(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナー画像が転写される転写定着部材と、前記転写定着部材上のトナー画像を加熱する加熱手段と、前記転写定着部材と対向してニップ部を形成する加圧部材とを備え、前記ニップ部を通過する転写材上に前記トナー画像を定着する転写定着装置において、
反射板と、前記反射板を介して前記転写材との接触直前の雰囲気温度を検知する非接触式温度検知手段とを備え、
前記非接触温度検知手段からの検知情報に基づき、前記トナー温度を制御することを特徴とする転写定着装置。
【請求項２】
前記反射板が、前記ニップ部よりも転写材搬送方向の上流側に配置された搬送ガイド部材の裏面で構成されていることを特徴とする請求項１記載の転写定着装置。
【請求項３】
前記反射板の反射率が８０％以上であることを特徴とする請求項１または２記載の転写定着装置。
【請求項４】
前記反射板の温度を検知する手段を備え、
反射板温度検知手段での検知温度に応じて前記非接触温度検知手段で検知された温度情報を補正することを特徴とする請求項１ないし３の何れかに記載の転写定着装置。
【請求項５】
前記非接触温度検知手段は、赤外線温度測定手段であることを特徴とする請求項１ないし４の何れかに記載の転写定着装置。
【請求項６】
前記非接触式温度検知手段は、装置本体に対して着脱可能に設けられていることを特徴とする請求項１ないし５の何れかに記載の転写定着装置。
【請求項７】
画像形成部で形成されたトナー画像を転写材に定着させることで複写物を得る画像形成装置において、
前記トナー画像を定着させる手段として請求項１ないし６の何れかに記載の転写定着装置を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
前記転写定着装置が画像形成装置本体に着脱可能に装着されていることを特徴とする請求項７記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真技術を利用した複写機、プリンタ、ＦＡＸ、これらの複合機等の画像形成装置の定着に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、像担持体上に現像手段により画像を形成し、その像担持体上の画像を１次転写手段により中間転写体へ１次転写し、さらに中間転写体上の画像を２次転写手段により転写材に２次転写し、用紙等の転写材上のトナー画像を定着手段により定着するような画像形成装置が広く知られている。現在市場で主流となっているのは、すべての工程を段階的に行う画像形成装置であるが、特許文献１、２に記載されているように、転写工程と定着工程を同時に行う、いわゆる転写定着工程を有する画像形成装置も知られている。このうち、前者は、中間転写体から転写材に２次転写定着を行うタイプのもので、後者は、中間転写体から転写定着部材に２次転写定着した後、転写定着部材から転写材に３次転写定着するタイプのものである。これらの技術において、画像を構成する部材としては、トナーと呼ばれる樹脂を主体とした帯電性の粉体を利用するのが一般的である。
【０００３】
このような電子写真方式による画像形成装置において、複写物の画像品質低下の一要因となるのは転写材への転写工程である。画像形成装置において転写材としては主に紙が用いられるが、紙といっても普通紙から厚紙まで厚みの異なるものや、表面が滑らかなものから粗いものまで様々な種類がある。特に、表面性の粗い紙においては、中間転写体が紙の表面性に追従できずに微小ギャップを形成してしまうため、微小ギャップ部分で異常放電が発生し、画像が正常に転写されずに、全体としてぼそぼその画像になり易いという不具合がある。
【０００４】
これに対し、転写定着工程を有する前記のような画像形成装置では、転写と定着を同時に行うため、表面性の粗い紙を使用しても画像品質の低下が起こり難いという利点を備えている。これは、転写と同時に熱を加えるため、熱によりトナーが軟化・溶融して粘弾性を帯びたブロック状の塊になるため、紙の微小ギャップ部分の画像も塊として転写され易いためである。このような利点から、転写定着手段を有する画像形成装置は、高画質達成に最適な手段といえる。
【０００５】
さらに、転写定着方式の利点として、通常の電子写真方式と異なり、転写定着部となるニップ部の手前において転写材に画像を構成する粉体が乗っていないため、転写定着部直前まで、通紙方向を狭く限定可能な搬送ガイドが設置可能であり、薄紙から厚紙など紙種によらず安定した搬送が可能となる。この結果、紙種対応性が広く、通紙詰まりの発生率が極端に少ない画像形成装置となり得る。
【０００６】
【特許文献１】特開平１０−６３１２１号公報
【特許文献２】特開２００４−１４５２６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
通常の電子写真方式の画像形成装置では、定着前で転写材には粉体のトナーが乗っているため、転写材を定着ニップに案内する搬送ガイド部材と粉体トナーとが接触して擦る事が無いように、転写材と搬送ガイド部材との間に十分な隙間を形成して通紙方向に案内している。このため、この隙間内での搬送中に転写材が不安定になり、転写材詰まりが発生し易くなってしまう傾向になり易い。
【０００８】
また、転写定着の熱効率を最大とするためには、転写材と粉体のトナーで形成された画像との接触直前にトナーを最高温度に加熱することが必要である。これは接触直前に高温で軟化した状態でトナー画像が転写材に圧接されることが定着強度を高められるからである。
【０００９】
このような画像形成装置においては、接触直前のトナー温度を検知し、その温度を制御することが画像の光沢や定着性を直接制御するために重要な要素となる。そこで、画像形成されたトナーの温度を如何にして検知するかという技術的課題が発生するが、接触方式で温度検知すると粉体のトナー画像が検知手段と接触して画像乱れや検知手段の摩耗の要因となる。
【００１０】
転写材にトナー画像が乗っていないので、トナー搬送ガイド部材を転写定着部（ニップ部）直前まで配置でき、転写材詰まりを低減できる反面、温度センサの配置が困難となる。このため、転写定着方式の画像形成装置では、転写定着ニップ部よりも転写材搬送方向上流側に位置する搬送ガイド部材と転写定着部材の間（近傍）での接触直前のトナー温度や、それに相関する温度を正確に測定することが重要な課題となる。
【００１１】
本発明は、転写材との接触直前のトナー温度あるいはそれと相関する温度を正確に測定可能な転写定着装置を提供することを、その目的とする。  
本発明は、転写材との接触直前のトナー温度あるいはそれと相関する温度を正確に測定可能であり、かつ耐久性に優れ良好な画像を得られる画像形成装置を提供することを、その目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するため、本発明に係る転写定着装置は、トナー画像が転写される転写定着部材と、転写定着部材上のトナー画像を加熱する加熱手段と、転写定着部材と対向してニップ部を形成する加圧部材とを備えている。そして、その特徴は、ニップ部を通過する転写材上に前記トナー画像を定着するものであり、反射板と、反射板を介して転写材との接触直前の雰囲気温度を検知する非接触式温度検知手段とを備え、非接触温度検知手段からの検知情報に基づき、トナー温度を制御することになる。
【００１３】
反射板としては、ニップ部よりも転写材搬送方向の上流側に配置された搬送ガイド部材の裏面で構成すると、反射板を単独で設ける場合よりも部品点数が増えずに済むので好まし。
【００１４】
反射板の反射率は、非接触式温度検知手段での検知精度に影響を及ぼすため、反射率は８０％以上であるのが好ましい。
【００１５】
反射板自体が発熱すると、正確な温度検知が難しくなるので、反射板温度検知手段を備え、反射板温度検知手段の検知温度に応じて非接触温度検知手段で検知された温度情報を補正するのが好ましい。
【００１８】
非接触温度検知手段は非接触とすることでその耐久性が向上するので、廃棄物の低減を考慮すると、非接触温度検知手段は装置に対して着脱自在に設けるのが好ましい。
【００１９】
本発明に係る、画像形成部で形成されたトナー画像を転写材に定着させることで複写物を得る画像形成装置は、トナー画像を定着させる手段として上記何れかに記載の転写定着装置を有することを特徴としている。
【００２０】
上記画像形成装置において、交換性や作業性交換性を考慮すると、転写定着装置を画像形成装置本体に着脱可能に装着するのが好ましい。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、反射板と、反射板を介して転写材との接触直前の雰囲気温度を検知する非接触式温度検知手段とを備え、画像と接触することなく転写材との接触直前のトナー温度を正確に測定することができるとともに、耐久性に優れ良好な画像を得られる。
【００２２】
本発明によれば、ニップ部よりも転写材搬送方向の上流側に配置された搬送ガイド部材の裏面で反射板を構成するので、反射板を搬送ガイド部材と個別に設ける場合に比べて部品点数を低減することができ、構造の簡素化と低コスト化を図ることができる。
【００２３】
本発明によれば、反射板の反射率を８０％以上としたので、非接触式温度検知手段とによる温度検知精度をより高めることができる。
【００２４】
本発明によれば、反射板温度検知手段での検知温度に応じて非接触温度検知手段で検知された温度情報を補正するので、非接触温度検知手段による温度検知制度をより高めることができる。
【００２５】
本発明によれば、非接触温度検知手段が装置本体に対して着脱可能に設けられているので、転写定着装置とは個別に交換可能となり、ランニングコストを低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。図１を用いて画像形成装置としてのタンデム型のカラー複写機の構成及び動作の概要を説明する。符号１で示すカラー複写機は、装置本体中央部に位置する画像形成部１Ａと、画像形成部１Ａの下方に位置する給紙部１Ｂと、画像形成部１Ａの上方に位置する図示しない画像読取部を有している。本形態においてカラー複写機１は、線速２００ｍｍ／ｓで作像可能に構成されている。
【００２８】
画像形成部１Ａには、水平方向に延びる転写面を有する中間転写体としての中間転写ベルト２が配置されている。中間転写ベルト２の上面には、色分解色と補色関係にある色の画像を形成するための構成が設けられている。すなわち、補色関係にある色のトナー（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）による像を担持可能な像担持体としての感光体３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋが中間転写ベルト２の転写面に沿って並置されている。
【００２９】
感光体３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋはそれぞれ同じ方向（反時計回り方向）に回転可能なドラムで構成されており、その周りには、回転過程において画像形成処理を実行する帯電装置４、光書き込み手段としての書き込み装置５、現像装置６、１次転写装置７、及びクリーニング装置８がそれぞれ配置されている。各符号に付記しているアルファベットは、感光体３と同様、トナーの色別に対応している。各現像装置６には、それぞれのカラートナーが収容されている。
【００３０】
中間転写ベルト２は、従動ローラ９、１０及び駆動ローラ１１に掛け回されて感光体３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋとの対峙位置において同方向に移動可能な構成を有している。駆動ローラ１１と対向する位置には、中間転写ベルト２の表面をクリーニングするクリーニング装置１２が設けられている。 
感光体３Ｙの表面が帯電装置４により一様に帯電され、画像読取部からの画像情報に基づいて感光体３Ｙ上に静電潜像が形成される。該静電潜像はイエローのトナーを収容した現像装置６Ｙによりトナー像として可視像化され、該トナー像は所定のバイアスが印加される１次転写装置７Ｙにより中間転写ベルト２上に１次転写される。他の感光体３Ｍ、３Ｃ、３Ｂでもトナーの色が異なるだけで同様の画像形成がなされ、それぞれの色のトナー像が中間転写ベルト２上に順に転写されて重ね合わせられる。転写後、各感光体上に残留したトナーはそれぞれのクリーニング装置により除去される。また、転写後、各感光体の表面は、図示しない除電ランプによりその電位が初期化され、次の作像工程に備えられる。
【００３１】
従動ローラ９の近傍には、定着装置２０が設けられている。定着装置２０は、画像形成装置本体に着脱可能に装着されている。定着装置２０は、中間転写ベルト２上の画像としての未定着トナー像が転写される転写定着部材としての転写定着ベルト２２と、転写定着ベルト２２と対向配置されてニップ部Ｎ（以下、ニップ部又は転写ニップ部ともいう）を形成する加圧部材又は対向部材としての加圧ローラ２４を有している。
【００３２】
転写定着ベルト２２はアルミニウム等の金属で形成されており、その表面には離型層がコーティングされている。転写定着ベルト２２は、転写定着ローラ２３を含む複数のローラの外周面に巻き掛けられていて、図１において反時計周りに移動するように構成されている。転写定着ベルト２２は中間転写ベルト２に対してトナーの厚み程度あるいはそれよりも小さい間隔をおいて配置されている。転写定着ベルト２２の内側空間には、転写定着ベルト２２上の画像を加熱する加熱手段としてのハロゲンヒータ２１と、ヒータの熱を反射する断面Ｕ字状の反射部材２５が設けられている。反射部材２５は、その開口側がニップ部Ｎよりも転写材搬送方向の上流側に位置する転写定着ベルト２２に対向していて、ハロゲンヒータ２１からの熱をニップ部導入前の転写定着ベルト２２に案内している。本形態では、ハロゲンヒータ２１が転写定着ローラ２３内に配置されていないので、すなわち、転写定着ローラ２３が加熱ローラとして機能しないので、転写定着ベルト２２は転写定着ローラ２３との接触時間が短い程、転写定着ローラ２３に奪われる熱量が少なくなり、効率的な転写定着が可能となる。加熱手段としてはハロゲンヒータ２１に代表される輻射式ヒータではなく、周知の誘導加熱等の手段を用いても無論構わない。
【００３３】
ニップ部Ｎよりも転写材搬送方向の上流側には、板状の搬送ガイド部材２６、２７が配置されている。搬送ガイド部材２６、２７は転写定着特有でトナー画像が乗っていない転写材としての用紙Ｐをニップ部Ｎへ向かって案内するものである。搬送ガイド部材２６、２７は、ニップ部Ｎに向かうに従いその間隔が狭まるように先細りに配置されている。搬送ガイド部材２６は用紙Ｐの転写面側となる転写定着ベルト２２側に配置され、搬送ガイド部材２７は、加圧ローラ２４側に配置されている。
【００３４】
給紙部１Ｂは、用紙Ｐを積載収容する給紙トレイ１４と、給紙トレイ１４内の用紙Ｐを最上のものから順に１枚ずつ分離して給紙する給紙コロ１５と、給紙された用紙Ｐを搬送する搬送ローラ対１６と、用紙Ｐが一旦停止され、斜めずれを修正された後転写定着ベルト２２上の画像の先端と搬送方向の所定位置とが一致するタイミングでニップＮに向けて送り出されるレジストローラ対１７を有している。 
感光体３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋから中間転写ベルト２上に１次転写されたトナー像Ｔ（以下、単にトナーともいう）は、図示しないバイアス印加手段により駆動ローラ１１に印加されるバイアス（ＡＣ、パルスなどの重畳を含む）により転写定着ベルト２２に静電気力で２次的に転写される。 
このような定着装置２０の構成においては、中間転写ベルト２と転写定着ベルト２２がトナーＴを介してしか接触しないため、中間転写ベルト２が転写定着ベルト２２により加熱されることが低減する。このため、中間転写ベルト２からの熱による感光体３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋ等の劣化が抑えられ、長寿命化を図ることができる。中間転写ベルト２と転写定着ベルト２２の隙間は、トナー層Ｔの厚みよりも大きく設定してもよい。この場合、転写定着ベルト２２からの熱伝達がより低減するので、中間転写ベルト２の加熱をさらに抑制でき、感光体３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋ等の一層の長寿命化を実現できる。また、中間転写ベルト２に熱を奪われないので省エネルギーとなる。但し、熱的には安定するが、トナーＴの転写飛距離が長くなるため画質の低下を伴う懸念がある。このため、中間転写ベルト２と転写定着ベルト２２の隙間は、実験等により最適値を設定することが望ましい。
【００３５】
中間転写ベルト２と転写定着ベルト２２との間には、転写定着ベルト２２から中間転写ベルト２への熱放射（熱移動）を抑制する熱遮蔽部材又は熱移動抑止部材として機能する断熱プレート１８が設けられている。断熱プレート１８は、中間転写ベルト２から転写定着ベルト２２への２次転写を阻害しない状態で中間転写ベルト２への熱放射を極力抑えるように、開口部１８Ａを有する形状に形成されており、図示しない定着装置本体、画像形成装置本体のいずれの側に設けてもよい。つまり、断熱プレート１８は、中間転写ベルト２から転写定着ベルト２２へのトナー像Ｔの転写部の上流側から下流側に掛けて配置されている。そして、転写部近傍に開口部１８Ａが形成されていて、中間転写ベルト２と転写定着ベルト２２とが互いに対面するように構成されている。
【００３６】
熱移動抑止部材としては、放射率の低い金属光沢を有する板状のものが好ましく、特に２枚の金属シートを微小空隙又は断熱材を挟んで配置すると優れた効果が得られる。また、ノートパソコンに搭載される中央処理装置（ＣＰＵ）の冷却用に用いられるマイクロヒートパイプ構造を内包する薄板を用いてもよい。この場合、熱移動抑止部材を低温に保ち熱移動を抑制することができるので好ましい。
【００３７】
図１に示す実施形態では、中間転写ベルト２の転写定着ベルト２２に対する転写部（転写定着ベルト２２との対向部）と、最も上流側の感光体３Ｂに対する転写部との間に中間転写ベルト２の熱を奪う冷却部材としての冷却ローラ２１０が設けられている。冷却ローラ２１０は熱伝導率の高い材料で形成されており、中間転写ベルト２に接触して従動回転する。本実施形態では断熱プレート１８と冷却ローラ２１０を同時に設ける構成としたが、何れか一方を設ける構成であってもよい。本実施形態によれば、中間転写ベルト２の温度を低減でき、中間転写ベルト２側の熱劣化を抑制できる。また、転写定着部材となる転写定着ベルト２２の設計上の自由度を大きくすることができる。
【００３８】
中間転写ベルト２から転写定着ベルト２２に転写されたトナー像Ｔはニップ部Ｎで用紙Ｐに定着されるまで、転写定着ベルト２２上において、単独でハロゲンヒータ２１から発せられる熱で加熱される。このため、ニップ部Ｎへの導入前にトナーＴのみを予め加熱する過程を十分に得られるため、トナーＴと用紙Ｐを同時に加熱する従来方式に比べて加熱温度を低くできる。実験の結果、転写定着ベルト２２の温度は１１０〜１２０℃の低温でも十分な画質が得られることが確認された。
【００３９】
上述のように、従来のカラー画像形成装置では十分な光沢を得るために用紙Ｐによる温度低下を考慮して白黒画像形成装置に比べて１．５倍程度の熱量を与えていた。このため、用紙Ｐが必要以上に加熱されるとともにトナーと用紙の密着性も必要以上に高められていた。しかし、本実施形態では、用紙Ｐによる温度低下を考慮せずに十分な光沢を得るための温度を独立に設定できるので、転写定着ベルト２２の温度（定着設定温度）を低くできる。また、用紙Ｐはニップ部Ｎのみで加熱されるので、過剰に加熱されず、トナーＴと用紙Ｐの密着性も必要以上に高められることがなく、ニップ部Ｎ通過時や通過後の用紙巻付きを低減することができ、定着装置でのジャムを少なくすることができる。
【００４０】
図１に示す構成によると、低温定着が可能となるので、ウォームアップ時間（ハロゲンヒータ２１への通電時間）を短くでき、省エネルギー性を向上させることができる。また、中間転写ベルト２への熱移動を抑制できるので耐久性を向上させることができる。中間転写ベルトの温度を低減でき、中間転写ベルト側の熱劣化を抑制できる。
【００４１】
以上のように、定着装置２０はそれ自体が未定着トナー像の被転写機能を有するものであり、未定着トナー像を保持した用紙を単に加熱・加圧する従来の定着装置に対し、「転写定着装置」として位置付けられるものである。
【００４２】
図２は、画像形成装置の別な形態を示すものである。この形態は、定着装置関連の構成と用紙Ｐの通紙方向が異なる以外は図１に示す画像形成装置と同一構成とされている。以下、図１に示す画像形成装置と同一構成については同一符号を付し、その説明は省略し、異なる構成を中心説明する。
【００４３】
図２に示す画像形成装置では、転写定着装置２００に転写定着ベルト２２は用いずに、加圧ローラ２４を中間転写ベルト２に対して断熱プレート１８の開口部１８Ａから臨ませて対向配置して、中間転写ベルト２との間にニップ部Ｎを形成している。無論、中間転写ベルト２と加圧ローラ２４の外周面との間に、トナー層の厚み程度、それ以下あるいは厚み以上の隙間が形成されるように、加圧ローラ２４と中間転写ベルト２との相対的な位置関係が決められている。このため、本形態において、中間転写ベルト２は中間転写体であり、転写定着部材としても機能する。すなわち、転写定着装置２００は、中間転写ベルト２、加圧ローラ２４、ハロゲンヒータ２１及び反射部材２５などの基本構成を備えている。
【００４４】
本形態において、ハロゲンヒータ２１及び反射部材２５は、中間転写ベルト２の内側に配置されている。そして反射部材２５は、その開口側がニップ部Ｎよりも転写材搬送方向の上流側に位置する従動ローラ９，１０の間に位置する中間転写ベルト２に対向していて、ハロゲンヒータ２１からの熱をニップ部導入前の中間転写ベルト２に案内している。本形態において、ニップ部Ｎの上流側に位置する断熱プレート１８の一部は反射部材２５の開口側と対向配置されている。
【００４５】
搬送ガイド部材２６、２７は、ニップ部Ｎに向かうに従いその間隔が狭まるように先細りに配置されている。搬送ガイド部材２６は用紙Ｐの転写面側となる中間定着ベルト２側に配置され、搬送ガイド部材２７は加圧ローラ２４側に配置されている。
【００４６】
このため、中間転写ベルト２に転写されているトナー像Ｔは、ニップ部の上流側でハロゲンヒータ２１からの熱により加熱される。加熱されたトナー像Ｔは、そのままニップ部Ｎに向かって移動するが、ニップ部Ｎで用紙Ｐに定着されるまで、転写定着ベルト２２上において単独でハロゲンヒータ２１から発せられる熱で加熱される。このため、ニップ部Ｎへの導入前にトナーＴのみを予め加熱する過程を十分に得られるため、トナーＴと用紙Ｐを同時に加熱する従来方式に比べて加熱温度を低くできる。
【００４７】
ニップ部Ｎに向けて移動するトナー像Ｔは、レジストローラ１７によって送り出された用紙Ｐとニップ部直前で出会い、ニップ部Ｎに導入されて用紙Ｐに定着される。
【００４８】
このような構成としても、図１に示す形態同様に、用紙Ｐによる温度低下を考慮せずに十分な光沢を得るための温度を独立に設定できるので、中間転写ベルト２の温度（定着設定温度）を低くできる。また、用紙Ｐはニップ部Ｎのみで加熱されるので、過剰に加熱されず、トナーＴと用紙Ｐの密着性も必要以上に高められることがなく、ニップ部Ｎ通過時や通過後の用紙巻付きを低減することができ、定着装置でのジャムを少なくすることができる。また、低温定着が可能となるので、ウォームアップ時間（ハロゲンヒータ２１への通電時間）を短くでき、省エネルギー性を向上させることができる。また、中間転写ベルト２を定着前においてのみ加熱するように構成したので、過度な温度上昇を抑制でき、中間転写ベルト側の熱劣化を抑制することができる。
【００４９】
次に、本発明の特徴的な構成について説明する。  
（第１の実施形態）
図３は、図１に示す定着装置２０が、反射板３１と、反射板３１を介して用紙Ｐとの接触直前のトナー画像Ｔの温度を検知する非接触式温度検知手段としての赤外線温度測定手段３２とを備えた形態を示す。反射板３１は、ニップ部Ｎよりも転写材搬送方向の上流側に配置されて、赤外線温度測定手段３２は反射板３１よりもさらに上流側に位置するように配置されている。本形態において、反射板３１は搬送ガイド部材２６における転写定着ベルと２２との対向面に装着され、赤外線温度測定手段３２は定着装置２０の図示しない側版などの基材に装着されている。
【００５０】
赤外線温度測定手段３２は、制御手段４０に電気的に接続されていて、ニップ部直前の雰囲気温度を検知し、その検知信号となる温度情報ｔを制御手段４０に入力している。制御手段４０は、ＣＰＵ７やメモリ等を備えた周知のコンピュータで構成されている。制御手段４０の図示しないメモリには、所定の定着温度情報ｔ１が記憶されているとともに、赤外線温度測定手段３２から入力される温度情報ｔに基づき、トナー画像Ｔの温度を制御する制御プログラムが記憶されている。
【００５１】
このような構成の制御手段４０による温度制御を図４に示すフローチャートに沿って説明する。図５に示すフローチャートは画像形成装置のメイン制御のサブルーチンとして機能する。図４のステップＡ１では、画像形成装置の動作状態が確認され、動作している場合にはステップＡ２に進んでハロゲンヒータ２１に通電を開始する。そして、ステップＡ３において赤外線温度測定手段３２からの温度情報ｔを取り込み、ステップＡ４において、温度情報ｔと定着温度情報ｔ１とを比較する。そして、温度情報ｔが定着温度情報ｔ１になるまでは、立ち上がり重視でハロゲンヒータ２１に対する通電量を多くする。そして、温度情報ｔが定着温度情報ｔ１となると、通電量や通電時間をセーブして温度情報ｔが定着温度情報ｔ１を維持するようにハロゲンヒータ２１の発熱量を制御する。
【００５２】
本形態において、赤外線温度測定手段３２はサーモパイルであり、これには株式会社キーエンス社製のＦＴ−Ｈ１０を用いた。これは応答性が１０ｍｓと極めて高いものである。また、反射板３１は赤外線の反射率が高いドイツ、アラノッド社製の「ＭＩＲＯ」を搬送ガイド部材２６に貼り付けて用いた。ＭＩＲＯは、アルミ基板上に増反射金属酸化物層を蒸着により形成したもので、５μｍまでの赤外線領域でも８７％以上の反射率を示す事を確認した。赤外線温度測定手段３２では、図３に矢印で示す加圧ローラ２３の表面から出て反射板３１で反射された赤外線を検知するものと考えられる。
【００５３】
このような構成において、定着温度情報ｔ１を１５０℃に設定して温度制御を行った場合の、用紙Ｐに定着されるトナー画像の作像実験を行った。作像実験に用いたトナーは、株式会社リコー複写機ＩＰＳｉＯ  ＣＸ９８００用ＰｘＰトナーである。このトナーを用いて用紙Ｐに定着されたトナー画像を測定したところ、６０度光沢が１５％程度で光沢ムラのない画像が得られた。
また、温度検知の精度を確認するため、図４に示すように、加圧ローラ２４および搬送ガイド部材２７を装置から除去して、加圧ローラ側からニップ部Ｎの直前付近を赤外線サーモグラフィ５０で確認をしたところ、赤外線温度測定手段３２（サーモパイル）と赤外線サーモグラフィ５０の示す温度は２．５℃以内の誤差であった。このため、反射板３１はニップ部Ｎ直前の赤外線を反射し、この反射された赤外線を赤外線温度測定手段３２が検出しているものと考えられる。
【００５４】
本形態では赤外線温度計測手段３２で検出されたニップ部直前の雰囲気温度をトナー温度と見做している。これは、トナー像はニップ部Ｎの手前で余熱されているとともに、赤外線温度計測手段３２の応答速度が早いため、用紙Ｐの通過する際の雰囲気温度、つまり、ニップ部直前の空間温度とニップ直前のトナー温度とが近似値となると考えられるからである。
【００５５】
このように非接触式の赤外線温度計測手段３２を用いてニップ部直前に配置した反射板３１で反射された赤外線を測定することで、ニップ部直前の雰囲気温度やトナー温度を正確に検知することができる。また、赤外線温度計測手段３２が用紙Ｐと接触しないので、センサの磨耗のおそれやトナー画像が乱れることがなく、耐久性に優れ良好な画像を得ることができる。
（第２の実施形態）
第１の実施形態では、搬送ガイド部材２６と反射板３１とを個別に構成し、反射板３１を搬送ガイド部材２６に装着したが、図６に示すように、ニップ部Ｎよりも転写材搬送方向の上流側に配置した転写定着ベルト２２と対向する搬送ガイド部材２６０の裏面２６０Ａに金蒸着を施し、反射板３１Ａを構成しても良い。搬送ガイド部材２６０は材質をことにする以外は搬送ガイド部材２６と同一とした。搬送ガイド部材２６０はガラス製であり、その一方の面２６０Ａに金蒸着が施された。このときの反射率は８０％あった。
このような構成において、温度検知の精度を確認するため、図４と同様に、加圧ローラ２４および搬送ガイド部材２７を装置から除去して、加圧ローラ側からニップ部Ｎの直前付近を赤外線サーモグラフィ５０で確認をしたところ、赤外線温度測定手段３２（サーモパイル）と赤外線サーモグラフィ５０の示す温度は、第１の実施形態とほぼ同じで、画像・温度確認結果とも有意な差はなかった。
（第３の実施形態）
この形態では、反射板にアカオアルミ株式会社製の光輝アルミ材ＢＭを用いた。この材料は、電解研磨や化学研磨処理によって高い可視光反射率を示すものであり、装飾や照明反射板に用いられている。これは５μｍまでの赤外線領域では反射率５０％であった。この場合は画像の光沢ムラが若干生じ、また、赤外線温度計測手段３２と赤外線サーモグラフィ５０による温度確認結果は、１０℃の差が見られた。図２に示した画像形成装置においても、第１の実施形態から第３の実施形態と同様な確認を行ったが、結果は各形態と同様であった。
（第４の実施形態）
ところで、これら各実施形態で、１０分以上連続で作像実験を行うと、徐々に光沢が上昇することがわかった。これは温度確認の結果、赤外線温度測定手段３２（サーモパイル）による検知温度が実際より１０℃ほど低くなっていた。この原因として、各反射板が温度上昇したことが考えられ、反射板の温度測定を行ったところ、１００℃近傍からその影響が強いことがわかった。つまり、赤外線によって各反射板が加熱され、赤外線温度測定手段３２（サーモパイル）が各反射板で反射されるニップ部直前の赤外線よりも反射板そのものから発せられる赤外線を検知する傾向が強くなるためだと考えられる。
【００５６】
そこで、本形態では、図７に示すように、各反射板の温度を検知する反射板温度検知手段としてサーミスタ５０を備え、このサーミスタ５０での検知温度に応じて赤外線温度測定手段３２（サーモパイル）で検知された温度情報を制御手段４０で補正するようにした。サーミスタ５０は、各反射板に接触するように配置し、反射板の温度を直接検知する。
【００５７】
温度誤差は、反射板が１００℃近傍からその影響が強く出ることが判明していることから、制御形態としては、制御手段４０のメモリにサーミスタ５０の検知温度と補正温度情報とで作成したマップを記憶魅しておき、サーミスタ５０で検知された温度が１００℃になると、所定の値だけ赤外線温度測定手段３２（サーモパイル）による検知温度を上昇補正する。このときの補正係数は、サーミスタ５０の検知温度が１００℃以上の一定割合で上昇する毎に一定温度幅で上昇するようにしても良いし、温度上昇に伴い段階的に補正係数を大きく、すなわち、補正温度幅を大きくするようにしても良い。
【００５８】
このように、赤外線温度測定手段３２（サーモパイル）で検知された温度をサーミスタ５０で検知された温度に応じて補正することで、連続作像時の温度検出を安定することができる。この傾向は各反射板の反射率が低いものほど大きかった。これは、反射率の低い反射板が、反射率の高いものに比べて、ニップ部直前の雰囲気温度により加熱され易いからである。また、反射率の低い反射板は、反射率の高いものよりも早期に温度上昇されることになるので、連続作像する場合、温度誤差が早い時期から発生するが、このような温度補正制御を実行することで、早期に赤外線温度測定手段３２（サーモパイル）で検知される温度を補正でき、安定した温度検知を行える。
（参考例）
図８は、ニップ部Ｎよりも転写材搬送方向の上流側に配置された搬送ガイド部材２６と転写定着ベルト２２とによって形成されるくさび形の空間６０における転写定着ベルト２２の表面近傍に、非接触式の温度測定素子となる熱電対３３を配置した形態を示す。
【００５９】
熱電対３３はＫ型熱電対で、線径は異種合金接続部近辺１０ｍｍで３０μｍと極細いものを用いて、応答性を高くした。この熱電対３３を用いた装置を第１の実施形態と同様に、株式会社リコー複写機ＩＰＳｉＯ  ＣＸ９８００用ＰｘＰトナーを用いたで作像実験したところ、画像の光沢ムラのない画像が得られた。また、赤外線温度測定手段３２（サーモパイル）による温度検知と赤外線サーモグラフィ５０による温度検知の確認の結果は、７℃の差が見られた。同様の作像実験を熱電対３３の線径を変えて行ったところ、８０μｍ程度までは利用可能であることが確認できた。しかし、１００μｍを越えると応答性が明らかに劣る結果となった。このような応答性の劣化はニップ部直前の温度の検知遅れにつながるので、応答性を考慮すると、熱電対３３の線径は３０μｍ以上１００μｍ未満が好ましいと言える。
（比較例4）
図９に示すように、熱電対３３を用いた装置構成において、搬送ガイド部材２６を装置から外して、作像実験したところ、画像の光沢ムラが生じ、赤外線温度測定手段３２（サーモパイル）による温度検知と赤外線サーモグラフィ５０による温度検知の確認の結果に３０℃の差が見られた。
（比較例５）
図１０に示すように搬送ガイド部材２６に複数の孔２６ａを穿孔し、作像実験したところ、画像の光沢ムラが生じ、赤外線温度測定手段３２（サーモパイル）による温度検知と赤外線サーモグラフィ５０による温度検知の確認の結果に、２０℃の差が見られた。
今回のように低熱容量な線状の温度測定素子を転写定着ベルト２２の表面近傍に配置するものは知られているが、転写定着ベルト２２の移動に伴う表層付近の空気の流れによっては温度精度が劣化する点が課題としてあり、実際には使われていない。このことと比較例の結果から、搬送ガイド部材２６と転写定着ベルト２２が形成するくさび形の空間６０部分が高温の空気を常に熱電対３３に導くものと想定された。
第４の実施形態の連続通紙時もやはり、搬送ガイド部材２６の温度上昇により誤差が生じたが、図７に示す形態と同様に反射板３１にサーミスタ５０を取り付け、その検知温度により赤外線温度測定手段３２（サーモパイル）の検知温度の補正を行うことで、連続作像時の温度検知を安定して行うことができるようになった。
上記何れの実施形態において、赤外線温度測定手段３２や熱電対３３は、転写定着装置２０と一体的に設けても良いが、これら装置に対して個別に設けて着脱可能に設けてもよい。このような構成とすると、非接触式であるので磨耗損耗などがなく、耐久性が良くなると共に。転写定着装置２０と別々に交換することができ、ユーザのランニングコスト低減に寄与することができる。
本発明に用いるトナー結着樹脂としては、特性を満足するものであれば、上記トナー以外に以下の組成のものを使用することができる。  
例えば、ポリエステル、ポリスチレン、ポリｐ−クロロスチレン、ポリビニルトルエンなどのスチレン及びその置換体の単重合体；スチレン−ｐ−クロロスチレン共重合体、スチレン−プロピレン共重合体、スチレン−ビニルトルエン共重合体、スチレン−ビニルナフタリン共重合体、スチレン−アクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリル酸エチル共重合体、スチレン−アクリル酸ブチル共重合体、スチレン−アクリル酸オクチル共重合体、スチレン−メタクリル酸メチル共重合体、スチレン−メタクリル酸エチル共重合体、スチレン−メタクリル酸ブチル共重合体、スチレン−α−クロルメタクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合体、 スチレン−ビニルメチルエーテル共重合体、スチレン−ビニルエチルエーテル共重合体、スチレン−ビニルメチルケトン共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレンーイソプレン共重合体、スチレン−アクリロニトリル−インデン共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体、スチレン−マレイン酸エステル共重合体などのスチレン系共重合体が挙げられる。
【００６０】
下記の樹脂を混合して使用することもできる。ポリメチルメタクリレート、ポリブチルメタクリレート、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリウレタン、ポリアミド、エポキシ樹脂、ポリビニルブチラール、ポリアクリル酸樹脂、ロジン、変性ロジン、テルペン樹脂、フェノール樹脂、脂肪族叉は脂環族炭化水素樹脂、芳香族系石油樹脂、塩素化パラフィン、パラフィンワックスなどが挙げられる。
【００６１】
この中で特に、ポリエステル樹脂を含有していることが十分な定着性を得るために、好ましい。特に結晶性ポリエステル樹脂は、紙接触前に融点以上に加熱することで十分に軟化溶融し、定着強度とともに色再現性の高い画像形成が可能となる。ポリエステル樹脂は、アルコールとカルボン酸との縮重合によって得られるが、用いられるアルコールとはポリエチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、１，２−プロピレングリコール、１，３−プロピレングリコール、１，４−ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、１，４−ブテンジオール等のジオール類、１，４−ビス（ヒドロキシメチル）シクロヘキサン、ビスフェノールＡ、水素添加ビスフェノールＡ、ポリエキシエチレン化ビスフェノールＡ、ポリオキシプロピレン化ビスフェノールＡ等のエーテル化ビスフェノル類、これらを炭素数３〜２２の飽和もしくは不飽和の炭化水素基で置換した２価のアルコール単体、その他の２価のアルコール単体を挙げることができる。
【００６２】
また、ポリエステル樹脂を得るために用いられるカルボン酸としては、例えばマレイン酸、フマール酸、メサコン酸、シトラコン酸、イタコン酸、グルタコン酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、シクロヘキサンジカルボン酸、コハク酸、アジピン酸、セバチン酸、マロン酸、これらを炭素数３〜２２の飽和もしくは不飽和の炭化水素基で置換した２価の有機酸単量体、これらの酸無水物、低級アルキルエステルとリノレイン酸の２量体、その他の２価の有機酸単量体を挙げることができる。
【００６３】
バインダー樹脂として用いるポリエステル樹脂を得るためには、以上の２官能性単量体のみによる重合体のみでなく、３官能以上の多官能性単量体による成分を含有する重合体を用いることも好適である。かかる多官能性単量体である３価以上の多価アルコール単量体としては、例えばソルビトール、１，２，３，６−ヘキサンテトロール、１，４−サルビタン、ペンタエスリトール、ジペンタエスリトール、トリペンタエスリトール、蔗糖、１，２，４−ブタントリオール、１，２，５−ペンタントリオール、グリセロール、２−メチルプロパントリオール、２−メチル−１，２，４−ブタントリオール、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、１．３．５−トリヒドロキシメチルベンゼン、その他を挙げることができる。
【００６４】
また３価以上の多価カルボン酸単量体としては、例えば１，２，４−ペンゼントリカルボン酸、１，２，５−ペンゼントリカルボン酸、１，２，４−シクロヘキサントリカルボン酸、２，５，７−ナフタレントリカルボン酸、１，２，４−ナフタレントリカルボン酸、１，２，４−ブタントリカルボン酸、１，２，５−ヘキサントリカルボン酸、１，３−ジカルボキシル−２−メチル−２−メチレンカルボキシプロパン、テトラ（メチレンカルボキシル）メタン、１，２，７，８−オクタンテトラカルボン酸、エンボール３量体酸、これらの酸無水物、その他を挙げることができる。
【００６５】
本発明に用いるトナーには、転写定着時の転写定着部材表面でのトナーの離型性を向上する目的で、離型剤を含有させることが出来る。離型剤として、公知のものが全て使用できるが、特に脱遊離脂肪酸型カルナウバワックス、モンタンワックス及び酸化ライスワックス、エステルワックスを単独又は組み合わせて使用する事ができる。カルナウバワックスとしては、微結晶のものが良く、酸価が５以下であり、トナーバインダー中に分散した時の粒子径が１μｍ以下の粒径であるものが好ましい。モンタンワックスについては、一般に鉱物より精製されたモンタン系ワックスを指し、カルナウバワックス同様、微結晶であり、酸価が５〜１４であることが好ましい。酸化ライスワックスは、米ぬかワックスを空気酸化したものであり、その酸価は１０〜３０が好ましい。各ワックスの酸価が各々の範囲未満であった場合、低温定着温度が上昇し低温定着化が不十分となる。逆に酸価が各々の範囲を超えた場合、コールドオフセット温度が上昇し低温定着化が不十分となる。ワックスの添加量としてはバインダー樹脂１００重量部に対して１〜１５重量部、好ましくは３〜１０重量部の範囲で用いられる。１重量部未満では、その離型効果が薄く所望の効果が得られにくい。又１５重量部を超えた場合はキャリアへのスペントが顕著になる等の問題が生じた。
【００６６】
トナーに帯電を付与する目的で、帯電制御剤を含有させることができる。帯電制御剤としては、従来公知のものが全て使用できる。正帯電制御剤としては、ニグロシン、塩基性染料、塩基性染料のレーキ顔料、四級アンモニウム塩化合物他等が挙げられ、負帯電制御剤としては、モノアゾ染料の金属塩、サリチル酸、ナフトエ酸、ダイカルボン酸の金属錯体他等が挙げられる。本極性制御剤の使用量は、バインダー樹脂の種類、必要に応じて使用される添加剤の有無、分散方法を含めたトナー製造方法によって決定されるもので、一義的に限定されるものではないが、バインダー樹脂１００重量部に対して０．０１〜８重量部、好ましくは０．１〜２重量部の範囲で用いられる。０．０１重量部未満では、環境変動時における帯電量Ｑ／Ｍの変動に対しその効果が小さく、７重量部を超えると低温定着性が劣る結果となる。
【００６７】
使用される含金属モノアゾ染料としては、含クロムモノアゾ染料、含コバルトモノアゾ染料、含鉄モノアゾ染料を単独もしくは組み合わせて使用する事ができる。これらを添加する事により、現像剤中における帯電量Ｑ／Ｍの立ち上がり（飽和までの時間）がより優れたものとなる。使用量としては、前記極性制御剤同様にバインダー樹脂の種類、必要に応じて使用される添加剤の有無、分散方法を含めたトナー製造方法によって決定されるもので、一義的に限定されるものではないが、バインダー樹脂１００重量部に対して０．１〜１０重量部、好ましくは１〜７重量部の範囲で用いられる。０．１重量部未満では、その効果が薄く、１０重量部を超えると帯電量の飽和レベルが低下する等の欠点が生じる。
【００６８】
また、カラートナーには、サリチル酸誘導体の金属塩を用いる事が特に好ましいが、必要に応じてカラートナーの色調を損なう事のない透明もしくは白色の物質を添加して、トナーの帯電性を安定的に付与する事が出来る。具体的には、有機ホウ素塩類、含フッ素四級アンモニウム塩類、カリックスアレン系化合物等が用いられるが、これらに限られるものではない。
【００６９】
着色剤としては、トナー用として公知のものがすべて使用できる。黒色の着色剤としては、例えば、カーボンブラック、アニリンブラック、ファーネスブラック、ランプブラック等が使用できる。シアンの着色剤としては、例えば、フタロシアニンブルー、メチレンブルー、ビクトリアブルー、メチルバイオレット、アニリンブルー、ウルトラマリンブルー等が使用できる。マゼンタの着色剤としては、例えば、ローダミン６Ｇレーキ、ジメチルキナクリドン、ウォッチングレッド、ローズベンガル、ローダミンＢ、アリザリンレーキ等が使用できる。イエローの着色剤としては、例えば、クロムイエロー、ベンジジンイエロー、ハンザイエロー、ナフトールイエロー、モリブデンオレンジ、キノリンイエロー、タートラジン等が使用できる。本発明に用いるトナーに用いられる着色剤は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック各色のトナーを得ることが可能な染料および顔料が使用できる。例えば、カーボンブラック、ランプブラック、群青、アニリンブルー、フタロシアニンブルー、フタロシアニングリーン、ハンザイエローＧ、ローグミン６Ｇ、レーキ、カルコオイルブルー、クロムイエロー、キナクリドン、ベンジジンイエロー、ローズベンガル、トリアリルメタン系染料などの染顔料など、従来公知のいかなる染顔料をも単独あるいは混合して使用できる。
【００７０】
また、外添加剤として、トナーの流動性を向上させる目的で、シリカ、酸化チタン、アルミナ、など、更に必要に応じて脂肪酸金属塩類やポリフッ化ビニリデン等を添加しても良い。特に転写定着はトナーを十分に加熱することが可能なため、サブミクロンの大粒径シリカなどの添加剤を比較的多量に用いても定着性、定着温度に影響を与えないため、流動性・転写性を考慮した外添処方が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】本発明の画像形成装置の一形態を示す概略構成図である。
【図２】本発明の画像形成装置の別な形態を示す概略構成図である。
【図３】反射板と非接触式温度検知手段とを備えた転写定着装置の構成を示す拡大図である。
【図４】ニップ部の直前付近の温度を赤外線サーモグラフィで測定する際の図である。
【図５】制御手段による温度制御の一形態を示すフローチャートである。
【図６】本発明の転写定着装置の第２の実施形態を示す概略構成図である。
【図７】反射板の温度を検知する反射板温度検知手段を備えた転写定着装置の概略構成図である。
【図８】非接触式の温度測定素子を備えた転写定着装置の概略構成図である。
【図９】図８のニップ部の直前付近の温度を赤外線サーモグラフィで測定する際の図である。
【図１０】複数の孔を形成した搬送ガイド部材の構成を示す部分拡大図である。
【符号の説明】
【００７２】
１Ａ    画像形成部
２、２２    転写定着部材
２０，２００    転写定着装置
２１    加熱手段
２４    加圧部材
２６，２６０    搬送ガイド部材
２６０Ａ    搬送ガイド部材の裏面
３１，３１Ａ    反射板
３２    非接触式温度検知手段
３３    非接触式の温度測定素子
５０    反射板温度検知手段
６０    くさび形の空間
Ｎ    ニップ部
Ｐ    転写材
Ｔ    トナー画像
【図１】
0004758262.tif 000002
【図２】
0004758262.tif 000003
【図３】
0004758262.tif 000004
【図４】
0004758262.tif 000005
【図５】
0004758262.tif 000006
【図６】
0004758262.tif 000007
【図７】
0004758262.tif 000008
【図８】
0004758262.tif 000009
【図９】
0004758262.tif 000010
【図１０】
0004758262.tif 000011