(57)【要約】【課題】  加熱手段として電磁波照射手段を用いた輻射加熱装置おいて、電磁波照射手段より発生した輻射エネルギーを効率的にトナーに吸収させてエネルギー効率を向上することができる輻射加熱装置を提供する。【解決手段】  電磁波照射手段であるハロゲンヒータ４から発生した電磁波をトナー像６に集めるための第１反射手段である反射板５を設け、中間転写ベルト１を電磁波透過性を有する電磁波透過層２０と、トナー像６を挟んで反射板と対向するように設けられた第２反射手段である電磁波反射層２１とによって構成した。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像形成物質からなる画像を担持する画像担持体の表面に担持された該画像形成物質を、所定の波長の電磁波を照射する電磁波照射手段によって加熱する輻射加熱装置において、
該電磁波照射手段から照射された電磁波を該像担持体上の該画像の方向に反射する第１反射手段と、
該画像を挟んで該第１反射手段と対向するように設けられ、該画像を透過した電磁波を該画像の方向に反射する第２反射手段とを有することを特徴とする輻射加熱装置。
【請求項２】
請求項１の輻射加熱装置において、
上記画像担持体は、前工程から上記画像形成物質を前工程から転写され、該画像形成物質を担持・搬送し、次工程へ転写する中間転写体であることを特徴とする輻射加熱装置。
【請求項３】
請求項２の輻射加熱装置において、
上記中間転写体が上記第２反射手段としての機能を有することを特徴とする輻射加熱装置。
【請求項４】
請求項３の輻射加熱装置において、上記中間転写体は少なくとも、電磁波透過部材により形成され上記画像を担持する表層と、電磁波反射部材により形成された反射層とを有する多層構造であることを特徴とする輻射加熱装置。
【請求項５】
請求項３の輻射加熱装置において、
上記中間転写体は少なくとも電磁波透過部材により形成され上記画像を担持する表層を有する多層構造であり、
該表層内に電磁波反射部材の小片を散在させたことを特徴とする輻射加熱装置。
【請求項６】
請求項２の輻射加熱装置において、
上記中間転写体は電磁波透過部材からなり、
該中間転写体を挟んで上記第１反射手段と対向する位置に、上記第２反射手段を設けたことを特徴とする輻射加熱装置。
【請求項７】
請求項６の輻射加熱装置において、
上記第２反射手段として上記中間転写体の画像側に集めるための反射板を有することを特徴とする輻射加熱装置。
【請求項８】
請求項１の輻射加熱装置において、
上記画像担持体は最終画像担持体である記録体であることを特徴とする輻射加熱装置。
【請求項９】
請求項８の輻射加熱装置において、
上記記録体を記録体搬部材が担持・搬送し、該記録体搬送部材が上記第２反射手段としての機能を有することを特徴とする輻射加熱装置。
【請求項１０】
請求項８の輻射加熱装置において、
上記記録体を記録体搬送部材が担持・搬送し、該記録体搬送部材は電磁波透過部材からなり、該記録体搬送部材を挟んで上記第１反射手段と対向する位置に、上記第２反射手段を設けたことを特徴とする輻射加熱装置。
【請求項１１】
請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９または１０の輻射加熱装置において、
上記第２反射手段の電磁波の反射率が９０％以上であることを特徴とする輻射加熱装置。
【請求項１２】
請求項４、５、６、７、１０または１１の輻射加熱装置において、
上記電磁波透過部材の電磁波の透過率が７０％以上であることを特徴とする輻射加熱装置。
【請求項１３】
請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１または１２の輻射加熱装置において、
上記画像形成物質の電磁波の吸収率が５０％以上であることを特徴とする定着装置。
【請求項１４】
像担持体上にトナー像を形成するトナー像形成手段と、
該トナー像形成手段によって該像担持体上に形成された未定着トナー像を加熱手段によって加熱し、該未定着トナー像を該記録材に対して加圧して、該未定着トナー像を該記録体上に定着させる定着装置とを備えた画像形成装置において、
該加熱手段として、請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２または１３の輻射加熱装置を用いたことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置、及びこれに用いられる加熱装置に係るものであり、詳しくは、未定着の可視像に電磁波を照射して加熱する輻射加熱装置及びこれを用いる画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子写真プロセスを用いたプリンタ装置において、記録体に画像トナーを定着させるためにトナーを記録体に対して加圧する前に、像担持体上のトナーを加熱する加熱装置としては、特許文献１に記載の装置が提案されている。これは、像担持体としての中間転写ベルトの駆動ローラ内部に熱源を設け、中間転写ベルト上のトナーを加熱するものである。この方式で、トナーを加熱するためにはトナーの所望温度以上に中間転写ベルトを加熱する必要があり、中間転写ベルトの温度は非常に高くなってしまう。これにより、中間転写ベルトに接する感光体も加熱されてしまい、その結果、感光体上でのトナー固着などの問題が発生する。
この問題に対して、中間転写体のトナーを担持する表面側に電磁波を照射する加熱手段を設け、外部から直接トナーを加熱する方法がある。この方法を用いることにより、中間転写体をトナーの所望温度以上に加熱する必要がなくなり、感光体上でのトナー固着を発生させなくなる。
しかし、電磁波を照射する加熱手段による加熱は加熱するトナーの色によって、電磁波のエネルギー吸収率が低いものがあり、定着した画像中に光沢や定着具合のムラが生じ画像品質を悪化させる恐れがあった。そして、すべてのトナーを画像品質を悪化させないように、十分に加熱するためには大きなエネルギーを必要としていた。
この問題を解決するために、特許文献２のように、トナーにできるだけ多くの輻射エネルギーを吸収させるため、トナーに赤外線吸収剤を入れる方法が提案されている。
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−６３１２１号公報
【特許文献２】特開２００２−３５７９２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、赤外線吸収剤入りのトナーを用いた画像は赤外線吸収剤の影響により、発色が悪くなるという問題が生じた。したがって、トナーには手を加えずにトナーの輻射エネルギー吸収率を上げる方法がより望ましい。さらに、赤外線吸収剤の有無に関係なく、トナーを一度透過した後の電磁波は、加熱領域外に発散し、周辺部材等に吸収されてしまうためにエネルギーの無駄が生じ、エネルギー効率の低下を招いてしまう。
このエネルギー効率の低下は、未定着トナーを担持する像担持体が中間転写体である場合だけに限らず、像担持体が用紙等の記録体である場合においても生じ得る課題である。
【０００５】
本発明は、以上の問題に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、輻射加熱装置から発生した電磁波を効率的にトナーに吸収させてエネルギー効率を向上することができる定着装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、画像形成物質からなる画像を担持する画像担持体の表面に担持された該画像形成物質を、所定の波長の電磁波を照射する電磁波照射手段によって加熱する輻射加熱装置において、該電磁波照射手段から照射された電磁波を該像担持体上の該画像の方向に反射する第１反射手段と、該画像を挟んで該第１反射手段と対向するように設けられ、該画像を透過した電磁波を該画像の方向に反射する第２反射手段とを有することを特徴とするものである。
また、請求項２の発明は、請求項１の輻射加熱装置において、上記画像担持体は、前工程から上記画像形成物質を前工程から転写され、該画像形成物質を担持・搬送し、次工程へ転写する中間転写体であることを特徴とするものである。
また、請求項３の発明は、請求項２の輻射加熱装置において、上記中間転写体が上記第２反射手段としての機能を有することを特徴とするものである。
また、請求項４の発明は、請求項３の輻射加熱装置において、上記中間転写体は少なくとも、電磁波透過部材により形成され上記画像を担持する表層と、電磁波反射部材により形成された反射層とを有する多層構造であることを特徴とするものである。
また、請求項５の発明は、請求項３の輻射加熱装置において、上記中間転写体は少なくとも電磁波透過部材により形成され上記画像を担持する表層を有する多層構造であり、該表層内に電磁波反射部材の小片を散在させたことを特徴とするものである。
また、請求項６の発明は、請求項２の輻射加熱装置において、上記中間転写体は電磁波透過部材からなり、該中間転写体を挟んで上記第１反射手段と対向する位置に、上記第２反射手段を設けたことを特徴とするものである。
また、請求項７の発明は、請求項６の輻射加熱装置において、上記第２反射手段として上記中間転写体の画像側に集めるための反射板を有することを特徴とするものである。
また、請求項８の発明は、請求項１の輻射加熱装置において、上記画像担持体は最終画像担持体である記録体であることを特徴とするものである。
また、請求項９の発明は、請求項８の輻射加熱装置において、上記記録体を記録体搬部材が担持・搬送し、該記録体搬送部材が上記第２反射手段としての機能を有することを特徴とするものである。
また、請求項１０の発明は、請求項８の輻射加熱装置において、上記記録体を記録体搬送部材が担持・搬送し、該記録体搬送部材は電磁波透過部材からなり、該記録体搬送部材を挟んで上記第１反射手段と対向する位置に、上記第２反射手段を設けたことを特徴とするものである。
また、請求項１１の発明は、請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９または１０の輻射加熱装置において、上記第２反射手段の電磁波の反射率が９０％以上であることを特徴とするものである。
また、請求項１２の発明は、請求項４、５、６、７、１０または１１の輻射加熱装置において、上記電磁波透過部材の電磁波の透過率が７０％以上であることを特徴とするものである。
また、請求項１３の発明は、請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１または１２の輻射加熱装置において、上記画像形成物質の電磁波の吸収率が５０％以上であることを特徴とするものである。
また、請求項１４の発明は、像担持体上にトナー像を形成するトナー像形成手段と、該トナー像形成手段によって該像担持体上に形成された未定着トナー像を加熱手段によって加熱し、該未定着トナー像を該記録材に対して加圧して、該未定着トナー像を該記録体上に定着させる定着装置とを備えた画像形成装置において、該加熱手段として、請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２または１３の輻射加熱装置を用いたことを特徴とするものである。
【０００７】
上記請求項１乃至１４の定着装置においては、画像を挟んで第１反射手段と対向するように第２反射手段を設けることにより第２反射手段を設けない場合と比較して、加熱領域外への電磁波の発散を抑制することができる。
つまり、第１反射手段方向より発せられ画像及び画像担持体を透過した電磁波を、第２反射手段により画像方向に反射することができる。また、第２反射手段により画像方向に反射され画像及び画像担持体を透過した電磁波を、第１反射手段により再び画像方向に反射することができる。さらに、上述のように透過した電磁波に限らず、画像または画像担持体の表面で反射した電磁波についても、第１反射手段及び第２反射手段により画像方向に反射することができる。このように、画像に吸収されなかった電磁波を何度も画像方向に反射することができるため、第２反射手段を設けない場合と比較して、加熱領域外への電磁波の発散を抑制することができる。
そして、電磁波照射手段を用いた輻射加熱装置の加熱領域外への光の発散を抑制することができるため、電磁波照射手段が発した輻射エネルギーの周辺部材への発散も抑制することができる。また、従来であれば発散していた電磁波を、画像方向に向けることができるので、電磁波がトナーに吸収される機会が増え、電磁波照射手段が発する輻射エネルギーに対してのトナーのエネルギーの吸収率を上げることができる。
【発明の効果】
【０００８】
請求項１乃至１４の発明によれば、加熱領域外への電磁波の発散を抑制し、トナーのエネルギーの吸収率を上げることができるため、加熱工程におけるエネルギー効率を向上することができるという優れた効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
［実施形態１］
以下、本発明を画像形成装置に適用し、像担持体を中間転写体とした第一の実施形態について説明する。まず、図１を用いて実施形態１に係る、画像形成装置の構成ついて説明する。
図中１は画像担持体である中間転写体で、駆動ローラ２と定着ローラ３に周回可能に張架した無端ベルト状の中間転写ベルトである。この中間転写ベルト１と対抗する位置にイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（ＢＫ）という４色のトナー像を形成する４つの感光体７からなる作像ユニット１０が配設してある。
作像ユニット１０の感光体７は表面に静電潜像を形成するもので、図示を省略するが感光体７の周囲には、次に述べるものが配設されている。感光体７の表面を一様に帯電させる帯電装置、感光体７の表面に像光を照射して潜像を形成する露光装置、感光体上に形成した潜像にトナーを選択的に転移させて画像であるトナー像６を形成する現像装置が配置されている。さらに、感光体７に対向し、感光体７上のトナー像を中間転写ベルト１上に転写する転写ローラ８を設けてある。なお、転写ローラ８には図示しないバイアス回路により、トナー像６を転写するのに必要な電圧を印加する。
【００１０】
作像ユニット１０から中間転写ベルト１の搬送方向下流側には電磁波照射手段であるハロゲンヒータ４がトナー加熱源として定着ローラ３の上方に設置してある。ハロゲンヒータ４の周りにはハロゲンヒータ４から発せられた電磁波が中間転写ベルト１上のトナー像６に集まるように、第１反射手段である反射板５が設置されている。中間転写ベルト１の少なくとも表面層には電磁波透過部材を用い、中間転写ベルト１の内部あるいは定着ローラ３内に第２反射手段である電磁波反射部材（不図示）を設置し、加熱領域Ｈを構成している。電磁波を反射板５と電磁波反射部材（不図示）との間で繰り返し反射させることで、反射波をトナー加熱に繰り返し用いることができる。ここでの輻射加熱装置についての構成は実施形態１の特徴部であり、詳細は後述する。
【００１１】
加熱領域Ｈから中間転写ベルト１の搬送方向下流側では、加圧手段である押圧ローラ９が中間転写ベルト１を挟んで転写ローラ３に圧接し、トナー像６を記録体Ｐに転写・定着を行うニップ部Ｎを構成している。ここでの中間転写ベルト１は中間転写体としての機能だけでなく、転写定着部材としての機能も有している。
そして、ニップ部Ｎから中間転写ベルト１の搬送方向下流側には、中間転写ベルト１に接触し、転写後に中間転写ベルト１上に残存するトナーを除去するためのクリーニングブレード１１が設置されている。
【００１２】
次に、画像作成の動作の概要について説明する。
作像ユニット１０により形成されたトナー像６は感光体７と転写ローラ８とによって、各色ごとに中間転写ベルト１上に転写され、中間転写ベルト１上でフルカラーのトナー像６が形成される。
トナー像６は中間転写ベルト１に担持・搬送され、加熱領域Ｈを通過する際にハロゲンヒータ４、反射板５等の輻射加熱装置により、輻射加熱されて軟化する。加熱領域Ｈにて軟化したトナー像６はニップ部Ｎで、記録体Ｐと狭持搬送されつつ押圧ローラ９の加圧によって記録体Ｐの繊維間に浸透し、記録体Ｐが乖離して転写が完了する。このときトナー像６の熱は記録体Ｐに吸収され、温度低下による固化で記録体Ｐ上に定着する。記録媒体Ｐは、その後図示しない経路を経て装置外へ排出される。
【００１３】
［実施例１］
次に、実施形態１の特徴部である輻射加熱装置の構成についての詳細な説明を行う。
図４は、図１における輻射加熱装置を拡大したものである。中間転写ベルト１はトナー像６の担持側に電磁波透過部材により形成された透過層２０を持ち、その下側に電磁波反射部材により形成された反射層２１を持っている。そして、その内側には基材層（不図示）としてシリコーンゴムとポリイミドからなるベルトを持っている。
【００１４】
図４に示す輻射加熱装置においては、ハロゲンヒータ４から発生した電磁波は直接あるいは反射板５に反射された後、中間転写ベルト１上のトナー像６に向かいトナー像６を加熱する。トナー像６に吸収されずに透過した電磁波は透過層２０に入射する。透過層２０に入射した電磁波は反射や吸収されることなく透過し、反射層２１に入射する。反射層２１に入射した磁波は図４のようにトナー像６方向に反射され、再びトナー像６を加熱する。反射層２１によってトナー像６方向に反射され、トナー像６に吸収されなかった電磁波は、反射板５に入射し、再びトナー像６方向に反射される。
以下同様に、ハロゲンヒータ４から発せられた電磁波でトナー像６に吸収されないものは反射板５と反射層２１によって囲まれた領域を、反射し続け繰り替えし行き来する。これにより、反射板５と反射層２１によって囲まれた領域より外に電磁波が発散することを抑制することができる。そして、理論上はトナー像６に吸収されない電磁波は無限に近い複数回トナー像６を透過し、ハロゲンヒータ４から発せられた輻射エネルギーは、１００％トナー像６に吸収されるまでトナー像６を加熱しつづける。
理論上は１００％トナー像に輻射エネルギーを吸収させる構成であるので、輻射エネルギーの無駄を無くすことができ、低温による加熱でも十分な定着が行えるようになる。よって、エネルギー効率の向上を図ることができる。また、電磁波がトナー像を何度も行き来するため、比較的電磁波吸収率が低い色のトナーも十分に加熱され、トナーの各色間の電磁波吸収率の差による、トナーの各色間の温度差を縮めることができる。
実際は、透過層２０も何％かは電磁波を吸収するので、無駄なくトナー６に電磁波を吸収させる為にはできるかぎり透過率の高いものがのぞましい。反射層２１、反射板５についても、できる限り反射率の高いものが望ましい。また、電磁波反射材として金属を用いるときは、該金属にアースも含むバイアス回路を接続し、転写定着時にバイアスをかけることで転写率をあげることもできる。
また、反射手段が中間転写体に含まれているので、新たに反射手段を設置するスペースを設ける必要がなく、他の構成に制限を与えない。また、中間転写ベルト１を透過層２０と反射層２１とを有する多層構造とする簡単な構成であるので、製作が容易であるという利点もある。
【００１５】
ここで、電磁波透過部材の具体例としては、ＨをＦで全置換したパーフルオロアルキル樹脂ＰＦＡ、ＦＥＰなどを中心に用いることができる。特に非晶質の溶剤可溶型フッ素樹脂はその透過率が高く適している。ＦＥＰや非晶質の溶剤可溶型フッ素樹脂はその耐熱性が低いことから、１７０℃以上の温度を用いることが多い従来の定着装置では定着部材として用いられることは殆ど無い。しかし、本実施例では従来の定着に比べ、トナーを集中的に加熱するため転写定着部材の使用温度が１４０℃程度以下（３０℃以上の低温化）での定着が可能であり、耐熱性の低い樹脂も定着部材として利用可能となる。
また、従来広く定着装置に用いられているＰＦＡの中では末端までフッ素化し不純物イオンを減少させたＮＥＷ  ＰＦＡＴＭやさらに球晶を小さくしたＳＵＰＥＲ  ＰＦＡＴＭなどが市販されている。これらは、その透明性の高さから透過性を有する定着部材として最も適している。さらに極めて高価な材料ではあるが、光導波路用に開発されているフッ素化ポリイミドも透過性と耐熱性、トナーとの離型性から十分に使用可能である。その他のフッ素やシリコーンをグラフト化などの手段により結合させた耐熱性透明性樹脂、ガラスにシリコーンオイルやワックスなどを塗布したものでも透明性で離型性があれば使用可能である。
【００１６】
また、電磁波透過部材は薄いほどその透過率は向上するが、摩耗耐久性とトナーとの離型性を維持するには厚さ１．０〜１００μｍが望ましい。特に２０μｍ以下のフッ素樹脂の様な柔軟な樹脂で有れば、電磁波透過部材−反射部材−ゴム弾性層など反射部材以下が柔軟性を有する構成で有ってもその柔軟性を損なうことなく、画像を均一に転写でき高画質な転写定着が可能となる。
【００１７】
一方、電磁波反射部材としては金、アルミなどの金属などを用いることができる。いずれも蒸着などの手段により、均一膜を形成したり、電磁波透過部材中に鱗片状などの小片を分散させても良い。代表的な反射材としては、ドイツのＡＬＡＮＯＤ（アラノッド）社製のＭＩＲＯが知られている。これはアルミに高純度なアルミと増反射膜となる透明金属酸化物を蒸着した反射材が赤外線領域も含め９５％以上などの高い反射率を有すものである。
【００１８】
電磁波照射手段であるハロゲンヒータとしては、照射する電磁波のピーク波長が１．０〜１．３μｍ（色温度２８００〜２０００Ｋ）の近赤外線を照射するハロゲンヒータを用いることができる。ハロゲンヒータはタングステン等のフィラメントを石英ガラス管内に不活性ガスと微量のハロゲン物質で封入したものである。不活性ガスとしては、アルゴンガスで封入されているものがほとんどであるが、より高い耐熱性とフィラメント蒸発抑制効果のあるクリプトン、キセノンガスによるものがその立ち上がり、寿命の点から適している。
また、ハロゲンヒータのガラス菅外周に黒色のセラミックスを塗布し、電磁波のピーク波長を３．０〜４．０μｍの遠赤外線側にシフトさせたものも一般的な樹脂からなる多くのトナーを加熱する場合、トナーへの吸収率が高まり有効である。
その他、フィラメントをタングステンではなく、カーボンからなる棒状、板状またはシート状としたカーボンヒータなども赤外線ヒータとして用いることができる。
【００１９】
また、使用するトナーとしては、工法や構成の異なるトナーを使用できることを確認するため、それぞれの具体的な代用例として次に示すトナーを用いて画像形成を実施した。
・重合トナー（ＥＡ法）：富士ゼロックス社製ＤｏｃｕＣｅｎｔｒｅ  Ｃｏｌｏｒ  ５００用トナー
・重合トナー（カプセル構造Ｓトナー）：キヤノン株式会社製ＬＢＰ５８００用トナー
・粉砕トナー：リコー製ＩＰＳＩＯＣＸ８２００用トナー
この結果、３種類のトナーいずれにおいても、各色とも十分で均一な定着性と光沢性、発色性を得ることができ、また異なる画像を連続的に形成しても残像の発生は見られなかった。
また、低温での定着が可能なことから、エネルギー効率の向上が図れることが確認できる。
【００２０】
［比較例１］
図４において実施例１の反射層２１の働きを確認するため、反射層２１をを取り除いて画像形成を行うと、ブラックトナーについては実施例と同様に、十分かつ均一な定着性と光沢性、発色性を得ることができた。しかし、マゼンタトナーとシアントナーは定着はするものの光沢、発色性は不十分であった。またイエロートナーにおいては定着性も不十分であった。また異なる画像を連続的に形成した場合、ブラックの画像に中間転写体周期で１周期前の画像に沿った光沢ムラが発生した。光沢性については、光沢測定装置（ミノルタ社製ＵＮＩ−ＧＬＯＳＳ６０）の測定結果により判断した。
【００２１】
次に、実施例１と比較例１とのそれぞれに対応する確認実験について説明する。
＜実施例１の確認実験＞
実施形態１に対応する次のような実験を行った。マゼンタ、シアン、イエロー、ブラックのそれぞれの画像を現像したＰＦＡのフィルムを、アルミ板上で水平に移動させながら輻射加熱を行い、加熱領域から出た瞬間の各色の温度をサーモグラフィにて測定した。
ここでＰＦＡは電磁波透過層として働き、アルミ板は電磁波反射層として働く。以下に詳しい実験条件を示す。
・電磁波照射手段：ハロゲンヒータ（７００〔Ｗ〕、１００〔Ｖ〕）
・速度：１００〔ｍｍ/ｓｅｃ〕
・トナー：重合トナー（ＥＡ法）（富士ゼロックス社製ＤｏｃｕＣｅｎｔｒｅ  Ｃｏｌｏｒ  ５００用トナー）
・トナーの初期温度：２７℃
・ＰＦＡの電磁波透過率：９５％
・反射板の電磁波反射率：９２％
・加熱幅          ：３０〔ｍｍ〕
この実験の結果、各色トナーの温度は以下のようになった。
ブラック  ：  １２１〔℃〕
イエロー  ：  １１０〔℃〕
マゼンタ  ：  １１６〔℃〕
シアン    ：  １１４〔℃〕
＜比較例１の確認実験＞
電磁波が反射しないようにアルミ板を取り除き、その他は実施例１と同じ条件で実験を行った。以下に各色トナーの温度の測定結果を示す。
ブラック  ：  １０８〔℃〕
イエロー  ：    ５５〔℃〕
マゼンタ  ：    ７２〔℃〕
シアン    ：    ６９〔℃〕
ここで、実施例１と比較例１に対応する実験の結果を比較する。まず、同じ色同士の温度を比較すると、実施例１の確認実験の方がどの色においても高い温度を示しており、アルミ板を設置することで電磁波が繰り返し反射され、輻射エネルギーがより効率的にトナーに吸収されることが確認できた。
次に、色間の温度差を比較する。比較例１に対応する実験では、最も電磁波吸収率が高いブラックとその次に電磁波吸収率が高いマゼンタとを比べるとブラックの温度が１０８であるのに対して３６℃も低いという結果であった。最も電磁波吸収率が低いイエローに至っては５３℃も低いという結果であった。
一方、実施例１に対応する実験では、最も電磁波吸収率が高いブラックと最も電磁波吸収率の低いイエローとを比べるとブラックの温度が１２１℃であるのに対して１１℃低いという結果であった。このことから、アルミ板を設置することで電磁波が繰り返し反射され、各色間の温度差が少なくなることが確認できた。
【００２２】
次に、実施例１とその確認実験において得られた結果を検討し、この結果が得られる理由は次のように考えられる。
繰り返し反射が起こった場合のトナーの最終的な輻射エネルギー吸収率を以下の仮定のもとで計算した。
・反射板の反射率：Ｒ％
・透過部材の透過率：Ｔ％
第１反射手段（以下、反射板と呼ぶ）、第２反射手段（以下、反射部材と呼ぶ）ではそれぞれ一回の反射で電磁波がトナー方向に向かう中間転写体の移動速度は電磁波にくらべて十分遅いので、繰り返し反射は無限回おこると考えることができる。
トナーが吸収する熱量の計算は次のように考えた。トナーの電磁波吸収率をａ、反射手段での反射率をrとすると、上からの電磁波のｎ回目の電磁波の強度Ｉ（ｎ）とｎ＋１回目の電磁波の強度Ｉ（ｎ＋１）とには以下の関係が成り立つ。
Ｉ（ｎ＋１）＝Ｒ（１−ａ）ＴｒＴ（１−ａ）Ｉ（ｎ）
右辺の係数の意味を右から順番に示す。
（１−ａ）：上から入射したときのトナー層透過率
Ｔ        ：透過部材透過率
ｒ        ：反射部材反射率
（１−ａ）：下からのトナー層透過率
Ｒ        ：反射板反射率
この漸化式は初項がＩ（１）で項比{（１−ａ）２Ｔ２Ｒｒ}の等比級数をあらわすので、
Ｉ（ｎ）＝Ｉ（１）（（１−ａ）２Ｔ２Ｒｒ｝（ｎ−１）
となる。
ここでＩ（１）はハロゲンからでてきた電磁波の強度をあらわすのでＩ（１）＝１とする。
【００２３】
同様に下からの電磁波のｎ回目の電磁波の強度ｉ（ｎ）とｎ＋１回目の電磁波の強度ｉ（ｎ＋１）とには以下の関係がある。
ｉ（ｎ＋１）＝ｒＴ（１−ａ）Ｒ（１−ａ）Ｔｉ（ｎ）
同じく、この漸化式は初項がｉ（１）で項比{（１−ａ）２Ｔ２Ｒｒ}の等比級数をあらわすので、
ｉ（ｎ）＝ｉ（１）{（１−ａ）２Ｔ２Ｒｒ}(ｎ−１）
となる。
ここでｉ（１）はハロゲンからでてきた電磁波が一度トナー層、透過部材を透過したのち反射部材により反射され、透過部材を透過した強度なのでｉ（１）＝（１−ａ）ｒＴ２とあらわされる。
【００２４】
次に、求めたいトナーのエネルギー吸収率ＥはＩ（ｎ）、ｉ（ｎ）、ａを使って以下のようにあらわすことができる。
Ｅ＝ａＩ（１）＋ａｉ（１）＋  ａＩ（２）＋ａｉ（２）＋  ａＩ（３）＋ａｉ（３）＋  ａＩ（４）＋ａｉ（４）＋・・・
＝Σａ｛Ｉ（１）＋ｉ（１）｝｛（１−ａ）２Ｔ２Ｒｒ｝（ｎ−１）
（Σは１から無限大までの和）
ここで
ａ｛Ｉ（１）＋ｉ（１）｝＝ａ｛１＋｛１−ａ｝ｒＴ２｝＝Ａ
｛（１−Ａ）２Ｔ２Ｒｒ｝＝ｘ
とおくと
Ｅ=ΣＡｘ（ｎ−１）
となる。
【００２５】
以下でＥの求め方を説明する。今「Σ」はｎ＝無限大までの和であるが、まず、ｎ＝ｍ項目までの和ｅをもとめる。
ｅ＝Ａ＋Ａｘ＋Ａｘ２＋Ａｘ３＋・・＋Ａｘｍ−２＋Ａｘｍ−１＋Ａｘｍ
ここで、両辺にｘをかけると、
ｘｅ＝    Ａｘ＋Ａｘ２＋Ａｘ３＋・・＋Ａｘｍ−２＋Ａｘｍ−１＋Ａｘｍ＋Ａｘｍ＋１
となり、この二つの式の辺々を引くと
（１−ｘ）ｅ＝Ａ−Ａｘｍ＋１
が得られる。したがって、
ｅ＝（Ａ−Ａｘｍ＋１）／（１−ｘ）
となる。
ここでｍ→∞にするとｅ→Ｅになり、
ｘ＜１よりｍ→∞のときＡｘｍ＋１→０なので、
Ｅ＝Ａ／（１−ｘ）
が得られる。ここで、Ａとｘにもとの値を入れると、
Ｅ＝ａ｛１＋（１−ａ）ｒＴ２｝／［１−｛（１−ａ）２Ｔ２Ｒｒ｝］
とあらわされる。
【００２６】
上記の式をもちいてトナーの電磁波吸収率a、反射部材の反射率rと吸収エネルギーの関係をグラフ化したものが図８である。
ここで、反射板の反射率：Ｒ＝９５％、透過部材の透過率：Ｔ＝９３％と仮定した。
図８は横軸に反射部材の反射率r、縦軸にトナーの最終的な輻射エネルギー吸収率をとり、実線及び２本の破線はトナーの電磁波吸収率ａ＝０．９、０．５、０．３の場合のそれぞれの計算結果を示したものである。ここで、電磁波吸収率ａ＝０．９は黒、ａ＝０．５はマゼンタ、ａ＝０．３は黄色に対応するものである。
図８からわかるように反射率があがるにつれ、トナーの輻射エネルギー吸収率は増え、各色間のエネルギー吸収率の差もすくなくなる。エネルギー吸収率の差はトナーの温度の差につながるので、特に反射率が９０％以上の場合はトナー間の温度差が約２０％以内におさえられ、電磁波吸収率０．３の場合でもエネルギー吸収率は８０％近くになる。
またトナーの電磁波吸収率が５０％の場合は反射部材の反射率が７０％でトナーの輻射エネルギー吸収率が８０％を超えることがわかる。
【００２７】
ここで、図８のグラフ中の×、▲、□は実験値であり、その実験値の測定法を説明する。
反射部材の反射率（グラフの横軸）＝０．９に対応する点は、実施例１の確認実験で求めた各色のトナー温度に対応するものであり、反射率＝０に対応する点は、比較例１の確認実験で求めた各色のトナー温度に対応するものである。反射部材の反射率=０．５に対応するものは実施例１の確認実験と同じ実験方法で、電磁波反射層の反射率を反射率＝０．５にかえた場合の実験値である。ここで、実際に測定される測定量は温度であるが、「無限回反射後のエネルギー吸収量」を次のように定義し、グラフ上にプロットした。
まず、反射板を用いない場合の黒のトナーのエネルギー吸収率は約９０％であると仮定しこれを基準にする。これは、電磁波が一度トナーに入射した際に、トナーに吸収される輻射エネルギーの割合である。そして、比較例１の確認実験から黒の温度は１０８℃となっているので、このときの温度上昇８１℃（１０８℃−２７℃（初期温度）＝８１℃）をエネルギー吸収率９０％と対応させる。これにより、上昇温度からエネルギーへの変換係数がもとまり、その値は９０／８１＝１．１［％／℃］となる。この変換係数をもって、実験結果の温度から「無限回反射後のトナーのエネルギー吸収量」をもとめた。例えば比較例１の確認実験のイエローの温度上昇は５５−２７＝２８℃なので、エネルギー吸収量は２８［℃］×１．１［％／℃］＝３１％となる。
この実験値のプロットが、グラフ上の計算結果の曲線と近い傾向にあることから、上述の理論的裏付けが妥当であることが確認できる。
【００２８】
次に、電磁波透過部材の透過率について検討する。透過率は、高ければ高いほど望ましいが、少なくとも電磁波透過部材が吸収する輻射エネルギー量よりもトナーが吸収する輻射エネルギー量が大きくなるような透過率は確保したい。そこで、上述のトナーが吸収するエネルギー量の考察の論理に基づいて、電磁波透過部材の吸収エネルギー量を求めると、
Ｅ（透過部材）＝（１−ａ）（１＋ｒＴ）（１−Ｔ）／［１−｛（１−ａ）２Ｔ２Ｒｒ｝］
となる。
上述の計算よりトナーのエネルギー吸収量E(トナー)は、
Ｅ（トナー）＝ａ｛１＋（１−ａ）ｒＴ２｝／［１−｛（１−ａ）２Ｔ２Ｒｒ｝］
である。
輻射エネルギーの大部分がトナーではなく、透過部材のほうに吸収されるとトナーの色差による影響を軽減することができない。そこで、「透過部材のエネルギー吸収量がトナーのエネルギー吸収量をこえてはいけない」という条件をＥ（トナー）及びＥ（透過部材）にいれると、
Ｅ（トナー）＞Ｅ（透過部材）
となり、この不等式を整理すると次の式となる。
（１−ａ）（１＋ａ）ｒＴ２＋（１−ａ）（１−ｒ）Ｔ＋２ａ−１＞０
となる。ここで、
ａ＝０．３(最も吸収率の悪い黄色トナーの吸収率)
ｒ＝０．９（一般的な反射部材であるアルミの反射率）
を代入し、Ｔについてとくと、
Ｔ＞０．６６
となる。有効数字１桁だと考えると、
Ｔ＞０．７
である。これにより、電磁波透過部材を定義する透過率の値は７０％以上とする。
【００２９】
ところで、中間転写体上でトナー像を加熱する輻射定着装置において、中間転写体の材料として、電磁波透過部材や電磁波反射部材を用いたものでない場合は、次のような問題があった。中間転写体表面上のトナーが乗っていない非画像部については、中間転写体が電磁波を透過または反射ではなく吸収してしまうため、輻射加熱により中間転写体が加熱されてしまう。この加熱により中間転写体の温度が高くなりすぎると、中間転写体の内側に加熱手段を設けたものと同様に、中間転写体と感光体との接触部でトナーが固着することがある。また、中間転写体の部分毎にその前の画像の履歴により中間転写体上に部分的な温度差が生じ、担持されるトナーにも温度差が生じて、光沢ムラとなって前の画像が読みとれる残像が発生してしまうことがある。
一方、本実施例のように、輻射加熱装置を使用し、中間転写体の材料として電磁波透過部材や電磁波反射部材を用いると、電磁波は透過または反射されるため、中間転写体に吸収される電磁波は非常に少なくなる。そして、中間転写体が電磁波により加熱されにくくなる。中間転写体が加熱されにくいため、上述の中間転写体の温度が高くなりすぎることに起因する、トナーの固着や残像の発生を防止することができる。
【００３０】
さらに、トナーに吸収されないで、透過または反射していた電磁波を繰り返しトナーに向けることができるので、トナーの各色間で異なる電磁波の吸収率によって生じる加熱後のトナーの各色間の温度差を小さくすることができる。これにより、記録体上に定着された画像中に、光沢や定着具合のムラが生じることを防止することができる。
【００３１】
［実施例２］
次に、図１の中間転写ベルトとして、図５に示すように電磁波反射材の小片２２を透過層２０内に散在させた構成について説明する。図５に示すように、トナー層６を透過した電磁波が再びトナー層６に入射するように反射するため、図４で示した構成と同様の結果が得られた。つまり、各色とも十分で均一な定着性と光沢性、発色性を得ることができ、また異なる画像を連続的に形成しても残像の発生は見られなかった。そして、電磁波がトナーを何度も行き来するので、エネルギー効率の向上を図ることが可能となり、加熱後のトナーの各色間の温度差も小さくすることができる。また、中間転写ベルトが反射手段を含んでいるので、他の構成に制限を与えず、作成も容易である。
さらに、電磁波反射材２２が透過層２０の内部にあることで、電磁波が透過部材を通過する距離を短くできるため透過部材の電磁波吸収率を減らすことができる。
電磁波透過性部材に鱗片状の小片を分散させる構成の作成方法としては、粉末または液体の電磁波透過性部材の塗布材料に小片を混練した後に塗装や遠心成型などの製法により膜化する。あるいは塗布材料と鱗片状などの小片を同時に吹き付けることで膜形成することも可能である。
【００３２】
［比較例２］
図５に示す構成で、電磁波反射部材２１を取り除いて画像形成を行うと、ブラックトナーについては、実施例２と同様に、十分で均一な定着性と光沢性、発色性を得ることができた。しかし、マゼンタトナー及びシアントナーについては、比較例１と同様に、定着はするものの光沢、発色性は不十分であった。またイエロートナーについては定着性も不十分であった。
［実施例３］
次に、図１のような中間転写体から転写定着する構成において、中間転写ベルト１、定着ローラ３として電磁波透過部材のみで作られたものを使用し、図６のに示すように定着ローラ３の中に反射板２３を設置した構成について説明する。図６に示すように、トナー像６を透過した電磁波は、電磁波透過部材のみで作られた中間転写ベルト１及び定着ローラ３を透過して反射板２３に入射する。反射板２３は図６で示すようにトナー像６に集めるような形状を有している。これにより、反射板２３に入射した電磁波はトナー像６方向に反射する。そこで、トナー像６に吸収されなかった電磁波は反射板５に入射し、再びトナー像６に向けて反射する。このように、電磁波が反射板５と反射板２３との間を何度も行き来するので、トナー像６を何度も行き来し、加熱することになる。これにより、エネルギー効率の向上を図ることが可能となり、トナーの各色間の温度差も小さくすることができる。この結果、各色とも十分で均一な定着性と光沢性、発色性を得ることができ、また異なる画像を連続的に形成しても残像の発生を防ぐことができる。
【００３３】
［変形例１］
次に、図１の中間転写ベルト１が転写定着を行う構成の代わりに、図２のように転写定着ローラ３ｂを設けた変形例１について説明する。図２の形態は定着上二次転写方式と称されるもので、中間転写ベルト１上でトナー像６を加熱するのではなく、中間転写ベルト１からさらに転写定着ローラ３ｂ上にトナー像６を転写した後、転写定着ローラ３ｂ上のトナー像６を加熱するものである。このとき、中間転写ローラ１からトナー像６の転写を受け、記録体Ｐに転写する転写定着ローラ３ｂも中間転写体と見なすことができる。そして、反射板５は定着ローラ表面上のトナー像６に電磁波が集まるるように設置してある。転写定着ローラ３ｂの定着ニップ部に近接し、転写定着ローラ３ｂの回転方向上流側で加熱しているので、加熱領域Ｈからニップ部Ｎまで移動する間の、加熱されたトナー像６からの放熱時間をごく短くすることができ、温度低下を効率的に防止できる。なお、中間転写ベルト１は、駆動ローラ２と二次転写ローラ３ａによって張架されており、二次転写ローラ３ａと中間転写体１を挟んで接する転写定着ローラ３ｂとの間でトナー像６の二次転写をおこなう。
【００３４】
図２に示すような転写定着ローラ３ｂを中間転写体として用いる構成の輻射加熱装置として、図４で示された加熱装置と同様の構成を用いても良い。転写定着ローラ３ｂの表層を電磁波透過部材、その下層を電磁波反射部材で形成される反射層にすることで、実施例１と同様の結果が得られた。つまり、各色とも十分で均一な定着性と光沢性、発色性を得ることができ、また異なる画像を連続的に形成しても残像の発生は見られなかった。そして、電磁波がトナーを何度も行き来するので、エネルギー効率の向上を図ることが可能となり、トナーの各色間の温度差も小さくすることができた。また、定着ローラの表層に反射手段を含んでいるので、他の構成に制限を与えず、作成も容易である。
【００３５】
また、図２に示すような転写定着ローラ３ｂを中間転写体として用いる構成の輻射加熱装置として、図５で示された加熱装置と同様の構成を用いても良い。転写定着ローラ３ｂの表層を電磁波透過部材、その中に電磁波反射部材を散在させることで、実施例２と同様の結果が得られた。つまり、各色とも十分で均一な定着性と光沢性、発色性を得ることができ、また異なる画像を連続的に形成しても残像の発生は見られなかった。そして、電磁波がトナーを何度も行き来するので、エネルギー効率の向上を図ることが可能となり、トナーの各色間の温度差も小さくすることができる。また、定着ローラの表層に反射手段を含んでいるので、他の構成に制限を与えず、作成も容易である。
さらに、電磁波反射材２１が透過層２０の内部にあることで、電磁波が透過層を通過する距離を短くできるため透過層の輻射エネルギー吸収率を減らすことができる。
【００３６】
次に、図２に示すような転写定着ローラ３ｂを用いる構成の加熱手段として、転写定着ローラ３ｂを電磁波透過部材のみで作られたものを使用し、図７のように転写定着ローラ３ｂの中に反射板２３を設置する構成について説明する。図７に示すように、トナー像６を透過した電磁波は、電磁波透過部材のみで作られた定着ローラ３を透過して反射板２３に入射する。反射板２３は図６で示すようにトナー像６に集めるような形状を有している。これにより、反射板２３に入射した電磁波はトナー像６方向に反射する。そこで、トナー像６に吸収されなかった電磁波は反射板５に入射し、再びトナー像６に向けて反射する。このように、電磁波が反射板５と反射板２３との間を何度も行き来するので、トナー像６を何度も行き来し、加熱することになる。これにより、エネルギー効率の向上を図ることが可能となり、トナーの各色間の温度差を小さくすることもできる。この結果、各色とも十分で均一な定着性と光沢性、発色性を得ることができ、また異なる画像を連続的に形成しても残像の発生を防ぐことができる。
【００３７】
［変形例２］
次に、図１の中間転写ベルト１が転写定着を行う構成の代わりに、図３のように定着ベルト３ｄを設けた変形例２について説明する。これは、図２の転写定着ローラ３ｂの代わりに定着ベルト３ｄを用いた定着方式を用いたものである。この場合、ハロゲンヒータ４は定着ベルト３ｄの上方に設置し、反射板５は定着ベルト３ｄの表面に電磁波が集まるように設置してある。
この形態を採用することによって、図２で示した構成と比べて、加熱領域Ｈを長く設定することができる。なお、中間転写ベルト１は、駆動ローラ２と二次転写ローラ３ａによって張架されており、定着ベルト３ｄは３ａと一対の二次転写ローラ３ｆと定着ベルト支持ローラ３ｃとによって張架されている。１対の二次転写ローラ３ａ、３ｆにより、中間転写ベルト１から定着ベルト３ｄへの二次転写がなされる。そして、定着ベルト支持ローラ３ｃと押圧ローラ９とによって、形成されるニップ部Ｎにおいて、トナー像６の記録体Ｐへの転写・定着がなされる。この時、中間転写ローラ１からトナー像６の転写を受け、記録体Ｐに転写する定着ベルト３ｄは中間転写体と見なすことができる。
【００３８】
図３に示すような定着ベルト３ｄを中間転写体として用いる構成の輻射加熱装置として、図４で示された加熱装置の構成を用いても良い。定着ベルト３ｄが電磁波透過部材からなる透過層と、電磁波反射部材で形成される反射層とを有することで、実施例１と同様の結果が得られた。
【００３９】
また、図３で示すような定着ベルト３ｄを中間転写体として用いる構成の輻射加熱装置として、図５で示された加熱装置の構成を用いても良い。定着ベルト３ｄの表層を電磁波透過部材として、その中に電磁波反射部材を散在させることで、実施例２と同様の結果が得られた。
【００４０】
また、図３で示すような定着ベルト３ｄを中間転写体として用いる構成の輻射加熱装置として、図６で示された加熱装置の構成を用いても良い。定着ベルト３ｄと定着ベルト支持ローラ３ｃを電磁波透過部材によって形成し、定着ベルト支持ローラ３ｃ内に反射板を設けることにより、実施例３と同様の結果が得られた。ところで、図３に示すように加熱領域Ｈを長くするために、定着ベルト支持ローラ３ｃ内部ではなく、張架面に加熱領域を設ける場合は、定着ベルト３ｄの内側に、ベルトの形状に沿った形の反射板を設ける構成を採用しても良い。
【００４１】
以上、実施形態１によれば、トナー像６で吸収されずに透過する電磁波を第１反射手段である反射板５と、第２反射手段である電磁波反射層２１とによって、繰り返しトナー像６に入射させることができる。これによりハロゲンヒータ４より発せられた輻射エネルギーは理論上はトナーに吸収されるまで、反射板５と電磁波反射層２１との間を反射しつづけ、トナー像６を加熱しつづける。これにより、加熱すべきトナー像６以外に輻射エネルギーが吸収されないため、エネルギー効率の向上を図ることができる。また、電磁波がトナー像を何度も行き来するため、比較的電磁波吸収率が低い色のトナーも十分に加熱され、トナーの各色間の電磁波吸収率の差による、トナーの各色間の温度差を縮めることができる。トナーの各色間の温度差を縮めることができるため、記録体上に定着された画像中に光沢や定着具合のムラが生じることを防止でき、画像品質の向上を図ることができる。
また、電磁波反射層２１は、中間転写ベルト１に含まれているため、他の部材のレイアウトに制限を加えることがない。また、電磁波透過層２０と電磁波反射層２１とを合わせた単純な構成であるので、第２反射手段を有する定着装置を容易に作成することができる。
また、電磁波反射層２１の代わりに、電磁波透過層２０内に電磁波反射材の小片２２散在させた構成では、電磁波反射材２２が透過層２０の内部にあるこれにより、電磁波が電磁波透過部材を通過する距離を短くできるため電磁波透過部材が吸収する輻射エネルギーを減らすことができる。
また、中間転写ベルト１の材料を電磁波透過部材のみとし、その内側に反射板２５を設けた構成では、中間転写ベルト１が反射する構成と異なり、第２反射手段である反射板２５の形状を自由に決めることができる。そして、電磁波が他の方向に逃げにくい形状の反射板２５とすることで、さらにエネルギー効率の向上を図ることができる。
また、第２反射手段である電磁波反射層２１や電磁波反射材２２または反射板２３の反射率が９０％とすることにより、トナーの各色間の温度差を計算上では１０％以内とすることができる。
また、中間転写ベルト１の少なくとも表層を構成する電磁波透過部材として、電磁波の透過率が７０％以上となるようにすることにより、トナーのエネルギー吸収量を透過部材のエネルギー吸収量よりも大きくすることができる。
また、トナー像６を形成するトナーとして電磁波吸収率が５０％以上であるトナーを用いることにより、トナー間の温度差を１０％以内にすることができる。
【００４２】
［実施形態２］
次に、本発明を画像形成装置に適用し、画像担持体を記録体とした第２の実施形態について説明する。記録体として主に使われる紙は、電磁波透過部材とは言いがたいが電磁波をすべて遮断するものではなく、何％かは透過する。さらに、ＯＨＰ用のシートのように、透過率の高いものが記録体として用いられることのもある。実施形態２では、記録体上の画像と記録体とを透過した電磁波を再び画像方向に反射し加熱に用いる構成を説明する。
図９を用いて実施形態２に係る構成について説明を行うが、図１の中間転写体から記録体へ転写定着を行う構成と共通する点が多いため、相違点についてのみ説明する。
【００４３】
図９に示した画像形成装置と図１で示した画像形成装置とことなり、トナー像は中間転写ベルト１上で加熱されるものではなく、記録体Ｐ上に転写された後に加熱される。
図１の構成における定着ローラ３、押圧ローラ９の代わりに、１対の２次転写ローラ３ｅ及び９ｂが設置されている。中間転写ベルト１上に形成されたトナー像６はバイアス回路（不図示）により、２次転写ローラ３ｅ、及び９ｂに付与されたた転写バイアスによって、記録体Ｐに転写される。
記録体Ｐに転写されたトナー像６は記録体搬送部材である搬送ベルト３１により記録体Ｐとともに搬送され、加熱領域Ｈで加熱手段により加熱される。ここでの加熱手段についての構成は実施形態２の特徴部であり、詳細は後述する。トナー像６は加熱領域Ｈで十分に加熱され軟化する。軟化したトナー像６は、加圧手段である定着ローラ対１２により、記録体Ｐと狭持搬送され、加圧されることにより記録体の繊維間に浸透し、記録体Ｐへの定着がなされる。定着がなされた記録体Ｐは、不図示の冷却装置等にて冷却がなされ、温度低下による固化で記録体Ｐ上に定着する。記録媒体Ｐは、その後図示しない経路を経て装置外へ排出される。
【００４４】
次に、実施形態２の特徴部である加熱領域Ｈにおける、加熱手段の構成についての詳細な説明を行う。
まず、記録体搬送部材である搬送ベルト３１が第２反射手段としての役割を有する構成について説明する。搬送ベルト３１は金、アルミ等の金属など反射率の高い材料にて形成される。ハロゲンヒータ４から発生した電磁波は直接あるいは反射板５に反射された後、記録体Ｐ上のトナー像６に向かいトナー像６を加熱する。トナー像６に吸収されずに透過した電磁波は記録体Ｐに入射する。記録体Ｐに入射した電磁波は反射や吸収されるとともに透過もされ、搬送ベルト３１に入射する。搬送ベルト３１に入射した電磁波はトナー像６方向に反射され、記録体の裏面からトナー像６を加熱する。搬送ベルト３１によってトナー像６方向に反射され、記録体Ｐ及びトナー像６を透過した電磁波は、反射板５に入射し、再びトナー像６方向に反射される。
以下同様に、ハロゲンヒータ４から発せられた電磁波で記録体Ｐ及びトナー像６を透過するものは反射板５と搬送ベルト３１によって囲まれた領域を、反射し続け、繰り替えし行き来する。これにより、反射板５と搬送ベルト３１によって囲まれた領域より外に電磁波が発散することを抑制することができる。そして、理論上は記録体Ｐとトナー像６を透過した電磁波は無限に近い複数回トナー像６を透過し、トナー像６を加熱しつづける。
【００４５】
従来であれば、発散していた記録体Ｐを透過した電磁波を反射し再び加熱に用いる構成であるので、輻射エネルギーの無駄を削減することができ、エネルギー効率の向上を図ることができる。また、電磁波がトナー像を何度も行き来するため、比較的電磁波吸収率が低い色のトナーも加熱される機会が増え、トナーの各色の電磁波吸収率の差による、トナーの各色間の温度差を縮めることができる。
【００４６】
また、搬送ベルト３１を電磁波透過部材で形成し、その内側に第２反射部材としての図９の破線で示すような反射板３２を設置する構成としても良い。トナー像６及び記録体Ｐを透過した電磁波は、電磁波透過部材のみで作られた搬送ベルト３１を透過して反射板３２に入射する。反射板３２はトナー像６に集まるような形状にしておくと、反射板３２に入射した電磁波はトナー像６方向に反射する。そこで、トナー像６及び記録体Ｐを透過した電磁波は反射板５に入射し、再びトナー像６に向けて反射する。このように、電磁波が反射板５と反射板３２との間を何度も行き来するので、トナー像６を何度も行き来し、加熱することになる。これにより、エネルギー効率の向上を図ることが可能となり、トナーの各色間の温度差も小さくすることができる。この結果、各色とも十分で均一な定着性と光沢性、発色性を得ることができ、また異なる画像を連続的に形成しても残像の発生を防ぐことができる。
【００４７】
以上、実施形態２によれば、トナー像６及び記録体Ｐを透過する電磁波を第１反射手段である反射板５と、第２反射手段である搬送ベルト３１とによって、繰り返しトナー像６に入射させることができる。これによりハロゲンヒータ４より発せられた輻射エネルギーは反射板５と搬送ベルト３１との間を反射しつづけ、トナー像６を加熱しつづける。これにより、加熱すべきトナー像６以外に輻射エネルギーが吸収されないため、エネルギー効率の向上を図ることができる。また、電磁波がトナー像を何度も行き来するため、比較的電磁波吸収率が低い色のトナーも十分に加熱され、トナーの各色の電磁波吸収率の差による、トナーの各色間の温度差を縮めることができる。トナーの色間の温度差を縮めることができるため、記録体上に定着された画像中に光沢や定着具合のムラが生じることを防止でき、画像品質の向上を図ることができる。
また、搬送ベルト３１の材料を電磁波透過部材のみとし、その内側に反射板３２を設けた構成では、搬送ベルト３１が反射する構成と異なり、第２反射手段である反射板３２の形状を自由に決めることができる。そして、電磁波が他の方向に逃げにくい形状の反射板３２とすることで、さらにエネルギー効率の向上を図ることができる。
【００４８】
実施形態１及び実施形態２においては、固形のトナーを加熱し、溶融させる輻射加熱装置について述べた。しかし、本発明の輻射加熱装置は固形のトナーを加熱するものに限らず、湿式現像装置で用いられる液体現像剤を加熱するものにおいても適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】実施形態１に係る画像形成装置の概略構成図。
【図２】変形例１に係る画像形成装置の概略構成図。
【図３】変形例２に係る画像形成装置の概略構成図。
【図４】実施例１の加熱手段の説明図。
【図５】実施例２の加熱手段の説明図。
【図６】実施例３の加熱手段の説明図。
【図７】変形例２に適用できる加熱手段の説明図。
【図８】第２反射手段の反射率とトナーの吸収エネルギーの関係を示すグラフ。
【図９】実施形態２に係る画像形成装置の概略構成図。
【符号の説明】
【００５０】
１      中間転写ベルト
２      駆動ローラ
３      定着ローラ
３ａ    二次転写ローラ
３ｂ    転写定着ローラ
３ｃ    定着ベルト支持ローラ
３ｄ    定着ベルト
３ｆ    ２次転写ローラ
４      ハロゲンヒータ
５      反射板
６      トナー像
７      感光体
８      転写ローラ
９      押圧ローラ
１０    作像ユニット
１１    クリーニングブレード
１２    定着ローラ対
２０    電磁波透過層
２１    電磁波反射層
２２    電磁波反射材
２３    反射板
３１    搬送ベルト
【図１】
2005215496.tif 000003
【図２】
2005215496.tif 000004
【図３】
2005215496.tif 000005
【図４】
2005215496.tif 000006
【図５】
2005215496.tif 000007
【図６】
2005215496.tif 000008
【図７】
2005215496.tif 000009
【図８】
2005215496.tif 000010
【図９】
2005215496.tif 000011