(57)【要約】【課題】  定着のための立ち上がり時間を短縮し、及び、トナー画像の色味や濃度が異なる場合であっても安定した定着を行う。【解決手段】  記録媒体１上に転写されたトナー画像に供給する輻射熱を輻射する輻射熱源２と、輻射熱源２から輻射されてトナー画像に供給される熱量をトナー画像の単位体積当たり略一定とする手段と、を有する。記録媒体１上に転写されたトナー画像に対して輻射熱源２０から輻射熱が供給され、トナー画像に供給される熱量がトナー画像の単位体積当たり略一定とされるので、トナー画像の濃度や色味にかかわらずトナー画像を均一な軟化状態とすることができ、安定した定着を行うことができる。また、トナー画像を直接加熱するため、定着のための立ち上がり時間を短縮でき、定着のための熱効率を高めることができる。【選択図】    図１
2005215421.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録媒体上に転写されたトナー画像を定着させる定着装置において、
前記記録媒体上の前記トナー画像に供給する輻射熱を輻射する輻射熱源と、
前記輻射熱源から輻射されて前記トナー画像に供給される熱量を前記トナー画像の単位体積当たり略一定とする手段と、
を有すること特徴とする定着装置。
【請求項２】
連れ回り方向に回転する定着部材と加圧部材とが圧接されて形成されたニップ部を有し、トナー画像が転写された記録媒体を前記ニップ部を通過させることにより前記トナー画像を前記記録媒体上に定着させる定着装置において、
前記記録媒体の搬送方向に沿った前記ニップ部の上流側に配置され、前記記録媒体上の前記トナー画像に供給する輻射熱を輻射する輻射熱源と、
前記輻射熱源から輻射されて前記トナー画像に供給される熱量を前記トナー画像の単位体積当たり略一定とする手段と、
を有することを特徴とする定着装置。
【請求項３】
トナー画像が転写される定着部材と、連れ回り方向に回転する前記定着部材と加圧部材とが圧接されて形成されたニップ部とを有し、記録媒体を前記ニップ部を通過させることにより前記トナー画像を前記記録媒体上に転写定着する定着装置において、
前記定着部材の回転方向に沿った前記ニップ部の上流側に配置され、前記定着部材上の前記トナー画像に供給する輻射熱を輻射する輻射熱源と、
前記輻射熱源から輻射されて前記トナー画像に供給される熱量を前記トナー画像の単位体積当たり略一定とする手段と、
を有することを特徴とする定着装置。
【請求項４】
前記手段は、前記輻射熱源から輻射された輻射熱を前記トナー画像に向けて反射させる反射板であることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一記載の定着装置。
【請求項５】
前記反射板の反射面形状は、前記輻射熱源に対向する面が凹面となる放物面形状であることを特徴とする請求項４記載の定着装置。
【請求項６】
前記反射板における前記トナー画像の移動方向と直交する側の端部に、輻射熱を前記反射板の内方側へ戻すように反射させる反射部が設けられていることを特徴とする請求項４又は５記載の定着装置。
【請求項７】
前記反射板により反射された輻射熱の進行方向が、トナー画像が転写された前記記録媒体に対する垂線方向から傾いていることを特徴とする請求項４ないし６のいずれか一記載の定着装置。
【請求項８】
前記手段は、前記定着部材の表面層として設けられて赤外線を吸収する層であることを特徴とする請求項３記載の定着装置。
【請求項９】
前記手段は、前記定着部材の表面層の下側に設けられて赤外線を反射させる層であることを特徴とする請求項３記載の定着装置。
【請求項１０】
画像データに基づいたトナー画像と画像データに基づいた透明又は白色の熱吸収用の補助トナー画像とを少なくとも一部を積層させて像担持体上に形成し、これらのトナー画像と補助トナー画像とを合わせた前記像担持体上のトナー層の厚さ寸法を略一定とするプリンタエンジンと、
前記トナー画像と前記補助トナー画像とを合わせた前記像担持体上の前記トナー層に対向して配置され、このトナー層に供給する輻射熱を輻射する輻射熱源を備えた定着装置と、
を有する画像形成装置。
【請求項１１】
画像データに基づいたトナー画像と画像データに基づいた透明又は白色であって赤外線吸収剤を含有する熱吸収用の補助トナー画像とを像担持体上に積層させて形成するプリンタエンジンと、
前記トナー画像と前記補助トナー画像とを合わせた前記像担持体上のトナー層に対向して配置され、このトナー層に供給する輻射熱を輻射する輻射熱源を備えた定着装置と、
を有する画像形成装置。
【請求項１２】
前記定着装置は、前記輻射熱源から輻射された輻射熱を前記トナー層に向けて反射させる反射板が設けられている請求項１１又は１２記載の画像形成装置。
【請求項１３】
前記反射板の反射面形状は放物面形状である請求項１２記載の画像形成装置。
【請求項１４】
前記反射板における前記トナー画像の移動方向と直交する側の端部に、輻射熱を前記反射板の内方側へ戻すように反射させる反射部が設けられている請求項１２又は１３記載の画像形成装置。
【請求項１５】
前記反射板により反射された輻射熱の進行方向が、トナー画像が転写された前記記録媒体に対する垂線方向から傾いている請求項１２ないし１４のいずれか一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、定着装置及び画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機、プリンタ、ファクシミリ或いはこれらの少なくとも１つの機能を備えた複合機などとして構成される画像形成装置の定着装置としては、加熱または加熱と加圧とによりトナー（トナー画像）を溶融し、溶融したトナー画像を記録媒体上に定着させる方式が広く採用されている。
【０００３】
最も広く用いられているのは熱ローラ方式である。この熱ローラ方式の定着装置は、内部にヒータ等の熱源を有する定着ローラと加圧ローラとを圧接させたニップ部が形成され、トナー画像が転写された記録媒体をそのニップ部を通過させることによりトナー画像を定着させるものである。定着ローラは金属芯金上に弾性層及び離型層が積層されているので、熱容量が大きく、定着ローラを室温から定着処理に適した設定温度まで加熱する時間（立ち上がり時間）が長くなる。
【０００４】
立ち上がり時間を短縮することは省エネのために重要である。芯金や弾性層を薄肉化することで定着装置を低熱容量にでき、立ち上がり時間を短縮することが可能である。これにより立ち上がり時間はかなり短縮できるが、熱源が内部にあるため定着ローラの内面から表面まで熱伝導で熱が伝わるのに時間のロスがある。特に十分な厚さの弾性層が必要なカラー画像の定着装置においては、この時間のロスは大きくなる。
【０００５】
この対策として定着ローラの表面側に熱源を配置し、定着部材表面を直接加熱する外部加熱方式の定着装置が提案されている（特許文献１、２、３参照）。
【０００６】
これらの特許文献１、２、３に記載された定着装置は、定着ローラの表層のみを加熱しているので、昇温時間は内側から加熱するものに比べると速く、また通紙時の温度低下からの復帰のレスポンスも良くなっている。しかし、定着ローラを設定温度まで加熱して、その熱でトナー画像及び記録媒体を加熱しているので、定着ローラを設定温度までの昇温させる時間は必要である。
【０００７】
そこで、輻射熱源により直接記録媒体上のトナーを加熱する定着装置が提案されている（特許文献４参照）。この定着装置は、定着部材を加熱する必要がないので、輻射熱源がオンすれば瞬時にトナー（トナー画像）を加熱することができ、立ち上がり時間をゼロに近付けることができる。
【０００８】
輻射熱源によりトナー画像を直接加熱する他の定着装置としては、輻射加熱と熱ローラ方式を組み合わせたもの（例えば、特許文献５参照）や、転写定着部材上のトナー画像を輻射加熱で溶融状態にし、ニップ部で記録媒体に転写定着するもの（例えば、特許文献６参照）などが知られている。
【０００９】
さらに、輻射熱源によりトナー画像を直接加熱することで、立ち上がり時間を短縮し、及び、輻射熱の吸収効率を大きくする定着装置が知られている（例えば、特許文献７、８参照）。
【００１０】
【特許文献１】特開平９−５４５１０号公報
【特許文献２】特開２０００−２０６８１５公報
【特許文献３】特開２００２−４０８５５公報
【特許文献４】特開平６−１８６８６９号公報
【特許文献５】特開２０００−３０５３８５公報
【特許文献６】特開平６−２５８８９５号公報
【特許文献７】特開２０００−２２１８１４公報
【特許文献８】特開２０００−４７５０７公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかし、特許文献４に記載された定着装置では、トナー画像によって輻射熱の吸収効率が異なるため、トナー画像の色や濃度に応じてトナー画像の溶融状態に差が生じ、定着性や光沢などにムラが発生するという問題がある。カラー画像の場合は画像の色味によって、特に黒トナーとイエロートナーとでは輻射熱の吸収効率に大きな差がある。また、ベタ画像とハーフトーン画像、孤立ドット画像のように同じ色でも画像の濃度によって加熱の状態に差が生じる。具体的には、低濃度部はその周辺の記録媒体の反射率が高く、記録媒体はあまり加熱されず、またトナーの輻射熱の吸収効率の違いにより、トナー画像の加熱の程度が変化する。このため、あらゆる色味や濃度のトナー画像に対し安定した定着性を得るのは難しい。
【００１２】
特許文献５、６に記載された定着装置では、立ち上がり時間をゼロに近付けることができる。しかし、トナー画像の濃度、色味によって輻射熱の吸収効率が異なるので、定着性や光沢などにムラが発生するという問題がある。
【００１３】
特許文献７、８に記載された定着装置では、トナー画像の色味、濃度による輻射熱の吸収効率の差は改善されておらず、トナー画像において加熱ムラが発生する。また、白黒のトナー画像においてもトナー画像の濃度によって単位体積当り吸収熱量は一定ではなく、ベタのトナー画像に比べてハーフトーンのトナー画像は加熱されにくい。このように、トナー画像の色味や濃度が異なる場合でも単位体積当りの輻射熱の吸収量を一定にする技術は開示されていない。
【００１４】
本発明の目的は、定着のための立ち上がり時間を短縮し、及び、トナー画像の色味や濃度が異なる場合であっても安定した定着を行うことである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
請求項１記載の発明は、記録媒体上に転写されたトナー画像を定着させる定着装置において、前記記録媒体上の前記トナー画像に供給する輻射熱を輻射する輻射熱源と、前記輻射熱源から輻射されて前記トナー画像に供給される熱量を前記トナー画像の単位体積当たり略一定とする手段と、を有すること特徴とする。
【００１６】
請求項２記載の発明は、連れ回り方向に回転する定着部材と加圧部材とが圧接されて形成されたニップ部を有し、トナー画像が転写された記録媒体を前記ニップ部を通過させることにより前記トナー画像を前記記録媒体上に定着させる定着装置において、前記記録媒体の搬送方向に沿った前記ニップ部の上流側に配置され、前記記録媒体上の前記トナー画像に供給する輻射熱を輻射する輻射熱源と、前記輻射熱源から輻射されて前記トナー画像に供給される熱量を前記トナー画像の単位体積当たり略一定とする手段と、を有することを特徴とする。
【００１７】
請求項３記載の発明は、トナー画像が転写される定着部材と、連れ回り方向に回転する前記定着部材と加圧部材とが圧接されて形成されたニップ部とを有し、記録媒体を前記ニップ部を通過させることにより前記トナー画像を前記記録媒体上に転写定着する定着装置において、前記定着部材の回転方向に沿った前記ニップ部の上流側に配置され、前記定着部材上の前記トナー画像に供給する輻射熱を輻射する輻射熱源と、前記輻射熱源から輻射されて前記トナー画像に供給される熱量を前記トナー画像の単位体積当たり略一定とする手段と、を有することを特徴とする。
【００１８】
請求項４記載の発明は、請求項１ないし３のいずれか一記載の定着装置において、前記手段は、前記輻射熱源から輻射された輻射熱を前記トナー画像に向けて反射させる反射板であることを特徴とする。
【００１９】
請求項５記載の発明は、請求項４記載の定着装置において、前記反射板の反射面形状は、前記輻射熱源に対向する面が凹面となる放物面形状であることを特徴とする。
【００２０】
請求項６記載の発明は、請求項４又は５記載の定着装置において、前記反射板における前記トナー画像の移動方向と直交する側の端部に、輻射熱を前記反射板の内方側へ戻すように反射させる反射部が設けられていることを特徴とする。
【００２１】
請求項７記載の発明は、請求項４ないし６のいずれか一記載の定着装置において、前記反射板により反射された輻射熱の進行方向が、トナー画像が転写された前記記録媒体に対する垂線方向から傾いていることを特徴とする。
【００２２】
請求項８記載の発明は、請求項３記載の定着装置において、前記手段は、前記定着部材の表面層として設けられて赤外線を吸収する層であることを特徴とする。
【００２３】
請求項９記載の発明は、請求項３記載の定着装置において、前記手段は、前記定着部材の表面層の下側に設けられて赤外線を反射させる層であることを特徴とする。
【００２４】
請求項１０記載の発明の画像形成装置は、画像データに基づいたトナー画像と画像データに基づいた透明又は白色の熱吸収用の補助トナー画像とを少なくとも一部を積層させて像担持体上に形成し、これらのトナー画像と補助トナー画像とを合わせた前記像担持体上のトナー層の厚さ寸法を略一定とするプリンタエンジンと、前記トナー画像と前記補助トナー画像とを合わせた前記像担持体上の前記トナー層に対向して配置され、このトナー層に供給する輻射熱を輻射する輻射熱源を備えた定着装置と、を有する。
【００２５】
請求項１１記載の発明の画像形成装置は、画像データに基づいたトナー画像と画像データに基づいた透明又は白色であって赤外線吸収剤を含有する熱吸収用の補助トナー画像とを像担持体上に積層させて形成するプリンタエンジンと、前記トナー画像と前記補助トナー画像とを合わせた前記像担持体上のトナー層に対向して配置され、このトナー層に供給する輻射熱を輻射する輻射熱源を備えた定着装置と、を有する。
【００２６】
請求項１２記載の発明は、請求項１１又は１２記載の画像形成装置において、前記定着装置は、前記輻射熱源から輻射された輻射熱を前記トナー層に向けて反射させる反射板が設けられている。
【００２７】
請求項１３記載の発明は、請求項１２記載の画像形成装置において、前記反射板の反射面形状は放物面形状である。
【００２８】
請求項１４記載の発明は、請求項１２又は１３記載の画像形成装置において、前記反射板における前記トナー画像の移動方向と直交する側の端部に、輻射熱を前記反射板の内方側へ戻すように反射させる反射部が設けられている。
【００２９】
請求項１５記載の発明は、請求項１２ないし１４のいずれか一記載の画像形成装置において、前記反射板により反射された輻射熱の進行方向が、トナー画像が転写された前記記録媒体に対する垂線方向から傾いている。
【発明の効果】
【００３０】
請求項１記載の発明の定着装置によれば、記録媒体上に転写されたトナー画像に対して輻射熱源から輻射熱が供給され、トナー画像に供給される熱量がトナー画像の単位体積当たり略一定とされるので、トナー画像の濃度や色味にかかわらずトナー画像を均一な軟化状態とすることができ、安定した定着を行うことができる。また、トナー画像を直接加熱するため、定着のための立ち上がり時間を短縮でき、定着のための熱効率を高めることができる。
【００３１】
請求項２記載の発明の定着装置によれば、トナー画像が転写された記録媒体を定着部材と加圧部材とが圧接されて形成されたニップ部を通過させて定着するとき、記録媒体の搬送方向に沿ったニップ部の上流側に配置された輻射熱源から記録媒体上のトナー画像に対して輻射熱が供給され、トナー画像に供給される熱量がトナー画像の単位体積当たり略一定とされるので、トナー画像の濃度や色味にかかわらずトナー画像を均一な軟化状態とすることができ、安定した定着を行うことができる。また、トナー画像を直接加熱するため、定着のための立ち上がり時間を短縮でき、定着のための熱効率を高めることができる。
【００３２】
請求項３記載の発明の定着装置によれば、トナー画像が転写された定着部材と加圧部材とが圧接されて形成されたニップ部に記録媒体を通過させ、トナー画像を記録媒体に転写及び定着するとき、定着部材の回転方向に沿ったニップ部の上流側に配置された輻射熱源から定着部材上のトナー画像に対して輻射熱が供給され、トナー画像に供給される熱量がトナー画像の単位体積当たり略一定とされるので、トナー画像の濃度や色味にかかわらずトナー画像を均一な軟化状態とすることができ、安定した定着を行うことができる。また、トナー画像を直接加熱するため、定着のための立ち上がり時間を短縮でき、定着のための熱効率を高めることができる。
【００３３】
請求項４記載の発明の定着装置によれば、輻射熱源から輻射された輻射熱を反射板でトナー画像に向けて反射させることにより、輻射熱源から輻射された輻射熱を効率よくトナー画像に供給でき、トナー画像に供給される熱量をトナー画像の単位体積当たり略一定とすることができる。
【００３４】
請求項５記載の発明の定着装置によれば、トナー画像に供給されるトナー画像の単位体積当たりの熱量の均一度を高めることができる。
【００３５】
請求項６記載の発明の定着装置によれば、トナー画像に供給されずに輻射される輻射熱を減らすことができ、定着のための熱効率を高めることができる。
【００３６】
請求項７記載の発明の定着装置によれば、記録媒体上のトナー画像を通過する輻射熱の行路長が長くなり、輻射熱によるトナー画像の加熱を効率よく行うことができる。
【００３７】
請求項８記載の発明の定着装置によれば、表面層で吸収した輻射熱で定着部材が発熱するので、トナー画像への輻射熱の供給効率を高めることができる。
【００３８】
請求項９記載の発明の定着装置によれば、トナー画像を通過した輻射熱が定着部材の表面層の下側に位置する赤外線を反射させる層で反射されて再びトナー画像を通過するので、輻射熱をトナー画像の加熱のために有効に使用することができる。
【００３９】
請求項１０記載の発明の画像形成装置によれば、トナー画像と補助トナー画像とを少なくとも一部を積層させて像担持体上に形成したトナー層の厚さ寸法が略一定であるので、このトナー層に輻射熱源から輻射熱を供給することにより、トナー画像に供給される熱量をトナー画像の単位体積当たり略一定とすることができ、トナー画像の濃度や色味が異なる場合でもトナー画像を均一に加熱することができ、安定した定着を行うことができる。また、トナー画像を直接加熱するため、定着のための立ち上がり時間を短縮でき、定着のための熱効率を高めることができる。
【００４０】
請求項１１記載の発明の画像形成装置によれば、トナー画像と透明又は白色であって赤外線吸収剤を含有する熱吸収用の補助トナー画像とを積層させて像担持体上に形成し、これらのトナー画像と補助トナー画像とを合わせた像担持体上のトナー層に対して輻射熱源から輻射された輻射熱を供給するので、補助トナー画像中に含まれる赤外線吸収剤により輻射熱の吸収が良好に行われ、トナー画像の濃度や色味が異なる場合でもトナー画像を均一に加熱することができ、安定した定着を行うことができる。また、トナー画像を直接加熱するため、定着のための立ち上がり時間を短縮でき、定着のための熱効率を高めることができる。
【００４１】
請求項１２記載の発明の画像形成装置によれば、定着装置は、輻射熱源から輻射された輻射熱をトナー層に向けて反射させる反射板が設けられているので、輻射熱源から輻射された輻射熱を反射板でトナー画像に向けて反射させることにより、輻射熱源から輻射された輻射熱を効率よくトナー層に供給でき、定着のための熱効率を高めることができる。
【００４２】
請求項１３記載の発明の画像形成装置によれば、反射板の反射面形状は放物面形状であるので、この反射板で反射された輻射熱をトナー層に均一に供給することができる。
【００４３】
請求項１４記載の発明の画像形成装置によれば、トナー画像に供給されずに輻射される輻射熱を減らすことができ、定着のための熱効率をさらに高めることができる。
【００４４】
請求項１５記載の発明の画像形成装置によれば、像担持体上のトナー層を通過する輻射熱の行路長が長くなり、輻射熱によるトナー画像の加熱を効率よく行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４５】
本発明の第１の実施の形態を図１ないし図３に基づいて説明する。図１は画像形成装置であるタンデム型のカラー複写機の概略構造を示したものである。このカラー複写機は、像担持体である記録媒体１を収納する給紙トレイ２、給紙トレイ２内から１枚ずつ分離給紙された記録媒体１が排紙トレイ（図示せず）に向けて搬送される搬送経路３、搬送経路３上に配置された搬送ローラ４、レジストローラ５、プリンタエンジン６、定着装置７等により形成されている。なお、図示を省略してあるが、プリンタエンジン６の上方には、原稿の画像を読み取る画像読取装置が設けられている。
【００４６】
プリンタエンジン６は、等間隔で平行に配設された５本の円筒状の感光体８、各感光体８の周囲に配設された帯電装置９、光走査装置１０、現像装置１１、一次転写装置１２、クリーニング装置１３、中間転写ベルト１４、二次転写装置１５を有している。
【００４７】
５本の感光体８は等間隔で平行に配設され、これらの感光体８のうちの４本は各色（イエローＹ、マゼンタＭ、シアンＣ、ブラックＢ）のトナー画像の形成に用いられる（以下、必要に応じてこれらの感光体を８Ｙ、８Ｍ、８Ｃ、８Ｂと表示する）。他の１本の感光体８は透明の熱吸収用の補助トナー画像の形成に用いられる（以下、必要に応じてこの感光体を８Ａと記載する）。感光体８Ａで形成される補助トナー画像を形成する補助トナーは、着色剤を有しないトナーであり、このトナーの結着樹脂としては、スチレン−アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアクリル樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂などを使用することができる。
【００４８】
帯電装置９は、感光体８の表面を一様に帯電させる。帯電装置９は、例えば、外周面を感光体８の表面に接触させて配設されて感光体８との間に帯電電圧を印加することによって感光体８の表面を帯電させる接触方式の帯電ローラであってもよいし、感光体８の表面を非接触帯電させるコロナ放電方式のコロナチャージャ等であってもよい。
【００４９】
光走査装置１０は、帯電装置９によって一様に帯電された感光体８の表面を画像データに基づいて露光走査することにより、感光体８の表面に静電潜像を書き込む。公知の技術であるため詳細な図示および説明を省略するが、一例として、光走査装置１０は、光を発する光源と、光源で発した光を走査させるポリゴンミラー、ポリゴンミラーを回転させるモータ、ポリゴンミラーで走査された光をレンズを介して感光体へ向けて反射させるミラー等によって形成することができる。
【００５０】
現像装置１１は、トナーボトル（図示せず）から供給されるトナー又は補助トナーおよびキャリアからなる二成分現像剤を収納するケース１１ａと、ケース１１ａ内に収納されたトナー又は補助トナーを感光体８の表面に供給する現像ローラ１１ｂとを備えており、現像ローラ１１ｂの動作によって感光体８表面にトナー又は補助トナーを供給することにより、光走査装置１０による光走査によって感光体８の表面に書き込まれた静電潜像を顕像化する。
【００５１】
一次転写装置１２は、中間転写ベルト１４を挟んで感光体８に対向され、感光体８との間に転写電圧を印加することにより、感光体８表面に形成されているトナー画像又は補助トナー画像を、中間転写ベルト１４上に転写させる。
【００５２】
クリーニング装置１３は、一次転写装置１２で転写されずに感光体８上に残留したトナー又は補助トナーを回収する。
【００５３】
中間転写ベルト１４は、駆動ローラ１６と二次転写ローラ１７と支持ローラ１８とに掛け回されて感光体８との対峙位置で感光体８と同じ方向に移動するように回転駆動されている。駆動ローラ１６と対向する位置の中間転写ベルト１４の外周側には、中間転写ベルト１４の外周面をクリーニングするクリーニング装置１９が配設されている。中間転写ベルト上には、各感光体８上に形成された補助トナー画像とトナー画像とが一次転写装置１２の働きで次々と転写されて重ね合わされ、カラーのトナー画像が形成される。
【００５４】
二次転写装置１５は、二次転写ローラ１７に転写電圧を印加することにより、中間転写ベルト１４の表面に形成されているトナー画像と補助トナー画像とを、搬送経路３を搬送される記録媒体１に転写させる。
【００５５】
トナー画像を転写された記録媒体１は、引き続き搬送経路３を搬送され、定着装置７に到達する。
【００５６】
定着装置７は、輻射熱源２０と、輻射熱源２０から輻射される輻射熱（電磁波）の方向を被加熱物である記録媒体１上に転写されたトナー画像側に向ける反射板２１と、トナー画像が転写された記録媒体１を搬送する搬送ベルト２２とを有している。輻射熱源としては、ハロゲンヒータ、セラミックスヒータ、カーボンヒータまたはフラッシュランプなどを使用することができる。
【００５７】
反射板２１は、輻射熱源２０に対し被加熱物（記録媒体１上に転写されたトナー画像）の反対側から輻射熱源２０を囲むように配設され、輻射熱源２０からの電磁波が被加熱物に向かうようになっている。輻射の電磁波は集中しすぎると瞬間的に高温になりすぎるので、反射板２１の形状は加熱範囲において輻射の強度が均一な分布になるものが望ましい。そのため、反射板２１は放物形状であり、図２（ａ）に示すように反射板２１の焦点に配置された輻射熱源２０からの電磁波が反射され、平行光となり被加熱物に照射される。このため照射範囲において略均一な照射強度を得ることができ、被加熱部に供給される熱量が被加熱部の単位体積当たり略一定とされる。反射面は電磁波の反射効率の良いもの、特に赤外領域での反射率が高いものが望ましく、蒸着やメッキで反射率の高い金属である金、銀やアルミなどの反射層を形成したものを使用している。
【００５８】
また、反射板２１は、反射板２１で反射された電磁波の光軸が被加熱物（トナー画像が転写された記録媒体１）に対する垂線方向から傾いた向きに配設されている。トナー画像の厚さ寸法が数１０μｍでは電磁波を全て吸収することは難しく、透過してしまうが、図２（ａ）に示すように光軸を傾けることにより、図２（ｂ）に示すように光軸を記録媒体１に対する垂線方向とした場合に比べると、図２（ａ）の場合の光路長Ｌ１が図２（ｂ）の場合の光路長Ｌ２に比べて長くなり、トナー画像内での電磁波の吸収量を大きくすることができる。
【００５９】
また、反射板２１の先端とトナー画像との間の隙間は電磁波の漏れが少なくなるようにできるだけ狭いことが望ましく、かつ、トナー画像との擦れが発生しないようにある一定の隙間を確保することが必要である。このため、記録媒体１を搬送ベルト２２に静電又ははエアーなどで吸着すると、記録媒体１の浮きが発生せず、記録媒体１と反射板２１との擦れを防止することができる。さらに、反射板２１の軸方向の端部（反射板２１における記録媒体１の移動方向と直交する側の端部）には、電磁波の漏れがないようにするため、電磁波を反射板２１の内方側へ戻すように反射させる反射部（図示せず）が設けられている。
【００６０】
つぎに、記録媒体１上に転写されたトナー画像と補助トナー画像とを合わせたトナー層の層構成について図３に基づいて説明する。本実施の形態では、単色トナーのベタ画像はトナー画像の厚さ寸法が略０．４ｍｇ／ｃｍ２となるように設定されている。このため、イエロー、マゼンタ、シアンの３色のトナー画像を重ねた場合の黒のトナー画像の厚さ寸法は３倍の略１．２ｍｇ／ｃｍ２となる。イエロートナーのベタ画像部分と、３色のトナー画像を重ねて形成される黒のトナー画像の部分とでは、最表層はともにイエロートナーであり、輻射熱はともにイエロートナーに吸収されるが、トナー画像の熱容量が３倍違うので、溶融状態に差ができてしまう。
【００６１】
そこで、図３（ａ）に示すように、トナー画像と補助トナー画像との合計のトナー層の厚さ寸法が略１．２ｍｇ／ｃｍ２となるように、補助トナー画像を形成する。この補助トナー画像の形成は、画像読取装置で読み取った画像データに基づいて形成される。具体的には、イエロー、マゼンタ、シアンの３層のトナー画像が積層されている部分には補助トナー画像は形成せず、一層のトナー画像が形成されている部分には０．８ｍｇ／ｃｍ２の厚さ寸法の補助トナー画像を形成し、二層のトナー画像が形成されている部分には０．４ｍｇ／ｃｍ２の厚さ寸法の補助トナー画像を形成する。
【００６２】
または、図３（ｂ）に示すように、トナー画像と補助トナー画像との合計のトナー層の厚さ寸法が略１．６ｍｇ／ｃｍ２となるように、補助トナー画像を形成する。この補助トナー画像の形成は、画像読取装置で読み取った画像データに基づいて形成される。具体的には、イエロー、マゼンタ、シアンの３層のトナー画像が積層されている部分には補助トナー画像を０．４ｍｇ／ｃｍ２の厚さ寸法に形成し、一層のトナー画像が形成されている部分には１．２ｍｇ／ｃｍ２の厚さ寸法の補助トナー画像を形成し、二層のトナー画像が形成されている部分には０．８ｍｇ／ｃｍ２の厚さ寸法の補助トナー画像を形成する。
【００６３】
図３（ａ）、（ｂ）に示すように、トナー画像と補助トナー画像との合計のトナー層の厚さ寸法を略一定に形成することにより、定着のためにこのトナー層を加熱したときに、トナー画像に供給される熱量がトナー画像の単位体積当たり略一定となり、トナー画像の濃度や色味が異なる場合でもトナー画像を均一に加熱することができ、安定した定着を行うことができる。また、トナー画像を直接加熱するため、定着のための立ち上がり時間を短縮でき、定着のための熱効率を高めることができる。図３（ａ）と（ｂ）とを比較すると、図３（ｂ）の場合は補助トナーの消費量は多くなるが、トナー画像の表面の全領域が全て補助トナー画像となるので、熱の吸収状態が均一になり、トナー画像の加熱がより均一化される。
【００６４】
また、補助トナー画像を形成する補助トナーとしては、赤外線吸収剤を含有させることも有効である。トナー画像の上に赤外線吸収剤を含有させた補助トナーで補助トナー画像を形成することにより、これらのトナー画像と補助トナー画像とを合わせた記録媒体１上のトナー層に対して輻射熱源２０から輻射熱を供給したときに、補助トナー中に含まれる赤外線吸収剤により電磁波（輻射熱）の吸収が良好に行われ、トナー画像の濃度や色味が異なる場合でもトナー画像を均一に加熱することができ、安定した定着を行うことができる。また、赤外線吸収剤を含有する補助トナーで補助トナー画像を形成した場合には、図３（ｃ）に示すように、補助トナー画像の厚さ寸法を一定とし、トナー画像と補助トナー画像とを合わせたトナー層の厚さ寸法を一定にしなくとも、補助トナーに含有される赤外線吸収剤の働きによって各トナー画像の加熱を略均等に行える。また、赤外線吸収剤を含有する補助トナーで補助トナー層を形成した場合でも、図３（ｄ）に示すようにトナー画像と補助トナー画像とを合わせたトナー層の厚さ寸法が一定となるようにしてもよい。
【００６５】
赤外線吸収剤としては各種のものを使用することができ、例えば、シアニン系，イモニウム系，ランタノイド系，ポリメチン系，アミニウム系，ニッケル錯体系などがあり、これらを単体または混合して使用することができる。また、この赤外線吸収剤は補助トナーだけではなく、色味に影響が出ない範囲で各色のトナーに含有させてもよい。
【００６６】
記録媒体１上では、トナー画像とトナー補助画像とが合わせられた表面側に補助トナー画像が位置するので、記録媒体１に転写される以前の中間転写ベルト１４上では、補助トナー画像が最下層に位置し、その上に各色のトナー画像が形成されている。
【００６７】
本発明の第２の実施の形態を図４に基づいて説明する。なお、図１ないし図３において説明した部分と同じ部分は同じ符号で示し、説明も省略する（以下の実施の形態でも同じ）。
【００６８】
本実施の形態のカラー複写機の基本的な構造は図１ないし図３で説明した第１の実施の形態のカラー複写機と同じである。本実施の形態のカラー複写機が第１の実施の形態のカラー複写機と異なるのは、定着装置の構造である。
【００６９】
本実施の形態の定着装置３１は、第１の実施の形態で説明した定着装置７と同じ構成の第１定着部３２と、記録媒体１の搬送方向に沿った第１定着部３２の下流側に位置する第２定着部３３とを有する。
【００７０】
第２定着部３３は、定着部材である定着ローラ３４と加圧部材である加圧ローラ３５とを有し、これらの定着ローラ３４と加圧ローラ３５とは外周面を圧接させて連れ回り方向に回転駆動され、圧接部分にニップ部３６が形成されている。定着ローラ３４の内部には、ヒータ３７が配設されている。
【００７１】
このような構成において、トナー画像と補助トナー画像とを合わせたトナー層が転写された記録媒体１が搬送経路３上を搬送され、その記録媒体１が第１定着部３２に到達すると、トナー層は輻射熱源２０から供給される輻射熱により加熱される。この加熱は、トナー層を直接加熱するので、短時間で必要な温度に加熱することができる。
【００７２】
第１定着部３２を通過した記録媒体１は第２定着部３３のニップ部３６に送り込まれ、熱と圧力とを加えた定着処理が行われる。
【００７３】
本実施の形態のカラー複写機では、定着装置３１での定着処理が、第１定着部３２での輻射熱源２０から輻射熱を供給することによる定着のみでなく、第２定着部３３での熱と圧力とを加えた定着が行われるので、加圧の効果により光沢のある画像を得ることができる。
【００７４】
また、第２定着部３３での定着に先立ち、第１定着部３２での加熱を行っているので、第２定着部３３での設定温度を低くすることができ、第２定着部３３の立ち上がり時間を短縮できる。
【００７５】
なお、本実施の形態では、第２定着部３３として定着ローラ３４と加圧ローラ３５とを圧接させた熱ローラ方式を採用した場合を例に挙げて説明したが、このような熱ローラ方式に代えて、図５に示すように、定着ベルト方式の第２定着部３８を採用してもよい。定着ベルト方式の第２定着部３８は、定着ローラ３９と加熱ローラ４０との間に定着部材である定着ベルト４１が掛け回され、定着ベルト４１と加圧ローラ３５とが圧接されてその圧接部分にニップ部３６が形成されている。加熱ローラ４０の内部にはヒータ４０ａが配設されている。
【００７６】
本発明の第３の実施の形態を図６及び図７に基づいて説明する。本実施の形態のカラー複写機では、補助トナー画像を形成する感光体８Ａの位置が変えられており、中間転写ベルト１４上にイエローのトナー画像、マゼンタのトナー画像、シアンのトナー画像、ブラックのトナー画像が転写された後、補助トナー画像が転写されるように配置されている。図７は、中間転写ベルト１４上に各色のトナー画像と補助トナーのトナー画像とが転写された状態を示している。この場合において、図３で説明したように、トナー画像と補助トナー画像との合計のトナー層の厚さ寸法を同じする（図７（ａ）、（ｂ）、（ｄ））。また、補助トナー画像を形成する補助トナーに赤外線吸収剤を含有させた場合には、図３（ｃ）で説明したように、補助トナー画像の厚さ寸法を一定とし、トナー画像と補助トナー画像とを合わせたトナー層の厚さ寸法を一定にしなくとも、補助トナーに含有される赤外線吸収剤の働きによって各トナー画像の加熱を略均等に行える（図７（ｃ））。
【００７７】
本実施の形態のカラー複写機で採用されている定着装置５１は、記録媒体１へのトナー画像の転写と定着とを同時に行うもので、中間転写ベルト１４は定着部材としても機能する。中間転写ベルト１４は駆動ローラ１６と定着ローラ５２との間に掛け回され、中間転写ベルト１４の定着ローラ５２に掛け回された部分に加圧部材である加圧ローラ５３が圧接され、この圧接部分にニップ部５４が形成されている。定着ローラ５２の内部にはヒータ５２ａが配設されている。ニップ部５４は搬送経路３上に位置し、搬送経路３上を搬送された記録媒体１がニップ部５４を通過するときに、中間転写ベルト１４上のトナー画像と補助トナー画像とが記録媒体１上に転写され、同時に定着される。
【００７８】
中間転写ベルト１４の回転方向に沿ったニップ部５４の上流側には、定着装置５１の一部となる輻射熱源２０と反射板２１とが配設されている。
【００７９】
中間転写ベルト１４上にはトナー画像と補助トナー画像とを合わせたトナー層が図７に示すように形成されているので、このトナー層に対して輻射熱源２０と反射板２１とを用いて放射熱を供給することにより、トナー画像に対して単位体積当たり略一定となる熱量を供給でき、トナー画像は一定の溶融状態となり、安定した定着を行うことができる。
【００８０】
本実施の形態のカラー複写機では、トナー画像と補助トナー画像とが記録媒体１に転写されたとき、記録媒体１上では補助トナー画像は最下層となり、補助トナー画像の上にトナー画像が形成される。このため、記録媒体１上のトナー画像は補助トナーの色味の影響を受けにくく、補助トナーは透明ではなく、白色あるいは若干の着色があっても最終的な画像にはほとんど影響が出ない。つまり、より多くの赤外線吸収剤を含有させることができ、輻射吸収の効率を高くすることができる。
【００８１】
また、定着ローラ５２と加圧ローラ５３とのニップ部５４でニップして熱と圧力とを加えて定着することに先立ち、輻射熱源２０からの輻射熱でトナー画像と補助トナー画像とを加熱しているので、定着ローラ５２の設定温度を低くすることができ、定着ローラ５２の立ち上がり時間を短縮できる。
【００８２】
本発明の第４の実施の形態を図８に基づいて説明する。本実施の形態のカラー複写機で採用されている定着装置６１は、記録媒体１へのトナー画像の転写と定着とを同時に行うものである。中間転写ベルト１４上に転写されたトナー画像と補助トナー画像とが転写される定着部材としての定着ローラ６２が配設され、この定着ローラ６２に圧接されて連れ回り方向に回転する加圧部材としての加圧ローラ６３が配設されている。定着ローラ６２の内部には、ヒータ６２ａが配設されている。定着ローラ６２と加圧ローラ６３とが圧接された部分にはニップ部６４が形成されている。このニップ部６４は搬送経路３上に位置し、搬送経路３上を搬送された記録媒体１がニップ部６４を通過するときに、定着ローラ６２上のトナー画像と補助トナー画像とが記録媒体１上に転写され、同時に定着される。
【００８３】
定着ローラ６２の回転方向に沿ったニップ部６４の上流側には、定着装置６１の一部となる輻射熱源２０と反射板２１とが配設されている。
【００８４】
定着ローラ６２上にはトナー画像と補助トナー画像とを合わせたトナー層が形成されているので、このトナー層に対して輻射熱源２０と反射板２１とを用いて放射熱を供給することにより、トナー画像に対して単位体積当たり略一定となる熱量を供給でき、トナー画像は一定の溶融状態となり、安定した定着を行うことができる。
【００８５】
また、本実施の形態では第３の実施の形態と同じように、記録媒体１上のトナー画像は補助トナーの色味の影響を受けにくいので、補助トナーは透明ではなく白色あるいは若干の着色がされたもの、例えば、より多くの赤外線吸収剤を含有させたものを使用できる。また、定着ローラ６２と加圧ローラ６３とのニップ部６４でニップして熱と圧力とを加えて定着することに先立ち、輻射熱源２０からの輻射熱でトナー画像と補助トナー画像とを加熱しているので、定着ローラ６２の設定温度を低くすることができ、定着ローラ６２の立ち上がり時間を短縮できる。
【００８６】
なお、本実施の形態では、定着部材として定着ローラ６２を用いたものを例に挙げて説明したが、このような定着ローラ６２に代えて、図９に示すような定着ベルト６５を定着部材として用いてもよい。この場合、定着ベルト６５を、中間転写ベルト１４側に位置する転写ローラ６６と加圧ローラ６３側に位置する加熱ローラ６７とに掛け回す。加熱ローラ６７の内部にはヒータ６７ａが配設されている。これにより、定着装置６１から中間転写ベルト１４へ伝わる熱量が低減される。
【００８７】
上述した第３及び第４の実施形態では、定着部材（第３の実施の形態の中間転写ベルト１４、第４の実施の形態の定着ローラ６２）上でトナー画像、補助トナー画像が加熱溶融されるので、定着部材の表層を離型性の良いＰＦＡ、FＥＰ、ＰＴＦＥなどのフッ素樹脂を用いることが望ましい。フッ素樹脂層の下には輻射熱源２０からの電磁波が加熱の必要がない定着部材内部に浸透しないように金、銀、アルミなどの金属反射層が設けてある。また、定着部材表層のフッ素樹脂にカーボンなどを含有させ、赤外線吸収層とすることで、トナー層を透過した輻射熱源２０の電磁波を吸収し、定着部材表層を発熱させて定着部材からの熱伝導でトナー画像や補助トナー画像を加熱することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８８】
【図１】本発明の第１の実施の形態のカラー複写機の概略構造を示す正面図である。
【図２】定着装置の構造を示す正面図である。
【図３】記録媒体上に転写されたトナー画像と補助トナー画像とを合わせたトナー層の層構成を示す正面図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態のカラー複写機の概略構造を示す正面図である。
【図５】その変形例を示す正面図である。
【図６】本発明の第３の実施の形態のカラー複写機の概略構造を示す正面図である。
【図７】中間転写ベルト上に転写されたトナー画像と補助トナー画像とを合わせたトナー層の層構成を示す正面図である。
【図８】本発明の第４の実施の形態のカラー複写機の概略構造を示す正面図である。
【図９】その変形例を示す正面図である。
【符号の説明】
【００８９】
１      記録媒体
６      プリンタエンジン
７      定着装置
２０      輻射熱源
２１      反射板
３１      定着装置
３４      定着部材
３５      加圧部材
４１      定着部材
５１      定着装置
５３      加圧部材
６１      定着装置
６２      定着部材
６３      加圧部材
【図１】
2005215421.tif 000003
【図２】
2005215421.tif 000004
【図３】
2005215421.tif 000005
【図４】
2005215421.tif 000006
【図５】
2005215421.tif 000007
【図６】
2005215421.tif 000008
【図７】
2005215421.tif 000009
【図８】
2005215421.tif 000010
【図９】
2005215421.tif 000011