(57)【要約】【課題】本発明の目的は、ベルトに付着したトナーを適正に除去し、画像の光沢性の低下を抑制することができるベルト定着装置を提供することである。【解決手段】記録材上のトナー像を加熱する定着ベルト１１４と、このベルト１１４を加熱する加熱ローラ１１２と、ベルト１１４と共に移動する加熱後の記録材を分離前に冷却する冷却ファン１１６と、ベルト１１４の表面をクリーニングするクリーニングローラ１２０と、を有するベルト定着装置１１０において、トナーの損失弾性率が１０３〜１０７となるベルト１１４の温度領域にクリーニングローラ１２０を設置したことを特徴とする。【選択図】    図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録材上のトナー像を加熱するエンドレスベルトと、このベルトを加熱する加熱手段と、ベルトと共に移動する加熱後の記録材を分離前に冷却する冷却手段と、ベルト表面をクリーニングするクリーニング部材と、を有する画像加熱装置において、
トナーの損失弾性率が１０３〜１０７となるベルトの温度領域にクリーニング部材を設置したことを特徴とする画像加熱装置。
【請求項２】
前記加熱手段は前記ベルトを懸架する加熱回転体を有し、前記クリーニング部材を前記加熱回転体と対向した領域に設置したことを特徴とする請求項１の画像加熱装置。
【請求項３】
前記クリーニング部材は当接位置において同方向に前記ベルトと略等速で回転する回転体を有することを特徴とする請求項１又は２の画像加熱装置。
【請求項４】
前記ベルトの表面粗さＲｚは０．１〜１．０μｍであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかの画像加熱装置。
【請求項５】
前記クリーニング部材は前記ベルトに対し接離自在であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかの画像加熱装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、記録材上のトナー像を加熱する画像加熱装置に関する。この画像加熱装置としては、例えば、記録材上の未定着トナー像を定着する定着装置や、記録材に定着されたトナー像を加熱することにより画像の光沢度を調整する光沢調整装置を挙げることができる。
【背景技術】
【０００２】
従来から電子写真方式を用いた画像形成装置は、モノクロのみならず、カラーの画像形成を行うものも商品化されている。この電子写真方式の画像形成装置が様々な分野で使用されるのに伴い、画質に対する要求も益々高度なものとなっている。ここで、画質、特にカラー画像の光沢度を決定付ける要因の一つとしては、出力画像の平滑性が挙げられる。この光沢性に優れたカラー画像を得るための技術としては、例えば、熱可塑性樹脂からなる透明樹脂層を設けた記録材に、熱可塑性樹脂からなるカラートナーを転写し、加熱、溶融することによりカラー画像を形成する画像形成方法が知られている。
【０００３】
このような画像形成方法を採用したベルト定着装置（画像加熱装置）が提案されている。例えば、特許部文献１のベルト定着装置では、未定着トナー像を担持した記録材を耐熱フィルムからなる定着ベルトに密着させつつ加熱及び加圧する。その記録材を定着ベルトに密着させたままの状態で強制的に冷却してトナー像を固化させる。その後、トナー像が定着固化された記録材が定着ベルトから剥離される。その結果、トナー像は記録材の透明樹脂層に埋め込まれた状態で定着され、記録材表面上の透明樹脂層とトナー像とは、共に定着ベルトの表面形状にならって凝固し、記録材全面が平滑な面となる。これにより、光沢性に優れたカラー画像を得る事ができる。
【０００４】
また、ベルト定着装置において、定着ベルト上に付着したトナーを除去する技術が提案されている。例えば、特許文献２のベルト定着装置では、定着ベルトを張架している２つのローラのうち記録材分離部に設けられたテンションローラとの間で定着ベルトを挟み込むようクリーニングローラが当接している。また、このクリーニングローラにはハロゲンヒータが内蔵されている。
【０００５】
【特許文献１】特開平４−３６２６７９号公報
【特許文献２】特開平１１−３５２８１９号公報
【特許文献３】特開平５−７２９２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記特許文献２のベルト定着装置では、クリーニングローラにハロゲンヒータが内蔵されているため、クリーニングの為に新たなヒータが必要になるという効率が悪いシステムになっている事と、冷却されているローラに加熱物体が当接する事により、冷却ローラが若干暖められてしまい、良好な分離を持続する事が難しいことと、加熱ローラが冷却ローラに当接しているために、加熱が十分に行われず、記録材上のトナー像を十分に加熱して、ベルトからクリーニングローラにオフセットトナーを回収する事が難かしくなる欠点を有していた。従って、分離時に記録材上のトナー像の一部が定着ベルトに転移してしまい（所謂、オフセット）、画像の平滑度が低下し光沢性が悪化してしまったり、十分なクリーニングが行われなかったりする欠点があった。
【０００７】
また、特許文献３のベルト定着装置では、加熱ローラに対向する位置にクリーニングローラが設置されている。しかしながら、このクリーニングローラの配置ではベルトが十分に加熱された状態となっておらず、このクリーニング位置におけるベルト上のトナーは固化した状態にある。従って、クリーニングローラによるクリーニングを十分に行うことができず、ベルトにトナーが付着したまま通り過ぎてしまう恐れがある。その結果、ベルトに付着したままのトナーが次の定着時に影響を及ぼし、画像不良や光沢性低下につながる恐れがある。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、ベルトに付着したトナーを適正に除去し、画像の光沢性の低下を抑制することができる画像加熱装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するための本発明の代表的な構成は、記録材上のトナー像を加熱するエンドレスベルトと、このベルトを加熱する加熱手段と、ベルトと共に移動する加熱後の記録材を分離前に冷却する冷却手段と、ベルト表面をクリーニングするクリーニング部材と、を有する画像加熱装置において、トナーの損失弾性率が１０３〜１０７となるベルトの温度領域にクリーニング部材を設置したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、ベルトに付着したトナーを適正に除去し、画像の光沢性の低下を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、図面を参照して、本発明の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。なお、各図面において同一の符号を付したものは、同一の構成又は作用をなすものであり、これらについての重複説明は適宜省略した。
【００１２】
図１に画像形成装置の一例を示す。図１では、１個の像担持体１と、像担持体１の周囲に備えられた複数の現像器４（現像器４１〜４６）を搭載したロータリ４Ａを使用した電子写真方式のカラープリンタ（以下「画像形成装置」という）を例示している。
【００１３】
まず図１を用いて画像形成装置の概略構成について説明する。画像形成装置１０は、デジタルカラー画像プリンタ部（以下「プリンタ部」という）Ａと、プリンタ部Ａの上部に設けられたデジタルカラー画像リーダ部（以下「リーダ部」という）Ｂと、を有している。
【００１４】
プリンタ部Ａには、像担持体としてのドラム型の電子写真感光体（以下「感光ドラム」という）１が矢印方向に回転可能に配設されている。感光ドラム１の周囲には、その回転方向に沿ってほぼ順に、帯電手段としての一次帯電器２、露光手段としてのレーザ露光光学系３、現像手段としての現像装置４、中間転写体としての中間転写ベルト５、クリーニング手段としてのクリーニング装置６等が配設されている。
【００１５】
上述の現像装置４は、回転自在なロータリ４Ａと、これに搭載された複数の現像器を有している。ここでは、複数の現像器として、６個の現像器４１〜４６を例示している。この６個の現像器４には、現像剤として濃シアントナーが収容されたシアン現像器４１、濃マゼンタトナーが収容されたマゼンタ現像器４２、イエロートナーが収容されたイエロー現像器４３、ブラックトナーが収容されたブラック現像器４４、淡シアントナーが収容された淡シアン現像器４５、淡マゼンタトナーが収容された淡マゼンタ現像器４６がある。
【００１６】
つまり、本例の画像形成装置は、マゼンタ、シアンについて、同一色相で明度の異なる組み合わせを有している。すなわち、明度の低いトナー（濃色トナー）として、濃マゼンタ、濃シアンと、明度の高いトナー（淡色トナー）として、淡マゼンタ、淡シアンをそれぞれ収容した濃色トナー現像器４１、４２と、淡色トナー現像器４５、４６との２種類を具備している。ここでは、同一色相で明度の異なる組み合わせのない、イエロー現像器４３とブラックトナー現像器４４も濃色トナー現像器とする。
【００１７】
尚、同一色相で明度の異なるトナーとは、通常、樹脂と発色成分（顔料）とを基体とするトナーの中に含まれる発色成分（顔料）の分光特性が等しく、その量が異なるトナーをいう。明度の高いトナーとは、同一色相で明度の異なるトナーの組み合わせの中、濃度が相対的に低い方のものをいう。
【００１８】
又、同一色相とは、上述のように、発色成分（顔料）の分光特性が同一であるものを言うが、厳密に同一でなくても、一般的にマゼンタ、シアン、イエロー、ブラック等のように、通常の色概念上同一色と呼べる範囲とする。同一色相で明度の高いトナーは記録材上でのトナー量が０．５ｍｇ／ｃｍ２につき、定着後の光学濃度が１．０未満であり、低いトナーとは記録材上でのトナー量が０．５ｍｇ／ｃｍ２につき、定着後の光学濃度が１．０以上である。本例では、濃色トナーである、濃シアン、濃マゼンタ、イエロー、ブラックは、トナーの記録材上での載り量が０．５ｍｇ／ｃｍ２の際に定着後光学濃度が１．６となるように顔料の量を調整している。又、淡色トナーである、淡シアン、淡マゼンタは載り量０．５ｍｇ／ｃｍ２で定着後の光学濃度が０．９となるように設計されている。この濃淡２種類のトナーをうまく混合させて、それぞれの色のトナーの階調を再現している。
【００１９】
又、前記各現像器４１〜４６に収容されている現像剤は、トナーとキャリアを混合させて用いる二成分現像剤であるが、トナーのみの一成分現像剤でも問題はない。又、トナーの種類として、明度の異なる組み合わせをシアンとマゼンタの２色に関して備えているが、その２種類に限るわけではなく、シアンのみ、マゼンタのみ、イエローのみ等でも、全色に明度の異なる組み合わせを備えてもかまわない。つまり、どの色相に明度の異なる組み合わせを備えても良い。又、それにより、現像器の数は本例では６個であるが、これに限るものではない。
【００２０】
上述の中間転写ベルト５は、駆動ローラ５１、テンションローラ５２，５４、二次転写対向ローラ５３に掛け渡されている。また、中間転写ベルト５の内側には、中間転写ベルト５を感光ドラム１に押圧する一次転写ローラ５０が配設されている。また、中間転写ベルト５の外側の二次転写対向ローラ５３に対応する位置には二次転写ローラ５５が配設されている。
【００２１】
また、プリンタ部Ａの下部には、画像形成対象となる記録材の搬送方向に沿って、その上流側から順に、給送カセット１１，１２，１３、給送ローラ１４，１５，１６、搬送ローラ１７，１８，１９、レジストローラ２０が配設されている。更に、ローラ２２，２３に掛け渡された搬送ベルト２１、第１の画像加熱装置としての熱ローラ定着装置９、排出ローラ２４などが配設されている。熱ローラ定着装置９は、定着ローラ９１と加圧ローラ９２と定着ローラクリーナ９３が配設されている。また、プリンタ部Ａには、両面搬送パス２５、手差しトレイ２６、給送ローラ２７などが配設されている。
【００２２】
リーダ部Ｂには、原稿台ガラス３１、原稿押圧板３２、露光ランプ３３、反射ミラー３４，３５，３６、レンズ３７、フルカラーＣＣＤセンサ３８等が配設されている。
【００２３】
上記画像形成装置において、画像形成時には、リーダ部Ｂにおいて、原稿をその画像面を下方に向けた状態で原稿台ガラス３１上に載せ、原稿押圧板３２で押圧する。この原稿の画像面を露光ランプ３３により露光走査する。原稿からの反射光像をレンズ３７によりフルカラーＣＣＤセンサ３８に集光し、カラー色分解画像信号を得る。カラー色分解画像信号は増幅回路（不図示）を経て、ビデオ処理ユニット（不図示）にて画像処理を施され画像メモリ（不図示）を介してプリンタ部Ａに送出される。
【００２４】
プリンタ部Ａには、リーダ部Ｂからの信号のほか、外部機器としてのコンピュータからの画像信号、ＦＡＸからの画像信号なども同様に送出されてくる。
【００２５】
ここでは、その代表としてリーダ部Ｂからの信号に基づくプリンタ部Ａの動作を説明する。
【００２６】
画像形成時に感光ドラム１は、駆動手段（不図示）によって矢印方向に所定のプロセススピード（周速度）で回転駆動され、その表面が一次帯電器２によって所定の極性・電位に一様に帯電される（帯電工程）。
【００２７】
帯電後の感光ドラム１表面は、レーザ露光光学系３によって静電潜像が形成される。リーダ部Ｂからの画像信号は、レーザ出力部（不図示）にて光信号に変換される。光信号に変換されたレーザ光はポリゴンミラー３ａで反射され、レンズ３ｂ及び各反射ミラー３ｃを経て帯電後の感光ドラム１表面に照射される。これにより、それぞれの分解色毎に、レーザ露光光学系３により露光し、感光ドラム１上に静電潜像を形成する（露光工程）。
【００２８】
次に、ロータリ４Ａを回転させ、所定の現像器を感光ドラム１上の現像位置に移動させる。そして、その現像位置における現像器を作動させて、感光ドラム１上の潜像を現像し、感光ドラム１上に樹脂と顔料を基体とした現像剤像（トナー像）を形成する（現像工程）。
【００２９】
なお、各現像器内のトナーは、図１に示すようにレーザ露光光学系３上部に配置された各色毎のトナー収容部（ホッパー）６１〜６６から各現像器４１〜４６内のトナー比率（又はトナー量）を一定に保つように所望のタイミングにて随時補給される。また、感光ドラム１上には、濃度検知手段であるフォトセンサ７０が配置され、感光ドラム１上のトナー量を検知することが可能となっている。
【００３０】
こうして感光ドラム１上に形成されたトナー像は、一次転写ローラ５０により、中間転写ベルト５上に一次転写される（一次転写工程）。トナー像転写後の感光ドラム１は、表面に残ったトナー（残留トナー）がクリーニング装置６によって除去され（クリーニング工程）、次の色の画像形成に供される。前述した帯電、露光、現像、一次転写、クリーニングの各画像形成プロセスを、６色の中から必要色について同様に繰り返す。これにより、中間転写ベルト５上で複数色のトナー像が重ね合わされる。
【００３１】
こうして中間転写ベルト５上で重ね合わされたトナー像は、二次転写ローラ５５によって記録材上に一括して二次転写される。記録材は、給送カセット１１〜１３から選択的に給送され、レジストローラ２０によって中間転写ベルト５上のトナー像とタイミングを合わせるようにして、中間転写ベルト５と二次転写ローラ５５との間の二次転写部に供給される。トナー像転写後の中間転写ベルト５は、表面に残ったトナー（残留トナー）がベルトクリーナ５６によって除去されて、次の一次転写に供される。
【００３２】
なお、中間転写ベルト５において、従動ローラ５２の対向には、感光ドラム１から転写された画像の位置ズレおよび濃度の検知を行う検知センサ５７が配置されている。そして、検知センサ５７の検知結果により画像形成装置本体制御部（不図示）にて、随時画像濃度、トナー補給量、画像書き込みタイミング、及び画像書き込み開始位置等に対して補正を行っている。
【００３３】
前述の如くしてトナー像が転写された記録材は、搬送ベルト２１によって熱ローラ定着装置９に搬送される。記録材は、熱ローラ定着装置９において、定着ローラ９１とこれに押圧されている加圧ローラ９２との間の定着ニップ部に供給されて加熱・加圧され、表面にトナー像が定着される。
【００３４】
また、記録材の両面に画像を形成する場合には、熱ローラ定着装置９を記録材が通過後すぐに搬送パスガイド（不図示）を駆動し、記録材を搬送パス２８を経て反転パス２９に一旦導く。その後、記録材を、反転ローラ３０の逆転により、送り込まれた際の後端を先頭にして、送り込まれた方向と反対向きに退出させ、両面搬送パス２５へと送る。その後、記録材は、両面搬送パス２５を通過し、両面搬送ローラにて斜行補正とタイミング取りが行われ、所望のタイミングにてレジストローラ２０へと搬送される。その後、再び上述した画像形成プロセスによってもう一方の面にトナー像が転写され、その後、定着される。これにより、記録材の両面に対する画像形成が終了する。
【００３５】
更に、前述の画像形成装置には、図１に示すように、表面に熱可塑性樹脂からなる透明樹脂層を設けた記録材に画像形成するための画像加熱装置１１０を備えたオプションユニット１００が着脱自在に装着されている。即ち、オプションユニット１００が装着された図１の画像形成装置には、前述した第１の画像加熱装置としての熱ローラ定着装置９と、後述する第２の画像加熱装置としてのベルト定着装置１１０が搭載されている。
【００３６】
ここで、ベルト定着装置１１０を備えたオプションユニット１００の詳細について説明する。
【００３７】
オプションユニット１００には、ベルト定着装置１１０の他に、切替ガイド１０１が配置されている。この切替ガイド１０１は、熱ローラ定着装置９にて定着処理された記録材を、オプションユニット１００の上面に設けられた排出トレイ１０２に向けてそのまま搬送するか、ベルト定着装置１１０に向けて搬送するかを切り替える。またオプションユニット１００の側面には、ベルト定着装置１１０にて定着処理された記録材を載置する排出トレイ１０３が配置されている。その他、記録材を搬送するためのローラ対１０４，１０５，１０６が適所に配置されている。
【００３８】
図２にベルト定着装置１１０の模式断面図を示す。ベルト定着装置１１０は、記録材上のトナー像を加熱するエンドレスベルトとしての定着ベルト１１４と、このベルト１１４を加熱する加熱手段と、を有している。本例では加熱手段として、熱源を有する加熱回転体としての加熱ローラ１１１を有する構成としている。本例ではこの熱源として加熱ローラに内蔵されたハロゲンランプを使用しているが、他の熱源を使用しても構わない。また、ベルト定着装置１１０は、加熱ローラ１１１から所定間隔を保ち配設された分離ローラ１１２を有している。そして、この２本のローラ１１１，１１２間に定着ベルト１１４を懸回張設してある。この定着ベルト１１４を挟んで加熱ローラ１１１の対向位置には、加圧回転体としての加圧ローラ１１５が圧接されている。また、定着ベルト１１４の内側で、加熱ローラ１１１と分離ローラ１１２との間に、定着ベルト１１４に密着したまま共に移動する記録材を冷却するための冷却手段としての冷却ファン１１６、冷却ダクト１２１が設けられている。この冷却ダクト１２１には定着ベルト裏面と摺動する冷却フィン１２１ａが設けられている。定着ベルト１１４に密着したまま共に移動する記録材は、冷却手段により十分に冷却された後、分離ローラ１１２と対向した分離位置にて定着ベルト１１４から分離される。
【００３９】
加熱ローラ１１１は、同心円状に３層構造を採用しており、コア部分、弾性層、離型層を有している。このコア部分は直径４４ｍｍ、厚さ５ｍｍのアルミニウム製中空パイプにより構成される。弾性層はＪＩＳ−Ａ硬度５０度、厚さ３００μｍのシリコンゴムにより構成される。離型層は厚さ５０μｍのＰＦＡにより構成される。コア部分の中空パイプ内部には、熱源（ローラ加熱ヒータ）としてのハロゲンランプ１１７が配設されている。なお、熱源としてはハロゲンヒータに限らず、加熱ローラを励磁コイルから生じた磁束により電磁誘導加熱する構成のものを採用しても構わない。
【００４０】
加圧ローラ１１５もほぼ同様の構成を採用している。弾性層は厚さ３ｍｍのシリコンゴムを用いる。これは、弾性層により加熱ニップ部Ｎの幅（記録材搬送方向の長さ）を稼ぐためである。加圧ローラ１１５のコア部分の中空パイプ内部にも、熱源（ローラ加熱ヒータ）としてのハロゲンランプ１１８が配設されている。
【００４１】
加熱ローラ１１１と加圧ローラ１１５は定着ベルト１１４を挟んで所定の押圧力で圧接させて記録材搬送方向において所定幅の加熱・加圧部としての加熱ニップ部Ｎを形成している。ここでは、加圧ローラ１１５による加熱ローラ１１１への加圧力は、総圧で４９０Ｎ（５０ｋｇｆ）に設定している。このときの加熱ニップ部Ｎの幅（記録材搬送方向の長さ）は５ｍｍであった。
【００４２】
定着ベルト１１４は、記録材に形成された画像と密着するベルト表面が、高光沢画像を形成するために鏡面状とされている。本例の定着ベルト１１４は、ポリイミド樹脂の上にシリコンゴムを弾性層として持ち、その上に離型層としてポリイミドシリコン樹脂を皮膜してなる。
【００４３】
本例では、冷却ファン１１６が作動することにより冷却ダクト１２１内を流れる冷却風によって、定着ベルト１１４を冷却する構成とされている。その結果、定着ベルト１１４に密着したまま共に移動する記録材（トナー像）が十分に強制的に冷却される。なお、冷却手段としては、上述の冷却フィンを使用する構成に限らず、定着ベルトに非接触で冷却する冷却ファンのみの構成であっても良い。また定着ベルトに接触して冷却する、ペルチェ素子、ヒートパイプ、水の循環型冷却装置を用いても良い。
【００４４】
このようなベルト冷却定着装置に用いる記録材は、紙などの記録材基層の上下にトナー受容層となる熱可塑性樹脂をコーティングした記録材（レジンコートペーパーなど）である。本例の記録材は、記録材基層上にポリエチレン樹脂を塗工し、更にその上にトナーと相溶性の良いポリエステル樹脂（トナーと同じ樹脂）を塗工してなる。ポリエステル樹脂の量は約１５ｇ／ｍ２で、記録材全体の坪量として２００ｇ／ｍ２としてなる。この記録材のトナー受容層はトナーと相容性があり、ベルト定着装置１１０による加熱によりトナーと共に軟化（溶融）する性質を有している。本例では、トナー受容層の樹脂をトナーを構成する樹脂と同じポリエステル樹脂を採用している。
【００４５】
このように、加熱時にトナーと共にトナー受容層が軟化しトナー像がトナー受容層に埋め込まれ、そして、記録材上のトナー像が十分に冷却されてから記録材が定着ベルトから分離される。その結果、記録材の画像面の平滑性が良好になり、記録材の画像の光沢度を向上させることが可能となる。
【００４６】
このような記録材上に、前述した画像形成方法にてトナー像を形成する。すなわち、ポリエステル樹脂層（トナー受容層）上にトナー像を形成し、画像形成装置本体１０の熱ローラ定着装置９にて仮定着を行う。この状態では、トナー像は加熱によりポリエステル樹脂層上に固着しているのみであり、各カラートナー同士が溶融混色する状態までには至っていない。また、記録材のトナー受容層は加熱を受けても非溶融の状態である。その後、図２のベルト定着装置１１０に進入させる。このように、記録材上の未定着トナー像に対し仮定着を施すことにより、記録材上のトナー像がベルト定着装置へ至る間に搬送ローラなどにオフセットしてしまうのを防止している。
【００４７】
加熱ローラ１１１は駆動機構（不図示）により時計回り方向に所定の速度で回転駆動される。この加熱ローラ１１１の回転駆動により定着ベルト１１４が時計回り方向に所定の速度（本例では５０ｍｍ／ｓ）で回動状態になる。分離ローラ１１２、加圧ローラ１１５は定着ベルト１１４の回転に伴い従動回転する。分離ローラ１１２は定着ベルト１１４に所定の張力を与えるテンションローラの機能も兼ねている。
【００４８】
加熱ローラ１１１と加圧ローラ１１５のそれぞれ内部に配設されるハロゲンランプ１１７，１１８に電力が供給され、ハロゲンランプ１１７，１１８の発熱により加熱ローラ１１１と加圧ローラ１１５が加熱されて表面温度が上昇する。加熱ローラ１１１と加圧ローラ１１５の表面温度はそれぞれサーミスタ（不図示）によって検知され、それらサーミスタの検知温度が制御回路（本例では画像形成装置本体のＣＰＵ）にフィードバックされる。制御回路は各サーミスタから入力する検知温度が加熱ローラ１１１と加圧ローラ１１５のそれぞれに設定された所定の目標温度に維持されるようにハロゲンランプ１１７，１１８に供給する電力を制御する。すなわち、加熱ローラ１１１と加圧ローラ１１５を所定の目標温度に温調管理して加熱ニップ部Ｎの温度を所定の定着温度（本例では約１８０℃）に温度管理する。
【００４９】
なお、ここでは、画像形成装置本体側の制御手段（図１に示すＣＰＵ）を用いて、オプションユニット側の制御を行うように構成しているが、これに限定されるものではない。例えば、オプションユニット側に専用の制御手段を設けた構成としても良いし、或いは画像形成装置本体及びオプションユニットの両方に制御手段をそれぞれ設けた構成としても良い。
【００５０】
ベルト定着装置１１０に送られた記録材は、定着ベルト１１４と加圧ローラ１１５により形成された加熱ニップ部Ｎに導入されて挟持搬送される。その際、加熱ローラ１１１と加圧ローラ１１５からの熱により、透明樹脂層（トナー受容層）の温度が上昇してトナーと共に軟らかくなり、さらに加熱ローラ１１１と加圧ローラ１１５との圧力が加わることによりトナー像がその高温の透明樹脂層中に埋没される。同時に、記録材は定着ベルト１１４の表面に密着する。この時、トナー像が形成されている記録材の画像面は定着ベルト１１４の表面性（鏡面状）に沿うように均一化される。
【００５１】
トナー像が透明樹脂層中に埋め込まれた記録材は、定着ベルト１１４表面に密着したまま、分離ローラ１１２による分離部に至るまで搬送される。この定着ベルト１１４に密着した状態の記録材は分離部に至るまでの間（冷却領域）に、冷却ファン１１６により効率よく強制的に冷却される。すなわち、トナー像は、トナーの軟化点温度（ガラス転移点温度：約５０℃）よりも低い温度（約３５℃）に冷却される。これによって、定着ベルト表面の離型性と相まって、記録材が定着ベルトから剥がれやすい状態になる。なお、この分離部でのベルト温度は後述するトナーの損失弾性率G″に置き換えると１０９となっている。
【００５２】
そして、定着ベルト１１４の表面に密着された記録材は冷却領域で十分に冷却されてから分離ローラ１１２により定着ベルト１１４の曲率が変化する分離部にて定着ベルト１１４から自らの剛性（こし）により剥離（曲率分離）される。
【００５３】
このように冷却分離を施すことにより、記録材の表面が定着ベルト１１４の鏡面状の表面とほぼ対応して凹凸のない状態に仕上げることが可能となる。従って、前述のベルト定着装置１１０を使用すれば、銀鉛写真に匹敵する光沢度を備えた高品質画像を得ることができる。
【００５４】
前述の如き定着動作の間、定着ベルト上に、記録材表面の熱可塑性樹脂（ポリエステル樹脂）が記録材周囲に若干染み出し、定着ベルトに付着するオフセット現象が発生する場合がある。これは加熱ニップ部Ｎにおいて記録材が加熱及び加圧されて、記録材表面の熱可塑性樹脂が溶け、周囲に広がる事による。或いは、記録材表面において画像をなすトナーや、このトナーと同じ樹脂（熱可塑性樹脂）である記録材表層のポリエステル樹脂が、定着ベルトに付着するオフセット現象が発生する場合もある。なお、定着ベルト上に付着する付着物（熱可塑性樹脂）としては、トナーや記録材表層をなす透明樹脂層が含まれるが、以下の説明では定着ベルト上に付着した付着物をトナーと称する。この定着ベルト上にオフセットしたトナーは、このままにしておくと、定着ベルトを周回し、次の記録材上に付着してしまう可能性がある。これによって、次の記録材の画像にダメージが与えられる。
【００５５】
そこで、本例のベルト定着装置１１０は、定着ベルト１１４に当接して、定着ベルト１１４に付着したトナーを除去するクリーニング部材としてのクリーニングローラ１２０を有している。
【００５６】
このクリーニングローラ１２０は金属製のローラである。具体的には、本例では直径３０ｍｍ、表面粗さＲｚが約０．１〜１．０μｍで加工されたＳＵＳ製ローラをクリーニングローラとして用いている。また、クリーニングローラ１２０による定着ベルト１１４への当接圧は、総圧で１９６Ｎ（２０ｋｇｆ）に設定している。なお、付着したトナーは表面エネルギーの高い方から低い方へと転移するため、定着ベルトからクリーニングローラ１２０へトナーが転移する構成とされている。なお、クリーニングローラの表面粗さＲｚは定着ベルト１１４表面の鏡面性を維持できる程度の値であることが好ましい。
【００５７】
また、クリーニングローラ１２０は、定着ベルト１１４とほぼ等速に駆動されるように、駆動機構（不図示）によって回転駆動される構成となっている。クリーニングローラ１２０の回転方向はクリーニング位置において定着ベルトと同方向に移動する方向とされている。
【００５８】
なお、クリーニングローラ１２０が定着ベルト１１４に従動して回転する構成であると、トナー中のワックスなどが定着ベルト１１４に付着した際など、定着ベルト１１４表面が滑り易い状態となる。つまり、クリーニングローラ１２０が定着ベルト表面でスリップしてしまう恐れがある。クリーニングローラ１２０がスリップをすることにより、定着ベルト表面に傷が付くと、記録材の画像面にその傷が転写されてしまい、画像不良（光沢性低下）となってしまう。これを防止するために、前述したようにクリーニングローラ１２０は定着ベルト１１４と略等速で回転駆動される構成としている。
【００５９】
また、クリーニングローラ１２０は、トナーの損失弾性率Ｇ″が１０３〜１０７となる定着ベルト１１４の温度領域に配設されている。以下、詳しく説明する。
【００６０】
なお、トナー損失弾性率Ｇ″の測定には、レオメトリック社ＲＭＳ−８００等の動的粘弾性測定装置を用いた。測定方法としては、パラレルプレートテストフィクスチャーにサンプル約１ｇをプレート間に固定し（約１１０℃で数分加熱）、一方より６２．８ｒａｄ／ｓｅｃのねじり往復運動の歪みを与え、他方でこの歪みに対する応力を検出する。歪み率は自動（最大２０％）である。この状態で温度を上昇させ、粘弾性の温度依存性の測定を行った。
【００６１】
この結果と、ベルト上の各地点ａ〜ｇ（図２参照）でのトナーの温度と、その時のトナーの損失弾性率Ｇ″の関係が結び付けられる。
【００６２】
その結果を図３に示す。図３（ａ）は加熱ローラ上の定着ベルトの位置とその位置での定着ベルトの温度の関係を表す図であり、図３（ｂ）はトナーの温度とトナーの損失弾性率Ｇ″の関係を表す図である。また、定着ベルトの温度と、この定着ベルトに付着したトナーの温度は等しいものとする。また、加熱ローラが巻回された部分の定着ベルトのトナー温度を検出する地点を図２にａ〜ｇで示した。これらａ〜ｇの各地点は３０°間隔で位置している。
【００６３】
図３（ａ）に示すように、ヒータを有する加熱ローラが巻回された部分の定着ベルトの温度変化は、冷却された定着ベルトが加熱ローラに接する略１２時の地点ａから加熱ニップ部Ｎとなる６時の地点ｇに向けて温度が高くなる。この定着ベルトの温度変化は、すなわち定着ベルトに付着したトナーの温度変化である。このトナーの温度変化に対するトナーの損失弾性率Ｇ″は、図３（ｂ）に示すように温度が高くなるに従ってその乗数が小さくなる。
【００６４】
ここで、図３に示すトナー損失弾性率Ｇ″のうち１０９，１０７，１０３，１０２に相当する各地点ａ，ｄ，ｆ，ｇで、クリーニングローラにより定着ベルトのトナー除去を行いつつ、その定着ベルトの耐久枚数について実験を行った。その結果は以下の通りである。
【００６５】
まず、定着ベルトの温度が低温側となるトナー損失弾性率Ｇ″が１０９の地点ａでは、定着ベルトの耐久枚数は約１０００枚程度であり、定着ベルトの耐性としては好ましい結果ではなかった。これは、定着ベルト上に付着したトナーが固化した状態にあることからクリーニングローラにより十分に除去できず、定着ベルト上に蓄積されてしまったためと考えられる。
【００６６】
また、定着ベルトの温度が高温側となるトナー損失弾性率Ｇ″が１０２の地点ｇでは、定着ベルトの耐久枚数は約５０００枚程度であり、定着ベルトの耐性としては好ましい結果ではなかった。これは、定着ベルト上に付着したトナーが過剰に加熱されてトナーの粘性が低くなりすぎ、クリーニングローラによる除去がしにくい状態であったためと考えられる。
【００６７】
一方、定着ベルトの温度がトナー損失弾性率Ｇ″が１０７，１０３の地点ｄ，ｆでは、定着ベルトの耐久枚数はそれぞれ約１０００００枚、約３００００枚程度であり、ともに定着ベルトの耐性として十分な結果であった。
【００６８】
すなわち、トナー損失弾性率Ｇ″が１０７を下回るような、トナーが固い状態ではクリーニングできず、トナー損失弾性率Ｇ″が１０３を上回るような、トナーが溶けきった状態では、クリーニングがしにくいということがわかった。
【００６９】
上記の結果から、本ベルト定着装置１１０では、前述したように、トナーの損失弾性率Ｇ″が１０３〜１０７となる定着ベルト１１４の温度領域に前記クリーニングローラ１２０を配置している。
【００７０】
また、本ベルト定着装置１１０では、図２に示すように、クリーニングローラ１２０を、加熱ローラ１１１と対向した領域に設置している。更に詳しくは、上述の結果に基づいて、クリーニングローラ１２０を、トナーの損失弾性率Ｇ″が１０３〜１０７となるベルト１１４の温度領域に相当する、前記加熱ローラ１１１上の３時から５時の位置（地点ｄ〜ｆの範囲内）に配設している。
【００７１】
これにより、定着ベルトに付着したトナーをクリーニングローラで適正に除去し、画像の光沢性の低下を抑制することができる。また定着ベルトが寿命に達するまでの耐性についても、耐性枚数が３万〜１０万枚と長寿命となる。よって、十分なクリーニング効果を得つつ、光沢性に優れたカラー画像をも得ることができる。
【００７２】
なお、前述した実施の形態では、定着ベルト１１４に対するクリーニングローラ１２０の当接位置として、加熱ローラ１１１上の定着ベルト１１４の３時から５時の位置（地点ｄ〜ｆの範囲内）を例示したが、これに限定されるものではない。すなわち、クリーニングローラ１２０を、定着ベルト１１４に対して、トナーの損失弾性率Ｇ″が１０３〜１０７となる位置に当接する構成であれば、その他の位置であっても良い。
【００７３】
また、前述したベルト定着装置では、クリーニングローラを所定の位置に固定し、クリーニングローラが定着ベルトに対し常時当接している構成を例示したが、これに限定されるものではない。クリーニングローラを定着ベルトに対し接離自在な構成としても良い。この構成によれば、定着ベルトに傷を付ける可能性が減り、特に好適である。
【００７４】
また前述したベルト定着装置では、クリーニング手段として、コーティングなどによる層構成を持たない金属製ローラを例示した。この構成によれば、構成が簡易であり、コストも安価である。しかしながら、クリーニング手段はこれに限定されるものではない。例えば、ローラによって定着ベルトに当接されたベルト状のクリーニング部材を用いても良い。また、クリーニングローラとしてＳＵＳ製ローラを例示したが、これに限定されるものではない。金属の表層を有するものであればその他のローラ或いはベルトであっても良い。
【００７５】
また前述したベルト定着装置では、加熱回転体としての加熱ローラと、加圧回転体としての加圧ローラの両方が熱源を有する構成としたが、これに限定されるものではなく、少なくとも加熱回転体が熱源を有する構成であれば良い。
【００７６】
また前述した実施の形態では、エンドレスベルトを備えた画像加熱装置として、画像形成装置本体に対して着脱自在な画像加熱装置を例示したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、画像形成装置が一体的に有する画像加熱装置であっても良く、該画像加熱装置に本発明を適用することにより同様の効果を得ることができる。
【００７７】
また前述した実施の形態では、画像形成装置として、図１に示すように複数の現像器を回転体で支持し、この回転体を回転移動させて所定の現像器を使用するロータリ型の画像形成装置を例示したが、これに限定されるものではない。例えば、図４に示すように複数の現像器を並設して使用するタンデム型の画像形成装置であっても良い。また、図１及び図４に示すように、中間転写体を使用し、該中間転写体に必要色のトナー像を順次重ねて転写し、該中間転写体に担持されたトナー像を記録材に一括して転写する画像形成装置に限定されるものではない。例えば、記録材担持体を使用し、該記録材担持体に担持された記録材に必要色のトナー像を順次重ねて転写する画像形成装置であっても良い。また、画像形成装置としてプリンタを例示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば複写機、ファクシミリ装置等の他の画像形成装置や、或いはこれらの機能を組み合わせた複合機等の他の画像形成装置であっても良い。これらの画像形成装置に用いられる、無端状ベルト部材を備えた画像加熱装置に本発明を適用することにより同様の効果を得ることができる。
【００７８】
また、現像器が収容する現像剤の色相や数はこれに限定されず、明度の違う組み合わせを有する色相も、マゼンタやシアンに限らない。
【００７９】
その他、以上に説明した画像形成装置の構成部品の寸法、材質、形状、及びその相対位置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】画像形成装置の一例を示す概略構成図である。
【図２】ベルト定着装置の模式断面図である。
【図３】トナー損失弾性率の説明図である。
【図４】画像形成装置の他の例を示す概略構成図である。
【符号の説明】
【００８１】
Ａ    …プリンタ部
Ｂ    …リーダ部
Ｇ″  …トナー損失弾性率
Ｎ    …加熱ニップ部
１    …感光ドラム
４    …現像装置
４Ａ  …ロータリ
５    …中間転写ベルト
９    …熱ローラ定着装置
１０  …画像形成装置
４１〜４６ …現像器
１００ …オプションユニット
１１０ …ベルト定着装置
１１１ …加熱ローラ（加熱回転体）
１１２ …分離ローラ（回転体）
１１４ …定着ベルト（エンドレスベルト）
１１５ …加圧ローラ（加圧回転体）
１１６ …冷却ファン（冷却手段）
１１７，１１８ …ハロゲンランプ
１２０ …クリーニングローラ（クリーニング手段）
１２１ …冷却ダクト
１２１ａ …冷却フィン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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