(57)【要約】【課題】  定着装置において、転写材に光沢段差が発生せず、高画質の画像を形成する定着装置を備えた画像形成装置を提供する。【解決手段】  加熱源を有する加熱定着回転体と該加熱定着回転体に圧接して回転する加圧回転体とにより形成された定着ニップ部に、転写材の未定着トナー像担持面を加熱定着回転体に接する向きにして転写材を通過させて加熱定着する定着装置を有する画像形成装置において、定着ニップ部より加熱定着回転体の転写材搬送方向上流側で転写材を加熱する予備加熱手段と、加圧回転体の表面温度を検知する加圧回転体温度検知手段と、予備加熱手段を制御する制御手段とを有し、制御手段は、加圧回転体温度検知手段により検知される加圧回転体の表面温度検知結果に応じて予備加熱手段における熱供給量を可変に制御する画像形成装置。【選択図】        図２
2007017495.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱源を有する加熱定着回転体と該加熱定着回転体に圧接して回転する加圧回転体とにより形成された定着ニップ部に、転写材の未定着トナー像担持面を前記加熱定着回転体に接する向きにして前記転写材を通過させて加熱定着する定着装置を有する画像形成装置において、
前記定着ニップ部より前記加熱定着回転体の転写材搬送方向上流側で前記転写材を加熱する予備加熱手段と、
前記加圧回転体の表面温度を検知する加圧回転体温度検知手段と、
前記予備加熱手段を制御する制御手段とを有し、
前記制御手段は、前記加圧回転体温度検知手段により検知される前記加圧回転体の表面温度検知結果に応じて前記予備加熱手段における熱供給量を可変に制御することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記加圧回転体温度検知手段により検知される前記加圧回転体の表面温度検知結果と、転写材情報とに応じて前記予備加熱手段における熱供給量を可変に制御することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記加熱定着回転体は内部に加熱源を有する加熱ローラと、前記加圧回転体に対向して前記定着ニップ部を形成する定着ローラとを巻回する無端状の定着ベルトであることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記予備加熱手段は、前記転写材の未定着トナー像担持面の裏面側を加熱することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記予備加熱手段は、前記転写材の未定着トナー像担持面を非接触で加熱することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記転写材情報は、前記転写材の坪量、種類、サイズの少なくとも１つであることを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記制御手段は、前記加圧回転体の表面温度に応じて前記転写材の予備加熱温度を可変に制御することを特徴とする請求項１または２に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、転写材上に形成された未定着トナー像を、定着ベルト又は定着ローラと加圧手段とにより加圧、加熱して画像を定着する定着装置に関し、特に、光沢を有する画像を形成する塗工紙の定着に好適な定着装置を有する画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、複写機、プリンタ、ファクシミリ及びこれらの機能を有する複合機等の電子写真式画像形成装置に用いられている定着装置は、所定の温度に維持された定着ローラと、弾性層を有してその定着ローラに圧接する加圧ローラとによって形成された定着ニップ部により、未定着のトナー像を形成された転写材を挟持搬送しつつ加圧、加熱する熱ローラ定着方式が、低速機から高速機まで、モノクロ機からカラー機に至るまで、幅広く採用されている。
【０００３】
従来の熱ローラ定着方式の定着装置では、転写材上のトナーを加熱する際に、熱容量の大きな定着ローラを加熱する必要があるため、省電力面で不利であり、また、プリント時に定着ローラを暖めるのに時間がかかり、プリントを開始するまでの時間（ウォーミングアップタイム）が長くなってしまうという問題がある。
【０００４】
近年、定着装置に定着ベルトを用い、定着ベルトにより低熱容量化し、温度制御されたヒータを定着ベルトに直接加圧接触させることで熱伝導効率を大幅に向上させ、省電力とウォーミングアップタイムを殆ど必要としないクイックスタートを図ったベルト定着方式の定着装置や画像形成装置が提案され、最近用いられてきている。
【０００５】
高速でカラープリントを作製する場合、画像形成部において転写材上に画像形成された複数色のトナー像層を定着装置により加熱定着する際に、以下の問題点がある。
【０００６】
定着ベルト式定着装置において、転写材を連続して通過させた場合、定着ベルトは定着ニップ部通過時に転写材によって熱量を奪われて温度低下して回動し、定着ベルトの定着ニップ部より転写材搬送方向下流側で転写材と接触して温度低下した領域（転写材接触部分と称す）と、定着ニップ部通過時に、転写材と未接触で温度低下が小さい領域（転写材非接触部分と称す）と、で定着温度差が発生する。
【０００７】
その結果、この温度差が発生している状態で、定着ベルトが回動し、この温度差のある部分が次の転写材と接触すると、その温度差が原因となって、転写材上に帯状の画像光沢ムラ（以下、光沢段差とも称す）が発生することがある。即ち、転写材接触部分の温度が、転写材非接触部分の温度より低いために、光沢が低くなる。定着ローラ式定着装置においても同様なメカニズムにより光沢段差が発生する事がある。
【０００８】
特許文献１に記載の定着装置は、転写材に奪われた熱量を補うため、定着ローラが１周目の回転を終えたタイミングで補助的なヒータを用いて、転写材に奪われた熱量を定着ローラ表面に直接与え、定着ローラの１周目と２周目との定着温度の変化を抑制して光沢段差の発生を防止するものである。
【０００９】
特許文献２に記載の画像形成装置は、転写部の転写材搬送方向上流側に予備加熱手段を設け、この予備加熱手段は転写材の種類に対応して加熱条件が設定されるものである。即ち、材質や厚さの異なる各種の転写材に対し、転写したトナー像が何れも一定した予備温度に加熱するように構成したものである。
【特許文献１】特開平９−１９０１１２号公報
【特許文献２】特開平９−１６０４０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
特許文献１の定着装置では、転写材接触部分と転写材非接触部分との両方を補助ヒータで加熱するため、転写材接触部分と転写材非接触部分との温度差発生は解消されず、その温度差に起因する光沢段差の発生を防止する事はできない。
【００１１】
特許文献２の定着装置では、定着ニップ部より転写材搬送方向上流側に配設された転写材温度検知手段により転写材の温度を検知して、各種の転写材に対応した予備温度に加熱するものであり、転写材接触部分と転写材非接触部分との温度差発生は解消されず、その温度差に起因する光沢段差の発生を防止する事はできない。
【００１２】
本発明は、加熱定着回転体と加圧回転体とにより転写材上に形成されたトナー像を加熱定着する定着装置、特に、無端状の定着ベルトを用いた定着装置において、転写材を連続して通過させても、光沢段差が発生せず、高画質の画像を形成する定着装置を備えた画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記の目的は、以下の解決手段により達成される。
【００１４】
請求項１に記載の画像形成装置は、加熱源を有する加熱定着回転体と該加熱定着回転体に圧接して回転する加圧回転体とにより形成された定着ニップ部に、転写材の未定着トナー像担持面を前記加熱定着回転体に接する向きにして前記転写材を通過させて加熱定着する定着装置を有する画像形成装置において、前記定着ニップ部より前記加熱定着回転体の転写材搬送方向上流側で前記転写材を加熱する予備加熱手段と、前記加圧回転体の表面温度を検知する加圧回転体温度検知手段と、前記予備加熱手段を制御する制御手段とを有し、前記制御手段は、前記加圧回転体温度検知手段により検知される前記加圧回転体の表面温度検知結果に応じて前記予備加熱手段における熱供給量を可変に制御することを特徴とするものである。
【００１５】
請求項２に記載の画像形成装置は、請求項１において、前記制御手段は、前記加圧回転体温度検知手段により検知される前記加圧回転体の表面温度検知結果と、転写材情報とに応じて前記予備加熱手段における熱供給量を可変に制御することを特徴とするものである。
【００１６】
請求項３に記載の画像形成装置は、請求項１において、前記加熱定着回転体は内部に加熱源を有する加熱ローラと、前記加圧回転体に対向して前記定着ニップ部を形成する定着ローラとを巻回する無端状の定着ベルトであることを特徴とするものである。
【００１７】
請求項４に記載の画像形成装置は、請求項１において、前記予備加熱手段は、前記転写材の未定着トナー像担持面の裏面側を加熱することを特徴とするものである。
【００１８】
請求項５に記載の画像形成装置は、請求項１において、前記予備加熱手段は、前記転写材の未定着トナー像担持面を非接触で加熱することを特徴とするものである。
【００１９】
請求項６に記載の画像形成装置は、請求項２において、前記転写材情報は、前記転写材の坪量、種類、サイズの少なくとも１つであることを特徴とするものである。
【００２０】
請求項７に記載の画像形成装置は、請求項１または２において、前記制御手段は、前記加圧回転体の表面温度に応じて前記転写材の予備加熱温度を可変に制御することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の画像形成装置は、以上説明した構成により以下の効果が得られる。
【００２２】
（１）  本発明の画像形成装置によれば、転写材が定着ニップ部を通過すると、転写材の転写材接触部分と転写材非接触部分とで加熱定着回転体及び加圧回転体上に温度差が発生するが、制御手段は、加圧回転体温度検知手段により検知される加圧回転体の表面温度検知結果に応じて予備加熱手段への熱供給量を可変に制御する事により、転写材接触部分と転写材非接触部分との温度差を小さくする事が可能となり、その結果、転写材上の光沢段差の発生を抑制する事が出来、高画質の画像を形成する事が出来る。
【００２３】
（２）  本発明の画像形成装置によれば、加圧回転体温度検知手段により検知される加圧回転体の表面温度検知結果と、転写材情報とに応じて予備加熱手段への熱供給量を可変に制御する事により、転写材接触部分と転写材非接触部分との温度差を小さくする事が可能となり、その結果、転写材上の光沢段差の発生を抑制する事が出来る。
【００２４】
（３）  本発明の画像形成装置によれば、加熱定着回転体を無端状の定着ベルトにする事により、ウオーミングアップ時間の短縮と、定着ニップ部の増大による定着効率の向上に有効である。
【００２５】
（４）  本発明の画像形成装置によれば、予備加熱手段が転写材の未定着トナー像担持面の裏面側に接触して加熱する事により、予備加熱手段からの熱伝導によって効率良く転写材を予備加熱する事ができる。
【００２６】
（５）  本発明の画像形成装置によれば、予備加熱手段が、転写材の未定着トナー像担持面側を非接触で加熱する事により、予備加熱手段からの輻射熱によって未定着トナー像側を効率良く予備加熱する事ができる。
【００２７】
（６）  本発明の画像形成装置によれば、転写材の坪量、材質、サイズ等の転写材種類の情報に対応して転写材の予備加熱温度を可変に制御する事により、加熱定着回転体が転写材により奪われる熱量を補充して一定温度に保持して、転写材上の光沢段差の発生を抑制する事が出来、高画質の画像を形成する事が出来る。
【００２８】
（７）  本発明の画像形成装置によれば、加圧回転体の表面温度に応じて転写材の予備加熱温度を変更し、例えば、加圧回転体の温度が低い時には、転写材の予備加熱温度を相対的に低めに設定し、加圧回転体の温度が高くなったら、転写材の予備加熱温度も相対的に高めに設定する。これにより、加圧回転体と転写材の定着ベルトから奪う熱量がほぼ等しくなり、加圧回転体上の転写材接触部分と、転写材間に対応する転写材非接触部分との温度がほぼ等しくなり、その結果として、転写材上の光沢段差を抑制する事が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、本発明の実施の形態を説明する。なお、本欄の記載は請求項の技術的範囲や用語の意義を限定するものではない。
【００３０】
［画像形成装置］
図１は、本発明に係る画像形成装置の構成図である。
【００３１】
画像形成装置Ａは、タンデム型カラー画像形成装置と称せられるもので、複数組の画像形成手段１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋ、転写材給紙搬送手段２０及び定着装置３０から構成されている。
【００３２】
画像形成装置Ａの上部には、画像読取装置ＳＣが設置されている。原稿台上に載置された原稿は画像読取装置ＳＣの原稿画像走査露光装置の光学系により画像が走査露光され、ラインイメージセンサに読み込まれる。ラインイメージセンサにより光電変換されたアナログ信号は、画像処理部において、アナログ処理、Ａ／Ｄ変換、シェーディング補正、画像圧縮処理等を行った後、光書込手段３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋに入力される。
【００３３】
イエロー（Ｙ）色の画像を形成する画像形成手段１０Ｙは、像担持体１Ｙの周囲に配置された帯電手段２Ｙ、光書込手段３Ｙ、現像装置４Ｙ及びクリーニング手段５Ｙを有する。マゼンタ（Ｍ）色の画像を形成する画像形成手段１０Ｍは、像担持体１Ｍ、帯電手段２Ｍ、光書込手段３Ｍ、現像装置４Ｍ及びクリーニング手段５Ｍを有する。シアン（Ｃ）色の画像を形成する画像形成手段１０Ｃは、像担持体１Ｃ、帯電手段２Ｃ、光書込手段３Ｃ、現像装置４Ｃ及びクリーニング手段５Ｃを有する。黒（Ｋ）色の画像を形成する画像形成手段１０Ｋは、像担持体１Ｋ、帯電手段２Ｋ、光書込手段３Ｋ、現像装置４Ｋ及びクリーニング手段５Ｋを有する。
【００３４】
帯電手段２Ｙと光書込手段３Ｙ、帯電手段２Ｍと光書込手段３Ｍ、帯電手段２Ｃと光書込手段３Ｃ及び帯電手段２Ｋと光書込手段３Ｋとは、潜像形成手段を構成する。
【００３５】
４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋは、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及び黒（Ｋ）の小粒径トナーとキャリアからなる二成分現像剤を収容する現像装置である。
【００３６】
中間転写体６は、複数のローラにより巻回され、回動可能に支持されている。
【００３７】
画像形成手段１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋより形成された各色の画像は、回動する中間転写体６上に一次転写手段７Ｙ，７Ｍ，７Ｃ，７Ｋにより逐次転写されて、合成されたカラー画像が形成される。
【００３８】
転写材給紙搬送手段２０の給紙カセット２１内に収容された転写材Ｐは、給紙手段（第１給紙部）２２により給紙され、給紙ローラ２３，２４，２５、レジストローラ（第２給紙部）２６、搬送ローラ２７等を経て、二次転写手段７Ａに搬送され、転写材Ｐ上にカラー画像が転写される。カラー画像が転写された転写材Ｐは、定着装置３０において転写材Ｐが挟持され、熱と圧力とを加えることにより転写材Ｐ上のトナー像が定着されて転写材Ｐ上に固定され、排紙ローラ２８に挟持されて機外の排紙トレイ２９上に載置される。
【００３９】
一方、二次転写手段７Ａにより転写材Ｐにカラー画像を転写した後、転写材Ｐを曲率分離した中間転写体６は、クリーニング手段８により残留トナーが除去される。
【００４０】
画像形成装置Ａの本体上部に設置された操作表示部１１は、転写材選択設定手段を有し、普通紙、塗工紙等の各種の転写材Ｐを設定する。また、転写材Ｐの厚さ（坪量）、転写材Ｐのサイズ、枚数等を設定する。
【００４１】
転写材通過検知手段１３は、転写材Ｐの先端部がレジストローラ２６の近傍に到達した事を検知する。制御手段１２は、転写材通過検知手段１３により転写材Ｐの先端部到達を検知したのち、転写材Ｐを画像形成タイミングに同期させて搬送を開始させる。
【００４２】
なお、画像形成装置Ａの説明においては、カラー画像形成にて説明したが、モノクロ画像を形成する場合も本発明に含まれるものである。
【００４３】
［定着装置］
図２は、本発明に係る定着装置３０及び予備加熱手段４０の断面図である。
【００４４】
本発明に係る定着装置３０は、加熱定着部材（以下、定着ベルトと称す）３１の内側に配置された定着ローラ３２、加熱定着回転体（以下、加熱ローラと称す）３３、加熱源３４、定着ベルト３１の外側に配置された加圧回転体（以下、加圧ローラと称す）３５等から構成されている。
【００４５】
定着ベルト３１は、無端状のベルト部材から成り、定着ローラ３２と加熱ローラ３３の各外周を巻回して張設する。
【００４６】
定着ローラ３２は、加圧ローラ３５に対向し、定着ベルト３１の内周面の一方において定着ベルト３１を支持する。加熱ローラ３３は、加熱源３４を内蔵し、定着ベルト３１の内周面の他方において定着ベルト３１を支持する。
【００４７】
加圧ローラ３５は加熱源３６を内蔵し、定着ベルト３１とトナー像を担持した転写材Ｐとを挟持して定着ローラ３２に圧接する。
【００４８】
加熱源３４，３６はハロゲンランプやカーボンヒータやキセノンランプなど輻射による加熱源が適用可能であるが、ローラ芯金に適当なものを選択すれば、電磁誘導等による加熱も可能である。また、必要に応じて複数のヒータを各々のローラに内蔵させる事も可能である。
【００４９】
加熱ローラ３３によって加熱される定着ベルト３１を挟んで定着ローラ３２と加圧ローラ３５との間に定着ニップ部Ｎを形成する。
【００５０】
定着装置３０は、定着ニップ部Ｎを通して、加熱と加圧とにより転写材Ｐ上の単色トナー像、或いは多色トナー像を定着する。また、定着ベルト３１の内側に、定着ベルト３１を張架するための図示しない案内部材を設けた。
【００５１】
定着ベルト３１は、基体としてポリイミド等の耐熱性樹脂ベルトを基体として用い、該基体の外側（外周面）にゴム層として、厚さ２００μｍのシリコーンゴムを被覆したものに、離型層としてシリコーンゴム層の表面に厚さ３０μｍのＰＦＡ（パーフルオロアルコキシ）をコーティング加工したもの、或いはＰＦＡチューブを被覆したものを用いる。
【００５２】
定着ローラ３２は、ＳＴＫＭ（機械構造用炭素鋼管）等から成る肉厚２〜５ｍｍの円筒状の金属パイプ３２ａと、金属パイプ３２ａの外周面に設けた厚さ４．５ｍｍのシリコーンゴム層３２ｂと、該シリコーンゴム層３２ｂの外側に設けた厚さ２．５μｍの被覆層３２ｃから成るソフトローラとして構成される。
【００５３】
加熱ローラ３３は、基体としてアルミニウム合金材料等の熱伝導性材料から成る肉厚２ｍｍの金属パイプ３３ａと、金属パイプ３３ａの外周面に厚さ１０〜３０μｍのＰＦＡから成るコーティング層３３ｂとを形成したローラ部材として構成される。
【００５４】
加熱ローラ３３の内部には、加熱ローラ３３を加熱する発熱体としての加熱源３４が設けてある。加熱ローラ３３の表面温度は温度センサＴＳ１により検知され、図示しない制御手段により所定温度に維持される。
【００５５】
加圧ローラ３５は、金属パイプ３５ａ、シリコーンゴム層３５ｂ、被覆層３５ｃとからなる外径５０ｍｍのソフトローラとして構成される。金属パイプ３５ａは、例えばＳＴＫＭ等のスチール材又はアルミニウム合金材等の熱伝導性材料から成る肉厚２〜５ｍｍの円筒状をなす。シリコーンゴム層３５ｂは、金属パイプ３５ａの外周面に設けた厚さ約３〜８ｍｍのシリコーンゴム層である。被覆層３５ｃは、シリコーンゴム層３５ｂの外側に設けた厚さ２０〜５０μｍのＰＦＡチューブである。
【００５６】
また、加圧ローラ３５の内部に加圧ローラ３５を加熱する発熱体としての加熱源３６を設けてある。加圧ローラ３５の表面温度は温度センサＴＳ２により検知され、図示しない制御手段により所定温度に維持される。
【００５７】
図示しない駆動手段により定着ローラ３２を回転駆動し、定着ベルト３１を従動回転させる。また、駆動手段により、加圧ローラ３５を回転駆動し、加圧ローラ３５により定着ベルト３１を搬送し、定着ベルト３１を従動回転させるようにしてもよい。また、定着ローラ３２と加圧ローラ３５の双方に駆動を入力してもよい。
【００５８】
定着ローラ３２と加圧ローラ３５との間に形成された定着ニップ部Ｎにより、定着領域へ進入する転写材Ｐ上の単色トナー像、或いは多色トナー像を加圧加熱し、転写材Ｐ上に定着させる。
【００５９】
定着装置３０の定着ニップ部Ｎより転写材搬送方向上流側には、接触式の予備加熱手段４０又は非接触式の予備加熱手段５０が配置され、後述の制御手段によって所定のタイミングで搬送される転写材Ｐを予備加熱する。
【００６０】
［接触式の予備加熱手段４０］
図２に示す定着装置３０は、接触式の予備加熱手段４０を備えている。
【００６１】
予備加熱手段４０は、加熱部材として設けた平面状のヒータ４１と、ヒータ４１の内部に設置した温度センサＴＳ３と、ヒータ４１の周囲を循環して搬送される無端状の搬送ベルト４２とから構成されている。搬送ベルト４２は、駆動ローラ４３と従動ローラ４４との間に張架されて、駆動ローラ４３の駆動力により定着ベルト３１の周速と等しい速度で図示の反時計方向に回動する。
【００６２】
回動する搬送ベルト４２は、二次転写手段７Ａにより未定着トナー像の転写を受けた転写材Ｐを載置して定着装置３０の定着ニップ部Ｎに向けて搬送する間に、搬送ベルト４２の内周面側に接触しているヒータ４１の電動熱量によって予め所定の温度に予備加熱される。
【００６３】
搬送ベルト４２には、熱容量が小さくかつ耐熱性と熱伝導性の良好な材料として例えば内周面に導電層を設け、外周面にテフロン（登録商標）コートを施した電気的に高抵抗（導電性フィラーを混入して１０8〜11Ω・ｃｍに調整したもの）の厚さが３０μｍないし２００μｍのポリイミドフィルムが使用される。なお、導電層はアースされている。
【００６４】
さらに転写材Ｐの進入部と搬出部にはそれぞれコロナ帯電器４５とコロナ除電器４６が設置され、二次転写手段７Ａから分離した転写材Ｐはコロナ帯電器４５によって帯電し、静電的に搬送ベルト４２に密着した状態でヒータ４１を通過し、予備加熱されたのちコロナ除電器４６によって除電され、搬送ベルト４２から分離して定着装置３０の定着ニップ部Ｎへ搬送される。
【００６５】
予備加熱手段４０の搬送ベルト４２は、転写材Ｐに対するトナー像の転写開始のタイミングもしくは転写材Ｐの搬送検出により回動を開始され、同時にヒータ４１により加熱制御される。
【００６６】
搬送ベルト４２は、ヒータ４１のオンによりヒータ４１からの発熱により短時間内にヒータ４１に面する周面部分が少なくとも１００℃以上、好ましくは１００℃ないし１６０℃に加熱され、周面温度がトナーの軟化点に達する以前に温度センサＴＳ３の検知信号によってヒータ４１をオフにする制御を行い、１００℃以上軟化点以下の範囲内の一定の周面温度が維持される。
【００６７】
ヒータ４１の電力、あるいはヒータ４１の設定温度を可変とし、転写材Ｐの坪量、材質、転写材Ｐへの熱供給量が変更可能である事が望ましい。電力が可変でないヒータ４１の場合は、オン／オフの比率を変更して、実効電力を変更する方法もある。
【００６８】
また、転写材Ｐの温度を非接触で測定可能な赤外線温度センサを設け、該温度センサによる検出結果に応じてヒータ４１の電力を変更する事で、より正確に転写材Ｐの予備加熱温度を制御することが可能となる。
【００６９】
図２において、トナー像の転写を受けた転写材Ｐが定着装置２０の定着ニップ部Ｎに搬入されると、予備加熱手段４０の進入部に設けたコロナ帯電器４５が放電作用を開始して転写材Ｐをトナーと同極性に帯電し、それによって搬送ベルト４２は転写材Ｐを静電的に密着して搬送する。これにより、転写材Ｐへの熱伝導を良好に保つ。
【００７０】
転写材Ｐは搬送ベルト４２による搬送中に、ヒータ４１による熱伝達により、転写材Ｐ中の水分が気化熱を吸収して蒸発したあと、搬出部のコロナ除電器４６の交流放電により除電されて、搬送ベルト４２より分離して定着装置３０の定着ニップ部Ｎへと搬送される。
【００７１】
転写材Ｐは、定着装置３０に搬送されると定着ベルト３１と加圧ローラ３５によって挟着搬送され、同時に定着ベルト３１の熱量によりトナーを溶融して定着した後、排出される。
【００７２】
転写材Ｐは、定着ベルト３１によって加熱される直前に予備加熱手段４０において転写材Ｐ中の水分の多くが蒸発し、予めトナーが軟化点近くの１００℃ないし１６０℃迄に予備加熱されているので定着に要する熱量が少なくてよく、定着ベルト３１がトナーを溶融するのに要する所定の溶融温度（１９０℃ないし２００℃）への到達時間や所定の溶融温度の持続時間が短くて良く、従って定着ベルト３１は熱容量が小さくても高速で搬送される転写材Ｐに対して温度低下を起こさず安定した定着が可能となり、ウォーミングアップに要する時間の短い定着装置３０の使用が可能となる。また定着装置３０のローラ部分の熱容量を下げることによって質量が小さくなり小型の定着器も実現でき、転写材Ｐの通過により奪われる熱量も少ないことから局部的に高温となるのも避けられて定着ベルト３１の寿命を増大する。
【００７３】
［非接触式の予備加熱手段５０］
図３は、非接触式の予備加熱段５０を備えた定着装置３０の断面図である。なお、この図面に使用されている符号について、図２と同じ機能を有する部分には、同符号を付している。また、前記の予備加熱手段４０と異なる点を説明する。
【００７４】
予備加熱手段５０は、搬送ベルト４２の上方に固定配置した外部加熱源５１と、反射板５２とから構成されている。外部加熱源５１はハロゲンヒータ等によって構成されている。反射板５２は局部加熱源５１から射出される熱線を反射して集束し、搬送ベルト４２のの局部を加熱する。外部加熱源５１は後述の制御手段１２によってオン、オフ駆動される。
【００７５】
［予備加熱温度の切り換え制御］
図４は定着装置３０の予備加熱手段４０（又は予備加熱手段５０）を制御する制御手段のブロック図である。
【００７６】
操作表示部１１において、転写材サイズ設定手段１１Ａにより転写材Ｐのサイズ（Ａ４判，Ａ３判等）を設定し、転写材坪量設定手段１１Ｂにより転写材Ｐの坪量（普通紙、厚手紙、薄手紙等）を設定し、転写材紙種設定手段１１Ｃにより転写材Ｐの紙種（普通紙、塗工紙、特殊紙、厚紙、薄紙、ＯＨＰフィルム等）を設定する。
【００７７】
レジストローラ２６の近傍に配置された転写材通過検知手段１３は、転写材給紙搬送手段２０から搬送された転写材Ｐの先端部通過を検知する。転写材通過検知手段１３の検知信号により転写材Ｐの搬送が停止される。転写材Ｐの先端部はレジストローラ２６に当接して待機した後、画像形成タイミングに同期してレジストローラ２６による搬送を再開する。
【００７８】
転写材通過検知手段１３による転写材Ｐの通過検知結果から、制御手段１２は転写材Ｐの予備加熱手段４０（又は予備加熱手段５０）の通過時を演算して特定し、図２に示す予備加熱手段４０又は図３に示す予備加熱手段５０を起動させて、搬送ベルト４２を加熱するように制御しても良い。或いは予備加熱手段４０の場合には転写材搬送タイミングと関係なく温度センサＴＳ３の検知結果を用いて所定温度を維持するようにヒータ４１をオン、オフ制御しても良い。
【００７９】
以下、予備加熱手段４０を代表にして説明する。
【００８０】
制御手段１２は、転写材Ｐのサイズ、転写材Ｐの坪量、転写材Ｐの紙種に対応して、予備加熱手段４０の駆動を制御する。即ち、図２に示す予備加熱手段４０の駆動を制御する。
【００８１】
転写材Ｐが定着ニップ部Ｎを通過すると、転写材Ｐの接触部分と、転写材Ｐ間での転写材非接触部分とで定着ベルト３１に温度差を発生する。これは、定着ベルト３１から奪う熱量が、転写材Ｐと加圧ローラ３５とで異なることによるものである。
【００８２】
加圧ローラ３５が定着ベルト３１のから奪う熱量は、加圧ローラ３５の温度に依存する。また、転写材Ｐが定着ベルト３１のから奪う熱量は、転写材Ｐの温度に依存する。したがって、加圧ローラ３５の温度に応じて転写材Ｐの温度を変更し、加圧ローラ３５の温度と転写材Ｐの温度が定着ベルト３１から奪う熱量がほぼ等しくなるようにする事で、定着ベルト３１上の転写材接触部分の温度と、転写材Ｐ間に対応する転写材非接触部分の温度とをほぼ等しくする事ができ、その結果として、転写材Ｐ上に形成されるトナー像の光沢段差を低減する事が可能となる。
【００８３】
転写材Ｐの紙種（普通紙、塗工紙、坪量など）等の転写材条件によって転写材Ｐが定着ベルト３１から奪う熱量が異なる。したがって、転写材条件に応じて、予備加熱手段４０による転写材Ｐへの熱供給量を変更し、転写材Ｐの温度を変更する事により温度差を少なくすることができる。
【００８４】
したがって、予備加熱手段４０は転写材条件に応じて加熱電力が可変に制御されるか、制御温度が可変であることが望ましい。加熱電力が可変である加熱源としては、例えば、接触式の予備加熱手段４０のヒータ４１、非接触式の予備加熱手段５０の外部加熱源５１があげられる。
【００８５】
図５は定着装置３０の予備加熱手段４０を制御する過程のフローチャートである。
【００８６】
ステップ１：加圧ローラ３５の表面温度Ｔｐを温度センサＴＳ２により検知する。
【００８７】
ステップ２：制御手段１２は、転写材Ｐの坪量、材質等の転写材情報を取得する。
【００８８】
ステップ３：制御手段１２は、記憶手段１５の記憶データを参照し、転写材情報に対応した予備加熱温度情報（設定温度Ｔｙ）を取得する。
【００８９】
ステップ４：制御手段１２は、予備加熱手段４０の設定温度Ｔｙを設定する。
【００９０】
制御手段１２は、加圧ローラ３５の表面温度Ｔｐに応じて転写材Ｐの予備加熱温度を変更し、例えば、加圧ローラ３５の温度が低い時には、転写材Ｐの予備加熱温度を相対的に低めに設定し、加圧ローラ３５の温度が高くなったら、転写材Ｐの予備加熱温度も相対的に高めに設定する。これにより、加圧ローラ３５と転写材Ｐの定着ベルト３１から奪う熱量がほぼ等しくなり、加圧ローラ３５上の転写材接触部分と、転写材非接触部分との温度がほぼ等しくなり、その結果として、転写材Ｐ上の光沢段差を抑制する事が可能となる。
【００９１】
以下、本発明の定着装置を図６、図７の転写材搬送経過説明図、及び図８のタイミングチャートにより説明する。
【００９２】
図６、図７は本発明の定着装置における３枚の転写材Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３の搬送経過を示す説明図である。図８は定着ベルト３１の温度変化を示すタイミングチャートである。図８において横軸は経過時間、縦軸は定着ベルトの定着ニップ部Ｎの上流かつ近傍の位置（以下、位置Ｘと称す）における温度である。
【００９３】
定着ベルト３１、転写材Ｐ、転写材搬送の間隔Ｇの一例を下記に示す。
【００９４】
定着ベルト３１は外周直径８０ｍｍ、外周長さＬ１＝２５１．３ｍｍ、厚さ７０μｍ、  転写材ＰはＡ４判、転写材搬送方向長さＬ２＝２１０ｍｍ、普通紙または塗工紙、転写材Ｐ間の間隔Ｇを約８０ｍｍとした場合、連続給紙する際の２枚の転写材Ｐ１，Ｐ２の間隔Ｇ（Ｇ＝Ｌ１−Ｌ２）は、４１．３ｍｍ以上を要し、転写材ＰがＡ４判サイズ以外の異なる用紙の場合には、転写材Ｐの間隔Ｇを転写材サイズに対応して変化させる。具体的には、ユーザが操作表示部１１上で入力した転写材Ｐのサイズに応じて、制御手段１２が図１に示したレジストローラ２６の回転開始時期を制御し、転写材Ｐ間の間隔Ｇを変化させるものとした場合について説明する。
【００９５】
操作表示部１１において転写材Ｐのサイズ、枚数が設定される。レジストローラ２６から定着ニップ部Ｎまでの搬送路長さ、及び転写材Ｐの搬送速度は画像形成装置の機種によって定められている。レジストローラ２６の近傍に配置された転写材通過検知手段１３による検知信号発生から所定時間経過後に、１枚目の転写材Ｐ１の先端部が定着ニップ部Ｎに到達する。
【００９６】
転写材Ｐ１が定着ニップ部Ｎを通過するとき（時間ｔ１，ｔ２）、定着ベルト３１は転写材Ｐ１との接触によって熱を奪われるため、定着ベルト３１の転写材Ｐ１と接触していた部分の温度が低下する（図６（ａ）（ｂ）参照）。定着ニップ部Ｎ近傍の定着ベルト３１上の位置Ｘで転写材Ｐ１による温度低下が検出されるタイミングは、図８に示す定着ベルト３１の温度がＴ１の領域となる。
【００９７】
加熱ローラ３３の温度に応じて、転写材Ｐの予備加熱条件を変更する事で、図８の破線から実線まで温度Ｔ１まで回復させ、転写材Ｐ１が接触していなかった部分の設定温度との温度差（Ｔ０−Ｔ１）を小さくすることができる。
【００９８】
転写材Ｐ２が定着ニップ部Ｎを通過するとき（時間ｔ４〜ｔ６）、定着ベルト３１の温度は、転写材Ｐ２の先端部分は設定温度Ｔ０であり、後端部分は温度Ｔ１となる。定着ベルト３１の温度によってトナー像の光沢が異なってくるが、この温度差（Ｔ０−Ｔ１）が小さいため、目視判断のできる光沢段差を生じず、ほぼ均一な光沢のトナー像が得られる（図６（ｄ）〜（ｆ）参照）。
【００９９】
転写材Ｐ２が定着ニップ部Ｎを通過することで、転写材Ｐ１のときと同様に、定着ベルト３１は転写材Ｐ２との接触によって熱を奪われるため、定着ベルト３１の転写材Ｐ２と接触していた部分の温度が低下する。位置Ｘで転写材Ｐ２による温度低下が検出されるタイミングは、図８の定着ベルト３１の温度がＴ３，Ｔ４の領域となる。温度がＴ２の領域は、転写材Ｐ１の影響が残っている部分である。
【０１００】
転写材Ｐ２との接触によって温度低下した部分を予備加熱手段４０で加熱することで、図８の破線から実線までＴ３，Ｔ４の温度を回復させ、転写材Ｐ２が接触していなかった部分との温度差（Ｔ０〜Ｔ３）、（Ｔ０〜Ｔ４）を小さくする事が出来る。
【０１０１】
転写材Ｐ３が定着ニップ部Ｎを通過するとき（時間ｔ８〜ｔ１１）の定着ベルト３１の温度は、転写材Ｐ３の先端部は温度Ｔ３であり、途中温度Ｔ４となり、転写材Ｐ３の後端部は温度Ｔ０となる。定着ベルト３１の温度によってトナー像の光沢が異なってくるが、この温度差（Ｔ０〜Ｔ３）、（Ｔ０〜Ｔ４）が小さいため、目視判断のできる光沢段差を生じず、ほぼ均一な光沢のトナー像が得られる（図７（ｈ）〜（ｋ）参照）。
【０１０２】
上述の本発明の予備加熱手段４０を有する定着装置３０においては、定着ベルト３１の温度が、最高の設定温度Ｔ０から最低の温度Ｔ３まで変化する。即ち、従来の定着装置の温度に比して、予備加熱手段４０を有する本発明の定着装置３０では、図示の白抜き矢印に示すように上限温度及び下限温度が圧縮されて設定温度Ｔ０近傍に集中し、転写材Ｐが定着ニップ部Ｎを通過する際の定着ベルト３１の温度変化が小さくなり、転写材Ｐの光沢段差の発生が著しく低減する。
【０１０３】
以上に述べたように、予備加熱手段４０を備えた定着装置３０において、転写材温度検知手段１４の検知信号と転写材Ｐの紙種選択とにより、各種の転写材Ｐに対して光沢段差の発生しない画像が得られる。
【０１０４】
本発明の実施の形態では、ベルト定着式の定着装置を例として説明したが、本発明はローラ定着式の定着装置でも有効である。また、接触式の予備加熱温度４０と非接触式の予備加熱手段５０とを併設してもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１０５】
【図１】本発明に係る定着装置を備えた画像形成装置の構成図。
【図２】本発明に係る定着装置及び予備加熱手段の断面図。
【図３】非接触式の予備加熱段を備えた定着装置の断面図。
【図４】定着装置の予備加熱手段を制御する制御手段のブロック図。
【図５】定着装置の予備加熱手段を制御する過程のフローチャート。
【図６】本発明の定着装置における３枚の転写材の搬送経過を示す説明図。
【図７】本発明の定着装置における３枚の転写材の搬送経過を示す説明図。
【図８】定着ベルトの温度変化を示すタイミングチャート。
【符号の説明】
【０１０６】
１１  操作表示部
１１Ａ  転写材サイズ設定手段
１１Ｂ  転写材坪量設定手段
１１Ｃ  転写材紙種設定手段
１２  制御手段
１３  転写材通過検知手段
１４  転写材温度検知手段
３０  定着装置
３１  加熱定着部材（定着ベルト）
３２  定着ローラ
３３  加熱定着回転体（加熱ローラ）
３４  加熱源
３５  加圧回転体（加圧ローラ）
３６  加熱源
４０  予備加熱手段
４１  ヒータ
４２  搬送ベルト
４５  コロナ帯電器
４６  コロナ除電器
５０  予備加熱手段
５１  外部加熱源
５２  反射板
Ａ  画像形成装置
Ｎ  定着ニップ部
Ｐ，Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３  転写材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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