(57)【要約】【課題】同一画像で多段の光沢度を出すことができる定着装置を提供する。【解決手段】画像を定着させる定着装置は、用紙の搬送経路に配設される定着装置２５と、その下流側に配設される定着装置１５０を備える。定着装置１５０は、定着ベルト２３８と、この定着ベルト２３８との間で定着ニップ部ＳＮを形成する加圧部材としての加圧ローラ２３０と、加熱部材２５６とを有している。加熱部材２５６は、用紙の搬送方向と直交する長手方向に複数分割された加熱領域ａ，ｂ，ｃを有し、画像情報により形成される位置情報に応じて各加熱領域が独立して定着ベルト２３８の温度制御に用いられる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録媒体上の未定着トナー画像を定着させる定着装置において、
第一定着器と、該第一定着器の記録媒体搬送方向下流側に配設される第二定着器とを備え、
該第二定着器は、
前記記録媒体に接触して回転する定着部材と、
該定着部材との間で定着ニップ部を形成する加圧部材と、
前記記録媒体搬送方向及び／又は搬送方向と直交する方向に複数の熱源を有し、前記定着部材を加熱する加熱手段と、
を有することを特徴とする定着装置。
【請求項２】
請求項１に記載の定着装置において、
前記加熱手段の各熱源を制御する制御手段を有し、
該制御手段は、画像情報として、光沢度の情報を有する、
ことを特徴とする定着装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の定着装置において、
前記第二定着器における前記加熱手段の制御温度が、前記第二定着器の前記定着ニップ部内に前記記録媒体の搬送時に変化する、
ことを特徴とする定着装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか一項に記載の定着装置において、
前記第二定着器の前記定着ニップ部を通過せずに前記記録媒体を機外へ排出できる搬送路を有する、
ことを特徴とする定着装置。
【請求項５】
請求項１乃至３のいずれか一項に記載の定着装置において、
前記第二定着器は画像形成装置本体に対し着脱可能であり、取り外し後に該第二定着器に代えて搬送装置を備えられる、
ことを特徴とする定着装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか一項に記載の定着装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
記録媒体上の未定着トナー画像を定着させる定着装置を画像形成装置本体に備える画像形成装置において、
前記定着装置は、
第一定着器と、
該第一定着器の記録媒体搬送方向下流側に配設される第二定着器と、
を備え、
該第二定着器は、
前記記録媒体に接触して回転する定着部材と、
該定着部材との間で定着ニップ部を形成する加圧部材と、
前記記録媒体搬送方向及び／又は搬送方向と直交する方向に複数の熱源を有し、前記定着部材を加熱する加熱手段と、
を有し、
前記画像形成装置本体は、前記加熱手段の各熱源を制御する制御手段を有し、
該制御手段は、画像情報として、光沢度の情報を有する、
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
請求項７に記載の画像形成装置において、
前記画像形成装置本体は、前記第二定着器の前記定着ニップ部を通過せずに前記記録媒体を機外へ排出できる搬送路を有する、
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項９】
請求項７又は８に記載の画像形成装置において、
前記第二定着器は前記画像形成装置本体に対し着脱可能であり、取り外し後に該第二定着器に代えて搬送装置を備えられる、
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、複写機やプリンタ、ファクシミリ、これらの複合機などの画像形成装置であって、複数の定着装置を備えたものに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の画像形成装置には、例えば複数の定着装置を備えたものが提案されている。複数の定着装置を備えた従来の画像形成装置にあっては、高画質に対応する特別な定着装置を設けている。また、光沢を出すためのクリアトナーを用いて、画像全体または一部に光沢を出すことが可能な画像形成装置が存在する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし従来の上述のような定着装置では、温度を加熱手段の軸方向（記録媒体の搬送方向に対して直交方向）に均一にしているため、同一トナーの画像では、トナーの光沢は１段階となり、クリアトナーを用いた場合でも、２段階の光沢度となっている。
【０００４】
本発明は、これらに鑑みてなしたものであり、多段の光沢度を出すことが可能な定着装置、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】
【０００５】
本発明に係る定着装置は、記録媒体上の未定着トナー画像を定着させる定着装置において、第一定着器と、該第一定着器の記録媒体搬送方向下流側に配設される第二定着器とを備え、該第二定着器は、前記記録媒体に接触して回転する定着部材と、該定着部材との間で定着ニップ部を形成する加圧部材と、前記記録媒体搬送方向及び／又は搬送方向と直交する方向に複数の熱源を有し、前記定着部材を加熱する加熱手段と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、記録媒体上の画像に対し、多段の光沢度を付与できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明を適用する対象となり得る画像形成装置の一例を示す概略構成図である。
【図２】第二定着装置の一例の概略構成図である。
【図３】第二定着装置の一例の概略構成図である。
【図４】ベタ印刷がなされ、第二定着に向かう搬送方向の先端側から順に、光沢を出したい部分、やや光沢を出したい部分、そのままの光沢画像領域、が存在する画像形成パターンとなっている用紙の例を示す図である。
【図５】用紙上に、搬送方向に光沢をつけたい場合の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
図１は本発明を適用する対象となり得る画像形成装置の一例を示す概略構成図である。この図において、符号１００は画像形成装置としてのタンデム型中間転写式の画像形成装置本体、２００は該画像形成装置本体１００を載せる給紙テーブルをそれぞれ示している。また、画像形成装置本体１００の内部には複数の画像形成手段１８Ｙ、１８Ｍ、１８Ｃ、１８Ｋが並設されたタンデム型中間転写式の画像形成部（以下、タンデム型画像形成部と言う）２０が設けられている。なお前記符号に付けた添え字Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋは、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色をそれぞれ示している。
【０００９】
画像形成装置本体１００には、中央付近に、無端ベルト状の中間転写体（以下、中間転写ベルトと言う）１０が設けられている。この中間転写ベルト１０は、複数の支持ローラ１４、１５、１５’、１６等に掛け回して図中時計回りに回転搬送可能とする。図示の例では、支持ローラ１６の左に、中間転写ベルト用のクリーニング装置１７を設けてあり、これで画像転写後に中間転写ベルト１０上に残留する残留トナーを除去する。
【００１０】
支持ローラ１４と支持ローラ１５間に張り渡した中間転写ベルト１０上には、その搬送方向に沿って、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の４つの画像形成手段１８Ｙ、１８Ｍ、１８Ｃ、１８Ｋ（以下、１８Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋのように略記する）を横に並べて配置してタンデム型画像形成部２０を構成してある。このタンデム型画像形成部２０は、用紙の両面に画像記録を順次行う作像モジュールである。各画像形成手段１８Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋは、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色のトナー画像を担持する像担持体としての感光体ドラム４０Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋを有している。
【００１１】
そして、このタンデム型画像形成部２０の上には、図１に示すように２つの露光装置４が設けられている。各露光装置４はそれぞれ２つの画像形成手段（１８Ｙと１８Ｍ、１８Ｃと１８Ｋ）に対応している。例えば２つの光源装置（半導体レーザ、半導体レーザアレイ、あるいはマルチビーム光源等）とカップリング光学系、共通の光偏向器（ポリゴンミラー等）、２系統の走査結像光学系等で構成される光走査方式の露光装置である。イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色の画像情報に応じて各感光体ドラム４０Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋに露光を行い、静電潜像を形成する。
【００１２】
また、各画像形成手段１８Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの感光体ドラム４０Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの周囲には、上述の露光に先立って各感光体ドラムを均一に帯電する帯電装置３Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋが設けられている。また露光装置４によって形成された静電潜像を各色のトナーで現像する現像装置５Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ、感光体ドラム上の転写残トナーを除去する感光体用クリーニング装置７Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋが設けられている。さらに、各感光体ドラム４０Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋから中間転写ベルト１０にトナー画像を転写する一次転写位置には、一次転写手段の構成要素としての一次転写ローラ６Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋが設けられている。一次転写ローラ６Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋは、中間転写ベルト１０を間に挟んで各感光体ドラム４０Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋに対向するように設けられている。
【００１３】
中間転写ベルト１０を支持する複数の支持ローラのうち、支持ローラ１４は中間転写ベルト１０を回転駆動する駆動ローラであり、図示しない駆動伝達機構（ギヤ、プーリ、ベルト等）を介してモータと接続されている。また、ブラックの単色画像を中間転写ベルト１０上に形成する場合には、図示しない移動機構により、イエロー、マゼンタ、シアンの感光体ドラム４０Ｙ、Ｍ、Ｃを中間転写ベルト１０から離間させることが可能である。その場合、駆動ローラ１４以外の支持ローラ１５、１５’を移動させる。
【００１４】
中間転写ベルト１０を挟んでタンデム型画像形成部２０と反対の側には、二次転写装置２２を備えている。この二次転写装置２２は、図示の例では、支持ローラ（二次転写対向ローラ）１６に二次転写ローラ１６’を押し当てて転写電界を印加することで中間転写ベルト１０上の画像を記録媒体としてのシート状の用紙Ｐに転写する。二次転写装置２２で画像が転写された用紙Ｐは、２つのローラ２３に支持された搬送ベルト２４により定着装置２５へと搬送される。もちろん、搬送ベルト２４の部分は、固定されたガイド部材でも良く、また、搬送ローラや搬送コロ等でも良い。用紙Ｐ上の転写画像を定着する定着装置２５は、無端ベルトである定着ベルト２６に加圧ローラ２７を押し当てて構成する。定着ベルト２６は２つの支持ローラに掛け回されており、少なくとも一方のローラには図示しない加熱手段（ヒータ、ランプ、あるいは電磁誘導式の加熱装置等）が設けられている。
【００１５】
なお、図示の例では、このような二次転写装置２２および定着装置２５の下方に、用紙Ｐの両面に画像を記録すべく用紙Ｐを反転して搬送するシート反転装置２８を備えている。
【００１６】
次に第一定着装置について説明する。
第一定着装置である定着装置２５は、上述のように定着ベルト２６と加圧ローラ２７を有している。定着ベルト２６は、ＰＩ（ポリイミド）樹脂からなる層厚９０μｍのベース層上に、シリコーンゴムなどの弾性層、離型層が順次積層された多層構造の無端ベルトである。定着ベルトの弾性層は、層厚が２００μｍ程度であって、シリコーンゴム、フッ素ゴム、発泡性シリコーンゴム等の弾性材料で形成されている。定着ベルトの離型層は、層厚が２０μｍ程度であって、ＰＦＡ（４フッ化エチレンバーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体樹脂）、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ＰＥＳ（ポリエーテルサルファイド）、等で形成されている。定着ベルト２６の表層に離型層を設けることにより、トナー（トナー像）に対する離型性（剥離性）が確保され、トナー像を有する記録媒体（用紙Ｐ）を良好に定着し、且つ用紙Ｐを定着部材から良好に分離することができる。
【００１７】
定着ベルト２６の内側に定着ローラ３０と加熱ユニット（加熱ローラ３１及び加熱手段（非図示））を有している。定着ローラは、芯金に厚さ５〜３０ｍｍのシリコーンゴム層を持つものであり、これが定着ベルト２６を介して加圧ローラ２７と圧接されることにより、ニップが形成される。加熱ローラの両端部には、ベアリングとそのベアリングブラケットを持っている。加熱ローラは、アルミ、ＳＵＳ、銅などの金属でできており、熱源は、ハロゲンヒータまたはＩＨ加熱装置などである。熱源がハロゲンヒータの場合は、加熱ヒータの内側にハロゲンヒータを配置し、ＩＨ加熱装置の場合には、定着ベルトの外側に設ける構成が一般的であるが、加熱構成はこれらに限定されず、適切な加熱機構を用いることが可能である。さらに、この加熱ローラ３１には、軸方向の温度均一化を目的として、ヒートパイプを圧入していることもある。また、ベルト方式に代えてローラ方式としても良い。加圧ローラ２７についてもベルト方式としても良い。
【００１８】
第二定着装置について説明する。
第二定着装置の一例としての定着装置１５０は、図２に示すように、定着ベルト２３８と、この定着ベルト２３８との間で定着ニップ部ＳＮを形成する加圧部材としての加圧ローラ２３０と、加熱手段としての加熱部材２５６を有している。加熱部材２５６は、サーマルヒータなどの面状発熱体である。加熱部材２５６と商用電源２３９とにより外部加熱手段が構成されている。加熱部材２５６は、図３に示すように用紙Ｐの幅方向、用紙搬送方向に分割され（本実施形態では幅方向に７つ、用紙搬送方向に２つ）、配置された複数のヒータからなる加熱領域を有しており、各ヒータは独立に定着ベルト２３８を加熱できるようになっている。
【００１９】
定着ベルト２３８の定着ニップ部ＳＮの下流で加熱部材２５６ａ、２５６ｂ（図示の例ではそれぞれ複数の加熱部材の列）の上流に表面温度を検知する温度検知手段としてのサーミスタ２３４を備える。なお、サーミスタ２３４を、個々の加熱部材２５６ａ、２５６ｂによる加熱領域毎のベルト表面温度をそれぞれ検知し得るように、例えば、軸方向（図の紙面垂直方向）に、それぞれ２５６ａ、２５６ｂの領域に対応するように配置しても良い。サーミスタからの出力を、後述する外部加熱制御手段２３７にフィードバックすることで、加熱部材毎に独立した温度制御をより詳細に行うことが可能となる。各加熱部材２５６ａ，２５６ｂを構成する複数の加熱部材（図にはサーマルヒータと記載した）を以下では加熱部材２５６ａ，２５６ｂの分割領域という。また、加熱部材２５６ａ，２５６ｂの温度を検知する加熱部材の温度検知手段としてのサーミスタ２３６も備える。なお、本実施例では、加熱部材２５６ａ，２５６ｂの温度をそれぞれ検知するように、加熱部材２５６ａ，２５６ｂの各領域に対応させて２つのサーミスタを配置している。それぞれのサーミスタからの出力は後述する外部加熱制御手段２３７に入力されるように構成されている。なお、サーミスタの個数は本実施例の２つに限られず、加熱部材２５６の分割領域数に応じて設けることが好適である。さらに、加熱部材２５６ａ，２５６ｂに電力を供給する電源２３９と、サーミスタ２３４，２３６からの出力（検知情報）に基づいて電源２３９を制御する外部加熱制御手段２３７を有している。外部加熱制御手段２３７は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏインターフェース等を包含するマイクロコンピュータである。また外部加熱制御手段２３７は、加熱部材２５６ａ，２５６ｂの分割領域の各々において独立に電力の供給制御が可能である。定着ベルト２３８は円筒状でシームレスのもので、外径が４０ｍｍで厚みが４０μｍのＳＵＳ製の基体２３８ａと、この基体２３８ａの表面に被覆された弾性層２３８ｂを有している。弾性層２３８ｂは、シリコーンゴムで形成されており厚みは１００μｍである。なお、外部加熱制御手段２３７は、画像形成装置本体側に設ける構成としても良い。その場合、画像形成装置全体制御部（非図示）とは別に外部加熱制御手段２３７を有する構成としても良いし、全体制御部が外部制御手段の制御も行う構成としても良い。
【００２０】
定着ベルト２３８の表面には、耐久性を高めて離型性を確保するために、ＰＦＡやＰＴＦＥ等のフッ素系樹脂による厚みが５〜５０μｍの離型層２３８ｃが形成されている。また、定着ベルトの基体２３８ａはポリイミドとしてもよい。定着ベルト２３８の内部には、ベルト支持部材２６１があり、定着ニップ部ＳＮの箇所にはニップ形成部材２６０が設置され、図示しない外部部材（側板）と接続されて前記部材を支持している。
【００２１】
加圧ローラ２３０は、外径が４０ｍｍで厚みが２ｍｍの鉄製の芯金２３０ａと、この芯金２３０ａの表面に被覆された弾性層２３０ｂを有している。弾性層２３０ｂはシリコーンゴムで形成されており、厚みは５ｍｍである。弾性層２３０ｂの表面には、離型性を高めるために厚みが４０μｍ程度のフッ素樹脂層を形成するのが望ましい。加圧ローラ２３０は図示しない付勢手段により定着ベルト２３８に圧接されている。加熱部材２５６は、ステー状部材２５７に取り付けられ、定着ベルト２３８の内周に接触できる位置に配置される。
【００２２】
図２の例の装置は、定着ベルト２３８を介した対向部の押圧部材に弾性体ローラ４０（以下、押圧ローラ２４０という）を備えている。押圧ローラ２４０は、外径がφ１５ｍｍないし３０ｍｍで、外径がφ８ｍｍの鉄製の芯金２４０ａと、この芯金２４０ａの表面に被覆された弾性層２４０ｂを有している。弾性層２４０ｂはシリコーンゴムで形成されており厚みは３．５ｍｍないし１１ｍｍである。弾性層２４０ｂの表面には、離型性を高めるために厚みが４０μｍ程度のフッ素樹脂層を形成するのが望ましい。押圧ローラ２４０は図示しない付勢手段により定着ベルト２３８に圧接されている。なお、押圧ローラ２４０は、パッドやブラシなど、定着ベルトと熱源の接触状態が良好に保たれる機構であれば差し支えない。
【００２３】
以上説明した例において、以下のとおり画像情報に応じて各ヒータを制御することにより、画像に光沢を与えることができる。外部加熱制御手段２３７は、用紙Ｐに画像を形成するための画像情報に基づいて、加熱部材５６ａの加熱割合を変化させる。
【００２４】
本実施形態の制御動作の一例について説明する。
第一定着装置２５での定着（一次）で用紙Ｐ上の画像形成領域にはベタ印刷がなされている。図４に示すように、第２定着装置１５０での定着（二次）に向かう搬送方向と直交する長手方向に図の右側から順に、光沢を出したい部分ａ、やや光沢を出したい部分ｂ、そのままの光沢の画像領域ｃが存在する画像形成パターンとなっている。画像領域ａと画像領域ｃでは二次定着で熱量を与える必要があるが、画像領域ｃでは二次定着で温度を上げる必要が無い。
【００２５】
図示しない画像処理装置からこの画像形成パターンの画像情報が外部加熱制御手段２３７へ入力される。すると、外部加熱制御手段２３７は、領域ｃに対応する定着ベルト２３８の部位の温度が、画像領域ａ，ｂに対応する定着ベルト２３８の部位の温度よりも低くなるように加熱部材２５６ａ，２５６ｂを制御する。また、高光沢がほしい領域ａとやや光沢がほしい領域ｂでは、制御温度がａ＞ｂ（ａ＝２２０℃、ｂ＝１９０℃）となるように制御して、通紙を行う。ここで、画像領域又は非画像領域に対応するとは、定着ベルト２３８が密着する位置という意味である（以下、適宜に密着とも表現する）。
【００２６】
図５は、用紙Ｐ上に、搬送方向でも直交する長手方向でも光沢に差をつけたい場合の例を示す図である。領域ｄは高光沢を出したい部分、領域ｅはやや光沢を出したい部分、領域ｆはそのままの部分である。第二定着装置１５０に用紙が入る初期からは、領域ｄにあたる部分の温度を高い温度に制御する。領域ｅにニップがあたる部分から、全体の温度をやや高い温度に制御して、領域ｅに光沢を少し出す。上述の光沢モードでは、ヒータの熱応答などの関係で線速が遅くなってしまう。よって、通常のモードでは、第二定着装置１５０を使用しないことになる。そのためには、第二定着装置１５０を通過しない搬送路を持てば良い。また、上述のモードが不要なユーザが上述のような第二定着装置１５０が存在するマシンを購入、使用することは、コストが高くなってしまう。そのため第二定着装置１５０の代わりに搬送装置を組み入れて、通紙のみを行えるようにすれば、購入、使用コストを抑えることができる。
【００２７】
以上説明してきたように、定着器を複数備えて、第二定着装置１５０で複数の熱源をもつことによって、熱源がある部分に応じて記録媒体上の画像に対し異なる光沢を付与することができる。また、光沢あるいは光沢度という情報を処理できることにより、それに適用するように二次定着の温度を制御することができ、用紙の搬送方向で画像に異なる光沢、光沢度を与えることができる。さらに、第一定着装置２５のみに記録媒体を搬送させ、機外へ排出できるようにも構成できる。
【００２８】
本発明は以上説明した実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想内で当分野において通常の知識を有する者により多くの変形をなすことが可能である。
【符号の説明】
【００２９】
３      ：帯電装置
４        ：露光装置
５      ：現像装置
６      ：一次転写ローラ
７      ：感光体用クリーニング装置
１０      ：中間転写ベルト
１４、１５、１５'、１６      ：支持ローラ
１６'    ：二次転写ローラ
１７      ：クリーニング装置
１８      ：画像形成手段
２０      ：タンデム型画像形成部
２２      ：二次転写装置
２３      ：ローラ
２４      ：搬送ベルト
２５      ：定着装置
２６      ：定着ベルト
２７      ：加圧ローラ
２８      ：シート反転装置
３０      ：定着ローラ
３１      ：加熱ローラ
４０      ：弾性体ローラ
４０Ｙ    ：感光体ドラム
５６ａ    ：加熱部材
１００    ：画像形成装置本体
１５０    ：定着装置
２３０    ：加圧ローラ
２３４、２３６    ：サーミスタ
２３７    ：外部加熱制御手段
２３８    ：定着ベルト
２３８ａ  ：基体
２３９    ：電源
２４０    ：押圧ローラ
２５６    ：加熱部材
２５７    ：ステー状部材
２６０    ：ニップ形成部材
２６１    ：ベルト支持部材
Ｐ        ：用紙
ＳＮ      ：定着ニップ部
【先行技術文献】
【特許文献】
【００３０】
【特許文献１】特許第３７５８０２９号公報
【特許文献２】特開２０１１−７９０１号公報
【図１】
2017003908.tif 000003
【図２】
2017003908.tif 000004
【図３】
2017003908.tif 000005
【図４】
2017003908.tif 000006
【図５】
2017003908.tif 000007