JP4300946B2 - 定着装置、定着方法および画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、複写機、レーザビームプリンタ、ファクシミリ、マイクロフィルムリーダプリンタ、記録機等トナーを用いて画像を形成する装置における画像形成に際し、未定着トナー画像を定着する定着装置および定着方法、並びに該定着装置を用いた画像形成装置に関する。

詳しくは、電子写真、静電記録、あるいは磁器記録等の画像形成プロセス手段により、加熱溶融性の樹脂等により成るトナーを用いて、被記録材（エレクトロファックスシート、静電記録シート、転写材シート、印刷紙など）の表面に、直接方式もしくは間接（転写）方式で、目的の画像情報に対応した像様の未定着トナー画像を形成し、該未定着トナー画像を、それを担持している被記録材表面に永久固着画像として加熱定着処理して、表面光沢画像を形成する定着装置および定着方法、並びに該定着装置を用いた画像形成装置に関する。
本発明は、特に、カラートナーを用いて、カラー表面光沢画像を形成するのに適したものである。

電子写真、静電記録、あるいは磁器記録等の画像形成プロセス手段により、加熱溶融性の樹脂等により成るトナーを用いてトナー画像を得るには、像様の未定着トナー画像を、通常、加熱および加圧することにより定着している。
近年、特にフルカラー画像に対して、光沢を出すことによる画質向上の要望が高まっている。

図７に、一般的な２ロール方式による定着装置の概略構成図を示す。図７において、１０２は、内部に熱源１０４が配された加熱ロールであり、１０６は、加熱ロール１０２と圧接してニップ部Ｎを形成する加圧ロールである。加熱ロール１０２は矢印Ｘ方向に回転し、加圧ロール１０６はこれに従動して、矢印Ｙ方向に回転する。加熱ロール１０２の表面は、熱源１０４の熱により加熱されて、下記トナーの軟化する温度以上に保持されている。

トナーが像様に担持されることで形成された未定着トナー画像１１０を表面に有する被記録材１０８は、加熱ロール１０２−加圧ロール１０６間に形成されたニップ部Ｎに挿通され、加熱ロール１０２表面から与えられる熱と、加熱ロール１０２および加圧ロール１０６の当接圧による圧力とにより、未定着トナー画像１１０のトナーが軟化状態となり（以下、この状態のトナーを「溶融トナー」と称する場合がある。）、その後冷却されることで、被記録材１０８表面に固着して、永久的な定着画像としてトナー画像１１２が形成される。

しかし、このような一般的な定着装置により得られるトナー画像１１２では、画像の光沢度が十分でないことが知られている。
これに対して、転写紙上のトナー画像を定着する際に適度に光沢を与え、高画質にする手段として、数多くの技術が開示されている。以下、（ｉ）〜（ｖ）の５つの例を挙げる。

（ｉ）定着を２度以上行う方法：
加熱、定着を連続して２回以上行うことにより、トナー画像に光沢を与える技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

（ii）定着装置にニップを２種類形成する方法：
２種類のニップが形成された定着装置の搬送経路を選択的に通過することにより、トナー画像に光沢を与える技術が提案されている（例えば、特許文献２参照）。

(iii）処理用シートを重ねて定着し、その後剥離する方法：
表面が平滑な処理用シートを重ねて加熱加圧し、冷却後に当該処理用シートを剥離することにより、トナー画像に光沢を与える技術が提案されている（例えば、特許文献３参照）。

（iv）透明フィルムでラミネートする方法：
被記録材表面のトナー画像を透明フィルム等でラミネートすることにより、トナー画像に光沢表面を付加する技術が提案されている（例えば、特許文献４および特許文献５参照）。

（ｖ）ベルト定着を採用し、かつ、冷却剥離を行う方法：
トナー画像担持面に対して定着フィルム（定着ベルト）を密着させて、該定着フィルムの記録材密着側とは反対側に配設した加熱体により該定着フィルムを介して記録材面の多色トナー画像を加熱軟化溶融混色させ、その加熱混色トナー画像を定着フィルムと記録材とを引続き密着させたまま冷却固化させ、定着フィルムと記録材とを分離させることにより、トナー画像に光沢表面を付加する技術が提案されている（例えば、特許文献６参照）。

しかし、開示された上記各文献に記載された技術では、種々の問題点が内在する。
（ｉ）の「定着を２度以上行う方法」や（ii）の「定着装置にニップを２種類形成する方法」では、トナー画像面を平滑にし光沢を与えることについては効果があるものの、ヒーターを備えた定着装置が複数設置されるため装置構成が複雑化する点、加熱エネルギーが倍増する点、定着後の高温下で分離されるため像面に凹凸を生じて乱反射し、トナーの透明性がよくない点、等において問題がある。

(iii）の「処理用シートを重ねて定着し、その後剥離する方法」では、被記録材表面のトナー画像を一度、固定化する必要があり、装置が複雑化するとともに、被記録材が２度、加熱・加圧されるため、カールが発生し易いという問題がある。

（iv）の「透明フィルムでラミネートする方法」では、透明フィルムの分だけ厚みが加わるので、被記録材本来の性質、例えば、厚みや柔軟性等が失われるとともに、画像形成面に加筆することができず、さらに、被記録材としてＯＨＰフィルムを使用した場合には、全体的な透過率が低下する（ＯＨＰ透過性が低下する）という問題がある。

（ｖ）の「ベルト定着を採用し、かつ、冷却剥離を行う方法」では、定着出力画像の光沢度合いにムラが生じやすいという問題がある。即ち、この方法では、剥離前の冷却工程が定着画像に光沢を付与しているのであり、この冷却工程における定着フィルム（定着ベルト）とトナー画像が担持された被記録材との密着力の不均一により、定着画像に光沢ムラが生じる。定着フィルムと被記録材との密着状態が、冷却工程で部分的に変化した場合に、トナー画像の一部の箇所で定着フィルムから用紙が浮き上がってしまうことがある。この原因として、熱による被記録材の膨張・収縮や被記録材内からの空気の吹き出しなどが考えられている。このような原因で浮き上がった箇所の画像光沢は、その周囲の密着が十分な状態のまま冷却した箇所の光沢より低くなり、画像光沢のムラとなる。

また、高光沢化のために冷却効果を高めるべく、この冷却工程を長くし、加熱混色工程からの距離を大きくする構造にすると、装置の大型化を招く結果となる。また、一旦冷却した定着フィルムを、次のサイクルで再度所定温度に加熱する必要があるため、電力消費が大きく、加熱に要する時間も長くなってしまう。

特開昭６３−１９２０６８号公報 特開平１−２６５２８３号公報 特開昭６１−１２２６６６号公報 特開平１−２７９２７７号公報 特開昭６３−６５８４号公報 特開平２−１６２３８３号公報

そこで本発明の目的は、簡易な装置構成で無駄なエネルギーを消費することなく、トナー画像の透明性やＯＨＰ透過性に優れた画質の、高光沢度かつ光沢ムラのない画像を得ることができ、しかも被記録材にカールが生じ難い、定着装置、定着方法および画像形成装置を提供することにある。
また、本発明の他の目的は、所望の光沢度に制御することが可能な定着装置、定着方法および画像形成装置を提供することにある。

本発明者らは、上記従来の問題点を解決するべく、まず一般的な定着装置について検討した。その結果、光沢度低下のメカニズムを見出し、遂には本発明に想到するに至った。その過程を図７を用いて説明する。

まず、図７に示されるような一般的な定着装置において、ニップ部Ｎの出口付近では、トナー画像１１２は十分に加熱溶融されて平滑な加熱ロール１０２表面に密着しており、トナー画像１１２表面はほぼ加熱ロール１０２表面と同等の高光沢となっていることを見出した。

しかしながら、加熱ロール１０２表面から剥離した被記録材１０８の表面に付着した溶融トナーは、加熱定着後にフリーな状態となる。それまで平滑であったトナー画像１１２表面は、剥離時に作用する加熱ロール１０２との接着力や溶融トナー自身の温度低下に伴う凝集力のアップにより、波うちが発生し、細かなうねりを生ずるようになる。その表面のうねりが保持されたまま、その後自然冷却されて固化する。このような表面状態では、カラー画像としての光沢度が不十分なレベルとなりやすい。

つまり、定着装置で十分な高光沢画像に仕上げても、その後のフリーな、冷却固化に至るまでの間に、溶融トナーの凝集等によって光沢度が低下してしまうことを見出した。
なお、本発明者らによる、以上説明した従来の定着装置による光沢度低下のメカニズムは、２ロール方式の定着装置に限らず、ベルト−ロールニップ方式やベルト−ベルトニップ方式の定着装置においても、基本的には同様である。

また、本発明者らは、定着直後のトナーは、その後の自然冷却により固化するまでのわずかな時間は、外力により変形し得る状態であり、加圧により流動可能なレベルの粘度を有していることを見出した。
そして、本発明者らは、上記事実に鑑み、前記目的を達成し得る本発明を想到するに至った。

すなわち本発明の定着装置は、トナーを像様に担持させることにより未定着トナー画像が形成された被記録材に、少なくとも熱および圧力を加えることで、前記未定着トナー画像を前記被記録材に定着してトナー画像を得る定着装置であって、
前記被記録材に形成された未定着トナー画像に少なくとも熱を与え、該未定着トナー画像のトナーを軟化ないし溶融させて、外力により変形し得る状態とする加熱仮定着手段と、
該加熱仮定着手段によって、外力により変形し得る状態となった前記トナーの当該状態が維持されているうちに、これを非加熱で加圧して流動させる画像光沢制御手段と、
を含み、前記画像光沢制御手段が、相互に圧接して加圧ニップ部を形成しつつ回転する少なくとも一対の回転体からなり、前記未定着トナー画像のトナーが外力により変形し得る状態が維持されている前記被記録材を、前記加圧ニップ部に挿通させることにより、前記トナーを加圧して流動させる手段であり、
前記少なくとも一対の回転体のうち少なくとも１つの回転体が、少なくともベース層と弾性層と表面硬度制御層と離型層とがこの順で配されて構成され、前記表面硬度制御層を構成する材料の弾性係数が、前記弾性層および前記離型層のいずれの層を構成する材料の弾性係数より高いことを特徴とする。

本発明の定着装置によれば、一般的には定着装置そのものとなる加熱仮定着手段の後工程の手段として、画像光沢制御手段を設け、当該手段により、被記録材表面に担持されたトナーが溶融〜軟化状態等、外力により変形し得る状態を維持しているうちに、被記録材表面に担持されたトナーを加圧・流動することによってトナー画像の光沢度を向上させることができる。すなわち、単に非加熱で加圧するのみの簡易な構成の画像光沢制御手段を、従来の定着装置に付加するだけなので、簡易な装置構成で、しかも無駄なエネルギーを消費することなく、高光沢度を実現することができる。

また、トナーの表面状態を平滑にして高光沢を実現させているので、トナーおよび被記録材そのものの性能には影響を与えないため、トナー画像の透明性やＯＨＰ透過性に優れた画質の画像を得ることができ、被記録材のカールも生じ難い。
さらに、被記録材全面を、画像光沢制御手段で最後に連続的に加圧させるだけなので、加圧ムラが生じ難く、勿論密着不良によるムラといった概念自体存在せず、得られる画像に光沢ムラを生じさせることがない。

本発明の定着装置において、前記画像光沢制御手段は、相互に圧接して加圧ニップ部を形成しつつ回転する少なくとも一対の回転体からなり、前記未定着トナー画像のトナーが外力により変形し得る状態が維持されている前記被記録材を、前記加圧ニップ部に挿通させることにより、前記トナーを加圧して流動させる手段であり、前記少なくとも一対の回転体のうち少なくとも１つの回転体が、少なくともベース層と弾性層と表面硬度制御層と離型層とがこの順で配されて構成され、前記表面硬度制御層を構成する材料の弾性係数が、前記弾性層および前記離型層のいずれの層を構成する材料の弾性係数より高い。前記少なくとも一対の回転体の圧接が、解除可能に構成されたり、前記少なくとも一対の回転体の圧接力を、可変とするように構成されたりすることも、好ましい態様である。

前記画像光沢制御手段による処理が施された後の前記トナーの表面温度として、外力により変形し得る温度未満となるように構成されてなることが好ましい。前記画像光沢制御手段による処理を終え、表面が整えられ、光沢度が高められたトナー画像の表面性状が、その後変化することを防止することができる。

本発明の定着装置において、前記加熱仮定着手段としては、相互に圧接して定着ニップ部を形成しつつ回転する加熱回転体および加圧回転体からなり、前記未定着トナー画像が形成された前記被記録材を、前記定着ニップ部に挿通させることにより、該未定着トナー画像のトナーを軟化ないし溶融させて、外力により変形し得る状態とする手段とすることができる。このとき、前記画像光沢制御手段における被記録材に対する加圧の圧力が、前記加熱仮定着手段におけるそれより大きいことが好ましい。

本発明の定着装置においては、適用する前記被記録材の種類に応じて、前記加熱仮定着手段における加熱時間および／または加熱温度を制御する定着条件制御機構を有することも好ましい態様である。
さらに、本発明の定着装置においては、前記加熱仮定着手段と前記画像光沢制御手段との間を、外気に対し断熱構造とすることが好ましく、あるいは、前記加熱仮定着手段と前記画像光沢制御手段との間を保熱するための保熱装置を備えることが好ましい。

一方、本発明の定着方法は、トナーを像様に担持させることにより未定着トナー画像が形成された被記録材に、少なくとも熱および圧力を加えることで、前記未定着トナー画像を前記被記録材に定着してトナー画像を得る定着方法であって、
前記被記録材に形成された未定着トナー画像に少なくとも熱を与え、該未定着トナー画像のトナーを軟化ないし溶融させて、外力により変形し得る状態とする加熱仮定着工程と、
該加熱仮定着工程によって、外力により変形し得る状態となった前記トナーの当該状態が維持されているうちに、これを非加熱で加圧して流動させる画像光沢制御工程と、
を含み、前記画像光沢制御工程が、相互に圧接して加圧ニップ部を形成しつつ回転する少なくとも一対の回転体の当該加圧ニップ部に、前記未定着トナー画像のトナーが外力により変形し得る状態が維持されている前記被記録材を挿通させることにより、前記トナーを加圧して流動させる工程であり、
前記少なくとも一対の回転体のうち少なくとも１つの回転体が、少なくともベース層と弾性層と表面硬度制御層と離型層とがこの順で配されて構成され、前記表面硬度制御層を構成する材料の弾性係数が、前記弾性層および前記離型層のいずれの層を構成する材料の弾性係数より高いことを特徴とする。

本発明の定着方法によれば、一般的には定着方法そのものとなる加熱仮定着工程の後工程として、画像光沢制御工程を設け、当該工程により、被記録材表面に担持されたトナーが溶融〜軟化状態等、外力により変形し得る状態を維持しているうちに、被記録材表面に担持されたトナーを加圧・流動することによってトナー画像の光沢度を向上させることができる。すなわち、単に非加熱で加圧するのみの簡易な操作である画像光沢制御工程を、従来の定着方法に付加するだけなので、簡易な操作で、しかも無駄なエネルギーを消費することなく、高光沢度を実現することができる。

また、トナーの表面状態を平滑にして高光沢を実現させているので、トナーおよび被記録材そのものの性能には影響を与えないため、トナー画像の透明性やＯＨＰ透過性に優れた画質の画像を得ることができ、被記録材のカールも生じ難い。
さらに、被記録材全面を、画像光沢制御工程で最後に連続的に加圧させるだけなので、加圧ムラが生じ難く、勿論密着不良によるムラといった概念自体存在せず、得られる画像に光沢ムラを生じさせることがない。

本発明の定着方法においては、前記少なくとも一対の回転体の表面温度を、所定の温度以下に維持しておくことが好ましい。また、前記少なくとも一対の回転体の圧接力を、所望とする画像光沢の程度に応じて、可変させることも、好ましい態様である。

前記画像光沢制御工程における処理が施された後の前記トナーの表面温度として、外力により変形し得る温度未満となるようにすることが好ましい。前記画像光沢制御工程による処理を終え、表面が整えられ、光沢度が高められたトナー画像の表面性状が、その後変化することを防止することができる。

本発明の定着方法において、前記加熱仮定着工程としては、相互に圧接して定着ニップ部を形成しつつ回転する加熱回転体および加圧回転体の当該定着ニップ部に、前記未定着トナー画像が形成された前記被記録材を挿通させることにより、該未定着トナー画像のトナーを軟化ないし溶融させて、外力により変形し得る状態とする工程とすることができる。このとき、前記画像光沢制御工程における被記録材に対する加圧の圧力が、前記加熱仮定着工程におけるそれより大きくなるようにすることが好ましい。

本発明の定着方法においては、適用する前記被記録材の種類に応じて、前記加熱仮定着工程における加熱時間および／または加熱温度を制御することも好ましい態様である。
さらに、本発明の定着方法においては、前記加熱仮定着工程と前記画像光沢制御工程との間において、軟化ないし溶融状態のトナーからなる未定着トナー画像が形成された前記被記録材を保熱しておくことが好ましい。

最後に、本発明の画像形成装置は、少なくとも、被記録材表面にトナーを像様に担持させて、未定着トナー画像を形成する未定着トナー画像形成手段と、記録シート表面に保持された未定着トナー画像を、加熱および加圧することにより定着する定着手段と、を備える画像形成装置であって、
前記定着手段が、前記本発明の定着装置であることを特徴とする。
このとき、前記未定着トナー画像形成手段としては、電子写真方式により未定着トナー画像を形成する手段とすることができる。

本発明によれば、定着後得られるトナー画像の光沢を、低いグロスから高いグロスまで制御することが可能となる。また、トナーオフセットの発生を確実に防止して、ムラのない良好な画像定着処理を可能にすることができ、従来公知の各種提案されている光沢アップや光沢制御手段よりもあらゆる点で優れている。

本発明によれば、従来の、定着ベルトを用いて密着させた状態で冷却しその後に剥離する方法と同等の光沢が得られ、またそれと比較して、エネルギーのムダがなく高速化が可能であり、簡単な構成で加熱軟化・溶融状態のトナー画像の確実な冷却ができ、さらに、被記録材のカールを発生させることもない。

本発明によれば、従来の、ラミネート処理して得られる画像と同等の光沢が得られ、またそれと比較して、エネルギーのムダがなく高速化が可能であり、厚みが厚くなったり書き込みができなくなったり等被記録材本来の性質を失うことなく、さらに、被記録材のカールを発生させることもない。

さらに、本発明によれば、装置の小型化が図れる、連続通紙使用でも安定した画像が得られる、被記録材の選択自由度が高い、加熱体の許容温度範囲が広い、加熱混色工程と冷却工程を接近させて、画像面の一部のみを高光沢化することも可能である、等の優れた効果を有する。したがって、所期の目的に適うのは勿論、極めて実用性の高い定着装置、定着方法および画像形成装置を提供することができる。

以下、本発明の定着装置および定着方法について、好ましい実施形態を挙げて詳細に説明し、その後、本発明の定着装置を用いた本発明の画像形成装置について言及する。

＜第１の実施形態＞
図１に、第１の実施形態の定着装置および定着方法を説明するための、第１の実施形態の定着装置の概略構成図を示す。本実施形態の定着装置は、主として、加熱仮定着工程を担う加熱仮定着装置（加熱仮定着手段）１０と、画像光沢制御工程を担う画像光沢制御装置（画像光沢制御手段）３０とからなる。

（加熱仮定着工程・加熱仮定着手段）
加熱仮定着装置１０は、従来より一般的に用いられている２ロール方式による定着装置と、基本的に同様の構成であり、基本構成としては、相互に圧接して定着ニップ部を形成しつつ回転する加熱ロール（加熱回転体）２および加圧ロール（加圧回転体）６からなる。なお、本発明にいう「圧接」とは、被記録材を介する場合を含む概念とする。

加熱ロール２は矢印Ａ方向に回転し、これに加圧ロール６が圧接して両者間に定着ニップ部を形成しつつ、加圧ロール６は矢印Ｂ方向に従動回転する。該加熱ロール２は、例えば中空筒体形状の芯金２ａ外周にシリコーンゴム等の耐熱性の弾性体層２ｂが形成されてなり、芯金２ａの中空部分にはハロゲンヒータ４が内蔵され、定着（仮定着）に必要な熱供給がなされる。加熱ロール２の表面温度（定着温度）は、用いるトナーにより異なるため一概には言えないが、一般的には１５０〜２００℃の範囲から選択される。また、加熱ロール２の周速についても一概には言えないが、一般的には５０〜３００ｍｍ／ｓｅｃの範囲から選択される。

加圧ロール６は、加熱ロール２同様中空筒体形状の芯金６ａ外周にシリコーンゴム層６ｂが形成されてなり、芯金６ａの中空部分に熱源としてのハロゲンヒータ２０が内蔵される。
両ロール２，６表面の温度制御は、加熱ロール２に温度検知素子としてのサーミスタ８を、および、加圧ロール６に温度検知素子としてのサーミスタ１８をそれぞれ接触配置し、その検知温度に伴う抵抗値変化により各ロールの表面温度を検知し、各ロールの表面温度が所定値となるように、制御装置（図示せず）により、ハロゲンヒータ４およびハロゲンヒータ２０に対して、そのオン・オフ制御を行っている。

また、加熱ロール２の外周には、オイル塗布装置２８が配設されており、定着時には、オイル塗布装置２８のオイル塗布ロール２８’が加熱ロール２の外周に接触回転して、シリコーンオイル等のオイルが塗布される。なお、後述のように溶融粘度の高いトナーを用いた場合や、その他オイルレス化の対策を講じた場合には、このオイル塗布装置２８は省略される。

電子写真、静電記録、あるいは磁器記録等任意の画像形成プロセス手段によって、トナーを像様に担持させることにより未定着トナー画像２６が形成された用紙（被記録材）２４は、搬送ガイド１６により案内されて、図面上の左方より、矢印Ｃ方向に進行し、加熱ロール２−加圧ロール６間の定着ニップ部に挿通される。そして、均一にオイル層が形成された加熱ロール２の表面で、熱および圧力が加えられて仮定着された後、分離爪１４ａ，１４ｂで加熱ロール２および加圧ロール６から剥離されて、加熱ロール２−加圧ロール６間の定着ニップ部から排出される。

仮定着後の加熱ロール２の表面は、矢印Ａ方向への回転により再びクリーニングウェブ１２で摺擦され、オフセットしたトナーの汚れや紙粉が除去され、過剰なオイルが剥ぎ取られる。一方、加圧ロール６の表面も、矢印Ｂ方向への回転により再びクリーニングウェブ２２で摺擦され、ゴミあるいは転写されたトナーやオイルが除去される。

未定着トナー画像２６を構成するトナーとしては、特に制限はなく、一般的な構成のトナー、すなわち結着樹脂（結晶性樹脂および非結晶性樹脂のいずれでもよい）および着色剤（主として顔料）を必須成分とし、必要に応じて離型剤（オイル）、帯電制御剤、発泡剤、流動化剤、磁性粒子等を内添したり、無機あるいは有機微粒子を外添することで得られるトナーが問題なく用いられる。

未定着トナー画像２６を構成するトナー、特にカラートナーとしては、混色性を高めるため、軟化点が低く、かつ溶融粘度も低いシャープメルトナーが一般に使用されている。その場合には、加熱ロール２への高温オフセットが発生しやすくなる。高温オフセットを防止するためには、本実施形態のように、加熱ロール２の表面に、離型性を高めるための離型剤としてオイル、特にシリコーンオイルを塗布することが望まれる。溶融粘度の高いトナーを用いる場合には、かかるオイルの塗布は不要となるが、混色性が低くなりやすく、ピクチャー画像の鮮明度が悪くなりやすい他、被記録材としてＯＨＰ用紙を用いた場合には、光透過性が悪くなりやすく、暗いＯＨＰ投影像しか得られないことがある。

また、シャープメルトトナーの中に、予め離型剤として溶融粘度と分子量がトナー母体樹脂より小さいワックス、パラフィン等の低軟化点物質を内添した、重合法によるトナーを用いたり、加熱ロールおよび／または加圧ロールの表層にテトラフルオロエチレン／パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）やテトラフルオロエチレン／ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ）等の離型層を設けたりすることにより、加熱仮定着手段の離型効果を高める対策を講ずることでオイルレス化を図ることも可能である。

加熱ロール２の表面温度を既述の通り１５０〜２００℃とし、加熱時間（ニップ時間）を３０〜３００ｍｓｅｃ、加圧圧力を１．０〜１０ｋｇ／ｃｍ²の範囲の条件下で、一般的にはほぼ要求を満足する定着性が得られる。
前記定着ニップ部でトナーが加熱軟化・溶融された際、加熱ロール２と加圧ロール６とによって未定着トナー画像２６が用紙２４とともに加圧されるため、未定着トナー画像２６の少なくとも一部のトナーが用紙２４の表面層に浸透し、その浸透分の冷却固化によるアンカー効果で冷却固化トナーの用紙２４に対する粘着・固着力が増大する。

用紙２４の矢印Ａ方向への進行に伴い、前記定着ニップ部の入り口から出口にかけて、未定着トナー画像２６のトナーの温度は上昇を続け、前記定着ニップ部の出口で最高温度になる。このときのトナーの前記温度は、既述の条件下では一般に１１０〜１５０℃となり、前記定着ニップ部から排出された用紙２４表面の半定着トナー画像（本発明において、「軟化ないし溶融状態のトナーからなる未定着トナー画像」と表現される状態のトナー画像を言う。）２６’のトナーは、溶融状態で、外力により変形し得る状態となっている。

なお、用紙２４として適用する被記録材の種類（厚さ、材質、構造（コート紙、普通紙、ＯＨＰ紙等））に応じて、加熱仮定着手段である加熱仮定着装置１０における加熱時間および／または加熱温度を制御する定着条件制御機構を有することも好ましい態様である。加熱時間および／または加熱温度を制御することで、被記録材の種類に応じた適切な半定着トナー画像２６’の状態とすることができる。

すなわち、被記録材の厚さが大きい場合、被記録材自体の熱容量が大きくなるため、加熱仮定着装置１０における加熱時間および／または加熱温度を大きく取ることが望まれる。このため、加熱仮定着装置１０における加熱時間および／または加熱温度を一定に保った場合、被記録材の種類によって半定着トナー画像２６’の状態がまちまちとなり、後述の画像光沢制御工程で所望の光沢状態が得られ難くなることも考えられる。したがって、上記の通り、定着条件制御機構を有することも好ましい態様と言える。

定着条件制御機構としては、装置（定着装置、あるいはこれを含む画像形成装置。以下、単に「装置」という場合に同様。）の操作者が、被記録材の種類（厚さ、材質、構造（コート紙、普通紙、ＯＨＰ紙等））を直接入力できる操作盤を配し、その入力情報に応じて加熱時間および／または加熱温度を自動的に調節する機構や、装置における被記録材の搬送経路に、該被記録材の厚さや比重等のセンサーを配し、該センサーからの出力情報に応じて加熱時間および／または加熱温度を自動的に調節する機構が挙げられる。

なお、加熱時間とは、結局前記定着ニップ部のニップ時間を指し、これを制御するには、通常、加熱ロール２および加圧ロール６のニップ幅を調整することで行われる。一方、加熱温度とは、加熱ロール２表面の温度を指し、これを制御するには、通常、熱源としてのハロゲンヒータ４のＯＮ−ＯＦＦ制御をしたり、その強度を可変させたり、等により行われる。

（画像光沢制御工程・画像光沢制御手段）
加熱ロール２から剥離された溶融状態の半定着トナー画像２６’は、放熱とともにその温度が低下していき、トナー凝集力も増大していく。するとフリーなトナーは部分的に凝集し、半定着トナー画像２６’の表面はうねりが生ずるようになる。このうねりの高さは、サブミクロンから数μｍに達し、画像光沢に大きな影響を与えるレベルとなる。特に、前記定着ニップ部の出口でのトナーの溶融粘度が低い場合（溶融状態）に、前記うねりは大きくなり、それによる画像光沢の低下度合いが大きくなる。このため、従来の定着方式では、画像光沢を高めるのに限界がある。

本発明は上記現象に着目したものであり、凝集によって生じるトナー画像表面のうねりを画像光沢制御手段である画像光沢制御装置３０によって矯正するものである。画像光沢の制御は、少なくとも半定着トナー画像２６’のトナーが、外力によって変形できる状態で行う必要がある。

図２は、本実施形態において、前記定着ニップ部の出口でのトナーの温度が１５０゜である場合の、加熱ロール２から剥離した瞬間を時間原点（０秒）として、時間の経過とともにトナー表面温度の低下傾向を示したグラフ（トナー冷却曲線）である。図２によれば、時間原点から約４秒以内（望ましくは１秒以内）であれば、トナー温度が８０℃以上でありトナーは軟化状態を維持している。時間原点から１秒以内では、トナー温度が１２０℃以上の溶融状態を維持している。このことから、本実施形態においては、例えば定着速度が毎秒１２５ｍｍ／ｓｅｃの場合、加熱仮定着装置１０と画像光沢制御装置３０との間を、５００ｍｍ以内（望ましくは１２５ｍｍ以内）とすることによって、画像光沢の制御が可能となる。

本発明において、加熱仮定着手段と画像光沢制御手段との間は、加熱仮定着手段により軟化ないし溶融状態となった未定着トナー画像のトナーが、外力により変形し得る状態が維持されているうちに、画像光沢制御手段による処理が為される距離としなければならない。

ここで、本発明においてトナーの状態として規定される「外力により変形し得る状態」の定義について説明する。「外力により変形し得る状態」とは、文字通り、物理的な外力が作用した場合に、固形状態に達していないトナーがその形状を変え得る状態を指すが、この「外力」には圧力が挙げられる。勿論、極めて大きな圧力が加えられた場合に、樹脂組成物であるトナーは、固形状態に達していても変形するが、そのような大きな圧力は上記定義において含まない。本定義においては、一般の定着装置におけるニップ圧程度の大きさの圧力は、問題なく含まれる。具体的には、本発明の構成にかかる画像光沢制御手段で、付与し得る圧力の最大値を以ってして、上記表現における「外力」の定義となる。

換言すれば、トナーが溶融状態から軟化状態となり、さらに冷却されて「軟化点」以下の温度となり、最終的に固化する過程において、本発明の構成にかかる画像光沢制御手段により非加熱で加圧された場合に、トナーが流動して、平滑な面が形成され、高光沢な画像が得られる状態であれば、その温度におけるトナーは「外力により変形し得る状態」であると定義づけられる。

このようにトナーの「外力により変形し得る状態」を明確に温度で定義づけられないのは、トナーが複数の材料からなる組成物であるため融点や軟化点が一義的に求まらないこと、画像光沢制御手段により加えられる圧力の大きさ・時間・面積等の条件により、トナーの「外力により変形し得る状態」の程度が異なってしまうこと、等の理由による。しかし、本発明の目的や作用・効果に鑑みると、「外力により変形し得る状態」のトナーの温度が、トナーの融点や軟化点とは別に確実に存在する。

なお、トナーの「軟化点」と便宜的に表現している温度とは、トナーが定着するために最低必要な温度を意味している。その定着下限温度で、溶融といえる程粘度が低下する場合や、軟化といった程度の粘度低下の場合がある。したがって定着する際に溶融と便宜的に表現している場合でも、実際には軟化といった程度の粘度低下を示している場合がある。また軟化とは溶融より粘度が高い状態であり、トナーに外力を与えた場合には、問題なく変形し流動する状態の温度である。上記定義における「外力により変形し得る状態」の温度は、このような軟化状態は勿論含まれる。本発明において、トナーが「外力により変形し得る状態」としては、少なくとも、粘度にして１×１０⁵Ｐａ・ｓｅｃの状態が含まれ、５×１０³Ｐａ・ｓｅｃの状態がより好ましい。

構成上、加熱仮定着装置１０と画像光沢制御装置３０との間を長く取らなければならない場合には、前記加熱仮定着手段と前記画像光沢制御手段との間を、外気に対し断熱構造としたり、前記加熱仮定着手段と前記画像光沢制御手段との間を保熱するための保熱装置を備えたりすることで、加熱仮定着工程と画像光沢制御工程との間において、半定着トナー画像２６’が形成された用紙（被記録材）２４を保熱しておくことが好ましい。

外気に対し断熱構造とするには、加熱仮定着装置１０と画像光沢制御装置３０との間の用紙２４の搬送領域をシールド（例えば、グラスウール等の断熱材を挟持した金属製の壁材で囲い込む）して、半定着トナー画像２６’のトナーからの放熱をできる限り少なくする方法が挙げられる。一方、保熱装置としては、ヒーターを備えることで、半定着トナー画像２６’のトナーを加熱する方法が挙げられる。勿論、断熱構造および保熱装置の双方を備えても構わない。

このように保熱することで、半定着トナー画像２６’のトナーが外力により変形し得る状態をより長く維持することができるようになり、そのため加熱仮定着装置１０と画像光沢制御装置３０との間をある程度長くすることができ、装置の設計の自由度が向上する。

以上のように、半定着トナー画像２６’のトナーが、外力により変形し得る状態が維持されているうちに、画像光沢制御装置３０に導入され、画像光沢制御手段による処理が為される（画像光沢制御工程）。このとき、半定着トナー画像２６’のトナーは、その凝集力によってうねりを生じたフリーな状態となっているが、画像光沢制御装置３０により、半定着トナー画像２６’のトナーを流動させ、望ましい画像光沢へと形状が整えられる。また、そのとき同時に、半定着トナー画像２６’のトナーから熱エネルギーを奪うことでトナーを冷却し、固化する。そのため、再凝集することなく、得られた高光沢状態を維持したトナー画像２６”が形成された用紙（被記録材）２４”が、排出される。

図１に示されるように、画像光沢制御装置３０は、主として、相互に圧接して加圧ニップ部を形成しつつ回転する一対の回転体である光沢制御ロール３２および加圧制御ロール３４により構成される。光沢制御ロール３２および加圧制御ロール３４には、通常の定着装置と異なり、熱源は一切配されない。光沢制御ロール３２および加圧制御ロール３４は、既述の加熱仮定着装置１０における加熱ロール２および加圧ロール６の回転による線速度とほぼ等しい線速度で、矢印Ｅ方向および矢印Ｆ方向にそれぞれ回転する。

半定着トナー画像２６’と当接する側の回転体である光沢制御ロール３２は、その周面が被記録材表面の画像面全域に当接するように、用紙（被記録材）２４の幅方向（搬送方向に対して垂直の方向）よりも長い１つのロールであり、高光沢画像が得られるように、その表面は鏡面状態に仕上げられている。一方、対向する加圧制御ロール３４は、光沢制御ロール３２と略同長であり、用紙２４表面の半定着トナー画像２６’を光沢制御ロール３２に密着させ、画像光沢を制御する。
光沢制御ロール３２の表面状態としては、具体的には、ＪＩＳ Ｂ ０６０１に規定される算術平均粗さＲａで、０．３μｍ以下とすることが好ましく、０．１μｍ以下とすることがより好ましい。

一般的な普通紙の場合、その表面に形成された未定着ないし半定着状態のトナー表面は、数μｍ程度の凹凸を有している。このような凹凸に追随して光沢制御ロール３２と半定着トナー画像２６’表面との密着性を確保するには、光沢制御ロール３２には、弾性体層を有していることが好ましい。本実施形態においても、弾性体層を有したものを採用している。

また、画像光沢制御装置３０に導入される際の半定着トナー画像２６’のトナー粘度は、加熱仮定着装置１０で仮定着された際の溶融状態のトナー粘度よりも高い。最終的に得られるトナー画像２６”の画像光沢は、光沢制御ロール３２の表面硬度、並びに、加圧制御ロールとのニップ圧が大きく影響する。高光沢画像を得るには、表面硬度が高い光沢制御ロール３２を用い、高いニップ圧の確保が必要になる。したがって、弾性があってかつ表面硬度が高い構成とすることが、光沢制御ロール３２に望まれる。したがって、前記弾性体層の表面に、さらに薄膜の樹脂層からなる離型層を被覆した構成の光沢制御ロールが適しており、本実施形態でも当該構成の光沢制御ロール３２を採用している。

図３に、本実施形態における光沢制御ロール３２の層構成を説明するための模式断面図を示す。図３に示されるように、光沢制御ロール３２は、ベース層４０と、その外周に形成された弾性層４２と、さらにその外周に形成された離型層４４とから構成される。

ベース層４０は、中空円筒状の心金であり、一般的な定着装置で定着ロールの心金として用いられるものがそのまま使用可能である。具体的には例えば、ステンレス製、アルミニウム製、鉄製、銅製の心金が挙げられ、金属に限定されるものでもない。また、光沢制御ロール３２は非加熱状態で用いられるため、高い耐熱性は要求されず、各種樹脂製の円筒体であっても構わない。

弾性層４２は、ゴム弾性を有する材料からなるものであり、一般的な定着装置で定着ロールの弾性体層として用いられる材料がそのまま使用可能である。具体的には例えば、シリコーンゴムやフッ素ゴム等が挙げられる。
弾性層４２の材料としてのシリコーンゴム、フッ素ゴムは、汎用のものが使用できる。例えばシリコーンゴムとしては、ビニルメチルシリコーンゴム、メチルシリコーンゴム、フェニルメチルシリコーンゴム、フロロシリコーンゴム等が利用できる。またフッ素ゴムとしては、フッ化ビニリデン系ゴム、四フッ化エチレン／プロピレン系ゴム、四フッ化エチレン／パーフロロメチルビニルエーテルゴム、フォスファゼン系ゴム、フロロポリエーテル、およびその他のフッ素ゴムが利用できる。これらは、それぞれ単独でもまたは２種以上組み合せてもよい。

そしてこれら弾性層４２として形成するシリコーンゴム、フッ素ゴムには、無機あるいは有機の各種充填剤が利用できる。無機充填剤としては、カーボンブラック、酸化チタン、シリカ、炭化ケイ素、タルク、マイカ、カオリン、酸化鉄、炭酸カルシウム、ケイ酸カルシウム、酸化マグネシウム、黒鉛、窒化ケイ素、窒化ホウ素、酸化鉄、酸化アルミニウム、炭酸マグネシウム等が挙げられる。また有機充填剤としては、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルサルフォン、ポリフェニレンスルフィド等が利用できる。
このほか特殊な弾性体として、フッ素樹脂としてポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ＰＦＡ等も利用できる。

弾性層４２に用いるこれら弾性体としては、反発弾性として比較的高いものがよく、４０％以上、好ましくは５０％以上のものが有効であり、かかる反発弾性の観点よりシリコーンゴムが最も好ましい。
弾性層４２の厚さとしては、特に限定されないが、一般的には、０．１〜５．０ｍｍ程度の範囲から選択される。

離型層４４は、耐熱性と離型性を兼ね備えた樹脂層であることが好ましく、具体的な材料としては、ＰＴＦＥ、ＰＦＡ、あるいはＦＥＰ等の如き含フッ素樹脂が好適である。特にその中ではＰＦＡが最適である。
離型層４４の厚さとしては、特に限定されないが、一般的には、０．０３〜０．３ｍｍ程度の範囲から選択される。

以上光沢制御ロール３２の層構成について説明したが、加圧制御ロール３４についても同様の層構成とすることができる。勿論、いずれか一方のみ上記層構成とするだけでも構わないが、十分な圧接力を確保し、離型性や平滑性の高い画像光沢制御装置３０とするには、少なくとも光沢制御ロール３２が上記層構成となっていることが好ましい。

また、光沢制御ロール３２および加圧制御ロール３４の表面弾性としては、一般的な定着装置における加熱ロールと加圧ロールとの関係のように、敢えて差を設ける必要はない。一般的な定着装置では被記録材のセルフストリッピング性を確保するために両ロールの表面弾性に差を設けるのが一般的であるが、画像光沢制御装置３０においては十分な用紙剥離性が担保されているので、そのような必要はない。むしろ、両者の表面弾性は同等とすることが好ましい。これらの理由については、後述する。

画像光沢制御装置３０内の光沢制御ロール３２−加圧制御ロール３４間の加圧ニップ部におけるニップ圧は、高光沢画像を得ようとする場合には、少なくとも加熱仮定着装置１０の定着ニップ部のニップ圧より高くすることが望ましい。これは画像光沢制御工程でのトナー粘度は、加熱仮定着工程のそれより高く流動しにくく、また短時間に溶融〜軟化状態から固化状態へと変化するからである。

画像光沢制御装置３０の光沢制御ロール３２−加圧制御ロール３４間の圧接力（ニップ圧）が可変とするように構成されることが好ましい。当該圧接力が可変であれば、これを調整することにより、それほど高い画像光沢を必要としないレベルから、写真画像のように高い画像光沢が望まれるレベルまで、画像光沢状態の制御を行うことが可能である。また、画像光沢制御装置３０の光沢制御ロール３２−加圧制御ロール３４間の圧接が、解除可能に構成されることにより、画像の高光沢化が全く必要ない場合、ないし、光沢のない画像を望む場合において、前記圧接を解除して、これら要求に対応することができる。

一般に、被記録材としての用紙２４”自身の光沢と、トナー画像２６”の光沢とが近いレベルである場合に、画像に違和感がないといわれている。したがって、例えば、被記録材として印刷用の光沢紙を用いた場合には、前記圧接力を高くし、一方、普通紙等の低光沢紙を用いた場合には、前記圧接力を低く、または、画像光沢制御装置３０の光沢制御ロール３２−加圧制御ロール３４間の圧接を解除することで、低い光沢の画像から高い光沢の画像まで、所望の光沢状態の画像を実現することが可能となる。

画像光沢制御装置３０において、光沢制御ロール３２および加圧制御ロール３４間の加圧ニップ部を通過する間は、加熱仮定着装置１０によって外力により変形し得る状態となった半定着トナー画像２６’の熱を放熱させて、トナーを冷却して固化させる機能をも有している。この冷却固化により、トナーが流動することがなくなり、トナー画像２６”が定着される。また、前記加圧ニップ部に挿通されている間に既にトナーの凝集力が非常に大きくなり、光沢制御ロール３２から容易に剥がれる。この剥離時には、トナー画像２６”のトナーは十分に固化して用紙２４”に対する粘着・固着力が極めて大きくなっており、一方、光沢制御ロール３２に対する付着力は極めて小さい状態となっていることから、光沢制御ロール３２に対するトナーオフセットが生じる懸念がほとんどない。

このとき、既述のように光沢制御ロール３２および加圧制御ロール３４の表面弾性としては、同等とすることが好ましい。両者の表面弾性が略等しいとき、光沢制御ロール３２および加圧制御ロール３４の表面が等しく変形し、その時形成される加圧ニップ部の形状は、ほぼ平面となる。したがって、当該加圧ニップ部に挿通されて排出された用紙２４”にカールが生じ難くなる。さらに、加熱仮定着装置１０において、用紙２４がカールしてしまった場合にも、ほぼ平面状の前記加圧ニップ部内で用紙２４が平面を保とうとして、カール矯正されて、不図示の排出トレイに排紙される。したがって、本発明における画像光沢制御手段は、排紙装置としての機能をも併せ持つものと言うことができる。

なお、以上の説明において、トナーが「固化」あるいは「固形状態」と便宜的に表現しているが、トナーによっては、固化あるいは固形状態とはいえず高粘度化といった方が適切である場合がある。本発明においては、上記「外力により変形し得る状態」よりも高粘度となった状態を、「固化」状態あるいは「固形状態」であると定義づけることとする。

画像光沢制御装置３０に、外力により変形し得る状態のトナーからなる半定着トナー画像２６’が形成された用紙２４が連続して挿通されると、該半定着トナー画像２６’が有する熱エネルギーにより、徐々に光沢制御ロール３２および加圧制御ロール３４の温度が上昇していき、加圧ニップ部の出口でのトナー温度が、該トナーの軟化点以上となってしまう場合も想定される。この場合、折角平滑化されたトナー画像２６”の表面が再凝集して、光沢の程度が低下したり、トナーの粘着力により光沢制御ロール３２からの用紙剥離が困難になったり等の不具合が生じてしまう。これを防止するために、光沢制御ロール３２表面を強制冷却して、所定の温度以下に維持することが好ましい。

本実施形態においては、図１に示すように、光沢制御ロール３２表面を強制冷却するための空冷ファン（冷却手段）３８が配されている。空冷ファン３８により、光沢制御ロール３２表面に風を当てることで空冷し、光沢制御ロール３２表面を所定の温度以下に維持する構成になっている。なお、空冷ファン３８は、稼動により光沢制御ロール３２表面の温度が上昇した際のみ作動すれば十分であるため、本実施形態においては、光沢制御ロール３２表面の温度を検知する温度センサー３６からの信号に基づき、ＯＮ／ＯＦＦ制御される。

空冷ファンは、本実施形態では光沢制御ロール３２表面のみを強制冷却するものが採用されているが、加圧制御ロール３４表面を強制冷却する空冷ファンを設置しても構わないし、装置設計上、後者のみとしても一定の冷却効果が期待できる。
以上の構成により、安定した性能を維持することが可能となる。また、被記録材の適用範囲も広がり、様々なニーズに対応することができる。

光沢制御ロール３２表面が維持すべき、上記「所定の温度以下」としては、画像光沢制御装置３０による処理が施された後の、トナー画像２６”におけるトナーの表面温度が、外力により変形し得る温度未満となるような温度とすることが好ましい。勿論、当該トナーの表面温度が、外力により変形し得る温度未満となるように、画像光沢制御装置３０が構成されていれば、本発明において特別な冷却手段は不要となる。具体的には例えば、光沢制御ロール３２および／または加圧制御ロール３４として熱容量が極めて大きいものを用いたり、光沢制御ロール３２および／または加圧制御ロール３４が外気に晒されて、十分に放熱し得るようにしたり等の構成が挙げられる。
上記「所定の温度以下」の具体的な値としては、各種条件にもよるが、１００℃以下とすることが好ましく、８０℃以下とすることがより好ましい。

以上の如き本実施形態によれば、簡易な装置構成でトナー画像の透明性やＯＨＰ透過性に優れた画質の、高光沢度かつ光沢ムラのない画像を得ることができ、しかも被記録材にカールが生じ難い。また、通常の定着装置と同様の加熱仮定着装置１０に対して、加圧するだけの画像光沢制御装置３０を付加しているだけなので、装置が単純なだけでなく、加熱エネルギーは従来と変わらず、無駄なエネルギーを消費することがない。さらに、所望の光沢度に制御することが可能である。

＜第２の実施形態＞
図４に、第２の実施形態の定着装置および定着方法を説明するための、第２の実施形態の定着装置の概略構成図を示す。本実施形態の定着装置は、第１の実施形態と同様、主として、加熱仮定着工程を担う加熱仮定着装置（加熱仮定着手段）１０と、画像光沢制御工程を担う画像光沢制御装置（画像光沢制御手段）５０とからなる。

本実施形態では、画像光沢制御工程を担う画像光沢制御装置（画像光沢制御手段）５０の構成が第１の実施形態に対して異なるが、加熱仮定着工程を担う加熱仮定着装置（加熱仮定着手段）１０の構成は、基本的に第１の実施形態と同一である。したがって、本実施形態に特徴的な（画像光沢制御工程・画像光沢制御手段）についてのみ説明することとする。また、図４において、第１の実施形態と同一の機能を有する部材には、図１と同一の符号を付して、その詳細な説明は省略する。

（画像光沢制御工程・画像光沢制御手段）
第１の実施形態と同様にして、加熱仮定着装置１０により用紙２４の表面に半定着トナー画像２６’が形成されると、そのトナーが、外力により変形し得る状態が維持されているうちに、画像光沢制御装置５０に導入され、画像光沢制御手段による処理が為される（画像光沢制御工程）。
加熱仮定着装置１０から画像光沢制御装置５０までの間の、（ｉ）半定着トナー画像２６’のトナーの状態、（ii）距離、(iii）断熱構造や保熱手段等は、第１の実施形態と同様である。

画像光沢制御手段による処理に際し、半定着トナー画像２６’のトナーは、その凝集力によってうねりを生じたフリーな状態となっているが、画像光沢制御装置５０により、半定着トナー画像２６’のトナーを流動させ、望ましい画像光沢へと形状が整えられる。また、そのとき同時に、半定着トナー画像２６’のトナーから熱エネルギーを奪うことでトナーを冷却し、固化する。そのため、再凝集することなく、得られた高光沢状態を維持したトナー画像２６”が形成された用紙（被記録材）２４”が、排出される。

本実施形態では、画像光沢制御装置５０における一対の回転体の一方として、第１の実施形態における光沢制御ロールの代わりに２本の張架ロール５２，６２に張架された光沢制御ベルト６０を用いている。前記一対の回転体の他方は、加圧制御ロール５４であり、第１の実施形態における加圧制御ロール３４と同様であるため、説明は省略する。

加圧制御ロール５４の荷重を受ける側の張架ロール５２は、加圧制御ロール５４と同じ構成のものでもよいし、異なる物でも構わない。本実施形態では、同一の大きさ、構造の物、具体的にはステンレス製の円筒体を用いている。もう一方の張架ロール（ステアリングロール）６２は、例えばステンレス製の円筒体であり、張架ロール６２の長手方向の一端が、位置を変異させ得る構成となっており、光沢制御ベルト６０の端部位置を検出することによって、当該端部の位置を動かして光沢制御ベルト６０のウォークを制御している。本実施形態においても、画像光沢制御装置５０には、第１の実施形態と同様、熱源は一切配されない。

光沢制御ベルト６０および加圧制御ロール５４は、既述の加熱仮定着装置１０における加熱ロール２および加圧ロール６の回転による線速度とほぼ等しい線速度で、矢印Ｇ方向および矢印Ｈ方向にそれぞれ回転する。
光沢制御ベルト６０は、高光沢画像が得られるように、その表面は鏡面状態に仕上げられている。光沢制御ベルト６０の具体的に好ましい表面状態としては、第１の実施形態における光沢制御ロール３２と同様である。また、光沢制御ベルト６０においても、ベース層、弾性体層および離型層から構成されることが好ましく、弾性体層が省略されていても構わない。

上記ベース層としては、例えば、金属（ニッケル、ステンレス等）、あるいは耐熱性樹脂（ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）樹脂、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）樹脂等）からなる帯状体が用いられる。

上記弾性体層および離型層についての考え方は、第１の実施形態で説明したものと同様であるが、弾性体層や離型層の厚さについては、より薄い範囲のものが選択される。具体的には、弾性体層については、０．０３〜０．５ｍｍ程度の範囲が、離型層については、０．０３〜０．３ｍｍ程度の範囲が、それぞれ一般的には選択される。なお、光沢制御ベルト６０および加圧制御ロール５４の表面弾性の考え方についても、基本的には第１の実施形態と同様であるが、光沢制御ベルト６０側は、張架ロール５２を含めた全体としての表面弾性として捉える必要がある。

光沢制御ベルト６０および加圧制御ロール５４の圧接力（大きさ・可変・解除）、冷却固化の機能（剥離容易性）等についても、第１の実施形態と同様であるため、説明を省略する。
また、光沢制御ベルト６０の表面温度を所定の温度以下とすべく、強制冷却するための冷却手段を設けている点、およびその作用・効果については基本的に同一であるが、本実施形態においては、その配置が異なっている。冷却手段としての空冷ファン５８は、光沢制御ベルト６０の表面に風を当てることで空冷し、光沢制御ベルト６０表面を所定の温度以下に維持する構成になっている。なお、空冷ファン５８自体の構成や制御は、第１の実施形態と同一である。

以上のような第２の実施形態においても、第１の実施形態と同様、簡易な装置構成で、トナー画像の透明性やＯＨＰ透過性に優れた画質の、高光沢度かつ光沢ムラのない画像を得ることができ、しかも被記録材にカールが生じ難い。また、通常の定着装置と同様の加熱仮定着装置１０に対して、加圧するだけの画像光沢制御装置５０を付加しているだけなので、装置が単純なだけでなく、加熱エネルギーは従来と変わらず、無駄なエネルギーを消費することがない。さらに、所望の光沢度に制御することが可能である。

＜第３の実施形態＞
図８に、第３の実施形態の定着装置および定着方法を説明するための、第３の実施形態の定着装置の概略構成図を示す。本実施形態の定着装置は、第１の実施形態と同様、主として、加熱仮定着工程を担う加熱仮定着装置（加熱仮定着手段）１０と、画像光沢制御工程を担う画像光沢制御装置（画像光沢制御手段）７０とからなる。

本実施形態では、画像光沢制御工程を担う画像光沢制御装置（画像光沢制御手段）７０の構成が第１の実施形態に対して異なるが、加熱仮定着工程を担う加熱仮定着装置（加熱仮定着手段）１０の構成は、基本的に第１の実施形態と同一である。したがって、本実施形態に特徴的な（画像光沢制御工程・画像光沢制御手段）についてのみ説明することとする。また、図８において、第１の実施形態と同一の機能を有する部材には、図１と同一の符号を付して、その詳細な説明は省略する。

（画像光沢制御工程・画像光沢制御手段）
第１の実施形態と同様にして、加熱仮定着装置１０により用紙２４の表面に半定着トナー画像２６’が形成されると、そのトナーが、外力により変形し得る状態が維持されているうちに、画像光沢制御装置７０に導入され、画像光沢制御手段による処理が為される（画像光沢制御工程）。
加熱仮定着装置１０から画像光沢制御装置７０までの間の、（ｉ）半定着トナー画像２６’のトナーの状態、（ii）距離、(iii）断熱構造や保熱手段等は、第１の実施形態と同様である。

画像光沢制御手段による処理に際し、半定着トナー画像２６’のトナーは、その凝集力によってうねりを生じたフリーな状態となっているが、画像光沢制御装置７０により、半定着トナー画像２６’のトナーを流動させ、望ましい画像光沢へと形状が整えられる。また、そのとき同時に、半定着トナー画像２６’のトナーから熱エネルギーを奪うことでトナーを冷却し、固化する。そのため、再凝集することなく、得られた高光沢状態を維持したトナー画像２６”が形成された用紙（被記録材）２４”が、排出される。

本実施形態では、画像光沢制御装置７０における一対の回転体の一方として、第１の実施形態における光沢制御ロール３２の代わりに、離型層と弾性層との間に表面硬度制御層を配した光沢制御ロール７２を用いている。前記一対の回転体の他方は、加圧制御ロール３４である。

図９に、本実施形態における光沢制御ロール７２の層構成を説明するための模式断面図を示す。図９に示されるように、光沢制御ロール７２は、ベース層８０と、その外周に形成された弾性層８２と、さらにその外周に形成された離型層８４と、弾性層８２および離型層８４の間に配された表面硬度制御層８６とから構成される。

光沢制御ロール７２および加圧制御ロール３４は、既述の加熱仮定着装置１０における加熱ロール２および加圧ロール６の回転による線速度とほぼ等しい線速度で、矢印Ｉ方向および矢印Ｊ方向にそれぞれ回転する。
光沢制御ロール７２は、高光沢画像が得られるように、その表面は鏡面状態に仕上げられている。光沢制御ロール７２の具体的に好ましい表面状態としては、第１の実施形態における光沢制御ロール３２と同様である。

ベース層８０は、中空円筒状の心金であり、一般的な定着装置で定着ロールの心金として用いられるものがそのまま使用可能である。具体的には例えば、ステンレス製、アルミニウム製、鉄製、銅製の心金が挙げられ、金属に限定されるものでもない。また、光沢制御ロール７２は非加熱状態で用いられるため、高い耐熱性は要求されず、各種樹脂製の円筒体であっても構わない。

弾性層８２は、ゴム弾性を有する材料からなるものであり、一般的な定着装置で定着ロールの弾性体層として用いられる材料がそのまま使用可能である。具体的には例えば、シリコーンゴムやフッ素ゴム等が挙げられる。
弾性層８２の材料としてのシリコーンゴム、フッ素ゴムは、汎用のものが使用できる。例えばシリコーンゴムとしては、ビニルメチルシリコーンゴム、メチルシリコーンゴム、フェニルメチルシリコーンゴム、フロロシリコーンゴム等が利用できる。またフッ素ゴムとしては、フッ化ビニリデン系ゴム、四フッ化エチレン／プロピレン系ゴム、四フッ化エチレン／パーフロロメチルビニルエーテルゴム、フォスファゼン系ゴム、フロロポリエーテル、およびその他のフッ素ゴムが利用できる。これらは、それぞれ単独でもまたは２種以上組み合せてもよい。

そしてこれら弾性層８２として形成するシリコーンゴム、フッ素ゴムには、無機あるいは有機の各種充填剤が利用できる。無機充填剤としては、カーボンブラック、酸化チタン、シリカ、炭化ケイ素、タルク、マイカ、カオリン、酸化鉄、炭酸カルシウム、ケイ酸カルシウム、酸化マグネシウム、黒鉛、窒化ケイ素、窒化ホウ素、酸化鉄、酸化アルミニウム、炭酸マグネシウム等が挙げられる。また有機充填剤としては、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルサルフォン、ポリフェニレンスルフィド等が利用できる。
このほか特殊な弾性体として、フッ素樹脂としてポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ＰＦＡ等も利用できる。

弾性層８２に用いるこれら弾性体としては、反発弾性として比較的高いものがよく、４０％以上、好ましくは５０％以上のものが有効であり、かかる反発弾性の観点よりシリコーンゴムが最も好ましい。
弾性層８２の厚さとしては、特に限定されないが、一般的には、０．１〜５．０ｍｍ程度の範囲から選択される。

表面硬度制御層８６は、耐熱性と下地の弾性層の変形をあまり妨げないフレキシビリティ性とを有した薄膜である層が好ましい。光沢アップの観点より、表面硬度制御層８６を構成する材料の弾性係数は、この上に形成される離型層８４や下地の弾性層８２をそれぞれ構成する材料より、大きな弾性係数を有していることが望ましい。

本実施形態においては、弾性層８２を構成する材料の弾性係数は１〜１０Ｍｐａ程度が好ましく、離型層８４として用いられるフッ素樹脂の弾性係数は３００〜７００Ｍｐａ程度が好ましい。この関係から考慮すると、本実施形態において、表面硬度制御層８６を構成する材料の弾性係数としては、１Ｇｐａ以上であることが好ましく、３Ｇｐａ以上であることがより好ましいと言える。

表面硬度制御層８６の層厚としては、下地の弾性層８２の変形をあまり妨げない程度のフレキシビリティ性を備えるべく、０．０１〜０．１ｍｍ程度の範囲から選択されることが好ましい。
表面硬度制御層８６を構成する具体的な材料としては、耐熱性樹脂（ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）樹脂、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）樹脂等）、あるいは、金属（ニッケル、ステンレス等）が好適である。

離型層７４は、耐熱性と離型性とを兼ね備えた樹脂層であることが好ましく、具体的な材料としては、ＰＴＦＥ、ＰＦＡ、あるいはＦＥＰ等の如き含フッ素樹脂が好適である。特にその中ではＰＦＡが最適である。
離型層４４の厚さとしては、特に限定されないが、一般的には、０．０３〜０．３ｍｍ程度の範囲から選択される。

以上、本発明の定着装置および定着方法について、図面を用い、３つの実施形態を挙げて、部材の形状、配置等をある程度特定して説明したが、上記実施形態の各構成は、あくまでも本発明の一例を示すものであり、本発明はこれら実施形態の記載により何ら制限を受けるものではない。したがって、当業者は、既述の本発明の構成を具備する範囲で、従来公知の知見により本発明に変更を加えたり、他の要素を加えたりすることができるが、勿論、かかる場合にも、本発明の範疇に含まれる。

例えば、上記実施形態では、加熱仮定着手段として、いわゆる２ロール方式による定着装置と同様の構成のものを例に挙げて説明したが、本発明は、これに限定されず、ロール−ベルトニップ方式、ベルト−ベルトニップ方式等いずれの加熱加圧方式の定着装置と同様の構成を加熱仮定着手段に採用しても問題なく、後工程の画像光沢制御工程（画像光沢制御手段）で加圧することから、オーブン定着やラジアント定着の加熱のように、単に未定着トナー画像を加熱溶融するのみの構成を加熱仮定着手段に採用しても問題ない。

その他、従来公知の定着装置に関するあらゆる知見も、付加することができる。勿論、上記実施形態における図面に現れているオイル塗布装置、クリーニングウェブ、温度検知素子（温度センサー）、搬送ガイド、分離爪、冷却手段等は、本発明においてはいずれも付随的な要素であり、これらが含まれていなくても本発明を構成し得る。

＜本発明の画像形成装置＞
本発明の画像形成装置は、少なくとも、被記録材表面にトナーを像様に担持させて、未定着トナー画像を形成する未定着トナー画像形成手段と、記録シート表面に保持された未定着トナー画像を、加熱および加圧することにより定着する定着手段と、を備える画像形成装置であって、前記定着手段が、上記本発明の定着装置であることを特徴とする。本発明の定着装置については、既述の通りである。

未定着トナー画像形成装置は、電子写真、静電記録、あるいは磁器記録等の画像形成プロセス手段により、被記録材表面に未定着トナー画像を形成することが可能な構成であれば、如何なる構成であっても構わないが、安定的に低コストで高速かつ簡易に画像形成することが可能な、電子写真方式を採用することが好ましい。

電子写真方式により被記録材表面に未定着トナー画像を形成する構成についても特に制限はないが、一般的には、円筒状の電子写真感光体と、その周囲に順に配される、前記電子写真感光体の表面を一様に帯電する帯電装置と、像様の露光を行い前記電子写真感光体の表面に潜像を形成する潜像形成装置と、形成された潜像をトナーにより現像して未定着トナー画像を得る現像装置と、得られた未定着トナー画像を被記録材表面に転写する転写装置と、転写後の前記電子写真感光体の表面に残存するトナーやごみを除去するクリーニング装置と、前記電子写真感光体の表面の残留電位を除去する除電装置と、が含まれるものである。これらの各構成部材、すなわち、電子写真感光体、帯電装置、潜像形成装置、現像装置、転写装置、クリーニング装置および除電装置は、本発明において、特に制限されるものではなく、従来公知の如何なる構成のものも問題なく使用することができる。

次に、実施例を挙げて、本発明をより具体的に説明する。なお、本発明は、以下の実施例の構成に限定されるものではない。
＜実施例１＞
実施例１においては、既述の第１の実施形態と同様の構成、すなわち図１に示される構成の定着装置を作製した。詳細な諸元は、以下の通りである。

（加熱仮定着装置１０）
・加熱ロール（加熱回転体）２：直径５０ｍｍで長さ３５０ｍｍ。芯金２ａとしての円筒状のアルミニウム製基体に、弾性体層２ｂとして高熱伝導性シリコーンゴム層を３ｍｍの厚みにコーティングして形成されたもの。
・加圧ロール（加圧回転体）６：直径５０ｍｍで長さ３５０ｍｍ。芯金６ａとしての円筒状のアルミニウム製基体に、弾性体層６ｂとして高熱伝導性シリコーンゴム層を１．５ｍｍの厚みにコーティングして形成されたもの。

・加熱ロール２および加圧ロール６の定着ニップ部：両者が圧接して形成される定着ニップ部において、加熱ロール２側の弾性体層２ｂが多く凹む（加熱ロール２側の弾性体層２ｂが多く凹んでいるので、用紙２４は加圧ロール６側に巻き付く方向に剥離する傾向となる。）。ニップ幅８．０ｍｍ。
・加熱ロール２および加圧ロール６の回転の線速度：１２５ｍｍ／ｓｅｃ
・加熱ロール２および加圧ロール６の圧接力：総荷重１２０ｋｇ

・加熱ロール２および加圧ロール６の表面温度：各々２００℃および１９０℃が保たれるように、サーミスタ８およびサーミスタ１８からの検出信号によりハロゲンヒータ４，２０をＯＮ／ＯＦＦ制御。
・オイル塗布装置２８：オイルとしてジメチルシリコーンオイルを供給。
・オイル塗布ロール２８’：ステンレス製のロール基体の表面に弾性体層（シリコーンゴム）が設けられてなり、オイルパンからのオイルを複数のロールを経由して加熱ロール２表面に供給し、均一にオイル膜を形成。

（画像光沢制御装置３０）
・加熱仮定着装置１０−画像光沢制御装置３０間の距離：加熱ロール２−加圧ロール６間の定着ニップ部から後方４２ｍｍの位置に、光沢制御ロール３２−加圧制御ロール３４間の加圧ニップ部の先頭が来るように、画像光沢制御装置３０を配置。時間にして、約０．３３秒。
・光沢制御ロール３２：直径３０ｍｍ。ステンレス製のベース層４０に、弾性層４２としてのシリコーンゴム（ゴム硬度６０°（ＪＩＳ−Ａ））を厚さ２ｍｍで被覆し、さらに離型層４４としての厚さ１００μｍの高光沢のＰＦＡチューブ（表面の算術平均粗さＲａで、０．１μｍ以下）が被覆されたもの。

・加圧制御ロール３４：直径３０ｍｍ。光沢制御ロール３２同様、ステンレス製のベース層４０に、弾性層４２としてのシリコーンゴム（ゴム硬度６０°（ＪＩＳ−Ａ））を厚さ２ｍｍで被覆し、さらに離型層４４としての厚さ１００μｍの高光沢のＰＦＡチューブ（表面の算術平均粗さＲａで、０．１以下μｍ）が被覆されたもの。表面硬度は６０°（ＪＩＳ−Ａ））で、加熱ロール２と比較して大きい。
・光沢制御ロール３２および加圧制御ロール３４の加圧ニップ部のニップ幅：２．５ｍｍ。
・光沢制御ロール３２および加圧制御ロール３４の圧接力：総荷重１３０ｋｇ
・光沢制御ロール３２および加圧制御ロール３４の表面弾性の関係：ほぼ同等

以上の構成の定着装置に対し、未定着トナー画像２６が形成された用紙（被記録材）２４を挿通させて、定着を行った。なお、用紙２４としては、富士ゼロックス製Ｊ紙（Ａ４サイズ）を用い、未定着トナー画像２６の形成には、富士ゼロックス製ＤＣＣ４００ＣＰ用カラートナー（富士ゼロックス製ＤＣＣ４００ＣＰ用トナー）を用い、各色４ｇ／ｍ²で、合計１２ｇ／ｍ²のトナーが用紙中央部１０×１０ｃｍの大きさに形成されている。

加熱仮定着装置１０の定着ニップ部出口直後における半定着トナー画像２６’のトナー表面温度は１５０℃であった。この温度ではトナーは溶融状態にある。その後、加熱仮定着装置１０−画像光沢制御装置３０間で、半定着トナー画像２６’のトナーは周囲の雰囲気により放熱・凝集しながら０．３３秒後に画像光沢制御装置３０の加圧ニップ部の入口に到達した。この時のトナー温度は約１３５℃であり、まだ溶融状態であった。この温度では、外力により変形し得る状態である。

そして画像光沢制御装置３０の加圧ニップ部に挿通されると、光沢制御ロール３２表面に接触し、前記トナーは約１６ｋｇ／ｃｍ²のニップ圧の作用を受ける。光沢制御ロール３２の表面は弾性を有しているので、半定着トナー画像２６’の段差や用紙２４の凹凸に追随し、良好に半定着トナー画像２６’および用紙２４に密着した。

加圧ニップ部内では、半定着トナー画像２６’のトナーは、温度の低い光沢制御ロール３２に熱を奪われ、素早く約７０℃まで冷却された。用紙２４の保持する熱は、同様に加圧ニップ部で主に加圧制御ロール３４側に奪われる。７０℃まで冷却された半定着トナー画像２６’のトナーは、もはや流動することはなく、また粘着力を生ずることもなく固化状態となった。このため、加圧ニップ部の出口では、用紙２４”が光沢制御ロール３２に巻き付くことなく剥離され、剥離後のトナー画像２６”表面が凝集することもなく、高光沢が維持された状態で排紙された。なお、光沢制御ロール３２および加圧制御ロール３４は、同じ量だけ凹んで、加圧ニップ部の形状は、平面状となっており、加熱仮定着装置１０の定着ニップ部でカールした用紙２４は矯正され、平面状態で排紙された。

用紙２４が連続的に本例の定着装置に投入され、画像光沢制御装置３０に挿通されると、空冷ファン（冷却手段）３８を有しない場合、徐々に畜熱されて画像光沢制御装置３０の光沢制御ロール３２および加圧制御ロール３４の温度が上昇する。かかる温度が、トナーが外力により変形し得る状態となる温度を超えると、画像光沢制御装置３０の加圧ニップ部に挿通されてもトナーが十分固化されなくなり、光沢制御ロール３２に巻き付いたり、画像光沢がわずかに低下してしまう現象が起こり得る。

このような現象を防止するために、本例では画像光沢制御装置３０に空冷ファン（冷却手段）３８を設置しており、加圧ニップ部の出口でトナー画像２６”のトナーの温度が、常に外力により変形し得る状態となる温度以下になるようにしている。空冷ファン３８は、温度センサー３６からの検出信号に基づいて、光沢制御ロール３２表面の温度が６０℃以下になるように制御した。

加熱仮定着装置１０の仮定着温度（加熱ロール２の表面温度）を変えて、加熱仮定着装置１０のみを使用した場合と、画像光沢制御装置３０を併用した場合（本発明）の双方について、得られたトナー画像２６”の光沢度（画像グロス）を測定した結果を図５にグラフにて示す。また、画像光沢制御装置３０の荷重を０ｋｇ〜１５０ｋｇまで変化させた場合のトナー画像２６”の光沢度（画像グロス）を測定した結果を、図６にグラフにて示す。

図５に示すグラフより、加熱仮定着装置１０のみを使用した場合のトナー画像光沢は、７５°−７５°光沢度計で、画像グロス４８（加熱仮定着装置１０における加熱ロール２の表面温度２００℃、加圧ロール６の表面温度１９０℃）であるのに対して、画像光沢制御装置３０を併用（本発明）することによって、トナー画像の画像グロスは７８にまで上昇した。つまり画像光沢制御装置３０によって、画像グロス約３０の光沢アップの効果が得られることがわかる。

トナー画像２６”の表面を拡大して観察してみると、加熱仮定着装置１０のみを使用した場合のトナー画像２６”の表面は、細かな０．５ｍｍピッチ程度のうねり（凹凸）が全体に存在しているのに対して、画像光沢制御装置３０を併用（本発明）したものは、そのうねり（凹凸）が消失しており、トナー画像２６”の表面状態が、極めて平滑になっている。その効果が光沢度アップとして現れていることがわかる。

また、加熱仮定着装置１０の処理により生じていた８〜１０ｍｍ程度の用紙２４”のカールは、画像光沢制御装置３０の通過後には０〜３ｍｍまで矯正され、画像品質のアップと用紙トレイへの収容性改善とが図られた。
排出された用紙２４”の温度は６０℃以下であり、不図示の用紙トレイ内部で、用紙のブロッキングといった問題は発生しなかった。

＜実施例２＞
実施例２においては、既述の第２の実施形態と同様の構成、すなわち図４に示される構成の定着装置を作製した。ここでは、実施例１とは画像光沢制御装置５０の構成が違うだけで他の構成およびその設定パラメータは全て実施例１と同じである。画像光沢制御装置５０の詳細な諸元は、以下の通りである。

（画像光沢制御装置３０）
・加熱仮定着装置１０−画像光沢制御装置５０間の距離：加熱ロール２−加圧ロール６間の定着ニップ部から後方４２ｍｍの位置に、光沢制御ベルト６０−加圧制御ロール５４間の加圧ニップ部の先頭が来るように、画像光沢制御装置５０を配置。時間にして、約０．３３秒。

・光沢制御ベルト６０：円相当直径６０ｍｍで厚さ０．０７５ｍｍのエンドレスポリイミドベルトのベース層に、離型層としてのＰＦＡが５０μｍ形成され、高光沢の表面に仕上げられている（表面の算術平均粗さＲａで、０．１μｍ以下）。

・加圧制御ロール５４：実施例１の加圧制御ロール３４に同じ。
・張架ロール５２：加圧制御ロール５４に同じ。
・張架ロール６２：直径２５ｍｍのステンレスロール
・光沢制御ベルト６０および加圧制御ロール５４の圧接力：総荷重１５０ｋｇ

以上の構成の定着装置に対し、未定着トナー画像２６が形成された用紙（被記録材）２４を挿通させて、定着を行った。用いた用紙２４およびトナー、形成した画像は、実施例１と同様である。
加熱仮定着装置１０の定着ニップ部出口直後における半定着トナー画像２６’のトナー表面温度の１５０℃は勿論、画像光沢制御装置５０の加圧ニップ部の入口に到達した時のトナー温度も、実施例１と同様約１３５℃であり、まだ溶融状態であった。この温度では、外力により変形し得る状態である。

そして画像光沢制御装置５０の加圧ニップ部に挿通されると、光沢制御ベルト６０表面に接触し、前記トナーは約１７ｋｇ／ｃｍ²のニップ圧の作用を受ける。張架ロール５２が弾性を有しているので、光沢制御ベルト６０を介して半定着トナー画像２６’の段差や用紙２４の凹凸に追随し、良好に半定着トナー画像２６’および用紙２４に密着した。

加圧ニップ部内では、半定着トナー画像２６’のトナーは、温度の低い光沢制御ベルト６０および張架ロール５２に熱を奪われ、実施例１と同様、素早く約７０℃まで冷却された。７０℃まで冷却された半定着トナー画像２６’のトナーは、もはや流動することはなく、また粘着力を生ずることもなく固化状態となった。このため、加圧ニップ部の出口では、用紙２４”が光沢制御ベルト６０に巻き付くことなく剥離され、剥離後のトナー画像２６”表面が凝集することもなく、高光沢が維持された状態で排紙された。

本例においても実施例１と同様、画像光沢制御装置５０に空冷ファン（冷却手段）５８を設置しており、加圧ニップ部の出口でトナー画像２６”のトナーの温度が、常に外力により変形し得る状態となる温度以下になるようにしている。空冷ファン５８は、温度センサー５６からの検出信号に基づいて、光沢制御ベルト６０表面の温度が７０℃以下になるように制御した。

当該装置を用いて、実施例１と同様、画像グロスを測定したところ、加熱仮定着装置１０のみを使用した場合のトナー画像光沢は、７５°−７５°光沢度計で、画像グロス４８（加熱仮定着装置１０における加熱ロール２の表面温度２００℃、加圧ロール６の表面温度１９０℃）であるのに対して、画像光沢制御装置５０を併用（本発明）することによって、トナー画像の画像グロスは８０にまで上昇した。つまり画像光沢制御装置５０によって、画像グロス約３２の光沢アップの効果が得られることがわかる。なお、実施例１に比べて光沢度の上昇が大きいのは、光沢制御ベルト６０の表面硬度が、実施例１で用いた光沢制御ロール３２に比べて高いためである。
以上のように、光沢制御に資する回転体がロール状のものでもでもベルト状のものでも、十分な高光沢化を図り得ることがわかる。

＜実施例３＞
実施例３においては、既述の第３の実施形態と同様の構成、すなわち図８に示される構成の定着装置を作製した。ここでは、実施例１とは画像光沢制御装置７０の構成が違うだけで他の構成およびその設定パラメータは全て実施例１と同じである。画像光沢制御装置７０の詳細な諸元は、以下の通りである。

（画像光沢制御装置７０）
・加熱仮定着装置１０−画像光沢制御装置７０間の距離：加熱ロール２−加圧ロール６間の定着ニップ部から後方４２ｍｍの位置に、光沢制御ロール７２−加圧制御ロール３４間の加圧ニップ部の先頭が来るように、画像光沢制御装置７０を配置。時間にして、約０．３３秒。
・光沢制御ロール７２：直径３０ｍｍ。ステンレス製のベース層８０に、弾性層８２としてのシリコーンゴム（ゴム硬度６０°（ＪＩＳ−Ａ））を厚さ２ｍｍで被覆し、表面硬度制御層８６としてポリイミド層５０μｍを配し、さらに離型層８４としての厚さ５０μｍの高光沢のＰＦＡチューブ（表面の算術平均粗さＲａで、０．１μｍ以下）が被覆されたもの。

・加圧制御ロール３４：直径３０ｍｍ。光沢制御ロール７２同様、ステンレス製のベース層８０に、弾性層８２としてのシリコーンゴム（ゴム硬度６０°（ＪＩＳ−Ａ））を厚さ２ｍｍで被覆し、表面硬度制御層８６としてポリイミド層５０μｍを配し、さらに離型層８４としての厚さ５０μｍの高光沢のＰＦＡチューブ（表面の算術平均粗さＲａで、０．１μｍ以下）が被覆されたもの。表面硬度は７０°（ＪＩＳ−Ａ）で、加熱ロール２と比較して大きい。
・光沢制御ロール７２および加圧制御ロール３４の加圧ニップ部のニップ幅：２．２ｍｍ。
・光沢制御ロール７２および加圧制御ロール３４の圧接力：総荷重１５０ｋｇ
・光沢制御ロール７２および加圧制御ロール３４の表面弾性の関係：ほぼ同等

以上の構成の定着装置に対し、未定着トナー画像２６が形成された用紙（被記録材）２４を挿通させて、定着を行った。なお、用紙２４としては、富士ゼロックス製Ｊ紙（Ａ４サイズ）を用い、未定着トナー画像２６の形成には、富士ゼロックス製ＤＣＣ４００ＣＰ用カラートナー（富士ゼロックス製ＤＣＣ４００ＣＰ用トナー）を用い、各色４ｇ／ｍ²で、合計１２ｇ／ｍ²のトナーが用紙中央部１０×１０ｃｍの大きさに形成されている。

加熱仮定着装置１０の定着ニップ部出口直後における半定着トナー画像２６’のトナー表面温度は１５０℃であった。この温度ではトナーは溶融状態にある。その後、加熱仮定着装置１０−画像光沢制御装置７０間で、半定着トナー画像２６’のトナーは周囲の雰囲気により放熱・凝集しながら０．３３秒後に画像光沢制御装置７０の加圧ニップ部の入口に到達した。この時のトナー温度は約１３５℃であり、まだ溶融状態であった。この温度では、外力により変形し得る状態である。

そして画像光沢制御装置７０の加圧ニップ部に挿通されると、光沢制御ロール７２表面に接触し、前記トナーは約２１ｋｇ／ｃｍ²のニップ圧の作用を受ける。光沢制御ロール７２の表面は弾性を有しているので、半定着トナー画像２６’の段差や用紙２４の凹凸に追随し、良好に半定着トナー画像２６’および用紙２４に密着した。

加圧ニップ部内では、半定着トナー画像２６’のトナーは、温度の低い光沢制御ロール３２に熱を奪われ、素早く約７０℃まで冷却された。用紙２４の保持する熱は、同様に加圧ニップ部で主に加圧制御ロール３４側に奪われる。７０℃まで冷却された半定着トナー画像２６’のトナーは、もはや流動することはなく、また粘着力を生ずることもなく固化状態となった。このため、加圧ニップ部の出口では、用紙２４”が光沢制御ロール３２に巻き付くことなく剥離され、剥離後のトナー画像２６”表面が凝集することもなく、高光沢が維持された状態で排紙された。なお、光沢制御ロール７２および加圧制御ロール３４は、同じ量だけ凹んで、加圧ニップ部の形状は、平面状となっており、加熱仮定着装置１０の定着ニップ部でカールした用紙２４は矯正され、平面状態で排紙された。

用紙２４が連続的に本例の定着装置に投入され、画像光沢制御装置７０に挿通されると、空冷ファン（冷却手段）３８を有しない場合、徐々に畜熱されて画像光沢制御装置７０の光沢制御ロール７２および加圧制御ロール３４の温度が上昇する。かかる温度が、トナーが外力により変形し得る状態となる温度を超えると、画像光沢制御装置７０の加圧ニップ部に挿通されてもトナーが十分固化されなくなり、光沢制御ロール７２に巻き付いたり、画像光沢がわずかに低下してしまう現象が起こり得る。

このような現象を防止するために、本例では画像光沢制御装置７０に空冷ファン（冷却手段）３８を設置しており、加圧ニップ部の出口でトナー画像２６”のトナーの温度が、常に外力により変形し得る状態となる温度以下になるようにしている。空冷ファン３８は、温度センサー３６からの検出信号に基づいて、光沢制御ロール７２表面の温度が６０℃以下になるように制御した。

加熱仮定着装置１０の仮定着温度（加熱ロール２の表面温度）を変えて、加熱仮定着装置１０のみを使用した場合と、画像光沢制御装置７０を併用した場合（本発明）の双方について、得られたトナー画像２６”の光沢度（画像グロス）を測定した結果を、図１０にグラフにて示す。

図１０に示すグラフより、加熱仮定着装置１０のみを使用した場合のトナー画像光沢は、７５°−７５°光沢度計で、画像グロス４８（加熱仮定着装置１０における加熱ロール２の表面温度２００℃、加圧ロール６の表面温度１９０℃）であるのに対して、画像光沢制御装置７０を併用（本発明）することによって、トナー画像の画像グロスは９２にまで上昇した。つまり画像光沢制御装置７０によって、画像グロス約４４の光沢アップの効果が得られることがわかる。

実施例１における光沢制御ロール３２を用いた時の光沢アップは３４であったのに対して、本実施例での光沢アップは４４であった。これは、本実施例では、光沢制御ロール７２が、離型層８４と弾性層８２との間に弾性係数の大きなポリイミド層（表面硬度制御層８６）を有している分、実施例１よりも光沢アップの効果が高かったものと考えられる。

トナー画像２６”の表面を拡大して観察してみると、加熱仮定着装置１０のみを使用した場合のトナー画像２６”の表面は、細かな０．５ｍｍピッチ程度のうねり（凹凸）が全体に存在しているのに対して、画像光沢制御装置７０を併用（本発明）したものは、そのうねり（凹凸）が消失しており、トナー画像２６”の表面状態が、極めて平滑になっている。その効果が光沢度アップとして現れていることがわかる。

また、加熱仮定着装置１０の処理により生じていた８〜１０ｍｍ程度の用紙２４”のカールは、画像光沢制御装置７０の通過後には、実施例１と同じく０〜３ｍｍまで矯正され、画像品質のアップと用紙トレイへの収容性改善とが図られた。
排出された用紙２４”の温度は６０℃以下であり、不図示の用紙トレイ内部で、用紙のブロッキングといった問題は発生しなかった。

本発明の好ましい一実施形態の定着装置を示す概略構成図である。 図１の定着装置で、加熱ロールから剥離した瞬間以降のトナー表面温度の低下傾向を示したトナー冷却曲線である。 図１の定着装置における光沢制御ロールの層構成を説明するための模式断面図である。 本発明の好ましい他の実施形態の定着装置を示す概略構成図である。 実施例１において、仮定着温度を変えて、加熱仮定着装置のみを使用した場合と、画像光沢制御装置を併用した場合（本発明）の双方について、トナー画像の光沢度（画像グロス）を測定した結果を示すグラフである。 実施例１において、画像光沢制御装置の荷重を変化させた場合のトナー画像の光沢度（画像グロス）を測定した結果を示すグラフである。 一般的な２ロール方式による定着装置の概略構成図である。 本発明の好ましい他の実施形態の定着装置を示す概略構成図である。 図８の定着装置における光沢制御ロールの層構成を説明するための模式断面図である。 実施例３において、仮定着温度を変えて、加熱仮定着装置のみを使用した場合と、画像光沢制御装置を併用した場合（本発明）の双方について、トナー画像の光沢度（画像グロス）を測定した結果を示すグラフである。

符号の説明

２：加熱ロール（加熱回転体）、 ４，２０：ハロゲンヒータ（熱源）、 ６：加圧ロール（加圧回転体）、 ８：サーミスタ、 １０：加熱仮定着装置（加熱仮定着手段）、 １２：クリーニングウェブ、 １４ａ，１４ｂ：分離爪、 １６：搬送ガイド、 １８：サーミスタ、 ２２：クリーニングウェブ、 ２４，２４”：用紙（被記録材）、 ２６，１１０：未定着トナー画像、 ２６’：半定着トナー画像、 ２６”，１１２：トナー画像、 ２８：オイル塗布装置、 ３０，５０，７０：画像光沢制御装置（画像光沢制御手段）、 ３２，７２：光沢制御ロール（回転体）、 ３４，５４：加圧制御ロール（回転体）、 ３６，５６：温度センサー、 ３８，５８：空冷ファン（冷却手段）、 ４０，８０：ベース層、 ４２，８２：弾性層、 ４４，８４：離型層、 ５２，６２：張架ロール、 ６０：光沢制御ベルト（回転体）、 ８６：表面硬度制御層、 １０２：加熱ロール、 １０４：熱源、 １０６：加圧ロール、 １０８：被記録材

Claims (12)

1. トナーを像様に担持させることにより未定着トナー画像が形成された被記録材に、少なくとも熱および圧力を加えることで、前記未定着トナー画像を前記被記録材に定着してトナー画像を得る定着装置であって、
   前記被記録材に形成された未定着トナー画像に少なくとも熱を与え、該未定着トナー画像のトナーを軟化ないし溶融させて、外力により変形し得る状態とする加熱仮定着手段と、
   該加熱仮定着手段によって、外力により変形し得る状態となった前記トナーの当該状態が維持されているうちに、これを非加熱で加圧して流動させる画像光沢制御手段と、
   を含み、前記画像光沢制御手段が、相互に圧接して加圧ニップ部を形成しつつ回転する少なくとも一対の回転体からなり、前記未定着トナー画像のトナーが外力により変形し得る状態が維持されている前記被記録材を、前記加圧ニップ部に挿通させることにより、前記トナーを加圧して流動させる手段であり、
   前記少なくとも一対の回転体のうち少なくとも１つの回転体が、少なくともベース層と弾性層と表面硬度制御層と離型層とがこの順で配されて構成され、前記表面硬度制御層を構成する材料の弾性係数が、前記弾性層および前記離型層のいずれの層を構成する材料の弾性係数より高いことを特徴とする定着装置。
2. 前記弾性層の材質がシリコーンゴムであり、前記表面硬度制御層の材質がポリイミド層であり、かつ、前記離型層の材質がテトラフルオロエチレン／パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体であることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
3. 前記画像光沢制御手段が、前記少なくとも一対の回転体の表面温度を、所定の温度以下に維持するための冷却手段を備えることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
4. 前記少なくとも一対の回転体の圧接が、解除可能に構成されていることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
5. 前記画像光沢制御手段による処理が施された後の前記トナーの表面温度が、外力により変形し得る温度未満となるように構成されてなることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
6. 前記画像光沢制御手段が、前記トナーを非加熱で加圧して流動させることで高光沢画像を得る手段であることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
7. 前記加熱仮定着手段が、相互に圧接して定着ニップ部を形成しつつ回転する加熱回転体および加圧回転体からなり、前記未定着トナー画像が形成された前記被記録材を、前記定着ニップ部に挿通させることにより、該未定着トナー画像のトナーを軟化ないし溶融させて、外力により変形し得る状態とする手段であることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
8. 前記画像光沢制御手段における被記録材に対する加圧の圧力が、前記加熱仮定着手段におけるそれより大きいことを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
9. 前記加熱仮定着手段と前記画像光沢制御手段との間を、外気に対し断熱構造としたことを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
10. 前記加熱仮定着手段と前記画像光沢制御手段との間を保熱するための保熱装置を備えることを特徴とする請求項１または９に記載の定着装置。
11. トナーを像様に担持させることにより未定着トナー画像が形成された被記録材に、少なくとも熱および圧力を加えることで、前記未定着トナー画像を前記被記録材に定着してトナー画像を得る定着方法であって、
    前記被記録材に形成された未定着トナー画像に少なくとも熱を与え、該未定着トナー画像のトナーを軟化ないし溶融させて、外力により変形し得る状態とする加熱仮定着工程と、
    該加熱仮定着工程によって、外力により変形し得る状態となった前記トナーの当該状態が維持されているうちに、これを非加熱で加圧して流動させる画像光沢制御工程と、
    を含み、前記画像光沢制御工程が、相互に圧接して加圧ニップ部を形成しつつ回転する少なくとも一対の回転体の当該加圧ニップ部に、前記未定着トナー画像のトナーが外力により変形し得る状態が維持されている前記被記録材を挿通させることにより、前記トナーを加圧して流動させる工程であり、
    前記少なくとも一対の回転体のうち少なくとも１つの回転体が、少なくともベース層と弾性層と表面硬度制御層と離型層とがこの順で配されて構成され、前記表面硬度制御層を構成する材料の弾性係数が、前記弾性層および前記離型層のいずれの層を構成する材料の弾性係数より高いことを特徴とする定着方法。
12. 少なくとも、被記録材表面にトナーを像様に担持させて、未定着トナー画像を形成する未定着トナー画像形成手段と、記録シート表面に保持された未定着トナー画像を、加熱および加圧することにより定着する定着手段と、を備える画像形成装置であって、
    前記定着手段が、請求項１に記載の定着装置であることを特徴とする画像形成装置。

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