JP4529512B2 - 画像形成方法及びその装置並びに定着装置 - Google Patents

Description

本発明は、例えば電子写真方式を採用し、像担持体上のトナーによる画像を記録媒体に転写、定着する画像形成方法に係り、特に、記録媒体上のトナーによる画像にグロスを付与する上で有効な画像形成方法及びその装置並びに定着装置の改良に関する。

従来における電子写真方式を採用した画像形成装置にあっては、感光体ドラムや中間転写ベルト等の像担持体上にトナーによる画像を担持させ、これを記録媒体としての用紙に転写、定着する方式が一般的である。
この種の画像形成装置においては、例えばトナー像を速やかに記録媒体に定着させる定着装置として、記録媒体の表面を非接触で加熱する第一の非接触式定着ユニットと、この第一の定着ユニットに対して記録媒体の下流側に配置され、互いに接触転動する一対の定着ロールにて記録媒体を加熱加圧した状態でニップ搬送する第二の接触式定着ユニットとを備えたものがある（例えば特許文献１参照）。

特開２０００−３５２８８８号公報（発明の実施の形態の欄，図２，図５）

しかしながら、この種の画像形成装置にあっては、記録媒体上の画像として、オフセット印刷物並に、記録媒体グロスと共に画像グロスを変化させることは、非常に困難であるという技術的課題がある。
例えば記録媒体の平滑度に関係なく、画像グロスが高い画像形成装置の場合、平滑度が低い記録媒体では、記録媒体と画像部のグロス差が大きく、質感が悪い。
本発明は、以上の技術的課題を解決するためになされたものであって、記録媒体上のトナーによる画像グロスを確実に得ることができる画像形成方法及びその装置並びに定着装置を提供するものである。

本発明者らは、オフセット印刷でのグロス発現メカニズムを検討したところ、
ａ．薄層の方がより記録媒体表面に倣い易い、
ｂ．平滑なインキ表面を形成する、
ｃ．記録媒体上で時間をかけてインキが浸透する、
という特徴点を見出し、これに着目した結果、例えば電子写真方式にて記録媒体グロスと共に画像グロスを変化させることが可能な本発明を案出するに至ったものである。

すなわち、本発明は、図１に示すように、像担持体５上のトナーによる画像Ｇを記録媒体１に転写する転写工程Ａと、記録媒体１に転写された画像Ｇを定着する定着工程Ｂとを備えた画像形成方法において、記録媒体１の表面粗さに対する画像表面粗さに相当する平滑度が１．２未満になるように記録媒体１に転写された画像表面を平滑にする画像平滑工程Ｃと、記録媒体１上の画像面に接触することなく画像平滑工程Ｃを経た画像Ｇを記録媒体１内に浸透させる画像浸透工程Ｄとを備え、前記画像浸透工程Ｄが定着工程Ｂの最終工程であり、記録媒体１の搬送速度を前記画像平滑工程Ｃよりも少なくとも遅くすることを特徴とする。
ここで、記録媒体１上の最終的な画像表面形状に着目すると、本発明は、上述した画像形成方法において、転写工程Ａ及び定着工程Ｂが定着工程Ｂ後の記録媒体１上の画像表面形状を記録媒体１表面形状に倣わせることを特徴とするものと捉えることもできる。

このような技術的手段において、本件は、トナーによる画像を形成する画像形成方法、具体的には電子写真方式、静電記録方式等の各種方式の画像形成方法を対象する。
また、像担持体５はトナーによる画像Ｇが担持されるものを広く含み、感光体ドラム等は勿論、これと組み合わせ可能な中間転写体とを含む。
更に、画像平滑工程Ｃとしては定着工程Ｂの一工程として配備し、定着工程Ｂに画像平滑工程Ｃ及び画像浸透工程Ｄを含ませるようにしてもよいし、定着工程Ｂとは別に定着工程Ｂ前に画像平滑工程Ｃを配備するようにしてもよい。
更に、画像浸透工程Ｄは定着工程Ｂの最終工程であればよい。
ここで、画像浸透工程Ｄにおいて、記録媒体１の画像面に接触しないようにしたのは、接触すると記録媒体１の画像面が乱れ、記録媒体１の表面形状に倣わせることができないことによる。また、「浸透させる」には通常非接触加熱することで実現可能である。

また、このような画像形成方法において、画像平滑工程Ｃは、記録媒体１の表面粗さに対する画像表面粗さに相当する平滑度が２以下であることが好ましいが、本発明では、記録媒体１の表面粗さに対する画像表面粗さに相当する平滑度が１．２未満であることを要件としている（段落〔００３０〕参照）。
ここでいう平滑度として、記録媒体１の表面粗さに対する画像表面粗さを用いているのは、画像表面粗さが記録媒体１の表面粗さに影響されることを考慮したものである。また、表面粗さパラメータとしては、算術平均粗さ（Ｒａ）、十点平均粗さ（Ｒｚ）等任意のものを用いて差し支えない。そして、平滑度が２以下であるという要件は、平滑度が２より大きいと、画像浸透工程Ｄにて記録媒体１の表面形状に倣わせることができないことによる。
更に、定着工程Ｂ前に行われる画像平滑工程Ｃとしては、形状係数が１３０以下、平均粒径が７μｍ以下のトナーを用い、像担持体１上のトナーによる画像Ｇを記録媒体１に転写するものであることが好ましい。このように小径、球径のトナーを用いるようにすれば、トナーによる画像Ｇを平滑にし易い。
また、画像浸透工程Ｄとしては、記録媒体１の搬送速度をその直前の画像平滑工程Ｃよりも少なくとも遅くする態様が採用されている。画像浸透工程Ｄはある程度時間を要するので、記録媒体１の搬送速度を遅くすることで時間を稼ぐようにするのが可能である。

また、画像形成方法を具現化した装置発明の代表的態様としては、図１に示すように、像担持体５上のトナーによる画像Ｇを記録媒体１に転写する転写装置６と、記録媒体１に転写された画像Ｇを定着する定着装置７とを備えた画像形成装置において、記録媒体１の表面粗さに対する画像表面粗さに相当する平滑度が１．２未満になるように定着装置７としては、記録媒体１に転写された画像表面を平滑にする画像平滑手段２と、定着装置７の最終段要素として構成され、記録媒体１の搬送速度を前記画像平滑手段２よりも少なくとも遅くすると共に、記録媒体１上の画像面に接触することなく画像平滑手段２を経た画像Ｇを記録媒体１内に浸透させる画像浸透手段３とを備えたものが挙げられる。
更に、画像形成方法を具現化した装置発明の他の代表的態様としては、図１に示すように、像担持体５上のトナーによる画像Ｇを記録媒体１に転写する転写装置６と、記録媒体１に転写された画像Ｇを定着する定着装置７とを備えた画像形成装置において、図１に示す態様とは異なり、記録媒体１の表面粗さに対する画像表面粗さに相当する平滑度が１．２未満になるように定着装置７の上流側にて記録媒体１に転写された画像表面を平滑にする画像平滑手段２と、定着装置７の最終段要素として構成され、記録媒体１の搬送速度を前記画像平滑手段２よりも少なくとも遅くすると共に、記録媒体１上の画像面に接触することなく画像平滑手段２を経た画像Ｇを記録媒体１内に浸透させる画像浸透手段３とを具備させるようにしたものが挙げられる。

ここで、前者の画像形成装置において、画像平滑手段２の代表的態様としては、記録媒体１上の画像表面に接触する定着部材２ａを有し、この定着部材２ａにて画像表面を平滑にする接触型定着ユニットが挙げられる。
この態様において、定着部材２ａはロール状、ベルト状を問わず、主としては加熱源にて所定の定着温度まで加熱可能な部材であればよい。
また、前者及び後者に示す画像形成装置において、画像平滑手段２による各色成分画像の層厚については適宜選定して差し支えないが、作像に支障のない範囲で出来る限り薄層にすることが好ましい。このように薄層にすれば、例えば加熱を伴う平滑処理は熱が十分に伝達し、トナー層が熔けやすいことから、平滑処理が行い易い点で好ましい。
更に、前者及び後者の画像形成装置において、画像浸透手段３の代表的態様としては、記録媒体１上の画像Ｇに熱を放射する非接触型熱定着ユニット（オーブン等）が挙げられる。

また、本発明は、上述した画像形成装置に限られず、例えば前者の画像形成装置で用いられる定着装置自体をも対象とする。
この場合、本発明としては、図１に示すように、像担持体５から記録媒体１に転写されたトナーによる画像Ｇを定着する定着装置７において、記録媒体１の表面粗さに対する画像表面粗さに相当する平滑度が１．２未満になるように記録媒体１に転写された画像表面を平滑にする画像平滑手段２と、定着装置７の最終段要素として構成され、記録媒体１の搬送速度を前記画像平滑手段２よりも少なくとも遅くすると共に、記録媒体１上の画像面に接触することなく画像平滑手段２を経た画像Ｇを記録媒体１内に浸透させる画像浸透手段３とを備えたものが挙げられる。

本発明に係る画像形成方法によれば、定着工程後の記録媒体上の画像表面形状を記録媒体表面形状に倣わせるようにすることができる。このため、記録媒体グロスに応じて画像グロスを変化させ、オフセット印刷のような画像の高グロス化を容易に実現することができる。
特に、本発明に係る画像形成装置によれば、本発明に係る画像形成方法を簡単に具現化することができる。
更に、本発明に係る定着装置によれば、記録媒体グロスに応じて画像グロスが変化可能な画像形成装置を容易且つ確実に実現することができる。

以下、添付図面に示す実施の形態に基づいてこの発明を詳細に説明する。
◎実施の形態１
図２は本発明が適用された画像形成装置の実施の形態１の全体構成を示す説明図である。
同図において、画像形成装置は例えば電子写真方式を採用したカラー画像形成装置であり、装置筐体１５内に所定方向に回動する感光体ドラム２０と、この感光体ドラム２０に対向配置されて矢印方向に循環回転する中間転写ベルト３０とを備えたものである。
本実施の形態では、感光体ドラム２０の周囲には、コロトロン等の帯電器２１と、帯電された感光体ドラム２０上に各色成分（ブラック（Ｋ）、イエロ（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ））の静電潜像を書き込む光ビーム走査装置２２と、感光体ドラム２０上に書き込まれた静電潜像に対応する色成分トナーが収容される複数の現像器２３ａ〜２３ｄを切替可能に搭載し且つ切替選択された現像器にて感光体ドラム２０上の静電潜像を可視像化するロータリ型現像装置２３と、感光体ドラム２０上のトナーによる画像を中間転写ベルト３０に転写する転写ロール等の一次転写器２４と、感光体ドラム２０上の残留トナーを清掃するクリーナ２５とが順次配設されている。

そして、本実施の形態では、装置筐体１５内には画像処理装置１１０が配設されており、この画像処理装置１１０には外部のパーソナルコンピュータ（以下必要に応じてパソコンと略記する）１００からの画像情報が送られ、画像処理装置１１０にて所定の画像処理を経た画像信号が光ビーム走査装置２２に供給されるようになっている。
また、ロータリ型現像装置２３の各現像器２３ａ〜２３ｄにて使用されるトナーとしては、イエロ、マゼンタ、シアンなどの色素を含有した熱可塑性バインダで構成され、公知の材料を用いることができるが、画像の平滑性を良好に保つという観点からすれば、例えば形状係数が１３０以下で平均粒径が７μｍ以下の小径、球径トナーが用いられる。そして、記録媒体としての用紙Ｓ上の各色のトナー量は、その色素の含有量によりおおよそ０．３ｍｇ／ｃｍ^２〜０．７ｍｇ／ｃｍ^２ になるように露光条件及び現像条件が設定される。
尚、本実施の形態では、スキャナが搭載されていないが、スキャナを搭載した態様でもよく、この場合には、スキャナにて読み込んだ画像情報を光ビーム走査装置２２に供給するようにしてもよい。また、本実施の形態では、ロータリ型現像装置２３を用いるようにしているが、これに限定されるものではなく、色成分毎に独立した複数の現像装置を切替選択可能に並列配置するようにしてもよい。

また、本実施の形態において、中間転写ベルト３０は複数の張架ロール３１〜３３に掛け渡されており、例えば張架ロール３１の一つを駆動ロールとして循環移動するようになっている。
ここで、中間転写ベルト３０としては、例えば導電剤を添加した所定厚の樹脂フィルムをベース基材とするものが用いられており、感光体ドラム２０から中間転写ベルト３０へトナー像を乱れなく静電転写するために、カーボンブラック等の導電剤の添加量を変化させることにより、１０^８〜１０^１４Ω・ｃｍの体積抵抗率に調整されたものが用いられている。
尚、ベース基材である樹脂フィルムとしては、ポリイミドフィルムのほかに、厚さ１０〜３００μｍの耐熱性の高いフィルムシート、例えばポリエステル、ポリエチレンテレフタレート、ポリエーテルサルフォン、ポリエーテルケトン、ポリサルフォン、ポリイミドアミド、ポリアミドなどのポリマーシートなどを用いることも可能である。

更に、中間転写ベルト３０の張架ロール３３に対向した部位には転写ロール等の二次転写器３５が配設されており、この二次転写器３５には二次転写バイアスが印加され、二次転写器３５によって中間転写ベルト３０上に一次転写された各色トナーによる多重転写画像が記録媒体としての用紙Ｓに転写されるようになっている。
更にまた、装置筐体１５の下部には用紙Ｓを供給可能に収容した用紙供給トレイ４０が配設されており、この用紙供給トレイ４０から送出された用紙Ｓは搬送ロール４１、位置合わせ用のレジストレーションロール（レジロール）４２を経て二次転写部位に送られ、二次転写部位を経た後、搬送ベルト４３，４４にて搬送されながら定着装置５０による定着処理を受けた後、排出トレイ４５へと排出されるようになっている。

特に、本実施の形態では、定着装置５０は、図３（ａ）に示すように、用紙Ｓ上のトナーによる画像Ｇを平滑にする第一定着器５１と、この第一定着器５１を経た用紙Ｓ上の画像Ｇを用紙Ｓ内に浸透させる第二定着器５２とを備えている。
ここで、第一定着器５１としては用紙Ｓ上の画像面に接触する接触型定着ユニットが用いられ、例えば加熱ロール６１とこれに加圧されて接触転動する加圧ロール６５とを備えた態様にて構成される。加熱ロール６１及び加圧ロール６５は、アルミニウム等の金属製ロール６２，６６上にシリコーンゴムなどの耐熱弾性層６３，６７を形成したものであり、例えば金属製ロール６２，６６の内部にランプヒータ６４，６８を配設するようにしたものである。
そして、本実施の形態では、加熱ロール６１及び加圧ロール６５の表面グロスは５０％以上になるように研磨されている。尚、ここでいう表面グロスは６０°鏡面光沢測定法による。
更に、加圧ロール６５の圧力は１００〜１５０ｋｇｆ（９８０〜１４７０Ｎ）、加熱温度は加熱ロール６１が１５０〜２００℃、加圧ロール６５が１００〜１５０℃程度に設定されている。尚、ランプヒータ６４，６８の加熱温度は１３０〜１８０℃程度に設定されている。

また、第二定着器５２としては用紙Ｓ上の画像面に接触しない状態で加熱する非接触型定着ユニットが用いられ、例えばランプホルダ７１に複数のランプヒータ７２を用紙搬送面から離間して配設すると共に、このランプヒータ７２の背面側にリフレクタ７３を配設し、用紙Ｓ面にランプヒータ７２からの放射熱を直接若しくはリフレクタ７３を介して照射するオーブン型定着ユニットにて構成されている。

次に、本実施の形態に係る画像形成装置の作動について説明する。
今、パソコン１００から所定の画像情報を画像形成装置の画像処理装置１１０に送ると、画像形成装置は所定の作像プロセスを開始する。
この作像プロセスは、感光体ドラム２０上に各色成分トナーによる画像を順次形成した後に、一次転写部位にて中間転写ベルト３０上に順次一次転写していき、二次転写部位にて各色成分トナーによる多重転写画像を用紙Ｓに二次転写（一括転写）した後、定着装置５０による定着工程を経て用紙Ｓ上に画像を定着させ、当該画像定着済みの用紙Ｓを排出トレイ４５へと排出するものである。

ここで、定着装置５０による定着工程に着目すると、画像Ｇが転写された用紙Ｓが第一定着器５１を通過した際に加熱ロール６１と加圧ロール６２とのニップ域にて加熱加圧されるため、用紙Ｓ上の画像Ｇは、図３（ｂ）に示すように、用紙Ｓの表面粗さＲＳ（例えばＲａ）に比べて十分に小さい表面粗さＲＧになるように平滑化される。
この平滑度（例えば用紙表面粗さに対する画像表面粗さの比）はトナーの粘度条件によって異なるが、トナーの粘度が低い場合には平滑度が２以下であればよい。
また、第一定着器５１を通過する際の画像層厚については薄層である方が熱の伝導性が高くトナーが溶融し易いことから、画像Ｇの表面はより平滑になり易い。
更に、この第一定着器５１による定着速度については、画像の平滑処理が可能である範囲で適宜選定して差し支えないが、定着速度が遅い方がより熱の伝導性が高くトナーが溶融し易いことから、画像の表面はより平滑になり易い。

次いで、第一定着器５１を通過した用紙Ｓは搬送ベルト４４を通じて第二定着器５２を通過する。
このとき、用紙Ｓ上の画像Ｇは、図３（ｃ）に示すように、第二定着器５２からの放射熱により用紙Ｓ内に次第に浸透していき、用紙Ｓの表面粗さに倣った形状に至る。
この状態において、用紙Ｓ上の画像グロスを例えば６０°鏡面光沢測定法にて測定したところ、画像グロスが用紙グロスに応じて変化することが確認され、各グロスの用紙Ｓに対して高グロス画像が得られることが確認された。
この第二定着器５２においては、用紙Ｓ上の画像Ｇが用紙Ｓ内に順次浸透していくだけの時間を確保することが必要であり、第二定着器５２による定着領域の長さを十分に確保できる態様であれば、第一定着器５１と第二定着器５２との定着速度を同じに設定しても差し支えないが、第二定着器５２による定着領域の長さが十分に確保できないような場合には、第一定着器５１の定着速度に比べて第二定着器５２による定着速度を遅くするようにすることが好ましい。

◎実施の形態２
図４は本発明が適用された画像形成装置の実施の形態２の要部を示す。
同図において、画像形成装置の基本的構成は実施の形態１と略同様であるが、実施の形態１と異なり、定着装置５０としての第一定着器５１にて中間転写ベルト３０上の画像Ｇを用紙Ｓに転写同時定着し、かつ、この第一定着器５１の後段に設けられた第二定着器５２にて用紙Ｓ上の画像Ｇを用紙Ｓ内に浸透させるようにしたものである。尚、実施の形態１と同様な構成要素については実施の形態１と同様な符号を付してここではその詳細な説明を省略する。
本実施の形態において、第一定着器５１は、中間転写ベルト３０の張架ロール３３に対向する部位に加熱ロール８０を加圧した状態で接触配置したものであり、中間転写ベルト３０上の画像を加熱ロール８０とのニップ域にて用紙Ｓに転写同時定着するようにしたものである。尚、この中間転写ベルト３０の表面粗さについては実施の形態１の第一定着器５１の加熱ロール６１に相当する表面粗さを備えていることが好ましい。
ここで、加熱ロール８０としては、アルミニウム等の金属製ロール８１上にシリコーンゴムなどの耐熱弾性層８２を形成したものであり、金属製ロール８１の内部にランプヒータ８３を配設するようにしたものが用いられる。
更に、第二定着器５２としては、実施の形態１と同様な非接触型定着ユニットが用いられる。

従って、本実施の形態によれば、第一定着器５１にて用紙Ｓ上の画像Ｇは中間転写ベルト３０と加熱ロール８０とのニップ域にて加熱加圧されることから、用紙Ｓ上の画像Ｇは中間転写ベルト３０の表面状態を転写しながら平滑に保たれる。
しかる後、第一定着器５１を通過した用紙Ｓは第二定着器５２を通過するが、このとき、用紙Ｓ上の画像Ｇは、実施の形態１と同様に、第二定着器５２からの放射熱により用紙Ｓ内に順次浸透していき、用紙Ｓの表面粗さに倣った表面形状に至る。この結果、実施の形態１と同様に、画像グロスは用紙グロスに応じて変化し、各用紙に対して高グロス画像を得ることができる。

◎実施の形態３
図５は本発明が適用された画像形成装置の実施の形態３の要部を示す。
同図において、画像形成装置の基本的構成は実施の形態１と略同様であるが、実施の形態１と異なり、定着装置５０としては第一定着器５１を省略し、第二定着器５２（非接触型定着ユニット）のみを用いるようにしたものである。
本実施の形態では、例えばトナーとして形状係数１３０以下で平均粒径が７μｍ以下のものを用い、中間転写ベルト３０の表面粗さを小さくグロスが１００％以上、二次転写器３５の転写条件を適宜選定するようにすることにより、二次転写部位にて用紙Ｓ上に転写された画像Ｇの表面を平滑にすることができる。
この後、用紙Ｓ上の画像Ｇは定着装置５０（第二定着器５２のみを具備）を通過するが、この段階で、用紙Ｓ内に順次浸透していき、用紙Ｓの表面粗さに倣った表面形状に至る。この結果、実施の形態１と同様に、画像グロスは用紙グロスに応じて変化し、各用紙に対して高グロス画像を得ることができる。

◎実施例１
実施の形態１に係る画像形成装置を実施例モデル（富士ゼロックス社製DocuColor1250を改造した実験機：以下の実施例２〜４も同様である）とし、実施の形態１に係る画像形成装置から第二定着器５２を除外したモデル及びオフセット印刷によるモデルを比較モデルとする。
ここで、例えばトナーによる画像としては、単色（例えばシアン）による画像を形成したものを例に挙げる。本例では、重量平均分子量（Ｍｗ）が５４０００、溶融温度（Ｔｍ）が１２０℃、溶融温度での粘度（η）が４０００Ｐａ・ｓのトナーを使用した。また、トナーの形状係数は１３０で平均粒径が７μｍであり、用紙Ｓ上のトナー量を０．５ｍｇ／ｃｍ^２に設定した。
また、中間転写ベルト３０としては、カーボンブラックを添加した厚さ７０μｍのポリイミドフィルムをベース基材とし、表面粗さが２．０（Ｒｚ）以下のものを用いた。

このような実施例モデル及び比較モデルにおいて、トナーによる画像層厚を「低」、「標準」に変化させ、６０°鏡面光沢測定法にて用紙グロスと画像グロスとの関係を調べたところ、図６に示す結果が得られた。
同図において、「低」はトナーによる画像層厚が２μｍ、「標準」はトナーによる画像層厚が４μｍを示し、「低＋oven」、「標準＋oven」は各画像層厚の実施例モデルを示し、「印刷」はオフセット印刷によるもの（インキによる画像層厚は０．８μｍ）を示す。
同図によれば、本実施例モデルでは、画像グロスが用紙グロスに従って変化する傾向が確認され、特に、トナーによる層厚が低ければ、オフセット印刷と略同様の傾きにて、画像グロスが用紙グロスに従って変化することが確認される。
一方、比較例モデルにあっては、仮にトナーによる画像層厚を低くしたとしても、画像グロスは用紙グロスに従ってあまり変化していないことが理解される。
従って、本実施例モデルによれば、オフセット印刷に近い高グロス画像を得ることが理解される。

◎実施例２
実施例１と同様な実施例モデル及び比較例モデルを用い、第一定着器５１の定着速度を「高速」、「標準」に変化させ、６０°鏡面光沢測定法にて用紙グロスと画像グロスとの関係を調べたところ、図７に示す結果が得られた。
同図において、「高速」は定着速度２２０ｍｍ／ｓｅｃ．、「標準」は定着速度１３０ｍｍ／ｓｅｃ．を示し、「高速＋oven」、「標準＋oven」は各定着速度の実施例モデルを示し、「印刷」はオフセット印刷によるもの（インキによる画像層厚は０．８μｍ）を示す。ここで、定着速度が遅い方がより熱の伝導性が高くトナーが溶融し易いことから、画像の表面はより平滑になり易い。
同図によれば、本実施例モデルでは、画像グロスが用紙グロスに従って変化する傾向が確認され、特に、定着速度が遅い方（標準＋oven）がオフセット印刷と略同様の傾きにて、画像グロスが用紙グロスに従って変化することが確認される。
一方、比較例モデルにあっては、いずれの定着速度でも、画像グロスは用紙グロスに従ってあまり変化していないことが理解される。
従って、本実施例モデルによれば、オフセット印刷に近い高グロス画像を得ることが理解される。

◎実施例３
実施例１と同様な実施例モデル及び比較例モデルを用い、トナーによる画像層厚を「低」、「標準」に変化させ、かつ、第一定着器５１の定着速度を「高速」、「標準」に変化させ、６０°鏡面光沢測定法にて用紙グロスと画像グロスとの関係を調べたところ、図８に示す結果が得られた。
同図において、「高速」は定着速度２２０ｍｍ／ｓｅｃ．、「低」はトナーによる画像層厚を２μｍに設定、「標準」は定着速度１３０ｍｍ／ｓｅｃ．、トナーによる画像層厚を４μｍに設定することを示し、「高速＋低＋oven」、「標準＋oven」は夫々の条件の実施例モデルを示し、「印刷」はオフセット印刷によるもの（インキによる画像層厚は０．８μｍ）を示す。
同図によれば、本実施例モデルにおいて、トナーによる画像層厚を低く設定したとしても、定着速度を高速に設定した態様にあっては、画像グロスは用紙グロスに応じてほとんど変化しないことが理解される。
これに対し、本実施例モデルにおいて、トナーの画像層厚、定着速度を標準設定した態様にあっては、オフセット印刷と略同様の傾きにて、画像グロスが用紙グロスに従って変化することが確認される。
一方、比較例モデルにあっては、「高速＋低」、「標準」のいずれでも、画像グロスは用紙グロスに従ってあまり変化していないことが理解される。
従って、本実施例モデル（標準設定）によれば、オフセット印刷に近い高グロス画像を得ることが理解される。

◎実施例４
実施例１と同様な実施例モデルを用い、画像平滑工程（第一定着器５１による定着工程）での画像表面粗さの影響を検証した。
ここで、画像平滑工程として、加熱ロール６１及び加圧ロール６５が互いに加圧し合うニップ域においてトナーによる画像Ｇと用紙（記録媒体）Ｓを加熱すると共に加圧する定着装置５０を利用し、加熱温度を変えることで、画像浸透工程に入るまえの画像表面粗さを変化させた。定着温度は１４０℃から１８０℃まで１０℃毎に変更し、温度が高いほうから水準１→５する。
これらの画像を画像浸透工程（第二定着器５２による定着工程）として非接触型定着ユニットに通した後のグロス変化を図９に示す。
同図によれば、水準１〜３の条件では、グロス全域で、用紙グロスに伴い画像グロスが変化しているが、水準４，５では画像グロスはほとんど変化していないことが理解される。

また、画像平滑工程後の画像表面粗さと用紙表面粗さとの関係を調べたところ、図１０に示す結果が得られた。尚、図１０において、横軸は用紙表面粗さ（Ｒａ）、縦軸は画像平滑工程後の画像表面粗さ（Ｒａ）を用紙表面粗さ（Ｒａ）で割った値である。
同図において、水準１〜３のプロット点は用紙グロスに伴い画像グロスが変化している値を○で示し、水準４，５のプロット点は用紙グロスに伴い画像グロスが変化しなかった値を×で示す。
同図によれば、画像平滑工程後の画像表面粗さと用紙表面粗さとの比率が十分大きいとき、画像浸透工程を通しても画像グロスは必要な傾きを持たないことが判明した。特に、同図の例では、画像表面粗さと用紙表面粗さとの比率（平滑度）が＜１．２程度に抑えられれば画像グロスとして用紙グロスに応じて必要な傾きが得られることが理解された。
この点に関し、トナーの粘度により必要な画像平滑工程後の画像表面粗さは異なることが予想され、現に、粘度条件の異なるトナーについて同様な実験を行ったところ、トナーの粘度が低い時は、平滑度≦２．０程度に抑えれば、画像グロスとして必要な傾きが得られることが確認された。

本発明に係る画像形成方法及びその装置並びに定着装置の概要を示す説明図である。 本発明が適用された画像形成装置の実施の形態１の全体構成を示す説明図である。 （ａ）は実施の形態１に係る画像形成装置の要部を示す説明図、（ｂ）は（ａ）中Ｉ部における用紙上の画像状態を示す説明図、（ｃ）は（ａ）中ＩＩ部における用紙上の画像状態を示す説明図である。 本発明が適用された画像形成装置の実施の形態２の要部を示す説明図である。 本発明が適用された画像形成装置の実施の形態３の要部を示す説明図である。 実施例モデル及び比較例モデルについて、画像層厚を変化させた条件下の用紙グロスと画像グロスとの関係を示す実施例１の説明図である。 実施例モデル及び比較例モデルについて、画像平滑処理時間を変化させた際の用紙グロスと画像グロスとの関係を示す実施例２の説明図である。 実施例モデル及び比較例モデルについて、画像層厚及び画像平滑処理時間を変化させた際の用紙グロスと画像グロスとの関係を示す実施例３の説明図である。 実施例モデルについて、画像浸透工程に入る前の用紙上の画像表面粗さを水準１〜５の範囲で変化させ、用紙グロス画像浸透工程後の画像グロスとの関係を示す実施例４の説明図である。 実施例４の各水準において、用紙表面粗さ（Ｒａ）と画像平滑工程後の画像表面粗さ（Ｒａ）／用紙表面粗さ（Ｒａ）との関係を示す説明図である。

符号の説明

１…記録媒体，２…画像平滑手段，２ａ…定着部材，３…画像浸透手段，５…像担持体，６…転写装置，７…定着装置，Ｇ…画像，Ａ…転写工程，Ｂ…定着工程，Ｃ…画像平滑工程，Ｄ…画像浸透工程

Claims (10)

1. 像担持体上のトナーによる画像を記録媒体に転写する転写工程と、記録媒体に転写された画像を定着する定着工程とを備えた画像形成方法において、
   記録媒体の表面粗さに対する画像表面粗さに相当する平滑度が１．２未満になるように記録媒体に転写された画像表面を平滑にする画像平滑工程と、
   記録媒体上の画像面に接触することなく画像平滑工程を経た画像を記録媒体内に浸透させる画像浸透工程とを備え、
   前記画像浸透工程が定着工程の最終工程であり、記録媒体の搬送速度を前記画像平滑工程よりも少なくとも遅くすることを特徴とする画像形成方法。
2. 請求項１記載の画像形成方法において、
   定着工程は、画像平滑工程及び画像浸透工程を含むことを特徴とする画像形成方法。
3. 請求項１記載の画像形成方法において、
   画像平滑工程は、定着工程前に行われることを特徴とする画像形成方法。
4. 請求項３記載の画像形成方法において、
   画像平滑工程は、形状係数が１３０以下、平均粒径が７μｍ以下のトナーを用い、像担持体上のトナーによる画像を記録媒体に転写するものであることを特徴とする画像形成方法。
5. 像担持体上のトナーによる画像を記録媒体に転写する転写装置と、記録媒体に転写された画像を定着する定着装置とを備えた画像形成装置において、
   定着装置は、記録媒体の表面粗さに対する画像表面粗さに相当する平滑度が１．２未満になるように記録媒体に転写された画像表面を平滑にする画像平滑手段と、
   定着装置の最終段要素として構成され、記録媒体の搬送速度を前記画像平滑手段よりも少なくとも遅くすると共に、記録媒体上の画像面に接触することなく画像平滑手段を経た画像を記録媒体内に浸透させる画像浸透手段とを備えたことを特徴とする画像形成装置。
6. 請求項５記載の画像形成装置において、
   画像平滑手段は、記録媒体上の画像表面に接触する定着部材を有し、この定着部材にて画像表面を平滑にする接触型定着ユニットであることを特徴とする画像形成装置。
7. 像担持体上のトナーによる画像を記録媒体に転写する転写装置と、記録媒体に転写された画像を定着する定着装置とを備えた画像形成装置において、
   記録媒体の表面粗さに対する画像表面粗さに相当する平滑度が１．２未満になるように定着装置の上流側にて記録媒体に転写された画像表面を平滑にする画像平滑手段と、
   定着装置の最終段要素として構成され、記録媒体の搬送速度を前記画像平滑手段よりも少なくとも遅くすると共に、記録媒体上の画像面に接触することなく画像平滑手段を経た画像を記録媒体内に浸透させる画像浸透手段とを備えたことを特徴とする画像形成装置。
8. 請求項５又は７記載の画像形成装置において、
   画像浸透手段は、記録媒体上の画像に熱を放射する非接触型熱定着ユニットであることを特徴とする画像形成装置。
9. 像担持体から記録媒体に転写されたトナーによる画像を定着する定着装置において、
   記録媒体の表面粗さに対する画像表面粗さに相当する平滑度が１．２未満になるように記録媒体に転写された画像表面を平滑にする画像平滑手段と、
   定着装置の最終段要素として構成され、記録媒体の搬送速度を前記画像平滑手段よりも少なくとも遅くすると共に、記録媒体上の画像面に接触することなく画像平滑手段を経た画像を記録媒体内に浸透させる画像浸透手段とを備えたことを特徴とする定着装置。
10. 請求項１記載の画像形成方法において、
    転写工程及び定着工程は、定着工程後の記録媒体上の画像表面形状を記録媒体表面形状に倣わせることを特徴とする画像形成方法。

Images