JP5696672B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、画像形成装置に関し、特に、湿式電子写真方式を用いて印刷用紙などの記録媒体の表面に画像を形成する画像形成装置に関する。

特開２００６−０８５０６３号公報（特許文献１）には、トナー画像を加熱して記録媒体に定着させる定着装置に関する発明が開示されている。この定着装置は、赤外線透過部材（搬送ベルト）を備えている。赤外線透過部材は、定着手段よりも下流側の記録媒体の印字面側に配設され、赤外線を透過する。同公報（特許文献１）は、溶融したトナーに赤外線透過部材が圧接されることによって、トナー表面の凹凸を減少させることができると述べている。

特開２００５−２８４０４８号公報（特許文献２）には、記録媒体上のトナー画像にグロスを付与する定着装置に関する発明が開示されている。この定着装置は、記録媒体に転写されたトナー画像の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、記録媒体上のトナー画像に接触することなく画像平滑手段を経たトナー画像を記録媒体内に浸透させる画像浸透手段と、を備えている。同公報（特許文献２）は、この定着装置を備えた画像形成装置によれば、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したので、記録媒体のグロスに応じて画像グロスを変化させ、画像の高グロス化を容易に実現することができると述べている。

特開２００９−００８７０９号公報（特許文献３）には、光沢度の異なる種々の記録媒体に対して画像を形成する画像形成装置に関する発明が開示されている。この画像形成装置は、トナー画像を加熱して当該トナー画像を記録媒体上に定着する定着手段と、定着手段によって定着された記録媒体上のトナー画像を再加熱して当該トナー画像の光沢度を再加熱前の値に比べて低下させる再加熱手段と、を備えている。同公報（特許文献３）は、光沢度が異なる種々の記録媒体上にトナー画像を形成する場合に、粒状性の低下を生じさせることなく、最適な光沢度にて、光沢均一性を安定的に向上させることができると述べている。

特開２００６−０８５０６３号公報 特開２００５−２８４０４８号公報 特開２００９−００８７０９号公報

記録媒体自身の光沢度（平滑性）と記録媒体上に定着した画像の光沢度との差が大きい場合、記録媒体としての品質が低下し、その記録媒体の使用者は、その記録媒体に対して違和感を抱いてしまう。記録媒体自身の光沢度と記録媒体上に定着した画像の光沢度との差は、許容範囲内に収められることが望まれる。

本発明は、記録媒体自身の光沢度と記録媒体上に定着した画像の光沢度との差を所望の許容範囲内に収めることが可能な画像形成装置を提供することを目的とする。

本発明に基づく画像形成装置は、記録媒体上に画像を形成する画像形成装置であって、上記記録媒体上に転写されたトナー画像を加熱および加圧する定着手段と、上記定着手段よりも上記記録媒体の搬送方向の下流側に配置された光沢度制御手段と、を備え、上記光沢度制御手段は、上記定着手段よりも上記搬送方向の下流側に配置され、上記トナー画像に接触することなく上記トナー画像を加熱する非接触加熱手段と、上記非接触加熱手段よりも上記搬送方向の下流側に配置され、平滑な表面を有する圧接手段と、を含み、上記圧接手段は、上記記録媒体の種類に応じて切り替えられる第１配置状態および第２配置状態を有し、上記圧接手段が上記第１配置状態を形成しているとき、上記圧接手段は、上記表面が上記トナー画像を圧接するように配置され、上記圧接手段が上記第２配置状態を形成しているとき、上記圧接手段は、上記表面が上記トナー画像を圧接しないように配置され、上記光沢度制御手段は、複数の上記非接触加熱手段および複数の上記圧接手段を含み、複数の上記非接触加熱手段の上記トナー画像に対する加熱条件および複数の上記圧接手段の上記トナー画像に対する圧接条件は、上記記録媒体の種類または上記記録媒体の光沢度に応じて制御される。
好ましくは、上記圧接手段は、上記画像形成装置が高光沢度の上記記録媒体に上記画像を形成するときは上記第１配置状態を形成し、上記画像形成装置が低光沢度の上記記録媒体に上記画像を形成するときは上記第２配置状態を形成する。

好ましくは、上記圧接手段の上記表面は、十点平均粗さＲｚの値が２μｍ以下である。好ましくは、上記圧接手段は、上記表面の温度を調整可能な加熱源を有する。

（用語の定義）
本発明における「光沢度」とは、「ＪＩＳ−Ｚ８７４１−１９８３方法２」により、入射角７５°にてグロスメーター「ＧＭＸ−２０３」（村上色彩技術研究所社製）により測定した値で表されるものである。

本発明における「十点平均粗さＲｚ」とは、ＪＩＳ Ｂ０６０１の規定に基づく値であり、具体的には、粗さ曲線から基準長さだけ抜き取り、この抜き取り部分の平均線から最も高い山頂から５番目までの山頂の標高の絶対値の平均値と、最も低い谷底から５番目までの谷底の標高の絶対値の平均値との和である。

本発明によれば、記録媒体自身の光沢度と記録媒体上に定着した画像の光沢度との差を所望の許容範囲内に収めることが可能な画像形成装置を

比較例における画像形成装置を模式的に示す図である。 実施の形態１における画像形成装置を模式的に示す図である。 実施の形態１における画像形成装置の定着手段および光沢度制御手段（第１配置状態）を模式的に示す図である。 実施の形態１における画像形成装置の定着手段および光沢度制御手段（第２配置状態）を模式的に示す図である。 実施の形態１に関する実験例の結果を示す図である。 実施の形態２における画像形成装置を模式的に示す図である。 実施の形態３における画像形成装置を模式的に示す図である。

［比較例］
本発明に基づいた各実施の形態について説明する前に、以下、本発明に関する比較例について説明する。比較例の説明において、同一の部品、相当部品に対しては、同一の参照番号を付し、重複する説明は繰り返さない場合がある。

（画像形成装置１００）
図１は、比較例における画像形成装置１００を模式的に示す図である。画像形成装置１００は、湿式電子写真方式を用いて記録媒体１０の表面に画像を形成する。画像形成装置１００は、矢印ＡＲ１１方向に回転する現像器１１、矢印ＡＲ１２方向に回転する感光体１２、矢印ＡＲ１３方向に回転する中間転写体１３、矢印ＡＲ１４方向に回転するバックアップ部材１４、および、定着手段１６を備える。

液体現像剤を含む現像器１１によって、感光体１２の表面にトナー画像が形成される。このトナー画像は、トナー粒子およびキャリア液を含む。感光体１２上のトナー画像は、中間転写体１３を通して記録媒体１０の表面に転写される。表面にトナー画像１５（トナー層）が転写された記録媒体１０は、定着手段１６に向かって搬送される（矢印ＡＲ１０参照）。

（定着手段１６）
定着手段１６は、記録媒体１０の表面に転写されたトナー画像１５を、記録媒体１０の表面に定着させる。定着手段１６は、互いに対向するように配置された定着ローラー１７および加圧ローラー１８を含む。

定着ローラー１７および加圧ローラー１８は、各々の両端側が軸受部材（図示せず）によって回動自在に支持されている。加圧ローラー１８は、バネなどを有する加圧機構（図示せず）によって、定着ローラー１７に対して付勢（圧接）されている。定着ローラー１７および加圧ローラー１８の間には、定着ニップ部が形成されている。

加圧ローラー１８は、駆動機構（図示せず）によって矢印ＡＲ１８方向に所定の周速度で回転駆動される。定着ローラー１７は、定着ニップ部を通して加圧ローラー１８から圧接摩擦力を受ける。定着ローラー１７は、この圧接摩擦力を受けて矢印ＡＲ１７方向に従動回転する。定着ローラー１７が回転駆動されて、加圧ローラー１８が従動回転するように構成されてもよい。

定着ローラー１７は、ヒーターランプ１７Ｈ（ハロゲンランプ）を内蔵する。定着ローラー１７の表面温度は、ヒーターランプ１７Ｈを制御する制御部（図示せず）によって所定の温度に設定されている。加圧ローラー１８も、ヒーターランプ１８Ｈ（ハロゲンランプ）を内蔵する。加圧ローラー１８の表面温度は、ヒーターランプ１８Ｈを制御する制御部（図示せず）によって所定の温度に設定されている。

記録媒体１０は、トナー画像１５が表面に転写された後、定着ローラー１７および加圧ローラー１８の間に形成されている定着ニップ部を通過する。記録媒体１０上のトナー画像１５は、定着ローラー１７および加圧ローラー１８によって加熱および加圧され、記録媒体１０の表面に所定の定着強度で定着する。比較例における画像形成装置１００は、以上のようにして記録媒体１０の表面に画像を形成する。

冒頭で述べたように、記録媒体１０自身の光沢度（平滑性）と記録媒体１０上に定着した画像の光沢度との差が大きい場合、記録媒体１０としての品質が低下し、記録媒体１０の使用者は違和感を抱いてしまう。記録媒体１０自身の光沢度と記録媒体１０上に定着した画像の光沢度との差は、所定の許容範囲内に収められることが望まれる。

一般的なコート紙は、光沢度が５０以上の高光沢度の記録用紙であり、その光沢度はたとえば７０程度である。一般的な上質紙は、光沢度が１０以下の低光沢度の記録用紙であり、その光沢度はたとえば５程度である。上記の違和感を使用者に抱かせないようにするためには、記録媒体１０自身の光沢度（平滑性）と記録媒体１０上に定着した画像の光沢度との差は、たとえば１０以下に収めることが望ましい。

この差を１０以下に収めるためには、コート紙の場合、コート紙の表面に定着した画像の光沢度の値は、６０〜８０程度である必要がある。一方、上質紙（低光沢度を有する記録用紙）の場合、上質紙の表面に定着した画像の光沢度の値は、１５程度以下である必要がある。

比較例の画像形成装置１００においては、記録媒体１０上にトナー画像１５が転写される際に、トナー（トナー粒子）とともにキャリア液も記録媒体１０上に転写される。定着手段１６の定着ニップ部においては、記録媒体１０、トナー、およびキャリア液が加熱および加圧される。

記録媒体１０上に転写されたトナー画像１５中のトナーは、この加熱および加圧によって溶融する。記録媒体１０上に転写されたトナー画像１５中のキャリア液は、この加熱および加圧によって、トナー画像１５の表面に析出したあと定着ローラー１７により除去されたり、定着ニップ部の出口において揮発したり、記録媒体１０の内部に向かって浸透したり、トナー画像１５内に残留したりする。

画像形成装置１００においては、記録媒体１０上に転写されたトナー画像１５中のトナーは、キャリア液の存在によって一体化が阻害されたり、キャリア液の存在によって表面の平滑化が阻害されたりすることとなる。

記録媒体１０として、コート紙（高光沢度を有する記録用紙）が用いられたとする。この場合、キャリア液の存在下において記録媒体１０上に転写されたトナー画像１５の高光沢度を確保するためには、トナー画像１５中のキャリア液の量を低減することが必要となる。

上述のとおり、比較例における画像形成装置１００は、記録媒体１０上のトナー画像１５を加熱および加圧する１つの定着手段１６を備えている。画像形成装置１００は、１つの定着手段１６を用いてトナー画像１５を定着させるため、キャリア液を低減した状態にてトナー画像１５を加熱および加圧することが難しい。光沢度の確保とペーパーブリスタの発生防止とを両立させるという観点、または、高速機におけるニップ時間の確保という観点などから、画像形成装置１００ではコート紙における所望の高光沢度を確保する事は困難である。

仮に、比較例における画像形成装置１００が複数の定着手段１６を備えていたとする。コート紙である記録媒体１０として厚紙が用いられた場合、記録媒体１０（トナーおよびキャリア液）の温度は上昇しにくくなる。記録媒体１０を適切に加熱および加圧するためには、多数の定着手段１６が必要となり、装置が大型化したり、製造コストが増大したりする。コート紙である記録媒体１０として薄紙が用いられる場合も、複数の定着手段１６を記録媒体１０が通過する際、記録媒体１０に紙しわが発生しやすくなる。

一方で、記録媒体１０として、上質紙（低光沢度を有する記録用紙）が用いられたとする。この場合、トナー画像１５の隠蔽性を確保した状態（換言すると、上質紙の表面の凹凸をトナー画像１５が覆った状態）でトナー画像１５を記録媒体１０上に定着させる必要がある。しかしながら、トナー画像１５の隠蔽性を確保した状態では、所定の定着強
度が確保されるようにトナー画像１５を定着ニップ部において溶融させると、トナー画像１５の表面が所望のレベル以下まで平滑化され、上質紙自体の光沢度に対して定着した画像の光沢度が高くなり過ぎてしまう。

したがって、比較例における画像形成装置１００を用いた画像形成では、記録媒体１０自身の光沢度と記録媒体１０上に定着した画像の光沢度との差を所望の許容範囲内に収めることは困難である。画像形成装置１００を用いて画像が形成された記録媒体１０の使用者は違和感を抱いてしまうこととなる。

［実施の形態］
本発明に基づいた各実施の形態について、以下、図面を参照しながら説明する。各実施の形態の説明において、個数、量などに言及する場合、特に記載がある場合を除き、本発明の範囲は必ずしもその個数、量などに限定されない。各実施の形態の説明において、同一の部品、相当部品に対しては、同一の参照番号を付し、重複する説明は繰り返さない場合がある。

［実施の形態１］
（画像形成装置２００）
図２は、本実施の形態における画像形成装置２００を模式的に示す図である。画像形成装置２００は、湿式電子写真方式を用いて記録媒体２０の表面に画像を形成する。画像形成装置２００は、矢印ＡＲ２１方向に回転する現像器２１、矢印ＡＲ２２方向に回転する感光体２２、矢印ＡＲ２３方向に回転する中間転写体２３、矢印ＡＲ２４方向に回転するバックアップ部材２４、定着手段２６、および、光沢度制御手段３０を備える。

液体現像剤を含む現像器２１によって、感光体２２の表面にトナー画像が形成される。このトナー画像は、トナー粒子およびキャリア液を含む。感光体２２上のトナー画像は、中間転写体２３を通して記録媒体２０の表面に転写される。表面にトナー画像２５（トナー層）が転写された記録媒体２０は、定着手段２６に向かって搬送される（矢印ＡＲ２０参照）。

（液体現像剤）
液体現像剤に用いられるキャリア液としては、絶縁性の溶媒が用いられる。液体現像剤に用いられるトナー粒子としては、主として樹脂と、着色のための顔料または染料とから構成される。樹脂は、顔料または染料をその樹脂中に均一に分散させる機能と、トナー画像が印刷媒体に定着される際のバインダーとしての機能とを有する。

液体現像剤中におけるトナー粒子の体積平均粒子径は、０．１μｍ以上５μｍ以下であるとよい。液体現像剤中におけるトナー粒子の体積平均粒子径が０．１μｍ以上であると、現像しやすさの点で有利である。液体現像剤中におけるトナー粒子の体積平均粒子径５μｍ以下であると、画像の品質向上の点で有利である。

液体現像剤の質量に対するトナー粒子の質量の割合は、１０％以上５０％以下であるとよい。液体現像剤の質量に対するトナー粒子の質量の割合が１０％以上であると、トナー粒子の沈降が生じにくく、長期保管時の経時的な安定性の点で有利である。また、所望の画像濃度を得るために必要な現像剤の量を低減できる。

液体現像剤の質量に対するトナー粒子の質量の割合が５０％以下であると、液体現像剤の粘度が高くなりすぎず、製造上および取り扱い上において有利である。本実施の形態においては、体積平均粒子径が２μｍであり、液体現像剤の質量に対するトナー粒子の質量の割合は３０％である。

（定着手段２６）
定着手段２６は、記録媒体２０の表面に転写されたトナー画像２５を、記録媒体２０の表面に定着させる。本実施の形態の定着手段２６は、いわゆるローラー型であり、互いに対向するように配置された定着ローラー２７および加圧ローラー２８を含む。定着手段２６としては、ベルト型であってもよい。

定着ローラー２７および加圧ローラー２８は、各々の両端側が軸受部材（図示せず）によって回動自在に支持されている。加圧ローラー２８は、カムまたはバネなどを有する加圧機構（図示せず）によって、定着ローラー２７に対して付勢（圧接）されている。定着ローラー２７および加圧ローラー２８の間には、圧接ニップ部が形成されている。

加圧ローラー２８は、駆動機構（図示せず）によって矢印ＡＲ２８方向に所定の周速度で回転駆動される。定着ローラー２７は、圧接ニップ部を通して加圧ローラー２８から圧接摩擦力を受ける。定着ローラー２７は、この圧接摩擦力を受けて矢印ＡＲ２７方向に従動回転する。定着ローラー２７が回転駆動されて、加圧ローラー２８が従動回転するように構成されてもよい。

定着ローラー２７は、ヒーターランプ２７Ｈ（ハロゲンランプ）を内蔵する。定着ローラー２７の表面温度は、ヒーターランプ２７Ｈを制御する制御部（図示せず）によって所定の温度に設定されている。加圧ローラー２８も、ヒーターランプ２８Ｈ（ハロゲンランプ）を内蔵する。加圧ローラー２８の表面温度は、ヒーターランプ２８Ｈを制御する制御部（図示せず）によって所定の温度に設定されている。

定着ローラー２７および加圧ローラー２８は、アルミなどの熱伝導率の高い中空の金属製芯金（厚さ０．５ｍｍ〜５ｍｍ）と、ニップ幅を確保するために金属製芯金の外周に設けられた弾性層（厚さ０．５ｍｍ〜３ｍｍ）と、表面の離型性を高めるために弾性層の外周に設けられた離型層（厚さ１０μｍ〜５０μｍ）と、からそれぞれ構成される。弾性層としては、たとえばシリコンゴムが用いられる。離型層としては、ＰＴＦＥ（polytetrafluoroethylene）またはＰＦＡ（perfluoroalkoxy polymer）などのフッ素系樹脂が用いられる。

記録媒体２０は、トナー画像２５が表面に転写された後、定着ローラー２７および加圧ローラー２８の間に形成されている圧接ニップ部を通過する。記録媒体２０上のトナー画像２５は、定着ローラー２７および加圧ローラー２８によって加熱および加圧され、記録媒体２０の表面に所定の定着強度で定着する。記録媒体２０は、定着手段２６を通過した後、次述する光沢度制御手段３０に向かって搬送される。

（光沢度制御手段３０）
光沢度制御手段３０は、定着手段２６よりも記録媒体２０の搬送方向（矢印ＡＲ２０方向）の下流側に配置される。光沢度制御手段３０は、非接触加熱ヒーター３１、断熱カバー３２、サクションベルト３５、および、圧接手段３７などを含む。

（非接触加熱ヒーター３１・断熱カバー３２）
非接触加熱ヒーター３１（非接触加熱手段）は、定着手段２６よりも記録媒体２０の搬送方向の下流側に配置される。非接触加熱ヒーター３１は、記録媒体２０の記録面（トナー画像２５が定着された面）と記録媒体２０上に定着されたトナー画像２５とを、これらに接触することなく加熱することができる。断熱カバー３２は、記録媒体２０の搬送経路側とは反対側から非接触加熱ヒーター３１を覆うように設けられる。

非接触加熱ヒーター３１の加熱面の温度は、制御部（図示せず）によって所望の温度（たとえば２００℃〜７００℃）に設定される。黒トナーとイエロー、マゼンタ、シアンおよび非画像形成部との光吸収の差を考慮して、非接触加熱ヒーター３１としては、セラミックヒーター等の、長波長（遠赤外線）を放射するものが用いられるとよい。非接触加熱ヒーター３１としては、フラッシュランプ等の近赤外を放射するものが用いられてもよいし、熱風を送出可能なものが用いられてもよい。

断熱カバー３２は、必要に応じて設けられる。断熱カバー３２によって、非接触加熱ヒーター３１の周辺の温度が高温の状態で保持され、非接触加熱ヒーター３１の加熱効率を向上させることが可能となる。断熱カバー３２の材質としては、セラミックファイバー等の、高い断熱性および高い耐熱性を有するものが用いられるとよい。

非接触加熱ヒーター３１の周辺には、ファンおよびダクトなどから構成されるエアフロー手段（図示せず）が設けられてもよい。非接触加熱ヒーター３１と記録媒体２０との間においてトナー画像２５から揮発したキャリア液（蒸気）は、エアフロー手段によって、非接触加熱ヒーター３１の周辺から外部に排気される。キャリア液の揮発量が増加した場合であっても、非接触加熱ヒーター３１の周辺におけるキャリア液の飽和蒸気圧を効果的に下げることが可能となる。本実施の形態における非接触加熱ヒーター３１は、トナー画像２５が定着された記録面側から記録媒体２０を加熱するように構成されるが、その反対側の面側から記録媒体２０を加熱するように構成されていてもよい。

（サクションベルト３５）
サクションベルト３５は、シリコーンゴムなどの耐熱性の高い部材から環状に構成される。サクションベルト３５は、非接触加熱ヒーター３１の垂直方向下方に設けられ、サクションベルト３５の表面は、記録媒体２０の搬送経路に沿うように配置される。サクションベルト３５には、サクションベルト３５によって搬送される記録媒体２０を吸引するための複数の吸引孔３５Ｔ（図３参照）が設けられる。

サクションベルト３５は、駆動ローラー３３および従動ローラー３４に巻きかけられる。駆動ローラー３３および従動ローラー３４は、アルミ等の金属製のローラーからそれぞれ構成される。駆動ローラー３３は、駆動機構（図示せず）によって回転駆動される。駆動ローラー３３の回転に伴って、サクションベルト３５は矢印ＡＲ３５方向に回転する。従動ローラー３４は、サクションベルト３５を通して従動回転される。

駆動ローラー３３の回転速度は、サクションベルト３５の表面が所望の速度で移動するように制御される。駆動ローラー３３および従動ローラー３４の記録媒体２０の搬送方向における位置関係は、図２に示す態様であってもよいし、図２に示す態様の反対であってもよい。

サクションベルト３５の内側には、吸引ファン３６が設けられる。吸引ファン３６は、サクションベルト３５によって搬送される記録媒体２０を、複数の吸引孔３５Ｔ（図３）を通して吸引する。サクションベルト３５によって記録媒体２０が非接触加熱ヒーター３１の下方を搬送される際、記録媒体２０は、複数の吸引孔３５Ｔを通して吸引され、サクションベルト３５の表面に吸着される。

（圧接手段３７）
圧接手段３７は、非接触加熱ヒーター３１よりも記録媒体２０の搬送方向の下流側に配置される。詳細は後述されるが、圧接手段３７は、記録媒体２０の種類（記録媒体２０の光沢度、坪量、若しくは厚さなど）に応じて切り替えられる第１配置状態Ｓ１（図３参照）および第２配置状態Ｓ２（図４参照）を有する。

本実施の形態における圧接手段３７は、互いに対向するように配置された加圧ローラー３８およびバックアップローラー３９を含む。加圧ローラー３８は、平滑な表面３８Ｓ（図３参照）を有する。バックアップローラー３９は、平滑な表面３９Ｓ（図３参照）を有する。表面３８Ｓ，３９Ｓは、十点平均粗さＲｚの値が２μｍ以下であるとよい。

加圧ローラー３８は、両端側が軸受部材（図示せず）によって回動自在に支持されている。加圧ローラー３８は、駆動機構（図示せず）によって矢印ＡＲ３８方向に所定の周速度で回転駆動される。加圧ローラー３８は、カムまたはバネなどを有する変位機構（図示せず）によって、矢印ＡＲ３８方向に往復移動が可能なように構成されている。

バックアップローラー３９は、両端側が軸受部材（図示せず）によって回動自在に支持されている。バックアップローラー３９も、カムまたはバネなどを有する変位機構（図示せず）によって、矢印ＡＲ３９方向に往復移動が可能なように構成されている。

変位機構によって加圧ローラー３８およびバックアップローラー３９同士が互いに圧接するように配置されている場合、加圧ローラー３８およびバックアップローラー３９の間には、圧接ニップ部が形成される。バックアップローラー３９は、回転駆動されている加圧ローラー３８から圧接摩擦力を受ける。バックアップローラー３９は、この圧接摩擦力を受けて矢印ＡＲ３９方向に従動回転する。バックアップローラー３９が回転駆動されて、加圧ローラー３８が従動回転するように構成されてもよい。

加圧ローラー３８およびバックアップローラー３９が互いに接近するように配置されている場合（第１配置状態Ｓ１）、各々の表面３８Ｓ，３９Ｓは、記録媒体２０上のトナー画像２５を所定の圧力で圧接する（図３参照）。一方、加圧ローラー３８およびバックアップローラー３９が互いに離間するように配置されている場合（第２配置状態Ｓ２）、各々の表面３８Ｓ，３９Ｓは、記録媒体２０上のトナー画像２５を圧接しない（図４参照）。第２配置状態Ｓ２においては、加圧ローラー３８およびバックアップローラー３９は、変位機構によって、記録媒体２０から完全に離間するように配置されてもよい。

加圧ローラー３８は、ＳＵＳ等の金属製芯金と、表面３８Ｓにおける高い平滑性および良好な離型性を確保するために金属製芯金の外周に設けられた表層部材（厚さ１０μｍ〜５０μｍ）と、から構成される。表層部材としては、ＰＴＦＥまたはＰＦＡなどのフッ素系樹脂が用いられるとよい。

バックアップローラー３９としては、たとえばＳＵＳ製の金属ローラーが用いられる。記録媒体２０に対してより均一な圧力が付与されるように、バックアップローラー３９は、ＳＵＳ等の金属製芯金と、金属製芯金の外周に設けられた弾性層と、から構成されてもよい。この場合、弾性層としては、たとえば高硬度のシリコンゴム（厚さ０．１ｍｍ〜１ｍｍ）が用いられるとよい。両面印刷時における良好な離型性を確保するために、バックアップローラー３９の表面３９Ｓを構成する部材としては、ＰＴＦＥまたはＰＦＡなどのフッ素系樹脂（厚さ１０μｍ〜５０μｍ）が用いられてもよい。記録媒体２０に対する十分な圧力を確保するために、バックアップローラー３９に用いられる弾性層のゴム硬度は高い方が好ましい。

本実施の形態においては、加圧ローラー３８およびバックアップローラー３９の双方が、変位機構によってそれぞれ往復移動可能に構成される。これに対して、加圧ローラー３８のみが変位機構によって往復移動可能に構成されてもよい。この場合、バックアップローラー３９は、記録媒体２０の搬送経路に沿うように常時配置され、駆動機構（図示せず）によって矢印ＡＲ３９方向に回転駆動されるように構成されるとよい。本実施の形態の画像形成装置２００としては、以上のように構成される。

（画像形成装置２００の作用および効果）
上述のとおり、表面にトナー画像２５（トナー層）が転写された記録媒体２０は、定着手段２６に向かって搬送される（矢印ＡＲ２０参照）。記録媒体２０上のトナー画像２５は、定着ローラー２７および加圧ローラー２８の間に形成されている定着ニップ部を通過することによって、記録媒体２０の表面に所定の定着強度で定着する。

ここで、比較例における画像形成装置１００の場合と同様に、定着手段２６に到達した記録媒体２０上のトナー画像２５は、トナーおよびキャリア液を含む。定着手段２６の定着ニップ部においては、記録媒体２０、トナー、およびキャリア液が加熱および加圧される。

記録媒体２０上に転写されたトナー画像２５中のトナーは、この加熱および加圧によって溶融する。記録媒体２０上に転写されたトナー画像２５中のキャリア液は、この加熱および加圧によって、トナー画像２５の表面に析出したあと定着ローラー２７により除去されたり、定着ニップ部の出口において揮発したり、記録媒体２０の内部に向かって浸透したり、トナー画像２５内に残留したりする。

記録媒体２０として、コート紙（高光沢度を有する記録用紙）が用いられたとする。この場合、記録媒体２０上のトナー画像２５が定着ニップ部を通過した時点で、多くのキャリア液がそのトナー画像２５中に残留していることとなる。トナー画像２５の温度は、定着ニップ部の前後を通して上がりにくい。記録媒体２０が定着ニップ部を通過した後であっても、コート紙における所望の光沢度を確保可能なレベルにまで、キャリア液の量は十分に低減されていない。

仮に、このままの状態で記録媒体２０が外部に排紙されたとする。この場合、トナー画像２５の表面（トナー画像２５と定着ローラー２７との間の界面）に存在していたキャリア液の履歴、およびまたは、定着ニップ部においてトナー画像２５の中からトナー画像２５の表面に析出したキャリア液の履歴などが要因となって、トナー画像２５から最終的に記録媒体２０上に形成された画像の平滑性が損なわれ、その画像の光沢度が不足することとなる。

その結果、記録媒体２０自身の光沢度（平滑性）と記録媒体２０上に最終的に形成された画像の光沢度との差が大きくなる。コート紙である記録媒体２０として厚紙が用いられた場合、記録媒体２０の温度およびトナー画像２５の温度はより上昇しにくくなるため、この差はより大きくなる。したがって、キャリア液の存在下において記録媒体２０上に転写されたトナー画像２５の高光沢度を確保するためには、トナー画像２５中のキャリア液の量を効果的に低減することが必要となる。

一方で、記録媒体２０として、上質紙（低光沢度を有する記録用紙）が用いられたとする。この場合、トナー画像２５の隠蔽性を確保した状態（換言すると、上質紙の表面の凹凸をトナー画像２５が覆った状態）でトナー画像２５を記録媒体２０上に定着させる必要がある。しかしながら、トナー画像２５の隠蔽性を確保した状態では、所定の定着強度が確保されるようにトナー画像２５を定着ニップ部において溶融させると、トナー画像２５の表面が所望のレベル以下まで平滑化される。

仮に、このままの状態で記録媒体２０が外部に排紙されたとする。この場合、上質紙自体の光沢度に対して定着した画像の光沢度が高くなり過ぎてしまう。その結果、記録媒体２０自身の光沢度（平滑性）と記録媒体２０上に最終的に形成された画像の光沢度との差が大きくなる。

すなわち、定着手段２６を通過した記録媒体２０上のトナー画像２５の状態としては、記録媒体２０としてコート紙が用いられている場合には、その画像は十分な光沢度を有しておらず、記録媒体２０として上質紙（低光沢度を有する記録用紙）が用いられている場合には、その画像は必要以上の光沢度を有していることとなる。

上述のとおり、本実施の形態における画像形成装置２００においては、定着手段２６よりも記録媒体２０の搬送方向（矢印ＡＲ２０方向）の下流側に光沢度制御手段３０が設けられている。光沢度制御手段３０が動作することによって、記録媒体２０自身の光沢度（平滑性）と記録媒体２０上に最終的に形成された画像の光沢度との差を所望の許容範囲内に収めることが可能になる。以下、光沢度制御手段３０の動作およびその効果について具体的に説明する。

（コート紙：高光沢度を有する記録用紙の場合）
図３を参照して、記録媒体２０としてコート紙が用いられる場合について説明する。この場合、光沢度制御手段３０の圧接手段３７は、第１配置状態Ｓ１を形成するように制御される。第１配置状態Ｓ１においては、加圧ローラー３８およびバックアップローラー３９は互いに接近するように配置され、各々の表面３８Ｓ，３９Ｓは、記録媒体２０上のトナー画像２５を所定の圧力で圧接する。

上述のとおり、定着手段２６を通過した記録媒体２０上のトナー画像２５は、コート紙としての記録媒体２０に対して十分な光沢度を有していない。この状態で、記録媒体２０はサクションベルト３５によって矢印ＡＲ２０方向に搬送され、非接触加熱ヒーター３１によって加熱される。

非接触加熱ヒーター３１は、主として輻射の作用によって、記録媒体２０上のトナー画像２５（トナーおよびキャリア液）および記録媒体２０を加熱する。トナー画像２５中のトナーは溶融（再溶融）され、トナー画像２５中のキャリア液はその大部分が揮発する。この状態で、記録媒体２０は矢印ＡＲ２０方向にさらに搬送され、圧接手段３７の圧接ニップ部に到達する。

圧接ニップ部においては、加圧ローラー３８およびバックアップローラー３９が互いに圧接するように配置されている。記録媒体２０上で溶融（軟化）した状態にあるトナー画像２５は、加圧ローラー３８によって所定の圧力で圧接される。記録媒体２０上のトナー画像２５は、非接触加熱ヒーター３１によって加熱されているため、加圧ローラー３８およびバックアップローラー３９は、圧接ニップ部において記録媒体２０上のトナー画像２５を加熱しなくてもよい。

加圧ローラー３８およびバックアップローラー３９としては、定着手段２６における定着ニップ部のような広いニップ幅を有している必要はなく、各々の表面３８Ｓ，３９Ｓが弾性層から構成されている必要もない。一般的な定着装置においては、定着ニップ部に広いニップ幅が設けられているためローラー弾性層が軸方向に伸縮することに起因して紙しわが発生しやすくなるが、表面３８Ｓ，３９Ｓが弾性層から構成されていないため、圧接手段３７を通過する際に記録媒体２０に紙しわが発生することはほとんどない。なお、記録媒体２０に対してより均一な圧力を付与するという観点からは、バックアップローラー３９のみに薄く高硬度の弾性層を設けるとよい。

記録媒体２０上で溶融（軟化）した状態にあるトナー画像２５は、圧接ニップ部において所定の圧力で圧接され、トナー画像２５の表面は平滑化される。圧接手段３７を通過した記録媒体２０上のトナー画像２５は、コート紙としての記録媒体２０に対して所望の光沢度を有することとなる。

したがって画像形成装置２００によれば、記録媒体２０としてコート紙が用いられる場合であっても、記録媒体２０自身の光沢度と記録媒体２０上に形成された画像の光沢度との差を小さくすることができ、その差を所望の許容範囲内に収めることが可能となる。

（上質紙：低光沢度を有する記録用紙の場合）
図４を参照して、記録媒体２０として上質紙が用いられる場合について説明する。この場合、光沢度制御手段３０の圧接手段３７は、第２配置状態Ｓ２を形成するように制御される。第２配置状態Ｓ２においては、加圧ローラー３８およびバックアップローラー３９は互いに離間するように配置され、各々の表面３８Ｓ，３９Ｓは、記録媒体２０上のトナー画像２５を圧接しない。

上述のとおり、バックアップローラー３９は必ずしも記録媒体２０から完全に離間しなくてもよい。この場合、バックアップローラー３９は、その表面３９Ｓと記録媒体２０の搬送速度とが互いに等速になるように回転駆動されるとよい。

定着手段２６を通過した記録媒体２０上のトナー画像２５は、上質紙としての記録媒体２０に対して必要以上の光沢度を有している。この状態で、記録媒体２０はサクションベルト３５によって矢印ＡＲ２０方向に搬送され、非接触加熱ヒーター３１によって加熱される。

非接触加熱ヒーター３１は、主として輻射の作用によって、記録媒体２０上のトナー画像２５（トナーおよびキャリア液）および記録媒体２０を加熱する。トナー画像２５中のトナーは溶融（再溶融）され、トナー画像２５中のキャリア液はその大部分が揮発する。溶融したトナーの形状は弾性的に回復し、トナーの粒状感が再現される。

トナーの溶融が促進されることによって、トナーは記録媒体２０（上質紙）の繊維間に浸透し、トナーは上質紙の表面に形成されている凹凸に寄り添うように移動していく。この際、トナー画像２５は非接触加熱ヒーター３１によって非接触（開放された系内）で加熱されるため、高温オフセットの懸念はない。トナー画像２５の表面は凹凸状を有することとなり、記録媒体２０上のトナー画像２５は、上質紙としての記録媒体２０に対して所望の光沢度を有することとなる。

したがって画像形成装置２００によれば、記録媒体２０として上質紙が用いられる場合であっても、記録媒体２０自身の光沢度と記録媒体２０上に形成された画像の光沢度との差を小さくすることができ、その差を所望の許容範囲内に収めることが可能となる。なお、画像形成装置２００においては、非接触加熱ヒーター３１の加熱の作用で記録媒体２０中に浸透していたキャリア液が揮発することによって、いわゆる裏うつり現象の発生も抑制される。

画像形成装置２００においては、記録媒体２０の種類（記録媒体２０の光沢度、坪量、若しくは厚さなど）に応じて光沢度制御手段３０（圧接手段３７）の第１配置状態Ｓ１（図３参照）および第２配置状態Ｓ２（図４参照）が切り替えられる。光沢度制御手段３０としては、記録媒体２０の種類またはコート紙における光沢度モード（よりグロッシーな高光沢度画質モード等）などに応じて、非接触加熱ヒーター３１の記録媒体２０に対する加熱条件（加熱方法、加熱温度、または加熱時間など）が最適に制御されるように構成されてもよい。なお、記録媒体２０の種類は、画像形成装置２００内に検出装置を設けて自動的に検出してもよい。また、ユーザーによる画像形成装置２００の操作パネルでのモード設定によって光沢度制御手段３０の配置状態を切り替えてもよい。

記録媒体２０としてコート紙が用いられる場合、圧接手段３７としては、記録媒体２０の種類またはコート紙における光沢度モード（よりグロッシーな高光沢度画質モード等）などに応じて、加圧ローラー３８とバックアップローラー３９とによる記録媒体２０に対する圧接条件（圧接力、圧接ニップ部の幅、または圧接時間など）が最適に制御されるように構成されてもよい。これらの構成を採用することによって、画像形成装置２００は、様々な用紙および画像モードに対して柔軟に対応し、記録媒体２０自身の光沢度と記録媒体２０上に形成された画像の光沢度との差を一層小さくすることが可能となる。

（実験例）
図５を参照して、実施の形態１に基づく画像形成装置２００を用いて実験を行った。記録媒体２０としてコート紙を用いた場合、定着手段２６の通過後においては、記録媒体２０上の画像の光沢度ＣＰ１の値は約４４であった。光沢度制御手段３０の通過後においては、記録媒体２０上の画像の光沢度ＣＰ２の値は約７２であった。

光沢度制御手段３０を通過した後の記録媒体２０上の画像は、コート紙としての記録媒体２０に対して求められる所望の光沢度（許容範囲内）を有している。このことからも、本実施の形態における画像形成装置２００によれば、記録媒体２０自身の光沢度と記録媒体２０上に形成された画像の光沢度との差を所望の許容範囲内に収めることが可能であることがわかる。

一方で、記録媒体２０として上質紙（低光沢度を有する記録用紙）を用いた場合、定着手段２６の通過後においては、記録媒体２０上の画像の光沢度ＨＰ１の値は約３２であった。光沢度制御手段３０の通過後においては、記録媒体２０上の画像の光沢度ＨＰ２の値は約１０であった。

光沢度制御手段３０を通過した後の記録媒体２０上の画像は、上質紙（低光沢度を有する記録用紙）としての記録媒体２０に対して求められる所望の光沢度（許容範囲内）を有している。このことからも、本実施の形態における画像形成装置２００によれば、記録媒体２０自身の光沢度と記録媒体２０上に形成された画像の光沢度との差を所望の許容範囲内に収めることが可能であることがわかる。

［実施の形態２］
図６を参照して、本実施の形態における画像形成装置３００について説明する。画像形成装置３００の光沢度制御手段３０Ａは、複数の非接触加熱ヒーター３１および複数の圧接手段３７を含む。画像形成装置３００においては、非接触加熱ヒーター３１および圧接手段３７からなる組み合わせが３ユニット並んで設けられている。

記録媒体２０の種類またはコート紙における光沢度モード（よりグロッシーな高光沢度画質モード等）などに応じて、それぞれの非接触加熱ヒーター３１の記録媒体２０に対する加熱条件（加熱方法、加熱温度、加熱のＯＮ／ＯＦＦ、または加熱時間など）が最適に制御される。記録媒体２０としてコート紙が用いられる場合、記録媒体２０の種類またはコート紙における光沢度モード（よりグロッシーな高光沢度画質モード等）などに応じて、それぞれの加圧ローラー３８とバックアップローラー３９とによる記録媒体２０に対する圧接条件（圧接力、圧接ニップ部の幅、または圧接時間など）が最適に制御される。

画像形成装置３００によれば、制御可能な加熱条件および圧接条件のパラメータ範囲が広くなり、様々な用紙および画像モードに対してより柔軟に対応し、記録媒体２０自身の光沢度と記録媒体２０上に形成された画像の光沢度との差を一層小さくすることが可能となる。

［実施の形態３］
図７を参照して、本実施の形態における画像形成装置４００について説明する。画像形成装置４００の光沢度制御手段３０Ｂにおいては、加圧ローラー３８がヒーターランプ３８Ｈ（ハロゲンランプ）を内蔵し、バックアップローラー３９がヒーターランプ３９Ｈ（ハロゲンランプ）を内蔵する。加圧ローラー３８の表面３８Ｓの温度は、ヒーターランプ３８Ｈを制御する制御部（図示せず）によって所定の温度に設定されている。バックアップローラー３９の表面３９Ｓの温度も、ヒーターランプ３９Ｈを制御する制御部（図示せず）によって所定の温度に設定されている。

加熱源としてのヒーターランプ３８Ｈ，３９Ｈが適切に制御されることによって、加圧ローラー３８およびバックアップローラー３９の各々の表面３８Ｓ，３９Ｓの温度は、安定した値に調整されることができる。記録媒体２０としてコート紙が用いられる場合、記録媒体２０上の画像は安定した温度で加熱されるため、記録媒体２０上の画像の光沢度をより細かく制御することが可能となる。なお、ヒーターランプ３８Ｈ，３９Ｈは、記録媒体２０上の画像を加熱するように構成される必要はない。非接触加熱ヒーター３１により加熱された記録媒体２０上の画像の温度に比べて、加圧ローラー３８の表面３８Ｓの温度が必ずしも高くなる必要はない。

以上、本発明に基づいた各実施の形態および実験例について説明したが、今回開示された各実施の形態および実験例はすべての点で例示であって制限的なものではない。本発明の技術的範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１０，２０ 記録媒体、１１，２１ 現像器、１２，２２ 感光体、１３，２３ 中間転写体、１４，２４ バックアップ部材、１５，２５ トナー画像、１６，２６ 定着手段、１７ 定着ローラー、１７Ｈ，１８Ｈ，２７Ｈ，２８Ｈ，３８Ｈ，３９Ｈ ヒーターランプ、１８，２８，３８ 加圧ローラー、３０，３０Ａ，３０Ｂ 光沢度制御手段、３１ 非接触加熱ヒーター（非接触加熱手段）、３２ 断熱カバー、３３ 駆動ローラー、３４ 従動ローラー、３５ サクションベルト、３５Ｔ 吸引孔、３６ 吸引ファン、３７ 圧接手段、３８Ｓ，３９Ｓ 表面、３９ バックアップローラー、１００，２００，３００，４００ 画像形成装置、Ｓ１ 第１配置状態、Ｓ２ 第２配置状態。

Claims (4)

1. 記録媒体上に画像を形成する画像形成装置であって、
   前記記録媒体上に転写されたトナー画像を加熱および加圧する定着手段と、
   前記定着手段よりも前記記録媒体の搬送方向の下流側に配置された光沢度制御手段と、を備え、
   前記光沢度制御手段は、
   前記定着手段よりも前記搬送方向の下流側に配置され、前記トナー画像に接触することなく前記トナー画像を加熱する非接触加熱手段と、
   前記非接触加熱手段よりも前記搬送方向の下流側に配置され、平滑な表面を有する圧接手段と、を含み、
   前記圧接手段は、前記記録媒体の種類に応じて切り替えられる第１配置状態および第２配置状態を有し、
   前記圧接手段が前記第１配置状態を形成しているとき、前記圧接手段は、前記表面が前記トナー画像を圧接するように配置され、
   前記圧接手段が前記第２配置状態を形成しているとき、前記圧接手段は、前記表面が前記トナー画像を圧接しないように配置され、
   前記光沢度制御手段は、複数の前記非接触加熱手段および複数の前記圧接手段を含み、
   複数の前記非接触加熱手段の前記トナー画像に対する加熱条件および複数の前記圧接手段の前記トナー画像に対する圧接条件は、前記記録媒体の種類または前記記録媒体の光沢度に応じて制御される、
   画像形成装置。
2. 前記圧接手段は、前記画像形成装置が高光沢度の前記記録媒体に前記画像を形成するときは前記第１配置状態を形成し、前記画像形成装置が低光沢度の前記記録媒体に前記画像を形成するときは前記第２配置状態を形成する、
   請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記圧接手段の前記表面は、十点平均粗さＲｚの値が２μｍ以下である、
   請求項１または２に記載の画像形成装置。
4. 前記圧接手段は、前記表面の温度を調整可能な加熱源を有する、
   請求項１から３のいずれかに記載の画像形成装置。

Images