(57)【要約】【課題】主に、トナーからなる画像の光沢を所望の状態に適切に調整することができる定着装置を提供する。【解決手段】被記録材２の未定着トナー像３に少なくとも熱を与え、その未定着トナー像３のトナーを軟化又は溶融させて外力により変形し得る状態にさせる加熱仮定着手段１０と、この加熱仮定着手段１０により前記変形し得る状態となったトナーの当該状態が維持されている間の被記録材２を、張架されて周回する無端状ベルト３１の平面状態にある外周面にそのトナーのある被記録材２側を圧接させて所定の距離だけ搬送してから剥離することで、そのトナーを無端状ベルト３１の外周面の状態にならわせるように流動させて画像の光沢を調整する画像光沢調整手段３０とを含む定着装置１Ａとした。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナーからなる未定着トナー像が形成された被記録材に少なくとも熱および圧力を与えることでその未定着トナー像をその被記録材に定着させる定着装置であって、
前記被記録材の未定着トナー像に少なくとも熱を与え、その未定着トナー像のトナーを軟化又は溶融させて外力により変形し得る状態にさせる加熱仮定着手段と、
この加熱仮定着手段により前記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間の前記被記録材を、張架されて周回する無端状ベルトの平面状態にある外周面にそのトナーのある被記録材側を圧接させて所定の距離だけ搬送してから剥離することで、そのトナーを前記無端状ベルトの外周面の状態にならわせるように流動させて画像の光沢を調整する画像光沢調整手段と
を含むことを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記画像光沢調整手段が、前記トナーが冷却固化した後に前記被記録材を前記無端状ベルトから剥離するように構成されている請求項１に記載の定着装置。
【請求項３】
前記画像光沢調整手段が、前記無端状ベルトに圧接されて搬送される状態にある前記被記録材の前記トナーを冷却するための冷却手段を備えている請求項２に記載の定着装置。
【請求項４】
前記画像光沢調整手段が、前記無端状ベルトの前記被記録材と圧接する前における外周面を所定の表面温度に調整するための表面温度調整手段を備えている請求項１または２に記載の定着装置。
【請求項５】
前記画像光沢調整手段が、前記無端状ベルトとしてその外周面全域が平滑な表面である平滑ベルトを使用する請求項１に記載の定着装置。
【請求項６】
前記画像光沢調整手段が、前記無端状ベルトとして、前記被記録材の２以上のものを圧接させ得る領域が確保される周長からなるとともに、その外周面がその回転方向に沿う方向で分割される表面光沢性の異なる２以上の領域からなる複合ベルトを使用し、この複合ベルトの表面光沢性の異なる２以上の領域から選択される１つの領域に前記被記録材を圧接させるように制御する光沢選択制御手段を備えている請求項１に記載の定着装置。
【請求項７】
前記複合ベルトの表面光沢性の異なる領域が、微細な凹凸形状を付した粗面からなる粗面領域と平滑な面からなる平面領域とで構成されている請求項６に記載の定着装置。
【請求項８】
前記光沢選択制御手段が、前記被記録材の未定着トナー像を形成する表面の光沢度に応じて、その被記録材と圧接させる前記複合ベルトの領域を選択して調整する請求項７に記載の定着装置。
【請求項９】
前記画像光沢調整手段の前記加熱仮定着手段と対峙する側に、その加熱仮定着手段から放出される熱の到達を抑制する断熱部材を設置する請求項１または６に記載の定着装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、トナーからなる未定着トナー像が形成された被記録材に熱および圧力等を与えてその未定着トナー像をその被記録材に定着させる定着装置に係り、特に、複写機、プリンタ、ファクシミリ、複合機等の画像形成装置において被記録材に形成される未定着トナー像を定着する際に、その画像の光沢を所望の状態に調整した定着を行うことが可能な定着装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真方式、静電記録方式等の画像形成方式を利用したプリンタ等の画像形成装置においては、加熱溶融性の樹脂等からなるトナーを用いて目的の画像情報に応じた未定着トナー像を記録用紙等の被記録材に形成した後、その未定着トナー像を通常、加熱および加圧することにより、その被記録材に永久固着画像として定着させる定着装置が使用されている。
【０００３】
図１２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。同図において、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。
【０００４】
この定着装置による定着は、トナーが像様に担持されて形成された未定着トナー像１１０を表面に有する被記録材１０８を、加熱ロール１０２と加圧ロール１０６の間に形成されたニップ部Ｎに挿通させる。これにより、その未定着トナー像１１０を構成するトナーが、加熱ロール１０２の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の当接圧で発生する圧力とにより、軟化された状態となり（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。この結果、そのトナーが被記録材１０８の表面に固着して永久的な定着画像としてのトナー画像１１２となる。
【０００５】
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。
【０００６】
これに対して、転写紙等の被記録材に形成される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、数多くの技術が提案されている。以下、（１）〜（５）で示す５つの例を挙げる。
【０００７】
（１）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（例えば特許文献１参照）。
【０００８】
（２）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に転写紙を選択的に通過させることにより、トナー画像に光沢を与える（例えば特許文献２参照）。
【０００９】
（３）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（例えば特許文献３参照）。
【００１０】
（４）透明フィルムでラミネートする方法：
被記録材の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（例えば特許文献４および特許文献５参照）。
【００１１】
（５）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その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、その加熱混色された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（例えば特許文献６参照）。
【００１２】
【特許文献１】特開昭６３−１９２０６８号公報
【特許文献２】特開平１−２６５２８３号公報
【特許文献３】特開昭６１−１２２６６６号公報
【特許文献４】特開平１−２７９２７７号公報
【特許文献５】特開昭６３−６５８４号公報
【特許文献６】特開平２−１６２３８３号公報
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このような各文献に記載された技術では、種々の問題点が内在する。
【００１４】
上記（１）の「定着を２度以上行う方法」や（２）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の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が生じて光を乱反射させ、トナーの透明性がよくない点等において問題がある。
【００１５】
上記（３）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１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。
【００１６】
上記（４）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、その画像形成面に後から筆記具にて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。
【００１７】
上記（５）の「ベルト定着を採用し、かつ、冷却剥離を行う方法」では、被記録材上のトナー像を定着フィルムに密着させた状態で加熱させた後に冷却させることで定着画像に光沢を付与している。しかし、この方法では、その加熱および冷却が短時間で繰り返して行われるため、その加熱や冷却が不十分になったり、あるいはその加熱温度や冷却温度が所望の温度に維持されないことがあり、この結果、その定着画像に所望の光沢を付与することができない場合がある。また、一旦冷却した定着フィルムを次のサイクルで再度定着に必要な所定温度に加熱する必要があるため、その加熱に要する電力の消費が大きくなる。
【００１８】
また、近年、前述したような定着装置を使用する画像形成装置にあっては、その画像形成速度の高速化が求められるようになっているが、このような高速化（具体的には、画像形成速度が２６０〜５２０ｍｍ／ｓｅｃ程度のもの）に対応した高速の定着を行おうとすると、上記（１）〜（５）の各技術ではトナー像に十分な光沢を与えることができないおそれがある。特に２つのロールどうしが圧接して形成されるニップ部に対して被記録材を高速で挿通させた場合には、その被記録材上のトナーが十分に冷却されず高温状態にあるままでニップ部を通過することになり、そのニップ部の加圧から開放されたトナー像の表面にうねりが発生して光沢が低下してしまうことがある。
【００１９】
さらに、前述したような画像形成装置にあっては、そのトナー像を形成するための被記録材として種々のものを使用することが求められるようになり、それら各被記録材に適した画像光沢をそれぞれ得られるようにすることが新たな課題として要請されている。
【００２０】
例えば、被記録材として坪量が比較的大きい（具体的には坪量が２００〜３００ｇ／ｍ２程度）ものを使用した場合には、一般に、その被記録材の熱容量が大きくなることから、上記（１）〜（５）の各技術ではトナー像に十分な光沢を付与できないおそれがある。これは、前述した画像形成速度の高速化の場合と同様に、特に２つのロールどうしが圧接して形成されるニップ部に対して坪量の比較的大きい被記録材を挿通させた場合には、その被記録材上のトナーが十分に冷却されず高温状態にあるままでニップ部を通過することになり、この結果、前述したようにトナー像の表面にうねりが発生して光沢が低下するおそれがある。
【００２１】
また、被記録材として光沢度が比較的高いコート紙を使用する場合には、通常、そのコート紙に形成されるトナー像をコート紙の光沢度に相応した高光沢の定着画像とし、全体的にバランスのとれた高光沢の記録物にすることが求められる。しかし、実際には光沢度が比較的低い被記録材を使用することもあり、この場合は、その被記録材の表面の一部が露出するように形成されるトナー像をすべて高光沢の定着画像にすると、その高光沢になった画像部分と低光沢のままの被記録材表面部分（非画像部）とが混在し、全体としては光沢度合いの差が広がってバランスの悪い不自然な記録物になってしまう。このように使用する被記録材の種類や、形成すべきトナー像の種類（文字等の線画像と写真画等のベタ画像、被記録材のほぼ全面に形成する画像とその一部に形成する画像など）によっては、一律にトナー像の光沢を増加させることが適切ではなく、むしろその光沢を低下させた方が好ましい場合もある。このような光沢に対する異なった要請に適宜対応することは、上記（１）〜（５）の各技術では何ら考慮されていない。
【００２２】
そこで、本発明の主な目的は、処理用シートやラミネートフィルム等の追加材料を使用することがなく、しかも簡易な装置構成で無駄なエネルギーを消費することもなく、トナーからなる画像の光沢を所望の状態に適切に調整することができる定着装置を提供することにある。また、本発明の他の目的は、トナーからなる画像の光沢を、使用する被記録材の種類やトナー像の種類等に応じて所望の光沢度に適宜選択して調整することができる定着装置を提供することにある。
【００２３】
【課題を解決するための手段】
はじめに、上記従来の問題点を解決するために行った一般的な定着装置の検討結果について説明する。この検討により、以下のような光沢度低下のメカニズムが判明し、遂には本発明を完成することに成功した。
【００２４】
まず、既述している図１２に示すような一般的な定着装置におけるニップ部Ｎの出口付近では、トナー画像１１２が十分に加熱溶融されて平滑な加熱ロール１０２の表面に密着しており、そのときのトナー画像１１２の表面はほぼ加熱ロール１０２の表面と同等の高光沢となっている。
【００２５】
しかしながら、加熱ロール１０２の表面から剥離した被記録材１０８上の溶融トナーは、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の表面は、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、トナー画像としての光沢度がニップ部Ｎの出口付近における場合と異なるレベルに変動していることが避けられない。
【００２６】
つまり、定着装置で十分な高光沢の画像に仕上げても、その後のフリーな状態から冷却固化するまでの間に、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が明らかになった。なお、このような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。
【００２７】
また、上記検討の過程では、定着直後のトナーが、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が明らかになった。
【００２８】
このような知見に基づいて完成するに至った本発明は以下のとおりである。
【００２９】
すなわち、本発明は、トナーからなる未定着トナー像が形成された被記録材に少なくとも熱および圧力を与えることでその未定着トナー像をその被記録材に定着させる定着装置であって、前記被記録材の未定着トナー像に少なくとも熱を与え、その未定着トナー像のトナーを軟化又は溶融させて外力により変形し得る状態にさせる加熱仮定着手段と、この加熱仮定着手段により前記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間の前記被記録材を、張架されて周回する無端状ベルトの平面状態にある外周面にそのトナーのある被記録材側を圧接させて所定の距離だけ搬送してから剥離することで、そのトナーを前記無端状ベルトの外周面の状態にならわせるように流動させて画像の光沢を調整する画像光沢調整手段とを含むことを特徴とする定着装置である。
【００３０】
こ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により、被記録材の表面に担持されたトナーが軟化又は溶融されて外力により変形し得る状態になる。そして、その状態に維持されているうちのトナーが、加熱仮定着手段の後工程の手段となる画像光沢調整手段において無端状ベルトの平面状態にある外周面と圧接され、そのベルト外周面の状態にならう（追従する）ように流動する。これにより、被記録材上のトナー像（の表面状態）は無端状ベルトの外周面の状態に相応したものとなり、かかるトナー像の光沢が調整されることとなる。
【００３１】
特に、この画像光沢調整手段では、外力により変形し得る状態にあるトナーが無端状ベルトと比較的（ロールどうしのニップ部を通過する場合などに比べて）長い時間接触することになるため、そのトナーの流動と冷却に要する時間を確保しやすくなる。この結果、高速の定着（例えば定着速度が２６０ｍｍ／ｓｅｃ以上の定着）が行われる場合や坪量の大きい被記録材（坪量が２００ｇ／ｍ２以上の定着）が使用される場合であっても、トナーの流動および冷却が十分になされるようになり、画像光沢の調整を確実に行うことが可能になる。
【００３２】
このときの画像光沢は、無端状ベルトの外周面の形態（状態）によってほぼ決定される。このため、無端状ベルトの外周面は要求される画像の光沢（度）に応じた表面形態（平滑面や粗面など）に形成される。被記録材を無端状ベルトに圧接させた状態で所定の距離だけ搬送する時間は、例えばトナーの流動と冷却に要求される時間に合わせて適宜選定される。被記録材としては、加熱仮定着手段と画像光沢調整手段を通過させてトナーに対する所要の処理を施すことができるものであればよく、通常はシート状のものが使用される。
【００３３】
また、張架されて周回する無端状ベルトからなる簡易な構成の画像光沢調整手段を付加するだけなので、処理用シートやラミネートフィルム等の追加材料を使用することがなく、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、光沢度の調整を行うことができる。
【００３４】
さらに、被記録材上のトナーを無端状ベルトの平面状態にある部分に圧接させて光沢の調整を行っているので、トナーおよび被記録材そのものの性能に大きな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るうえに、被記録材のカールの発生を抑制することもできる。
【００３５】
上記定着装置における加熱仮定着手段としては、例えば、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、未定着トナー像が形成された被記録材を前記定着ニップ部に挿通させることにより、その未定着トナー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にする定着手段を適用することができる。このような加熱仮定着手段では、その定着ニップ部で被記録材を加圧する圧力について画像光沢調整手段において被記録材に与える場合の加圧の圧力によりも小さくしておくことも有効である。また、加熱仮定着手段では、加熱温度や加熱時間の少なくとも１つを被記録材の種類などに応じて変更する仮定着制御機能を持たせることも有効である。
【００３６】
画像光沢調整手段としては、例えば、無端状ベルトをロール等からなる複数のベルト支持部材により平面状態のベルト部分が形成されるように張架するとともに、かつ所定の方向に周回駆動するように設置し、その無端状ベルトの平面状態にある外周面に被記録材を圧接する圧接手段を配したものが使用できる。この画像光沢調整手段は、加熱仮定着手段の仮定着後の被記録材が排出される側に所定の間隔をあけて排出される。その所定の間隔は、少なくとも、加熱仮定着手段から排出されて画像光沢調整手段に導入される被記録材が、その仮定着によりトナーが変形し得る状態にあるうちに無端状ベルトに圧接されるのに時間的に間に合う距離である。
【００３７】
上記圧接手段としては、無端状ベルトの上記平面部分となる所定の位置で圧接するように設置される１または複数の圧接ロールからなる手段や、無端状ベルトの上記平面部分に接触するように張架されて周回する無端状ベルトからなる手段を適用することができる。圧接手段は、被記録材の表裏両面にトナー像を形成し、その両面のトナー像の定着を行う場合には、上記した無端状ベルトからなる圧接手段を採用することが好ましい。その場合は、被記録材の第１面に形成したトナー像が加熱仮定着手段を再通過して溶融等の状態にされるが、かかるトナー像が画像光沢調整手段を通過する際に、第１面形成時と同等の表面形態を有する圧接手段としての無端状ベルトの外周面に圧接させることによって、その画像の光沢が再加熱により変化することを回避できるようになる。
【００３８】
また、画像光沢調整手段については、トナーが冷却固化した後に被記録材を無端状ベルトから剥離するように構成することが好ましい。この場合に必要なトナーの冷却は、通常、無端状ベルトに圧接されて搬送される状態にある被記録材のトナーを冷却するための冷却手段を設ける構成により行うことが好ましいが、可能であれば、無端状ベルトの被記録材を圧接させる平面状態の領域を長めに設定して自然冷却により冷却する構成により行うことも可能である。
【００３９】
上記冷却手段としては、所望の冷却作用が得られ、しかも定着動作に支障を及ぼさない限りにおいて特に制約されるものではないが、例えば、無端状ベルトの内周面に接して熱を吸収して放熱する放熱部材（ヒートシンクなど）や、冷却用ファンによる空冷装置などを使用することができる。
【００４０】
さらに、上記各画像光沢調整手段においては、無端状ベルトの被記録材と圧接する前における外周面を所定の表面温度に調整するための表面温度調整手段を装備させることができる。この場合における所定の表面温度とは、トナーの冷却に適した温度やトナーの流動に適した温度である。また、その表面温度調整手段としては、無端状ベルトの上記外周面を冷却する冷却手段、その外周面を加熱する加熱手段、その双方などを使用することができる。
【００４１】
上記各画像光沢調整手段において画像光沢を向上させるための調整を行う場合には、前記無端状ベルトとしてその外周面全域（少なくとも被記録材と接触し得る領域）が平滑な表面である平滑ベルトを使用することができる。これにより、画像光沢調整手段を通過する際のトナーはその平滑ベルトの平滑な表面にならって流動するようになり、その結果、平滑な表面からなる高光沢の定着画像として得られるようになる。
【００４２】
また、上記各画像光沢調整手段において画像光沢を必要に応じて異なる光沢度に調整することができるようにする場合には、前記無端状ベルトとして、被記録材の２以上のものを圧接させ得る領域が確保される周長からなるとともに、その外周面がその回転方向に沿う方向で分割される表面光沢性の異なる２以上の領域からなる複合ベルトを使用し、この複合ベルトの表面光沢性の異なる２以上の領域から選択される１つの領域に被記録材を圧接させるように制御する光沢選択制御手段を設けることができる。
【００４３】
これにより、トナー像が形成された被記録材を圧接させる複合ベルトの表面光沢性が異なる領域から所望のものを適宜選択すると、その領域の表面光沢性による表面状態が被記録材上のトナー像の表面に写し込まれるようになるため、画像光沢を所望のレベルに選択して調整することができるようになる。この場合、光沢選択制御手段は、例えばユーザにより付与する光沢性のレベルを任意に選択指示できる手段と、その選択された光沢性レベルに対応する複合ベルトの領域と被記録材との圧接タイミングを同期させるための制御手段とで構成することができる。
【００４４】
この場合、前記複合ベルトの表面光沢性の異なる領域は、微細な凹凸形状を付した粗面からなる粗面領域と平滑な面からなる平面領域とで構成することができる。これにより、被記録材を粗面領域に圧接させた場合には、その平面領域がトナー像の表面に移し込まれて画像光沢を向上させる調整を行うことができ、反対にその粗面状域がトナー像の表面に移しこまれて画像光沢を低下させる調整を行うことができる。なお、その表面光沢性の異なる領域が３つ以上ある場合には、使用頻度の高い粗面領域または平面領域を多めに形成するとよい。これにより、使用しない領域が通過する際には、その複合ベルトへの被記録材の圧接を行う定着動作ができない空き時間を少なくし、定着動作の生産性や高速化の低下を抑制することができる。
【００４５】
また、上記光沢選択制御手段は、被記録材の未定着トナー像を形成する表面の光沢度に応じて、その被記録材と圧接させる複合ベルトの領域を選択して調整することができる。これにより、被記録材を基準にしてトナー像の光沢を任意のものに調整することが可能になる。
【００４６】
さらに、前記定着装置においては、その画像光沢調整手段の加熱仮定着手段と対峙する側に、その加熱仮定着手段から放熱される熱の到達を抑制する断熱部材を設置することができる。これにより、画像光沢調整手段が加熱仮定着手段から放出される熱の影響を受けることを調整することができる。これにより、例えば、その加熱仮定着手段から放出される熱によって画像光沢調整手段における無端状ベルトの外周面の不要な温度上昇を防止し、そのベルト外周面に圧接されるトナーの冷却固化を間接的に補助することができる。
【００４７】
以上のような本発明の定着装置は、主に、被記録材に未定着トナー像を形成し得る画像形成装置の定着装置として使用することができる。その画像形成装置としては、被記録材の少なくとも片面にトナーからなる未定着トナー像を形成するトナー像形成手段と、このトナー像形成手段により未定着トナー像が形成された被記録材に少なくとも熱および圧力を与えることでその未定着トナー像をその被記録材に定着させる定着装置とを備えた画像形成装置であればよい。
【００４８】
この場合、上記トナー像形成手段としては、例えば前述したような電子写真方式、静電記録方式等の画像形成方式を利用して、未定着トナー画像を感光体等の像担持体に形成した後に、その像担持体上のトナー像を被記録材に直接転写または中間転写体を介して転写するものが使用可能である。そして、定着装置については、このトナー像形成手段と同じ筐体内に配置して一体的な形態にして使用する構成を採用することができるほか、トナー像形成手段が設置される筐体とは別の独立した定着装置用の筐体に設置し、そのトナー像形成装置の筐体に連結接続した形態で使用する構成を採用することもできる。
【００４９】
【発明の実施の形態】
《第１の実施の形態》
図１は、本発明の第１の実施形態に係る定着装置を示す概略構成図である。この実施形態に係る定着装置１Ａは、加熱仮定着装置１０と画像光沢調整装置３０ＡＡとを備えている。
【００５０】
［加熱仮定着装置の構成や動作など］
加熱仮定着装置２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、基本的に、相互に圧接して定着ニップ部Ｎを形成しつつ矢印Ａ，Ｂ方向にそれぞれ回転する加熱ロール（加熱回転体）１２および加圧ロール（加圧回転体）１３により構成されている。なお、上記「圧接」とは記録用紙２を介する場合を含む概念とする。
【００５１】
加熱ロール１２は、中空筒体形状の芯金１２ａの外周にシリコーンゴム等の耐熱性の弾性体層１２ｂを形成したロール構造からなり、図示しない支持フレームに回転可能に支持されているとともに図示しない駆動モータ等の回転駆動力により矢印Ａ方向に回転させられる。また、加熱ロール１２は、その芯金１２ａの中空部分にハロゲンヒータ１４が内蔵され、そのヒータ１４によって加熱ロールの表面（弾性体層）が定着（仮定着）に必要な温度に保たれるように加熱される。この加熱ロール１２の表面温度（定着温度）は、使用す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。加熱ロール１２の周速についても一概には言えないが、一般的には５０〜５２０ｍｍ／ｓｅｃの範囲から選択される。
【００５２】
加圧ロール１３は、加熱ロール１２と同様に、中空筒体形状の芯金１３ａ外周にシリコーンゴム層１３ｂを形成したロール構造からなり、図示しない支持フレームに対し、加熱ロール１２に圧接して両者間に定着ニップ部Ｎを形成した状態で矢印Ｂ方向に従動回転するように支持されている。また、加圧ロール１３は、その芯金１３ａの中空部分に熱源としてのハロゲンヒータ１５が内蔵され、そのヒータ１５によって加圧ロールの表面（ゴム層）が定着（仮定着）に必要な温度に保たれるように加熱される。定着ニップ部Ｎの幅（ロール回転方向に沿う長さ）は５〜２０ｍｍ程度に設定される。定着ニップ部Ｎにおける加熱時間（ニップ通過時間）は１５〜３００ｍｓｅｃ、そのニップ部Ｎでの加圧圧力が１．０〜１０ｋｇ／ｃｍ２の範囲で選択される。
【００５３】
加熱ロール１２および加圧ロール１３の表面温度の制御は、その各ロール１２、１３に温度検知素子としてのサーミスタ１６、１６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、図示しない制御装置により各ロール１２、１３のハロゲンヒータ１４、１５への電力の供給をＯＮ，ＯＦＦ制御等をすることで行っている。また、加熱ロール１２および加圧ロール１３の定着ニップ部Ｎの出口側付近には、仮定着後の記録用紙Ｐを加熱ロール１２または加圧ロール１３から分離することを補助する分離爪１７が設置されている。
【００５４】
加熱ロール１２の外周には、オイル塗布装置２１が配設されており、（仮）定着時になると、そのオイル塗布装置２１のオイル塗布ロール２１ａが加熱ロール１２の外周に接触回転してシリコーンオイル等のオイルを塗布するようになっている。このオイル塗布装置２１は、後述する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その設置が省略される。
【００５５】
加熱ロール１２および加圧ロール１３の外周には、ウエブ式のクリーニング装置２２がそれぞれ設置されており、クリーニングウエブ２２ａがロール等により所定量ずつ送り出されてその各ロール１２、１３の表面に当接することで各ロール表面に付着するトナーや紙粉等が除去されるようになっている。
【００５６】
このような加熱仮定着装置２による仮定着は、次のようにして行われる。
【００５７】
まず、加熱仮定着装置２に対し、図示しない電子写真方式等を利用したプリンタ等の画像形成装置のトナー像形成手段において未定着トナー像３が形成された記録用紙２が、用紙搬送ベルト装置１８により矢印Ｃ方向に搬送され、加熱ロール１２と加圧ロール１３の間の定着ニップ部Ｎに送り込まれる。そして、定着ニップ部Ｎに送り込まれた記録用紙２は、均一にオイル層が形成された加熱ロール１２の表面と加圧ロール１３の表面との間に挟持されながら搬送されるとともにそのトナー像３が加熱および加圧される。これにより未定着トナー像３が仮定着される。
【００５８】
この定着ニップ部Ｎを通過して仮定着が終了した記録用紙２は、分離爪１７による補助的な分離作用を受けつつ加熱ロール１２および加圧ロール１３の双方から剥離されて定着ニップ部Ｎから排出される。この仮定着の際にニップ部Ｎを通過した後の加熱ロール１２および加圧ロール１３はいずれも、そのロール表面がウエブ式のクリーニング装置２２のクリーニングウエブ２２ａによる摺擦によりトナー等の除去が行われて清掃される。
【００５９】
この仮定着により、定着ニップ部Ｎでトナーが加熱および加圧されることにより、トナー像３を構成するトナーが軟化・溶融されるとともに、そのトナーの一部が記録用紙２の表面層に浸透し、その浸透分が冷却固化することでアンカー効果により用紙２との粘着・固着力が増大する。
【００６０】
そして、トナー像３を構成するトナーは、定着ニップ部Ｎの入り口から出口にかけて温度が上昇し続け、その出口通過時に最高温度に達する。このときのトナーは、その温度が既述の定着温度や加熱時間等の仮定着条件下では一般に１１０〜１５０℃になり、定着ニップ部Ｎから排出された直後において溶融状態で、外力により変形し得る状態となっている。以下、特に断りのない限り、このように軟化ないし溶融状態のトナーからなる仮定着後の未定着トナー像３を「仮定着トナー像３´」と呼ぶ。
【００６１】
ここで、「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。この明細書においは、画像光沢調整手段で付与される圧力を外力とし、かかる圧力によりトナーがその形状を変え得る状態をいうこととする。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画像光沢調整手段により加圧された場合に、軟化等の状態にあるトナーが光沢調整用ベルトの外周面の状態にならって流動して当該外周面の状態が写し込まれたときには、かかるトナーは「外力により変形し得る状態」であると定義づけられる。
【００６２】
また、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。
【００６３】
なお、未定着トナー画像３を構成するトナーとしては、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作製得られるトナーが使用できる。
【００６４】
上記トナーが特に多色画像を形成するカラートナーである場合には、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る。その場合には、加熱ロール１２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。
【００６５】
［画像光沢調整装置の構成や動作など］
画像光沢調整装置３０Ａは、主として、駆動ロール３２および従動ロール３３に張架されて矢印Ｄ方向に周回する無端状の光沢調整用ベルト３１と、この光沢調整用ベルト３１の駆動ロール３２から従動ロール３３に移動する平面状態にある内周面部分に接触するように設置される冷却装置３５と、加圧ロール４２と従動ロール４３との間に張架されて矢印Ｅ方向に周回する無端状の搬送支持ベルト４１とで構成されている。
【００６６】
光沢調整用ベルト３１は、図２に示すように、無端状のベルト基材３１ａとその基材３１ａの外周面側に形成される表面層３１ｂとの２層構造からなるベルトである。この光沢調整用ベルト３１は、その周長が定着に使用する１枚の記録用紙２の送り方向最大サイズを超える寸法を有するものである。
【００６７】
ベルト基材３１ａとしては、例えば、厚さ１０〜３００μｍの耐熱性の高い合成樹脂シートを使用することが可能である。具体的には、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、ポリイミドアミド、ポリアミドなどのポリマーシート等を用いることが可能である。表面層３１ｂとしては、シリコーン系樹脂、フッ素系樹脂、フッ素系ゴム等の表面層形成用材料にて形成される層である。なかでも、記録用紙２およびトナーに対する良好な密着性が得られる観点からは、弾性をシリコーン共重合体（例えば東レダウシリコーン製のＤＸ３５−５４７Ａ／Ｂ、ゴム硬度：３０度、層厚：約５０μｍ）等で形成される層が好ましい。この表面層３１ｂは、上記表面層形成用材料をベルト基材３１ａにコーティングする等の手段により形成される。
【００６８】
また、この光沢調整用ベルト３１は、定着画像の光沢を向上させるための平滑ベルトとして使用する場合には、その表面層３１ｂの表面が高光沢を付与するに適した平滑面３１ｃとして形成される。この場合、その平滑面３１ｃは、ＪＩＳＢ  ０６０１に規定される算術平均粗さＲａが０．３μｍ以下、より好ましくは０．１μｍ以下となるような面に形成される。
【００６９】
このような光沢調整用ベルト３１は、図示しない支持フレームに所定の間隔をあけて軸芯が平行する状態に回転可能に支持された駆動ロール３２および従動ロール３３に一定の張力のもとで掛けまわされて使用される。駆動ロール３２は、金属等にて作製される円筒状のロールからなるものであり、図示しない駆動モータ等の回転駆動力により矢印方向に回転駆動する。なお駆動ロール３２には加熱源が設置されていない。また、従動ロール３３も、駆動ロール３２と同様に、金属等にて作製さえる円筒状のロールからなるものである。光沢調整用ベルト３１は、駆動ロール３２の駆動力により、加熱仮定着装置１０の加熱ロール１２の周速（５０〜５２０ｍｍ／ｓｅｃ）と同じ速度で回転するようになっている。この実施形態の場合において駆動ロール３２と従動ロール３３との軸芯の間隔は、光沢調整ベルト３１の平面部分となる領域（のベルト周回方向の長さ）に相当するものであり、例えば光沢調整用ベルト３１に圧接されたトナーが冷却固化されるに足る距離を目安にして適宜設定することが好ましい。具体的には１００〜５００ｍｍ程度に設定される。
【００７０】
冷却装置３５は、光沢調整用ベルト３１に圧接されて搬送される記録用紙２上の未定着トナー像３のトナーを冷却するためのものである。この実施形態では、冷却装置３５として、放熱基板３６ａに多数枚の放熱フィン３６ｂが立設された構造のヒートシンク３６を使用している。そして、そのヒートシンク３６（の放熱基板３６ａ）を光沢調整用ベルト３１の駆動ロール３２から従動ロール３３に移動する平面状態にある内周面部分に接触するように設置し、そのヒートシンク３６による放熱作用を利用してベルト３１の内周面側から冷却を行うようになっている。
【００７１】
無端状の搬送支持ベルト４１は、光沢調整用ベルト３１の外周面に圧接されて搬送される記録用紙２をそのベルト３１側に密着した状態を維持するように支持するためのものである。この搬送支持ベルト４１としては、種々のベルトを使用することが可能であるが、特に記録用紙２の表裏両面に形成するトナー像を定着する場合には、その第２面の定着を行う際に第１面の定着済の画像光沢を高光沢のままに維持する観点から、光沢調整用ベルト３１と同じ構成のもの（表面層も平滑面であるもの）を使用することが好ましい。
【００７２】
このような搬送支持ベルト４１は、図示しない支持フレームに所定の間隔をあけて軸芯が平行する状態に回転可能に支持された加圧ロール４２および従動ロール４３に一定の張力のもとで掛けまわされて矢印Ｅ方向に周回するように使用される。
【００７３】
加圧ロール４２は、円筒状の金属ロールからなるものであり、前記駆動ロール３２と（ベルト３１等を介して）圧接した状態で回転するように配置される。この加圧ロール４２は、駆動ロール３２の回転力により従動回転するが、駆動ロール３２と同様に積極的に回転駆動させてもよい。また、加圧ロール４２は駆動ロール３２と（ベルト３１等を介して）圧接した状態で設置されることで、ベルト３１、４１を介して駆動ロール３２との間でニップ部Ｍが形成される。従動ロール４３も、前記従動ロール３２と同様に、円筒状の金属ロールからなるものであり、その従動ロール３２と（ベルト３１等を介して）圧接した状態で回転するように配置される。この加圧ロール４２および従動ロール４３とに張架された搬送支持ベルト４１は、そのロール４２、４３の間において前記光沢調整用ベルト３１の平面部分と接触した状態で同じ方向に移動するように回転する。
【００７４】
このような画像光沢調整装置３０Ａは、加熱仮定着装置１０との設置間隔について、その加熱仮定着装置１０により軟化ないし溶融状態となった仮定着トナー像３´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調整装置３０Ａによる処理が為される距離に設定している。
【００７５】
図３は、前記加熱仮定着装置１０の加熱ロール２１から剥離した後の記録用紙２上におけるトナーの表面温度の経時的な変化（低下傾向）を示したグラフ（トナー冷却曲線）である。このトナー冷却曲線は、仮定着装置１０における定着ニップ部Ｎの出口でのトナーの温度が１５０℃である場合の特性結果を示したものであり、加熱ロール１２から剥離した瞬間を時間原点（０秒）として表している。図３によれば、時間原点から約２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、このような温度状態にあるトナーは少なくとも軟化状態にある。時間原点から１秒以内ではトナー温度が１２０℃以上であり、このような温度状態にあるトナーは溶融状態に維持されている。
【００７６】
このことから、例えば仮定着速度（加熱ロール３２の周速）を２６０ｍｍ／ｓｅｃとした場合、画像光沢調整装置３０Ａの加熱仮定着装置１０との設置間隔は、５２０ｍｍ以内（望ましくは２６０ｍｍ以内）に設定する。このときの設置間隔は、加熱仮定着装置１０の定着ニップ部Ｎの出口側から画像光沢調整装置３０Ａの前記ニップ部Ｍの入口までの離間距離をいう。
【００７７】
このような画像光沢調整装置３０Ａによる仮定着トナー像３´の光沢調整は、次のようにして行われる。
【００７８】
まず、加熱仮定着装置２を通過して仮定着された仮定着トナー像３´を担持する記録用紙２が、その仮定着トナー像３´のある面側を光沢調整用ベルト３１に当接させる姿勢で、画像光沢調整装置３０Ａにおける駆動ロール３２と加圧ロール４２により圧接されて回転する光沢調整用ベルト３１および搬送支持ベルト４１の間（ニップ部Ｍ）に送り込まれる。続いて、記録用紙２は、その仮定着トナー像３´のある面側が光沢調整用ベルト３１に上記ニップ部Ｍにおいて強く圧接された後、その光沢調整用ベルト３１に密着したままの状態で搬送支持ベルト４１に支持されつつ従動ロール３３と従動ロール４３により圧接される光沢調整用ベルト３１および搬送支持ベルト４１の間（ニップ部）まで搬送される。
【００７９】
この際、画像光沢調整装置３０Ａに導入される直前の仮定着トナー像３´を構成するトナーは、外力により変形し得る状態が維持されているため、その凝集力によってうねり（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）を生じたフリーな状態となっているが、図４に示すように、光沢調整用ベルト３１に圧接されることで、そのベルト表面（平滑面３１ｃ）にならうように流動する。また、このときの上記トナーは、光沢調整用ベルト３１が冷却装置３５を通過する際にそのヒートシンクによる放熱作用により冷却されるため、上記したように流動することに加えて急速に冷却されて固化するようになる。
【００８０】
そして、そのトナーが冷却固化した段階で記録用紙２が従動ロール３３を通過するようになり、その従動ロール３３により急激に湾曲して進行する光沢調整用ベルト３１に反し、記録用紙２が自己の有する腰の強さにより直進するように進行することにより、その記録用紙２が光沢調整用ベルト３１から分離するように剥離される。この結果、光沢調整用ベルト３１の平滑面３１ｃにならって平滑な表面からなる定着トナー画像３´´が形成された記録用紙２が排出される。
【００８１】
この画像光沢調整装置３０Ａを通過して得られる定着トナー画像３´´は、図５に示すように、光沢調整用ベルト３１が高光沢を付与用の平滑面３１ｃを形成したものであるため、そのトナー像表面３ａがベルトの平滑面３１ｃと同様の平滑面となり、光沢が向上するように調整されたものとなる。
【００８２】
このような画像光沢の調整は、記録用紙２として少なくともトナー像形成面がコート紙等のように高光沢のものを使用し、そのトナー像が記録用紙２の一部に存在しない部分（非画像部）２ａを形成するような内容のものである場合に、かかるトナー像表面３ａとそのトナー像がなく用紙２の表面２ａがそのまま現れている部分（非画像部）２ａとの双方が光沢に優れたものとなるため、全体的に見ても光沢度の点でバランスのとれた高品位な記録物となる。なお、トナー像が記録用紙２のほぼ全面にわたって形成される写真画像等のような全面画像の場合には、詳述するまでもなく、その全面画像はその画像表面が全面的に平滑な面となり、光沢に優れたものとなる。
【００８３】
また、この画像光沢調整装置３０Ａを備えた定着装置１Ａでは、２６０ｍｍ／ｓｅｃ以上のような高速で定着を行った場合でも、定着対象のトナー像表面の全体にわたってうねりがほとんどない高光沢の定着画像を得ることが可能である。また、坪量が２００ｇ／ｍ２以上というような大きな記録用紙２を用いて定着を行った場合でも、定着対象のトナー像表面の全体にわたってうねりがほとんどない高光沢の定着画像を得ることが可能である。
【００８４】
さらに、画像光沢調整装置３０Ａにおける搬送支持ベルト４１として、光沢調整用ベルト３１と同様にベルト基材４１ａに平滑面からなる表面層４１ｂを形成したものを使用する場合（図４参照）には、特に記録用紙２の表裏両面に形成するトナー像を定着するときに有効となる。すなわち、その記録用紙２の第２面（裏面側）の定着を行う際に、その第１面（表面側）における定着済みの光沢画像は加熱仮定着装置１０の定着ニップ部Ｎを再通過して再び加熱溶融した状態になり、うねりが発生するおそれがある。しかし、かかる第１面の画像は、その加熱溶融された状態で画像光沢調整装置３０Ａを通過することにより搬送支持ベルト４１の平滑面に圧接されるため、高光沢のままで維持される。このように第１面の画像光沢の調整を行うこともできる。
【００８５】
［変形例］
第１の実施形成に係る定着装置１Ａでは、図６に示すように、画像光沢調整装置３０Ａにおける光沢調整用ベルト４１の記録用紙２と圧接する前の外周面を冷却するための冷却ファン４５を設置してもよい。
【００８６】
この冷却ファン４５の設置により、駆動ロール３２に掛けまわされる光沢調整用ベルト４１の外周面に風（点線矢印）を当てることで空冷し、記録用紙２と圧接する前におけるベルト外周面を所定の温度以下に調整するようになっている。これにより、光沢調整用ベルト４１の蓄熱による無用な温度上昇を抑えることができ、ひいては光沢調整用ベルト４１に圧接して流動する仮定着トナー像３´のトナーを十分かつ的確に冷却することが可能となる。上記「所定の温度以下」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。
【００８７】
この冷却ファン４５は、定着動作時において常時動作するように構成するか、あるいは、光沢調整用ベルト４１の記録用紙２と圧接する前における外周面の温度を温度検知センサ等により検知し、その検知信号に基づいて制御して必要なとき（その外周面の温度が閾値温度よりも上昇したとき）のみに動作するように構成する。冷却ファン４５は、必要であれば、搬送支持ベルト４１の記録用紙２と圧接する前における外周面を冷却するために設けてもよい。
【００８８】
また、第１の実施形成に係る定着装置１Ａでは、必要により上記冷却ファン４５に代えて又はそれに加えて、光沢調整用ベルト４１の記録用紙２と圧接する前における外周面を加熱する加熱ヒータや温風ヒータなど加熱機器を設けるようにしてもよい。この場合は、光沢調整用ベルト４１の記録用紙２と圧接する前における外周面が所定の温度に維持することができ、例えば、かかるベルト外周面が冷却装置３５の冷却作用等により必要以上に低温状態にあることにより前記トナーの流動が阻害されて画像光沢の調整が不十分になることを回避することができる。この加熱機器の加熱動作は、光沢調整用ベルト４１の記録用紙２と圧接する前における外周面の温度を温度検知センサ等により検知し、その検知信号に基づいて制御して必要なとき（その外周面の温度が閾値温度よりも低下したとき）のみに動作するように構成すればよい。
【００８９】
また、第１の実施形成に係る定着装置１Ａでは、図６に示すように、加熱仮定着装置１０と画像光沢調整装置３０Ａとの間に断熱板４８を設置してもよい。図６に示す断熱板４８は、定着時の記録用紙２の搬送経路をはさんで光沢調整用ベルト３１と加熱ロール１２の間に配置する上部断熱板４８ａと、搬送支持ベルト４１と加圧ロール１３の間に配置する下部断熱板４８ｂとで構成されている。断熱板４８としては、例えばグラスウール等の断熱材を挟持した金属板が使用できる。
【００９０】
この断熱板４８の設置により、その加熱仮定着装置１０の加熱ロール１２や加圧ロール１３から放出される熱が光沢調整用ベルト３１や搬送支持ベルト４１に到達して影響を受けることを防止することができる。これにより、光沢調整用ベルト４１の記録用紙２と圧接する前における外周面が不要に加熱されることで、光沢調整用ベルト４１に圧接する仮定着トナー像３´のトナーの冷却固化を阻害するような悪影響の発生を防止することができ、この結果、画像光沢調整装置３０Ａによる光沢調整を良好に行うことを保持することが可能となる。また、加熱仮定着装置１０と画像光沢調整装置３０Ａとの設置間隔を小さく設定することが可能となり、たとえば装置設計上の自由度が向上する。
【００９１】
さらに、第１の実施形成に係る定着装置１Ａでは、画像光沢調整装置３０Ａにおける搬送支持ベルト４１（および従動ロール４３）の設置を除いた構成を採用することも可能である。この場合には、記録用紙２の光沢調整用ベルト４１との圧接搬送を維持するために、加圧ロール４２と記録用紙２が光沢調整用ベルト４１から剥離される部位（従動ロール３３に架けまわされるベルト４１部分）の間に、記録用紙２を光沢調整用ベルト４１の外周面に補助的に押圧した状態に支持する押圧支持ロールを少なくとも１つ配置するとよい。また、画像光沢調整装置３０では、必要であれば、光沢調整用ベルト４１として仮定着トナー像３´の光沢を低下させるように全面が微細凹凸面を形成した粗面からなるベルトを使用してもよい。
【００９２】
また、第１の実施形成に係る定着装置１Ａでは、被記録材として使用する記録用紙２等の種類種類（厚さ、材質、構造（普通紙、コート紙、ＯＨＰ紙等））に応じて、加熱仮定着装置１０における加熱時間および加熱温度の一方または双方を制御する仮定着条件制御機構を装備させることもできる。
【００９３】
この仮定着条件制御機構を装備させることにより、使用する被記録材の種類に応じて上記加熱時間や加熱温度を制御することで、使用する被記録材の種類にかかわらず仮定着トナー画像３’を常に所望のほぼ一定した状態にすることができ、画像光沢調整装置３０Ａによる光沢調整を安定して行うことが可能となる。例えば、被記録材の厚さ（坪量）が大きい場合には、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における加熱時間や加熱温度を大きく取ることが望まれる。
【００９４】
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、本段落の「装置」は同様である。）の操作者が被記録材の上記種類を直接入力できる操作部を装置に設けたりあるいはその種類を入力できる操作画面を装置に接続する接続機器の表示部に表示させ、その入力情報に応じて加熱時間や加熱温度を自動的に調節するように構成した機構を適用できる。この他にも、装置における被記録材の収容部や搬送経路にその被記録材の厚さや比重等を検知するセンサを配し、そのセンサからの出力情報に応じて加熱時間や加熱温度を自動的に調節するように構成した機構を適用してもよい。ここで、上記加熱時間とは、前記定着ニップ部Ｎのニップ時間を指し、この制御は通常、加熱ロール１２および加圧ロール１３のニップ幅を調整することで行われる。一方、上記加熱温度とは、加熱ロール１２表面の温度を指し、この制御は通常、ハロゲンヒータ１４の動作を制御したり、その加熱性能を可変すること等で行われる。
【００９５】
《第２の実施の形態》
図７は、本発明の第２の実施形態に係る定着装置を示す概略構成図である。この実施形態に係る定着装置１Ｂは、加熱仮定着装置１０と画像光沢調整装置３０Ｂとを備えている。この加熱仮定着装置１０は第１の実施形態に係る定着装置１Ａの加熱仮定着装置と同じ構成のものであるのに対し、画像光沢調整装置３０Ｂは第１の実施形態に係る定着装置１Ａの画像光沢調整装置３０Ａと一部（光沢調整用ベルトとその関連部分）が異なる構成を採用している。
【００９６】
定着装置１Ｂにおける画像光沢調整装置３０Ｂは、画像調整用ベルト３１として、図８に展開して模式的に示すように、使用する最大サイズの記録用紙２を３枚分それぞれ別々に圧接させ得る領域（Ｚ−１，Ｚ−２，Ｚ−３）が確保される周長Ｌからなるとともに、その外周面が、上記領域の１つが微細凹凸面３１ｄからなる粗面領域として、その残り２つの領域が第１の実施形態における平滑面３１ｃからなる平面領域として形成された複合ベルト３１Ｂが使用されている。
【００９７】
図８に示す複合ベルト３１Ｂでは、例えば領域Ｚ−１を粗面領域、領域Ｚ−２，３を平面領域として構成している。この画像調整用ベルトとしての複合ベルト３１Ｂは、その周長Ｌが長い分、図７に示すように、駆動ロール３２および従動ロール３３に加え、そのベルトを弛みがないように張架するために追加して設置された従動ロール３４ａ，３４ｂにも架けまわされている。この場合、搬送支持ベルト４１については、第１の実施形態の場合と同様に平滑表面からなるベルトとしてもよいが、必要に応じて光沢調整用ベルト３１Ｂと同じ構成の複合ベルトとしてもよい。後者の場合には、光沢調整用ベルト３１Ｂと粗面領域が同期して周回するように各ベルトの回転を制御する必要がある。
【００９８】
光沢調整用ベルト３１Ｂは、基本的に第１の実施形態に係る定着装置１Ａの光沢調整用ベルト３１（図２）と同様に、無端状のベルト基材３１ａとその基材３１ａの外周面側に形成される表面層３１ｂとの２層構造からなるベルトである。基材３１ａおよび表面層３１ｂは、光沢調整用ベルト３１の場合と同じ材料を用いて形成される。
【００９９】
また、光沢調整用ベルト３１Ｂの平面領域については、定着装置１Ａの光沢調整用ベルト３１（図２）と同様に、表面が平滑面３１ｃに形成された表面層３１ｂで構成されている。一方、光沢調整用ベルト３１Ｂの粗面領域については、図９ａ，ｂに例示するように、表面が微細凹凸面３１ｄに形成された表面層３１ｂで構成されている。微細凹凸面３１ｄは、図９ａに示すようにサンドブラスト処理等の粗面化表面処理により形成されるような凹凸面や、同図ｂに示すように平面３１ｅに微細な凸部３１ｆが周期的に点在するように形成される凹凸面３１ｄとする。凸部３１ｆは、平面（断面）形状が円形、各種多角形、楕円、線形状等からなるものが適用できる。
【０１００】
図９ａに示すような凹凸面からなる粗面領域を有する光沢調整用ベルト３１Ｂは、例えば、以下のようにして作製される。まず、無端状ベルトを成型する成型用金型として、金型の内周面（ベルト外周面に該当する部分）のうち上記粗面領域に相当する部分をサンドブラスターによって微細凹凸面に形成する一方で、上記平面領域に相当する部分を鏡面状の平滑面に形成した金型を用意する。次いで、その金型の内周面に表面層３１ｂを形成するための前述した表面層形成用材料を塗布した後、その上にベルト基材３１ａを形成するための前述したシート材料を接着して一体化する。
【０１０１】
一方、図９ｂに示すような凹凸面からなる粗面領域を有する光沢調整用ベルト３１Ｂは、例えば、以下のようにして作製される。まず、成型用金型として、その平滑な内周面に上記凸部３１ｆに相当する凹部を形成した、ニッケル等からなる成型用金型を用意する。次いで、その金型の内周面に表面層３１ｂを形成するための前述した表面層形成用材料を塗布した後、その上にベルト基材３１ａを形成するための前述したシート材料を接着して一体化する。この他にも、ポリイミドフィルム等のベルト基材３１ａにシリコーンゴムを塗布してある程度硬化させた後に、そのゴム層の表面に、上記凸部３１ｆに相当する凹部を形成した金型を押し当てて凹凸面にすることで作製してもよい。
【０１０２】
このような光沢調整用ベルト３１Ｂを使用する画像光沢調整装置３０Ｂにおいては、そのベルト３１Ｂの粗面領域および平面領域を使い分けることで調整すべき画像の光沢内容を選択することができ、そのため、そのいずれか一方の選択された領域に定着対象の記録用紙２を圧接させるように、記録用紙２の搬送タイミングと光沢調整用ベルト３１Ｂの粗面領域の周回タイミングとを同期させるように制御する光沢選択制御機構を装備している。
【０１０３】
この光沢選択制御機構は、光沢調整用ベルト３１Ｂの粗面領域等の基準位置を示す位置マークをベルト余白部などの形成し、その位置マークをセンサで検知して光沢調整用ベルト３１Ｂの粗面領域等の領域位置を把握する制御機構部と、この光沢調整用ベルト３１Ｂの領域位置情報に基づいて記録用紙２をタイミングよく定着装置１Ｂに送り込むように搬送する制御機構部と、光沢調整の内容（例えば光沢向上、光沢低下など）を装置使用者に選択させる入力作業を行う選択操作部とで構成される。そして、光沢選択制御機構は、選択操作部で選択される光沢調整内容にしたがって、主に記録用紙の搬送タイミングを制御する制御機構部によりその搬送タイミングの制御を行うことになる。
【０１０４】
このうち、記録用紙の搬送タイミングを制御する制御機構部は、通常、この定着装置を使用する画像形成装置におけるレジストロール対等による給紙タイミングを制御する制御部をそのまま利用することができる。なお、この制御機構部は、可能であれば、定着装置の用紙入口側に送り込みタイミングを調整するレジロール対などを配置するとともに、そのレジロール対の動作を制御する制御部を配置する構成のものであっても構わない。
【０１０５】
また、選択操作部は、定着装置または画像形成装置に直接設置するタイプのものか、あるいは、画像形成装置に接続される接続する機器において選択操作画面を表示させるタイプのものが採用される。この選択操作部は、主に使用する記録用紙２の表面光沢度に応じて光沢調整内容を任意に選択するように構成される。具体的には、光沢度の低い記録用紙を使用する場合および光沢度の高い記録用紙を使用する場合のいずれでも、その定着するトナー像の表面光沢を低下または向上させるいずれでも選択できるように構成する。
【０１０６】
そして、このような定着装置１Ｂの画像光沢調整装置３０Ｂによる仮定着トナー像３´の光沢調整は、次のようにして行われる。
【０１０７】
まず、定着装置１Ａの場合と同様に、加熱仮定着装置２を通過して仮定着された仮定着トナー像３´を担持する記録用紙２が、画像光沢調整装置３０Ｂにおける駆動ロール３２と加圧ロール４２により圧接されて回転する光沢調整用ベルト３１および搬送支持ベルト４１の間（ニップ部Ｍ）に送り込まれる。続いて、記録用紙２は、その仮定着トナー像３´のある面側が光沢調整用ベルト３１に上記ニップ部Ｍにおいて強く圧接された後、その光沢調整用ベルト３１に密着したままの状態で搬送支持ベルト４１に支持されつつ従動ロール３３と従動ロール４３により圧接される光沢調整用ベルト３１および搬送支持ベルト４１の間（ニップ部）まで搬送される。
【０１０８】
この際、画像光沢調整装置３０Ｂに導入される仮定着トナー像３´を構成するトナーは、図１０に示すように、上記光沢選択制御機構の選択操作部で選択された光沢調整内容にしたがって、光沢調整用ベルト３１Ｂの平滑面３１ｃからなる平面領域または微細凹凸面３１ｄからなる粗面領域のいずれか一方に圧接されて、その平滑面３１ｃまたは微細凹凸面３１ｄにならうようにそれぞれ流動する。また、このときの上記トナーはいずれの場合でも、光沢調整用ベルト３１Ｂが冷却装置３５を通過する際にそのヒートシンク３６による放熱作用により冷却されるため、上記したように流動することに加えて急速に冷却されて固化するようになる。
【０１０９】
そして、そのトナーが冷却固化した段階で記録用紙２は、従動ロール３３に掛けまわされた光沢調整用ベルト３１Ｂから分離するように剥離される。この結果、上記選択操作部で光沢を向上させる光沢調整内容を選択している場合には、仮定着トナー像３´が光沢調整用ベルト３１Ｂの平面領域に圧接することになるため、その平面領域における平滑面３１ｃにならって平滑な表面からなる定着トナー画像３´´が形成された記録用紙２が得られる（図５参照）。一方、上記選択操作部で光沢を低下させる光沢調整内容を選択している場合には、仮定着トナー像３´が光沢調整用ベルト３１Ｂの粗面領域に圧接することになるため、図１１に示すように、その粗面領域における微細凹凸面３１ｄにならって微細凹凸のある表面３ｂからなる定着トナー画像３´´が形成された記録用紙２が得られる。
【０１１０】
このように画像光沢調整装置３０Ｂにおいては、その光沢調整内容を任意に選択することができるので、仮定着トナー像３´の画像光沢を向上させるような光沢の調整を行ったり、あるいは、その画像光沢を低下させるような光沢の調整を行うことができる。
【０１１１】
特に、光沢度が比較的低い記録用紙２（例えば普通紙）を使用して非画像部が存在するような文字等の未定着トナー像３を形成した場合には、かかるトナー像３の仮定着トナー像３´の光沢が低下する光沢調整を選択することにより、図１１に例示するように定着トナー画像３´´の表面が微細凹凸面３１ｄとほぼ同様の表面３ｂとなるため、そのトナー画像３´´とそのトナー画像３´´のない非画像部に露出する光沢度の低い用紙表面２ｂとがいずれも光沢度が低いものとなり、全体としては光沢度が低いもののバランスのとれた記録物とすることができる。
【０１１２】
また、光沢度が比較的高い記録用紙２（例えばコート紙）を使用して非画像部が存在するような文字等の未定着トナー像３を形成した場合に、かかるトナー像３の仮定着トナー像３´の光沢が低下する光沢調整をあえて選択することにより、図１１に例示するように定着トナー画像３´´の表面が微細凹凸面３１ｄとほぼ同様の表面３ｂとなるため、その光沢が低下したトナー画像３´´が光沢度の高い用紙表面２ａに存在した記録物となり、全体としては光沢度が異なったものとなるが、その文字等のトナー画像３´´は光沢面特有の光の反射による照りがないため視認しやすくなるという独特のメリットが得られる。
【０１１３】
さらに、複合ベルト３１Ｂが、図８に示すように３つに分割した領域Ｚ−１〜Ｚ−３のうちの１つを粗面領域（Ｚ−１）、残り２つを平面領域（Ｚ−２，３）としたものであるため、画像光沢を上げる光沢調整を行う比率がその光沢を低下させる光沢調整を行う比率よりも相対的に多い画像形成を行うシステム構成の場合に有効である。
【０１１４】
つまり、画像光沢を向上させる必要が比較的多い画像形成時には、複合ベルト３１Ｂの２つの平面領域を利用できるため画像形成速度を大幅に低下させることなく光沢調整を行うことができる。反対に、画像光沢を低下させるときの画像形成は、その頻度が少ないものの、複合ベルト３１Ｂの１つの粗面領域を利用するだけで対応することができ便利である。なお、複合ベルト３１Ｂの粗面領域と平面領域の数は適宜変更することができる。また、その粗面領域と平面領域は同じ領域が連続した状態で設けるパターに限らず、必要に応じて交互に配置されるように設けるようにしてもよい。
【０１１５】
この他にも、この画像光沢調整装置３０Ｂでは、前述したような第１の実施の形態における画像光沢調整装置３０Ａと同様の効果が得られる。
【０１１６】
また、第２の実施形成に係る定着装置１Ｂにおいても、第１の実施形成に係る定着装置１Ａの変形例として説明したような構成等を同様に採用することが可能である。
【０１１７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、加熱仮定着手段に加えて画像光沢調整手段を備えた構成にしたことにより、従来技術のような処理用シートやラミネートフィルム等の追加材料を使用することがなく、しかも簡易な装置構成で無駄なエネルギーを消費することもなく、トナーからなる画像の光沢を所望の状態に適切に調整することができる。
【０１１８】
また、画像光沢調整手段の無端状ベルトとして、その外周面が表面光沢性の異なる２以上の領域からなる複合ベルトを使用する等の構成を採用した場合には、トナーからなる画像の光沢を、使用する被記録材の種類やトナー像の種類等に応じて所望の光沢度に適宜選択して調整することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施形態に係る定着装置を示す概略構成図。
【図２】光沢調整用ベルトの概略断面図。
【図３】加熱仮定着装置の加熱ロールから剥離した以降のトナー表面温度の低下傾向（トナー冷却曲線）を示すグラフ。
【図４】図１の定着装置における画像光沢調整装置における主な動作状態を模式的に示す要部拡大断面図。
【図５】図１の定着装置によって最終的に得られる定着トナー画像を有する記録用紙を模式的に示す要部拡大断面図。
【図６】図１の定着装置の変形例を示す概略構成図。
【図７】第２の実施形態に係る定着装置を示す概略構成図。
【図８】光沢調整用ベルト（複合ベルト）の概略展開図。
【図９】（ａ）は図８の光沢調整用ベルトにおける粗面領域の微細凹凸面の１例を示す概略断面図、（ｂ）は図８の光沢調整用ベルトにおける粗面領域部分の微細凹凸面の他例を示す概略断面図。
【図１０】図７の定着装置における画像光沢調整装置における主な動作状態を模式的に示す要部拡大断面図。
【図１１】図７の定着装置によって最終的に得られる定着トナー画像を有する記録用紙の１例（光沢を低下させた場合）を模式的に示す要部拡大断面図。
【図１２】従来の一般的な２ロール方式の定着装置を示す概略構成図。
【符号の説明】
１Ａ，１Ｂ…定着装置、２…記録用紙（被記録材）、３…未定着トナー像、１０…加熱仮定着装置（加熱仮定着手段）、３０Ａ，３０Ｂ…画像光沢調整装置（画像光沢調整手段）、３１…光沢調整用ベルト（無端状ベルト、平滑ベルト）、３１Ｂ…光沢調整用ベルト（無端状ベルト、複合ベルト）、３１ｃ…画像光沢向上用の平面（外周面）、３１ｄ…画像光沢低下用の粗面（外周面）、３５…冷却装置（冷却手段）、４５…冷却用ファン（表面温度調整手段）、Ｚ−１〜３…領域、４８…断熱板（断熱部材）、Ｌ…周長。
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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