(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録媒体に対して、１５０℃以上の過熱水蒸気を供給する過熱水蒸気供給部を有し、記録媒体に形成されたトナー像を加熱して定着する定着装置と、
前記過熱水蒸気供給部により加熱された記録媒体の温度が過熱水蒸気の沸点以下となるように、前記過熱水蒸気供給部による記録媒体の加熱条件を制御する制御部とを備え、
前記過熱水蒸気供給部による記録媒体の加熱条件は、記録媒体に供給する過熱水蒸気の温度および記録媒体を過熱水蒸気に晒す時間の少なくともいずれか一方であり、
前記制御部は、前記過熱水蒸気供給部により加熱された記録媒体の温度がトナー像の定着温度以上となるように、記録媒体の加熱条件を制御する、画像形成装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記定着装置によりトナー像が定着された後の記録媒体に含まれる水分量が、トナー像が定着される前の記録媒体に含まれる水分量と等しくなるように、記録媒体の加熱条件を制御する、請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記制御部は、記録媒体の種類に応じて記録媒体の加熱条件を制御する、請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記制御部は、周囲環境の湿温度に応じて記録媒体の加熱条件を制御する、請求項２または３に記載の画像形成装置。
【請求項５】
記録媒体の種類および周囲環境の湿温度に応じて、前記定着装置によりトナー像が定着された後の記録媒体に含まれる水分量が、トナー像が定着される前の記録媒体に含まれる水分量と等しくなる記録媒体の加熱条件を記憶した記憶部をさらに備え、
前記制御部は、前記記憶部に記憶されたデータに基づいて、記録媒体の加熱条件を制御する、請求項２から４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
トナー像の定着前の記録媒体に含まれる水分量を検出する第１水分量検出部と、
前記定着装置によるトナー像の定着後の記録媒体に含まれる水分量を検出する第２水分量検出部とをさらに備え、
前記制御部は、前記第１水分量検出部および前記第２水分量検出部で検出されたトナー像の定着前後の記録媒体に含まれる水分量の比較に基づいて、記録媒体の加熱条件を制御する、請求項２から５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項７】
記録媒体は、紙媒体である、請求項１から６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項８】
記録媒体にトナー像を形成する工程と、
記録媒体に形成されたトナー像を加熱して定着する工程とを備え、
前記トナー像を加熱して定着する工程は、記録媒体に対して、１５０℃以上の過熱水蒸気を供給しつつ、記録媒体の温度が過熱水蒸気の沸点以下となるように、記録媒体の加熱条件を制御する工程を含み、
前記記録媒体の加熱条件は、記録媒体に供給する過熱水蒸気の温度および記録媒体を過熱水蒸気に晒す時間の少なくともいずれか一方であり、
前記トナー像を加熱して定着する工程は、過熱水蒸気の供給により加熱された記録媒体の温度がトナー像の定着温度以上となるように、記録媒体の加熱条件を制御する工程をさらに含む、画像形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、一般的には、画像形成装置および画像形成方法に関し、より特定的には、記録媒体に形成されたトナー像を定着する手段として過熱水蒸気を用いる画像形成装置および画像形成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の画像形成装置に関して、たとえば、特開平１１−１６７３１７号公報には、静電複写またはプリントの定着ステップ中において、コピー用紙から水分が失われることによるカールおよびエッジの波打ちの発生を防ぐことを目的とした、トナー画像定着システムが開示されている（特許文献１）。特許文献１に開示されたトナー画像定着システムは、定着後のコピー用紙の片面または両面に制御された量の水分を付加する水分補充装置を有する。
【０００３】
また、特開２０１３−２４９１２号公報には、加熱された記録材の波打ちまたはカールを抑制することを目的とした、画像形成装置が開示されている（特許文献２）。特許文献２に開示された画像形成装置は、定着後のシート搬送途中に、シートを冷却する機構を有する。そのシート冷却機構には、シートに水分を塗布するためのノズルが設けられている。
【０００４】
また、特開平１１−２３７８０１号公報には、公知の種々の定着法の欠点を十分に回避することを目的とした、トナー像を定着させるための装置が開示されている（特許文献３）。特許文献３では、画像支持体上のトナー画像を非接触式に定着させるための装置が、著量の水蒸気を含有する熱ガスを発生させるための装置を有する。
【０００５】
また、特開２００９−１５１３０３号公報には、コックリングおよびその他の問題が生じないように媒体を加熱することを目的とした、電子写真システム用蒸気フューザが開示されている（特許文献４）。特許文献４に開示された電子写真システム用蒸気フューザでは、搬送装置により媒体を通す室として、十分に高温の蒸気が存在する第１ゾーンと、それよりも低温の蒸気またはガスが存在する第２ゾーンとが設けられている。第１ゾーンから搬出される時の媒体の温度は、蒸気沸点よりも高くに設定された目標温度とほぼ等しくなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１１−１６７３１７号公報
【特許文献２】特開２０１３−２４９１２号公報
【特許文献３】特開平１１−２３７８０１号公報
【特許文献４】特開２００９−１５１３０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
電子写真技術には、商業印刷などの利用分野の広がりとともに、オフセット印刷レベルの画像品質が要求されている。この高画質化に伴って、記録媒体の品質（代表的な例としては、用紙品質）に対する要求も高まっている。電子写真技術による画像形成では、紙へのトナー像の定着方法として、熱によってトナーを溶融し固定化する方法が一般的である。しかしながら、このような方法では紙の収縮やカールが発生するため、用紙変形が電子写真技術で特有の問題となっている。
【０００８】
紙の収縮やカールの発生は、紙に含まれる水分が、トナー像の定着時に与えられた熱量によって蒸発し、紙が変形することに起因している。トナーの性能の向上に伴い、紙に与える熱量を小さくすることも徐々に可能になっているが、紙への熱ダメージを十分に低減させるまでには至っていない。
【０００９】
また、紙中の水分量が著しく変化すると、紙の抵抗も大幅に変化する。この場合、両面印刷などにおいては、１面目印刷時と２面目印刷時との間で、用紙抵抗が変動し、転写条件が変わってしまう問題も生じる。紙中の水分量が少なく、用紙抵抗が高すぎると、転写時に必要な転写電圧が高くなる。これにより、放電に伴う転写不良が起こり、画像欠陥が生じるおそれがある。
【００１０】
そこでこの発明の目的は、上記の課題を解決することであり、トナー像の定着前後において記録媒体に含まれる水分量が著しく変化することを防ぎ、記録媒体の変形や抵抗変動を抑制する画像形成装置および画像形成方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この発明の１つの局面に従った画像形成装置は、記録媒体に対して、１５０℃以上の過熱水蒸気を供給する過熱水蒸気供給部を有し、記録媒体に形成されたトナー像を加熱して定着する定着装置と、過熱水蒸気供給部により加熱された記録媒体の温度が過熱水蒸気の沸点以下となるように、過熱水蒸気供給部による記録媒体の加熱条件を制御する制御部とを備える。過熱水蒸気供給部による記録媒体の加熱条件は、記録媒体に供給する過熱水蒸気の温度および記録媒体を過熱水蒸気に晒す時間の少なくともいずれか一方である。制御部は、過熱水蒸気供給部により加熱された記録媒体の温度がトナー像の定着温度以上となるように、記録媒体の加熱条件を制御する。
この発明の別の局面に従った画像形成装置は、記録媒体に対して過熱水蒸気を供給する過熱水蒸気供給部を有し、記録媒体に形成されたトナー像を加熱して定着する定着装置と、過熱水蒸気供給部により加熱された記録媒体の温度が過熱水蒸気の沸点以下となるように、過熱水蒸気供給部による記録媒体の加熱条件を制御する制御部とを備える。
【００１２】
このように構成された画像形成装置によれば、過熱水蒸気供給部により加熱された記録媒体の温度が過熱水蒸気の沸点以下となるように、過熱水蒸気供給部による記録媒体の加熱条件を制御することによって、トナー像の定着前後において、記録媒体に含まれる水分量が著しく変化することを防止できる。これにより、記録媒体の変形や抵抗変動を抑制できる。
【００１３】
また好ましくは、過熱水蒸気供給部による記録媒体の加熱条件は、記録媒体に供給する過熱水蒸気の温度および記録媒体を過熱水蒸気に晒す時間の少なくともいずれか一方である。
【００１４】
このように構成された画像形成装置によれば、記録媒体の温度が過熱水蒸気の沸点以下となるように、過熱水蒸気の温度および記録媒体を過熱水蒸気に晒す時間の少なくともいずれか一方を制御することによって、トナー像の定着前後において、記録媒体に含まれる水分量が著しく変化することを防止できる。
【００１５】
また好ましくは、制御部は、過熱水蒸気供給部により加熱された記録媒体の温度がトナー像の定着温度以上となるように、記録媒体の加熱条件を制御する。
【００１６】
このように構成された画像形成装置によれば、トナー像の定着温度が過熱水蒸気の沸点以下である場合に、過熱水蒸気供給部においてトナー像の定着を完了させることができる。
【００１７】
また好ましくは、定着装置は、記録媒体の温度がトナー像の定着温度以上となるように、過熱水蒸気供給部から送られた記録媒体に接触して加熱する接触加熱部をさらに有する。
【００１８】
このように構成された画像形成装置によれば、トナー像の定着温度が過熱水蒸気の沸点よりも高い場合に、過熱水蒸気供給部に続く接触加熱部においてトナー像の定着を完了させることができる。
【００１９】
また好ましくは、制御部は、定着装置によりトナー像が定着された後の記録媒体に含まれる水分量が、トナー像が定着される前の記録媒体に含まれる水分量と等しくなるように、記録媒体の加熱条件を制御する。
【００２０】
このように構成された画像形成装置によれば、トナー像の定着前後の記録媒体に含まれる水分量を等しくすることによって、記録媒体の変形や抵抗変動をより効果的に抑制できる。
【００２１】
また好ましくは、制御部は、記録媒体の種類に応じて記録媒体の加熱条件を制御する。また好ましくは、制御部は、周囲環境の湿温度に応じて記録媒体の加熱条件を制御する。
【００２２】
このように構成された画像形成装置によれば、記録媒体の加熱条件を制御するのに際して、定着前の記録媒体中の水分量を推量することができる。
【００２３】
また好ましくは、画像形成装置は、記録媒体の種類および周囲環境の湿温度に応じて、定着装置によりトナー像が定着された後の記録媒体に含まれる水分量が、トナー像が定着される前の記録媒体に含まれる水分量と等しくなる記録媒体の加熱条件を記憶した記憶部をさらに備える。制御部は、記憶部に記憶されたデータに基づいて、記録媒体の加熱条件を制御する。
【００２４】
このように構成された画像形成装置によれば、予め準備された記憶部のデータを利用して、記録媒体の加熱条件を制御することができる。
【００２５】
また好ましくは、画像形成装置は、トナー像の定着前の記録媒体に含まれる水分量を検出する第１水分量検出部と、定着装置によるトナー像の定着後の記録媒体に含まれる水分量を検出する第２水分量検出部とをさらに備える。制御部は、第１水分量検出部および第２水分量検出部で検出されたトナー像の定着前後の記録媒体に含まれる水分量の比較に基づいて、記録媒体の加熱条件を制御する。
【００２６】
このように構成された画像形成装置によれば、記録媒体に含まれる水分量の実測定値を利用して記録媒体の加熱条件を制御することにより、トナー像の定着前後の水分量の維持をより確実にできる。
【００２７】
また好ましくは、記録媒体は、紙媒体である。このように構成された画像形成装置によれば、トナー像の定着前後において、紙媒体に含まれる水分量が著しく変化することを防止することにより、紙媒体の変形や抵抗変動を抑制できる。
【００２８】
この発明の１つの局面に従った画像形成方法は、記録媒体にトナー像を形成する工程と、記録媒体に形成されたトナー像を加熱して定着する工程とを備える。トナー像を定着する工程は、記録媒体に対して、１５０℃以上の過熱水蒸気を供給しつつ、記録媒体の温度が過熱水蒸気の沸点以下となるように記録媒体の加熱条件を制御する工程を含む。記録媒体の加熱条件は、記録媒体に供給する過熱水蒸気の温度および記録媒体を過熱水蒸気に晒す時間の少なくともいずれか一方である。トナー像を加熱して定着する工程は、過熱水蒸気の供給により加熱された記録媒体の温度がトナー像の定着温度以上となるように、記録媒体の加熱条件を制御する工程をさらに含む。
この発明の別の局面に従った画像形成方法は、記録媒体にトナー像を形成する工程と、記録媒体に形成されたトナー像を加熱して定着する工程とを備える。トナー像を定着する工程は、記録媒体に対して過熱水蒸気を供給しつつ、記録媒体の温度が過熱水蒸気の沸点以下となるように記録媒体の加熱条件を制御する工程を含む。
【００２９】
このように構成された画像形成方法によれば、記録媒体に対して過熱水蒸気を供給しつつ、記録媒体の温度が過熱水蒸気の沸点以下となるように記録媒体の加熱条件を制御することにより、トナー像の定着前後において、記録媒体に含まれる水分量が著しく変化することを防止できる。これにより、記録媒体の変形や抵抗変動を抑制できる。
【発明の効果】
【００３０】
以上に説明したように、この発明に従えば、トナー像の定着前後において記録媒体に含まれる水分量が著しく変化することを防ぎ、記録媒体の変形や抵抗変動を抑制する画像形成装置および画像形成方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】この発明の実施の形態１における画像形成装置を模式的に表す図である。
【図２】図１中の画像形成装置に設けられた定着装置を示す図である。
【図３】図２中の定着装置を制御するための構成を示すブロック図である。
【図４】図２中の定着装置において、過熱水蒸気により加熱される記録媒体の様子を示す図である。
【図５】図２中の定着装置において、過熱水蒸気により加熱される記録媒体の様子を示す別の図である。
【図６】過熱水蒸気の温度の制御方法の別の例を説明するためのブロック図である。
【図７】この発明の実施の形態２における画像形成装置に設けられた定着装置を示す図である。
【図８】実施例１において、過熱水蒸気の温度と、定着後紙温度および体積抵抗率との関係を示すグラフである。
【図９】実施例２において、過熱水蒸気の温度と、定着後紙温度および体積抵抗率との関係を示すグラフである。
【図１０】実施例３において、過熱水蒸気の温度と、定着後紙温度および体積抵抗率との関係を示すグラフである。
【図１１】比較例１において、温風温度と、定着後紙温度および体積抵抗率との関係を示すグラフである。
【図１２】実施例１〜３，比較例１において、水分率（体積抵抗率）の変化および定着強度の評価結果をまとめた表である。
【図１３】実施例４において、過熱水蒸気の温度と、中間／定着後紙温度および体積抵抗率との関係を示すグラフである。
【図１４】比較例２において、接触加熱部における定着温度と、定着後紙温度および体積抵抗率との関係を示すグラフである。
【図１５】実施例４および比較例２において、水分率（体積抵抗率）の変化および定着強度の評価結果をまとめた表である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
この発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、以下で参照する図面では、同一またはそれに相当する部材には、同じ番号が付されている。
【００３３】
［実施の形態１］
図１は、この発明の実施の形態１における画像形成装置を模式的に表す図である。図１を参照して、本実施の形態における画像形成装置１０は、記録媒体にトナー像を形成するための画像形成部１２と、画像形成部１２により記録媒体に形成されたトナー像を定着するための定着装置１４とを有する。
【００３４】
記録媒体の種類は、その内部に水分を含むものであれば特に限定されないが、本実施の形態では、代表的な例として、記録媒体が紙媒体（記録紙５０）である場合について説明する。
【００３５】
（画像形成部の説明）
まず、画像形成部１２の構造について説明すると、画像形成部１２は、その主要な構成部品として、像担持体としての感光体ドラム２１と、帯電装置２２と、露光装置２３と、現像装置２４と、クリーニング装置２５と、中間転写体としての中間転写ローラ２６と、二次転写ローラ２７と、クリーニング装置２８とを有する。
【００３６】
感光体ドラム２１は、円筒形状を有し、その表面には感光体層（不図示）が形成されている。感光体ドラム２１は、矢印１０１に示す方向に回転可能に設けられている。感光体ドラム２１の外周上には、その回転方向に沿って、帯電装置２２、露光装置２３、現像装置２４、中間転写ローラ２６およびクリーニング装置２５が順に設けられている。
【００３７】
帯電装置２２は、感光体ドラム２１の表面を所定電位に帯電させる。露光装置２３は、感光体ドラム２１の表面に光を照射することによって、照射領域内の帯電レベルを低下させ、静電潜像を形成する。現像装置２４は、感光体ドラム２１の表面上に形成された静電潜像を現像する（現像プロセス）。すなわち、現像装置２４は、感光体ドラム２１の現像領域に現像剤を搬送し、その現像剤に含まれるトナーを静電潜像に供給することによってトナー像を形成する。
【００３８】
なお、図１中では、感光体ドラム２１に対して１台の現像装置２４が配置されているが、カラー画像を形成するために複数台の現像装置２４が配置されてもよい。また、中間転写ローラ２６に対して、感光体ドラム２１、帯電装置２２、露光装置２３、現像装置２４およびクリーニング装置２５からなるユニットが複数、配置されてもよい。カラー画像形成の方式や中間転写体の有無などは、任意に設定することが可能であり、それに合わせて、画像形成部１２の構成部品が適当に配置される。
【００３９】
中間転写ローラ２６は、円筒形状を有する。中間転写ローラ２６は、感光体ドラム２１と接触しながら矢印１０２に示す方向に回転する。中間転写ローラ２６の外周上には、その回転方向に沿って、感光体ドラム２１、二次転写ローラ２７およびクリーニング装置２８が順に設けられている。感光体ドラム２１および中間転写ローラ２６が接触するニップ部において、感光体ドラム２１から中間転写ローラ２６の表面にトナー像が転写される（一次転写プロセス）。
【００４０】
二次転写ローラ２７は、円筒形状を有する。二次転写ローラ２７と中間転写ローラ２６とは、記録紙５０を挟んで互いに対向して配置されている。二次転写ローラ２７は、記録紙５０を介して中間転写ローラ２６と接触しながら矢印１０３に示す方向に回転する。中間転写ローラ２６および二次転写ローラ２７が接触するニップ部において、中間転写ローラ２６から記録紙５０の表面にトナー像が転写される（二次転写プロセス）。二次転写のタイミングに合わせて、記録紙５０は矢印１０４に示す方向に搬送される。
【００４１】
上記の現像プロセスにおいては、電源（不図示）から現像装置２４の現像ローラ２４ｒに対して、トナーと同極性の現像バイアス電圧が印加される。これにより、トナーと同極性の感光体ドラム２１上の静電潜像の電位と現像ローラ２４ｒの電位とのバランスで生じた電界に従って、現像剤中のトナーが感光体ドラム２１の潜像部分に静電吸着され、感光体ドラム２１上の静電潜像が現像される。この結果、感光体ドラム２１の表面に、静電潜像の形状に対応したトナー像が形成される。
【００４２】
上記の一次転写プロセスにおいては、電源（不図示）から中間転写ローラ２６に対して、トナーと逆極性の転写バイアス電圧が印加され、感光体ドラム２１および中間転写ローラ２６間に電界が形成される。これにより、感光体ドラム２１上のトナー像が中間転写ローラ２６上に静電吸着され、中間転写ローラ２６に転写される。トナー像が中間転写ローラ２６に転写されると、クリーニング装置２５により感光体ドラム２１上の残存トナーが除去される。
【００４３】
上記の二次転写プロセスにおいては、電源（不図示）から二次転写ローラ２７に対して、トナーと逆極性の転写バイアス電圧が印加され、中間転写ローラ２６および二次転写ローラ２７間に電界が形成される。これにより、中間転写ローラ２６上のトナー像が、中間転写ローラ２６および二次転写ローラ２７の間を通過する記録紙５０上に静電吸着され、記録紙５０に転写される。トナー像が記録紙５０に転写されると、クリーニング装置２８により中間転写ローラ２６上の残存トナーが除去される。
【００４４】
（現像剤の説明）
続いて、本実施の形態における画像形成装置１０で用いられる現像剤について説明する。現像剤としては、熱可塑性樹脂を含むトナーを用いることができる。熱によって記録媒体に定着される現像剤であれば特に限定されることはなく、公知の現像剤を用いることができる。
【００４５】
たとえば、現像剤は、キャリア粒子およびトナー粒子からなる二成分現像剤であってもよいし、トナー粒子のみからなる一成分現像剤であってもよい。また、トナー粒子がキャリア液中に分散された液体現像剤を用いることも可能である。
【００４６】
現像剤に用いられるトナー粒子は、主として、樹脂と、着色のための顔料および染料とからなる。樹脂は、顔料および染料を樹脂中に均一に分散させる機能と、記録媒体にトナー像を熱定着させる際のバインダとしての機能とを有する。
【００４７】
樹脂としては、たとえば、ポリスチレン樹脂、スチレン−アクリル樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂またはポリウレタン樹脂等の熱可塑性樹脂を用いることができる。また、これらの樹脂を複数、混合して用いてもよい。
【００４８】
トナーの着色に用いられる顔料および染料としては、一般に市販されるものを用いることができる。顔料としては、たとえば、カーボンブラック、ベンガラ、酸化チタン、シリカ、フタロシアニンブルー、フタロシアニングリーン、スカイブルー、ベンジジンイエローまたはレーキレッドＤ等を用いることができる。染料としては、たとえば、ソルベントレッド２７またはアシッドブルー９等を用いることができる。
【００４９】
トナー粒子には、帯電性や流動性を改善することを目的に、無機微粒子や樹脂微粒子からなる外添剤が添加されてもよい。
【００５０】
（定着装置の説明）
続いて、定着装置１４の構造について説明する。図２は、図１中の画像形成装置に設けられた定着装置を示す図である。
【００５１】
図１および図２を参照して、定着装置１４は、記録紙５０に形成されたトナー像を定着するための手段として、記録紙５０に対して過熱水蒸気を供給する過熱水蒸気供給部１６を有する。
【００５２】
過熱水蒸気供給部１６は、ケーシング３１と、搬送ローラ４４Ｐおよび搬送ローラ４４Ｑ（以下、特に区別しない場合には「搬送ローラ４４」という）と、ローラ駆動部４３とを有する。
【００５３】
ケーシング３１は、断熱された隔壁により囲まれた内部空間３２を形成する。内部空間３２は、トナー像が形成された記録紙５０が通過する空間であって、過熱水蒸気が供給される空間である。ケーシング３１には、内部空間３２に記録紙５０を搬入するための搬入口３５と、内部空間３２から記録紙５０を搬出するための搬出口３６とが設けられている。ケーシング３１には、さらに、内部空間３２に過熱水蒸気を導入するための導入管３３と、内部空間３２から過熱水蒸気を排出するための排出管３４とが設けられている。
【００５４】
搬送ローラ４４およびローラ駆動部４３は、過熱水蒸気供給部１６において、トナー像が形成された記録紙５０を搬送する記録媒体搬送部として設けられている。
【００５５】
搬送ローラ４４は、記録紙５０に接触して回転することにより、記録紙５０を一方向に送り出す。本実施の形態では、搬送ローラ４４Ｐおよび搬送ローラ４４Ｑが、それぞれ、搬入口３５および搬出口３６に設けられている。このような構成により、内部空間３２の気密性を高めることができる。ローラ駆動部４３は、搬送ローラ４４を回転駆動させるための駆動源であり、たとえば、モータである。ケーシング３１には、内部空間３２において搬送される記録紙５０を支持するためのレール４５がさらに設けられている。
【００５６】
過熱水蒸気供給部１６は、飽和水蒸気生成部４１および加熱部４２を有する。飽和水蒸気生成部４１は、代表的にはボイラーであり、飽和水蒸気を生成する。加熱部４２は、飽和水蒸気生成部４１において生成された飽和水蒸気を加熱することによって過熱水蒸気とする。加熱部４２としては、たとえば、バーナ、電気ヒータまたは電磁誘導装置などを用いることができる。
【００５７】
加熱部４２で得られた過熱水蒸気が、導入管３３を通じて内部空間３２に導入されるとともに、排出管３４を通じて内部空間３２から順次、排出されることによって、ケーシング３１内部を所望の温度に加熱された過熱水蒸気により満たすことができる。記録紙５０が、回転する搬送ローラ４４により搬送され、過熱水蒸気により満たされたケーシング３１内部を通過することによって、記録紙５０が加熱され、記録紙５０上のトナー像が定着される。
【００５８】
なお、排出管３４を通じて内部空間３２から排出された過熱水蒸気を循環させることにより、過熱水蒸気の再利用を図ってもよい。
【００５９】
発明者等は、過熱水蒸気を用いたトナー像の定着工程について検討を繰り返した結果、以下に説明する現象を知見するに至った。
【００６０】
トナー像が形成された記録媒体に対して過熱水蒸気が供給されると、記録媒体の温度が過熱水蒸気の沸点よりも低いことにより、過熱水蒸気が記録媒体の表面に凝縮する。この際、記録媒体は、多量の凝縮熱を受け取り、速やかに加熱される。この過程において、記録媒体に水分が供給される。
【００６１】
続いて、過熱水蒸気の沸点付近まで加熱された記録媒体表面上の水分は、次第に蒸発する。水分の蒸発に伴って気化熱が奪われるため、記録媒体の温度が過熱水蒸気の沸点付近に保たれたまま、記録媒体に含まれる水分量が過熱水蒸気による加熱条件に応じた量に制御される。
【００６２】
この際、記録媒体表面上の水分が全て蒸発し、気化熱が奪われることがなくなると、記録媒体の温度が過熱水蒸気の沸点を超えて上昇し始める。この場合、記録媒体から水分が大幅に損なわれることとなり、トナー像の定着前後において記録媒体に含まれる水分量が著しく変化する。
【００６３】
本願発明は、このような発明者等の知見に基づいてなされたものであり、記録媒体表面上の水分が全て蒸発するまでの過程を活用して、記録媒体に含まれる水分量を適正に制御しようとするものである。
【００６４】
図３は、図２中の定着装置を制御するための構成を示すブロック図である。図２および図３を参照して、画像形成装置１０は、制御部６１を有する。制御部６１は、過熱水蒸気供給部１６により加熱された記録紙５０の温度が過熱水蒸気の沸点（本実施の形態では、大気圧で１００℃）以下となるように、過熱水蒸気供給部１６による記録紙５０の加熱条件を制御する。過熱水蒸気の沸点がＴａ℃である場合に、過熱水蒸気供給部１６により加熱された記録紙５０の温度Ｔ℃は、さらにＴａ−５℃≦Ｔ（≦Ｔａ）の関係を満たすことが好ましい。
【００６５】
本実施の形態では、記録紙５０に形成されたトナー像の定着温度が、過熱水蒸気の沸点以下である。この場合に、制御部６１は、過熱水蒸気供給部１６により加熱された記録紙５０の温度が、記録紙５０に形成されたトナー像の定着温度以上となるように、過熱水蒸気供給部１６による記録紙５０の加熱条件を制御する。
【００６６】
さらに本実施の形態では、制御部６１が、定着装置１４によりトナー像が定着された後の記録紙５０に含まれる水分量が、トナー像が定着される前の記録紙５０に含まれる水分量と等しくなるように、記録紙５０の加熱条件を制御する。
【００６７】
過熱水蒸気供給部１６による記録紙５０の加熱条件は、記録紙５０に供給する過熱水蒸気の温度および記録紙５０を過熱水蒸気に晒す時間の少なくともいずれか一方である。
【００６８】
本実施の形態では、制御部６１は、過熱水蒸気供給部１６による記録紙５０の加熱条件として、記録紙５０に供給する過熱水蒸気の温度を制御する。より具体的には、ケーシング３１には、内部空間３２における過熱水蒸気の温度を検出するための温度検出部（不図示）が設けられている。制御部６１は、その温度検出部で検出される過熱水蒸気の温度が所望の値となるように、加熱部４２の出力を制御する。
【００６９】
記録紙５０に供給される過熱水蒸気の温度は、１５０℃以上であることが好ましい。過熱水蒸気の温度が１５０℃よりも低い場合、ケーシング３１の内部や配管等の過熱水蒸気の流路の低温部で、結露が生じ易くなる。意図しない過熱水蒸気の温度低下と、これに伴う結露の発生とを抑制することを目的に、過熱水蒸気の流路を形成する部材（ケーシング３１や記録紙５０の搬送手段、配管等）は、周囲から断熱されて構成されることが好ましい。
【００７０】
なお、過熱水蒸気供給部１６による記録紙５０の加熱条件として、記録紙５０を過熱水蒸気に晒す時間を採用する場合、制御部６１は、記録紙５０が過熱水蒸気に満たされた内部空間３２を通過する時間が所望の値となるように、記録紙５０の搬送速度（ローラ駆動部４３による搬送ローラ４４の回転数）を制御すればよい。
【００７１】
次に、図２中の定着装置１４において、過熱水蒸気を用いてトナー像を定着する工程と、その定着工程に伴って記録紙５０に含まれる水分量を制御する作用とについて説明する。図４および図５は、図２中の定着装置において、過熱水蒸気により加熱される記録媒体の様子を示す図である。
【００７２】
図２および図４を参照して、画像形成部１２（図１を参照のこと）においてトナー像が形成された記録紙５０が、過熱水蒸気５２で満たされたケーシング３１内部を通過すると、記録紙５０の温度が過熱水蒸気の沸点である１００℃よりも低いことにより、過熱水蒸気５２が記録紙５０の表面に凝縮し、凝縮水５１が生じる。この際、記録紙５０は、過熱水蒸気５２による対流伝熱および輻射に加えて、多量の凝縮熱を受け取る。これにより、記録紙５０は、通常の非接触加熱手段（対流伝熱による温風加熱や、輻射による赤外線加熱など）と比較して速やかに加熱され、記録紙５０の温度は、過熱水蒸気の沸点である１００℃付近にまで至る。
【００７３】
この過程において、記録紙５０に水分が供給されるとともに、本実施の形態では、記録紙５０がトナー像の定着温度以上となるまで加熱される。
【００７４】
図２および図５を参照して、記録紙５０に対して供給される過熱水蒸気５２は、１００℃以上に加熱されており、１００℃における飽和水蒸気量の水分を含むものの、過熱水蒸気の温度の飽和水蒸気量に達していない。このため、１００℃付近まで加熱された記録紙５０上の凝縮水５１は、過熱水蒸気の温度に応じて次第に蒸発する。水分の蒸発に伴って気化熱が奪われるため、記録紙５０の温度が１００℃付近に保たれたまま、記録紙５０内部が、過熱水蒸気５２の温度に応じた水分量に制御されることとなる。
【００７５】
より具体的には、過熱水蒸気の温度が低いほど、過熱水蒸気および記録紙５０間の温度差が小さくなるため、記録紙５０からの水分の蒸発速度が遅くなり、その結果、定着後の記録紙５０に含まれる水分量は多くなる。過熱水蒸気の温度が高いほど、過熱水蒸気および記録紙５０間の温度差が大きくなるため、記録紙５０からの水分の蒸発速度が速くなり、その結果、定着後の記録紙５０に含まれる水分量は少なくなる。
【００７６】
また、過熱水蒸気供給部１６による記録紙５０の加熱条件として、記録紙５０を過熱水蒸気に晒す時間を制御する場合、記録紙５０を過熱水蒸気に晒す時間が短いほど、記録紙５０からの水分の蒸発量が少なくなり、その結果、定着後の記録紙５０に含まれる水分量は多くなる。また、記録紙５０を過熱水蒸気に晒す時間が長いほど、記録紙５０からの水分の蒸発量が多くなり、その結果、定着後の記録紙５０に含まれる水分量は少なくなる。
【００７７】
記録紙５０からの水分蒸発が進行し、やがて記録紙５０上の凝縮水５１が全て蒸発すると、これ以降、気化熱によって記録紙５０から熱が奪われることがなくなるため、記録紙５０の温度が１００℃を超えて上昇し始める。したがって、過熱水蒸気により記録紙５０を１００℃を超えて加熱すると、記録紙５０に含まれる水分量が大幅に減少してしまう。
【００７８】
これに対して、本実施の形態では、記録紙５０の温度が過熱水蒸気の沸点である１００℃以下となるように、過熱水蒸気供給部１６による記録紙５０の加熱条件である過熱水蒸気の温度を制御する。これにより、定着前後において記録紙５０に含まれる水分量が著しく変化することを防ぎ、記録紙５０の変形や抵抗変動を抑制することができる。
【００７９】
さらに本実施の形態では、定着装置１４によりトナー像が定着された後の記録紙５０に含まれる水分量が、トナー像が定着される前の記録紙５０に含まれる水分量と等しくなるように、過熱水蒸気供給部１６による記録紙５０の加熱条件である過熱水蒸気の温度を制御する。これにより、記録紙５０の変形や抵抗変動をより確実に抑制することができる。
【００８０】
次に、定着前後の記録紙５０に含まれる水分量が等しくなるように、過熱水蒸気の温度を制御する方法の一例について説明する。
【００８１】
図３を参照して、画像形成装置１０は、記録紙５０の種類および周囲環境の湿温度に応じて、定着装置１４によりトナー像が定着された後の記録紙５０に含まれる水分量が、トナー像が定着される前の記録紙５０に含まれる水分量と等しくなる、記録紙５０の加熱条件である過熱水蒸気の温度を記憶する記憶部６２を有する。制御部６１は、記憶部６２に記憶されたデータに基づいて、過熱水蒸気の温度を制御する。
【００８２】
より具体的には、画像形成装置１０は、入力部４７および湿温度検出部４６を有する。入力部４７には、ユーザにより記録紙５０の種類（紙種や坪量）が入力される。湿温度検出部４６は、画像形成装置１０の周囲環境の温度および湿度を検出する。
【００８３】
記録紙に含まれる水分量は、記録紙の種類および周囲環境の湿温度によって変化する。たとえば、通常環境（２５℃、５０％ＲＨ）における用紙の含水率は、約７％である。本実施の形態では、所定環境での各種の記録紙について、定着装置１４による定着前後の水分量が維持される過熱水蒸気の温度をテーブル化したデータを、予め記憶部６２に準備しておく。その上で、制御部６１は、入力部４７に入力された記録紙５０の種類と、湿温度検出部４６で検出された周囲環境の湿温度とを、記憶部６２に記憶されたデータに照らし合わせ、定着前後の水分量が維持される過熱水蒸気の温度を特定する。制御部６１は、その特定された過熱水蒸気の温度が得られるように、加熱部４２の出力を制御する。
【００８４】
なお、上記の例では、記録紙５０の種類を入力する入力部４７を設ける場合について説明したが、このような構成に限られず、たとえば、記録紙の種類を検出可能なセンサ部を設けてもよい。
【００８５】
図６は、過熱水蒸気の温度の制御方法の別の例を説明するためのブロック図である。図６を参照して、画像形成装置１０は、トナー像の定着前の記録紙５０に含まれる水分量を検出する第１水分量検出部６６と、定着装置１４によるトナー像の定着後の記録紙５０に含まれる水分量を検出する第２水分量検出部６７とを有する。制御部６１は、第１水分量検出部６６および第２水分量検出部６７で検出されたトナー像の定着前後の記録紙５０に含まれる水分量の比較に基づいて、記録紙５０の加熱条件である過熱水蒸気の温度を制御する。
【００８６】
この場合、制御部６１は、第１水分量検出部６６および第２水分量検出部６７で検出されたトナー像の定着前後の記録紙５０に含まれる水分量を比較し、その結果を過熱水蒸気の温度制御にフィードバック制御させる。このような水分量の実側値を用いたフィードバック制御は、単独で行われてもよいし、図３中の記憶部６２を用いた制御と組み合わせて行われてもよい。
【００８７】
第１水分量検出部６６および第２水分量検出部６７による水分量の検出手段としては、電気抵抗方式や静電容量方式、赤外線方式、マイクロ波方式など公知の手段を用いることができる。
【００８８】
第１水分量検出部６６の設置場所としては、定着前（画像形成、転写前）の記録紙５０の給紙部や搬送経路が挙げられる。第２水分量検出部６７の設置場所としては、定着後の記録紙５０の搬送経路や排紙部が挙げられる。そのほか、両面印刷時の通紙経路で定着後の水分量を検出してもよい。定着装置１４により加熱された記録紙５０では、その後の冷却過程でも水分蒸発が進行するため、定着後の水分量の検出は、記録紙５０の温度が十分に低下してから実施することが好ましい。
【００８９】
なお、以上に説明した制御方法では、定着前後の記録紙５０に含まれる水分量が等しくなるように過熱水蒸気の温度を制御し、その結果として、過熱水蒸気供給部１６により加熱された記録紙５０の温度が過熱水蒸気の沸点以下とされる。このような制御方法に限られず、ケーシング３１から搬出される記録紙５０の温度を検出する温度検出手段を設け、その温度検出手段で検出された記録紙５０の温度に基づいて、過熱水蒸気の温度を制御してもよい。この場合に用いられる温度検出手段としては、たとえば、非接触式の放射温度計が挙げられる。
【００９０】
以上に説明した、この発明の実施の形態１における画像形成装置１０の構造についてまとめて説明すると、本実施の形態における画像形成装置１０は、記録媒体としての記録紙５０に対して過熱水蒸気を供給する過熱水蒸気供給部１６を有し、記録紙５０に形成されたトナー像を加熱して定着する定着装置１４と、過熱水蒸気供給部１６により加熱された記録紙５０の温度が過熱水蒸気の沸点以下となるように、過熱水蒸気供給部１６による記録紙５０の加熱条件を制御する制御部６１とを備える。
【００９１】
また、本実施の形態における画像形成方法は、記録媒体としての記録紙５０にトナー像を形成する工程と、記録紙５０に形成されたトナー像を加熱して定着する工程とを備える。トナー像を加熱して定着する工程は、記録紙５０に対して過熱水蒸気を供給しつつ、記録紙５０の温度が過熱水蒸気の沸点以下となるように記録紙５０の加熱条件を制御する工程を含む。
【００９２】
このように構成された、この発明の実施の形態１における画像形成装置１０および画像形成方法によれば、過熱水蒸気供給部１６における記録紙５０の加熱条件を適切に制御することにより、定着前後において記録紙５０に含まれる水分量が著しく変化することを抑制し、記録紙５０の変形や抵抗変動を防ぐことができる。
【００９３】
［実施の形態２］
図７は、この発明の実施の形態２における画像形成装置に設けられた定着装置を示す図である。本実施の形態における画像形成装置は、実施の形態１における画像形成装置１０と比較して、基本的には同様の構造を備える。以下、重複する構造についてはその説明を繰り返さない。
【００９４】
図７を参照して、本実施の形態における画像形成装置においては、定着装置１４が、記録紙５０に形成されたトナー像を定着するための手段として、過熱水蒸気供給部１６および接触加熱部１８を有する。
【００９５】
接触加熱部１８は、記録紙５０の搬送経路上において、過熱水蒸気供給部１６の下流側に設けられている。本実施の形態では、記録紙５０に形成されたトナー像の定着温度が、過熱水蒸気供給部１６で供給される過熱水蒸気の沸点よりも高い。接触加熱部１８は、記録紙５０の温度がトナー像の定着温度以上となるように、過熱水蒸気供給部１６から送られた記録紙５０に接触して加熱する。
【００９６】
接触加熱部１８の構造について説明すると、接触加熱部１８は、加熱加圧手段であって、所定温度に加熱されたローラ対である定着ローラ７１および加圧ローラ７３を有する。
【００９７】
定着ローラ７１および加圧ローラ７３は、各ローラの回転軸が互いに平行となるように上下に並んで設けられている。定着ローラ７１および加圧ローラ７３の回転軸の両端は、軸受け部材（不図示）により回転可能に支持されている。定着ローラ７１および加圧ローラ７３は、記録紙５０を挟んで互いに対向して配置されている。バネなどを用いた加圧機構（不図示）によって、加圧ローラ７３が所定の圧接力により定着ローラ７１に向けて付勢されている。これにより、定着ローラ７１の下面部には、圧接ニップ部が形成されている。
【００９８】
加圧ローラ７３は、駆動機構（不図示）により、所定の周速度で回転駆動される。定着ローラ７１は、圧接ニップ部での加圧ローラ７３との圧接摩擦力によって加圧ローラ７３に従動回転する。なお、定着ローラ７１を回転駆動させ、加圧ローラ７３を従動回転させてもよい。
【００９９】
接触加熱部１８は、加熱手段であるヒータランプ７２およびヒータランプ７４を有する。ヒータランプ７２およびヒータランプ７４は、それぞれ、定着ローラ７１および加圧ローラ７３に内蔵されている。定着ローラ７１および加圧ローラ７３は、制御部（不図示）によるヒータランプ７２およびヒータランプ７４の出力制御により、所望の表面温度に設定される。
【０１００】
定着ローラ７１および加圧ローラ７３は、アルミニウム等の良好な熱伝導性を有する金属製芯金の外周面に、ニップ幅を確保するための弾性層としてのシリコンゴム製の層と、表面の離型性を高めるための離型層として、たとえばＰＴＦＥやＰＦＡ等の厚み１０〜５０μｍのフッ素系樹脂製の層とが設けられたローラである。
【０１０１】
接触加熱部１８としては、上記の定着ローラ７１および加圧ローラ７３を用いた構造のほかに、定着ローラ７１および加圧ローラ７３のいずれか一方または両方のローラを、ベルトに置き換えた構造を用いてもよい。
【０１０２】
実施の形態１と同様に、過熱水蒸気供給部１６においては、制御部６１が、過熱水蒸気供給部１６により加熱された記録紙５０の温度が過熱水蒸気の沸点以下となるように、過熱水蒸気の温度を制御する。引き続いて、接触加熱部１８においては、制御部６１が、記録紙５０の温度がトナー像の定着温度以上となるように、ヒータランプ７２およびヒータランプ７４の出力を制御する。
【０１０３】
この際、接触加熱部１８においても記録紙５０からの水分の蒸発が生じるため、過熱水蒸気供給部１６における過熱水蒸気の温度制御は、定着装置１４における全定着工程での水分収支を勘案して実施される。たとえば、図６を参照して説明した過熱水蒸気の温度制御においては、定着後の記録紙５０に含まれる水分量として、接触加熱部１８による定着工程以降の記録紙５０の水分量が検出される。
【０１０４】
このように構成された、この発明の実施の形態２における画像形成装置によれば、実施の形態１に記載の効果を同様に奏することができる。加えて、本実施の形態では、トナー像の定着温度が過熱水蒸気の沸点よりも高い場合に、過熱水蒸気供給部１６に続いて接触加熱部１８を設けることによって、記録紙５０をトナー像の定着温度以上に加熱することが可能となる。
【０１０５】
［実施例］
実施の形態１（図２）および実施の形態２（図７）の構成を用いた実施例について、以下に説明する。
【０１０６】
図８から図１０は、実施例１から３において、過熱水蒸気の温度と、定着後紙温度および体積抵抗率との関係を示すグラフである。図１１は、比較例１において、温風温度と、定着後紙温度および体積抵抗率との関係を示すグラフである。図１２は、実施例１〜３，比較例１において、水分率（体積抵抗率）の変化および定着強度の評価結果をまとめた表である。
【０１０７】
図８から図１２を参照して、実施例１〜３では、実施の形態１における画像形成装置を用いて、過熱水蒸気供給部１６における過熱水蒸気の温度を変化させながら記録紙５０に画像を作成した。これらの実施例では、約１００℃の紙温度で定着可能な低温定着用トナーを用い、過熱水蒸気供給部１６における過熱水蒸気による加熱時間を０．５ｓとした。画像の形成に際して、定着前後の記録紙５０の体積抵抗率と、定着後の記録紙５０の紙温度とを測定した。
【０１０８】
記録紙５０の体積抵抗率は、記録紙５０に含まれる水分量（水分率）の代用特性として用いた。記録紙５０に含まれる水分量が少ないほど、体積抵抗率は高くなり、記録紙５０に含まれる水分量が多いほど、体積抵抗率が低くなる。体積抵抗率の測定には、抵抗率計（東亜電波工業社製ＤＳＭ−８１０３）を用いた。
【０１０９】
図１２および後で説明する図１５中では、定着前後の水分率の変化が小さかった場合を「Ａ」と評価し、定着前後の水分率の変化が著しく大きかった場合を「Ｂ」と評価した。
【０１１０】
定着後の記録紙５０の紙温度の測定には、放射温度計（キーエンス社製ＦＴ−Ｈ２０）を用いた。
【０１１１】
さらに、記録紙５０に定着されたトナー像にテープ（３Ｍ社製メンディングテープ）を貼り付け、テープ剥離に伴うトナー像の剥離の有無によってトナー像の定着強度を評価した。図１２および後で説明する図１５中では、十分な定着強度が得られた場合を「Ａ」と評価し、定着強度が不十分であった場合を「Ｂ」と評価した。
【０１１２】
実施例１、実施例２および実施例３では、それぞれ、記録紙５０として、上質紙（坪量１２７．９ｇ／ｍ２）、上質紙（坪量６４．０ｇ／ｍ２）およびコート紙（坪量１２７．９ｇ／ｍ２）を用いた。
【０１１３】
比較例１では、過熱水蒸気に替えて温風を用いてトナー像を定着した。実施例１〜３と同様に、定着前の記録紙５０の体積抵抗率、定着後の記録紙５０の紙温度および体積抵抗率の測定と、水分率の変化および定着強度の評価とを行なった。比較例１では、記録紙５０として、上質紙（坪量１２７．９ｇ／ｍ２）を用いた。
【０１１４】
図８から図１０および図１２に示すように、実施例１〜３では、定着後の記録紙５０の紙温度が１００℃以下であって、１００℃付近の温度まで上昇するように過熱水蒸気の温度を設定した。
【０１１５】
記録紙５０の水分率の代用特性である体積抵抗率の値は、過熱水蒸気の温度によって変化した。特に、実施例１では過熱水蒸気の温度を３７０℃に設定し、実施例２では過熱水蒸気の温度を２２０℃に設定し、実施例３では過熱水蒸気の温度を３５０℃に設定することにより、定着前後の記録紙５０の体積抵抗率（水分率）が等しくなった。これにより、過熱水蒸気の温度制御によって、定着前後の記録紙５０の水分量を等しくできることを確認できた。
【０１１６】
一方、図１１および図１２に示すように、比較例１では、温風温度によって定着後の記録紙５０の紙温度が変化し、紙温度１００℃を得るために温風温度を４５０℃まで高める必要があった。記録紙５０の体積抵抗率（水分率）については、いずれの温風温度においても、定着前よりも定着後の体積抵抗率が上昇し、特に紙温度１００℃まで高めると、定着前後の体積抵抗率の変化率が、実施例１〜３のいずれのケースよりも大きくなった。また、温風温度１５０℃では、体積抵抗率の上昇幅は小さかったが、定着後の記録紙５０の紙温度は、４０℃よりやや高い温度にしか達することができず、十分な定着強度を得ることができなかった。
【０１１７】
したがって、温風を用いてトナー像を定着した比較例１では、記録紙５０の水分率の変化抑制および定着強度の両立を図ることができなかった。
【０１１８】
図１３は、実施例４において、過熱水蒸気の温度と、中間／定着後紙温度および体積抵抗率との関係を示すグラフである。図１４は、比較例２において、接触加熱部における定着温度と、定着後紙温度および体積抵抗率との関係を示すグラフである。図１５は、実施例４および比較例２において、水分率（体積抵抗率）の変化および定着強度の評価結果をまとめた表である。
【０１１９】
図１３から図１５を参照して、実施例４では、実施の形態２における画像形成装置を用いて、過熱水蒸気供給部１６における過熱水蒸気の温度を変化させながら記録紙５０に画像を作成した。実施例４では、１２０℃の紙温度で定着可能なトナーを用い、過熱水蒸気供給部１６における過熱水蒸気による加熱時間を０．５ｓとした。また、接触加熱部１８における定着温度を１６０℃に設定した。
【０１２０】
画像の形成に際して、定着前後の記録紙５０の体積抵抗率と、過熱水蒸気供給部１６から搬出された記録紙５０の中間紙温度と、接触加熱部１８から搬出された定着後の記録紙５０の紙温度とを測定するとともに、先に説明した実施例と同様に、水分率の変化および定着強度の評価を行なった。
【０１２１】
比較例２では、過熱水蒸気による加熱を実施せず、接触加熱部１８における接触加熱のみによりトナー像を定着した。この際、接触加熱部１８における定着温度を変化させて、定着前後の記録紙５０の体積抵抗率および定着後の記録紙５０の紙温度を測定するとともに、水分率の変化および定着強度の評価を行なった。
【０１２２】
実施例４および比較例２では、記録紙５０として、上質紙（坪量１２７．９ｇ／ｍ２）を用いた。
【０１２３】
図１３および図１５に示すように、実施例４では、記録紙５０を過熱水蒸気による加熱により紙温度１００℃付近まで加熱した後、接触加熱により紙温度１２０℃付近まで加熱した。これにより、定着後の記録紙５０において十分な定着強度を得ることができた。また、過熱水蒸気の温度を２５０℃に設定することにより、定着前後の記録紙５０の体積抵抗率（水分率）が等しくなった。
【０１２４】
一方、図１４および図１５に示すように、接触加熱のみを用いた比較例２では、紙温度を室温から１２０℃まで高めるために２００℃の定着温度が必要となった。この場合、定着前後の記録紙５０の体積抵抗率の変化率が、実施例４における体積抵抗率の変化率よりも大きくなった。先に示した温風による定着を用いた比較例１と同様に、比較例２においても、記録紙５０の水分率の変化抑制および定着強度の両立を図ることができなかった。
【０１２５】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて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。
【産業上の利用可能性】
【０１２６】
この発明は、主に、電子写真技術による画像形成に適用される。
【符号の説明】
【０１２７】
１０  画像形成装置、１２  画像形成部、１４  定着装置、１６  過熱水蒸気供給部、１８  接触加熱部、２１  感光体ドラム、２２  帯電装置、２３  露光装置、２４  現像装置、２４ｒ  現像ローラ、２５，２８  クリーニング装置、２６  中間転写ローラ、２７  二次転写ローラ、３１  ケーシング、３２  内部空間、３３  導入管、３４  排出管、３５  搬入口、３６  搬出口、４１  飽和水蒸気生成部、４２  加熱部、４３  ローラ駆動部、４４，４４Ｐ，４４Ｑ  搬送ローラ、４５  レール、４６  温度検出部、４７  入力部、５０  記録紙、５１  凝縮水、５２  過熱水蒸気、６１  制御部、６２  記憶部、６６  第１水分量検出部、６７  第２水分量検出部、７１  定着ローラ、７２，７４  ヒータランプ、７３  加圧ローラ。
【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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