(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱源を備えた加熱ロールと、この加熱ロールから所定の間隔をあけて配置される支持ロールと、この加熱ロールと支持ロールとに少なくとも張架されて回転する定着ベルトと、この定着ベルトを挟んで前記加熱ロールに圧接して配置される加圧ロールとを備え、その加圧ロールと定着ベルトの圧接部に、定着対象のトナー像を担持する記録媒体をそのトナー像担持面が定着ベルト側に位置する姿勢で導入して通過させる定着装置において、
前記記録媒体のトナー像担持面に重ね合わせて転写定着させる透明トナーからなる透明トナー層を前記定着ベルトに形成する透明トナー層形成装置を設置し、この透明トナー層形成装置により形成する透明トナー層は、前記記録媒体のトナー像担持面と重ね合わせられる側にその記録媒体の送り方向に対して平行する方向に又は斜め後方に向けて透明トナー層の一端部側から他端部まで貫かれる直線状の溝が複数並んだ状態で存在している層であることを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記溝が１００〜３００μｍの幅からなる溝である請求項１に記載の定着装置。
【請求項３】
前記斜め後方に向けて貫かれる溝のすべてが、記録媒体の送り方向の下流側で１度折り曲げられて相反する斜め後方にそれぞれ向いた形態の溝である請求項１又は２に記載の定着装置。
【請求項４】
前記溝が、一様な層厚からなる下地層の上方に存在するように形成される溝である請求項１〜３のいずれかに記載の定着装置。
【請求項５】
画像情報に応じたトナー像を形成し、そのトナー像を記録媒体に転写して定着することにより画像の形成を行う装置であって、
前記トナー像を記録媒体に定着する定着装置として、請求項１〜４のいずれかに記載の定着装置を装備していることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、定着ベルトを用いて記録用紙等の記録媒体に担持されるトナー像の定着を行う定着装置とこの定着装置を装備するプリンタ、複写機、複合機等に代表される画像形成装置とに係り、特に、定着ベルトに透明トナー層を形成してそれを記録媒体のトナー像担持面に転写定着させる場合に、その透明トナー層に気泡溜りが発生して画質が低下することを防止し得る定着装置等に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、電子写真法等を利用したカラー画像形成装置が普及している。この種の画像形成装置では、一般に次のようにしてカラー画像の形成が行われる。
【０００３】
まず回転するドラム形態等の感光体上に画像情報に基づいて各色成分ごとに分解して変調したレーザ光等を照射して各色成分用の静電潜像をそれぞれ形成した後、その各静電潜像に対し、熱可塑性の結着用樹脂（バインダー）に顔料等を混合して微粒子状に形成してなるイエロー、マゼンタ、シアン及びブラックの４色のトナーをそれぞれ付着させて上記各色のトナー像を形成する。次いで、かかる各色のトナー像を記録用紙に直接又は中間転写体を介して重ね合わせるような状態で転写した後、その記録用紙上のトナー像を定着装置により加熱加圧して記録用紙に定着させる。これにより記録用紙上にカラー画像が形成される。
【０００４】
また、この種の画像形成装置における定着装置としては、主に、回転する加熱ロールと加圧ロールとを圧接させた状態で配置してその圧接部に定着対象の記録用紙を通過させるように構成したロール単独式のものや、加熱ロール側に張架して回転させる定着ベルトを挟むような状態で加圧ロールと加圧ロールとを圧接させた状態で配置して定着ベルトと加圧ロールの間の圧接部に定着対象の記録用紙を通過させるように構成したベルト併用式のものなどが使用されている。
【０００５】
ところで、このようなカラー画像形成装置では、例えば写真調のカラー画像を形成する場合、特に光沢感に優れたカラー画像を形成するため、その使用するトナーの材質や定着条件等を適宜選択することにより高光沢な写真調のカラー画像を形成する技術が提案されている（特開平５−１４２９６３号公報、特開平３−２７６５号公報、特開昭６３−２５９５７５号公報など）。
【０００６】
しかし、この提案技術によれば、トナー像で構成される画像部の光沢度については高くすることができるものの、その画像部ではない非画像部の光沢度については高くすることができず、画像部と非画像部の双方の領域における光沢度について均一にすることができない。また、その画像部の表面は、トナー粒子による微細な凹凸が残ったものとなり、銀塩写真や印刷物における画像表面のように平滑なものとならず滑らかな質感が得られない。
【０００７】
そこで、従来においても、光沢感に優れた画像を形成するための手段として例えば以下のような装置が提案されている。
【０００８】
すなわち、カラー画像を形成する有色トナーのトナー像に加えて透明トナーからなる透明トナー層を形成できるよう構成し、かかる透明トナー層を有色トナー像が形成された記録用紙に転写して定着させる画像形成装置（特開平４−２７８９６７号公報、特開平５−２３２８４１号公報、特開平７−７２６９６号公報など）や、画像が形成された用紙に透明樹脂層を形成するクリアコート装置（特開平３−１３０７９１号公報）や、画像が形成された用紙に透明トナー層を転写してベルト定着する光沢画像形成装置（特開平５−２３２８４１号公報）などである。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記各装置で得られる画像はいずれも、透明トナー層や透明樹脂層を形成するために画像部と非画像部の双方の領域における光沢度を均一にすることが可能になるが、画像部にトナー像の高さ（パイルハイト）の差が大きい部分（具体的には画像濃度が大幅に異なる部分など）があり、その部分が定着圧接部の通過時に空気の移動する進路を遮るような状態で存在していると、そのトナー像部分に相応する透明トナー層等の部分に気泡が溜まる現象（気泡溜まり）が発生するという問題がある。この気泡溜まりが発生する現象は、定着時の記録用紙を圧接部通過後に定着ベルトに密着させた状態で搬送して冷却した後にそのベルトから剥離するベルト併用式の定着装置において発生しやすく、しかも、その際に記録用紙として厚紙や樹脂などがコーティングされた用紙などを使用した場合には、その各用紙の裏面から空気が逃げにくくなるためより一層発生しやすくなる。そして、直径が１００μｍを超える気泡溜まりが発生した場合には、その気泡が目視可能となるため画質が大幅に低下してしまうことになる。
【００１０】
このような気泡溜まりは以下のメカニズムで発生しているものと推測される。つまり、図９に示すように、定着ベルト２００に形成された透明トナー層２１０のトナー粒子間や記録用紙１００に担持された有色トナー像３００のトナー粒子間や記録用紙１００と透明トナー層２１０の間に存在する空気が、定着装置の定着用圧接部（定着ニップ部）Ｎに突入する際、記録用紙１００と定着ベルト２００等との間に挟まれた状態で加圧され始めることにより、記録用紙１００の送り方向（通過方向）Ｅの後方側に向けて搾り出されるように移動する（図９ａ中の点線矢印）。このときの空気は、大きな気泡の塊として成長しながら移動するようになるが、そのなかにはトナー像３００の高低差が大きい部分３００ａでその高低差による段差を乗り越えて移動することができず当該部分の送り方向Ｅの上流側に位置するわずかな空間Ｓ内に残留したままで定着ニップ部Ｎを通過してしまうものがあり、かかる空気が透明トナー層２１０等の中に閉じ込められて溜まった状態で残存し、それが気泡溜まりになっている。
【００１１】
このような気泡溜まりの発生を防止する対策としては、定着ニップ部におけるニップ圧力を高めることや定着ニップ部における記録用紙の通過速度（定着速度）を遅くすることが考えられる。しかし、それらは、ニップ圧力を高める場合には加圧付与機構が大掛かりなものとなって装置の大型化を招き、また、定着速度を遅くする場合には生産性の低下を招く等の問題があり、適当ではない。
【００１２】
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであり、定着ベルトに透明トナー層を形成してそれを記録媒体のトナー像担持面に転写定着させる場合に、その透明トナー層に気泡溜まりが発生して画質が低下することを防止できる定着装置や画像形成装置を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成し得る本発明の定着装置は、熱源を備えた加熱ロールと、この加熱ロールから所定の間隔をあけて配置される支持ロールと、この加熱ロールと支持ロールとに少なくとも張架されて回転する無端状の定着ベルトと、この定着ベルトを挟んで前記加熱ロールに圧接して配置される加圧ロールとを備え、その加圧ロールと定着ベルトの圧接部に、定着対象のトナー像を担持する記録媒体をそのトナー像担持面が定着ベルト側に位置する姿勢で導入して通過させる定着装置において、前記記録媒体のトナー像担持面に重ね合わせて転写定着させる透明トナーからなる透明トナー層を前記定着ベルトに形成する透明トナー層形成装置を設置し、この透明トナー層形成装置により形成する透明トナー層は、前記記録媒体のトナー像担持面と重ね合わせられる側にその記録媒体の送り方向に対して平行する方向に又は斜め後方に向けて透明トナー層の一端部側から他端部まで貫かれる直線状の溝が複数並んだ状態で存在している層であることを特徴とするものである。
【００１４】
図１に、上記透明トナー層５における溝６の代表的な形成パターンを示す。図中の矢印Ｅは記録媒体の送り方向、矢印Ｊは加熱ロールの軸方向、符号７は溝６の折り曲げ部を示す。図１ａの溝６は記録媒体と重ね合わせられた際に記録媒体の送り方向Ｅに対して平行する方向に向いたパターン、図１ｂの溝６はその送り方向Ｅに対して斜め右側後方に向いたパターン、図１ｃの溝６は同じく斜め左側後方に向いたパターン、図１ｄの溝６は記録媒体の送り方向Ｅの下流側で１度折り曲げられたパターンであって斜め右側後方に向く溝６ａのパターン領域と斜め左側後方に向く溝６ｂのパターン領域からなるものをそれぞれ示している。図２は、図１の図１ａ，ｂ等のII−II線（記録媒体の送り方向と直交する方向）に沿う一部断面図である。図２中の符号８は溝６と溝６の間の部位となる凸条部を示す。図３は溝６の構成を示す概略説明図である。図３中のＮは圧接部（定着ニップ部）を示す。
【００１５】
透明トナー層５は、記録媒体の片面全面を被覆するように記録媒体の大きさ（平面積）に相応する面積で形成されるもの、あるいは、記録媒体の一部領域に形成されたトナー像のある特定領域のみを被覆するように記録媒体よりも狭い面積で形成されるもののいずれであってもよい。
【００１６】
透明トナー層５における溝６は、透明トナー層全体の或る一端部側から他の端部に貫いたように連続した溝である。そして、その溝６は、図１に例示するように、万線模様（スクリーン模様）のごとく一定のピッチで平行に並べられた規則的（周期的）なものであることが好ましいが、必要に応じてピッチを異ならせるように（ランダムに）形成してもよい。また、溝６は完全な直線であることが好ましいが、例えば透明トナー層の形成精度の制約などにより途中で緩やかに湾曲又は屈曲していても全体的にみて直線に近似した状態のものであれば構わない。さらに、溝６の断面形状については特に制約されないが、なめらかな曲線からなる形状であることが好ましい。そして、この溝６は、図３に示すように記録媒体の送り方向Ｅとのなす角度（斜め交差角度）θが０〜６０°となるように設定することが好ましい。
【００１７】
透明トナー層形成装置は、無色の透明トナー（樹脂微粒子）からなるとともに上記特定の溝を有した未定着の透明トナー層を形成することができるものであれば特に制約されるものではなく、例えば、電子写真方式を利用したトナー像形成装置（主に感光体、帯電装置、露光装置、透明トナーの現像装置等を備えた装置）として構成したものが使用できる。透明トナーは、光吸収や光散乱による着色を目的とした色材（着色顔料、着色染料、黒色カーボン粒子など）を含まない透明な樹脂にて作成されるトナー粒子である。また、この透明トナーは無色透明なものであり、そのトナー粒子に含有させる流動化剤、離型剤等の種類や量によって透明度が若干低くなるような場合も実質的に無色透明であるとする。
【００１８】
このような定着装置によれば、定着ベルトと加圧ロールの圧接部で定着ベルトに形成された透明トナー層が記録媒体のトナー像担持面と重ね合わせられて転写定着される際、その透明トナー層における溝が圧接部で搾り出される空気（気泡）の移動を誘導案内する溝（抜け道）として機能する。これにより、記録媒体のトナー像にパイルハイト差の大きい部位があっても、その部位を通過しなければならない空気がその部位と透明トナー層の間に存在する溝によって形成される隙間を通して良好に移動し、残留することがなくなる。なお、溝は圧接部を通過することによりつぶされて消失することなるとともに加熱溶融されて記録媒体側に転写定着される。
【００１９】
また、透明トナー層の溝は、トナー層の一端部から他端部に貫かれたものであるため、その溝に沿って移動する気泡が最終的にはトナー層の或る端部から確実に排出されやすい。そして特に、その溝が記録媒体の送り方向に対して斜め後方に向けて貫かれた状態のものである場合には、圧接部に突入する際に搾り出されるように溝を通して移動する空気が記録媒体の送り方向下流側に位置する溝から順次、記録媒体又は透明トナー層の端部を通して排出されるようになる。これにより、記録媒体が圧接部に突入して通過する際に空気が少しずつしかも効率よく排出されるようになることから、記録媒体が圧接部に突入してから通過し終わるまでの長い距離を搾り出されるように移動する空気がなくなり、大きな塊となって残留するおそれがなくなる。
【００２０】
透明トナー層における溝６は、１００〜３００μｍの幅Ｗからなる溝であることが好ましい。この溝幅Ｗが１００μｍ未満であると、視認されやすい外径１００μｍ以上となる空気の塊（気泡）を排除できないおそれがある。反対に３００μｍを超える溝幅Ｗになると、圧接部で溝６をつぶして消失させきれず溝６による凹凸が定着後に残り均一な光沢を得られなくなる等の不具合がある。この溝６の（定着前における）深さｄは特に制約されるものではないが、定着の圧接部で溝６をつぶして消失させきれず溝６による凹凸が定着後に残り均一な光沢を得られなくなる等の不具合を回避する等の観点からすると、５０μｍよりも小さい値に設定することが好ましい。
【００２１】
また、透明トナー層における溝は、図１ｄに例示するように、そのすべてが記録媒体の送り方向の下流側で１度折り曲げられて相反する斜め後方にそれぞれ向いた状態で形成される溝にすることが好ましい。このような折り曲げ部６を有する溝にした場合には、圧接部に突入する際に搾り出される空気が記録媒体の送り方向における左右両側に分割されて搾り出されるようにして排出される。これにより、効率のよい空気の排出が可能となる。折り曲げ部６が２箇所以上になると、各溝６の折り曲げ部６はすべて、記録媒体の送り方向に沿う１つの直線上に位置するように構成することが好ましい。
【００２２】
さらに、溝６は、図２に例示するように一様な層厚からなる下地層５ａの上方に存在するように形成される溝であることが好ましい。この場合、下地層５ａ自体の厚さは２０〜１００μｍ程度にするとよい。このように下地層の上方に溝が位置するような透明トナー層とした場合には、その溝６が形成された部位で空気の排出を行うことと、下地層の部位で透明トナー層による光沢感の付与効果を発揮させることを確実に実現できるというメリットがある。
【００２３】
このような溝を有した透明トナー層を形成するには、透明トナー層形成装置として前記した電子写真方式を利用した装置を適用する場合、例えば、露光装置のパワー変調やパルス幅変調を行うことで形成することができる。また、露光装置の焦点を正規位置からずらして（デスフォーカスして）感光体上で露光プロファイルの重なり（合成光）を形成することもできる。後者の場合には、前者のような上記各変調を行う必要がなく、また解像度の低い安価な露光装置を使用することが可能になる。
【００２４】
ここで、定着装置における上記熱源は、第１発明及び第２発明の両定着装置における上記熱源は、加熱ロールを所定の温度（定着加熱温度など）に一様に加熱保持できるものが使用される。この熱源は、必要に応じて加圧ロール側にも配置してもよい。
【００２５】
記録媒体は、基本的に、定着対象のトナー像を担持させることができるとともに定着圧接部を通過させて定着処理を行うことできるものであれば特に制約されるものではない。例えば、記録用紙、厚紙、印画紙、ＯＨＰシートなどが使用可能である。また、記録媒体としては、少なくともトナー像が担持される面に無色透明の透明樹脂層を形成した記録媒体を使用することも可能である。
【００２６】
以上のような定着装置は、画像情報に応じたトナー像を形成し、そのトナー像を記録媒体に転写して定着することにより画像の形成を行う画像形成装置において、前記トナー像を記録媒体に定着する定着装置として使用することが有効である。この場合、定着装置は、画像形成装置の本体内部に装備させた状態で使用するように構成したり、あるいは、画像形成装置とは別体でその本体外部に連結接続された状態で使用するように構成することが可能である。
【００２７】
また、画像形成装置は、カラー画像を形成し得るものが好ましいが、白黒画像のみを形成するものであっても構わない。また、この画像形成装置は、感光体等の像担持体上に形成するトナー像をベルト形態又はドラム形態の中間転写体を介して記録媒体に転写する中間転写方式を利用するものであっても、あるいは、その中間転写方式を利用せず、像担持体上のトナー像を記録媒体に直接転写するものであってもよい。像担持体としては１つ使用するものでも、あるいは複数使用するものでもよい。
【００２８】
特に、上記のような定着装置を装備する画像形成装置によれば、透明トナー層に気泡が発生しない光沢感に優れた高画質な画像を形成することが可能となる。また、このような定着装置を装備する画像形成装置は、デジタルスチルカメラ等の写真画像データの出力用機器として好適な装置である。
【００２９】
【発明の実施の形態】
［実施の形態１］
図４は、本発明の実施の形態１に係るカラー画像形成装置１及び定着装置２を示すものである。この画像形成装置１は、カラープリンタとして使用可能なものであるほか、カラー複写機、ファクシミリ等や、各種機能（プリント機能、コピー機能、ファクシミリ機能等）を兼備させた複合機等の作像部（出力部）として使用可能なものである。
【００３０】
＜画像形成装置全体の構成など＞
まず、カラー画像形成装置１は、その装置本体１０の内部に中間転写方式を採用した作像手段が装備されている。作像手段は、矢印Ａ方向に所定の速度で回転する１つの感光ドラム１１と、この感光ドラム１１の周囲に配置される帯電装置１２、潜像書き込み装置１３、現像装置１４、一次転写装置１５等とでその主要部が構成されている。
【００３１】
感光ドラム１１としては、中空構造のドラム基体の周面に有機感光材料等からなる感光層を形成したものを使用している。潜像書き込み装置１３としては、例えば入力される画像情報に基づいて変調されたレーザビームＬＢを光学レンズ等の各種光学部品を介して感光ドラム１１に導いて照射するレーザビームスキャナを使用している。現像装置１４としては、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及びブラック（Ｂ）の各色のトナー（現像剤）が１色ずつ収容される現像器１４Ｙ，１４Ｍ，１４Ｃ，１４Ｋを回転支持体１６の周面にそってほぼ等間隔で配置してなるロータリー式の現像装置を使用している。各現像器は（有色）トナーとキャリアからなる二成分現像剤を使用する二成分現像器である。このトナーとしては、好ましくは平均粒径が４〜８μｍの範囲内のものを使用する。一次転写装置１５としては、トナーの帯電極性と逆極性の１次転写バイアス電圧が図示しない電源装置から印加される一次転写ロールを配置するロール方式のものを使用している。
【００３２】
このような作像手段による作像は、矢印Ａ方向に回転する感光ドラム１１の感光表面を帯電装置１２により所定の電位に一様に帯電した後、その表面に対して潜像書き込み装置１３により画像情報に応じた各色成分ごとの静電潜像を形成し、しかる後、かかる静電潜像を対応する色のトナーが収容された現像器を感光ドラム１１と対向する現像位置まで移動させて対向した状態で現像することにより、感光ドラム１１上にトナー像が形成されるようになっている。この際、１色のトナー像からなる単色画像を形成する場合には以上の作像工程が１回実行されるだけであるのに対し、複数色のトナー像を重ね合わせてなるカラー画像を形成する場合には以上の作像工程がその色成分の数だけ同様に繰り返される。
【００３３】
この作像手段で形成された感光ドラム１１上のトナー像は、中間転写ベルト２０を介して記録用紙Ｐに転写される。中間転写ベルト２０は、感光ドラム１１の一次転写装置１５が配置される一次転写位置となる表面に当接するような状態で図示しない支持部材により支持されて、矢線Ｂ方向へ所定の速度で回転するように配設されている。また、この中間転写ベルト２０の二次転写位置となる部位には、そのベルトの内周面側にバックアップロール２５が、そのベルトの外周側にバックアップロール２５と中間転写ベルト２０を挟んで圧接する二次転写ロール２６が設置されている。中間転写ベルト２０としては、例えばそのベルト表面を−５００Ｖに一様に帯電したときの電位半減時間が０．０５秒以上かつ１．０秒以下である特性を示すものが使用される。
【００３４】
中間転写ベルト２０としては、カーボンブラック等の導電化剤を含有させたポリイミド等の合成樹脂を用いて無端状のベルト形態に成形してなるものを使用している。バックアップロール２５には、トナーの帯電極性と同極性の二次転写バイアス電圧が図示しない電源装置から印加されるようになっている。二次転写ロール２６は、中間転写ベルト２０に対して接離可能に配設されており、複数色のトナー像を重ね合わせたカラー画像を形成する場合には、中間転写ベルト２０上のトナー像を記録用紙Ｐに転写する二次転写時期に合わせてベルト２０に当接するが、それ以外の時期には離間するようになっている。
【００３５】
また、装置本体１０の内部下部側には、上記した作像手段の二次転写位置に記録用紙Ｐを供給するための給紙手段が装備されている。この給紙手段は、記録用紙Ｐをそのサイズ別、送り方向別等の条件に応じて収容することができる複数の収容トレイ３０と、この各トレイ３０から記録用紙Ｐをそれぞれ送り出す送出機構３１と、この各送出機構３１により各収容トレイ３０から送り出される記録用紙Ｐを二次転写位置まで導いて搬送する複数の搬送ロール対や搬送ガイド部材にて構成される給紙路等でその主要部が形成されている。図中の一点破線は記録用紙Ｐが搬送される経路を示す。
【００３６】
さらに、装置本体１０の内部には、定着装置２、二次転写後の記録用紙Ｐを定着装置２まで搬送する用紙搬送装置３６、定着後の記録用紙Ｐを装置本体１０の外に排出する排出ロール対３７等が装備されている。図中の符号３８は、排出される記録用紙Ｐを積載して収容する排出トレイである。
【００３７】
感光ドラム１１に形成されたトナー像は、一次転写位置で中間転写ベルト２０に静電的に一次転写される。この際、単色画像を形成する場合には、中間転写ベルト２０に一次転写されたトナー像が二次転写位置で直ちに記録用紙Ｐへ静電的に二次転写される。これに対し、カラー画像を形成する場合には、作像手段で順次形成される複数色のトナー像が中間転写ベルト２０に順次一次転写されて重ねあわされた後に、二次転写位置で記録用紙Ｐに一括して二次転写される。
【００３８】
次いで、トナー像が転写された記録用紙Ｐは、中間転写ベルト２０から剥離された後に用紙搬送装置３６により定着装置２に送り込まれて定着処理され、かかる定着後に排出ロール対３７により搬送されて排出トレイ３８に排出される。このような一連の画像形成プロセスを経て単色画像又はカラー画像の形成が行われる。
【００３９】
＜定着装置の構成など＞
このカラー画像形成装置１における定着装置２は以下のような構成になっている。
【００４０】
すなわち、定着装置２は、図４や図５に示すようにベルト併用式の定着装置であり、加熱ロール４０と、加圧ロール４５と、定着ベルト５０と、剥離用ロール４８と、冷却器５５とでその主要部が構成されている。また、この定着装置２では、定着ベルト５０の剥離用ロール４８から加熱ロール４０までに至る間に、その定着ベルト５０に透明トナー層を形成するための透明トナー層形成装置３が配置されている。
【００４１】
加熱ロール４０は、金属材料からなる円筒状のロール芯材４１の中空内部に加熱用のハロゲンランプ４２を配置してなるロール構造のものである。この加熱ロール４０は、必要に応じて、ロール芯材４１の外周面にシリコーンゴム等からなる弾性層を設けることや、最表面にフッ素系樹脂（ＰＦＡ等）等からなる表面層を設けることが可能である。ハロゲンランプ４２は、その加熱動作が加熱ロール４０の表面温度の検知情報に基づいて所定の温度の加熱ができるようにフィードバック制御されている。また、加熱ロール４０は、そのロール芯材が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の回転力がギア列を介して伝達されることにより所定の速度で矢印Ｃ方向に回転駆動するようになっている。
【００４２】
加圧ロール４５は、ロール芯材４６の外周面にシリコーンゴム等からなる弾性層４７を設けたものであり、そのロール芯材４６が回転自在に支持されているとともに、図示しない加圧機構により加熱ロール４０に定着ベルト５０を介して所定の圧力で圧接されるようになっている。この加圧ロール４５の圧接により定着ベルト５０との間に圧接部（定着ニップ部）Ｎが形成される。上記加圧機構による加圧力については、定着ニップ部の圧力が１〜２ＭＰａとなるように設定されている。
【００４３】
剥離ロール４８は、定着ベルト５０を所定の曲率で曲げた状態で張架することによりそのベルト５０に密着した状態で搬送される定着対象のトナー像を有する記録用紙Ｐが剥がれることを促すための従動回転ロールである。この剥離ロール６０は、そのベルト５０の磨耗を少なくする観点からアルミニウム、ステンレス、鉄、真鍮等の金属材料にて形成されている。また、定着ベルト５０を曲げた状態にすることにより上記剥離促進作用を確実に発揮させるという観点から、そのロールの直径を望ましくは５０ｍｍ以下にしている。
【００４４】
定着ベルト５０は、記録用紙Ｐ上のトナー像との密着性を高める観点から、ベルト基材の外周面に耐熱性弾性層を設けたベルト構造のものであり、加熱ロール４０及び剥離用ロール４８に張架されて加熱ロール４０の回転駆動により矢印Ｄ方向に回転走行するようになっている。
【００４５】
ベルト基材としては、耐熱性や強度及び表面平滑性を考慮して、ポリイミド、ポリアミド、ポリアミドイミド等の耐熱性樹脂やアルミニウム、ステンレス等の金属材料等を用いて無端ベルト形状に形成したものが使用される。その基材の厚さは１５〜２５０μｍ程度にすることが好ましい。耐熱性樹脂からなるベルト基材を使用する場合には、その樹脂中にカーボンブラック、金属酸化物粉末、グラファイト粉体等の導電率調整剤を含有させて導電性を付与してもよい。一方、耐熱性弾性層としては、トナー及び記録用紙（特に透明樹脂層）に対する離型性とトナー像における凹凸に対する追従性を確保することを考慮して、シリコーンゴム、フッ素ゴム等にて塗布形成するものが使用される。その層厚については５〜３００μｍ程度に設定することが好ましい。定着ベルト５０の全体の厚さは、２０〜４００μｍ、好ましくは５０〜２００μｍの範囲であることが好ましい。また、定着ベルト５０の表面は、平滑性の観点から、７５度光沢度計で計ったときの表面光沢度が６０度以上となるように設定することが好ましい。
【００４６】
冷却器５５は、定着ベルト５０に密着した状態で搬送される間における記録用紙Ｐを迅速に冷却する（例えば５０〜９０℃の温度になるまで冷却する）ためのものである。この冷却器５５としては、ヒートシンク（放熱板）、ヒートパイプ、冷却ファン等が使用可能であるが、好ましくはヒートシンクが使用される。このヒートシンクとしては、例えば、その上面側に複数枚の放熱フィンが定着ベルト５０の幅方向（その回転方向と直交する方向）に沿ってほぼ平行に並んだ状態で形成され、その底面が定着ベルト５０の内周面を当接する当接（吸熱）面として形成されたアルミニウム製のものが使用される。また、このようなヒートシンクを使用する場合には、そのシンクがもつ熱を排除するため、そのシンクに対して風を送るファンを併設するとよい。
【００４７】
このような定着装置２は、画像形成時になると、加熱ロール４０が回転駆動することにより定着ベルト５０が矢印Ｃ方向に回転走行し、その定着ベルト５０を挟んで加熱ロール４０に圧接される加圧ロール４５が従動回転する。この際、加熱ロール４０に張架される部分の定着ベルト５０と加圧ロール４５との間に所定の幅からなる圧接部（定着用ニップ部）Ｎが形成される。また、加熱ロール４０及び加圧ロール４５がハロゲンヒータ４２により加熱されることにより、上記定着用ニップ部Ｎの温度が所定の加熱温度（定着温度：例えば１００〜２００℃）に維持される。
【００４８】
透明トナー層形成装置３は、図５等に示すように矢印方向に回転する感光ドラム６１と、この感光ドラム６１の周囲に配置される帯電装置６２、潜像書き込み装置６３、現像装置６４、転写装置６５等とでその主要部が構成されている。
【００４９】
このうち感光ドラム６１、帯電装置６２及び転写装置６５としては、画像形成装置１における作像手段における感光ドラム１１、帯電装置１２及び一次転写装置１５とほぼ同じものが使用される。
【００５０】
また、潜像書き込み装置６３は、複数の発光ダイオード素子（ＬＥＤ）を感光ドラム６１の軸方向に沿って１列状に並べた露光部（例えば解像度４００ｄｐｉのＬＥＤアレイ）と、その各発光ダイオード素子からの光を感光ドラム６１にビーム光ＢＨとして導いて照射する光学レンズ部品等が配置されたものである。この潜像書き込み装置６３により、感光ドラム６１上に図１に例示したような各種パターンの溝６を有する透明トナー層５を形成するための静電潜像が書き込まれる。透明トナー層５の潜像パターンデータは、予め図示しない画像処理部の記憶部等に格納されている。透明トナー層５は通常、記録用紙Ｐの片面全面に相当する面積からなる層として形成されるが、光沢感を発揮させたいような記録用紙Ｐの一部（トナー像が形成された画像部領域）に相当する面積の層として形成するようにしてもよい。この潜像書き込み装置６３としては、前記作像手段の潜像書き込み装置１３と同様にレーザビームスキャナを使用することも可能であるが、装置の大型化を回避する観点からは上記ＬＥＤを使用する装置を使用することが望ましい。
【００５１】
現像装置６４は、無色の透明トナーとキャリアからなる二成分現像剤を収容する二成分現像器である。この現像装置６４としては、透明トナーのみからなる一成分現像剤を使用する非接触方式の一成分現像装置を使用してもよい。透明トナーとしては後述するようなものが使用される。
【００５２】
そして、このような透明トナー層形成装置３を備えた定着装置２では以下のような定着が行われる。
【００５３】
まず画像形成動作が開始されると、前記したように定着装置２が始動し始めるとともに、定着が開始される時期に合わせて透明トナー層形成装置３による透明トナー層５の形成が開始される。
【００５４】
透明トナー層形成装置３では、矢印方向に回転する感光ドラム６１の感光層表面を帯電装置６２により所定の電位に一様に帯電した後、その表面に対して潜像書き込み装置６３により透明トナー層を形成するための静電潜像を形成し、次に、その静電潜像を現像装置６４で現像することにより、感光ドラム６１上に透明トナーからなる透明トナー層５（図１、図２）が形成される。この透明トナー層５は図１や図２に示すような溝６を有する像構造のものである。
【００５５】
感光ドラム６１上に形成された透明トナー層５は、転写装置６５により定着ベルト５０に静電的に転写された後、定着ベルト５０の回転に伴って定着ニップ部Ｎに搬送される。この定着ベルト５０に形成された未定着状態の透明トナー層５は、その表面側（定着ベルトとは反対側の面）に、図１や図２に例示するような溝６が存在する層になっている。
【００５６】
そして、定着段階では、図５に示すように定着対象となるトナー像Ｔが転写された記録用紙Ｐをそのトナー像Ｔの担持面が定着ベルト側に位置する姿勢で定着用ニップＮに導き入れて通過させる。一方、図６に示すように、この定着ニップ部Ｎに突入する記録用紙Ｐのトナー像Ｔをトナー担持面担持する面に対しては、定着ベルト５０に形成された透明トナー層５がその溝６を有する面から重ね合わせられる。そして、この記録用紙Ｐと透明トナー層５は重ね合わされた状態で定着ニップ部Ｎに突入し、この定着ニップ部Ｎを通過することによりトナー像Ｔ及び透明トナー層５が加熱加圧されて溶融される。
【００５７】
この定着ニップ部Ｎへの突入に際しては、トナー像Ｔ及び透明トナー層５のトナー粒子間や記録用紙Ｐと定着ベルトの間に存在する空気が、最終的には透明トナー層５に形成された溝６を通して効率よくかつ確実に排出されるようになり、ニップ部Ｎの通過後に残留することはない。この結果、定着後の透明トナー層５内に気泡が発生することが防止される。
【００５８】
また、定着ニップ部Ｎを通過した記録用紙Ｐは、定着ベルト５０の外周面に密着した状態のままで搬送され、剥離用ロール４８に到達した時点で定着ベルト５０から剥離される。
【００５９】
この定着ニップ部Ｎの通過から剥離されるまでの過程では、記録用紙Ｐが定着ベルト５０から直ぐに剥がれることなく密着した状態のままで搬送されるとともに、溶融されたトナー像Ｔと透明トナー層５が冷却器５５を通過する時点で定着ベルト５０に密着した状態のままで冷却固化される。これにより、透明トナー層５及びトナー像Ｔは、図７に例示するように定着ベルト５０の平な表面にならい表面の平滑性に優れたものとなる。この際、透明トナー層５の溝６は消失した状態となる。その後、剥離用ロール４８を通過する時点では、記録用紙Ｐが、ロール４８の周面の曲率に沿って曲げられた定着ベルト５０による剥離力と記録用紙Ｐ自体の剛性とにより、定着ベルト５０から自力で剥離される。
【００６０】
以上のような定着処理後に得られる記録用紙Ｐ上のトナー画像は、例えその画像内に濃度差が大きいような部分が存在するような場合があっても、視認されるような気泡の発生のない透明トナー層５で被覆された均一な光沢感をもつ高画質のものである。
【００６１】
＜定着試験＞
次に、この定着装置２を用いて以下の定着試験を行った。
【００６２】
定着試験では、定着装置２の加熱ロール４０として外径５０ｍｍのロール芯材４１のみからなるものを使用し、加圧ロール４５としてロール芯材４６に２ｍｍ厚の弾性層４７を形成してロール外径を５０ｍｍとしたものを使用した。また、定着装置２における定着ニップ圧力を１．５ＭＰａに設定し、加熱ロールの回転駆動速度を５０ｍｍ／ｓｅｃ（定着速度）に設定し、加熱ロール４０及び加圧ロール４５の表面温度をいずれもハロゲンランプ４２により１５０℃に加熱するように設定した。この際、定着ニップ部Ｎの記録用紙の送り方向Ｅの幅は平均で５．５ｍｍであった。定着ベルト５０としては、８０μｍ厚のポリイミド基材にフッ素ゴムを３５μｍの厚さになるようにコーティングし、ベルト全体の厚さが１１５μｍ、ベルト幅が３３０ｍｍとなる無端状ベルトを使用した。
【００６３】
記録用紙Ｐとしては、アート紙（新王子製紙製：ＯＫ特アート紙）を使用した。この記録用紙Ｐにテスト画像（人物画像）を画像信号のＣin＝１００％部分が０．５ｍｇ／ｃｍ2となる条件下で形成した。現像装置１４には、複写機（富士ゼロックス製：Ａ−Ｃａｌｏｒ）用の前記４色の二成分現像剤（トナーの平均粒径：７μｍ）を使用した。
【００６４】
透明トナー層形成装置３においては、潜像書き込み装置６３として解像度４００ｄｐｉのＬＥＤ式の書き込みヘッドを使用し、図８に示すように露光強度を最大で１００％、最小で５０％となるようなサイクルで繰り返すように変調するとともに、その最小５０％の部分でも層厚が６０μｍ程度になるよう設定して潜像を形成したうえで、その潜像を現像量が２．０ｍｇ／ｃｍ2となる現像条件で現像することで透明トナー層５を形成した。上記露光強度の繰り返し単位（周期）は、表１に示すように２、４、６、８のピクセル単位とした。これは、溝６を有さない透明トナー層を形成して定着を行った場合に、直径が約２５０μｍからなる気泡が発生する事実に基づいて設定した。このときの透明トナー層５に形成した溝６は、図１ｂに例示する斜め右側後方に向くパターンのものであり、その断面形状は正弦波における湾曲した凹部形状のものである。また、透明トナー層５は、溝６の斜め交差角度θが表１に示すような各角度からなるものに形成した。
【００６５】
透明トナーとしては、テレフタル酸／ビスフェノールＡエチレンオキサイド付加物／シクロヘキサンジメタノールから得た線状ポリエステル(モル比＝５：４：１、Ｔｇ＝６２度、Ｍｎ＝４５００、Ｍｗ＝１００００)からなる結着樹脂をジェットミルで粉砕した後、風力式分級機で分級することで、平均粒径（ｄ＝５０）１１μｍの透明微粒子を作製した。この透明微粒子１００重量部に下記の２種類の無機微粒子Ａ及びＢを高速混合機で付着させた。無機微粒子ＡはＳｉＯ2 (シランカップリング剤で表面を疎水化処理、平均粒径０．０５μｍ、添加量１．０重量部)である。無機微粒ＢはＴｉＯ2 (シランカップリング剤で表面を疎水化処理、平均粒径０．０２μｍ、屈折率２．５、添加量１．０重量部)である。
【００６６】
比較のため、溝６のない透明トナー層（現像量：２．０ｍｇ／ｃｍ2）を形成した場合についても同様の試験を行った（比較例）。
以上の条件下で各透明トナー層を形成しつつ定着を行った。このときに得られる人物のテスト画像について、２０人の評価者により、そのテスト画像の元になる人物写真と見比べた場合の官能評価を以下の５段階評価基準で行った。
【００６７】
１：多くの気泡の存在が認められ画質も非常に悪い。
２：わずかな気泡の存在が認められ画質が少し悪い。
３：気泡がごく僅かに存在するが画質は許容レベル。
４：気泡がほとんど認められず画質は良好。
５：気泡がまったく認められず画質は非常に良好。
【００６８】
上記評価者による官能評価の各結果について平均値を求め、その平均値を以下の基準で最終的に評価した。結果を表１に示す。表中の「（２００線）」とは「溝の周期が２００線／インチに相当するものであること」を示す。他の数値入りの括弧書きも同じ意味である。
○：４以上である場合。
△：２以上４未満である場合
×：２未満の場合。
【００６９】
【表１】
0004026401.tif 000002
【００７０】
表１の結果から、透明トナー層５の溝の周期（溝幅Ｗに相当）を４ピクセル周期（溝幅Ｗに換算すると約２５０μｍになる）に設定し、かつ斜め交差角度θを３０°、４５°に設定した場合に、目視されるような気泡の発生がない良好な定着を行うことができることが確認された。
【００７１】
［他の実施の形態］
実施の形態１では、透明トナー層５の形成に際して、透明トナー層形成装置３における潜像書き込み装置６３の露光強度を変調することで溝６を有する透明トナー層５を形成する場合について例示したが、この他にも、例えば、その潜像書き込み装置６３として低解像度のＬＥＤアレイを使用し、そのアレイから発するビーム光ＢＨの焦点が感光ドラム６１の表面よりも上方の位置となるように当該アレイからなる潜像書き込み装置６３をずらして取り付け、そのアレイの発光ダイオード（の一部を交互に）ＯＮ／ＯＦＦ動作させるように構成して対応するようにしてもよい。この場合には、感光ドラム６１上でＯＮ動作した発光ダイオードから発するビーム光ＢＨの露光プロファイルの重なり（合成光）が形成されて波状の濃度諧調（オフセットしたような正弦波のような断面構造）を有するような潜像が形成され、溝６を有する透明トナー層５の形成が可能となる。また、この場合には、パワー変調用の回路が不要となるためコスト的に有利である。
【００７２】
また、実施の形態１では、定着装置２を画像形成装置１の装置本体１０の内部に装備して使用する場合について例示したが、かかる定着装置２は、画像形成装置１とは別体の定着装置２として構成したうえで、画像形成装置１の装置本体１０の外部に連結接続する、いわゆる外付けタイプの定着装置として使用するようにしてもよい。
【００７３】
さらに、本発明における透明トナーとしては以下のようなものが使用できる。そのトナー粒子を構成する結着樹脂としては、実質的に透明なものであればよく、例えば、ポリエステル系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリアクリル系樹脂、その他のビニル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリイミド系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリウレア系樹脂などの一般トナー用に用いられる公知の樹脂とその共重合体が使用される。これらの中でも、低温定着性、定着強度、保存性などのトナー特性を同時に満足し得る点でポリエステル系樹脂が好ましい。また、熱ロール定着器と併用することを考慮すると、結着樹脂は、重量平均分子量：Ｍｗ＝５００００〜１２０００のポリエステルが好ましい。また、透明トナーの粒径は、特に限定する必要はないが、有色トナー像を乱さないという観点からは８μｍ以上、２０μｍ以下が望ましい。粒径が８μｍ未満の場合、現像装置と感光体の間に高い電界を印加する必要がある。２０μｍを超えると一様な像ができない。
【００７４】
透明トナーにおいて、高い光沢度をムラなく均一に得るためには、トナーの流動性と帯電性の制御が必要になる。透明トナーの流動性と帯電性を制御する観点から、透明トナーのトナー粒子表面に、無機微粒子と樹脂微粒子の一方又は双方を外添又は付着させることが好ましい。上記無機微粒子としては、本発明の効果を害しない限り特に制限はなく、外添剤として用いられている公知の微粒子の中から目的に応じて適宜選択することができるが、その材質として例えば、シリカ、二酸化チタン、酸化すず、酸化モリブデンなどが上げられる。また、帯電性などの安定性を考慮し、これらの無機微粒子に対して、シランカップリング剤、チタンンカップリング剤等を用いて疎水化処理したものも使用できる。上記有機微粒子としては、本発明の効果を害しない限り特に制限はなく、外添剤として用いられている公知の微粒子の中から目的に応じて適宜選択することができるが、その材質として例えば、ポリエステル系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリアクリル系樹脂、ビニル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリイミド系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリウレア系樹脂、フッ素系樹脂などが挙げられる。上記無機微粒子及び有機微粒子の平均粒径は０．００５〜１μｍであるのが特に好ましい。前記平均粒径が０．００５μｍ未満であると、透明トナーの表面に無機微粒子と樹脂微粒子の一方又は双方を付着させたときに凝集がおこり所望の効果が得られないことがある。反対に１μｍを越えたときにはより高光沢な画像を得ることが困難になる。
【００７５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の定着装置及び画像形成装置によれば、定着ベルトに透明トナー層を形成してそれを記録媒体のトナー像担持面に転写定着させる場合でも、その透明トナー層として特定の溝が存在するものを形成するため、かかる透明トナー層に気泡溜まりが発生して画質が低下してしまうことを防止することができる。この結果、画像中に画像濃度の条件等が大幅に異なる部分があっても、そのような条件等に依存することなく光沢感が均一で滑らかな高画質の画像を得ることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  透明トナー層における溝の形成パターン例を示す平面説明図。
【図２】  図１ａ，ｂのII−II線に沿う断面図。
【図３】  透明トナー層における溝の構成を示す概略説明図。
【図４】  実施の形態１に係る画像形成装置及び定着装置の要部を示す概略構成図。
【図５】  定着装置を拡大して示す概略構成図。
【図６】  透明トナー層を重ね合わせる定着の状態を示す要部説明図。
【図７】  透明トナー層を転写定着して得られる画像を示す一部断面図。
【図８】  定着試験で形成した透明トナー層を示す断面説明図。
【図９】  気泡溜まりの発生のメカニズムを示す概略説明図。
【符号の説明】
１…画像形成装置、２…定着装置、３…透明トナー層形成装置、５…透明トナー層、６…溝、４０…加熱ロール、４２…ハロゲンランプ（熱源）、４５…加圧ロール、５０…定着ベルト、Ｐ…記録用紙（記録媒体）、Ｔ…トナー像、Ｎ…定着ニップ部（圧接部）、Ｅ…記録用紙の送り方向。
【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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