JP2016118579A - 光沢付与装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】面圧の高い光沢付与装置においても光沢を付与する画像の範囲の状態によらず波うちを効果的に防止できる光沢付与装置を提供することを目的とする。【解決手段】光沢付与装置は、熱源（２３）により加熱される加熱部材（２１）と、加熱部材（２１）により加熱されながら回転する無端状ベルト（２４）と、無端状ベルト（２４）を介して加熱部材（２１）に、ニップ面圧が５０Ｎ／ｃｍ２以上になるように圧接してニップ部を形成する加圧部材（２２）と、無端状ベルト（２４）を冷却する冷却部材（４１、５１、６１）と、無端状ベルト（２４）の線速と加圧部材（２１）の線速とを相対的に調節する線速変更部と、を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、光沢付与装置及び画像形成装置に関する。

従来、電子写真方式を用いた画像形成装置において、写真のような高光沢のプリントを得ることができる光沢付与手段が提案されている（例えば、特許文献１、特許文献２、特許文献３）。この光沢付与手段は、定着ローラ及び支持ローラの間に張架された無端状ベルトと、定着ローラに対向して設けられた加圧ローラと、冷却手段と、を備える。

光沢付与手段は、無端状ベルトを介して定着ローラ及び加圧ローラによって形成されるニップ部において記録媒体の画像上に付与された光沢用トナーを一度溶融し、溶融された光沢用トナーと無端状ベルトの接着力によって光沢用トナーと無端状ベルトが密着させ、この状態により冷却されることにより光沢用トナーが固化させる。トナー間の決着力が無端状ベルトと光沢用トナーの決着力を上回り、剥離部において剥離される際に無端状ベルトの表面状態が光沢用トナーの表面に転写される。光沢用トナーの表面が平滑になることにより、光沢度の高い画像を得ることができる。

この光沢付与工程において、記録媒体の全面に光沢用トナーが付与されている場合、記録紙全面の光沢用トナーが無端状ベルトと接着し、記録媒体は冷却されながら安定して搬送される。

しかし、記録媒体の一部にだけ光沢用トナーが付与されている場合、光沢付与トナーが付与されている部分は画像上の光沢用トナーが溶融して無端状ベルトに接着する。これに対し、光沢用トナーが付与されていない部分は、無端状ベルトと加圧ローラに線速差があると、これらのうちどちらかに追随する。

従って、ニップ部の出口において無端状ベルトと加圧ローラが分かれる際、ニップ部の内部において記録媒体の引き合いが起こり、排出後に記録媒体に波うちが発生する。

この記録媒体の波うちは、ニップ面が大きいほど、またニップ面圧が大きいほどおこりやすい。光沢付与装置は、光沢用トナーを溶融し、無端状ベルトに密着させるために通常のオフィス向けのプリンタよりも高い面圧、例えば５０Ｎ／ｃｍ^２以上の面圧が必要となることが多い。また、この波うちは、部分的な光沢付与を行う光沢付与装置において固有の問題である。

図９は、加圧ローラの線速が無端状ベルトの線速より速い場合の波うちの様子を示す図である。また、図１０は、加圧ローラの線速が無端状ベルトの線速より遅い場合の波うちの様子を示す図である。図９及び図１０に示すように、中央部に画像９０１があり、この部分に光沢を付与する場合、光沢を付与する部分と付与しない部分が明確に分かれており、波うちが出やすい。

図９の符号９０２に示すように、加圧ローラの線速が無端状ベルトの線速より速い場合、光沢付与部分に対して白紙部分が進行方向先頭側に波打っている。これは、光沢付与部分は無端状ベルトに密着しているが、加圧ローラの線速が速く白紙部分を進行方向に送ろうとすることから発生する。図１０の符号９０３に示すように、後ろ側に波打っていることもある。これは、加圧ローラの線速が無端状ベルトの線速より遅い場合に発生する。

このような波うちは、記録媒体が薄い方が発生しやすく、腰のある厚紙では発生しにくい。また、表面が平滑な記録媒体ほど発生しやすく、平滑でない記録媒体においては発生しにくい。無端状ベルトや加圧ローラの表面への密着のしやすさによって発生の度合いが変わる。全面に画像がある場合、全面が無端状ベルトに密着するため、無端状ベルトと加圧ローラに線速差があっても大きな不具合には至らない。

従って、無端状ベルトと加圧ローラの線速差を適切にとれば波うちの発生を回避できる。

この点に関し、定着部材の用紙搬送速度と加圧部材の用紙搬送速度の差が所定の範囲内となるように、定着部材を駆動させる第１のモータの回転数及び／又は加圧部材部材を駆動させる第２のモータの回転数を調整する定着装置が提案されている（例えば、特許文献４）。

しかし、特にニップ面圧が高い場合に波うちを防止するためには、ニップ部において無端状ベルトと加圧ローラの線速差があるように記録媒体を搬送した方が良い場合もある。上述の技術では、無端状ベルトと加圧ローラの線速差を適切に出すことができず、波うちを回避できないこともあった。

本発明は上記の問題に鑑み、面圧の高い光沢付与装置においても光沢を付与する画像の範囲の状態によらず波うちを効果的に防止できる光沢付与装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するための本発明は、熱源により加熱される加熱部材と、加熱部材により加熱されながら回転する無端状ベルトと、無端状ベルトを介して加熱部材に、所定のニップ面圧以上になるように圧接してニップ部を形成する加圧部材と、無端状ベルトを冷却する冷却部材と、無端状ベルトの線速と加圧部材の線速とを相対的に調節する線速変更部と、を備える光沢付与装置を提供する。

本発明によれば、面圧の高い光沢付与装置においても光沢を付与する画像の範囲の状態によらず波うちを効果的に防止できる光沢付与装置を提供することができる。

光沢付与装置の構成図である。 冷却部材にファンを用いた光沢付与装置の構成図である。 ニップ部付近の構成を示す模式図である。 ニップ部の面圧と画質との相関を示す図である。 光沢付与装置の記憶部が記憶する線速テーブルの例を示す図である。 画像形成装置と連結して設置される光沢付与装置の例を示す図である。 単体として構成される光沢付与装置の例を示す図である。 応用例に係る光沢付与装置の構成を示す図である。 加圧ローラの線速が無端状ベルトの線速より速い場合の波うちの様子を示す図である。 加圧ローラの線速が無端状ベルトの線速より遅い場合の波うちの様子を示す図である。

以下、本発明の一実施形態に係る光沢付与装置について図面を参照しながら説明する。

図１は、本実施形態の光沢付与装置３００の構成図である。図１に示すように、光沢付与装置３００は、加熱後の無端状ベルトを冷却部材に摺動させて冷却する。光沢付与装置３００は、加熱部材である光沢付与加熱ローラ２１と、無端状ベルト２４と、冷却部材と、加圧部材である光沢付与加圧ローラ２２と、を備える。

光沢付与加熱ローラ２１は、表面に樹脂層を有する中空の金属により形成される円筒であり、内部に加熱源を備える。加熱源は、例えばハロゲンヒータ２３を用いることができる。熱平衡のために長手方向にヒートパイプを使用する場合もある。金属としては、例えばアルミニウムを用いることができる。

無端状ベルト２４は、光沢付与加熱ローラ２１、対向ローラ２６、剥離ローラ２７、及びテンションローラ２８に、線膨張係数１２ｐｐｍ以下により張り廻らされている。光沢付与加熱ローラ２１の近傍には、無端状ベルト２４の表面温度を検知する温度センサ２５が設けられる。

温度センサ２５は、望ましくは非接触式サーモパイルであり、接触式サーミスタでも良い。光沢付与装置３００は別途制御部を備え、この制御部は光沢付与加熱ローラ２１内のハロゲンヒータ２３をオン／オフの制御を行う。無端状ベルト２４の表面温度を検出する温度センサ２５により検出された温度に基づいて、制御部は無端状ベルト２４の光沢付与加熱ローラ２１上における表面温度は１００℃〜２５０℃に制御する。

無端状ベルト２４は、基材と外周面側に形成される表面層との２層構造からなるベルトである。ベルト基材として、例えば厚さ１０〜３００μｍの耐熱性の高い樹脂シートを使用することが可能であり、線膨張係数１２ｐｐｍ以下の材料を使用することができる。具体的にはポリエステル、ポリエチレン、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、ポリアミドイミド、ポリアミドなどのポリマーシートを用いることが可能であるが、本実施形態においてはポリイミドを使用している。表面層としては例えば厚さ１〜１００μｍのシリコーン系樹脂、フッ素系樹脂等の表面層形成用材料にて形成される層である。

また、この無端状ベルト２４は、画像の光沢付与するためのベルトであるため、その表面層の表面が高光沢を付与するに適した平滑面として形成される。この場合、その平滑面は例えば算術平均粗さＲａが０．３μｍ以下、より好ましくは０．１μｍ以下となるように形成される。

無端状ベルト２４はニップ部、または対向ローラ２６、又は両方の駆動力により周速５０〜７００ｍｍ／ｓｅｃで回転する。

光沢付与加圧ローラ２２は、無端状ベルト２４を挟み、光沢付与加熱ローラ２１に圧接するように配置される。

冷却部材４１、５１、６１は、無端状ベルト２４の内周側に配置される。冷却部材の数、水冷、空冷などの冷却方式の組合せには制限はない。冷却部材は無端状ベルト２４から回収した熱を大気中に放出する。

冷却部材について、冷却部材を冷却する冷却手段が３個の例について以下説明する。この冷却部材４１、５１、６１は、光沢付与加熱ローラ２１と光沢付与加圧ローラ２２の圧接部直後の無端状ベルト２４に接触し無端状ベルト２４を冷却し、さらに無端状ベルト２４に密着している記録材を冷却する。

冷却部材４１、５１、６１にはそれぞれに液冷方式によって冷却部材４１、５１、６１を冷却する冷却手段が設置されている。冷却部材４１、５１、６１には冷却液を循環させるためのポンプ４４、５４、６４、冷却液を冷却するためのラジエータ４２、５２、６２、冷却液を溜めるタンク４３、５３、６３が設置され、それぞれがパイプ（チューブ）によって繋がれている。ラジエータ４２、５２、６２にはファンが設置され、冷却液をファンにより冷却している。

冷却部材４１、５１、６１は光沢付与加熱ローラ２１側が剥離ローラ２７側に比べて無端状ベルト２４との接触面積が広くなっている。冷却部材４１の搬送方向の長さが冷却部材６１の長さより長くなっている。冷却部材は、必要な冷却状況に応じて、長さや個数を変更することができる。また、図１に示した構成は冷却液を使用した水冷構成としているが、空冷構成や、水、空混合冷却部材でも構わない。

ラジエータ４２、５２、６２は一般的なラジエータを用いることができる。ラジエータ４２、５２、６２は、例えば風量０〜１１ｍ３／分の性能を有する排熱するためのファンを有し、ファンの風量を変更することにより冷却量を調整可能となっている。ポンプ４４、５４、６４は流量が例えば０〜１５リットル／分のもので流量を調整可能となっている。以上の冷却部材、冷却手段がそれぞれ２〜５個設置されて無端状ベルト２４を冷却している。

光沢付与加圧ローラ２２は、円筒状の金属ローラの外周に厚さ５〜３０ｍｍのシリコーンゴム層を形成し表層面には例えば厚さ３０〜２００μｍのフッ素樹脂のチューブで構成されている。

光沢付与加圧ローラ２２は、無端状ベルト２４を挟んで光沢付与加熱ローラ２１に圧接され光沢付与ニップ部を形成している。ニップ部の幅は１０〜４０ｍｍ程度に設定される。

無端状ベルト２４の表面温度（温度センサ２５の箇所）が１５０℃で制御維持されている場合、記録材はニップ部を通過することで１００℃〜１２０℃となり光沢用トナー像が軟化、溶融する。無端状ベルト２４に密着した状態で冷却された記録材（トナー像）は剥離時には４０℃以下に冷却されて固化することでベルトの表面状態がトナー像表面に転写されて高い光沢を得ることができる。

図２は、冷却部材にファンを用いた光沢付与装置３００の構成図である。図２に示すように、光沢付与装置３００は、記録媒体の表面を冷却する表面ファン７１と、記録媒体の裏面を冷却する裏面ファン７２と、とを備える。

表面ファン７１は、無端状ベルト２４の内部側に、記録媒体搬送路に沿って配置され、冷却風を無端状ベルト２４の方向に送風して、記録媒体の表面側を冷却する。裏面ファン７２は、無端状ベルト２４の外側に、記録媒体搬送路に沿って配置され、冷却数を無端状ベルト２４の方向に送風して、記録媒体の裏面側を冷却する。別途設けられる制御部は、表面ファン７１及び裏面ファン７２の風量を制御する。

（線速の変更）
図３は、ニップ部付近の構成を示す模式図である。図３に示すように、光沢付与装置３００は、無端状ベルト２４の線速を変更する無端状ベルト線速変更部と、光沢付与加圧ローラ２２の線速を変更する加圧ローラ線速変更部と、ニップ部の面圧を変更するニップ面圧変更部と、を備える。無端状ベルト線速変更部と加圧ローラ線速変更部とを線速変更部という。

無端状ベルト線速変更部は、光沢付与加熱ローラ２１を駆動する第１のモータＭ１と、第１のモータＭ１と光沢付与加熱ローラ２１の間に設置されるクラッチＣ１と、を備える。光沢付与加熱ローラ２１は、光沢付与加熱ローラ２１の回転を検知する第１のエンコーダを備えていてもよい。

加圧ローラ線速変更部は、光沢付与加圧ローラ２２を駆動する第２のモータＭ１を備える。光沢付与加圧ローラ２２は、光沢付与加圧ローラ２２の回転を検知する第２のエンコーダを備えていてもよい。

別途設けられる制御部は、第１のエンコーダの出力に基づいて無端状ベルト２４の線速を検知し、第２のエンコーダの出力に基づいて光沢付与加圧ローラ２２の線速を検知する。制御部は、検知した無端状ベルト２４の線速及び光沢付与加圧ローラ２２の線速に基づいて、無端状ベルト２４の線速と光沢付与加圧ローラ２２の線速とを相対的に調整する。具体的には、制御部は、無端状ベルト２４の線速及び光沢付与加圧ローラ２２の線速のいずれか一方を変更する。線速差は相対的なものであるため、無端状ベルト２４の線速及び光沢付与加圧ローラ２２の線速のいずれか一方を変更することにより、波うちは回避できるからである。制御部は、無端状ベルト２４の線速及び光沢付与加圧ローラ２２の線速の両方を変更するように構成してもよい。

第１のモータＭ１及び第２のモータＭ２はＤＣモータでもステッピングモータでもよい。第１のモータＭ１及び第２のモータＭ２がＤＣモータの場合、制御部は、第１のモータＭ１又は第２のモータＭ２に供給される電流を変更することにより、またはＰＷＭ制御（ｐｕｌｓｅ ｗｉｄｔｈ ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ制御）のデューティーを変更することにより、光沢付与加熱ローラ２１及び光沢付与加圧ローラ２２の線速のいずれか一方を変更する。第１のモータＭ１及び第２のモータＭ２がステッピングモータである場合、制御部は駆動ステップの間隔を変更することにより、光沢付与加熱ローラ２１及び光沢付与加圧ローラ２２の線速のいずれか一方を変更する。

例えば、光沢付与加圧ローラ２２が常時駆動し、光沢付与加圧ローラ２２に従動して光沢付与加熱ローラ２１が回転する場合、通常時はクラッチＣ１が切られており、モータＭ１の回転は光沢付与加熱ローラ２１に伝わらない。

制御部は、無端状ベルト２４の線速と光沢付与加圧ローラ２２の線速との相対速度を変更する場合、クラッチＣ１を接続し、第１のモータＭ１の回転数を制御することにより無端状ベルト２４の線速を速く、又は遅くする。

ニップ面圧変更部は、例えば、一端に支点４０２を有し、他端の力点にカム４０３を有し、支点４０２と力点との間の作用点において光沢付与加圧ローラ２２を回転可能に支持する支持体と当接する押圧バー４０１を備える。押圧バー４０１はカム４０３に当接する部分に対向する部分に圧縮バネ４０４を有する。

制御部は、カム４０３を駆動させる第３のモータＭ３を駆動させ、カム４０３によって押圧バー４０１を変位させることによりニップ部の面圧を変更する。

（ニップ面圧）
図４は、ニップ部の面圧と画質との相関を示す図である。図４において、縦軸は画質の良さを示す画質レベルを、横軸はニップ部の面圧を示す。図４に示すように、ニップ部の面圧が高いほど画質が良くなる傾向がある。

ここで、望ましい画質が符号５０１に示すレベル３．５以上であるとき、この望ましい画質を得るために必要な面圧は符号５０２に示す５０Ｎ／ｃｍ^２である。従って、本実施形態においては、制御部は、ニップ面圧変更部によってニップ部の面圧を５０Ｎ／ｃｍ^２以上に制御することが望ましい。

しかし、ニップ部の面圧はある程度の高さになると、画質の良さがあまり変わらなくなる。画質の良さはニップ部の面圧が１００Ｎ／ｃｍ^２程度で飽和する傾向があり、高すぎても部品の剛性確保などが難しくなる。したがって、ニップ部の面圧は１５０Ｎ／ｃｍ^２以下であることが望ましい。

（用紙種類によるニップ面圧及び線速の変更）
図５は、光沢付与装置３００の記憶部が記憶する線速テーブルの例を示す図である。光沢付与装置３００は、別途設けられる記憶部に用紙種類ごとの面圧と、線速差を格納する線速テーブルを記憶する。

図５に示すように、線速テーブルは、記録媒体の厚さによる種類分類である「用紙種類」と、ニップ部の面圧を示す「面圧」と、無端状ベルト２４の線速及び光沢付与加圧ローラ２２の線速差を示す「線速差」と、を格納する。

各データの例は、用紙種類が「厚紙」、面圧が「大」、線速差が「ベルト側遅れ大」である。

光沢付与装置３００は、情報を入出力するコントロールパネルを備える。制御部は、ユーザがコントロールパネルを介して指定した記録媒体の厚さの種類に基づいて、線速テーブルを検索し、対応する面圧と、線速差を読み出す。記録媒体の厚さは、厚さセンサを用いて検知してもよい。

制御部は、読み出した面圧に基づいてニップ面圧変更部を駆動させ、ニップ面圧を変更する。制御部は、ニップ面圧を変更するとともに、このニップ面圧の変更に伴って読み出した線速差に基づいて無端状ベルト２４の線速と光沢付与加圧ローラ２２の線速との相対速度を変更する。例えば、線速差が「ベルト側遅れ大」であった場合、制御部はクラッチＣ１を接続し、光沢付与加熱ローラ２１の線速の線速が光沢付与加圧ローラ２２の線速より所定の値だけ遅くなるように無端状ベルト線速変更部によって光沢付与加熱ローラ２１の線速の線速を変更する。

使用する記録媒体の厚さの種類により適切なニップ面圧が異なり、波うちの発生の原因となる線速差も異なる。従って、制御部は、記録媒体の厚さが厚くなるほど面圧が大きくなるように変更し、記録媒体の厚さが厚くなるほど無端状ベルト２４の遅れが大きくなるように変更する。ここで、無端状ベルト２４の遅れが大きくなるとは、無端状ベルト２４の線速が光沢付与加圧ローラ２２の線速より相対的な速度が所定値以上に遅いことを意味する。

このように制御することにより、美しい光沢を得つつ、波うちを防止することが可能となる。

（光沢を付与する画像に基づく線速の変更）
光沢付与装置３００は、光沢を付与する画像の状態に応じて無端状ベルト２４の線速と光沢付与加圧ローラ２２の線速との相対的な線速差を変更する。

具体的には、制御部は以下の通りに線速を制御する。

（１）制御部は、光沢付与のデータに基づいて記録媒体の全面にベタ画像があると判定した場合、線速の調整を行わない。

（２）制御部は、光沢を付与する部分がテキスト画像であると判定した場合、線速の調製は行わない。

（３）制御部は、光沢を付与する画像データの一部にベタ画像があると判定した場合、軸方向に画像の有無があるかを判定する。

ここで、軸方向に画像の有無があるとは、図９に示すように、記録媒体搬送方法の光沢付与の画像の長さＨ２が、記録媒体の搬送方向の長さＨ１に対して所定割合以上あり、かつ、記録媒体の幅方向の光沢付与画像の長さＷ２が、記録媒体の幅Ｗ１に対して所定割合以下であることを言う。この場合、幅方向には光沢付与画像がある個所とない個所が存在し、波うちが発生する可能性が高くなる。

制御部は、当該ベタ画像が軸方向に画像の有無があると判定した場合、無端状ベルト２４の線速と光沢付与加圧ローラ２２の線速との相対的な線速差を変更する。線速の変更方法は、上述の通り、記録媒体の厚さに基づいて変更する。

このように制御することにより、線速を調整する必要のない場合に調整し、その結果波うちが発生するということを防止することができる。

（線速の変更）
ニップ部においては、光沢付与加熱ローラ２１と光沢付与加圧ローラ２２のうち硬度の低い方、すなわちより柔らかい方の線速が速くなる傾向があることは経験的に分かっている。従って、制御部は、光沢付与加熱ローラ２１と光沢付与加圧ローラ２２のうち硬度の低い方の線速を相対的に遅くするように線速を変更するように構成することもできる。

このように構成することにより、ユーザの負担を軽くすることが可能となる。

（ユーザインターフェースからの線速の強制調整）
上述のように線速を制御しても、波うちが消失しない場合には、ユーザインターフェースから強制的に線速を調整することもできる。

ユーザは記録媒体の波うちの方向を目視確認し、光沢付与装置３００が別途備えるユーザインターフェースに表示される波うち方向ごとの複数段階の波うちレベルを指定して入力する。

制御部は、入力された指示に基づいて、その波うちを解消するように無端状ベルト２４の線速と光沢付与加圧ローラ２２の線速との相対的な線速差を変更する。

例えば、図９のように波うちの山が記録媒体の進行方向に向かっている場合、光沢付与加圧ローラ２２の線速を相対的に所定分だけ遅くする。逆に、図１０のように波うちの谷が記録媒体の進行方向に向かっている場合、光沢付与加圧ローラ２２の線速を相対的に所定分だけ速くする。

（線速の調整のタイミング）
制御部は、上述の線速の調整を、ニップ部に記録媒体が進入する直前に開始し、ニップ部から記録媒体が排出した直後に終了する。

光沢付与装置３００は、ニップ部の入り口に記録媒体の進入を検知する入り口センサと、ニップ部の出口に記録媒体の排出慮検知する排出センサと、を備える。制御部は、入り口センサがＯＮされた場合に線速の調整を開始し、出口センサがＯＦＦされた場合に線速の調整を終了する。

このように制御することにより、記録媒体が無い場合には、無端状ベルト２４が光沢付与加圧ローラ２２に連れ回りする状態にすることにより、無端状ベルト２４と光沢付与加圧ローラ２２との摩擦によるストレスを軽減することが可能となる。

（別体として構成される光沢付与装置）
光沢付与装置３００は、画像形成装置の一部として組み込まれることも、画像形成装置とは別体に構成されるとこもある。

図６は、画像形成装置１００と連結して設置される光沢付与装置２００の例を示す図である。図６に示すように、光沢付与装置２００は画像形成装置とは別体に構成され、画像形成装置１００が排出した画像形成後の記録媒体を受け取る。光沢付与装置２００は画像形成後の記録媒体が受け取り口に進入したことを検知する受け取り口センサを備え、この受け取り口センサが記録媒体を検知すると光沢付与動作を開始する。

このように構成することにより、光沢付与装置２００を画像形成装置１００に後付けにて設置したいユーザの要望に応えることが可能となる。

（単体として構成される光沢付与装置）
図７は、単体として構成される光沢付与装置の例を示す図である。図７に示すように、光沢付与装置は、無端状ベルト７０４、定着ローラ７０１、分離ローラ７０５、加圧ローラ７０３、ニップ面圧変更部２１１、制御部８０１及び冷却装置７０７を備える。

無端状ベルト７０４は、定着ローラ７０１、分離ローラ７０５に巻き掛けられており、加熱部材である定着ローラ７０１の内部に配置されたハロゲンヒータ７０２を熱源として加熱される。定着ローラ７０１の熱源は、他のＩＨ方式などでも良い。定着ニップ後は、冷却装置７０７によって無端状ベルト７０４の内側、外側から冷却する。

定着ローラ７０１には無端状ベルト７０４を挟んで加圧部材である加圧ローラ７０３が当接している。ニップ面圧変更部２１１は、加圧ローラ７０３を定着ローラ７０１に対して当接及び離間させることにより加圧ローラ７０３の定着ローラ７０１への加圧力、すなわちニップ部の面圧を変更する。

加圧ローラ７０３は専用の冷却装置を有している。冷却装置は、必要な生産速度に応じて最適な冷却効率の手段を選択することができる。冷却装置は、例えば、空気冷却、水冷方式、或いはこれらの混合方式でも良い。

光沢付与装置は、分離ローラ７０５の近傍に光沢用トナー画像形成部を備える。光沢用トナー画像形成部は、感光体７３１を所定の電圧に帯電させる帯電部７３２と、光線を感光体７３１に照射して静電潜像を生成する露光装置７３４と、を備える。

光沢用トナー画像形成部は、さらに静電潜像に現像剤である光沢用トナーを供給して現像剤像を生成する現像部７３５と、残余の現像剤を除去するクリーニング部７３３と、を備える。

この光沢用トナー画像形成部は無端状ベルト７０４に光沢用トナー７０６を転写する。本例では感光体７３１が直接に無端状ベルト７０４に当接して転写を行っているが、中間転写部材が介在しても構わない。

光沢用トナーは十分な光沢を実現するものであれば特に制限はない。光沢用トナーは、例えば透明トナー、非透明の特色トナー（ＲＧＢトナー、淡色トナー、金や銀などの金属光沢用トナー）、蛍光トナーなど）を用いることもできる。

透明トナーは、例えば、着色剤をトナー中に添加しないことにより構成することができる。透明トナーを用いることにより元画像が可視状態のまま光沢を付与することができる。また、金属光沢用トナーは、例えば光を反射するフレーク状物質を含有させたものが挙げられる。非透明トナーを用いることによりＹＭＣＫの４色によっては表現しにくい特殊色を使用した装飾が可能となる。また、光沢用トナーとして複数職を用いることにより、光沢と特色、複数の特色などを任意に組み合わせて光沢付与を行うことが可能となる。

光沢付与装置はさらに、記録媒体２０２の束２０４を積載する用紙カセット２０６と、用紙カセット２０６から記録媒体２０２を１枚ずつ取り出すピックアップ機構２０３と、記録媒体を搬送する搬送機構２０１と、を備える。光沢付与装置は手差しトレイを備えていてもよい。

光沢付与装置はまた、原稿を読み取る読み取り装置７５１と、カバー７５２と、を備えていてもよい。

無端状ベルト７０４は基材と外周面側に形成される表面層との２層構造からなるベルトである。ベルト基材として、例えば厚さ１０〜３００μｍの耐熱性の高い樹脂シートを使用することが可能であり、線膨張係数２０ｐｐｍ以下の材料を使用することができる。具体的にはポリエステル、ポリエチレン、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、ポリアミドイミド、ポリアミドなどのポリマーシートを用いることが可能であるが、本発明ではポリイミドを使用している。表面層としては例えば厚さ１〜１００μｍのシリコーン系樹脂、フッ素系樹脂等の表面層形成用材料にて形成される層である。

また、この無端状ベルト７０４は、画像の光沢付与するためのベルトであるため、その表面層の表面が高光沢を付与するに適した平滑面として形成される。この場合、その平滑面は例えば算術平均粗さＲａが０．３μｍ以下、より好ましくは０．１μｍ以下となるように形成される。

加圧ローラ７０３は無端状ベルト７０４を挟んで定着ローラ７０１に圧接されニップ部を形成している。ニップ部の幅は６〜４０ｍｍ程度に設定される。

無端状ベルト７０４はニップ部における定着ローラ７０１の駆動力、又は分離ローラ７０５の駆動力、又は定着ローラ７０１と分離ローラ７０５の両方の駆動力により周速２０〜７００ｍｍ／ｓｅｃにより回転する。

定着ローラ７０１は円筒状の金属ロールからなり、例えばアルミニウム等の材料で形成され、その外径がφ３０〜φ２００ｍｍの構成となっている。定着ローラ１は中空部分にハロゲンヒータ７０２が内蔵され、このハロゲンヒータ７０２によって定着ローラ７０１を加熱している。熱平衡のために長手方向にヒートパイプを使用する場合もある。

加圧ローラ７０３は円筒状の金属ロールの外周に厚さ２〜３０ｍｍのシリコーンゴム層を形成し、表層面には例えば厚さ３０〜２００μｍのフッ素樹脂のチューブが形成されている。

無端状ベルト７０４の表面温度を検出する温度センサにより検出された温度に基づいて、無端状ベルト７０４の定着ローラ７０１の位置における表面温度は使用する光沢用トナーの融点以上、一般には５０℃〜２００℃に制御される。

ニップ面圧変更部２１１は、駆動モータと、駆動モータの回転を定着ローラ７０１の方向に変換する機構を備える。ニップ面圧変更部２１１は、制御部８０１によって加圧ローラ７０３を定着ローラ７０１の方向に付勢するように制御され、又は加圧ローラ７０３をニップ部の無端状ベルト４から離間するように制御される。ニップ面圧変更部２１１は定着ローラ７０１の方向への付勢の圧力を変化せることによりニップ部のニップ面圧を変更する。

このような光沢付与装置における現像剤像への光沢付与は次のようにして行われる。

元画像情報を読み取り装置７５１によって読み取り、光沢付与装置が備えるタッチパネルなどの入出力部８０５、又は光沢付与装置に接続されるコンピュータの画面により光沢付与したい領域が選択される。

入出力部８０５又は光沢付与装置に接続されるコンピュータの画面を介して光沢付与したい領域が選択される際に用いられるインターフェースソフトウエアには作図機能も具えられており、文字や図形の形も作成、追加することができる。光沢付与装置はこのインターフェースソフトウエアを用いて光沢付与を行うための画像情報を生成する。

この画像情報は制御部８０１に送られる。制御部８０１は作像システムに画像情報を伝達し、感光体７３１に対し帯電部７３２によって感光体７３１を帯電させ、露光装置７３４によって露光し、現像部７３５によって光沢用トナーを現像し、無端状ベルト７０４に転写させる。転写残りのトナーはクリーニング部７３３によって回収される。

感光体７３１と接触して回転している無端状ベルト７０４は、光沢用トナーを付着させたまま定着ローラ７０１に巻きついていく。光沢付与装置は定着ローラ温度センサ３０３を備える。定着ローラ温度センサ３０３は非接触型が望ましく、例えばサーミスタ又はサーモパイルを用いることができる。定着ローラ１は定着ローラ温度センサ３０３の出力に基づいて制御部８０１によって適正温度に制御されており、無端状ベルト４に付着した光沢用トナーは定着させるのに適正な加熱時間によって加熱され、溶融状態となる。

光沢付与装置は既に元画像がある記録媒体２０２をニップ部に搬送する。使用者により光沢付与する領域が指定され、位置を合わせるために、光沢用トナーの現像材像と、用紙先端とのタイミングを合わせて給紙が開始される。

ニップ部で、記録媒体２０２に溶融した光沢用トナー７０６が定着される。そのときの温度Ｔは、元画像のトナーのガラス転移温度ＴｇＢに対して、Ｔ＜ＴｇＢの関係であるため、元画像の劣化及び元画像に光沢付与はなされない。

加熱、加圧されて溶融した現像剤により無端状ベルト７０４に吸着された記録媒体は、分離ローラ７０５に到達するまでの間に冷却装置７０７によって適温まで冷却され、排紙トレイ２０５に排出される。

無端状ベルト７０４に密着した状態により冷却された光沢用トナーの像は、剥離時にはトナーのガラス転移点、例えば４０度以下に冷却されて固化されることにより無端状ベルト７０４の光沢のある表面の状態が光沢用トナー像の表面に転写されて高い光沢を得ることができる。

図８は、応用例に係る光沢付与装置の構成を示す図である。図８に示すように、この光沢付与装置においては、無端状ベルト７０４に対し、元画像面すなわち光沢付与面が重力方向で下向きとなる。ニップ部を構成する部材である定着ローラ７０１と加圧ローラ７０３が図７に対し上下反対になる。光沢付与面が重力方向に下向きであり、記録媒体はニップ部からの排出後に無端状ベルト７０４の上を搬送されるため、落下の心配がない。光沢用トナー画像形成部は、無端状ベルト７０４の下側に配置することで、作像系からのトナー飛散なども軽減できる。

以上述べたように、本実施形態の光沢付与装置は、所定のニップ面圧、例えば５０Ｎ／ｃｍ^２以上のニップ面圧を生じさせるニップ面圧変更部と、無端状ベルト２４の線速を変更する無端状ベルト線速変更部と、光沢付与加圧ローラ２２の線速を変更する加圧ローラ線速変更部と、を備える。

従って、面圧の高い光沢付与装置においても光沢を付与する範囲の画像の状態によらず波うちを効果的に防止できる光沢付与装置を提供することができるという効果がある。

以上、本発明について、好ましい実施形態を挙げて説明したが、本発明の光沢付与装置は上記実施形態の構成に限定されるものでない。

当業者は、従来公知の知見に従い、本発明の光沢付与装置を適宜改変することができる。このような改変によってもなお本発明の光沢付与装置の構成を具備する限り、もちろん、本発明の範疇に含まれるものである。

２１ 光沢付与加熱ローラ
２２ 光沢付与加圧ローラ
２４ 無端状ベルト
４１、５１、６１ 冷却部材
７１ 表面ファン
７２ 裏面ファン
４０１ 押圧バー
４０３ カム
Ｃ１ クラッチ
Ｍ１ 第１のモータ
Ｍ２ 第２のモータ
Ｍ３ 第３のモータ

特開２００９−０１４８７６号公報 特開２００４−３２５９３４号公報 特開平０５−３３３６４３号公報 特開２０１０−２５６６９６号公報

Claims (7)

1. 熱源により加熱される加熱部材と、
   前記加熱部材により加熱されながら回転する無端状ベルトと、
   前記無端状ベルトを介して前記加熱部材に、所定のニップ面圧以上になるように圧接してニップ部を形成する加圧部材と、
   前記無端状ベルトを冷却する冷却部材と、
   前記無端状ベルトの線速と前記加圧部材の線速とを相対的に調整する線速変更部と、
   を備える光沢付与装置。
2. 前記線速変更部は、
   前記無端状ベルトの線速と前記加圧部材の線速とのいずれかを調整する請求項１に記載の光沢付与装置。
3. 前記ニップ部の面圧を変更するニップ面圧変更部をさらに備え、
   前記ニップ面圧変更部は、
   記録媒体の種類に応じてニップ面圧を変更し、
   前記線速変更部は、
   前記記録媒体の種類に応じた前記ニップ面圧の変更に伴って前記無端状ベルトの線速と前記加圧部材の線速とを相対的に調整する請求項１に記載の光沢付与装置。
4. 前記線速変更部は、
   光沢を付与する画像に応じて前記無端状ベルトの線速と前記加圧部材の線速とを相対的に調整する請求項１に記載の光沢付与装置。
5. 前記線速変更部は、
   線速の調整を前記ニップ部に記録媒体が進入する直前に開始し、前記ニップ部から前記記録媒体が排出された直後に終了する請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の光沢付与装置。
6. 前記所定のニップ面圧は、
   ５０Ｎ／ｃｍ^２以上である請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載の光沢付与装置。
7. 請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載の光沢付与装置を備える画像形成装置。