JP6015176B2 - 光沢付与装置、及び、画像形成装置 - Google Patents

Description

この発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、又は、それらの複合機等の画像形成装置と、その外部又は内部に設置される光沢付与装置と、に関するものである。

従来から、複写機、プリンタ等の画像形成装置において、高い光沢性を有する出力画像を形成するために、記録媒体上の定着画像に光沢を付与する光沢付与装置を設置する技術が知られている（例えば、特許文献１、２参照。）。

詳しくは、光沢付与装置は、定着ニップ部（定着部）に対して記録媒体の搬送方向下流側に設置されていて、定着工程後の記録媒体を搬送するベルト部材（定着ベルト）や、ベルト部材を介して記録媒体の画像面に接触するヒートシンク方式の冷却手段、等で構成されている。このような光沢付与装置を通過した記録媒体上のトナー像は定着ニップ部で溶融された後にベルト部材に密着した状態で冷却されるため、画像面が平滑になり高い光沢性が得られることになる。そのため、画像の高光沢性が要求されるカラー画像形成装置では、重要な技術となっている。

一方、特許文献１には、画像面が下方に向くように搬送される記録媒体に対して、ベルト部材（定着ベルト４７）を介して冷却部材（冷却手段４６）が上向きで対向するように配設された光沢付与装置が開示されている。
また、特許文献２には、画像面が上方に向くように搬送される記録媒体に対して、ベルト部材（無端状ベルト３１）を介して冷却部材（冷却手段３５）が下向きで対向するように配設された光沢付与装置が開示されている。また、特許文献２の光沢付与装置は、ベルト部材（無端状ベルト３１）との間に記録媒体を挟みながら搬送する搬送支持ベルト４１が設置されている。

従来の光沢付与装置は、ベルト部材に弛みが生じて冷却部材との間に大きな隙間が生じてしまうことがあった。そして、冷却部材とベルト部材との間に大きな隙間が生じてしまうと、冷却部材による記録媒体に対する冷却効率が悪化して、記録媒体における画像面の光沢性が充分に得られなくなってしまっていた。
このような問題は、画像面が上方に向くように搬送される記録媒体に対して、ベルト部材を介して冷却部材が下向きに対向するように配設された光沢付与装置（特許文献２等の装置である。）では、冷却部材に対してベルト部材が自重方向に離間するように弛むことになるため、特に無視できないものになっていた。

このような問題を解決するために、ベルト部材を張架するテンションローラによってベルト部材に付与する張力を大きく設定する方策が考えられる。しかし、その場合、ベルト部材に大きな負荷がかかってしまい、ベルト部材の劣化を早めてしまうことになる。
また、特許文献２の装置のように、ベルト部材との間に記録媒体を挟みながら搬送する搬送支持ベルトを設置した場合には、装置が大型化・高コスト化する不具合や、ベルト部材の外周面（画像面に当接する面）が搬送支持ベルトに接触して磨耗して画像面の画質が低下する不具合や、ベルト部材と搬送支持ベルトとの間に挟まれることで記録媒体の画像が潰れてしまう不具合が生じる可能性があった。

この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、装置がそれほど大型化・高コスト化することなく、記録媒体の画像面の画質が低下することなく、冷却部材とベルト部材との間に大きな隙間が生じて記録媒体における画像面の光沢性が充分に得られなくなる不具合が軽減される、光沢付与装置、及び、画像形成装置を提供することにある。

この発明の請求項１記載の発明にかかる光沢付与装置は、記録媒体上に担持されたトナー像に光沢を付与する光沢付与装置であって、加熱手段によって加熱される加熱ローラと、加熱ローラを含む複数のローラに張架されるとともに、記録媒体の画像面を接触させた状態で所定方向に走行して記録媒体を搬送するベルト部材と、前記ベルト部材を介して前記加熱ローラに圧接して記録媒体が送入されるニップ部を形成する加圧回転体と、前記ベルト部材を介して記録媒体に対向するように前記ベルト部材の搬送方向に沿って設置された冷却部材と、を備え、前記冷却部材に対して前記ベルト部材が離間しないように前記ベルト部材を保持する保持部材を、前記ニップ部から記録媒体が搬送される搬送方向の範囲内であって、幅方向両端部の非通紙領域に設置して、前記保持部材は、前記ベルト部材の走行方向に沿うように回転するローラ部材としたものである。

本発明は、冷却部材に対してベルト部材が離間しないようにベルト部材を保持する保持部材を、記録媒体が搬送される搬送方向の範囲内であって、幅方向両端部の非通紙領域に設置している。これにより、装置がそれほど大型化・高コスト化することなく、記録媒体の画像面の画質が低下することなく、冷却部材とベルト部材との間に大きな隙間が生じて記録媒体における画像面の光沢性が充分に得られなくなる不具合が軽減される、光沢付与装置、及び、画像形成装置を提供することができる。

この発明の実施の形態１における画像形成装置を示す全体構成図である。 光沢付与装置を示す構成図である。 複数の冷却部材を上方からみた断面図である。 光沢付与装置におけるベルト部材を下方からみた図である。 保持部材の近傍を搬送方向にみた断面図である。 冷却部材とベルト部材との間に大きな隙間が生じた状態を示す図である。 この発明の実施の形態２における光沢付与装置の要部を示す構成図である。 図７の光沢付与装置におけるベルト部材を下方からみた図である。 変形例１としての、光沢付与装置におけるベルト部材を下方からみた図である。 変形例２としての、光沢付与装置の要部を示す構成図である。

以下、この発明を実施するための形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図中、同一又は相当する部分には同一の符号を付しており、その重複説明は適宜に簡略化ないし省略する。

実施の形態１．
図１〜図６にて、この発明の実施の形態１について詳細に説明する。
まず、図１にて、画像形成装置全体の構成・動作について説明する。
図１において、１は画像形成装置としてのタンデム型カラー複写機の画像形成装置本体、２は入力画像情報に基づいたレーザ光を発する書込み部、３は原稿Ｄを原稿読込部４に搬送する原稿搬送部、４は原稿Ｄの画像情報を読み込む原稿読込部、７は転写紙等の記録媒体Ｐが収容される給紙部、９は記録媒体Ｐの搬送タイミングを調整するレジストローラ、１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫは各色（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）のトナー像が形成される感光体ドラム、１２は各感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ上を帯電する帯電部、１３は各感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ上に形成される静電潜像を現像する現像部、１４は各感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ上に形成されたトナー像を記録媒体Ｐ上に重ねて転写する転写バイアスローラ（１次転写バイアスローラ）、１５は各感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ上の未転写トナーを回収するクリーニング部、１６は中間転写ベルト１７を清掃する中間転写ベルトクリーニング部、１７は複数色のトナー像が重ねて転写される中間転写ベルト、１８は中間転写ベルト１７上のカラートナー像を記録媒体Ｐ上に転写するための２次転写バイアスローラ、２０は記録媒体Ｐ上のトナー像（未定着画像）を定着する定着装置、を示す。

また、５０は画像形成装置本体の外部に設置された周辺装置であって記録媒体Ｐ上に担持されたトナー像に光沢を付与する光沢付与装置、５１は記録媒体Ｐの画像面（定着画像面）を接触させた状態で所定方向に走行して記録媒体Ｐを搬送するベルト部材（搬送ベルト）、７１Ａ〜７１Ｃはベルト部材５１を介して記録媒体Ｐに対向（接触）するようにベルト部材Ｐの搬送方向に沿って並設された複数の冷却部材、を示す。
光沢付与装置５０は、画像形成装置本体１から排出された定着工程後の記録媒体Ｐ上の画像の光沢性を向上させるための装置である。

以下、画像形成装置における、通常のカラー画像形成時の動作について説明する。
まず、原稿Ｄは、原稿搬送部３の搬送ローラによって、原稿台から図中の矢印方向に搬送されて、原稿読込部４のコンタクトガラス５上に載置される。そして、原稿読込部４で、コンタクトガラス５上に載置された原稿Ｄの画像情報が光学的に読み取られる。

詳しくは、原稿読込部４は、コンタクトガラス５上の原稿Ｄの画像に対して、照明ランプから発した光を照射しながら走査させる。そして、原稿Ｄにて反射した光を、ミラー群及びレンズを介して、カラーセンサに結像する。原稿Ｄのカラー画像情報は、カラーセンサにてＲＧＢ（レッド、グリーン、ブルー）の色分解光ごとに読み取られた後に、電気的な画像信号に変換される。さらに、ＲＧＢの色分解画像信号をもとにして画像処理部で色変換処理、色補正処理、空間周波数補正処理等の処理をおこない、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのカラー画像情報を得る。

そして、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色の画像情報は、書込み部２に送信される。そして、書込み部２からは、各色の画像情報に基づいたレーザ光（露光光）が、それぞれ、対応する感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ上に向けて発せられる。

一方、４つの感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫは、それぞれ、図１の時計方向に回転している。そして、まず、感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫの表面は、帯電部１２との対向部で、一様に帯電される（帯電工程である。）。こうして、感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ上には、帯電電位が形成される。その後、帯電された感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ表面は、それぞれのレーザ光の照射位置に達する。
書込み部２において、４つの光源から画像信号に対応したレーザ光が各色に対応してそれぞれ射出される。各レーザ光は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの色成分ごとに別の光路を通過することになる（露光工程である。）。

イエロー成分に対応したレーザ光は、紙面左側から１番目の感光体ドラム１１Ｙ表面に照射される。このとき、イエロー成分のレーザ光は、高速回転するポリゴンミラーにより、感光体ドラム１１Ｙの回転軸方向（主走査方向）に走査される。こうして、帯電部１２にて帯電された後の感光体ドラム１１Ｙ上には、イエロー成分に対応した静電潜像が形成される。

同様に、マゼンタ成分に対応したレーザ光は、紙面左から２番目の感光体ドラム１１Ｍ表面に照射されて、マゼンタ成分に対応した静電潜像が形成される。シアン成分のレーザ光は、紙面左から３番目の感光体ドラム１１Ｃ表面に照射されて、シアン成分の静電潜像が形成される。ブラック成分のレーザ光は、紙面左から４番目の感光体ドラム１１ＢＫ表面に照射されて、ブラック成分の静電潜像が形成される。

その後、各色の静電潜像が形成された感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ表面は、それぞれ、現像部１３との対向位置に達する。そして、各現像部１３から感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ上に各色のトナーが供給されて、感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ上の潜像が現像される（現像工程である。）。
その後、現像工程後の感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ表面は、それぞれ、中間転写ベルト１７との対向部に達する。ここで、それぞれの対向部には、中間転写ベルト１７の内周面に当接するように転写バイアスローラ１４が設置されている。そして、転写バイアスローラ１４の位置で、中間転写ベルト１７上に、感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ上に形成された各色のトナー像が、順次重ねて転写される（１次転写工程である。）。

そして、転写工程後の感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ表面は、それぞれ、クリーニング部１５との対向位置に達する。そして、クリーニング部１５で、感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ上に残存する未転写トナーが回収される（クリーニング工程である。）。
その後、感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ表面は、不図示の除電部を通過して、感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫにおける一連の作像プロセスが終了する。

他方、感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ上の各色のトナーが重ねて転写（担持）された中間転写ベルト１７は、図中の時計方向に走行して、２次転写バイアスローラ１８との対向位置に達する。そして、２次転写バイアスローラ１８との対向位置で、記録媒体Ｐ上に中間転写ベルト１７上に担持されたカラーのトナー像が転写される（２次転写工程である。）。
その後、中間転写ベルト１７表面は、中間転写ベルトクリーニング部１６の位置に達する。そして、中間転写ベルト１７上に付着した未転写トナーが中間転写ベルトクリーニング部１６に回収されて、中間転写ベルト１７における一連の転写プロセスが終了する。

ここで、中間転写ベルト１７と２次転写バイアスローラ１８との間（２次転写ニップである。）に搬送される記録媒体Ｐは、給紙部７からレジストローラ９等を経由して搬送されたものである。
詳しくは、記録媒体Ｐを収納する給紙部７から、給紙ローラ８により給送された記録媒体Ｐが、搬送ガイドを通過した後に、レジストローラ９に導かれる。レジストローラ９に達した記録媒体Ｐは、タイミングを合わせて、２次転写ニップに向けて搬送される。
そして、フルカラー画像が転写された記録媒体Ｐは、搬送ベルトによって定着装置２０に導かれる。定着装置２０では、定着ベルトと圧接ローラとのニップ部にて、カラー画像（トナー）が記録媒体Ｐ上に定着される。

そして、定着工程後の記録媒体Ｐは、出力画像の光沢度を向上させる「光沢モード」が選択されていないときには、図１の破線矢印に示すように、切替爪の移動によって画像形成装置本体１外に出力画像として排出されて、一連の画像形成プロセスが完了する。
これに対して、「光沢モード」が選択されているときには、図１の実線矢印に示すように、切替爪の移動によって画像形成装置本体１から光沢付与装置５０に導かれて、光沢付与装置５０にて記録媒体Ｐ上の画像に光沢性が付与された後に、光沢付与装置５０から出力画像として排出されて、一連の画像形成プロセスが完了する。
ここで、「光沢モード」とは、画像形成装置本体１の操作パネル（不図示である。）のボタン操作によってユーザーが任意に選択できるモードであって、例えば、写真画像のように高光沢性が要求される画像を出力するときに選択されるものである。

次に、図２〜図５にて、画像形成装置本体１に設置される光沢付与装置５０の構成・動作について詳述する。
図２は、光沢付与装置５０の要部を示す構成図である。また、図３は、複数の冷却部材７１Ａ〜７１Ｃを上方からみた断面図であって、冷却部材７１Ａ〜７１Ｃに形成された流路７１ａを示す図である。また、図４は、光沢付与装置５０に設置されたベルト部材５１を下方からみた図である。さらに、図５は、ベルト部材５１を保持する保持部材としての固定部材８０の近傍をニップ部側から搬送方向にみた断面図である。

図２に示すように、光沢付与装置５０は、加熱手段としてのハロゲンヒータ５８によって加熱される加熱ローラ５２、加熱ローラ５２の位置（加熱部）でベルト部材５１の表面温度を検知する温度センサ５９（サーミスタ）、加圧回転体としての加圧ローラ６２、複数のローラ５２〜５５に張架・支持されたベルト部材５１（搬送ベルト）、３つの液冷システム７０Ａ〜７０Ｃにそれぞれ接続された３つの冷却部材７１Ａ〜７１Ｃ、３つの冷却部材７１Ａ〜７１Ｃの温度をそれぞれ検知する温度検知手段としての温度センサ７８Ａ〜７８Ｃ、等で構成される。

ここで、ベルト部材５１は、耐熱性の高い樹脂材料からなる層厚１０〜３００μｍ程度のベース層上に、層厚１〜１００μｍ程度の表面層が形成された多層構造の無端状ベルトである。なお、本実施の形態１において、ベルト部材５１は、その厚さが９０μｍに設定されている。
ベルト部材５１のベース層（内周面層）としては、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、ポリアミド等からなるポリマーシートを用いることができる。
また、ベルト部材５１の表面層（外周面層）は、シリコーン系樹脂、フッ素系樹脂等で形成することができる。また、ベルト部材５１の表面層は、記録媒体Ｐ上の画像に高い光沢性を付与するために、その表面の算術平均粗さＲａが０．３μｍ以下（好ましくは、０．１μｍ以下である。）になるように形成されている。
そして、ベルト部材５１は、加熱ローラ５２を含む４つのローラ５２〜５５に張架されていて、記録媒体Ｐの画像面を密着して接触させた状態で所定方向（図２の矢印方向であって、時計方向である。）に走行して記録媒体Ｐを搬送する。なお、４つのローラ５２〜５５のうちの１つは駆動ローラ５４であって、不図示の駆動モータに接続されていて、ベルト部材５１を周速５０〜７００ｍｍ／秒程度で走行駆動する。

加熱ローラ５２は、アルミニウム等の熱伝導率の高い金属材料からなる外径が５０〜１２０ｍｍ程度の中空構造のローラであって、その円筒体の内部にはハロゲンヒータ５８（加熱手段）が固設されている。
加熱ローラ５２のハロゲンヒータ５８は、その両端部が光沢付与装置５０の側板（不図示である。）に固定されている。そして、不図示の電源部（交流電源）により出力制御されたハロゲンヒータ５８からの輻射熱によって加熱ローラ５２が加熱されて、さらに加熱ローラ５２によって加熱されたベルト部材５１の表面から記録媒体Ｐ上のトナー像に熱が加えられる。ハロゲンヒータ５８の出力制御は、ベルト部材５１表面に接触する温度センサ５９（サーミスタ）によるベルト表面温度の検知結果に基いておこなわれる。詳しくは、温度センサ５９の検知結果に基づいて定められる通電時間だけ、ハロゲンヒータ５８に交流電圧が印加される（オン・オフ制御される）。このようなハロゲンヒータ５８の出力制御によって、ベルト部材５１の温度（加熱ローラ５２に張架された部分における表面温度）を所望の温度（１００〜１８０℃程度である。）に調整制御することができる。

また、加圧回転体としての加圧ローラ６２は、外径が５０〜１２０ｍｍ程度であって、芯金上に弾性層、表面層が順次積層されたものである。加圧ローラ６２の弾性層は、層厚が５〜３０ｍｍ程度であって、シリコーンゴム等の弾性材料で形成されている。加圧ローラ６２の表面層は、層厚が３０〜２００μｍ程度であって、フッ素樹脂からなるチューブ材等で形成されている。
そして、加圧ローラ６２（加圧回転体）は、不図示の加圧機構によってベルト部材５１を介して加熱ローラ５２に圧接する。こうして、加圧ローラ６２とベルト部材５１との間に、記録媒体Ｐが送入されるニップ部（ニップ幅が１０〜４０ｍｍ程度である。）が形成される。

３つの冷却部材７１Ａ〜７１Ｃは、ベルト部材５１を介して記録媒体Ｐの画像面に接触するようにベルト部材５１の搬送方向に沿って並設されている。
詳しくは、第１冷却部材７１Ａはベルト部材５１の搬送方向の最上流に設置され、第２冷却部材７１Ｂは第１冷却部材７１Ａに隣接する位置であってベルト部材５１の搬送方向の中央部に設置され、第３冷却部材７１Ｃは第２冷却部材７１Ｂに隣接する位置であってベルト部材５１の搬送方向の最下流に設置されている。なお、本実施の形態１では、ベルト部材５１と冷却部材７１Ａ〜７１Ｃとの密着性を向上させるために、加熱ローラ５２の位置から分離ローラ５３の位置までにおいて、冷却部材７１Ａ〜７１Ｃがベルト部材５１の内周面を押圧するように配設されている。

ここで、３つの冷却部材７１Ａ〜７１Ｃは、それぞれ独立した３つの液冷システム７０Ａ〜７０Ｃの１つに接続されていて、それぞれ独立して冷却制御される。
３つの冷却部材７１Ａ〜７１Ｃは、いずれも、アルミニウム等の熱伝導性の高い金属材料で形成されていて、図３に示すように、その内部には冷却液（例えば、水である。）が幅方向（図２の紙面垂直方向である。）にジグザグ状に往復移動するための流路７１ａが形成されている。
また、第１冷却部材７１Ａが接続された第１液冷システム７０Ａと、第２冷却部材７１Ｂが接続された第２液冷システム７０Ｂと、第３冷却部材７１Ｃが接続された第３液冷システム７０Ｃと、はいずれも、ほぼ同じように構成されている。

詳しくは、３つの液冷システム７０Ａ〜７０Ｃは、それぞれ、冷却量調整手段としてのラジエータ７２、冷却液が貯留されるタンク７３、流量調整手段としてのポンプ７４、冷却部材７１とラジエータ７２とタンク７３とポンプ７４とを接続する搬送管７５（パイプ）、等で構成されている。そして、冷却部材７１Ａ〜７１Ｃを含めた液冷システム７０Ａ〜７０Ｃにおいて、図２及び図３に示す矢印方向に冷却液（液体）が循環して、冷却部材７１Ａ〜７１Ｃが冷却され、ベルト部材５１を介して記録媒体Ｐ上のトナー像（画像）が冷却されることになる。

ここで、ラジエータ７２には、ラジエータ７２内を流動する冷却液を空冷するためのファン（不図示である。）が設置されている。このファン（ラジエータ７２）は、風量を０〜１１ｍ³／分の範囲で可変できるように構成されていて、冷却部材７１Ａ〜７１Ｃに設置された温度センサ７８Ａ〜７８Ｃ（例えば、サーミスタ等である。）によってそれぞれ検知される検知温度に基いてその風量がそれぞれ可変される冷却量調整手段として機能することになる。
また、ポンプ７４は、タンク７３から冷却部材７１Ａ〜７１Ｃに向けて送られる冷却液の流量を０〜１５リットル／分の範囲で可変できるように構成されていて、冷却部材７１Ａ〜７１Ｃに設置された温度センサ７８Ａ〜７８Ｃによってそれぞれ検知される検知温度に基いて冷却部材７１Ａ〜７１Ｃを循環する冷却液（液体）の流量をそれぞれ調整する流量調整手段として機能することになる。このポンプ７４（流量調整手段）は、上述したラジエータ７２とともに、冷却部材７１Ａ〜７１Ｃを冷却制御するためのものである。すなわち、温度センサ７８Ａ〜７８Ｃによってそれぞれ検知される検知温度に基いて、冷却部材７１Ａ〜７１Ｃを検知温度よりも低い所望の温度に冷却したい場合に、その大きさに応じて、ポンプ７４の流量やラジエータ７２の風量が適宜に最適な値に調整されることになる。特に、ポンプ７４の流量調整による冷却制御は、冷却の応答性が高く急冷時に有用である。

このように、本実施の形態１では、冷却部材７１Ａ〜７１Ｃを複数に分割してそれらを別々に冷却しているため、温度が最も高い状態であるベルト部材５１から熱を受ける最上流側の第１冷却部材７１Ａを、他の冷却部材７１Ｂ、７１Ｃと分けて冷却制御することができる。そのため、分割された冷却部材７１Ａ〜７１Ｃごとに、ラジエータ７２やポンプ７４によって適正な冷却量にて効率よく冷却することができて、装置全体として記録媒体Ｐを充分に冷却することができる。
すなわち、冷却部材を複数に分割しない場合には、冷却部材の温度が上流側と下流側とで平均化されるため、循環する冷却液の温度も平均化されて、室温との温度差が少なくなりラジエータでの冷却量が少なくなって、結果的に装置全体として記録媒体Ｐを充分に冷却できなくなってしまう。

なお、図２を参照して、ベルト部材５１と加圧ローラ６２との当接部（ニップ部である。）の入口側には、ベルト部材５１による搬送経路に記録媒体Ｐを案内する入口ガイド板９１が配設されている。
また、複数のローラのうちの１つである分離ローラ５３の近傍には、ベルト部材５１による搬送経路から分離された記録媒体Ｐを搬送ローラ対６５（排紙ローラ対）の位置まで案内する出口ガイド板９２が配設されている。
さらに、本実施の形態１における光沢付与装置５０には、冷却部材７１Ａ〜７１Ｃに対してベルト部材５１が離間しないようにベルト部材５１を保持する保持部材としての固定部材８０（板状部材）が設置されているが、これについては後で詳しく説明する。

上述のように構成された光沢付与装置５０は、通紙時（稼働時）に次のように動作する。
画像形成装置本体１の電源スイッチ（主電源）が投入されると、それに連動して光沢付与装置５０にも電力が供給されて、電源からハロゲンヒータ５８に交流電圧が印加（給電）される。同時に、不図示の駆動モータに連結された駆動ローラ５４の回転駆動（図２中の時計方向の回転である。）が開始されて、それぞれの部材が接触する位置における摩擦抵抗によって、ベルト部材５１や加熱ローラ５２や加圧ローラ６２やその他のローラ５３、５５が矢印方向に従動回転される。
その後、画像形成装置本体１から定着工程後の記録媒体Ｐが送入されると、その記録媒体Ｐは、入口ガイド板９１によってニップ部（加熱ローラ５２と加圧ローラ６２との圧接位置である。）に導かれる。そして、このニップ部（加熱部）の位置で、記録媒体Ｐ上のトナー像（画像）が加熱される。なお、ベルト部材５１は、温度センサ５９の位置で１５０℃になるように、ハロゲンヒータ５８のオン・オフ制御によって温度制御されている。そして、ニップ部を通過した記録媒体Ｐは、その表面温度が１００〜１２０℃程度になって、記録媒体Ｐ上のトナー像が軟化・溶融する。
その後、記録媒体Ｐは、ベルト部材５１への密着力によってベルト部材５１に密着したまま搬送されて、３つの冷却部材７１Ａ〜７１Ｃの位置で順次冷却された後に、分離ローラ５３の位置でベルト部材５１から分離（曲率分離）されることになる。このとき、記録媒体Ｐ上のトナー像は、平滑性の高いベルト部材５１の表面状態によって高い平滑性が与えられ、４０℃以下に冷却されて固化した状態になっており、高い光沢性が得えられる。このようにして得られた画像の光沢度（２０°光沢度）は、６５〜８０程度になる。
その後、画像の高光沢性が付与された記録媒体Ｐは、搬送ローラ対６５によって、光沢付与装置５０から排紙される。

以下、本実施の形態１における光沢付与装置５０において、特徴的な構成・動作について詳述する。
図２、図４、図５を参照して、本実施の形態１における光沢付与装置５０には、冷却部材７１Ａ〜７１Ｃに対してベルト部材５１が離間しないようにベルト部材５１を保持する保持部材としての固定部材８０が設置されている。この固定部材８０（保持部材）は、ニップ部から記録媒体Ｐが搬送される搬送方向の範囲内（記録媒体Ｐがベルト部材５１によって搬送される範囲である。）であって、幅方向（図２の紙面垂直方向、図４の上下方向、図５の左右方向である。）の両端部の非通紙領域（通紙領域Ｍの外側の領域である。）に設置されている。

詳しくは、保持部材としての固定部材８０（固定板）は、金属材料又は樹脂材料によって略Ｚ字状に形成された板状部材であって、光沢付与装置５０に非回転で固設されている。本実施の形態１では、３つの固定部材８０が、ベルト部材５１の下方であって、ベルト部材５１を介して３つの冷却部材７１Ａ〜７１Ｃにそれぞれ対向するように配設されている。
具体的に、第１冷却部材７１Ａの幅方向両端部には、それぞれ、ベルト部材５１の両端部を挟むように、第１の固定部材８０がネジ締結されている（略Ｚ字状に形成された板状部材における、一端側がベルト部材５１に対向する対向面となって、他端側が冷却部材７１Ａに当接する当接面となってネジ締結されている。）。同様に、第２冷却部材７１Ｂの幅方向両端部にも、それぞれ、ベルト部材５１の両端部を挟むように、第２の固定部材８０がネジ締結されている。同様に、第３冷却部材７１Ｃの幅方向両端部にも、それぞれ、ベルト部材５１の両端部を挟むように、第３の固定部材８０がネジ締結されている。

このように、非通紙領域においてベルト部材５１を保持する固定部材８０（保持部材）を設けることで、ベルト部材５１の通紙領域にダメージを与えることなく、ベルト部材５１に弛みが生じて冷却部材７１Ａ〜７１Ｃとの間に大きな隙間が生じてしまう不具合が確実に軽減されるため、冷却部材７１Ａ〜７１Ｃによる記録媒体Ｐに対する冷却効率の悪化が防止されて、記録媒体Ｐにおける画像面の充分な光沢性を得ることができる。
特に、本実施の形態１における光沢付与装置５０は、画像面（光沢性を付与する表面である。）が上方に向くように搬送される記録媒体Ｐに対して、ベルト部材５１を介して冷却部材７１Ａ〜７１Ｃが下向きに対向するように配設されているため、冷却部材７１Ａ〜７１Ｃに対してベルト部材５１が自重方向に離間するように弛みやすい（図６に示す光沢付与装置５００を参照できる）。そのため、固定部材８０（保持部材）を設置することによる効果が大きくなる。
さらに、本実施の形態１における光沢付与装置５０は、複数の冷却部材７１Ａ〜７１Ｃが設置され、記録媒体Ｐの搬送経路が長く設定されていて、図４に示すように、搬送経路において複数の記録媒体Ｐがベルト部材５１に密着して連続的に搬送される場合がある。そのような場合には、複数の記録媒体Ｐの重さによってベルト部材Ｐが自重方向にさらに弛みやすくなるため、固定部材８０（保持部材）を設置することによる効果が大きくなる。

ここで、図５を参照して、ベルト部材５１を保持する固定部材８０と、冷却部材７１Ａ〜７１Ｃと、の対向距離Ｇは小さければ小さいほど、冷却部材７１Ａ〜７１Ｃに対するベルト部材５１の離間距離を小さくすることができるが、その対向距離Ｇがベルト部材５１の厚さを１０倍した値よりも小さくなるように配設されていれば、冷却部材７１Ａ〜７１Ｃによる記録媒体Ｐに対する冷却効率の悪化がある程度防止されて、記録媒体Ｐにおける画像面の充分な光沢性を得る効果がある程度確保できる。
なお、本実施の形態１では、ベルト部材５１の厚さが９０μｍに設定されていて、固定部材８０と冷却部材７１Ａ〜７１Ｃとの対向距離Ｇが０．５ｍｍ以下になるように設定されている。

また、本実施の形態１において、固定部材８０にベルト部材５１が摺接することによる摺動抵抗を減ずるために、固定部材８０の対向面（ベルト部材５１に対向する面である。）に、低摩擦材料をコーティングしたり、低摩擦部材を貼着したりすることもできる。

以上説明したように、本実施の形態１では、冷却部材７１Ａ〜７１Ｃに対してベルト部材５１が離間しないようにベルト部材５１を保持する固定部材８０（保持部材）を、記録媒体Ｐが搬送される搬送方向の範囲内であって、幅方向両端部の非通紙領域に設置している。これにより、光沢付与装置５０がそれほど大型化・高コスト化することなく、記録媒体Ｐの画像面の画質が低下することなく、冷却部材７１Ａ〜７１Ｃとベルト部材５１との間に大きな隙間が生じて記録媒体Ｐにおける画像面の光沢性が充分に得られなくなる不具合を軽減することができる。

実施の形態２．
図７〜図１０にて、この発明の実施の形態２について詳細に説明する。
図７は、実施の形態２における光沢付与装置５０の要部を示す構成図であって、前記実施の形態１における図２に対応する図である。図８は、光沢付与装置５０におけるベルト部材５１を下方からみた図であって、前記実施の形態１における図４に対応する図である。また、図９は、変形例１としての光沢付与装置５０におけるベルト部材５１を下方からみた図であって、前記実施の形態１における図４に対応する図である。さらに、図１０は、変形例２としての光沢付与装置５０の要部を示す構成図であって、前記実施の形態１における図２に対応する図である。
本実施の形態２における光沢付与装置５０は、ベルト部材５１を保持する保持部材としてローラ部材８５が用いられている点が、ベルト部材５１を保持する保持部材として固定部材８０が用いられている前記実施の形態１のものとは相違する。

図７、図８を参照して、本実施の形態２における光沢付与装置５０も、前記実施の形態１のものと同様に、ハロゲンヒータ５８（加熱手段）によって加熱される加熱ローラ５２、加圧ローラ６２（加圧回転体）、ベルト部材５１、温度センサ５９、３つの液冷システム７０Ａ〜７０Ｃにそれぞれ接続された３つの冷却部材７１Ａ〜７１Ｃ、温度センサ７８Ａ〜７８Ｃ、等で構成される。

ここで、本実施の形態２における光沢付与装置５０にも、前記実施の形態１のものと同様に、ベルト部材５１を非通紙領域で保持する保持部材が設置されているが、前記実施の形態１のものとは異なり、その保持部材として、ベルト部材５１に接触してベルト部材５１の走行方向に沿うように回転するローラ部材８５を用いている。このローラ部材８５（保持部材）も、前記実施の形態１における固定部材８０と同様に、ニップ部から記録媒体Ｐが搬送される搬送方向の範囲内であって、幅方向両端部の非通紙領域（通紙領域Ｍの外側の領域である。）に設置されている。

詳しくは、保持部材としてのローラ部材８５（回転体）は、金属材料からなる軸部（芯金）上に樹脂材料又は弾性ゴム材料からなるローラ部が形成された回転体であって、光沢付与装置５０の筐体に回転可能に保持されている。本実施の形態２において、３つのローラ部材８５は、ベルト部材５１の下方であって、ベルト部材５１を介して３つの冷却部材７１Ａ〜７１Ｃにそれぞれ対向するように配設されている。
具体的に、第１冷却部材７１Ａの幅方向両端部には、それぞれ、ベルト部材５１の両端部を挟むように、第１のローラ部材８５が設置されている（ローラ部がベルト部材５１の幅方向端部に当接するように設置されている。）。同様に、第２冷却部材７１Ｂの幅方向両端部にも、それぞれ、ベルト部材５１の両端部を挟むように、第２のローラ部材８５が設置されている。同様に、第３冷却部材７１Ｃの幅方向両端部にも、それぞれ、ベルト部材５１の両端部を挟むように、第３のローラ部材８５が設置されている。

このように、本実施の形態２においても、非通紙領域においてベルト部材５１を保持するローラ部材８５（保持部材）を設けることで、ベルト部材５１の通紙領域にダメージを与えることなく、ベルト部材５１に弛みが生じて冷却部材７１Ａ〜７１Ｃとの間に大きな隙間が生じてしまう不具合が確実に軽減されるため、冷却部材７１Ａ〜７１Ｃによる記録媒体Ｐに対する冷却効率の悪化が防止されて、記録媒体Ｐにおける画像面の充分な光沢性を得ることができる。
特に、本実施の形態２では、冷却部材７１Ａ〜７１Ｃに向けてベルト部材５１が密着するようにローラ部材８５をベルト部材５１に接触（付勢）させて、ベルト部材５１の走行に沿うようにローラ部材８５を回転させているため、上述した効果が大きく発揮されやすくなるとともに、ローラ部材８５（保持部材）に対するベルト部材６１の摺動抵抗を減ずることができる。

ここで、本実施の形態２では、ローラ部材８５は、不図示の駆動手段（駆動モータ）に接続されていて、その駆動手段によってベルト部材５１の走行速度以上の線速度（１．１〜１．３倍程度の若干速い線速度である。）で回転駆動されるように構成されている。これにより、ベルト部材５１は、記録媒体Ｐの搬送経路において、下流側に向けてローラ部材８５に引っ張られるように張力が付与されて弛みが生じにくくなるため、冷却部材７１Ａ〜７１Ｃに対するベルト部材５１の密着性がさらに高められることになる。
このとき、ローラ部材８５は、ベルト部材５１に対してある程度の張力を付与して、それ以上の大きな張力を付与しようとするとベルト部材５１との間に滑りが生じることになるため、ベルト部材５１に過剰な負荷を生じさせることはない。なお、このような現象を確実に生じさせるために、ローラ部材８５を、トルクリミッタに接続することもできる。すなわち、ローラ部材８５は、ベルト部材５１に対してある程度の張力を付与して、それ以上の大きな張力を付与しようとするとトルクリミッタが作用して空転して、ベルト部材５１に過剰な負荷を生じさせないことになる。

また、本実施の形態２において、ベルト部材５１によって記録媒体Ｐが搬送されているときにのみ（搬送時にのみ）、駆動手段によってローラ部材８５を回転駆動するように構成することもできる。すなわち、ウォーミングアップ時等であって、ベルト部材５１が空駆動されているときには、ベルト部材５１の走行に沿ってローラ部材５１が連れ回りすることになる。
これにより、必要なときにのみベルト部材５１にローラ部材８５による張力が付与されることになるため、ベルト部材５１の耐久性を向上させることができる。

なお、本実施の形態２において、ローラ部材８５は、その回転軸が幅方向（図８の上下方向である。）に対して平行になるように設置されている。
これに対して、図９に示すように、ローラ部材８５がベルト部材５１に対して幅方向両端部に向けて張力を付与するように、ローラ部材８５の回転軸を幅方向に対して傾斜して設置することもできる。すなわち、ローラ部材８５の幅方向内側が幅方向外側に対して搬送方向先端側にズレるように、ローラ部材８５の回転軸を傾斜させることができる。
このような構成により、ベルト部材５１は、摺接するローラ部材８５によって、幅方向両端部に向けて引っ張られるように張力が付与されることになるため、ベルト部材５１にシワや波打ちが生じにくくなって、記録媒体Ｐの搬送不良や光沢性不良が生じにくくなる。

また、本実施の形態２において、図１０に示すように、ローラ部材８５との間にベルト部材５１を挟むように対向ローラ８６を設置することもできる。これにより、冷却部材７１Ａ〜７１Ｃに対するベルト部材５１の位置がさらに精度良く定められて、冷却部材７１Ａ〜７１Ｃに対するベルト部材５１の密着性がさらに高められるとともに、ローラ部材８５のスムーズな回転が促進されることになる。
さらに、図１０に示すように、ローラ部材８５が接離手段（不図示であって、例えば、カム機構等である。）によってベルト部材５１に対して接離されるように構成することもできる。その場合、ベルト部材５１によって記録媒体Ｐが搬送されているとき（搬送時）に接離手段によってローラ部材８５をベルト部材５１に当接させて、それ以外のとき（非搬送時）に接離手段によってローラ部材８５をベルト部材５１から離間させることで、必要なときにのみベルト部材５１にローラ部材８５が摺接することになるため、ベルト部材５１の耐久性を向上させることができる。

以上説明したように、本実施の形態２では、冷却部材７１Ａ〜７１Ｃに対してベルト部材５１が離間しないようにベルト部材５１を保持するローラ部材８５（保持部材）を、記録媒体Ｐが搬送される搬送方向の範囲内であって、幅方向両端部の非通紙領域に設置している。これにより、光沢付与装置５０がそれほど大型化・高コスト化することなく、記録媒体Ｐの画像面の画質が低下することなく、冷却部材７１Ａ〜７１Ｃとベルト部材５１との間に大きな隙間が生じて記録媒体Ｐにおける画像面の光沢性が充分に得られなくなる不具合を軽減することができる。

なお、前記各実施の形態では加圧回転体として加圧ローラ６２を用いたが、加圧回転体として加圧ベルトを用いてもよい。
また、前記各実施の形態ではベルト部材として多層構造のものを用いたが、ベルト部材として単層構造のものを用いてもよい。
また、前記各実施の形態では加熱手段としてハロゲンヒータ５８を用いたが、加熱手段として別の加熱手段（例えば、カーボンヒータや、電磁誘導加熱するための励磁コイル、等である。）を用いてもよい。
そして、それらの場合にも、前記各実施の形態とほぼ同様の効果を得ることができる。

また、前記各実施の形態では、光沢付与装置５０を画像形成装置本体１の外部に周辺装置として設置したが、光沢付与装置５０を画像形成装置本体１の一部として内設することもできる。そして、その場合に、定着装置２０と光沢付与装置５０とを一体化して、定着工程と光沢付与工程とを連続的におこなうように構成することもできる。
また、前記各実施の形態では、冷却部材７１Ａ〜７１Ｃの数を３つとしたが、冷却部材の数を２つ以下又は４つ以上とすることもできる。特に、冷却部材を１つとしたときには、上述した複数の冷却部材によって光沢性付与することによる効果がなくなるものの、保持部材８０、８５を設置することによる効果は維持されることになる。
また、前記各実施の形態では、保持部材８０、８５をベルト部材５１を介して冷却部材７１Ａ〜７１Ｃに対向する位置に設置したが、冷却部材７１Ａ〜７１Ｃに対するベルト部材５１に密着性を高められるのであれば、記録媒体Ｐの搬送範囲内のいずれの位置に保持部材８０、８５を設置しても良い。

また、前記各実施の形態において、３つの冷却部材７１Ａ〜７１Ｃをそれぞれ加熱する３つの第２の加熱手段（例えば、面状ヒータである。）を設置することもできる。その場合、第２の加熱手段を用いて各冷却部材の温度制御をさらにきめ細かくおこなうことができる。
詳しくは、第１面状ヒータを、第１冷却部材７１Ａの上面に設置して、第１冷却部材７１Ａが冷却され過ぎていて第１温度センサ７８Ａの検知温度が所定値に達していない場合に第１冷却部材７１Ａを加熱する。同様に、第２面状ヒータをは、第２冷却部材７１Ｂの上面に設置して、第２冷却部材７１Ｂが冷却され過ぎていて第２温度センサ７８Ｂの検知温度が所定値に達していない場合に第２冷却部材７１Ｂを加熱する。同様に、第３面状ヒータを、第３冷却部材７１Ｃの上面に設置して、第３冷却部材７１Ｃが冷却され過ぎていて第３温度センサ７８Ｃの検知温度が所定値に達していない場合に第３冷却部材７１Ｃを加熱する。
このように、３つの冷却部材７１Ａ〜７１Ｃと３つの面状ヒータ（第２の加熱手段）とが、それぞれ、３つの温度センサ７８Ａ〜７８Ｃのうち対応する温度センサの検知温度に基いて独立して制御されることで、３つの冷却部材７１Ａ〜７１Ｃが、それぞれ、独立して冷却・加熱制御されて、狙いの温度に応答性よく調整されることになる。これにより、連続通紙時などに、ベルト部材５１が記録媒体Ｐや周囲の熱源（加熱ローラ５２等である。）から熱を受けても、ベルト部材５１の冷却が間に合わなくなりベルト部材５１を所望の温度まで充分に冷却できなくなる不具合が生じにくくなる。したがって、出力画像において高い光沢性が安定的に得られることになる。また、光沢付与装置５０の立ち上げ直後や低温環境時などであっても、３つの面状ヒータによってそれぞれ独立して加熱制御された冷却部材７１Ａ〜７１Ｃによって、ベルト部材５１が必要以上に冷却された状態になってしまうことなく、比較的少ない消費電力で加熱部におけるニップ部（加熱ローラ５２と加圧ローラ６２とのニップ部である。）の位置でトナーを溶融できるまでベルト部材５１を昇温させることができる。

なお、本願において、「幅方向」とは、記録媒体が搬送される面内において、記録媒体の搬送方向に直交する方向であるものと定義する。
また、本願において、「通紙領域」とは、通紙可能な最大サイズの記録媒体が搬送される幅方向の範囲であって、「非通紙領域」とは、「通紙領域」以外の幅方向の範囲であるものと定義する。

なお、本発明が前記各実施の形態に限定されず、本発明の技術思想の範囲内において、前記各実施の形態の中で示唆した以外にも、前記各実施の形態は適宜変更され得ることは明らかである。また、前記構成部材の数、位置、形状等は前記各実施の形態に限定されず、本発明を実施する上で好適な数、位置、形状等にすることができる。

１ 画像形成装置本体、
５０ 光沢付与装置、
５１ ベルト部材、
５２ 加熱ローラ、
５８ ハロゲンヒータ（加熱手段）、
６２ 加圧ローラ（加圧回転体）、
７０Ａ、７０Ｂ、７０Ｃ 液冷システム、
７１Ａ、７１Ｂ、７１Ｃ 冷却部材、
８０ 固定部材（保持部材）、
８５ ローラ部材（保持部材）、
８６ 対向ローラ、
Ｐ 記録媒体。

特開２００６−２４３４４４号公報 特開２００４−３２５９３４号公報

Claims (10)

1. 記録媒体上に担持されたトナー像に光沢を付与する光沢付与装置であって、
   加熱手段によって加熱される加熱ローラと、
   加熱ローラを含む複数のローラに張架されるとともに、記録媒体の画像面を接触させた状態で所定方向に走行して記録媒体を搬送するベルト部材と、
   前記ベルト部材を介して前記加熱ローラに圧接して記録媒体が送入されるニップ部を形成する加圧回転体と、
   前記ベルト部材を介して記録媒体に対向するように前記ベルト部材の搬送方向に沿って設置された冷却部材と、
   を備え、
   前記冷却部材に対して前記ベルト部材が離間しないように前記ベルト部材を保持する保持部材を、前記ニップ部から記録媒体が搬送される搬送方向の範囲内であって、幅方向両端部の非通紙領域に設置して、
   前記保持部材は、前記ベルト部材の走行方向に沿うように回転するローラ部材であることを特徴とする光沢付与装置。
2. 前記ローラ部材は、駆動手段によって前記ベルト部材の走行速度以上の線速度で回転駆動されることを特徴とする請求項１に記載の光沢付与装置。
3. 前記ローラ部材は、トルクリミッタに接続されたことを特徴とする請求項２に記載の光沢付与装置。
4. 前記ローラ部材は、前記ベルト部材によって記録媒体が搬送されているときにのみ、駆動手段によって回転駆動されることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の光沢付与装置。
5. 前記ローラ部材は、前記ベルト部材に対して幅方向両端部に向けて張力を付与するように、その回転軸が幅方向に対して傾斜して設置されたことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載の光沢付与装置。
6. 前記ローラ部材は、接離手段によって前記ベルト部材に対して接離可能に設置されたことを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれかに記載の光沢付与装置。
7. 前記ローラ部材との間に前記ベルト部材を挟むように設置された対向ローラをさらに具備したことを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれかに記載の光沢付与装置。
8. 前記保持部材は、前記ベルト部材の下方であって、前記ベルト部材を介して前記冷却部材に対向するように配設されたことを特徴とする請求項１〜請求項７のいずれかに記載の光沢付与装置。
9. 前記冷却部材は、前記ベルト部材を介して記録媒体に対向するように前記ベルト部材の搬送方向に沿って並設された複数の冷却部材であって、
   前記複数の冷却部材の温度をそれぞれ別々に調整できるように、前記複数の冷却部材がそれぞれ独立して制御されることを特徴とする請求項１〜請求項８のいずれかに記載の光沢付与装置。
10. 請求項１〜請求項９のいずれかに記載の光沢付与装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。

Images