JP2014123015A - 光沢付与装置および画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】冷却手段の冷却効率を上げるとともに、冷却される無端状ベルトを再び加熱する際における加熱効率を向上させることにより、消費電力の低減を図る。
【解決手段】光沢付与加熱ローラ２１と、加熱されながら回動する無端状ベルト２４と、無端状ベルト２４を介して光沢付与加熱ローラ２１に圧接してニップ部を形成する光沢付与加圧ローラ２２と、無端状ベルト２４を冷却する冷却部材４１，５１，６１と、を有し、トナー画像Ｔが形成された記録材Ｐをニップ部に進入させ、該ニップ部から無端状ベルト２４に接触させた状態で搬送して、冷却後に無端状ベルト２４より剥離する光沢付与装置３００において、無端状ベルト２４が有する熱量の一部を、無端状ベルト２４のニップ部の下流側であって冷却部材の上流側の位置から、無端状ベルト２４の冷却部材の下流側であって光沢付与加熱ローラ２１の上流側の位置に伝達させるプレ加熱手段８０を備える。
【選択図】図５

Description

本発明は、光沢付与装置および画像形成装置に関する。さらに詳述すると、複写機、プリンタ、ファクシミリ、これらの複合機等の電子写真方式を用いた画像形成装置で画像形成がなされたトナー画像についての光沢付与装置に関する。

電子写真方式を用いた画像形成装置は、加熱溶融性の樹脂などからなるトナーを用いてトナー画像を得るに際し、記録材（記録媒体、記録紙、用紙ともいう）に転写された未定着トナー像を定着させるために、加熱および加圧を行う定着装置を備えている。

例えば、一般的な２ローラ方式による定着装置は、内部に熱源が配された加熱ローラと加圧ローラでニップ部を形成している。未定着トナー像が表面に転写された記録材は、加熱ローラと加圧ローラ間のニップ部に送られ、該ニップ部にて加熱ローラと加圧ローラとから熱と圧力が加えられ、未定着トナー像のトナーが軟化ないし溶融した状態となり、ニップから出た後、記録材表面に固着して定着することになる。しかし、このような構成の定着装置により得られるトナー画像では、画像の光沢度が十分でないという課題があった。

上記の課題に対し、記録材に形成されるトナー画像を、定着装置により定着する際、または、定着装置による定着後に、適度に光沢を与え、高画質にする光沢付与手段（光沢付与装置）に関する数多くの技術が提案されている。

特許文献１〜３には、定着ローラと支持ローラと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を備え、記録紙を無端状ベルトに当接させた状態で冷却手段により冷却してから剥離させ高光沢のプリントを得ることができる光沢付与に関する技術が開示されている。

無端状ベルトおよび無端状ベルトに当接した記録紙を冷却する冷却手段として、例えば、特許文献１には、無端状ベルトの内側と無端状ベルトの外側（下側）に冷却ファンを設置し、冷却ファンの送風により冷却するものや、水やその他の冷媒を内包したヒートパイプやヒートシンクを接触させて冷却するものが開示されている。

同様に、特許文献２には、無端状ベルトの内周面に接触して熱を吸収して放熱する放熱部材（ヒートシンク）や、冷却用ファンによる空冷装置などを用いて冷却することが開示されている。また、特許文献３には、無端状ベルトの外側（下側）に冷却ファンを設置し冷却ファンの送風により冷却するものや、冷却ファンの風量を調節するものが開示されている。

ベルト式の光沢付与装置は、ニップ部において、記録材上のトナーを一度溶かし、トナーと無端状ベルトの密着力でトナー（すなわち、記録材）と無端状ベルトとを密着させて、その状態で搬送、冷却され、その後、無端状ベルトから剥離することで無端状ベルトの表面状態がトナーの表面に転写されトナーの表面が平滑になり光沢度が高くなるものである。

したがって、高い光沢画像を得るためにはトナーと無端状ベルトが密着した状態で、無端状ベルト（すなわち、トナー表面）を所望の温度まで冷却する必要がある。このため、冷却手段の冷却能力および冷却効率等が重要となる。

一方で、無端状ベルトは上記の理由で冷却された後、次のサイクル（１周して次にニップ部に至る時）では、再び、必要な加熱温度まで加熱がなされる。このように、光沢付与装置では、強制冷却した無端状ベルトを再び加熱するという繰り返しになるために、ニップ部における加熱の際には、多くの電力を必要とする。上記特許文献１から３に記載の技術では、冷却能力および冷却効率の向上を図ることができるが、消費電力を低減することについては考慮されていなかった、

そこで本発明は、冷却手段の冷却効率を上げるとともに、冷却される無端状ベルトを再び加熱する際における加熱効率を向上させることにより、消費電力の低減を図ることができる光沢付与装置を提供することを目的とする。

かかる目的を達成するため、本発明に係る光沢付与装置は、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動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手段と、を有し、トナー画像が形成された記録材を前記ニップ部に進入させ、該ニップ部から前記無端状ベルトに接触させた状態で搬送して、前記冷却手段により冷却した後に前記無端状ベルトより剥離する光沢付与装置において、前記無端状ベルトが有する熱量の一部を、前記無端状ベルトの前記ニップ部の下流側であって前記冷却手段の上流側の位置から、前記無端状ベルトの前記冷却手段の下流側であって前記加熱部材の上流側の位置に伝達させる熱伝達手段を備えるものである。

本発明によれば、冷却手段の冷却効率を上げるとともに、冷却される無端状ベルトを再び加熱する際における加熱効率を向上させることにより、消費電力の低減を図ることができる。

画像形成装置本体と光沢付与装置本体の概略構成図である。 光沢付与装置の基本構成を示す概略構成図（１）である。 光沢付与装置の基本構成を示す概略構成図（２）である。 冷却部材の断面図の一例である。 本実施形態に係る光沢付与装置の概略構成図（１）である。 プレ加熱手段を無端状ベルトの内周側から見た場合の断面構成図である。 本実施形態に係る光沢付与装置の概略構成図（２）である。

以下、本発明に係る構成を図１から図７に示す実施の形態に基づいて詳細に説明する。

本実施形態に係る光沢付与装置は、熱源（ハロゲンヒータ２３）により加熱される加熱部材（光沢付与加熱ローラ２１）と、加熱部材により加熱されながら回動する無端状ベルト（無端状ベルト２４）と、無端状ベルトを介して加熱部材に圧接してニップ部を形成する加圧部材（光沢付与加圧ローラ２２）と、無端状ベルトを冷却する冷却手段（冷却部材４１等）と、を有し、トナー画像（トナー画像Ｔ）が形成された記録材（記録材Ｐ）をニップ部に進入させ、該ニップ部から無端状ベルトに接触させた状態で搬送して、冷却手段により冷却した後に無端状ベルトより剥離する光沢付与装置（光沢付与装置３００）において、無端状ベルトが有する熱量の一部を、無端状ベルトのニップ部の下流側であって冷却手段の上流側の位置から、無端状ベルトの冷却手段の下流側であって加熱部材の上流側の位置に伝達させる熱伝達手段（プレ加熱手段８０，９０）を備えるものである。なお、括弧内は実施形態での符号、適用例を示す。

図１は、画像形成装置本体１００と光沢付与装置本体２００の概略構成図を示している。なお、図１は、本実施形態に係る光沢付与装置３００を有する光沢付与装置本体２００を、画像形成装置本体１００に連結して取付けた状態を示す概略構成図である。

なお、図１では、光沢付与装置３００を光沢付与装置本体２００として、画像形成装置本体１００とは別の装置としているが、必ずしも別の装置である必要は無く、画像形成装置本体１００の内部の定着装置下流側に光沢付与装置３００を備える構成としても良い。

（画像形成装置）
先ず、画像形成装置の構成および動作について説明する。図１において、１００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は転写紙等の記録材Ｐが収容される給紙部、９は記録材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材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材Ｐ上に転写するための２次転写バイアスローラ、２０は記録材Ｐ上のトナー像（未定着画像）を定着する定着装置、を示している。

また、３００は画像形成装置本体１００の外部に設置された周辺装置であって記録材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である。光沢付与装置３００は、画像形成装置本体１００から排出された定着工程後の記録材Ｐ上の画像の光沢性を向上させるための装置である。

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。先ず、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）。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）。

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）。

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）。

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）。

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、記録材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）。

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）に搬送される記録材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、記録材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材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に達した記録材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材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）が記録材Ｐ上に定着される。

そして、定着工程後の記録材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１００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１００から光沢付与装置３００に導かれて、光沢付与装置３００にて記録材Ｐ上の画像に光沢性が付与された後に、光沢付与装置３００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。

なお、「光沢モード」とは、画像形成装置本体１００の操作パネル（不図示）等からボタン操作によってユーザ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。

（光沢付与装置の構成）
次に、光沢付与装置の基本構成およびその動作について説明する。図２は、光沢付与装置の基本構成を示す概略構成図である。

この光沢付与装置３００は、熱源としてのハロゲンヒータ２３により加熱される光沢付与加熱ローラ（加熱部材）２１と、光沢付与加熱ローラ２１、剥離ローラ２７、駆動ローラ２６およびテンションローラ２８に張架され、光沢付与加熱ローラ２１により加熱されながら図中の矢印方向に回動する無端状ベルト２４と、無端状ベルト２４を介して光沢付与加熱ローラ２１に圧接してニップ部を形成する光沢付与加圧ローラ（加圧部材）２２と、無端状ベルト２４の内周側に無端状ベルト２４を冷却する冷却部材４１，５１，６１と、を有しており、駆動ローラ２６の回転駆動により、無端状ベルト２４が矢印方向に回転するように構成されている。

そして、トナー画像Ｔが形成された記録材Ｐをニップ部に進入させ、該ニップ部から無端状ベルト２４に接触させた状態で搬送して、冷却部材４１，５１，６１により冷却した後に無端状ベルト２４より剥離するものである。

また、無端状ベルト２４の表面の温度を検知する温度検出手段２５が設けられている。温度検出手段２５は、非接触式サーモパイルであることが好ましいが、接触式サーミスタであっても良い（図２では接触式の例を示している）。図示しない温度制御手段は、温度検出手段２５の温度検知結果に基づいてハロゲンヒータ２３のオン／オフ制御を行っている。

以下、光沢付与装置３００の各部材について説明する。光沢付与加熱ローラ２１は、円筒状の金属ローラからなるものであり、例えばアルミニウム等の熱伝導率の高い金属材料で形成され、その外径が５０〜１２０ｍｍ程度のローラ部材である。また、円筒体の中空部分にハロゲンヒータ２３が内蔵され、ハロゲンヒータ２３によって光沢付与加熱ローラ２１は加熱される。また、熱平衡のために長手方向にヒートパイプを備えることも好ましい。

ハロゲンヒータ２３は、その両端部が光沢付与装置３００の側板（不図示）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２３からの輻射熱によって光沢付与加熱ローラ２１が加熱されて、さらに光沢付与加熱ローラ２１によって加熱された無端状ベルト２４の表面から記録材Ｐ上のトナー像Ｔに熱が加えられる。

ハロゲンヒータ２３の出力制御は、無端状ベルト２４に非接触で設けられた温度検出手段２５による温度の検知結果に基づいておこなわれる。例えば、温度検出手段２５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２３に交流電圧が印加される。このようなハロゲンヒータ２３の出力制御によって、無端状ベルト２４の光沢付与加熱ローラ２１に張架された部分における表面温度を所望の温度、例えば、１００〜２５０℃程度に調整制御することができる。

光沢付与加圧ローラ２２は、外径が５０〜１２０ｍｍ程度であって、円筒状の金属ローラの外周に厚さ５〜３０ｍｍの弾性層（シリコーンゴム層）が形成され、また表層面は、例えば厚さ３０〜２００μｍのフッ素樹脂のチューブ材等が形成されたローラ部材である。

また、光沢付与加圧ローラ２２は、加圧機構（不図示）によって無端状ベルト２４を介して光沢付与加熱ローラ２１に圧接され、ニップ部（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部材である。ベルト基材としては、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できる。また、表面層は、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することができる。

また、無端状ベルト２４は、上述のように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ている。なお、無端状ベルト２４は、不図示の駆動手段により駆動制御される駆動ローラ２６の駆動力により周速５０〜７００ｍｍ/秒程度で回転駆動する。なお、無端状ベルト２４は、駆動ローラ２６による駆動力に替えて、またはこれに合わせてニップ部の駆動力により回転駆動するものでも良い。

冷却手段４０は、液冷方式で冷却部材４１を冷却するものであり、冷却部材４１と、ラジエータ４２と、タンク４３と、ポンプ４４とがチューブにより連結されて構成されている。同様に、冷却手段５０は、冷却部材５１と、ラジエータ５２と、タンク５３と、ポンプ５４とがチューブにより連結されて構成され、冷却手段６０は、冷却部材６１と、ラジエータ６２と、タンク６３と、ポンプ６４とがチューブにより連結されて構成されている。

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のニップ部の記録材Ｐの搬送方向下流側において、無端状ベルト２４の内周側の接触する位置に順に設けられて無端状ベルト２４を冷却している。また、無端状ベルト２４に密着搬送される記録材Ｐ上のトナー像Ｔを冷却することができる。なお、図２に示すように、光沢付与加熱ローラ２１の位置から剥離ローラ２７の位置までの略全域において、無端状ベルト２４の内周面を押圧するように冷却部材４１，５１，６１を配設することで、無端状ベルト２４と冷却部材４１，５１，６１との密着性を向上させることができる。

以下、冷却手段４０の構成例について説明するが、冷却手段５０，６０についても同様に構成される。なお、冷却手段４０，５０，６０は、それぞれが独立して冷却制御可能に構成されている。

冷却手段４０は、冷却部材４１に冷却液を循環させるためのポンプ４４と、冷却液を循環させ冷却するラジエータ４２と、冷却液を溜めるタンク４３が設けられ、それぞれがチューブで繋がれている。そして、冷却手段４０において、図２に示す矢印方向に液体が循環して、冷却部材４１が冷却される。

冷却部材４１は、熱伝導性の良い金属（例えば、アルミニウム等）で形成され、その内部には冷却液が循環するための穴が冷却部材４１の内部を往復するように形成されている。

ラジエータ４２には、ラジエータ４２内を流動する液体を空冷、排熱するためのファンが設置されている。ファンは、例えば、風量を０〜１１ｍ^３／分の範囲で可変できる冷却調整手段として構成されている。

また、ポンプ４４は、タンク４３から冷却部材４１に向けて送られる液体の流量を、例えば、０〜１５リットル／分の範囲で可変できる流量調整手段として構成されている。

なお、冷却手段４０，５０，６０は、冷却液を使用した液冷方式としているが、空冷方式や、水冷および空冷の混合方式であっても良い。上記のような冷却システムとすることにより、効率よく無端状ベルト２４を冷却することが可能となる。

また、図２に示す例では、光沢付与加熱ローラ２１側に設けられる冷却部材４１が剥離ローラ２７側に設けられる冷却部材６１よりも、無端状ベルト２４との接触面積が広くなるように構成されている。すなわち、冷却部材４１の搬送方向の長さＬ１は、冷却部材５１の搬送方向の長さＬ２、冷却部材６１の長さＬ３より長くなっている（Ｌ１＞Ｌ２＞Ｌ３）。なお、冷却部材は、必要な冷却状況に応じて、搬送方向の長さや個数（２〜５個程度が好適である）を適宜選択すれば良い。

また、例えば、冷却手段を図３に示すように、冷却部材７１と、ラジエータ７２ａ，７２ｂ，７２ｃと、タンク７３と、ポンプ７４により構成し、１つの冷却手段７０としても良い。

図４は、冷却部材７１の断面形状（図３の上方から見た断面）を示している。冷却部材７１は熱伝導性の良い金属、例えばアルミニウム等で形成され、その内部には冷却液が幅方向（図３の紙面垂直方向）にジグザグ状に往復移動しながら循環できるような流路７１ａ（溝）が形成されており、それぞれの両端部に液体の入口部７１ｂ、出口部７１ｃが設けられ、内部を液体が循環することで冷却部材７１を冷却可能な構造となっている。

（光沢付与装置の動作）
図１に示した画像形成装置本体１００によりトナー像が定着された記録材Ｐについて、写真画像のような高い光沢度を得たい場合は、光沢付与装置本体２００を通過させることで光沢度を高くすることができる。光沢付与装置３００におけるトナー像への光沢付与動作の一例を説明する。

図２に示すように、トナー像Ｔが定着された記録材Ｐは、光沢付与装置３００のガイド部材３０により、光沢付与加熱ローラ２１と光沢付与加圧ローラ２２で形成されるニップ部に案内され、記録材Ｐは、ニップ部を通過し、加熱される。

無端状ベルト２４の表面温度（温度検出手段２５の箇所）が、例えば、１５０℃で制御維持されている場合、記録材Ｐはニップ部を通過することで１００℃〜１２０℃となりトナー像Ｔが軟化、溶融する。記録材Ｐはトナー像Ｔの無端状ベルト２４への密着力によりベルトに密着したまま搬送される。記録材Ｐは無端状ベルト２４が冷却部材４１，５１，６１に接触搬送されることで冷却され、剥離ローラ２７の位置でベルトから剥離される。無端状ベルト２４に密着した状態で冷却された記録材Ｐのトナー像Ｔは、剥離時には４０℃以下に冷却されて固化することで無端状ベルト２４の表面状態がトナー像表面に転写されて高い光沢を得られる。

無端状ベルト２４から剥離された記録材Ｐは、ガイド部材３１に案内されて、排出ローラ３２から光沢付与装置３００の排紙トレイへ排出される。

（熱伝達手段）
図２、図３で示した光沢付与装置３００では、冷却手段４０，５０，６０，７０で冷却された無端状ベルト２４は、一周して次にニップ部に至る際に、光沢付与加熱ローラ２１によって加熱されることとなる。このように、光沢付与装置３００では、強制冷却した無端状ベルト２４を再び加熱するという動作の繰り返しになるために、ニップ部における加熱の際には、加熱のために多くの電力が必要となる。

また、冷却部材の数や冷却方式については、上述のように種々の構成が考えられるが、いずれも冷却部材で回収した熱は、ラジエータ等に大気中に放出されることとなる。

そこで、本実施形態に係る光沢付与装置３００は、冷却手段で回収されていた熱の一部を、その前に回収して、ニップ部における加熱に利用する機構であるプレ加熱手段（熱伝達手段）８０を備えるものである。

すなわち、プレ加熱手段８０により、無端状ベルト２４を冷却手段で冷却する前に熱の一部を回収することで冷却効率を上げるとともに、その回収された熱を冷却手段で冷却された無端状ベルト２４に伝達させるものである。これにより、冷却された無端状ベルト２４を再び加熱する際における加熱効率を向上させることができ、消費電力の低減を図ることができるものである。

［ヒートパイプ構成］
図５に本実施形態に係る光沢付与装置３００の構成の一例を示す概略構成図を示す。図５に示す光沢付与装置３００は、プレ加熱手段８０を備えている。このプレ加熱手段８０は、ニップ部の下流側であって冷却部材４１，５１，６１の上流側（好ましくは、ニップ部の直下流側）において、無端状ベルト２４に当接する熱回収部８１と、冷却手段４０，５０，６０で冷却された無端状ベルト２４を光沢付与加熱ローラ２１による加熱位置の上流側（好ましくは、加熱位置の直上流側）において無端状ベルト２４に当接する放熱部８２と、熱回収部８１と放熱部８２とを連結する伝熱部８３と、から構成される。なお、温度検出手段２５として非接触式サーモパイルを備えている。

このプレ加熱手段８０を無端状ベルト２４の内周側から見た場合（図５の左側から見た場合）の断面構成図を図６に示す。なお、図中の２４ａは再度加熱される前の冷却状態の無端状ベルト２４を、２４ｂは光沢付与加熱ローラ２１によって加熱された後の冷却手段によって冷却される前の高温状態の無端状ベルト２４を示している。

図６に示すように、熱回収部８１および放熱部８２は、用紙幅方向（光沢付与加熱ローラ２１の軸方向）に亘って、無端状ベルト２４の内周面に摺動接触するように形成され、ヒートパイプ８１ａ，８２ａを有する構成となっている。また、伝熱部８３は、一端が熱回収部８１、他端が放熱部８２に当接するヒートパイプが軸方向に複数箇所形成された構成となっている。

したがって、熱回収部８１は、ニップ部の直後において無端状ベルト２４から吸熱し、温度上昇する。また、放熱部８２は、加熱される直前の冷却された無端状ベルト２４に当接しているため、熱回収部８１と放熱部８２には大きな温度差が生じる。このため、熱回収部８１により回収された熱は、伝熱部８３のヒートパイプを介して、図中の矢印でしめすように熱移動が生じ、放熱部８２に熱が伝達する。よって、放熱部８２により、加熱される直前の冷却された無端状ベルト２４は、プレ加熱（光沢付与加熱ローラ２１による加熱前の加熱をいう）がなされることとなる。

このように、従来は、冷却手段４０，５０，６０で回収し廃棄されていた熱の一部を回収して、これを、冷却された無端状ベルト２４が光沢付与加熱ローラ２１に進入する前に熱伝導させてプレ加熱することで、光沢付与加熱ローラ２１の負荷を下げて加熱効率を上げ、消費電力の削減が可能となる。

また、冷却手段４０，５０，６０の上流側で熱回収がなされるため、冷却手段４０，５０，６０の冷却効率を上げることができる。換言すれば、プレ加熱手段８０は、冷却手段としても機能するものである。したがって、本来の機能である光沢付与に関しても、より適した構成となる。

プレ加熱手段８０の材質は、熱伝導性の良い金属で構成されるものであればよく、例えば、アルミニウムとすることが好適である。また、本実施形態では、熱伝導効率を上げるためにヒートパイプを使用したが、達成コストや必要効率によっては、熱伝導性の良い金属のみで構成するようにしても良い。

［ベルト構成］
図７に本実施形態に係る光沢付与装置３００の構成の他の例を示す概略構成図を示す。図７に示す光沢付与装置３００は、プレ加熱手段９０を備えている。このプレ加熱手段９０は、ニップ部の下流側であって冷却部材４１，５１，６１の上流側（好ましくは、ニップ部の直下流側）において、無端状ベルト２４に伝熱ベルト９３を介して当接する熱回収部ローラ９１と、冷却手段４０，５０，６０で冷却された無端状ベルト２４を光沢付与加熱ローラ２１による加熱位置の上流側（好ましくは、加熱位置の直上流側）において無端状ベルト２４に伝熱ベルト９３を介して当接する放熱部ローラ９２と、熱回収部ローラ９１と放熱部ローラ９２に架け回されて回動する無端状のベルト部材である伝熱ベルト（第二無端状ベルト）９３と、から構成される。

熱回収部ローラ９１および放熱部ローラ９２は、用紙幅方向（光沢付与加熱ローラ２１の軸方向）に亘って、無端状ベルト２４の内周面に、伝熱ベルト９３を介して摺動接触するように構成されている。

伝熱ベルト９３は、熱回収部ローラ９１が張架されているニップ部の直後において無端状ベルト２４に接触するとともに、放熱部ローラ９２が張架されている加熱される直前の冷却された無端状ベルト２４に接触している。このため、両者には光沢付与装置３００の駆動中には必ず大きな温度差が生じ、伝熱ベルト９３を介して熱交換が行われる。

再加熱前の無端状ベルト２４は、ほぼ室温に近いところまで充分に冷却されているため、再加熱するために常に多くの電力が必要であるが、プレ加熱手段９０によって無端状ベルト２４の温度を上げることができるため、再加熱のための電力の消費を抑えることができる。また、冷却手段４０，５０，６０の上流側で熱回収がなされるため、冷却手段４０，５０，６０の冷却効率を上げることができる。換言すれば、プレ加熱手段９０は、冷却手段としても機能するものである。

伝熱ベルト９３を用いたベルト構成のプレ加熱手段９０では、無端状ベルト２４とプレ加熱手段９０（伝熱ベルト９３）との間に摺動負荷が発生しないため、無端状ベルト２４が磨耗することなく、効果的にプレ加熱を行うことができる。

図７に示す例では、伝熱ベルト９３は、無端状ベルト２４の回転に従動して、図中の矢印方向に回転するようにしている。この構成によれば、プレ加熱手段９０には、駆動手段を必要としないため、簡易な構成とすることができる。

また、熱回収部ローラ９１および放熱部ローラ９２のいずれか一方、または双方に駆動手段を備えるようにして、伝熱ベルト９３を無端状ベルト２４とは独立して駆動制御が可能な構成とすることも好ましい。これによれば、伝熱ベルト９３を無端状ベルト２４に対して任意の方向（例えば、図７とは逆方向）や速度（例えば、等速）で回転させることができ、熱伝達効率の良い任意の回転数で駆動させることができる。

伝熱ベルト９３の材料は、熱伝導性が高く、屈伸性がよい金属材料、望ましくはステンレス鋼などを用いることが好適であるが、樹脂を用いることもできる。また、熱回収部ローラ９１および放熱部ローラ９２の材料は、断熱性が良く、伝熱ベルト９３に密着するように変形が容易である材料、望ましくは耐熱スポンジなどを用いることが好適であるが、樹脂や金属性のローラとしても良い。

また、伝熱ベルト９３を２本のローラに巻きかけた構成としているが、ローラ数は、３本以上であっても良い。熱伝導効率の観点からは、２本のローラとすることが好適である。

また、プレ加熱手段９０は、伝熱ベルト９３の外周面と無端状ベルト２４の内周面との当接状態を解除して離間状態とする接離手段を備えることも好ましい。接離手段は、例えば、２本のローラの軸位置を変位させることで、伝熱ベルト９３と無端状ベルト２４との当接状態を解除することができる。必要な冷却性能等に応じて接離手段を駆動させることで、プレ加熱制御のオンオフを制御することが可能となる。また、プレ加熱制御が不要な際に、プレ加熱手段９０を無端状ベルト２４から離間させておくことで、無端状ベルト２４の内周面の摺動負荷を軽減することもできる。

以上説明した光沢付与装置を備えた画像形成装置（図１）によれば、省エネを実現可能な光沢付与装置を備えた画像形成装置を提供することができる。

尚、上述の実施形態は本発明の好適な実施の例ではあるがこれに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能である。

２ 書込み部
３ 原稿搬送部
４ 原稿読込部
５ コンタクトガラス
７ 給紙部
８ 給紙ローラ
９ レジストローラ
１１Ｙ,１１Ｍ，１１Ｃ，１１ＢＫ 感光体ドラム
１２ 帯電部
１３ 現像部
１４ 転写バイアスローラ（１次転写バイアスローラ）
１５ クリーニング部
１６ 中間転写ベルトクリーニング部
１７ 中間転写ベルト
１８ ２次転写バイアスローラ
２０ 定着装置
２１ 光沢付与加熱ローラ（加熱部材）
２２ 光沢付与加圧ローラ（加圧部材）
２３ ハロゲンヒータ（熱源）
２４ 無端状ベルト
２５ 温度検出手段
２６ 駆動ローラ
２７ 剥離ローラ
２８ テンションローラ
３０ ガイド部材（入口側）
３１ ガイド部材（出口側）
３２ 排出ローラ
４０，５０，６０，７０ 冷却手段
４１，５１，６１，７１ 冷却部材
４２，５２，６２，７２ａ〜ｃ ラジエータ
４３，５３，６３，７３ タンク
４４，５４，６４，７４ ポンプ
７１ａ 流路
７１ｂ 入口部
７１ｃ 出口部
８０ プレ加熱手段（熱伝達手段）
８１ 熱回収部
８２ 放熱部
８１ａ，８２ａ ヒートパイプ
８３ 伝熱部
９０ プレ加熱手段（熱伝達手段）
９１ 熱回収部ローラ
９２ 放熱部ローラ
９３ 伝熱ベルト
１００ 画像形成装置本体
２００ 光沢付与装置本体
３００ 光沢付与装置
Ｄ 原稿
Ｐ 記録材
Ｔ トナー像

特開２００９−１４８７６号公報 特開２００４−３２５９３４号公報 特開平５−３３３６４３号公報

Claims (9)

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動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手段と、を有し、
   トナー画像が形成された記録材を前記ニップ部に進入させ、該ニップ部から前記無端状ベルトに接触させた状態で搬送して、前記冷却手段により冷却した後に前記無端状ベルトより剥離する光沢付与装置において、
   前記無端状ベルトが有する熱量の一部を、前記無端状ベルトの前記ニップ部の下流側であって前記冷却手段の上流側の位置から、前記無端状ベルトの前記冷却手段の下流側であって前記加熱部材の上流側の位置に伝達させる熱伝達手段を備えることを特徴とする光沢付与装置。
2. 前記熱伝達手段は、前記ニップ部の直下流側の位置から、前記加熱部材の直上流側の位置に、前記無端状ベルトが有する熱量の一部を伝達させることを特徴とする請求項１に記載の光沢付与装置。
3. 前記熱伝達手段は、前記無端状ベルトの内周側において、一端が前記ニップ部の下流側の位置である熱回収部、他端が前記加熱部材の上流側の位置である放熱部に当接するヒートパイプを有することを特徴とする請求項１または２に記載の光沢付与装置。
4. 前記熱伝達手段は、前記熱回収部および前記放熱部のそれぞれにおいて、該無端状ベルトの回転軸方向に亘りヒートパイプを有するとともに、
   一端が前記熱回収部、他端が前記放熱部に当接する前記ヒートパイプを複数有することを特徴とする請求項３に記載の光沢付与装置。
5. 前記熱伝達手段は、前記無端状ベルトの内周側において、前記ニップ部の下流側の位置である熱回収部と、前記加熱部材の上流側の位置である放熱部と、に当接して回動する第二無端状ベルトを有することを特徴とする請求項１または２に記載の光沢付与装置。
6. 前記第二無端状ベルトは、前記無端状ベルトの回動に従動して回転することを特徴とする請求項５に記載の光沢付与装置。
7. 前記熱伝達手段は、前記第二無端状ベルトを、所定の速度および回転方向に回転駆動させる駆動手段を有することを特徴とする請求項５に記載の光沢付与装置。
8. 前記熱伝達手段は、前記無端状ベルトに対して、接離可能に設けられることを特徴とする請求項５から７までのいずれかに記載の光沢付与装置。
9. 請求項１から８までのいずれかに記載の光沢付与装置を、その内部または外部に連結可能に備えることを特徴とする画像形成装置。