(57)【要約】【課題】定着における加熱手段と冷却手段を効率的に構成し、乾式あるいは湿式の現像方式に関わらず、十分な定着品質を、簡単な構成で、熱効率よく実現し、省エネルギーで定着可能な画像形成装置を提供する。【解決手段】トナー画像の形成された用紙を定着するための定着手段として、非接触加熱手段を有する画像形成装置において、非接触加熱手段と対向して配置された用紙搬送手段と、その用紙搬送手段に当接して冷却する冷却手段とを設け、冷却手段に冷却のための空気を供給する第１の空気移動手段を有するとともに、その冷却手段の熱吸収した排気を非接触加熱手段周辺の加熱領域に供給する第２の空気移動手段を有する。【選択図】図２
2010256606.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録媒体上に形成されたトナー画像を定着するための定着手段として、
前記記録媒体を非接触の熱源からの熱放射により加熱する非接触加熱手段を有する画像形成装置であって、
前記非接触加熱手段と対向して配置され、前記記録媒体を搬送する用紙搬送手段と、
前記用紙搬送手段に当接し、該用紙搬送手段を冷却する冷却手段と、
前記冷却手段に、該冷却手段を冷却するための空気を供給する第１の空気移動手段と、
前記冷却手段からの熱を吸収した排気を、前記非接触加熱手段周辺の空気が加熱される領域に供給する第２の空気移動手段と、を有する
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記非接触加熱手段は、
前記非接触の熱源と、
該熱源を内包し、前記用紙搬送手段に向かって開放された断熱カバーと、を有し、
前記第２の空気移動手段は、前記非接触加熱手段の断熱カバー内に空気を供給する
ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記用紙搬送手段は、
搬送ベルトと、
該搬送ベルトを駆動する駆動手段と、を有する
ことを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記駆動手段は前記冷却手段であり、前記搬送ベルトを駆動しながら冷却する
ことを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記記録媒体上のトナー画像は、液体現像剤を用いて現像された
ことを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、記録媒体上に形成されたトナー画像を定着するための定着手段として、非接触加熱手段を有する画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
感光体（感光ドラム）に静電潜像を形成し、それをトナーで現像し、トナー画像を紙などの記録媒体に転写して定着する電子写真方式の画像形成装置が、広く使用されている。
【０００３】
乾式の現像剤を用いて静電潜像を現像する現像方式として、トナーのみを用いる一成分現像法及びトナーとキャリアを用いる二成分現像法が知られている。
【０００４】
一成分現像法では一般的に装置の簡略化、小型化、低コスト化の面で有利であるが、現像装置の寿命が短い。二成分現像法では長寿命に有利であるが、現像された像に磁気ブラシ痕が発生する等の課題を有している。
【０００５】
また近年では、トナー粒子径が小さく、トナー画像の乱れもおきにくい液体現像剤を用いる湿式現像方式も用いられるようになってきている。
【０００６】
液体現像剤としては、溶媒としての「キャリア液」中にトナーを高濃度に分散させた液体現像剤を用いるのが一般的である。
【０００７】
感光体上の潜像を現像する方式は、一成分現像剤または二成分現像剤を用いる乾式現像法、そして液体現像剤を用いる湿式現像法とで異なるが、何れも現像により感光体上に顕像としてのトナー画像を形成する。
【０００８】
このトナー画像は、記録媒体に転写される。あるいは、一旦中間転写体などに一次転写された後、記録媒体に二次転写される。
【０００９】
記録媒体に転写されたトナー画像は、定着装置により加圧、加熱されるなどして、通常は紙である記録媒体に定着される。
【００１０】
一般的な定着手段としては、ローラ定着器のように、加熱されたローラ等で記録媒体を挟むようにして、そのニップ部で加圧しながら加熱する加熱加圧手段が用いられてきた。
【００１１】
しかしながら、トナー画像の定着にはトナーを融着するため多大の熱エネルギーを要し、また定着品質確保のため適切な定着温度の制御が必要とされる。
【００１２】
特に液体現像剤を用いて現像されたトナー画像の場合、トナー画像のトナー間、トナー紙間には溶媒（以後、キャリア液ともいう）が含まれており、通常にトナー融着させるのみの定着より多くのエネルギー投入が必要とされる。
【００１３】
また、キャリア液によって、トナー画像の定着性の低下や、加圧定着時の画像のつぶれや乱れが生じる、あるいは裏面に表面のトナー画像が透けて見える裏うつりが加速されるといった問題もある。
【００１４】
一般的に、加熱加圧手段で多量の熱エネルギーを供給するには、ニップを拡大してより多くの熱エネルギーを付加することもできるが、定着器が大型になりやすい。またニップ時間を長くすると、高温オフセットや分離性に問題が生じてくることもある。
【００１５】
こういったことから、ニップ部での接触加圧を避けるため、また特に液体現像の場合はキャリア液の揮発を効率的に促進するため、記録媒体と非接触の位置にヒータ等の熱源を配置し、放射熱等で加熱定着する非接触加熱手段が用いられることが多くなってきている。
【００１６】
液体現像の場合、上述したように、用紙中に浸透したキャリア液の存在は用紙裏面から見た表面トナー画像の透け具合（裏うつり）が加速されてしまうという不具合がある。用紙中に浸透したキャリア液量を低減するためには、主に揮発させなければならない。
【００１７】
この点、非接触加熱は、加熱時間の確保という点から有利である。
【００１８】
しかしながら、非接触加熱手段を用いる場合、カット紙に対しては用紙搬送手段が必要である。通常は、非接触加熱手段に対向する位置に、用紙を保持し搬送する用紙搬送手段（ベルト等）を配置する（例えば、特許文献１参照）。
【００１９】
特許文献１では、用紙搬送手段として用紙搬送ベルトを配置し、ベルトの下部に吸引ファンを設け、用紙を吸着して搬送する技術が提示されている。
【００２０】
しかしながらこの場合、少なくとも搬送する用紙の間においては、用紙搬送手段の用紙を支える表面が直接的に加熱されることになる。従って、耐熱性や、両面プリントでの問題が生じてくる。
【００２１】
例えば、両面プリントの場合、用紙搬送手段が用紙に直接接触する部分の表面は、用紙を搬送する際に既にプリントされた画像（１面目）へ与える影響を考慮すると、１００℃程度以下に保持する必要がある。すなわち、用紙搬送手段を冷却する必要が生じてくる（例えば、特許文献２参照）。
【００２２】
特許文献２では、定着する用紙下部のガイドを排熱ファンで冷却する技術が提示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２３】
【特許文献１】特開昭５９−９１４６８号公報
【特許文献２】特開平４−１５５３７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２４】
上記のように、定着手段は多大な熱量の発生を必要とし、特に液体現像の場合キャリア液を用紙から揮発させる必要もあり、非接触加熱手段が用いられるようになってきた。
【００２５】
しかしながらこの場合、特許文献１に開示の技術のように、非接触加熱手段に対向する位置に、用紙を保持し搬送する用紙搬送手段（ベルト等）を配置する必要があり、その用紙を支える表面が直接的に加熱されることになる。従って、耐熱性や、両面プリントでの問題が生じてくる。
【００２６】
この課題に対処するため、特許文献２に開示の技術のように、冷却用のファンなどを設ける必要があるが、これは一方では、対向している非接触加熱手段の内部雰囲気温度の維持を妨げることになってしまう。
【００２７】
特に液体現像の場合は、キャリア液を揮発させるために用紙を昇温することが必要である。そのため、非接触加熱手段による放射熱だけでなく、内部雰囲気温度を高温に保つことがエネルギー的に有利である。
【００２８】
しかしまた、非接触加熱手段の内部雰囲気が揮発したキャリア液の蒸気で満たされると、用紙からのキャリア液の新たな揮発を妨げることになり、昇温した空気の入れ換えが必要となってくる。
【００２９】
このように非接触加熱手段による定着については、昇温の必要な部分、冷却の必要な部分などの要請が十分に満たされるような構成が困難であり、結果的に熱効率がよいとはいえず、更なる省エネルギーをもたらすような構成が望まれる。
【００３０】
本発明は、上記の技術的課題を鑑みてなされたものである。本発明の目的は、定着における加熱手段と冷却手段を効率的に構成し、乾式あるいは湿式の現像方式に関わらず、十分な定着品質を、簡単な構成で、熱効率よく実現し、省エネルギーで定着可能な画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００３１】
上記の課題を解決するために、本発明は以下の特徴を有するものである。
【００３２】
１．記録媒体上に形成されたトナー画像を定着するための定着手段として、
前記記録媒体を非接触の熱源からの熱放射により加熱する非接触加熱手段を有する画像形成装置であって、
前記非接触加熱手段と対向して配置され、前記記録媒体を搬送する用紙搬送手段と、
前記用紙搬送手段に当接し、該用紙搬送手段を冷却する冷却手段と、
前記冷却手段に、該冷却手段を冷却するための空気を供給する第１の空気移動手段と、
前記冷却手段からの熱を吸収した排気を、前記非接触加熱手段周辺の空気が加熱される領域に供給する第２の空気移動手段と、を有する
ことを特徴とする画像形成装置。
【００３３】
２．前記非接触加熱手段は、
前記非接触の熱源と、
該熱源を内包し、前記用紙搬送手段に向かって開放された断熱カバーと、を有し、
前記第２の空気移動手段は、前記非接触加熱手段の断熱カバー内に空気を供給する
ことを特徴とする前記１に記載の画像形成装置。
【００３４】
３．前記用紙搬送手段は、
搬送ベルトと、
該搬送ベルトを駆動する駆動手段と、を有する
ことを特徴とする前記１または２に記載の画像形成装置。
【００３５】
４．前記駆動手段は前記冷却手段であり、前記搬送ベルトを駆動しながら冷却する
ことを特徴とする前記３に記載の画像形成装置。
【００３６】
５．前記記録媒体上のトナー画像は、液体現像剤を用いて現像された
ことを特徴とする前記１から４の何れか１項に記載の画像形成装置。
【発明の効果】
【００３７】
本発明に係る画像形成装置によれば、トナー画像の形成された用紙を定着するための定着手段として、非接触加熱手段を有する画像形成装置において、非接触加熱手段と対向して配置された用紙搬送手段と、その用紙搬送手段に当接して冷却する冷却手段とを設け、冷却手段に冷却のための空気を供給する第１の空気移動手段を有するとともに、その冷却手段の熱吸収した排気を非接触加熱手段周辺の加熱領域に供給する第２の空気移動手段を有する。これにより、簡単な構成で、熱効率よく、省エネルギーで十分な定着品質を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】湿式画像形成装置におけるトナー画像形成部と転写装置、定着装置の概略構成例を示す断面図である。
【図２】第１の実施形態に係る画像形成装置における定着に関わる概略構成を示した模式図、（ａ）（正面図）、及び（ｂ）（斜視図）である。
【図３】別の流路形態での概略構成を示した模式図（ａ）（正面図）及びさらに別の流路形態での概略構成を示した模式図（ｂ）（斜視図）である。
【図４】第２の実施形態に係る画像形成装置における定着に関わる概略構成を示した模式図、（ａ）（正面図）、及び（ｂ）（斜視図）である。
【図５】第３の実施形態に係る画像形成装置における定着に関わる概略構成を示した模式図、（ａ）（正面図）、及び（ｂ）（斜視図）である。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
本発明に係る画像形成装置の一実施形態を、図を参照して説明する。
【００４０】
以下の実施形態に係る画像形成装置は、液体現像方式の場合を例にとって説明する。本発明は、現像方式に関わらないが、液体現像によって形成されたトナー像の定着の場合に特に効果的である。
【００４１】
液体現像剤を用いる液体現像は、複写機、簡易印刷機、プリンタなどの画像形成装置に利用される。これらには、一般的に電子写真方式の画像形成プロセスが、共通して用いられている。まずその電子写真方式による湿式の画像形成部を、図１を参照して説明し、さらに液体現像剤を用いて現像され、記録媒体に転写された定着前のトナー画像を加熱定着する定着装置について、その構成と機能動作を説明する。
【００４２】
（画像形成部の構成と機能動作）
図１を用いて、本実施形態の画像形成装置におけるトナー画像形成部の構成と動作の例を説明する。図１は、湿式画像形成装置におけるトナー画像形成部と転写装置、定着装置の概略構成例を示す断面図である。
【００４３】
図１において、１は感光体ドラムであり、像担持体として機能する。トナー画像形成部１０はこの感光体ドラム１を中心に、その周囲に配設された、感光体ドラム１の表面を均一に帯電させる帯電装置２、帯電した感光体ドラム１上にＬＥＤまたはレーザビームを照射して静電潜像を形成する露光装置３、その静電潜像を、液体現像剤を用いて現像する液体現像装置４、現像されたトナー像が転写される中間転写体５、そして転写後の感光体ドラム１の表面に残存する液体現像剤を除去するクリーニング装置６などを備える。
【００４４】
液体現像装置４は、一般的には、表面に液体現像剤の薄層を担持し、像担持体である感光体ドラム１上の潜像を現像する現像ローラ４１、その表面に液体現像剤８を供給する現像剤槽４４等を備える。
【００４５】
また、液体現像装置４の前後には、予め液体現像剤の一部を塗布したり、回収したりする装置を設ける場合もある。ここでは、液体現像装置４の後に、現像されたトナー像から余分な液体現像剤を除去するスクイズ装置６１を設けている。
【００４６】
感光体ドラム１上の現像されたトナー像は、中間転写体５ではなく、そのまま直接に記録用紙などの記録媒体７に転写される形態であってもよい。本実施形態では、中間転写体５に一次転写されたトナー像を、転写ローラ５１を用いて、再度記録媒体７に転写（二次転写）するような構成としている。記録媒体７としては通常紙が用いられ、以降、本実施形態では記録媒体７は紙であるとして説明する（以後、用紙７と呼ぶ）。
【００４７】
また図１においては、トナー画像形成部１０が１組のみ配置されているが、カラー画像形成のために、中間転写体５の周囲に複数組（通常イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４色組）配置されていてもよい。カラー現像の方式、中間転写の有無などは任意に設定すればよく、それに合わせた任意の構成配置をとることができる。
【００４８】
感光体ドラム１は、図１に示す矢印Ａ方向に回転し、帯電装置２は、回転する感光体ドラム１の表面をコロナ放電などにより数百Ｖ程度に帯電させる。帯電装置２より感光体ドラム回転方向下流側においては、露光装置３から照射されたレーザビームにより、表面電位が百Ｖ程度以下に低下させられた静電潜像が形成される。
【００４９】
露光装置３のさらに下流側には、液体現像装置４が配設されており、感光体ドラム１に形成された静電潜像が、液体現像剤８を用いて現像される。
【００５０】
液体現像装置４には、絶縁性の溶媒（以後キャリア液とも呼称する）中にトナーを分散させた液体現像剤８が現像剤槽４４内に収容されており、現像ローラ４１表面に液体現像剤８が供給され、現像ローラ４１上には液体現像剤８の薄層が担持される。
【００５１】
さらに現像ローラ４１と感光体ドラム１の静電潜像との電位差により、現像ローラ４１上に担持された液体現像剤８の薄層内のトナー粒子が感光体ドラム１上の静電潜像に移動して、静電潜像が現像される。
【００５２】
感光体ドラム１上の現像されたトナー像には、液体現像剤８、すなわちトナーとキャリア液が含まれている。スクイズ装置６１は、例えばスクイズローラであり、現像されたトナー像から余分なキャリア液を除去する。スクイズローラ上のキャリア液は、ブレード６２で除去する。
【００５３】
中間転写体５は、図１に示す矢印Ｂ方向に回転し、同様に接触回転する感光体ドラム１とのニップ部でバイアス電圧が印加されることにより、感光体ドラム１上の現像されたトナー像が中間転写体５上に一次転写される。
【００５４】
カラー画像形成のために、トナー画像形成部１０が中間転写体５の周囲に複数組配置されている場合は、各トナー画像形成部で現像された各色のトナー画像が中間転写体５上で重ね合わされるようにそれぞれ一次転写される。
【００５５】
トナー画像形成部１０において、中間転写体５の下流側には、一次転写後に感光体ドラム１の表面上に残存する液体現像剤８を除去するクリーニング装置６（例えば、クリーナブレード）が配設されている。このクリーニング装置６により感光体ドラム１上に残存する液体現像剤８が除去される。
【００５６】
中間転写体５上に一次転写されたトナー像は、中間転写体５の周速と同速度で図１の矢印Ｃ方向に搬送される用紙７が転写ローラ５１とのニップ部で挟持され、バイアス電圧を印加されることで、用紙７上に二次転写される。
【００５７】
転写ローラ５１によりトナー像が転写された用紙７は、定着装置９へと搬送され、加熱定着の上、排出される。
【００５８】
定着時のトナー画像の加熱手段とそれによるキャリア液の揮発及び定着についての詳細は後述する。
【００５９】
（現像剤の構成）
現像に用いる液体現像剤８について説明する。液体現像剤８は、溶媒であるキャリア液体中に着色されたトナー粒子を高濃度で分散している。また液体現像剤８には、分散剤、荷電制御剤などの添加剤を適宜、選んで添加してもよい。
【００６０】
キャリア液としては、一般に電子写真用現像液として用いるものであれば、特に制限することなく使用できる。安全性を考慮して、絶縁性の、常温で不揮発性の溶媒が用いられる。不揮発性の溶媒としては、例えばシリコンオイル、ミネラルオイル、パラフィンオイル、鉱物油等を上げることができる。
【００６１】
トナー粒子は、主として樹脂と着色のための顔料や染料からなる。樹脂には、顔料や染料をその樹脂中に均一に分散させる機能と、記録材に定着される際のバインダとしての機能がある。
【００６２】
樹脂としては、例えば、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、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。
【００６３】
トナーの着色に用いる顔料及び染料も一般市販のものを用いることができる。例えば、顔料として、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、レーキレッドＤ等を用いることができる。染料としては、ソルベントレッド２７やアシッドブルー９等を用いることができる。
【００６４】
液体現像剤の調整方法としては、一般に用いられる技法に基づいて調整することができる。例えば、樹脂と顔料とを所定の配合比で、加圧ニーダ、ロールミルなどを用いて溶融混練し、均一に分散させ、得られた分散体を、例えばジェットミルによって微粉砕する。さらに得られた微粉末を、例えば風力分級機などにより分級することで、所定の粒径の着色トナーを得ることができる。
【００６５】
続いて、得られたトナーをキャリア液としての絶縁性液体と所定の配合比で混合する。この混合物をボールミル等の分散手段により均一に分散させ、液体現像剤を得ることができる。
【００６６】
トナーの体積平均粒子径は、０．１μｍ以上、５μｍ以下の範囲が適当である。トナーの平均粒子径が０．１μｍを下回ると現像性が大きく低下する。一方、平均粒子径が５μｍを超えると画像の品質が低下する。
【００６７】
液体現像剤に対するトナー粒子の割合は、１０〜５０質量％程度が適当である。１０質量％未満の場合、トナー粒子の沈降が生じやすく、長期保管時の経時的な安定性に問題がある。また必要な画像濃度を得るため、多量の現像剤を供給する必要があり、紙上に付着するキャリア液が増加し、定着時に乾燥せねばならず、蒸気が発生し環境上の問題が生じる。５０質量％を超える場合には、液体現像剤の粘度が高くなりすぎ、製造上も、また取り扱いも困難になる。
【００６８】
液体現像剤の粘度は、２５℃において０．１ｍＰａ・ｓ以上、１００００ｍＰａ・ｓ以下が好ましい。１００００ｍＰａ・ｓ以上になると、キャリア液とトナーの撹拌が困難となり、均一な液体現像剤を得るための装置面での負担が大きい。
【００６９】
（定着装置及び用紙搬送手段の構成と機能動作）
図１の画像形成装置における定着装置及びその周辺の構成例と動作について説明する。
【００７０】
定着装置９としては、非接触加熱手段１５０が設けられている。定着のための非接触加熱手段１５０は、ヒータ１５１と断熱カバー１５２を有する。
【００７１】
非接触加熱手段１５０と対向する位置には、用紙搬送手段１６０が配置されている。
【００７２】
用紙搬送手段１６０は、未定着のトナー画像を担持する用紙７が搬送され、非接触加熱手段１５０（ヒータ１５１）の熱放射を受けるように配置されている。
【００７３】
非接触加熱手段１５０により、搬送された用紙７のトナーは溶融され定着し、キャリア液は揮発する。
【００７４】
＜非接触加熱手段＞
非接触加熱手段１５０の構成例について説明する。
【００７５】
非接触加熱手段１５０は、断熱カバー１５２内に熱源としてヒータ１５１が設置されている。ヒータ１５１は、不図示の制御手段により所望の温度になるよう表面温度が制御される。ヒータ１５１において熱放射を受ける位置を、用紙７が用紙搬送手段１６０により搬送される。
【００７６】
ヒータ１５１は、黒トナーと、イエロー、マゼンタ、シアンの各トナー及び用紙７の非画像部との光吸収の差を考慮してセラミックヒータ等の長波長のものを用いればよい。セラミックヒータの表面温度は５００〜７００℃程度である。
【００７７】
ヒータ１５１周辺を高温に保つための断熱カバー１５２は、セラミックファイバー等の高断熱性、高耐熱性の材料を用いればよい。断熱カバー１５２は、ヒータ１５１を内包し、用紙７に効率的に熱供給するため、用紙搬送手段１６０に向かって開放された形態を採ることが望ましい。
【００７８】
＜用紙搬送手段＞
用紙搬送手段１６０の構成例について説明する。
【００７９】
用紙搬送手段１６０は、搬送ベルト１６１と、該搬送ベルト１６１を張架し、駆動するベルト駆動ローラ１６３ａ、１６３ｂを有する。ベルト駆動ローラ１６３ａ、１６３ｂは、駆動手段として機能し、少なくとも何れかが不図示の駆動源からの動力伝達により回転駆動し、張架された搬送ベルト１６１を回動させることで用紙７を搬送する。
【００８０】
搬送ベルト１６１の用紙７保持面と反対側には、吸引ファン１６２が配設され、用紙７は、吸引ファン１６２により搬送ベルト１６１に密着される。用紙７は非画像面側が搬送ベルト１６１に当接するように保持され、画像面側が非接触加熱手段１５０に対向して、搬送される。
【００８１】
なお、吸引ファン１６２を用いる代わりに、静電的に搬送ベルト１６１へ用紙７を密着させてもよい。
【００８２】
＜冷却手段と空気移動手段＞
図１には用紙搬送手段１６０に当接し、用紙搬送手段（特に搬送ベルト１６１）を冷却する冷却手段としてベルト冷却ローラ１６４を設けている。また、冷却手段に冷却のための空気を供給する第１の空気移動手段と、冷却手段からの熱を吸収した排気を、非接触加熱手段５０周辺の空気が加熱される領域（断熱カバー１５２内）に供給する第２の空気移動手段として、それぞれエア流路１６５、１６６（図２参照）を設けている。
【００８３】
これらの詳細な構成と動作については、図２以下を用いて後述する。
【００８４】
まず、従来の非接触加熱手段１５０と用紙搬送手段１６０のみの構成における問題点について、以下に説明する。
【００８５】
＜定着動作と従来の問題点＞
用紙７が用紙搬送手段１６０により搬送され、非接触加熱手段１５０に対向する位置に達すると、トナー画像とキャリア液をのせた用紙７は、主にヒータ１５１からの熱放射により加熱され、残留していたキャリア液の大部分が揮発する。
【００８６】
効率よく揮発するためには、用紙７の温度（キャリア液の温度）を高温に維持するだけでなく、揮発したキャリア液の飽和蒸気圧を上げて揮発しやすくするため、ヒータ１５１を内包する断熱カバー１５２の内部雰囲気も高温に保つ必要がある。
【００８７】
また、非接触加熱手段１５０の内部（断熱カバー１５２の内部）を高温に保つ必要がある一方、揮発したキャリア液の蒸気が非接触加熱手段１５０の内部に留まると新たな揮発を抑制するので、揮発したキャリア液の蒸気を非接触加熱手段１５０の外部に移動させ、換気を行う必要がある。
【００８８】
従って後述するように、非接触加熱手段１５０内の蒸気を含む空気を排気するため、新たな空気を送り込む第２の空気移動手段を設けている。
【００８９】
また用紙搬送手段１６０に着目すると、非接触加熱手段１５０に対向する位置に設けられており、用紙７を搬送しながら効率的に加熱できるよう配置される。
【００９０】
しかし用紙搬送手段１６０の搬送ベルト１６１は、用紙７が存在しない間は非接触加熱手段１５０からの熱放射を直接に受けて加熱されてしまうことになる。
【００９１】
例えば、非接触加熱手段１５０のウォームアップ時や画像形成装置の待機時（非接触加熱手段１５０は設定温度に維持されている）、あるいはジャム（用紙詰まり）等のトラブル時（この場合は、用紙が存在する可能性もある）などである。
【００９２】
これらの場合は、非接触加熱手段１５０と用紙搬送手段１６０との間にシャッタを設ける、あるいは非接触加熱手段１５０を退避させる等により、用紙搬送手段１６０の過昇温を防ぐことは可能である。
【００９３】
しかしながら、連続通紙時の用紙７の通過する間においては、用紙搬送手段１６０への直接的な加熱は避けられなくなる。また、もちろん連続通紙中は用紙７からも搬送ベルト１６１へ伝熱する。よって連続通紙中、搬送ベルト１６１は昇温し続けてしまう。
【００９４】
搬送ベルト１６１が昇温しすぎると耐熱性の問題が生じてくる。
【００９５】
例えば、搬送ベルト１６１の耐熱性に関しては、シリコンゴム等高耐熱性のゴムであれば２００℃程度まで、ポリイミド等耐熱性の高い樹脂であれば３００℃以上、金属ベルトであれば１０００℃以上確保可能である。
【００９６】
しかしながら、例え搬送ベルト１６１の耐熱性を確保し得たとしても、両面プリント時には問題が生じる。両面プリント時の第１面側、つまり第２面の定着時に用紙搬送手段１６０に当接する側の面に既に定着されている画像への影響を避けることはできない。
【００９７】
搬送ベルト１６１の、第１面目画像に接触する領域（非接触加熱手段１５０に対向する領域）の温度は、およそ１００℃以下に維持することが望ましい。トナーの融点以上に搬送ベルト１６１の温度を上げると、トナーが再溶融してしまい画像が乱れる、あるいは最悪の場合、搬送ベルト１６１にオフセットしまう等の弊害が出るからである。
【００９８】
従って、用紙７の第１面側に接触する領域の搬送ベルト１６１の温度をおよそ１００℃以下に維持する必要がある。
【００９９】
（冷却手段の配設と排気熱の利用）
用紙搬送手段１６０（搬送ベルト１６１）の温度上昇を抑制するために、用紙搬送手段１６０に当接し、用紙搬送手段（特に搬送ベルト１６１）を冷却する冷却手段（ベルト冷却ローラ１６４）を設けている。また、冷却手段に冷却用の空気を供給する第１の空気移動手段（吸気ダクト１６５）と、冷却手段からの熱吸収した排気を非接触加熱手段１５０（断熱カバー１５２内）に供給する第２の空気移動手段（連結ダクト１６６）を設けている。これらの詳細な構成と動作の例について説明する。
【０１００】
＜第１の実施形態＞
図２は、第１の実施形態に係る画像形成装置における定着に関わる概略構成を示した（ａ）正面図及び（ｂ）斜視図である。図２（ａ）は用紙搬送方向上流側からみた図である。図２（ｂ）はダクト、ヒータ、吸引ファンの記載を省略している。
【０１０１】
図２（ａ）と（ｂ）を用いて第１の実施形態に係る画像形成装置における定着に関わる概略構成例を説明する。
【０１０２】
図２（ａ）及び（ｂ）において、用紙搬送手段１６０の搬送ベルト１６１は、ベルト駆動ローラ１６３の他にベルト冷却ローラ１６４にも張架されている。
【０１０３】
ベルト冷却ローラ１６４は搬送ベルト１６１の昇温を抑制するための冷却手段であり、後述するように新たな空気をローラ内に継続的に供給することにより、張架されている搬送ベルト１６１の温度上昇を防ぐ。
【０１０４】
ベルト冷却ローラ１６４には、熱伝導性のよいアルミ等の金属ローラを用いればよい。
【０１０５】
ベルト冷却ローラ１６４には、不図示のファン等の風力発生手段により形成されたエアフローを機外から給気ダクト１６５を通して室温の空気が供給される。すなわち、給気ダクト１６５は第１の空気移動手段として機能する。
【０１０６】
供給された空気と搬送ベルト１６１は、ベルト冷却ローラ１６４により熱交換され、供給された空気は昇温し、搬送ベルト１６１は冷却される。
【０１０７】
昇温した空気は、連結ダクト１６６により非接触加熱手段１５０の断熱カバー１５２に設けたエア供給口１５３に導かれる。すなわち、連結ダクト１６６は第２の空気移動手段として機能する。
【０１０８】
非接触加熱手段１５０に供給された温風は、不図示のエア吸引手段により非接触加熱手段１５０内の揮発した蒸気（キャリア液）を含んだ状態で非接触加熱手段１５０から排気ダクト１６７を通じて排気される。
【０１０９】
こういった構成により、用紙搬送手段１６０から熱吸収した温風を非接触加熱手段１５０へ供給することができ、一方で用紙搬送手段１６０を冷却するとともに、非接触加熱手段１５０内は高温を維持した状態で換気を行うことが可能となる。
【０１１０】
非接触加熱手段１５０から排気された、揮発した蒸気（キャリア液）を含む空気は、排気ダクト１６７を通して不図示のキャリア液回収装置へ供給されるようにしてもよい。キャリア液回収装置にて回収されたキャリア液は、機内にて再利用することができる。
【０１１１】
また、用紙搬送手段１６０の冷却性能をより向上させるためには、搬送ベルト１６１を冷却する冷却手段を複数設けてもよいし、あるいは室温以下に冷却した空気を供給するようにしてもよい。
【０１１２】
但し、非接触加熱手段１５０の投入エネルギーを考慮すると、搬送１６１ベルトはおよそ１００℃程度に維持されるべきである（必要以上に搬送ベルト１６１を冷却すると、トナー、キャリア液、（用紙）の昇温には不利に働いてしまうため）。
【０１１３】
そのためには、搬送ベルト１６１の温度を検出して風量を調整し、搬送ベルト１６１の温度を制御してもよいし、予め、用紙種、用紙サイズ、環境、通紙枚数等から風量設定値をメモリに記憶させておいてもよい。
【０１１４】
また、非接触加熱手段１６０への空気供給の流路は、任意の方向に配置が可能である。例えば、図２（ａ）及び（ｂ）では用紙搬送方向に垂直に流れるよう流路を設けているが、図３（ａ）の正面図に示すように用紙面に垂直方向に空気を流してもよい。また、図３（ｂ）の斜視図に示すように用紙搬送方向に平行に流路を設けてもよい。
【０１１５】
上記のように、トナー画像の形成された用紙を定着するための定着手段として、非接触加熱手段を有する画像形成装置を構成する。すなわち、本実施形態に係る画像形成装置においては、非接触加熱手段と対向して配置された用紙搬送手段と、その用紙搬送手段に当接して冷却する冷却手段とを設け、第１の空気移動手段で冷却手段に冷却用の空気を供給するとともに、第２の空気移動手段でその冷却手段の熱吸収した排気を非接触加熱手段周辺の加熱領域に供給する。
【０１１６】
本実施形態に係る画像形成装置によれば、用紙搬送手段から熱吸収した温風を非接触加熱手段へ供給することができ、一方で用紙搬送手段を冷却するとともに、非接触加熱手段内は高温を維持した状態で換気を行うことが可能となる。
【０１１７】
これにより、簡単な構成で、熱効率よく、省エネルギーで十分な定着品質を得ることができる。
【０１１８】
＜第２の実施形態＞
図４は、第２の実施形態に係る画像形成装置における定着に関わる概略構成を示した（ａ）正面図及び（ｂ）斜視図である。図４（ａ）は用紙搬送方向上流側からみた図である。図４（ｂ）はダクト、ヒータ、吸引ファンの記載を省略している。
【０１１９】
図４（ａ）と（ｂ）を用いて第２の実施形態に係る画像形成装置における定着に関わる概略構成例を、第１の実施形態と異なる点についてのみ説明する。
【０１２０】
第２の実施形態においては、用紙搬送手段１６０のベルト搬送方向下流側のベルト駆動ローラ２６３ｂをベルト冷却ローラと兼ねている。すなわち、ベルト駆動ローラ２６３ｂは駆動手段であり、かつ冷却手段でもある。
【０１２１】
もちろん、ベルト搬送方向上流側のベルト駆動ローラ２６３ａをベルト冷却ローラと兼ねてもよい。
【０１２２】
このように駆動手段と冷却手段を兼用して構成することにより、熱効率よく、定着品質を維持しながら、より小型で簡易な装置構成が可能になる。
【０１２３】
＜第３の実施形態＞
図５は、第３の実施形態に係る画像形成装置における定着に関わる概略構成を示した（ａ）正面図及び（ｂ）斜視図である。図５（ａ）は用紙搬送方向上流側からみた図である。図５（ｂ）はダクト、ヒータ、吸引ファンの記載を省略している。
【０１２４】
図５（ａ）と（ｂ）を用いて第２の実施形態に係る画像形成装置における定着に関わる概略構成例を、第１及び第２の実施形態と異なる点についてのみ説明する。
【０１２５】
第３の実施形態においては、用紙搬送手段１６０の搬送ベルト１６１を挟持するように複数のベルト冷却ローラ１６４ａ、１６４ｂを冷却手段として配設している。
【０１２６】
もちろん、ベルト冷却ローラ本数、配置はこれに限定されない。
【０１２７】
このように、より用紙搬送手段１６０の冷却効果を上げるように冷却手段を構成しても、その分吸収した熱を非接触加熱手段１５０に供給し、その内部雰囲気を高温に維持することができる。
【０１２８】
上述したように、本実施形態に係る画像形成装置は、トナー画像の形成された用紙を定着するための定着手段として、非接触加熱手段を有する画像形成装置である。
【０１２９】
また、本実施形態に係る画像形成装置は、非接触加熱手段と対向して配置された用紙搬送手段と、その用紙搬送手段に当接して冷却する冷却手段とを設け、冷却手段に冷却用の空気を供給する第１の空気移動手段とともに、その冷却手段の熱吸収した排気を非接触加熱手段周辺の空気が加熱される領域に供給する第２の空気移動手段を有する。
【０１３０】
これにより、本実施形態に係る画像形成装置は、簡単な構成で、熱効率よく、省エネルギーで十分な定着品質を得ることができる。
【０１３１】
なお、上述の実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではない。本発明の範囲は上記した説明ではなく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及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。
【符号の説明】
【０１３２】
１  感光体ドラム
２  帯電装置
３  露光装置
４  液体現像装置
５  中間転写体
６  クリーニング装置
７  記録媒体（用紙）
８  液体現像剤
９  定着装置
１５０  非接触加熱手段
１５１  ヒータ（熱源）
１５２、２５２  断熱カバー
１５３、２５３  エア吸気口
１６０  用紙搬送手段
１６１  搬送ベルト
１６２  吸引ファン
１６３、１６３ａ、１６３ｂ、２６３ｂ  ベルト駆動ローラ（駆動手段）
１６４、１６４ａ、１６４ｂ  ベルト冷却ローラ（冷却手段）
１６５、３６５  吸気ダクト（第１の空気移動手段）
１６６、２６６、３６６  連結ダクト（第２の空気移動手段）
１６７  排気ダクト
【図１】
2010256606.tif 000003
【図２】
2010256606.tif 000004
【図３】
2010256606.tif 000005
【図４】
2010256606.tif 000006
【図５】
2010256606.tif 000007