JP2005099759A

JP2005099759A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2005099759A
Application number: JP2004239298A
Authority: JP
Inventors: Katsuhiko Sugawara; 勝彦菅原; Shinichi Uchiumi; 慎一内海
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 2003-08-20
Filing date: 2004-08-19
Publication date: 2005-04-14

Abstract

【課題】記録媒体が複数の定着装置により同時に狭持搬送されることなく、紙しわ、紙詰まりの発生が防止され、画像形成装置に占める定着装置の大きさを極力小さくし、コンパクトな画像形成装置を提供する。
【解決手段】記録媒体上に普通画像と特殊画像とを選択して形成することができる電子写真方式の画像形成装置において、トナー像が転写された記録媒体を定着する第一の定着装置と、この第一の定着装置の記録媒体搬送方向下流側に設けられ、排出トレイに連通する記録媒体の下流側搬送経路と、特殊画像を形成するための特殊画像モードが選択された際に前記第一の定着装置により仮定着されたトナー画像を本定着する第二の定着装置と、特殊画像モードが選択された際に第一の定着装置を通過した記録媒体の搬送方向を逆転させてこの記録媒体を前記第二の定着装置に搬送する搬送方向転換手段とを備えていることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の電子写真方式を利用した画像形成装置に関し、特に複数の定着装置を備える画像形成装置に関する。

特開昭６４−０３５４５２号公報特開平０５−２１６３２２号公報特開２００１−０８３８３４号公報特開平０５−１５８３６４号公報特開２００１−００５３１９号公報特開２００２−２１４９４８号公報特開２００１−１３４０９１号公報

近年、デジタル式電子写真方式を利用してカラー画像を作成する方法が広く利用されている。一般的には、熱可塑性のバインダーに顔料を混合したイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４色のトナーを、画像情報を基に変調されたレーザー光線で像担持体上に照射して得られた静電潜像に付着させることでトナー像を形成し、このトナー像をＰＰＣ用紙、ＯＨＰシート等の記録媒体上に転写させた後、加熱ロール等で溶融固着させることで画像を形成している。トナー像を記録媒体に定着する定着装置としては、ロール式定着装置やベルト式定着装置が広く採用されている。

ロール式定着装置は、円筒状芯金の内部に加熱源を備え、その円筒状芯金の外周に耐熱性ゴム層や耐熱性保護層を被覆した定着ロールと、定着ロールに圧接され、定着ロールとほぼ同様な構成の加圧ロールとの間に、未定着のトナー像が表面に形成された記録媒体を狭持搬送させて、トナー像を加熱加圧して定着させるものである（図７）。定着後の画像の光沢を高くし、カラー画像の見栄えを良くするためには、トナー中の熱可塑性バインダーの分子量を低くし、加熱溶融時のトナー粘度が低くなるように材料設計することで定着後の画像平滑性を向上させる方法が採られる。

フルカラーの電子写真式プリンタを近年市場導入が盛んなデジタルスチルカメラの出力用として使用する例も増えつつあり、より高画質、より高光沢の画像が求められている。このような要求から、例えば特許文献１、特許文献２には、熱可塑性樹脂からなる透明樹脂層を設けた記録媒体表面に、熱可塑性樹脂を含むカラートナーを転写し、加熱、溶融してカラー画像を形成する方法が開示されている。

このような方法において用いることが望ましい定着装置として、例えば特許文献３には無端状の定着ベルトを用いるベルト式定着装置が提案されている。

ベルト式定着装置は、加熱ロールと、ベルト張架ロールと、該加熱ロールベルトと該張架ロールとに張架された定着ベルトと、該定着ベルトを介して該加熱ロールを加圧する加圧ロールとを有している。ベルト式定着装置による定着工程の一例を図８に示す。

特許文献３に記載のベルト式定着装置では、未定着トナー像が形成された記録媒体を定着ベルトと重ね合せて、加熱ロールとの間で加熱加圧することにより、トナー像と記録媒体表面の透明樹脂層は溶融され、トナー像は透明樹脂層に埋め込まれるようにして固着される。そして記録媒体は、溶融トナー像を介して定着ベルトに密着した状態で剥離部まで狭持搬送され、自身の剛性によって、又は剥離部材によって定着ベルトから剥離される。このように定着を行うことにより、記録媒体表面の透明樹脂層およびトナー像は、定着ベルト表面形状にならって凝固するので記録媒体表面全体が平滑な面となり、光沢性に優れたカラー画像を得ることができる。

上述のような光沢紙上等への高光沢画像の他に普通紙上等への低光沢画像も選択的に出力できる方式として、例えば特許文献４には、ロール式定着装置の搬送下流側にベルト式定着装置を直列に配置し、可動ガイド等の補助部材の助けを借りて所定の用紙搬送路を通過させることで高光沢画像、低光沢画像を選択的に形成することができる方法が開示されている。

複数の定着装置を備えた画像形成装置は、特許文献５〜７にも開示されている。特許文献５に記載の画像形成装置は、定着不良の問題を有効に解消する目的で、用紙に未定着のトナー画像を定着させる第一の定着装置と必要に応じて補助定着を行う第二の定着装置とを備えている。特許文献６には、定着用オプション装置の例が開示されている。特許文献７に記載の画像形成装置では、定着器の下流側に設けられた補助加熱手段としてのヒーターによって、記録用紙上に転写された発泡性トナーが更に加熱されて発泡し、十分な高さを有する立体画像が形成されるようになっている。

特許文献４に開示されている方法でプリントした場合、２種の定着装置は用紙搬送方向に一直線に直列に配置されているため、定着装置全体の横幅が非常に長くなるという課題がある。更に、第一の定着装置と第二の定着装置の間で記録媒体が同時に狭持搬送されることによって、それぞれの定着装置における中央部と端部の用紙搬送速度が違うことによる紙しわ、紙詰まりが生じかねない。また、紙詰まり等のトラブル発生時、２個の定着装置が記録媒体を同時に狭持するため、用紙除去が容易に行えない。

また、特に第二の定着装置がベルト式定着装置の場合、該ベルト式定着装置の回動中は記録媒体の有無に関わらず定着ベルトに熱エネルギーを奪われてしまうことや、記録媒体に光沢を付与するに足る十分な熱エネルギーを与えることが必要なことから、第二の定着装置の定着速度を第一の定着装置の定着速度より遅くし、かつ、複数枚印刷する際の記録媒体と記録媒体とのインターイメージ距離を極力狭めて空回転時の放熱を抑えることが望ましい。

しかし、第二の定着速度を遅くしようとしたとき、第一の定着装置と第二の定着装置がごく近接している場合、記録媒体は両定着装置に同時に狭持搬送される。したがって、第二の定着装置の定着速度が遅いと記録媒体たるみが生じ、該記録媒体は画像形成装置内部に接触することで新たな課題が発生することが懸念される。これにより第一の定着装置と第二の定着装置との距離を最大記録媒体長よりも長くとることが必要となり、画像形成装置全体の構成は更に巨大となる。

そこで、本発明は、上記従来技術の複数の課題を同時に解決するためになされたものであり、複数の定着装置を備え、記録媒体上に普通画像と、高光沢画像、立体画像等の特殊画像とを選択して形成することができる電子写真方式の画像形成装置において、記録媒体が複数の定着装置により同時に狭持搬送されることなく、第二の定着装置の定着速度が第一の定着装置の定着速度より遅い場合であっても紙しわ、紙詰まりの発生が防止され、かつ、画像形成装置に占める定着装置の大きさを極力小さくし、コンパクトな画像形成装置を提供することを目的とする。本明細書において、普通画像とは第一の定着装置のみでの定着によって得られる画像を云い、特殊画像とは第一の定着装置での仮定着の後、更に第二の定着装置での本定着によって得られる画像を云う。

本発明は、トナー像が転写された記録媒体を仮定着する第一の定着装置と、この第一の定着装置の記録媒体搬送方向下流側に設けられた記録媒体の下流側搬送経路と、前記第一の定着装置により仮定着されたトナー画像を本定着する第二の定着装置と、特殊画像モードが選択された際に第一の定着装置を通過した記録媒体の搬送方向を逆転させてこの記録媒体を前記第二の定着装置に搬送する搬送方向転換手段とを備えていることを特徴とする電子写真方式の画像形成装置である。また、本発明は、記録媒体上に普通画像と特殊画像とを選択して形成することができる電子写真方式の画像形成装置において、トナー像が転写された記録媒体を定着する第一の定着装置と、この第一の定着装置の記録媒体搬送方向下流側に設けられ、排出トレイに連通する記録媒体の下流側搬送経路と、特殊画像を形成するための特殊画像モードが選択された際に前記第一の定着装置により仮定着されたトナー画像を本定着する第二の定着装置と、特殊画像モードが選択された際に第一の定着装置を通過した記録媒体の搬送方向を逆転させてこの記録媒体を前記第二の定着装置に搬送する搬送方向転換手段とを備えていることを特徴とする電子写真方式の画像形成装置である。本発明の画像形成装置によれば、第一の定着装置と第二の定着装置の複数の定着装置を備えていても、第一の定着装置によってトナー画像が仮定着された記録媒体が第二の定着装置に搬送されるためには常に搬送方向転換手段を経る構成とすることにより、記録媒体は上記両定着装置によって形成される定着ニップにより同時に狭持押圧される状況にはなく、該記録媒体の中央部と端部の速度差による紙しわのない画像形成が行うことができ、紙詰まりの発生を防止する。更に、定着部以外のトラブルで万が一両定着装置間で紙詰まり等のトラブル発生した場合（例えば停電などの不慮の事故が含まれる）であっても、用紙除去が容易である。また、画像形成装置本体の占有面積を増やすことなく、コンパクトな画像形成装置を提供することができる。

本発明の画像形成装置において、第一の定着装置と第二の定着装置とは、第一の定着装置の記録媒体の出口側と第二の定着装置の記録媒体の入口側とを互いに近接させて配置されていることが好ましい。ここで「互いに近接させて」とは、仮に第一の定着装置の記録媒体の出口側と第二の定着装置の記録媒体の入口側とが、直接真っ直ぐに連結されていたならば、「記録媒体が両定着装置に同時に狭持搬送される程近くに」との意である。前記第一の定着装置の出口と前記第二の定着装置の入口との間隔（直線距離）は、前記第一の定着装置及び前記第二の定着装置を通過する最大の記録媒体の長さよりも狭いことが好ましい。これにより、画像形成装置をコンパクト化できる。

本発明の画像形成装置において、搬送方向転換手段は、下流側搬送経路に設けられた特殊画像モードが選択された際に第一の定着装置を通過した記録媒体の搬送方向を逆転させる搬送方向転換ロール対と、この搬送方向転換ロール対と第一の定着装置との間の下流側搬送経路から分岐して第二の定着装置に至る分岐搬送経路とを有することが好ましい。特殊画像を形成するための特殊画像モードが選択された際に、この搬送方向転換ロール対は、記録媒体を排出トレイ側に送る順回転から、第二の定着装置側に送る逆回転に換えて、搬送方向を転換する。また、この分岐搬送経路は、下流側搬送経路に対して６０〜１２０°の角度で分岐していることが好ましい。これにより、本発明の画像形成装置は、複数の定着装置を近接した位置に配置してよりコンパクトな構成とすることができる。

本発明の画像形成装置において、搬送方向転換手段は、下流側搬送経路と分岐搬送経路との分岐点の近傍に、印刷モードや記録媒体種類、動作状況に応じて記録媒体の搬送経路を切り替える搬送経路切替手段を備えていることが好ましい。また、本発明の画像形成装置は該搬送経路切替手段を制御する制御手段を備えることができる。下流側搬送経路と分岐搬送経路との分岐点の近傍に、記録媒体の搬送経路を切り替える搬送経路切替手段を備えることによって、この搬送経路切替手段は、第一の定着装置を通過した記録媒体が分岐搬送経路に向かうことなくそのまま排出トレイに向かうか、それとも分岐搬送経路に向かうかを切り替えることができる。第一の定着装置によってトナー画像が仮定着された記録媒体が、搬送方向転換ロール対により反転され、搬送経路切替手段により分岐搬送経路へ向けられた場合には、第二の定着装置によって該トナー画像が本定着される構成とすることができる。

普通紙光沢モードである場合には、搬送経路切替手段により搬送経路を排出トレイ側に切り替えて、第一の定着装置によりトナー像が定着された記録媒体をそのまま排出トレイに向かわせることにより、普通紙光沢モードの印刷をすることができる。一方、特殊画像が高光沢画像であって特殊画像モードが高光沢モードである場合には、搬送経路切替手段によりを分岐搬送経路側に切り替えて、分岐搬送経路を経た後第二の定着装置を通過させることにより高光沢モードの印刷をすることもでき、種類の異なる記録媒体であっても、確実に両方のモードの印刷が可能となる。

本発明の画像形成装置において、第二の定着装置での記録媒体の搬送速度は、第一の定着装置での記録媒体の搬送速度よりも遅い速度に制御されていることが好ましい。第二の定着装置での定着速度を遅くすることにより、記録媒体が第二の定着装置において形成される定着ニップを通過する時間を長くとることができるので、特殊画像モードとして高光沢モードが選択された際には光沢を付与するに十分な、また、第二の定着装置が発泡性トナー定着用の定着装置である場合には、発泡性トナーを加熱して発泡させ立体画像を形成するに十分な、エネルギーを記録媒体に与えることができる。特に、第二の定着装置が高光沢モード用のベルト式定着装置である場合、該ベルト式定着装置の回動中は定着ベルトに熱エネルギーを奪われてしまうことから、第二の定着装置であるベルト式定着装置の定着速度を第一の定着装置の定着速度より遅くすることで空回転時の熱エネルギーの損失を抑えつつ光沢紙への画像記録が可能となる。記録媒体は２つの定着装置によって形成される定着ニップにより同時に狭持押圧される状況にはないので、記録媒体の中央部と端部の速度差による紙しわ、紙詰まりの発生の心配はない。

本発明の画像形成装置において、両面印刷用搬送方向転換ロール対及び両面印刷用再搬送経路を有し、この両面印刷用搬送方向転換ロール対が、特殊画像モードが選択された際に第一の定着装置を通過した記録媒体の搬送方向を逆転させる搬送方向転換ロール対として兼用されていることが好ましい。

この構成の画像形成装置では、記録媒体の表面に形成されたトナー画像を第一の定着装置で仮定着し、このトナー画像が仮定着された記録媒体を搬送方向転換ロールで反転させ、両面印刷用再搬送経路を経由して、次いで、反転された記録媒体の裏面に形成されたトナー画像を前記第一の定着装置で仮定着し、記録媒体を搬送方向転換ロールで再度反転させ、記録媒体の表裏両面に仮定着されたトナー画像を第二の定着装置で本定着する構成とすることができる。

この構成の画像形成装置によれば、第一面の仮定着を行う際は第一の定着装置でのみ定着動作を行えばよく、両方の面の高光沢モード印刷の場合であっても、片面ずつ第二の定着装置を通過させて本定着を行う必要がない。このことにより両方の面の高光沢モード印刷の場合、記録媒体の両面に画像形成を施した後で両方の面について第二の定着装置による定着動作を行うので、片面ずつに第二の定着装置による定着動作を施した場合に比べて記録媒体に与える熱エネルギーを低減させることが可能となる。

更に、両方の面の高光沢モード印刷をする際にあっても、片面ずつ第二の定着装置を通過させて本定着を行う必要がないので、画像形成速度を落とすことなく、両面の高光沢画像を得ることが可能となる。

本発明の画像形成装置において、前記第一の定着装置を通過した記録媒体が両面印刷用再搬送経路に向かうことなくそのまま排出トレイに向かうか、それとも両面印刷用再搬送経路に向かうかを切り替える第二の搬送経路切替手段を備えることもできる。

本発明の画像形成装置において、特殊画像モードが選択された際に第一の定着装置を通過した記録媒体の搬送方向を逆転させる搬送方向転換ロール対が、両面印刷用スイッチングバックトレイに設けられている構成を採用することができる。例えば、第二の定着装置が高光沢モード用の定着装置であって、記録媒体の片方の面を高光沢モードで画像形成を行う際、記録媒体は第一の定着装置を通過した後、搬送経路切替手段によりスイッチバックトレイに搬送されるよう切り替えて、一旦スイッチバックトレイに格納される。このとき記録媒体の終端が第一の定着装置から離間されてから、スイッチバックトレイの搬送反転ロール対を反転動作させるとともに、搬送経路切替手段により第二の定着装置へ搬送されるよう搬送経路を切り替えて第二の定着装置に搬送し本定着動作を行った後、排出トレイに排出される。

第一の定着装置とスイッチバックトレイの間の搬送経路、および第二の定着装置とスイッチバックトレイの間の搬送経路には、搬送設計上必要な搬送ロール対を追加して設置することは可能である。

本発明の画像形成装置が、両面印刷するために記録媒体の反転動作を行うスイッチバックトレイと、第二面に画像形成するための両面印刷用再搬送経路とを備えた場合には、例えば、第二の定着装置が高光沢モード用の定着装置であって、記録媒体の両方の面を高光沢モードで画像形成を行う際、第一の定着装置を通過して一方の面を仮定着された後、一旦スイッチバックトレイに格納された記録媒体は、第二の搬送経路切替手段により両面印刷用再搬送経路へ搬送されるよう搬送経路を切り替えて両面印刷用再搬送経路に搬送され他方の面が仮定着動作された後、搬送経路切替手段によりスイッチバックトレイに搬送されるよう切り替えて、再度スイッチバックトレイに格納される。このとき記録媒体の終端が第一の定着装置から離間されてから、スイッチバックトレイの搬送反転ロール対を反転動作させるとともに、搬送経路切替手段により第二の定着装置へ搬送されるよう搬送経路を切り替えて第二の定着装置に搬送し本定着動作を行った後、排出トレイに排出される。ここで、スイッチバックトレイは、高光沢モードによる画像形成時に用いると共に、両面印刷を行うための記録媒体の反転用としても用いているが、両面印刷を行うための記録媒体の反転専用トレイを設けてもよい。

画像形成装置に標準的に備わっている両面印刷用のスイッチバックトレイを用いることで、２つの定着装置があるにもかかわらず、占有面積を巨大化させることがない。

スイッチバックトレイには、順送り及び逆送りができ、かつ、ラッチ及びアンラッチが独立で制御可能な、少なくとも対応する記録媒体サイズの種類数と同数以上の、複数の搬送ロール対が設けられていることが好ましい。

本発明の画像形成装置において、第一の定着装置によってトナー画像が仮定着された記録媒体が、排出トレイに載せられた後、反転し、前記第二の定着装置によって該トナー画像が本定着される構成を採用することもできる。

本発明の画像形成装置において、第一の定着装置、第二の定着装置はロール式定着装置の構成を採用することもできるが、前記第一の定着装置及び／又は前記第二の定着装置は、記録媒体上のトナー像を加熱定着する定着ベルトを有するベルト式定着装置であることが好ましい。

ベルト式定着装置としては、加熱ロールと、ベルト張架ロールと、該加熱ロールベルトと該張架ロールとに張架された定着ベルトと、該定着ベルトを介して該加熱ロールを加圧する加圧ロールとを備える構成が考えられる。このベルト式定着装置では、未定着トナー像が形成された記録媒体を定着ベルトと重ね合せて、加熱ロールとの間で加熱加圧することにより、トナー像は溶融され固着される。そして記録媒体は、溶融トナー像を介して定着ベルトに密着した状態で剥離部まで搬送され、自身の剛性により、又は剥離部材によって定着ベルトから剥離される。定着ベルト表面が平滑なベルト式定着装置による定着を行うことによって、記録媒体上のトナー像は、定着ベルト表面形状にならって凝固するので記録媒体表面全体が平滑な面となり、光沢性に優れたカラー画像を得ることが可能となる。高光沢モードによる画像形成を行う場合、定着装置を２回通過させることで記録媒体にかかる熱エネルギーが光沢を付与するに十分なエネルギーを与えることができ高光沢の画像を得ることができるが、更なる高光沢をのぞむ場合に、ベルト式定着装置を用いることで更に高光沢な画像が得られる。

定着ベルトはベース層と表面層とから成る。また、ベース層と表面層の接着強度を上げるための接着層を設けてもよい。ベース層は、耐熱性および機械的強度が要求され、ニッケル、アルミニウム、ステンレス製の金属シートや、ＰＥＴ、ＰＢＴ、ポリエステル、ポリイミド、ポリイミドアミド等の樹脂ベルトを用いてもよい。これらベース層に対し、カーボンブラックや酸化チタンを添加、分散することによって体積抵抗率を制御しても良い。また厚みについては、機械的強度や熱膨張等を考慮に入れた厚みでなければならず、２０〜３００μｍの範囲が望ましい。また、表面層は、耐久性、耐熱性、トナーや記録媒体との剥離容易性が求められ、シリコンゴム、フッ素ゴム、フッ素系樹脂等が考えられる。表面層の厚みとしては、機械的強度、画質安定性、熱膨張の観点からある程度の厚みがあることが望ましく、１０〜３００μｍの範囲であることが望ましい。

本発明の画像形成装置において、前記第一の定着装置及び／又は前記第二の定着装置は高光沢モード用の定着装置であることが好ましく、片面印刷と両面印刷に適用可能な、高品位なカラー画像を出力する、普通紙光沢モードと高光沢モードとを備える画像形成装置とすることができる。普通紙光沢モードと高光沢モードを備える画像形成装置であっても、シーケンスやパラメータの追加、変更を最小限にでき開発コストの抑止が可能となる。

本発明の画像形成装置において、前記第一の定着装置及び／又は前記第二の定着装置は発泡性トナー定着用の定着装置とすることもできる。

本発明の画像形成装置は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の４色の色ごとに像担持体を備えるタンデム型画像形成装置、１つの像担持体で４回のカラートナー像の作像を行う４サイクル方式画像形成装置、中間転写方式の画像形成装置、中間転写体を使用せずに像担持体から直接トナー像を記録媒体に転写させる方式、搬送ベルト方式画像形成装置であっても良い。

本発明の画像形成装置は、フィニッシング機能を有する排出トレイを備えることもできる。

本発明の画像形成装置に使用されるカラートナーとしては、画質向上のために５〜７μｍ程度の平均粒径であることが望ましく、画像濃度を向上させるため、記録媒体上の単色最大トナー量が３〜６ｇ／ｍ²となるように現像条件、転写条件をコントロールさせることが好ましい。

本発明によれば、第一の定着装置及び第二の定着装置の複数の定着装置を備えていても、第一の定着装置の記録媒体搬送方向下流側に、記録媒体の下流側搬送経路と、特殊画像モードが選択された際に第一の定着装置を通過した記録媒体の搬送方向を逆転させてこの記録媒体を前記第二の定着装置に搬送する搬送方向転換手段とを備えていることにより、記録媒体は両定着装置に同時に狭持されることがなく、紙しわの発生を抑え、紙詰まりの発生を防止し、かつ、第一の定着装置と第二の定着装置との間隔を狭めることにより画像形成装置本体の占有面積を増やすことなくコンパクトな画像形成装置を提供することができる。また、本発明の画像形成装置では、第二の定着装置の定着速度を第一の定着装置の定着速度より遅くすることができ、記録媒体に十分な熱エネルギーを与えつつ、複数枚印刷する際の記録媒体と記録媒体とのインターイメージ距離を極力狭めて空回転時の放熱を抑えることができる。

以下に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。本発明は、この実施の形態に限られるものではない。

図１は本発明に係る画像形成装置の一例を示した概略図である。図１の画像形成装置は、記録媒体上に普通画像と特殊画像とを選択して形成することができる画像形成装置であって、記録媒体を狭持搬送しつつ電子写真法により形成されたトナー像を記録媒体上に定着する第一の定着装置１５と、この第一の定着装置１５の記録媒体搬送方向下流側に設けられ、排出トレイ１９に連通する記録媒体の下流側搬送経路２８と、特殊画像を形成するための特殊画像モードが選択された際に、該記録媒体を狭持搬送しつつ第一の定着装置１５によって記録媒体上に仮定着されたトナー画像を本定着する第二の定着装置３０と、前記下流側搬送経路２８に配設され、特殊画像モードが選択された際に第一の定着装置１５を通過した記録媒体の搬送方向を逆転させてこの記録媒体を前記第二の定着装置に搬送する搬送方向転換手段とを備える。ここで、この搬送方向転換手段は、特殊画像モードが選択された際に第一の定着装置１５を通過した記録媒体の搬送方向を逆転させる搬送方向転換ロール対２７と、この記録媒体を前記第二の定着装置に搬送するための、下流側搬送経路２８から分岐して第二の定着装置に至る分岐搬送経路１６とから構成されている。分岐搬送経路１６は下流側搬送経路に対して約６０°の角度で分岐している。更に、図１の画像形成装置には、印刷モードや記録媒体種類、動作状況に応じて少なくとも搬送反転ロール対２７の動作を制御する制御手段（図示せず）と、が設けられている。

ここで、第二の定着装置３０は高光沢モード用の定着装置となっており、普通紙光沢モードと、高光沢モードの印刷を選択でき、両モードの印刷画像が得られる構成となっている。高光沢画像を得る場合には、第一の定着装置１５によってトナー画像が仮定着された記録媒体は、排出トレイ１９に載せられた後、搬送反転ロール対２７により反転されて、第二の定着装置３０によって該トナー画像が本定着される。

第一の定着装置と第二の定着装置とは、前記第一の定着装置の記録媒体の出口側と前記第二の定着装置の記録媒体の入口側とを互いに近接させて配置されている。第一の定着装置１５の出口と第二の定着装置３０の入口との間隔（直線距離）は、第一の定着装置１５及び第二の定着装置３０を通過する最大の記録媒体の長さよりも狭く、コンパクトに設計されているが、一方で、記録媒体が前記両定着装置に同時に狭持されることがない構成となっている。第二の定着装置３０の入口付近における記録媒体の搬送方向は第一の定着装置１５の出口付近における記録媒体の搬送方向に対して概略垂直の向きにある。第二の定着装置３０での記録媒体の狭持搬送速度は、高光沢を付与するに足る十分な熱エネルギーを与えることができるよう、第一の定着装置１５での記録媒体の狭持搬送速度よりも遅い。

また、図１に記載の画像形成装置は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の４色の色ごとに像担持体を備えるタンデム型中間転写方式画像形成装置である。帯電装置（３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋ）によって均一帯電された像担持体（２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋ）上に露光装置（４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋ）によって静電潜像を記録し、トナー現像装置（５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ）によって顕像化したカラートナー像を形成する。

その後、カラートナー像は、像担持体（２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋ）と１次転写ロール（６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋ）によって狭持搬送される中間転写ベルト９上に、像担持体（２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋ）と中間転写ベルト９によって形成される第一次転写ニップにて必要な電界と圧力をかけた上で順次転写される。次に像担持体（２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋ）のクリーニング装置（７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ、７Ｋ）による残トナーのクリーニング工程、除電装置（８Ｙ、８Ｍ、８Ｃ、８Ｋ）による除電工程を経て、再び次の画像形成工程へと進む。

中間転写ベルト９に転写されたカラートナー像は、中間転写ベルト９が張架される中間転写ベルト張架ロール１０と中間転写ベルト９を介して対向位置にある二次転写ロール１２によって形成される第二次転写ニップにて必要な電界と圧力をかけた上で記録媒体上へ一括転写される。該記録媒体は、記録媒体トレイ１７から必要な大きさの記録媒体が選択され、用紙搬送経路１１を経て第二次転写ニップへ搬送し一括転写される。

ここで、記録媒体としては、印刷用コート紙、アート紙のような表面平滑性の高い紙、また写真で用いられる印画紙の如く、記録媒体表層に熱可塑性樹脂を設けた記録媒体を用いても構わない。第二次転写ニップを通過した記録媒体上には、カラートナー像が形成される。カラートナー像が形成された記録媒体は、第一の定着装置１５による定着工程が施される。

ユーザが普通紙光沢モードを選択し画像形成を行う場合、第一の定着装置１５による定着工程を終えた記録媒体は、搬送反転ロール対２７により順送りに狭持搬送され、記録媒体の終端部が搬送反転ロール対２７から離れるまで順送りに狭持搬送し排出トレイ１９に完全に排紙される（図１、図９(a)）。

また、高光沢モードを選択し画像形成を行う場合、第一の定着装置１５による定着工程（仮定着）を終えた記録媒体は、搬送反転ロール対２７により順送りに狭持搬送され一旦排出トレイ１９に排出され、該記録媒体の終端部が該搬送反転ロール対２７から離れる直前に後端部近傍で搬送反転ロール２７を反転させる。反転動作により再び装置内に搬入された記録媒体は、第二の定着装置３０の方向に狭持搬送され、第二の定着装置３０により再度定着動作（本定着）が施され、該記録媒体は排出トレイ３１に排出される（図１、図９(c)）。ここで、搬送反転ロール対２７及び排出トレイ１９は、高光沢モード印刷用反転装置として機能している。

次に、図１に記載の画像形成装置の第一の定着装置１５について説明する。

第一の定着装置１５は加熱ロール５０と加熱ロール５０に加圧してなる加圧ロール５２とからなるロール式定着装置である。

第一の定着装置１５における加熱ロール５０および加圧ロール５２は、円筒状の芯金５０ａの内部に加熱源ヒータ５１を備え、芯金５０ａの外周に、耐熱性の弾性層５０ｄ、並びに、耐熱性の保護層及びトナー離型層からなる表面層５０ｂを被覆してなり、芯金５０ａと耐熱性の弾性層５０ｄの間には接着層５０ｃを備える（図５）。

円筒状の芯金５０ａとしては、加熱ロール５０および加圧ロール５２の軸方向における温度分布幅が小さいことが望まれることから、熱伝導性のよいアルミニウム製芯金を用い、加熱源ヒータ５１からの熱吸収効率を上げるため、内部に黒色塗装を施している。外周の表面層５０ｂは、耐熱性に優れたシリコンゴム製である。

また、定着ニップを設計する上で加圧ロール５２については弾性層５０ｄのないロール構成とした（図６）。

弾性層５０ｄ及び表面層５０ｂは、シリコン樹脂、フッ素樹脂等の非粘着でかつ耐熱性をもつ樹脂をコートもしくは熱収縮性チューブ処理をして作製した。また、弾性層５０ｄ及び表面層５０ｂは、埃を付きにくくした絶縁設計を施している。

図１に図示する第二の定着装置は、ロール式定着装置を用いた定着装置であり、該第二の定着装置は前述した第一の定着装置に近い構成をしている。ただし、第一の定着装置が普通紙光沢モードおよび高光沢モードによる両記録媒体の定着動作を行うのに対して第二の定着装置は高光沢に定着することが主眼であるため、第二の定着装置の定着ニップ設計は、第一の定着装置の定着ニップ設計と異なる設計を採用している。

図２は、実施例１で説明した画像形成装置のうち、第二の定着装置をベルト式定着装置に換えた、本発明に係るタンデム型中間転写方式画像形成装置の概略図である。図１の像形成装置と同様の構成、動作を行うが、搬送方向転換手段として更に下流側搬送経路２８と分岐搬送経路１６との分岐点の近傍に記録媒体の搬送経路を切り替える搬送経路切替手段２２を備えている。更に、図２の画像形成装置には、第一の定着装置１５の搬送経路下流側に、印刷モードや記録媒体種類、動作状況に応じて記録媒体の搬送経路を切り替える搬送経路切替手段２１と、搬送経路切替手段２１を制御する制御手段（図示せず）と、両面印刷用搬送経路２６とが設けられている。搬送方向転換ロール対２７は、特殊画像モード印刷用及び両面印刷用に兼用されている。

搬送経路切替手段２２は、第一の定着装置１５により定着された記録媒体の搬送経路を決定するものであり、ユーザが指定した印刷モードや画像形成装置の動作の状況に応じて搬送路を決定するものである。特に高光沢モードが選択された場合、第一の定着装置１５を通過した記録媒体は、一旦排出トレイ１９に排出されたのち、搬送反転ロール対２７の反転動作により再び画像形成装置内の搬送経路１６に搬入され、次は第二の定着装置３０へと搬送される。この際、動作モードに応じて第一の定着装置１５へと向かう搬送経路に用紙が搬送されることなく確実に第二の定着装置３０へと搬送されるよう搬送経路を確実に形成することを主眼として、搬送経路切替手段２２のルーバーの向きにより搬送経路が決定される。ここで、搬送反転ロール対２７及び排出トレイ１９は、高光沢モード印刷用反転装置として機能している。

ユーザが普通紙光沢モードを選択し両面画像形成を行う場合、第一の定着装置１５による一方の面の定着工程を終えた記録媒体は、搬送反転ロール対２７により順送りに狭持搬送され一旦排出トレイ１９に排出され、記録媒体の終端部が搬送反転ロール対２７から離れる直前に後端部近傍で搬送反転ロール２７を反転させる。反転動作により再び装置内に搬入された記録媒体は、搬送経路Ｆを通って、再び、二次転写ロール１２、第一の定着装置１５に搬送される。第一の定着装置１５による他方の面の定着工程を終えた記録媒体は、搬送反転ロール対２７により順送りに狭持搬送され、記録媒体の終端部が搬送反転ロール対２７から離れるまで順送りに狭持搬送し、排出トレイ１９に完全に排紙される（図２、図９(b)）。ここで、搬送反転ロール対２７及び排出トレイ１９は、両面印刷用反転装置して機能している。

また、高光沢モードを選択し両面画像形成を行う場合、第一の定着装置１５による一方の面の定着工程（仮定着）を終えた記録媒体は、搬送反転ロール対２７により順送りに狭持搬送され一旦排出トレイ１９に排出され、記録媒体の終端部が搬送反転ロール対２７から離れる直前に後端部近傍で搬送反転ロール２７を反転させる。反転動作により再び装置内に搬入された記録媒体は、搬送経路Ｆを通って、再び、二次転写ロール１２、第一の定着装置１５に搬送される。第一の定着装置１５による他方の面の定着工程（仮定着）を終えた記録媒体は、搬送反転ロール対２７により順送りに狭持搬送され、第二の定着装置３０の方向に狭持搬送され、ベルト式定着装置である第二の定着装置３０により両方の面について定着動作（本定着）が施され、該記録媒体は排出トレイ３１に排出される（図２、図９(d)）。

図３は、本発明に係る画像形成装置であって、実施例１、２で説明した画像形成装置（図１、２）と同様、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の４色の色ごとに像担持体を備えるタンデム型中間転写方式画像形成装置を示した概略図である。

図３の画像形成装置は、第一の定着装置１５と、排出トレイ１９に連通する記録媒体の下流側搬送経路２８と、第二の定着装置３０と、搬送方向転換手段として、スイッチバックトレイ４０及び分岐搬送経路１６とを備える。分岐搬送経路１６は下流側搬送経路に対して約９０°の角度で分岐している。下流側搬送経路２８と分岐搬送経路１６との分岐点では、更に、下流側搬送経路２８からスイッチバックトレイ４０に至る第二の分岐経路が分岐している。スイッチバックトレイ４０は特殊画像モードが選択された際に第一の定着装置１５を通過した記録媒体の搬送方向を逆転させる搬送方向転換ロール対４０ａ、４０ｂ、４０ｃを有する。搬送方向転換手段として更に下流側搬送経路２８と分岐搬送経路１６との分岐点の近傍に、第一の定着装置１５を通過した記録媒体がスイッチバックトレイ４０に向かうことなくそのまま排出トレイ１９に向かうか、それともスイッチバックトレイ４０に向かうかを切り替える第一の搬送経路切替手段（２２ａ、２２ｂ）を備えている。また、図３の画像形成装置は、第二の分岐経路と両面印刷用再搬送経路との分岐点の近傍に、第一の定着装置１５を通過した後一旦スイッチバックトレイ４０に格納された記録媒体が両面印刷用再搬送経路２６に向かうことなく排出トレイ（１９、３１）に向かうか、それとも両面印刷用再搬送経路２６に向かうかを切り替える搬送経路切替手段２１を備える。そして、記録媒体が前記両定着装置に同時に狭持されることがないよう、第一の定着装置１５によってトナー画像が仮定着された記録媒体は、スイッチバックトレイ４０を経た後でなければ第二の定着装置３０に搬送されない構成となっている。

図３の画像形成装置において、カラートナー像が形成された記録媒体は、未定着のトナー像が形成された面と反対の面のみが接触される記録媒体搬送ベルト２０により第一の定着装置１５へと搬送される。

ユーザが普通紙光沢モードを選択して片面印刷の画像形成を行った場合、第一の定着装置１５による定着工程を終えた記録媒体は、第一の搬送経路切替手段（２２ａ、２２ｂ）によりスイッチバックトレイ４０に向かうことなくそのまま排出トレイ１９に排出される（図３、図１０(a)）。

次に、スイッチバックトレイ４０の構成について説明する。スイッチバックトレイ４０のそれぞれの搬送反転ロール対（４０ａ、４０ｂ、４０ｃ）は、順送りと逆送りができ、かつ、ラッチ、アンラッチが独立で制御可能である。

これらの搬送反転ロール対（４０ａ、４０ｂ、４０ｃ）は、その記録媒体のサイズに対応した搬送ロール対のみを動作させ、それ以外のサイズに対応した搬送ロール対はアンラッチさせた上でロールとロールの間に記録媒体が通過可能な間隔を設けておき、スイッチバックトレイ４０内にある記録媒体の搬送は、記録媒体サイズに応じた搬送ロール対のみで搬送制御を行う。

図３の画像形成装置において、スイッチバックトレイ４０内の搬送反転ロール対（４０ａ、４０ｂ、４０ｃ）はそれぞれの記録媒体サイズに対応する位置に設けられている。すなわち、高光沢モード時に利用可能な記録媒体のサイズの種類は３種類であり、それぞれの記録媒体の搬送方向の長さをｘ₁、ｘ₂、ｘ₃（ただし、ｘ₁＜ｘ₂＜ｘ₃）、これら搬送反転ロール対（４０ａ、４０ｂ、４０ｃ）と第二の定着装置３０との間の搬送経路長をそれぞれＬ₁、Ｌ₂、Ｌ₃（ただし、Ｌ₁＜Ｌ₂＜Ｌ₃）としたとき、搬送反転ロール対（４０ａ、４０ｂ、４０ｃ）は、
Ｌ₁＜ｘ₁
Ｌ₂＜ｘ₂
Ｌ₃＜ｘ₃
を満たす位置に設けられている。

最大記録媒体サイズで高光沢モードを選択し片面印刷の画像形成を行う場合、第一の定着装置１５による定着工程（仮定着）を終えた記録媒体は、搬送経路切替手段２２によりスイッチバックトレイ４０に搬送されるようルーバーを作動させ、該スイッチバックトレイ４０に搬送され、反転して第二の定着装置３０の方向に狭持搬送され、第二の定着装置３０により再度定着動作（本定着）が施される。第二の定着装置３０による本定着を終えた記録媒体は、排出トレイ搬送反転ロール対２５によって狭持搬送され、排出トレイ３１に排出される（図３、図１０(c)）。ここで、スイッチバックトレイ４０は、高光沢モード印刷用の反転装置として機能している。

連続的に画像形成する場合には、最大記録媒体サイズの第一枚目の記録媒体が該スイッチバックトレイ４０に搬送される際、該記録媒体は第一の定着装置１５の搬送力によりスイッチバックトレイ４０の最下段の搬送反転ロール対４０ｃまで到達される。搬送反転ロール対４０ｃのさらに上流側に位置する搬送反転ロール対４０ａ、４０ｂはアンラッチさせておき、最下段の搬送反転ロール対４０ｃに該記録媒体が到達した際、更に順送りに狭持搬送する。そして、該記録媒体が第一の定着装置１５から完全に離間し第一の定着装置１５による該記録媒体の搬送力が解除され該記録媒体の搬送力を伝えるロールがスイッチバックトレイ内の該最下段の搬送反転ロール対４０ｃのみとなる。さらに最大記録媒体サイズに対応する所定の位置まで該記録媒体の先端部が到達したら最下段の位置にある搬送反転ロール対４０ｃを反転動作させると同時に第一の搬送経路切替手段２２ａ、２２ｂを該記録媒体が第二の定着装置３０へ搬送されるようルーバーを切り替えて搬送経路を形成し、第一枚目の記録媒体は第二の定着装置３０の方向へ搬送される。

そして、第一枚目の記録媒体の搬送力が第二の定着装置３０のみになると、第二枚目の記録媒体が同様の動作によってスイッチバックトレイ４０に格納され、スイッチバックトレイ４０の最下段にある搬送反転ロール対４０ｃにより順送りに搬送されると同時に、第一枚目の記録媒体は第二の定着装置３０により定着が行われ、排出トレイ３１に排出される。この動作が必要枚数分繰り返されることにより、高速に、連続して高光沢画像を得ることが可能となる。

また、記録媒体が最大サイズ以外の場合でも同様の動作を行うことで連続して高光沢画像を得ること可能である。

なお、スイッチバックトレイ４０は、高光沢モードによる画像形成時に用いると共に、両面印刷を行うための記録媒体の反転用としても用いられる。

この画像形成装置に使用される第一の定着装置１５及び第二の定着装置３０は、図１に記載の定着装置と同様の構成をしている。

また、図４は、実施例３で説明した画像形成装置のうち、第二の定着装置３０をベルト式定着装置に換えた、本発明に係るタンデム型中間転写方式画像形成装置の概略図である。図４の画像形成装置は図３の画像形成装置と同様の動作を行うが、図４には、両面印刷を行う際の用紙搬送経路の一例を示す。

図４の画像形成装置により両面印刷の画像形成を行う場合、記録媒体の第一面にカラートナー像を形成した後、第一の定着装置によって定着を行い、スイッチバックトレイ４０によって該記録媒体の反転動作を行わせ、かつ、両面印刷用再搬送経路２６に該記録媒体が搬送されるよう第二の搬送経路切替手段２１は開き角を変える。該記録媒体の第二面にカラートナー像を形成し、第一の定着装置によって定着された記録媒体は、その後、実施例３で説明したと同様の手順により定着され、排出トレイ１９、３１に排出される（図４、図１０(b)、(d)）。ここで、スイッチバックトレイ４０は、両面印刷用反転装置を兼ねている。

図１は本発明に係る画像形成装置の一例を示す概略図である。図２は本発明に係る画像形成装置の一例を示す概略図である。図３は本発明に係る画像形成装置の一例を示す概略図である。図４は本発明に係る画像形成装置の一例を示す概略図である。図５は定着ロール（加熱ロール）の一例を示す概略図である。図６は定着ロール（加圧ロール）の一例を示す概略図である。図７はロール式定着装置による定着工程の一例を示す概略図である。図８はベルト式定着装置による定着工程の一例を示す概略図である。図９は本発明に係る画像形成装置の動作フローチャートである。図１０は本発明に係る画像形成装置の動作フローチャートである。

符号の説明

１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ：画像形成ユニット、２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋ：像担持体、３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋ：帯電装置、４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋ：露光装置、５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ：トナー現像装置、６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋ：１次転写ロール、７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ、７Ｋ：クリーニング装置、８Ｙ、８Ｍ、８Ｃ、８Ｋ：除電装置、９：中間転写ベルト、１０：中間転写ベルト張架ロール、１１：トレイ用紙搬送経路、１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋ：トナー貯蔵装置、１２：二次転写ロール、１４：クリーニング装置、１５：第一の定着装置、１６：分岐搬送経路、１７：記録媒体トレイ、１８ａ、１８ｂ、１８ｃ：記録媒体、１９：排出トレイ（第一の排出トレイ）、２０：記録媒体搬送ベルト、２１：第二の搬送経路切替手段、２２、２２ａ、２２ｂ：（第一の）搬送経路切替手段、２３、２４、２５：搬送ロール対、２６：両面印刷用再搬送経路、２７：搬送反転ロール対、２８：下流側搬送経路、３０：第二の定着装置、３１：第二の排出トレイ、３２：記録媒体搬送経路、４０：スイッチバックトレイ、４０ａ、４０ｂ、４０ｃ：搬送反転ロール対、５０：加熱ロール、５０ａ：芯金、５０ｂ：表面層、５０ｃ：接着層、５０ｄ：弾性層、５１：加熱源ヒータ、５２：加圧ロール、５４：定着ベルト、５５：張架ロール、５６：対向ロール、１００：画像形成装置本体、１０１：画像入力装置、１０２：画像制御ＰＣ、１０３：モニタ、２００：記録媒体、２００ａ：記録媒体基材層、２００ｂ：記録媒体樹脂層、２０１：トナー像、Ａ〜Ｎ：記録媒体搬送経路

Claims

トナー像が転写された記録媒体を仮定着する第一の定着装置と、この第一の定着装置の記録媒体搬送方向下流側に設けられた記録媒体の下流側搬送経路と、前記第一の定着装置により仮定着されたトナー画像を本定着する第二の定着装置と、特殊画像モードが選択された際に第一の定着装置を通過した記録媒体の搬送方向を逆転させてこの記録媒体を前記第二の定着装置に搬送する搬送方向転換手段とを備えていることを特徴とする電子写真方式の画像形成装置。
記録媒体上に普通画像と特殊画像とを選択して形成することができる電子写真方式の画像形成装置において、トナー像が転写された記録媒体を定着する第一の定着装置と、この第一の定着装置の記録媒体搬送方向下流側に設けられ、排出トレイに連通する記録媒体の下流側搬送経路と、特殊画像を形成するための特殊画像モードが選択された際に前記第一の定着装置により仮定着されたトナー画像を本定着する第二の定着装置と、特殊画像モードが選択された際に第一の定着装置を通過した記録媒体の搬送方向を逆転させてこの記録媒体を前記第二の定着装置に搬送する搬送方向転換手段とを備えていることを特徴とする電子写真方式の画像形成装置。
第一の定着装置と第二の定着装置とは、前記第一の定着装置の記録媒体の出口側と前記第二の定着装置の記録媒体の入口側とを互いに近接させて配置されている請求項１又は２に記載の画像形成装置。
搬送方向転換手段は、特殊画像モードが選択された際に第一の定着装置を通過した記録媒体の搬送方向を逆転させる搬送方向転換ロール対と、下流側搬送経路から分岐して第二の定着装置に至る分岐搬送経路とを有する請求項１〜３のいずれかに記載の画像形成装置。
分岐搬送経路は、下流側搬送経路に対して６０〜１２０°の角度で分岐している請求項４に記載の画像形成装置。
搬送方向転換手段は、下流側搬送経路と分岐搬送経路との分岐点の近傍に、記録媒体の搬送経路を切り替える搬送経路切替手段を備えている請求項４又は５に記載の画像形成装置。
第二の定着装置での記録媒体の搬送速度は、第一の定着装置での記録媒体の搬送速度よりも遅い速度に制御されている請求項１〜６のいずれかに記載の画像形成装置。
両面印刷用の搬送方向転換ロール対が、特殊画像モードが選択された際に第一の定着装置を通過した記録媒体の搬送方向を逆転させる搬送方向転換ロール対として兼用されている請求項１〜７に記載の画像形成装置。
記録媒体の表面に形成されたトナー画像を第一の定着装置で仮定着し、このトナー画像が仮定着された記録媒体を搬送方向転換ロール対で反転させ、次いで、反転された記録媒体の裏面に形成されたトナー画像を前記第一の定着装置で仮定着し、記録媒体の表裏両面に仮定着されたトナー画像を第二の定着装置で本定着する請求項８に記載の画像形成装置。
特殊画像モードが選択された際に第一の定着装置を通過した記録媒体の搬送方向を逆転させる搬送方向転換ロール対が、両面印刷用スイッチングバックトレイに設けられている請求項８又は９に記載の画像形成装置。
第一の定着装置及び／又は第二の定着装置がベルト式定着装置である請求項１〜１０のいずれかに記載の画像形成装置。
特殊画像が高光沢画像であって特殊画像モードが高光沢モードである請求項１〜１１のいずれかに記載の画像形成装置。