JP2021063876A - 光沢付与装置を用いたトナー像の定着 - Google Patents

光沢付与装置を用いたトナー像の定着 Download PDF

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Abstract

【課題】透明トナーを含むトナー像を定着する場合の定着装置におけるジャムの回避。【解決手段】本開示は、一態様において、光沢付与装置を用いてトナー像を定着する画像形成装置を提供する。画像形成装置は、光沢画像を形成する場合、透明トナーを含むトナー像を印刷媒体に転写する転写装置と、非光沢画像を形成する場合に使用される定着装置と、光沢画像を形成する場合、定着装置を経由せずに、若しくは非作動状態にある定着装置を通過して転写装置から印刷媒体を受け取り、トナー像を熱と圧力を加えることによって印刷媒体に定着し、冷却する光沢付与装置とを含む。【選択図】図2

Description

画像形成装置は、光沢画像を形成するために、定着装置の他に、光沢付与装置を備えている場合がある。
本開示の一例による、画像形成装置を示す図である。 本開示の一例による、定着ローラと加圧ローラとの間の離接機構を示す図である。 本開示の一例による、光沢付与装置を示す図である。 本開示の一例による、光沢付与装置を示す図である。 本開示の一例による、画像形成装置を示す図である。 本開示の一例による、画像形成装置を示す図である。 本開示の他の例による、画像形成装置を示す図である。 本開示の他の例による、画像形成装置を示す図である。 本開示の他の例による、画像形成装置を示す図である。 本開示の一例による、画像形成装置の製造方法を示すフロー図である。
画像形成装置では、光沢画像を形成するために、透明トナーを使用してトナー像を形成することがある。しかしながら、透明トナーを含むトナー像を一般的な定着装置で定着すると、定着装置で用紙のジャムが発生することがある。透明トナーは、熱により溶融されたときにカラートナーに比べて高い粘着性を有することがあり、その結果、用紙が定着ローラに巻き付き、用紙を定着ローラからうまく剥離できないことがあるからである。また、透明トナーの粘着性が他のトナーの粘着性と同等である場合や、透明トナーを使用しない(カラートナーのみを使用する)場合であっても、トナー付着量や周囲温度等の条件によっては、定着装置で用紙のジャムやカールが発生することがある。用紙のジャムを生じることなく画像を形成することができれば、有益であろうと考えられる。
本開示は、一態様として、光沢付与装置を用いてトナー像を定着する画像形成装置を提供する。この画像形成装置は、光沢画像を形成する場合、透明トナーを含むトナー像を印刷媒体に転写する転写装置と、非光沢画像を形成する場合に使用される定着装置と、前記光沢画像を形成する場合、非作動状態にある前記定着装置を通過して前記転写装置から前記印刷媒体を受け取り、前記トナー像を熱と圧力を加えることによって前記印刷媒体に定着し、冷却する光沢付与装置とを含む。前記定着装置は、互いに離接可能な、定着ローラ若しくは定着ベルトと、加圧ローラ若しくは加圧ベルトとを含む場合がある。前記光沢画像を形成する場合、前記定着ローラ若しくは前記定着ベルトと、前記加圧ローラ若しくは前記加圧ベルトとが互いに離間され、その間に、前記転写装置から前記光沢付与装置へ前記印刷媒体を搬送するための第1の搬送経路が形成される場合がある。前記第1の搬送経路は、前記印刷媒体が前記転写装置から前記光沢付与装置へ搬送されときに、前記トナー像を有する前記印刷媒体の面を、前記画像形成装置の如何なる構成要素とも接触させない場合がある。前記転写装置から前記光沢付与装置までの前記第1の搬送経路の長さは、前記印刷媒体の搬送方向における長さよりも短い場合がある。
本開示は、他の態様として、光沢付与装置を用いてトナー像を定着する画像形成装置を提供する。この画像形成装置は、光沢画像を形成する場合、透明トナーを含むトナー像を印刷媒体に転写する転写装置と、非光沢画像を形成する場合に使用される定着装置と、前記光沢画像を形成する場合、前記定着装置を経由せずに前記転写装置から前記印刷媒体を受け取り、前記トナー像を熱と圧力を加えることによって前記印刷媒体に定着し、冷却する光沢付与装置とを含む。この画像形成装置は、前記定着装置を経由せずに前記転写装置から前記光沢付与装置へ前記印刷媒体を搬送するための第2の搬送経路と、前記光沢画像を形成する場合、前記トナー像を有する前記印刷媒体を前記転写装置から前記第2の搬送経路へと導く搬送経路切替装置とを含む場合がある。前記第2の搬送経路は、前記印刷媒体が前記転写装置から前記光沢付与装置へ搬送されるときに、前記トナー像を有する前記印刷媒体の面を、前記画像形成装置の如何なる構成要素とも接触させないように構成されている場合がある。前記転写装置から前記光沢付与装置までの前記第2の搬送経路の長さは、前記印刷媒体の搬送方向における長さよりも短い場合がある。
上記何れかの態様の画像形成装置において、前記非光沢画像を形成する場合、前記転写装置は、透明トナーを含まないトナー像を前記印刷媒体に転写する場合があり、前記定着装置は、前記転写装置から前記印刷媒体を受け取り、前記トナー像を熱と圧力を加えることによって前記印刷媒体に定着する場合がある。前記定着装置により前記透明トナーを含まない前記トナー像が定着された前記印刷媒体は、前記光沢付与装置を経由せずに前記画像形成装置から排出される場合がある。前記定着装置により前記透明トナーを含まない前記トナー像が定着された前記印刷媒体は、所定の条件下で、前記光沢付与装置を経由して前記画像形成装置から排出される場合があり、前記光沢付与装置は、前記印刷媒体に形成されたカールを、前記トナー像を再溶融及び冷却することによって矯正する場合がある。前記所定の条件は、前記印刷媒体上の単位面積当たりのトナー付着量、前記印刷媒体の厚み、前記画像形成装置の周囲温度、前記画像形成装置の周囲湿度、及び前記印刷媒体の先端余白の幅のうちの少なくとも1つに関する条件を含む場合がある。前記光沢付与装置は、ヒーターを含む加熱ローラと、張架ローラと、前記加熱ローラと前記張架ローラとの間に張架され、循環移動する無端ベルトと、前記印刷媒体を前記無端ベルトを介して前記加熱ローラに向かって押圧し、前記トナー像を熱と圧力によって定着する加圧ローラとを含む場合がある。前記光沢付与装置は、前記トナー像を、前記加熱ローラから前記張架ローラへ移動する前記無端ベルトの外周面に密着した状態で冷却する場合がある。前記光沢付与装置は、前記無端ベルトの内側に配置された冷却装置を含む場合がある。
本開示は、さらに他の態様として、光沢付与装置を用いてトナー像を定着する画像形成装置を提供する。この画像形成装置は、トナー像を印刷媒体に転写する転写装置と、未定着のトナー像を熱と圧力を加えることによって溶融定着する定着装置と、前記未定着のトナー像または定着されたトナー像を、熱と圧力を加えることによって溶融定着し、ベルトに密着した状態で冷却し、前記ベルトから剥離する光沢付与装置と、前記未定着のトナー像を前記定着装置で定着するか否かを切り替える第1の切替装置と、前記未定着のトナー像または前記定着されたトナー像を前記光沢付与装置で定着するか否かを切り替える第2の切替装置とを含む。前記第1の切替装置は、前記定着装置において定着ローラ若しくは定着ベルトと加圧ローラ若しくは加圧ベルトとを互いに離間または当接する離接機構、又は、前記定着装置の上流側に設けられ、前記印刷媒体の進行方向を前記定着装置と迂回経路との間で切り替えるための可動ガイドを含む場合がある。前記第2の切替装置は、前記光沢付与装置において加熱ローラと加圧ローラとを互いに離間または当接する離接機構、又は、前記光沢付与装置の上流側に設けられ、前記印刷媒体の進行方向を前記光沢付与装置と迂回経路との間で切り替えるための可動ガイドを含む場合がある。
本開示は、さらに他の態様として、光沢付与装置を用いてトナー像を定着する画像形成装置を製造する方法を提供する。この製造方法は、光沢画像を形成する場合に透明トナーを含むトナー像を印刷媒体に転写する、転写装置を設けること、非光沢画像を形成する場合に使用される定着装置を設けること、及び、前記光沢画像を形成する場合に、前記定着装置を経由せずに、若しくは非作動状態にある前記定着装置を通過して前記印刷媒体を受け取り、前記トナー像を熱と圧力を加えることによって前記印刷媒体に定着し、冷却する、光沢付与装置を設けることを含む。
以下、図面を参照して、本開示の種々の例について詳しく説明する。
図1は、本開示の一例による画像形成装置100を示している。画像形成装置100は、4色(イエロー、マゼンタ、シアン、及びブラック)のトナー及び透明トナーの各々について、現像装置110、感光体ドラム120、帯電ローラ121、及びクリーニングユニット122を含む。各現像装置110は、その内部に対応する色のトナーを格納している。画像形成装置100は、露光ユニット130と、転写装置140と、定着装置150と、光沢付与装置160と、印刷媒体搬送ユニット170と、搬送経路切替装置180と、排出装置190とを含む。搬送経路切替装置180は、回転軸を中心として旋回可能なガイドプレートを含み、ガイドプレートは、例えばソレノイドのような駆動装置(図示せず)によって旋回させることができる。転写装置140は、中間転写ベルト141と、中間転写ベルト141を循環移動可能に懸架する懸架ローラ142、143、144と、5つの感光体ドラム120にそれぞれ対応する5つの一次転写ローラ145と、印刷媒体搬送ユニット170から供給された印刷媒体Pを中間転写ベルト141に対して押圧しながら中間転写ベルト141の動きに従動して回転する二次転写ローラ146とを含む。懸架ローラ143は、中間転写ベルト141を矢印で示した方向に循環移動させる駆動ローラとして構成されている。排出装置190は、一対の排出ローラ192、194を含む。
定着装置150は、互いに離接可能な、定着ローラ152と、加圧ローラ154とを含む。定着ローラ152は、その内部に、ハロゲンランプのようなヒーター(図示せず)を含む。代替として、定着ローラ152は、定着ベルト152であってもよい。加圧ローラ154は、図示しない駆動装置により回転させることができる。代替として、加圧ローラ154は、加圧ベルト154であってもよい。定着ローラ152と加圧ローラ154との間の離接機構(可動機構)は、画像形成装置の不使用時に定着ローラ152と加圧ローラ154との間の癒着を防止するために一般的に使用されている離接機構と同様であってよいし、他の機構であってもよい。
図2は、一例による、定着ローラ152と加圧ローラ154との間の離接機構の例として、カム・フォロワ機構に基づく離接機構Aを示している。離接機構Aは、定着ローラ152の回転軸153の両端部を支持する細長い可動支持部材155と、偏心軸158を有するカム157と、スプリング159とを含む。印刷媒体Pを加圧せずに定着装置150を通過させたい場合、カム157は、図2(b)に示される位置まで回転される。その結果、可動支持部材155は、回転軸156を中心にしてスプリング159を圧縮しながら図2(b)に示される位置まで回転され、定着ローラ152は、加圧ローラ154から離間される。一方、印刷媒体Pを加圧する場合、カム157は、図2(a)に示される位置まで回転される。その結果、可動支持部材155は、スプリング159によって回転軸156を中心にして図2(a)に示される位置まで戻され、定着ローラ152は、加圧ローラ154と当接される。なお、図2では、定着ローラ152を動かすことにより、定着ローラ152と加圧ローラ154とを互いに離間または当接させているが、他の例では、加圧ローラ154を動かすことにより、定着ローラ152と加圧ローラ154とを互いに離間または当接させてもよい。また、定着ローラ152と加圧ローラ154との間の離接機構は、定着ローラ152と加圧ローラ154とを互いに離間または当接できるものであれば、如何なる機構であってもよく、図2に示したようなカム・フォロワ機構に限られない。
図1は、非光沢画像(いわゆる「通常画像」または「標準画像」)を形成する場合の画像形成装置100の動作を示している。非光沢画像を形成する場合、画像形成装置100は、まず、4色(YMCK)のトナーに対応する現像装置110を使用して、透明トナーを含まないトナー像を中間転写ベルト141上に形成する。具体的には、画像形成装置100は、4色のトナーに対応する感光体ドラム120の各々を、対応する帯電ローラ121によって帯電させ、その上に、対応する画像データに従って露光ユニット130により静電潜像を形成する。次に、画像形成装置100は、4つの感光体ドラム120上の静電潜像の各々を対応する現像装置110によって現像し、トナー像を形成する。次に、画像形成装置100は、それら4つの感光体ドラム120上に形成されたトナー像を、一次転写ローラ145によって中間転写ベルト141上に順番に積層し、それらを中間転写ベルト141上で一つのトナー像に合成する。さらに、画像形成装置100は、印刷媒体搬送ユニット170から印刷媒体Pを転写装置140に供給し、転写装置140は、二次転写ローラ146により、その透明トナーを含まないトナー像を中間転写ベルト141から印刷媒体Pに転写する。
非光沢画像を形成する場合、画像形成装置100は、定着装置150を使用するために、図1に示されるように定着ローラ152と加圧ローラ154とを互いに当接させ、定着装置150を作動状態に切り替える(例えば、ヒーター及び加圧ローラ154の駆動装置を作動させることにより)。また、画像形成装置100は、光沢付与装置160を迂回するために、搬送経路切替装置180を図1に示されるような回転位置(「迂回位置」)に移動させる。その結果、定着装置150は、転写装置140から、透明トナーを含まないトナー像を有する印刷媒体Pを受け取り、定着ローラ152と加圧ローラ154とを使用して、そのトナー像を熱と圧力を加えることによって印刷媒体Pに定着(溶融定着)することができる。定着装置150において透明トナーを含まないトナー像が定着された印刷媒体Pは、その後、搬送ローラ173、174、175、176により、ガイドプレート177、178、179に沿って排出装置190へと搬送される。すなわち、印刷媒体Pは、光沢付与装置160を経由せずに(すなわち、迂回して)排出装置190に搬送され、最終的に、排出ローラ192、194によって画像形成装置100から排出される。したがって、光沢付与装置160のベルト摩耗を防止することができる。あるいは、他の例として、光沢付与装置160は、加熱ローラ161と加圧ローラ162との間の離接機構として、図2に示した離接機構Aと同様の離接機構(図示せず)を備えていてもよく、この場合、画像形成装置100は、光沢付与装置160を非作動状態にし、図4に示されるように加熱ローラ161と加圧ローラ162とを互いに離間させ、搬送経路切替装置180を後述する図5に示されるような回転位置に移動させることにより、印刷媒体Pを、非作動状態にある光沢付与装置160(図5では作動状態にあるが、この場合は非作動状態にする)を通過して搬送装置190へと搬送することができる(光沢付与装置160については、図3を参照して後述する)。
図5は、光沢画像(いわゆる「高光沢画像」)を形成する場合の画像形成装置100の動作を示している。光沢画像を形成する場合、画像形成装置100は、まず、透明トナーに対応する現像装置110を含む5つの現像装置110を使用して、透明トナーを含むトナー像を中間転写ベルト141上に形成する。具体的には、画像形成装置100は、5つの感光体ドラム120の各々を、対応する帯電ローラ121によって帯電させ、その上に、対応する画像データに従って露光ユニット130により静電潜像を形成する。次に、画像形成装置100は、5つの感光体ドラム120上の静電潜像の各々を対応する現像装置110によって現像し、トナー像を形成する。次に、画像形成装置100は、それら5つの感光体ドラム120上に形成されたトナー像を、一次転写ローラ145によって中間転写ベルト141上に順番に積層し、それらを中間転写ベルト141上で一つのトナー像に合成する。さらに、画像形成装置100は、印刷媒体搬送ユニット170から印刷媒体Pを転写装置140に供給し、転写装置140は、二次転写ローラ146により、その透明トナーを含むトナー像を中間転写ベルト141から印刷媒体Pに転写する。
光沢画像を形成する場合、画像形成装置100は、定着装置150を使用しないため、定着装置150を非作動状態に切り替え(例えば、ヒーター、及び加圧ローラ154の駆動装置を停止することにより)、図5に示されるように定着ローラ152と加圧ローラ154とを互いに離間する。また、画像形成装置100は、光沢付与装置160を使用するために、搬送経路切替装置180を図5に示されるような回転位置に移動させる。その結果、光沢付与装置160は、非作動状態にある定着装置150を通過して転写装置140から搬送された透明トナーを含むトナー像を有する印刷媒体Pを受け取ることができる。光沢付与装置160は、受け取った印刷媒体P上のトナー像を、熱と圧力を加えることによって印刷媒体Pに定着(溶融定着)し、冷却することができる。冷却された印刷媒体Pは、排出装置190に向かって送出され、最終的に、排出ローラ192、194によって画像形成装置100から排出される。
上記のように定着ローラ152と加圧ローラ154とを互いに離間することによって、非作動状態にある定着装置150を通過して転写装置140から光沢付与装置60へ印刷媒体Pを搬送することができ、したがって、定着装置150における印刷媒体Pのジャムの発生を回避することができる。また、図3を参照して後述するように、光沢付与装置160は、定着装置150に比べて高い剥離能力を有している。そのため、画像形成装置100は、透明トナーを含むトナー像を光沢付与装置160で定着することで、印刷媒体Pのジャムの発生を防止することができる。
また、上記のように定着ローラ152と加圧ローラ154とを互いに離間することによって、その間に、転写装置140から光沢付与装置160へ印刷媒体Pを搬送するための搬送経路P1が形成される。搬送経路P1は、印刷媒体Pが転写装置140から光沢付与装置160へ搬送されるときに、トナー像を有する印刷媒体Pの面(以下、「画像面」とも呼ばれる)を、画像形成装置100の如何なる構成要素とも接触させないように構成される場合がある。これは例えば、転写装置140から光沢付与装置160へ搬送される印刷媒体Pを、その搬送中に、画像形成装置100の種々の構成要素を使用して、印刷媒体Pのトナー像を有しない面の側から、搬送経路P1に沿って支持することによって達成することができる。この目的のために、使用される構成要素の位置や角度は、転写装置140からの印刷媒体Pの排出角度に応じて適宜設定される場合がある。搬送中の印刷媒体Pの画像面を非接触に維持することにより、良好な品質の画像を形成することができる。
例えば、図5の例では、画像形成装置100は、転写装置140と定着装置150との間に配置されたガイドプレート172を含み、転写装置140から光沢付与装置160へ搬送される印刷媒体Pは、その搬送中に、ガイドプレート172、加圧ローラ154、及び搬送経路切替装置180によって、印刷媒体Pのトナー像を有しない面から、搬送経路P1に沿って支持される。この目的のために、ガイドプレート172、加圧ローラ154、及び搬送経路切替装置180の位置や角度は、転写装置140からの印刷媒体Pの排出角度に応じて適宜設定されている。なお、図5の例では、印刷媒体Pは、印刷媒体Pの一方の側(画像面の側)に向かって湾曲されながら、転写装置140から光沢付与装置160へと搬送される。
搬送経路P1に沿った印刷媒体Pの搬送を助けるために、画像形成装置100は、スターホイール(図示せず)を含む場合がある。スターホイールは、スターの先端でのみ印刷媒体Pと接触し、限りなく非接触に近い状態で印刷媒体Pを支持することができる。すなわち、スターホイールは、印刷媒体Pの画像面の側に配置された場合でも、画像品質に実質的影響を及ぼすことなく、搬送中の印刷媒体Pを支持することができる。また、画像形成装置100は、エアー吸引装置(図示せず)を含む場合がある。エアー吸引装置は、印刷媒体Pのトナー像を有しない面の側に配置され、印刷媒体Pを吸い寄せることにより、搬送中の印刷媒体Pを非接触でガイドプレート172のようなガイド部材に引き寄せて、印刷媒体Pの動きを安定させることができる。なお、図2の例では、定着ローラ152と加圧ローラ154とを互いに離間するために、定着ローラ152のみを動かしているが、代替として、加圧ローラ154のみを動かしてもよいし、定着ローラ152と加圧ローラ154との両方を動かしてもよい。
転写装置140から光沢付与装置160までの搬送経路P1の長さL1は、印刷媒体Pの搬送方向における長さよりも短い場合がある。長さL1をこのような長さにすることで、定着ローラ152と加圧ローラ154(駆動ローラ)とが離間された状態にある場合でも、転写装置140から光沢付与装置160へ印刷媒体Pを搬送することが可能となる。
図3は、本開示の一例による、光沢付与装置160を示している。光沢付与装置160は、加熱ローラ161と、加圧ローラ162と、張架ローラ163と、無端ベルト164とを含む。加熱ローラ161は、その内部にハロゲンランプのようなヒーター165を含み、図示しない駆動装置により矢印の方向に回転される。張架ローラ163は、加熱ローラ161から一定の距離に配置されている。無端ベルト164は、加熱ローラ161と張架ローラ163との間に張架され、加熱ローラ161の回転に従動して循環移動する。加圧ローラ162は、印刷媒体Pの画像面が加熱ローラ161の側となるような向きで印刷媒体Pを無端ベルト164を介して加熱ローラ161に向かって押圧しながら、加熱ローラ161の回転に従動して回転する。印刷媒体P上のトナー像は、加熱ローラ161と加圧ローラ162との間のニップ領域において熱と圧力を加えることによって定着(溶融定着又は再溶融定着)される。その後、印刷媒体Pは、無端ベルト164によって加熱ローラ161から張架ローラ163へ向かって搬送され、搬送中に、印刷媒体P上のトナー像は、無端ベルト164の外周面と密着した状態で冷却され、固化される。
張架ローラ163を越えると、印刷媒体Pは、それ自体の曲げ剛性と、張架ローラ163の曲率とによって無端ベルト164から剥離され、搬送ローラ167、168、169を介して排出装置190に向かって送出される。定着装置150の場合とは異なり、光沢付与装置160では、トナー像が冷却され、固化された後に印刷媒体Pが無端ベルト164から剥離されるため、印刷媒体Pが無端ベルト164に巻き付くことがなく、印刷媒体Pのジャムが発生しない。言い換えれば、光沢付与装置160は、冷却機能を持たない定着装置150に比べて高い剥離能力を有している。また、光沢付与装置160は、図4の例に関して後述するように、カールが形成された印刷媒体P(例えば、定着装置150により)を受け取った場合、印刷媒体P上のトナー像を再溶融及び冷却することによって印刷媒体Pのカールを矯正する機能も備えている。
トナー像に光沢を付与するために、無端ベルト164の外周面は、例えばフッ素樹脂のような離型性の高い材料から形成され、鏡面に加工される場合がある。したがって、光沢付与装置160の光沢付与機能を長期間にわたって維持するためには、無端ベルト164の摩耗を防止し、無端ベルト164の表面性を出来る限り維持することが重要である。この目的のために、画像形成装置100は、図1に関して上述したように、定着装置150において非光沢画像が定着された印刷媒体Pを、光沢付与装置160を迂回して排出する場合がある。
冷却効率を高めるために、光沢付与装置160は、無端ベルト164の内側に配置された冷却ダクトのような冷却装置166を含む場合がある。ただし、冷却装置166は、代替として、ヒートシンクや冷却ファンであってもよく、冷却装置166が無くても十分な冷却が得られる場合は、省略されてもよい。他の例では、光沢付与装置160は、カール矯正能力を高めるために、搬送ローラ167、168、169は、カール矯正装置として構成されてもよい。3つのローラを含むカール矯正装置の一例は、特開2016−110138に記載されている。
図6は、所定の条件下で非光沢画像を形成する場合の画像形成装置100の動作を示している。画像形成装置100は、非光沢画像を形成する場合でも、所定の条件下では、図1の例とは異なり、光沢付与装置160を使用するために、搬送経路切替装置180を図6に示されるような回転位置に移動させる場合がある。これによって、画像形成装置100は、定着装置150によって透明トナーを含まないトナー像が定着された印刷媒体Pをさらに、光沢付与装置160を経由して排出することができる。高温多湿環境のような所定の条件(悪条件)下では、トナー像が透明トナーを含まない場合であっても、定着装置150において、印刷媒体Pを定着ローラ152からうまく剥離できない場合があり、ジャムの発生に至らないまでも、印刷媒体Pにカールが形成されることがある。光沢付与装置160は、定着装置150により印刷媒体Pに形成されたそのようなカールを、トナー像を再溶融及び冷却することによって矯正することができる。
上記所定の条件に関し、画像形成装置100は、例えば、(1)印刷媒体P上の単位面積当たりのトナー付着量(「TMA」(toner mass per area)とも呼ばれる)が一定量以上(例えば、0.7g/cm以上)であること、(2)印刷媒体Pの厚みが一定厚以下(例えば、60μm以下)であること、(3)画像形成装置100の周囲温度が一定温度以上であること(例えば、30℃以上)、(4)画像形成装置100の周囲湿度が一定湿度以上(例えば、85%以上)であること、及び(5)印刷媒体Pの先端余白の幅が一定長以下(例えば、3mm以下)であることのうちの少なくとも1つの条件が満たされる場合に、搬送経路切替装置180を図6に示されるような回転位置に移動させる場合がある。トナー付着量は、印刷する画像データから計算によって求めてもよいし、定着前の印刷媒体Pから光学センサー等によって検知してもよい。印刷媒体Pの先端余白の幅は、印刷する画像データから計算によって求めてもよいし、定着前の印刷媒体Pから光学センサー等によって検知してもよい。画像形成装置100は、温度や湿度を検知するためのセンサー、及び印刷媒体P上のトナー付着量や印刷媒体Pの先端余白の幅を検知するためのセンサーを含む場合がある。その他の点については、図1に示した例と同様なので、説明を省略する。
図1、図5及び図6に関して上で説明した例において、画像形成装置100は、未定着のトナー像を定着装置150で定着するか否かを切り替える第1の切替装置として、定着装置150において定着ローラ若しくは定着ベルト152と加圧ローラ若しくは加圧ベルト154とを互いに離間または当接する離接機構Aを含む場合がある。また、画像形成装置100は、未定着のトナー像または定着装置150で定着されたトナー像を光沢付与装置160で定着するか否かを切り替える第2の切替装置として、搬送経路切替装置180、または、光沢付与装置160内において加熱ローラ161と加圧ローラ162とを互いに離間または当接する、図2に示した離接機構Aと同様の離接機構(図示せず)を含む場合がある。搬送経路切替装置180は、光沢付与装置160の上流側に設けられ、印刷媒体Pの進行方向を光沢付与装置160と迂回経路(ガイドプレート177、178、179に沿って形成される)との間で切り替えるための可動ガイドプレートのような可動ガイドを含む場合がある。
上述の例では、透明トナーが、熱により溶融されたときに他のトナーよりも高い粘着力を有することを前提として、画像形成装置100は、透明トナーを含むトナー像については、図5に示されるように光沢付与装置160のみを使用して定着し、カラートナーのみを含むトナー像(すなわち、透明トナーを含まないトナー像)については、上記所定の条件を満たす場合に限り、図6に示されるように光沢付与装置160と定着装置150の両方を使用して定着するように、第1及び第2の切替装置を切り替えていた。しかしながら、他の例では、透明トナー以外のトナー(YMCK)についても、熱により溶融されたときに高い粘着力を有することがあるため、画像形成装置100は、トナー像を構成しているトナーの種類に関わらず(例えば、透明トナーを含むか否かに関わらず)、上記所定の条件を満たす場合、トナー像を光沢付与装置160のみを使用して定着するように、第1及び第2の切替装置を切り替えてもよい。ここで述べた第1及び第2の切替装置の制御は、例に過ぎない。第1及び第2の切替装置は、種々の条件に応じて、様々に切り替えることができる。
図7は、画像形成装置100に類似した、本開示の他の例による、画像形成装置200を示している。画像形成装置200は、転写装置240から出力された印刷媒体Pを定着装置250を迂回する経路に導くための搬送経路切替装置282を含む。搬送経路切替装置282は、回転軸を中心として旋回可能なガイドプレートを含み、ガイドプレートは、例えばソレノイドのような駆動装置(図示せず)によって旋回させることができる。画像形成装置100の構成要素に対応する画像形成要素200の構成要素には、画像形成装置100の構成要素の参照符号に「100」を加えた参照符号を付すことによって、重複する説明を省略する。
図7は、非光沢画像を形成する場合の画像形成装置200の動作を示している。非光沢画像を形成する場合、画像形成装置200は、図1を参照して画像形成装置100に関して説明したものと同様の手順にしたがって、まず、4色(YMCK)のトナーに対応する現像装置210を使用して、透明トナーを含まないトナー像を中間転写ベルト241上に形成する。
非光沢画像を形成する場合、画像形成装置200は、定着装置250を使用するために、定着装置250を作動状態に切り替え(例えば、ヒーター及び加圧ローラ254の駆動装置を作動させることにより)、搬送経路切替装置282を図7に示されるような回転位置に移動させ、定着ローラ252と加圧ローラ254とを互いに当接させる。また、画像形成装置200は、光沢付与装置260を迂回するために、搬送経路切替装置280を図5に示されるような回転位置(「迂回位置」)に移動させる。その結果、定着装置250は、転写装置240から、透明トナーを含まないトナー像を有する印刷媒体Pを受け取り、定着ローラ252と加圧ローラ254とを使用して、そのトナー像を熱と圧力を加えることによって印刷媒体Pに定着(溶融定着)することができる。定着装置250において透明トナーを含まないトナー像が定着された印刷媒体Pは、その後、搬送ローラ273、274、275、276により、ガイドプレート277、278、279に沿って排出装置290へと搬送される。すなわち、印刷媒体Pは、光沢付与装置260を経由せずに(すなわち、迂回して)排出装置290に搬送され、最終的に、排出ローラ292、294によって画像形成装置200から排出される。したがって、光沢付与装置260のベルト摩耗を防止することができる。あるいは、他の例として、光沢付与装置260は、加熱ローラ261と加圧ローラ262との間の離接機構として、図2に示した離接機構Aと同様の離接機構(図示せず)を備えていてもよく、この場合、画像形成装置200は、光沢付与装置260を非作動状態にし、図4に示した光沢付与装置160の場合と同様に加熱ローラ261と加圧ローラ262とを互いに離間させ、搬送経路切替装置280を後述する図9に示されるような回転位置に移動させることにより、印刷媒体Pを、非作動状態にある光沢付与装置260(図9では作動状態にあるが、この場合は非作動状態にする)を通過して搬送装置290へと搬送することができる。
図8は、光沢画像を形成する場合の画像形成装置200の動作を示している。光沢画像を形成する場合、画像形成装置200は、図5を参照して画像形成装置100に関して説明したものと同様の手順にしたがって、まず、透明トナーに対応する現像装置210を含む5つの現像装置210を使用して、透明トナーを含むトナー像を中間転写ベルト241上に形成する。
光沢画像を形成する場合、画像形成装置200は、定着装置250を使用しないため、定着装置250を非作動状態に切り替え(例えば、ヒーター及び加圧ローラ254の駆動装置を停止することにより)、搬送経路切替装置282を図8に示されるような回転位置(「迂回位置」)に移動させる。また、画像形成装置200は、光沢付与装置260を使用するために、搬送経路切替装置280を図8に示されるような回転位置に移動させる。その結果、画像形成装置200は、転写装置240から出力された透明トナーを含むトナー像を有する印刷媒体Pを、定着装置250を経由しない搬送経路P2を介して、転写装置240から光沢付与装置260へ搬送することができる。光沢付与装置260は、転写装置240から受け取った印刷媒体P上のトナー像を、熱と圧力を加えることによって印刷媒体Pに定着(溶融定着)し、冷却することができる。冷却された印刷媒体Pは、その後、排出装置290に向かって送出され、最終的に、排出ローラ292、294によって画像形成装置200から排出される。
画像形成装置200は、上記のように定着装置250を経由せずに印刷媒体Pを転写装置240から光沢付与装置260へ搬送することによって、定着装置250における印刷媒体Pのジャムの発生を回避することができる。また、図3を参照して前述したように、光沢付与装置260は、定着装置250に比べて高い剥離能力を有している。そのため、画像形成装置200は、透明トナーを含むトナー像を光沢付与装置260で定着することで、印刷媒体Pのジャムの発生を防止することができる。
また、上記のように搬送経路切替装置282を図8に示されるような回転位置(「迂回位置」)に移動させることによって、定着装置250を経由せずに転写装置240から光沢付与装置260へ印刷媒体Pを搬送するための搬送経路P2が形成される。搬送経路P2は、印刷媒体Pが転写装置240から光沢付与装置260へ搬送されるときに、トナー像を有する印刷媒体Pの面(以下、「画像面」とも呼ばれる)を、画像形成装置200の如何なる構成要素とも接触させないように構成される場合がある。これは例えば、転写装置240から光沢付与装置260へ搬送される印刷媒体Pを、その搬送中に、画像形成装置200の種々の構成要素を使用して、印刷媒体Pのトナー像を有しない面の側から、搬送経路P2に沿って支持することによって達成することができる。この目的のために、使用される構成要素の位置や角度は、転写装置240からの印刷媒体Pの排出角度に応じて適宜設定される場合がある。搬送中の印刷媒体Pの画像面を非接触に維持することにより、良好な品質の画像を形成することができる。
例えば、図8の例では、画像形成装置200は、転写装置240と搬送経路切替装置280との間に配置されたガイドプレート272を含み、転写装置240から光沢付与装置260へ搬送される印刷媒体Pは、その搬送中に、ガイドプレート272、及び搬送経路切替装置280によって、印刷媒体Pのトナー像を有しない面から、搬送経路P2に沿って支持される。この目的のために、ガイドプレート272、及び搬送経路切替装置280の位置や角度は、転写装置240からの印刷媒体Pの排出角度に応じて適宜設定されている。なお、図6の例では、印刷媒体Pは、印刷媒体Pの一方の側(画像面の側)に向かって湾曲されながら、転写装置240から光沢付与装置260へと搬送される。
搬送経路P2に沿った印刷媒体Pの搬送を助けるために、画像形成装置200は、スターホイール(図示せず)を含む場合がある。スターホイールは、スターの先端でのみ印刷媒体Pと接触し、限りなく非接触に近い状態で印刷媒体Pを支持することができる。すなわち、スターホイールは、印刷媒体Pの画像面の側に配置された場合でも、画像品質に実質的影響を及ぼすことなく、搬送中の印刷媒体Pを支持することができる。また、画像形成装置200は、エアー吸引装置(図示せず)を含む場合がある。エアー吸引装置は、印刷媒体Pのトナー像を有しない面の側に配置され、印刷媒体Pを吸い寄せることにより、搬送中の印刷媒体Pを非接触でガイドプレート272のようなガイド部材に引き寄せて、印刷媒体Pの動きを安定させることができる。
転写装置240から光沢付与装置260までの搬送経路P2の長さL2は、印刷媒体Pの搬送方向における長さよりも短い場合がある。長さL2をこのような長さにすることで、印刷媒体Pが定着装置250を経由しない場合であっても、転写装置240から光沢付与装置260へ印刷媒体Pを搬送することが可能となる。
図9は、所定の条件下で非光沢画像を形成する場合の画像形成装置200の動作を示している。画像形成装置200は、非光沢画像を形成する場合でも、所定の条件下では、図7の例とは異なり、光沢付与装置260を使用するために、搬送経路切替装置280を図9に示されるような回転位置に移動させる場合がある。これによって、画像形成装置200は、定着装置250によって透明トナーを含まないトナー像が定着された印刷媒体Pをさらに、光沢付与装置260を経由して排出することができる。高温多湿環境のような所定の条件(悪条件)下では、トナー像が透明トナーを含まない場合であっても、定着装置250において、印刷媒体Pを定着ローラ252からうまく剥離できない場合があり、ジャムの発生に至らないまでも、印刷媒体Pにカールが形成されることがある。光沢付与装置260は、定着装置250により印刷媒体Pに形成されたそのようなカールを、トナー像を再溶融及び冷却することによって矯正することができる。
上記所定の条件に関し、画像形成装置200は、例えば、(1)印刷媒体P上の単位面積当たりのトナー付着量(「TMA」(toner mass per area)とも呼ばれる)が一定量以上(例えば、0.7g/cm以上)であること、(2)印刷媒体Pの厚みが一定厚以下(例えば、60μm以下)であること、(3)画像形成装置200の周囲温度が一定温度以上であること(例えば、30℃以上)、(4)画像形成装置200の周囲湿度が一定湿度以上(例えば、85%以上)であること、及び(5)印刷媒体Pの先端余白の幅が一定長以下(例えば、3mm以下)であることのうちの少なくとも1つの条件が満たされる場合に、搬送経路切替装置280を図9に示されるような回転位置に移動させる場合がある。トナー付着量は、印刷する画像データから計算によって求めてもよいし、定着前の印刷媒体Pから光学センサー等によって検知してもよい。印刷媒体Pの先端余白の幅は、印刷する画像データから計算によって求めてもよいし、定着前の印刷媒体Pから光学センサー等によって検知してもよい。画像形成装置200は、温度や湿度を検知するためのセンサー、及び印刷媒体P上のトナー付着量や印刷媒体Pの先端余白の幅を検知するためのセンサーを含む場合がある。その他の点については、図5に示した例と同様なので、説明を省略する。
図7、図8及び図9に関して上で説明した例において、画像形成装置200は、未定着のトナー像を定着装置250で定着するか否かを切り替える第1の切替装置として、搬送路切替装置282を含む場合がある。搬送路切替装置282は、定着装置250の上流側に設けられ、印刷媒体Pの進行方向を定着装置250と迂回経路(ガイドプレート272に沿って形成される)との間で切り替えるための可動ガイドプレートのような可動ガイドを含む場合がある。また、画像形成装置200は、未定着のトナー像または定着装置250で定着されたトナー像を光沢付与装置260で定着するか否かを切り替える第2の切替装置として、搬送経路切替装置280、または、光沢付与装置260内において加熱ローラ261と加圧ローラ262とを互いに離間または当接する、図2に示した離接機構Aと同様の離接機構(図示せず)を含む場合がある。搬送路切替装置280は、光沢付与装置260の上流側に設けられ、印刷媒体Pの進行方向を光沢付与装置260と迂回経路(ガイドプレート277、278、279に沿って形成される)との間で切り替えるための可動ガイドプレートのような可動ガイドを含む場合がある。
上述の例では、透明トナーが、熱により溶融されたときに他のトナーよりも高い粘着力を有することを前提として、画像形成装置200は、透明トナーを含むトナー像については、図8に示されるように光沢付与装置260のみを使用して定着し、カラートナーのみを含むトナー像(すなわち、透明トナーを含まないトナー像)については、上記所定の条件を満たす場合に限り、図9に示されるように光沢付与装置260と定着装置250の両方を使用して定着するように、第1及び第2の切替装置を切り替えていた。しかしながら、他の例では、透明トナー以外のトナー(YMCK)についても、熱により溶融されたときに高い粘着力を有することがあるため、画像形成装置200は、トナー像を構成しているトナーの種類に関わらず(例えば、透明トナーを含むか否かに関わらず)、上記所定の条件を満たす場合、トナー像を光沢付与装置260のみを使用して定着するように、第1及び第2の切替装置を切り替えてもよい。ここで述べた第1及び第2の切替装置の制御は、例に過ぎない。第1及び第2の切替装置は、種々の条件に応じて、様々に切り替えることができる。
図10は、本開示の一例による、光沢付与装置を用いてトナー像を定着する画像形成装置の製造方法300を示すフロー図である。製造方法300は、ステップ302から開始され、ステップ304へ進み、そこで、光沢画像を形成する場合に透明トナーを含むトナー像を印刷媒体に転写する転写装置を設ける。製造方法は、次にステップ306へ進み、そこで、非光沢画像を形成する場合に使用される定着装置を設ける。製造方法は、次にステップ308へ進み、そこで、光沢画像を形成する場合に、定着装置を経由せずに、若しくは非作動状態にある定着装置を通過して印刷媒体を受け取り、トナー像を熱と圧力を加えることによって前記印刷媒体に定着(溶融定着)し、冷却する光沢付与装置を設ける。製造方法は、次にステップ310へ進み、そこで終了する。
上記の説明は、例示を目的とするものであり、本開示の範囲を制限するものではない。
100、200 画像形成装置
140、240 転写装置
150、250 定着装置
152、252 定着ローラまたは定着ベルト
154、254 加圧ローラまたは加圧ベルト
160、260 光沢付与装置
180、280、282 搬送経路切替装置

Claims (15)

  1. 光沢付与装置を用いてトナー像を定着する画像形成装置であって、
    光沢画像を形成する場合、透明トナーを含むトナー像を印刷媒体に転写する転写装置と、
    非光沢画像を形成する場合に使用される定着装置と、
    前記光沢画像を形成する場合、非作動状態にある前記定着装置を通過して前記転写装置から前記印刷媒体を受け取り、前記トナー像を熱と圧力を加えることによって前記印刷媒体に定着し、冷却する光沢付与装置と
    を含む、画像形成装置。
  2. 前記定着装置は、互いに離接可能な、定着ローラ若しくは定着ベルトと、加圧ローラ若しくは加圧ベルトとを含み、
    前記光沢画像を形成する場合、前記定着ローラ若しくは前記定着ベルトと、前記加圧ローラ若しくは前記加圧ベルトとが互いに離間され、その間に、前記転写装置から前記光沢付与装置へ前記印刷媒体を搬送するための第1の搬送経路が形成される、請求項1に記載の画像形成装置。
  3. 前記第1の搬送経路は、前記印刷媒体が前記転写装置から前記光沢付与装置へ搬送されるときに、前記トナー像を有する前記印刷媒体の面を、前記画像形成装置の如何なる構成要素とも接触させないように構成されている、請求項2に記載の画像形成装置。
  4. 前記転写装置から前記光沢付与装置までの前記第1の搬送経路の長さは、前記印刷媒体の搬送方向における長さよりも短い、請求項2または請求項3に記載の画像形成装置。
  5. 光沢付与装置を用いてトナー像を定着する画像形成装置であって、
    光沢画像を形成する場合、透明トナーを含むトナー像を印刷媒体に転写する転写装置と、
    非光沢画像を形成する場合に使用される定着装置と、
    前記光沢画像を形成する場合、前記定着装置を経由せずに前記転写装置から前記印刷媒体を受け取り、前記トナー像を熱と圧力を加えることによって前記印刷媒体に定着し、冷却する光沢付与装置と
    を含む、画像形成装置。
  6. 前記定着装置を経由せずに前記転写装置から前記光沢付与装置へ前記印刷媒体を搬送するための第2の搬送経路と、
    前記光沢画像を形成する場合、前記トナー像を有する前記印刷媒体を前記転写装置から前記第2の搬送経路へと導く搬送経路切替装置と
    を含む、請求項5に記載の画像形成装置。
  7. 前記第2の搬送経路は、前記印刷媒体が前記転写装置から前記光沢付与装置へ搬送されるときに、前記トナー像を有する前記印刷媒体の面を、前記画像形成装置の如何なる構成要素とも接触させないように構成されている、請求項6に記載の画像形成装置。
  8. 前記転写装置から前記光沢付与装置までの前記第2の搬送経路の長さは、前記印刷媒体の搬送方向における長さよりも短い、請求項6または請求項7に記載の画像形成装置。
  9. 前記非光沢画像を形成する場合、前記転写装置は、透明トナーを含まないトナー像を前記印刷媒体に転写し、前記定着装置は、前記転写装置から前記印刷媒体を受け取り、前記トナー像を熱と圧力を加えることによって前記印刷媒体に定着し、
    (a)前記定着装置により前記透明トナーを含まない前記トナー像が定着された前記印刷媒体は、前記光沢付与装置を経由せずに前記画像形成装置から排出され、または、
    (b)前記定着装置により前記透明トナーを含まない前記トナー像が定着された前記印刷媒体は、所定の条件下で、前記光沢付与装置を経由して前記画像形成装置から排出され、前記光沢付与装置は、前記印刷媒体に形成されたカールを、前記トナー像を再溶融及び冷却することによって矯正する、請求項1〜8の何れか一項に記載の画像形成装置。
  10. 前記所定の条件は、前記印刷媒体上の単位面積当たりのトナー付着量、前記印刷媒体の厚み、前記画像形成装置の周囲温度、前記画像形成装置の周囲湿度、及び前記印刷媒体の先端余白の幅のうちの少なくとも1つに関する条件を含む、請求項9に記載の画像形成装置。
  11. 前記光沢付与装置は、
    ヒーターを含む加熱ローラと、
    張架ローラと、
    前記加熱ローラと前記張架ローラとの間に張架され、循環移動する無端ベルトと、
    前記印刷媒体を前記無端ベルトを介して前記加熱ローラに向かって押圧し、前記トナー像を熱と圧力によって定着する加圧ローラと
    を含み、前記光沢付与装置は、前記トナー像を、前記加熱ローラから前記張架ローラへ移動する前記無端ベルトの外周面に密着した状態で冷却する、請求項1〜10の何れか一項に記載の画像形成装置。
  12. 前記光沢付与装置は、前記無端ベルトの内側に配置された冷却装置を含む、請求項11に記載の画像形成装置。
  13. 光沢付与装置を用いてトナー像を定着する画像形成装置であって、
    トナー像を印刷媒体に転写する転写装置と、
    未定着のトナー像を、熱と圧力を加えることによって溶融定着する定着装置と、
    前記未定着のトナー像または定着されたトナー像を、熱と圧力を加えることによって溶融定着し、ベルトに密着した状態で冷却し、前記ベルトから剥離する光沢付与装置と、
    前記未定着のトナー像を前記定着装置で定着するか否かを切り替える第1の切替装置と、
    前記未定着のトナー像または前記定着されたトナー像を前記光沢付与装置で定着するか否かを切り替える第2の切替装置と
    を含む、画像形成装置。
  14. 前記第1の切替装置は、
    前記定着装置において定着ローラ若しくは定着ベルトと加圧ローラ若しくは加圧ベルトとを互いに離間または当接する離接機構、又は、
    前記定着装置の上流側に設けられ、前記印刷媒体の進行方向を前記定着装置と迂回経路との間で切り替えるための可動ガイドを含み、
    前記第2の切替装置は、
    前記光沢付与装置において加熱ローラと加圧ローラとを互いに離間または当接する離接機構、又は、
    前記光沢付与装置の上流側に設けられ、前記印刷媒体の進行方向を前記光沢付与装置と迂回経路との間で切り替えるための可動ガイドを含む、請求項13に記載の画像形成装置。
  15. 光沢付与装置を用いてトナー像を定着する画像形成装置を製造する方法であって、
    光沢画像を形成する場合に透明トナーを含むトナー像を印刷媒体に転写する、転写装置を設けること、
    非光沢画像を形成する場合に使用される定着装置を設けること、及び
    前記光沢画像を形成する場合に、前記定着装置を経由せずに、若しくは非作動状態にある前記定着装置を通過して前記印刷媒体を受け取り、前記トナー像を熱と圧力を加えることによって前記印刷媒体に定着し、冷却する、光沢付与装置を設けること
    を含む方法。

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