JP3758029B2 - 画像形成装置及びこれに用いられる定着ユニット - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機やプリンタなどの画像形成装置に係り、特に、複数の定着器を備えた態様の画像形成装置及びこれに用いられる定着ユニットに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来における画像形成装置には、例えば複数の定着器を備えたものが既に提案されている。
この種の画像形成装置としては、例えば記録材の走行方向に対し並列に複数の定着器を配置し、これら複数の定着器を切り換えて使用するものがある（例えば特開２０００−２２１８３４号公報参照）。
このタイプによれば、連続記録でも、途中、定着器の昇温待ちが発生せず、高速記録が可能である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、複数の定着器を備えた従来の画像形成装置にあっては、夫々の定着器として、高画質に対応する特別な定着器を設けていないため、高画質に対応するのが困難であった。
このような課題を解決する手段として、例えば光沢のある写真画像を得るために、特別なトナーを使用し、定着工程において、定着速度、定着圧力、定着温度などを変化させるようにした技術（例えば特開平１０−１２３８６３号公報）を適用することは可能である。
ところが、このような技術を適用した場合には、通常のトナーを使用することができず、通常画質の記録との併用ができないという技術的課題がある。
【０００４】
また、通常のトナーを使用して高画質画像を得ようとする先行例として、記録材の搬送経路に複数の定着器を並列に配置し、両定着器の定着ニップ域に記録材を順次通過させ、定着性を向上させるようにした技術も既に提案されている（例えば特開平６−２５８９７０号公報参照）。
しかしながら、この種の先行例にあっては、記録材は常に複数の定着器を通過することになるため、通常画質の記録に対し過剰な定着処理を行うことになり、生産性を損なう懸念もある。
【０００５】
より具体的に述べると、記録材に写真画像のような高画質画像を形成するような場合、記録材の両面共に高画質画像を形成するという要請は一般的に少なく、例えば写真印刷されたポストカードを作成するような場合、通常記録材の片面に写真画像のような高画質画像を形成すればよく、記録材の他の片面については通常画質の画像を形成すれば足りるケースが多くある。
このような状況下で、例えば両面記録モードにおいて、片面に写真が印刷されたポストカードを作成しようとするような場合、記録材のうち写真が印刷されない側は通常画質で差し支えないにも拘わらず、複数の定着器による定着処理が行われるため、過剰な定着処理になってしまうばかりか、常に複数の定着器を通過する分、両面記録モードの生産性が低下してしまう懸念がある。
また、片面記録モードであっても、通常画質で記録を行う場合には、過剰な定着処理になってしまうばかりか、常に複数の定着器を通過する分、片面記録モードの生産性が低下してしまう懸念がある。
【０００６】
本発明は、以上の技術的課題を解決するためになされたものであって、複数の定着器を備えた態様において、高画質画像品質を良好に保ち、かつ、生産性を向上させることを可能とした画像形成装置及びこれに用いられる定着ユニットを提供するものである。
ここで、解決すべき技術的課題をより具体的に述べると、その一つは、両面記録モードでの生産性を確保しながら、高画質画像品質を良好に保つこと、また、別の一つは、通常画質モード（標準モード）での生産性を確保でき、しかも、高画質モードでの高画質画像品質を良好に保つことにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
すなわち、本発明は、図１に示すように、記録材３の両面に画像記録を順次行う作像モジュール１と、記録材３の両面に記録された画像Ｇ（具体的にはＧ1：表面画像，Ｇ2：裏面画像）を定着させる定着装置２とを備えた画像形成装置において、定着装置２がには、記録材３の搬送経路４に配設される一次定着器５と、この一次定着器５の下流側に配設される二次定着器６とを備え、記録材３の搬送経路には、一次定着器５を通過した記録材３を反転搬送機構にて反転搬送させる反転搬送経路と、この反転搬送経路の一部に連通接続され、表裏を反転した記録材３を作像モジュール１前に戻す戻し搬送経路とを具備させ、記録材３の表面に画像記録後に一次定着器５のみを通過させ、記録材３を反転搬送させた後に戻し搬送経路を介して作像モジュール１側に戻し、続けて記録材３の裏面記録後に一次定着器５を通過させ且つ二次定着器６を通過させる両面記録モードと、一次定着器５を通過した記録材３を反転搬送させた後に二次定着器６側に向かって直接搬送する片面記録モードとを有することを特徴とするものである。
【０００８】
このような技術的手段において、本発明は、記録材３の表面画像Ｇ1と裏面画像Ｇ2との間で、定着性の異なる画像（例えば高画質画像，通常画質画像）を形成する際に有効である。
ここで、作像モジュール１としては、記録材３の両面に同時に画像を形成するものは含まず、記録材３の両面に順次画像を形成するものであれば適宜選定して差し支えなく、例えば、表面記録を行った後、記録材３を反転搬送して再度作像部位に戻し、裏面記録を行う態様として構築される。
そして、作像モジュール１による作像については適宜選定して差し支えないが、定着性を充分に必要とする画像（例えば高画質画像）については裏面画像Ｇ2として形成するようにすればよい。
この場合、作像モジュール１の代表的作像方式としては、記録材３の表面に対し単色記録を行い、記録材３の裏面に対しカラー画像記録を行うものが挙げられる。
【０００９】
また、定着装置２を構成する一次定着器５、二次定着器６の具体的態様や定着条件については適宜選定可能であるが、定着性を充分に必要とする画像（例えば高画質画像）の定着性を良好に保つという観点からすれば、少なくとも二次定着器６の態様を工夫し、更に、定着速度、定着温度、定着圧力などの各種定着条件の最適化を図ることが好ましい。
更に、一次定着器５、二次定着器６の好ましい定着条件としては、一次定着器５は、記録材３が搬送経路４を通過する際に定着画像が剥がれない程度の一次定着条件を有し、二次定着器６は、記録材３に対して画像が充分に定着せしめられる二次定着条件を有するものであればよい。
【００１０】
また、一次定着器５と二次定着器６との定着速度条件関係については適宜選定して差し支えない。
例えば二次定着器６の定着速度を一次定着器５のそれよりも遅く設定する態様が好ましい。この場合、二次定着器６による完璧な定着性を確保、二次定着器６に比べて一次定着器５の定着速度を速めることで、片面、両面記録の生産性を確保することが容易になる。
ここで、両定着器５，６の定着速度差については適宜選定して差し支えないが、生産性、高画質画像の定着性を両立させるという観点からすれば、一次定着器５の定着速度は二次定着器６のそれに対し１．５〜４倍程度であることが好ましい。
【００１１】
そしてまた、両定着器５，６の定着速度が相違する場合には、両者間の干渉を回避するという観点からすれば、一次定着器５と二次定着器６との間の搬送経路を記録材が反転せしめられる反転経路とし、先行記録材と後続記録材とを反転経路内ですれ違い搬送させるようにすることが好ましい。
この態様によれば、両定着器５，６間の距離を嵩ませることなく、両定着器５，６の定着速度差を吸収することができる。
そして、本態様では、一次定着器５と二次定着器６との各定着域に記録材３が同時に通過しないため、各定着器５，６がニップ搬送方式を採用した態様であっても、記録材３の搬送性に支障はなく、しわが発生しにくい。
【００１２】
更に、両定着器５，６の定着速度差を吸収する別の態様としては、一次定着器５と二次定着器６との間の搬送経路が、一次定着器５を記録材３の後端が抜けてから二次定着器６へ記録材３の先端が到達するように形成されていればよい。
具体的には、両定着器５，６の定着域間の搬送経路長が記録材３の最大サイズ長よりも長く設定されていればよい。
【００１３】
更にまた、記録材３が一次定着器５を通過した後に続けて二次定着器６を通過する条件下では、一次定着器５と二次定着器６との定着速度を一致させるようにしてもよい。
例えば高画質モードにおいて、両定着器５，６を使用する際に、両定着器５，６の定着速度を共に減速させる態様があり得る。
この態様によれば、両定着器５，６の定着速度が一致することから、両定着器５，６の定着域に跨って記録材３を搬送することが可能である。
【００１４】
また、本発明の別の態様は、図２に示すように、記録材３に画像記録を行う作像モジュール１と、記録材３に記録された画像Ｇを定着させる定着装置２とを備えた画像形成装置において、定着装置２には、記録材３の搬送経路４に配設される一次定着器５と、この一次定着器５の下流側に配設される二次定着器６とを備え、一次定着器５通過後に記録材３を排出させる一次排出経路７と、一次定着器５を通過させ続けて二次定着器６を通過させた後に記録材３を排出させる二次排出経路８と、一次定着器５と二次定着器６との間に設けられ、一次定着器５を通過した記録材３が反転搬送された後に二次定着器６側に向かって直接搬送される反転搬送経路とを備えたことを特徴とするものである。
【００１５】
このような技術的手段において、本態様の画像形成装置は、記録材３への定着画像として充分な定着性（例えば高画質）が要求されるケースと、要求されないケースとの夫々について対応可能である。
具体的には、「一次定着器５＋一次排出経路７」と「一次定着器５＋二次定着器６＋二次排出経路８」とで対応することにより、例えば高画質モード時には後者の動作例にて画質を向上させ、一方、例えば通常画質（標準）モード時には、前者の動作例にて生産性を確保することが可能である。
更に、一次排出経路７と二次排出経路８とを切換えるには、例えば記録材３の使用条件に応じて一次排出経路７、二次排出経路８のいずれかを切換選択する切換手段９を備えていることが必要である。
【００１６】
また、定着装置２を構成する一次定着器５、二次定着器６の具体的態様や定着条件については適宜選定可能である。
ここで、一次定着器５、二次定着器６の好ましい定着条件としては、例えば一次定着器５は、記録材３の使用条件が標準である標準条件下で記録材３に対し画像が充分に定着せしめられる一次定着条件を有し、二次定着器６は、記録材３の使用条件が特殊である特殊条件下で記録材３に対して画像が充分に定着せしめられる二次定着条件を有するものであればよい。
但し、記録材３の使用条件とは、記録材の種類（普通紙、フォトペーパ）のみならず、画像情報の種類（白黒画像、カラー画像）によっても異なるものである。
【００１７】
また、一次定着器５と二次定着器６との定着速度関係については、図１の発明の場合と同様に適宜選定して差し支えない。
【００１８】
更に、本発明に係る画像形成装置は、装置本体内に一次定着器５及び二次定着器６を予め内蔵した態様でもよいが、好ましい構成例としては、一次定着器５が内蔵された画像形成ユニットと、この画像形成ユニットとは別ユニットにて構成され、二次定着器６が内蔵された定着ユニットとを備えていることが好ましい。
【００１９】
また、本発明は、画像形成装置に限られるものではなく、例えばこの画像形成装置に用いられる定着ユニットをも対象とする。
この場合、本発明に係る定着ユニットは、一次定着器５が内蔵された画像形成ユニットとは別ユニットにて構成され、二次定着器６を内蔵したものである。
ここで、図２の態様の画像形成装置を簡単に構築しようとする場合には、定着ユニットとしては、一次定着器５通過後に記録材３を排出させる一次排出経路７と、一次定着器５を通過させ続けて二次定着器６を通過させた後に記録材３を排出させる二次排出経路８とを具備させるようにすることが好ましい。
この態様によれば、定着ユニット側で記録材３の排出経路を設計することができるので、画像形成ユニット側をある程度共用化した装置構成を採用することが可能になる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に示す実施の形態に基づいて本発明を詳細に説明する。
◎実施の形態１
図３は本発明が適用された画像形成装置の実施の形態１を示す説明図である。
同図において、画像形成装置１０は、カラー画像を形成可能な画像形成ユニット１１と、この画像形成ユニット１１に併設される定着ユニット１２とを備えたものである。
本実施の形態において、画像形成ユニット１１は、装置本体２０の上部に原稿を読み取るための画像読取りユニット（ＩＩＴ：Image Input Terminalの略）２６を配設すると共に、その上方には画像読取りユニット（ＩＩＴ）２６に原稿を送るための原稿送り装置２７を配設する一方、装置本体２０の内部に作像モジュール２１を配設し、この作像モジュール２１の下方には多段の記録材供給トレイ３１〜３４を配設するほか、装置本体２０の側部にマルチ手差しトレイ（ＭＳＩ：Multi Sheet Inserter）３５を開閉自在に配設したものである。
【００２１】
本実施の形態で用いられる作像モジュール２１は、例えば電子写真方式を採用したものであって、各色成分トナー像を形成担持する感光体ドラム２２を配置し、この感光体ドラム２２上の各色成分トナー像を中間転写ベルト２３に順次一次転写させ、例えば二次転写ロールからなる二次転写装置２４にて中間転写ベルト２３上の多重色成分トナー像を記録材に二次転写させ、定着装置２５に導くようにしたものである。
【００２２】
ここで、感光体ドラム２２の周囲には、感光体ドラム２２を帯電する帯電器２２１、感光体ドラム２２上に静電潜像を書き込むレーザ走査装置などの露光装置２２２、各色成分トナーが収容されて感光体ドラム２２上の静電潜像を可視像化する現像装置２２３、感光体ドラム２２上の各色成分トナー像を中間転写ベルト２３上に転写せしめる例えば転写ロールからなる一次転写装置２２４及び感光体ドラム２２上の残留トナーを清掃するクリーナ２２５などの電子写真用デバイスが順次配設されている。
また、中間転写ベルト２３は複数の張架ロールに張架されて循環搬送されるものであり、前記二次転写装置２４が一つの張架ロールをバックアップロールとして対向配置されている。尚、２３１は中間転写ベルト２３を清掃するクリーナである。
【００２３】
更に、本実施の形態において、定着装置２５は、記録材の搬送経路の上流側に配設される一次定着器２５１と、この一次定着器２５１の下流側に設けられ、前記定着ユニット１２内に内蔵される二次定着器２５２とで構成されている。
ここで、各定着器２５１，２５２の具体的構成例については後述する。
【００２４】
更に、本実施の形態において、記録材供給トレイ３１〜３４からの搬送経路４０は、装置本体２０の定着ユニット１２の反対側側方から上方に向かい、作像モジュール２１の二次転写部位、一次定着部位を経て定着ユニット１２側へ向かう主搬送経路４１と、この主搬送経路４１の出口付近の下方側に略Ｙ字状にて設けられ、記録材の表裏を反転させて搬送する反転搬送経路４２と、この反転搬送経路４２の一部に連通接続され、表裏を反転した記録材を再び作像モジュール２１前の主搬送経路４１に戻す戻し搬送経路４３とを備えている。
ここで、主搬送経路４１の二次転写部位の上流側には記録材を位置決めした後に搬送するレジストロール４４が、二次転写部位の下流側には一次定着器２５１へ搬送する搬送ベルト４５が設けられ、各搬送経路４０には適宜数の搬送ロール４６が設けられている。
尚、ＭＳＩ３５からの記録材送出部は主搬送経路４１の水平部分に連通接続されている。
【００２５】
また、本実施の形態において、定着ユニット１２は、ユニット本体５０の上部及び側部中央付近に上部排出トレイ５１，下部排出トレイ５２を設ける一方、ユニット本体５０内には、装置本体２０側から記録材排出口に連通する搬送経路６０を設け、この搬送経路６０には、上部排出トレイ５１に通じる第一搬送経路（一次排出経路に相当）６１と、この第一搬送経路６１から分岐して下部排出トレイ５２に通じる第二搬送経路（二次排出経路に相当）６２とを具備させ、第二搬送経路６２の途中に二次定着器２５２を配設したものである。
尚、符号６３は搬送ロール、６４，６５は各排出トレイ５１，５２へ記録材を排出させるための排出ロールである。
【００２６】
そして、本実施の形態において、定着装置２５は例えば以下のように構成されている。
先ず、一次定着器２５１としては、公知の構成のものであれば適宜選定して差し支えなく、例えば図５に示すように、加熱ロール７１と加圧ロール７２とを互いに接触転動させるもので、加熱ロール７１には例えば内部にハロゲンランプのような加熱源を内蔵させ、この加熱ロール７１に加圧ロール７２を所定の加圧力にて圧接配置し、所定の定着ニップ域を形成するようにしたものが用いられる。尚、加圧ロール７２にも必要に応じて加熱源を設けてもよいことは勿論である。
【００２７】
また、二次定着器２５２としても、公知の構成のものを適宜選定して差し支えないが、本実施の形態では、特に、バインダをコーティングしたフォトペーパなどの記録材に対し高画質の写真画像を記録することを企図したものが用いられている。
上述したフォトペーパなどの記録材は、例えば基材上に熱可塑性の透明樹脂層を形成したものである。
ここで、基材としては、画像形成用の普通紙、コート紙や印画紙等が挙げられる。また、透明樹脂層は、定着時に溶融してトナーを受容し得る層（受像層）として機能するものであり、ポリエチレン樹脂、ポリエステル樹脂、スチレン−アクリル酸エステル樹脂等の熱可塑性樹脂にて形成される厚さが５〜３０μｍ程度のものである。この透明樹脂層の形成は、ブレードコート等のコーティング方法を用いて行われる。
【００２８】
本実施の形態において、二次定着器２５２は、例えば図４（ａ）に示すように、定着ベルト８１を張架して回転走行させる加熱ロール８２及び剥離ロール８３と、定着ベルト８１に加熱ロール８２を押し付ける加圧ロール８４とを備え、トナーを担持した記録材を定着ベルト８１と加圧ロール８４との間で形成される定着ニップ域Ｎに導入して当該トナーを記録材の透明樹脂層内に定着させる方式のものである。
ここで、定着ベルト８１としては、一層構造のものであってもよいが、好ましくは、耐熱性の基材に少なくとも弾性層を積層した二層構造や、耐熱性の基材に少なくとも弾性層と表面層を積層した三層構造に代表されるような多層構造のものが好ましく、必要に応じて、弾性層や表面層以外の他の機能層を積層してもよい。
【００２９】
また、加熱ロール８２は、アルミニウム、ステンレス等からなるロール芯材上に被覆層を形成したロール本体と、このロール本体の内部空間に配設されるハロゲンランプとで構成されている。
更に、剥離ロール８３は、定着ベルト８１を所定の曲率で曲げた状態で張架することによりその定着ベルト８１に当接した状態で搬送される記録材が剥がれることを促すためのロールであり、例えば金属材料等にて形成されている。
更にまた、加圧ロール８４は、定着ベルト８１を加熱ロール８２に圧接させるように配設されるものであり、例えば前記した加熱ロール８２のロール本体と同じ層構造からなるものである。
【００３０】
この二次定着器２５２による定着は、以下のように行われる。
すなわち、トナー像が担持された記録材は、適宜搬送ロール４６等の記録材搬送系によって二次定着器２５２の定着ベルト８１と加圧ロール８４との定着ニップ域Ｎに送り込まれる。
これにより、記録材は、その定着ニップ域Ｎにおいてトナー及び透明樹脂層が加熱加圧されて溶融すると共に、そのトナーが記録材の透明樹脂層内に埋め込まれる。
続いて、この定着ニップ域を通過した記録材は、その後も定着ベルト８１の外周面に当接した状態で定着ベルト８１の回転に伴って矢印方向に搬送される。そして、この状態で剥離ロール８３の付近に搬送されるまでの冷却領域を通過する間、記録材は自然冷却される。これにより、トナーは記録材の透明樹脂層内に埋め込まれた状態でもって冷却されて略固まる。尚、透明樹脂層のない記録材にあっては、トナーは記録材の表層部において冷却されて略固まる。
【００３１】
この冷却領域を通過した記録材は、定着ベルト８１に当接した状態で剥離ロール８３側まで搬送されると、その剥離ロール８３に張架される定着ベルト８１部分から自然に剥離され、これにより、二次定着が終了する。
【００３２】
本態様において、定着ベルト８１上で記録材を自然冷却するのが困難である場合には、加熱ロール８２と剥離ロール８３との間において定着ベルト８１の内側に冷却部材８５を設けるようにしてもよい。この冷却部材８５としては、例えばヒートシンク等の放熱部材を定着ベルト８１の内周面に押し当てて、しかも、その放熱部材を空冷する構成のものが使用できる。尚、符号８６は冷却部材８５を空冷するためのダクトである。
また、定着ベルト８１の外周面に付着する付着物を除去するためのクリーニング装置８７等を設けてもよい。
更に、定着ベルト８１の蛇行を有効に回避するという観点からすれば、例えば図４（ｂ）に示すように、定着ベルト８１の張架部材の一つとして、更に傾動自在なステアリングロール８８を付加し、このステアリングロール８８を適宜傾動させることにより、定着ベルト８１の蛇行制御を行うことが好ましい。
【００３３】
また、本実施の形態では、画像形成ユニット１１の記録材の搬送経路４０のうち、反転搬送経路４２には記録材の反転搬送機構１００が設けられ、また、定着ユニット１２には第一搬送経路６１と第二搬送経路６２とを切換える排出経路切換機構１２０が設けられている。
本実施の形態において、反転搬送経路４２は、図５に示すように、上流側搬送経路４１１（主搬送経路４１の一部）の途中から分岐する上流側分岐搬送経路４２１と、下流側搬送経路４１２（主搬送経路４１の一部）の途中に合流する下流側分岐搬送経路４２２とをスイッチバック搬送経路４２３を介して略Ｙ字状に連通接続したものである。
そして、スイッチバック搬送経路４２３の途中に戻し搬送経路４３が接続されている。
尚、上流側搬送経路４１１と下流側搬送経路４１２とは直通搬送経路４１３（主搬送経路４１の一部）を介して接続されている。
【００３４】
本実施の形態において、一次定着器２５１は、上流側搬送経路４１１に配設されており、この一次定着器２５１の下流側にはフューザ出口ロール４６１（搬送ロール４６の一つ）が設けられている。一方、下流側搬送経路４１２には画像形成ユニット１１の出口で且つ定着ユニット１２の入口に対応して出入口ロール４６２（搬送ロール４６の一つ）が設けられている。
【００３５】
本実施の形態において、反転搬送機構１００は、図５に示すように、上流側分岐搬送経路４２１に反転入口ロール４６３（搬送ロール４６の一つ）を設け、更に、スイッチバック搬送経路４２３には二組の反転ロール４６４，４６５（搬送ロール４６の一つ）を設けたものである。
ここで、スイッチバック搬送経路４２３の上流側に位置する第一の反転ロール４６４は、正逆転可能に駆動される駆動ロール１０１と、この駆動ロール１０１に対して接離自在に設けられて圧接時に駆動ロール１０１と共に従動回転する接離ロール（Nip/Release Roll）１０２とで構成されている。
一方、スイッチバック搬送経路４２３の下流側に位置する第二の反転ロール４６５は、第一の反転ロール４６４とは異なり、正逆回転可能に駆動される駆動ロール１０３と、この駆動ロール１０３に対し圧接配置されて従動回転する従動ロール１０４とで構成されている。
【００３６】
また、本実施の形態において、直通搬送経路４１３と上流側分岐搬送経路４２１との連結部には経路切換用の切換ゲート１０５が、上流側分岐搬送経路４２１と下流側分岐搬送経路４２２との連結部には経路切換用の切換ゲート１０６が、更に、スイッチバック搬送経路４２３と戻し搬送経路４３との連結部には経路切換用の切換ゲート１０７が夫々設けられている。
更に、本実施の形態において、排出経路切換機構１２０としては第一搬送経路６１と第二搬送経路６２とを切換える切換ゲート１２１が用いられる。
これらの切換ゲート１０５〜１０７，１２１はいずれも例えばソレノイドなどにて切換え駆動されるようになっている。
【００３７】
次に、本実施の形態に係る画像形成装置の作動について説明する。
本実施の形態において、画像形成装置は、両面記録モードと、片面記録モードとを実行可能であり、更に、片面記録モードについては、標準モード（通常画質モード）と高画質モードとを選択できるようになっている。
以下、図２〜５及び図９，図１０に基づいて両面記録モード、片面記録モードの順に説明する。
Ａ．両面記録モード
ここでは、例えば裏面に写真画像が印刷され、表面に宛名等が印刷されたポストカードを形成する場合を想定し、記録材の表面に通常画像（本例の宛名等）を、記録材の裏面に高画質画像（本例の写真画像）を形成するものと仮定する。
また、使用する記録材としては、基材の裏面側に熱可塑性の透明樹脂層をコーティングした所謂フォトペーパを使用するものとする。
【００３８】
画像形成装置は、両面記録モード時には、図９（ａ）に示すように、作像モジュール２１にて記録材の表面に画像記録を行った後、一次定着器２５１にて一次定着し、しかる後、反転搬送経路４２の反転搬送機構１００にて記録材を反転させた後に、戻し搬送経路４３側へと記録材を戻す。
ここでは、反転搬送機構１００は、図５に示すように、一次定着器２５１を通過した記録材（図示せず）を切換ゲート１０５の切換えにより上流側分岐搬送経路４２１を通じてスイッチバック搬送経路４２３に引き込み、記録材の後端が戻し搬送経路４３との連通部を通過した時点で反転ロール４６４，４６５を逆転回転させ、切換ゲート１０７の切換えにより戻し搬送経路４３側へ記録材を反転させた状態で搬送する。
【００３９】
この後、画像形成装置は、戻し搬送経路４３から図示外の切換ゲートを介して再び主搬送経路４１に記録材を戻し、作像モジュール２１にて記録材の裏面に画像記録を行い、しかる後、一次定着器２５１を通過させ、続けて二次定着器２５２を通過させ、定着済みの記録材を下部排出トレイ５２に排出する。
この状態においては、一次定着器２５１を通過した記録材は、主搬送経路４１に沿って画像形成ユニット１１の出入口ロール４６２に搬送された後、定着ユニット１２側の搬送経路６０に導かれる。
本例では、排出経路切換機構１２０により第二搬送経路６２が切換選択されており、定着ユニット１２に搬送された記録材は二次定着器２５２による定着処理を受けた後、下部排出トレイ５２へと排出される。
【００４０】
このような動作過程において、本実施の形態では、一次定着器２５１及び二次定着器２５２の定着速度は同じｖ1（例えば２２０ｍｍ／ｓｅｃ）に設定されている。尚、定着温度、定着圧力などについては各定着器２５１，２５２毎に適宜選定されている。
この場合において、一次定着器２５１の定着速度ｖ1を含む定着条件としては、少なくとも表面あるいは裏面記録された画像が搬送経路４０（４１〜４３）を通過する間、画像が剥がれない程度であればよい。
一方、二次定着器２５２の定着速度ｖ1を含む定着条件としては、記録材の裏面画像（高画質画像）が記録材の熱可塑性の透明樹脂層に埋め込まれる程度に加熱、加圧定着されるものが採用される。
これにより、記録材の裏面画像については、発色性が向上し、パイルハイトもなくなり、写真並みの高画質画像が得られる。
尚、記録材の表面画像も、二次定着器２５２にてある程度二次定着されることから、記録材の表面画像の定着性も保たれる。
【００４１】
更に、本実施の形態では、両面記録モード時において、一次定着器２５１及び二次定着器２５２の定着速度を表面記録、裏面記録ともに同じｖ1に設定したが、これに限られるものではなく、例えば図９（ｂ）に示すように、表面記録時には、一次定着器２５１の定着速度をｖ1とし、裏面記録時には、一次定着器２５１及び二次定着器２５２の定着速度を表面記録時よりも遅いｖ2（ｖ1＞ｖ2（例えば６０ｍｍ／ｓｅｃ））に設定するようにしてもよい。
この場合、記録材の裏面画像に対する定着時間をより多く確保することが可能であるため、記録材の高画質画像の定着性をより良好に保つことができる。
【００４２】
また、本実施の形態における両面記録モード時の生産性については、表面記録時に二次定着器２５２を通過しないため、従前の複数の定着器を備えた態様で、表面記録、裏面記録共に複数の定着器を通過する比較の態様に比べて、両面記録の生産性を高めることが可能である。
【００４３】
Ｂ．片面記録モード
Ｂ−１．標準モード（通常画質モード）
今、記録材の片面に通常画質画像を形成する場合を想定し、普通紙などの通常の記録材を使用するものと仮定すると、画像形成装置は以下のように動作する。
すなわち、画像形成装置は、片面記録モード時で且つ標準モード選択時には、図１０（ａ）に示すように、作像モジュール２１にて記録材の片面に画像記録を行った後、一次定着器２５１にて一次定着し、しかる後、定着ユニット１２の第一搬送経路６１を経て上部排出トレイ５１に記録材を排出する。
このとき、排出経路切換機構１２０により第一搬送経路６１が切換選択されており、一次定着器２５１を通過した記録材は、主搬送経路４１に沿って画像形成ユニット１１の出入口ロール４６２に搬送された後、定着ユニット１２側の搬送経路６０に導かれ、しかる後、第一搬送経路６１を通じて上部排出トレイ５１へと排出される。
【００４４】
この状態において、一次定着器２５１の定着速度はｖ1に設定されるが、この場合における一次定着器２５１の定着速度ｖ1を含む定着条件は、通常画質画像の定着性が保たれる程度であることが必要である。
そして、一次定着器２５１を通過した記録材は、二次定着器２５２を通ることなく、直ちに第一搬送経路６１を経て排出されるため、第一搬送経路６１を第二搬送経路６２よりも短寸に設計すれば、記録材の片面記録モード（標準モード）時の生産性を高めることができる。
【００４５】
また、本実施の形態では、上部排出トレイ５１に排出される記録材は画像面を上にした所謂フェースアップ排出になっているが、仮に、記録材の画像面を下面とした所謂フェースダウン排出を採用する場合には反転搬送機構１００を利用するようにすればよい。
この場合、反転搬送機構１００は、図５に示すように、一次定着器２５１を通過した先行記録材を切換ゲート１０５により反転搬送経路４２の上流側分岐搬送経路４２１及びスイッチバック搬送経路４２３に引き込み、先行記録材の後端がスイッチバック搬送経路４２３に入った時点で切換ゲート１０６を切換え、かつ、反転ロール４６４，４６５を逆回転させることにより、先行記録材を下流側分岐搬送経路４２２を通じて主搬送経路４１の下流側搬送経路４１２部分に導くようにするものである。
【００４６】
この態様において、例えば図５に仮想線で示すように、先行記録材Ｐfが出入口ロール４６２にニップされた時点で、上流側反転ロール４６４のニップ状態を解除するようにしておけば、後続する記録材Ｐrを反転搬送経路４２に引き込むことが可能になり、先行記録材Ｐfと後続記録材Ｐrとをスイッチバック搬送経路４２３ですれ違い動作させることが可能であり、このようにすれば、片面記録モード（標準モード）時の生産性を低下させずにフェースダウン排出を実現することが可能である。尚、先行記録材Ｐfの走行方向後端が上流側反転ロール４６４を通過した時点で、後続記録材Ｐrに対する反転排出を可能とするため、上流側反転ロール４６４は再びニップ状態に戻る。
【００４７】
Ｂ−２．高画質モード
今、記録材の片面に高画質画像を形成する場合を想定し、例えば基材の片面に熱可塑性の透明樹脂層をコーティングした所謂フォトペーパなどの記録材を使用するものと仮定する。
このとき、画像形成装置は、図１０（ａ）に示すように、作像モジュール２１にて記録材の片面に画像記録を行い、しかる後、一次定着器２５１を通過させ、続けて二次定着器２５２を通過させ、定着済みの記録材を下部排出トレイ５２に排出する。
この状態においては、排出経路切換機構１２０により第一搬送経路６１が切換選択されており、画像を担持した記録材は、一次定着器２５１により一次定着された後、二次定着器２５２により二次定着された後に下部排出トレイ５２に排出される。
【００４８】
このような動作過程において、本実施の形態では、一次定着器２５１及び二次定着器２５２の定着速度は同じｖ1に設定されているが、二次定着器２５２の定着速度ｖ1を含む定着条件としては、記録材の画像（高画質画像）が記録材の熱可塑性の透明樹脂層に埋め込まれる程度に加熱、加圧定着されるものが採用される。
また、本実施の形態では、片面記録モード（高画質モード）時において、一次定着器２５１及び二次定着器２５２の定着速度をともに同じｖ1に設定したが、これに限られるものではなく、例えば図１０（ｂ）に示すように、標準モード時には、一次定着器２５１の定着速度をｖ1とし、高画質モード時には、一次定着器２５１及び二次定着器２５２の定着速度を標準モード時よりも遅いｖ2に設定するようにしてもよい。
この場合、記録材の高画質画像に対する定着時間をより多く確保することが可能であるため、記録材の高画質画像の定着性をより良好に保つことができる。
【００４９】
◎実施の形態２
図６は本発明が適用された画像形成装置の実施の形態２を示す。
同図において、本実施の形態に係る画像形成装置は、実施の形態１と略同様であるが、実施の形態１と異なり、定着装置２５としての一次定着器２５１及び二次定着器２５２の定着速度を異ならせ、その定着速度差を吸収するようにしたものである。尚、実施の形態１と同様な構成要素については、実施の形態１と同様な符号を付してここではその詳細な説明を省略する。
【００５０】
より具体的に述べると、本実施の形態において、二次定着器２５２を使用するモードにあっては、一次定着器２５１を通過した記録材は、図６及び図７に示すように、反転搬送機構１００を介して反転搬送された後に二次定着器２５２を通過するようになっている。
また、本実施の形態において、一次定着器２５１は実施の形態１と同様な構成で例えば定着速度ｖ1にて定着処理を行うようになっている。
一方、二次定着器２５２は、特に図７に示すように、反転搬送機構１００により記録材の二次定着される側の画像面が反転することに伴って、定着ベルト８１（例えば加熱ロール８２及び剥離ロール８３により張架）と加圧ロール８４との位置関係を上下逆にしたものであり、一次定着器２５１の定着速度ｖ1よりも遅い定着速度ｖ2（ｖ1＞ｖ2）にて定着処理を行うようになっている。
【００５１】
次に、本実施の形態に係る画像形成装置の作動について説明する。
尚、以下の各記録モードの説明では、実施の形態１と同様なケースを想定して説明する。
Ａ．両面記録モード
画像形成装置は、例えば図９（ｃ）に示すように、作像モジュール２１にて記録材の表面に画像記録を行った後、一次定着器２５１にて定着速度ｖ１にて一次定着し、しかる後、反転搬送経路４２の反転搬送機構１００にて記録材を反転させた後に、戻し搬送経路４３側へと記録材を戻す。この後、戻し搬送経路４３から図示外の切換ゲートを介して再び主搬送経路４１に記録材を戻し、作像モジュール２１にて記録材の裏面に画像記録を行い、しかる後、定着速度ｖ1にて一次定着器２５１を通過させ、反転搬送機構１００にて記録材を反転させた後に、定着速度ｖ2にて二次定着器２５２を通過させ、定着済みの記録材を下部排出トレイ５２に排出する。
【００５２】
このように、本実施の形態によれば、一次定着器２５１の定着速度ｖ1を速く設定し、二次定着器２５２の定着速度ｖ2を遅く設定するようにしたので、記録材の両面記録の生産性を高めることができ、しかも、記録材の裏面画像（高画質画像）の定着性を良好に保つことができる。
また、反転搬送機構１００により反転された記録材を二次定着器２５２に搬入するようにしたので、一次定着器２５１と二次定着器２５２との間のスパンＳが記録材の搬送方向長さよりも短いとしても、両定着器２５１，２５２に記録材が同時に跨った形で搬送されることはなく、両定着器２５１，２５２の定着速度の相違に影響されることなく、一次定着、二次定着処理が行われる。
【００５３】
更に、図７に仮想線で示すように、先行記録材Ｐfが出入口ロール４６２にニップされた時点で、上流側反転ロール４６４のニップ状態を解除するようにしておけば、後続する記録材Ｐrを反転搬送経路４２に引き込むことが可能になり、先行記録材Ｐfと後続記録材Ｐrとをスイッチバック搬送経路４２３ですれ違い動作させることが可能である。
このようにすれば、両面記録モード（標準モード）時の生産性を低下させずに、高画質画像品質をより良好に保つことができる。
【００５４】
Ｂ．片面記録モード
Ｂ−１．標準モード
画像形成装置は、片面記録モード時で且つ標準モード選択時には、実施の形態１と同様であり、図１０（ｃ）に示すように、作像モジュール２１にて記録材の片面に画像記録を行った後、一次定着器２５１にて一次定着し、しかる後、定着ユニット１２の第一搬送経路６１を経て上部排出トレイ５１に記録材を排出する。
【００５５】
Ｂ−２．高画質モード
画像形成装置は、片面記録モード時で且つ高画質モード選択時には、図１０（ｃ）に示すように、作像モジュール２１にて記録材の片面に画像記録を行い、しかる後、定着速度ｖ1にて一次定着器２５１を通過させ、反転搬送機構１００にて記録材を反転させた後に、定着速度ｖ2にて二次定着器２５２を通過させ、定着済みの記録材を下部排出トレイ５２に排出する。
この場合、両面記録モードの裏面画像記録工程と同様に、一次定着器２５１の定着速度ｖ1を速く設定し、二次定着器２５２の定着速度ｖ2を遅く設定するようにしたので、記録材の片面高画質記録の生産性を高めることができ、しかも、記録材の画像（高画質画像）の定着性を良好に保つことができる。
【００５６】
◎実施の形態３
図８は本発明が適用された画像形成装置の実施の形態３を示す。
同図において、本実施の形態に係る画像形成装置は、実施の形態２と同様に、定着装置２５としての一次定着器２５１及び二次定着器２５２の定着速度を異ならせたものであるが、両定着器２５１，２５２の定着速度差を吸収する手法を異ならせるようにしたものである。尚、実施の形態２と同様な構成要素については、実施の形態２と同様な符号を付してここではその詳細な説明を省略する。
【００５７】
本実施の形態においては、一次定着器２５１と二次定着器２５２との間の搬送経路長Ｌが記録材の最大搬送方向長さよりも長く設定されており、二次定着器２５２は、実施の形態２と異なり、実施の形態１と同様なレイアウトで配設されている。
このため、本実施の形態において、例えば両面記録モード時には、画像形成装置は、図９（ｃ）に示すように、作像モジュール２１にて記録材の表面に画像記録を行った後、一次定着器２５１にて定着速度ｖ１にて一次定着し、しかる後、反転搬送経路４２の反転搬送機構１００にて記録材を反転させた後に、戻し搬送経路４３側へと記録材を戻す。この後、戻し搬送経路４３から図示外の切換ゲートを介して再び主搬送経路４１に記録材を戻し、作像モジュール２１にて記録材の裏面に画像記録を行い、しかる後、定着速度ｖ1にて一次定着器２５１を通過させ、続けて定着速度ｖ2にて二次定着器２５２を通過させ、定着済みの記録材を下部排出トレイ５２に排出する。
【００５８】
また、画像形成装置は、片面記録モード時で且つ標準モード選択時には、実施の形態１と同様であり、図１０（ｃ）に示すように、作像モジュール２１にて記録材の片面に画像記録を行った後、一次定着器２５１にて一次定着し、しかる後、定着ユニット１２の第一搬送経路６１を経て上部排出トレイ５１に記録材を排出する。
一方、画像形成装置は、片面記録モード時で且つ高画質モード選択時には、図１０（ｃ）に示すように、作像モジュール２１にて記録材の片面に画像記録を行い、しかる後、定着速度ｖ1にて一次定着器２５１を通過させ、続けて定着速度ｖ2にて二次定着器２５２を通過させ、定着済みの記録材を下部排出トレイ５２に排出する。
【００５９】
このような動作過程において、一次定着器２５１と二次定着器２５２との間の搬送経路長Ｌは充分に長く設定されているため、一次定着器２５１を記録材の後端が抜けてから二次定着器２５２へ記録材の先端が到達する。
このため、両定着器２５１，２５２に記録材が同時に跨った形で搬送されることはなく、両定着器２５１，２５２の定着速度の相違に影響されることなく、一次定着、二次定着処理が行われる。
【００６０】
尚、定着ユニット１２の後段に更にカッタ等の後処理ユニット１３を設けるようにしてもよいことは勿論である。
【００６１】
【発明の効果】
以上説明してきたように、本発明によれば、定着装置として一次定着器及び二次定着器を具備させ、記録材の表面に画像記録後に一次定着器のみを通過させ、続けて記録材の裏面記録後に一次定着器を通過させ且つ二次定着器を通過させるようにしたので、例えば記録材の裏面記録画像として高画質が要求される画像を形成するようにすれば、両面記録モードでの生産性を落とすことなく、高画質画像を得ることができる。
また、本発明の別の態様によれば、定着装置として一次定着器及び二次定着器を具備させ、一次定着器通過後に記録材を排出させる一次排出経路と、一次定着器を通過させ続けて二次定着器を通過させた後に記録材を排出させる二次排出経路とを備えるようにしたので、一次定着器による一次定着で済む記録材については一次排出経路を通じて迅速に排出することができ、一方、両定着器による二段階定着を要する記録材については二次排出経路を通じて排出することができる。
特に、これらの発明においては、一次定着器と二次定着器との間には、一次定着器を通過した記録材が反転搬送された後に二次定着器側に向かって直接搬送される反転搬送経路を設けるようにしたので、例えば片面記録モード（標準モード）時の生産性を低下させずにフェースダウン排出を実現することも可能である。
このため、記録材の使用モード（例えば標準モードと高画質モードなど）に応じて、画質の向上と、生産性向上とを両立させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る画像形成装置の概要を示す説明図である。
【図２】 本発明の別の態様に係る画像形成装置の概要を示す説明図である。
【図３】 実施の形態１に係る画像形成装置の全体構成を示す説明図である。
【図４】 （ａ）は本実施の形態で用いられる定着装置の二次定着器の詳細を示す説明図、（ｂ）はその変形形態を示す説明図である。
【図５】 本実施の形態で用いられる記録材の搬送機構のうち、記録材の反転搬送機構及び排出経路切換機構の一例を示す説明図である。
【図６】 実施の形態２に係る画像形成装置の概要を示す説明図である。
【図７】 実施の形態２に係る画像形成装置の両面記録モード、片面高画質モード時の記録材の搬送動作例を示す説明図である。
【図８】 実施の形態３に係る画像形成装置の概要を示す説明図である。
【図９】 （ａ）（ｂ）は実施の形態１で用いられる両面記録モード時の動作例を示し、（ｃ）は実施の形態２，３で用いられる両面記録モード時の動作例を示す説明図である。
【図１０】 （ａ）（ｂ）は実施の形態１で用いられる片面記録モード時の標準モードと高画質モードの動作例を示し、（ｃ）は実施の形態２，３で用いられる片面記録モード時の同様な動作例を示す説明図である。
【符号の説明】
１…作像モジュール，２…定着装置，３…記録材，４…搬送経路，５…一次定着器，６…二次定着器，７…一次排出経路，８…二次排出経路，９…切換手段

Claims (13)

1. 記録材の両面に画像記録を順次行う作像モジュールと、記録材の両面に記録された画像を定着させる定着装置とを備えた画像形成装置において、
   定着装置は、記録材の搬送経路に配設される一次定着器と、この一次定着器の下流側に配設される二次定着器とを備え、
   記録材の搬送経路は、一次定着器を通過した記録材を反転搬送機構にて反転搬送させる反転搬送経路と、この反転搬送経路の一部に連通接続され、表裏を反転した記録材を作像モジュール前に戻す戻し搬送経路とを備え、
   記録材の表面に画像記録後に一次定着器のみを通過させ、記録材を反転搬送させた後に戻し搬送経路を介して作像モジュール側に戻し、続けて記録材の裏面記録後に一次定着器を通過させ且つ二次定着器を通過させる両面記録モードと、一次定着器を通過した記録材を反転搬送させた後に二次定着器側に向かって直接搬送する片面記録モードとを有することを特徴とする画像形成装置。
2. 請求項１記載の画像形成装置において、
   一次定着器は、記録材が搬送経路を通過する際に定着画像が剥がれない程度の一次定着条件を有し、
   二次定着器は、記録材に対して画像が充分に定着せしめられる二次定着条件を有するものであることを特徴とする画像形成装置。
3. 請求項１記載の画像形成装置において、
   作像モジュールは、記録材の表面に対し単色記録を行い、記録材の裏面に対しカラー画像記録を行うものであることを特徴とする画像形成装置。
4. 記録材に画像記録を行う作像モジュールと、記録材に記録された画像を定着させる定着装置とを備えた画像形成装置において、
   定着装置は、記録材の搬送経路に配設される一次定着器と、この一次定着器の下流側に配設される二次定着器とを備え、
   一次定着器通過後に記録材を排出させる一次排出経路と、
   一次定着器を通過させ続けて二次定着器を通過させた後に記録材を排出させる二次排出経路と、
   一次定着器と二次定着器との間に設けられ、一次定着器を通過した記録材が反転搬送された後に二次定着器側に向かって直接搬送される反転搬送経路とを備えたことを特徴とする画像形成装置。
5. 請求項４記載の画像形成装置において、
   一次定着器は、記録材の使用条件が標準である標準条件下で記録材に対し画像が充分に定着せしめられる一次定着条件を有し、
   二次定着器は、記録材の使用条件が特殊である特殊条件下で記録材に対して画像が充分に定着せしめられる二次定着条件を有するものであることを特徴とする画像形成装置。
6. 請求項４記載の画像形成装置において、
   記録材の使用条件に応じて一次排出経路、二次排出経路のいずれかを切換選択する切換手段を備えたことを特徴とする画像形成装置。
7. 請求項１又は４記載の画像形成装置において、
   二次定着器の定着速度が一次定着器のそれよりも遅く設定されることを特徴とする画像形成装置。
8. 請求項１又は４記載の画像形成装置において、
   一次定着器と二次定着器との間の搬送経路を記録材が反転せしめられる反転搬送経路とし、先行記録材と後続記録材とを反転搬送経路内ですれ違い搬送させることを特徴とする画像形成装置。
9. 請求項１又は４記載の画像形成装置において、
   一次定着器と二次定着器との間の搬送経路は、一次定着器を記録材の後端が抜けてから二次定着器へ記録材の先端が到達するように形成されていることを特徴とする画像形成装置。
10. 請求項１又は４記載の画像形成装置において、
    記録材が一次定着器を通過した後に続けて二次定着器を通過する条件下では、一次定着器と二次定着器との定着速度を一致させることを特徴とする画像形成装置。
11. 請求項１又は４記載の画像形成装置において、
    一次定着器が内蔵された画像形成ユニットと、
    画像形成ユニットとは別ユニットにて構成され、二次定着器が内蔵された定着ユニットとを備えたことを特徴とする画像形成装置。
12. 請求項１又は４記載の画像形成装置に用いられる定着ユニットであって、
    一次定着器が内蔵された画像形成ユニットとは別ユニットにて構成され、二次定着器を内蔵したことを特徴とする定着ユニット。
13. 請求項１２記載の定着ユニットにおいて、
    一次定着器通過後に記録材を排出させる一次排出経路と、一次定着器を通過させ続けて二次定着器を通過させた後に記録材を排出させる二次排出経路とを備えていることを特徴とする定着ユニット。

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