JP4154974B2 - 後処理装置及びそれを用いた画像形成装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、これらの複合機等の後処理装置及び画像形成装置に関し、より詳しくは、記録シートを裁断して出力可能な後処理装置及び画像形成装置に係る。
【０００２】
【従来の技術】
【特許文献１】
特開平５−２１２６３２２号公報
従来、カラー複写機やカラープリンター等のカラー画像形成装置としては、感光体ドラムを１つのみ備え、当該感光体ドラム上に、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（ＢＫ）等の各色のトナー像を順次形成し、上記感光体ドラム上に順次形成されるイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（ＢＫ）等の各色のトナー像を、記録シート上に多重に転写した後、これらのトナー像を加熱して記録シート上に定着することにより、カラー画像を形成するように構成したものがある。
【０００３】
また、上記カラー画像形成装置としては、感光体ドラム上に順次形成されるイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（ＢＫ）等の各色のトナー像を、一旦中間転写体上に多重に一次転写した後、当該中間転写体上に多重に転写された各色のトナー像を、記録シート上に一括して二次転写し、これらのトナー像を加熱して記録シート上に定着することにより、カラー画像を形成するように構成したものもある。
【０００４】
さらに、上記カラー画像形成装置としては、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（ＢＫ）等の各色に対応した複数の画像形成ユニットを備え、各画像形成ユニットの感光体ドラム上に順次形成されるイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（ＢＫ）等の各色のトナー像を、記録シート上に多重に転写するか、又は一旦中間転写体上に多重に一次転写した後、当該中間転写体上に多重に転写された各色のトナー像を、記録シート上に一括して二次転写した後、これらのトナー像を加熱して記録シート上に定着することによりカラー画像を形成するように構成したものがある。
【０００５】
ところで、カラー画像形成装置は、近年のデジタル化・高精細化などの改善によって高画質な画像が得られるようになってきている。この高画質化に伴い、電子写真方式を利用したカラー画像形成装置を印刷市場や写真市場に展開しようという試みがなされている。例えば、特許文献１には、平滑性の高い画像を得るための定着装置が開示されている。また、カラー画像形成装置を印刷市場や写真市場に展開する際に、グラフィックアートプリントや写真サービスではごく常識的な、用紙端部に余白の無い画像（以下、縁無しプリントと呼ぶ）が強く要求されている。
【０００６】
縁無しプリントを形成するためには、始めから用紙端部まで余白のない画像を形成する方法と、用紙端部に余白有りで画像を形成した後に余白部をカットする方法とが考えられる。
【０００７】
ここで、始めから用紙端部まで余白のない画像を形成する方法では、用紙上にトナー画像を転写した後に、定着器まで搬送する間に、用紙端部の未定着トナーがこぼれ、用紙搬送路を汚してしまう。このこぼれたトナー汚れが次の用紙に付着し汚れとなる。そのために、余白有りで画像を形成した後に、カッターにより余白部を裁断する方が、プリント画像の汚れ防止という点で優れている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、定着部にてトナーを溶融した後にカッターにて用紙のトナー部分を裁断すると、切れ味が悪く、また経時的にトナー樹脂がカッターの歯に蓄積し、裁断性の悪化を招くという課題がある。
【０００９】
本発明は、このような技術的課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、経時的な使用によっても裁断性を維持することができ、美しい縁なし画像を得ることができる後処理手段及び画像形成装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、ポリエステルからなる結着樹脂を含んで記録シート上に保持されるトナーを熱溶融させて定着する加熱定着手段と、当該加熱定着手段により定着されたトナーを保持する記録シートを裁断する裁断手段とを備え、裁断される際のトナー温度は、当該トナーのガラス転移温度−１０℃以上であって、当該トナーの軟化温度よりもガラス転移温度に近く、かつ、前記記録シートは基材と当該基材のトナーを保持する面にポリエステルからなる熱可塑性樹脂層とを備えており、裁断される際の当該記録シート温度は、当該熱可塑性樹脂層のガラス転移温度−１０℃以上であって、当該熱可塑性樹脂層の軟化温度よりもガラス転移温度に近く設定されていることを特徴とする後処理装置である。
【００１１】
ここで、裁断される際のトナー温度の上限は、当該トナーの軟化温度とすることができ、裁断される際のトナー温度の下限は、当該トナーのガラス転移温度とすることができる。さらに、裁断される際のトナー温度は、当該トナーの軟化温度よりもガラス転移温度に近くすることができる。裁断される際のトナー温度の下限は、当該トナーのガラス転移温度−10℃程度とすることができる。
【００１２】
また、前記記録シートは基材と当該基材のトナーを保持する面に熱可塑性樹脂層とを備えており、裁断される際の当該記録シート温度の上限は、当該熱可塑性樹脂層の軟化温度とすることができ、裁断される際の当該記録シート温度の下限は、当該熱可塑性樹脂層のガラス転移温度とすることができる。さらに、裁断される際の当該記録シート温度は、当該熱可塑性樹脂層の軟化温度よりもガラス転移温度に近くすることができる。裁断される際の当該記録シート温度の下限は、当該熱可塑性樹脂層のガラス転移温度−10℃程度とすることができる。
【００１３】
また、前記記録シートは基材と当該基材のトナーを保持する面に熱可塑性樹脂層とを備えており、当該基材は紙製の基材本体と当該基材本体の両面（又は片面）を覆う樹脂製の樹脂コート層とを備えるものでもよい。そして、当該熱可塑性樹脂層の方が当該樹脂コート層よりも耐熱性が高いものでもよい。
【００１４】
ところで、前記加熱定着手段は、加熱ロールと剥離ロールとを含む複数の支持ロールと、当該複数の支持ロールにより張架され回転される定着ベルトと、当該加熱ロールと当該定着ベルトを介して圧接させニップ部を形成させる加圧ロールとを備え、トナーを保持する記録シートは、当該ニップ部においてトナー面を定着ベルトに密着させ、定着ベルトの回転とともに搬送され、当該剥離ロールにより形成される剥離部（曲率変化部）において定着ベルトから剥離されるものでもよい。そして、定着後かつ裁断前の記録シート及びトナーを（強制的に）冷却する冷却手段を備え、当該冷却手段は前記ニップ部から前記剥離部に至るまでの定着ベルトの内側に当接するヒートシンクを有するものでもよい。
【００１５】
また、前記熱定着手段は、加熱ロールと当該加熱ロールと圧接させニップ部を形成する加圧ロールとを備え、トナーを保持する記録シートは当該ニップ部を通過する際に加熱定着されるものでもよい。そして、定着後かつ裁断前の記録シート及びトナーを（強制的に）冷却する冷却手段を備え、当該冷却手段は前期ニップ部から前記裁断手段に至るまでの搬送経路において記録シート（の非画像形成面）に当接するヒートシンクを有するものでもよい。さらに、これらのヒートシンクに送風する送風手段を備えるものでもよい。
【００１６】
さらに、本発明をこれらの後処理装置を備える（着脱可能又は予め有する）画像形成装置として把握することもできる。そして、これらの後処理装置と、記録シート上にトナーを保持させる前処理装置と、これら前処理装置と後処理装置とのいずれか一方、又は両方を動作させる制御手段とを備える画像形成装置であってもよい。
【００１７】
ここで、前処理装置に一次定着手段を設け、後処理装置の熱定着手段を二次定着手段とするとともに、後処理装置を前処理装置に対して着脱自在に構成する場合には、従来の（低光沢、あるいは非光沢の一般文章用の）前処理装置に、新たに後処理装置を付設するのみで高光沢な縁なし画像を得ることができ、高光沢縁なし画像のための画像形成装置の開発、生産コストを低減することができる。
【００１８】
またこの場合には、第二定着手段（熱定着手段）で定着可能な記録シートのサイズは、前記第一定着手段で定着可能な記録シートのサイズよりも小さくすることができる。より好ましくは、第二定着手段で定着可能な記録シートのサイズを第一定着手段で定着可能な記録シートのサイズの半分以下とすることができる。例えば、第二定着手段で定着可能な記録シートの最大サイズを葉書サイズ、又は写真のＬ版サイズとし、第一定着手段で定着可能な記録シートの最大サイズをＡ３サイズとすることができる。画像形成装置をこのように構成することで、二次定着装置が小型化され、高光沢縁なし画像を出力する画像形成装置の省スペース化と操作性の向上とが図れる。また小型の第二定着手段（熱定着手段）は、省電力にも資する。第一定着手段と第二定着手段の加熱源が、同時に点灯しないように制御することで、さらなる省電力を図ることができる。
【００１９】
なお、熱可塑性樹脂層はトナーを構成するトナー樹脂（結着樹脂）と同質として、両樹脂の融解温度が実質的に同一となるように選択することが好ましい。
【００２０】
【発明の実施による形態】
実施例１ 図１は本実施例に係るタンデム型カラー複写機（画像形成装置）１の概略構成図である。この複合機１は、装置本体ユニット（前処理装置）１００Uと、画像読取装置１０２と、装置本体ユニット１００Uに対して着脱可能な後処理ユニット（後処理装置）１０３Ｕとから構成されている。
【００２１】
また装置本体ユニット１００Ｕ内には、画像形成部（画像形成手段）と第一定着装置（第一定着手段）１５とが存在している。
【００２２】
画像形成部は、複数の張架ロールに張架され回転される無端状の中間転写ベルト９と、当該中間転写ベルト９の回転方向の上流側から下流側にかけて並んでいるイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色トナー画像を形成する電子写真画像形成ユニット１Ｙ〜Ｋと、中間転写ベルト９に対峙するベルトクリーニング装置１４、同じく中間転写ベルト９に対峙する二次転写ロール１２、普通紙（記録シート）１８（Ｓ）、専用光沢紙（記録シート）１８（Ｐ）をそれぞれ収容する用紙トレイ１７、ピックアップロール１７ａ、搬送ロール対１９、２４、レジストロール対２０、第一排出ロール対２２、第一排出トレイ２５、第二排出ロール対２７、第二排出トレイ２６などを備えている。
【００２３】
また各電子写真画像形成ユニット１Ｙ〜Ｋは、感光体ドラム２、帯電ロール３、現像装置５、一次転写ロール６、ドラムクリーニング装置７、除電ロール８などを備えている。
【００２４】
図２は、第一定着装置15の構成を説明するものである。この第一定着装置１５は、小熱容量の定着ロール30と、加圧ベルト31・加圧パッド32からなる加圧ベルト式定着装置である。定着ロール30は、アルミニウムからなる肉厚1.5mm、外径25mm、長さ380mmのコア30a表面に、ゴム硬度(JIS-A)が33°のシリコーンゴムからなる弾性体層30bを厚さ0.5mm、長さ320mmに被覆し、さらに弾性体層30bの表面に厚さ30μmのPFAチューブからなる離型層30cを被覆して形成されている。定着ロール30の内部には、加熱源として650Wのハロゲンランプ33が配設されており、定着ロール30の表面温度が所定の温度（例えば、170℃）となるように内部から加熱する。
【００２５】
加圧ベルト31は厚さ75μm、外径30mm、長さ330mmのポリイミドベルトの表面に、厚さ30μmのPFAチューブからなる離型層が形成されている。加圧ベルト31内部には、加圧ベルト31を定着ロール30に押圧しニップを形成する加圧パッド32が配置されている。加圧パッド32の押圧荷重は33Kgで、ニップ幅は6.5mmである。加圧ベルト31・加圧パッド32側には熱源を持たない。
【００２６】
後処理ユニット１０３Ｕの内部には、第二定着装置（熱定着手段）１０１と、第二定着装置１０１よりも記録シート１８の搬送方向下流側に裁断装置（裁断手段）１０３とを備えており、後処理ユニット１０３Ｕには第二排出トレイ２６が取り付けられている。
【００２７】
図３は、第二定着装置１０１の構成を説明するものである。この第二定着装置101は、熱源を有する加熱定着ロール（加熱ロール）40、剥離ロール（支持ロール）44、ステアリングロール（張架ロール）45 、加熱定着ロール40および剥離ロール44とステアリングロール45に巻き回された定着ベルト47、定着ベルト47を介して加熱定着ロール40に押圧してニップを形成する加圧ロール42、定着ベルト47の回転方向のニップ下流側にて定着ベルト47を冷却する冷却器（冷却手段）46を有し、トナーを担持した記録シート18は、トナー画像が定着ベルト47と接するようにニップ部に搬送されて加熱加圧定着され、冷却器46で定着ベルト47および記録シート18が冷却されたのちに、定着ベルト47と記録シート18を剥離するベルト定着器である。
【００２８】
加熱定着ロール40は、熱伝導性の高い金属製のコア40aの表面に、PFAチューブ等のフッ素樹脂層からなる離型層40bを形成し、コア40a中に、ハロゲンランプなどの加熱源41が備えられ、加熱定着ロール40の表面温度が所定の温度になるように加熱し、定着ベルト47とトナー像が形成された記録シート18を加熱する。加圧ロール42は、熱伝導性の高い金属製のコア42aの周囲に、ゴム硬度（JIS-A）が40°程度のシリコーンゴム等からなる弾性体層42bを被覆し、さらにその表面PFAチューブ等のフッ素樹脂層からなる離型層42cを形成し、コア42a中に、ハロゲンランプなどの加熱源43が備えられ、加圧ロール42の表面温度が所定の温度になるように加熱し、定着時の記録シート18に圧力を印加させると同時に、記録シート１８を裏面から加熱させる。加熱定着ロール40と加圧ロール42の構成は上述した構成に限定される物ではなく、記録シート18上に形成されたトナー画像を、定着ベルト47を介して記録シート18上に定着できる構成であれば良い。
【００２９】
剥離ロール44は、定着ベルト47から記録シート18を記録シート18自身の剛性により剥離させる物であり、その外径形状（寸法）は定着ベルト47と記録シート18の付着力、及び定着ベルト47の剥離ロール44への巻き付け角度によって決定される。ステアリングロール45は、定着ベルト47を回転させることにより発生する片寄りによるベルト端部の破損を防止するためのものであり、一方の軸が固定され、他方の軸を図示しない駆動装置により加熱定着ロール40に対して傾かせることで、定着ベルト47が片寄った場合逆方向にベルトの進行方向を変える役割を果たす。
【００３０】
冷却器46は、定着ベルト47と密着している記録シート１８を冷却するためのものであり、定着ベルト47の内周面で、且つ加熱定着ロール40の下流側、剥離ロール44の上流側に配設されている。冷却器46は、ヒートシンク46ａと、ヒートシンクと取り囲むダクト体46ｂと、ダクト体に対して送風するファン部材46ｃとを有している。冷却器46は、加熱定着ロール40と加圧ロール42により溶融させられた記録シート18の表面の透明樹脂層18aとトナー像を冷却させ、画像表面全体を定着ベルト47表面にならった平滑な状態で固化させる機能を有する。
【００３１】
定着ベルト47は熱硬化型ポリイミド製の無端状フィルム上に、厚さ35μmのシリコーンゴム層等を被覆したものが用いられる。消費電力の面からはベルトは薄いものが望ましいが、強度的な観点からポリイミド基材は75μm以上、画質的な観点からシリコーンゴム層は30μm以上が必要である。さらに、定着ベルト47は加熱定着ロール40と剥離ロール44、ステアリングロール45の間に掛け渡され、加熱定着ロール40に従動回転する。
【００３２】
図４は、これら第一定着装置15及び第二定着装置101の他、裁断装置103の構成を説明するものである。この裁断装置103は、搬送方向上流側と下流側との二箇所にギロチンカッター５１、５２を備え、これら二つのギロチンカッターの間にサーユーラーカッター５０を備えている。そして、搬送される専用光沢紙１８（Ｐ）は所定位置で一旦停止され、その搬送方向上流端及び下流端がそれぞれギロチンカッター５１，５２で裁断される。一方、専用光沢紙１８（Ｐ）の搬送方向側端部は、搬送中にロールカッター５０により裁断される。なお、このような裁断装置１０３により、専用光沢紙１８（Ｐ）の周辺部分に形成されている非画像領域が切り落とされ、銀塩写真プリントと同様に、専用光沢紙１８（Ｐ）の全面に画像が形成される。
【００３３】
次に、本実施例に係るカラー複合機１による画像形成動作を通常プリントモード（第一定着モード）と高光沢プリントモード（第二定着モード）とに分けて説明する。
【００３４】
図５は、各プリントモードを制御する制御系を説明するブロック図である。この制御系は、カラー複合機１の制御部（制御手段）１０を中心に構成されており、制御部１０の計測対象として、複合機１に接続されたパーソナルコンピュータＰＣや図示しない複合機１のユーザインタフェイスからの制御命令信号、図示しない第一定着装置１５の温度センサからの温度信号、図示しない第二定着装置１０１の温度センサからの温度信号などが挙げられる。また、制御部１０の制御対象として、搬送方向切替ゲート１６の制御命令信号、第一定着装置１５の加熱源に供給される電力Ｐ１、第二定着装置１０１の加熱源に供給される電力Ｐ２、図示しない画像形成部などが挙げられる。
【００３５】
通常プリントモード まず通常プリントモードにおける画像出力について説明する。パーソナルコンピュータＰＣ等から送られてくるカラー画像情報や、画像読み取り装置102より読み取られたカラー原稿のカラー画像情報等が入力されると、入力された画像情報に対して画像処理が行われる。
【００３６】
まず、中間転写ベルト９への単色トナー像形成の動作を電子写真画像形成ユニット1Yを代表して説明する。感光体ドラム2Yは、一様帯電ロール3Yによりその表面を負極性に一様に帯電される。次に露光器4により（先に画像処理がなされた画像情報に基づいて）イエロー画像に対応する像露光がなされ、感光体ドラム2Yの表面にはイエロー画像に対応する静電潜像が形成される。このイエロー画像に対応する静電潜像は現像装置5Yによってイエロートナー像となり、一次転写手段一部を構成する一次転写ロール6Yの圧接力及び静電吸引によって中間転写ベルト９上に転写される。転写後の感光体ドラム2Y上に残留したイエロートナーは、ドラムクリーニング装置7Yよって掻き取られる。感光体ドラム2Yの表面は除電ロール8Yによって除電された後、次の画像形成サイクルのために一様帯電ロール3Yにより再び帯電される。
【００３７】
多色のカラー画像形成を行なうカラー複合機１では、各電子写真画像形成ユニット1Y,1M,1C,1Kの相対的な位置ずれを考慮したタイミングで、上記と同様の画像形成工程が電子写真画像形成ユニット1M,1C,1Kにおいても行われ、中間転写ベルト９上にフルカラートナー像が形成される。
【００３８】
中間転写ベルト９上に形成されたフルカラートナー像は、所定のタイミングで二次転写位置へと搬送される記録シート18上に、中間転写ベルト９を支持するバックアップロール13と、バックアップロール13に圧接する二次転写手段の一部を構成する二次転写ロール12の圧接力及び静電吸引によって転写される。
【００３９】
記録シート１８は、カラー複合機１の下部に配置された記録媒体収容部としての給紙カセット17から、所定のサイズのものがフィードロール17aによって給紙される。ここで、通常プリントモードでは、記録シート１８として普通紙１８（Ｓ）が給紙される。給紙された記録シート１８は、複数の搬送ロー19及びレジストロール20によって、所定のタイミングで中間転写ベルト９の二次転写位置まで搬送される。そして、記録シート１８には、上述したように、二次転写手段としてのバックアップロール13と二次転写ロール12とによって、中間転写ベルト９上からフルカラートナー像が一括して転写される。
【００４０】
また、中間転写ベルト９上からフルカラートナー像が転写された記録シート18は、中間転写ベルト９から分離された後、二次転写手段の上部に配設された第一定着装置15へと搬送され、この第一定着装置15によって熱及び圧力でトナー像が記録シート１８上に一次定着される。また、二次転写手段により記録シート１８上に転写できなかった中間転写ベルト９上の残トナーは、そのまま中間転写ベルト９上に乗った状態で中間転写体クリーニング装置14まで搬送され、クリーニング手段14により、中間転写ベルト９上から除去される。
【００４１】
ここで通常プリントモードでは、制御部１０により搬送方向切替ゲート１６の方向が制御されて搬送方向が第一記録媒体排出口21側に切り替えられ、排出ロール22によって普通紙モード用排紙トレイ25上に、画像形成面が上向きに排出される。
【００４２】
高光沢プリントモード 次に、高光沢プリントモードにおける画像出力について通常プリントモードとの相違点を中心に説明する。画像情報の入力、画像処理、中間転写ベルト９へのフルカラートナー画像の形成についていは通常プリントモードと同様に行われる。一方、給紙カセット17から、所定のサイズのものがフィードロール17aによって給紙される際、高光沢プリントモードでは、記録シート１８として専用光沢紙１８（P）が給紙される。
【００４３】
この専用光沢紙１８（P）は、図９に示すように、基材18bの片面（表面）に、ポリエステル等からなる熱可塑性樹脂を主成分としたものを、厚さ5〜20μmの範囲で、例えば10μmの厚さに被覆した透明な受像層（熱可塑性樹脂層）18aを設けたものである。
【００４４】
給紙された記録シート１８は、同様にフルカラートナー像が一括して二次転写され、一次定着される。ここで通常プリントモードでは、制御部１０により搬送方向切替ゲート１６の方向が制御されて搬送方向が第二定着装置101側に切り替えられ、搬送ロール24によって第二定着装置101側に搬送される（図５参照）。
【００４５】
図７は、二次定着装置１０１による二次定着の動作を説明するものである。同図に示すように、第二定着装置101の加熱定着ロール40に巻き付けれられた定着ベルト47と加圧ロール42により記録シート１８上のトナー49が専用光沢紙１８（P）表面の透明樹脂層18a内部に埋め込まれる。
【００４６】
その後、定着ベルト47に密着した状態で搬送、冷却器46により所定の温度まで冷却されたのちに、剥離ロール44部で定着ベルト47から記録シート１８が剥離し、裁断装置103により裁断され、高光沢縁なし画像が高光沢プリントモード用排紙トレイ26上に、画像形成面が下向きに排出される。
【００４７】
ここで、裁断時の専用光沢紙１８（Ｐ）及びトナーの温度が定着装置15、101、冷却器46により適切に（高過ぎず、低すぎず）調整されるため（本実施例では、７０℃程度）、経時的な使用によっても裁断性を維持することができ、美しい縁なし画像を安定して得ることができる。
【００４８】
すなわち、裁断時の専用光沢紙１８（Ｐ）及びトナーの温度を、トナーを構成する結着樹脂（本実施例ではポリエステル）の軟化温度Ｔｍ（Ｔ）とガラス転移温度Ｔｇ（Ｔ）の中間値、かつ、受像層１８ａを構成する熱可塑性樹脂（本実施例ではポリエステル）の軟化温度Ｔｍ（Ｐ）とガラス転移温度Ｔｇ（Ｐ）の中間値となるように構成されている。
【００４９】
図８は、トナーを構成する結着樹脂の軟化温度Ｔｍ（Ｔ）とガラス転移温度Ｔｇ（Ｔ）とを説明するものである。ここで、軟化温度Ｔｍ（Ｔ）とは、熱可塑性樹脂の弾性項Ｇ'（図中実線グラフ）が10³〔Ｐａ（パスカル）〕なる温度であり、グラフよりトナーを構成する結着樹脂（本実施例ではポリエステル）の軟化温度Ｔｍ（Ｔ）は110℃であることが分かる。一方、ガラス転移温度Ｔｇ（Ｔ）とは、熱可塑性樹脂の弾性項G'が粘性項G"（図中点線グラフ）よりも小さくなる温度であり、グラフよりトナーを構成する結着樹脂（本実施例ではポリエステル）のガラス転移温度Ｔｇ（Ｔ）は56℃である。なお、これらの値は、周波数：１rad/ｓで温度を室温から徐々に上昇させる条件でセオメトリック社製レオメータ「RES」を用いて測定した。
【００５０】
その結果、トナー４９の結着樹脂の性質及び専用光沢紙１８（P）の受像層18aの性質は、次の通りであった。トナーの結着樹脂：ポリエステル(Tm：112℃、Tg：56℃、Mw：55000、Mn：4050、Mw/Mn：13.6)、専用光沢紙の受像層：ポリエステル(Tm：89℃、Tg：53℃、Mw：13300、Mn：4000、Mw/Mn：3.3)。そして、裁断時の専用光沢紙１８（P）及びトナーの温度Tは、Tg（T）＜T＜Tm(T)、かつ、Tｇ（P）＜T＜Tm（P）である。さらに、温度Tは、軟化温度Tmよりもガラス転移温度Tgに近い（低目である）。基材１８ｂがポリエチレンのコート紙であることを考慮したものである。
【００５１】
本実施例では、装置本体ユニット100Uにより画像形成された記録シート１８をそのまま後処理ユニット103Uで高光沢化及び裁断処理する例を説明したが、これに限らず、他の画像形成装置（電子写真方式でもよいし、熱軟化性の記録シートもしくは熱軟化性の画像形成材料を用いる他の印字方式、例えば、インクジェット方式、昇華型方式、ＴＡ方式、銀塩写真方式などでもよい）で画像形成された記録シート１８を後処理ユニット103Uで高光沢化及び裁断処理することもできる。
【００５２】
この場合、例えば、▲１▼単独の後処理ユニット103Uに手差しで記録シート１８を挿入することもできるし、▲２▼装置本体ユニット100Uに装着された後処理ユニット103Uに対して装置本体ユニット100Uから手差し、又は収容トレイ１７を介して記録シート１８を挿入することもできる。なお、後者▲２▼の場合には、制御部１０は画像形成や一次転写を禁止する（図５参照）。
【００５３】
なお、第二定着装置101に搬送される記録シート１８上のトナー49は、画像形成装置100内部に配設された第一定着装置15により既に一旦定着が行われているため、搬送方向切替ゲート16により搬送方向切り替え動作を行なった際に、画像形成面が搬送支持部材等と接触した場合においても画像の乱れ等の画質ディフェクトが発生することはない。
【００５４】
また、一台のカラー複合機１で、一次定着のみにより低光沢度の画像出力を行う通常プリントモードと、一次及び二次定着により高光沢度の画像出力を行う高光沢プリントモードと備えるため、（それぞれ別個の画像形成装置を設ける場合に比べ）省スペース化が図れる。
【００５５】
さらに、本実施例に係る第2定着装置１０１は、消費電力の低減、小型化、（結果として）カラー複合機１の操作性向上のため、次のような構成を採用している。
【００５６】
第一の構成として、第二定着装置１０１で定着可能な記録シート１８の最大サイズを、第一定着装置１５で定着可能な記録シートの最大サイズよりも小さいものと設定した。つまり、制御部１０の制御プログラムにより、一定以上のサイズの記録シート１８に対しては、高光沢プリントモードを選択できないように設定する。
【００５７】
図９は、第二定着装置１０１で定着可能な記録シート１８のサイズと、各サイズにおける第二定着装置１０１の消費電力との関係を説明する棒グラフである。このグラフに示すように、第二定着装置101では記録シート１８を定着ベルト47と共に加熱、冷却するサイクルを繰り返すため、消費電力が非常に大きくなっており、記録シート１８をA4横送り（LEF）8ppmとすると、第二定着装置101だけで約1,000Wが必要となる。そして、第一定着装置15を含む画像形成装置100で1,500W必要とするため、合計で2,000W以上の電力が必要になってしまう。
【００５８】
そこで、第二定着装置１０１で出力される記録シート１８のサイズを、高光沢、高平滑な画像としての要求が高い、ハガキや写真のL版に限定することにより、第二定着装置101の総消費電力が約800Wになり、約200Wの消費電力を低減することができる。
【００５９】
第二の構成として、第二定着装置101の（定着ベルト４７などの）回転軸方向長さを、第一定着手段15の（定着ロール30などの）回転軸方向長さより短く構成している。
【００６０】
図１０は、定着ベルト４７の回転軸方向長さ（幅）と第二定着装置101のスタンバイ（空回転）時の消費電力との関係を説明するグラフである。また、図１１は、第二定着装置101の定着ベルト４７幅に対応した最大サイズの記録媒体を定着させた場合に必要な第二定着装置101の消費電力を説明するグラフである。これらのグラフから明らかなように、消費電力は定着ベルト４７の幅に比例しており、消費電力は定着ベルト４７による電力ロスが大きく影響していることが分かる。
【００６１】
そこで写真モードで出力される記録シート18のサイズを、高光沢、高平滑な画像としての要求が高い、ハガキや写真のL版に限定した第二定着装置１０１、すなわち第二定着装置101の加熱定着ロール40、加圧ロール42、さらに消費電力ロスが大きい定着ベルト47の軸方向長さをL版サイズが定着可能な長さ（約165mm）まで短くすることにより、第二定着装置101での消費電力を380Wに抑えることを可能とした。
【００６２】
【表１】

表１は、第二定着装置１０１の軸方向長さを▲１▼A４サイズ横送りに対応させた長さ、▲２▼葉書サイズに対応させた長さに構成した場合の、各ロール構成、たわみ量の設計値をまとめたものである。なお、表１中、A、B、C、D、E、Fはいずれもある設定値を示す。
【００６３】
表１に示すように、第二定着装置101の軸方向長さを短くすることで、定着特性（画質）に影響を与えることなく、加熱定着ロールと加圧ロールを小径化（約3割減）できた。さらに加圧設定荷重を低減（約5割減）することができ、強度部材である加圧構造部材、及び第二定着装置101を構成する部品を小型化することができた。加熱定着ロール４０と加圧ロール４２の小径化と、加圧設定荷重を低減による構成部品の小型化により、第二定着装置101を約3割小型、薄型化することが可能となった。
【００６４】
第三の構成として、第一定着装置１５の加熱源であるハロゲンランプ３３と、第二定着装置１０１の加熱源であるハロゲンランプ４１、４３とに同時に電力を供給しないように、制御部１０の制御プログラムを設定するものである（図５参照）。すなわち、第一定着装置１５の温度がその設定温度を下回り、同時に第二定着装置１０１の温度が設定温度がその設定温度を下回った場合でも、制御部１０は、一方の加熱源にしか電力を供給しないよう設定する（P1又はP2）。この際、より熱容量の小さい定着装置（本実施例では第一定着装置１５）の加熱源にのみ電力を供給することが好ましい。
【００６５】
これら第一〜第三の構成により、第二定着装置101の小電力化、加熱源が同時点灯しないようにON/OFF制御や動作タイミング制御等を行なうことにより、画像形成装置100と第二定着装置101の消費電力を1,500W以下にし、一般的なオフィス・コンビニエンスストア等の使用環境（電源環境）で使用することができる。さらに、第二定着装置101の小型、薄型化により、画像形成装置100上部に第二定着装置101を配設した際においても、画像読み取り装置102の配設高さが高くなることを防止し、画像読取装置102の操作性に影響を与えることがない。
【００６６】
なお、具体的な後処理ユニット103Uの配設方法はとしては、図１２に示すように、後処理ユニット103Uの底面及び側面等に複数の支持部材60、及び複数の固定部61を設け、直接装置本体ユニット100U上に固定することもできるし、図１３に示すように、後処理ユニット103U、もしくは側面に複数の指示部材60を設け、画像読取装置102の底面部、もしくは画像読み取り装置102を支えている画像読取装置取付部材104等に吊り下げる構成を採用することもできる。
【００６７】
実施例２ 本実施例に係る複写機１は、実施例１に係る複写機１から、第二定着装置101を省いたものである。
【００６８】
図１４は、（第一）定着装置15及び冷却器46の他、裁断装置103の構成を説明するものである。なお、実施例１と同様の構成については同一の符号を付し、その説明を省略する。このような複写機１であっても、実施例１と同様に、裁断時の専用光沢紙１８（Ｐ）及びトナーの温度が定着装置15、冷却器46により適切に（高過ぎず、低すぎず）調整されるため（本実施例では、６０℃程度）、経時的な使用によっても裁断性を維持することができ、美しい縁なし画像を安定して得ることができる。
【００６９】
実施例３ 本実施例に係る複写機１は、実施例１に係る複写機１から、第一定着装置15を省いたものである。
【００７０】
図１５は、（第二）定着装置101、裁断装置103の構成を説明するものである。なお、実施例１と同様の構成については同一の符号を付し、その説明を省略する。このような複写機１であっても、実施例１と同様に、裁断時の専用光沢紙１８（Ｐ）及びトナーの温度が定着装置101、冷却器46により適切に（高過ぎず、低すぎず）調整されるため（本実施例では、６０℃程度）、経時的な使用によっても裁断性を維持することができ、美しい縁なし画像を安定して得ることができる。
【００７１】
実験例 本発明者は、裁断時の記録シート（及びトナー）の温度と裁断性との関係を調べるため、記録シート（専用光沢紙）の温度を変化させつつ、その記録シートを裁断装置で裁断し、その結果をまとめた。
【００７２】
【表２】

表２は、その実験結果である記録シート（専用光沢紙）の温度と、裁断装置の裁断性のデータを示す。例えば、トナー軟化温度Tm（T）（112℃）以上では初期的にもカットができない。また、トナー軟化温度Tm（T）よりも低温ではあるが、比較的高い温度の場合で、軟らかいトナーをカットしようとすると、カッターのトルクがかなり大きな力が必要となってしまう。仮に、大トルクでカットしたとしても裁断面にバリが発生したり、カッターの刃に融けたトナーが付着したり、経時的に切れ味の劣化を招いてしまうことが分かった。
【００７３】
他方、冷却し過ぎて、トナーのガラス転移温度Tｇ（T）（56℃）−10℃以下まで冷却した後にカットすると、トナー画像のカット部周辺に軽微なひび割れが生じやすくなるので、冷却温度はガラス転移温度−10℃以上が望ましいことが分かった。
【００７４】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、経時的な使用によっても裁断性を維持することができ、美しい縁なし画像を得ることができる後処理手段及び画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、実施例１に係る画像形成装置の断面概略図である。
【図２】図２は、第一定着装置の断面概略図である。
【図３】図３は、第二定着装置の断面概略図である。
【図４】図４は、実施例１に係る画像形成装置の定着後の記録シートの搬送順を説明するものである。
【図５】図５は、実施例１に係る画像形成装置の制御系を説明するブロック図である。
【図６】図６は、高光沢プリントモードで使用する専用光沢紙を説明する断面概略図である。
【図７】図７は、二次定着装置での二次定着を説明するものである。
【図８】図８は、軟化温度とガラス転移温度を説明するものである。
【図９】図９は、記録シートのサイズと第二定着装置の消費電力との関係を説明する棒グラフである。
【図１０】図１０は、定着ベルト幅第二定着装置のスタンバイ時の消費電力との関係を説明するグラフである。
【図１１】図１１は、定着ベルト幅に対応した最大サイズの記録媒体を定着させた場合に必要な第二定着装置の消費電力を示すものである。
【図１２】図１２は、二次定着ユニットの固定方法を説明するものである。
【図１３】図１３は、二次定着ユニットの固定方法を説明するものである。
【図１４】図１４は、実施例２に係る画像形成装置の定着後の記録シートの搬送順を説明するものである。
【図１５】図１５は、実施例３に係る画像形成装置の定着後の記録シートの搬送順を説明するものである。
【符号の説明】
１…カラー複合機（画像形成装置）、１０２…画像読取装置（原稿読取手段）、１００U…装置本体ユニット、１５…第一定着装置、１０１…第二定着装置（熱定着手段）、４６…冷却器（冷却手段）、１０３U…後処理ユニット（後処理装置）、１０…制御部（制御手段）、１０３…裁断装置（裁断手段）

Claims (10)

1. ポリエステルからなる結着樹脂を含んで記録シート上に保持されるトナーを熱溶融させて定着する加熱定着手段と、
   当該加熱定着手段により定着されたトナーを保持する記録シートを裁断する裁断手段とを備え、
   裁断される際のトナー温度は、当該トナーのガラス転移温度−１０℃以上であって、当該トナーの軟化温度よりもガラス転移温度に近く、かつ、前記記録シートは基材と当該基材のトナーを保持する面にポリエステルからなる熱可塑性樹脂層とを備えており、裁断される際の当該記録シート温度は、当該熱可塑性樹脂層のガラス転移温度−１０℃以上であって、当該熱可塑性樹脂層の軟化温度よりもガラス転移温度に近く設定されていることを特徴とする後処理装置。
2. 前記裁断される際のトナー温度の下限及び前記裁断される際の記録シート温度の下限は、前記ガラス転移温度以上であることを特徴とする請求項１に記載の後処理装置。
3. 定着後かつ裁断前の記録シート及びトナーを冷却する冷却手段を備える請求項１又は２に記載の後処理装置。
4. 前記加熱定着手段は、加熱ロールと剥離ロールとを含む複数の支持ロールと、当該複数の支持ロールにより張架され回転される定着ベルトと、当該加熱ロールと当該定着ベルトを介して圧接させニップ部を形成させる加圧ロールとを備え、トナーを保持する記録シートは、当該ニップ部においてトナー面を定着ベルトに密着させ、定着ベルトの回転とともに搬送され、当該剥離ロールにより形成される剥離部において定着ベルトから剥離される請求項１〜３のいずれかに記載の後処理装置。
5. 定着後かつ裁断前の記録シート及びトナーを冷却する冷却手段を備え、当該冷却手段は前記ニップ部から前記剥離部に至るまでの定着ベルトの内側に当接するヒートシンクを有する請求項４に記載の後処理装置。
6. 前記熱定着手段は、加熱ロールと当該加熱ロールと圧接させニップ部を形成する加圧ロールとを備え、トナーを保持する記録シートは当該ニップ部を通過する際に加熱定着される請求項１〜５のいずれかに記載の後処理装置。
7. 定着後かつ裁断前の記録シート及びトナーを冷却する冷却手段を備え、当該冷却手段は前記ニップ部から前記裁断手段に至るまでの搬送経路において記録シートに当接するヒートシンクを有する請求項６に記載の後処理装置。
8. 前記ヒートシンクに送風する送風手段を備える請求項５又は７に記載の後処理装置。
9. 請求項１〜８のいずれかに記載の後処理装置を備える画像形成装置。
10. 請求項１〜８のいずれかに記載の後処理装置と、記録シート上にトナーを保持させる前処理装置と、これら前処理装置と後処理装置とのいずれか一方、又は両方を動作させる制御手段とを備える画像形成装置。

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