画像形成装置
【課題】湿式定着方式の定着装置を備え、定着が完了していないトナーがユーザーの手や他の記録媒体に接触することに起因する不具合の発生を防止することが出来る画像形成装置を提供する。
【解決手段】定着液１０を付与することでトナー４１が軟化したトナー像を記録紙１３に定着して画像形成を行うプリンタ１００で、塗布ニップＮを通過して排紙トレイ１１０に向けて搬送される記録紙１３を、記録紙一時収容装置１２の収容トレイに一時的に収容し、記録紙１３上の定着が完了するのに十分な規定時間経過後に記録紙１３を排紙トレイ１１０に向けて搬送する。
【解決手段】定着液１０を付与することでトナー４１が軟化したトナー像を記録紙１３に定着して画像形成を行うプリンタ１００で、塗布ニップＮを通過して排紙トレイ１１０に向けて搬送される記録紙１３を、記録紙一時収容装置１２の収容トレイに一時的に収容し、記録紙１３上の定着が完了するのに十分な規定時間経過後に記録紙１３を排紙トレイ１１０に向けて搬送する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置に関するものであり、詳しくは、トナーを軟化させる定着液を用いてトナー像を該記録媒体に定着させる画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
複写機、プリンタ及びファクシミリ等の画像形成装置は、紙、布、及びＯＨＰ用シートのような記録媒体に、画像情報に基づいて文字や記号を含む画像を形成する装置である。画像形成装置には種々の方式があるが、電子写真方式の画像形成装置が普通紙に高精細な画像を高速で形成することができ、さらに、近年ではカラー画像も手軽に作成できる点から広くオフィス等で使用されている。この電子写真方式の画像形成装置では、そのほとんどが熱を利用した熱定着方式の定着装置を採用している。これは、これはハロゲンヒーターやセラミックヒータ等の発熱体でローラやフィルム等の定着部材を熱し、未定着トナーが乗った記録紙を定着部材と加圧部材で挟む方式である。この定着方式では、記録紙を定着部材と加圧部材で挟むことで、未定着トナーが乗った記録紙を加熱・加圧し、トナーを溶融、変形させ、記録紙の繊維中にアンカリングすることで定着させる。この熱定着方式は、この方式は均一性、安定性に優れているため広く普及しているが、一方で発熱体を用いて加熱するために多くのエネルギーを要し、消費エネルギーが大きい定着装置であるという欠点がある。
【０００３】
熱定着方式の定着装置に比べて省エネルギー化を実現できる定着方式として、トナーを定着するために加熱を行わない湿式定着方式が知られている（特許文献１〜３）。湿式定着方式は、トナーの樹脂成分の少なくとも一部を溶解または膨潤させることでトナーを軟化させる軟化剤を含有する定着液を記録媒体上のトナー像に付与してトナー像を定着させるものであるため、熱定着方式よりも省エネルギー化を実現できる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述した熱定着方式の定着装置では、熱を与え同時に押しつぶしてトナーを変形させ、紙の繊維に押し込みアンカリングさせることで行われる。加熱されたトナーは瞬時に軟化し、熱が無くなるとすぐに硬化して元の硬さに戻る。このため、定着装置を通過した直後であっても記録紙上のトナーは定着性が安定した状態であり、トナーを指等で触っても取れない定着が完了した状態となる。
一方、湿式定着方式の定着装置では、熱定着方式に比べてトナーの軟化から硬化までの時間が非常に長い事がわかってきた。未定着のトナーに定着液を付与すると、まずトナー粒子の外周部に定着液が付着し、外周部の分子が定着液内の軟化剤により結合力が弱くなることでトナーの樹脂が軟化する。その後、次第にトナー粒子の中央部に軟化剤が浸透し中央部が軟化してくるとそれに連れて外周部は軟化剤の比率が少なくなるため硬化してくる。このような定着液によるトナーが軟化し再び硬化するまでの反応は、加熱に比べて非常に遅く、定着が完了するまでに時間がかかる。つまり、トナーに定着液を付与した直後は、トナーの記録媒体に対する定着は完了しておらず、画像に触れるものがあるとトナーは取れてしまい画像が乱れる。
このため、定着液が付与された直後の記録媒体を排紙トレイ等のユーザーが手に取ることができる画像形成後媒体収容部に受け渡すと、次のような問題が生じる。すなわち、定着が完了していないトナーを担持する記録紙が、ユーザーの手に取られ、ユーザーの手が画像に接触することでトナーが取れてしまい、指や衣服を汚すというようなユーザー周辺環境をトナーで汚染する可能性がある。また、画像形成後媒体収容部内に画像が形成された記録媒体を重ねて収容する場合、定着が完了していないトナーに他の記録媒体が接触し、画像が乱れたり、他の記録媒体の裏汚れとなったりする可能性が有る。
【０００５】
本発明は以上の問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、湿式定着方式の定着装置を備え、定着が完了していないトナーがユーザーの手や他の記録媒体に接触することに起因する不具合の発生を防止することが出来る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】
【０００６】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、樹脂と色剤を含有する樹脂微粒子を含むトナーを用いて記録媒体上にトナー像を形成するトナー像形成手段と、該トナーを軟化させる軟化剤を含有した定着液を、表面にトナー像を担持する上記記録媒体またはトナー像担持体の表面に付与する定着液付与手段とを有し、該定着液を付与することで該トナーが軟化したトナー像を該記録媒体に定着して画像形成を行う構成で、該記録媒体が該定着液を付与される記録媒体定着液付与位置を通過し、画像が形成された該記録媒体を画像形成後媒体収容部に収容する画像形成装置において、上記記録媒体定着液付与位置を通過して上記画像形成後媒体収容部に向けて搬送される上記記録媒体の搬送速度を該記録媒体が該記録媒体定着液付与位置を通過したときの搬送速度よりも低下させ、該記録媒体定着液付与位置から該画像形成後媒体収容部まで規定時間かけて該記録媒体を搬送することを特徴とするものである。
また、請求項２の発明は、請求項１の画像形成装置において、上記記録媒体定着液付与位置を通過した上記記録媒体を一時的に収容し、規定時間経過後に該記録媒体を上記画像形成後媒体収容部に向けて搬送する記録媒体一時収容部を複数備え、連続して該記録媒体定着液付与位置を通過した二つの該記録媒体を、互いに異なる該記録媒体一時収容部に収容することを特徴とするものである。
また、請求項３の発明は、請求項２の画像形成装置において、上記記録媒体定着液付与位置を通過した上記記録媒体を、上記トナー像形成手段及び定着液付与手段を備える装置本体の外部に排出する記録媒体排出部を備え、複数の上記記録媒体一時収容部は、該記録媒体定着液付与位置から該記録媒体排出部までの該記録媒体の搬送経路に配置され、該記録媒体排出部から排出された該記録媒体を上記画像形成後媒体収容部に収容することを特徴とするものである。
また、請求項４の発明は、請求項２の画像形成装置において、上記記録媒体定着液付与位置を通過した上記記録媒体を、上記トナー像形成手段及び定着液付与手段を備える装置本体の外部に排出する記録媒体排出部を備え、複数の上記記録媒体一時収容部は、該記録媒体排出部から排出された該記録媒体を受け入れる記録媒体一時収容ユニット内に配置され、該記録媒体一時収容ユニットを通過した該記録媒体を上記画像形成後媒体収容部に収容することを特徴とするものである。
【０００７】
本発明においては、記録媒体定着液付与位置で定着液が付与された記録媒体の画像形成後媒体収容部に向かう搬送速度を、記録媒体定着液付与位置を通過したときの搬送速度よりも低下させ、記録媒体定着液付与位置から画像形成後媒体収容部まで規定時間かけて該記録媒体を搬送する。記録媒体定着液付与位置を通過した記録媒体が画像形成後媒体収容部に到達するまでの時間が、定着液を塗布したトナーの記録媒体に対して完全に定着するまでの時間よりも長くなるように、規定時間を設定することによって画像形成後媒体収容部内の記録媒体はトナーの定着が完了した状態とすることができる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、画像形成後媒体収容部内の記録媒体はトナーの定着が完了した状態であるため、定着が完了していないトナーがユーザーの手や他の記録媒体に接触することに起因する不具合の発生を防止することができるという優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本実施形態に係るプリンタの概略構成図。
【図２】作像ユニットの拡大説明図。
【図３】定着液を利用した定着プロセスを模式的に示した説明図、（ａ）は、定着液を付与する前の状態の説明図、（ｂ）は、定着液を付与した直後の状態の説明図、（ｃ）は、定着が完了した状態の説明図。
【図４】記録紙一時収容装置の拡大説明図。
【図５】記録紙一時収容装置の全ての収容トレイに記録紙が収容された状態の説明図。
【図６】第一収容トレイの内部に収容する記録紙が入れ替わるときの説明図。
【図７】変形例に係るプリンタの概略構成図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明を適用した画像形成装置として、電子写真方式のタンデム方式のカラープリンタ（以下、単にプリンタ１という）の実施形態について説明する。なお、本発明を適用した画像形成装置としては、プリンタに限るものではなく、複写機、ファクシミリ等、定着装置を備えた画像形成装置であれば適用可能である。
まず、実施形態に係るプリンタ１の基本的な構成について説明する。
図１は、プリンタ１の概略構成図である。同図において、プリンタ１は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｂｋ）のトナー像を４つの感光体２（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋ）にそれぞれ形成する４つの作像ユニット２００（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋ）、中間転写体である中間転写ベルト３、二次転写ローラ７０、レジストローラ対６０、定着装置３００、図示しない光書込装置などを備えている。二次転写ローラ７０は、中間転写ベルト３を挟んで二次転写対向ローラ７に当接し、中間転写ベルト３上のトナー像を記録紙１３に転写する二次転写ニップを形成する。
また、プリンタ１の下方には、第一給紙トレイ４ａ及び第二給紙トレイ４ｂを備えた給紙装置４が配置されている。また、プリンタ１の図中左側には、画像形成がされた記録紙１３を装置外に排出する排紙ローラ対１１と、排紙ローラ対１１から排紙された記録紙１３を収容する排紙トレイ１１０とを備える。
【００１１】
プリンタ１では、各作像ユニット２００（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋ）で、イエロー、マゼンタ、シアン、黒のトナー像を各感光体２（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋ）の表面上に形成する。
図２は、４つの作像ユニット２００のうちの一つの拡大説明図である。
図２に示すように、作像ユニット２０は、像担持体である感光体２の周りに、クリーニングブラシ４２、クリーニングブレード４３、除電ランプ４４、帯電チャージャ４５、現像装置４０等を備える。また、感光体２に対して中間転写ベルト３を挟んで対向する位置には、転写チャージャ２８を備える。
画像形成時には、感光体２は図２中の矢印方向に回転する。除電ランプ４４によって表面上の電荷が除去された感光体２の表面は、帯電チャージャ４５によって均一なマイナス帯電を与えられ、不図示の光書込装置から照射される露光４６によって静電潜像が形成される。静電潜像が形成された感光体２の表面は現像装置４０の現像スリーブ４７との対向部で、現像スリーブ４７に担持されたプラス帯電キャリア４８上のマイナス帯電のトナー４１によって、静電潜像が現像され、トナー像が形成される。感光体２の表面上でトナー像を形成するトナー４１は、感光体２と中間転写ベルト３との対向部で、プラス電荷が印加された転写チャージャ２８と感光体２との間に形成される転写電界によって中間転写ベルト３の表面上に一次転写される。
中間転写ベルト３との対向部を通過した感光体２の表面は、クリーニングブラシ４２及びクリーニングブレード４３によって残留したトナー４１を掻き取られ、次に除電ランプ４４によって表面上の電荷が除去されて、次の画像形成に備える。
このようなプロセスによるトナー像の作像が、各作像ユニット２００（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋ）のそれぞれにおいて行われることで、イエロー、マゼンタ、シアン、黒のトナー像が各感光体２（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋ）の表面上に形成される。そして、各感光体２の表面上に形成された各色のトナー像を中間転写ベルト３の表面上に重ね合わせるように順次転写し、中間転写ベルト３上にカラーのトナー像を形成する。このように、プリンタ１では、４つの作像ユニット２００と中間転写ベルト３等により、トナー像形成部１００を構成する。
【００１２】
一方、給紙装置４では、２つの給紙トレイ（４ａまたは４ｂ）のいずれか一方の給紙ローラ５が駆動し、給紙トレイ内の記録紙１３が一枚ずつ送り出される。送り出された記録紙１３は、図１中の破線で示す経路ａに沿って、搬送ローラ対６で搬送され、レジストローラ対６０のローラ間に挟み込まれて停止する。レジストローラ対６０はローラ間に挟み込んだ記録紙１３を中間転写ベルト３上のトナー像に同期させるタイミングで二次転写ニップに送り出す。
レジストローラ対６０によって送り出された記録紙１３は、二次転写ニップで中間転写ベルト３と接触し、トナー像を静電的に転写される。二次転写ニップではトナーは記録紙１３に静電気力で付着しているだけなので、触ったり衝撃を与えたりするとトナーは取れてしまう。
【００１３】
二次転写ニップを通過した記録紙１３は、定着装置３００に到達する。定着装置３００は、記録紙１３に定着液１０を塗布する塗布ローラ８と、塗布ローラ８に定着液１０を供給する定着液１０を供給する定着液供給装置９とを備える。また、定着装置３００は、塗布ローラ８に加圧当接する加圧ローラ８０を備え、塗布ローラ８と加圧ローラ８０との当接部に塗布ニップＮを形成する。定着装置３００では、定着液１０が定着液供給装置９によって塗布ローラ８の表面上に供給され、表面上に定着液１０が供給された塗布ローラ８が、塗布ニップＮで記録紙１３に定着液１０を供給する。定着液１０が供給された記録紙１３上のトナー像は、定着液１０によってトナーが軟化し、その後、再びトナーが硬化することで、トナー像が記録紙１３に定着する。
【００１４】
電子写真方式の画像形成装置の定着装置としては、熱定着方式が一般的であるが、一方でエネルギーを使いすぎる欠点がある。この点に関し特許文献１に示されるように古くから定着方式には熱方式と蒸気定着方式が考えられていた。蒸気定着法式はトナーを溶かす溶媒蒸気中に未定着トナーが乗った記録紙を挿入するもので、確かにこの方式は熱方式に比べてエネルギーの消費は少ない。しかし液に臭気があったり、使用環境に影響を及ぼしたりする懸念があり、広く普及しなかった。近来、無臭で使用環境への影響がほとんどなく、トナーを膨潤・溶解させ定着可能な液が開発されてきたことで、再び定着液による定着方式が見直されてきている。例えば特許文献２のように中間転写体に定着液を塗布しそのまま記録紙に転写・定着させようというものもある。
【００１５】
次に、定着液を利用した定着プロセスを概念的に説明する。
図３は、定着液を利用した定着プロセスを模式的に示した説明図である。
図３（ａ）は、トナー４１が転写され、定着液１０が供給される前の記録紙１３の説明図である。図３（ａ）の状態では、記録紙１３上に、未定着のトナー４１が乗っており、このとき、トナー４１は記録紙１３に静電的に付着している状態であるため、軽い衝撃で取れてしまう。
図３（ｂ）は、図３（ａ）の状態から定着液１０が塗布された状態の記録紙１３の説明図である。定着液１０を塗布された記録紙１３の表面上のトナー４１は、当然、その表面部から軟化が開始される。まずトナー４１同士がくっつき、次にトナー４１と記録紙１３とがくっつく。その後、定着液１０がトナー４１の中心に浸透し、トナー４１の表面部の定着液比率が少なくなることで、トナー４１の表面は硬化する。硬化すればトナー４１の粘着性が無くなり指等で触っても取れない、図３（ｃ）に示すような、いわゆる定着した状態になる。
【００１６】
しかし、定着液１０を使った定着の場合、トナー４１が軟化してから硬化するまでの時間が、加熱手段による定着の場合に比べて非常に長い。実験的には、トナー４１に定着液１０を付与した後、３〜５［秒］程度の間は、記録紙１３に対する定着が不十分な状態であり、指等で触ると、トナー４１が記録紙１３から取れてしまう状態が続く。
このため、定着液１０を付与した後、そのまま記録紙１３を機外に排出してしまうと、ユーザーが手に取り画像を触ることでトナー４１が取れてしまい、指や衣服を汚すというようなユーザー周辺環境をトナーで汚染する可能性がある。
【００１７】
このような問題に対して、本実施形態のプリンタ１は、塗布ニップＮを通過して排紙トレイ１１０に向けて搬送される記録紙１３の搬送を一時的に停止し、規定時間経過後に記録紙１３を排紙トレイ１１０に向けて搬送するための記録紙一時収容装置１２を備える。
塗布ニップＮを通過した記録紙１３を記録紙一時収容装置１２内に一度収容し、その後、記録紙一時収容装置１２から排紙ローラ対１１に向けて搬送することで、塗布ニップＮを通過後、排紙ローラ対１１によって装置外に排紙されるまで、５秒間は装置内に記録紙１３を留める構成としている。
このような構成により、定着液１０を塗布された記録紙１３は、プリンタ１の装置内で５秒間以上留められ、その間に、トナー４１の表面は硬化して、トナー４１を指等で触っても取れない定着が完了した状態で排紙ローラ対１１から装置外に排出される。定着が完了した状態で記録紙１３がプリンタ１の装置外に排紙されることにより、トナー４１の記録紙１３に対する定着が不十分な状態で記録紙１３が排紙されることに起因する不具合の発生を防止することが出来る。
【００１８】
また、塗布ニップＮを通過し、排紙ローラ対１１に向かう記録紙１３の全てを同じ位置で留めて、定着強度が増してから機外に出す方法が考えられる。しかし、この方法では留めている５秒間は他のプロセスも全て止める必要があるため５秒に１枚しか印刷できず、1分間に１２枚という、遅いプロセスしか対応できないことになる。
このような問題に対して、本実施形態のプリンタ１の記録紙一時収容装置１２は、複数の記録媒体一時収容部として収容トレイを複数備えている。
【００１９】
画像形成装置はプリンタとして使用される場合が多いが、通常プリンタは資料の順番が狂わぬように画像面を下にして排紙される場合が多い。
プリンタ１では、塗布ニップＮで定着液１０を塗布された記録紙１３は、図１中の実線で示す経路ｂに沿って記録紙搬送方向変更機構として機能する記録紙一時収容装置１２に入る。その後、図１中の二点鎖線で示す経路ｃに沿って搬送されることによって、記録紙１３は、画像面を下にして排紙ローラ対１１に搬送され装置外に排紙される。例外的に厚紙等のこしの強い紙は、経路ｂのような急なカーブは通過できないため、塗布ニップＮを通過後、記録紙一時収容装置１２に搬送されることなく、直接、排紙ローラ対１１に搬送されることもある。
また、両面印刷の場合は、定着液１０を塗布された記録紙１３が記録紙一時収容装置１２に入った後、図１中の一点鎖線で示す経路ｄに沿って搬送されることによって、さらに反転し、途中から経路ａに沿って搬送され、先に画像が形成された面とは反対側の面に画像が形成される。
【００２０】
これが通常の画像形成装置と共通する搬送経路の一例であるが、熱定着を行う一般的な画像形成装置では、記録紙一時収容装置１２に入った記録紙１３は、直ぐに記録紙一時収容装置１２から排出され、排紙工程または裏面への画像形成工程へと搬送される。一方、本実施形態のプリンタ１は、定着液１０を用いて定着を行うため、記録紙一時収容装置１２に入った記録紙１３は、規定時間経過後に記録紙一時収容装置１２から排出される。このような構成で、規定時間が経過するまでの間、次に搬送されている記録紙１３に対する作像プロセスを実行できるように、プリンタ１の記録紙一時収容装置１２は、上述したように、複数の記録媒体一時収容部として収容トレイを複数備えている。
【００２１】
図４は、記録紙一時収容装置１２の拡大説明図である。
図４に示すように、記録紙一時収容装置１２は、第一収容トレイ１２ａ〜第四収容トレイ１２ｄの４つの収容トレイを備える。図４に示すプリンタ１の記録紙一時収容装置１２では、収容トレイが四段となっているが、収容トレイは四段に限るものではない。
複数枚の記録紙１３に対して連続して画像形成が成される場合には、塗布ニップＮを通過して定着液１０が付与された記録紙１３は、図４中の（１）〜（４）に示すように、収容トレイの上から順に、第一収容トレイ１２ａ、第二収容トレイ１２ｂ、第三収容トレイ１２ｃ及び第四収容トレイ１２ｄの順にストックされていく。
各収容トレイは、入口側端部に反転コロ１４をそれぞれ備え、ストック時、この反転コロ１４は記録紙１３を挟んだままで停止する。図５は、第一収容トレイ１２ａ〜第三収容トレイ１２ｃまで記録紙１３をストックした状態を示している。
【００２２】
図５は、四段目の第四収容トレイ１２ｄに記録紙１３が入る途中のタイミングを示す。図５に示すように、第四収容トレイ１２ｄに入る記録紙１３の後端が第一収容トレイ１２ａの入口付近を通過するタイミングで、第一収容トレイ１２ａにストックされていた記録紙１３が図中の（５）で示すように、反転コロ１４によって繰り出され、排紙ローラ対１１に向かって搬送される。この時、図中の（６）で示すように、第一収容トレイ１２ａに入る次の記録紙１３が搬送されてきている。このとき、図６で示すように、図中の（５）で示す第一収容トレイ１２ａから出て行く記録紙１３の後端が反転コロ１４を通過した後に、図中の（６）で示す記録紙１３が第一収容トレイ１２ａに入るように制御する。これにより、図中の（６）で示す記録紙１３の図６中の左側の面に形成された定着が完了していないトナー像が図中の（５）で示す記録紙１３に接触し、画像が乱れることを防止できる。
ここで、塗布ニップＮから反転コロ１４までの距離によっては、図中の（５）で示す記録紙１３の後端が反転コロ１４を通過するまでの間、図中の（６）で示す記録紙１３の搬送を停止する必要性が生じる場合がある。この場合、印刷速度のパフォーマンスを落とすことになるが、全ての記録紙１３を装置内の同じ位置で数秒間停止させる構成と比較すると印刷速度のパフォーマンスの低下を防止できる。
【００２３】
このような収容トレイにおける記録紙１３の入れ替わりを、第二収容トレイ１２ｂ〜第四収容トレイ１２ｄについても同様に行い、これを繰り返すことで、印刷のオペレーティング速度を落とさずに連続して印刷することができる。
記録紙一時収容装置１２の各収容トレイにストックされていた記録紙１３は、定着に必要な時間が記録紙一時収容装置１２内で経過し、定着が完了している。このため、プリンタ１の装置外に排出されて、ユーザーに触られる状態となって不具合がない。もちろん、塗布する定着液１０の性能により、定着にもっと長い時間が必要な場合は、記録紙一時収容装置１２の収容トレイの段数を増やす必要があり、逆に軟化、硬化時間が速い定着液１０を用いる場合は、収容トレイの段数を減らすことができる。
【００２４】
図１中の一点鎖線で示す経路ｄを通過させ、両面印刷を行うときにも記録紙一時収容装置１２は対応可能である。記録紙一時収容装置１２の収容トレイ内で規定秒ストックした後、繰り出した記録紙１３を排紙ローラ対１１の方向ではなく、一点鎖線で示す経路ｄに沿って両面パスに戻せば良い。
【００２５】
〔変形例〕
図７は、本発明を適用したプリンタ１の変形例の説明図である。
図１のプリンタ１は、装置本体内に記録紙一時収容装置１２を備える構成であったが、図７に示す変形例のプリンタ１は、記録紙一時収容装置１２をプリンタ１の装置本体を構成する筺体の外に配置された記録紙一時収容ユニット１５に備える構成である。
変形例のプリンタ１では、塗布ニップＮを通過した記録紙１３は、排紙ローラ対１１を通過して、装置本体の外部に設けられた記録紙一時収容ユニット１５に受け渡され、その内部の記録紙一時収容装置１２に収容される。その後、規定時間経過した後に記録紙一時収容装置１２から送り出され、第二排紙ローラ対１６によって記録紙一時収容ユニット１５から排出され、排紙トレイ１１０上にストックされる。
このように、プリンタ１の装置本体の外部に記録紙一時収容装置１２を設ける構成では、熱定着を使用する定着装置を備えるプリンタの定着ユニットを定着液を用いる定着ユニットに置き換えたときに、記録紙一時収容ユニット１５を接続することで、一般的に普及してる熱定着を用いたモデルからの変更が可能となる。例えば使用中の熱定着モデルを、環境性能が良い定着液モデルに変更する時などは必要なユニットとなる。もちろん、排紙後の紙をソートしたり、折ったり、ステープルしたりする機能があるフニッシャもこの記録紙一時収容ユニット１５と接続することで、機械のパフォーマンスを落とすこと無く使用することができる。
【００２６】
以上、本実施形態の画像形成装置であるプリンタ１は、樹脂と色剤を含有する樹脂微粒子を含むトナー４１を用いて記録媒体である記録紙１３上にトナー像を形成するトナー像形成手段であるトナー像形成部１００と、トナー４１を軟化させる軟化剤を含有した定着液１０を、表面にトナー像を担持する記録紙１３の表面に付与する定着液付与手段である定着装置３００とを有する。プリンタ１では、定着液１０を付与することでトナー４１が軟化したトナー像を記録紙１３に定着して画像形成を行う。さらに、プリンタ１では、記録紙１３が定着液１０を付与される記録媒体定着液付与位置である塗布ニップＮを通過し、画像が形成された記録紙１３を画像形成後媒体収容部である排紙トレイ１１０に収容する。そして、プリンタ１は、塗布ニップＮを通過して排紙トレイ１１０に向けて搬送される記録紙１３の搬送を一時的に停止することで、塗布ニップＮを通過したときよりも搬送速度が低下した状態となる。搬送を一時的に停止し、記録紙１３上の定着が完了するのに十分な規定時間経過後に記録紙１３を排紙トレイ１１０に向けて搬送する。これにより、塗布ニップＮの通過した記録紙１３が排紙トレイ１１０に到達するまでの間に、定着液によるトナー定着性能を向上させる時間を設けることができる。よって、定着液１０の塗布直後は定着性能が低いため、従来の構成では、排紙後数秒間は記録紙の画像面を触る事が出来なかったが、プリンタ１では規定時間経過後に記録紙１３を排紙トレイ１１０に向けて搬送するため、排紙トレイ１１０に排紙直後の記録紙１３のハンドリングに制限を無くすことができる。
本実施形態のプリンタ１では、「記録媒体定着液付与位置」が表面にトナー像を担持する記録媒体に定着液を塗布する塗布ニップＮである。しかし、表面にトナー像を担持する中間転写ベルト等のトナー像担持体の表面に定着液を付与する構成の場合は、トナー像担持体から記録媒体に定着液が付与されたトナーを転写する転写位置が、「記録媒体定着液付与位置」となる。
【００２７】
また、プリンタ１は、塗布ニップＮを通過した記録紙１３を一時的に収容し、規定時間経過後に記録紙１３を排紙トレイ１１０に向けて搬送する記録媒体一時収容部である収容トレイ（１２ａ〜１２ｄ）を複数備える。さらに、連続して塗布ニップＮを通過した二つの記録紙１３｛例えば、図４中の（１）で示す記録紙１３と、（２）で示す記録紙１３｝を、互いに異なる収容トレイに収容する。
定着液１０の塗布によるトナーの定着が完了する時間は、定着液１０の軟化性能によって異なるが、かなり速く軟化させる軟化材を含む定着液１０を使っても、実験的には塗布後３〜５秒程度はトナーの定着性が悪く、画像面に触れたりしない方が良い。このため定着液１０の塗布後すぐにプリンタ１から排出してしまうとユーザーが触ることで画像が乱れるし、またユーザー近傍環境を剥離したトナーで汚してしまうということになり大きな不具合となってしまう。
このような問題を解決するために、全ての記録紙１３を装置内の同じ位置に例えば５秒程度留めておくような構成では、留めている間は他のプロセスも止めなければならない。このような構成では、最速でも連続時５秒に１枚、つまり１分間に１２枚の印刷性能となってしまい、遅いシステムにしか対応できない。定着液を使用した画像形成装置のトナー飛散等への対応として、引用文献３のような技術が紹介されているが、この問題に対する解決策は明示されていない。
本実施形態のプリンタ１は、この問題を解決することができる構成であり、収容トレイ（１２ａ〜１２ｄ）を複数備え、連続して塗布ニップＮを通過した二つの記録紙１３（例えば、図４中の（１）で示す記録紙１３と、（２）で示す記録紙１３）を、互いに異なる収容トレイに収容する。そして、各収容トレイ（１２ａ〜１２ｄ）で、順次、記録紙１３の入出を切り替えることで、規定秒経過までの記録紙１３が停止している時間が印刷枚数に影響を及ぼさない構成とすることができる。このような構成により、１枚目の出力には規定秒、例えば５秒ほど待つ必要があるが、それ以降は連続して出力することができ、１分間に３０枚とか５０枚とかの高速対機種への対応も可能となる。これにより、印刷速度のパフォーマンスを落とすこと無く、排紙トレイ１１０に排紙された直後の記録紙１３のハンドリングの制限を無くすことができる。
【００２８】
また、図１に示すプリンタ１は、塗布ニップＮを通過した記録紙１３を、トナー像形成部１００及び定着装置３００を備える装置本体の外部に排出する記録媒体排出部である排紙ローラ対１１を備える。複数の記録媒体一時収容部である収容トレイ（１２ａ〜１２ｄ）を備えた記録紙一時収容装置１２は、塗布ニップＮから排紙ローラ対１１までの記録紙１３の搬送経路に配置され、排紙ローラ対１１から排出された記録紙１３を排紙トレイ１１０に収容する構成である。プリンタ１の装置本体内に記録紙一時収容装置１２を設けることで、プリンタ１の外部に新たな装置を組み付ける必要がなく、画像形成装置の小型化を図ることができる。
【００２９】
図７に示す変形例のプリンタ１は、塗布ニップＮを通過した記録紙１３を、トナー像形成手段及び定着液付与手段を備える装置本体の外部に排出する記録媒体排出部を備え、トナー像形成部１００及び定着装置３００を備える装置本体の外部に排出する記録媒体排出部である排紙ローラ対１１を備える。そして、排紙ローラ対１１から排紙された記録紙１３を受け入れる記録紙一時収容ユニット１５内に記録紙一時収容装置１２が配置されている。そして、記録紙一時収容ユニット１５を通過した記録紙１３を排紙トレイ１１０に収容する構成である。プリンタ１の装置本体とは別の記録紙一時収容ユニット１５内に記録紙一時収容装置１２を設けることで、一般的に普及している熱定着方式の定着装置を備えたプリンタの定着装置を、湿式方式の定着装置に換装したプリンタであっても、高速印刷に対応が可能と成る。
【符号の説明】
【００３０】
１ プリンタ
２ 感光体
３ 中間転写ベルト
４ 給紙装置
７ 二次転写対向ローラ
８ 塗布ローラ
９ 定着液供給装置
１０ 定着液
１１ 排紙ローラ対
１２ 記録紙一時収容装置
１２ａ 第一収容トレイ
１２ｂ 第二収容トレイ
１２ｃ 第三収容トレイ
１２ｄ 第四収容トレイ
１３ 記録紙
１４ 反転コロ
１４ａ 上側コロ
１４ｂ 下側コロ
１５ 記録紙一時収容ユニット
１６ 第二排紙ローラ対
２０ 作像ユニット
２８ 転写チャージャ
４０ 現像装置
４１ トナー
６０ レジストローラ対
７０ 二次転写ローラ
８０ 加圧ローラ
１００ トナー像形成部
１１０ 排紙トレイ
２００ 作像ユニット
３００ 定着装置
Ｎ 塗布ニップ
【先行技術文献】
【特許文献】
【００３１】
【特許文献１】特公昭４０−１０８６７号公報
【特許文献２】特開２００７−３１６１６５号公報
【特許文献３】特開２００７−３２２６０９号公報
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置に関するものであり、詳しくは、トナーを軟化させる定着液を用いてトナー像を該記録媒体に定着させる画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
複写機、プリンタ及びファクシミリ等の画像形成装置は、紙、布、及びＯＨＰ用シートのような記録媒体に、画像情報に基づいて文字や記号を含む画像を形成する装置である。画像形成装置には種々の方式があるが、電子写真方式の画像形成装置が普通紙に高精細な画像を高速で形成することができ、さらに、近年ではカラー画像も手軽に作成できる点から広くオフィス等で使用されている。この電子写真方式の画像形成装置では、そのほとんどが熱を利用した熱定着方式の定着装置を採用している。これは、これはハロゲンヒーターやセラミックヒータ等の発熱体でローラやフィルム等の定着部材を熱し、未定着トナーが乗った記録紙を定着部材と加圧部材で挟む方式である。この定着方式では、記録紙を定着部材と加圧部材で挟むことで、未定着トナーが乗った記録紙を加熱・加圧し、トナーを溶融、変形させ、記録紙の繊維中にアンカリングすることで定着させる。この熱定着方式は、この方式は均一性、安定性に優れているため広く普及しているが、一方で発熱体を用いて加熱するために多くのエネルギーを要し、消費エネルギーが大きい定着装置であるという欠点がある。
【０００３】
熱定着方式の定着装置に比べて省エネルギー化を実現できる定着方式として、トナーを定着するために加熱を行わない湿式定着方式が知られている（特許文献１〜３）。湿式定着方式は、トナーの樹脂成分の少なくとも一部を溶解または膨潤させることでトナーを軟化させる軟化剤を含有する定着液を記録媒体上のトナー像に付与してトナー像を定着させるものであるため、熱定着方式よりも省エネルギー化を実現できる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述した熱定着方式の定着装置では、熱を与え同時に押しつぶしてトナーを変形させ、紙の繊維に押し込みアンカリングさせることで行われる。加熱されたトナーは瞬時に軟化し、熱が無くなるとすぐに硬化して元の硬さに戻る。このため、定着装置を通過した直後であっても記録紙上のトナーは定着性が安定した状態であり、トナーを指等で触っても取れない定着が完了した状態となる。
一方、湿式定着方式の定着装置では、熱定着方式に比べてトナーの軟化から硬化までの時間が非常に長い事がわかってきた。未定着のトナーに定着液を付与すると、まずトナー粒子の外周部に定着液が付着し、外周部の分子が定着液内の軟化剤により結合力が弱くなることでトナーの樹脂が軟化する。その後、次第にトナー粒子の中央部に軟化剤が浸透し中央部が軟化してくるとそれに連れて外周部は軟化剤の比率が少なくなるため硬化してくる。このような定着液によるトナーが軟化し再び硬化するまでの反応は、加熱に比べて非常に遅く、定着が完了するまでに時間がかかる。つまり、トナーに定着液を付与した直後は、トナーの記録媒体に対する定着は完了しておらず、画像に触れるものがあるとトナーは取れてしまい画像が乱れる。
このため、定着液が付与された直後の記録媒体を排紙トレイ等のユーザーが手に取ることができる画像形成後媒体収容部に受け渡すと、次のような問題が生じる。すなわち、定着が完了していないトナーを担持する記録紙が、ユーザーの手に取られ、ユーザーの手が画像に接触することでトナーが取れてしまい、指や衣服を汚すというようなユーザー周辺環境をトナーで汚染する可能性がある。また、画像形成後媒体収容部内に画像が形成された記録媒体を重ねて収容する場合、定着が完了していないトナーに他の記録媒体が接触し、画像が乱れたり、他の記録媒体の裏汚れとなったりする可能性が有る。
【０００５】
本発明は以上の問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、湿式定着方式の定着装置を備え、定着が完了していないトナーがユーザーの手や他の記録媒体に接触することに起因する不具合の発生を防止することが出来る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】
【０００６】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、樹脂と色剤を含有する樹脂微粒子を含むトナーを用いて記録媒体上にトナー像を形成するトナー像形成手段と、該トナーを軟化させる軟化剤を含有した定着液を、表面にトナー像を担持する上記記録媒体またはトナー像担持体の表面に付与する定着液付与手段とを有し、該定着液を付与することで該トナーが軟化したトナー像を該記録媒体に定着して画像形成を行う構成で、該記録媒体が該定着液を付与される記録媒体定着液付与位置を通過し、画像が形成された該記録媒体を画像形成後媒体収容部に収容する画像形成装置において、上記記録媒体定着液付与位置を通過して上記画像形成後媒体収容部に向けて搬送される上記記録媒体の搬送速度を該記録媒体が該記録媒体定着液付与位置を通過したときの搬送速度よりも低下させ、該記録媒体定着液付与位置から該画像形成後媒体収容部まで規定時間かけて該記録媒体を搬送することを特徴とするものである。
また、請求項２の発明は、請求項１の画像形成装置において、上記記録媒体定着液付与位置を通過した上記記録媒体を一時的に収容し、規定時間経過後に該記録媒体を上記画像形成後媒体収容部に向けて搬送する記録媒体一時収容部を複数備え、連続して該記録媒体定着液付与位置を通過した二つの該記録媒体を、互いに異なる該記録媒体一時収容部に収容することを特徴とするものである。
また、請求項３の発明は、請求項２の画像形成装置において、上記記録媒体定着液付与位置を通過した上記記録媒体を、上記トナー像形成手段及び定着液付与手段を備える装置本体の外部に排出する記録媒体排出部を備え、複数の上記記録媒体一時収容部は、該記録媒体定着液付与位置から該記録媒体排出部までの該記録媒体の搬送経路に配置され、該記録媒体排出部から排出された該記録媒体を上記画像形成後媒体収容部に収容することを特徴とするものである。
また、請求項４の発明は、請求項２の画像形成装置において、上記記録媒体定着液付与位置を通過した上記記録媒体を、上記トナー像形成手段及び定着液付与手段を備える装置本体の外部に排出する記録媒体排出部を備え、複数の上記記録媒体一時収容部は、該記録媒体排出部から排出された該記録媒体を受け入れる記録媒体一時収容ユニット内に配置され、該記録媒体一時収容ユニットを通過した該記録媒体を上記画像形成後媒体収容部に収容することを特徴とするものである。
【０００７】
本発明においては、記録媒体定着液付与位置で定着液が付与された記録媒体の画像形成後媒体収容部に向かう搬送速度を、記録媒体定着液付与位置を通過したときの搬送速度よりも低下させ、記録媒体定着液付与位置から画像形成後媒体収容部まで規定時間かけて該記録媒体を搬送する。記録媒体定着液付与位置を通過した記録媒体が画像形成後媒体収容部に到達するまでの時間が、定着液を塗布したトナーの記録媒体に対して完全に定着するまでの時間よりも長くなるように、規定時間を設定することによって画像形成後媒体収容部内の記録媒体はトナーの定着が完了した状態とすることができる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、画像形成後媒体収容部内の記録媒体はトナーの定着が完了した状態であるため、定着が完了していないトナーがユーザーの手や他の記録媒体に接触することに起因する不具合の発生を防止することができるという優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本実施形態に係るプリンタの概略構成図。
【図２】作像ユニットの拡大説明図。
【図３】定着液を利用した定着プロセスを模式的に示した説明図、（ａ）は、定着液を付与する前の状態の説明図、（ｂ）は、定着液を付与した直後の状態の説明図、（ｃ）は、定着が完了した状態の説明図。
【図４】記録紙一時収容装置の拡大説明図。
【図５】記録紙一時収容装置の全ての収容トレイに記録紙が収容された状態の説明図。
【図６】第一収容トレイの内部に収容する記録紙が入れ替わるときの説明図。
【図７】変形例に係るプリンタの概略構成図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明を適用した画像形成装置として、電子写真方式のタンデム方式のカラープリンタ（以下、単にプリンタ１という）の実施形態について説明する。なお、本発明を適用した画像形成装置としては、プリンタに限るものではなく、複写機、ファクシミリ等、定着装置を備えた画像形成装置であれば適用可能である。
まず、実施形態に係るプリンタ１の基本的な構成について説明する。
図１は、プリンタ１の概略構成図である。同図において、プリンタ１は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｂｋ）のトナー像を４つの感光体２（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋ）にそれぞれ形成する４つの作像ユニット２００（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋ）、中間転写体である中間転写ベルト３、二次転写ローラ７０、レジストローラ対６０、定着装置３００、図示しない光書込装置などを備えている。二次転写ローラ７０は、中間転写ベルト３を挟んで二次転写対向ローラ７に当接し、中間転写ベルト３上のトナー像を記録紙１３に転写する二次転写ニップを形成する。
また、プリンタ１の下方には、第一給紙トレイ４ａ及び第二給紙トレイ４ｂを備えた給紙装置４が配置されている。また、プリンタ１の図中左側には、画像形成がされた記録紙１３を装置外に排出する排紙ローラ対１１と、排紙ローラ対１１から排紙された記録紙１３を収容する排紙トレイ１１０とを備える。
【００１１】
プリンタ１では、各作像ユニット２００（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋ）で、イエロー、マゼンタ、シアン、黒のトナー像を各感光体２（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋ）の表面上に形成する。
図２は、４つの作像ユニット２００のうちの一つの拡大説明図である。
図２に示すように、作像ユニット２０は、像担持体である感光体２の周りに、クリーニングブラシ４２、クリーニングブレード４３、除電ランプ４４、帯電チャージャ４５、現像装置４０等を備える。また、感光体２に対して中間転写ベルト３を挟んで対向する位置には、転写チャージャ２８を備える。
画像形成時には、感光体２は図２中の矢印方向に回転する。除電ランプ４４によって表面上の電荷が除去された感光体２の表面は、帯電チャージャ４５によって均一なマイナス帯電を与えられ、不図示の光書込装置から照射される露光４６によって静電潜像が形成される。静電潜像が形成された感光体２の表面は現像装置４０の現像スリーブ４７との対向部で、現像スリーブ４７に担持されたプラス帯電キャリア４８上のマイナス帯電のトナー４１によって、静電潜像が現像され、トナー像が形成される。感光体２の表面上でトナー像を形成するトナー４１は、感光体２と中間転写ベルト３との対向部で、プラス電荷が印加された転写チャージャ２８と感光体２との間に形成される転写電界によって中間転写ベルト３の表面上に一次転写される。
中間転写ベルト３との対向部を通過した感光体２の表面は、クリーニングブラシ４２及びクリーニングブレード４３によって残留したトナー４１を掻き取られ、次に除電ランプ４４によって表面上の電荷が除去されて、次の画像形成に備える。
このようなプロセスによるトナー像の作像が、各作像ユニット２００（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋ）のそれぞれにおいて行われることで、イエロー、マゼンタ、シアン、黒のトナー像が各感光体２（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋ）の表面上に形成される。そして、各感光体２の表面上に形成された各色のトナー像を中間転写ベルト３の表面上に重ね合わせるように順次転写し、中間転写ベルト３上にカラーのトナー像を形成する。このように、プリンタ１では、４つの作像ユニット２００と中間転写ベルト３等により、トナー像形成部１００を構成する。
【００１２】
一方、給紙装置４では、２つの給紙トレイ（４ａまたは４ｂ）のいずれか一方の給紙ローラ５が駆動し、給紙トレイ内の記録紙１３が一枚ずつ送り出される。送り出された記録紙１３は、図１中の破線で示す経路ａに沿って、搬送ローラ対６で搬送され、レジストローラ対６０のローラ間に挟み込まれて停止する。レジストローラ対６０はローラ間に挟み込んだ記録紙１３を中間転写ベルト３上のトナー像に同期させるタイミングで二次転写ニップに送り出す。
レジストローラ対６０によって送り出された記録紙１３は、二次転写ニップで中間転写ベルト３と接触し、トナー像を静電的に転写される。二次転写ニップではトナーは記録紙１３に静電気力で付着しているだけなので、触ったり衝撃を与えたりするとトナーは取れてしまう。
【００１３】
二次転写ニップを通過した記録紙１３は、定着装置３００に到達する。定着装置３００は、記録紙１３に定着液１０を塗布する塗布ローラ８と、塗布ローラ８に定着液１０を供給する定着液１０を供給する定着液供給装置９とを備える。また、定着装置３００は、塗布ローラ８に加圧当接する加圧ローラ８０を備え、塗布ローラ８と加圧ローラ８０との当接部に塗布ニップＮを形成する。定着装置３００では、定着液１０が定着液供給装置９によって塗布ローラ８の表面上に供給され、表面上に定着液１０が供給された塗布ローラ８が、塗布ニップＮで記録紙１３に定着液１０を供給する。定着液１０が供給された記録紙１３上のトナー像は、定着液１０によってトナーが軟化し、その後、再びトナーが硬化することで、トナー像が記録紙１３に定着する。
【００１４】
電子写真方式の画像形成装置の定着装置としては、熱定着方式が一般的であるが、一方でエネルギーを使いすぎる欠点がある。この点に関し特許文献１に示されるように古くから定着方式には熱方式と蒸気定着方式が考えられていた。蒸気定着法式はトナーを溶かす溶媒蒸気中に未定着トナーが乗った記録紙を挿入するもので、確かにこの方式は熱方式に比べてエネルギーの消費は少ない。しかし液に臭気があったり、使用環境に影響を及ぼしたりする懸念があり、広く普及しなかった。近来、無臭で使用環境への影響がほとんどなく、トナーを膨潤・溶解させ定着可能な液が開発されてきたことで、再び定着液による定着方式が見直されてきている。例えば特許文献２のように中間転写体に定着液を塗布しそのまま記録紙に転写・定着させようというものもある。
【００１５】
次に、定着液を利用した定着プロセスを概念的に説明する。
図３は、定着液を利用した定着プロセスを模式的に示した説明図である。
図３（ａ）は、トナー４１が転写され、定着液１０が供給される前の記録紙１３の説明図である。図３（ａ）の状態では、記録紙１３上に、未定着のトナー４１が乗っており、このとき、トナー４１は記録紙１３に静電的に付着している状態であるため、軽い衝撃で取れてしまう。
図３（ｂ）は、図３（ａ）の状態から定着液１０が塗布された状態の記録紙１３の説明図である。定着液１０を塗布された記録紙１３の表面上のトナー４１は、当然、その表面部から軟化が開始される。まずトナー４１同士がくっつき、次にトナー４１と記録紙１３とがくっつく。その後、定着液１０がトナー４１の中心に浸透し、トナー４１の表面部の定着液比率が少なくなることで、トナー４１の表面は硬化する。硬化すればトナー４１の粘着性が無くなり指等で触っても取れない、図３（ｃ）に示すような、いわゆる定着した状態になる。
【００１６】
しかし、定着液１０を使った定着の場合、トナー４１が軟化してから硬化するまでの時間が、加熱手段による定着の場合に比べて非常に長い。実験的には、トナー４１に定着液１０を付与した後、３〜５［秒］程度の間は、記録紙１３に対する定着が不十分な状態であり、指等で触ると、トナー４１が記録紙１３から取れてしまう状態が続く。
このため、定着液１０を付与した後、そのまま記録紙１３を機外に排出してしまうと、ユーザーが手に取り画像を触ることでトナー４１が取れてしまい、指や衣服を汚すというようなユーザー周辺環境をトナーで汚染する可能性がある。
【００１７】
このような問題に対して、本実施形態のプリンタ１は、塗布ニップＮを通過して排紙トレイ１１０に向けて搬送される記録紙１３の搬送を一時的に停止し、規定時間経過後に記録紙１３を排紙トレイ１１０に向けて搬送するための記録紙一時収容装置１２を備える。
塗布ニップＮを通過した記録紙１３を記録紙一時収容装置１２内に一度収容し、その後、記録紙一時収容装置１２から排紙ローラ対１１に向けて搬送することで、塗布ニップＮを通過後、排紙ローラ対１１によって装置外に排紙されるまで、５秒間は装置内に記録紙１３を留める構成としている。
このような構成により、定着液１０を塗布された記録紙１３は、プリンタ１の装置内で５秒間以上留められ、その間に、トナー４１の表面は硬化して、トナー４１を指等で触っても取れない定着が完了した状態で排紙ローラ対１１から装置外に排出される。定着が完了した状態で記録紙１３がプリンタ１の装置外に排紙されることにより、トナー４１の記録紙１３に対する定着が不十分な状態で記録紙１３が排紙されることに起因する不具合の発生を防止することが出来る。
【００１８】
また、塗布ニップＮを通過し、排紙ローラ対１１に向かう記録紙１３の全てを同じ位置で留めて、定着強度が増してから機外に出す方法が考えられる。しかし、この方法では留めている５秒間は他のプロセスも全て止める必要があるため５秒に１枚しか印刷できず、1分間に１２枚という、遅いプロセスしか対応できないことになる。
このような問題に対して、本実施形態のプリンタ１の記録紙一時収容装置１２は、複数の記録媒体一時収容部として収容トレイを複数備えている。
【００１９】
画像形成装置はプリンタとして使用される場合が多いが、通常プリンタは資料の順番が狂わぬように画像面を下にして排紙される場合が多い。
プリンタ１では、塗布ニップＮで定着液１０を塗布された記録紙１３は、図１中の実線で示す経路ｂに沿って記録紙搬送方向変更機構として機能する記録紙一時収容装置１２に入る。その後、図１中の二点鎖線で示す経路ｃに沿って搬送されることによって、記録紙１３は、画像面を下にして排紙ローラ対１１に搬送され装置外に排紙される。例外的に厚紙等のこしの強い紙は、経路ｂのような急なカーブは通過できないため、塗布ニップＮを通過後、記録紙一時収容装置１２に搬送されることなく、直接、排紙ローラ対１１に搬送されることもある。
また、両面印刷の場合は、定着液１０を塗布された記録紙１３が記録紙一時収容装置１２に入った後、図１中の一点鎖線で示す経路ｄに沿って搬送されることによって、さらに反転し、途中から経路ａに沿って搬送され、先に画像が形成された面とは反対側の面に画像が形成される。
【００２０】
これが通常の画像形成装置と共通する搬送経路の一例であるが、熱定着を行う一般的な画像形成装置では、記録紙一時収容装置１２に入った記録紙１３は、直ぐに記録紙一時収容装置１２から排出され、排紙工程または裏面への画像形成工程へと搬送される。一方、本実施形態のプリンタ１は、定着液１０を用いて定着を行うため、記録紙一時収容装置１２に入った記録紙１３は、規定時間経過後に記録紙一時収容装置１２から排出される。このような構成で、規定時間が経過するまでの間、次に搬送されている記録紙１３に対する作像プロセスを実行できるように、プリンタ１の記録紙一時収容装置１２は、上述したように、複数の記録媒体一時収容部として収容トレイを複数備えている。
【００２１】
図４は、記録紙一時収容装置１２の拡大説明図である。
図４に示すように、記録紙一時収容装置１２は、第一収容トレイ１２ａ〜第四収容トレイ１２ｄの４つの収容トレイを備える。図４に示すプリンタ１の記録紙一時収容装置１２では、収容トレイが四段となっているが、収容トレイは四段に限るものではない。
複数枚の記録紙１３に対して連続して画像形成が成される場合には、塗布ニップＮを通過して定着液１０が付与された記録紙１３は、図４中の（１）〜（４）に示すように、収容トレイの上から順に、第一収容トレイ１２ａ、第二収容トレイ１２ｂ、第三収容トレイ１２ｃ及び第四収容トレイ１２ｄの順にストックされていく。
各収容トレイは、入口側端部に反転コロ１４をそれぞれ備え、ストック時、この反転コロ１４は記録紙１３を挟んだままで停止する。図５は、第一収容トレイ１２ａ〜第三収容トレイ１２ｃまで記録紙１３をストックした状態を示している。
【００２２】
図５は、四段目の第四収容トレイ１２ｄに記録紙１３が入る途中のタイミングを示す。図５に示すように、第四収容トレイ１２ｄに入る記録紙１３の後端が第一収容トレイ１２ａの入口付近を通過するタイミングで、第一収容トレイ１２ａにストックされていた記録紙１３が図中の（５）で示すように、反転コロ１４によって繰り出され、排紙ローラ対１１に向かって搬送される。この時、図中の（６）で示すように、第一収容トレイ１２ａに入る次の記録紙１３が搬送されてきている。このとき、図６で示すように、図中の（５）で示す第一収容トレイ１２ａから出て行く記録紙１３の後端が反転コロ１４を通過した後に、図中の（６）で示す記録紙１３が第一収容トレイ１２ａに入るように制御する。これにより、図中の（６）で示す記録紙１３の図６中の左側の面に形成された定着が完了していないトナー像が図中の（５）で示す記録紙１３に接触し、画像が乱れることを防止できる。
ここで、塗布ニップＮから反転コロ１４までの距離によっては、図中の（５）で示す記録紙１３の後端が反転コロ１４を通過するまでの間、図中の（６）で示す記録紙１３の搬送を停止する必要性が生じる場合がある。この場合、印刷速度のパフォーマンスを落とすことになるが、全ての記録紙１３を装置内の同じ位置で数秒間停止させる構成と比較すると印刷速度のパフォーマンスの低下を防止できる。
【００２３】
このような収容トレイにおける記録紙１３の入れ替わりを、第二収容トレイ１２ｂ〜第四収容トレイ１２ｄについても同様に行い、これを繰り返すことで、印刷のオペレーティング速度を落とさずに連続して印刷することができる。
記録紙一時収容装置１２の各収容トレイにストックされていた記録紙１３は、定着に必要な時間が記録紙一時収容装置１２内で経過し、定着が完了している。このため、プリンタ１の装置外に排出されて、ユーザーに触られる状態となって不具合がない。もちろん、塗布する定着液１０の性能により、定着にもっと長い時間が必要な場合は、記録紙一時収容装置１２の収容トレイの段数を増やす必要があり、逆に軟化、硬化時間が速い定着液１０を用いる場合は、収容トレイの段数を減らすことができる。
【００２４】
図１中の一点鎖線で示す経路ｄを通過させ、両面印刷を行うときにも記録紙一時収容装置１２は対応可能である。記録紙一時収容装置１２の収容トレイ内で規定秒ストックした後、繰り出した記録紙１３を排紙ローラ対１１の方向ではなく、一点鎖線で示す経路ｄに沿って両面パスに戻せば良い。
【００２５】
〔変形例〕
図７は、本発明を適用したプリンタ１の変形例の説明図である。
図１のプリンタ１は、装置本体内に記録紙一時収容装置１２を備える構成であったが、図７に示す変形例のプリンタ１は、記録紙一時収容装置１２をプリンタ１の装置本体を構成する筺体の外に配置された記録紙一時収容ユニット１５に備える構成である。
変形例のプリンタ１では、塗布ニップＮを通過した記録紙１３は、排紙ローラ対１１を通過して、装置本体の外部に設けられた記録紙一時収容ユニット１５に受け渡され、その内部の記録紙一時収容装置１２に収容される。その後、規定時間経過した後に記録紙一時収容装置１２から送り出され、第二排紙ローラ対１６によって記録紙一時収容ユニット１５から排出され、排紙トレイ１１０上にストックされる。
このように、プリンタ１の装置本体の外部に記録紙一時収容装置１２を設ける構成では、熱定着を使用する定着装置を備えるプリンタの定着ユニットを定着液を用いる定着ユニットに置き換えたときに、記録紙一時収容ユニット１５を接続することで、一般的に普及してる熱定着を用いたモデルからの変更が可能となる。例えば使用中の熱定着モデルを、環境性能が良い定着液モデルに変更する時などは必要なユニットとなる。もちろん、排紙後の紙をソートしたり、折ったり、ステープルしたりする機能があるフニッシャもこの記録紙一時収容ユニット１５と接続することで、機械のパフォーマンスを落とすこと無く使用することができる。
【００２６】
以上、本実施形態の画像形成装置であるプリンタ１は、樹脂と色剤を含有する樹脂微粒子を含むトナー４１を用いて記録媒体である記録紙１３上にトナー像を形成するトナー像形成手段であるトナー像形成部１００と、トナー４１を軟化させる軟化剤を含有した定着液１０を、表面にトナー像を担持する記録紙１３の表面に付与する定着液付与手段である定着装置３００とを有する。プリンタ１では、定着液１０を付与することでトナー４１が軟化したトナー像を記録紙１３に定着して画像形成を行う。さらに、プリンタ１では、記録紙１３が定着液１０を付与される記録媒体定着液付与位置である塗布ニップＮを通過し、画像が形成された記録紙１３を画像形成後媒体収容部である排紙トレイ１１０に収容する。そして、プリンタ１は、塗布ニップＮを通過して排紙トレイ１１０に向けて搬送される記録紙１３の搬送を一時的に停止することで、塗布ニップＮを通過したときよりも搬送速度が低下した状態となる。搬送を一時的に停止し、記録紙１３上の定着が完了するのに十分な規定時間経過後に記録紙１３を排紙トレイ１１０に向けて搬送する。これにより、塗布ニップＮの通過した記録紙１３が排紙トレイ１１０に到達するまでの間に、定着液によるトナー定着性能を向上させる時間を設けることができる。よって、定着液１０の塗布直後は定着性能が低いため、従来の構成では、排紙後数秒間は記録紙の画像面を触る事が出来なかったが、プリンタ１では規定時間経過後に記録紙１３を排紙トレイ１１０に向けて搬送するため、排紙トレイ１１０に排紙直後の記録紙１３のハンドリングに制限を無くすことができる。
本実施形態のプリンタ１では、「記録媒体定着液付与位置」が表面にトナー像を担持する記録媒体に定着液を塗布する塗布ニップＮである。しかし、表面にトナー像を担持する中間転写ベルト等のトナー像担持体の表面に定着液を付与する構成の場合は、トナー像担持体から記録媒体に定着液が付与されたトナーを転写する転写位置が、「記録媒体定着液付与位置」となる。
【００２７】
また、プリンタ１は、塗布ニップＮを通過した記録紙１３を一時的に収容し、規定時間経過後に記録紙１３を排紙トレイ１１０に向けて搬送する記録媒体一時収容部である収容トレイ（１２ａ〜１２ｄ）を複数備える。さらに、連続して塗布ニップＮを通過した二つの記録紙１３｛例えば、図４中の（１）で示す記録紙１３と、（２）で示す記録紙１３｝を、互いに異なる収容トレイに収容する。
定着液１０の塗布によるトナーの定着が完了する時間は、定着液１０の軟化性能によって異なるが、かなり速く軟化させる軟化材を含む定着液１０を使っても、実験的には塗布後３〜５秒程度はトナーの定着性が悪く、画像面に触れたりしない方が良い。このため定着液１０の塗布後すぐにプリンタ１から排出してしまうとユーザーが触ることで画像が乱れるし、またユーザー近傍環境を剥離したトナーで汚してしまうということになり大きな不具合となってしまう。
このような問題を解決するために、全ての記録紙１３を装置内の同じ位置に例えば５秒程度留めておくような構成では、留めている間は他のプロセスも止めなければならない。このような構成では、最速でも連続時５秒に１枚、つまり１分間に１２枚の印刷性能となってしまい、遅いシステムにしか対応できない。定着液を使用した画像形成装置のトナー飛散等への対応として、引用文献３のような技術が紹介されているが、この問題に対する解決策は明示されていない。
本実施形態のプリンタ１は、この問題を解決することができる構成であり、収容トレイ（１２ａ〜１２ｄ）を複数備え、連続して塗布ニップＮを通過した二つの記録紙１３（例えば、図４中の（１）で示す記録紙１３と、（２）で示す記録紙１３）を、互いに異なる収容トレイに収容する。そして、各収容トレイ（１２ａ〜１２ｄ）で、順次、記録紙１３の入出を切り替えることで、規定秒経過までの記録紙１３が停止している時間が印刷枚数に影響を及ぼさない構成とすることができる。このような構成により、１枚目の出力には規定秒、例えば５秒ほど待つ必要があるが、それ以降は連続して出力することができ、１分間に３０枚とか５０枚とかの高速対機種への対応も可能となる。これにより、印刷速度のパフォーマンスを落とすこと無く、排紙トレイ１１０に排紙された直後の記録紙１３のハンドリングの制限を無くすことができる。
【００２８】
また、図１に示すプリンタ１は、塗布ニップＮを通過した記録紙１３を、トナー像形成部１００及び定着装置３００を備える装置本体の外部に排出する記録媒体排出部である排紙ローラ対１１を備える。複数の記録媒体一時収容部である収容トレイ（１２ａ〜１２ｄ）を備えた記録紙一時収容装置１２は、塗布ニップＮから排紙ローラ対１１までの記録紙１３の搬送経路に配置され、排紙ローラ対１１から排出された記録紙１３を排紙トレイ１１０に収容する構成である。プリンタ１の装置本体内に記録紙一時収容装置１２を設けることで、プリンタ１の外部に新たな装置を組み付ける必要がなく、画像形成装置の小型化を図ることができる。
【００２９】
図７に示す変形例のプリンタ１は、塗布ニップＮを通過した記録紙１３を、トナー像形成手段及び定着液付与手段を備える装置本体の外部に排出する記録媒体排出部を備え、トナー像形成部１００及び定着装置３００を備える装置本体の外部に排出する記録媒体排出部である排紙ローラ対１１を備える。そして、排紙ローラ対１１から排紙された記録紙１３を受け入れる記録紙一時収容ユニット１５内に記録紙一時収容装置１２が配置されている。そして、記録紙一時収容ユニット１５を通過した記録紙１３を排紙トレイ１１０に収容する構成である。プリンタ１の装置本体とは別の記録紙一時収容ユニット１５内に記録紙一時収容装置１２を設けることで、一般的に普及している熱定着方式の定着装置を備えたプリンタの定着装置を、湿式方式の定着装置に換装したプリンタであっても、高速印刷に対応が可能と成る。
【符号の説明】
【００３０】
１ プリンタ
２ 感光体
３ 中間転写ベルト
４ 給紙装置
７ 二次転写対向ローラ
８ 塗布ローラ
９ 定着液供給装置
１０ 定着液
１１ 排紙ローラ対
１２ 記録紙一時収容装置
１２ａ 第一収容トレイ
１２ｂ 第二収容トレイ
１２ｃ 第三収容トレイ
１２ｄ 第四収容トレイ
１３ 記録紙
１４ 反転コロ
１４ａ 上側コロ
１４ｂ 下側コロ
１５ 記録紙一時収容ユニット
１６ 第二排紙ローラ対
２０ 作像ユニット
２８ 転写チャージャ
４０ 現像装置
４１ トナー
６０ レジストローラ対
７０ 二次転写ローラ
８０ 加圧ローラ
１００ トナー像形成部
１１０ 排紙トレイ
２００ 作像ユニット
３００ 定着装置
Ｎ 塗布ニップ
【先行技術文献】
【特許文献】
【００３１】
【特許文献１】特公昭４０−１０８６７号公報
【特許文献２】特開２００７−３１６１６５号公報
【特許文献３】特開２００７−３２２６０９号公報
【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂と色剤を含有する樹脂微粒子を含むトナーを用いて記録媒体上にトナー像を形成するトナー像形成手段と、
該トナーを軟化させる軟化剤を含有した定着液を、表面にトナー像を担持する上記記録媒体またはトナー像担持体の表面に付与する定着液付与手段とを有し、
該定着液を付与することで該トナーが軟化したトナー像を該記録媒体に定着して画像形成を行う構成で、
該記録媒体が該定着液を付与される記録媒体定着液付与位置を通過し、画像が形成された該記録媒体を画像形成後媒体収容部に収容する画像形成装置において、
上記記録媒体定着液付与位置を通過して上記画像形成後媒体収容部に向けて搬送される上記記録媒体の搬送速度を該記録媒体が該記録媒体定着液付与位置を通過したときの搬送速度よりも低下させ、該記録媒体定着液付与位置から該画像形成後媒体収容部まで規定時間かけて該記録媒体を搬送することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
請求項１の画像形成装置において、
上記記録媒体定着液付与位置を通過した上記記録媒体を一時的に収容し、規定時間経過後に該記録媒体を上記画像形成後媒体収容部に向けて搬送する記録媒体一時収容部を複数備え、
連続して該記録媒体定着液付与位置を通過した二つの該記録媒体を、互いに異なる該記録媒体一時収容部に収容することを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項２の画像形成装置において、
上記記録媒体定着液付与位置を通過した上記記録媒体を、上記トナー像形成手段及び定着液付与手段を備える装置本体の外部に排出する記録媒体排出部を備え、
複数の上記記録媒体一時収容部は、該記録媒体定着液付与位置から該記録媒体排出部までの該記録媒体の搬送経路に配置され、
該記録媒体排出部から排出された該記録媒体を上記画像形成後媒体収容部に収容することを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項２の画像形成装置において、
上記記録媒体定着液付与位置を通過した上記記録媒体を、上記トナー像形成手段及び定着液付与手段を備える装置本体の外部に排出する記録媒体排出部を備え、
複数の上記記録媒体一時収容部は、該記録媒体排出部から排出された該記録媒体を受け入れる記録媒体一時収容ユニット内に配置され、
該記録媒体一時収容ユニットを通過した該記録媒体を上記画像形成後媒体収容部に収容することを特徴とする画像形成装置。
【請求項１】
樹脂と色剤を含有する樹脂微粒子を含むトナーを用いて記録媒体上にトナー像を形成するトナー像形成手段と、
該トナーを軟化させる軟化剤を含有した定着液を、表面にトナー像を担持する上記記録媒体またはトナー像担持体の表面に付与する定着液付与手段とを有し、
該定着液を付与することで該トナーが軟化したトナー像を該記録媒体に定着して画像形成を行う構成で、
該記録媒体が該定着液を付与される記録媒体定着液付与位置を通過し、画像が形成された該記録媒体を画像形成後媒体収容部に収容する画像形成装置において、
上記記録媒体定着液付与位置を通過して上記画像形成後媒体収容部に向けて搬送される上記記録媒体の搬送速度を該記録媒体が該記録媒体定着液付与位置を通過したときの搬送速度よりも低下させ、該記録媒体定着液付与位置から該画像形成後媒体収容部まで規定時間かけて該記録媒体を搬送することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
請求項１の画像形成装置において、
上記記録媒体定着液付与位置を通過した上記記録媒体を一時的に収容し、規定時間経過後に該記録媒体を上記画像形成後媒体収容部に向けて搬送する記録媒体一時収容部を複数備え、
連続して該記録媒体定着液付与位置を通過した二つの該記録媒体を、互いに異なる該記録媒体一時収容部に収容することを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項２の画像形成装置において、
上記記録媒体定着液付与位置を通過した上記記録媒体を、上記トナー像形成手段及び定着液付与手段を備える装置本体の外部に排出する記録媒体排出部を備え、
複数の上記記録媒体一時収容部は、該記録媒体定着液付与位置から該記録媒体排出部までの該記録媒体の搬送経路に配置され、
該記録媒体排出部から排出された該記録媒体を上記画像形成後媒体収容部に収容することを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項２の画像形成装置において、
上記記録媒体定着液付与位置を通過した上記記録媒体を、上記トナー像形成手段及び定着液付与手段を備える装置本体の外部に排出する記録媒体排出部を備え、
複数の上記記録媒体一時収容部は、該記録媒体排出部から排出された該記録媒体を受け入れる記録媒体一時収容ユニット内に配置され、
該記録媒体一時収容ユニットを通過した該記録媒体を上記画像形成後媒体収容部に収容することを特徴とする画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１２−９３５１０（Ｐ２０１２−９３５１０Ａ）
【公開日】平成２４年５月１７日（２０１２．５．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２３９９９２（Ｐ２０１０−２３９９９２）
【出願日】平成２２年１０月２６日（２０１０．１０．２６）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年５月１７日（２０１２．５．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１０月２６日（２０１０．１０．２６）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
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