JP2008090113A - 画像形成装置及び画像形成方法 - Google Patents

Abstract

【課題】長期間にわたり高品質の画像を形成することができる、複数の加熱定着部材が設けられた画像形成装置を提供する。
【解決手段】キャリア、ポリエステルアミン系分散剤及びトナー粒子を含む液体現像剤が使用される画像形成装置を、像を担持する像担持体と、前記像担持体から転写材に転写された像を、トナー粒子を構成する樹脂の軟化温度以下で加熱する第一定着器と、第一定着器よりも転写材の搬送方向下流に設けられ、転写材に転写された像をトナー粒子を構成する樹脂の軟化温度より高く、キャリアの気化温度より低い温度で転写材に接触して加熱する第二定着器を備えるものとする。
【選択図】図１

Description

本発明は、キャリア、ポリエステルアミン系分散剤及びトナー粒子を含む液体現像剤が使用される画像形成装置と、当該液体現像剤が使用される画像形成方法に関する。

像を担持する像担持体と、中間転写体と、前記像担持体から像が一次転写された前記中間転写体上の像を転写材に二次転写する二次転写ローラと、加熱定着部材を有し、前記中間転写体上の像を転写材に二次転写するとき、前記二次転写ローラは転写材を前記中間転写体に押圧する画像形成装置を使用して、転写材に画像を形成することは広く行われている。
転写材に形成される画像の質を向上させるため、複数の加熱定着部材を設け、転写材の搬送方向の最も下流に位置する加熱定着部材による転写材の加熱温度が最も高くなる画像形成装置が検討された（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。
特開２００５-７８０８４号公報 特開平１１-２０２６７５号公報

最近、画像形成装置により形成される画像の質の向上が要求されており、複数の加熱定着部材が設けられた上記画像形成装置により形成される画像の質は十分なものではない。本発明は、長期間にわたり高品質の画像を形成することができる画像形成装置と画像形成方法の提供を目的とするものである。

本発明は、キャリア、ポリエステルアミン系分散剤及びトナー粒子を含む液体現像剤が使用される画像形成装置であって、前記液体現像剤から形成される像を担持する像担持体と、前記像担持体から転写材に転写された像を、トナー粒子を構成する樹脂の軟化温度以下で加熱する第一定着器と、第一定着器よりも転写材の搬送方向下流に設けられ、転写材に転写された像を、トナー粒子を構成する樹脂の軟化温度より高く、キャリアの気化温度より低い温度で転写材に接触して加熱する第二定着器を備える画像形成装置である。
本発明の画像形成装置の好ましい実施形態は、上記画像形成装置の第一定着器及び第二定着器がローラである。
本発明は、キャリア、ポリエステルアミン系分散剤及びトナー粒子を含む液体現像剤を使用する画像形成方法であって、前記液体現像剤から形成される像を像担持体に担持する工程、中間転写体に像担持体から像を一次転写する工程、二次転写ローラにより中間転写体上の像を転写材に二次転写する工程、転写材に二次転写された像を、トナー粒子を構成する樹脂の軟化温度以下で転写材に接触する第一定着器により加熱する工程、転写材に二次転写された像を、トナー粒子を構成する樹脂の軟化温度より高く、キャリアの気化温度より低い温度で転写材に接触する第二定着器により加熱する工程を有する画像形成方法である。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。図１は本発明の実施の形態に係る画像形成装置を構成する主要構成要素を示した図である。
画像形成装置の中央部に配置された各色の画像形成部に対し、現像ユニット３０Ｙ、３０Ｍ、３０Ｃ、３０Ｋは、画像形成装置の下部に配置され、中間転写ベルト４０、二次転写部６０は、画像形成装置の上部に配置されている。

画像形成部は、像担持体１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋ、帯電ローラ１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋ、不図示の露光ユニット１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋ等を備えている。露光ユニット１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋは、半導体レーザ、ポリゴンミラー、Ｆ−θレンズ等の光学系を有し、帯電ローラ１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋにより、像担持体１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋを一様に帯電させ、露光ユニット１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋにより、入力された画像信号に基づいて、変調されたレーザ光を照射して、帯電された像担持体１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋ上に静電潜像を形成する。

現像ユニット３０Ｙ、３０Ｍ、３０Ｃ、３０Ｋは、概略、現像ローラ２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋ、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）からなる各色の液体現像剤を貯蔵する現像剤容器（リザーバ）３１Ｙ、３１Ｍ、３１Ｃ、３１Ｋ、これら各色の液体現像剤を現像剤容器３１Ｙ、３１Ｍ、３１Ｃ、３１Ｋから現像ローラ２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋに供給する現像剤供給ローラ３２Ｙ、３２Ｍ、３２Ｃ、３２Ｋ等を備え、各色の液体現像剤により像担持体１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋ上に形成された静電潜像を現像する。

中間転写ベルト４０は、無端ベルトであり、ベルト駆動ローラ４１とテンションローラ４２との間に張架され、一次転写部５０Ｙ、５０Ｍ、５０Ｃ、５０Ｋで像担持体１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋと当接しながら駆動ローラ４１により回転駆動される。一次転写部５０Ｙ、５０Ｍ、５０Ｃ、５０Ｋは、像担持体１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋと中間転写ベルト４０を挟んで一次転写バックアップローラ５１Ｙ、５１Ｍ、５１Ｃ、５１Ｋが対向配置され、像担持体１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋとの当接位置を転写位置として、現像された像担持体１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋ上の各色のトナー像を中間転写ベルト４０上に順次重ねて転写し、フルカラーのトナー像を形成する。

二次転写ユニット６０は、二次転写ローラ６１が中間転写ベルト４０を挟んでベルト駆動ローラ４１と対向配置され、さらに二次転写ローラクリーニングブレード６２、現像剤回収部６３からなるクリーニング装置が配置される。そして、二次転写ローラ６１を配置した転写位置において、中間転写ベルト４０上に形成された単色のトナー像やフルカラーのトナー像を転写材搬送経路Ｌにて搬送されるアート紙、コート紙、微塗工紙、上質紙、ＯＨＰフィルム（プラスチックフィルム）等の転写材に転写する。ベルト駆動ローラ４１はローラ芯金の表面に弾性層が配された構成をしており、さらにハロゲンランプ等からなる予備加熱ヒーター７０がベルト駆動ローラ４１の軸方向に沿って内蔵されている。この予備加熱ヒーター７０は、転写材上のトナー像が定着ユニット８０で定着される前段の予備加熱のために用いられる。また、予備加熱ヒーター７０のローラ軸方向の長さは画像形成装置が扱う転写材のうち、幅が最も広いものの幅の長さ以上に構成される。本発明では、二次転写ユニット６０において、このような予備加熱を備えるものであるので、「二次転写」を「加熱二次転写」などと称することがある。本発明の加熱二次転写の詳細については後述する。

転写材送経路Ｌの下流には、転写材スクイーズユニット７５、定着ユニット８０が順次配置されている。転写材スクイーズユニット７５は、表面に弾性体を被覆して転写材に摺接して回転する弾性ローラ部材からなる転写材スクイーズローラ７６、転写材を挟んで転写材スクイーズローラ７６と対向配置されている転写材バックアップローラ７７、転写材スクイーズローラ７６に摺接して表面をクリーニングするクリーニングブレード７８及びキャリア回収部７９から構成されている。転写材スクイーズユニット７５では、定着ユニット８０における転写材へのトナー粒子の定着が最適に行われるように余剰キャリアが回収される。

次いで、定着ユニット８０において、転写材上に転写された単色のトナー像やフルカラーのトナー像を転写材に融着させ定着させる。定着ユニット８０は、通過する転写材をトナー粒子の軟化温度以下に加熱する第一定着ローラ８１と、転写材を第一定着ローラ８１に押しつける第一加圧ローラ８２と、第一定着ローラ８１及び第一加圧ローラ８２より下流に設けられ、通過する転写材をトナー粒子の軟化温度より高い温度に加熱する第二定着ローラ８３と、転写材を第二定着ローラ８３に押しつける第二加圧ローラ８４から構成されている。第一定着ローラ８１及び第二定着ローラ８３は、表面に弾性層を有する芯金で形成されており、その内部には、図示されない加熱ヒータが内蔵されている。第一定着ローラ８１及び第一加圧ローラ８２からなるローラ対と第二定着ローラ８３及び第２加圧ローラ８４からなるローラ対の間には、コロナ帯電器８５と、転写材を挟んでコロナ帯電器８５と対向配置される対向電極８６が設けられていてもよい。コロナ帯電器８５と対向電極８６の間を通過する転写材の種類により、電界印加の強さと向きを変更し、転写材へのトナー粒子の定着が最適化される。
ベルト駆動ローラ４１と共に二次転写ユニット６０を張架するテンションローラ４２側には、その外周に沿って、中間転写ベルトクリーニングブレード４６、現像剤回収部４７からなるクリーニング装置が配置されている。

次に、画像形成部及び現像ユニットについて説明する。図２は画像形成部及び現像ユニットの主要構成要素を示した断面図である。各色の画像形成部及び現像ユニットの構成は同様であるので、以下、イエロー（Ｙ）の画像形成部及び現像ユニットに基づいて説明する。
画像形成部は、像担持体１０Ｙの外周の回転方向に沿って、潜像イレーサ１６Ｙ、像担持体クリーニングブレード１７Ｙ及び現像剤回収部１８Ｙからなるクリーニング装置、帯電ローラ１１Ｙ、露光ユニット１２Ｙ、現像ユニット３０Ｙの現像ローラ２０Ｙ、像担持体スクイーズローラ１３Ｙとその付属構成である像担持体スクイーズローラクリーニングブレード１４Ｙ、現像剤回収部１５Ｙからなるクリーニング装置が配置されている。そして、現像ユニット３０Ｙは、現像ローラ２０Ｙの外周に、クリーニングブレード２１Ｙ、アニロックスローラを用いた現像剤供給ローラ３２Ｙ、現像剤圧縮ローラ２２Ｙが配置され、液体現像剤容器３１Ｙの中に液体現像剤攪拌ローラ３４Ｙ、現像剤供給ローラ３２Ｙが収容されている。また、中間転写ベルト４０に沿って、像担持体１０Ｙと対向する位置に一次転写部の一次転写ローラ５１Ｙが配置され、その移動方向下流側に中間転写ベルトスクイーズローラ５３Ｙ、バックアップローラ５４Ｙ、中間転写ベルトスクイーズローラクリーニングブレード５５Ｙ、現像剤回収部５６Ｙからなる中間転写ベルトスクイーズ装置５２Ｙが配置されている。

像担持体１０Ｙは、現像ローラ２０Ｙの幅より広く、外周面に感光層が形成された円筒状の部材からなる感光体ドラムであり、例えば図２に示すように時計回りの方向に回転する。該像担持体１０Ｙの感光層は、有機像担持体又はアモルファスシリコン像担持体等で構成される。帯電ローラ１１Ｙは、像担持体１０Ｙと現像ローラ２０Ｙとのニップ部より像担持体１０Ｙの回転方向の上流側に配置され、図示しない電源装置からトナー帯電極性と同極性のバイアスが印加され、像担持体１０Ｙを帯電させる。露光ユニット１２Ｙは、帯電ローラ１１Ｙより像担持体１０Ｙの回転方向の下流側において、帯電ローラ１１Ｙによって帯電された像担持体１０Ｙ上にレーザ光を照射し、像担持体１０Ｙ上に潜像を形成する。
現像ユニット３０Ｙは、現像剤圧縮ローラ２２Ｙ、キャリア内にトナーを概略質量比２５％程度に分散した状態の液体現像剤を貯蔵する現像剤容器３１Ｙ、該液体現像剤を担持する現像ローラ２０Ｙ、液体現像剤を攪拌して一様の分散状態に維持し現像ローラ２０Ｙに供給するための現像剤供給ローラ３２Ｙと規制ブレード３３Ｙと攪拌ローラ３４Ｙ、現像ローラ２０Ｙに担持された液体現像剤をコンパクション状態にする現像剤圧縮ローラ２２Ｙ、現像ローラ２０Ｙのクリーニングを行う現像ローラクリーニングブレード２１Ｙを有する。

現像剤容器３１Ｙに収容されている液体現像剤は、従来一般的に使用されている、Ｉｓｏｐａｒ（登録商標：エクソン）をキャリアとした低濃度（１〜２質量％程度）かつ低粘度の、常温で揮発性を有する揮発性液体現像剤ではなく、高濃度かつ高粘度の、常温で不揮発性を有する不揮発性液体現像剤である。すなわち、本発明における液体現像剤は、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂又はこれらの混合物中へ顔料等の着色剤を分散させた体積平均粒子径が０．５μｍ〜６μｍ、好ましくは１．５〜３．５μｍのトナー粒子を、キャリア中へ分散剤とともに添加し、トナー粒子濃度を１０〜３５質量％、好ましくは１５〜２５質量％とした高粘度（３０〜１００００ｍＰａ・ｓ程度）の液体現像剤である。
キャリアは、ａ）パラフィン系、イソパラフィン系又はシクロパラフィン系の炭化水素、ｂ）鎖状、分岐鎖状又は環状シリコーン、ｃ）フッ素化エーテルを含むフッ素化炭化水素、ｄ）精製植物油、ｅ）精製植物油のエステル化物から選択される。キャリアの粘度は０．５〜１０００ｍＰａ・ｓである。
分散剤としてはポリエステルアミン系のものが使用される。ポリエステルアミン系分散剤として、例えば、Solsperse 13940（登録商標、Avecia社製）が市販されている。ポリエステルアミン系分散剤の含有量は液体現像剤に対して０．１〜２０質量％である。

現像剤供給ローラ３２Ｙは、円筒状の部材であり、例えば図２に示すように時計回りの方向に回転し、表面に現像剤を担持し易いように表面に微細且つ一様に螺旋状の溝による凹凸面を形成したアニロックスローラである。溝の寸法は、溝ピッチが約１３０μｍ、溝深さが約３０μｍである。この現像剤供給ローラ３２Ｙにより、現像剤容器３１Ｙから現像ローラ２０Ｙへと液体現像剤が供給される。攪拌ローラ３４Ｙと現像剤供給ローラ３２Ｙは摺接していても良いが離れた配置関係であっても良い。
規制ブレード３３Ｙは、表面に弾性体を被覆して構成した弾性ブレード、現像剤供給ローラ３２Ｙの表面に当接するウレタンゴム等からなるゴム部と、該ゴム部を支持する金属等の板で構成される。そして、アニロックスローラからなる現像剤供給ローラ３２Ｙに担持搬送されてきた液体現像剤の膜厚、量を規制、調整し、現像ローラ２０Ｙに供給する液体現像剤の量を調整する。なお、現像剤供給ローラ３２Ｙの回転方向は図２に示す矢印方向ではなくその逆の方向であっても良く、その際の規制ブレード３３Ｙは、回転方向に対応した配置を要する。

現像ローラ２０Ｙは、円筒状の部材であり、回転軸を中心に図２に示すように反時計回りに回転する。該現像ローラ２０Ｙは鉄等金属製の内芯の外周部に、ポリウレタンゴム、シリコンゴム、ＮＢＲ等の弾性層を設けたものである。現像ローラクリーニングブレード２１Ｙは、現像ローラ２０Ｙの表面に当接するゴム等で構成され、現像ローラ２０Ｙが像担持体１０Ｙと当接する現像ニップ部より現像ローラ２０Ｙの回転方向の下流側に配置されて、現像ローラ２０Ｙに残存する液体現像剤を掻き落として除去するものである。
現像剤圧縮ローラ２２Ｙは、円筒状の部材で、金属ローラ基材の表層に導電性の樹脂層やゴム層を備えた構造をし、例えば図２に示すように現像ローラ２０Ｙと反対方向の時計回りに回転する。現像剤圧縮ローラ２２Ｙは、現像ローラ２０Ｙ表面の帯電バイアスを増加させる手段を有し、現像ローラ２０Ｙによって搬送された現像剤は、図２に示すように現像剤圧縮ローラ２２Ｙが摺接してニップを形成するコンパクション部位で現像剤圧縮ローラ２２Ｙ側から現像ローラ２０Ｙに向かって電界を印加する。このコンパクションの電界印加手段は、図２に示すローラに代えコロナ放電器からのコロナ放電であっても良い。現像剤圧縮ローラ２２Ｙでコンパクションされなかった若干のトナーは、現像剤圧縮ローラクリーニングブレード２３Ｙによって掻き落として除去されリザーバ３１Ｙ内の現像剤と合流して再利用される。

像担持体スクイーズ装置は、像担持体１０Ｙに対向して現像器２０Ｙの下流側に配置して像担持体１０Ｙに現像されたトナー像の余剰現像剤を回収するものであり、図２に示すように像担持体１０Ｙに摺接して回転する弾性ローラ部材から成る像担持体スクイーズローラ１３Ｙと、該像担持体スクイーズローラ１３Ｙに押圧摺接して表面をクリーニングするクリーニングブレード１４Ｙ及び現像剤回収部１５Ｙとから構成される。
一次転写部５０Ｙでは、像担持体１０Ｙに現像された現像剤像を一次転写ローラ５１Ｙにより中間転写ベルト４０へ転写する。ここで、像担持体１０Ｙと中間転写ベルト４０は等速度で移動する構成であり、回転及び移動の駆動負荷を軽減するとともに、像担持体１０Ｙの顕像トナー像への外乱作用を抑制している。なお、１色目の一次転写部５０Ｙでは初回一次転写なので混色現象は発生しないが、２色目以降は既に一次転写されたトナー像部位に更に異なるトナー像を転写して色重ねするので中間転写ベルト４０から像担持体１０（Ｍ、Ｃ、Ｋ）へトナーが移行する所謂逆転写現象によって逆転写トナーと転写残りトナーは混色して余剰キャリアとともに像担持体１０（Ｍ、Ｃ、Ｋ）に担持されて移動し、クリーニングブレード１７（Ｍ、Ｃ、Ｋ）の作用によって像担持体から回収してプールされる。

中間転写ベルトスクイーズ装置５２Ｙは、一次転写部５０Ｙの下流側に配置され、中間転写ベルト４０上から余剰なキャリアを除去し、顕像内のトナー粒子比率を上げる処理を行うものであり、一次転写部５０Ｙで中間転写ベルト４０に転写された現像剤（キャリア内に分散したトナー）のキャリア量が前述した終段階の転写材に二次転写して定着行程に進行する段階で、好ましい二次転写機能及び定着機能を発揮させるために、当該液体現像剤中のトナーが望ましい分散状態に至っていない場合に、中間転写ベルト４０から更に余剰キャリアを除去する手段として設けられている。中間転写ベルトスクイーズ装置５２Ｙは、像担持体スクイーズ装置と同様、表面に弾性体を被覆して像担持体４０に摺接して回転する弾性ローラ部材から成る中間転写ベルトスクイーズローラ５３Ｙ、像担持体４０を挟んで中間転写ベルトスクイーズローラ５３Ｙと対向配置されるバックアップローラ５４Ｙ、中間転写ベルトスクイーズローラ５３Ｙに押圧摺接して表面をクリーニングするクリーニングブレード５５Ｙ及び現像剤回収部５６Ｙから構成される。現像剤回収部５６Ｙは、その下流側に配置されたマゼンタの像担持体スクイーズローラクリーニングブレード１４Ｍで回収されるキャリア液の回収機構も兼ねている。

余剰キャリアの回収能力は、中間転写ベルトスクイーズローラ５３Ｙの回転方向及び中間転写ベルト４０の移動速度に対する中間転写ベルトスクイーズローラ５３Ｙ表面の相対的な周速度差によって所望の回収能力に設定することが可能であり、中間転写ベルト４０に対してカウンタ方向に回転させると回収能力は高まり、また、周速度差を大きく設定しても回収能力が高まり、更に、この相乗作用も可能である。本実施形態では、一例として中間転写ベルトスクイーズローラ５３Ｙを中間転写ベルト４０に対して略同一周速度でウィズ回転させ、中間転写ベルト４０に一次転写された現像剤から余剰キャリア及びカブリトナーを回収していて双方の回転駆動負荷を軽減するとともに、中間転写ベルト４０のトナー像への外乱作用を抑制している。

本実施形態の中間転写ベルト４０は、耐熱性の良好なものであれば特に限定されるものではないが、本実施形態では、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、ポリエステル、ポリアクリレート、ポリエーテルサルフォン、ポリエーテルケトン、ポリバラバン酸等の耐熱性及び機械的強度に優れる樹脂材に導電性を付与するカーボンブラック等の熱導電性に優れる微粉末を分散させたものを無端状のベルトに形成したものを基材として構成した。導電性を付与する熱導電性に優れる微粉末としては、カーボンブラックに限定されるものではなく、例えば酸化マグネシューム，シリカ、アルミナ、窒化珪素、酸化亜鉛などの熱導電性に優れる微粉末であっても良い。
上記構成の無端状ベルト基材の外周表面にＰＦＡやＰＴＦＥなどのフッ素系樹脂、フッ素系ゴム等の耐熱性及び離型性が良好な材料に上記と同様な手段で導電性を付与して２μｍ〜１０μｍの厚みでコーティングなどの手段によって表層を被覆して構成し、加熱転写ニップ内の現像剤が転写材へ転写される転写効率を高めている。

中間転写ベルト４０は、担持した現像剤の予熱効率を高める為に極力熱容量を小さく構成することが望ましいが、本実施形態では機械的強度を勘案して上記表層を含めた厚みを８０μｍに設定した。中間転写ベルト４０は、中間転写ベルト４０の蛇行規制において端部にストレスの発生しない規制構成であれば３０μm以下の厚みでも構成可能であり、また、端部に強度のストレスが発生する構造であれば１２０μm以上の厚みで構成すればよいが、コスト面を考慮するとあまり得策ではない。
ベルト駆動ローラ４１は中間転写ベルト４０を駆動搬送するとともに加熱手段として内部にハロゲンランプ等の予備加熱ヒーター７０を具備して構成され、図示省略した制御手段によって温度コントロールされる。複数の像担持体１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋから一次転写して色重ねしたトナー像は、中間転写ベルト４０上に担持されて二次転写部位へと搬送され、内部に予備加熱ヒーター７０を具備して加熱されているベルト駆動ローラ４１に巻き掛かって加熱される。
本実施形態のベルト駆動ローラ４１は、熱容量を軽減する為に薄肉パイプ材で構成した芯金７１の外周部に耐熱性及び導電性を有する弾性層７２を形成して内部に加熱源であるハロゲンランプ等の予備加熱ヒーター７０を内蔵し、図示省略した駆動源に駆動されて回転可能に構成してある。

二次転写ローラ６１は、該ベルト駆動ローラ４１に対向して配置して所望の圧力でベルト駆動ローラ４１側に向かって押圧する構造体であり、回転可能に支持してあってベルト駆動ローラ４１に対して従動回転であっても良いし、また、図示省略した駆動源から駆動されて回転する構造であっても良い。
上記構成において、二次転写ユニット６０におけるニップに給送する転写材の給送トラブル（通称：ジャム）が生じた場合には当該ニップに転写材が介在しないので、現像剤は二次転写ローラ６１の表面に転写されてしまうので、これを除去して次の二次転写にそなえるために、二次転写ローラ６１表面に摺接する二次転写ローラクリーニングブレード６２を設けている。このクリーニング機能を有効に果たすためには二次転写ローラ６１の表面から現像剤が剥離し易い構造にしておくことが望ましい
具体的な二次転写ローラ６１の構成は、熱容量を軽減する為に薄肉パイプ材で構成した芯金の外周部に耐熱性及び導電性を有し、現像剤の剥離特性に優れるＰＦＡ樹脂などのフッ素系樹脂にカーボンブラック微粉末等を分散させたものをコーティングまたはチューブ被覆等して構成することが好ましい。上述の如く二次転写ローラ６１は、ベルト駆動ローラ４１の弾性層７２より高い表面硬度で構成してベルト駆動ローラ４１側に向かって押圧し、給送されて加熱二次転写ニップに侵入した転写材及び中間転写ベルト４０を介在した状態でベルト駆動ローラ４１の弾性層７２を凹ませた加熱二次転写ニップを形成する構造であり、この目的を果たす範囲の二次転写ローラ６１の構成は、熱容量を軽減する為に薄肉パイプ材で構成した芯金の外周部に耐熱性及び導電性を有したシリコンゴム等からなるベルト駆動ローラ４１の弾性層７２より高度が高い弾性層を形成した表面に現像剤の剥離特性に優れるＰＦＡ樹脂などにカーボンを分散させたものをコーティングまたはチューブ被覆等して構成しても良く、中間転写ベルト４０に担持された現像剤に対して記録媒体の表面を倣わせた状態を形成作用は更に向上する。

以上のように構成された二次転写ユニット６０を転写材が通過するときの様子について説明する。図３は、本発明の実施の形態に係る二次転写ユニット６０における二次転写時の断面の様子を拡大して模式的に示した図である。
二次転写ローラ６１は、上記ベルト駆動ローラ４１の弾性層７２より高い表面硬度で構成し、ベルト駆動ローラ４１側に向かって押圧すると給送されて加熱二次転写ニップに侵入した転写材及び中間転写ベルトを介在した状態で図３に示す如く、ベルト駆動ローラ４１の弾性層７２を凹ませた加熱二次転写ニップを形成する。このベルト駆動ローラ４１の弾性層７２を凹ませた加熱二次転写ニップから転写材１００の先端が排出される時は転写材１００自らの弾性力（通称これを転写材の腰の強さと称する）と転写材１００の変形習性によって転写バイアス印加された中間転写ベルト４０に転写材１００先端が巻きつくことなくスムーズに分離されて排出される。
二次転写ローラ６１は転写バイアス印加を有効にする為に表面が導電性を有して構成する事が必須であり、ベルト駆動ローラ４１に巻き掛けられた中間転写ベルト４０から現像剤の好ましい転写を果たすために、その表面は極力表面粗度を滑らかに構成して中間転写ベルト４０に担持された現像剤に対してベルト駆動ローラ４１の弾性を利用して転写材１００の表面を倣わせた状態を形成する事が望ましい。具体的には十点平均粗さ（Ｒｚ）がトナー粒子１０１の体積平均粒子径の０．５倍から１０倍で構成する事が好ましい。

一方、ベルト駆動ローラ４１は上述した如く中間転写ベルト４０に担持された現像剤に対してベルト駆動ローラ４１の弾性を利用して転写材１００の表面を倣わせた状態を形成する場面では、この弾性層７２の硬度は低い硬度で構成した方が目的に合致するものであるが、反面では中間転写ベルト４０を規則正しく駆動する目的からすると、この弾性層７２の硬度は高い硬度で構成するとともに熱膨張による径寸法変化を極力小さく抑える為には弾性層７２の厚みを小さく構成する事が望ましい。本実施形態での具体的な構成は、表面層を含めた弾性層７２の厚みは０．４ｍｍで硬度はＪＩＳ Ａ３０度で構成したが、厚みは０．３ｍｍで硬度はＪＩＳ Ａ２０度レベル、あるいは厚みは１ｍｍで硬度はＪＩＳ Ａ６０度レベルであってもその目的達成は可能である。

複数の像担持体１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋから一次転写して色重ねしたトナー象は、中間転写ベルト４０上に担持されて二次転写ユニット６０へと搬送され、予備加熱ヒーター７０で加熱されているベルト駆動ローラ４１に巻き掛かって加熱される。前述したように極めて熱容量が少ないように構成された中間転写ベルト４０がベルト駆動ローラ４１に巻き掛かると、加熱されたベルト駆動ローラ４１の温度によって現像剤とともに極めて短時間で予熱された状態になって二次転写ニップ部位へと進行する。
本実施形態の加熱二次転写プロセスは、二次転写ユニット６０でトナーを完璧に熱定着するものではなく、二次転写効率を向上させること、及びこの下流側に配置した定着ユニット８０での定着能力を向上させるものであり、当該目的を達成させる加熱温度であれば充分である。

次に、加熱二次転写抵抗値とバイアス印加関係について説明する。本実施形態のベルト駆動ローラ４１は、熱容量を軽減する為に薄肉パイプ材で構成した芯金の外周部に耐熱性及び導電性を有する弾性層７２を形成して内部に加熱源であるハロゲンランプ（予備加熱ヒーター７０）を内蔵し、図示省略した駆動源に駆動されて回転可能に構成してある。そして、上記弾性層７２は、シリコンゴム、ウレタンゴム等の耐熱性に優れたゴムに、カーボンブラック微粉末等の導電性微粉末を分散させたものである。
更に、シリコンゴム、ウレタンゴム等の耐熱性に優れたゴムは一般的にタック性が強くて中間転写ベルト４０との摩擦力が強大になり、中間転写ベルト４０の移動方向と垂直な方向への蛇行規制にとって好ましくないので、弾性層７２の表面と中間転写ベルト４０との摩擦力を小さくする必要がある。そこで、耐熱性に優れたゴムには、フッ素ゴム、フッ素樹脂等の耐熱性に富むとともに摩擦力を軽減するフッ素素材からなる微粒子を分散させる。また、耐熱性に優れた導電性ゴムの外周に摩擦力を軽減する導電性フッ素素材などをコーティングまたはチューブを被覆して表層を構成しても良いし、あるいは、耐熱性に優れた導電性ゴムと中間転写ベルト４０の接触面に耐熱性の導電性グリスなどの潤滑剤を介在させても良い。弾性層７２の中間転写ベルト４０に接する部位の体積抵抗値は１０⁵Ω以下の低抵抗で構成してある。

一方、中間転写ベルト４０は、ポリイミド、ポリアミドイミド等の耐熱性及び機械的強度に優れる樹脂材に導電性を付与するカーボンブラック等の熱導電性に優れる微粉末を分散させたものを無端状ベルトに形成したものを基材として構成し、該無端状ベルト基材の外周表面にＰＦＡやＰＴＦＥなどのフッ素系樹脂等の耐熱性及び離型性が良好な材料に上記と同様な手段で導電性を付与して２μｍ〜１０μｍの厚みでコーティングなどの手段によって表層を被覆して構成してあり、ベルト基材及び表層を含めた体積抵抗値は上記ベルト駆動ローラ４１の体積抵抗値より大きな１０⁶Ω〜１０¹⁰Ωの中抵抗域で構成してある。そして、二次転写ローラ６１の構成は、熱容量を軽減する為に薄肉パイプ材で構成した芯金の外周部に耐熱性及び導電性を有し、現像剤の剥離特性に優れるＰＦＡ樹脂などにカーボンブラック微紛末等を分散させたものをコーティングまたはチューブ被覆等して構成してあり、表層部位の体積抵抗値は上記中間転写ベルト４０の体積抵抗値より小さな１０⁵Ω以下の低抵抗で構成してある。

上記のベルト駆動ローラ４１、中間転写ベルト４０、二次転写ローラ６１の関係において、加熱二次転写ニップに侵入した転写材に向かってトナー粒子が移動する方向の二次転写バイアスを印加すると、実質的に中間転写ベルト４０の体積抵抗値の基に転写メカニズムを展開して図３に図示する如く、中間転写ベルトに担持されて搬送された現像剤は中間転写ベルト４０側にトナー粒子１０１が凝集されていて、加熱二次転写ニップ内でこの凝集状態のトナー粒子１０１は転写材１００側に移行してトナー粒子１０１の良好な二次転写を得ることができる。一方、中間転写ベルト４０側に残ったキャリア１０２は搬送されてベルト駆動ローラ４１の他方に配置したテンションローラ４２部位の中間転写ベルトクリーニングブレード４６で除去される。

次に、加熱二次転写前における中間転写ベルトスクイーズローラ５３Ｙによる余剰キャリアの回収について詳しく述べる。加熱二次転写時に必要とされるキャリア量は転写材により異なる。アート紙、コート紙及び微塗工紙は、表面にコーティング層を有する。アート紙のコーティング物の量が最も多く、次いで、コート紙のコーティング物の量が多く、微塗工紙のコーティング物の量が最も少ない。そして、液体現像剤のキャリアはコーティング層に急速に吸引され、吸引力により液体現像剤中のトナー粒子が、アート紙、コート紙又は微塗工紙表面に移動する。従って、転写材がアート紙、コート紙又は微塗工紙のとき（ケースａ）は、加熱二次転写前における中間転写ベルトスクイーズローラ５３Ｙによるスクイーズ強度は、中間転写ベルト４０上にある程度のキャリアが残るように調整される。
また、上質紙は、表面にコーティング層を有さない。液体現像剤のキャリアは上質紙に吸引されず、トナー粒子は二次転写バイアスによりキャリア中を上質紙表面に移動する。従って、転写材が上質紙であるときは、加熱二次転写前における中間転写ベルトスクイーズローラ５３Ｙによるスクイーズ強度は、中間転写ベルト４０上に残るキャリアの量が、ケースａにおけるキャリア量より多くなるように調整される。

ＯＨＰフィルムも、表面にコーティング層を有さない。液体現像剤のキャリアはＯＨＰフィルムに吸引されず、トナー粒子がキャリアと共にＯＨＰフィルム表面に移動しない。しかしながら、ＯＨＰフィルムとトナー粒子の親和力は、キャリアとトナー粒子の親和力より高く、ＯＨＰフィルム表面は平滑であるため、トナー粒子は、わずかな量のキャリア中をＯＨＰフィルム表面に移動する。従って、転写材がＯＨＰフィルムであるときは、加熱二次転写前における中間転写ベルトスクイーズローラ５３Ｙによるスクイーズ強度は、中間転写ベルト４０上に残るキャリアの量が、ケースａにおけるキャリア量より少なくなるように調整される。

次に、加熱二次転写後のスクイーズについて説明する。加熱二次転写後の本定着時には、転写材上のトナー粒子濃度は７０〜８５質量％である必要がある。当該トナー粒子濃度が７０質量％未満であると、トナー粒子の結着がキャリアにより阻害される。当該トナー粒子濃度が８５質量％を超えると、キャリアの離型作用が働かなくなり、定着ローラへのオフセットが生じやすくなる。そこで、本実施形態では、加熱二次転写後、本定着前に、転写材スクイーズユニット７５において、余剰キャリアを回収し、転写材上のトナー粒子濃度を７０〜８０質量％の範囲に調製することができる。転写材スクイーズユニット７５におけるスクイーズ強度は、ａ）スクイーズローラ７６の回転方向、ｂ）転写材の移動速度に対するスクイーズローラ７６表面の相対的な周速度差、ｃ）スクイーズローラ７６にかけられるバイアスによって設定される。転写材の表面のコーティング物量が多くなるほど、キャリアが転写材に吸収されやすくなり、スクイーズローラ７６によるスクイーズ強度を弱く調整する。従って、スクイーズローラ７６によるスクイーズ強度は、ＯＨＰフィルム、上質紙＞微塗工紙、コート紙＞アート紙 の順で強くなる。

次に、加熱二次転写後の定着ユニット８０における定着プロセスについて説明する。転写材スクイーズユニット７５において、余剰キャリアが回収された後、定着ユニット８０において本定着が行われる。本定着プロセスでは、最初に、キャリアとトナー粒子を分離するために、第一定着ローラ８１によりプレヒートが行われる。プレヒートにより、液体現像剤中の分散剤の働きが弱められる。また、転写材が紙である場合、プレヒートによりキャリアが紙に吸収されやすくなる。プレヒート温度が高すぎると、トナー粒子が軟化してオフセットが発生する。適当なプレヒート温度は、トナー粒子を構成する樹脂の軟化温度以下である。

また、プレヒート後、電界を印加して、キャリアとトナー粒子の分離を促進することができる。電界を印加する手段の具体例は、第一定着ローラ８１及び第一加圧ローラ８２からなるローラ対と第二定着ローラ８３及び第２加圧ローラ８４からなるローラ対の間に設けられたコロナ帯電器８５である。コロナ帯電器８５のコロナワイヤーに４〜６ｋＶのプラス又はマイナスの電界を印加する。キャリアは、アート紙、コート紙、微塗工紙及び上質紙に吸収される。トナー粒子はプラスに帯電している。そこで、転写材がアート紙、コート紙、微塗工紙又は上質紙である場合、トナー粒子にマイナスのコロナが降るようにコロナ帯電器８５により電界を印加し、トナー粒子をアート紙、コート紙、微塗工紙又は上質紙の表面から引き離し、キャリアをアート紙、コート紙、微塗工紙又は上質紙に吸収させる。 一方、転写材がＯＨＰフィルムである場合、トナー粒子にプラスのコロナが降るようにコロナ帯電器８５により電界を印加し、トナー粒子をＯＨＰフィルムに押しつける。
第一定着ローラ８１の下流には、第二定着ローラ８３が設けられている。第二定着ローラ８３により、トナー粒子は、トナー粒子の軟化温度以上に加熱され転写材に定着される。

（実施例１）
軟化温度が９０℃であるポリエステル樹脂が結着樹脂とされるトナー粒子が、ポリエステルアミン系分散剤であるAvecia社製Solsperse 13940（登録商標）によりキャリアに分散されている液体現像剤を使用して、第一定着ローラの温度を８０℃、第二定着ローラの温度を１３０℃として定着試験を行った。キャリアとしては気化温度が２００℃以上のものを用いた。その結果、トナー粒子は良好に転写材に定着された。また、定着時にキャリアが気化することがなく、気化したキャリアが定着部の各部に付着して装置を汚すことがなかった。ポリエステル樹脂の軟化温度は、定荷重押出し形細管式レオメーター（（株）島津製作所製フローテスタＣＦＴ−５００）を使用して下記に示す条件下で測定した。
ピストン断面積１ｃｍ²、シリンダ圧力０．９８ＭＰａ、ダイ長さ１ｍｍ、ダイ穴径１ｍｍ、測定開始温度５０℃、昇温速度６℃／ｍｉｎ、試料質量１．５ｇ

（比較例１）
実施例１におけるポリエステルアミン系分散剤に代えて、ソルビタン脂肪酸エステル系分散剤である日光ケミカルズ（株）製ＳＬ−１０を使用する以外は実施例１と同じ条件で定着試験を行った。その結果、トナー粒子の定着不良が起きた。

上記した結果から、像を担持する像担持体と、駆動ローラとテンションローラにより張架されている無端ベルトである中間転写体と、前記像担持体から像が一次転写された前記中間転写体上の像を転写材に二次転写する二次転写ローラと、転写材に二次転写された像をトナー粒子を構成する樹脂の軟化温度以下で転写材に接触して加熱する第一定着器と、転写材の搬送方向にみて第一定着器の下流に設けられ、転写材に二次転写された像をトナー粒子を構成する樹脂の軟化温度より高い温度で転写材に接触して加熱する第二定着器を備える画像形成装置を使用して、キャリア、分散剤及びトナー粒子を含む液体現像剤から転写材上に像を形成する際は、分散剤としてポリエステルアミン系分散剤を使用する必要があることがわかる。

本発明の実施形態である画像形成装置を構成する主要構成要素を示した図。 画像形成部及び現像ユニットの主要構成要素を示した断面図。 本発明の実施形態である二次転写ユニット６０における二次転写時の断面の様子を拡大して模式的に示した図。

符号の説明

１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋ・・・像担持体、１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋ・・・帯電ローラ、１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋ・・・露光ユニット、１３Ｙ・・・像担持体スクイーズローラ、１４Ｙ・・・像担持体スクイーズローラクリーニングブレード、１５Ｙ・・・現像剤回収部、１６Ｙ・・・潜像イレーサ、１７Ｙ・・・像担持体クリーニングブレード、１８Ｙ・・・現像剤回収部、２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋ・・・現像ローラ、２１Ｙ・・・現像ローラクリーニングブレード、２２Ｙ・・・現像剤圧縮ローラ、２３Ｙ・・・現像剤圧縮ローラクリーニングブレード、３０Ｙ、３０Ｍ、３０Ｃ、３０Ｋ・・・現像ユニット、３１Ｙ、３１Ｍ、３１Ｃ、３１Ｋ・・・現像剤容器、３２Ｙ、３２Ｍ、３２Ｃ、３２Ｋ・・・現像剤供給ローラ、３１Ｙ、３１Ｍ、３１Ｃ、３１Ｋ・・・現像剤容器、３３Ｙ・・・規制ブレード、２１Ｙ、３４Ｙ・・・撹拌ローラ、４０・・・中間転写ベルト、４１・・・ベルト駆動ローラ、４２・・・テンションローラ、４６・・・中間転写ベルトクリーニングブレード、４７・・・現像剤回収部、５０Ｙ、５０Ｍ、５０Ｃ、５０Ｋ・・・一次転写部、５１Ｙ、５１Ｍ、５１Ｃ、５１Ｋ・・・一次転写バックアップローラ、５２Ｙ、５２Ｍ、５２Ｃ、５２Ｋ・・・中間転写ベルトスクイーズユニット、５３Ｙ・・・中間転写ベルトスクイーズローラ、５４Ｙ・・・中間転写ベルトスクイーズバックアップローラ、５５Ｙ・・・中間転写ベルトスクイーズローラクリーニングブレード、５６Ｙ・・・現像剤回収部、６０・・・二次転写ユニット、６１・・・二次転写ローラ、６２・・・二次転写ローラクリーニングブレード、６３・・・現像剤回収部、７０・・・予備加熱ヒーター、７１・・・芯金、７２・・・弾性層、７５・・・転写材スクイーズユニット、７６・・・転写材スクイーズローラ、７７・・・転写材スクイーズバックアップローラ、７８・・・クリーニングブレード、７９・・・キャリア回収部、８０・・・定着ユニット、８１・・・第一定着ローラ、８２・・・第一加圧ローラ、８３・・・第二定着ローラ、８４・・・第二加圧ローラ、８５・・・コロナ帯電器、８６・・・対向電極、１００・・・転写材、１０１・・・トナー粒子、１０２・・・キャリア

Claims (3)

1. キャリア、ポリエステルアミン系分散剤及びトナー粒子を含む液体現像剤から形成される像を担持する像担持体と、前記像担持体から転写材に転写された像を、トナー粒子を構成する樹脂の軟化温度以下で加熱する第一定着器と、第一定着器よりも転写材の搬送方向下流に設けられ、転写材に転写された像を、トナー粒子を構成する樹脂の軟化温度より高く、キャリアの気化温度より低い温度で転写材に接触して加熱する第二定着器を備える画像形成装置。
2. 第一定着器及び第二定着器がローラである請求項１に記載された画像形成装置。
3. キャリア、ポリエステルアミン系分散剤及びトナー粒子を含む液体現像剤から形成される像を像担持体に担持する工程、中間転写体に像担持体から像を一次転写する工程、二次転写ローラにより中間転写体上の像を転写材に二次転写する工程、転写材に二次転写された像を、トナー粒子を構成する樹脂の軟化温度以下で転写材に接触する第一定着器により加熱する工程、転写材に二次転写された像を、トナー粒子を構成する樹脂の軟化温度より高く、キャリアの気化温度より低い温度で転写材に接触する第二定着器により加熱する工程を有する画像形成方法。

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