JP2009098474A

JP2009098474A - 画像形成装置及び画像形成方法

Info

Publication number: JP2009098474A
Application number: JP2007270899A
Authority: JP
Inventors: Katsuto Gomi; 克仁五味; Yoshiyuki Nagai; 芳之永井; Kenjiro Yoshioka; 研二郎吉岡
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2007-10-18
Filing date: 2007-10-18
Publication date: 2009-05-07

Abstract

【課題】キャリア量制御を行い、画像にじみなどの生じることがない良好な２次転写を可能とする画像形成装置を提供する。
【解決手段】本発明の画像形成装置は、像担持体上に形成されたトナー像がキャリアと共に転写される中間転写体４０と、中間転写体４０に転写されたトナー像からキャリアを除去する中間転写体スクイーズ装置５２Ｋ、５２Ｋ’と、中間転写体４０に当接し中間転写体上のトナー像を記録媒体に転写する転写ローラ６１と、転写ローラの下流に設けられ、中間転写体に当接し記録媒体上のトナー像を予熱する予備加熱ローラ７１と、予備加熱ローラの下流に設けられ予熱された記録媒体上のトナー像からキャリアを除去するキャリア除去ローラ対８１、８２と、キャリア除去ローラ対８１、８２の下流に設けられ記録媒体上のトナー像を融着する定着ローラ対９１、９２と、からなることを特徴とする。
【選択図】図３

Description

本発明は、像担持体上に形成した潜像をトナー及びキャリアからなる液体現像剤によって現像し、このトナー及びキャリアからなるトナー像をさらに記録媒体に転写して、転写されたトナー像を融着し定着して画像形成する画像形成装置及び画像形成方法に関する。

液体溶媒中に固体成分からなるトナーを分散させた高粘度の液体現像剤を用いて潜像を現像し、静電潜像を可視化する湿式画像形成装置が種々提案されている。この湿式画像形成装置に用いられる現像剤は、シリコンオイルや鉱物油、食用油等からなる電気絶縁性を有し高粘度の有機溶剤（キャリア液）中に固形分（トナー粒子）を懸濁させたものであり、このトナー粒子は、粒子径が１μｍ前後と極めて微細である。このような微細なトナー粒子を使用することにより、湿式画像形成装置では、粒子径が７μｍ程度の粉体トナー粒子を使用する乾式画像形成装置に比べて高画質化が可能である。

上記のような液体現像剤を用いたものとしては、例えば、特許文献１（特開２００３−９８８６４号公報）に、一部もしくは全てが不揮発性である溶媒中にトナーを分散させてなる液体現像剤を用いて形成された記録媒体上の未定着画像を加熱定着する画像定着装置であって、上記記録媒体上の未定着画像に対して非接触で該未定着画像の加熱を行う非接触加熱手段と、該非接触加熱手段の加熱により析出せしめられた被析出溶媒を該画像表面から除去する溶媒除去手段とを設けたことを特徴とする画像定着装置が開示されている。
特開２００３−９８８６４号公報

特許文献１に記載に記載されているような従来の画像形成装置では、コート紙などに画像形成を行う場合には、線がにじむという現象が生じていた。これは、中間転写体に重ね合わされた画像をコート紙に２次転写する際に、キャリア量が過多であることが原因となっている。そこで、にじみ現象を解消するために、２次転写前にキャリア除去を行う、という方策が考えられるが、キャリア除去量が少なすぎると転写効率が悪化する、という問題が発生する。

また、２次転写プロセス後の定着プロセスにおいては、記録媒体のトナー像面に多くのキャリアが残存していると、適切に定着を行うことができない、という問題がある。

さらに、上質紙、コート紙などの記録媒体の種類によって、キャリアの吸収特性が異なり、記録媒体の種類に応じて２次転写時のトナー像面でのキャリア量、定着時のトナー像面でのキャリア量のコントロールを行う必要がある。しかしながら、従来の画像形成装置では、２次転写時のキャリア量制御、定着時のキャリア量制御などがおこわなれておらず、画質劣化を招いてしまう、という問題があった。

本発明は上記課題を解決するためのもので、本発明に係る画像形成装置は、像担持体上に形成されたトナー像がキャリアと共に転写される中間転写体と、該中間転写体に転写されたトナー像からキャリアを除去するスクイーズ装置と、該中間転写体に当接し中間転写体上のトナー像を記録媒体に転写する転写ローラと、該転写ローラの下流に設けられ、該中間転写体に当接し記録媒体上のトナー像を予熱する予備加熱ローラと、該予備加熱ローラの下流に設けられ予熱された記録媒体上のトナー像からキャリアを除去するキャリア除去手段と、該キャリア除去手段の下流に設けられ記録媒体上のトナー像を融着する定着手段と、
からなることを特徴とする。

また、本発明に係る画像形成装置は、該スクイーズ装置は該中間転写体に対して当接／離間することを特徴とする。
また、本発明に係る画像形成装置は、該スクイーズ装置が複数設けられることを特徴とする。
また、本発明に係る画像形成装置は、該スクイーズ装置は複数設けられ、そのうち少なくとも１つのスクイーズ装置が当接／離間することを特徴とすることを特徴とする。
また、本発明に係る画像形成装置は、該スクイーズ装置は複数設けられ、全てのスクイーズ装置が当接／離間することを特徴とすることを特徴とする。
また、本発明に係る画像形成装置は、画像形成しようとする記録媒体の種別を判定する紙種判定手段を有し、該紙種判定手段の判定結果に基づいて該スクイーズ装置の当接／離間を決定することを特徴とする。
また、本発明に係る画像形成装置は、ユーザーによる設定に基づいて該スクイーズ装置の当接／離間を決定することを特徴とする。
また、本発明に係る画像形成方法は、定着しようとする記録媒体の種別を判定し、判定の結果に応じて２次転写前にキャリア除去を実施するか否かを決定すると共に、２次転写後定着前にはキャリア除去を実施することを特徴とする画像形成方法である。

以上のような本発明によれば、２次転写前に溶媒（キャリア）除去を行うことでコート紙への画像にじみを防止しつつ、２次転写効率を確保するキャリアを残すことができる。さらに定着工程前にキャリア除去を行うことで良好な定着品質を確保することが可能となる。

また、記録媒体の種類により２次転写時の必要キャリア量が異なり、転写前キャリア除去の実施有無の判定することで良好な画像品質（にじみ無し・２次転写効率確保）を得ることができる。

また、溶媒除去手段のうち少なくとも一つ以上を像担持体（転写ベルト）に対して当離接可能とすることで、記録媒体に応じた転写前キャリア除去実施の有無を切り替えることが可能となる。

また、本発明によれば、記録媒体の紙種（上質紙、コート紙など）に応じて、２次転写時のキャリア量制御、定着時のキャリア量制御を行うので、画像にじみなどの生じることがない良好な２次転写を可能とすると共に、適切な定着を行うことができるので、本定着時にオフセットなどによる画像欠陥を引き起こす可能性がない。

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、中間転写体４０、２次転写部（２次転写ユニット）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に供給するアニロックスローラ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。

中間転写体４０は、エンドレスのベルトであり、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と中間転写体４０を挟んで一次転写ローラ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体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。

２次転写ユニット６０は、２次転写ローラ６１が中間転写体４０を挟んでベルト駆動ローラ４１と対向配置され、さらに２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、２次転写ローラ６１を配置した転写位置において、中間転写体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シート材搬送経路Ｌにて搬送される用紙、フィルム、布等の記録媒体に転写する。

さらに、経路シート材搬送経路Ｌの下流には、定着ユニット９０が配置され、用紙等の記録媒体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用紙等の記録媒体に融着させ定着させる。

また、テンションローラ４２は、ベルト駆動ローラ４１と共に中間転写体４０を超過しており、中間転写体４０のテンションローラ４２に張架されている箇所で、中間転写体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当接・配置されている。

次に、本発明の実施の形態に係る画像形成装置の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３２Ｙ、トナー圧縮ローラ２２Ｙが配置されている。また、このトナー圧縮ローラ２２Ｙの外周には、キャリア量調整ブレード２３Ｙが設けられている。さらに、液体現像剤容器３１Ｙの中に液体現像剤供給ローラ３４Ｙ、アニロックスローラ３２Ｙが収容されている。

また、中間転写体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体スクイーズローラ５３Ｙ、バックアップローラ５４Ｙ、中間転写体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からなる中間転写体スクイーズ装置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。

なお、画像形成プロセスの始めから終わりまでで、より前段に配置されるローラなどの構成は、後段に配置されるローラなどの構成より上流にあるものと定義する。

現像ユニット３０Ｙは、トナー圧縮ローラ２２Ｙ、キャリア内にトナーを概略重量比２０％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に供給するためのアニロックスローラ３２Ｙと規制ブレード３３Ｙと供給ローラ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トナー圧縮ローラ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（商標：エクソン）をキャリアとした低濃度（１〜２ｗｔ％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、熱可塑性樹脂中へ顔料等の着色剤を分散させた平均粒径１μｍの固形子を、有機溶媒、シリコンオイル、鉱物油又は食用油等の液体溶媒中へ分散剤とともに添加し、トナー固形分濃度を約２０％とした高粘度（３０〜１００００ｍＰａ・ｓ程度）の液体現像剤である。

アニロックスローラ３２Ｙは、円筒状の部材であり、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ローラである。この溝の寸法は、溝ピッチが約１３０μｍ、溝深さが約３０μｍである。このアニロックスローラ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。後述する交流バイアスの効果を最大限にするため、アニロックスローラ３２Ｙと供給ローラ３４Ｙは同一回転方向で、それぞれが接触している状態が望ましい。

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、アニロックスローラ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アニロックスローラ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。

現像ローラ２０Ｙは、幅約３２０ｍｍの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。

トナー圧縮ローラ２２Ｙは、円筒状の部材で、現像ローラ２０Ｙと同様に弾性体を被覆して構成した弾性ローラの形態であり、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。トナー圧縮ローラ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に示すようにトナー圧縮ローラ２２Ｙが摺接してニップを形成するトナー圧縮部位でトナー圧縮ローラ２２Ｙ側から現像ローラ２０Ｙに向かって電界を印加する。このトナー圧縮の電界印加手段は、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。キャリアの一部とトナー圧縮されなかった若干のトナーはキャリア量調整ブレード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。

一方、現像ローラ２０Ｙに担持されてトナー圧縮された現像剤は、現像ローラ２０Ｙが像担持体１０Ｙに当接する現像ニップ部において、所望の電界印加によって、像担持体１０Ｙの潜像に対応して現像される。そして、現像残りの現像剤は、現像ローラクリーニングブレード２１Ｙによって掻き落として除去されリザーバ３１Ｙ内の現像剤に合流して再利用される。尚、これら合流するキャリア及びトナーは混色状態ではない。

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に示すように表面に弾性体を被覆して像担持体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とから構成され、像担持体１０Ｙに現像された現像剤から余剰なキャリア及び本来不要なカブリトナーを回収し、顕像内のトナー粒子比率を上げる機能を有する。

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により中間転写体４０へ転写する。ここで、像担持体１０Ｙと中間転写体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。

中間転写体スクイーズ装置５２Ｙは、一次転写部５０Ｙの下流側に配置され、中間転写体４０上から余剰なキャリア液を除去し、顕像内のトナー粒子比率を上げる処理を行うものである。

中間転写体スクイーズ装置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体スクイーズローラ５３Ｙ、像担持体４０を挟んで中間転写体スクイーズローラ５３Ｙと対向配置されるバックアップローラ５４Ｙ、中間転写体スクイーズローラ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、中間転写体４０に一次転写された現像剤から余剰なキャリア及び本来不要なカブリトナーを回収する機能を有する。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。

次に、本発明の画像形成装置における２次転写プロセス、定着プロセスについてより詳しく説明する。図３は本発明の実施の形態に係る画像形成装置の転写−定着ユニットの構成を示す図である。本発明の画像形成装置では、２次転写プロセス、定着プロセスに付随してトナー像面のキャリア量をコントロールするためのスクイーズ装置、及び、キャリア除去のための構成が設けられている。

図３に示すように、像担持体１０から転写されたトナー像を担持する中間転写体４０（転写ベルト）、および中間転写体４０上において記録媒体（用紙）にトナー像を転写する位置（２次転写位置）よりも上流側に配置される複数の中間転写体スクイーズ装置５２Ｋ、５２Ｋ’と、さらにトナー像が転写された記録媒体を予備加熱する予備加熱ローラ７１と、この予備加熱ローラ７１で加熱されトナー像表面に浮き出た溶媒（キャリア）を用紙から除去するキャリア除去ローラ対８１、８２と、トナー像を加熱溶融し記録媒体に定着させる定着ユニット９０を設けている。定着ユニット９０は定着ローラ対９１、９２で構成されており、これら定着ローラ対９１、９２には加熱源としてハロゲンランプ９３、９４が設けられている。

中間転写体スクイーズ装置５２Ｋ、５２Ｋ’は、２次転写時における記録媒体上に残るキャリア量を最終的にコントロールするものであり、中間転写体スクイーズローラ５３Ｋ、５３Ｋ’、像担持体４０を挟んで中間転写体スクイーズローラ５３Ｋ、５３Ｋ’と対向配置されるバックアップローラ５４Ｋ、５４Ｋ’、中間転写体スクイーズローラ５３Ｋ、５３Ｋ’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５５Ｋ、５５Ｋ’及び現像剤回収部５６Ｋ、５６Ｋ’から構成される。この中間転写体スクイーズ装置５２Ｋ、５２Ｋ’における中間転写体スクイーズローラ５３Ｋ、５３Ｋ’は、不図示の駆動機構によって中間転写体４０に対して当接／離間可能に構成されている。中間転写体スクイーズローラ５３Ｋ、５３Ｋ’の当接／離間に伴い、クリーニングブレード５５Ｋ、５５Ｋ’、現像剤回収部５６Ｋ、５６Ｋ’も移動可能となっている。

図４は中間転写体スクイーズ装置における中間転写体スクイーズローラの当接／離間の様子を示す図である。図３は中間転写体スクイーズローラ５３Ｋ、５３Ｋ’の双方が当接して双方でキャリアを中間転写体４０からスクイーズしキャリアを除去している様子を示しており、図４（ａ）は中間転写体スクイーズローラ５３Ｋ、５３Ｋ’の双方が離間しキャリア除去を行わない状態を示しており、図４（ｂ）は中間転写体スクイーズローラ５３Ｋのみが当接しキャリア除去を行っている状態を示している。

本実施形態では、中間転写体スクイーズローラ５３Ｋ、５３Ｋ’が上記のように３形態をとることによって、２次転写前に中間転写体４０上のトナー像面から除去するキャリア量を調整することができるようになっている。

なお、本実施形態では、２次転写前の中間転写体スクイーズ装置を２つ設けて、２つとも当接／離間可能に構成したが、他の態様とすることもできる。すなわち、２次転写前の中間転写体スクイーズ装置を１つとして、この中間転写体スクイーズローラを当接／離間可能に構成することもできるし、２次転写前の中間転写体スクイーズ装置を複数設けて、このうちの少なくとも１つの中間転写体スクイーズローラを当接／離間可能に構成することもできるし、２次転写前の中間転写体スクイーズ装置を複数設けて、全ての中間転写体スクイーズローラを当接／離間可能に構成することもできる。

予備加熱ローラ７１には加熱源としてハロゲンランプ７３が設けられ、予備加熱ローラ７１に対向して予備加熱バックアップローラ７２が設けられる。予備加熱ローラ７１による加熱・加圧はプレ加熱（予熱）であり、これはキャリア除去のために行う前工程である。予備加熱ローラ７１は２次転写ローラ６１で転写された直後の記録媒体上のトナー像を加熱する。

キャリア除去ローラ８１には、キャリア除去ローラ８１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８３とから構成され、キャリア除去ローラ８１によって除去された余剰キャリアをキャリア回収部８４に回収する。

中間転写体４０を構成する転写ベルトはポリイミドからなる基材層（例、厚さ１００μｍ）、ウレタンゴム（硬度ＪＩＳ−Ａ３０°）からなる弾性層、フッ素樹脂からなるコート層（例、厚さ１０μｍ）の３層構造から成っていて、感光体より転写されたトナー像は転写ベルトのコート層上に形成される。なお、ベルトの幅は３２４ｍｍ、ベルトの体積抵抗値は約ｌｏｇ１０Ωｃｍ（全層の抵抗値）である。

中間転写体４０上の中間転写体スクイーズ装置５２Ｋ、５２Ｋ’は中間転写体４０上で液体現像剤に含まれる、転写時において不要な溶媒（キャリア）を除去するためのものであり、スクイーズ装置を構成する中間転写体スクイーズローラ５３Ｋ、５３Ｋ’は中間転写体４０と等速で回転している。

中間転写体スクイーズローラ５３Ｋ、５３Ｋ’はφ１０ｍｍの金属シャフトに肉厚２ｍｍ（外径φ１４ｍｍ）のウレタンゴム（硬度ＪＩＳ−Ａ３０°）の表層にＰＦＡチューブ２０μｍを被覆して構成し、ローラ幅３０７ｍｍである。ローラの抵抗値は実抵抗値で約ｌｏｇ４Ωで、中間転写体スクイーズローラ５３Ｋ、５３Ｋ’とそれをバックアップするバックアップローラ５４Ｋ、５４Ｋ’の間に電源から＋１５０Ｖのバイアス電圧を印加して現像剤中の固形分が除去されないようにする。中間転写体スクイーズローラ５３Ｋ、５３Ｋ’はウレタンゴム（硬度ＪＩＳ−Ａ７０°）からなるクリーニングブレード５５Ｋ、５５Ｋ’が当接してクリーニングしている。

記録媒体上のトナー像を予備加熱する溶媒加熱手段は、予備加熱ローラ７１と予備加熱バックアップローラ７２により構成される。予備加熱ローラ７１は、中心から外径φ２５ｍｍ、厚さ１ｍｍの金属製芯金、厚さ１ｍｍのシリコンゴム（硬度ＪＩＳ−Ａ１０°）からなる弾性層、厚さ３０μｍのＰＦＡチューブからなる離型層から構成される。

また、予備加熱バックアップローラ７２は、中心から外径φ２０ｍｍの金属製シャフト、厚さ３ｍｍのシリコンゴム（硬度ＪＩＳ−Ａ２０°）からなる弾性層、厚さ３０μｍのＰＦＡチューブからなる離型層から構成される。両ローラは荷重２０ｋｇｆで互いに圧接され、両ローラが形成するニップ幅は約５ｍｍである。

予備加熱ローラ７１によって予備加熱された記録媒体上のキャリアは溶媒除去手段であるキャリア除去ローラ対８１、８２により除去されるようになっている。

キャリア除去ローラ８１はφ１０ｍｍの金属シャフトに肉厚２ｍｍ（外径Φ１４ｍｍ）のウレタンゴム（硬度ＪＩＳ−Ａ３０°）の表層にＰＦＡチューブ２０μｍを被覆して構成し、ローラ幅３０７ｍｍである。ローラの抵抗値は実抵抗値で約ｌｏｇ４Ωで、ローラとそれをバックアップするキャリア除去ローラ８２の間に電源から＋１５０Ｖのバイアス電圧を印加して現像剤中の固形分が除去されないようにする。キャリア除去ローラ８１はウレタンゴム（硬度ＪＩＳ−Ａ７０°）からなるクリーニングブレード８３が当接してクリーニングしている。

ここで、上記の予備加熱ローラ７、キャリア除去ローラ対８１、８２の機能について説明する。図８は記録媒体上に転写されたトナー粒子及びキャリアの状態を模式的に示す図である。図８（ａ）は２次転写ローラ６１でトナー像が転写された直後の状態を示し、図８（ｂ）は記録媒体上のトナー像が予備加熱ローラ７１によって加熱された直後の状態を示し、図８（ｃ）はキャリア除去ローラ対８１、８２によってトナー像からキャリアが除去された直後の状態を示す図である。

高粘度のキャリアを用いた液体現像剤では、画像定着時に溶媒が揮発しないことから、定着時の溶媒の存在が定着性に大きく影響する。すなわち、トナー像を加熱定着する方法において、記録媒体上に現像したトナー画像を形成するトナーが、加熱によって軟化あるいは溶融状態となり、トナーと記録媒体との間にキャリアが入り込んでトナーと記録媒体との結合を妨げる場合がある。このため、画像定着時には、記録媒体上に残存するキャリアを記録媒体中に吸収させるか、或いは記録媒体の画像面側から溶媒を除去するかのどちらかを行う必要がある。また、トナー像中の溶媒残存率が高ければ高いほど、トナー像中の熱容量が大きくなるため、加熱定着にかかる時間も長くなってしまう。

そこで、本実施形態では転写プロセスから定着プロセスまでの間にトナー像からキャリアを効率的に除去する構成として、予備加熱ローラ７１、キャリア除去ローラ対８１、８２が設けられる。二次転写ローラ６１によって記録媒体上にトナー像が転写された直後、二次転写ローラ６１下流に設けられる予備加熱ローラ７１によってトナー像が加熱されると、図８（ｂ）に示すように、キャリアがトナー粒子間から浮かび上がる。このような現象は、加熱によってトナー粒子同士が結びつき、トナー粒子間の空間が狭くなったことによってキャリアが押し出されることによって生じるものと考えられる。

次に、予備加熱ローラ７１の下流に設けられるキャリア除去ローラ対８１、８２によって、図８（ｃ）に示すように、浮かび上がったキャリアがトナー像から除去される。このようなキャリアの除去は、トナー像のキャリアとキャリア除去ローラ上のキャリアとの泣き別れ現象によって生じるものである。

このように本発明では、予備加熱ローラ７１によって浮かび上がらせたキャリア溶媒をキャリア除去ローラ対８１、８２で除去するものであるので、定着時における適切なキャリア量の制御を行うことができ、良好な画像を得ることができる。

定着ユニット９０は定着ローラ対９１、９２により構成される。定着ローラ対９１、９２の２本のローラを圧接することにより定着ニップを形成しトナーを溶融定着する。

定着ローラ対９１、９２のうち、定着ローラ９１はその外周が記録紙の印字面に接触する側に配置され、その芯金の内側にハロゲンヒーター（ハロゲンランプ９３）など加熱源が配置されている。定着ローラ９１は厚さ０．５ｍｍ、外径φ５０ｍｍの金属製芯金の外周にＰＦＡチューブなどの離型層が設けられている。また芯金と離型層の間に弾性層として厚さ３ｍｍのシリコンゴム層が設けられている。加圧ローラは厚さ２ｍｍ、外径Φ５０ｍｍの金属製芯金の外周に弾性層として厚さ３ｍｍのシリコンゴム層が設けられ、さらにその外周に離型層としてＰＦＡチューブが設けられている。定着ローラ９２は加圧ローラとして機能し、その芯金の内側にもハロゲンヒーター（ハロゲンランプ９４）などの加熱源が設けられていることもある。

定着ローラ対９１、９２の両ローラは荷重４０ｋｇｆ程度で互いに圧接されており、両ローラがなすニップ幅は約１３ｍｍである。定着ローラ９１の外周、もしくは定着ローラ、９２外周はトナー溶融に必要となる所望の温度となるよう加熱源により加熱制御されており、その温度は概ね１３０〜１９０℃である。ローラの回転数は本定着装置を使用するプリンタもしくは印刷機の印字速度により異なる。

上記のような本発明の画像形成装置により、中間転写体４０上のキャリア、記録媒体上のキャリア量をそれぞれ調整することが可能となり、良好な転写効率と良好な定着特性を得ることが可能となる。

次に、本発明の画像形成装置における２次転写プロセス前段におけるキャリア除去、定着プロセス前段におけるキャリア除去について説明する。図６は記録媒体としてコート紙を用いたときの２次転写時と定着時におけるキャリア量の適正量をプロセス順に示す図であり、図７は記録媒体として上質紙を用いたときの２次転写時と定着時におけるキャリア量の適正量をプロセス順に示す図である。

図６に示すように、記録媒体の種類が塗工紙（コート紙）の時、２次転写時のキャリア量が多すぎると用紙へ転写後のトナー像がにじみ（画像にじみ）が発生してしまう。また、キャリア量が少なすぎると転写不良が発生する。つまり２次転写を行う際にはそのキャリア量は決められた範囲Ａ内になければならない。

図６に示すように、記録媒体の種類が塗工紙（コート紙）であるとき、中間転写体４０条の適正キャリア量を範囲Ａに調整するために、本実施形態では、中間転写体スクイーズ装置５２Ｋ、５２Ｋ’の中間転写体スクイーズローラ５３Ｋ、５３Ｋ’を当接させて、２次転写前のキャリア除去（１）を行うようにする。なお、中間転写体スクイーズローラ５３Ｋのみを当接させるか、中間転写体スクイーズローラ５３Ｋ、５３Ｋ’の双方を当接させるかについては中間転写体４０上のキャリア量によって決定する。

２次転写後、定着前においては、予備加熱ローラ７、キャリア除去ローラ対８１、８２の機能によって、キャリア除去（２）を実行する。これによって、定着時における適切なキャリア量の制御を行うことができ、良好な画像を得ることができる。

一方で、図７に示すように、記録媒体の種類が非塗工紙（上質紙）の時、塗工紙のように画像にじみは発生しないが、転写不良を防止するためによりある程度のキャリア量が必要になる。つまり２次転写を行う際にはそのキャリア量は決められた量以上が必要になる。このため、２次転写に用いる記録媒体の種類が非塗工紙（上質紙）であるときには、中間転写体スクイーズ装置５２Ｋ、５２Ｋ’の双方を離間させるか中間転写体スクイーズローラ５３Ｋ、５３Ｋ’、或いは一方を離間させるかを制御して中間転写体４０上のキャリアを確保するように調整する。

また、定着工程では良好な定着性を確保するためにキャリア量は常に一定以下でなければならない。そこで、記録媒体の種類が非塗工紙（上質紙）の時においても、２次転写後、定着前においては、予備加熱ローラ７、キャリア除去ローラ対８１、８２の機能によって、キャリア除去（３）を実行する。これによって、定着時における適切なキャリア量の制御を行うことができ、良好な画像を得ることができる。

本実施形態においては、記録媒体の種別を検知するために紙種判定センサ５が設けられている。この紙種判定センサ５は、搬送経路中を搬送される記録媒体に光を照射する発光素子６と、記録媒体からの反射光の反射を検出する受光素子７とから形成されている。本実施形態では、受光素子７からの反射光の反射率などの信号が、不図示のＣＰＵなどの制御部に入力され、記録媒体の紙種（上質紙、コート紙などの種類）が判定されるものである。

本実施形態の画像形成装置においては、記録媒体の種類に応じて中間転写体４０上のキャリア除去の有無を決定する。この決定のために上記のように紙種判定センサ５を設けてもよいが、ユーザーが装置に記録媒体を投入する際に装置に対して記録媒体種（塗工紙／非塗工紙）を入力し、その入力結果に基づいて中間転写体４０上のキャリア除去実施の有無を判断するように構成してもよい。

記録媒体種が塗工紙（コート紙）の場合であると判明した場合、２次転写時のキャリア量を制御する必要があり、中間転写体スクイーズ装置５２Ｋ、５２Ｋ’による中間転写体４０上のキャリア除去を実施する。

これにより２次転写から定着工程にかけてのキャリア量の推移は図６中の実線のようになり、画像にじみ、低転写効率（転写不良）、定着不良といった課題を解決することができる。

一方で、記録媒体種が非塗工紙（上質紙）の場合、中間転写体スクイーズローラ５３Ｋ、５３Ｋ’を離間させて、中間転写体スクイーズ装置５２Ｋ、５２Ｋ’による中間転写体４０上のキャリア除去を実施しない。これにより２次転写から定着工程にかけてのキャリア量の推移は図７中の実線のようになり、低転写効率（転写不良）、定着不良といった課題を解決することができる。なお、中間転写体スクイーズ装置５２Ｋ、５２Ｋ’のうち中間転写体スクイーズ装置５２Ｋを機能させて、ある程度のスクイーズを行うこともできる。

以上のような構成によれば、２次転写前に溶媒（キャリア）除去を行うことでコート紙への画像にじみを防止しつつ、２次転写効率を確保するキャリアを残すことができる。さらに定着工程前にキャリア除去を行うことで良好な定着品質を確保することが可能となる。

また、以上のような構成によれば、記録媒体の紙種（上質紙、コート紙など）に応じて、２次転写時のキャリア量制御、定着時のキャリア量制御を行うので、画像にじみなどの生じることがない良好な２次転写を可能とすると共に、適切な定着を行うことができるので、本定着時にオフセットなどによる画像欠陥を引き起こす可能性がない。

次に、本発明の画像形成装置における転写−定着プロセスの制御を説明する。図５は本発明の実施の形態に係る画像形成装置の転写−定着プロセスのフローを示す図である。なお、このようなフローは不図示の画像形成装置のコントローラによって実行されるものである。

図５において、ステップＳ１００で転写―定着プロセスが開始されると、次にステップＳ１０１に進み、紙種判定センサ５によって記録媒体の種別の検出が行われる。

ステップＳ１０２では、紙種判定センサ５によって取得された信号に基づいて記録媒体の種類が判定される。

ステップＳ１０２における判定の結果、記録媒体がコート紙であればステップＳ１０３に進み、ステップＳ１０２における判定の結果、記録媒体が上質紙であればステップＳ１０９に進む。

ステップＳ１０３では、中間転写体スクイーズ装置５２Ｋ、５２Ｋ’の中間転写体スクイーズローラ５３Ｋ、５３Ｋ’の当接を維持して、中間転写体４０からのキャリア除去を行う。

ステップＳ１０９では、中間転写体スクイーズ装置５２Ｋ、５２Ｋ’の中間転写体スクイーズローラ５３Ｋ、５３Ｋ’を離間して、中間転写体４０からのキャリア除去を行う。なお、ここで、中間転写体４０のキャリア量によっては２つの中間転写体スクイーズ装置のうち、一方だけを当接するように設定することもできる。

ステップＳ１０４では、２次転写ユニットによって転写し、次のステップＳ１０５では、予備加熱ローラ７１のハロゲンランプをオンし、ステップＳ１０６では、定着ローラ対９１、９２のハロゲンランプをオンし、ステップＳ１０７では、キャリア除去ローラ８１によってキャリア除去を除去しつつ、ステップＳ１０８で定着プロセスを完了する。ステップＳ１１０で転写―定着プロセスを終了する。

なお、本フローチャートでは、ハロゲンランプオンのステップを簡単のために、転写―定着プロセスの中に明示したが、実際はより早い段階で予備加熱ローラ７１や定着ローラ対９１、９２のハロゲンランプをオンし、温度上昇を促しておくものである。

次に、記録媒体の厚さによる中間転写体スクイーズ装置の稼働について説明する。

記録媒体種が塗工紙（コート紙）の時、中間転写体４０上のキャリア除去を実施するが、２次転写を行うために必要なキャリア量範囲は記録媒体厚さによってことなる。記録媒体厚さが厚いほどキャリア量範囲はキャリア量が多いほうにシフトする。

つまり記録媒体厚さによってベルト上溶媒除去の実施回数が異なる。そこで、坪量１１０ｇ／ｍ²以上の記録媒体では中間転写体スクイーズ装置を図４（ｂ）に示す形態としてキャリア除去を１回実施し、坪量１１０ｇ／ｍ²以下の記録媒体では、中間転写体スクイーズ装置を図３に示す形態としてキャリア除去を２回実施が必要となる。これにより用紙の厚みに応じた良好な２次転写特性と定着特性を得ることができる。

また、本発明によれば、記録媒体の紙種（上質紙、コート紙など）に応じて、２次転写時のキャリア量制御、定着時のキャリア量制御を行うので、画像にじみなどの生じることがない良好な２次転写を可能とすると共に、適切な定着を行うことができるので、本定着時にオフセットなどによる画像欠陥を引き起こす可能性がない。なお、本明細書においては、種々の実施の形態について説明したが、それぞれの実施の形態の構成を適宜組み合わせて構成された実施形態も本発明の範疇となるものである。

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。本発明の実施の形態に係る画像形成装置の転写−定着ユニットの構成を示す図である。中間転写体スクイーズ装置における中間転写体スクイーズローラの当接／離間の様子を示す図である。本発明の実施の形態に係る画像形成装置の転写定着プロセスのフローを示す図である。記録媒体としてコート紙を用いたときの２次転写時と定着時におけるキャリア量の適正量をプロセス順に示す図である。記録媒体として上質紙を用いたときの２次転写時と定着時におけるキャリア量の適正量をプロセス順に示す図である。記録媒体上に転写されたトナー粒子及びキャリアの状態を模式的に示す図である。

符号の説明

５・・・紙種判定センサ、６・・・発光素子、７・・・受光素子、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・・・トナー圧縮ローラ、２３Ｙ・・・キャリア量調整ブレード、２４Ｙ・・・キャリア量調整ローラ、２５Ｙ・・・キャリア量調整エアナイフ、３０Ｙ、３０Ｍ、３０Ｃ、３０Ｋ・・・現像ユニット、３１Ｙ、３１Ｍ、３１Ｃ、３１Ｋ・・・現像剤容器、３２Ｙ、３２Ｍ、３２Ｃ、３２Ｋ・・・アニロックスローラ、３１Ｙ、３１Ｍ、３１Ｃ、３１Ｋ・・・現像剤容器、３３Ｙ・・・規制ブレード、３４Ｙ・・・供給ローラ、４０・・・中間転写体、４１・・・ベルト駆動ローラ、４２・・・テンションローラ、４５・・・現像剤回収部、４６・・・中間転写体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・・・中間転写体スクイーズ装置、５３Ｙ・・・中間転写体スクイーズローラ、５４Ｙ・・・中間転写体スクイーズバックアップローラ、５５Ｙ・・・中間転写体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・・・２次転写ユニット、６１・・・２次転写ローラ、６２・・・２次転写ローラクリーニングブレード、６３・・・現像剤回収部、７１・・・予備加熱ローラ、７２・・・予備加熱バックアップローラ、７３・・・ハロゲンランプ、８１、８２・・・キャリア除去ローラ対、８３・・・クリーニングブレード、８４・・・キャリア回収部、９１、９２・・・定着ローラ対、９３、９４・・・ハロゲンランプ

Claims

像担持体上に形成されたトナー像がキャリアと共に転写される中間転写体と、
該中間転写体に転写されたトナー像からキャリアを除去するスクイーズ装置と、
該中間転写体に当接し中間転写体上のトナー像を記録媒体に転写する転写ローラと、
該転写ローラの下流に設けられ、該中間転写体に当接し記録媒体上のトナー像を予熱する予備加熱ローラと、
該予備加熱ローラの下流に設けられ予熱された記録媒体上のトナー像からキャリアを除去するキャリア除去手段と、
該キャリア除去手段の下流に設けられ記録媒体上のトナー像を融着する定着手段と、
からなることを特徴とする画像形成装置。
該スクイーズ装置は該中間転写体に対して当接／離間することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
該スクイーズ装置が複数設けられることを特徴とする請求項１及び請求項２に記載の画像形成装置。
該スクイーズ装置は複数設けられ、そのうち少なくとも１つのスクイーズ装置が当接／離間することを特徴とすることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
該スクイーズ装置は複数設けられ、全てのスクイーズ装置が当接／離間することを特徴とすることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
画像形成しようとする記録媒体の種別を判定する紙種判定手段を有し、
該紙種判定手段の判定結果に基づいて該スクイーズ装置の当接／離間を決定することを特徴とする請求項２乃至請求項５に記載の画像形成装置。
ユーザーによる設定に基づいて該スクイーズ装置の当接／離間を決定することを特徴とする請求項２乃至請求項５に記載の画像形成装置。
定着しようとする記録媒体の種別を判定し、
判定の結果に応じて２次転写前にキャリア除去を実施するか否かを決定すると共に、２次転写後定着前にはキャリア除去を実施することを特徴とする画像形成方法。