JP2010060766A - 定着装置および画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】画質の劣化を抑制した定着装置および画像形成装置の提供。
【解決手段】トナー膜９８が形成された転写材９７の搬送方向に沿って第１定着部８１と第２定着部８２を設ける。前記第１定着部および第２定着部に、それぞれ第１、第２加熱ローラ８３、８５と第１、第２加圧ローラ８４、８６を設ける。第１、第２加熱ローラ８３、８５には、それぞれ第１の電気的熱源８７ａと第２の電気的熱源８７ｃを設ける。第１の電気的熱源における前記第１加熱ローラの軸方向両端部の発熱量と、前記第２の電気的熱源における前記第２加熱ローラの軸方向両端部の発熱量とを異ならせる。第１加熱ローラ８３で加熱された転写材９７を第２加熱ローラ８５で再加熱する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、電子写真システムにおける、画質の劣化を抑制した定着装置および画像形成装置に関するものである。

電子写真方式の画像形成装置においては、転写材に対する定着装置が用いられる。このような定着装置は、一対の加熱ローラと加圧ローラで定着ローラ対を構成し、加熱ローラと加圧ローラを当接させる位置でニップ部を形成する。前記加熱ローラには、ヒータランプのような電気的加熱手段を設けている。前記ニップ部に記録用紙のような記録媒体（転写材）を加熱、加圧させながら通過させて、定着処理を行う。

特許文献１には、記録媒体の搬送方向に沿って定着ローラ対を二対以上配設する画像形成装置が記載されている。特許文献１の図１を参照すると、転写材Ｐの搬送方向上流側に第１の定着ユニットＡ、下流側に第２の定着ユニットＢを設けている。第１の定着ユニットＡの加熱部材としての定着ローラ１は、アルミニウムの芯金１１の上にシリコンゴムの弾性層１２を設け、更にその上にＰＦＡ（テトラフルオロエチレンーパーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体）の離型層１３を設けたものを用いている。また、第２の定着ユニットＢの加熱部材としての定着ローラ３は、アルミニウムの芯金３１の上にシリコンゴムの弾性層３２を設け、更にその上にＰＦＡの離型層３３を設けたものを用いている。定着ローラ１、定着ローラ３には熱源のハロゲンヒータ１４、３４が設けられている。この発明においては、第１の定着ユニットＡの温度変化を補償するように、第２の定着ユニットＢの目標温度調整を行なっている。

特開２００２-３６５９６７号公報

特許文献１に記載されたような、複数段の加熱ローラと加圧ローラからなるローラ対を用いる定着装置においては、小幅転写材（記録用紙）が当該ローラー対の当接部（ニップ部）で連続通紙される際に、加熱ローラ軸方向の温度分布が不均一となる傾向がある。特に１段目の定着ユニットは、転写材に加熱ローラから移行される熱量が大きく加熱ローラの保有熱量が低下する。このため、加熱ローラの保有熱量の低下を補うために、ヒーターランプの点灯頻度が多くなるため、温度の不均一はより大きくなる傾向にある。加熱ローラの軸方向の温度が不均一となった状態で、ニップ部を先に通過した小幅転写材よりも幅が大きな転写材を通紙した際に、転写材（記録用紙）に定着ムラや光沢ムラを生じるという問題があった。

ところで、この種の画像形成装置においては、現像剤として液体溶媒及びトナーを有する液体現像剤を用いる構成が知られている。図９は、液体現像剤を用いる画像形成装置の例において、転写材が未定着の状態のときの転写材表面に形成されているトナーを模式的に示す説明図である。図９において、９７は転写材、７５はキャリア、７６は固形分である。

図１０は、従来例における転写材の表面に形成されるトナーの状況を示す説明図である。従来構成においては、複数段に構成された加熱ローラのそれぞれが、芯金の上に弾性層を設け、更にその上に離型層を形成している。図１０（ａ）、（ｂ）は、転写材の搬送方向上流側の第１定着部におけるトナーの状況を示している。加熱ローラ８３ｘは弾性材で
構成されている。図１０（ａ）では溶融した固形部７６の凝集が不十分である状況が示されている。図１０（ｂ）では、溶融した固形部７６が凝集を開始しているが、キャリア７５と溶融した固形部７６が混ざり合い、固形部７６が流動できない状況が示されている。

図１０（ｃ）は、第２定着部におけるトナーの状況を示している。図１０（ｃ）では、図１０（ｂ）からさらに溶融した固形部７６の凝集が進展しているが、固形部７６の流動が不十分である。図１０（ｄ）は、第２定着部の定着後におけるトナーの状況を示している。この例では、キャリア７５と溶融した固形部７６との層分離が不十分なために、転写材の表面に形成されるトナーの膜状況が悪く、転写材の表面形状とは異なる形状となる。

このように、液体現像剤を用いる画像形成装置の定着装置に設ける加熱ローラは、定着装置における加熱時に、トナーの固形部の間にキャリアが残留したまま膜形成される。このため、固形分が存在する部分の光沢が転写材の元々の光沢と大きく異なることになり、低品位の画像が形成されるという問題があった。

本発明は従来技術のこのような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、加熱ローラの軸方向の温度分布を調整するとともに、液体現像剤を用いた場合の転写材に対するトナー膜の状況を良好にして画質を改善した定着装置および画像形成装置を提供することにある。

上記目的を達成する本発明の定着装置は、
第１の熱源で加熱される第１加熱ローラ、及び該第１加熱ローラに当接する第１加圧ローラを配設する第１定着部と、
前記第１定着部で加熱された転写材を加熱するとともに、第２の熱源で加熱される第２加熱ローラ、及び該第２加熱ローラに当接する第２加圧ローラを配設する第２定着部と、を有し、
前記第１の熱源の前記第１加熱ローラの軸方向端部の発熱量と、前記第２の熱源の前記第２加熱ローラの軸方向端部の発熱量とを異ならせることを特徴とする。

また、本発明の定着装置は、前記第１の熱源は、第１のハロゲンヒータであり、前記第２の熱源は、第２のハロゲンヒータであることを特徴とする。

また、本発明の定着装置は、前記第１のハロゲンヒータの前記第１加熱ローラの軸方向端部の発熱量を、前記第２のハロゲンヒータの前記第２加熱ローラの軸方向端部の発熱量よりも低くなるように、前記第１のハロゲンヒータの配光分布及び第２のハロゲンヒータの配光分布を調整することを特徴とする。

また、本発明の定着装置は、前記第１のハロゲンヒータは、前記第１加熱ローラの軸方向中央部を加熱する中央部ヒータと、前記第１の加熱ローラの軸方向中央部よりも軸方向端部の発熱量の高い端部ヒータと、を有することを特徴とする。

また、本発明の定着装置は、前記第１のハロゲンヒータの発熱量は、前記第２のハロゲンヒータの発熱量よりも低いことを特徴とする。

また、本発明の定着装置は、前記第１加熱ローラは金属ローラに樹脂層を形成し、
前記第２加熱ローラは金属ローラに弾性層を設け、当該弾性層に樹脂層を形成し、
前記第１加熱ローラの硬度を前記第２加熱ローラの硬度よりも高いことを特徴とする。

本発明の画像形成装置は、
像担持体と、
像担持体に潜像を形成する露光部と、
前記露光部で形成された潜像を現像する現像部と、
前記像担持体に現像された像が転写される転写部材と、
前記転写部材に転写された前記像を転写材に転写する転写部と、
第１の熱源で加熱される第１加熱ローラ、及び該第１加熱ローラに当接する第１加圧ローラを配設されるとともに、前記転写材を加熱する第１定着部と、
前記第１加熱部で加熱された前記転写材を加熱するとともに、 前記第１の熱源の前記第１加熱ローラの軸方向端部の発熱量と異なる軸方向端部の発熱量を有する第２の熱源で加熱される第２加熱ローラ、及び該第２加熱ローラに当接する第２加圧ローラを配設する第２定着部と、
を有することを特徴とする。

また、本発明の画像形成装置は、現像剤として液体溶媒及びトナーを有する液体現像剤を用いることを特徴とする。

本発明の実施形態につき、図により説明する。図１は、本発明の実施形態にかかる定着装置８０を示す説明図である。図１において、８１は転写材９７の搬送方向上流側に設けられている第１定着部、８２は搬送方向下流側に設けられている第２定着部である。第１定着部８１と第２定着部８２間の距離は、転写材の搬送方向の長さなどを考慮して適宜設定される。転写材９７の表面には、トナー膜９８が形成されている。第１定着部８１には、第１加熱ローラ８３と第１加圧ローラ８４が設けられている。また、第２定着部８２には、第２加熱ローラ８５と第２加圧ローラ８６が設けられている。第１定着部８１の加熱ローラ８３で加熱された転写材９７は、前記第２定着部８２の加熱ローラ８５で再加熱される。

第１加熱ローラ８３は、芯金として機能する金属ローラ（以下芯金と略記する）８３ａの外周にシリコンゴムなどの弾性層８３ｂを設け、弾性層８３ｂの外表面にフッ素樹脂などの離型層８３ｃを施している。芯金８３ａの内部には、ヒータランプ８７ａ（電気的熱源）が設けられている。第１加圧ローラ８４は、芯金８４ａの外周にシリコンゴムなどの弾性層８４ｂを設け、弾性層８４ｂの外表面にフッ素樹脂などの離型層８４ｃを施している。なお、第１加熱ローラ８３に施される離型層８３ｃは、フッ素樹脂をコーティングもしくはフッ素樹脂チューブを被覆して形成される。

第２加熱ローラ８５は、芯金８５ａの外周にシリコンゴムなどの弾性層８５ｂを設け、弾性層８５ｂの外表面にフッ素樹脂などの離型層８５ｃを施している。第２加熱ローラ８５の弾性層８５ｂに施される離型層８５ｃは、フッ素樹脂をコーティングもしくはフッ素樹脂チューブを被覆して形成される。芯金８５ａの内部には、ヒータランプ８７ｃが設けられている。第２加圧ローラ８６は、芯金８６ａの外周にシリコンゴムなどの弾性層８６ｂを設け、弾性層８６ｂの外表面にフッ素樹脂などの離型層８６ｃを施している。ここで、第１の加熱ローラ８３、第２の加熱ローラ８５に設けられるヒータランプ８７ａ、８７ｃは図示を省略したコントローラに接続されて、温度制御が行われる。第１の加圧ローラ８３、第２の加圧ローラ８５に設けられるヒータランプ８７ｂ、８７ｄは図示を省略した電源に接続される。

図１に示された定着装置８０に用いる加熱ローラと加圧ローラの芯金、弾性層、離型層の材質、厚さ、径について説明する。
第１定着部８１の第１加熱ローラ８３：直径φ60ｍｍ
芯金８３ａの厚さt=2ｍｍ、芯金８３ａの材質AL、材質は他に鉄、ステンレス、真鍮等
も使用可能。
弾性層８３ｂの厚さt=2ｍｍ、材質シリコンゴム、材質は他にフッ素ゴム、ウレタンゴ
ム等も使用可能。
離型層８３ｃの厚さt=30μm、離型層８３ｂの材質PFA、材質は他にPTFE（ポリテトラフルオロエチレン）、フッ素系樹脂のFEP、ETFE等も使用可能。

第１定着部８１の第１加圧ローラ８４；直径φ60ｍｍ
芯金８４ａの厚さt=2ｍｍ、材質AL、材質は他に鉄、ステンレス、真鍮等も使用可能。
弾性層８４ｂの厚さt=2ｍｍ、材質シリコンゴム、材質は他にフッ素ゴム、ウレタンゴ
ム等も使用可能。
離型層８４ｃの厚さt=30μm、材質PFA、材質は他にPTFE、FEP、ETFE等も使用可能。

第２定着部８２の第２加熱ローラ８５；直径φ60ｍｍ
芯金８５ａの厚さt=2ｍｍ、材質AL、材質は他に鉄、ステンレス、真鍮等も使用可能。
弾性層８５ｂの厚さt=2ｍｍ、材質シリコンゴム、材質は他にフッ素ゴム、ウレタンゴ
ム等も使用可能。
離型層８５ｃの厚さt=30μm、材質PFA、材質は他にPTFE、FEP、ETFE等も使用可能。

第２定着部８２の第２加圧ローラ８６；直径φ60ｍｍ
芯金８６ａの厚さt=2ｍｍ、材質AL、材質は他に鉄、ステンレス、真鍮等も使用可能。
弾性層８６ｂの厚さt=2ｍｍ、材質シリコンゴム、材質は他にフッ素ゴム、ウレタンゴ
ム等も使用可能。
離型層８６ｃの厚さt=30μm、材質PFA、材質は他にPTFE、FEP、ETFE等も使用可能。

図２は、図１のヒータランプ８７ａ、８７ｃによる、第１加熱ローラ８３、第２加熱ローラ８５の軸方向における配光分布を示す特性図である。図２（ａ）はヒータランプ８７ａの配光分布Ｈａ、図２（ｂ）はヒータランプ８７ｃの配光分布Ｈｂを示している。図２（ａ）、図２（ｂ）の横軸方向は、加熱ローラ８３、８５の軸方向に対応し、縦軸方向は、配光の大きさを表している。

図２（ａ）において、加熱ローラ８３の軸方向両端側に対応する配光Ｈａｘ、Ｈａｙは、中央部の配光に対して１１０％を有している。したがって、加熱ローラ８３の軸方向両端側の発熱量は、中央部の発熱量よりも増大される。また、図２（ｂ）において、加熱ローラ８５の軸方向両端側に対応する配光Ｈｂｘ、Ｈｂｙは、中央部の配光に対して１４０％を有している。

したがって、加熱ローラ８３の軸方向両端側の発熱量は、中央部の発熱量よりも増大される。また、加熱ローラ８５におけるヒータランプ８７ｃの軸方向両端側の発熱量は、加熱ローラ８３におけるヒータランプ８７ａの軸方向両端側の発熱量よりも大きく設定される。このため、小サイズの転写材（記録用紙）を連続通紙した後であっても、第１定着部における第１加熱ローラの非通紙部（軸方向端部）の温度上昇が小さくなる。したがって、第１定着部において小サイズの転写材の定着処理直後に、通常サイズの転写材（記録用紙）を通紙しても、通常サイズの転写材には定着ムラ・光沢ムラが発生しない。

図３は、本発明の異なる実施形態を示す説明図である。図１と同じところには同一の符号を付しており、詳細な説明は省略する。図３の例では、第１加熱ローラ８３にヒータランプ８７aと８７eの２個を設けている。また、第２加熱ローラ８５にもヒータランプ８７cと８７fの２個を設けている。第１加熱ローラ８３のヒータランプ８７aはメインヒータ
、ヒータランプ８７eはサブヒータである。また、第２加熱ローラ８５のヒータランプ８
７cはメインヒータ、ヒータランプ８７fはサブヒータである。第１加熱ローラ８３におけ
るヒータランプ８７aと８７eの軸方向配光特性は相違している。また、第２加熱ローラ８５におけるヒータランプ８７cと８７fの軸方向配光特性は相違している。

図４は、図３のヒータランプ８７ａ、８７eによる、第１加熱ローラ８３の軸方向にお
ける配光分布と、第２加熱ローラ８５のヒータランプ８７c、８７fによる、第２加熱ローラ８５の軸方向における配光分布を示す特性図である。図４（ａ）はヒータランプ８７ａ、８７eの配光分布Ｈe、図４（ｂ）はヒータランプ８７ｃ、８７fの配光分布Ｈhを示している。

図４（ａ）において、Ｈcはメインヒータであるヒータランプ８７ａの配光分布、Ｈdはサブヒータであるヒータランプ８７eの配光分布であるる。図４（ａ）に示されている
ように、前記メインヒータによる配光分布Ｈｃは、第１加熱ローラ８３の中央部に発熱量の多い配光である。また、サブヒータによる配光分布Ｈdは、第１加熱ローラ８３の両端
部に発熱量が多い配光となっている。メインヒーターサブヒータの配光を組み合わせた配光分布がＨｅである。配光分布Ｈｅは、第１加熱ローラ８３の軸方向両端部でＨex、Ｈｅｙとなっており、両端部で発熱量が増大する。

図４（b）において、Ｈfはメインヒータであるヒータランプ８７cの配光分布、Ｈgはサブヒータであるヒータランプ８７fの配光分布である。図４（b）に示されているように、前記メインヒータによる配光分布Ｈfは、第２加熱ローラー８５の中央部に発熱量の多い
配光である。また、サブヒータによる配光分布Ｈgは、第２加熱ローラー８５の両端部に
発熱量が多い配光となっている。メインヒータとサブヒータの配光を組み合わせた配光分布がＨhである。配光分布Ｈｈは、第２加熱ローラ８５の軸方向両端部でＨｈx、Ｈｈｙとなっており、両端部で発熱量が増大する。

図４（ａ）の前記配光分布Ｈｅの両端部の配光Ｈex、Ｈｅｙの大きさをＴｃで表すものとする。また、図４（ｂ）の前記配光分布Ｈｈの両端部の配光Ｈｈx、Ｈｈｙの大きさを
Ｔｄで表すものとする。この際には、Ｔｃ＜Ｔｄ、となる。図４の例では、第１加熱ローラ８３と第２加熱ローラ８５に、それぞれメインヒータとサブヒータとして機能する２つのヒータランプを設けている。このため、第１加熱ローラ８３と第２加熱ローラ８５の温度調整をより精密に行なうことができる。なお、図４の例でも図２の配光分布と同じような配光分布となるので、第１定着部において小サイズの転写材の定着処理直後に、通常サイズの転写材（記録用紙）を通紙しても、通常サイズの転写材には定着ムラ・光沢ムラが発生しない。

図１、図３に記載した定着装置は、画像形成装置、特にタンデム方式の画像形成装置に適用される。この画像形成装置は、図７、図８で説明する液体現像方式の画像形成装置とは、現像手段として乾式トナーを用いる点が相違している。図７の画像形成装置に示されているような、感光体の周囲に帯電手段と、露光手段と、液体現像手段と、転写手段との各画像形成用ユニットを配した画像形成ステーション、および定着装置を設け、転写媒体が前記ステーションを通過することにより、タンデム方式で画像形成を行うものである。

図５は、本発明の他の実施形態にかかる定着装置８０を示す説明図である。この定着装置８０は、図７、図８に記載されている画像形成装置に用いられ、図７の定着部７０に相当する位置に設けられる。図１の構成と同じところには同一の符号を付している。図１と相違するのは、第１定着部８１の第１加熱ローラ８３は、芯金として機能する金属ローラ（以下芯金と略記する）８３ａの外表面に直接フッ素樹脂などの離型層８３ｃを施している。すなわち、図１に示したような弾性層８３ｂを設けていない。

このため、第１加熱ローラ８３の硬度は、第２加熱ローラ８５の硬度よりも高くなって
いる。第２加熱ローラ８５は、芯金８５ａの外周に弾性層８５ｂを設け、弾性層８５ｂに離型層８５ｃを施している。例えば、第１加熱ローラ８３の硬度は、100°（Asker-C）である。また、第２加熱ローラ８５の硬度は、60°（Asker-C）である。

図５に示したように、本発明の実施形態においては、第１定着部８１の第１加熱ローラ８３は、芯金８３ａの外表面にフッ素樹脂などの離型層８３ａを施しており、第２加熱ローラ８５のように、芯金８５ａの外周にシリコンゴムなどの弾性層８５ｂを設けた構成ではない。このような構成とすることにより、転写材の表面にトナーの膜が良好に形成されることについて図６の説明図により説明する。図６の説明図は、図１０で説明した従来例の説明図に対応している。

図６（ａ）、図６（ｂ）は、転写材の搬送方向上流側の第１定着部におけるトナーの状況を示している。第１加熱ローラ８３は、図５で説明したように芯金８３ａの外表面にフッ素樹脂などの離型層８３ａを施している。図６（ａ）では、芯金８３ａの外表面にシリコンゴムなどの弾性材が設けられていないので、加熱ローラ８３の熱伝導率が高く加熱ローラ８３はハロゲンランプにより一気に加熱されて、溶融された固形部７６は凝集が十分に行われる。このため、凝集された固形部７６に押し出されてキャリア７５が転写材９７の表層に浮出る。図６（ｂ）では、固形部７６がキャリア７５と分離して層を形成している。固形部７６の谷間には、キャリア７５が溜められている。

図６（ｃ）は、第２定着部におけるトナーの状況を示している。図６（ｃ）では、加熱ローラ８５に弾性材が設けられていないので、トナーに均一な圧力が印加され、前記キャリア溜まりに収納されているキャリアが押し出されて均一な膜が形成される。このため、図６（ｄ）では、転写材の表面凹凸にそったトナー膜が形成される状況が示されている。

このように、本発明の実施形態においては、図５に示すように第１定着部で、弾性層がないために熱伝達性の良い金属ローラーを用いているので、トナー固形分の凝集が速やかに行われ、トナーの固形分とキャリアの分離が生じる。トナーの固形分とキャリアの分離が生じた後、第２定着部で弾性層を設けているために硬度が低いゴムローラーを用いることで、転写材各部の面圧が均一になり転写材の表層粗さに沿った膜が形成され、トナー被覆部と転写材そのもので光沢差が小さい良好な画像が得られる。

図７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す模式的断面図、図８は画像形成装置の色毎の構成要素を示す断面図である。図７において、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）からなる各色に対し、同じ構成要素については、各色を表すＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋをそれぞれに付して同一番号を用いている。そのうち、イエロー（Ｙ）の構成を示したのが図８である。以下、画像形成装置について図７及び図８を参照して説明する。

画像形成装置１は、像担持体１０Ｙの外周の回転方向（移動方向）に沿って、像担持体のクリーニングブレード１６Ｙ及び現像剤回収部１７Ｙ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の現像剤担持体の一例としての現像ローラ２０Ｙ、像担持体スクイーズローラ１３Ｙとその付属構成であるクリーニングブレード１４Ｙ及び現像剤回収部１５Ｙからなるクリーニング装置が配置されている。

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、現像剤供給部材の一例としてのアニロクスローラを用いた現像剤供給ローラ３２Ｙとその現像剤供給量を規制する規制ブレード３３Ｙ、現像剤圧縮ローラ２２Ｙとその表面の現像剤を書き落とし除去するクリーニングブレード２３Ｙが配置され、液体現像剤が収容された現像剤容器（リザーバ）３１Ｙの中に、現像剤を一様分散状態に攪拌する現像剤攪拌ロー
ラ３４Ｙが配置されている。

また、中間転写体４０を挟み像担持体１０Ｙと対向する位置に一次転写部５０Ｙの一次転写ローラ５１Ｙが配置され、中間転写体４０に沿ってその移動方向下流側に、さらに各色の一次転写部５０Ｙ（Ｍ、Ｃ、Ｋ）が配置されている。一次転写部５０Ｙ（Ｍ、Ｃ、Ｋ）の下流には、二次転写部６０が配置され、ここで、画像が転写材に転写される。また、二次転写部６０からシート材搬送経路Ｌ下流側には、定着部７０が配置されている。

現像剤容器３１Ｙに収容される液体現像剤は、顔料成分を含有する現像剤固形分としての樹脂微粒子と、分散剤と、不揮発性の液体キャリアとしてのキャリアオイルとからなり、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２５％とした高粘度（３０〜１００００ｍＰａ・ｓ程度）の液体現像剤である。現像剤容器３１Ｙに収容される液体現像剤は、像担持体への現像にともなって変化する現像剤濃度に応じ、トナー重量比３５〜５５％程度の高濃度に分散した現像剤又はキャリアをそれぞれ現像剤容器３１Ｙに補給して液体現像剤攪拌ローラ３４Ｙにより攪拌することにより一様分散状態にし、概略重量比でキャリア７５％の中にトナー２５％を分散させたものである。

画像形成部及び現像ユニット３０Ｙでは、帯電ローラ１１Ｙにより、像担持体１０Ｙを一様に帯電させ、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する露光ユニット１２Ｙ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上に静電潜像を形成する。そして、各色（こではイエロー）の液体現像剤を貯蔵する現像剤容器３１Ｙから規制ブレード３３Ｙにより供給現像剤量を規制して現像剤供給ローラ３２Ｙから現像ローラ２０Ｙに現像剤を供給して像担持体１０Ｙ上に形成された静電潜像を現像している。

中間転写体４０は、エンドレスの弾性ベルト部材であり、駆動ローラ４１とテンションローラ４２との間に巻き掛けて張架され、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、一次転写ローラ５１Ｙ、５１Ｍ、５１Ｃ、５１Ｋが中間転写体４０を挟んで像担持体１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋと対向配置される。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している。

中間転写体４０には、このように複数の像担持体（感光体）１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋに形成したトナー像を順次一次転写して重ね合わせて担持し、一括してシート材に二次転写する。そのため、二次転写行程においてシート材にトナー像を転写するに当たって、シート材表面が繊維質などによって平滑でないシート材であっても、この非平滑なシート材表面に倣って二次転写特性を向上させる手段として、弾性ベルト部材を採用している。

二次転写部６０は、二次転写ローラ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、さらに二次転写ローラの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。二次転写部６０では、中間転写体４０上に色重ねして形成されたフルカラーのトナー画像や単色のトナー画像が二次転写部６０の転写位置に到達するタイミングに合せてシート材搬送経路Ｌにて用紙、フィルム、布等のシート材を搬送、供給し、そのシート材に単色のトナー画像やフルカラーのトナー画像を二次転写する。

シート材搬送経路Ｌの下流には、シート材搬送経路Ｌを挟んで対向配置された加熱ローラ７１及び加圧ローラ７２を有する定着装置７０が配置され、シート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用紙等の記録媒体（シート材）に融着させ定着させ、最終的なシート材上の画像形成を終了する。二次転写ローラ６１も、表面が繊維質などによって平滑でないシート材であっても、この非平滑なシート材表面に倣って二次転写特性を向上させる手段として、表面に弾性体を被覆した弾性ローラで構成している。これは、複数の像担持体１０Ｙに形成したトナー像を順次一次転写して中間転写体４０に重ね合わせて担持し、一括してシート材に二次転写する中間転写体４０に採用した弾性ベルト部材と同様の目的である。

ベルト駆動ローラ４１と共に中間転写体４０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、中間転写体４０に当接するクリーニングブレード４３、そのクリーニングブレード４３がクリーニングした現像剤を回収する現像剤回収部４４からなるクリーニング装置が配置されている。二次転写部６０を通過後の中間転写体４０は、クリーニングブレード４３により中間転写体４０上のクリーニングが行われ、再び、一次転写部５０へと向かう。

現像剤容器３１Ｙにおいて、液体現像剤の中のトナー粒子はプラスの電荷を有し、現像剤は、撹拌ローラ３４Ｙにより撹拌されて一様分散状態になり、現像剤供給ローラ３２Ｙが回転することによって、現像剤容器３１Ｙから汲み上げられ、規制ブレード３３Ｙによって現像剤量が規制されて現像ローラ２０Ｙに供給される。

次に、現像剤回収手段について説明する。本実施形態の画像形成装置では、現像剤回収手段の有するクリーニング装置により現像剤を掻き落として回収している。現像剤回収手段としては、現像ローラ２０のクリーニングを行う現像ローラクリーニング装置２１、現像剤圧縮ローラ２２のクリーニングを行う現像剤圧縮ローラクリーニング装置２３、像担持体スクイーズ装置１３〜１５、像担持体クリーニング装置１６、１７、中間転写体クリーニング装置４３〜４４、さらには２次転写ローラクリーニング装置６２、６３等を備えている。

現像ユニット３０Ｙでは、現像ローラ２０Ｙに担持された液体現像剤のトナーを圧縮状態にする現像剤圧縮ローラ２２Ｙのクリーニングを行う現像剤圧縮ローラクリーニング装置の一例としてのクリーニングブレード２３Ｙ、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装置の一例としてのクリーニングブレード２１Ｙを有する。クリーニングブレード２１Ｙは、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に残存する現像剤を掻き落とし、クリーニングブレード２３Ｙは、図中矢印方向に回転して現像剤圧縮ローラ２２Ｙの現像剤を掻き落として除去しリザーバ３１Ｙ内の現像剤に合流（併合）させて再利用される。尚、これら合流するキャリア及びトナーは混色状態にはない。また、回収した現像剤は、廃棄してもよい。

像担持体スクイーズ装置は、像担持体１０Ｙに対向して現像ローラ２０Ｙより回転方向下流側に配置される。像担持体スクイーズ装置は、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と現像剤回収部１５Ｙから構成される。このような構成とすることにより、像担持体スクイーズ装置は、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。

本実施形態では、像担持体スクイーズローラ１３Ｙを像担持体１０Ｙに対して略同一周
速度でウィズ回転させ、像担持体１０Ｙに現像された現像剤から重量比５〜１０％程度の余剰キャリアを回収して双方の回転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。像担持体スクイーズローラ１３Ｙによって回収された余剰なキャリア及び不要なカブリトナーはクリーニングブレード１４Ｙの作用によって像担持体スクイーズローラ１３Ｙから現像剤回収部１５Ｙに回収される。尚、この回収した余剰なキャリア及びカブリトナーは専用の孤立した像担持体１０Ｙから回収しているので各色の画像形成部において混色現象は発生しない。

一次転写部５０Ｙでは、像担持体１０Ｙと中間転写体４０が等速度で移動して像担持体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へ転写することにより、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。

このため、中間転写体４０から像担持体１０Ｙ（Ｍ、Ｃ、Ｋ）へトナーが移行する所謂逆転写現像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１０Ｙ（Ｍ、Ｃ、Ｋ）に担持されて移動し、像担持体クリーニング装置の一例としてのクリーニングブレード１６Ｙ（Ｍ、Ｃ、Ｋ）の作用によって像担持体１０Ｙ（Ｍ、Ｃ、Ｋ）から現像剤回収部１７Ｙ（Ｍ、Ｃ、Ｋ）に回収される。

中間転写体４０上の不要トナー画像が、二次転写ローラ６１に接して転写されシート材裏面汚れを引き起こす場合がある。これら不要トナー像に対し、中間転写体４０のクリーニングブレード４３による中間転写体４０上のクリーニング、二次転写ローラのクリーニングブレード６２による二次転写ローラ６１のクリーニングを行う。このように二次転写ローラのクリーニングブレード６２は、二次転写ローラ６１に転写された現像剤（キャリア内に分散したトナー）を除去する手段として備え、二次転写ローラ６１から現像剤を回収される。

図１、図３に示した定着装置を、図７、図８で説明した液体現像方式の画像形成装置に適用すると、ローラーの軸方向の温度分布が均一化することにより、液体現像システムにおいて定着温度が不均一の際に見られる定着ムラが低減し、良好な画像を得ることが出来る。

また、図５で説明した定着装置を、図７、図８で説明した液体現像方式の画像形成装置に適用すると、さらに、第一定着での熱伝達性が良いことから転写材上の液体現像剤が急加熱され固形分が速やかに凝集することで、固形分とキャリアが層分離を起こし、その後第二定着の低硬度の表層で均一に圧を掛けることで転写材表層に沿った膜が形成され、トナーが被覆している箇所とそうでない箇所での光沢差が少ない画像となる。すなわち、定着ムラが無く、トナーの有無による光沢差の少ない良好な画像を得ることが出来る。

以上、本発明の画質の劣化を抑制した定着装置および画像形成装置をその原理と実施例に基づいて説明してきたが、本発明はこれら実施例に限定されず種々の変形が可能である。

本発明の実施形態を示す説明図である。 本発明の実施形態を示す特性図である。 本発明の実施形態を示す説明図である。 本発明の実施形態を示す特性図である。 本発明の実施形態を示す説明図である。 本発明の実施形態を示す説明図である。 本発明の電子写真プロセスを用いた画像形成装置の１実施例の全体構成を示す模式的断面図である。 図７を部分的に拡大して示す断面図である。 転写材表面に形成されるトナー膜を示す説明図である。 従来例を示す説明図である。

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、２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋ…現像ローラ（現像剤担持体）、４０…中間転写体、５０Ｙ、５０Ｍ、５０Ｃ、５０Ｋ…一次転写部、６０…二次転写部、６１…二次転写ローラ、７０…定着部、７１…加熱ローラ、７２…加圧ローラ、８０…定着装置、８１…第１定着部、８２…第１定着部、８３…第１加熱ローラ、８３ａ…金属ローラ（芯金）、８３ｂ…離型層、８４…第１加圧ローラ、８５…第２加熱ローラ、８５ａ…金属ローラ（芯金）、８５ｂ…弾性層、８５ｃ…離型層、８６…第２加圧ローラ、８７ａ〜８７ｆ…ヒータランプ

Claims (8)

1. 第１の熱源で加熱される第１加熱ローラ、及び該第１加熱ローラに当接する第１加圧ローラを配設する第１定着部と、
   前記第１定着部で加熱された転写材を加熱するとともに、第２の熱源で加熱される第２加熱ローラ、及び該第２加熱ローラに当接する第２加圧ローラを配設する第２定着部と、を有し、
   前記第１の熱源の前記第１加熱ローラの軸方向端部の発熱量と、前記第２の熱源の前記第２加熱ローラの軸方向端部の発熱量とを異ならせる ことを特徴とする、定着装置。
2. 前記第１の熱源は、第１のハロゲンヒータであり、前記第２の熱源は、第２のハロゲンヒータであることを特徴とする、請求項１に記載の定着装置。
3. 前記第１のハロゲンヒータの前記第１加熱ローラの軸方向端部の発熱量を、前記第２のハロゲンヒータの前記第２加熱ローラの軸方向端部の発熱量よりも低くなるように、前記第１のハロゲンヒータの配光分布及び第２のハロゲンヒータの配光分布を調整することを特徴とする、請求項２に記載の定着装置。
4. 前記第１のハロゲンヒータは、前記第１加熱ローラの軸方向中央部を加熱する中央部ヒータと、前記第１の加熱ローラの軸方向中央部よりも軸方向端部の発熱量の高い端部ヒータと、
   を有することを特徴とする、請求項２または３に記載の定着装置。
5. 前記第１のハロゲンヒータの発熱量は、前記第２のハロゲンヒータの発熱量よりも低いことを特徴とする、請求項２ないし４のいずれか１項に記載の定着装置。
6. 前記第１加熱ローラは金属ローラに樹脂層を形成し、
   前記第２加熱ローラは金属ローラに弾性層を設け、当該弾性層に樹脂層を形成し、
   前記第１加熱ローラの硬度を前記第２加熱ローラの硬度よりも高いことを特徴とする、請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の定着装置。
7. 像担持体と、
   像担持体に潜像を形成する露光部と、
   前記露光部で形成された潜像を現像する現像部と、
   前記像担持体に現像された像が転写される転写部材と、
   前記転写部材に転写された前記像を転写材に転写する転写部と、
   第１の熱源で加熱される第１加熱ローラ、及び該第１加熱ローラに当接する第１加圧ローラを配設されるとともに、前記転写材を加熱する第１定着部と、
   前記第１加熱部で加熱された前記転写材を加熱するとともに、 前記第１の熱源の前記第１加熱ローラの軸方向端部の発熱量と異なる軸方向端部の発熱量を有する第２の熱源で加熱される第２加熱ローラ、及び該第２加熱ローラに当接する第２加圧ローラを配設する第２定着部と、
   を有することを特徴とする、画像形成装置。
8. 前記現像部は、現像剤として液体溶媒及びトナーを有する液体現像剤を用いることを特徴とする、請求項７に記載の画像形成装置。

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