JP2018060063A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】定着前の記録媒体上のトナー像の空隙率が２０体積％より小さい場合と比較して記録媒体内のキャリアオイルの蒸発により記録媒体が乾燥され、定着前の記録媒体上のトナー像の空隙率が４０体積％より大きい場合と比較して、記録媒体上のトナー像の接触部材へのオフセットが抑制される画像形成装置を得る。
【解決手段】画像形成装置１０は、トナーと揮発性のキャリアオイルとを含む液体現像剤で現像されたトナー像を連続紙Ｐに定着する定着装置８０と、連続紙Ｐの搬送方向における定着装置８０の上流側に配置され、連続紙Ｐ上のトナー像と非接触でトナー像を加熱すると共に連続紙Ｐの出口６５におけるトナー像の空隙率が２０体積％以上４０体積％以下となるように加熱制御される加熱装置６０と、連続紙Ｐの搬送方向における加熱装置６０と定着装置８０との間で、連続紙Ｐ内のキャリアオイルを蒸発させて連続紙Ｐを乾燥させる乾燥装置７０と、を有する。
【選択図】図２

Description

本発明は、画像形成装置に関する。

下記特許文献１には、液体現像電子写真装置において、中間転写体上でトナーをプレ加熱することで、トナーを凝集してオイルを除去し、除去しきれなかったオイルは、転写後に記録媒体に吸収させる構成が開示されている。プレ加熱温度は、トナー凝集性の観点からトナー軟化温度以上とすると共に、記録媒体へのオイル吸収性の観点からトナー溶融温度以下に設定している。

下記特許文献２には、プレ加熱前にトナーとオイルを分離させ、記録媒体表面にトナー膜を形成することで、オイルが記録媒体に浸透することを抑制する画像形成装置が開示されている。

下記特許文献３には、予備加熱部で被転写面上のトナー画像を裏面側から加熱した後、本定着部でトナーを溶融定着する画像形成装置が開示されている。

特開２００３−３０７９９５号公報 特開２０１５−１８４３１７号公報 特開２０１１−０７００７７号公報

本発明は、定着前の記録媒体上のトナー像の空隙率が２０体積％より小さい場合と比較して記録媒体内のキャリアオイルの蒸発により記録媒体が乾燥され、定着前の記録媒体上のトナー像の空隙率が４０体積％より大きい場合と比較して、記録媒体上のトナー像の接触部材へのオフセットが抑制される画像形成装置を得ることが目的である。

請求項１に記載の発明に係る画像形成装置は、トナーと揮発性のキャリアオイルとを含む液体現像剤で現像されたトナー像を記録媒体に定着する定着装置と、前記記録媒体の搬送方向における前記定着装置の上流側に配置され、前記記録媒体上のトナー像と非接触で前記トナー像を加熱する加熱装置であって、前記記録媒体の出口における前記トナー像の空隙率が２０体積％以上４０体積％以下となるように加熱制御される前記加熱装置と、前記記録媒体の搬送方向における前記加熱装置と前記定着装置との間で、前記記録媒体内の前記キャリアオイルを蒸発させて前記記録媒体を乾燥させる乾燥経路と、を有する。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の画像形成装置において、前記加熱装置は、前記記録媒体の出口における前記トナー像の温度が、トナーの溶融温度未満となるように前記トナー像を加熱する構成とされている。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の画像形成装置において、前記加熱装置は、トナーの溶融温度未満で前記トナー像を加熱する構成とされている。

請求項４に記載の発明は、請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の画像形成装置において、前記加熱装置と前記定着装置との間に、前記記録媒体を案内すると共に、前記記録媒体上の前記トナー像に接触するロールが設けられている。

請求項５に記載の発明は、請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の画像形成装置において、前記乾燥経路には、加熱又は温風の送風により前記記録媒体内のキャリアオイルを蒸発させて前記記録媒体を乾燥させる乾燥部材が配置されている。

請求項１に記載の発明によれば、定着前の記録媒体上のトナー像の空隙率が２０体積％より小さい場合と比較して記録媒体内のキャリアオイルの蒸発により記録媒体が乾燥され、定着前の記録媒体上のトナー像の空隙率が４０体積％より大きい場合と比較して、記録媒体上のトナー像の接触部材へのオフセットが抑制される。

請求項２に記載の発明によれば、加熱装置の記録媒体の出口におけるトナー像の温度がトナーの溶融温度以上となる構成と比較して、連続媒体内のキャリアオイルの蒸発により連続媒体が乾燥される。

請求項３に記載の発明によれば、トナーの溶融温度以上で加熱する構成と比較して、連続媒体内のキャリアオイルの蒸発により連続媒体が乾燥される。

請求項４に記載の発明によれば、定着前の記録媒体上のトナー像の空隙率が４０体積％より大きい場合と比較して、定着前の記録媒体上のトナー像がロールに接触したときに、トナー像のロールへのオフセットが抑制される。

請求項５に記載の発明によれば、加熱又は温風の送風により記録媒体を乾燥させる乾燥部材が配置されていない構成と比較して、記録媒体の乾燥経路又は乾燥時間が短くなる。

第１実施形態に係る画像形成装置を示す構成図である。 図１に示す画像形成装置に用いられる加熱装置、乾燥経路、及び定着装置を示す断面図である。 第２実施形態に係る画像形成装置に用いられる加熱装置、乾燥経路、及び定着装置を示す断面図である。 第３実施形態に係る画像形成装置に用いられる加熱装置、乾燥経路、及び定着装置を示す断面図である。 連続紙上のトナー画像におけるトナーの空隙率を算出するためのサンプルを示す図である。 加熱装置の加熱温度、及び乾燥経路の乾燥時間を変えた場合において、トナー層の空隙率と残留オイルとの関係を示すグラフである。 トナー層の空隙率が異なる場合の乾燥性、オフセットの評価結果を示す図である。

以下に、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。なお、本明細書において、「〜」を用いて表される数値範囲がある場合は、数値範囲は、「〜」の前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む範囲を意味する。

〔第１実施形態〕
＜画像形成装置の全体構成＞
図１には、第１実施形態の画像形成装置１０の一例が示されている。図１に示されるように、画像形成装置１０は、記録媒体の一例としての連続紙Ｐを搬送する搬送部１２を備えている。また、画像形成装置１０は、搬送部１２によって搬送される連続紙Ｐの搬送方向上流側から順に、連続紙Ｐにトナー画像を形成する画像形成部１４と、連続紙Ｐに形成されたトナー画像を加熱する定着前加熱部５６と、連続紙Ｐに形成されたトナー画像を乾燥させる定着前乾燥部５８と、トナー画像を連続紙Ｐに定着する定着部１６と、を備えている。ここで、トナー画像は、トナー像の一例である。

搬送部１２は、連続紙Ｐを予め定められた搬送速度で矢印Ａ方向（搬送方向）に搬送する機能を有する。図示を省略するが、搬送部１２は、連続紙Ｐの搬送方向における最上流側に配置されて連続紙Ｐを送り出す送り出しロールと、連続紙Ｐの搬送方向における最下流側に配置されて連続紙Ｐを巻き取る巻取りロールと、を備えている。さらに、搬送部１２は、定着前加熱部５６の下流側で、連続紙Ｐの搬送方向を変える位置に配置された複数の搬送ロール１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ、１２Ｄを備えている。

画像形成部１４は、イエロー色（Ｙ）のトナー画像を形成する画像形成部１４Ｙと、マゼンタ色（Ｍ）のトナー画像を形成する画像形成部１４Ｍと、シアン色（Ｃ）のトナー画像を形成する画像形成部１４Ｃと、黒色（Ｋ）のトナー画像を形成する画像形成部１４Ｋと、を備えている。画像形成装置１０では、一例として、画像形成部１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｋが連続紙Ｐの搬送方向上流側から、この順番で配置されている。

各色の画像形成部１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｋは、用いる液体現像剤を除いて基本的に同様の構成とされている。各色の画像形成部１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｋは、トナー及びキャリア液を含む液体現像剤を用いて、トナー画像を形成するための画像形成ユニット１８と、画像形成ユニット１８によって形成されたトナー画像を連続紙Ｐに転写するための転写ユニット２０と、を備えている。本実施形態では、連続紙Ｐは、搬送部１２によって水平方向へ搬送されており、各色の画像形成部１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｋは、水平方向の上流側から下流側に向かって並べて配置されている。

画像形成ユニット１８は、矢印Ｃ方向に回転すると共にトナー画像を保持する像保持体２２を備えている。また、画像形成ユニット１８は、像保持体２２の回転方向（矢印Ｃ方向）の上流側から順に、像保持体２２を帯電する帯電装置２４と、像保持体２２に露光光を照射して静電潜像を形成する露光装置２６と、像保持体２２上の静電潜像をトナー画像として現像する現像装置２８と、を備えている。さらに、画像形成ユニット１８は、像保持体２２から後述する転写ロール５０にトナー画像が転写された後に像保持体２２の外周面を清掃する清掃装置３０を備えている。

現像装置２８は、矢印Ｄ方向に回転すると共に像保持体２２に形成された静電潜像を液体現像剤により現像する現像ロール３６を備えている。また、現像装置２８は、現像ロール３６の回転方向（矢印Ｄ方向）の上流側から順に、現像ロール３６に液体現像剤を供給する供給装置４０と、現像ロール３６に供給された液体現像剤に含まれるトナーを帯電する帯電装置４２と、を備えている。さらに、現像装置２８は、現像後に現像ロール３６の外周面を清掃する清掃装置４４を備えている。

本実施形態で用いられる液体現像剤は、キャリア液にトナー（粒子）が分散された液体タイプの液体現像剤であり、キャリア液としては、例えば、絶縁性液体が用いられる。本実施形態では、キャリア液として、例えば、植物油、流動パラフィン油、シリコーンオイルなどから選択される揮発性のキャリアオイルが用いられている。ここで、揮発性とは、その引火点が１３０℃未満、又は、１５０℃の状態で２４時間後における揮発分が８質量％より多いことを意味する。引火点は、ＪＩＳ Ｋ２２６５−４（２００７年）により測定される。また、液体現像剤では、一例として、体積平均粒径が２μｍ以下のトナーが用いられている。また、液体現像剤では、一例として、キャリアオイルの中にトナー（粒子）が１５ｗｔ％以上４５ｗｔ％以下の濃度で分散されている。ここで、トナーの体積平均粒径は、コールターカウンター（ベックマンコールター社製、ＴＡ２型）を用いて測定している。

供給装置４０は、現像ロール３６の下方側に配置されて液体現像剤を収容する収容器４６と、収容器４６から液体現像剤を汲み上げて現像ロール３６の外周面に供給する供給ロール４８と、を備えている。供給ロール４８は、矢印Ｅ方向に回転しており、現像ロール３６と接触する位置で現像ロール３６と同方向に移動する。供給ロール４８は、外周面に複数の凹部（図示省略）を備えており、凹部に液体現像剤が保持されるようになっている。また、供給装置４０は、供給ロール４８に付着した液体現像剤の層膜を調整する規制ブレード（図示省略）を備えている。

供給装置４０では、供給ロール４８の回転により、収容器４６に収容されている液体現像剤が汲み上げられ、規制ブレード（図示省略）によって供給ロール４８に付着した液体現像剤の層膜が調整される。さらに、供給ロール４８と現像ロール３６との間に形成される電界により、供給ロール４８に付着した液体現像剤が現像ロール３６の外周面に供給されるようになっている。

現像装置２８では、帯電装置４２によって、現像ロール３６の外周面に供給された液体現像剤に含まれるトナーが帯電され、現像ロール３６の外周面の液体現像剤によって像保持体２２上の静電潜像がトナー画像として現像されるようになっている。なお、液体現像剤を用いて静電潜像をトナー画像として現像する場合には、キャリアオイルも像保持体２２に移行する。

転写ユニット２０は、像保持体２２に対向配置されて矢印Ｂ方向に回転すると共に、像保持体２２との間に形成される電界により像保持体２２上のトナー画像が転写される転写ロール５０を備えている。また、転写ユニット２０は、連続紙Ｐを挟んで転写ロール５０の反対側に配置され、転写ロール５０との間に形成される電界により転写ロール５０上のトナー画像を連続紙Ｐに転写するバックアップロール５２を備えている。さらに、転写ユニット２０は、転写後に転写ロール５０の外周面を清掃する清掃装置５４を備えている。ここで、バックアップロール５２は、転写部の一例である。

転写ユニット２０では、像保持体２２上のトナー画像は、転写ロール５０に転写され、転写ロール５０に転写されたトナー画像は、連続紙Ｐに転写される。なお、現像ロール３６から像保持体２２に移行したキャリア液も同様に、転写ロール５０を介して連続紙Ｐに移行する。

定着前加熱部５６は、連続紙Ｐの搬送方向における画像形成部１４の下流側に配置されると共に連続紙Ｐ上のトナー画像を加熱する加熱装置６０を備えている。加熱装置６０では、連続紙Ｐ上のトナー像と非接触でトナー像が加熱されるようになっている。加熱装置６０については、後に説明する。

定着前乾燥部５８は、連続紙Ｐの搬送方向における加熱装置６０の下流側に配置されると共に連続紙Ｐ上のトナー画像を乾燥させる乾燥装置７０を備えている。ここで、定着前乾燥部５８は、乾燥経路の一例である。また、乾燥装置７０は、乾燥部材の一例である。乾燥装置７０は、連続紙Ｐが２つの搬送ロール１２Ａ、１２Ｂに巻き掛けられる位置に設けられている。乾燥装置７０では、連続紙Ｐ内のキャリアオイルを蒸発させて連続紙Ｐを乾燥させるようになっている。乾燥装置７０については、後に説明する。

定着部１６は、連続紙Ｐが２つの搬送ロール１２Ｂ、１２Ｃに巻き掛けられる位置に設けられている。定着部１６は、加熱ロール８２と、連続紙Ｐを加熱ロール８２に押し付ける加圧ロール８４と、を備えた定着装置８０を備えている。本実施形態では、定着部１６は、一対の加熱ロール８２及び加圧ロール８４を備えた定着装置８０を３つ備えている。

定着装置８０では、加熱ロール８２と加圧ロール８４とのニップ部を連続紙Ｐが通過することで、連続紙Ｐが加熱及び加圧され、トナー画像が連続紙Ｐに定着されるようになっている。加熱ロール８２及び加圧ロール８４については、後に説明する。

上記の画像形成装置１０では、各色の画像形成ユニット１８の像保持体２２が回転し、帯電装置２４により像保持体２２の外周面が帯電される。次に、露光装置２６によって、像保持体２２の外周面が露光され、像保持体２２の外周面に静電潜像が形成される。そして、この静電潜像は、現像装置２８によってトナー画像として現像される。さらに、回転する像保持体２２の外周面に形成されたトナー画像は、転写ロール５０に一次転写される。転写ロール５０に一次転写されたトナー画像は、矢印Ａ方向に搬送される連続紙Ｐに転写される。この工程が、各色の画像形成部１４で行われ、連続紙Ｐには、各色が重ね合わされたトナー画像Ｇが形成される。ここで、トナー画像Ｇは、液体現像剤による像であり、トナー粒子とキャリアオイルを含んでいる。

その後、搬送される連続紙Ｐは、定着前加熱部５６の加熱装置６０によって連続紙Ｐ上のトナー画像Ｇが加熱され、定着前乾燥部５８の乾燥装置７０によって連続紙Ｐ及びトナー画像Ｇに含まれるキャリアオイルの少なくとも一部が除去されることで連続紙Ｐが乾燥される。さらに、定着部１６での定着装置８０によって、トナー画像Ｇが連続紙Ｐに定着される。

＜画像形成装置の要部構成＞
次に、第１実施形態の画像形成装置１０の要部構成について説明する。

図２には、図１に示す画像形成装置１０の要部構成であって、定着前加熱部５６、定着前乾燥部５８、及び定着部１６が断面図にて示されている。

図２に示されるように、定着前加熱部５６は、前述のように加熱装置６０を備えている。加熱装置６０は、連続紙Ｐの裏面（トナー画像Ｇが形成された面と反対側の面）が接触する加熱ロール６４と、加熱ロール６４の周方向に沿って加熱ロール６４を覆うように配置されたカバー６６と、を備えている。カバー６６は、加熱ロール６４の表面に対して間隔をおいて配置されている。本実施形態では、加熱ロール６４の周方向における１８０度以上の範囲（本実施形態では、一例として、２５０度の範囲）に連続紙Ｐが巻き掛けられている。加熱ロール６４は、連続紙Ｐの移動に従動して回転する。カバー６６は、加熱ロール６４に連続紙Ｐが巻き掛けられる範囲と対応する位置に配置されている。

加熱ロール６４は、円筒状の基体６４Ａと、基体６４Ａの内部に配置される加熱源６４Ｂと、を備えている。加熱源６４Ｂは、例えば、ハロゲンランプとされている。基体６４Ａは、例えば金属製とされており、一例として、アルミニウム製のドラムが用いられている。加熱ロール６４は、例えば、加熱源６４Ｂにより加熱ロール６４の表面の温度が７０℃以上１００℃以下となるように設定されている。

また、加熱装置６０は、加熱ロール６４の回転方向の上流側から加熱ロール６４とカバー６６との間に温風を吹き込む温風機６８を備えている。加熱ロール６４とカバー６６との間の隙間は、送風流路とされている。温風機６８は、例えば、赤外線ランプと、ファンとを備えており、ファンの回転により加熱ロール６４とカバー６６との間に温風を吹き込むようになっている。そして、加熱ロール６４とカバー６６との間に吹き込まれた温風は、カバー６６に沿って加熱ロール６４の回転方向下流側に向かって流れ、さらに温風は、加熱ロール６４とカバー６６との間の出口６５から外部に排出されるようになっている。加熱装置６０では、加熱ロール６４に巻き掛けられた連続紙Ｐがカバー６６から出た位置が、加熱装置６０における連続紙Ｐの出口６５とされている。ここで、加熱装置６０における連続紙Ｐの出口６５は、記録媒体の出口の一例である。温風機６８では、例えば、１００℃の温風が、風速２０ｍ／ｓで送風されるように設定されている。

連続紙Ｐ上のトナー画像Ｇは、連続紙Ｐがカバー６６と対向する加熱ロール６４に巻き掛けられた位置を通過する間に、加熱源６４Ｂ及び温風機６８からの温風によって加熱される。本実施形態の加熱装置６０では、加熱源６４Ｂの温度、温風機６８による温風の温度及び風量を調整することで、連続紙Ｐの出口６５におけるトナー画像Ｇのトナーの空隙率が２０ｖｏｌ．％（体積％）以上４０ｖｏｌ．％（体積％）以下となるように加熱制御されている。ここで、加熱源６４Ｂの温度及び温風機６８の温風の温度は、加熱装置６０の加熱温度の一例である。なお、以下の記載では、体積％は、「ｖｏｌ．％」として記載する。

ここで、空隙率の測定方法について説明する。図５に示されるように、予め定められた面積の連続紙Ｐ上のトナー画像Ｇを包埋樹脂９０（例えば、エポキシ樹脂）で包埋し、ダイヤモンドナイフで厚さ５００ｎｍに切断してサンプルを作製する。サンプルの断面を光学顕微鏡又はＴＥＭ（透過電子顕微鏡）にて観察し、画像処理でトナーの空隙率を測定する。空隙率は、トナーの色のついた部分（本実施形態では、シアン、マゼンタ、イエロー、黒色の部分）の面積を、トナー画像Ｇの全体の面積で除して百分率とすることで算出する。

連続紙Ｐの出口６５におけるトナーの空隙率が２０ｖｏｌ．％以上４０ｖｏｌ．％以下であることで、連続紙Ｐ上のトナー画像Ｇのトナー粒子間に隙間が形成され、キャリアオイルが連続紙Ｐから蒸発透過する経路（蒸発する経路）が確保されるようになっている。

また、加熱装置６０は、連続紙Ｐ上のトナー画像Ｇをトナーの溶融温度未満で加熱する構成とされている。言い換えると、加熱装置６０では、温風機６８の温風の温度及び温風の量を調整することで、連続紙Ｐ上のトナー画像Ｇが、トナーの溶融温度未満で加熱される。この状態では、連続紙Ｐ上のトナー画像Ｇの溶融状態となることが抑制され、連続紙Ｐ上のトナー画像Ｇのトナー粒子間に形成される隙間により、キャリアオイルが連続紙Ｐから蒸発透過する経路（蒸発する経路）が確保されるようになっている。本実施形態では、トナーの溶融温度は、例えば、１２０℃以上１４０℃以下であり、加熱装置６０による加熱温度は、例えば、１２０℃未満に設定されている。

加熱装置６０では、前述のように加熱ロール６４の周方向における１８０°以上の角度の範囲に連続紙Ｐが巻き掛けられている。これにより、画像形成装置１０では、連続紙が加熱ロールの周方向における１８０°より小さい角度の範囲に巻き掛けられている場合と比較して、画像形成装置１０全体がコンパクト化される構成とされている。

定着前乾燥部５８は、前述のように乾燥装置７０を備えている。乾燥装置７０は、連続紙Ｐが前述の２つの搬送ロール１２Ａ、１２Ｂに巻き掛けられる位置に設けられている。搬送ロール１２Ａ、１２Ｂは、加熱装置６０の下流側で、連続紙Ｐ上の未定着のトナー画像Ｇが接触する構成とされている。ここで、搬送ロール１２Ａ、１２Ｂは、ロールの一例である。搬送ロール１２Ａ、１２Ｂの表面には、離型層（例えば、ＰＦＡチューブなど）が設けられている。

乾燥装置７０は、連続紙Ｐが通過する経路を囲む箱状の筐体（乾燥炉）７２を備えており、筐体７２の内部に搬送ロール１２Ａ、１２Ｂが配置されている。筐体７２には、連続紙Ｐが導入、排出するための２箇所のスリット（図示省略）が形成されている。乾燥装置７０では、図示しない温風機又は赤外線ランプなどにより、筐体７２内が定められた温度に保たれている。筐体７２内の温度は、一例として、画像形成部１４の温度よりも高く、かつ、加熱装置６０における加熱源６４Ｂの温度及び温風機６８の温風の温度以下の温度に保たれている。これにより、連続紙Ｐ上のトナー画像が筐体７２を通過する間に、トナー画像Ｇ及び連続紙Ｐ内のキャリアオイルが蒸発する（除去される）ことで、連続紙Ｐが乾燥されるようになっている。その際、連続紙Ｐ上のトナー画像Ｇが溶融することを抑制しながら、トナー画像Ｇ及び連続紙Ｐ内のキャリアオイルを蒸発させるようになっている。

本実施形態の乾燥装置７０では、一例として、図示しない温風機により、１００℃の温風が緩やかに循環する構成とされており、停止時の連続紙Ｐの表面の風速が１〜２ｍ／ｓに設定されている。乾燥装置７０では、筐体７２内を搬送される連続紙Ｐの搬送長さにより、乾燥時間を調節する。なお、乾燥装置７０では、温風機に代えて、赤外線ランプにより、筐体７２内を定められた温度に保つようにしてもよい。

定着装置８０では、連続紙Ｐ上のトナー画像Ｇと接触する側に加熱ロール８２が配置されている。加熱ロール８２は、円筒状の筒部８２Ａの内部に加熱源８２Ｂを備えている。加熱源８２Ｂは、例えば、ハロゲンランプなどで構成されている。加熱源８２Ｂによる加熱ロール８２の温度は、例えば、トナー画像Ｇの溶融温度より高い温度に設定されている。加圧ロール８４は、連続紙Ｐ上のトナー画像Ｇと接触しない側、すなわち、連続紙Ｐ上のトナー画像Ｇが形成された面と反対側の面に接触するように配置されている。

加圧ロール８４が連続紙Ｐを介して加熱ロール８２に圧接されることで、加熱ロール８２と加圧ロール８４との間にニップ部が形成されている。連続紙Ｐは、ニップ部を通過するように搬送経路が設定されており、加圧ロール８４と加熱ロール８２は、連続紙Ｐの移動に従動して回転するようになっている。

＜作用及び効果＞
次に、第１実施形態の画像形成装置１０の作用及び効果について説明する。

画像形成装置１０では、前述のように各色の画像形成部１４によって、連続紙Ｐ上に各色が重ね合わされたトナー画像Ｇが形成される。そして、連続紙Ｐ上のトナー画像Ｇは、定着前加熱部５６に搬送され、加熱装置６０によって連続紙Ｐ上のトナー画像Ｇが加熱される。加熱装置６０では、連続紙Ｐが加熱ロール６４に巻き掛けられた領域を搬送されると共に、加熱ロール６４とカバー６６との間を温風機６８によって温風が吹き付けられることによって、連続紙Ｐ上のトナー画像Ｇが加熱される。

その際、加熱装置６０では、加熱源６４Ｂの温度、温風機６８による温風の温度及び風量を調整することで、連続紙Ｐの出口６５におけるトナー画像Ｇのトナーの空隙率が２０ｖｏｌ．％以上４０ｖｏｌ．％以下となるように加熱制御されている。これにより、連続紙Ｐ上のトナー画像Ｇのトナー粒子間に隙間が形成されることで、キャリアオイルがトナー粒子間に隙間を通って連続紙Ｐから蒸発しやすくなる。

また、加熱装置６０では、温風機６８の温風の温度及び温風の量を調整することで、連続紙Ｐ上のトナー画像Ｇが、トナーの溶融温度未満で加熱される。この状態では、連続紙Ｐ上のトナー画像Ｇの溶融状態となることが抑制され、連続紙Ｐ上のトナー画像Ｇが溶融してトナー粒子間の隙間が小さくなることが抑制される。言い換えると、連続紙Ｐ内のキャリアオイルの蒸発透過を妨げない範囲でトナー粒子同士が融着する。このため、より多くのキャリアオイルがトナー粒子間に隙間を通って連続紙Ｐから蒸発しやすくなる。

加熱装置６０を通過した連続紙Ｐ上のトナー画像Ｇは、定着前乾燥部５８の乾燥装置７０に搬送される。乾燥装置７０では、筐体７２内の温度が、一例として、画像形成部１４の温度よりも高く、かつ、加熱装置６０における加熱源６４Ｂの温度及び温風機６８の温風の温度以下の温度に保たれている。これにより、連続紙Ｐ上のトナー画像Ｇが筐体７２を通過する間に、トナー画像Ｇ及び連続紙Ｐ内のキャリアオイルが蒸発する（除去される）ことで、連続紙Ｐが乾燥される。その際、連続紙Ｐ上のトナー画像Ｇが溶融することを抑制しながら、連続紙Ｐ内のキャリアオイルが蒸発することで、連続紙Ｐが乾燥される。

乾燥装置７０では、連続紙Ｐ上のトナー画像Ｇが、連続紙Ｐを方向転換させる搬送ロール１２Ａ、１２Ｂに接触する。その際、連続紙Ｐ上のトナー画像Ｇのトナーの空隙率が２０ｖｏｌ．％以上４０ｖｏｌ．％以下となるように加熱制御されており、トナー画像Ｇの溶融状態となることが抑制されていることで、トナー画像Ｇが搬送ロール１２Ａ、１２Ｂにオフセットしにくくなる。

さらに、連続紙Ｐ上のトナー画像は、定着部１６に搬送され、複数の定着装置８０によって、トナー画像Ｇが連続紙Ｐに定着される。

上記の画像形成装置１０では、加熱装置６０によって、連続紙Ｐの出口６５におけるトナー画像Ｇのトナーの空隙率が２０ｖｏｌ．％以上４０ｖｏｌ．％以下となるように加熱制御されている。このため、画像形成装置１０では、定着前の連続紙上のトナー像の空隙率が２０ｖｏｌ．％より小さい場合と比較して、連続紙Ｐ内のキャリアオイルの蒸発により連続紙Ｐが乾燥され、定着前の連続紙上のトナー像の空隙率が４０ｖｏｌ．％より大きい場合と比較して、連続紙Ｐ上のトナー画像Ｇの搬送ロール１２Ａ、１２Ｂへのオフセットが抑制される。さらに、画像形成装置１０では、定着前の連続紙上のトナー像の空隙率が４０ｖｏｌ．％より大きい場合と比較して、連続紙Ｐ上のトナー画像Ｇの加熱ロール８２へのオフセットが抑制される。

また、画像形成装置１０では、加熱装置６０は、トナーの溶融温度未満で加熱する構成とされている。このため、画像形成装置１０では、トナーの溶融温度以上で加熱する構成と比較して、連続紙Ｐ内のキャリアオイルの蒸発により連続紙Ｐが乾燥される。

また、画像形成装置１０では、加熱装置６０と定着装置８０との間に、連続紙Ｐを案内すると共に、連続紙Ｐの未定着のトナー画像Ｇに接触する搬送ロール１２Ａ、１２Ｂが設けられている。この画像形成装置１０では、定着前の記録媒体上のトナー像の空隙率が４０ｖｏｌ．％より大きい場合と比較して、定着前の連続紙Ｐ上のトナー画像Ｇが搬送ロール１２Ａ、１２Ｂに接触したときに、トナー画像Ｇの搬送ロール１２Ａ、１２Ｂへのオフセットが抑制される。

さらに、画像形成装置１０では、乾燥経路には、加熱又は温風の送風により連続紙Ｐ内のキャリアオイルを蒸発させて連続紙Ｐを乾燥させる乾燥装置７０が配置されている。このため、画像形成装置１０では、連続紙を乾燥させる乾燥部材が配置されていない構成と比較して、連続紙Ｐの乾燥経路又は乾燥時間を短くすることが可能である。

〔第２実施形態〕
次に、第２実施形態に係る画像形成装置について説明する。なお、前述した第１実施形態と同一構成部分については、同一番号を付してその説明を省略する。

図３には、第２実施形態に係る画像形成装置１００の定着前乾燥部５８付近の構成が示されている。図３に示されるように、画像形成装置１００では、定着前乾燥部５８に乾燥部材の一例としての乾燥装置１０２が設けられている。乾燥装置１０２は、第１実施形態の乾燥装置７０の筐体７２の大きさよりも大きい筐体（乾燥炉）１０４を備えている。筐体１０４の内部には、加熱装置６０の出口６５から出た連続紙Ｐを方向転換させるための４つの搬送ロール１０６Ａ、１０６Ｂ、１０６Ｃ、１０６Ｄが設けられている。４つの搬送ロール１０６Ａ、１０６Ｂ、１０６Ｃ、１０６Ｄは、連続紙Ｐの上流側から下流側に向かって順番に配置されており、連続紙Ｐが４つの搬送ロール１０６Ａ、１０６Ｂ、１０６Ｃ、１０６Ｄに巻き掛けられている。本実施形態では、搬送ロール１０６Ａ、１０６Ｃが上下方向一方側（本実施形態では下側）に、搬送ロール１０６Ｂ、１０６Ｄが上下方向他方側（本実施形態では上側）に配置されている。連続紙Ｐ上のトナー画像Ｇは、ロールの一例としての搬送ロール１０６Ａ、１０６Ｃ、１０６Ｄに接触する構成とされている。

乾燥装置１０２では、図示しない温風機又は赤外線ランプなどにより、筐体１０４内が定められた温度に保たれている。乾燥装置１０２では、加熱装置６０の加熱温度より低い温度で連続紙Ｐ内のキャリアオイルを蒸発させて連続紙Ｐを乾燥させる構成とされている。乾燥装置１０２では、第１実施形態に係る画像形成装置１０の乾燥装置７０（図２参照）と比較して、連続紙Ｐが４つの搬送ロール１０６Ａ、１０６Ｂ、１０６Ｃ、１０６Ｄに巻き掛けることで、連続紙Ｐの搬送長さが長くなり、乾燥時間が長い。

上記の画像形成装置１００では、定着前の連続紙上のトナー像の空隙率が２０ｖｏｌ．％より小さい場合と比較して、連続紙Ｐ内のキャリアオイルの蒸発により連続紙Ｐが乾燥され、定着前の連続紙上のトナー像の空隙率が４０ｖｏｌ．％より大きい場合と比較して、連続紙Ｐ上のトナー画像Ｇの搬送ロール１０６Ａ、１０６Ｃ、１０６Ｄへのオフセットが抑制される。

さらに、画像形成装置１００では、連続紙を乾燥させる乾燥部材が配置されていない構成と比較して、連続紙Ｐの乾燥経路又は乾燥時間を短くすることが可能である。

〔第３実施形態〕
次に、第３実施形態に係る画像形成装置について説明する。なお、前述した第１及び第２実施形態と同一構成部分については、同一番号を付してその説明を省略する。

図４には、第３実施形態に係る画像形成装置１２０の定着前乾燥部５８付近の構成が示されている。図４に示されるように、画像形成装置１２０の定着前乾燥部５８は、連続紙Ｐが２つの搬送ロール１２４Ａ、１２４Ｂに巻き掛けられた乾燥経路１２２とされている。乾燥経路１２２では、加熱装置６０の下流側で、搬送ロール１２４Ａによって連続紙Ｐを方向転換させて搬送ロール１２４Ｂに送る構成とされている。乾燥経路１２２は、加熱装置６０の出口６５でカバー６６と加熱ロール６４との間から吹き出された温風が乾燥経路１２２に流れる（循環される）ことで、画像形成部１４（図１参照）よりも高い温度に保たれている。乾燥経路１２２では、加熱装置６０の加熱温度より低い温度で連続紙Ｐ内のキャリアオイルを蒸発させて連続紙Ｐを乾燥させるようになっている。連続紙Ｐ上のトナー画像Ｇは、ロールの一例としての搬送ロール１２４Ａ、１２４Ｂに接触する構成とされている。

上記の画像形成装置１２０では、定着前の連続紙上のトナー像の空隙率が２０ｖｏｌ．％より小さい場合と比較して、連続紙Ｐ内のキャリアオイルの蒸発により連続紙Ｐが乾燥され、定着前の連続紙上のトナー像の空隙率が４０ｖｏｌ．％より大きい場合と比較して、連続紙Ｐ上のトナー画像Ｇの搬送ロール１２４Ａ、１２４Ｂへのオフセットが抑制される。

なお、第１〜第３実施形態において、加熱装置６０の構成、及び加熱ロール６４に連続紙Ｐが巻き掛けられる範囲などは変更が可能である。

また、第１〜第３実施形態では、加熱装置６０は、連続紙Ｐ上のトナー画像Ｇをトナーの溶融温度未満で加熱する構成とされているが、本発明はこの構成に限定されるものではない。例えば、加熱装置は、連続紙Ｐの出口６５におけるトナー像の温度が、トナーの溶融温度未満となるようにトナー像を加熱する構成でもよい。すなわち、加熱装置は、例えば、加熱源等の温度がトナーの溶融温度以上であっても、加熱装置の連続紙Ｐの出口６５におけるトナー像の温度が、トナーの溶融温度未満となるように加熱する構成としてもよい。

また、第３実施形態の画像形成装置では、加熱装置６０の出口６５でカバー６６と加熱ロール６４との間から吹き出された温風が乾燥経路１２２に流れる（循環される）構成であるが、この構成に代えて、乾燥経路に温風を循環させずに乾燥経路を長くすることで、乾燥経路における搬送長さ及び乾燥時間を確保する構成としてもよい。

また、第１実施形態の画像形成装置では、複数の画像形成部１４は、横方向に配置されているが、本発明はこの構成に限定されず、例えば、複数の画像形成部１４を縦方向に配置してもよい。また、複数の画像形成部１４は、４色で構成されていたが、本発明はこの構成に限定されず、他の色の画像形成部及び色の数を変更した画像形成部を配置してもよい。また、画像形成装置では、複数の画像形成部１４の配置の変更に応じて、加熱装置、乾燥経路、定着装置の配置位置を変更してもよい。

なお、本発明を特定の実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内にて他の種々の実施形態が可能であることは当業者にとって明らかである。

次に、加熱装置の温度、及び乾燥時間を変更し、トナー層の空隙率と乾燥性とを評価した実験について説明する。この実験では、図１及び図２に示す画像形成装置１０を用いて画像を形成する。

＜加熱装置＞
加熱装置６０は、直径３００ｍｍのアルミニウム製の加熱ロール６４を用い、連続紙Ｐは、２５０度の範囲（角度）で加熱ロール６４に接触させる。連続紙Ｐの加熱ロール６４の周方向の接触長は、６５０ｍｍである。加熱ロール６４とカバー６６との間には、温風機６８により１００℃の温風を風速２０ｍ／ｓで送風する。加熱ロール６４による加熱温度（プレ加熱温度）は、６０℃以上１３０℃以下の範囲で段階的に変更する（図６参照）

＜乾燥装置＞
乾燥装置７０の筐体（乾燥炉）７２内は、１００℃の温風を緩やかに循環させる（停止時の連続紙Ｐの表面風速は１〜２ｍ／ｓである）。搬送ロール１２Ａ、１２Ｂは、表面にＰＦＡチューブ(グンゼ株式会社製)を被せている。

＜液体現像剤＞
体積平均粒子径１．７μｍのポリエステル着色樹脂を含んで構成されたトナーを、Isopar-L(エクソンモービル社製)に分散させる。液体現像剤中のトナーの固形分濃度は、２０ｗｔ％である。

＜記録媒体＞
連続紙Ｐとして、リンテック社製ラベル(グロスPW8K)を用いる。

＜サンプル＞
連続紙Ｐ上に、５０ｍｍ角サイズで２色１００％濃度の画像を印字する。画像形成後のトナー量は、２．８ｇ／ｍ^２である。画像形成直後(加熱装置６０の前)の連続紙Ｐ及びトナー画像のキャリアオイル量は、４．０ｇ／ｍ^２であり、この値を初期オイル量 とする。

＜実験方法＞
連続紙Ｐの搬送速度を６５０ｍｍとし、加熱装置６０の加熱ロール６４との接触時間を１．０ｓに固定する。加熱装置６０によるプレ加熱温度を６０℃以上１３０℃以下の範囲で段階的に変更し、加熱装置６０の出口６５の直後のサンプルの空隙率を測定する。乾燥装置７０の乾燥時間、すなわち筐体（加熱炉）７２内の通過時間を１ｓ、２ｓ、３ｓとし、以下の（１）〜（３）を評価する。

（１）乾燥装置７０を通過した直後のサンプルのキャリアオイル量を測定する。
（２）トナー画像の画像面に接触する搬送ロール１２Ａ、１２Ｂ上のトナーの有無を測定する。具体的には、搬送ロール１２Ａ、１２Ｂの表面をふき取り、ルーペでトナーの有無を確認する。
（３）トナー画像の画像部下流の連続紙Ｐの白紙部のトナーの有無をルーペで確認する。

上記（１）を残オイル量とし、乾燥時間３ｓで残オイル０となる場合、乾燥性を「○」評価とした。また、上記（２）と上記（３）の両方でトナーが確認できなかった場合、オフセットを「○」評価とした。また、乾燥時間１ｓ、２ｓ、３ｓのいずれかでトナーが確認されれば、オフセットは「×」評価とした。

＜サンプルの取り出し＞
サンプルが加熱装置６０を通過後(または乾燥装置７０を通過後)に画像形成装置１０を緊急停止し、サンプルパッチ部(画像部)に室温（２５℃）のアルミニウム製のブロックを２ｓ接触させて冷却した後、サンプルを切り出す。ここでの冷却は、連続紙Ｐの予熱によるトナー溶融、乾燥の進行を抑制するための冷却である。トナーの空隙率は、前述の図５に示す測定方法によって算出する。

図６には、加熱装置６０によるプレ加熱温度と、乾燥装置７０による乾燥時間を変更した場合の残オイル量とトナーの空隙率との関係がグラフにて示されている。図６に示されるように、トナーの空隙率が２０ｖｏｌ．％以上であるときに、残オイル量が少ないことがわかる。また、図７には、トナーの空隙率に対する乾燥性と、トナーのオフセットの評価結果が示されている。図７に示されるように、トナーの空隙率が２０ｖｏｌ．％以上４０ｖｏｌ．％以下である場合に、乾燥性が良好であると共に、トナーのオフセットが発生しないことが分かる。

１０ 画像形成装置
１２Ａ 搬送ロール（ロールの一例）
１２Ｂ 搬送ロール（ロールの一例）
５８ 定着前乾燥部（乾燥経路の一例）
６０ 加熱装置
６５ 出口
７０ 乾燥装置（乾燥部材の一例）
８０ 定着装置
１００ 画像形成装置
１０２ 乾燥装置（乾燥部材の一例）
１０６Ａ 搬送ロール（ロールの一例）
１０６Ｃ 搬送ロール（ロールの一例）
１０６Ｄ 搬送ロール（ロールの一例）
１２０ 画像形成装置
１２２ 乾燥経路
１２４Ａ 搬送ロール（ロールの一例）
１２４Ｂ 搬送ロール（ロールの一例）
Ｇ トナー画像（トナー像の一例）
Ｐ 連続紙（記録媒体の一例）

Claims (5)

1. トナーと揮発性のキャリアオイルとを含む液体現像剤で現像されたトナー像を記録媒体に定着する定着装置と、
   前記記録媒体の搬送方向における前記定着装置の上流側に配置され、前記記録媒体上のトナー像と非接触で前記トナー像を加熱する加熱装置であって、前記記録媒体の出口における前記トナー像の空隙率が２０体積％以上４０体積％以下となるように加熱制御される前記加熱装置と、
   前記記録媒体の搬送方向における前記加熱装置と前記定着装置との間で、前記記録媒体内の前記キャリアオイルを蒸発させて前記記録媒体を乾燥させる乾燥経路と、
   を有する画像形成装置。
2. 前記加熱装置は、前記記録媒体の出口における前記トナー像の温度が、トナーの溶融温度未満となるように前記トナー像を加熱する構成とされている請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記加熱装置は、トナーの溶融温度未満で前記トナー像を加熱する構成とされている請求項１又は請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記加熱装置と前記定着装置との間に、前記記録媒体を案内すると共に、前記記録媒体上の前記トナー像に接触するロールが設けられている請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の画像形成装置。
5. 前記乾燥経路には、加熱又は温風の送風により前記記録媒体内のキャリアオイルを蒸発させて前記記録媒体を乾燥させる乾燥部材が配置されている請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の画像形成装置。