JP5842583B2

JP5842583B2 - 定着装置および画像形成装置

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Publication number: JP5842583B2
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Inventors: 重夫植竹; 雄二鴨田; 順哉平山; 夏原　敏哉; 敏哉夏原
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Priority date: 2011-12-08
Filing date: 2011-12-08
Publication date: 2016-01-13
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Description

この発明は、定着装置および画像形成装置に関する。

湿式電子写真方式では、トナー粒子（以下、単に「トナー」と称する。）をキャリア液中で扱う。これにより、トナーの移動性が向上し、電子写真方式で扱うことが困難とされる３μｍ以下の小粒径のトナーを使用することが可能となる。その結果、被記録材上に、高画質の画像が得られる。

湿式電子写真方式では、液体現像剤中にトナーおよびキャリア液が含まれるため、被記録材上に形成されたトナーによる画像を定着するためには、トナーを溶融するために必要な熱量を液体現像剤に供給するのみならず、被記録材上に転移したキャリア液に伴う画像不良（トナー像流れ）が生じないようにしなければならない。キャリア液による不具合をなくすためには、被記録材上の液体現像剤像に含まれるキャリア液の量を低減し、液体現像剤像の流動性を下げる必要がある。

被記録材の吸液性は多岐に渡りその特性に応じて、適切な加熱や加圧をしなければ、良好な定着品質を得ることが困難となる。被記録材の吸液性が高い性質を有する場合には、被記録材に転写された液体現像剤像に含まれるキャリア液は速やかに被記録材中に浸透する。その結果、浸透に伴い液体現像剤像の流動性が低下し、加熱加圧装置による定着を行なっても液体現像剤像が乱れることはなく、トナー溶融に十分な熱量を液体現像剤像に供給できる。

被記録材の吸液性が低い性質を有する場合には、被記録材に転写されたトナー像に含まれるキャリア液が被記録材中に浸透しない。その結果、トナー像の流動性が低下せず、加熱加圧装置による定着を行うとニップ領域（圧接部）でトナー像の乱れが生じる。

特開２０１１−７５７８１号公報（特許文献１）には、第１加熱加圧装置および第２加熱加圧装置を有し、坪量の低い薄紙におけるしわの発生を抑制する技術が開示されている。特開２０１１−７５７８４号公報（特許文献２）には、第１加熱加圧装置および第２加熱加圧装置を有し、第２加熱加圧装置の熱の画像面への影響を抑制する技術が開示されている。特開２００９−１６３０６５号公報（特許文献３）には、加熱加圧装置および非接触加熱装置を有し、被記録材に対するトナーの定着性を向上させる技術が開示されている。

特開２０１１−７５７８１号公報特開２０１１−７５７８４号公報特開２００９−１６３０６５号公報

本発明は、吸液性が低い性質を有する被記録材を用いた場合であっても、被記録材に転写された液体現像剤像（トナー像）の乱れの発生を抑制させることが可能な構成を備える、定着装置および画像形成装置を提供することにある。

この発明に基づいた定着装置においては、被記録材に形成された、トナーとキャリア液とを含む液体現像剤像を加熱して、上記被記録材上に上記トナーによる画像を定着させる定着装置であって、上記被記録材に形成された液体現像剤像を加熱加圧しながら上記被記録材を搬送する第１ニップ領域を含む第１加熱加圧装置と、上記第１加熱加圧装置よりも、上記被記録材の搬送方向の下流側に配置され、上記被記録材に形成された液体現像剤像を加熱加圧しながら上記被記録材を搬送する第２ニップ領域を含む第２加熱加圧装置と、上記第１加熱加圧装置と上記第２加熱加圧装置との間に配置され、上記被記録材の上記液体現像剤像を非接触で加熱しながら、上記被記録材を搬送する非接触加熱装置とを備える。

当該定着装置は、上記被記録材の吸液性に応じて、上記被記録材を、上記第１ニップ領域、上記非接触加熱装置および上記第２ニップ領域に順次通過させる第１定着モードと、上記被記録材を、上記第１ニップ領域を通過させずに、上記非接触加熱装置および上記第２ニップ領域を順次通過させる第２定着モードとによる動作が可能である。

他の形態において、上記第２定着モードにおいては、上記第１加熱加圧装置は、上記被記録材に対する加圧を行なわず、上記被記録材の加熱を行なう。

他の形態において、上記第２定着モードにおいては、上記第１加熱加圧装置は、上記被記録材に対する加圧を行なわず、上記被記録材の搬送を行なう。

他の形態において、上記第２定着モードにおいては、上記第１定着モードに比べて、上記被記録材の上記液体現像剤像への非接触での加熱時間が長く設けられている。

他の形態において、上記第１加熱加圧装置は、定着ローラーおよび上記定着ローラーの下方に位置する加圧ローラーを有し、上記第１定着モードにおいては、上記定着ローラーおよび上記加圧ローラーにより、上記被記録材に形成された上記液体現像剤像を加熱加圧しながら上記被記録材を搬送する第１ニップ領域を形成し、上記第２定着モードにおいては、上記定着ローラーと上記加圧ローラーとの間を離間させて、上記第１ニップ領域を形成せずに、上記加圧ローラーにより上記被記録材を搬送する。

この発明に基づいた画像形成装置においては、上述のいずれかに記載の定着装置を備える。

本発明によれば、吸液性が低い性質を有する被記録材を用いた場合であっても、被記録材に転写された液体現像剤像の乱れの発生を抑制させることが可能な構成を備える、定着装置および画像形成装置を提供することを可能とする。

実施の形態１における画像形成装置の概略構成を示す図である。実施の形態１における定着装置の基本構成および第１定着モードにおける概略構成を示す図である。実施の形態１における定着装置の第２定着モードにおける概略構成を示す図である。実施の形態２における定着装置の第１定着モードにおける概略構成を示す図である。実施の形態２における定着装置の第２定着モードにおける概略構成を示す図である。実施の形態２における他の形態の定着装置の第１定着モードにおける概略構成を示す図である。実施の形態２における他の形態の定着装置の第２定着モードにおける概略構成を示す図である。実施の形態３における定着装置の第１定着モードにおける概略構成を示す図である。実施の形態３における定着装置の第２定着モードにおける概略構成を示す図である。実施の形態３における他の形態の定着装置の第１定着モードにおける概略構成を示す図である。実施の形態３における他の形態の定着装置の第２定着モードにおける概略構成を示す図である。Ｂｒｉｓｔｏｗ式液体動的吸収性試験機を用いて、被記録材のキャリア液浸透特性を評価した結果を示す図である。被記録材として、コート紙およびＰＥＴフィルムの上に形成した液体現像剤像のトナー濃度ＴＣ推移を測定した結果を示す図である。トナー濃度ＴＣと像流れとの関係を調べた結果を示す図である。実施例１から実施例４、および比較例１から比較例５における評価結果を示す図である。

本発明に基づいた実施の形態における定着装置およびその定着装置を備える画像形成装置について、以下、図を参照しながら説明する。なお、以下に説明する実施の形態において、個数、量などに言及する場合、特に記載がある場合を除き、本発明の範囲は必ずしもその個数、量などに限定されない。また、同一の部品、相当部品に対しては、同一の参照番号を付し、重複する説明は繰り返さない場合がある。また、各実施の形態における構成を適宜組み合わせて用いることは当初から予定されていることである。

（実施の形態１）
（画像形成装置１０００）
図１を参照して、実施の形態１における画像形成装置１０００の主要構成について説明する。図１は、画像形成装置１０００の概略構成を示す図である。

この画像形成装置１０００は、電子写真方式により像担持体（感光体）１に形成された液体現像剤像（以下、単に「トナー像」と称する。）を被記録材Ｐに転写および定着によりトナー像を固定化して、被記録材Ｐ上に画像形成を行なう。なお、被記録材Ｐとしては、用紙、フィルム等、表面にトナー像の形成が可能であり、画像形成装置１０００内において、搬送可能な部材であれば、そのような部材であってもよい。

この画像形成装置１０００は、画像を担持するための像担持体１を有しており、像担持体１の周辺には、帯電装置２、露光装置３、液体現像装置４、転写ローラー５、およびクリーナー６が、像担持体１の回転方向（図１中矢印Ａ）に沿って順に配置されている。

像担持体１は、帯電装置２で帯電された後に、図１中のＥ点の位置に、レーザ発光器などを備えた露光装置３により露光されて、像担持体１の表面に静電潜像が形成される。液体現像装置４は、キャリア液中に帯電したトナー粒子が分散された液体現像剤を用いて、静電潜像をトナー像とする。

転写ローラー５は、この像担持体１上のトナー像を被記録材Ｐに転写した後、図中の矢印Ｃ方向に、被記録材Ｐを搬送する。被記録材Ｐ上のトナー像１１は、定着装置２０００によって定着された後に、被記録材Ｐは、定着装置２０００の外部に搬送される。

クリーナー６は、転写後の像担持体１上の残留トナーを、たとえば機械的な力で除去する。

画像形成装置１０００に用いられる像担持体１、帯電装置２、露光装置３、液体現像装置４、転写ローラー５、およびクリーナー６は、周知の電子写真方式の技術を任意に使用してよい。また、像担持体１上に形成されたトナー像が中間転写体を介して被記録材Ｐに転写される構成であってもよい。

液体現像剤を用いる画像形成装置１０００では、液体現像装置４によって現像された像担持体１上のトナー像１１は、トナーおよびキャリア液を含み、転写ローラー５により被記録材Ｐへ転写される。トナー像１１の被記録材Ｐへの転写の際には、トナーと共にキャリア液が転移し、被記録材Ｐは定着装置２０００に搬送される。

定着装置２０００は、トナー像１１中の余剰なキャリア液を除去し、被記録材Ｐへの十分なトナーの定着強度を得るために、第１加熱加圧装置８、非接触加熱装置１０、および第２加熱加圧装置９を有する。画像形成装置１０００は、第１加熱加圧装置８、非接触加熱装置１０、および第２加熱加圧装置９の動作を制御する制御装置２００を有する。

（定着装置２０００）
次に、図２および図３を参照して、本実施の形態における定着装置２０００について説明する。図２は、本実施の形態における定着装置２０００の基本構成および第１定着モードにおける概略構成を示す図、図３は、本実施の形態における定着装置２０００の第２定着モードにおける概略構成を示す図である。

図２を参照して、定着装置２０００は、被記録材Ｐの搬送方向（図中矢印Ｃ）の上流側から、第１加熱加圧装置８、非接触加熱装置１０、および第２加熱加圧装置９を有する。

第１加熱加圧装置８は、定着ローラー８１、および定着ローラー８１の下方に配置される加圧ローラー８２を有する。定着ローラー８１および加圧ローラー８２の内部には、ハロゲンランプ等を用いた加熱装置が内蔵されている（図示省略）。定着ローラー８１と加圧ローラー８２とは、被記録材Ｐに形成されたトナー像１１を加熱加圧しながら被記録材Ｐを搬送する第１ニップ領域ｎ１を形成する。

第２加熱加圧装置９は、定着ローラー９１、および定着ローラー９１の下方に配置される加圧ローラー９２を有する。定着ローラー９１および加圧ローラー９２の内部には、ハロゲンランプ等を用いた加熱装置が内蔵されている（図示省略）。定着ローラー９１と加圧ローラー９２とは、被記録材Ｐに形成されたトナー像１１を加熱加圧しながら被記録材Ｐを搬送する第２ニップ領域ｎ２を形成する。

第１加熱加圧装置８と第２加熱加圧装置９とのニップ間距離（Ｌ１）は、被記録材Ｐの搬送方向（Ｃ方向）に沿った長さよりも長くなるように設定されている。図２では、第１加熱加圧装置８および第２加熱加圧装置９に、定着ローラー８１，９１および加圧ローラー８２，９２を採用した場合を示しているが、この構成に限定されない。一方もしくは両方が複数のローラーによって張架されたベルト部材によって構成されていてもよい。

第１加熱加圧装置８と第２加熱加圧装置９との間には、被記録材Ｐのトナー像１１に対して非接触で加熱しながら、被記録材Ｐを搬送する非接触加熱装置１０が配置されている。この非接触加熱装置１０は、被記録材Ｐを搬送するための搬送装置として、搬送ベルト１０３を有する。被記録材Ｐの搬送経路（非接触加熱部）においては、被記録材Ｐを非接触状態で加熱するため、搬送ベルト１０３を挟むように（図２においては上下方向から挟むように）、非接触加熱装置として遠赤外線ヒーター１０１，１０２が配置されている。

非接触加熱装置として遠赤外線ヒーターを採用した場合を示しているが、近赤外線ヒーターに限定されず、熱風等、適宜選択すればよい。図２では、搬送装置として搬送ベルト１０３を採用する場合を示しているが、被記録材搬送ガイド及び搬送ローラーからなる搬送装置であってもよい。

被記録材Ｐの搬送経路においては、搬送ベルト１０３を挟むように遠赤外線ヒーター１０１，１０２を配置した場合を示しているが、遠赤外線ヒーター（非接触加熱装置）はトナー像が形成された面（表面）にだけ配置してもよい。被記録材Ｐのトナー像が形成されていない裏面側は、非接触加熱限定されず接触加熱とすることもできる。

被記録材Ｐの裏面側に非接触加熱装置を用いる場合には、搬送ベルト１０３には加熱効率が損なわれないよう、開口の大きい金属板、メッシュ部材、またはワイヤー部材、その他の開口率の高い構成部材を用いるとよい。

＜定着モード＞
本実施の形態の定着装置２０００は、被記録材Ｐの吸水性に応じて２つの定着モードを有しており、具体的には、被記録材Ｐの吸液性に応じて、被記録材Ｐを、第１ニップ領域ｎ１、非接触加熱装置１０および第２ニップ領域ｎ２に順次通過させる第１定着モードと、被記録材Ｐを、第１ニップ領域ｎ１を通過させずに、非接触加熱装置１０および第２ニップ領域ｎ２を順次通過させる第２定着モードとの選択が可能に設けられている。以下の実施の形態においても同様である。第１定着モードおよび第２定着モードについて説明する。

［第１定着モード（図２）]
第１定着モードは、吸液性の大きい上質紙などの被記録材Ｐに用いられる。被記録材Ｐは、第１ニップ領域ｎ１が形成された第１加熱加圧装置８、非接触加熱装置１０、および第２ニップ領域ｎ２が形成された第２加熱加圧装置に順次送られることで、被記録材Ｐに形成されたトナー像１１が定着される。

被記録材Ｐ上に転写されるトナー像１１にはキャリア液が含まれており、吸液性の高い被記録材Ｐの場合には、被記録材Ｐへのトナー像１１の転写時から、キャリア液の被記録材Ｐへの浸透が始まる。被記録材Ｐへのトナー像１１の転写時から定着装置２０００へ被記録材Ｐが搬送されるまでの間に、トナー像１１に含まれていたキャリア液のうちの一部は被記録材Ｐ中に浸透し、トナー像１１に含まれるキャリア液量が少なくなる。

これにより、被記録材Ｐ上のトナー像１１のトナー濃度ＴＣ（現像剤に対するトナーの比率）が高くなり、トナー濃度ＴＣの上昇に伴い、トナー像自体の流動性が著しく低下する。このように第１定着モードは、被記録材Ｐ上においてトナー像１１の流動性が小さい場合（被記録材Ｐの吸液性が良好な場合）に好適に用いられる定着モードである。

トナー像の流動性が低いため、第１加熱加圧装置８の定着ローラー８１および加圧ローラー８２を圧接することによって形成される第１ニップ領域ｎ１に被記録材Ｐを通しても、トナー像１１が乱されることはない。

被記録材Ｐ上に形成されたトナー像１１にはトナーおよびキャリア液が含まれ、また被記録材Ｐ中に浸透したキャリア液も存在するため、トナーを溶融するために必要な熱量を供給するのみならず、被記録材Ｐ上に転移したキャリア液量を低減する必要がある。第１加熱加圧装置８に続く非接触加熱装置１０、および第２加熱加圧装置９によって、トナーの確実な溶融、およびキャリア液の揮発が促進され、被記録材Ｐ上のトナー像１１の定着強度とキャリア液量の低減とが可能となる。

なお、本実施の形態における一例としては、第１定着モードにおける被記録材Ｐの搬送速度Ｓ１は、３００ｍｍ／ｓ〜１０００ｍｍ／ｓ程度、第１ニップ領域ｎ１および第２ニップ領域ｎ２での加圧力は、１００Ｎ〜５０００Ｎ程度、加熱温度（ローラ表面温度）は、１００℃〜２００℃程度、非接触加熱装置１０での加熱温度（ヒータ温度）は、１５０℃〜３００℃程度である。

[第２定着モード（図３）]
第２定着モードは、吸液性の小さいＰＥＴフィルムなどの被記録材Ｐに用いられる。第２定着モードにおいても、上述の第１定着モード（図２）と同じ定着装置２０００が用いられるが、第１加熱加圧装置８による加圧は行なわれない。

具体的には、定着ローラー８１を上方に移動させて、定着ローラー８１と加圧ローラー８２との間に間隙を設け、定着ローラー８１と加圧ローラー８２とが圧接しないようにする。これにより、第１加熱加圧装置８には、第１ニップ領域ｎ１は形成されない。

被記録材Ｐを、第１ニップ領域ｎ１が形成されていない第１加熱加圧装置８を通過させた後に、非接触加熱装置１０および第２ニップ領域ｎ２が形成された第２加熱加圧装置９を順次通過させる。第１加熱加圧装置８においては、加圧ローラー８２のみが被記録材Ｐに対して下方から接し、加圧ローラー８２の回転によって被記録材Ｐを搬送する。したがって、被記録材Ｐの定着ローラー８１と加圧ローラー８２とによる加圧は行なわれない。

被記録材Ｐは、第１加熱加圧装置８、非接触加熱装置１０、および第２加熱加圧装置９と順次送られることで、被記録材Ｐ上に形成されたトナー像１１が定着される。

吸液性が低い被記録材Ｐを用いる場合、被記録材Ｐへのトナー像１１を転写してもキャリア液の被記録材Ｐへの浸透は進行せず、被記録材Ｐへのトナー像１１の転写時から定着装置２０００へ被記録材Ｐが搬送されるまでの間に、キャリア液は被記録材Ｐに浸透せずにトナー像中に留まる。

これにより、被記録材Ｐ上においてはトナー像１１の流動性が高い。この流動性が高い状態で、被記録材Ｐが第１加熱加圧装置８を通過すると、第１加熱加圧装置８よって形成される第１ニップ領域ｎ１でトナー像１１が絞られ、像流れの問題が生じる。

そこで、第２定着モードでは、第１加熱加圧装置８の定着ローラー８１と加圧ローラー８２を離間させ、被記録材Ｐのトナー像１１面側に位置する定着ローラー８１とトナー像１１が非接触状態となるようにする。

第１加熱加圧装置８に続く非接触加熱装置１０も、トナー像１１面側はトナー像１１面が非接触状態となるように配置されている。被記録材Ｐ上のトナー像１１は、定着ローラー８１による輻射（非接触）加熱、および加圧ローラー８２による接触加熱と、それに続く非接触加熱装置１０によって非接触加熱される。

これにより、トナー像１１中のキャリア液が揮発され、トナー濃度ＴＣが上昇することで、トナー像１１の流動性が低下する。その結果、後の第２加熱加圧装置９によるトナー像１１の液絞りが生じないようになる。

このように第２定着モードでは、第１加熱加圧装置８および非接触加熱装置１０を通過する間に、トナー像１１の流動性が下げられる。。その後に、トナー像１１が第２加熱加圧装置９へ送られることで、像流れの問題を生じずにトナー像１１を被記録材Ｐに定着させることが可能となる。

なお、本実施の形態における一例としては、第２定着モードにおける被記録材Ｐの搬送速度Ｓ１は、３００ｍｍ／ｓ〜１０００ｍｍ／ｓ程度、第２ニップ領域ｎ２での加圧力は、１００Ｎ〜５０００Ｎ程度、加熱温度（ローラ表面温度）は、１００℃〜２００℃程度、非接触加熱装置１０での加熱温度（ヒータ温度）は、１５０℃〜３００℃程度である。

なお、被記録材Ｐの吸液性によっては、第１加熱加圧装置８および非接触加熱装置１０の通過のみでは、トナー像１１からキャリア液の揮発が不足する場合がある。このような場合には、第２モードにおいては、第１モードにおける搬送速度よりも、第１加熱加圧装置８および非接触加熱装置１０による被記録材Ｐの搬送速度を低下または一旦停止させることで、被記録材Ｐに対する輻射（非接触）加熱の時間を長く確保して、キャリア液の揮発を促すとよい。

各モードの切替は、制御装置２００からの信号に基づき、第１加熱加圧装置８、非接触加熱装置１０、および第２加熱加圧装置９の各動作が制御されている。

（実施の形態２）
次に、図４から図７を参照して、本実施の形態おける定着装置２０００Ａについて説明する。画像形成装置１０００の構成は、図１に示す装置構成と同じであり、定着装置の構成が、上記実施の形態１の場合と異なっている。実施の形態１における定着装置２０００と同一または相当箇所については、同一の参照番号を付し、重複する説明は繰り返さない場合がある。

図４は、本実施の形態における定着装置２０００Ａの第１定着モードにおける概略構成を示す図、図５は、本実施の形態における定着装置２０００Ａの第２定着モードにおける概略構成を示す図、図６は、本実施の形態における他の形態の定着装置２０００Ａの第１定着モードにおける概略構成を示す図、図７は、本実施の形態における他の形態の定着装置の第２定着モードにおける概略構成を示す図である。

（定着装置２０００Ａ）
本実施の形態における定着装置２０００Ａは、図２および図３に示した定着装置２０００に対して、第１加熱加圧装置８は、非接触加熱装置１０の搬送経路から見て、下方に移動可能な昇降機構を有している。さらに、第１加熱加圧装置８の定着ローラー８１の上方には、定着ローラー８１の頂部を通過する搬送経路が形成されている。具多的には、ガイド部材１１８，１１９が設けら、また、定着ローラー８１の頂部に対向する位置に、遠赤外線ヒータ１０４が設けられている。

各モードの切替は、制御装置２００からの信号に基づき、遠赤外線ヒータ１０４、第１加熱加圧装置８、非接触加熱装置１０、および第２加熱加圧装置９の各動作が制御されている。

［第１定着モード（図４）］
図４に示す第１定着モードは、実施の形態１の第１定着モードと同様に、吸液性の大きい被記録材Ｐに用いられ、被記録材Ｐは第１加熱加圧装置８、非接触加熱装置１０、および第２加熱加圧装置に順次搬送されることで、被記録材Ｐに形成されたトナー像１１が定着される。

［第２定着モード（図５）］
図５に示す第２定着モードでは、実施の形態１の第２定着モードと同様に、吸液性の小さい被記録材Ｐに用いられ、第２加熱加圧装置９が下降し、定着ローラー８１の頂部を通過する搬送経路が形成される。第２定着モードにおいては、ガイド部材１１８、定着ローラー８１の頂部、ガイド部材１１９、および搬送ベルト１０３が、略同一の平面上に位置することになる。

吸液性の小さい被記録材Ｐは、第１ニップ領域ｎ１を通過せずに、ガイド部材１１８、定着ローラー８１の頂部、ガイド部材１１９、および搬送ベルト１０３に沿って搬送される。

この時、定着ローラー８１は、回転方向が、第１モードの回転方向から反転し、搬送装置として機能する。この際、加圧ローラー８２は定着ローラー８１と同様に回転方向を反転させるか、もしくは定着ローラー８１に対して離間される。

第２加熱加圧装置９を下降させた場合でも、被記録材Ｐの搬送速度は一定であるものの、非接触加熱装置１０に加えて遠赤外線ヒータ１０４が設けられることで、非接触加熱時間を長くしている。また、被記録材Ｐの搬送においては、被記録材Ｐを、第１加熱加圧装置８から曲げることなく非接触加熱装置１０に搬送することができる。

このように第２定着モードでは、第１加熱加圧装置８の頂部および非接触加熱装置１０を通過する間に、トナー像１１の流動性が下げられる。その後に、トナー像１１が第２加熱加圧装置９へ送られることで、像流れの問題を生じずにトナー像１１を被記録材Ｐに定着させることが可能となる。

なお、被記録材Ｐの吸液性によっては、定着ローラー８１による輻射（非接触）加熱、遠赤外線ヒータ１０４、および非接触加熱装置１０の通過のみでは、トナー像１１からキャリア液の揮発が不足する場合がある。このような場合には、第２モードにおいては、第１モードにおける搬送速度よりも、第１加熱加圧装置８および非接触加熱装置１０による被記録材Ｐの搬送速度を低下または一旦停止させることで、被記録材Ｐに対する輻射（非接触）加熱の時間を長く確保して、キャリア液の揮発を促すとよい。

一方、定着ローラー８１による輻射（非接触）加熱と、それに続く非接触加熱装置１０によって非接触加熱が十分である場合には、図６および図７に示すように、遠赤外線ヒータ１０４を設けない構成の採用も可能である。

（実施の形態３）
図８から図１１を参照して、本実施の形態おける定着装置２０００Ｂについて説明する。画像形成装置１０００の構成は、図１に示す装置構成と同じであり、定着装置の構成が、上記実施の形態１の場合と異なっている。実施の形態１における定着装置２０００と同一または相当箇所については、同一の参照番号を付し、重複する説明は繰り返さない場合がある。

図８は、本実施の形態における定着装置２０００Ｂの第１定着モードにおける概略構成を示す図、図９は、本実施の形態における定着装置２０００Ｂの第２定着モードにおける概略構成を示す図、図１０は、本実施の形態における他の形態の定着装置２０００Ｂの第１定着モードにおける概略構成を示す図、図１１は、本実施の形態３における他の形態の定着装置の第２定着モードにおける概略構成を示す図である。

（定着装置２０００Ｂ）
本実施の形態における定着装置２０００Ｂは、図２および図３に示した定着装置２０００に加えて、昇降可能に設けられるガイド部材１１８、定着ローラー８１の周囲に沿って設けられる湾曲形状のガイド部材１１９、湾曲形状の遠赤外線ヒータ１０４、および経路規制ガイド１２０が設けられている。第１加熱加圧装置８と非接触加熱装置１０との間の経路上には、経路切替装置１２１が設けられている。

各モードの切替は、制御装置２００からの信号に基づき、ガイド部材１１８、遠赤外線ヒータ１０４、第１加熱加圧装置８、経路切替装置１２１、非接触加熱装置１０、第２加熱加圧装置９、および経路切替装置１２１の各動作が制御されている。

［第１定着モード（図８）］
図８に示す第１定着モードは、実施の形態１の第１定着モードと同様に、吸液性の大きい被記録材Ｐに用いられ、被記録材Ｐは第１加熱加圧装置８、非接触加熱装置１０、および第２加熱加圧装置に順次搬送されることで、被記録材Ｐに形成されたトナー像１１が定着される。

［第２定着モード（図９）］
図９に示す第２定着モードでは、実施の形態１の第２定着モードと同様に、吸液性の小さい被記録材Ｐに用いられ、ガイド部材１１８が上昇し、経路切替装置１２１が切り替えられて、定着ローラー８１の頂部を含む一部表面を通過する搬送経路が形成される。

吸液性の小さい被記録材Ｐは、第１ニップ領域ｎ１を通過せずに、ガイド部材１１８、定着ローラー８１の頂部を含む一部表面、第２ガイド部材１１９、経路切替装置１２１、および搬送ベルト１０３に沿って搬送される。

ガイド部材１１８を上昇させた場合でも、被記録材Ｐの搬送速度は一定であるものの、非接触加熱装置１０に加えて遠赤外線ヒータ１０４が設けられることで、非接触加熱時間を長くしている。

このように第２定着モードでは、第１加熱加圧装置８の頂部を含む一部表面および非接触加熱装置１０を通過する間に、トナー像１１の流動性が下げられる。その後に、トナー像１１が第２加熱加圧装置９へ送られることで、像流れの問題を生じずにトナー像１１を被記録材Ｐに定着させることが可能となる。

一方、定着ローラー８１による輻射（非接触）加熱と、それに続く非接触加熱装置１０によって非接触加熱が十分である場合には、図１０および図１１に示すように、遠赤外線ヒータ１０４を設けない構成の採用も可能である。

（実施例）
上記各実施の形態において、第１定着モードと第２定着モードとの切り替えは、被記録材Ｐの吸液性によって行われる。ここで、被記録材Ｐの吸液速度と被記録材Ｐ上のトナー濃度ＴＣの関係について、図１２から図１４参照して説明する。

図１２に、Ｂｒｉｓｔｏｗ式液体動的吸収性試験機（熊谷理機工業社製）を用いて、被記録材Ｐのキャリア液浸透特性を評価した結果を示す。被記録材Ｐとしては上質紙（金菱（登録商標）１２７．９ｇ／ｍ^２三菱製紙社製）、およびコート紙（ＯＫトップコート＋（登録商標）１２７．９ｇ／ｍ^２王子製紙社製）を用いた。図１２に示すように、コート紙は表面に樹脂コート層を有しているため、樹脂コート層を有さない上質紙と比較して、キャリア液の吸収速度は低い。

図１３は、被記録材Ｐとして、コート紙の上、およびＰＥＴフィルムの上に形成した液体現像剤像１１のトナー濃度ＴＣ推移を測定した結果である。トナー濃度ＴＣの測定は、紙上の液体現像剤像１１を掻きとり、掻きとったトナー重量をｗ１、および加熱してキャリア液を揮発させた後のトナー重量をｗ２として測定し、その比率ｗ２／ｗ１の百分率をトナー濃度ＴＣとして求めた。

図１３に示したように、上質紙と比較してキャリア液の吸収速度の遅いコート紙においても、初期トナー濃度ＴＣ３０％から約３秒で５５％程度まで変化しており、キャリア液浸透のないＰＥＴの結果との差としてキャリア液のコート紙への浸透が進んですることがわかる。

図１４は、トナー濃度ＴＣと像流れとの関係を調べた結果である。評価はＰＥＴフィルム上にトナー濃度ＴＣの異なる液体現像剤像を形成し、当該ＰＥＴフィルムを加熱加圧装置を通して像流れを目視評価した結果である。像流れの有無で「Ａ」、「Ｂ」と評価した。像流れ発生しない場合を「Ａ」、像流れが発声した場合を「Ｂ」とした。その結果、４０％〜５０％の間にトナー像流れの発生する境界が存在することがわかる。

以上のことから、上質紙のようにキャリア液吸収速度の大きい被記録材（吸液性の大きい）には第１定着モードを用い、ＰＥＴフィルムのようにキャリア液吸収速度の小さい被記録材（吸液性の小さい）には第２定着モードが適していることがわかる。

吸液性が、上質紙とＰＥＴフィルムとの中間に位置するコート紙のような被記録材については、トナー像の転写時のトナー濃度ＴＣ（初期トナー濃度）や、トナー像の被記録材への転写から定着装置に至るまでの時間（システム速度やシステムレイアウト）を考慮して、どちらの定着モードを用いるか適宜選択すればよい。

第１定着モードおよび第２定着モードの切り替えは、紙種を検出して切り替えても良いし、ユーザーによる被記録材選択情報に基づいて切り替えても良い。紙種検出方法の例としては、透気度を測定して紙種を判定する方法が挙げられる。

以下に本実施の形態の効果を確認するための実施例及び比較例を示す。実施の形態１に示す定着装置を用いて、上質紙（金菱（登録商標）１２７．９ｇ／ｍ^２三菱製紙社製）、コート紙（ＯＫトップコート＋（登録商標）１２７．９ｇ／ｍ^２王子製紙社製）、ＰＥＴフィルム（ルミラーＴ６０（登録商標）、１００μｍ、東レ社製）の各被記録材に、初期トナー濃度ＴＣ３０％で画像を形成し、以下の実施例および比較例について定着強度、像流れを評価した。

なお、トナー像の被記録材への転写から定着装置（第１加熱加圧装置８の第１ニップ領域ｎ１）までの時間を計測したところ、約０．８秒であった。また、非接触加熱装置１０の通過時間は約１．０秒であった（以下の、比較例３、４は除く）。

（評価方法）
定着強度：定着後の印刷物を画像面を内側にして折り曲げ、折り曲げ部のトナー剥離性を目視評価した。画像上のトナー剥離が実用上問題ない場合を「Ａ」、画像上に多くのトナー剥離が生じ実用上問題がある場合を「Ｂ」とした。

像流れ：定着後の印刷物を目視評価し、像流れがない場合を「Ａ」、像流れが発生した場合を「Ｂ」とした。

（実施例１）
実施の形態１に示す構成の定着装置２０００を用い、上質紙およびコート紙を第１定着モードで定着し、ＰＥＴフィルムを第２定着モードで定着した。

（実施例２）
実施の形態２に示す構成の定着装置２０００Ａを用い、上質紙およびコート紙を第１定着モードで定着し、ＰＥＴフィルムを第２定着モードで定着した。

（実施例３）
実施の形態３に示す構成の定着装置２０００Ｂを用い、上質紙およびコート紙を第１定着モードで定着し、ＰＥＴフィルムを第２定着モードで定着した。

（実施例４）
実施の形態１に示す構成の定着装置２０００を用い、上質紙を第１定着モードで定着し、コート紙およびＰＥＴフィルムを第２定着モードで定着した。

（比較例１）
実施の形態１に示す構成の定着装置２０００を用い、上質紙、コート紙、およびＰＥＴフィルムの全てを第１定着モードで定着した。

（比較例２）
実施の形態１に示す構成の定着装置２０００を用い、上質紙、コート紙、およびＰＥＴフィルムの全てを第２定着モードで定着した。

（比較例３）
実施の形態１に示す構成の定着装置２０００を用い、非接触加熱装置１０の長さを半分にして用い、上質紙、コート紙、ＰＥＴフィルムの全てを第１定着モードで定着した。なお、非接触加熱装置１０の通過時間は、０．５秒である。

（比較例４）
実施の形態１に示す構成の定着装置２０００を用い、非接触加熱装置１０の長さを半分にして用い（上記比較例４と同じ）、上質紙、コート紙、ＰＥＴフィルムの全てを第２定着モードで定着した。

（比較例５）
実施の形態１に示す構成の定着装置２０００を用い、非接触加熱装置１０をＯＦＦ状態にし、上質紙、コート紙、およびＰＥＴフィルムの全てを第２定着モードで定着した。

図１５に、実施例１から実施例４、および比較例１から比較例５における評価結果を示す。評価結果から明らかなように、上記各実施の形態において、装置サイズの大型化を抑えた上で、被記録材の吸液性に応じて定着モードを切り替えることで、被記録材に転写されたトナー像の乱れの発生を抑制させ、適切な定着品質を満たすことを可能としている。

このように、本実施の形態に基づいた定着装置および画像形成装置によれば、被記録材Ｐの吸液性に応じて、被記録材Ｐを、第１ニップ領域ｎ１、非接触加熱装置１０および第２ニップ領域ｎ２に順次通過させる第１定着モードと、被記録材Ｐを、第１ニップ領域ｎ１を通過させずに、非接触加熱装置１０および第２ニップ領域ｎ２を順次通過させる第２定着モードとの選択が可能に設けられている。

その結果、吸液性の低い被記録材に対しては、第１ニップ領域ｎ１を通過させずに、トナー像面側に設けられた非接触加熱装置１０でキャリア液を揮発させることで、第１ニップ領域ｎ１の圧接力によって流動性の高い液体現像剤像が乱される問題をなくすことができ、被記録材の吸液性の相違に応じた加熱および加圧を可能とする。

今回開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１像担持体（感光体）、２帯電装置、３露光装置、４液体現像装置、５転写ローラー、６クリーナー、８第１加熱加圧装置、９第２加熱加圧装置、１０非接触加熱装置、１１トナー像、８１，９１定着ローラー、８２，９２加圧ローラー、１０１，１０２，１０４遠赤外線ヒーター、１０３搬送ベルト、１０５経路切替装置、１１８，１１９ガイド部材、１２０経路規制ガイド、１２１経路切替装置、１０００画像形成装置、２０００，２０００Ａ，２０００Ｂ定着装置、ｎ１第１ニップ領域、ｎ２第２ニップ領域、Ｐ被記録材。

Claims

被記録材に形成された、トナーとキャリア液とを含む液体現像剤像を加熱して、前記被記録材上に前記トナーによる画像を定着させる定着装置であって、
前記被記録材に形成された液体現像剤像を加熱加圧しながら前記被記録材を搬送する第１ニップ領域を含む第１加熱加圧装置と、
前記第１加熱加圧装置よりも、前記被記録材の搬送方向の下流側に配置され、前記被記録材に形成された液体現像剤像を加熱加圧しながら前記被記録材を搬送する第２ニップ領域を含む第２加熱加圧装置と、
前記第１加熱加圧装置と前記第２加熱加圧装置との間に配置され、前記被記録材の前記液体現像剤像を非接触で加熱しながら、前記被記録材を搬送する非接触加熱装置と、を備え、
当該定着装置は、
前記被記録材を、前記第１ニップ領域、前記非接触加熱装置および前記第２ニップ領域に順次通過させる第１定着モードと、
前記被記録材を、前記第１ニップ領域を通過させずに、前記非接触加熱装置および前記第２ニップ領域を順次通過させる第２定着モードとによる動作が可能であり、
前記第１加熱加圧装置は、定着ローラーおよび前記定着ローラーの下方に位置する加圧ローラーを有し、
前記第１定着モードにおいては、
前記定着ローラーおよび前記加圧ローラーにより、前記被記録材に形成された前記液体現像剤像を加熱加圧しながら前記被記録材を搬送する第１ニップ領域を形成し、
前記第２定着モードにおいては、前記定着ローラーと前記加圧ローラーとの間を離間させて、前記第１ニップ領域を形成せずに、前記加圧ローラーにより前記被記録材を搬送する、定着装置。
被記録材に形成された、トナーとキャリア液とを含む液体現像剤像を加熱して、前記被記録材上に前記トナーによる画像を定着させる定着装置であって、
前記被記録材に形成された液体現像剤像を加熱加圧しながら前記被記録材を搬送する第１ニップ領域を含む第１加熱加圧装置と、
前記第１加熱加圧装置よりも、前記被記録材の搬送方向の下流側に配置され、前記被記録材に形成された液体現像剤像を加熱加圧しながら前記被記録材を搬送する第２ニップ領域を含む第２加熱加圧装置と、
前記第１加熱加圧装置と前記第２加熱加圧装置との間に配置され、前記被記録材の前記液体現像剤像を非接触で加熱しながら、前記被記録材を搬送する非接触加熱装置と、を備え、
当該定着装置は、
前記被記録材を、前記第１ニップ領域、前記非接触加熱装置および前記第２ニップ領域に順次通過させる第１定着モードと、
前記被記録材を、前記第１ニップ領域を通過させずに、前記非接触加熱装置および前記第２ニップ領域を順次通過させる第２定着モードとによる動作が可能であり、
前記第１加熱加圧装置は、定着ローラーおよび前記定着ローラーの下方に位置する加圧ローラーを有し、
前記第１定着モードにおいては、
前記定着ローラーおよび前記加圧ローラーにより、前記被記録材に形成された前記液体現像剤像を加熱加圧しながら前記被記録材を搬送する第１ニップ領域を形成し、
前記第２定着モードにおいては、前記定着ローラーと前記加圧ローラーとの間を離間させて、前記第１ニップ領域を形成せずに、かつ、前記定着ローラーおよび前記加圧ローラーを前記被記録材の下方に移動させた後、前記定着ローラーにより前記被記録材を搬送する、定着装置。
前記第２定着モードにおいては、前記第１加熱加圧装置は、前記被記録材に対する加圧を行なわず、前記被記録材の加熱を行なう、請求項１または請求項２に記載の定着装置。
前記第２定着モードにおいては、前記第１加熱加圧装置は、前記被記録材に対する加圧を行なわず、前記被記録材の搬送を行なう、請求項１または請求項２に記載の定着装置。
前記第２定着モードにおいては、前記第１定着モードに比べて、前記被記録材の前記液体現像剤像への非接触での加熱時間が長く設けられている、請求項１または請求項２に記載の定着装置。
請求項１から５のいずれかに記載の定着装置を備えた、画像形成装置。