JP6519394B2 - 定着装置及び画像形成装置 - Google Patents

Description

この発明は、定着装置及び画像形成装置に関するものである。

従来、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加圧しながら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被記録材の搬送方向の下流側に配置され、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、被記録材の液体現像剤像を非接触で加熱しながら被記録材を搬送する非接触加熱装置とを備え、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定着モードによる動作が可能である定着装置等が知られている（下記特許文献１）。

また、トナーとキャリア液とを含む現像剤で現像して得たトナー像を転写させた記録媒体に接触し、記録媒体に存在するキャリア液が記録媒体の内部から表面に移動するように記録媒体を加熱する加熱手段と、前記加熱手段に付着するキャリア液を除去する除去手段と、記録媒体の搬送方向において前記加熱手段の下流側に配置され、記録媒体に存在するトナーを記録媒体に定着させる定着装置等が知られている（下記特許文献２）。

さらに、レーザ光が透過可能な素材にて回転可能に構成される透明部材と、前記透明部材に対向して設けられ、その透明部材との間に接触域を形成すると共にその接触域にて前記透明部材と協働して記録材を移動搬送する対向部材と、前記透明部材の外部又は内部に設けられ、その透明部材と前記対向部材との間の接触域内に向けてレーザ光を照射するレーザ光照射装置と、前記透明部材の内部に設けられ、前記接触域にて前記透明部材を前記対向部材側に押し付けると共に記録材上の画像に対し前記レーザ光照射装置から照射されたレーザ光を前記接触域内のうち記録材の搬送方向上流側で集光する集光部材とを備えた定着装置等が知られている（下記特許文献３）。

特開２０１３−１２０３３０号公報 特開２０１３−１０１２９８号公報 特開２０１５−７２３５２号公報

この発明は、トナー及びキャリア液を含む液体現像剤で現像されたトナー像を光透過性の記録媒体に、他の構成で定着させる場合に比べて簡素な構成で且つ効率よく定着させることができる定着装置とその定着装置を用いた画像形成装置を提供するものである。

この発明（Ａ１）の定着装置は、
トナー及びキャリア液を含む液体現像剤で現像されたトナー像が保持された光透過性の記録媒体の前記トナー像を保持した面と接触し、前記記録媒体及びトナー像に存在する前記キャリア液を吸収する回転体と、
前記回転体に接触し、前記記録媒体を当該回転体に押し付けて通過させる圧接域を形成する光透過性の加圧部材と、
レーザ光を前記加圧部材の一部を透過させてから前記圧接域内に存在するときの前記記録媒体を透過させて前記トナー像に照射する照射手段と、
を備えるものである。

この発明（Ａ２）の定着装置は、上記発明Ａ１の定着装置において、前記照射手段は、前記圧接域のうちレーザ光が照射される照射域から当該圧接域の入口との間にレーザ光が照射されない第１の非照射域を存在させるよう構成されているものである。
この発明（Ａ３）の定着装置は、上記発明Ａ１又はＡ２の定着装置において、前記照射手段は、前記圧接域のうちレーザ光が照射される照射域から当該圧接域の出口との間にレーザ光が照射されない第２の非照射域を存在させるよう構成されているものである。
この発明（Ａ４）の定着装置は、上記発明Ａ１からＡ３のいずれかの定着装置において、前記回転体は、前記キャリア液を吸収する弾性吸収層を有しているものである。

また、この発明（Ｂ１）の画像形成装置は、トナー及びキャリア液を含む液体現像剤で現像されるトナー像を形成して光透過性の記録媒体に転写する画像形成部と、前記画像形成部で転写された前記トナー像を前記記録媒体に定着させる定着部と、を備え、
前記定着部は、少なくとも上記発明Ａ１からＡ４のいずれかの定着装置を用いて構成されているものである。

上記発明Ａ１の定着装置によれば、トナー及びキャリア液を含む液体現像剤で現像されたトナー像を光透過性の記録媒体に、他の構成で定着させる場合に比べて簡素な構成で且つ効率よく定着させることができる。

上記発明Ａ２の定着装置では、圧接域に第１の非照射域を存在させない構成の場合に比べて、像乱れの発生が抑制された定着ができる。
上記発明Ａ３の定着装置では、圧接域に第２の非照射域を存在させない構成の場合に比べて、より安定した定着ができる。
上記発明Ａ４の定着装置では、回転体が弾性吸収層を有しない場合に比べて、より安定した定着ができる。

上記発明Ｂ１の画像形成装置によれば、定着部において、トナー及びキャリア液を含む液体現像剤で現像されたトナー像を光透過性の記録媒体に、他の構成で定着させる場合に比べて簡素な構成で且つ効率よく定着させることができる。

実施の形態１に係る定着装置を用いた画像形成装置の構成を概念的に示す説明図である。 図１の画像形成装置における定着部を構成する定着装置の構成を概念的に示す一部断面説明図である。 図２の定着装置における要部（圧接域とその周辺部）を拡大して示す説明図である。 比較試験の内容を概念的に示す説明図である。 比較試験の結果を示す図表である。 実施の形態２に係る定着装置の構成を概念的に示す一部断面説明図である。 図６の定着装置の構成を別の断面部を用いて示す一部断面説明図である。 実施の形態３に係る定着装置の構成を概念的に示す一部断面説明図である。 実施の形態４に係る定着部の構成を概念的に示す説明図である。

以下、この発明を実施するための形態（以下、「実施の形態」という）について添付の図面を参照しながら説明する。

［実施の形態１］
図１及び図２は、実施の形態１に係る定着装置を用いた画像形成装置を概念的に示すものである。図１はその画像形成装置の構成を示し、図２はその定着装置の構成を示している。

画像形成装置１は、トナー及びキャリア液を含む液体現像剤で構成されるトナー像を形成してから光透過性の記録媒体９に転写する画像形成部２と、その画像形成部２で転写されたトナー像を記録媒体９に定着させる定着部３とを少なくとも備えている。

＜画像形成部の構成＞
画像形成部２は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及びブラック（Ｋ）の４色のトナーからなるトナー像をそれぞれ個別に形成する４つの画像形成ユニット２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃ，２０Ｋを用いて構成されている。４つの画像形成ユニット２０（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）はいずれも、液体現像剤のトナーの色が異なることを除けば、同様に、感光体の一例としての感光ドラム２１と、帯電装置２２と、露光装置２３と、現像装置２４（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）と、転写装置２５等を備えている。

感光ドラム２１は、接地処理された円筒又は円柱状の導電性基材上に感光層を形成してなるものであり、矢印で示す方向に回転駆動するよう設けられている。帯電装置２２は、感光ドラム２１の像形成領域となる外周面部分を所要の電位に帯電させる接触式又は非接触式のものである。露光装置２３は、感光ドラム２１の帯電後の像形成領域に画像情報に基づいて露光して静電潜像を形成するものである。

現像装置２４（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）は、感光ドラム２１上の静電潜像をその色成分に対応した色のトナーを含む液体現像剤で現像することでトナー像を形成する液体現像方式の現像装置である。液体現像剤は、現像ロールを介して感光ドラム２１と向き合う現像域に供給される。
液体現像剤は、紛体のトナーを電気絶縁性液体のキャリア液に分散させてなる液状の現像剤である。トナーとしては、主として、結着用樹脂と着色のための顔料や染料とを混合して平均粒径が例えば０．１〜５μｍの紛体（微粒子）としたものが使用される。結着用樹脂として、例えば、ポリスチレン樹脂、スチレンアクリル樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル系樹脂等の熱可塑性樹脂が用いられる。また、トナーには、必要に応じてレーザ光（のエネルギー）を所望量吸収させるため赤外線吸収剤等が添加される。キャリア液としては、例えば、パラフィン系オイル、エーテル系オイル、シリコーン系オイル等が使用される。このキャリア液は、不揮発性のものを使用されるが、揮発性のものを使用しても構わない。また、液体現像剤は、キャリア液に、トナーを現像剤全体に対する質量割合が例えば５〜３０％程度になるよう配合して作製される。さらに、液体現像剤の粘度は、２５℃において０．１ｍＰａ・ｓ以上且つ１０００Ｐａ・ｓ以下の範囲内の値であることが望ましい。特に粘度が１０００Ｐａ・ｓより大きくなると、液体現像剤の攪拌やその搬送（搬液）等の取り扱いが困難となり、均一な液体現像剤を供給するための装置の負担が大きくなる。

転写装置２５は、感光ドラム２１上に形成されるトナー像を最終的に記録媒体９に転写させるものである。実施の形態１における転写装置２５は、感光ドラム２１上のトナー像を一時的に転写して搬送する中間転写体の一例としての中間転写ロール２６と、中間転写ロール２６に転写されたトナー像を記録媒体９に転写する最終転写ロール２７とで構成されている。中間転写ロール２６は、感光ドラム２１の転写位置で接触して矢印で示す方向に従動回転するよう設けられている。最終転写ロール２７は、中間転写ロール２６の転写位置で接触して従動回転するよう設けられている。また、中間転写ロール２６と感光ドラム２１との間には、感光ドラム２１上のトナー像を静電作用により中間転写ロール２６へ転写させるための一次転写電圧が供給される。最終転写ロール２７と中間転写ロール２６との間には、中間転写ロール２６上のトナー像を静電作用により記録媒体９へ転写させるための二次転写電圧が供給される。

光透過性の記録媒体９としては、例えば、連続する透明フィルムが使用される。光透過性とは、少なくともレーザ光を透過させることができる性質のことをいう。また、透明とは、光透過性を有する無色又は有色の透明である。光透過性及び透明については、これ以降においても同様である。この透明フィルムは、例えば、図示しない記録媒体の送出し供給部から画像形成部２にむけて送り出されて供給されるとともに、画像形成部２及び定着部３をこの順に通過した後に図示ない回収部に巻き取る等の状態で回収されるようになっている。
上記透明フィルムとしては、例えば、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート），ＯＰＰ（オリエンテッドポリプロピレン)，ＯＮＹ（延伸ナイロン）等からなるフィルムが使用される。ＰＥＴフィルムは、ポリエチレンテレフタレート材を二軸延伸加工して得られるフィルムであり、耐熱性、寸法安定性、透明性、機械適性に優れている。ＯＰＰフィルムは、ポリプロピレン材を二軸延伸加工して得られるフィルムであり、透明性、防湿性に優れている。このＯＰＰフィルムは、例えば、ラミネートフィルムのベース材として使用されており、食品の分野をはじめ幅広い分野で活用されている。ＯＮＹフィルムは、ナイロン６を二軸延伸加工して得られるフィルムであり、ピンホール、衝撃、摩耗などに強く、耐熱、耐寒、バリアー性などに優れ、主に食品用、重袋用、工業雑貨用のフィルム材として使用されている。

このような画像形成部２では、以下のようにして液体現像剤で現像されるトナー像を形成して光透過性の記録媒体９に転写する。

画像形成部２の各画像形成ユニット２０（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）では、画像形成動作時になると、回転始動する各感光ドラム２１の外周面の像形成領域が各帯電装置２２により所要の電位にそれぞれ帯電させられた後、その各感光ドラム２１の帯電した像形成領域に各露光装置２３から各色成分の画像信号に対応した光がそれぞれ照射されて各色成分に対応した静電潜像が形成される。続いて、各感光ドラム２１に形成された各色成分の静電潜像は、対応する現像装置２４（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）を通過する際に、液体現像剤が供給されて現像されることで、前記４色（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）のいずれかの色のトナー像として各感光ドラム２１上に形成される。

そして、各感光ドラム２１上に形成された各トナー像は、各転写装置２５における中間転写ロール２６にそれぞれ転写された後、中間転写ロール２６を介して最終転写ロール２７と対峙する転写位置まで搬送される。一方、転写装置２５における中間転写ロール２６と最終転写ロール２７の間には、光透過性の記録媒体９が連続して供給されている。これにより、各中間転写ロール２６に転写された各トナー像は、最終転写ロール２７の転写作用により光透過性の記録媒体９に順次転写される。この各画像形成ユニット２０（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）で各トナー像（Ｔ）が転写された光透過性の記録媒体９は、次工程の定着部３にむけて搬送されて移動する。

なお、この液体現像方式を採用する画像形成部２では、各画像形成ユニット２０において感光ドラム２１からトナー像が中間転写ロール２６に転写される際、その感光ドラム２１上に存在する液体現像剤のキャリア液の一部が中間転写ロール２６に転写される。しかも、その中間転写ロール２６からトナー像が記録媒体９に転写される際にも、中間転写ロール２６上に存在する液体現像剤のキャリア液の一部が記録媒体９に転写される。記録媒体９に転写されたキャリア液は、記録媒体９が上記透明フィルムであれば、記録媒体９に浸透することがない。また、そのキャリア液は、不揮発性のものであれば、揮発して減少又は消失することもない。
一方、画像形成部２は、各画像形成ユニット２０における感光ドラム２１のトナー像転写後に残留する液体現像剤が図示しないドラム清掃装置により除去され、また、転写装置２５における中間転写ロール２６のトナー像転写後に残留する液体現像剤が図示しないロール清掃装置により除去されるようになっている。

＜定着部の構成＞
定着部３は、次の構成からなる定着装置４Ａを用いて構成されている。

定着装置４Ａは、図１や図２に示されるように、画像形成部２においてトナー及びキャリア液Ｃを含む液体現像剤で現像されたトナー像Ｔが保持された光透過性の記録媒体９のトナー像Ｔを保持した面９ａと接触し、記録媒体９及びトナー像Ｔに存在するキャリア液Ｃを吸収する回転体５と、回転体５に接触し、回転体５に記録媒体９を押し付けて通過させる圧接域ＮＰを形成する光透過性の加圧部材６と、レーザ光Ｌｂを加圧部材６の一部を透過させてから圧接域（ニップ）ＮＰ内に存在するときの記録媒体９を透過させてトナー像Ｔに照射する照射手段７と、を備えるものである。上記トナー像Ｔは、未定着の像である。また、図１では定着部３を画像形成部２と別体であるように便宜上示しているが、定着部３は画像形成部２と一体的に構成されている。

回転体５は、記録媒体９及びトナー像Ｔに存在するキャリア液Ｃを可能な限り吸収することができる構造物である。この回転体５としては、例えば、ロール基体５１と、ロール基体５１の外周面に設ける弾性吸収層５３と、弾性吸収層５３の外周面に設ける最外層５５で構成される吸収ロール５Ａが使用される。
また、回転体５は、回転自在に設けられるとともに、図示しない回転駆動装置からの動力を受けて記録媒体９を通過移動させるべき方向に回転駆動するよう構成されている。

上記ロール基体５１としては、例えば金属等の材料を用いて作製される円筒状の基体が用いられる。また、上記弾性吸収層５３は、キャリア液を吸収することができる弾性を有する層である。弾性は、吸収層５３が加圧部材６と圧接したときに弾性的に変形して圧接域ＮＰを形成できる程度のものであることが好ましい。この弾性吸収層５３としては、例えば、連続気泡を有する多孔質の弾性材料を用いて構成される。連続気泡は、キャリア液Ｃを毛細管現象等により急速に吸収して保持することができる程度の特性を示す連続した気泡である。さらに、上記最外層５５としては、例えば、通気性とトナーに対する離型性を有する多孔質フィルム材（フッ素樹脂等からなる延伸多孔質フィルムなど）等を用いて構成される。

また、吸収ロール５Ａからなる回転体５には、図２に示されるように、回転体５（主に吸収ロール５Ａの弾性吸収層５３）が吸収したキャリア液Ｃを回収する回収装置８０が装備されている。
回収装置８０としては、例えば、回転体５の外周面に接触して従動回転するとともに回転体５が保持するキャリア液Ｃを吸着して回収する回収ロール８１と、回収ロール８１の外周面に接触してその外周面に付着する回収キャリア液Ｃｂをかき取る除去部材８２と、除去部材８２でかき取った回収キャリア液Ｃｂを収容する収容容器８３とで構成される吸着式の装置が用いられる。

加圧部材６は、回転体５との間で記録媒体９を回転体５に押し付けて通過させる圧接域ＮＰを形成することができる光透過性の部材で構成されるものである。圧接域ＮＰは、例えば、記録媒体９が通過する方向における幅寸法（通過距離）が５〜１５ｍｍ程度の値になる領域として形成される。

このような加圧部材６としては、例えば、透明の回転体６１が用いられる。透明の回転体６１としては、石英ガラス等の材料を用いて製作される円筒状の透明ロールが適用される。この透明の回転体６１は、照射手段７から照射されるレーザ光を圧接域ＮＰに集光させる集光部材として機能するよう使用される。このため、透明の回転体６１は、所要の集光作用が得られるように、その直径、厚み等の条件が設定される。また、透明の回転体６１は、その回転体の屈折率等を調整するため、その円筒の内部空間に水、オイル等の透明な液体６９を、例えばその内部空間が完全に充填される量だけ封入することができる。
透明の回転体６１からなる加圧部材６は、回転自在に設けられるとともに、回転駆動する回転体５である吸収ロール５Ａの外周面に所要の圧力で接触するよう図示しない加圧機構で弾性的に加圧された状態で設けられている。

照射手段７は、レーザ光Ｌｂを、加圧部材６の一部を透過させてから圧接域ＮＰ内に存在する記録媒体９を透過させてトナー像Ｔに照射することができるものである。この照射手段７としては、所要の発振波長（例えば７００〜１０００ｎｍ）のレーザ光Ｌｂを発生（発振）させるレーザ光源７１、必要な光学部品等で構成される装置が使用される。レーザ光源７１は、圧接域ＮＰの長手方向（記録媒体９の通過方向とほぼ直交する方向又は回転体６の回転軸方向）にそってレーザ光Ｌｂを連続させた状態（ライン状）で照射することができるよう、複数のものが用いられるとともに必要な調整が施された状態に配置される。

また、照射手段７は、例えば、透明の回転体６１からなる加圧部材６の外部の位置であって加圧部材６を挟んで回転体５とは反対側の位置に配置される。このため、このときの照射手段７は、レーザ光源７１から発生させるレーザ光Ｌｂを、透明の回転体６１の一部を透過させた後に圧接域ＮＰ内に到達させるよう照射させることになる。これにより、この照射手段７から発振されるレーザ光Ｌｂは、円筒形の透明の回転体６１の肉圧部（又は壁）を２回透過して屈折させられた後に、圧接域ＮＰ内に集光させられた状態で照射される。
また、照射手段７は、例えば、図示しない制御手段により、そのレーザ光Ｌｂの照射動作が、定着対象のトナー像Ｔを保持する記録媒体９の部分が圧接域ＮＰ内に存在して通過するときに限定されて実行されるよう設定されている。この場合、トナー像Ｔの圧接域ＮＰ内に導入されて通過する時期は、例えば、画像形成部２においてトナー像が記録媒体９に転写される開始時点及び終了時点から圧接域ＮＰに到達して通過するまでの所要時間を推測して得られる予測情報などが利用される。

さらに、照射手段７は、図３に示されるように、圧接域ＮＰの記録媒体９が通過する方向Ｄにおいてほぼ中央部となる領域にレーザ光Ｌｂが集光されて照射される照射域（Ｅ２）を存在させるよう構成されている。
これにより、この照射手段７は、圧接域ＮＰのうちレーザ光Ｌｂの照射域（Ｅ２）から圧接域ＮＰの入口との間にレーザ光Ｌｂが照射されない入口側の非照射域（Ｅ１）を存在させるとともに、圧接域ＮＰのうちレーザ光Ｌｂの照射域（Ｅ２）から圧接域ＮＰの出口との間にレーザ光Ｌｂが照射されない出口側の非照射域（Ｅ３）を存在させるよう構成していることになる。このうち入口側の非照射域（Ｅ１）は、後述するように回転体５がキャリア液Ｃを吸収し始める液吸収領域として利用される。また、出口側の非照射域（Ｅ３）は、後述するようにレーザ光の照射域（Ｅ２）でレーザ光の照射を受けて溶融されたトナー像Ｔのトナーを冷却する冷却領域として利用される。
ちなみに、圧接域ＮＰの記録媒体通過方向Ｄに沿う寸法を５〜１５ｍｍ程度とした場合、例えば、照射域（Ｅ２）の同寸法を０．２±０．１ｍｍ程度とし、入口側の非照射域（Ｅ１）の幅寸法（入口から照射域までの距離）を３〜１０ｍｍ程度とし、出口側の非照射域（Ｅ３）の同寸法（照射域から出口までの距離）を２〜１２ｍｍ程度とする。

＜定着部の動作＞
この定着部３（定着装置４Ａ）による定着は、次のように行われる。

定着部３では、図１、図２等に示されるように、定着装置４Ａにおける回転体５（５Ａ）が回転駆動するとともに、定着装置４Ａにおける加圧部材６（６１）が回転体５（５Ａ）に接触して圧接域ＮＰを形成しながら従動回転する。そして、定着部３による定着は、定着装置４Ａにおける圧接域ＮＰに対し、画像形成部２で転写されたトナー像Ｔを保持する光透過性の記録媒体９が導入されることで開始される。この際、記録媒体９は、圧接域ＮＰに導入されると、回転体５（５Ａ）と加圧部材６（６１）に挟持された状態で圧接部ＮＰを通過するよう搬送される。

まず、圧接域ＮＰに導入された記録媒体９は、圧接域ＮＰにおいて、トナー像Ｔを保持した面（像保持面）９ａが回転体５である吸収ロール５Ａに接触する一方で、その像保持面９ａと反対側の非像保持面９ｂ側に接触する加圧部材６である透明の回転体６１により加圧されて吸収ロール５Ａに押し付けられる。なお、圧接域ＮＰに導入されるときの記録媒体９には、前述したように像保持面９ａ側に液体現像剤のキャリア液Ｃがトナー像Ｔの内部も含めて存在している。

これにより、圧接域ＮＰでは、その入口側の非照射域（Ｅ１）において記録媒体９の像保持面９ａ上に存在するキャリア液Ｃが、回転体５の吸収ロール５Ａにより吸収され始める。
この際、吸収ロール５Ａは、キャリア液Ｃをその最外層５５を通過させて弾性吸収層５３に吸収して保持する。このときの吸収ロール５Ａは、弾性吸収層５３が弾性を有しているので、記録媒体９のトナー像Ｔに起因して存在する像保持面９Ａの凹凸に追従して弾性変形し、これにより像保持面９Ａとの密着性が向上して、キャリア液Ｃの優れた吸収能力が発揮される。また、吸収ロール５Ａは、弾性吸収層５３に吸収されたキャリア液Ｃが回収装置８０によって回収され、これにより再びキャリア液Ｃを吸収する能力が回復する。なお、回転体５の吸収ロール５Ａによるキャリア液Ｃの吸収は、記録媒体９が圧接域ＮＰ内に存在している間、継続して行われる。
また、入口側の非照射域（Ｅ１）におけるキャリア液Ｃの吸収は、例えば、記録媒体９としてキャリア液を吸収しない又はしにくい性質の媒体（フィルム、樹脂コート材など）を適用する場合や、キャリア液Ｃとして不揮発性のものを適用する場合に、キャリア液の存在による定着不良を誘発することを未然に防ぐことが可能になり、特に有益である。

続いて、記録媒体９は、圧接域ＮＰのほぼ中央部にある照射域（Ｅ２）に達すると、照射手段７から発振されるレーザ光Ｌｂが、加圧部材６である透明の回転体６１の一部を透過した後に記録媒体９である透明フィルムを透過してトナー像Ｔに向けて照射される。この際、レーザ光Ｌｂは、加圧部材６である透明の回転体６１の一部（レーザ光の光路と重なる２箇所や透明な液体６９）を透過して集光された後、記録媒体９の像非保持面９ｂから入射してトナー像Ｔに達するように進む。
これにより、レーザ光Ｌｂが照射されたトナー像Ｔの部分を構成するトナーは、圧接域ＮＰ内において記録媒体９と接する界面の方から溶融し始めるとともに、圧接域ＮＰにおける加圧作用を受けながら記録媒体９の透明フィルムに接着し始める。

最後に、記録媒体９は、圧接域ＮＰにおける出口側の非照射域（Ｅ３）を通過する際、非照射域（Ｅ３）の手前の照射域（Ｅ２）でレーザ光Ｌｂを照射されて溶融するトナー像Ｔのトナーがレーザ光Ｌｂの照射を受けずに通過することになり、自然冷却され始める。
これにより、トナー像Ｔは、自然冷却により固化し始めるので、記録媒体９である透明フィルムに定着される。図２における符号ＦＴは、記録媒体９に定着された後のトナー像を示す。

以上の定着部３による定着は、定着装置４Ａの圧接域ＮＰにおいて、キャリア液の吸収（除去）と記録媒体９側からのレーザ光照射によるトナー像Ｔの溶融とをほぼ同時に行うことになるので、液体現像剤で現像されたトナー像Ｔを光透過性の記録媒体９に効率よく定着させることができる。
このため、この定着部３による定着では、例えば、レーザ光を照射してトナー像を溶融（定着）させるに先立ってキャリア液を除去する工程（装置）を別途設ける必要がなく、また、そのキャリア液の除去を行うに先立ってトナー像の乱れを防止するために仮定着する工程（装置）を更に追加して設ける必要がない。また、キャリア液除去手段や仮定着手段を設ける必要がない分だけ（別言すれば、キャリア液の除去手段とレーザ照射による定着手段が１つの定着装置に装備された構成になっている分だけ）、定着装置４Ａを簡素な構成にすることが可能になる。

また特に、定着部３における定着装置４Ａでは、その圧接域ＮＰが、記録媒体９の通過方向Ｄの下流側にむけて、入口側の非照射域（Ｅ１）、レーザ光の照射域（Ｅ２）及び出口側の非照射域（Ｅ３）という３つ領域に区分されている（図３）。

これにより、最初に、入口側の非照射域（Ｅ１）において記録媒体９上に存在するキャリア液の吸収が回転体５により行われ、続いて、レーザ光の照射域（Ｅ２）においてキャリア液が低減された記録媒体９上のトナー像のレーザ光照射による溶融（加熱）が行われる。このため、トナー像Ｔは、キャリア液が低減された状態でレーザ光の照射を受けて瞬間的に溶融されるようになり、しかも、キャリア液の介在が少ない状態で記録媒体９に接着するようになる。また、トナーがレーザ光の照射による溶融して流動する前にキャリア液の除去が開始されるので、キャリア液を効率的に吸収（除去）することが可能になる。
この点、例えば、定着装置４Ａにおいて回転体５がキャリア液を吸収することができない回転体であった場合には、次の不具合がある。すなわち、記録媒体９上に存在するキャリア液は、圧接域ＮＰに導入されるときにその回転体（記録媒体９も含む）に吸収されることがないので、圧接域ＮＰの入口側に押し戻されるようになる。この結果、未定着のトナー像Ｔを構成するトナーも、そのキャリア液と一緒に押し戻されるように移動させられるので、像乱れが発生してしまう。

次に、出口側の非照射域（Ｅ３）においてレーザ光の照射で溶融したトナー像Ｔの自然冷却が圧接域ＮＰに挟まれた状態で行われる。このため、トナー像Ｔは、像乱れの発生が抑制されつつ記録媒体９への定着が促進されるようになり、また、確実な冷却が行われることにより固化され始めることで回転体５からの剥離がされやすくなる。
これに対し、この定着装置４Ａにおいて圧接部ＮＰに出口側の非照射域（Ｅ３）を存在させないように構成した場合には、上記トナー像Ｔの自然冷却がなされなくなるので、上述したトナー像Ｔの定着の促進や回転体５からの剥離性の向上が得られなくなる。

そして、この定着装置４Ａでは、光透過性の記録媒体９上に保持された未定着のトナー像Ｔに対し、記録媒体９の像非保持面（背面）９ｂからレーザ光Ｌｂを透過させて照射しているので、以下の利点がある。

まず、トナー像Ｔは、記録媒体９に接している界面側のトナー（部分）から溶融し始めて記録媒体９に対する接着力が直接的に発生するので、例えばレーザ光Ｌｂをトナー像Ｔの表面側（像保持面９ａ側）から照射する場合に比べて効率の良い定着がなされる。
また、トナー像Ｔは、圧接域ＮＰにおいて回転体５である吸収ロール５Ａとの界面側のトナー（部分）が記録媒体９との界面側のトナー（部分）よりも遅れて溶融し、その温度も相対的に低い状態にあるので、例えばレーザ光Ｌｂをトナー像Ｔの表面側（像保持面９ａ側）から照射する場合に比べて、圧接域ＮＰで吸収ロール５Ａの多孔質からなる最外層５５に接触しても、トナー像Ｔを構成するトナーの一部が分断されて吸収ロール５Ａ側に転移するおそれや、あるいは乱されるおそれがない。
さらに、トナー像Ｔは、圧接域ＮＰにおいて上述した溶融する時期にわずかなずれが生じるとともに加圧作用を受けるので、そのトナー像Ｔの内部（トナー粒子どうしの隙間）に存在するキャリア液Ｃが、吸収ロール５Ａに接している界面側の未溶融のトナーどうしにおける隙間（空隙）を通して吸収ロール５Ａ側に押し出され、最後に吸収ロール５Ａにより吸収される。このため、トナー像Ｔの内部にキャリア液Ｃが存在したままで行う定着の場合のような定着不良（例えばキャリア液の介在により、トナーの記録媒体９との接着力が十分に得られない現象）や、画質不良（例えば所望の色再現性、濃度、光沢性が得られない現象）が発生することが抑制される。

＜比較試験＞
以下、記録媒体９上に保持された未定着のトナー像Ｔに対して記録媒体９の像非保持面（背面）９ｂからレーザ光Ｌｂを透過させて照射することの有利性を確認するために行った比較試験について説明する。

比較試験は、図４に示されるように、光透過性の記録媒体９上にシアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）及びイエロー（Ｙ）の色のトナー層をこの順に下から３層積み重ねた状態で転写させて同じレーザ光照射による定着を行うときに、レーザ光Ｌｂを記録媒体９の像保持面９ａ（第３層）側から照射する場合と、レーザ光Ｌｂを記録媒体９の像非保持面９ｂ（第１層）側から照射する場合とで、その３つの各トナー層がレーザ光照射により吸収するエネルギーの割合をそれぞれ測定した。
この際、上記各色のトナー層を構成する各トナーとしてはいずれも、ポリエステル樹脂からなる平均粒径が約６μｍのトナーを使用した。また、各トナーには、単層トナーのときのレーザ光吸収量が８０％になるように赤外線吸収剤を添加した。記録媒体９としては、ＯＰＰフィルムからなる厚さ約０．０２ｍｍの透明樹脂フィルムを使用した。レーザ光Ｌｂは、発振波長が９００ｎｍ、照射幅が０．１５ｍｍからなる条件のものを照射した。各トナー層のエネルギー吸収割合については、ＯＰＰフィルム上に上記各色のトナー層を個々に形成して定着した画像サンプルに上記レーザ光Ｌｂを照射したときに透過する光エネルギーを測定した。

この比較試験の結果を図５に示す。この結果から、レーザ光Ｌｂを記録媒体９の像非保持面９ｂ（第１層）側から照射した場合は、レーザ光Ｌｂを記録媒体９の像保持面９ａ（第３層）側から照射した場合した場合に比べて、記録媒体９との界面側のトナー（部分）のエネルギー吸収量が多くなることがわかる。
これは、同じエネルギーのレーザ光Ｌｂを照射して定着を行う場合、そのレーザ光Ｌｂを像非保持面９ｂ（第１層）側から照射した方が記録媒体９との界面側のトナー（部分）が良く溶けるということになる。また、同じ定着性を得る場合、レーザ光Ｌｂを像非保持面９ｂ（第１層）側から照射した方が相対的に少ないレーザ光のエネルギーで済むということになる。本発明者の実験によれば、このレーザ光Ｌｂのエネルギーについては像非保持面９ｂ（第１層）側から照射した方が３割程度削減できるという結果が得られている。

［実施の形態２］
図６及び図７は、実施の形態２に係る定着部３を構成する定着装置４Ｂを概念的に示すものである。図６は定着装置４Ｂの構成を示している。図７は図６の定着装置４Ｂにおける回転体及び回収装置を示し、特に回転体をその回転軸に沿って切断した状態で示している。

実施の形態２に係る定着装置４Ｂは、回転体５について他の構成の吸引ロール５Ｂに変更し、回収装置について他の構成の回収装置８５に変更した以外は実施の形態１に係る定着装置４Ａと同じ構成からなるものである。このため、実施の形態２に関する説明においては、実施の形態１に係る定着装置４Ａと同じ構成部分には同じ符号を付し、その説明を必要なとき以外は省略する（この点はこれ以後の実施の形態においても同様である）。

この定着装置４Ｂは、図６に示されるように、その基本的な構成は実施の形態１に係る定着装置４Ａの場合と同様に、液体現像剤で現像されたトナー像Ｔを保持した光透過性の記録媒体９のトナー像Ｔを保持した面と接触し、記録媒体９及びトナー像Ｔに存在するキャリア液Ｃを吸収する回転体５と、回転体５に接触し、回転体５に記録媒体９を押し付けて通過させる圧接域ＮＰを形成する光透過性の加圧部材６と、レーザ光Ｌｂを加圧部材６の一部を透過させてから圧接域ＮＰ内に存在する記録媒体９を透過させてトナー像Ｔに照射する照射手段７と、を備えるものである。

回転体５としては、例えば、孔開きロール基体５２と、そのロール基体５２の外周面に設ける吸収支持層５４と、吸収支持層５４の外周面に設ける弾性吸収層５３と、弾性吸収層５３の外周面に設ける最外層５５で構成される吸引ロール５Ｂが使用される。

このうち孔開きロール基体５２は、例えば金属等の材料を用いて作製される円筒状の基体であって、その外周面に内部空間Ｓに貫通する通気孔５６をほぼ均等に配置するように設けたものが用いられる。この孔開きロール基体５２は、その一方の端部に端部部材５７が取り付けられて内部空間Ｓが閉鎖されており、その他方の端部に内部空間Ｓと連続する貫通孔が形成された開口端部部材５８が設けられている。
また、上記吸収支持層５４は、後述する吸引式の回収装置８５による吸引を行う際にその吸引力の影響を受けて弾性吸収層５３が潰れるように変形してしまうことを防止するための通気性を有する層である。このような吸収支持層５４としては、例えば、ポリエチレン等の合成樹脂粉末を焼結して得られる焼結体が適用される。

回収装置８５は、回転体５である吸引ロール５Ｂにおける孔開きロール基体５２の開口端部部材５８と接続されて延びる通気管８６と、通気管８６の末端部に接続されて吸気により吸引ロール５Ｂの内部空間Ｓに吸引力を及ぼす吸気装置８７と、通気管８６の途中に設けられて吸引ロール５Ｂから吸引されるキャリア液Ｃを含む空気Ｍからキャリア液Ｃを分離して除去する分離装置８８とで構成される吸引式の装置が用いられる。吸気装置８７としては、例えば真空ポンプ等が適用される。分離装置８８としては、キャリア液を分離することが可能なフィルターを装備する装置や、キャリア液を分離することが可能なフィルターを装備する装置や、必要によってはオイルミストを分離する気液分離フィルターを装備する装置等が適用される。

この定着部３（定着装置４Ｂ）による定着は、主にキャリア液の吸収形式が異なる以外は、前述した実施の形態１に係る定着部３（定着装置４Ａ）による定着とほぼ同様に行われる。

特に定着装置４Ｂにおいては、圧接域ＮＰに導入された記録媒体９の像保持面９ａ上に存在するキャリア液Ｃが、入口側の非照射域（Ｅ１）を始めとして圧接域ＮＰの全域において回転体５の吸引ロール５Ｂによって吸収（吸引）される。
この際、吸引ロール５Ｂでは、回収装置８５における吸気装置８７の吸気作用に基づく吸引力が、孔開きロール基体５２、吸収支持層５４、弾性吸収層５３及び最外層５５をこの順に通して像保持面９ａに及ぶ。
像保持面９ａ及びトナー像Ｔに存在するキャリア液Ｃは、吸引ロール５Ｂにおいて最外層５５を通して弾性吸収層５３に毛細管現象等により吸収されるが、それに併せて、図７に示されるように、吸引ロール５Ｂが回収装置８５による吸引力を受けることにより、最外層５５、弾性吸収層５３及び吸収支持層５４を通過して、孔開きロール基体５２の通気孔５６からロール基体５２の内部空間Ｓに吸引されて集められる。その後、吸引されたキャリア液Ｃは、通気管８６を通して分離装置８８に搬送された後、その分離装置８８において空気Ｍと分離された状態で回収される。

ちなみに、この定着装置４Ｂにおいては、吸引ロール５Ｂとして、孔開きロール基体５２と弾性吸収層５３との間に吸収支持層５４を設けたものを採用している。このため、キャリア液の吸引に際しては、回収装置８５の吸引力が孔開きロール基体５２における複数の通気孔５６に集中して弾性吸収層５３の通気孔５６に対応する部位に局所的に及ぶことが弾性吸収層５３よりも硬い吸収支持層５４の介在により緩和されて弾性吸収層５３の上記部位やその周辺部が変形しにくくなる。この結果、定着装置４Ｂにおいては、弾性吸収層５３の上記部位やその周辺部における連続する気泡が押しつぶされてキャリア液を吸引する作用が十分に発揮されなくなることが防止され、弾性吸収層５３の吸収性能がその全域においてほぼ均等に且つ安定して確保される。

［実施の形態３］
図８は、実施の形態３に係る定着部３を構成する定着装置４Ｃを概念的に示すものである。

実施の形態３に係る定着装置４Ｃは、加圧部材６について他の構成の加圧部材６Ｂに変更した以外は実施の形態１に係る定着装置４Ａと同じ構成からなるものである。
すなわち、定着装置４Ｃにおける加圧部材６Ｂは、光透過性を有するベルト６２と、ベルト６２を回転体５（吸収ロール５Ａ）に押し付けて圧接域ＮＰを形成するとともに照射手段７からのレーザ光Ｌｂを透過させて圧接域ＮＰ内に集光させる加圧兼用集光部材としての加圧レンズ（パッド）６３と、ベルト６２を加圧レンズ６３を含めて回転可能に架け回して支持する複数の支持ロール６４〜６７とで構成されている。

このうちベルト６２としては、例えば、透明ポリイミド等の材料を用いて作製される透明なベルトが使用される。このベルト６２は、複数の支持ロール６４〜６７に回転自在に支持されて回転体５の回転力により従動回転する構成にするか、あるいは複数の支持ロール６４〜６７のいずれか１つを駆動ロールとすることで回転駆動するように構成される。加圧レンズ６３としては、例えば、透明ガラス、透明ポリカーボネート等の透明な材料を用いて加圧作用及び集光作用の双方が得られるよう所要の形状に成形したものが使用される。加圧レンズ６３は、回転体５と接する側の部位の断面が半円形、湾曲形等の形状になっている。また、加圧レンズ６３は、図示しない保持部材に保持されるとともに、図示しない加圧機構により所要の圧力で回転体５に押し付けられた状態で支持される。

照射手段７は、上記加圧部材６Ｂの採用により、例えばベルト６２の内側に存在する空間（内部）に存在するよう配置される。この場合、照射手段７は、レーザ光Ｌｂを、加圧レンズ６３及びベルト６２をこの順で透過させた後に圧接域ＮＰ内に集光させた状態で照射できるように構成されている。

この定着部３（定着装置４Ｃ）による定着は、主に加圧部材６Ｂの採用に伴う構造的な変更が発生する以外は、前述した実施の形態１に係る定着部３（定着装置４Ａ）による定着とほぼ同様に行われる。

特に定着装置４Ｃにおいては、回転駆動する回転体５（５Ａ）に、透明のベルト６２がその内周面から加圧レンズ６３に押し付けられることにより、圧接域ＮＰが形成される。また、照射手段７から発振されるレーザ光Ｌｂが、加圧レンズ６３及びベルト６２の一部を透過してから圧接域ＮＰにおける照射域（Ｅ２）に集光され、その圧接域ＮＰ内に存在する記録媒体９を透過してトナー像Ｔに照射される。

なお、実施の形態３においては、定着装置４Ｃにおける照射手段７をベルト６２の外側の位置（外部）に配置しても構わない。また、定着装置４Ｃにおける吸収ロール５Ａ及び回収装置８０を例えば実施の形態２における吸引ロール５Ｂ及び回収装置８５に変更していもよい。

［実施の形態４］
図９は、実施の形態４に係る定着部３を概念的に示すものである。

実施の形態４に係る定着部３は、キャリア液の吸収とレーザ光を背面側から照射する（第１の）定着装置４に加えて、その定着装置４よりも記録媒体９の搬送方向下流側の位置に第２の定着装置１００を設けたものである。
第２の定着装置１００は、第１の定着装置４で定着されたトナー像ＦＴを記録媒体９に再び定着させるものである。第２の定着装置１００としては、例えば、トナー像ＦＴを加熱するロール形態、ベルト形態等の加熱用回転体１１０と、加熱用回転体１１０に接触して圧接域ＮＰを形成するロール形態、ベルト形態等の加圧用回転体１２０とを少なくとも備えたものが使用される。

このような定着部３では、第１の定着装置４による定着と第２の定着装置１００による定着とが行われるので、液体現像剤で現像して得られるトナー像Ｔの光透過性の記録媒体９への定着をより確実に行うことができる。
ちなみに、この第２の定着装置１００は、第１の定着装置４において記録媒体９等に存在するキャリア液がほぼ吸収されて除去されているので、キャリア液を吸収する機能は不要である。また、第２の定着装置１００は、第１の定着装置４を仮の定着を行う定着装置として機能させる場合、最終的な定着（本定着）を行う定着装置として機能させることができる。

［他の実施の形態］
実施の形態１〜４では、定着装置４における圧接域ＮＰとして、入口側の非照射域（Ｅ１）及び出口側の非照射域（Ｅ３）の双方を存在させる構成例を示したが、その２つの非照射域のいずれか一方を存在させないように構成しても構わない。この場合は、省略された非照射域の前述した作用効果が得られなくなる。
また、定着装置４における回転体５としては、ベルト形態のものを適用することも可能である。さらに、定着装置４における加圧部材６としては、記録媒体９を通過させる圧接域ＮＰを形成することが可能であれば、固定的に設置される形態の部材を適用することもできる。

実施の形態１〜４では、光透過性の記録媒体９として、連続する透明のフィルムを適用する場合を例示したが、例えば、所要のサイズ及び形状に裁断された光透過性のフィルム又はシートを適用することも可能である。

画像形成装置１における画像形成部２は、実施の形態１等で例示した構成のものに限定されず、液体現像剤で現像したトナー像Ｔを形成するとともにそのトナー像Ｔを光透過性の記録媒体９に転写することが可能な構成のものであればよい。

１ …画像形成装置
２ …画像形成部
３ …定着部
４（４Ａ，４Ｂ，４Ｃ）…定着装置
５Ａ，５Ｂ…吸収ロール（回転体の一例）
６，６Ｂ…加圧部材
７ …照射手段
９ …光透過性の記録媒体
５３…弾性吸収層
Ｃ …キャリア液
Ｔ …トナー像
ＮＰ…圧接域
Ｌｂ…レーザ光
Ｅ１…入口側の非照射域（第１の非照射域）
Ｅ２…照射域
Ｅ３…出口側の非照射域（第２の非照射域）

Claims (5)

1. トナー及びキャリア液を含む液体現像剤で現像されたトナー像が保持された光透過性の記録媒体の前記トナー像を保持した面と接触し、前記記録媒体及びトナー像に存在する前記キャリア液を吸収する回転体と、
   前記回転体に接触し、前記記録媒体を当該回転体に押し付けて通過させる圧接域を形成する光透過性の加圧部材と、
   レーザ光を前記加圧部材の一部を透過させてから前記圧接域内に存在するときの前記記録媒体を透過させて前記トナー像に照射する照射手段と、
   を備える定着装置。
2. 前記照射手段は、前記圧接域のうちレーザ光が照射される照射域から当該圧接域の入口との間にレーザ光が照射されない第１の非照射域を存在させるよう構成されている請求項１に記載の定着装置。
3. 前記照射手段は、前記圧接域のうちレーザ光が照射される照射域から当該圧接域の出口との間にレーザ光が照射されない第２の非照射域を存在させるよう構成されている請求項１又は２に記載の定着装置。
4. 前記回転体は、前記キャリア液を吸収する弾性吸収層を有している請求項１乃至３のいずれかに記載の定着装置。
5. トナー及びキャリア液を含む液体現像剤で現像されるトナー像を形成して光透過性の記録媒体に転写する画像形成部と、
   前記画像形成部で転写された前記トナー像を前記記録媒体に定着させる定着部と、
   を備え、
   前記定着部は、少なくとも請求項１乃至４のいずれかに記載の定着装置を用いて構成されている画像形成装置。

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