JPH08137277A

JPH08137277A - 画像形成装置

Info

Publication number: JPH08137277A
Application number: JP29588494A
Authority: JP
Inventors: Masahiko Itaya; 正彦板谷; Yasushi Hasegawa; 泰長谷川
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1994-11-04
Filing date: 1994-11-04
Publication date: 1996-05-31

Abstract

(57)【要約】【目的】装置の小型化を図ることができ、且つ、熱に
より画像支持体が損傷されるのを防止することができる
画像形成装置を提供する。【構成】液体現像剤によって感光体１０上に形成され
た静電潜像を現像することにより感光体１０上にトナー
像を形成し、このトナー像を紙Ｐに転写定着する画像形
成装置であって、感光体１０上に形成されたトナー像を
中間転写ベルト６１０上に転写し、その後、紙Ｐを中間
転写ベルト６１０に押圧すると同時に加熱することによ
り中間転写ベルト６１０上のトナー像を記録紙Ｐ上に熱
転写定着する転写定着装置６０と、中間転写ベルト６１
０の駆動ローラ６１２ｃに内設されたヒートパイプ６２
４とを具備する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子写真や静電記録、
イオノグラフィ等の方法で形成された静電潜像を、液体
現像剤を用いて可視像化した後、記録媒体に転写定着す
る画像形成装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、主にカラー対応の画像形成装
置では、一般に画像支持体上に形成されたトナー像を、
中間転写体上に一次転写した後、記録媒体上に二次転写
する方法が用いられている。また、装置の小型化を図る
ために、記録媒体を中間転写体に押圧すると共に加熱す
ることにより、中間転写体上に一次転写されたトナー像
を記録媒体上に二次転写すると同時に定着する方法を用
いている装置もある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、記録媒
体を中間転写体に押圧すると共に加熱することにより、
中間転写体上に一次転写されたトナー像を記録媒体上に
熱転写定着した場合、熱が中間転写体を介して画像支持
体に伝わり、これにより、画像支持体が損傷されるとい
う問題があった。

【０００４】

【目的】本発明は上記事情に基づいてなされたものであ
り、装置の小型化を図ることができ、且つ、熱により画
像支持体が損傷されるのを防止することができる画像形
成装置を提供することを目的とするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に記載した本発明の画像形成装置は、絶縁
性液体中に帯電した顕像化粒子であるトナーが分散され
た液体現像剤によって画像支持体上に形成された静電潜
像を現像することにより前記画像支持体上にトナー像を
形成し、前記トナー像を記録媒体上に転写定着する画像
形成装置であって、前記画像支持体上に形成された前記
トナー像を中間転写体上に転写する一次転写手段と、前
記記録媒体を前記中間転写体に押圧すると共に加熱する
ことにより前記中間転写体上に転写されたトナー像を前
記記録媒体上に二次転写すると同時に定着する二次転写
手段と、前記中間転写体の進行方向であって前記二次転
写手段より下流側に設置された前記中間転写体を冷却す
る冷却手段と、を具備することを特徴とするものであ
る。

【０００６】請求項２に記載した本発明の画像形成装置
は、請求項１記載の発明において、前記冷却手段が、ヒ
ートパイプの蒸発部を用いたものであることを特徴とす
るものである。

【０００７】請求項３に記載した本発明の画像形成装置
は、請求項１記載の発明において、前記冷却手段が、ペ
ルティエ素子を用いたものであることを特徴とするもの
である。

【０００８】請求項４に記載した本発明の画像形成装置
は、請求項１，２又は３記載の発明において、前記二次
転写手段が、前記中間転写体と離接する加熱部材を有す
ることを特徴とするものである。

【０００９】請求項５に記載した本発明の画像形成装置
は、請求項１，２，３又は４記載の発明において、前記
液体現像剤が絶縁性液体中にトナーが高濃度に分散され
た１００〜１００００ｍＰａ・ｓの高粘度のものである
ことを特徴とするものである。

【００１０】請求項６に記載した本発明の画像形成装置
は、請求項５記載の発明において、前記液体現像剤の絶
縁性液体の粘度が０．５〜１０００ｍＰａ・ｓ、電気抵
抗が１０¹²Ωｃｍ以上、表面張力が２１ｄｙｎｅ／ｃｍ
以下沸点が１００°Ｃ以上であることを特徴とするもの
である。

【００１１】請求項７に記載した本発明の画像形成装置
は、請求項６記載の発明において、前記液体現像剤がシ
リコンオイルを絶縁性液体として利用するものであるこ
とを特徴とするものである。

【００１２】請求項８に記載した本発明の画像形成装置
は、請求項５，６又は７記載の発明において、前記液体
現像剤が、平均粒径０．１〜５μｍのトナーを５〜４０
％の濃度で含むものであることを特徴とするものてあ
る。

【００１３】

【作用】請求項１記載の画像形成装置は、記録媒体を中
間転写体に押圧すると共に加熱することにより中間転写
体上に転写されたトナー像を記録媒体上に二次転写する
と同時に定着する二次転写手段を設けたことにより、転
写装置と定着装置とを一体化することができるので、装
置の小型化を図ることができる。また、中間転写体を冷
却する冷却手段を中間転写体の進行方向であって二次転
写手段より下流側に設置したことにより、中間転写体上
に転写されたトナー像を記録媒体上に熱転写定着した際
に発生した熱が中間転写体を介して画像支持体に伝わる
のを防止することができる。

【００１４】請求項２記載の画像形成装置は、冷却手段
にヒートパイプの蒸発部を用いたことにより、簡易な構
成で熱が画像支持体に伝わるのを防止することができ
る。

【００１５】請求項３記載の画像形成装置は、冷却手段
にペルティエ素子を用いたことにより、簡易な構成で熱
が画像支持体に伝わるのを防止することができる。

【００１６】請求項４記載の画像形成装置は、二次転写
手段に中間転写体と離接する加熱部材を設けたことによ
り、非定着時によけいな熱が中間転写体に伝わるのを防
止することができる。

【００１７】請求項５記載の画像形成装置は、トナーが
高濃度に分散された液体現像剤を用いたことにより、従
来の低濃度の液体現像剤に比べて、液量を遥かに少なく
することができる。液体現像剤は、粘度が１００００ｍ
Ｐａ・ｓ以上になると、絶縁性液体とトナーとの攪拌が
難しくなり、液体現像剤をどのようにして作るかが問題
となる。したがって、１００００ｍＰａ・ｓ以上の液体
現像剤はコスト的に見合わなくなり、現実的でなくな
る。一方、１００ｍＰａ・ｓ以下では、トナー濃度が低
くなるとともに、トナーの分散性が悪くなるので、現像
液を薄層にして現像することができなくなる。

【００１８】請求項６記載の画像形成装置は、絶縁性液
体に前記特性のものを用いることにより、高粘度の液体
現像剤を得ることができる。現像剤支持体上に形成され
る液体現像剤は薄層状に形成されるため、液体現像剤層
中に含まれる絶縁性液体はきわめて少量であるので、画
像支持体の潜像面に供給される液体現像剤中に含まれる
絶縁性液体もきわめて少量である。したがって、転写時
に紙等に吸収される絶縁性液体はきわめて少量となるの
で、粘度が１０００ｍＰａ・ｓ以下であれば絶縁性液体
の紙等への付着の問題は特に生じない。しかし、粘度が
０．５ｍＰａ・ｓ以下であると揮発性が高くなるので、
危険物扱いとなり適当でない。絶縁性液体は沸点が１０
０℃以下であると、蒸発量が多くなるので現像剤の保存
方法に問題があり、装置全体を密閉構造にしなければな
らず、また作業環境を改善することも難しくなる。電気
抵抗は１０¹²Ωｃｍ以下になると、絶縁性が悪くなり、
トナーの導電性の問題が起こり現像剤として使用できな
くなる。したがって、電気抵抗はできるだけ高い値が望
ましい。表面張力は２１ｄｙｎｅ／ｃｍ以上になると、
濡れ性が悪くなる。したがって、表面張力は、できるだ
け低い値が望ましい。

【００１９】請求項７記載の画像形成装置は、絶縁性液
体がシリコンオイルを主成分としたものであることによ
り、請求項６記載の特性を有する絶縁性液体を得ること
ができる。

【００２０】請求項８記載の画像形成装置は、液体現像
剤が平均粒径０．１〜５μｍのトナーを５〜４０％の濃
度で含むものであることにより、絶縁性液体中にトナー
が高濃度に分散された液体現像剤を得ることができる。
また、トナーの粒径の大きさに略反比例して、解像度が
良くなる。通常、トナーは、プリントアウトされた紙上
で５〜１０個位の固まりとなって、存在しているので、
トナーの平均粒径が５μｍ以上になると、解像度が悪く
なる。一方、トナーの平均粒径が０．１μｍ以下になる
と、物理的な接着力が大きくなり、転写の際にトナーを
剥がし難くなる。

【００２１】

【実施例】以下に本発明の一実施例を図１及び図２を参
照して説明する。図１は本発明の一実施例である画像形
成装置の概略構成図、図２は図１に示す画像形成装置の
動作を説明するための図である。

【００２２】本発明の一実施例である画像形成装置１
は、図１に示すように、画像支持体である感光体１０
と、感光体１０上にプリウェット液を塗布するプリウェ
ット装置２０と、感光体１０を帯電する帯電装置３０
と、感光体１０上に像を露光する露光装置４０と、感光
体１０の静電潜像が形成された部分にトナーを供給する
ことにより静電潜像を顕像化する現像装置５０と、感光
体１０上のトナー像を所定の記録紙Ｐに転写すると共に
定着させる転写定着装置６０と、感光体１０上に残留し
たトナーを除去するクリーニング装置７０と、帯電した
感光体１０を除電する除電装置８０を備えている。

【００２３】帯電装置３０、露光装置４０、クリーニン
グ装置７０、および除電装置８０については従来の電子
写真式プリンタに用いられている従来技術をほとんどの
場合について流用することができる。したがって、本実
施例では、上記の各装置の説明を省略して、本発明の主
要部であるプリウェット装置２０、現像装置５０及び転
写定着装置６０について説明する。

【００２４】本実施例のプリウェット装置２０に要求さ
れる機能は、一定の量のプリウェット液を感光体１０上
に均一に塗布することである。その目的のためには、ス
ポンジ状のものによりプリウェット液を塗布する方法、
感光体１０の幅方向に並んだ複数のノズルからプリウェ
ット液を吐出させる方法、スポンジローラ等によりプリ
ウェット液を塗布する方法等、他の目的でコーティング
する方法を用いることができる。本発明者等は種々の方
法を試みて、上記の方法が可能であることを確認した
が、最も簡便で性能の良い方法は、ベルイータ（登録商
標：カネボウ（株））を用いてプリウェット液を塗布す
る方法であった。ベルイータは、気孔が連続した立体網
目構造を有する連続多孔質体であり、気孔の体積分だけ
プリウェット液を保持することができ、また気孔の体積
を越えるプリウェット液が供給されたときには、プリウ
ェット液を表面から均一に放出することができる。尚、
本実施例のベルイータには感光体１０との当接面が略半
円筒状のものを用いた。

【００２５】現像装置５０は、現像部５１と、塗布部５
２とを備えて構成される。現像部５１は、現像剤支持体
である現像ベルト５１０と、現像ベルト５１０を回転駆
動すると共に現像ベルト５１０の一部を感光体１０に当
接するようにして保持する駆動ローラ５１２ａ，５１２
ｂとを有する。塗布部５２は、現像ベルト５１０の表面
に液体現像剤を塗布する塗布部５２ａ，５２ｂ，５２
ｃ，５２ｄを含む。

【００２６】現像ベルト５１０は、駆動ローラ５１２
ａ，５１２ｂによって感光体１０に従動する方向に回転
駆動される。現像ベルト５１０には、シームレスのニッ
ケルベルト、ポリイミドベルトのような樹脂ベルト等の
可撓性を有するベルト部材が用いられる。尚、現像ベル
ト５１０は現像バイアスを印加できるものでなければな
らない。したがって、樹脂ベルトを用いる場合には、導
電性微粒子を添加して電気抵抗値を下げるか、または、
ベルトの表面に導電加工を施す必要がある。

【００２７】塗布部５２ａ〜５２ｄは、液体現像剤を貯
蔵すると共に放出するベローズポンプ５２０と、ベロー
ズポンプ５２０により放出された液体現像剤を現像ベル
ト５１０に搬送する搬送ローラ５２２ａ〜５２２ｄと、
図示されていないが搬送ローラ５２２ｄを現像ベルト５
１０に離接させる離接装置とを備える。塗布部５２ａの
ベローズポンプ５２０ａにはイエローのトナーを含む液
体現像剤が、塗布部５２ｂのベローズポンプ５２０ｂに
はマゼンダのトナーを含む液体現像剤が、塗布部５２ｃ
のベローズポンプ５２０ｃにはシアンのトナーを含む液
体現像剤が、そして、塗布部５２ｄのベローズポンプ５
２０ｄにはブラックのトナーを含む液体現像剤がそれぞ
れ貯蔵されている。

【００２８】搬送ローラ５２２ｄは搬送ローラ５２２ｃ
と当接するように、搬送ローラ５２２ｃは搬送ローラ５
２２ｂと当接するように、そして、搬送ローラ５２２ｂ
は搬送ローラ５２２ａと当接するようにそれぞれ設けら
れている。搬送ローラ５２２ｄは現像ベルト５１０に従
動する方向に、搬送ローラ５２２ｃは搬送ローラ５２２
ｄに従動する方向に、搬送ローラ５２２ｂは搬送ローラ
５２２ｃに従動する方向に、そして、搬送ローラ５２２
ａは搬送ローラ５２２ｂに従動する方向にそれぞれ回転
する。

【００２９】転写定着装置６０は、中間転写体である中
間転写ベルト６１０と、中間転写ベルト６１０を回転駆
動する駆動ローラ６１２ａ，６１２ｂ，６１２ｃと、中
間転写ベルト６１０と感光体１０とが当接する位置にお
いて中間転写ベルト６１０の裏面側に設置されたコロナ
放電器６１４と、コロナ放電器６１４の両側に設けられ
た中間転写ベルト６１０の一部を感光体１０に当接させ
るようにして保持する除電ローラ６１６ａ，６１６ｂ
と、中間転写ベルト６１０のテンションを調節する調節
ローラ６１８と、中間転写ベルト６１０に当接するよう
にして設置された二次転写定着ローラ６２０とを備え
る。

【００３０】中間転写ベルト６１０は、駆動ローラ６１
２ａ，６１２ｂ，６１２ｃによって感光体１０に従動す
る方向に回転駆動される。中間転写ベルト６１０には、
シームレスのニッケルベルト、ポリイミドフィルムベル
トのような樹脂ベルト等の可撓性を有する部材が用いら
れる。これにより、感光体１０上に形成されたトナー像
と中間転写ベルト６１０とが接触する際の接触圧力を分
散させることができる。尚、中間転写ベルト６１０は帯
電することができるものでなければならない。したがっ
て、樹脂ベルトを用いる場合には、ベルト表面を導電加
工するか、ベルト材質に導電性微粒子を添加するなどし
て電気抵抗値を下げる必要がある。

【００３１】駆動ローラ６１２ｂの内部にはヒートパイ
プ６２４の蒸発部が内設されている。尚、ヒートパイプ
６２４の凝縮部は放熱効果を高めるように、駆動ローラ
６１２ｂの外部に引き出されている。駆動ローラ６１２
ｃの内部には、記録紙Ｐ及びトナー像を加熱する定着ヒ
ータ６２２が内設されている。除電ローラ６１６ａ，６
１６ｂは、中間転写ベルト６１０を除電する。二次転写
定着ローラ６２０は、記録紙Ｐを中間転写ベルト６１０
に押圧すると共に、駆動ローラ６１２ｃに従動する方向
に回転することにより記録紙Ｐを送りだす。また、定着
ヒータ６２２が内設されている駆動ローラ６１２ｃは、
非定着時には中間転写ベルト６１０より離間しており、
定着時には中間転写ベルト６１０に圧接し、且つ二次転
写定着ローラ６２０と共に記録紙Ｐを圧着挟持し回転す
ることにより記録紙Ｐを送り出す。

【００３２】次に、本発明の一実施例に用いた画像形成
用資材について説明する。本実施例に用いた液体現像剤
は、エポキシ等のバインダーとなるレジン、トナーに所
定の電荷を与える荷電制御剤、着色顔料、トナーを均一
に分散させる分散剤等からなるトナーと、キャリア液と
からなる。トナーの構成は、従来の液体現像剤に用いら
れてきたものと基本的には同様であるが、帯電特性及び
分散性の調整のためそれらの処方はシリコンオイルに適
合するよう変更してある。トナーの平均粒径は、小さい
程、解像度がよくなるが、粒径が小さいと物理的接着力
が大きくなり転写する際に、はがし難くなる。このた
め、本実施例ではトナーの平均粒径は、転写性の向上を
目的として２〜４μｍあたりに中心が来るように調整し
てある。

【００３３】液体現像剤の粘性は、用いるキャリア液、
レジン、着色顔料、荷電制御剤などおよびそれらの濃度
により決まる。本実施例では、粘度を５０〜６０００ｍ
Ｐａ・ｓ、トナー濃度を５〜４０％の範囲で変化させて
実験した。

【００３４】キャリア液は、高電気抵抗を示すジメチル
ポリシロキサンオイル、環状ポリジメチルシロキサンオ
イル等の低粘度のものを用いる。尚、現像ベルト５１０
上に形成される液体現像剤層は薄層状に形成されるた
め、液体現像剤層中に含まれるキャリア液はきわめて少
量である。したがって、感光体１０の潜像面に供給され
る液体現像剤中に含まれるキャリア液もきわめて少量と
なるので、転写時に紙等に吸収されるキャリア液はきわ
めて少量となる。このため、粘度が１０００ｍＰａ・ｓ
以下であれば定着後に残留するキャリア液は、ほとんど
見られない。

【００３５】本発明者等の実験によれば、キャリア液に
粘度が２．５ｍＰａ・ｓである米国ダウコーニング社の
ＤＣ３４４を用いて出画実験を行ったときは、定着後に
紙上に残留するキャリア液は見られなかった。しかし、
揮発性が高いため、現像装置を密閉構造にする必要が生
じた。また、キャリア液に粘度が６．５ｍＰａ・ｓであ
る米国ダウコーニング社のＤＣ３４５を用いて出画実験
を行ったときは、ＤＣ３４４を用いて出画実験を行った
ときと同様に、定着後に紙上に残留するキャリア液は見
られなかった。しかし、揮発性が高いため、現像装置を
密閉構造にする必要が生じた。さらに、キャリア液に粘
度が２０ｍＰａ・ｓである信越シリコン社のＫＦ−９６
−２０を用いて出画実験を行ったときは、定着後に紙上
に残留するキャリア液は見られなかった。また、揮発性
がそれほど高くないので、現像装置を密閉構造にする必
要は生じなかった。ＤＣ３４４，ＤＣ３４５及びＫＦ−
９６−２０は、一般的に化粧品に用いられるもので毒性
等の安全性は高い。キャリア液については、信越シリコ
ン社のＫＦ９９３７等他に多くの種類があり、電気抵
抗、蒸発特性、表面張力、安全性等が満たされていれば
いずれを選択してもよい。

【００３６】また、本発明者等が行った実験では、表面
張力が大きい場合にはかぶりやトナーの塊が感光体１０
に付着することがあり、実験的には２１ｄｙｎｅ／ｃｍ
以上では画質に問題が起こりやすいことが分かった。

【００３７】電気抵抗値としては、トナーの帯電安定性
の問題があり、１０¹⁴Ωｃｍ以上が望ましい。最低限１
０¹²Ωｃｍ以上は必要である。本実施例の説明では、こ
れらの実験結果に鑑み、価格が低く入手の容易なＤＣ３
４５を用いた例を示す。

【００３８】プリウェット液は、感光体１０上に形成さ
れた静電潜像を乱すことなく、定着時に容易に蒸発し、
かぶりやトナーの塊が感光体１０に付着しないものであ
ることが要求される。例としては、米国ダウコーニング
社のＤＣ３４４，ＤＣ２００−０．６５，−１．０，−
２．０、信越シリコン社のＫＦ９６Ｌ−１，ＫＦ９９３
７等が挙げられる。一般的に、蒸発性の高いシリコンオ
イルを選択する必要がある。

【００３９】本発明者等の行った実験では、液粘度が
０．５〜３ｍＰａ・ｓの範囲で問題なく現像、転写、定
着による液の乾燥が行われたが、５ｍＰａ・ｓから６ｍ
Ｐａ・ｓ程度ではやや定着時の液の乾燥に時間と温度が
必要になる傾向が見られた。１０ｍＰａ・ｓでは乾燥に
要するエネルギーが大きくなり過ぎ一般的ではない。ま
た、０．５ｍＰａ・ｓ以下であると揮発性が高くなるの
で、危険物扱いとなり適当でない。また、紙への加熱の
影響もあり、沸点は、２５０°Ｃ以下のものである必要
がある。

【００４０】表面張力は、液体現像剤と感光体１０との
付着力をなくし、離型性をよくして画像の汚れ、かぶり
を防ぎ、また画質の解像力、かぶりを向上させるため、
できるだけ低いものがよい。本発明者等の実験によれ
ば、２０〜２１ｄｙｎｅ／ｃｍ程度が限界でこれより低
いものを選択する必要がある。

【００４１】電気抵抗は、低い場合、絶縁性が悪くなり
電荷をリークしてしまう。従って、できるだけ高いもの
を使用する必要がある。実験的には１０¹⁴Ωｃｍ程度以
上が望ましい。最低限１０¹²Ωｃｍは必要である。

【００４２】次に、本発明の第一実施例である静電潜像
の現像装置の動作について説明する。先ず、図２（Ａ）
に示すように、帯電装置３０により感光体１０を帯電す
る。一般に帯電装置３０には、コロナ放電器が用いられ
る。次に、帯電した感光体１０上に像を露光する。例え
ば、レーザースキャナーにより像を露光して感光体１０
の表面に静電潜像を形成する。図２（Ｂ）に示すように
レーザースキャナーの光が当たった部分は、導電化する
ので電荷が消失し、光の当たらなかった部分は電荷の像
である静電潜像として残る。

【００４３】次に、図２（Ｃ）に示すように、プリウェ
ット装置２０により感光体１０上に前述したプリウェッ
ト液を塗布する。

【００４４】次に、現像装置５０により静電潜像を顕像
化する。ベローズポンプ５２０により搬送ローラ５２２
ａと搬送ローラ５２２ｂの当接開始位置側に放出された
液体現像剤は、隣合う搬送ローラ間の当接部により均一
な厚みに規制されて現像ベルト５１０の表面に薄くムラ
なく塗布される。これにより、現像ベルト５１０上に液
体現像剤の薄層を形成することができる。現像装置５０
は、図示されていない離接装置により、いずれか一つの
塗布部５２ａ〜５２ｄを現像ベルト５１０に当接する。
これにより、現像ベルト５１０上にイエロー、マゼン
ダ、シアン及びブラックのうちのいずれかのトナーを含
む液体現像剤を薄くムラなく塗布することができる。

【００４５】次に、現像ベルト５１０上に形成された液
体現像剤層を、図２（Ｄ）に示すように、感光体１０の
表面に形成された静電潜像に近接させて、静電気力によ
り、帯電したトナーを感光体１０上に移動する。これに
より、感光体１０上にトナー像が形成される。

【００４６】次に、図２（Ｅ）に示すように、転写定着
装置６０により現像ベルト５１０上に形成されたトナー
像を中間転写ベルト６１０上に一次転写する。コロナ放
電器６１４は、転写点において中間転写ベルト６１０を
トナーと反対の極性を有する電荷で帯電する。これによ
り、現像ベルト５１０上に形成されたトナー像は、静電
気力により、中間転写ベルト６１０上に移動する。尚、
コロナ放電器６１４の両側には除電ローラ６１６ａ，６
１６ｂが設置されているので、中間転写ベルト６１０
は、除電ローラ６１６ａ及び除電ローラ６１６ｂの間で
のみ帯電する。

【００４７】一方、感光体１０は、クリーニング装置７
０により感光体１０上に残留した液体現像剤が除去さ
れ、その後、図示されていない除電装置８０により除電
される。

【００４８】次に、図示されていない離接装置により現
像ベルト５１０に当接する塗布部５２ａ〜５２ｄを切り
換える。そして、再び上記の帯電から除電までのサイク
ルを繰り返すことにより、中間転写ベルト６１０上にイ
エロー、マゼンダ、シアン及びブラックのトナー像を次
々と重ねて転写する。これにより、中間転写ベルト６１
０上にカラー化に対応したトナー像が形成される。

【００４９】次に、図２（Ｆ）に示すように、転写定着
装置６０により中間転写ベルト６１０上に形成されたカ
ラー化に対応したトナー像を記録媒体である記録紙Ｐに
二次転写すると同時に定着する。中間転写ベルト６１０
上に形成されたカラー化に対応したトナー像は、二次転
写定着ローラ６２０の中間転写ベルト６１０への押圧力
及び定着ヒータ６２２による熱により、記録紙Ｐ上に移
動し二次転写されると同時に熱的に溶融し定着する。こ
れにより、記録紙Ｐ上にカラー画像を形成することがで
きる。尚、トナーの融点はおよそ１００℃である。した
がって、トナーを紙に溶融し定着するには、トナーを１
００℃以上に加熱しなければならない。トナーを加熱す
る際に中間転写ベルト６１０も６０〜７０℃程度に加熱
されるため、本実施例装置では、駆動ローラ６１２ｂに
内設されたヒートパイプ６２４により中間転写ベルト６
１０を冷却している。これにより、加熱された中間転写
ベルト６１０が感光体１０に当接するのを防止して、感
光体１０が中間転写ベルト６１０の熱により損傷される
のを防止している。

【００５０】図３乃至図７は本発明の一実施例の現像過
程について詳細に説明するための図であり、図３は現像
過程の全体を説明するための図、図４は接近過程の様子
を示す図、図５はトナー移動過程の様子を示す図、図６
は非画像部の分離過程の様子を示す図、図７は画像部の
分離過程の様子を示す図である。従来の現像過程と異な
り、本実施例の現像過程は、図３に示すように、現像ベ
ルト５１０が感光体１０に接近して液体現像剤が感光体
１０の表面に接近する接近過程と、液体現像剤層とプリ
ウェット液層とがソフトコンタクトしてトナーが移動す
るトナー移動過程と、現像ベルト５１０が感光体１０か
ら離れて現像ベルト５１０に付着するトナーと感光体１
０に付着するトナーとに分離される分離過程との３つの
過程から成り立っていると考えられる。

【００５１】接近過程では、現像ベルト５１０を可撓性
を有するベルト部材で構成したことにより、図４に示す
ように、現像ベルト５１０上の液体現像剤層と感光体１
０上のプリウェット層とが接触する際の接触圧力が分散
され、キャリア液とトナーからなる高粘度の液体現像剤
とプリウェット液とはソフトコンタクトされる。これに
より粘度の低いプリウェット液は前後に若干押し出され
てプリウェット液の液溜りが生ずる。

【００５２】トナー移動過程においては、図５に示すよ
うに、画像部では、現像ベルト５１０上のトナーが感光
体１０上の電荷と現像ベルト５１０の間に形成される電
界によって主にクーロン力によりプリウェット液層を通
過して潜像面に移動する。一方、非画像部では、現像ベ
ルト５１０上のトナーは、感光体１０の表面と液体現像
剤層とがプリウェット液層により分離されているので、
感光体１０の表面に移動しない。

【００５３】分離過程においては、非画像部では、図６
に示すように、液体現像剤は現像ベルト５１０上に残留
する。プリウェット液層と液体現像剤層との界面では２
つの層が分離する際に、粘度の低いプリウェット液層の
一部が液体現像剤層に転移して分離する。したがって、
２つの層の分離点は、プリウェット液層の内部にあると
考えられる。一方、画像部では、図７に示すように、感
光体１０の表面に移動したトナーがプリウェット液層を
押しのけるため、プリウェット液層はトナー層の上に位
置し、両者はプリウェット液層の内部で分離する。現像
ベルト５１０上には、トナーが移動した後に残るキャリ
ア液の一部とプリウェット液の一部が層を形成する。

【００５４】図８は液体現像剤を薄層化したことの意義
を説明するための図である。現像ベルト５１０上に塗布
された液体現像剤層が厚すぎると、液体現像剤の粘度が
高いので、静電気力で現像ベルト５１０から感光体１０
の表面に移動しようとするトナー群が、その周りに位置
するトナーに対して粘性を断ち切れずにクラスターを形
成して、感光体１０の表面に移動する。このため、トナ
ーが過剰に移動し、感光体１０上に形成されたトナー像
に乱れが生じて画像ノイズが発生する。このクラスター
の発生を抑えるために、液体現像剤層の層厚を現像が十
分にできる最小限の値に抑える必要がある。

【００５５】図９は現像支持体である剛体で形成された
現像ローラと感光体１０とをハードコンタクトさせたよ
うすを示す図であり、図１０は本実施例のソフトコンタ
クトを説明するための図である。上記で説明したよう
に、本実施例の現像過程では、プリウェット液層の画像
形成への機能は重要である。したがって、現像過程にお
ける重要な要件はプリウェット液層と液体現像剤層の２
層の状態を維持することである。図９に示すように現像
ローラと感光体とをハードコンタクトさせると２層の状
態を維持することができないので、本実施例では、図１
０に示すように、現像剤支持体として可撓性を有するベ
ルト部材で構成された現像ベルト５１０を用い、感光体
１０上のプリウェット液層と現像ベルト５１０上の液体
現像剤層とが接触する際の接触圧力を分散させることに
より、プリウェット液層と液体現像剤層とが２層の状態
を維持するようにしている。

【００５６】次に、現像ベルト５１０上の液体現像剤層
の層厚、感光体１０上のプリウェット液層の層厚につい
て説明する。現像ベルト５１０上の液体現像剤層の層厚
は、液体現像剤の粘性が５０〜１００ｍＰａ・ｓ以上の
ものについては、特に５００ｍＰａ・ｓ以上のものにつ
いては、薄くする必要がある。理想的には、現像時に要
求されるトナー現像量（すなわち、ベタ黒を出したとき
の濃度）を満たす層厚より若干厚目が良い。これは、粘
度の高い液体現像剤を用いた場合、現像時に、静電気的
に選択されたトナーが液の粘性により余計なトナーを引
き連れて感光体１０上に移動してしまうため、感光体１
０上に形成されたトナー像に乱れが生じるからである。
本発明者等の実験では、トナー濃度の高い液体現像剤に
ついては約５μｍの層厚で、また、トナー濃度の低いも
のについては約４０μｍの層厚で良好な画像が得られ
た。特に、トナー濃度２０〜３０％の液体現像剤を用い
た場合、液体現像剤の層厚が８〜２０μｍで良好な画質
が得られた。

【００５７】感光体１０上のプリウェット液層の層厚
は、選択されたプリウェット液の粘度、表面張力により
最適値が存在する。薄過ぎる場合には、現像ベルト５１
０上のトナーが感光体１０上に不規則に移動して感光体
１０上に形成されるトナー像に乱れが生じる。プリウェ
ット液の量を増やしていくに従って、トナー像の乱れは
改善されて、最適値が確認される。更に量を増やしてい
くと、感光体１０上のトナーが流れて、感光体１０上の
トナー像がぼける傾向を示す。ＤＣ３４４を用いた実験
では、３０μｍ以下、特に２０μｍ以下の厚みで良好な
結果を得られた。これより粘性の低いものについては、
この結果より薄めでも、厚目でも良い結果を得られる。
しかしながら、高粘度のものに関しては、最適値は範囲
が狭くなる傾向にある。

【００５８】上述の条件下で画出し実験をおこなった結
果、本実施例の静電潜像の現像装置に最適な液体現像剤
及びプリウェット液の粘性に関する範囲は、液体現像剤
が１００ｍＰａ・ｓから６０００ｍＰａ・ｓ、プリウェ
ット液が０．５ｍＰａ・ｓから５ｍＰａ・ｓの間である
ことが分かった。尚、プリウェット液のシリコンオイル
には、ダウコーニング社製のＤＣ２００シリーズを用
い、また現像液のキャリア液には、同社製のＤＣ３４５
を用いた。

【００５９】上記の本実施例によれば、記録紙Ｐを中間
転写ベルト６１０に押圧する二次転写ローラと、記録紙
Ｐが中間転写ベルト６１０に押圧された際に記録紙Ｐを
加熱する定着ヒータ６２２とを備えた転写定着装置６０
を用いたことにより、中間転写ベルト６１０上のトナー
像を記録紙Ｐに二次転写すると同時に定着することがで
き、したがって、転写装置と定着装置とを一体化するこ
とがてきるので、装置の小型化を図ることができる。

【００６０】また、本実施例によれば、ヒートパイプ６
２４の蒸発部が内設された駆動ローラ６１２ｃを中間転
写ベルト６１０の進行方向であって二次転写定着ローラ
６２０より下流側に設けたことにより、中間転写ベルト
６１０上に転写されたトナー像を記録紙Ｐに熱転写定着
した際に発生した熱が中間転写ベルト６１０を介して感
光体１０に伝わるのを防止することができ、これによ
り、感光体１０が熱により損傷されるのを防止すること
ができる。

【００６１】さらに、本実施例によれば、液体現像剤の
キャリア液としてシリコンオイルを用いたことにより、
従来のものに比べて以下に述べる利点を有する。

【００６２】従来の液体現像剤は、一般にキャリア液と
してIsoparG （登録商標：Exxon 社製）を用いている。
このIsoparは、シリコンオイルほど抵抗値が高くないの
で、トナー濃度を濃くすると、即ち粒子間距離が小さく
なると、トナーの帯電性が悪くなる。したがって、Isop
arの場合は、トナー濃度に限界がある。これに対して、
本実施例で用いたシリコンオイルは、抵抗値が十分に大
きいので、トナー濃度を濃くすることができる。また、
一般にIsoparの場合、トナーの分散状態が良く、したが
って、トナー濃度が１〜２％でも、トナー同士が反発し
あうので、均一にトナーが分散している。これに対し
て、シリコンオイルは、トナー濃度が１〜２％の場合、
分散性が良くなく、じきに沈殿してしまう。しかし、ト
ナー濃度を５〜４０％にすると、密に詰まった状態とな
り、安定して分散する。このため、本実施例では、トナ
ーが高密度に分散された高粘度の液体現像剤を使用して
いる。これにより、従来の低濃度の液体現像剤に比べ
て、現像液の液量を大幅に低減することができ、装置の
小型化を図ることができる。更に、本実施例の液体現像
剤は高粘度の液体であるので、保管や取り扱いの点で
も、従来の低粘度の液体現像剤や粉体現像剤に比べて容
易になる。

【００６３】従来の液体現像剤で用いていたIsoparは、
前述のように、揮発性が高く、しかも悪臭を放つので、
作業環境を悪化させるだけでなく、公害を起こすという
問題があった。これに対して本実施例で用いているシリ
コンオイルは、化粧品用として用いられていることから
も明らかなように、安全な液体であり、また無臭である
ので、本実施例によれば、作業環境を改善することがで
き、また公害の問題も発生しない。

【００６４】本発明は上記の実施例に限定されるもので
はなく、その要旨の範囲内で数々の変形が可能である。
たとえば、上記の実施例では、中間転写ベルト６１０を
冷却する冷却手段として、ヒートパイプ６２４の蒸発部
が内設された駆動ローラ６１２ｂを用いたものについて
説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。
冷却手段は、中間転写ベルト６１０を冷却することがで
きるものであればよく、また、中間転写ベルト６１０の
進行方向であって二次転写定着ローラ６２０より下流側
に設けられたものであればよい。たとえば、駆動ローラ
６１２ｃと除電ローラ６１６ｂとの間において、中間転
写ベルト６１０に当接するようにペルティエ素子を設置
してもよい。この場合、熱を吸収する方向にペルティエ
素子に電流を流すことにより、定着ヒータ６２２により
加熱された中間転写ベルト６１０を冷却することがで
き、これにより、感光体１０が中間転写ベルト６１０の
熱により損傷されるのを防止することができる。

【００６５】また、上記の実施例では、転写定着装置６
０の一次転写として、コロナ放電器６１４によって中間
転写ベルト６１０をトナーと反対の極性を有する電荷で
帯電することにより、感光体１０上のトナー像を中間転
写ベルト６１０上に一次転写するものについて説明した
が、本発明はこれに限定されるものではない。たとえ
ば、電源装置によって中間転写ベルト６１０に印加され
たバイアス電圧により、感光体１０上のトナー像を中間
転写ベルト６１０上に一次転写するものであってもよ
い。

【００６６】さらに、上記の実施例では、中間転写体と
して、可撓性を有するベルト部材で形成された中間転写
ベルト６１０を用いたものについて説明したが、本発明
はこれに限定されるものではなく、中間転写体はドラム
状のものでもよい。

【００６７】また、上記の実施例では、塗布部として、
複数の搬送ローラ５２２ａ〜５２２ｄを介して現像ベル
ト５１０上に液体現像剤を塗布したものについて説明し
たが、本発明はこれに限定されるものではなく、現像ベ
ルト５１０上に薄層の液体現像剤層を形成することがで
きるものであればどのような方法によるものであっても
よい。たとえば、現像ベルト５１０上に塗布された液体
現像剤をゴム又は剛体のブレードによって層厚を規制す
ることにより、現像ベルト５１０上に薄層の液体現像剤
層を形成するものでもよい。

【００６８】さらに、上記の実施例では、イエローのト
ナーを含む液体現像剤を現像ベルト５１０に塗布する塗
布部５２ａと、マゼンダのトナーを含む液体現像剤を現
像ベルト５１０に塗布する塗布部５２ｂと、シアンのト
ナーを含む液体現像剤を現像ベルト５１０に塗布する塗
布部５２ｃと、ブラックのトナーを含む液体現像剤を現
像ベルト５１０に塗布する塗布部５２ｄとを備えるもの
について説明したが、本発明はこれに限定されるもので
はない。所望の色のトナーを含む液体現像剤を現像ベル
ト５１０上に塗布する塗布部を必要に応じて少なくとも
一個設けたものであればよい。

【００６９】さらに、上記の実施例では、現像剤支持体
として可撓性を有するベルト部材で構成された現像ベル
ト５１０を用いたものについて説明したが、本発明はこ
れに限定されるものではない。現像剤支持体は、導電性
を有し、弾性部材で形成された弾性ローラ、金属等の剛
体ローラでもよい。但し、剛体ローラを用いる場合、剛
体ローラ上に形成された液体現像剤層を押しつぶすこと
なく剛体ローラと画像支持体とを接触させるため、画像
支持体に可撓性を有するベルト部材で構成された画像支
持体ベルトを用いるか、または、剛体ローラと画像支持
体とを当接させた際に、両者間に微小なギャップ即ち間
隔が形成されるようにする必要がある。

【００７０】また、上記の実施例では、画像支持体とし
て有機感光体１０を用いた場合について説明したが、本
発明はこれに限定されるものではない。画像支持体は、
カールソン法で用いる各種感光体、イオノグラフィ等の
静電潜像を直接形成する導体上に絶縁体層を形成したも
の、静電プロッタのような静電記録紙等でもよい。

【００７１】さらに、上記の実施例では、露光装置４０
により帯電した画像支持体上に像を露光し、その後、プ
リウェット装置２０により画像支持体上にプリウェット
液を塗布したものについて説明したが、本発明はこれに
限定されるものではなく、プリウェット液の塗布は、現
像工程に先立って行われるものであればよい。また、プ
リウェット液は、粘度が０．５〜５ｍＰａ・ｓ、電気抵
抗が１０¹²Ωｃｍ以上、沸点が１００〜２５０°Ｃ、表
面張力が２１ｄｙｎｅ／ｃｍ以下であれば、シリコンオ
イルを主成分とするものでなくてもよい。さらに、画像
支持体の表面に離型性を有する材料がコーティングされ
たものを用いる場合、特にプリウェット工程を必要とす
るものではない。

【００７２】また、本発明は上記の実施例に限定される
ものではなく、液体現像剤の層厚が５〜４０μｍ程度で
あれば、高粘性現像剤の粘度は１００００ｍＰａ・ｓで
あっても良い。現状では、６０００ｍＰａ・ｓ以上の高
粘度の現像剤は、キャリア液とトナーとの攪拌が難しく
なるので、コスト的にあわなくなると考えるが、安価に
入手できるようになれば、６０００ｍＰａ・ｓ以上でも
よい。粘度が１００００ｍＰａ・ｓを越えるものは、現
実的でなくなる。また、液体現像剤のキャリア液はシリ
コンオイルに限定されない。

【００７３】

【発明の効果】以上説明したように請求項１記載の発明
によれば、記録媒体を中間転写体に押圧すると共に加熱
することにより中間転写体上に転写されたトナー像を記
録媒体上に二次転写すると同時に定着する二次転写手段
を設けたことにより、転写装置と定着装置とを一体化す
ることができるので、装置の小型化を図ることができ、
また、中間転写体を冷却する冷却手段を中間転写体の進
行方向であって二次転写手段より下流側に設置したこと
により、中間転写体上に転写されたトナー像を記録媒体
上に熱転写定着した際に発生した熱が中間転写体を介し
て画像支持体に伝わるのを防止することができ、これに
より、画像支持体が熱により損傷されるのを防止するこ
とができる画像形成装置を提供することができる。

【００７４】請求項２記載の発明によれば、冷却手段に
ヒートパイプの蒸発部を用いたことにより、請求項１記
載の発明の効果に加えて、簡易な構成で熱が画像支持体
に伝わるのを防止することができる画像形成装置を提供
することができる。

【００７５】請求項３記載の発明によれば、冷却手段に
ペルティエ素子を用いたことにより、請求項１記載の発
明の効果に加えて、簡易な構成で熱が画像支持体に伝わ
るのを防止することができる画像形成装置を提供するこ
とができる。

【００７６】請求項４記載の発明によれば、中間転写体
と離接する加熱部材が設けられた二次転写手段を用いた
ことにより、上記の効果に加えて、非定着時によけいな
熱が中間転写体に伝わるのを防止することができる画像
形成装置を提供することができる。

【００７７】請求項５記載の発明によれば、トナーが高
濃度に分散された高粘度の液体現像剤を薄層にして現像
することにより、高解像度で小型化が容易であり、しか
も低公害化が可能な画像形成装置を提供することができ
る。

【００７８】請求項６記載の発明によれば、前記の構成
としたことにより、請求項５記載の発明の効果に加え
て、液体現像剤の濡れ性がよい画像形成装置を提供する
ことができる。

【００７９】請求項７記載の発明によれば、前記の構成
としたことにより、請求項６記載の発明の効果に加え
て、公害が少なく、作業環境の改善を図ることができる
画像形成装置を提供することができる。

【００８０】請求項８記載の発明によれば、前記の構成
としたことにより、請求項５記載の発明の効果に加え
て、転写の際にトナーを剥がしやすくなる画像形成装置
を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例である画像形成装置の概略構
成図である。

【図２】図１に示す画像形成装置の動作を説明するため
の図である。

【図３】現像過程の全体を説明するための図である。

【図４】接近過程の様子を説明するための図である。

【図５】トナー移動過程の様子を説明するための図であ
る。

【図６】非画像部の分離過程を説明するための図であ
る。

【図７】画像部の分離過程を説明するための図である。

【図８】液体現像剤を薄層化したことの意義を説明する
ための図である。

【図９】現像ローラと感光体とをハードコンタクトさせ
た様子を示す図である。

【図１０】本実施例である画像形成装置のソフトコンタ
クトを説明するための図である。

【符号の説明】

１０感光体２０プリウェット装置３０帯電装置４０露光装置５０現像装置５１現像部５２塗布部５２ａ，５２ｂ，５２ｃ，５２ｄ塗布部６０転写定着装置７０クリーニング装置８０除電装置５１０現像ベルト５１２ａ，５１２ｂ，６１２ａ，６１２ｂ，６１２ｃ
駆動ローラ５２０ａ，５２０ｂ，５２０ｃ，５２０ｄベローズ
ポンプ５２２ａ，５２２ｂ，５２２ｃ，５２２ｄ搬送ロー
ラ６１０中間転写ベルト６１４コロナ放電器６１６ａ，６１６ｂ除電ローラ６１８調節ローラ６２０二次転写定着ローラ６２２定着ヒータ６２４ヒートパイプ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】絶縁性液体中に帯電した顕像化粒子であ
るトナーが分散された液体現像剤によって画像支持体上
に形成された静電潜像を現像することにより前記画像支
持体上にトナー像を形成し、前記トナー像を記録媒体上
に転写定着する画像形成装置であって、前記画像支持体上に形成された前記トナー像を中間転写
体上に一次転写する一次転写手段と、前記記録媒体を前記中間転写体に押圧すると共に加熱す
ることにより前記中間転写体上に転写されたトナー像を
前記記録媒体上に二次転写すると同時に定着する二次転
写手段と、前記中間転写体の進行方向であって前記二次転写手段よ
り下流側に設置された前記中間転写体を冷却する冷却手
段と、を具備することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】前記冷却手段は、ヒートパイプの蒸発部
を用いたものであることを特徴とする請求項１記載の画
像形成装置。
【請求項３】前記冷却手段は、ペルティエ素子を用い
たものであることを特徴とする請求項１記載の画像形成
装置。
【請求項４】前記二次転写手段は、前記中間転写体と
離接する加熱部材を有することを特徴とする請求項１，
２又は３記載の画像形成装置。
【請求項５】前記液体現像剤は、絶縁性液体中にトナ
ーが高濃度に分散された１００〜１００００ｍＰａ・ｓ
の高粘度のものであることを特徴とする請求項１，２，
３又は４記載の画像形成装置。
【請求項６】前記液体現像剤は、絶縁性液体の粘度が
０．５〜１０００ｍＰａ・ｓ、電気抵抗が１０¹²Ωｃｍ
以上、表面張力が２１ｄｙｎｅ／ｃｍ以下沸点が１００
°Ｃ以上であることを特徴とする請求項５記載の画像形
成装置。
【請求項７】前記液体現像剤は、シリコンオイルを絶
縁性液体として利用するものであることを特徴とする請
求項６記載の画像形成装置。
【請求項８】前記液体現像剤は、平均粒径０．１〜５
μｍのトナーを５〜４０％の濃度で含むものであること
を特徴とする請求項５，６又は７記載の画像形成装置。