JPH11119556A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 像担持体から記録媒体へのインク像の転写効
率を向上させ、高濃度の画像が得られるとともにインク
の無駄な消費が抑制され、また転写後の像担持体から転
写残のインクをクリーニング装置によって簡単に除去で
きる画像形成装置を提供すること。 【解決手段】 本発明は、像担持体表面に静電潜像を形
成する潜像形成手段と、インク担持体に保持されたイン
クを前記像担持体表面に供給して静電潜像に対応したイ
ンク像を像担持体表面に形成するインク現像手段と、像
担持体表面に形成されたインク像を記録媒体に転写する
転写手段とを備えた画像形成装置において、前記インク
として熱硬化性インクを用いるとともに、前記像担持体
表面に形成されたインク像を加熱する加熱手段を備えた
画像形成装置に関する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は像担持体表面に静電
潜像を形成し、この静電潜像にインクを供給してインク
像を形成し、このインク像を記録媒体上に転写させて、
記録媒体上に画像を形成する画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、電子写真複写機のように像担
持体の表面に静電潜像を形成し、この静電潜像を現像し
た後、これを紙等の記録媒体上に転写させて記録媒体上
に画像を形成する画像形成装置が用いられている。この
ような電子写真方式の画像形成装置の一つとして、静電
潜像を現像する現像剤として着色樹脂粒子（トナー粒
子）をキャリア液中に分散してなる液体現像剤を用いた
ものが知られている。

【０００３】このような液体現像剤を用いる画像形成装
置は、解像力等において有利である反面、記録媒体上に
十分な画像濃度を有する画像が得られなかったり、静電
潜像が形成されていない像担持体の部分にもトナーが付
着して記録媒体に転写され、記録媒体上に形成される画
像にかぶりが発生したりする問題がある。

【０００４】また、特公昭５２−４５４９４号公報に示
されるように、像担持体に形成された静電潜像にインク
を供給してインク像を形成し、このインク像を記録媒体
上に転写させて、記録媒体上に画像を形成する画像形成
装置が提案されている。

【０００５】この画像形成装置においては、像担持体上
に形成されたインク像を記録媒体に転写させる際に、そ
の転写効率が悪く高濃度の画像が得られないという問題
がある。また転写されずに像担持体表面に残存するイン
ク量が多いためインクが無駄に消費されるという問題が
あり、さらにこのインクを像担持体から十分に除去する
ために性能の良いクリーニング装置が必要となってコス
トが高くなるという問題も生じる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、像担持体表
面に静電潜像を形成し、この静電潜像にインクを供給し
てインク像を形成し、このインク像を記録媒体上に転写
させて、記録媒体上に画像を形成する画像形成装置にお
ける上記問題を解決することを目的とするものである。

【０００７】即ち、本発明は、像担持体から記録媒体へ
のインク像の転写効率を向上させ、高濃度の画像が得ら
れるとともにインクの無駄な消費が抑制され、また転写
後の像担持体から転写残のインクをクリーニング装置に
よって簡単に除去できる画像形成装置を提供することを
目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、像担持体表面
に静電潜像を形成する潜像形成手段と、インク担持体に
保持されたインクを前記像担持体表面に供給して静電潜
像に対応したインク像を像担持体表面に形成するインク
現像手段と、像担持体表面に形成されたインク像を記録
媒体に転写する転写手段とを備えた画像形成装置におい
て、前記インクとして熱硬化性インクを用いるととも
に、前記像担持体表面に形成されたインク像を加熱する
加熱手段を備えた画像形成装置に関する。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る画像形成装置
の一実施形態を添付図面に基づいて具体的に説明する。

【００１０】この実施形態における画像形成装置におい
ては、図１に示すように、像担持体１として、導電性基
体の表面に誘電体層が形成されたエンドレスベルト状の
誘電体ベルト１を用いると共に、この像担持体１の表面
に静電潜像を形成する潜像形成手段２としては、マルチ
スタイラスに形成された放電電極２を用い、この放電電
極２における放電により像担持体１の表面に静電潜像を
形成する。

【００１１】ここで、この像担持体１としては、導電性
基体の上に誘電体層が形成されたものであればどのよう
なものであってもよく、またその形状も特に限定され
ず、例えばドラム状であってもよい。

【００１２】また、この像担持体１における導電性基体
を構成する材料としては、例えば、アルミニウム，鉄，
銅，ニッケル，ＳＵＳ，金，銀，クロム，白金，錫，チ
タニウム等の金属やこれらの合金材料の他に、樹脂中に
これらの導電材料を分散させたもの等を用いることがで
きる。なお、上記のように樹脂中に導電材料を分散させ
る場合、その樹脂としては、ポリエチレン，ポリプロピ
レン，ポリビニルアルコール，ポリ酢酸ビニル，エチレ
ン−酢酸ビニル共重合体，ポリメタクリル酸メチル，ポ
リカーボネート，ポリスチレン，アクリロニトリル−ア
クリル酸メチル共重合体，アクリロニトリル−ブタジエ
ン−スチレン共重合体，ポリテレフタル酸エチレン，ポ
リウレタンエラストマー，ポリアミド，ポリイミド等を
使用することができる。

【００１３】一方、導電性基体上に設ける誘電体層を構
成する材料としては、例えば、ポリエステル，ポリプロ
ピレン，ポリビニルアルコール，ポリ酢酸ビニル，エチ
レン−酢酸ビニル共重合体，ポリメタクリル酸メチル，
ポリカーボネート，ポリスチレン，アクリロニトリル−
アクリル酸メチル共重合体，アクリロニトリル−ブタジ
エン−スチレン共重合体，ポリテレフタル酸エチレン，
ポリウレタンエラストマー，ビスコースレーヨン，硝酸
セルロース，酢酸セルロース，三酢酸セルロース，プロ
ピオン酸セルロース，酢酸酪酸セルロース，エチルセル
ロース再生セルロース，ポリアミド（ナイロン６，ナイ
ロン６６，ナイロン１１，ナイロン１２，ナイロン４６
等），ポリイミド，ポリスルホン，ポリエーテルスルホ
ン，ポリ塩化ビニル，塩化ビニル−酢酸ビニル共重合
体，ポリ塩化ビニリデン，塩化ビニリデン−塩化ビニル
共重合体，ビニルニトリルゴム合金，ポリテトラフルオ
ロエチレン，ポリクロロフルオロエチレン，ポリフッ化
ビニル，ポリフッ化ビニリデン等の樹脂や、Ａｌ₂ Ｏ
₃ ，ＳｉＯ₂ ，ＴｉＯ₂ 等のセラミックスから無機材料
を用いることができ、このような誘電体材料を２種以上
組み合わせて用いることも可能である。

【００１４】また、像担持体１として、導電性基体上に
弾性材料からなる弾性層を形成し、その上に誘電体層を
形成した構成のものも使用可能である。このような構成
の像担持体１を用いることにより、インク現像手段４に
より静電潜像を現像する際に現像ニップ幅を広くするこ
とができる。

【００１５】像担持体である誘電体ベルト１の表面に静
電潜像を形成する潜像形成手段２としては、像担持体１
の表面を選択的に帯電させて静電潜像を形成できるもの
であれば上記のものに限定されず各種の手段を用いるこ
とができる。例えば、露光手段により感光部材に露光を
行ない、この感光部材から放電を行なうようにしたイオ
ンフロー方式の潜像形成手段を用いてもよい。

【００１６】次いで、このように静電潜像が形成された
誘電体ベルト１の表面に離型材塗布手段３によって離型
材３１を塗布するにあたっては、離型材３１としてシリ
コーンオイル３１を使用し、このシリコーンオイル３１
中に第１オイル供給ローラ３２の一部を浸漬させ、第１
オイル供給ローラ３２から第２オイル供給ローラ３３
へ、次いでオイル塗布ローラ３４にシリコーンオイル３
１を受け渡すことにより、オイル塗布ローラ３４の表面
におけるシリコーンオイル３１の量を規制し、このオイ
ル塗布ローラ３４から上記の静電潜像が形成された誘電
体ベルト１の表面に対して適切な厚みになるようにして
シリコーンオイル３１を塗布した。

【００１７】ここで、離型材３１としては公知のものを
使用することができるが、取扱いの容易性等の観点から
はシリコーンオイルが好ましい。

【００１８】また、誘電体ベルト１の表面に塗布する離
型材３１の塗布量が少ないと、インク担持体４１の表面
に保持されたインク４２を誘電体ベルト１の表面に接触
させた場合に、静電潜像が形成されていない部分にもイ
ンク４２が供給されて形成される画像にかぶりが発生す
るおそれがあり、逆に離型材３１の塗布量が多くなり過
ぎると、静電潜像が形成された部分に対してインク４２
がうまく供給されず、形成される画像の濃度が低下した
りして適切な画像が得られなくなるおそれがある。この
ため、誘電体ベルト１の表面に離型材３１を塗布する場
合、誘電体ベルト１の表面における離型材３１の厚みが
０．１〜１０μｍの範囲になるように塗布することが好
ましい。

【００１９】そして、このようにシリコーンオイル３１
が塗布された誘電体ベルト１の表面において、静電潜像
が形成された部分にインク４２を供給してインク像を形
成するにあたっては、インク現像手段４に設けられたイ
ンク担持体４１の表面におけるインク４２の厚みを１〜
５０μｍの範囲になるようにインク規制ブレード４３に
よって調整し、このインク担持体４１を回転させて、シ
リコーンオイル３２が塗布された誘電体ベルト１の表面
にこのインク担持体４１上に保持されたインク４２を接
触させ、インク担持体４１に保持されたインク４２を誘
電体ベルト１に形成された静電潜像の部分に供給して、
誘電体ベルト１の表面にインク像を形成するようにし
た。なお、インク担持体４１上にインク４２の薄層を形
成する手段は特に限定されず、規制ブレード以外にも規
制ローラのように従来より公知の任意の手段を用いるこ
とができる。

【００２０】ここで、上記のインク４２として、熱硬化
性インクを用いるようにする。熱硬化性インクを用いる
ことにより、転写工程における転写効率を向上させるこ
とができるようになり、転写残インクが減少するため容
易にクリーニングすることができるようになる。

【００２１】本発明において、上記熱硬化性インクとし
ては、少なくとも色材および熱硬化樹脂成分を含有して
おり、必要に応じて他の添加剤が添加されたものが用い
られる。

【００２２】ここで、色材としては、有機顔料、体質顔
料、カーボンブラック、チタン白、金属粉等が用いられ
る。

【００２３】熱硬化樹脂成分としては、アマニ油脂肪酸
または脱水ヒマシ油脂肪酸で変性した長油性アルキド樹
脂が好適である。また熱硬化樹脂成分としては、ラジカ
ル重合性のプレポリマーやラジカル重合性のモノマーが
使用可能である。このようなプレポリマーとしては（メ
タ）アクリル系のプレポリマーが好ましく、エポキシ化
乾性油アクリレート、ビスフェノールＡジグリシジルア
クリレート、変性ビスフェノールＡエポキシアクリレー
ト、ノボラック型エポキシアクリレートおよび脂肪族エ
ポキシアクリレート等のエポキシアクリレート；ポリカ
ーボネートアクリレート；ヒドロキシル基含有アクリレ
ート；ジイソシアネートとヒドロキシル基含有物の反応
生成物（アルキド、乾性油、ポリエステル等）等のウレ
タンアクリレート；油類，変性アルキド，変性ポリエス
テル等をベースにしてこれにアクリロイル基を導入し、
さらにウレタン化したようなポリエステルアクリレー
ト；アルキドアクリレート；ポリエーテルアクリレート
等が用いられる。

【００２４】また、モノマーとしては（メタ）アクリル
系モノマーが好ましく、ヒドロキシエチルアクリレー
ト、ヒドロキシエチルメタアクリレート、ヒドロキシブ
チルアクリレート、ジシクロペンタジエンアクリレー
ト、１，６−ヘキサンジオールモノアクリレート、シク
ロヘキシルアクリレート等のモノ（メタ）アクリレート
や；１，６−ヘキサンジオールジアクリレート、ネオペ
ンチルグリコールジアクリレート、トリエチレングリコ
ールジアクリレート、エチレングリコールジアクリレー
ト、トリメチロールプロパンジアクリレート、トリプロ
ピレングリコールジアクリレート等のジ（メタ）アクリ
レートや；トリメチロールプロパントリアクリレート、
ペンタエリスリトールトリアクリレート等のトリ（メ
タ）アクリレート等が用いられ、またアクリルモノマー
の他に、メタクリレート、ビニルエーテル、イタコン酸
エステル等も用いられる。

【００２５】また、添加剤としては、ミスト防止剤、す
べり剤、酸化防止剤、乾燥剤、湿潤剤、粘度改良剤、ワ
ックス等が用いられる。

【００２６】ここで、インク担持体４１上に保持された
インク４２をシリコーンオイル３２が塗布された誘電体
ベルト１の表面に接触させるにあたり、上記のようにイ
ンク担持体４１の表面におけるインク４２の厚みを１〜
５０μｍの範囲にすると、誘電体ベルト１において静電
潜像が形成されていない部分に対するインク４２の供給
が抑制され、静電潜像が形成された部分にだけ十分な量
のインク４２が供給されるようになる。

【００２７】次に、このようにして誘電体ベルト１の表
面に形成されたインク像を転写手段５によって記録媒体
６である転写紙６に転写させるにあたっては、給紙トレ
イに収容された転写紙６をインク像が形成された誘電体
ベルト１とともに、転写手段５である転写ローラ対５の
間に導き、加熱することによって誘電体ベルト１上に形
成されたインク像のインク４２をある程度硬化させ、転
写紙６上に転写させるようにした。転写後の誘電体ベル
ト１の表面はクリーニング装置７によってクリーニング
された後、除電装置８によって除電される。

【００２８】ここで図２を用いて転写手段５の構成を説
明する。転写手段５である転写ローラ対５は、上ローラ
５１と下ローラ５２から構成されており、共にハロゲン
ランプからなる発熱体５１ａ、５２ａを内蔵している。
５１ｂおよび５２ｂはアルミニウムからなる支持体であ
り、５１ｃおよび５２ｃはそれぞれ支持体５１ｂおよび
５２ｂ上に形成されたシリコーンゴムからなる弾性層で
ある。この弾性層の厚さは０．５〜５ｍｍ程度が好まし
く、またローラの表面温度は１００〜１８０℃に制御す
ることが好ましい。

【００２９】なお、上記実施形態では、上ローラ５１と
下ローラ５２の両方が発熱体を備えた加熱ローラとなっ
ているが、いづれか一方のローラを加熱ローラとする構
成でも良い。この際には誘電体ベルト１の内側に設けら
れた上ローラ５１を加熱ローラとすることが好ましい。

【００３０】また、弾性層５１ｃおよび５２ｃの表面に
テトラフルオロエチレン等のフッ素系樹脂層を形成して
も良い。このようなフッ素系樹脂層を形成することによ
り、ローラの耐久性を向上させることができる。フッ素
系樹脂層の厚さは２０〜５０μm程度とすることが好ま
しい。

【００３１】このように熱硬化性インクを用いることに
よって、転写効率が飛躍的に向上し１００％転写も可能
となる理由について、図３（ａ）および図３（ｂ）を用
いて説明する。

【００３２】図３（ａ）は従来の印刷インクを用いた場
合における転写部の模式図である。この場合、インク４
２と誘電体ベルト１との接着力をｆ１、インク４２の凝
集力をｆ２、インク４２と転写紙６との接着力をｆ３、
転写紙６のはがれ力をｆ４とした時、ｆ１〜ｆ４の中で
インクの凝集力ｆ２が最も小さくなるため、転写の際に
インク層がその途中で分断されてしまい誘電体ベルト１
上に転写残インクが残ってしまう。

【００３３】これに対して、図３（ｂ）に模式的に示さ
れる本発明においては、転写部でインクを熱硬化させて
液体状から固体状に変化させているため、インクの凝集
力ｆ２が大きくなりインク層が分断されにくくなる。ま
た、インクが固化されるときに転写ベルトとインク層と
の界面に内部歪みが発生し、インクと誘電体ベルトとの
接着力ｆ１が小さくなり、インク層が誘電体ベルトから
はがれ易くなる。その結果、ｆ１〜ｆ４の中でインクと
誘電体ベルトとの接着力ｆ１が最も小さくなるため、転
写の際にインク層が分断されることなくインク層と誘電
体ベルトとの界面で剥離されるため、転写効率が向上し
１００％転写が可能になったものと考えられる。

【００３４】このようにして画像形成を行なうと、転写
紙６上にかぶりが発生するのが抑制されると共に、十分
な画像濃度を有する良好な画像が得られるようになり、
また転写後において誘電体ベルト１の表面に残ったイン
ク４２の量が著しく減少するため、クリーニング装置７
によって簡単に除去できるようになった。

【００３５】次に、図４および図５に転写部におけるイ
ンクの加熱時間を長くして転写効率をより向上させるこ
とのできる実施形態について説明する。

【００３６】図４の画像形成装置においては、転写手段
５の構成以外は図１の画像形成装置と同様の構成を有し
ている。即ち転写手段５として、加熱下ローラ５５、加
熱下ローラ５５に対して誘電体ベルト１を介して配置さ
れた上ローラ５３および加熱上ローラ５４を備えてい
る。加熱上ローラ５４および加熱下ローラ５５は図２で
説明した上ローラ５１、下ローラ５２と同様の構成を有
しており内部に発熱体を備えている。一方上ローラ５３
は発熱体を内蔵していない以外は加熱上ローラ５４と同
様の構成を有するローラである。転写手段５の構成をこ
のようにすることにより、転写部における加熱ニップ幅
を長くすることができ、より転写効率を向上させること
ができる。

【００３７】また図５の画像形成装置においても、転写
手段５の構成以外は図１の画像形成装置と同様の構成を
有している。即ち転写手段５として、予備加熱ローラ対
５６、第１加熱ローラ対５７および第２加熱ローラ対５
８を備えている。各加熱ローラ対に用いられた各加熱ロ
ーラは、図２で説明した上ローラ５１、下ローラ５２と
同様の構成を有している。この構成によれば予備加熱ロ
ーラ対５６によって転写紙６を予備加熱させるため、転
写時に転写紙６に熱が奪われてインクに対する加熱効率
が低下することを防止することができる。

【００３８】

【実施例】

（実施例）この実施例においては、上記の図１の画像形
成装置において、像担持体１として、厚さ２５μｍのＰ
ＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）で構成された誘電
体層と導電性基体としてアルミニウム蒸着層とを有する
誘電体ベルトを用いる一方、放電電極２として、５０μ
ｍのタングステンワイヤーを使用したマルチスタイラス
放電電極を用い、この放電電極２を誘電体ベルト１から
約２０μｍ離した位置に設け、この放電電極２に−１．
５ｋＶの電圧を印加させて放電を行ない、上記の誘電体
ベルト１の表面に表面電位が約−５００Ｖの静電潜像を
形成した。

【００３９】そして、このように静電潜像が形成された
誘電体ベルト１の表面に上記のオイル塗布ローラ３４か
らシリコーンオイル３１を塗布するにあたっては、シリ
コーンオイル３１として粘度約３００ｃｐのシリコーン
オイル（東レ・ダウコーニング・シリコーン社製：シリ
コーンオイルＳＨ２００）を使用し、このシリコーンオ
イル３１を誘電体ベルト１の表面に約１μｍの厚みにな
るように塗布した。

【００４０】次いで、このようにシリコーンオイル３１
が塗布された誘電体ベルト１の表面に上記のインク担持
体４１からインク４２を供給するにあたっては、そのイ
ンク４２として熱硬化性インク（メタルチャンピオン
（墨）：大日本インキ社製）を用い、このインク４２を
誘電体ベルト１の潜像部分に供給して、誘電体ベルト１
の表面にインク像を形成した。

【００４１】そして、このように誘電体ベルト１の表面
に形成されたインク像を転写紙６上に転写させるにあた
っては、上記の転写手段５として上ローラ５１および下
ローラ５２に直径６０ｍｍ、シリコーンゴム厚２ｍｍ、
ゴム硬度６０°（JIS A）で内部にハロゲンランプを備
えた弾性ローラを使用し、各ローラの表面温度１６０
℃、ローラ間の圧力（線圧）１．０ｋｇ／ｃｍ、システ
ムスピード（誘電体ベルト１の表面移動速度）５０ｍｍ
／ｓｅｃの条件で行った。

【００４２】ここで、上記のようにしてインク４２を誘
電体ベルト１の表面から転写紙６上に転写させた場合に
おいて、誘電体ベルト１の表面における単位面積あたり
のインク４２の量Ｍｄと、転写紙６に転写された単位面
積あたりのインク４２の量Ｍｔを電子天秤で測定し、下
記の式よって転写効率を求めた。

【００４３】転写効率（％）＝（Ｍｔ／Ｍｄ）×１００ この結果、この実施例においては、上記の転写効率がほ
ぼ１００％であり、十分な画像濃度を有する良好な画像
が得られると共に、転写後において誘電体ベルト１の表
面に残ったインク４２の量が非常に少なく、このインク
４２をクリーニング装置７によって誘電体ベルト１の表
面から簡単に除去することができた。

【００４４】（比較例）この比較例においては、上記の
実施例の場合と使用するインク４２の種類を変更させ、
インクとしてＢＳＤニューラバーベース（文祥堂社製）
を使用すると共に、上記の転写手段５を加熱しないよう
にし、それ以外は、上記の実施例の場合と同様にして、
誘電体ベルト１上に形成されたインク像を転写紙６上に
転写させるようにした。

【００４５】そして、この比較例のものについて、上記
のようにして転写効率を求めたところ、その転写効率は
約５０％であり、上記の実施例の場合に比べて転写効率
が非常に低くなっており、得られた画像における画像濃
度が上記の実施例のものに比べて低くなっており、また
転写後における誘電体ベルト１の表面に多くのインク４
２が残り、このインク４２をクリーニング装置７によっ
て誘電体ベルト１の表面から簡単に除去するは困難であ
った。

【００４６】

【発明の効果】本発明によれば、像担持体から記録媒体
へのインク像の転写効率が向上し、高濃度の画像が得ら
れるとともにインクの無駄な消費が抑制され、また転写
後の像担持体から転写残のインクをクリーニング装置に
よって簡単に除去でき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】 本発明の一実施形態に係る画像形成装置の概
略説明図である。

【図２】 本発明に係る転写装置の概略説明図である。

【図３】 （ａ）は従来の技術によるインクの転写の状
態を模式的に示した図であり、（ｂ）は本発明によるイ
ンクの転写の状態を模式的に示した図である。

【図４】 本発明の他の実施形態に係る画像形成装置の
概略説明図である。

【図５】 本発明の他の実施形態に係る画像形成装置の
概略説明図である。

【符号の説明】

1：像担持体（誘電体ベルト）、２：潜像形成手段（放
電電極）、３：離型剤塗布手段、４：インク現像手段、
５：転写手段、６：記録媒体（転写紙）、７：クリーニ
ング手段、８：除電手段。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 像担持体表面に静電潜像を形成する潜像
   形成手段と、インク担持体に保持されたインクを前記像
   担持体表面に供給して静電潜像に対応したインク像を像
   担持体表面に形成するインク現像手段と、像担持体表面
   に形成されたインク像を記録媒体に転写する転写手段と
   を備えた画像形成装置において、前記インクとして熱硬
   化性インクを用いるとともに、前記像担持体表面に形成
   されたインク像を加熱する加熱手段を備えたことを特徴
   とする画像形成装置。
2. 【請求項２】 前記加熱手段が転写手段を兼ねているこ
   とを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 【請求項３】 前記静電潜像が形成された像担持体表
   面に一様に離型剤を塗布する離型剤塗布手段を備えたこ
   とを特徴とする請求項１または２記載の画像形成装置。