湿式画像形成装置
【課題】画像ノイズを発生させることなく、かつ、オフセットの発生を防止することが可能な湿式画像形成装置を提供する。
【解決手段】定着装置５においては、第１定着ローラ６１の回転方向とカウンタ方向に当接されるキャリア液供給ローラ９１を設ける。記録用紙８上のキャリア液は、第１定着ローラ６１と接触することにより回収され、第１定着ローラ６１により回収されたキャリア液は、キャリア液供給ローラ９１を介して記録用紙８上に供給されることになる。当該供給されたキャリア液は、第２定着ローラ６２と第２加圧ローラ７２とのニップ領域において離型剤として機能し、記録用紙８から過剰にキャリア液が除去されることを防止し、キャリア液の過剰除去によるオフセットが防止される。
【解決手段】定着装置５においては、第１定着ローラ６１の回転方向とカウンタ方向に当接されるキャリア液供給ローラ９１を設ける。記録用紙８上のキャリア液は、第１定着ローラ６１と接触することにより回収され、第１定着ローラ６１により回収されたキャリア液は、キャリア液供給ローラ９１を介して記録用紙８上に供給されることになる。当該供給されたキャリア液は、第２定着ローラ６２と第２加圧ローラ７２とのニップ領域において離型剤として機能し、記録用紙８から過剰にキャリア液が除去されることを防止し、キャリア液の過剰除去によるオフセットが防止される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリなどの電子写真方式の画像形成装置に関し、液体現像剤を用いてトナー像を形成する湿式画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成装置においては、現像装置を用いて感光体上に静電潜像がトナーにより現像される。そして、例えば、感光体上に現像された静電潜像が記録用紙に転写されて画像が形成されることになる。このような画像形成装置の転写プロセスでは、一般に静電転写方式が採用されている。
【０００３】
トナー像を被転写体である用紙に転写する場合は、感光体に対向するように配置された用紙の裏面から転写ローラ等により電圧を印加し、感光体と記録用紙との間に電界を形成してこの電界によりトナー像を記録用紙に静電吸着させている。
【０００４】
そして、その後、定着装置により加圧定着することにより転写されたトナー像を記録用紙に定着させている。
【０００５】
一方で、近年、大量プリント用のオフィスプリンタやオンデマンド印刷装置などの、より高画質及び高解像度が要求される画像形成装置では、トナー粒子径が小さく、トナー画像の乱れが生じにくい液体現像剤を用いた湿式現像装置が知られている。当該液体現像剤は、パラフィン系溶媒等をキャリア液にトナーを分散させたものが用いられており、現像や転写工程においては、電界による泳動でトナーを移動させ記録用紙に画像を転写させている。
【０００６】
この液体現像剤を用いた湿式画像形成装置の場合、定着性の確保のためにはトナー層中のキャリア液を取り除かなければならない。
【０００７】
トナー層中のキャリア液は、揮発、定着部材での除去、用紙浸透により取り除かれるが、定着回数が１回である１段の定着部材で定着性を確保するためには記録用紙を高温にする必要がある。その場合、トナーを溶融させ過ぎると発生する高温オフセットや記録用紙を加熱し過ぎると発生するペーパーブリスタ等の問題があり、１段の定着部材では定着性を確保することが難しい。この点で、定着回数を複数に分ける、つまり多段定着にする方式が提案されている。
【０００８】
しかしながら、定着回数を重ねた場合には、トナー層表面に存在して離型剤として機能するキャリア液の除去が過剰になり過ぎ、オフセット防止効果が失われるという問題がある。
【０００９】
この点で、特開２００９−２０４９０９号公報においては、多段定着の構成において、第１の定着ローラを通過後の記録用紙に当接ローラを当接し、当該当接ローラの当接により回収されたキャリア液を後段の第２の定着ローラに供給することによりキャリア液の過剰除去を防止する方式が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００９−２０４９０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、上記公報に示される方式は、第１の定着ローラを通過後の記録用紙に当接ローラを当接する方式であり、その際当接ローラの接触により画像が乱れる可能性がある。すなわち、画像ノイズを生じさせる可能性がある。
【００１２】
本発明は、上記のような問題を解決するためになされたものであって、画像ノイズを発生させることなく、かつ、オフセットの発生を防止することが可能な湿式画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明のある局面に従う湿式画像形成装置は、キャリア液にトナーが分散された液体現像剤を用いる湿式画像形成装置であって、液体現像剤により現像された記録媒体について、熱定着する第１の定着ローラと、第１の定着ローラを通過した記録媒体について、さらに熱定着する第２の定着ローラと、第１の定着ローラの回転方向とカウンタ方向で当接されて第１の定着ローラに付着したキャリア液を回収して、当該回収したキャリア液を第１の定着ローラと第２の定着ローラとの間において記録媒体に供給するキャリア液供給手段とを備える。
【００１４】
好ましくは、記録媒体上から第１の定着ローラにより回収されたキャリア液は、キャリア液供給手段により記録媒体上で第１の定着ローラにより回収された位置と略同一の位置に供給される。
【００１５】
特に、第１の定着ローラと記録媒体との第１のニップ領域の出口とキャリア液供給手段と記録媒体との第２のニップ領域の入口までの記録媒体の搬送時間と、キャリア液供給手段を介して第１のニップ領域の出口から第２のニップ領域の入口にキャリア液が到達するキャリア液の搬送経路の搬送時間とが略同一となるように設計される。
【発明の効果】
【００１６】
本発明に従う湿式画像形成装置において、第１の定着ローラの回転方向とカウンタ方向で当接されて第１の定着ローラに付着したキャリア液を回収して、当該回収したキャリア液を第１の定着ローラと第２の定着ローラとの間において記録媒体に供給するキャリア液供給手段を設けることにより、第１の定着ローラにより回収されたキャリア液は、キャリア液供給手段により記録媒体に供給され、当該供給されたキャリア液は、第２の定着ローラのニップ領域において離型剤として機能し、キャリア液の過剰除去によるオフセットを防止することが可能である。また、キャリア液供給手段は、第１の定着ローラの回転方向とカウンタ方向で当接されるため第１の定着ローラからキャリア液供給手段へのキャリア液の転移効率は高く、キャリア液供給手段から記録媒体への供給に際し、十分な量のキャリア液が供給されるため、記録媒体上の画像（トナー像）を乱すことも無く、画像ノイズを生じさせない。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施の形態１に従う湿式画像形成装置における画像形成部の構成について説明する概略図である。
【図２】本発明の実施の形態１に従う定着装置５の構成を説明する図である。
【図３】本発明の実施の形態２に従う定着装置５の設計方式を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下に図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明においては同一の部品および構成要素には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同一であるものとする。
【００１９】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に従う湿式画像形成装置における画像形成部の構成について説明する概略図である。なお、当該図１には、湿式画像形成装置における画像形成部の概略断面図が示されている。
【００２０】
図１を参照して、画像形成部は、現像装置１と、感光体２と、中間転写体３と、転写ローラ４とを含む。そして、画像形成後の記録用紙８は定着装置５に搬送される。
【００２１】
感光体２および中間転写体３は、像担持体として機能する。
この感光体２を中心に、図示しない周囲に配設される感光体２の表面を均一に帯電させる帯電装置と、帯電した感光体２上にＬＥＤ光またはレーザビームを照射して、静電潜像を形成する露光装置とが設けられ、そして、その静電潜像を液体現像剤を用いて現像する現像装置１と、現像されたトナー像を転写する中間転写体３とがさらに設けられる。
【００２２】
中間転写体３に転写されたトナー像は、転写ローラ４との間の転写位置に移動し、記録用紙８に転写される。具体的には、中間転写体３の周速と同速度で搬送される記録用紙８に帯電を施し、あるいは電圧を印加することで、中間転写体３上の現像されたトナー像が記録用紙８に転写される。なお、本例においては、中間転写体３を用いて、一旦中間転写体３に転写したトナー像を記録用紙に転写する方式について示しているが、感光体２から直接、記録用紙に転写する方式を採用するようにしても良い。
【００２３】
なお、図１においては、現像装置１が１台のみ配置されているが、カラー画像形成のために複数台配置される構成としても良い。また、カラー現像の方式、中間転写の有無等は任意に設定すればよく、それに合わせた任意の構成配置をとることが可能である。
【００２４】
転写ローラ４でトナー像が転写された記録用紙８は、搬送方向の下流側の定着装置５に搬送され、加熱定着の上、排出される。
【００２５】
次に、現像に用いる液体現像剤について説明する。液体現像剤は、溶媒であるキャリア液体中に着色されたトナー粒子を高濃度で分散している。また、液体現像剤には、分散剤、荷電制御剤などの添加剤を適宜、選んで添加してもよい。
【００２６】
液体現像剤は、キャリア液である絶縁性液体と、静電潜像を現像するトナーと、トナーを分散させる分散剤とを主要成分としている。
【００２７】
キャリア液としては、一般に電子写真用液体現像剤に用いるものであれば特に制限することなく使用することができるが、例えば、キャリア液として、イソパラフィン系のアイソパー（Ｇ、Ｈ、Ｌ、Ｍなど）（エクソンモビール）、ＩＰソルベント（１６２０、２０２８、２８３５など）（出光興産）や、パラフィン系のモレスコホワイト（Ｐ−４０，Ｐ−７０，Ｐ−１２０）（松村石油研究所）を挙げることができる。また、シリコンオイル、ミネラルオイルを用いることも可能である。
【００２８】
トナー粒子は、主として、樹脂と着色のための顔料や染料からなる。樹脂には、顔料や染料を樹脂中に均一に分散させる機能と、記録用紙に定着させる際のバインダとしての機能がある。
【００２９】
トナー粒子としては、一般に電子写真用液体現像剤に用いるものであれば、特に制限することなく使用することができる。トナー用結着樹脂としては、たと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、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリウレタン樹脂等の熱可塑性樹脂を用いることができる。またこれらの樹脂を複数、混合して用いることも可能である。
【００３０】
また、トナーの着色に用いられる顔料および染料も一般に市販されているものを用いることができる。たとえば、顔料としては、カーボンブラック、ベンガラ、酸化チタン、シリカ、フタロシアニンブルー、フタロシアニングリーン、スカイブルー、ベンジジンイエロー、レーキレッドＤ等を用いることができる。染料としてはソルベントレッド２７やアシッドブルー９等を用いることができる。
【００３１】
液体現像剤の調整方法としては、一般に用いられる技法に基づいて調整することができる。たとえば、結着剤樹脂と顔料とを所定の配合比で、加圧ニーダ、ローラミルなどを用いて溶融混練して均一に分散させ、得られた分散体をたとえばジェットミルによって微粉砕する。得られた微粉末をたとえば風力分級機などにより分級することで、所望の粒径の着色トナーを得ることができる。そして、得られたトナー粒子をキャリア液としての絶縁性液体と所定の配合比で混合する。この混合物をボールミル等の分散手段により均一に分散させ、液体現像剤を得ることができる。
【００３２】
トナーの平均粒径は、湿式画像形成方式を採用しているため、０．１μｍ〜５μｍとすることが可能である。０．１μｍ未満では現像性が大きく低下し、５μｍより大きい粒径では画像品位が低下するため、０．１〜５μｍに設定することが望ましい。
【００３３】
液体現像剤の質量に対するトナー粒子の質量の割合は、１０〜５０％程度が適当である。
【００３４】
１０％未満の場合、トナー粒子に沈降が生じやすく、長期保管時の経時的な安定性に問題があり、また、必要な画像濃度を得るため、多量の液体現像剤を供給する必要があり、記録用紙に付着するキャリア液が増加し、定着時に乾燥させた際の蒸気の処理が問題となる可能性がある。一方で、５０％を超える場合には、液体現像剤の粘度が高くなりすぎ、製造上も取り扱いが困難になる可能性がある。
【００３５】
液体現像剤の粘度は、２５℃において、０．１ｍＰａ・ｓ以上、１００００ｍＰａ・ｓ以下が望ましい。１００００ｍＰａ・ｓより大きくなると液体現像剤の攪拌や送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装置の負担が大きくなる可能性がある。
【００３６】
図２は、本発明の実施の形態１に従う定着装置５の構成を説明する図である。
図２を参照して、定着装置５は、第１定着器５１と、第２定着器５２と、キャリア液供給ローラ９１とを含む。
【００３７】
第１定着器５１は、第１定着ローラ６１と、第１加圧ローラ７１とを含む。第２定着器５２は、第２定着ローラ６２と、第２加圧ローラ７２とを含む。第１定着ローラ６１および第１加圧ローラ７１には、それぞれヒータランプ８１，８３が内蔵されている。第２定着ローラ６２および第２加圧ローラ７２には、それぞれヒータランプ８２，８４が内蔵されている。
【００３８】
第１定着ローラ６１と第１加圧ローラ７１とは上下に並行に配列して、それぞれ両端側を不図示の軸受部材に回転自在に支持させてあり、バネなどを用いた不図示の加圧機構によって第１加圧ローラ７１を第１定着ローラ６１の回転軸方向に付勢して、第１定着ローラ６１の下面部に所定の加圧力で圧接させて、圧接ニップ部（定着ニップ）を形成させている。第１加圧ローラ７１は、不図示の駆動機構により矢印の方向に所定の周速度で回転駆動される。
【００３９】
第１定着ローラ６１は、圧接ニップ部での第１加圧ローラ７１との圧接摩擦力によって第１加圧ローラ７１の回転に伴い、従動回転する。なお、第１定着ローラ６１を回転駆動させて、第１加圧ローラ７１を従動回転させるようにしてもよい。
【００４０】
ヒータランプ（ハロゲンランプ）８１，８３は、図示しない制御手段により表面温度が所望の温度となるように制御される。
【００４１】
第１定着ローラ６１および第１加圧ローラ７１は、アルミ等の熱伝導率の良好な中空の金属製芯金（厚み０．５〜５ｍｍ）の外周に、ニップ幅確保のための弾性層としてのシリコンゴム層（厚み０．５〜３ｍｍ）と、表面の離型性を高めるために離型層として例えばポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）やポリフルオロポリエーテル（ＰＦＡ）等の厚さ１０〜５０μｍのフッ素系樹脂離型層を設けたローラを用いることが可能である。
【００４２】
第２定着器５２についても第１定着器５１と同様の構成であるため、その詳細な説明は省略する。
【００４３】
また、キャリア液供給ローラ９１は、第１定着ローラ６１の回転方向とカウンタ方向となるように当接されるとともに、記録用紙に当接されるように設けられる。
【００４４】
キャリア液供給ローラ９１は、アルミ、ＳＵＳ等の金属製芯金（厚み０．５〜２ｍｍ）の外周に、弾性層としてのシリコンゴム層（厚み０．５〜２ｍｍ）と、表面の離型層としてＰＴＦＥやＰＦＡ等の厚さ１０〜５０μｍのフッ素系樹脂離型層を設けたローラを用いることが可能である。
【００４５】
本発明の実施の形態１に従う定着装置５においては、第１定着ローラ６１と第１加圧ローラ７１とのニップ領域の出口付近において記録用紙８上のキャリア液が第１定着ローラ６１に付着して搬送される。そして、当該キャリア液は、第１定着ローラ６１とキャリア液供給ローラ９１とのニップ領域に突入する。第１定着ローラ６１とキャリア液供給ローラ９１とはカウンタ方向に当接されているため当該ニップ領域の入口付近において、第１定着ローラ６１に付着しているキャリア液量の大半がキャリア液供給ローラ９１に付着して搬送されることになる。そして、キャリア液供給ローラ９１は、記録用紙８と当接されるように設けられており、当該キャリア液供給ローラ９１に付着したキャリア液は記録用紙８に供給される。
【００４６】
したがって、記録用紙８上の第１定着ローラ６１と接触することにより、第１定着ローラ６１により回収されたキャリア液は、キャリア液供給ローラ９１を介して再び、記録用紙８に供給されることになる。当該状態において、記録用紙８は、第２定着器５２に搬送されるため、記録用紙８に供給されたキャリア液は、第２定着ローラ６２と第２加圧ローラ７２とのニップ領域において離型剤として機能し、記録用紙８から過剰にキャリア液が除去されることを防止し、キャリア液の過剰除去によるオフセットを防止することが可能である。また、当該構成においては、キャリア液供給ローラ９１を第１定着ローラ６１の回転方向とカウンタ方向に当接させているため、第１定着ローラ６１からキャリア液供給ローラ９１へのキャリア液の転移効率は高く、キャリア液供給ローラ９１から記録用紙８への供給に際し、十分な量のキャリア液が供給されるため、記録用紙８上の画像（トナー像）を乱すことも無く、すなわち、画像ノイズを生じさせることなく、かつ、オフセットの発生を防止することが可能である。
【００４７】
なお、本例においては、キャリア液を記録用紙８に供給する手段として、キャリア液供給ローラ９１を用いた構成について説明しているが、特にローラに限られず、例えば、ベルトを用いて、キャリア液を記録用紙８に供給する構成とすることも可能である。
【００４８】
（実施の形態２）
上記の実施の形態１においては、記録用紙８上において前段の定着ローラで除去したキャリア液をキャリア液供給ローラ９１を用いて記録用紙８に供給することにより、当該キャリア液を後段の定着ローラの離型剤として用いる方式について説明した。
【００４９】
一方で、実際に記録用紙上に形成される画像は様々であり、画像領域（画像部）、非画像領域（背景部）は記録用紙上の任意の位置に存在することとなる。
【００５０】
画像部からは第１定着器５１の定着ニップにおいてキャリア液が析出し、第１定着ローラ６１により除去されるが、背景部にはキャリア液が極微量しか存在しないため、第１定着ローラ６１にて除去されるキャリア液量は極めて微量である。
【００５１】
一方、第２定着器５２の定着ニップにおいて、オフセットが発生する可能性があるのは画像部であるため、第１定着器５１の定着ニップにて画像部から除去したキャリア液が、再び同じ画像部の位置に供給されるならば、第２定着器５２の定着ニップにおいて、キャリア液は離型剤として効果的に機能し、オフセット防止に対して有利である。
【００５２】
本発明の実施の形態２においては、記録用紙上において、第１定着ローラ６１により回収されるキャリア液の回収位置と、キャリア液供給ローラ９１により供給されるキャリア液の供給位置とを略同一の位置とすることにより、より効果的にオフセットを防止する方式について説明する。
【００５３】
図３は、本発明の実施の形態２に従う定着装置５の設計方式を説明する図である。
図３を参照して、ここでは、上記の図２の構成と同一の構成が示されている。
【００５４】
記録用紙上において、第１定着ローラ６１により回収されるキャリア液の回収位置と、キャリア液供給ローラ９１により供給されるキャリア液の供給位置とを略同一の位置とするということは、第１定着ローラ６１により回収位置において記録用紙から回収されたキャリア液がキャリア液供給ローラ９１により供給位置において記録用紙に供給されるまでのその搬送経路の搬送時間と、記録用紙が搬送される搬送経路において回収位置から供給位置までの記録用紙の搬送時間とを略同一となるように設計するということである。
【００５５】
ここで、一例として、回収位置と供給位置との搬送経路の長さを距離Ａ、キャリア液供給ローラ９１を介する回収位置から供給位置までの搬送経路の長さを距離Ｂ、Ｃとして示している。
【００５６】
距離Ｂ、Ｃについては、距離Ｂは、第１定着ローラ６１の記録用紙からの回収位置からキャリア液供給ローラ９１に対する供給位置（キャリア液供給ローラ９１の回収位置）までの長さ、距離Ｃは、キャリア液供給ローラ９１の回収位置からキャリア液供給ローラ９１の記録用紙への供給位置までの長さに対応する。
【００５７】
本例においては、一例として、第１定着ローラ６１および第２定着ローラ６２の外径φは９０ｍｍに設定した。また、記録用紙の搬送速度（システムスピード）は、３００ｍｍ／ｓに設定されているものとする。また、キャリア液供給ローラ９１を第１定着ローラ６１の回転方向とカウンタ方向に当接するように設け、また、記録用紙に当接するように設けた。その外径φは２６ｍｍに設定した。そして、キャリア液供給ローラ９１と第１定着ローラ６１との当接位置に関して、第１定着ローラ６１上で定着ニップの出口から５０．９°下流側において当接した。また、キャリア液供給ローラ９１と記録用紙８との当接位置に関して、第１定着ローラ６２の定着ニップの出口から搬送経路上において、４２ｍｍ下流側において当接した。
【００５８】
当該配置構成により、一例として距離Ａは４２ｍｍ、距離Ｂは４０ｍｍ、距離Ｃは２１．６ｍｍに設定されることになる。
【００５９】
上記配置構成において、キャリア液供給ローラ９１の回転速度を２１６０ｍｍ／ｓに設定することにより、第１定着ローラ６１により回収されるキャリア液の回収位置と、キャリア液供給ローラ９１により供給されるキャリア液の供給位置とを略同一の位置とすることが可能である。
【００６０】
距離Ａの記録用紙の搬送時間は０．１４ｓｅｃである。そして、距離Ｂの搬送経路の搬送時間は０．１３ｓｅｃである。距離Ｃの搬送経路の搬送時間は０．０１ｓｅｃである。
【００６１】
したがって、距離Ａの搬送経路の搬送時間と、距離Ｂ、Ｃの搬送経路の搬送時間とは等しくなる。
【００６２】
当該設計方式により、記録用紙上において、第１定着ローラにより回収されるキャリア液の回収位置と、キャリア液供給ローラにより供給されるキャリア液の供給位置とを略同一の位置とすることにより、より効果的にオフセットを防止することが可能である。
【００６３】
なお、上記においては、第１定着ローラにより回収されるキャリア液の回収位置と、キャリア液供給ローラにより供給されるキャリア液の供給位置とを略同一の位置とするために、一例としてキャリア液供給ローラ９１の回転速度を設定した場合について説明したが、特に、キャリア液供給ローラ９１の回転速度を設定する場合に限られず、システムスピードを調節するようにしても良いし、あるいは、キャリア液供給ローラ９１の外径を調節するようにしても良いし、あるいは、当接角を調節するようにしてもよく、特にその設計方式については限定されない。
【００６４】
今回開示された実施の形態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。
【符号の説明】
【００６５】
１ 現像装置、２ 感光体、３ 中間転写体、４ 転写ローラ、５ 定着装置、８ 記録用紙、５１ 第１定着器、５２ 第２定着器、６１ 第１定着ローラ、６２ 第２定着ローラ、７１ 第１加圧ローラ、７２ 第２加圧ローラ、８１〜８４ ヒータランプ、９１ キャリア液供給ローラ。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリなどの電子写真方式の画像形成装置に関し、液体現像剤を用いてトナー像を形成する湿式画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成装置においては、現像装置を用いて感光体上に静電潜像がトナーにより現像される。そして、例えば、感光体上に現像された静電潜像が記録用紙に転写されて画像が形成されることになる。このような画像形成装置の転写プロセスでは、一般に静電転写方式が採用されている。
【０００３】
トナー像を被転写体である用紙に転写する場合は、感光体に対向するように配置された用紙の裏面から転写ローラ等により電圧を印加し、感光体と記録用紙との間に電界を形成してこの電界によりトナー像を記録用紙に静電吸着させている。
【０００４】
そして、その後、定着装置により加圧定着することにより転写されたトナー像を記録用紙に定着させている。
【０００５】
一方で、近年、大量プリント用のオフィスプリンタやオンデマンド印刷装置などの、より高画質及び高解像度が要求される画像形成装置では、トナー粒子径が小さく、トナー画像の乱れが生じにくい液体現像剤を用いた湿式現像装置が知られている。当該液体現像剤は、パラフィン系溶媒等をキャリア液にトナーを分散させたものが用いられており、現像や転写工程においては、電界による泳動でトナーを移動させ記録用紙に画像を転写させている。
【０００６】
この液体現像剤を用いた湿式画像形成装置の場合、定着性の確保のためにはトナー層中のキャリア液を取り除かなければならない。
【０００７】
トナー層中のキャリア液は、揮発、定着部材での除去、用紙浸透により取り除かれるが、定着回数が１回である１段の定着部材で定着性を確保するためには記録用紙を高温にする必要がある。その場合、トナーを溶融させ過ぎると発生する高温オフセットや記録用紙を加熱し過ぎると発生するペーパーブリスタ等の問題があり、１段の定着部材では定着性を確保することが難しい。この点で、定着回数を複数に分ける、つまり多段定着にする方式が提案されている。
【０００８】
しかしながら、定着回数を重ねた場合には、トナー層表面に存在して離型剤として機能するキャリア液の除去が過剰になり過ぎ、オフセット防止効果が失われるという問題がある。
【０００９】
この点で、特開２００９−２０４９０９号公報においては、多段定着の構成において、第１の定着ローラを通過後の記録用紙に当接ローラを当接し、当該当接ローラの当接により回収されたキャリア液を後段の第２の定着ローラに供給することによりキャリア液の過剰除去を防止する方式が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００９−２０４９０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、上記公報に示される方式は、第１の定着ローラを通過後の記録用紙に当接ローラを当接する方式であり、その際当接ローラの接触により画像が乱れる可能性がある。すなわち、画像ノイズを生じさせる可能性がある。
【００１２】
本発明は、上記のような問題を解決するためになされたものであって、画像ノイズを発生させることなく、かつ、オフセットの発生を防止することが可能な湿式画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明のある局面に従う湿式画像形成装置は、キャリア液にトナーが分散された液体現像剤を用いる湿式画像形成装置であって、液体現像剤により現像された記録媒体について、熱定着する第１の定着ローラと、第１の定着ローラを通過した記録媒体について、さらに熱定着する第２の定着ローラと、第１の定着ローラの回転方向とカウンタ方向で当接されて第１の定着ローラに付着したキャリア液を回収して、当該回収したキャリア液を第１の定着ローラと第２の定着ローラとの間において記録媒体に供給するキャリア液供給手段とを備える。
【００１４】
好ましくは、記録媒体上から第１の定着ローラにより回収されたキャリア液は、キャリア液供給手段により記録媒体上で第１の定着ローラにより回収された位置と略同一の位置に供給される。
【００１５】
特に、第１の定着ローラと記録媒体との第１のニップ領域の出口とキャリア液供給手段と記録媒体との第２のニップ領域の入口までの記録媒体の搬送時間と、キャリア液供給手段を介して第１のニップ領域の出口から第２のニップ領域の入口にキャリア液が到達するキャリア液の搬送経路の搬送時間とが略同一となるように設計される。
【発明の効果】
【００１６】
本発明に従う湿式画像形成装置において、第１の定着ローラの回転方向とカウンタ方向で当接されて第１の定着ローラに付着したキャリア液を回収して、当該回収したキャリア液を第１の定着ローラと第２の定着ローラとの間において記録媒体に供給するキャリア液供給手段を設けることにより、第１の定着ローラにより回収されたキャリア液は、キャリア液供給手段により記録媒体に供給され、当該供給されたキャリア液は、第２の定着ローラのニップ領域において離型剤として機能し、キャリア液の過剰除去によるオフセットを防止することが可能である。また、キャリア液供給手段は、第１の定着ローラの回転方向とカウンタ方向で当接されるため第１の定着ローラからキャリア液供給手段へのキャリア液の転移効率は高く、キャリア液供給手段から記録媒体への供給に際し、十分な量のキャリア液が供給されるため、記録媒体上の画像（トナー像）を乱すことも無く、画像ノイズを生じさせない。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施の形態１に従う湿式画像形成装置における画像形成部の構成について説明する概略図である。
【図２】本発明の実施の形態１に従う定着装置５の構成を説明する図である。
【図３】本発明の実施の形態２に従う定着装置５の設計方式を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下に図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明においては同一の部品および構成要素には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同一であるものとする。
【００１９】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に従う湿式画像形成装置における画像形成部の構成について説明する概略図である。なお、当該図１には、湿式画像形成装置における画像形成部の概略断面図が示されている。
【００２０】
図１を参照して、画像形成部は、現像装置１と、感光体２と、中間転写体３と、転写ローラ４とを含む。そして、画像形成後の記録用紙８は定着装置５に搬送される。
【００２１】
感光体２および中間転写体３は、像担持体として機能する。
この感光体２を中心に、図示しない周囲に配設される感光体２の表面を均一に帯電させる帯電装置と、帯電した感光体２上にＬＥＤ光またはレーザビームを照射して、静電潜像を形成する露光装置とが設けられ、そして、その静電潜像を液体現像剤を用いて現像する現像装置１と、現像されたトナー像を転写する中間転写体３とがさらに設けられる。
【００２２】
中間転写体３に転写されたトナー像は、転写ローラ４との間の転写位置に移動し、記録用紙８に転写される。具体的には、中間転写体３の周速と同速度で搬送される記録用紙８に帯電を施し、あるいは電圧を印加することで、中間転写体３上の現像されたトナー像が記録用紙８に転写される。なお、本例においては、中間転写体３を用いて、一旦中間転写体３に転写したトナー像を記録用紙に転写する方式について示しているが、感光体２から直接、記録用紙に転写する方式を採用するようにしても良い。
【００２３】
なお、図１においては、現像装置１が１台のみ配置されているが、カラー画像形成のために複数台配置される構成としても良い。また、カラー現像の方式、中間転写の有無等は任意に設定すればよく、それに合わせた任意の構成配置をとることが可能である。
【００２４】
転写ローラ４でトナー像が転写された記録用紙８は、搬送方向の下流側の定着装置５に搬送され、加熱定着の上、排出される。
【００２５】
次に、現像に用いる液体現像剤について説明する。液体現像剤は、溶媒であるキャリア液体中に着色されたトナー粒子を高濃度で分散している。また、液体現像剤には、分散剤、荷電制御剤などの添加剤を適宜、選んで添加してもよい。
【００２６】
液体現像剤は、キャリア液である絶縁性液体と、静電潜像を現像するトナーと、トナーを分散させる分散剤とを主要成分としている。
【００２７】
キャリア液としては、一般に電子写真用液体現像剤に用いるものであれば特に制限することなく使用することができるが、例えば、キャリア液として、イソパラフィン系のアイソパー（Ｇ、Ｈ、Ｌ、Ｍなど）（エクソンモビール）、ＩＰソルベント（１６２０、２０２８、２８３５など）（出光興産）や、パラフィン系のモレスコホワイト（Ｐ−４０，Ｐ−７０，Ｐ−１２０）（松村石油研究所）を挙げることができる。また、シリコンオイル、ミネラルオイルを用いることも可能である。
【００２８】
トナー粒子は、主として、樹脂と着色のための顔料や染料からなる。樹脂には、顔料や染料を樹脂中に均一に分散させる機能と、記録用紙に定着させる際のバインダとしての機能がある。
【００２９】
トナー粒子としては、一般に電子写真用液体現像剤に用いるものであれば、特に制限することなく使用することができる。トナー用結着樹脂としては、たと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、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリウレタン樹脂等の熱可塑性樹脂を用いることができる。またこれらの樹脂を複数、混合して用いることも可能である。
【００３０】
また、トナーの着色に用いられる顔料および染料も一般に市販されているものを用いることができる。たとえば、顔料としては、カーボンブラック、ベンガラ、酸化チタン、シリカ、フタロシアニンブルー、フタロシアニングリーン、スカイブルー、ベンジジンイエロー、レーキレッドＤ等を用いることができる。染料としてはソルベントレッド２７やアシッドブルー９等を用いることができる。
【００３１】
液体現像剤の調整方法としては、一般に用いられる技法に基づいて調整することができる。たとえば、結着剤樹脂と顔料とを所定の配合比で、加圧ニーダ、ローラミルなどを用いて溶融混練して均一に分散させ、得られた分散体をたとえばジェットミルによって微粉砕する。得られた微粉末をたとえば風力分級機などにより分級することで、所望の粒径の着色トナーを得ることができる。そして、得られたトナー粒子をキャリア液としての絶縁性液体と所定の配合比で混合する。この混合物をボールミル等の分散手段により均一に分散させ、液体現像剤を得ることができる。
【００３２】
トナーの平均粒径は、湿式画像形成方式を採用しているため、０．１μｍ〜５μｍとすることが可能である。０．１μｍ未満では現像性が大きく低下し、５μｍより大きい粒径では画像品位が低下するため、０．１〜５μｍに設定することが望ましい。
【００３３】
液体現像剤の質量に対するトナー粒子の質量の割合は、１０〜５０％程度が適当である。
【００３４】
１０％未満の場合、トナー粒子に沈降が生じやすく、長期保管時の経時的な安定性に問題があり、また、必要な画像濃度を得るため、多量の液体現像剤を供給する必要があり、記録用紙に付着するキャリア液が増加し、定着時に乾燥させた際の蒸気の処理が問題となる可能性がある。一方で、５０％を超える場合には、液体現像剤の粘度が高くなりすぎ、製造上も取り扱いが困難になる可能性がある。
【００３５】
液体現像剤の粘度は、２５℃において、０．１ｍＰａ・ｓ以上、１００００ｍＰａ・ｓ以下が望ましい。１００００ｍＰａ・ｓより大きくなると液体現像剤の攪拌や送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装置の負担が大きくなる可能性がある。
【００３６】
図２は、本発明の実施の形態１に従う定着装置５の構成を説明する図である。
図２を参照して、定着装置５は、第１定着器５１と、第２定着器５２と、キャリア液供給ローラ９１とを含む。
【００３７】
第１定着器５１は、第１定着ローラ６１と、第１加圧ローラ７１とを含む。第２定着器５２は、第２定着ローラ６２と、第２加圧ローラ７２とを含む。第１定着ローラ６１および第１加圧ローラ７１には、それぞれヒータランプ８１，８３が内蔵されている。第２定着ローラ６２および第２加圧ローラ７２には、それぞれヒータランプ８２，８４が内蔵されている。
【００３８】
第１定着ローラ６１と第１加圧ローラ７１とは上下に並行に配列して、それぞれ両端側を不図示の軸受部材に回転自在に支持させてあり、バネなどを用いた不図示の加圧機構によって第１加圧ローラ７１を第１定着ローラ６１の回転軸方向に付勢して、第１定着ローラ６１の下面部に所定の加圧力で圧接させて、圧接ニップ部（定着ニップ）を形成させている。第１加圧ローラ７１は、不図示の駆動機構により矢印の方向に所定の周速度で回転駆動される。
【００３９】
第１定着ローラ６１は、圧接ニップ部での第１加圧ローラ７１との圧接摩擦力によって第１加圧ローラ７１の回転に伴い、従動回転する。なお、第１定着ローラ６１を回転駆動させて、第１加圧ローラ７１を従動回転させるようにしてもよい。
【００４０】
ヒータランプ（ハロゲンランプ）８１，８３は、図示しない制御手段により表面温度が所望の温度となるように制御される。
【００４１】
第１定着ローラ６１および第１加圧ローラ７１は、アルミ等の熱伝導率の良好な中空の金属製芯金（厚み０．５〜５ｍｍ）の外周に、ニップ幅確保のための弾性層としてのシリコンゴム層（厚み０．５〜３ｍｍ）と、表面の離型性を高めるために離型層として例えばポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）やポリフルオロポリエーテル（ＰＦＡ）等の厚さ１０〜５０μｍのフッ素系樹脂離型層を設けたローラを用いることが可能である。
【００４２】
第２定着器５２についても第１定着器５１と同様の構成であるため、その詳細な説明は省略する。
【００４３】
また、キャリア液供給ローラ９１は、第１定着ローラ６１の回転方向とカウンタ方向となるように当接されるとともに、記録用紙に当接されるように設けられる。
【００４４】
キャリア液供給ローラ９１は、アルミ、ＳＵＳ等の金属製芯金（厚み０．５〜２ｍｍ）の外周に、弾性層としてのシリコンゴム層（厚み０．５〜２ｍｍ）と、表面の離型層としてＰＴＦＥやＰＦＡ等の厚さ１０〜５０μｍのフッ素系樹脂離型層を設けたローラを用いることが可能である。
【００４５】
本発明の実施の形態１に従う定着装置５においては、第１定着ローラ６１と第１加圧ローラ７１とのニップ領域の出口付近において記録用紙８上のキャリア液が第１定着ローラ６１に付着して搬送される。そして、当該キャリア液は、第１定着ローラ６１とキャリア液供給ローラ９１とのニップ領域に突入する。第１定着ローラ６１とキャリア液供給ローラ９１とはカウンタ方向に当接されているため当該ニップ領域の入口付近において、第１定着ローラ６１に付着しているキャリア液量の大半がキャリア液供給ローラ９１に付着して搬送されることになる。そして、キャリア液供給ローラ９１は、記録用紙８と当接されるように設けられており、当該キャリア液供給ローラ９１に付着したキャリア液は記録用紙８に供給される。
【００４６】
したがって、記録用紙８上の第１定着ローラ６１と接触することにより、第１定着ローラ６１により回収されたキャリア液は、キャリア液供給ローラ９１を介して再び、記録用紙８に供給されることになる。当該状態において、記録用紙８は、第２定着器５２に搬送されるため、記録用紙８に供給されたキャリア液は、第２定着ローラ６２と第２加圧ローラ７２とのニップ領域において離型剤として機能し、記録用紙８から過剰にキャリア液が除去されることを防止し、キャリア液の過剰除去によるオフセットを防止することが可能である。また、当該構成においては、キャリア液供給ローラ９１を第１定着ローラ６１の回転方向とカウンタ方向に当接させているため、第１定着ローラ６１からキャリア液供給ローラ９１へのキャリア液の転移効率は高く、キャリア液供給ローラ９１から記録用紙８への供給に際し、十分な量のキャリア液が供給されるため、記録用紙８上の画像（トナー像）を乱すことも無く、すなわち、画像ノイズを生じさせることなく、かつ、オフセットの発生を防止することが可能である。
【００４７】
なお、本例においては、キャリア液を記録用紙８に供給する手段として、キャリア液供給ローラ９１を用いた構成について説明しているが、特にローラに限られず、例えば、ベルトを用いて、キャリア液を記録用紙８に供給する構成とすることも可能である。
【００４８】
（実施の形態２）
上記の実施の形態１においては、記録用紙８上において前段の定着ローラで除去したキャリア液をキャリア液供給ローラ９１を用いて記録用紙８に供給することにより、当該キャリア液を後段の定着ローラの離型剤として用いる方式について説明した。
【００４９】
一方で、実際に記録用紙上に形成される画像は様々であり、画像領域（画像部）、非画像領域（背景部）は記録用紙上の任意の位置に存在することとなる。
【００５０】
画像部からは第１定着器５１の定着ニップにおいてキャリア液が析出し、第１定着ローラ６１により除去されるが、背景部にはキャリア液が極微量しか存在しないため、第１定着ローラ６１にて除去されるキャリア液量は極めて微量である。
【００５１】
一方、第２定着器５２の定着ニップにおいて、オフセットが発生する可能性があるのは画像部であるため、第１定着器５１の定着ニップにて画像部から除去したキャリア液が、再び同じ画像部の位置に供給されるならば、第２定着器５２の定着ニップにおいて、キャリア液は離型剤として効果的に機能し、オフセット防止に対して有利である。
【００５２】
本発明の実施の形態２においては、記録用紙上において、第１定着ローラ６１により回収されるキャリア液の回収位置と、キャリア液供給ローラ９１により供給されるキャリア液の供給位置とを略同一の位置とすることにより、より効果的にオフセットを防止する方式について説明する。
【００５３】
図３は、本発明の実施の形態２に従う定着装置５の設計方式を説明する図である。
図３を参照して、ここでは、上記の図２の構成と同一の構成が示されている。
【００５４】
記録用紙上において、第１定着ローラ６１により回収されるキャリア液の回収位置と、キャリア液供給ローラ９１により供給されるキャリア液の供給位置とを略同一の位置とするということは、第１定着ローラ６１により回収位置において記録用紙から回収されたキャリア液がキャリア液供給ローラ９１により供給位置において記録用紙に供給されるまでのその搬送経路の搬送時間と、記録用紙が搬送される搬送経路において回収位置から供給位置までの記録用紙の搬送時間とを略同一となるように設計するということである。
【００５５】
ここで、一例として、回収位置と供給位置との搬送経路の長さを距離Ａ、キャリア液供給ローラ９１を介する回収位置から供給位置までの搬送経路の長さを距離Ｂ、Ｃとして示している。
【００５６】
距離Ｂ、Ｃについては、距離Ｂは、第１定着ローラ６１の記録用紙からの回収位置からキャリア液供給ローラ９１に対する供給位置（キャリア液供給ローラ９１の回収位置）までの長さ、距離Ｃは、キャリア液供給ローラ９１の回収位置からキャリア液供給ローラ９１の記録用紙への供給位置までの長さに対応する。
【００５７】
本例においては、一例として、第１定着ローラ６１および第２定着ローラ６２の外径φは９０ｍｍに設定した。また、記録用紙の搬送速度（システムスピード）は、３００ｍｍ／ｓに設定されているものとする。また、キャリア液供給ローラ９１を第１定着ローラ６１の回転方向とカウンタ方向に当接するように設け、また、記録用紙に当接するように設けた。その外径φは２６ｍｍに設定した。そして、キャリア液供給ローラ９１と第１定着ローラ６１との当接位置に関して、第１定着ローラ６１上で定着ニップの出口から５０．９°下流側において当接した。また、キャリア液供給ローラ９１と記録用紙８との当接位置に関して、第１定着ローラ６２の定着ニップの出口から搬送経路上において、４２ｍｍ下流側において当接した。
【００５８】
当該配置構成により、一例として距離Ａは４２ｍｍ、距離Ｂは４０ｍｍ、距離Ｃは２１．６ｍｍに設定されることになる。
【００５９】
上記配置構成において、キャリア液供給ローラ９１の回転速度を２１６０ｍｍ／ｓに設定することにより、第１定着ローラ６１により回収されるキャリア液の回収位置と、キャリア液供給ローラ９１により供給されるキャリア液の供給位置とを略同一の位置とすることが可能である。
【００６０】
距離Ａの記録用紙の搬送時間は０．１４ｓｅｃである。そして、距離Ｂの搬送経路の搬送時間は０．１３ｓｅｃである。距離Ｃの搬送経路の搬送時間は０．０１ｓｅｃである。
【００６１】
したがって、距離Ａの搬送経路の搬送時間と、距離Ｂ、Ｃの搬送経路の搬送時間とは等しくなる。
【００６２】
当該設計方式により、記録用紙上において、第１定着ローラにより回収されるキャリア液の回収位置と、キャリア液供給ローラにより供給されるキャリア液の供給位置とを略同一の位置とすることにより、より効果的にオフセットを防止することが可能である。
【００６３】
なお、上記においては、第１定着ローラにより回収されるキャリア液の回収位置と、キャリア液供給ローラにより供給されるキャリア液の供給位置とを略同一の位置とするために、一例としてキャリア液供給ローラ９１の回転速度を設定した場合について説明したが、特に、キャリア液供給ローラ９１の回転速度を設定する場合に限られず、システムスピードを調節するようにしても良いし、あるいは、キャリア液供給ローラ９１の外径を調節するようにしても良いし、あるいは、当接角を調節するようにしてもよく、特にその設計方式については限定されない。
【００６４】
今回開示された実施の形態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。
【符号の説明】
【００６５】
１ 現像装置、２ 感光体、３ 中間転写体、４ 転写ローラ、５ 定着装置、８ 記録用紙、５１ 第１定着器、５２ 第２定着器、６１ 第１定着ローラ、６２ 第２定着ローラ、７１ 第１加圧ローラ、７２ 第２加圧ローラ、８１〜８４ ヒータランプ、９１ キャリア液供給ローラ。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
キャリア液にトナーが分散された液体現像剤を用いる湿式画像形成装置であって、
前記液体現像剤により現像された記録媒体について、熱定着する第１の定着ローラと、
前記第１の定着ローラを通過した記録媒体について、さらに熱定着する第２の定着ローラと、
前記第１の定着ローラの回転方向とカウンタ方向で当接されて前記第１の定着ローラに付着したキャリア液を回収して、当該回収したキャリア液を前記第１の定着ローラと前記第２の定着ローラとの間において前記記録媒体に供給するキャリア液供給手段とを備えた、湿式画像形成装置。
【請求項２】
前記記録媒体上から前記第１の定着ローラにより回収されたキャリア液は、前記キャリア液供給手段により前記記録媒体上で前記第１の定着ローラにより回収された位置と略同一の位置に供給される、請求項１記載の湿式画像形成装置。
【請求項３】
前記第１の定着ローラと前記記録媒体との第１のニップ領域の出口と前記キャリア液供給手段と前記記録媒体との第２のニップ領域の入口までの前記記録媒体の搬送時間と、前記キャリア液供給手段を介して前記第１のニップ領域の出口から前記第２のニップ領域の入口に前記キャリア液が到達する前記キャリア液の搬送経路の搬送時間とが略同一となるように設計される、請求項２記載の湿式画像形成装置。
【請求項１】
キャリア液にトナーが分散された液体現像剤を用いる湿式画像形成装置であって、
前記液体現像剤により現像された記録媒体について、熱定着する第１の定着ローラと、
前記第１の定着ローラを通過した記録媒体について、さらに熱定着する第２の定着ローラと、
前記第１の定着ローラの回転方向とカウンタ方向で当接されて前記第１の定着ローラに付着したキャリア液を回収して、当該回収したキャリア液を前記第１の定着ローラと前記第２の定着ローラとの間において前記記録媒体に供給するキャリア液供給手段とを備えた、湿式画像形成装置。
【請求項２】
前記記録媒体上から前記第１の定着ローラにより回収されたキャリア液は、前記キャリア液供給手段により前記記録媒体上で前記第１の定着ローラにより回収された位置と略同一の位置に供給される、請求項１記載の湿式画像形成装置。
【請求項３】
前記第１の定着ローラと前記記録媒体との第１のニップ領域の出口と前記キャリア液供給手段と前記記録媒体との第２のニップ領域の入口までの前記記録媒体の搬送時間と、前記キャリア液供給手段を介して前記第１のニップ領域の出口から前記第２のニップ領域の入口に前記キャリア液が到達する前記キャリア液の搬送経路の搬送時間とが略同一となるように設計される、請求項２記載の湿式画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１２−１８１３２７（Ｐ２０１２−１８１３２７Ａ）
【公開日】平成２４年９月２０日（２０１２．９．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−４３７６６（Ｐ２０１１−４３７６６）
【出願日】平成２３年３月１日（２０１１．３．１）
【出願人】（３０３０００３７２）コニカミノルタビジネステクノロジーズ株式会社 (12,802)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年９月２０日（２０１２．９．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月１日（２０１１．３．１）
【出願人】（３０３０００３７２）コニカミノルタビジネステクノロジーズ株式会社 (12,802)
【Ｆターム（参考）】
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