JP2000275969A

JP2000275969A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2000275969A
Application number: JP11079900A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Watanabe; 猛渡辺
Original assignee: Toshiba TEC Corp
Current assignee: Toshiba TEC Corp
Priority date: 1999-03-24
Filing date: 1999-03-24
Publication date: 2000-10-06

Abstract

(57)【要約】【課題】湿式電子写真において、常に良好な転写特性
と高画質の画像出力を、安定して実現することの可能な
画像形成装置を提供すること。【解決手段】像担持体上に静電潜像を形成する潜像形
成手段と、前記静電潜像に液体現像剤を供給することに
よって可視像を形成する現像手段と、前記可視像を、溶
媒が残存した状態で、熱と圧力により被転写体に直接転
写する転写手段と、前記被転写体が転写部を通過した後
に、前記可視像を加熱する手段とを具備することを特徴
とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液体現像剤を用い
た画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】液体現像剤を用いた電子写真装置や静電
記録装置には、乾式では実現できない利点を有している
ため、近年、その価値が見直されつつある。即ち、サブ
ミクロンサイズの極めて微細なトナーを用いることが出
来るため、高画質を実現できること、少量のトナーで十
分な画像濃度が得られるため、経済的であるうえに、印
刷並みの質感が得られること、等が湿式画像形成装置の
主な利点である。

【０００３】一方、従来の液体トナーによる湿式画像形
成装置には、いくつかの問題点があり、そのために長い
間乾式技術の独壇場を許してきた。これらの問題の一つ
として、転写手段における課題があげられる。

【０００４】転写における第１の問題は画質の劣化であ
った。すなわち、従来は、転写手段で像担持体上に付着
している現像剤を電界により用紙に直接転写していたた
め、用紙表面の凹凸に応じた電界変動による転写むらが
生じていた。また、用紙の電気特性のばらつきや環境依
存性などによって、転写不良が生じ易く、転写画像の画
質を著しく劣化させていた。

【０００５】このような問題を解決するため、像担持体
から一旦中間転写媒体へ転写し、その後に用紙へ転写す
る装置が提案されている。米国特許第５，１４８，２２
２号、同５，１６６，７３４、同５，２０８，６３７等
には、像担持体から中間転写媒体へ電界によって転写
し、その後に用紙へ圧力（および熱）によって転写する
装置が開示されている。

【０００６】また、特公昭４６−４１６７９及び特開昭
６２−２８０８８２などには、電界転写を用いずに、中
間転写媒体への転写と用紙への転写の双方において圧力
（及び熱）を用いる装置が開示されている。この方式に
よると、中間転写媒体を、表面が平滑で電気抵抗のばら
つきや変動の少ない材料より構成することは比較的容易
であるため、用紙へ直接電界転写を行う場合に比べて、
転写による画質劣化は飛躍的に改良される。圧力と熱に
よって中間転写媒体に転写する場合にも、画質の劣化は
著しく抑制される。

【０００７】しかし、これらの提案においても次のよう
な問題が残されていた。まず、中間転写媒体を設けるこ
とで、プロセスが複雑化する。また、中間転写媒体の劣
化に伴って画質が変動し、系の信頼性の低下をもたら
す。中間転写媒体には一般に弾性と離型性が要求される
ため、ゴム等の弾性層の表面にシリコーン系やフッ素系
の離型層を設けるが、その耐久性は他の構成部品に比べ
劣る。

【０００８】更に、トナー像を中間転写媒体から用紙へ
転写する際に、１００％の転写効率を得ることは困難で
あり、転写後に中間転写媒体上に残留するトナーを除去
するクリーナが必要になる。そして、クリーナによるダ
メージによって、中間転写媒体の耐久性はますます短く
なる。

【０００９】このような中間転写媒体にかかわる問題を
解決すべく、熱と圧力によって、像担持体から像担持体
（用紙）へトナー像を直接転写する装置が提案されてい
る。米国特許第５，６０８，５０７号には、表面に離型
層を有する像担持体から用紙へ、液体トナーによる像を
熱と圧力で直接転写する装置が開示されている。この装
置においては、感光体表面の潜像に付着した液体トナー
像は、完全に乾燥（ｄｒｙｏｕｔ）された後に用紙へ
転写されるため、用紙に溶媒が付着することが無く、有
害な溶媒蒸気が機外に放出されることがない。

【００１０】しかし、本発明者等の追試実験によれば、
この装置においても次のような課題が存在した。まず、
溶媒が完全に乾燥した状態でトナー像を用紙へ圧力（及
び熱）で転写することは困難であり、同特許にも詳述さ
れているように、転写効率を改良するためには感光体層
を弾性裏打ち層の上に形成し、その弾性変形を利用して
用紙表面とトナーの密着性を向上させることが必要とな
る。

【００１１】この場合、感光体層が、用紙の背面に押圧
された加圧部材の圧力下で弾性体の変形に伴って繰り返
し変形するため、感光体を構成するバインダー樹脂に疲
労破壊が生じ、感光体の寿命が著しく短くなる。感光体
が可撓性を有する必要から、アモルファスシリコン系も
しくはセレン系のような金属系の感光体を用いることが
出来ず、有機感光体のようなバインダー系の感光体を用
いなければならず、寿命の改良は困難である。

【００１２】また、良好な転写効率を得るためには、感
光体表面層を著しく離型性の高い材料にしなければなら
ず、感光特性と高い離型層の両立が極めて困難であっ
た。

【００１３】

【発明が解決しょうとする課題】上述したように、これ
まで開示された装置においても、実用化に際しては種々
の問題があった。本発明は、これらの問題を解決し、湿
式電子写真において、常に良好な転写特性と高画質の画
像出力を、安定して実現することの可能な画像形成装置
を提供することを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、第１の発明は、像担持体上に静電潜像を形成する潜
像形成手段と、前記静電潜像に液体現像剤を供給するこ
とによって可視像を形成する現像手段と、前記可視像
を、溶媒が残存した状態で、熱と圧力により被転写体に
直接転写する転写手段と、前記被転写体が転写部を通過
した後に、前記可視像を加熱する手段とを具備すること
を特徴とする画像形成装置を提供する。

【００１５】このような画像形成装置では、別途設けら
れた加熱手段により転写後の可視像を加熱するか、転写
部において、転写後も引き続き可視像を加熱するか、あ
るいは被転写体を転写部に搬送する搬送手段に被転写体
を吸着させた状態で、転写後に搬送手段を加熱すること
で、可視像を加熱する。これによって、４０ｃｐｍを超
えるような高速機で転写を行っても、転写後も引き続い
て溶媒が蒸発し続けるため、溶媒蒸気がそこでほぼ完全
に蒸発して、有害な蒸気が機外に放出することを防止す
ることが出来る。なお、転写は、可視像において、溶媒
が１０ないし８０％の割合で残存する状態で行われるの
が好ましい。

【００１６】第２の発明は、像担持体上に静電潜像を形
成する潜像形成手段と、前記静電潜像に液体現像剤を供
給することによって可視像を形成する現像手段と、被転
写体を転写部に搬送する搬送手段と、前記被転写体を、
転写に先立って前記搬送手段に吸着させる吸着手段と、
前記搬送手段を加熱する加熱手段と、前記可視像を、熱
と圧力により被転写体に転写する転写手段とを具備し、
前記加熱手段により前記搬送手段が加熱されることによ
って、転写に先立って前記被転写体が加熱されることを
特徴とする画像形成装置を提供する。

【００１７】このような画像形成装置では、主に、加熱
した転写ローラに転写前に紙を吸着させて紙を予熱する
ものである。これにより、特別な紙の予熱装置を設ける
ことなく、転写に先立って紙が十分に加熱されるため、
４０ｃｐｍを超える高速機においても、安定した転写同
時定着が可能になる。

【００１８】第３の発明は、像担持体上に静電潜像を形
成する潜像形成手段と、前記静電潜像に液体現像剤を供
給することによって可視像を形成する現像手段と、被転
写体を転写部に搬送する搬送手段と、前記被転写体を、
転写に先立って前記搬送手段に吸着させる吸着手段と、
前記搬送手段を加熱する加熱手段と、前記可視像を、溶
媒が残存した状態で、熱と圧力により前記被転写体に直
接転写する転写手段と、前記被転写体が転写部を通過し
た後に、前記可視像を加熱する手段とを具備し、前記加
熱手段により前記搬送手段が加熱されることによって、
転写に先立って前記被転写体が加熱されることを特徴と
する画像形成装置を提供する。

【００１９】このような画像形成装置は、第１の発明に
係る画像形成装置と、第２の発明に係る画像形成装置と
を組み合わせたもので、４０ｃｐｍを超える高速機にお
いても、安定した転写同時定着が可能になる。

【００２０】第４の発明は、像担持体上に静電潜像を形
成する潜像形成手段と、前記静電潜像に液体現像剤を供
給することによって可視像を形成する現像手段と、前記
可視像を被転写体に転写する転写手段とを具備し、前記
液体現像剤は、沸点がＴ１℃の溶媒と、沸点がＴ１℃よ
り高いＴ２℃の溶媒とを混合した混合溶媒を含み、転写
前に可視像をＴ２℃未満であるＴ３℃で加熱し、転写
時、もしくは転写後の少なくともいずれかにおいて、
（Ｔ３＋Ｔ２−Ｔ１）℃以上の温度で加熱する手段を更
に有することを特徴とする画像形成装置を提供する。

【００２１】このような画像形成装置は、転写前に、沸
点の低い溶媒を多く蒸発させて短時間で安定した溶媒残
存量を確保するものである。そして転写時、または転写
後には、転写前よりも高温で加熱することで、沸点の高
い溶媒も蒸発させて、溶媒が機外に排出されることが防
止される。これにより、安定したオフセット転写が可能
になる。

【００２２】第５の発明も第４の発明と同様なものであ
り、像担持体上に静電潜像を形成する潜像形成手段と、
前記静電潜像に液体現像剤を供給することによって可視
像を形成する現像手段と、前記の可視像を被転写体に転
写する転写手段とを具備し、前記液体現像剤は、沸点が
Ｔａ℃の溶媒と、沸点がＴａより高いＴｂの溶媒を混合
した混合溶媒を含み、転写前に前記可視像をＴａ℃以
上、Ｔｂ℃未満で加熱し、転写時、もしくは転写後の少
なくともいずれかにおいて、Ｔｂ℃以上で加熱する手段
を更に有することを特徴とする画像形成装置を提供す
る。

【００２３】このような画像形成装置も、第４の発明に
係る画像形成装置と同様の効果が期待できる。

【００２４】第６の発明は、像担持体上に静電潜像を形
成する潜像形成手段と、前記静電潜像に液体現像剤を供
給することによって可視像を形成する現像手段と、前記
可視像を被転写体に転写する転写手段と、前記現像の前
に、像担持体上に、実質的に透明な樹脂を塗布する第１
の透明樹脂付与手段と、前記現像の後に、前記可視像が
形成された像担持体上に、実質的に透明な樹脂を付与す
る第２の透明樹脂付与手段とを具備し、前記第１の透明
樹脂付与手段で付与する樹脂の分子量が、前記第２の透
明樹脂付与手段で塗布する樹脂の分子量に比べて小さい
ことを特徴とする画像形成装置を提供する。

【００２５】このような画像形成装置は、実質的に透明
な樹脂を、可視像の現像前に塗布する第１の付与手段
と、現像後に付与する第２の付与手段とを有し、像担持
体と接触する第１の付与手段により塗布する樹脂の分子
量を、被転写体と接触する第２の付与手段で塗布する樹
脂よりも小さくして、転写時に樹脂の途中から分離しや
すくすることで、樹脂を使用して転写を行なった際の潜
像保持からの被転写体の剥離を改善するものである。

【００２６】第７の発明は、像担持体上に静電潜像を形
成する潜像形成手段と、前記静電潜像に液体現像剤を供
給することによって可視像を形成する現像手段と、前記
可視像を被転写体に電界により転写する転写手段と、前
記現像の前に、前記像担持体上に実質的に透明な樹脂を
付与する透明樹脂付与手段とを具備することを特徴とす
る画像形成装置を提供する。特に、前記潜像形成手段上
に、複数色の可視像を重ねて現像した後に、電界により
被転写体に転写を行うものである。

【００２７】このような画像形成装置は、像担持体上に
可視像、特に複数色の可視像を重ねて現像した後に、電
界により被転写体に転写を行う際に、像担持体に可視像
を現像する前に実質的に透明な樹脂を塗布しておくもの
であり、転写効率が１００％に至らなくても、転写残り
の大部分が透明樹脂になるため、実質的には転写効率１
００％を得ることが可能となる。

【００２８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を示
し、本発明を詳細に説明する。図１に、本発明の一実施
形態に係る画像形成装置を示す。図１において、像担持
体１は、導電性基体の上に有機系もしくはアモルファス
シリコン系等の感光層を設けた感光体ドラムである。こ
の像担持体１は、周知のコロナ帯電器もしくはスコロト
ロン帯電器２ａによって均一に帯電された後、画像変調
されたレーザビームによる露光３ａを受け、表面に静電
潜像が形成される。

【００２９】しかる後に、液体現像剤を収納する現像装
置４ａによって静電潜像の可視像化が行われる。液体現
像剤は、例えばエクソン社の商品名アイソパーＧ，Ｌ，
Ｍやノルパー１２，１３，１５等の炭化水素系の絶縁性
溶媒に、帯電制御用の金属石鹸、及び顔料を添加したガ
ラス転写点が−５０℃乃至５０℃の範囲のアクリル系樹
脂を分散したもの等を用いることができる。

【００３０】静電潜像に付着した液体現像剤もしくはト
ナーは、そのまま転写手段に至り、転写装置５によって
用紙に転写されても良いが、ここでは引き続き第２の帯
電器２ｂと第２のレーザ露光３ｂで第２の静電潜像を形
成し、第１の現像装置４ａに収納されている液体現像剤
とは異なる色の第２の現像剤を収納する第２の現像装置
４ｂによってこれを現像する。従って、第２の現像の後
には、像担持体１上には２色のトナー像が形成されてい
る。

【００３１】同様にして、第３の帯電器２ｃ、第３のレ
ーザ露光３ｃ、第３の現像装置４ｃ、第４の帯電器２
ｄ、第４のレーザ露光３ｄ、第４の現像装置４ｄによ
り、第３、第４の帯電・露光・現像が行われ、像担持体
１にはフルカラーのトナー像が形成される。

【００３２】従来の湿式画像形成装置においては、現像
手段において像担持体１表面に形成されるトナー像の厚
さは高々０．４μｍ程度であり、定濃度画像領域におい
ては０．１μｍ以下になることも珍しくなかった。その
ため、表面に数十μｍの凹凸を有する普通紙にこれらの
トナー像を転写する際には、いかにしてトナー粒子を用
紙表面に接触させるかが重要な課題となっていた。

【００３３】従来の電界転写においては、十分な量の溶
媒を用紙に供給し、用紙の凹部にも溶媒を浸透させるこ
とによって、トナー粒子の電気泳動による用紙凹部への
付着（＝転写）を可能にしていたが、その結果、用紙が
多量の溶媒を吸収したまま機外へ排紙され、溶媒蒸気に
よる環境問題を招来した。

【００３４】圧力（及び熱）による転写においては、あ
らかじめ溶媒を十分に除去したあとに用紙にトナーを転
写することができるが、この場合には上述のように０．
１μｍ前後の厚さの極めて薄いトナー層を数十μｍの深
さの用紙凹部に付着させなければならない。そのため、
像担持体や中間転写媒体を弾性体で構成し、この弾性体
を高い圧力下で変形させることによって用紙の凹部にト
ナーを接触させることが必須条件となっていた。

【００３５】この要請は、前述のように像担持体や中間
転写媒体の耐久性や安定性にかかわる問題を招来した。
本発明者等は、これらの課題を解決すべく鋭意研究を重
ねた結果、次のような知見を得るに至った。すなわち、
湿式プロセスにおいても、用紙へ転写されるトナー像の
厚さが０．３μｍ乃至２０μｍの範囲、より好ましくは
１μｍ乃至１０μｍの範囲にあれば、像担持体もしくは
中間転写媒体の表面を剛体もしくは柔軟性の低い材料で
構成しても、普通紙に良好な転写を実現できること、ま
たトナー像の厚さが０．３μｍ未満でも、溶媒をある一
定の範囲で含んでいれば、普通紙への転写がある程度可
能であることを見出した。

【００３６】すなわち、トナー像に透明樹脂を付与する
ことにより画像層厚を大きくすること、さらには、トナ
ー像をある一定の溶媒残存量に制御することで、普通紙
に対しても転写が可能になるのである。しかしこのよう
に溶媒を残存したままで、主に高速機において転写を行
うと、前述した溶媒の機外への排出等の問題が発生する
ため、本発明を適用するに至ったのである。

【００３７】まず、本発明の第１の実施形態について、
図１を参照して説明する。前述のようにして、像担持体
に形成されたトナー像は、透明樹脂付与手段の有無にか
かわらず、一定の溶媒を含んだ状態で、転写手段６によ
って用紙８に転写されるが、転写手段６は、ここでは紙
の搬送手段も兼ねた転写ローラである。

【００３８】転写ローラは、硬度４０〜９０°程度の弾
性体、もしくは、剛体の表面に弾性シートを巻き付けた
構成を有し、表面は誘電体、内部は導伝性部材により構
成され、接地されている。紙は吸着ローラ１５により搬
送手段兼転写手段である転写ローラに静電的に吸着され
る。この際、吸着ローラは、硬度３０°以上、抵抗が０
〜１０ｅ９Ω程度の導電性の弾性または剛体ローラで、
転写ローラとの間に５００〜３ｋｖの電位差が与えられ
ている。

【００３９】次いで、転写ローラ６によって、像担持体
上のトナー像に対し所定の圧力（０．３ｋｇ／ｃｍ以上
かつ１５ｋｇ／ｃｍ以下）が付与され、熱と圧力により
トナー像は紙へ転写される。次に、転写された画像が残
留した溶媒は、紙が転写ローラに吸着された状態で、転
写ローラの加熱手段１２によって加熱され続けるため、
転写ローラ上でほぼ完全に蒸発する。

【００４０】その後、紙は剥離手段１４により転写ロー
ラ表面から剥離され、機外へ排紙される。ここで剥離手
段１４は、ＡＣバイアス（５００〜１０ｋｖ）を含んだ
バイアスを印加したコロナチージャを使用したが、画像
が定着された後であるため、ローラやブラシ等の接触帯
電器で除電しても、また剥離爪のような機械的な手段で
剥ぎ取ってもよい。また、これらに過剰なバイアスをか
けても像が乱れることはない。

【００４１】紙の吸着手段については、ここでは静電吸
着をあげたが、他の方式でもかまわない。例としては、
ローラに微細な穴をあけて、バキュームで紙を吸着させ
る方法、また機械的に紙の先後端をはさみこんでグリッ
プする方法、または、紙の先端はグリップして静電吸着
と組み合わせる方法、さらには転写ローラの表面に粘着
性を持たせる等が考えられる。また紙の吸着は、転写に
先立って行われる必要はなく、図５に示したように、転
写ニップ部で接触することにより、転写ローラに吸着す
るようにしてもよい。

【００４２】図２には、搬送手段にベルトを用いた例を
示す。ベルトは、体積抵抗が１０^７〜１０^１３Ω程度
の、ゴムまたは樹脂製のベルトであり、例えばポリイミ
ド樹脂からなるものがあげられる。バイアスの印加され
た吸着ローラ１５によりベルトに静電吸着された紙は、
加熱手段１２により加熱され、転写領域で、熱と圧力に
より転写される。

【００４３】転写後の紙は、ベルトに吸着された状態
で、引き続き加熱手段により加熱され続けられ、残存し
た溶媒がほぼ完全に蒸発してから、ベルトから分離して
排紙される。ベルトを用いた場合、ベルトからの紙の分
離は、ベルトの駆動ローラや従動ローラの曲率を利用し
て行うことができるので、剥離のための除電部材等を省
略することができる。

【００４４】図３に、像担持体の温度は、転写部材（転
写ローラ）の温度を変えたときの転写特性を示す。トナ
ー画像の上に透明樹脂を付与して、画像全体の層厚を１
μｍにして実験を行なった結果である。横軸にはトナー
画像の溶媒残存量を示し、縦軸には転写効率を示す。転
写ローラの荷重は、転写ローラ長手方向に１μｍ当たり
約２ｋｇ、転写速度は、１００ｍｍ／ｓｅｃである。

【００４５】図３から、表面の粗い普通紙では、溶媒残
存量が少なすぎても多すぎても転写ができず、溶媒残存
量に最適な条件があることがわかる。そして、像担持体
を加熱して、予め転写前にトナー像を若干加熱しておく
と、転写性能が向上する。また、普通紙では、溶媒残存
量の最適値は、０．３〜０．３ｍｇ／ｃｍ²で、重量換
算比では、トナーの比重を約０．８とすると、固形分２
０〜４５％、溶媒５５〜８０％という割合になる。ま
た、比較的平滑性の良いアート紙に転写する場合は、
０．０１〜０．３ｍｇ／ｃｍ²であり、重量換算比で
は、固形分２０〜９０％、溶媒１０〜８０％となる。

【００４６】同様に、図４には、透明樹脂を付与せずに
トナーのみで、同様な実験を行なった結果を示す。この
場合、トナー層厚は０．１〜０．３μｍ程度であった
が、普通紙、アート紙とも、転写効率は低いものの、溶
媒残存量を一定の値に保てば、ある程度転写ができてい
ることがわかる。

【００４７】また、図４には、トナー及び透明樹脂の層
厚を変えた場合の転写特性を示す。図４から、透明樹脂
がなくても溶媒量が一定であれば、良好な転写ができて
いることがわかる。しかし、そのマージンは非常に狭
く、トナー層厚が０．３μｍ未満のとき０．１５ｍｇ／
ｃｍ²であり、重量換算比では、固形分２０％、溶媒８
０％となっており、転写効率は１００％に至っていな
い。

【００４８】一方、トナー像に透明樹脂を付与して層厚
を３μｍ程度にした場合では、残存溶媒量の最適値のマ
ージンが広がっているが、固形分と溶媒の重量換算比で
は、前述した１μｍの場合と同様の傾向になる。

【００４９】すなわち、トナー像を転写に先立って加熱
した方が転写効率は改善されること、また、転写直前の
トナー像の最適溶媒残存量の比重比は、トナー像＋透明
樹脂の層厚が１μｍ以上になれば、ほぼ傾向は同じにな
り、固形分２０〜９０％、溶媒１０〜８０％、望ましく
は同条件に固定して普通紙にも対応するものであれば、
固形分２０〜４５％、溶媒５５〜８０％にすると良いこ
とがわかる。

【００５０】続いて図５に、像担持体１回転で１色ずつ
トナー像を形成する方式を採用したカラー画像印字装置
の例を示す。図５に示すカラー画像印字装置では、像担
持体には、離間可能なクリーナ、転写前残存溶媒量調整
装置、転写装置が備えられており、現像器は、複数色が
一色ごとに順次当接されるようになっている。

【００５１】コロナチャージャによって一様に帯電され
た像担持体には各色に応じた露光処理が行われ、まず第
１色目の現像が行われる。その後、さらに帯電が行わ
れ、画像部分に対応した位置に露光が行われ、透明樹脂
が付与される。このとき乾燥手段、転写装置、クリーナ
は像担持体から離間しており、像担持体は１回転して２
色目の帯電、現像、そして透明樹脂の塗布が行われる。

【００５２】以上の動作を全色（３〜４色）繰り返した
のち、乾燥手段、転写装置、クリーナは像担持体に当接
され、紙への転写が行われる。このような装置では、透
明樹脂の塗布装置が１つで、各色毎に塗布することがで
きるため、透明樹脂層厚を簡単に厚くすることが可能と
なる。透明樹脂を通常の現像器と同じ条件・方法で現像
すると、塗布厚は０．５μｍ程度である。ここで、これ
を４色毎に塗布すれば２μｍになり、普通紙への転写に
も十分な厚みになる。

【００５３】また、紙種類によって、塗布回数を制御す
ることで、ムダな透明樹脂の浪費をなくすことができ
る。例えば、比較的平滑性の良いアート紙の場合では、
全色現像が終わった後に、１回だけ透明樹脂を塗布する
だけで十分に転写が可能である。紙種類によっては透明
樹脂が不要なものまである。また平滑性の悪い普通紙で
は、各色毎に透明樹脂を塗布することで、計４回、２μ
ｍ以上の厚みが得られるわけである。紙の種類の検出
は、光沢度計等を使用して自動で行うことも可能ではあ
るが、一般的にはユーザによる入力や専用給紙トレイを
設ける等の方が、低コイトで且つ確実な方法である。

【００５４】以上詳述した第１の実施形態は、通常のト
ナーのみの場合でも適用可能ではあるが、このような透
明樹脂を塗布した場合に非常に有効である。それは、透
明樹脂を塗布した場合の転写では、転写時にトナー像が
多くの溶媒を含んでいるため、転写時だけでは十分に乾
燥しきらないからである。

【００５５】本実施形態のように、転写ローラや搬送手
段の熱源で転写後の溶媒を蒸発させるか、また転写後に
新たに定着器を取り付けるかが必要になる。また、本実
施形態では、像担持体から直接可視像を被転写体に転写
しているため、転写前にトナー像を加熱しにくい。転写
前に可視像を加熱した方が転写効率は良くなることは前
述したが、いくら像担持体をベルト感光体等の熱容量の
小さいものにしても、あまり高温にすると現像等の他の
プロセスへ影響が懸念される。そこで転写ローラや搬送
手段を主に加熱して、そこに紙を吸着されて転写効率を
あげる本実施形態が重要になってくるのである。

【００５６】次に、本発明の第２の実施形態について、
図面を参照して詳細に説明する。本実施形態は、紙等の
被転写体を、転写前に予め予熱することを特徴とするも
のであり、４０ｃｐｍを超えるような高速機においても
良好な転写を実現するものである。その方法としては、
図１及び図２に示した第１の実施形態と、ほぼ同様であ
る、すなわち、転写前に転写ローラや転写ベルト等の搬
送手段に紙を吸着させ、その状態で搬送手段を加熱す
る。これにより、紙は転写前に温められ、十分に加熱さ
れた状態で転写領域に至る。

【００５７】図１、図２に示す画像形成装置は、とも
に、転写前に紙が搬送手段に吸着する構成になってお
り、図２に示す画像形成装置では、参照符号Ｈ１で図示
したヒータがあれば、紙が予熱され、本実施形態を適用
したことになり、これがなければ、第１の実施形態のみ
ということになる。

【００５８】図６に、転写速度を１００ｍｍ／ｓｅｃと
３００ｍｍ／ｓｅｃにおける、紙の予熱の有無による転
写特性の違いを示した。図６から、透明樹脂を塗布して
画像全体の層厚を１μｍにした状態で実験を行なったと
ころ、１００ｍｍ／ｓｅｃでは両者に大差はないもの
の、３００ｍｍ／ｓｅｃでは紙の余熱がある場合の方が
転写効率が明らかに向上しているのがわかる。

【００５９】本実施形態は、像担持体から可視像を直接
紙に転写する場合のみならず、中間転写媒体から紙への
転写にも適用可能である。しかし転写時に、より溶媒を
多く含んだ直接転写方式の方に対する効果が大きく、図
１及び図２に示す例のように、第１の実施形態と第２の
実施形態を組み合わせて、転写の前後で紙を加熱するこ
とで、高速機においても安定した転写と、溶媒蒸気を機
外にもらさないこととを両立することが可能になる。

【００６０】次に、本発明の第３の実施形態について説
明する。本実施形態では、２種類以上の溶媒を混合して
用いている。通常の液体現像剤の溶媒は、例えばエクソ
ン社の商品名アイソパーＧ，Ｈ，Ｋ，Ｌ，Ｍやノルパー
１２，１３，１５等の絶縁性溶媒を用いる。これらの溶
媒は、ドデカンやウンデカン等のパラフィン系炭化水素
の混合物であり、もちろん沸点等の物性値も若干異なる
もの同士が混合されている。

【００６１】従って、沸点の異なる２種類以上の溶媒を
混合するという概念は、既に公知のものである。また、
極端に沸点の離れた溶媒を微量添加するという概念は、
特表平１０−５０８１１９に開示されている。しかし、
その技術は、中間転写体から紙へ熱と圧力により液体ト
ナー像を転写する際に、非常に微量（０．２〜２％）の
高沸点溶媒を中間転写体に残存させ、中間転写体を常時
完全には乾燥させないことで、中間転写体の耐久性を向
上させ、寿命を延ばすというものである。

【００６２】本実施形態では、これとは異なり、転写前
に、液体現像剤が一定の溶媒を含んだ状態を作り出す際
に、沸点の違いを利用するものである。特表平１０−５
０８１１９に開示の技術とは、溶媒の使用目的が異な
り、また混合する溶媒の沸点の差も小さく、さらに、室
温では蒸発しないような沸点の高い溶媒を微量混合する
のではなく、どちらも室温で徐々に蒸発するレベルの溶
媒を同等なレベルで混合する。

【００６３】図７（ａ）に本実施形態に係る画像形成装
置を示す。図７（ａ）において、現像工程を終えた像担
持体上のトナー画像は、透明樹脂の付与の有無は別とし
て、転写前述に一定の溶媒量に調整される。多くの場
合、この調整手段は、熱源を有する乾燥手段であり、図
７（ａ），（ｂ）では、乾燥手段２０として図示した。

【００６４】ここで、転写前に調整されるトナー像の固
体分と溶媒の比率が３０％：７０％の場合は、沸点の低
い溶媒（沸点Ｔ１℃）と高い溶媒（沸点Ｔ２℃）の混合
比を概ね３：７〜１：１程度としておき、像担持体上の
トナー像を前記した乾燥手段によりＴ２℃未満の温度
（Ｔ３℃）で加熱する。

【００６５】このとき、Ｔ３℃は、必ずしもＴ１℃以上
である必要はない。溶媒は沸点以下の温度でも、沸点に
近くなるほど指数関数的に蒸発するためである。これに
より、トナー像に含まれる沸点の低い溶媒の多くが転写
前に乾燥し、固形分と溶媒の比率を比較的安定して調整
することが可能となる。

【００６６】その後、転写領域において、紙をＴ３℃以
上の温度（Ｔ４℃）で加熱するが、このとき、より速
く、高沸点の溶媒を含めて蒸発させるために、Ｔ４とＴ
３との温度差を、高沸点溶媒の沸点（Ｔ２）と低沸点溶
媒の沸点（Ｔ１）との温度差（Ｔ２−Ｔ１）よりも大き
くすると効果的である。

【００６７】すなわち、このような温度設定にすること
で、転写前に低沸点溶媒が乾燥するよりも速く、転写後
には高沸点溶媒が蒸発することになるため、高沸点溶媒
を含めて溶媒蒸気を機外に放出しないようにすることが
できる。

【００６８】本発明者による実験では、アイソパーＧ
と、アイソパーＬを１：１の比で混合して用いた。アイ
ソパーＧの沸点は１５５〜１７５℃、アイソパーＬは１
８８〜２０７℃である。この場合、転写前の乾燥温度を
６０℃に設定し、アイソパーＧを概ね蒸発させ、沸点の
比較的高いアイソパーＬを多く残存させることで、比較
的安定して転写前の溶媒残存量を調節することができ
た。

【００６９】そして、図７（ａ）に示すような構成で、
転写ローラの温度を７５℃に設定したところ、転写部を
通過しただけでは溶媒が蒸発しきらず、排紙された紙を
指で擦ると画像が剥げてましった。そこで、転写ローラ
の温度を９５℃に設定したところ、転写部において溶媒
はほぼ完全に蒸発し、画像は十分に転写と同時に定着さ
れ、溶媒蒸気が外に漏れることはなかった。

【００７０】本発明の第４の実施形態も、第３の実施形
態と同様の目的で行われる。図７（ｂ）に、本実施形態
に係る画像形成装置を示す。本実施形態では、第３の実
施形態よりも、より高速で転写できるようにするもので
あり、転写前の加熱温度を、低沸点溶媒の沸点（Ｔａ
℃）以上、高沸点溶媒の沸点（Ｔｂ℃）未満に設定す
る。これにより、転写前では低沸点溶媒が急激に蒸発
し、ほぼ高沸点溶媒のみになる。その後、転写部もしく
は転写後に、今度は高沸点溶媒の沸点（Ｔｂ℃）以上の
温度で加熱することにより、高沸点溶媒もほぼ完全に蒸
発させるものである。

【００７１】図７（ｂ）には、転写部を通過した後にさ
らに定着器がある例を示したが、図７（ａ）に示すよう
に、転写部をＴｂ℃以上で加熱してもよい。本発明者に
よる実験では、第３の実施形態と同じ混合溶媒を用い、
転写前の加熱温度をＴａ℃以上、Ｔｂ℃未満である１８
０℃に設定したところ、さらに高速プロセスでも溶媒残
存量を調節することができるようになった。そして、転
写後の加熱温度を２１０℃にしたところ、３００ｍｍ／
ｓｅｃを超える速度でも、溶媒がほぼ完全に蒸発し、良
好な転写・定着が可能になった。

【００７２】すなわち、高速機において本実施形態に係
るプロセスを実現するためには、転写前の加熱温度を沸
点の低い溶媒の沸点以上に設定し、転写部もしくは転写
後の加熱温度を、沸点の高い溶媒の沸点（Ｔｂ℃）以上
に設定することにより、より好ましい結果が得られる。

【００７３】次に、本発明の第５の実施形態について説
明する。本実施形態は、透明樹脂を塗布するものであ
る。透明樹脂を塗布すると、前述したように、紙の種類
によらず良好な転写を実現できるようになるが、紙の種
類によっては、感光体等の像担持体に紙が貼り付きやす
くなり、紙の分離が難しくなる。図９（ａ）に、紙が感
光体に張付いてしまった際の模式図を示す。紙が薄いフ
ィルムを貼り付けたようなアート紙の場合は、そこから
紙が分離してしまうのである。

【００７４】そこで、本実施形態では、図８に示すよう
に、トナー画像を現像する前に像担持体に、透明樹脂付
与装置４により、第１の透明樹脂を付与し、続いてトナ
ー像を現像した後、最後に、透明樹脂付与装置９によ
り、第２の透明樹脂を付与するものである。このとき、
第１の透明樹脂の分子量を第２の透明樹脂のそれよりも
小さくすることで、第１の透明樹脂が、転写時に樹脂層
内で分離しやすくする。その模式図を図９（ｂ）に示
す。このような構成により、透明樹脂が像担持体に貼り
ついても、第１の透明樹脂層の途中でトナー像が紙から
分離するため、紙の分離が良好になる。

【００７５】透明樹脂は通常、トナー帯電特性や樹脂成
分の粘弾性特性などが着色現像剤の特性に近いことが望
ましいため、トナーから顔料を抜いた樹脂を使用するの
がよい。本発明者による実験に使用したトナー、及び従
来の透明樹脂に使用したアクリル系の樹脂の分子量は６
００００〜１０００００（Ｍｗ）であり、第１の樹脂も
それと同様なものを使用して、アート紙に転写させたと
ころ、紙が感光体に貼りついてしまい、良好に分離でき
なかった。

【００７６】そこで、第１の透明樹脂に使用するアクリ
ル樹脂の分子量をＡ１サンプル：分子量４０００００〜
６００００（Ｍｗ）、Ａ２サンプル：分子量２００００
〜４００００（Ｍｗ）、Ａ３サンプル：分子量１０００
０〜２００００（Ｍｗ）と下げていったところ、Ａ２サ
ンプル、Ａ３サンプルでは、紙の分離が良好になった。

【００７７】このとき、転写後の感光体上には、図９
（ｂ）の模式図に示したように、透明樹脂が幾分残って
おり、分子量の小さい第１の透明樹脂層が途中で分離し
て転写が行われた。このように、トナー像と像担持体と
の間に、トナーに使用している樹脂よりも分子量の小さ
い樹脂を介在させることで、紙の感光体からの分離を容
易にすることができる。

【００７８】本発明の第６の実施形態は、像担持体上に
複数色からなる画像を現像した後に、被転写体へ一括し
て画像を転写する装置に関するもので、その詳細を図１
０に示す。感光体（本実施例ではベルト状感光体）上に
は、トナー像を現像する前に透明樹脂付与手段４があ
り、最初に、帯電器２により感光体を一様に帯電した
後、露光３を行い、透明樹脂付与手段４により画像部分
に透明樹脂を塗布する。この際、透明樹脂は画像部分で
はなく、全面に塗布してもかまわない。

【００７９】その後、帯電、露光、及び各色トナーの現
像を連続して行い、感光体上にカラー画像を形成する。
形成されたカラー画像は、図中では省略された残存溶媒
量を調整する手段を経て、転写部において、電界により
転写される。この際、電界による転写では、紙の抵抗や
表面粗さの影響で、転写効率が１００％になることはな
い。

【００８０】しかし、カラー画像の感光体側には透明樹
脂が付与されているため、透明樹脂部分が転写残りにな
っても可視画像は１００％転写を達成することができ
る。この概念図を図１１に示す。このとき、電界転写の
転写効率は７０〜８０％であるため、３色が完全に重な
った部分で、さらに現像と同様な手段で透明樹脂を塗布
することにより、転写効率が７０％の場合、実質的な転
写効率は、７０／１００×０．７５＝９３％となる。

【００８１】また、２色重なった部分は、同様にして７
０／１００×０．６７＝１００％以上となり、実際には
３色以上を重ねた部分は、殆どなく、さらに３色重なっ
ていても転写効率が７５％以上あれば、実質的には１０
０％転写になるため、たいていの場合は、転写効率１０
０％を達成できる。

【００８２】被転写体は、ここでは紙として扱ったが、
これが中間転写体のようなものでもかまわない。中間転
写体の方が紙に比べて転写効率が良くなり、安定する
が、もともと１００％転写は難しいため、本実施形態を
適用すると、常時、実質的に１００％転写ができるよう
になり、より確実な方法であるとも言える。

【００８３】以上、これまで説明した透明樹脂を塗布す
る例のすべてにおいて、全面に透明樹脂を塗布しても良
いが、新たに露光手段等は必要にはなるものの、透明樹
脂を画像部のみに選択的に塗布した方が、透明樹脂をム
ダに消費することがなくなる。また、第１の実施形態に
おいて説明したが、紙の種類を検出して透明樹脂を塗布
する量を調節した方が、不必要に透明樹脂を消費するこ
とがない。紙の種類の検知手段としては、ユーザによる
入力や、専用紙、普通紙仕様に給紙カセットを設定でき
るようにすること等が簡単で安価な方法である。

【００８４】また、透明樹脂の塗布膜の調整手段として
は、通常の現像器を使用した場合では、プロセス条件
（現像ローラ及びスクイズローラの周速や印加バイア
ス、さらにそれらのローラと像担持体とのギャップの調
整等）を変えることが挙げられる。また、前述したよう
な塗布回路回数を変える方法、さらには、インクジェッ
トノズルのようなもので吹き付けるような、塗布方法自
体を変えてもかまわない。

【００８５】転写前における最適な残存溶媒量に関して
も、ここでは第１の実施形態において説明したが、もち
ろんすべての実施形態で、前述した範囲を適用すること
ができる。

【００８６】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、液体現像剤よりなる可撓像を、像担持体から像担
持体へ高効率で転写することができるとともに、排紙さ
れた紙へ溶媒が付着することがなくなり、高画質でかつ
環境に優しい画像形成装置が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態に係る画像形成装置の
構成を示す図。

【図２】本発明の第１の実施形態に係る画像形成装置の
他の例の構成を示す図。

【図３】溶媒量と転写効率の関係を示す特性図。

【図４】溶媒量と転写効率の関係を示す特性図。

【図５】本発明の第１の実施形態に係る画像形成装置の
他の例の構成を示す図。

【図６】溶媒量と転写効率の関係を示す特性図。

【図７】本発明の第３の実施形態に係る画像形成装置の
構成を示す図。

【図８】本発明の第５の実施形態に係る画像形成装置の
構成を示す図。

【図９】本発明の第５の実施形態における転写の模式
図。

【図１０】本発明の第６の実施形態に係る画像形成装置
の構成を示す図。

【図１１】本発明の第５の実施形態における転写の模式
図。

【符号の説明】

１…像担持体２，２a，２b，２ｃ，２ｄ…帯電器３、３a，３b，３ｃ，３ｄ…露光４a，４b，４ｃ，４ｄ…現像装置４…透明樹脂付与装置５…転写前加熱装置６…転写手段８…用紙９…透明樹脂付与装置１０…透明現像剤１１…透明樹脂付与ローラ１２…加熱手段１４…紙剥離手段１５…吸着ローラ１６…吸着バイアス印加手段１７…紙剥離補助手段

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】像担持体上に静電潜像を形成する潜像形成
手段と、前記静電潜像に液体現像剤を供給することによって可視
像を形成する現像手段と、前記可視像を、溶媒が残存した状態で、熱と圧力により
被転写体に直接転写する転写手段と、前記被転写体が転写部を通過した後に、前記可視像を加
熱する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】前記転写手段は、前記被転写体と接触して
いる間、前記被転写体に転写された可視像を引き続き加
熱することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装
置。
【請求項３】被転写体を搬送する搬送手段と、前記被転写体を搬送手段に吸着させる吸着手段と、前記搬送手段を加熱する加熱手段とを具備し、前記加熱
手段により前記搬送手段が加熱されることによって、前
記被転写体が転写部を通過した後に可視像が加熱される
ことを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装
置。
【請求項４】像担持体上に静電潜像を形成する潜像形成
手段と、前記静電潜像に液体現像剤を供給することによって可視
像を形成する現像手段と、被転写体を転写部に搬送する搬送手段と、前記被転写体を、転写に先立って前記搬送手段に吸着さ
せる吸着手段と、前記搬送手段を加熱する加熱手段と、前記可視像を、熱と圧力により被転写体に転写する転写
手段とを具備し、前記加熱手段により前記搬送手段が加
熱されることによって、転写に先立って前記被転写体が
加熱されることを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】像担持体上に静電潜像を形成する潜像形成
手段と、前記静電潜像に液体現像剤を供給することによって可視
像を形成する現像手段と、被転写体を転写部に搬送する搬送手段と、前記被転写体を、転写に先立って前記搬送手段に吸着さ
せる吸着手段と、前記搬送手段を加熱する加熱手段と、前記可視像を、溶媒が残存した状態で、熱と圧力により
前記被転写体に直接転写する転写手段と、前記被転写体が転写部を通過した後に、前記可視像を加
熱する手段とを具備し、前記加熱手段により前記搬送手
段が加熱されることによって、転写に先立って前記被転
写体が加熱されることを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】前記被転写体への転写前に、前記可視像を
加熱する手段を具備することを特徴とする請求項１ない
し５のいずれかの項に記載の画像形成装置。
【請求項７】像担持体上に静電潜像を形成する潜像形成
手段と、前記静電潜像に液体現像剤を供給することによって可視
像を形成する現像手段と、前記可視像を被転写体に転写する転写手段とを具備し、
前記液体現像剤は、沸点がＴ１℃の溶媒と、沸点がＴ１
℃より高いＴ２℃の溶媒とを混合した混合溶媒を含み、
転写前に可視像をＴ２℃未満であるＴ３℃で加熱し、転
写時、もしくは転写後の少なくともいずれかにおいて、
（Ｔ３＋Ｔ２−Ｔ１）℃以上の温度で加熱する手段を更
に有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】像担持体上に静電潜像を形成する潜像形成
手段と、前記静電潜像に液体現像剤を供給することによって可視
像を形成する現像手段と、前記の可視像を被転写体に転写する転写手段とを具備
し、前記液体現像剤は、沸点がＴａ℃の溶媒と、沸点が
Ｔａより高いＴｂの溶媒を混合した混合溶媒を含み、転
写前に前記可視像をＴａ℃以上、Ｔｂ℃未満で加熱し、
転写時、もしくは転写後の少なくともいずれかにおい
て、Ｔｂ℃以上で加熱する手段を更に有することを特徴
とする画像形成装置。
【請求項９】前記転写の前に、前記可視像に実質的に透
明な樹脂を付与する透明樹脂付与手段を更に具備するこ
とを特徴とする請求項１ないし８のいずれかの項に記載
の画像形成装置。
【請求項１０】静電潜像を形成する潜像形成手段と、前記像担持体上に静電潜像に液体現像剤を供給すること
によって可視像を形成する現像手段と、前記可視像を被転写体に転写する転写手段と、前記現像の前に、像担持体上に、実質的に透明な樹脂を
塗布する第１の透明樹脂付与手段と、前記現像の後に、前記可視像が形成された像担持体上
に、実質的に透明な樹脂を付与する第２の透明樹脂付与
手段とを具備し、前記第１の透明樹脂付与手段で付与す
る樹脂の分子量が、前記第２の透明樹脂付与手段で塗布
する樹脂の分子量に比べて小さいことを特徴とする画像
形成装置。
【請求項１１】像担持体上に静電潜像を形成する潜像形
成手段と、前記静電潜像に液体現像剤を供給することによって可視
像を形成する現像手段と、前記可視像を被転写体に電界により転写する転写手段
と、前記現像の前に、前記像担持体上に実質的に透明な樹脂
を付与する透明樹脂付与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１２】前記潜像形成手段上に、複数色の可視像
を重ねて現像した後に、電界により被転写体に転写を行
うことを特徴とする請求項１１に記載の画像形成装置。
【請求項１３】前記実質的に透明な樹脂を、前記可視像
の画像領域にのみ付与することを特徴とする、請求項９
ないし１２のいずれかの項に記載の画像形成装置。
【請求項１４】前記被転写体の種類を判別する検知手段
と、この検知手段の信号により前記可視像に付与される
実質的に透明な樹脂の厚さを０〜２０μｍの範囲で可変
する手段を更に具備することを特徴とする請求項９ない
し１３のいずれかの項に記載の画像形成装置。
【請求項１５】前記可視像と実質的に透明な樹脂が、２
０％ないし９０％の範囲の固形分と、１０％ないし８０
％の範囲の溶媒成分を含有した状態で前記転写手段に至
るように、溶媒成分量を調整する絞り手段を更に有する
ことを特徴とする請求項９ないし１４のいずれかの項に
記載の画像形成装置。