JP2009093039A - 定着装置及びそれを用いた画像形成装置及び画像形成方法 - Google Patents

Abstract

【課題】記録媒体の紙種に応じて、キャリアの除去を行い本定着時にオフセットによる画像欠陥を引き起ことがない定着装置を提供する。
【解決手段】本発明の定着装置は、キャリアと共にトナー像が転写された記録媒体を予熱する第１ローラ対７１、７２と、第１ローラ対７１、７２の下流に設けられ予熱された記録媒体上のトナー像からキャリアを除去するキャリア除去ローラ対８１、８２と、キャリア除去ローラ対８１、８２の下流に設けられ記録媒体上のトナー像を融着する第２ローラ対９１、９２と、を有し、第１ローラ対７１、７２及び該キャリア除去ローラ対８１、８２は記録媒体の搬送経路に対して移動可能に構成されることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、像担持体上に形成した潜像をトナー及びキャリアからなる液体現像剤によって現像し、このトナー及びキャリアからなるトナー像をさらに記録媒体に転写して、転写されたトナー像を融着し定着する定着装置、画像形成装置及び画像形成方法に関する。

液体溶媒中に固体成分からなるトナーを分散させた高粘度の液体現像剤を用いて潜像を現像し、静電潜像を可視化する湿式画像形成装置が種々提案されている。この湿式画像形成装置に用いられる現像剤は、シリコンオイルや鉱物油、食用油等からなる電気絶縁性を有し高粘度の有機溶剤（キャリア液）中に固形分（トナー粒子）を懸濁させたものであり、このトナー粒子は、粒子径が１μｍ前後と極めて微細である。このような微細なトナー粒子を使用することにより、湿式画像形成装置では、粒子径が７μｍ程度の粉体トナー粒子を使用する乾式画像形成装置に比べて高画質化が可能である。

上記のような液体現像剤を用いたものとしては、例えば、特許文献１（特開２００３−９９８６４号公報）に、一部もしくは全てが不揮発性である溶媒中にトナーを分散させてなる液体現像剤を用いて形成された記録媒体上の未定着画像を加熱定着する画像定着装置であって、上記記録媒体上の未定着画像に対して非接触で該未定着画像の加熱を行う非接触加熱手段と、該非接触加熱手段の加熱により析出せしめられた被析出溶媒を該画像表面から除去する溶媒除去手段とを設けたことを特徴とする画像定着装置が開示されている。
特開２００３−９９８６４号公報

ところで、特許文献１に記載の画像形成装置は、加熱することで未定着のトナー画像から溶媒を分離する定着装置を用いるものであり、非接触の加熱手段と加熱により浮かび上がったキャリア溶媒を除去する手段を備えてなるものであるが、非接触での加熱は非効率的であり、過大な電力が必要となるととに、非接触加熱手段の装置構成やこの非接触加熱手段に電力を供給するための電源が必要となり装置が大型化してしまう、という問題があった。

また、非接触で未定着画像を加熱するために温度のムラができやすく、浮かび上がるキャリアにもムラが生じ、キャリア溶媒除去手段で取り去るキャリアにもムラが生じてしまう。このような除去キャリアのムラは、最終的には記録媒体上に定着された画像の画質ムラの原因となる可能性がある、という課題があった。

また、記録媒体の紙種（上質紙、コート紙など）によってキャリアの吸収性が異なり、上質紙などのキャリアの吸収性の良い紙では加熱定着時にオフセットによる画像欠陥を引き起こす可能性がある、という問題があった。

本発明は上記課題を解決するためのもので、本発明に係る定着装置は、キャリアと共にトナー像が転写された記録媒体を予熱する第１ローラ対と、該第１ローラ対の下流に設けられ予熱された記録媒体上のトナー像からキャリアを除去するキャリア除去手段と、該キャリア除去手段の下流に設けられ記録媒体上のトナー像を融着する第２ローラ対と、を有し、該第１ローラ対及び該キャリア除去手段は記録媒体の搬送経路に対して移動可能に構成されることを特徴とする。

また、本発明に係る定着装置は、該キャリア除去手段はローラ対からなることを特徴とする。

また、本発明に係る定着装置は、該キャリア除去手段は用紙ガイド及びローラからなることを特徴とする。

また、本発明に係る定着装置は、該第１ローラ対を構成するそれぞれのローラの間にはオフセット防止のための電圧が印加されることを特徴とする。

また、本発明に係る定着装置は、該第１ローラ対における第１ニップ圧力と、該第２ローラ対における第２ニップ圧力との間には、
（第２ニップ圧力）＞（第１ニップ圧力）
の関係を有することを特徴とする。

また、本発明に係る定着装置は、該第１ローラ対における第１ニップ温度と、該第２ローラ対における第２ニップ温度との間には、
（第２ニップ温度）＞（第１ニップ温度）
の関係を有することを特徴とする。

また、本発明に係る画像形成装置は、定着装置で定着しようとする記録媒体の種別を判定する紙種判定手段を有し、該紙種判定手段の判定結果に基づいて該第１ローラ対及び該キャリア除去手段を記録媒体の搬送経路に対して移動することを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれかに記載の定着装置を用いたことを特徴とする。

また、本発明に係る画像形成方法は、定着しようとする記録媒体の種別を判定し、
判定の結果に応じ本定着の上流で、キャリアと共にトナー像が転写された記録媒体を予熱しキャリアを除去するかしないかを決定することを特徴とする。

本発明によれば、接触方式の加熱手段によって浮かび上がらせたキャリア溶媒を除去するものであるので、効率的な熱伝達による省電力化と装置のコンパクト化を実現することができる。

また、接触方式の加熱手段では未定着画像を均一に加熱し、均一にキャリアを浮かび上がらせることができるので、定着時の画質ムラが生じない。

また、バイアスがかかった状態で接触方式の加熱を行い、キャリアを浮かび上がらせるので、オフセット無くキャリアを除去することができ画質を乱すことがない。

また、記録媒体の紙種（上質紙、コート紙など）に応じて、キャリアの除去を行うので、本定着時にオフセットによる画像欠陥を引き起こす可能性がない。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。図１は本発明の実施の形態に係る画像形成装置を構成する主要構成要素を示した図である。画像形成装置の中央部に配置された各色の画像形成部に対し、現像ユニット３０Ｙ、３０Ｍ、３０Ｃ、３０Ｋは、画像形成装置の下部に配置され、中間転写体４０、二次転写部（二次転写ユニット）６０は、画像形成装置の上部に配置されている。

画像形成部は、像担持体１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋ、帯電ローラ１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋ、不図示の露光ユニット１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋ等を備えている。露光ユニット１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋは、半導体レーザ、ポリゴンミラー、Ｆ−θレンズ等の光学系を有し、帯電ローラ１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋにより、像担持体１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋを一様に帯電させ、露光ユニット１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋにより、入力された画像信号に基づいて、変調されたレーザ光を照射して、帯電された像担持体１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋ上に静電潜像を形成する。

現像ユニット３０Ｙ、３０Ｍ、３０Ｃ、３０Ｋは、概略、現像ローラ２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋ、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）からなる各色の液体現像剤を貯蔵する現像剤容器（リザーバ）３１Ｙ、３１Ｍ、３１Ｃ、３１Ｋ、これら各色の液体現像剤を現像剤容器３１Ｙ、３１Ｍ、３１Ｃ、３１Ｋから現像ローラ２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋに供給するアニロックスローラ３２Ｙ、３２Ｍ、３２Ｃ、３２Ｋ等を備え、各色の液体現像剤により像担持体１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋ上に形成された静電潜像を現像する。

中間転写体４０は、エンドレスのベルトであり、駆動ローラ４１とテンションローラ４２との間に張架され、一次転写部５０Ｙ、５０Ｍ、５０Ｃ、５０Ｋで像担持体１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋと当接しながら駆動ローラ４１により回転駆動される。一次転写部５０Ｙ、５０Ｍ、５０Ｃ、５０Ｋは、像担持体１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋと中間転写体４０を挟んで一次転写ローラ５１Ｙ、５１Ｍ、５１Ｃ、５１Ｋが対向配置され、像担持体１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋとの当接位置を転写位置として、現像された像担持体１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋ上の各色のトナー像を中間転写体４０上に順次重ねて転写し、フルカラーのトナー像を形成する。

二次転写ユニット６０は、二次転写ローラ６１が中間転写体４０を挟んでベルト駆動ローラ４１と対向配置され、さらに二次転写ローラクリーニングブレード６２、現像剤回収部６３からなるクリーニング装置が配置される。そして、二次転写ローラ６１を配置した転写位置において、中間転写体４０上に形成された単色のトナー像やフルカラーのトナー像をシート材搬送経路Ｌにて搬送される用紙、フィルム、布等の記録媒体に転写する。

さらに、経路シート材搬送経路Ｌの前方には、定着ユニット９０が配置され、用紙等の記録媒体上に転写された単色のトナー像やフルカラーのトナー像を用紙等の記録媒体に融着させ定着させる。

また、テンションローラ４２は、ベルト駆動ローラ４１と共に中間転写体４０を超過しており、中間転写体４０のテンションローラ４２に張架されている箇所で、中間転写体クリーニングブレード４６、現像剤回収部４７からなるクリーニング装置が当接・配置されている。

本発明における定着ユニット９０について図３も参照しつつ説明する。図３は本発明の実施の形態に係る画像形成装置の定着ユニットの構成を示す図である。定着ユニット９０は上流から下流側に向かって、第１ローラ対７１、７２、キャリア除去ローラ対８１、８２、第２ローラ対９１、９２が配されている。第１ローラ対７１、７２には加熱源としてハロゲンランプ７３、７４が設けられ、第２ローラ対９１、９２には加熱源としてハロゲンランプ９３、９４が設けられている。第２ローラ対９１、９２による加熱・加圧は通常の画像形成プロセスにおける本定着であり、その前段に構成される第１ローラ対７１、７２による加熱・加圧はプレ加熱（予熱）であり、これはキャリア除去のために行う前工程である。第１ローラ対７１、７２は二次転写ローラ６１で転写された直後の記録媒体上のトナー像を加熱する。

キャリア除去ローラ対８１、８２はキャリア除去装置であり、一組の発泡ウレタンロール対が用いられている。キャリア除去ローラ対８１、８２にはこの他にも、キャリアの吸収・膨潤性のある弾性材料や不織布、発泡弾性体、発泡金属等の多孔質材料を使用することができる。発泡ウレタンロール対などのキャリア除去ローラ対８１、８２は、トナー像と接触して、トナー像からキャリアを吸い取り除去する。

第１ローラ対７１、７２及びキャリア除去ローラ対８１、８２は不図示の機構によって紙搬送経路Ｌから移動可能に形成されている。図３（ａ）は第１ローラ対７１、７２及びキャリア除去ローラ対８１、８２が紙搬送経路Ｌに最接近し、紙搬送経路で搬送される記録媒体に当接しえる状態を示しており、図３（ｂ）は第１ローラ対７１、７２及びキャリア除去ローラ対８１、８２が紙搬送経路Ｌから離間し、紙搬送経路で搬送される記録媒体とは非接触状態となることを示している。本実施形態では、記録媒体の種別に応じて図３（ａ）の状態でキャリア除去を行うのか、図３（ｂ）の状態でキャリア除去を行わないかを選択するものである。

本実施形態においては、記録媒体の種別を検知するために紙種判定センサ５が設けられている。この紙種判定センサ５は、搬送経路中を搬送される記録媒体に光を照射する発光素子６と、記録媒体からの反射光の反射を検出する受光素子７とから形成されている。本実施形態では、受光素子７からの反射光の反射率などの信号が、不図示のＣＰＵなどの制御部に入力され、記録媒体の紙種（上質紙、コート紙などの種類）が判定されるものである。

なお、画像形成プロセスの始めから終わりまでで、より前段に配置されるローラなどの構成は、後段に配置されるローラなどの構成より上流にあるものと定義する。

また、第１ローラ対７１、７２間に形成されるニップ部のことを「第１ニップ」、第２ローラ対９１、９２間に形成されるニップ部のことを「第２ニップ」と称することとする。

ここで、上記の第１ローラ対７１、７２、キャリア除去ローラ対８１、８２の機能について説明する。図８は記録媒体上に転写されたトナー粒子及びキャリアの状態を模式的に示す図である。図８（ａ）は二次転写ローラ６１でトナー像が転写された直後の状態を示し、図８（ｂ）は記録媒体上のトナー像が第１ローラ対７１、７２によって加熱された直後の状態を示し、図８（ｃ）はキャリア除去ローラ対８１、８２によってトナー像からキャリアが除去された直後の状態を示す図である。なお、図８はいずれも記録媒体としてコート紙を用いた場合を示している。

キャリアを用いた液体現像剤では、画像定着時に溶媒が揮発しないことから、定着時の溶媒の存在が定着性に大きく影響する。すなわち、トナー像を加熱定着する方法において、記録媒体上に現像したトナー画像を形成するトナーが、加熱によって軟化あるいは溶融状態となり、トナーと記録媒体との間にキャリアが入り込んでトナーと記録媒体との結合を妨げる場合がある。このため、画像定着時には、記録媒体上に残存するキャリアを記録媒体中に吸収させるか、或いは記録媒体の画像面側から溶媒を除去するかのどちらかを行う必要がある。また、トナー像中の溶媒残存率が高ければ高いほど、トナー像中の熱容量が大きくなるため、加熱定着にかかる時間も長くなってしまう。

ところで、記録媒体上に残存するキャリア量は、記録媒体の種別によって大きく異なる。すなわち、上質紙などのキャリアの吸収性のよい記録媒体、コート紙などのキャリアの吸収性が上質紙より悪い記録媒体、などがあり、前者の記録媒体においては、二次転写ローラ６１でトナー像が転写された直後に素早くキャリアが吸収され、キャリア除去ローラ対８１、８２でキャリアを除去するまでもなく図８（ｃ）に示すような状態となる。これに対して、後者の記録媒体においては、二次転写ローラ６１でトナー像が転写された直後には図８（ａ）に示すようなキャリアリッチな表面状態となる。

本実施形態では定着プロセスにおいて、トナー像からキャリアを効率的に除去する構成として、移動可能な第１ローラ対７１、７２、キャリア除去ローラ対８１、８２が設けられる。

紙種判定センサ５などからなる紙種判定手段によって、定着しようとしている記録媒体が、本定着の前段にトナー像からのキャリア除去が必要なコート紙であると判定された場合には、第１ローラ対７１、７２、キャリア除去ローラ対８１、８２は記録媒体に当接できる位置に配置される。

そして、二次転写ローラ６１によって記録媒体上にトナー像が転写された直後、二次転写ローラ６１下流に設けられる第１ローラ対７１、７２によってトナー像を加熱する。トナー像が加熱されると、図８（ｂ）に示すように、キャリアがトナー粒子間から浮かび上がる。このような現象は、加熱によってトナー粒子同士が結びつき、トナー粒子間の空間が狭くなったことによってキャリアが押し出されることによって生じるものと考えられる。

次に、第１ローラ対７１、７２の下流に設けられるキャリア除去ローラ対８１、８２によって、図８（ｃ）に示すように、浮かび上がったキャリアがトナー像から除去される。このようなキャリアの除去は、トナー像のキャリアとキャリア除去ローラ上のキャリアとの泣き別れ現象によって生じるものである。

また、紙種判定センサ５などからなる紙種判定手段によって、定着しようとしている記録媒体が、本定着の前段にトナー像からのキャリア除去が不要な上質紙であると判定された場合には、第１ローラ対７１、７２、キャリア除去ローラ対８１、８２は記録媒体から離れた位置に配置される。そして、キャリア除去動作を省略して、そのまま第２ローラ対９１、９２による本定着プロセスが実施される
このように本発明では、接触方式の第１ローラ対７１、７２によって浮かび上がらせたキャリア溶媒を除去するものであるので、効率的な熱伝達による省電力化と装置のコンパクト化を実現することができる。また、接触方式の第１ローラ対７１、７２は未定着画像を均一に加熱し、均一にキャリアを浮かび上がらせることができるので、定着時の画質ムラが生じない。

また、記録媒体の紙種（上質紙、コート紙など）に応じて、キャリア除去プロセスを実施するので、本定着時にオフセットによる画像欠陥を引き起こす可能性がない。

次に、本発明の画像形成装置における転写−定着プロセスの制御を説明する。図４は本発明の実施の形態に係る画像形成装置の転写−定着プロセスのフローを示す図である。なお、このようなフローは不図示の画像形成装置のコントローラによって実行されるものである。

なお、以下、上質紙などのキャリアの吸収性のよい記録媒体をＳ２、コート紙などのキャリアの吸収性が上質紙より悪い記録媒体をＳ１とする。

また、図４において、ステップＳ１０４乃至ステップＳ１０７、ステップＳ１０８乃至ステップＳ１１０は転写プロセスにおける動作を示している。

図４において、ステップＳ１００で、転写―定着プロセスが開始さると、次に
ステップＳ１０１に進み、紙種判定センサ５によって記録媒体の種別の検出が行われる。次に、ステップＳ１０２では、二次転写ユニット６０において、中間転写体４０から記録媒体へとトナー像の転写が行われる。

ステップＳ１０３では、紙種判定センサ５によって取得された信号に基づいて記録媒体がＳ１であるか否かが判定される。ステップＳ１０３における判定の結果がＹＥＳであるときには、ステップＳ１０４に進み、ステップＳ１０３における判定の結果がＮＯであるときには、ステップＳ１０８に進む。

ステップＳ１０４に進むということは、記録媒体は吸収性がよくないコート紙である場合なので、ステップＳ１０４において、第１ローラ対におけるハロゲンランプ７３、７４をオンし、ステップＳ１０５で、本定着用の第２ローラ対におけるハロゲンランプ９３、９４をオンする。

そして、ステップＳ１０６では、第１ローラ対７１、７２の当接状態を維持し、ステップＳ１０７では、キャリア除去ローラ対８１、８２の当接状態を維持する。

ステップＳ１１１で、上記のような当接状態のもとでキャリアを除去した後記録媒体Ｓ１にトナー像を定着ユニット９０で定着する。ステップＳ１１２で転写―定着プロセスを終了とする。

また、ステップＳ１０８に進むということは、記録媒体は吸収性がよい上質紙である場合なので、ステップＳ１０８では、本定着用の第２ローラ対におけるハロゲンランプ９３、９４をオンする。

そして、ステップＳ１０９では、第１ローラ対７１、７２を離間させ、ステップＳ１１０では、キャリア除去ローラ対８１、８２を離間させる。以上のような離間状態として、キャリアを除去することなく、ステップＳ１１１で定着ユニット９０での定着動作を実行する。ステップＳ１１２で転写―定着プロセスを終了する。

このような制御によって本発明の画像形成装置では、記録媒体Ｓ１、Ｓ２などの紙種に応じて、定着ユニット９０でキャリア除去プロセスを実施するので、本定着時にオフセットによる画像欠陥を引き起こす可能性がない。

また、本実施形態では、第１ローラ対７１、７２における第１ニップ圧力と、第２ローラ対９１、９２における第２ニップ圧力との間には、
（第２ニップ圧力）＞（第１ニップ圧力）
が成り立つように設定する。これは、第２ローラ対９１、９２における定着が本定着であり大きな圧力が必要であるのに対して、第１ローラ対７１、７２では、第１ローラ対７１、７２が記録媒体に伝熱効率よく密着できる程度の最低限の圧力があればよいことに起因している。

同じように、本実施形態では、第１ローラ対７１、７２における第１ニップ温度と、該第２ローラ対９１、９２における第２ニップ温度との間には、
（第２ニップ温度）＞（第１ニップ温度）
が成り立つように設定する。これは、第２ローラ対９１、９２における定着が本定着であり高い温度が必要であるのに対して、第２ローラ対９１、９２では後段のキャリア除去プロセスのためにキャリアを浮かび上がらせる程度の温度があればよいことに起因している。

次に、実施例について説明する。本実施例では、記録媒体Ｓ１の塗工紙（コート紙）としては三菱製紙製：パールコート紙（商品名）を用い、また、記録媒体Ｓ２の上質紙としては三菱製紙製：金菱（商品名）を用いた。

紙種判定センサ５により紙種類を判別し、紙種類が記録媒体Ｓ２（金菱（三菱製紙製））である場合は、第１ローラ対７１、７２とキャリア除去ローラ対８１、８２を離間させた後、記録媒体を搬送し、第２ローラ対９１、９２により加熱定着を行う。紙種類が記録媒体Ｓ１（パールコート紙（三菱製紙製））である場合は、第１ローラ対７１、７２とキャリア除去手段を当接させた後、記録媒体を搬送し、第１ローラ対７１、７２により記録媒体を予備加熱した後浮かび上がらせたキャリアをキャリア除去ローラ対８１、８２にて除去した後、第２ローラ対９１、９２により加熱定着を行った。第１ローラ対７１、７２及び第２ローラ対９１、９２におけるそれぞれの温度、線圧に係る条件を図５に示す。

記録媒体はその表層の状態によりキャリアの吸収性が異なるが、キャリアの吸収性が低い記録媒体Ｓ１（パールコート紙（三菱製紙製））では、定着突入時に紙上に過剰なキャリアが残存し、該キャリアが固形分と用紙の間に介在し定着不良を引き起こすことがある。そのような記録媒体において高定着率を得るには、紙上のキャリアを除去する必要がある。また一方、キャリアの吸収性が高い記録媒体Ｓ２（金菱（三菱製紙製））では、転写後、定着に突入する時には、キャリアの吸収はほぼ終わっており、キャリアが定着率に与える影響は殆ど無い。そのようなキャリアの吸収性の高い用紙でキャリア除去を行った場合は、画像乱れを起こしたり、キャリアを過剰に取りすぎることにより離型剤の役割を果たすキャリアが無くなってしまい、オフセットを発生する可能性がある。

本発明によれば、記録媒体のキャリア吸収性に応じ、予備加熱後にキャリア除去を行うというプロセスの適用の有無を切り替えることができ、記録媒体の種類によらず、画像乱れが無く、良好な定着率の画像を得ることができる。

次に、定着ユニット９０におけるバイアス印加について説明する。図６は本発明の他の実施の形態に係る画像形成装置の定着ユニットでのバイアス印加を示す図である。本実施形態は、定着ユニット９０でバイアス電圧が印加されること以外は、先の実施形態と同様である。

図６に示すように、第１ローラ７１にはバイアス電圧が印加されると共に、第１ローラ７２は接地されている。このバイアス電圧は、記録媒体上のトナー像を第１ローラ７２の方向にトナー粒子を付勢するものとなっており、第１ローラ７１へのトナー粒子のオフセットを防止することができる。

このような実施形態によれば、第１ローラ対７１、７２にはバイアスがかかった状態で接触方式の加熱を行い、キャリアを浮かび上がらせるので、オフセット無くキャリアを除去することができ画質を乱すことがない。

次に、本発明の他の実施の形態に係る画像形成装置について説明する。図７は本発明の他の実施の形態に係る画像形成装置の定着ユニットの構成を示す図である。図７の実施形態が先の実施形態と異なる点は、キャリア除去手段の構成であり、その他の構成は先のものと同じである。

本実施形態では、キャリア除去手段が、用紙ガイド８３と、この用紙ガイド８３に記録媒体を押し当てキャリア除去を行うキャリア除去ローラ８４とから構成されている。図７に示すように、第１ローラ対７１、７２及びキャリア除去ローラ８４は不図示の機構によって紙搬送経路Ｌから移動可能に形成されている。

図７（ａ）は第１ローラ対７１、７２及びキャリア除去ローラ８４が紙搬送経路Ｌに最接近し、紙搬送経路で搬送される記録媒体に当接しえる状態を示しており、図７（ｂ）は第１ローラ対７１、７２及びキャリア除去ローラ８４が紙搬送経路Ｌから離れ、紙搬送経路で搬送される記録媒体とは非接触状態となることを示している。

このような実施形態においても、記録媒体の紙種（上質紙、コート紙など）に応じて、キャリア除去プロセスを実施することができ、本定着時にオフセットによる画像欠陥を引き起こす可能性がない。

次に、本発明の実施の形態に係る画像形成装置の画像形成部及び現像ユニットについて説明する。図２は画像形成部及び現像ユニットの主要構成要素を示した断面図である。各色の画像形成部及び現像ユニットの構成は同様であるので、以下、イエロー（Ｙ）の画像形成部及び現像ユニットに基づいて説明する。

画像形成部は、像担持体１０Ｙの外周の回転方向に沿って、潜像イレーサ１６Ｙ、像担持体クリーニングブレード１７Ｙ及び現像剤回収部１８Ｙからなるクリーニング装置、帯電ローラ１１Ｙ、露光ユニット１２Ｙ、現像ユニット３０Ｙの現像ローラ２０Ｙ、像担持体スクイーズローラ１３Ｙとその付属構成である像担持体スクイーズローラクリーニングブレード１４Ｙ、現像剤回収部１５Ｙからなるクリーニング装置が配置されている。

そして、現像ユニット３０Ｙは、現像ローラ２０Ｙの外周に、クリーニングブレード２１Ｙ、アニロックスローラ３２Ｙ、トナー圧縮ローラ２２Ｙが配置されている。また、このトナー圧縮ローラ２２Ｙの外周には、キャリア量調整ブレード２３Ｙが設けられている。さらに、液体現像剤容器３１Ｙの中に液体現像剤供給ローラ３４Ｙ、アニロックスローラ３２Ｙが収容されている。

また、中間転写体４０に沿って、像担持体１０Ｙと対向する位置に一次転写部の一次転写ローラ５１Ｙが配置され、その移動方向下流側に中間転写体スクイーズローラ５３Ｙ、バックアップローラ５４Ｙ、中間転写体スクイーズローラクリーニングブレード５５Ｙ、現像剤回収部５６Ｙからなる中間転写体スクイーズ装置５２Ｙが配置されている。

像担持体１０Ｙは、現像ローラ２０Ｙの幅より広く、外周面に感光層が形成された円筒状の部材からなる感光体ドラムであり、例えば図２に示すように時計回りの方向に回転する。該像担持体１０Ｙの感光層は、有機像担持体又はアモルファスシリコン像担持体等で構成される。帯電ローラ１１Ｙは、像担持体１０Ｙと現像ローラ２０Ｙとのニップ部より像担持体１０Ｙの回転方向の上流側に配置され、図示しない電源装置からトナー帯電極性と同極性のバイアスが印加され、像担持体１０Ｙを帯電させる。露光ユニット１２Ｙは、帯電ローラ１１Ｙより像担持体１０Ｙの回転方向の下流側において、帯電ローラ１１Ｙによって帯電された像担持体１０Ｙ上にレーザ光を照射し、像担持体１０Ｙ上に潜像を形成する。

現像ユニット３０Ｙは、トナー圧縮ローラ２２Ｙ、キャリア内にトナーを概略重量比２０％程度に分散した状態の液体現像剤を貯蔵する現像剤容器３１Ｙ、該液体現像剤を担持する現像ローラ２０Ｙ、液体現像剤を攪拌して一様の分散状態に維持し現像ローラ２０Ｙに供給するためのアニロックスローラ３２Ｙと規制ブレード３３Ｙと供給ローラ３４Ｙ、現像ローラ２０Ｙに担持された液体現像剤をコンパクション状態にするトナー圧縮ローラ２２Ｙ、現像ローラ２０Ｙのクリーニングを行う現像ローラクリーニングブレード２１Ｙを有する。

現像剤容器３１Ｙに収容されている液体現像剤は、従来一般的に使用されている、Ｉｓｏｐａｒ（商標：エクソン）をキャリアとした低濃度（１〜２ｗｔ％程度）かつ低粘度の、常温で揮発性を有する揮発性液体現像剤ではなく、高濃度かつ高粘度の、常温で不揮発性を有する不揮発性液体現像剤である。すなわち、本発明における液体現像剤は、熱可塑性樹脂中へ顔料等の着色剤を分散させた平均粒径１μｍの固形子を、有機溶媒、シリコンオイル、鉱物油又は食用油等の液体溶媒中へ分散剤とともに添加し、トナー固形分濃度を約２０％とした高粘度（３０〜１００００ｍＰａ・ｓ程度）の液体現像剤である。

アニロックスローラ３２Ｙは、円筒状の部材であり、表面に現像剤を担持し易いように表面に微細且つ一様に螺旋状の溝による凹凸面を形成したローラである。この溝の寸法は、溝ピッチが約１３０μｍ、溝深さが約３０μｍである。このアニロックスローラ３２Ｙにより、現像剤容器３１Ｙから現像ローラ２０Ｙへと液体現像剤が供給される。後述する交流バイアスの効果を最大限にするため、アニロックスローラ３２Ｙと供給ローラ３４Ｙは同一回転方向で、それぞれが接触している状態が望ましい。

規制ブレード３３Ｙは、表面に弾性体を被覆して構成した弾性ブレード、アニロックスローラ３２Ｙの表面に当接するウレタンゴム等からなるゴム部と、該ゴム部を支持する金属等の板で構成される。そして、アニロックスローラからなるアニロックスローラ３２Ｙに担持搬送されてきた液体現像剤の膜厚、量を規制、調整し、現像ローラ２０Ｙに供給する液体現像剤の量を調整する。

現像ローラ２０Ｙは、幅約３２０ｍｍの円筒状の部材であり、回転軸を中心に図２に示すように反時計回りに回転する。該現像ローラ２０Ｙは鉄等金属製の内芯の外周部に、ポリウレタンゴム、シリコンゴム、ＮＢＲ等の弾性層を設けたものである。現像ローラクリーニングブレード２１Ｙは、現像ローラ２０Ｙの表面に当接するゴム等で構成され、現像ローラ２０Ｙが像担持体１０Ｙと当接する現像ニップ部より現像ローラ２０Ｙの回転方向の下流側に配置されて、現像ローラ２０Ｙに残存する液体現像剤を掻き落として除去するものである。

トナー圧縮ローラ２２Ｙは、円筒状の部材で、現像ローラ２０Ｙと同様に弾性体を被覆して構成した弾性ローラの形態であり、金属ローラ基材の表層に導電性の樹脂層やゴム層を備えた構造をし、例えば図２に示すように現像ローラ２０Ｙと反対方向の時計回りに回転する。トナー圧縮ローラ２２Ｙは、現像ローラ２０Ｙ表面の帯電バイアスを増加させる手段を有し、現像ローラ２０Ｙによって搬送された現像剤は、図２に示すようにトナー圧縮ローラ２２Ｙが摺接してニップを形成するトナー圧縮部位でトナー圧縮ローラ２２Ｙ側から現像ローラ２０Ｙに向かって電界を印加する。このトナー圧縮の電界印加手段は、図２に示すローラに代えコロナ放電器からのコロナ放電であっても良い。キャリアの一部とトナー圧縮されなかった若干のトナーはキャリア量調整ブレード２３Ｙによって掻き落として除去されリザーバ３１Ｙ内の現像剤と合流して再利用される。

一方、現像ローラ２０Ｙに担持されてトナー圧縮された現像剤は、現像ローラ２０Ｙが像担持体１０Ｙに当接する現像ニップ部において、所望の電界印加によって、像担持体１０Ｙの潜像に対応して現像される。そして、現像残りの現像剤は、現像ローラクリーニングブレード２１Ｙによって掻き落として除去されリザーバ３１Ｙ内の現像剤に合流して再利用される。尚、これら合流するキャリア及びトナーは混色状態ではない。

像担持体スクイーズ装置は、像担持体１０Ｙに対向して現像器２０Ｙの下流側に配置して像担持体１０Ｙに現像されたトナー像の余剰現像剤を回収するものであり、図２に示すように表面に弾性体を被覆して像担持体１０Ｙに摺接して回転する弾性ローラ部材から成る像担持体スクイーズローラ１３Ｙと、該像担持体スクイーズローラ１３Ｙに押圧摺接して表面をクリーニングするクリーニングブレード１４Ｙとから構成され、像担持体１０Ｙに現像された現像剤から余剰なキャリア及び本来不要なカブリトナーを回収し、顕像内のトナー粒子比率を上げる機能を有する。

一次転写部５０Ｙでは、像担持体１０Ｙに現像された現像剤像を一次転写ローラ５１Ｙにより中間転写体４０へ転写する。ここで、像担持体１０Ｙと中間転写体４０は等速度で移動する構成であり、回転及び移動の駆動負荷を軽減するとともに、像担持体１０Ｙの顕像トナー像への外乱作用を抑制している。

中間転写体スクイーズ装置５２Ｙは、一次転写部５０Ｙの下流側に配置され、中間転写体４０上から余剰なキャリア液を除去し、顕像内のトナー粒子比率を上げる処理を行うものである。

中間転写体スクイーズ装置５２Ｙは、像担持体スクイーズ装置と同様、表面に弾性体を被覆して像担持体４０に摺接して回転する弾性ローラ部材から成る中間転写体スクイーズローラ５３Ｙ、像担持体４０を挟んで中間転写体スクイーズローラ５３Ｙと対向配置されるバックアップローラ５４Ｙ、中間転写体スクイーズローラ５３Ｙに押圧摺接して表面をクリーニングするクリーニングブレード５５Ｙ及び現像剤回収部５６Ｙから構成され、中間転写体４０に一次転写された現像剤から余剰なキャリア及び本来不要なカブリトナーを回収する機能を有する。現像剤回収部５６Ｙは、その下流側に配置されたマゼンタの像担持体スクイーズローラクリーニングブレード１４Ｍで回収されるキャリア液の回収機構も兼ねている。

以上、本発明によれば、接触方式の加熱手段によって浮かび上がらせたキャリア溶媒を除去するものであるので、効率的な熱伝達による省電力化と装置のコンパクト化を実現することができる。

また、接触方式の加熱手段では未定着画像を均一に加熱し、均一にキャリアを浮かび上がらせることができるので、定着時の画質ムラが生じない。

また、バイアスがかかった状態で接触方式の加熱を行い、キャリアを浮かび上がらせるので、オフセット無くキャリアを除去することができ画質を乱すことがない。

また、記録媒体の紙種（上質紙、コート紙など）に応じて、キャリアの除去を行うので、本定着時にオフセットによる画像欠陥を引き起こす可能性がない。

なお、本明細書においては、種々の実施の形態について説明したが、それぞれの実施の形態の構成を適宜組み合わせて構成された実施形態も本発明の範疇となるものである。

本発明の実施の形態に係る画像形成装置を構成する主要構成要素を示した図である。 画像形成部及び現像ユニットの主要構成要素を示した断面図である。 本発明の実施の形態に係る画像形成装置の定着ユニットの構成を示す図である。 本発明の実施の形態に係る画像形成装置の転写定着プロセスのフローを示す図である。 第１ローラ対及び第２ローラ対におけるそれぞれの温度、線圧に係る条件を示す図である。 本発明の実施の形態に係る画像形成装置の定着ユニットでのバイアス印加を示す図である。 本発明の他の実施の形態に係る画像形成装置の定着ユニットの構成を示す図である。 記録媒体上に転写されたトナー粒子及びキャリアの状態を模式的に示す図である。

符号の説明

５・・・紙種判定センサ、６・・・発光素子、７・・・受光素子、１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋ・・・像担持体、１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋ・・・帯電ローラ、１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋ・・・露光ユニット、１３Ｙ・・・像担持体スクイーズローラ、１４Ｙ・・・像担持体スクイーズローラクリーニングブレード、１５Ｙ・・・現像剤回収部、１６Ｙ・・・潜像イレーサ、１７Ｙ・・・像担持体クリーニングブレード、１８Ｙ・・・現像剤回収部、２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋ・・・現像ローラ、２１Ｙ・・・現像ローラクリーニングブレード、２２Ｙ・・・トナー圧縮ローラ、２３Ｙ・・・キャリア量調整ブレード、２４Ｙ・・・キャリア量調整ローラ、２５Ｙ・・・キャリア量調整エアナイフ、３０Ｙ、３０Ｍ、３０Ｃ、３０Ｋ・・・現像ユニット、３１Ｙ、３１Ｍ、３１Ｃ、３１Ｋ・・・現像剤容器、３２Ｙ、３２Ｍ、３２Ｃ、３２Ｋ・・・アニロックスローラ、３１Ｙ、３１Ｍ、３１Ｃ、３１Ｋ・・・現像剤容器、３３Ｙ・・・規制ブレード、３４Ｙ・・・供給ローラ、４０・・・中間転写体、４１・・・ベルト駆動ローラ、４２・・・テンションローラ、４５・・・現像剤回収部、４６・・・中間転写体クリーニングブレード、４７・・・現像剤回収部、５０Ｙ、５０Ｍ、５０Ｃ、５０Ｋ・・・一次転写部、５１Ｙ、５１Ｍ、５１Ｃ、５１Ｋ・・・一次転写バックアップローラ、５２Ｙ、５２Ｍ、５２Ｃ、５２Ｋ・・・中間転写体スクイーズユニット、５３Ｙ・・・中間転写体スクイーズローラ、５４Ｙ・・・中間転写体スクイーズバックアップローラ、５５Ｙ・・・中間転写体スクイーズローラクリーニングブレード、５６Ｙ・・・現像剤回収部、６０・・・二次転写ユニット、６１・・・二次転写ローラ、６２・・・二次転写ローラクリーニングブレード、６３・・・現像剤回収部、７１、７２・・・第１ローラ対、７３、７４・・・ハロゲンランプ、８１、８２・・・キャリア除去ローラ対、８３・・・用紙ガイド８３、８４・・・キャリア除去ローラ、９１、９２・・・第２ローラ対、９３、９４・・・ハロゲンランプ

Claims (8)

1. キャリアと共にトナー像が転写された記録媒体を予熱する第１ローラ対と、
   該第１ローラ対の下流に設けられ予熱された記録媒体上のトナー像からキャリアを除去するキャリア除去手段と、
   該キャリア除去手段の下流に設けられ記録媒体上のトナー像を融着する第２ローラ対と、を有し、
   該第１ローラ対及び該キャリア除去手段は記録媒体の搬送経路に対して移動可能に構成されることを特徴とする定着装置。
2. 該キャリア除去手段はローラ対からなることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
3. 該キャリア除去手段は用紙ガイド及びローラからなることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
4. 該第１ローラ対を構成するそれぞれのローラの間にはオフセット防止のための電圧が印加されることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の定着装置。
5. 該第１ローラ対における第１ニップ圧力と、該第２ローラ対における第２ニップ圧力との間には、
   （第２ニップ圧力）＞（第１ニップ圧力）
   の関係を有することを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の定着装置。
6. 該第１ローラ対における第１ニップ温度と、該第２ローラ対における第２ニップ温度との間には、
   （第２ニップ温度）＞（第１ニップ温度）
   の関係を有することを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の定着装置。
7. 定着装置で定着しようとする記録媒体の種別を判定する紙種判定手段を有し、
   該紙種判定手段の判定結果に基づいて該第１ローラ対及び該キャリア除去手段を記録媒体の搬送経路に対して移動することを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の定着装置を用いたことを特徴とする画像形成装置。
8. 定着しようとする記録媒体の種別を判定し、
   判定の結果に応じ本定着の上流で、キャリアと共にトナー像が転写された記録媒体を予熱しキャリアを除去するかしないかを決定することを特徴とする画像形成方法。

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