(57)【要約】【課題】定着工程におけるオフセットの発生を根本的に防止できる一方で、形成画像における色再現性への悪影響についても、抑制できる画像形成装置及び画像形成方法を提供する。【解決手段】潜像担持体の周囲に、帯電装置と、露光装置と、現像装置と、転写装置と、定着装置と、を備え、潜像担持体上に形成された静電潜像を、現像剤によって現像した後、現像剤を記録媒体に対して転写及び定着する画像形成装置及び画像形成方法であって、現像剤が、色材及び熱可塑性樹脂を含むとともに、定着装置が、密閉空間中の気体を圧縮することにより生じた断熱圧縮熱を利用して、記録媒体上に転写された現像剤を加熱溶融させて、定着させる。【選択図】図１
2010078897.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
潜像担持体の周囲に、帯電装置と、露光装置と、現像装置と、転写装置と、定着装置と、を備え、前記潜像担持体上に形成された静電潜像を、現像剤によって現像した後、前記現像剤を記録媒体に対して転写及び定着する画像形成装置であって、
前記現像剤が、色材及び熱可塑性樹脂を含むとともに、
前記定着装置が、密閉空間中の気体を圧縮することにより生じた断熱圧縮熱を利用して、前記記録媒体上に転写された前記現像剤を加熱溶融させて、定着させることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記定着装置が、前記記録媒体の表面に対向した開口部を有するシリンダーと、ピストンと、ピストンを駆動するための動力源と、前記開口部を前記記録媒体の載置部材に対して押圧するための押圧手段と、を含むとともに、
前記開口部を前記記録媒体の載置部材に対して押圧したときに、前記シリンダーと、ピストンと、記録媒体の載置部材と、が前記密閉空間を形成するとともに、前記断熱圧縮熱を生じさせ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】
前記開口部の端部に、前記記録媒体の載置部材との間における密閉性を向上させるための弾性体層を設けることを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記定着装置が、前記記録媒体の表面近傍において当該記録媒体に対して非接触状態となるように設けられた加熱部材と、シリンダーと、ピストンと、ピストンを駆動するための動力源と、を含むとともに、
前記シリンダーと、ピストンと、加熱部材と、が前記密閉空間を形成するとともに、前記断熱圧縮熱を生じさせ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５】
前記加熱部材が、ステンレス、鉄、ニッケル、タングステン及びクロムからなる群より選択される少なくとも一種の材料物質を含むことを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記ピストン及びシリンダーが、ステンレス、窒化珪素、アルミナ及びジルコニアからなる群より選択される少なくとも一種の材料物質を含むことを特徴とする請求項２〜５のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記ピストンが、大気連通孔を有することを特徴とする請求項２〜６のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記熱可塑性樹脂が、スチレン−アクリル樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリビニルアセテート樹脂、ＡＢＳ樹脂及びポリプロピレン樹脂からなる群より選択される少なくとも一種であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項９】
潜像担持体の周囲に、帯電装置と、露光装置と、現像装置と、転写装置と、定着装置と、を備えた画像形成装置を用いて、前記潜像担持体上に形成された静電潜像を、現像剤によって現像した後、前記現像剤を記録媒体に対して転写及び定着する画像形成方法であって、
前記現像剤として、色材及び熱可塑性樹脂を含む現像剤を用いるとともに、
前記定着装置が、密閉空間中の気体を圧縮することにより生じた断熱圧縮熱を利用して、前記記録媒体上に転写された前記現像剤を加熱溶融させて、定着させることを特徴とする画像形成方法。
【請求項１０】
前記定着装置における密閉空間の温度を１００〜２５０℃の範囲内の値とすることを特徴とする請求項９に記載の画像形成方法。
【請求項１１】
前記密閉空間の圧縮時における体積を、非圧縮時における体積の６分の１以下の値とすることを特徴とする請求項９または１０に記載の画像形成方法。
【請求項１２】
前記密閉空間の圧縮時における圧力を０．５〜１０ＭＰａの範囲内の値とすることを特徴とする請求項９〜１１のいずれか一項に記載の画像形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置及び画像形成方法に関し、特に定着工程におけるオフセットを根本的に防止できる一方で、形成画像における色再現性への悪影響についても、抑制できる画像形成装置及びそれを用いた画像形成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、複写機やレーザープリンタ等の電子写真機においては、帯電工程、露光工程、現像工程、転写工程及び定着工程を順次実施することにより、最終的に記録媒体に対して色材及び熱可塑性樹脂を含む微粒子からなる現像剤を融着させて画像を形成している。
そして、記録媒体に対して現像剤を融着させる定着工程は、記録媒体上に転写された現像剤に対して直接的に接触して加熱溶融させるヒートロールによって行われるのが一般的である。
しかしながら、このように現像剤に対して直接的に接触するヒートロールを用いた場合、ヒートロールに対して現像剤が付着する現象、所謂オフセットが生じやすいという問題が見られる。
【０００３】
そこで、かかる問題を解決すべく、現像剤に対して非接触で定着工程を行う方法が開示されている（例えば、特許文献１）。
より具体的には、キセノンランプ等の閃光を利用し、記録媒体上の現像剤に対して部材を接触させることなく、熱エネルギーを付与して定着工程を行う方法、所謂フラッシュ定着方式が開示されている。
【特許文献１】特開２００７−７９５１６号公報（特許請求の範囲）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１のフラッシュ定着方式を実施する場合、所望の定着性を得るためには、現像剤におけるキセノンランプ等の閃光に対する光吸収効率を向上させることが必要となる。
そのためには、現像剤に対して、所定量の光吸収増感剤を添加することになるが、かかる光吸収増感剤を添加すると、形成画像における色再現性が低下するという問題が生じていた。
【０００５】
そこで、本発明者は、鋭意検討した結果、定着装置として、密閉空間中の気体を圧縮することにより生じた断熱圧縮熱を利用して、現像剤を加熱溶融させる構成をとることによって、非接触でありながら、現像剤に対して光吸収増感剤を含有させることなく、記録媒体に対する優れた定着性を得られることを見出した。
その結果、定着工程におけるオフセットの発生を根本的に防止できる一方で、形成画像における色再現性への悪影響についても、抑制できることを見出すに至った。
すなわち、本発明の目的は、定着工程におけるオフセットの発生を根本的に防止できる一方で、形成画像における色再現性への悪影響についても、抑制できる画像形成装置及び画像形成方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明によれば、潜像担持体の周囲に、帯電装置と、露光装置と、現像装置と、転写装置と、定着装置と、を備え、潜像担持体上に形成された静電潜像を、現像剤によって現像した後、現像剤を記録媒体に対して転写及び定着する画像形成装置であって、現像剤が、色材及び熱可塑性樹脂を含むとともに、定着装置が、密閉空間中の気体を圧縮することにより生じた断熱圧縮熱を利用して、記録媒体上に転写された現像剤を加熱溶融させて、定着させることを特徴とする画像形成装置が提供されて、上述した問題を解決することができる。
すなわち、定着装置として、密閉空間中の気体を圧縮することにより生じた断熱圧縮熱を利用した定着装置を用いていることから、瞬間的に大きな断熱圧縮熱を生じさせることができ、かつ、現像剤とは非接触の状態で、発生した断熱圧縮熱を効率よく現像剤に対して伝導させて、加熱溶融させることができる。
その結果、フラッシュ定着方式のように、現像剤に光吸収増感剤を添加することなく、安定的に非接触で定着工程を行うことができることから、オフセットの発生を根本的に防止できる一方で、形成画像における色再現性への悪影響についても、抑制することができる。
【０００７】
また、本発明の画像形成装置を構成するにあたり、定着装置が、記録媒体の表面に対向した開口部を有するシリンダーと、ピストンと、ピストンを駆動するための動力源と、開口部を記録媒体の載置部材に対して押圧するための押圧手段と、を含むとともに、開口部を記録媒体の載置部材に対して押圧したときに、シリンダーと、ピストンと、記録媒体の載置部材と、が密閉空間を形成するとともに、断熱圧縮熱を生じさせることが好ましい。
このように構成することにより、記録媒体上に転写された現像剤の周囲に存在する気体を、直接的に圧縮して断熱圧縮熱を生じさせることとなるため、生じた断熱圧縮熱を、より効率よく現像剤に対して伝導させることができる。
【０００８】
また、本発明の画像形成装置を構成するにあたり、開口部の端部に、記録媒体の載置部材との間における密閉性を向上させるための弾性体層を設けることが好ましい。
このように構成することにより、より安定的に密閉空間を形成することができる。
【０００９】
また、本発明の画像形成装置を構成するにあたり、定着装置が、記録媒体の表面近傍において当該記録媒体に対して非接触状態となるように設けられた加熱部材と、シリンダーと、ピストンと、ピストンを駆動するための動力源と、を含むとともに、シリンダーと、ピストンと、加熱部材と、が密閉空間を形成するとともに、断熱圧縮熱を生じさせることが好ましい。
このように構成することにより、密閉空間をより確実に形成することができるとともに、記録媒体の搬送を停止させることなく、発生した断熱圧縮熱を効率よく現像剤に対して伝導させて、加熱溶融させることができる。
【００１０】
また、本発明の画像形成装置を構成するにあたり、加熱部材が、ステンレス、鉄、ニッケル、タングステン及びクロムからなる群より選択される少なくとも一種の材料物質を含むことが好ましい。
このように構成することにより、密閉空間において発生した断熱圧縮熱を、さらに効率よく現像剤に対して伝導させることができる。
【００１１】
また、本発明の画像形成装置を構成するにあたり、ピストン及びシリンダーが、ステンレス、窒化珪素、アルミナ及びジルコニアからなる群より選択される少なくとも一種の材料物質を含むことが好ましい。
このように構成することにより、密閉空間において発生した断熱圧縮熱が拡散することを、効果的に抑制することができる。
【００１２】
また、本発明の画像形成装置を構成するにあたり、ピストンが大気連通孔を有することが好ましい。
このように構成することにより、圧縮後の密閉空間を容易に開放して、スムーズに次動作に移ることができるばかりか、結露の発生についても効果的に抑制することができる。
【００１３】
また、本発明の画像形成装置を構成するにあたり、熱可塑性樹脂が、スチレン−アクリル樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリビニルアセテート樹脂、ＡＢＳ樹脂及びポリプロピレン樹脂からなる群より選択される少なくとも一種であることが好ましい。
このように構成することにより、現像剤をより安定的に加熱溶融させることができる。
【００１４】
また、本発明の別の態様は、潜像担持体の周囲に、帯電装置と、露光装置と、現像装置と、転写装置と、定着装置と、を備えた画像形成装置を用いて、潜像担持体上に形成された静電潜像を、現像剤によって現像した後、現像剤を記録媒体に対して転写及び定着する画像形成方法であって、現像剤として、色材及び熱可塑性樹脂を含む現像剤を用いるとともに、定着装置が、密閉空間中の気体を圧縮することにより生じた断熱圧縮熱を利用して、記録媒体上に転写された現像剤を加熱溶融させて、定着させることを特徴とする画像形成方法である。
すなわち、所定の定着工程を実施することにより、オフセットの発生を根本的に防止できる一方で、形成画像における色再現性への悪影響についても、抑制することができる。
【００１５】
また、本発明の画像形成方法を実施するにあたり、定着装置における密閉空間の温度を１００〜２５０℃の範囲内の値とすることが好ましい。
このように実施することにより、より安定的に現像剤を加熱溶融させることができる。
【００１６】
また、本発明の画像形成方法を実施するにあたり、密閉空間の圧縮時における体積を、非圧縮時における体積の６分の１以下の値とすることが好ましい。
このように実施することにより、所定の断熱圧縮熱を安定的に生じさせることができる。
【００１７】
また、本発明の画像形成方法を実施するにあたり、密閉空間の圧縮時における圧力を０．５〜１０ＭＰａの範囲内の値とすることが好ましい。
このように実施することにより、所定の断熱圧縮熱を、より安定的に生じさせることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
［第１の実施形態］
第１の実施形態は、潜像担持体の周囲に、帯電装置と、露光装置と、現像装置と、転写装置と、定着装置と、を備え、潜像担持体上に形成された静電潜像を、現像剤によって現像した後、現像剤を記録媒体に対して転写及び定着する画像形成装置であって、現像剤が、色材及び熱可塑性樹脂を含むとともに、定着装置が、密閉空間中の気体を圧縮することにより生じた断熱圧縮熱によって、記録媒体上に転写された現像剤を加熱溶融させて、定着させることを特徴とする画像形成装置である。
以下、本発明の第１の実施形態としての画像形成装置について、具体的に説明する。
【００１９】
１．基本的構成
本発明の画像形成装置の基本的構成としては、図１に示すようなプリンター１を挙げることができる。かかるプリンター１は、搬送ベルト１０を備えており、この搬送ベルト１０は給紙カセット２から給紙された記録紙を定着装置３０に向かって搬送するように構成されている。また、定着装置３０に対し搬送方向の上流においては、搬送ベルト１０の上側に潜像担持体７が配置されている。また、かかる潜像担持体７の周囲には、潜像担持体７の表面を帯電させるための帯電装置２１、潜像担持体７の表面に静電潜像を形成するための露光装置２０、潜像担持体７の表面に形成された静電潜像を現像剤によって現像するための現像装置１７及び潜像担持体７の表面に形成された現像剤像を記録紙に対して転写するための転写装置６が、順次配置されている。
さらに、転写装置６の下流には、潜像担持体７の表面に残留した現像剤を除去するためのクリーニングブレード１４及び潜像担持体７の感光層中に残留している残留電位を除去するための除電装置２２が、順次配置されている。
以下、特に、本発明の特徴的部分である定着装置３０を中心に、より具体的に説明する。
【００２０】
２．定着装置
本発明の定着装置は、密閉空間中の気体を圧縮することにより生じた断熱圧縮熱によって、記録媒体上に転写された現像剤を加熱溶融させて定着することを特徴とする。
この理由は、このように構成することにより、瞬間的に大きな断熱圧縮熱を生じさせることができ、かつ、現像剤とは非接触の状態で、発生した断熱圧縮熱を効率よく現像剤に対して伝導させて、加熱溶融させることができるためである。
その結果、フラッシュ定着方式のように、現像剤に光吸収増感剤を添加することなく、安定的に非接触で定着工程を行うことができることから、オフセットを根本的に防止できる一方で、形成画像における色再現性への悪影響についても、抑制することができる。
また、ヒートロールを用いた定着方式や、フラッシュ定着方式と異なり、待機電力が不要となるため、経済的にも有利である。
【００２１】
（１）態様１
より具体的な態様としては、図２に示すように、定着装置３０が、記録媒体２３の表面に対向した開口部３８を有するシリンダー３１と、ピストン３２と、ピストン３２を駆動するための動力源（図示せず）と、開口部３８を記録媒体２３の載置部材３９に対して押圧するための押圧手段３６と、を含むとともに、開口部３８を記録媒体２３の載置部材３９に対して押圧したときに、シリンダー３１と、ピストン３２と、記録媒体２３の載置部材３９と、が密閉空間４０を形成するとともに、断熱圧縮熱を生じさせる態様とすることが好ましい。
この理由は、このように構成することにより、記録媒体上に転写された現像剤の周囲に存在する気体を、直接的に圧縮して断熱圧縮熱を生じさせることとなるため、生じた断熱圧縮熱を、より効率よく現像剤に対して伝導させることができるためである。
なお、図２においては、密閉空間４０を形成するにあたり、シリンダー３１の開口部３８と、記録媒体２３の載置部材３９との間に、搬送ベルト１０が介在しているが、気体の漏れを所定以下のレベルに抑制して、密閉空間を形成することさえ可能であれば、介在物の存在は問題とならない。
また、かかる態様１の定着装置を用いて定着工程を実施する場合には、固定的に配置されている定着装置に対して記録媒体の搬送方向への移動を停止させるか、あるいは、定着装置を移動可能とし、定着装置と、記録媒体と、の搬送方向への移動速度を合わせる必要がある。
【００２２】
また、本発明の定着装置のサイズは、特に限定されるものではないが、一般的には、図２に示すように、記録媒体２３全体を密閉空間４０内に収めることができるサイズとすることが好ましい。
より具体的には、高さＬ１を１５０〜２５０ｍｍ、長さＬ２を４３０〜４５０ｍｍ、図２における紙面垂直方向の幅を３１０〜３５０ｍｍの範囲内の値とすることが好ましい。
また、シリンダー３１の厚さＬ３を５〜１０ｍｍとし、ピストン３２の厚さＬ４を２０〜５０ｍｍの範囲内の値とすることが好ましい。
また、ピストン及びシリンダーが、ステンレス、窒化珪素、アルミナ及びジルコニアからなる群より選択される少なくとも一種の材料物質を含むことが好ましい。
この理由は、これらの材料物質であれば、密閉空間において発生した断熱圧縮熱が拡散することを容易に抑制することができるためである。
【００２３】
また、記録媒体２３の載置部材３９のサイズとしては、シリンダー３１及びピストン３２とともに密閉空間を形成可能な平面の面積及び押圧時におけるシリンダー３１からの下向きの力に耐え得る厚さ等を有していればよく、特に限定されない。
また、記録媒体の載置部材を構成する材料物質についても、適当な強度を有していれば、特に限定されない。
なお、押圧部材３６については、シリンダー３１を上下方向に移動することができる部材であれば、何ら限定されるものではない。
【００２４】
また、シリンダー３１における開口部３８の端部３５に、記録媒体２３の載置部材３９との間における密閉性を向上させるための弾性体層を設けることが好ましい。
この理由は、かかる弾性体層を設けることにより、より安定的に密閉空間を形成することができるためである。
かかる弾性体層を構成する材料物質としては、例えば、シリコンゴム、ＰＴＦＥ、ポリイミド、ポリアミドイミド等が挙げられる。
なお、かかる弾性体層の厚さは、例えば、３〜１２ｍｍの範囲内の値とすることが好ましい。
【００２５】
また、シリンダーにおいて、図２に示すように、シリンダー３１内部に向かって突出したスペーサー部材３７を設けることが好ましい。
この理由は、かかるスペーサー部材を設けることにより、圧縮時の密閉空間の体積を正確に制御することができるためである。
【００２６】
また、図２に示すように、ピストン３２が大気連通孔３３を有することが好ましい。
この理由は、かかる大気連通孔を有することにより、圧縮終了後の密閉空間を容易に開放して、スムーズに次動作に移ることができるばかりか、結露の発生についても効果的に抑制することができるためである。
すなわち、密閉空間の圧縮時には、大気連通孔を閉じておく一方で、圧縮終了後には、ピストンを上方に移動させる前に大気連通孔を開放することで、シリンダー内の圧力を効率よく均一化することができるためである。
また、かかる大気連通孔の直径Ｌ５を０．５〜３ｍｍの範囲内の値とすることが好ましい。
なお、大気連通孔３３の開口部には、逆止弁３４を設けることが好ましい。
この理由は、逆止弁を設けることにより、空気の逆流を防止し、密閉空間の圧力を一定に保つことができるためである。
その結果、上述した大気連通孔の機能を有効に発揮させることができるばかりか、密閉空間における温度を、より安定的に所望の温度に調節することが可能となるためである。
かかる逆止弁の構成としては、内部にバネ部材と、それに連接し、かつ、移動可能に配置された球状部材と、からなる一般的な構成とすることができる。
【００２７】
（２）態様２
また、上述した態様１とは別の態様としては、図３に示すように、定着装置３０が、記録媒体２３の表面近傍において当該記録媒体２３に対して非接触状態となるように設けられた加熱部材４１と、シリンダー３１と、ピストン３２と、ピストン３２を駆動するための動力源（図示せず）と、を含むとともに、シリンダー３１と、ピストン３２と、加熱部材４１と、が密閉空間４０を形成するとともに、断熱圧縮熱を生じさせる態様とすることが好ましい。
この理由は、このように構成することにより、密閉空間をより確実に形成することができるとともに、記録媒体の搬送を停止させることなく、発生した断熱圧縮熱を効率よく現像剤に対して伝導させて、加熱溶融させることができるためである。
【００２８】
また、定着装置のサイズについては、基本的に上述した態様１の場合と同様とすることができる。
なお、態様２の場合に特徴的な部材である加熱部材４１の厚さＬ６については、０．５〜３ｍｍの範囲内の値とすることが好ましい。
【００２９】
また、ピストン及びシリンダーを構成する材料物質についても、上述した態様１の場合と同様とすることができる。
また、態様２の場合に特徴的な部材である加熱部材４１を構成する材料物質としては、ステンレス、鉄、ニッケル、タングステン及びクロムからなる群より選択される少なくとも一種とすることが好ましい。
この理由は、これらの材料物質であれば、密閉空間において発生した断熱圧縮熱を、さらに効率よく現像剤に対して伝導させることができるためである。
すなわち、態様２においては、態様１と異なり、密閉空間において発生した断熱圧縮熱を、加熱部材及び加熱部材−記録媒体間に存在する気体を介して、現像剤に対し伝導させる必要があることから、加熱部材を熱伝導率の高い材料物質により構成することが好ましいためである。
なお、その他の構成については、上述した態様１の場合と同様にすることができる。
【００３０】
３．現像剤
本発明における現像剤は、結着樹脂が熱可塑性樹脂であれば、特に制限されるものではない。
すなわち、一成分現像剤であっても、二成分現像剤であってもよく、また、磁性現像剤であっても、非磁性現像剤であってもよい。
また、色材、電荷制御剤及びワックス等の内添剤や、流動性及び研磨性を調節するための外添剤についても、公知のものを使用することができ、粒径についても４〜２０μｍといった公知の範囲とすることができる。
【００３１】
また、現像剤の結着樹脂としての熱可塑性樹脂が、スチレン−アクリル樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリビニルアセテート樹脂、ＡＢＳ樹脂及びポリプロピレン樹脂からなる群より選択される少なくとも一種であることが好ましい。
この理由は、これらの熱可塑性樹脂であれば、現像剤をより安定的に加熱溶融させることができるためである。
【００３２】
［第２の実施形態］
第２の実施形態は、潜像担持体の周囲に、帯電装置と、露光装置と、現像装置を、転写装置と、定着装置と、を備えた画像形成装置を用いて、潜像担持体状に形成された静電潜像を、現像剤によって現像した後、現像剤を記録媒体に対して転写及び定着する画像形成方法であって、現像剤として、色材及び熱可塑性樹脂を含む現像剤を用いるとともに、定着装置が、密閉空間中の気体を圧縮することにより生じた断熱圧縮熱を利用して、前記記録媒体上に転写された前記現像剤を加熱溶融させて、定着させることを特徴とする画像形成方法である。
以下、第１の実施形態と重複する内容は省略しつつ、第２の実施形態としての画像形成方法について、具体的に説明する。
【００３３】
まず、図１に示すように、画像形成装置１の潜像担持体７を、矢印で示す方向に所定のプロセススピード（周速度）で回転させた後、その表面を帯電装置２１によって所定電位に帯電させる。
次いで、露光装置２０により、画像情報に応じて光変調させながら反射ミラー等を介して、潜像担持体７の表面を露光する。この露光により、潜像担持体７の表面に静電潜像が形成される。
次いで、かかる静電潜像に基づいて、現像装置１７により潜像現像が行われる。この現像装置１７の内部には現像剤が収納されており、この現像剤が潜像担持体７表面の静電潜像に対応して付着することで、現像剤像が形成される。
また、記録紙は、所定の転写搬送経路に沿って、潜像担持体７下部まで搬送される。このとき、潜像担持体７と転写装置６との間に、所定の転写バイアスを印加することにより、記録材上に現像剤像を転写することができる。
【００３４】
また、現像剤像が転写された後の記録紙は、分離手段（図示せず）によって潜像担持体７表面から分離され、搬送ベルト１０によって定着装置３０に搬送される。次いで、この定着装置３０によって、加熱処理されて、記録媒体表面に現像剤像が定着された後、排出ローラによって画像形成装置１の外部に排出される。
なお、本発明においては、かかる定着工程として、所定の定着工程を実施することから、オフセットの発生を根本的に防止できる一方で、形成画像における色再現性への悪影響についても、抑制することができる。
かかる所定の定着工程を実施するための所定の定着装置３０の構成については、第１の実施形態において既に説明したため、省略する。
また、現像剤像転写後の潜像担持体７はそのまま回転を続け、潜像担持体７に残留した未転写現像剤が、クリーニングブレード１４によって掻き取られる。
さらに、潜像担持体７の感光層中に残留した電荷は、除電装置２２からの除電光の照射によって消去される。
【００３５】
また、上述した定着工程を実施するにあたり、定着装置における密閉空間の温度を１００〜２５０℃の範囲内の値とすることが好ましい。
この理由は、かかる温度であれば、より安定的に現像剤を加熱溶融させることができるためである。
すなわち、定着装置における密閉空間の温度が１００℃未満の値となると、現像剤を十分に加熱溶融させることが困難となる場合があるためである。一方、定着装置における密閉空間の温度が２５０℃を超えた値となると、発熱に必要な密閉空間の体積が過度に大きくなったり、圧縮時における定着装置全体の強度を確保することが困難となったりする場合があるためである。
したがって、定着装置における密閉空間の温度を１１０〜２３０℃の範囲内の値とすることがより好ましく、１２０〜２００℃の範囲内の値とすることがさらに好ましい。
【００３６】
また、上述した定着工程を実施するにあたり、密閉空間の圧縮時における体積を、非圧縮時における体積の６分の１以下の値とすることが好ましい。
この理由は、圧縮時における密閉空間の体積をかかる範囲とすることにより、所定の断熱圧縮熱を安定的に生じさせることができるためである。
すなわち、圧縮時の体積が非圧縮時における体積の６分の１を超えた値となると、仮に完全な断熱圧縮を実現した場合であっても、十分な断熱圧縮熱を発生させることが困難となる場合があるためである。
したがって、圧縮時における定着装置全体の強度を確保する点も考慮すれば、密閉空間の圧縮時における体積を、非圧縮時における体積の６．５分の１〜２０分の１の範囲内の値とすることがより好ましく、７分の１〜１５分の１の範囲内の値とすることがさらに好ましい。
【００３７】
また、上述した定着工程を実施するにあたり、密閉空間の圧縮時における圧力を０．５〜１０ＭＰａの範囲内の値とすることが好ましい。
この理由は、密閉空間の圧縮時における圧力をかかる範囲とすることにより、所定の断熱圧縮熱を、より安定的に発生させることができるためである。
すなわち、圧縮時における圧力が０．５ＭＰａ未満の値となると、十分な断熱圧縮熱が発生しない場合があるためである。一方、圧縮時における圧力が１０ＭＰａを超えた値となると、定着装置全体の強度を確保することが困難となる場合があるためである。
したがって、密閉空間の圧縮時における圧力を０．８〜９ＭＰａの範囲内の値とすることがより好ましく、１〜８ＭＰａの範囲内の値とすることがさらに好ましい。
【００３８】
なお、ピストンを記録媒体の方向に押し下げる際の速度は５０〜２００ｍｍ／ｓの範囲内の値とすることが好ましく、ピストンを記録媒体とは反対方向に引き上げる際の速度は１０〜１５０ｍｍ／ｓの範囲内の値とすることが好ましい。
【実施例】
【００３９】
以下、実施例に基づいて、本発明をさらに詳細に説明する。
【００４０】
１．画像形成装置の準備
図１に示す画像形成装置を準備した。
すなわち、図１に示す画像形成装置における定着装置は、図２に示すように、高さＬ１を１５０ｍｍ、長さＬ２を４３５ｍｍ、図２における紙面垂直方向の幅を３３０ｍｍとした。
また、シリンダーの厚さＬ３を６ｍｍとし、ピストンの厚さＬ４を３０ｍｍとした。
なお、ピストン及びシリンダーはステンレスより構成した。
また、ピストンには、直径１ｍｍの大気連通孔を設けた。
さらに、記録媒体の載置部材は、搬送方向長さ５００ｍｍ、幅３６０ｍｍ、厚み３０ｍｍのステンレス製平板により構成した。
【００４１】
２．現像剤の製造
（１）トナー粒子の作成
以下の配合割合となるように、スチレン−アクリル樹脂と、電荷制御剤と、磁性粉とをヘンシェルミキサを用いて予備混合した後、二軸押出機により溶融混練し、これを冷却した。
次いで、粉砕工程、分級工程を経て、平均粒径８μｍのトナー母粒子を得た。
スチレン／アクリル樹脂          １００重量部
電荷制御剤（４級アンモニウム塩）    ３重量部
磁性粉（マグネタイト）            ４５重量部
ワックス（サゾールワックス）        ４重量部
【００４２】
（２）外添粒子の添加
得られたトナー母粒子１００重量部に対して、気流分級機を用いて粒径を調整した疎水性の凝集シリカ粒子と、酸化チタン（チタン工業社製、ＥＣー１００）とを以下の条件で配合して外添し、磁性一成分現像剤を得た。
凝集シリカ粒子                      １重量部
酸化チタン微粒子                    １重量部
【００４３】
３．画像形成
次いで、準備した画像形成装置を用いて、画像形成を行った。
すなわち、得られた磁性一成分現像剤を用いて、ベタ画像を形成した。
このときの定着条件としては、まず、現像剤が転写された記録媒体を、搬送ベルトにて定着装置の下方まで搬送し、その時点で搬送ベルトによる搬送を、一時停止した。
次いで、現像剤が転写された記録媒体が、シリンダー内に収まるように、シリンダーの開口部を、搬送ベルトを介して記録媒体の載置部材に対して押圧した。次いで、ピストンを、２ＭＰａの圧力にて、高さ１２ｍｍの位置から、高さ２ｍｍの位置まで、１００ｍｍ／ｓの速度となるように押し下げ、密閉空間の体積が６分の１の体積となるように圧縮した。このとき、密閉空間内の気圧は１２気圧（１.２１５９ＭＰａ）であり、密閉空間内の温度は２００℃であった。
その後、大気連通孔を開放しつつ、ピストンを１０ｍｍ／ｓの速度にて引き上げて、定着工程を終了した。
【００４４】
４．評価
上述した画像形成によって得られた形成画像において、現像剤が記録媒体に対して強固に定着していることが確認された。
すなわち、現像剤における結着樹脂としての熱可塑性樹脂が、記録媒体上で一度加熱溶融して、一部記録媒体に浸透した状態で固化することにより、現像剤が記録媒体に対して強固に定着していることが確認された。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
本発明に係る画像形成装置及び画像形成方法によれば、定着装置として、密閉空間中の気体を圧縮することにより生じた断熱圧縮熱を利用して、現像剤を加熱溶融させる構成をとることによって、非接触でありながら、現像剤に対して光吸収増感剤を含有させることなく、優れた定着性を得ることができるようになった。
その結果、定着工程におけるオフセットの発生を根本的に防止できる一方で、形成画像における色再現性への悪影響についても、抑制できるようになった。
したがって、本発明にかかる画像形成装置及び画像形成方法は、複写機やプリンター等の各種画像形成装置における高品質化や、さらには省エネ化にも著しく寄与することが期待される。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】図１は、本発明の画像形成装置の基本構成を説明するために供する図である。
【図２】（ａ）〜（ｂ）は、本発明における定着装置の態様を説明するために供する図である。
【図３】（ａ）〜（ｂ）は、本発明における定着装置の別の態様を説明するために供する図である。
【符号の説明】
【００４７】
１：画像形成装置、２：給紙カセット、３：一次給紙ローラ、４：フィードローラ、５：レジストローラ、６：転写装置（転写ローラ）、７：潜像担持体、８：排出ローラ、９：搬送ベルト駆動ローラ、１０：搬送ベルト、１１：搬送ベルトテンションローラ、１２：搬送ベルト従動ローラ、１４：クリーニングブレード、１７：現像装置、２０：露光装置、２１：帯電装置、２２：除電装置、２３：記録媒体、３０：定着装置、３１：シリンダー、３２：ピストン、３３：大気連通孔、３４：逆止弁、３５：開口部端部、３６：押圧部材、３７：スペーサー部材、３８：開口部、３９：記録媒体載置部材、４０：密閉空間、４１：加熱部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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