(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
静電潜像保持体表面に静電潜像を形成する工程と、現像手段によって前記静電潜像にトナー像を供給して前記静電潜像保持体表面にトナー像を現像する工程と、現像された前記トナー像の溶媒を除去し前記トナー像を乾燥させる工程と、前記静電潜像保持体の表面の移動速度と記録媒体の表面の移動速度とを異ならしめることにより、乾燥された前記トナー像にせん断応力をかけながら前記トナー像を前記記録媒体上へ転写する工程とを具備する事を特徴とする画像形成方法。
【請求項２】
静電潜像保持体表面に静電潜像を形成する工程と、現像手段によって前記静電潜像にトナー像を供給して前記静電潜像保持体表面にトナー像を現像する工程と、現像された前記トナー像の溶媒を除去し前記トナー像を乾燥させる工程と、前記トナー像を前記静電潜像保持体表面から中間転写媒体上へ転写する第１の転写工程と、前記中間転写媒体の表面の移動速度と記録媒体の表面の移動速度とを異ならしめることにより、乾燥された前記トナー像にせん断応力をかけながら前記トナー像を前記中間転写媒体表面から前記記録媒体上へ転写する第２のせん断転写工程とを具備する事を特徴とする画像形成方法。
【請求項３】
静電潜像保持体表面に静電潜像を形成する工程と、現像手段によって前記静電潜像にトナー像を供給して前記静電潜像保持体表面にトナー像を現像する工程と、現像された前記トナー像の溶媒を除去し前記トナー像を乾燥させる工程と、前記静電潜像保持体の表面の移動速度と中間転写媒体の表面の移動速度とを異ならしめることにより、乾燥された前記トナー像にせん断応力をかけながら前記トナー像を前記静電潜像保持体表面から前記中間転写媒体上へ転写する第１のせん断転写工程と、前記中間転写媒体の表面の移動速度と記録媒体の表面の移動速度とを異ならしめることにより、前記トナー像にせん断応力をかけながら前記トナー像を前記中間転写媒体表面から前記記録媒体上へ転写する第２のせん断転写工程とを具備する事を特徴とする画像形成方法。
【請求項４】
静電潜像保持体表面に静電潜像を形成する工程と、現像手段によって前記静電潜像にトナー像を供給して前記静電潜像保持体表面にトナー像を現像する工程と、現像された前記トナー像の溶媒を除去し前記トナー像を乾燥させる工程と、前記静電潜像保持体の表面の移動速度と中間転写媒体の表面の移動速度とを異ならしめることにより、乾燥された前記トナー像にせん断応力をかけながら前記トナー像を前記静電潜像保持体表面から前記中間転写媒体上へ転写する第１のせん断転写工程と、前記トナー像を前記中間転写媒体表面から記録媒体上へ転写する第２の転写工程とを具備する事を特徴とする画像形成方法。
【請求項５】
前記第１のせん断転写工程は、前記静電潜像保持体の表面の移動速度をＶ１、前記中間転写媒体の表面の移動速度をＶ２としたときに、Ｖ２／Ｖ１を、０．８〜０．９８とすることを特徴とする請求項３または請求項４のいずれか記載の画像形成方法。
【請求項６】
前記静電潜像保持体の表面の移動速度より前記記録媒体の表面の移動速度を小さくする事を特徴とする請求項1記載の画像形成方法。
【請求項７】
前記中間転写媒体の表面の移動速度より前記記録媒体の表面の移動速度を小さくする事を特徴とする請求項２記載の画像形成方法。
【請求項８】
静電潜像保持体と、前記静電潜像保持体表面を帯電する帯電器と、帯電した前記静電潜像保持体表面に静電潜像を形成する光学系装置と、前記静電潜像の形成された前記静電潜像保持体表面に液体トナーを供給しトナー像を形成する現像手段と、前記潜像保持体表面に形成された前記トナー像の溶媒を除去し前記トナー像を乾燥させる手段と、前記静電潜像保持体の表面の移動速度と記録媒体の表面の移動速度とを異ならしめることにより、乾燥された前記トナー像にせん断応力をかけながら前記トナー像を記録媒体上へ転写するせん断転写手段とからなる事を特徴とする画像形成装置。
【請求項９】
静電潜像保持体と、前記静電潜像保持体表面を帯電する帯電器と、帯電した前記静電潜像保持体表面に静電潜像を形成する光学系装置と、前記静電潜像の形成された前記静電潜像保持体表面に液体トナーを供給しトナー像を形成する現像手段と、前記潜像保持体表面に形成された前記トナー像の溶媒を除去し前記トナー像を乾燥させる手段と、前記静電潜像保持体表面の前記トナー像を中間転写媒体上へ転写する第１の転写手段と、前記中間転写媒体の表面の移動速度と記録媒体の表面の移動速度とを異ならしめることにより、乾燥された前記トナー像にせん断応力をかけながら前記中間転写媒体上の前記トナー像を前記記録媒体上へ転写する第２のせん断転写手段とからなる事を特徴とする画像形成装置。
【請求項１０】
静電潜像保持体と、前記静電潜像保持体表面を帯電する帯電器と、帯電した前記静電潜像保持体表面に静電潜像を形成する光学系装置と、前記静電潜像の形成された前記静電潜像保持体表面に液体トナーを供給しトナー像を形成する現像手段と、前記潜像保持体表面に形成された前記トナー像の溶媒を除去し前記トナー像を乾燥させる手段と、前記静電潜像保持体の表面の移動速度と中間転写媒体の表面の移動速度とを異ならしめることにより、乾燥された前記トナー像にせん断応力をかけながら前記静電潜像保持体表面の前記トナー像を前記中間転写媒体上へ転写する第１のせん断転写手段と、前記中間転写媒体の表面の移動速度と記録媒体の表面の移動速度とを異ならしめることにより前記トナー像にせん断応力をかけながら前記中間転写媒体上の前記トナー像を前記記録媒体上へ転写する第２のせん断転写手段とからなる事を特徴とする画像形成装置。
【請求項１１】
静電潜像保持体と、前記静電潜像保持体表面を帯電する帯電器と、帯電した前記静電潜像保持体表面に静電潜像を形成する光学系装置と、前記静電潜像の形成された前記静電潜像保持体表面に液体トナーを供給しトナー像を形成する現像手段と、前記潜像保持体表面に形成された前記トナー像の溶媒を除去し前記トナー像を乾燥させる手段と、前記静電潜像保持体の表面の移動速度と中間転写媒体の表面の移動速度とを異ならしめることにより、乾燥された前記トナー像にせん断応力をかけながら前記静電潜像保持体表面の前記トナー像を前記中間転写媒体上へ転写する第１のせん断転写手段と、前記中間転写媒体上の前記トナー像を記録媒体上へ転写する第２の転写手段とからなる事を特徴とする画像形成装置。
【請求項１２】
前記静電潜像保持体の表面の移動速度をＶ１、前記中間転写媒体の表面の移動速度をＶ２としたときに、Ｖ２／Ｖ１を、０．８〜０．９８とする事を特徴とする請求項８または請求項９のいずれか記載の画像形成装置。
【請求項１３】
前記静電潜像保持体の表面の移動速度より前記記録媒体の表面の移動速度を小さくする事を特徴とする請求項８記載の画像形成装置。
【請求項１４】
前記中間転写媒体の表面の移動速度より前記記録媒体の表面の移動速度を小さくする事を特徴とする請求項９記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像形成方法及び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湿式画像形成装置は、乾式では実現出来ないサブミクロンサイズの微細トナーを使用できる為、高画質化が実現可能である。また、その他にもトナー粒子中の、樹脂に対する顔料の比が乾式のそれより高い為、少量のトナーで十分な画像濃度が得られ経済的である事、使用するトナーの樹脂のガラス転移温度が低く、トナーを用紙に定着する温度を低く設定する事が出来る為、省エネルギーである事等の利点も有している。
【０００３】
一方、従来の湿式画像形成装置には、まだいくつかの本質的な問題が含まれている。これらの問題の１つとして転写手段における画質の劣化があげられる。従来は、感光体上に付着している液体現像剤を、電界の作用で用紙に直接転写していた為、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、使用する場所の温度や湿度等の環境依存性や、用紙の電気特性のばらつき等によって、転写不良も生じ易かった。これらにより、転写手段において転写画像の画質が著しく劣化していた。
【０００４】
この様な問題を解決する為、感光体から一旦電界により中間転写媒体へと転写し、その後に中間転写媒体から紙などの記録媒体に圧力を用い、または圧力と熱を用いて転写する装置が、米国特許第５，１４８，２２２号、同第５，１６６，７３４号、同第５，２０８，６３７号等に開示されている。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で構成する事は比較的容易である為、用紙へ直接電界で転写する場合に比べて、転写手段による画質の劣化は大幅に改良される。
【０００５】
さらに、中間転写媒体に付着した溶媒は、用紙へ圧力を用いて、または圧力と熱を用いて転写する前に、加熱やエアーの吸引などによって気化させたり吸い取ったりすることが可能であるため、用紙への溶媒付着も著しく低減できる。
【０００６】
また、その他にも特公昭４６−４１６７９号や、特開昭６２−２８０８８２号等には、電界転写を用いる事なく、感光体から中間転写媒体への転写、中間転写媒体から記録媒体への転写の双方において、圧力による転写、または圧力と熱による転写を行う装置が開示されている。この場合は、圧力によって、または圧力と熱によってのみ転写する為、電界転写の場合に見られた問題は生じない。
【０００７】
しかし、感光体から一旦電界により中間転写媒体へと転写し、その後に中間転写媒体から紙などの記録媒体に圧力を用い、または圧力と熱を用いて転写する装置でも、実際は次のような問題が残されている。つまり、感光体上のトナー像を中間転写媒体に転写する際に、単色のトナー像については高い転写効率が得られるものの、感光体上で複数色のトナー像を順次重ね合せた像を転写する場合には、転写効率が低下したり転写むらが生じるといった欠点がある。これは、感光体上で複数色のトナー像を順次重ね合せた像を転写する場合には、通常、各色のトナー像を現像する毎にトナー像を固定する為に、トナー像を固定する回数が色によって異なり、かかる電界が異なってくる為である。そのため、中間転写媒体上でトナー像を重ね合せる必要があり、その場合、各色毎の位置ずれが問題となったり、プロセス速度の低下を招いたりした。
【０００８】
また、感光体から中間転写媒体への転写、中間転写媒体から記録媒体への転写の双方において、圧力による転写、または圧力と熱による転写を行う装置では、感光体から中間転写媒体への転写、中間転写媒体から記録媒体への転写のいずれにあっても、転写前にトナー像がある程度溶媒が除去されフィルム化していることが重要である。
【０００９】
感光体上でフィルム化したトナー像は、感光体表面への付着力が増大しているため、これを転写する際には高い圧力と熱が必要とされる。これは、感光体と中間転写媒体の表面エネルギーを最適化することである程度の解決が可能であるが、材料の選択の余地を狭めることとなり、装置コストの低減や記録の信頼性の維持を困難にする一因となっていた。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
上に述べたように、感光体から一旦電界により中間転写媒体へと転写し、その後に中間転写媒体から紙などの記録媒体に圧力を用い、または圧力と熱を用いて転写する装置では、電界を作用させる事で生じる問題の全てを解決する事が出来ない。
【００１１】
また、感光体から中間転写媒体への転写、及び中間転写媒体から記録媒体への転写を、ともに圧力の作用、または圧力と熱の作用で転写する装置では、電界を作用させる事で生じる種々の問題を回避できるものの、高い転写効率を得る為には、高い圧力と熱が必要とされ、その条件を緩和する為には、構成部材として使用する材料の選択の余地を狭めてしまう。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
そこで本発明は、静電潜像保持体表面に静電潜像を形成する工程と、現像手段によって前記静電潜像にトナー像を供給して前記静電潜像保持体表面にトナー像を現像する工程と、現像された前記トナー像の溶媒を除去し前記トナー像を乾燥させる工程と、前記静電潜像保持体の表面の移動速度と記録媒体の表面の移動速度とを異ならしめることにより、乾燥された前記トナー像にせん断応力をかけながら前記トナー像を前記記録媒体上へ転写する工程とを具備する事を特徴とする画像形成方法を提供する。
【００１３】
また本発明は、静電潜像保持体表面に静電潜像を形成する工程と、現像手段によって前記静電潜像にトナー像を供給して前記静電潜像保持体表面にトナー像を現像する工程と、現像された前記トナー像の溶媒を除去し前記トナー像を乾燥させる工程と、前記トナー像を前記静電潜像保持体表面から中間転写媒体上へ転写する第１の転写工程と、前記中間転写媒体の表面の移動速度と記録媒体の表面の移動速度とを異ならしめることにより、乾燥された前記トナー像にせん断応力をかけながら前記トナー像を前記中間転写媒体表面から前記記録媒体上へ転写する第２のせん断転写工程とを具備する事を特徴とする画像形成方法を提供する。
【００１５】
さらに本発明は、静電潜像保持体表面に静電潜像を形成する工程と、現像手段によって前記静電潜像にトナー像を供給して前記静電潜像保持体表面にトナー像を現像する工程と、現像された前記トナー像の溶媒を除去し前記トナー像を乾燥させる工程と、前記静電潜像保持体の表面の移動速度と中間転写媒体の表面の移動速度とを異ならしめることにより、乾燥された前記トナー像にせん断応力をかけながら前記トナー像を前記静電潜像保持体表面から前記中間転写媒体上へ転写する第１のせん断転写工程と、前記中間転写媒体の表面の移動速度と記録媒体の表面の移動速度とを異ならしめることにより、前記トナー像にせん断応力をかけながら前記トナー像を前記中間転写媒体表面から前記記録媒体上へ転写する第２のせん断転写工程とを具備する事を特徴とする画像形成方法を提供する。
【００１８】
さらに本発明は、静電潜像保持体表面に静電潜像を形成する工程と、現像手段によって前記静電潜像にトナー像を供給して前記静電潜像保持体表面にトナー像を現像する工程と、現像された前記トナー像の溶媒を除去し前記トナー像を乾燥させる工程と、前記静電潜像保持体の表面の移動速度と中間転写媒体の表面の移動速度とを異ならしめることにより、乾燥された前記トナー像にせん断応力をかけながら前記トナー像を前記静電潜像保持体表面から前記中間転写媒体上へ転写する第１のせん断転写工程と、前記トナー像を前記中間転写媒体表面から記録媒体上へ転写する第２の転写工程とを具備する事を特徴とする画像形成方法を提供する。
【００２１】
さらに本発明は、上記画像形成方法において、前記第１のせん断転写工程は、前記静電潜像保持体の表面の移動速度をＶ１、前記中間転写媒体の表面の移動速度をＶ２としたときに、Ｖ２／Ｖ１を、０．８〜０．９８とすることを特徴とする画像形成方法を提供する。前記静電潜像保持体表面に形成されるトナー像は、キャリア液とトナー粒子とからなるトナー像であっても良い。
【００２４】
さらに本発明は、静電潜像保持体と、前記静電潜像保持体表面を帯電する帯電器と、帯電した前記静電潜像保持体表面に静電潜像を形成する光学系装置と、前記静電潜像の形成された前記静電潜像保持体表面に液体トナーを供給しトナー像を形成する現像手段と、前記潜像保持体表面に形成された前記トナー像の溶媒を除去し前記トナー像を乾燥させる手段と、前記静電潜像保持体の表面の移動速度と記録媒体の表面の移動速度とを異ならしめることにより、乾燥された前記トナー像にせん断応力をかけながら前記トナー像を記録媒体上へ転写するせん断転写手段とからなる事を特徴とする画像形成装置を提供する。
【００２５】
また本発明は、静電潜像保持体と、前記静電潜像保持体表面を帯電する帯電器と、帯電した前記静電潜像保持体表面に静電潜像を形成する光学系装置と、前記静電潜像の形成された前記静電潜像保持体表面に液体トナーを供給しトナー像を形成する現像手段と、前記潜像保持体表面に形成された前記トナー像の溶媒を除去し前記トナー像を乾燥させる手段と、前記静電潜像保持体表面の前記トナー像を中間転写媒体上へ転写する第１の転写手段と、前記中間転写媒体の表面の移動速度と記録媒体の表面の移動速度とを異ならしめることにより、乾燥された前記トナー像にせん断応力をかけながら前記中間転写媒体上の前記トナー像を前記記録媒体上へ転写する第２のせん断転写手段とからなる事を特徴とする画像形成装置を提供する。
【００２７】
さらに本発明は、静電潜像保持体と、前記静電潜像保持体表面を帯電する帯電器と、帯電した前記静電潜像保持体表面に静電潜像を形成する光学系装置と、前記静電潜像の形成された前記静電潜像保持体表面に液体トナーを供給しトナー像を形成する現像手段と、前記潜像保持体表面に形成された前記トナー像の溶媒を除去し前記トナー像を乾燥させる手段と、前記静電潜像保持体の表面の移動速度と中間転写媒体の表面の移動速度とを異ならしめることにより、乾燥された前記トナー像にせん断応力をかけながら前記静電潜像保持体表面の前記トナー像を前記中間転写媒体上へ転写する第１のせん断転写手段と、前記中間転写媒体の表面の移動速度と記録媒体の表面の移動速度とを異ならしめることにより前記トナー像にせん断応力をかけながら前記中間転写媒体上の前記トナー像を前記記録媒体上へ転写する第２のせん断転写手段とからなる事を特徴とする画像形成装置を提供する。
【００３０】
さらに本発明は、静電潜像保持体と、前記静電潜像保持体表面を帯電する帯電器と、帯電した前記静電潜像保持体表面に静電潜像を形成する光学系装置と、前記静電潜像の形成された前記静電潜像保持体表面に液体トナーを供給しトナー像を形成する現像手段と、前記潜像保持体表面に形成された前記トナー像の溶媒を除去し前記トナー像を乾燥させる手段と、前記静電潜像保持体の表面の移動速度と中間転写媒体の表面の移動速度とを異ならしめることにより、乾燥された前記トナー像にせん断応力をかけながら前記静電潜像保持体表面の前記トナー像を前記中間転写媒体上へ転写する第１のせん断転写手段と、前記中間転写媒体上の前記トナー像を記録媒体上へ転写する第２の転写手段とからなる事を特徴とする画像形成装置を提供する。
【００３３】
さらに本発明は、上記画像形成装置において、前記静電潜像保持体の表面の移動速度をＶ１、前記中間転写媒体の表面の移動速度をＶ２としたときに、Ｖ２／Ｖ１を、０．８〜０．９８とする事を特徴とする請求項８または請求項９のいずれか記載の画像形成装置を提供する。前記静電潜像保持体表面に形成されるトナー像は、キャリア液とトナー粒子とから構成してもよい。
【００３７】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施例を詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００３８】
まず、本発明の第１の実施例について説明する。この第１の実施例の構成を図１に示す。
【００３９】
本実施例の画像形成装置は、静電潜像保持体としての感光体１０１と、その周囲に感光体１０１表面を一様に帯電させる帯電器１０２、帯電電荷に対して画信号に応じた光照射を行い、静電潜像を形成する光学系装置１０３、静電潜像の形成された感光体１０１表面に液体トナーを塗布する事で感光体１０１表面にトナー像を形成する現像手段１０４、形成されたトナー像をフィルム化するためのフィルム化手段１０５、フィルム化されたトナー像を転写するための第１のせん断転写手段としての中間転写媒体１０６、感光体１０１表面の残留トナーを回収するためのクリーニング手段１０７、更に感光体１０１表面の帯電電荷を除去するための除電手段１０８を有する。ここでフィルム化手段は、キャリア液を除去し、トナー像を乾燥させる手段とすることができる。又フィルム化手段は、トナー像を、乾燥時のトナー粒子のガラス転移点よりも高い温度に加熱する手段とすることもできる。なお、本発明におけるフィルム化とは、トナーの溶媒がある程度除去され、トナー粒子同士に凝集力や粘着力が働く状態にすることであり、例えば膜状に一体化した状態や、トナー粒子のガラス転移点以上に加熱し、粘着力が付与された状態にすることを指す。
【００４０】
また、中間転写媒体１０６の感光体１０１との接触位置とは別の位置に、圧力を付与するための第２のせん断転写手段としての加圧ローラ１０９を有し、中間転写媒体１０６と加圧ローラ１０９との間に記録媒体１１０が搬送される。
【００４１】
感光体１０１は、アルミニウム等からなる金属ドラム１１１表面に約１０〜約４０μｍの厚さの感光層１１２、好ましくは更にその上にフッ素系樹脂、シリコーン系樹脂等からなる厚み約５μｍ以下の離型層１１３を有する。
【００４２】
現像手段１０４は、液体トナー１１４を保持するトナー保持部材１１５と液体トナー１１４を感光体１０１表面上の離型層１１３に供給するための現像ローラ１１６を有する。
【００４３】
トナー像のフィルム化手段１０５は、現像手段１０４によって形成されたトナー像のかぶり取り及び液体トナーの膜厚規制を行なうスクイーズ手段１１７、スクイーズされたトナー像の離型層１１３表面への付着力を高めるためのトナー像固定手段１１８、固定されたトナー像を加熱してトナー像から溶媒を除去するためのトナー像加熱手段１１９、から構成される。さらにトナー像加熱手段１１９は、感光体１０１に対して非接触状態で設けられ、例えばハロゲンランプ等の光照射手段であっても良い。
【００４４】
液体トナー１１４は絶縁性の炭化水素系溶媒などのキャリア液中に顔料成分を含有した径が約２μｍ以下のトナー粒子を分散させたものであり、本実施例の場合、トナー粒子は溶媒中でプラス帯電している。また、現像手段によって、キャリア液中をトナー粒子が移動することで、静電潜像を可視像化したトナー粒子からなるトナー像が形成される。
【００４５】
中間転写媒体１０６は金属ローラ１２０とその表面に形成された厚み約１ｍｍ以下のウレタンゴム、フッ素ゴム、エピクロルヒドリンゴム、シリコーンゴム等の弾性層１２１からなる。金属ローラ１２０の内面には、ハロゲンランプ等から構成されるヒータ１２２を具備している。
【００４６】
加圧ローラ１０９は金属ローラであるか、または金属ローラの表面に弾性層を構成している事が好ましく、さらにその内面にヒータを設けてローラ全体を約６０〜約１００℃程度に加熱する事がより好ましい。
【００４７】
また、感光体１０１、中間転写媒体１０６、加圧ローラ１０９はそれぞれ図示しない独立の駆動機構によって、独立に回転するようになっている。
【００４８】
次に本実施例の画像形成装置による画像形成のプロセスについて説明する。
【００４９】
まず、帯電器１０２によって感光体１０１表面は＋８００Ｖ程度に一様帯電される。
【００５０】
次に光学系装置１０３によって、画像部は＋２００Ｖ程度まで電位を低下させ、離型層１１３表面に静電潜像を形成する。
【００５１】
現像手段１０４は、現像ローラ１１６が離型層１１３表面に対して１５０μｍ程度のギャップを設けて保持されており、このギャップは現像ローラ１１６が供給する液体トナー１１４によって埋め尽くされている。現像ローラ１１６には＋５００Ｖ程度の電圧が印加されるため、感光体１０１と現像ローラ１１６が液体トナー１１４を介して接する領域を静電潜像が通過すると、画像部においては現像ローラ１１６から感光体１０１へ向う方向に、非画像部においては感光体１０１から現像ローラ１１６へ向う方向に電界が形成されるため、プラス帯電した液体トナー１１４中のトナー粒子は画像部にのみ付着する。この結果、現像手段１０４通過後には離型層１１３表面にトナー像が形成される。この時、画像部の電位は＋３００Ｖ程度まで上昇する。
【００５２】
次のスクイーズ手段１１７として設けられた金属ローラにおいては、金属ローラは離型層１１３表面から５０μｍ程度のギャップを介して設けられており、＋２００Ｖ程度の電圧が印加される。液体トナー像がスクイーズ手段１１７に接近すると、離型層１１３表面から金属ローラへ向う方向に強電界が形成されるが、特に非画像部において強い電界が形成されるため、非画像部に浮遊している帯電トナー粒子が回収される。また、これと同時にトナー像の膜厚が規制され、薄膜化される。
【００５３】
さらに、トナー像固定手段１１８においては、帯電器と同様の電荷付与手段を用いてトナー像の表面電位を＋８００Ｖ程度まで帯電させる。この表面電荷によりトナー像の画像部において、トナー像の表面から感光体１０１内の金属ドラム１１１方向に電界が形成されるため、トナー像中のトナー粒子は離型層１１３表面により接近し、金属ドラム１１１との間に働く鏡像力が増大することでより強く固定される。
【００５４】
次にトナー像加熱手段１１９において、トナー像は７０℃程度まで加熱され、トナー像に含まれる大部分の溶媒が除去される。これらスクイーズ手段１１７、トナー像固定手段１１８及びトナー像加熱手段１１９を経て、トナー像はフィルム化される。即ち、トナー像は、現像後の状態から約８０％以上の溶媒が除去されることでフィルム化する。
【００５５】
一般に液体トナーにはガラス転移点の低いトナー粒子が使用されており、このトナー粒子はキャリア液中においては膨潤した状態で分散しているが、キャリア液の除去に伴い、トナー粒子相互間に働く凝集力が大きく作用するようになり、一体化して膜状になる。この場合、加熱手段１１９は必ずしも必要ではなく、例えば送風手段により、キャリア液除去を促進しても良い。また、ガラス転移点の高いトナー粒子の場合、溶媒の除去のみでは、トナー粒子相互間に働く凝集力は十分に大きくならないが、トナー粒子のガラス転移点温度以上に加熱することで粘着力が高まり、トナー粒子相互間に粘着力が働き、フィルム化することができる。粘着力を高めるための加熱は、中間転写媒体１０６を加熱することで行っても良い。
【００５６】
フィルム化したトナー像は、次に感光体１０１と中間転写媒体１０６が接する領域に搬送される。あるいは感光体１０１上のトナー像は中間転写媒体１０６と感光体１０６が接触する領域において加熱されフィルム化する。
【００５７】
この領域では、Ａ４幅換算で２０〜６０ｋｇｆ程度の荷重による圧力と、内部に設けられたヒータ１２２によりトナー粒子のガラス転移点以上、例えば７０℃程度に加熱された中間転写媒体１０６からの熱が供給される。このように中間転写媒体１０６を加熱することで、トナー粒子の粘着力を増大させ、中間転写媒体１０６への付着力を高めている。この際、感光体１０１をガラス転移点未満に保持させることで、トナー粒子の感光体１０１への付着力を高めずに、中間転写媒体への付着力を高めることが好ましい。
【００５８】
図２に感光体１０１と中間転写媒体１０６とが接する部分の拡大図を示す。図２に示すように、感光体１０１の表面速度ｖ１は中間転写媒体１０６の表面速度ｖ２よりも大きく設定されている。このような速度差を設けると図２のようにトナー像２０１と離型層１１３表面との界面においては感光体１０１の移動方向と同方向の力ｆ１がかかる。一方、トナー像２０１と弾性層１２１表面との界面においては感光体１０１の移動方向と逆方向の力ｆ２が作用し、トナー像２０１はせん断応力を受ける。このせん断応力によりトナー像２０１の離型層１１３表面への付着力が低下し、トナー像２０１を離型層１１３表面から容易に剥離することが可能となり第１のせん断転写工程が成される。なお、せん断応力を働かせるためにはｖ１、ｖ２の大きさを異ならせれば良いが、本発明者らが実験を行ったところ、  ｖ１＞ｖ２とした時に特にトナー像２０１の剥離性が高いことを確認できた。また速度比、ｖ２／ｖ１については、トナー像２０１に十分なせん断応力を作用させ、画像を乱さない様、０．８〜０．９８、さらには０．９〜０．９５程度に設定するのが望ましい。
【００５９】
図１で、感光体１０１が更に回転移動すると、転写されずに残った離型層１１３表面の残留トナーがクリーニング手段１０７により除去され、また残留電荷が除電手段１０８により除去される。
【００６０】
一方、トナー像の転写を受けた中間転写媒体１０６は、図１の矢印の方向に回転移動して、加圧ローラ１０９に支持された記録媒体１１０と接する領域に、トナー像を搬送し、トナー像にＡ４幅換算で４０〜１００ｋｇｆ程度の荷重による圧力を作用させる。
【００６１】
図３は中間転写媒体１０６と記録媒体１１０と加圧ローラ１０９の接する部分の拡大図である。図３の様に、加圧ローラ１０９の表面速度ｖ3を中間転写媒体１０６の表面速度ｖ２よりも小さく設定する。加圧ローラ１０９と記録媒体１１０の界面で作用する摩擦力により、記録媒体１１０の速度がｖ３となるようにすると、トナー像の上下面で、中間転写媒体１０６の接線方向に作用する力の方向が互いに逆となるため、トナー像にせん断応力を作用させることができる。そして、中間転写媒体１０６上からトナー像が記録媒体１１０表面へ容易に第２のせん断転写工程が成され、記録媒体１１０上に画像が形成される。
【００６２】
このようにトナー像には、感光体１０１と中間転写媒体１０６、また中間転写媒体１０６と加圧ローラ１０９に支持される記録媒体１１０の接する領域において、圧力及び熱の作用に加え、それぞれの部材の回転方向に沿ったせん断応力が作用する。このため、転写する側からのトナー像の剥離、及び転写される側へのトナー像の転移が容易となり、トナー像の転写効率を向上させることが可能となる。なお、中間転写媒体１０６から記録媒体１１０への転写工程において、加圧ローラ１０９を加熱すると、記録媒体１１０との接触による中間転写媒体１０６表面のトナー像の温度低下を抑制することができ、更に転写効率を向上させることも出来る。
【００６３】
ところで、図２、図３の様に転写する側と転写される側に速度差を設ける場合には、転写する側におけるトナー像の大きさと、転写される側におけるトナー像の大きさが異なってしまう。図２のように、トナー像２０１は離型層１１３から弾性層１２１への転写前後において、速度比ｖ２／ｖ１の比率に応じて収縮する。同様に図３のようにトナー像２０１は弾性層１２１から記録媒体１１０への転写前後において、ｖ３／ｖ２の比率に応じて収縮する。そのため、記録媒体１１０表面のトナー像は、原画像からｖ３／ｖ１の比率で変化することとなる。
【００６４】
従って、記録媒体１１０表面のトナー像を原画像と同一とするためには、転写時のトナー像の変形率を考慮して予め原画像から変形させた静電潜像を形成しておくことで、最終的に得られる記録媒体１１０上の画像を原画像と等しくすることも可能である。
【００６５】
次に、本発明の第２の実施例について説明する。この第２の実施例の構成を図４に示す。図４においては、図１と共通する部分には同じ符号を付け、その説明を省略する。
【００６６】
本実施例の画像形成装置は、感光体１０１から中間転写媒体１０６への転写を電界を用いて行い、その後中間転写媒体１０６表面のトナー像を記録媒体１１０に圧力と熱で転写する。構成としては、トナー像加熱手段を感光体付近に設けず、図４に示す様に、中間転写媒体１０６に非接触状態で設けられるトナー像加熱手段４０１を有する以外は図１と同様の構成である。
【００６７】
第１の実施例と同様に離型層１１３表面に形成されたトナー像は、スクイーズ手段１１７、トナー像固定手段１１８を経て、中間転写媒体１０６に接近する位置まで搬送される。感光体１０１と第１の転写手段である中間転写媒体１０６との間は約５０μｍ以下のギャップが設けられているが、離型層１１３表面に形成された液体トナーによるトナー像に含まれる溶媒によって埋め尽くされている。感光体１０１と中間転写媒体１０６との間には６００Ｖ程度の電圧が印加されており、液体トナー中のトナー粒子は電気泳動により第１の転写工程が成され弾性層１２１表面に移動する。
【００６８】
このようにして中間転写媒体１０６に転写されたトナー像は、トナー像加熱手段１１９及び中間転写媒体１０６内部のヒータ１２２からの熱により７０℃以上に加熱され、フィルム化される。フィルム化されたトナー像は第１の実施例と同様の作用により記録媒体１１０に転写され、最終画像が得られる。本実施例においても中間転写媒体１０６と加圧ローラ１０９に支持された記録媒体１１０との間でせん断応力が働き、良好な画像を得る事が出来る。
【００６９】
次に、本発明の第３の実施例について説明する。この第３の実施例の構成を図５に示す。図５は、図１の中間転写媒体１０６付近の拡大図に相当する。
【００７０】
本実施例の画像形成装置の基本的な構成は、第１の実施例と同様であるが、図５の様に中間転写媒体１０６の構成要素であり、感光体１０１との接触位置においては第１のせん断転写手段であり、記録媒体１１０との接触位置においては第２のせん断転写手段である弾性層１２１が金属ローラ１２０に対して非固着状態で設けられており、また感光体１０１、中間転写媒体１０６及び加圧ローラ１０９の表面速度がすべて等しい点が異なる。
【００７１】
次に図６、図７、図８を用いて本実施例における動作原理について説明する。
【００７２】
まず、図６の様に中間転写媒体１０６と、離型層１１３表面のトナー像２０１が回転に伴って、これらの接触位置まで移動する。
【００７３】
次に図７の様に、この中間転写媒体１０６と感光体１０１の接触位置において、圧力Ｐが印加され、中間転写媒体１０６表面の弾性層１２１は、厚み方向に圧縮される。この時、弾性層１２１は金属ローラ１２０とは非固着状態で設けられているため、中間転写媒体１０６の接線方向にも力が作用し、この方向に弾性層１２１が伸張する。よって、弾性層１２１は中間転写媒体１０６の接線方向に伸張された状態で離型層１１３表面のトナー像２０１と接触することになる。
【００７４】
さらに図８の様に、中間転写媒体１０６と感光体１０１が移動に伴って非接触状態になると、弾性層１２１に印加されていた圧力が解除されるため、弾性層１２１は元の状態となる様、中間転写媒体１０６の接線方向に沿って収縮し、厚み方向については伸張する。一連の作用により、離型層１１３とトナー像２０１との界面においては弾性層１２１の収縮に伴うせん断応力が働き、トナー像２０１は離型層１１３表面への付着力が弱まり、第１のせん断転写工程が成され剥離して弾性層１２１に移動する。
【００７５】
このように中間転写媒体１０６の弾性層１２１を金属ローラ１２０と非固着状態とすることで、中間転写媒体１０６の接線方向に、より大きな力を作用させることが可能となる。従って、トナー像２０１は弾性層１２１の厚み方向への力の作用だけでなく、接線方向については、せん断応力の作用を受けることになるため、転写が容易になる。
【００７６】
トナー像の中間転写媒体１０６から記録媒体１１０への転写についても全く同様であり、両者の接触位置において弾性層１２１と加圧ローラ１０９に支持された記録媒体１１０の間の同様のせん断応力の作用により、第２のせん断転写工程が成されトナー像を記録媒体１１０へと容易に転写することができる。
【００７７】
弾性層１２１はより伸縮性の高い材料を用いた方が、せん断応力をより効果的に作用させることができ、材料の強度を勘案の上、適宜選定すれば良い。例えば、弾性層１２１のＪＩＳ  Ｋ−６３０１のＡ形で規定される硬度が４０〜６０度程度、厚みを０．１〜１ｍｍ程度の範囲とすることが望ましい。
【００７８】
本実施例においては、転写時に離型層１１３と弾性層１２１、または弾性層１２１と加圧ローラ１０９に支持される記録媒体１１０が接触し圧力が印加される際に、弾性層１２１の収縮、伸長に伴い、これに接触したトナー像２０１の大きさが転写前後で変化する。
【００７９】
原画像と記録媒体１１０の画像を一致させるためには、感光体１０１と中間転写媒体１０６の間にかかる圧力と、中間転写媒体１０６と加圧ローラ１０９の間にかかる圧力とを同じ値に設定すれば良く、Ａ４幅換算で７０ｋｇｆ程度が好ましい。また、一般的には感光体１０１から中間転写媒体１０６への転写に必要な圧力は、中間転写媒体１０６から記録媒体１１０への転写に必要な圧力よりも小さい。例えば、前者はＡ４幅換算で約２０〜約６０ｋｇｆであるのに対し、後者は同約４０〜約１００ｋｇｆ必要となる。このような場合には両転写時における転写前後の画像の大きさの変化率が異なるが、これについては静電潜像形成時に予め画像の大きさを変化させても良い。
【００８０】
次に、本発明の第４の実施例について説明する。この第４の実施例の構成を図９に示す。図９においては、図１と共通する部分には同じ符号を付け、その説明を省略する。
【００８１】
本実施例の画像形成装置は、中間転写媒体を用いずに、直接感光体１０１から記録媒体１１０に圧力と熱で転写する。
【００８２】
せん断転写手段である加圧ローラ１０９は金属ローラ９０１とその表面に形成した弾性層９０２とからなり、その内部にヒータ９０３を設ける。
【００８３】
第１の実施例と同様の過程を経て、離型層１１３表面に形成されたフィルム化したトナー像は、離型層１１３と加圧ローラ１０９に支持される記録媒体１１０との接する領域に移動して、Ａ４幅換算で６０〜１００ｋｇｆ程度の荷重による圧力を受ける。
【００８４】
ここで、加圧ローラ１０９の表面速度を感光体１０１の表面速度よりも小さく設定し、加圧ローラ１０９と記録媒体１１０の間で作用する摩擦力により、感光体１０１よりも記録媒体１１０が遅く移動するよう設定する。このように設定することで、トナー像の上下面で、感光体１０１の接線方向に作用する力の方向が互いに逆となるため、トナー像にせん断応力を作用させることができる。
【００８５】
よって、感光体１０１から記録媒体１１０に直接圧力と熱により転写する場合においても、せん断応力を作用させる事により、せん断転写工程が成され転写効率を向上させることが可能となる。
【００８６】
次に、本発明の第５の実施例について説明する。この第５の実施例の構成を図１０に示す。
【００８７】
本実施例の画像形成装置は、乾式の画像形成方法を用いて中間転写媒体に転写し、その後記録媒体に転写を行う。
【００８８】
図１０で本実施例に係る装置の構成を説明する。本実施例の画像形成装置は、感光体１０１と、感光体１０１を一様に帯電させる帯電器１０２、帯電電荷に対して画信号に応じた光照射を行い、静電潜像を形成する光学系装置１０３、粉体トナーを供給して感光体１０１表面の離型層１１３に静電潜像からトナー像を形成する現像手段１００１、トナー像を転写するための中間転写媒体１００２、感光体１０１表面の帯電電荷を除去するための除電手段１０８、更に感光体１０１表面の離型層１１３の残留トナーを回収するためのクリーニング手段１０７を有する。
【００８９】
また、中間転写媒体１００２に接触して圧力を付与するための加圧ローラ１０９はその内部にヒータを有する事が好ましい。中間転写媒体１００２と第２のせん断転写手段としての加圧ローラ１０９との間に記録媒体１１０が搬送される。
【００９０】
中間転写媒体１００２は中間転写ベルト１００３と第１の転写手段である第１の転写ローラ１００４、第２の転写ローラ１００５から構成される。中間転写ベルト１００３は第１の実施例の弾性層１２１と同様の材料から構成され、特に抵抗率が１０１０〜１０１２Ωｃｍ程度のものが好ましい。
【００９１】
第２の転写ローラ１００５は内部にハロゲンランプ等のヒータ１００６を具備し、加圧ローラ１０９の表面速度と異なる表面速度で回転する。
【００９２】
また、中間転写ベルト１００３が離型層１１３との接触位置から記録媒体１１０との接触位置への方向に移動する間に、トナー像を溶融するためのトナー像加熱手段１００７を有する。トナー像加熱手段１００７は図１０のように光照射手段を非接触に設けても良いし、内部にヒータを有するヒートローラを中間転写ベルト１００３に接触させて設けてもよい。
【００９３】
次に本実施例の画像形成装置による画像形成のプロセスについて説明する。
【００９４】
まず、通常の乾式画像形成方法のプロセスを経て、離型層１１３表面に粉体トナーを用いてトナー像を形成する。
【００９５】
第１の転写ローラ１００４には所定の転写電圧が印加されており、トナー像は感光体１０１と中間転写ベルト１００３の間に形成された電界により第１の転写工程を成され、中間転写ベルト１００３表面へと転写される。
【００９６】
中間転写ベルト１００３表面に転写されたトナー像は、トナー像加熱手段１００７を通過する際に加熱され、溶融しフィルム化される。
【００９７】
フィルム化したトナー像は第２の転写ローラ１００５に支持される中間転写ベルト１００３と加圧ローラ１０９に支持される記録媒体１１０との間に印加される圧力の作用を受けるとともに、両ローラの速度差によってローラの回転方向に沿ってせん断応力の作用を受ける。これにより中間転写ベルト１００３上のトナー像は記録媒体１１０上に容易に転写され、最終画像となって記録媒体１１０上に固定される。
【００９８】
粉体トナーを現像剤として用いた乾式画像形成装置においては、トナー像は通常記録媒体表面に熱定着されるまでは粉体の状態であるが、本実施例のように途中の過程において熱溶融によりフィルム化することで、転写時のトナーの飛び散りによる画像乱れをなくすことができ、より高画質の画像を得ることが可能となる。この、フィルム化したトナー像は、本実施例のようにトナー像に対してせん断応力を作用させることで、転写を容易にすることが可能となる。
【００９９】
第１の実施例においては、図１の様に、トナー像加熱手段１１９は、感光体１０１に対して非接触状態で設けたが、図１１の様に、内部にヒータを具備したローラ１１０１で構成することもできる。図１１は、第６の実施例の構成図を示すものであり、図１の非接触状態で設けたトナー像加熱手段１１９の代わりに内部にヒータを有するローラ１１０１を設けたものである。ローラ１１０１表面はシリコーン樹脂等のトナー像が極めて付着しにくい材料から構成され、  ローラ１１０１はＡ４幅換算で約１０ｋｇｆ以下のトナー像を乱さない程度の圧力で感光体１０１表面に圧接される。
【０１００】
更に図１２は第７の実施例を示すものであり、図１の非接触状態で設けたトナー像加熱手段の代わりに、ローラで構成されるトナー像加熱手段１２０１に電圧を印加する事により、トナー像の電圧による固定と、加熱によるフィルム化を、同時に行うことも可能である。このような構成を取ることで、トナー像固定手段を設けずに、トナー像を乱すことなくトナー像のフィルム化を行なうことが可能となる。
【０１０１】
なお、静電潜像保持体として感光体を例示して説明してきたが、本発明に係る静電潜像保持体は特に感光体に限られるものではなく、例えば感光性のない絶縁層を表面に有する基板あるいはドラムを使用することもできる。この場合には、帯電手段、露光手段に変えて、画像信号に応じて電荷供給できる手段、たとえばイオンフローヘッドなどを具備することで、静電潜像保持体表面に静電潜像を形成することが可能となる。また、現像工程などそれ以降のプロセスについては、前述の感光体を使用したものと同じプロセスを適用すれば良い。
【０１０２】
【発明の効果】
本発明の画像形成装置によれば、トナー像を、被転写体から転写体に転写する際に、トナー像にせん断応力を作用させる事により、トナー像の転写体への転写効率を向上させる事が出来る。よって、安定した画像を記録媒体に形成する事が出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例に係る画像形成装置の構成図。
【図２】トナー像に作用するせん断応力を説明する第１の図。
【図３】トナー像に作用するせん断応力を説明する第２の図。
【図４】本発明の第２の実施例に係る画像形成装置の構成図。
【図５】本発明の第３の実施例に係る画像形成装置の構成図。
【図６】トナー像の感光体表面から中間転写媒体表面への転写を説明する図。
【図７】トナー像の感光体表面から中間転写媒体表面への転写を説明する図。
【図８】トナー像の感光体表面から中間転写媒体表面への転写を説明する図。
【図９】本発明の第４の実施例に係る画像形成装置の構成図。
【図１０】本発明の第５の実施例に係る画像形成装置の構成図。
【図１１】本発明の第６の実施例に係る画像形成装置の構成図。
【図１２】本発明の第７の実施例に係る画像形成装置の構成図。
【符号の説明】
１０１…感光体
１０２…帯電器
１０３…光学系装置
１０４…現像手段
１０５…フィルム化手段
１０６…中間転写媒体
１０７…クリーニング手段
１０８…除電手段
１０９…加圧ローラ
１１０…記録媒体
１１１…金属ドラム
１１２…感光層
１１３…離型層
１１４…液体トナー
１１５…トナー保持部材
１１６…現像ローラ
１１７…スクイーズ手段
１１８…トナー像固定手段
１１９…トナー像加熱手段
１２０…金属ローラ
１２１…弾性層
１２２…ヒータ
２０１…トナー像
４０１…トナー像加熱手段
９０１…金属ローラ
９０２…弾性層
９０３…ヒータ
１００１…現像手段
１００２…中間転写媒体
１００３…中間転写ベルト
１００４…第１の転写ローラ
１００５…第２の転写ローラ
１００６…ヒータ
１００７…トナー像加熱手段
１１０１…ローラ
１２０１…トナー像加熱手段
【図１】
0003567119.tif 000002
【図２】
0003567119.tif 000003
【図３】
0003567119.tif 000004
【図４】
0003567119.tif 000005
【図５】
0003567119.tif 000006
【図６】
0003567119.tif 000007
【図７】
0003567119.tif 000008
【図８】
0003567119.tif 000009
【図９】
0003567119.tif 000010
【図１０】
0003567119.tif 000011
【図１１】
0003567119.tif 000012
【図１２】
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