(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶媒中で少なくとも一時的に電荷を保持できる着色微粒子が前記溶媒とともに記録媒体上に付着して顕像化されている画像を、加圧により該記録媒体上に定着する画像定着装置において、
前記記録媒体上に顕像化されている画像中の溶媒の少なくとも一部を、該画像の定着前に除去する溶媒除去手段を設け、
前記溶媒除去手段を、
前記記録媒体上に顕像化されている画像の定着前に該画像面に接触する溶媒除去ローラと、
該記録媒体の裏面側に設けられているバックアップローラと、
該溶媒除去ローラと該バックアップローラとの間に該記録媒体を挾持して該画像を加圧するための加圧手段と、
該溶媒除去ローラ表面と該バックアップローラ表面との間に該記録媒体を介して電流を流す第１電流発生手段と、
該溶媒除去ローラ表面に付着した溶媒を除去する第１クリーニング手段とから構成し、
前記記録媒体の画像面に接触する定着部材と、
該記録媒体の裏面側から該記録媒体を該定着部材に押圧する加圧部材と
該定着部材表面と該加圧部材表面との間に該記録媒体を介して電流を流す第２電流発生手段と、
該定着部材表面に付着した溶媒をクリーニングする第２クリーニング手段と、
該定着部材表面を加熱する定着部材加熱手段とにより画像の定着を行うことを特徴とする画像定着装置。
【請求項２】
溶媒中で少なくとも一時的に電荷を保持できる着色微粒子が前記溶媒とともに記録媒体上に付着して顕像化されている画像を、加圧により該記録媒体上に定着する画像定着装置において、
前記記録媒体上に顕像化されている画像中の溶媒の少なくとも一部を、該画像の定着前に除去する溶媒除去手段を設け、
前記溶媒除去手段を、
前記記録媒体上に顕像化されている画像の定着前に該画像面に接触する溶媒除去ローラと、
該記録媒体の裏面側に設けられているバックアップローラと、
該溶媒除去ローラと該バックアップローラとの間に該記録媒体を挾持して該画像を加圧するための加圧手段と、
該溶媒除去ローラ表面と該バックアップローラ表面との間に該記録媒体を介して電流を流す第１電流発生手段と、
該溶媒除去ローラ表面に付着した溶媒を除去する第１クリーニング手段とから構成し、
前記記録媒体の画像面に接触する定着ローラと、
該記録媒体の裏面から該記録媒体を該定着部材に押圧する加圧ローラと、
該加圧ローラと前記バックアップローラとの間に無端状に張架され表面に前記記録媒体を担持して搬送する搬送ベルトと、
該搬送ベルトによる記録媒体搬送方向の該定着ローラとの対向部の上流側でかつ前記溶媒除去ローラとの対向部の下流側において、該搬送ベルト上に担持されている記録媒体上の着色微粒子に対して放電を行うための放電部材と、
該放電部材による放電位置における搬送ベルト裏面に接触する対向電極と、
該定着部材表面に付着した溶媒をクリーニングする第２クリーニング手段と、
該定着ローラ表面を加熱する定着ローラ加熱手段とを設けたことを特徴とする画像定着装置。
【請求項３】
溶媒中で少なくとも一時的に電荷を保持できる着色微粒子が前記溶媒とともに記録媒体上に付着して顕像化されている画像を、加圧により該記録媒体上に定着する画像定着装置において、
前記記録媒体上に顕像化されている画像中の溶媒の少なくとも一部を、該画像の定着前に除去する溶媒除去手段を設け、
前記溶媒除去手段を、
前記記録媒体上に顕像化されている画像の定着前に該画像面に接触する溶媒除去ローラと、
該記録媒体の裏面側に設けられているバックアップローラと、
該溶媒除去ローラと該バックアップローラとの間に該記録媒体を挾持して該画像を加圧するための加圧手段と、
該溶媒除去ローラ表面と該バックアップローラ表面との間に該記録媒体を介して電流を流す第１電流発生手段と、
該溶媒除去ローラ表面に付着した溶媒を除去する第１クリーニング手段とから構成し、
前記記録媒体の画像面に接触する定着ローラと、
該記録媒体の裏面から該記録媒体を該定着部材に押圧する加圧ローラと、
該加圧ローラと前記バックアップローラとの間に無端状に張架され表面に前記記録媒体を担持して搬送する搬送ベルトと、
該定着ローラ表面と該加圧ローラ表面との間に該搬送ベルトを介して電流を流す第２電流発生手段と、
該定着ローラ表面に付着した溶媒をクリーニングする第２クリーニング手段と、
該定着ローラ表面を加熱する定着ローラ加熱手段と、
を設け、
該搬送ベルトを該定着ローラに所望の角度で巻き付け、かつ、該定着ローラへの該加圧ローラの当接位置を該定着ローラへの搬送ベルト巻き付き領域における搬送ベルト表面移動方向の下流側端部にしたことを特徴とする画像定着装置。
【請求項４】
溶媒中で少なくとも一時的に電荷を保持できる着色微粒子が前記溶媒とともに記録媒体上に付着して顕像化されている画像を、加圧により該記録媒体上に定着する画像定着装置において、
前記記録媒体上に顕像化されている画像中の溶媒の少なくとも一部を、該画像の定着前に除去する溶媒除去手段を設け、
前記溶媒除去手段を、
前記記録媒体上に顕像化されている画像の定着前に該画像面に接触する溶媒除去ローラと、
該記録媒体の裏面側に設けられているバックアップローラと、
該溶媒除去ローラと該バックアップローラとの間に該記録媒体を挾持して該画像を加圧するための加圧手段と、
該溶媒除去ローラ表面と該バックアップローラ表面との間に該記録媒体を介して電流を流す第１電流発生手段と、
該溶媒除去ローラ表面に付着した溶媒を除去する第１クリーニング手段とから構成し、
前記記録媒体の画像面に接触する定着ローラと、
該定着ローラ表面に付着した溶媒をクリーニングする第２クリーニング手段と、
前記バックアップローラとの間に搬送ベルトを張架するための支持ローラと、
該バックアップローラと該支持ローラとの間に無端状に張架され、表面に該記録媒体を担持して搬送し、該表面が該定着ローラに所望の角度で巻き付いている搬送ベルトと、
該定着ローラへの該搬送ベルト巻き付き位置における該搬送ベルト裏面に接触する対向電極と、
該対向電極と該定着ローラとの間に該記録媒体と該搬送ベルトとを介して電流を流す第２電流発生手段と、
該定着ローラ表面を加熱する定着ローラ加熱手段とを設けたことを特徴とする画像定着装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真方法、インクジェット方法、及び印刷版を用いた印刷方法などの画像記録方法によって、溶媒とこの溶媒中で少なくとも一時的に電荷を保持できる着色微粒子とにより記録媒体に作像された画像を、加圧定着させる画像定着装置に係り、詳しくは、電子写真方法によって潜像担持体に形成された潜像を溶媒に着色微粒子を分散させた液体現像剤で記録媒体に湿式現像した画像、インクジェット方法によって溶媒に着色微粒子を分散させた液体インクを記録媒体に直接投射して形成した画像、及び、印刷版を用いる印刷方法によって溶媒に着色微粒子を分散させた液体インクを記録媒体に印刷版を用いて転移した画像などを加圧定着する画像定着装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、着色微粒子としてのトナーと溶媒としてのキャリアとからなる液体現像剤を用いて作像プロセスによって記録媒体上に画像を形成し、この画像を記録媒体としての記録シート上に定着させる画像定着装置が知られている。この画像定着装置においては、溶媒に揮発性キャリアを使用する場合には加熱定着方法が主として用いられていた。そして、この加熱定着方法は、ローラ、ベルト等を加熱し、加熱されたローラ、ベルト等をトナー画像に接触させて加熱する接触式加熱定着方法と、トナー画像を赤外線等の輻射によって加熱する非接触式加熱定着方法との２つの方法に大別されるものであった。
上記２つの加熱定着方法のうち、一般的に、接触式加熱定着方法の方が非接触式加熱定着方法に比べて熱伝達効率が非常に良く、トナー画像の中にキャリアが残留していても定着時の加熱で、キャリアがある程度、あるいはそのほとんどが揮発するため、加圧によってトナー同士、あるいはトナーと記録シートとの間の結合力を強めることができ、記録シート上へトナー画像の定着性が良いというメリットがあった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、揮発性キャリアを用いた場合には揮発したキャリアの処理が必要であることから、揮発性キャリアの使用範囲が制限されている。このため、近年、揮発性キャリアに代わって揮発成分を含まないキャリア（以下、不揮発性キャリアと称する）の開発、及びその適用が図られている。しかし、不揮発性キャリアにトナーを分散させた液体現像剤で記録シートに現像したトナー画像は、加熱によってトナーが軟化あるいは溶融状態になっても、加圧したときに、トナー間、トナーと記録シートとの間に入った不揮発性キャリアが、トナー同士、トナーと記録シートとの結合を妨げる問題がある。このため、加圧によるトナー同士、トナーと記録シートとの結合力の強化が十分に作用せず、記録シートへのトナー画像の十分な定着性が得られないと共に、接触部材として定着ローラにトナーが付着するいわゆるオフセットが発生し、かつ、記録シート上のトナー画像の乱れが生じることがある。
【０００４】
本発明は以上の問題点に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、溶媒に着色微粒子を分散させた液体現像剤を用いて現像した画像を記録媒体上に定着させる画像定着装置において、オフセットがなく定着性の良い画像定着装置を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１の画像定着装置は、溶媒中で少なくとも一時的に電荷を保持できる着色微粒子が前記溶媒とともに記録媒体上に付着して顕像化されている画像を、加圧により該記録媒体上に定着する画像定着装置において、前記記録媒体上に顕像化されている画像中の溶媒の少なくとも一部を、該画像の定着前に除去する溶媒除去手段を設け、前記溶媒除去手段を、前記記録媒体上に顕像化されている画像の定着前に該画像面に接触する溶媒除去ローラと、該記録媒体の裏面側に設けられているバックアップローラと、該溶媒除去ローラと該バックアップローラとの間に該記録媒体を挾持して該画像を加圧するための加圧手段と、該溶媒除去ローラ表面と該バックアップローラ表面との間に該記録媒体を介して電流を流す第１電流発生手段と、該溶媒除去ローラ表面に付着した溶媒を除去する第１クリーニング手段とから構成し、前記記録媒体の画像面に接触する定着部材と、該記録媒体の裏面側から該記録媒体を該定着部材に押圧する加圧部材と、該定着部材表面と該加圧部材表面との間に該記録媒体を介して電流を流す第２電流発生手段と、該定着部材表面に付着した溶媒をクリーニングする第２クリーニング手段と、該定着部材表面を加熱する定着部材加熱手段とにより画像の定着を行うことを特徴とするものである。
【０００６】
請求項１の画像定着装置においては、着色微粒子が溶媒とともに記録媒体上に付着して顕像化されている画像から、この画像の定着前に溶媒除去手段によって溶媒の少なくとも一部を除去する。これによって、溶媒として不揮発性溶媒を用いた場合においても、記録媒体上に顕像化された画像の定着時には、着色微粒子間或いは着色微粒子と記録媒体との間から溶媒をある程度除去した状態で加圧定着を行えるようにする。
【０００８】
また、着色微粒子が溶媒とともに記録媒体上に付着して顕像化されている画像を担持している記録媒体に、溶媒除去ローラとバックアップローラとの圧接領域を通過させる。このとき、溶媒除去ローラ表面とバックアップローラ表面との間に第１電流発生手段によって電流を印加し、これによって得られるジョンソン−ラーベック効果により画像中で着色微粒子を記録媒体表面側に凝集させるとともに、溶媒の一部を表層即ち液除去ローラ表面側に浮き出させて溶媒の薄層を形成させる。この薄層状態の溶媒が着色微粒子と液除去ローラ表面との付着を防止する。また、画像上の不要な溶媒の一部を液除去ローラの表面に付着させ、第１クリーニング手段により液除去ローラ表面から除去する。これにより、定着前の記録媒体上の画像に含まれる溶媒をある程度除去し、溶媒の薄層が着色微粒子の表層に形成された状態でこの画像を加圧定着する。
【００１０】
また、溶媒除去手段によってある程度余剰の溶媒が除去された記録媒体上の画像に、定着部材表面と加圧部材表面との圧接領域を通過させる。このとき、定着部材表面と加圧部材表面との間に第２電流発生手段によって電流を印加し、これによって得られるジョンソン−ラーベック効果により画像中で着色微粒子を記録媒体表面側に凝集させ、かつ溶媒の一部を表層即ち定着部材表面側に浮き出させて溶媒の薄層を形成させる。この薄層状態の溶媒が着色微粒子と定着部材表面との付着を防止する。また、画像上の不要な溶媒の一部を定着部材の表面に付着させ、第２クリーニング手段により定着部材表面から除去する。これにより、記録媒体上の画像に含まれる溶媒をある程度除去し、薄層状態の溶媒が着色微粒子の表層に形成された状態でこの画像を加熱手段によって加熱溶融させて記録媒体上に加圧定着させる。
【００１１】
請求項２の画像定着装置は、溶媒中で少なくとも一時的に電荷を保持できる着色微粒子が前記溶媒とともに記録媒体上に付着して顕像化されている画像を、加圧により該記録媒体上に定着する画像定着装置において、前記記録媒体上に顕像化されている画像中の溶媒の少なくとも一部を、該画像の定着前に除去する溶媒除去手段を設け、前記溶媒除去手段を、前記記録媒体上に顕像化されている画像の定着前に該画像面に接触する溶媒除去ローラと、該記録媒体の裏面側に設けられているバックアップローラと、該溶媒除去ローラと該バックアップローラとの間に該記録媒体を挾持して該画像を加圧するための加圧手段と、該溶媒除去ローラ表面と該バックアップローラ表面との間に該記録媒体を介して電流を流す第１電流発生手段と、該溶媒除去ローラ表面に付着した溶媒を除去する第１クリーニング手段とから構成し、前記記録媒体の画像面に接触する定着ローラと、該記録媒体の裏面から該記録媒体を該定着部材に押圧する加圧ローラと、該加圧ローラと前記バックアップローラとの間に無端状に張架され表面に前記記録媒体を担持して搬送する搬送ベルトと、該搬送ベルトによる記録媒体搬送方向の該定着ローラとの対向部の上流側でかつ前記溶媒除去ローラとの対向部の下流側において、該搬送ベルト上に担持されている記録媒体上の着色微粒子に対して放電を行うための放電部材と、該放電部材による放電位置における搬送ベルト裏面に接触する対向電極と、該定着部材表面に付着した溶媒をクリーニングする第２クリーニング手段と、該定着ローラ表面を加熱する定着ローラ加熱手段とを設けたことを特徴とするものである。
【００１２】
請求項２の画像定着装置においては、溶媒除去手段によってある程度余剰の溶媒が除去された記録媒体上の画像が定着ローラ表面と加圧ローラ表面との圧接領域に搬送される手前で、放電部材のチャージ効果によって着色微粒子に電荷を供給する。これによって得られるジョンソン−ラーベック効果により、画像中で着色微粒子を記録媒体表面側に凝集させ、かつ溶媒の一部を着色微粒子の表層に浮き出させて溶媒の薄層を形成させる。そして、この状態の画像を定着ローラと加圧ローラとの圧接領域に搬送し、薄層状態の溶媒によって着色微粒子と定着ローラ表面との付着を防止する。また、画像上の不要な溶媒の一部を定着ローラの表面に付着させ、第２クリーニング手段により定着ローラ表面から除去する。これにより、記録媒体上の画像に含まれる溶媒をある程度除去し、薄層状態の溶媒が着色微粒子の表層に形成された状態でこの画像を加熱手段によって加熱溶融させて記録媒体上に加圧定着させる。
【００１３】
請求項３の画像定着装置は、溶媒中で少なくとも一時的に電荷を保持できる着色微粒子が前記溶媒とともに記録媒体上に付着して顕像化されている画像を、加圧により該記録媒体上に定着する画像定着装置において、前記記録媒体上に顕像化されている画像中の溶媒の少なくとも一部を、該画像の定着前に除去する溶媒除去手段を設け、前記溶媒除去手段を、前記記録媒体上に顕像化されている画像の定着前に該画像面に接触する溶媒除去ローラと、該記録媒体の裏面側に設けられているバックアップローラと、該溶媒除去ローラと該バックアップローラとの間に該記録媒体を挾持して該画像を加圧するための加圧手段と、該溶媒除去ローラ表面と該バックアップローラ表面との間に該記録媒体を介して電流を流す第１電流発生手段と、該溶媒除去ローラ表面に付着した溶媒を除去する第１クリーニング手段とから構成し、前記記録媒体の画像面に接触する定着ローラと、該記録媒体の裏面から該記録媒体を該定着部材に押圧する加圧ローラと、該加圧ローラと前記バックアップローラとの間に無端状に張架され表面に前記記録媒体を担持して搬送する搬送ベルトと、該定着ローラ表面と該加圧ローラ表面との間に該搬送ベルトを介して電流を流す第２電流発生手段と、該定着ローラ表面に付着した溶媒をクリーニングする第２クリーニング手段と、該定着ローラ表面を加熱する定着ローラ加熱手段とを設け、該搬送ベルトを該定着ローラに所望の角度で巻き付け、かつ、該定着ローラへの該加圧ローラの当接位置を該定着ローラへの搬送ベルト巻き付き領域における搬送ベルト表面移動方向の下流側端部にしたことを特徴とするものである。
【００１４】
請求項３の画像定着装置においては、溶媒除去手段によってある程度余剰の溶媒が除去された画像を担持している記録媒体を、搬送ベルト上に担持しつつ定着ローラへの搬送ベルト巻き付き領域に進入させる。そして、定着ローラに記録媒体上の画像を当接させた状態のまましばらく搬送ベルトによって下流側に搬送し、搬送ベルト巻き付き領域から出る直前に加圧ローラによって加圧する。これによって、記録媒体上の画像が定着ローラに接触した状態で加熱手段によって加熱される時間を、定着ローラと加圧ローラとの圧接領域のみで加熱するのに比して長くし、着色微粒子が充分加熱された状態で加圧ローラによる加圧によって定着ローラに確実に定着できるようにする。
また、定着ローラ表面と加圧ローラ表面との間に第２電流発生手段によって電流を印加し、これによって得られるジョンソン−ラーベック効果により画像中で着色微粒子を記録媒体表面側に凝集させ、かつ溶媒の一部を表層即ち定着ローラ表面側に浮き出させて溶媒の薄層を形成させる。この薄層状態の溶媒が着色微粒子と定着ローラ表面との付着を防止する。また、画像上の不要な溶媒の一部を定着ローラの表面に付着させ、第２クリーニング手段により定着ローラ表面から除去する。これにより、記録媒体上の画像に含まれる溶媒をある程度除去し、薄層状態の溶媒が着色微粒子の表層に形成された状態でこの画像を加熱手段によって加熱溶融させて記録媒体上に加圧定着させる。
【００１５】
請求項４の画像定着装置は、請求項２の画像定着装置において、溶媒中で少なくとも一時的に電荷を保持できる着色微粒子が前記溶媒とともに記録媒体上に付着して顕像化されている画像を、加圧により該記録媒体上に定着する画像定着装置において、前記記録媒体上に顕像化されている画像中の溶媒の少なくとも一部を、該画像の定着前に除去する溶媒除去手段を設け、前記溶媒除去手段を、前記記録媒体上に顕像化されている画像の定着前に該画像面に接触する溶媒除去ローラと、該記録媒体の裏面側に設けられているバックアップローラと、該溶媒除去ローラと該バックアップローラとの間に該記録媒体を挾持して該画像を加圧するための加圧手段と、該溶媒除去ローラ表面と該バックアップローラ表面との間に該記録媒体を介して電流を流す第１電流発生手段と、該溶媒除去ローラ表面に付着した溶媒を除去する第１クリーニング手段とから構成し、前記記録媒体の画像面に接触する定着ローラと、該定着ローラ表面に付着した溶媒をクリーニングする第２クリーニング手段と、前記バックアップローラとの間に搬送ベルトを張架するための支持ローラと、該バックアップローラと該支持ローラとの間に無端状に張架され、表面に該記録媒体を担持して搬送し、該表面が該定着ローラに所望の角度で巻き付いている搬送ベルトと、該定着ローラへの該搬送ベルト巻き付き位置における該搬送ベルト裏面に接触する対向電極と、該対向電極と該定着ローラとの間に該記録媒体と該搬送ベルトとを介して電流を流す第２電流発生手段と、該定着ローラ表面を加熱する定着ローラ加熱手段とを設けたことを特徴とするものである。
【００１６】
請求項４の画像定着装置においては、溶媒除去手段によってある程度余剰の溶媒が除去された画像を担持する記録媒体を、搬送ベルト上に担持して定着ローラへの巻き付き領域に進入させ、この巻き付き領域で支持ローラによって付与される搬送ベルトの張力によって画像を定着ローラに圧接させる。この巻き付き領域において、支持ローラの張力によって搬送ベルトの定着ローラへの巻き付き領域を広くし、着色微粒子を充分加熱させる。また、定着ローラ表面と対向電極との間に第２電流発生手段によって電流を印加し、これによって得られるジョンソン−ラーベック効果により画像中で着色微粒子を記録媒体表面側に凝集させ、かつ溶媒の一部を表層即ち定着ローラ表面側に浮き出させて溶媒の薄層を形成させる。この薄層状態の溶媒が着色微粒子と定着ローラ表面との付着を防止する。また、画像上の不要な溶媒の一部を定着ローラの表面に付着させ、第２クリーニング手段により定着ローラ表面から除去する。これにより、記録媒体上の画像に含まれる溶媒をある程度除去し、薄層状態の溶媒が着色微粒の表層に形成された状態でこの画像を充分加熱溶融させて記録媒体上に加圧定着させる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
〔実施形態１〕
先ず、実施形態１に係る画像定着装置によって説明する。
図１は実施形態１に係る画像定着装置の概略構成を示す図である。
この画像定着装置は、定着部材としての定着ローラ２と、定着ローラ２に接触する加圧部材としての加圧ローラ６と、記録媒体としての記録シートＰが定着ローラ２と加圧ローラ６との接触位置に進入する上流側で記録シートＰを挾持搬送する溶媒除去ローラとしての液除去ローラ９と液除去ローラ９に接触するバックアップローラ１３とを有している。
【００１８】
上記定着ローラ２と液除去ローラ９は、金属ローラの表面に高抵抗部材の薄層が形成された構造が好ましく、例えば体積抵抗が１０１３〜１０１４Ωcm程度もしくはそれ以上の抵抗率を有する材料で、かつ厚みが数十μmの層を形成しているものが良い。本実施形態１においては、それぞれ、芯金としてアルミニウムローラ３、１０の表層に高抵抗のアノード酸化皮膜４、１１が数十μｍ程度の層厚で形成されているローラを用いている。一般に、このアノード酸化皮膜４、１１は膜厚方向に低い電位差しか印加されない時には良好な電気絶縁性を示すが、ある程度以上の電位差が生じると電気抵抗が減少し電流を流す事が可能な性質を有するものである。また、上記両ローラ２、９のアルミニウムローラ３、１０にはバイアス電源５が接続されており、定着ローラ２と液除去ローラ９にバイアス電圧を印加できるようになっている。
【００１９】
更に、定着ローラ２と液除去ローラ９の表面には、それぞれ表面に付着した液体成分を掻き取るクリーニングブレード１６、１７が当接されている。
また、画像面と接触しないもう一方のローラすなわち加圧ローラ６とバックアップローラ１３の材料としては、金属ローラ７、１４上に例えば体積抵抗が１０７Ωcm〜１０８Ωcm程度のゴム層８、１５を被覆したローラを用いる。そして、加圧ローラ６とバックアップローラ１３は金属ローラ７、１４部分で接地されている。
これによって、液除去ローラ９とバックアップローラ１３との間、定着ローラ２と加圧ローラ６との間にはそれぞれ表面電位に電位差が生じるようになっている。即ち、上記構成のアルミニウムローラ１０、バイアス電源５、設置された金属ローラ１４によって第１電流発生手段、アルミニウムローラ３、バイアス電源５、設置された金属ローラ７によって第２電流発生手段となっている。
【００２０】
また、定着ローラ２と加圧ローラ６との間、液除去ローラ９とバックアップローラ１３との間には圧力が加えられており、それぞれニップ部が形成されている。液除去ローラ９とバックアップローラ１３とで形成されたニップ部に搬送されてきた記録シートＰは、画像側を液除去ローラ９で、その反対側をバックアップローラ１３で挟持され、液除去ローラ９及びバックアップローラ１３の矢印方向への回転に伴って下流側に搬送される。そして、定着ローラ２と加圧ローラ６とで形成されたニップ部に搬送され、画像側を定着ローラ２で、その反対側を加圧ローラ６で挟持されて、定着ローラ２及び加圧ローラ６の矢印方向への回転に伴って搬送される。
【００２１】
ここで、従来提案されていた方式としての、定着ローラ２と加圧ローラ６とのニップ部のみで記録シートＰ上の画像を加圧定着させた場合について説明する。図２（ａ）は、記録シートＰ上に形成された画像の画像定着装置による作用が加えられる前の状態を模式的に表した縦断面図である。この図に示すように記録シートＰには着色微粒子Ｔと溶媒Ｃとにより画像が形成されている．溶媒Ｃに浸った状態の着色微粒子Ｔは、周りの溶媒Ｃもしくは溶媒中物質との電荷の授受により一般に帯電している。この着色微粒子Ｔは、着色微粒子Ｔの構成成分である樹脂の種類や、樹脂中に分散される適当な材料、もしくは溶媒中に介在する電荷制御剤等の作用により、溶媒中では正負いずれかの電荷を帯びる傾向にある。本実施形態においては、溶媒Ｃとしてジメチルポリシロキサンを、また着色微粒子Ｔとして樹脂中に顔料が包含された状態の粒子を使用し、粒子が正電荷を保持している場合について説明する。 そして、定着工程が施される以前の記録シートＰ上の画像は、図２（ａ）に示すように、溶媒Ｃ中に着色微粒子Ｔがほぼ均一に分散された状態となっている。このような状態の画像が、定着ローラ２と加圧ローラ６とのニップ部である定着工程に入ると、画像中にある溶媒Ｃが着色微粒子Ｔと記録媒体表面との付着力を弱める離型剤として働いてしまい、定着性が十分確保できない。
【００２２】
そこで、記録シートＰへの画像の定着性を高めるためには、画像中の着色微粒子Ｔと記録媒体表面の付着力を高めることと、画像中の溶媒量をできるだけ除去することが必要になる。このため、従来は、定着ローラ２と加圧ローラ６とのニップ部で電界形成と加熱と液除去を同時に行うものが提案されている。しかしながら、溶媒Ｃが充分に含有されている画像に電界を形成しても、溶媒成分が過剰となっており、着色微粒子Ｔを記録シートＰ側に凝集させて定着させるという電界の作用を十分に得ることができなかった。
【００２３】
次に、本実施形態の特徴部について説明する。
本実施形態の画像定着装置においては、定着工程に入る前に、記録シートＰ上の画像から溶媒成分をある程度除去する液除去手段を設けている。この液除去手段は、液除去ローラ９とバックアップローラ１３によって構成しており、両ローラ９、１３のニップ部が液除去部となっている。
先ず、表面に図２（ａ）に示すような画像を保持した記録シートＰが第１ガイド板１８にガイドされて液除去部に進入する。このとき、液除去ローラ９とバックアップローラ１３との間には、第１電流発生手段によって液除去ローラ９の表面電位がバックアップローラ１３の表面電位より高い状態となっている。これによって、液除去ローラ９からバックアップローラ１３側に電流が流れる。そして、この電流が流された位置を通過した画像は、図２（ｂ）に示すように、ジョンソン−ラーベック効果により、正電荷を帯びた着色微粒子Ｔが記録シートＰ側に凝集し、着色微粒子Ｔの凝集に伴って分離した溶媒Ｃの一部は記録シートＰに吸収され、また大部分は表層即ち液除去ローラ９表面側に浮き出て溶媒Ｃの薄層を形成した状態となる。この薄層状態の溶媒Ｃが着色微粒子Ｔと液除去ローラ９との付着を防止するとともに、画像上の不要な溶媒Ｃの一部が液除去ローラ９の表面に付着し、液除去ローラ９の回転に伴ってクリーニングブレード１７の接触位置に搬送され、液除去ローラ９の表面から除去される。これによって、記録シートＰ上の画像は、図２（ｃ）に示すように、溶媒Ｃの一部が除去された状態となる。
【００２４】
次に、溶媒Ｃの一部が除去された状態の画像が、記録シートＰ上に担持されながら第２ガイド板１９にガイドされて定着ローラ２と加圧ローラ６とのニップ部である画像定着部に進入する。この時、第２電流発生手段を構成するバイアス電源５から定着ローラ２のアルミニウムローラ３にバイアス電圧が印加されると、定着ローラ２の表面電位が加圧ローラ６の表面電位より高くなって、定着ローラ２の表面と加圧ローラ６の表面との間に電流が流れる。定着ローラ２と加圧ローラ６とで形成されたニップ部に搬送されてきた記録シートＰは、その画像側を定着ローラ２に、その裏面を加圧ローラ６に接触して両ローラ２、６に挟持され、定着ローラ２及び加圧ローラ６の矢印方向への回転に伴って搬送されつつニップ部を通過する。記録シートＰがニップ部を通過する過程において、定着ローラ２の表面と加圧ローラ６の表面との間に流れる電流によって画像は、図２（ｃ）に示すように、ジョンソン−ラーベック効果により、正電荷を帯びた着色微粒子Ｔが記録シートＰ側に凝集し、液除去部で除去されずに残留している溶媒Ｃのうち、着色微粒子Ｔの凝集に伴って分離したものの一部は記録シートＰに吸収され、また大部分は表層即ち定着ローラ２表面側に浮き出て溶媒Ｃの薄層を形成した状態となる。ついで、記録シートＰは、ニップ部中央で記録シートＰ上の画像側を定着ローラ２で、その反対側を加圧ローラ６で挟持されて所定圧で加圧される。これにより、凝集した着色微粒子Ｔ同士、あるいは着色微粒子Ｔと記録シートＰとの間に強固な結合力が発生して記録シートＰ上に着色微粒子Ｔ画像が固着される。
記録シートＰの画像から定着ローラ２が離れるとき、画像中の溶媒Ｃの一部は定着ローラ２表面に付着し、定着ローラ２の回転に伴ってクリーニングブレード１６の接触位置に搬送され、定着ローラ２の表面から除去される。これによって画像の定着は完了する。
この定着工程において、画像上に浮き出た薄層状態の溶媒Ｃが着色微粒子Ｔと定着ローラ２との付着を防止する。
【００２５】
また、この画像定着装置においては、定着ローラ２内部に加熱手段としてのハロゲンヒータ２０を設置し、定着ローラ２を加熱するようにしている。これによって、図２（ｃ）に示す状態の着色微粒子Ｔを加熱と加圧によって非常に効率良く定着する事ができる。
ここで、定着ローラ２の温度を４０℃以上１００℃以下の所定の温度に設定している。定着ローラ２の温度を１００℃以下とすることにより、記録シートＰ中に含有される水分量の減少を極力抑え、記録シートＰの皺やカールの発生、及び電気抵抗率の低下等の不具合を最小限に抑えることができる。また，定着ローラ２の温度を４０℃以上とすることにより、冷却媒体を使用する事なく加熱媒体のみで定着ローラ２の温度設定を可能とし、加熱手段としての構成が簡易で且つ安定した加熱定着機能を維持することができる。
具体的には、着色微粒子Ｔとして、ガラス転移点及び融点がそれぞれ５０℃付近及び９０℃付近の樹脂が混入しているものを使用する場合には、定着ローラ２の表面温度を７０℃程度とする事で非常に効率の良い定着効果を得ることができる。
【００２６】
本実施形態の画像定着装置においては、以上のように、定着工程では加圧と加熱とを同時に行っているが、定着工程の前段階としての液除去工程で、画像中の溶媒Ｃをある程度除去しているため、定着工程での液除去に必要な電界を発生させるための電流が少なくて済み、また十分な定着性を得るのに必要な定着エネルギーすなわち加圧力とニップ幅も少なくて済むという効果がある。
【００２７】
図２（ｄ）は、定着が完了した状態の画像を表した図である。本実施形態の画像定着装置においては、まず溶媒除去手段で電界により余分な溶媒Ｃを除去し、その後の定着工程で電界と加熱と圧力を加えている。このように、液除去工程と定着工程とを機能分離し、かつ加圧力及び加熱により定着を行うことにより、図２（ｄ）に示すように、オフセットが無く凝集された着色微粒子Ｔ同志あるいは着色微粒子Ｔと記録シートＰ表面の強固な結合力が発生して十分な定着性を得ることができる。
【００２８】
また、上述したように、記録シートＰの画像から定着ローラ２が離れるとき、画像の着色微粒子Ｔ層上の溶媒Ｃの一部は定着ローラ２表面に付着するので、定着ローラ２に着色微粒子Ｔが付着するオフセットをなくすために、定着ローラ２の表層に剥離性の良い材料、たとえば、フッ素樹脂等を選択する必要がなくなる。
【００２９】
尚、定着ローラ２と加圧ローラ６とのニップ部で定着ローラ２側から記録シートＰを介して加圧ローラ６側に電流が流されるとき、流れる電流量が多いほど画像の記録シートＰへの定着性が向上するという結果が得られている。
【００３０】
〔実施形態２〕
次に、実施形態２に係る画像定着装置によって説明する。
図３は、実施形態２に係る画像定着装置の概略構成を示す図である。ここで、以下には、本実施形態２の特徴部のみを述べ、上記実施形態１と同一の部分は説明を省略する。
図３において、この画像定着装置は、上記実施形態１と同様に、定着ローラ２、加圧ローラ６、液除去ローラ９、バックアップローラ１３を有しており、定着ローラ２と液除去ローラ９には、クリーニングブレード１６、１７も同様に設けられている。また、各ローラの構造も実施形態１と同様なので、説明を省略する。
そして、本実施形態２の画像定着装置においては、加圧ローラ６とバックアップローラ１３との間に搬送ベルト２１が張架され、ローラの回転によって矢印Ｍ方向に従動するようになっている。液除去部において、液除去ローラ９とバックアップローラ１３とが搬送ベルト２１を介して互いに圧接され、定着部において、定着ローラ２と加圧ローラ６とが搬送ベルト２１を介して互いに圧接されている。これにより、表面に画像を担持した記録シートＰは、搬送ベルト２１に担持されて搬送され、液除去部において画像側を液除去ローラ９に対向させて通過し、その下流の定着部において画像側を定着ローラ２に対向させて通過するようになっている。
また、搬送ベルト２１による記録シートＰ搬送方向の液除去部の下流でかつ定着部の上流に、記録シートＰ上の画像側に対向させて放電手段としてのコロナチャージャ２２を画像面から所定の距離だけ離間した位置に設けると共に、搬送ベルト２１裏面に対向電極２３を設けている。このコロナチャージャ２２と、液除去ローラ９のアルミニウムローラ１０には、バイアス電源５が接続されており、液除去ローラ９とコロナチャージャ２２とにバイアス電圧を印加できるようになっている。
【００３１】
上記構成の画像定着装置において、先ず、表面に図２（ａ）に示すような画像を保持した記録シートＰが第１ガイド板１８にガイドされて液除去部に進入する。ここでは、記録シートＰ上の画像は実施形態１と同様に、液除去ローラ９表面側に浮き出た溶媒Ｃの一部が液除去ローラ９によって除去される。これによって、記録シートＰ上の画像は、図２（ｃ）に示すように、溶媒Ｃの一部が除去された状態となる。
【００３２】
次に、溶媒Ｃの一部が除去された状態の画像が、記録シートＰ上に担持されながらほぼ水平に搬送され、コロナチャージャ２２と対向電極２３との間の放電位置を通過する。この放電位置において、コロナチャージャ２２と対向電極２３との間で放電が行われ、画像中の着色微粒子Ｔに電荷が付与される。これにより、画像中の着色微粒子Ｔに真電荷（ここでは正電荷）を一時的に保持させる。このように、定着ローラ２と加圧ローラ６とのニップ部である定着部に進入する直前の画像に対して正電荷のイオンを照射すると、一部の電荷は溶媒Ｃ及び記録シートＰ中を伝って逃げていってしまうが，一部の電荷は着色微粒子Ｔに一時的に保持させる事が可能である。これによって、ジョンソン−ラーベック効果により、画像中で着色微粒子Ｔを記録媒体表面側に凝集させ、かつ溶媒Ｃの一部を表層に浮き出させて溶媒Ｃの薄層を形成させることができる。そして、一時的に保持させられた電荷が溶媒Ｃを伝って完全に逃げ去る前に、記録シートＰを定着部に搬送する。
定着部において、定着ローラ２には加熱手段としてのハロゲンヒータ２０を有している。そして、上記の状態となった画像が定着部を通過すると、加熱と加圧によって非常に効率良く記録シートＰ上に定着される。また、画像上に浮き出た薄層状態の溶媒Ｃが着色微粒子Ｔと定着ローラ２との付着を防止するため、定着工程で加圧されてもオフセットは生じない。また、定着ローラ２は搬送ベルト２１を介して加圧ローラ６に圧接されているが、この定着工程では、画像中の溶媒Ｃが既にある程度除去されているため、画像の定着性を充分に得ために必要な定着エネルギーすなわち加圧力とニップ幅が少なくて済む。
【００３３】
〔実施形態３〕
次に、実施形態３に係る画像定着装置によって説明する。
図４は、実施形態３に係る画像定着装置の概略構成を示す図である。ここでも、以下には本実施形態３の特徴部のみを述べ、上記実施形態１と同一の部分は説明を省略する。
図４において、この画像定着装置は、上記実施形態１と同様に、定着ローラ２、加圧ローラ６、液除去ローラ９、バックアップローラ１３を有しており、定着ローラ２と液除去ローラ９には、クリーニングブレード１６、１７も同様に設けられている。また、各ローラの構造も実施形態１と同様なので、説明を省略する。
そして、本実施形態３の画像定着装置においては、加圧ローラ６とバックアップローラ１３との間に搬送ベルト２１が張架され、液除去部において、液除去ローラ９とバックアップローラ１３とが搬送ベルト２１を介して互いに圧接され、定着部において、定着ローラ２と加圧ローラ６とが搬送ベルト２１を介して互いに圧接されている。この定着ローラ２は更に搬送ベルト２１に対してテンションを掛けるように圧接されており、定着ローラ表面に搬送ベルト２１を所定の角度巻き付けた状態になっている。そして、定着ローラ２と加圧ローラ６とが搬送ベルト２１を介して互いに圧接されている位置は、定着ローラ２への搬送ベルト２１巻き付き領域の搬送ベルト２１移動方向における最も下流側の位置で、図４においては、定着ローラ２の第３象限に相当する位置である。
また、定着ローラ２と液除去ローラ９のアルミニウムローラ３、１０には、それぞれバイアス電源５が接続されており、定着ローラ２と液除去ローラ９とにバイアス電圧が印加できるようになっている。
【００３４】
上記構成により、先ず、表面に図２（ａ）に示すような画像を保持した記録シートＰが第１ガイド板１８にガイドされて液除去部に進入し、上記実施形態１及び２と同様に、液除去ローラ９表面側に浮き出た溶媒Ｃの一部が液除去ローラ９によって除去される。
【００３５】
次に、溶媒Ｃの一部が除去された状態の画像が、記録シートＰ上に担持されながら搬送ベルト２１に担持されて搬送され、定着ローラ２と搬送ベルト２１との間の搬送ベルト２１巻き付き領域に進入する。そして、定着ローラ２に記録シートＰ上の画像を当接させた状態のまましばらく搬送ベルト２１によって下流側に搬送される。定着ローラ２はハロゲンヒータ２０によって所定の温度に加熱されており、この加熱状態の定着ローラ２に記録シートＰ上の画像が当接した状態のまましばらく搬送ベルト２１によって下流側に搬送され、画像が搬送ベルト２１巻き付き領域から出る直前に加圧ローラ６によって加圧される。これによって、定着ローラ２と搬送ベルト２１が接触し始める位置から定着ローラ２と加圧ローラ６が互いに圧接されている位置まで、画像が十分加熱された後に、両ローラ２、６間の加圧がなされる。従って、画像を定着ローラ２と加圧ローラ６との圧接部のみで加熱するのに比して、着色微粒子Ｔは記録シートＰ側に強固に定着される。
【００３６】
また、定着ローラ２と加圧ローラ６とが互いに圧接されている位置では、両ローラ間に搬送ベルト２１を介して電流が流されており、画像中の着色微粒子Ｔを記録媒体側に凝集させるとともに、溶媒Ｃをある程度定着ローラ２側に転位させて除去することが行なわれる。定着ローラ２に付着した溶媒Ｃは定着ローラ２表面に当接されたクリーニングブレード１６により掻き取られて回収される。また、着色微粒子Ｔ上に浮き出た溶媒Ｃによって、画像のオフセットも防止することができる。
また、本実施形態３の画像定着装置の構成によれば、搬送ベルト２１を定着ローラ２に巻きつける角度によりニップ幅を調節できると共に、搬送ベルト２１が定着ローラ２に巻き付く圧力も調節出来るため、画像の加熱程度や画像に作用させる圧力を増加させることによって十分な定着性を確保することが可能である。
また、定着部に入る前に、液除去部である程度の溶媒Ｃを除去しているので、定着工程において、液除去のために必要な電界を効果的に発生させることができ、電流が少なくても画像を良好に定着させることができる。
【００３７】
〔実施形態４〕
次に、実施形態４に係る画像定着装置によって説明する。
図５は、実施形態４に係る画像定着装置の概略構成を示す図である。ここで、以下には、本実施形態４の特徴部のみを述べ、上記実施形態１と同一の部分は説明を省略する。
図３において、この画像定着装置は、上記実施形態１と同様に、定着ローラ２、液除去ローラ９、バックアップローラ１３を有しており、定着ローラ２と液除去ローラ９には、クリーニングブレード１６、１７も同様に設けられている。また、各ローラの構造も実施形態１と同様なので、説明を省略する。
そして、本実施形態４の画像定着装置においては、実施形態１乃至３と異なり、定着ローラ２に加圧ローラ６を加圧させるのでなく、バックアップローラ１３と共に搬送ベルト２１を張架するための支持ローラ２４を設け、加圧ローラ６は設けていない。この支持ローラ２４とバックアップローラ１３との間に搬送ベルト２１が張架され、液除去部において、液除去ローラ９とバックアップローラ１３とが搬送ベルト２１を介して圧接されている。一方、定着ローラ２は、搬送ベルト２１にテンションを掛けるように圧接され、搬送ベルト２１が所定の角度で定着ローラ２に巻きついている。
また、定着ローラ２と液除去ローラ９のアルミニウムローラ３、１０には、それぞれバイアス電源５が接続されており、定着ローラ２と液除去ローラ９とにバイアス電圧が印加できるようになっているとともに、搬送ベルト２１の定着ローラ２への巻き付き領域におけるベルト裏面には、対向電極２３が設けられている。
【００３８】
上記構成の画像定着装置において、先ず、表面に図２（ａ）に示すような画像を保持した記録シートＰが第１ガイド板１８にガイドされて液除去部に進入する。ここでは、記録シートＰ上の画像は実施形態１と同様に、液除去ローラ９表面側に浮き出た溶媒Ｃの一部が液除去ローラ９によって除去される。これによって、記録シートＰ上の画像は、図２（ｃ）に示すように溶媒Ｃの一部が除去された状態となる。
【００３９】
次に、溶媒Ｃの一部が除去された状態の画像が、記録シートＰ上に担持されながら搬送され、搬送ベルト２１の定着ローラ２への巻き付き領域に進入する。この領域では、定着ローラ２表面がハロゲンヒータ２０によって所定の温度に加熱されており、加熱状態の定着ローラ２に記録シートＰ上の画像が当接した状態のまましばらく搬送ベルト２１によって下流側に搬送されるため、画像が充分に加熱される。更に、この領域において、定着ローラ２と対向電極２３との間に電流を印加し、画像中で着色微粒子Ｔを記録シートＰ側に凝集させ、かつ溶媒Ｃの一部を表層即ち定着ローラ２表面側に浮き出させて溶媒Ｃの薄層を形成させる。この薄層状態の溶媒Ｃが着色微粒子Ｔと定着ローラ２表面との付着を防止する。また、画像上の不要な溶媒Ｃの一部を定着ローラ２の表面に付着させ、クリーニングブレード１６により定着ローラ２表面から除去する。これにより、記録媒体上の画像に含まれる溶媒Ｃをある程度除去し、薄層状態の溶媒Ｃが着色微粒の表層に形成された状態にするとともに、画像を加熱溶融させて記録シートＰ上に加圧定着させる。
【００４０】
尚、本実施形態においても、搬送ベルト２１を定着ローラ２に巻きつける角度によりニップ幅を調節できると共に、搬送ベルト２１が定着ローラ２に巻き付く圧力も調節出来るため、ニップ幅や圧力を増加させることによって十分な定着性を確保することが可能である。
また、定着部に入る前に、液除去部においてある程度の溶媒Ｃを除去しているので、定着工程において、液除去のために必要な電界を効果的に発生させることができ、電流が少なくても画像を良好に定着させることができる。
【００４１】
【発明の効果】
請求項１、２、３及び４の画像定着装置によれば、記録媒体上の画像から、着色微粒子同士或いは着色微粒子と記録媒体との間の結合を妨げる溶媒をある程度除去した状態で、この画像の加圧定着を行うことができるので、画像の定着時にオフセットがなく定着性の良い画像定着装置を提供することができるという優れた効果がある。
【００４２】
特に、着色微粒子の表層に浮き出た溶媒の薄層を溶媒除去ローラに当接させることができるので、着色微粒子と溶媒除去ローラ表面との付着を防止でき、記録媒体上の画像を乱すことなく溶媒除去ローラで余剰な溶媒を除去することができる。
また、溶媒除去ローラの表層に、例えばフッ素樹脂等の剥離性の良い材料を選択する必要がなくなるので、溶媒除去ローラの構成材料の選択が多様化できるという優れた効果もある。
【００４３】
また、着色微粒子と定着部材又は定着ローラとの付着を防止できるとともに、着色微粒子に熱量を充分与えることができるので、より画像の定着時のオフセットをより確実に防止できると共に、より定着性の良い画像定着装置を提供することができるという優れた効果がある。
また、定着部材又は定着ローラの表層にも例えばフッ素樹脂等の剥離性の良い材料を選択する必要がなくなるので、材料選択が多様化できるという優れた効果がある。
【００４４】
特に、請求項３及び４の画像定着装置によれば、着色微粒子を充分加熱した状態で定着させることができるので、より良好な定着性が得られるという優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態１に係る画像定着装置の概略構成図。
【図２】（ａ）は、記録シート上の画像の定着前の状態を模式的に表した縦断面図。
（ｂ）は、溶媒除去手段で着色微粒子と溶媒が分離した状態を模式的に表した縦断面図。
（ｃ）は、溶媒の一部が除去された状態を模式的に表した縦断面図。
（ｄ）は、定着が完了した状態の画像を模式的に表した縦断面図。
【図３】実施形態２に係る画像定着装置の概略構成を示す図。
【図４】実施形態３に係る画像定着装置の概略構成を示す図。
【図５】実施形態４に係る画像定着装置の概略構成を示す図。
【符号の説明】
２      定着ローラ
３      アルミニウムローラ
４      アノード酸化皮膜
５      バイアス電源
６      加圧ローラ
７      金属ローラ
８      ゴム層
９      液除去ローラ
１０    アルミニウムローラ
１１    アノード酸化皮膜
１３    バックアップローラ
１４    金属ローラ
１５    ゴム層
１６、１７    クリーニングブレード
１８    第１ガイド板
１９    第２ガイド板
２０    ハロゲンヒータ
２１    搬送ベルト
２２    コロナチャージャ
２４    支持ローラ
Ｐ      記録シート
【図１】
0003981497.tif 000002
【図２】
0003981497.tif 000003
【図３】
0003981497.tif 000004
【図４】
0003981497.tif 000005
【図５】
0003981497.tif 000006