(57)【要約】【課題】キャリア液の浸透が適切になされるようにして、オフセットを十分に抑制することが可能となる定着装置を提供する。【解決手段】トナーとキャリア液とを含む湿式現像剤で現像されたトナー画像を用紙に定着させる定着装置であって、トナー画像を非接触加熱する非接触加熱手段を、少なくとも一つ有する非接触加熱部と、非接触加熱部よりも用紙搬送方向下流側に設けられ、用紙上のトナー画像を加圧加熱する加圧加熱手段とを備え、非接触加熱部の加熱によりトナー画像がトナー溶融温度に達する第１時点から、該トナー画像が加圧加熱手段に突入する第２時点までの時間が、所定時間以上となるように設定されており、前記所定時間は、前記突入前のトナー画像におけるトナー重量とトナー重量およびキャリア液重量の和との比が７０％以上となる時間である定着装置とする。【選択図】図９
2016057371.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナーとキャリア液とを含む湿式現像剤で現像されたトナー画像を用紙に定着させる定着装置であって、
用紙上のトナー画像を非接触加熱する非接触加熱手段を、少なくとも一つ有する非接触加熱部と、
前記非接触加熱部よりも用紙搬送方向下流側に設けられ、前記用紙上のトナー画像を加圧加熱する加圧加熱手段とを備え、
前記非接触加熱部の加熱により前記トナー画像がトナー溶融温度に達する時点から、該トナー画像が前記加圧加熱手段に突入する時点までの時間が、
前記突入前のトナー画像におけるトナー重量とトナー重量およびキャリア液重量の和との比が７０％以上となる時間であることを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記非接触加熱部は、前記非接触加熱用の放射エネルギーを出力する複数の前記非接触加熱手段が、前記用紙搬送方向へ並ぶように設けられており、
前記複数の非接触加熱手段の全部又は一部である着目加熱手段について、
該着目加熱手段それぞれから出力される前記放射エネルギーの前記用紙に入射する入射方向の各々が、該用紙に対する垂直方向よりも用紙搬送方向上流側に傾いた方向となる請求項１に記載の定着装置。
【請求項３】
前記着目加熱手段の各々は、前記出力の方向が前記上流側に傾いた方向となるように、傾けて設置されている請求項２に記載の定着装置。
【請求項４】
前記着目加熱手段の各々は、熱源と、該熱源からの放射エネルギーを反射する反射板とを有し、
前記出力の方向が前記上流側に傾いた方向となるように、前記着目加熱手段の各々の反射板が傾けて配置されている請求項２に記載の定着装置。
【請求項５】
前記着目加熱手段それぞれに対応した各反射板が設けられ、
前記反射板の各々は、
対応する着目加熱手段から出力された前記放射エネルギーを、前記上流側に傾いた方向へ反射させるように設置されている請求項２に記載の定着装置。
【請求項６】
前記着目加熱手段それぞれについての前記入射方向と前記垂直方向との角度それぞれは、用紙搬送方向下流側から上流側に向けて徐々に小さくなっている請求項２から請求項５の何れかに記載の定着装置。
【請求項７】
前記着目加熱手段それぞれについての前記入射方向と前記垂直方向との角度の少なくとも一つは、１０°以上である請求項２から請求項６の何れかに記載の定着装置。
【請求項８】
前記複数の非接触加熱手段の全てが、前記着目加熱手段である請求項２から請求項７の何れかに記載の定着装置。
【請求項９】
前記複数の非接触加熱手段のうちの用紙搬送方向最上流に位置するものを除く全てが、前記着目加熱手段である請求項２から請求項７の何れかに記載の定着装置。
【請求項１０】
前記複数の非接触加熱手段のうちの用紙搬送方向最上流に位置するものは、前記出力の方向が前記垂直方向に略一致している請求項９に記載の定着装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、湿式電子写真方式の画像形成装置に設けられる定着装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、商業用印刷などの高画質及び高解像度が要求されるオンデマンド印刷装置等として、トナー粒子径が小さく、高速で印刷が可能な湿式電子写真の方式が利用されるようになってきている。湿式電子写真の方式では、キャリア液にトナーを分散させた湿式現像剤（液体現像剤）が用いられ、用紙にトナー画像を転写した後、定着ローラ等によってトナー画像を用紙に定着させる。
【０００３】
トナー画像におけるトナー層中のキャリア液は、トナー層の内部凝集力の発生を阻害するように作用する。よってトナー層中のキャリア液量が多過ぎると、トナー層の内部凝集力あるいは用紙との接着力よりも、トナーと定着ローラ（加圧加熱手段）との接着力が大きくなってしまう状態に陥り、結果として、トナーが定着ローラに移転する所謂オフセットが発生してしまう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−１９４３３９号公報
【特許文献２】特開２０１０−９１６２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記オフセットの対策として、定着ローラの上流側に非接触加熱部を設けることが考えられる。非接触加熱部にてトナーを溶融させることで、トナー間のキャリア液が押し出されて用紙に浸透し、トナー層中のキャリア液量を低減させることが可能となる。
【０００６】
しかし、トナー層からキャリア液が押し出されたとしても、そのキャリア液の浸透が十分となる前にトナー画像が定着ローラへ突入すると、オフセットの抑制が不十分となる虞がある。本発明は上述した問題に鑑み、キャリア液の浸透が適切になされるようにして、オフセットを十分に抑制することが可能となる定着装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る定着装置は、トナーとキャリア液とを含む湿式現像剤で現像されたトナー画像を用紙に定着させる定着装置であって、用紙上のトナー画像を非接触加熱する非接触加熱手段を、少なくとも一つ有する非接触加熱部と、前記非接触加熱部よりも用紙搬送方向下流側に設けられ、前記用紙上のトナー画像を加圧加熱する加圧加熱手段とを有し、前記非接触加熱部の加熱により前記トナー画像がトナー溶融温度に達する時点から、該トナー画像が前記加圧加熱手段に突入する時点までの時間が、前記突入前のトナー画像におけるトナー重量とトナー重量およびキャリア液重量の和との比が７０％以上となる時間である構成とする。
【０００８】
本構成によれば、キャリア液の浸透が適切になされるようにして、オフセットを十分に抑制することが可能となる。なお、以下、用紙搬送方向上流側および下流側を単に「上流側」および「下流側」と記すことがある。
【０００９】
また、上記構成としてより具体的には、前記非接触加熱部は、前記非接触加熱用の放射エネルギーを出力する複数の前記非接触加熱手段が、前記用紙の搬送方向へ並ぶように設けられており、前記複数の非接触加熱手段の全部又は一部である着目加熱手段について、該着目加熱手段それぞれから出力される前記放射エネルギーの前記用紙に入射する入射方向の各々が、該用紙に対する垂直方向よりも上流側に傾いた方向となる構成としてもよい。
【００１０】
また、上記構成としてより具体的には、前記着目加熱手段の各々は、前記出力の方向が前記上流側に傾いた方向となるように、傾けて設置されている構成としてもよい。また、上記構成としてより具体的には、前記着目加熱手段の各々は、熱源と、該熱源からの放射エネルギーを反射する反射板とを有し、前記出力の方向が前記上流側に傾いた方向となるように、前記着目加熱手段の各々の反射板が傾けて配置されている構成としてもよい。
【００１１】
また、上記構成としてより具体的には、前記着目加熱手段それぞれに対応した各反射板が設けられ、前記反射板の各々は、対応する着目加熱手段から出力された前記放射エネルギーを、前記上流側に傾いた方向へ反射させるように設置されている構成としてもよい。
【００１２】
また、上記構成としてより具体的には、前記着目加熱手段それぞれについての前記入射方向と前記垂直方向との角度それぞれは、下流側から上流側に向けて徐々に小さくなっている構成としてもよい。
【００１３】
また、上記構成としてより具体的には、前記着目加熱手段それぞれについての前記入射方向と前記垂直方向との角度の少なくとも一つは、１０°以上である構成としてもよい。また、上記構成としてより具体的には、前記複数の非接触加熱手段の全てが、前記着目加熱手段である構成としてもよい。
【００１４】
また、上記構成としてより具体的には、前記複数の非接触加熱手段のうちの最上流に位置するものを除く全てが、前記着目加熱手段である構成としてもよい。また、上記構成としてより具体的には、前記複数の非接触加熱手段のうちの最上流に位置するものは、前記出力の方向が前記垂直方向に略一致している構成としてもよい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明に係る定着装置によれば、キャリア液の浸透が適切になされるようにして、オフセットを十分に抑制することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本実施形態に係る画像形成装置の概略的な構成図である。
【図２】実施例１〜３および比較例１〜９に共通である装置構成等の説明図である。
【図３】トナーＡの使用時における実験結果に関するグラフである。
【図４】トナーＢの使用時における実験結果に関するグラフである。
【図５】トナーＣの使用時における実験結果に関するグラフである。
【図６】経過時間Ｘに関する説明図である。
【図７】比較例１０の装置構成等に関する説明図である。
【図８】実施例４の装置構成等に関する説明図である。
【図９】実施例５の装置構成等に関する説明図である。
【図１０】実施例６の装置構成等に関する説明図である。
【図１１】実施例７の装置構成等に関する説明図である。
【図１２】実施例８の装置構成等に関する説明図である。
【図１３】実施例９の装置構成等に関する説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明の実施形態について、各図面を参照しながら以下に説明する。但し、本発明の内容は、当該実施形態に何ら限定されるものではない。
【００１８】
［画像形成装置の基本構成等］
図１は、本実施形態に係る画像形成装置の概略的な構成図である。本図に示すように画像形成装置は、現像器１、感光体２、中間転写体３、バックアップ部材４、定着器（加圧加熱手段）５、および非接触加熱部６を有し、用紙搬送方向において中間転写体３の下流に非接触加熱部６、非接触加熱部６の下流に定着器５を配置している。
【００１９】
現像器１は、トナーとキャリア液を含む湿式現像剤を用いて、感光体２（感光体ドラム）上の静電潜像を現像する。このようにして感光体２上に形成されたトナー及びキャリア液から成るトナー画像は、中間転写体３に転写された後、バックアップ部材４によって中間転写体３から用紙へ二次転写された後、非接触加熱部６に到達する。
【００２０】
非接触加熱部６は、用紙の画像面を非接触にて加熱する非接触加熱ヒーター６１、非接触加熱ヒーター６１の画像面側以外を覆う断熱カバー６２、および、非接触加熱ヒーター６１の通紙パスの垂直方向下方に配置される用紙搬送手段を有する。非接触加熱ヒーター６１は、断熱カバー６２内に配置されており、不図示の制御手段によって表面温度が所望の温度に制御される。
【００２１】
非接触加熱ヒーター６１は、黒、イエロー、マゼンタ、およびシアンの各トナー、並びに非画像部における光吸収の差を考慮して、なるべく波長の長い方が好ましく、更にエネルギー密度とのバランスを考慮して、セラミックヒーターもしくはハロゲンヒーター等が好適である。非接触加熱ヒーター６１の上部には、加熱効率を上げるために集光用の反射板６３が設置されている。反射板６３としては、鏡面に加工されたアルミ等を用いれば良い。
【００２２】
非接触加熱ヒーター６１周辺を高温に保つための断熱カバー６２としては、セラミックファイバー等の高断熱性、高耐熱性の材料を用いれば良い。また、キャリア液の揮発効率向上のために、揮発したキャリア液の飽和蒸気圧を下げる必要がある。そのため非接触加熱ヒーター６１直下において、揮発したキャリア液（蒸気）を非接触加熱ヒーター６１周辺から外部に換気する不図示のエアフロー手段を設ければ良い。
【００２３】
用紙搬送手段について本実施形態では、サクションベルト６５が用いられている。サクションベルト６５は、非接触加熱ヒーター６１から見て通紙パスの垂直方向下方に配置され、シリコンゴム等の耐熱性の高いゴム材に吸引孔が設けられており、駆動ローラ６６と従動ローラ６７に巻きかけられている。駆動ローラ６６は、不図示の駆動機構により、図１での時計回り方向に所定の周速度で回転駆動される
【００２４】
駆動ローラ６６と従動ローラ６７は、例えばアルミ等の金属ローラが用いられれば良く、用紙搬送方向に対する位置関係は逆とされていても構わない。サクションベルト６５の内部（駆動ローラ６６と従動ローラ６７の間）には、吸引ファン６８が配置されており、搬送される用紙が吸引される。
【００２５】
非接触加熱部６において、非接触加熱ヒーター６１からの主に輻射によって、キャリア液を含むトナー画像及び用紙は加熱される。そのためトナーの溶融が促進され、トナー層中のキャリア液は押し出されて、用紙への浸透および揮発が促進される。非接触加熱部６の場合、定着器５と比較して開放系であることと加熱時間を稼ぎ易いことから、キャリア液の揮発、並びに用紙への浸透の面で有利である。
【００２６】
ただし非接触加熱は熱効率が比較的低いため、常温のトナー画像および用紙に対して極端に高温にすることは現実的には困難であり、揮発に有利であるが故に水分揮発も進行してしまう。そのため用紙収縮の観点から、用紙温度を極端な高温にはしない方が望ましく、キャリア液に対しては、現実的には揮発よりも浸透がメインとなる。非接触加熱部６を経た後、用紙上のトナー画像は定着器５に到達する。
【００２７】
定着器５では、定着ローラ５２と加圧ローラ５３が上下に並行に配列され、それぞれの両端側が不図示の軸受部材に回転自在に支持されている。また、バネなどを用いた不図示の加圧機構によって、加圧ローラ５３が定着ローラ５２の回転軸方向に付勢され、定着ローラ５２の下面部に所定の圧力で圧接させて圧接ニップ部が形成されている。
【００２８】
上記の不図示の加圧機構は、圧接と離間を切替える事が可能である。加圧ローラ５３は、不図示の駆動機構により、矢印で示す時計回り方向に所定の周速度で回転駆動される。定着ローラ５２は、圧接ニップ部での加圧ローラ５３との圧接摩擦力によって、加圧ローラ５３の回転に従動回転する。なお、定着ローラ５２を回転駆動させて、加圧ローラ５３従動回転させてもよい。
【００２９】
定着ローラ５２及び加圧ローラ５３は、ヒーターランプ（ハロゲンランプ）５４、５５が内蔵され、不図示の制御手段によって、表面温度が所望の温度に制御される。定着ローラ５２及び加圧ローラ５３は、アルミ等の熱伝導率の良好な中空の金属製芯金（厚み０．５〜５ｍｍ）の外周に、ニップ幅確保のための弾性層としてのシリコンゴム層（厚み０．５〜３ｍｍ）と、表面の離型性を高めるために離型層（例えば、ＰＴＦＥやＰＦＡ等の厚さ１０〜５０μｍのフッ素系樹脂離型層）を設けたローラである。
【００３０】
定着器５にて圧接されることにより、キャリア液を含むトナー画像および用紙は加圧加熱される。これによりトナーの溶融が更に促進され、表面は平滑化される。トナー層中のキャリア液は、揮発や用紙への浸透が更に促進され、一部は定着ローラ５２により除去される。上述した非接触加熱部６及び定着器５への通紙により、定着品質が確保される。
【００３１】
次に、本実施形態で用いられる湿式現像剤について説明する。湿式現像剤のキャリア液としては、絶縁性の溶媒が用いられる。絶縁性溶媒としては、例えばイソパラフィン系のアイソパー（Ｇ、Ｈ、Ｌ、Ｍなど）（エクソンモービル）、ＩＰソルベント（1620、2028、2835など）（出光興産）、パラフィン系のモレスコホワイト（P-40、P-70、P-120）（松村石油研究所）などを挙げる事ができる。また、シリコンオイルやミネラルオイルを用いる事も可能である。
【００３２】
トナー粒子は、主として樹脂と着色のための顔料や染料から成る。樹脂には、顔料や染料をその樹脂中に均一に分散させる機能と、用紙等に定着される際のバインダとしての機能がある。樹脂としては、例えば、ポリスチレン樹脂、ポリウレタン樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリウレタン樹脂等の熱可塑性樹脂を用いる事ができる。また、これらの樹脂の複数種を混合して用いてもよい。
【００３３】
トナーの着色に用いる顔料及び染料も、一般市販のものを用いる事ができる。例えば顔料として、カーボンブラック、ベンガラ、酸化チタン、シリカ、フタロシアニンブルー、フタロシアニングリーン、スカイブルー、ベンジジンイエロー、レーキレッドＤ等を用いる事ができる。染料としては、ソルベントレッド27やアシッドブルー9等を用いる事ができる。
【００３４】
トナーの体積平均粒子径は、０．１μｍ以上かつ５μｍ以下の範囲が適当である。トナーの平均粒子径が０．１μｍを下回ると現像性が大きく低下する。一方、平均粒子径が５μｍを超えると画像の品質が低下する。湿式現像剤の質量に対するトナー粒子の質量の割合は、１０〜５０％程度が適当である。
【００３５】
１０％未満の場合、トナー粒子の沈降が生じ易く、長期保管時の経時的な安定性に問題がある。また、必要な画像濃度を得るために多量の現像剤を供給する必要があり、紙上に付着するキャリア液が増加し、定着時に乾燥せねばならないキャリア液量が増加するので、定着における必要エネルギーが増加してしまう。５０％を超える場合には、湿式現像剤の粘度が高くなりすぎ、製造上も、また、取り扱いも困難になる。本実施形態においては、体積平均粒子径を２μｍとし、湿式現像剤の質量に対するトナー粒子の質量の割合を３０％とした。
【００３６】
上記の通り本実施形態では、オフセット（トナーが定着ローラに移転する現象）の対策として、定着器５の上流側に非接触加熱部６が設けられている。但し既に説明した通り、非接触加熱部６の作用によってトナー層からキャリア液が押し出されたとしても、キャリア液が用紙に十分浸透する前にトナー画像が定着器５へ突入すると、オフセットの抑制が不十分となる。
【００３７】
本発明者等は、後述する各実施例および比較例に係る実験評価を通じて、非接触加熱部６にてトナー層を溶融させた後に用紙上のトナー画像を定着器５に突入させるまでの経過時間、つまりキャリア液を用紙に浸透させる浸透時間の確保が重要であることを見出した。この浸透時間の確保の効果は、液浸透性の低いコート紙において特に顕著である。以下、各実施例および比較例について詳細に説明する。
【００３８】
［実施例１〜３］
図２は、実施例１〜３および比較例１〜９に共通である定着装置（非接触加熱部６から定着器５まで）の構成形態と、そこでの用紙上のトナー画像におけるトナー温度（用紙温度）のプロファイルを示している。トナー温度は、トナー画像の非接触加熱部６への突入後に加熱されて昇温し、非接触加熱部６の出口前にてトナー溶融温度に達する。非接触加熱部６から排出された後は、放熱により温度が低下した状態で、トナー画像が定着器５のニップ部に突入する。
【００３９】
その後、トナー画像はニップ部にて加圧加熱され昇温する。非接触加熱部６にてトナー溶融温度に到達することで、トナーが溶融してキャリア液が押し出され、その後の定着器５のニップ部に突入するまでの間にキャリア液の用紙への浸透が促進される。
【００４０】
ここで、用紙上のトナー画像がトナー溶融温度に到達してから定着器５のニップ部に突入するまでの経過時間（以下「経過時間Ｘ」と称することがある）と、トナー割合Ｔｃの推移およびオフセット性（オフセットの度合）との関係に着目する。用紙としてはコート紙を適用し、「トナー割合Ｔｃ」は、次の（１）式で表される値であるとする。
Ｔｃ＝（トナー重量）／｛（トナー重量）＋（キャリア液重量）｝  ・・（１）
つまりトナー割合Ｔｃは、トナー重量とトナー重量およびキャリア液重量の和との比を表し、トナー割合Ｔｃ（％）が大きいほど、トナー層でのキャリア液の割合が少ないということになる。
【００４１】
なお、トナー割合Ｔｃは、テストパッチ（ベタ画像）を用紙上に作成して、非接触加熱部６を通紙後（トナー溶融温度到達後）の任意の経過時間後のベタ画像をナイフエッジ等で削ぎ取り、そのベタ画像の乾燥前後の質量変化から測定可能である。まず、ある種のトナー（トナーＡとする）を含む湿式現像剤を用いて、上記関係を調べるために実験を行った結果のグラフを図３に示す。
【００４２】
なお、オフセット性については、生じたオフセットの度合をオフセットランク１〜５で評価している。より詳細には、テストパッチ（ベタ画像）の搬送方向下流部にローラ周長より十分長い白紙部を設けておき、ローラにオフセットした画像をこの白紙に再転移させ、再転移したトナーの有無及び再転移量を感応評価にてランク付けしている。ランク５は白紙部へのトナーの再転移がない適正状態の評価結果（オフセット性：ＯＫ）であり、ランク１〜４は何れも白紙部へのトナーの再転移が有る評価結果（オフセット性：ＮＧ）であり、その再転移量によりランク付けされたものである。再転移量が多いほど、ランクが低く（数字が小さく）なっている。
【００４３】
図３に示すように、経過時間Ｘが増大するにつれてキャリア液の用紙への浸透が増加し、トナー割合Ｔｃは上昇する（トナー層中のキャリア液量は減少する）。トナー割合Ｔｃの上昇に伴って、トナー層の内部凝集力が高まるので、オフセットランクも上昇している（オフセット性が改善している）。図３に示した結果から、オフセットランクが５、つまりオフセット性が適正状態となるトナー割合Ｔｃは、約７０％であることが分かる。
【００４４】
次に、トナーＡとは異なる２種類のトナー（トナーＢおよびトナーＣとする）を含む湿式現像剤を用いて、同様に上記関係を調べるために実験を行った結果のグラフを、図４（トナーＢの場合）と図５（トナーＣの場合）に示す。用紙については同じくコート紙を適用し、何れのトナーにおいてもトナー溶融温度は同一である。
【００４５】
トナーＢおよびトナーＣの場合においても同様に、経過時間Ｘの上昇に伴ってトナー割合Ｔｃおよびオフセットランクは上昇する。但し、トナー割合Ｔｃの上昇の傾きについては、トナーの種類によって異なっており、トナーＡの場合＞トナーＢの場合＞トナーＣの場合、となっている。これに伴い、オフセットランクが５となるのに必要な経過時間Ｘについては、トナーＡの場合＜トナーＢの場合＜トナーＣの場合、となっている。
【００４６】
トナーＡ〜Ｃについて上記の実験評価を行った結果について、表１に纏めて示す。なお、実施例１はトナーＡのときにオフセットランクが５に達した例であり、実施例２はトナーＢのときにオフセットランクが５に達した例であり、実施例３はトナーＣのときにオフセットランクが５に達した例である。また、比較例１と２はトナーＡのときにオフセットランクが５に達しなかった例であり、比較例３〜５はトナーＢのときにオフセットランクが５に達しなかった例であり、比較例６〜９はトナーＣのときにオフセットランクが５に達しなかった例である。また、オフセットの評価については、オフセットランクが１〜２の場合を「×」とし、オフセットランクが３〜４の場合を「△」とし、オフセットランクが５の場合を「○」とした。
【００４７】
【表１】
2016057371.tif 000003
【００４８】
上記結果において注目すべき点は、何れのトナーにおいても、オフセット性が適正状態（オフセットランクが５）となるトナー割合Ｔｃが、ほぼ７０％で一致する点である。つまり、溶融温度到達後のトナー割合Ｔｃの上昇の傾きがトナーによって異なっても、オフセット性が適正状態となるトナー割合Ｔｃはほぼ一致する。このことから、トナー画像が定着器５のニップ部へ突入する前でのトナー割合Ｔｃが７０％以上となるように、経過時間Ｘを設定することが重要であると判明した。
【００４９】
なお、上記経過時間については、あくまでもトナー溶融温度に達した後に定着器５のニップ部に突入するまでの経過時間が重要である。そのため図６に示すように、例えば非接触加熱部６における用紙搬送の途中で既にトナー溶融温度に達し、非接触加熱部６内ではそのトナー溶融温度を維持するような温度プロファイルを持つ非接触加熱部６の温度設定の場合には、非接触加熱部６の出口からではなく、あくまでトナー溶融温度に達した非接触加熱部６内部からの経過時間が重要である。
【００５０】
また、ここでのトナー溶融温度とは、トナー物性としてのトナーの溶融温度（所謂Ｔｍ等）が適しているが、それより低い温度としても良い。温度Ｔｍ等より低い温度であってもトナーは溶融しているので、キャリア液の低減（浸透）には効果がある。また、同一のトナーであっても、溶融温度によって必要な経過時間Ｘ（浸透時間）は変化する。あくまで定着器５のニップ部突入前のトナー割合Ｔｃの値が重要であり、所望のトナー割合Ｔｃである７０％を確保できるように、溶融温度あるいはトナーの種類によって経過時間Ｘを設定すれば良い。
【００５１】
以上のとおり、オフセット防止のためには、定着器５のニップ部に突入する前のトナー割合Ｔｃが７０％以上となるように経過時間Ｘを設定すれば良いが、装置サイズ等を考慮すると、非接触加熱部６から定着器５までの距離は短い方が好ましい。一方で、非接触加熱手段は定着器等の加圧加熱手段と比較して熱効率が低いため、所望の紙温（トナー画像の温度）とするために比較的高い熱源の温度、或いは長い加熱時間が必要である。
【００５２】
熱源の温度にて紙温の確保に対応する場合、加熱時間が極短くとも熱源の温度を上昇していけば所望の紙温の確保は可能である。しかしながら、熱源の温度上昇に伴って短波長側にシフトしてしまうので、トナーの色の違い（特に黒）による光吸収率の差の影響が大きくなってしまう。すなわちトナーの色の違いによるトナーの温度の差が大きくなり、結果として、トナーの色違いによる定着品質の差が大きくなるという問題があり実現性は極めて低い。
【００５３】
そこで、加熱時間にて紙温の確保に対応することが現実的である。加熱時間、つまり搬送方向における加熱距離の確保に対しては、搬送方向に非接触加熱手段を複数並べて構成する多段非接触加熱手段が有利である。但し、多段非接触加熱手段の場合、そのまま単純に並べただけでは、搬送方向における紙温の昇温カーブがブロードになってしまう。キャリア液の浸透時間（先述の経過時間Ｘ）の確保と装置サイズへの影響等を考慮すると、出来るだけ搬送方向上流側で急峻に紙温（トナー温度）を昇温することが望ましい。
【００５４】
［実施例４〜９］
以下、経過時間Ｘの適切な設定が容易となるように非接触加熱部６の構成等を工夫した各実施例（実施例４〜９）について、比較例１０との比較により説明する。なお、以下の説明では、非接触加熱ヒーター６１としてハロゲンランプが採用されている。まず比較例１０について説明する。
【００５５】
図７は、比較例１０における非接触加熱部６から定着器５までの構成形態とトナー温度（用紙温度）のプロファイルを示している。比較例１０における非接触加熱部６は、１台の非接触加熱ヒーター６１と１台の反射板６３からなる赤外線ヒーター６４を１セットの非接触加熱手段として、計５セットの非接触加熱手段を有する多段非接触加熱手段となっている。それぞれの非接触加熱ヒーター６１からの輻射は、搬送される用紙の面と平行な通紙パスに対して、垂直な方向（以下、単に「垂直方向」と称することがある）に照射される。そのため通紙パスにおけるトナー温度（紙温）のプロファイルは、図７に示すようにブロードな形となる。
【００５６】
次に、実施例４について説明する。図８は、実施例４における非接触加熱部６から定着器５までの構成形態とトナー温度（用紙温度）のプロファイルを示している。実施例４では、非接触加熱ヒーター６１と反射板６３からなる赤外線ヒーター６４を用紙搬送方向の上流側に傾けることで、各赤外線ヒーター６４からの輻射（非接触加熱用の放射エネルギー）の方向を、各赤外線ヒーター６４から通紙パスに向けた垂直方向よりも上流側に傾けている。
【００５７】
図８に示す角度θは、垂直方向と当該傾けた方向との角度を示している。角度θを上流側への配置に従って徐々に小さくすることで、上流側で急峻にトナー温度（紙温）を昇温させることが可能となり、経過時間Ｘ（浸透時間）を稼ぐことが可能となる。実施例４では比較例１０と比較すると、非接触加熱部６から定着器５までの距離は同等であるが、経過時間Ｘ（浸透時間）が飛躍的に長くなっていることが分かる。
【００５８】
なお、全ての赤外線ヒーター６４を同じ角度にて上流側に傾けた場合、非接触加熱部６から定着部５までの距離はそのままで経過時間Ｘ（浸透時間）を稼ぐことは可能となるが、角度によっては転写部への影響が懸念され、場合によっては転写部から非接触加熱部６までの距離が長くなってしまう。全体的な装置サイズの抑制という意味においては、各赤外線ヒーター６４からの配光を集中させて急峻なトナー温度（紙温）のプロファイルをもつ本実施例の方が好ましい。また、本実施例においてより実質的な効果を得るため、一または複数の赤外線ヒーター６４についての角度θを１０°以上に設定すれば良い。
【００５９】
次に、実施例５について説明する。図９は、実施例５における非接触加熱部６から定着器５までの構成形態とトナー温度（用紙温度）のプロファイルを示している。実施例５は実施例４の場合とは異なり、比較例１０の場合と同様に、各非接触加熱ヒーター６１の配置は通紙パスと並行である。但し、反射板６３を上流側に向けて傾けることで、各赤外線ヒーター６４からの輻射の方向を、各赤外線ヒーター６４から通紙パスに向けて垂直方向よりも上流側に傾けている。
【００６０】
本実施例でも実施例４と同様に、上流側で急峻にトナー温度（紙温）を昇温させることが可能となり、経過時間Ｘ（浸透時間）を稼ぐことが可能となる。比較例１０と比較すると、実施例４では、非接触加熱部６から定着器５までの距離は同等であるが、経過時間Ｘ（浸透時間）が飛躍的に長くなっていることが分かる。
【００６１】
次に、実施例６について説明する。図１０は、実施例６における非接触加熱部６から定着器５までの構成形態とトナー温度（用紙温度）のプロファイルを示している。本実施例では、各赤外線ヒーター６４は、比較例１０と同様に通紙パスと並行に配置され、各赤外線ヒーター６４からの輻射の方向は垂直方向となっている。但し、各赤外線ヒーター６４からの輻射の進行方向上に各反射板６９を設けており、各反射板６９により輻射を反射することで、当該輻射の方向が垂直方向より上流側に傾けられる（すなわちこのような反射がなされるように、各反射板６９が設置されている）。
【００６２】
実施例６でも実施例４と同様に、上流側で急峻にトナー温度（紙温）を昇温させることが可能となり、経過時間Ｘ（浸透時間）を稼ぐことが可能となる。比較例１０と比較すると、実施例４では、非接触加熱部６から定着器５までの距離は同等であるが、経過時間Ｘ（浸透時間）が飛躍的に長くなっていることが分かる。
【００６３】
次に、実施例７について説明する。図１１は、実施例７における非接触加熱部６から定着器５までの構成形態とトナー温度（用紙温度）のプロファイルを示している。本実施例と実施例４との差異は、非接触加熱部６の最上流位置に配置されている赤外線ヒーター６４のみ、輻射の方向が通紙パスに向けて垂直方向に照射される点にある。他の各赤外線ヒーター６４については、最上流位置に配置されている赤外線ヒーター６４の直下よりも下流側に配光している。
【００６４】
実施例７は、経過時間Ｘ（浸透時間）の確保に関して、実施例４に比べると有利であるとは言えない。すなわち実施例７では、必要とされる経過時間Ｘ（浸透時間）によっては、実施例４より非接触加熱部６から定着器５までの距離を大きく取らざるを得ないが、それでも比較例１０よりは小さくすることが可能となる。実施例７では、必要とされる経過時間Ｘ（浸透時間）の範囲によっては、実施例４とほぼ同等の効果を得ることが可能となる。
【００６５】
次に、実施例８について説明する。図１２は、実施例８における非接触加熱部６から定着器５までの構成形態とトナー温度（用紙温度）のプロファイルを示している。本実施例と実施例５との差異は、非接触加熱部６の最上流位置に配置されている赤外線ヒーター６４のみ、輻射の方向が通紙パスに向けて垂直方向に照射される点にある。他の各赤外線ヒーター６４については、最上流位置に配置されている赤外線ヒーター６４の直下よりも下流側に配光している。
【００６６】
実施例８は、経過時間Ｘ（浸透時間）の確保に関して、実施例５に比べると有利であるとは言えない。すなわち実施例８では、必要とされる経過時間Ｘ（浸透時間）によっては、実施例５より非接触加熱部６から定着器５までの距離を大きく取らざるを得ないが、それでも比較例１０よりは小さくすることが可能となる。実施例８では、必要とされる経過時間Ｘ（浸透時間）の範囲によっては、実施例５とほぼ同等の効果を得ることが可能となる。
【００６７】
次に、実施例９について説明する。図１３は、実施例９における非接触加熱部６から定着器５までの構成形態とトナー温度（用紙温度）のプロファイルを示している。本実施例と実施例６との差異は、非接触加熱部６の最上流位置に配置されている赤外線ヒーター６４のみ、輻射の方向が通紙パスに向けて垂直方向に照射される点にある。他の各赤外線ヒーター６４については、最上流位置に配置されている赤外線ヒーター６４の直下よりも下流側に配光している。
【００６８】
実施例９は、経過時間Ｘ（浸透時間）の確保に関して、実施例６に比べると有利であるとは言えない。すなわち実施例９では、必要とされる経過時間Ｘ（浸透時間）によっては、実施例６より非接触加熱部６から定着器５までの距離を大きく取らざるを得ないが、それでも比較例１０よりは小さくすることが可能となる。実施例９では、必要とされる経過時間Ｘ（浸透時間）の範囲によっては、実施例６とほぼ同等の効果を得ることが可能となる。
【００６９】
実施例４〜９および比較例１０に関し、トナーＡを用いて実験評価を行った結果について、表２に纏めて示す。なお、当該実験評価の条件等は、先述した実施例１〜３についての実験評価の場合と基本的に同様である。実施例４〜８の何れについても表２に示す経過時間Ｘにて、オフセット性が良好（「○」：オフセットランクが５）となる結果が得られた。
【００７０】
【表２】
2016057371.tif 000004
【００７１】
［総括］
本実施形態の定着装置は、トナーとキャリア液とを含む湿式現像剤で現像されたトナー画像を用紙に定着させる定着装置であって、上述した実施例１〜９の何れかの特徴或いはこれに準じた特徴を具備するように構成される。なお、本実施形態の定着装置は、下流側へ搬送される用紙上のトナー画像を非接触加熱する非接触加熱手段を、少なくとも一つ有する非接触加熱部６と、非接触加熱部６の下流に設けられ、前記用紙上のトナー画像を加圧加熱する定着器５（加圧加熱手段）とを有している。
【００７２】
また、本実施形態の定着装置では、経過時間Ｘ（非接触加熱部６の加熱によりトナー画像がトナー溶融温度に達する時点から、該トナー画像が定着器５に突入する時点までの時間）が、前記突入前のトナー画像におけるトナー割合Ｔｃが７０％以上となる時間である。
【００７３】
上記の「トナー割合Ｔｃが７０％以上となる時間」などの情報は、設計段階の実験等により予め把握しておくことが出来る。本実施形態の定着装置はこのように把握された情報等に基づいて、経過時間Ｘが「前記突入前のトナー画像におけるトナー割合Ｔｃが７０％以上となる時間」となるように構成形態や動作等が決められる。
【００７４】
なお、例えば用紙の厚みや画像内容（カラーとモノクロの別や印字率など）といった使用条件により、「トナー割合Ｔｃが７０％以上となる時間」が異なることが考えられる。そこで定着装置の構成形態や動作等を決める際には、想定され得る各使用条件のうちの最も厳しい使用条件においても、経過時間Ｘが「前記突入前のトナー画像におけるトナー割合Ｔｃが７０％以上となる時間」となるように配慮することが好ましい。また、本実施形態においては、使用条件に応じてより適切な経過時間Ｘが実現されるように、各使用条件に対応した複数の動作モード（動作モードごとに経過時間Ｘが異なるように動作する）が予め用意され、適宜に切替可能となっていてもよい。
【００７５】
本実施形態の定着装置によれば、キャリア液の浸透が適切になされるようにして、オフセットを十分に抑制することが可能である。また、実施例４〜実施例９の何れかの特徴を具備する本実施形態の定着装置では、非接触加熱部６は、非接触加熱用の放射エネルギー（主に輻射）を出力する複数の赤外線ヒーター６４（非接触加熱手段）が、用紙の搬送方向へ並ぶように設けられている。そして当該複数の赤外線ヒーター６４の全部又は一部（便宜的に「着目加熱手段」と称する）について、該着目加熱手段それぞれから出力される放射エネルギーの用紙に入射する入射方向の各々が、該用紙に対する垂直方向よりも上流側に傾いた方向となっている。
【００７６】
更に、着目加熱手段それぞれについての前記入射方向と前記垂直方向との角度θそれぞれは、下流側から上流側に向けて徐々に小さくなっている。これらの角度θの少なくとも一つは、１０°以上であることが好ましい。
【００７７】
なお、実施例４〜６の何れかの特徴を具備する本実施形態の定着装置については、非接触加熱部６が有する複数の赤外線ヒーター６４の全部が、着目加熱手段に該当する。また、実施例７〜９の何れかの特徴を具備する本実施形態の定着装置については、非接触加熱部６が有する複数の赤外線ヒーター６４のうちの最上流に位置するものを除く全てが、着目加熱手段に該当する。また、この最上流に位置するものは、放射エネルギーの出力の方向が前記垂直方向に一致している。
【００７８】
また、実施例４および７の特徴を具備する本実施形態の定着装置については、着目加熱手段の各々は、放射エネルギーの出力の方向が前記上流側に傾いた方向となるように、傾けて設置されている。また、実施例５および８の特徴を具備する本実施形態の定着装置については、前記着目加熱手段の各々は、熱源（非接触加熱ヒーター６１）と、該熱源からの放射エネルギーを反射する反射板６３とを有し、放射エネルギーの出力の方向が前記上流側に傾いた方向となるように、着目加熱手段の各々の反射板６３が傾けて配置されている。
【００７９】
また、実施例６または９の特徴を具備する本実施形態の定着装置については、着目加熱手段それぞれに対応した各反射板６９が設けられている。そして反射板６９の各々は、対応する着目加熱手段から出力された放射エネルギーを、前記上流側に傾いた方向へ反射させるように設置されている。
【００８０】
以上、本発明の実施形態について具体例を挙げて説明したが、本発明はその内容に限定されるものではない。本発明はその趣旨を逸脱しない範囲において、様々な具体的形態により実施され得る。
【産業上の利用可能性】
【００８１】
本発明は、例えばプリンター用の定着装置などに利用可能である。
【符号の説明】
【００８２】
１          現像器
２          感光体
３          中間転写体
４          バックアップ部材
５          定着器
６          非接触加熱部
５２        定着ローラ
５３        加圧ローラ
５４、５５  ヒーターランプ
６１        非接触加熱ヒーター（非接触加熱手段）
６２        断熱カバー
６３        反射板
６４        赤外線ヒーター
６５        サクションベルト
６６        駆動ローラ
６７        従動ローラ
６８        吸引ファン
６９        反射板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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