JP2000347520A - 画像形成方法及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 画像形成装置において、被転写体から転写体
への、トナー像の転写効率を向上させる。 【解決手段】 感光体１０１と、感光体１０１表面を帯
電させる帯電器１０２と、帯電した感光体１０１表面に
静電潜像を形成する光学系装置１０３と、静電潜像の形
成された感光体１０１表面にトナーを供給しトナー像を
形成する現像手段１０４と、トナー像をフィルム化する
フィルム化手段１０５と、フィルム化されたトナー像に
せん断応力をかけながら記録媒体１１０へ転写する転写
手段とからなる画像形成装置。

Description

【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５，２０
８，６３７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から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をフィ
ルム化する工程と、フィルム化された前記トナー像にせ
ん断応力をかけながら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
から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の転写工程と、前記中
間転写媒体上の前記トナー像をフィルム化する工程と、
フィルム化された前記トナー像にせん断応力をかけなが
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。

【００１４】この画像形成方法の、前記第２の転写工程
は、前記中間転写媒体に非固着状態で設けられる弾性層
を有し、前記トナー像の担持面に垂直方向に圧力を加
え、担持面の接線方向へ引き延ばして転写しても良い。

【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
像から前記静電潜像保持体表面にトナー像を現像する工
程と、現像された前記潜像保持体表面の前記トナー像を
フィルム化する工程と、フィルム化された前記トナー像
にせん断応力をかけながら中間転写媒体上へ転写する工
程と、前記中間転写媒体上の前記トナー像にせん断応力
をかけながら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。

【００１６】この画像形成方法の、前記第１の転写工程
と前記第２の転写工程の少なくとも一方は、前記中間転
写媒体に非固着状態で設けられる弾性層を有し、前記中
間転写媒体の前記トナー像と接する面に垂直方向に圧力
を加え、前記トナー像と接する面の接線方向へ引き延ば
して転写しても良い。

【００１７】またこれら全ての画像形成方法の、トナー
像が担持される面と前記記録媒体の表面速度が異なって
も良い。

【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
像から前記静電潜像保持体表面にトナー像を現像する工
程と、前記静電潜像保持体表面に形成されたトナー像を
フィルム化する工程と、フィルム化された前記トナー像
にせん断応力をかけながら中間転写媒体上へ転写する第
１の転写工程と、前記中間転写媒体上のフィルム化され
た前記トナー像を記録媒体に転写する第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。

【００１９】また、前記静電潜像保持体の表面速度と前
記中間転写媒体の表面速度が異なっていてもよい。

【００２０】また、前記第１の転写工程は、前記中間転
写媒体に非固着状態で設けられる弾性層を有し、前記中
間転写媒体の前記トナー像の接する面に垂直方向に圧力
を加えることで、前記トナー像と接する面の接線方向へ
引き延ばして静電潜像保持体から中間転写媒体へトナー
像を転写しても良い。

【００２１】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。

【００２２】前記フィルム化する工程は、前記キャリア
液を除去し、トナー像を乾燥させる工程であっても良
い。

【００２３】また、前記フィルム化する工程は、トナー
像を、乾燥時の前記トナー粒子のガラス転移点よりも高
い温度に加熱する工程であっても良い。

【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させる帯電器と、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、
前記トナー像をフィルム化するフィルム化手段と、フィ
ルム化された前記トナー像にせん断応力をかけながら記
録媒体上へ転写する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させる帯電器と、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、
現像された前記感光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、前記中間転写媒体上
の前記トナー像をフィルム化するフィルム化手段と、フ
ィルム化された前記トナー像にせん断応力をかけながら
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。

【００２６】この画像形成装置の第２の転写手段は、前
記中間転写媒体に非固着状態で設けられる弾性層を有
し、前記トナー像の担持面に垂直方向に圧力を加え、担
持面の接線方向へ引き延ばして転写しても良い。

【００２７】さらに本発明は、静電潜像保持体体と、前
記静電潜像保持体表面を帯電させる帯電器と、帯電した
前記感光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、前記ト
ナー像をフィルム化するフィルム化手段と、フィルム化
された前記トナー像にせん断応力をかけながら中間転写
媒体上へ転写する第１の転写手段と、前記中間転写媒体
上の前記トナー像にせん断応力をかけながら記録媒体上
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。

【００２８】この画像形成装置の第１の転写手段と前記
第２の転写手段の少なくとも一方は、前記中間転写媒体
に非固着状態で設けられる弾性層を有し、前記中間転写
媒体の前記トナー像と接する面に垂直方向に圧力を加
え、前記トナー像と接する面の接線方向へ引き延ばして
転写しても良い。

【００２９】さらにこれら全ての画像形成装置のトナー
像が担持される面と前記記録媒体の表面速度が異なって
も良い。

【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させる帯電器と、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、
現像された前記感光体表面の前記トナー像をフィルム化
するフィルム化手段と、フィルム化された前記トナー像
をせん断応力をかけながら中間転写媒体上へ転写する第
１の転写手段と、前記中間転写媒体上にフィルム化され
た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。

【００３１】前記静電潜像保持体の表面速度と前記中間
転写媒体の表面速度が異ならせても良い。

【００３２】前記第１の転写手段は、前記中間転写媒体
に非固着状態で設けられる弾性層を有し、前記中間転写
媒体の前記トナー像の接する面に垂直方向に圧力を加え
ることで、前記トナー像と接する面の接線方向へ引き延
ばして静電潜像保持体表面から中間転写媒体へトナー像
を転写しても良い。

【００３３】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。

【００３４】前記フィルム化手段は、前記キャリア液を
除去し、トナー像を乾燥させる手段とすることができ
る。

【００３５】前記フィルム化手段は、トナー像を、乾燥
時の前記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。

【００３６】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。

【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。

【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１
１３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１１
７、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２μ
ｍ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１０
６、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１０
１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１１
７、トナー像固定手段１１８及びトナー像加熱手段１１
９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１
０１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１０
６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２０〜６０ｋ
ｇｆ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７
０℃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１
０６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ｖ_１は中間転写媒体１０６の表面
速度ｖ_２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１１
３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ｆ_１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ｆ_２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
る。なお、せん断応力を働かせるためにはｖ_１、ｖ_２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、 ｖ_１＞ｖ_２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、ｖ_２／
ｖ_１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１１
０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ｖ_２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ｖ_３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
容易に転写され、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１
０９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ｖ_２／ｖ_１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、ｖ_３／ｖ_２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ｖ_３／ｖ_１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１
１０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と中間転写媒体１
０６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１
１０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１
２０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、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１
２１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、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０．１〜１ｍ
ｍ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１１
３と弾性層１２１、または弾性層１２１と加圧ローラ１
０９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４
０〜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】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１
１０との接する領域に移動して、Ａ４幅換算で６０〜１
００ｋｇｆ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、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１
０１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１
００３と第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１０^１０〜１０ ^１２Ωcm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１０
９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１
１３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１００
７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、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

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 斉藤 三長 神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地 株 式会社東芝研究開発センター内 (72)発明者 細矢 雅弘 神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地 株 式会社東芝研究開発センター内 (72)発明者 真常 泰 神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地 株 式会社東芝研究開発センター内 (72)発明者 大岡 青日 神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地 株 式会社東芝研究開発センター内 Ｆターム(参考） 2H032 AA14 BA01 BA02 BA04 BA07 BA13 BA21 BA23 BA27 CA15 2H074 AA03 AA41 BB41 BB43 CC28 EE09

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【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から前記静電潜
   像保持体表面にトナー像を現像する工程と、現像された
   前記トナー像をフィルム化する工程と、フィルム化され
   た前記トナー像にせん断応力をかけながら記録媒体上へ
   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。
2. 【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から前記静電潜
   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の転写工程と、前記中間転写媒体上の
   前記トナー像をフィルム化する工程と、フィルム化され
   た前記トナー像にせん断応力をかけながら記録媒体上へ
   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。
3. 【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から前記静電潜
   像保持体表面にトナー像を現像する工程と、現像された
   前記潜像保持体表面の前記トナー像をフィルム化する工
   程と、フィルム化された前記トナー像にせん断応力をか
   けながら中間転写媒体上へ転写する工程と、前記中間転
   写媒体上の前記トナー像にせん断応力をかけながら記録
   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。
4. 【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から前記静電潜
   像保持体表面にトナー像を現像する工程と、前記静電潜
   像保持体表面に形成されたトナー像をフィルム化する工
   程と、フィルム化された前記トナー像にせん断応力をか
   けながら中間転写媒体上へ転写する第１の転写工程と、
   前記中間転写媒体上のフィルム化された前記トナー像を
   記録媒体に転写する第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。
5. 【請求項５】静電潜像保持体と、前記静電潜像保持体表
   面を帯電させる帯電器と、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、前記トナー像をフ
   ィルム化するフィルム化手段と、フィルム化された前記
   トナー像にせん断応力をかけながら記録媒体上へ転写す
   る転写手段とからなる事を特徴とする画像形成装置。
6. 【請求項６】静電潜像保持体と、前記静電潜像保持体表
   面を帯電させる帯電器と、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、現像された前記感
   光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、前記中間転写媒体上の前記トナー像を
   フィルム化するフィルム化手段と、フィルム化された前
   記トナー像にせん断応力をかけながら記録媒体上へ転写
   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。
7. 【請求項７】静電潜像保持体体と、前記静電潜像保持体
   表面を帯電させる帯電器と、帯電した前記感光体表面に
   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、前記トナー像をフィルム
   化するフィルム化手段と、フィルム化された前記トナー
   像にせん断応力をかけながら中間転写媒体上へ転写する
   第１の転写手段と、前記中間転写媒体上の前記トナー像
   にせん断応力をかけながら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。
8. 【請求項８】静電潜像保持体と、前記静電潜像保持体表
   面を帯電させる帯電器と、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、現像された前記感
   光体表面の前記トナー像をフィルム化するフィルム化手
   段と、フィルム化された前記トナー像をせん断応力をか
   けながら中間転写媒体上へ転写する第１の転写手段と、
   前記中間転写媒体上にフィルム化されたトナー像を記録
   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。
9. 【請求項９】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ことを特徴
   とする請求項５乃至８のいずれかに記載の画像形成装
   置。
10. 【請求項１０】前記フィルム化手段は、前記キャリア液
    を除去し、トナー像を乾燥させる手段であることを特徴
    とする請求項９記載の画像形成装置。
11. 【請求項１１】前記フィルム化手段は、トナー像を、乾
    燥時の前記トナー粒子のガラス転移点よりも高い温度に
    加熱する手段であることを特徴とする請求項９記載の画
    像形成装置。