JP2007121399A - Fixing device and image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、またはそれらの複合機などの画像形成装置に関する。特にそのうち、帯電、書込み、現像を行って像担持体上にトナー画像を形成し、そのトナー画像を直接または中間転写体を介して間接的に転写して用紙等の画像支持体に画像を記録する電子写真式の画像形成装置に関する。および、そのような画像形成装置などにおいて、トナー画像転写後の未定着トナーを画像支持体上に定着する定着装置に関する。 The present invention relates to an image forming apparatus such as a copying machine, a printer, a facsimile, or a complex machine thereof. In particular, charging, writing, and development are performed to form a toner image on the image carrier, and the toner image is transferred directly or indirectly via an intermediate transfer member to record the image on an image support such as paper. The present invention relates to an electrophotographic image forming apparatus. The present invention also relates to a fixing device that fixes unfixed toner after toner image transfer onto an image support in such an image forming apparatus.
プリンタ、ファクシミリ、複写機などの画像形成装置は、画像情報に基づいて、用紙、布、OHPフィルム等の画像支持体に、文字や記号等を含む画像を記録するものである。このような画像形成装置には、種々の方式のものがあるが、そのうち、電子写真方式の画像形成装置は、普通紙に高精細な画像を高速で記録することができる点から、オフィスで現在広く使用されている。 Image forming apparatuses such as printers, facsimiles, and copiers record images including characters, symbols, and the like on an image support such as paper, cloth, and OHP film based on image information. There are various types of such image forming apparatuses. Among them, electrophotographic image forming apparatuses are currently used in offices because they can record high-definition images on plain paper at high speed. Widely used.
電子写真方式の画像形成装置は、ドラム状やベルト状の像担持体のまわりに帯電装置、書込み装置、現像装置、転写装置、クリーニング装置、除電装置などを配置し、像担持体の回転とともに帯電して後、書込みを行って像担持体表面に静電潜像を形成し、トナーを付着することによりその静電潜像を現像して像担持体上にトナー画像を形成し、そのトナー画像を直接、またはベルト状等の中間転写体を介して間接的に転写して画像支持体に画像を記録する。そして、トナー画像転写後の画像支持体を定着装置に導き、未定着トナーを画像支持体上に定着する一方、画像転写後の像担持体表面をクリーニング装置で清掃するとともに除電し、再度の画像形成に備えていた。 In an electrophotographic image forming apparatus, a charging device, a writing device, a developing device, a transfer device, a cleaning device, a charge eliminating device, and the like are arranged around a drum-shaped or belt-shaped image bearing member, and charged with the rotation of the image bearing member. After that, writing is performed to form an electrostatic latent image on the surface of the image carrier, and the electrostatic latent image is developed by attaching toner to form a toner image on the image carrier. Is transferred directly or indirectly via an intermediate transfer member such as a belt, and an image is recorded on the image support. Then, the image support after the toner image transfer is guided to the fixing device, and the unfixed toner is fixed on the image support. On the other hand, the surface of the image carrier after the image transfer is cleaned with a cleaning device and the charge is removed. Prepared for formation.
この種の電子写真方式の画像形成装置では、定着装置として、定着速度が速く、定着画像品質が良好なことなどから、画像支持体上のトナーを加熱して溶解し、これを加圧することで画像支持体上に定着させる熱定着方式が広く普及している。しかしながら、このような熱定着方式の定着装置を用いる画像形成装置では、トナーを加熱することから多量の電力が消費されており、省エネルギが叫ばれている今日、熱定着方式のものに代えて低消費電力の定着装置の採用が強く望まれている。また、熱定着方式の定着装置には、定着開始までの立ち上げ時間が長いなどの問題もあった。 In this type of electrophotographic image forming apparatus, as a fixing device, the fixing speed is fast and the fixed image quality is good. A thermal fixing method for fixing on an image support is widely used. However, in an image forming apparatus using such a heat fixing type fixing device, a large amount of electric power is consumed because the toner is heated. Adoption of a low power consumption fixing device is strongly desired. Further, the fixing device of the thermal fixing type has a problem that the startup time until the start of fixing is long.
そこで、従来の定着装置の中には、例えば下記の特許文献1に記載されるように、トナーを溶解または半溶解させる軟化材と、その軟化材を分散または溶解する溶媒とからなる定着液を用い、その定着液を噴霧または滴下して画像転写後の画像支持体に付着し、トナーを溶解しまたは半溶解してその後定着液を乾燥させることにより未定着トナーを画像支持体上に定着する方法が提案されている。 Therefore, in a conventional fixing device, for example, as described in Patent Document 1 below, a fixing solution comprising a softening material that dissolves or semi-dissolves toner and a solvent that disperses or dissolves the softening material is used. The fixing solution is sprayed or dropped to adhere to the image support after image transfer, the toner is dissolved or semi-dissolved, and then the fixing solution is dried to fix the unfixed toner on the image support. A method has been proposed.
この方式の定着装置は、熱定着方式の場合のようにトナー加熱処理を必要としないことから、低消費電力で省エネルギ対策に適した定着方式ということができる。しかしながら、この定着方式では、画像支持体に多量の定着液を付与することにより生ずる種々の解決課題があった。 Since this type of fixing device does not require toner heat treatment unlike the case of the thermal fixing method, it can be said to be a fixing method suitable for energy saving measures with low power consumption. However, in this fixing method, there are various problems to be solved by applying a large amount of fixing solution to the image support.
すなわち、1)定着液の溶媒として水が用いられた場合には、この多量の水が画像支持体としての紙の繊維を膨潤させてしまうこととなる。この結果、溶解したトナーが画像支持体の裏面にまで達して画像の裏抜けを生じ、画像品質を劣化させることとなる。また、2)多量の水分の吸収により画像支持体に皺やカールが発生し、画像形成装置としての安定かつ高速な画像支持体搬送を著しく損なうこととなる。さらに、3)この多量の水を乾燥装置を用いて蒸発させて除去しようとすると、上記熱定着方式に匹敵する電力消費を必要とすることとなる。またさらに、4)多量の定着液を使用するために、頻繁に定着液を交換する必要があり、また大容量の定着液タンクを使用すると、定着装置が大型化し、ひいては画像形成装置の小型化を阻害するなどの課題があった。 That is, 1) When water is used as the solvent of the fixing solution, this large amount of water swells the paper fibers as the image support. As a result, the melted toner reaches the back surface of the image support to cause image back-through, which degrades the image quality. 2) Absorption of a large amount of moisture causes wrinkles and curls on the image support, which significantly impairs stable and high-speed image support transport as an image forming apparatus. 3) If this large amount of water is removed by evaporation using a drying device, power consumption comparable to that of the heat fixing method is required. 4) In order to use a large amount of fixing solution, it is necessary to change the fixing solution frequently. If a large-capacity fixing solution tank is used, the size of the fixing device increases, and the size of the image forming apparatus decreases. There were problems such as obstructing.
このため、このような1)ないし4)などの問題を解決すべく、従来の定着方式の中には、例えば下記の特許文献2に記載されるように、インクジェット記録方式を用い、画像支持体上のトナー画像の位置情報、または画像支持体に転写される前の像担持体上のトナー画像の位置情報に基づき、トナー画像にのみ定着液を付与することが提案されている。 For this reason, in order to solve such problems 1) to 4), among the conventional fixing systems, as described in, for example, Patent Document 2 below, an inkjet recording system is used, and an image support is used. It has been proposed to apply the fixing liquid only to the toner image based on the positional information of the upper toner image or the positional information of the toner image on the image carrier before being transferred to the image support.
しかしながら、インクジェット記録方式としてシリアル型のものを採用する場合には、記録ヘッドをシリアルに走査する速度に限界があることから、記録速度が速い中速機や高速機には用いることができない課題があった。また、インクジェット記録方式としてライン型のものを採用する場合には、そのような記録速度の課題は解決されるものの、数多くのノズルのすべての信頼性を維持することが困難であるという課題があった。例えば、いくつかのノズルからの定着液の吐出が不可能となった場合はもちろんのこと、ノズルからの定着液の吐出方向が変動した場合などには、定着液が塗布されない領域が発生するために、その領域のトナーが定着されず、手や衣服などに付着してそれらを汚すこととなる。また、信頼性を確保するために、大型で高価な信頼性維持機構を準備する必要がある。 However, when a serial type is employed as the ink jet recording method, there is a limit to the speed at which the recording head can be scanned serially, and thus there is a problem that cannot be used for medium speed machines and high speed machines with high recording speeds. there were. In addition, when a line type is adopted as the ink jet recording method, such a problem of the recording speed is solved, but there is a problem that it is difficult to maintain all the reliability of many nozzles. It was. For example, when the discharge of the fixing liquid from several nozzles becomes impossible, the area where the fixing liquid is not applied occurs when the discharge direction of the fixing liquid from the nozzles changes. In addition, the toner in that region is not fixed, and it adheres to hands and clothes and stains them. Moreover, in order to ensure reliability, it is necessary to prepare a large and expensive reliability maintenance mechanism.
さらに、インクジェット記録方式を用いて定着液を吐出する場合には、定着液の勢いにより未定着トナー画像に乱れを生ずるおそれがあった。この画像乱れは、定着液がトナーに衝突する際に、その運動エネルギによりトナーを撹拌するために発生し、定着液の運動エネルギ(主に速度)を市販インクジェット記録方式で採用している値より大幅に低減することにより防止することができることが判った。ところが、定着液の運動エネルギを小さくすると、今度は定着液の直進性が損なわれることにつながり、定着液の吐出方向がばらつく原因となることも判った。 Further, when the fixing solution is discharged using the ink jet recording method, there is a possibility that the unfixed toner image may be disturbed by the momentum of the fixing solution. This image disturbance occurs because the toner is agitated by the kinetic energy when the fixing liquid collides with the toner, and the kinetic energy (mainly speed) of the fixing liquid is larger than the value used in the commercial inkjet recording method. It has been found that this can be prevented by a significant reduction. However, it has also been found that if the kinetic energy of the fixing solution is reduced, the straightness of the fixing solution is deteriorated, and the discharge direction of the fixing solution varies.
他方、下記の特許文献3や特許文献4には、定着液を吸収する吸収層を有する塗布ローラを使用した接触型定着液塗布方式が提案されている。この塗布方式では、トナーの有無にかかわらず、画像支持体の全面に定着液を塗布するから、上述したと同様に定着液の消費量が多少多くなるという問題があった。しかしながら、構成が簡単で、定着装置の小型化や低価格化を実現できるだけでなく、全トナーに確実に定着液を塗布することができるなどの大きな利点があった。 On the other hand, the following Patent Document 3 and Patent Document 4 propose a contact-type fixing liquid application method using an application roller having an absorbing layer that absorbs the fixing liquid. In this coating method, the fixing solution is applied to the entire surface of the image support regardless of the presence or absence of toner, so that there is a problem that the consumption of the fixing solution is somewhat increased as described above. However, there is a great advantage in that the configuration is simple and the fixing device can be reduced in size and price, and the fixing solution can be reliably applied to all toners.
ところが、特許文献3や特許文献4で提案されている方式では、定着液を付与したときに以下のような不具合を発生することが判った。
第一には、トナーが定着液で流される結果、画像流れが起こることである。この現象は、ハイライト部や一次色部などのようにトナー量が少ない場所で、定着液の粘度が低い場合に顕著に起きることが判った。
第二には、トナーがローラ側に転写される、いわゆるオフセット現象が起きることである。この現象は、ベタ部や二次色部などのようにトナー量が多い場所で顕著に起きることが判った。
However, it has been found that the methods proposed in Patent Document 3 and Patent Document 4 cause the following problems when the fixing solution is applied.
First, image flow occurs as a result of toner being flushed with fixer. It has been found that this phenomenon occurs remarkably when the viscosity of the fixing solution is low in a place where the amount of toner is small, such as a highlight portion or a primary color portion.
Second, a so-called offset phenomenon occurs in which toner is transferred to the roller side. It has been found that this phenomenon occurs remarkably in places where the amount of toner is large, such as a solid part or a secondary color part.
そこで、この発明の目的は、画像支持体に定着液を付着して画像支持体上の未定着トナー画像を画像支持体に定着する定着装置において、定着時に起きる画像流れを防止するとともに、オフセットを防止することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to prevent an image flow occurring at the time of fixing and to prevent an offset in a fixing device that fixes a non-fixed toner image on an image support to the image support by attaching a fixing liquid to the image support. It is to prevent.
上記目的を達成すべく、この発明の第1の態様では、
ローラ状等の定着液塗布用回転体を用いて用紙等の画像支持体に定着液を塗布してその画像支持体上の未定着トナー画像を定着する定着装置において、
前記定着液塗布用回転体に、例えば多孔質材料を用いて形成した、弾性を有する定着液保持部材と、その定着液保持部材の周囲に設けてその定着液保持部材で保持する定着液を通す開口を分散して有する定着液仕切り部材とを備え、
その定着液仕切り部材を接触して前記定着液塗布用回転体を前記画像支持体に押し当てるように設置するものである。
In order to achieve the above object, according to a first aspect of the present invention,
In a fixing device for fixing a non-fixed toner image on an image support by applying a fixer to an image support such as a sheet using a roller-like fixing solution applying rotator,
For example, an elastic fixing liquid holding member formed using, for example, a porous material and a fixing liquid provided around the fixing liquid holding member and held by the fixing liquid holding member are passed through the rotating body for fixing liquid application. A fixer partition member having openings dispersed therein,
The fixing liquid partition member is brought into contact with the fixing liquid application rotating body so as to press against the image support.
そして、画像支持体上の未定着トナー画像を定着するときは、定着液仕切り部材を接触して画像支持体に押し当て、定着液塗布用回転体を回転することにより定着液保持部材を変形してその定着液保持部材で保持する定着液を定着液仕切り部材の開口を通して滲み出し、画像支持体に対して定着液塗布用回転体を押し当てはじめる部分に定着液溜りを生じて、定着液を、開口間の隔壁の外面にまで付着し、定着液塗布用回転体を用いて画像支持体に塗布する。 When fixing an unfixed toner image on the image support, the fixing liquid partition member is brought into contact with the image support and pressed against the image support, and the fixing liquid application member is rotated to deform the fixing liquid holding member. The fixing liquid retained by the fixing liquid holding member oozes out through the opening of the fixing liquid partition member, and a fixing liquid pool is formed at a portion where the rotating body for fixing liquid application starts to be pressed against the image support. Then, it adheres to the outer surface of the partition between the openings and is applied to the image support using a rotating body for fixing solution application.
上記目的を達成すべく、この発明の第2の態様では、
定着液塗布用回転体を用いて画像支持体に定着液を塗布してその画像支持体上の未定着トナー画像を定着する定着装置において、
前記定着液塗布用回転体を、周面に定着液仕切り部材を設けてその定着液仕切り部材に凹部を分散して有する弾性回転体で構成し、前記定着液仕切り部材を接触して前記画像支持体に押し当てるように設置し、
その定着液塗布用回転体の前記定着液仕切り部材に、例えば多孔質材料を用いて形成した、定着液を付着する定着液付着部材を押し当てるものである。
In order to achieve the above object, in the second aspect of the present invention,
In a fixing device for fixing a non-fixed toner image on an image support by applying a fixer to the image support using a rotating body for fixing solution application,
The fixing liquid applying rotator is constituted by an elastic rotator having a fixing liquid partition member provided on a peripheral surface and having concave portions dispersed in the fixing liquid partition member, and contacting the fixing liquid partition member to support the image. Install it against the body,
For example, a fixing liquid adhering member for adhering the fixing liquid formed by using a porous material is pressed against the fixing liquid partition member of the rotating body for fixing liquid application.
そして、画像支持体上の未定着トナー画像を定着するときは、定着液塗布用回転体の回転とともにそれに押し当てる定着液付着部材の押し当てはじめの部分に定着液溜りを生じて定着液付着部材により定着液塗布用回転体の周面の定着液仕切り部材に定着液を付着し、その定着液仕切り部材を押し当てる画像支持体に塗布する。 Then, when fixing the unfixed toner image on the image support, the fixing liquid adhering member is generated by causing the fixing liquid accumulation to occur in the first part of the fixing liquid adhering member that is pressed against the rotation of the rotating body for fixing liquid application. As a result, the fixing solution is attached to the fixing solution partition member on the peripheral surface of the fixing solution applying rotator, and is applied to the image support to which the fixing solution partition member is pressed.
この発明において、定着液としては、トナーを軟化させる脂肪酸エステルなどの軟化材と、その軟化材を分散または溶解する、水等の溶媒とからなる、好ましくは無臭で、かつ人体に無害な定着液を用いる。これにより、その定着液を付着することにより、軟化材で未定着トナーを溶解または半溶解して、用紙、布、OHPフィルム等の画像支持体上に定着する。 In the present invention, the fixing solution is composed of a softening material such as a fatty acid ester that softens the toner and a solvent such as water that disperses or dissolves the softening material, and is preferably odorless and harmless to the human body. Is used. As a result, by attaching the fixing solution, the unfixed toner is dissolved or semi-dissolved with a softening material and fixed on an image support such as paper, cloth, or OHP film.
定着液仕切り部材は、フィルム材料や、繊維を織ってつくったメッシュクロスなどを用いて形成する。そして、定着液塗布用回転体で保持する定着液を、フィルム材料やメッシュクロスなどよりなる定着液仕切り部材を接触し、定着液塗布用回転体を用いて画像支持体に塗布する。 The fixing liquid partition member is formed by using a film material or a mesh cloth made by weaving fibers. Then, the fixing solution held by the fixing solution applying rotator is applied to the image support using the fixing solution applying rotator in contact with a fixing solution partition member made of a film material or mesh cloth.
定着液仕切り部材は、開口または凹部間の隔壁の外面を粗面化したり、隔壁外面に凹みを形成したりするとよい。そして、粗面化した隔壁の外面に定着液を付着したり、凹みに入れて隔壁の外面に定着液を付着したりする。 The fixing liquid partition member may be formed by roughening the outer surface of the partition wall between the openings or the recesses, or forming a recess in the outer surface of the partition wall. Then, the fixing solution is attached to the outer surface of the roughened partition wall, or the fixing solution is attached to the outer surface of the partition wall in a recess.
上記目的を達成すべく、この発明の第3の態様では、画像形成装置において、上述した第1や第2の態様の定着装置を備えるものである。そして、像担持体上から転写して形成した画像支持体上のトナー画像を、上述した第1や第2の態様の定着装置で定着する。 In order to achieve the above object, according to a third aspect of the present invention, an image forming apparatus includes the fixing device according to the first or second aspect described above. Then, the toner image on the image support formed by transferring from the image carrier is fixed by the fixing device of the first or second aspect described above.
請求項1に記載の発明によれば、定着液保持部材の周囲に設ける定着液仕切り部材に開口を分散して有するので、定着液塗布用回転体を画像支持体に押し当てるとき、開口間の隔壁で仕切って画像流れを防止することができるとともに、開口間の隔壁の外面にまで定着液を付着するので、定着液塗布用回転体を画像支持体に押し当てても、画像支持体上のトナーが定着液仕切り部材にオフセットすることを防止することができる。 According to the first aspect of the present invention, since the openings are dispersed in the fixing liquid partition member provided around the fixing liquid holding member, when the rotating body for fixing liquid application is pressed against the image support, the gap between the openings is reduced. The image can be prevented from flowing by partitioning with a partition wall, and the fixing solution adheres to the outer surface of the partition wall between the openings. Therefore, even if the fixing solution application rotating body is pressed against the image support body, It is possible to prevent the toner from being offset to the fixing liquid partition member.
請求項2に記載の発明によれば、請求項1に記載の発明の効果に加えて、定着液保持部材で定着液を確実に保持し、定着液塗布用回転体を画像支持体に押し当てることにより定着液保持部材を変形してそれで保持する定着液を定着液仕切り部材の開口を通して滲み出すことができる。 According to the second aspect of the present invention, in addition to the effect of the first aspect of the invention, the fixing liquid is securely held by the fixing liquid holding member, and the fixing liquid applying rotator is pressed against the image support. As a result, the fixing liquid holding member can be deformed and the fixing liquid held thereby can ooze out through the opening of the fixing liquid partition member.
請求項3に記載の発明によれば、定着液塗布用回転体の周面の定着液仕切り部材に凹部を分散して有するので、定着液塗布用回転体を画像支持体に押し当てるとき、凹部間の隔壁で仕切って画像流れを防止することができるとともに、凹部間の隔壁の外面にまで定着液を付着するので、定着液塗布用回転体を画像支持体に押し当てても、画像支持体上のトナーが定着液塗布用回転体にオフセットすることを防止することができる。 According to the third aspect of the present invention, since the concave portions are dispersed in the fixing liquid partitioning member on the peripheral surface of the fixing liquid application rotator, the concave portions are pressed when the fixing liquid application rotator is pressed against the image support. It is possible to prevent image flow by partitioning with a partition wall between them, and since the fixing liquid adheres to the outer surface of the partition wall between the recesses, the image support body can be used even if the fixing liquid coating rotating body is pressed against the image support body. It is possible to prevent the upper toner from being offset to the fixing liquid applying rotator.
請求項4に記載の発明によれば、請求項3に記載の発明の効果に加えて、定着液付着部材で定着液を確実に保持し、定着液塗布用回転体の回転とともにそれに押し当てる定着液付着部材との間に定着液溜りを生じて定着液付着部材により定着液塗布用回転体の周面に定着液を付着することができる。 According to the fourth aspect of the invention, in addition to the effect of the third aspect of the invention, the fixing liquid is securely held by the fixing liquid adhesion member, and the fixing liquid is pressed against the rotating body of the fixing liquid application rotating body. A fixing liquid pool is generated between the fixing member and the fixing member, and the fixing solution can be attached to the peripheral surface of the fixing member applying rotator.
請求項5に記載の発明によれば、請求項1ないし4のいずれか1に記載の発明の効果に加えて、定着液塗布用回転体の定着液仕切り部材に開口または凹部を分散して有するので、定着液塗布用回転体を画像支持体に押し当てるとき、開口または凹部間の隔壁で仕切って画像流れを防止することができるとともに、隔壁の外面にまで定着液を付着するので、定着液仕切り部材を画像支持体に押し当てても、画像支持体上のトナーが定着液仕切り部材にオフセットすることを防止することができる。
According to the invention described in
請求項6に記載の発明によれば、請求項1ないし4のいずれか1に記載の発明の効果に加えて、定着液塗布用回転体の定着液仕切り部材に開口または凹部を分散して有するので、定着液塗布用回転体を画像支持体に押し当てるとき、開口または凹部間の隔壁で仕切って画像流れを防止することができるとともに、隔壁の外面にまで定着液を付着するので、定着液仕切り部材を画像支持体に押し当てても、画像支持体上のトナーが定着液仕切り部材にオフセットすることを防止することができる。 According to the invention described in claim 6, in addition to the effect of the invention described in any one of claims 1 to 4, openings or recesses are dispersed in the fixing liquid partition member of the rotating body for fixing liquid application. Therefore, when the fixing liquid application rotator is pressed against the image support, it is possible to prevent image flow by partitioning with the partition between the openings or the recesses, and the fixing liquid adheres to the outer surface of the partition. Even when the partition member is pressed against the image support, the toner on the image support can be prevented from being offset to the fixing liquid partition member.
請求項7に記載の発明によれば、請求項1ないし6のいずれか1に記載の発明の効果に加えて、開口または凹部間の隔壁の外面を粗面化するので、隔壁の外面に付着した定着液を確実に保持することができる。これにより、隔壁の幅を多少大きくしても、オフセットが起きないようにすることができ、隔壁の幅を大きくすることで定着液仕切り部材の加工を容易とすることができる。 According to the invention described in claim 7, in addition to the effect of the invention described in any one of claims 1 to 6, the outer surface of the partition wall between the openings or the recesses is roughened, so that it adheres to the outer surface of the partition wall. The fixed fixer can be reliably held. As a result, even if the width of the partition wall is slightly increased, offset can be prevented, and the fixing liquid partition member can be easily processed by increasing the width of the partition wall.
請求項8に記載の発明によれば、請求項1ないし6のいずれか1に記載の発明の効果に加えて、開口または凹部間の隔壁の外面に凹みを形成するので、凹みに入れて隔壁の外面に付着した定着液を確実に保持することができる。これにより、隔壁の幅を多少大きくしても、オフセットが起きないようにすることができ、隔壁の幅を大きくすることで定着液仕切り部材の加工を容易とすることができる。 According to the invention described in claim 8, in addition to the effect of the invention described in any one of claims 1 to 6, a recess is formed on the outer surface of the partition between the openings or the recesses. It is possible to reliably hold the fixing solution adhering to the outer surface. As a result, even if the width of the partition wall is slightly increased, offset can be prevented, and the fixing liquid partition member can be easily processed by increasing the width of the partition wall.
請求項9に記載の発明によれば、請求項1ないし8のいずれか1に記載の発明の効果に加えて、定着液仕切り部材に開口または凹部を分散して有するので、定着液塗布用回転体を画像支持体に押し当てるとき、開口または凹部間の隔壁で仕切って画像流れを防止することができるとともに、開口または凹部間の隔壁の外面にまで定着液を付着するので、定着液塗布用回転体を画像支持体に押し当てても、画像支持体上のトナーが定着液仕切り部材にオフセットすることを防止することができる。 According to the ninth aspect of the present invention, in addition to the effects of the first aspect of the present invention, the fixing liquid partition member has openings or recesses dispersed therein. When the body is pressed against the image support, the partition between the openings or recesses can be partitioned to prevent the image from flowing, and the fixing solution adheres to the outer surface of the partition between the openings or recesses. Even when the rotating body is pressed against the image support, it is possible to prevent the toner on the image support from being offset to the fixing liquid partition member.
以下、図面を参照しつつ、この発明の実施の最良形態につき説明する。
図1には、複写機、プリンタ、ファクシミリ、またはそれらの複合機などの画像形成装置の要部構成を示す。図示のものは、電子写真方式のタンデム型カラー画像形成装置である。
The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 shows a main configuration of an image forming apparatus such as a copying machine, a printer, a facsimile, or a complex machine thereof. The illustrated one is an electrophotographic tandem color image forming apparatus.
図中符号10は、無端ベルト状の像担持体である中間転写体である。中間転写体10は、図示例では1つの駆動ローラ12と2つの従動ローラ13・14に掛けまわして図中時計まわりに回転走行可能に設ける。もちろん、中間転写体10を掛けまわすローラは、3つに限らず、別途中間転写体10の片寄りを調整するローラなど、4つ以上のローラに掛けまわすようにしてもよい。
中間転写体10のまわりには、駆動ローラ12と従動ローラ13間に張り渡した水平部分上に、中間転写体10の走行方向に沿って順に、ブラック・イエロ・マゼンタ・シアンの4つの作像ステーション15K・15Y・15M・15Cを横に並べて配置し、タンデム作像装置16を構成する。タンデム作像装置16の上には、図示省略するが、さらに露光装置などが設けられている。
Around the
また、中間転写体10の一方の従動ローラ13の左には、二次クリーニング装置17を設ける。また、他方の従動ローラ14の下には、二次転写装置18を備える。二次転写装置18は、図示例では、2つのローラ19間に、無端ベルトである二次転写ベルト20を掛けまわして構成する。この二次転写装置は、図示例のものに代えて、ローラ状のものでもよく、非接触のチャージャを配置してもよい。
A
中間転写体10の下には、中間転写体10と二次転写ベルト20間の二次転写位置22を通過して画像支持体である用紙23を搬送する画像支持体搬送路である用紙搬送路Pを設け、用紙搬送路Pに沿って二次転写位置22の上流にはレジストローラ24を配置し、下流には定着装置25を設置する。
Under the
4つの作像ステーション15K・15Y・15M・15Cは、それぞれ図2に示すような同一の構成をなす。
The four
図中符号30は、ドラム状の像担持体である感光体である。感光体30のまわりには、上方に配置する帯電装置31から図中矢示する回転方向に順に、現像装置32、一次転写装置33、一次クリーニング装置34、除電装置35などを配置する。
Reference numeral 30 in the drawing denotes a photosensitive member which is a drum-shaped image carrier. Around the photosensitive member 30, a developing
ところで、帯電装置31は、帯電ローラを用いる接触帯電方式を採用したが、スコロトロンチャージなどを用いる非接触帯電方式を採用してもよい。現像装置32は、不図示の攪拌部と現像部とで構成し、それぞれには各色現像剤を収納してなる。現像部で現像に寄与しなかった現像剤は、攪拌部に戻されて再利用される。攪拌部のトナー濃度は、トナー濃度センサで検出されて一定になるように制御されている。現像剤を構成するトナーは、それぞれの色に着色された樹脂材料からなる。トナーを構成する樹脂としては、ポリスチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリアクリル樹脂、ポリエステル樹脂などを上げることができる。
The charging
また、一次転写装置33は、図示例では転写ローラ方式を採用し、中間転写体10を挟んで感光体30に押し当てるように配置するが、転写ローラ方式の他に導電性ブラシ形状のものや、非接触のコロナチャージャなどを採用することもできる。一次クリーニング装置34には、クリーニング部材として、ここでは先端を感光体30に押し当てるクリーニングブレード36を用いている。クリーニングブレード36で掻き落とされたトナーは、不図示の回収スクリュやトナーリサイクル装置で現像装置32に回収して再利用することができる。除電装置35としては、例えばランプを用いる。
In the illustrated example, the
そして、感光体30の反時計まわりの回転とともに、感光体30の表面を帯電装置31で一様に帯電し、不図示の露光装置で書込み光L(図1ではLk・Ly・Lm・Lc)を照射してそれぞれ感光体30上に静電潜像を形成して後、現像装置32で各色トナーを付着してその静電潜像を可視像化し、各感光体30上に各色の単色トナー画像を形成する。
Then, as the photoconductor 30 rotates counterclockwise, the surface of the photoconductor 30 is uniformly charged by the charging
各感光体30の回転とともに中間転写体10も同期して回転し、各感光体30上の単色トナー画像をそれぞれ一次転写装置33で順次転写し、中間転写体10上に合成カラー画像を形成する。トナー画像転写後の感光体30は、表面を一次クリーニング装置34で清掃して後、除電装置35で除電して初期化し、再び帯電装置31からはじまる再度の画像形成に備える。
As each photoconductor 30 rotates, the
用紙23は、用紙搬送路Pを通して搬送し、中間転写体10上に形成した合成カラー画像にタイミングを合わせてレジストローラ24で二次転写位置22へと送り込む。そして、二次転写装置18で中間転写体10上の合成カラー画像を用紙23に転写し、二次転写装置18で搬送して定着装置25へと導き、その定着装置25で未定着トナーを用紙23に定着して後、不図示の排紙スタック部へと排出する。
The
一方、画像転写後の中間転写体10は、表面を二次クリーニング装置17で清掃して再度の画像転写に備える。
On the other hand, the
図3には、図1に示すカラー画像形成装置に備える定着装置25の一例の構成を示す。
図中符号40は、定着液塗布用回転体である定着液塗布ローラであり、不図示のスプリングで付勢して用紙搬送路Pを挟んで支持板41に押し当てて所定幅の定着ニップを形成し、用紙搬送路P上にあるその定着ニップを通過する用紙23に押し当てるように設置する。定着装置25には、定着ニップの上流に一対の搬送ローラ42を、下流に一対の排紙ローラ43を設ける。
FIG. 3 shows an exemplary configuration of the fixing
定着液塗布ローラ40には、回転軸44と、その回転軸44のまわりに設ける定着液保持部材45と、その定着液保持部材45の周囲に設ける定着液仕切り部材46とを備える。定着液保持部材45は、弾性を有する多孔質材料よりなり、弾性変形可能なスポンジなどを好適に用いることができる。スポンジとしては、吸水ローラや塗布ローラとして広く使用されているPVAやポリウレタンなどの市販のスポンジ材料から、所望の厚さ、硬度、気孔径、気孔率のものを選択して用いる。
The fixing
そして、その定着液保持部材45で定着液を保持する。定着液は、トナーを溶解または半溶解して軟化させる軟化材と、その軟化材を分散または溶解する溶媒とからなる。無臭で、かつ人体に無害なものであることが好ましく、この点から、軟化材としては、脂肪酸エステル、詳しくは直鎖飽和脂肪酸エステル、脂肪族ニ塩基酸エステル、および脂肪族ニ塩基酸ジアルコキシジアルキルエステルなどを用いることが好ましい。また、溶媒は、環境保護の観点から、水を用いることが好ましく、所定濃度の軟化材を含む定着液の未定着トナーに対する濡れ性や、紙への浸透速度を制御する目的から、界面活性材を添加することも可能である。
Then, the fixing solution is held by the fixing
図4(A)には、定着液仕切り部材46を展開して示す。(B)には、そのA−A線断面の一部を拡大して示す。
In FIG. 4A, the fixing
定着液仕切り部材46は、ステンレスやニッケルなどの金属材料を用い、またポリイミド、ポリエチレンテレフタレートなどの樹脂材料を用い、数十μm程度の厚さを有するフィルム状につくる。図4から判るとおり、定着液仕切り部材46は、開口47を分散して有し、それらの開口47間に隔壁48を形成してなる。開口47は、定着液仕切り部材46が金属材料のときは、エッチングや電鋳加工などであけ、樹脂材料のときは、エッチングやレーザ加工などであける。
The
例えば、50μmほどのポリイミドフィルムよりなる定着液仕切り部材46に、同じ大きさの正方形状の開口47を縦横に整列して設け、開口47間に隔壁48を形成する。開口47の幅は50〜100μmとし、隔壁48の幅は20〜50μmとする。定着液の粘度は、増粘材添加により、50、100、500mPa・sの範囲とする。定着液保持部材45への定着液供給方式としては、特許文献3に記載されるように定着液塗布ローラ40の外部から定着液を供給する方式でもよく、また特許文献4に記載されるように定着液塗布ローラ40の内部から定着液を供給する方式でもよい。
For example, square-shaped
そして、用紙23上の未定着トナー画像50を定着するときは、図3に示すように定着液仕切り部材46を接触して定着液塗布ローラ40を用紙23に押し当て、その定着液塗布ローラ40を一対の搬送ローラ42に同期して回転する。すると、定着液保持部材45を弾性変形してその定着液保持部材45で保持する定着液を定着液仕切り部材46の開口47を通して滲み出すとともに、一対の搬送ローラ42で送り込んだ用紙23を定着ニップに入れる。
When fixing the
この場合、開口47から滲み出た定着液がさほど多くないときには、図5(A)に示す状態から(B)に示すように定着液仕切り部材46を用紙23に押し当てると、用紙23上の開口47に対応する部分にのみ定着液が付着し、定着ニップを通過したとき図5(C)に示すように開口47に対応する用紙23上の部分にのみ未定着トナー画像50が定着され、開口47間の隔壁48には用紙23上の未定着トナー画像50がオフセットされることとなる。
In this case, when the amount of fixing liquid that has oozed out from the
ところが、定着液保持部材45の材質、定着液の粘度、定着液塗布ローラ40の付勢力などを調整すると、図3に示すように用紙23に対して定着液塗布ローラ40を押し当てはじめる部分、すなわち定着ニップの入口部に所望の定着液溜り52を生じる。これにより、図6(A)に示すように定着液53を開口47間の隔壁48の外面にまで付着し、定着液塗布ローラ40の回転とともにそのまわりに付着する定着液を図6(B)に示すように用紙23に塗布し、定着ニップを通過したとき図6(C)に示すように未定着トナー画像50が用紙23に定着され、図3に示すように用紙23上の未定着トナー画像50を定着トナー画像54のごとく用紙23上に定着する。
However, when the material of the fixing
なお、この場合、未定着トナー画像50のトナー層が、仮に図示するように2層であり、用紙23に1層分の定着液しか付与されなかったとすると、定着液はトナー層の半分にしか浸透しないため、図6(D)に示すように1層分のトナーが隔壁48にオフセットされることとなる。
In this case, if the toner layer of the
以上のようにすると、定着液保持部材45の周囲に設ける定着液仕切り部材46に開口47を分散して有するので、定着液塗布ローラ40を用紙23に押し当てるとき、開口47間の隔壁48で仕切って定着液の流動を制限し、定着液の広い粘度が低い場合にも定着液の流れを規制して画像流れを防止することができる。また、図6(A)に示すように開口47間の隔壁48の外面にまで定着液53を十分に付着するので、定着液塗布ローラ40を用紙23に押し当てても、用紙23上のトナーが定着液仕切り部材46にオフセットすることを防止することができる。
As described above, since the
図7には、図1に示すカラー画像形成装置に備える定着装置25の他例の構成を示す。
この例では、定着液塗布用回転体である定着液塗布ローラ40を、回転軸44と、その回転軸44まわりに設ける弾性層56と、その弾性層56の周囲に設ける定着液仕切り部材46とでつくり、周面に定着液仕切り部材46を設ける弾性回転体で構成する。
FIG. 7 shows a configuration of another example of the fixing
In this example, a fixing
ここで、弾性層56としては、硬度の小さいシリコンゴムなどを好適に用いることができる。また、定着液仕切り部材46としては、上述した例と同様に厚さ方向に貫通した開口を分散して設けてもよいが、この例では、図8に示すようにハーフエッチングなどにより厚さ方向に凹部57を、隔壁58で隔てて分散して有する構成とする。
Here, as the
そして、定着液塗布ローラ40の定着液仕切り部材46に、外側から定着液を塗布するローラ状の定着液付着部材60を押し当て、定着液仕切り部材46に対してカウンタ方向に回転するように設ける。定着液付着部材60は、多孔質材料を用いて形成する。例えば、回転軸62のまわりに多孔質部材63を設けて構成する。多孔質部材63を構成する多孔質材料としては、前例と同様に弾性変形可能なスポンジなどが好適であり、PVAやポリウレタンなどの市販のスポンジ材料から、所望の厚さ、硬度、気孔径、気孔率のものを選択して用いる。
Then, a roller-like fixing
このとき、定着液付着部材60の多孔質部材63の材質、定着液の粘度、定着液塗布ローラ40の付勢力、定着液付着部材60の回転数などを調整することにより、図7に示すように定着液塗布ローラ40に対して定着液付着部材60を押し当てはじめる部分に所望の定着液溜り61を生じる。
At this time, by adjusting the material of the
そして、用紙23上の未定着トナー画像50を定着するときは、図7に示すように定着液仕切り部材46を接触して支持板41上で用紙23に押し当て、弾性層41を弾性変形して定着ニップを形成するとともに、一対の搬送ローラ42に同期して定着液塗布ローラ40を回転する。同時に、定着液付着部材60も定着液塗布ローラ40に対してカウンタ方向に回転して定着液付着部材60により定着液塗布ローラ40の周面の定着液仕切り部材46に定着液を付着し、凹部57間の隔壁58の外面にまで定着液を付着する。そして、定着ニップに送り込んだ用紙23に定着液塗布ローラ40のまわりに付着する定着液を塗布し、用紙23上の未定着トナー画像50を定着トナー画像54のごとく用紙23上に定着する。
Then, when fixing the
これにより、定着液塗布ローラ40の周面の定着液仕切り部材46に凹部57を分散して有するので、定着液塗布ローラ40を用紙23に押し当てるとき、凹部57間の隔壁58で仕切って定着液の流動を制限し、画像流れを防止することができる。また、凹部57間の隔壁58の外面にまで定着液を付着するので、定着液塗布ローラ40を用紙23に押し当てても、用紙23上のトナーが定着液塗布ローラ40にオフセットすることを防止することができる。
As a result, since the
なお、定着液付着部材60には、定着液を滴下したり、定着液を溜めたタンク内に浸漬したりして外部から定着液を供給する。
The fixing
ところで、開口47や凹部57の幅が所定値以上では、それらの開口47や凹部57中で定着液の流動が起こり、画像流れが発生する。また、開口47の幅と隔壁48の幅との比、および凹部57の幅と隔壁58の幅との比によっては、オフセットを発生することとなる。すなわち、[開口幅または凹部幅]>[隔壁幅]でオフセットが生じにくくなり、反対に[開口幅または凹部幅]<[隔壁幅]でオフセットが生じやすくなる。しかしながら、定着液仕切り部材46を加工する上では、隔壁48・58の幅が大きい方が有利である。
By the way, when the widths of the
いま、サンドブラスト法を用い、図9(A)に示すように定着液仕切り部材46の表面を粗面化する。すると、開口47または凹部57間の隔壁48・58外面を粗面化して、隔壁48・58の外面に付着した定着液を確実に保持することができる。これにより、隔壁48・58の幅を多少大きくしても、オフセットが起きないようにすることができ、また隔壁48・58の幅を大きくすることで定着液仕切り部材46の加工を容易とすることができる。
Now, the surface of the fixing
図9(B)に示す例では、定着液仕切り部材46の開口47または凹部57間の隔壁48・58外面に、例えば図示するような溝状の凹み65を形成する。このようにすると、凹み65に入れて隔壁48・58の外面に付着した定着液を確実に保持することができる。これにより、同様に隔壁48・58の幅を多少大きくしても、オフセットが起きないようにすることができ、また隔壁48・58の幅を大きくすることで定着液仕切り部材46の加工を容易とすることができる。
In the example shown in FIG. 9B, a groove-
図10(A)には定着液仕切り部材46の他例を展開して示し、(B)にはそのB−B断面を示す。
FIG. 10A shows an expanded example of the fixing
上述した例では、フィルム状の金属材料や樹脂材料を用い、エッチングや電鋳やレーザ加工で開口47や凹部57を設けて定着液仕切り部材46を形成した。しかし、定着液仕切り部材46は、例えば図10に示すように、スクリーン印刷で用いたり、フィルタ用などとして使用したりされているメッシュクロスを用いて形成することもできる。メッシュクロスは、樹脂や金属の繊維をインチあたり500本程度の高密度に織ってつくる。
In the above-described example, the fixing
このような定着液仕切り部材46を使用すると、開口47を小さくつくることができる利点があるとともに、用紙23に対する密着性が向上するので、定着液塗布ローラ40を用紙23に押し当てる荷重を比較的低く押さえることができる利点もある。
The use of such a fixing
23 用紙(画像支持体)
25 定着装置
40 定着液塗布ローラ(定着液塗布用回転体)
41 支持板
45 定着液保持部材
46 定着液仕切り部材
47 開口
48 開口間の隔壁
50 未定着トナー画像
52 定着液溜り
54 定着トナー画像
56 弾性層
57 凹部
58 凹部間の隔壁
60 定着液付着部材
61 定着液溜り
63 多孔質部材
65 凹み
23 Paper (image support)
25
41
Claims (9)
前記定着液塗布用回転体に、弾性を有する定着液保持部材と、その定着液保持部材の周囲に設けてその定着液保持部材で保持する定着液を通す開口を分散して有する定着液仕切り部材とを備え、
その定着液仕切り部材を接触して前記定着液塗布用回転体を前記画像支持体に押し当てるように設置することを特徴とする、定着装置。 In a fixing device for fixing a non-fixed toner image on an image support by applying a fixer to the image support using a rotating body for fixing solution application,
A fixing liquid partitioning member having a fixing liquid holding member having elasticity and an opening provided around the fixing liquid holding member and through which the fixing liquid held by the fixing liquid holding member is dispersed in the rotating body for fixing liquid application. And
A fixing device, wherein the fixing device is installed so as to contact the fixing solution partition member and press the fixing solution applying rotating body against the image support.
前記定着液塗布用回転体を、周面に定着液仕切り部材を設けてその定着液仕切り部材に凹部を分散して有する弾性回転体で構成し、前記定着液仕切り部材を接触して前記画像支持体に押し当てるように設置し、
その定着液塗布用回転体の前記定着液仕切り部材に、定着液を付着する定着液付着部材を押し当てることを特徴とする、定着装置。 In a fixing device for fixing a non-fixed toner image on an image support by applying a fixer to the image support using a rotating body for fixing solution application,
The fixing liquid applying rotator is constituted by an elastic rotator having a fixing liquid partition member provided on a peripheral surface and having concave portions dispersed in the fixing liquid partition member, and contacting the fixing liquid partition member to support the image. Install it against the body,
A fixing device, wherein a fixing liquid adhesion member for adhering a fixing liquid is pressed against the fixing liquid partition member of the rotating body for fixing liquid application.
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