JP2007193023A - 湿式定着装置および画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】湿式定着装置において、トナー画像を乱すことなく、かつ、トナー画像に対して良好に定着液を付与するための理想的な構成は実現されていない。
【解決手段】用紙Ｐを横切るように、かつ、水平方向に対して所定の傾斜を有して延びる定着液の作用流路１６を設ける。作用流路１６には、流路の長さ方向に延びるスリット１８が形成されている。タンク１１に溜められた定着液２２は、超音波振動子２０で霧状の霧化定着液２３とされ、送風ファン２１で作用流路１６へ送り出される。作用流路１６内を流れるとき、霧化定着液２３はスリット１８から漏れ出し、下方に対向する用紙Ｐの上面（トナー画像）に付着する。
【効果】トナー画像に対して、満遍なくほぼ均等に定着液を付与することができ、その際、トナー画像を乱す虞れはない。
【選択図】図２

Description

この発明は、定着液を用いてトナー画像を定着する湿式定着装置および当該湿式定着装置が備えられた画像形成装置に関する。

記録材上に転写されたトナー画像を定着させる方式としては、一般に、トナー画像を加熱および加圧することにより定着させる熱定着方式が主流であるが、定着液を用いてトナー画像を定着させる湿式定着方式も提案されている（たとえば特許文献１、特許文献２参照）。
湿式定着方式とは、トナー画像に定着液を付与することにより、トナーに粘着力を生じさせ、その粘着力を用いてトナー画像を記録材上に定着させる方式である。湿式定着方式では、トナー自体は、従来の熱定着方式のトナーと同じものが用いられるが、定着液として、特許文献１に開示されているような有機化合物を含む定着剤が用いられる。
特許第３２９０５１３号公報 特開２００４−３３３８６６号公報

湿式定着方式で用いられる定着液は、上述のように有機化合物を含んでいるから、トナー画像の定着に寄与せずに余った定着液は、極力回収して再利用したいという要望がある。
また、定着液をトナー画像に付与する際に、トナー画像を乱すことなく、かつ、トナー画像に対して良好に付与するための構成が望まれるが、かかる定着液付与のための理想的な構成は未だ実現されていない。

この発明は、かかる背景のもとになされたもので、定着液を良好にトナー画像に付与することのできる湿式定着装置を提供することを主たる目的とする。
この発明は、また、トナー画像に定着液を付与するにあたり、トナー画像に付与されなかった余剰定着液を回収でき、再利用可能な湿式定着装置を提供することを他の目的とする。

さらにこの発明は、改良された湿式定着装置を具備する電子写真方式の画像形成装置を提供することをさらに他の目的とする。

請求項１記載の発明は、トナー画像に定着液を付与することにより、トナーに粘着力を生じさせ、その粘着力を用いてトナー画像を記録材上に定着させる湿式定着装置であって、前記記録材上を横切るように、かつ、水平方向に対して所定の傾斜を有して延びる定着液の流路と、前記流路内を霧状にした霧化定着液を流通させる手段と、前記流路の長さ方向に形成され、かつ、前記記録材上のトナー画像と対向するように設けられ、霧化定着液が漏れ出すことのできるスリットと、を有することを特徴とする、湿式定着装置である。

請求項２記載の発明は、前記流路一端には、定着液を溜めるためのタンクと、タンク内の定着液を霧状にするための手段と、霧化定着液を前記流路へ送るためのファンとが設けられ、前記流路の他端には、霧化定着液を前記タンクに回収するための回収路が連設されていることを特徴とする、請求項１記載の湿式定着装置である。
請求項３記載の発明は、前記流路に形成されたスリットは、スリットの両側辺が流路内側に折り曲げられて形成された樋を有していることを特徴とする、請求項１または２記載の湿式定着装置である。

請求項４記載の発明は、電子写真方式によりトナー画像を形成するための画像形成機構と、前記画像形成機構により形成されたトナー画像を定着させるための請求項１〜３のいずれかに記載の湿式定着装置とを具備することを特徴とする画像形成装置である。

請求項１記載の発明によれば、流路内を、霧状にされた霧化定着液が流通され、霧化定着液は、流通時にスリットから流路外へ漏れ出す。スリットには、記録材上に転写されたトナー画像が対向しており、トナー画像に対して霧化定着液を付与することができる。換言すれば、定着液の霧に対して記録材の上面（トナー画像が転写された面）を晒すことにより、記録材の上面およびそこに転写されたトナー画像に霧化定着液が付着して、トナー画像に定着液が均等に付与される。定着液の付与量は、スリットの幅、定着液の霧の濃度およびその定着液の霧に記録材上面が晒される時間により制御できる。

この発明によれば、霧状の霧化定着液により、トナー画像を構成するトナーに対して、満遍なくほぼ均等に定着液を付与することができる。また、定着液を付与する際に、トナー画像を乱す虞れもない。
請求項２記載の発明では、タンクに溜められた定着液を、霧化手段、たとえば超音波振動子を用いて霧状にし、タンク内から流路へと浮遊させることができる。そして霧状に浮遊する定着液は、ファンによって所定の速度でゆっくりと流路を流通する。

そして、流路を通過する際に流路の内周面に付着して、霧状から水滴状に変化した定着液は、流路が水平方向に対して傾斜しているから、流路内壁を伝って、流路の端部へ集まる。そして回収路等を介して、霧状から液状に戻った定着液を回収することができる。
流路内で、スリットから漏れ出さずに、流路内壁に付着した霧化定着液は、流路内壁で液状になり、流路内壁を伝ってスリットから下方へと滴下する虞れがある。そこで、請求項３記載の発明のように、スリットの両側辺を折り曲げて樋を形成することにより、液化した定着液は、樋で受け止められ、流路沿いに流路の端部へと流れて、スリットから滴下することはない。

従って、スリットに対向したトナー画像上に定着液の滴が落下し、トナー画像が乱されることはない。
請求項４記載の発明では、請求項１〜３のいずれかに記載の湿式定着装置が採用されているから、電子写真方式により形成されたトナー画像を定着するにあたり、従来の加熱定着方式のように、定着装置の立ち上がりを待つ必要がなく、トナー画像の定着のための待機時間を短くして、定着動作が迅速に行える画像形成装置を提供することができる。

以下には、図面を参照して、この発明の実施形態について具体的に説明をする。
図１は、この発明の一実施形態に係る画像形成装置の要部構成を示す概略図である。画像形成装置、たとえば複写機、プリンタ、ファクシミリ装置等は、電子写真方式によりトナー画像を形成するための画像形成機構２と、画像形成機構２により形成されたトナー画像を定着するための湿式定着装置３とを備えている。

画像形成機構２は、感光体ドラム４を有し、感光体ドラム４の周囲には、感光体ドラム４の表面を帯電させるための帯電チャージャ５、帯電チャージャ５で帯電された感光体４の表面を、作成する画像に対応して露光するための露光装置６、露光により感光体ドラム４表面に形成された静電潜像をトナーで現像するための現像装置７、現像されたトナー画像を用紙（記録材）に転写するための転写ローラ８、および、トナー画像が転写された後の感光体ドラム４表面に残留する残留トナーを除去するためのクリーナー９が、感光体ドラム４の回転方向（矢印１０で示す方向）に沿って順に配置されている。

用紙Ｐは、図１において水平な左向き矢印で示すラインに沿って搬送され、感光体ドラム４と転写ローラ８との間を通る際に、用紙Ｐの表面（上面）にトナー画像が転写される。
そして、トナー画像が転写された用紙は、湿式定着装置３へ与えられ、湿式定着装置３において、トナー画像に定着液が付与され、それによってトナーに粘着力が生じ、その粘着力によってトナー画像は用紙Ｐ上に定着される。

図２は、湿式定着装置３の構成を示す図解図で、用紙Ｐの搬送方向に直交する方向の断面図である。
図２を参照して、湿式定着装置３は、定着液が溜められるタンク１１と、その一端がタンク１１に連通され、搬送される用紙Ｐの上面を横切るように延びる定着液流路１２と、定着液流路１２の他端側に取り付けられた回収用バッファ１３と、回収用バッファ１３とタンク１１とを連通する回収液循環路１４とを含んでいる。

定着液流路１２は、タンク１１から上方へ向かって立ち上がった前誘導路１５と、一端が前誘導路１５に連通し、用紙Ｐ上を横切るように、かつ、水平方向に対して所定の傾斜を有するように、具体的には、図２において、前誘導路１５に連通した右側が高く、左側にいくに従って低くなるように傾斜がつけられて直線状に延びる作用流路１６と、作用流路１６の他端に連通され、下方へ延びて回収用バッファ１３とつながっている後誘導路１７とを含んでいる。

そして、作用流路１６には、搬送される用紙Ｐの最大幅に対応させて、流路下面に、流路の長さ方向に延びるスリット１８が形成されている。スリット１８の下方において、用紙Ｐは、水平方向に延びる搬送ガイド１９に案内されながら、図２において紙面に直交方向に搬送される。
タンク１１内には、超音波振動子２０が設けられ、また、タンク１１内の気体を前誘導路１５から作用流路１６へと送るための送風ファン２１が設けられている。

タンク１１に溜められた定着液２２（図２においてグレーで示されている）は、超音波振動子２０により霧状にされ、上方へ立ちのぼる。霧状にされた霧化定着液２３（図２において細かなドットで表わされている）は、送風ファン２１が回転することにより、前誘導路１５内を矢印２４で示すように送られ、次いで作用流路１６内をゆっくりと後誘導路１７側へと流れる。そして、作用流路１６内を流れるとき、作用流路１６に形成されたスリット１８から下方へと霧化定着液２３は漏れ出し、漏れ出した霧化定着液は用紙Ｐの上面に付着する。

スリット１８から漏れ出す霧化定着液の漏れ出し量は、スリット１８の幅が一定の場合、超音波振動子２０の駆動および送風ファン２１の風量を調整することにより制御することができる。
また、用紙Ｐの搬送速度を調整することにより、漏れ出した霧化定着液が用紙Ｐの上面に付着する量を制御することができる。従って、用紙Ｐの上面に転写されたトナー画像に対して、適量の定着液を付与することができる。

スリット１８から漏れ出さなかった霧化定着液は、後誘導路１７から回収用バッファ１３へと流れ、回収用バッファ１３の内壁等に付着することにより、液化して、回収用バッファ１３の底に溜まる。そして溜まった定着液２２は、回収液循環路１４を通ってタンク１１へと戻る。従ってタンク１１において、定着液は再利用される。
図３は、図２のＡ−Ａに沿う切断面端面図であり、作用流路１６の断面形状を表わしている。

作用流路１６は、断面円形をしており、その最下方にスリット１８が形成されている。スリット１８は、作用流路１６の長さ方向に延びる間隙で、作用流路１６内を通過する霧化定着液２３が下方へ漏れ出すことのできる隙間である。
スリット１８の両側辺には樋２５が形成されている。樋２５は、作用流路１６内を通過する霧化定着液２３が、作用流路１６の内壁に付着し、液化して滴となって作用流路１６の内壁に沿って流れ落ちた際に、スリット１８から下方へ滴下しないように、滴下した定着液を溜めるためのものである。樋２５は、スリット１８の両側辺が、作用流路１６の内側へ折り曲げられることによって形成されている。

樋２５により、スリット１８から定着液の滴が下方へ滴り落ちず、用紙Ｐに転写されたトナー画像が滴下する定着液で乱されるといった不具合を防止することができる。
図４は、この発明の他の実施形態に係る湿式定着装置の構成概要図で、図２と同様に、用紙Ｐの搬送方向に直交方向の断面が示されている。図４において、図２と同一の構成要素については、同一の番号が付されている。

図４に示す湿式定着装置３の特徴は、作用流路１６が、一端から他端に向かって直線状に、水平方向に対して傾斜しているのではなく、作用流路１６の長さ方向中央部が最も高く、左右両側に向かって作用流路１６が緩く下り傾斜をしていることである。
このような構成にした場合、作用流路１６の内壁に付着して霧状から液状になった定着液は、作用流路１６内を左右両側へ流れ、タンク１１および回収用バッファ１３へと回収される。

その余の構成、たとえば作用流路１６のスリット１８には、樋２５が設けられていること等は、図２に示す湿式定着装置の構成と同様である。
上記各実施形態の説明では、記録材としての用紙Ｐにトナー画像が転写され、その転写されたトナー画像に霧状の定着液が付与される構成を説明したが、記録材（用紙）へのトナー画像の転写が、感光体ドラムから直接なされず、感光体ドラムから一旦中間転写体としての転写ベルトにトナー画像が転写され、そのトナー画像がさらに記録材としての用紙に転写される構成の場合において、転写ベルトに転写されたトナー画像に対して霧状の霧化定着液が付与される構成としてもよい。定着液が付与されたトナーは、定着液により溶解または膨潤されて、弾力性のあるガム状になり、粘着力を生じる。粘着力を生じている間に、転写ベルトから記録材である用紙に上記のガム状のトナーを転写させる。そして用紙上に転写されたガム状トナーは、定着液が蒸発（気化）することにより固まり、用紙上に定着固定される。

上述の湿式定着装置では、タンク１１側に送風ファン２１を設けた例を説明したが、送風ファン２１を省略し、回収用バッファ１３の側に、吸引ファンを設けた構成であってもよい。
この発明は、以上説明した実施形態に限定されるものではなく、請求項記載の範囲内において種々の変更が可能である。

この発明の一実施形態に係る画像形成装置の要部構成を示す概略図である。 湿式定着装置３の構成を示す図解図で、用紙Ｐの搬送方向に直交する方向の断面図である。 図２のＡ−Ａに沿う切断面端面図であり、作用流路１６の断面形状を表わす図である。 この発明の他の実施形態に係る湿式定着装置の構成概略図である。

符号の説明

２ 画像形成機構
３ 湿式定着装置
１１ タンク
１２ 定着液流路
１３ 回収用バッファ
１４ 回収液循環路
１６ 作用流路
１８ スリット
２０ 超音波振動子
２１ 送風ファン
２２ 定着液
２３ 霧化定着液
２５ 樋

Claims (4)

1. トナー画像に定着液を付与することにより、トナーに粘着力を生じさせ、その粘着力を用いてトナー画像を記録材上に定着させる湿式定着装置であって、
   前記記録材上を横切るように、かつ、水平方向に対して所定の傾斜を有して延びる定着液の流路と、
   前記流路内を霧状にした霧化定着液を流通させる手段と、
   前記流路の長さ方向に形成され、かつ、前記記録材上のトナー画像と対向するように設けられ、霧化定着液が漏れ出すことのできるスリットと、
   を有することを特徴とする、湿式定着装置。
2. 前記流路一端には、定着液を溜めるためのタンクと、
   タンク内の定着液を霧状にするための手段と、
   霧化定着液を前記流路へ送るためのファンとが設けられ、
   前記流路の他端には、霧化定着液を前記タンクに回収するための回収路が連設されていることを特徴とする、請求項１記載の湿式定着装置。
3. 前記流路に形成されたスリットは、スリットの両側辺が流路内側に折り曲げられて形成された樋を有していることを特徴とする、請求項１または２記載の湿式定着装置。
4. 電子写真方式によりトナー画像を形成するための画像形成機構と、
   前記画像形成機構により形成されたトナー画像を定着させるための請求項１〜３のいずれかに記載の湿式定着装置とを具備することを特徴とする画像形成装置。

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