JP2007199399A - 湿式定着装置およびそれを備えた画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】用紙に余分な定着液が与えられることを防ぎ、用紙にシワや曲がりが生じることを防止することができる湿式定着装置およびそれを備えた画像形成装置を提供する。
【解決手段】プリンタは、トナー画像Ｔを形成するための複数の画像形成機構と、定着液を用いてトナー画像Ｔを定着させるための湿式定着装置６とを備える。湿式定着装置６は、画像形成機構から転写されたトナー画像Ｔを担持する担持ベルト１３と、担持ベルト１３の外周面１４および担持ベルト１３上のトナー画像Ｔに定着液を付与するための定着液噴出ヘッド１７と、担持ベルト１３から転写されたトナー画像Ｔを担持し、そのトナー画像Ｔを用紙２に転写するための担持ローラ１５とを含む。担持ローラ１５の外周面１６には、撥液処理が施されて、定着液が付与されたトナー画像Ｔのみが転写されるようになっている。
【選択図】図２

Description

この発明は、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およびそれを備えた画像形成装置に関する。

プリンタ等の画像形成装置として、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用紙等の記録材上に定着させる湿式定着装置を備えるものが提案されている。
このような湿式定着装置には、例えば特許文献１記載のように、中間転写ベルトと、中間転写ベルトに定着液を付与する定着液付与ローラとを備えるものがある。

中間転写ベルトは、無端状であり、その外周面にトナー画像が転写される。定着液付与ローラは、その周面が中間転写ベルトの外周面と近接して対向しており、定着液付与ローラの周面に付着した定着液が中間転写ベルトの外周面に付与される。
また、中間転写ベルトの外周面には撥液処理が施されており、定着液付与ローラからの定着液は、中間転写ベルトの表面ではじかれて、中間転写ベルト上のトナー画像にのみ付与されるようになっている。これにより、中間転写ベルトの外周面において、トナー画像が転写されている部分以外に付与され、付着した定着液が、中間転写ベルトから用紙に与えられて用紙にシワや曲がりが生じることを防止している。
特開２００４−１０９７４７号公報

しかしながら、特許文献１記載の湿式定着装置では、中間転写ベルトの外周面に定着液がわずかながら付着する場合がある。この付着した定着液は、中間転写ベルトの外周面上で集まって次第に大きな液滴となってしまう。そして、この液滴は、中間転写ベルトから用紙にトナー画像を転写する際に用紙に移り、用紙に大きな濡れを生じさせる。そして、この濡れは、乾くと用紙のシワや曲がりの原因となる。

この発明は、かかる背景のもとでなされたもので、用紙に余分な定着液が与えられることを防ぎ、用紙にシワや曲がりが生じることを防止することができる湿式定着装置およびそれを備えた画像形成装置を提供することを目的とする。
この発明は、また、定着液が付与されたトナー画像だけを用紙に転写させることができる湿式定着装置およびそれを備えた画像形成装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するための請求項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において、トナー画像（Ｔ）が転写される第１の被転写面（１４）を有する第１の像担持体（１３）と、上記第１の像担持体の第１の被転写面に定着液を付与するための定着液付与手段（１７）と、第１の被転写面と接する第２の被転写面（１６）を有し、上記第１の被転写面から第２の被転写面に転写されたトナー画像を記録材（２）に転写するための第２の像担持体（１５）とを備え、上記第２の被転写面は撥液性を有することを特徴とする湿式定着装置（６）である。

なお、括弧内の英数字は、後述の実施形態における対応構成要素等を表す。以下、この項において同じ。
この構成によれば、第１の像担持体の第１の被転写面にトナー画像が転写され、定着液付与手段によって、第１の被転写面および第１の被転写面に転写されたトナー画像に定着液が付与される。さらに、第１の被転写面上のトナー画像は、第２の像担持体の第２の被転写面に転写される。ここで、第２の被転写面には撥液処理が施されているので、トナー画像以外の第１の被転写面上に付与された定着液は、第１の像担持体から第２の像担持体に移らず、定着液が付与されたトナー画像のみが第２の被転写面に転写される。そして、定着液が付与されたトナー画像は用紙等の記録材に転写される。このように、第２の像担持体は、定着液が付与されたトナー画像のみを担持しており、余分な定着液を担持していない。よって、余分な定着液が記録材に与えられず、用紙のシワや曲がりの原因がなくなる。

請求項２記載の発明は、上記第１の像担持体は、複数の支持ローラ(１８)に張架された無端状のベルト（１３）であり、その外周面（１４）が上記第１の被転写面である請求項１記載の湿式定着装置である。
この構成によれば、複数の支持ローラに張架された無端状のベルトの外周面にトナー画像が転写され、ベルトの外周面に定着液が付与される。また、支持ローラの配置によって、ベルトの形状を容易に変更することができる。

請求項３記載の発明は、上記第２の像担持体は、ローラ（１５）であり、その外周面（１６）が上記第２の被転写面である請求項１または２記載の湿式定着装置である。
この構成によれば、ローラの外周面に撥水処理が施されており、第１の被転写面からローラの外周面にトナー画像が転写される。また、ローラであるので、湿式定着装置の構造を単純化できる。

請求項４記載の発明は、上記定着液付与手段は、上記第１の被転写面に定着液を噴出して付与する定着液噴出ヘッド（１７）を含むことを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の湿式定着装置である。
この構成によれば、定着液噴出ヘッドから第１の被転写面に定着液が供給される。これにより、第１の被転写面に定着液を十分に付与することができる。

請求項５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(３０〜３３)と、上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１〜４の何れか１項に記載の湿式定着装置とを備える、画像形成装置（１）である。
この構成によれば、上記湿式定着装置を用いることにより、用紙のシワや曲がりを防止して、良好な画像品質を得ることができる。

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する。
図１は、本発明の一実施形態における湿式定着装置６を備えた画像形成装置としてのプリンタ１の概略構成を示めす図解的な断面図である。また、図２は、図１における湿式定着装置６の一部を概略的に示す拡大断面図である。
図１および図２を参照して、プリンタ１は、記録材としての用紙２が収容されたカセット３と、カセット３内の用紙２が搬送される用紙搬送路４と、用紙搬送路４に沿って設けられ、画像が印刷された用紙２を機外に排出するための排出ローラ対５とを備える。

また、プリンタ１は、画像データに基づくトナー画像Ｔを形成するための複数（本実施の形態では４つ）の画像形成機構３０〜３３と、画像形成機構３０〜３３によって形成されたトナー画像Ｔに定着液を付与して、用紙２に定着させるための湿式定着装置６とを備える。
複数の画像形成機構３０〜３３は、それぞれ異なる色のトナー画像Ｔを形成するためのものであり、具体的には、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのそれぞれの色に対応するトナー画像Ｔを形成することができる。また、画像形成機構３０〜３３は、それぞれ感光体ドラム７を有し、各感光体ドラム７の周囲には、感光体ドラム７の周面を帯電させるための帯電装置８、帯電された感光体ドラム７の周面を露光して静電潜像を形成するための露光装置９、静電潜像をトナーＴで顕在化するための現像装置１０、感光体ドラム７を除電するための除電装置１１および感光体ドラム７の周面に残留する残留トナーＴを除去するためのクリーニング装置１２が配置されている。

また、湿式定着装置６は、画像形成機構３０〜３３から転写されたトナー画像Ｔを担持するための無端状の担持ベルト１３と、担持ベルト１３から転写されたトナー画像Ｔを担持するための担持ローラ１５と、担持ベルト１３の外周面１４に定着液を噴出して付与するための定着液噴出ヘッド１７とを含む。担持ローラ１５および定着液噴出ヘッド１７は、担持ベルト１３の外周側に配置されている。

担持ベルト１３は、複数の支持ローラ１８によって張架されており、図示しない駆動源によって回転駆動されるようになっている。また、複数の画像形成機構３０〜３３に備えられた感光体ドラム７は、それぞれ担持ベルト１３の外周面１４に沿って配置されており、各感光体ドラム７の周面と担持ベルト１３の外周面１４とが接するようにされている。これにより、各感光体ドラム７の周面に形成されたトナー画像Ｔを担持ベルト１３の外周面１４に転写することができる。担持ベルト１３の外周面１４には、各感光体ドラム７の周面に形成されたトナー画像Ｔがそれぞれ重ね合わされて転写される。これにより、担持ベルト１３の外周面１４には、フルカラーのトナー画像Ｔが形成される。

定着液噴出ヘッド１７は、担持ベルト１３から所定距離をあけて配置されており、図示しない定着液供給源から送られる定着液を担持ベルト１３の外周面１４に向けて噴出することができる。また、定着液噴出ヘッド１７は、担持ベルト１３の幅方向（図１および図２における紙面に垂直な方向）に延びており、担持ベルト１３の幅方向に亘って定着液を付与することができる。したがって、定着液噴出ヘッド１７が担持ベルト１３の外周面１４に向けて定着液を噴出し、担持ベルト１３が駆動源によって回転駆動されることにより、担持ベルト１３の外周面１４の全域に亘って定着液を付与することができる。これにより、担持ベルト１３の外周面１４の全域および担持ベルト１３に転写されたトナー画像Ｔに定着液を付与することができる。また、定着液が付与されたトナーＴ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。

担持ローラ１５は、担持ベルト１３の幅方向に延びており、担持ベルト１３の幅と同等以上の軸長を有している。また、担持ローラ１５は、担持ベルト１３に近接して設けられており、担持ローラ１５の外周面１６が担持ベルト１３の外周面１４に、幅方向に亘って接するようにされている。これにより、担持ベルト１３の外周面１４から担持ローラ１５の外周面１６に、互いの外周面１４，１６の摩擦係数の違いを利用してトナー画像Ｔを転写することができる。

また、担持ローラ１５の外周面１６には撥液処理が施されており、定着液等の水分が付着しないようにされている。したがって、担持ベルト１３の外周面１４から担持ローラ１５の外周面１６には、ガム状のトナーＴのみが転写される。すなわち、担持ベルト１３の外周面１４において、トナー画像Ｔが転写されている部分以外に付与された定着液は、担持ローラ１５の外周面１６ではじかれて、担持ローラ１５の外周面１６に付着することができない。担持ローラ１５の外周面１６には、ガム状のトナーＴのみが転写され、余分な定着液が付着しないようにされている。

また、担持ローラ１５は、用紙搬送路４に沿って設けられており、用紙搬送路４を挟んだ担持ローラ１５の対向側には、担持ローラ１５に対向する転写ローラ１９が設けられている。用紙搬送路４を搬送される用紙２は、担持ローラ１５と転写ローラ１９との間に搬送される。そして、この用紙２は、担持ローラ１５および転写ローラ１９によって加圧されて、用紙２の一方の面にトナー画像Ｔが転写される。ここで、担持ローラ１５の外周面１６には、上述のように余分な定着液が付着していないので、用紙２にはトナー画像Ｔのみが転写され、余分な定着液が用紙２に付与されない。これにより、用紙２に定着液による濡れが生じ、この濡れが乾くことによって生じる用紙２のシワや曲がりを防止することができる。

そして、用紙２に転写されたガム状のトナーＴは、定着液が蒸発（気化）することにより固まり、用紙２上に定着固定される。
以上のように、この実施形態によれば、担持ローラ１５の外周面１６に撥液処理を施すことによって、担持ローラ１５の外周面１６に余分な定着液が付着することを防止している。これにより、担持ローラ１５から用紙２に余分な定着液が付与されないので、用紙２が濡れてシワや曲がりが発生することを防止できる。言い換えると、用紙２には、定着液が付与されてガム状となったトナーＴのみが転写される。

さらに、定着液噴出ヘッド１７から担持ローラ１５に直接、定着液を付与せずに、担持ベルト１３を介して間接的に定着液を付与することで、担持ローラ１５の外周面１６に付与される定着液の量が少なくなり、担持ローラ１５の外周面１６に余分な定着液が付着することをさらに防止することができる。
この発明は、以上の実施形態の内容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。例えば、定着液付与手段として定着液噴出ヘッド１７を用い、担持ベルト１３に定着液を噴出して付与する例について説明したが、噴出による付与以外に、定着液を、噴霧、滴下して担持ベルトに付与してもよい。また、例えば、担持ベルト１３の幅方向に延びるローラを担持ベルト１３の外周面１４に近接配置して、このローラの周面に付着した定着液を担持ベルト１３の外周面１４に付与してもよい。

また、上記の実施形態では、第１の像担持体として担持ベルト１３が用いられている例について説明したが、第１の像担持体は、ベルトだけでなく、例えばローラであってもよい。同様に、上記の実施形態では、第２の像担持体として担持ローラ１５が用いられている例について説明したが、第２の像担持体は、ローラだけでなく、例えばベルトであってもよい。すなわち、第１および第２の像担持体のどちらか一方がベルトで、他方がローラであってもよいし、第１および第２の像担持体の両方がベルトまたはローラであってもよい。

また、上記の実施形態では、画像形成装置がいわゆるフルカラープリンタである例について説明したが、画像形成装置は、フルカラー用だけでなく、白黒等の２色印刷用であってもよい。また、画像形成装置は、プリンタだけでなく、複写機またはファクシミリであってもよいし、プリンタ、複写機またはファクシミリの内の２つ以上の機能を有する複合機であってもよい。

本発明の一実施形態における湿式定着装置を備えた画像形成装置としてのプリンタの概略構成を示めす図解的な断面図である。 図１における湿式定着装置の一部を概略的に示す拡大断面図である。

符号の説明

１ プリンタ（画像形成装置）
２ 用紙（記録材）
６ 湿式定着装置
１３ 担持ベルト（第１の像担持体、ベルト）
１４ 外周面（第１の被転写面）
１５ 担持ローラ（第２の像担持体、ローラ）
１６ 外周面（第２の被転写面）
１７ 定着液噴出ヘッド（定着液付与手段）
１８ 支持ローラ
３０〜３３ 画像形成機構
Ｔ トナー画像

Claims (5)

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において、
   トナー画像が転写される第１の被転写面を有する第１の像担持体と、
   上記第１の像担持体の第１の被転写面に定着液を付与するための定着液付与手段と、
   第１の被転写面と接する第２の被転写面を有し、上記第１の被転写面から第２の被転写面に転写されたトナー画像を記録材に転写するための第２の像担持体とを備え、
   上記第２の被転写面は撥液性を有することを特徴とする湿式定着装置。
2. 上記第１の像担持体は、複数の支持ローラに張架された無端状のベルトであり、その外周面が上記第１の被転写面である請求項１記載の湿式定着装置。
3. 上記第２の像担持体は、ローラであり、その外周面が上記第２の被転写面である請求項１または２記載の湿式定着装置。
4. 上記定着液付与手段は、上記第１の被転写面に定着液を噴出して付与する定着液噴出ヘッドを含むことを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の湿式定着装置。
5. 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、
   上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１〜４の何れか１項に記載の湿式定着装置とを備える、画像形成装置。

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