JP2007226080A - 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】トナー画像近傍への定着液の付与を適切に制御することにより、用紙全体としてしわや波打ちを目立ちにくく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】プリンタの湿式定着装置は、用紙２の上面１６および用紙２の上面１６に転写されたトナー画像（図中の黒塗り箇所）に定着液（図中のハッチング箇所）を付与するための定着液付与装置を有している。定着液付与装置には、画像データに基づく適切な定着液の付与量および付与位置が制御装置から入力されるようになっている。定着液は、トナー画像および当該トナー画像の近傍に付与される。トナー画像近傍への定着液の付与は、当該トナー画像に付与される定着液よりも少量であり、且つトナー画像から遠ざかるに連れて徐々に減少するようにされている。
【選択図】図４

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。

用紙等の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（例えば特許文献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用紙に定着させる方式である。トナー画像に定着液を付与する方法としては、特許文献２に開示されているように、トナー粒子よりも大きい定着液の液滴によって複数個のトナー粒子および当該トナー粒子の近傍を覆うように付与するものがある。
特許第３２９０５１３号公報 特開２００４−１０９７５１号公報

トナー画像だけに定着液を付与するものは、用紙のトナー画像のない領域に定着液が付与されることにより、その領域にしわや波打ちが生じることを防止するのを狙いとする。しかし、定着液が付与されたトナーは、定着液を含んでいるので、トナーに含まれる定着液が用紙に染み込んで用紙に濡れが生じる。そして、この濡れは乾くと、用紙にしわや波打ちを生じさせる。

用紙のしわや波打ちを目立ちにくくする方法としては、トナー画像だけでなく、当該トナー画像の近傍にも定着液を付与することが考えられる。すなわち、トナー画像近傍にも定着液を付与することにより、しわや波打ちが局所的に生じることを防ぎ、用紙全体としてしわや波打ちを目立ちにくくするのである。
しかしながら、特許文献２に開示されている定着液の付与方法は、トナー画像および当該トナー画像の近傍に定着液を付与するものであるが、トナー画像近傍への定着液の付与量や付与範囲についての配慮はなされていない。

この発明は、かかる背景のもとでなされたもので、トナー画像近傍への定着液の付与を適切に制御することにより、用紙全体としてしわや波打ちを目立ちにくく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。

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記録面（１６）を有する記録紙（２）と、上記記録面上のトナー画像および当該トナー画像に近接する領域に定着液を付与するための定着液付与手段（１４）と、上記トナー画像および当該トナー画像に近接する領域への定着液の付与を制御するための制御手段（１５）とを備え、上記制御手段は、上記記録面上の所定方向（Ｘ１，Ｙ１）において、連続するトナー画像の長さが一定値（Ｃ１）以上である場合に、当該トナー画像に付与された定着液よりも少量の定着液を、当該トナー画像に近接する両側の領域にそれぞれ付与させることを特徴とする、湿式定着装置（５）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、記録面上の所定方向において、連続するトナー画像の長さが一定値以上である場合に、そのトナー画像に近接する両側の領域に定着液がそれぞれ付与される。これにより、トナー画像の大きさに応じて、上記領域に定着液の付与を行うことができる。また、トナー画像に近接する領域に付与される定着液の量は、トナー画像に付与される定着液の量よりも少量であるので、用紙のしわや波打ちは、トナー画像から遠ざかるに連れて段階的に小さくなり、用紙全体としてしわや波打ちが目立ちにくくなる。

請求項２記載の発明は、上記制御手段は、上記トナー画像に近接する両側の領域への定着液の付与量を、当該トナー画像から遠ざかるに連れて徐々に減少させ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。
この構成によれば、定着液の付与量に応じて用紙のしわや波打ちが徐々に減少していくので、用紙全体としてしわや波打ちがさらに目立ちにくくなる。

請求項３記載の発明は、上記制御手段は、上記トナー画像に近接する両側の領域に、当該トナー画像に付与された定着液の半分の量をそれぞれ付与させることを特徴とする、請求項１また２記載の湿式定着装置である。
この構成によれば、トナー画像に近接する両側の領域に、当該トナー画像に付与された定着液の半分の量をそれぞれ付与させることにより、用紙のしわや波打ちを効果的に目立ちにくくすることができる。

請求項４記載の発明は、上記トナー画像に近接する領域は、当該トナー画像から上記連続するトナー画像の長さまでの領域であることを特徴とする、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、定着液を付与する範囲を上記連続するトナー画像の長さに対応させることにより、用紙のしわや波打ちを効果的に目立ちにくくすることができる。

請求項５記載の発明は、上記所定方向は、用紙の繊維方向（Ｘ１）および繊維方向と直交する方向（Ｙ１）を含むことを特徴とする、請求項１〜４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、しわや波打ちが生じやすい用紙の繊維方向および繊維方向と直交する方向に関してトナー画像の近傍に定着液を付与することにより、用紙のしわや波打ちを効果的に目立ちにくくすることができる。

請求項６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（５）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１〜５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、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、プリンタ１の電気的構成を示すブロック図である。
図１を参照して、プリンタ１は、複数枚の用紙２を収容するためのカセット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を搬送される用紙２にトナー画像を転写するための画像形成機構５と、用紙２に転写されたトナー画像を定着させるための湿式定着装置６と、トナー画像が定着された用紙２を機外に排出するための排出ローラ対７とを備えている。

画像形成機構５は、プリンタ１に入力された画像データに基づく静電潜像を電子写真方式により形成し、その静電潜像をトナーによって現像してトナー画像を形成するものである。具体的には、画像形成機構５は、感光体ドラム８を有し、感光体ドラム８の周囲には、感光体ドラム８の周面を帯電させるための帯電装置９、帯電された感光体ドラム８の周面を露光して画像データに基づく静電潜像を形成するための露光装置１０、静電潜像をトナーで現像してトナー画像を形成するための現像装置１１、トナー画像を用紙２に転写するための転写ローラ１２、および、トナー画像が転写された後の感光体ドラム８の周面に残留する残留トナーを除去するためのクリーナー１３が、感光体ドラム８の回転方向（矢印で示す方向）に沿って順に配置されている。用紙搬送路４を搬送される用紙２は、感光体ドラム８と転写ローラ１２との間を通る際に、記録面としての用紙２の上面にトナー画像が転写されるようになっている。

湿式定着装置６は、用紙２に転写された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２に定着させるためのものであり、用紙２の上面および用紙２上のトナー画像に対して定着液を付与するための定着液付与装置１４を有している。定着液付与装置１４は、本実施形態ではインクジェット方式が用いられており、画像データに基づいて用紙２の上面および用紙２上のトナー画像に対して定着液を付与することができる。

湿式定着装置６は、図２に示すように、制御装置１５と電気的に接続されている。また、制御装置１５には、プリンタ１の外部から画像データが入力されるようになっている。これにより、制御装置１５は、入力された画像データの濃度および位置に基づく適切な定着液の付与量および付与位置を湿式定着装置６に対して出力することができる。したがって、定着液付与装置１４は、用紙２および用紙２上のトナー画像に対して適切な定着液の付与を行うことができる。

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。そして、粘着力を生じたトナーは、用紙２の上面に付着し、そのトナー中に含まれる定着液が蒸発（気化）することにより固まって用紙２に定着固定される。
図３は、用紙２の上面１６および用紙２上のトナー画像に定着液が付与された状態を示す平面図であり、図４は、図３におけるIV−IV線に沿う断面図である。図３および図４では、トナー画像が黒塗りで表され、定着液はハッチングで表されている。

図３および図４を参照して、本実施形態の主な特徴は、用紙２の上面１６に転写されたトナー画像だけでなく、当該トナー画像の近傍にも定着液を付与することにある。具体的には、定着液は、画像データに基づき位置制御されてトナー画像に付与されている。また、トナー画像への定着液の付与量は、トナーの濃度に応じて適切な量に調整されている。これにより、トナーは、十分な粘着力を生じ、用紙２に定着固定される。

また、定着液は、トナー画像の大きさに基づいて、トナー画像の近傍にも付与されている。すなわち、用紙２の繊維方向Ｘ１または繊維方向Ｘ１と直交する方向Ｙ１（本実施の形態では、用紙２の長手方向または短手方向）において、トナー画像が一定値Ｃ１（例えば５ｍｍ）以上連続している場合に、その方向における当該トナー画像の両側の領域に定着液がそれぞれ付与されている。また、上記トナー画像の両側の領域への定着液の付与量は、それぞれ当該トナー画像に付与された定着液の量よりも少量であり、本実施形態では半分の量となっている。さらに、上記領域への定着液の付与量は、トナー画像から遠ざかるに連れて徐々に減少しており、上記領域の範囲は、当該トナー画像から上記方向Ｘ１またはＹ１における連続するトナー画像の長さまでの範囲にされている。

また、図３に示すように、トナー画像が用紙２上の印刷範囲Ｔ１の縁部に転写され、定着液が付与されるトナー画像近傍の領域の一部が印刷範囲外となる場合には、印刷範囲外の部分には、定着液が付与されず、印刷範囲内の部分にのみ定着液が付与されるようになっている。
以上のように、本実施形態では、トナー画像だけでなく、当該トナー画像の近傍にも定着液を付与している。したがって、用紙上面１６のトナー画像が転写された領域は、トナー画像に含まれる定着液によって濡れ、当該トナー画像の近傍は、付与された定着液によって濡れる。また、トナー画像近傍への定着液の付与は、当該トナー画像の大きさに基づいて行われ、その付与量は、当該トナー画像への付与量よりも少量であり、且つトナー画像から遠ざかるに連れて徐々に減少するようにされている。したがって、用紙２の濡れが乾くことによって生じるしわや波打ちは、定着液の付与量に応じて、トナー画像から遠ざかるに連れて徐々に小さくなる。これにより、しわや波打ちの境界がぼやけ、用紙全体としてしわや波打ちが目立ちにくくなる。

また、トナー画像近傍への定着液の付与は、しわや波打ちの生じやすい用紙２の繊維方向Ｘ１および繊維方向Ｘ１と直交する方向Ｙ１に関して行われるので、効率的にしわや波打ちを目立ちにくくすることができる。さらに、余分な定着液の付与を抑えることでプリンタ１のランニングコストを低減することもできる。
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、上記の実施形態では、画像形成装置がプリンタ１である例について説明したが、画像形成装置は、複写機またはファクシミリであってもよい。さらに、画像形成装置は、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。

また、上記の実施形態では、インクジェット方式により、用紙２およびトナー画像に定着液を付与する例について説明したが、定着液の付与量および付与位置を適切に制御できるのであれば、塗布、浸漬、滴下等によって定着液を付与してもよい。

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。 プリンタの電気的構成を示すブロック図である。 用紙の上面および用紙上のトナー画像に定着液が付与された状態を示す平面図である。 図３におけるIV−IV線に沿う断面図である。

符号の説明

１ プリンタ（画像形成装置）
２ 用紙（記録紙）
５ 画像形成機構
６ 湿式定着装置
１４ 定着液付与装置（定着液付与手段）
１５ 制御装置（制御手段）
１６ 上面（記録面）
Ｃ１ 一定値
Ｘ１ 繊維方向（所定方向）
Ｙ１ 直交する方向（所定方向）

Claims (6)

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記録面を有する記録紙と、
   上記記録面上のトナー画像および当該トナー画像に近接する領域に定着液を付与するための定着液付与手段と、
   上記トナー画像および当該トナー画像に近接する領域への定着液の付与を制御するための制御手段とを備え、
   上記制御手段は、上記記録面上の所定方向において、連続するトナー画像の長さが一定値以上である場合に、当該トナー画像に付与された定着液よりも少量の定着液を、当該トナー画像に近接する両側の領域にそれぞれ付与させることを特徴とする、湿式定着装置。
2. 上記制御手段は、上記トナー画像に近接する両側の領域への定着液の付与量を、当該トナー画像から遠ざかるに連れて徐々に減少させることを特徴とする、請求項１記載の湿式定着装置。
3. 上記制御手段は、上記トナー画像に近接する両側の領域に、当該トナー画像に付与された定着液の半分の量をそれぞれ付与させることを特徴とする、請求項１また２記載の湿式定着装置。
4. 上記トナー画像に近接する領域は、当該トナー画像から上記連続するトナー画像の長さまでの領域であることを特徴とする、請求項１〜３の何れか１項に記載の湿式定着装置。
5. 上記所定方向は、用紙の繊維方向および繊維方向と直交する方向を含むことを特徴とする、請求項１〜４の何れか１項に記載の湿式定着装置。
6. 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１〜５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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