JP2009103778A - 定着装置及び画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 本発明の定着装置は、泡状の定着液を生成する泡状定着液生成手段と、該泡状定着液生成手段によって生成された泡状定着液の密度を検出する泡密度検出手段と、該泡密度検出手段によって検出された泡状定着液の密度が所定の適正密度範囲内の密度となるように泡状定着液生成手段を制御する制御手段と、泡状定着液の密度が所定の適正密度範囲内の密度となった泡状定着液を媒体上の樹脂含有微粒子に付与する泡状定着液付与手段とを有することに特徴がある。
【選択図】 図5
Description
図4は定着装置における定着液付与手段の一例を示す概略構成図である。ここで、樹脂含有微粒子はトナー粒子である。同図の(a)に示す定着液付与手段40は、上述した泡状定着液生成手段30によって生成された所望の微小な泡の泡状定着液を樹脂含有微粒子層(トナー粒子層)へ付与するための塗布ローラ41と、塗布ローラ面に所望の微小な泡の泡状定着液の膜厚を制御し、泡状定着液の最適な膜厚の制御を行う液膜厚制御用ブレード42と、塗布ローラ41と対峙する位置に加圧ローラ43とを具備している。同図の(b)に示すように、塗布ローラ41上には泡状定着液の層が液膜厚制御用ブレード42を通して形成されており、この液膜厚制御用ブレード42によって泡状定着液の気泡の大きさ、泡粘度及び塗布加圧力並びに未定着トナーの層厚に応じた泡状定着液の未定着トナー層での浸透時間に対して最適化した定着液層の膜厚となる。同図に示す定着液付与手段40によって付与された泡状定着液を用いることにより、樹脂含有微粒子は塗布ローラ上にオフセットしない。仮に、泡状の定着液は、樹脂含有微粒子層及び記録媒体に厚く付与されたとしても、泡状の定着液のかさ密度が極めて低いため、所定の泡沫時間経過後に含有している気泡が破泡することで、軟化剤を含有した液体の樹脂含有微粒子層への微量付与とすることができる。所望の微小な泡の泡状定着液は、上記のように、大きな泡を生成する大きな泡生成部と大きな泡をせん断力で分泡して微小な泡を生成する微小な泡生成部とを含んで構成されている泡状定着液生成手段30で生成され、液供給口より液膜厚制御用ブレード42と塗布ローラ41の間に滴下される。
R1COOR2
で表される化合物を含み、R1は、炭素数が11以上14以下のアルキル基であり、R2は、炭素数が1以上6以下の直鎖型もしくは分岐型アルキル基である。R1及びR2の炭素数がそれぞれ所望の範囲よりも少ないと臭気が発生し、所望の範囲よりも多いと樹脂軟化能力が低下する。
R3(COOR4)2
で表される化合物を含み、R3は、炭素数が3以上8以下のアルキレン基であり、R4は、炭素数が3以上5以下の直鎖型又は分岐型アルキル基である。R1及びR2の炭素数がそれぞれ所望の範囲よりも少ないと臭気が発生し、所望の範囲よりも多いと樹脂軟化能力が低下する。
R5(COOR6−O−R7)2
で表される化合物を含み、R5は、炭素数が2以上8以下のアルキレン基であり、R6は、炭素数が2以上4以下のアルキレン基であり、R7は、炭素数が1以上4以下のアルキル基である。R1及びR2の炭素数がそれぞれ所望の範囲よりも少ないと臭気が発生し、所望の範囲よりも多いと樹脂軟化能力が低下する。
例えば、紙のごとき媒体に透明樹脂微粒子を均一に定着させ紙面を保護する(所謂、ニスコート)用途においても、本発明は適用できる。
本発明における以下の具体例では、樹脂含有微粒子としてトナーを用い、以下の製造方法の一例により作製した。
<定着液の処方>
◇軟化剤を含有する液体
希釈溶媒:イオン交換水 53wt%
軟化剤:コハク酸ジエトキシエチル(クローダ社 クローダDES)
10wt%
炭酸プロピレン 20wt%
増粘剤:プロピレングリコール 10wt%
増泡剤:ヤシ脂肪酸ジエタノールアミド(1:1)型(松本油脂 マーポンMM) 0.5wt%
起泡剤:パルミチン酸アミン 2.5wt%
ミリスチン酸アミン 1.5wt%
ステアリン酸アミン 0.5wt%
分散剤:POE(20)ラウリルソルビタン(花王 レオドールTW−S120V) 1wt%
ポリエチレングリコールモノステアレート(花王 エマノーン3199) 1wt%
◇大きな泡生成部
図7を基に作製した。
上記の液状定着液保存容器:PET樹脂からなるボトル
液搬送ポンプ:チューブポンプ(チューブ内径2mm、チューブ材質:シリコーンゴム)
搬送流路:内径2mmのシリコーンゴムチューブ
大きな泡を作るための撹拌:容器として内径φ20mm、高さ30mmのSUS製容器に、SUS製板でできた板羽根を4枚均等につけた攪拌子にて攪拌。回転数は100rpmから500rpmまで可変とした。
図7を基に作製した。
2重円筒の内側円筒は、回転軸に固定され、図示していない回転駆動モータにより回転する。2重円筒の材質は、PET樹脂とした。外側円筒内径:10mm・長さ120mm、内側円筒外形:8mm・長さ100mmとした。回転数は、1000rpmから2000rpmの範囲で可変とした。
図10に示すように、搬送パイプの一部に、パイレックス(登録商標)製U字管(外径φ3mm、内径φ1mm、U字部曲率半径1cm)を設け、圧電アクチュエータにて振動させた。U字管の固有振動数変化は、圧電アクチュエータの電圧変化で検出した。
図13を基に作製した。上記の微細な泡を生成する手段を用い、泡状定着液を作成し本実施の形態の定着装置における液膜厚制御用ブレード70に供給する構成とした。
加圧ローラ:アルミ合金製ローラ(φ10mm)を芯金とし、外径Φ50mmのポリウレタン泡材(イノアック社 商品名「カラー泡EMO」)を形成したスポンジローラ
塗布ローラ:PFA樹脂を焼付け塗装したSUS製ローラ(φ30mm)
液膜厚制御用ブレード:アルミ合金製支持板に厚み1mmの並板ガラスを接着した。ガラス面を塗布ローラ側に向け、図12に示すように液膜厚制御用ブレード70を回転可能とし、10μmから100μmの範囲で塗布ローラとガラス面の隙間を制御できるようにした。そして、塗布ローラの動径方向に対し直角な接面に対し平行になるように液膜厚制御用ブレードのガラス面を配置した。液膜厚制御用ブレード70のブレード端部と動径線との位置関係を変えられるようにアルミ合金製支持板に厚み1mmの並板ガラスを接着した。
紙搬送速度:150mm/s
電子写真方式のプリンタ(リコー社製 IpsioColorCX8800)を用い、PPC用紙(リコーT−6200)に、未定着トナーのカラー画像を形成した。図13の構成の定着装置の定着開始信号ONにより、搬送ポンプ33、搬送ポンプ51、攪拌羽根を100rpmで回転し、及び内側円筒を1000rpmで回転させた。1秒後、泡状定着液が密度センサ51に到達し、密度センサ51は、0.06g/cm3に相当する信号を検知した。所望の密度0.02g/cm3以上であるため、搬送ポンプ33の駆動を止め、泡状定着液は、搬送パイプ内を循環しながら、泡状定着液は気液攪拌の回転数はそのままで円筒内でのせん断攪拌の回転数を2000rpmに上げて循環し、駆動開始10秒後、密度センサ51は、0.019g/cm3に相当する信号を検出し、泡密度検出信号により、紙搬送駆動、塗布ローラ駆動が開始し、少し遅れて3方電磁バルブ52が開放され、塗布ローラに適正密度の泡状定着液の供給がなされた。定着液塗布直後の、紙上の定着液付着量は0.089g/A4(0.14mg/cm2)であり、残液感がなく、かつ画像抜けのない良好な定着がなされた。
<定着液の処方>
◇軟化剤を含有する液体
希釈溶媒:イオン交換水 53wt%
軟化剤:コハク酸ジエトキシエチル(クローダ社 クローダDES)
10wt%
炭酸プロピレン 20wt%
増粘剤:プロピレングリコール 10wt%
増泡剤:ヤシ脂肪酸ジエタノールアミド(1:1)型(松本油脂 マーポンMM) 0.5wt%
起泡剤:パルミチン酸アミン 2.5wt%
ミリスチン酸アミン 1.5wt%
ステアリン酸アミン 0.5wt%
分散剤:POE(20)ラウリルソルビタン(花王 レオドールTW−S120V) 1wt%
ポリエチレングリコールモノステアレート(花王 エマノーン3199) 1wt%
◇大きな泡生成部
図13を基に作製した。
上記の液状定着液保存容器:PET樹脂からなるボトル
液搬送ポンプ:チューブポンプ(チューブ内径2mm、チューブ材質:シリコーンゴム)
搬送流路:内径2mmのシリコーンゴムチューブ
大きな泡を作るための撹拌:容器として内径φ20mm、高さ30mmのSUS製容器に、SUS製板でできた板羽根を4枚均等につけた攪拌子にて攪拌。回転数は100rpmから500rpmまで可変とした。
図13を基に作製した。
2重円筒の内側円筒は、回転軸に固定され、図示していない回転駆動モータにより回転する。2重円筒の材質は、PET樹脂とした。外側円筒内径:10mm・長さ120mm、内側円筒外形:8mm・長さ100mmとした。回転数は、1000rpmから2000rpmの範囲で可変とした。
搬送パイプの一部に、パイレックス(登録商標)ガラス製セル(ガラス厚み0.5mm、長さ10mm、たて2mm、横2mm)の対峙する2面にアルミ電極を設け、セル内の泡状定着液容量を電圧変化で検出した。容量と泡密度との相関テーブルをROMに記憶させ、容量変化信号から泡密度を換算できるようにした。
図14を基に作製した。上記の微細な泡を生成する手段を用い、泡状の定着液を作成し、図12の(a)のマニホールドとスロットを有するブレードにパイプにて供給する構成とした。
加圧ベルト:駆動ローラ(ローラ径Φ10mm)と搬送ローラ(ローラ径Φ10mm)の間にシームレスPETフィルムを形成した。
塗布ベルト:駆動ローラ(ローラ径Φ10mm)と2つの搬送ローラ(ローラ径Φ10mm)の間に、PFA樹脂を焼付け塗装したシームレスニッケル製ベルトを形成した。
膜厚制御ブレード:図12の(a)に示すように、アルミ合金製の材料でマニホールド(縦5mm、横3mm、幅180mm)とスロット(縦0.1mm、横2mm、幅180mm)を形成した。液膜厚制御用ブレードを、ブレード回転軸を中心に回転可能とし、10μmから100μmの範囲で塗布ローラとブレード面の隙間を制御できるようにした。
紙搬送速度:150mm/s
電子写真方式のプリンタ(リコー社製 IpsioColorCX8800)を用い、PPC用紙(リコーT−6200)に、未定着トナーのカラー画像を形成した。定着を開始する前に、予め、定着装置を駆動し、泡状定着液を循環させながら、8秒かけて、密度0.03g/cm3の泡状定着液を作成した。その後、定着装置を止めて、放置し、5分後に再び、定着装置を駆動したところ、駆動開始5秒後、密度センサ51は、0.019g/cm3に相当する信号を検出し、泡密度検出信号により、紙搬送駆動、塗布ローラ駆動が開始し、少し遅れて3方電磁バルブ52が開放され、塗布ローラに適正密度の泡状定着液の供給がなされた。定着液塗布直後の、紙上の定着液付着量は0.089g/A4(0.14mg/cm2)であり、残液感がなく、かつ画像抜けのない良好な定着がなされた。ちなみに、予め定着装置を駆動させずに、いきなり定着を行った場合、具体例1と同じく、良好な泡密度になるために10秒間必要であった。
41;塗布ローラ、42,70;液膜厚制御用ブレード、
43;加圧ローラ、51;搬送ポンプ、52;密度センサ、
53;3方電磁バルブ、54,56;モータ、55;制御部、
57;泡状定着液溜め容器、71;泡状定着液パイプ、
72;マニホールド部、73;スロット部、
81;塗布ベルト、82;搬送ローラ、83;加圧ベルト、
84;ベルト支持ローラ、90;画像形成装置。
Claims (6)
- 樹脂の少なくとも一部を溶解又は膨潤させることで樹脂を含有する微粒子を軟化させる軟化剤を含有した定着液を媒体上の樹脂含有微粒子に付与して該樹脂含有微粒子を媒体に定着する定着装置であって、
泡状の前記定着液を生成する泡状定着液生成手段と、
該泡状定着液生成手段によって生成された泡状定着液の密度を検出する泡密度検出手段と、
該泡密度検出手段によって検出された前記泡状定着液の密度が所定の適正密度範囲内の密度となるように前記泡状定着液生成手段を制御する制御手段と、
前記泡状定着液の密度が所定の適正密度範囲内の密度となった前記泡状定着液を媒体上の樹脂含有微粒子に付与する泡状定着液付与手段と
を有することを特徴とする定着装置。 - 前記泡状定着液生成手段は、前記定着液に気体を巻き込んで攪拌して所望の泡径より大きい泡径の前記泡状定着液を生成する第1の泡状定着液生成手段と、該第1の泡状定着液生成手段により生成された所望の泡径より大きい泡径の前記泡状定着液にせん断力を加えて所望の泡径の前記泡状定着液を生成する第2の泡状定着液生成手段とを有することを特徴とする請求項1記載の定着装置。
- 前記制御手段は、前記泡密度検出手段によって検出された前記泡状定着液の密度が所定の適正密度範囲内の下限値より小さいときは、前記第1の泡状定着液生成手段の攪拌頻度を減少させ、及び/又は前記第2の泡状定着液生成手段のせん断力を加える頻度を減少させるように制御することを特徴とする請求項1又は2に記載の定着装置。
- 前記制御手段は、前記泡密度検出手段によって検出された前記泡状定着液の密度が所定の適正密度範囲内の上限値より大きいときは、前記第1の泡状定着液生成手段の攪拌頻度を増加させ、及び/又は前記第2の泡状定着液生成手段のせん断力を加える頻度を増加させるように制御することを特徴とする請求項1又は2に記載の定着装置。
- 前記泡密度検出手段によって検出された前記泡状定着液の密度が所定の適正密度範囲内の密度でない前記泡状定着液は、前記泡状定着液生成手段に循環経路を介して再供給され、前記泡状定着液の密度が所定の適正密度範囲内の密度になるまで循環することを特徴する請求項1〜4のいずれか1項に記載の定着装置。
- 樹脂と色剤を含有する樹脂微粒子を含む現像剤で静電記録プロセスを行い媒体上に未定着トナー画像を形成する画像形成手段と、
請求項1〜5のいずれか1項に記載の定着装置により生成された所定の適正密度範囲内の密度の泡状定着液を媒体上の未定着トナー画像に付与して前記未定着トナー画像を媒体に定着させる定着手段と
を具備することを特徴とする画像形成装置。
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JP2011095568A (ja) * | 2009-10-30 | 2011-05-12 | Ricoh Co Ltd | 定着装置及び画像形成装置 |
JP2011123220A (ja) * | 2009-12-09 | 2011-06-23 | Ricoh Co Ltd | 定着装置及び画像形成装置 |
WO2011111849A1 (en) | 2010-03-11 | 2011-09-15 | Ricoh Company, Ltd. | Fixing device, fixing method, image forming apparatus, and image forming method |
CN102236312A (zh) * | 2010-05-07 | 2011-11-09 | 株式会社理光 | 定影装置、成像设备和定影方法 |
JP2012002855A (ja) * | 2010-06-14 | 2012-01-05 | Ricoh Co Ltd | 定着装置及び画像形成装置 |
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---|---|---|---|---|
JP2007219105A (ja) * | 2006-02-16 | 2007-08-30 | Ricoh Co Ltd | 定着装置、定着方法、画像形成装置、画像形成方法及び定着液 |
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2007
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