JP2011123220A - Fixing device and image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置、及び、画像形成装置に適用可能な定着装置に関するものである。詳しくは、トナー等の樹脂微粒子の樹脂成分の少なくとも一部を溶解または膨潤させて被定着媒体上に定着させる定着液を被定着媒体上また樹脂微粒子担持体上の樹脂微粒子に付与する定着装置、及びこれを備えた画像形成装置に関するものである。 The present invention relates to an image forming apparatus such as a copying machine, a facsimile machine, and a printer, and a fixing device applicable to the image forming apparatus. Specifically, a fixing device that applies a fixing solution that dissolves or swells at least part of a resin component of resin fine particles, such as toner, to be fixed on a fixing medium, to the resin fine particles on the fixing medium or the resin fine particle carrier, And an image forming apparatus including the same.
プリンタ、ファクシミリ及び複写装置のような画像形成装置は、紙、布、及びOHP用シートのような被定着媒体に、画像情報に基づいて文字や記号を含む画像を形成する装置である。画像形成装置には種々の方式があるが、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形成することができるため、広くオフィスで使用されている。このような電子写真方式の画像形成装置においては、被定着媒体である記録媒体上のトナーを加熱して軟化あるいは溶融させ、軟化等させたトナーを加圧することによって、トナーを記録媒体上に定着させる熱定着方式の定着装置が広く用いられている。この熱定着方式は、高い定着速度及び高い定着画像品質等を提供することができるため、好適に用いられている。 2. Description of the Related Art Image forming apparatuses such as printers, facsimile machines, and copying apparatuses are apparatuses that form images including characters and symbols on a fixing medium such as paper, cloth, and OHP sheets based on image information. There are various types of image forming apparatuses, and electrophotographic image forming apparatuses are widely used in offices because they can form high-definition images on plain paper at high speed. In such an electrophotographic image forming apparatus, the toner on the recording medium, which is a fixing medium, is heated and softened or melted, and the softened toner is pressed to fix the toner on the recording medium. A heat fixing type fixing device is widely used. This thermal fixing method is preferably used because it can provide a high fixing speed and high fixed image quality.
しかし、このような熱定着方式を採用した電子写真方式の画像形成装置における消費電力の半分以上は、熱定着方式の定着装置においてトナーを加熱処理のために消費されている。一方、近年における環境問題対策の観点からは、低消費電力(省エネルギー)の画像形成装置が望まれている。このため、従来の画像形成装置における消費電力の半分以上を消費する定着装置での省エネルギー化が求められている。従来の熱定着方式の定着装置では加熱処理に多くの電力を消費していたため、トナーを定着するためにトナーを加熱する温度を今までよりも極端に低下させる定着方式、または、トナーを加熱することを必要としない定着方式が望まれている。特に、トナーを加熱することなくトナーを記録媒体に定着させる非加熱定着方式が低消費電力の点で理想的である。
このような非加熱定着方式の定着装置としては、トナーの樹脂成分の少なくとも一部を溶解または膨潤させることでトナーを軟化させる軟化剤を含有する定着液を記録媒体表面上のトナー像に付与してトナー像を定着させる湿式定着方式の定着装置が知られている(例えば、特許文献1〜特許文献4に記載の定着装置)。このような、湿式定着方式の定着装置ではトナーを軟化させるため加熱処理を行う必要がなく、熱定着方式に比べて省エネルギー化を実現することができる。
However, more than half of the power consumption in the electrophotographic image forming apparatus adopting such a heat fixing method is consumed for heat treatment in the heat fixing type fixing device. On the other hand, an image forming apparatus with low power consumption (energy saving) is desired from the viewpoint of countermeasures for environmental problems in recent years. Therefore, there is a demand for energy saving in the fixing device that consumes more than half of the power consumption in the conventional image forming apparatus. The conventional heat fixing type fixing device consumes a lot of electric power for the heat treatment, so the fixing method for heating the toner to fix the toner is extremely lower than before, or the toner is heated. A fixing method that does not require this is desired. In particular, a non-heat fixing method in which toner is fixed to a recording medium without heating the toner is ideal in terms of low power consumption.
In such a non-heat fixing type fixing device, a fixing solution containing a softening agent that softens the toner by dissolving or swelling at least a part of the resin component of the toner is applied to the toner image on the surface of the recording medium. There are known wet-type fixing devices that fix toner images (for example, fixing devices described in
特許文献1〜特許文献3の何れの特許文献に記載の定着装置も、接触型の定着液付与手段である塗布ローラを用いて定着液を液状のまま記録媒体または中間転写体といった定着液付与対象に塗布することで、定着液を定着液付与対象上の未定着トナー像に付与する構成である。このような液状定着液をトナー像に塗布して定着を行う構成では、定着液付与対象上のトナー像への定着液の微量塗布と塗布ローラへのトナーオフセット防止を両立させることが極めて難しいという問題があった。以下、この問題について説明する。
The fixing device described in any of
塗布ローラを用いて定着液付与対象上の未定着トナー像へ定着液を塗布する構成において、定着液を定着液付与対象に微量付与するために、塗布ローラ上の定着液の層の厚みが未定着トナー像の層よりも薄くした場合、次のような問題が生じることがあった。塗布ローラの表面が定着液付与対象と接触した後、塗布ローラの表面が定着液付与対象から剥離する位置で、定着液付与対象に付与されず塗布ローラ表面に残った定着液の液膜によって生じる表面張力で定着液付与対象上のトナー層のトナー粒子が引っ張られてしまう。これにより、塗布ローラの表面にオフセットしたトナー粒子が付着し、塗布ローラと剥離した後の定着液付与対象上のトナー像が大幅に乱れてしまう。 In a configuration in which a fixing liquid is applied to an unfixed toner image on a fixing liquid application target using a coating roller, the thickness of the fixing liquid layer on the coating roller is undetermined in order to apply a small amount of the fixing liquid to the fixing liquid application target. When it is made thinner than the layer of the toner image, the following problem may occur. After the surface of the coating roller comes into contact with the fixing liquid application target, the surface of the coating roller peels off from the fixing liquid application target, and is generated by a liquid film of the fixing liquid that is not applied to the fixing liquid application target and remains on the coating roller surface. The toner particles in the toner layer on the fixing liquid application target are pulled by the surface tension. As a result, offset toner particles adhere to the surface of the coating roller, and the toner image on the fixing liquid application target after peeling off from the coating roller is greatly disturbed.
逆に、塗布ローラ上の定着液の層の厚みを未定着トナー層よりも十分厚くすると、塗布ローラが定着液付与対象から剥離する位置では、液量が多いため塗布ローラの表面の液膜による表面張力が定着液付与対象上のトナー層のトナー粒子に作用しにくくなる。これにより、塗布ローラ側にトナーが付着しにくくなるが、定着液付与対象の表面に多量の定着液が塗布される。このため、定着液付与対象上で過剰な定着液により定着液の拡散にともないトナー粒子が流れ画質劣化を生じたり、定着液の乾燥時間が長くなり定着応答性に問題が生じたりしてしまう。また、記録媒体に著しい残液感(紙を手で触れたときの湿った感触)が発生する。また、定着液が水を含有するものであると、紙等のセルロースを含有する記録媒体への定着液の付与量が多い場合、紙等の記録媒体が著しくカールし、画像形成装置などの装置内における記録媒体搬送時に紙詰まりが発生の恐れがある。 Conversely, if the thickness of the fixing liquid layer on the coating roller is made sufficiently thicker than that of the unfixed toner layer, the amount of liquid is large at the position where the coating roller is peeled off from the fixing liquid application target. The surface tension is less likely to act on the toner particles of the toner layer on the fixing liquid application target. This makes it difficult for toner to adhere to the application roller side, but a large amount of the fixing liquid is applied to the surface of the fixing liquid application target. For this reason, the toner particles flow due to the diffusion of the fixing liquid due to the excessive fixing liquid on the target to which the fixing liquid is applied, and the image quality deteriorates, or the drying time of the fixing liquid becomes long, causing a problem in fixing responsiveness. In addition, a remarkable residual liquid feeling (a wet feeling when touching paper) is generated on the recording medium. In addition, when the fixing solution contains water, when the amount of fixing solution applied to a recording medium containing cellulose such as paper is large, the recording medium such as paper curls remarkably, and an apparatus such as an image forming apparatus There is a risk of paper jams when the recording medium is transported inside.
このように、塗布ローラを用いて定着液を付与する構成では、定着液の塗布量が多すぎると、トナー粒子が流されることによる画質劣化、定着液の乾燥時間が長くなることによる定着応答性の低下、記録媒体によっては紙詰まりが発生しやすくなる、といった問題が生じる。一方、これらの問題を防止するために定着液を微量塗布する構成とすると、上述したように塗布ローラの表面にトナー粒子がオフセットしてしまう。
よって、塗布ローラで定着液を塗布する構成では、定着応答性向上や残液感低減やカール防止のために定着液付与対象上のトナー層に定着液を微量塗布することと塗布ローラへのトナーオフセットを防止することとを両立することが極めて難しい。
As described above, in the configuration in which the fixing liquid is applied using the application roller, if the amount of the fixing liquid applied is too large, the image quality deteriorates due to the flow of toner particles, and the fixing responsiveness due to the longer drying time of the fixing liquid. And a problem that paper jam easily occurs depending on the recording medium. On the other hand, if a configuration in which a small amount of fixing solution is applied to prevent these problems, the toner particles are offset on the surface of the application roller as described above.
Therefore, in the configuration in which the fixing solution is applied by the application roller, a small amount of the fixing solution is applied to the toner layer on the object to which the fixing solution is applied and the toner to the application roller is used to improve the fixing response, reduce the residual liquid feeling, and prevent curling. It is extremely difficult to achieve both offset prevention.
定着液の微量塗布とトナーオフセットの防止とを両立することができる定着方式として、特許文献4には、定着液を液中に気泡が分散した泡状定着液とする定着液泡状化装置を備え、泡状定着液を定着液付与対象である記録媒体上のトナー像に塗布する構成が記載されている。このように、定着液を泡状とすることにより定着液の嵩密度を下げることが出来る。このため、従来よりも少量の定着液で塗布ローラ表面上の定着液の膜厚を厚くすることが出来、液体の表面張力の定着液付与対象上のトナー粒子に対する影響を軽減することができる。また、少量の定着液であるため、記録媒体上の残液感を抑制することが出来る。さらに、泡状の定着液は通常の液体状の定着液よりも流れ難いため、定着液によって定着液付与対象上のトナー粒子が流されることによる画像劣化も防止することができる。よって、特許文献4に記載の定着装置のように泡状定着液を用いて定着を行うことにより、従来よりも少量の定着液塗布量でトナー画像を乱すことなく定着することができる。
As a fixing method capable of achieving both a small amount of fixing solution and prevention of toner offset,
しかしながら、泡状定着液を付与する定着方式では、泡状定着液が液状の定着液と異なり状態が変化し易いという問題がある。泡状となった状態の定着液を放置すると破泡するなどによって、泡状定着液の嵩が減少したり、液状に戻ったりして、泡状定着液の泡状態が劣化することがある。このような泡状定着液の泡状態の劣化が生じた場合、定着装置で所望の泡状態の泡状定着液が作成されてトナー像に供給されていることを前提として定着動作を実行していると所望の定着性が得られない場合がある。例えば、液状から泡状となった定着液をトナー像に塗布することなく、定着装置内で放置して定着液が液状となった状態で、定着液を付与する動作を実行するとトナー像に液状の定着液が付与され、上述した特許文献1〜特許文献3に記載の構成と同様の不具合が生じるおそれがあり、泡状定着液を用いることで期待される定着性が得られなくなるおそれがある。
However, the fixing method for applying the foamy fixing solution has a problem that the state of the foamy fixing solution is easily changed unlike the liquid fixing solution. If the fixing solution in a foamed state is left as it is, bubbles may break, and the foamy fixing solution may be reduced in volume or returned to a liquid state to deteriorate the foamed fixing solution. When the bubble state of the foam-like fixing solution is deteriorated, a fixing operation is performed on the assumption that a foam-like fixing solution in a desired bubble state is prepared and supplied to the toner image. If this is the case, desired fixability may not be obtained. For example, when an operation for applying the fixing liquid is performed in a state where the fixing liquid is in a liquid state without being applied to the toner image without applying the liquid fixing liquid from the liquid to the toner image, the liquid is applied to the toner image. The fixing solution is applied, and the same problems as the configurations described in
本出願人は、特願2009−117635(以下、先願と呼ぶ)において、定着液泡状化装置内で泡状態が劣化した泡状定着液を画像形成における定着動作の前に排出する、捨て打ち動作を実行する構成を提案している。詳しくは、液状から泡状となった後に使用に適さないほどに泡状態が劣化する時間だけ定着液泡状化装置内で放置された泡状定着液を、プリント動作の前に塗布ローラの表面に供給し、塗布ローラの表面をクリーニングするクリーニング手段によって回収し、破棄する構成である。このような構成の定着装置では、定着液泡状化装置内に残留した泡状定着液が所望の泡状態とは異なる状態となってもそれを除去し、新たに定着液泡状化装置内で所望の泡状態となるように生成された泡状定着液を定着に使用することができる。よって、常に所望の状態の泡状定着液を定着に使用することができ、経時に渡って定着性能を確保することができる。 In the Japanese Patent Application No. 2009-117635 (hereinafter referred to as a prior application), the applicant of the present application discharges a foamy fixer whose foam state has deteriorated in the fixer foaming device before discharging operation for image formation. A configuration for performing the operation is proposed. Specifically, after the foam state has been changed from a liquid state to a foam state, the foam-like fixing solution left in the fixer foaming device for a time period during which the foam state deteriorates so as to be unsuitable for use is applied to the surface of the application roller before the printing operation. It is configured to be supplied and collected by a cleaning means for cleaning the surface of the application roller, and discarded. In the fixing device having such a configuration, even if the foamy fixing solution remaining in the fixing solution foaming device is different from the desired foaming state, it is removed, and a new desired solution is obtained in the fixing solution foaming device. The foam-like fixing solution produced so as to be in the foam state can be used for fixing. Therefore, the foamed fixing solution in a desired state can always be used for fixing, and fixing performance can be secured over time.
しかしながら、上記捨て打ち動作で定着液泡状化装置内から塗布ローラの表面に供給され、破棄される定着液は、トナー像や転写紙等に接しておらず、トナーや紙粉などの混入が無いため、泡状態は劣化していても定着液としての組成は泡状化する前の定着液から変化していない。このため、上記捨て打ち動作で破棄される定着液は、再び所望の泡状態の泡状定着液とすることで、定着に使用することが可能な定着液である。よって、定着液泡状化装置内で泡状態が劣化した泡状定着液を破棄することは、使用可能な定着液を破棄することになり、定着液の消費量の増大に繋がるという問題が生じる。 However, the fixing liquid supplied to the surface of the coating roller from the fixing liquid foaming device in the discarding operation and discarded is not in contact with the toner image or transfer paper, and there is no mixing of toner or paper dust. Therefore, even if the bubble state is deteriorated, the composition as the fixing solution is not changed from the fixing solution before foaming. For this reason, the fixing solution discarded in the discarding operation is a fixing solution that can be used for fixing by making the foam fixing solution in a desired bubble state again. Therefore, discarding the foam-like fixing solution whose foam state has deteriorated in the fixing-solution foaming device discards the usable fixing solution, resulting in an increase in the consumption of the fixing solution.
泡状定着液を用いてトナー像を記録媒体に定着させる定着装置としては、トナー像を担持する中間転写ベルト等のトナー像担持体に泡状定着液を付与して、トナー像担持体上のトナー像を定着液とともに記録媒体に転写するものがある。このように、定着装置が泡状定着液を付与する付与対象が記録媒体ではなく、トナー像担持体である場合も、上述した問題が生じ得る。また、上述した問題は、樹脂含有微粒子がトナーである場合に限らず、樹脂含有微粒子に泡状の定着液を付与して被定着媒体に定着させる定着装置であれば生じ得る問題である。 As a fixing device for fixing a toner image on a recording medium using a foam-like fixing solution, a foam-like fixing solution is applied to a toner image carrier such as an intermediate transfer belt carrying a toner image, and then the toner image on the toner image carrier. Some transfer a toner image to a recording medium together with a fixing solution. As described above, the above-described problem may also occur when the application target to which the fixing device applies the foamy fixing solution is not the recording medium but the toner image carrier. Further, the above-described problem is not limited to the case where the resin-containing fine particles are toners, and may be caused by any fixing device that applies a foamy fixing solution to the resin-containing fine particles and fixes the resin-containing fine particles on a medium to be fixed.
本発明は以上の問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、泡状定着液を用いる構成で、経時に渡って定着性能を確保し、且つ、定着液の消費量を抑制することができる定着装置、及びこの定着装置を備えた画像形成装置を提供することである。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to secure fixing performance over time and suppress consumption of the fixing solution with a configuration using a foamy fixing solution. It is an object of the present invention to provide a fixing device that can be used, and an image forming apparatus including the fixing device.
上記目的を達成するために、請求項1の発明は、樹脂の少なくとも一部を溶解または膨潤させることで樹脂含有微粒子を軟化させる軟化剤を含有した液状定着液を、液中に気泡が分散した泡状定着液とする定着液泡状化手段と、該樹脂含有微粒子からなる樹脂含有微粒子層を担持する定着液付与対象の表面に該泡状定着液を付与する泡状定着液付与手段と、該定着液泡状化手段によって該液状定着液から該泡状定着液となる途中の状態の定着液及び該泡状定着液が通過する定着液搬送路とを有し、該泡状定着液を付与することで軟化した該樹脂含有微粒子を被定着媒体に定着する定着装置において、上記定着液搬送路内の泡状及び液状の定着液を回収し、該定着液泡状化手段が泡状定着液を生成する位置よりも定着液の搬送方向上流側に回収した定着液を戻す定着液再利用手段を備えることを特徴とするものである。
また、請求項2の発明は、請求項1の定着装置において、上記定着液付与手段は、表面移動する定着液供給対象の表面に対向する位置に泡状定着液を吐出することによって該定着液供給対象の表面に泡状定着液を供給する吐出手段を有し、該吐出手段は、上記定着液泡状化手段から供給された泡状定着液を内部に充填する充填部と、該充填部の内部を該供給対象のある外部に連通させる吐出口と、該吐出口の開放及び閉鎖を行う吐出口開閉部材とを備え、上記吐出手段は、泡状定着液を上記充填部に充填し、該充填部の内部の圧力を外部の圧力よりも高め、上記吐出口開閉部材を開放することで該吐出口から定着液を吐出する構成であり、上記定着液再利用手段は、上記吐出手段の内部空間から定着液を回収するとともに、該吐出手段の内部空間を介して上記定着液搬送路内の定着液を回収することを特徴とするものである。
また、請求項3の発明は、請求項2の定着装置において、上記定着液付与手段は、泡状定着液を表面に担持して表面移動し、上記定着液付与対象と対向する位置で表面上の定着液を該定着液付与対象に塗布する定着液塗布部材を備え、該定着液塗布部材が上記定着液供給対象であることを特徴とするものである。
また、請求項4の発明は、請求項3の定着装置において、上記吐出手段が対向する位置に対して上記定着液塗布部材の表面移動方向上流側の近接位置に該表面移動方向に直交する方向に延在するように該定着液塗布部材の表面に接触して、該定着液塗布部材の表面上の空間を遮蔽する供給位置上流側遮蔽部材を備えることを特徴とするものである。
また、請求項5の発明は、請求項3または4の定着装置において、上記定着液塗布部材の表面上の上記定着液付与対象と対向する位置に対して表面移動方向下流側、且つ、上記吐出手段が対向する位置に対して表面移動方向下流側となる位置に、該定着液塗布部材の表面上の定着液を除去する塗布部材クリーニング手段を備え、上記吐出手段からの泡状定着液の供給が停止している間、上記定着液塗布部材を周期的に一定時間表面移動させることを特徴とするものである。
また、請求項6の発明は、請求項3乃至5のいずれか1項に記載の定着装置において、上記定着液塗布部材の表面上の上記定着液付与対象と対向する位置に対して表面移動方向下流側、且つ、上記吐出手段が対向する位置に対して表面移動方向下流側、となる位置に、該定着液塗布部材の表面上の定着液を除去する塗布部材クリーニング手段を備え、上記吐出手段による泡状定着液の供給を実行する前に上記定着液塗布部材を表面移動させることを特徴とするものである。
また、請求項7の発明は、請求項1乃至6の定着装置において、上記定着液再利用手段は、上記定着液搬送路内の定着液を吸引して回収する吸引回収手段を備えることを特徴とするものである。
また、請求項8の発明は、請求項7の定着装置において、上記吸引回収手段の吸引動作を間欠動作とすることを特徴とするものである。
また、請求項9の発明は、請求項1乃至8のいずれか1項に記載の定着装置において、上記定着液再利用手段内の定着液の搬送路内に濾過手段を設けたことを特徴とするものである。
また、請求項10の発明は、樹脂と色剤を含有する樹脂微粒子を含むトナーを用いて記録媒体上にトナー像を形成するトナー像形成手段と、記録媒体に転写するトナー像を担持するトナー像担持体の表面、または、トナー像を担持する記録媒体の表面に定着液を付与し、該記録媒体上に該トナー像を定着せしめる定着手段とを備える画像形成装置であって、該定着手段として、請求項1乃至9のいずれか1項に記載の定着装置を用いることを特徴とするものである。
In order to achieve the above object, the invention of
According to a second aspect of the present invention, there is provided the fixing device according to the first aspect, wherein the fixing liquid applying means discharges the foamy fixing liquid at a position facing the surface of the fixing liquid supply target that moves on the surface. A discharge unit configured to supply a foam-like fixing solution to the surface of the supply target, the discharge unit filling a foam-type fixing solution supplied from the fixing solution foaming unit; And a discharge port opening / closing member that opens and closes the discharge port, and the discharge means fills the filling portion with a foam-like fixer, The internal pressure of the filling unit is higher than the external pressure, and the discharge port opening / closing member is opened to discharge the fixer from the discharge port. The fixer is collected from the space and the inside of the discharge means Through between and is characterized in that recovering the fixing solution of the fixer conveying path.
Further, the invention of
According to a fourth aspect of the present invention, in the fixing device of the third aspect, a direction orthogonal to the surface movement direction at a proximity position upstream of the surface of the fixing liquid application member with respect to the position where the discharge means faces. And a supply position upstream side shielding member for contacting the surface of the fixing solution applying member so as to extend to the surface and shielding the space on the surface of the fixing solution applying member.
The invention according to
According to a sixth aspect of the present invention, in the fixing device according to any one of the third to fifth aspects, the surface moving direction with respect to a position facing the fixing liquid application target on the surface of the fixing liquid coating member. An application member cleaning unit that removes the fixing solution on the surface of the fixing solution application member is provided on the downstream side and on the downstream side in the surface movement direction with respect to the position where the discharge unit faces, and the discharge unit The surface of the fixing solution applying member is moved before the supply of the foamy fixing solution is performed.
According to a seventh aspect of the present invention, in the fixing device according to any one of the first to sixth aspects, the fixing liquid recycling means includes a suction collecting means for sucking and collecting the fixing liquid in the fixing liquid conveying path. It is what.
The invention of
According to a ninth aspect of the present invention, in the fixing device according to any one of the first to eighth aspects, a filtering unit is provided in a fixing liquid transport path in the fixing liquid reusing unit. To do.
According to a tenth aspect of the present invention, there is provided a toner image forming means for forming a toner image on a recording medium using a toner containing resin fine particles containing a resin and a colorant, and a toner carrying a toner image transferred to the recording medium. An image forming apparatus comprising: a fixing unit that applies a fixing liquid to a surface of an image carrier or a surface of a recording medium that carries a toner image, and fixes the toner image on the recording medium. The fixing device according to any one of
本発明においては、所望の泡状態の泡状定着液から状態が変化した泡状及び液状の定着液を、定着液搬送路内から定着液再利用手段によって回収することが出来る。このため、定着液搬送路内に残留した泡状定着液が所望の泡状態とは異なる状態となってもそれを回収し、定着液泡状化手段によって所望の泡状態となるように生成された泡状定着液を定着に使用することができる。よって、常に所望の泡状態の泡状定着液を定着に使用することができ、経時に渡って定着性能を確保することができる。さらに、定着液再利用手段が、回収した定着液を該定着液泡状化手段が所望の泡状態の泡状定着液を生成する位置よりも定着液の搬送方向上流側に戻すことで、この定着液を再利用できるため、使用可能な定着液を破棄することがなく、定着液の消費量を抑制することができる。 In the present invention, the foam-like and liquid fixer whose state has changed from the desired foam-like fixer can be recovered from the fixer transport path by the fixer recycling means. For this reason, even if the foamy fixing solution remaining in the fixing solution conveyance path is in a state different from the desired bubble state, it is recovered and generated so as to be in the desired bubble state by the fixing solution foaming means. A foamy fixer can be used for fixing. Therefore, it is possible to always use a foamy fixing solution in a desired foam state for fixing, and it is possible to ensure fixing performance over time. Further, the fixing liquid recycling means returns the recovered fixing liquid to the upstream side in the conveyance direction of the fixing liquid from the position where the fixing liquid foaming means generates the foam fixing liquid in a desired bubble state. Since the liquid can be reused, the consumption of the fixing liquid can be suppressed without discarding the usable fixing liquid.
本発明によれば、経時に渡って定着性能を確保し、且つ、定着液の消費量を抑制することができるという優れた効果がある。 According to the present invention, there are excellent effects that fixing performance can be secured over time and consumption of the fixing solution can be suppressed.
以下、本発明を、電子写真方式によって画像を形成する画像形成装置である複写機(以下、複写機100と呼ぶ)に適用した実施形態について説明する。なお、本実施形態では本発明の特徴部を備える画像形成装置が複写機である構成について説明するが、プリンタ、ファクシミリ等の他の画像形成装置であってもよい。
まず、実施形態に係る複写機100の基本的な構成について説明する。図1は、実施形態に係る複写機100を示す概略構成図である。この複写機100は、プリンタ部1と、給紙装置40と、原稿搬送読取ユニット50とを備えている。原稿搬送読取ユニット50は、プリンタ部1の上に固定された原稿読取装置であるスキャナ部150と、これに支持される原稿搬送装置であるADF51とを有している。
Hereinafter, an embodiment in which the present invention is applied to a copying machine (hereinafter referred to as a copying machine 100), which is an image forming apparatus that forms an image by electrophotography, will be described. In the present embodiment, the configuration in which the image forming apparatus including the characterizing portion of the present invention is a copying machine will be described. However, other image forming apparatuses such as a printer and a facsimile may be used.
First, a basic configuration of the copying
給紙装置40は、ペーパーバンク41内に多段に配設された2つの給紙カセット42、給紙カセット42から転写紙Pを送り出す送出ローラ43を有する。さらに、給紙カセット42から送り出された転写紙Pの一番上にある一枚を他の転写紙Pから分離して給紙路44に供給する分離ローラ45を有する。また、プリンタ部1の紙搬送路37に転写紙Pを搬送する複数の搬送ローラ47等も有している。そして、給紙カセット42内の転写紙Pをプリンタ部1内の紙搬送路37内に給紙する。
The
プリンタ部1の上方に固定されたスキャナ部150は、原稿MSの画像を読み取るための読取手段として、固定読取部151と、移動読取部152とを有している。光源、反射ミラー、CCD等の画像読取センサなどを有する固定読取部151は、原稿MSに接触するようにスキャナ部150のケーシング上壁に固定された図示しない第一コンタクトガラスの直下に配設されている。そして、ADF51によって搬送される原稿MSが第一コンタクトガラス上を通過する際に、光源から発した光を原稿面で順次反射させながら、複数の反射ミラーを経由させて画像読取センサ153で受光する。これにより、固定読取部151では光源や反射ミラー等からなる光学系を移動させることなく、原稿MSを走査する。
The
一方、移動読取部152は、原稿MSに接触するようにスキャナ部150のケーシング上壁に固定された図示しない第二コンタクトガラスの直下であって、固定読取部151の図中右側方に配設されている。この移動読取部152は、光源や、反射ミラーなどからなる光学系を図中左右方向に移動させることができる。そして、光学系を図中左側から右側に移動させていく過程で、光源から発した光を第二コンタクトガラス上に載置された図示しない原稿で反射させる。その後、原稿からの反射光を複数の反射ミラーを経由させて、スキャナ本体に固定された画像読取センサ153で受光する。これにより、移動読取部152では光学系を移動させながら、原稿MSを走査する。
このように、スキャナ部150において原稿MSを走査し、画像読取センサ153で画像情報を取得する。そして、得られた画像情報に基づいて、光書込装置2では光源を駆動してドラム状の四つの感光体4(K,Y,M,C)に向けてレーザー光Lを照射する。
On the other hand, the moving
As described above, the document MS is scanned by the
図2は、プリンタ部1の内部構成の一部を拡大して示す部分拡大構成図である。プリンタ部1は、光書込装置2、K,Y,M,Cの各色のトナー像を形成する四つの作像ユニット3(K,Y,M,C)、転写ユニット90、紙搬送ユニット28、レジストローラ対33、定着装置60等を備えている。そして、光書込装置2内に配設された図示しないレーザーダイオードやLED等の光源を駆動して、ドラム状の四つの感光体4(K,Y,M,C)に向けてレーザー光Lを照射する。この照射により、潜像担持体である感光体4(K,Y,M,C)の表面には静電潜像が形成され、この潜像は所定の現像プロセスを経由してトナー像に現像される。なお、符号の後に付されたK,Y,M,Cという添字は、ブラック,イエロー,マゼンタ,シアン用の仕様であることを示している。
FIG. 2 is a partially enlarged configuration diagram illustrating a part of the internal configuration of the
作像ユニット3(K,Y,M,C)は、それぞれ、潜像担持体である感光体4と、その周囲に配設される各種装置とを1つのユニットとして共通の支持体に支持するものであり、複写機100本体に対して着脱可能になっている。ブラック用の作像ユニット3Kを例にすると、感光体4Kの他、この感光体4Kの表面に形成された静電潜像をブラックトナー像に現像するための現像装置6Kを有している。また、後述するK用の一次転写ニップを通過した後の感光体4K表面に付着している転写残トナーをクリーニングする感光体クリーニング装置15Kなども有している。複写機100では、四つの作像ユニット3(K,Y,M,C)を、後述する中間転写ベルト91に対してその無端移動方向に沿って並べるように対向配設した、いわゆるタンデム型の構成になっている。
Each of the image forming units 3 (K, Y, M, and C) supports the
図3は、四つの作像ユニット3(K,Y,M,C)のうちの一つの作像ユニット3の拡大図である。なお、四つの作像ユニット3(K,Y,M,C)は、それぞれ使用するトナーの色が異なる他はほぼ同様の構成になっているので、図3においては各符号に付すK,Y,M,Cという添字を省略している。図3に示すように、作像ユニット3は、感光体4の周りに、帯電装置の帯電ローラ5、現像装置6、感光体クリーニング装置15、除電装置の除電ランプ22等を有している。
FIG. 3 is an enlarged view of one of the four image forming units 3 (K, Y, M, C). The four image forming units 3 (K, Y, M, C) have substantially the same configuration except that the colors of the toners to be used are different from each other. Therefore, in FIG. , M, and C are omitted. As shown in FIG. 3, the
複写機100では、感光体4として、アルミニウム等の素管に感光性を有する有機感光材の塗布による感光層を形成したドラム状のものを用いている。但し、感光体としては無端ベルト状のものを用いても良い。
In the copying
現像装置6は、図示しない磁性キャリアと非磁性トナーとを含有する二成分現像剤を現像剤担持体である現像ローラ12に担持する。そして、現像ローラ12と感光体4との対向部である現像領域で感光体4上の静電潜像にトナーを供給して、静電想像を可視像化させる。また、現像装置6は、現像ローラ12の表面に供給する二成分現像剤を収容する現像剤収容部6bを備え、現像剤収容部6bには収容する二成分現像剤を攪拌しながら搬送する攪拌搬送部材である撹拌スクリュ6aが設けられている。
現像ローラ12は回転可能に配置された非磁性の筒状の現像スリーブと、これの内部に回転不能に設けられたマグネットローラとから構成される。マグネットローラは、現像スリーブの回転方向に向けて順次並ぶ複数の磁極を有している。この複数の磁極は、それぞれ現像スリーブ上の二成分現像剤に対して回転方向の所定位置で磁力を作用させる。このような複数の磁極それぞれの磁力の作用により、現像剤収容部6b内の二成分現像剤を現像スリーブ表面に引き寄せて担持させるとともに、現像スリーブ表面上で磁力線に沿った磁気ブラシを形成する。
磁気ブラシは、現像スリーブの回転に伴って不図示の現像剤規制部材との対向位置を通過する際に適正な層厚に規制されてから、現像領域に搬送される。そして、現像スリーブに印加される現像バイアスと、感光体4の静電潜像との電位差によってトナーを静電潜像上に転移させて現像を行う。更に、現像領域を通過した後、現像スリーブの回転に伴って再び現像装置6内に戻った磁気ブラシを構成する二成分現像剤は、マグネットローラの磁極間に形成される反発磁界の影響によって現像スリーブ表面から離脱する。現像スリーブ表面から離脱した二成分現像剤は、現像剤収容部6b内に戻される。現像剤収容部6b内には、トナー濃度センサ6sが配置されている。このトナー濃度センサ6sによる検知結果に基づいて、現像剤収容器6b内の二成分現像剤のトナー濃度が所定の範囲内となるように、不図示のトナー補給装置が制御され、二成分現像剤に適量のトナーが補給される。
The developing
The developing
The magnetic brush is transported to the developing area after being regulated to an appropriate layer thickness when passing through a position facing a developer regulating member (not shown) as the developing sleeve rotates. Then, development is performed by transferring toner onto the electrostatic latent image by a potential difference between the developing bias applied to the developing sleeve and the electrostatic latent image on the
プリンタ部1では図2に示すように、四つの作像ユニット3(K,Y,M,C)の感光体4(K,Y,M,C)には、これまで説明してきた作像プロセスによってK,Y,M,Cトナー像が形成される。
In the
図2に示すように四つの作像ユニット3(K,Y,M,C)の下方には、転写ユニット90が配設されている。この転写ユニット90は、複数の張架ローラ(92、93、94)によって張架されたトナー像担持体としての中間転写ベルト91を備える。さらに、中間転写ベルト91を挟んで第一張架ローラ92に対向する位置には、ベルトクリーニング装置32が配置されている。ベルトクリーニング装置32は、後述する二次転写ニップを通過した後の中間転写ベルト91上に残留するトナーを除去するために配置されている。
転写ユニット90では中間転写ベルト91を感光体4(K,Y,M,C)に当接させながら図中時計回り方向(図2中の矢印A方向)に無端移動させる。これにより、感光体4(K,Y,M,C)と中間転写ベルト91とが当接するK,Y,M,C用の一次転写ニップが形成されている。K,Y,M,C用の一次転写ニップの近傍では、ベルトループ内側に配設された一次転写ローラ95(K,Y,M,C)によって中間転写ベルト91を感光体4(K,Y,M,C)に向けて押圧している。四つの一次転写ローラ95(K,Y,M,C)には、それぞれ図示しない電源によって一次転写バイアスが印加されている。これにより、K,Y,M,C用の一次転写ニップには、感光体4(K,Y,M,C)上のトナー像を転写体である中間転写ベルト91に向けて静電移動させる一次転写電界が形成されている。図中時計回り方向の無端移動に伴ってK,Y,M,C用の一次転写ニップを順次通過していく中間転写ベルト91の表面には、各一次転写ニップでトナー像が順次重ね合わせて一次転写される。この重ね合わせの一次転写により、中間転写ベルト91の表面には四色重ね合わせトナー像(以下、四色トナー像という)が形成される。
複写機100の一次転写装置は、一次転写部材として一次転写ローラ95を備えた構成を採用しているが、一次転写部材としては導電性ブラシ、非接触のコロナチャージャー等を採用することもできる。
As shown in FIG. 2, a
In the
The primary transfer device of the copying
図3において、一次転写ニップを通過した後の感光体4の表面には、中間転写ベルト91に一次転写されなかった転写残トナーが付着している。この転写残トナーは、作像ユニット3の感光体クリーニング装置15により、感光体4の表面から除去される。
In FIG. 3, untransferred toner that has not been primarily transferred to the
感光体クリーニング装置15は、感光体4に当接しているポリウレタンゴム製の感光体クリーニングブレード16を備え、転写残トナーを一次転写ニップ通過後の感光体4表面から掻き取って除去する。感光体クリーニングブレード16は、作像ユニット3のケーシングに固定された金属製の支持部材に接着(ホットメルト)されており、感光体4に対してカウンタ方向に当接するようになっている。カウンタ方向とは、支持部材によって片持ち支持される感光体クリーニングブレード16の先端側を、後端側(自由端側)よりも感光体4の表面移動方向の上流側に位置させるようなブレードの向きである。
ここで、感光体クリーニング装置15によって回収されたトナーは、図示しない回収スクリュ及びトナーリサイクル装置によって、現像装置6に回収され、再利用される。
The
Here, the toner collected by the
複写機100の作像ユニット3が備える除電装置は、除電ランプ22を備えた構成であり、光を照射して感光体4の表面電位を初期化する。除電ランプ22によって除電された感光体4の表面は、帯電バイアスの印加によって感光体4との間に放電を発生させる帯電ローラ5によって一様に帯電せしめられた後、光書込装置2による光書込処理がなされる。また、複写機100の作像ユニット3が備える帯電装置は、帯電ローラ5を採用した接触帯電方式の帯電装置である。この帯電装置は帯電ローラ5を感光体4の表面に接触させて、帯電ローラ5に電圧を印加することにより感光体4の表面を一様に帯電する。なお、感光体4を一様に帯電させる帯電装置としては、帯電ローラ方式のものに代えてスコロトロンチャージャ等を採用した非接触帯電方式の帯電装置を採用することもできる。
The static eliminator included in the
図2に示すように、プリンタ部1における転写ユニット90の図中下方には、二次転写ユニットとしての紙搬送ユニット28が設けられている。この紙搬送ユニット28は、駆動ローラ30と二次転写ローラ31との間に、二次転写ベルトである無端状の紙搬送ベルト29を掛け渡して無端移動させる構成である。
複写機100では紙搬送ユニット28の二次転写ローラ31と、転写ユニット90の下部張架ローラ94との間に、中間転写ベルト91及び紙搬送ベルト29を挟み込んでいる。これにより、中間転写ベルト91の表面と、紙搬送ベルト29の表面とが当接する二次転写ニップが形成されている。二次転写ローラ31には図示しない電源によって二次転写バイアスが印加されている。一方、転写ユニット90の下部張架ローラ94は接地されている。これにより、二次転写ニップに二次転写電界が形成されている。
As shown in FIG. 2, a
In the copying
この二次転写ニップの図中右側方には、レジストローラ対33が配設されている。レジストローラ対33はローラ間に挟み込んだ転写紙Pを中間転写ベルト91上の四色トナー像に同期させ得るタイミングで二次転写ニップに送り出す。二次転写ニップ内では、中間転写ベルト91上の四色トナー像が二次転写電界やニップ圧の影響によって転写紙Pに一括二次転写され、転写紙Pの白色と相まってフルカラー画像となる。二次転写ニップを通過し、表面にトナー像が転写された転写紙Pは、中間転写ベルト91から離間して、紙搬送ベルト29の表面に保持されながら、その無端移動に伴って定着装置60へと搬送される。
A
二次転写ニップを通過した中間転写ベルト91の表面には、二次転写ニップで転写紙Pに転写されなかった転写残トナーが付着している。この転写残トナーは、中間転写ベルト91に当接するベルトクリーニング装置32によって掻き取り除去される。
The transfer residual toner that has not been transferred to the transfer paper P at the secondary transfer nip adheres to the surface of the
定着装置60に搬送された転写紙Pは、詳細は後述するが定着装置60内で定着液が塗布されることによってフルカラー画像が定着された後、定着装置60から送り出される。
The transfer paper P conveyed to the fixing
なお、図1に示すように複写機100は、紙搬送ユニット28と定着装置60との下方には、スイッチバック装置36が配設されている。これにより、片面に対する画像定着処理を終えた転写紙Pが、切換爪で転写紙Pの進路を転写紙P反転装置側に切り換えられ、そこで反転されて再び二次転写ニップに進入する。そして、もう片面にも画像の二次転写処理と定着処理とが施された後、排紙トレイ10上に排紙される。
As shown in FIG. 1, in the copying
〔実施例1〕
次に、複写機100に適用可能な本発明の特徴部を備えた定着装置60の一つ目の実施例(以下、実施例1と呼ぶ)について図面を用いて説明する。図4は実施例1の定着装置60を模式的示した説明図である。
実施例1の定着装置60は、泡状の定着液を生成する泡状定着液生成部400と定着液塗布部70とを備える。定着液塗布部70は、泡状定着液生成部400で生成された泡状定着液Fを未定着のトナー層Tからなる未定着画像を担持する転写紙Pに塗布する構成である。
泡状定着液生成部400は、液状定着液210を保管収納する定着液ボトル200と、定着液ボトル200内に空気を送り込み液状定着液210を粗く発泡させて、粗い泡からなる泡状定着液Fを生成する空気ポンプ300とを有する。さらに、不図示のソレノイドのON/OFF制御によって弁の閉鎖または開放を制御する定着液ボトル大気開放弁250を有する。定着液ボトル大気開放弁250は、弁を閉鎖することで定着液ボトル200内の気圧が外気の気圧の影響を受けない状態とし、弁を開放することで定着液ボトル200内の気圧を外気の気圧と同じ値とすることができる。
[Example 1]
Next, a first embodiment (hereinafter, referred to as a first embodiment) of the fixing
The fixing
The foam-
また、定着液ボトル200内で粗く発泡させた状態の泡状定着液Fの泡を細かい泡にする泡攪拌器310を有する。
定着液塗布部70は、ダイコータヘッド500、塗布ローラ61、及び、加圧ローラ62を有する。塗布ローラ61は、泡状定着液生成部400で生成された泡状定着液Fを未定着のトナー層Tが形成された転写紙Pの表面に塗布位置Jで塗布する部材である。
ダイコータヘッド500は、泡攪拌器310で泡が細かくなった泡状定着液Fを塗布ローラ61の表面に向けて吐出して供給する吐出手段である。また、加圧ローラ62は、泡状定着液Fが塗布された後の未定着のトナー層T内に泡状定着液Fを浸透させるように塗布位置Jで圧力をかける部材である。なお、塗布ローラ61表面に供給された泡状定着液Fが薄層状態となるようにダイコータヘッド500からの泡状定着液Fの供給がなされることが望ましい。
In addition, it has a
The fixing
The
また、定着装置60は、詳細は後述するが、泡状定着液生成部400からダイコータヘッド500までの間の搬送路内の泡状定着液Fを回収し、再利用する定着液再利用装置600を備える。定着液再利用装置600は、ダイコータヘッド500に近接して配置された泡回収用ブラケット610を備え、回収吸引ポンプ620を駆動させることで、ダイコータヘッド500から泡回収用ブラケット610に泡状定着液Fを回収する構成である。
The fixing
泡状定着液生成部400が備える泡攪拌器310の内部には2本のスクリュ部材が平行に、且つ、近接して配置されており、2本のスクリュ部材には駆動を伝達するギヤを介して、駆動源としての泡撹拌用モータM3が接続されている。泡撹拌用モータM3を駆動させることによって2本のスクリュが回転する。定着液ボトル200内で作成された粗い泡からなる泡状定着液Fを回転する2本のスクリュの間を通過させ、攪拌し、せん断力を加えることによって泡状定着液Fの大きな泡は微小な泡へと変化する。
定着装置60では、気体供給手段である空気ポンプ300が空気供給管300aを介して定着液供給手段である定着液ボトル200内に空気を送り込む。これにより、定着液ボトル200内の液状定着液210と空気とを混合して、液状定着液210を発泡させて、粗い泡からなる泡状定着液Fを生成する。さらに、泡攪拌器310内の2つのスクリュを回転させ、粗い泡からなる泡状定着液Fにせん断力を加えることによって、細かい泡からなる泡状定着液Fを生成する。このように、定着装置60では、空気ポンプ300、定着液ボトル200、及び、泡攪拌器310等によって定着液発泡手段を構成する。そして、泡状定着液Fを用いて定着を行うことにより、従来の液状の定着液を用いる構成よりも少量の定着液塗布量でトナー画像を乱すことなく定着することができる。
Two screw members are arranged in parallel and close to each other in the
In the fixing
定着液塗布部70が備える加圧ローラ62は、表面が弾性変形するスポンジローラである。また、定着液塗布部70は、塗布位置Jに対して塗布ローラ61の表面移動方向下流側に、塗布ローラクリーニングブレード63を備える。塗布ローラクリーニングブレード63は、塗布位置Jを通過した塗布ローラ61の表面上に残った泡状定着液Fを回収するためのクリーニング機構を構成する。さらに、塗布位置Jに対して加圧ローラ62の表面移動方向下流側には、塗布位置Jを通過した加圧ローラ62の表面上に付着した泡状定着液Fなどの異物をクリーニングするための加圧ローラクリーニングブレード64を備える。塗布ローラクリーニングブレード63でクリーニングされた泡状定着液Fは塗布側定着液回収タンク63aに収容される。同様に、加圧ローラクリーニングブレード64でクリーニングされた泡状定着液Fは加圧側定着液回収タンク64aに収容される。
塗布ローラ61の表面上における、ダイコータヘッド500と対向する位置に対して表面移動方向下流側、且つ、塗布位置Jに対して表面移動方向上流側の位置にはローラ表面泡センサS3が配置されている。ローラ表面泡センサS3は、塗布ローラ61上の泡状定着液Fの有無を検知する光学センサである。
The
On the surface of the
ローラ表面泡センサS3としては反射型の光学センサを用い、塗布ローラ61としては、表面の色が黒や茶等の光が反射しにくい色のものを用いる。このようなローラ表面泡センサS3では、塗布ローラ61の表面上に定着液が存在しない場合、または、定着液が存在しても液状の場合は、泡状定着液Fが存在する場合よりも、受光素子に入射する光量が少なくなる。塗布ローラ61上に定着液が存在しない場合及び定着液が存在しても液状の場合は、発光素子から発した光は塗布ローラ61表面まで到達し、ほとんど吸収されるため、受光素子に入射する光量は少ない。一方、塗布ローラ61の表面上に泡状定着液Fが存在する場合は、液状の状態よりも表面が白くなり入射した光が反射するため、泡状定着液Fが存在しない場合に比べて反射型の光学センサの受光素子に入射する光量が多くなる。このように、定着液が塗布ローラ61上に泡状定着液Fの状態で存在するか否かによってローラ表面泡センサS3が備える受光素子で受光される光量に違いが生じるため、この受光される光量に違いよって、センサを配置した塗布ローラ61表面に泡状定着液Fが存在するか否かを検出することができる。更に泡状定着液Fの厚みの違いにより、反射光から受光素子への戻り光量が異なることを確認することで塗布ローラ61上の泡状定着液Fの厚みを検知し、空気ポンプ300の回転数を可変する事でヘッド圧をコントロールし、塗布厚を制御することも可能となる。
As the roller surface bubble sensor S3, a reflection type optical sensor is used, and as the
定着装置60の塗布位置Jに対して転写紙Pの搬送方向下流側には、転写紙Pの塗布ローラ61からの分離を促す分離爪65が配置されている。一方、塗布位置Jに対して転写紙Pの搬送方向上流側には、未定着のトナー像からなるトナー層Tを担持した転写紙Pの先端を検知する紙先端検知センサS2が配置されている。
A
定着液塗布部70では、ダイコータヘッド500が泡状定着液Fを表面移動する塗布ローラ61の表面に吐出することによって、塗布ローラ61の表面に泡状定着液Fが供給される。塗布ローラ61は、図4中の矢印C方向に表面移動することによってその表面が転写紙Pと対向する塗布位置Jまで泡状定着液Fを搬送する。そして、塗布位置Jにおける塗布ローラ61の表面移動方向と同方向(図4中矢印I方向)に搬送される転写紙Pのトナー層Tが形成された表面上に泡状定着液Fを塗布する。これにより、トナー層Tが形成された転写紙Pの表面に対して泡状定着液Fの付与がなされる。
In the fixing
また、定着装置60は、塗布ローラ61の駆動源としての塗布ローラ用モータM1、及び、加圧ローラ62の駆動源としての加圧ローラ用モータM2を備える。さらに、定着装置60は、詳細は後述するがこれらの部品を制御するための定着制御手段である定着装置制御用CPU700を備える。
The fixing
次に、定着装置60が備えるダイコータヘッド500について説明する。
図5は、ダイコータヘッド500の拡大説明図である。図5では、定着液再利用装置600を構成する泡回収用ブラケット610の図示は省略している。図6は、定着装置60が備えるダイコータヘッド500を図5中の矢印H方向から見た斜視図である。また、図6では、図5で示すダイコータヘッド500のマニホールド510に対して左側のケーシングを透過させて破線で示しており、図5中の紙面手前‐奥方向、及び、図6中の矢印W方向が幅方向を示す。
Next, the
FIG. 5 is an enlarged explanatory view of the
ダイコータヘッド500は、ヘッド内搬送管512、充填部であるマニホールド510、及び、吐出口である吐出スリット511を備える。マニホールド510には大気開放弁507が接続されており、マニホールド510内の圧力を検知する圧力センサS1を備える。また、吐出スリット511のスリット上流部511aとスリット下流部511bとの間には、円柱状の柱状回転部材である供給幅調節ローラ550が配置されている。
ダイコーダヘッド大気開放弁507は、不図示のソレノイドのON/OFF制御によって弁の閉鎖または開放を制御するものである。弁を閉鎖することでマニホールド510内の気圧が外気の気圧の影響を受けない状態とし、弁を開放することでマニホールド510内の気圧を外気の気圧と同じ値とすることができる。
なお、図示は省略しているが、ヘッド内搬送管512は途中で三又に分かれており、図6に示すように、3個所の搬送管排出口512aでマニホールド510と接続している。
The
The die coder head
Although not shown, the in-
マニホールド510は、ヘッド内搬送管512や吐出スリット511の断面に対して十分に広い空間となっているため、ヘッド内搬送管512や吐出スリット511に比して圧力抵抗が小さい。このため、ヘッド内搬送管512からマニホールド510に供給された泡状定着液Fはマニホールド510内全体に広がり、マニホールド510内では泡状定着液Fを均等に広げることができる。また、マニホールド510は吐出スリット511に比して圧力抵抗が小さい。よって、泡状定着液Fはマニホールド510から吐出スリット511へ移動し難く、マニホールド510内の気圧が外部の気圧よりも高くしたときの圧力差によって吐出を行うことができる。
The manifold 510 has a sufficiently wide space with respect to the cross section of the in-
ダイコーダヘッド大気開放弁507に繋がる管のマニホールド510との接続位置には、接続部からの空気漏れや定着液漏れを防止する大気開放管シール部材507sが配置されている。また、供給幅調節ローラ550の回転軸である供給幅調節ローラ回転軸551の根元にも回転軸シール部材552が配置されている。この回転軸シール部材552は、供給幅調節ローラ回転軸551とダイコータヘッド500のケーシングとの間の隙間からの空気漏れや定着液漏れを防止する。さらに、吐出スリット511近傍のダイコータヘッド500のケーシングには、吐出口シール部材511sが配置されている。この吐出口シール部材511sは、供給幅調節ローラ550の側面とダイコータヘッド500のケーシングとの間に定着液が流入することを防止する。
At the connection position of the pipe manifold connected to the die coder head
供給幅調節ローラ550は、幅方向の長さが異なる2つの貫通スリット570が設けられている。図5及び図6に示すダイコータヘッド500は、2つの貫通スリット570のうち幅方向の長さが長い第一貫通スリット570aが吐出スリット511と対向した状態である。第一貫通スリット570a及び第二貫通スリット570bは、共に円柱状の供給幅調節ローラ550を直径方向に貫通するように設けられた貫通孔である。この2つの貫通スリット570は供給幅調節ローラ550の中心軸で交差して繋がっている。
供給幅調節ローラ回転軸551には駆動源としての供給幅調節回転モータM4が接続されており、供給幅調節回転モータM4からの駆動を伝達することによって円柱状の供給幅調節ローラ550が回転する構成である。
The supply
A supply width adjustment rotation motor M4 as a drive source is connected to the supply width adjustment
ダイコータヘッド500では、供給幅調節ローラ550における貫通スリット570が設けられた位置以外の領域であるローラ側面部571が吐出スリット511と対向している状態では、吐出スリット511は閉鎖された状態となる。この状態では、塗布ローラ61の表面上への泡状定着液Fの供給が停止される。吐出スリット511が閉鎖された状態から供給幅調節回転モータM4を駆動して、供給幅調節ローラ550を回転させると、図5及び図6に示すように、2つの貫通スリット570の一方が吐出スリット511と対向する状態となる。この状態では、マニホールド510が吐出スリット511及び貫通スリット570を介して外部と連通し、マニホールド510内の泡状定着液Fが塗布ローラ61の表面上に向けて吐出される。
In the
吐出スリット511及び二つの貫通スリット570は、幅方向における仕切りがない開口部である。また、吐出スリット511と第一貫通スリット570aとの幅方向の長さは最大となる付与幅に対応させた長さである。一方、第二貫通スリット570bの幅方向の長さは吐出スリット511や第一貫通スリット570aよりも短く、例えば、使用頻度が高い転写紙Pの付与幅に対応させた長さである。
The discharge slit 511 and the two through slits 570 are openings that are not partitioned in the width direction. Moreover, the length of the width direction of the discharge slit 511 and the
定着装置60では、吐出手段であるダイコータヘッド500から吐出される泡状定着液Fは、吐出口である吐出スリット511と吐出口連通部である貫通スリット570とを通過して吐出される。吐出スリット511の幅方向の長さは最大となる付与幅に対応させた長さで一定である。一方、泡状定着液Fが通過する貫通スリット570の幅方向の長さは、柱状回転部材である供給幅調節ローラ550を回転させて、吐出スリット511と対向する貫通スリット570を切り替えることで変更することができる。
また、泡状定着液Fは、幅方向の長さが吐出スリット511よりも短い第二貫通スリット570bを泡状定着液Fが通過した後に吐出スリット511のスリット下流部511bを通過する。このような場合でも、泡状定着液Fは延展し難いため、泡状定着液Fの幅方向の長さは第二貫通スリット570bの幅方向の長さからほとんど変化しない。このため、吐出スリット511と対向する貫通スリット570を変更することにより、供給対象である塗布ローラ61の表面に吐出される泡状定着液Fの幅方向の長さを付与幅に応じて変更することができる。
In the fixing
Further, the foam-like fixing liquid F passes through the second
定着装置60では、複写機100で画像形成可能な最大幅の転写紙Pに画像形成を行う場合は、第一貫通スリット570aを吐出スリット511と対向させた状態で泡状定着液Fの塗布ローラ61への供給を行う。また、狭い転写紙Pに画像形成を行う場合は、第二貫通スリット570bを吐出スリット511と対向させた状態で泡状定着液Fの塗布ローラ61への供給を行う。
In the fixing
さらに、吐出スリット511及び2つの貫通スリット570には幅方向における仕切りがない。このため、吐出スリット511及び貫通スリット570を通過してダイコータヘッド500から吐出して、塗布ローラ61の表面に供給される泡状定着液Fは幅方向に分割されず、一体の状態で供給される。このため、塗布ローラ61の表面上の泡状定着液Fが供給される幅内の幅方向の一部で泡状定着液Fの供給量が不足することを防止でき、塗布ローラ61の表面における幅方向の泡状定着液Fの供給量のムラが生じることを防止できる。よって、塗布ローラ61の表面における幅方向の泡状定着液Fの供給量のムラに起因して定着後の転写紙P上のトナー像に幅方向の定着ムラが生じることを防止できる。
Further, the ejection slit 511 and the two through slits 570 have no partition in the width direction. Therefore, the foam-like fixing liquid F that passes through the discharge slit 511 and the through slit 570 and is discharged from the
なお、2つの貫通スリット570は供給幅調節ローラ550の中心軸で交差して繋がっている。このため、一方の貫通スリット570が吐出スリット511と対向し、泡状定着液Fが通過する場合、交差する部分で泡状定着液Fが他方の貫通スリット570に流れることがある。図5及び図6に示す例では、吐出スリット511のスリット上流部511aを通過して第一貫通スリット570a内に入った泡状定着液Fが2つの貫通スリット570(a及びb)が交差する部分で第二貫通スリット570bに進入することがある。このため、第二貫通スリット570bに進入した定着液がダイコータヘッド500のケーシングと供給幅調節ローラ550の側面との隙間に進入することを防止する貫通スリットシール部材550sを備える。貫通スリットシール部材550sは、ダイコータヘッド500のケーシングに固定されている。貫通スリットシール部材550sは、スポンジ状の弾性部材である。そして、この貫通スリットシール部材550sは、供給幅調節ローラ550のローラ側面部571が対向するときにはローラ側面部571に接触し、供給幅調節ローラ550が回転するときにはローラ側面部571を摺擦する。そして、貫通スリットシール部材550sに第一貫通スリット570aまたは第二貫通スリット570bが対向するときには、貫通スリット570の縁を形成するローラ側面部571に貫通スリットシール部材550sが密着して、貫通スリット570の開口を密閉する。
The two through slits 570 intersect and are connected at the central axis of the supply
このように、ダイコータヘッド500では、貫通スリット570とローラ側面部571とのいずれを吐出スリット511に対向させるかによって吐出スリット511の開閉を制御することができる。これにより、吐出のON/OFFの制御を行うことができる。さらに、吐出スリット511を開放するときは、第一貫通スリット570aと第二貫通スリット570bとのいずれを吐出スリット511に対向させるかによって供給する泡状定着液Fの幅方向の長さを制御できる。
As described above, in the
定着装置60を駆動しているときには、ダイコータヘッド500から泡状定着液Fを排出するためマニホールド510内及び定着液の搬送経路内の気圧は大気圧よりも高くなっている。このため、空気ポンプ300や泡攪拌器310を停止しても、マニホールド510内及び搬送経路内の圧力が高まった状態となるため、泡状定着液Fが壊泡して液化するおそれがある。この液化を抑制するため、定着装置60では、ダイコータヘッド500からの泡状定着液Fの吐出を行わない吐出待機時には、ダイコーダヘッド大気開放弁507を解放し、マニホールド510内及び定着液の搬送経路内の気圧を大気圧と同じにする。さらに、吐出スリット511にローラ側面部571が対向するように供給幅調節ローラ550の回転位置を制御する。これにより、吐出待機時に定着液が液化することを防止する。
When the fixing
次に、供給幅調節ローラ550の回転位置を制御する構成について説明する。
図6に示すように、ダイコータヘッド500は、供給幅調節回転モータM4によって駆動が伝達される側とは反対側の供給幅調節ローラ回転軸551に円板553を備える。円板553は、その縁部に複数種の切り欠きが設けられ、供給幅調節ローラ550と連動して回転するさらに、発光素子S8aから円板553の縁部に光を照射し、反射光を受光素子S8bで受光することによって、その読取位置における円板553の切り欠きパターンを読み取る光学センサからなる回転位置センサS8を備える。円板553には切り欠きが1〜3本の3種の切り欠きパターンがあり、切り欠きパターンを回転位置センサS8で読み取ることによって、供給幅調節ローラ550の回転位置を検出することができる。
Next, a configuration for controlling the rotational position of the supply
As shown in FIG. 6, the
図6に示すように、回転位置センサS8の読取位置の切り欠きパターンが2本のときは第一貫通スリット570aを吐出スリット511に対向させた状態である。同様に、切り欠きパターンが3本のときは第二貫通スリット570bを吐出スリット511に対向させた状態であり、切り欠きパターンが1本のときはローラ側面部571で吐出スリット511を閉鎖した状態となる。このため、回転位置センサS8で検出した情報に基づいて定着装置制御用CPU700が供給幅調節回転モータM4の駆動を制御することによって、供給幅調節ローラ550の回転位置の制御を行うことができる。
As shown in FIG. 6, when there are two notch patterns at the reading position of the rotational position sensor S8, the first through
図6の構成では、円板553において、2本の切り欠きパターンが二箇所、3本の切り欠きパターンが二箇所、及び、1本の切り欠きパターンが4箇所ある。ダイコータヘッド500による泡状定着液Fの吐出を行わない吐出待機時に、定着装置制御用CPU700が供給幅調節ローラ550の回転位置が初期位置となるように制御する構成の場合は、各切り欠きパターンを一箇所ずつとしてもよい。そして、供給幅調節ローラ550の回転位置がローラ側面部571で吐出スリット511を閉鎖した状態となる、1本の切り欠きパターンが回転位置センサS8の読取位置にある状態を初期位置であるホームポジションとする。
このようなホームポジションの状態では、供給幅調節ローラ550がローラ側面部571で吐出スリット511を閉鎖した状態となるため、ダイコータヘッド500からの泡状定着液Fの吐出が停止される。これにより、吐出待機時に吐出スリット511から定着液が漏れることを防止できる。
このように、定着装置60は、円板553、回転位置センサS8、及び、定着装置制御用CPU700を備える構成が、供給幅調節ローラ550の回転位置が初期位置であることを検出する初期位置検出手段として機能する。
In the configuration of FIG. 6, the
In such a home position state, the supply
As described above, the fixing
この構成では、定着装置制御用CPU700は、回転位置センサS8の検出結果に基づいて吐出待機時に供給幅調節ローラ550の回転位置を確認する。そして、その回転位置がホームポジションにない場合は、供給幅調節ローラ550の回転位置がホームポジションとなるように制御する。このような制御を行う構成では、次の泡状定着液Fの吐出で用いるサイズの貫通スリット570が吐出スリット511と対向する回転位置となるように、ホームポジションからの供給幅調節ローラ550の回転角度を制御する。この構成では、2つの貫通スリット570のそれぞれが吐出スリット511と対向する状態となる回転位置のホームポジションからの回転角度の情報が定着装置制御用CPU700の記憶手段に予め入力されている。そして、このホームポジションからの回転角度の情報に基づいて、供給幅調節ローラ550の回転位置を制御する。図6に示す例では、ホームポジションの状態から供給幅調節ローラ550を図6中の矢印E方向に45[°]回転させると、第一貫通スリット570aが吐出スリット511と対向する。また、ホームポジションの状態から供給幅調節ローラ550を図6中の矢印E方向とは逆方向に45[°]回転させると、第二貫通スリット570bが吐出スリット511と対向する。これにより、吐出を開始するときの吐出スリット511と対向する貫通スリット570の切り換えの制御、言い換えると、所定サイズの付与幅の頭だしを容易に行うことができる。
In this configuration, the fixing
なお、実施例1の定着装置60では、上述したように、吐出スリット511と対向する貫通スリット570によってホームポジションからの回転方向が異なっている。これは以下の理由による。
定着装置60が備えるダイコータヘッド500は、吐出スリット511に対してローラ側面部571が対向するか、貫通スリット570が対向するかによって、吐出スリット511の開閉を制御するものである。すなわち、供給幅調節ローラ550以外に吐出スリット511の開閉を制御する吐出口開閉制御部材を備えていない。このため、所定の貫通スリット570が吐出スリット511と対向するまで供給幅調節ローラ550を一定方向に回転させると、所定の貫通スリット570が対向する前に、他方の貫通スリット570が吐出スリット511と対向することがある。この場合、他方の貫通スリット570が吐出スリット511と対向したときに泡状定着液Fが吐出され、所定の吐出のタイミングの前の泡状定着液Fが塗布ローラ61上に供給されてしまう。
これに対して、実施例1の定着装置60では、使用する貫通スリット570によってホームポジションからの回転方向を逆方向としている。これにより、ホームポジションの状態から他方の貫通スリット570が吐出スリット511と対向することなく、所定の貫通スリット570を吐出スリット511に対向させることができる。
In the fixing
The
On the other hand, in the fixing
また、ダイコータヘッド500から塗布ローラ61の表面に供給する泡状定着液Fの幅方向の長さを制御できる構成としては、供給幅調節ローラ550とは別に吐出スリット511の開閉を制御する吐出口開閉制御部材を備える構成があり得る。このような構成では、吐出口開閉制御部材によって吐出スリット511を閉鎖した状態で、所定の貫通スリット570が吐出スリット511と対向するまで供給幅調節ローラ550を一定方向に回転させることで供給幅調節ローラ550の回転位置を制御してもよい。
Further, as a configuration capable of controlling the length in the width direction of the foam-like fixing liquid F supplied from the
なお、ホームポジション検知する構成で、供給幅調節ローラ550の回転位置がホームポジションとなるように制御するタイミングとしては、複写機100の電源投入時がある。他のタイミングとしては、異常が発生したときに複写機を停止した後の復帰時、及び、画像形成終了後などダイコータヘッド500による泡状定着液Fの吐出の終了時がある。このような各タイミングで、供給幅調節ローラ550の回転位置をホームポジションとすることにより、定着装置制御用CPU700で供給幅調節ローラ550の回転位置を常に把握することができる。
In the configuration for detecting the home position, the timing for controlling the rotation position of the supply
次に、実施例1の定着装置60の特徴部について説明する。
実施例1の定着装置60は、図4に示すように、泡状定着液Fが通過する定着液搬送路(大径泡搬送管201、泡攪拌器310、小径泡搬送管202、及び、ダイコータヘッド500)内の定着液を回収し、泡状定着液生成部400が所望の泡状態の泡状定着液Fを生成する位置であるより泡攪拌器310も定着液の搬送方向上流側に戻す定着液再利用装置600を備える。
Next, features of the fixing
As shown in FIG. 4, the fixing
図4は、泡回収用ブラケット610の泡吸込み口603aとダイコータヘッド500の回収用開口部563とが対向し、泡回収用ブラケット610内の泡回収路603とダイコータヘッド500内の空間とが連通した状態の説明図である。図7は、図4の状態に対して泡回収用ブラケット610を下降させた状態であり、泡吸込み口603aと回収用開口部563とが対向しておらず、泡回収路603とダイコータヘッド500内の空間とが遮蔽された状態の説明図である。また、図8は、図7示す、泡回収路603とダイコータヘッド500内の空間とが遮蔽された状態のダイコータヘッド500、泡回収用ブラケット610、および、塗布ローラ61の斜視説明図である。さらに、図9は、実施例1の定着装置60が備える制御回路を説明するブロック図である。なお、図9中の泡回収タンク340は、図10に示す実施例2の定着装置60が備える部材であり、実施例1の定着装置60は備えていない。
FIG. 4 shows that the
図15は、定着液再利用装置600を備えない構成の定着装置60の説明図である。
図15に示す構成の定着装置60においても、定着を行うときには、まず、空気ポンプ300を駆動して定着液ボトル200内に空気を送り込む。これにより、定着液ボトル200内の液状定着液210を発泡させて、粗い泡からなる泡状定着液Fを生成する。さらに、泡攪拌器310内の2つのスクリュを回転させ、粗い泡からなる泡状定着液Fにせん断力を加えることによって、細かい泡からなる泡状定着液Fを生成する。このように、泡状定着液生成部400で生成された所望の泡状態の泡状定着液Fはダイコータヘッド500に供給される。そして、所定のタイミングでシャッター部材としての供給幅調節ローラ550を開放することで、吐出口である吐出スリット511から泡状定着液Fが塗布ローラ61に供給され、塗布位置Jで未定着のトナー層Tが形成された転写紙Pの表面に塗布し、定着を行う。
FIG. 15 is an explanatory diagram of a fixing
Also in the fixing
実施例1の定着装置60及び図15に示す定着装置60では、ダイコータヘッド500から塗布ローラ61への泡状定着液Fの供給がなされないタイミングで、供給幅調節ローラ550が吐出スリット511を遮蔽し、吐出待機の状態となる。この吐出待機の状態では、ダイコータヘッド500や泡攪拌器310内は泡状定着液Fが充填されており、次のプリント信号がくると空気ポンプ300及び泡攪拌器310を駆動し、供給幅調節ローラ550を開放することで、塗布ローラ61の泡状定着液Fの供給をすぐに実行できる状態である。
しかしながら、イニシャライズ動作後や前回のプリント動作の後で待機状態となって、次のプリント信号がくるまで複写機100が長時間放置されると、ダイコータヘッド500や泡攪拌器310内の泡状定着液Fは破泡などにより泡状定着液Fの密度が急激に高くなるなど、泡の密度が変化して泡状態が劣化する。そして、密度が高くなった泡状定着液Fを転写紙Pに塗布することで定着液の塗布量の増大につながる。定着液の塗布量が増大すると、転写紙Pの先端がよれて波打つ状態になったり、転写紙Pの画像が形成された面の裏側の面に定着液がにじんだりする不具合が生じるおそれがある。さらに、転写紙Pの先端が定着液で濡れることでジャムの原因となるローラへの巻き付きが発生する危険性が高まり、定着画像の乾燥に要する時間が長くなるという不具合が生じる。また、連続して画像形成を行い排紙トレイ10上に重ねて排紙する場合、定着画像の乾燥に要する時間が長くなると、重ねて排紙された転写紙P同士の張り付きの原因となる可能性がある。
In the fixing
However, if the copying
このような問題に対して、図15に示す構成の定着装置60では、定着待機状態で一定時間以上経過した場合は、ダイコータヘッド500や泡攪拌器310内の泡状定着液Fを排出する捨て打ち動作を行う。捨て打ち動作の具体的動作としては、空気ポンプ300や泡攪拌器310の泡撹拌用モータM3をONすると同時にダイコータヘッド500のマニホールド510に接続された大気開放弁507をON(閉じた状態)にする。これにより、マニホールド510内の圧力を高める。
次に、塗布ローラ用モータM1及び加圧ローラ用モータM2をONにすることで塗布ローラ61及び加圧ローラ62を駆動させる。また、各ローラ(61、62)のモータ(M1、M2)が回転を開始し、マニホールド510内の圧力が高まると、定着装置制御用CPU700は、吐出スリット511を開放するように供給幅調節回転モータM4を制御する。そして、予め、定着装置制御用CPU700内のROMデータ内に設定された値とタイマーのカウント値を比較して、塗布ローラ61への泡状定着液Fの供給を所定時間行う。
この捨て打ち動作によって、塗布ローラ61や加圧ローラ62上に供給された泡状定着液Fは、各クリーニング機構の回収タンク(63a、64a)に集められ最終的には破棄される。
なお、上述した記載中に「所定時間」とあるが、ここで言う所定時間とはダイコータヘッド500内や泡攪拌器310内に蓄えられた泡状定着液Fを吐出するまでに要する時間を意味している。
With respect to such a problem, in the fixing
Next, the
By this discarding operation, the foam-like fixing liquid F supplied onto the
In the above description, “predetermined time” refers to the time required to discharge the foam-like fixing liquid F stored in the
このような捨て打ち動作を行うことで、ダイコータヘッド500や泡攪拌器310に残留した泡状定着液Fが所望の泡状態とは異なる状態となっても、それを除去し、新たに泡状定着液生成部400内で所望の泡状態となるように生成された泡状定着液Fを定着に使用することができる。よって、常に所望の泡状態の泡状定着液Fを定着に使用することができ、経時に渡って定着性能を確保することができる。
しかしながら、この捨て打ち動作でダイコータヘッド500や泡攪拌器310内から塗布ローラ61の表面に供給され、破棄される定着液は、トナー像や転写紙等に接しておらず、トナーや紙粉などの混入が無いため、再び所望の泡状態の泡状定着液Fとすることで、定着に使用することが可能な定着液である。よって、ダイコータヘッド500や泡攪拌器310で泡状態が劣化した泡状定着液Fを破棄することは、使用可能な定着液を破棄することになり、定着液の消費量の増大に繋がるという問題が生じる。
By performing such a discarding operation, even if the foam-like fixing liquid F remaining in the
However, the fixing liquid supplied to the surface of the
一方、実施例1の定着装置60は、定着液再利用装置600を備え、所望の泡状態の泡状定着液Fから状態が変化した泡状及び液状の定着液を、ダイコータヘッド500や泡攪拌器310内から定着液再利用装置600によって回収することが出来る。このため、ダイコータヘッド500や泡攪拌器310内に残留した泡状定着液Fが所望の泡状態とは異なる状態となってもそれを回収し、泡状定着液生成部400によって所望の泡状態となるように生成された泡状定着液を定着に使用することができる。よって、常に所望の泡状態の泡状定着液Fを定着に使用することができ、経時に渡って定着性能を確保することができる。さらに、定着液再利用装置600は、回収した定着液を泡状定着液生成部400が所望の泡状態の泡状定着液を生成する位置である泡攪拌器310よりも定着液の搬送方向上流側の定着液ボトル200に戻す。定着液ボトル200に戻された定着液は再利用できるため、使用可能な定着液を破棄することがなく、定着液の消費量を抑制することができる。
On the other hand, the fixing
以下、実施例1の定着装置60が備える定着液再利用装置600について、より詳しい説明を行う。
定着液再利用装置600は、ダイコータヘッド500の吐出スリット511の途中に設けられた泡回収用開口部563に泡吸込み口603aが対向し、ダイコータヘッド500内と連通する泡回収路603が設けられた泡回収用ブラケット610を備える。泡回収用ブラケット610は、回収制御ソレノイド630を介して泡回収用ブラケット支持部材611に支持されている。回収制御ソレノイド630をONにすることで泡回収用ブラケット610が上昇して、図4に示すように泡回収用開口部563と泡吸込み口603aとが対向し、ダイコータヘッド500内の空間と泡回収路603とが連通した状態となる。一方、回収制御ソレノイド630をOFFにすることでスプリング630Sの付勢力によって泡回収用ブラケット610が下降して、図7及び図8に示すように泡回収用開口部563と泡吸込み口603aとがずれた位置となり、ダイコータヘッド500内の空間と泡回収路603との間が遮蔽された状態となる。
Hereinafter, the fixing
The
また、泡回収用ブラケット610は、泡回収用ブラケット用摺動部601でダイコータヘッド500に嵌めこまれた状態であり、回収制御ソレノイド630のON/OFF制御で上下することによってダイコーダヘッドに対して摺動する構成である。
定着液再利用装置600は、泡回収用ブラケット610における泡吸込み口603aとは反対側の泡回収路603の開口部である泡回収口603bに一端が接続され、他端が定着液ボトル200に接続された泡戻し配管604を備える。さらに、泡戻し配管604の途中には、泡吸込み口603aに負圧を発生させてダイコータヘッド500内の定着液を吸引する回収吸引ポンプ620と、定着液ボトル200から泡回収用ブラケット610に向けて定着液が逆流することを防止し、一方向のみに定着液を通過させるための逆止弁付バルブ605とを備える。すなわち、回収吸引ポンプ620側の圧力が高い場合は回収吸引ポンプ620から定着液ボトル200へと定着液が搬送されるが、定着動作時空気ポンプ300の駆動などによって定着液ボトル200側の方が圧力が高くなっても定着液ボトル200から回収吸引ポンプ620側への定着液の逆流は逆止弁付バルブ605によって防止される。また、泡回収用ブラケット用摺動部601には、泡回収用開口部563と泡吸込み口603aとの隙間から定着液が漏れることを防止するための吸込み口シール部材602が配置されている。
Further, the
The fixing
次に、実施例1の定着装置60内の一連の動きについて制御回路の図9のブロック図を用いて説明する。なお、以下に説明する定着装置60の一連の動きの流れは、図4に示す定着装置60に限らず、後述する実施例2の定着装置60にも適用可能である。
図9に示すように、定着装置60の制御回路はA/D、D/A端子とROM、RAMなどの記憶手段を有した定着装置制御用CPU700、外付けのタイマー710及びメモリ711とから構成される。定着装置制御用CPU700は、各センサ(S3、S8等)からの入力信号に応じてローラ類や泡攪拌器310の各駆動モータ(M1〜M4)、定着液ボトル200に接続された空気ポンプ300等の制御を行う。
Next, a series of operations in the fixing
As shown in FIG. 9, the control circuit of the fixing
また、定着装置60内に設けられた定着装置制御用CPU700と、複写機100本体に設けられた複写機本体CPU750とは、I/F(インターフェイス)通信接続部730によって接続されている。定着装置制御用CPU700では、このI/F通信接続部730を介して複写機100本体の電源のON/OFF信号、プリント開始信号、及び、非常停止信号等の信号が割り込み端子より入力される。
The fixing
まず、複写機100に定着ユニットが装着された状態で複写機100本体の電源が投入されると複写機本体CPU750は、複写機100本体に定着ユニットが装着されていることを認識する。次に、定着装置制御用CPU700と複写機本体CPU750とがI/F通信接続部730によって互いにコマンドとステータスの通信を行い、互いに通信可能となったことを確認する。さらにこの時、定着装置制御用CPU700は複写機本体CPU750との通信により複写機100本体の電源が投入されたことを認識する。
なお、I/F通信接続部730としては、パラレルインターフェイスやシリアルインターフェイス、更にはローカルインターフェイス等の双方向通信の形態を有した方式であれば実現可能である。
また、電源投入時には、定着装置制御用CPU700は、回転位置センサS8の検知結果に基づいて供給幅調節ローラ550の回転位置がホームポジションとなるように供給幅調節回転モータM4の駆動を制御する。そして、供給幅調節ローラ550の回転位置がホームポジションであることが確認されると、供給幅調節回転モータM4の駆動を停止する。
First, when the power source of the copying
The I / F
When the power is turned on, the fixing
この時、定着液ボトル大気開放弁250と大気開放弁507とはON(閉じた状態)にする。また、回収制御ソレノイド630もOFF(スプリング630Sの付勢によって泡回収用ブラケット610が下降した状態)にする。
供給幅調節ローラ550の回転位置がホームポジションであることが確認され、供給幅調節回転モータM4が停止した後、定着装置60はイニシャライズ動作を実施し、イニシャライズ動作終了後やプリントジョブ終了後は待機動作を実行する。
At this time, the fixer bottle
After it is confirmed that the rotation position of the supply
ここで、定着装置60のイニシャライズ動作について説明する。
複写機100本体の電源が投入されたことを認識すると、定着装置60内の定着装置制御用CPU700は、空気ポンプ300及び泡撹拌用モータM3を稼動させる。空気ポンプ300の稼動によって空気を送り込まれた定着液ボトル200内では液状定着液210と空気とを混合し、液状定着液210内に大きな泡を発泡させて、泡状定着液Fを生成する。次に、定着液ボトル200内の泡状定着液Fは、空気ポンプ300からの圧力によって大径泡搬送管201を抜けて泡攪拌器310に送られる。
泡攪拌器310に注入された泡状定着液Fは泡攪拌器310により、極きめ細かな泡を含有する泡状定着液Fに整形され、極きめ細かな泡からなる泡状定着液Fがダイコータヘッド500へと送られ、マニホールド510内に充填される。
この時、充填された泡状定着液Fが滲み出るのを防ぐため、マニホールド510に接続された大気開放弁507はOFF(開放状態)とする。また、吐出スリット511を閉鎖した状態とするように、回転位置センサS8の検知結果に基づいて供給幅調節回転モータM4の駆動を制御して、供給幅調節ローラ550の回転位置をホームポジションとする。
Here, the initialization operation of the fixing
When recognizing that the power source of the copying
The foam fixer F injected into the
At this time, the
次に定着装置制御用CPU700が大気開放弁507をON(閉じた状態)にし、マニホールド510内に設けられた圧力センサS1の検知結果とタイマー710のタイマー機能とを利用し、単位時間当たりの泡圧力の変化を把握する。そして、圧力変化に応じて空気ポンプ300の電圧を調節して、空気ポンプ300の回転数を制御し、常に泡の圧力をほぼ一定に保つように制御する。このようなイニシャライズ動作より、塗布ローラ61上に膜状に塗布された泡状定着液Fの膜厚を常に一定になるように制御することができる。
Next, the fixing
イニシャライズ動作終了後、待機動作中に、複写機100のスタートボタンが押されたり、PC等の外部機器からプリント信号が送信されたりすると定着装置制御用CPU700は定着動作を開始する。
定着動作では、回収制御ソレノイド630をOFFにすることで、泡回収用ブラケット610をスプリング630Sの付勢力で塗布ローラ61側に下降させ、泡回収用ブラケット610内の泡回収路603とダイコータヘッド500内の空間とが遮蔽された状態となる。
After completion of the initialization operation, when the start button of the copying
In the fixing operation, by turning off the
次に、泡攪拌器310の駆動源である泡撹拌用モータM3や空気ポンプ300をONにする。空気ポンプ300をONすると、定着液ボトル200内に空気が送り込まれ、送り込まれた空気と定着液が混ざり合うことにより定着液ボトル200内で発泡が開始され、粗い泡からなる泡状定着液Fが生成される。ここで、生成された粗い泡の泡状定着液Fは泡撹拌用モータM3によって駆動される泡攪拌器310に送られる。泡攪拌器310に送られた泡状定着液Fは、泡攪拌器310が備える2枚の螺旋状羽根の間を通過することで、シェアがかけられ泡は細かく攪拌され、泡径の細かく定着に適した所望の泡状態の泡状定着液Fとなる。ここで生成された所望の泡状態の泡状定着液Fは、ダイコータヘッド500に送られる。
Next, the foam stirring motor M3 and the
ダイコータヘッド500に泡状定着液Fが送られることで、やがてダイコータヘッド500内はマニホールド510で横方向(画像幅方向)に広がると共に所望の泡状態の泡状定着液Fで充填される。
このとき、定着装置制御用CPU700は、塗布ローラ用モータM1や加圧ローラ用モータM2に対する駆動信号をONとすることで、塗布ローラ61や加圧ローラ62の回転が開始する。
By sending the foam-like fixing solution F to the
At this time, the fixing
ダイコータヘッド500に泡状定着液Fを送り始めてから、さらに、空気ポンプ300を稼動し、ダイコータヘッド500内の圧力を高める。ダイコータヘッド500内の圧力が高まった状態で、定着装置60の前工程である転写ユニット90から未定着画像を担持する転写紙Pが定着装置60に搬送されてくると、転写紙Pの先端を紙先端検知センサS2が検知する。一方、定着装置制御用CPU700は、予め複写機本体CPU750から送信される用紙情報に基づいて用紙サイズに応じた貫通スリット570を選択している。そして、紙先端検知センサS2からの紙先端検知信号を受信した定着装置制御用CPU700は、泡状定着液Fの塗布タイミングを見計らって、選択した貫通スリット570が吐出スリット511と対向する位置まで供給幅調節ローラ550を回転させるように、供給幅調節回転モータM4を駆動する。
After the foam fixing solution F starts to be sent to the
選択した貫通スリット570が吐出スリット511と対向する位置まで供給幅調節ローラ550を回転させた時点で塗布開始の立ち上がり時間を早めるために空気ポンプ300の圧力を通常塗布状態の圧力より高めとなるようにDC/DCコンバータから空気ポンプ300に出力される電圧を設定する。このような制御により、未定着画像が形成された転写紙Pの先端位置に対して、泡状定着液Fを供給された塗布ローラ61上の泡塗布先端位置が若干遅れた位置(転写紙Pの先端と画像領域の先端の中間位置位)となるタイミングに塗布ローラ61上に泡状定着液Fの供給を開始し塗布ローラ61上に泡状定着液Fの薄膜を形成する。
When the supply
このとき、予め、定着装置制御用CPU700内のROMデータ内に設定された用紙に応じた供給幅調節ローラ550の開放タイマー設定時間と実行タイマーのカウント値を比較し、供給幅調節ローラ550の開放タイマー設定時間と実行タイマーのカウント値が一致するまで泡状定着液Fを塗布ローラ61上に塗布する。そして、未定着画像を担持した転写紙Pが塗布位置Jに進入することで転写紙P上の未定着画像に定着液を塗布する。
塗布位置Jでは、加圧ローラ62の加圧によって定着液は未定着画像のトナー層Tと転写紙Pとの深くまで浸透し、塗布位置Jのニップを通過することで加圧され、定着液によって軟化したトナー内の樹脂と転写紙Pの繊維とが結びつき、経時とともに硬化することで定着がなされる。定着装置60で、担持する画像の定着が行われた転写紙Pは印刷物として複写機100から排紙される。
なお、上述した開放タイマー設定時間と実行タイマーのカウント値が一致すると、供給幅調節ローラ550の回転位置がホームポジションとなるように供給幅調節回転モータM4を駆動し、塗布ローラ61に対する泡状定着液Fの塗布動作を終了する。
At this time, the opening timer setting time of the supply
At the application position J, the fixing liquid penetrates deeply between the toner layer T of the unfixed image and the transfer paper P by the pressure of the
When the opening timer set time and the count value of the execution timer coincide with each other, the supply width adjusting rotation motor M4 is driven so that the rotation position of the supply
塗布動作を終了すると、塗布ローラ61及び加圧ローラ62に残った定着液を全て回収できる時間(定着装置制御用CPU700内のROMデータ内に設定された値とタイマーのカウント値を比較しながら実行する)だけ、塗布ローラ用モータM1及び加圧ローラ用モータM2を駆動した後、これらのモータと空気ポンプ300の停止し、一連の定着動作は終了となる。
一連の塗布動作で、塗布ローラ61や加圧ローラ62上に塗布され、塗布位置Jを通過した表面に残った泡状定着液Fは各クリーニング機構の回収タンク(63a、64a)に集められ最終的には破棄される。
When the application operation is finished, a time during which all the fixing liquid remaining on the
In a series of application operations, the foamy fixing solution F applied on the
塗布動作が終了すると、シャッター部材である供給幅調節ローラ550が吐出スリット511を遮蔽した状態で、大気開放弁507をOFF(開放状態)し、マニホールド510内が大気圧になるようにダイコータヘッド500を開放した待機状態にする。
When the application operation is completed, the
次に、泡回収動作について説明する。
ダイコータヘッド500や泡攪拌器310内の泡状定着液Fは長時間放置されると、破泡等により泡の密度が変化するなど、泡状態が劣化する。泡状定着液Fの泡状態が劣化すると定着性が変化するため、長期放置後にプリント信号を受信したことを認識した定着装置制御用CPU700は、泡回収動作を開始する。
Next, the bubble recovery operation will be described.
If the foam-like fixer F in the
泡回収動作を開始すると、定着装置制御用CPU700は、回収制御ソレノイド630をONにし、泡回収用ブラケット610を上昇させる。泡回収用ブラケット610を上昇させると、図4に示すように泡回収用開口部563と泡吸込み口603aとが対向し、ダイコータヘッド500内の空間と泡回収路603とが連通した状態となる。このとき、定着液ボトル200に設けられた定着液ボトル大気開放弁250はOFF(大気開放状態)にしておく。
その後、空気ポンプ300はOFFのままで、回収吸引ポンプ620をONにする。これにより、ダイコータヘッド500内部の残圧や回収吸引ポンプ620で吸引力でダイコータヘッド500内の定着液が泡回収用ブラケット610内へと吸引される。さらに、ダイコータヘッド500内の空間を介して、大径泡搬送管201、泡攪拌器310及び小径泡搬送管202内の定着液も泡回収用ブラケット610内へと吸引される。泡回収用ブラケット610内へと吸引された定着液は、泡戻し配管604を通り、逆止弁付バルブ605を通過して、定着液ボトル200に戻される。
When the bubble collection operation is started, the fixing
Thereafter, the
ダイコータヘッド500内や泡攪拌器310内に蓄えられた定着液が除去される程度の一定時間、回収吸引ポンプ620を稼動した後、回収吸引ポンプ620はOFFにし、回収制御ソレノイド630をOFFにする。回収制御ソレノイド630をOFFにすることで泡回収用ブラケット610が下降して、ダイコータヘッド500内の空間と泡回収路603との間が遮蔽された状態となり、次回塗布動作に備える。
このような泡回収動作を実行することにより、所望の泡状態の泡状定着液Fとは異なる状態となった定着液を定着液ボトル200に戻して再利用することができ、定着液の消費を抑制することが出来る。また、定着装置60の待機時間が長くても泡状定着液Fは常に形成する工程から始められることから破泡によって、泡密度が高くった定着液を使用することを防止でき、常に新しい泡として未定着画像に塗布することが可能となる。
なお、連続印字動作時など、泡状定着液Fが生成された後一定時間以上放置されていなければ泡密度に変化は無いと判断され泡回収動作は実施されない。
The
By executing such a bubble recovery operation, the fixing solution in a state different from the foam fixing solution F in the desired bubble state can be returned to the fixing
It should be noted that if the foam-like fixing liquid F is not left for a certain period of time or longer, such as during a continuous printing operation, it is determined that there is no change in the foam density, and the foam recovery operation is not performed.
〔実施例2〕
次に、複写機100に適用可能な本発明の特徴部を備えた定着装置60の二つ目の実施例(以下、実施例2と呼ぶ)について図面を用いて説明する。図10は実施例2の定着装置60を模式的示した説明図である。
実施例1の定着装置60は、泡回収用ブラケット610から定着液ボトル200までの間の泡戻し配管604に濾過手段を備えていない構成である。ダイコータヘッド500は、吐出スリット511が塗布ローラ61の表面に近接して配置されているため、紙粉やオフセット下トナー等の異物が塗布ローラ61上に付着していた場合、吐出スリット511から異物が進入し、定着液ボトル200内の液状定着液210を汚すおそれがある。
[Example 2]
Next, a second embodiment (hereinafter, referred to as a second embodiment) of the fixing
The fixing
このような問題に対して、実施例2の定着装置60は、定着液ボトル200内の液状定着液210が異物によって汚されることを防止する構成として、泡回収用ブラケット610から定着液ボトル200までの間の泡戻し配管604に異物を除去する濾過手段を備える。
図10に示すように、実施例2の定着装置60は、濾過手段として泡回収タンク340及び泡回収タンク大気開放弁350を備える点で実施例1の定着装置60と異なり、他の構成は共通するため、共通する構成、及び、動作については説明を省略し、動作が異なる泡回収動作について説明する。
With respect to such a problem, the fixing
As shown in FIG. 10, the fixing
実施例2の定着装置60の定着装置制御用CPU700は、泡回収動作を開始すると、回収制御ソレノイド630をONにし、泡回収用ブラケット610を上昇させる。泡回収用ブラケット610を上昇させると、図4に示すように泡回収用開口部563と泡吸込み口603aとが対向し、ダイコータヘッド500内の空間と泡回収路603とが連通した状態となる。この時、泡回収タンク340に設けられた泡回収タンク大気開放弁350と定着液ボトル200に設けられた定着液ボトル大気開放弁250はOFF(大気開放状態)にしておく。
その後、空気ポンプ300はOFFのままで、回収吸引ポンプ620をONにする。これにより、ダイコータヘッド500内部の残圧や回収吸引ポンプ620で吸引力でダイコータヘッド500内の定着液が泡回収用ブラケット610内へと吸引される。さらに、ダイコータヘッド500内の空間を介して、大径泡搬送管201、泡攪拌器310及び小径泡搬送管202内の定着液も泡回収用ブラケット610内へと吸引される。
泡回収用ブラケット610内へと吸引された定着液は、泡戻し配管604を通り、泡回収タンク340内に搬送され、回収定着液Fcとして一旦、泡回収タンク340内に保持される。その後、回収吸引ポンプ620は一旦停止させる。
When the bubble recovery operation is started, the fixing
Thereafter, the
The fixer sucked into the
次に、泡回収タンク340に設けられた泡回収タンク大気開放弁350をON(密閉状態)にし、回収吸引ポンプ620を再び稼動状態にする。これにより、泡回収タンク340内に保持された回収定着液Fcは、回収吸引ポンプ620の圧力で、定着液ボトル200に戻される。その後、一定時間、回収吸引ポンプ620を稼動させ、泡回収タンク340内に保持された回収定着液Fcを定着液ボトル200に戻した後は、泡回収タンク大気開放弁350をOFF(大気開放状態)にするとともに、回収吸引ポンプ620もOFFにする。さらに、定着液ボトル200に設けられた定着液ボトル大気開放弁250はON(密閉状態)にして、次回塗布動作に備える。
Next, the foam recovery tank
実施例2では、回収吸引ポンプ620を一定時間稼動させることになっているが、実際は定着液ボトル200や泡回収タンク340に不図示の満杯検知センサや水位レベルセンサなどを設け、お互いタンク溢れることが無いように制御することが望ましい。もし、定着液ボトル200が満杯で泡回収タンク340が満杯の場合は、定着液がタンクからの溢れて装置内汚れが生じる危険性があることから使用者に対し泡回収タンク340内の定着液を廃液として破棄してもらうようオペレーションパネル751などを通じてアナウンスを行う。このような状況下では複写機100は停止状態にすることはいうまでも無い。
また、泡回収タンク340内の液を廃液として破棄してもらうときには、全てを破棄するのは定着液の消費量の増大に繋がることから規定の量だけ破棄して、残りの定着液は後に定着液ボトル200に戻して再利用するとしても良い。
In the second embodiment, the
Further, when the liquid in the
このような泡回収動作を実行することにより、所望の泡状態の泡状定着液Fとは異なる状態となった定着液を回収定着液Fcとして泡回収タンク340内に回収して、定着液ボトル200に戻して再利用することができ、定着液の消費を抑制することが出来る。また、定着装置60の待機時間が長くても泡状定着液Fは常に形成する工程から始められることから破泡によって、泡密度が高くった定着液を使用することを防止でき、常に新しい泡として未定着画像に塗布することが可能となる。
なお、連続印字動作時など、泡状定着液Fが生成された後一定時間以上放置されていなければ泡密度に変化は無いと判断され泡回収動作は実施されない。
By executing such a bubble recovery operation, the fixing solution in a state different from the foam fixing solution F in a desired bubble state is recovered in the
It should be noted that if the foam-like fixing liquid F is not left for a certain period of time or longer, such as during a continuous printing operation, it is determined that there is no change in the foam density, and the foam recovery operation is not performed.
さらに、実施例2の定着装置60では、濾過手段としての泡回収タンク340を備える。泡回収タンク340では回収定着液Fcが一旦保持されることで、回収定着液Fcに含まれるトナーや紙粉などの異物が沈殿する。そして、回収吸引ポンプ620を一旦停止させた後、再度、回収吸引ポンプ620を駆動することで、泡回収タンク340内の回収定着液Fcの異物が含まれていない上澄み液が定着液ボトル200に向かって搬送される。これにより、ジャム時のトナーや紙粉などが定着液ボトル200内の液状定着液210に混入することを防止する為の濾過機能を発揮することができる。
濾過手段としては、回収定着液Fcの上澄み液を定着液ボトル200に送る泡回収タンク340に限るものではなく、定着液中に含まれるトナーや紙粉等の異物を除去できるものであればよく、例えば、濾過手段としてフィルターを設け、供給位置上流側遮蔽部材650をすり抜けた異物に対するトラップ機能で定着液ボトル200への進入を防止できればよい。
Further, the fixing
The filtering means is not limited to the
なお、実施例1及び実施例2の定着装置60では、回収した定着液を定着液ボトル200まで戻す、すなわち、粗い泡を形成する工程まで定着液を戻して再利用する構成である。定着液を戻す工程としては、粗い泡を形成する工程に限らず、所望の泡状態の泡状定着液Fの放置時間によっては、粗い泡の状態で残っている場合があり、この場合は、定着液ボトル200まで戻さず、図10中の破線で示すような撹拌戻り配管604aを通じて、泡攪拌器310に戻す、すなわち、粗い泡を細かくする工程まで回収した定着液を戻す構成であっても良い。
また、実施例1及び実施例2の定着装置60が備える定着液再利用装置600は、ダイコータヘッド500から泡状定着液生成部400内に残留した泡状定着液Fを回収する構成であるが、本発明の特徴部である定着液再利用装置600はダイコータヘッド500を備えない定着装置60であっても適用可能である。泡状定着液Fが通過する定着液搬送路を含む泡定着液の搬送路内から定着液を回収することが出来る構成であれば良い。また、回収を行う位置としては、泡状となった定着液が通過する経路であって、異物との接触が起こらない範囲の出来る限り下流側であることが望ましい。実施例1及び実施例2の定着装置60では、塗布ローラ61の表面では泡状定着液Fが異物と接触するため、経路におけるすぐ上流側のダイコータヘッド500に回収を行う位置(回収用開口部563)を設けているため、泡状態が劣化した泡状定着液Fをより確実に回収することができる。
In the fixing
Further, the fixing
以上、本実施形態の定着装置60は、樹脂の少なくとも一部を溶解または膨潤させることで樹脂微粒子からなるトナーを軟化させる軟化剤を含有した液状定着液210を液中に気泡が分散した泡状定着液Fとする定着液泡状化手段である泡状定着液生成部400と、トナー像を担持する定着液付与対象である転写紙Pの表面に付与する定着液付与手段であるダイコータヘッド500及び塗布ローラ61と、泡状定着液生成部400によって液状定着液210から所望の泡状態の泡状定着液Fとなる途中の状態の定着液及び泡状定着液Fが通過する定着液搬送路を備え、泡状定着液Fを付与することで軟化したトナーを被定着媒体である転写紙Pに定着する定着装置である。さらに、泡状定着液Fが通過する定着液搬送路(大径泡搬送管201、泡攪拌器310、小径泡搬送管202、及び、ダイコータヘッド500)内の泡状及び液状の定着液を回収し、泡状定着液生成部400が所望の泡状態の泡状定着液Fを生成する位置である泡攪拌器310よりも定着液の搬送方向上流側である定着液ボトル200に戻す定着液再利用手段としての定着液再利用装置600を備える。このような定着装置60は、所望の泡状態の泡状定着液Fから状態が変化した泡状及び液状の定着液を、ダイコータヘッド500や泡攪拌器310内から定着液再利用装置600によって回収することが出来る。このため、ダイコータヘッド500や泡攪拌器310内に残留した泡状定着液Fが所望の泡状態とは異なる状態となってもそれを回収し、泡状定着液生成部400によって所望の泡状状態となるように生成された泡状定着液を定着に使用することができる。よって、常に所望の泡状態の泡状定着液Fを定着に使用することができ、経時に渡って定着性能を確保することができる。さらに、定着液再利用装置600は、回収した定着液を泡状定着液生成部400が所望の泡状態の泡状定着液を生成する位置である泡攪拌器310よりも定着液の搬送方向上流側の定着液ボトル200に戻して再利用する。このため、使用可能な定着液を破棄することがなく、定着液の消費量を抑制することができる。
As described above, the fixing
また、定着装置60のダイコータヘッド500は、表面移動する定着液供給対象である塗布ローラ61の表面に対向する位置に泡状定着液Fを吐出することによって塗布ローラ61の表面に泡状定着液Fを供給する吐出手段である。また、ダイコータヘッド500は、塗布ローラ61の表面における表面移動方向と直交する方向である幅方向に長尺な空間からなり、泡状定着液生成部400から供給された泡状定着液Fを内部に充填する充填部であるマニホールド510と、マニホールド510の内部を塗布ローラ61のある外部に対して連通させ、幅方向に長尺な開口部からなる吐出口である吐出スリット511と、吐出スリット511の開放及び閉鎖を行う吐出口開閉部材である供給幅調節ローラ550とを備える。そして、ダイコータヘッド500は、泡状定着液Fをマニホールド510に充填し、マニホールド510の内部の圧力を外部の圧力よりも高め、供給幅調節ローラ550を開放することで吐出スリット511から泡状定着液Fを吐出するものである。このような構成において、定着液再利用装置600は、ダイコータヘッド500の内部空間から定着液を回収するとともに、ダイコータヘッド500の内部空間を介して定着液搬送路である大径泡搬送管201、泡攪拌器310、及び、小径泡搬送管202内の定着液を回収する。このような構成により、定着液搬送路内の所望の泡状態の泡状定着液Fとは異なる状態となった定着液を回収する構成を実現することができる。
Further, the
また、定着装置60の定着液塗布部70は、泡状定着液Fを表面に担持して表面移動し、定着液付与対象である転写紙Pと対向する位置である塗布位置Jで表面上の泡状定着液Fを転写紙Pに塗布する定着液塗布部材である塗布ローラ61を備え、この塗布ローラ61がダイコータヘッド500の定着液供給対象である。ダイコータヘッド500から未定着のトナー像を担持する転写紙Pに泡状定着液Fを吐出して直接供給する構成に比べて、転写紙Pに付与する泡状定着液Fを薄層化し易くなる。なお、定着液塗布部材としてはローラ状のものに限らず、ベルト状のものであってもよい。
Further, the fixing
また、定着装置60は、ダイコータヘッド500が対向する位置に対して塗布ローラ61の表面移動方向上流側でダイコータヘッド500の吐出スリット511に近接位置に、表面移動方向に直交する方向に延在するように塗布ローラ61の表面に接触して、塗布ローラ61の表面上の空間を遮蔽する供給位置上流側遮蔽部材650を備える。定着装置60では、ダイコータヘッド500が対向する位置に対して塗布ローラ61の表面移動方向下流側に、泡状定着液Fを均して膜圧を均一にするためのリップ部材631が設けられている。このため、ダイコータヘッド500の下端部と塗布ローラ61とが対向する領域のダイコータヘッド500の下端部と塗布ローラ61との隙間は、吐出スリット511が対向する位置よりも上流側の方が隙間が広く、圧が逃げやすい状態となっている。ダイコータヘッド500は、内圧を高めて、内部よりも圧力が低い外部に泡状定着液Fを吐出する構成であるため、吐出した泡状定着液Fは隙間が広く圧が逃げやすい方向に逃げやすい。このため、表面移動する塗布ローラ61に泡状定着液Fを吐出しても、吐出する位置に対して塗布ローラ61の表面移動方向のみに泡状定着液Fが広がる訳ではなく、図11中のFbで示すように、表面移動方向とは逆方向にも泡状定着液Fは広がることがある。泡状定着液Fが表面移動方向とは逆方向に広がると、塗布量の調節が困難になる。このような不具合の発生を防止する構成として定着装置60は、供給位置上流側遮蔽部材650を備える。供給位置上流側遮蔽部材650は、塗布ローラ61に対して常に接するように配置されており、これは、例えば、フォームプラスチックやフェルトなどで加工したシール部材である。このような供給位置上流側遮蔽部材650を備えることで塗布ローラ61に泡状定着液Fを塗布するときに、ダイコータヘッド500の上流側から泡状定着液Fが漏れることを防止できる。
さらに、供給位置上流側遮蔽部材650を備えることで、ジャムなどによる異常時やクリーニングブレード劣化などによりクリーニング機構をすり抜けてきた紙粉やオフセットトナー等の異物が定着液を吐出する位置まで到達することを防止することが出来る。ダイコータヘッド500と塗布ローラ61間のギャップは100[μm]以下に設定することがあり、このような構成で、異物が定着液を吐出する位置まで到達すると、ダイコータヘッド500と塗布ローラ61間のギャップに異物が挟まるおそれがある。このギャップに異物が挟まると、塗布ローラ61の表面上に泡状定着液Fが塗布されないタテ筋状定着ムラが生じる。定着装置60では、供給位置上流側遮蔽部材650を備えることで、ギャップに異物が挟まることを防止し、これに起因するタテ筋状定着ムラが生じることを防止することが出来る。
Further, the fixing
Furthermore, by providing the supply position upstream
また、定着装置60は、塗布ローラ61の表面上の転写紙Pと対向する塗布位置Jに対して表面移動方向下流側、且つ、ダイコータヘッド500と対向する位置に対して表面移動方向下流側となる位置に、塗布ローラ61の表面上の定着液を除去する塗布部材クリーニング手段である塗布ローラクリーニングブレード63を備える。また、加圧ローラ62の表面上にもどうように、加圧ローラクリーニングブレード64を備える。そして、ダイコータヘッド500からの泡状定着液Fの供給が停止している間、塗布ローラ用モータM1及び加圧ローラ用モータM2を周期的に一定時間駆動し、塗布ローラ61及び加圧ローラ62を周期的に一定時間表面移動させる。ダイコータヘッド500内で泡状態が劣化して所望の泡状態の泡状定着液Fと異なる状態に変化した定着液のほとんどは、定着液再利用装置600に回収されるが、泡状態が劣化した定着液のすべてをダイコータヘッド500で回収することは困難である。このため、定着液再利用装置600で回収されず、ダイコータヘッド500内で液化してしまうと、吐出スリット511が供給幅調節ローラ550によって閉鎖された状態で、泡状では通過できなかった隙間から定着液が漏れ出して、塗布ローラ61上に供給されてしまうおそれがある。この状態で放置すると、機械内部の床部に垂れ、他の装置の構成部材を汚したり、樹脂の材質の種類によっては軟化させたりする危険性がある。さらに、定着液塗布部材がベルト状の部材であると、液状の定着液がベルトの内周面に流れて裏周りを起こし、ベルト回転のすべりなどの原因となるおそれがある。これに対して、ダイコータヘッド500からの泡状定着液Fの供給が停止している間も塗布ローラ61及び加圧ローラ62を周期的に一定時間表面移動させることにより、ダイコータヘッド500から漏れ出して、塗布ローラ61の表面に供給された定着液を塗布ローラクリーニングブレード63または加圧ローラクリーニングブレード64で除去することが出来る。これにより、定着液塗布部材に定着液が垂れた状態で、放置することに起因する上述した不具合の発生を防止することが出来る。
Further, the fixing
また、定着装置60では、ダイコータヘッド500による泡状定着液Fの供給を実行する前に、塗布ローラ61を表面移動させることが望ましい。これは、システムの待機状態からプリント状態に復帰する場合、塗布ローラ61と加圧ローラ62とを先に回転させることで、もし、ローラ上に液垂れを起こしていたとしても、泡状定着液Fを塗布ローラ61に供給する前にローラ上の液垂れをクリーニング機構で回収し、泡状定着液Fと液垂れした定着液が混ざることを防止できる。これにより、画像に対し、局所的に泡密度の高い液が付着し、転写紙Pのにじみなどの不具合を防止できる。さらに、泡状定着液Fと液垂れした定着液が混ざると、次の定着動作のときの転写紙Pに対する塗布開始時に、部分的に大量の定着液が転写紙Pに塗布されるおそれがある。これに対して、泡状定着液Fと液垂れした定着液が混ざることを防止することで、部分的に大量の定着液が転写紙Pに塗布されることを防止できる。
Further, in the fixing
また、定着装置60では、定着液再利用装置600は、定着液搬送路内の定着液を吸引して回収する吸引回収手段である回収吸引ポンプ620を備える。これにより、ダイコータヘッド500内から泡状態が劣化した泡状定着液Fを回収し、定着液ボトル200に戻す再利用機構を実現することが出来る。
In the fixing
また、定着装置60では、回収吸引ポンプ620の吸引動作を間欠動作とすることが望ましい。これは、ダイコータヘッド500内から吸引される定着液は、所望の泡状態の泡状定着液Fよりも泡状態が劣化していても泡状である。そして、泡を吸引しようとする場合、吸引によって泡の一部を貫通して通路が出来てしまうと、その通路から空気が吸引されて圧が逃げるため、他の泡を吸引し難くなる。これに対して、間欠動作とすることで駆動時の吸引によって通路が形成されても、回収吸引ポンプ620一旦停止することで、停止時にその通路が残った泡で塞がる。その後、回収吸引ポンプ620を駆動することで、圧が逃げることなく吸引することができるようになる。これにより、より効率的に泡状態が劣化した泡状定着液Fを回収することが出来る。
In the fixing
また、実施例2の定着装置60は、定着液再利用装置600内の定着液の搬送路内を形成する泡戻し配管604の途中に濾過手段である泡回収タンク340を設けている。これにより、ダイコータヘッド500内に異物が侵入し、回収定着液Fc内に異物が含まれていても、この異物を泡回収タンク340で除去することで、定着液ボトル200内の液状定着液210に異物が混入することを防止できる。
Further, the fixing
本実施形態の複写機100は、樹脂と色剤を含有する樹脂微粒子を含むトナーを用いて記録媒体である転写紙P上にトナー像を形成するトナー像形成手段であるプリンタ部1と、トナー像を担持する転写紙Pの表面に泡状定着液Fを付与し、転写紙P上にトナー像を定着せしめる定着手段とを備える画像形成装置であって、定着手段として、実施例1または実施例2の定着装置60を用いる。塗布ローラ61に供給する前の泡状定着液Fであって定着装置60内で泡状態が劣化した定着液を、定着液再利用装置600で回収して、定着液ボトル200に戻す構成である。泡状態が劣化した定着液を回収するため、経時に渡って定着性能を確保することができ、複写機100は経時に渡って定着が安定した画像形成を行うことができる。さらに、回収した定着液を定着液ボトル200に戻すことで定着液の消費を抑制し、複写機100のランニングコストを抑制することができる。
The copying
1 プリンタ部
2 光書込装置
3 作像ユニット
4 感光体
5 帯電ローラ
6 現像装置
10 排紙トレイ
12 現像ローラ
15 感光体クリーニング装置
16 感光体クリーニングブレード
22 除電ランプ
28 紙搬送ユニット
29 紙搬送ベルト
30 駆動ローラ
31 二次転写ローラ
32 ベルトクリーニング装置
33 レジストローラ対
36 スイッチバック装置
37 紙搬送路
40 給紙装置
41 ペーパーバンク
42 給紙カセット
43 送出ローラ
44 給紙路
45 分離ローラ
47 搬送ローラ
50 原稿搬送読取ユニット
51 ADF
60 定着装置
61 塗布ローラ
62 加圧ローラ
63 塗布ローラクリーニングブレード
63a 塗布側定着液回収タンク
64 加圧ローラクリーニングブレード
64a 加圧側定着液回収タンク
65 分離爪
70 定着液塗布部
91 中間転写ベルト
92 第一張架ローラ
94 下部張架ローラ
95 一次転写ローラ
100 複写機
150 スキャナ部
151 固定読取部
152 移動読取部
153 画像読取センサ
200 定着液ボトル
201 大径泡搬送管
202 小径泡搬送管
210 液状定着液
250 定着液ボトル大気開放弁
300 空気ポンプ
300a 空気供給管
310 泡攪拌器
340 泡回収タンク
350 泡回収タンク大気開放弁
400 泡状定着液生成部
500 ダイコータヘッド
507 大気開放弁
507s 大気開放管シール部材
510 マニホールド
511 吐出スリット
511a スリット上流部
511b スリット下流部
511s 吐出口シール部材
512 ヘッド内搬送管
512a 搬送管排出口
550 供給幅調節ローラ
550s 貫通スリットシール部材
551 供給幅調節ローラ回転軸
552 回転軸シール部材
553 円板
563 回収用開口部
570 貫通スリット
570a 第一貫通スリット
570b 第二貫通スリット
571 ローラ側面部
600 定着液再利用装置
601 泡回収用ブラケット用摺動部
602 吸込み口シール部材
603 泡回収路
603a 泡吸込み口
603b 泡回収口
604 泡戻し配管
604a 撹拌戻り配管
605 逆止弁付バルブ
610 泡回収用ブラケット
611 泡回収用ブラケット支持部材
620 回収吸引ポンプ
630 回収制御ソレノイド
630S スプリング
631 リップ部材
650 供給位置上流側遮蔽部材
700 定着装置制御用CPU
710 タイマー
711 メモリ
730 I/F通信接続部
750 複写機本体CPU
751 オペレーションパネル
F 泡状定着液
Fc 回収定着液
J 塗布位置
M1 塗布ローラ用モータ
M2 加圧ローラ用モータ
M3 泡撹拌用モータ
M4 供給幅調節回転モータ
P 転写紙
S1 圧力センサ
S2 紙先端検知センサ
S3 ローラ表面泡センサ
S8 回転位置センサ
S8a 発光素子
S8b 受光素子
T トナー層
DESCRIPTION OF
60 Fixing device 61 Application roller 62 Pressure roller 63 Application roller cleaning blade 63a Application side fixing liquid recovery tank 64 Pressure roller cleaning blade 64a Pressure side fixing liquid recovery tank 65 Separation claw 70 Fixing liquid application part 91 Intermediate transfer belt 92 First Stretching roller 94 Lower stretching roller 95 Primary transfer roller 100 Copying machine 150 Scanner unit 151 Fixed reading unit 152 Moving reading unit 153 Image reading sensor 200 Fixing liquid bottle 201 Large-diameter bubble conveyance tube 202 Small-diameter bubble conveyance tube 210 Liquid fixing solution 250 Fixer bottle atmosphere release valve 300 Air pump 300a Air supply pipe 310 Foam stirrer 340 Foam recovery tank 350 Foam recovery tank atmosphere release valve 400 Foam fixer generator 500 Die coater head 507 Atmosphere release valve 507s Atmosphere release pipe seal member 510 Manifold 51 Discharge slit 511a Slit upstream portion 511b Slit downstream portion 511s Discharge port seal member 512 In-head transport tube 512a Transport tube discharge port 550 Supply width adjusting roller 550s Through slit seal member 551 Supply width adjusting roller rotating shaft 552 Rotating shaft sealing member 553 Disc 563 Recovery opening 570 Through slit 570a First through slit 570b Second through slit 571 Roller side surface portion 600 Fixing liquid recycling device 601 Foam recovery bracket sliding portion 602 Suction port seal member 603 Foam recovery path 603a Foam suction port 603b Foam recovery port 604 Foam return pipe 604a Stir return pipe 605 Valve with check valve 610 Foam collection bracket 611 Foam collection bracket support member 620 Collection suction pump 630 Collection control solenoid 630S Spring 631 Ri Member 650 supply position upstream shield member 700 fixing device control CPU
710
751 Operation Panel F Foam Fixing Solution Fc Recovered Fixing Solution J Application Position M1 Application Roller Motor M2 Pressure Roller Motor M3 Bubble Agitating Motor M4 Supply Width Adjusting Rotation Motor P Transfer Paper S1 Pressure Sensor S2 Paper Edge Detection Sensor S3 Roller Surface foam sensor S8 Rotational position sensor S8a Light emitting element S8b Light receiving element T Toner layer
Claims (10)
該樹脂含有微粒子からなる樹脂含有微粒子層を担持する定着液付与対象の表面に該泡状定着液を付与する泡状定着液付与手段と、
該定着液泡状化手段によって該液状定着液から該泡状定着液となる途中の状態の定着液及び該泡状定着液が通過する定着液搬送路とを有し、
該泡状定着液を付与することで軟化した該樹脂含有微粒子を被定着媒体に定着する定着装置において、
上記定着液搬送路内の泡状及び液状の定着液を回収し、該定着液泡状化手段が泡状定着液を生成する位置よりも定着液の搬送方向上流側に回収した定着液を戻す定着液再利用手段を備えることを特徴とする定着装置。 A fixer foaming means that uses a liquid fixer containing a softening agent that softens resin-containing fine particles by dissolving or swelling at least a part of the resin as a foamy fixer in which bubbles are dispersed in the liquid;
A foam-like fixing solution applying means for applying the foam-like fixing solution to the surface of the fixing solution application target carrying the resin-containing fine particle layer comprising the resin-containing fine particles;
A fixing solution in the middle of becoming the foamy fixing solution from the liquid fixing solution by the fixing solution foaming means, and a fixing solution transport path through which the foamy fixing solution passes,
In a fixing device for fixing the resin-containing fine particles softened by applying the foamy fixing solution to a fixing medium,
Fixing the foamed and liquid fixing solution in the fixing solution transporting path and returning the recovered fixing solution upstream of the fixing solution transporting direction from the position where the fixing solution foaming means generates the foamy fixing solution. A fixing device comprising a liquid recycling unit.
上記定着液付与手段は、表面移動する定着液供給対象の表面に対向する位置に泡状定着液を吐出することによって該定着液供給対象の表面に泡状定着液を供給する吐出手段を有し、
該吐出手段は、上記定着液泡状化手段から供給された泡状定着液を内部に充填する充填部と、該充填部の内部を該供給対象のある外部に連通させる吐出口と、該吐出口の開放及び閉鎖を行う吐出口開閉部材とを備え、
上記吐出手段は、泡状定着液を上記充填部に充填し、該充填部の内部の圧力を外部の圧力よりも高め、上記吐出口開閉部材を開放することで該吐出口から定着液を吐出する構成であり、
上記定着液再利用手段は、上記吐出手段の内部空間から定着液を回収するとともに、該吐出手段の内部空間を介して上記定着液搬送路内の定着液を回収することを特徴とする定着装置。 The fixing device according to claim 1.
The fixing solution applying means has discharge means for supplying the foam-like fixing solution to the surface of the fixing solution supply target by discharging the foam-like fixing solution to a position facing the surface of the fixing solution supply target that moves on the surface. ,
The discharge means includes a filling portion that fills the foam-like fixing liquid supplied from the fixing liquid foaming means, a discharge port that communicates the inside of the filling portion with the outside of the supply target, and the discharge port. A discharge port opening and closing member that opens and closes,
The discharge means fills the filling portion with a foamy fixing solution, raises the internal pressure of the filling portion over the external pressure, and discharges the fixing solution from the discharge port by opening the discharge port opening / closing member. Is a configuration to
The fixing liquid recycling means collects the fixing liquid from the internal space of the discharge means and collects the fixing liquid in the fixing liquid conveyance path through the internal space of the discharge means. .
上記定着液付与手段は、泡状定着液を表面に担持して表面移動し、上記定着液付与対象と対向する位置で表面上の定着液を該定着液付与対象に塗布する定着液塗布部材を備え、
該定着液塗布部材が上記定着液供給対象であることを特徴とする定着装置。 The fixing device according to claim 2.
The fixing solution applying means includes a fixing solution applying member that carries a foamy fixing solution on a surface, moves on the surface, and applies the fixing solution on the surface to the fixing solution application target at a position facing the fixing solution application target. Prepared,
The fixing device, wherein the fixing solution applying member is the supply target of the fixing solution.
上記吐出手段が対向する位置に対して上記定着液塗布部材の表面移動方向上流側の近接位置に該表面移動方向に直交する方向に延在するように該定着液塗布部材の表面に接触して、該定着液塗布部材の表面上の空間を遮蔽する供給位置上流側遮蔽部材を備えることを特徴とする定着装置。 The fixing device according to claim 3.
Contacting the surface of the fixing liquid application member so as to extend in a direction orthogonal to the surface movement direction at a position adjacent to the upstream side of the surface movement direction of the fixing liquid application member with respect to the position where the discharge means is opposed. A fixing device comprising a supply position upstream side shielding member that shields a space on the surface of the fixing liquid application member.
上記定着液塗布部材の表面上の上記定着液付与対象と対向する位置に対して表面移動方向下流側、且つ、上記吐出手段が対向する位置に対して表面移動方向下流側となる位置に、該定着液塗布部材の表面上の定着液を除去する塗布部材クリーニング手段を備え、
上記吐出手段からの泡状定着液の供給が停止している間、上記定着液塗布部材を周期的に一定時間表面移動させることを特徴とする定着装置。 The fixing device according to claim 3 or 4,
The position on the surface of the fixing liquid application member on the downstream side in the surface movement direction with respect to the position facing the fixing liquid application target and the position on the downstream side in the surface movement direction with respect to the position facing the discharge means A coating member cleaning means for removing the fixing solution on the surface of the fixing solution coating member;
A fixing device characterized in that the surface of the fixing liquid application member is periodically moved for a certain period of time while the supply of foamy fixing liquid from the discharge means is stopped.
上記定着液塗布部材の表面上の上記定着液付与対象と対向する位置に対して表面移動方向下流側、且つ、上記吐出手段が対向する位置に対して表面移動方向下流側、となる位置に、該定着液塗布部材の表面上の定着液を除去する塗布部材クリーニング手段を備え、
上記吐出手段による泡状定着液の供給を実行する前に上記定着液塗布部材を表面移動させることを特徴とする定着装置。 The fixing device according to any one of claims 3 to 5,
At a position on the surface of the fixing liquid application member that is downstream of the surface moving direction with respect to the position facing the fixing liquid application target and at a position that is downstream of the position facing the discharge means in the surface moving direction, A coating member cleaning means for removing the fixing solution on the surface of the fixing solution coating member;
A fixing device characterized in that the surface of the fixing solution applying member is moved before the supply of the foamy fixing solution by the discharging means is executed.
上記定着液再利用手段は、上記定着液搬送路内の定着液を吸引して回収する吸引回収手段を備えることを特徴とする定着装置。 The fixing device according to claim 1, wherein:
The fixing device according to claim 1, wherein the fixing solution reuse means includes suction collecting means for sucking and collecting the fixing solution in the fixing solution conveyance path.
上記吸引回収手段の吸引動作を間欠動作とすることを特徴とする定着装置。 The fixing device according to claim 7.
A fixing device characterized in that the suction operation of the suction recovery means is an intermittent operation.
上記定着液再利用手段内の定着液の搬送路内に濾過手段を設けたことを特徴とする定着装置。 The fixing device according to any one of claims 1 to 8,
A fixing device comprising a fixing means in a fixing liquid transport path in the fixing liquid reuse means.
記録媒体に転写するトナー像を担持するトナー像担持体の表面、または、トナー像を担持する記録媒体の表面に定着液を付与し、
該記録媒体上に該トナー像を定着せしめる定着手段とを備える画像形成装置であって、
該定着手段として、請求項1乃至9のいずれか1項に記載の定着装置を用いることを特徴とする画像形成装置。 A toner image forming means for forming a toner image on a recording medium using a toner containing resin fine particles containing a resin and a colorant;
A fixing liquid is applied to the surface of the toner image carrier that carries the toner image to be transferred to the recording medium or the surface of the recording medium that carries the toner image,
An image forming apparatus comprising fixing means for fixing the toner image on the recording medium,
An image forming apparatus using the fixing device according to claim 1 as the fixing unit.
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