JP2011186317A - 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に用いられる定着装置に関し、詳しくは、トナー等の樹脂微粒子を溶解または膨潤させる定着液を樹脂微粒子に付与して樹脂微粒子を記録媒体上に定着させる定着装置およびこれを備えた画像形成装置に関する。
The present invention relates to a fixing device used in an image forming apparatus such as a copying machine, a facsimile machine, and a printer. More specifically, the present invention relates to a fixing liquid that dissolves or swells resin fine particles such as toner and applies the resin fine particles on a recording medium. BACKGROUND OF THE
近年、複写機やプリンタ、ファクシミリ等のように記録媒体である転写紙上に画像を形成する画像形成装置としては、トナーを使用したいわゆる電子写真方式の画像形成装置が主流となっている。電子写真方式の画像形成装置は、普通紙を用いて高速に、高密度に、また最近ではカラー画像も手軽に作成できることからオフィス等に広く普及している。 2. Description of the Related Art In recent years, so-called electrophotographic image forming apparatuses using toner have become mainstream as image forming apparatuses that form images on transfer paper as a recording medium, such as copying machines, printers, and facsimiles. 2. Description of the Related Art An electrophotographic image forming apparatus is widely used in offices and the like because it can easily create color images at high speed and high density using plain paper.
電子写真方式の画像形成装置においては、転写紙上に形成した未定着のトナー像を熱を利用して転写紙に定着させる熱定着方式の定着装置が多く採用されている。熱定着方式の定着装置では、ハロゲンヒーターやセラミックヒータ等の発熱体によりローラやフィルム等を熱し、未定着トナーが乗った転写紙を加圧ローラで挟んで加熱・加圧してトナーを溶融、変形させ、転写紙の繊維中にアンカリングすることで定着させるようになっている。熱定着方式の定着装置は、均一性、安定性に優れているため広く普及しているが、一方で発熱体を用いて加熱するために多くのエネルギーを要し、消費エネルギーが大きいという欠点がある。 2. Description of the Related Art In an electrophotographic image forming apparatus, a heat fixing type fixing device that fixes an unfixed toner image formed on a transfer paper onto the transfer paper using heat is often used. In a heat fixing type fixing device, a roller or a film is heated by a heating element such as a halogen heater or a ceramic heater, and a transfer paper on which unfixed toner is placed is sandwiched between pressure rollers and heated and pressed to melt and deform the toner. And anchored in the fiber of the transfer paper. Thermal fixing type fixing devices are widely used because of their excellent uniformity and stability, but on the other hand, they require a lot of energy to heat using a heating element and have a drawback of high energy consumption. is there.
一方、加熱処理に多くの電力を消費する熱定着方式と比べて省エネルギー化を実現できる定着方式として、トナーを定着するために加熱を行わず、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転写紙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が知られている(例えば、特許文献1参照)。 On the other hand, as a fixing method that can save energy compared to a heat fixing method that consumes a large amount of power for heat treatment, at least a part of the resin component of the toner is dissolved or swollen without heating to fix the toner. There is known a wet fixing method in which a fixing solution containing a softening agent that softens toner is applied to a toner image on the surface of a transfer paper to fix the toner image (for example, see Patent Document 1).
特許文献1に記載の定着装置は、表面上に液状の定着液を担持する塗布ローラを未定着トナーを担持する転写紙に押し付けて、未定着トナーに定着液を付与するようになっている。しかしながら、特許文献1のように定着液を液状のまま転写紙上の未定着トナーに供給すると、塗布ローラが転写紙に定着液を塗布する塗布位置を通過した後の塗布ローラの表面に残留する定着液の中に未定着トナーの一部が移行し、転写紙上のトナー像が劣化するという不具合が生じてしまう。この不具合は、転写紙上の未定着トナーが静電気力によって転写紙に担持されているため、液体が触れると静電気力によって担持する力が著しく低下し、未定着トナーが定着液内に拡散してしまい、液中に未定着トナーが拡散した定着液の一部が塗布ローラ上に残留するために生じる。
The fixing device described in
また、中間転写ベルト等のトナー像担持体上のトナーに定着液を供給した後、トナー像担持体上の樹脂が軟化したトナー像を転写紙に転写する構成において、定着液を塗布ローラを用いてトナー像担持体上のトナーに塗布するように構成した定着装置も知られている(例えば、特許文献2参照)。特許文献2に記載された定着装置においても、特許文献1と同様に、残留する定着液の中に未定着トナーの一部が移行し、転写紙上のトナー像が劣化するという不具合が生じてしまう。
Further, in a configuration in which a fixing liquid is supplied to toner on a toner image carrier such as an intermediate transfer belt, and then a toner image in which a resin on the toner image carrier is softened is transferred to transfer paper, the fixing liquid is applied using an application roller. There is also known a fixing device configured to apply to toner on a toner image carrier (see, for example, Patent Document 2). Also in the fixing device described in Patent Document 2, as in
そこで、未定着トナーの一部が塗布ローラに付着する不具合を抑制することができる定着装置として、定着液を液中に気泡が分散した泡状定着液とし、この泡状定着液を特許文献1の定着液と同様に塗布ローラによって転写紙上の未定着トナーに塗布するようにしたものが知られている(例えば、特許文献3参照)。特許文献3の定着装置では、定着液を泡状とすることにより、定着液の泡内に空気が大量に存在するため、未定着トナーが定着液内に拡散する力が働きにくくなり、転写紙上のトナーは定着液を塗布されても転写紙上から動かずにその場で定着液の作用で定着される。このため、未定着トナーの一部が塗布ローラに付着する不具合を抑制することができ、転写紙に液状の定着液を塗布する構成に比べて、良好な画像が得られるようになる。 Therefore, as a fixing device that can suppress a problem that a part of unfixed toner adheres to the application roller, the fixing solution is a foam-like fixing solution in which bubbles are dispersed in the solution. As in the case of the fixing liquid, a coating liquid that is applied to unfixed toner on transfer paper by an application roller is known (see, for example, Patent Document 3). In the fixing device of Patent Document 3, since a large amount of air exists in the bubbles of the fixing solution by making the fixing solution foam, the force for diffusing unfixed toner into the fixing solution becomes difficult to work on the transfer paper. The toner is fixed on the spot by the action of the fixing liquid without moving from the transfer paper even when the fixing liquid is applied. For this reason, the problem that a part of unfixed toner adheres to the application roller can be suppressed, and a better image can be obtained as compared with the configuration in which the liquid fixing liquid is applied to the transfer paper.
ここで、特許文献3に記載の定着装置のように、塗布部材を用いて泡状定着液を記録媒体に塗布する構成においては、記録媒体に泡状定着液を塗布した後の塗布部材をクリーニングする塗布部材クリーニング手段を設けることが望ましい。これは、記録媒体に泡状定着液を塗布する塗布位置を通過した後の塗布部材には記録媒体に塗布しきれずに残った残留泡状定着液が付着しており、この残留泡状定着液を回収するためである。 Here, as in the fixing device described in Patent Document 3, in the configuration in which the foamy fixing solution is applied to the recording medium using the coating member, the coating member after the foaming fixing solution is applied to the recording medium is cleaned. It is desirable to provide an application member cleaning means. This is because the remaining foamy fixing solution remaining on the recording medium without being applied to the recording medium adheres to the coating member after passing through the coating position where the foamy fixing solution is applied to the recording medium. It is for recovering.
残留泡状定着液は、泡状定着液として塗布部材に供給された後、時間が経過しており、且つ、塗布位置で機械的な力を受けているため、泡の一部が消泡する等、塗布部材に供給された状態と比べて、泡の状態が変化している。このため、塗布部材の表面上に変化した残留泡状定着液が残留している状態で新たな泡状定着液を塗布部材に供給されると、残留泡状定着液と新たな泡状定着液とが混ざって泡膜にムラが生じてしまったり、異常時にオフセットしたトナーが塗布部材の表面上に残留している状態で新たな泡状定着液が供給されて、記録媒体に塗布されると、オフセットしたトナーが記録媒体に再転写され、画像が劣化してしまう恐れがある。 Since the residual foam-fixing solution is supplied as a foam-fixing solution to the coating member, time has passed and a mechanical force is applied at the coating position, so a part of the foam is defoamed. For example, the state of the bubbles is changed compared to the state supplied to the application member. For this reason, when a new foamy fixing solution is supplied to the coating member in a state where the changed residual foamy fixing solution remains on the surface of the coating member, the residual foamy fixing solution and the new foamy fixing solution And the foam film becomes uneven, or when a new foam-like fixing liquid is supplied and applied to the recording medium in a state where the toner offset at the time of abnormality remains on the surface of the application member. The offset toner is retransferred to the recording medium, and the image may be deteriorated.
このような理由により、塗布部材を用いて泡状定着液を記録媒体に塗布する構成とした場合、記録媒体に付与する泡状定着液が不均一になったり、オフセットしたトナーが記録媒体に再転写されたりすることを防止するために、塗布部材クリーニング手段を設け、残留泡状定着液を除去することが望ましい。 For these reasons, when the foam fixing solution is applied to the recording medium using an application member, the foam fixing solution applied to the recording medium becomes uneven or the offset toner is re-applied to the recording medium. In order to prevent the image from being transferred, it is desirable to provide an application member cleaning unit to remove the residual foamy fixing solution.
しかしながら、塗布部材クリーニング手段によって除去された泡状定着液は、嵩が多い状態となっている。定着液が泡状であることにより泡状化されていない定着液に対して体積が数十倍にも膨れ上がるため、定着液を泡状のまま収容しようとすると大きな回収用のタンクが必要となってしまう。なお、泡状定着液は経時で自然に消泡して体積は徐々に小さくなるが、自然に消泡するには長い時間を要するため、連続印刷に対応するためには塗布部材から回収されて消泡する前の泡状定着液を収容する必要があるので、大きなタンクの使用が避けられない。このような泡状定着液を収容可能な大きなタンクを画像形成装置に配置すると、装置の大型化を招いてしまうという問題がある。 However, the foamy fixing solution removed by the application member cleaning means is in a bulky state. Since the volume of the fixer is swelled several tens of times that of the non-foamed fixer due to the foam, it is necessary to have a large recovery tank if the fixer is to be stored in the form of foam. turn into. Note that the foam-like fixing solution naturally defoams over time and the volume gradually decreases. However, since it takes a long time to defoam naturally, it is collected from the coating member in order to support continuous printing. Since it is necessary to contain the foamy fixing solution before defoaming, it is inevitable to use a large tank. If a large tank capable of storing such a foam-like fixing solution is arranged in the image forming apparatus, there is a problem that the apparatus is increased in size.
このため、残留泡状定着液は液化して回収することが求められる。泡状液を液化する方法としては次のような方法が知られている。 For this reason, the residual foamy fixing solution is required to be liquefied and recovered. The following methods are known as methods for liquefying a foamy liquid.
例えば、加熱部材によって泡状液を加熱し、熱により泡状液を破泡させて液化するようにした技術が知られている(例えば、特許文献4参照)。 For example, a technique is known in which a foamed liquid is heated by a heating member, and the foamed liquid is broken by heat to be liquefied (see, for example, Patent Document 4).
また、泡状液を連泡構造のメッシュや多孔質体に吸引し、多孔質体を構成する微小孔を通過させることで泡状液を破泡させて液化する方法が知られている(例えば、特許文献5参照)。 Further, a method is known in which the foamed liquid is sucked into a mesh or porous body having a continuous foam structure, and the foamed liquid is broken and liquefied by passing through micropores constituting the porous body (for example, , See Patent Document 5).
他の方法としては、消泡剤を含んだものに泡状液を接触させることで、泡状液を消泡させ、回収する方法が知られている(例えば、特許文献6参照)。 As another method, a method is known in which the foamed liquid is defoamed and recovered by bringing the foamed liquid into contact with an antifoaming agent (see, for example, Patent Document 6).
しかしながら、特許文献4の方法では、熱を使うことで、装置内に蒸気が充満してしまい、システムに不具合を生じさせることが懸念される。さらに、熱を使うことで、システムの上流でつくる泡にも悪影響を及ぼしてしまい、安定した定着ができなくなってしまう恐れがある。 However, in the method of Patent Document 4, there is a concern that the use of heat causes the apparatus to be filled with steam, causing problems in the system. In addition, the use of heat can adversely affect the foam created upstream of the system, which can prevent stable fixation.
また、特許文献5の方法では、メッシュや細孔に泡状液が充填されていない部分があると、吸引の逃げ道ができてしまい、泡状液が全く吸引されないという問題がある。 Further, the method of Patent Document 5 has a problem that if there is a portion where the foam liquid is not filled in the mesh or the pores, a suction escape path is formed and the foam liquid is not sucked at all.
また、特許文献6の方法では、消泡剤の消泡効果には限りがあるため、消泡効果がなくなった時点で、消泡剤の補充を要するという問題がある。さらに、消泡した泡状液に加えて消泡効果を失った消泡剤を回収する必要があるため、回収物の量が非常に多くなってしまうという問題がある。
Moreover, in the method of
このような問題は、樹脂としては記録媒体上のトナー像を形成するトナー粒子に限るものではなく、記録媒体上の樹脂微粒子に泡状定着液を付与し、塗布部材をクリーニングする構成ではどの場合も生じ得る。さらに、塗布部材をクリーニングする構成に限らず、塗布位置で塗布部材と接触する加圧部材等、定着装置内で回収が必要となった泡状定着液を回収泡状定着液として回収する構成であれば同様の問題が生じてしまう。 Such a problem is not limited to toner particles that form a toner image on a recording medium as a resin, but in any case where a foamy fixing solution is applied to resin fine particles on a recording medium and the coating member is cleaned. Can also occur. Furthermore, the configuration is not limited to the configuration in which the coating member is cleaned, and the configuration is such that the foamy fixing solution that needs to be collected in the fixing device, such as a pressure member that contacts the coating member at the coating position, is recovered as the recovered foamy fixing solution. If so, the same problem will occur.
本発明はこのような問題を解決するためになされたもので、泡状定着液を用いて樹脂微粒子を軟化させて記録媒体に定着させる構成において、定着に寄与しなかった残留泡状定着液を良好に回収することができる定着装置およびこれを備えた画像形成装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve such a problem, and in a configuration in which resin fine particles are softened using a foam fixing solution and fixed on a recording medium, a residual foam fixing solution that has not contributed to fixing is used. It is an object of the present invention to provide a fixing device that can be recovered satisfactorily and an image forming apparatus including the same.
本発明に係る定着装置は、樹脂の少なくとも一部を溶解または膨潤させることで前記樹脂を含有する樹脂微粒子を軟化させる軟化剤を含有した定着液に気泡を分散させて泡状定着液を生成する定着液泡状化手段と、前記樹脂微粒子からなる樹脂微粒子層が表面に形成された記録媒体に前記泡状定着液を付与する泡状定着液付与手段と、を有し、前記泡状定着液付与手段により前記泡状定着液を前記記録媒体に付与することで前記樹脂微粒子を軟化して前記記録媒体に定着する定着装置において、前記記録媒体に付与されずに前記泡状定着液付与手段に残留した残留泡状定着液を回収する泡状定着液回収手段を備え、前記泡状定着液回収手段が、前記残留泡状定着液を収容する残留泡状定着液収容部と、前記残留泡状定着液収容部を減圧して前記残留泡状定着液を液化および回収する液化回収手段と、を有することを特徴としている。 In the fixing device according to the present invention, bubbles are dispersed in a fixing solution containing a softening agent that softens resin fine particles containing the resin by dissolving or swelling at least a part of the resin to generate a foam-like fixing solution. A fixing liquid foaming means; and a foaming fixing liquid applying means for applying the foamy fixing liquid to a recording medium having a resin fine particle layer formed of the resin fine particles formed on a surface thereof. In the fixing device for softening the resin fine particles by applying the foamy fixing solution to the recording medium by means, and fixing it to the recording medium, it remains in the foamy fixing solution applying means without being applied to the recording medium. And a foam fixing solution collecting means for collecting the residual foam fixing solution, wherein the foam fixing solution collecting means comprises a residual foam fixing solution containing portion for containing the residual foam fixing solution, and the residual foam fixing. Depressurize the liquid container before The residual foamed fixer and liquefied recovery means for liquefying and recovering, by having been characterized.
この構成により、残留泡状定着液収容部内の残留泡状定着液を減圧することにより、残留泡状定着液は、泡の体積の増大に伴って液膜の厚さが極端に薄くなるため容易に破泡して液化し、体積が減少する。したがって、泡状定着液を用いて樹脂微粒子を軟化させて記録媒体に定着させる構成において、定着に寄与しなかった残留泡状定着液を良好に回収することができる。 With this configuration, by reducing the pressure of the residual foam-fixing solution in the residual foam-fixing solution container, the residual foam-fixing solution is easy because the thickness of the liquid film becomes extremely thin as the foam volume increases. It breaks and liquefies, and the volume decreases. Therefore, in the configuration in which the resin fine particles are softened by using the foam fixing solution and fixed on the recording medium, the residual foam fixing solution that has not contributed to fixing can be recovered well.
また、本発明に係る定着装置は、前記残留泡状定着液収容部が、開放時に前記泡状定着液付与手段から前記残留泡状定着液を受け入れる開口部を形成するとともに、閉塞時に前記回収泡状定着液収容部を密閉する開閉部材を有することを特徴としている。 Further, in the fixing device according to the present invention, the residual foam-like fixer storage portion forms an opening for receiving the residual foam-like fixer from the foam-like fixer application means when opened, and the recovered foam when closed. And an openable / closable member for hermetically sealing the fixing solution container.
この構成により、開閉部材を開放することにより残留泡状定着液収容部に残留泡状定着液を受け入れる開口部を形成することができるとともに、開閉部材を閉塞することにより残留泡状定着液収容部を減圧に備えて密閉することができるので、残留泡状定着液収容部に開口部を形成するための部材と残留泡状定着液収容部を減圧のために密閉するための部材と個別に備える必要がなくなり、部品点数の抑制による装置の小型化、コスト削減、および故障発生率の低減を図ることができる。 With this configuration, an opening for receiving the residual foam-like fixing liquid can be formed in the residual foam-like fixing liquid container by opening the opening / closing member, and a residual foam-like fixing liquid container can be formed by closing the opening / closing member. Can be sealed in preparation for decompression, so that a member for forming an opening in the residual foam-like fixer accommodating portion and a member for sealing the residual foam-like fixer accommodating portion separately for decompression are provided. This eliminates the need to reduce the number of components, reduce the size of the device, reduce costs, and reduce the failure rate.
また、本発明に係る定着装置は、前記泡状定着液付与手段が、前記記録媒体の移動と同期して回転するとともに、表面に供給された前記泡状定着液を前記記録媒体に対向する塗布位置で前記記録媒体に塗布する塗布部材を有し、前記泡状定着液回収手段が、前記塗布位置を通過した後の前記塗布部材の表面から前記残留泡状定着液を除去する塗布部材クリーニング手段を有し、前記塗布部材クリーニング手段により除去した残留泡状定着液を回収することを特徴としている。 Further, in the fixing device according to the present invention, the foamy fixing solution applying unit rotates in synchronization with the movement of the recording medium, and the foaming fixing solution supplied to the surface is applied to the recording medium. And a coating member cleaning unit that removes the residual foamy fixing solution from the surface of the coating member after passing through the coating position. The residual foam-like fixing liquid removed by the applying member cleaning means is collected.
この構成により、泡状定着液回収手段が、塗布位置を通過した後の塗布部材の表面から塗布部材クリーニング手段により残留泡状定着液を除去するので、泡状定着液付与手段による記録媒体への泡状定着液の付与に悪影響を与えることなく残留泡状定着液を良好に回収することができる。 With this configuration, the foamy fixing solution recovery unit removes the residual foamy fixing solution from the surface of the coating member after passing through the coating position by the coating member cleaning unit. The residual foam fixer can be recovered satisfactorily without adversely affecting the application of the foam fixer.
また、本発明に係る定着装置は、前記塗布部材クリーニング手段は、弾性体から構成され前記塗布部材の表面に接触して前記塗布部材の表面から前記残留泡状定着液を除去するクリーニング部材を有することを特徴としている。 Further, in the fixing device according to the present invention, the application member cleaning unit includes a cleaning member that is formed of an elastic body and that contacts the surface of the application member and removes the residual foamy fixing liquid from the surface of the application member. It is characterized by that.
この構成により、弾性体から構成されるクリーニング部材が塗布部材の表面に弾性的に接触するので、塗布部材を損傷することなく塗布部材の表面から残留泡状定着液を除去することができ、また、クリーニング部材と塗布部材との相対位置の位置決め要求精度を緩和できるので装置の組立工程の容易化を図ることができる。 With this configuration, the cleaning member made of an elastic body elastically contacts the surface of the coating member, so that the residual foamy fixing liquid can be removed from the surface of the coating member without damaging the coating member. Since the required positioning accuracy of the relative position between the cleaning member and the application member can be relaxed, the assembly process of the apparatus can be facilitated.
また、本発明に係る画像形成装置は、樹脂と色剤と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画像情報に基づいてトナー像を形成するトナー像形成手段と、
前記トナー像形成手段によりトナー像が形成された記録媒体の表面に泡状定着液を塗布し、前記記録媒体上に前記トナー像を定着させる定着手段と、を備える画像形成装置であって、前記定着手段として、上記の定着装置を備えることを特徴としている。
Further, an image forming apparatus according to the present invention includes a toner image forming unit that forms a toner image on a recording medium based on image information using a toner including resin fine particles containing a resin and a colorant.
An image forming apparatus comprising: a fixing unit that applies a foamy fixing solution to a surface of a recording medium on which a toner image is formed by the toner image forming unit, and fixes the toner image on the recording medium. The fixing unit includes the above-described fixing device.
この構成により、上記の定着装置を備える画像形成装置において、残留泡状定着液を液化することにより、泡状定着液を用いて樹脂微粒子を軟化させて記録媒体に定着させる構成において、定着に寄与しなかった残留泡状定着液を良好に回収することができる。 With this configuration, in the image forming apparatus provided with the above-described fixing device, the residual foam-like fixing solution is liquefied, and the resin fine particles are softened using the foam-like fixing solution and fixed on the recording medium. The residual foamy fixing solution that has not been obtained can be recovered well.
本発明によれば、泡状定着液を用いて樹脂微粒子を軟化させて記録媒体に定着させる構成において、定着に寄与しなかった残留泡状定着液を良好に回収することができる定着装置および画像形成装置を提供することができる。 According to the present invention, in a configuration in which resin fine particles are softened using a foam fixing solution and fixed on a recording medium, a fixing device and an image that can satisfactorily collect residual foam fixing solution that has not contributed to fixing. A forming apparatus can be provided.
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)に適用した場合を例にして説明する。なお、本実施の形態では本発明の定着装置を有す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。 Hereinafter, a case where the present invention is applied to a copying machine (hereinafter referred to as a copying machine 100) that is an image forming apparatus that forms an image by an electrophotographic method will be described as an example. In the present embodiment, a configuration in which the image forming apparatus having the fixing device of the present invention is a copying machine will be described, but other image forming apparatuses such as a printer and a facsimile may be used.
まず、複写機100の基本的な構成について説明する。図1は、本実施の形態に係る複写機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たるスキャナ部150と、スキャナ部150に支持される原稿搬送装置たるADF51とを有している。
First, the 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から転写紙Pを送り出す送出ローラ43と、送り出された転写紙Pを分離して給紙路44に供給する分離ローラ45等を有している。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46等も有している。給紙装置40は、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内に給紙するようになっている。
The
プリンタ部1の上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等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1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、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おり、光源や、反射ミラー等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た後、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、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で得られた画像情報に基づいて、後述するように光書込装置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
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、潜像担持体たる感光体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。なお、各色に対応するトナーは、それぞれの色に着色された樹脂材料からなり、これらの樹脂材料は、後述する定着装置60の定着液により溶解または膨潤する。
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よって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、これは、感光体4Kの他、これ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ドラムクリーニング装置15K等も有している。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 photosensitive member 4 that is a latent image carrier and various devices disposed around the photosensitive member 4 as a unit by a common support. It can be attached to and detached from the copying
図3は、四つの作像ユニット3(K、Y、M、C)のうちの一つ作像ユニット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、ドラムクリーニング装置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, and 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 image forming unit 3 includes a charging roller 5 as a charging device, a developing
感光体4としては、複写機100では、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に担持し、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を備え、現像剤収容部は収容する二成分現像剤を攪拌する不図示の攪拌部材が設けられている。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。これら磁極は、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。これにより、現像剤収容部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した後、現像剤収容部内に戻される。現像剤収容部内には、不図示のトナー濃度センサが配置されており、このトナー濃度センサによる検知結果に基づいて、現像剤収容器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
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、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装置の一次転写ローラ95(K、Y、M、C)によって中間転写ベルト91が感光体4(K、Y、M、C)に向けて押圧されている。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では、感光体4(K、Y、M、C)上のトナー像を転写体たる中間転写ベルト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4色重ね合わせトナー像(以下、4色トナー像という)が形成される。本実施形態の一次転写装置は、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
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のドラムクリーニング装置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
ドラムクリーニング装置15としては、感光体4に当接しているポリウレタンゴム製のクリーニングブレード16により、転写残トナーを一次転写ニップ通過後の感光体4の表面から掻き取って除去するものが用いられている。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の回転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、ドラムクリーニング装置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ーおよ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。
As the
本実施形態の作像ユニット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。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 image forming unit 3 of the present embodiment has a configuration including a
プリンタ部1では図2に示すように、転写ユニット90の図中下方には、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。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および紙搬送ベルト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。なお、中間転写ベルト91と接触して二次転写ニップを形成する部材としては、紙搬送ベルト29のようなベルト状の部材に限らず、ローラ状の転写ローラを用いてもよい。
As shown in FIG. 2, in the
この二次転写ニップの図中右側には、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4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4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、クリーニング部材が中間転写ベルト91に当接するように配置された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、排紙トレイ10上に排紙される。
As will be described in detail later, the transfer paper P transported 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、転写紙反転装置であるスイッチバック装置36が配設されている。両面に画像形成を行う場合には、片面に対する画像定着処理を終えた転写紙Pの進路を、切換爪を制御することによってスイッチバック装置36側に切り換え、そこで転写紙Pを反転させて再び二次転写ニップに向けて搬送する。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転写紙Pは、排紙トレイ10上に排紙される。
As shown in FIG. 1, in the copying
次に、本発明の特徴部である定着装置60について説明する。図4は、本実施の形態の定着装置60を模式的に示す説明図である。なお、本発明における樹脂微粒子はトナー粒子である。定着装置60は、軟化剤を含む液状定着液132を泡状とした泡状定着液Fを生成する泡状定着生成手段としての泡状定着液生成部130と、生成された泡状定着液Fを記録媒体である転写紙Pに塗布する定着液塗布手段である定着液塗布部600とを有する。
Next, the fixing
泡状定着液生成部130は、液状定着液132を収容する定着液収容手段としての定着液ボトル131と、液状定着液132に対して液中に気泡を分散させて泡を多く含んだ泡状定着液Fとする定着液泡状化手段としての定着液泡状化装置500とを備える。定着液ボトル131中の液状定着液132は、不図示の定着液搬送ポンプを駆動することにより定着液搬送管を介して定着液泡状化装置500へと搬送され、定着液泡状化装置500において空気が混合されて分散して発泡することで泡状定着液Fとなる。定着液泡状化装置500としては、例えば特許文献3に記載のフォーム状定着液生成手段を用いることができるが、液状定着液132を所望の泡径の泡状定着液Fとすることができればこれに限るものではない。
The foam-like
定着液塗布部600は、泡状定着液生成部130によって生成された所望の泡径の泡状定着液Fを転写紙P上の未定着トナー像Tへ付与するものである。定着液塗布部600は、定着液泡状化装置500から泡状定着液Fが供給され、泡状定着液Fを塗布位置Cで転写紙Pに塗布する塗布部材としての塗布ローラ61と、塗布ローラ61に塗布位置Cで対向するように配置された加圧ローラ62とを備えている。塗布ローラ61および加圧ローラ62は、その表面が転写紙Pの移動と同期して移動するように回転する。
The fixing
泡状定着液生成部130から塗布ローラ61の表面に薄膜状に供給された泡状定着液Fは、塗布ローラ61の表面移動、すなわち回転によって塗布位置Cに到達する。不図示の搬送部材によって定着装置60に搬送されてきた未定着トナー像Tを担持した転写紙Pは、塗布位置Cの塗布ローラ61と加圧ローラ62とのニップ部に挟み込まれ、泡状定着液Fが未定着トナー像Tに付与される。ニップ部を通過後、定着液を付与されることによって軟化または膨潤したトナー粒子が再び硬化することで転写紙Pに定着され、定着トナー像Taとなる。
The foam-like fixer F supplied in a thin film form from the foam-
定着液塗布部600は、塗布ローラ61の表面移動方向について、塗布位置Cよりも下流側で、且つ、泡状定着液生成部130から泡状定着液Fが供給される位置よりも上流側に、定着液回収装置200を備えている。定着液回収装置200は、塗布位置Cで塗布ローラ61から転写紙Pに移行しきれなかった泡状定着液Fや転写紙Pから移行した少量のオフセットトナーTbからなる残留泡状定着液Fbを除去して回収するようになっている。
The fixing
図4に示す定着装置60では、泡状定着液生成部130から塗布ローラ61に供給される泡状定着液Fは薄膜の状態で供給される。塗布ローラ61上に泡状定着液Fの薄層を形成する構成としては、泡状定着液生成部130から泡状定着液Fを供給される位置から塗布位置Cまでの間に、塗布ローラ61上の泡状定着液Fを所望の膜厚にする膜厚制御手段を設けても良い。なお、塗布部材を用いて塗布する泡状定着液Fとしては、泡状定着液Fの密度を変えて定着させる実験を行ったところ、泡状定着液Fを構成する定着液と空気との割合は1:25〜1:50程度、すなわち、密度としては0.04〜0.02[cm3]の範囲であることが望ましいことが分かった。泡状定着液Fの密度が、この範囲よりも高いと、液状に近い状態となり、通常の液状の定着液を塗布していた従来の定着装置と同様に塗布位置を通過した塗布ローラ表面上の定着液にトナーが巻き込まれて塗布ローラがワに移行する所謂オフセットが発生しやすくなり、画像劣化が起きる。逆に、この範囲よりも泡状定着液Fの密度が低くなると、泡状定着液Fがドライフォームと呼ばれる状態となる。ドライフォームの状態となると、破泡し難くなり、記録媒体に必要量の定着液が移行せずに定着不良となったり、定着液の使用効率が低下することで必要以上の定着液を消費したりするといった不具合が生じる。
In the fixing
また、実験を行ったところ、泡状定着液Fの泡径は平均で20[μm]程度が望ましいことが分かった。泡状定着液Fは定着液部と空気部とによって構成されるが、空気部には定着液がないため、泡径が大きいと空気部にあるトナーは軟化せず定着しない。つまり定着ムラが起きてしまう。一方、泡径が小さ過ぎると塗布ローラ61への濡れ性が極端に落ちたドライフォームのような状態になり、塗布ローラ61上で均一な薄膜状にならないため、やはり定着ムラになってしまう。このような理由により泡状定着液Fの密度および泡径は定着性能に対して良好な範囲がある。もちろん定着液の種類やトナー種等により良好な部分は異なるが、定着液を泡状にしてトナーに塗布して定着させる方式には基本的にこのような範囲が存在する。
Further, as a result of experiments, it was found that the bubble diameter of the foam-like fixing solution F is desirably about 20 [μm] on average. The foam-like fixer F is composed of a fixer part and an air part, but since there is no fixer in the air part, if the bubble diameter is large, the toner in the air part is not softened and fixed. In other words, uneven fixing occurs. On the other hand, when the bubble diameter is too small, the wettability to the
塗布ローラ61上の泡状定着液Fの必要な膜厚は、次の計算で簡単に求められる。先ず、A4サイズ(297[mm]×210[mm])の1枚の転写紙Pに必要な定着液量を0.1[g]と仮定する。なお、実験により求めたところ、実際の普通紙において、A4サイズ一枚当りに必要な定着液量は0.1[g]であったが、転写紙Pの種類が変われば必要な定着液量は変化し得る。定着液量が必要な定着液量より多いと転写紙Pが膨潤してカールが目立つようになり、商品価値を著しく落としてしまう。また、定着液量が必要な定着液量より少ないと定着不良を起こしてしまう。
The required film thickness of the foamy fixing solution F on the
上述した泡状定着液Fの密度を0.02[g/cm3]、定着液の比重を1、塗布ローラ61上での必要な泡膜厚をt[mm]とすると、(297[mm]×210[mm]×t[mm])×0.02/1000[g/mm3]=0.1[g]より、t=0.08[mm]となり、塗布ローラ61上の泡状定着液Fに必要な膜厚は約80[μm]となる。実際には泡状定着液Fの全てが転写紙Pに転写する訳ではない。このため、仮に塗布ローラ61から転写紙Pへの泡状定着液Fの転写率を90[%]とすると、80[μm]/0.9=88[μm]となる。
Assuming that the density of the above-described foam-like fixing solution F is 0.02 [g / cm 3 ], the specific gravity of the fixing solution is 1, and the necessary bubble film thickness on the
このように、塗布ローラ61の表面上には膜厚が約90[μm]の薄層の泡状定着液Fが形成され、これが塗布位置Cにおいて転写紙Pに塗布されるが、塗布位置Cで塗布ローラ61上の泡状定着液Fの全てが転写紙Pに付与されるわけではない。上述したように、転写率(塗布位置Cに到達する直前の塗布ローラ61上の単位面積当りの泡状定着液Fの量を、塗布位置C通過直後の転写紙P上の泡状定着液Fの量で割った値)は良くても90[%]程度である。
As described above, a thin foam fixing solution F having a film thickness of about 90 [μm] is formed on the surface of the
すなわち、塗布ローラ61の表面上に供給された泡状定着液Fのうちの約10[%]程度は、塗布位置Cを通過後の塗布ローラ61上に残留する。この塗布ローラ61上に残留した残留定着液Fbは、塗布位置Cで転写紙Pから微少量剥がれた(オフセットした)トナーを含んでいるため、塗布ローラ61から残留定着液Fbを確実に除去する必要がある。残留泡状定着液Fbが良好に除去されないと、再び泡状定着液生成部130から新しい泡状定着液Fが供給されるときに、所望の状態に制御された新しい泡状定着液Fに残留泡状定着液Fbが混ざって、泡状定着液Fの均一性や供給量が所望の状態から変化してしまう。さらに、オフセットトナーTbが次の転写紙Pに再転写されることで画像不良が生じ、定着品質に重大なダメージを与える恐れがある。そこで、本実施の形態では、定着装置60は、塗布ローラ61から残留定着液Fbを除去する塗布ローラクリーニング装置20を備えている。
That is, about 10 [%] of the foamy fixing solution F supplied on the surface of the
次に、本実施の形態の定着装置60の特徴部について説明する。
Next, the characteristic part of the fixing
図4に示すように、定着装置60は、塗布ローラ61から残留泡状定着液Fbを除去して回収する定着液回収装置200を備えている。残留泡状定着液Fbは、定着に寄与しなかった泡状定着液F、すなわち転写紙Pに移行しきれずに塗布ローラ61の表面に残留した泡状定着液Fのことであり、転写紙Pから移行した少量のオフセットトナーTbを含んでいる。
As shown in FIG. 4, the fixing
定着液回収装置200は、塗布ローラ61をクリーニングする塗布部材クリーニング手段として塗布ローラクリーニング装置20を有する。塗布ローラクリーニング装置20は、塗布ローラ61が転写紙Pに泡状定着液Fを塗布する塗布位置Cを通過した後の塗布ローラ61の表面に残留する残留泡状定着液Fbを除去する定着液除去ブレード201を備えている。定着液除去ブレード201は、ゴム等の弾性体から構成されており、塗布ローラ61に弾性的に接触して塗布ローラ61の表面に残留する残留泡状定着液Fbを除去するようになっている。
The fixing
また、定着液回収装置200は、定着液除去ブレード201によって塗布ローラ61の表面から除去された残留泡状定着液Fbを収容する残留泡状定着液収容部216と、残留泡状定着液収容部216の内部を減圧して残留泡状定着液Fbを液化する吸引ポンプ215とを備えている。
Further, the
残留泡状定着液収容部216は、開放時に定着液塗布部600の塗布ローラ61から残留泡状定着液Fbを受け入れる開口部216aを形成するとともに、閉塞時に残留泡状定着液収容部216を密閉するシャッター217を有している。シャッター217は、定着液除去ブレード201によって塗布ローラ61の表面から除去された残留泡状定着液Fbを残留泡状定着液収容部216が受け入れるときには開放され、吸引ポンプ215を駆動して残留泡状定着液収容部216の内部を減圧するときには閉塞されるようになっている。残留泡状定着液収容部216は、定着液除去ブレード201の直下に配置されており、定着液除去ブレード201によって塗布ローラ61の表面から除去されて落下する残留泡状定着液Fbを開口部216aから受け入れることができるようになっている。残留泡状定着液収容部216は、残留泡状定着液Fbがその自重により内部に充填されるようになっているため、奥部(図4では左方向)が低くなるように傾斜して配置されている。
The residual foam-like
また、定着液回収装置200は、残留泡状定着液収容部216内で液化された残留泡状定着液Fbを回収する定着液回収ボトル220と、残留泡状定着液収容部216と定着液回収ボトル220とを接続する定着液回収管226と、定着液回収管226の途中に設けられ、残留泡状定着液収容部216から液化された残留泡状定着液Fbを定着液回収ボトル220に移送する定着液回収ポンプ225とを備えている。なお、定着液回収ボトル220に回収した液化した残留泡状定着液Fbは、図示しない配管およびポンプにより定着液ボトル131に戻してもよい。
The
このように、本実施の形態では、残留泡状定着液Fbを液化して回収することで、定着液回収ボトル220として大容量のものを用いることなく良好に残留泡状定着液Fbを液化して回収することができるようになっている。すなわち、仮に、残留泡状定着液Fbを液化せずに泡状のまま収容する場合、残留泡状定着液Fbは通常の液状の定着液に比べると体積が大きくなっているため、大容量の定着液回収ボトル220が必要となり、装置の大型化を招いてしまうという問題があり、また、仮に、残留泡状定着液収容部216内の残留泡状定着液Fbを経時により自然に消泡して体積を徐々に小さくする構成とした場合は、消泡のために長い時間を要するため、残留泡状定着液収容部216がすぐに満杯になり、定着液除去ブレード201によって新たに除去した残留泡状定着液Fbを回収することができなくなってしまうという問題があるが、本実施の形態の定着装置60は、残留泡状定着液Fbを液化して回収するので、このような不具合を回避することができる。
As described above, in this embodiment, the residual foam-like fixing solution Fb is liquefied and recovered, so that the residual foam-like fixing solution Fb can be liquefied well without using a large-capacity fixing
次に、図4のように構成された定着装置60の定着液回収装置200の動作を図5〜図8を参照して説明する。
Next, the operation of the fixing
まず、図5に示すように、残留泡状定着液収容部216のシャッター217を開放した状態で、定着液除去ブレード201によって塗布ローラ61の表面から除去された残留泡状定着液Fbを残留泡状定着液収容部216に収容する。
First, as shown in FIG. 5, in the state where the
ついで、図6に示すように、残留泡状定着液収容部216のシャッター217を閉塞する。なお、シャッター217を閉塞している間は、残留泡状定着液Fbを残留泡状定着液収容部216に収容することができないため、定着液泡状化装置500の供給を停止することが望ましい。
Next, as shown in FIG. 6, the
ついで、図7に示すように、吸引ポンプ215を稼動させ、残留泡状定着液収容部216の内部を減圧状態にする。なお、泡状定着液Fの処方に応じて泡の強さが異なるため、泡状定着液Fの処方に応じて減圧度合いを設定することが望ましい。
Next, as shown in FIG. 7, the
ついで、図8に示すように、残留泡状定着液Fbが破泡して液化してから、吸引ポンプ215を停止し、定着液回収ポンプ225を稼動させ、残留泡状定着液収容部216の液化された残留泡状定着液Fbを定着液回収ボトル220に回収する。
Next, as shown in FIG. 8, after the residual foam-like fixing solution Fb breaks and liquefies, the
ここで、残留泡状定着液収容部216内を減圧状態にしたときの残留泡状定着液Fbの消泡メカニズムについて、以下に説明する。残留泡状定着液収容部216に収容された残留泡状定着液Fbを減圧することで、残留泡状定着液Fbの液膜に閉じ込められた空気の体積が大きくなる。すなわち、減圧により泡の体積が大きくなる。このため、減圧により、液膜の厚さが極端に薄くなり、容易に破泡して液化することができ、残留泡状定着液Fbを良好に回収することができる。
Here, the defoaming mechanism of the residual foam-like fixing solution Fb when the inside of the residual foam-like fixing
なお、図9に示す定着液回収装置230のように、残留泡状定着液収容部216、吸引ポンプ215、定着液回収ポンプ225および定着液回収ボトル220からなる減圧消泡機構を複数組(図9では2組)備えるように構成し、1つの残留泡状定着液収容部216においてシャッター217を閉塞して残留泡状定着液Fbを液化している間に、他の残留泡状定着液収容部216においてシャッター217を開放して残留泡状定着液Fbを収容することにより、常に1組の減圧消泡機構を稼動するようにすると好適である。この場合、複写機100が連続稼動して残留泡状定着液Fbが常に残留泡状定着液収容部216に入ってきても、連続的に残留泡状定着液Fbの収容、液化および回収を行うことができる。なお、図9において、塗布ローラ61と残留泡状定着液収容部216との間には、定着液除去ブレード201によって塗布ローラ61の表面から除去された残留泡状定着液Fbを残留泡状定着液収容部216に案内する案内部材231がそれぞれ配置されている。
As in the fixing
以下、本実施の形態の定着装置60の構成により残留泡状定着液Fbを減圧して液化、回収する方法(実施例1)と、減圧せずに回収する(比較例1、比較例2)とに対してそれぞれ評価試験を行って比較した結果について説明する。
Hereinafter, with the configuration of the fixing
[実施例1]
<定着液の処方>下記成分比にて混合攪拌し定着液を作製した。
・希釈溶媒:イオン交換水 59wt%
・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) 5wt%
・浸透剤:ポリエーテル変性シリコーン(東レ ダウコーニングシリコーン SS2802) 1wt%
・増粘剤:プロピレングリコール 30wt%
・増泡剤:ヤシ脂肪酸ジエタノールアミド 2wt%
・起泡剤:アルキル硫酸ナトリウム 2wt%
・pH調整剤:トリエタノールアミン 1wt%
<塗布装置>
図4に示すような、定着液ボトル131から供給される定着液を定着液泡状化装置500(バブリング攪拌法)に導入し、泡状定着液Fを作製した。また、定着液泡状化装置500と塗布ローラ61のギャップを70μmとすることで、塗布ローラ上の泡膜は90μmとなった。また、そのときの泡状定着液Fの嵩密度は0.02g/cm3であった。
[Example 1]
<Prescription of Fixing Solution> A fixing solution was prepared by mixing and stirring at the following component ratio.
・ Diluting solvent: 59% by weight of ion-exchanged water
・ Softener: Diethoxyethyl succinate (Croda Croda DES) 5wt%
・ Penetration agent: Polyether-modified silicone (Toray Dow Corning Silicone SS2802) 1wt%
・ Thickener: Propylene glycol 30wt%
・ Foaming agent: palm fatty acid diethanolamide 2wt%
・ Foaming agent: Sodium alkyl sulfate 2wt%
・ PH adjuster: Triethanolamine 1wt%
<Coating device>
As shown in FIG. 4, the fixer supplied from the
塗布ローラ61の構成、塗布条件は以下の通りとした。
・塗布ローラ61:PFA樹脂を焼付け塗装したSUS製ローラ(φ30)
・紙搬送速度:150mm/s
・加圧ローラと塗布ローラ間の加重:片側196N
<残留泡状定着液回収機構>
残留泡状定着液回収機構は、図4に示す残留泡状定着液収容部216、吸引ポンプ215、定着液回収ポンプ225および定着液回収ボトル220を備える構成とした。回収状態の時に、シャッター217が閉まり、残留泡状定着液収容部216内を減圧する。この減圧に使用した吸引ポンプ215は、排気量が50mL/minの能力のものを使用した。そして、液化した残留泡状定着液Fbを図4の定着液回収ポンプ225を稼動させて定着液回収ボトル220に回収した。
The configuration and application conditions of the
Application roller 61: SUS roller (φ30) coated with PFA resin by baking
-Paper transport speed: 150 mm / s
-Load between pressure roller and application roller: 196N on one side
<Residual foamy fixer recovery mechanism>
The residual foam-like fixing solution recovery mechanism includes a residual foam-like fixing
プリンタとしてIpsioColorCX8800(リコー社製)を、転写紙PとしてPPC用紙を用い、転写紙Pに未定着トナーのカラー画像を形成したものを連続100枚通紙し、上記の残留泡状定着液回収機構を約15秒間稼動させ、直ちに次の100枚の転写紙Pを通紙した。そして、通算500枚まで転写紙Pを通紙した。 IpsioColorCX8800 (manufactured by Ricoh) as the printer, PPC paper as the transfer paper P, 100 sheets of unfixed toner color images formed on the transfer paper P are passed continuously, and the residual foam-like fixer recovery mechanism described above Was operated for about 15 seconds, and the next 100 sheets of transfer paper P were immediately passed. Then, a total of 500 transfer sheets P were passed.
ここでの評価について、定着画像品質と、残留泡状定着液収容部216の状態について以下のような基準に基づいて判定をした。
・定着画像品質 ⇒評価:○ ・・・ トナーオフセットがなく、定着画像が常に同じ状態であり、その品質が良好な状態。
・定着画像品質 ⇒評価:× ・・・ オフセットがあったり、画像が乱れたり、安定した定着画像が出力されず、その品質が悪い状態。
・残留泡状定着液収容部の状態 ⇒評価:○ ・・・ 残留泡状定着液収容部216から泡状定着液が溢れず、回収に問題がない状態。
・残留泡状定着液収容部の状態 ⇒評価:× ・・・ 残留泡状定着液収容部216から泡状定着液が溢れてしまったり、回収に問題がある状態。
Regarding the evaluation here, the fixed image quality and the state of the residual foam-like fixing
・ Fixed image quality => Evaluation: ○ ... There is no toner offset, the fixed image is always in the same state, and the quality is good.
・ Fixed image quality ⇒ Evaluation: × ・ ・ ・ There is an offset, the image is distorted, a stable fixed image is not output, and the quality is poor.
-State of residual foam-like fixer accommodating section ⇒ Evaluation: ○ ... The foam-like fixer does not overflow from the residual foam-like fixer
-State of residual foamy fixer container ⇒ Evaluation: × ... The state of foamy fixer overflowing from the residual
[比較例1]残留泡状定着液収容部216に収容した残留泡状定着液Fbを過熱して液化させる回収方法。
残留泡状定着液収容部216の部分だけを以下のような構成とし、吸引ポンプ215は稼働させず、その他は実施例1と同様に実施した。
<泡状定着液回収部>図4の残留泡状定着液収容部216の底面にヒーターを搭載し、回収状態の時に、シャッター217が閉まり、そこが80℃になるように設定した。
[Comparative Example 1] A recovery method in which the residual foam fixing solution Fb stored in the residual foam fixing
Only the residual foam-like fixer
<Foam Fixing Liquid Recovery Unit> A heater was mounted on the bottom surface of the residual foam fixing
[比較例2]残留泡状定着液収容部216に収容した残留泡状定着液Fbを泡の状態で回収する回収方法。
図4の残留泡状定着液収容部216のシャッター217を開放状態にしたまま、吸引ポンプ215は稼働させず、定着液回収ポンプ225を稼動させた。
[Comparative Example 2] A recovery method for collecting the residual foam-like fixer Fb accommodated in the residual foam-like
While the
表1に実施例1、比較例1、比較例2の評価試験の結果を示す。
・実施例1・・・定着画像品質が安定しており、残留泡状定着液収容部216も溢れることなく、綺麗に残留泡状定着液Fbを回収できていた。
・比較例1・・・残留泡状定着液収容部216を加熱することで、残留泡状定着液Fbを綺麗に回収できるものの、熱を使ったため、塗布ローラ61が温まってしまい、上流の泡が不安定になり、定着画像にオフセットやムラが生じてしまった。
・比較例2・・・残留泡状定着液収容部216のシャッター217を開放状態にし、定着液回収ポンプ225を稼動させ、泡の状態での回収を試みたが、泡がなかなか残留泡状定着液収容部216の定着液回収ポンプ225へ接続する吸引口に来なかったり、泡が吸引入口に充填されていないと泡が吸引されないため、満杯になった残留泡状定着液収容部216から残留泡状定着液Fbが溢れて落下してしまい、真下に位置する定着画像を汚してしまった。
Table 1 shows the results of evaluation tests of Example 1, Comparative Example 1, and Comparative Example 2.
Example 1 The fixed image quality was stable, and the residual foam-like fixer Fb could be collected neatly without overflowing the residual foam-
Comparative Example 1... Although the residual foam-like fixer Fb can be collected cleanly by heating the residual foam-
Comparative Example 2 ... The
以上の結果から、残留泡状定着液収容部216内に収容された残留泡状定着液Fbを減圧して液化することで、液化した残留泡状定着液Fbを良好に回収できることが明らかとなった。すなわち、残留泡状定着液Fbを減圧すると、その液膜に閉じ込められた空気が大きくなって泡の体積が大きくなるので、液膜の厚さが極端に薄くなって容易に破泡して液化するため、残留泡状定着液Fbを良好に回収することができる。なお、本発明は上記の実施の形態で開示した構成のみに限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された範囲で多種の変形や置換が可能であることは言うまでもない。
From the above results, it is clear that the liquefied residual foam fixing solution Fb can be recovered satisfactorily by depressurizing and liquefying the residual foam fixing solution Fb stored in the residual foam fixing
以上のように、本実施の形態に係る定着装置60は、転写紙Pに付与されずに塗布ローラ61に残留した残留泡状定着液Fbを回収する定着液回収装置200を備え、定着液回収装置200が、残留泡状定着液Fbを収容する残留泡状定着液収容部216と、残留泡状定着液収容部216を減圧して残留泡状定着液Fbを液化および回収する吸引ポンプ215、定着液回収ポンプ225、および定着液回収ボトル220と、を有し、吸引ポンプ215を駆動して残留泡状定着液収容部216の内部を減圧することで、残留泡状定着液Fbを液化し、液化した残留泡状定着液Fbを定着液回収ポンプ225により定着液回収ボトル220に移送して回収することを特徴としている。
As described above, the fixing
この構成により、残留泡状定着液収容部216内の残留泡状定着液Fbを減圧することにより、残留泡状定着液Fbは、泡の体積の増大に伴って液膜の厚さが極端に薄くなるため容易に破泡して液化し、体積が減少する。このため、液化した残留泡状定着液Fbの定着液回収ボトル220への移送が容易となり、また、定着液回収ボトル220として大容量のものを用いる必要がない。したがって、泡状定着液Fを用いて樹脂微粒子を軟化させて転写紙Pに定着させる構成において、定着に寄与しなかった泡状定着液Fである残留泡状定着液Fbを良好に回収することができる。
With this configuration, by reducing the pressure of the residual foam-fixing solution Fb in the residual foam-fixing
また、本実施の形態に係る定着装置60は、残留泡状定着液収容部216が、開放時に定着液塗布部600の塗布ローラ61から残留泡状定着液Fbを受け入れる開口部216aを形成するとともに、閉塞時に残留泡状定着液収容部216を密閉するシャッター217を有することを特徴としている。
Further, in the fixing
この構成により、シャッター217を開放することにより残留泡状定着液収容部216に残留泡状定着液Fbを受け入れる開口部216aを形成することができるとともに、シャッター217を閉塞することにより残留泡状定着液収容部216を減圧に備えて密閉することができるので、残留泡状定着液収容部216に開口部216aを形成するための部材と残留泡状定着液収容部216を減圧のために密閉するための部材と個別に備える必要がなくなり、部品点数の抑制による装置の小型化、コスト削減、および故障発生率の低減を図ることができる。
With this configuration, by opening the
また、本実施の形態に係る定着装置60は、定着液塗布部600が、転写紙Pの移動と同期して回転するとともに、表面に供給された泡状定着液Fを転写紙Pに対向する塗布位置Cで転写紙Pに塗布する塗布ローラ61を有し、定着液回収装置200が、塗布位置Cを通過した後の塗布ローラ61の表面から残留泡状定着液Fbを除去する塗布ローラクリーニング装置20を有し、塗布ローラクリーニング装置20により除去した残留泡状定着液Fbを回収することを特徴としている。
Further, in the fixing
この構成により、定着液回収装置200が、塗布位置Cを通過した後の塗布ローラ61の表面から塗布ローラクリーニング装置20により残留泡状定着液Fbを除去するので、定着液塗布部600の塗布ローラ61による転写紙Pへの泡状定着液Fの付与に悪影響を与えることなく残留泡状定着液Fbを良好に回収することができる。
With this configuration, the
また、本実施の形態に係る定着装置60は、塗布ローラクリーニング装置20が、弾性体から構成され塗布ローラ61の表面に接触して塗布ローラ61の表面から残留泡状定着液Fbを除去する定着液除去ブレード201を有することを特徴としている。
Further, in the fixing
この構成により、弾性体から構成される定着液除去ブレード201が塗布ローラ61の表面に弾性的に接触するので、塗布ローラ61を損傷することなく塗布ローラ61の表面から残留泡状定着液Fbを除去することができ、また、定着液除去ブレード201と塗布ローラ61との相対位置の位置決め要求精度を緩和できるので装置の組立工程の容易化を図ることができる。
With this configuration, the fixing
また、本実施の形態に係る複写機100は、樹脂と色剤とを含有する樹脂微粒子を含むトナーを用いて転写紙P上に画像情報に基づいてトナー像を形成するプリンタ部1と、プリンタ部1によりトナー像が形成された転写紙Pの表面に泡状定着液Fを塗布し、転写紙P上にトナー像を定着させる定着手段としての定着装置60と、を備えることを特徴としている。
Further, the copying
この構成により、定着装置60を備えた複写機100において、残留泡状定着液Fbを液化することで、定着に寄与しなかった残留泡状定着液Fbを良好に回収することができる。
With this configuration, in the copying
以上説明したように、本発明に係る定着装置および画像形成装置は、泡状定着液を用いて樹脂微粒子を軟化させて記録媒体に定着させる構成において、定着に寄与しなかった残留泡状定着液を良好に回収することができるという効果を有し、トナー等の樹脂微粒子を溶解または膨潤させる定着液を樹脂微粒子に付与して樹脂微粒子を記録媒体上に定着させる定着装置およびこれを備えた画像形成装置として有用である。 As described above, in the fixing device and the image forming apparatus according to the present invention, the residual foam fixing solution that did not contribute to fixing in the configuration in which the resin fine particles are softened and fixed to the recording medium using the foam fixing solution. And a fixing device that fixes a resin fine particle on a recording medium by applying a fixing liquid that dissolves or swells the resin fine particle such as toner to the resin fine particle. Useful as a forming device.
1 プリンタ部
20 塗布ローラクリーニング装置(塗布部材クリーニング手段)
60 定着装置
61 塗布ローラ(塗布部材)
62 加圧ローラ
100 複写機(画像形成装置)
130 泡状定着液生成部(定着液泡状化手段)
131 定着液ボトル
132 液状定着液
200、230 定着液回収装置(泡状定着液回収手段)
201 定着液除去ブレード(クリーニング部材)
215 吸引ポンプ(液化回収手段)
216 残留泡状定着液収容部
216a 開口部
217 シャッター(開閉部材)
220 定着液回収ボトル(液化回収手段)
225 定着液回収ポンプ(液化回収手段)
226 定着液回収管
231 案内部材
500 定着液泡状化装置
600 定着液塗布部(泡状定着液付与手段)
C 塗布位置
F 泡状定着液
Fb 残留泡状定着液
P 転写紙(記録媒体)
T 未定着トナー像
Ta 定着トナー像
Tb オフセットトナー
1
60
62
130 Foam Fixer Generation Unit (Fixing Solution Foaming Means)
131
201 Fixing liquid removing blade (cleaning member)
215 Suction pump (liquefaction recovery means)
216 Residual foam-like fixing
220 Fixing liquid recovery bottle (liquefaction recovery means)
225 Fixer recovery pump (liquefaction recovery means)
226 Fixing
C Application position F Foam fixer Fb Residual foam fixer P Transfer paper (recording medium)
T Unfixed toner image Ta Fixed toner image Tb Offset toner
Claims (5)
前記樹脂微粒子からなる樹脂微粒子層が表面に形成された記録媒体に前記泡状定着液を付与する泡状定着液付与手段と、を有し、
前記泡状定着液付与手段により前記泡状定着液を前記記録媒体に付与することで前記樹脂微粒子を軟化して前記記録媒体に定着する定着装置において、
前記記録媒体に付与されずに前記泡状定着液付与手段に残留した残留泡状定着液を回収する泡状定着液回収手段を備え、
前記泡状定着液回収手段が、
前記残留泡状定着液を収容する残留泡状定着液収容部と、
前記残留泡状定着液収容部を減圧して前記残留泡状定着液を液化および回収する液化回収手段と、を有することを特徴とする定着装置。 A fixing liquid foaming means for dispersing a bubble in a fixing liquid containing a softening agent that softens resin fine particles containing the resin by dissolving or swelling at least a part of the resin to generate a foamy fixing liquid;
A foam-like fixing solution applying means for applying the foam-like fixing solution to a recording medium having a resin particle layer formed of the resin particles formed on the surface thereof,
In the fixing device that softens the resin fine particles by applying the foam-like fixing solution to the recording medium by the foam-like fixing solution applying unit, and fixes the fine particles to the recording medium.
A foam-like fixing solution collecting means for collecting a residual foam-like fixing solution remaining in the foam-like fixing solution applying means without being applied to the recording medium;
The foamy fixer recovery means includes
A residual foam-like fixer containing part for containing the residual foam-like fixer;
And a liquefying and collecting means for liquefying and recovering the residual foamy fixer by reducing the pressure of the residual foamy fixer container.
前記泡状定着液回収手段が、前記塗布位置を通過した後の前記塗布部材の表面から前記残留泡状定着液を除去する塗布部材クリーニング手段を有し、前記塗布部材クリーニング手段により除去した残留泡状定着液を回収することを特徴とする請求項1または請求項2に記載の定着装置。 The foaming fixing solution applying means rotates in synchronization with the movement of the recording medium, and applies the foaming fixing solution supplied to the surface to the recording medium at an application position facing the recording medium. Have
The foam-like fixing liquid recovery means has an application member cleaning means for removing the residual foam-like fixing liquid from the surface of the application member after passing through the application position, and the residual bubbles removed by the application member cleaning means. The fixing device according to claim 1, wherein the fixing solution is recovered.
前記トナー像形成手段によりトナー像が形成された記録媒体の表面に泡状定着液を塗布し、前記記録媒体上に前記トナー像を定着させる定着手段と、を備える画像形成装置であって、
前記定着手段として、請求項1乃至請求項4の何れかに記載の定着装置を備え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 based on image information using a toner containing resin fine particles containing a resin and a colorant;
An image forming apparatus comprising: a fixing unit that applies a foamy fixing solution to a surface of a recording medium on which a toner image is formed by the toner image forming unit, and fixes the toner image on the recording medium;
An image forming apparatus comprising the fixing device according to claim 1 as the fixing unit.
Priority Applications (1)
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