JP2012002964A - Fixing device and image forming apparatus - Google Patents

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Seiji Yamada
征史 山田
Takuma Nakamura
琢磨 中村
Yuichi Aoyama
祐一 青山
Tetsuro Sasamoto
哲朗 笹本
Takanori Inatome
孝則 稲留
Kazuya Nagao
和也 長尾
Shunichi Abe
俊一 阿部
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fixing device capable of securing sufficient fixability while reducing an unnecessary fixing liquid.SOLUTION: A polar group generating part 2 generates a polar group on a surface of a recording medium to which a unfixed toner is not yet transferred. The polar group is generated on the surface of the recording medium by corona discharge which is an example of the polar group generating part 2, and the bonding with the polar group becomes easy so that the hydrophilicity of the recording medium is improved. The improvement of the hydrophilicity of the recording medium makes a foam-like fixing liquid easy to infiltrate the recording medium, and adhesiveness with a softened toner is improved. With this, resin fine particles are sufficiently softened without occurrence of an offset so as to secure sufficient fixability to the recording medium by coating the resin fine particles with only the necessary and sufficient amount of the foam-like fixing liquid.

Description

本発明は、定着装置及び画像形成装置に関するものである。   The present invention relates to a fixing device and an image forming apparatus.

プリンタ、ファクシミリ及び複写装置などのような画像形成装置は、紙、布、及びOHP用シートのような記録媒体に、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。特に、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、記録媒体上のトナーを加熱して溶融させ、溶融し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。   An image forming apparatus such as a printer, a facsimile, and a copying apparatus is an apparatus that forms an image including characters and symbols on a recording medium such as paper, cloth, and an OHP sheet based on image information. In particular, 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, a heat fixing method is widely used in which toner on a recording medium is heated and melted, and the molten toner is pressurized to fix the toner on the recording medium. Yes. This thermal fixing method is preferably used because it can provide a high fixing speed and high fixed image quality.

このような電子写真方式の画像形成装置では、その消費電力の約半分以上が定着部での加熱処理のために消費される。よって、定着部での電力消費を抑えることが画像形成装置全体の省エネ対策として有効である。従来、熱定着方式を採用しない定着方式も、種々提案されている。その中には、トナーを溶解又は膨潤させる定着液を用いて定着処理を行う湿式定着方式が知られている。この湿式定着方式においては、上記熱定着方式のような大量の電力消費を伴う加熱処理が不要となるため、省エネ対策として非常に優れた定着方式であると言える。この湿式定着方法としては特許文献1に記載のものが知られている。この特許文献1の湿式定着方法では、未定着のトナーが所定位置に配設された被定着物の表面に、未定着トナーを溶解または膨潤可能な定着剤を噴霧または滴下してトナーを溶解または膨潤させた後、被定着物を乾燥させる。   In such an electrophotographic image forming apparatus, about half or more of the power consumption is consumed for the heat treatment in the fixing unit. Therefore, suppressing power consumption in the fixing unit is effective as an energy saving measure for the entire image forming apparatus. Conventionally, various fixing methods that do not employ the thermal fixing method have been proposed. Among them, there is known a wet fixing method in which a fixing process is performed using a fixing solution that dissolves or swells toner. This wet fixing method is a very excellent fixing method as an energy saving measure because the heat treatment with a large amount of power consumption as in the heat fixing method is not required. As this wet fixing method, the one described in Patent Document 1 is known. In the wet fixing method disclosed in Patent Document 1, a fixing agent capable of dissolving or swelling unfixed toner is sprayed or dropped on the surface of an object to be fixed on which unfixed toner is disposed at a predetermined position. After swelling, the material to be fixed is dried.

しかしながら、特許文献1の湿式定着方法においては、水に不溶又は難溶な有機化合物が水に分散混合された水中油滴型の定着剤を用いている。このため、多量の定着剤を未定着トナーに付与した場合転写紙などの記録媒体が定着剤の水分を吸収し、記録媒体にシワやカールが発生する。これにより、画像形成装置に必要とされる安定かつ高速な記録媒体の搬送が著しく損なわれることとなる。この不具合を解決するために乾燥装置を用いて定着剤に含まれる多量の水を蒸発させて記録媒体に付与された定着剤から水分を除去すればよい。しかし、これでは上記熱定着方式を用いる画像形成装置の消費電力に匹敵する電力が必要となり低消費電力化とならない。   However, in the wet fixing method of Patent Document 1, an oil-in-water fixing agent in which an organic compound insoluble or hardly soluble in water is dispersed and mixed in water is used. For this reason, when a large amount of the fixing agent is applied to the unfixed toner, the recording medium such as transfer paper absorbs moisture of the fixing agent, and the recording medium is wrinkled and curled. As a result, the stable and high-speed conveyance of the recording medium required for the image forming apparatus is significantly impaired. In order to solve this problem, a large amount of water contained in the fixing agent may be evaporated using a drying device to remove moisture from the fixing agent applied to the recording medium. However, this requires power comparable to the power consumption of the image forming apparatus using the thermal fixing method, and does not reduce power consumption.

また、撥水性処理された未定着トナーを弾かない定着液として、油性溶媒に、トナーを溶解又は膨潤させる材料を溶解させた油性の定着液が従来よりいくつか提案されている。その一つとして例えば、特許文献2には、トナーを構成する樹脂成分を溶解又は膨潤させる材料を成分としての脂肪族二塩基酸エステル等を希釈液として不揮発性のジメチルシリコーンで希釈した液状定着液が提案されている。また、特許文献3には、トナーを溶解し、かつシリコーンオイルと相溶性を有する溶剤100容量に対し、シリコーンオイル8〜120容量部を混合してなる相溶状態の液状定着液が提案されている。これらの液状定着液は、撥水性処理された未定着トナーとの高い親和性を有する油性溶媒を含むため、撥水性処理された未定着トナーを弾くことなく、トナーを溶解又は膨潤させ、トナーを記録媒体に定着させることができる。   In addition, several oil-based fixing solutions in which a material that dissolves or swells toner is dissolved in an oil-based solvent have been proposed as fixing solutions that do not repel water-repellent unfixed toner. As one example, for example, Patent Document 2 discloses a liquid fixing solution obtained by diluting an aliphatic dibasic acid ester or the like as a component with a material that dissolves or swells a resin component constituting a toner with a non-volatile dimethyl silicone. Has been proposed. Patent Document 3 proposes a compatible liquid fixing solution in which 8 to 120 parts by volume of silicone oil is mixed with 100 volumes of solvent that dissolves toner and is compatible with silicone oil. Yes. Since these liquid fixing solutions contain an oily solvent having a high affinity with the non-fixed toner subjected to the water-repellent treatment, the toner is dissolved or swollen without repelling the non-fixed toner subjected to the water-repellent treatment. It can be fixed on a recording medium.

上記特許文献2、3の液状定着液を未定着トナー層に塗布する構成の一例として、図12の(a),(b)に示すように、塗布ローラ201を用いる。この塗布ローラ201に上記特許文献2、3の液状定着液を付与し、塗布ローラ201上の液状定着液を記録媒体202上の未定着トナー層203へ塗布する。そして、液状定着液を記録媒体202に微量塗布するために塗布ローラ201上の定着液層204の厚みが未定着トナー層203よりも薄い場合には、塗布ローラ201が記録媒体202から分離する位置で、定着液が未定着トナー層の層間を通って記録媒体202と接する未定着トナーまで到達しきれない。そのため全ての未定着トナーが溶解又は膨潤できずに完全に定着できた状態とならない。その結果、塗布ローラ201の表面の液状定着液の液膜によって生じる表面張力がまさり、この表面張力で未定着トナー粒子が引っ張られてしまい塗布ローラ201の表面にトナー粒子がオフセットする。その結果、記録媒体202上の画像が大幅に乱れてしまう。   As an example of a configuration in which the liquid fixing solution of Patent Documents 2 and 3 is applied to an unfixed toner layer, an application roller 201 is used as shown in FIGS. The liquid fixing solution described in Patent Documents 2 and 3 is applied to the application roller 201, and the liquid fixing solution on the application roller 201 is applied to the unfixed toner layer 203 on the recording medium 202. If the thickness of the fixing liquid layer 204 on the application roller 201 is thinner than the unfixed toner layer 203 in order to apply a small amount of the liquid fixing liquid to the recording medium 202, the position where the application roller 201 is separated from the recording medium 202. Thus, the fixing liquid cannot reach the unfixed toner that contacts the recording medium 202 through the unfixed toner layer. For this reason, all unfixed toner cannot be dissolved or swollen and cannot be completely fixed. As a result, the surface tension generated by the liquid film of the liquid fixing solution on the surface of the application roller 201 is increased, and unfixed toner particles are pulled by this surface tension, and the toner particles are offset on the surface of the application roller 201. As a result, the image on the recording medium 202 is greatly disturbed.

逆に、図13に示すように、塗布ローラ201上の定着液層204の厚みが未定着トナー層203よりも十分厚い場合、塗布ローラ201が記録媒体202から分離する位置で、液量が多いため塗布ローラ201の表面の液膜による表面張力が直接トナー粒子に作用しにくくなる。その結果塗布ローラ側にトナーがオフセットしなくなる。しかし、記録媒体202の表面に多量の液状定着液が塗布されるため、トナー粒子が過剰な定着液により記録媒体202上で流され画質劣化を生じたり、乾燥時間が長くなり定着応答性に問題が生じてしまう。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。更に、液状定着液が水を含有する場合、紙等のセルロースを含有する媒体への塗布量が多い場合、紙等の媒体が著しくカールし、画像形成装置などにおける装置内の紙等の媒体搬送時に紙ジャム発生の恐れがある。このように、上記特許文献2、3の液状定着液で定着を行う場合、トナーオフセット防止のためにはトナー層厚より厚い定着液の塗布が必要である。一方、定着応答性向上や残液感低減やカール防止ためにはトナー層への定着液の微量塗布が必要である。このように液状定着液の塗布に伴う各課題を両立してそれぞれ解決することは極めて難しい。   Conversely, as shown in FIG. 13, when the thickness of the fixing liquid layer 204 on the application roller 201 is sufficiently thicker than the unfixed toner layer 203, the amount of liquid is large at a position where the application roller 201 is separated from the recording medium 202. Therefore, the surface tension due to the liquid film on the surface of the application roller 201 is less likely to act directly on the toner particles. As a result, the toner is not offset to the application roller side. However, since a large amount of liquid fixing liquid is applied to the surface of the recording medium 202, toner particles are flowed on the recording medium 202 by an excessive fixing liquid, resulting in image quality deterioration or a long drying time. Will occur. In addition, a remarkable residual liquid feeling (a wet feeling when touching paper) is generated on the recording medium. Furthermore, when the liquid fixing solution contains water, when the amount of application to a medium containing cellulose such as paper is large, the medium such as paper is significantly curled, and the medium such as paper in the apparatus in an image forming apparatus is conveyed. Sometimes paper jams may occur. As described above, when the fixing is performed with the liquid fixing solutions of Patent Documents 2 and 3, it is necessary to apply a fixing solution thicker than the toner layer thickness in order to prevent toner offset. On the other hand, in order to improve the fixing response, reduce the residual liquid feeling, and prevent curling, it is necessary to apply a small amount of the fixing liquid to the toner layer. As described above, it is extremely difficult to solve the problems associated with the application of the liquid fixing solution in a balanced manner.

このような液状定着液を用いた場合の上記課題を解消するために、液状定着液を泡状にした泡状定着液を用いて定着を行う定着方法が従来より提案されている。この泡状定着液を用いた定着方法として、特許文献4に記載のものが知られている。この特許文献4は、気泡を大量に含有した泡状定着液を泡状定着液付与手段である塗布ローラを介して未定着トナー層に塗布する定着方法である。この泡状定着液を用いた湿式定着方法によれば、樹脂微粒子の泡状定着液付与手段へのオフセット付着を防止でき、樹脂微粒子を乱すことなく、かつ当該樹脂微粒子を付着した媒体に定着液を塗布後は素早く樹脂微粒子の媒体への定着が可能となる。しかし、上記特許文献4の泡状定着液を用いた湿式定着方法においても、泡状定着液の塗布量が少ないと泡状定着液付与手段である塗布ローラに樹脂微粒子のオフセット付着が発生する。逆に泡状定着液の塗布量が多いと単純に泡状定着液の無駄になるばかりではなく、樹脂微粒子に流れが発生して画像乱れを引き起こす原因にもなる。このような不具合を解消するため上記特許文献4では泡状定着液の膜厚をオフセットが生じない膜厚に調整している。   In order to solve the above-described problems in the case of using such a liquid fixing solution, a fixing method has been conventionally proposed in which fixing is performed using a foam-like fixing solution in which the liquid fixing solution is foamed. As a fixing method using this foamy fixing solution, one described in Patent Document 4 is known. This patent document 4 is a fixing method in which a foam-like fixing solution containing a large amount of bubbles is applied to an unfixed toner layer via an application roller which is a foam-like fixing solution application unit. According to the wet fixing method using this foam-like fixing solution, it is possible to prevent offset adhesion of resin fine particles to the foam-like fixing solution applying means, without disturbing the resin fine particles, and to the medium on which the resin fine particles are attached. After coating, the resin fine particles can be quickly fixed on the medium. However, even in the wet fixing method using the foamy fixing solution described in Patent Document 4, when the amount of foamed fixing solution applied is small, offset adhesion of resin fine particles occurs on the application roller serving as the foaming fixing solution applying means. Conversely, if the amount of the foam-like fixing solution applied is large, not only the foam-like fixing solution is simply wasted, but also a flow occurs in the resin fine particles, causing image disturbance. In order to solve such problems, in Patent Document 4, the film thickness of the foamy fixing solution is adjusted to a film thickness that does not cause an offset.

しかしながら、上記特許文献4の湿式定着方法のように、泡状定着液の膜厚をオフセットが生じない膜厚に調整してオフセットが生じずかつ無駄な塗布量を減らそうとしても、媒体で水分との親和性を示す親水性が悪いと媒体上の樹脂微粒子に泡状定着液を十分に浸透できない。その結果全ての樹脂微粒子が溶解又は膨潤されないことになる。これでは、樹脂微粒子が媒体に十分に接着できないことになり、付着できなかった樹脂微粒子が塗布ローラ側に転写されオフセットが発生する。このため、オフセットによって転写された樹脂微粒子が塗布ローラ上に残存した泡状定着液に含まれることになり、定着液の再利用ができず廃棄しなければならず、泡状定着液が無駄となっていた。   However, as in the above-described wet fixing method of Patent Document 4, even if an attempt is made to adjust the film thickness of the foam-like fixing solution to a film thickness that does not cause an offset to reduce an unnecessary application amount without causing an offset, If the hydrophilicity indicating the affinity with the resin is poor, the foamy fixing solution cannot sufficiently penetrate into the resin fine particles on the medium. As a result, all resin fine particles are not dissolved or swollen. In this case, the resin fine particles cannot be sufficiently adhered to the medium, and the resin fine particles that could not adhere are transferred to the application roller side, and an offset occurs. For this reason, the resin fine particles transferred by the offset are included in the foamy fixing solution remaining on the application roller, and the fixing solution cannot be reused and must be discarded. It was.

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、無駄な泡状定着液を減らしながら十分な定着性を確保できる定着装置及び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 provide a fixing device and an image forming apparatus capable of ensuring sufficient fixing performance while reducing useless foamy fixing solution.

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又は膨潤させることで樹脂を含有する微粒子を軟化させる軟化剤を少なくとも含有した液状定着液に気体を混合させて生成した泡状定着液を泡状定着液塗布手段を介して媒体上の樹脂微粒子層に塗布して、該樹脂微粒子層を媒体に定着する定着装置において、上記媒体の表面に極性基を生成する極性基生成手段を有し、上記極性基生成手段により上記媒体の表面に上記極性基を生成した上記媒体上に形成された上記樹脂微粒子層に上記泡状定着液を塗布することを特徴とする定着装置である。
また、請求項2の発明は、請求項1記載の定着装置において、上記極性基生成手段は、上記媒体にコロナ放電を行うコロナ放電電極と、該コロナ放電電極に対向する対向電極とを少なくとも備えていることを特徴とするものである。
更に、請求項3の発明は、請求項2記載の定着装置において、上記極性基生成手段によってコロナ放電を実行して上記媒体の表面に極性基を生成するときは、上記媒体が上記コロナ放電電極と上記対向電極との間に存在するときのみ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2又は3に記載の定着装置において、上記コロナ放電電極と上記対向電極は、上記媒体が上記媒体の搬送方向側に湾曲する箇所に設置されていることを特徴とするものである。
更に、請求項5の発明は、請求項4記載の定着装置において、上記対向電極は、搬送される上記媒体を搬送路に従って案内し、かつ接地された導電性のガイド部材であ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2〜5のいずれか1項に記載の定着装置において、上記媒体の種類別のコロナ放電設定値を記憶するコロナ放電設定値記憶手段を有し、上記媒体の種別に対応する上記コロナ放電設定値を上記コロナ放電設定値記憶手段から読み出し、読み出した上記コロナ放電設定値で当該媒体にコロナ放電を実行することを特徴とするものである。
更に、請求項7の発明は、請求項1記載の定着装置において、上記極性基生成手段は、上記媒体の表面に紫外線を照射する紫外線照射手段を備えていることを特徴とするものである。
また、請求項8の発明は、樹脂含有微粒子が色剤を含有したトナーで静電記録プロセスを行い媒体上に未定着トナー画像を形成する画像形成手段と、請求項1〜7のいずれか1項に記載の定着装置により上記未定着トナー画像を媒体に定着させる定着手段とを具備することを特徴とする画像形成装置である。
In order to achieve the above object, the invention of claim 1 is characterized in that a gas is mixed with a liquid fixing solution containing at least a softening agent that softens fine particles containing a resin by dissolving or swelling at least a part of the resin. A polar group is generated on the surface of the medium in a fixing device that applies the generated foamy fixer to the resin fine particle layer on the medium via the foamy fixer coating unit and fixes the resin fine particle layer to the medium. It has polar group generation means, and the foam-like fixing solution is applied to the resin fine particle layer formed on the medium on which the polar group is generated on the surface of the medium by the polar group generation means. It is a fixing device.
According to a second aspect of the present invention, in the fixing device according to the first aspect, the polar group generating means includes at least a corona discharge electrode for performing corona discharge on the medium, and a counter electrode facing the corona discharge electrode. It is characterized by that.
Further, the invention of claim 3 is the fixing device according to claim 2, wherein when the polar group generating means executes corona discharge to generate a polar group on the surface of the medium, the medium is the corona discharge electrode. And the counter electrode.
According to a fourth aspect of the present invention, in the fixing device according to the second or third aspect, the corona discharge electrode and the counter electrode are disposed at a location where the medium is curved toward the medium conveyance direction. It is characterized by.
Further, the invention of claim 5 is the fixing device according to claim 4, wherein the counter electrode is a conductive guide member that guides the medium to be transported along a transport path and is grounded. To do.
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided the fixing device according to any one of the second to fifth aspects, further comprising corona discharge set value storage means for storing a corona discharge set value for each type of the medium. The corona discharge set value corresponding to the type of medium is read from the corona discharge set value storage means, and corona discharge is performed on the medium with the read corona discharge set value.
Further, the invention of claim 7 is characterized in that, in the fixing device of claim 1, the polar group generation means includes an ultraviolet irradiation means for irradiating the surface of the medium with ultraviolet rays.
According to an eighth aspect of the present invention, there is provided an image forming means for forming an unfixed toner image on a medium by performing an electrostatic recording process with a toner in which resin-containing fine particles contain a colorant, and any one of the first to seventh aspects. An image forming apparatus comprising: a fixing unit configured to fix the unfixed toner image on a medium by the fixing device according to the item.

本発明においては、媒体上に泡状定着液を付与する前に極性基生成手段により媒体の表面に極性基を生成して、生成された極性基と泡状定着液の水分とが化学的に結合しやすくする。つまり、媒体の親水性を向上させることができる。そして、親水性が向上した媒体に樹脂微粒子を形成し、形成した樹脂微粒子に泡状定着液を塗布する。このため、泡状定着液の水分が媒体に生成された極性基と結合しやすくなって全ての泡状定着液が媒体に浸透することなる。これにより、必要な液量の泡状定着液だけを樹脂微粒子に塗布すれば、オフセットも発生せずして樹脂微粒子を十分に軟化でき十分な定着性を確保できる。   In the present invention, polar groups are generated on the surface of the medium by the polar group generating means before applying the foam fixing solution onto the medium, and the generated polar groups and the water in the foam fixing solution are chemically treated. Make it easier to join. That is, the hydrophilicity of the medium can be improved. Then, resin fine particles are formed on a medium having improved hydrophilicity, and a foamy fixing solution is applied to the formed resin fine particles. For this reason, the moisture of the foam-like fixing solution easily binds to the polar group generated in the medium, and all the foam-like fixing solution penetrates into the medium. As a result, if only a necessary amount of the foam-like fixing solution is applied to the resin fine particles, the resin fine particles can be sufficiently softened without causing an offset, and sufficient fixability can be secured.

以上、本発明によれば、無駄な定着液を減らしながら十分な定着性を確保できるという優れた効果がある。   As described above, according to the present invention, there is an excellent effect that sufficient fixability can be secured while reducing useless fixer.

本実施形態の画像形成装置の構成を示す概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram illustrating a configuration of an image forming apparatus according to an exemplary embodiment. 泡状定着液を用いた定着のメカニズムを示す概略図である。It is the schematic which shows the mechanism of fixing using a foamy fixing liquid. 塗布時の泡状定着液の層構成例を示す概略図である。It is the schematic which shows the layer structural example of the foamy fixing solution at the time of application | coating. 泡状定着液生成手段の構成を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows the structure of a foamy fixing liquid production | generation means. 本実施形態の画像形成装置に搭載された定着装置の構成を示す概略図である。1 is a schematic diagram illustrating a configuration of a fixing device mounted on an image forming apparatus according to an exemplary embodiment. 極性基生成部の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of a polar group production | generation part. 泡状定着液の膜厚がトナー層厚より薄いときの泡状定着液の塗布時の様子を示す概略断面図である。FIG. 6 is a schematic cross-sectional view showing a state when a foam-like fixing solution is applied when the thickness of the foam-like fixing solution is thinner than the toner layer thickness. 記録媒体の親水性が悪いときの泡状定着液の塗布時の様子を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the mode at the time of application | coating of a foamy fixing solution when the hydrophilicity of a recording medium is bad. 記録媒体の親水性が良いときの泡状定着液の塗布時の様子を示す概略断面図である。FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing a state when a foamy fixing solution is applied when the recording medium has good hydrophilicity. 媒体別のコロナ放電電圧と表面接触角との関係を示す特性図である。It is a characteristic view which shows the relationship between the corona discharge voltage classified by medium, and a surface contact angle. コロナ放電処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows a corona discharge process. 液状定着液の塗布時の様子を示す概略断面図である。FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing a state when a liquid fixing solution is applied. 液状定着液の塗布時の様子を示す概略断面図である。FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing a state when a liquid fixing solution is applied.

以下、本発明を適用した画像形成装置の実施形態について説明する。
図1は本実施形態の画像形成装置の構成を示す概略構成図である。同図に示す画像形成装置は複写機又はプリンタ、それらの機能の複合機であってもよい。図1の(a)はカラー電子写真のタンデム方式の画像形成装置全体の概略構成図であり、図1の(b)は図1の(a)の本実施形態の画像形成装置の1つの画像形成ユニットの構成を示す概略構成図である。図1の(a),(b)に示す本実施形態の画像形成装置100はトナー像担持体として中間転写ベルト101を有する。この中間転写ベルト101は、3つの支持ローラ102〜104に張架されており、図中の矢印Aの方向に回転する。この中間転写ベルト101に対しては、ブラック、イエロー、マゼンタ及びシアンの各画像形成ユニット105〜108が配列されている。これら画像形成ユニットの上方には、図示していない露光装置が配置されている。例えば、画像形成装置が複写機である場合には、スキャナで原稿の画像情報を読み込み、この画像情報に応じて、各感光体ドラム上に静電潜像を書き込むための各露光L1〜L4が露光装置により照射される。中間転写ベルト101を挟んで中間転写ベルト101の支持ローラ104に対向する位置には、二次転写装置109が設けられている。二次転写装置109は、2つの支持ローラ110,111の間に張架された二次転写ベルト112で構成されている。なお、二次転写装置109としては、転写ベルト以外に転写ローラを用いてもよい。また、中間転写ベルト101を挟んで中間転写ベルト101の支持ローラ102に対向する位置には、ベルトクリーニング装置113が配置されている。ベルトクリーニング装置113は、中間転写ベルト101上に残留するトナーを除去するために配置されている。
Hereinafter, embodiments of an image forming apparatus to which the present invention is applied will be described.
FIG. 1 is a schematic configuration diagram illustrating a configuration of an image forming apparatus according to the present exemplary embodiment. The image forming apparatus shown in the figure may be a copying machine, a printer, or a multifunction machine having these functions. 1A is a schematic configuration diagram of the entire tandem image forming apparatus for color electrophotography, and FIG. 1B is an image of the image forming apparatus of the present embodiment of FIG. 1A. It is a schematic block diagram which shows the structure of a formation unit. An image forming apparatus 100 according to this embodiment shown in FIGS. 1A and 1B includes an intermediate transfer belt 101 as a toner image carrier. The intermediate transfer belt 101 is stretched around three support rollers 102 to 104 and rotates in the direction of arrow A in the figure. On the intermediate transfer belt 101, black, yellow, magenta and cyan image forming units 105 to 108 are arranged. Above these image forming units, an exposure device (not shown) is arranged. For example, when the image forming apparatus is a copying machine, each exposure L1 to L4 for reading image information of an original with a scanner and writing an electrostatic latent image on each photosensitive drum according to the image information is performed. Irradiated by an exposure apparatus. A secondary transfer device 109 is provided at a position facing the support roller 104 of the intermediate transfer belt 101 with the intermediate transfer belt 101 interposed therebetween. The secondary transfer device 109 includes a secondary transfer belt 112 that is stretched between two support rollers 110 and 111. As the secondary transfer device 109, a transfer roller may be used in addition to the transfer belt. A belt cleaning device 113 is disposed at a position facing the support roller 102 of the intermediate transfer belt 101 with the intermediate transfer belt 101 interposed therebetween. The belt cleaning device 113 is arranged to remove toner remaining on the intermediate transfer belt 101.

また、図1の(b)に示す画像形成ユニットについて説明すると、画像形成ユニット105〜108には、感光体ドラム116の周辺に、帯電装置117、露光装置(図示せず)から照射された画像信号に応じたレーザ光L、現像装置118、クリーニング装置119及び除電装置120が配置されている。また、中間転写ベルト101を介して、感光体ドラム116に対向する位置に、一次転写装置121が設けられている。また、帯電装置117は、帯電ローラを採用した接触帯電方式の帯電装置である。帯電装置117は、帯電ローラを感光体ドラム116に接触させて、感光体ドラム116に電圧を印加することにより、感光体ドラム116の表面を一様に帯電する。この帯電装置117としては、非接触のスコロトロン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。また、現像装置118は、現像剤中のトナーを感光体ドラム116上の静電潜像に付着させ、静電潜像を可視化させる。ここで、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本実施形態における泡状定着液により溶解又は膨潤する材料である。   Further, the image forming unit shown in FIG. 1B will be described. In the image forming units 105 to 108, images irradiated from a charging device 117 and an exposure device (not shown) around the photosensitive drum 116 are provided. A laser beam L corresponding to the signal, a developing device 118, a cleaning device 119, and a charge removal device 120 are arranged. A primary transfer device 121 is provided at a position facing the photosensitive drum 116 with the intermediate transfer belt 101 interposed therebetween. The charging device 117 is a contact charging type charging device employing a charging roller. The charging device 117 uniformly charges the surface of the photosensitive drum 116 by bringing a charging roller into contact with the photosensitive drum 116 and applying a voltage to the photosensitive drum 116. As the charging device 117, a non-contact charging type charging device using a non-contact scorotron or the like may be employed. Further, the developing device 118 causes the toner in the developer to adhere to the electrostatic latent image on the photosensitive drum 116 to visualize the electrostatic latent image. Here, the toners corresponding to the respective colors are made of resin materials colored in the respective colors, and these resin materials are materials that are dissolved or swollen by the foam-like fixing liquid in the present embodiment.

更に、現像装置118は、図示しない攪拌部及び現像部を有し、現像に使用されなかった現像剤は、攪拌部に戻され、再利用される。攪拌部におけるトナーの濃度は、トナー濃度センサによって検出され、トナーの濃度が、一定であるように制御されている。更に、一次転写装置121は、感光体ドラム116上で可視化されたトナーを中間転写ベルト101に転写する。ここでは、一次転写装置121としては、転写ローラを採用しており、転写ローラを、中間転写ベルト101を挟んで感光体ドラム116に押し当てている。一次転写装置121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。また、クリーニング装置119は、感光体ドラム116上の不要なトナーを除去する。クリーニング装置119としては、感光体ドラム116に押し当てられる先端を備えたブレードを用いることができる。ここで、クリーニング装置119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及びトナーリサイクル装置によって、現像装置118に回収され、再利用される。更に、除電装置120は、ランプで構成されており、光を照射して感光体ドラム116の表面電位を初期化する。   Further, the developing device 118 has a stirring unit and a developing unit (not shown), and the developer that has not been used for development is returned to the stirring unit and reused. The toner concentration in the agitation unit is detected by a toner concentration sensor, and is controlled so that the toner concentration is constant. Further, the primary transfer device 121 transfers the toner visualized on the photosensitive drum 116 to the intermediate transfer belt 101. Here, a transfer roller is employed as the primary transfer device 121, and the transfer roller is pressed against the photosensitive drum 116 with the intermediate transfer belt 101 interposed therebetween. As the primary transfer device 121, a conductive brush, a non-contact corona charger, or the like can be adopted. The cleaning device 119 removes unnecessary toner on the photosensitive drum 116. As the cleaning device 119, a blade having a tip pressed against the photosensitive drum 116 can be used. Here, the toner collected by the cleaning device 119 is collected by the developing device 118 by a collecting screw and a toner recycling device (not shown) and reused. Further, the static elimination device 120 is constituted by a lamp, and initializes the surface potential of the photosensitive drum 116 by irradiating light.

そして、記録媒体としての記録紙114は、極性基生成部2によってコロナ放電処理を施された後一対の給紙ローラ115で二次転写部へ導かれ、トナー像が記録紙114に転写される。その際に、二次転写ベルト112を中間転写ベルト101に押し当てることによって、トナー像の転写を行う。トナー像が転写された記録紙114は、二次転写ベルト112によって本実施形態における定着装置1に搬送される。本実施形態の定着装置1において、記録紙114に転写された未定着のトナー像は、トナーに含まれる樹脂の少なくとも一部を溶解又は膨潤させる軟化剤を含有した液状定着液から生成された泡状定着液によって表面活性化処理された記録紙104に定着される。   The recording sheet 114 as a recording medium is subjected to corona discharge processing by the polar group generation unit 2 and then guided to the secondary transfer unit by the pair of sheet feeding rollers 115, and the toner image is transferred to the recording sheet 114. . At that time, the toner image is transferred by pressing the secondary transfer belt 112 against the intermediate transfer belt 101. The recording paper 114 to which the toner image is transferred is conveyed to the fixing device 1 in the present embodiment by the secondary transfer belt 112. In the fixing device 1 of the present embodiment, the unfixed toner image transferred to the recording paper 114 is a bubble generated from a liquid fixing solution containing a softening agent that dissolves or swells at least a part of the resin contained in the toner. It is fixed on the recording paper 104 that has been surface-activated by the fixing solution.

次に、本実施形態の画像形成装置に搭載された定着装置に関して詳細に説明する。
はじめに、泡状定着液を用いた定着方法の原理について概説すると、樹脂の少なくとも一部を溶解又は膨潤させることで樹脂を含有する微粒子を軟化させる軟化剤を含有した泡状定着液を、媒体上の樹脂微粒子に付与して媒体上の樹脂微粒子を軟化させ、該樹脂微粒子を媒体に定着する定着方法である。言うまでもないことだが、ここで、表記している樹脂微粒子とは、特に何であるかを限定はしないが、画像形成装置に適用した場合であればトナーのことを指す。
Next, the fixing device mounted on the image forming apparatus of the present embodiment will be described in detail.
First, the principle of a fixing method using a foam fixing solution will be briefly described. A foam fixing solution containing a softening agent that softens fine particles containing a resin by dissolving or swelling at least a part of the resin on a medium. In this fixing method, the resin fine particles on the medium are softened by being applied to the resin fine particles, and the resin fine particles are fixed on the medium. Needless to say, the resin fine particles described here are not particularly limited as to what they are, but they refer to toners when applied to an image forming apparatus.

そして、泡状定着液を用いた定着のメカニズムを以下に概説すると、図2に示すように、後述する泡状定着液生成手段によって定着液を泡で構成された泡状定着液を用いていることで、定着液のカサ密度を低くできると共に塗布ローラ11上の定着液層を厚くできる。更には、定着液の表面張力による影響が抑えられるため、塗布ローラ11への樹脂微粒子のオフセットを防止できることがわかった。更に、樹脂微粒子の大きさが5[μm]〜10[μm]程度の場合、微粒子層を乱すことなく泡状定着液14を樹脂微粒子層13に付与するには、泡状定着液の泡径範囲が、5[μm]〜50[μm]程度が必要であることがわかった。なお、図3に示すように、気泡22で構成された泡状定着液20は、気泡22のそれぞれを区切る液膜境界(以下、プラトー境界と称す)21から構成される。   An outline of the fixing mechanism using the foam-like fixing solution is as follows. As shown in FIG. 2, a foam-like fixing solution composed of foam is used as the fixing solution by the foam-like fixing solution generating means described later. As a result, the density of the fixing liquid can be lowered and the fixing liquid layer on the application roller 11 can be thickened. Furthermore, since the influence of the surface tension of the fixing liquid is suppressed, it has been found that the offset of the resin fine particles to the coating roller 11 can be prevented. Further, in the case where the size of the resin fine particles is about 5 [μm] to 10 [μm], in order to apply the foamy fixing solution 14 to the resin fine particle layer 13 without disturbing the fine particle layer, It was found that a range of about 5 [μm] to 50 [μm] is necessary. As shown in FIG. 3, the foam-like fixing solution 20 composed of bubbles 22 is composed of a liquid film boundary (hereinafter referred to as a plateau boundary) 21 that separates each of the bubbles 22.

定着液は軟化剤を含有しており、この軟化剤は、一般的に消泡作用が強い。このため、本実施形態の定着装置1のように、液状の定着液を泡状定着液として用いる場合、定着液中の軟化剤の濃度が高いほど、定着液の起泡性及び泡沫安定性が悪くなり、起泡し難くなったり、泡状定着液が破泡し易くなったりするおそれがある。起泡し難いと嵩密度の低いの泡状定着液を得ることが出来ず、所望の嵩密度の泡状定着液を得たとしても、泡状定着液が破泡し易いと定着ニップで完全に破泡してしまい液状定着液を塗布する構成と同様の問題が生じる。また、起泡剤としては、アニオン系界面活性剤が優れた起泡性と泡沫安定性を実現することができ、起泡剤として優れている。アニオン系界面活性剤のなかでも、脂肪酸塩は、最も泡沫安定性に優れ、定着液の起泡剤として最も適する。ここで、泡沫安定性とは、泡状となった定着液が液状となり難い性質をいう。本実施形態の定着装置で未定着トナーに付与する泡状定着液としては、泡の状態で1分間放置しても消泡せず、泡の状態を保てる程度の泡沫安定性を有することが望ましい。   The fixing solution contains a softening agent, and this softening agent generally has a strong antifoaming action. Therefore, when the liquid fixing solution is used as the foamy fixing solution as in the fixing device 1 of the present embodiment, the higher the concentration of the softening agent in the fixing solution, the more the foaming property and foam stability of the fixing solution. There is a risk that foaming will be difficult and foaming will be difficult, or the foam-like fixing solution will be liable to break. If it is difficult to foam, it is impossible to obtain a foam fixing solution having a low bulk density. Even if a foam fixing solution having a desired bulk density is obtained, if the foam fixing solution easily breaks, it is This causes the same problem as the configuration in which the liquid fixer is applied. Moreover, as a foaming agent, the anionic surfactant can implement | achieve the foaming property and foam stability which were excellent, and is excellent as a foaming agent. Among anionic surfactants, fatty acid salts are most excellent in foam stability and are most suitable as a foaming agent for fixing solutions. Here, foam stability refers to the property that the fixing solution in the form of foam is difficult to become liquid. As the foam-type fixing solution to be applied to the unfixed toner by the fixing device of the present embodiment, it is desirable that the foam does not disappear even if left in a foam state for 1 minute, and has foam stability enough to maintain the foam state. .

本発明者らは、定着液中の軟化剤濃度を高めたときの起泡性及び泡沫安定性の劣化問題を解決するため、アニオン系界面活性剤の種類や濃度を因子として多種の試作を行った。また、非特許文献1にも記載されている「スーパーファット」と呼称される技術、つまり固形洗浄剤(石鹸)に含有されている遊離脂肪酸に着目して試作を行った。ここで、スーパーファットと呼称される技術について概説すると、酸化されにくい遊離脂肪酸を少量加え、過剰油脂分を増やす方法であり、ケン化されない油脂を少量分残すことによって、例えば保湿作用を高めるなどの効果があるとされている。上記非特許文献1には、石鹸水溶系に極少量の脂肪酸を添加すると、起泡性能が向上する上、泡質が一層クリーミィになることが知られており、スーパーファットソープと呼ばれていると記載されている。このスーパーファットと同様に軟化剤を有する定着液に極少量の脂肪酸を添加して泡化しようとしたが起泡性及び泡沫安定性のいずれも悪かった。   In order to solve the problem of deterioration of foamability and foam stability when the softener concentration in the fixing solution is increased, the present inventors have made various prototypes based on the type and concentration of the anionic surfactant. It was. Further, a prototype was made by paying attention to a technique called “super fat” described in Non-Patent Document 1, that is, a free fatty acid contained in a solid detergent (soap). Here, to outline the technology called super fat, it is a method of adding a small amount of free fatty acids that are difficult to oxidize to increase the excess fat and oil, leaving a small amount of fat and oil that is not saponified, for example, to enhance the moisturizing action, etc. It is said to be effective. In Non-Patent Document 1, it is known that when a very small amount of fatty acid is added to a soap water-based system, the foaming performance is improved and the foam quality becomes more creamy, which is called super fat soap. It is described. Similar to this super fat, an attempt was made to foam by adding a very small amount of fatty acid to a fixing solution having a softening agent, but both foamability and foam stability were poor.

これに対して、本発明者らは、起泡剤として炭素数12から18の脂肪酸塩を用い、更に炭素数12から18の脂肪酸を定着液中に含有することにより、軟化剤の濃度が高くなっても、定着液の起泡性が劣化しない泡状定着液を提供できることを見出した。軟化剤を含有した定着液において、単に水を起泡する場合に比較して、脂肪酸塩の炭素数としては、12から18が起泡性に優れている。具体的には、ラウリン酸塩(炭素数12)、ミリスチン酸塩(炭素数14)、パルミチン酸塩(炭素数16、)、ステアリン酸塩(炭素数18)が適する。また、ペンタデシル酸(炭素数15)、マルガリン酸(炭素数17)なども適する。   On the other hand, the present inventors use a fatty acid salt having 12 to 18 carbon atoms as a foaming agent, and further contain a fatty acid having 12 to 18 carbon atoms in the fixing solution, thereby increasing the concentration of the softening agent. The present inventors have found that it is possible to provide a foamy fixing solution that does not deteriorate the foamability of the fixing solution. In the fixing solution containing the softening agent, the number of carbon atoms of the fatty acid salt is excellent in foaming property as compared with the case where water is simply foamed. Specifically, laurate (12 carbon atoms), myristate (14 carbon atoms), palmitate (16 carbon atoms), and stearate (18 carbon atoms) are suitable. Further, pentadecylic acid (carbon number 15), margaric acid (carbon number 17), and the like are also suitable.

ここで、脂肪酸と軟化剤との作用について説明すると、軟化剤はエステル基を化学構造中に有しており、脂肪酸はカルボニル基を化学構造中に有している。この点から、軟化剤のエステル基と脂肪酸のカルボニル基が定着液の系内で、電気的な作用を示し、またそれが分子間の結合作用を生じさせ、定着液の特性として起泡性及び泡沫安定性を向上させている。   Here, the action of the fatty acid and the softening agent will be described. The softening agent has an ester group in the chemical structure, and the fatty acid has a carbonyl group in the chemical structure. From this point, the ester group of the softener and the carbonyl group of the fatty acid show an electrical action in the fixing solution system, and this causes a binding action between molecules, and the fixing solution is characterized by foaming properties and Improves foam stability.

また、炭素数12から18の範囲においても、炭素数が少ないほうが起泡性に優れているが泡沫安定性が悪く、炭素数が多いほうが起泡性にあまりよくないが泡沫安定性に極めて優れている。このため、定着液中には、単独の脂肪酸塩を含有させても良いが、炭素数12から18の脂肪酸塩を混合して含有させる方がさらに優れている。混合比率としては、ミリスチン酸塩(炭素数14)を最も多く含み、ラウリン酸塩(炭素数12)、ステアリン酸塩の割合を低くすることが望ましい。より具体的な脂肪酸塩の比率としては、ラウリン酸塩:ミリスチン酸塩:パルミチン酸塩:ステアリン酸塩の重量比で、0:6:3:1、1:5:3:1、1:4:4:1などが適する。   Even in the range of 12 to 18 carbon atoms, the smaller the number of carbons, the better the foaming property, but the foam stability is poor, and the larger the number of carbons, the less foaming properties, but the foam stability is extremely excellent. ing. For this reason, a single fatty acid salt may be contained in the fixing solution, but it is more excellent to mix and contain a fatty acid salt having 12 to 18 carbon atoms. As a mixing ratio, it is desirable to contain the most myristic acid salt (14 carbon atoms) and to lower the ratio of lauric acid salt (12 carbon atoms) and stearic acid salt. More specific fatty acid salt ratios are 0: 6: 3: 1, 1: 5: 3: 1, 1: 4 by weight ratio of laurate: myristate: palmitate: stearate. : 4: 1 is suitable.

ところで、定着液中に起泡剤である脂肪酸塩と同じ炭素数の脂肪酸を含有することで軟化剤の濃度が高くなっても起泡性及び泡沫安定性を維持することができる。軟化剤の濃度として、10[wt%]未満では、脂肪酸を含有しなくても起泡性は問題ない。しかし、軟化剤の濃度が10[wt%]以上、特に軟化剤の濃度が30[wt%]以上になると、脂肪酸塩だけでは、ほとんど起泡しなくなり起泡性が悪くなる。このような軟化剤の濃度が30[wt%]となる定着液において、脂肪酸塩と同じ炭素数の脂肪酸を含有させると、起泡性を維持できる。   By the way, by containing the fatty acid having the same carbon number as the fatty acid salt as the foaming agent in the fixing solution, the foaming property and foam stability can be maintained even when the concentration of the softening agent is increased. If the concentration of the softening agent is less than 10 [wt%], there is no problem in foaming properties even if no fatty acid is contained. However, when the concentration of the softening agent is 10 [wt%] or more, particularly when the concentration of the softening agent is 30 [wt%] or more, only the fatty acid salt is hardly foamed and the foamability is deteriorated. In the fixing solution in which the concentration of the softening agent is 30 [wt%], when the fatty acid having the same carbon number as the fatty acid salt is contained, the foaming property can be maintained.

但し、脂肪酸の含有量が多くなりすぎると、起泡剤である脂肪酸塩の比率が下がり、起泡性が再び悪くなる。そこで、脂肪酸塩のモル数を、脂肪酸のモル数と同じに、またはは大きくするほうがよい。あるいは、脂肪酸と脂肪酸塩の比率を、5:5から1:9の範囲とした場合起泡性が優れている。   However, if the fatty acid content is too high, the ratio of the fatty acid salt, which is a foaming agent, decreases, and the foamability deteriorates again. Therefore, it is better to make the number of moles of fatty acid salt the same as or larger than the number of moles of fatty acid. Or when the ratio of a fatty acid and a fatty acid salt is in the range of 5: 5 to 1: 9, the foamability is excellent.

なお、同じ炭素数の脂肪酸と脂肪酸塩の組合せだけでなく、例えば、脂肪酸塩がミリスチン酸アミンで、脂肪酸がステアリン酸の組合せや脂肪酸塩がパルミチン酸カリウムで脂肪酸がステアリン酸のような炭素数が12から18の範囲で異なる組合せであってもよい。要は、炭素数12から18の範囲の脂肪酸を定着液に含有することで、高濃度の軟化剤を含有しても、起泡性が悪くならず、泡沫安定性に優れ、密度の極めて低い泡化を可能とする。   In addition to the combination of fatty acid and fatty acid salt having the same carbon number, for example, the fatty acid salt is amine myristate, the fatty acid is stearic acid, the fatty acid salt is potassium palmitate, and the fatty acid is stearic acid. Different combinations in the range of 12 to 18 may be used. In short, by containing a fatty acid having a carbon number of 12 to 18 in the fixing solution, even if a high-concentration softening agent is contained, the foamability is not deteriorated, the foam stability is excellent, and the density is extremely low. Allows foaming.

また、他のアニオン系界面活性剤、例えばアルキルエーテル硫酸塩(AES)を起泡剤として、炭素数12から18の脂肪酸を含有した定着液であっても、軟化剤濃度増加による起泡性が悪くなるのを防止する効果があることがわかった。但し、最も組み合わせとして優れているのは脂肪酸塩との組合せである。   In addition, even if the fixing solution contains a fatty acid having 12 to 18 carbon atoms using other anionic surfactants such as alkyl ether sulfate (AES) as a foaming agent, the foaming property due to an increase in the concentration of the softener It turns out that it is effective in preventing it from getting worse. However, the best combination is a combination with a fatty acid salt.

更に、脂肪酸塩としては、脂肪酸ナトリウム、脂肪酸カリウム、脂肪酸アミンが適している。更に、最も適している脂肪酸アミンは、具体的には、水を加熱し、脂肪酸を添加し、その後トリエタノールアミンを添加して、一定時間撹拌しながら加熱してケン化反応させることで作製することができる。このとき、脂肪酸とトリエタノールアミンとのモル比を、1:0.5から1:0.9の範囲と脂肪酸比率を高くすることで、ケン化後、未反応の脂肪酸が残留し、定着液中に脂肪酸と脂肪酸アミンを混合させることができる。同じことは、ナトリウム塩やカリウム塩でも可能である。   Furthermore, fatty acid sodium, fatty acid potassium, and fatty acid amine are suitable as the fatty acid salt. Furthermore, the most suitable fatty acid amine is specifically prepared by heating water, adding a fatty acid, and then adding triethanolamine, followed by heating and stirring for a certain period of time for a saponification reaction. be able to. At this time, by increasing the molar ratio of fatty acid to triethanolamine in the range of 1: 0.5 to 1: 0.9 and the fatty acid ratio, unreacted fatty acid remains after saponification, and the fixing solution Fatty acid and fatty acid amine can be mixed therein. The same is possible with sodium and potassium salts.

ところで、定着液中の軟化剤濃度が高くなると希釈溶媒である水に軟化剤が溶解しにくくなる。そこで、検討した結果、多価のアルコール類、具体的にはエチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、1,3ブチレングリコール、グリセリンなどを定着液中に含有させることで、軟化剤が高濃度でも溶解し、かつ脂肪酸塩による起泡性を劣化させず、むしろ起泡性が向上することがわかった。また、多価のアルコール類の含有量は、1[wt%]から30[wt%]の範囲が適当である。30[wt%]より多い含有量では、起泡性がむしろ劣化するため適さない。   By the way, when the concentration of the softening agent in the fixing solution increases, the softening agent becomes difficult to dissolve in water as a dilution solvent. Therefore, as a result of investigation, by adding polyhydric alcohols, specifically ethylene glycol, diethylene glycol, propylene glycol, 1,3 butylene glycol, glycerin, etc., in the fixing solution, the softener can be dissolved even at a high concentration. And it was found that the foaming property by the fatty acid salt was not deteriorated, but rather the foaming property was improved. The content of the polyhydric alcohol is suitably in the range of 1 [wt%] to 30 [wt%]. If the content is more than 30 [wt%], the foamability is rather deteriorated, which is not suitable.

一方、一般的に0.5[mm]〜1[mm]程度の大きな泡の場合、単なる撹拌等により比較的容易に泡を生成可能であり、大きな泡の生成には数秒以下の時間(0.1秒もかからない)で生成することができる。そこで、この所望の泡径よりも大きな泡であって、目視で観察できる程度の大きさの泡の生成が容易で、かつすばやく得ることができる点に着目した。そして、大きな泡から素早く5[μm]〜50[μm]程度の微小な泡を生成する方法を鋭意検討した結果、大きな泡にせん断力を加えることで大きな泡を分泡すると、上記のような液状態から微小な泡を起泡させる方法に比べ、極めて素早く所望の大きさの微小な泡が生成できることがわかった。   On the other hand, generally, in the case of a large bubble of about 0.5 [mm] to 1 [mm], the bubble can be generated relatively easily by simple stirring or the like. (It takes less than 1 second). Thus, attention was paid to the fact that bubbles larger than the desired bubble diameter and having a size that can be visually observed can be easily and quickly obtained. And as a result of earnestly examining a method of quickly generating a fine bubble of about 5 [μm] to 50 [μm] from a large bubble, when a large bubble is separated by applying a shearing force to the large bubble, It was found that microbubbles having a desired size can be generated very quickly compared to the method of generating microbubbles from the liquid state.

そして、大きな泡を生成した後大きな泡を分泡し微小な処方の泡を生成する泡状定着液生成手段30における大きな泡生成部としては、図4に示すように、定着液容器31内の液状定着液32を搬送ポンプ33及び液搬送パイプ34等の液輸送手段を用いて気体液体混合部35へ供給する。この気体液体混合部35には、液の流れとともに空気口36に負圧が発生し、空気口36から気体が気体液体混合部35に導入されて液体と気体が混合する。更に、微小孔シート37を通過することで、泡径の揃った大きな泡を生成させることができる。孔径は、30[μm]〜100[μm]程度が望ましい。図4の微小孔シート37に限らず、連泡構造の多孔質部材であればよく、孔径30[μm]〜100[μm]程度を有する焼結セラミックス板や不織布や発泡樹脂シートであってもよい。また、別の大きな泡の生成方法としては、上記の搬送ポンプより供給された液状定着液と空気口からの空気を羽根状攪拌子で攪拌しながら、液に気泡を巻き込みながら大きな泡を生成させる構成や、上記の搬送ポンプより供給された液状定着液に空気供給ポンプ等でバブリングを行い大きな泡を生成する構成も望ましい。   And as shown in FIG. 4, as a big foam production | generation part in the foam-like fixing liquid production | generation means 30 which separates a big foam and produces | generates the foam of a fine prescription after producing | generating a big foam, as shown in FIG. The liquid fixing liquid 32 is supplied to the gas-liquid mixing unit 35 using liquid transporting means such as a transport pump 33 and a liquid transport pipe 34. In the gas / liquid mixing unit 35, a negative pressure is generated in the air port 36 along with the flow of the liquid, and the gas is introduced from the air port 36 into the gas / liquid mixing unit 35 to mix the liquid and the gas. Furthermore, by passing through the microporous sheet 37, a large bubble having a uniform bubble diameter can be generated. The pore diameter is preferably about 30 [μm] to 100 [μm]. The porous member is not limited to the microporous sheet 37 of FIG. 4, and may be a porous member having a continuous foam structure, and may be a sintered ceramic plate, a nonwoven fabric, or a foamed resin sheet having a pore diameter of about 30 [μm] to 100 [μm]. Good. As another method for generating large bubbles, the liquid fixer supplied from the above-described transport pump and the air from the air port are stirred with a blade-like stirrer, and large bubbles are generated while bubbles are involved in the liquid. It is also desirable to have a configuration or a configuration in which a large bubble is generated by bubbling the liquid fixer supplied from the above-described transport pump with an air supply pump or the like.

次に、大きな泡を分割して2つ以上に分泡化するために、大きな泡にせん断力を加えるための、図4に示すような泡状定着液生成手段30における微小な泡生成38として、閉じた二重円筒で、内側円筒38−1が回転可能な構成とする。そして、外部円筒の一部より、気体液体混合部35から大きな泡状定着液が供給され、回転する内側円筒38−1と外部円筒38−2の隙間(ここが流路となる)を通過しながら、回転円筒によりせん断力を受ける。このせん断力により、大きな泡は微小な泡へと変化し、外側円筒38−2に設けられた泡の出口より、所望の微小な泡径を有する泡状定着液を得ることができる。   Next, in order to divide a large bubble into two or more bubbles, a fine bubble generation 38 in the foam-like fixer generating means 30 as shown in FIG. 4 is used to apply a shearing force to the large bubble. The inner cylinder 38-1 is rotatable with a closed double cylinder. Then, a large foam-like fixing solution is supplied from a part of the outer cylinder from the gas-liquid mixing unit 35, and passes through a gap between the rotating inner cylinder 38-1 and the outer cylinder 38-2 (this is a flow path). However, the rotating cylinder receives a shearing force. Due to this shearing force, the large bubbles are changed into minute bubbles, and a foam-like fixing solution having a desired minute bubble diameter can be obtained from the bubble outlet provided in the outer cylinder 38-2.

また、回転する内側円筒38−1の回転数と内側円筒38−1の長手方向の長さにより液搬送速度は決定される。外側円筒38−2の内径をd1[mm]、円筒長さがL[mm]とし、内側円筒38−1の外径をd2[mm]とし、回転数をR[rpm]とすると、微小な泡を生成するための液搬送速度V[mm/秒]は、
V=L×π×(d1−d2)/4/(1000/R)
の式で決まることがわかった。
Further, the liquid transport speed is determined by the rotational speed of the rotating inner cylinder 38-1 and the length of the inner cylinder 38-1 in the longitudinal direction. Assuming that the inner diameter of the outer cylinder 38-2 is d1 [mm], the cylinder length is L [mm], the outer diameter of the inner cylinder 38-1 is d2 [mm], and the rotation speed is R [rpm], The liquid transport speed V [mm 3 / sec] for generating bubbles is
V = L × π × (d1 2 −d2 2 ) / 4 / (1000 / R)
It was found that it was decided by the formula.

例えば、d1が10[mm]、d2が8[mm]、Lが50[mm]、回転数が1000[rpm]とすると、液搬送速度は約1400[mm/秒](1.4[cc/秒])となる。A4の紙を定着するために必要な泡状定着液が3[cc]であるとすると、液状定着液から必要量の泡状定着液を生成するのに立上がり時間は約2秒ですみ、極めて素早く、所望の泡径を有する泡状定着液を生成可能となる。内側円筒にらせん状の溝を設けて、円筒内での液搬送性をよくしてもよい。 For example, when d1 is 10 [mm], d2 is 8 [mm], L is 50 [mm], and the rotation speed is 1000 [rpm], the liquid conveyance speed is about 1400 [mm 3 / sec] (1.4 [ cc / sec]). Assuming that the foam fixer required to fix A4 paper is 3 [cc], the rise time required to generate the required amount of foam fixer from the liquid fixer is about 2 seconds. It becomes possible to quickly generate a foam-like fixing solution having a desired bubble diameter. A spiral groove may be provided in the inner cylinder to improve liquid transportability in the cylinder.

このように、液状定着液を大きな泡径を有する液へと変化させる大きな泡生成部と、大きな泡にせん断力を加えて微小な泡を生成する微小な泡生成部を組み合わせることで、液状定着液を極めて短時間に5[μm]〜50[μm]程度の微小な泡径を有する泡状定着液を生成させることができる。   In this way, liquid fixing is achieved by combining a large bubble generating unit that changes the liquid fixing liquid into a liquid having a large bubble diameter and a fine bubble generating unit that generates a small bubble by applying shear force to the large bubble. It is possible to produce a foam-like fixing solution having a fine bubble diameter of about 5 [μm] to 50 [μm] in a very short time.

次に、定着液容器から液状定着液を泡化する機構に搬送する手段としては、図4では搬送ポンプを用いている。搬送ポンプとしては、ギヤポンプ、ベローズポンプ等があるが、チューブポンプが望ましい。ギヤポンプ等ごとく定着液中で振動機構や回転機構があると、ポンプ内で液が起泡し、液に圧縮性が出て、搬送能力が低下する恐れがある。また、上記の機構部品等が定着液を汚染したり、逆に機構部品を劣化させる恐れがある。一方、チューブポンプは、チューブ内の液を、チューブを変形させながら押し出す機構であるため、定着液と接する部材はチューブだけであり、定着液に対し耐液性を有する部材を用いることで、液の汚染やポンプ系部品の劣化がない。また、チューブを変形させるだけなので、液が起泡せず、搬送能力の低下を防止できる。なお、泡状の定着液のかさ密度としては、0.01[g/cm]〜0.1[g/cm]程度の範囲が望ましい。更に、定着液は、紙等の記録媒体上のトナー等の樹脂含有微粒子の層への塗布時に泡状となっていればよく、保存容器内で泡状である必要はない。保存容器中では気泡を含有しない液体で、容器から液を供給する時点や、樹脂含有微粒子の層へ付与するまでの液搬送経路で泡状にする手段を設ける構成が望ましい。これは、保存容器では液体で、容器から液を取り出した後に泡状とする構成のほうが、容器の小型化ができるという大きな利点を有するためである。 Next, as a means for transporting the liquid fixer from the fixer container to the foaming mechanism, a transport pump is used in FIG. As the transport pump, there are a gear pump, a bellows pump, and the like, and a tube pump is desirable. If there is a vibration mechanism or a rotation mechanism in the fixing liquid, such as a gear pump, the liquid foams in the pump, and the liquid may be compressible, resulting in a decrease in conveying ability. In addition, the above-mentioned mechanical parts or the like may contaminate the fixer or conversely deteriorate the mechanical parts. On the other hand, since the tube pump is a mechanism that pushes out the liquid in the tube while deforming the tube, the only member in contact with the fixing liquid is the tube. By using a member that has liquid resistance to the fixing liquid, No contamination or deterioration of pump system parts. In addition, since the tube is only deformed, the liquid does not foam, and the conveyance capacity can be prevented from being lowered. The bulk density of the foam-like fixing solution is preferably in the range of about 0.01 [g / cm 3 ] to 0.1 [g / cm 3 ]. Further, the fixer only needs to be foamed when applied to a layer of resin-containing fine particles such as toner on a recording medium such as paper, and need not be foamed in the storage container. In the storage container, it is a liquid that does not contain bubbles, and it is desirable to provide a means for forming bubbles in the liquid conveyance path until the liquid is supplied from the container or applied to the resin-containing fine particle layer. This is because the storage container is liquid, and the foamed configuration after the liquid is taken out from the container has a great advantage that the container can be downsized.

次に、本実施形態の画像形成装置に搭載された定着装置の構成について説明する。図5は本実施形態の画像形成装置の構成の一例を示す概略図である。同図において、図1及び図4と同じ参照符号は同じ構成要素を示す。泡状定着液生成手段30は、上述したように、液体状の定着液から大きな泡を生成した後、大きな泡を分泡して微小な泡を生成することにより、泡状定着液を生成している。この泡状定着液は、塗布ローラ39上において、膜厚調整手段のブレード40が作用する部分の上流側に供給され、塗布ローラ39上に均一に薄層化される。ブレード40は、泡状定着液を薄層化して最適な膜厚を形成している。ここで要求される膜厚は、塗布ローラ上に定着の際に最適値となる膜厚のことである。塗布ローラ39上に均一に薄層化された泡状定着液は、媒体上のトナー粒子層に付与され、トナー粒子を媒体に定着させている。   Next, the configuration of the fixing device installed in the image forming apparatus of the present embodiment will be described. FIG. 5 is a schematic diagram illustrating an example of the configuration of the image forming apparatus according to the present exemplary embodiment. In the figure, the same reference numerals as those in FIGS. 1 and 4 denote the same components. As described above, the foam-like fixer generating means 30 generates a foam-like fixer by generating large bubbles from the liquid fixer and then separating the large bubbles to produce fine bubbles. ing. This foamy fixing solution is supplied on the application roller 39 to the upstream side of the portion where the blade 40 of the film thickness adjusting means acts, and is uniformly thinned on the application roller 39. The blade 40 has an optimum film thickness by thinning the foamy fixing solution. The film thickness required here is a film thickness that becomes an optimum value upon fixing on the coating roller. The foamy fixer uniformly thinned on the coating roller 39 is applied to the toner particle layer on the medium to fix the toner particles on the medium.

そして、本実施形態の画像形成装置には、二次転写部の上流側に、前処理装置としての極性基生成部2が設けられている。この極性基生成部2は、具体的には、コロナ放電を行うコロナ放電電極51と、コロナ放電電極51に高周波電流を供給する高周波電源52と、高周波電源52を制御するコロナ放電制御部53と、アースに接続された対向電極54とを備えている。このコロナ放電電極51と対向電極54とは互いに対向し合うように設けられており、それらの間を媒体114が通過するようになっている。アースに接続された対向電極54は、金属部材で構成されており、媒体114の搬送路のカーブした部分の外側に設けられている。すなわち、カーブの内側にコロナ放電電極51が設けられている。このことによって、媒体114が搬送される際には、媒体114が常に搬送路のカーブの外側に押し付けられるように搬送され、結果として対向電極54の部分に常に押し当てられながら搬送されることになる。このとき媒体114は搬送方向にカーブしながら搬送されるので、媒体の幅方向は真っ直ぐに腰が付けられた状態となっている。そして、コロナ放電電極51は、媒体114の幅方向に沿って真っ直ぐに延びている棒状或いは線状の形状を取っている。そして、伸びている方向の全体にわたって対向電極54と略平行に設けられている。すなわち、図6に示すように、幅方向全体にわたって、対向電極54とのギャップ(W)は一定になるように設けられている。このギャップがばらついていると、コロナ放電のムラが発生するからである。ギャップ(W)に関しては、放電の特性から1〜10mm程度が望ましい。コロナ放電電極51の長さは、媒体の幅方向の分の長さがあれば十分である。すなわち、装置における媒体の最大許容規格サイズがA3ならば、コロナ放電電極51の長さは297mm程度であればよい。   In the image forming apparatus of this embodiment, a polar group generation unit 2 as a pre-processing device is provided on the upstream side of the secondary transfer unit. Specifically, the polar group generation unit 2 includes a corona discharge electrode 51 that performs corona discharge, a high-frequency power source 52 that supplies a high-frequency current to the corona discharge electrode 51, and a corona discharge control unit 53 that controls the high-frequency power source 52. And a counter electrode 54 connected to the ground. The corona discharge electrode 51 and the counter electrode 54 are provided so as to face each other, and the medium 114 passes between them. The counter electrode 54 connected to the ground is made of a metal member, and is provided outside the curved portion of the conveyance path of the medium 114. That is, the corona discharge electrode 51 is provided inside the curve. Thus, when the medium 114 is conveyed, the medium 114 is always conveyed so as to be pressed outside the curve of the conveyance path, and as a result, the medium 114 is always conveyed while being pressed against the portion of the counter electrode 54. Become. At this time, since the medium 114 is conveyed while curving in the conveyance direction, the width direction of the medium is in a state of being straightened. The corona discharge electrode 51 has a rod-like or linear shape extending straight along the width direction of the medium 114. And it is provided substantially parallel to the counter electrode 54 over the whole extending direction. That is, as shown in FIG. 6, the gap (W) with the counter electrode 54 is provided to be constant over the entire width direction. This is because if this gap varies, unevenness of corona discharge occurs. The gap (W) is preferably about 1 to 10 mm from the discharge characteristics. As long as the corona discharge electrode 51 has a length corresponding to the width direction of the medium, it is sufficient. That is, if the maximum allowable standard size of the medium in the apparatus is A3, the length of the corona discharge electrode 51 may be about 297 mm.

そして、媒体114は、塗布ローラ39と加圧ローラ41によって挟み込まれて搬送されており、これらの加圧力によって薄層化された泡状定着液が媒体に付与されている。また、塗布ローラ39上において、媒体114へ泡状定着液を付与する部分の下流位置にはクリーニング手段42が設けられている。クリーニング手段42は、泡状定着液付与動作後に塗布ローラ39上に残留した泡状定着液やオフセットしたトナーを除去するために設けられている。これらが正常に除去されていなければ、ブレード40の部分で安定した泡状定着液の薄膜形成に支障をきたすからである。   The medium 114 is sandwiched and conveyed by the application roller 39 and the pressure roller 41, and a thin foam-like fixing liquid is applied to the medium by the applied pressure. In addition, a cleaning unit 42 is provided on the application roller 39 at a downstream position of a portion where the foamy fixing solution is applied to the medium 114. The cleaning means 42 is provided to remove the foam-like fixing liquid and the offset toner remaining on the application roller 39 after the foam-like fixing liquid application operation. This is because if these are not removed normally, the formation of a stable thin film of the foam-like fixer at the portion of the blade 40 will be hindered.

未定着トナーの画像は、二次転写部によって、転写ベルトより媒体に転写される。この未定着トナーの画像に、泡状定着液が塗布ローラ39によって付与されることによって、定着動作が行われる。   The unfixed toner image is transferred from the transfer belt to the medium by the secondary transfer unit. A fixing operation is performed by applying a foamy fixing solution to the unfixed toner image by the application roller 39.

次に、コロナ放電と親水性に関して説明する。
接着やコーティング処理などを行う産業機器において、表面改質手段として、コロナ処理が用いられるようになってきている。コロナ処理によって、表面の親水性が向上するということがわかってきているからである。そのメカニズムを簡単に説明する。一般に表面エネルギーが低い物質は、親水性や接着性が悪く、その結果インキ等の濡れ性も悪いということになる。そのため表面エネルギーが低い物質に印刷あるいは、他の材質を接着しようとする場合、その表面を活性化させて表面エネルギーを高くしその作業を補助する前処理が必要となる。その表面活性化処理の一つであるコロナ放電による高周波高電圧の気中では、電解内にて原子、分子、電子イオン間でのそれぞれの衝突、電子エネルギーの励起(激しく動く)等が起こり、さらに光子の放出が起こる。このコロナ放電のエネルギーを物質に作用させると、その表面がエネルギーを受け、表面エネルギーが高くなり、活性化された状態(ラジカルな状態)になる。このとき、物質の表面にはOH基やカルボニル基などの極性基が生成され、この極性基と定着液に含まれる水分と結合しやすくなり、つまり親水性が向上する。
Next, corona discharge and hydrophilicity will be described.
Corona treatment has come to be used as a surface modification means in industrial equipment that performs adhesion and coating treatment. This is because it has been found that the surface hydrophilicity is improved by the corona treatment. The mechanism will be briefly explained. In general, a substance having a low surface energy has poor hydrophilicity and adhesiveness, and as a result, has poor wettability with ink or the like. Therefore, when printing or bonding other materials on a material having a low surface energy, a pretreatment is required to activate the surface to increase the surface energy and assist the operation. In the atmosphere of high-frequency and high-voltage due to corona discharge, which is one of the surface activation treatments, each collision between atoms, molecules, electron ions, excitation of electron energy (moving vigorously), etc. occurs in the electrolysis, In addition, photon emission occurs. When this corona discharge energy is applied to a substance, the surface receives energy, the surface energy is increased, and an activated state (radical state) is obtained. At this time, polar groups such as OH groups and carbonyl groups are generated on the surface of the substance, and the polar groups are easily bonded to moisture contained in the fixing solution, that is, hydrophilicity is improved.

実際に、媒体の最も一般的な例として紙を取り上げてみると、コロナ放電処理を施すことにより、親水性の指標となる接触角が低下することが実験でも確認されており、さらに、泡状定着液を用いた場合についても接触角が低下することも確認されている。このことは、コロナ放電処理で生成されたOH基やカルボニル基などの極性基は、本実施形態で用いられる泡状定着液の成分に対しても、親水性を向上させる効果があることを示している。実際に、媒体に泡状定着液を塗布した場合、コロナ放電処理を施すことによって、塗布量が20%以上向上した。   In fact, when paper is taken up as the most common example of the medium, it has been confirmed in experiments that the contact angle, which is a hydrophilic index, is reduced by applying corona discharge treatment. It has also been confirmed that the contact angle decreases when a fixing solution is used. This indicates that polar groups such as OH groups and carbonyl groups generated by corona discharge treatment have an effect of improving hydrophilicity even for the components of the foam-like fixing solution used in this embodiment. ing. Actually, when the foamy fixing solution was applied to the medium, the coating amount was improved by 20% or more by applying the corona discharge treatment.

これらのことから、コロナ放電処理は、非常にシンプルな手段で媒体の親水性を向上させることが可能であることがわかる。コロナ放電は、高電圧高周波で行うことが最も効率的であり、具体的には10kVpp、20kHz近傍でも十分なコロナ放電が可能である。   From these facts, it can be seen that the corona discharge treatment can improve the hydrophilicity of the medium by a very simple means. Corona discharge is most efficiently performed at high voltage and high frequency. Specifically, sufficient corona discharge is possible even in the vicinity of 10 kVpp and 20 kHz.

ここで、コロナ放電による媒体の親水性向上処理が定着に必要な泡状定着液の必要量の削減に寄与していることを示すメカニズムについて概説する。
媒体上の未定着トナーの画像は、ただ単に微粒子の粉体状のものであり、指で少しでも触れてしまうと画像が乱れるほどのものである。ここに、泡状定着液が塗布されたとき、泡状定着液がトナー層の途中までしか浸透していない場合、トナー層のうち泡状定着液が浸透した部分に関してはトナー粒子が泡状定着液によって互いに結束力が発生する。しかし、媒体と接しているトナー層は粉体状で結束力が泡状定着液が浸透した部分と比較して劣るため、図7に示すように塗布ローラ39と媒体114が分離する局面で、泡状定着液が浸透していない部分で剥離してしまい、トナーの塗布ローラ39へのオフセットが発生してしまうことは容易に理解できる。このことから、少なくとも、泡状定着液はトナー層全体に浸透する必要があることがわかる。一方で、トナー層は粉体層なので、トナー表面に撥水処理等がなされてない限りは、毛管現象でトナー粒子層内に泡状定着液は比較的浸透しやすい。そして、媒体もトナー層と同等の浸透性があれば媒体にもスムーズに泡状定着液が浸透していくが、媒体の浸透性が低ければ、泡状定着液の浸透がトナー層と媒体の間でブロックされてしまう。
Here, an outline will be given of a mechanism indicating that the treatment for improving the hydrophilicity of the medium by corona discharge contributes to the reduction of the necessary amount of the foam-like fixing liquid necessary for fixing.
The image of the unfixed toner on the medium is merely a powder of fine particles, and the image is disturbed when touched with a finger even a little. Here, when the foam-like fixing solution is applied only when the foam-like fixing solution penetrates partway through the toner layer, the toner particles are foam-fixed in the portion of the toner layer into which the foam-like fixing solution has permeated. A binding force is generated by the liquid. However, since the toner layer in contact with the medium is in a powder form and the binding force is inferior to that of the part into which the foam-like fixing liquid has permeated, the application roller 39 and the medium 114 are separated as shown in FIG. It can be easily understood that the toner is peeled off at the portion where the foam-like fixing liquid has not penetrated and the toner is offset to the application roller 39. From this, it is understood that at least the foamy fixing solution needs to penetrate the entire toner layer. On the other hand, since the toner layer is a powder layer, unless the toner surface is subjected to water repellent treatment or the like, the foam-like fixer is likely to penetrate into the toner particle layer relatively easily by capillary action. If the medium has the same permeability as that of the toner layer, the foam fixer smoothly penetrates into the medium. If the medium has low permeability, the penetration of the foam fixer does not occur between the toner layer and the medium. Blocked between.

トナーが塗布ローラ39にオフセットしないためには、泡状定着液によって軟化したトナーが媒体に確実に接着する必要がある。媒体が紙ならば、紙の繊維に絡みつく必要がある。しかし、図8の(b)に示すように、媒体の浸透性が低く、泡状定着液が媒体にまで浸透していないと、軟化したトナーの媒体への接着力が弱くなり、つまり紙繊維への絡み付が弱くなる。その結果、図8の(a)に示すように、塗布ローラ39へのオフセットが発生しやすくなる。一方で、図9の(b)に示すように、媒体の浸透性も高ければ、媒体の紙繊維内に泡状定着液が浸透し、媒体の繊維側からもトナーを軟化してトナーとの接着力を上げて軟化したトナーを繊維内に引きずり込む働きもする。このため、図9の(a)に示すように、塗布ローラ39へのオフセットが発生しにくくなり、その結果定着性を向上させることができる。   In order to prevent the toner from being offset to the application roller 39, the toner softened by the foam-like fixing liquid needs to be securely adhered to the medium. If the medium is paper, it must be entangled with the paper fibers. However, as shown in FIG. 8B, if the medium has low permeability and the foam-like fixing solution does not penetrate into the medium, the adhesive force of the softened toner to the medium becomes weak, that is, paper fibers. The entanglement with is weakened. As a result, as shown in FIG. 8A, an offset to the application roller 39 is likely to occur. On the other hand, as shown in FIG. 9B, if the permeability of the medium is high, the foam-like fixing solution penetrates into the paper fiber of the medium, and the toner is softened also from the fiber side of the medium. It also works to drag the toner softened by increasing the adhesive force into the fiber. For this reason, as shown in FIG. 9A, the offset to the application roller 39 hardly occurs, and as a result, the fixability can be improved.

更に、泡状定着液が浸透して軟化したトナーそのものについても、媒体との接着力は向上している。上述したように、コロナ放電処理を施すことによって、媒体表面上にOH基やカルボニル基などの極性基が生成されるのだが、これらは液体との親水性向上に寄与するだけではなく、粘着剤との接着効果の向上にも寄与していることがわかっている。軟化したトナーは粘着性を帯び、接着剤と同等の振る舞いをするので、コロナ放電処理が施された媒体との接着性が向上するということが理解できる。このようなことから、トナーそのものの振る舞いにおいても、コロナ放電処理が施された方が定着性が向上することがわかる。   Further, the adhesive force with the medium is also improved for the toner itself softened by the penetration of the foamy fixing solution. As described above, by performing the corona discharge treatment, polar groups such as OH groups and carbonyl groups are generated on the surface of the medium. These not only contribute to the improvement of hydrophilicity with the liquid, but also the adhesive. It has been found that this also contributes to the improvement of the adhesion effect. It can be understood that the softened toner is tacky and behaves in the same way as an adhesive, so that the adhesion with a medium subjected to corona discharge treatment is improved. From this, it can be seen that the fixability is improved when the corona discharge treatment is performed even in the behavior of the toner itself.

以上の説明により、同条件の泡状定着液で同条件のニップならば、媒体の浸透性が高いほうが定着品質に優れることがわかった。媒体の浸透性を高めるには、媒体表面の親水性が高いほど良い。また、媒体の浸透性が低くても確実な定着品質を得るためなら、ニップ時間を長くしたりニップ圧を高くしたりするとか、泡状定着液の供給量を増やすなどの対策をしなければならない。ニップ時間を長くしたりニップ圧を高くしたりするのは、設計の制約にもなりうるし、泡状定着液の供給量を増やすのは、省資源の問題もさることながら、サプライも多くなってサービスマンの負荷にもつながるという問題が発生する。   From the above explanation, it was found that if the foam fixing solution has the same conditions and the nip has the same conditions, the higher the permeability of the medium, the better the fixing quality. In order to increase the permeability of the medium, the higher the hydrophilicity of the medium surface, the better. In order to obtain reliable fixing quality even if the permeability of the medium is low, it is necessary to take measures such as increasing the nip time, increasing the nip pressure, or increasing the supply amount of foamy fixer. Don't be. Increasing the nip time or increasing the nip pressure can be a design constraint. Increasing the amount of foam fixer supplied not only saves resources but also increases the supply. The problem that it leads to the load of the service person occurs.

これらのことから媒体の搬送過程において図5の極性基生成部2によって、媒体にコロナ放電処理を行い、媒体の表面に極性基が生成される。その結果媒体の親水性が向上する。媒体の親水性が向上することで、媒体が塗布ローラのニップ部で泡状定着液が付与される際に、媒体がより多くの泡状定着液を吸収する。したがって、媒体通過後の塗布ローラ上には残留泡状定着液が少なくなる。残留の泡状定着液はオフセットトナーが混ざる可能性があるために廃棄するしかないので、その廃棄する泡状定着液を低減することが可能になる。その結果、廃棄物の削減、メンテナンス性の向上につながる。   For these reasons, the polar group generation unit 2 in FIG. 5 performs corona discharge treatment on the medium in the medium transport process, and polar groups are generated on the surface of the medium. As a result, the hydrophilicity of the medium is improved. By improving the hydrophilicity of the medium, the medium absorbs more foamy fixer when the medium is applied with the foamy fixer at the nip portion of the application roller. Accordingly, the residual foamy fixing liquid is reduced on the coating roller after passing through the medium. Since the remaining foam fixing solution may be mixed with the offset toner and must be discarded, it is possible to reduce the amount of the foam fixing solution to be discarded. As a result, waste is reduced and maintenance is improved.

当然、言うまでのないことだが、極性基生成部2によるコロナ放電は、常時行われる必要はなく、記録媒体が極性基生成部2を通過しているときのみに、コロナ放電を行えばよい。このようにすることによって、省エネルギーなコロナ放電が可能になる。さらに言えば、媒体上の泡状定着液が付与される部分のみに、コロナ放電処理を行えば、さらに効率がよくなり、省エネになる。   Of course, it goes without saying that the corona discharge by the polar group generation unit 2 need not always be performed, and it is only necessary to perform the corona discharge only when the recording medium passes through the polar group generation unit 2. By doing so, energy-saving corona discharge is possible. Furthermore, if the corona discharge treatment is performed only on the portion on the medium to which the foamy fixing solution is applied, the efficiency is further improved and the energy is saved.

また、静電転写プロセスでは、電界をかけることによって、トナーの転写を行っているため、トナーは電界に対して敏感である。コロナ放電処理は高電圧高周波で強力な電界及び電界の変動を発生させる。そのため、トナー画像が転写されて、未定着トナー画像が形成された媒体にコロナ放電処理が施されると、未定着トナー画像が散る等の問題が発生し、画像乱れの原因となってしまう。一方で、コロナ放電処理が施された後の媒体では、媒体そのものに電荷が注入されるわけではなく、OH基やカルボニル基が生成されて親水性が向上しているだけである。ゆえに、極性基生成部による媒体へのコロナ放電処理は、二次転写部にて媒体にトナー画像が転写される前に行っておくことが望ましい。更には、コロナ放電処理がなされた後の媒体の親水性は時間が経つにつれて低下してしまうこともわかっているので、図5に示すように、極性基生成部2が二次転写部の上流側に設けられ、オンラインで極性基生成部2による媒体へのコロナ放電処理の直後に二次転写部にて媒体に未定着トナーの画像の転写が行われる。   Further, in the electrostatic transfer process, toner is transferred by applying an electric field, so that the toner is sensitive to the electric field. Corona discharge treatment generates strong electric fields and electric field fluctuations at high voltage and high frequency. Therefore, when the toner image is transferred and the medium on which the unfixed toner image is formed is subjected to corona discharge treatment, a problem such as scattering of the unfixed toner image occurs, which causes image disturbance. On the other hand, in the medium after being subjected to the corona discharge treatment, charges are not injected into the medium itself, but only OH groups and carbonyl groups are generated and the hydrophilicity is improved. Therefore, it is desirable that the corona discharge treatment to the medium by the polar group generation unit is performed before the toner image is transferred to the medium by the secondary transfer unit. Further, since it is known that the hydrophilicity of the medium after the corona discharge treatment is lowered with time, as shown in FIG. 5, the polar group generation unit 2 is located upstream of the secondary transfer unit. The image of the unfixed toner is transferred to the medium in the secondary transfer unit immediately after the corona discharge treatment to the medium by the polar group generation unit 2 online.

ところで、媒体には種々の物がある。紙に限定して考えただけでも、厚み、坪量、サイズ、銘柄、カテゴリなどがある。そして、それらは例えば坪量に応じた連続的な特性の変化を伴っているものや、銘柄、カテゴリ(インクジェット専用紙、コート紙など)のよって固有の特性を持っているものもある。   There are various media. There are thickness, basis weight, size, brand, category, etc. even if limited to paper. Some of them have a continuous characteristic change according to basis weight, for example, and some have specific characteristics depending on brands and categories (inkjet paper, coated paper, etc.).

ここで、図10に示すように、媒体表面の親水性はコロナ放電処理によって変化する。図10において表面接触角は親水性を示すものであり、その表面接触角とは基材の上に水滴を落として基材と水滴の接触角である。この表面接触角が小さければ小さいほど親水性が高いことになる。更に、同図に示すように、媒体によって親水性がばらつく。このように親水性がばらついてしまうと、本実施形態における定着に関わる特性もばらついてしまうことにもなり、製品の信頼性にも影響を及ぼす。したがって、あらゆる媒体に対して、同一の親水性を得るためには、媒体ごとに固有のコロナ処理の設定が必要となる。つまり、図10に示すように、所望の親水性を得るためには、媒体A〜Cのコロナ放電電圧値a〜cの設定が必要である。そのためには、図5のコロナ放電制御部53に、媒体の種類に関する情報を保持する情報保持手段(図示せず)を備え、この情報保持手段としてのメモリテーブルに格納された各種媒体の情報に応じてコロナ放電制御部53によって適正なコロナ放電の条件を与えている。なお、具体的な一例ではあるが、媒体のサイズはともかく、厚み、坪量、銘柄などをセンサにて検知するのは相応のコストが必要となってくるので、手入力の場合で示してある。もちろん、自動取得できるものであってもよい。当然、1つの給紙トレイには1種類の媒体しか入っていないということが大前提となるが、どのトレイにどの種類の媒体がセットされているかをユーザが手入力する。手入力の方法は、装置のコントロール画面で入力しても、給紙トレイのダイヤルでセットする方法でも何でも良い。一方、情報保持手段は、種々の媒体の種類と、それらに対応した付帯情報、最終的には媒体種類に対応したコロナ放電の条件(電圧、周波数、電力、電流、デューティ等)とが対応した情報テーブルを具備している。   Here, as shown in FIG. 10, the hydrophilicity of the medium surface is changed by the corona discharge treatment. In FIG. 10, the surface contact angle indicates hydrophilicity, and the surface contact angle is a contact angle between a substrate and a water droplet when a water droplet is dropped on the substrate. The smaller the surface contact angle, the higher the hydrophilicity. Furthermore, as shown in the figure, the hydrophilicity varies depending on the medium. If the hydrophilicity varies in this way, the characteristics relating to fixing in the present embodiment also vary, which affects the reliability of the product. Therefore, in order to obtain the same hydrophilicity for every medium, it is necessary to set a unique corona treatment for each medium. That is, as shown in FIG. 10, in order to obtain desired hydrophilicity, it is necessary to set the corona discharge voltage values a to c of the media A to C. For this purpose, the corona discharge control unit 53 of FIG. 5 is provided with information holding means (not shown) for holding information on the type of medium, and information on various media stored in a memory table as this information holding means. Accordingly, appropriate corona discharge conditions are given by the corona discharge controller 53. In addition, although it is a specific example, it is shown in the case of manual input, because detecting the thickness, basis weight, brand, etc. with a sensor, regardless of the size of the medium, requires a corresponding cost. . Of course, it may be automatically acquired. Of course, the main premise is that only one type of medium is contained in one paper feed tray, but the user manually inputs which type of medium is set in which tray. As a manual input method, any method may be used, for example, input on the control screen of the apparatus or setting with the dial of the paper feed tray. On the other hand, the information holding means corresponded to various media types, incidental information corresponding to them, and finally corona discharge conditions (voltage, frequency, power, current, duty, etc.) corresponding to the media type. An information table is provided.

次に、図11に示すコロナ放電処理フローにおいて、入力された媒体の種別情報を取得すると(ステップS101)、取得した媒体の種別情報に基づいて図5のコロナ放電制御部53における情報保持手段のメモリテーブルの情報を照合する(ステップS102)。入力された媒体の種別情報があれば当該媒体の種別情報に対応するコロナ放電の条件を決定する(ステップS103;YES、ステップS104)。そのコロナ放電の条件を図5のコロナ放電制御部53へ伝達している。そして、コロナ放電制御部53にて、この条件で適正なコロナ放電が行われるようにコロナ放電を制御する(ステップS105)。   Next, when the input medium type information is acquired in the corona discharge processing flow shown in FIG. 11 (step S101), the information holding means in the corona discharge control unit 53 of FIG. 5 is based on the acquired medium type information. The information in the memory table is collated (step S102). If there is the type information of the input medium, the corona discharge condition corresponding to the type information of the medium is determined (step S103; YES, step S104). The conditions of the corona discharge are transmitted to the corona discharge control unit 53 in FIG. The corona discharge controller 53 controls the corona discharge so that proper corona discharge is performed under these conditions (step S105).

なお、本実施形態において、媒体の親水性を向上させるために媒体の表面に極性基を生成する手段としてコロナ放電を用いたが、コロナ放電に限らず媒体の親水性を向上させることができるなら他の手段であってもよい。例えば紫外線処理を行うと記録媒体を構成する有機化合物(CH-)の分子結合が高いエネルギーの紫外線によって切れて極性基が形成され、水素原子が極めて軽いため容易に引き抜かれてそこに酸素原子が反応して媒体の親水性が向上するという例もあり、このような手段を用いてもかまわない。   In this embodiment, corona discharge is used as means for generating a polar group on the surface of the medium in order to improve the hydrophilicity of the medium. However, the present invention is not limited to corona discharge, and can improve the hydrophilicity of the medium. Other means may be used. For example, when UV treatment is performed, the molecular bond of the organic compound (CH-) constituting the recording medium is broken by high-energy ultraviolet rays to form polar groups, and hydrogen atoms are very light, so that oxygen atoms are easily extracted. There is an example in which the hydrophilicity of the medium is improved by reaction, and such means may be used.

次に、定着液の液処方について説明する。泡状の定着液は、上述したように、軟化剤を含有した液体中に気泡を含有した構成である。軟化剤を含有した液体は、気泡を安定に含有し、なるべく均一な気泡の大きさからなる気泡層を構成する泡状とするため、起泡剤及び増泡剤を有することが望ましい。また、ある程度粘度が高いほうが、気泡が安定して液体中に分散するため、増粘剤を含有することが望ましい。   Next, the liquid formulation of the fixing solution will be described. As described above, the foam-like fixing liquid has a configuration in which bubbles are contained in a liquid containing a softening agent. The liquid containing the softening agent preferably contains a foaming agent and a foam-increasing agent in order to stably contain bubbles and to form a foam layer constituting a bubble layer having a uniform bubble size as much as possible. Moreover, it is desirable to contain a thickener since the bubbles are more stably dispersed in the liquid when the viscosity is higher to some extent.

また、起泡剤としては、陰イオン界面活性剤、特に、脂肪酸塩が望ましい。脂肪酸塩は界面活性を有するため、水を含有する定着液の表面張力を下げ、定着液を発泡しやすくするとともに、泡表面で脂肪酸塩が層状ラメラ構造をとるため泡壁(プラトー境界)が他の界面活性剤よりも強くなり、泡沫安定性が極めて高くなる。また、脂肪酸塩の起泡性を効果的にするため、定着液には水を含有することが望ましい。脂肪酸としては、大気中での長期安定性の観点から酸化に強い飽和脂肪酸が望ましい。但し、飽和脂肪酸塩を含有する定着液に若干の不飽和脂肪酸塩を含有することで脂肪酸塩の水に対する溶解・分散性を助け、5℃〜15℃までの低気温において、優れた起泡性を有することができ、広い環境温度範囲において定着の安定を可能とし、また、定着液長期放置中の脂肪酸塩の定着液中分離を防止することができる。   As the foaming agent, an anionic surfactant, particularly a fatty acid salt is desirable. Since the fatty acid salt has surface activity, the surface tension of the fixer containing water is lowered to make the fixer easier to foam, and the fatty acid salt has a layered lamellar structure on the surface of the foam, so the foam wall (plateau boundary) is another It is stronger than the surfactants and the foam stability is extremely high. Further, in order to make the foaming property of the fatty acid salt effective, it is desirable that the fixing solution contains water. As the fatty acid, a saturated fatty acid resistant to oxidation is desirable from the viewpoint of long-term stability in the air. However, the presence of some unsaturated fatty acid salt in the fixing solution containing saturated fatty acid salt helps to dissolve and disperse the fatty acid salt in water, and has excellent foaming properties at low temperatures from 5 ° C to 15 ° C. It is possible to stabilize the fixing in a wide environmental temperature range, and it is possible to prevent separation of the fatty acid salt in the fixing solution during the long-term standing of the fixing solution.

更に、飽和脂肪酸塩に用いる脂肪酸としては、炭素数12、14、16及び18の飽和脂肪酸、具体的にはラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸が適する。炭素数が11以下の飽和脂肪酸塩は臭気が大きくなり、当該定着液を用いるオフィス・家庭で用いる画像形成機器に適さない。また、炭素数19以上の飽和脂肪酸塩は、水に対する溶解性が低下し、定着液の放置安定性を著しく低下させてしまう。これらの飽和脂肪酸による飽和脂肪酸塩を単独もしくは混合して起泡剤として用いる。   Further, as the fatty acid used in the saturated fatty acid salt, saturated fatty acids having 12, 14, 16, and 18 carbon atoms, specifically lauric acid, myristic acid, palmitic acid, and stearic acid are suitable. A saturated fatty acid salt having 11 or less carbon atoms has a large odor and is not suitable for an image forming apparatus used in offices and homes using the fixing solution. In addition, saturated fatty acid salts having 19 or more carbon atoms are less soluble in water and significantly lower the stability of the fixing solution. Saturated fatty acid salts with these saturated fatty acids are used alone or in combination as a foaming agent.

また、不飽和脂肪酸塩を用いてもよく、炭素数18で2重結合数が1から3の不飽和脂肪酸が望ましい。具体的には、オレイン酸、リノール酸、リノレン酸が適する。2重結合が4以上では反応性が強いため、定着液の放置安定性が劣ってしまう。これらの不飽和飽和脂肪酸による不飽和脂肪酸塩を単独もしくは混合して起泡剤として用いる。また、上記飽和脂肪酸塩と不飽和脂肪酸塩を混合して起泡剤として用いても構わない。   An unsaturated fatty acid salt may be used, and an unsaturated fatty acid having 18 carbon atoms and 1 to 3 double bonds is desirable. Specifically, oleic acid, linoleic acid, and linolenic acid are suitable. Since the reactivity is strong when the double bond is 4 or more, the stability of the fixing solution is poor. These unsaturated fatty acid salts with unsaturated saturated fatty acids are used alone or in combination as a foaming agent. Moreover, you may mix and use the said saturated fatty acid salt and unsaturated fatty acid salt as a foaming agent.

更に、上記飽和脂肪酸塩又は不飽和脂肪酸塩において、当該定着液の起泡剤として用いる場合、ナトリウム塩、カリウム塩もしくはアミン塩であることが望ましい。定着装置に電源を投入後、素早く定着可能な状態にすることは定着装置の商品価値として重要な要素である。定着装置において定着可能な状態とするためには、定着液が適切な泡状となっていることが必須であるが、上記の脂肪酸塩は素早く起泡することで、電源投入後定着可能な状態を短時間でつくることができる。特に、アミン塩とすることで、定着液にせん断力を加えたときに最も短時間で起泡し、泡状定着液を容易に作製することが可能であり、定着装置への電源投入後の定着可能な状態を最も短時間でつくることができる。   Further, in the saturated fatty acid salt or unsaturated fatty acid salt, when used as a foaming agent for the fixing solution, a sodium salt, potassium salt or amine salt is desirable. It is an important factor as a commercial value of the fixing device that the fixing device can be quickly fixed after the power is turned on. In order to be able to fix in the fixing device, it is essential that the fixing solution is in the form of an appropriate foam, but the above fatty acid salt is quickly foamed so that it can be fixed after turning on the power. Can be made in a short time. In particular, when an amine salt is used, foaming occurs in the shortest time when a shearing force is applied to the fixing solution, and it is possible to easily produce a foamy fixing solution. It is possible to create a fixable state in the shortest time.

樹脂を溶解又は膨潤することで軟化させる軟化剤は、脂肪族エステルを含む。この脂肪族エステルは、トナー等に含まれる樹脂の少なくとも一部を溶解又は膨潤させる溶解性又は膨潤性に優れている。   The softening agent that is softened by dissolving or swelling the resin contains an aliphatic ester. This aliphatic ester is excellent in solubility or swelling property that dissolves or swells at least a part of the resin contained in the toner or the like.

また、軟化剤については、人体に対する安全性の観点から、その急性経口毒性LD50が3[g/kg]よりも大きい、更に好ましくは5[g/kg]であることが好ましい。脂肪族エステルは、化粧品原料として多用されているように、人体に対する安全性が高い。   The softening agent has an acute oral toxicity LD50 of more than 3 [g / kg], more preferably 5 [g / kg], from the viewpoint of safety to the human body. As aliphatic esters are frequently used as cosmetic raw materials, they are highly safe for the human body.

更に、記録媒体に対するトナーの定着は、密封された環境において頻繁に使用される機器で行われ、軟化剤はトナーの記録媒体への定着後にもトナー中に残留するため、記録媒体に対するトナーの定着は揮発性有機化合物(VOC)及び不快臭の発生を伴わないことが好ましい。すなわち、軟化剤は揮発性有機化合物(VOC)及び不快臭の原因となる物質を含まないことが好ましい。脂肪族エステルは、一般に汎用される有機溶剤(トルエン、キシレン、メチルエチルケトン、酢酸エチルなど)と比較して、高い沸点及び低い揮発性を有し、刺激臭を持たない。なお、オフィス環境等における臭気を高い精度で測定することができる実用的な臭気の測定尺度として、官能測定である三点比較式臭袋法による臭気指数(10×log(物質の臭気が感じられなくなるまでの物質の希釈倍率))を臭気の指標とすることができる。また、軟化剤に含まれる脂肪族エステルの臭気指数は、10以下であることが好ましい。この場合には、通常のオフィス環境では、不快臭を感じなくなる。更に、軟化剤のみならず、定着液に含まれる他の液剤も同様に、不快臭及び刺激臭を有さないことが好ましい。   Further, the toner is fixed to the recording medium in a device that is frequently used in a sealed environment, and the softener remains in the toner even after the toner is fixed to the recording medium. Preferably does not involve the generation of volatile organic compounds (VOC) and unpleasant odors. That is, the softener preferably does not contain volatile organic compounds (VOC) and substances that cause unpleasant odors. Aliphatic esters have a high boiling point and low volatility and have no irritating odor as compared to generally used organic solvents (toluene, xylene, methyl ethyl ketone, ethyl acetate, etc.). In addition, as a practical odor measurement scale that can measure odors in office environments with high accuracy, the odor index (10 × log) by the three-point comparison odor bag method that is sensory measurement The dilution factor of the substance until it disappears)) can be used as an indicator of odor. The odor index of the aliphatic ester contained in the softener is preferably 10 or less. In this case, an unpleasant odor is not felt in a normal office environment. Furthermore, it is preferable that not only the softening agent but also other liquid agents contained in the fixing solution have no unpleasant odor and irritating odor.

本実施形態における定着液において、好ましくは、上記の脂肪族エステルは、飽和脂肪族エステルを含む。上記の脂肪族エステルが、飽和脂肪族エステルを含む場合には、軟化剤の保存安定性(酸化、加水分解などに対する耐性)を向上させることができる。また、飽和脂肪族エステルは、人体に対する安全性が高く、多くの飽和脂肪族エステルは、トナーに含まれる樹脂を1秒以内で溶解又は膨潤させることができる。更に、飽和脂肪族エステルは、記録媒体に提供されたトナーの粘着感を低下させることができる。これは、飽和脂肪族エステルが、溶解又は膨潤したトナーの表面に油膜を形成するためであると考えられる。   In the fixing solution according to the exemplary embodiment, preferably, the aliphatic ester includes a saturated aliphatic ester. When the above aliphatic ester contains a saturated aliphatic ester, the storage stability (resistance to oxidation, hydrolysis, etc.) of the softener can be improved. Further, saturated aliphatic esters are highly safe for the human body, and many saturated aliphatic esters can dissolve or swell the resin contained in the toner within 1 second. Furthermore, saturated aliphatic esters can reduce the tackiness of the toner provided on the recording medium. This is considered to be because the saturated aliphatic ester forms an oil film on the surface of the dissolved or swollen toner.

よって、本実施形態における定着液において、好ましくは、上記の飽和脂肪族エステルの一般式は、 R1COOR2 で表される化合物を含み、R1は、炭素数が11以上14以下のアルキル基であり、R2は、炭素数が1以上6以下の直鎖型もしくは分岐型アルキル基である。R1及びR2の炭素数がそれぞれ所望の範囲よりも少ないと臭気が発生し、所望の範囲よりも多いと樹脂軟化能力が低下する。即ち、上記の飽和脂肪族エステルが、一般式R1COOR2で表される化合物を含み、R1は、炭素数が11以上14以下のアルキル基であり、R2は、炭素数が1以上6以下の直鎖型もしくは分岐型のアルキル基である場合には、トナーに含まれる樹脂に対する溶解性又は膨潤性を向上させることができる。また、上記の化合物の臭気指数は、10以下であり、上記の化合物は、不快臭及び刺激臭を有さない。   Therefore, in the fixing solution in the exemplary embodiment, preferably, the general formula of the saturated aliphatic ester includes a compound represented by R1COOR2, wherein R1 is an alkyl group having 11 to 14 carbon atoms, and R2 Is a linear or branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms. If the number of carbon atoms in R1 and R2 is less than the desired range, an odor is generated. That is, the saturated aliphatic ester includes a compound represented by the general formula R1COOR2, R1 is an alkyl group having 11 to 14 carbon atoms, and R2 is a straight chain having 1 to 6 carbon atoms. In the case of a type or branched type alkyl group, the solubility or swelling property with respect to the resin contained in the toner can be improved. Moreover, the odor index of said compound is 10 or less, and said compound does not have an unpleasant odor and an irritating odor.

上記の化合物である脂肪族モノカルボン酸エステルとしては、例えば、ラウリン酸エチル、ラウリン酸ヘキシル、トリデシル酸エチル、トリデシル酸イソプロピル、ミリスチン酸エチル、ミリスチン酸イソプロピル等が挙げられる。上記の化合物であるこれらの脂肪族モノカルボン酸エステルの多くは、油性溶媒に溶解するが、水には溶解しない。よって、上記の化合物である脂肪族モノカルボン酸エステルの多くについては、水性溶媒では、グリコール類を溶解助剤として定着液に含有し、溶解又はマイクロエマルジョンの形態とする。   Examples of the aliphatic monocarboxylic acid ester that is the above compound include ethyl laurate, hexyl laurate, ethyl tridecylate, isopropyl tridecylate, ethyl myristate, isopropyl myristate, and the like. Many of these aliphatic monocarboxylic acid esters, which are the above compounds, are soluble in oily solvents, but not in water. Therefore, for many of the aliphatic monocarboxylic acid esters which are the above-mentioned compounds, in an aqueous solvent, glycols are contained in the fixing solution as a solubilizing agent and are in the form of a solution or a microemulsion.

また、本実施形態における定着液において、好ましくは、上記の脂肪族エステルは、脂肪族ジカルボン酸エステルを含む。上記の脂肪族エステルが、脂肪族ジカルボン酸エステルを含む場合には、より短い時間でトナーに含まれる樹脂を溶解又は膨潤させることができる。例えば、60[ppm]程度の高速印字では、記録媒体における未定着のトナーに定着液を付与し、トナーが記録媒体に定着するまでの時間は、1秒以内であることが望ましい。上記の脂肪族エステルが、脂肪族ジカルボン酸エステルを含む場合には、記録媒体における未定着のトナー等に定着液を付与し、トナーが記録媒体に定着するのに要する時間を、0.1秒以内にすることが可能となる。更に、より少量の、軟化剤の添加によって、トナーに含まれる樹脂を溶解又は膨潤させることができるため、定着液に含まれる、軟化剤の含有量を低減することができる。   In the fixing solution of the present embodiment, preferably, the aliphatic ester includes an aliphatic dicarboxylic acid ester. When the aliphatic ester includes an aliphatic dicarboxylic acid ester, the resin contained in the toner can be dissolved or swollen in a shorter time. For example, in high-speed printing of about 60 [ppm], it is desirable that the time until the fixing liquid is applied to the unfixed toner on the recording medium and the toner is fixed on the recording medium is within 1 second. When the aliphatic ester includes an aliphatic dicarboxylic acid ester, the time required for fixing the toner on the recording medium by applying a fixing solution to the unfixed toner or the like on the recording medium is 0.1 second. It is possible to be within. Furthermore, since the resin contained in the toner can be dissolved or swollen by adding a smaller amount of the softening agent, the content of the softening agent contained in the fixing liquid can be reduced.

よって、本発明における定着液において、好ましくは、上記の脂肪族ジカルボン酸エステルの一般式は、 R3(COOR4) で表される化合物を含み、R3は、炭素数が3以上8以下のアルキレン基であり、R4は、炭素数が3以上5以下の直鎖型又は分岐型アルキル基である。R3及びR4の炭素数がそれぞれ所望の範囲よりも少ないと臭気が発生し、所望の範囲よりも多いと樹脂軟化能力が低下する。即ち、上記の脂肪族ジカルボン酸エステルが、一般式R3(COOR4)で表される化合物を含み、R3は、炭素数が3以上8以下のアルキレン基であり、R4は、炭素数が3以上5以下の直鎖型又は分岐型アルキル基である場合には、トナーに含まれる樹脂に対する溶解性又は膨潤性を向上させることができる。また、上記の化合物の臭気指数は、10以下であり、上記の化合物は、不快臭及び刺激臭を有さない。 Therefore, in the fixing solution of the present invention, preferably, the general formula of the aliphatic dicarboxylic acid ester includes a compound represented by R3 (COOR4) 2 , and R3 is an alkylene group having 3 to 8 carbon atoms. And R4 is a linear or branched alkyl group having 3 to 5 carbon atoms. If the number of carbon atoms in R3 and R4 is less than the desired range, odor is generated, and if it is greater than the desired range, the resin softening ability decreases. That is, the aliphatic dicarboxylic acid ester includes a compound represented by the general formula R3 (COOR4) 2 , R3 is an alkylene group having 3 to 8 carbon atoms, and R4 has 3 or more carbon atoms. In the case of a linear or branched alkyl group of 5 or less, the solubility or swelling property with respect to the resin contained in the toner can be improved. Moreover, the odor index of said compound is 10 or less, and said compound does not have an unpleasant odor and an irritating odor.

上記の化合物である脂肪族ジカルボン酸エステルとしては、例えば、コハク酸2エチルヘキシル、アジピン酸ジブチル、アジピン酸ジイソブチル、アジピン酸ジイソプロピル、アジピン酸ジイソデシル、セバシン酸ジエチル、セバシン酸ジブチル等が挙げられる。上記の化合物であるこれらの脂肪族ジカルボン酸エステルの多くは、油性溶媒に溶解するが、水には溶解しない。よって、水性溶媒では、グリコール類を溶解助剤として定着液に含有し、溶解又はマイクロエマルジョンの形態とする。   Examples of the aliphatic dicarboxylic acid ester that is the above compound include diethylhexyl succinate, dibutyl adipate, diisobutyl adipate, diisopropyl adipate, diisodecyl adipate, diethyl sebacate, and dibutyl sebacate. Many of these aliphatic dicarboxylic acid esters, which are the above compounds, are soluble in oily solvents, but not in water. Therefore, in an aqueous solvent, glycols are contained in the fixing solution as a dissolution aid and are in the form of a solution or microemulsion.

更に、本実施形態における定着液において、好ましくは上記の脂肪族エステルは、脂肪族ジカルボン酸ジアルコキシアルキルを含む。上記の脂肪族エステルが、脂肪族ジカルボン酸ジアルコキシアルキルを含む場合には、記録媒体に対するトナーの定着性を向上させることができる。   Further, in the fixing solution in the present embodiment, the aliphatic ester preferably contains a dialkoxyalkyl aliphatic dicarboxylate. When the above aliphatic ester contains an aliphatic dicarboxylic acid dialkoxyalkyl, the fixing property of the toner to the recording medium can be improved.

本実施形態における定着液において、好ましくは、上記の脂肪族ジカルボン酸ジアルコキシアルキルの一般式は、 R5(COOR6−O−R7)で表される化合物を含み、R5は、炭素数が2以上8以下のアルキレン基であり、R6は、炭素数が2以上4以下のアルキレン基であり、R7は、炭素数が1以上4以下のアルキル基である。R5、R6及びR7の炭素数がそれぞれ所望の範囲よりも少ないと臭気が発生し、所望の範囲よりも多いと樹脂軟化能力が低下する。即ち、上記の脂肪族ジカルボン酸ジアルコキシアルキルは、一般式R5(COOR6−O−R7)で表される化合物を含み、R5は、炭素数が2以上8以下のアルキレン基であり、R6は、炭素数が2以上4以下のアルキレン基であり、R7は、炭素数が1以上4以下のアルキル基である場合には、トナーに含まれる樹脂に対する溶解性又は膨潤性を向上させることができる。また、上記の化合物の臭気指数は、10以下であり、上記の化合物は、不快臭及び刺激臭を有さない。 In the fixing solution in the present embodiment, preferably, the general formula of the aliphatic dicarboxylic acid dialkoxyalkyl includes a compound represented by R5 (COOR6-O-R7) 2 , and R5 has 2 or more carbon atoms. An alkylene group having 8 or less, R6 is an alkylene group having 2 to 4 carbon atoms, and R7 is an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. If the number of carbon atoms in R5, R6, and R7 is less than the desired range, odor is generated, and if it is greater than the desired range, the resin softening ability decreases. That is, the above-mentioned aliphatic dicarboxylate dialkoxyalkyl includes a compound represented by the general formula R5 (COOR6-O-R7) 2 , wherein R5 is an alkylene group having 2 to 8 carbon atoms, and R6 is In the case where it is an alkylene group having 2 to 4 carbon atoms and R7 is an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, it is possible to improve the solubility or swelling property with respect to the resin contained in the toner. . Moreover, the odor index of said compound is 10 or less, and said compound does not have an unpleasant odor and an irritating odor.

上記の化合物である脂肪族ジカルボン酸ジアルコキシアルキルとしては、例えば、コハク酸ジエトキシエチル、コハク酸ジブトキシエチル、アジピン酸ジエトキシエチル、アジピン酸ジブトキシエチル、セバシン酸ジエトキシエチル等が挙げられる。これらの脂肪族ジカルボン酸ジアルコキシアルキルを水性溶媒では、グリコール類を溶解助剤として定着液に含有し、溶解又はマイクロエマルジョンの形態とする。また、脂肪酸エステルではないが、クエン酸エステルや炭酸エチレンや炭酸プロピレンも軟化もしくは膨潤剤として適する。   Examples of the aliphatic dicarboxylate dialkoxyalkyl which is the above compound include diethoxyethyl succinate, dibutoxyethyl succinate, diethoxyethyl adipate, dibutoxyethyl adipate, diethoxyethyl sebacate and the like. . In an aqueous solvent, these aliphatic dicarboxylic acid dialkoxyalkyls are contained in the fixing solution as a solubilizing agent, and dissolved or microemulsified. Although not fatty acid esters, citrate esters, ethylene carbonate, and propylene carbonate are also suitable as softening or swelling agents.

なお、定着の対象となる樹脂を含有する微粒子は、トナーに限定されず、樹脂を含有する微粒子であれば何れでもよい。例えば、導電性部材を含有した樹脂含有微粒子でもよい。また、記録媒体は、記録紙に限定されず、金属、樹脂、セラミックス等何れでもよい。但し、媒体は定着液に対し浸透性を有することが望ましく、媒体基板が液浸透性を持たない場合は、基板上に液浸透層を有する媒体が望ましい。記録媒体の形態もシート状に限定されず、平面及び曲面を有する立体物でもよい。例えば、紙のごとき媒体に透明樹脂微粒子を均一に定着させ紙面を保護する(所謂、ニスコート)用途においても、本実施形態は適用できる。   The fine particles containing the resin to be fixed are not limited to toner, and any fine particles containing resin may be used. For example, resin-containing fine particles containing a conductive member may be used. Further, the recording medium is not limited to recording paper, and any of metal, resin, ceramics and the like may be used. However, it is desirable that the medium has permeability to the fixing solution. When the medium substrate does not have liquid permeability, a medium having a liquid-permeable layer on the substrate is desirable. The form of the recording medium is not limited to a sheet shape, and may be a three-dimensional object having a flat surface and a curved surface. For example, the present embodiment can also be applied to applications in which transparent resin fine particles are uniformly fixed on a medium such as paper to protect the paper surface (so-called varnish coating).

上記の樹脂を含有する微粒子のうち、電子写真プロセスで用いるトナーは、本実施形態の定着液との組合せにおいて最も定着への効果が高い。トナーは、色剤と帯電制御剤と結着樹脂や離型剤などのような樹脂を含む。トナーに含まれる樹脂は、特に限定されないが、好適な結着樹脂としては、ポリスチレン樹脂、スチレン−アクリル共重合体樹脂、ポリエステル樹脂などが挙げられ、離型剤としては、例えばカルバナウワックスやポリエチレンなどのワックス成分などが挙げられる。トナーは、結着樹脂の他に、公知の着色剤、電荷制御剤、流動性付与剤、外添剤などを含んでもよい。また、トナーは、メチル基を有する疎水性シリカ及び疎水性酸化チタンのような疎水性微粒子をトナーの粒子の表面に固着させることによって、撥水性処理されていることが好ましい。媒体のうち、記録媒体は、特に限定されず、例えば、紙、布、及び液体透過層を有するOHP用シートのようなプラスチックフィルムなどが挙げられる。本発明における油性とは、室温(20℃)における水に対する溶解度が、0.1重量%以下である性質を意味する。   Among the fine particles containing the resin, the toner used in the electrophotographic process has the highest fixing effect in combination with the fixing liquid of the present embodiment. The toner contains a colorant, a charge control agent, and a resin such as a binder resin and a release agent. The resin contained in the toner is not particularly limited. Examples of suitable binder resins include polystyrene resins, styrene-acrylic copolymer resins, polyester resins, and the like, and examples of the release agent include carbanau wax and polyethylene. And wax components. The toner may contain a known colorant, charge control agent, fluidity-imparting agent, external additive and the like in addition to the binder resin. Further, the toner is preferably subjected to a water repellency treatment by fixing hydrophobic fine particles such as hydrophobic silica having a methyl group and hydrophobic titanium oxide to the surface of the toner particles. Among the media, the recording medium is not particularly limited, and examples thereof include paper, cloth, and a plastic film such as an OHP sheet having a liquid permeable layer. The oiliness in the present invention means a property that the solubility in water at room temperature (20 ° C.) is 0.1% by weight or less.

また、泡状となった定着液は、好ましくは、撥水性処理されたトナーの粒子に対して、十分な親和性を有することが望ましい。ここで、親和性とは、液体が固体に接触したときに、固体の表面に対する液体の拡張濡れの程度を意味する。すなわち、泡状となった定着液は、撥水性処理されたトナーに対して十分な濡れ性を示すことが好ましい。疎水性シリカ及び疎水性酸化チタンのような疎水性微粒子で撥水性処理されたトナーの表面は、疎水性シリカ及び疎水性酸化チタンの表面に存在するメチル基によって覆われており、おおよそ20[mN/m]程度の表面エネルギーを有する。現実には撥水性処理されたトナーの表面の全面が疎水性微粒子によって完全に覆われてはいないため、撥水性処理されたトナーの表面エネルギーは、おおよそ、20〜30[mN/m]であると推測される。よって、撥水性トナーに対して親和性を有する(十分な濡れ性を有する)ためには、泡状となった定着液の表面張力は、20〜30[mN/m]であることが好ましい。   Further, it is preferable that the foamed fixing solution has sufficient affinity for the water-repellent treated toner particles. Here, affinity means the degree of extended wetting of the liquid with respect to the surface of the solid when the liquid comes into contact with the solid. That is, it is preferable that the foamed fixing solution exhibits sufficient wettability with respect to the water-repellent treated toner. The surface of the toner subjected to water repellency treatment with hydrophobic fine particles such as hydrophobic silica and hydrophobic titanium oxide is covered with methyl groups present on the surface of hydrophobic silica and hydrophobic titanium oxide, and is approximately 20 [mN / M] surface energy. Actually, since the entire surface of the water-repellent treated toner is not completely covered with hydrophobic fine particles, the surface energy of the water-repellent treated toner is approximately 20 to 30 [mN / m]. It is guessed. Therefore, in order to have an affinity for the water-repellent toner (having sufficient wettability), the surface tension of the foamed fixing solution is preferably 20 to 30 [mN / m].

水性溶媒を用いる場合、界面活性剤を添加することで、表面張力を20〜30[mN/m]とすることが好ましい。また、水性溶媒の場合、単価もしくは多価アルコールを含有していることが望ましい。これらの材料は、泡状の定着液における気泡の安定性を高め、破泡しにくくする利点を有する。例えばセタノールなどの単価アルコールや、グリセンリン、プロピレングリコール、1,3ブチレングリコールなどの多価アルコールが望ましい。また、これらの単価又は多価のアルコール類を含有することで紙等の媒体のカール防止に効果を有する。   When using an aqueous solvent, it is preferable to add a surfactant to make the surface tension 20-30 [mN / m]. In the case of an aqueous solvent, it is desirable to contain a unit price or a polyhydric alcohol. These materials have the advantage of increasing the stability of bubbles in the foam-like fixing solution and making it difficult to break the bubbles. For example, monohydric alcohols such as cetanol, and polyhydric alcohols such as glycerin, propylene glycol, and 1,3 butylene glycol are desirable. Further, containing these unit price or polyhydric alcohols has an effect of preventing curling of a medium such as paper.

また、定着液中に浸透性改善や紙等媒体のカール防止のために油性成分を含有してO/WエマルジョンやW/Oエマルジョンを形成する構成も望ましく、その場合、具体的な分散剤としては、ソルビタンモノオレエートやソルビタンモノステレートやソルビタンセスキオレートなどのソルビタン脂肪酸エステルやショ糖ラウリン酸エステルやショ糖ステアリン酸エステルなどのショ糖エステルなどが望ましい。なお、定着中での軟化剤を溶解もしくはマイクロエマルジョン分散させるため方法としては、例えば、回転羽根によるホモミキサーやホモジナイザーのような機械的に攪拌する手段、及び超音波ホモジナイザーのような振動を与える手段が挙げられる。いずれにしても、強いせん断応力を定着液中の軟化剤に加えることで溶解もしくはマイクロエマルジョン分散させる。   In addition, it is also desirable to form an O / W emulsion or a W / O emulsion containing an oil component in order to improve permeability and prevent curling of a medium such as paper, in which case, as a specific dispersant Are preferably sorbitan fatty acid esters such as sorbitan monooleate, sorbitan monosterate and sorbitan sesquioleate, and sucrose esters such as sucrose laurate and sucrose stearate. In addition, as a method for dissolving the softening agent or fixing the microemulsion during fixing, for example, a mechanical stirring means such as a homomixer or a homogenizer using a rotary blade, and a means for applying vibration such as an ultrasonic homogenizer Is mentioned. In any case, a strong shear stress is added to the softener in the fixing solution to dissolve or disperse the microemulsion.

また、トナーの定着装置は、本実施形態における定着液をトナーに供給した後、トナーに含まれる樹脂の少なくとも一部を溶解又は膨潤させる部剤(軟化剤)によって溶解又は膨潤したトナーを加圧する、一対の平滑化ローラ(ハードローラ)を有してもよい。一対の平滑化ローラ(ハードローラ)によって、溶解又は膨潤したトナーを加圧することによって、溶解又は膨潤したトナーの層の表面を平滑化して、トナーに光沢を付与することが可能となる。更に、記録媒体内へ溶解又は膨潤したトナーを押し込むことによって、記録媒体に対するトナーの定着性を向上させることができる。   Further, the toner fixing device pressurizes the dissolved or swollen toner with a component (softener) that dissolves or swells at least a part of the resin contained in the toner after supplying the fixing liquid in the present embodiment to the toner. A pair of smoothing rollers (hard rollers) may be provided. By pressurizing the dissolved or swollen toner with a pair of smoothing rollers (hard rollers), the surface of the layer of the dissolved or swollen toner can be smoothed to give gloss to the toner. Furthermore, by fixing the dissolved or swollen toner into the recording medium, the fixability of the toner to the recording medium can be improved.

次に、定着液の具体的な処方の例を以下に示す。
希釈溶媒:イオン交換水 53wt%
軟化剤:コハク酸ジエトキシエチル(クローダ社 クローダDES)
10wt%
炭酸プロピレン 20wt%
増粘剤:プロピレングリコール 10wt%
増泡剤:ヤシ脂肪酸ジエタノールアミド(1:1)型(松本油脂 マーポンMM)
0.5wt%
起泡剤:パルミチン酸アミン 2.5wt%
ミリスチン酸アミン 1.5wt%
ステアリン酸アミン 0.5wt%
分散剤:POE(20)ラウリルソルビタン(花王 レオドールTW−S120V)
1wt%
ポリエチレングリコールモノステアレート(花王 エマノーン3199)
1wt%
Next, examples of specific prescriptions of the fixing solution are shown below.
Diluting solvent: 53% by weight of ion exchange water
Softener: Diethoxyethyl succinate (Croda Croda DES)
10 wt%
Propylene carbonate 20wt%
Thickener: Propylene glycol 10wt%
Foam enhancer: Palm fatty acid diethanolamide (1: 1) type (Matsumoto Yushi, Marpon MM)
0.5wt%
Foaming agent: amine palmitate 2.5 wt%
Amristyl myristate 1.5wt%
Amine stearate 0.5wt%
Dispersant: POE (20) lauryl sorbitan (Kao Leodol TW-S120V)
1wt%
Polyethylene glycol monostearate (Kao Emanon 3199)
1wt%

以上説明したように、本実施形態によれば、図5に示すように、未定着トナーを記録媒体に転写する前の記録媒体114にコロナ放電電極51によるコロナ放電処理が施されることで、記録媒体114の表面上に極性基が生成される。そして、この極性基と定着液の水分とが化学的に結合しやすくなるため記録媒体114の親水性が向上する。これにより、泡状定着液が記録媒体114に浸透しやすくなってトナーを十分軟化することができトナーが記録媒体と接着しやすくなる。そして、定着処理に必要な液量の定着液を未定着トナーに塗布することだけで十分な軟化処理を行うことができる。このため、必要以上の液量の泡状定着液を塗布することがなくなり、泡状定着液の無駄を減らすことができ、かつ十分な定着性を確保できる。   As described above, according to the present embodiment, as shown in FIG. 5, the recording medium 114 before the unfixed toner is transferred to the recording medium is subjected to the corona discharge treatment by the corona discharge electrode 51. Polar groups are generated on the surface of the recording medium 114. Further, the hydrophilicity of the recording medium 114 is improved because the polar group and the water of the fixing solution are easily bonded chemically. As a result, the foam-like fixing liquid easily penetrates into the recording medium 114 and the toner can be sufficiently softened, and the toner can easily adhere to the recording medium. Then, a sufficient softening process can be performed by simply applying an amount of the fixing liquid necessary for the fixing process to the unfixed toner. For this reason, it is no longer necessary to apply an excessive amount of the foam-like fixing solution, the waste of the foam-like fixing solution can be reduced, and sufficient fixability can be ensured.

また、本実施形態によれば、極性基生成部2を構成するコロナ放電電極51と対向電極53との間に存在する記録媒体114に、コロナ放電を行う。このように極性基生成部2によってコロナ放電を実行するときは記録媒体114がコロナ放電電極51と対向電極53との間に存在するときのみである。これにより、記録媒体114がコロナ放電電極51と対向電極53との間に存在しないときはコロナ放電を行わないため、コロナ放電に伴う電力消費を抑え、装置全体から鑑みれば低消費電力化を図ることができる。   Further, according to the present embodiment, corona discharge is performed on the recording medium 114 existing between the corona discharge electrode 51 and the counter electrode 53 constituting the polar group generation unit 2. As described above, the corona discharge is performed by the polar group generation unit 2 only when the recording medium 114 exists between the corona discharge electrode 51 and the counter electrode 53. Thereby, when the recording medium 114 does not exist between the corona discharge electrode 51 and the counter electrode 53, corona discharge is not performed, so that power consumption associated with corona discharge is suppressed, and low power consumption is achieved in view of the entire apparatus. be able to.

更に、本実施形態によれば、図5に示すように記録媒体114の搬送路における湾曲箇所にてコロナ放電を実行することで、記録媒体上に均一なコロナ放電処理が可能となって記録媒体の表面に均等に極性基を生成することができる。これにより、記録媒体の親水性を均一に向上させることができる。   Furthermore, according to the present embodiment, as shown in FIG. 5, by performing corona discharge at a curved portion in the conveyance path of the recording medium 114, a uniform corona discharge treatment can be performed on the recording medium. The polar group can be evenly formed on the surface of the substrate. Thereby, the hydrophilicity of the recording medium can be improved uniformly.

また、本実施形態によれば、対向電極53は搬送される媒体を搬送路に従って案内し、かつ接地された導電性、例えば金属のガイド部材であるため、ガイド部材に沿った媒体にコロナ放電を実行することで、均一なコロナ放電処理が可能となって媒体の親水性を均一に向上させることができる。   In addition, according to the present embodiment, the counter electrode 53 is a conductive guide, for example, a metal guide member that guides the medium to be transported along the transport path, and thus corona discharge is applied to the medium along the guide member. By performing this, a uniform corona discharge treatment is possible and the hydrophilicity of the medium can be improved uniformly.

更に、本実施形態によれば、コロナ放電設定値記憶手段には媒体の種類別に対するコロナ放電設定値を記憶しておく。そして、記録媒体の種別に対応するコロナ放電設定値をコロナ放電設定値記憶手段から読み出す。読み出したコロナ放電設定値で当該記録媒体に対してコロナ放電を実行する。種々の記録媒体に応じた適切なコロナ放電設定値でコロナ放電を実行してバラツキのない安定した親水性を記録媒体に与えることができる。   Further, according to the present embodiment, the corona discharge set value storage means stores the corona discharge set value for each medium type. Then, the corona discharge set value corresponding to the type of the recording medium is read from the corona discharge set value storage means. Corona discharge is performed on the recording medium with the read corona discharge setting value. Corona discharge can be performed with an appropriate corona discharge setting value according to various recording media to give the recording medium stable hydrophilicity without variation.

また、本実施形態によれば、上記媒体の表面に紫外線を照射することで、記録媒体114の表面上に極性基が生成される。記録媒体114の親水性が向上する。これにより、泡状定着液が記録媒体114に浸透しやすくなってトナーを十分軟化することができトナーが記録媒体と接着しやすくなる。   In addition, according to the present embodiment, polar groups are generated on the surface of the recording medium 114 by irradiating the surface of the medium with ultraviolet rays. The hydrophilicity of the recording medium 114 is improved. As a result, the foam-like fixing liquid easily penetrates into the recording medium 114 and the toner can be sufficiently softened, and the toner can easily adhere to the recording medium.

また、本実施形態の定着装置を具備する画像形成装置において、未定着トナーを記録媒体に転写する前に、当該記録媒体にコロナ放電処理を施して記録媒体の親水性を向上させることで、当該記録媒体上に形成された未定着トナーに泡状定着液を塗布する。このため、記録媒体の親水性が向上すると定着液が浸透しやすくなり、軟化したトナーとの接着性も向上する。無駄な泡状定着液を減らしながら、十分な定着性を確保できる。   Further, in the image forming apparatus including the fixing device of the present embodiment, before transferring the unfixed toner to the recording medium, the recording medium is subjected to corona discharge treatment to improve the hydrophilicity of the recording medium. A foamy fixing solution is applied to the unfixed toner formed on the recording medium. For this reason, when the hydrophilicity of the recording medium is improved, the fixing solution can easily penetrate and the adhesiveness with the softened toner is also improved. Sufficient fixability can be secured while reducing useless foamy fixer.

1 定着装置
2 極性基生成部
51 コロナ放電電極
52 コロナ放電制御部
53 高周波電源
54 対向電極
100 画像形成装置
114 記録媒体
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Fixing device 2 Polar group production | generation part 51 Corona discharge electrode 52 Corona discharge control part 53 High frequency power supply 54 Counter electrode 100 Image forming apparatus 114 Recording medium

特許第3290513号公報Japanese Patent No. 3290513 特許第4185742号公報Japanese Patent No. 4185742 特開昭59−119364号公報JP 59-119364 A 特開2009−008967号公報JP 2009-008967 A

石井淑夫著,「泡のエンジニアリング」初版,株式会社テクノシステム,2005年3月25日発行,P.489Ishii Ikuo, “Engineering of Bubbles”, first edition, Techno System Co., Ltd., published on March 25, 2005, p. 489

Claims (8)

樹脂の少なくとも一部を溶解又は膨潤させることで樹脂を含有する微粒子を軟化させる軟化剤を少なくとも含有した液状定着液に気体を混合させて生成した泡状定着液を媒体上の樹脂微粒子層に塗布して、該樹脂微粒子層を媒体に定着する定着装置において、
上記媒体の表面に極性基を生成する極性基生成手段を有し、上記極性基生成手段により上記媒体の表面に上記極性基を生成した上記媒体上に形成された上記樹脂微粒子層に上記泡状定着液を塗布することを特徴とする定着装置。
Apply a foamy fixer produced by mixing a gas to a liquid fixer containing at least a softening agent that softens resin-containing fine particles by dissolving or swelling at least part of the resin. In the fixing device for fixing the resin fine particle layer to the medium,
The resin fine particle layer formed on the medium has polar group generating means for generating a polar group on the surface of the medium, and the polar group generating means generates the polar group on the surface of the medium. A fixing device that applies a fixing solution.
請求項1記載の定着装置において、
上記極性基生成手段は、上記媒体にコロナ放電を行うコロナ放電電極と、該コロナ放電電極に対向する対向電極とを備えていることを特徴とする定着装置。
The fixing device according to claim 1.
The fixing device according to claim 1, wherein the polar group generation unit includes a corona discharge electrode for performing corona discharge on the medium, and a counter electrode facing the corona discharge electrode.
請求項2記載の定着装置において、
上記極性基生成手段によってコロナ放電を実行して上記媒体の表面に極性基を生成するときは、上記媒体が上記コロナ放電電極と上記対向電極との間に存在するときのみであることを特徴とする定着装置。
The fixing device according to claim 2.
The polar group generating means performs corona discharge to generate a polar group on the surface of the medium, only when the medium exists between the corona discharge electrode and the counter electrode. Fixing device to do.
請求項2又は3に記載の定着装置において、
上記コロナ放電電極と上記対向電極は、上記媒体が上記媒体の搬送方向側に湾曲する箇所に設置されていることを特徴とする定着装置。
The fixing device according to claim 2 or 3,
The fixing device according to claim 1, wherein the corona discharge electrode and the counter electrode are installed at a location where the medium is curved toward the conveyance direction of the medium.
請求項4記載の定着装置において、
上記対向電極は、搬送される上記媒体を搬送路に従って案内し、かつ接地された導電性のガイド部材であることを特徴とする定着装置。
The fixing device according to claim 4.
The fixing device, wherein the counter electrode is a conductive guide member that guides the medium to be conveyed along a conveyance path and is grounded.
請求項2〜5のいずれか1項に記載の定着装置において、
上記媒体の種類別のコロナ放電設定値を記憶するコロナ放電設定値記憶手段を有し、上記媒体の種別に対応する上記コロナ放電設定値を上記コロナ放電設定値記憶手段から読み出し、読み出した上記コロナ放電設定値で当該媒体にコロナ放電を行うことを特徴とする定着装置。
In the fixing device according to any one of claims 2 to 5,
Corona discharge setting value storage means for storing corona discharge setting values for each type of medium, and reading the corona discharge setting values corresponding to the medium type from the corona discharge setting value storage means. A fixing device that performs corona discharge on the medium with a discharge setting value.
請求項1記載の定着装置において、
上記極性基生成手段は、上記媒体の表面に紫外線を照射する紫外線照射手段を備えていることを特徴とする定着装置。
The fixing device according to claim 1.
The fixing device according to claim 1, wherein the polar group generation unit includes an ultraviolet irradiation unit that irradiates the surface of the medium with ultraviolet rays.
樹脂含有微粒子が色剤を含有したトナーで静電記録プロセスを行い媒体上に未定着トナー画像を形成する画像形成手段と、請求項1〜7のいずれか1項に記載の定着装置により上記未定着トナー画像を媒体に定着させる定着手段とを具備することを特徴とする画像形成装置。   8. An image forming unit that forms an unfixed toner image on a medium by performing an electrostatic recording process with toner in which resin-containing fine particles contain a colorant, and the undetermined state by the fixing device according to claim 1. An image forming apparatus comprising: a fixing unit that fixes a toner image onto a medium.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10177271A (en) * 1996-12-16 1998-06-30 Ricoh Co Ltd Paper-surface reforming device and image forming device using the device
JP2010128214A (en) * 2008-11-27 2010-06-10 Ricoh Co Ltd Fixing device, image forming apparatus and fixing method

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10177271A (en) * 1996-12-16 1998-06-30 Ricoh Co Ltd Paper-surface reforming device and image forming device using the device
JP2010128214A (en) * 2008-11-27 2010-06-10 Ricoh Co Ltd Fixing device, image forming apparatus and fixing method

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016035541A (en) * 2014-08-04 2016-03-17 株式会社リコー Surface processing device and electrophotographic device

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