JP2012003115A - Defoaming, fixing and imaging device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、トナー等の樹脂成分の少なくとも一部を溶解または膨潤させて記録媒体上に定着させる定着液の液中に気泡が分散した泡状定着液を破泡させ、液状定着液とする消泡装置、並びに、これを備えた定着装置及び画像形成装置に関するものである。 The present invention is an erasing method in which at least part of a resin component such as toner is dissolved or swollen to break up a foamy fixing solution in which bubbles are dispersed in a fixing solution that is fixed on a recording medium, thereby forming a liquid fixing solution. The present invention relates to a foam device, and a fixing device and an image forming apparatus including the foam device.
プリンタ、ファクシミリ及び複写装置のような画像形成装置は、紙、布、及びOHP用シートのような記録媒体に、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。画像形成装置には種々の方式があるが、電子写真方式の画像形成装置が普通紙に高精細な画像を高速で形成することができる点から広くオフィスで使用されている。この電子写真方式の画像形成装置では、定着速度、定着画像品質等の点から記録媒体上のトナーを加熱して軟化あるいは溶融させ、軟化等させたトナーを加圧することによって、トナーを記録媒体上に定着させる熱定着方式が広く普及している。この熱定着方式は、高い定着速度及び高い定着画像品質を提供することができるため、好適に用いられている。 Image forming apparatuses such as printers, facsimile machines, and copying machines are apparatuses that form images including characters and symbols on recording media such as paper, cloth, and OHP sheets based on image information. There are various types of image forming apparatuses, and electrophotographic image forming apparatuses are widely used in offices because they can form high-definition images on plain paper at high speed. In this electrophotographic image forming apparatus, the toner on the recording medium is heated and softened or melted from the viewpoint of fixing speed, fixed image quality, etc., and the softened toner is pressed to apply the toner onto the recording medium. The heat fixing method for fixing to the surface is widely spread. This thermal fixing method is suitably used because it can provide a high fixing speed and high fixed image quality.
しかし、このような熱定着方式を採用した定着装置を備えた電子写真方式の画像形成装置における消費電力の半分以上は、定着装置でトナーを加熱するために消費されている。一方、近年における環境問題対策の観点からは、低消費電力(省エネルギー)の画像形成装置が望まれている。そこで、従来の画像形成装置における消費電力の半分以上を消費する定着装置での省エネルギー化が求められている。従来の熱定着方式の定着装置では加熱処理に多くの電力を消費していたため、トナーを定着するためにトナーを加熱する温度を今までよりも極端に低下させる定着方式、または、トナーを加熱することを必要としない定着方式が望まれている。特に、トナーを加熱することなくトナーを記録媒体に定着させる非加熱定着方式が低消費電力の点で理想的である。
このような非加熱定着方式としては、トナーの樹脂成分の少なくとも一部を溶解または膨潤させることでトナーを軟化させる軟化剤を含有する定着液を記録媒体表面上のトナー像に付与してトナー像を定着させる湿式定着方式が知られている(例えば、特許文献1〜特許文献4に記載の定着装置で用いる定着方式)。このように、湿式定着方式の定着装置ではトナーを軟化させるために加熱処理を行う必要がないため、熱定着方式に比べて省エネルギー化を実現することができる。
However, more than half of the power consumption in the electrophotographic image forming apparatus including the fixing device adopting such a heat fixing method is consumed for heating the toner in the fixing device. On the other hand, from the viewpoint of measures against environmental problems in recent years, an image forming apparatus with low power consumption (energy saving) is desired. Therefore, there is a demand for energy saving in the fixing device that consumes more than half of the power consumption in the conventional image forming apparatus. The conventional heat fixing type fixing device consumes a lot of electric power for the heat treatment, so the fixing method for heating the toner to fix the toner is extremely lower than before, or the toner is heated. A fixing method that does not require this is desired. In particular, a non-heat fixing method in which toner is fixed on a recording medium without heating the toner is ideal in terms of low power consumption.
In such a non-heat fixing method, a toner image is formed by applying a fixing solution containing a softening agent that softens the toner by dissolving or swelling at least a part of the resin component of the toner to the toner image on the surface of the recording medium. There is known a wet fixing method for fixing a toner (for example, a fixing method used in a fixing device described in Patent Documents 1 to 4). As described above, the wet fixing type fixing device does not need to perform heat treatment to soften the toner, so that energy saving can be realized as compared with the thermal fixing method.
特許文献1〜特許文献3の何れの特許文献に記載の定着装置も、接触型の定着液付与手段である塗布ローラを用いて定着液を液状のまま記録媒体に塗布することで、定着液を記録媒体上の未定着トナー像に付与する構成である。このような液状の定着液をトナー像に塗布して定着を行う構成では、記録媒体上のトナー像への定着液の微量塗布と塗布ローラへのトナーオフセット防止を両立させることが極めて難しいという問題があった。以下、この問題について説明する。 In any of the fixing devices described in Patent Documents 1 to 3, the fixing liquid is applied to the recording medium in a liquid state by using a coating roller that is a contact-type fixing liquid application unit. In this configuration, the toner image is applied to an unfixed toner image on the recording medium. In a configuration in which such a liquid fixing solution is applied to a toner image for fixing, it is extremely difficult to achieve both the application of a small amount of the fixing solution to the toner image on the recording medium and the prevention of toner offset to the application roller. was there. Hereinafter, this problem will be described.
塗布ローラを用いて記録媒体上の未定着トナー像へ定着液を塗布する構成において、定着液を記録媒体に微量付与するために、塗布ローラ上の定着液の層の厚みが未定着トナー像の層よりも薄くした場合、次のような問題が生じることがあった。塗布ローラの表面が記録媒体と接触した後、塗布ローラの表面が記録媒体から剥離する位置で、記録媒体に付与されず塗布ローラ表面に残った定着液の液膜によって生じる表面張力で記録媒体上のトナー層のトナー粒子が引っ張られてしまう。これにより、塗布ローラの表面にオフセットしたトナー粒子が付着し、塗布ローラと剥離した後の記録媒体上のトナー像が大幅に乱れてしまう。 In the configuration in which the fixing liquid is applied to the unfixed toner image on the recording medium using the application roller, the thickness of the fixing liquid layer on the application roller is set to When it was made thinner than the layer, the following problem sometimes occurred. After the surface of the coating roller comes into contact with the recording medium, the surface of the coating roller peels from the recording medium, and the surface tension generated by the liquid film of the fixing liquid not applied to the recording medium and remaining on the surface of the coating roller The toner particles in the toner layer are pulled. As a result, offset toner particles adhere to the surface of the coating roller, and the toner image on the recording medium after peeling off from the coating roller is greatly disturbed.
逆に、塗布ローラ上の定着液の層の厚みを未定着トナー層よりも十分厚くすると、塗布ローラが記録媒体から剥離する位置では、液量が多いため塗布ローラの表面の液膜による表面張力が記録媒体上のトナー層のトナー粒子に作用しにくくなる。これにより、塗布ローラ側にトナーが付着しにくくなる。しかし、記録媒体の表面に多量の定着液が塗布されるため、記録媒体上で過剰な定着液により定着液の拡散にともないトナー粒子が流れ画質劣化を生じたり、定着液の乾燥時間が長くなり定着応答性に問題が生じたりしてしまう。また、記録媒体に著しい残液感(紙を手で触れたときの湿った感触)が発生する。また、定着液が水を含有するものであると、紙等のセルロースを含有する記録媒体への定着液の塗布量が多い場合、紙等の記録媒体が著しくカールし、画像形成装置などの装置内における記録媒体搬送時に紙詰まりが発生の恐れがある。 Conversely, if the thickness of the fixing liquid layer on the application roller is sufficiently thicker than the unfixed toner layer, the surface tension of the application roller surface due to the liquid film is large because the amount of liquid is large at the position where the application roller peels off the recording medium. Is less likely to act on the toner particles of the toner layer on the recording medium. This makes it difficult for toner to adhere to the application roller side. However, since a large amount of the fixing solution is applied to the surface of the recording medium, toner particles flow due to the diffusion of the fixing solution due to the excessive fixing solution on the recording medium, and the image quality deteriorates or the drying time of the fixing solution becomes long. A problem may occur in the fixing response. In addition, a remarkable residual liquid feeling (a wet feeling when touching paper) is generated on the recording medium. In addition, when the fixing solution contains water, when the amount of the fixing solution applied to the recording medium containing cellulose such as paper is large, the recording medium such as paper curls remarkably, and the image forming apparatus or the like There is a risk of paper jams when the recording medium is transported inside.
このように、塗布ローラを用いて液状の定着液を塗布する構成では、定着液の塗布量が多すぎると、トナー粒子が流されることによる画質劣化、定着液の乾燥時間が長くなることによる定着応答性の低下、記録媒体によっては紙詰まりが発生しやすくなる、といった問題が生じる。一方、これらの問題を防止するために液状の定着液を微量塗布する構成とすると、上述したように塗布ローラの表面にトナー粒子がオフセットしてしまう。
よって、塗布ローラを用いて液状の定着液を塗布する構成では、定着応答性向上、残液感低減及びカール防止のために記録媒体上のトナー層に定着液を微量塗布することと、塗布ローラに対するトナーオフセットを防止することとを両立することが極めて難しい。
As described above, in the configuration in which the liquid fixing solution is applied using the application roller, if the amount of the fixing solution applied is too large, the image quality is deteriorated due to the flow of toner particles, and the fixing time is increased due to the longer drying time of the fixing solution. There arises a problem that the responsiveness is lowered and a paper jam is likely to occur depending on the recording medium. On the other hand, when a small amount of liquid fixer is applied in order to prevent these problems, the toner particles are offset on the surface of the application roller as described above.
Therefore, in the configuration in which the liquid fixing liquid is applied using the application roller, a small amount of the fixing liquid is applied to the toner layer on the recording medium in order to improve the fixing response, reduce the residual liquid feeling, and prevent curling, and the application roller. It is extremely difficult to achieve both the prevention of toner offset against the toner.
定着液の微量塗布とトナーオフセットの防止とを両立することができる定着方式として、特許文献4には、定着液を液中に気泡が分散した泡状定着液とし、この泡状定着液を記録媒体上のトナー像に塗布する構成が記載されている。このように、定着液を泡状とすることにより定着液の嵩密度を下げることが出来るため、従来よりも少量の定着液で塗布ローラ表面上の定着液の膜厚を厚くすることが出来、液体の表面張力の記録媒体上のトナー粒子に対する影響を軽減することができる。また、少量の定着液であるため、記録媒体上の残液感を抑制することが出来、泡状定着液は液状の定着液よりも流れ難いため、定着液によってトナー粒子が流されることによる画像劣化も防止することができる。よって、特許文献4のように泡状定着液を用いて定着を行うことにより、従来よりも少量の定着液塗布量でトナー画像を乱すことなく定着することができる。 As a fixing method capable of satisfying both the application of a small amount of fixing solution and the prevention of toner offset, Patent Document 4 discloses that the fixing solution is a foam-like fixing solution in which bubbles are dispersed in the solution, and this foam-like fixing solution is recorded. A configuration for applying to a toner image on a medium is described. In this way, since the bulk density of the fixing solution can be lowered by making the fixing solution foamy, the film thickness of the fixing solution on the surface of the application roller can be increased with a smaller amount of fixing solution than before, The influence of the surface tension of the liquid on the toner particles on the recording medium can be reduced. In addition, since the amount of the fixing solution is small, the residual liquid feeling on the recording medium can be suppressed, and the foamy fixing solution is less likely to flow than the liquid fixing solution. Deterioration can also be prevented. Therefore, by performing fixing using a foamy fixing solution as in Patent Document 4, it is possible to fix the toner image without disturbing the toner with a smaller amount of fixing solution applied than before.
特許文献4に記載の定着装置のように、塗布ローラ等の表面が無端移動する塗布部材を用いて泡状定着液を記録媒体に塗布する構成の場合、記録媒体に泡状定着液を塗布した後の塗布部材の表面から泡状定着液を回収する泡状定着液回収手段を設けることが望ましい。これは、塗布部材が記録媒体に泡状定着液を塗布する塗布位置を通過した後の塗布部材の表面には記録媒体に塗布しきれずに残った残留泡状定着液が付着しており、この残留泡状定着液を回収するためである。
残留泡状定着液は、泡状定着液として塗布部材に供給された後、時間が経過しており、且つ、塗布位置で機械的な力を受けているため、泡の一部が消泡するなど、塗布部材に供給されたときよりも泡状定着液の嵩密度が上昇することが考えられる。このため、塗布部材に残留泡状定着液が残留している状態で新たな泡状定着液を塗布部材に供給すると、嵩密度が異なる泡状定着液が混ざって記録媒体に泡状定着液を均一に付与することができなくなるおそれがある。
また、残留泡状定着液には、僅かではあるがオフセットトナーが混ざっていることがある。このため、塗布部材に残留した残留泡状定着液が再び塗布位置に到達するとオフセットトナーが記録媒体に移動し、画像品質を低下させるおそれがある。
このような残留泡状定着液に起因する不具合を防止するため、泡状定着液を用いて定着を行う定着装置では、残留泡状定着液を塗布部材の表面から回収することが望ましい。
In the case of a configuration in which a foam-like fixing solution is applied to a recording medium using an application member whose surface moves endlessly, such as a fixing roller described in Patent Document 4, the foam-like fixing solution is applied to the recording medium. It is desirable to provide a foam fixing solution collecting means for collecting the foam fixing solution from the surface of the subsequent coating member. This is because the remaining foamy fixing solution remaining on the surface of the coating member after the coating member has passed through the coating position where the foaming fixing solution is applied to the recording medium is not adhered to the recording medium. This is for recovering the residual foamy fixing solution.
Since the residual foam-fixing solution is supplied as a foam-fixing solution to the coating member, time has passed and a mechanical force is applied at the coating position, so a part of the foam is defoamed. For example, it is conceivable that the bulk density of the foam-like fixer is higher than when it is supplied to the application member. For this reason, when a new foam-like fixing solution is supplied to the coating member while the remaining foam-like fixing solution remains on the coating member, the foam-like fixing solutions having different bulk densities are mixed and the foam-like fixing solution is applied to the recording medium. There is a risk that it cannot be applied uniformly.
In addition, the residual foam-like fixer may contain a small amount of offset toner. For this reason, when the residual foamy fixing liquid remaining on the application member reaches the application position again, the offset toner may move to the recording medium, and the image quality may be deteriorated.
In order to prevent such problems caused by the residual foam fixing solution, it is desirable to recover the residual foam fixing solution from the surface of the coating member in a fixing device that performs fixing using the foam fixing solution.
しかしながら、残留泡状定着液として回収した泡状定着液は、塗布部材に供給されたときよりも嵩密度が上昇していたとしても、液状の定着液(以下、液状定着液とよぶ)に比べて嵩密度が低く、質量に対する嵩が多い状態となっている。定着液が泡状であることにより泡状化されていない液状定着液に対して体積が数十倍にも膨れ上がることがある。このため、定着液を泡状のまま収容しようとすると大きな収容器が必要となる。泡状定着液は経時で自然に消泡して体積は徐々に小さくなるが、自然に消泡するには時間を要するため、連続印刷に対応するためには塗布部材から回収され、消泡する前の泡状定着液を収容する大きな収容器が必要となる。このような泡状定着液を収容可能な大きな収容器を画像形成装置に配置すると、装置の大型化につながるという問題がある。 However, the foam-like fixer recovered as the residual foam-fixing solution has a higher bulk density than when it was supplied to the coating member, but compared with a liquid fixer (hereinafter referred to as a liquid fixer). Therefore, the bulk density is low and the bulk with respect to the mass is large. Since the fixing solution is foamy, the volume may swell several tens of times that of the liquid fixing solution that is not foamed. For this reason, a large container is required to contain the fixing solution in the form of foam. The foam-type fixing solution naturally defoams over time and the volume gradually decreases. However, since it takes time to defoam naturally, it is collected from the coating member and defoamed to support continuous printing. A large container is needed to store the previous foamy fixer. If a large container capable of accommodating such a foam-like fixing solution is arranged in the image forming apparatus, there is a problem that the apparatus is increased in size.
このため、残留泡状定着液は液化して液状定着液の状態で収容することが求められる。泡状定着液を液状定着液とする構成としては、泡状定着液を加熱して破泡させることで消泡させる消泡装置が考えられる。
しかし、泡状定着液を用いて定着を行う定着装置に泡状定着液を加熱して破泡させる消泡装置を配置する構成は、破泡させるための加熱処理にエネルギーを要し、湿式定着方式を採用することで熱定着方式に比べて省エネルギー化できるという利点が低減してしまう。
For this reason, it is required that the residual foamy fixing solution is liquefied and stored in a liquid fixing solution. As a configuration in which the foam-like fixing solution is a liquid fixing solution, an anti-foaming device that defoams the foam-like fixing solution by heating to break the bubbles can be considered.
However, the configuration in which a defoaming device that heats and breaks the foam fixing solution in the fixing device that performs fixing using the foam fixing solution requires energy for the heat treatment to break the bubbles, and wet fixing. Adopting this method reduces the advantage of saving energy compared to the thermal fixing method.
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、加熱するよりも少ないエネルギーで泡状定着液を消泡して液状定着液とすることができる消泡装置、並びにこれを備えた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-described problems, and an object of the present invention is to provide a defoaming apparatus capable of defoaming a foamy fixing solution with less energy than heating to obtain a liquid fixing solution. And a fixing device and an image forming apparatus.
上記目的を達成するために、請求項1の発明は、樹脂成分の少なくとも一部を溶解または膨潤させて記録媒体上に定着させる定着液の液中に気泡が分散した泡状定着液を破泡させて液状定着液とする消泡装置において、上記泡状定着液を消泡剤によって破泡させることを特徴とするものである。
また、請求項2の発明は、請求項1の消泡装置において、上記泡状定着液を回収して収容する定着液回収容器を備え、該定着液回収容器内に上記消泡剤を含有する消泡液を収容し、回収した該泡状定着液を該消泡液と接触させることで、該泡状定着液を破泡させて液状定着液として該消泡液と混合し、該定着液回収容器内の該液状定着液が混合した該消泡液の液量に応じて、該消泡剤を該消泡液に段階的に添加することを特徴とするものである。
また、請求項3の発明は、請求項2の消泡装置において、上記消泡剤が上記定着液回収容器内の一部に付設されていることを特徴とするものである。
また、請求項4の発明は、請求項3の消泡装置において、上記消泡剤を収容する消泡剤収容部材が上記定着液回収容器の内部壁面に付設され、該消泡剤収容部材は上記消泡液が接触すると溶解する材質からなり、該定着液回収容器内の該消泡液によって該消泡剤収容部材が溶解することにより、収容された該消泡剤が該消泡液に添加されることを特徴とするものである。
また、請求項5の発明は、請求項2乃至4のいずれか1項に記載の消泡装置において、上記消泡剤は上記定着液回収容器の内部壁面に高さの異なる複数箇所に付設されてい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乃至5のいずれか1項に記載の消泡装置において、上記定着液回収容器内の上記消泡液の液量に応じて、該消泡液に段階的に添加する該消泡剤の添加量を、該消泡液の液量が増加するにしたがって増量させることを特徴とするものである。
また、請求項7の発明は、請求項2乃至6のいずれか1項に記載の消泡装置において、上記定着液回収容器内の上記消泡液を撹拌する撹拌手段を備えることを特徴とするものである。
また、請求項8の発明は、樹脂の少なくとも一部を溶解または膨潤させることで樹脂微粒子を軟化させる軟化剤を含有した液状定着液を液中に気泡が分散した泡状定着液とする定着液泡状化手段と、該樹脂微粒子からなる樹脂微粒子層を担持する定着液付与対象の表面に該泡状定着液を付与する泡状定着液付与手段とを有し、該泡状定着液を付与することで軟化した該樹脂微粒子を記録媒体に定着する定着装置において、上記泡状定着液を回収し、破泡させて上記液状定着液とする泡状定着液消泡手段を備え、該泡状定着液消泡手段として、請求項1乃至7のいずれか1項に記載の消泡装置を用いることを特徴とするものである。
また、請求項9の発明は、請求項8の定着装置において、上記定着液泡状化手段によって上記泡状定着液になり、上記定着液付与対象に付与されず、表面移動体に付着した状態の該泡状定着液を回収してクリーニングする泡状定着液クリーニング手段を備え、該泡状定着液クリーニング手段が回収した該泡状定着液を上記泡状定着液消泡手段によって上記液状定着液とすることを特徴とするものである。
また、請求項10の発明は、樹脂と色剤を含有する樹脂微粒子を含むトナーを用いて記録媒体上にトナー像を形成するトナー像形成手段と、記録媒体に転写するトナー像を担持するトナー像担持体の表面、または、トナー像を担持する記録媒体の表面に定着液を付与し、該記録媒体上に該トナー像を定着せしめる定着手段とを備える画像形成装置であって、該定着手段として、請求項8または9の定着装置を用いることを特徴とするものである。
In order to achieve the above object, the invention of claim 1 breaks down a foamy fixing solution in which bubbles are dispersed in a fixing solution that dissolves or swells at least a part of a resin component and fixes it on a recording medium. In the defoaming device that is used as a liquid fixer, the foamy fixer is defoamed by an antifoaming agent.
Further, the invention of
According to a third aspect of the present invention, in the antifoaming device according to the second aspect, the antifoaming agent is attached to a part of the fixer recovery container.
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the antifoaming apparatus according to the third aspect, wherein an antifoaming agent containing member for containing the antifoaming agent is attached to an inner wall surface of the fixer recovery container, and the antifoaming agent containing member is The antifoaming liquid is made of a material that dissolves when contacted, and the antifoaming agent storage member is dissolved by the antifoaming liquid in the fixer collecting container so that the stored antifoaming agent is contained in the antifoaming liquid. It is characterized by being added.
According to a fifth aspect of the present invention, in the antifoaming device according to any one of the second to fourth aspects, the antifoaming agent is attached to a plurality of locations having different heights on the inner wall surface of the fixer recovery container. It is characterized by that.
The invention according to
The invention of claim 7 is the antifoaming device according to any one of
Further, the invention of claim 8 relates to a fixer bubble in which a liquid fixer containing a softening agent that softens resin fine particles by dissolving or swelling at least part of a resin is used as a foamy fixer in which bubbles are dispersed in the solution. And a foam-like fixing solution applying means for applying the foam-like fixing solution to the surface of the fixing solution application target carrying the resin fine particle layer composed of the resin fine particles, and applying the foam-like fixing solution. In the fixing device for fixing the resin fine particles softened to the recording medium, the foam-like fixing solution is collected, and the foam-like fixing solution defoaming means is used for recovering the bubbles and breaking the bubbles to form the liquid fixing solution. As a liquid defoaming means, the defoaming apparatus according to any one of claims 1 to 7 is used.
Further, the invention of claim 9 is the fixing device according to claim 8, wherein the foamed fixing solution becomes the foamed fixing solution by the fixing solution foaming means and is not applied to the fixing solution application target but attached to the surface moving body. Foam fixer cleaning means for collecting and cleaning the foam fixer is provided, and the foam fixer recovered by the foam fixer cleaning means is combined with the liquid fixer by the foam fixer defoaming means. It is characterized by doing.
According to a tenth aspect of the present invention, there is provided a toner image forming means for forming a toner image on a recording medium using a toner containing resin fine particles containing a resin and a colorant, and a toner carrying a toner image transferred to the recording medium. An image forming apparatus comprising: a fixing unit that applies a fixing liquid to a surface of an image carrier or a surface of a recording medium that carries a toner image, and fixes the toner image on the recording medium. The fixing device according to claim 8 or 9 is used.
本発明によれば、泡状定着液を消泡剤によって破泡させるため、加熱するよりも少ないエネルギーで泡状定着液を消泡して液状定着液とすることができるという優れた効果がある。 According to the present invention, since the foam fixing solution is broken by the antifoaming agent, there is an excellent effect that the foam fixing solution can be defoamed with less energy than heating to obtain a liquid fixing solution. .
以下、本発明を適用した画像形成装置として、電子写真方式のタンデム方式のカラープリンタ(以下、単にプリンタ100という)の実施形態について説明する。なお、本発明を適用した画像形成装置としては、プリンタに限るものではなく、複写機、ファクシミリ等、定着装置を備えた画像形成装置であれば適用可能である。
まず、実施形態に係るプリンタ100の基本的な構成について説明する。図2は、プリンタ100の要部を示す概略構成図である。同図において、プリンタ100は、イエロー(Y),マゼンタ(M),シアン(C),黒(K)のトナー像を形成する4つのプロセスユニット3(Y,M,C,K)、転写ユニット20、紙搬送ユニット28、レジストローラ対15、定着装置30、図示しない光書込装置などを備えている。
転写ユニット20は、トナー像担持体としての中間転写ベルト25を備えており、この中間転写ベルト25の上部の張架面に沿って、ブラック、イエロー、マゼンタ及びシアンの各色の画像形成ユニットである4つのプロセスユニット3(Y,M,C,K)が配列されている。
Hereinafter, an embodiment of an electrophotographic tandem color printer (hereinafter simply referred to as a printer 100) will be described as an image forming apparatus to which the present invention is applied. The image forming apparatus to which the present invention is applied is not limited to a printer, and any image forming apparatus having a fixing device such as a copying machine or a facsimile can be applied.
First, a basic configuration of the
The
4つのプロセスユニット3(Y,M,C,K)の上方には、図示しない光書込装置が配置されている。例えば、プリンタ100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、光書込装置のレーザーダイオードやLED等の光源を駆動して、プロセスユニット3(Y,M,C,K)におけるドラム状の感光体4(Y,M,C,K)に向けて各レーザー光L1〜L4を照射する。この照射により、感光体4(Y,M,C,K)の表面には静電潜像が形成され、この潜像は所定の現像プロセスを経由してトナー像になる。なお、符号の後に付されたY,M,C,Kという添字は、イエロー,マゼンタ,シアン,黒用の仕様であることを示している。
An optical writing device (not shown) is arranged above the four process units 3 (Y, M, C, K). For example, when the
プロセスユニット3(Y,M,C,K)はそれぞれ、潜像担持体たる感光体4と、その周囲に配設される各種装置とを1つのユニットとして共通の支持体に支持するものであり、プリンタ本体に対して着脱可能になっている。プロセスユニット3(Y,M,C,K)は使用するトナーの色が異なる点以外は同様の構成であり、図3は、4つのプロセスユニット3(Y,M,C,K)のうちの一つのプロセスユニット3の拡大説明図である。
図3に示すように、4つのプロセスユニット3はそれぞれ、感光体4の他、現像装置6、帯電装置7、除電装置の除電ランプ8、ドラムクリーニング装置9等を備えている。また、中間転写ベルト25を挟んで感光体4と対向する位置には、一次転写装置の一次転写ローラ26が設けられている。
本実施形態の一次転写装置は、一次転写部材としてローラ状の一次転写ローラ26を備え、中間転写ベルト25を挟んで一次転写ローラ26が感光体4に当接することで、感光体4の表面上に形成されたトナー像を中間転写ベルト25に転写する一次転写ニップを形成する。一次転写部材としては、導電性ブラシ、非接触のコロナチャージャー等を採用することもできる。
Each of the process units 3 (Y, M, C, K) supports the photosensitive member 4 serving as a latent image carrier and various devices disposed around the photosensitive member 4 as a single unit on a common support. The printer body is detachable. The process unit 3 (Y, M, C, K) has the same configuration except that the color of the toner to be used is different, and FIG. 3 shows the structure of the four process units 3 (Y, M, C, K). 4 is an enlarged explanatory diagram of one
As shown in FIG. 3, each of the four
The primary transfer device according to the present embodiment includes a roller-shaped
感光体4としては、アルミニウム等の素管に、感光性を有する有機感光材の塗布による感光層を形成したドラム状のものを用いている。感光体としてはドラム状に限らず、無端ベルト状のものを用いても良い。
本実施形態の帯電装置7は、帯電バイアスが印加される帯電ローラを感光体4に当接させる接触型帯電方式の帯電装置である。帯電装置7は、感光体4に当接させた帯電ローラに帯電バイアスを印加することにより、感光体4の表面を一様に帯電する。帯電装置7としては、接触型帯電方式に限るものではなく、感光体4に対して非接触で帯電処理を行うスコロトロンチャージャ等を採用した非接触帯電方式の帯電装置を用いてもよい。
As the photoreceptor 4, a drum-shaped member is used in which a photosensitive layer is formed by applying a photosensitive organic photosensitive material to a base tube made of aluminum or the like. The photoreceptor is not limited to a drum shape, but may be an endless belt shape.
The charging device 7 of the present embodiment is a contact-type charging device in which a charging roller to which a charging bias is applied is brought into contact with the photosensitive member 4. The charging device 7 uniformly charges the surface of the photosensitive member 4 by applying a charging bias to the charging roller that is in contact with the photosensitive member 4. The charging device 7 is not limited to the contact-type charging method, and a non-contact charging method charging device that employs a scorotron charger that performs a non-contact charging process on the photoconductor 4 may be used.
現像装置6は、図示しない磁性キャリアと非磁性トナーとを含有する二成分現像剤を用いて感光体4上の静電潜像にトナーを付着させてトナー像を得ることで、静電潜像を現像して可視化する二成分現象方式のものである。二成分現像剤の代わりに、磁性キャリアを含まない一成分現像剤によって現像を行う一成分現象方式のものを使用してもよい。感光体4の表面上で現像されたトナー像は、一次転写ニップで中間転写ベルト25に一次転写される。
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微粒子からなり、これらの樹脂微粒子は、後述する定着液により溶解または膨潤する。現像装置6は、二成分現像剤を収容し撹拌する攪拌部と、現像ローラが配置された現像部とを有し、現像ローラの表面に供給され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。攪拌部における二成分現像剤のトナー濃度は、不図示のトナー濃度センサによって検出され、トナー濃度が、一定であるように制御されている。
The developing
Here, the toner corresponding to each color is composed of resin fine particles colored in the respective colors, and these resin fine particles are dissolved or swollen by a fixing solution described later. The developing
一次転写ニップを通過した後の感光体4表面に付着している転写残トナーは、ドラムクリーニング装置9によって感光体4表面から除去される。ドラムクリーニング装置9によって感光体4表面から除去された転写残トナーは、不図示の回収スクリュ及びトナーリサイクル装置によって現像装置6に搬送され、再利用される。本実施形態では、ドラムクリーニング装置9として、ポリウレタンゴム製のクリーニングブレードによって転写残トナーを掻き取る方式のものを示しているが、他の方式によって転写残トナーを除去するものを用いてもよい。
除電ランプ8は、光照射によって感光体4の表面を除電する。
Transfer residual toner adhering to the surface of the photoconductor 4 after passing through the primary transfer nip is removed from the surface of the photoconductor 4 by the drum cleaning device 9. The transfer residual toner removed from the surface of the photoreceptor 4 by the drum cleaning device 9 is transported to the developing
The neutralization lamp 8 neutralizes the surface of the photoreceptor 4 by light irradiation.
プロセスユニット3で感光体4の表面にトナー像を形成するときには、図2及び図3中の反時計回り方向に回転する感光体4の表面が帯電装置7によって一様帯電される。一様帯電がなされた感光体4の表面は不図示の光書込装置から画像情報に基づいたレーザー光Lが照射され、感光体4の表面に静電潜像が形成される。その後、感光体4の表面は現像装置6によって静電潜像が現像され、感光体4の表面にトナー像を形成される。
トナー像が形成された感光体4の表面は、一次転写ローラ26との対向部である一次転写ニップでトナー像を中間転写ベルト25に転写し、一次転写ニップを通過した感光体4の表面に残留する転写残トナーはドラムクリーニング装置9によって除去される。転写残トナーが除去された感光体4の表面は、除電ランプ8の光照射によって除電されて初期化され、帯電装置7による一様帯電から始まる次の画像形成に備える。
When the
The surface of the photoreceptor 4 on which the toner image is formed is transferred onto the surface of the photoreceptor 4 after the toner image is transferred to the
図2において、4つのプロセスユニット3(Y,M,C,K)の感光体4(Y,M,C,K)には、上述したプロセスによってY,M,C,Kトナー像が形成される。4つのプロセスユニット3(Y,M,C,K)の下方には、転写ユニット20が配設されている。この転写ユニット20は、複数の張架ローラ(21、22、23)によって張架している中間転写ベルト25を、感光体4(Y,M,C,K)に当接させてY,M,C,K用の一次転写ニップを形成している。そして、中間転写ベルト25は駆動ローラ21の回転駆動によって図中時計回り方向(図中の矢印A方向)に無端移動する。
In FIG. 2, Y, M, C, and K toner images are formed on the photoreceptors 4 (Y, M, C, and K) of the four process units 3 (Y, M, C, and K) by the above-described process. The
Y,M,C,K用の一次転写ニップの近傍では、中間転写ベルト25のベルトループ内側に配設された一次転写ローラ26(Y,M,C,K)によって中間転写ベルト25を感光体4(Y,M,C,K)に向けて押圧している。これら一次転写ローラ26(Y,M,C,K)には、それぞれ図示しない電源によって一次転写バイアスが印加されている。これにより、Y,M,C,K用の一次転写ニップには、感光体4(Y,M,C,K)上のトナー像を中間転写ベルト25に向けて静電移動させる一次転写電界が形成されている。図2中の時計回り方向の無端移動に伴ってY,M,C,K用の一次転写ニップを順次通過していく中間転写ベルト25のおもて面には、各一次転写ニップで各色トナー像が順次重ね合わせて一次転写される。この重ね合わせの一次転写により、中間転写ベルト25のおもて面には4色重ね合わせトナー像(以下、4色トナー像という)が形成される。
In the vicinity of the primary transfer nip for Y, M, C, and K, the
転写ユニット20の図中下方の中間転写ベルト25を挟んで、転写バックアップローラ23に対向する位置には、二次転写装置として機能する紙搬送ユニット28が設けられている。紙搬送ユニット28は、駆動ローラ29bと二次転写ローラ29aとの2つの支持ローラの間に、無端状の紙搬送ベルト29を掛け渡して無端移動させる構成である。この紙搬送ユニット28は、自らの二次転写ローラ29aと、転写ユニット20の中間転写ベルト25との間に、紙搬送ベルト29を挟み込んでいる。このような構成により、中間転写ベルト25のおもて面と、紙搬送ベルト29のおもて面とが当接する二次転写ニップが形成されている。二次転写装置としては、ベルト状の部材を中間転写ベルト25に対向させる構成に限らず、ローラ状の部材を中間転写ベルト25に対向させる構成であってもよい。
A
紙搬送ユニット28の二次転写ローラ29aには図示しない電源によって二次転写バイアスが印加されている。一方、転写ユニット20の中間転写ベルト25のループ内で、中間転写ベルト25が掛け回されている転写バックアップローラ23は、接地されている。これにより、中間転写ベルト25上の4色トナー像が二次転写ローラ29aに向かうように作用する二次転写電界が二次転写ニップに形成される。
A secondary transfer bias is applied to the
二次転写ニップでは、中間転写ベルト25上の4色トナー像が不図示の給紙装置から供給された記録媒体である転写紙Pに転写される。
この二次転写ニップの図中右側方には、レジストローラ対15が配設されており、ローラ間に挟み込んだ転写紙Pを中間転写ベルト25上の4色トナー像に同期させるタイミングで二次転写ニップに送り出す。二次転写ニップ内では、中間転写ベルト25上の4色トナー像が二次転写電界やニップ圧の影響によって転写紙Pに一括二次転写され、転写紙Pの白色と相まってフルカラー画像となる。二次転写ニップを通過した転写紙Pは、中間転写ベルト25から離間して、紙搬送ベルト29のおもて面に保持されながら、その無端移動に伴って定着装置30へと搬送される。
In the secondary transfer nip, the four-color toner image on the
A
中間転写ベルト25の複数の張架ローラ(21、22、23)のうちのクリーニング対向ローラ22に対して中間転写ベルト25を挟んで対向する位置には、ベルトクリーニング装置24が配置されている。二次転写ニップを通過した中間転写ベルト25の表面には、二次転写ニップで転写紙Pに転写されなかった転写残トナーが付着しており、この転写残トナーは、ベルトクリーニングブレード24aが中間転写ベルト25に当接するベルトクリーニング装置24によって掻き取り除去される。
A
次に、定着装置30について説明する。図4は、実施形態に係る定着装置30の概略構成図である。
以下では、便宜上、泡を含まない通常の液体の状態の定着液を「液状定着液TL」といい、液中に気泡を含有して泡状となった定着液を「泡状定着液Bu」という。また、泡状定着液Buのうち、液状定着液TLの状態から起泡されて泡径が所望の泡径よりも大きい状態の泡状定着液Buを「初期泡状定着液Bu1」といい、初期泡状定着液Bu1の状態から分泡して所望の泡径となった泡状定着液Buを「小径泡状定着液Bu2」という。さらに、後述する塗布ローラ41の表面上で泡状定着液膜厚制御手段によって規制され所望の膜厚の状態の小径泡状定着液Bu2を泡状定着液膜Bu3という。また、詳細は後述する塗布ニップCを通過した後の塗布ローラ41の表面上に残留する泡状定着液Buを残留泡状定着液Bu4という。そして、何れの状態にも限定しない定着液を定着液Fという。
Next, the fixing
In the following, for the sake of convenience, a fixing solution in a normal liquid state without bubbles is referred to as “liquid fixing solution TL”, and a fixing solution that contains bubbles in the solution and becomes foamed is referred to as “foamed fixing solution Bu”. That's it. Further, among the foam-like fixing solution Bu, the foam-like fixing solution Bu that has been bubbled from the state of the liquid fixing solution TL and whose bubble diameter is larger than the desired bubble diameter is referred to as “initial foam-like fixing solution Bu1”. The foam-like fixer Bu that has been bubbled from the initial foam-like fixer Bu1 to have a desired bubble diameter is referred to as “small-diameter foam-fixer Bu2”. Further, the small-diameter foam-like fixer Bu2 that is regulated by the foam-like fixer film thickness control means on the surface of the
図4に示す定着装置30は、転写紙Pに定着液Fを塗布する定着液付与手段である泡状定着液塗布部140と、泡状定着液生成手段である泡状定着液供給部130とを備える。そして、泡状定着液供給部130で生成した泡状定着液Buを、泡状定着液塗布部140で転写紙P上の未定着トナーTに塗布する。泡状定着液塗布部140は、塗布ローラ41や加圧ローラ43などを備える。
泡状定着液供給部130は、初期泡状定着液Bu1を生成する気体・液体混合部35と、初期泡状定着液Bu1にせん断力を付与して小径泡状定着液Bu2を生成する泡微細化部38とを備える。
The fixing
The foam-like fixing
定着装置30では、液状定着液TLを構成する二つの定着用液として、軟化剤を含有する液(以下、軟化剤液310aと称す)と起泡剤を含有する液(以下、起泡剤液310bと称す)とを独立して保管している。そして、泡状定着液Buを生成するときに軟化剤液310aと起泡剤液310bとを液混合部400で混合し、この混合によって得られた液状定着液TLを泡状定着液供給部130に供給して、泡状定着液Buを生成する構成である。
樹脂の少なくとも一部を溶解または膨潤させることで樹脂微粒子を軟化させる軟化剤としては、水と反応して加水分解してしまうものがある。このため、水を含む起泡剤液310bと軟化剤液310aとは、本実施形態の定着装置30のように、別々に保管し、使用時の泡状定着液Buを生成する直前に混合して使用することが望ましい。
In the fixing
As a softening agent that softens the resin fine particles by dissolving or swelling at least a part of the resin, there are those that react with water and hydrolyze. For this reason, the foaming
図5は、定着装置30の泡状定着液供給部130を示す拡大構成図であり、図6は、定着装置30の泡状定着液塗布部140を示す拡大構成図である。また、図7は、定着装置30が備える塗布ローラ41及び膜厚調整ブレード42とを図6中の矢印G方向から見た斜視説明図である。
FIG. 5 is an enlarged configuration diagram illustrating the foamy fixing
泡状定着液供給部130は、軟化剤液収容器31a内に収容されている軟化剤液310aと起泡剤液収容器31b内に収容されている起泡剤液310bとを混合して得られる液状定着液TLを泡化させ、得られた泡状定着液Buを塗布ローラ41の表面上に供給するものである。
軟化剤液収容器31a内の軟化剤液310aは、軟化剤液搬送ポンプ33aを駆動することで軟化剤液搬送パイプ34aを通って液混合部400に供給される。また、起泡剤液収容器31b内の起泡剤液310bは起泡剤液搬送ポンプ33bを駆動することで起泡剤液搬送パイプ34bを通って液混合部400に供給される。
このとき、軟化剤液搬送ポンプ33aと起泡剤液搬送ポンプ33bとの駆動を制御して、軟化剤液310aの搬送量と起泡剤液310bの搬送量との比を調節する。このように2つの液の搬送量の比を調節することにより、2つの液を混合して成る液状定着液TLにおける軟化剤液310aと起泡剤液310bとの混合比を調節することが出来る。所定の混合比で供給された軟化剤液310aと起泡剤液310bとを液混合部400で混合し、この混合によって得られた液状定着液TLを、液状定着液搬送パイプ340を介して気体・液体混合部35に搬送する。
The foam-like fixing
The
At this time, the drive of the softener
液搬送ポンプ33(33a及び33b)としては、ギヤポンプ、ベローズポンプ、チューブポンプ等を用いることが可能であるが、中でもチューブポンプを用いることが望ましい。ギヤポンプ等のように、定着用液が通過する経路内に振動機構や回転機構を構成する部品があると、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おそれがある。また、定着用液の経路内に振動機構や回転機構を構成する部品があると、その部品の材料が溶け込んで定着用液を汚染したり、逆に定着用液がその部品を劣化させたりする恐れがある。 As the liquid transport pump 33 (33a and 33b), a gear pump, a bellows pump, a tube pump, or the like can be used. Among these, it is desirable to use a tube pump. If there is a part that constitutes a vibration mechanism or a rotation mechanism in the path through which the fixing liquid passes, such as a gear pump, the liquid bubbles in the pump, the liquid becomes compressible, and the conveying capacity decreases. There is a fear. Also, if there is a part that constitutes a vibration mechanism or a rotation mechanism in the path of the fixing liquid, the material of the part melts and contaminates the fixing liquid, or conversely, the fixing liquid deteriorates the part. There is a fear.
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り、定着用液の経路内に振動機構や回転機構を構成する部品がなく、定着用液と接する部材はチューブだけである。このため、チューブとして搬送する定着用液に対して耐液性を有する部材を用いることで、定着用液の汚染や液搬送ポンプ33を構成する部品の劣化を防止することが出来る。また、チューブを変形させるだけであるため、定着用液が起泡せず、液の起泡に起因する搬送能力の低下を防止できる。
液搬送ポンプ33が搬送する液体が軟化剤液310aや起泡剤液310bである場合に限らず、液状定着液TLそのものを定着用液として収容する定着用液収容器から搬送する場合の液搬送ポンプ33としてもチューブポンプを用いることが望ましい。この場合、チューブとして定着液Fに対して耐液性を有する部材を用いることで液の汚染や液搬送ポンプ33を構成する部品の劣化を防止することが出来る。
On the other hand, the tube pump is a mechanism that pushes out the liquid in the tube while deforming the tube. There are no parts that make up the vibration mechanism or rotation mechanism in the path of the fixing liquid, and only the tube is in contact with the fixing liquid. It is. For this reason, by using a member having liquid resistance to the fixing liquid conveyed as a tube, it is possible to prevent contamination of the fixing liquid and deterioration of components constituting the liquid conveying pump 33. Further, since only the tube is deformed, the fixing liquid does not foam, and it is possible to prevent a decrease in conveying ability due to the foaming of the liquid.
The liquid transported by the liquid transport pump 33 is not limited to the
気体・液体混合部35には、空気口36が設けられており、軟化剤液搬送ポンプ33a及び起泡剤液搬送ポンプ33bを駆動することによって気体・液体混合部35に流入する液状定着液TLの流れが発生するとともに、空気口36に負圧が発生する。これにより、空気口36から空気が気体・液体混合部35に導入され、液状定着液TLと空気とが混合し、さらに微小孔シート37を通過することで、泡径のそろった大きな泡からなる初期泡状定着液Bu1を生成することができる。
The gas /
微小孔シート37の孔径は、例えば30〜100[μm]程度である。液状定着液TLを発泡させる構成としては、図5に示す泡状定着液供給部130のように、微小孔シート37を備える構成に限るものではなく、連泡構造の多孔質部材であればよい。例えば、孔径30[μm]〜100[μm]程度の連通孔を有する焼結セラミックス板や不織布、発泡樹脂シート等を用いてもよい。
液状定着液TLから大きな泡からなる初期泡状定着液Bu1を生成する別の生成方法としては、液状定着液TLと空気とを羽根状攪拌子で攪拌する方法がある。この方法では、羽根状攪拌子を配置した撹拌容器内に液状定着液TLと空気と送り込み、羽根状攪拌子で攪拌することで液状定着液TLに気泡を巻き込み、初期泡状定着液Bu1を生成する。
また、定着液貯留容器に液状定着液TLを貯留して、貯留した液状定着液に空気供給ポンプ等でバブリングを行い、初期泡状定着液Bu1を生成する方法を採用してもよい。
The hole diameter of the
As another generation method for generating the initial foam-like fixing solution Bu1 composed of large bubbles from the liquid fixing solution TL, there is a method of stirring the liquid fixing solution TL and air with a blade-like stirrer. In this method, the liquid fixer TL and air are fed into a stirring vessel in which a blade-like stirrer is arranged, and bubbles are entrained in the liquid fixer TL by stirring with the blade-like stirrer to generate an initial foam-like fixer Bu1. To do.
Alternatively, a method may be employed in which the liquid fixing solution TL is stored in the fixing solution storage container, and the stored liquid fixing solution is bubbled with an air supply pump or the like to generate the initial foamy fixing solution Bu1.
気体・液体混合部35としては何れの構成であっても、例えば0.5〜1[mm]程度の比較的大きな泡径の泡からなる初期泡状定着液Bu1をごく短時間で生成することができる。ただし、泡状定着液Buを定着に用いるときの泡としては、泡径が小さい方が望ましい。このため、定着装置30では、気体・液体混合部35で得られた初期泡状定着液Bu1を、泡微細化部38で微細な泡径の泡からなる小径泡状定着液Bu2とする構成である。
Regardless of the configuration of the gas /
気体・液体混合部35で生成された初期泡状定着液Bu1は、泡搬送パイプ38cを通って泡微細化部38に供給される。泡微細化部38は、初期泡状定着液Bu1にせん断力を付与することによって径の大きな一つの泡を二つ以上に分割して泡の微細化を行う。
泡微細化部38は、外側円筒38aの中に内側円筒38bを内包する二重円筒構造になっており、固定された外側円筒38aに対して内側円筒38bが回転可能な構成となっている。外側円筒38aの泡搬送パイプ38cが接続された箇所から外側円筒38aと内側円筒38bとの隙間に初期泡状定着液Bu1を供給し、この隙間を通過させることで内側円筒38bの回転により泡状定着液Buに対してせん断力を付与する。このせん断力の付与により、一つの大きな泡を二つ以上の微小な泡に分割し、泡状定着液Buを外側円筒38aと内側円筒38bとの隙間を通過させる間に、所望の微小な泡径を有する小径泡状定着液Bu2を生成する。外側円筒38aと内側円筒38bとの隙間を通過して小径泡状定着液Bu2となった泡状定着液Buは、外側円筒38aに設けられた出口から泡供給パイプ38dへ、さらに、泡供給パイプ38dの先端の泡供給ノズル39から塗布ローラ41の表面へと排出される。
二重円筒構造の泡微細化部38としては、内側円筒38bにらせん状の溝を設けて、外側円筒38a内での泡状定着液Buの搬送性を向上させてもよい。
The initial foam-like fixer Bu1 generated in the gas /
The
As the
一般的に、初期泡状定着液Bu1のように泡径が0.5[mm]〜1[mm]程度で目視によって観察できる程度の大きな泡からなる泡状定着液の場合、液状定着液を単に撹拌する等により比較的容易に泡を生成可能である。このような大きな泡からなる泡状定着液の生成には、液状定着液から数秒以下の時間(0.1[秒]もかからない)で生成することができる。
そこで、本発明者らは、このように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からなる泡状定着液の生成は容易に、且つ、素早く生成できる点に着目した。そして、大きな泡からなる泡状定着液の状態から、泡径が5[μm]〜50[μm]程度の微小な泡からなる泡状定着液を素早く生成する方法を鋭意検討した。その結果、大きな泡からなる泡状定着液にせん断力を加えることで、液状定着液の状態から起泡させて微小な泡径の泡状定着液を生成する方法に比べて、極めて素早く所望の大きさの微小な泡径の泡状定着液が生成できることがわかった。このとき、大きな泡からなる泡状定着液にせん断力を加えることで、大きな泡を分泡して小さな泡となっていると考えられる。
In general, in the case of a foam-like fixing solution having a bubble diameter of about 0.5 [mm] to 1 [mm] and having a large bubble that can be visually observed like the initial foam-like fixing solution Bu1, a liquid fixing solution is used. Foam can be generated relatively easily by simply stirring or the like. The foam-like fixing solution composed of such large bubbles can be generated from the liquid fixing solution in a time of several seconds or less (not taking 0.1 [second]).
Accordingly, the present inventors can easily and quickly generate a foam-like fixing liquid that is larger than a desired bubble diameter and has a size that can be visually observed. Focused on the point. Then, from a state of the foam-like fixing solution composed of large bubbles, a method for quickly generating a foam-like fixing solution composed of fine bubbles having a foam diameter of about 5 [μm] to 50 [μm] was studied. As a result, by applying shear force to the foam-like fixing solution composed of large bubbles, the desired speed can be achieved very quickly compared to the method of generating foam-like fixing solution with a fine bubble diameter by generating bubbles from the state of the liquid fixing solution. It was found that a foam-like fixing solution having a fine bubble diameter can be produced. At this time, it is considered that by applying a shearing force to the foam-like fixing solution composed of large bubbles, the large bubbles are separated into small bubbles.
定着装置30は、大きな泡生成部である気体・液体混合部35と、泡微細化部38とを組み合わせた構成である。気体・液体混合部35では、液状定着液TLを大きな泡径の泡からなる初期泡状定着液Bu1へと泡化させ、泡微細化部38では、初期泡状定着液Bu1に剪断力を加えての大きな泡を微小な泡に分割する。このように、気体・液体混合部35と、泡微細化部38とを組み合わせることで、液状定着液TLを5〜50[μm]程度の微小な泡径の泡からなる小径泡状定着液Bu2に極めて短時間で変化させることができる。
The fixing
図4及び図6に示すように、泡微細化部38の泡供給ノズル39から排出される小径泡状定着液Bu2は、泡状定着液塗布部140の塗布ローラ41の表面に供給される。泡状定着液塗布部140は、図6に示すように、小径泡状定着液Bu2を転写紙P上の未定着トナーTに付与する塗布ローラ41を備える。また、泡状定着液塗布部140は、塗布ローラ41の表面上に供給された小径泡状定着液Bu2の膜厚を制御する泡状定着液膜厚制御手段を構成する膜厚調整ブレード42を備える。さらに、泡状定着液塗布部140は、塗布ローラ41と膜厚調整ブレード42とが対向する位置に対して、塗布ローラ41の表面移動方向下流側で塗布ローラ41と対向する位置に加圧ローラ43を備える。
As shown in FIGS. 4 and 6, the small-diameter foam fixer Bu2 discharged from the
泡状定着液Buの嵩密度としては、0.01〜0.1[g/cm3]の範囲が望ましい。更に、定着液Fを付与した後に転写紙Pの表面に残液感を生じないようにするためには、泡の嵩密度としては、0.01[g/cm3]〜0.02[g/cm3]の範囲となることが好ましい。特に、少なくとも0.02[g/cm3]以下の嵩密度であることが望まれる。
これは以下の理由による。
すなわち、塗布ローラ41が転写紙Pに泡状定着液Buを塗布する塗布ニップCでの泡状定着液膜Bu3の膜厚は、トナー層の隙間を泡状定着液Buで埋めるために転写紙P上の未定着トナーTのトナー層の厚み以上であることが必須条件である。このため、泡状定着液膜Bu3の膜厚は、おおよそ、50[μm]〜80[μm]が好ましい。一方、転写紙Pの表面への定着液Fの付与による定着後の残液感(ぬれたような感触)を抑制するためには、転写紙Pの単位面積当たりの定着液Fの付着量として、0.1[mg/cm2]以下が好ましい。このことから、泡状定着液Buの嵩密度としては、0.0125[g/cm3]〜0.02[g/cm3]の範囲が好ましく、少なくとも0.02[g/cm3]以下の密度となることが望まれる。
The bulk density of the foamy fixing solution Bu is preferably in the range of 0.01 to 0.1 [g / cm 3 ]. Furthermore, in order to prevent a residual liquid feeling from occurring on the surface of the transfer paper P after the fixing solution F is applied, the bulk density of the bubbles is 0.01 [g / cm 3 ] to 0.02 [g. / Cm 3 ] is preferable. In particular, it is desired that the bulk density is at least 0.02 [g / cm 3 ] or less.
This is due to the following reason.
That is, the film thickness of the foam-like fixing liquid film Bu3 in the coating nip C where the
また、定着液Fは、転写紙P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、定着用液として定着用液収容器31(31a及び31b)内で泡状である必要はない。このため、定着用液収容器31中では気泡を含有しない液体の状態にしておき、容器から定着用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ことが望ましい。これは、定着用液として定着用液収容器から定着用液を取り出した後に泡状とする構成により、定着用液の輸送体積や保存体積の減容を図って、輸送コストや保存コストを低減することができるためである。 The fixing liquid F only needs to be foamed when applied to a layer of resin-containing fine particles such as toner on a recording medium such as transfer paper P, and the fixing liquid container 31 (31a and 31a and 31a and 31a) is used as a fixing liquid. It does not have to be foamy within 31b). For this reason, the fixing liquid container 31 is in a liquid state that does not contain air bubbles, and is foamed at the time when the fixing liquid is supplied from the container or the liquid transport path until it is applied to the resin-containing fine particle layer. It is desirable to do. This is a foaming configuration after the fixing solution is taken out from the fixing solution container as a fixing solution, thereby reducing the transportation volume and storage volume of the fixing solution and reducing the transportation cost and storage cost. This is because it can be done.
図4及び図6に示すように、泡状定着液供給部130で生成された所望の泡径の小径泡状定着液Bu2は、泡状定着液供給口を備えた泡供給ノズル39より塗布ローラ41と膜厚調整ブレード42との間に滴下され、塗布ローラ41の表面に供給される。塗布ローラ41の表面に供給された小径泡状定着液Bu2は、膜厚調整ブレード42と塗布ローラ41との対向部に到達する。
膜厚調整ブレード42はその先端が所定の間隙を介して塗布ローラ41の表面に対向するように配置されている。そして、塗布ローラ41の表面上の小径泡状定着液Bu2が膜厚調整ブレード42の先端と塗布ローラ41の表面との間隙を通過することで、塗布ローラ41表面上での膜厚が調整される。また、定着装置30では、膜厚調整ブレード42と塗布ローラ41の表面との間隙を調節することで、小径泡状定着液Bu2を、転写紙P上の未定着トナーTのトナー層の厚さに応じて最適な膜厚に制御された泡状定着液膜Bu3とすることが出来る。
ここで、泡状定着液膜Bu3の膜厚としては、小径泡状定着液Bu2の気泡の大きさ、泡粘度及び塗布加圧力並びに未定着トナーTの層厚に応じて、泡状定着液Buの未定着トナーTのトナー層への浸透時間に対して最適化した膜厚となることが求められる。
As shown in FIGS. 4 and 6, the small-sized foam fixing liquid Bu2 having a desired foam diameter generated by the foam fixing
The film
Here, as the film thickness of the foam-like fixing liquid film Bu3, the foam-like fixing liquid Bu is selected according to the bubble size, the foam viscosity and the applied pressure of the small-diameter foam-like fixing liquid Bu2, and the layer thickness of the unfixed toner T. The film thickness is required to be optimized with respect to the penetration time of the unfixed toner T into the toner layer.
膜厚調整ブレード42は、図8及び図9に示すように、片持ち支持された状態で、固定端側のブレード回動軸42aを中心にして回動することで、自らの先端と、塗布ローラ41との間隙を変化させることができる。図示しない制御部が、不図示のブレード回動軸駆動モータの駆動を制御し、ブレード回動軸42aを回転させることによって、膜厚調整ブレード42を回転させて前述の間隙を調整する。
ここで、泡状定着液膜Bu3の膜厚を薄くするときには、図8に示すように膜厚調整ブレード42と塗布ローラ41表面との間の間隙を狭くする。一方、泡状定着液膜Bu3の膜厚を厚くするときには、図9に示すように膜厚調整ブレード42と塗布ローラ41表面との間の間隙を広くする。このように膜厚調整ブレード42の先端と塗布ローラ41表面との間の間隙を調整することにより、泡状定着液膜Bu3の膜厚を制御することができる。
よって、未定着トナーTのトナー層厚や環境温度等、更には泡状定着液Buの気泡の大きさ、泡粘度及び塗布加圧力等に応じて、定着液Fの未定着トナー層での浸透時間を調製するために最適な膜厚に泡状定着液膜Bu3を制御することができる。
As shown in FIGS. 8 and 9, the film
Here, when the film thickness of the foam-like fixing liquid film Bu3 is reduced, the gap between the film
Accordingly, the penetration of the fixing liquid F into the unfixed toner layer according to the toner layer thickness of the unfixed toner T, the environmental temperature, and the like, as well as the bubble size, foam viscosity, and applied pressure of the foam-like fixing liquid Bu. The foam-like fixing liquid film Bu3 can be controlled to an optimum film thickness for adjusting the time.
また、定着装置30では、図示していない光書込装置で用いる画像情報に基づいて、膜厚調整ブレード42の回転を制御し、泡状定着液膜Bu3の膜厚を調整する。すなわち、転写紙Pに転写されたトナー像を形成する未定着トナーTには、図示していない光書込装置で用いる画像情報(例えば、カラー画像または黒ベタ画像)に基づいて泡状定着液膜Bu3の膜厚が調整された泡状定着液Buが塗布される。これにより、各トナー像を形成する未定着トナーTのトナー層の層厚に応じた泡状定着液Buの塗布を行うことができ、適切な定着条件でトナー像を転写紙Pに定着させることができる。
Further, the fixing
膜厚調整の構成としては、膜厚調整ブレード42の代わりに、ワイヤーバーによって膜厚を調整してもよい。ワイヤーバーによって膜厚を調整する場合、上述した泡状定着液供給部130で生成される所望の泡径の小径泡状定着液Bu2は、泡状定着液供給口を備えた泡供給ノズル39から塗布ローラ41とワイヤーバーとの間に滴下される。このように、ワイヤーバーを泡状定着液膜厚制御手段として用いた場合、膜厚調整ブレード42に比べ、塗布ローラ41表面上における軸線方向の膜厚をより均一にすることが可能になる。
As a configuration for adjusting the film thickness, the film thickness may be adjusted by a wire bar instead of the film
トナー像が形成された転写紙Pに泡状定着液Buを塗布するための塗布ローラ41には、弾性ローラ部を具備する加圧ローラ43が当接して塗布ニップCを形成している。上述した紙搬送ベルト29によって二次転写ニップから定着装置30に向けて搬送される転写紙Pは、未定着トナー像を担持した画像面を塗布ローラ41に向けた状態で塗布ニップC内に挟み込まれる。そして、塗布ニップC内において、塗布ローラ41上の泡状定着液Buが画像面に塗布される。
A
次に定着装置30の定着の原理について概説する。
定着装置30は、樹脂の少なくとも一部を溶解または膨潤させることで樹脂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Buを、記録媒体等の定着液塗布対象の表面上の樹脂微粒子に付与する。これにより、定着液塗布対象の表面上の樹脂微粒子を軟化させ、樹脂微粒子を記録媒体に定着する定着方法を取っている。
定着装置30の塗布ニップCで泡状定着液Buを塗布された転写紙P上のトナー像は、塗布された定着液Fの作用によって軟化し、再び固化することによって、転写紙Pに対して定着される。トナー像が定着された転写紙Pは、プリンタ100の装置外部に排出される。
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だと、トナーのことを指す。
Next, the principle of fixing of the fixing
The fixing
The toner image on the transfer paper P to which the foamy fixing liquid Bu is applied at the application nip C of the fixing
Needless to say, the resin fine particles described here are not particularly limited as to what they are, but they refer to toner when applied to an image forming apparatus.
ここで、液状定着液を付与する従来の湿式定着方式を用いた定着装置について説明する。
上記特許文献1には、トナーを溶解または膨潤可能で、水に不溶または難溶である有機化合物が水に分散混合された水中油滴型の定着液を用いる湿式定着方式の定着装置が記載されている。この定着装置では、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対して定着液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構成である。
Here, a fixing device using a conventional wet fixing method for applying a liquid fixing solution will be described.
Patent Document 1 describes a fixing device of a wet fixing type using an oil-in-water fixing solution in which an organic compound that can dissolve or swell toner and is insoluble or hardly soluble in water is dispersed and mixed in water. ing. In this fixing device, unfixed toner is sprayed or dripped on the surface of the fixing object disposed at a predetermined position to dissolve or swell the toner, and then the fixing object is dried. is there.
しかし、上記特許文献1の定着装置では、水に不溶または難溶である有機化合物が、水に分散混合された水中油滴型の定着液を用いている。このため、多量の定着液を未定着トナーに付与した場合には、転写紙などの記録媒体(被定着物)が、定着液の水分を吸収し、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性を著しく損なうこととなる。そこで、乾燥装置を用いて、定着液に含まれる多量の水を蒸発させることにより、記録媒体に付与された定着液から水分を除去しようとすると、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を必要とすることとなる。 However, the fixing device of Patent Document 1 uses an oil-in-water fixing solution in which an organic compound that is insoluble or hardly soluble in water is dispersed and mixed in water. For this reason, when a large amount of fixing liquid is applied to the unfixed toner, a recording medium (fixed object) such as transfer paper absorbs moisture of the fixing liquid, and wrinkles and curls are generated on the recording medium. As a result, the transportability of the stable and high-speed recording medium required for the image forming apparatus is significantly impaired. Therefore, if water is removed from the fixing liquid applied to the recording medium by evaporating a large amount of water contained in the fixing liquid using a drying apparatus, the power consumption of the image forming apparatus using the thermal fixing method is reduced. You will need comparable power.
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、トナーを溶解または膨潤させる材料を溶解させた油性の定着液が、従来からいくつか提案されている。その一つとして例えば、上記特許文献2には、トナーを構成する樹脂成分を溶解または膨潤させる成分としての脂肪族二塩基酸エステル等を、希釈液(溶媒)である不揮発性のジメチルシリコーンで希釈した(溶解させた)定着液が提案されている。
また、上記特許文献3には、定着液として、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の100の容量に対し、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定着液が提案されている。これにより、静電気的方式で形成された未定着トナー像を形成するトナー粒子を、画像を乱すことなく鮮明にかつ容易に記録媒体上に固着できる。このような油性の定着液は、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、トナーを溶解または膨潤させ、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, in
このような従来の湿式定着方式では定着液を通常の液体状(液状定着液)のまま記録媒体上のトナー像に付与していた。このため、記録媒体上のトナー像に定着液を付与する構成として、塗布ローラを用いて定着液を塗布する構成の場合、記録媒体上のトナー像への定着液の微量塗布と塗布ローラへのトナーオフセット防止を両立することが極めて難しいという問題があった。この問題について図16及び図17を用いて説明する。 In such a conventional wet fixing system, the fixing solution is applied to the toner image on the recording medium as a normal liquid (liquid fixing solution). For this reason, when the fixing liquid is applied to the toner image on the recording medium using a coating roller, a small amount of the fixing liquid is applied to the toner image on the recording medium and applied to the coating roller. There is a problem that it is extremely difficult to achieve both toner offset prevention. This problem will be described with reference to FIGS.
図16は、従来の湿式定着方式の定着装置で、液状定着液TLを塗布する液状塗布定着装置60で定着液の膜厚が薄いときの説明図である。図16(a)は液状塗布定着装置60の概略説明図である。また、図16(b)は、液状塗布定着装置60における塗布ローラ41と転写紙Pとが接触する塗布ニップ近傍の拡大説明図である。
FIG. 16 is an explanatory diagram when the film thickness of the fixing solution is thin in the liquid
塗布ローラ41を用いて転写紙P上の未定着トナーTへ液状定着液TLを塗布する構成において、液状定着液TLを転写紙Pに微量付与するには、塗布ローラ41上の液状定着液TLの膜厚を薄くする必要がある。ここで、図16(a)に示すように、塗布ローラ41上の液状定着液TLの膜厚を未定着トナーTの厚みよりも薄くした場合、図16(b)のようになる。すなわち、塗布ローラ41上の液状定着液TLには、塗布ニップで塗布ローラ41から転写紙Pに付与されるものの他に、図16(b)中の矢印F1で示すように塗布位置を通過した後も塗布ローラ41の表面に残留するものがある。そして、塗布ローラ41の表面が転写紙Pから分離する位置で、塗布ローラ41の表面に残留する液状定着液TLの液膜によって生じる表面張力(図16(b)中の矢印F2方向に働く力)で転写紙P上の未定着トナーTのトナー粒子が引っ張られてしまう。これにより、塗布ローラ41の表面にオフセットトナーTaが付着し、塗布ローラ41と剥離した後の転写紙P上の定着トナー層Tbによって形成される画像が大幅に乱れてしまう。
In the configuration in which the liquid fixing solution TL is applied to the unfixed toner T on the transfer paper P using the
逆に、塗布ローラ41上の液状定着液TLの膜厚を未定着トナーTよりも十分厚くすると、図17のようになる。図17は、液状塗布定着装置60で定着液の膜厚が十分に厚いときの説明図である。
図17に示すように、塗布ローラ41の表面が転写紙Pから分離する位置では、液状定着液TLの液量が多いため塗布ローラ41表面の液膜による表面張力が未定着トナーTのトナー粒子に作用しにくくなる。これにより、塗布ローラ41側にオフセットしたトナーが付着しにくくなる。しかし、転写紙Pの紙面に多量の液状定着液TLが塗布されるため、過剰な液状定着液TLにより転写紙P上のトナー粒子が流されて画質劣化を生じたり、転写紙Pに付与した液状定着液TLの乾燥時間が長くなり定着応答性に問題が生じたりしてしまう。また、転写紙P上の定着画像に粘着感(タック感とも言う)が生じてしまうため、定着後の転写紙Pの画像面側に他の転写紙P等の何らかの他の媒体が重なった場合、画像面のトナー像がその媒体に張り付いてしまう問題(ブロッキング)が生じる。そして、貼り付いた後、この他の媒体と転写紙Pとを剥がそうとすると、定着画像を形成するトナーと媒体とが完全に剥がれず、定着画像が乱れることがある。
Conversely, when the film thickness of the liquid fixing liquid TL on the
As shown in FIG. 17, at the position where the surface of the
さらに、液状定着液TLが水を含有するものであると、記録媒体として紙等のセルロースを含有する転写紙Pへの液状定着液TLの塗布量が多い場合、紙等の転写紙Pが著しくカールし、画像形成装置などの装置内における記録媒体搬送時に紙詰まりが発生する恐れがある。
このように、塗布ローラ41を用いて液状定着液TLを塗布する構成では、液状定着液TLの塗布量が多すぎると、トナー粒子が流されることによる画質劣化、液状定着液TLの乾燥時間が長くなることによる定着応答性の低下という問題が生じる。さらに、記録媒体の材質によっては紙詰まりが発生しやすくなるという問題が生じる。一方、これらの問題を防止するために液状定着液TLを微量塗布する構成とすると、上述したように塗布ローラ41の表面にトナー粒子がオフセットしてしまう。よって、定着応答性向上や残液感低減やカール防止のために転写紙P上のトナー層に定着液を微量塗布することと塗布ローラ41へのトナーオフセットを防止することとを両立することが極めて難しい。なお、記録媒体に接触して定着液を塗布する接触塗布手段として、ダイコート手段、ブレード塗布手段、ワイヤーバー塗布手段を用いた場合も、定着液が微量になると接触塗布手段に表面張力でトナーが付着してしまい、画像劣化が生じる。
Furthermore, when the liquid fixing solution TL contains water, when the amount of the liquid fixing solution TL applied to the transfer paper P containing cellulose such as paper as a recording medium is large, the transfer paper P such as paper is remarkably used. The paper curls, and there is a risk that a paper jam occurs when the recording medium is transported in an apparatus such as an image forming apparatus.
As described above, in the configuration in which the liquid fixing solution TL is applied using the
以上のように、接触塗布手段によって液状定着液TLを塗布する構成では、定着応答性を向上するための紙上のトナー層への定着液微量塗布とトナー画像を乱さず均一塗布することとを両立することが極めて難しい。また、液状定着液を塗布するときの定着液微量塗布と樹脂微粒子層を乱さず均一塗布することとを両立することが極めて難しいという問題は、記録媒体上のトナーに限ったことではなく、媒体上の樹脂微粒子層に液状定着液を付与する構成ではどの場合も生じる問題である。 As described above, in the configuration in which the liquid fixing liquid TL is applied by the contact application means, both a small amount of the fixing liquid applied to the toner layer on the paper and the uniform application of the toner image are not disturbed in order to improve the fixing responsiveness. It is extremely difficult to do. In addition, the problem that it is extremely difficult to achieve both the application of a small amount of the fixing solution when applying the liquid fixing solution and the uniform application without disturbing the resin fine particle layer is not limited to the toner on the recording medium. This is a problem that occurs in any case where the liquid fixer is applied to the upper fine resin particle layer.
定着液の微量塗布とトナーオフセットの防止とを両立することができる定着方式として、上記特許文献4には、定着液を液中に気泡が分散した泡状定着液とし、この泡状定着液を塗布ローラを用いて記録媒体上のトナー像に塗布する構成が記載されている。このように、定着液を泡状とすることにより定着液の嵩密度を下げることが出来るため、従来よりも少量の定着液で塗布ローラ表面上の定着液の膜厚を厚くすることが出来、液体の表面張力の記録媒体上のトナー粒子に対する影響を軽減することができる。また、少量の定着液であるため、記録媒体上の残液感を抑制することが出来、泡状の定着液は通常の液体状の定着液よりも流れ難いため、定着液によってトナー粒子が流されることによる画像劣化も防止することができる。よって、上記特許文献4のように泡状定着液を用いて定着を行うことにより、従来よりも少量の定着液塗布量でトナー画像を乱すことなく定着することができる。
そして、本実施形態の定着装置30も上記特許文献4と同様に定着液を泡状にして記録媒体上のトナー層に塗布する構成である。
As a fixing method capable of satisfying both the application of a small amount of fixing solution and the prevention of toner offset, Patent Document 4 discloses that the fixing solution is a foamed fixing solution in which bubbles are dispersed in the solution. A configuration in which a toner image on a recording medium is applied using an application roller is described. In this way, since the bulk density of the fixing solution can be lowered by making the fixing solution foamy, the film thickness of the fixing solution on the surface of the application roller can be increased with a smaller amount of fixing solution than before, The influence of the surface tension of the liquid on the toner particles on the recording medium can be reduced. Also, since the amount of the fixing solution is small, the residual liquid feeling on the recording medium can be suppressed, and the foam-like fixing solution is less likely to flow than the normal liquid fixing solution. It is also possible to prevent image deterioration due to the occurrence of image deterioration. Therefore, by performing fixing using a foamy fixing solution as in Patent Document 4, it is possible to fix the toner image without disturbing with a smaller amount of fixing solution applied than in the past.
The fixing
また、上記特許文献4に記載の定着装置は、塗布部材である塗布ローラ上の泡状定着液の膜厚を制御する泡状定着液膜厚制御手段を備えている。そして、塗布ローラが記録媒体に接して泡状定着液を記録媒体上の樹脂微粒子に付与している時間が、塗布ローラによって塗布される泡状定着液が記録媒体上の樹脂微粒子層を浸透して記録媒体に到達する浸透時間より同じ又は長くなるように膜厚を制御する。これにより、樹脂微粒子の塗布ローラ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、かつ樹脂微粒子を担持した記録媒体に定着液を塗布した後は素早く樹脂微粒子の記録媒体への定着が可能となる。このため、定着応答性に優れた定着を行うことができる。 Further, the fixing device described in Patent Document 4 includes a foam-like fixing liquid film thickness control unit that controls the film thickness of the foam-like fixing liquid on the coating roller that is a coating member. Then, the time during which the coating roller is in contact with the recording medium and applying the foamy fixing solution to the resin fine particles on the recording medium penetrates the resin fine particle layer on the recording medium. Thus, the film thickness is controlled to be the same or longer than the permeation time to reach the recording medium. As a result, offset adhesion of resin fine particles to the application roller can be prevented, and the resin fine particles can be quickly fixed to the recording medium after the fixing liquid is applied to the recording medium carrying the resin fine particles without disturbing the resin fine particles. It becomes. Therefore, it is possible to perform fixing with excellent fixing response.
図10は、本実施形態の定着装置30において塗布ローラ41が転写紙Pと接触する部分(塗布ニップC)の拡大説明図である。
定着装置30は、定着液Fを嵩密度の低い泡状定着液Buの状態で転写紙Pに塗布することで、少量であっても、転写紙P上のトナー層よりも定着液Fの層を厚くすることができる。更に、泡状にすることで、塗布ローラ41表面上の定着液Fの表面張力によるトナーの引き込みを防止することができる。これらの結果、塗布ローラ41へのトナーのオフセットを有効に抑えることができ、オフセットによる白抜け画像の発生を解消することができる。
FIG. 10 is an enlarged explanatory view of a portion (application nip C) where the
The fixing
未定着トナーTのトナー粒子の平均粒径が5〜10[μm]程度である場合、未定着トナーTのトナー層を乱すことなく泡状定着液Buを未定着トナーTに付与するには、泡状定着液Buの泡径範囲を5〜50[μm]程度にすることが望ましい。定着装置30では、泡微細化部38での泡微細化により、このような微細な径の泡をつくり出している。
When the average particle size of the toner particles of the unfixed toner T is about 5 to 10 [μm], in order to apply the foamy fixing liquid Bu to the unfixed toner T without disturbing the toner layer of the unfixed toner T, It is desirable that the bubble diameter range of the foam-like fixing solution Bu be about 5 to 50 [μm]. In the fixing
また、泡微細化部38で微細化した泡は、図11に示すように、気泡Bu−Aと、それぞれの気泡Bu−Aを区切る液膜境界Bu−B(以下、プラトー境界と称することがある)とから構成されている。
Further, as shown in FIG. 11, the bubbles refined by the
定着装置30の加圧ローラ43は、弾性層としてスポンジ素材を用いている。ここで、塗布ニップCでは、定着液Fが未定着トナーTのトナー層に浸透して、転写紙Pまで到達した後に、塗布ローラ41とトナー層とが分離するように、転写紙Pの塗布ニップ通過時間のタイミングを設定するする必要がある。
定着装置30では、転写紙Pの塗布ニップ通過時間(例えば先端が塗布ニップCの入口に進入してから先端が塗布ニップCの出口から排出される間での時間)を、50[ms](ミリ秒)から300[ms]の範囲に設定している。これにより、転写紙Pの塗布ニップ通過時間を、泡状定着液Buの浸透時間と同じかそれ以上にしている。そして、この範囲の転写紙Pの塗布ニップ通過時間を確保するために、小さな加圧力の変化で比較的大きく変形可能なスポンジ素材からなる弾性層を備えた加圧ローラ43を用いている。加圧ローラ43は、塗布ローラ41の押圧により撓む(塗布ローラ41に沿って変形する)材質であればよく、例えば、ゴム、合成樹脂等からなるものを用いることができ、特に限定されない。
The
In the fixing
塗布ニップ通過時間(以下、ニップ時間という)については、「ニップ時間=(ニップ幅)/(紙の搬送速度)」という計算式によって算出することが可能である。転写紙Pの搬送速度は、紙搬送駆動機構の設計データにより求めることができる。
一方、ニップ幅は、次の方法で求めることが出来る。まず、塗布ローラ全面に乾燥しない着色塗料を薄くつけて、転写紙Pを塗布ローラ41及び対峙する加圧ローラ43に挟んで加圧(ローラは回転させない状態で)して転写紙Pに着色塗料を付着させる。そして、転写紙P上の着色部(通常長方形の形に着色)における紙搬送方向の長さを測定することでニップ幅を求めることができる。
転写紙Pの搬送速度に応じて、ニップ幅を調整することでニップ時間を定着液Fのトナー層浸透時間と同じかそれ以上にする必要がある。
The coating nip passage time (hereinafter referred to as nip time) can be calculated by a calculation formula of “nip time = (nip width) / (paper conveyance speed)”. The transfer speed of the transfer paper P can be obtained from design data of the paper transport drive mechanism.
On the other hand, the nip width can be obtained by the following method. First, a colored paint that does not dry is applied thinly on the entire surface of the application roller, and the transfer paper P is sandwiched between the
The nip time needs to be equal to or longer than the toner layer penetration time of the fixing liquid F by adjusting the nip width according to the transfer speed of the transfer paper P.
図4に示す定着装置30では、加圧ローラ43を弾性多孔質体(以下、スポンジと記す)とすることで、転写紙Pの搬送速度に応じて、塗布ローラ41とスポンジの加圧ローラ43の軸間距離を変更し、ニップ幅を変えることが容易になる。加圧ローラ43のスポンジの代わりに、弾性ゴムも適するが、スポンジは、弾性ゴムよりも弱い力で変形させることが可能であり、塗布ローラ41の加圧力を過剰に高くすることなく長いニップ幅を確保することができる。
In the fixing
定着液F中には樹脂を軟化する軟化剤または膨潤する膨潤剤が含有されており、スポンジ素材で形成された加圧ローラ43に定着液Fが万が一付着した場合、スポンジ素材が軟化する等の不具合が発生する恐れがある。このため、スポンジ素材の樹脂材は、軟化剤または膨潤剤に対し軟化や膨潤を示さない素材が望ましい。また、ローラ部がスポンジ素材からなる加圧ローラ43については、ローラ表面を可撓性フィルムで覆った構成であってもよい。このような構成であれば、スポンジ素材が軟化剤または膨潤剤で劣化する素材であっても、軟化剤または膨潤剤により軟化や膨潤を示さない可撓性フィルムで覆うことでスポンジローラの劣化を防止することができる。スポンジ素材としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアミドなどの樹脂の多孔質体などが適する。また、スポンジを覆う可撓性フィルムとしては、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレン、ポリプロピレン、四フッ化エチレン・バーフロロアルキルビニルエーテル共重合体(PFA)、金属材料などが適する。
The fixing solution F contains a softening agent that softens the resin or a swelling agent that swells. If the fixing solution F should adhere to the
図4に示す定着装置30において、塗布ローラ41とローラ部がスポンジからなる加圧ローラ43とが常時接触している場合、転写紙Pが搬送されていない時に塗布ローラ41上の泡状定着液Buがスポンジの加圧ローラ43に付着し汚す恐れがある。この付着を防止する狙いから、紙先端検知手段(図示せず)を塗布ニップCに転写紙Pが搬送される手前に設け、紙先端検知信号に応じて、転写紙Pの先端から後方にのみ泡状定着液Buが塗布されるようなタイミングで塗布ローラ41に泡状定着液Buを供給することが望ましい。
In the fixing
また、定着装置30においては、不図示の接離機構により、待機時には塗布ローラ41と加圧ローラ43とを互いに離間させ、塗布時のみ、塗布ローラ41と加圧ローラ43とを当接させる構成とすることが望ましい。このような構成では、塗布ローラ41と加圧ローラ43とを互いに離間させた待機時の状態から上記紙先端検知手段による転写紙Pの先端検知の検知結果に基づいて、接離機構を駆動し、塗布ローラ41と加圧ローラ43とを当接させる。そして、紙先端検知手段による転写紙Pの後端検知、または、別に設けた不図示の紙後端検知手段による転写紙Pの後端検知の検知結果に基づいて、接離機構を駆動し、塗布ローラ41と加圧ローラ43とを離間させる。
Further, in the fixing
図4及び図6に示すように定着装置30は、塗布ニップCを通過した後の塗布ローラ41の表面上をクリーニングする泡回収装置70を備える。泡回収装置70は、泡回収ブレード71によって塗布ニップCで塗布ローラ41から転写紙Pに移行しきれなかった泡状定着液Buである残留する残留泡状定着液Bu4、及び転写紙Pから移行した少量のオフセットトナーTaを除去する。
As shown in FIGS. 4 and 6, the fixing
図1は、泡回収装置70の概略を示す定着装置30の説明図である。
泡回収装置70は、泡回収ブレード71、図1中の矢印I方向に表面移動する泡回収ベルト77、泡掻き取りブレード83、及び、消泡装置80を備える。
FIG. 1 is an explanatory diagram of the fixing
The
塗布ニップCでは、転写紙Pは、表面上のトナー像に塗布ローラ41の表面上の泡状定着液Buが塗布され、加圧ローラ43によって加圧され、塗布ニップCを通過した転写紙Pはプリンタ100の装置外部へ排紙される。ここで、塗布ニップCで塗布ローラ41から転写紙Pに移行しきれなかった泡状定着液Bu(残留泡状定着液Bu4)が塗布ローラ41の表面に残留する。この残留泡状定着液Bu4には、転写紙Pから移行したオフセットトナーTaが僅かではあるが含まれている。残留泡状定着液Bu4及び少量のオフセットトナーTaは、泡回収装置70の泡回収ブレード71によってかき取られて塗布ローラ41の表面上から除去される。
泡回収ブレード71でかき取られた残留泡状定着液Bu4は、泡回収ベルト77の上部表面上に落下し、泡回収ベルト77の表面移動によって移動する。その後、残留泡状定着液Bu4は、泡回収ベルト77に近接または接触する泡掻き取りブレード83によって泡回収ベルト77の表面上から掻き取られ、消泡装置80の回収容器81内に落下する。
In the coating nip C, the transfer paper P is applied to the toner image on the surface with the foamy fixing liquid Bu on the surface of the
The residual foam-like fixing solution Bu4 scraped off by the
図1に示す泡回収装置70では、泡掻き取りブレード83は泡回収ベルト77の表面移動方向に対してカウンター方向に当接している。しかし、泡掻き取りブレード83は単に泡回収ベルト77から残留泡状定着液Bu4を剥離させればよいだけなので、泡掻き取りブレード83と泡回収ベルト77との摩擦抵抗による負荷を軽減するために、泡掻き取りブレード83を泡回収ベルト77の表面移動方向に対してトレーリング方向に当接させても良い。
In the
図12は、図1に示す泡回収ベルト77の上面図である。
図12に示すように、泡回収ベルト77の上部表面上には、泡回収ベルト77の表面移動方向に直交する方向の泡の移動を規制する二つの泡ガイド部材73(第一泡ガイド部材73a、第二泡ガイド部材73b)が配置されている。
泡掻き取りブレード83によって塗布ローラ41から掻き取られた残留泡状定着液Bu4は、泡回収ベルト77の上部表面上に落下し、泡回収ベルト77の表面移動によって図12中の矢印I方向に移動する。このとき、残留泡状定着液Bu4は、第一泡ガイド部材73a及び第二泡ガイド部材73bによって泡回収ベルト77の表面移動方向に直交する方向(幅方向)の移動が規制され、幅方向の片側端部に寄せられる。このように残留泡状定着液Bu4が寄せられる側の泡回収ベルト77の下方に回収容器81を配置することで、塗布ニップCを通過し、プリンタ100の装置外部に向かう転写紙Pの搬送に影響を及ぼさない位置で、泡状定着液Buの破泡処理を行うことが可能と成る。
FIG. 12 is a top view of the
As shown in FIG. 12, on the upper surface of the
The residual foam-like fixer Bu4 scraped from the
次に、本実施形態の消泡装置80の特徴部について説明する。
図13は、消泡装置80の斜視拡大図である。図1及び図13に示すように、消泡装置80は、回収容器81の内側の壁面に消泡剤ブロック90を配置している。また、回収容器81内には、水に対する消泡剤の質量が1[%]以内となるように調節されたスタート液としての消泡液BLが予め収容されている。
回収容器81内には回収液撹拌子82が配置されており、回収液撹拌子82を駆動することで、落下してきた残留泡状定着液Bu4と消泡液BLとを撹拌する。これにより、消泡液BLに含まれる消泡剤としての成分が残留泡状定着液Bu4に作用し、残留泡状定着液Bu4の泡が破泡して直ちに消泡する。これにより、回収した残留泡状定着液Bu4を液状定着液TLの状態で回収容器81内に収容することができる。
消泡装置80では、残留泡状定着液Bu4が破泡した液状定着液TLは消泡液BLと混合した状態で回収容器81内に収容される。
また、液状定着液TLが混合することで消泡液BLが増量するが、消泡液BLの増量による液面の上昇に伴い、消泡剤ブロック90を形成する消泡剤が消泡液BL中に溶け出すため、消泡液BL中の消泡剤の濃度を一定の範囲内とすることができる。
Next, the characteristic part of the
FIG. 13 is an enlarged perspective view of the
A
In the
In addition, the amount of the antifoaming liquid BL is increased by mixing the liquid fixing liquid TL, but the antifoaming agent that forms the
液状定着液TLは同じ質量の泡状定着液Buと比較して、1/10〜1/50程度の体積である。また、本実施形態の定着装置30で用いる定着液Fは泡状定着液Buの状態での泡沫安定性を高めた材料組成であるため、泡状定着液Buを放置するのみでは完全に液化するまでに長時間を要し、泡の状態のまま収容すると回収した定着液を収容するスペースが大型化してしまう。
これに対して、本実施形態の定着装置30では、泡状定着液Buを消泡装置80で積極的に液化して液状定着液TLの状態で保存することにより、回収した定着液を収容するスペース(定着装置30では回収容器81)の小型化を図ることができ、定着装置30全体の小型化を図ることができる。
また、消泡装置80では、残留泡状定着液Bu4を消泡剤によって破泡させるため、加熱するよりも少ないエネルギーで泡状定着液Buを消泡して液状定着液TLとすることができる。
The liquid fixer TL has a volume of about 1/10 to 1/50 compared with the foam fixer Bu having the same mass. Further, since the fixing solution F used in the fixing
On the other hand, in the fixing
Further, in the
回収容器81内の消泡液BLの攪拌はマグネチクスタラーにより回収液撹拌子82が回転して液を攪拌する。また、泡回収ベルト77によって搬送された残留泡状定着液Bu4は、回収容器81に落下して回収液撹拌子82により攪拌され消泡液BLと接触することで消泡される。
ここで、経時の画像形成動作及び定着動作に伴い、残留泡状定着液Bu4が回収容器81に送られ続けて残留泡状定着液Bu4が消泡されるにつれて、回収容器81で回収された液状定着液TLの積算量が増加する。液状定着液TLの積算量が増加すると、スタート液に含まれていた消泡剤だけでは消泡液BL中の消泡剤の濃度が低くなり消泡効果が低下する。一方、消泡剤の濃度低下を防止するために、消泡剤の量を多めに含有した高濃度の消泡液BLをスタート液として用いたとしても、オフセットトナーや凝集物に消泡剤が吸着して消泡効果が低下してしまう。
The defoaming liquid BL in the
Here, as the image forming operation and the fixing operation with time, the residual foam-like fixer Bu4 continues to be sent to the
このような問題に対して、本実施形態の消泡装置80は、消泡剤ホルダ91によって、消泡剤ブロック90を回収容器81の内部壁面に高さの異なる複数箇所に付設している。また、消泡剤ブロック90は、ポリビニルアルコール(以下、PVA)の薄層からなる消泡剤収容部材に消泡剤を収容する部材である。なお、図14は、消泡剤ホルダ91の拡大説明図である。
With respect to such a problem, the
消泡装置80では、経時の画像形成動作及び定着動作に伴い、回収容器81に回収された液状定着液TLの積算量が増加するため、この液状定着液TLを含有する消泡液BLの液量が増量し、消泡液BLの液面の位置が上昇する。このときに、消泡液BLが各消泡剤ブロック90の位置に到達する毎に、消泡剤を収容するPVAの消泡剤収容部材が溶解して、消泡剤が消泡液BL中に添加される。これにより、回収容器81内の消泡液BLの液量に応じて、消泡剤を消泡液に段階的に添加することが出来る。消泡剤が添加された消泡液BLが回収液撹拌子82で撹拌することで、添加前に消泡剤の濃度低下や凝集物等に対する消泡剤の吸着によって消泡効果が低下した消泡液BLの消泡効果を復帰させることができる。
In the
消泡装置80のように、消泡剤ブロック90を回収容器81の内部壁面に高さの異なる複数箇所に付設することで、消泡剤を段階的に添加するための電気的な制御や供給動力を必要とすることなく消泡効果を維持することができた。これにより、安価な装置でコンパクトなそれでいて信頼性の高い消泡装置を実現することができた。
なお、消泡剤収容部材の材質としては、PVAに限るものではなく、水に触れると溶解する材質であればよい。さらに、水で溶解する材質に限らず、消泡液BLに含まれる材料と接触することで溶解する材質であればよい。
Like the
The material of the defoamer-containing member is not limited to PVA, and any material that dissolves when exposed to water may be used. Furthermore, it is not limited to a material that dissolves in water, and any material that dissolves by contact with a material contained in the defoaming liquid BL may be used.
また、図13及び図14に示すように、消泡装置80は、回収容器81の下方から順に第一消泡剤ブロック90a〜第五消泡剤ブロック90eまで、5つの消泡剤ブロック90を配置している。
この5つの消泡剤ブロック90としては、上方に配置した消泡剤ブロック90ほど消泡剤収容部材に収容される消泡剤の量を多くすることが好ましい。これは、上方に配置した消泡剤ブロック90ほど、消泡剤が添加されるときの消泡液BLの液量が多くなり、消泡剤の濃度を保つためにはより多くの消泡剤が必要となるためである。
Moreover, as shown in FIG.13 and FIG.14, the
As these five antifoaming agent blocks 90, it is preferable to increase the amount of antifoaming agent accommodated in an antifoaming agent accommodation member as the
また、本実施形態の定着装置30で用いる定着液Fは、軟化剤、可溶化剤、起泡剤、増泡剤、水溶性樹脂及び希釈剤といった構成材料からなり、これらは安全性の優れた材料である。また、オフセットトナーが混ざっているが、含有量は僅かである。このため、泡状定着液Buの状態で回収し、破泡させることで得た液状定着液TLをそのまま破棄しても安全上の問題はない。
しかし、環境負荷を考えると92[%]程度の水分と前述の構成材料を分離して回収することが望ましい。このような問題に対して、泡状定着液Buを破泡させる消泡剤として、一般的には凝集剤として用いられる硫酸アルミニウムを用いることが有効であることが分かった。
このような凝集剤としての作用を有する硫酸アルミニウムを消泡剤として用いることにより、液状定着液TLと消泡液BLとを混合したときに、液状定着液TLに含まれる構成材料が塩を形成し、水分と分離した状態となる。
このように水分と分離した塩を濾過等により回収したあとに、液状定着液TLを含有する消泡液BLを破棄することで環境負荷を軽減することができる。
Further, the fixing solution F used in the fixing
However, considering the environmental load, it is desirable to separate and collect about 92% moisture and the above-mentioned constituent materials. It has been found that it is effective to use aluminum sulfate, which is generally used as an aggregating agent, as an antifoaming agent for breaking the foamed fixing solution Bu against such problems.
By using aluminum sulfate having such a function as an aggregating agent as an antifoaming agent, when the liquid fixing solution TL and the antifoaming solution BL are mixed, the constituent material contained in the liquid fixing solution TL forms a salt. And separated from moisture.
The environmental load can be reduced by discarding the antifoaming liquid BL containing the liquid fixing liquid TL after the salt separated from the water is recovered by filtration or the like.
また、凝集剤としての作用を有する消泡剤を用いた場合、泡は短時間に消去するが回収容器81に蓄積された定着液を含む消泡液BLは白濁し、トナーが混ざっているので灰白色の濁った状態であった。
それらによって生じる問題は消泡剤が、混ざっているトナー、白濁している粒子などに吸着して消泡剤の濃度が低下した状態になってしまう。このような問題に対して消泡装置80では、段階的に消泡剤を添加しているため、経時で消泡剤の濃度が低下しても新たに添加される消泡剤によって消泡性能を復帰させることができる。
Further, when an antifoaming agent having an action as an aggregating agent is used, the foam is erased in a short time, but the antifoaming liquid BL containing the fixing liquid accumulated in the
The problem caused by them is that the antifoaming agent is adsorbed on the mixed toner, white turbid particles, etc. and the concentration of the antifoaming agent is lowered. With respect to such a problem, the
また、定期的に消泡剤を添加する構成としては、濃度センサや、適正濃度を供給する滴下装置を備えた構成が考えられる。しかし、濃度センサや滴下装置を備えた構成では、消泡装置の大型化・複雑化を招き、コスト、信頼性など多くの課題が生じてしまう。
これに対して、消泡装置80では、消泡剤ブロック90を回収容器81の内部壁面に高さの異なる複数箇所に付設し、回収容器81内の消泡液BLが各消泡剤ブロック90の高さまで到達すると、消泡剤が消泡液BLに添加される構成となっている。これにより、経時の画像形成動作及び定着動作に伴い、回収容器81内の消泡液BLの液面の上昇に合わせて段階的に消泡剤を消泡液BLに添加することができる。これにより、濃度センサや滴下装置を新たに追加することなく、消泡剤による消泡効果を維持することが出来る。また、消泡装置80が備える消泡剤ブロック90は、消泡剤が薄層のPVAなどのに適量、内包されていおり、回収容器81内の液体に含まれる水によって消泡剤収容部材が溶解して混合されることで消泡効果が復帰する。
Moreover, as a structure which adds an antifoamer regularly, the structure provided with the concentration sensor and the dripping apparatus which supplies a proper density | concentration can be considered. However, the configuration including the concentration sensor and the dropping device leads to an increase in size and complexity of the defoaming device, and causes many problems such as cost and reliability.
On the other hand, in the
本実施形態の定着装置30は、塗布ニップCを通過した転写紙Pはプリンタ100の装置外に排出されるが、塗布ニップCからプリンタ100の装置外に向かう転写紙Pの搬送経路に、転写紙Pを挾持搬送する一対の平滑ローラ(ハードローラ)を設けてもよい。塗布ニップCを通過するときに定着液が塗布され軟化したトナー層を担持する転写紙Pを一対の平滑ローラによって挾持し加圧することによって、トナーの層の表面を平滑化して、トナー画像に光沢を付与することができる。さらに、平滑ローラで挾持することで、軟化したトナー層を転写紙Pに押し込むことができ、転写紙Pに対するトナー層の定着性を向上させることができる。
In the fixing
図15は、本発明を適用した定着装置30の他の例の概略構成図である。
図15に示す定着装置30では、図4に示す定着装置30が備える加圧ローラ43の代わりに、加圧ベルト430を備えている。加圧ベルト430としては、例えばシームレスニッケルベルト、シームレスPETファイルなどの基体にPFAのような離型性フッ素樹脂をコートした部材を用いる。
FIG. 15 is a schematic configuration diagram of another example of the fixing
A fixing
図4を用いて説明した定着装置30と同様に、図15に示す定着装置30の泡状定着液供給部130は、初期泡状定着液Bu1を生成する気体・液体混合部35と、初期泡状定着液Bu1をせん断力で分泡して小径泡状定着液Bu2を生成する泡微細化部38とを備える。そして、泡状定着液供給部130で生成した泡状定着液Buを泡供給ノズル39から塗布ローラ41の表面に供給する。一方、不図示の制御部は不図示のブレード回動軸駆動モータの駆動を制御することによって、膜厚調整ブレード42と塗布ローラ41表面との間の間隙を調整する。これにより、塗布ローラ41の表面に供給された泡状定着液Buは、この間隙を通過することで最適な膜厚の泡状定着液膜Bu3となって塗布ニップCに供給される。
Similar to the fixing
図15に示す定着装置30のように、塗布ニップCを形成する部材にベルトを用いる構成では、ニップ幅を容易に広くすることが可能となる。従って、塗布ニップCを形成する部材にベルトを用いる構成としては、図15に示すように加圧部材にベルト部材を用いる構成に限らず、塗布ローラ41の代わりにベルト状の塗布部材を用い、加圧部材をローラ状の部材を用いる構成であっても良い。
このように、塗布部材または加圧部材の少なくとも一方をベルト状の部材とする構成にすることで、ニップ幅を容易に広くすることが可能となり、紙にしわが発生するような無理な力をかけることもなく、ニップ時間が同じだとすると紙の搬送速度を速くすることが可能となり、高速定着が可能となる。
In a configuration in which a belt is used as a member for forming the coating nip C as in the fixing
Thus, by using at least one of the application member and the pressure member as a belt-like member, it becomes possible to easily widen the nip width and apply an excessive force that causes wrinkles on the paper. If the nip time is the same, the paper conveyance speed can be increased, and high-speed fixing is possible.
本実施形態の定着装置30では、液状定着液TLを構成する軟化剤液310aと起泡剤液310bとを独立して保管しているが、これに限るものではない。軟化剤と起泡剤とを含有した液状定着液TLを定着用液収容器31内で保管し、この液状定着液TLから泡状定着液生成手段によって泡状定着液Buを生成する構成としてもよい。液状定着液TLの状態で保管する構成では、複数の定着液成分液を混合して定着液を作製する定着液作製手段が不要であるため、装置の構成を簡略化できる。
In the fixing
次に、定着液Fの組成について説明する。定着装置30で用いる定着液Fは、少なくとも軟化剤と起泡剤とを含有する。
Next, the composition of the fixing solution F will be described. The fixing solution F used in the fixing
先ず、軟化剤について説明する。
軟化剤は、トナーに含まれる樹脂の少なくとも一部を溶解または膨潤させることで樹脂微粒子を軟化させる機能を有する。
軟化剤としては、エステル化合物であることが好ましい。エステル化合物は、トナー等の樹脂微粒子に含まれる樹脂の少なくとも一部を溶解または膨潤させる溶解性または膨潤性に優れている。上記エステル化合物の中でも、脂肪族エステル、炭酸エステルが、樹脂の軟化能力が優れている点で特に好ましい。また、後述する起泡剤としてのアニオン系界面活性剤による起泡性を阻害しない点からも好ましい。
First, the softener will be described.
The softening agent has a function of softening the resin fine particles by dissolving or swelling at least a part of the resin contained in the toner.
The softener is preferably an ester compound. The ester compound is excellent in solubility or swelling property that dissolves or swells at least a part of the resin contained in resin fine particles such as toner. Among the ester compounds, aliphatic esters and carbonates are particularly preferable because of their excellent resin softening ability. Moreover, it is preferable also from the point which does not inhibit the foaming property by the anionic surfactant as a foaming agent mentioned later.
また、記録媒体に対する樹脂微粒子としてのトナーの定着は、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。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。 Further, the fixing of the toner as the resin fine particles to the recording medium is performed by an apparatus frequently used in a sealed environment, and the softening agent remains in the toner even after the toner is fixed on the recording medium. It is preferable that the toner is not fixed with volatile organic compounds (VOC) and unpleasant odor. That is, the softener preferably does not contain volatile organic compounds (VOC) and substances that cause 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.).
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)〕を用いることができる。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、通常のオフィス環境では、不快臭を感じなくなる。さらに、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。 As a practical odor measurement scale that can measure odors in office environments with high accuracy, the odor index [10 × log (until the substance odor is no longer felt) by the three-point comparison odor bag method, which is a sensory measurement The dilution ratio of the substance)] can be used. 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.
上記脂肪族エステルは、飽和脂肪族エステルを含む。上記脂肪族エステルが、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、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]以内で溶解または膨潤させることができる。さらに、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、溶解また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。 The aliphatic ester includes a saturated aliphatic ester. When the aliphatic ester contains a saturated aliphatic ester, the storage stability (resistance to oxidation, hydrolysis, etc.) of the softener can be improved. Further, many saturated aliphatic esters can dissolve or swell the resin contained in the toner within 1 [second]. Furthermore, the saturated aliphatic ester can reduce the stickiness 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、定着液としては、上記飽和脂肪族エステルが「R1COOR2」の一般式で表される化合物を含むものを用いることが望ましい。この化合物の一般式におけるR1は、炭素数が11以上14以下のアルキル基を示しており、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を示している。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。定着液としては、上記飽和脂肪族エステルが「R1COOR2」の一般式で表される化合物を含むものを用いることにより、トナーに含まれる樹脂に対する溶解性または膨潤性を向上させることができる。また、「R1COOR2」の一般式で表される化合物の臭気指数は、10以下であり、不快臭及び刺激臭を有さない。 Therefore, as the fixing solution, it is desirable to use a solution in which the saturated aliphatic ester contains a compound represented by the general formula “R1COOR2”. R1 in the general formula of this compound represents an alkyl group having 11 to 14 carbon atoms, and R2 represents 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. As the fixing solution, the saturated aliphatic ester containing a compound represented by the general formula “R1COOR2” can improve the solubility or swelling property with respect to the resin contained in the toner. Further, the odor index of the compound represented by the general formula “R1COOR2” is 10 or less, and does not have an unpleasant odor or an irritating odor.
「R1COOR2」の一般式で表される化合物を含む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、などが挙げられる。上記化合物を含む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、上記化合物を含む脂肪族モノカルボン酸エステルの多くについて、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、溶解またはマイクロエマルジョンの形態とする。
本実施形態における油性とは、室温(20[℃])における水に対する溶解度が、0.1[w%]以下である性質を意味する。
Examples of the aliphatic monocarboxylic acid ester including the compound represented by the general formula “R1COOR2” include ethyl laurate, hexyl laurate, ethyl tridecylate, isopropyl tridecylate, ethyl myristate, isopropyl myristate, and the like. It is done. Many of these aliphatic monocarboxylic esters containing the above compounds are soluble in oily solvents but not in water. Therefore, for many of the aliphatic monocarboxylic acid esters containing the above compounds, in an aqueous solvent, glycols are contained in the fixing solution as a dissolution aid, and are in the form of dissolution or microemulsion.
Oiliness in this embodiment means the property that the solubility with respect to water in room temperature (20 [degreeC]) is 0.1 [w%] or less.
上記飽和脂肪族エステルを使用するときにその加水分解を抑制するには、上述した「R1COOR2」の一般式で表される化合物の加水分解物である「R1COOH」と「R2OH」との少なくとも1種類を定着液に含有させることで、軟化剤の分解を抑制できる。上記加水分解物としては、例えば、ラウリン酸、ドデシル酸、ミリスチン酸、ミリスチン酸、メタノール、エタノールまたはイソプロピルアルコール等が挙げられる。含有量については特に限定しないが、カルボン酸化合物については、定着液のpHが7以下にならないような含有量、アルコール化合物については1[wt%]から30[wt%]の含有量の範囲が適当である。これらの含有量を超える場合は、定着液の起泡性が劣化するため適さない。 In order to suppress hydrolysis when the saturated aliphatic ester is used, at least one of “R1COOH” and “R2OH” which are hydrolysates of the compound represented by the general formula “R1COOR2” described above. By containing in the fixing solution, the decomposition of the softening agent can be suppressed. Examples of the hydrolyzate include lauric acid, dodecylic acid, myristic acid, myristic acid, methanol, ethanol, and isopropyl alcohol. The content is not particularly limited, but the content of the carboxylic acid compound is such that the pH of the fixing solution does not become 7 or less, and the content of the alcohol compound ranges from 1 [wt%] to 30 [wt%]. Is appropriate. Exceeding these contents is not suitable because the foaming property of the fixing solution deteriorates.
また、定着液としては、上記脂肪族エステルが脂肪族ジカルボン酸エステルを含むものを用いることが望ましい。上記脂肪族エステルが、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また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]以内であることが好ましい。上記脂肪族エステルが、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。さらに、より少量の軟化剤を添加することによって、トナーに含まれる樹脂を溶解また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。 Further, as the fixing solution, it is desirable to use a solution in which the aliphatic ester contains an aliphatic dicarboxylic acid ester. When the aliphatic ester contains 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 preferable that the time until the toner is fixed on the recording medium after applying the fixing liquid to the unfixed toner on the recording medium is within 1 [second]. When the aliphatic ester contains an aliphatic dicarboxylic acid ester, a 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. ] 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 solution can be reduced.
よって、定着液としては、上記脂肪族ジカルボン酸エステルが「R3(COOR4)2」の一般式で表される化合物を含むものを用いることが望ましい。この化合物の一般式におけるR3は、炭素数が3以上8以下のアルキレン基を示しており、R4は、炭素数が3以上5以下の直鎖型または分岐型アルキル基を示している。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。定着液としては、上記脂肪族ジカルボン酸エステルが「R3(COOR4)2」の一般式で表される化合物を含むものを用いることにより、トナーに含まれる樹脂に対する溶解性または膨潤性を向上させることができる。また、「R3(COOR4)2」の一般式で表される化合物の臭気指数は、10以下であり、不快臭及び刺激臭を有さない。 Therefore, as the fixing solution, it is desirable to use a fixing liquid containing the compound represented by the general formula “R3 (COOR4) 2 ”. R3 in the general formula of this compound represents an alkylene group having 3 to 8 carbon atoms, and R4 represents 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. As the fixing solution, the aliphatic dicarboxylic acid ester containing a compound represented by the general formula “R3 (COOR4) 2 ” is used to improve the solubility or swellability of the resin contained in the toner. Can do. In addition, the odor index of the compound represented by the general formula of “R3 (COOR4) 2 ” is 10 or less, and does not have an unpleasant odor or an irritating odor.
「R3(COOR4)2」の一般式で表される化合物を含む上記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。上記化合物を含む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、溶解またはマイクロエマルジョンの形態とする。 Examples of the aliphatic dicarboxylic acid ester containing a compound represented by the general formula “R3 (COOR4) 2 ” include, for example, 2-ethylhexyl succinate, dibutyl adipate, diisobutyl adipate, diisopropyl adipate, diisodecyl adipate, sebacic acid Examples include diethyl and dibutyl sebacate. Many of these aliphatic dicarboxylic acid esters containing 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 dissolved or in the form of a microemulsion.
更に、本発明における定着液において、上記脂肪族エステルは、脂肪族ジカルボン酸ジアルコキシアルキルを含むことが望ましい。上記脂肪族エステルが、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。 Furthermore, in the fixing solution of the present invention, the aliphatic ester preferably contains an aliphatic dicarboxylic acid dialkoxyalkyl. When the aliphatic ester contains an aliphatic dicarboxylate dialkoxyalkyl, the fixability of the toner to the recording medium can be improved.
定着液としては、上記脂肪族ジカルボン酸ジアルコキシアルキルが「R5(COOR6−O−R7)2」の一般式で表される化合物を含むものを用いることが望ましい。この化合物の一般式におけるR5は、炭素数が2以上8以下のアルキレン基を示しており、R6は、炭素数が2以上4以下のアルキレン基を示し、R7は、炭素数が1以上4以下のアルキル基を示している。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。定着液としては、上記脂肪族ジカルボン酸ジアルコキシアルキルが「R5(COOR6−O−R7)2」の一般式で表される化合物を含むものを用いることにより、トナーに含まれる樹脂に対する溶解性または膨潤性を向上させることができる。また、「R5(COOR6−O−R7)2」の一般式で表される化合物の臭気指数は、10以下であり、不快臭及び刺激臭を有さない。
As the fixing solution, it is preferable to use a fixing solution containing a compound represented by the general formula “R5 (
上記化合物を含む上記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、コハク酸ジカルビトール、アジピン酸ジメトキシエチル、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。上記化合物を含む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用いる場合には、必要に応じてグリコール類を溶解助剤として定着液に含有させ、溶解またはマイクロエマルジョンの形態とする。 Examples of the aliphatic dicarboxylate dialkoxyalkyl containing the above compound include diethoxyethyl succinate, dibutoxyethyl succinate, dicarbitol succinate, dimethoxyethyl adipate, diethoxyethyl adipate, dibutoxyethyl adipate, sebacin Examples include diethoxyethyl acid. When these aliphatic dicarboxylic acid dialkoxyalkyls containing the above compounds are used in an aqueous solvent, glycols are included in the fixing solution as a solubilizing agent, if necessary, to form a solution or microemulsion.
上記脂肪酸エステルではないが、上記炭酸エステルとしては、例えば炭酸エチレン、炭酸プロピレン(プロピレンカーボネート)、グリセロール1,2−カルボナート、4−メトキシメチル−1,3−ジオキソラン−2−オンなどを軟化剤として用いることができる。 Although not the fatty acid ester, examples of the carbonate ester include ethylene carbonate, propylene carbonate (propylene carbonate), glycerol 1,2-carbonate, 4-methoxymethyl-1,3-dioxolan-2-one and the like as a softening agent. Can be used.
また、上記以外のエステル化合物としては、例えばクエン酸トリエチル、アセチルクエン酸トリエチル、クエン酸トリブチル、アセチルクエン酸トリブチル等のクエン酸エステル;エチレングリコールジアセタート、ジエチレングリコールジアセタート、トリエチレングリコールジアセタート等のグリコールをエステル化した化合物;モノアセチン、ジアセチン、トリアセチン等のグリセリンをエステル化した化合物などが挙げられる。 Examples of ester compounds other than the above include citric acid esters such as triethyl citrate, acetyl triethyl citrate, tributyl citrate and tributyl acetyl citrate; ethylene glycol diacetate, diethylene glycol diacetate, triethylene glycol diacetate And compounds obtained by esterifying glycols such as monoacetin; compounds obtained by esterifying glycerol such as monoacetin, diacetin, and triacetin.
液状定着液TLにおける上記軟化剤の含有量は、0.5[wt%]〜50[wt%]が好ましく、5[wt%]〜40[wt%]がより好ましい。上記軟化剤の含有量が、0.5[wt%]未満であると、トナーに含まれる樹脂を溶解乃至膨潤させる効果が不十分になることがあり、50[wt%]を超えると、長時間に亘りトナーに含まれる樹脂の流動性を低下させることができず、定着トナー層が粘着性を有する可能性がある。 The content of the softening agent in the liquid fixing solution TL is preferably 0.5 [wt%] to 50 [wt%], and more preferably 5 [wt%] to 40 [wt%]. When the content of the softening agent is less than 0.5 [wt%], the effect of dissolving or swelling the resin contained in the toner may be insufficient, and when it exceeds 50 [wt%] There is a possibility that the fluidity of the resin contained in the toner cannot be lowered over time, and the fixing toner layer has adhesiveness.
次に、液状定着液TLが含有する溶解助剤について説明する。
定着液F中の軟化剤の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場合がある。そこで、溶解助剤として、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、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、トリ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F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、定着液Fにおける上記多価のアルコール類の含有量は、1[wt%]〜30[wt%]の範囲が好ましい。上記多価のアルコール類の含有量が、30[wt%]を超えると、起泡性がむしろ劣化するため適さない。
Next, the dissolution aid contained in the liquid fixing solution TL will be described.
When the concentration of the softening agent in the fixing liquid F increases, the softening agent may be difficult to dissolve in water as a dilution solvent. Therefore, polyhydric alcohols such as ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, polyethylene glycol, propylene glycol, dipropylene glycol, tripropylene glycol, 1,3-butylene glycol, glycerin and the like are used as dissolution aids. It was found that the inclusion in the fixing solution F dissolves the softener even at a high concentration and does not deteriorate the foaming property due to the fatty acid salt, but rather the foaming property is improved. The content of the polyhydric alcohol in the fixing solution F is preferably in the range of 1 [wt%] to 30 [wt%]. When the content of the polyhydric alcohol exceeds 30 [wt%], the foamability is rather deteriorated, which is not suitable.
次に、起泡剤について説明する。
アニオン系界面活性剤は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。この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。一方、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30のように、液状定着液TLを泡状定着液Buとして用いる場合、定着液F中の軟化剤の濃度が高いほど、定着液Fの起泡性及び泡状定着液Buの泡沫安定性が悪くなり、起泡し難くなったり、泡状定着液Bu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Buを得ることが出来ず、所望の嵩密度の泡状定着液Buを得たとしても、泡状定着液Buが破泡し易いと塗布ニップCで完全に破泡してしまい液状定着液TLを塗布する構成と同様の問題が生じる。
Next, the foaming agent will be described.
Anionic surfactants can realize excellent foaming properties and foam stability, and are excellent as foaming agents. Among these anionic surfactants, fatty acid salts are most excellent in foam stability and are most suitable as a foaming agent for fixing solutions. On the other hand, softeners generally have a strong antifoaming effect. For this reason, when the liquid fixing solution TL is used as the foamy fixing solution Bu as in the fixing
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30で未定着トナーに付与する泡状定着液Bu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。
Here, foam stability refers to the property that the fixing solution in the form of foam is difficult to become liquid. The foam-like fixing liquid Bu to be applied to the unfixed toner by the fixing
本発明者らは、この定着液中の軟化剤濃度を高めたときの起泡性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 foaming deterioration when the concentration of the softening agent in the fixing solution is increased, the present inventors have made various prototypes based on the type and concentration of the anionic surfactant. 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。
ここで、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、アニオン系界面活性剤、脂肪酸塩(炭素数としては、12〜18)を含有したもの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.
Here, in the fixing solution containing a softening agent, a solution containing an anionic surfactant and a fatty acid salt (12 to 18 carbon atoms) is more foamable than when foaming water. Is excellent. 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とが定着液の系内で、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 has foaming properties. And foam stability is improved.
また、脂肪酸塩の炭素数12〜18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。そこで、定着液中の脂肪酸塩としては単独の脂肪酸塩でもよいが、炭素数12〜18の脂肪酸塩を混合する方がさらに優れた定着液となる。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:ステアリン酸塩の質量比で、0:6:3:1や1:5:3:1、または、1:4:4:1などが適する。 Even in the range of 12 to 18 carbon atoms of the fatty acid salt, the smaller the number of carbons, the better the foaming property, but the foam stability is poor, and the higher the number of carbons, the less foamable, the foam stability. It is extremely excellent. Therefore, the fatty acid salt in the fixing solution may be a single fatty acid salt, but a more excellent fixing solution is obtained by mixing 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, or 1 in terms of mass ratio of laurate: myristate: palmitate: stearate : 4: 4: 1 is suitable.
上記アニオン系界面活性剤の液状定着液TL中の含有量は、0.1[wt%]〜20[wt%]が好ましく、0.5[wt%]〜10[wt%]がより好ましい。上記アニオン系界面活性剤の液状定着液TL中の含有量が、0.1[wt%]未満であると、起泡性が不十分になることがあり、上記アニオン系界面活性剤の液状定着液TL中の含有量が、20[wt%]を超えると、定着液の粘度が高くなり、起泡性が低下する可能性がある。 The content of the anionic surfactant in the liquid fixing solution TL is preferably 0.1 [wt%] to 20 [wt%], and more preferably 0.5 [wt%] to 10 [wt%]. If the content of the anionic surfactant in the liquid fixing solution TL is less than 0.1 [wt%], foaming may be insufficient, and the liquid fixing of the anionic surfactant may be performed. When the content in the liquid TL exceeds 20 [wt%], the viscosity of the fixing liquid increases and the foamability may be reduced.
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。定着液中における軟化剤の濃度が10[wt%]未満であると、脂肪酸を含有しなくても起泡性は問題ない。しかし、定着液中における軟化剤の濃度が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定着液中の含有量が30[wt%]である場合において、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。
ただし、定着液における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、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、5:5〜1:9の範囲とした場合起泡性が優れている。
By containing a fatty acid having the same number of carbon atoms as the foaming agent fatty acid salt in the fixing solution, foamability and foam stability can be maintained even when the concentration of the softening agent is increased. If the concentration of the softening agent in the fixing solution 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 in the fixing solution is 10 [wt%] or more, particularly 30 [wt%] or more, the fatty acid salt alone hardly causes foaming and the foaming properties deteriorate. In the case where the content of the softening agent in the fixing solution is 30 [wt%], the foamability can be maintained by containing a fatty acid having the same carbon number as the fatty acid salt.
However, if the content of fatty acid in the fixing solution is too large, the ratio of the fatty acid salt that is a foaming agent is lowered, and the foamability is deteriorated 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み合わせだけでなく、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み合わせや、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組み合わせのように、炭素数が12〜18の範囲で異なる組み合わせであってもよい。要は、炭素数12〜18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、嵩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 of the same carbon number, for example, the fatty acid salt is a combination of amine myristate and fatty acid is stearic acid, the fatty acid salt is potassium palmitate and the fatty acid is a combination of stearic acid, Combinations different in the range of 12 to 18 carbon atoms 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 softener is contained, the foamability is not deteriorated, the foam stability is excellent, and the bulk density is extremely high. Allows low 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12〜18の脂肪酸を含有した定着液であっても、軟化剤濃度の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。ただし、組み合わせとして最も優れているのは脂肪酸塩との組み合わせである。 In addition, even if the fixing solution contains a fatty acid having 12 to 18 carbon atoms using another anionic surfactant, for example, alkyl ether sulfate (AES) as a foaming agent, the foaming property due to an increase in the softener concentration. It has been found that there is an effect of preventing the deterioration. However, the best combination is a combination with a fatty acid salt.
更に、脂肪酸塩としては、脂肪酸ナトリウム塩、脂肪酸カリウム塩、脂肪酸アミン塩が適している。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、1:0.5〜1:0.9の範囲と脂肪酸比率を高くすることで、ケン化反応後、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塩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 salts, fatty acid potassium salts, and fatty acid amine salts are suitable as the fatty acid salts. Furthermore, the most suitable fatty acid amine is specifically prepared by heating water, adding a fatty acid, then adding triethanolamine, and heating to saponify for a certain period of time. Can do. 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 reaction, and fixing Fatty acid and fatty acid amine salt can be mixed in the liquid. The same is possible with sodium and potassium salts.
定着液中で、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1〜3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、上述した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よい。 In the fixing solution, 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. Further, the above-described saturated fatty acid salt and unsaturated fatty acid salt may be mixed and used as a foaming agent.
泡状定着液Buにおいて、塗布ニップCに到達する前に泡状定着液Buが破泡すると液状定着液TLを塗布する構成と同様の問題が生じる。そこで生成した泡状定着液Buが泡の状態で塗布ニップCまで到達できるような泡沫安定性に優れる泡が求められる。このため、定着液中に脂肪酸アルカノールアミド(1:1)型を含有することが望ましい。脂肪酸アルカノールアミドには(1:1)型と(1:2)型があるが、本発明における泡沫安定性には(1:1)型が適することがわかった。 In the foam-like fixing liquid Bu, if the foam-like fixing liquid Bu breaks before reaching the coating nip C, a problem similar to the configuration in which the liquid fixing liquid TL is applied occurs. Accordingly, there is a demand for a foam having excellent foam stability such that the generated foam-like fixing solution Bu can reach the coating nip C in a foam state. For this reason, it is desirable to contain a fatty acid alkanolamide (1: 1) type in the fixing solution. Fatty acid alkanolamides include (1: 1) type and (1: 2) type, but it was found that (1: 1) type is suitable for foam stability in the present invention.
次に、液状定着液TLが含有する溶媒について説明する。
上記溶媒としては、水、水にアルコール類等を添加した水性溶媒、などが好ましい。
水としては、例えばイオン交換水、限外濾過水、逆浸透水、蒸留水等の純水、又は超純水を用いることができる。
上記水性溶媒を用いる場合には、界面活性剤を添加することで、表面張力を20[mN/m]〜30[mN/mと]することが好ましい。上記アルコール類としては、泡状定着液Buにおける気泡の安定性を高め、破泡しにくくする利点から、例えばセタノール等の単価アルコール、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、1,3−ブチレングリコール、グリセリン等の多価アルコールが好ましい。また、これらの単価また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。
Next, the solvent contained in the liquid fixing solution TL will be described.
As the solvent, water, an aqueous solvent obtained by adding alcohol or the like to water, and the like are preferable.
As water, for example, pure water such as ion exchange water, ultrafiltration water, reverse osmosis water, distilled water, or ultrapure water can be used.
When the aqueous solvent is used, it is preferable that the surface tension is 20 [mN / m] to 30 [mN / m] by adding a surfactant. As the above alcohols, for example, monohydric alcohols such as cetanol, ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, polyethylene glycol, propylene glycol, diethylene glycol, and the like from the advantage of improving the stability of bubbles in the foamed fixing solution Bu and making it difficult to break the bubbles. Polyhydric alcohols such as propylene glycol, tripropylene glycol, 1,3-butylene glycol and glycerin are preferred. 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い。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、ソルビタンモノステレート及び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及び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。 In addition, a configuration in which an O / W emulsion or a W / O emulsion is formed by containing an oily component in the fixing solution to improve permeability and prevent curling of a medium such as paper is also desirable. In that case, as specific dispersants, sorbitan fatty acid esters such as sorbitan monooleate, sorbitan monosterate and sorbitan sesquioleate, and sucrose esters such as sucrose laurate and sucrose stearate are desirable. .
なお、定着液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や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、強いせん断応力を液状定着液TLに加えることで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。 In addition, as a method for dissolving or dispersing the microemulsifier in the fixing solution, for example, a mechanical stirring means such as a homomixer or a homogenizer using a rotary blade, or a means for applying vibration such as an ultrasonic homogenizer Is mentioned. In any case, the softener is dissolved or dispersed in the microemulsion by applying a strong shear stress to the liquid fixing solution TL.
本実施形態で用いる樹脂微粒子はトナーであるが、定着の対象となる樹脂を含有する樹脂微粒子としては、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く、例えば、導電性部材を含有した樹脂微粒子でもよい。上記樹脂微粒子のうち、電子写真プロセスで用いるトナーは、本発明の定着液との組み合わせにおいて最も定着に対する効果が高い。
また、上記トナーは、着色剤、帯電制御剤、結着樹脂及び離型剤を含有し、更に必要に応じてその他の成分を含有してなる。上記トナーが含有する上記結着樹脂としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えばポリスチレン樹脂、スチレン−アクリル共重合体、ポリエステル樹脂、などが挙げられる。また、上記離型剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、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。また、上記着色剤としては、特に制限はなく、公知の染料及び顔料の中から目的に応じて適宜選択することができる。
The resin fine particles used in the present embodiment are toners, but the resin fine particles containing a resin to be fixed are not limited to toner, and any fine particles containing a resin may be used. For example, a conductive member Resin fine particles containing may be used. Of the resin fine particles, the toner used in the electrophotographic process has the highest fixing effect in combination with the fixing solution of the present invention.
The toner contains a colorant, a charge control agent, a binder resin, and a release agent, and further contains other components as necessary. There is no restriction | limiting in particular as said binder resin which the said toner contains, According to the objective, it can select suitably, For example, a polystyrene resin, a styrene-acryl copolymer, a polyester resin etc. are mentioned. The releasing agent is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. Examples thereof include wax components such as carbanau wax and polyethylene. Moreover, there is no restriction | limiting in particular as said coloring agent, According to the objective, it can select suitably from well-known dyes and pigments.
また、上記トナーが含有する上記帯電制御剤としては、特に制限はなく、公知のもの中から目的に応じて適宜選択することができ、例えばトリフェニルメタン系染料、モリブデン酸キレート顔料、ローダミン系染料、アルコキシ系アミン、4級アンモニウム塩(フッ素変性4級アンモニウム塩を含む)、アルキルアミド、燐の単体又はその化合物、タングステンの単体又はその化合物、フッ素系活性剤、サリチル酸の金属塩、サリチル酸誘導体の金属塩などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
また、上記トナーが含有する上記その他の成分としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、外添剤、流動性向上剤、クリーニング性向上剤、磁性材料、金属石鹸、等が挙げられる。
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。
The charge control agent contained in the toner is not particularly limited and may be appropriately selected from known ones according to the purpose. Examples thereof include triphenylmethane dyes, molybdate chelate pigments, rhodamine dyes. , Alkoxy amines, quaternary ammonium salts (including fluorine-modified quaternary ammonium salts), alkylamides, phosphorus alone or compounds thereof, tungsten alone or compounds thereof, fluorine activators, metal salts of salicylic acid, salicylic acid derivatives Examples thereof include metal salts. These may be used individually by 1 type and may use 2 or more types together.
The other components contained in the toner are not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. For example, external additives, fluidity improvers, cleaning improvers, magnetic materials, metals Soap and the like.
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.
また、泡状定着液Buは、撥水性処理されたトナー粒子に対して、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、定着液が泡状となった泡状定着液Bu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望ましい。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[mN/m]〜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、泡状定着液Buの表面張力は、20[mN/m]〜30[mN/m]であることが好ましい。 Further, it is desirable that the foamy fixing solution Bu 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 desirable that the foam-like fixer Bu in which the fixer becomes foamy 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 the hydrophobic fine particles, the surface energy of the water-repellent treated toner is approximately 20 [mN / m] to 30 [mN]. / M]. Therefore, the surface tension of the foam-like fixing liquid Bu is 20 [mN / m] to 30 [mN / m] in order to have an affinity for the water-repellent toner (having sufficient wettability). Is preferred.
本実施形態では、定着液塗布対象である記録媒体として転写紙Pを用いているが、記録媒体としては紙に限定されず、金属、樹脂、セラミックス等の何れでもよい。ただし、定着液塗布対象は定着液に対し浸透性を有することが好ましく、定着液塗布対象の基板が液浸透性を持たない場合は、その基板上に液浸透層を有する定着液塗布対象であることが好ましい。
上記媒体の形態もシート状に限定されず、平面や曲面を有する立体物でもよい。
また、紙等の媒体に透明樹脂微粒子を均一に定着させ媒体表面を保護する(所謂、ニスコート)用途においても、本発明は適用できる。
上記媒体のうち、記録媒体としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、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。
In the present embodiment, the transfer paper P is used as a recording medium to which the fixing liquid is applied. However, the recording medium is not limited to paper, and any of metal, resin, ceramics, and the like may be used. However, the fixer application target is preferably permeable to the fixer, and if the substrate to which the fixer is to be applied is not liquid permeable, it is a fixer application target having a liquid permeable layer on the substrate. It is preferable.
The form of the medium is not limited to a sheet shape, and may be a three-dimensional object having a flat surface or a curved surface.
Further, the present invention can also be applied to applications in which transparent resin fine particles are uniformly fixed on a medium such as paper to protect the medium surface (so-called varnish coating).
Among the above media, the recording medium is not particularly limited and can be appropriately selected depending on the purpose. Examples thereof include paper, cloth, and a plastic film such as an OHP sheet having a liquid permeable layer. .
〔実験例〕
次に、本発明を適用した定着装置30の定着性を確認した実験例について説明する。
以下、本実験例で使用した定着液の調整方法について説明する。
[Experimental example]
Next, an experimental example in which the fixing property of the fixing
Hereinafter, a method for adjusting the fixing solution used in this experimental example will be described.
<脂肪酸トリエタノールアミン塩の調整>
まず、起泡剤液が含有する脂肪酸トリエタノールアミン塩の製法について説明する。
脂肪酸トリエタノールアミン塩全体の重量パーセントを100[wt%]としたときに、脂肪酸であるミリスチン酸(関東化学試薬)を35.1[wt%]、パルミチン酸(関東化学試薬)を26.3[wt%]、ステアリン酸(関東化学試薬)を8.8[wt%]及び中和剤であるトリエタノールアミンを29.8[wt%]となるようにそれぞれ計量する。そして、これらを液温80[℃]のイオン交換水中で30分間スターラー(100[rpm])で撹拌した後、室温になるまで自然冷却することで脂肪酸トリエタノールアミン塩を得る。これを以下に説明する起泡剤液に用いる。
<Preparation of fatty acid triethanolamine salt>
First, the manufacturing method of the fatty acid triethanolamine salt which a foaming agent liquid contains is demonstrated.
When the weight percent of the total fatty acid triethanolamine salt is 100 [wt%], 35.1 [wt%] of myristic acid (Kanto Chemical Reagent), which is a fatty acid, and 26.3 of palmitic acid (Kanto Chemical Reagent). [Wt%], stearic acid (Kanto Chemical Reagent) is measured to 8.8 [wt%], and triethanolamine as a neutralizing agent is measured to 29.8 [wt%]. These are stirred in ion-exchanged water at a liquid temperature of 80 [° C.] for 30 minutes with a stirrer (100 [rpm]), and then naturally cooled to room temperature to obtain a fatty acid triethanolamine salt. This is used for the foaming agent liquid described below.
<起泡剤液と軟化剤液との調整(1)>
以下、本実験例で用いる起泡剤液と軟化剤液との一つ目の組み合わせについて説明する。
起泡剤を含有する液(起泡剤液310b)としては、起泡剤液310b全体の重量パーセントを100[wt%]としたときに、上記脂肪酸トリエタノールアミン塩(脂肪酸TEA塩)を6.7[wt%]、増泡剤である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)を0.8[wt%]及びイオン交換水を92.5[wt%]、これらをあらかじめ超音波ホモジナイザーにて3分間撹拌して混合した液である。ここで得た起泡剤液310bを液状定着液TLの全体を100[wt%]としてときの60[wt%]をPET(ポリエチレンテレフタラート)樹脂からなるボトル容器(起泡剤液収容器31b)に入れた。
また、軟化剤を含有する液(軟化剤液310a)としては、プロピレンカーボネート(関東化学試薬社製:以下、PCとも呼ぶ)を用い、液状定着液TLの全体を100[wt%]としてときの40[wt%]をPET樹脂からなるボトル容器(軟化剤液収容器31a)に入れた。
<Adjustment of foaming agent liquid and softener liquid (1)>
Hereinafter, the first combination of the foaming agent liquid and the softening agent liquid used in this experimental example will be described.
As the liquid containing foaming agent (foaming agent liquid 310b), when the weight percentage of the entire
Further, as the liquid containing the softener (
<起泡剤液と軟化剤液の調整(2)>
次に、本実験例で用いる起泡剤液と軟化剤液との二つ目の組み合わせについて説明する。
起泡剤を含有する液(起泡剤液310b)としては、起泡剤液310b全体の重量パーセントを100[wt%]としたときに、脂肪酸トリエタノールアミン塩(脂肪酸TEA塩)を4.5[wt%]、増泡剤である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)を0.6[wt%]、及び、イオン交換水を94.9[wt%]をあらかじめ超音波ホモジナイザーにて3分間撹拌して混合した液である。ここで得た起泡剤液310bを液状定着液TLの全体を100[wt%]としてときの90[wt%]をPET(ポリエチレンテレフタラート)樹脂からなるボトル容器(起泡剤液収容器31b)に入れた。
また、軟化剤を含有する液(軟化剤液310a)としては、コハク酸ジエトキシエチル(クローダ社、クローダDES:以下、DESとも呼ぶ)を用い、液状定着液TLの全体を100[wt%]としてときの10[wt%]をPET樹脂からなるボトル容器(軟化剤液収容器31a)に入れた。
<Adjustment of foaming agent liquid and softener liquid (2)>
Next, the second combination of the foaming agent liquid and the softening agent liquid used in this experimental example will be described.
As a liquid (foaming agent liquid 310b) containing a foaming agent, fatty acid triethanolamine salt (fatty acid TEA salt) is used when the weight percentage of the entire
Further, as the liquid containing the softening agent (softening agent liquid 310a), diethoxyethyl succinate (Croda Corporation, Claude DES: hereinafter also referred to as DES) is used, and the entire liquid fixer TL is 100 wt%. As 10 [wt%] was put in a bottle container (softener
上記の軟化剤液310aと起泡剤液310bとを混合して液状定着液TLとし、さらに泡状定着液Buとする泡状定着液供給部130としては、図5に示す構成のものを用いた。
本実験例で用いた泡状定着液供給部130は、PET樹脂からなる2つのボトル(軟化剤液収容器31a及び起泡剤液収容器31b)を備え、液搬送ポンプ33(33a、33b)としてチューブポンプ(チューブ内径2[mm]、チューブ材質:シリコーンゴム)を備える。また、各部材を接続する液搬送流路(軟化剤液搬送パイプ34a、起泡剤液搬送パイプ34b、液状定着液搬送パイプ340及び泡搬送パイプ38c)は、内径2[mm]のシリコーンゴムチューブである。気体・液体混合部35内に配置された所望の泡径よりも大きい状態の初期泡状定着液Bu1を生成するための微小孔シート37は、ステンレス製メッシュシート(開口部約40[μm])という構成になっている。泡状定着液供給部130は、上述した2つのボトル、チューブポンプ、液搬送流路、及び、気体・液体混合部35によって大きな泡の生成部を構成する。
The above-described
The foam-like fixing
また、泡状定着液供給部130の泡微細化部38は、上述した大きな泡生成部で生成された初期泡状定着液Bu1から所望の泡径の小径泡状定着液Bu2を生成する。この泡微細化部38は、固定軸に固定された内側円筒38bが不図示の回転駆動モータによって回転する。二重円筒構造を構成する外側円筒38a及び内側円筒38bの材質はPET樹脂とした。外側円筒38aの内径d1は10[mm]、外側円筒38aの内部の長さL1は120[mm]、内側円筒38bの外径d2は8[mm]、内側円筒38bの長さL2は100[mm]とした。内側円筒38bの回転数は、300[rpm]とし、回転時間は10秒間とした。
In addition, the
泡状定着液供給部130で生成した泡状定着液Buを転写紙Pに付与する泡状定着液塗布部140としては、図1、図6及び図7に示す構成のものを用いた。
膜厚調整ブレード42の先端と塗布ローラ41との間隙よりも塗布ローラ41の表面移動方向上流側の表面に上述した泡状定着液供給部130で生成した泡状定着液Buが供給される構成である。膜厚調整ブレード42の先端と塗布ローラ41の表面との間隙は、40[μm]に設定した。
加圧ローラ43は、アルミ合金製ローラ(φ10[mm])を芯金とし、外径φ50[mm]のポリウレタンフォーム材(イノアック社商品名「カラーフォームEMO」)で形成したスポンジローラーである。
塗布ローラ41は、PFA(四フッ化エチレン・バーフロロアルキルビニルエーテル共重合体)樹脂を焼付け塗装したSUS(ステンレス鋼)製ローラ(φ30[mm])である。
膜厚調整ブレード42は、アルミニウム合金製支持板に厚み1[mm]の平板ガラスを接着したものであり、ガラス面を塗布ローラ41側に向け、10[μm]から100[μm]の範囲で塗布ローラ41とガラス面との隙間を制御できるように構成している。
また、紙搬送速度は、150[mm/s]という構成になっている。
As the foam-like
A configuration in which the foam-like fixing liquid Bu generated by the above-described foam-like fixing
The
The
The film
The paper conveyance speed is 150 [mm / s].
定着装置30の塗布ニップCでは、転写紙Pは塗布ローラ41と加圧ローラ43との表面移動によって搬送される。その際、塗布ニップCを通過した塗布ローラ41の表面上には、転写紙Pに移動しなかった残留泡状定着液Bu4が存在し、さらに、僅かではあるがオフセットトナーTaが混ざった状態である。
本実験例で用いた定着装置30は、図1に示すように、残留泡状定着液Bu4を塗布ローラ41から回収する泡回収装置70を備え、泡回収装置70が回収した残留泡状定着液Bu4を消泡装置80の回収容器81に回収される。なお、図1に示す泡回収装置70では、泡回収ベルト77に対して泡掻き取りブレード83がカウンター方向に当接しているが、本実験例ではトレーリング方向に当接する配置としている。また、定着装置30の駆動が停止すると泡回収ベルト77は、塗布ローラ41から回収し、泡回収ブレード71の周辺や泡回収ベルト77に残留する残留泡状定着液Bu4を回収容器81に搬送するまで駆動を続けてから停止する。
In the application nip C of the fixing
As shown in FIG. 1, the fixing
本実験例の実施例1〜4及び比較例1〜2の各条件の詳細は後述し、実験結果を表1に示す。 Details of the conditions of Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 and 2 of this experimental example will be described later, and the experimental results are shown in Table 1.
次に、本発明を適用した装置の各実施例と、本発明を適用したものとは異なる装置の各比較例の条件について説明する。 Next, conditions of each embodiment of the apparatus to which the present invention is applied and comparative examples of apparatuses different from those to which the present invention is applied will be described.
〔実施例1〕
電子写真方式のプリンタ(リコー社製 IpsioColorCX8800)を用い、未定着トナーのカラー画像を転写紙PとしてのPPC用紙(リコーT−6200、A4紙)に形成させた。トナー層の厚みは20〜30[μm]であった。
泡状定着液供給部130において、上記「起泡剤液と軟化剤液との調整(1)」に基づいてPC系定着液を作成し、気体・液体混合部35及び泡微細化部38によって泡状定着液Buを生成した。この泡状定着液Buを泡状定着液塗布部140の塗布ローラ41上で厚さ約100[μm]の泡状定着液膜Bu3として、塗布ニップCで未定着トナーTが形成された転写紙Pの上に塗布した。
[Example 1]
An unfixed toner color image was formed on PPC paper (Ricoh T-6200, A4 paper) as transfer paper P using an electrophotographic printer (IpsioColor CX8800 manufactured by Ricoh). The thickness of the toner layer was 20 to 30 [μm].
In the foam-like fixing
そして、実施例1では、消泡剤としては一般的に凝集剤として用いられる硫酸アルミニウム(硫酸バンド)を用いた。容量が1.5[L]の回収容器81内にスタート液としての硫酸アルミニウムの0.8[%]水溶液からなる消泡液BLを予め収容しておき、回収液撹拌子82で消泡液BLの撹拌を行う。さらに、回収容器81内の内壁面には消泡剤としての硫酸アルミニウムを薄層のPVAによって内包して形成される消泡剤ブロック90を、消泡剤ホルダ91を用いて配置した。本実施例1では、容量が1.5[L]の回収容器81に300[mL]のスタート液を入れたところ、回収容器81の底からスタート液の液面までの高さが35[mm]であった。このような構成で、スタート液の液面から上方に高さ方向に30[mm]毎に消泡剤ブロック90を三箇所配置した。なお、経時で液状定着液TLが混合される消泡液BLの液量が増量し、液面が上昇すると、消泡液BLの粘度も上昇するため、回収液撹拌子82の回転数も少しずつ上昇させるように制御する。このような実施例1の泡回収装置70では、残留泡状定着液Bu4が消泡した液状定着液TLによって液量が増量する消泡液BLが1.3[L]となるまでを回収することができた。
In Example 1, aluminum sulfate (sulfate band) generally used as a flocculant was used as the antifoaming agent. A defoaming liquid BL made of a 0.8 [%] aqueous solution of aluminum sulfate as a start liquid is previously stored in a
〔実施例2〕
電子写真方式のプリンタ(リコー社製 IpsioColorCX8800)を用い、未定着トナーのカラー画像を転写紙PとしてのPPC用紙(リコーT−6200、A4紙)に形成させた。トナー層の厚みは20〜35[μm]であった。
泡状定着液供給部130において、上記「起泡剤液と軟化剤液との調整(2)」に基づいてDES系定着液を作成し、気体・液体混合部35及び泡微細化部38によって泡状定着液Buを生成した。この泡状定着液Buを泡状定着液塗布部140の塗布ローラ41上で厚さ約80[μm]の泡状定着液膜Bu3として、未定着トナーTが形成された転写紙Pの上に塗布した。
[Example 2]
An unfixed toner color image was formed on PPC paper (Ricoh T-6200, A4 paper) as transfer paper P using an electrophotographic printer (IpsioColor CX8800 manufactured by Ricoh). The thickness of the toner layer was 20 to 35 [μm].
In the foam-like fixing
実施例2では、消泡剤としてシリコーン系の消泡剤(粉末型のKM−88P:信越化学工業製)を用いた。容量が1.5[L]の回収容器81内に、スタート液としての粉末型のKM−88Pを1.0[%]含有する水溶液からなる消泡液BLを予め収容しておき、回収液撹拌子82で消泡液BLの撹拌を行う。さらに、回収容器81内の内壁面には消泡剤としての粉末型のKM−88Pを薄層のPVAによって内包して形成される消泡剤ブロック90を、消泡剤ホルダ91を用いて配置した。本実施例2も実施例1と同様に、容量が1.5[L]の回収容器81に300[mL]のスタート液を入れたところ、回収容器81の底からスタート液の液面までの高さが35[mm]であった。このような構成で、スタート液の液面から上方に高さ方向に30[mm]毎に消泡剤ブロック90を三箇所配置した。なお、経時で液状定着液TLが混合される消泡液BLの液量が増量し、液面が上昇すると、消泡液BLの粘度も上昇するため、回収液撹拌子82の回転数も少しずつ上昇させるように制御する。このような実施例2の泡回収装置70では、残留泡状定着液Bu4が消泡した液状定着液TLによって液量が増量する消泡液BLが1.3[L]となるまでを回収することができた。
In Example 2, a silicone-based antifoaming agent (powder type KM-88P: manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) was used as an antifoaming agent. A defoaming liquid BL made of an aqueous solution containing 1.0 [%] of powder type KM-88P as a start liquid is previously stored in a
〔実施例3〕
電子写真方式のプリンタ(リコー社製 IpsioColorCX8800)を用い、未定着トナーのカラー画像を転写紙PとしてのPPC用紙(リコーT−6200、A4紙)に形成させた。トナー層の厚みは20〜30[μm]であった。
泡状定着液供給部130において、上記「起泡剤液と軟化剤液との調整(2)」に基づいてDES系定着液を作成し、気体・液体混合部35及び泡微細化部38によって泡状定着液Buを生成した。この泡状定着液Buを泡状定着液塗布部140の塗布ローラ41上で厚さ約95[μm]の泡状定着液膜Bu3として、未定着トナーTが形成された転写紙Pの上に塗布した。
Example 3
An unfixed toner color image was formed on PPC paper (Ricoh T-6200, A4 paper) as transfer paper P using an electrophotographic printer (IpsioColor CX8800 manufactured by Ricoh). The thickness of the toner layer was 20 to 30 [μm].
In the foam-like fixing
実施例3では、消泡剤としてポリアクリル酸アミドを用いた。容量が1.5[L]の回収容器81内に、スタート液としての粉末状のポリアクリル酸アミドを1.0[%]含有する水溶液からなる消泡液BLを予め収容しておき、回収液撹拌子82で消泡液BLの撹拌を行う。さらに、回収容器81内の内壁面には消泡剤としての粉末状のポリアクリル酸アミドを薄層のPVAによって内包して形成される消泡剤ブロック90を、消泡剤ホルダ91を用いて配置した。本実施例3も実施例1と同様に、容量が1.5[L]の回収容器81に300[mL]のスタート液を入れたところ、回収容器81の底からスタート液の液面までの高さが35[mm]であった。このような構成で、スタート液の液面から上方に高さ方向に30[mm]毎に消泡剤ブロック90を三箇所配置した。なお、経時で液状定着液TLが混合される消泡液BLの液量が増量し、液面が上昇すると、消泡液BLの粘度も上昇するため、回収液撹拌子82の回転数も少しずつ上昇させるように制御する。このような実施例3の泡回収装置70では、残留泡状定着液Bu4が消泡した液状定着液TLによって液量が増量する消泡液BLが1.3[L]となるまでを回収することができた。
In Example 3, polyacrylamide was used as an antifoaming agent. A defoaming liquid BL made of an aqueous solution containing 1.0 [%] of a powdered polyacrylic acid amide as a starting liquid is previously stored in a collecting
〔実施例4〕
電子写真方式のプリンタ(リコー社製 IpsioColorCX8800)を用い、未定着トナーのカラー画像を転写紙PとしてのPPC用紙(リコーT−6200、A4紙)に形成させた。トナー層の厚みは20〜30[μm]であった。
泡状定着液供給部130において、上記「起泡剤液と軟化剤液との調整(1)」に基づいてPC系定着液を作成し、気体・液体混合部35及び泡微細化部38によって泡状定着液Buを生成した。この泡状定着液Buを泡状定着液塗布部140の塗布ローラ41上で厚さ約90[μm]の泡状定着液膜Bu3として、未定着トナーTが形成された転写紙Pの上に塗布した。
Example 4
An unfixed toner color image was formed on PPC paper (Ricoh T-6200, A4 paper) as transfer paper P using an electrophotographic printer (IpsioColor CX8800 manufactured by Ricoh). The thickness of the toner layer was 20 to 30 [μm].
In the foam-like fixing
実施例4では、消泡剤としてポリアクリル酸アミドを用いた。容量が1.5[L]の回収容器81内に、スタート液としての粉末状のポリアクリル酸アミドを1.0[%]含有する水溶液からなる消泡液BLを予め収容しておき、回収液撹拌子82で消泡液BLの撹拌を行う。さらに、回収容器81内の内壁面には消泡剤としての粉末状のポリアクリル酸アミドを薄層のPVAによって内包して形成される消泡剤ブロック90を、消泡剤ホルダ91を用いて配置した。本実施例4も実施例1と同様に、容量が1.5[L]の回収容器81に300[mL]のスタート液を入れたところ、回収容器81の底からスタート液の液面までの高さが35[mm]であった。このような構成で、スタート液の液面から上方に高さ方向に30[mm]毎に消泡剤ブロック90を三箇所配置した。なお、経時で液状定着液TLが混合される消泡液BLの液量が増量し、液面が上昇すると、消泡液BLの粘度も上昇するため、回収液撹拌子82の回転数も少しずつ上昇させるように制御する。このような実施例4の泡回収装置70では、残留泡状定着液Bu4が消泡した液状定着液TLによって液量が増量する消泡液BLが1.3[L]となるまでを回収することができた。
In Example 4, polyacrylamide was used as an antifoaming agent. A defoaming liquid BL made of an aqueous solution containing 1.0 [%] of a powdered polyacrylic acid amide as a starting liquid is previously stored in a collecting
実施例1〜実施例4の構成では、消泡剤の濃度が0.8[%]〜3.0[%]の範囲で同様の実験を行ったところ、消泡効果が持続した。 In the configurations of Examples 1 to 4, the same defoaming effect was maintained when the same experiment was performed in the range of the concentration of the antifoaming agent in the range of 0.8 [%] to 3.0 [%].
〔比較例1〕
電子写真方式のプリンタ(リコー社製 IpsioColorCX8800)を用い、未定着トナーのカラー画像を転写紙PとしてのPPC用紙(リコーT−6200、A4紙)に形成させた。トナー層の厚みは20〜30[μm]であった。
泡状定着液供給部130において、上記「起泡剤液と軟化剤液との調整(1)」に基づいてPC系定着液を作成し、気体・液体混合部35及び泡微細化部38によって泡状定着液Buを生成した。この泡状定着液Buを泡状定着液塗布部140の塗布ローラ41上で厚さ約95[μm]の泡状定着液膜Bu3として、未定着トナーTが形成された転写紙Pの上に塗布した。
[Comparative Example 1]
An unfixed toner color image was formed on PPC paper (Ricoh T-6200, A4 paper) as transfer paper P using an electrophotographic printer (IpsioColor CX8800 manufactured by Ricoh). The thickness of the toner layer was 20 to 30 [μm].
In the foam-like fixing
比較例1では、消泡剤を用いず、容量が1.5[L]の回収容器81内に、スタート液としての純水のみからなる消泡液BLを予め収容しておき、回収液撹拌子82で消泡液BLの撹拌を行う。本比較例1も実施例1と同様に、容量が1.5[L]の回収容器81に300[mL]のスタート液を入れたところ、回収容器81の底からスタート液の液面までの高さが35[mm]であった。なお、実施例1〜4と同様に経時で回収液撹拌子82の回転数を少しずつ上昇させるように制御し、消泡性能を確認した。
In Comparative Example 1, an antifoaming agent is not used, and a defoaming liquid BL consisting only of pure water as a start liquid is previously stored in a
〔比較例2〕
電子写真方式のプリンタ(リコー社製 IpsioColorCX8800)を用い、未定着トナーのカラー画像を転写紙PとしてのPPC用紙(リコーT−6200、A4紙)に形成させた。トナー層の厚みは20〜30[μm]であった。
泡状定着液供給部130において、上記「起泡剤液と軟化剤液との調整(2)」に基づいてDES定着液を作成し、気体・液体混合部35及び泡微細化部38によって泡状定着液Buを生成した。この泡状定着液Buを泡状定着液塗布部140の塗布ローラ41上で厚さ約100[μm]の泡状定着液膜Bu3として、未定着トナーTが形成された転写紙Pの上に塗布した。
[Comparative Example 2]
An unfixed toner color image was formed on PPC paper (Ricoh T-6200, A4 paper) as transfer paper P using an electrophotographic printer (IpsioColor CX8800 manufactured by Ricoh). The thickness of the toner layer was 20 to 30 [μm].
In the foam-like fixing
比較例2では、消泡剤を用いず、容量が1.5[L]の回収容器81内に、スタート液としての純水のみからなる消泡液BLを予め収容しておき、回収液撹拌子82で消泡液BLの撹拌を行う。本比較例1も実施例1と同様に、容量が1.5[L]の回収容器81に300[mL]のスタート液を入れたところ、回収容器81の底からスタート液の液面までの高さが35[mm]であった。なお、実施例1〜4と同様に経時で回収液撹拌子82の回転数を少しずつ上昇させるように制御し、消泡性能を確認した。
In Comparative Example 2, an antifoaming agent BL was used in advance, and the defoaming solution BL consisting only of pure water as a starting solution was accommodated in a
比較例1及び比較例2の定着装置30では、回収容器81に対して泡状定着液Buを100[mg/秒]で1[時間]投入し続けたところ回収容器81から泡が溢れ出した。これは、360[g]の泡状定着液Buを回収すると泡が溢れ出したことになる。液状定着液TLの比重は、約1[g/mL]であるため、液状定着液TLにしたときに約360[mL]となる泡状定着液Buを回収したところで溢れ出したことになる。これにスタート液分の300[mL]を加えた660[mL]の液が回収容器81内にある状態で泡が溢れ出したことになる。これは、1.3[L]の液まで回収できた実施例1〜4と比較して回収能力は不十分であり、消泡性及び消泡持続性が不十分であることが確認された。
In the fixing
上記実施例1〜実施例4は、消泡装置80の回収容器81に消泡剤を含有した消泡液BLのスタート液を入れ、回収容器81の内壁面に追加する消泡剤を収容する消泡剤ブロック90を段階的に配置している。このような構成では、残留泡状定着液Bu4の回収当初はスタート液に含有する消泡剤の消泡作用により残留泡状定着液Bu4が消泡して液状定着液TLとなる。さらに、経時で液状定着液TLが混合される消泡液BLの液量が増えると、その液面の上昇によって消泡液BLと接触した消泡剤ブロック90のPVAの薄層からなる消泡剤収容部材が、消泡液BL中の水分によって溶解する。これにより、消泡剤収容部材に内包された消泡剤が消泡液BL中の溶け出し、撹拌分離することで、経時によって消泡効果が低減した消泡液BLの消泡効果を復帰することが出来る。このため、消泡液BLでの消泡性能を持続することができ、回収した泡が溢れることなく、回収容器81内に収容される。
一方、比較例1及び比較例2は、スタート液に消泡剤が含有されておらず、さらに、消泡剤の添加も行われないため、回収容器81が直ぐに泡状定着液Buで満たされてしまい短時間で回収容器81が一杯になるという不具合が生じてしまう。
In the first to fourth embodiments, the antifoaming liquid BL containing antifoaming agent is added to the
On the other hand, in Comparative Example 1 and Comparative Example 2, the antifoaming agent is not contained in the start liquid, and no antifoaming agent is added, so that the
以上、本実施形態の定着装置30が備える消泡装置80は、樹脂成分であるトナーの少なくとも一部を溶解または膨潤させて記録媒体である転写紙P上に定着させる定着液Fの液中に気泡が分散した泡状定着液Buを破泡させて液状定着液TLとする消泡装置である。そして、消泡装置80は、泡状定着液Buを消泡剤によって破泡させるため、加熱するよりも少ないエネルギーで泡状定着液Buを消泡して液状定着液TLとすることができる。
As described above, the
また、消泡装置80は、泡状定着液Buを回収して収容する定着液回収容器である回収容器81を備え、回収容器81内に消泡剤を含有する消泡液BLを収容し、回収した泡状定着液Buを消泡液BLと接触させることで、泡状定着液Buを破泡させて液状定着液TLとして消泡液BLと混合し、回収容器81内の液状定着液TLが混合した消泡液BLの液量に応じて、消泡剤を消泡液BLに段階的に添加する。消泡剤を含有する消泡液BLは、回収した液状定着液TLの積算量が増加するためと、スタート液に含まれていた消泡剤だけでは経時で消泡液BL中の消泡剤の濃度が低くなり消泡効果が低下する。しかし、消泡剤の濃度低下を防止するために、消泡剤の量を多めに含有した高濃度の消泡液BLをスタート液として用いたとしても、オフセットトナーや凝集物に消泡剤が吸着して消泡効果が低下してしまう。これに対して、消泡剤を消泡液BLに段階的に添加することで、添加前に消泡剤の濃度低下や凝集物等に対する消泡剤の吸着によって消泡効果が低下した消泡液BLの消泡効果を復帰させることができる。
The
また、消泡装置80は、消泡剤が消泡剤ブロック90として回収容器81内の一部に付設されている。これにより、簡易な構成で、回収容器81内の消泡液BLに消泡剤を添加する構成を実現できる。
In the
また、消泡装置80は、消泡剤収容部材が消泡剤を収容して形成される消泡剤ブロック90が回収容器81の内部壁面に付設され、消泡剤収容部材は消泡液BLに含有する水分が接触すると溶解する材質であるポリビニルアルコール(PVA)からなる。そして、回収容器81内の消泡液BLによって消泡剤収容部材が溶解することにより、収容された消泡剤が消泡液BLに添加される構成である。このような構成により、回収容器81内の消泡液BLの液量に応じて、消泡剤を消泡液BLに段階的に添加することができる。
Further, the
また、消泡装置80は、消泡剤ホルダ91によって消泡剤ブロック90を、回収容器81の内部壁面に高さの異なる5箇所に配置している。このように消泡剤ブロック90を高さの異なる複数箇所に配置することで、経時の消泡液BLの増量によって消泡液BLの液面が上昇したときに、消泡液BLが到達した高さにある消泡剤ブロック90内の消泡剤が順次消泡液BLに添加される。これにより、回収容器81内の消泡液BLの液量に応じて、消泡剤を消泡液BLに段階的に添加する構成を実現できる。
Further, in the
また、消泡装置80では、図13及び図14に示すように、消泡装置80は、回収容器81の下方から順に第一消泡剤ブロック90a〜第五消泡剤ブロック90eまで、5つの消泡剤ブロック90を配置し、この5つの消泡剤ブロック90としては、上方に配置した消泡剤ブロック90ほど消泡剤収容部材に収容される消泡剤の量を多くしてもよい。これにより、回収容器81内の消泡液BLの液量に応じて、消泡液BLに段階的に添加する消泡剤の添加量を、消泡液BLの液量が増加するにしたがって増量させることができる。消泡剤の添加量を、消泡液BLの液量が増加するにしたがって増量させることにより、消泡液BLの液量が増量しても消泡剤の濃度を保つことができる。
Moreover, in the
また、消泡装置80は、回収容器81内の消泡液BLを撹拌する撹拌手段である回収液撹拌子82と不図示のマグネチクスタラーとを備える。これにより、消泡剤が段階的に添加される消泡液BLの濃度を均一にすることができる。さらに、消泡液BLを撹拌することで、その上方に回収される残留泡状定着液Bu4と消泡液BLとが接触する機会を増やし、より効率的に消泡を行うことが出来る。
Further, the
また、本実施形態の定着装置30は、樹脂の少なくとも一部を溶解または膨潤させることで樹脂微粒子であるトナーを軟化させる軟化剤を含有した液状定着液TLを液中に気泡が分散した泡状定着液Buとする定着液泡状化手段である泡状定着液供給部130と、樹脂微粒子からなる未定着トナーTを担持する定着液付与対象である転写紙Pの表面に泡状定着液Buを付与する泡状定着液付与手段である泡状定着液塗布部140とを有し、泡状定着液Buを付与することで軟化したトナーを転写紙Pに定着する構成である。このような定着装置30において、泡状定着液Buを回収し、破泡させて液状定着液TLとする泡状定着液消泡手段として、消泡装置80を用いることにより、泡状定着液Buを効率的に、且つ、確実に液状定着液TLとすることができるため、回収した定着液を収容するスペースの小型化を図ることができ、定着装置30全体の小型化を図ることができる。さらに、加熱するよりも少ないエネルギーで泡状定着液Buを消泡して液状定着液TLとすることができるため、定着装置30の省エネルギー化を図ることができる。
Further, the fixing
また、定着装置30は、泡状定着液供給部130によって泡状定着液Buになり、転写紙Pに付与されず、表面移動体である塗布ローラ41に付着した状態の残留泡状定着液Bu4を回収してクリーニングする泡状定着液クリーニング手段である泡回収装置70を備え、泡回収装置70が回収した残留泡状定着液Bu4を消泡装置80によって液状定着液TLとしている。泡状定着液Buは嵩が大きい(嵩密度が小さい)ので、例えば塗布ニップCに進入した泡状定着液Buの数パーセントが塗布ローラ41に残留するとしても、塗布ローラ41の表面上に残留した泡状定着液Buをそのまま放置すると、正常な定着動作を妨げたり周囲を汚染したり恐れがある。これに対して、定着装置30では、塗布ローラ41の表面上の残留泡状定着液Bu4を泡回収装置70で回収し、消泡装置80で液化して保存するため、泡状定着液Buをそのまま放置することに起因する問題の発生を防止することが出来る。
また、本発明の特徴部を備えた消泡装置80としては、上述した実施形態の定着装置30のように、塗布ローラ41の表面から回収された泡状定着液Buを消泡する構成に限るものではない。例えば、特許文献5のように中間転写ベルトに泡状定着液を付与する構成で、中間転写ベルト上に残留し、除去手段によって除去された泡状定着液を消泡する構成に構成にも適用かのうである。
Further, the fixing
Further, the
また、本実施形態のプリンタ100は、樹脂と色剤を含有する樹脂微粒子を含むトナーを用いて記録媒体である転写紙P上にトナー像を形成するトナー像形成手段である作像部(各色のプロセスユニット3、中間転写ベルト25等)を有する。さらに、プリンタ100は、トナー像を担持する転写紙Pの表面に定着液を付与し、転写紙P上にトナー像を定着せしめる定着手段を備える。そして、プリンタ100は定着手段として、消泡装置80を備える定着装置30を用いることにより、プリンタ100全体の小型化を図ることができるとともに、定着装置30の省エネルギー化を図ることで、プリンタ100全体の省エネルギー化を図ることができる。
In addition, the
4 感光体
25 中間転写ベルト
29 紙搬送ベルト
30 定着装置
41 塗布ローラ
42 膜厚調整ブレード
43 加圧ローラ
70 泡回収装置
71 泡回収ブレード
73 泡ガイド部材
77 泡回収ベルト
80 消泡装置
81 回収容器
82 回収液撹拌子
83 泡掻き取りブレード
90 消泡剤ブロック
91 消泡剤ホルダ
100 プリンタ
130 泡状定着液供給部
140 泡状定着液塗布部
340 液状定着液搬送パイプ
400 液混合部
BL 消泡液
Bu 泡状定着液
Bu4 残留泡状定着液
C 塗布ニップ
TL 液状定着液
4
Claims (10)
上記泡状定着液を消泡剤によって破泡させることを特徴とする消泡装置。 In the defoaming apparatus, a foamed fixing solution in which bubbles are dispersed in a solution of a fixing solution that dissolves or swells at least a part of the resin component and is fixed on a recording medium is used as a liquid fixing solution.
An antifoaming device, wherein the foamy fixing solution is broken by an antifoaming agent.
上記泡状定着液を回収して収容する定着液回収容器を備え、
該定着液回収容器内に上記消泡剤を含有する消泡液を収容し、回収した該泡状定着液を該消泡液と接触させることで、該泡状定着液を破泡させて液状定着液として該消泡液と混合し、
該定着液回収容器内の該液状定着液が混合した該消泡液の液量に応じて、該消泡剤を該消泡液に段階的に添加することを特徴とする消泡装置。 The defoaming device of claim 1,
A fixing solution collecting container for collecting and storing the foamy fixing solution;
An antifoaming solution containing the antifoaming agent is accommodated in the fixing solution recovery container, and the recovered foamy fixing solution is brought into contact with the antifoaming solution to break up the foamy fixing solution to be liquid. Mixed with the antifoaming solution as a fixer,
An antifoaming apparatus, wherein the antifoaming agent is added stepwise to the antifoaming liquid according to the amount of the antifoaming liquid mixed with the liquid fixing liquid in the fixing liquid recovery container.
上記消泡剤が上記定着液回収容器内の一部に付設されていることを特徴とする消泡装置。 The defoaming device of claim 2,
The antifoaming apparatus, wherein the antifoaming agent is attached to a part of the fixer recovery container.
上記消泡剤を収容する消泡剤収容部材が上記定着液回収容器の内部壁面に付設され、該消泡剤収容部材は上記消泡液が接触すると溶解する材質からなり、
該定着液回収容器内の該消泡液によって該消泡剤収容部材が溶解することにより、収容された該消泡剤が該消泡液に添加されることを特徴とする消泡装置。 The defoaming device of claim 3,
An antifoaming agent containing member for containing the antifoaming agent is attached to the inner wall surface of the fixing solution recovery container, and the antifoaming agent containing member is made of a material that dissolves when the antifoaming solution comes in contact with it,
An antifoaming apparatus, wherein the antifoaming agent containing member is added to the antifoaming liquid when the antifoaming agent containing member is dissolved by the antifoaming liquid in the fixing liquid recovery container.
上記消泡剤は上記定着液回収容器の内部壁面に高さの異なる複数箇所に付設されていることを特徴とする消泡装置。 In the defoaming device according to any one of claims 2 to 4,
The antifoaming apparatus is characterized in that the antifoaming agent is attached to a plurality of locations having different heights on the inner wall surface of the fixer recovery container.
上記定着液回収容器内の上記消泡液の液量に応じて、該消泡液に段階的に添加する該消泡剤の添加量を、該消泡液の液量が増加するにしたがって増量させることを特徴とする消泡装置。 In the defoaming device according to any one of claims 2 to 5,
In accordance with the amount of the antifoaming liquid in the fixing solution recovery container, the amount of the antifoaming agent added stepwise to the antifoaming liquid is increased as the amount of the antifoaming liquid increases. An antifoaming device characterized by causing
上記定着液回収容器内の上記消泡液を撹拌する撹拌手段を備えることを特徴とする消泡装置。 In the defoaming device according to any one of claims 2 to 6,
A defoaming apparatus comprising stirring means for stirring the defoaming liquid in the fixing liquid recovery container.
該樹脂微粒子からなる樹脂微粒子層を担持する定着液付与対象の表面に該泡状定着液を付与する泡状定着液付与手段とを有し、
該泡状定着液を付与することで軟化した該樹脂微粒子を記録媒体に定着する定着装置において、
上記泡状定着液を回収し、破泡させて上記液状定着液とする泡状定着液消泡手段を備え、
該泡状定着液消泡手段として、請求項1乃至7のいずれか1項に記載の消泡装置を用いることを特徴とする定着装置。 A fixing liquid foaming means for forming a liquid fixing liquid containing a softening agent that softens resin fine particles by dissolving or swelling at least a part of the resin into a foamy fixing liquid in which bubbles are dispersed in the liquid;
A foam-like fixing solution applying means for applying the foam-like fixing solution to the surface of the fixing solution application target carrying the resin particle layer composed of the resin particles;
In a fixing device for fixing the resin fine particles softened by applying the foamy fixing solution to a recording medium,
The foamy fixing solution is collected, and is equipped with a foamy fixing solution defoaming means that breaks the foam into the liquid fixing solution.
A fixing device using the defoaming device according to any one of claims 1 to 7 as the foam-like fixing solution defoaming means.
上記定着液泡状化手段によって上記泡状定着液になり、上記定着液付与対象に付与されず、表面移動体に付着した状態の該泡状定着液を回収してクリーニングする泡状定着液クリーニング手段を備え、
該泡状定着液クリーニング手段が回収した該泡状定着液を上記泡状定着液消泡手段によって上記液状定着液とすることを特徴とする定着装置。 The fixing device according to claim 8.
Foam fixer cleaning means for recovering and cleaning the foam fixer in the state that it becomes the foam fixer by the fixer foaming means and is not applied to the fixer application target but attached to the surface moving body. With
A fixing device characterized in that the foam-like fixing solution recovered by the foam-like fixing solution cleaning means is converted into the liquid fixing solution by the foam-like fixing solution defoaming means.
記録媒体に転写するトナー像を担持するトナー像担持体の表面、または、トナー像を担持する記録媒体の表面に定着液を付与し、該記録媒体上に該トナー像を定着せしめる定着手段とを備える画像形成装置であって、
該定着手段として、請求項8または9の定着装置を用いることを特徴とする画像形成装置。 A toner image forming means for forming a toner image on a recording medium using a toner containing resin fine particles containing a resin and a colorant;
Fixing means for applying a fixing liquid to the surface of the toner image carrier that carries the toner image to be transferred to the recording medium or the surface of the recording medium that carries the toner image and fixing the toner image on the recording medium; An image forming apparatus comprising:
An image forming apparatus using the fixing device according to claim 8 or 9 as the fixing unit.
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