JP2012008281A - Fixing device and image forming apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置、及び、画像形成装置に適用可能な定着装置に関するものである。詳しくは、トナー等の樹脂含有微粒子の樹脂成分の少なくとも一部を溶解または膨潤させて被定着媒体上に定着させる定着液を被定着媒体上または樹脂含有微粒子担持体上の樹脂含有微粒子層に付与する定着装置、及びこれを備えた画像形成装置に関するものである。 The present invention relates to an image forming apparatus such as a copying machine, a facsimile machine, and a printer, and a fixing device applicable to the image forming apparatus. Specifically, a fixing liquid that dissolves or swells at least a part of the resin component of resin-containing fine particles such as toner and fixes the toner on the fixing medium is applied to the resin-containing fine particle layer on the fixing medium or the resin-containing fine particle support. The present invention relates to a fixing device and an image forming apparatus including the same.
プリンタ、ファクシミリ及び複写装置のような画像形成装置は、紙、布、及びOHP用シートのような記録媒体に、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、記録媒体上のトナーを加熱して軟化あるいは溶融させ、軟化等させたトナーを加圧することによって、トナーを記録媒体上に定着させる熱定着方式の定着装置が広く用いられている。この熱定着方式は、高い定着速度及び高い定着画像品質等を提供することができるため、好適に用いられている。 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, there is a heat fixing type fixing device that heats and softens or melts toner on a recording medium and pressurizes the softened toner to fix the toner on the recording medium. Widely used. This thermal fixing method is preferably used because it can provide a high fixing speed and high fixed image quality.
このような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の定着装置としては、トナーの樹脂成分の少なくとも一部を溶解または膨潤させることでトナーを軟化させる軟化剤を含有する定着液を記録媒体表面上のトナー像に付与してトナー像を定着させる湿式定着方式の定着装置が知られている。このような、湿式定着方式の定着装置ではトナーを軟化させるため加熱処理を行う必要がなく、熱定着方式に比べて省エネルギー化を実現することができる。
More than half of the power consumption in an electrophotographic image forming apparatus having a fixing device employing 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 type fixing device, a fixing solution containing a softening agent that softens the toner by dissolving or swelling at least a part of the resin component of the toner is applied to the toner image on the surface of the recording medium. A fixing device of a wet fixing type that fixes a toner image is known. In such a wet fixing type fixing device, heat treatment is not required to soften the toner, and energy saving can be realized as compared with the thermal fixing method.
しかし、従来の湿式定着方式の定着装置のうち液状の定着液を塗布部材によって記録媒体の表面に塗布する構成では、記録媒体の表面への定着液の微量塗布と塗布部材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。
塗布部材を用いて定着液を付与する構成では、定着液を多く塗布する場合、記録媒体上の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、という問題が生じる。
一方、定着液を微量塗布する場合は、次のような問題が生じる。すなわち、塗布部材が記録媒体と接触した後、記録媒体から分離する位置で、記録媒体に付与されず塗布部材の表面に残った定着液の液膜の表面張力によって記録媒体上のトナー粒子が引っ張られてオフセットしてしまう。これにより、塗布部材の表面にオフセットしたトナー粒子が付着し、塗布部材と分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。
However, in the conventional wet fixing type fixing device, the liquid fixing solution is applied to the surface of the recording medium by the application member, and a small amount of the fixing solution is applied to the surface of the recording medium and the toner offset to the application member is prevented. There was a problem that it was extremely difficult to achieve both.
In the configuration in which the fixing solution is applied using an application member, when a large amount of the fixing solution is applied, the image quality deteriorates due to the flow of toner particles on the recording medium, and the fixing responsiveness decreases due to the longer drying time of the fixing solution. However, depending on the recording medium, there is a problem that paper jam is likely to occur.
On the other hand, when a small amount of the fixing solution is applied, the following problems occur. That is, the toner particles on the recording medium are pulled by the surface tension of the liquid film of the fixing solution that is not applied to the recording medium and remains on the surface of the coating member at a position where the coating member comes into contact with the recording medium and then separates from the recording medium. Will be offset. As a result, offset toner particles adhere to the surface of the coating member, and the toner image on the recording medium after separation from the coating member is greatly disturbed.
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1には、定着液を液中に気泡が分散した泡状定着液として、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。このため、従来よりも少量の定着液で塗布部材表面上の定着液の膜厚を厚くすることが出来、液体の表面張力の定着液付与対象上のトナー粒子に対する影響を軽減することができる。これにより、トナーオフセットの防止を図ることができる。また、少量の定着液であるため、記録媒体上の残液感を抑制することが出来る。さらに、泡状の定着液は通常の液体状の定着液よりも流れ難いため、定着液によって定着液付与対象上のトナー粒子が流されることによる画像劣化も防止することができる。よって、特許文献1に記載の定着装置のように泡状定着液を用いて定着を行うことにより、従来よりも少量の定着液塗布量でトナー画像を乱すことなく定着することができる。 As a fixing method capable of satisfying both the application of a small amount of fixing solution and the prevention of toner offset, Patent Document 1 discloses that a fixing solution is used as a foam fixing solution in which bubbles are dispersed in the liquid, and the foam fixing solution is used as a recording medium. A configuration for application to the upper toner image is described. Thus, the bulk density of the fixing solution can be lowered by making the fixing solution foam. For this reason, the film thickness of the fixing liquid on the surface of the coating member can be increased with a smaller amount of fixing liquid than before, and the influence of the surface tension of the liquid on the toner particles on the fixing liquid application target can be reduced. As a result, toner offset can be prevented. Further, since the amount of the fixing solution is small, it is possible to suppress the residual liquid feeling on the recording medium. Further, since the foam-like fixing solution is less likely to flow than a normal liquid fixing solution, it is possible to prevent image deterioration caused by the toner particles on the fixing solution application target being caused to flow by the fixing solution. Therefore, by performing fixing using a foamy fixing solution as in the fixing device described in Patent Document 1, it is possible to fix the toner image without disturbing with a smaller amount of fixing solution applied than before.
しかしながら、塗布部材を用いた構成では、塗布部材が記録媒体に定着液を塗布する塗布ニップにおいて、記録媒体上のトナー粒子に塗布部材が接触するとトナー粒子が塗布部材の表面に付着しトナーオフセットとなる問題が生じる。このような記録媒体上のトナー粒子に塗布部材が接触することに起因するトナーオフセットの問題は、塗布部材によって塗布する定着液が液状または泡状の何れの状態であっても生じ得る問題である。 However, in the configuration using the coating member, when the coating member contacts the toner particles on the recording medium in the coating nip where the coating member applies the fixing liquid to the recording medium, the toner particles adhere to the surface of the coating member and the toner offset. Problem arises. The problem of toner offset caused by the application member coming into contact with the toner particles on the recording medium is a problem that can occur regardless of whether the fixing liquid applied by the application member is in a liquid state or a foam state. .
記録媒体上のトナー粒子に塗布部材が接触することに起因するトナーオフセットの問題を防止し得る構成として、特許文献2には、塗布ニップでの塗布部材と記録媒体との間のギャップを保つギャップ部材を備える構成が記載されている。このような構成では、ギャップ部材によるギャップを塗布部材が記録媒体上のトナー粒子と接触しない程度のギャップに設定することにより、記録媒体上のトナー粒子に塗布部材が接触することに起因するトナーオフセットを防止することができる。 As a configuration capable of preventing the problem of toner offset caused by contact of the coating member with the toner particles on the recording medium, Patent Document 2 discloses a gap that maintains a gap between the coating member and the recording medium at the coating nip. A configuration comprising a member is described. In such a configuration, by setting the gap by the gap member so that the coating member does not contact the toner particles on the recording medium, the toner offset caused by the coating member contacting the toner particles on the recording medium. Can be prevented.
塗布部材を用いて記録媒体に定着液を塗布する構成では、塗布ニップを通過した塗布部材の表面に残留する残留定着液を除去する必要がある。これは、トナーオフセットを抑制する構成であっても、塗布ニップを通過した塗布部材の表面上の残留定着液には僅かながらもオフセットしたトナーが混ざった状態となることがあるためである。また、泡状定着液を塗布する構成の場合、塗布ニップを通過した泡状定着液は塗布ニップを通過する前と比較して泡径が大きくなるなど、泡状定着液としての特性が変化する。このように特性が変化した泡状定着液が付着した塗布部材の表面に新たな泡状定着液を供給すると、特性の異なる泡状定着液が混ざってしまい、記録媒体に泡状定着液を均一に塗布することができなくなるおそれがある。 In the configuration in which the fixing liquid is applied to the recording medium using the coating member, it is necessary to remove the residual fixing liquid remaining on the surface of the coating member that has passed through the coating nip. This is because even when the toner offset is suppressed, the residual fixing liquid on the surface of the coating member that has passed through the coating nip may be mixed with a slightly offset toner. In the case of a configuration in which a foam fixing solution is applied, the foam fixing solution that has passed through the coating nip changes its properties as a foam fixing solution, such as a larger bubble diameter than before the coating nip. . When a new foam-type fixing solution is supplied to the surface of the coating member to which the foam-type fixing solution with changed properties adheres, the foam-type fixing solutions having different characteristics are mixed and the foam-type fixing solution is uniformly distributed on the recording medium. There is a risk that it may not be possible to apply to the surface.
また、特許文献2に記載の定着装置のように、ギャップ部材を備える構成は、塗布ニップを通過したギャップ部材からも残留定着液を除去する必要がある。しかしながら、特許文献2に記載のギャップ部材は、塗布部材の表面に固定されたワイヤ部材やメッシュ部材、または、塗布部材よりも外側を無端移動するメッシュローラであり、このようなギャップ部材を備えた複雑な構成の塗布部材から残留定着液を除去することは困難である。 Further, the configuration including the gap member as in the fixing device described in Patent Document 2 needs to remove the residual fixing liquid from the gap member that has passed through the coating nip. However, the gap member described in Patent Document 2 is a wire member or mesh member fixed to the surface of the application member, or a mesh roller that moves endlessly outside the application member, and includes such a gap member. It is difficult to remove the residual fixing liquid from the application member having a complicated structure.
上述した各定着装置では、塗布部材による定着液の付与対象がトナー粒子を担持する記録媒体表面である。定着液を用いてトナー像を記録媒体に定着させる定着装置としては、トナー粒子を担持する中間転写ベルト等のトナー像担持体に定着液を塗布して、トナー像担持体上のトナー像を定着液とともに記録媒体に転写するものがある。このように、塗布部材が定着液を塗布する塗布対象が記録媒体ではなく、トナー像担持体である場合も、同様の問題が生じ得る。 In each of the fixing devices described above, the application target of the fixing liquid by the application member is the surface of the recording medium carrying the toner particles. As a fixing device for fixing a toner image on a recording medium using a fixing liquid, a fixing liquid is applied to a toner image carrier such as an intermediate transfer belt carrying toner particles, and the toner image on the toner image carrier is fixed. Some transfer to a recording medium together with liquid. As described above, the same problem may occur when the application target to which the application member applies the fixing liquid is not the recording medium but the toner image carrier.
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、定着液塗布対象上のトナー粒子に定着液を塗布する構成で、塗布部材がトナー粒子に接触することに起因するトナーオフセットを防止しつつ、塗布部材を容易にクリーニングできる定着装置、及びこの定着装置を備えた画像形成装置を提供することである。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is a configuration in which a fixing liquid is applied to toner particles on a fixing liquid application target, and a toner offset caused by an application member contacting the toner particles. It is an object of the present invention to provide a fixing device that can easily clean an application member while preventing the above, and an image forming apparatus including the fixing device.
上記目的を達成するために、請求項1の発明は、樹脂の少なくとも一部を溶解または膨潤させることで樹脂微粒子を軟化させる軟化剤を含有した定着液を表面に担持して表面移動し、該樹脂微粒子を担持する定着液塗布対象と対向する位置で表面上の定着液を該定着液塗布対象に塗布する塗布部材と、該塗布部材の表面に定着液を供給する定着液供給手段と、該塗布部材が該定着液塗布対象に定着液を塗布する位置で、該定着液塗布対象を挟んで該塗布部材に当接し、塗布部材との間で塗布ニップを形成する加圧部材とを備え、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、上記塗布ニップ内で上記塗布部材と上記定着液塗布対象との間にギャップを設けるギャップ剤を、該塗布ニップ内に付与するギャップ剤付与手段を備えることを特徴とするものである。
また、請求項2の発明は、請求項1の定着装置において、上記定着液供給手段は、液状の定着液に対して液中に気泡を分散させて泡状定着液とし、上記塗布部材の表面に泡状定着液を供給する定着液泡化手段であ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1または2の定着装置において、上記ギャップ剤付与手段は、上記塗布部材の表面上に上記ギャップ剤を付与することを特徴とするものである。
また、請求項4の発明は、請求項3の定着装置において、上記ギャップ剤付与手段は、上記塗布ニップを通過した後、上記定着液供給手段によって定着液が供給される前の上記塗布部材の表面上に上記ギャップ剤を付与す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1の定着装置において、上記ギャップ剤付与手段は、上記樹脂微粒子を担持する上記定着液塗布対象の表面上に上記ギャップ剤を付与す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5の定着装置において、上記ギャップ剤付与手段は、上記ギャップ剤を担持して表面移動するギャップ剤担持体を備え、該ギャップ剤担持体を上記定着液塗布対象の表面上の上記樹脂微粒子の層に接触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5の定着装置において、上記ギャップ剤付与手段は、静電潜像担持体と、該静電潜像担持体上に静電潜像を形成する潜像形成手段と、該静電潜像担持体上に形成された静電潜像を、ギャップ剤を用いて現像してギャップ剤像を形成する現像手段と、該静電潜像担持体上に形成されたギャップ剤像を上記定着液塗布対象の表面上に転写するギャップ剤像転写手段とを有す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、上記定着手段として、請求項1乃至7のいずれか1項に記載の定着装置を用いることを特徴とするものである。
In order to achieve the above object, the invention of claim 1 is characterized in that a surface of a fixing liquid containing a softening agent that softens resin fine particles by dissolving or swelling at least part of the resin is carried on the surface, and the surface moves. An application member for applying a fixing solution on the surface to the fixing solution application target at a position facing the fixing solution application target carrying the resin fine particles, a fixing solution supply means for supplying the fixing solution to the surface of the application member, and A pressure member that abuts against the application member across the fixing solution application target at a position where the application member applies the fixing solution to the application solution of the fixer, and forms an application nip with the application member; In a fixing device for fixing the resin fine particles softened by applying a fixing solution to a recording medium, a gap agent for providing a gap between the coating member and the fixing solution application target in the coating nip is provided in the coating nip. Grant in It is characterized in further comprising a cap agent deposition unit.
According to a second aspect of the present invention, there is provided the fixing device according to the first aspect, wherein the fixing liquid supply means disperses bubbles in the liquid fixing liquid to form a foamy fixing liquid, and the surface of the coating member. It is a fixing solution foaming means for supplying a foamy fixing solution to the liquid.
According to a third aspect of the present invention, in the fixing device of the first or second aspect, the gap agent applying means applies the gap agent onto the surface of the coating member.
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the fixing device according to the third aspect, wherein the gap agent applying means is provided on the coating member after passing through the coating nip and before the fixing liquid is supplied by the fixing liquid supply means. The gap agent is provided on the surface.
According to a fifth aspect of the present invention, in the fixing device according to the first aspect, the gap agent applying means applies the gap agent on the surface of the fixing liquid application target carrying the resin fine particles. Is.
According to a sixth aspect of the present invention, in the fixing device of the fifth aspect, the gap agent applying means includes a gap agent carrier that carries the gap agent and moves on the surface, and the gap agent carrier is used as the fixing liquid. It is made to contact the said resin fine particle layer on the surface of the application | coating object.
According to a seventh aspect of the present invention, in the fixing device according to the fifth aspect, the gap agent applying means includes an electrostatic latent image carrier and a latent image that forms an electrostatic latent image on the electrostatic latent image carrier. Forming means, developing means for developing an electrostatic latent image formed on the electrostatic latent image carrier using a gap agent to form a gap agent image, and forming on the electrostatic latent image carrier And a gap agent image transfer means for transferring the gap agent image formed on the surface of the fixing liquid application target.
The invention according to claim 8 is a toner image forming means for forming a toner image on a recording medium using a toner containing resin fine particles containing a resin and a colorant, and a toner carrying a toner image transferred to the recording medium. An image forming apparatus comprising: a fixing unit that applies a fixing liquid to a surface of an image carrier or a surface of a recording medium that carries a toner image, and fixes the toner image on the recording medium. The fixing device according to any one of claims 1 to 7 is used.
本発明においては、ギャップ剤付与手段によって付与されるギャップ剤によって塗布ニップ内での塗布部材と定着液塗布対象との間にギャップが設けられるため、定着液塗布対象上のトナー粒子に塗布部材が接触することに起因するトナーオフセットを防止することができる。また、塗布ニップを通過した塗布部材には残留定着液ともにギャップ剤が付着していても、ギャップ剤は残留定着液ともに塗布部材から除去することが可能である。このため、ギャップ部材を備えた複雑な構成の塗布部材を備える定着装置とは異なり、塗布部材を容易にクリーニングできる。 In the present invention, since a gap is provided between the coating member in the coating nip and the fixing liquid application target by the gap agent applied by the gap agent applying means, the coating member is applied to the toner particles on the fixing liquid coating target. Toner offset caused by contact can be prevented. In addition, even if the gap agent is adhered to the application member that has passed through the application nip, the gap agent can be removed from the application member together with the residual fixer. For this reason, unlike the fixing device including the application member having a complicated configuration including the gap member, the application member can be easily cleaned.
本発明によれば、定着液塗布対象上のトナー粒子に定着液を塗布する構成で、塗布部材がトナー粒子に接触することに起因するトナーオフセットを防止しつつ、塗布部材を容易にクリーニングできるという優れた効果がある。 According to the present invention, the fixing liquid is applied to the toner particles on the fixing liquid application target, and the application member can be easily cleaned while preventing the toner offset caused by the application member coming into contact with the toner particles. Has an excellent effect.
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つの作像ユニット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つの作像ユニット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つの作像ユニット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、作像ユニット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L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 image forming units 3 (Y, M, C, K). For example, when the
作像ユニット3(Y,M,C,K)はそれぞれ、潜像担持体である感光体4と、その周囲に配設される各種装置とを1つのユニットとして共通の支持体に支持するものであり、プリンタ本体に対して着脱可能になっている。作像ユニット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つの作像ユニット3(Y,M,C,K)のうちの一つの作像ユニット3の説明図である。
図3に示すように、4つの作像ユニット3はそれぞれ、感光体4の他、感光体4の周囲に、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が配置されている。
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を挟んで感光体4に当接する位置にこの一次転写ローラ26を配置している。一次転写ローラ26が中間転写ベルト25を挟んで感光体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 image forming units 3 (Y, M, C, K) supports the
As shown in FIG. 3, each of the four
The primary transfer device of this 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
The charging
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、攪拌部に戻されて再利用される。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 device 6 obtains a toner image by attaching toner to the electrostatic latent image on the
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 device 6 includes a stirring unit that contains and stirs the two-component developer, and a developing unit in which the developing roller is disposed. The developer that is supplied to the surface of the developing roller and is not used for development is a stirring unit. Returned to be reused. The toner concentration of the two-component developer in the stirring unit is detected by a toner concentration sensor (not shown) and is controlled so that the toner concentration is constant.
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は、感光体4に押し当てられているドラムクリーニングブレード91を備える。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
The neutralization lamp 8 neutralizes the surface of the
作像ユニット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
図2において、4つの作像ユニット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つの作像ユニット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 image forming units 3 (Y, M, C, and K) by the above-described process. Is done. A
In 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のおもて面には四色重ね合わせトナー像(以下、四色トナー像という)が形成される。
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上の四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上の四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、不図示の給紙装置から供給された転写紙Pはレジストローラ対15のローラ間に挟み込まれて停止する。レジストローラ対15はローラ間に挟み込んだ転写紙Pを中間転写ベルト25上の四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上の四色トナー像が二次転写電界やニップ圧の影響によって転写紙Pに一括二次転写される。これにより、転写紙Pに転写された四色トナー像が転写紙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。そして、転写紙Pは、定着装置30で表面上の未定着トナー像が定着され、プリンタ100の装置外に排出される。
In the secondary transfer nip, the four-color toner image on the
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
[実施形態1]
次に、定着装置30の一つ目に実施形態(以下、実施形態1とよぶ)について説明する。図4は、実施形態1に係る定着装置30の概略構成図である。
この定着装置30は、液状定着液132を泡状化して泡状定着液Fとする泡状定着液生成部130と泡状定着液生成部130によって生成された泡状定着液Fを、未定着トナー像Tを担持した定着液塗布対象である転写紙Pの表面に塗布する定着液塗布部140とからなる。定着液塗布部140は、塗布ローラ141、加圧ローラ143、膜厚調整ブレード142及び塗布部材クリーニング装置160などを備える。さらに、定着液塗布部140は、詳細は後述するギャップ剤付与装置150を備える。
塗布ローラ141は、泡状定着液生成部130によって生成された泡状定着液Fを表面に担持し、塗布ニップCで転写紙Pに塗布する塗布部材である。加圧ローラ143は、弾性層を具備し、塗布ローラ141と対向し、塗布ローラ141との間に搬送された転写紙Pを加圧する部材であり、膜厚調整ブレード142は、塗布ローラ141の表面に担持される泡状定着液Fの膜厚を制御する部材である。塗布部材クリーニング装置160は、塗布ローラ141に当接する塗布部材クリーニングブレード161によって塗布ニップCを通過した塗布ローラ141の表面をクリーニングする。ギャップ剤付与装置150は、塗布ローラ141の表面上にギャップ剤を付与する装置である。
[Embodiment 1]
Next, a first embodiment of the fixing device 30 (hereinafter referred to as the first embodiment) will be described. FIG. 4 is a schematic configuration diagram of the fixing
The fixing
The
図4に示すように、泡状定着液Fは、塗布ローラ141と膜厚調整ブレード142との間に滴下される。このとき、泡状定着液Fは、嵩密度が小さいため、塗布ローラ141上の膜厚を大きくすることができる。その結果、液状の定着液を用いた場合に比べて未定着トナー像Tに十分な体積の泡状定着液Fを塗布することができ、未定着トナー像Tを転写紙Pに良好に定着させることができる。さらに、嵩密度が小さいことで、体積に対する定着液の量が液状の定着液よりも十分に少ないため、定着されたトナー像Tbが形成された転写紙Pに残液感が発生することを抑制できる。
As shown in FIG. 4, the foamy fixing solution F is dropped between the
図5は、定着装置30の泡状定着液生成部130を示す概略構成図である。
泡状定着液生成部130は、定着液収容器131、搬送ポンプ133、液搬送パイプ134、粗大泡生成部135、及び、泡微細化部138などを有する。定着液収容器131は、泡状化する前の液状定着液132を収容し、搬送ポンプ133は定着液収容器131から液状定着液132を液搬送パイプ134に通して粗大泡生成部135に搬送する。粗大泡生成部135は、搬送ポンプ133によって搬送された液状定着液132から泡径が0.5〜1[mm]の粗大泡を生成する。また、泡微細化部138は、粗大泡生成部135によって生成された泡径の大きな粗大泡を含む泡状定着液Fにせん断力を付与することにより粗大泡を分割して微小泡とし、泡径の小さな泡状定着液Fを生成する。
FIG. 5 is a schematic configuration diagram showing the foamy
The foam-like fixing
搬送ポンプ133としては、特に限定されず、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、定着液中で駆動する機構があると、ポンプ内で液が起泡し、液に圧縮性が出て、搬送能力が低下させるおそれがある。また、駆動する機構を構成する材料によって液状定着液132を汚染したり、駆動する機構を液状定着液132で劣化させたりするおそれもある。これに対し、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、搬送する液内で駆動する機構がないため、液状定着液132と接触する部材はチューブのみである。このため、液状定着液132に対して耐液性を有するチューブを用いることにより、液状定着液132の汚染やポンプの部品の劣化を抑制することができる。また、チューブを変形させるだけなので、液状定着液132の起泡を抑制することができ、搬送能力の低下を抑制することができる。
The
粗大泡生成部135には、空気口136と、孔径が30〜100[μm]の微小孔シート137とが設けられている。粗大泡生成部135では、搬送ポンプ133によって搬送された液状定着液132の流入することで、空気口136に負圧が発生し、空気口136から導入された空気が液状定着液132と混合する。さらに、空気と混合した液状定着液132が微小孔シート137を通過することにより、泡径の揃った粗大泡からなる泡状定着液Fを生成する。
The coarse
粗大泡生成部135の構成としては、微小孔シート137の代わりに、孔径が30〜100[μm]の連泡構造の多孔質部材を用いてもよい。このような多孔質部材としては、特に限定されないが、焼結セラミックス板、不織布、発泡樹脂シート等が挙げられる。また、粗大泡生成部135の構成としては、空気口136と微小孔シート137とを設ける代わりに、羽根状攪拌子を用いて、液状定着液132を攪拌することにより、液状定着液132に気泡を巻き込みながら粗大泡からなる泡状定着液Fを生成させる構成でもよい。さらに、粗大泡生成部135の構成としては、空気供給ポンプ等を用いて、液状定着液132をバブリングすることにより、粗大泡からなる泡状定着液Fを生成させてもよい。
粗大泡生成部135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をごく短時間で生成することができる。但し、定着用の泡としては、できるだけ細かくする方が望ましい。そこで、プリンタ100では、粗大泡生成部135で得られた泡状定着液Fの粗大泡を、泡微細化部138で微細化させる。
As a configuration of the coarse
Regardless of the configuration of the coarse
粗大泡生成部135で生成された粗大泡を含有する泡状定着液Fは、泡搬送パイプ138cを通って泡微細化部138に供給される。
泡微細化部138は、粗大泡に対してせん断力の付与することによって2つ以上に分割して微細化させる。泡微細化部138は、外側円筒138aの内側に回転可能な内側円筒138bを内包する二重円筒構造になっている。外側円筒138aの泡搬送パイプ138cが接続された箇所から外側円筒138aと内側円筒138bとの隙間に粗大泡を含有する泡状定着液Fを供給し、この隙間を通過させることで内側円筒138bの回転により泡状定着液Fに対してせん断力を付与する。このようにせん断力を付与することで、一つの粗大泡を二つ以上の微小泡に分割しながら、外側円筒138aに設けられた泡の出口138dから泡供給ノズル139へ、所望の微小な泡径を有する泡状定着液Fを排出する。泡微細化部138としては、内側円筒138bの外周にらせん状の溝を設けて、外側円筒138a内での泡状定着液Fの搬送性を向上させてもよい。
The foam-like fixing solution F containing coarse bubbles generated by the coarse
The
このように、液状定着液132を粗大泡を含有する泡状定着液Fへと泡化させる粗大泡生成部135と、粗大泡にせん断力を加えて微小泡に分割する泡微細化部138とを組み合わせることで、液状定着液132を極めて短時間に5〜50[μm]程度の微小泡からなる泡状定着液Fに変化させることができる。
In this way, a coarse
泡状定着液Fの嵩密度としては、0.01〜0.1[g/cm3]の範囲が好ましく、0.01〜0.05[g/cm3]の範囲がさらに好ましく、0.025〜0.05[g/cm3]の範囲が特に好ましい。嵩密度が0.01[g/cm3]未満であると定着液の付与が不十分となることがあり、0.1[g/cm3]を超えると、定着後の転写紙Pに残液感が生じることがある。
また、転写紙Pに塗布される泡状定着液Fは、泡径が5〜50[μm]であることが好ましい。これにより、転写紙P上に形成された粒径が5〜10[μm]のトナー粒子からなるトナー像を乱さずに、泡状定着液Fをトナー像に付与することができる。
また、定着液は、転写紙P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、定着液収容器131内で泡状である必要はない。定着液収容器131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で、定着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。
The bulk density of the foam-like fixing solution F is preferably in the range of 0.01 to 0.1 [g / cm 3 ], more preferably in the range of 0.01 to 0.05 [g / cm 3 ], and The range of 025-0.05 [g / cm < 3 >] is especially preferable. If the bulk density is less than 0.01 [g / cm 3 ], the application of the fixing solution may be insufficient. If the bulk density exceeds 0.1 [g / cm 3 ], the remaining amount on the transfer paper P after fixing is left. A liquid feeling may occur.
Moreover, it is preferable that the bubble-shaped fixing solution F applied to the transfer paper P has a bubble diameter of 5 to 50 [μm]. As a result, the foam-like fixing liquid F can be applied to the toner image without disturbing the toner image formed of toner particles having a particle diameter of 5 to 10 [μm] formed on the transfer paper P.
Further, the fixing solution only needs to be foamed when applied to a layer of resin-containing fine particles such as toner on the transfer paper P, and does not need to be foamed in the fixing
泡微細化部138で得られた微小泡からなる泡状定着液Fについては、図4に示したように、泡供給ノズル139に通して、塗布ローラ141表面に供給する。供給された泡状定着液Fは、塗布ローラ141表面に対して自らの先端を所定の間隙を介して対向させている膜厚調整ブレード142により、塗布ローラ141表面上での膜厚が調整される。
膜厚調整ブレード142は、図6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142aを中心にして回動することで、自らの先端と、塗布ローラ141との間隙を調節する部材である。定着装置30では、この間隙を10[μm]〜100[μm]の範囲で変化させる。
図示しない制御部は、モータ駆動によるブレード回動で前述の間隙を調整する。そして、泡状定着液Fの塗布ローラ141表面上における膜厚を比較的薄くする場合には、図6(a)に示すように間隙を小さくし、泡状定着液Fの塗布ローラ141表面上における膜厚を比較的厚くする場合には、図6(b)に示すように間隙を大きくするように調節する。
As shown in FIG. 4, the foam-like fixing liquid F made of microbubbles obtained in the
As shown in FIG. 6, the film
A control unit (not shown) adjusts the gap by rotating the blade by driving a motor. When the film thickness of the foam-like fixing liquid F on the surface of the
膜厚調整ブレード142によって制御される泡状定着液Fの膜厚は、転写紙P上に形成された未定着トナー像Tの厚さ、泡状定着液Fの泡の大きさ、粘度、未定着トナー像Tに塗布する際の加圧力、環境温度に応じて、適宜選択される。また、転写紙Pに形成された未定着トナー像Tの作像時に不図示の光書込装置で用いられた画像情報(例えば、カラー画像又は黒ベタ画像)に基づいて、膜厚調整ブレード142と塗布ローラ141との間隙を調節し、泡状定着液Fの膜厚を制御するように構成してもよい。
The film thickness of the foam-like fixing liquid F controlled by the film
塗布ローラ141表面上における泡状定着液Fの膜厚を調整する構成としては、膜厚調整ブレード142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。この場合、膜厚調整ブレード142に比べ、塗布ローラ141表面上における軸線方向の膜厚を均一にすることが可能になる。
As a configuration for adjusting the film thickness of the foam-like fixing solution F on the surface of the
トナー像が形成された転写紙Pに泡状定着液Fを塗布するための塗布ローラ141には、弾性層を具備する加圧ローラ143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、画像面を塗布ローラ141に向けた状態でこの塗布ニップ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141上の泡状定着液Fが画像面に塗布される。
A
加圧ローラ143は、弾性層として、弱い加圧力で大きく変形することが可能なスポンジ(弾性多孔質体)を用いて構成されている。これにより、50〜300[ms](ミリ秒)のニップ時間を確保することができる。このとき、泡状定着液Fが未定着トナー像Tに浸透して転写紙Pまで到達した後に、塗布ローラ141と転写紙Pとが分離できるようにニップ時間を調整する必要がある。
The
ここで、ニップ時間とは、転写紙Pの搬送速度に対するニップ幅の比であり、「(ニップ幅)/(紙の搬送速度)」という数式によって算出することが可能である。このとき、「紙の搬送速度」は、紙搬送駆動機構の設計データから求めることができる。また、「ニップ幅」は、塗布ローラ141の全面に着色塗料を薄く塗布した後、転写紙Pを塗布ローラ141と加圧ローラ143との間に挟んで加圧して、転写紙Pに着色塗料を付着させ、転写紙Pに付着した着色塗料の紙搬送方向の長さを測定することによって求めることができる。
このため、所望のニップ時間を得るためには、転写紙Pの搬送速度に応じて、ニップ幅を調整する必要がある。このニップ幅は、塗布ローラ141と加圧ローラ143の軸間距離を変更することによって調整することができる。
Here, the nip time is a ratio of the nip width to the transfer speed of the transfer paper P, and can be calculated by an equation “(nip width) / (paper transfer speed)”. At this time, the “paper transport speed” can be obtained from design data of the paper transport drive mechanism. Further, the “nip width” is obtained by applying a thin color paint on the entire surface of the
Therefore, in order to obtain a desired nip time, it is necessary to adjust the nip width according to the transfer speed of the transfer paper P. This nip width can be adjusted by changing the distance between the axes of the
加圧ローラ143の弾性層に用いるスポンジは、軟化剤に溶解または膨潤しない材料からなるものを用いることが望ましいが、スポンジからなる弾性層の表面が軟化剤に溶解または膨潤しない可とう性フィルムで覆われている構成でもよい。スポンジの材料としては、特に限定されないが、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアミド等が挙げられる。また、可とう性フィルムとしては、特に限定されないが、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、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体(PFA)等が挙げられる。
加圧ローラ143の弾性層としては、スポンジの代わりに弾性ゴムを用いてもよい。
The sponge used for the elastic layer of the
As the elastic layer of the
定着装置30は、塗布ニップCに対して転写紙Pの搬送方向上流側に転写紙Pの先端を検知する先端検知センサ120を備えている。そして、先端検知センサ120の検知信号に応じて、転写紙P上にのみ泡状定着液Fが塗布されるように、塗布ローラ141上に泡状定着液Fの薄膜を形成するように制御する。これにより、塗布ローラ141と加圧ローラ143とが常時接触している構成であっても、転写紙Pが搬送されていない待機時に、塗布ローラ141上の泡状定着液Fが加圧ローラ143に付着することを抑制することができる。
The fixing
また、定着装置30は、転写紙Pが搬送されていない待機時に、塗布ローラ141と加圧ローラ143とを接離する接離機構を設け、この接離機構を制御して、転写紙P上に泡状定着液Fを塗布するときのみ、塗布ローラ141と加圧ローラ143とを接触させる構成であってもよい。このとき、先端検知センサ120の検知信号に応じて、塗布ローラ141と加圧ローラ143とを接触させることが好ましい。さらに、転写紙Pの後端を検知する後端検知手段を設け、この後端検知手段の検知信号に応じて、塗布ローラ141と加圧ローラ143とを離間させることが好ましい。
Further, the fixing
また、定着装置30は、定着されたトナー像Tbが形成された転写紙Pを加圧する一対の平滑化ローラ(ハードローラ)を有してもよい。これにより、定着されたトナー像Tbの表面が平滑化され、画像の光沢性を向上させることができる。さらに、定着されたトナー像Tbの転写紙Pに対する定着性を向上させることができる。
Further, the fixing
定着装置30は、樹脂の少なくとも一部を溶解また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、起泡剤、及び、水を含有した液状定着液132を泡状定着液生成部130で泡状定着液Fとして、記録媒体の表面上の樹脂含有微粒子に付与する。これにより、記録媒体の表面上の樹脂含有微粒子を軟化させ、樹脂含有微粒子を記録媒体に定着する定着方法を取っている。言うまでもないことだが、ここで、表記している樹脂含有微粒子とは、特に何であるかを限定はしない。樹脂を含有する微粒子であれば何でも良く、導電性部材を含有する樹脂含有微粒子でも良い。プリンタ100のように、画像形成装置に適用した場合だと、樹脂含有微粒子はトナーのことを指す。
The fixing
樹脂含有微粒子がトナーの場合、トナーは、着色剤と、帯電制御剤と、結着樹脂と、離型剤とを含有し、更に必要に応じてその他の成分を含有してなる。トナーに含まれる樹脂としては、特に限定されないが、ポリスチレン、スチレン−アクリル共重合体、ポリエステル等が挙げられ、二種以上併用してもよい。離型剤としては、特に限定されないが、カルナウバワックス、ポリエチレンワックス等が挙げられ、二種以上併用してもよい。
トナーは、メチル基を有する疎水性シリカ、疎水性酸化チタン等の疎水性粒子を、トナーの表面に固着させることにより、撥水性処理されていることが好ましい。
When the resin-containing fine particles are toner, the toner contains a colorant, a charge control agent, a binder resin, and a release agent, and further contains other components as necessary. Although it does not specifically limit as resin contained in a toner, A polystyrene, a styrene-acryl copolymer, polyester etc. are mentioned, You may use 2 or more types together. Although it does not specifically limit as a mold release agent, Carnauba wax, polyethylene wax, etc. are mentioned, You may use 2 or more types together.
The toner is preferably subjected to a water-repellent treatment by fixing hydrophobic particles such as hydrophobic silica having a methyl group and hydrophobic titanium oxide to the surface of the toner.
また、記録媒体としては、特に限定されないが、紙(定形の普通紙、連続紙、レター用紙、葉書、厚紙等)、布、OHP用シート等のプラスチックフィルム、金属、樹脂、セラミックス等が挙げられる。このとき、記録媒体は、定着液に対して浸透性を有することが好ましい。このような記録媒体としては、定着液に対して浸透性を有する基板、基板上に定着液に対して浸透性を有する層が形成されているものが挙げられる。また、記録媒体の形態としては、特に限定されないが、シート状のものの他、平面及び曲面を有する立体物等が挙げられる。 The recording medium is not particularly limited, and examples thereof include paper (standard plain paper, continuous paper, letter paper, postcard, cardboard, etc.), cloth, plastic films such as OHP sheets, metals, resins, ceramics, and the like. . At this time, the recording medium preferably has permeability to the fixing solution. Examples of such a recording medium include a substrate that is permeable to a fixing solution and a layer on which a layer that is permeable to a fixing solution is formed. Further, the form of the recording medium is not particularly limited, and examples thereof include a three-dimensional object having a flat surface and a curved surface in addition to a sheet-like material.
次に、実施形態1の定着装置30の特徴部について説明する。
図1は、実施形態1の定着装置30の定着液塗布部140の概略説明図である。図1に示すように、実施形態1の定着装置30は、塗布ローラ141の表面にギャップ剤Gを付与するギャップ剤付与装置150を備えている。図7は、実施形態1の定着装置30が備えるギャップ剤付与装置150の拡大説明図である。
Next, features of the fixing
FIG. 1 is a schematic explanatory diagram of the fixing
ギャップ剤付与装置150は、図7に示すように、格納部151と、付与量制御部材152と、送り出し部材153とを有する。格納部151内に格納されたギャップ剤Gは、送り出し部材153によって塗布ローラ141の表面上に付与され、塗布ローラ141の表面上に付与されたギャップ剤Gは、塗布ローラ141の表面移動によって塗布ローラ141と付与量制御部材152との対向部に到達する。付与量制御部材152は、塗布ローラ141との対向部を通過するギャップ剤Gの量を規制することで塗布ローラ141に対するギャップ剤Gの付与量を制御する部材であり、この付与量制御部材152によって余分なギャップ剤Gが塗布ローラ141の表面上から除去される。
塗布ローラ141と付与量制御部材152との対向部を通過したギャップ剤Gは、塗布ローラ141の表面移動によって、塗布ニップCに到達し、塗布ニップC内へのギャップ剤Gの付与が成される。
付与量制御部材152は、特に限定はされないが、あらかじめ付与量が一定になるように調整されたブラシや、弾性ゴムなどを用いることでギャップ剤Gの付与量を制御できる。転写紙P上に必要以上のギャップ剤Gが付着すると、画像品質の低下の原因となる。これに対して、実施形態1のように、付与量制御部材152によってギャップ剤Gの付与量の制御を行うことによって、転写紙P上に必要以上のギャップ剤Gが付着することに起因する、画像品質の低下を防止できる。
As illustrated in FIG. 7, the gap
The gap agent G that has passed through the facing portion between the
The application
塗布部材クリーニング装置160は、塗布ローラ141に当接する弾性ゴムからなる塗布部材クリーニングブレード161を備える。塗布部材クリーニング装置160は、塗布ニップCを通過した後に塗布ローラ141の表面上に残留する泡状定着液F(以下、残留泡状定着液Fbとよぶ)や、残留泡状定着液Fbと共に塗布ローラ141に付着したギャップ剤Gを塗布部材クリーニングブレード161によって掻きとって塗布ローラ141の表面をクリーニングする。
この塗布部材クリーニングブレード161は軟化剤によって軟化、膨潤および溶解されないものが好ましく、材質としてはEPDM(エチレン−プロピレン−ジエンゴム)や変性シリコーンゴムが挙げられる。またPET(ポリエチレンテレフタレート)などのフィルムやコーティングによって表層を覆っていても良い。塗布部材クリーニング装置160としては、塗布部材クリーニングブレード161のようにブレード状のクリーニング部材を用いる構成に限るものではない。ローラ状のクリーニング部材を用いる構成や、ローラ部材に螺旋状の溝を形成して被クリーニング物を搬送する機構を備えた構成でも良い。
The application
The application
ここで、塗布ローラ141が塗布ニップCで転写紙Pに泡状定着液Fを塗布する構成で、塗布ニップC内へのギャップ剤Gの付与が成されない従来の定着装置について説明する。
図16は、ギャップ剤付与装置150を備えない従来の定着装置30の一例の概略構成図である。
図16に示す従来の定着装置30は、ギャップ剤付与装置150を備えない点以外は、図4に示す実施形態1の定着装置30と構成が共通する。
Here, a conventional fixing device in which the
FIG. 16 is a schematic configuration diagram of an example of a
The
図16に示す従来の定着装置30は、実施形態1の定着装置30と同様に、泡状定着液生成部130で生成した泡状定着液Fを定着液塗布部140の塗布ローラ141によって未定着トナー像Tを担持する転写紙Pに塗布する構成である。転写紙P上の未定着トナー像Tは、塗布ニップCで泡状定着液Fが塗布され、トナー粒子が軟化することで、トナー粒子同士が結合して転写紙Pに定着する。
また、泡状定着液Fを塗布する構成であるため、実施形態1の定着装置30と同様に、未定着トナー像Tに十分な体積の泡状定着液を塗布することができ、定着されたトナー像Tbが形成された転写紙Pに残液感が発生することを抑制できる。
In the
In addition, since the configuration is such that the foam-like fixing solution F is applied, a sufficient volume of the foam-like fixing solution can be applied to the unfixed toner image T as in the fixing
泡状定着液Fを塗布する構成では、定着後の転写紙P上の残液感をさらに低減するためには、未定着トナー像Tを転写紙Pに良好に定着できるように軟化させることができる範囲で、泡状定着液Fの塗布量を少なくすることが求められる。
しかし、上記範囲で転写紙Pへの泡状定着液Fの塗布量を少なくするように、塗布ローラ141表面上の泡状定着液Fの付着量を少なくしたとしても、トナーが塗布ローラ上へオフセットすることがある。
In the configuration in which the foamy fixing solution F is applied, in order to further reduce the residual liquid feeling on the transfer paper P after fixing, it is possible to soften the unfixed toner image T so that it can be satisfactorily fixed on the transfer paper P. It is required to reduce the coating amount of the foam-like fixing solution F within the range that can be achieved.
However, even if the adhesion amount of the foam-like fixing solution F on the surface of the
図17は、図16に示す従来の定着装置30で、塗布ローラ141の表面に対する泡状定着液Fの付着量を少なくした状態の塗布ニップCの拡大説明図である。
本発明者らが検討した結果、泡状定着液Fの付着量を少なくすると塗布ニップCで泡状定着液Fが全て未定着トナー像Tに浸透してしまい、図17にように、未定着トナー像Tと塗布ローラ141とが直接接触してしまうことが明らかになった。未定着トナー像Tと塗布ローラ141とが直接接触する結果、塗布ローラ141に対して軟化したトナー粒子の粘着力が働き、塗布ニップCの出口においてトナーが塗布ローラ141にオフセットしてしまう。
このようなオフセットを防止するためには、泡状定着液Fの全てが未定着トナー像Tに浸透しないように、塗布ローラ141と未定着トナー像Tと間に泡状定着液Fを一部残す必要がある。
FIG. 17 is an enlarged explanatory view of the coating nip C with the
As a result of investigations by the present inventors, if the amount of adhesion of the foam fixing solution F is reduced, all of the foam fixing solution F penetrates into the unfixed toner image T at the coating nip C, and as shown in FIG. It was revealed that the toner image T and the
In order to prevent such an offset, a part of the foam-like fixing liquid F is interposed between the
上記特許文献2には、定着液を塗布部材で塗布する構成で、塗布部材とトナー層との間に位置するように配置されたギャップ部材を備え、塗布部材とトナー層との間のギャップを一定に保つ構成の定着装置が開示されている。しかし、上記特許文献2に記載の定着装置は、液状定着液を塗布する構成であり、泡状定着液を塗布する図16に示す従来例や実施形態1の定着装置30とは構成が異なる。また、上記特許文献2に記載の定着装置は、ギャップ部材と塗布部材とが一体化した構成、または、ギャップ部材をローラ状として、塗布ニップで塗布部材と転写紙との間にギャップ部材が位置するように配置した構成である。このような構成では塗布部材やギャップ部材のクリーニングを行うことが困難である。そして、塗布部材やギャップ部材のクリーニングが困難であると、長期使用時の信頼性を得られないという問題がある。
The above-mentioned Patent Document 2 is configured to apply the fixing solution with the application member, and includes a gap member disposed so as to be positioned between the application member and the toner layer, and the gap between the application member and the toner layer is provided. A fixing device configured to keep constant is disclosed. However, the fixing device described in Patent Document 2 is configured to apply a liquid fixing solution, and is different in configuration from the conventional example shown in FIG. 16 that applies a foamy fixing solution and the fixing
一方、実施形態1の定着装置30は、ギャップ剤付与装置150を備え、塗布ニップC内での塗布ローラ141と転写紙Pとの間にギャップを設けるギャップ剤Gを、塗布ニップC内に付与する構成である。
図8は、実施形態1の定着装置30で、塗布ローラ141の表面に対する泡状定着液Fの付着量を少なくした状態の塗布ニップCの拡大説明図である。
On the other hand, the fixing
FIG. 8 is an enlarged explanatory view of the coating nip C in the fixing
図8に示す実施形態1の塗布ニップCでは、図17に示した場合と同様に、塗布ローラ141によって泡状定着液Fが未定着トナー像Tに付与されるが、塗布ローラ141と未定着トナー像Tの間には、ギャップ剤付与装置150によって付与されたギャップ剤Gが存在する。このギャップ剤Gによって塗布ローラ141と未定着トナー像Tとの間には僅かな隙間が保たれており、泡状定着液Fの供給量が少ない場合にも、塗布ニップC中で泡状定着液Fの一部がこの隙間に残るため塗布ローラ141と未定着トナー像Tが直接触することを防止できる。その結果、塗布ニップCの出口において泡状定着液Fが塗布ローラ141と未定着トナー像Tの両方に分離することによって、トナーのオフセットを防止できる。
In the application nip C of the first embodiment shown in FIG. 8, the foamed fixing liquid F is applied to the unfixed toner image T by the
また、実施形態1の定着装置30は、ギャップ剤付与装置150を塗布ローラ141の表面と対向する位置に配置し、塗布ローラ141の表面にギャップ剤Gを付与する。このとき塗布ローラ141の表面上のギャップ剤Gは、塗布ローラ141とギャップ剤との間の、粘着力、静電力、磁力、または塗布ローラ141上に僅かに残った水分による粘着力などの作用によって微弱な力によって保持されている。
In the fixing
泡状定着液Fを塗布ローラ141で塗布する定着装置30では、泡状定着液生成部130によって生成された泡状定着液Fが塗布ローラ141の表面上に担持され塗布ニップCまで搬送される。このような構成で、泡状定着液Fが供給された後の塗布ローラ141の表面にギャップ剤Gを付与すると、ギャップ剤Gが泡状定着液Fの表層に付着した状態となり、泡状定着液Fの膜厚の均一性が損なわれ定着ムラが発生するおそれがある。
これに対して、実施形態1の定着装置30では、泡状定着液生成部130から泡状定着液Fが供給される位置に対して塗布ローラ141の表面移動方向上流側にギャップ剤付与装置150を配置している。これにより、塗布ローラ141の表面に泡状定着液生成部130から泡状定着液Fが供給されるときには、既にギャップ剤Gが塗布ローラ141の表面に保持されているため、泡状定着液Fはギャップ剤Gに上から覆いかぶさるように付与される。このため、ギャップ剤Gは泡状定着液Fの表層には移動せず、膜厚調整ブレード142によって塗布ローラ141上の泡状定着液Fの膜厚を制御するときにも不具合は発生せず、泡状定着液Fの膜厚を均一にすることができる。
In the fixing
On the other hand, in the fixing
ギャップ剤付与装置150で付与されるギャップ剤Gは、特に限定はされないが、球状、中空状、ビーズ状、棒状、多面体状などの微粒子が挙げられる。このときギャップ剤Gは、定着液に含まれる軟化剤によって軟化されないことが好ましい。このようなギャップ剤Gの材料としては、酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化鉄、フッ素樹脂、シリコーンゴム、PET(ポリエチレンテレフタレート)樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリカーボーネート、ポリフェニルエーテル、及び、ポリエーテルエーテルケトンなどが挙げられる。
The gap agent G applied by the gap
泡状定着液Fを塗布する定着装置30では、液状定着液を塗布する構成に比べて定着後の転写紙Pの残液感を低減することが出来る。しかし、残液感をさらに低減するためには、塗布ニップCに到達する塗布ローラ141の表面上の泡状定着液Fの付着量を可能な限り減少させることが必要となる。そして、実施形態1の定着装置30では、ギャップ剤付与装置150によってギャップ剤Gを塗布ニップC中に付与することによって塗布ローラ141の表面上の泡状定着液Fの付着量を減少してもトナーオフセットを起こすことなく良好な定着画像を得ることが出来る。
In the fixing
[実施形態2]
次に、定着装置30の二つ目に実施形態(以下、実施形態2とよぶ)について説明する。図9は、実施形態2に係る定着装置30の概略構成図である。
図4に示した実施形態1の定着装置30は、塗布ローラ141の表面に対向する位置にギャップ剤付与装置150を設け、塗布ローラ141の表面上に付与されたギャップ剤Gは塗布ローラ141の表面移動によって塗布ニップC内に付与される構成である。
一方、実施形態2の定着装置30は、図9に示すように、塗布ニップCに到達する前の未定着トナー像Tを担持する転写紙Pの表面と対向する位置にギャップ剤付与装置150を配置している点で実施形態1の定着装置30と異なる。実施形態2の定着装置30では、転写紙Pの表面上に付与されたギャップ剤Gは転写紙Pが搬送されることによって塗布ニップC内に付与される構成であり、ギャップ剤Gを付与する構成以外は、実施形態1の定着装置30と共通する。
[Embodiment 2]
Next, a second embodiment of the fixing device 30 (hereinafter referred to as a second embodiment) will be described. FIG. 9 is a schematic configuration diagram of the fixing
In the fixing
On the other hand, in the fixing
図10は、実施形態2の定着装置30が備えるギャップ剤付与装置150の拡大説明図である。実施形態2の定着装置30では、ギャップ剤Gを塗布ローラ141の表面上ではなく、ギャップ剤保持ローラ154によって、塗布ニップCに到達する前の転写紙P上の未定着トナー像T上に付与する。このような構成により、塗布ローラ141の表面上に形成される薄層状の泡状定着液Fに対するギャップ剤Gの影響を一切排除することが出来る。
FIG. 10 is an enlarged explanatory view of the gap
実施形態2のギャップ剤付与装置150は、ギャップ剤保持ローラ154、ギャップ剤付与加圧ローラ155、格納部151及び送り出し部材153等を備える。図11は、実施形態2のギャップ剤付与装置150の格納部151近傍の拡大説明図である。
図11に示すように、格納部151には、付与量制御部材152が配置されている。
実施形態1の格納部151内のギャップ剤Gを塗布ローラ141の表面上に付与する構成と同様に、実施形態2では、格納部151内のギャップ剤Gは送り出し部材153によってギャップ剤保持ローラ154の表面上に付与される。ギャップ剤保持ローラ154の表面上に付与されたギャップ剤Gは、ギャップ剤保持ローラ154の表面移動によってギャップ剤保持ローラ154と付与量制御部材152との対向部に到達する。付与量制御部材152は、ギャップ剤保持ローラ154との対向部を通過するギャップ剤Gの量を規制することでギャップ剤保持ローラ154に対するギャップ剤Gの付与量を制御する部材であり、この付与量制御部材152によって余分なギャップ剤Gがギャップ剤保持ローラ154の表面上から除去される。
The gap
As shown in FIG. 11, a provision
Similar to the configuration in which the gap agent G in the
ギャップ剤保持ローラ154の表面上に付与されたギャップ剤Gは、ギャップ剤保持ローラ154とギャップ剤付与加圧ローラ155との対向部で、未定着トナー像Tを担持する転写紙Pに接触し、転写紙Pに付与される。このとき未定着トナー像Tはトナー像を形成するプロセス中に受けた電荷によって帯電している。このため、ギャップ剤保持ローラ154とギャップ剤付与加圧ローラ155との対向部での接触が弱い加圧による接触でも、未定着トナー像Tにはトナーの電位によってギャップ剤Gが付与される。一方、転写紙Pの表面上の未定着トナー像Tが無い部位にはギャップ剤Gはほとんど付与されない。そのため、未定着トナー像Tが形成された画像部のみに効率よくギャップ剤Gを付与できる。
The gap agent G applied on the surface of the gap
また、ギャップ剤保持ローラ154とギャップ剤付与加圧ローラ155との対向部で、転写紙Pに付与されなかったギャップ剤Gは、ギャップ剤保持ローラ154の表面移動に伴い格納部151との対向部に到達する。このため、格納部151は、転写紙P上に付与されなかったギャップ剤保持ローラ154表面上のギャップ剤Gを回収するための後方開口部が設けられていることが好ましい。また、回収したギャップ剤Gが漏れ出さないために後方開口部はギャップ剤Gの粒子1つが、かろうじて通過できる程度の大きさであることが好ましい。さらに、その位置はギャップ剤保持ローラ154の回転中心の鉛直上方でギャップ剤保持ローラ154表面の最上部となる位置よりもギャップ剤保持ローラ154の表面移動方向下流側であることが好ましい。
実施形態2のギャップ剤付与装置150が備える付与量制御部材152は、実施形態1の付与量制御部材152と同様の構成である。また、付与量制御部材152によってギャップ剤Gの付与量の制御を行わないと、転写紙P上に必要以上のギャップ剤Gが付着することがあり、画像品質の低下の原因となる。
Further, the gap agent G that has not been applied to the transfer paper P at the facing portion between the gap
The application
〔変形例〕
図12は、実施形態2のギャップ剤付与装置150の変形例の格納部151近傍の拡大説明図である。図12に示すように、変形例のギャップ剤付与装置150が備えるギャップ剤保持ローラ154の表面には、微細な窪み154aが形成されている。そして、変形例のギャップ剤付与装置150は、付与量制御部材152の代わりにギャップ剤保持ローラ154の表面形状によってギャップ剤Gの付与量を制御する。その他の構成は実施形態2のギャップ剤付与装置150と同じである。
ここで、格納部151内でギャップ剤保持ローラ154に付着したギャップ剤Gが通過する格納部151の出口側開口部とする。変形例のギャップ剤付与装置150では、出口側開口部の格納部151のケーシングとギャップ剤保持ローラ154の窪み154aが形成されていない部分の表面との隙間は、ギャップ剤Gの大きさよりも小さくなっている。このため、窪み154aに入っていないギャップ剤Gは出口開口部をすり抜けられず、ギャップ剤保持ローラ154の表面上から除去される。一方、窪み154aに入っているギャップ剤Gは出口開口部をすり抜け、ギャップ剤付与加圧ローラ155との対向部に向かって搬送される。このような構成により、出口開口部を通過するギャップ剤Gの量が規制され、ギャップ剤保持ローラ154に対するギャップ剤Gの付与量を制御することができる。
変形例の構成では、ギャップ剤保持ローラ154の表面の窪み154aの大きさや数によってギャップ剤Gの付与量を調節できる。また、付与量制御部材152と併用してギャップ剤Gの付与量を制御する構成でもよい。
[Modification]
FIG. 12 is an enlarged explanatory view of the vicinity of the
Here, it is assumed that the outlet side opening of the
In the configuration of the modified example, the application amount of the gap agent G can be adjusted by the size and number of the
[実施形態3]
次に、定着装置30の三つ目に実施形態(以下、実施形態3とよぶ)について説明する。図13は、実施形態3に係る定着装置30の概略構成図である。また、図14は、実施形態3の定着装置30が備えるギャップ剤付与装置150の拡大説明図である。実施形態3の定着装置30は、ギャップ剤Gを付与する構成以外は、実施形態1や実施形態2の定着装置30と共通する。
また、実施形態3の定着装置30は、実施形態2の定着装置30と同様に、塗布ニップCに到達する前の未定着トナー像Tを担持する転写紙Pの表面と対向する位置にギャップ剤付与装置150を配置している。このため、転写紙Pの表面上に付与されたギャップ剤Gは転写紙Pが搬送されることによって塗布ニップC内に付与される構成である。
実施形態3のギャップ剤付与装置150は、ギャップ剤Gの付与量や付与部位を自在に制御可能である点で実施形態2のギャップ剤付与装置150と異なる。
[Embodiment 3]
Next, a third embodiment of the fixing device 30 (hereinafter referred to as a third embodiment) will be described. FIG. 13 is a schematic configuration diagram of the fixing
Further, like the fixing
The gap
実施形態3のギャップ剤付与装置150は、図14に示すように、表面にギャップ剤Gを担持するギャップ剤用感光体ドラム181を備える。さらに、ギャップ剤用感光体ドラム181の周囲に、ギャップ剤用帯電ローラ182、ギャップ剤用現像装置183、ギャップ剤用転写ローラ184、ギャップ剤用クリーニング装置185及びギャップ剤用除電ランプ186等が配置されている。
As shown in FIG. 14, the gap
ギャップ剤用帯電ローラ182は、接触帯電方式の帯電装置であり、ギャップ剤用帯電ローラ182をギャップ剤用感光体ドラム181に接触させて、ギャップ剤用感光体ドラム181に電圧を印加することにより、ギャップ剤用感光体ドラム181の表面を一様に帯電する。なお、ギャップ剤用帯電ローラ182の代わりに、非接触のスコロトロン等を採用した非接触帯電方式の帯電装置を用いてもよい。
The gap
ギャップ剤用現像装置183は、二成分現像方式の現像装置の二成分現像剤内のトナーの代わりにギャップ剤Gを用いて現像を行う現像装置である。ギャップ剤用帯電ローラ182によって一様帯電されたギャップ剤用感光体ドラム181の表面は、不図示のギャップ剤用露光装置から照射された露光光Lgによりギャップ剤用の静電潜像が書き込まれる。そして、ギャップ剤用現像装置183は、ギャップ剤用感光体ドラム181の表面に書き込まれた静電潜像に、現像剤中のギャップ剤Gを付着させて現像し、ギャップ剤像を形成する。
ギャップ剤用現像装置183は、攪拌部(不図示)及び現像部(不図示)を有し、現像に使用されなかった現像剤は、攪拌部に戻され、再利用される。攪拌部における現像剤中のギャップ剤Gの濃度は、濃度センサによって検出され、ギャップ剤Gの濃度が一定になるように制御されている。
The gap
The gap
ギャップ剤用転写ローラ184は、転写紙Pを挟んでギャップ剤用感光体ドラム181に対向する位置に設けられ、ギャップ剤転写ニップを形成する。このとき、ギャップ剤用転写ローラ184を用いて、転写紙Pをギャップ剤用感光体ドラム181に押し当てることにより、ギャップ剤用感光体ドラム181上に形成されたギャップ剤像を転写紙P上に転写される。なお、ギャップ剤用転写ローラ184の代わりに、導電性ブラシ、非接触のコロナチャージャー等を用いてもよい。
ギャップ剤用クリーニング装置185は、ギャップ剤転写ニップを通過したギャップ剤用感光体ドラム181上に残留したギャップ材を除去する。ギャップ剤用クリーニング装置185は、ギャップ剤用感光体ドラム181に押し当てられるブレードを有する。ここで、ギャップ剤用クリーニング装置185により除去されたギャップ剤Gは、回収スクリュ(不図示)及びギャップ剤リサイクル装置(不図示)により、ギャップ剤用現像装置183に搬送され、再利用される。
ギャップ剤用除電ランプ186は、光を照射してギャップ剤用感光体ドラム181の表面電位を初期化する。
The gap
The gap
The gap
実施形態3のギャップ剤付与装置150では、未定着トナー像Tはトナー像を形成する時の画像情報や、新たにスキャナで読み込んだ未定着トナー像Tの画像情報を画像情報に基づいてギャップ剤用の静電潜像を形成する。このとき、ギャップ剤転写ニップを通過する転写紙P上の未定着トナー像Tが存在する部位にのみに、必要なギャップ剤量となるようなギャップ剤用の静電潜像を形成するように、不図示のギャップ剤用露光装置からギャップ剤用感光体ドラム181上に照射する。これにより、転写紙P上の未定着トナー像Tが存在する部位のみに確実にギャップ剤Gを必要量付与することが可能となる。
In the gap
上述した実施形態1〜3の定着装置30では、塗布部材である塗布ローラ141に当接して塗布ニップCを形成する加圧部材として、ローラ状の加圧ローラ143を用いた構成である。加圧部材としては、加圧ローラ143の代わりに、無端ベルト状の加圧ベルトを用いる構成であってもよい。これにより、ニップ幅を容易に大きくすることができる。加圧ベルトとしては、特に限定されないが、シームレスニッケルベルト、シームレスPET等の基体にPFA等の離型性フッ素樹脂がコートされているベルトが挙げられる。
また、塗布部材としては、塗布ローラ141の代わりに無端ベルト状の塗布ベルトを用いてもよく、さらに、塗布部材として塗布ベルトを用いると共に、加圧部材として加圧ベルトを用いる構成であってもよい。
The fixing
Further, as the application member, an endless belt-like application belt may be used instead of the
図15は、本発明を適用した定着装置30を配置することできる画像形成装置であるプリンタ100の説明図である。
図15のプリンタ100において、図2及び図3を用いて説明したプリンタ100と同一の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。図15に示すプリンタ100は、第一支持ローラ251及び第二支持ローラ252によって張架され、図15中の矢印B方向に表面移動する転写搬送ベルト250を備える。そして、図15に示すプリンタ100は、ドラム状の四つの感光体4(Y,M,C,K)上に形成された各色のトナー像を、転写搬送ベルト250に担持される転写紙Pに直接転写する構成である。
具体的には、転写紙Pは、レジストローラ対15を用いて給紙された後、それぞれの転写ローラ260(Y,M,C,K)を用いて、転写搬送ベルト250を感光体4に押し当てられることにより、各色のトナー像が転写紙Pに順次転写される。これにより、四色のトナー像が転写紙P上で重ね合わされ、転写紙Pの白色と相まってフルカラー画像の未定着トナー像Tとなる。未定着トナー像Tが形成された転写紙Pは、転写搬送ベルト250の表面移動によって定着装置30に搬送され、定着装置30で、未定着トナー像Tが定着される。
FIG. 15 is an explanatory diagram of a
In the
Specifically, after the transfer paper P is fed using the
次に、定着液の組成について説明する。本発明の定着装置30で用いる定着液は、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 will be described. The fixing solution used in the fixing
先ず、定着液に含まれる軟化剤について説明する。
軟化剤としては、樹脂含有微粒子である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ものであれば特に限定はされず、脂肪族エステルや炭酸エステルなどが挙げられる。
First, the softener contained in the fixing solution will be described.
The softening agent is not particularly limited as long as it dissolves or swells at least part of the resin contained in the toner that is resin-containing fine particles, and examples thereof include aliphatic esters and carbonates.
脂肪族エステルとしては、「R1COOR2」の一般式で表されるモノエステルを含有することが望ましい。このモノエステルの一般式におけるR1は、炭素数が11〜14のアルキル基を示しており、R2は、炭素数が1〜6の直鎖型または分岐型のアルキル基を示している。
このようなモノエステルを含有する脂肪族エステルを軟化剤に用いることにより、短時間で樹脂粒子を溶解または膨潤させることができる。
The aliphatic ester desirably contains a monoester represented by the general formula “R1COOR2”. R1 in the general formula of this monoester 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.
By using an aliphatic ester containing such a monoester as a softening agent, the resin particles can be dissolved or swollen in a short time.
樹脂含有微粒子がトナーである場合に、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。ここで、モノエステルを含有する脂肪族エステルを軟化剤に用いることにより、記録媒体に形成された未定着のトナー像に定着液が付与してから、トナー像が定着するまでの時間を1[秒]以内にすることができる。さらに、モノエステルは、トナー像の粘着感を低下させることができる。これは、溶解または膨潤したトナー像の表面に、モノエステルが油膜を形成するためであると考えられる。このとき、上記化学式のR1の炭素数が11未満であると、臭気指数が10を超えることがある。一方、R1の炭素数が14を超える場合及びR2の炭素数が6を超える場合は、樹脂粒子を溶解または膨潤させる能力が低下することがある。
このようなモノエステルとしては、特に限定されないが、ラウリン酸エチル、ラウリン酸ヘキシル、トリデシル酸エチル、トリデシル酸イソプロピル、ミリスチン酸エチル、ミリスチン酸イソプロピル等が挙げられ、二種以上併用してもよい。
When the resin-containing fine particles are toner, for example, in high-speed printing of about 60 ppm, the time required for the fixing liquid to be applied to unfixed toner on the recording medium and for the toner to be fixed on the recording medium is 1 [second]. ] Is preferable. Here, by using an aliphatic ester containing a monoester as a softening agent, a time from when a fixing solution is applied to an unfixed toner image formed on a recording medium until the toner image is fixed is set to 1 [ Seconds]. Further, the monoester can reduce the stickiness of the toner image. This is presumably because the monoester forms an oil film on the surface of the dissolved or swollen toner image. At this time, if the carbon number of R1 in the chemical formula is less than 11, the odor index may exceed 10. On the other hand, when R1 has more than 14 carbon atoms and R2 has more than 6 carbon atoms, the ability to dissolve or swell resin particles may be reduced.
Examples of such monoesters include, but are not limited to, ethyl laurate, hexyl laurate, ethyl tridecylate, isopropyl tridecylate, ethyl myristate, isopropyl myristate, and the like, and two or more of them may be used in combination.
また、飽和脂肪族カルボン酸と飽和脂肪族アルコールのエステルとしては、「R3(COOR4)2」の一般式で表されるジエステルを含有することが望ましい。このジエステルの一般式におけるR3は、炭素数が3〜8のアルキレン基を示しており、R4は、炭素数が3〜5の直鎖型又は分岐型のアルキル基を示している。このようなジエステルを含有する軟化剤を用いることにより、短時間で樹脂粒子を溶解または膨潤させることができる。 The ester of the saturated aliphatic carboxylic acid and the saturated aliphatic alcohol preferably contains a diester represented by the general formula “R3 (COOR4) 2 ”. R3 in the general formula of this diester 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. By using such a softener containing a diester, the resin particles can be dissolved or swollen in a short time.
詳しくは、上記一般式で表されるジエステルを含有する軟化剤を用いることにより、記録媒体に形成された未定着のトナー像に定着液が付与してから、トナー像が定着するまでの時間を0.1[秒]以内にすることができる。これにより、定着するまでの時間が、1[秒]以内であることが求められる60[ppm]程度の高速印字を行うときにも、良好な定着をおこなうことが出来る。
さらに、ジエステルを含有する軟化剤を用いることにより、定着液中の軟化剤の含有量を低減することができる。このとき、上記化学式のR3の炭素数が3未満である場合及びR4の炭素数が3未満である場合は、臭気指数が10を超えることがある。一方、R3の炭素数が8を超える場合及びR4の炭素数が5を超える場合は、樹脂粒子を溶解または膨潤させる能力が低下することがある。
このようなジエステルとしては、特に限定されないが、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、二種以上併用してもよい。
Specifically, by using a softening agent containing the diester represented by the above general formula, the time from when the fixing solution is applied to the unfixed toner image formed on the recording medium until the toner image is fixed can be reduced. It can be within 0.1 [second]. As a result, good fixing can be performed even when high-speed printing of about 60 ppm, which is required to be within 1 [second], is performed.
Further, by using a softener containing a diester, the content of the softener in the fixing solution can be reduced. At this time, when the number of carbon atoms of R3 in the above chemical formula is less than 3 and when the number of carbon atoms of R4 is less than 3, the odor index may exceed 10. On the other hand, when R3 has more than 8 carbon atoms and R4 has more than 5 carbon atoms, the ability to dissolve or swell resin particles may be reduced.
Examples of such diesters include, but are not limited to, 2-ethylhexyl succinate, dibutyl adipate, diisobutyl adipate, diisopropyl adipate, diisodecyl adipate, diethyl sebacate, dibutyl sebacate, etc. May be.
さらに、飽和脂肪族カルボン酸と飽和脂肪族アルコールのエステルとしては、「R5(COOR6OR7)2」の一般式で表されるジエステルを含有することが望ましい。このジエステルの一般式におけるR5は、炭素数が2〜8のアルキレン基を示しており、R6は、炭素数が2〜4のアルキレン基を示しており、R7は、炭素数が1〜4のアルキル基を示している。このようなジエステルを含有する軟化剤を用いることにより、さらに短時間で樹脂粒子を溶解または膨潤させることができる。 Furthermore, as an ester of a saturated aliphatic carboxylic acid and a saturated aliphatic alcohol, it is desirable to contain a diester represented by the general formula “R5 (COOR6OR7) 2 ”. R5 in the general formula of this diester represents an alkylene group having 2 to 8 carbon atoms, R6 represents an alkylene group having 2 to 4 carbon atoms, and R7 has 1 to 4 carbon atoms. An alkyl group is shown. By using such a softening agent containing a diester, the resin particles can be dissolved or swollen in a shorter time.
詳しくは、上記一般式で表されるジエステルを含有する軟化剤を用いることにより、記録媒体に形成された未定着のトナー像に定着液が付与してから、トナー像が定着するまでの時間を0.1[秒]以内にすることができる。これにより、定着するまでの時間が、1[秒]以内であることが求められる60[ppm]程度の高速印字を行うときにも、良好な定着をおこなうことが出来る。
さらに、ジエステルを含有する軟化剤を用いることにより、定着液中の軟化剤の含有量を低減することができる。このとき、上記化学式のR5の炭素数が1である場合及びR6の炭素数が1である場合は、臭気指数が10を超えることがある。一方、R5の炭素数が8を超える場合、R6の炭素数が4を超える場合及びR7の炭素数が4を超える場合は、樹脂粒子を溶解または膨潤させる能力が低下することがある。
このようなジエステルとしては、特に限定されないが、コハク酸ジエトキシエチル、コハク酸ジブトキシエチル、アジピン酸ジメトキシエチル、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、二種以上併用してもよい。
Specifically, by using a softening agent containing the diester represented by the above general formula, the time from when the fixing solution is applied to the unfixed toner image formed on the recording medium until the toner image is fixed can be reduced. It can be within 0.1 [second]. As a result, good fixing can be performed even when high-speed printing of about 60 ppm, which is required to be within 1 [second], is performed.
Further, by using a softener containing a diester, the content of the softener in the fixing solution can be reduced. At this time, when the carbon number of R5 in the above chemical formula is 1 and when the carbon number of R6 is 1, the odor index may exceed 10. On the other hand, when R5 has more than 8 carbon atoms, R6 has more than 4 carbon atoms, and R7 has more than 4 carbon atoms, the ability to dissolve or swell resin particles may decrease.
Examples of such diesters include, but are not limited to, diethoxyethyl succinate, dibutoxyethyl succinate, dimethoxyethyl adipate, diethoxyethyl adipate, dibutoxyethyl adipate, diethoxyethyl sebacate, and the like. Two or more kinds may be used in combination.
また、飽和脂肪族カルボン酸と飽和脂肪族アルコールのエステルとしては、「R8(COOR9OR10OR11)2」の一般式で表されるジエステルを含有することが望ましい。このジエステルの一般式におけるR8は、炭素数が2〜8のアルキレン基を示しており、R9及びR10は、それぞれ独立に、炭素数が2または3のアルキレン基を示しており、R11は、炭素数が1〜4のアルキル基を示している。このようなジエステルを含有する軟化剤を用いることにより、さらに短時間で樹脂粒子を溶解または膨潤させることができる。 Moreover, as ester of saturated aliphatic carboxylic acid and saturated aliphatic alcohol, it is desirable to contain the diester represented by the general formula of "R8 (COOR9OR10OR11) 2 ". R8 in the general formula of this diester represents an alkylene group having 2 to 8 carbon atoms, R9 and R10 each independently represents an alkylene group having 2 or 3 carbon atoms, and R11 represents a carbon atom. The number represents an alkyl group having 1 to 4. By using such a softening agent containing a diester, the resin particles can be dissolved or swollen in a shorter time.
詳しくは、上記一般式で表されるジエステルを含有する軟化剤を用いることにより、記録媒体に形成された未定着のトナー像に定着液が付与してから、トナー像が定着するまでの時間を0.1[秒]以内にすることができる。これにより、定着するまでの時間が、1[秒]以内であることが求められる60[ppm]程度の高速印字を行うときにも、良好な定着をおこなうことが出来る。
さらに、ジエステルを含有する軟化剤を用いることにより、定着液中の軟化剤の含有量を低減することができる。このとき、上記化学式のR8の炭素数が1である場合、R9の炭素数が1である場合及びR10の炭素数が1である場合は、臭気指数が10を超えることがある。一方、R8の炭素数が8を超える場合、R9の炭素数が3を超える場合、R10の炭素数が3を超える場合及びR11の炭素数が4を超える場合は、樹脂粒子を溶解または膨潤させる能力が低下することがある。
このようなジエステルとしては、特に限定されないが、コハク酸ジエトキシエトキシエチル、コハク酸ジメトキシエトキシエチル、アジピン酸ジメトキシエトキシエチル、セバシン酸ジエトキシエトキシエチル等が挙げられ、二種以上併用してもよい。
Specifically, by using a softening agent containing the diester represented by the above general formula, the time from when the fixing solution is applied to the unfixed toner image formed on the recording medium until the toner image is fixed can be reduced. It can be within 0.1 [second]. As a result, good fixing can be performed even when high-speed printing of about 60 ppm, which is required to be within 1 [second], is performed.
Further, by using a softener containing a diester, the content of the softener in the fixing solution can be reduced. At this time, when the carbon number of R8 in the above chemical formula is 1, the carbon number of R9 is 1, and the carbon number of R10 is 1, the odor index may exceed 10. On the other hand, when the carbon number of R8 exceeds 8, when the carbon number of R9 exceeds 3, when the carbon number of R10 exceeds 3, and when the carbon number of R11 exceeds 4, the resin particles are dissolved or swollen. Capability may be reduced.
Examples of such diesters include, but are not limited to, diethoxyethoxyethyl succinate, dimethoxyethoxyethyl succinate, dimethoxyethoxyethyl adipate, diethoxyethoxyethyl sebacate and the like, and two or more of them may be used in combination. .
さらに、飽和脂肪族カルボン酸と飽和脂肪族アルコールのエステルとしては、「R12(OCOR13)2」の一般式で表されるジエステルを含有することが望ましい。このジエステルの一般式におけるR12は、炭素数が2〜8のアルキレン基を示しており、R13は、炭素数が2〜5の直鎖型又は分岐型のアルキル基を示している。このようなジエステルを含有する軟化剤を用いることにより、さらに短時間で樹脂粒子を溶解または膨潤させることができる。 Furthermore, as an ester of a saturated aliphatic carboxylic acid and a saturated aliphatic alcohol, it is desirable to contain a diester represented by the general formula “R12 (OCOR13) 2 ”. R12 in the general formula of this diester represents an alkylene group having 2 to 8 carbon atoms, and R13 represents a linear or branched alkyl group having 2 to 5 carbon atoms. By using such a softening agent containing a diester, the resin particles can be dissolved or swollen in a shorter time.
詳しくは、上記一般式で表されるジエステルを含有する軟化剤を用いることにより、記録媒体に形成された未定着のトナー像に定着液が付与してから、トナー像が定着するまでの時間を0.1[秒]以内にすることができる。これにより、定着するまでの時間が、1[秒]以内であることが求められる60[ppm]程度の高速印字を行うときにも、良好な定着をおこなうことが出来る。
さらに、ジエステルを含有する軟化剤を用いることにより、定着液中の軟化剤の含有量を低減することができる。このとき、上記化学式のR12の炭素数が1である場合及びR13の炭素数が1である場合は、臭気指数が10を超えることがある。一方、R12の炭素数が8を超える場合、R13の炭素数が5を超える場合は、樹脂粒子を溶解又は膨潤させる能力が低下することがある。
このようなジエステルとしては、特に限定されないが、エチレングリコールジアセテート、エチレングリコールジプロピオネート、プロピレングリコールジジアセテート、プロピレングリコールジブチレート、ブチレングリコールジブチレート等が挙げられ、二種以上併用してもよい。
Specifically, by using a softening agent containing the diester represented by the above general formula, the time from when the fixing solution is applied to the unfixed toner image formed on the recording medium until the toner image is fixed can be reduced. It can be within 0.1 [second]. As a result, good fixing can be performed even when high-speed printing of about 60 ppm, which is required to be within 1 [second], is performed.
Further, by using a softener containing a diester, the content of the softener in the fixing solution can be reduced. At this time, when the carbon number of R12 in the above chemical formula is 1 and when the carbon number of R13 is 1, the odor index may exceed 10. On the other hand, when the carbon number of R12 exceeds 8, and when the carbon number of R13 exceeds 5, the ability to dissolve or swell the resin particles may decrease.
Examples of such diesters include, but are not limited to, ethylene glycol diacetate, ethylene glycol dipropionate, propylene glycol diacetate, propylene glycol dibutyrate, butylene glycol dibutyrate and the like, and two or more of them may be used in combination. .
また、飽和脂肪族カルボン酸と飽和脂肪族アルコールのエステルとしては、「R14(OR15OCOR16)2」の一般式で表されるジエステルを含有することが望ましい。このジエステルの一般式におけるR14は、炭素数が2〜4のアルキレン基を示しており、R15は、炭素数が2または3の直鎖型または分岐型のアルキレン基を示しており、R16は、炭素数が1〜4のアルキル基を示している。このようなジエステルを含有する軟化剤を用いることにより、さらに短時間で樹脂粒子を溶解または膨潤させることができる。 The ester of the saturated aliphatic carboxylic acid and the saturated aliphatic alcohol preferably contains a diester represented by the general formula “R14 (OR15OCOR16) 2 ”. R14 in the general formula of this diester represents an alkylene group having 2 to 4 carbon atoms, R15 represents a linear or branched alkylene group having 2 or 3 carbon atoms, and R16 represents An alkyl group having 1 to 4 carbon atoms is shown. By using such a softening agent containing a diester, the resin particles can be dissolved or swollen in a shorter time.
詳しくは、上記一般式で表されるジエステルを含有する軟化剤を用いることにより、記録媒体に形成された未定着のトナー像に定着液が付与してから、トナー像が定着するまでの時間を0.1[秒]以内にすることができる。これにより、定着するまでの時間が、1[秒]以内であることが求められる60[ppm]程度の高速印字を行うときにも、良好な定着をおこなうことが出来る。
さらに、ジエステルを含有する軟化剤を用いることにより、定着液中の軟化剤の含有量を低減することができる。このとき、上記化学式のR14の炭素数が1である場合及びR15の炭素数が1である場合は、臭気指数が10を超えることがある。一方、R14の炭素数が4を超える場合、R15の炭素数が3を超える場合及びR16の炭素数が4を超える場合は、樹脂粒子を溶解又は膨潤させる能力が低下することがある。
このようなジエステルとしては、特に限定されないが、トリエチレングリコールジアセテート、トリエチレングリコールジプロピオネート、トリプロピレングリコールジジアセテート等が挙げられ、二種以上併用してもよい。
Specifically, by using a softening agent containing the diester represented by the above general formula, the time from when the fixing solution is applied to the unfixed toner image formed on the recording medium until the toner image is fixed can be reduced. It can be within 0.1 [second]. As a result, good fixing can be performed even when high-speed printing of about 60 ppm, which is required to be within 1 [second], is performed.
Further, by using a softener containing a diester, the content of the softener in the fixing solution can be reduced. At this time, when the carbon number of R14 in the above chemical formula is 1 and when the carbon number of R15 is 1, the odor index may exceed 10. On the other hand, when the carbon number of R14 exceeds 4, when the carbon number of R15 exceeds 3, and when the carbon number of R16 exceeds 4, the ability to dissolve or swell resin particles may decrease.
Such a diester is not particularly limited, and examples thereof include triethylene glycol diacetate, triethylene glycol dipropionate, and tripropylene glycol diacetate, and two or more of them may be used in combination.
上記炭酸エステルのうち、2価の飽和脂肪族アルコールの炭酸エステルとしては、化1の一般式で表される化合物を含有することが望ましい。 Among the above carbonate esters, the carbonate ester of a divalent saturated aliphatic alcohol preferably contains a compound represented by the general formula (1).
この化合物の一般式におけるR17は、アルキレン基を示している。このような化合物を含有する炭酸エステルを軟化剤に用いることにより、短時間で樹脂粒子を溶解または膨潤させることができる。 R17 in the general formula of this compound represents an alkylene group. By using a carbonic ester containing such a compound as a softening agent, the resin particles can be dissolved or swollen in a short time.
詳しくは、上記一般式で表される化合物を含有する炭酸エステルを軟化剤に用いることにより、記録媒体に形成された未定着のトナー像に定着液が付与してから、トナー像が定着するまでの時間を1[秒]以内にすることができる。これにより、定着するまでの時間が、1[秒]以内であることが求められる60[ppm]程度の高速印字を行うときにも、良好な定着をおこなうことが出来る。
さらに、このような炭酸エステルは、トナー像の粘着感を低下させることができる。これは、溶解または膨潤したトナー像の表面に、炭酸エステルが油膜を形成するためであると考えられる。
このような炭酸エステルとしては、特に限定されないが、炭酸エチレン、炭酸プロピレン、炭酸ブチレン等が挙げられ、二種以上併用してもよい。
Specifically, by using a carbonic acid ester containing a compound represented by the above general formula as a softening agent, a fixing solution is applied to an unfixed toner image formed on a recording medium until the toner image is fixed. Can be set within 1 [second]. As a result, good fixing can be performed even when high-speed printing of about 60 ppm, which is required to be within 1 [second], is performed.
Further, such carbonate ester can reduce the stickiness of the toner image. This is considered to be because the carbonic ester forms an oil film on the surface of the dissolved or swollen toner image.
Such a carbonate ester is not particularly limited, and examples thereof include ethylene carbonate, propylene carbonate, butylene carbonate, and two or more of them may be used in combination.
次に、定着液に含まれる起泡剤について説明する。
定着装置30で用いる定着液に含まれる起泡剤は界面活性剤であり、特に限定はされないが、アニオン性界面活性剤、ノニオン界面活性剤、両性界面活性剤などが挙げられる。
Next, the foaming agent contained in the fixing solution will be described.
The foaming agent contained in the fixing solution used in the fixing
アニオン性界面活性剤としては、特に限定されないが、炭素数12〜18の脂肪酸塩が挙げられる。炭素数が12未満の場合泡沫安定性が低下することがあり、炭素数が18より大きい場合起泡性が低下することがある。
ノニオン性界面活性剤としては、特に限定はされないが、デシルグルコシド、ラウリルグルコシド等の炭素数が12〜18のアルキル基を有するアルキルグリコシドや、ポリオキシエチレンラウリルエーテル酢酸ナトリウム、ポリオキシエチレンミリスチルエーテル酢酸ナトリウム、ポリオキシエチレンパルミチルエーテル酢酸ナトリウム等が挙げられ、二種以上併用してもよい。炭素数が12未満である場合及び18を超える場合は、起泡性が低下することがある。
両性界面活性剤としては、特に限定されないが、ミリスチン酸アミドプロピルジメチルアミノ酢酸ベタイン等の炭素数が12〜18の脂肪酸由来の脂肪酸アミドプロピルジメチルアミノ酢酸ベタイン;ステアリルジメチルアミノ酢酸ベタイン等の炭素数が12〜18のアルキル基を有するアルキルジメチルアミノ酢酸ベタイン;ラウロイルサルコシンナトリウム、ミルストイルサルコシンナトリウム、パルミトイルサルコシンナトリウム等の炭素数が12〜18のアシル基を有するN−アシルサルコシン及びその塩;ミリストイルグルタミン酸ナトリウム、パーム脂肪酸グルタミン酸ナトリウム、ヤシ油脂肪酸アシルグルタミン酸トリエタノールアミン等の炭素数が12〜18のアシル基を有するN−アシルグルタミン酸及びその塩等が挙げられ、二種以上併用してもよい。炭素数が12未満である場合及び18を超える場合は、起泡性が低下することがある。
Although it does not specifically limit as an anionic surfactant, A C12-C18 fatty acid salt is mentioned. When the carbon number is less than 12, the foam stability may be lowered, and when the carbon number is larger than 18, the foamability may be lowered.
Although it does not specifically limit as nonionic surfactant, Alkyl glycoside which has C12-C18 alkyl groups, such as decyl glucoside and lauryl glucoside, polyoxyethylene lauryl ether sodium acetate, polyoxyethylene myristyl ether acetic acid Examples thereof include sodium and sodium polyoxyethylene palmityl ether acetate, and two or more kinds may be used in combination. When the number of carbon atoms is less than 12 or more than 18, the foamability may be lowered.
The amphoteric surfactant is not particularly limited, but fatty acid amidopropyldimethylaminoacetic acid betaine derived from fatty acids having 12 to 18 carbon atoms such as myristate amidopropyldimethylaminoacetic acid betaine; Alkyldimethylaminoacetic acid betaines having 12-18 alkyl groups; N-acyl sarcosine having 12 to 18 carbon atoms such as lauroyl sarcosine sodium, myrtoyl sarcosine sodium, palmitoyl sarcosine sodium and the like; and myristoyl glutamate N-acyl glutamic acid having a C 12-18 acyl group, such as palm fatty acid sodium glutamate, coconut oil fatty acid acyl glutamic acid triethanolamine, etc. It is, may be used in combination of two or more. When the number of carbon atoms is less than 12 or more than 18, the foamability may be lowered.
定着液は軟化剤を含有しており、この軟化剤は、一般的に消泡作用が強い。このため、本実施形態の定着装置のように、液状の定着液を泡状定着液として用いる場合、定着液中の軟化剤の濃度が高いほど、定着液の起泡性及び泡沫安定性が悪くなり、起泡し難くなったり、泡状定着液が破泡し易くなったりするおそれがある。起泡し難いと嵩密度の低いの泡状定着液を得ることが出来ず、所望の嵩密度の泡状定着液を得たとしても、泡状定着液が破泡し易いと定着ニップで完全に破泡してしまい液状定着液を塗布する構成と同様の問題が生じる。
また、起泡剤としては、アニオン系界面活性剤が優れた起泡性と泡沫安定性とを実現することができ、起泡剤として優れている。アニオン系界面活性剤のなかでも、脂肪酸塩は、最も泡沫安定性に優れ、定着液の起泡剤として最も適する。
ここで、泡沫安定性とは、泡状となった定着液が液状となり難い性質をいう。本実施形態の定着装置で未定着トナーに付与する泡状定着液としては、泡の状態で1分間放置しても消泡せず、泡の状態を保てる程度の泡沫安定性を有することが望ましい。
The fixing solution contains a softening agent, and this softening agent generally has a strong antifoaming action. For this reason, when the liquid fixing solution is used as the foamy fixing solution as in the fixing device of the present embodiment, the higher the concentration of the softening agent in the fixing solution, the worse the foaming property and foam stability of the fixing solution. Therefore, there is a possibility that foaming is difficult to occur or the foam-like fixing solution is easily broken. If it is difficult to foam, it is impossible to obtain a foam fixing solution having a low bulk density. Even if a foam fixing solution having a desired bulk density is obtained, if the foam fixing solution easily breaks, it is This causes the same problem as the configuration in which the liquid fixer is applied.
In addition, as a foaming agent, an anionic surfactant can achieve excellent foaming properties and foam stability, and is excellent as a foaming agent. Among anionic surfactants, fatty acid salts are most excellent in foam stability and are most suitable as a foaming agent for fixing solutions.
Here, foam stability refers to the property that the fixing solution in the form of foam is difficult to become liquid. As the foam-type fixing solution to be applied to the unfixed toner by the fixing device of the present embodiment, it is desirable that the foam does not disappear even if left in a foam state for 1 minute, and has foam stability enough to maintain the foam state. .
本発明者らは、定着液中の軟化剤濃度を高めたときの起泡性及び泡沫安定性の劣化問題を解決するため、アニオン系界面活性剤の種類や濃度を因子として多種の試作を行った。また、非特許文献1にも記載されている「スーパーファット」と呼称される技術、つまり固形洗浄剤(石鹸)に含有されている遊離脂肪酸に着目して試作を行った。
ここで、スーパーファットと呼称される技術について概説すると、酸化されにくい遊離脂肪酸を少量加え、過剰油脂分を増やす方法であり、ケン化されない油脂を少量分残すことによって、例えば保湿作用を高めるなどの効果があるとされている。上記非特許文献1には、石鹸水溶系に極少量の脂肪酸を添加すると、起泡性能が向上する上、泡質が一層クリーミィになることが知られており、スーパーファットソープと呼ばれていると記載されている。このスーパーファットと同様に軟化剤を有する定着液に極少量の脂肪酸を添加して泡化しようとしたが起泡性及び泡沫安定性のいずれも悪かった。
In order to solve the problem of deterioration of foamability and foam stability when the softener concentration in the fixing solution is increased, the present inventors have made various prototypes based on the type and concentration of the anionic surfactant. It was. Further, a prototype was made by paying attention to a technique called “super fat” described in Non-Patent Document 1, that is, a free fatty acid contained in a solid detergent (soap).
Here, to outline the technology called super fat, it is a method of adding a small amount of free fatty acids that are difficult to oxidize and increasing the excess fat and oil, leaving a small amount of fat and oil that is not saponified, for example, increasing the moisturizing action, etc. It is said to be effective. In Non-Patent Document 1, it is known that when a very small amount of fatty acid is added to a soap water-based system, the foaming performance is improved and the foam quality becomes more creamy, which is called super fat soap. It is described. Similar to this super fat, an attempt was made to foam by adding a very small amount of fatty acid to a fixing solution having a softening agent, but both foamability and foam stability were poor.
これに対して、本発明者らは、起泡剤として炭素数12から18の脂肪酸塩を用い、更に炭素数12から18の脂肪酸を定着液中に含有することにより、軟化剤の濃度が高くなっても、定着液の起泡性が劣化しない泡状定着液を提供できることを見出した。
軟化剤を含有した定着液において、単に水を起泡する場合に比較して、脂肪酸塩の炭素数としては、12から18が起泡性に優れている。具体的には、ラウリン酸塩(炭素数12)、ミリスチン酸塩(炭素数14)、パルミチン酸塩(炭素数16、)、ステアリン酸塩(炭素数18)が適する。また、ペンタデシル酸(炭素数15)、マルガリン酸(炭素数17)なども適する。
On the other hand, the present inventors use a fatty acid salt having 12 to 18 carbon atoms as a foaming agent, and further contain a fatty acid having 12 to 18 carbon atoms in the fixing solution, thereby increasing the concentration of the softening agent. The present inventors have found that it is possible to provide a foamy fixing solution that does not deteriorate the foamability of the fixing solution.
In the fixing solution containing the softening agent, the number of carbon atoms of the fatty acid salt is excellent in foaming property as compared with the case where water is simply foamed. Specifically, laurate (12 carbon atoms), myristate (14 carbon atoms), palmitate (16 carbon atoms), and stearate (18 carbon atoms) are suitable. Further, pentadecylic acid (carbon number 15), margaric acid (carbon number 17), and the like are also suitable.
ここで、脂肪酸と軟化剤との作用について説明すると、軟化剤はエステル基を化学構造中に有しており、脂肪酸はカルボニル基を化学構造中に有している。この点から、軟化剤のエステル基と脂肪酸のカルボニル基が定着液の系内で、電気的な作用を示し、またそれが分子間の結合作用を生じさせ、定着液の特性として起泡性及び泡沫安定性を向上させている。 Here, the action of the fatty acid and the softening agent will be described. The softening agent has an ester group in the chemical structure, and the fatty acid has a carbonyl group in the chemical structure. From this point, the ester group of the softener and the carbonyl group of the fatty acid show an electrical action in the fixing solution system, and this causes a binding action between molecules, and the fixing solution is characterized by foaming properties and Improves foam stability.
また、炭素数12から18の範囲においても、炭素数が少ないほうが起泡性に優れているが泡沫安定性が悪く、炭素数が多いほうが起泡性にあまりよくないが泡沫安定性に極めて優れている。このため、定着液中には、単独の脂肪酸塩を含有させても良いが、炭素数12から18の脂肪酸塩を混合して含有させる方がさらに優れている。混合比率としては、ミリスチン酸塩(炭素数14)を最も多く含み、ラウリン酸塩(炭素数12)、ステアリン酸塩の割合を低くすることが望ましい。より具体的な脂肪酸塩の比率としては、ラウリン酸塩:ミリスチン酸塩:パルミチン酸塩:ステアリン酸塩の重量比で、0:6:3:1、1:5:3:1、1:4:4:1などが適する。 Even in the range of 12 to 18 carbon atoms, the smaller the number of carbons, the better the foaming property, but the foam stability is poor, and the larger the number of carbons, the less foaming properties, but the foam stability is extremely excellent. ing. For this reason, a single fatty acid salt may be contained in the fixing solution, but it is more excellent to mix and contain a fatty acid salt having 12 to 18 carbon atoms. As a mixing ratio, it is desirable to contain the most myristic acid salt (14 carbon atoms) and to lower the ratio of lauric acid salt (12 carbon atoms) and stearic acid salt. More specific fatty acid salt ratios are 0: 6: 3: 1, 1: 5: 3: 1, 1: 4 by weight ratio of laurate: myristate: palmitate: stearate. : 4: 1 is suitable.
ところで、定着液中に起泡剤である脂肪酸塩と同じ炭素数の脂肪酸を含有することで軟化剤の濃度が高くなっても起泡性及び泡沫安定性を維持することができる。軟化剤の濃度として、10[wt%]未満では、脂肪酸を含有しなくても起泡性は問題ない。しかし、軟化剤の濃度が10[wt%]以上、特に軟化剤の濃度が30[wt%]以上になると、脂肪酸塩だけでは、ほとんど起泡しなくなり起泡性が悪くなる。このような軟化剤の濃度が30[wt%]となる定着液において、脂肪酸塩と同じ炭素数の脂肪酸を含有させると、起泡性を維持できる。 By the way, by containing the fatty acid having the same carbon number as the fatty acid salt as the foaming agent in the fixing solution, the foaming property and foam stability can be maintained even when the concentration of the softening agent is increased. If the concentration of the softening agent is less than 10 [wt%], there is no problem in foaming properties even if no fatty acid is contained. However, when the concentration of the softening agent is 10 [wt%] or more, particularly when the concentration of the softening agent is 30 [wt%] or more, only the fatty acid salt is hardly foamed and the foamability is deteriorated. In the fixing solution in which the concentration of the softening agent is 30 [wt%], when the fatty acid having the same carbon number as the fatty acid salt is contained, the foaming property can be maintained.
但し、脂肪酸の含有量が多くなりすぎると、起泡剤である脂肪酸塩の比率が下がり、起泡性が再び悪くなる。そこで、脂肪酸塩のモル数を、脂肪酸のモル数と同じに、またはは大きくするほうがよい。あるいは、脂肪酸と脂肪酸塩の比率を、5:5から1:9の範囲とした場合起泡性が優れている。 However, if the fatty acid content is too high, the ratio of the fatty acid salt, which is a foaming agent, decreases, and the foamability deteriorates again. Therefore, it is better to make the number of moles of fatty acid salt the same as or larger than the number of moles of fatty acid. Or when the ratio of a fatty acid and a fatty acid salt is in the range of 5: 5 to 1: 9, the foamability is excellent.
なお、同じ炭素数の脂肪酸と脂肪酸塩の組合せだけでなく、例えば、脂肪酸塩がミリスチン酸アミンで、脂肪酸がステアリン酸の組合せや脂肪酸塩がパルミチン酸カリウムで脂肪酸がステアリン酸のような炭素数が12から18の範囲で異なる組合せであってもよい。要は、炭素数12から18の範囲の脂肪酸を定着液に含有することで、高濃度の軟化剤を含有しても、起泡性が悪くならず、泡沫安定性に優れ、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 having the same carbon number, for example, the fatty acid salt is amine myristate, the fatty acid is stearic acid, the fatty acid salt is potassium palmitate, and the fatty acid is stearic acid. Different combinations in the range of 12 to 18 may be used. In short, by containing a fatty acid having 12 to 18 carbon atoms in the fixing solution, even if a high-concentration softening agent is contained, the foamability is not deteriorated, the foam stability is excellent, and the 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から18の脂肪酸を含有した定着液であっても、軟化剤濃度増加による起泡性が悪くなるのを防止する効果があることがわかった。但し、組合せとして最も優れているのは脂肪酸塩との組合せである。 In addition, even if the fixing solution contains a fatty acid having 12 to 18 carbon atoms using other anionic surfactants such as alkyl ether sulfate (AES) as a foaming agent, the foaming property due to an increase in the concentration of the softener It turns out that it is effective in preventing it from getting worse. However, the best combination is a combination with a fatty acid salt.
更に、脂肪酸塩としては、脂肪酸ナトリウム、脂肪酸カリウム、脂肪酸アミンが適している。更に、最も適している脂肪酸アミンは、具体的には、水を加熱し、脂肪酸を添加し、その後トリエタノールアミンを添加して、一定時間撹拌しながら加熱してケン化反応させることで作製することができる。このとき、脂肪酸とトリエタノールアミンとのモル比を、1:0.5から1:0.9の範囲と脂肪酸比率を高くすることで、ケン化後、未反応の脂肪酸が残留し、定着液中に脂肪酸と脂肪酸アミンを混合させることができる。同じことは、ナトリウム塩やカリウム塩でも可能である。 Furthermore, fatty acid sodium, fatty acid potassium, and fatty acid amine are suitable as the fatty acid salt. Furthermore, the most suitable fatty acid amine is specifically prepared by heating water, adding a fatty acid, and then adding triethanolamine, followed by heating and stirring for a certain period of time for a saponification reaction. be able to. At this time, by increasing the molar ratio of fatty acid to triethanolamine in the range of 1: 0.5 to 1: 0.9 and the fatty acid ratio, unreacted fatty acid remains after saponification, and the fixing solution Fatty acid and fatty acid amine can be mixed therein. The same is possible with sodium and potassium salts.
ところで、定着液中の軟化剤濃度が高くなると希釈溶媒である水に軟化剤が溶解しにくくなる。そこで、検討した結果、多価のアルコール類、具体的にはエチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、1,3ブチレングリコール、グリセリンなどを定着液中に含有させることで、軟化剤が高濃度でも溶解し、かつ脂肪酸塩による起泡性を劣化させず、むしろ起泡性が向上することがわかった。また、多価のアルコール類の含有量は、1[wt%]から30[wt%]の範囲が適当である。30[wt%]より多い含有量では、起泡性がむしろ劣化するため適さない。 By the way, when the concentration of the softening agent in the fixing solution increases, the softening agent becomes difficult to dissolve in water as a dilution solvent. Therefore, as a result of investigation, by adding polyhydric alcohols, specifically ethylene glycol, diethylene glycol, propylene glycol, 1,3 butylene glycol, glycerin, etc., in the fixing solution, the softener can be dissolved even at a high concentration. And it was found that the foaming property by the fatty acid salt was not deteriorated, but rather the foaming property was improved. The content of the polyhydric alcohol is suitably in the range of 1 [wt%] to 30 [wt%]. If the content is more than 30 [wt%], the foamability is rather deteriorated, which is not suitable.
〔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。
ミリスチン酸(関東化学株式会社製)、パルミチン酸(関東化学株式会社製)、ステアリン酸(関東化学株式会社製)の質量比を4:3:1とした脂肪酸と、中和剤であるジエタノールアミン(関東化学株式会社製)とのモル比が1:0.7になるように計量した。これを液温80[℃]のイオン交換水中で、30分間撹拌し、室温になるまで放冷して、脂肪酸ジエタノールアミン塩を調製し、これを起泡剤とした。
軟化剤としては、コハク酸ジカルビトール(ハイアクオスターDCS、高級アルコール工業株式会社製)を用いた。
[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.
Fatty acid in which the mass ratio of myristic acid (manufactured by Kanto Chemical Co., Inc.), palmitic acid (manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd.), stearic acid (manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd.) was 4: 3: 1, and diethanolamine (a neutralizing agent) Kanto Chemical Co., Ltd.) was measured so that the molar ratio was 1: 0.7. This was stirred for 30 minutes in ion exchange water at a liquid temperature of 80 [° C.] and allowed to cool to room temperature to prepare a fatty acid diethanolamine salt, which was used as a foaming agent.
As the softening agent, dicarbitol succinate (High Aquastar DCS, manufactured by Higher Alcohol Industry Co., Ltd.) was used.
そして、軟化剤としての上記コハク酸ジカルビトールを30[wt%]、起泡剤としての上記脂肪酸ジエタノールアミン塩を4[wt%]、増泡剤としてヤシ油脂肪酸ジエタノールアミド(1:1)型(松本油脂製薬株式会社製、マーポンMM)を0.5[wt%]、希釈剤としてのイオン交換水を65.5[wt%]を超音波ホモジナイザーにて10分間撹拌し、定着液を調製した。 And 30 wt% of the dicarbitol succinate as a softening agent, 4 wt% of the fatty acid diethanolamine salt as a foaming agent, and coconut oil fatty acid diethanolamide (1: 1) type (Matsumoto A fixing solution was prepared by stirring 0.5 [wt%] of Marpone MM manufactured by Yushi Seiyaku Co., Ltd. and 65.5 [wt%] of ion-exchanged water as a diluent with an ultrasonic homogenizer for 10 minutes.
次に、本実験例で用いた画像形成装置について説明する。
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。次に、各実施例及び比較例でギャップ剤Gを付与する条件が異なる定着装置30を用いて、未定着のトナー像を定着した。
Next, the image forming apparatus used in this experimental example will be described.
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). Next, an unfixed toner image was fixed by using the fixing
各定着装置30は、図5に示すような泡状定着液生成部130を備えており、上記調整方法によって得た定着液を液状定着液132として定着液収容器131に収容し、泡状定着液Fを生成する。
本実験例で用いた泡状定着液生成部130は、PET(ポリエチレンテレフタラート)樹脂製のボトルである定着液収容器131を備え、搬送ポンプ133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(液搬送パイプ134等)は、内径2[mm]のシリコーンゴムチューブである。粗大泡生成部135内に配置された所望の泡径よりも大きい状態の泡状定着液Fを生成するための微小孔シート137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。
Each fixing
The foamed
また、泡状定着液生成部130の泡微細化部138は、粗大泡生成部135で生成された泡径が大きい泡状定着液Fから所望の泡径の泡状定着液Fを生成する。この泡微細化部138は、固定軸に固定された内側円筒138b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138a及び内側円筒138bの材質はPET樹脂とした。外側円筒138aの内径は10[mm]、外側円筒138aの内部の長さ120[mm]、内側円筒138bの外径は8[mm]、内側円筒138bの長さは100[mm]とした。このような構成で、泡供給ノズル139から得られる泡状定着液Fの嵩密度が0.04[g/cm3]となるように内側円筒138bの不図示の回転駆動モータの回転速度を設定した。
In addition, the
また、各定着装置30は、泡状定着液生成部130で得られた泡状定着液Fを定着液塗布部140の塗布ローラ141の表面上に供給する。
塗布ローラ141としては、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直径が50[mm]のSUS(ステンレス鋼)製ローラを用いた。また、加圧ローラ143としては、直径22[mm]のSUS製ローラ(芯金)に、外径が40[mm]となるように、シリコンスポンジを形成したものを用いた。
加圧ローラ143の塗布ローラ141に対する押し当て力は、塗布ニップCのニップ幅が7[mm]、塗布ニップCにおける面圧が0.27[kgf/cm2]となるように設定した。
Each fixing
As the
The pressing force of the
膜厚調整ブレード142としては、アルミ合金製の支持板に厚さが1[mm]の平板ガラスを接着し、ガラス面を塗布ローラ141の側に向け、塗布ローラ141上の泡状定着液Fの厚みが約50[μm]となるように塗布ローラ141との間隙を設定した。これにより、A4用紙1枚当たり定着液の塗布量が100[mg]前後となる。また、転写紙Pの搬送速度を300[mm/s]とした。このとき、転写紙P上の未定着トナー像Tの厚さを30〜40[μm]となるように画像形成を行った。
As the film
〔実施例1〕
実施例1では、定着装置として図1に示す定着液塗布部140を備える実施形態1の定着装置30を用いて定着を行った。
図1及び図7に示すギャップ剤付与装置150の格納部151を形成するケーシングとしては、厚みが1[mm]のPET板を用い、付与量制御部材152にはナイロン製のブラシを用いた。送り出し部材153にはPFA樹脂を塗装した直径が5[mm]のSUS製ローラを用いた。
ギャップ剤Gとしては、シリコーンゴム(日硝産業、トスパール2000B)を用い、画像部に対し0.7[mg/cm2]の付与量となるように設定した。
[Example 1]
In Example 1, fixing was performed using the fixing
As a casing forming the
Silicone rubber (Nissho Sangyo, Tospearl 2000B) was used as the gap agent G, and was set to give 0.7 [mg / cm 2 ] to the image area.
〔実施例2〕
実施例2では、定着装置として図1に示す定着液塗布部140を備える実施形態1の定着装置30を用いて定着を行った。図1及び図7に示すギャップ剤付与装置150の格納部151を形成するケーシングとしては、厚みが1[mm]のPET板を用い、付与量制御部材152にはナイロン製のブラシを用いた。送り出し部材153にはPFA樹脂を塗装した直径が5[mm]のSUS製ローラを用いた。
ギャップ剤Gとしては、酸化ケイ素(東海化学工業所、マイクロイドML−361)を用い、画像部に対し0.2[mg/cm2]の付与量となるように設定した。
[Example 2]
In Example 2, fixing was performed using the fixing
As the gap agent G, silicon oxide (Tokai Chemical Industries, Microid ML-361) was used, and the gap amount was set to 0.2 [mg / cm 2 ] with respect to the image portion.
〔実施例3〕
実施例3では、定着装置として図1に示す定着液塗布部140を備える実施形態1の定着装置30を用いて定着を行った。
実施例3では、塗布ローラ141として上述した条件とは異なり、PFA樹脂による表面処理を施していないアルミニウム製のローラを用いた。図1及び図7に示すギャップ剤付与装置150の格納部151を形成するケーシングとしては、厚みが1[mm]のPET板を用い、付与量制御部材152にはナイロン製のブラシを用いた。送り出し部材153にはPFA樹脂を塗装した直径が5[mm]のSUS製ローラを用いた。
ギャップ剤Gとしては、シリコーンゴム(日硝産業、トスパール2000B)を用い、画像部に対し0.7[mg/cm2]の付与量となるように設定した。
Example 3
In Example 3, fixing was performed using the fixing
In Example 3, unlike the
Silicone rubber (Nissho Sangyo, Tospearl 2000B) was used as the gap agent G, and was set to give 0.7 [mg / cm 2 ] to the image area.
〔実施例4〕
実施例4では、定着装置として図10に示すギャップ剤付与装置150を備える実施形態2の定着装置30(図9)を用いて定着を行った。
図10及び図11示すギャップ剤付与装置150の格納部151を形成するケーシングとしては、厚みが1[mm]のPET板を用いた。また、ギャップ剤保持ローラ154には直径20[mm]のSUS製ローラ(芯金)に、外径が25[mm]となるように、シリコーンゴム層を形成したものを用いた。ギャップ剤付与加圧ローラ155には直径10[mm]のSUS製ローラ(芯金)に、外径が20[mm]となるように、シリコンスポンジ層を形成したものを用いた。そして、ギャップ剤付与加圧ローラ155とギャップ剤付与加圧ローラ155とによって形成されるギャップ剤付与ニップのニップ幅が2[mm]、ギャップ剤付与ニップの面圧が0.1[kgf/cm2]となるように加圧した。
付与量制御部材152にはナイロン製のブラシを用いた。送り出し部材153にはPFA樹脂を塗装した直径が5[mm]のSUS製ローラを用いた。
ギャップ剤Gとしては、シリコーンゴム(日硝産業、トスパール2000B)を用い、画像部に対し0.7[mg/cm2]の付与量となるように設定した。
Example 4
In Example 4, fixing was performed using the fixing device 30 (FIG. 9) of the second embodiment provided with the gap
A PET plate having a thickness of 1 [mm] was used as a casing for forming the
A nylon brush was used for the application
Silicone rubber (Nissho Sangyo, Tospearl 2000B) was used as the gap agent G, and was set to give 0.7 [mg / cm 2 ] to the image area.
〔実施例5〕
実施例5では、定着装置として図10に示すギャップ剤付与装置150を備える実施形態2の定着装置30(図9)を用いて定着を行った。
図10及び図11示すギャップ剤付与装置150の格納部151を形成するケーシングとしては、厚みが1[mm]のPET板を用いた。また、ギャップ剤保持ローラ154には直径20[mm]のSUS製ローラ(芯金)に、外径が25[mm]となるように、シリコーンゴム層を形成したものを用いた。ギャップ剤付与加圧ローラ155には直径10[mm]のSUS製ローラ(芯金)に、外径が20[mm]となるように、シリコンスポンジ層を形成したものを用いた。そして、ギャップ剤付与ニップのニップ幅が2[mm]、ギャップ剤付与ニップの面圧が0.1[kgf/cm2]となるように加圧した。
付与量制御部材152にはナイロン製のブラシを用いた。送り出し部材153にはPFA樹脂を塗装した直径が5[mm]のSUS製ローラを用いた。
ギャップ剤Gとしては、酸化ケイ素(東海化学工業所、マイクロイドML−361)を用い、画像部に対し0.2[mg/cm2]の付与量となるように設定した。
Example 5
In Example 5, fixing was performed using the fixing device 30 (FIG. 9) of Embodiment 2 including the gap
A PET plate having a thickness of 1 [mm] was used as a casing for forming the
A nylon brush was used for the application
As the gap agent G, silicon oxide (Tokai Chemical Industries, Microid ML-361) was used, and the gap amount was set to 0.2 [mg / cm 2 ] with respect to the image portion.
〔実施例6〕
実施例6では、定着装置として図14に示すギャップ剤付与装置150を備える実施形態3の定着装置30(図13)を用いて定着を行った。すなわち、ギャップ剤像を形成して転写紙P上に転写するギャップ剤付与装置150を用いて転写紙P上の未定着トナー像Tがある部分にのみギャップ剤Gを付与した。
ギャップ剤Gとしては、シリコーンゴム(日硝産業、トスパール2000B)を用い、画像部に対し0.3[mg/cm2]の付与量となるように設定した。
Example 6
In Example 6, fixing was performed using the fixing device 30 (FIG. 13) of
Silicone rubber (Nissho Sangyo, Tospearl 2000B) was used as the gap agent G, and was set to give 0.3 [mg / cm 2 ] to the image area.
〔実施例7〕
実施例7では、定着装置として図14に示すギャップ剤付与装置150を備える実施形態3の定着装置30(図13)を用いて定着を行った。すなわち、ギャップ剤像を形成して転写紙P上に転写するギャップ剤付与装置150を用いて転写紙P上の未定着トナー像Tがある部分にのみギャップ剤Gを付与した。
ギャップ剤Gとしては、酸化ケイ素(東海化学工業所、マイクロイドML−361)を用い、画像部に対し0.1[mg/cm2]の付与量となるように設定した。
Example 7
In Example 7, fixing was performed using the fixing device 30 (FIG. 13) of the third embodiment provided with the gap
As the gap agent G, silicon oxide (Tokai Chemical Industries, Microid ML-361) was used, and the gap amount was set to 0.1 [mg / cm 2 ] with respect to the image area.
〔比較例〕
比較例では、定着装置として、図16に示すギャップ剤付与装置150を備えない従来の定着装置30を用いて定着を行った。すなわち、ギャップ剤Gの付与を行わずに定着を行った。
[Comparative Example]
In the comparative example, fixing was performed using a
本実験例では、出力した画像の画像品質についてトナーオフセットの程度を以下の基準で評価した。
○:トナーオフセットが発生せず良好な画像が得られた。
×:トナーオフセットが発生し、画像が大きく乱れている。
本実験例の実験結果を表1に示す。
In this experimental example, the degree of toner offset was evaluated based on the following criteria for the image quality of the output image.
A: A good image was obtained without toner offset.
X: Toner offset occurs and the image is greatly disturbed.
The experimental results of this experimental example are shown in Table 1.
表1の実験結果から、未定着トナー像Tを担持する転写紙Pに泡状定着液Fを塗布する定着装置30で、塗布ニップCにギャップ剤Gを付与することで、オフセットの無い良好な画像を得られるという知見が得られた。このように、本発明の構成を備える定着装置30であれば、塗布部材がトナー粒子に接触することに起因するトナーオフセットを防止することができる。
From the experimental results shown in Table 1, it is possible to apply the gap agent G to the coating nip C in the fixing
上述した実施形態1〜3の定着装置30では、塗布部材である塗布ローラ141が泡状定着液Fを付与する定着液塗布対象がトナー像を担持する記録媒体としての転写紙Pの表面である。泡状定着液Fを用いてトナー像を転写紙Pに定着させる定着装置30としては、トナー像を担持する中間転写ベルト等のトナー像担持体に泡状定着液Fを塗布して、トナー像担持体上のトナー像を泡状定着液Fとともに転写紙Pに転写するものであっても適用可能である。
また、実施形態1〜3の定着装置30を適用可能な本実施形態の画像形成装置としては、カラープリンタである構成について説明した。本発明の定着装置30を備えた画像形成装置としては、プリンタに限るものではなく、例えばレーザープリンタ、ダイレクトデジタル製版機、直接又は間接の電子写真多色画像現像方式を用いたフルカラー複写機、フルカラーレーザープリンター、及びフルカラー普通紙ファックス等に幅広く適用可能である。
In the fixing
In addition, the configuration that is a color printer has been described as the image forming apparatus of the present embodiment to which the fixing
上述した実施形態1〜3の定着装置30では、泡状定着液Fを塗布ニップCで未定着トナー像Tに塗布する構成で、塗布ニップCにギャップ剤Gを付与する構成について説明した。定着液を塗布する塗布ニップにギャップ剤を付与する構成としては、泡状定着液を塗布する構成に限るものではなく、塗布部材によって液状の定着液を未定着のトナー像に塗布する構成であっても適用可能である。
In the fixing
以上、本実施形態の定着装置30は、塗布部材である塗布ローラ141と、定着液供給手段である泡状定着液生成部130と、加圧部材である加圧ローラ143とを備える。塗布ローラ141は、定着液を表面に担持して表面移動し、樹脂微粒子であるトナーを担持する定着液塗布対象である転写紙Pと対向する位置である塗布ニップCで表面上の定着液を転写紙Pに塗布する部材である。ここで、塗布ローラ141によって転写紙Pに塗布される定着液は、トナーに含有さ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であるトナーを軟化させる軟化剤を含有している。また、泡状定着液生成部130は、塗布ローラ141の表面に定着液を供給する。また、加圧ローラ143は、塗布ローラ141が転写紙Pに定着液を塗布する位置で、転写紙Pを挟んで塗布ローラ141に当接し、塗布ローラ141との間で塗布ニップCを形成する。そして、定着装置30は、定着液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。このような構成の定着装置で、実施形態1〜3の定着装置30は、塗布ニップC内で塗布ローラ141と転写紙Pとの間にギャップを設けるギャップ剤Gを、塗布ニップC内に付与するギャップ剤付与手段であるギャップ剤付与装置150を備える。ギャップ剤付与装置150によって、塗布ニップCにギャップ剤Gを供給することにより、ギャップ剤Gによって塗布ニップC内での塗布ローラ141と転写紙Pとの間にギャップが設けられる。このため、転写紙P上の未定着トナー像Tのトナー粒子に塗布ローラ141が接触することに起因するトナーオフセットを防止することができる。また、塗布ニップCを通過した塗布ローラ141には残留泡状定着液Fbともにギャップ剤Gが付着していても、ギャップ剤Gは残留泡状定着液Fbともに塗布部材クリーニング装置160によって塗布ローラ141から除去することが可能である。このため、ギャップ部材を備えた複雑な構成の塗布部材を備える定着装置とは異なり、塗布ローラ141を容易にクリーニングできる。このような構成により、実施形態1〜3の定着装置30は、転写紙P上のトナー粒子に定着液を塗布する構成で、塗布ローラ141がトナー粒子に接触することに起因するトナーオフセットを防止しつつ、塗布ローラ141を容易にクリーニングできる構成を実現することができる。
As described above, the fixing
また、本実施形態の定着装置30の定着液供給手段である泡状定着液生成部130は、液状の定着液に対して液中に気泡を分散させて泡状定着液Fとし、塗布ローラ141の表面に泡状定着液をF供給する定着液泡化手段である。このため、塗布ローラ141が塗布ニップCで未定着トナー像Tに塗布する定着液は泡状定着液Fであり、液状の定着液を塗布する定着装置に比べて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。
In addition, the foam-like
特に、実施形態1の定着装置30では、ギャップ剤付与装置150は、塗布ローラ141の表面上にギャップ剤Gを付与するため、樹脂微粒子の像である未定着トナー像Tを定着前に全く乱すことなく、オフセットを防止できる。
In particular, in the fixing
また、実施形態1の定着装置30では、ギャップ剤付与装置150は、塗布ニップCを通過した後、泡状定着液生成部130によって泡状定着液Fが供給される前の塗布ローラ141の表面上にギャップ剤Gを付与する。これにより、塗布ローラ141の表面上の泡状定着液Fに厚みムラなどの悪影響を与えることなく、オフセットを防止できる。
Further, in the fixing
特に、実施形態2または実施形態3の定着装置30では、ギャップ剤付与装置150は、未定着トナー像を担持する転写紙Pの表面上にギャップ剤Gを付与するため、塗布ローラ141表面上の泡状定着液Fに厚みムラなどの悪影響を全く与えることなく、オフセットを防止できる。
In particular, in the fixing
特に、実施形態2の定着装置30では、ギャップ剤付与装置150は、ギャップ剤Gを担持して表面移動するギャップ剤担持体であるギャップ剤保持ローラ154を備え、ギャップ剤保持ローラ154を転写紙Pの表面上の未定着トナー像Tに接触させる。これにより、帯電している未定着トナー像Tの上に優先的にギャップ剤Gが付与されるため、ギャップ剤Gの消費量を抑えつつ、オフセットを防止できる。
In particular, in the fixing
特に、実施形態3の定着装置30では、ギャップ剤付与装置150は、ギャップ剤用感光体ドラム181と、不図示のギャップ剤用露光装置と、ギャップ剤用現像装置183と、ギャップ剤用転写ローラ184とを備える。ギャップ剤用感光体ドラム181は、潜像担持体であり、潜像形成手段である不図示のギャップ剤用露光装置から照射される露光光Lgによってその表面上にギャップ剤用の静電潜像が書き込まれる。ギャップ剤用現像装置183は、ギャップ剤用感光体ドラム181上に形成された静電潜像を、ギャップ剤を用いて現像してギャップ剤像を形成する現像手段である。また、ギャップ剤用転写ローラ184は、ギャップ剤用感光体ドラム181上に形成されたギャップ剤像を転写紙Pの表面上に転写するギャップ剤像転写手段である。これにより、転写紙P上の任意の場所にギャップ剤Gを付与することが出来るため、必要以上の量のギャップ剤Gを消費することなく、未定着トナー像Tのある部位だけにギャップ剤Gを付与し、オフセットを防止できる。
In particular, in the fixing
本実施形態の画像形成装置としてのプリンタ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上に未定着トナー像Tを形成するトナー像形成手段である作像ユニット3等と、転写紙P上にトナー像を定着せしめる定着手段とを備え、定着手段として、本実施形態の定着装置30を用いる。これにより、定着装置30でのオフセットの発生を防止できるため、高品質の画像形成を行うことができる。
なお、作像ユニット3等で形成したトナー像を転写紙Pに転写する構成としては、図15に示すプリンタ100のように、潜像担持体上である感光体4に形成されたトナー像を転写紙Pに直接転写する構成であっても良いし、図2に示すプリンタ100のように、潜像担持体上である感光体4に形成されたトナー像を感光体4に対向して無端移動する転写用部材である中間転写ベルト25に転写し、中間転写ベルト25上に形成されたトナー像を転写紙Pに転写する構成であっても良い。
A
Note that the toner image formed by the
3 作像ユニット
4 感光体
20 転写ユニット
25 中間転写ベルト
26 一次転写ローラ
28 紙搬送ユニット
30 定着装置
100 プリンタ
130 泡状定着液生成部
135 粗大泡生成部
138 泡微細化部
140 定着液塗布部
141 塗布ローラ
142 膜厚調整ブレード
143 加圧ローラ
150 ギャップ剤付与装置
151 格納部
152 付与量制御部材
153 送り出し部材
250 転写搬送ベルト
C 塗布ニップ
F 泡状定着液
G ギャップ剤
3
Claims (8)
該塗布部材の表面に定着液を供給する定着液供給手段と、
該塗布部材が該定着液塗布対象に定着液を塗布する位置で、該定着液塗布対象を挟んで該塗布部材に当接し、塗布部材との間で塗布ニップを形成する加圧部材とを備え、
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、
上記塗布ニップ内で上記塗布部材と上記定着液塗布対象との間にギャップを設けるギャップ剤を、該塗布ニップ内に付与するギャップ剤付与手段を備えることを特徴とする定着装置。 A fixing solution containing a softening agent that softens resin fine particles by dissolving or swelling at least a part of the resin is carried on the surface and moved to the surface, and the surface is positioned opposite to the fixing solution application target carrying the resin fine particles. An application member for applying the above fixer to the fixer application target;
Fixing solution supply means for supplying a fixing solution to the surface of the coating member;
A pressure member that abuts against the application member at a position where the application member applies the fixing liquid to the application target of the fixer and sandwiches the application target of the fixer and forms an application nip with the application member; ,
In a fixing device for fixing the resin fine particles softened by applying a fixing solution to a recording medium,
A fixing device comprising gap agent applying means for applying a gap agent for providing a gap between the application member and the fixing liquid application target in the application nip.
上記定着液供給手段は、液状の定着液に対して液中に気泡を分散させて泡状定着液とし、上記塗布部材の表面に泡状定着液を供給する定着液泡化手段であることを特徴とすることを特徴とする定着装置。 The fixing device according to claim 1.
The fixing solution supply means is a fixing solution foaming means for dispersing bubbles in a liquid fixing solution to form a foamy fixing solution and supplying the foaming fixing solution to the surface of the coating member. And a fixing device.
上記ギャップ剤付与手段は、上記塗布部材の表面上に上記ギャップ剤を付与することを特徴とすることを特徴とする定着装置。 The fixing device according to claim 1 or 2,
The fixing device according to claim 1, wherein the gap agent applying means applies the gap agent on the surface of the application member.
上記ギャップ剤付与手段は、上記塗布ニップを通過した後、上記定着液供給手段によって定着液が供給される前の上記塗布部材の表面上に上記ギャップ剤を付与することを特徴とする定着装置。 The fixing device according to claim 3.
The fixing device characterized in that the gap agent applying means applies the gap agent onto the surface of the application member after passing through the application nip and before the fixing liquid is supplied by the fixing liquid supply means.
上記ギャップ剤付与手段は、上記樹脂微粒子を担持する上記定着液塗布対象の表面上に上記ギャップ剤を付与することを特徴とすることを特徴とする定着装置。 The fixing device according to claim 1.
The fixing device characterized in that the gap agent applying means applies the gap agent onto the surface of the fixing liquid application target carrying the resin fine particles.
上記ギャップ剤付与手段は、上記ギャップ剤を担持して表面移動するギャップ剤担持体を備え、該ギャップ剤担持体を上記定着液塗布対象の表面上の上記樹脂微粒子の層に接触させることを特徴とする定着装置。 The fixing device according to claim 5.
The gap agent applying means includes a gap agent carrier that carries the gap agent and moves on the surface, and the gap agent carrier is brought into contact with the resin fine particle layer on the surface of the fixing liquid application target. A fixing device.
上記ギャップ剤付与手段は、
静電潜像担持体と、
該静電潜像担持体上に静電潜像を形成する潜像形成手段と、
該静電潜像担持体上に形成された静電潜像を、ギャップ剤を用いて現像してギャップ剤像を形成する現像手段と、
該静電潜像担持体上に形成されたギャップ剤像を上記定着液塗布対象の表面上に転写するギャップ剤像転写手段とを有することを特徴とする定着装置。 The fixing device according to claim 5.
The gap agent applying means is
An electrostatic latent image carrier;
Latent image forming means for forming an electrostatic latent image on the electrostatic latent image carrier;
Developing means for developing the electrostatic latent image formed on the electrostatic latent image carrier using a gap agent to form a gap agent image;
And a gap agent image transfer means for transferring the gap agent image formed on the electrostatic latent image carrier onto the surface of the fixing liquid application target.
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、
上記定着手段として、請求項1乃至7のいずれか1項に記載の定着装置を用いることを特徴とする画像形成装置。 A toner image forming means for forming a toner image on a recording medium using a toner containing resin fine particles containing a resin and a colorant;
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 1 as the fixing unit.
Priority Applications (1)
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