JP2013120330A - Fixing device and image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、定着装置および画像形成装置に関する。 The present invention relates to a fixing device and an image forming apparatus.
湿式電子写真方式では、トナー粒子(以下、単に「トナー」と称する。)をキャリア液中で扱う。これにより、トナーの移動性が向上し、電子写真方式で扱うことが困難とされる3μm以下の小粒径のトナーを使用することが可能となる。その結果、被記録材上に、高画質の画像が得られる。 In the wet electrophotographic system, toner particles (hereinafter simply referred to as “toner”) are handled in a carrier liquid. As a result, the mobility of the toner is improved, and it is possible to use a toner having a small particle diameter of 3 μm or less, which is difficult to handle in the electrophotographic system. As a result, a high-quality image can be obtained on the recording material.
湿式電子写真方式では、液体現像剤中にトナーおよびキャリア液が含まれるため、被記録材上に形成されたトナーによる画像を定着するためには、トナーを溶融するために必要な熱量を液体現像剤に供給するのみならず、被記録材上に転移したキャリア液に伴う画像不良(トナー像流れ)が生じないようにしなければならない。キャリア液による不具合をなくすためには、被記録材上の液体現像剤像に含まれるキャリア液の量を低減し、液体現像剤像の流動性を下げる必要がある。 In the wet electrophotographic method, the toner and carrier liquid are contained in the liquid developer. Therefore, in order to fix the image formed by the toner formed on the recording material, the amount of heat necessary for melting the toner is liquid developed. In addition to being supplied to the material, it is necessary to prevent image defects (toner image flow) associated with the carrier liquid transferred onto the recording material. In order to eliminate the problems caused by the carrier liquid, it is necessary to reduce the amount of the carrier liquid contained in the liquid developer image on the recording material and to reduce the fluidity of the liquid developer image.
被記録材の吸液性は多岐に渡りその特性に応じて、適切な加熱や加圧をしなければ、良好な定着品質を得ることが困難となる。被記録材の吸液性が高い性質を有する場合には、被記録材に転写された液体現像剤像に含まれるキャリア液は速やかに被記録材中に浸透する。その結果、浸透に伴い液体現像剤像の流動性が低下し、加熱加圧装置による定着を行なっても液体現像剤像が乱れることはなく、トナー溶融に十分な熱量を液体現像剤像に供給できる。 The recording material has a wide variety of liquid absorbency, and it is difficult to obtain good fixing quality unless appropriate heating or pressurization is performed according to the characteristics. When the recording material has a high liquid-absorbing property, the carrier liquid contained in the liquid developer image transferred to the recording material quickly penetrates into the recording material. As a result, the fluidity of the liquid developer image decreases with penetration, and the liquid developer image is not disturbed even when fixing by a heating and pressurizing device, and a sufficient amount of heat is supplied to the liquid developer image for melting the toner. it can.
被記録材の吸液性が低い性質を有する場合には、被記録材に転写されたトナー像に含まれるキャリア液が被記録材中に浸透しない。その結果、トナー像の流動性が低下せず、加熱加圧装置による定着を行うとニップ領域(圧接部)でトナー像の乱れが生じる。 When the recording material has a low liquid absorption property, the carrier liquid contained in the toner image transferred to the recording material does not penetrate into the recording material. As a result, the fluidity of the toner image does not decrease, and the toner image is disturbed in the nip region (pressure contact portion) when fixing is performed with a heating and pressing device.
特開2011−75781号公報(特許文献1)には、第1加熱加圧装置および第2加熱加圧装置を有し、坪量の低い薄紙におけるしわの発生を抑制する技術が開示されている。特開2011−75784号公報(特許文献2)には、第1加熱加圧装置および第2加熱加圧装置を有し、第2加熱加圧装置の熱の画像面への影響を抑制する技術が開示されている。特開2009−163065号公報(特許文献3)には、加熱加圧装置および非接触加熱装置を有し、被記録材に対するトナーの定着性を向上させる技術が開示されている。 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2011-75781 (Patent Document 1) discloses a technology that has a first heating and pressing device and a second heating and pressing device and suppresses the generation of wrinkles in thin paper having a low basis weight. . Japanese Patent Application Laid-Open No. 2011-75784 (Patent Document 2) has a first heating and pressing device and a second heating and pressing device, and suppresses the influence of heat of the second heating and pressing device on the image surface. Is disclosed. Japanese Patent Laying-Open No. 2009-163065 (Patent Document 3) discloses a technology that includes a heating / pressurizing device and a non-contact heating device, and improves the toner fixability to a recording material.
本発明は、吸液性が低い性質を有する被記録材を用いた場合であっても、被記録材に転写された液体現像剤像(トナー像)の乱れの発生を抑制させることが可能な構成を備える、定着装置および画像形成装置を提供することにある。 The present invention can suppress the occurrence of disturbance of the liquid developer image (toner image) transferred to the recording material even when the recording material having a low liquid-absorbing property is used. An object of the present invention is to provide a fixing device and an image forming apparatus having the configuration.
この発明に基づいた定着装置においては、被記録材に形成された、トナーとキャリア液とを含む液体現像剤像を加熱して、上記被記録材上に上記トナーによる画像を定着させる定着装置であって、上記被記録材に形成された液体現像剤像を加熱加圧しながら上記被記録材を搬送する第1ニップ領域を含む第1加熱加圧装置と、上記第1加熱加圧装置よりも、上記被記録材の搬送方向の下流側に配置され、上記被記録材に形成された液体現像剤像を加熱加圧しながら上記被記録材を搬送する第2ニップ領域を含む第2加熱加圧装置と、上記第1加熱加圧装置と上記第2加熱加圧装置との間に配置され、上記被記録材の上記液体現像剤像を非接触で加熱しながら、上記被記録材を搬送する非接触加熱装置とを備える。 The fixing device according to the present invention is a fixing device that heats a liquid developer image including a toner and a carrier liquid formed on a recording material, and fixes the image of the toner on the recording material. A first heating and pressing apparatus including a first nip region for conveying the recording material while heating and pressurizing the liquid developer image formed on the recording material; and more than the first heating and pressing apparatus. The second heating and pressurization including a second nip region that is disposed downstream of the recording material in the transport direction and transports the recording material while heating and pressurizing the liquid developer image formed on the recording material. An apparatus is disposed between the first heating and pressurizing apparatus and the second heating and pressurizing apparatus, and conveys the recording material while heating the liquid developer image of the recording material in a non-contact manner. A non-contact heating device.
当該定着装置は、上記被記録材の吸液性に応じて、上記被記録材を、上記第1ニップ領域、上記非接触加熱装置および上記第2ニップ領域に順次通過させる第1定着モードと、上記被記録材を、上記第1ニップ領域を通過させずに、上記非接触加熱装置および上記第2ニップ領域を順次通過させる第2定着モードとによる動作が可能である。 The fixing device includes a first fixing mode in which the recording material is sequentially passed through the first nip region, the non-contact heating device, and the second nip region according to the liquid absorption property of the recording material; The recording material can be operated in the second fixing mode in which the non-contact heating device and the second nip region are sequentially passed without passing through the first nip region.
他の形態において、上記第2定着モードにおいては、上記第1加熱加圧装置は、上記被記録材に対する加圧を行なわず、上記被記録材の加熱を行なう。 In another form, in the second fixing mode, the first heating and pressing device heats the recording material without applying pressure to the recording material.
他の形態において、上記第2定着モードにおいては、上記第1加熱加圧装置は、上記被記録材に対する加圧を行なわず、上記被記録材の搬送を行なう。 In another embodiment, in the second fixing mode, the first heating and pressing device conveys the recording material without applying pressure to the recording material.
他の形態において、上記第2定着モードにおいては、上記第1定着モードに比べて、上記被記録材の上記液体現像剤像への非接触での加熱時間が長く設けられている。 In another embodiment, the second fixing mode is provided with a longer heating time when the recording material is not in contact with the liquid developer image than in the first fixing mode.
他の形態において、上記第1加熱加圧装置は、定着ローラーおよび上記定着ローラーの下方に位置する加圧ローラーを有し、上記第1定着モードにおいては、上記定着ローラーおよび上記加圧ローラーにより、上記被記録材に形成された上記液体現像剤像を加熱加圧しながら上記被記録材を搬送する第1ニップ領域を形成し、上記第2定着モードにおいては、上記定着ローラーと上記加圧ローラーとの間を離間させて、上記第1ニップ領域を形成せずに、上記加圧ローラーにより上記被記録材を搬送する。 In another embodiment, the first heating and pressing device includes a fixing roller and a pressing roller positioned below the fixing roller. In the first fixing mode, the first heating and pressing device includes the fixing roller and the pressing roller. A first nip region is formed to convey the recording material while heating and pressurizing the liquid developer image formed on the recording material. In the second fixing mode, the fixing roller, the pressure roller, The recording material is transported by the pressure roller without forming the first nip region.
この発明に基づいた画像形成装置においては、上述のいずれかに記載の定着装置を備える。 An image forming apparatus according to the present invention includes any one of the fixing devices described above.
本発明によれば、吸液性が低い性質を有する被記録材を用いた場合であっても、被記録材に転写された液体現像剤像の乱れの発生を抑制させることが可能な構成を備える、定着装置および画像形成装置を提供することを可能とする。 According to the present invention, even when a recording material having a low liquid-absorbing property is used, it is possible to suppress the occurrence of disturbance of the liquid developer image transferred to the recording material. It is possible to provide a fixing device and an image forming apparatus.
本発明に基づいた実施の形態における定着装置およびその定着装置を備える画像形成装置について、以下、図を参照しながら説明する。なお、以下に説明する実施の形態において、個数、量などに言及する場合、特に記載がある場合を除き、本発明の範囲は必ずしもその個数、量などに限定されない。また、同一の部品、相当部品に対しては、同一の参照番号を付し、重複する説明は繰り返さない場合がある。また、各実施の形態における構成を適宜組み合わせて用いることは当初から予定されていることである。 Hereinafter, a fixing device and an image forming apparatus including the fixing device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. Note that in the embodiments described below, when referring to the number, amount, and the like, the scope of the present invention is not necessarily limited to the number, amount, and the like unless otherwise specified. The same parts and corresponding parts are denoted by the same reference numerals, and redundant description may not be repeated. In addition, it is planned from the beginning to use the structures in the embodiments in appropriate combinations.
(実施の形態1)
(画像形成装置1000)
図1を参照して、実施の形態1における画像形成装置1000の主要構成について説明する。図1は、画像形成装置1000の概略構成を示す図である。
(Embodiment 1)
(Image forming apparatus 1000)
With reference to FIG. 1, a main configuration of
この画像形成装置1000は、電子写真方式により像担持体(感光体)1に形成された液体現像剤像(以下、単に「トナー像」と称する。)を被記録材Pに転写および定着によりトナー像を固定化して、被記録材P上に画像形成を行なう。なお、被記録材Pとしては、用紙、フィルム等、表面にトナー像の形成が可能であり、画像形成装置1000内において、搬送可能な部材であれば、そのような部材であってもよい。
In this
この画像形成装置1000は、画像を担持するための像担持体1を有しており、像担持体1の周辺には、帯電装置2、露光装置3、液体現像装置4、転写ローラー5、およびクリーナー6が、像担持体1の回転方向(図1中矢印A)に沿って順に配置されている。
The
像担持体1は、帯電装置2で帯電された後に、図1中のE点の位置に、レーザ発光器などを備えた露光装置3により露光されて、像担持体1の表面に静電潜像が形成される。液体現像装置4は、キャリア液中に帯電したトナー粒子が分散された液体現像剤を用いて、静電潜像をトナー像とする。
After the
転写ローラー5は、この像担持体1上のトナー像を被記録材Pに転写した後、図中の矢印C方向に、被記録材Pを搬送する。被記録材P上のトナー像11は、定着装置2000によって定着された後に、被記録材Pは、定着装置2000の外部に搬送される。
The transfer roller 5 transfers the toner image on the
クリーナー6は、転写後の像担持体1上の残留トナーを、たとえば機械的な力で除去する。
The cleaner 6 removes the residual toner on the
画像形成装置1000に用いられる像担持体1、帯電装置2、露光装置3、液体現像装置4、転写ローラー5、およびクリーナー6は、周知の電子写真方式の技術を任意に使用してよい。また、像担持体1上に形成されたトナー像が中間転写体を介して被記録材Pに転写される構成であってもよい。
As the
液体現像剤を用いる画像形成装置1000では、液体現像装置4によって現像された像担持体1上のトナー像11は、トナーおよびキャリア液を含み、転写ローラー5により被記録材Pへ転写される。トナー像11の被記録材Pへの転写の際には、トナーと共にキャリア液が転移し、被記録材Pは定着装置2000に搬送される。
In the
定着装置2000は、トナー像11中の余剰なキャリア液を除去し、被記録材Pへの十分なトナーの定着強度を得るために、第1加熱加圧装置8、非接触加熱装置10、および第2加熱加圧装置9を有する。画像形成装置1000は、第1加熱加圧装置8、非接触加熱装置10、および第2加熱加圧装置9の動作を制御する制御装置200を有する。
The
(定着装置2000)
次に、図2および図3を参照して、本実施の形態における定着装置2000について説明する。図2は、本実施の形態における定着装置2000の基本構成および第1定着モードにおける概略構成を示す図、図3は、本実施の形態における定着装置2000の第2定着モードにおける概略構成を示す図である。
(Fixing device 2000)
Next, the
図2を参照して、定着装置2000は、被記録材Pの搬送方向(図中矢印C)の上流側から、第1加熱加圧装置8、非接触加熱装置10、および第2加熱加圧装置9を有する。
Referring to FIG. 2, the
第1加熱加圧装置8は、定着ローラー81、および定着ローラー81の下方に配置される加圧ローラー82を有する。定着ローラー81および加圧ローラー82の内部には、ハロゲンランプ等を用いた加熱装置が内蔵されている(図示省略)。定着ローラー81と加圧ローラー82とは、被記録材Pに形成されたトナー像11を加熱加圧しながら被記録材Pを搬送する第1ニップ領域n1を形成する。
The first heating and
第2加熱加圧装置9は、定着ローラー91、および定着ローラー91の下方に配置される加圧ローラー92を有する。定着ローラー91および加圧ローラー92の内部には、ハロゲンランプ等を用いた加熱装置が内蔵されている(図示省略)。定着ローラー91と加圧ローラー92とは、被記録材Pに形成されたトナー像11を加熱加圧しながら被記録材Pを搬送する第2ニップ領域n2を形成する。
The second heating and
第1加熱加圧装置8と第2加熱加圧装置9とのニップ間距離(L1)は、被記録材Pの搬送方向(C方向)に沿った長さよりも長くなるように設定されている。図2では、第1加熱加圧装置8および第2加熱加圧装置9に、定着ローラー81,91および加圧ローラー82,92を採用した場合を示しているが、この構成に限定されない。一方もしくは両方が複数のローラーによって張架されたベルト部材によって構成されていてもよい。
The nip distance (L1) between the first heating and
第1加熱加圧装置8と第2加熱加圧装置9との間には、被記録材Pのトナー像11に対して非接触で加熱しながら、被記録材Pを搬送する非接触加熱装置10が配置されている。この非接触加熱装置10は、被記録材Pを搬送するための搬送装置として、搬送ベルト103を有する。被記録材Pの搬送経路(非接触加熱部)においては、被記録材Pを非接触状態で加熱するため、搬送ベルト103を挟むように(図2においては上下方向から挟むように)、非接触加熱装置として遠赤外線ヒーター101,102が配置されている。
A non-contact heating device that conveys the recording material P while heating the
非接触加熱装置として遠赤外線ヒーターを採用した場合を示しているが、近赤外線ヒーターに限定されず、熱風等、適宜選択すればよい。図2では、搬送装置として搬送ベルト103を採用する場合を示しているが、被記録材搬送ガイド及び搬送ローラーからなる搬送装置であってもよい。
Although the case where a far-infrared heater is employed as the non-contact heating device is shown, the present invention is not limited to the near-infrared heater, and hot air or the like may be appropriately selected. Although FIG. 2 shows the case where the
被記録材Pの搬送経路においては、搬送ベルト103を挟むように遠赤外線ヒーター101,102を配置した場合を示しているが、遠赤外線ヒーター(非接触加熱装置)はトナー像が形成された面(表面)にだけ配置してもよい。被記録材Pのトナー像が形成されていない裏面側は、非接触加熱限定されず接触加熱とすることもできる。
In the conveyance path of the recording material P, the case where the far
被記録材Pの裏面側に非接触加熱装置を用いる場合には、搬送ベルト103には加熱効率が損なわれないよう、開口の大きい金属板、メッシュ部材、またはワイヤー部材、その他の開口率の高い構成部材を用いるとよい。
When a non-contact heating device is used on the back side of the recording material P, a metal plate having a large opening, a mesh member, a wire member, or other high opening ratio is used so that the heating efficiency of the conveying
<定着モード>
本実施の形態の定着装置2000は、被記録材Pの吸水性に応じて2つの定着モードを有しており、具体的には、被記録材Pの吸液性に応じて、被記録材Pを、第1ニップ領域n1、非接触加熱装置10および第2ニップ領域n2に順次通過させる第1定着モードと、被記録材Pを、第1ニップ領域n1を通過させずに、非接触加熱装置10および第2ニップ領域n2を順次通過させる第2定着モードとの選択が可能に設けられている。以下の実施の形態においても同様である。第1定着モードおよび第2定着モードについて説明する。
<Fixing mode>
The
[第1定着モード(図2)]
第1定着モードは、吸液性の大きい上質紙などの被記録材Pに用いられる。被記録材Pは、第1ニップ領域n1が形成された第1加熱加圧装置8、非接触加熱装置10、および第2ニップ領域n2が形成された第2加熱加圧装置に順次送られることで、被記録材Pに形成されたトナー像11が定着される。
[First fixing mode (FIG. 2)]
The first fixing mode is used for a recording material P such as high-quality paper having high liquid absorption. The recording material P is sequentially sent to the first heating and
被記録材P上に転写されるトナー像11にはキャリア液が含まれており、吸液性の高い被記録材Pの場合には、被記録材Pへのトナー像11の転写時から、キャリア液の被記録材Pへの浸透が始まる。被記録材Pへのトナー像11の転写時から定着装置2000へ被記録材Pが搬送されるまでの間に、トナー像11に含まれていたキャリア液のうちの一部は被記録材P中に浸透し、トナー像11に含まれるキャリア液量が少なくなる。
The
これにより、被記録材P上のトナー像11のトナー濃度TC(現像剤に対するトナーの比率)が高くなり、トナー濃度TCの上昇に伴い、トナー像自体の流動性が著しく低下する。このように第1定着モードは、被記録材P上においてトナー像11の流動性が小さい場合(被記録材Pの吸液性が良好な場合)に好適に用いられる定着モードである。
As a result, the toner density TC (ratio of toner to developer) of the
トナー像の流動性が低いため、第1加熱加圧装置8の定着ローラー81および加圧ローラー82を圧接することによって形成される第1ニップ領域n1に被記録材Pを通しても、トナー像11が乱されることはない。
Since the fluidity of the toner image is low, the
被記録材P上に形成されたトナー像11にはトナーおよびキャリア液が含まれ、また被記録材P中に浸透したキャリア液も存在するため、トナーを溶融するために必要な熱量を供給するのみならず、被記録材P上に転移したキャリア液量を低減する必要がある。第1加熱加圧装置8に続く非接触加熱装置10、および第2加熱加圧装置9によって、トナーの確実な溶融、およびキャリア液の揮発が促進され、被記録材P上のトナー像11の定着強度とキャリア液量の低減とが可能となる。
Since the
なお、本実施の形態における一例としては、第1定着モードにおける被記録材Pの搬送速度S1は、300mm/s〜1000mm/s程度、第1ニップ領域n1および第2ニップ領域n2での加圧力は、100N〜5000N程度、加熱温度(ローラ表面温度)は、100℃〜200℃程度、非接触加熱装置10での加熱温度(ヒータ温度)は、150℃〜300℃程度である。
As an example in the present embodiment, the conveyance speed S1 of the recording material P in the first fixing mode is about 300 mm / s to 1000 mm / s, and the pressure is applied in the first nip region n1 and the second nip region n2. Is about 100 N to 5000 N, the heating temperature (roller surface temperature) is about 100 ° C. to 200 ° C., and the heating temperature (heater temperature) in the
[第2定着モード(図3)]
第2定着モードは、吸液性の小さいPETフィルムなどの被記録材Pに用いられる。第2定着モードにおいても、上述の第1定着モード(図2)と同じ定着装置2000が用いられるが、第1加熱加圧装置8による加圧は行なわれない。
[Second fixing mode (Fig. 3)]
The second fixing mode is used for a recording material P such as a PET film having a low liquid absorbency. In the second fixing mode, the
具体的には、定着ローラー81を上方に移動させて、定着ローラー81と加圧ローラー82との間に間隙を設け、定着ローラー81と加圧ローラー82とが圧接しないようにする。これにより、第1加熱加圧装置8には、第1ニップ領域n1は形成されない。
Specifically, the fixing
被記録材Pを、第1ニップ領域n1が形成されていない第1加熱加圧装置8を通過させた後に、非接触加熱装置10および第2ニップ領域n2が形成された第2加熱加圧装置9を順次通過させる。第1加熱加圧装置8においては、加圧ローラー82のみが被記録材Pに対して下方から接し、加圧ローラー82の回転によって被記録材Pを搬送する。したがって、被記録材Pの定着ローラー81と加圧ローラー82とによる加圧は行なわれない。
After the recording material P is passed through the first heating and
被記録材Pは、第1加熱加圧装置8、非接触加熱装置10、および第2加熱加圧装置9と順次送られることで、被記録材P上に形成されたトナー像11が定着される。
The recording material P is sequentially sent to the first heating and
吸液性が低い被記録材Pを用いる場合、被記録材Pへのトナー像11を転写してもキャリア液の被記録材Pへの浸透は進行せず、被記録材Pへのトナー像11の転写時から定着装置2000へ被記録材Pが搬送されるまでの間に、キャリア液は被記録材Pに浸透せずにトナー像中に留まる。
When the recording material P having a low liquid absorbency is used, even if the
これにより、被記録材P上においてはトナー像11の流動性が高い。この流動性が高い状態で、被記録材Pが第1加熱加圧装置8を通過すると、第1加熱加圧装置8よって形成される第1ニップ領域n1でトナー像11が絞られ、像流れの問題が生じる。
Thereby, the fluidity of the
そこで、第2定着モードでは、第1加熱加圧装置8の定着ローラー81と加圧ローラー82を離間させ、被記録材Pのトナー像11面側に位置する定着ローラー81とトナー像11が非接触状態となるようにする。
Therefore, in the second fixing mode, the fixing
第1加熱加圧装置8に続く非接触加熱装置10も、トナー像11面側はトナー像11面が非接触状態となるように配置されている。被記録材P上のトナー像11は、定着ローラー81による輻射(非接触)加熱、および加圧ローラー82による接触加熱と、それに続く非接触加熱装置10によって非接触加熱される。
The
これにより、トナー像11中のキャリア液が揮発され、トナー濃度TCが上昇することで、トナー像11の流動性が低下する。その結果、後の第2加熱加圧装置9によるトナー像11の液絞りが生じないようになる。
As a result, the carrier liquid in the
このように第2定着モードでは、第1加熱加圧装置8および非接触加熱装置10を通過する間に、トナー像11の流動性が下げられる。。その後に、トナー像11が第2加熱加圧装置9へ送られることで、像流れの問題を生じずにトナー像11を被記録材Pに定着させることが可能となる。
As described above, in the second fixing mode, the fluidity of the
なお、本実施の形態における一例としては、第2定着モードにおける被記録材Pの搬送速度S1は、300mm/s〜1000mm/s程度、第2ニップ領域n2での加圧力は、100N〜5000N程度、加熱温度(ローラ表面温度)は、100℃〜200℃程度、非接触加熱装置10での加熱温度(ヒータ温度)は、150℃〜300℃程度である。
As an example in the present embodiment, the conveyance speed S1 of the recording material P in the second fixing mode is about 300 mm / s to 1000 mm / s, and the pressing force in the second nip region n2 is about 100 N to 5000 N. The heating temperature (roller surface temperature) is about 100 ° C. to 200 ° C., and the heating temperature (heater temperature) in the
なお、被記録材Pの吸液性によっては、第1加熱加圧装置8および非接触加熱装置10の通過のみでは、トナー像11からキャリア液の揮発が不足する場合がある。このような場合には、第2モードにおいては、第1モードにおける搬送速度よりも、第1加熱加圧装置8および非接触加熱装置10による被記録材Pの搬送速度を低下または一旦停止させることで、被記録材Pに対する輻射(非接触)加熱の時間を長く確保して、キャリア液の揮発を促すとよい。
Depending on the liquid absorbency of the recording material P, the carrier liquid may be insufficiently volatilized from the
各モードの切替は、制御装置200からの信号に基づき、第1加熱加圧装置8、非接触加熱装置10、および第2加熱加圧装置9の各動作が制御されている。
The switching of each mode is controlled based on a signal from the
(実施の形態2)
次に、図4から図7を参照して、本実施の形態おける定着装置2000Aについて説明する。画像形成装置1000の構成は、図1に示す装置構成と同じであり、定着装置の構成が、上記実施の形態1の場合と異なっている。実施の形態1における定着装置2000と同一または相当箇所については、同一の参照番号を付し、重複する説明は繰り返さない場合がある。
(Embodiment 2)
Next, the fixing
図4は、本実施の形態における定着装置2000Aの第1定着モードにおける概略構成を示す図、図5は、本実施の形態における定着装置2000Aの第2定着モードにおける概略構成を示す図、図6は、本実施の形態における他の形態の定着装置2000Aの第1定着モードにおける概略構成を示す図、図7は、本実施の形態における他の形態の定着装置の第2定着モードにおける概略構成を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing a schematic configuration in the first fixing mode of the
(定着装置2000A)
本実施の形態における定着装置2000Aは、図2および図3に示した定着装置2000に対して、第1加熱加圧装置8は、非接触加熱装置10の搬送経路から見て、下方に移動可能な昇降機構を有している。さらに、第1加熱加圧装置8の定着ローラー81の上方には、定着ローラー81の頂部を通過する搬送経路が形成されている。具多的には、ガイド部材118,119が設けら、また、定着ローラー81の頂部に対向する位置に、遠赤外線ヒータ104が設けられている。
(
The fixing
各モードの切替は、制御装置200からの信号に基づき、遠赤外線ヒータ104、第1加熱加圧装置8、非接触加熱装置10、および第2加熱加圧装置9の各動作が制御されている。
The switching of each mode is controlled based on a signal from the
[第1定着モード(図4)]
図4に示す第1定着モードは、実施の形態1の第1定着モードと同様に、吸液性の大きい被記録材Pに用いられ、被記録材Pは第1加熱加圧装置8、非接触加熱装置10、および第2加熱加圧装置に順次搬送されることで、被記録材Pに形成されたトナー像11が定着される。
[First fixing mode (FIG. 4)]
The first fixing mode shown in FIG. 4 is used for the recording material P having a high liquid absorbency, similar to the first fixing mode of the first embodiment. The
[第2定着モード(図5)]
図5に示す第2定着モードでは、実施の形態1の第2定着モードと同様に、吸液性の小さい被記録材Pに用いられ、第2加熱加圧装置9が下降し、定着ローラー81の頂部を通過する搬送経路が形成される。第2定着モードにおいては、ガイド部材118、定着ローラー81の頂部、ガイド部材119、および搬送ベルト103が、略同一の平面上に位置することになる。
[Second fixing mode (FIG. 5)]
In the second fixing mode shown in FIG. 5, similarly to the second fixing mode of the first embodiment, it is used for the recording material P having a low liquid absorbency, and the second heating and
吸液性の小さい被記録材Pは、第1ニップ領域n1を通過せずに、ガイド部材118、定着ローラー81の頂部、ガイド部材119、および搬送ベルト103に沿って搬送される。
The recording material P having a low liquid-absorbing property is transported along the
この時、定着ローラー81は、回転方向が、第1モードの回転方向から反転し、搬送装置として機能する。この際、加圧ローラー82は定着ローラー81と同様に回転方向を反転させるか、もしくは定着ローラー81に対して離間される。
At this time, the rotation direction of the fixing
第2加熱加圧装置9を下降させた場合でも、被記録材Pの搬送速度は一定であるものの、非接触加熱装置10に加えて遠赤外線ヒータ104が設けられることで、非接触加熱時間を長くしている。また、被記録材Pの搬送においては、被記録材Pを、第1加熱加圧装置8から曲げることなく非接触加熱装置10に搬送することができる。
Even when the second heating and
このように第2定着モードでは、第1加熱加圧装置8の頂部および非接触加熱装置10を通過する間に、トナー像11の流動性が下げられる。その後に、トナー像11が第2加熱加圧装置9へ送られることで、像流れの問題を生じずにトナー像11を被記録材Pに定着させることが可能となる。
Thus, in the second fixing mode, the fluidity of the
なお、被記録材Pの吸液性によっては、定着ローラー81による輻射(非接触)加熱、遠赤外線ヒータ104、および非接触加熱装置10の通過のみでは、トナー像11からキャリア液の揮発が不足する場合がある。このような場合には、第2モードにおいては、第1モードにおける搬送速度よりも、第1加熱加圧装置8および非接触加熱装置10による被記録材Pの搬送速度を低下または一旦停止させることで、被記録材Pに対する輻射(非接触)加熱の時間を長く確保して、キャリア液の揮発を促すとよい。
Depending on the liquid absorbency of the recording material P, the carrier liquid is insufficiently volatilized from the
一方、定着ローラー81による輻射(非接触)加熱と、それに続く非接触加熱装置10によって非接触加熱が十分である場合には、図6および図7に示すように、遠赤外線ヒータ104を設けない構成の採用も可能である。
On the other hand, when radiation (non-contact) heating by the fixing
(実施の形態3)
図8から図11を参照して、本実施の形態おける定着装置2000Bについて説明する。画像形成装置1000の構成は、図1に示す装置構成と同じであり、定着装置の構成が、上記実施の形態1の場合と異なっている。実施の形態1における定着装置2000と同一または相当箇所については、同一の参照番号を付し、重複する説明は繰り返さない場合がある。
(Embodiment 3)
With reference to FIGS. 8 to 11, fixing
図8は、本実施の形態における定着装置2000Bの第1定着モードにおける概略構成を示す図、図9は、本実施の形態における定着装置2000Bの第2定着モードにおける概略構成を示す図、図10は、本実施の形態における他の形態の定着装置2000Bの第1定着モードにおける概略構成を示す図、図11は、本実施の形態3における他の形態の定着装置の第2定着モードにおける概略構成を示す図である。
8 is a diagram showing a schematic configuration in the first fixing mode of the
(定着装置2000B)
本実施の形態における定着装置2000Bは、図2および図3に示した定着装置2000に加えて、昇降可能に設けられるガイド部材118、定着ローラー81の周囲に沿って設けられる湾曲形状のガイド部材119、湾曲形状の遠赤外線ヒータ104、および経路規制ガイド120が設けられている。第1加熱加圧装置8と非接触加熱装置10との間の経路上には、経路切替装置121が設けられている。
(
The fixing
各モードの切替は、制御装置200からの信号に基づき、ガイド部材118、遠赤外線ヒータ104、第1加熱加圧装置8、経路切替装置121、非接触加熱装置10、第2加熱加圧装置9、および経路切替装置121の各動作が制御されている。
The switching of each mode is based on a signal from the
[第1定着モード(図8)]
図8に示す第1定着モードは、実施の形態1の第1定着モードと同様に、吸液性の大きい被記録材Pに用いられ、被記録材Pは第1加熱加圧装置8、非接触加熱装置10、および第2加熱加圧装置に順次搬送されることで、被記録材Pに形成されたトナー像11が定着される。
[First fixing mode (FIG. 8)]
As in the first fixing mode of the first embodiment, the first fixing mode shown in FIG. 8 is used for the recording material P having a high liquid absorption property. The
[第2定着モード(図9)]
図9に示す第2定着モードでは、実施の形態1の第2定着モードと同様に、吸液性の小さい被記録材Pに用いられ、ガイド部材118が上昇し、経路切替装置121が切り替えられて、定着ローラー81の頂部を含む一部表面を通過する搬送経路が形成される。
[Second fixing mode (FIG. 9)]
In the second fixing mode shown in FIG. 9, like the second fixing mode of
吸液性の小さい被記録材Pは、第1ニップ領域n1を通過せずに、ガイド部材118、定着ローラー81の頂部を含む一部表面、第2ガイド部材119、経路切替装置121、および搬送ベルト103に沿って搬送される。
The recording material P with low liquid absorbency does not pass through the first nip region n1, and the
この時、定着ローラー81は、回転方向が、第1モードの回転方向から反転し、搬送装置として機能する。この際、加圧ローラー82は定着ローラー81と同様に回転方向を反転させるか、もしくは定着ローラー81に対して離間される。
At this time, the rotation direction of the fixing
ガイド部材118を上昇させた場合でも、被記録材Pの搬送速度は一定であるものの、非接触加熱装置10に加えて遠赤外線ヒータ104が設けられることで、非接触加熱時間を長くしている。
Even when the
このように第2定着モードでは、第1加熱加圧装置8の頂部を含む一部表面および非接触加熱装置10を通過する間に、トナー像11の流動性が下げられる。その後に、トナー像11が第2加熱加圧装置9へ送られることで、像流れの問題を生じずにトナー像11を被記録材Pに定着させることが可能となる。
As described above, in the second fixing mode, the fluidity of the
なお、被記録材Pの吸液性によっては、定着ローラー81による輻射(非接触)加熱、遠赤外線ヒータ104、および非接触加熱装置10の通過のみでは、トナー像11からキャリア液の揮発が不足する場合がある。このような場合には、第2モードにおいては、第1モードにおける搬送速度よりも、第1加熱加圧装置8および非接触加熱装置10による被記録材Pの搬送速度を低下または一旦停止させることで、被記録材Pに対する輻射(非接触)加熱の時間を長く確保して、キャリア液の揮発を促すとよい。
Depending on the liquid absorbency of the recording material P, the carrier liquid is insufficiently volatilized from the
一方、定着ローラー81による輻射(非接触)加熱と、それに続く非接触加熱装置10によって非接触加熱が十分である場合には、図10および図11に示すように、遠赤外線ヒータ104を設けない構成の採用も可能である。
On the other hand, when radiation (non-contact) heating by the fixing
(実施例)
上記各実施の形態において、第1定着モードと第2定着モードとの切り替えは、被記録材Pの吸液性によって行われる。ここで、被記録材Pの吸液速度と被記録材P上のトナー濃度TCの関係について、図12から図14参照して説明する。
(Example)
In each of the above embodiments, the switching between the first fixing mode and the second fixing mode is performed by the liquid absorption property of the recording material P. Here, the relationship between the liquid absorption speed of the recording material P and the toner concentration TC on the recording material P will be described with reference to FIGS.
図12に、Bristow式液体動的吸収性試験機(熊谷理機工業社製)を用いて、被記録材Pのキャリア液浸透特性を評価した結果を示す。被記録材Pとしては上質紙(金菱(登録商標)127.9g/m2三菱製紙社製)、およびコート紙(OKトップコート+(登録商標)127.9g/m2王子製紙社製)を用いた。図12に示すように、コート紙は表面に樹脂コート層を有しているため、樹脂コート層を有さない上質紙と比較して、キャリア液の吸収速度は低い。 FIG. 12 shows the results of evaluating the carrier liquid penetration characteristics of the recording material P using a Bristow type liquid dynamic absorbency tester (manufactured by Kumagai Riki Kogyo Co., Ltd.). As the recording material P, high-quality paper (Kinryo (registered trademark) 127.9 g / m 2 manufactured by Mitsubishi Paper Co., Ltd.) and coated paper (OK Top Coat + (registered trademark) 127.9 g / m 2 manufactured by Oji Paper Co., Ltd.) Was used. As shown in FIG. 12, since the coated paper has a resin coat layer on the surface, the absorption rate of the carrier liquid is lower than that of high quality paper not having the resin coat layer.
図13は、被記録材Pとして、コート紙の上、およびPETフィルムの上に形成した液体現像剤像11のトナー濃度TC推移を測定した結果である。トナー濃度TCの測定は、紙上の液体現像剤像11を掻きとり、掻きとったトナー重量をw1、および加熱してキャリア液を揮発させた後のトナー重量をw2として測定し、その比率w2/w1の百分率をトナー濃度TCとして求めた。
FIG. 13 shows the result of measuring the toner density TC transition of the
図13に示したように、上質紙と比較してキャリア液の吸収速度の遅いコート紙においても、初期トナー濃度TC30%から約3秒で55%程度まで変化しており、キャリア液浸透のないPETの結果との差としてキャリア液のコート紙への浸透が進んですることがわかる。 As shown in FIG. 13, even in the coated paper, which has a slower absorption rate of the carrier liquid compared to the high-quality paper, the initial toner concentration TC changes from 30% to about 55% in about 3 seconds, and there is no penetration of the carrier liquid. It can be seen that the penetration of the carrier liquid into the coated paper progresses as a difference from the PET result.
図14は、トナー濃度TCと像流れとの関係を調べた結果である。評価はPETフィルム上にトナー濃度TCの異なる液体現像剤像を形成し、当該PETフィルムを加熱加圧装置を通して像流れを目視評価した結果である。像流れの有無で「A」、「B」と評価した。像流れ発生しない場合を「A」、像流れが発声した場合を「B」とした。その結果、40%〜50%の間にトナー像流れの発生する境界が存在することがわかる。 FIG. 14 shows the result of examining the relationship between toner density TC and image flow. The evaluation is a result of visual evaluation of image flow through formation of liquid developer images having different toner concentrations TC on a PET film, and the PET film passing through a heating and pressing device. “A” and “B” were evaluated based on the presence or absence of image flow. The case where the image flow did not occur was “A”, and the case where the image flow was uttered was “B”. As a result, it can be seen that there is a boundary where toner image flow occurs between 40% and 50%.
以上のことから、上質紙のようにキャリア液吸収速度の大きい被記録材(吸液性の大きい)には第1定着モードを用い、PETフィルムのようにキャリア液吸収速度の小さい被記録材(吸液性の小さい)には第2定着モードが適していることがわかる。 From the above, the first fixing mode is used for a recording material having a high carrier liquid absorption rate (high liquid absorption) such as fine paper, and a recording material having a low carrier liquid absorption rate (such as a PET film) ( It can be seen that the second fixing mode is suitable for low liquid absorption).
吸液性が、上質紙とPETフィルムとの中間に位置するコート紙のような被記録材については、トナー像の転写時のトナー濃度TC(初期トナー濃度)や、トナー像の被記録材への転写から定着装置に至るまでの時間(システム速度やシステムレイアウト)を考慮して、どちらの定着モードを用いるか適宜選択すればよい。 For a recording material such as coated paper that has liquid absorbency between the high-quality paper and the PET film, the toner density TC (initial toner density) at the time of transferring the toner image or the recording material of the toner image In consideration of the time (system speed and system layout) from the transfer to the fixing device, which fixing mode is used may be appropriately selected.
第1定着モードおよび第2定着モードの切り替えは、紙種を検出して切り替えても良いし、ユーザーによる被記録材選択情報に基づいて切り替えても良い。紙種検出方法の例としては、透気度を測定して紙種を判定する方法が挙げられる。 The switching between the first fixing mode and the second fixing mode may be performed by detecting the paper type, or may be performed based on the recording material selection information by the user. As an example of the paper type detection method, there is a method of determining the paper type by measuring the air permeability.
以下に本実施の形態の効果を確認するための実施例及び比較例を示す。実施の形態1に示す定着装置を用いて、上質紙(金菱(登録商標)127.9g/m2三菱製紙社製)、コート紙(OKトップコート+(登録商標)127.9g/m2王子製紙社製)、PETフィルム(ルミラーT60(登録商標)、100μm、東レ社製)の各被記録材に、初期トナー濃度TC30%で画像を形成し、以下の実施例および比較例について定着強度、像流れを評価した。
Examples and comparative examples for confirming the effects of the present embodiment will be shown below. Using the fixing device described in
なお、トナー像の被記録材への転写から定着装置(第1加熱加圧装置8の第1ニップ領域n1)までの時間を計測したところ、約0.8秒であった。また、非接触加熱装置10の通過時間は約1.0秒であった(以下の、比較例3、4は除く)。
The time from the transfer of the toner image onto the recording material to the fixing device (the first nip region n1 of the first heating and pressing device 8) was measured and found to be about 0.8 seconds. Moreover, the passage time of the
(評価方法)
定着強度:定着後の印刷物を画像面を内側にして折り曲げ、折り曲げ部のトナー剥離性を目視評価した。画像上のトナー剥離が実用上問題ない場合を「A」、画像上に多くのトナー剥離が生じ実用上問題がある場合を「B」とした。
(Evaluation method)
Fixing strength: The printed matter after fixing was folded with the image surface facing inward, and the toner peelability of the bent portion was visually evaluated. The case where there was no practical problem with toner peeling on the image was indicated as “A”, and the case where there was a lot of toner peeling on the image and there was a practical problem was indicated as “B”.
像流れ:定着後の印刷物を目視評価し、像流れがない場合を「A」、像流れが発生した場合を「B」とした。 Image flow: The printed matter after fixing was visually evaluated. The case where there was no image flow was “A”, and the case where image flow occurred was “B”.
(実施例1)
実施の形態1に示す構成の定着装置2000を用い、上質紙およびコート紙を第1定着モードで定着し、PETフィルムを第2定着モードで定着した。
Example 1
Using the
(実施例2)
実施の形態2に示す構成の定着装置2000Aを用い、上質紙およびコート紙を第1定着モードで定着し、PETフィルムを第2定着モードで定着した。
(Example 2)
Using the
(実施例3)
実施の形態3に示す構成の定着装置2000Bを用い、上質紙およびコート紙を第1定着モードで定着し、PETフィルムを第2定着モードで定着した。
(Example 3)
Using the
(実施例4)
実施の形態1に示す構成の定着装置2000を用い、上質紙を第1定着モードで定着し、コート紙およびPETフィルムを第2定着モードで定着した。
Example 4
Using the
(比較例1)
実施の形態1に示す構成の定着装置2000を用い、上質紙、コート紙、およびPETフィルムの全てを第1定着モードで定着した。
(Comparative Example 1)
Using the
(比較例2)
実施の形態1に示す構成の定着装置2000を用い、上質紙、コート紙、およびPETフィルムの全てを第2定着モードで定着した。
(Comparative Example 2)
Using the
(比較例3)
実施の形態1に示す構成の定着装置2000を用い、非接触加熱装置10の長さを半分にして用い、上質紙、コート紙、PETフィルムの全てを第1定着モードで定着した。なお、非接触加熱装置10の通過時間は、0.5秒である。
(Comparative Example 3)
Using the
(比較例4)
実施の形態1に示す構成の定着装置2000を用い、非接触加熱装置10の長さを半分にして用い(上記比較例4と同じ)、上質紙、コート紙、PETフィルムの全てを第2定着モードで定着した。
(Comparative Example 4)
The
(比較例5)
実施の形態1に示す構成の定着装置2000を用い、非接触加熱装置10をOFF状態にし、上質紙、コート紙、およびPETフィルムの全てを第2定着モードで定着した。
(Comparative Example 5)
Using the
図15に、実施例1から実施例4、および比較例1から比較例5における評価結果を示す。評価結果から明らかなように、上記各実施の形態において、装置サイズの大型化を抑えた上で、被記録材の吸液性に応じて定着モードを切り替えることで、被記録材に転写されたトナー像の乱れの発生を抑制させ、適切な定着品質を満たすことを可能としている。 In FIG. 15, the evaluation result in Example 1 to Example 4 and Comparative Example 1 to Comparative Example 5 is shown. As is clear from the evaluation results, in each of the above embodiments, the image was transferred to the recording material by switching the fixing mode according to the liquid absorbency of the recording material after suppressing the increase in the size of the apparatus. It is possible to suppress the occurrence of toner image disturbance and satisfy an appropriate fixing quality.
このように、本実施の形態に基づいた定着装置および画像形成装置によれば、被記録材Pの吸液性に応じて、被記録材Pを、第1ニップ領域n1、非接触加熱装置10および第2ニップ領域n2に順次通過させる第1定着モードと、被記録材Pを、第1ニップ領域n1を通過させずに、非接触加熱装置10および第2ニップ領域n2を順次通過させる第2定着モードとの選択が可能に設けられている。
As described above, according to the fixing device and the image forming apparatus based on the present embodiment, the recording material P is moved to the first nip region n1 and the
その結果、吸液性の低い被記録材に対しては、第1ニップ領域n1を通過させずに、トナー像面側に設けられた非接触加熱装置10でキャリア液を揮発させることで、第1ニップ領域n1の圧接力によって流動性の高い液体現像剤像が乱される問題をなくすことができ、被記録材の吸液性の相違に応じた加熱および加圧を可能とする。
As a result, for the recording material having low liquid absorption, the carrier liquid is volatilized by the
今回開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 It should be understood that the embodiments and examples disclosed herein are illustrative and non-restrictive in every respect. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
1 像担持体(感光体)、2 帯電装置、3 露光装置、4 液体現像装置、5 転写ローラー、6 クリーナー、8 第1加熱加圧装置、9 第2加熱加圧装置、10 非接触加熱装置、11 トナー像、81,91 定着ローラー、82,92 加圧ローラー、101,102,104 遠赤外線ヒーター、103 搬送ベルト、105 経路切替装置、118,119 ガイド部材、120 経路規制ガイド、121 経路切替装置、1000 画像形成装置、2000,2000A,2000B 定着装置、n1 第1ニップ領域、n2 第2ニップ領域、P 被記録材。
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記被記録材に形成された液体現像剤像を加熱加圧しながら前記被記録材を搬送する第1ニップ領域を含む第1加熱加圧装置と、
前記第1加熱加圧装置よりも、前記被記録材の搬送方向の下流側に配置され、前記被記録材に形成された液体現像剤像を加熱加圧しながら前記被記録材を搬送する第2ニップ領域を含む第2加熱加圧装置と、
前記第1加熱加圧装置と前記第2加熱加圧装置との間に配置され、前記被記録材の前記液体現像剤像を非接触で加熱しながら、前記被記録材を搬送する非接触加熱装置と、を備え、
当該定着装置は、
前記被記録材を、前記第1ニップ領域、前記非接触加熱装置および前記第2ニップ領域に順次通過させる第1定着モードと、
前記被記録材を、前記第1ニップ領域を通過させずに、前記非接触加熱装置および前記第2ニップ領域を順次通過させる第2定着モードとによる動作が可能である、定着装置。 A fixing device that heats a liquid developer image including a toner and a carrier liquid formed on a recording material and fixes an image of the toner on the recording material,
A first heating and pressurizing device including a first nip region for conveying the recording material while heating and pressurizing the liquid developer image formed on the recording material;
The second heating / pressurizing device is disposed on the downstream side in the transport direction of the recording material and transports the recording material while heating and pressurizing the liquid developer image formed on the recording material. A second heating and pressing device including a nip region;
Non-contact heating, which is disposed between the first heating and pressurizing device and the second heating and pressurizing device, conveys the recording material while heating the liquid developer image of the recording material in a non-contact manner. An apparatus,
The fixing device is
A first fixing mode in which the recording material is sequentially passed through the first nip region, the non-contact heating device, and the second nip region;
A fixing device capable of operating in the second fixing mode in which the recording material is sequentially passed through the non-contact heating device and the second nip region without passing through the first nip region.
前記第1定着モードにおいては、
前記定着ローラーおよび前記加圧ローラーにより、前記被記録材に形成された前記液体現像剤像を加熱加圧しながら前記被記録材を搬送する第1ニップ領域を形成し、
前記第2定着モードにおいては、前記定着ローラーと前記加圧ローラーとの間を離間させて、前記第1ニップ領域を形成せずに、前記加圧ローラーにより前記被記録材を搬送する、請求項1に記載の定着装置。 The first heating and pressing apparatus has a fixing roller and a pressing roller located below the fixing roller,
In the first fixing mode,
Forming a first nip region for conveying the recording material while heating and pressurizing the liquid developer image formed on the recording material by the fixing roller and the pressure roller;
In the second fixing mode, the recording material is transported by the pressure roller without forming the first nip region by separating the fixing roller and the pressure roller. The fixing device according to 1.
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