JP4145635B2

JP4145635B2 - Fixing apparatus and image forming apparatus

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Publication number: JP4145635B2
Application number: JP2002336638A
Authority: JP
Inventors: 淳憲北澤; 欣郎古賀; 徹藤田; 昌英中村
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2002-11-20
Filing date: 2002-11-20
Publication date: 2008-09-03
Anticipated expiration: 2022-11-20
Also published as: JP2004170690A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、液体キャリアにトナーを分散してなる液体現像剤を用いて形成された未定着トナー像を記録媒体に定着させる技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、液体キャリアにトナーを分散してなる液体現像剤を用いた作像プロセスによって複写紙、転写紙や用紙などの記録媒体上にトナー像を形成し、この未定着トナー像を定着器により記録媒体に定着させる画像形成装置が知られている。このような湿式現像方式の画像形成装置における定着器としては、加熱ローラと、この加熱ローラに対向してその周方向に複数設置された支持ローラとを備え、加熱ローラと支持ローラとのニップ部に記録媒体を通過させることにより記録媒体上の未定着トナー像を該記録媒体に定着させるものが知られている（特許文献１参照）。
【０００３】
この特許文献１に記載の定着装置では、加熱ローラが未定着トナー像を担持する記録媒体の表面に接触する一方、各支持ローラが記録媒体の裏面側から記録媒体を加熱ローラに向かって押圧しているが、ここでは支持ローラの加圧力を、該支持ローラの軸方向における単位長当り５０ｇ／ｃｍ以下に設定している。これにより、記録媒体の加熱ローラに対する接触圧力を十分に低く抑え、定着後に加熱ローラ上に付着するトナーのオフセット量の低減を図っている。
【０００４】
【特許文献１】
特開２０００−１１２２６９号公報（第３頁、図１、図２）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、湿式現像方式の画像形成装置では、現像剤として液体キャリアにトナーを分散してなる液体現像剤を用いるため、現像処理により形成されたトナー像を記録媒体に転写した時点では、記録媒体の表面には固体のトナーのみならず液体キャリアも存在し、これらが混在した状態で定着処理が実行される。つまり、加熱ローラと複数の支持ローラとのニップ部を通過する間、つまりニップ幅を移動している間、記録媒体の表面と加熱ローラとが相互に押圧接触されて記録媒体へのトナーの定着が行われる。したがって、そのニップ部における圧力分布が定着特性に対して大きく影響すると容易に推測することができる。特に、液体キャリアとして揮発性キャリアを使用した場合には、定着処理に与えられる熱により一部が蒸発するため、液体キャリア量は比較的少ないのであるが、液体キャリアとして不揮発性キャリアを使用した場合には液体キャリアの蒸発はほとんどなく、揮発性キャリアを用いた液体現像剤を用いた場合よりも圧力分布の影響を受けやすい。
【０００６】
しかしながら、従来の湿式現像方式の画像形成装置においては、上記したようにニップ部での加圧力の値そのものに関しては十分に考慮されているものの、ニップ部での圧力分布に関しては一切考慮されておらず、定着性に関する改善の余地が大きく残されていた。
【０００７】
この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、液体キャリアにトナーを分散してなる液体現像剤を用いて形成されたトナー像を優れた定着性で記録媒体に定着することができる定着装置および画像形成装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この発明にかかる定着装置は、記録媒体の両面のうち、液体キャリアにトナーを分散してなる液体現像剤を用いて形成された未定着トナー像を担持する一方面に接触可能に配置された接触部材と、記録媒体の反対面から記録媒体を接触部材に押圧する加圧部材とを備え、記録媒体を接触部材と加圧部材とのニップ部を通過させることで未定着トナー像を記録媒体の一方面に定着させる定着装置であって、上記目的を達成するため、ニップ部の入口側におけるニップ圧力が、ニップ部の出口側におけるニップ圧力よりも高くなるように設定している。
【０００９】
このように構成された発明では、液体現像剤を用いて形成された未定着トナー像が記録媒体の一方面に担持されており、定着前では記録媒体の一方面に固体のトナーと液体キャリアとが混在した状態で存在している。ここで、この混在状態のまま記録媒体がニップ部を通過する際、まず未定着トナー像は入口側において出口側よりも高いニップ圧力を受けることとなる。このとき、液体キャリアは固体のトナーよりも高い流動性を有しているため、トナー間から液体キャリアが押し出されてトナー間での液体キャリアの残存量は大きく減少する。また、記録媒体とトナーとの間についても、トナー間と同様に液体キャリアの残存量は極めて少なくなっている。そして、その低残存量のまま記録媒体がニップ部を移動していき、トナーと記録媒体の一方面が相互に押圧接触されて記録媒体へのトナーの定着が行われる。このように、トナー間と記録媒体−トナー間とから液体キャリアを排除した状態で定着処理を実行しているので、定着強度を高めることができ、優れた定着性が得られる。
【００１０】
ここで、接触部材としては例えば加熱ローラを用いることができる。また、加圧部材としてはベルトニップ方式のものやローラニップ方式のものを用いることができる。前者の方式としては、例えば加圧部材を加熱ローラに近接配置された２つのニップ用ローラを含む複数のローラと、複数のローラに掛け渡されて周回走行可能な無端ベルトとで構成し、２つのニップ用ローラにより無端ベルトの外周面の一部を加熱ローラに押圧接触させてニップ部を形成するものを用いることができる。このように加圧部材としてベルトニップ方式のものを採用すると、記録媒体の搬送方向におけるニップ部の幅、つまりニップ幅を広く設定することができる。その結果、記録媒体がニップ部を通過する時間を長く設定することができ、十分な定着時間を確保して良好な定着性が得られる。また、入口側のニップ用ローラの押圧力を調整することでニップ部の入口側におけるニップ圧力を正確に設定することができる一方、出口側についても出口側のニップ用ローラの押圧力を調整することでニップ圧力を正確に設定することができ、定着性を良好に制御することができる。
【００１１】
また、ベルトニップ方式として、ニップ用ローラを用いる代わりに、圧力パッドを設けてもよい。この圧力パッドは、無端ベルトの内側に非回転状態で配置されてニップ部全体にわたって無端ベルトを加熱ローラに押圧接触させてニップ部を形成するものである。このようにニップ用ローラに比較して広い面積にわたって無端ベルトを押圧する、つまりニップ部全体にわたって押圧力を加えることができ、ニップ部の入口側でのニップ圧力や出口側でのニップ圧力を均一に調整することができる。このため、次のような作用効果が得られて定着性をより一層向上させることができる。すなわち、ニップ部の入口側や出口側でニップ圧力が不均一となると、記録媒体がニップ部を通過している間に記録媒体の速度変動が生じる。そのため、無端ベルトと記録媒体との間にすべりが生じてしまい、トナー像が乱れるおそれがある。これに対し、この発明では圧力パッドを用いることによりニップ圧力の均一化を図ることができるため、すべり発生を抑制して良好な定着トナー像を得ることができる。
【００１２】
また、ローラニップ方式としては、例えば加圧部材は加熱ローラと押圧接触する複数のローラを備え、これら複数のローラと加熱ローラによりニップ部を形成したものを用いることができる。この場合、加熱ローラに対するニップ部の入口側ローラの押圧力が、ニップ部の出口側ローラの押圧力よりも高くなるように設定すればよく、各ローラの押圧力を調整することでニップ圧力を制御することができる。また、出口側ローラを加熱する加熱手段をさらに設けることで、記録媒体へのトナーの定着強度を高めて定着性をさらに高めることができる。
【００１３】
また、ニップ部に、液体現像剤中のトナーが記録媒体側に移動する向きの電界を発生させる電界発生手段をさらに設けてもよく、この場合、トナーが記録媒体側に集中することとなり、トナー間と記録媒体−トナー間とからの液体キャリア排除を効率的に行うことができる。その結果、定着性をさらに向上させることができる。
【００１４】
この発明にかかる画像形成装置は、上記目的を達成するため、液体キャリアにトナーを分散してなる液体現像剤を用いて像担持体上にトナー像を形成する画像形成手段と、画像形成手段により形成されたトナー像を記録媒体の一方面に転写する転写手段と、請求項１ないし６のいずれかに記載の定着装置と同一構成を有し、転写手段により記録媒体の一方面に転写された未定着トナー像を記録媒体に定着させる定着手段とを備えている。
【００１５】
このように構成された発明では、記録媒体の一方面に転写された時点では、記録媒体の一方面に固体のトナーと液体キャリアとが混在した状態で存在している。しかしながら、上記発明（定着装置）と同様に、ニップ部の入口側において出口側よりも高いニップ圧力を記録媒体に与えているので、トナー間と、記録媒体とトナーとの間での液体キャリアの残存量を減少させている。そして、その低残存量のまま記録媒体がニップ部を通過して記録媒体へのトナーの定着が行われるので、定着強度を高めることができ、優れた定着性が得られる。
【００１６】
なお、上記画像形成装置では、転写後に定着処理を行っているが、転写と定着とを同時に実行する画像形成装置に対しても、本発明を適用することができる。つまり、この発明にかかる画像形成装置は、上記目的を達成するため、液体キャリアにトナーを分散してなる液体現像剤を用いて像担持体の表面上にトナー像を形成する画像形成手段と、トナー像を記録媒体の一方面に転写すると同時に定着させる転写定着手段とを備え、転写定着手段は、像担持体の裏面に接触可能に配置された接触部材と、記録媒体の反対面から記録媒体を像担持体の表面に押圧する加圧部材とを有し、記録媒体および像担持体を接触部材と加圧部材とのニップ部を通過させることで転写定着を行い、しかも、ニップ部の入口側におけるニップ圧力が、ニップ部の出口側におけるニップ圧力よりも高くなるように設定したことを特徴としている。
【００１７】
このように構成された画像形成装置では、記録媒体および像担持体を接触部材と加圧部材とのニップ部を通過させることで転写処理と定着処理とを同時に実行しているが、記録媒体がニップ部を通過する際、入口側でトナー像が記録媒体に転写されると同時に、記録媒体に転写されたトナー間に存在する液体キャリアが該トナー間から押し出されてトナー間での液体キャリアの残存量は大きく減少する。また、記録媒体とトナーとの間についても、トナー間と同様に液体キャリアの残存量は極めて少なくなっている。そして、その低残存量のまま記録媒体がニップ部の出口側を移動していき、トナーと記録媒体の一方面が相互に押圧接触されて記録媒体へのトナーの定着が行われる。このように、トナー間と記録媒体−トナー間とから液体キャリアを排除した状態で定着処理を実行しているので、定着強度を高めることができ、優れた定着性が得られる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
図１は本発明にかかる画像形成装置の一実施形態であるプリンタの内部構成を示す図である。また、図２は同プリンタの電気的構成を示すブロック図である。このプリンタは、ブラック（Ｋ）の液体現像剤を用いて単色画像を形成する湿式現像方式の画像形成装置である。このプリンタでは、ホストコンピュータなどの外部装置から画像信号を含む印字指令信号が主制御部１００に与えられると、この主制御部１００からの制御信号に応じてエンジン制御部１１０がエンジン部１の各部を制御して、装置本体２の下部に配設された給紙カセット３から搬送した転写紙、複写紙および用紙（以下「記録媒体」という）４に上記画像信号に対応する画像を印字出力する。
【００１９】
上記エンジン部１は、感光体ユニット１０、露光ユニット２０、現像ユニット３０、転写ユニット４０、定着ユニット６０などを備えている。これらのユニットのうち感光体ユニット１０では、感光体１１が図１の矢印方向１５（図中、時計回り方向）に回転自在に設けられている。そして、この感光体１１の周りには、その回転方向１５に沿って、帯電部１２、現像ローラ３１、転写ユニット４０、除電部１３およびクリーニング部１４が配設されている。この帯電部１２は、本実施形態では帯電ローラからなり、帯電バイアス発生部１１１から帯電バイアスが印加されて、感光体１１の外周面を所定の表面電位Ｖｄ（例えばＶｄ＝ＤＣ＋６００Ｖ）に均一に帯電するもので、帯電手段としての機能を有する。
【００２０】
また、帯電部１２と現像ローラ３１との間の表面領域が露光ユニット２０からの光ビーム２１の照射領域となっており、この照射領域に静電潜像が形成される。すなわち、露光ユニット２０は、露光制御部１１２から与えられる制御指令に応じて光ビーム２１により感光体１１を露光して、感光体１１上に画像信号に対応する静電潜像を形成する。例えば、ホストコンピュータなどの外部装置よりインターフェース１０２を介して主制御部１００のＣＰＵ１０１に画像信号を含む印字指令信号が与えられると、主制御部１００のＣＰＵ１０１からの指令に応じてＣＰＵ１１３が露光制御部１１２に対し所定のタイミングで画像信号に対応した制御信号を出力する。そして、この露光制御部１１２からの制御指令に応じて露光ユニット２０から光ビーム２１が感光体１１に照射されて、画像信号に対応する静電潜像が感光体１１上に形成される。また、必要に応じてパッチ画像を形成する場合には、予め設定された所定パターン（例えば、べた画像、細線画像、白抜き細線画像）のパッチ画像信号に対応した制御信号がＣＰＵ１１３から露光制御部１１２に与えられ、該パターンに対応する静電潜像が感光体１１上に形成される。
【００２１】
こうして形成された静電潜像は現像ユニット３０の現像ローラ３１から供給されるトナーによって顕像化される。この現像ユニット３０は、現像ローラ３１に加えて、液体現像剤３２を貯留するタンク３３と、該タンク３３に貯留された液体現像剤３２を汲み上げて現像ローラ３１に塗布する塗布ローラ３４と、該塗布ローラ３４上の現像液層の厚さを均一に規制する規制ブレード３５と、感光体１１へのトナー供給後に現像ローラ３１上に残留した現像液を除去するクリーニングブレード３６とを備えている。現像ローラ３１は感光体１１に従動する方向（図１中、反時計回り）に感光体１１と等しい周速で回転する。一方、塗布ローラ３４は現像ローラ３１と同一方向（同図中、反時計回り）に約２倍の周速で回転する。
【００２２】
液体現像剤３２は、本実施形態では、着色顔料、この着色顔料を接着する樹脂、トナーに所定の電荷を与える荷電制御剤、着色顔料を均一に分散させる分散剤等からなるトナーと、液体キャリアとで構成されており、トナーが液体キャリア中に分散されている。ここで、本実施形態では、液体キャリアとして不揮発性キャリア、例えばポリジメチルシロキサンオイルなどのシリコーンオイルを用いており、トナー濃度を５〜４０重量％として、湿式現像方式で多く用いられる低濃度現像液（トナー濃度が１〜２重量％）に比べて高濃度にしている。なお、液体キャリアの種類はシリコーンオイルに限定されるものではなく、また、液体現像剤３２の粘度は、使用する液体キャリアやトナーを構成する各材料、トナー濃度などによって決まるが、本実施形態では、例えば粘度を５０〜６０００ｍＰａ・ｓとし、低濃度現像液に比べて高粘度にしている。
【００２３】
このような構成の現像ユニット３０において、タンク３３に貯留された液体現像剤３２が塗布ローラ３４により汲み上げられ、規制ブレード３５により塗布ローラ３４上の現像液層の厚さが均一に規制される。そして、この均一な液体現像剤３２が現像ローラ３１の表面に付着し、現像ローラ３１の回転に伴って感光体１１に対向する現像位置１６に搬送される。荷電制御剤などの作用によってトナーは例えば正に帯電しており、現像位置１６では現像バイアス発生部１１４から現像ローラ３１に印加される現像バイアスＶｂによってトナーが現像ローラ３１から感光体１１に移動して、静電潜像が顕像化される。現像バイアスＶｂは、パッチ画像を用いた最適化処理によって決められるもので、例えばＶｂ＝ＤＣ＋４００Ｖ程度が用いられる。
【００２４】
上記のようにして感光体１１上に形成されたトナー像は、感光体１１の回転に伴って中間転写ベルト４１に対向する１次転写位置４２に搬送される。中間転写ベルト４１は複数のローラ４３〜４６に掛け渡されており、図示を省略する駆動モータにより感光体１１に従動する方向（図１中、反時計回り）４７に感光体１１と等しい周速で周回走行する。そして、転写バイアス発生部１１５から１次転写バイアス（例えばＤＣ−４００Ｖ）が印加されると、感光体１１上のトナー像が中間転写ベルト４１に１次転写される。このように、本発明の「像担持体」に相当する中間転写ベルト４１上にトナー像が形成されており、感光体ユニット１０、露光ユニット２０、現像ユニット３０が本発明の「画像形成手段」として機能している。なお、１次転写後における感光体１１上の残留電荷はＬＥＤなどからなる除電部１３により除去され、残留現像液はクリーニング部１４により除去される。
【００２５】
中間転写ベルト４１に掛け渡されたローラ４３〜４６のうち最下部のローラ４５にローラ４８が対向配置されており、中間転写ベルト４１に１次転写された１次転写トナー像は中間転写ベルト４１の回転に伴ってローラ４５、４８で挟まれた２次転写位置４９に搬送される。一方、給紙カセット３に収容されている記録媒体４は、１次転写トナー像の搬送に同期して搬送駆動部（図示省略）により２次転写位置４９に搬送される。そして、ローラ４８は中間転写ベルト４１に従動する方向（図１中、時計回り）に中間転写ベルト４１と等しい周速で回転しており、転写バイアス発生部１１５から２次転写バイアス（例えば定電流制御で−１００μＡ）が印加されると、中間転写ベルト４１上の１次転写トナー像が記録媒体４に２次転写される。このように、この実施形態では、転写ユニット４が本発明の「転写手段」として機能しており、本発明の「像担持体」に相当する中間転写ベルト４１にトナー像を一時的に担持した後に記録媒体４に転写しているが、感光体１１上に形成されたトナー像を記録媒体４に直接転写するようにしてもよいことは言うまでもなく、この場合、感光体１１が本発明の「像担持体」に相当する。
【００２６】
こうしてトナー像が２次転写された記録媒体４は、所定の搬送経路５（図１中、一点鎖線）に沿って搬送され、本発明の「定着手段」や「定着装置」に相当する定着ユニット６０によってトナー像が記録媒体４に定着され、装置本体２の上部に設けられた排出トレイに排出される。この定着ユニット６０の構成および動作については、後で詳述する。
【００２７】
また、図１中の符号５１は、２次転写後における中間転写ベルト４１上の残留現像液を除去するクリーニング部であり、また符号５２は反射型光センサからなるパッチセンサであり、感光体１１上に形成されたパッチ画像の濃度を検出する。また、図２において、主制御部１００は、インターフェース１０２を介して外部装置から与えられた画像信号を記憶するための画像メモリ１０３を備えている。また、ＣＰＵ１０１は外部装置から画像信号を含む印字指令信号をインターフェース１０２を介して受信すると、エンジン部１の動作指示に適した形式のジョブデータに変換し、エンジン制御部１１０に送出する。エンジン制御部１１０のメモリ１１７は、予め設定された固定データを含むＣＰＵ１１３の制御プログラムを記憶するＲＯＭや、エンジン部１の制御データやＣＰＵ１１３による演算結果などを一時的に記憶するＲＡＭなどからなる。
【００２８】
図３は本発明にかかる定着装置の一実施形態たる定着ユニットを示す図である。また、図４は図３の定着ユニットのニップ部におけるニップ圧力分布を示すグラフである。以下、これらの図を参照しつつ、定着ユニット６０の構成および動作について詳述する。この定着ユニット６０は、記録媒体４の一方面Ｓ1（図３）に接触可能に配置された加熱ローラ（接触部材）６１を備えており、図示を省略するモータからの回転駆動力を加熱ローラ６１に与えて加熱ローラ６１を同図の矢印方向Ｐに回転駆動する。また、この加熱ローラ６１には、加熱ヒータ６１ｈが内蔵されており、ヒータ制御部１１６からの制御信号に基づき加熱ヒータ６１ｈの作動を制御することで定着ユニット６０での定着温度を任意の温度に調整可能となっている。
【００２９】
また、この定着ユニット６０においては、ニップ用ローラ６２が圧縮コイルスプリング６３によって加熱ローラ６１に対して押圧されている。また、加熱ローラ６１に向けてニップ用ローラ６４が押圧されている。そして、ニップ用ローラ６２、６４の周囲には、ローラ６５〜６７が配置されており、これらのローラ６２，６４〜６７の周囲には無端ベルト６８が巻回されている。そして、モータからの回転駆動力がローラの一部に与えられ、このモータの作動により無端ベルト６８が同図の矢印方向Ｑに周回走行するように構成されている。このため、ニップ用ローラ６２、６４の間で無端ベルト６８の外周面が加熱ローラ６１と接触してニップ部６９を形成し、転写ユニット４０から搬送されてくる記録媒体４がニップ部６９を通過することで定着処理を実行する。このように、この実施形態では、複数のローラ６２，６４〜６７と、それらのローラ６２，６５〜６７に掛け渡された無端ベルト６８とで本発明の「加圧部材」が構成されており、２つのニップ用ローラ６２、６４により無端ベルト６８の外周面の一部を加熱ローラ６１に押圧接触させてニップ部６９を形成している。
【００３０】
なお、この実施形態では、ニップ部６９の出口側に相当するニップ用ローラ６４を加熱ローラ６１に向けて押圧するように配置するのみであるのに対し、ニップ部６９の入口側に相当するニップ用ローラ６２については圧縮コイルスプリング６３により加熱ローラ６１に向けて強圧しているため、記録媒体４の搬送方向Ｐ、Ｑに沿ったニップ部６９の長さ、つまりニップ幅におけるニップ圧力は図４に示すような圧力分布を有している。すなわち、ニップ部６９の入口側におけるニップ圧力がニップ部６９の出口側におけるニップ圧力よりも高くなっている。したがって、このように構成された定着ユニット６０に対して転写ユニット４０から記録媒体４が搬送されてくると、以下のような現象により定着処理が進行していく。
【００３１】
まず、定着ユニット６０に搬送されてくる記録媒体４では、液体現像剤を用いて形成された未定着トナー像ＴＩが記録媒体４の一方面（この実施形態では表面）Ｓ1（図３）に担持されており、定着前では記録媒体４の一方面に固体のトナーＴと液体キャリアＬとが混在した状態で存在している。そして、この混在状態のまま記録媒体４がニップ部６９の入口側に到達すると、比較的高いニップ圧力を受ける。ここで、「比較的高いニップ圧力」とは、液体現像剤中のトナーＴを記録媒体４に定着させるために適したニップ圧力、つまり出口側のニップ圧力よりも高い圧力を意味しており、液体現像剤の成分、装置構成や記録媒体４の材質などに応じて設定するようにすればよい。
【００３２】
このように比較的高いニップ圧力をニップ部６９の入口側で記録媒体４に与えると、トナーＴ間から液体キャリアＬが押し出されてトナーＴ間での液体キャリアＬの残存量は大きく減少する。というのも、液体キャリアＬは固体のトナーＴよりも高い流動性を有しているため、ニップ圧力の印加により液体キャリアＬが優先的に移動するからである。また同様の理由により、記録媒体４とトナーＴとの間についてもトナーＴ間と同様に液体キャリアＬの残存量は極めて少なくなっている。
【００３３】
そして、その低残存量のまま記録媒体４がニップ部６９の出口側に移動していき、トナーＴと記録媒体４の一方面Ｓ1が相互に押圧接触されて記録媒体４へのトナーＴの定着が行われる。この出口側では定着に適したニップ圧力に設定されており、定着処理を良好に行うことができる。しかも、上記のようにトナーＴ間と記録媒体４−トナーＴ間とから液体キャリアＬを積極的に排除した状態で定着処理を実行しているので、定着強度を高めることができ、優れた定着性が得られる。
【００３４】
以上のように、この実施形態によれば、ニップ部６９の入口側におけるニップ圧力が、ニップ部６９の出口側におけるニップ圧力よりも高くなるように設定しているので、液体キャリアＬにトナーＴを分散してなる液体現像剤を用いて形成されたトナー像ＴＩを優れた定着性で記録媒体４に定着することができる。
【００３５】
なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。以下、それら（１）〜（６）について詳述する。
【００３６】
（１）上記実施形態では、無端ベルト６８の外周面の一部を加熱ローラ６１に押圧接触させてニップ部６９を形成しているが、図５に示す他の実施形態の如く、２つのニップ用ローラ６２、６４の代わりに圧力パッドを用いて無端ベルト６８の外周面の一部を加熱ローラ６１に押圧接触させるように構成してもよい。
【００３７】
図５は本発明にかかる定着装置の他の実施形態たる定着ユニットを示す図である。また、図６は、図５の定着ユニットのニップ部におけるニップ圧力分布を示すグラフである。以下、これらの図を参照しつつ、この実施形態にかかる定着ユニット６０の構成および動作について、先の実施形態との相違点を中心に詳述する。この定着ユニット６０では、ニップ用ローラの代わりに、圧力パッド７１が配置されている。すなわち、３つのローラ６５〜６７が設けられるとともに、それらの周囲には無端ベルト６８が巻回されている。そして、モータからの回転駆動力がローラの一部に与えられ、このモータの作動により無端ベルト６８が同図の矢印方向Ｑに周回走行するように構成されている。また、無端ベルト６８の内側に非回転状態で圧力パッド７１が配置されてニップ部全体にわたって無端ベルト６８を加熱ローラ６１に押圧接触させてニップ部６９を形成している。このため、圧力パッド７１の配設位置で無端ベルト６８の外周面が加熱ローラ６１と接触してニップ部６９を形成し、転写ユニット４０から搬送されてくる記録媒体４がニップ部６９を通過することで定着処理を実行する。このように、この実施形態では、複数のローラ６５〜６７と、それらのローラ６５〜６７に掛け渡された無端ベルト６８と、圧力パッド７１とで本発明の「加圧部材」が構成されている。
【００３８】
また、圧力パッド７１は図５に示すように２つのパッド部７１１、７１２を有している。このうちパッド部７１１はニップ部６９の入口側に配置されるとともに、圧縮コイルスプリング７２によって加熱ローラ６１に対して押圧されている。一方、残りのパッド部７１２はニップ部６９の出口側で加熱ローラ６１に向けて押圧するように配置するのみである。このため、記録媒体４の搬送方向Ｐ、Ｑに沿ったニップ部６９の長さ、つまりニップ幅におけるニップ圧力は図６に示すような圧力分布を有している。すなわち、ニップ部６９の入口側におけるニップ圧力がニップ部６９の出口側におけるニップ圧力よりも高くなっている。
【００３９】
そして、このように構成された定着ユニット６０に対して転写ユニット４０から記録媒体４が搬送されてくると、先に説明した実施形態と同様にして定着処理が進行していく。すなわち、定着ユニット６０に搬送されてくる記録媒体４がニップ部６９の入口側に到達すると、比較的高いニップ圧力を受けてトナーＴ間から液体キャリアＬが押し出されてトナーＴ間での液体キャリアＬの残存量は大きく減少するとともに、記録媒体４とトナーＴとの間についてもトナーＴ間と同様に液体キャリアＬの残存量は極めて少なくなっている。また、その低残存量のまま記録媒体４がニップ部６９の出口側に移動していき、トナーＴと記録媒体４の一方面Ｓ1が相互に押圧接触されて記録媒体４へのトナーＴの定着が行われる。したがって、定着に適したニップ圧力状態で、しかもトナーＴ間と記録媒体４−トナーＴ間とから液体キャリアＬを積極的に排除した状態で、定着処理を実行することができるので、定着強度を高めることができ、優れた定着性が得られる。
【００４０】
また、この実施形態では、圧力パッド７１を用いてニップ部６９を形成しているので、次のような作用効果を得ることができる。すなわち、この実施形態によれば、図６に示すようにニップ部６９の出口側のニップ圧力を均一化することができ、記録媒体４がニップ部６９を通過している間に記録媒体４の速度変動が生じるのを確実に防止することができる。その結果、すべり発生を抑制して良好な定着トナー像を得ることができる。
【００４１】
（２）上記した２つの実施形態はともに、いわゆるベルトニップ方式を採用しているが、ニップ方式はこれに限定されるものではなく、例えば図７に示すようなローラニップ方式を採用してもよい。
【００４２】
図７は本発明にかかる定着装置の別の実施形態たる定着ユニットを示す図である。この定着ユニット６０は、本発明の「接触部材」に相当する加熱ローラ６１と、本発明の「加圧部材」に相当する複数の加圧ローラ７３〜７５とを備えている。この加熱ローラ６１は、先の実施形態と同様に、図示を省略するモータからの回転駆動力を受けて同図の矢印方向Ｐに回転駆動する。また、この加熱ローラ６１の回転方向Ｐに沿ってローラ７３〜７５が隣接し、しかも加熱ローラ６１に対して押圧されてニップ部６９を形成している。
【００４３】
これらのローラ７３〜７５のうちニップ部６９の入口側ローラ７３の押圧力がニップ部６９の出口側ローラ７５の押圧力よりも高くなるように設定している。このため、記録媒体４の搬送方向Ｐに沿ったニップ部６９の長さ、つまりニップ幅におけるニップ圧力は図４と同様な圧力分布となる。このため、このように構成された定着ユニット６０に対して転写ユニット４０から記録媒体４が搬送された場合も、上記実施形態と同様に、ニップ部６９の入口側でトナーＴ間および記録媒体４とトナーＴとの間から液体キャリアＬを押し出し、この低残存量のまま記録媒体４をニップ部６９の出口側に移動させながら記録媒体４へのトナーＴの定着を行っている。したがって、定着に適したニップ圧力状態で、しかもトナーＴ間と記録媒体４−トナーＴ間とから液体キャリアＬを積極的に排除した状態で、定着処理を実行することができるので、定着強度を高めることができ、優れた定着性が得られる。
【００４４】
ここで、少なくとも出口側ローラ７５に加熱ヒータなどの加熱手段をさらに設けてもよく、該ローラ７５を加熱することで記録媒体４へのトナーＴの定着強度を高めて定着性をさらに高めることができる。
【００４５】
（３）上記実施形態では、記録媒体４にトナー像を転写した後に、定着ユニット６０による定着処理を実行しているが、転写処理と定着処理とを同時に実行する画像形成装置にも本発明を適用することができる。以下、図８を参照しつつ説明する。
【００４６】
図８は本発明にかかる定着装置のさらに別の実施形態たる転写定着ユニットを示す図である。この転写定着ユニット８０は、２次転写位置で転写処理のみならず、定着処理も同時に行うユニットであり、上記実施形態と大きく相違する点は、転写ユニット４０のローラ４５の代わりに本発明の「接触部材」として加熱ローラ６１を設け、ローラ４８の代わりに本発明の「加圧部材」としてローラ６２、６４〜６７、圧縮コイルスプリング６３および無端ベルト６８を設けている点である。すなわち、この転写定着ユニット８０では、加熱ローラ６１が本発明の「像担持体」たる中間転写ベルト４１の裏面に接触可能に配置されている。また、この加熱ローラ６１には、加熱ヒータ６１ｈが内蔵されており、ヒータ制御部１１６からの制御信号に基づき加熱ヒータ６１ｈの作動を制御することで転写定着ユニット８０での定着温度を任意の温度に調整可能となっている。なお、その他の構成は図１の画像形成装置と同様であるため、ここでは転写定着ユニット８０の主要部分について説明し、その他の構成については説明を省略する。
【００４７】
また、図３の実施形態と同様に、ニップ用ローラ６２、６４の間で無端ベルト６８の外周面が加熱ローラ６１に巻き掛けられた中間転写ベルト４１の表面Ｓ41に押圧してニップ部８１を形成している。このため、記録媒体４が転写定着ユニット８０に搬送されてくると、その記録媒体４がニップ部８１の間に通過することで転写処理と定着処理を同時に実行可能となっている。
【００４８】
また、この実施形態においても、ニップ部８１の出口側に相当するニップ用ローラ６４を加熱ローラ６１に向けて押圧するように配置するのみであるのに対し、ニップ部８１の入口側に相当するニップ用ローラ６２については圧縮コイルスプリング６３により加熱ローラ６１に向けて強圧しているため、記録媒体４の搬送方向Ｐに沿ったニップ部８１の長さ、つまりニップ幅におけるニップ圧力は図４に示すような圧力分布を有している。したがって、単に転写定着を行うことができるだけでなく、上記実施形態と同様に転写定着に適したニップ圧力状態で、しかもトナーＴ間と記録媒体４−トナーＴ間とから液体キャリアＬを積極的に排除した状態で、定着処理を実行することができるので、定着強度を高めることができ、優れた定着性が得られる。
【００４９】
なお、この実施形態では、図３と同様のベルトニップ方式を採用しているが、ニップ方式についてはこれに限定されるものではなく、図５と同様のベルトニップ方式や図７のローラニップ方式などを採用してもよい。
【００５０】
（４）上記実施形態では、単にニップ部６９に記録媒体４を通過させて定着処理を、また単にニップ部８１に中間転写ベルト４１および記録媒体４を通過させて転写定着処理を行っているが、各ニップ部６９，８１に対して液体現像剤３２中のトナーＴが記録媒体４側に移動する向きの電界を発生させる電界発生手段をさらに設けてもよい。この場合、トナーＴが記録媒体４側に集中することとなり、トナーＴ間と記録媒体４−トナーＴ間とからの液体キャリア排除を効率的に行うことができ、定着性をさらに向上させることができる。
【００５１】
（５）上記実施形態では、液体現像剤の液体キャリアとして不揮発性キャリアを用いているが、揮発性キャリアを用いた液体現像剤についても本発明を適用することができる。
【００５２】
（６）上記実施形態では、ホストコンピュータなどの外部装置より与えられた画像を記録媒体に印刷するプリンタを用いて説明しているが、本発明はこれに限られず、液体現像剤を用いてトナー像を記録媒体に形成する画像形成装置全般に適用することができる。また、上記実施形態は単色印字の画像形成装置に対して本発明を適用しているが、本発明の適用対象はこれに限定されず、カラー画像形成装置にも本発明を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる画像形成装置の一実施形態であるプリンタの内部構成を示す図である。
【図２】図１のプリンタの電気的構成を示すブロック図である。
【図３】本発明にかかる定着装置の一実施形態たる定着ユニットを示す図である。
【図４】図３の定着ユニットのニップ部におけるニップ圧力分布を示すグラフである。
【図５】本発明にかかる定着装置の他の実施形態たる定着ユニットを示す図である。
【図６】図５の定着ユニットのニップ部におけるニップ圧力分布を示すグラフである。
【図７】本発明にかかる定着装置の別の実施形態たる定着ユニットを示す図である。
【図８】本発明にかかる定着装置のさらに別の実施形態たる転写定着ユニットを示す図である。
【符号の説明】
４…記録媒体、１０…感光体ユニット（画像形成手段）、２０…露光ユニット（画像形成手段）、３０…現像ユニット（画像形成手段）、３２…液体現像剤、４０…転写ユニット（転写手段）、６０…定着ユニット（定着手段）８０…転写定着ユニット（転写定着手段）、６１…加熱ローラ（接触部材）、６２…（入口側の）ニップ用ローラ、６４…（出口側の）ニップ用ローラ、６５〜６７…ローラ（加圧部材）、６８…無端ベルト（加圧部材）、６９，８１…ニップ部、７１…圧力パッド（加圧部材）、７３…入口側ローラ、７５…出口側ローラ、Ｓ1…（記録媒体）の一方面、ＴＩ…未定着トナー像、Ｔ…トナー[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a technique for fixing an unfixed toner image formed using a liquid developer obtained by dispersing toner in a liquid carrier onto a recording medium.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a toner image is formed on a recording medium such as copy paper, transfer paper or paper by an image forming process using a liquid developer in which toner is dispersed in a liquid carrier. An image forming apparatus for fixing on a recording medium is known. A fixing device in such a wet development type image forming apparatus includes a heating roller and a plurality of supporting rollers arranged in the circumferential direction facing the heating roller, and a nip portion between the heating roller and the supporting roller. There is known a technique in which an unfixed toner image on a recording medium is fixed on the recording medium by passing the recording medium through the recording medium (see Patent Document 1).
[0003]
In the fixing device described in Patent Document 1, the heating roller contacts the surface of the recording medium carrying the unfixed toner image, while each support roller presses the recording medium from the back side of the recording medium toward the heating roller. However, here, the pressing force of the support roller is set to 50 g / cm or less per unit length in the axial direction of the support roller. As a result, the contact pressure of the recording medium with respect to the heating roller is sufficiently reduced, and the offset amount of the toner adhering to the heating roller after fixing is reduced.
[0004]
[Patent Document 1]
JP 2000-112269 A (page 3, FIGS. 1 and 2)
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in a wet development type image forming apparatus, since a liquid developer obtained by dispersing toner in a liquid carrier is used as a developer, the toner image formed by the development process is transferred to the recording medium. Not only solid toner but also a liquid carrier exists on the surface, and the fixing process is executed in a state where these are mixed. That is, while passing through the nip portion between the heating roller and the plurality of support rollers, that is, while moving the nip width, the surface of the recording medium and the heating roller are pressed against each other to fix the toner onto the recording medium. Is done. Accordingly, it can be easily estimated that the pressure distribution in the nip portion greatly affects the fixing characteristics. In particular, when a volatile carrier is used as the liquid carrier, the amount of the liquid carrier is relatively small because part of it is evaporated by heat applied to the fixing process, but when a non-volatile carrier is used as the liquid carrier There is almost no evaporation of the liquid carrier, and it is more susceptible to pressure distribution than when a liquid developer using a volatile carrier is used.
[0006]
However, in the conventional wet-development-type image forming apparatus, although the pressure value itself at the nip portion is sufficiently considered as described above, the pressure distribution at the nip portion is not considered at all. There was still a lot of room for improvement in terms of fixability.
[0007]
The present invention has been made in view of the above problems, and a fixing device capable of fixing a toner image formed using a liquid developer obtained by dispersing toner in a liquid carrier to a recording medium with excellent fixability. An object is to provide an image forming apparatus.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The fixing device according to the present invention is configured such that, of both surfaces of a recording medium, contact is arranged so as to be able to contact one surface carrying an unfixed toner image formed using a liquid developer formed by dispersing toner in a liquid carrier. And a pressure member that presses the recording medium against the contact member from the opposite surface of the recording medium, and passing the recording medium through a nip portion between the contact member and the pressure member to transfer an unfixed toner image of the recording medium. In the fixing device for fixing on one side, in order to achieve the above object, the nip pressure on the inlet side of the nip portion is set to be higher than the nip pressure on the outlet side of the nip portion.
[0009]
In the invention configured as described above, an unfixed toner image formed using a liquid developer is carried on one side of a recording medium, and solid toner and a liquid carrier are placed on one side of the recording medium before fixing. Exist in a mixed state. Here, when the recording medium passes through the nip portion in this mixed state, the unfixed toner image first receives a higher nip pressure on the inlet side than on the outlet side. At this time, since the liquid carrier has higher fluidity than the solid toner, the liquid carrier is pushed out from between the toners, and the residual amount of the liquid carrier between the toners is greatly reduced. Also, the remaining amount of liquid carrier between the recording medium and the toner is extremely small as in the case between the toner. Then, the recording medium moves through the nip portion with the low remaining amount, and the toner and one surface of the recording medium are pressed against each other to fix the toner onto the recording medium. As described above, since the fixing process is performed in a state where the liquid carrier is excluded from between the toner and between the recording medium and the toner, the fixing strength can be increased, and excellent fixability can be obtained.
[0010]
Here, for example, a heating roller can be used as the contact member. Further, as the pressure member, a belt nip type or a roller nip type can be used. As the former method, for example, the pressure member is composed of a plurality of rollers including two nip rollers disposed in proximity to the heating roller, and an endless belt that is looped around the plurality of rollers and can run around. A roller that forms a nip portion by pressing a part of the outer peripheral surface of the endless belt against the heating roller with two nip rollers can be used. Thus, when the belt nip type is used as the pressure member, the width of the nip portion in the recording medium conveyance direction, that is, the nip width can be set wide. As a result, it is possible to set a long time for the recording medium to pass through the nip portion, and to secure a sufficient fixing time and obtain a good fixing property. Also, by adjusting the pressing force of the nip roller on the inlet side, it is possible to accurately set the nip pressure on the inlet side of the nip portion, while adjusting the pressing force of the nip roller on the outlet side as well. As a result, the nip pressure can be set accurately, and the fixability can be controlled well.
[0011]
Further, as a belt nip system, a pressure pad may be provided instead of using a nip roller. This pressure pad is arranged in a non-rotating state inside the endless belt and presses the endless belt against the heating roller over the entire nip portion to form the nip portion. In this way, the endless belt can be pressed over a large area compared to the nip roller, that is, the pressing force can be applied to the entire nip portion, and the nip pressure on the inlet side and the nip pressure on the outlet side of the nip portion are uniform. Can be adjusted. For this reason, the following effects can be obtained, and the fixability can be further improved. That is, if the nip pressure is non-uniform at the inlet side or the outlet side of the nip portion, the speed of the recording medium varies while the recording medium passes through the nip portion. As a result, a slip occurs between the endless belt and the recording medium, and the toner image may be disturbed. In contrast, in the present invention, since the nip pressure can be made uniform by using the pressure pad, the occurrence of slipping can be suppressed and a good fixed toner image can be obtained.
[0012]
Further, as the roller nip method, for example, the pressure member includes a plurality of rollers that are in press contact with the heating roller, and a nip portion formed by the plurality of rollers and the heating roller can be used. In this case, it is only necessary to set the pressing force of the inlet side roller of the nip portion to the heating roller to be higher than the pressing force of the outlet side roller of the nip portion. Can be controlled. Further, by further providing a heating means for heating the exit side roller, the fixing strength of the toner to the recording medium can be increased and the fixing property can be further improved.
[0013]
Further, an electric field generating means for generating an electric field in a direction in which the toner in the liquid developer moves to the recording medium side may be further provided in the nip portion. In this case, the toner is concentrated on the recording medium side, The liquid carrier can be efficiently removed from between the recording medium and between the recording medium and the toner. As a result, the fixability can be further improved.
[0014]
In order to achieve the above object, an image forming apparatus according to the present invention includes an image forming unit that forms a toner image on an image carrier using a liquid developer obtained by dispersing toner in a liquid carrier, and an image forming unit. 7. A transfer unit that transfers the formed toner image to one side of the recording medium, and the same structure as the fixing device according to claim 1, and transferred to one side of the recording medium by the transfer unit. Fixing means for fixing the unfixed toner image on the recording medium.
[0015]
In the invention configured as described above, when the toner image is transferred to one surface of the recording medium, the solid toner and the liquid carrier exist on the one surface of the recording medium in a mixed state. However, similarly to the above-described invention (fixing device), a higher nip pressure is applied to the recording medium on the inlet side of the nip than on the outlet side, so that the liquid carrier between the toner and between the recording medium and the toner The remaining amount is reduced. Then, since the recording medium passes through the nip portion with the low residual amount and the toner is fixed to the recording medium, the fixing strength can be increased and excellent fixing properties can be obtained.
[0016]
In the image forming apparatus, the fixing process is performed after the transfer. However, the present invention can also be applied to an image forming apparatus that performs the transfer and the fixing simultaneously. In other words, in order to achieve the above object, the image forming apparatus according to the present invention forms an image forming means for forming a toner image on the surface of the image carrier using a liquid developer obtained by dispersing toner in a liquid carrier; A transfer fixing means for transferring and fixing the toner image to one side of the recording medium at the same time, the transfer fixing means being arranged so as to be in contact with the back surface of the image carrier, and the recording medium from the opposite side of the recording medium. A pressure member that presses the surface of the image carrier onto the surface of the image carrier, and the recording medium and the image carrier are transferred and fixed by passing through the nip portion between the contact member and the pressure member. The nip pressure on the side is set so as to be higher than the nip pressure on the outlet side of the nip portion.
[0017]
In the image forming apparatus configured as described above, the transfer process and the fixing process are simultaneously performed by passing the recording medium and the image carrier through the nip portion between the contact member and the pressure member. When passing through the nip portion, the toner image is transferred to the recording medium on the inlet side, and at the same time, the liquid carrier existing between the toners transferred to the recording medium is pushed out between the toners and the liquid carrier between the toners The remaining amount is greatly reduced. Also, the remaining amount of liquid carrier between the recording medium and the toner is extremely small as in the case between the toner. Then, the recording medium moves on the exit side of the nip portion with the low remaining amount, and the toner and one surface of the recording medium are pressed against each other to fix the toner onto the recording medium. As described above, since the fixing process is performed in a state where the liquid carrier is excluded from between the toner and between the recording medium and the toner, the fixing strength can be increased, and excellent fixability can be obtained.
[0018]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 is a diagram showing an internal configuration of a printer which is an embodiment of an image forming apparatus according to the present invention. FIG. 2 is a block diagram showing the electrical configuration of the printer. This printer is a wet development type image forming apparatus that forms a single color image using a black (K) liquid developer. In this printer, when a print command signal including an image signal is given to the main control unit 100 from an external device such as a host computer, the engine control unit 110 causes each part of the engine unit 1 to respond to the control signal from the main control unit 100. The image corresponding to the image signal is printed out on transfer paper, copy paper, and paper (hereinafter referred to as “recording medium”) 4 conveyed from the paper feed cassette 3 disposed in the lower part of the apparatus main body 2. .
[0019]
The engine unit 1 includes a photoconductor unit 10, an exposure unit 20, a developing unit 30, a transfer unit 40, a fixing unit 60, and the like. Among these units, in the photoconductor unit 10, the photoconductor 11 is provided so as to be rotatable in an arrow direction 15 in FIG. 1 (clockwise direction in the drawing). A charging unit 12, a developing roller 31, a transfer unit 40, a charge eliminating unit 13, and a cleaning unit 14 are disposed around the photoconductor 11 along the rotation direction 15. In this embodiment, the charging unit 12 includes a charging roller, and a charging bias is applied from the charging bias generation unit 111 to uniformly charge the outer peripheral surface of the photoconductor 11 to a predetermined surface potential Vd (for example, Vd = DC + 600 V). It has a function as a charging means.
[0020]
Further, a surface area between the charging unit 12 and the developing roller 31 is an irradiation area of the light beam 21 from the exposure unit 20, and an electrostatic latent image is formed in this irradiation area. That is, the exposure unit 20 exposes the photoconductor 11 with the light beam 21 in accordance with a control command given from the exposure control unit 112, and forms an electrostatic latent image corresponding to the image signal on the photoconductor 11. For example, when a print command signal including an image signal is given from an external device such as a host computer to the CPU 101 of the main control unit 100 via the interface 102, the CPU 113 controls the exposure control unit in response to a command from the CPU 101 of the main control unit 100. A control signal corresponding to the image signal is output to 112 at a predetermined timing. Then, in response to a control command from the exposure control unit 112, the light beam 21 is irradiated from the exposure unit 20 to the photoconductor 11, and an electrostatic latent image corresponding to the image signal is formed on the photoconductor 11. Further, when forming a patch image as necessary, a control signal corresponding to a patch image signal of a predetermined pattern (for example, a solid image, a fine line image, or a white line image) set in advance is sent from the CPU 113 to the exposure control unit. An electrostatic latent image corresponding to the pattern is formed on the photoconductor 11.
[0021]
The electrostatic latent image formed in this way is visualized by toner supplied from the developing roller 31 of the developing unit 30. In addition to the developing roller 31, the developing unit 30 includes a tank 33 that stores the liquid developer 32, a coating roller 34 that pumps the liquid developer 32 stored in the tank 33 and applies the liquid developer 32 to the developing roller 31, A regulation blade 35 that uniformly regulates the thickness of the developer layer on the application roller 34 and a cleaning blade 36 that removes the developer remaining on the development roller 31 after supplying the toner to the photoreceptor 11 are provided. The developing roller 31 rotates at a peripheral speed equal to that of the photoconductor 11 in the direction of following the photoconductor 11 (counterclockwise in FIG. 1). On the other hand, the application roller 34 rotates in the same direction as the developing roller 31 (counterclockwise in the figure) at a peripheral speed of about twice.
[0022]
In the present embodiment, the liquid developer 32 includes a color pigment, a resin that adheres the color pigment, a charge control agent that gives a predetermined charge to the toner, a toner that uniformly disperses the color pigment, and a liquid carrier. The toner is dispersed in the liquid carrier. Here, in this embodiment, a non-volatile carrier, for example, a silicone oil such as polydimethylsiloxane oil is used as the liquid carrier, and the toner concentration is 5 to 40% by weight. The toner density is higher than (toner density is 1 to 2% by weight). The type of the liquid carrier is not limited to silicone oil, and the viscosity of the liquid developer 32 is determined by the liquid carrier to be used, each material constituting the toner, the toner concentration, etc. In this embodiment, For example, the viscosity is 50 to 6000 mPa · s, which is higher than that of the low-concentration developer.
[0023]
In the developing unit 30 having such a configuration, the liquid developer 32 stored in the tank 33 is pumped up by the application roller 34, and the thickness of the developer layer on the application roller 34 is uniformly regulated by the regulation blade 35. Then, the uniform liquid developer 32 adheres to the surface of the developing roller 31 and is conveyed to the developing position 16 facing the photoreceptor 11 as the developing roller 31 rotates. The toner is positively charged, for example, by the action of the charge control agent, and the toner moves from the developing roller 31 to the photoconductor 11 by the developing bias Vb applied from the developing bias generating unit 114 to the developing roller 31 at the developing position 16. Thus, the electrostatic latent image is visualized. The development bias Vb is determined by an optimization process using a patch image. For example, about Vb = DC + 400V is used.
[0024]
The toner image formed on the photoconductor 11 as described above is conveyed to the primary transfer position 42 facing the intermediate transfer belt 41 as the photoconductor 11 rotates. The intermediate transfer belt 41 is stretched around a plurality of rollers 43 to 46, and has a circumferential speed equal to that of the photoconductor 11 in a direction 47 (counterclockwise in FIG. 1) driven by the photoconductor 11 by a drive motor (not shown). Run around. When a primary transfer bias (for example, DC-400 V) is applied from the transfer bias generator 115, the toner image on the photoconductor 11 is primarily transferred to the intermediate transfer belt 41. Thus, the toner image is formed on the intermediate transfer belt 41 corresponding to the “image carrier” of the present invention, and the photosensitive unit 10, the exposure unit 20, and the developing unit 30 are the “image forming unit” of the present invention. Is functioning as The residual charge on the photoconductor 11 after the primary transfer is removed by a charge eliminating unit 13 made of an LED or the like, and the residual developer is removed by a cleaning unit 14.
[0025]
A roller 48 is disposed opposite to the lowermost roller 45 among the rollers 43 to 46 that are stretched over the intermediate transfer belt 41, and the primary transfer toner image that is primarily transferred to the intermediate transfer belt 41 is the intermediate transfer belt 41. Is conveyed to a secondary transfer position 49 sandwiched between rollers 45 and 48. On the other hand, the recording medium 4 accommodated in the paper feed cassette 3 is conveyed to the secondary transfer position 49 by a conveyance drive unit (not shown) in synchronization with the conveyance of the primary transfer toner image. The roller 48 rotates in the direction of following the intermediate transfer belt 41 (clockwise in FIG. 1) at the same peripheral speed as that of the intermediate transfer belt 41, and a secondary transfer bias (for example, a constant current) is transferred from the transfer bias generator 115. When -100 μA) is applied under control, the primary transfer toner image on the intermediate transfer belt 41 is secondarily transferred to the recording medium 4. Thus, in this embodiment, the transfer unit 4 functions as the “transfer unit” of the present invention, and the toner image is temporarily carried on the intermediate transfer belt 41 corresponding to the “image carrier” of the present invention. Although it is transferred to the recording medium 4 later, it goes without saying that the toner image formed on the photosensitive member 11 may be directly transferred to the recording medium 4. It corresponds to an “image carrier”.
[0026]
The recording medium 4 on which the toner image has been secondarily transferred in this manner is conveyed along a predetermined conveyance path 5 (indicated by a one-dot chain line in FIG. 1), and a fixing unit corresponding to the “fixing unit” or “fixing device” of the present invention. The toner image is fixed on the recording medium 4 by 60 and discharged to a discharge tray provided on the upper part of the apparatus main body 2. The configuration and operation of the fixing unit 60 will be described in detail later.
[0027]
Further, reference numeral 51 in FIG. 1 is a cleaning unit that removes residual developer on the intermediate transfer belt 41 after the secondary transfer, and reference numeral 52 is a patch sensor including a reflection type photosensor. The density of the patch image formed above is detected. In FIG. 2, the main control unit 100 includes an image memory 103 for storing an image signal given from an external device via the interface 102. When the CPU 101 receives a print command signal including an image signal from an external device via the interface 102, the CPU 101 converts the job data into a format suitable for an operation instruction of the engine unit 1, and sends the job data to the engine control unit 110. The memory 117 of the engine control unit 110 includes a ROM that stores a control program of the CPU 113 including preset fixed data, a RAM that temporarily stores control data of the engine unit 1 and calculation results by the CPU 113, and the like.
[0028]
FIG. 3 is a diagram showing a fixing unit as an embodiment of the fixing device according to the present invention. FIG. 4 is a graph showing the nip pressure distribution at the nip portion of the fixing unit of FIG. Hereinafter, the configuration and operation of the fixing unit 60 will be described in detail with reference to these drawings. The fixing unit 60 includes a heating roller (contact member) 61 disposed so as to be able to come into contact with one surface S1 (FIG. 3) of the recording medium 4. The heating roller 61 receives a rotational driving force from a motor (not shown). The heating roller 61 is rotationally driven in the arrow direction P in FIG. The heating roller 61 has a built-in heater 61h, and the fixing temperature in the fixing unit 60 is set to an arbitrary temperature by controlling the operation of the heater 61h based on a control signal from the heater controller 116. It is adjustable.
[0029]
In the fixing unit 60, the nip roller 62 is pressed against the heating roller 61 by the compression coil spring 63. A nip roller 64 is pressed toward the heating roller 61. Rollers 65 to 67 are disposed around the nip rollers 62 and 64, and an endless belt 68 is wound around the rollers 62 and 64 to 67. A rotational driving force from the motor is applied to a part of the roller, and the endless belt 68 is configured to run around in the arrow direction Q in FIG. For this reason, the outer peripheral surface of the endless belt 68 contacts the heating roller 61 between the nip rollers 62 and 64 to form the nip portion 69, and the recording medium 4 conveyed from the transfer unit 40 passes through the nip portion 69. Thus, the fixing process is executed. As described above, in this embodiment, the “pressurizing member” of the present invention is configured by the plurality of rollers 62 and 64 to 67 and the endless belt 68 stretched over the rollers 62 and 65 to 67. A part of the outer peripheral surface of the endless belt 68 is pressed against the heating roller 61 by the two nip rollers 62 and 64 to form a nip portion 69.
[0030]
In this embodiment, the nip roller 64 corresponding to the outlet side of the nip portion 69 is only arranged so as to be pressed toward the heating roller 61, whereas the nip corresponding to the inlet side of the nip portion 69 is disposed. Since the roller 62 is strongly pressed toward the heating roller 61 by the compression coil spring 63, the length of the nip portion 69 along the conveyance direction P, Q of the recording medium 4, that is, the nip pressure at the nip width is shown in FIG. Has a pressure distribution as shown in FIG. That is, the nip pressure on the inlet side of the nip portion 69 is higher than the nip pressure on the outlet side of the nip portion 69. Therefore, when the recording medium 4 is conveyed from the transfer unit 40 to the fixing unit 60 configured as described above, the fixing process proceeds due to the following phenomenon.
[0031]
First, in the recording medium 4 conveyed to the fixing unit 60, an unfixed toner image TI formed using a liquid developer is carried on one surface (the surface in this embodiment) S1 (FIG. 3) of the recording medium 4. Therefore, before fixing, the solid toner T and the liquid carrier L exist in a mixed state on one surface of the recording medium 4. When the recording medium 4 reaches the inlet side of the nip portion 69 in this mixed state, it receives a relatively high nip pressure. Here, “relatively high nip pressure” means a nip pressure suitable for fixing the toner T in the liquid developer to the recording medium 4, that is, a pressure higher than the nip pressure on the outlet side. What is necessary is just to set according to the component of a liquid developer, an apparatus structure, the material of the recording medium 4, etc. FIG.
[0032]
When a relatively high nip pressure is applied to the recording medium 4 on the inlet side of the nip portion 69 in this way, the liquid carrier L is pushed out from between the toners T, and the remaining amount of the liquid carrier L between the toners T is greatly reduced. This is because the liquid carrier L has higher fluidity than the solid toner T, and therefore the liquid carrier L moves preferentially by application of the nip pressure. For the same reason, the remaining amount of the liquid carrier L between the recording medium 4 and the toner T is extremely small as in the case of the toner T.
[0033]
Then, the recording medium 4 moves toward the outlet side of the nip portion 69 with the low remaining amount, and the toner T and the one surface S1 of the recording medium 4 are pressed against each other to fix the toner T to the recording medium 4. Is done. On the outlet side, a nip pressure suitable for fixing is set, and fixing processing can be performed satisfactorily. In addition, as described above, since the fixing process is executed in a state where the liquid carrier L is positively removed from between the toner T and between the recording medium 4 and the toner T, the fixing strength can be increased and excellent fixing can be performed. Sex is obtained.
[0034]
As described above, according to this embodiment, since the nip pressure on the inlet side of the nip portion 69 is set to be higher than the nip pressure on the outlet side of the nip portion 69, the toner T The toner image TI formed using the liquid developer in which the toner is dispersed can be fixed to the recording medium 4 with excellent fixability.
[0035]
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications other than those described above can be made without departing from the spirit of the present invention. Hereinafter, (1) to (6) will be described in detail.
[0036]
(1) In the above embodiment, a part of the outer peripheral surface of the endless belt 68 is pressed and brought into contact with the heating roller 61 to form the nip portion 69. However, as in the other embodiment shown in FIG. A part of the outer peripheral surface of the endless belt 68 may be pressed against the heating roller 61 using a pressure pad instead of the rollers 62 and 64 for use.
[0037]
FIG. 5 is a view showing a fixing unit according to another embodiment of the fixing device according to the present invention. FIG. 6 is a graph showing the nip pressure distribution at the nip portion of the fixing unit of FIG. Hereinafter, the configuration and operation of the fixing unit 60 according to this embodiment will be described in detail with a focus on differences from the previous embodiment, with reference to these drawings. In the fixing unit 60, a pressure pad 71 is disposed instead of the nip roller. That is, three rollers 65 to 67 are provided, and an endless belt 68 is wound around them. A rotational driving force from the motor is applied to a part of the roller, and the endless belt 68 is configured to run around in the arrow direction Q in FIG. Further, the pressure pad 71 is disposed inside the endless belt 68 in a non-rotating state, and the endless belt 68 is pressed against the heating roller 61 over the entire nip portion to form the nip portion 69. For this reason, the outer peripheral surface of the endless belt 68 contacts the heating roller 61 at the position where the pressure pad 71 is disposed to form the nip portion 69, and the recording medium 4 conveyed from the transfer unit 40 passes through the nip portion 69. The fixing process is executed. As described above, in this embodiment, the plurality of rollers 65 to 67, the endless belt 68 spanned between the rollers 65 to 67, and the pressure pad 71 constitute the “pressure member” of the present invention. Yes.
[0038]
Further, the pressure pad 71 has two pad portions 711 and 712 as shown in FIG. Among these, the pad portion 711 is disposed on the inlet side of the nip portion 69 and is pressed against the heating roller 61 by the compression coil spring 72. On the other hand, the remaining pad portion 712 is only disposed so as to be pressed toward the heating roller 61 on the outlet side of the nip portion 69. Therefore, the length of the nip portion 69 along the conveyance direction P, Q of the recording medium 4, that is, the nip pressure at the nip width has a pressure distribution as shown in FIG. That is, the nip pressure on the inlet side of the nip portion 69 is higher than the nip pressure on the outlet side of the nip portion 69.
[0039]
When the recording medium 4 is conveyed from the transfer unit 40 to the fixing unit 60 configured as described above, the fixing process proceeds in the same manner as in the above-described embodiment. That is, when the recording medium 4 conveyed to the fixing unit 60 reaches the inlet side of the nip portion 69, the liquid carrier L is pushed out from between the toners T by receiving a relatively high nip pressure, and the liquid carrier between the toners T The residual amount of L greatly decreases, and the residual amount of the liquid carrier L between the recording medium 4 and the toner T is extremely small as between the toners T. Further, the recording medium 4 moves toward the exit side of the nip portion 69 with the low residual amount, and the toner T and the one surface S1 of the recording medium 4 are pressed against each other to fix the toner T to the recording medium 4. Is done. Therefore, the fixing process can be executed in a nip pressure state suitable for fixing and in a state where the liquid carrier L is positively excluded from between the toner T and between the recording medium 4 and the toner T. Can be improved, and excellent fixability can be obtained.
[0040]
Moreover, in this embodiment, since the nip part 69 is formed using the pressure pad 71, the following effects can be obtained. That is, according to this embodiment, as shown in FIG. 6, the nip pressure on the outlet side of the nip portion 69 can be made uniform, and while the recording medium 4 passes through the nip portion 69, It is possible to reliably prevent the speed fluctuation from occurring. As a result, it is possible to obtain a good fixed toner image by suppressing the occurrence of slipping.
[0041]
(2) Both of the above-described two embodiments employ a so-called belt nip method, but the nip method is not limited to this, and for example, a roller nip method as shown in FIG. 7 may be employed. .
[0042]
FIG. 7 is a view showing a fixing unit as another embodiment of the fixing apparatus according to the present invention. The fixing unit 60 includes a heating roller 61 corresponding to the “contact member” of the present invention, and a plurality of pressure rollers 73 to 75 corresponding to the “pressure member” of the present invention. As in the previous embodiment, the heating roller 61 receives a rotational driving force from a motor (not shown) and rotates in the arrow direction P in the figure. Further, rollers 73 to 75 are adjacent to each other along the rotation direction P of the heating roller 61 and are pressed against the heating roller 61 to form a nip portion 69.
[0043]
Among these rollers 73 to 75, the pressing force of the inlet side roller 73 of the nip portion 69 is set to be higher than the pressing force of the outlet side roller 75 of the nip portion 69. For this reason, the length of the nip portion 69 along the conveyance direction P of the recording medium 4, that is, the nip pressure at the nip width has a pressure distribution similar to that in FIG. For this reason, even when the recording medium 4 is transported from the transfer unit 40 to the fixing unit 60 configured as described above, similarly to the above-described embodiment, between the toner T and the recording medium 4 on the inlet side of the nip portion 69. The liquid carrier L is pushed out from between the toner T and the toner T, and the toner T is fixed to the recording medium 4 while moving the recording medium 4 to the exit side of the nip portion 69 with this low residual amount. Therefore, the fixing process can be executed in a nip pressure state suitable for fixing and in a state where the liquid carrier L is positively excluded from between the toner T and between the recording medium 4 and the toner T. Can be improved, and excellent fixability can be obtained.
[0044]
Here, at least the exit side roller 75 may be further provided with a heating means such as a heater. By heating the roller 75, the fixing strength of the toner T to the recording medium 4 can be increased and the fixing property can be further improved. it can.
[0045]
(3) In the above embodiment, after the toner image is transferred to the recording medium 4, the fixing process by the fixing unit 60 is executed. However, the present invention is also applied to an image forming apparatus that executes the transfer process and the fixing process simultaneously. Can be applied. Hereinafter, a description will be given with reference to FIG.
[0046]
FIG. 8 is a view showing a transfer fixing unit which is still another embodiment of the fixing device according to the present invention. The transfer fixing unit 80 is a unit that performs not only the transfer process but also the fixing process at the secondary transfer position. The difference from the above embodiment is that the transfer unit 40 is replaced with the roller 45 of the transfer unit 40 according to the present invention. A heating roller 61 is provided as a “contact member”, and rollers 62, 64 to 67, a compression coil spring 63 and an endless belt 68 are provided as a “pressure member” of the present invention instead of the roller 48. That is, in the transfer fixing unit 80, the heating roller 61 is disposed so as to be in contact with the back surface of the intermediate transfer belt 41 which is the “image carrier” of the present invention. The heating roller 61 has a built-in heater 61h, and controls the operation of the heater 61h based on a control signal from the heater control unit 116, whereby the fixing temperature in the transfer fixing unit 80 is set to an arbitrary temperature. Can be adjusted. Since the other configuration is the same as that of the image forming apparatus of FIG. 1, the main part of the transfer fixing unit 80 will be described here, and the description of the other configuration will be omitted.
[0047]
3, the outer peripheral surface of the endless belt 68 is pressed against the surface S41 of the intermediate transfer belt 41 wound around the heating roller 61 between the nip rollers 62 and 64 so that the nip portion 81 is Forming. For this reason, when the recording medium 4 is conveyed to the transfer and fixing unit 80, the recording medium 4 passes between the nip portions 81 so that the transfer process and the fixing process can be performed simultaneously.
[0048]
Also in this embodiment, the nip roller 64 corresponding to the outlet side of the nip portion 81 is only arranged so as to be pressed toward the heating roller 61, whereas it corresponds to the inlet side of the nip portion 81. Since the nip roller 62 is strongly pressed toward the heating roller 61 by the compression coil spring 63, the length of the nip portion 81 along the conveyance direction P of the recording medium 4, that is, the nip pressure at the nip width is shown in FIG. It has a pressure distribution as shown. Accordingly, not only the transfer and fixing can be performed, but also the liquid carrier L is positively transferred from between the toner T and between the recording medium 4 and the toner T in a nip pressure state suitable for the transfer and fixing as in the above embodiment. Since the fixing process can be executed in the excluded state, the fixing strength can be increased and an excellent fixing property can be obtained.
[0049]
In this embodiment, the belt nip method similar to that in FIG. 3 is adopted, but the nip method is not limited to this, and the belt nip method similar to FIG. 5, the roller nip method in FIG. May be adopted.
[0050]
(4) In the above embodiment, the recording medium 4 is simply passed through the nip portion 69 for fixing processing, and the intermediate transfer belt 41 and the recording medium 4 are simply passed through the nip portion 81 for transfer fixing processing. Further, an electric field generating means for generating an electric field in a direction in which the toner T in the liquid developer 32 moves toward the recording medium 4 may be further provided for each of the nip portions 69 and 81. In this case, the toner T concentrates on the recording medium 4 side, so that the liquid carrier can be efficiently removed from between the toner T and between the recording medium 4 and the toner T, and the fixability can be further improved. it can.
[0051]
(5) In the above embodiment, a non-volatile carrier is used as the liquid carrier of the liquid developer. However, the present invention can also be applied to a liquid developer using a volatile carrier.
[0052]
(6) In the above embodiment, a printer that prints an image provided from an external device such as a host computer on a recording medium is described. However, the present invention is not limited to this, and toner using a liquid developer is used. The present invention can be applied to all image forming apparatuses that form an image on a recording medium. In the above-described embodiment, the present invention is applied to an image forming apparatus for monochrome printing. However, the application target of the present invention is not limited to this, and the present invention can also be applied to a color image forming apparatus. .
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram illustrating an internal configuration of a printer that is an embodiment of an image forming apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is a block diagram illustrating an electrical configuration of the printer of FIG.
FIG. 3 is a diagram showing a fixing unit as an embodiment of a fixing device according to the present invention.
4 is a graph showing a nip pressure distribution at a nip portion of the fixing unit of FIG. 3. FIG.
FIG. 5 is a diagram illustrating a fixing unit according to another embodiment of the fixing device according to the present invention.
6 is a graph showing a nip pressure distribution in a nip portion of the fixing unit of FIG.
FIG. 7 is a diagram showing a fixing unit as another embodiment of the fixing device according to the present invention.
FIG. 8 is a view showing a transfer fixing unit as still another embodiment of the fixing device according to the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 4 ... Recording medium, 10 ... Photosensitive unit (image forming means), 20 ... Exposure unit (image forming means), 30 ... Developing unit (image forming means), 32 ... Liquid developer, 40 ... Transfer unit (transfer means) , 60 ... fixing unit (fixing means) 80 ... transfer fixing unit (transfer fixing means), 61 ... heating roller (contact member), 62 ... (nip side roller), 64 ... (outlet side) nip roller , 65 to 67 ... rollers (pressure members), 68 ... endless belts (pressure members), 69, 81 ... nip parts, 71 ... pressure pads (pressure members), 73 ... inlet side rollers, 75 ... outlet side rollers , S1... (One side of recording medium), TI... Unfixed toner image, T.

Claims

A contact member disposed so as to be able to come into contact with one surface of the recording medium that carries an unfixed toner image formed by using a liquid developer in which toner is dispersed in a liquid carrier, opposite to the recording medium. A pressure member that presses the recording medium against the contact member from the surface, and passing the recording medium through a nip portion between the contact member and the pressure member to transfer the unfixed toner image to the recording medium. In a fixing device for fixing on one side,
A fixing device, wherein a nip pressure on an inlet side of the nip portion is set to be higher than a nip pressure on an outlet side of the nip portion.

The contact member comprises a heating roller;
The pressure member includes a plurality of rollers including two nip rollers disposed in proximity to the heating roller, and an endless belt that is looped around the plurality of rollers and that can run around. A portion of the outer peripheral surface of the endless belt is pressed against and contacted with the heating roller by a roller to form the nip portion;
The pressing force pressing the endless belt against the heating roller by the nip roller on the inlet side of the nip portion of the two nip rollers causes the heating of the endless belt by the nip roller on the outlet side of the nip portion. The fixing device according to claim 1, wherein the fixing device is set so as to be higher than a pressing force applied to the roller.

The contact member is a heating roller;
The pressurizing member includes the plurality of rollers, an endless belt that can be circulated around the plurality of rollers, and an endless belt that is disposed in a non-rotating state inside the endless belt and extends over the entire nip portion. The fixing device according to claim 1, further comprising: a pressure pad that presses and contacts the heating roller to form the nip portion.

The contact member comprises a heating roller;
The pressure member includes a plurality of rollers that are in press contact with the heating roller, and the nip portion is formed by the plurality of rollers and the heating roller,
The fixing device according to claim 1, wherein the pressing force of the inlet side roller of the nip portion with respect to the heating roller is set to be higher than the pressing force of the outlet side roller of the nip portion.

The fixing device according to claim 4, further comprising a heating unit configured to heat the outlet side roller.

6. The fixing device according to claim 1, further comprising an electric field generating unit that generates an electric field in a direction in which the toner in the liquid developer moves toward the recording medium in the nip portion.

Image forming means for forming a toner image on the image carrier using a liquid developer obtained by dispersing toner in a liquid carrier;
Transfer means for transferring the toner image formed by the image forming means to one side of a recording medium;
7. A fixing device having the same configuration as the fixing device according to claim 1, wherein the fixing device fixes an unfixed toner image transferred onto one surface of the recording medium by the transfer unit onto the recording medium. An image forming apparatus.

An image forming means for forming a toner image on the surface of the image carrier using a liquid developer obtained by dispersing toner in a liquid carrier;
Transfer fixing means for transferring and fixing the toner image to one side of the recording medium at the same time,
The transfer fixing unit includes a contact member disposed so as to be in contact with the back surface of the image carrier, and a pressure member that presses the recording medium against the surface of the image carrier from the opposite surface of the recording medium. The recording medium and the image carrier are transferred and fixed by passing through a nip portion between the contact member and the pressure member, and
An image forming apparatus, wherein the nip pressure on the inlet side of the nip portion is set to be higher than the nip pressure on the outlet side of the nip portion.