JP4167873B2 - Image forming apparatus - Google Patents

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置に係り、詳しくはトナーを溶解又は膨潤させる定着液をトナーに付与してトナーを記録材上に定着させる画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、記録材上のトナーを加熱して融解し、これを加圧することでトナーを記録材上に定着させる熱定着方式を採用した画像形成装置が知られている。この種の画像形成装置では、その消費電力の５０％以上が定着部での加熱処理のために消費される。よって、定着部での電力消費を抑えることが画像形成装置全体の省エネ対策として有効である。従来、熱定着方式を採用しない定着方式も、種々提案されている。その中には、トナーを溶解又は膨潤させる定着液を用いて定着処理を行う湿式定着方式が知られている。この湿式定着方式は、トナーに定着液を付与してこれを溶解又は膨潤することで、トナーを記録材上に定着させるものである。この方式においては、熱定着方式のような大量の電力消費を伴う加熱処理が不要となるため、省エネ対策として優れた定着方式であると言える。また、熱定着方式のようなウォームアップ時間も不要であるため、クイックスタートが可能である。上記湿式定着方式を採用する画像形成装置としては、例えば、特許文献１、特許文献２、特許文献３等に開示されたものがある。
【０００３】
【特許文献１】
特許第３２９０５１３号公報
【特許文献２】
特開平８−７２３８６号公報
【特許文献３】
特開平９−７８０３９号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、従来の湿式定着方式では、トナーが付着した状態の記録材表面全域に定着液を付与するため、トナーが付着していない記録材表面部分にも定着液が付与されていた。このようにトナーが付着していない記録材表面部分に付与される定着液は、トナーの定着には関与しない無駄なものである。その結果、１回の画像形成に消費する定着液の量が多くなるので、定着液を収容する定着液タンクを大きくなり、装置が大型化するという問題点があった。
【０００５】
この問題点を解決するために定着液タンクを小さくするには、トナーに付与する定着液の量をできるだけ少なくし、１回の画像形成に消費する定着液の量を抑えることが重要である。ここで、本出願人は、定着液がトナーにのみ付着し、トナーが担持されていない記録材表面部分には付着しないように定着液を付与する画像形成装置を提案している。この画像形成装置によれば、トナーの定着には関与しない無駄な定着液付与を行うことがないので、１回の画像形成時に消費する定着液量を少なくすることができる。しかし、この画像形成装置であっても、トナーを記録材上に定着させるには、トナーを十分に溶解又は膨潤させることができる必要最低限の量の定着液をトナーに付着させる必要があり、それ以上少なくすることはできない。
【０００６】
本発明は、上記問題点に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、トナーに付与する定着液の量を少なくして、定着液タンクの小型化を図ることが可能な画像形成装置を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、潜像担持体と、該潜像担持体上の潜像を現像する現像手段と、該現像手段によって形成された該潜像担持体上のトナー像を被転写体上に転写する転写手段と、該トナーを溶解又は膨潤させる定着液を該トナーに付与して、該トナーを記録材上に定着させる定着手段とを備えた画像形成装置において、上記現像手段として、キャリア液中にトナーを分散した液体現像剤によって現像を行う液体現像手段を用い、上記定着手段は、上記潜像担持体表面に接触し又は所定間隔を開けて対向するように配置され、該潜像担持体表面に上記定着液を供給する供給ローラと、該供給ローラによって上記定着液を供給するとき、上記潜像担持体表面に担持されたトナーを該潜像担持体側に押し付ける方向の電界を形成する電界形成手段とを有し、上記潜像担持体上のトナー像を上記被転写体上に転写させる前に、該潜像担持体表面に担持されたトナーに対して上記定着液を付与することを特徴とするものである。
また、請求項２の発明は、請求項１の画像形成装置において、上記定着液は、上記キャリア液と混ざりやすい性質をもつ液体成分を含有することを特徴とするものである。
また、請求項３の発明は、請求項１又は２の画像形成装置において、上記定着液の液体成分は、上記キャリア液と同一物質であることを特徴とするものである。
また、請求項４の発明は、請求項１、２又は３の画像形成装置において、上記潜像担持体表面と接触し又は所定間隙を開けて対向するように配置され、該潜像担持体表面に供給された定着液の余剰分を回収する回収ローラを有し、該潜像担持体上のトナー像を上記被転写体上に転写させる前に、該余剰分を該回収ローラの表面に付着させて除去する余剰液除去手段を設け、上記回収ローラとして、その表面に離型層を有するものを用いたことを特徴とするものである。
また、請求項５の発明は、請求項１、２、３又は４の画像形成装置において、上記潜像担持体上のトナー像を上記被転写体上に転写させる前に、該潜像担持体表面に供給された定着液の余剰分を除去する余剰液除去手段を設け、該余剰液除去手段によって上記余剰分を除去するとき、該潜像担持体表面に担持されたトナーを該潜像担持体側に押し付ける方向の電界を形成する電界形成手段を設けたことを特徴とするものである。
また、請求項６の発明は、請求項１、２、３、４又は５の画像形成装置において、上記被転写体は、上記定着液が付与された上記潜像担持体上のトナー像が転写される中間転写体であり、該中間転写体上に転写されたトナー像を上記記録材上に転写する第２の転写手段を設けたことを特徴とするものである。
また、請求項７の発明は、請求項６の画像形成装置において、上記中間転写体として、その表面に離型層を有するものを用いたことを特徴とするものである。
また、請求項８の発明は、請求項６又は７の画像形成装置において、上記中間転写体上のトナー像を上記記録材上に転写させる前に、該中間転写体表面上の定着液の余剰分を除去する余剰液除去手段を設け、該余剰液除去手段によって上記余剰分を除去するとき、該中間転写体表面に担持されたトナーを該中間転写体側に押し付ける方向の電界を形成する電界形成手段を設けたことを特徴とするものである。
また、請求項９の発明は、請求項１、２、３、４、５、６、７又は８の画像形成装置において、上記潜像担持体として、アモルファスシリコン層を有する感光体を用いたことを特徴とするものである。
【０００８】
上記請求項１乃至９の画像形成装置においては、液体現像剤によって形成された潜像担持体上のトナー像を被転写体上に転写する前に、その潜像担持体上のトナーに対して定着液を付与する。ここで、本画像形成装置では、キャリア液中にトナーを分散した液体現像剤を用いて現像を行う液体現像方式を採用している。この液体現像方式は、乾式現像方式に比べて少ないトナー量でトナー像を形成することができる。そのため、液体現像方式を採用すれば、同じ画像面積率の画像形成を行う場合でも、潜像担持体上に付着するトナー量を乾式現像方式に比べて少なくできる。これにより、潜像担持体上のトナーを十分に溶解又は膨潤させることができる必要最低限の定着液量を少なくできる。よって、トナーに対する定着液の付与量を少なくすることが可能となる。
【０００９】
また、本発明者らは、更に研究を進めた結果、上述したような液体現像方式を採用する画像形成装置の潜像担持体上のトナーに対して定着液を付与する構成とした場合、次のような不具合が生じることが判明した。
本発明者らは、上記出願に係る湿式定着方式を液体現像方式の画像形成装置に適用する種々の実験を行った。そして、その実験の結果、定着液の液体成分と液体現像剤のキャリア液との組み合わせによって、トナーの樹脂成分と定着液中の溶解・膨潤成分との反応時間に差が生じることが明らかになった。特に、近年では、環境に配慮して、液体成分としてトルエンなどの揮発性有機化合物（ＶＯＣ）等の代わりに水を用いた定着液が利用されることがあるが、この場合には、反応時間が大きく遅れる結果となる。これは、液体現像剤のキャリア液として、一般に、シリコーンオイル、ノルマルパラフィン、ＩｓｏｐａｒＭ（登録商標）、植物油、鉱物油等の絶縁性の高い油性材料が使用されているからである。すなわち、このようなキャリア液が付着したトナーに対して定着液を付与した際、そのキャリア液が定着液中の水をはじいてしまい、反応が大きく遅れていることがわかった。
そこで、請求項２の画像形成装置では、キャリア液と混ざりやすい性質をもつ液体成分を含有する定着液を使用する。これにより、定着液中の溶解・膨潤成分がトナーにたどり着くのにかかる時間を短くすることができ、トナーの樹脂成分と定着液中の溶解・膨潤成分との反応時間を早めることができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を、画像形成装置としての電子写真方式のカラー複写機（以下、単に「複写機」という。）に適用した一実施形態について説明する。なお、本実施形態の複写機は、液体現像方式を採用し、被転写体としての中間転写体である中間転写ベルトを備えたいわゆるタンデム型のカラー画像形成装置である。
図２は、本実施形態に係る複写機全体の概略構成図である。この複写機は、複写機本体１００と、この複写機本体を載置する給紙テーブル２００と、その複写機本体上に取り付けるスキャナ３００と、このスキャナの上部に取り付けられる原稿自動搬送装置（ＡＤＦ）４００とから構成されている。
【００１１】
図３は、複写機本体１００部分の構成を示す拡大図である。複写機本体１００には、中間転写ベルト１０が設けられている。この中間転写ベルト１０は、３つの支持部材である支持ローラ１４，１５，１６に張架された状態で、図３中時計回り方向に回転駆動される。支持ローラのうちの第１支持ローラ１４と第２支持ローラ１５との間のベルト張架部分には、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの４つの画像形成ユニット１８Ｙ，１８Ｃ，１８Ｍ，１８ＢＫが並んで配置されている。これらの画像形成ユニット１８Ｙ，１８Ｃ，１８Ｍ，１８ＢＫの上方には、図２に示すように、露光装置２１が設けられている。この露光装置２１は、スキャナ３００で読み取った原稿の画像情報に基づいて、各画像形成ユニットに設けられる潜像担持体としての感光体ドラム２０Ｙ，２０Ｃ，２０Ｍ，２０ＢＫ上に静電潜像を形成するためのものである。また、支持ローラのうちの第３支持ローラ１６に対向する位置には、第２の転写手段としての２次転写装置２２が設けられている。この２次転写装置２２は、２つのローラ２３ａ，２３ｂ間に表面移動部材としての転写部材である無端ベルト状の２次転写ベルト２４が張架した構成を有する。そして、中間転写ベルト１０上のトナー像を記録材としての転写紙上に２次転写する際には、２次転写ベルト２４を第３支持ローラ１６に巻き付いた中間転写ベルト１０部分に押し当てて２次転写を行う。なお、２次転写装置２２は、２次転写ベルト２４を用いた構成でなくても、例えば転写ローラを用いた構成としてもよい。また、中間転写ベルト１０の支持ローラのうちの第２支持ローラ１５に対向する位置には、ベルトクリーニング装置１７が設けられている。このベルトクリーニング装置１７は、転写紙に中間転写ベルト１０上のトナー像を転写した後に中間転写ベルト１０上に残留する残留トナーを除去するためのものである。
【００１２】
次に、画像形成ユニット１８Ｙ，１８Ｃ，１８Ｍ，１８ＢＫの構成について説明する。以下の説明では、黒色のトナー像を形成する画像形成ユニット１８ＢＫを例に挙げて説明するが、他の画像形成ユニット１８Ｙ，１８Ｃ，１８Ｍも同様の構成を有する。なお、画像形成ユニット１８Ｙ，１８Ｃ，１８Ｍ，１８ＢＫは、少なくとも感光体ドラム２０と、画像形成ユニットを構成する構成部品や構成装置の全部又は一部とを備えたプロセスカートリッジとして構成することができる。この場合、画像形成ユニット１８Ｙ，１８Ｃ，１８Ｍ，１８ＢＫを複写機本体１００に対して着脱自在に構成できるので、メンテナンス性が向上する。
【００１３】
図１は、隣り合う２つの画像形成ユニット１８Ｍ，１８ＢＫの構成を示す拡大図である。なお、図中の符号では、色の区別を示す「Ｍ」及び「ＢＫ」の記号を省略しており、以下の説明でも記号は適宜省略する。
画像形成ユニット１８には、感光体ドラム２０の周囲に、帯電装置６０、液体現像装置６１、感光体クリーニング装置６３、除電装置６４及び定着装置９０が設けられている。また、感光体ドラム２０に対して中間転写ベルト１０を介して対向する位置には、転写手段としての１次転写装置６２が設けられている。
【００１４】
感光体ドラム２０は、その表面がアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）によって形成されたものである。よって、有機感光体（ＯＰＣ）よりも優れた機械的強度を発揮し、その寿命を長くすることができる。
【００１５】
上記帯電装置６０は、帯電ローラを採用した接触帯電方式のものであり、感光体ドラム２０に接触して電圧を印加することにより感光体ドラム２０の表面を一様に帯電する。この帯電装置６０には、非接触のスコロトロンチャージャなどを採用した非接触帯電方式のものも採用できる。
【００１６】
また、上記液体現像装置６１は、キャリア液中にトナーを分散した液体現像剤を使用する液体現像方式を採用するものである。本実施形態で使用する各色トナーは、それぞれの色に着色された樹脂材料からなり、後述する定着液によって溶解又は膨潤可能なもので形成されている。本実施形態で使用する液体現像剤は、高粘性高濃度の液体現像剤である。この液体現像剤の粘度及び濃度の範囲としては、例えば粘度が５０〜１００００［ｍＰａ・ｓ］、濃度が５［％］以上４０［％］以下である。キャリア液としては、シリコーンオイル、ノルマルパラフィン、Ｉｓｏｐａｒ（登録商標）Ｍ、植物油、鉱物油等の絶縁性が高いものを使用する。揮発性、不揮発性については、目的に合わせて選択することができる。また、トナーの粒径は、サブミクロン単位から６［μｍ］程度まで目的に合わせて選択することができる。
【００１７】
液体現像装置６１は、現像剤担持体としての現像ローラ６５、この現像ローラ６５に液体現像剤を供給するための塗布ローラ６６ａ及び汲み上げローラ６６ｂ、内部に液体現像剤を収容する現像剤収容タンク６７を備えている。塗布ローラ６６ａの表面には、均一パターンの微細な溝が形成されており、現像剤収容タンク６７内の液体現像剤に浸っている汲み上げローラ６６ｂから液体現像剤を受け取る。このようにして受け取った液体現像剤は、塗布ローラ６６ａの表面上の溝内部に入り込んだ状態で担持され、その溝外部に付着した液体現像剤は、掻き取りブレード６６ｃによって掻き取られる。そして、塗布ローラ６６ａ上の液体現像剤は、塗布ローラ６６ａの回転に伴って現像ローラ６５との接触位置まで搬送される。この接触位置では、現像ローラ６５と塗布ローラ６６ａとがカウンター方向に表面移動しており、塗布ローラ６６ａの溝内部の液体現像剤が現像ローラ６５の表面に付着することになる。したがって、塗布ローラ６６ａの表面に設けられる溝の内部容積を調節することで、現像ローラ６５上の液体現像剤量を適量に調整することができる。
【００１８】
本実施形態では、現像ローラ６５上に塗布された現像剤の厚みを、その表面の１［ｃｍ2］当たりに担持されるトナーの量が３［μｇ］以上６０［μｇ］以下となるように設定した。具体的には、その厚みが３［μｍ］以上１２［μｍ］以下となるように設定されている。このような範囲に設定しているのは、トナーの量が３［μｇ］より小さい場合には、十分な量のトナーが感光体ドラム２０上の潜像部分に移動せず、十分な画像濃度を得るのが困難となるからである。一方、トナーの量が６０［μｇ］を越える場合には、現像後において感光体ドラム２０上の地肌部分に付着してしまうトナー量が多くなってしまうからである。
【００１９】
現像ローラ６５は、その外周面に導電性を有する弾性体層が形成されている。この弾性体層の材質としては、ウレタンゴムなどを用いることができる。弾性体層の表面硬度としては、感光体ドラム２０との間で効率的にニップを形成できるように、ＪＩＳ−Ａ硬度で５０度以下であることが望ましい。なお、弾性体層の材質は、ウレタンゴムに限られるものではなく、導電性を有するものであって、かつ、キャリア液によって膨潤したり溶解したりしない材質であればよい。また、その弾性体層の表面にコート層を設けるなどしてキャリア液が接触しない構成とするのであれば、その弾性体層の材質は、弾性を有するものであればよい。また、弾性を現像ローラ６５に与えるのではなく、例えば、感光体ドラムの代わりに無端ベルト状の感光体ベルトを採用して、感光体ドラム側に与えるように構成することも可能である。また、現像ローラ６５の表面は、Ｒｚで５［μｍ］以下の平滑性を有する。
【００２０】
このように構成された現像ローラ６５を感光体ドラム２０に対して適当な圧力で当接させると、現像ローラ６５の弾性体層が弾性変形し、現像ニップが形成される。感光体ドラム２０の表面移動方向におけるニップ幅は、当接圧力を変化させることで調整することができる。このニップ幅は、現像ローラ６５の線速と現像時定数との積以上に設定する。ここで、現像時定数とは、現像量が飽和するまでに要する時間であって、必要最小ニップ幅をプロセス速度で除したものである。例えば、必要最小ニップ幅が３［ｍｍ］でプロセス速度が３００［ｍｍ／ｓｅｃ］であれば、その現像時定数は１０［ｍｓｅｃ］となる。
【００２１】
また、上記１次転写装置６２は、１次転写ローラを採用しており、中間転写ベルト１０を挟んで感光体ドラム２０に押し当てるようにして設置されている。１次転写装置６２は、ローラ形状のものでなくても、導電性のブラシ形状のものや、非接触のコロナチャージャなどを採用してもよい。また、各１次転写装置６２の間には、中間転写ベルト１０の裏面すなわち内周面側に接触する導電性ローラ７４が設けられている。この導電性ローラ７４は、１次転写時に各１次転写装置６２により印加するバイアスが、中間転写ベルト１０の内周面側の層を通じて隣接する画像形成ユニットに流れ込むことを阻止するものである。
【００２２】
また、上記感光体クリーニング装置６３は、先端を感光体ドラム２０に押し当てられるように配置される、例えばポリウレタンゴム製のクリーニングブレード７５を備えている。また、本実施形態では、クリーニング性能を高めるために感光体ドラム２０に接触する導電性のファーブラシ７６を併用している。このファーブラシ７６には、金属製の電界ローラ７７からバイアスが印加されており、その電界ローラ７７にはスクレーパ７８の先端が押し当てられている。そして、クリーニングブレード７５やファーブラシ７６により感光体ドラム２０から除去されたトナーは、感光体クリーニング装置６３の内部に収容される。その後、回収スクリュ７９により感光体クリーニング装置６３の片側に寄せられ、後述するトナーリサイクル装置８０を通じて液体現像装置６１へと戻され、再利用する。
また、除電装置６４は、除電ランプで構成されており、光を照射して感光体ドラム２０の表面電位を初期化する。
【００２３】
以上の構成をもつ画像形成ユニット１８では、感光体ドラム２０の回転とともに、まず帯電装置６０で感光体ドラム２０の表面を一様に帯電する。次いでスキャナ３００により読み取った画像情報に基づいて露光装置２１からレーザやＬＥＤ等による書込光Ｌを照射し、感光体ドラム２０上に静電潜像を形成する。その後、液体現像装置６１により静電潜像が可視像化されてトナー像が形成される。このトナー像は、１次転写装置６２により中間転写ベルト１０上に１次転写される。１次転写後に感光体ドラム２０の表面に残留した転写残トナーは、感光体クリーニング装置６３により除去され、その後、感光体ドラム２０の表面は、除電装置６４により除電されて、次の画像形成に供される。
【００２４】
次に、本実施形態における複写機の動作について説明する。
上記構成をもつ複写機を用いて原稿のコピーをとる場合、まず、原稿自動搬送装置４００の原稿台３０に原稿をセットする。または、原稿自動搬送装置４００を開いてスキャナ３００のコンタクトガラス３２上に原稿をセットし、原稿自動搬送装置４００を閉じてそれで押さえる。その後、ユーザーが図示しないスタートスイッチを押すと、原稿自動搬送装置４００に原稿をセットしたときには、原稿がコンタクトガラス３２上に搬送される。そして、スキャナ３００が駆動して第１走行体３３および第２走行体３４が走行を開始する。これにより、第１走行体３３からの光がコンタクトガラス３２上の原稿で反射し、その反射光が第２走行体３４のミラーで反射されて、結像レンズ３５を通じて読取センサ３６に案内される。このようにしいて原稿の画像情報を読み取る。
【００２５】
また、ユーザーによりスタートスイッチが押されると、図示しない駆動モータが駆動し、支持ローラ１４，１５，１６のうちの１つが回転駆動して中間転写ベルト１０が回転駆動する。また、これと同時に、各画像形成ユニット１８Ｙ，１８Ｃ，１８Ｍ，１８ＢＫの感光体ドラム２０Ｙ，２０Ｃ，２０Ｍ，２０ＢＫ及び２次転写装置２２の２次転写ベルト２４も回転駆動する。このとき、中間転写ベルト１０の裏面に設けられた検知マークが図示しないマークセンサに検出されることで、各画像形成ユニット間の同期がとられる。なお、これら中間転写ベルト１０、感光体ドラム２０Ｙ，２０Ｃ，２０Ｍ，２０ＢＫ及び２次転写ベルト２４は、これらの間で一定の相対速度が維持されるように制御がなされている。その後、スキャナ３００の読取センサ３６で読み取った画像情報に基づき、露光装置２１から、各画像形成ユニットの感光体ドラム２０Ｙ，２０Ｃ，２０Ｍ，２０ＢＫ上に書込光Ｌがそれぞれ照射される。これにより、各感光体ドラム２０Ｙ，２０Ｃ，２０Ｍ，２０ＢＫには、それぞれ静電潜像が形成され、液体現像装置６１Ｙ，６１Ｃ，６１Ｍ，６１ＢＫにより可視像化される。そして、各感光体ドラム２０Ｙ，２０Ｃ，２０Ｍ，２０ＢＫ上には、それぞれ、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックのトナー像が形成される。このようにして形成された各色トナー像は、各１次転写装置６２Ｙ，６２Ｃ，６２Ｍ，６２ＢＫにより、順次中間転写ベルト１０上に重なり合うようにそれぞれ１次転写される。これにより、中間転写ベルト１０上には、各色トナー像が重なり合った合成トナー像が形成される。なお、２次転写後の中間転写ベルト１０上に残留した転写残トナーは、ベルトクリーニング装置１７により除去される。
【００２６】
また、ユーザーによりスタートスイッチが押されると、ユーザーが選択した転写紙に応じた給紙テーブル２００の給紙ローラ４２が回転し、給紙カセット４４の１つから転写紙が送り出される。送り出された転写紙は、分離ローラ４５で１枚に分離して給紙路４６に入り込み、搬送ローラ４７により複写機本体１００内の給紙路４８まで搬送される。このようにして搬送された転写紙は、レジストローラ４９に突き当たったところで止められる。なお、給紙カセット４４にセットされていない転写紙を使用する場合、手差しトレイ５１にセットされた転写紙を給紙ローラ５０により送り出し、分離ローラ５２で１枚に分離した後、手差し給紙路５３を通って搬送される。そして、同じくレジストローラ４９に突き当たったところで止められる。
【００２７】
レジストローラ４９は、上述のようにして中間転写ベルト１０上に形成された合成トナー像が２次転写装置２２の２次転写ベルト２４に対向する２次転写部に搬送されるタイミングに合わせて回転を開始する。ここで、レジストローラ４９は、一般的には接地されて使用されることが多いが、転写紙の紙粉除去のためにバイアスを印加するようにしてもよい。その印加バイアスには、ＤＣ電圧が用いられるが、転写紙をより均一に帯電させるためにＤＣオフセット成分をもったＡＣ電圧を用いてもよい。なお、このようにバイアスが印加されたレジストローラ４９を通過した後の転写紙表面は、若干ながら負極性に帯電する。よって、この場合、中間転写ベルト１０から転写紙への２次転写時にはレジストローラ４９にバイアスが印加されなかった転写紙とは転写条件が変わるため、適宜転写条件を変更する必要が生じる。
【００２８】
レジストローラ４９により送り出された転写紙は、中間転写ベルト１０と２次転写ベルト２４との間に形成される２次転写ニップに送り込まれ、２次転写装置２２により、中間転写ベルト１０上の合成トナー像が転写紙上に２次転写される。ここで、本実施形態では、この２次転写前に、後述するように、中間転写ベルト１０上の合成トナー像に定着液を付与する。そして、定着液が付与された合成トナー像が２次転写ニップにおいて転写紙に押しつけられることで、その合成トナー像は、転写紙に２次転写されると同時に、転写紙上に定着される。その後、転写紙は、２次転写ベルト２４に吸着した状態で排紙ローラ５６まで搬送され、排紙トレイ５７に排出されスタックされる。
【００２９】
次に、本発明の特徴部分である定着工程について説明する。
図１に示したように、本実施形態の複写機は、感光体ドラム２０の表面移動方向において現像領域の下流側に定着装置９０が配置されている。この定着装置９０は、感光体ドラム２０の表面と微小間隔を開けて対向するように配置される定着液供給手段としての供給ローラ９１を備えている。また、定着装置９０の定着液タンク９３の内部には定着液９２が収容されており、この定着液９２に供給ローラ９１が浸った状態で配置されている。供給ローラ９１は、トナーに定着液９２を付与する際には図中矢印の方向に回転駆動する。これにより、供給ローラ９１の表面に定着液９２が汲み上げられる。このようにして汲み上げられた定着液９２は、メータリングブレード９４によって規制され、供給ローラ９１の表面に付着する定着液が適量に調整される。そして、供給ローラ９１上の定着液は、供給ローラ９１の回転に伴って感光体ドラム２０の表面との対向位置まで搬送され、感光体ドラム２０の表面に定着液を供給する。
【００３０】
また、感光体ドラム２０上のトナーに定着液を供給する定着液供給手段として供給ローラ９１を用いた場合、感光体ドラム２０上に担持されたトナー像を乱してしまうおそれがある。そのため、本実施形態では、導電性材料で構成した基体を絶縁層又は高抵抗層で覆った供給ローラ９１を用い、その供給ローラ９１に電界形成手段としての電源９５を接続している。具体的には、例えば、ステンレス製の芯金に導電性のゴム層を形成し、その表面を絶縁性のＰＦＡチューブで覆ったものを用いることができる。このような構成により、供給ローラ９１と感光体ドラム２０との間には、トナーを感光体ドラム側に押し付ける方向の電界が形成される。このような電界を形成することで、液供給位置における感光体ドラム２０上のトナーの感光体ドラム２０側への拘束力を高めることができる。これにより、感光体ドラム２０上に担持されたトナー像を乱すことなく、そのトナーに対して定着液９２を供給することができる。
【００３１】
本実施形態で使用する定着液９２は、トナーを構成する樹脂成分を溶解又は膨潤させる材料（以下、「溶解・膨潤成分」という。）を成分として持っている。このような材料としては、高級グリコールエーテル、エチレングリコールモノエーテル、ジエチレングリコールモノエーテル、エチレングリコール、モノメチルエーテル＝２−メトキシエタノール、ジエチレングリコール、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコール、ブチルセロソルブエチルカルビトール、脂肪族二塩基酸エステル、ＤＢＥ（二塩基酸エステル）、エステル系高沸点混合剤、直鎖二塩基酸エステル（マレイン酸エステル）、イタコン酸エステル、トリメリットエステル、二塩基酸エステル等が挙げられる。
【００３２】
ここで、溶解・膨潤成分を必要量以上にトナーに対して供給すると、トナーの溶解が進みすぎてトナー像の流れ等が発生する原因になる。感光体ドラム２０上のトナーは、半溶解状態あるいは膨潤状態であるが望ましく、溶解・膨潤成分の種類にもよるが、トナーに対して概ね半量以下で十分である。感光体ドラム２０上でトナー像を構成するトナーの量は、厚さにして数［μｍ］レベルであり、溶解・膨潤成分は、これによりも更に薄く少量で供給する必要がある。これを均一に供給することは極めて困難である。そこで、このような少量の溶解・膨潤成分を供給する方法として、一般に、この溶解・膨潤成分を何らかの液体によって希釈する方法が利用される。この希釈液としては、環境への影響を考慮して、水を用いるもの知られている。上述したような溶解・膨潤成分は、界面活性剤を使用することで水溶液とすることができる。このような界面活性剤としては、脂肪酸誘導体硫酸エステル、スルホン酸型、リン酸エステルなどの陰イオン（アニオン）界面活性剤、四級アンモニウム塩、複素環アミン、アミン誘導体などの陽イオン（カチオン）界面活性剤やアミノ酸エステル、アミノ酸、スルホベタインなどの両性イオン（ノニオン）界面活性剤、非イオン性界面活性剤、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルアミンなどが挙げられる。そして、上述した溶解・膨潤成分と界面活性剤とを水に対して２０［％］以下の濃度で混合した定着液によれば、感光体ドラム２０上のトナーに対して少量の溶解・膨潤成分を供給することができる。
【００３３】
ところが、定着液９２が供給される感光体ドラム２０上のトナーにはキャリア液が付着している。そのため、定着液９２の希釈液（主成分）として水を使用する場合、液体現像剤のキャリア液（ジメチルシリコン、Ｉｓｏｐｅｒ等）が一般に油であることから、そのキャリア液によって定着液がはじかれてしまう。この結果、定着液９２の溶解・膨潤成分がトナーにたどり着くのに時間がかかり、トナーの樹脂成分と定着液中の溶解・膨潤成分との反応時間が遅くなってしまう。また、キャリヤ液中に水が混入した場合、そのキャリア液の絶縁性が失われる結果、トナーの帯電特性が変化してしまい、現像電界や転写電界などの制御が困難となることもある。また、感光体ドラム２０上のトナー像を中間転写ベルト１０上に転写した後、感光体クリーニング装置６３によるクリーニングが十分に行われないと、水が付着した感光体ドラム１０の表面部分が次の画像形成工程に使用されてしまうので、画像形成自体が困難になるおそれもある。
【００３４】
そこで、本実施形態では、定着液９２の希釈液として、液体現像剤のキャリア液に使用されているような絶縁性液体を使用している。具体的には、液体現像剤のキャリア液として使用している不揮発性のジメチルシリコンを、定着液９２の希釈液として使用している。これにより、定着液９２の溶解・膨潤成分は、感光体ドラム２０上のキャリア液に包まれたトナーに迅速にたどり着くことができる。よって、トナーの樹脂成分と定着液中の溶解・膨潤成分との反応時間を短縮することができる。また、本実施形態のように、定着液の希釈液及びキャリア液として不揮発性のジメチルシリコンを用いることで、環境に対して悪影響を与えることがなくなる。また、本実施形態のように不揮発性液体を用いることで、揮発性分を回収する機構などを設ける必要もない。
また、本実施形態のように、定着液９２の希釈液として、液体現像剤のキャリア液と同じ物質を使用することで、トナーの帯電特性等に変化を与えることもない。
【００３５】
次に、本実施形態における定着工程の流れについて説明する。
感光体ドラム２０上の潜像が液体現像装置６１によって現像されて感光体ドラム２０上にトナー像が形成されると、そのトナー像は、感光体ドラム２０の表面移動に伴って、定着装置９０の供給ローラ９１と対向する位置に搬送される。そして、供給ローラ９１上の定着液９２が感光体ドラム２０の表面に供給されることになる。
【００３６】
感光体ドラム２０と供給ローラ９１とが対向する対向位置（液供給位置）では、供給ローラ９１上の定着液９２がトナーＴを覆っているキャリア液と交わり、トナーに定着液が付与される。そして、感光体ドラム２０の表面移動に伴い、これと１次転写ローラとによりニップが形成された１次転写部に搬送される。感光体ドラム２０上のトナーＴは、この１次転写部において、中間転写ベルト１０の表面に転写される。その後、トナーＴの樹脂成分は定着液９２の溶解・膨潤成分と反応する。これにより、トナーＴは、膨潤、溶解することになる。その後、トナーＴは、粘着性を持った状態となり、膨潤時に内部に含侵した定着液９２の余剰分を表面に吐き出してフィルム状に変化する。このようにフィルム状に変化したトナーＴは、中間転写ベルト１０の表面移動に伴い、中これと２次転写装置２２の２次転写ベルト２４とによりニップが形成された２次転写部に搬送される。そして、この２次転写部において、中間転写ベルト１０上のトナーＴは、転写紙Ｐの表面に押しつけられることで、その粘着性により転写紙Ｐ上に転写されるとともに定着される。
なお、本実施形態では、１次転写部における転写方式として静電転写方式を採用しているが、定着液９２が付与されたトナーを感光体ドラム２０上で反応させれば、上記２次転写部と同様に、その粘着性により転写を行うことも可能である。
【００３７】
以上、本実施形態によれば、定着液の希釈液として、液体現像剤のキャリア液と同じ物質のものを用いているので、定着液中の溶解・膨潤成分が速やかにトナーに接触し、そのトナーの樹脂成分と反応することができる。よって、その反応時間を短縮できる。上記液供給位置から１次転写位置までの間の搬送時間を短縮できるので、画像形成スピードを向上させることができる。また、上記液供給位置と上記１次転写部との間における感光体ドラム２０の部分の長さを短くできるため、装置の小型化を図ることもできる。特に、本実施形態のように定着液を付与した感光体ドラム２０上のトナーを中間転写ベルト１０に１次転写してから転写紙Ｐに２次転写する構成とすれば、上記液供給位置から２次転写位置までの間の搬送時間を十分に確保できるので、反応時間を待つためにわざわざ搬送時間を長くする構成を採用する必要もない。
【００３８】
〔構成例１〕
次に、上記実施形態の定着装置の他の構成例（以下、「構成例１」という。）について説明する。
図４は、本構成例１の定着装置１９０を示す概略構成図である。この定着装置１９０は、供給ローラ１９１によって感光体ドラム２０の表面に定着液９２を供給する点では上記実施形態の定着装置９０と共通する。しかし、本構成例１の定着装置１９０では、供給ローラ１９１の表面に付着する定着液の量の計量方法が上記実施形態と異なっている。すなわち、上記実施形態では、メータリングブレード９４によって供給ローラ１９１上の定着液量を計量していたのに対し、本構成例１では、塗布ローラ１９５によって計量する。
【００３９】
図５は、塗布ローラ１９５を示す正面図である。図示のように、塗布ローラ１９５の表面には、均一パターンの微細な溝が形成されている。この塗布ローラ１９５は、定着液タンク１９３内の定着液９２に浸った状態で、供給ローラ１９１の表面に接触するように配置されている。塗布ローラ１９５は、トナーに定着液９２を付与する際には図中矢印の方向に回転駆動する。これにより、塗布ローラ１９５の表面に定着液９２が汲み上げられる。このようにして汲み上げられた定着液９２は、塗布ローラ１９５の表面上の溝内部に入り込んだ状態で担持され、その溝外部に付着した定着液９２は、掻き取りブレード１９４によって掻き取られる。そして、塗布ローラ１９５上の定着液９２は、塗布ローラ１９５の回転に伴って供給ローラ１９１との接触位置まで搬送される。この接触位置では、供給ローラ１９１と塗布ローラ１９５とがカウンター方向に表面移動しており、塗布ローラ１９５の溝内部の定着液９２が供給ローラ１９１の表面に付着することになる。したがって、塗布ローラ１９５の表面に設けられる溝の内部容積を調節することで供給ローラ１９１上の定着液量を適量に調整することができる。
【００４０】
なお、本構成例１では、塗布ローラ１９５の表面に形成される溝は、図５に示すように、多数のスパイラル状に延びる溝であるが、他のパターンで構成された溝であってもよい。例えば、逆円錐又は逆角錐状の穴を塗布ローラ１９５の表面に多数均一に配置した溝パターンを採用することもできる。
【００４１】
以上、本構成例１によれば、塗布ローラ１９５に設けられた溝によって、供給ローラ１９１の表面に定着液９２をμｍオーダーの層厚で均一に塗布することが可能となる。したがって、感光体ドラム２０の表面には非常に薄い定着液９２の層を接触させることができ、感光体ドラム２０の表面に供給する定着液９２の液量を少量に抑えることができる。これにより、転写紙Ｐの内部に侵入する定着液９２の量を更に少なくし、定着液９２の無駄な消費をより抑えることができる。その結果、定着液タンクの小型化して、本複写機の小型化を図ることが可能となる。
【００４２】
また、図６に示す定着装置２９０のように、定着液９２を泡状にして感光体ドラム２０の表面に供給する構成を採用してもよい。定着液９２を泡状にする方法は種々考えられる。例えば、界面活性剤を含んだ定着液９２にコンプレッサからの圧縮空気を供給することで泡立たせる方法が挙げられる。また、より微細な泡を作る方法としては、微小径の穴を有する多孔質状のフィルタ、例えばセラミックスやスポンジ状のものに定着液９２を通して噴出させる方法が挙げられる。なお、図示の場合には、定着液供給手段としてのノズル２９１のヘッド２９１ａが感光体ドラム２０の幅方向にわたって開口しており、ヘッド２９１ａの内部には図示しない多孔質フィルタが配置されている。そして、図示しないポンプによって定着液タンク２９３内の定着液９２がノズル２９１の吸引管２９１ｂから汲み上げる。汲み上げられた定着液９２は、ノズル２９１内を通ってヘッド２９１ａから噴出される。噴出された定着液９２は、多孔質フィルタを通過する際に泡状になり、これが感光体ドラム２０の表面に供給される。なお、ここでは、感光体ドラム２０の幅方向にわたって延びるヘッド２９１ａを例に挙げているが、幅の狭いヘッドを感光体ドラム２０の軸方向にわたって往復移動させるような構成であってもよい。なお、定着液９２を効率よく泡状にするために、定着液９２に界面活性剤を含ませてよい。この場合、その界面活性剤の含有比率は２０％以下であるのが好ましい。この範囲内であれば、本発明者らの研究によって、界面活性剤を含ませたことによるトナーＴの定着性の変化がないことが確認されている。このような構成によれば、定着液９２を泡状にして供給することで、少量の液量で広範囲に定着液９２を供給することができる。このとき、トナーＴが担持されていない感光体ドラム２０の表面部分にも泡状の定着液９２が付着することがある。しかし、この定着液９２は、感光体ドラム２０の撥液作用により容易に移動可能な状態にあるため、感光体ドラム２０に加わる振動や重力の作用を受けることで、最終的には周囲にあるトナーＴに付着した定着液９２と一体化する。そして、２次転写部に達するまでには、トナーＴが担持されていない感光体ドラム２０の表面部分からは定着液がほとんど除去されることになる。したがって、感光体ドラム２０の表面に供給する定着液９２の液量を少量に抑えることができる。これにより、定着液タンク９３の小型化して、本複写機の小型化を図ることが可能となる。
【００４３】
また、図７に示す定着装置３９０のように、定着液９２を霧状にして感光体ドラム２０の表面に供給する構成を採用してもよい。定着液９２を霧状にする方法は種々考えられる。例えば、コンプレッサからの圧縮空気を定着液９２にノズルにより供給することで霧状に噴出させるいわゆるスプレー方式を採用した方法が挙げられる。なお、図示の場合には、定着液供給手段としてのノズル３９１のヘッド３９１ａが感光体ドラム２０の幅方向にわたって開口している。そして、図示しないポンプによって定着液タンク３９３内の定着液９２がノズル３９１の吸引管３９１ｂから汲み上げる。汲み上げられた定着液９２は、ノズル３９１内を通ってヘッド３９１ａから霧状に噴出され、これが感光体ドラム２０の表面に供給される。なお、ここで、感光体ドラム２０の幅方向にわたって延びるヘッド３９１ａを例に挙げているが、幅の狭いヘッド３９１ａを感光体ドラム２０の軸方向にわたって往復移動させるような構成であってもよい。このような構成によっても、少量の液量で広範囲に定着液９２を供給することができる。
【００４４】
〔構成例２〕
次に、上記実施形態の定着装置の他の構成例（以下、「構成例２」という。）について説明する。
上述したように、感光体ドラム２０上でトナーを反応させた後、その粘着性によって中間転写ベルト１０上への転写を行うことも可能である。この場合、定着液９２が付与されたトナーＴは、感光体ドラム２０上において、上述したように膨潤した後、内部に含侵した定着液９２の余剰分を表面に吐き出してフィルム状に変化する。フィルム状に変化した後に残る定着液９２は、もはや定着には寄与しない不要物である。このまま放置してその定着液９２が転写紙Ｐに付着した場合、転写紙Ｐがカールしたりシワになったりしやすくなる。そのため、転写紙Ｐのカールやシワをより抑制するためには、この不要となった定着液９２を積極的に除去する方が望ましい。
また、画像面積率が高い画像を転写紙Ｐ上に形成する場合には、転写紙Ｐ上におけるトナーＴの占有率も高くなり、これに比例して転写紙Ｐに付着するキャリア液及び定着液９２の量も多くなる。この場合、上記定着装置９０，１９０，２９０，３９０による感光体ドラム２０への定着液９２の供給量が多すぎると、転写紙Ｐがカールしたりシワになったりする度合いが実用的な範囲を超えるおそれがある。したがって、この点からも、不要となった定着液９２を積極的に除去するのが望ましいといえる。
そこで、本構成例２では、これを除去する機構を付加した具体例について説明する。
【００４５】
図８は、本構成例２の定着装置４９０を示す概略構成図である。この定着装置４９０の本体部分は、図４に示した上記構成例１の定着装置１９０と同じ構成となっている。しかし、この定着装置４９０には、上記実施形態及び上記構成例１とは異なり、余剰液除去手段としての余剰液回収ローラ４９６ａが設けられている。この余剰液回収ローラ４９６ａは、上記液供給位置と上記１次転写部との間で、感光体ドラム２０の表面に接触するように配置されている。この余剰液回収ローラ４９６ａは、その接触位置において感光体ドラム２０の表面と同じ線速でかつ同方向に回転駆動するように構成されている。この余剰液回収ローラ４９６ａとしては、アルマイト処理などがなされた金属ローラが好ましい。また、ゴムなどで形成されたローラであってもよいが、この場合には、粘着性を持ったトナーＴが容易に付着しないように、離型層としてシリコンゴムなどの撥油性材料で表面が形成されたものであるのが望ましい。
【００４６】
本構成例２においては、定着液９２とトナーＴを担持した感光体ドラム２０の表面部分が余剰液回収ローラ４９６ａとの接触位置に到達すると、感光体ドラム２０と余剰液回収ローラ４９６ａとの間に不要となった定着液９２が挟み込まれる。そして、その感光体ドラム２０の表面部分が上記接触位置を通過するとき、感光体ドラム２０上の定着液９２は余剰液回収ローラ４９６ａの表面側に付着する。これにより、不要となった定着液９２は、余剰液回収ローラ４９６ａによって回収され、感光体ドラム２０の表面から除去される。なお、余剰液回収ローラ４９６ａによって回収された定着液９２は、クリーニングブレード４９６ｂによって掻き取られる。
【００４７】
また、図９に示す定着装置５９０のように、余剰液除去手段としてエアーナイフ５９６を用いることもできる。このエアーナイフ５９６は、感光体ドラム２０の幅方向にわたって開口するスリット状のエアー吹出口５９６ａを備えている。また、エアーナイフ５９６は、吸気ファン５９６ｂを備えており、その吸気ファン５９６ｂで吸引したエアーがエアー吹出口５９６ａから噴出するように構成されている。エアー吹出口５９６ａは、感光体ドラム２０の表面移動方向に対してカウンター方向に、エアーを感光体ドラム２０の表面に吹き付けるように配置されている。感光体ドラム２０上の定着液９２は、エアー吹出口５９６ａからのエアーによって、感光体ドラム２０の表面移動方向とは逆方向に戻され、最終的には重力によって下方に滴下し、エアーナイフ５９６の回収ケース５９６ｃ内に回収される。
【００４８】
このように余剰液除去手段としては種々考えられるが、上述したいずれの場合も、感光体ドラム２０上に担持されたトナー像を乱してしまうおそれがある。そのため、本構成例２では、導電性材料で構成した基体を絶縁層又は高抵抗層で覆った余剰液回収ローラ４９６ａを用い、その余剰液回収ローラ４９６ａに電界形成手段としての電源４９６ｄを接続している。具体的には、例えば、アルミニウム合金製のローラ表面にアルマイト処理した金属製ローラや、導電性のウレタンゴムの弾性層を有する弾性ローラに、絶縁性のＰＦＡチューブを被覆させたものを用いることができる。このような構成により、供給ローラ９１と感光体ドラム２０との間には、トナーを感光体ドラム側に押し付ける方向の電界が形成される。このような電界を形成することで、液除去位置における感光体ドラム２０上のトナーの感光体ドラム２０側への拘束力を高めることができる。これにより、感光体ドラム２０上に担持されたトナー像を乱すことなく、余剰液を除去することができる。
【００４９】
以上、本構成例２によれば、感光体ドラム２０上のトナーＴが中間転写ベルト１０上に１次転写される前に、既に定着には不要となった定着液９２を除去することができる。これにより、転写紙Ｐに付着する定着液９２の量を少量に抑えることができる。よって、転写紙Ｐの内部に侵入する定着液９２の量が更に少なくなり、転写紙Ｐのカールやシワの発生を抑制することができる。
また、トナーが担持されていない感光体ドラム２０の表面部分にも、僅かながら定着液９２が水滴状に付着してしまうおそれがある。しかし、本構成例２によれば、このような水滴状の定着液９２も、余剰液回収ローラ４９６ａによって同様にして回収することができる。よって、本構成例２によれば、転写紙Ｐのカールやシワを効果的に抑制することができる。
【００５０】
〔構成例３〕
次に、上記実施形態の定着装置の更に他の構成例（以下、「構成例３」という。）について説明する。
本構成例３は、上記構成例２と同様に余剰液除去手段を備えた例であるが、本構成例３では、中間転写ベルト１０上に１次転写した後の余剰液を除去する点で上記構成例２と異なっている。
【００５１】
図１０は、本構成例３の定着装置を示す概略構成図である。この定着装置の本体部分は、図４に示した上記構成例１の定着装置１９０と同じ構成となっている。そして、本構成例３では、中間転写ベルト１０の表面に対して余剰液除去手段としての余剰液回収装置６９６が設けられている。この余剰液回収装置６９６の構成は、上記構成例２のものと同様である。この余剰液回収装置６９６は、各１次転写部と２次転写部との間に配置されている。
【００５２】
本構成例３において、各１次転写部ではトナーＴとともに定着液９２も中間転写ベルト１０上に転写される。そして、このトナーＴ及び定着液９２を担持した感光体ドラム２０の表面部分が余剰液回収ローラ６９６ａとの接触位置に到達すると、中間転写ベルト１０と余剰液回収ローラ６９６ａとの間に不要となった定着液９２が挟み込まれる。そして、その中間転写ベルト１０の表面部分が上記接触位置を通過するとき、中間転写ベルト１０上の定着液９２は余剰液回収ローラ６９６ａの表面側に付着する。これにより、不要となった定着液９２は、余剰液回収ローラ６９６ａによって回収され、中間転写ベルト１０の表面から除去される。なお、余剰液回収ローラ６９６ａによって回収された定着液９２は、クリーニングブレード６９６ｂによって掻き取られる。
【００５３】
また、本構成例３でも、余剰液回収ローラ６９６ａに電界形成手段としての電源６９６ｄを接続し、中間転写ベルト１０上でのトナー像の乱れを抑制するように構成している。
【００５４】
以上、本構成例３によれば、感光体ドラム２０の周囲に配置される部材数を減らすことができ、装置の小型化を図ることができる。
また、本構成例３と上記構成例２とを併用してもよい。すなわち、感光体ドラム２０上では上記構成例２の余剰液回収ローラ４９６ａによって余剰液を回収し、中間転写ベルト１０上では本構成例３の余剰液回収ローラ６９６ａによって余剰液を回収する。
【００５５】
以上、上記実施形態の複写機は、潜像担持体としての感光体ドラム２０上の潜像を現像して得たトナー像を、転写手段としての１次転写装置６２によって被転写体としての中間転写ベルト１０上に転写する。また、本複写機は、トナーを溶解又は膨潤させる定着液をトナーに付与して、そのトナーを転写紙Ｐ上に定着させる定着手段としての定着装置９０，１９０，２９０，３９０，４９０，５９０，６９０，７９０を備えている。この定着装置は、感光体ドラム２０上のトナー像を中間転写ベルト１０上に転写させる前に、その感光体ドラム表面に担持されたトナーに対して定着液９２を付与する。ここで、本複写機では、感光体ドラム２０上の潜像を現像する現像手段として、キャリア液中にトナーを分散した液体現像剤によって現像を行う液体現像手段である液体現像装置６１を用いている。これにより、同じ画像面積率の画像形成を行う場合でも、感光体ドラム２０上に付着するトナー量を乾式現像方式に比べて少なくできる。よって、感光体ドラム２０上のトナーを十分に溶解又は膨潤させることができる必要最低限の定着液９２の量を少なくできる。その結果、トナーに対する定着液９２の付与量を少なくすることが可能となり、定着液タンク９３，１９３，２９３，３９３の小型化して、本複写機の小型化を図ることが可能となる。
また、本実施形態の定着液９２には、キャリア液と混ざりやすい性質をもつ液体成分である希釈液を含有している。このような希釈液を用いることで、定着液中の溶解・膨潤成分が速やかにトナーに接触し、そのトナーの樹脂成分と反応することができる。よって、その反応時間を短縮できる。これにより、上記液供給位置から２次転写位置までの間の搬送時間を短縮できるので、画像形成スピードを向上させることができる。また、上記液供給位置と上記１次転写部との間における感光体ドラム２０の部分の長さを短くできるため、装置の小型化を図ることもできる。
特に、本実施形態の定着液９２では、上記希釈液にキャリア液と同一物質を採用すれば、定着液中の溶解・膨潤成分とトナーの樹脂成分との反応時間をより短縮することができる。また、定着液の液体成分が水のような電気抵抗の小さい物質であると、これが感光体ドラム２０上に残留してトナーの帯電特性や感光体ドラム２０に対して悪影響を及ぼし、画像形成自体が困難になるおそれもある。しかし、本実施形態のように定着液の希釈液にキャリア液と同一物質を採用すれば、このような悪影響を及ぼすこともなく、安定した画像形成を行うことができる。
また、本実施形態の定着装置９０は、感光体ドラム表面に接触し又は所定間隔を開けて対向するように配置され、その感光体ドラム表面に定着液９２を供給する供給ローラ９１を有している。そして、この供給ローラ９１によって、感光体ドラム２０上のトナーに対して定着液９２を付与する。これにより、簡素な機構で、感光体ドラム２０上のトナーに対して必要十分な少量の定着液９２を付与することが可能となる。
特に、本実施形態では、供給ローラ９１によって定着液９２を供給するとき、感光体ドラム表面に担持されたトナーを感光体ドラム側に押し付ける方向の電界を形成する電界形成手段としての電源９５を設けている。このような電界を形成することで、液供給位置における感光体ドラム２０上のトナーの感光体ドラム２０側への拘束力を高めることができる。これにより、感光体ドラム２０上に担持されたトナー像を乱すことなく、そのトナーに対して定着液９２を供給することができる。
また、上記実施形態中の構成例２の定着装置は、感光体ドラム表面と接触し又は所定間隙を開けて対向するように配置され、その感光体ドラム表面に供給された定着液の余剰分を回収する回収ローラ４９６ａを有し、その感光体ドラム上のトナー像を転写紙Ｐ上に転写させる前に、その余剰分を回収ローラ４９６ａの表面に付着させて除去する余剰液除去手段を設けている。この回収ローラ４９６ａの表面には離型層が形成されている。これにより、定着液の余剰分の回収時にトナー像を構成するトナーが回収ローラ４９６ａの表面に付着するのを抑制することができる。よって、回収ローラ４９６ａによる回収動作によって、感光体ドラム２０上のトナー像が乱されるのを抑制することができる。
また、上記実施形態中の構成例２では、上記のように、感光体ドラム２０上のトナー像を中間転写ベルト１０上に転写させる前に、感光体ドラム表面に供給された定着液９２の余剰分を除去する余剰液除去手段としての回収ローラ４９６ａ等を設けている。そして、上記余剰分を除去するとき、感光体ドラム表面に担持されたトナーを感光体ドラム側に押し付ける方向の電界を形成する電界形成手段としての電源４９６ｄを設けている。このような電界を形成することで、液除去位置における感光体ドラム２０上のトナーの感光体ドラム２０側への拘束力を高めることができる。これにより、感光体ドラム２０上に担持されたトナー像を乱すことなく、定着液の余剰分を除去することができる。
また、本実施形態では、定着液が付与された潜像担持体上のトナー像を中間転写体である中間転写ベルト１０上に転写した後、その中間転写ベルト１０上のトナー像を第２の転写手段としての２次転写装置２２によって記録材としての転写紙Ｐ上に転写する。これにより、感光体ドラム２０上のトナーを直接転写紙に転写する構成に比べて、定着液がトナーに接触してからそのトナーを転写紙に転写されるまでの時間を長くすることができる。よって、トナーの樹脂成分と定着液中の溶解・膨潤成分との反応時間を十分に確保することができる。また、このように反応時間を十分に確保できるので、反応時間を待つためにわざわざ搬送時間を長くする構成を採用する必要もなく、画像形成スピードの向上を図ることが可能となる。
特に、本実施形態では、中間転写ベルト１０に離型層であるフッ素処理された表面層を形成している。これにより、中間転写ベルト１０の表面に定着液９２が付着しにくくなり、定着液９２をトナーにだけ付着させることができる。これにより、そのトナーが転写紙Ｐ上に転写された後に、その転写紙Ｐに付着する定着液の量は、転写紙全体に定着液を付与していた従来のものに比べて少なくすることができる。よって、転写紙Ｐの内部に侵入する定着液の量を少なくでき、定着液タンク９３，１９３，２９３，３９３の小型化して、本複写機の小型化を図ることが可能となる。更に、中間転写ベルト１０の離型性が高まることで、中間転写ベルト１０から転写紙Ｐへの２次転写の際、中間転写ベルト１０上からトナーが離れやすくなる。その結果、２次転写時における転写率を高めることができる。
また、本実施形態の構成例３では、中間転写ベルト１０上のトナー像を転写紙Ｐ上に転写させる前に、その中間転写ベルト表面上の定着液の余剰分を除去する余剰液除去手段としての余剰液回収装置６９６を設けている。そして、この余剰液回収装置６９６によって上記余剰分を除去するとき、中間転写ベルト表面に担持されたトナーを中間転写ベルト側に押し付ける方向の電界を形成する電界形成手段としての電源６９６ｄが設けられている。これにより、感光体ドラム２０の周囲に配置される部材数を減らすことができ、装置の小型化を図ることができる。また、上記のような電界を形成することで、液除去位置における中間転写ベルト１０上のトナーの中間転写ベルト１０側への拘束力を高めることができる。これにより、中間転写ベルト１０上に担持されたトナー像を乱すことなく、定着液の余剰分を除去することができる。
また、本実施形態では、アモルファスシリコン層を有する感光体ドラム２０を用いているので、有機感光体（ＯＰＣ）よりも優れた機械的強度を発揮し、その寿命を長くすることができる。
【００５６】
尚、本実施形態では、中間転写体を用いたカラー複写機を例に挙げて説明したが、これに限定されるものではなく、種々の変形が可能である。例えば、感光体ドラム２０の代わりにドラム状やローラ状の中間転写体を用いてもよい。また、単一の潜像担持体上に順次各色トナー像を形成してこれらを中間転写体上に順次転写してカラー画像を形成するいわゆる１ドラム型の画像形成装置であってもよい。また、中間転写体を用いずに感光体ドラム等の潜像担持体から直接転写紙Ｐに転写を行うものであってもよい。もちろん、画像形成装置としては複写機に限らず、プリンタやファクシミリでもよいことは言うまでもない。
【００５７】
【発明の効果】
請求項１乃至９の発明によれば、潜像担持体上のトナーに付与する定着液の量を少なくすることが可能となるので、定着液タンクの小型化をして画像形成装置の小型化を図ることが可能となるという優れた効果がある。
更に、供給ローラによって定着液を供給するとき、電界形成手段により、潜像担持体表面に担持されたトナーを潜像担持体側に押し付ける方向の電界を形成することで、液供給位置における潜像担持体のトナーの潜像担持体側への拘束力を高めることができる。これにより、潜像担持体上に担持されたトナー像を乱すことなく、そのトナーに対して定着液を供給することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態に係る複写機の隣り合う２つの画像形成ユニットの構成を示す拡大図。
【図２】同複写機全体の概略構成図。
【図３】同複写機の本体部分の構成を示す拡大図。
【図４】構成例１の定着装置を示す概略構成図。
【図５】同定着装置の塗布ローラを示す正面図。
【図６】同定着装置の定着液供給手段の他の例を示す概略構成図。
【図７】同定着装置の定着液供給手段の更に他の例を示す概略構成図。
【図８】構成例２の定着装置を示す概略構成図。
【図９】同定着装置の余剰液除去手段の他の例を示す概略構成図。
【図１０】構成例３の定着装置を示す概略構成図。
【符号の説明】
１０ 中間転写ベルト
１４，１５，１６ 支持ローラ
１８Ｙ，１８Ｃ，１８Ｍ，１８ＢＫ 画像形成ユニット
２０Ｙ，２０Ｃ，２０Ｍ，２０ＢＫ 感光体ドラム
２１ 露光装置
２２ ２次転写装置
６１ 液体現像装置
９０，１９０，２９０，３９０，４９０，５９０，６９０，７９０ 定着装置
９１，１９１ 供給ローラ
９２ 定着液
９３，１９３，２９３，３９３ 定着液タンク
９４ メータリングブレード
１１０ 中間転写ドラム
１２２ ２次転写装置
１９４ 掻き取りブレード
１９５ 塗布ローラ
２９１，３９１ ノズル
２９１ａ，３９１ａ ヘッド
２９１ｂ，３９１ｂ 吸引管
３００ スキャナ
４９６ａ 余剰液回収ローラ
４９６ｂ クリーニングブレード
５９６ エアーナイフ
５９６ａ エアー吹出口
５９６ｂ 吸気ファン
５９６ｃ 回収ケース
６９７，７９７，８９７ａ ヒータ
８９７ 加熱ローラ
Ｐ 転写紙
Ｔ トナー[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an image forming apparatus such as a copying machine, a facsimile machine, and a printer. More specifically, the present invention relates to an image forming apparatus that applies a fixing solution that dissolves or swells toner to the toner to fix the toner on a recording material.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, there has been known an image forming apparatus that employs a thermal fixing method in which toner on a recording material is heated and melted and pressurized to fix the toner on the recording material. In this type of image forming apparatus, 50% or more of the power consumption is consumed for the heat treatment in the fixing unit. Therefore, suppressing power consumption in the fixing unit is effective as an energy saving measure for the entire image forming apparatus. Conventionally, various fixing methods that do not employ the thermal fixing method have been proposed. Among them, there is known a wet fixing method in which a fixing process is performed using a fixing solution that dissolves or swells toner. In this wet fixing method, a toner is fixed on a recording material by applying a fixing solution to the toner and dissolving or swelling the toner. This method is an excellent fixing method as an energy saving measure because a heat treatment with a large amount of power consumption like the heat fixing method is not required. In addition, since warm-up time as in the heat fixing method is not required, quick start is possible. Examples of the image forming apparatus that employs the wet fixing method include those disclosed in Patent Document 1, Patent Document 2, Patent Document 3, and the like.
[0003]
[Patent Document 1]
Japanese Patent No. 3290513
[Patent Document 2]
JP-A-8-72386
[Patent Document 3]
JP-A-9-78039
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional wet fixing method, since the fixing liquid is applied to the entire surface of the recording material with the toner attached thereto, the fixing liquid is also applied to the surface of the recording material on which the toner is not attached. As described above, the fixing liquid applied to the surface portion of the recording material on which the toner is not attached is useless that does not participate in toner fixing. As a result, since the amount of the fixing liquid consumed for one image formation increases, there is a problem that the fixing liquid tank for storing the fixing liquid becomes large and the apparatus becomes large.
[0005]
In order to reduce the fixing liquid tank in order to solve this problem, it is important to reduce the amount of the fixing liquid applied to the toner as much as possible and to suppress the amount of the fixing liquid consumed for one image formation. Here, the present applicant has proposed an image forming apparatus that applies the fixing liquid so that the fixing liquid adheres only to the toner and does not adhere to the surface portion of the recording material on which the toner is not carried. According to this image forming apparatus, useless fixing liquid application that does not involve toner fixing is not performed, so that the amount of fixing liquid consumed during one image formation can be reduced. However, even in this image forming apparatus, in order to fix the toner on the recording material, it is necessary to attach a minimum amount of fixing solution capable of sufficiently dissolving or swelling the toner to the toner. It cannot be reduced any further.
[0006]
The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide an image forming apparatus capable of reducing the size of the fixing liquid tank by reducing the amount of the fixing liquid applied to the toner. Is to provide.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
  In order to achieve the above object, the invention of claim 1 includes a latent image carrier, a developing means for developing a latent image on the latent image carrier, and the latent image carrier formed by the developing means. An image forming apparatus comprising: a transfer unit that transfers the toner image onto a transfer medium; and a fixing unit that applies a fixing liquid that dissolves or swells the toner to the toner and fixes the toner on a recording material. In the above, as the developing means, a liquid developing means for developing with a liquid developer in which toner is dispersed in a carrier liquid is used.A supply roller that is in contact with the surface of the latent image carrier or is opposed to the surface of the latent image carrier and supplies the fixing solution to the surface of the latent image carrier; and the fixing solution is supplied by the supply roller. An electric field forming means for forming an electric field in a direction in which the toner carried on the surface of the latent image carrier is pressed against the latent image carrier.Before the toner image on the latent image carrier is transferred onto the transfer target, the fixing liquid is applied to the toner carried on the surface of the latent image carrier.
  According to a second aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to the first aspect, the fixing solution contains a liquid component having a property of being easily mixed with the carrier liquid.
  According to a third aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to the first or second aspect, the liquid component of the fixing liquid is the same substance as the carrier liquid..
MaClaim4The invention of claim 1 and 2Or 3In this image forming apparatus, there is provided a collection roller that is disposed so as to be in contact with the surface of the latent image carrier or to be opposed to the surface of the latent image carrier, and to collect the surplus of the fixing liquid supplied to the surface of the latent image carrier. Before the toner image on the latent image carrier is transferred onto the transfer body, surplus liquid removing means for removing the excess by adhering to the surface of the collecting roller is provided. It is characterized by using a material having a release layer on its surface.
  Claims5The invention of claim 1, 2, 3Or 4In this image forming apparatus, before transferring the toner image on the latent image carrier onto the transfer target member, surplus liquid removing means for removing the surplus of the fixing liquid supplied to the surface of the latent image carrier is provided. And an electric field forming means for forming an electric field in a direction in which the toner carried on the surface of the latent image carrier is pressed against the latent image carrier when the excess liquid is removed by the surplus liquid removing means. It is what.
  Claims6The invention of claim 1, 2, 3, 4Or 5In the image forming apparatus, the transfer target is an intermediate transfer member to which a toner image on the latent image carrier to which the fixing liquid is applied is transferred, and the toner image transferred onto the intermediate transfer member is A second transfer means for transferring onto the recording material is provided.
  Claims7The invention of claim6In the image forming apparatus, an intermediate transfer member having a release layer on the surface thereof is used.
  Claims8The invention of claim6Or7In this image forming apparatus, before transferring the toner image on the intermediate transfer member onto the recording material, an excess liquid removing unit is provided to remove the excess of the fixing solution on the surface of the intermediate transfer member. An electric field forming means is provided for forming an electric field in a direction in which the toner carried on the surface of the intermediate transfer body is pressed against the intermediate transfer body when the surplus is removed by the removing means.
  Claims9The invention of claim 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7Or 8In the image forming apparatus, a photosensitive member having an amorphous silicon layer is used as the latent image carrier.
[0008]
  Claims 1 to9In this image forming apparatus, a fixing solution is applied to the toner on the latent image carrier before the toner image on the latent image carrier formed with the liquid developer is transferred onto the transfer target. Here, the image forming apparatus employs a liquid development system in which development is performed using a liquid developer in which toner is dispersed in a carrier liquid. This liquid development method can form a toner image with a smaller amount of toner than the dry development method. Therefore, if the liquid development method is employed, the amount of toner adhering to the latent image carrier can be reduced as compared with the dry development method even when image formation with the same image area ratio is performed. As a result, it is possible to reduce the minimum amount of fixing solution that can sufficiently dissolve or swell the toner on the latent image carrier. Therefore, it is possible to reduce the amount of fixing liquid applied to the toner.
[0009]
In addition, as a result of further research, the inventors of the present invention have a configuration in which the fixing liquid is applied to the toner on the latent image carrier of the image forming apparatus that employs the liquid developing method as described above. It was found that the following problems occur.
The present inventors conducted various experiments in which the wet fixing method according to the above application is applied to a liquid developing type image forming apparatus. As a result of the experiment, it becomes clear that there is a difference in the reaction time between the resin component of the toner and the dissolving / swelling component in the fixing liquid depending on the combination of the liquid component of the fixing liquid and the carrier liquid of the liquid developer. It was. In particular, in recent years, in consideration of the environment, a fixing solution using water as a liquid component instead of volatile organic compounds (VOC) such as toluene may be used. Results in a large delay. This is because a highly insulating oily material such as silicone oil, normal paraffin, Isopar M (registered trademark), vegetable oil, or mineral oil is generally used as the carrier liquid for the liquid developer. That is, it was found that when the fixing solution was applied to the toner to which such a carrier solution was adhered, the carrier solution repels the water in the fixing solution and the reaction was greatly delayed.
Accordingly, in the image forming apparatus according to the second aspect, a fixing solution containing a liquid component having a property of being easily mixed with the carrier liquid is used. As a result, the time required for the dissolving / swelling component in the fixing solution to reach the toner can be shortened, and the reaction time between the resin component of the toner and the dissolving / swelling component in the fixing solution can be shortened.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
An embodiment in which the present invention is applied to an electrophotographic color copier (hereinafter simply referred to as “copier”) as an image forming apparatus will be described below. The copying machine according to the present embodiment is a so-called tandem type color image forming apparatus that employs a liquid developing system and includes an intermediate transfer belt that is an intermediate transfer body as a transfer target.
FIG. 2 is a schematic configuration diagram of the entire copying machine according to the present embodiment. The copying machine includes a copying machine main body 100, a paper feed table 200 on which the copying machine main body is placed, a scanner 300 mounted on the copying machine main body, and an automatic document feeder (ADF) mounted on the scanner. 400.
[0011]
FIG. 3 is an enlarged view showing the configuration of the copying machine main body 100 portion. The copying machine main body 100 is provided with an intermediate transfer belt 10. The intermediate transfer belt 10 is rotationally driven in the clockwise direction in FIG. 3 while being stretched around the support rollers 14, 15, and 16 that are three support members. Of the support rollers, four image forming units 18Y, 18C, 18M, and 18BK of yellow, cyan, magenta, and black are arranged in a belt stretch portion between the first support roller 14 and the second support roller 15. Has been placed. Above these image forming units 18Y, 18C, 18M, and 18BK, an exposure device 21 is provided as shown in FIG. The exposure device 21 forms an electrostatic latent image on the photosensitive drums 20Y, 20C, 20M, and 20BK as latent image carriers provided in each image forming unit based on the image information of the original read by the scanner 300. Is to do. A secondary transfer device 22 as a second transfer unit is provided at a position facing the third support roller 16 among the support rollers. The secondary transfer device 22 has a configuration in which an endless belt-like secondary transfer belt 24 that is a transfer member as a surface moving member is stretched between two rollers 23a and 23b. When the toner image on the intermediate transfer belt 10 is secondarily transferred onto a transfer sheet as a recording material, the secondary transfer belt 24 is pressed against the portion of the intermediate transfer belt 10 that is wound around the third support roller 16. Next transfer is performed. Note that the secondary transfer device 22 may not be configured using the secondary transfer belt 24 but may be configured using a transfer roller, for example. Further, a belt cleaning device 17 is provided at a position facing the second support roller 15 among the support rollers of the intermediate transfer belt 10. The belt cleaning device 17 is for removing residual toner remaining on the intermediate transfer belt 10 after the toner image on the intermediate transfer belt 10 is transferred to the transfer paper.
[0012]
Next, the configuration of the image forming units 18Y, 18C, 18M, and 18BK will be described. In the following description, the image forming unit 18BK that forms a black toner image will be described as an example, but the other image forming units 18Y, 18C, and 18M have the same configuration. Note that the image forming units 18Y, 18C, 18M, and 18BK can be configured as a process cartridge including at least the photosensitive drum 20 and all or a part of the components and components that constitute the image forming unit. In this case, the image forming units 18Y, 18C, 18M, and 18BK can be configured to be detachable from the copying machine main body 100, so that maintainability is improved.
[0013]
FIG. 1 is an enlarged view showing a configuration of two adjacent image forming units 18M and 18BK. In addition, in the code | symbol in a figure, the symbol of "M" and "BK" which shows distinction of a color is abbreviate | omitted, and a symbol is abbreviate | omitted suitably also in the following description.
In the image forming unit 18, a charging device 60, a liquid developing device 61, a photosensitive member cleaning device 63, a charge eliminating device 64, and a fixing device 90 are provided around the photosensitive drum 20. In addition, a primary transfer device 62 as a transfer unit is provided at a position facing the photosensitive drum 20 via the intermediate transfer belt 10.
[0014]
The surface of the photosensitive drum 20 is formed of amorphous silicon (a-Si). Therefore, the mechanical strength superior to that of the organic photoreceptor (OPC) can be exhibited, and the lifetime can be extended.
[0015]
The charging device 60 is of a contact charging type employing a charging roller, and uniformly charges the surface of the photosensitive drum 20 by applying a voltage while contacting the photosensitive drum 20. As the charging device 60, a non-contact charging type using a non-contact scorotron charger or the like can be used.
[0016]
The liquid developing device 61 employs a liquid developing system that uses a liquid developer in which toner is dispersed in a carrier liquid. Each color toner used in the present embodiment is made of a resin material colored in each color, and is formed of a material that can be dissolved or swelled by a fixing solution described later. The liquid developer used in this embodiment is a highly viscous and high concentration liquid developer. The viscosity and concentration range of this liquid developer are, for example, a viscosity of 50 to 10,000 [mPa · s] and a concentration of 5 [%] to 40 [%]. As the carrier liquid, a highly insulating material such as silicone oil, normal paraffin, Isopar (registered trademark) M, vegetable oil or mineral oil is used. Volatile and non-volatile can be selected according to the purpose. The particle size of the toner can be selected according to the purpose from the submicron unit to about 6 [μm].
[0017]
The liquid developing device 61 includes a developing roller 65 as a developer carrying member, a coating roller 66a and a pumping roller 66b for supplying the developer to the developing roller 65, and a developer storage tank 67 for storing the liquid developer therein. It has. A fine groove having a uniform pattern is formed on the surface of the application roller 66 a, and the liquid developer is received from the pumping roller 66 b immersed in the liquid developer in the developer storage tank 67. The liquid developer thus received is carried in a state where it enters the groove on the surface of the application roller 66a, and the liquid developer attached to the outside of the groove is scraped off by the scraping blade 66c. The liquid developer on the application roller 66a is conveyed to a contact position with the development roller 65 as the application roller 66a rotates. At this contact position, the developing roller 65 and the coating roller 66a are moved in the counter direction, and the liquid developer inside the groove of the coating roller 66a adheres to the surface of the developing roller 65. Therefore, the amount of liquid developer on the developing roller 65 can be adjusted to an appropriate amount by adjusting the internal volume of the groove provided on the surface of the application roller 66a.
[0018]
In this embodiment, the thickness of the developer applied on the developing roller 65 is set to 1 [cm on the surface thereof.2] Was set so that the amount of toner carried per unit was 3 [μg] or more and 60 [μg] or less. Specifically, the thickness is set to be 3 [μm] or more and 12 [μm] or less. The range is set so that when the toner amount is smaller than 3 [μg], a sufficient amount of toner does not move to the latent image portion on the photosensitive drum 20, and a sufficient image density is obtained. This is because it is difficult to obtain. On the other hand, when the amount of toner exceeds 60 [μg], the amount of toner that adheres to the background portion on the photosensitive drum 20 after development increases.
[0019]
The developing roller 65 has a conductive elastic layer formed on the outer peripheral surface thereof. As the material of the elastic layer, urethane rubber or the like can be used. The surface hardness of the elastic layer is desirably 50 degrees or less in terms of JIS-A hardness so that a nip can be efficiently formed with the photosensitive drum 20. The material of the elastic layer is not limited to urethane rubber, but may be any material that has conductivity and does not swell or dissolve with the carrier liquid. Moreover, if it is set as the structure which a carrier liquid does not contact by providing a coat layer on the surface of the elastic body layer, the material of the elastic body layer should just have elasticity. Further, instead of giving elasticity to the developing roller 65, for example, an endless belt-like photosensitive belt can be adopted in place of the photosensitive drum, and it can be provided to the photosensitive drum side. Further, the surface of the developing roller 65 has a smoothness of 5 [μm] or less in Rz.
[0020]
When the developing roller 65 configured as described above is brought into contact with the photosensitive drum 20 with an appropriate pressure, the elastic body layer of the developing roller 65 is elastically deformed to form a developing nip. The nip width in the surface movement direction of the photosensitive drum 20 can be adjusted by changing the contact pressure. This nip width is set to be equal to or greater than the product of the linear velocity of the developing roller 65 and the development time constant. Here, the development time constant is the time required until the development amount is saturated, and is obtained by dividing the necessary minimum nip width by the process speed. For example, if the required minimum nip width is 3 [mm] and the process speed is 300 [mm / sec], the development time constant is 10 [msec].
[0021]
The primary transfer device 62 employs a primary transfer roller, and is installed so as to be pressed against the photosensitive drum 20 with the intermediate transfer belt 10 interposed therebetween. The primary transfer device 62 may not be a roller shape, but may be a conductive brush shape, a non-contact corona charger, or the like. In addition, between each primary transfer device 62, a conductive roller 74 that contacts the back surface, that is, the inner peripheral surface side of the intermediate transfer belt 10 is provided. The conductive roller 74 prevents a bias applied by each primary transfer device 62 during primary transfer from flowing into an adjacent image forming unit through a layer on the inner peripheral surface side of the intermediate transfer belt 10.
[0022]
The photoconductor cleaning device 63 includes a cleaning blade 75 made of, for example, polyurethane rubber, which is disposed so that the front end is pressed against the photoconductor drum 20. In this embodiment, in order to improve the cleaning performance, a conductive fur brush 76 that contacts the photosensitive drum 20 is also used. A bias is applied to the fur brush 76 from a metal electric field roller 77, and the tip of a scraper 78 is pressed against the electric field roller 77. The toner removed from the photoconductor drum 20 by the cleaning blade 75 and the fur brush 76 is accommodated in the photoconductor cleaning device 63. Thereafter, the toner is brought to one side of the photoconductor cleaning device 63 by the recovery screw 79, returned to the liquid developing device 61 through a toner recycling device 80 described later, and reused.
Further, the static elimination device 64 is constituted by a static elimination lamp, and irradiates light to initialize the surface potential of the photosensitive drum 20.
[0023]
In the image forming unit 18 having the above configuration, first, the surface of the photosensitive drum 20 is uniformly charged by the charging device 60 as the photosensitive drum 20 rotates. Next, based on the image information read by the scanner 300, the exposure device 21 irradiates writing light L such as a laser or LED to form an electrostatic latent image on the photosensitive drum 20. Thereafter, the electrostatic latent image is visualized by the liquid developing device 61 to form a toner image. This toner image is primarily transferred onto the intermediate transfer belt 10 by the primary transfer device 62. The transfer residual toner remaining on the surface of the photosensitive drum 20 after the primary transfer is removed by the photosensitive member cleaning device 63, and thereafter, the surface of the photosensitive drum 20 is discharged by the static eliminating device 64, and the next image formation is performed. Provided.
[0024]
Next, the operation of the copying machine in this embodiment will be described.
When copying a document using the copying machine having the above configuration, first, the document is set on the document table 30 of the automatic document feeder 400. Alternatively, the automatic document feeder 400 is opened, a document is set on the contact glass 32 of the scanner 300, and the automatic document feeder 400 is closed and pressed by it. Thereafter, when the user presses a start switch (not shown), when the document is set on the automatic document feeder 400, the document is conveyed onto the contact glass 32. Then, the scanner 300 is driven and the first traveling body 33 and the second traveling body 34 start traveling. Thereby, the light from the first traveling body 33 is reflected by the document on the contact glass 32, and the reflected light is reflected by the mirror of the second traveling body 34 and guided to the reading sensor 36 through the imaging lens 35. . In this way, the image information of the original is read.
[0025]
When the start switch is pressed by the user, a drive motor (not shown) is driven, and one of the support rollers 14, 15, 16 is rotationally driven to rotate the intermediate transfer belt 10. At the same time, the photosensitive drums 20Y, 20C, 20M, 20BK of the image forming units 18Y, 18C, 18M, and 18BK and the secondary transfer belt 24 of the secondary transfer device 22 are also rotationally driven. At this time, the detection marks provided on the back surface of the intermediate transfer belt 10 are detected by a mark sensor (not shown), thereby synchronizing the image forming units. The intermediate transfer belt 10, the photosensitive drums 20Y, 20C, 20M, 20BK and the secondary transfer belt 24 are controlled so that a constant relative speed is maintained among them. Thereafter, based on the image information read by the reading sensor 36 of the scanner 300, the exposure device 21 irradiates the writing light L onto the photosensitive drums 20Y, 20C, 20M, and 20BK of the respective image forming units. As a result, electrostatic latent images are formed on the respective photosensitive drums 20Y, 20C, 20M, and 20BK, and are visualized by the liquid developing devices 61Y, 61C, 61M, and 61BK. Then, yellow, cyan, magenta, and black toner images are formed on the photosensitive drums 20Y, 20C, 20M, and 20BK, respectively. Each color toner image formed in this way is primarily transferred by the primary transfer devices 62Y, 62C, 62M, and 62BK so as to sequentially overlap each other on the intermediate transfer belt 10. As a result, a composite toner image in which the toner images of the respective colors overlap is formed on the intermediate transfer belt 10. The transfer residual toner remaining on the intermediate transfer belt 10 after the secondary transfer is removed by the belt cleaning device 17.
[0026]
When the user presses the start switch, the paper feed roller 42 of the paper feed table 200 according to the transfer paper selected by the user rotates, and the transfer paper is sent out from one of the paper feed cassettes 44. The transferred transfer paper is separated into one sheet by the separation roller 45 and enters the paper feed path 46, and is transported by the transport roller 47 to the paper feed path 48 in the copying machine main body 100. The transfer paper conveyed in this way is stopped when it hits the registration roller 49. When using transfer paper that is not set in the paper feed cassette 44, the transfer paper set in the manual feed tray 51 is sent out by the paper feed roller 50 and separated into one sheet by the separation roller 52, and then the manual paper feed path. It is conveyed through 53. Then, it stops when it hits the registration roller 49.
[0027]
The registration roller 49 rotates in accordance with the timing at which the composite toner image formed on the intermediate transfer belt 10 as described above is conveyed to the secondary transfer unit facing the secondary transfer belt 24 of the secondary transfer device 22. To start. Here, in general, the registration roller 49 is often used while being grounded, but a bias may be applied to remove paper dust from the transfer paper. A DC voltage is used for the applied bias, but an AC voltage having a DC offset component may be used to charge the transfer paper more uniformly. Note that the surface of the transfer paper after passing through the registration roller 49 to which a bias is applied in this way is slightly negatively charged. Therefore, in this case, since the transfer conditions are different from those of the transfer paper to which no bias is applied to the registration rollers 49 during the secondary transfer from the intermediate transfer belt 10 to the transfer paper, it is necessary to appropriately change the transfer conditions.
[0028]
The transfer sheet sent out by the registration roller 49 is sent to a secondary transfer nip formed between the intermediate transfer belt 10 and the secondary transfer belt 24, and is combined on the intermediate transfer belt 10 by the secondary transfer device 22. The toner image is secondarily transferred onto the transfer paper. Here, in the present embodiment, before the secondary transfer, as described later, a fixing liquid is applied to the composite toner image on the intermediate transfer belt 10. The composite toner image to which the fixing liquid is applied is pressed against the transfer paper at the secondary transfer nip, so that the composite toner image is secondarily transferred to the transfer paper and simultaneously fixed onto the transfer paper. Thereafter, the transfer sheet is conveyed to the sheet discharge roller 56 while being attracted to the secondary transfer belt 24, and is discharged and stacked on the sheet discharge tray 57.
[0029]
Next, the fixing process which is a characteristic part of the present invention will be described.
As shown in FIG. 1, in the copying machine of the present embodiment, a fixing device 90 is disposed on the downstream side of the developing area in the surface movement direction of the photosensitive drum 20. The fixing device 90 includes a supply roller 91 serving as a fixing liquid supply unit disposed so as to face the surface of the photosensitive drum 20 with a minute gap therebetween. A fixing liquid 92 is accommodated in the fixing liquid tank 93 of the fixing device 90, and the supply roller 91 is disposed in the fixing liquid 92. The supply roller 91 is rotationally driven in the direction of the arrow in the drawing when the fixing liquid 92 is applied to the toner. As a result, the fixing liquid 92 is pumped up on the surface of the supply roller 91. The fixing liquid 92 pumped up in this way is regulated by the metering blade 94, and the fixing liquid adhering to the surface of the supply roller 91 is adjusted to an appropriate amount. The fixing liquid on the supply roller 91 is conveyed to a position facing the surface of the photosensitive drum 20 as the supply roller 91 rotates, and supplies the fixing liquid to the surface of the photosensitive drum 20.
[0030]
Further, when the supply roller 91 is used as a fixing liquid supply unit that supplies a fixing liquid to the toner on the photosensitive drum 20, the toner image carried on the photosensitive drum 20 may be disturbed. Therefore, in this embodiment, a supply roller 91 in which a base made of a conductive material is covered with an insulating layer or a high resistance layer is used, and a power source 95 as an electric field forming unit is connected to the supply roller 91. Specifically, for example, a conductive rubber layer formed on a stainless steel core and the surface thereof covered with an insulating PFA tube can be used. With such a configuration, an electric field is formed between the supply roller 91 and the photosensitive drum 20 in a direction in which the toner is pressed toward the photosensitive drum. By forming such an electric field, the binding force of the toner on the photosensitive drum 20 to the photosensitive drum 20 side at the liquid supply position can be increased. As a result, the fixing liquid 92 can be supplied to the toner without disturbing the toner image carried on the photosensitive drum 20.
[0031]
The fixing liquid 92 used in this embodiment has a material that dissolves or swells the resin component constituting the toner (hereinafter referred to as “dissolving / swelling component”) as a component. Such materials include higher glycol ether, ethylene glycol monoether, diethylene glycol monoether, ethylene glycol, monomethyl ether = 2-methoxyethanol, diethylene glycol, diethylene glycol monoethyl ether, propylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol, butyl cellosolve ethyl carbitol. , Aliphatic dibasic acid ester, DBE (dibasic acid ester), ester-based high boiling point admixture, linear dibasic acid ester (maleic acid ester), itaconic acid ester, trimellitic ester, dibasic acid ester, etc. It is done.
[0032]
Here, if the dissolving / swelling component is supplied to the toner in an amount greater than the necessary amount, the toner is excessively dissolved, causing a toner image to flow. The toner on the photosensitive drum 20 is preferably in a semi-dissolved state or a swollen state, and depending on the type of the dissolved / swelled component, approximately half or less of the toner is sufficient. The amount of the toner constituting the toner image on the photosensitive drum 20 is several [μm] level in thickness, and the dissolved / swelled component needs to be further thinned and supplied in a small amount. It is extremely difficult to supply this uniformly. Therefore, as a method for supplying such a small amount of the dissolving / swelling component, a method of diluting the dissolving / swelling component with some liquid is generally used. As this diluting solution, one using water in consideration of the influence on the environment is known. The dissolution / swelling component as described above can be made into an aqueous solution by using a surfactant. Examples of such surfactants include anionic (anionic) surfactants such as fatty acid derivative sulfates, sulfonic acid types, and phosphate esters, cation (cation) such as quaternary ammonium salts, heterocyclic amines, and amine derivatives. Examples include surfactants, amino acid esters, amino acids, zwitterionic (nonionic) surfactants such as sulfobetaine, nonionic surfactants, polyoxyalkylene alkyl ethers, polyoxyethylene alkyl amines, and the like. According to the fixing solution in which the above-described dissolving / swelling component and surfactant are mixed at a concentration of 20% or less with respect to water, a small amount of the dissolving / swelling component with respect to the toner on the photosensitive drum 20 is obtained. Can be supplied.
[0033]
However, the carrier liquid adheres to the toner on the photosensitive drum 20 to which the fixing liquid 92 is supplied. Therefore, when water is used as the diluting liquid (main component) of the fixing liquid 92, the carrier liquid (dimethyl silicon, Isoper, etc.) of the liquid developer is generally oil, so that the fixing liquid is repelled by the carrier liquid. End up. As a result, it takes time for the dissolving / swelling component of the fixing solution 92 to reach the toner, and the reaction time between the resin component of the toner and the dissolving / swelling component in the fixing solution is delayed. Further, when water is mixed in the carrier liquid, the insulating property of the carrier liquid is lost, and as a result, the charging characteristics of the toner change, and it is difficult to control the developing electric field and the transfer electric field. Further, after the toner image on the photosensitive drum 20 is transferred onto the intermediate transfer belt 10, if the cleaning by the photosensitive member cleaning device 63 is not sufficiently performed, the surface portion of the photosensitive drum 10 to which water has adhered becomes the next. Since it is used in the image forming process, the image formation itself may be difficult.
[0034]
Therefore, in the present embodiment, as the diluting liquid for the fixing liquid 92, an insulating liquid used for the carrier liquid of the liquid developer is used. Specifically, the non-volatile dimethyl silicon used as the carrier liquid for the liquid developer is used as the diluting liquid for the fixing liquid 92. As a result, the dissolving / swelling component of the fixing liquid 92 can quickly reach the toner wrapped in the carrier liquid on the photosensitive drum 20. Therefore, the reaction time between the resin component of the toner and the dissolving / swelling component in the fixing solution can be shortened. In addition, as in this embodiment, non-volatile dimethyl silicon is used as a diluting solution and a carrier solution for the fixing solution, so that there is no adverse effect on the environment. In addition, by using a non-volatile liquid as in this embodiment, there is no need to provide a mechanism for recovering volatile components.
Further, as in the present embodiment, the same material as the carrier liquid of the liquid developer is used as the diluent of the fixing liquid 92, so that the charging characteristics of the toner are not changed.
[0035]
Next, the flow of the fixing process in this embodiment will be described.
When the latent image on the photosensitive drum 20 is developed by the liquid developing device 61 and a toner image is formed on the photosensitive drum 20, the toner image is transferred to the fixing device 90 as the surface of the photosensitive drum 20 moves. Is conveyed to a position facing the supply roller 91. Then, the fixing liquid 92 on the supply roller 91 is supplied to the surface of the photosensitive drum 20.
[0036]
At the facing position (liquid supply position) where the photosensitive drum 20 and the supply roller 91 face each other, the fixing liquid 92 on the supply roller 91 intersects with the carrier liquid covering the toner T, and the fixing liquid is applied to the toner. Then, along with the movement of the surface of the photosensitive drum 20, the photosensitive drum 20 and the primary transfer roller are conveyed to a primary transfer portion where a nip is formed. The toner T on the photosensitive drum 20 is transferred to the surface of the intermediate transfer belt 10 in the primary transfer portion. Thereafter, the resin component of the toner T reacts with the dissolving / swelling component of the fixing liquid 92. Thereby, the toner T swells and dissolves. Thereafter, the toner T becomes sticky, and the excess portion of the fixing liquid 92 impregnated inside when swollen is discharged to the surface and changes into a film shape. The toner T thus changed into a film shape is conveyed to the secondary transfer portion where a nip is formed by the intermediate transfer belt 24 and the secondary transfer belt 24 of the secondary transfer device 22 as the surface of the intermediate transfer belt 10 moves. The In the secondary transfer portion, the toner T on the intermediate transfer belt 10 is pressed against the surface of the transfer paper P, so that it is transferred and fixed on the transfer paper P due to its adhesiveness.
In this embodiment, an electrostatic transfer method is employed as a transfer method in the primary transfer unit. However, if the toner to which the fixing liquid 92 is applied is reacted on the photosensitive drum 20, the secondary transfer is performed. Similarly to the part, it is possible to perform transfer by its adhesiveness.
[0037]
As described above, according to this embodiment, since the same material as the carrier liquid of the liquid developer is used as the diluting solution of the fixing solution, the dissolved / swelled component in the fixing solution quickly contacts the toner, It can react with the resin component of the toner. Therefore, the reaction time can be shortened. Since the conveyance time from the liquid supply position to the primary transfer position can be shortened, the image forming speed can be improved. Further, since the length of the photosensitive drum 20 between the liquid supply position and the primary transfer portion can be shortened, the apparatus can be downsized. In particular, if the configuration is such that the toner on the photosensitive drum 20 to which the fixing liquid has been applied is primarily transferred to the intermediate transfer belt 10 and then secondarily transferred to the transfer paper P as in the present embodiment, from the liquid supply position. Since the transport time to the secondary transfer position can be sufficiently ensured, it is not necessary to employ a configuration in which the transport time is lengthened in order to wait for the reaction time.
[0038]
[Configuration example 1]
Next, another configuration example (hereinafter referred to as “configuration example 1”) of the fixing device of the above-described embodiment will be described.
FIG. 4 is a schematic configuration diagram illustrating the fixing device 190 according to the first configuration example. The fixing device 190 is common to the fixing device 90 of the above embodiment in that the fixing liquid 92 is supplied to the surface of the photosensitive drum 20 by the supply roller 191. However, in the fixing device 190 of Configuration Example 1, the method for measuring the amount of the fixing liquid adhering to the surface of the supply roller 191 is different from that in the above embodiment. That is, in the above embodiment, the amount of the fixing liquid on the supply roller 191 is measured by the metering blade 94, whereas in the present configuration example 1, the amount is measured by the application roller 195.
[0039]
FIG. 5 is a front view showing the application roller 195. As shown in the drawing, fine grooves with a uniform pattern are formed on the surface of the application roller 195. The application roller 195 is disposed so as to be in contact with the surface of the supply roller 191 while being immersed in the fixing liquid 92 in the fixing liquid tank 193. The application roller 195 is driven to rotate in the direction of the arrow in the drawing when the fixing liquid 92 is applied to the toner. As a result, the fixing liquid 92 is pumped up on the surface of the application roller 195. The fixer 92 pumped up in this manner is carried in a state where it enters the groove on the surface of the application roller 195, and the fixer 92 adhering to the outside of the groove is scraped off by the scraping blade 194. Then, the fixing liquid 92 on the application roller 195 is conveyed to a contact position with the supply roller 191 as the application roller 195 rotates. At this contact position, the supply roller 191 and the application roller 195 move in the counter direction, and the fixing liquid 92 inside the groove of the application roller 195 adheres to the surface of the supply roller 191. Therefore, the amount of the fixing liquid on the supply roller 191 can be adjusted to an appropriate amount by adjusting the internal volume of the groove provided on the surface of the application roller 195.
[0040]
In the first configuration example, the grooves formed on the surface of the application roller 195 are a plurality of spirally extending grooves as shown in FIG. 5, but may be grooves formed in other patterns. Good. For example, a groove pattern in which a large number of reverse cone or reverse pyramid holes are uniformly arranged on the surface of the application roller 195 can be adopted.
[0041]
As described above, according to the first configuration example, the fixing liquid 92 can be uniformly applied to the surface of the supply roller 191 with a layer thickness on the order of μm by the groove provided in the application roller 195. Therefore, a very thin layer of the fixing solution 92 can be brought into contact with the surface of the photosensitive drum 20, and the amount of the fixing solution 92 supplied to the surface of the photosensitive drum 20 can be suppressed to a small amount. As a result, the amount of the fixing liquid 92 entering the transfer paper P can be further reduced, and wasteful consumption of the fixing liquid 92 can be further suppressed. As a result, it is possible to reduce the size of the fixing tank and the size of the copying machine.
[0042]
Further, as in the fixing device 290 shown in FIG. 6, a configuration in which the fixing liquid 92 is supplied in the form of foam to the surface of the photosensitive drum 20 may be adopted. Various methods for making the fixer 92 foamy are conceivable. For example, there may be mentioned a method of bubbling by supplying compressed air from a compressor to the fixing liquid 92 containing a surfactant. Further, as a method for producing finer bubbles, there is a method in which the fixing liquid 92 is ejected through a porous filter having a minute diameter hole, for example, a ceramic or sponge-like one. In the case shown in the drawing, a head 291a of a nozzle 291 serving as a fixing liquid supply means is opened over the width direction of the photosensitive drum 20, and a porous filter (not shown) is disposed inside the head 291a. Then, the fixing liquid 92 in the fixing liquid tank 293 is pumped from the suction pipe 291b of the nozzle 291 by a pump (not shown). The pumped fixer 92 passes through the nozzle 291 and is ejected from the head 291a. The ejected fixing liquid 92 becomes a foam when passing through the porous filter, and is supplied to the surface of the photosensitive drum 20. Here, the head 291a extending in the width direction of the photosensitive drum 20 is described as an example, but a configuration in which a narrow head is reciprocated in the axial direction of the photosensitive drum 20 may be used. Note that a surfactant may be included in the fixing liquid 92 in order to efficiently make the fixing liquid 92 foam. In this case, the content ratio of the surfactant is preferably 20% or less. Within this range, it has been confirmed by the inventors' research that there is no change in the fixability of the toner T due to the inclusion of the surfactant. According to such a configuration, the fixing liquid 92 can be supplied in a wide range with a small amount of liquid by supplying the fixing liquid 92 in a foam state. At this time, the foam-like fixing liquid 92 may adhere to the surface portion of the photosensitive drum 20 on which the toner T is not carried. However, since the fixing liquid 92 is easily movable by the liquid repellent action of the photosensitive drum 20, the fixing liquid 92 is finally in the vicinity by being subjected to the action of vibration and gravity applied to the photosensitive drum 20. It is integrated with the fixing liquid 92 adhering to the toner T. By the time the second transfer portion is reached, the fixing liquid is almost removed from the surface portion of the photosensitive drum 20 on which the toner T is not carried. Therefore, the amount of the fixing liquid 92 supplied to the surface of the photosensitive drum 20 can be suppressed to a small amount. As a result, the fixing liquid tank 93 can be downsized, and the copying machine can be downsized.
[0043]
Further, as in the fixing device 390 illustrated in FIG. 7, a configuration in which the fixing liquid 92 is atomized and supplied to the surface of the photosensitive drum 20 may be employed. Various methods for making the fixer 92 mist are conceivable. For example, there is a method that employs a so-called spray method in which compressed air from a compressor is supplied to the fixing liquid 92 through a nozzle and ejected in a mist form. In the case shown in the drawing, the head 391 a of the nozzle 391 serving as the fixing liquid supply means is opened over the width direction of the photosensitive drum 20. Then, the fixing liquid 92 in the fixing liquid tank 393 is pumped from the suction pipe 391b of the nozzle 391 by a pump (not shown). The pumped fixing liquid 92 passes through the nozzle 391 and is ejected from the head 391 a in the form of a mist, which is supplied to the surface of the photosensitive drum 20. Here, the head 391a extending in the width direction of the photosensitive drum 20 is described as an example, but a configuration in which the narrow head 391a is reciprocated in the axial direction of the photosensitive drum 20 may be used. Even with such a configuration, the fixing liquid 92 can be supplied over a wide range with a small amount of liquid.
[0044]
[Configuration example 2]
Next, another configuration example (hereinafter referred to as “configuration example 2”) of the fixing device of the above-described embodiment will be described.
As described above, after the toner is reacted on the photosensitive drum 20, it is possible to transfer the toner onto the intermediate transfer belt 10 by its adhesiveness. In this case, the toner T to which the fixing liquid 92 has been applied swells on the photosensitive drum 20 as described above, and then the excess portion of the fixing liquid 92 impregnated inside is discharged to the surface and changes into a film shape. . The fixer 92 remaining after the film is changed is an unnecessary material that no longer contributes to fixing. If the fixing liquid 92 is left as it is and adheres to the transfer paper P, the transfer paper P tends to curl or wrinkle. Therefore, in order to further suppress curling and wrinkling of the transfer paper P, it is desirable to positively remove the unnecessary fixing liquid 92.
Further, when an image having a high image area ratio is formed on the transfer paper P, the occupation ratio of the toner T on the transfer paper P is also increased, and the carrier liquid and the fixing liquid adhering to the transfer paper P in proportion to this. The amount of 92 also increases. In this case, if the amount of the fixing liquid 92 supplied to the photosensitive drum 20 by the fixing devices 90, 190, 290, and 390 is too large, the degree of curling or wrinkling of the transfer paper P is within a practical range. There is a risk of exceeding. Therefore, from this point, it can be said that it is desirable to positively remove the fixing liquid 92 that is no longer needed.
Therefore, in this configuration example 2, a specific example in which a mechanism for removing this is added will be described.
[0045]
FIG. 8 is a schematic configuration diagram illustrating the fixing device 490 of the second configuration example. The main body portion of the fixing device 490 has the same configuration as that of the fixing device 190 of the configuration example 1 shown in FIG. However, the fixing device 490 is provided with an excess liquid recovery roller 496a as an excess liquid removing unit, unlike the above embodiment and the above configuration example 1. The excess liquid recovery roller 496a is disposed so as to contact the surface of the photosensitive drum 20 between the liquid supply position and the primary transfer portion. The excess liquid recovery roller 496a is configured to be rotationally driven in the same direction and in the same direction as the surface of the photosensitive drum 20 at the contact position. The surplus liquid recovery roller 496a is preferably a metal roller that has been anodized. In addition, a roller formed of rubber or the like may be used. In this case, the surface is made of an oil repellent material such as silicon rubber as a release layer so that the adhesive toner T is not easily attached. It is desirable that it is formed.
[0046]
In the second configuration example, when the surface portion of the photosensitive drum 20 carrying the fixing liquid 92 and the toner T reaches the contact position with the excess liquid recovery roller 496a, the gap between the photosensitive drum 20 and the excess liquid recovery roller 496a is reached. Then, the fixing solution 92 that is no longer needed is sandwiched. When the surface portion of the photosensitive drum 20 passes through the contact position, the fixing liquid 92 on the photosensitive drum 20 adheres to the surface side of the excess liquid recovery roller 496a. As a result, the unnecessary fixing liquid 92 is recovered by the excess liquid recovery roller 496a and removed from the surface of the photosensitive drum 20. The fixer 92 recovered by the excess liquid recovery roller 496a is scraped off by the cleaning blade 496b.
[0047]
Further, as in the fixing device 590 shown in FIG. 9, an air knife 596 can be used as the excess liquid removing means. The air knife 596 includes a slit-like air outlet 596 a that opens across the width direction of the photosensitive drum 20. The air knife 596 includes an intake fan 596b, and is configured such that the air sucked by the intake fan 596b is ejected from the air outlet 596a. The air outlet 596 a is disposed so as to blow air onto the surface of the photosensitive drum 20 in the counter direction with respect to the surface movement direction of the photosensitive drum 20. The fixing liquid 92 on the photosensitive drum 20 is returned to the direction opposite to the surface movement direction of the photosensitive drum 20 by the air from the air outlet 596a, and finally drops downward by gravity, and the air knife 596 is dropped. Is collected in the collection case 596c.
[0048]
As described above, various means for removing the excess liquid are conceivable, but in any of the cases described above, the toner image carried on the photosensitive drum 20 may be disturbed. Therefore, in this configuration example 2, the surplus liquid recovery roller 496a in which the base made of a conductive material is covered with an insulating layer or a high resistance layer is used, and a power source 496d as an electric field forming unit is connected to the surplus liquid recovery roller 496a. ing. Specifically, for example, a metal roller that is anodized on the surface of an aluminum alloy roller or an elastic roller having an elastic layer of conductive urethane rubber covered with an insulating PFA tube may be used. it can. With such a configuration, an electric field is formed between the supply roller 91 and the photosensitive drum 20 in a direction in which the toner is pressed toward the photosensitive drum. By forming such an electric field, the binding force of the toner on the photosensitive drum 20 to the photosensitive drum 20 side at the liquid removal position can be increased. Thereby, excess liquid can be removed without disturbing the toner image carried on the photosensitive drum 20.
[0049]
As described above, according to the second configuration example, before the toner T on the photosensitive drum 20 is primarily transferred onto the intermediate transfer belt 10, it is possible to remove the fixing liquid 92 that is no longer necessary for fixing. . Thereby, the amount of the fixing liquid 92 attached to the transfer paper P can be suppressed to a small amount. Therefore, the amount of the fixing liquid 92 that enters the transfer paper P is further reduced, and curling and wrinkling of the transfer paper P can be suppressed.
In addition, the fixing liquid 92 may slightly adhere to the surface portion of the photosensitive drum 20 on which no toner is carried. However, according to the second configuration example, such a water droplet-like fixing liquid 92 can be similarly recovered by the surplus liquid recovery roller 496a. Therefore, according to the present configuration example 2, curling and wrinkling of the transfer paper P can be effectively suppressed.
[0050]
[Configuration example 3]
Next, still another configuration example (hereinafter referred to as “configuration example 3”) of the fixing device according to the embodiment will be described.
This configuration example 3 is an example provided with surplus liquid removing means as in the above configuration example 2. However, in this configuration example 3, the surplus liquid after the primary transfer onto the intermediate transfer belt 10 is removed. This is different from the above configuration example 2.
[0051]
FIG. 10 is a schematic configuration diagram illustrating a fixing device according to the third configuration example. The main body portion of the fixing device has the same configuration as that of the fixing device 190 of the configuration example 1 shown in FIG. In the third configuration example, a surplus liquid recovery device 696 is provided as a surplus liquid removing unit on the surface of the intermediate transfer belt 10. The configuration of the excess liquid recovery device 696 is the same as that of the configuration example 2 described above. The surplus liquid recovery device 696 is disposed between each primary transfer unit and secondary transfer unit.
[0052]
In Configuration Example 3, the fixing liquid 92 is transferred onto the intermediate transfer belt 10 together with the toner T in each primary transfer portion. When the surface portion of the photosensitive drum 20 carrying the toner T and the fixing liquid 92 reaches the contact position with the surplus liquid recovery roller 696a, it becomes unnecessary between the intermediate transfer belt 10 and the surplus liquid recovery roller 696a. The fixer 92 is sandwiched. When the surface portion of the intermediate transfer belt 10 passes through the contact position, the fixing liquid 92 on the intermediate transfer belt 10 adheres to the surface side of the excess liquid recovery roller 696a. As a result, the unnecessary fixing liquid 92 is recovered by the excess liquid recovery roller 696a and removed from the surface of the intermediate transfer belt 10. The fixing liquid 92 recovered by the excess liquid recovery roller 696a is scraped off by the cleaning blade 696b.
[0053]
Also in the third configuration example, a power source 696d as an electric field forming unit is connected to the surplus liquid collecting roller 696a so as to suppress the disturbance of the toner image on the intermediate transfer belt 10.
[0054]
As described above, according to the third configuration example, the number of members arranged around the photosensitive drum 20 can be reduced, and the apparatus can be reduced in size.
Moreover, you may use this structural example 3 and the said structural example 2 together. That is, the excess liquid is collected on the photosensitive drum 20 by the excess liquid collection roller 496a of the above configuration example 2, and the excess liquid is collected on the intermediate transfer belt 10 by the excess liquid collection roller 696a of this configuration example 3.
[0055]
As described above, in the copying machine of the above-described embodiment, the toner image obtained by developing the latent image on the photosensitive drum 20 as the latent image carrier is transferred to the intermediate as the transfer target by the primary transfer device 62 as the transfer unit. Transfer onto the transfer belt 10. Further, the copying machine applies a fixing solution that dissolves or swells the toner to the toner, and fixes the toner onto the transfer paper P as fixing devices 90, 190, 290, 390, 490, 590, 690 and 790 are provided. This fixing device applies a fixing liquid 92 to the toner carried on the surface of the photosensitive drum before transferring the toner image on the photosensitive drum 20 onto the intermediate transfer belt 10. Here, in the present copying machine, as a developing unit that develops the latent image on the photosensitive drum 20, a liquid developing device 61 that is a liquid developing unit that performs development with a liquid developer in which toner is dispersed in a carrier liquid is used. Yes. Thereby, even when image formation with the same image area ratio is performed, the amount of toner adhering to the photosensitive drum 20 can be reduced as compared with the dry development method. Therefore, the minimum amount of the fixing liquid 92 that can sufficiently dissolve or swell the toner on the photosensitive drum 20 can be reduced. As a result, the amount of the fixing liquid 92 applied to the toner can be reduced, and the fixing liquid tanks 93, 193, 293, 393 can be reduced in size, and the copying machine can be reduced in size.
Further, the fixing liquid 92 of the present embodiment contains a diluting liquid that is a liquid component that easily mixes with the carrier liquid. By using such a diluting solution, the dissolving / swelling component in the fixing solution can quickly come into contact with the toner and react with the resin component of the toner. Therefore, the reaction time can be shortened. As a result, the conveyance time from the liquid supply position to the secondary transfer position can be shortened, so that the image forming speed can be improved. Further, since the length of the photosensitive drum 20 between the liquid supply position and the primary transfer portion can be shortened, the apparatus can be downsized.
In particular, in the fixing liquid 92 of the present embodiment, if the same material as the carrier liquid is used for the diluting liquid, the reaction time between the dissolving / swelling component in the fixing liquid and the resin component of the toner can be further shortened. Further, if the liquid component of the fixing liquid is a substance having a small electrical resistance such as water, it remains on the photosensitive drum 20 and adversely affects the charging characteristics of the toner and the photosensitive drum 20, and the image formation itself. May become difficult. However, if the same material as the carrier liquid is used for the diluting solution of the fixing solution as in this embodiment, stable image formation can be performed without such adverse effects.
Further, the fixing device 90 of the present embodiment has a supply roller 91 that is disposed so as to be in contact with the surface of the photosensitive drum or to be opposed to the surface of the photosensitive drum at a predetermined interval, and to supply the fixing liquid 92 to the surface of the photosensitive drum. Yes. Then, the fixing roller 92 is applied to the toner on the photosensitive drum 20 by the supply roller 91. This makes it possible to apply a necessary and sufficient amount of the fixing liquid 92 to the toner on the photosensitive drum 20 with a simple mechanism.
In particular, in this embodiment, when the fixing liquid 92 is supplied by the supply roller 91, a power source 95 is provided as an electric field forming unit that forms an electric field in a direction in which the toner carried on the surface of the photosensitive drum is pressed against the photosensitive drum. ing. By forming such an electric field, the binding force of the toner on the photosensitive drum 20 to the photosensitive drum 20 side at the liquid supply position can be increased. As a result, the fixing liquid 92 can be supplied to the toner without disturbing the toner image carried on the photosensitive drum 20.
Further, the fixing device of Configuration Example 2 in the above-described embodiment is disposed so as to be in contact with the surface of the photosensitive drum or to face the photosensitive drum with a predetermined gap therebetween, and the surplus portion of the fixing liquid supplied to the surface of the photosensitive drum is removed. There is provided a recovery roller 496a to be recovered, and before transferring the toner image on the photosensitive drum onto the transfer paper P, there is provided an excess liquid removing means for adhering the excess to the surface of the recovery roller 496a and removing it. Yes. A release layer is formed on the surface of the collection roller 496a. Thereby, it is possible to prevent the toner constituting the toner image from adhering to the surface of the recovery roller 496a when the excess amount of the fixing liquid is recovered. Therefore, the toner image on the photosensitive drum 20 can be prevented from being disturbed by the collecting operation by the collecting roller 496a.
Further, in the configuration example 2 in the embodiment, as described above, before the toner image on the photosensitive drum 20 is transferred onto the intermediate transfer belt 10, the excess of the fixing liquid 92 supplied to the surface of the photosensitive drum is provided. A recovery roller 496a is provided as surplus liquid removing means for removing the components. A power source 496d is provided as an electric field forming means for forming an electric field in a direction in which the toner carried on the surface of the photoconductive drum is pressed against the photoconductive drum when removing the surplus. By forming such an electric field, the binding force of the toner on the photosensitive drum 20 to the photosensitive drum 20 side at the liquid removal position can be increased. As a result, it is possible to remove the excess amount of the fixing liquid without disturbing the toner image carried on the photosensitive drum 20.
In this embodiment, the toner image on the latent image carrier to which the fixing liquid is applied is transferred onto the intermediate transfer belt 10 that is an intermediate transfer member, and then the toner image on the intermediate transfer belt 10 is transferred to the second transfer belt 10. The image is transferred onto a transfer paper P as a recording material by a secondary transfer device 22 as a transfer means. This makes it possible to lengthen the time from when the fixing liquid contacts the toner to when the toner is transferred to the transfer paper, compared to a configuration in which the toner on the photosensitive drum 20 is directly transferred to the transfer paper. Therefore, a sufficient reaction time between the resin component of the toner and the dissolving / swelling component in the fixing liquid can be secured. In addition, since a sufficient reaction time can be ensured in this way, it is not necessary to employ a configuration in which the conveyance time is increased in order to wait for the reaction time, and the image forming speed can be improved.
In particular, in the present embodiment, the intermediate transfer belt 10 is formed with a surface layer that has been treated with fluorine as a release layer. As a result, the fixing liquid 92 hardly adheres to the surface of the intermediate transfer belt 10, and the fixing liquid 92 can be attached only to the toner. Thereby, after the toner is transferred onto the transfer paper P, the amount of the fixing liquid adhering to the transfer paper P can be reduced as compared with the conventional one in which the fixing liquid is applied to the entire transfer paper. it can. Therefore, it is possible to reduce the amount of the fixing liquid that enters the transfer paper P, and it is possible to reduce the size of the fixing liquid tanks 93, 193, 293, and 393, thereby reducing the size of the copying machine. Further, since the releasability of the intermediate transfer belt 10 is enhanced, the toner is easily separated from the intermediate transfer belt 10 during the secondary transfer from the intermediate transfer belt 10 to the transfer paper P. As a result, the transfer rate during secondary transfer can be increased.
Further, in the configuration example 3 of the present embodiment, before the toner image on the intermediate transfer belt 10 is transferred onto the transfer paper P, as an excess liquid removing unit that removes an excess of the fixing liquid on the surface of the intermediate transfer belt. The surplus liquid recovery device 696 is provided. A power source 696d is provided as an electric field forming means for forming an electric field in a direction in which the toner carried on the surface of the intermediate transfer belt is pressed against the intermediate transfer belt when the excess liquid is removed by the excess liquid recovery device 696. Yes. As a result, the number of members arranged around the photosensitive drum 20 can be reduced, and the apparatus can be downsized. Further, by forming the electric field as described above, the binding force of the toner on the intermediate transfer belt 10 to the intermediate transfer belt 10 side at the liquid removal position can be increased. As a result, it is possible to remove the surplus of the fixing liquid without disturbing the toner image carried on the intermediate transfer belt 10.
In this embodiment, since the photosensitive drum 20 having an amorphous silicon layer is used, the mechanical strength superior to that of the organic photosensitive member (OPC) can be exhibited, and the lifetime can be extended.
[0056]
In this embodiment, the color copying machine using the intermediate transfer member has been described as an example. However, the present invention is not limited to this, and various modifications can be made. For example, a drum-like or roller-like intermediate transfer member may be used instead of the photosensitive drum 20. Further, a so-called one-drum type image forming apparatus may be used in which each color toner image is sequentially formed on a single latent image carrier, and these are sequentially transferred onto an intermediate transfer member to form a color image. Further, the image may be transferred directly from a latent image carrier such as a photosensitive drum to the transfer paper P without using an intermediate transfer member. Needless to say, the image forming apparatus is not limited to a copying machine, but may be a printer or a facsimile.
[0057]
【The invention's effect】
  Claims 1 to9According to this invention, since it is possible to reduce the amount of the fixing liquid applied to the toner on the latent image carrier, it is possible to reduce the size of the image forming apparatus by reducing the size of the fixing liquid tank. There is an excellent effect of becoming.
Further, when the fixing liquid is supplied by the supply roller, the electric field forming means forms an electric field in a direction in which the toner carried on the surface of the latent image carrier is pressed against the latent image carrier, thereby holding the latent image at the liquid supply position. The binding force of the toner on the latent image carrier side of the body can be increased. Thereby, the fixing liquid can be supplied to the toner image without disturbing the toner image carried on the latent image carrier.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an enlarged view showing a configuration of two adjacent image forming units of a copier according to an embodiment.
FIG. 2 is a schematic configuration diagram of the entire copier.
FIG. 3 is an enlarged view showing a configuration of a main body portion of the copier.
FIG. 4 is a schematic configuration diagram illustrating a fixing device according to Configuration Example 1;
FIG. 5 is a front view showing an application roller of the identification apparatus.
FIG. 6 is a schematic configuration diagram illustrating another example of the fixing liquid supply unit of the identification apparatus.
FIG. 7 is a schematic configuration diagram illustrating still another example of the fixing liquid supply unit of the identification fixing device.
FIG. 8 is a schematic configuration diagram illustrating a fixing device according to a configuration example 2.
FIG. 9 is a schematic configuration diagram showing another example of surplus liquid removing means of the identification apparatus.
FIG. 10 is a schematic configuration diagram illustrating a fixing device according to a configuration example 3.
[Explanation of symbols]
10 Intermediate transfer belt
14, 15, 16 Support roller
18Y, 18C, 18M, 18BK Image forming unit
20Y, 20C, 20M, 20BK Photosensitive drum
21 Exposure equipment
22 Secondary transfer device
61 Liquid developing device
90, 190, 290, 390, 490, 590, 690, 790 Fixing device
91,191 Supply roller
92 Fixer
93,193,293,393 Fixing liquid tank
94 Metering blade
110 Intermediate transfer drum
122 Secondary transfer device
194 scraping blade
195 Application roller
291 391 nozzles
291a, 391a Head
291b, 391b Suction tube
300 scanner
496a Surplus liquid recovery roller
496b Cleaning blade
596 Air knife
596a Air outlet
596b Intake fan
596c Collection case
697, 797, 897a Heater
897 Heating roller
P transfer paper
T Toner

Claims (9)

潜像担持体と、
該潜像担持体上の潜像を現像する現像手段と、
該現像手段によって形成された該潜像担持体上のトナー像を被転写体上に転写する転写手段と、
該トナーを溶解又は膨潤させる定着液を該トナーに付与して、該トナーを記録材上に定着させる定着手段とを備えた画像形成装置において、
上記現像手段として、キャリア液中にトナーを分散した液体現像剤によって現像を行う液体現像手段を用い、
上記定着手段は、上記潜像担持体表面に接触し又は所定間隔を開けて対向するように配置され、該潜像担持体表面に上記定着液を供給する供給ローラと、該供給ローラによって上記定着液を供給するとき、上記潜像担持体表面に担持されたトナーを該潜像担持体側に押し付ける方向の電界を形成する電界形成手段とを有し、上記潜像担持体上のトナー像を上記被転写体上に転写させる前に、該潜像担持体表面に担持されたトナーに対して上記定着液を付与することを特徴とする画像形成装置。A latent image carrier;
Developing means for developing a latent image on the latent image carrier;
Transfer means for transferring a toner image on the latent image carrier formed by the developing means onto a transfer target;
In an image forming apparatus comprising: a fixing unit that applies a fixing solution that dissolves or swells the toner to the toner and fixes the toner on a recording material;
As the developing means, a liquid developing means for developing with a liquid developer in which toner is dispersed in a carrier liquid is used.
The fixing means is disposed so as to be in contact with the surface of the latent image carrier or to be opposed to the surface of the latent image carrier, with a supply roller for supplying the fixing liquid to the surface of the latent image carrier, and the fixing by the supply roller. Electric field forming means for forming an electric field in a direction in which the toner carried on the surface of the latent image carrier is pressed against the latent image carrier when the liquid is supplied, and the toner image on the latent image carrier is An image forming apparatus, wherein the fixing liquid is applied to the toner carried on the surface of the latent image carrier before being transferred onto the transfer material. 請求項１の画像形成装置において、
上記定着液は、上記キャリア液と混ざりやすい性質をもつ液体成分を含有することを特徴とする画像形成装置。The image forming apparatus according to claim 1.
The image forming apparatus, wherein the fixing solution contains a liquid component that easily mixes with the carrier solution. 請求項１又は２の画像形成装置において、
上記定着液の液体成分は、上記キャリア液と同一物質であることを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 1 or 2,
The liquid component of the fixing liquid is the same material as the carrier liquid . 請求項１、２又は３の画像形成装置において、
上記潜像担持体表面と接触し又は所定間隙を開けて対向するように配置され、該潜像担持体表面に供給された定着液の余剰分を回収する回収ローラを有し、該潜像担持体上のトナー像を上記被転写体上に転写させる前に、該余剰分を該回収ローラの表面に付着させて除去する余剰液除去手段を設け、
上記回収ローラとして、その表面に離型層を有するものを用いたことを特徴とする画像形成装置。The image forming apparatus 請 Motomeko 1, 2 or 3,
A latent image carrier having a recovery roller disposed so as to be in contact with or opposed to the surface of the latent image carrier, and for recovering an excess of the fixing solution supplied to the surface of the latent image carrier; Before transferring the toner image on the body onto the transfer body, there is provided surplus liquid removing means for attaching and removing the excess on the surface of the collecting roller;
An image forming apparatus characterized in that a roller having a release layer on its surface is used as the collecting roller. 請求項１、２、３又は４の画像形成装置において、
上記潜像担持体上のトナー像を上記被転写体上に転写させる前に、該潜像担持体表面に供給された定着液の余剰分を除去する余剰液除去手段を設け、
該余剰液除去手段によって上記余剰分を除去するとき、該潜像担持体表面に担持されたトナーを該潜像担持体側に押し付ける方向の電界を形成する電界形成手段を設けたことを特徴とする画像形成装置。The image forming apparatus according to claim 1, 2, 3, or 4 .
Before transferring the toner image on the latent image carrier onto the transfer target, an excess liquid removing unit is provided for removing an excess of the fixing liquid supplied to the surface of the latent image carrier,
An electric field forming means is provided for forming an electric field in a direction in which the toner carried on the surface of the latent image carrier is pressed against the latent image carrier when the excess liquid is removed by the excess liquid removing means. Image forming apparatus. 請求項１、２、３、４又は５の画像形成装置において、
上記被転写体は、上記定着液が付与された上記潜像担持体上のトナー像が転写される中間転写体であり、
該中間転写体上に転写されたトナー像を上記記録材上に転写する第２の転写手段を設けたことを特徴とする画像形成装置。The image forming apparatus according to claim 1, 2, 3, 4 or 5 .
The transfer body is an intermediate transfer body to which a toner image on the latent image carrier to which the fixing liquid is applied is transferred,
An image forming apparatus, comprising: a second transfer unit configured to transfer the toner image transferred onto the intermediate transfer member onto the recording material. 請求項６の画像形成装置において、
上記中間転写体として、その表面に離型層を有するものを用いたことを特徴とする画像形成装置。The image forming apparatus according to claim 6 .
An image forming apparatus using the intermediate transfer member having a release layer on the surface thereof. 請求項６又は７の画像形成装置において、
上記中間転写体上のトナー像を上記記録材上に転写させる前に、該中間転写体表面上の定着液の余剰分を除去する余剰液除去手段を設け、
該余剰液除去手段によって上記余剰分を除去するとき、該中間転写体表面に担持されたトナーを該中間転写体側に押し付ける方向の電界を形成する電界形成手段を設けたことを特徴とする画像形成装置。The image forming apparatus according to claim 6 or 7 ,
Before transferring the toner image on the intermediate transfer body onto the recording material, an excess liquid removing means is provided for removing an excess of the fixing liquid on the surface of the intermediate transfer body,
An image forming apparatus comprising: an electric field forming unit configured to form an electric field in a direction in which the toner carried on the surface of the intermediate transfer member is pressed against the intermediate transfer member when the excess liquid is removed by the excess liquid removing unit. apparatus. 請求項１、２、３、４、５、６、７又は８の画像形成装置において、
上記潜像担持体として、アモルファスシリコン層を有する感光体を用いたことを特徴とする画像形成装置。The image forming apparatus according to claim 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 or 8 .
An image forming apparatus using a photosensitive member having an amorphous silicon layer as the latent image carrier.
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