JP5444773B2 - 定着装置及び画像形成装置 - Google Patents

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Description

本発明は、定着装置及びそれを用いた画像形成装置に関する。
プリンタ、ファクシミリ、複写装置、あるいはこれらのうちの複数の機能を有する複合機等の画像形成装置は、紙、布、OHP用シート等の記録媒体に、画像情報に基づいて、文字や記号を含む画像を形成するが、普通紙に高精細な画像を高速で形成することができるため、電子写真方式の画像形成装置が広く使用されている。このような電子写真方式の画像形成装置においては、定着速度が速く、定着画像品質が高いため、記録媒体上のトナーを加熱して溶融させ、溶融したトナーを加圧することにより、トナーを記録媒体上に定着させる熱定着方式が広く用いられている。
しかしながら、このような熱定着方式を用いた電子写真方式の画像形成装置においては、消費電力の約半分以上がトナーを加熱することに消費されており、省エネルギー化を図りにくいという課題を有している。
そこで、近年における環境問題対策の観点からは、低消費電力(省エネルギー)の定着装置、即ち、加熱せずにトナーを記録媒体に定着させる非加熱定着方法の定着装置が望まれている。
このような非加熱定着方法としては、例えばトナーを溶解または膨潤可能な有機溶媒を付着させることでトナーを軟化する湿式定着方法が開示されており、例えば特許文献1(特開2007−219105号公報)には、定着液をフォーム状形態に生成し、生成したフォーム状の定着液の膜厚を制御して記録媒体上の樹脂微粒子に塗布して樹脂微粒子を記録媒体に定着する方法が開示されている。
このとき、トナーを軟化させる軟化剤としては特許文献1に記載されているような脂肪族エステルをはじめとし、多くのものが存在するが、揮発性有機化合物(VOC)の環境や人体に与える悪影響を考慮すると、不揮発性のものが望ましい。
しかし、このような湿式定着方法において、特に不揮発性の軟化剤を用いると、トナーを記録媒体上に定着後も、トナー中の軟化剤は無くならずに存在し続けるため、トナーは軟らかいまま残る。そのため形成した画像にタッキネス(瞬間的な粘着力)が生じる。そのため画像を形成した紙などの記録媒体を堆積した場合に、記録媒体への裏写りや、それによる画像抜けが生じる等の問題があった。
本発明は、上記従来技術が有する課題に鑑みてなされたものであり、記録媒体上に形成した画像部のタッキネスによる裏写りや画像抜けを防止することができる定着後処理装置を用いた定着装置及びこの定着装置を用いた画像形成装置を提供することを目的とする。
上記の目的を達成するため、請求項1に記載の発明は、樹脂を溶解または膨潤させることにより該樹脂を含有する粒子(以下、樹脂含有粒子と言う)を軟化させる軟化剤を含む定着液を用いて前記樹脂含有粒子を媒体に定着させる手段と、前記樹脂含有粒子を定着させた記録媒体上に、前記軟化剤によって軟化されないアンチブロッキング剤(以下、AB剤と言う)を担持した部材(以下、AB剤付与部材と言う)を接触させる手段を有する定着後処理装置を用いて定着後処理を行う手段と、を有する定着装置を特徴とする
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の定着装置において、前記AB剤を前記AB剤付与部材上に担持させる手段を有することを特徴とする。
請求項3に記載の発明は、請求項1または2に記載の定着装置において、前記AB剤付与部材上のAB剤の担持量を制御する手段を有することを特徴とする。
請求項4に記載の発明は、請求項1から3のいずれか一つに記載の定着装置において、前記AB剤付与部材を、前記樹脂含有粒子を定着後の記録媒体に接触して該AB剤を付与した後に、前記AB剤付与部材上に担持されているAB剤を回収し再利用する手段を有することを特徴とする。
請求項5に記載の発明は、請求項1から4のいずれか一つに記載の定着装置において、前記AB剤は、加水分解酵素を担持していることを特徴とする。
請求項6に記載の発明は、請求項1から5のいずれか一つに記載の定着装置において、前記定着液を泡状化する手段と、該泡状化された定着液を前記樹脂含有粒子に付与する手段と、該泡状化された定着液が付与された前記樹脂含有粒子を媒体に定着させる手段と、を有することを特徴とする。
請求項7に記載の発明は、静電潜像担持体上に静電潜像を形成する手段と、前記静電潜像担持体上に形成された静電潜像を、樹脂含有粒子からなるトナーを含有する現像剤を用いて現像してトナー像を形成する手段と、前記静電潜像担持体上に形成されたトナー像を記録媒体に転写する手段と、該記録媒体に転写されたトナー像を、請求項1から6のいずれか一つに記載の定着装置を用いて定着させる手段と、を有する画像形成装置を特徴とする。
以上のように、本発明によれば、記録媒体上に形成した画像部のタッキネスによる裏写りや画像抜けを防止することができる定着後処理装置を用いた定着装置を提供することができる。また、本発明によれば、定着装置を用いて記録媒体上に形成した画像部のタッキネスによる裏写りや画像抜けを防止することができる画像形成装置を提供することができる。
本発明の一実施形態を示す定着装置の概略構成図である。 図1に示す定着装置の定着液泡状化装置を示す図である。 図1に示す定着装置のブレードとその動作を示す図である。 本発明の別の実施形態を示す定着装置の概略構成図である。 図1または図4に示す定着装置の定着後処理装置の構成例を示す図である。 図1または図4に示す定着装置の定着後処理装置の別の構成例を示す図である。 本発明の一実施形態を示す画像形成装置の概略構成図である。 図7に示す画像形成装置の画像形成ユニットの構成例を示す図である。
以下、本発明を実施するための形態を、図面を参照して詳細に説明する。
本発明の定着装置が有する定着後処理装置では、樹脂を溶解または膨潤させることにより樹脂を含有する粒子(以下、樹脂含有粒子と言う)を軟化させる軟化剤を含む定着液を用いて樹脂含有粒子を定着させた記録媒体上に、該軟化剤によって軟化されないアンチブロッキング剤(以下、AB剤と言う)を担持した部材(以下、AB剤付与部材と言う)を接触させる。
本発明において、「担持」とは被担持物が担体の表面に付着している状態として定義される。
また、本発明において、樹脂含有粒子としては、画像形成装置の現像剤に用いられるトナーが有るが、トナーに限定されず、樹脂を含有する微粒子であれば何でも良く、導電性部材を含有する樹脂微粒子でも良い。
樹脂含有粒子がトナーの場合、該トナーは、着色剤と、帯電制御剤と、結着樹脂と、離型剤とを含有し、更に必要に応じてその他の成分を含有してなる。
トナーに含まれる樹脂としては、特に限定されないが、ポリスチレン、スチレン−アクリル共重合体、ポリエステル等が挙げられ、二種以上併用してもよい。
離型剤としては、特に限定されないが、カルナウバワックス、ポリエチレンワックス等が挙げられ、二種以上併用してもよい。
トナーは、メチル基を有する疎水性シリカ、疎水性酸化チタン等の疎水性粒子を、トナーの表面に固着させることにより、撥水性処理されていることが好ましい。
また、記録媒体としては、特に限定されないが、紙(定形の普通紙、連続紙、レター用紙、葉書、厚紙等)、布、OHP用シート等のプラスチックフィルム、金属、樹脂、セラミックス等が挙げられる。このとき、記録媒体は、定着液に対して浸透性を有することが好ましい。このような記録媒体としては、定着液に対して浸透性を有する基板、基板上に定着液に対して浸透性を有する層が形成されているものが挙げられる。また、記録媒体の形態としては、特に限定されないが、シート、平面及び曲面を有する立体物等が挙げられる。
本発明において、AB剤を、AB剤付与部材上に担持する方法としては、特に限定はされないが、粘着力、磁力、静電気力等による担持が挙げられる。AB剤を、AB剤付与部材上に担持することによって、樹脂含有粒子を定着後の媒体上の、タッキネスのある部位のみにAB剤を付与することができる。
AB剤を粘着力によって担持する場合には、粘着力を持つAB剤付与部材を用いて、AB剤をAB剤付与部材に押し当てて担持する方法が挙げられる。このとき、AB剤の材料としては、使用する軟化剤によって軟化されないものであれば特に限定はされず、軟化剤として脂肪酸エステル、炭酸エステル等を用いる場合、酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化鉄、フッ素樹脂、シリコーンゴム、PET樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリカーボネート、ポリフェニルエーテル、ポリエーテルエーテルケトンなどが挙げられる。AB剤付与部材の材料としては、粘着力をもつゴムローラ等が好ましい。また、AB剤をAB剤付与部材に押し当てる部材としては、粘着力を持たない材料が好ましく、ステンレスやセラミックなどが挙げられる。
磁力によって担持する場合には、AB剤とAB剤付与部材の間に磁力を作用させて担持する方法が挙げられる。このときAB剤の材料としては、強磁性体であることが好ましく、酸化鉄、酸化クロム、コバルト等が挙げられる。また、AB剤付与部材としては、永久磁石や電磁石が挙げられる。
静電気力によって担持する場合には、AB剤とAB剤付与部材の間に摩擦帯電を起こして担持する方法が挙げられる。このときAB剤およびAB剤付与部材の材料としては、互いに異なる種類の絶縁体であることが好ましく、AB剤としては酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化鉄などが挙げられる。AB剤付与部材としてはフッ素樹脂、シリコーンゴム、PET樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリカーボネート、ポリフェニルエーテル、ポリエーテルエーテルケトンなどが挙げられる。
また、上に挙げたAB剤やAB剤付与部材の材料は、それぞれの部材の表面をコートしていてもよい。
本発明において、AB剤の粒径は、特に限定はされないが、記録媒体上の樹脂含有粒子及び定着後の樹脂含有粒子層に対して小さすぎるとアンチブロッキング性能を発揮できず、大きすぎると形成した画像の視認性が悪くなるために、樹脂含有粒子としてトナーを用いる場合は3〜30μmが好ましい。
また、本発明のAB剤は、加水分解酵素を担持していることが好ましい。
前記加水分解酵素は、軟化剤の種類に応じて選択する必要があり、軟化剤として脂肪酸エステル、炭酸エステルを用いる場合はカルボン酸エステル加水分解酵素(EC.3.1.1)の中から選択する必要がある。
本発明の定着装置では、定着液を泡状化する手段と、該泡状化された定着液を樹脂含有粒子に付与する手段と、該泡状化された定着液が付与された樹脂含有粒子を記録媒体に定着させる手段とを有する。
本発明において、泡状化された定着液は、嵩密度が0.01〜0.1g/cmであることが好ましく、0.01〜0.05g/cmがさらに好ましく、0.025〜0.05g/cmが特に好ましい。嵩密度が0.01g/cm未満であると、定着液の付与が不十分となることがあり、0.1g/cmを超えると、定着液を付与した時に記録媒体に残液感が生じることがある。
また、泡状化された定着液は、泡径が5〜50μmであることが好ましい。これにより、媒体上に形成された粒径が5〜10μmの樹脂含有粒子を乱さずに、泡状化された定着液を樹脂含有粒子に付与することができる。
図1に、本発明の定着装置の一構成例を示す。この定着装置100は、定着液Lを泡状化する定着液泡状化装置110と、定着液泡状化装置110によって泡状化された定着液L’を担持し、未定着のトナー像Tに塗布する塗布ローラ120と、塗布ローラ120の表面に担持される泡状化された定着液L’の膜厚を制御するブレード130と、塗布ローラ120と対向し、塗布ローラ120との間に搬送された記録媒体(例えば記録紙)Pを加圧する加圧ローラ140と、定着後の画像にAB剤を付与する定着後処理装置150を有する。
なお、泡状化された定着液L’は、塗布ローラ120とブレード130との間に滴下される。このとき、泡状化された定着液L’は、嵩密度が小さいため、塗布ローラ120上の膜厚を大きくすることができる。その結果、未定着のトナー像Tに泡状化された定着液L’を十分に塗布することができ、未定着のトナー像Tを定着させることができる。さらに、定着されたトナー像T’が形成された記録紙Pに残液感が発生することを抑制できる。また、泡状化された定着液L’は、表面張力による影響を抑制することができるため、塗布ローラ120へのトナーのオフセットを抑制することができる。
さらに定着後のトナー像T’は、定着後処理装置150によって上部表面にAB剤を付与される。定着されたトナー像T’の表面にAB剤が存在することによって、他の記録紙や物が定着されたトナー像T’に直接接することがなくなるため、タッキネスによる裏写りや画像抜けを防止することができる。このときAB剤は定着されたトナー像T’の粘着力によってAB剤を担持した部材から引き剥がされるため、記録紙P上の定着されたトナー像T’が存在する部分にのみ付与され、定着されたトナー像T’のない記録紙P上には付与されない。また、定着されたトナー像T’に接触する場合も、AB剤付与部材の最表層にあるAB剤のみが定着されたトナー像T’に付与されるために、余分なAB剤は付与されず定着されたトナー像T’表面上のAB剤は単層で存在する。そのためAB剤の消費を最小限に抑えることができ、さらに記録紙Pに人や物が触れた際にAB剤で汚れることが無い。
また、泡状化された定着液L’の膜厚は、記録紙P上に形成された未定着のトナー像Tの厚さ、泡状化された定着液L’の泡の大きさ、粘度、未定着のトナー像Tに塗布する際の加圧力、環境温度に応じて、適宜選択される。
図2は、図1に示す定着装置100の定着液泡状化装置110を、図1とは逆方向から見た拡大図である。
定着液泡状化装置110は、図2に示すように、定着液Lを入れる容器111と、容器111から定着液Lを搬送するポンプ112と、搬送された定着液Lに泡径が0.5〜1mmの粗大泡を生成させる粗大泡生成部113と、粗大泡が生成した定着液Lにせん断力を印加することにより粗大泡を分割して微小泡を生成させる微小泡生成部114とを有する。これにより、極めて短時間で、定着液Lに泡径が5〜50μmの微小泡を生成させることができ、泡状化された定着液L’が得られる。
ポンプ112としては、特に限定されず、ギヤポンプ、ベローズポンプ等が挙げられるが、チューブポンプが好ましい。チューブポンプは、チューブを変形させながら、チューブ内の定着液Lを押し出すため、定着液Lと接蝕する部材は、チューブのみである。このため、定着液Lに対して耐液性を有するチューブを用いることにより、定着液Lの汚染やポンプの部品の劣化を抑制することができる。また、チューブを変形させるだけなので、定着液Lの起泡を抑制することができ、搬送能力の低下を抑制することができる。
粗大泡生成部113には、空気口113aと、孔径が30〜100μmの微小孔シート113bとが設けられている。このとき、定着液Lが搬送されると共に、空気口113aに負圧が発生し、空気口113aから導入された空気が定着液Lと混合する。さらに、空気と混合した定着液Lが微小孔シート113bを通過することにより、泡径の揃った粗大泡が生成する。
なお、微小孔シート113bの代わりに、孔径が30〜100μmの連泡構造の多孔質部材を用いてもよい。このような多孔質部材としては、特に限定されないが、焼結セラミックス板、不織布、発泡樹脂シート等が挙げられる。
また、粗大泡生成部113に空気口113aと微小孔シート113bとを設ける代わりに、羽根状攪拌子を用いて、定着液Lを攪拌することにより、定着液Lに気泡を巻き込みながら粗大泡を生成させてもよいし、空気供給ポンプ等を用いて、定着液Lをバブリングすることにより、粗大泡を生成させてもよい。
微小泡生成部114は、回転可能な内側の円筒114aと外側の円筒114bからなる閉じた二重円筒である。このとき、外側の円筒114bの一部から、粗大泡が生成した定着液Lが供給され、回転している内側の円筒114aと外側の円筒114bの隙間を通過することにより、せん断力が印加される。これにより、粗大泡が分割されて微小泡が生成し、外側の円筒114bの一部から、泡状化された定着液L’が排出される。このとき、内側の円筒114aにらせん状の溝を設けて、微小泡生成部114内での粗大泡が生成した定着液Lの搬送能力を向上させてもよい。
図3は、図1に示す定着装置100のブレード130とその動作を示す図である。
ブレード130は、図3に示すように、端部に設けられた回転軸131により、塗布ローラ120に対して、10〜100μmのギャップで隔てられている。このとき、泡状化された定着液L’の膜厚を薄くする場合は、ギャップを小さくし(図3(a)参照)、泡状化された定着液L’の膜厚を厚くする場合は、ギャップを大きくする(図3(b)参照)。
なお、ブレード130の代わりに、ワイヤーバーを用いてもよい。これにより、塗布ローラ120の軸方向の泡状化された定着液L’の膜厚の均一性を向上させることができる。
加圧ローラ140は、弾性層として、弱い加圧力で大きく変形することが可能なスポンジ(弾性多孔質体)を用いて構成されている。これにより、50〜300ミリ秒のニップ時間を確保することができる。このとき、泡状化された定着液L’が未定着のトナー像Tに浸透して記録紙Pまで到達した後に、塗布ローラ120と記録紙Pが剥離するようにニップ時間を調整する必要がある。
なお、ニップ時間とは、記録紙Pの搬送速度に対するニップ幅の比である。このとき、記録紙Pの搬送速度は、紙搬送駆動機構の設計データから求めることができる。また、ニップ幅は、塗布ローラ120の全面に着色塗料を薄く塗布した後、記録紙Pを塗布ローラ120及び対向する加圧ローラ140に挟んで加圧して、記録紙Pに着色塗料を付着させ、記録紙Pに付着した着色塗料の紙搬送方向の長さを測定することにより、求めることができる。
このため、記録紙Pの搬送速度に応じて、ニップ幅を調整する必要があるが、塗布ローラ120と加圧ローラ140の軸間距離を変更することにより、ニップ幅を調整することができる。
加圧ローラ140を構成するスポンジは、軟化剤に溶解又は膨潤しない材料であることが好ましい。また、スポンジの表面が軟化剤に溶解又は膨潤しない可撓性フィルムで覆われていてもよい。スポンジの材料としては、特に限定されないが、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアミド等が挙げられる。また、可撓性フィルムとしては、特に限定されないが、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレン、ポリプロピレン、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体(PFA)等が挙げられる。
なお、加圧ローラ140のスポンジの代わりに、弾性ゴムを用いてもよい。
定着装置100は、記録紙Pの搬送方向に対して、塗布ローラ120の上流側に、記録紙Pの先端を検知する手段を有し、検知信号に応じて、記録紙P上にのみ泡状化された定着液L’が塗布されるように、塗布ローラ120上に泡状化された定着液L’を形成することが好ましい。これにより、塗布ローラ120と加圧ローラ140が常時接触している構成であっても、記録紙Pが搬送されていない待機時に、塗布ローラ120上の泡状化された定着液L’が加圧ローラ140に付着することを抑制することができる。
また、定着装置100は、記録紙Pが搬送されていない待機時に、塗布ローラ120と加圧ローラ140を隔離させ、駆動機構により、記録紙P上に泡状化された定着液L’を塗布する時のみ、塗布ローラ120と加圧ローラ140を接触させる構成であってもよい。このとき、記録紙Pの先端を検知する手段を併用し、検知信号に応じて、塗布ローラ120と加圧ローラ140を接触させることが好ましい。さらに、記録紙Pの後端を検知する手段を設け、検知信号に応じて、塗布ローラ120と加圧ローラ140を隔離させることが好ましい。
さらに、定着装置100は、定着されたトナー像T’が形成された記録紙Pを加圧する一対の平滑化ローラ(ハードローラ)を有してもよい。これにより、定着されたトナー像T’の表面が平滑化され、光沢を付与することができる。さらには、定着されたトナー像T’の記録紙Pに対する定着性を向上させることができる。
図4に、本発明の定着装置の別の構成例を示す。この定着装置100’は、塗布ローラ120と対向し、塗布ローラ120との間に搬送された記録紙Pを加圧する加圧部材として、加圧ローラ140の代わりに、加圧ベルト140’を用いたものであり、それ以外は、図1の定着装置100と同一の構成である。これにより、加圧部のニップ幅を容易に大きくすることができる。
加圧ベルト140’としては、特に限定されないが、シームレスニッケルベルト、シームレスPET等の基体にPFA等の離型性フッ素樹脂がコートされているベルトが挙げられる。
なお、図4で、塗布ローラ120の代わりに塗布ベルトを用いる構成や、塗布ローラ120の代わりに塗布ベルトを用いると共に、加圧ベルト140’の代わりに加圧ローラ140を用いる構成(図1で、塗布ローラ120の代わりに、塗布ベルトを用いる構成)であってもよい。
図5に、図1や図4の定着装置に用いられる定着後処理装置150の一例を示す。定着後処理装置150は、AB剤格納部151と、AB剤付与部材152と、加圧ローラ153とAB剤吐出量制御部材154と、AB剤担持ローラ155を有する。なお、AB剤はAB剤格納部151にてAB剤担持ローラ155によってAB剤付与部材152に押し付けられることで粘着力によって担持され、AB剤吐出量制御部材154によって担持量を適切に制御されAB剤格納部151より出て行き、定着されたトナー像T’の粘着力によってAB剤付与部材152から引き剥がされ記録紙Pの表面に付与される。このとき定着されたトナー像T’のない記録紙Pに接触したAB剤は記録紙Pには付与されず、AB剤付与部材152に担持されたままAB剤格納部151にて回収され再利用される。AB剤は必ずしも定着されたトナー像T’の表面全体を覆う必要は無く、疎らに付与されるだけで定着されたトナー像T’への人や物の接触を阻害するため、AB剤吐出量制御部材154によって制御された極微量の使用で裏写りや画像抜けを防止することができる。
AB剤格納部151は、記録紙P上に付与されなかったAB剤付与部材152上のAB剤を回収するための後方開口部が設けられていることが好ましく、さらに回収したAB剤が漏れ出さないために後方開口部はAB剤粒子1つがかろうじて通過できる大きさであり、その位置はAB剤付与部材152の中心よりも前方に有ることがより好ましい。ここで前方とは、AB剤格納部151から見てAB剤付与部材152が回転する方向である。
AB剤吐出量制御部材154としては、特に限定はされないが、図5(b)の拡大図に示すような、あらかじめ吐出量を調整されたブラシや、開口部の広さを適時調整できるシャッター等が挙げられる。また、これらを併用しても良い。
図6に定着後処理装置の別の構成例を示す。この定着後処理装置150’はAB剤吐出量制御部材154の代わりにAB剤付与部材152’によってAB剤の吐出量を制御する。その他の構成は図5の定着後処理装置150と同じである。図6(b)の拡大図に示すように、AB剤付与部材152’は表面に微細な窪みが存在し、その中にAB剤が入っており、AB剤格納部151の開口部はAB剤の大きさよりも小さい。このとき窪みに入っているAB剤は開口部をすり抜けて吐出されるが、他のAB剤は開口部をすり抜けられず、AB剤の吐出量が制御される。また、これに、図5(b)の拡大図に示すような、AB剤吐出量制御部材154を併用しても良い。
図7に、本発明の定着装置を搭載する画像形成装置の一例として、タンデム方式の画像形成装置200を示す。なお、画像形成装置200は、複写機又はプリンタ、あるいはこれらの機能とファクシミリの機能等を備えた複合機であってもよい。
図7に示す画像形成装置200は、未定着のトナー像Tを担持する中間転写ベルト201を有する。中間転写ベルト201は、3つの支持ローラ202、203及び204に張架されており、矢印Aの方向に回転する。中間転写ベルト201に対しては、ブラック(K)、イエロー(Y)、マゼンタ(M)及びシアン(C)の各画像形成ユニット205K、205Y、205M及び205Cが配列されている。これらの画像形成ユニットの上方には、露光装置(不図示)が配置されている。例えば、画像形成装置200が複写機である場合には、スキャナ(不図示)で原稿の画像情報を読み込み、読み込まれた画像情報に応じて、静電潜像を書き込むための露光光Lが露光装置(不図示)から照射される。中間転写ベルト201を挟んで中間転写ベルト201の支持ローラ204に対向する位置には、二次転写ベルト206が設けられている。二次転写ベルト206は、2つの支持ローラ207及び208の間に張架されている。なお、二次転写ベルト206の代わりに、転写ローラを用いてもよい。
中間転写ベルト201を挟んで中間転写ベルト201の支持ローラ202に対向する位置には、中間転写ベルト201上に残留したトナーを除去するベルトクリーニング装置209が配置されている。
一方、記録紙Pは、給紙部(不図示)から給紙、搬送され、一対の給紙ローラ(レジストローラとも言う)210を用いて給紙され、二次転写ベルト206を中間転写ベルト201に押し当てることにより、未定着のトナー像Tが記録紙Pに転写される。未定着のトナー像Tが転写された記録紙Pは二次転写ベルト206により搬送され、未定着のトナー像Tは、図1に示した構成の定着装置100又は図4に示した構成の定着装置100’(不図示)により定着される。このとき、記録紙Pに転写された未定着のトナー像Tには、露光装置(不図示)からの画像情報、例えば、カラー画像又は黒ベタ画像に基づいて、前述したように、膜厚が制御された泡状化された定着液L’が塗布される。そして、定着後のトナー像T’を担持した記録紙Pには、定着後処理装置150(又は150’)により、前述したように定着後処理が施される。
図8は、図7に示す画像形成装置200の画像形成ユニットの構成例を示しており、各色の画像形成ユニットの構成は同じであり、現像に使用するトナーの色が異なっている。
図8に示すように、画像形成ユニット205は、静電潜像担持体である感光体ドラム205aの周囲に、帯電ローラ205b、現像装置205c、一次転写ローラ205d、クリーニング装置205e及び除電ランプ205fが配置されている。なお、この画像形成ユニット205では、感光体ドラム205aと、帯電ローラ205b、現像装置205c、クリーニング装置205e、除電ランプ205fのうちの少なくとも一つを、カートリッジに一体に収納したプロセスカートリッジを用いることもできる。
帯電ローラ205bは、接触帯電方式の帯電装置であり、帯電ローラ205bを感光体ドラム205aに接触させて、感光体ドラム205aに電圧を印加することにより、感光体ドラム205aの表面を一様に帯電する。
なお、帯電ローラ205aの代わりに、非接触のスコロトロン等を採用した非接触帯電方式の帯電装置を用いてもよい。
現像装置205cは、露光装置(不図示)から照射された露光光Lにより感光体ドラム205a上に書き込まれた静電潜像に、現像剤中のトナーを付着させて現像し、未定着のトナー像Tを形成する。なお、現像装置205cは、攪拌部(不図示)及び現像部(不図示)を有し、現像に使用されなかった現像剤は、攪拌部に戻され、再利用される。攪拌部におけるトナーの濃度は、トナー濃度センサによって検出され、トナーの濃度が一定になるように制御されている。
一次転写ローラ205dは、中間転写ベルト201を介して、感光体ドラム205aに対向する位置に設けられている。このとき、中間転写ベルト201を挟んで、一次転写ローラ205fを感光体ドラム205aに押し当て、転写バイアスを印加することにより、感光体ドラム205a上に形成された未定着のトナー像Tが中間転写ベルト201上に転写される。
なお、一次転写ローラ205fの代わりに、導電性ブラシ、非接触のコロナチャージャー等の転写装置を用いてもよい。
クリーニング装置205eは、感光体ドラム205a上に残留したトナーを除去する。クリーニング装置205eは、感光体ドラム205aに押し当てられる先端を備えたブレードやブラシ、あるいは回転するブラシローラ等を有する。ここで、クリーニング装置205eにより回収されたトナーは、回収スクリュー(不図示)及びトナーリサイクル装置(不図示)により、現像装置205cに回収され、再利用される。
また、除電ランプ205fは、光を照射して感光体ドラム205aの表面電位を初期化する。
以上、本発明に係る定着装置及び画像形成装置の実施の形態を説明したが、以下において本発明の具体的な実施例を示す。
[定着液の起泡剤の調製例]
ミリスチン酸(関東化学株式会社製)、パルミチン酸(関東化学株式会社製)、ステアリン酸(関東化学株式会社製)の質量比を4:3:1とした脂肪酸と、中和剤であるジエタノールアミン(関東化学株式会社製)のモル比が1:0.7になるように計量し、それを液温80℃のイオン交換水中で、30分間撹拌し、室温になるまで放冷して、脂肪酸ジエタノールアミン塩を調製した。
[定着液1]
軟化剤としてプロピレンカーボネート(関東化学株式会社製)40wt%、上記の起泡剤を4wt%、増泡剤としてヤシ油脂肪酸ジエタノールアミド(1:1)型(松本油脂製薬株式会社製、マーポンMM)0.5wt%、希釈剤としてイオン交換水55.5wt%を超音波ホモジナイザーにて10分間撹拌し、定着液1を調製した。
[定着液2]
軟化剤としてアジピン酸ビス(2−メトキシエチル)(東京化成株式会社製)25wt%、上記の起泡剤を4wt%、増泡剤としてヤシ油脂肪酸ジエタノールアミド(1:1)型(松本油脂製薬株式会社製、マーポンMM)0.5wt%、希釈剤としてイオン交換水70.5wt%を超音波ホモジナイザーにて10分間撹拌し、定着液2を調製した。
[定着液3]
軟化剤としてコハク酸ジカルビトール(高級アルコール工業株式会社製)30wt%、上記の起泡剤を4wt%、増泡剤としてヤシ油脂肪酸ジエタノールアミド(1:1)型(松本油脂製薬株式会社製、マーポンMM)0.5wt%、希釈剤としてイオン交換水65.5wt%を超音波ホモジナイザーにて10分間撹拌し、定着液3を調製した。
[定着液4]
軟化剤としてトリエチレングリコールジアセタート(東京化成株式会社製)30wt%、上記の起泡剤を4wt%、増泡剤としてヤシ油脂肪酸ジエタノールアミド(1:1)型(松本油脂製薬株式会社製、マーポンMM)0.5wt%、希釈剤としてイオン交換水65.5wt%を超音波ホモジナイザーにて10分間撹拌し、定着液4を調製した。
[画像形成方法]
画像形成装置として、電子写真方式のカラープリンタ(IpsioColorCX8800(リコー社製))を用いて、未定着のトナー像(カラー画像)を記録紙PであるPPC用紙T−6200(リコー社製)に形成した。次に、図1の構成の定着装置100を用いて、未定着のトナー像を定着した。
まず図2の泡状化装置110を用いて定着液を泡状化する。容器111は、PET樹脂製のボトルであり、ポンプ112は、チューブの材質がシリコーンゴム、内径が2mmであるチューブポンプであり、定着液Lを搬送する流路は、内径が2mmのシリコーンゴムチューブである。また、粗大泡生成部113の微小孔シート113bは、開口部が約40μmのステンレス製の400メッシュシートである。さらに、内側の円筒114a及び外側の円筒114bは、PET製であり、内側の円筒114aは、外径が8mm、長さが100mmであり、外側の円筒114bは、内径が10mm、長さが120mmである。このとき、微小泡生成部114の内側の円筒114aは、回転軸に固定され、回転駆動モータ(不図示)により、300rpmで10秒間回転させることにより、泡状定着液を作成した。得られた泡状定着液を塗布ローラ120に供給する構成とした。なお、塗布ローラ120としては、PFA樹脂を焼付け塗装した直径が30mmのSUS製ローラを用い、加圧ローラ140としては、直径10mmのアルミ合金製ローラ(芯金)に、外径が50mmとなるように、ポリウレタンフォーム材カラーフォームEMO(イノアック社製)を形成したものを用いた。また、ブレード130としては、アルミ合金製の支持板に厚さが1mmの並板ガラスを接着し、ガラス面を塗布ローラ120の側に向け、塗布ローラ120とのギャップを40μm又は100μmとして塗布ローラ120上の泡状化された定着液L’の厚さを約70μm又は約150μmに調節した。なお、記録紙Pの搬送速度を300mm/秒とした。このとき、未定着のトナー像Tの厚さを30〜40μmとした。
[実施例1]
上記の方法にて画像を形成し、トナー像を記録紙Pに定着した後、図5に示す構成の定着後処理装置150を用いて、AB剤としてシリコーンゴム(日硝産業、トスパール2000B)を画像部に対し0.7mg/cm付与した。
[実施例2]
上記の方法にて画像を形成し、トナー像を記録紙Pに定着した後、図6に示す構成の定着後処理装置150’を用いて、AB剤としてシリコーンゴム(日硝産業、トスパール2000B)を画像部に対し0.3mg/cm付与した。
[実施例3]
上記の方法にて画像を形成し、トナー像を記録紙Pに定着した後、図5に示す構成の定着後処理装置150を用いて、AB剤として、酸化ケイ素(東海化学工業所、マイクロイドML−361)を画像部に対し0.2mg/cm付与した。
[実施例4]
上記の方法にて画像を形成し、トナー像を記録紙Pに定着した後、図6に示す構成の定着後処理装置150’を用いて、AB剤として酸化ケイ素(東海化学工業所、マイクロイドML−361)を画像部に対し0.1mg/cm付与した。
[実施例5]
上記の方法にて画像を形成し、トナー像を記録紙Pに定着した後、図5に示す構成の定着後処理装置150を用いて、AB剤として、表面にエステル加水分解酵素(東京化成工業、Lipase from Porcine Pancreas)をボールミルによって担持した酸化ケイ素(東海化学工業所、マイクロイドML−361)を画像部に対し0.2mg/cm付与した。(エステル加水分解酵素の担持量:酸化ケイ素1gに対して0.01g)
[実施例6]
上記の方法にて画像を形成し、トナー像を記録紙Pに定着した後、図6に示す構成の定着後処理装置150’を用いて、AB剤として、表面にエステル加水分解酵素(東京化成工業、Lipase from Porcine Pancreas)をボールミルによって担持した酸化ケイ素(東海化学工業所、マイクロイドML−361)を画像部に対し0.1mg/cm付与した。(エステル加水分解酵素の担持量:酸化ケイ素1gに対して0.01g)
[比較例]
定着後処理装置による定着後処理を行わず、上記の方法にて画像を形成した。
[記録媒体上のトナーのタッキネス評価]
記録媒体上トナーのタッッキネスを、定着直後、及び定着1日後においてタッキネステスタ(株式会社レスカ製)を用いて評価した。泡状定着液塗布後の画像部(記録媒体上のトナー)に円柱形ステンレスプローブ(直径φ8.0mm)を圧縮荷重100gfで20sec押付けた後、120mm/minの速度で引抜き、引抜き時にかかる応力を測定し、下記評価基準で評価した。評価結果を下記の表1に示す。
[評価基準]
0.0〜4.0kPa :○(非画像部と同等、又はタッキネスほぼ無し)
4.1〜10.0kPa:×(タッキネス小)
10.1kPa以上 :××(タッキネス大)
Figure 0005444773
表1の結果から、本発明の定着後処理を行うことによって記録紙(記録媒体)上のタッキネスが低減したことが判る。従って、本発明によれば、画像の記録紙(記録媒体)への裏移りや画像抜けを防止することができる。
100、100’:定着装置
110:定着液泡状化装置
111:容器
112:ポンプ
113:粗大泡生成部
114:微小泡生成部
120:塗布ローラ
130:ブレード
140:加圧ローラ
140’:加圧ベルト
150、150’:定着後処理装置
151:AB剤格納部
152、152’:AB剤付与部材
153:加圧ローラ
154:AB剤吐出量制御部材
155:AB剤担持ローラ
200:画像形成装置
201:中間転写ベルト
202,203,204:支持ローラ
205(205K,205Y,205M,205C):画像形成ユニット
205a:感光体ドラム(静電潜像担持体)
205b:帯電ローラ
205c:現像装置
205d:一次転写ローラ
205e:クリーニング装置
205f:除電ランプ
206:二次転写ベルト
207,208:支持ローラ
209:ベルトクリーニング装置
L:定着液
L’:泡状化された定着液
P:記録紙(記録媒体)
T:未定着のトナー像
T’:定着されたトナー像
特開2007−219105号公報

Claims (7)

  1. 樹脂を溶解または膨潤させることにより該樹脂を含有する粒子(以下、樹脂含有粒子と言う)を軟化させる軟化剤を含む定着液を用いて前記樹脂含有粒子を媒体に定着させる手段と、
    前記樹脂含有粒子を定着させた記録媒体上に、前記軟化剤によって軟化されないアンチブロッキング剤(以下、AB剤と言う)を担持した部材(以下、AB剤付与部材と言う)を接触させる手段を有する定着後処理装置を用いて定着後処理を行う手段と、
    を有することを特徴とする定着装置
  2. 請求項1に記載の定着装置において、
    前記AB剤を前記AB剤付与部材上に担持させる手段を有することを特徴とする定着装置
  3. 請求項1または2に記載の定着装置において、
    前記AB剤付与部材上のAB剤の担持量を制御する手段を有することを特徴とする定着装置
  4. 請求項1から3のいずれか一つに記載の定着装置において、
    前記AB剤付与部材を、前記樹脂含有粒子を定着後の記録媒体に接触して該AB剤を付与した後に、前記AB剤付与部材上に担持されているAB剤を回収し再利用する手段を有することを特徴とする定着装置
  5. 請求項1から4のいずれか一つに記載の定着装置において、
    前記AB剤は、加水分解酵素を担持していることを特徴とする定着装置
  6. 請求項1から5のいずれか一つに記載の定着装置において、
    前記定着液を泡状化する手段と、
    該泡状化された定着液を前記樹脂含有粒子に付与する手段と、
    該泡状化された定着液が付与された前記樹脂含有粒子を媒体に定着させる手段と、
    を有することを特徴とする定着装置。
  7. 静電潜像担持体上に静電潜像を形成する手段と、
    前記静電潜像担持体上に形成された静電潜像を、樹脂含有粒子からなるトナーを含有する現像剤を用いて現像してトナー像を形成する手段と、
    前記静電潜像担持体上に形成されたトナー像を記録媒体に転写する手段と、
    該記録媒体に転写されたトナー像を、請求項1から6のいずれか一つに記載の定着装置を用いて定着させる手段と、
    を有することを特徴とする画像形成装置
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