图像形成装置的制作方法

文档序号:2729367阅读:333来源:国知局
专利名称:图像形成装置的制作方法
技术领域
本发明涉及到一种图像形成装置。
背景技术
在复印机、打印机、传真机等中大多采用的电子照相方式的图像形成装置中,使用表面形成含有光导电性物质的感光层,向感光体表面施加电荷并平均带电后,通过各种成像步骤形成和图像信息对应的静电潜影,从显影部向该静电潜影提供含有色粉的显影剂,显影后作为色粉图像,将该色粉图像直接转印到纸张等记录介质,或暂时转印到中间转印介质后转印到记录介质。并且,为了将转印到记录介质的色粉图像定影到记录介质上,一般通过使用含有加热部的显影辊等的热定影方式的定影部,对记录介质进行加热及加压。
热定影方式的图像形成装置例如包括通过加热辊架起作为中间转印介质的中间转印带,从而加热中间转印带及转印到中间转印带上的色粉图像,在加热状态下转印定影到记录介质上的装置(例如参照特开平10-63121号公报)。特开平10-63121号公报的图像形成装置具有耗电较少的特征。但是在该图像形成装置中存在以下缺点由于不加热记录介质,因此在转印定影时如果色粉图像和记录介质接触,则色粉图像的温度下降,从而产生色粉图像未定影、偏移等图像问题。并且还提出如下图像形成装置在加热中间转印带上的色粉图像的同时,也加热转印定影色粉图像前的记录介质,在加热状态下将色粉图像转印定影到记录介质上(例如参照特开2004-151626号公报)。在特开2004-151626号公报的图像形成装置中,虽然色粉图像向记录介质的定影力提高,但除了色粉图像外还加热记录介质,因此需要热容量大的加热部,耗电变大,占据了图像形成装置的全部耗电的一半以上。
另一方面,作为地球温室化效率的对策要求节能,伴随着电子照相方式的图像形成装置的普及,在电子照相方式的图像形成装置中要求降低将色粉图像定影到记录介质时的耗电。并且,在热定影方式中,如上所述,由于在装置内部使用加热部,装置内部变得高温,因此需要提高构成部件的耐热性,材料成本增加。并且,在热定影方式中,如果定影部分不上升到预定温度则无法进行定影,因此存在到达预定温度的时间、即预热时间变长的倾向。进一步,在热定影方式中,多色色粉图像对记录介质的定影与单色色粉图像的定影相比,存在耗时的问题。因此要求缩短多色色粉图像的定影时间。针对上述要求,提出了使用定影液的湿式定影方式,上述定影液包括水;具有可溶解或分散到水中、且具有使色粉软化或膨润的作用的液体。在该方式中,使通过施加定影液变为软化或膨润状态的色粉图像附着到记录介质,并通过加工将色粉图像定影到记录介质。湿式定影方式和热定影方式相比,耗电非常少,因此从节能角度出发是有用的方法。并且,从多色色粉图像的定影时间的角度出发,由于不需要大量的热量,因此和热定影方式相比可缩短定影时间。因此,对湿式定影方式的进一步改良提出了各种方案。
例如,提出了如下定影装置对中间转印介质或记录介质上承载的色粉图像,从具有多个细孔的定影液喷出部件仅向色粉附着部分施加定影液,并加热所施加的定影液(例如参照特开2004-109747号公报)。即,在该定影装置中,将定影液施加到中间转印介质或记录介质上的色粉图像后,采用进行加热的方式。但是,未定影的色粉图像在室温下不具有物理或化学的耦合力,仅是集合的一个块。因此,当向未定影的色粉图像直接施加定影液这样的液状物时,在色粉粒子软化及/或膨胀、粒子之间的耦合力增加前,易于发生色粉粒子的流动或凝聚。其结果是,定影后的图像边沿产生渗透,并且本应平均的半色调部分产生不均,无法获得高品位的画质。在发生色粉粒子的流动或凝聚后即使进行加热,显然也无法恢复到原来的状态。
并且,在特开2004-109747号公报的定影装置中,由中间转印介质承载色粉图像时,采用向作为中间转印介质的中间转印带进行氟处理等防水处理的结构,从而即使向该中间转印带的色粉图像形成区域施加定影液,定影液也仅存在于色粉图像形成区域的色粉附着部分(图像部),定影液不存留于色粉附着部分之间的色粉非附着部分(非图像部)。但是,如果仅向记录介质中的图像部施加定影液,则在图像部中产生伸缩,在非图像部不产生伸缩,因此无法避免以图像部为中心产生褶皱。特别是,作为记录介质使用用水过滤纸纤维而做成的记录介质时,这一倾向较明显。当然,如果施加色粉膨润所需的最低限量的定影液,则不会产生这一问题。但是,最低限量是极微量的,因此难于正确计量最低限量。并且,如果将定影液仅施加到图像部,则图像部的周围的非图像部中因泛白等而附着的色粉不会定影,而残留在记录介质上,会污染手、衣服等。
并且,在特开平10-63121号公报的图像形成装置中,将处于加热状态的转印带上的色粉图像转印定影到非加热的记录介质时,可向色粉图像施加定影液。但是,如特开平10-63121所示,转印定影时不进行热供给且不采用其他特别的方法时,为了提高色粉图像和记录介质的附着力及色粉粒子之间的附着力,需要大量定影液。当大量使用定影液时,无法避免记录介质中产生褶皱、弯曲等。并且,会频繁需要补充定影液,或者需要大容量的定影液存储箱,维护性不佳,或导致装置大型化。进一步,通过现有的湿式定影方式的图像形成装置将色粉图像定影到高架投影仪用纸(以下称为“OHP纸”)等塑料纸、铜版纸这样的定影液难渗透的记录介质时,色粉的附着力变得不充分,可能引起色粉图像的部分剥落等。

发明内容
本发明的目的在于提供一种湿式定影方式的图像形成装置,其不会因施加定影液而引起色粉流动、凝聚及色粉图像紊乱,记录介质不会产生弯曲、褶皱等,可降低耗电量及定影液消耗量,多色色粉图像也可在较短时间内定影,能以较强的附着力将色粉定影到定影液难渗透的记录介质上。
本发明是一种图像形成装置,其特征在于,包括色粉图像形成部,形成色粉图像;转印部,将通过色粉图像形成部形成的色粉图像转印到记录介质;定影液施加部,将定影液接触施加到记录介质表面的色粉图像上,上述定影液含有使色粉软化及/或膨润的有机溶剂和水,用于将色粉定影到记录介质上;加热部,加热记录介质;记录介质检测部,检测和记录介质相关的信息;以及定影液控制部,根据记录介质检测部的检测结果,控制定影液施加部施加到色粉图像上的定影液的施加量。
根据本发明,提供一种包括色粉图像形成部、转印部、向承载色粉图像的记录介质接触施加定影液的定影液施加部、加热部、记录介质检测部、控制定影液施加部对记录介质的定影液施加量的定影液控制部的湿式定影方式的图像形成装置。一般情况下,因记录介质种类不同定影液对记录介质的渗透量、渗透速度等不同,例如施加对一般厚度的记录介质而言适量的定影液时,当记录介质为薄纸时定影液会过剩,当记录介质为厚纸时定影液会不足。因此,根据本发明的图像形成装置,根据记录介质的种类变更对记录介质的定影液的施加量。例如,记录介质检测部检测到记录介质为OHP纸时,进行控制,使定影液的施加量小于记录介质为普通纸时的量。通过这种结构,可防止因施加定影液产生色粉图像紊乱、记录介质中的褶皱、弯曲等,即使是OHP纸、铜版纸等定影液难于渗透的记录介质也能以较强的附着力定影色粉。并且,由于向色粉图像施加了适量的定影液,因此即使是多色色粉图像时也不会产生图像紊乱,可在较短时间内进行定影。并且,由于可施加与对应色粉图像的定影匹配的量的定影液,因此可防止定影液的浪费,降低定影液的消耗量。进一步,通过上述定影液施加量的控制,定影液的功能基本上最大限度地发挥,可使加热部的加热限制到最小限度,因此也可降低耗电量。进一步,根据本发明的图像形成装置,通过湿式定影方式可稳定地形成高画质图像。
并且,在本发明中,其特征在于,记录介质检测部检测记录介质的厚度。
根据本发明,记录介质检测部检测记录介质的厚度,根据该检测结果控制定影液施加量,从而使图像形成装置自身自动选择最佳的定影液施加量,因此可稳定形成定影强度高、且不会产生褶皱、弯曲等的高画质图像。
进一步,在本发明中,其特征在于,记录介质检测部检测记录介质的材质。
根据本发明,记录介质检测部检测记录介质的材质,根据该检测结果控制定影液施加量,从而可防止因施加定影液引起记录介质上的色粉流动、色粉凝聚及色粉图像的紊乱,图像对记录介质的定影强度充分提高,可稳定形成图像重现性良好的高画质图像。例如,当记录介质是OHP纸、铜版纸等定影液难渗透的记录介质时,如果使定影液施加量比记录介质是普通纸时少地进行控制,则可防止施加定影液时的色粉流动、凝聚等。
进一步在本发明中,图像形成装置的特征在于,还包括传送部,传送记录介质;和传送速度控制部,控制传送部对记录介质的传送速度,根据记录介质检测部检测到的、记录介质是塑料纸或铜版纸的检测结果,传送速度控制部控制传送部对记录介质的传送速度,使其小于检测到记录介质是普通纸时的速度。
根据本发明,当图像形成装置还包括记录介质的传送部和传送速度控制部时,记录介质检测部检测到记录介质是塑料纸或铜版纸时,传送速度控制部控制传送部对记录介质的传送速度,使其小于检测到记录介质是普通纸时的速度,从而在施加定影液时可进一步防止在记录介质上定影液移动或流动。其结果是,进一步难于发生色粉的流动、凝聚等。
进一步在本发明中,其特征在于,加热部将记录介质加热至比构成色粉图像的色粉的玻璃态转化温度高的温度。
根据本发明,通过加热部加热到比构成色粉图像的色粉的玻璃态转化温度高的温度、例如比玻璃态转化温度高5~10℃的温度时,通过定影液和加热的累加效果,色粉迅速软化,色粉之间及色粉和记录介质的附着力增加。其结果是,在施加定影液时,可进一步防止伴随定影液流动的色粉流动、凝聚等。并且,在热定影方式中,即使加热到比色粉的玻璃态转化温度高5~10℃的温度,也无法将色粉图像连续且顺利地定影到记录介质。
进一步在本发明中,其特征在于,加热部将记录介质加热至比构成色粉图像的色粉的软化温度高的温度。
根据本发明,通过加热部加热到比构成色粉图像的色粉的软化温度高的温度、例如比色粉的软化温度高5~10℃的温度时,通过定影液和加热的累加效果,色粉迅速软化,色粉之间及色粉和记录介质的附着力增加。其结果是,在施加定影液时,可进一步防止伴随定影液流动的色粉流动、凝聚等。
进一步在本发明中,其特征在于,加热部的加热及定影液施加部进行的定影液的接触施加,包含记录介质中的至少色粉图像形成区域来进行。
根据本发明,加热记录介质的至少色粉图像形成区域且至少向该区域施加定影液,从而可在施加定影液的瞬间直接提供补偿施加定影液引起的色粉及记录介质温度下降的热量。其结果是,定影液施加后的色粉、记录介质及定影液的温度比非加热下施加定影液时高,因此施加后的定影液对色粉图像的扩散/渗透变快,色粉的膨润/软化在瞬间发生、且范围广,可在短时间内将色粉图像定影到记录介质,该色粉图像相对记录介质具有充分的附着力。进一步,通过上升施加后的定影液的温度,可在短时间内使定影液干燥。
进一步在本发明中,其特征在于,定影液施加部还包括定影液保温部,对施加到记录介质前的定影液进行保温。
根据本发明,通过设置对施加到记录介质前的定影液进行保温的定影液保温部,可进一步防止定影液的施加引起的色粉温度下降。即,通过使定影液保温为定影液中的成分难挥发的程度的温度,对色粉的定影液施加和加热的累加作用进一步高效发挥,可顺利且连续地进行色粉图像对记录介质的转印定影。
进一步在本发明中,其特征在于,定影液还含有提高色粉对记录介质的附着力的粘合剂。
根据本发明,定影液除了有机溶剂及水外还含有粘合剂,从而使色粉之间及色粉和记录介质之间的附着力进一步增强,可进一步稳定地将色粉图像定影到记录介质。
进一步在本发明中,其特征在于,色粉含有聚酯、和玻璃态转化温度比聚酯低的蜡成分。
根据本发明,色粉优选使用含有聚酯及玻璃态转化温度比聚酯低的蜡的色粉。聚酯通过定影液中含有的有机溶剂易于膨润/软化,在膨润/软化状态下透明化。因此,将重叠几种颜色的色粉图像而形成的彩色色粉图像通过定影液定影时,聚酯透明化,仅着色剂变得鲜明,产生减法混色,可获得具有鲜艳发色的定影图像。并且,玻璃态转化温度低于粘合树脂的蜡通过加热易于软化,因此在比色粉的玻璃态转化温度低的温度下,色粉之间及色粉和记录介质之间的附着力增加。因此,可进一步切实防止施加定影液时的色粉流动、凝聚等。进一步,蜡软化后,定影液易于从存在蜡的地方渗透到色粉粒子内部,因此施加定影液时色粉整体在短时间内膨润软化,转印到记录介质时可以充分的附着力定影色粉图像,并且可获得色粉图像重叠产生的充分的发色。
进一步在本发明中,其特征在于,色粉的体积平均粒径为2~7μm。
根据本发明,作为本发明的图像形成装置中作用的色粉,使用体积平均粒径为2~7μm的色粉,从而可获得发色性良好的定影图像。并且,对于OHP纸的定影图像,安装到高架投影仪时的透过图像变亮。
本发明的目的、特色及优点可通过以下详细说明及附图得以明确。


图1是示意地表示本发明的第一实施方式的图像形成装置的结构的剖视图。
图2是放大表示图1所示的图像形成装置的主要部件的结构的剖视图。
图3是放大表示图1所示的图像形成装置的主要部件的结构的剖视图。
图4是示意地表示图1所示的图像形成装置所使用的定影辊的结构的剖视图。
图5是示意地表示本发明的第二实施方式的图像形成装置的结构的剖视图具体实施方式
图1是示意地表示本发明的第一实施方式的图像形成装置1的结构的剖视图。图2是放大表示图1所示的图像形成装置1的主要部件(下述色粉图像形成部2)的结构的剖视图。图3是放大表示图1所示的图像形成装置1的主要部件(下述转印部4、定影液施加部5的一部分、传送部6及定影部7)的结构的剖视图。图4是示意地表示下述定影辊40的结构的剖视图。图像形成装置1是依次重叠转印黄、品红、青及黑四种颜色的色粉图像的串联结构的电子照相方式的图像形成装置。图像形成装置1包括色粉图像形成部2、中间转印部3、转印部4、定影液施加部5、传送部6、定影部7、记录介质供给部8、记录介质检测部50、作为定影液控制部及传送速度控制部发挥作用的控制单元60。
色粉图像形成部2包括成像单元10y、10m、10c、10b。成像单元10y、10m、10c、10b从下述中间转印带21的旋转驱动方向(副扫描方向)、即从箭头28的方向的上游一侧依次配置成一列,形成与作为数字信号等输入的各色图像信息对应的静电潜影,提供和该静电潜影对应的颜色的色粉并显影,形成各色色粉图像。即,成像单元10y形成和黄色的图像信息对应的色粉图像,成像单元10m形成和品红色的图像信息对应的色粉图像,成像单元10c形成和青色的图像信息对应的色粉图像,成像单元10b形成和黑色的图像信息对应的色粉图像。成像单元10y包括感光鼓11y、带电辊12y、光扫描单元13、显影装置14y、鼓清洁器15y。
感光鼓11y是辊状部件,由未图示的驱动机构支撑为可绕轴线旋转,其表面具有形成静电潜影乃至色粉图像的感光层。感光鼓11y例如包括未图示的导电性基体、及在导电性基体表面上形成的感光层。导电性基体可使用圆筒状、圆柱状、片状等导电性基体等,其中优选圆筒状导电性基体。感光层例如可使用有机感光层、无机感光层等。有机感光层包括含有电荷产生物质的树脂层和含有电荷传送物质的树脂层的层叠体;在一个树脂层中含有电荷产生物质和电荷传送物质的感光层。无机感光层包括含有从氧化锌、硒、非晶硅等中选择的一种或二种以上的层。导电性基体和感光层之间可设置底涂层,也可在感光层的表面设置主要用于保护感光层的表面层。在本实施方式中使用直径30mm的感光鼓,其包括作为导电性基体的、与接地电位(GND)连接的铝管;及在铝管表面形成的厚20μm的有机感光层。并且在本实施方式中,感光鼓11y在顺时针方向上以圆周速度100mm/s旋转驱动。
带电辊12y是辊状部件,由未图示的驱动机构支撑为可绕轴线旋转,使感光鼓11y的表面带电为预定极性及电位。带电辊12y与未图示的电源连接,由该电源对其施加电压,从而使感光鼓11y表面带电。在本实施方式中,通过带电辊12y使感光鼓11y表面带电-600V。也可取代带电辊12y而使用刷型带电器、充电器型带电器、有栅极网(scorotron)的电晕带电器等。
光扫描单元13,向通过带电辊12y而带电的感光鼓11y的表面照射和黄色图像信息对应的信号光13y,在感光鼓11y的表面上形成和黄色图像信息对应的静电潜影。光扫描单元13可使用半导体激光器等。在本实施方式中,在带电-600V的感光鼓11y表面上形成曝光电位-70V的静电潜影。
显影装置14y包括显影辊16y、显影刮刀17y、显影槽18y、和搅拌辊19y、20y。显影辊16y在其表面上承载黄色色粉9y,并将该黄色色粉9y在显影辊16y和感光鼓11y的最接近部位(显影夹持部)中提供到感光鼓11y表面的静电潜影。显影辊16y是内包未图示的固定磁极的辊状部件,其收容在显影槽18y内,其一部分从在显影槽18y的面向感光鼓11y的面上形成的开口部21y向外方突出,与感光鼓11y压接且可绕轴线旋转。显影辊16y和感光鼓11y彼此向相反方向旋转。因此,显影夹持部中的显影辊16y的旋转方向的切线成分、及显影夹持部中的感光鼓11y的旋转方向的切线成分为相同的方向。并且,显影辊16y连接到未图示的电源,从该电源施加直流电压(显影电压)。这样一来,显影辊16y表面的黄色色粉9y顺利地提供到静电潜影。在本实施方式中,显影辊16y以150m/s的圆周速度旋转,是感光鼓11y的圆周速度的1.5倍。并且,向显影辊16y施加-240V的直流电压作为显影电位。显影辊16y表面的黄色色粉层在显影夹持部中与感光鼓11y接触,并向静电潜影提供黄色色粉9y。
显影刮刀17y是一端由显影槽18y支撑,另一端与显影辊16y表面压接设置的板状部件,使显影辊16y表面承载的黄色色粉层平均化,而限制层厚。显影槽18y如上所述,是在面向感光鼓11y的面上形成开口部21y、并具有内部空间的容器状部件。显影槽18y在其内部空间内置显影辊16y及搅拌辊19y、20y,且存储黄色色粉9y。显影槽18y中,根据黄色色粉9y的消耗状况,从未图示的色粉盒补给黄色色粉9y。在本实施方式中,黄色色粉9y以与磁性载体混合的双成分显影剂的方式使用,但不限于此,也可以仅含有黄色色粉9y的单成分显影剂的方式使用。
搅拌辊19y、20y是设置为在显影槽18y的内部空间彼此压接且可绕轴线旋转的螺杆状辊部件。搅拌辊19y被设置为面向显影辊16y并与显影辊16y压接。搅拌辊19y、20y,通过各自的旋转,使从未图示的色粉盒补给到显影槽18y内的黄色色粉9y、及显影槽18y内预先填充的磁性载体混合,并提供到显影辊16y周边。
在本实施方式中,感光鼓11y、显影辊16y、显影刮刀17y、及搅拌辊19y、20y之间分别压接地设置,但不限于此,感光鼓11y及显影辊16y、显影辊16y及显影刮刀17y、显影辊16y及搅拌辊19y、搅拌辊19y及搅拌辊20y也可彼此具有间隙地隔离设置。
鼓清洁器15y如下所述,去除并回收在将感光鼓11y表面的黄色色粉图像转印到中间转印带22后、残留在感光鼓11y表面的黄色色粉9y。
成像单元10y中,在通过带电辊12y而处于带电状态的感光鼓11y的表面上,从光扫描单元13照射和黄色的图像信息对应的信号光13y并形成静电潜影,从显影装置14y向该静电潜影提供黄色色粉9y,使该静电潜影显影,形成黄色色粉图像。该黄色色粉图像如下所述,与感光鼓11y表面压接,转印到在箭头28的方向上旋转的中间转印带22。感光鼓11y表面残留的黄色色粉9y由鼓清洁器15y去除、回收。反复执行该图像(色粉图像)形成动作。成像单元10m、10c、10b除了使用品红色色粉9m、青色色粉9c或黑色色粉9b替代黄色色粉9y外,具有和成像单元10y类似的结构,因此标以相同的参照标号,并且在各参照标号的末尾加上表示品红色的“m”、表示青色的“c”及表示黑色的“b”,省略其说明。
色粉9y、9m、9c、9b(以下没有特别声明时统称为“色粉9”)含有粘合树脂、着色剂及脱模剂。粘合树脂只要是通过下述定影液30软化或膨润的树脂即可,没有特别限定,例如包括从聚苯乙烯、苯乙烯的取代体的均聚物、作为从苯乙烯及其取代体中选择的二种以上的共聚物的苯乙烯类共聚物、聚氯乙烯、聚醋酸乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚酯、聚氨酯等。粘合树脂可单独使用一种也可同时使用二种以上。这些粘合树脂中,作为彩色色粉,从保存性、耐久性、定影液30的软化或膨润控制等角度出发,优选软化温度100~150℃、玻璃态转化温度50~80℃的粘合树脂,特别优选具有上述软化温度及玻璃态转化温度的聚酯。聚酯通过易得到的有机溶剂易于软化/膨润,在软化/膨润状态下变得透明。当粘合树脂是上述聚酯时,当通过定影液30使重叠了从黄色、品红色、青色及黑色中选择的二种以上的色粉图像的多色色粉图像定影到记录介质P时,聚酯自身透明化,因此通过减法混色可获得充分的发色效果。并且,使用软化温度或分子量比热定影方式所使用的色粉中含有粘合树脂高的树脂时,也可通过定影液30进行定影。如果使用软化温度或分子量高的树脂,可防止显影时的负荷引起的退化,可长期获得高画质的图像。在本实施方式中,使用玻璃态转化温度60℃、软化温度120℃的聚酯。
着色剂可使用现有的电子照相方式的图像形成中使用的色粉用颜料及染料。其中,为了防止因定影液30的涂敷、特别是色粉图像转印定影到记录介质P时产生的渗透,优选不溶解于定影液30的颜料。颜料例如包括偶氮类颜料、苯并咪唑类颜料、喹吖啶酮类颜料、酞菁类颜料、异吲哚啉酮类颜料、异吲哚啉类颜料、二噁嗪类颜料、蒽醌类颜料、二萘嵌苯类颜料、芘酮(Perynone)类颜料、硫靛类颜料、喹酞酮类颜料、金属络合物类颜料等有机类颜料,炭黑、氧化钛、钼红、铬黄、钛黄、氧化铬或普鲁士蓝等无机类颜料,铝粉等金属粉等。颜料可单独使用一种或同时使用二种以上。
脱模剂例如可使用蜡。蜡可使用该领域常用的,其中优选使用可通过定影液30软化或膨润的。具体例如包括聚乙烯蜡、聚丙烯蜡、石蜡等。在本实施方式中,使用玻璃态转化温度为50℃、软化温度低于色粉9的粘合树脂且为70℃的低分子聚乙烯蜡。当使用软化温度低于粘合树脂的蜡时,在比粘合树脂及色粉9的软化温度低的温度下使蜡软化,从而增加色粉之间及色粉9对记录介质P的附着力。因此,当定影液30施加到色粉图像上时,可防止色粉9的流动、凝聚等。进一步,通过蜡的软化,定影液30易于从存在蜡的地方渗透到色粉粒子内部。因此,在定影液30涂敷时,色粉9整体在短时间内膨润、软化,因此在转印定影到记录介质P时可获得充分的定影强度,同时可获得色粉图像重叠所产生的充分的发色效果。
色粉9除了含有粘合树脂、着色剂及脱模剂外,还可含有带电控制剂、流动性提高剂、定影促进剂、导电剂等一般的色粉添加剂的一种或二种以上。色粉9可按照公知的方法来制造。例如包括将着色剂、脱模剂等分散到粘合树脂并粉碎的粉碎法;将着色剂、脱模剂、粘合树脂的单体等平均分散后,与粘合树脂单体聚合的聚合法;使粘合树脂粒子、着色剂、脱模剂等在凝结剂的存在下凝结,将获得的凝结物加热的凝结法等。色粉9的形状为了扩大表面积优选为不定形,而不是完全的球形。这样一来,与定影液30的接触变得容易,可减少定影液30的消耗量,同时可在短时间内进行色粉图像的定影及干燥。色粉9的体积平均粒径没有特别限定,优选为2~7μm。当使用这种小粒径色粉时,单位面积的色粉表面积变大,与定影液30的接触面积增加,因此可使色粉9在短时间内定影到记录介质P。短时间内的定影也可降低定影液30的消耗量。并且,由于定影液30迅速干燥,因此记录介质P中不会发生褶皱、弯曲等。并且,色粉9的粒径越小,在重量相同时对记录介质的被覆率越高,因此可以较少的附着量形成高画质图像。即,可同时实现色粉消耗量的降低及高画质。当体积平均粒径小于2μm时,流动性下降,显影动作中色粉对感光鼓的供给、显影装置中的搅拌、色粉的带电等变得不充分。其结果是,出现色粉量不足、相反极性色粉的增加,显影时无法获得高画质的图像。另一方面,当体积平均粒径超过7μm时,难于膨润到色粉粒子中心的大粒径的色粉粒子增加,因此定影图像的发色变差,并且在OHP纸中透过图像变暗。
色粉9例如优选包括粘合树脂、颜料(着色剂)和蜡(脱模剂),色粉的软化温度为100~130℃、色粉的玻璃态转化温度为50~80℃、其体积平均粒径为2~7μm。软化温度高的色粉9对于显影时的负荷具有较高的耐久性,但在热定影中无法充分地定影及发色。但是,即使是这种高软化温度的色粉中,在使用定影液30的图像形成装置1中,采用使色粉化学性膨润软化的方式,因此可适用于高品位定影图像的形成。在本实施方式中,色粉9的构成是,着色剂含量为色粉9总量的12重量%、蜡含量为色粉9总量的7重量%、其余为聚酯(粘合树脂、玻璃态转化温度60℃、软化温度120℃),是体积平均粒径6μm的负带电性的绝缘性非磁性色粉。为了用该色粉获得预定的图像浓度(X-Rite公司制造的310测定的反射浓度测定值为1.4),需要单位面积5g/cm2的色粉量。
中间转印部3包括中间转印带22、中间转印辊23y、23m、23c、23b、支撑辊24、25、26、和带清洁器27。
中间转印带22,是由支撑辊24、25、26架起、而形成环状移动路径的环状色粉图像承载部,以和感光鼓11y、11m、11c、11b基本相同的圆周速度向箭头28的方向旋转。作为中间转印带22,只要是定影液30不渗透到内部的结构即可,没有特别限定,例如包括含有薄膜状基材、在薄膜状基材表面上形成的弹性树脂层、及在弹性树脂层表面上形成的含氟树脂被覆层的层叠体;薄膜状基材及其表面上形成的含氟树脂被覆层的层叠体等。被覆层表面为色粉图像承载面22a。薄膜状基材例如可使用将聚酰亚胺、聚碳酸酯等树脂材料、氟橡胶等橡胶材料成形为薄膜状的材料。氟树脂被覆层含有聚四氟乙烯(PTFE)、四氟乙烯和全氟烷基乙烯基醚的共聚物(PFA)、它们的混合物等氟树脂。薄膜状基材、弹性树脂层及含氟树脂被覆层的一个或二个以上中,也可配合导电材料,以调整作为中间转印带22的电阻值。导电材料例如包括炉黑、热裂法碳黑、槽法碳黑、或石墨碳等。中间转印带22不限于带方式,例如也可形成为鼓的方式。在本实施方式中包括使用如下带状的中间转印带22在厚100μm的由聚酰亚胺薄膜构成的基层上,层叠由以8∶2(重量比)的比例含有TFE和PFA的氟树脂组成物构成的厚20μm的被覆层,并为了使各层具有作为中间转印带的适当的电阻值而配合碳黑。
中间转印带22的色粉图像承载面22a从其旋转方向(箭头28的方向)上游一侧开始依次与感光鼓11y、11m、11c、11b压接。中间转印带22的与感光鼓11y、11m、11c、11b压接的位置,是各色色粉图像在中间转印带22上的转印位置(中间转印夹持部)。在本实施方式中,中间转印带22以和感光鼓11y、11m、11c、11b基本相同的圆周速度在箭头28的方向上旋转。
中间转印辊23y、23m、23c、23b是辊状部件,分别隔着中间转印带22和感光鼓11y、11m、11c、11b相对,与色粉图像承载面22a的相反面压接,并且设置为可通过未图示的驱动机构而绕其轴线旋转。中间转印辊23y、23m、23c、23b例如使用包括金属制轴体、及覆盖在该金属制轴体表面上的导电层的辊状部件。轴体例如由不锈钢等金属形成。轴体的直径没有特别限定,但优选为8~10mm。导电层用于向中间转印带22平均地施加高压,例如由导电性弹性体形成。导电性弹性体可使用该领域常用的装置,例如包括向三元乙丙橡胶(EPDM)、发泡EPDM、发泡聚氨酯等基体中分散了碳黑等导电材料的导电性弹性体。
中间转印辊23y、23m、23c、23b中,为了将感光鼓11y、11m、11c、11b的表面上形成的色粉图像转印到中间转印带22上,通过恒定电压控制施加与色粉的带电极性相反极性的中间转印偏压。这样一来,感光鼓11y、11m、11c、11b上形成的黄色、品红色、青色及黑色的色粉图像依次重叠转印到中间转印带22的色粉图像承载面22a的中间转印夹持部,形成多色色粉图像。而当仅输入了黄色、品红色、青色及黑色的一部分图像信息时,仅在成像单元10y、10m、10c、10b中的、和输入的图像信息的颜色对应的成像单元中形成色粉图像。
支撑辊24、25、26设置为可通过未图示的驱动机构而绕轴线旋转,架起中间转印带22,在箭头28的方向上旋转。支撑辊24、25、26例如使用直径30mm及壁厚1mm的铝制管状辊。支撑辊26电接地。并且,支撑辊25如下所述还具有转印部4的功能。
带清洁器27,在将中间转印带22的色粉图像承载面22a上的色粉图像在下述转印部4中转印到记录介质P后,去除色粉图像承载面22a上残留的色粉。带清洁器27包括清洁刮刀27a和色粉容器27b。清洁刮刀27a,被设置为隔着中间转印带22和支撑辊26相对、且通过未图示的加压部与色粉图像承载面22a压接,是用于刮取色粉图像承载面22a上的残留色粉、纸粉等的板状部件。清洁刮刀27a例如使用由聚氨酯橡胶等橡胶材料构成的刮刀。色粉容器27b存储由清洁刮刀27a刮取的残留色粉、偏移色粉、纸粉等。
通过中间转印部3,将感光鼓11y、11m、11c、11b上形成的各色色粉图像,在中间转印带22的色粉图像承载面22a的中间转印夹持部上重叠并转印,形成色粉图像。该色粉图像通过转印部4中转印到记录介质P后,通过带清洁器27去除中间转印带22的色粉图像承载面22a上残留的色粉等,并接着在色粉图像承载面22a上转印色粉图像。
转印部4包括支撑辊25和转印辊29。转印辊29,被设置为经由中间转印带22与支撑辊25压接、且可绕轴线旋转,是主要作为加压辊发挥作用的辊状部件。转印辊29可使用本领域常用的,在本实施方式中,使用在直径10mm的芯棒表面设置含有碳黑的厚4mm的聚氨酯橡胶层的辊状部件。并且在本实施方式中,转印辊29以1N/cm的线压挤压到支撑辊25。并且在本实施方式中,色粉图像转印到记录介质P时,向转印辊29的芯棒上施加+1kV的转印偏压。根据转印部4,当处于膨润/软化状态的色粉图像传送到支撑辊25和转印辊29的压接部(转印夹持部)时,与之同步,从下述记录介质供给部8提供记录介质P,将中间转印带22上的色粉图像挤压转印到记录介质P的表面,在记录介质P表面上承载色粉图像。
定影液施加部5包括定影液供给部31、定影液存储槽32、供给管33、和定影辊40。并且,定影辊40,在定影液施加部5中作为将定影液30接触施加到记录介质P的辊状部件使用,并且在下述定影部7中,作为使色粉图像定影到记录介质P的辊状部件使用。
定影液供给部31包括定影液槽31a和供给辊31b。定影液槽31a是具有内部空间的容器状部件,收容供给辊31b及定影液30。在定影液槽31a的面向定影辊40的侧面上,形成开口31c。供给辊31b是辊状部件,其一部分从定影液槽31a的开口31c向外方突出,与定影辊40的表面压接,且另一部分浸泡在定影液槽31a内收容的定影液30中。并且,供给辊31b被支撑为可绕轴线旋转,伴随定影辊40的旋转而从动旋转。通过具有这种结构,供给辊31b在其表面承载定影液槽31a内部空间中收容的定影液30,在与定影辊40的压接部分将定影液30涂敷施加到定影辊40表面。供给辊31b使用含有以下部分的辊状部件金属制芯棒;被覆层,形成在金属制芯棒表面上,且由与定影液30中含有的下述溶剂成分具有良好亲和性的材料构成。作为具有和定影液30的溶剂成分具有良好亲和性的材料,例如包括硅橡胶、氟橡胶、聚氨酯橡胶等。其中,由于表面能量较小、色粉9难于附着,因此优选使用硅橡胶、氟橡胶等。通过定影液供给部31,向定影辊40的表面提供定影液30。
定影液存储槽32是具有内部空间的容器状部件,在其内部空间存储定影液30。定影液存储槽32可采用如下方式在图像形成装置1内部作为搁置型设置,当定影液30被消耗完时,从定影液存储槽32中形成的未图示的定影液补给口补充定影液30。也可采用如下方式定影液存储槽32构成为可相对图像形成装置1进行装卸的盒形式,当定影液30被消耗完时更换新定影液存储槽32。
定影液存储槽32的内部中存储的定影液30,可使用含有能使色粉9中含有的粘合树脂、脱模剂等膨润/软化的溶剂成分的公知的任意一种定影液,其中优选含有一种或二种以上的有机溶剂和水的定影液。有机溶剂可使用可膨润/软化粘合树脂、脱模剂等且可溶解或分散于水的物质,例如包括氢氟醚类、氢氟醚类和其以外的有机溶剂(以下称为“辅助溶剂”)的混合物。氢氟醚类的表面张力及粘度较小,因此可渗透到色粉粒子之间、色粉9和记录介质P之间等。因此,当是与辅助溶剂的混合物时,辅助溶剂传送到色粉9之间的界面、色粉9和记录介质的接触面等,可瞬间膨润/软化色粉9。并且,氢氟醚的蒸发潜热较小,所以在室温下也可短时间内挥发。氢氟醚例如包括全氟代丁基甲醚、全氟代异丁基甲醚(C4F9OCH3)、全氟代丁基乙醚、全氟代异丁基乙醚(C4F9OC2H5)、1,1,2,2-四氟乙基-2,2,2-三氟乙醚(CHF2CF2OCH2CF3)等。氢氟醚可以单独使用一种,也可同时使用二种以上。氢氟醚类的含量没有特别的限定,优选占定影液30总量的50~95重量%,进一步优选60~90重量%。如果氢氟醚类含量低于50重量%,则定影液30的渗透性下降,构成色粉图像的色粉量较多时,仅表面的色粉膨润软化,色粉图像和作为色粉载体的记录介质P的接触面上存在的色粉不会充分膨润、软化。因此,色粉图像对记录介质P的附着力下降,无法获得可牢固定影到记录介质P的图像。氢氟醚类超过90%时,色粉9的膨润、软化作用变低,无法获得充分的定影强度。
辅助溶剂例如包括醇类(甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、丁醇等)、酮类(丙酮、丁酮、甲基正丁基甲酮、甲基异丁基甲酮、戊酮等)、醚类(甲乙醚、二乙醚、甲基丁醚、甲基异丁基醚、二甲醚)、羧酸(甲酸、乙酸、丙酸、丁酸等)与低纸醇(甲醇、乙醇、丙醇等)醇形成的酯类等。其中,优选醚类及酯类,特别优选酯类。在醚类中,特别优选二乙醚。在酯类中优选乙酸乙酯、乙酸甲酯、甲酸甲酯、甲酸乙酯等,特别优选乙酸乙酯。这些辅助溶剂在常温下挥发,并且以聚酯为首具有使色粉9的粘合树脂膨润软化的作用。辅助溶剂可单独使用一种,也可同时使用二种以上。氢氟醚类和辅助溶剂的使用比例没有特别限定,优选相对100重量份氢氟醚使用1~100重量份辅助溶剂。并且,辅助溶剂在定影液30中的含量在满足与上述氢氟醚类的使用比例的基础上,优选为定影液30总量的5重量%以上,进一步优选为10重量%以上。水相对于有机溶剂或有机溶剂和辅助溶剂的使用量,使用使总量成为100的剩余量。
定影液30除了水及有机溶剂外,也可含有表面活性剂、分散辅助剂等。表面活性剂例如可提高有机溶剂在定影30中的分散性,提高色粉9和定影液30的润湿性。表面活性剂例如包括月桂基硫酸酯钠盐等高级醇硫酸酯盐、油酸钠等高级脂肪酸金属盐、脂肪酸衍生物硫酸酯盐、磷酸酯等阴离子表面活性剂,季铵盐、杂环胺等阳离子表面活性剂,氨基酸酯、氨基酸等两性离子表面活性剂,非离子型表面活性剂,聚氧化烯烷基醚,聚氧化烯烷基胺等。表面活性剂可单独使用一种,也可同时使用两种以上。分散辅助剂例如包括二甘醇、三甘醇、聚乙二醇、单丁醚、二甘醇单乙醚等偶合剂。分散辅助剂可单独使用一种,也可同时使用二种以上。进一步,定影液30可含有粘合剂。粘合剂只要是可溶解或分散于定影液30的即可,没有特别限定,例如包括以氯丁二烯橡胶、丁腈橡胶、SBR橡胶等高分子弹性体为主要成分的橡胶类粘合剂,将乙酸乙烯、EVA、丙烯酸树脂等合成树脂平均分散到水中的乳胶粘合剂等。这样一来,色粉9和记录介质P的附着力不仅可通过色粉的膨胀、软化获得,而且可通过粘合剂获得,因此可提高色粉9和记录介质的附着力,增加色粉图像在记录介质P上的定影强度。
供给管33,一端连接到定影液供给部31,另一端连接到定影液存储槽32,是将定影液存储槽32内的定影液30提供到定影液槽31a的管状部件。供给管33上设有未图示的定影液补给部。定影液30的补给例如根据定影液槽31a上设置的未图示的液量检测部对定影液30的剩余量的检测结果来进行。液量检测部的检测结果被输入到控制图像形成装置1的全部动作的控制单元60的存储部。控制单元60的计算部,将存储部中预先输入的定影液需要补给的液量、及液量检测部的检测结果从存储部取出并比较,当判断当前的剩余量小于定影液30需要补给的液量时,控制单元60将控制信号发送到定影液补给部,向定影液供给部31补给定影液30。定影液30的补给是,例如根据液量检测部的检测结果,控制单元60判断定影液供给部31的内部填充了预定量的定影液30时,控制单元60发送到定影液补给部,停止定影液30的补给。定影液补给部例如可使用电磁阀。
在本实施方式中,可在定影液供给部31、定影液存储槽32、及供给管33的至少一个部件的内部及/或周边设置未图示的定影液保温部。定影液保温部的目的在于使定影液30的液体温度保持在比室温高、且使定影液30中含有的有机溶剂等成分的挥发不会明显进行的程度的温度,具体可使用各种加热器等一般的加热部。定影液保温部的加热例如如下控制在根据定影液30的组成预先设定保温温度的基础上,根据定影液供给部31、定影液存储槽32或供给管33上设置的未图示的温度传感器的检测结果,由控制单元60进行控制。
参照图4,定影辊40由未图示的驱动机构支撑为可绕轴线旋转,是与加压辊44压接设置的辊状部件,包括芯棒41、芯棒41的表面上形成的弹性层42、弹性层42的表面上形成的表层43。弹性层42由弹性材料构成,弹性材料优选为橡胶材料,特别优选不会通过定影液30膨润的橡胶材料。当使用不膨润的橡胶材料时,定影辊40的外径保持不变,因此可使定影辊40和加压辊44的压接部(定影夹持部)的记录介质P传送速度基本保持恒定。不会通过定影液30膨润的橡胶材料例如包括乙烯-丙烯橡胶(EPDM)、丁基橡胶、丁腈橡胶、氯丁二烯橡胶、苯乙烯-丁二烯橡胶等。表层43由合成树脂构成,优选由氟树脂构成。氟树脂例如包括PTFE(聚四氟乙烯)、PFA(四氟乙烯/全氟烷基乙烯基醚的共聚物)、FEP(四氟乙烯/六氟丙烯的共聚物)、ETFE(四氟乙烯/乙烯的共聚物)、PVDF(聚偏氯乙烯)、PCTFE(聚三氟氯乙烯)、及它们的二种以上的混合物。在本实施方式中,使用由以下构成的外径30mm的定影辊40在芯棒41的表面上形成由硬度20度(JIS-A)的EPDM橡胶构成的厚3mm的弹性层,在弹性层42的表面上形成由PFA构成的厚80μm的表层43。
根据定影液施加部5,定影液存储槽32内存储的定影液30经由供给管33提供到定影液供给部31的定影液槽31a,并将该定影液30附着到定影液供给辊31b表面。定影液供给辊31b在与定影辊40的压接部上使定影液30附着到定影辊40表面。定影辊40如下所述,在定影辊40和加压辊44的压接部上使定影液30接触施加到记录介质P。
参照图1及图3,传送部6包括传送带34、驱动辊35、张力辊37、和温度传感器38。传送带34是架设在驱动辊35和张力辊37之间并形成环形传送路径的环形带,使承载由转印部4转印的色粉图像的记录介质P在加热状态下向箭头39的方向、即向定影部7传送。传送带34例如可使用在添加导电剂并赋予了导电性的厚100μm的聚酰亚胺薄膜的至少记录介质传送面上、设置了由PTFE构成的厚10μm的被覆层的带。
驱动辊35是设置为可通过未图示的驱动机构而绕轴线旋转的辊状部件。驱动辊35例如可使用由铝等金属构成的中空辊。驱动辊35的内部设有加热部36。加热部36通过下述控制单元60使架设在驱动辊35上的传送带34的温度基本保持恒定。由该传送带34传送的色粉图像承载记录介质P的热容量较小,因此可以较少的热量加热到所需的温度,不会增大耗电力。将定影液30施加到处于加热状态的色粉图像承载记录介质P时,施加后的定影液30的扩散、渗透较快,因此色粉9的定影液30产生的膨润、软化瞬间且大范围地产生,可防止色粉9的流动、凝聚等,因此可获得定影强度高的高画质图像。并且,通过与色粉图像承载记录介质P的接触,定影液30的液体温度上升,因此可短时间内使多余的定影液30干燥。因此,可提高作为图像形成装置1单位时间内的输出页数的生产量。加热部36例如可使用卤素灯、红外线加热器等非接触加热方式的加热器、辊状、板状等加热部。并且,在本实施方式中,加热部36使用卤素灯,将传送带34的温度保持在70℃,记录电介质P上的色粉图像加热到比色粉9的玻璃态转化温度的60℃略低的56℃左右。张力辊37向传送带34施加预定的张力,使传送带34不松驰。
张力辊37例如含有金属制轴体、和在金属制轴体表面上形成的被覆层。并且,也可仅由金属制轴体构成。金属制轴体的材料例如使用不锈钢,被覆层的材料例如使用氟橡胶。温度传感器38设置在传送带34的传送方向(箭头39的方向)上的、比驱动辊35靠近下游的一侧的、传送带34的与色粉图像承载记录介质P的传送面相反一侧的面附近。温度传感器38的检测结果输入到控制单元60的存储部。控制单元60的计算部将存储部中预先输入的传送带34的设定温度、及温度传感器38的检测结果从存储部取出,并比较两者,当判断检测结果低于设定温度时,根据判断结果将控制信号发送到未图示的加热部36的电源,从电源向加热部36施加必要量的电压,使加热部36发热。这样一来,传送带34的温度基本保持恒定。
在本实施方式中,传送带34的温度为70℃,传送到施加了定影液30的定影部7的色粉图像的温度是比色粉9的玻璃态转化温度低的温度,但不限于此,也可使传送带34的温度为80℃,传送到定影部7的色粉图像的温度是高于色粉9的玻璃态转化温度(60℃)的温度。这样一来,在施加定影液30前色粉9软化,色粉9之间及色粉9和记录介质P之间的附着力增加,可防止施加定影液时因定影液30的施加引起的色粉流动、凝聚等。并且,可使传送带34的温度为140℃,传送到定影部7的色粉图像的温度是高于色粉9的软化温度(120℃)的温度。这样一来,色粉9充分软化,色粉9之间及色粉9和记录介质P之间的附着力进一步增加,可进一步防止施加定影液时因定影液30的施加引起的色粉流动、凝聚等。根据传送部6,通过向由转印部4转印了色粉图像的记录介质P一边加热到设定温度一边施加定影液30,使构成色粉图像的色粉充分膨润、软化后,将该色粉图像承载记录介质P发送到定影部7。
参照图3,定影部7包括定影辊40、加压辊44、和排纸辊45。定影辊40如上所述。加压辊44被支撑为可从动于定影辊40的旋转而旋转,是与定影辊40压接设置的辊状部件,与定影辊40一样,包括芯棒、弹性层、及表层。芯棒、弹性层及表层的形成所使用的材料也和定影辊40相同。在本实施方式中,使用如下构成的外径30mm的加压辊44在芯棒的表面上形成由硬度50度(JIS-A)的EPDM橡胶构成的厚3mm的弹性层,在弹性层的表面上形成由PFA构成的厚80μm的表层。并且,在本实施方式中,加压辊44以10N/cm的挤压力压接到定影辊40。承载由经传送部6加热的色粉9构成的色粉图像的记录介质P,经过定影辊40和加压辊44的压接部(定影夹持部)时,定影液30通过定影辊40施加到记录介质P上的色粉图像上,使构成色粉图像的色粉9膨润/软化。与此同时,色粉图像通过定影辊40和加压辊44挤压到记录介质P,在记录介质P上作为图像而定影。
排纸辊45是一对辊状部件,将从定影辊40和加压辊44的定影夹持部传送的图像定影完成记录介质P,排出到设于图像形成装置1外部侧面的排纸盘49上。这一对辊彼此压接地设置,可绕各自的轴线旋转地支撑。根据定影部7,承载色粉图像的记录介质P经过定影夹持部,向色粉图像进行定影液30的接触施加及加压,色粉图像作为图像而定影到记录介质P上,并通过排纸辊45排出到排纸盘49。在定影辊7中,同时进行定影液30的施加和加压,从而可进一步提高定影强度、画质等。
参照图1,记录介质供给部8包括存储记录介质P的记录电介质盒46;将记录介质一页页传送到传送路径的拾取辊47;和一对定位辊48,与中间转印带22上的色粉图像传送到转印夹持部同步地,将记录介质传送到该夹持部。根据记录介质供给部8,记录介质盒46内存储的记录介质P通过拾取辊47一页页传送到传送路径,进一步通过定位辊48传送到转印夹持部,转印色粉图像。
记录介质检测部50,设置在记录介质供给部8的拾取辊47和定位辊48之间的记录介质传送路径附近,检测记录介质P的种类,将该检测结果输出到控制单元60的存储部。并且,在图像形成装置1的未图示的上表面部分上设置的未图示的操作面板上,设置指定记录介质P的种类的区域,由使用者指定记录介质P的种类,输入到控制单元60。并且,从与图像形成装置1连接的外部信息终端设备输入到控制单元60的图像信息中,控制单元60取出和记录介质P的种类相关的信息,从而检测记录介质P的种类。记录介质P的种类是记录介质P的材质、厚度、标志等。
在图像形成装置1中,根据记录介质检测部50的检测结果,作为定影液控制部发挥作用的控制单元60,控制色粉图像承载记录介质P上的定影液施加量。在本实施方式中,记录介质检测部50使用纸厚检测传感器。纸厚检测传感器使用以下传感器反射型光电传感器;向记录介质P照射LED等的光、并根据反射光量检测厚度、材质等的光传感器;读取施加到记录介质P的标号以检测记录介质P的材质、厚度等的标志传感器;超声波传感器等。在本实施方式中,记录介质检测部50如上所述设置在记录介质供给部8的拾取辊47和定位辊48之间的记录介质传送路径附近,但不限于此,也可设置在转印夹持部和定位辊48之间的记录介质传送路径附近,传送带34的记录介质P的放置部分附近等。
控制单元60作为定影液控制部发挥作用。定影液施加量在由记录介质检测部50检测记录介质P的厚度时,例如进行如下控制。记录介质P包括普通纸、彩色复印纸、OHP纸、铜版纸等,厚度多种多样。根据记录介质P的厚度及材质,定影液30对记录介质P的渗透量、渗透速度等也不同。例如,当厚度小时可减少定影液施加量,当厚度大时需要增加定影液施加量。因此,根据记录介质P的厚度及材质决定适当的定影液施加量,将该值作为数据表预先输入到控制单元60的存储部。例如对普通纸的定影液施加量在厚度约0.09mm的普通纸中为约2.5mg/cm2,厚度约0.07mm的薄纸中为约0.5mg/cm2,厚度约0.2mm的厚纸中为约3.5mg/cm2。并且,记录介质P是OHP纸、铜版纸等定影液30难渗透的记录介质P时,在厚度约0.09mm时如果同样施加约2.5mg/cm2的定影液施加量,定影液30流过记录介质P的表面,产生色粉9的流动、凝聚等,图像重现性及画质明显下降。因此对OHP纸、铜版纸等的定影液施加量设定为约0.5mg/cm2。
通过根据记录介质P的厚度及/或材质选择适当的定影液施加量,可防止色粉流动、凝聚、定影强度不足等的产生,图像重现性良好,可获得高画质图像。并且,对各记录介质P可施加最适量的定影液30,因此可不产生浪费地高效地使用定影液30,降低定影液消耗量。定影液施加量例如可通过变更定影辊40的旋转圆周速度来控制。如果提高定影辊40的旋转圆周速度则定影液施加量变多,如果降低旋转圆周速度则定影液施加量变少。并且,定影液施加量根据定影辊40的表面材质、定影辊40的外径等变化。因此,选定使用的定影辊40,通过实验等测量旋转圆周速度和定影液施加量的关系,作为数据表预先输入到控制单元60的存储部。记录介质检测部50的检测结果(记录介质P的厚度)输入到存储部时,控制单元60的计算部从存储部取出检测结果和数据表并比较,判断最佳的定影施加量及定影辊40的旋转圆周速度。控制单元60的控制部根据计算部的判断结果,将控制信号发送到向旋转定影辊40的未图示的驱动机构提供驱动电力的未图示的电源,变更定影辊40的旋转圆周速度。这样一来,可进行和记录介质P的厚度对应的定影液施加量的控制。
控制单元60,也可作为根据记录介质检测部50的检测结果控制传送部6对色粉图像承载记录介质P的传送速度的传送速度控制部发挥作用。这种情况下,记录介质检测部50的检测结果,优选为记录介质P的材质。即,优选根据记录介质P的材质控制传送部6的传送带34的旋转驱动速度(传送速度)。色粉图像承载记录介质P传送到加热到一定温度的传送带34上,但因记录介质P的材质不同,传送到色粉图像的热量变化,导入到定影夹持部前的色粉图像的状态发生变化,即使施加最适量的定影液定影强度也会下降。根据记录介质P的材质控制传送带34的传送速度,色粉图像与记录介质P的状态无关,总是以相同的状态导入到定影夹持部,进行色粉图像对记录介质P的定影。因此,根据记录介质P的材质及传送带34的加热温度决定适当的传送速度,并将该值作为数据表预先输入到控制单元60的存储部。
在本实施方式中,记录介质P为普通纸时为100mm/sec左右,当是OHP纸、铜版纸等定影液30难于渗透或完全不渗透的记录介质P时,为50mm/sec左右。传送速度例如可通过变更驱动辊35的旋转圆周速度进行控制。如果提高驱动辊35的旋转圆周速度则传送速度变快,如果降低旋转圆周速度则传送速度变低。因此,测量驱动辊35的旋转圆周速度和传送速度的关系,作为数据表预先输入到控制单元60的存储部。当记录介质检测部50的检测结果(记录介质P的材质)输入到存储部时,控制单元60的计算部从存储部取得检测结果和数据表并比较,判断驱动辊35的最佳旋转圆周速度。控制单元60的控制部根据计算部的判断结果将控制信号发送到向旋转驱动辊35的未图示的驱动机构提供驱动电力的电源,变更驱动辊35的旋转圆周速度。这样一来,可进行和记录介质P的材质对应的传送速度的控制。
图像形成装置1上设置控制单元60。控制单元60例如设置在图像形成装置1的内部空间的上部,包括控制部、计算部、存储部等,是由具有中央处理装置(CPU)的微型计算机等实现的处理电路。向控制单元60的存储部输入经由图像形成装置1的上面配置的未图示的操作面板的图像形成命令、来自图像形成装置1内部各处配置的未图示的传感器等的检测结果、来自外部设备的图像信息等。根据输入的各种数据(图像形成命令、检测结果、图像信息等)由计算部进行判断。根据计算部的判断结果从控制部发送控制信号。控制图像形成装置1的全部动作。存储部可使用本领域中常用的装置,例如只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、硬盘驱动器(HDD)等。外部设备可使用可进行图像信息的形成或取得、且可与图像形成装置电连接的电气、电子设备,例如包括计算机、数码相机、电视机、录影机、DVD记录器、传真装置等。控制单元60含有上述处理电路的同时含有电源,电源不仅向控制单元60、而且各图像形成装置1内部的各装置提供电力。
根据图像形成装置1,通过色粉图像形成部2形成在中间转印带22上的色粉图像经转印部4转印到记录介质P,获得色粉图像承载记录介质P。色粉图像承载记录介质P通过传送部6向定影夹持部传送的同时适当地加热,在定影夹持部接受定影液施加部5的定影液30的接触施加及加压,从而使色粉图像定影到记录介质P,排出到排纸盘49。在该动作中,设置在记录介质传送路径附近的记录介质检测部50检测记录介质P的厚度、材质等,根据检测结果控制定影液30的施加量、传送部6中的记录介质P的传送速度等。
图5是示意地表示本发明的第二实施方式的图像形成装置51的主要部位的结构的剖视图。图像形成装置51和图像形成装置1类似,对对应的部分标以相同的参照标号并省略其图示及说明。图像形成装置51的特征在于,具有传送部52及定影部53,取代图像形成装置1中的传送部6及定影部7。此外其特征在于,在定影液施加部5的定影液存储槽32内设有定影液保温部55。
在定影液施加部5中,定影液存储槽32内部设有定影液保温部55,使定影液30的液体温度保持恒定温度。定影液保温部55包括温度传感器56、加热部57。加热部57使用加热器。温度传感器的检测结果被输入到控制单元60的存储部,控制单元60的计算部从存储部取出存储部中预先输入的保温设定温度和温度传感器56的检测结果,并比较两者,当判断温度传感器56的检测结果低于保温设定温度时,控制单元60的控制部根据判断结果将控制信号发送到向加热部57提供电力的未图示的电源,进行加热,使定影液30的液体温度上升到保温设定温度。在本实施方式中,定影液30的保温设定温度为40℃。通过这种结构,可防止施加定影液30时色粉9的温度过低,定影时的加热引起的软化和定影液引起的软化累加作用,可确保良好的定影状态。
传送部52包括传送带34、驱动辊35、张力辊54、和温度传感器38。张力辊54被设置为可通过未图示的驱动机构绕轴线旋转或从动于驱动辊35的旋转而旋转,与驱动辊35共同作用架起传送带34。并且,张力辊54经由传送带34与定影部53的定影辊40压接设置,其内部设有加热部36。即,张力辊54在传送部52中具有向传送带34施加张力的功能及将传送带34加热到设定温度的功能,并且在定影部53中具有作为加压辊的功能。并且,温度传感器38设置在用于检测张力辊54的表面温度的张力辊54的表面附近。张力辊54的表面温度和传送带34的表面温度的相关关系可预先求出。因此,通过控制张力辊54的表面温度可控制传送带34的表面温度。并且,色粉图像的温度和传送带34的表面温度基本相等,因此通过控制传送带34的表面温度,可控制传送到定影部53的色粉图像的温度。张力辊54的表面温度的控制,和图像形成装置1中的传送带34的温度控制一样,控制单元60判断温度传感器38的检测结果,控制单元60根据判断结果向和加热部36连接的未图示的电源发送控制信号。在本实施方式中,张力辊54的表面温度设定为70℃,传送带34的定影液施加区域的温度设定为比色粉9的玻璃态转化温度(60℃)低的温度。这样一来,传送到定影部53的色粉图像的温度也与传送带34的定影液施加区域的温度基本相等。
在本实施方式中,张力辊54的表面温度为70℃,传送到定影部53的色粉图像的温度是比色粉9的玻璃态转化温度(60℃)低的温度,但不限于此,例如也可使张力辊54的表面温度为80℃,传送带34的表面温度是比色粉9的玻璃态转化温度(60℃)高的温度。这种情况下,在施加定影液30前开始色粉9的软化,色粉9之间及色粉9和记录介质之间的附着力增加,因此可切实防止定影液30的接触施加引起的色粉9的流动、凝聚等。进一步,也可使张力辊54的表面温度为140℃,传送带34的表面温度是比色粉9的软化温度(120℃)高的温度。这种情况下,色粉9充分软化,色粉9之间及色粉9和记录介质的附着力进一步增加,因此可进一步切实防止定影液30的接触施加引起的色粉9的流动、凝聚等。
通过这种结构,可当场提供用于补充定影液30的施加引起的色粉9及记录介质P的温度下降的热量。其结果是,定影液30施加后的色粉9、记录介质P及定影液30的温度适当变高,定影液30对色粉图像的扩散、渗透变快,色粉9的膨润/软化瞬间在较大范围产生,可以以充分的附着力将色粉图像定影到记录介质P。进一步,通过施加后的定影液30的温度上升,可在短时间内使不参与色粉9的膨润/软化的定影液30干燥。
根据传送部52,在转印部4中转印了色粉图像的记录介质P放置在传送带34上并向箭头39的方向传送时,受到传送带34的间接加热,在构成色粉图像的色粉9之间及色粉9和记录介质P之间的粘合力增加的状态下传送到定影部53,受到定影液30的接触施加及加压,定影到记录介质P。
定影部53包括定影辊40、张力辊54、和排纸辊45。张力辊54如上所述作为加热辊作用。从传送部传送到定影辊40和张力辊54的压接部(定影夹持部)的色粉图像定影完成记录介质P在该压接部中受到加热加压,从而使色粉图像进一步牢固地定影到记录介质P,在记录介质P上形成图像。图像形成完成的记录介质P通过排纸辊45排出到图像形成装置51外部设置的未图示的排纸盘。
在本发明的图像形成装置中,中间转印带、传送带、各辊等所使用的材料、层结构、尺寸等不限于此,电子照相方式的图像形成区域中常用的装置可直接或适当变更后使用。并且,可使用带等环状部件以替代辊。进一步,中间转印带、传送带等为环状部件,但也可是辊状方式。本发明的图像形成装置在各实施方式中为串联方式的彩色图像形成装置,但不限于此,例如也可是中间转印带每旋转一次重叠一种颜色图像的所谓四旋转方式的彩色图像形成装置。并且,不限于彩色图像形成装置,也可使用单色图像形成装置。本发明的图像形成装置例如可全用复印机、打印机、传真机、它们中的二种以上的复合机使用。
本发明在不脱离其主旨或主要特征的前提下可以各种方式实施。因此上述实施方式从各种角度而言仅是单纯的示例,本发明的范围如权利要求范围所示,不受说明书正文的任何约束。并且,权利要求范围内的变形、变更均属于本发明的范围。
权利要求
1.一种图像形成装置,其特征在于,包括色粉图像形成部,形成色粉图像;转印部,将通过色粉图像形成部形成的色粉图像转印到记录介质;定影液施加部,将定影液接触施加到记录介质表面的色粉图像上,上述定影液含有使色粉软化及/或膨润的有机溶剂和水,用于将色粉定影到记录介质上;加热部,加热记录介质;记录介质检测部,检测和记录介质相关的信息;以及定影液控制部,根据记录介质检测部的检测结果,控制定影液施加部施加到色粉图像上的定影液的施加量。
2.根据权利要求1所述的图像形成装置,其特征在于,记录介质检测部检测记录介质的厚度。
3.根据权利要求1所述的图像形成装置,其特征在于,记录介质检测部检测记录介质的材质。
4.根据权利要求3所述的图像形成装置,其特征在于,还包括传送部,传送记录介质;和传送速度控制部,控制传送部对记录介质的传送速度,根据记录介质检测部检测到的、记录介质是塑料纸或铜版纸的检测结果,传送速度控制部控制传送部对记录介质的传送速度,使其小于检测到记录介质是普通纸时的速度。
5.根据权利要求1所述的图像形成装置,其特征在于,加热部将记录介质加热至比构成色粉图像的色粉的玻璃态转化温度高的温度。
6.根据权利要求1所述的图像形成装置,其特征在于,加热部将记录介质加热至比构成色粉图像的色粉的软化温度高的温度。
7.根据权利要求1所述的图像形成装置,其特征在于,加热部的加热及定影液施加部进行的定影液的接触施加,包含记录介质中的至少色粉图像形成区域来进行。
8.根据权利要求1所述的图像形成装置,其特征在于,定影液施加部还包括定影液保温部,对施加到记录介质前的定影液进行保温。
9.根据权利要求1所述的图像形成装置,其特征在于,定影液还含有提高色粉对记录介质的附着力的粘合剂。
10.根据权利要求1所述的图像形成装置,其特征在于,色粉含有聚酯、和玻璃态转化温度比聚酯低的蜡成分。
11.根据权利要求1所述的图像形成装置,其特征在于,色粉的体积平均粒径为2~7μm。
全文摘要
本发明提供一种在湿式定影方式的图像形成装置中可防止施加定影液引起的色粉流动、凝聚、记录介质中产生的弯曲、褶皱等,并对定影液难于渗透的记录介质也可使色粉以较强的附着力定影的图像形成装置。该图像形成装置(1),包括色粉图像形成部(2)、中间转印部(3)、转印部(4)、定影液施加部(5)、传送部(6)、定影部(7)、记录介质供给部(8)、和记录介质检测部(50),其中,根据记录介质检测部(50)对记录介质的厚度、材质等的检测结果,控制定影液施加部(5)对记录介质的定影液施加量。
文档编号G03G9/08GK101063843SQ200710101058
公开日2007年10月31日 申请日期2007年4月26日 优先权日2006年4月26日
发明者田中笃史, 朝仓建治 申请人:夏普株式会社
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1