CN1955863A - 图像形成装置 - Google Patents
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Abstract
图像形成装置(1)包括:色粉图像形成部(2)、图像承载部(3)、转印部(4)、记录材料传送部(5)、热定影部(6)、湿式定影部(7)以及记录材料供给部(8)。在图像形成装置(1)中,由温度传感器(40)检测热定影部(6)中定影辊(37)的表面温度,根据该检测结果,选择热定影部(6)或湿式定影部(7)中的任一个作为记录材料传送部(5)传送承载未定影色粉图像的记录材料(9)的传送目的地。
Description
技术领域
本发明涉及一种图像形成装置。
背景技术
在复印机、印刷机、打印机、传真机等图像形成装置中,一般采用利用色粉的电子照相方式、静电记录方式等。例如,在电子照相方式的图像形成装置中,利用表面形成有包含光电导性物质的感光层的感光鼓,向感光鼓表面提供电荷,使其均匀带电后,通过各种成像处理,形成与图像信息对应的静电潜影,通过从显影部提供的色粉使该静电潜影显影,并成为色粉图像,将该色粉图像直接或者通过图像载体转印到纸等记录材料上,将记录材料上的未定影色粉图像定影,由此形成图像。
要将未定影色粉图像定影到记录材料上,可以采用如下方法:加热图像载体或者记录材料上的未定影色粉图像的热定影方式、将具有软化色粉作用的定影液提供到图像载体或者记录材料上的色粉图像的湿式定影方式。
热定影方式通过加热使中间转印带等图像载体上或记录材料上的色粉图像变为熔融状态,通过加压使该熔融状态的色粉图像定影在记录材料上。例如,提案有如下的图像形成装置:加热图像载体上的色粉图像,并且也加热转印定影色粉图像前的记录材料,在加热状态下将色粉图像转印定影到记录材料上(例如,参照特开2004-151626号公报)。
在该图像形成装置中有以下问题:虽然提高了色粉图像定影到记录材料上的定影力,但由于加热部必须上升到色粉熔融定影所需要的温度(后文中未特指情况下称为“预定温度”)才能实施热定影,因此需要达到预定温度前的待机时间即预热时间,尤其在图像形成装置启动时预热时间变长。并且,即使加热部达到预定温度,但连续进行大量的图像形成时,也会产生加热部的加热不能跟上图像形成,色粉图像的热定影不充分的问题。这些问题是热定影方式的图像形成装置共同的问题。
另一方面,在湿式定影方式中,通过向图像载体或记录材料上的色粉图像提供具有软化色粉作用定影液,使该色粉图像软化,通过加压将处于该软化状态的色粉图像定影到记录材料上。湿式定影方式与热定影方式相比具有消耗电量非常少的优点。因此,提案有将湿式定影方式和热定影方式组合的图像形成装置。
例如,提案有一种定影装置,通过表面带有定影液的涂布辊,向图像载体或记录材料上承载的色粉图像接触涂布定影液,仅在色粉附着部分选择性地提供定影液,加热色粉和定影液(例如,参照特开2004-109747号公报)。即,该定影装置采用向图像载体或记录材料上的色粉图像提供定影液后,通过加热部进行加热的方法。这样,通过加热已被提供定影液的色粉图像,促进色粉的软化,提供色粉图像转印定影到记录材料上的能力。并且还具有以下优点:能够促进定影液中包含的多余液体的蒸发,因此能够将附着在记录材料上的定影液量抑制到最小,其结果是能够防止记录材料上产生皱纹或卷曲等。
另外,在特开2004-109747号公报中记载了如下结构:在图像载体上承载色粉图像时,在作为图像载体的中间转印带上进行氟化处理等憎液处理,由此在将定影液提供到该中间转印带上的未定影色粉图像时,定影液只集中在色粉部分(图像部分),在不存在色粉的部分(非图像部)不会残留定影液。
但是,在特开2004-109747号公报中记载的图像形成装置中,为了软化色粉图像必须使用定影液,因此定影液的用量变多,需要频繁地进行定影液的大量供给,这一点成为问题。这一点在单位时间的输出张数较多的高速机中尤其显著。定影液的频繁补给也会影响作为高速机的优点的图像形成的高速性。虽然也想到将存储定影液的罐子增大以达到不需频繁补给定影液,但是这也会导致图像形成装置本身的大型化。另外,在特开2004-109747号公报的图像形成装置中,通过加热部促进多余液体的蒸发,因此,需要预热时间这一加热定影方式中本来具有的问题并未得到解决。在加热部未达到预定温度的状态下实施图像形成时,定影液被图像载体与涂布辊的夹持部(接触部)压榨,在夹持部的入口处形成弯液面并滞留,并且剩余的定影液在此附着在涂布辊上返回,由此在夹持部的入口处形成定影液的水流。并且,加之构成色粉图像的色粉粒子间的结合力变弱,会产生色粉部分地流动,产生色粉图像的混乱以及图像混乱、定影不佳等问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种图像形成装置,其并用热定影和湿式定影,可减少定影液的使用量并减少其补给次数,还能够避免因过剩的定影液流动引起的色粉图像的混乱、定影不良等,并且可缩短热定影所需要的预热时间。
本发明的图像形成装置具有:形成由色粉构成的色粉图像的色粉图像形成部;承载未定影色粉图像的图像承载部;将图像承载部上的未定影色粉图像转印到记录材料上的转印部;热定影部,具有加热熔融未定影色粉图像的加热部、以及将处于加热熔融状态的未定影色粉图像定影在记录材料上的定影部件;将具有软化色粉作用的定影液提供到未定影色粉图像上的湿式定影部;以及检测定影部件的温度的温度检测部。
根据本发明,提供一种图像形成装置,具有色粉图像形成部、图像承载部、热定影部、湿式定影部、以及温度检测部。本发明的图像形成装置包括热定影部和湿式定影部两个色粉图像定影部,并且包括检测作为热定影部的一部分的定影部件的温度的温度检测部。
即,在本发明的图像形成装置中,加热部的温度比色粉图像熔融定影所需要的温度(例如180℃)低时,通过湿式定影部进行湿式定影,加热部的温度达到色粉图像熔融定影所需要的温度或者比该温度高时,通过热定影部进行热定影。因此,不用等待加热部的预热时间,可以实施色粉图像的定影。另外,即使在连续输出大量图像,热定影变得不充分时,也能通过切换到湿式定影进行连续输出,能够防止记录纸张的通过量降低。并且,在加热部的温度足够高时由热定影部进行定影,因此能够减少定影液的使用量。由此,不需要频繁地补给定影液,能够实现定影液存储罐的小型化进而实现图像形成装置自身的小型化。
并且,根据本发明,可以采用如下结构:在将色粉图像转印到记录材料之前,加热图像承载部上的色粉图像或者向该色粉图像提供定影液,使色粉粒子软化、膨胀湿润,增加色粉粒子之间和色粉粒子与图像承载部的附着力。根据该结构可以防止以下问题:记录材料和图像承载部靠近,在色粉图像转印定影在记录材料上的部分(转印夹持部)之前,色粉飞起,附着在记录材料上,转印到记录材料上的色粉图像上产生色粉的部分飞散。其结果是能够得到高分辨率和高品位的图像。
并且,图像承载部由定影液不能浸透的材料形成,且采用向图像承载部上的未定影色粉图像提供定影液的结构,由此能够大量减少色粉图像的定影所需要的定影液提供量。
并且,在本发明中,其特征在于,湿式定影部,经由定影部件将定影液提供到未定影色粉图像上。
根据本发明,湿式定影部采用向定影部件提供定影液,从定影部件向色粉图像提供定影液的结构,由此能够进一步防止在向色粉图像提供定影液时,定影液引起的色粉图像的混乱。
并且,在本发明中,其特征在于,还具有记录材料传送部,其将承载未定影色粉图像的记录材料传送到热定影部或湿式定影部。
并且,在本发明中,其特征在于,还具有记录材料传送部,其将承载未定影色粉图像的记录材料经由湿式定影部传送到热定影部。
根据本发明,图像形成装置还具有将承载未定影色粉图像的记录材料传送到热定影部、湿式定影部或者经由湿式定影部传送到热定影部的记录材料传送部,由此根据定影方式存在记录材料的传送路径。例如,即使在热定影部产生卡纸等问题,也可以在湿式定影部继续实施色粉图像的定影。尤其在采用经由湿式定影部传送到热定影部的结构时,记录材料的传送路径为1条,因此可以很容易地根据色粉图像温度的上升或下降,连续改变定影液的使用量,适当地并用热定影部和湿式定影部,并切换定影方式。并且,由于传送路径为1条,因此没有必要设置多个定影后的排纸处理部件(排纸辊、排纸盘、排纸口等),对于图像形成装置的小型化、简单化、低成本化尤其有利。
并且,在本发明中,其特征在于,记录材料传送部包括传送切换部,该传送切换部根据由温度检测部检测到的温度检测结果,切换承载未定影色粉图像的记录材料的传送目的地。
根据本发明,记录材料传送部包括根据由温度检测部检测的温度检测结果,切换承载未定影色粉图像的记录材料的传送目的地的传送切换部,由此,可以根据定影部件的温度,更顺利地从热定影部向湿式定影部切换或者反向切换。
并且,在本发明中,湿式定影部包括:提供定影液的提供部件;以及定影液存储部,存储定影液,并将其供给到提供部件。
根据本发明,使用具有提供定影液的提供部件以及存储定影液并供给到提供部件的定影液存储部的湿式定影部,由此,定影液提供量容易控制,能够实现湿式定影部的结构简易化,实现湿式定影部的小型化。
并且,在本发明中,其特征在于,提供部件,根据温度检测部检测到的温度检测结果,调整定影液提供量。
根据本发明,采用提供部件根据温度检测部检测的温度检测结果,调整定影液提供量的结构,由此,能够根据定影部件的温度细致地控制定影液提供量,因此能够将定影液提供量限制在适当范围,能够避免定影液的多余使用,总是能够得到色粉图像被稳固定影的图像。在此,所谓定影液提供量的调整具体是指,随着定影部件的温度靠近预定温度而减少定影液提供量,相反地,定影部件的温度越是比预定温度低就越增加定影液提供量,加热部的加热部达到预定温度或者比其高时,停止提供定影液或者提供微量定影液等。
并且,在本发明中,其特征在于,湿式定影部还具有离接部,其可相对于图像承载部或定影部件离开接近地支撑提供部件,并根据温度检测部检测到的温度检测结果,使提供部件与图像承载部或定影部件接触,提供部件,在与图像承载部或定影部件接触的状态下提供定影液。
根据本发明,湿式定影部还具有离接部,能够相对于图像承载部或定影部件(下文中未特指时将其总称为“图像承载部等”)离开接近地支撑提供部件,并根据温度检测结果,使提供部件与图像承载部等接触,提供部件在与图像承载部等接触的状态下提供定影液。通过采用上述结构,能够顺利且稳定地通过提供部件将定影液提供到未定影色粉图像。具体来说采用如下结构:例如在色粉图像温度未达到色粉的熔融定影所需要的最低限度的预定温度时,提供部件与图像承载部等接触,色粉图像温度达到预定温度并根据需要进一步升温时,提供部件从图像承载部离开。由此,提供部件仅在提供定影液时与图像承载部等接触,因此与总是接触的情况相比,定影液的使用量控制在最小限度,能够减少消耗量。并且,仅在色粉图像或图像承载部等的温度低于预定温度的情况下,提供部件接触图像承载部等,因此提供部件的温度上升较小。因此,能够抑制具有软化定影液中的色粉的作用的成分、溶剂等蒸发导致的成分变化,防止定影液变质,因此能够得到稳定的定影作用,能够稳定地形成高品质图像。并且,接触提供方式的提供部件可以构成为例如,在其表面承载定影液,通过接触将该定影液移动到色粉图像上,因此没有必要设置容易产生液体阻塞的喷嘴,容易实现小型化、结构的简单化、低成本化。另外,在色粉图像温度由最低限度所需要的预定温度进一步升温时,作为降低温度的要因的提供部件不与色粉图像接触,因此具有缩短色粉图像的升温时间的优点。
并且,在本发明中,其特征在于,提供部件包括定影液雾化部,该定影液雾化部被设置成离开图像承载部或定影部件,用于形成定影液的液滴,并向图像承载部或定影部件喷雾。
根据本发明,将被设置成离开图像承载部等、并向图像承载部等喷出定影液的液滴的定影液雾化部作为提供部件使用,由此图像承载部即使在例如室温左右的低温下,色粉粒子和图像承载部件等的附着力处于较低状态下,也能够使色粉图像不混乱地提供定影液,不需要等待图像承载部等升温到某程度。
并且,在本发明中,其特征在于,由定影液雾化部形成的定影液的液滴直径是色粉的平均粒径的2倍以下。
根据本发明,将由定影液雾化部形成的定影液的液滴直径设为色粉的平均粒径的2倍以下,由此,定影液的液滴附着在色粉图像上时,能够抑制色粉粒子的凝集导致的色粉图像混乱,能够均匀稳定地形成高品位的图像。在色粉粒子和图像承载部的附着力较弱的状态下,液滴直径若超过色粉粒子平均粒径的2倍,在液滴附着在色粉图像上时,该液滴周边的色粉粒子凝集,会在色粉图像上产生微小却能被目视的不均。
并且,本发明的图像形成装置,具有:形成由色粉构成的色粉图像的色粉图像形成部;承载未定影色粉图像的图像承载部;将图像承载部上的未定影色粉图像转印并定影到记录材料上的转印定影部;加热熔融图像承载部上的未定影色粉图像的加热部;湿式定影部,具有向图像承载部上的未定影色粉图像提供具有使色粉软化作用的定影液的提供部件、以及可相对于图像承载部离开接近地支撑提供部件的离接部;以及检测图像承载部的温度的温度检测部。
并且,本发明的图像形成装置,具有:形成由色粉构成的色粉图像的色粉图像形成部;承载未定影色粉图像的图像承载部;转印定影部,包括将图像承载部上的未定影色粉图像转印并定影到记录材料上的转印定影部件;加热熔融转印定影部件上的未定影色粉图像的加热部;湿式定影部,具有向转印定影部件上的未定影色粉图像提供具有使色粉软化作用的定影液的提供部件、以及可相对于转印定影部件离开接近地支撑提供部件的离接部;以及检测转印定影部件的温度的温度检测部。
根据本发明,提供一种图像形成装置,具有:色粉图像形成部;图像承载部;将图像承载部上的未定影色粉图像转印并定影到记录材料上的转印定影部、或者包括将图像承载部上的未定影色粉图像转印并定影到记录材料上的转印定影部件的转印定影部;加热熔融图像承载部或转印定影部件上的未定影色粉图像的加热部;湿式定影部,具有向图像承载部或转印定影部件上的未定影色粉图像提供定影液的提供部件、以及可相对于图像承载部或转印定影部件离开接近地支撑提供部件的离接部;以及检测图像承载部或转印定影部件温度的温度检测部。
在本发明的图像形成装置中,与上述图像形成装置同样地,加热部的温度比色粉图像熔融定影所需要的温度(例如180℃)低时,通过湿式定影部进行湿式定影,图像承载部或转印定影部件的温度达到色粉图像熔融定影所需要的温度或者比该温度高时,进行热定影。因此,不用等待热定影需要的预热时间,可以实施色粉图像的定影。另外,即使在连续形成图像,热定影变得不充分时,也能通过切换到湿式定影或与湿式定影并用进行连续输出,能够防止记录纸张的通过量降低。并且,在加热部的加热温度足够高时不需要提供定影液,因此能够减少定影液的使用量。
并且,在本发明中,其特征在于,湿式定影部还具有定影液存储部,其用于存储定影液并将该定影液供给到提供部件。
根据本发明,使用具有存储定影液并供给到提供部件的定影液存储部的湿式定影部,由此容易控制定影液提供量,湿式定影部的结构能够简化,能够实现湿式定影部的小型化。
并且,在本发明中,其特征在于,湿式定影部还包括通过检测部,其用于检测图像承载部或转印定影部件上的未定影色粉图像是否通过图像承载部或转印定影部件和提供部件的接触部分,离接部,根据通过检测部检测到的未定影色粉图像通过接触部分这一检测结果,使提供部件从图像承载部或转印定影部件离开。
根据本发明,采用如下结构:湿式定影部还包括通过检测部,检测图像承载部或转印定影部件上的未定影色粉图像是否通过图像承载部或转印定影部件上和提供部件的接触部分,根据通过检测部的检测结果,通过离接部使提供部件从图像承载部或转印定影部件离开,由此色粉图像通过用于提供定影液的接触部分后,多余的定影液不会附着在图像载体或转印定影部件上,因此,能够进一步降低定影液的消耗量。并且,能够进一步防止附着部件的温度上升以及随之产生的定影液的变质,因此能够实现图像的进一步高品位化。
并且,在本发明中,其特征在于,湿式定影部还具有:驱动提供部件使其绕其轴心旋转的提供部件驱动部、以及检测提供部件与图像承载部或转印定影部件的接触状态的接触检测部,提供部件驱动部,根据接触检测部的检测结果,在提供部件与图像承载部或转印定影部件接触时以及从图像承载部或转印定影部件离开时,旋转驱动提供部件。
根据本发明,湿式定影部具有驱动提供部件使其绕其轴心旋转的提供部件驱动部、以及检测提供部件与图像承载部或转印定影部件的接触状态的接触检测部。根据接触检测部的检测结果,在提供部件与图像承载部或者转印定影部件接触时以及从处于接触状态的图像承载部或者转印定影部件离开时,旋转驱动提供部件,采用上述结构时,即使因提供部件接触图像承载部或转印定影部件时以及提供部件离开图像承载部或转印定影部件时产生的负载变动,引起图像承载部或转印定影部件的旋转速度改变,也能够防止跳动、浓度不均等图像不良的产生。
并且,在本发明中,其特征在于,湿式定影部还具有:存储部,存储温度检测部检测的温度检测结果、定影液中包含的溶剂的沸点、色粉的软化点以及色粉的玻璃化转变点;以及计算部,将存储部中存储的前后2次的温度检测结果进行比较,判断温度检测结果的上升或下降,或者将温度检测结果与定影液中包含的溶剂的沸点、色粉的软化点以及色粉的玻璃化转变点中的至少一个进行比较,判断哪个温度高,提供部件,根据计算部的判断结果,调整提供到未定影色粉图像的定影液提供量。
根据本发明,湿式定影部还具有存储温度检测部检测的温度检测结果等的存储部、以及比较2个温度检测结果等判断哪一个温度高的计算部,根据计算部的判断结果,提供部件调整定影液提供量,通过采用上述结构,能够非常精确地随着色粉图像温度的变化调整定影液提供量。其结果是,进一步减少定影液的多余使用,能够实现图像形成的稳定化。尤其是在连续进行大量图像形成的情况下也总是能够得到高品位图像。
并且,在本发明中,其特征在于,提供部件,根据计算部进行的温度检测结果上升或下降这一判断结果,减少或增加提供到未定影色粉图像的定影液提供量。
根据本发明,通过计算部计算存储部中存储的前后2次的温度检测结果,判断色粉温度的上升或下降时,随之提供部件减少或增加定影液提供量,通过采用上述结构,能够一直向色粉图像提供适当的定影液量,因此能够将定影液消耗量减少到必要的最低限度。其结果,能够实现定影液存储罐的小型化以及图像形成装置的进一步小型化。
另外,由于一直能够提供适当的定影液量,因此不会有过剩的定影液附着在色粉图像上、色粉过度软化或熔融而流动,色粉粒子凝集,画质降低的问题,能够稳定地得到高品质图像。
并且,在本发明中,其特征在于,提供部件,根据温度检测结果比定影液中包含的溶剂的沸点高这一判断结果,停止向未定影色粉图像提供定影液。
根据本发明,通过计算部对存储部中存储的温度检测结果与定影液中含有的溶剂的沸点比较,判断出温度检测结果比溶剂的沸点高时,提供部件停止提供定影液,通过采用上述结构,能够防止定影液沸腾及蒸发以及随着定影液蒸发而产生的气泡,进一步能够防止气泡的产生导致的色粉图像的混乱即图像的恶化。在比溶剂的沸点高的温度下,仅通过热定影部即可容易地将色粉图像定影到记录材料上,因此停止提供定影液能够防止定影液的多余使用,减少其消耗量。
并且,在本发明中,其特征在于,提供部件,根据温度检测结果比色粉的玻璃化转变点高这一判断结果,开始向未定影色粉图像提供定影液。
根据本发明,优选的是,通过计算部对存储部中存储的温度检测结果与色粉的玻璃化转变点进行比较,在判断出温度检测结果比色粉的玻璃化转变点高时,提供部件开始向未定影色粉图像提供定影液。即,未定影色粉图像温度比色粉的玻璃化转变点高时,色粉粒子软化,图像承载部和色粉粒子的附着力增加,因此即使由提供部件接触涂布定影液时也能防止定影液向提供部件偏移,即使非接触提供定影液,在定影液的液滴落到色粉图像上时,也能防止色粉图像混乱等。另外,图像承载部或转印定影部件的温度升温至色粉的玻璃化转变点的初始动作时,图像承载部或转印定影部件上涂布有定影液,能够防止不需要的消耗。
并且,在本发明中,其特征在于,提供部件,根据温度检测结果比色粉的玻璃化转变点和色粉的软化点的中间温度高这一判断结果,向未定影色粉图像提供定影液。
根据本发明,优选的是,通过计算部将存储部中存储的温度检测结果与色粉的玻璃化转变点以及软化点进行比较,在判断出温度检测结果比色粉的玻璃化转变点和软化点的中间温度高时,由提供部件向未定影色粉图像提供定影液。即,通过将色粉粒子加热到玻璃化转变点和软化点的中间温度以上,色粉粒子充分软化,图像承载部或转印定影部件与色粉粒子的附着力增加。因此能够进一步切实地防止提供定影液时色粉向提供部件偏移以及定影液的液滴导致的色粉图像的混乱等。
附图说明
本发明的目的、特色及优点可以通过下述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分的结构的剖视图。
图3是示意地表示定影液雾化单元的结构的剖视图。
图4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。
图5是放大表示图4所示的图像形成装置的主要部分的结构的剖视图。
图6是示意地表示本发明的第三实施方式的图像形成装置的主要部分的结构的剖视图。
图7是示意地表示本发明的第四实施方式的图像形成装置的结构的剖视图。
图8是示意地表示本发明的第五实施方式的图像形成装置的结构的剖视图。
图9是示意地表示本发明的第六实施方式的图像形成装置的结构的剖视图。
图10是放大表示图9所示的图像形成装置的主要部分的结构的剖视图。
具体实施方式
以下参照附图详细说明本发明的优选实施方式。
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的主要部分(后述的色粉图像形成部2)的结构的剖视图。另外,图像形成装置1是依次重叠转印黄色、品红色、青色及黑色的四色色粉图像的所谓串列结构的图像形成装置。
图像形成装置1,包括色粉图像形成部2、图像承载部3、转印部4、记录材料输送部5、湿式定影部7、热定影部6、和记录材料供给部8。在本实施方式中,为了限定方向,将图像形成装置1设置为:其上表面1a平行于设置面,即其上表面1a水平。
色粉图像形成部2包括成像单元10y、10m、10c、10b,这些成像单元,在后述的中间转印带21的驱动方向(副扫描方向)、即箭头30的方向上从上游一侧依次被配置成一列,用于形成与各色相的图像信息对应的静电潜影,并将该静电潜影显影而形成各色的色粉图像。即,成像单元10y形成与黄色图像信息对应的色粉图像,成像单元10m形成与品红色图像信息对应的色粉图像,成像单元10c形成与青色图像信息对应的色粉图像,成像单元10b形成与黑色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13y、显影装置14y、和鼓清洁器15y。
感光鼓11y是辊部件,其包括:未图示的圆筒状导电性基体,由未图示的驱动部支撑为可绕轴心旋转驱动,与接地电位(GND)连接;和感光层,被形成在该导电性基体的表面上。圆筒状导电性基体例如使用铝管。感光层使用由氧化锌、硒、非晶硅等构成的感光层、有机感光层等。有机感光层包括:层叠了电荷产生层和电荷输送层的层叠型有机感光层;在一层内包含电荷产生物质和电荷输送物质的单层型有机感光层等。可在导电性基体和有机感光层之间设置基底层,或在有机感光层的表面设置保护层。在本实施方式中,使用在铝管的表面上形成有层厚20μm的有机感光层的直径30mm的感光鼓11y。此外,在本实施方式中,感光鼓11y沿顺时针方向以圆周速度100mm/s旋转驱动。另外,感光鼓11y不限于辊部件,也可以是圆柱状部件、薄膜片状部件等。
带电辊12y是使感光鼓11y的表面带电为预定极性和电位的辊部件。并不限于带电辊12y,也可以使用刷型带电器、充电器型带电器、所谓电晕器(scorotron)的电晕带电器等。在本实施方式中,带电辊12y使感光鼓11y带电为-600V。
光扫描单元13,向带电状态的感光鼓11y表面照射与黄色图像信息对应的信号光即激光13y,在感光鼓11y表面形成与黄色图像信息对应的静电潜影。光扫描单元13例如使用半导体激光等。在本实施方式中,形成曝光电位-70V的静电潜影。
显影装置14y包括显影辊17y、显影刮板18y、显影槽19y、以及一对搅拌辊20y(20a、20b)。显影辊17y,被设置为与感光鼓11y表面压接、内包未图示的固定磁极且可被驱动绕轴心旋转,将黄色色粉16y供给到感光鼓11y表面的静电潜影。显影刮板18y被设置成与显影辊17y表面抵接,限制显影辊17y表面的黄色色粉层的层厚。显影槽19y存储黄色色粉16y。一对搅拌辊20a、20b,被设置成在显影槽19y内相互压接并可被驱动绕轴心旋转,未图示的磁性载体和黄色色粉16y接触混合,使黄色色粉16y带电,送到显影辊17y周围。在本实施方式中,显影辊17y的圆周速度是感光鼓11y的圆周速度的1.5倍,即150mm/s。并且在本实施方式中,显影辊17y上施加有-240V的直流电压作为显影电位。并且,在本实施方式中,使用含有磁性载体的双组分显影剂,但也不限于此,也可以使用仅由黄色色粉16y形成的单组分显影剂。显影槽19y内的黄色色粉16y,通过一对搅拌辊20a、20b的旋转驱动与磁性载体混合,变成带电状态,被供给到显影辊17y表面,被显影刮板18y限制了层厚后,在显影夹持部(感光鼓11y和显影辊17y靠近的部分)利用电位差等供给到感光鼓11y表面的静电潜影上,形成对应于黄色图像信息的色粉图像。
鼓清洁器15y,在感光鼓11y表面的黄色色粉图像被转印到中间转印带21上后,除去并回收该表面上残存的黄色色粉。
根据成像单元10y,由带电辊12y使旋转驱动的感光鼓11y表面带电,并由光扫描单元13照射激光13y,形成静电潜影,从显影辊17y向该静电潜影提供黄色色粉进行显影,形成黄色色粉图像。将该色粉图像转印到中间转印带21上,转印后通过鼓清洁器15y将感光鼓11y表面残留的色粉16y除去并回收。之后循环执行同样的色粉图像形成动作。
除了成像单元10m、10c、10b分别使用品红色色粉16m、青色色粉16c、黑色色粉16b之外,具有与成像单元10y类似结构,因此标以相同的参考标号,并在各参考标号的末尾标以表示品红色的“m”、表示青色的“c”、表示黑色的“b”,省略其说明。
在本发明中使用的黄色色粉16y、品红色色粉16m、青色色粉16c以及黑色色粉16b,除着色剂种类不同以外,具有相同成分。在下文中有时将这些色粉总称为色粉16。
色粉16包含粘结树脂以及着色剂,必要时还含有脱模剂等。
作为粘结树脂只要是可以由后述定影液50软化和/或膨胀湿润的树脂即可,并不特别限定。例如包括从聚苯乙烯、苯乙烯置换体的单独聚合体、苯乙烯以及苯乙烯置换体中选择的一种或两种以上的苯乙烯类共聚物、聚氯化乙烯、聚醋酸乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚酯、聚氨酯等。粘结树脂可以单独或两种以上组合使用。其中,从色粉16的保存性、耐久性、定影液50的提供导致的色粉16的软化和/或膨胀湿润控制等观点来看,优选的是,软化点为100~150℃、玻璃化转变点为50~80℃、以及杨氏模量为0.5~5GPa的树脂,尤其优选具有与上述相同的软化点、玻璃化转变点以及杨氏模量的聚酯。聚酯容易购买,并可用便宜的有机溶剂容易地软化和/或膨胀湿润,并变为透明。根据透明化这一特性,将多个不同的单色色粉图像重叠,作为彩色色粉图像定影在记录材料9上时,能够得到减法混色的充分显色。并且,利用定影液50定影色粉图像时,可以使用比热定影用的色粉中含有的粘结树脂软化点高(分子量大)的树脂。如果使用这种树脂,能够进一步防止显影时的负载造成的色粉16的恶化,能够长期稳定地形成高品位图像。
作为着色剂,可以使用现有电子照相方式的图像形成领域中使用的色粉用颜料以及燃料,但是为了防止定影液50的渗出,优选使用不溶解于定影液50的颜料,不优选使用苯胺黑染料等。作为颜料的具体例子,例如包括:有机颜料如偶氮系颜料、苯并咪唑酮系颜料、喹吖啶酮系颜料、酞菁系颜料、异吲哚啉酮系颜料、异二氢吲哚系颜料、二恶嗪系颜料、蒽醌系颜料、二萘嵌苯系颜料、perynone系颜料、硫靛系颜料、喹酞酮系颜料、或金属络合物系颜料;无机颜料例如碳黑、氧化钛、钼红、铬黄、钛黄、氧化铬或柏林蓝;及金属粉末如铝粉。
作为脱模剂,只要是可以通过后述定影液50软化和/或膨胀湿润的物质即可,并不特别限定。例如有聚乙烯蜡、聚丙烯蜡、石蜡等蜡类。优选的是,从这些蜡中,根据使用的粘结树脂,使用比该粘结树脂的玻璃化转变点低的蜡。由于玻璃化转变点比粘结树脂低的蜡通过加热容易软化,因此即使在比色粉16自身的软化点低的低温下,也能增加色粉16间的结合力以及色粉16向中间转印带(图像载体)21、记录材料9等附着的附着力,因此能够减少提供定影液时色粉16的流动、凝集等。并且,通过蜡的软化,定影液50从色粉粒子的蜡存在部分向色粉粒子内部渗透,因此定影液50提供后,短时间内,色粉16整体软化和/或膨胀湿润。其结果,转印定影到记录材料9上时,能够得到充分的定影强度,通过色粉图像的重叠能够充分显色。
色粉16可以根据需要包括带电控制剂、流动性提高剂、定影促进剂、导电剂等一般的色粉用添加剂中的一种或两种以上。
色粉16的体积平均粒径没有特别限制,但优选为2~7μm。使用这种小粒径色粉时,单位面积色粉16的表面积大,与定影液50的接触面积增加,容易定影。由此,能够减少定影液50的使用量,并能够在短时间内将色粉图像定影到记录材料9上以及实施定影后的干燥。
并且,色粉16的粒径越小,对记录材料9的覆盖率越高,因此能够实现低附着量下的高画质以及色粉16的消耗量的降低,并进一步减少定影液50的消耗量。
色粉16的体积平均粒径小于2μm时,色粉16的流动性下降,显影动作时,色粉16的供给、搅拌以及带电不充分,引起色粉16量不足、逆极性色粉增加等,很可能不能得到高画质图像。另一方面,体积平均粒径超过7μm时,很难软化和/或膨胀湿润至色粉粒子中心的大粒径的色粉粒子变多,因此降低图像定影到记录材料9上的定影性,并且图像的显色变差,尤其在定影到OHP薄膜上时透过图像变暗。
色粉16可以按照公知方法制造。例如有:将着色剂、脱模剂等分散并粉碎到粘结树脂中的方法;将着色颜料、脱模剂等分散到粘结树脂的单体溶液中,其后将粘结树脂的单体聚合的方法等。在所有方法中,为了增大色粉16的表面积,优选将色粉16的形状调整为与完全球形相比变得不定形。由此,容易与定影液50接触,因而可以减少定影液50的使用量,可以在短时间内实施色粉图像的定影及干燥。
在本实施方式中使用的各色色粉16y、16m、16c、16b除着色剂以外具有如下相同构成。该色粉是负带电性的绝缘性非磁性色粉,包括粘结树脂、着色剂以及脱模剂,体积平均粒径为6μm、玻璃化转变点为60℃、软化点为120℃,颜料含有量为色粉总量的12重量%,作为脱模剂的蜡含有量为色粉总量的7重量%,剩余部分为粘结树脂。粘结树脂是玻璃化转变点为60℃、软化点为120℃以及杨氏模量为2GPa的聚酯。蜡是软化点为70℃的低分子聚乙烯蜡。利用该色粉,为了得到预定图像浓度(X-Rite公司制310测出的反射浓度测量值为1.4)所需的单位面积的色粉量为5g/m2。
图像承载部3包括中间转印带21、中间转印辊22y、22m、22b、22c(下文有时总称为“中间转印辊22”)、支撑辊26、27、28、带清洁器29。
中间转印带21是张架在支撑辊26、27、28之间、形成环状移动路径的环形带状的图像(色粉图像)承载部件,以与感光鼓11y、11m、11c、11b(下文有时总称为“感光鼓11”)大致相同的速度在箭头30的方向上旋转驱动。在本实施方式中,使用如下形成的中间转印带21:在厚度为100μm的聚酰亚胺制基材的表面上顺次形成厚度为300μm的硅酮橡胶制中间层以及厚度为20μm的氟树脂混合物制表面涂层。
在此,所谓氟树脂混合物是将聚四氟乙烯(PTFE)以及四氟乙烯和全氟烷基乙烯醚的共聚物(PFA)以8∶2(重量比)的比例混合而成。
另外,基材、中间层以及表面涂层中的一个或两个以上中,为了在中间转印带上得到需要的电阻值,可以配合碳等导电剂。在本实施方式中,中间转印带21使用上述结构,但也不限于此,也可以使用在具有导电性的聚碳酸酯、氟橡胶等基材上形成PTFE、PFA、PTFE和PFA的混合物等构成的表面涂层的带状部件。并且,在本实施方式中,中间转印带21为带状部件,但也不限于此,也可以是用鼓状图像承载部件。
中间转印辊22是经由中间转印带21与感光鼓11相对压接并由未图示的驱动部可绕轴心自由旋转地支撑的管状辊部件。为了将感光鼓11表面的色粉图像中间转印到中间转印带21上,中间转印辊22上通过恒压控制施加有与色粉的带电极性相反极性的中间转印偏压。由此,形成在感光鼓11表面的各色色粉图像顺次重叠在中间转印带21上,形成多色色粉图像。
支撑辊26、27、28使用例如直径30mm、厚1mm的铝制辊状部件。支撑辊26是由未图示的驱动部支撑为可绕其轴心旋转驱动的驱动辊。支撑辊27张架中间转印带21,并具有后述的转印部4的功能。支撑辊28是向中间转印带21施加预定张力的张紧辊,从动于支撑辊26的旋转驱动、或者由未图示的驱动部支撑为可绕其轴心旋转。
带清洁器29,被设置为隔着中间转印带21与支持辊28相对、并与图像承载面21a压接,具有清洁刮板29a和废弃物存储槽29b,该清洁刮板19a是通过转印部4将色粉图像转印到记录材料9后,将图像承载面21a上残留的色粉、偏移色粉、纸粉等废弃物刮去去除的板状部件,该废弃物存储槽29b暂时存储由清洁刮板29a去除的废弃物。清洁刮板29a由例如聚氨酯橡胶等橡胶材料形成。
根据图像承载部3,感光鼓11上形成的各色色粉图像与中间转印带21的图像承载面21a的预定位置重叠并被转印。该多色色粉图像在转印部4中被转印到记录材料9上后,通过带清洁器29将图像承载面21a上的废弃物去除,在图像承载面21a上重新转印多色色粉图像,反复进行相同的动作。
转印部4包括支撑辊27和转印辊32,该转印辊,经由中间转印带21与支撑辊27压接,并由未图示的驱动部支撑为可绕其轴心旋转。支撑辊27作为将中间转印带21上的色粉图像转印到记录材料9上时的辅助辊(back-up roller)起作用。转印辊32使用包括芯棒和芯棒表面上形成的弹性层的辊状部件。在本实施方式中,可以是用在芯棒表面上顺次层叠硬度50度(JIS-A)的硅橡胶构成的厚度为3mm的弹性层、以及PFA构成的厚度为20μm的表层的外径为30mm的辊状部件。
并且,在本实施方式中,转印辊32被配置成以8N/cm的线压与支撑辊27压接,不施加电压。下文将支撑辊27和转印辊32的压接部称为转印夹持部。
另外,在转印部4,并不限于不向转印辊32施加电压的上述结构,例如也可以采用如下结构:向转印辊32施加吸引由带电状态的色粉构成的色粉图像的方向上的电压,使支撑辊27为接地电位,在转印辊32和支撑辊27之间形成转印电场,将中间转印带21上的色粉图像电气地转印到记录材料9上。
根据转印部4,通过中间转印带21的旋转驱动,送到转印夹持部的中间转印带21上的色粉图像,与色粉图像送到转印夹持部同步,在通过加压转印到由后述的记录材料供给部送到转印夹持部的记录材料9上,得到在其表面承载未定影色粉图像的记录材料9。
记录材料传送部5具有传送带33、驱动辊34、和张紧辊35。传送带33张架在驱动辊34和张紧辊35之间,是形成环状传送路径的环形带,将由转印部4将转印有色粉图像的记录材料9传送到热定影部6或湿式定影部7。传送带33,可以使用例如在添加导电剂具有导电性的厚度为100μm的聚酰亚胺制基材的记录材料传送面上形成厚度为10μm的PTFE制表面层的带。在本实施方式中,定影液50相对于传送带33的接触角度为70度。
驱动辊34是辊部件,由未图示的驱动部支撑为可绕轴心旋转,并驱动传送带33使之旋转。传送辊34例如使用由铝等金属构成的中空辊。
张紧辊35是用于向传送带33施加预定张力的辊部件,由未图示的驱动部支撑为可上下移动并可绕轴心旋转。将张紧辊35可上下移动地支撑的驱动部24相当于传送切换部。并且,张紧辊35的旋转驱动既可以是伴随驱动辊34的旋转驱动的从动,也可以由未图示的其他驱动部产生的旋转驱动。张紧辊35可以使用例如包括芯棒和在芯棒表面形成的覆盖层的辊部件。在本实施方式中,可以使用不锈钢制的芯棒和氟橡胶制的覆盖层等。张紧辊35位于图中实线位置时,承载未定影色粉图像的记录材料9由记录材料传送部5传送到湿式定影部7。此外,张紧辊35从实线的位置下降,位于虚线的位置时,承载未定影色粉图像的记录材料9由记录材料传送部5传送到热定影部6。
根据记录材料传送部5,上升或下降张紧辊35,将其配置在预定位置上,由此将承载未定影色粉图像的记录材料9传送到热定影部6或湿式定影部7。
热定影部6包括内部设有加热部38的定影辊(定影部件)37、加压辊39、以及作为温度检测部的温度传感器40。
定影辊37是由未图示的驱动部可绕轴心旋转驱动地支撑的辊部件。设在定影辊37内部的加热部38例如可以使用卤素灯等加热器。
在本实施方式中,定影辊37使用在由碳素钢构成的厚1mm的芯棒上依次层叠了体积电阻为108~109Ω·cm的硅橡胶构成的厚3mm的弹性层、以及由PFA构成的厚20μm的表面覆盖层的外径为30mm的辊部件。并且,在本实施方式中,将定影辊37的表面温度设为180℃,以使定影夹持部中达到色粉软化点以上的温度。与定影辊37接触时,记录材料9上的色粉图像被定影辊37加热,软化并膨胀湿润到适合转印定影到记录材料9上的程度。
加压辊39是辊部件,被设置成与定影辊37压接,其从动于定影辊37的旋转驱动而绕轴心旋转,或者由未图示的驱动部可旋转驱动地进行支撑。定影辊37和加压辊39的压接部称为定影夹持部。在本实施方式中,使用在外径为40mm的芯棒表面上依次层叠了硬度50度(JIS-A)的硅橡胶构成的厚2mm的弹性层、以及由PFA构成的厚度20μm的表面覆盖层的辊部件。并且,在本实施方式中,加压辊39以线压10N/cm的按压力压接在定影辊37上。
温度传感器40,被设置成靠近定影辊37表面,检测定影辊37的表面温度。由温度传感器40测出的温度检测结果送到CPU 23中,该CPU具有存储部、计算部及控制部,用于控制图像形成装置1的整体动作。CPU 23的存储部中存储有热定影所需要的预定温度。计算部将输入到存储部的本次温度检测结果与预定温度等比较,判断两个数值的高低。控制部根据计算部的判断结果,输出控制信号,进行控制。
控制部,例如根据温度检测结果比预定的定影温度低这一判断结果,向执行张紧辊35的上下移动的未图示的驱动部输出控制信号,使张紧辊35移动到图中实线位置,将承载未定影色粉图像的记录材料9传送到湿式定影部7。具体来说,这是在图像形成装置1刚刚启动之后、从放置状态进行重启动作时、每分钟的输出张数超过60张的高速图像形成装置的连续输出时等。并且,根据温度检测结果比预定的定影温度高这一判断结果,将张紧辊35移动到图中虚线位置,将记录材料9的传送目的地切换到热定影部6。
并且,在加热部38为可以根据电量的增减可变地控制发热量的加热部时,控制部根据计算部的判断,向与加热部38电连接的电源输出控制信号,调整供给到加热部38的电量。即,在定影辊37的表面温度(即温度检测结果)比适合色粉16热定影的温度(例如180℃)低时,将传送目的地切换为湿式定影部7,并且进行控制,使加热部38的发热量增加。定影辊37的表面温度为适合色粉16热定影的温度或者比其高时,将传送目的地切换为热定影部6,并根据需要进行控制,维持加热部38的发热量或者使其不再增加。
并且,热定影部6包括未图示的排纸传感器,该排纸传感器检测定影夹持部的记录材料9有无卡纸,与CPU 23电连接,该排纸传感器检测到定影夹持部的记录材料9卡纸时,CPU 23的控制部向执行张紧辊35的上下移动的未图示的驱动部输出控制信号,使张紧辊35移动到图中实线位置,将承载未定影色粉图像的记录材料9传送到湿式定影部7。
通过反复执行这些控制,能够从图像形成装置1刚刚启动后稳定地保持连续的高通过量状态。
根据热定影部6,承载未定影色粉图像的记录材料9在定影夹持部被加压加热,色粉图像定影在记录材料9上。并且,根据温度传感器40的温度检测结果,控制承载未定影色粉图像的记录材料9的传送目的地、加热部38的发热量等。
通过热定影部6形成了图像的记录材料9,经由一对排纸辊41被排出到设在图像形成装置1外部侧壁上的排纸盘42上。
湿式定影部7具有喷嘴头阵列36。喷嘴头阵列36,向记录材料9上的色粉图像、或者包括色粉图像的图像形成区域上提供定影液50的液滴,软化和/或膨胀湿润构成色粉图像的色粉16,将色粉图像定影到记录材料9上。
喷嘴头阵列36可以使用喷墨打印机等中使用的喷嘴头阵列。通过使用喷嘴头阵列36,可以根据图像信号,向与色粉图像对应的部分选择性地提供定影液50。喷嘴头阵列36上连接有未图示的定影液存储槽,根据定影液50的消耗状况,向喷嘴头阵列36提供定影液50。
在此使用的定影液50是软化和/或膨胀湿润色粉16的液状物,例如,是包括水和辅助溶剂的低粘性的水性组成物,因此为低粘性,不会渗透到中间转印带21上,能够快速渗透到色粉16的粒子间、记录材料9和色粉16之间等,辅助溶剂几乎瞬间使色粉16膨胀湿润并软化。并且,在提供定影液50的部分上设有加热辊等加热部时,具有膨胀湿润并软化色粉16后,短时间内干燥的优点。所谓辅助溶剂是能够溶解于水或分散于水的有机化合物。作为辅助溶剂的具体例子,例如包括:醇类如甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、辛醇、癸醇、二乙二醇、甘油、聚乙二醇、苯酚、苄醇、或甲基苄基醇;酮类如丙酮、甲基乙基酮、甲基丁基酮、甲基异丁基酮、或二乙酮;醚类如甲基乙基醚、二乙醚、甲基丁基醚、甲基异丁基醚、二甲醚、二异丙基醚、或辛基苯基醚;和酯类如乙酸甲酯、乙酸乙酯、油酸乙酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸甲酯、琥珀酸二丁酯、邻苯二甲酸二乙酯、酒石酸二乙酯、棕榈酸乙酯、或邻苯二甲酸二辛酯。其中,优选使用醚类或酯类,最优选使用酯类。这些辅助溶剂在膨胀湿润及软化以聚酯为主的色粉16的粘结树脂时具有良好的作用。辅助溶剂可以1种单独使用,也可以将2种以上并用。
定影液50种的辅助溶剂的含有量并不限定,但优选为定影液总量的5~80重量%,更优选为10~70重量%。不到5重量%时,软化/膨胀湿润色粉16中的粘结树脂的作用变弱,可能无法得到充分的定影强度。另一方面,超过80重量%时,渗透到色粉图像的渗透性降低,尤其在色粉量多时,仅仅色粉图像表面的色粉被软化膨胀湿润,色粉图像内部的色粉不能充分定影到记录图像9上,可能引起色粉的剥落等。
在定影液50中,为了提高定影液50对色粉16的渗透性、提高辅助溶剂在定影液50中的分散性等,可以添加表面活性剂、分散剂等。作为表面活性剂,例如可以使用:高级醇硫酸酯的盐如月桂醇硫酸酯钠盐;高级脂肪酸金属盐如油酸钠;负离子(阴离子)表面活性剂例如脂肪酸衍生物硫酸酯盐或磷酸酯;或正离子(阳离子)表面活性剂例如季铵盐或杂环胺;两性离子(非离子)表面活性剂如氨基酸酯或氨基酸;非离子表面活性剂例;聚氧亚烷基烷基醚;和聚氧乙烯烷基胺。作为分散剂,例如可以使用偶联剂如二乙二醇;三乙二醇;聚乙二醇;一丁基醚;或二乙二醇一甲基醚。
定影液还可以根据需要添加如下可溶解或分散到定影液50中的公知的粘结剂成分:以氯丁二烯橡胶、腈橡胶、SBR橡胶等高分子弹性体为主成分的橡胶类粘结剂;使醋酸乙烯酯、EVA、聚丙烯等合成树脂均匀分散到水中而成的乳胶粘结剂等。根据该构成,色粉16和记录材料9的附着力不仅使色粉膨胀湿润/软化,还通过粘结剂提供附着力,因此能够进一步提高色粉16和记录材料9的附着力,提高色粉图像定影到记录材料9上的定影强度。定影液50的成分不限于示例的各成分,也可以使用公知的定影液成分。
定影液50的液滴直径优选为色粉粒子的平均粒径的2倍以下,更优选是色粉粒子的平均粒径以下。由此,能够防止定影液50的液滴附着在色粉图像上的瞬间产生的色粉的流动、凝集等。并且,液滴小时还具有可以通过电场力、电荷等适当地调整液滴的行进路径这一优点。液滴直径超过色粉粒子平均粒径的2倍时,液滴附着在色粉图像的瞬间,使周围的色粉凝集,因此会在均匀的色粉图像上产生多个人的肉眼可以确认的不均,有可能导致图像不佳。雾化了的定影液的液滴直径比色粉的平均粒径大时,凝集的色粉变多,肉眼可辨识的不均变得显著。可以想到这是由色粉粒子和液滴中含有的液量的相对关系决定的。可以想到,液量多时,色粉粒子被推动流动,但相对地,色粉粒子大时难以推动流动。因此,通过使由提供部形成的定影液的液滴直径设为色粉的平均粒径的2倍以下,能够抑制定影液滴附着在色粉图像时色粉粒子的凝集。由此能够均匀地得到高品位的定影图像。
并且,在本实施方式中,定影液50相对于色粉16的接触角被设置为47度。
定影有色粉图像的记录材料9,经由一对排纸辊43被排出到设在图像形成装置1的外侧壁的排纸盘44中。
根据湿式定影部7,记录材料9上的未定影色粉图像通过提供定影液50而被定影到记录材料9上,并排出到排纸盘44。
记录材料供给部8具有:存储记录材料9的记录材料盒45;将记录材料9一张一张供给到传送路径P上的拾取辊46;以及一对定位辊47,其与将中间转印带21上的色粉图像传送到转印夹持部同步地,将记录材料9供给到该转印夹持部。
根据记录材料供给部9,记录材料盒45内的记录材料9被拾取辊46一张一张的传送到传送路径P,并经由定位辊47,与色粉图像被传送到转印夹持部同步地,被传送到该转印夹持部。
根据图像形成装置1,由色粉图像形成部2形成的色粉图像被承载在图像承载部3中包含的中间转印带21上,由转印部4转印到记录材料9之后,由热定影部6或湿式定影部7将记录材料9上的未定影色粉图像定影,形成图像。
在本实施方式中,在湿式定影部7上使用喷嘴头阵列36,但也不限于此,例如也可以使用图3所示作为定影液雾化部的定影液雾化单元48。图3是示意性地表示定影液雾化单元48的结构的剖视图。
定影液雾化单元48是将定影液50液滴化并向色粉图像喷雾的装置。定影液雾化单元48包括主体51、定影液存储部52、超声波振子53、网眼54、喷雾管55、风扇56以及电源59。主体51由导电性材料构成。定影液存储部52设在主体51上部,存储定影液50。超声波振子53被设置成:与定影液存储部52中存储的定影液50接触,或者浸渍在定影液50中。网眼54将定影液50雾化。喷雾管55连接主体51的流入口和流出口之间,具有面向传送带33表面的开口57,使定影液50的雾化液滴回流。风扇56使喷雾管55内产生定影液50的雾化液滴的气流。电源59向主体51施加电压。从开口57向外方吐出定影液50的雾化液滴。并且,也可以在开口57附近设置电晕充电器和风扇,促进雾化液滴从开口57吐出。
根据定影液雾化单元48,向定影液存储部52中存储的定影液50由超声波振子53施加高频波(在本实施方式中为2.4MHz的高频波),通过其振动,定影液50变成3μm左右的液滴,在主体51中飞散。液滴中存在直径为1mm以上的大液滴,但这些大液滴被风扇56引导至网眼54(在本实施方式中为0.5mm间距的不锈钢制网眼),通过网眼变成微细的雾化液滴。该雾化液滴通过风扇56产生的气流回流到喷雾管55内,到达开口57附近。在此,在主体51上通过电源59施加电压,相对于传送带33产生电位差(在本实施方式中为+250V的电位差),并使雾化液滴带电为与记录材料9上的色粉图像的带电极性相反极性。
这样,雾化液滴带电为与色粉图像相反极性,并且开口57和传送带33有+250V的电位差,因此雾化液滴由电场力施加通过开口57向着传送带33的力,而附着在置于传送带33表面上的记录材料9上包括色粉图像的区域。此时,雾化液滴带电为与色粉相反极性,因此色粉多的部分(色粉图像或图像部)与色粉量成比例地吸引雾化液滴。由此,可以根据色粉量提供定影液50。色粉图像以外的部分(非图像部分)上色粉较少或者没有色粉,因此,定影液50的附着量与图像部相比非常少,能够减少定影液50的消耗量。另外,定影液50附着在非图像部的附着量,可以通过适当调整定影液雾化单元48和传送带33之间的电位差来控制。并且,可以通过适当调整记录材料的厚度或吸水度等,可变地设定该电位差。即,在定影液雾化单元48,定影液50附着在色粉图像上的附着量可以电气控制。
在本实施方式中,作为定影液50的液滴化部使用超声波振子,但也不限于此,也可以使用利用高速气流的喷雾装置等其他液滴化部。在利用高速气流的喷雾装置中也能够电气控制定影液50的提供量。
图4是示意性表示本发明的第二实施方式的图像形成装置60的结构的剖视图。图5是将图4所示图像形成装置60的主要部分(后述的湿式定影部7a)的结构放大表示的剖视图。图像形成装置60与图像形成装置1类似,对于对应部分标以相同的参考标号,省略其说明。
图像形成装置60的特征在于,通过作为可相对于定影辊37的表面离开接近的提供部件的提供辊64,向定影辊37表面提供定影液50,对由记录材料传送部5a传送到定影夹持部的记录材料9上的未定影色粉图像同时实施热定影和湿式定影,将色粉图像定影在记录材料9上。并且图像形成装置60的记录材料传送部5a的特征在于,张紧辊35a仅可以绕轴心旋转驱动。因此,记录材料传送部5a进行的记录材料9的传送目的地是热定影部6。
湿式定影部7a包括定影液提供部件61。
定影液提供部件61包括:外壳62、可装卸外壳62且可相对于定影辊37离开靠近地进行支撑的支撑板63、以及提供辊64。外壳62和支撑板63通过安装在图像形成装置60主体上的未图示的支撑部件而一体化,定影液提供部件61被支撑为可以从图像形成装置60的内部向外方(与记录材料盒等同样地向着操作者方)拉出。
外壳62,在其内部可旋转驱动地支撑并容纳提供辊64,在与定影辊37相对的侧面62a上形成有用于将提供辊64压接到定影辊37上的开口62b。
提供辊64是包括芯棒65、形成在芯棒65表面上的渗透控制层66、以及形成在渗透控制层66表面的多孔层67的辊部件。提供辊64推压定影辊37,由设在外壳62内的未图示的轴承可旋转地支撑与设在芯棒65长度方向两端的未图示的凸缘一体的旋转轴,从动于定影辊37的旋转而旋转。
提供辊64向定影辊37的压接力并不特别限定,但优选线压在0.05~1.0N/cm的范围。不到0.05N/cm时,提供辊64和定影辊37的接触状态不稳定,可能无法将定影液均匀地提供到定影辊37表面。并且提供辊64不能随着定影辊37表面的微妙凹凸弹性变形,尤其不能向凹部充分提供定影液50,有可能产生定影液50的提供不均。并且,超过1.0N/cm时,在提供辊64与定影辊37在压接下旋转的状态下,提供辊64表面的定影液50无法通过提供辊64和定影辊37的压接部。
其结果是,在该压接部的入口处,定影液50形成弯液面(meniscus),剩余的定影液50回流到提供辊64旋转方向的上游侧,有可能无法将定影液50均匀地提供到定影辊37表面。在本实施方式中,提供辊64对于定影辊37的推压力(压接力)为线压0.1N/cm。
芯棒65可以使用本领域常用的芯棒。在本实施方式中,使用外径30mm、厚0.5mm的铝制芯棒。并且芯棒65上设有多个使定影液50通过的通过孔65a。在本实施方式中,直径0.1mm的通过孔65a在芯棒65的圆周方向上等角度设有16处,即以22.5度的间隔、且在轴方向以5mm间隔设置。另外,一轴直角剖面的通过孔65a的组和与其相邻的他轴直角剖面的通过孔65a的组在圆周方向上错开半相位,即错开11.25度。芯棒65的内部保存并存储有定影液50。因此,芯棒65起到定影液存储部的功能。
渗透控制层66,为了防止从芯棒65的通过孔65a提供的定影液50过剩地提供到多孔层67,被设置为可以渗透和保存定影液50并可弹性变形。渗透控制层66使用例如毡、橡胶的连续气泡体(海绵)等。
在本实施方式中,使用厚5mm的毡。并且,在本实施方式中,作为渗透控制层66的弹性体的指标的杨氏模量为3MPa,与色粉16相比,为1/100以下。渗透控制层66可在微细的空孔中保存定影液50,因此可以根据接触对象的表面状态改变定影液50的提供量。接触对象的表面积大时,将多量的定影液50提供到多孔层67,另一方面,接触对象的表面积小时,定影液50向多孔层67的提供量变少。
多孔层67由可以弹性变形和多孔质化的材料形成。作为该材料例如由PTFE、聚氨酯、聚酰亚胺等。多孔层67的空孔径并不特别限制,优选从0.1~2μm的范围选择。不到0.1μm时,定影液50的透过量变少,色粉图像的定影强度可能不够。超过2μm时,色粉粒子可能会嵌在空孔内而导致阻塞。多孔层67的空孔率也不特别限定,优选从60~90%的范围选择。不到60%时,定影液50的保存量和透过量变少,色粉图像特别是色粉量较多的色粉图像的定影强度可能不够。超过90%时,很难形成作为具有还原力的弹性体的多孔层67。并且,多孔层的厚度也不特别限定,但优选从10~200μm的范围选择。不到10μm时很难作为多孔层形成,超过200μm时,定影液50的透过量变少,色粉图像的定影强度可能不够。在本实施方式中,使用厚50μm、空孔径0.5μm、空孔率80%的PTFE制多孔膜。
并且,优选的是,多孔层67相对于定影液50的接触角,比定影辊37表面相对于定影液50的接触角小。由此,多孔层67和定影辊37接触时,与定影辊37相比,定影液50更容易附着在多孔层67上,向定影辊37上提供最小限度的定影液50,能够降低定影液50的使用量,减少定影液50的补充次数。优选二者的接触角之差为5度以上。并且,在本实施方式中,多孔层67表面相对于定影液50的接触角设定为65度。另外,在本实施方式中,多孔层67不直接接触色粉图像,但与色粉图像直接接触时具有以下优点。即,多孔层67可使定影液50进出地保存定影液,因此定影液50不会在与承载色粉图像的图像承载部件的夹持部入口处形成弯液面并滞留。因此,在定影液50与色粉图像接触的状态下,定影液50不会流动,色粉图像不会混乱,因此能够得到高品位高精细的图像。并且,多孔层67在微细的空孔中保存定影液50,因此可以根据接触对象的表面状态改变定影液50的提供量。接触对象的表面积大时,从多孔层67渗出多量的定影液50,总的来看,单位面积的提供量变大。另一方面,色粉图像的表面积小时,定影液50的渗出量变少,总的来看,单位面积的提供量变小。
从提供辊64向定影辊37提供定影液50,不是进行“提供”或“不提供”这种二值控制,优选进行使提供量连续或多阶段地变化的控制。例如有根据转印辊37的表面温度改变提供量的控制。进一步具体来说,进行如下控制:表面温度小于120℃时使色粉∶定影液=1∶2(重量比,下同),大于等于120℃小于140℃时使之为1∶1.5,大于等于140℃小于160℃时使之为1∶1,160~170℃时使之为1∶0.5,超过170℃的温度下不提供定影液。定影液50的提供量如下所述,例如根据支撑板63的位置调整、压缩弹簧71的弹簧压调整等,适当改变提供辊64对于定影辊37的推压力来进行。
并且,在外壳62的垂直方向上部,其长度方向两端设有枢轴68a、68b。枢轴68a、68b可滑动地插入U字型引导槽69a、69b中,该引导槽被设置在支撑板63的与外壳62相对的侧面上。通过枢轴68a、68b在引导槽69a、69b中滑动,外壳62向箭头70的方向移动,并定位在提供辊64与定影辊37接触的动作位置上。枢轴68a、68b位于引导槽69a、69b的前端时,提供辊64位于动作位置上。外壳62以可装卸的外壳的形式实现。当未图示的传感器检测到提供辊64内部的定影液50全部被消耗时,将该检测结果送到CPU 23,CPU 23根据该检测结果,在设在图像形成装置60上面的未图示的操作面板上显示外壳62的更换时期已到这一信息。操作者基于此信息更换外壳62。
支撑板63具有:板状部件63a;以及旋转轴63b,支撑板状部件63a,由未图示的驱动部可绕其轴心旋转驱动地进行支撑。板状部件63a可以旋转轴63b为支点在箭头72的方向上旋转。由此,可进行提供辊64相对于定影辊37的离开接近以及推压力的调整。支撑板63的与外壳62相对的侧面上设有引导槽69a、69b以及压缩弹簧71。支撑板位于图中所示与外壳62的侧面62a相反侧的侧面平行的位置上时,枢轴68a、68b嵌入引导槽69a、69b中,压缩弹簧71向外壳61的垂直方向面的下方推压。此时,外壳62被支撑为能以枢轴68a、68b为中心旋转。由此,外壳62内的提供辊64以预定的推压力压接在定影辊37上。该推压力例如可以根据压缩弹簧71的种类的改变等调整。压缩弹簧71例如可以使用螺旋弹簧、板弹簧、扭转弹簧等。支撑板63、枢轴68a、68b、引导槽69a、69b以及压缩弹簧71构成离接(离开接近)部。
根据该湿式定影部7a,适量的定影液50被均匀地提供到定影辊37的表面上。
在本实施方式中,采用了如下结构:在提供辊64内部设有定影液50的保存存储层,通过更换包括提供辊64的外壳62来补给定影液50,但不限于此,也可以在图像形成装置60的内部设置存储定影液的未图示的定影液存储罐,通过配管连接该定影液存储罐和提供辊64,从定影液存储罐通过配管补充定影液50。
并且,在本实施方式中,使用定影液提供部件61向定影辊37表面提供定影液50,但不限于此,也可以使用喷嘴头阵列、超声波喷雾器、利用空气流的喷嘴等。
在本实施方式中,定影辊37不仅将记录材料9上的未定影色粉图像加热熔融并定影到记录材料9上,还起到将定影液50提供到未定影色粉图像上的定影液提供部件的作用。
因此,优选的是,定影辊37的至少表面层由定影液50不能渗透的材料形成。由此,能够防止定影液50渗透到记录材料9,减少定影液50的使用量,并高效率地将定影辊37表面的定影液提供到色粉图像。
并且,优选的是,定影辊37相对于定影液50的接触角设置得比色粉16相对于定影液50的接触角大。由此,表面上承载有定影液50的定影辊37和色粉图像接触时,定影液50容易附着在色粉图像上,能够充分向色粉图像提供定影液50。优选这二者的接触角之差为10度以上。并且,定影辊37经由定影液50与色粉图像接触,因此色粉很难附着在定影辊37上。
检测定影辊37的表面温度的温度传感器40将温度检测结果输出到控制图像形成装置60的全部动作的CPU 23上。CPU 23具有未图示的存储部、判断部以及控制部。存储部存储有预定的定影温度、上次和本次的温度检测结果等。判断部将本次的温度检测结果与预定的定影温度或上次的温度检测结果、定影液50的主溶剂的沸点、色粉16的软化点、玻璃化转变点等中的任一个进行比较,判断哪一个温度高。控制部根据判断部的判断结果送出控制信号,控制湿式定影部7a的动作。
例如,在判断部中,判断出本次温度检测结果比上次温度检测结果高时,控制部向驱动支撑板63的旋转轴63b使之旋转的未图示的驱动部发送控制信号,使旋转轴63b乃至板状部件63a向箭头72的方向旋转,减少提供辊64对定影辊37的抵接压力,减少提供辊64提供给定影辊37的定影液提供量,间接地减少向未定影色粉图像提供的定影液提供量。另一方面,根据本次温度检测结果比上次温度检测结果低这一判断结果,控制部使板状部件63a向与箭头72相反的方向旋转,提高提供辊64向定影辊37的抵接压力,间接地增加向未定影色粉图像提供的定影液提供量。
并且,根据本次的温度检测结果比预定的定影温度高这一判断结果,控制部将板状部件63a向箭头72的方向旋转,直到提供部件64完全从定影辊37离开的位置,停止向定影辊37及记录材料9上的未定影色粉图像提供定影液50。
并且,控制部,在图像形成装置60启动时以及从放置状态重启动作时定影辊37的表面温度低、无法实施色粉图像的热定影的状态下,通过板状部件63a的旋转,适当调整提供辊64对定影辊37的抵接压,将定影辊37向色粉图像提供的定影液提供量控制为:色粉图像的色粉量∶定影液提供量=1∶2(重量比)左右。并且,在定影辊37的表面温度比预定的定影温度高时,通常仅由定影辊37进行热定影,但在每分钟的输出张数超过60张的高速机中,有时因连续的图像形成,定影辊37的表面温度比预定的定影温度低。温度传感器40检测到这一情况,基于该温度检测结果,由控制部进行控制以使提供辊64与定影辊37抵接,并用热定影和湿式定影。并且,定影辊37的表面温度上升到预定的定影温度附近或者以上,变成可以进行热定影的情况时,停止提供定影液50,切换成仅进行热定影。通过反复这些动作,能够从刚刚启动后连续稳定保持高通过量状态。
并且,控制部与图像形成装置1的情况同样地对定影辊37的表面温度进行控制。
在定影辊37和加压辊39的定影夹持部中,记录材料9上的色粉图像因加热和/或定影液50的提供而瞬间膨胀湿润/软化,并被加压,因此能够稳固地定影在记录材料9上。通过在转印夹持部上的加压(推压),膨胀湿润/软化的色粉图像强烈地进入构成记录材料9的纤维中,同时色粉粒子之间融合,得到具有平滑表面的色粉图像。由此,能够通过减法混色得到显色性和表面光泽度较高的高品位彩色图像。
这样,通过采用经由定影辊37将定影液50提供到记录材料9上的色粉图像的结构,能够防止纸纤维等纸粉附着在提供辊64表面引起阻塞。其结果是,定影液被均匀地提供到定影辊37表面,因此总是能够稳定地形成高品质图像。
并且,通过定影辊37将定影液50提供到色粉图像上,由此附着在非图像部的雾化色粉上也被提供定影液50,雾化色粉也与图像部的色粉一并被定影在记录材料9上,因此能够防止雾化色粉附着在手、衣服等上。
图6是示意性地表示本发明的第三实施方式的图像形成装置75的主要部分的结构的剖视图。图像形成装置75与图像形成装置60类似,对应的部分标以相同的参考符号,省略其说明。
图像形成装置75的特征在于,具有包括定影液提供部件76的湿式定影部7b,替代了图像形成装置60的具有定影液提供单元61的湿式定影部7a,上述定影液提供部件76被设置成可相对于定影辊37的表面离开接近,上述定影液提供单元61被设置成可相对于热定影部6中的定影辊37的表面离开接近,除此以外的部分与图像形成装置60具有相同结构。
湿式定影部7b包括定影液提供部件76和作为离接部的离接部件83。定影液提供部件76具有:作为定影液存储部的定影液槽77、作为提供部件的提供辊78、定影液供给辊79、定影液限制辊80、第一密封部件81以及第二密封部件82。
定影液槽77由离接部件83支撑为可在垂直方向和/或水平方向移动,在与定影辊37相对的侧面77a上形成开口77b。提供辊78的一部分从该开口77b向定影液槽77的外方突出,与定影辊37压接。并且,在定影液槽77内的垂直方向下部形成由定影液接收部,存储定影液50。在该定影液接收部中,根据定影液50的消耗量由未图示的定影液存储罐经由配管供给定影液50,以使定影液50的液面高度恒定。这样,将定影液50的存储部和定影液提供部件76分开设置,由此能够大量存储定影液50,可以减少定影液50的补充次数。
提供辊78使辊部件,被设置成由未图示的驱动部支撑为可沿箭头84的方向旋转驱动、且与定影辊37压接,向定影辊37表面提供定影液50。该提供辊78具有芯棒78a、形成在芯棒78a表面的定影液保持层78b、以及形成在定影液保持层78b表面的多孔层78c。
芯棒78a可以使用电子照相方式的图像形成装置领域中常用的金属制芯棒。
定影液保存层78b,经由多孔层78c接收并保存从定影液提供辊79提供的定影液50,根据多孔层78c的定影液50的保存量的减少,向多孔层78c供给定影液50。定影液保持层78b由毡、连续发泡橡胶等具有吸液性及弹性的材料构成。通过设置定影液保持层78b,即使多孔层78c保存的定影液50较少,作为提供辊78整体能够保存足够量的定影液50,因此能够向定影辊37表面提供适量的定影液50。
多孔层78c的内部具有多个微细的空孔,在该空孔中保存从定影液供给辊79供给的定影液50的一部分,将其余的定影液50供给到定影液保存层78b。保存在多孔层78c中的定影液50在提供辊78和定影辊37的压接部被提供到定影辊37表面。多孔层78c相对于定影液50的接触角优选为80度以下。超过80度时,定影液50难以渗透多孔层78c,定影液50的保存、向定影液保存层78b的定影液50的供给、以及向定影辊37的定影液50的提供都变得不充分。多孔层78c例如可以仅在表层形成具有微细空孔的多孔膜,内部由毡、连续发泡橡胶等形成。
在本实施方式中,使用如下形成的提供辊78:在直径14mm的芯棒78a表面,作为定影液保存层78b层叠厚3mm的毡层(弹性率3MPa),使外径为20mm,在该定影液保存层78b的表面层叠作为多孔层78c的厚0.1mm的聚氨酯树脂制多孔膜。并且,提供辊78推压定影辊37的推压力,以线压表示为0.5N/cm。并且,提供辊78与定影辊37以大致相等速度旋转。
提供辊78的未图示驱动部,例如包括马达、齿轮列、以及驱动带。通过这种驱动部,提供辊78的圆周速度与中间转印带21的速度大致相等。
提供辊78提供给定影辊37的定影液提供量可以通过例如如下方法进行调节:改变定影液限制辊80抵接到提供辊78上的抵接压力;通过后述的离接部件83改变提供辊78相对于定影辊37的抵接压力。
定影液供给辊79是如下设置的辊部件:由未图示的驱动部支撑为可向与箭头84相反方向的箭头85的方向旋转驱动,与提供辊78压接,其一部分浸渍在定影液槽77内的垂直方向下部的定影液接收部的定影液50中。定影液供给辊79,将通过向该箭头85方向的旋转而附着在其表面上的定影液50,在与提供辊78的压接部供给到提供辊78表面的多孔层78c。这样,通过采用将定影液50提供到提供辊78外周面的结构,不需要将定影液保存存储在提供辊78的内部空间中,能够实现提供辊78的结构简易化和小型化。定影液提供辊79可以使用在芯棒的表面层叠树脂发泡体层的辊部件。在本实施方式中使用在直径为10mm的芯棒表面层叠厚5mm的聚氨酯树脂的连续气泡发泡体的海绵辊。
定影限制辊80是辊部件,被设置为由未图示的驱动部支撑为可向与箭头84相反方向的箭头80a的方向旋转驱动、并与提供辊78压接,适量且均匀地调整提供辊78表层的多孔层78c的定影液50的保存量。定影液限制辊80使用例如金属制辊。在本实施方式中,使用外径为12mm的不锈钢制辊。通过设置定影液限制辊80,能够防止在提供辊78和定影辊37的压接部入口处,定影液50形成弯液面,定影液50回流,定影辊37表面定影液50的附着变得不均匀,从而导致色粉的部分定影不良的产生,能够得到高品位高精细的图像。在本实施方式中,定影液限制辊80使用外径为12mm的不锈钢制的辊部件。
第一密封部件81是板状部件,被设置成一端与定影液限制辊80表面抵接、另一端被定影液槽77支撑,用于去除/回收定影液限制辊80表面的定影液50。通过第一密封部件81从定影液限制辊80表面去除的定影液50为低粘性,因此传到第一密封部件81,在定影液槽77内下部的定影液接收部中落下并被回收。与此同时,第一密封部件81,与提供辊78、定影液限制辊80以及第二密封部件82联系,在定影液槽77内形成封闭空间,防止定影液50干燥、向定影液槽77外部泄漏等。在本实施方式中,使用厚40μm的聚氨酯树脂制的薄膜。
第二密封部件82是板状部件,被设置成一端与提供辊78表面抵接、另一端被定影液槽77支撑。第二密封部件82回收提供辊78表面的定影液50,并且与提供辊78、定影液限制辊80以及第一密封部件81联系,在定影液槽77内形成封闭空间,防止定影液50干燥、向定影液槽77外部泄漏等。在本实施方式中,使用厚40μm的聚氨酯树脂制的薄膜。
根据定影提供部件76,提供辊78在其多孔层78c中接收由定影液供给辊79提供的定影液50,并由定影液限制辊80调整多孔层78c中的定影液50的保存量后,在接触时将定影液50提供到定影辊37表面。
在本实施方式中,采用经由定影液供给辊79将定影液50提供到提供辊78的结构,但并不限于此,也可以采用不设置定影液供给辊79,将提供辊78的一部分浸渍在定影液50中,直接向提供辊78供给定影液50的结构。由此,能够实现结构的简单化、制造成本的降低等。
离接部件83包括偏心凸轮83a、83b、83c。虽未图示,但在夹着偏心凸轮的定影液槽的相反侧上设有将定影液槽向偏心凸轮方向推压的压缩弹簧。偏心凸轮83a被设置成由未图示的驱动部可以旋转轴83x为中心在箭头86的方向上旋转驱动地支撑,与定影液槽77侧面77a的垂直方向下部抵接。偏心凸轮83b被设置成由未图示的驱动部可以旋转轴83y为中心在箭头87的方向上旋转驱动地支撑,与定影液槽77侧面77a的垂直方向上部抵接。偏心凸轮83c被设置成由未图示的驱动部可以旋转轴83z为中心在箭头88的方向上旋转驱动地支撑,相对于定影液槽77的垂直方向上表面77c离开接近。偏心凸轮83a通过其旋转驱动,将定影液槽77的侧面77a的垂直方向下部向箭头89a的方向(水平方向)移动。偏心凸轮83b通过其旋转驱动,将定影液槽77的侧面77a的垂直方向上部向箭头89b的方向(水平方向)移动。由此,可以调节提供辊78相对定影辊37的离开接近以及提供辊78对于定影辊37的抵接压力(推压力)。并且,偏心凸轮83c通过其旋转驱动,将定影液槽77的垂直方向上表面77c向箭头89c方向(垂直方向)移动。可以是全部的偏心凸轮83a、83b、83c连动并旋转驱动,也可以旋转驱动其中任意两个或一个。即,根据从提供辊78提供到定影辊37的定影液提供量的改变、湿式定影时提供辊78从定影辊37的离开(湿式定影的停止)、湿式定影停止时提供辊78向定影辊37的抵接等种种状况,从偏心凸轮83a、83b、83c中选择各凸轮使其旋转驱动即可。
离接部件83的旋转驱动控制,由控制图像形成装置75的全部动作的未图示的CPU来进行。CPU与图像形成装置1、60中的CPU同样地,具有存储部、判断部以及控制部,所述存储部存储有温度传感器40检测的温度检测结果、定影液50的主溶剂的沸点、色粉16的软化点、玻璃化转变点等,该判断部将温度检测结果与存储部中存储的其他数值进行,该控制部根据判断部的判断结果控制动作。控制部根据判断结果,例如向驱动偏心凸轮83a、83b、83c的未图示的驱动部输出控制信号,控制旋转驱动的偏心凸轮的指定、旋转角度等。CPU进行的控制与图像形成装置1、60的CPU同样。例如,当定影辊37的表面温度为60℃以下、较低时,以使定影辊37提供到记录材料9上的色粉图像的定影液提供量为色粉图像∶定影液=1∶1(重量比)的方式,将定影液50提供到定影辊37上。随着定影辊37的表面温度的上升,在表面温度为80℃时将其控制为1∶0.5,为100℃时将其控制为1∶0.2,当定影辊37的温度为160℃时,提供辊78离开定影辊37,停止提供定影液50。
根据图像形成装置75,根据定影辊37的表面温度,对转印到记录材料9上的未定影色粉图像进行湿式定影和热定影中的一种或两种,由此在装置刚刚启动后、停顿时等,也能快速进行图像形成,总是可以形成高品位画质的图像。
图7是示意性地表示本发明第四实施方式的图像形成装置90的结构的剖视图。图像形成装置90与图像形成装置60类似,对应的部分标以相同的参考符号,省略其说明。
图像形成装置90,并不是像图像形成装置60那样,利用湿式定影部7a将定影液50接触提供到热定影部6的定影辊37表面,图像形成装置90的特征在于,在记录材料传送部5a的传送带33上方设有非接触地提供定影液50的湿式定影部7,根据温度传感器40检测的定影辊37的表面温度的检测结果,向传送带33上承载并被传送的记录材料9上的未定影色粉图像提供定影液50,或者不提供定影液,进一步传送到热定影部6,将色粉图像定影到记录材料9上。
湿式定影部7包括喷嘴头阵列36。喷嘴头阵列36向传送带33上的承载未定影色粉图像的记录材料9提供定影液50。由喷嘴头阵列36进行的定影液50的提供,不是进行“提供”或“不提供”这种二值控制,优选进行使提供量连续或多阶段地变化的控制。例如有根据转印辊37的表面温度改变提供量的控制。进一步具体来说,进行如下控制:表面温度小于120℃时,使色粉∶定影液=1∶2(重量比,下同),在大于等于120℃小于140℃时,使之为1∶1.5,在大于等于140℃小于160℃时,使之为1∶1,在160~170℃时,使之为1∶0.5,超过170℃的温度下不提供定影液50。可以通过适当选择供给到喷嘴头阵列36的电量,来调整喷嘴头阵列36提供的定影液提供量。
喷嘴头阵列36进行的定影液提供动作与图像形成装置1、60同样地,由CPU进行。CPU 23包括存储部、判断部以及控制部,所述存储部存储温度传感器40检测的定影辊37表面温度的检测结果、预定的定影温度(例如180℃);所述判断部将温度检测结果与存储部中存储的其他数值进行比较;所述控制部根据判断部的判断结果来控制动作。控制部根据判断部的判断结果,向对喷嘴头阵列36供电的未图示的电源输出控制信号,控制定影液提供的开始、定影液提供的停止、定影液提供量的增减等动作。
根据图像形成装置90,按顺序对转印到记录材料9上的未定影色粉图像进行湿式定影和热定影,此时,根据定影辊37的表面温度,改变湿式定影时定影液50的提供量或者停止湿式定影,由此,即使在装置刚刚启动后、停顿时等,也能将色粉图像快速定影到记录材料上,并排出到盘44中。
图8是示意性地表示本发明第五实施方式的图像形成装置91的结构的剖视图。图像形成装置91与图像形成装置75类似,对应的部分标以相同的参考符号,省略其说明。另外,图8中,省略了湿式定影部7c中包含的离接部件83。
图像形成装置91的特征在于:
1)湿式定影部7c中包含的定影液提供部件76,并不是像图像形成装置75那样设置成可以相对热定影部6的定影辊37表面离开接近,而是被设置为隔着中间转印带21与支撑辊26a相对、可相对于中间转印带21的图像承载面21a离开接近,在压接到中间转印带21上时,在接触状态下将定影液50提供到中间转印带21上的色粉图像上;
2)在支撑辊26a的内部设有加热部38,通过该加热部38加热中间转印带21乃至加热熔融中间转印带21上的色粉图像;
3)在中间转印带21的驱动方向即箭头30的方向上,在支撑辊26a的下游侧设有用于检测中间转印带21的温度的温度传感器31,根据温度传感器31检测的检测结果,控制定影液提供部件76相对于中间转印带21的离开接近;
4)转印部4具有将色粉图像转印到记录材料9上的转印功能,并且,由于色粉图像加热或通过提供定影液50而变为熔融状态,并提供给转印部4,因此也具有将色粉图像定影到记录材料9上的定影功能,作为转印定影部起作用;以及
5)没有热定影部6。
湿式定影部7c的特征在于,具有:定影液提供部件76;未图示的离接部件;温度传感器31,被设在箭头30方向上中间转印带21与提供辊78的接触部分(以下简称为“提供辊抵接部”)的下游侧,检测中间转印带21的表面温度;通过检测部,被设在提供辊抵接部附近,检测中间转印带21上的色粉图像是否通过了提供辊抵接部;以及接触检测部93,检测中间转印带21与提供辊78的接触状态。
定影液提供部件76和离接部件的结构如上所述。离接部件根据温度传感器31检测的中间转印带21的温度检测结果,使定影液提供部件76与中间转印带21接触或从中间转印带21离开。
温度传感器31与控制图像形成装置91的全部动作的CPU 23电连接,将中间转印带21的表面温度的检测结果输出到CPU 23。CPU 23根据该检测结果,通过离接部件控制定影液提供部件76相对于中间转印带21的离开接近动作。CPU 23对离接部件的控制与图像形成装置75的CPU同样。
通过检测部92例如可以使用光传感器。根据通过检测部92的检测结果,对提供辊78向中间转印带21抵接的动作以及从中间转印带21离开的动作进行控制。该动作控制由与通过检测部92电连接的CPU23进行。CPU 23具有存储部、判断部、控制部,该存储部输入并存储通过检测部92的检测结果,该判断部基于通过检测部92的检测结果,判断中间转印带21上的色粉图像是否通过了中间转印带21与提供辊78的接触部分,该控制部根据判断部的判断结果,向旋转驱动离接部件的未图示的驱动部输出控制信号,控制离接部件进行的定影液提供部件相对于中间转印带21的离开接近动作。例如,由判断部得到色粉图像已通过提供辊抵接部这一判断结果时,向旋转驱动离接部件的未图示的驱动部输出控制信号,执行使提供辊78从中间转印带21离开的动作。另外,优选的是,将提供辊78的离开动作设定为:在色粉图像通过提供辊抵接部后,经过预定时间后执行。此处的预定时间可以根据图像形成操作的频度适当选择,可以通过在图像形成装置91上表面设置的未图示的操作面板上以分为单位输入任意的数值来进行设定。并且,CPU 23重新开始图像形成装置,并执行提供辊78向中间转印带21的抵接动作。根据该结构,能够防止定影液50的多余的消耗、向中间转印带21提供不必要的定影液50等。
接触检测部93与通过检测部92同样地,例如可以使用光传感器。接触检测部93检测到的检测结果被输入到CPU 23的存储部中,在判断部判断中间转印带21和提供辊78的接触状态。所谓接触状态包括:接触中、离开中、提供辊78从中间转印带21离开动作中、以及提供辊78向中间转印带21抵接动作中。控制部根据两者是接触中或离开动作中这一判断结果,向作为旋转驱动提供辊78的提供部件驱动部的驱动部94输出控制信号,使提供辊78执行旋转驱动动作。
定影液提供部件76向中间转印带21上的色粉图像提供的定影液提供量,例如可以通过调整提供辊78对中间转印带21的抵接压力(推压力)、定影液限制辊78对中间转印带21的抵接压力等进行适当选择,但优选从线压为0.05N/cm~1.0N/cm的范围选择。不到0.05N/cm时,提供辊78与中间转印带21的接触状态不稳定,定影液50无法均匀地提供到中间转印带21上的色粉图像上。并且,提供辊78不能根据提供辊78及中间转印带21的微细凹凸、色粉图像的凹凸而弹性变形,定影液无法充分地附着在色粉图像的凹部,产生定影液50的提供不均及色粉图像的定影不均,由此可能产生光泽不均、颜色不均等。超过1.0N/cm时,提供辊64与中间转印带21在压接下旋转的状态下,提供辊78表面的定影液50无法通过提供辊抵接部,在提供辊抵接部引起定影液50的回流,可能在色粉图像上产生混乱。另外,在本实施方式中,提供辊78对于中间转印带21的压接力最初设为线压0.5N/cm。
并且,由于提供辊78表面由弹性材料形成,因此提供辊78的表面可根据色粉图像的凹凸而弹性变形。因此,在存在色粉图像的部分上,经由定影液50的薄层,提供辊78压接在色粉图像上。由此,即使色粉量局部不同,无论色粉图像高或低的部分上都能均匀地提供定影液50。因此,像彩色图像这种局部附着的色粉量有较大变化的色粉图像也能够均匀地定影,即,不管色粉量多少都能均匀地定影色粉图像,因此能够得到高品位的图像。
在本实施方式中,作为提供辊78使用三层结构的辊部件,但不限于此。例如有使用与定影液50的亲和性(湿润性)优异的材料,优选的是使用与定影液50的亲和性优异且比色粉16的弹性率低的材料。
在此,对于定影液50的亲和性,优选相对于定影液50的接触角为50度以上。并且,所谓弹性率是利用该材料形成的辊的半径方向的弹性率,优选该弹性率为色粉的1/10以下,更优选为1/100以下。作为这种材料的具体例有:乙烯丙烯橡胶、聚氨酯橡胶等橡胶材料、铝等金属材料、亲水性树脂材料等。即,提供辊78优选使用至少表面层由上述材料形成的辊部件。该辊部件与定影液50的亲和性高,在其表面将定影液50作为薄层保存,因此可以将少量定影液50提供到较大范围,减少定影液50的消耗量,并能够防止过剩的定影液50推压并使未定影的色粉16流动,防止图像混乱。具体来说,包括在直径12mm的芯棒表面上设置由乙烯丙烯橡胶构成的杨氏模量为2Mpa的弹性覆盖层而形成的直径20mm的辊部件。
根据湿式定影部7c,根据温度传感器31检测的中间转印带21的表面温度的检测结果,在接触状态下,向通过色粉图像形成部2在中间转印带21上的预定部位上形成的色粉图像提供定影液50。
中间转印带21上的色粉图像通过支撑辊抵接部,因加热和/或定影液的接触提供,变为熔融状态。熔融状态的色粉图像通过加压等容易地定影在记录材料9上,因此中间转印带21上的熔融状态的色粉图像,被传送到转印部4的转印辊32与支撑辊27的压接部即转印夹持部,被转印到记录材料9上,并同时被定影。定影有色粉图像的记录材料9被放置在记录材料传送部5a的传送带33上并进行传送,经由排纸辊41排出到设在图像形成装置91外部侧面的排纸盘42上。
在本实施方式中,向转印辊32施加与色粉的带电电位相反电位的+1kV的电压,静电地吸引色粉并转印。
在本实施方式中,转印辊32使用如下辊部件:在外径40mm的芯棒表面上顺次层叠了硬度为50度(JIS-A)的硅橡胶构成的厚2mm的弹性层、以及由PFA构成的厚20μm的PFA构成的表面覆盖层。并且,转印辊32以10N/cm的线压压接在支撑辊27上。
根据图像形成装置91,在支撑辊抵接部,向由图像形成部2形成在中间转印带21上的色粉图像实施加热处理和/或定影液50的提供处理,使其变为熔融状态后,在转印部4上转印并同时定影在记录材料9上,形成图像。
图9是示意性地表示本发明的第六实施方式的图像形成装置95的结构的剖视图。图10是表示放大图9所示图像形成装置95的主要部分的结构的剖视图。
图像形成装置95具有色粉图像形成部2、图像承载部3a、转印定影部96、湿式定影部97、记录材料供给部8a以及记录材料排出部98。
色粉图像形成部2具有与图像形成装置1的色粉图像形成部2相同的结构,因此对应的部分标以相同的参考符号,省略其说明。
图像承载部3a具有中间转印带21、中间转印辊22y、22m、22c、22b、支撑辊26、28、以及带清洁器29。在图像承载部3a中,在中间转印带21的旋转驱动方向(箭头30的方向),在中间转印辊22b的下游侧,配置有其内部没有加热部的支撑辊26,此外也没有设置用于加热中间转印带21的部。因此,图像承载部3a是不加热中间转印带21和色粉图像的结构,检测中间转印带21的表面温度的温度传感器可设可不设。并且,中间转印带21从图像形成装置1等的三点支撑,变为支撑辊26、28的两点支撑。另外,在本实施方式中,中间转印带21使用如下转印带:在厚度为10μm的聚酰亚胺制基材的表面上层叠由PTFE和PFA以8∶2(重量比)的比例混合的氟树脂组合物构成的厚20μm的表面涂层。
转印定影部96具有转印定影部件99、转印辊32、温度传感器100、以及清洁器101,该转印定影部件99被设置为由未图示的驱动部支撑为可在箭头99a的方向上旋转驱动、并经由中间转印带21与支撑辊26压接,该转印辊32被设置为由未图示的驱动部支撑为可向与箭头99a的方向相反方向的箭头103的方向旋转驱动、并与转印定影部件99压接,该清洁器101被设置为与转印定影部件99的表面压接。另外,在本实施方式中,支撑辊26由未图示的驱动部支撑为可向与箭头99a相反方向的箭头103旋转驱动。
转印定影部件99为内部设有加热部38的辊状部件。转印定影部件99使用例如包括以下部分的辊状部件:芯棒;形成在芯棒表面的弹性层;形成在弹性层表面、含有氟树脂等色粉脱模性优异的材料的表面层。在本实施方式中,使用包括如下部分的外径30mm辊部件:由碳素钢构成的厚1mm的芯棒;形成在该芯棒表面的体积电阻为108~109Ω·cm、厚3mm的硅橡胶层;以及形成在该硅橡胶层表面的厚20μm的PFA层。并且,设在转印定影部件99内部的加热部38使用卤素灯等一般的加热器。在本实施方式中,进行控制,通过加热部38使得转印定影部件99的表面温度保持在170℃。根据温度传感器100的检测结果执行该控制。
在转印定影部件99上从中间转印带21转印有色粉图像。色粉图像的转印通过向转印定影部件99与中间转印带21的压接部(转印夹持部)施加转印电压而进行。转印定影部件99表面的色粉图像,因设在转印定影部件99内部的加热部38的加热和/或湿式定影部97提供的定影液50,而变为熔融或膨胀湿润状态,被传送到转印定影部件99与转印辊32的压接部(转印夹持部),与此同步地进行转印并同时定影到从记录材料供给部8传送来的记录材料9上。在本实施方式中,通过从未图示的电源向转印定影部件99和中间转印带21的压接部施加与色粉16的带电电位相反电位的+1kV的电压,而从中间转印带21向转印定影部件99转印图像。色粉图像被静电吸引到转印定影部件99上并被转印。
温度传感器100是用于检测转印定影部件99的表面温度的传感器,被设置为在转印定影部件99的旋转方向即箭头99a的方向上的转印夹持部的上游侧靠近转印定影部件99,其与具有未图示的存储部、计算部以及控制部并用于控制图像形成装置95的全部动作的CPU 23电连接,并向CPU 23的存储部输出检测结果。在计算部判断检测结果和设定温度的高低,当得到检测结果比设定温度低这一判断结果时,控制部进行如下控制:向用于对加热部38供给发热用电力的未图示的电源输出控制信号,增加供电量,增大加热部38的发热量。并且,根据温度传感器100的检测结果,控制后述湿式定影部97相对于转印定影部件99的离开接近动作。对于该控制机构,在对湿式定影部97的说明中详细叙述。
清洁器101是在将色粉图像转印到记录材料9上之后,将转印定影部件99表面残存的色粉16、定影液50、及记录材料9上本来的纸粉等除去的部件。清洁器101具有:与转印定影部件99表面抵接、刮去色粉16及其他残存物的板状部件即清洁刮板101a;以及存储被清洁刮板101a刮去的残存物的存储容器101b。
转印辊32在本实施方式中使用如下形成的外径40mm的辊部件:在芯棒表面形成由硬度50度(JIS-A)的硅橡胶构成的厚2mm的弹性层,并在该弹性层表面上形成PFA构成的厚20μm的表面层。并且,在本实施方式中,转印辊32以10N/cm的推压力与转印定影部件99压接。通过转印定影部件99的旋转驱动,传送到转印定影夹持部的处于熔融或膨胀湿润状态下的色粉图像被转印辊32加压,被转印并同时定影到记录材料9上,形成图像。
根据转印定影部96,从中间转印带21转印到转印定影部件99表面的色粉图像,根据温度传感器100的检测结果,接受加热和/或定影液50的提供,变为熔融或膨胀湿润状态后,在转印定影夹持部转印定影到记录材料9上,形成图像。色粉图像转印定影后的转印定影部件99的表面被清洁器101清洁,从中间转印带21接受新的色粉图像的转印。
湿式定影部97具有:被设置成可相对于转印定影部件99离开接近的提供辊104;被设置成与提供辊104压接、用于供给定影液50的定影液供给辊106;被设置成与提供辊104压接、用于限制提供辊104表面的未图示的定影液层的定影液限制辊108;容纳提供辊104、定影液供给辊106、定影液限制辊108以及定影液50的定影液槽110;可相对于转印定影部件99离开接近地支撑定影液槽110乃至提供辊104的枢轴111、偏心凸轮113及弹簧部件112;存储定影液50的定影液罐114;以及将定影液罐114的定影液50供给到定影液槽110的供给管115。并且,湿式定影部还具有:通过检测部119,其检测转印定影部件99上的色粉图像是否已通过转印定影部件99和提供辊104的接触部分(以后简称为“提供辊抵接部”);以及接触检测部120,其检测转印定影部件99与提供辊104的接触状态。
提供辊104是如下设置的辊部件:由定影液槽110支撑为可向与箭头99a的方向相反方向的箭头105的方向旋转驱动,并可通过后述的离接部相对于转印定影部件99离开接近。另外,定影液槽110对提供辊104的支撑通过以下方式实现:具体来说,在提供辊104的芯棒部分长度方向两端设置与未图示的凸缘一体化了的旋转轴,由定影液槽110上设置的轴承可旋转地支撑该旋转轴。提供辊104与转印定影部件99接触时,在箭头105的方向上旋转驱动,同时向转印定影部件99表面的色粉图像提供定影液50。提供辊104优选使用包括以下各部分的辊状部件:芯棒;以及形成在芯棒表面、能够含浸保存定影液50或对定影液50具有润湿性的弹性材料构成表面层。表面层在半径方向的弹性率,优选为色粉16的弹性率的1/10以下,更优选为色粉16弹性率的1/100以下。通过由弹性材料构成表面层,表面层根据色粉图像的凹凸而变形,变成经由定影液50的薄层,表面层压接到色粉图像的状态。因此,即使是彩色图像这样,有的部分色粉附着量变化较大、具有被色粉量大的部分包围的色粉量少的部分的色粉图像,表面层也能通过表面层的弹性变形与色粉图像的全部部分压接,能够均匀的提供定影液50,能够均匀的定影色粉图像,得到高品位图像。并且,以相对于定影液50的接触角表示的对于定影液50的亲和性(润湿性)优选为50度以下,由此能够在其表面保持定影液50的均匀薄层。因此,能够将少量定影液50涂布在较大范围,减少定影液50的消耗量,并能防止过剩的定影液50的提供造成的色粉图像的混乱。作为能够得到这种表面层的弹性材料,例如有:亲水性树脂等树脂材料、乙烯丙烯橡胶、聚氨酯橡胶等橡胶材料、铝等金属材料。并且,可以想到将定影液50提供到色粉图像会降低色粉图像的温度,转印定影部件99的内部具有加热部38,总是处于加热状态,因此色粉图像的稳定降低对色粉图像的定影造成的不良影响得到减轻。在本实施方式中,提供辊104使用如下形成的直径为20mm的辊状部件:在直径12mm的芯棒表面设置杨氏模量为2MPa的乙烯丙烯橡胶构成的弹性层。
并且,提供辊104接触转印定影部件99时的推压力优选为线压0.05~1.0N/cm。不到0.05N/cm时,提供辊104和转印定影部件99的接触状态不稳定,可能无法将定影液50均匀地提供到转印定影部件99的色粉图像上。并且提供辊104不能随着转印定影部件99和色粉图像表面的微细凹凸而充分地弹性变形,有可能不能向色粉图像的凹部充分提供定影液50。其结果,可能会产生定影液50的涂布不均以及其引起的定影不均,还有可能在形成的图像上产生光泽不均、颜色不均等。
另一方面,超过1.0N/cm时,在提供辊104与转印定影部件99在压接下旋转的状态下,定影液50有可能无法通过提供辊104和转印定影部件99的压接部。定影液50不能通过压接部时,在该压接部的入口处,定影液50被挤压形成弯液面,定影液50回流到提供辊104旋转方向的上游侧,产生色粉图像的混乱。在本实施方式中,提供辊104对于转印定影部件99的推压力为线压0.5N/cm。另外,在本实施方式中,与转印定影部件99接触时,提供辊104在其表面承载定影液50的薄层,与转印定影部件99压接,通过作为提供部件驱动部的驱动部121,与转印定影部件99等速旋转。
定影液供给辊106是如下设置的辊状部件:由定影液槽110支撑为可在与箭头105的方向相反方向的箭头107的方向上旋转驱动,与提供辊104压接,并且其一部分浸渍在存储在定影液槽110下部的定影液50中。定影液提供辊106可以是用例如具有芯棒、以及形成在芯棒表面的多孔层的辊状部件。在本实施方式中使用如下海绵辊:包括直径为10mm的芯棒、以及形成在芯棒表面的由聚氨酯的连续发泡体构成的层厚为5mm的多孔层。根据定影液供给辊106,通过其箭头107方向的旋转驱动,在其表面附着定影液50后,与提供辊104压接,将定影液50提供到提供辊104上。
定影液限制辊108是如下设置的辊状部件:由定影液槽110支撑为可在与箭头105的方向相反方向的箭头109的方向上旋转驱动,与提供辊104压接。定影液限制辊108可以使用例如金属制中空辊。在本实施方式中,使用外径为12mm的不锈钢制辊。根据定影液限制辊108,调整提供辊104表面的定影液50的液量,形成层厚均匀的定影液50的薄层。
定影液槽110是容器状部件,其具有内部空间,在其内部空间可自由旋转地支撑容纳有提供辊104、定影液供给辊106及定影液限制辊108,并且其内部空间的下部存储定影液50。在定影液槽110面向转印定影部件99的面110a上,形成使提供辊104的一部分向着定影液槽110的外方突出、用于与转印定影部件99压接的开口110b。在水平方向上,与设有提供辊104等辊状部件的端部相反侧的端部侧面上连接有用于向定影液槽110供给定影液50的供给管115。并且,存储在定影液槽110内下部的定影液50的液面高度例如在如下范围内保持恒定:定影液供给辊106的一部分总是浸渍在定影液50中,且提供辊104总是不会浸渍在定影液50中。根据定影液50的消耗量,从容纳定影液50的定影液罐114经由供给管115补给定影液50,由此定影液50的液面高度能够保持稳定。
枢轴111、弹簧部件112及偏心凸轮113,作为使提供辊104相对于转印定影部件99分离接近的离接部起作用。
枢轴111被设置在如下位置:定影液槽110上的水平方向中的、与设有提供辊104等辊状部件的端部相反侧的端部中、且不会浸渍到定影液50的位置上。该枢轴111被设置为将定影液槽110在其长度方向贯通,且可旋转地轴支撑在图像形成装置95的主体上。弹簧部件112一端固定在图像形成装置95主体上,另一端与定影液槽110的垂直方向底面110c上设置提供辊104等辊状部件一侧相同一侧连接,推压定影液槽110的底面110c。弹簧部件112可以使用例如螺旋弹簧、板弹簧、扭转弹簧等。通过将枢轴111和弹簧部件112设为上述位置关系,定影液槽110主要被枢轴111以及弹簧部件112支撑,使得在水平方向上设有提供辊104等辊状部件的端部以枢轴111为支点可在垂直方向上上下移动。通过在枢轴111和弹簧部件112的动作中附加偏心凸轮113的动作,定影液槽110被支撑为:定影液槽110中容纳的提供辊104可相对于转印定影部件99离开接近。
偏心凸轮113被设置成:由未图示的驱动支撑为可以旋转轴113a为中心旋转驱动,可在定影液槽110的面对转印定影部件99的面110a上的、设有提供辊104等辊状部件的端部、与设有枢轴的端部之间的区域内离开接近。偏心凸轮113与定影液槽110的面110a接触并推压该面时,提供辊104变成离开转印定影部件99的状态。并且,如果偏心凸轮113为非接触或即使接触也以没有推压面110a的程度接触时,变成提供辊104压接转印定影部件99的状态。
通过检测部119例如可以使用光传感器。根据通过检测部119的检测结果,控制提供辊104向转印定影部件99抵接的动作以及从转印定影部件99离开的动作。该动作控制由与通过检测部119电连接的CPU 23进行。CPU 23具有存储部、判断部、控制部,该存储部输入通过检测部119的检测结果并存储,该判断部基于通过检测部119的检测结果,判断转印定影部件99上的色粉图像是否通过了转印定影部件99与提供辊104的接触部分,该控制部根据判断部的判断结果,向旋转驱动离接部件的未图示的驱动部输出控制信号,控制离接部件进行的相对于转印定影部件99的离开接近动作。例如,由判断部得到色粉图像已通过提供辊抵接部这一判断结果时,向旋转驱动离接部件的未图示的驱动部输出控制信号,使提供辊104执行从转印定影部件99离开的动作。另外,优选的是,将提供辊104的离开动作设置为色粉图像通过提供辊抵接部后,经过预定时间后执行。此处的预定时间可以根据图像形成操作的频度适当选择,可以通过在图像形成装置95上面设置的未图示的操作面板上以分单位输入任意的数值来进行设置。并且,CPU 23重新开始图像形成装置,并执行提供辊104向转印定影部件99的抵接动作。根据该结构,能够防止定影液50的多余消费、向转印定影部件99提供不必要的定影液50等。
接触检测部120与通过检测部119同样地,例如可以使用光传感器。接触检测部120检测的检测结果输入到CPU 23的存储部中,在判断部判断转印定影部件99和提供辊104的接触状态。所谓接触状态包括:接触中、离开中、提供辊104从转印定影部件99离开动作中以及提供辊104向中间转印带99抵接动作中。控制部根据两者是接触中或离开动作中这一判断结果,向作为旋转驱动提供辊78的提供部件驱动部的驱动部94输出控制信号,向旋转驱动提供辊104的未图示的驱动部提供控制信号,执行旋转驱动提供辊104的动作。
偏心凸轮113的旋转驱动根据稳定传感器100检测的转印定影部件99的表面温度的检测结果进行控制。在偏心凸轮113推压面110a,提供辊104从转印定影部件99离开的状态下,根据温度传感器100的检测结果进行的控制具体如下文所述。
温度传感器100的检测结果被传送到具有未图示的存储部、计算部以及控制部、控制图像形成装置95的全部动作的CPU 23。CPU 23包括由微型计算机等形成的处理电路,存储部可以使用只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、硬盘驱动器(HDD)等。转印定影部件99被以170℃为目标温度加热。在转印定影部件99的温度低时开始动作时,温度传感器100的检测结果(转印定影部件99的表面温度)输入到存储部,在计算部中判断该检测结果是否是适合向色粉图像接触涂布定影液50的温度(在本实施方式中为80℃)。当判断出检测结果是比设定的色粉图像的热定影温度低的温度时,由于提供辊104上附着有色粉,因此不通过提供辊104提供定影液50。在转印定影部件99的温度达到80℃后,根据计算部的判断结果,从控制部向执行偏心凸轮113的旋转驱动的驱动部发送控制信号,使偏心凸轮113旋转,解除偏心凸轮113对面110a的推压,提供辊104与转印定影部件99压接,向转印定影部件99上的色粉图像提供定影液50,使色粉图像充分熔融或膨胀湿润,定影到记录材料9上。通过提供辊104提供定影液50,将色粉图像转印到记录介质9上,同时继续转印定影部件99的加热,一并执行使转印定影部件99的表面温度升高的控制。
在该转印定影部件99的温度没有达到预定的适合热转印定影的温度(例如170℃)的条件下,向被加热的转印定影部件99上提供定影液50,借助热作用的辅助,进行湿式定影。并且,在转印定影部件99的温度达到预定的适合热转印定影的温度(例如170℃)时,使提供辊104离开,停止向转印定影部件99上的色粉图像提供定影液50。
在这种情况下,控制部将控制信号发送到偏心凸轮113的未图示的驱动部,进行控制,使得提供辊104从转印定影部件99离开。
并且,在动作中转印定影部件99的温度比预定的适合热转印定影的温度(例如170℃)低时,使提供辊104再度与转印定影部件99抵接,并用湿式定影和热定影,实施向记录介质9的转印定影。在例如大量且连续地进行图像形成等时,会变成比色粉图像的热定影温度低的温度。
这种情况下,也有可能在温度传感器100进行的下一检测中,得到检测结果是热定影色粉图像适合的温度或该温度以上这一判断结果。在这种情况下,控制部将控制信号发送到偏心凸轮113的未图示的驱动部,进行使提供辊104从转印定影部件99离开的控制。
这样,可以由枢轴111、弹簧部件112以及偏心凸轮113支撑定影液槽110,使得定影液槽110中容纳的提供辊104可以根据温度传感器100的检测结果,相对于转印定影部件99离开接近。
并且,作为其他控制例,在CPU 23的存储部中存储例如前次温度检测结果、本次温度检测结果、定影液50中含有的溶剂的沸点、色粉16的软化点以及色粉16的玻璃化转变点等。计算部将输入到存储部中的本次温度检测结果与前次温度检测结果、定影液50的溶剂的沸点、色粉16的软化点以及玻璃化转变点等比较,判断两个数值的高低。控制部根据计算部的判断结果输出控制信号,进行控制。
控制部,例如根据温度检测结果比色粉16的玻璃化转变点低这一判断结果,使得提供辊104不与转印定影部件99接触。具体来说,这是在图像形成装置95刚刚启动之后、从放置状态重启动作等时。并且,根据稳定检测结果比色粉16的玻璃化转变点高这一判断结果,使得提供辊104与转印定影部件99抵接。
具体来说,提供辊104向转印定影部件99的定影液开始提供温度设置为例如65℃。或者也可以是,将定影液开始提供温度设为转印定影部件99的表面温度为75℃,在定影液50提供到记录材料9的色粉图像的定影液夹持部上,将转印定影部件99与记录材料9的接触开始点的转印定影部件99的温度设为比色粉16中的蜡的软化点(70℃)高的温度。
根据该结构,在刚刚开始提供定影液50后,与提供定影液50同时地进行加热,通过加热软化色粉16中的蜡,并且定影液50扩散和渗透到色粉粒子内部,色粉粒子瞬间在较大范围内膨胀湿润并软化,增加色粉粒子之间以及色粉粒子与记录材料9的附着力。由此,还能够防止定影液50的提供导致的色粉粒子流动、色粉图像混乱。并且,由于定影液50在转印定影部件99上被加热,因此能够抑制定影液50的提供导致的色粉图像和记录材料9的温度降低。其结果是,通过在定影液夹持部加热加压以及提供定影液50,色粉图像充分软化,因此色粉图像能够较高的定影强度定影到记录材料9上。并且,在加热下将定影液50提供到色粉图像上,软化色粉图像后,能够在短时间内干燥剩余的定影液50,因此能够进一步提高图像形成装置95的单位时间的输出张数即通过量。并且,能够将向色粉图像提供定影液50的位置与将色粉图像转印到记录材料9的位置的间隔设置得较短,也有利于图像形成装置95的小型化。
从提供辊104向转印定影部件99的定影液50的提供,不是进行“提供”或“不提供”这种二值控制,优选进行使提供量连续或多阶段地变化的控制。例如包括根据转印定影部件99的表面温度改变提供量的控制。进一步具体来说,进行如下控制:在表面温度小于120℃时,使色粉∶定影液=1∶2(重量比,下同),在大于等于120℃小于140℃时使之为1∶1.5,在大于等于140℃小于160℃时使之为1∶1,在160~170℃时使之为1∶0.5,超过170℃的温度下不提供定影液。定影液50的提供量的控制与图5和图6所示的湿式定影部7a、7b同样地,例如根据偏心凸轮113的旋转控制、压缩弹簧112的弹簧压力调整等,适当改变转印定影部件99对于定影辊104的推压力来进行。
另一方面,定影液罐114例如是由合成树脂等对于定影液50惰性的材料形成的容器状部件,其内部空间中存储有定影液50。定影液罐114例如可以形成为盒状。在定影液罐114中的定影液50用完的时刻,未图示的传感器检测这一情况。该检测结果被传送到控制图像形成装置95的全部动作的CPU 23,CPU 23根据检测结果,向图像形成装置95的垂直方向上面设置的未图示的操作面板发送控制信号,在操作面板上显示现在是定影液罐114的更换时刻这一信息。并且,定影液罐114也可以形成为仅可以从外部补给定影液50。
供给管115,被设置成一端与定影液槽110连接,且另一端与定影液罐114连接,是由可挠性材料构成的管状部件。作为可挠性材料可以使用具有可挠性的合成树脂材料、橡胶材料、金属材料等。供给管115上连接有未图示的液体供给部,根据定影液槽110中定影液50的消耗状况,将定影液罐114的定影液50补给到定影液槽110中。
根据湿式定影部97,根据温度传感器100检测的检测结果,进行提供辊104相对于转印定影部件99的离开接近。例如,当转印定影部件99的表面温度是仅进行热定影则色粉图像的定影变得不充分的温度时,将提供辊104压接到转印定影部件99,向转印定影部件99上的色粉图像提供定影液50,切实地将色粉图像转印定影到记录材料9上。
记录材料供给部8a具有存储记录材料9的记录材料盒45、以及将记录材料9一张一张传送到传送路径P的拾取辊46。记录材料盒45中的记录材料9由拾取辊46一张一张地传送到传送路径P中,并与色粉图像向转印定影夹持部的传送同步地,传送到该转印定影夹持部。
记录材料排出部98具有传送辊116、排纸辊117以及形成在图像形成装置95的垂直方向上面的排纸盘118。根据记录材料排出部98,将通过转印定影部96将色粉图像定影的记录材料9,经由传送辊116以及排纸辊117排出到排纸盘118。
根据图像形成装置95,通常通过热定影将色粉图像转印定影到记录材料9上,但当转印定影部件99的表面温度不是适合热定影的温度时,进行将定影液50提供到转印定影部件99上的湿式定影。根据温度传感器100检测的转印定影部件99的表面温度的检测结果,选择进行热定影或湿式定影中的任一个。由此,在启动时、长时间待机时、大量且连续的图像形成时等仅用热定影色粉图像的定影会变得不充分的情况下,不需要预热时间,能够顺利地实施图像形成。因此,图像形成装置95能够显著提高单位时间的输出张数即通过量,并不需要在待机时进行转印定影部件99的保温动作,因此能够实现装置整体的能源消耗量较少的图像形成装置。
在本实施方式中,优选的是,在湿式定影时,在未定影色粉图像上接触涂布定影液50时,转印定影部件99的表面温度为色粉粒子中含有的粘结树脂的玻璃化转变点以上的温度。由此,粘结树脂软化,增加色粉粒子之间的附着力,防止色粉向转印定影部件99的偏移、色粉图像的混乱等,因此容易通过提供辊104向转印定影辊99上的色粉图像接触涂布定影液50。
并且,在本实施方式中,利用提供辊104向转印定影部件99表面提供定影液50,但不限于此,还可以利用喷嘴头阵列、超声波喷雾器、利用空气流的喷嘴等。比较容易利用这些非接触的定影液提供方法根据温度变化定影液的提供量。
并且,在本实施方式中,采用从中间转印带21向转印定影部件99转印色粉图像后,转印定影到记录纸张9的结构,但也可以采用像上面的实施方式那样加热中间转印带21,从中间转印带21转印定影到记录纸张9的结构。
在本发明的图像形成装置中,中间转印带、传送带、各个辊等所用的材料、层结构、尺寸等不限于上述内容,也可以将电子照相方式的图像形成领域中常用的部件直接或通过适当变更使用。
并且,也可以使用带等环状部件代替辊部件。并且,中间转印带、传送带等为环状部件,但也可以使用辊的方式。
本发明的图像形成装置,在各实施方式中表示串联方式的彩色图像形成装置,但不限于此,例如也可以是中间转印带每转一次重叠一个颜色的图像的所谓4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,也可以是单色图像形成装置。
这种本发明的图像形成装置可以作为例如复印机、打印机、传真机、具有以上两种以上功能的复合机等使用。
本发明只要不脱离其主旨和主要特征,可以以其他各种方式实施。
因此,上述实施方式在各个方面只是示例,本发明的范围是权利要求所示的范围,不受说明书正文的限制。并且,属于权利要求范围内的变形或变更全部是本发明范围内的内容。
Claims (28)
1.一种图像形成装置(1、60、75、90),其特征在于,具有:
形成由色粉构成的色粉图像的色粉图像形成部(2);
承载未定影色粉图像的图像承载部(3);
将图像承载部(3)上的未定影色粉图像转印到记录材料上的转印部(4);
热定影部(6),具有加热熔融未定影色粉图像的加热部(38)、以及将处于加热熔融状态的未定影色粉图像定影在记录材料上的定影部件(37);
将具有软化色粉作用的定影液提供到未定影色粉图像上的湿式定影部(7、7a、7b)以及
检测定影部件(37)的温度的温度检测部(40)。
2.根据权利要求1所述的图像形成装置(60、75),其特征在于,
湿式定影部(7a、7b),经由定影部件(37)将定影液提供到未定影色粉图像上。
3.根据权利要求1所述的图像形成装置(1),其特征在于,
还具有记录材料传送部(5),其将承载未定影色粉图像的记录材料传送到热定影部(6)或湿式定影部(7)。
4.根据权利要求1所述的图像形成装置(90),其特征在于,
还具有记录材料传送部(5a),其将承载未定影色粉图像的记录材料经由湿式定影部(7)传送到热定影部(6)。
5.根据权利要求3所述图像形成装置(1),其特征在于,
记录材料传送部(5)包括传送切换部(24),该传送切换部根据由温度检测部(40)检测到的温度检测结果,切换承载未定影色粉图像的记录材料的传送目的地。
6.根据权利要求1所述的图像形成装置(60、75),其特征在于,
湿式定影部(7a、7b)包括:
提供定影液的提供部件(64、78);以及
定影液存储部(65、77),存储定影液,并将其供给到提供部件。
7.根据权利要求6所述的图像形成装置(60、75),其特征在于,
提供部件(64、78),根据温度检测部(40)检测到的温度检测结果,调整定影液提供量。
8.根据权利要求6所述的图像形成装置(60、75),其特征在于,
湿式定影部(7a、7b)还具有离接部,其可相对于图像承载部(3)或定影部件(37)离开接近地支撑提供部件(64、78),并根据温度检测部(40)检测到的温度检测结果,使提供部件(64、78)与图像承载部(3)或定影部件(37)接触,
提供部件(64、78),在与图像承载部(3)或定影部件(37)接触的状态下提供定影液。
9.根据权利要求6所述的图像形成装置(1),其特征在于,
提供部件包括定影液雾化部(48),该定影液雾化部(48)被设置成离开图像承载部(3)或定影部件(37),其用于形成定影液的液滴,并向图像承载部(3)或定影部件(37)喷雾。
10.根据权利要求9所述的图像形成装置(1),其特征在于,
由定影液雾化部(48)形成的定影液的液滴直径是色粉的平均粒径的2倍以下。
11.一种图像形成装置(91),其特征在于,具有:
形成由色粉构成的色粉图像的色粉图像形成部(2);
承载未定影色粉图像的图像承载部(3a);
将图像承载部(3a)上的未定影色粉图像转印并定影到记录材料上的转印定影部(4);
加热熔融图像承载部(3a)上的未定影色粉图像的加热部(38);
湿式定影部(7c),具有向图像承载部(3a)上的未定影色粉图像提供具有使色粉软化作用的定影液的提供部件(78)、以及可相对于图像承载部(3a)离开接近地支撑提供部件(78)的离接部(83);以及
检测图像承载部(3a)的温度的温度检测部(31)。
12.根据权利要求11所述的图像形成装置(91),其特征在于,
湿式定影部(7c)还具有定影液存储部(77),其用于存储定影液,并将该定影液供给到提供部件(78)。
13.根据权利要求11所述的图像形成装置(91),其特征在于,
湿式定影部(7c)还包括通过检测部(92),其用于检测图像承载部(3a)上的未定影色粉图像是否通过图像承载部(3a)和提供部件(78)的接触部分,
离接部(83),根据通过检测部(92)检测到的未定影色粉图像通过接触部分这一检测结果,使提供部件(78)从图像承载部(3a)离开。
14.根据权利要求11所述的图像形成装置(91),其特征在于,
湿式定影部(7c)还具有:驱动提供部件(78)使其绕其轴心旋转的提供部件驱动部(94)、以及用于检测提供部件(78)与图像承载部(3a)的接触状态的接触检测部(93),
提供部件驱动部(94),根据接触检测部(93)的检测结果,在提供部件(78)与图像承载部(3a)接触时、以及从图像承载部(3a)离开时,驱动提供部件(78)使其旋转。
15.根据权利要求11所述的图像形成装置(91),其特征在于,
湿式定影部(7c)还具有:
存储部,存储温度检测部(31)检测到的温度检测结果、定影液中包含的溶剂的沸点、色粉的软化点、以及色粉的玻璃化转变点;和
计算部,将存储部中存储的前后2次的温度检测结果进行比较,判断温度检测结果的上升或下降,或者将温度检测结果与定影液中包含的溶剂的沸点、色粉的软化点以及色粉的玻璃化转变点中的至少一个进行比较,判断哪个温度高,
提供部件(78),根据计算部的判断结果,调整提供到未定影色粉图像的定影液提供量。
16.根据权利要求15所述的图像形成装置(91),其特征在于,
提供部件(78),根据计算部进行的温度检测结果上升或下降这一判断结果,减少或增加提供到未定影色粉图像的定影液提供量。
17.根据权利要求15所述的图像形成装置(91),其特征在于,
提供部件(78),根据温度检测结果比定影液中包含的溶剂的沸点高这一判断结果,停止向未定影色粉图像提供定影液。
18.根据权利要求15所述的图像形成装置(91),其特征在于,
提供部件(78),根据温度检测结果比色粉的玻璃化转变点高这一判断结果,开始向未定影色粉图像提供定影液。
19.根据权利要求15所述的图像形成装置(91),其特征在于,
提供部件(78),根据温度检测结果比色粉的玻璃化转变点和色粉的软化点的中间温度高这一判断结果,向未定影色粉图像提供定影液。
20.一种图像形成装置(95),其特征在于,具有:
形成由色粉构成的色粉图像的色粉图像形成部(2);
承载未定影色粉图像的图像承载部(3a);
转印定影部(96),包括将图像承载部(3a)上的未定影色粉图像转印并定影到记录材料上的转印定影部件(99);
加热熔融转印定影部件(99)上的未定影色粉图像的加热部(38);
湿式定影部(97),具有向转印定影部件(99)上的未定影色粉图像提供具有使色粉软化作用的定影液的提供部件(104)、以及可相对于转印定影部件(99)离开接近地支撑提供部件(104)的离接部(113);以及
检测转印定影部件(99)的温度的温度检测部(100)。
21.根据权利要求20所述的图像形成装置(95),其特征在于,
湿式定影部(97)还具有定影液存储部(110),其用于存储定影液并将该定影液供给到提供部件(104)。
22.根据权利要求20所述的图像形成装置(95),其特征在于,
湿式定影部(97)还包括通过检测部(119),其用于检测转印定影部件(99)上的未定影色粉图像是否通过转印定影部件(99)和提供部件(104)的接触部分,
离接部(113),根据通过检测部(119)检测到的未定影色粉图像通过接触部分这一检测结果,使提供部件(104)从转印定影部件(99)离开。
23.根据权利要求20所述的图像形成装置(95),其特征在于,
湿式定影部(97)还具有:驱动提供部件(104)使其绕其轴心旋转的提供部件驱动部(121)、以及检测提供部件(104)与转印定影部件(99)的接触状态的接触检测部(120),
提供部件驱动部(121),根据接触检测部(120)的检测结果,在提供部件(104)与转印定影部件(99)接触时以及从转印定影部件(99)离开时,驱动提供部件(104)使其旋转。
24.根据权利要求20所述的图像形成装置(95),其特征在于,
湿式定影部(97)还具有:
存储部,存储温度检测部(100)检测到的温度检测结果、定影液中包含的溶剂的沸点、色粉的软化点、及色粉的玻璃化转变点;和
计算部,将存储部中存储的前后2次的温度检测结果进行比较,判断温度检测结果的上升或下降,或者将温度检测结果与定影液中包含的溶剂的沸点、色粉的软化点以及色粉的玻璃化转变点中的至少一个进行比较,判断哪个温度高,
提供部件(104),根据计算部的判断结果,调整提供到未定影色粉图像的定影液提供量。
25.根据权利要求24所述的图像形成装置(95),其特征在于,
提供部件(104),根据计算部进行的温度检测结果上升或下降这一判断结果,减少或增加提供到未定影色粉图像的定影液提供量。
26.根据权利要求24所述的图像形成装置(95),其特征在于,
提供部件(104),根据温度检测结果比定影液中包含的溶剂的沸点高这一判断结果,停止向未定影色粉图像提供定影液。
27.根据权利要求24所述的图像形成装置(95),其特征在于,
提供部件(104),根据温度检测结果比色粉的玻璃化转变点高这一判断结果,开始向未定影色粉图像提供定影液。
28.根据权利要求24所述的图像形成装置(95),其特征在于,
提供部件(104),根据温度检测结果比色粉的玻璃化转变点和色粉的软化点的中间温度高这一判断结果,向未定影色粉图像提供定影液。
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