(57)【要約】【課題】定着液を記録媒体に付与して記録媒体上のトナーの定着をおこなう定着装置において、廃定着液や廃トナーを貯留するスペースによる装置の大型化の抑制と、廃定着液や廃トナーを廃棄する際の作業性を向上する。【解決手段】トナーを軟化させる定着液を担持して転写紙２４上に塗布する塗布ローラ５と、転写紙上に塗布されずに塗布ローラ５上に残留した残留定着液を除去するクリーニングブレード７と、クリーニングブレードにより回収された定着液を廃定着液として貯留する交換可能な廃材容器１０とを設ける。この廃材容器内に、感光体１６および中間転写ベルト１５より回収された転写残トナーを廃トナーとして貯留する。【選択図】図１
2012037592.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナー像担持体上に形成したトナー像を転写された記録媒体上に、トナー中の樹脂の少なくとも一部を溶解又は膨潤させることで軟化させる軟化剤を含有した定着液を付与する定着液付与手段を備え、該定着液によりトナーを軟化させて記録媒体上に定着する定着装置において、
上記定着液付与手段により定着液を付与する際に、記録媒体上に付与されずに該定着液付与手段側に残った定着液を回収する定着液回収手段と、該定着液回収手段により回収された定着液を廃定着液として貯留する交換可能な廃材容器とを設け、上記トナー像担持体上より回収された転写残トナーを廃トナーとして該廃材容器内に貯留することを特徴とする定着装置。
【請求項２】
請求項１の定着装置に採用される廃材容器おいて、該廃材容器の上面の互いに対向する端部近傍に廃定着液入口と廃トナー入口とが設けられていることを特徴とする廃材容器。
【請求項３】
請求項２の廃材容器において、上記廃材容器内部の、上記廃トナー入口の直下の領域から上記廃定着液入口の直下の領域まで廃トナーを搬送する廃トナー搬送手段を設けたことを特徴とする廃材容器。
【請求項４】
請求項３の廃材容器において、上記トナー搬送手段を複数設け、上下に配置したことを特徴とする廃材容器。
【請求項５】
記録媒体上に未転写トナー像を形成するトナー像形成手段と、該記録媒体上の未転写にトナー像を定着する定着手段とを備えた画像形成装置において、上記定着手段として請求項１の定着装置を採用したことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トナー像に定着液を付与して定着を行う複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置に用いられる定着装置、廃材容器、及び、これを備えた画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
プリンタ、ファクシミリ及び複写機のような画像形成装置は、紙、布、及びＯＨＰ用シートのような記録媒体に、画像情報に基づいて文字や記号を含む画像を形成する装置である。画像形成装置には種々の方式があるが、電子写真方式の画像形成装置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点から広くオフィスで使用されている。この電子写真方式の画像形成装置では、定着速度、定着画像品質等の点から記録媒体上のトナーを加熱して軟化あるいは溶融させ、軟化等させたトナーを加圧することによって、トナーを記録媒体上に定着させる熱定着方式が広く普及している。これはハロゲンヒーターやセラミックヒータ等の発熱体でローラやフィルム等を熱し、未定着トナーが乗った記録媒体を加圧ローラで挟んで加熱・加圧してトナーを軟化あるいは溶融、変形させ、記録媒体にアンカリングすることで定着させる。この方式は均一性、安定性に優れているため広く普及しているが、一方で発熱体を用いて加熱するために多くのエネルギーを要し、消費エネルギーが大きい定着装置であるという欠点がある。
【０００３】
熱定着方式の定着装置に比べて省エネルギー化を実現できる定着方式として、トナーを定着するために加熱を行わない湿式定着方式が知られている。湿式定着方式は、トナーの樹脂成分の少なくとも一部を溶解または膨潤させることでトナーを軟化させる軟化剤を含有する定着液を記録媒体上のトナー像に付与してトナー像を定着させるものであるため、熱定着方式よりも省エネルギー化を実現できる。
【０００４】
特許文献１には、表面に定着液を担持する塗布ローラを、未定着トナーを担持する記録媒体に押し付けて定着液を塗布することで、定着液を付与する構成の定着装置が記載されている。特許文献２には、定着液を定着液噴霧器によりミスト状にして噴霧し、噴霧した定着液滴を帯電させて逆極性に帯電した記録媒体にクーロン力で引き寄せて付着させることで、定着液を付与する構成の定着装置が記載されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述の定着装置では、定着液を付与する定着液付与手段が何れの構成でも、定着液付与手段が供給する全ての定着液が記録媒体上に付与されて定着に使われる訳ではなく、必ず、数％から数十％の定着液が記録媒体に付与されずに定着液付与手段側に残る。残った定着液は、再利用可能であれば再使用したいが、使用により特性が劣化していることが多く、再使用が困難なことが多い。このような場合、残った定着液は、定着液付与手段から回収されて廃定着液として廃定着液容器内に貯留され、廃定着液容器を交換することにより廃棄される。
【０００６】
一方、電子写真方式の画像形成装置では、トナー像を像担持体から記録媒体や中間転写体等の被転写体に転写する際、トナーの全てが転写されるわけではなく、必ず転写残トナーが像担持体上に残る。このため、転写残トナーを像担持体上から除去するトナークリーニング手段を設けている。トナークリーニング手段により除去された転写残トナーも、再使用可能なものは再使用されるが、カラートナーが混じっている場合や、使用によるトナー特性変化が大きい場合は、廃トナーとして交換可能な廃トナー容器に貯留され、廃トナー容器を交換することにより廃棄される。
【０００７】
廃定着液容器や廃トナー容器は、汚染等の問題から、サービスマンが来訪した時に新しい廃定着液容器や廃トナー容器と交換することが好ましい。サービスマンは、規定時間または規定枚数に達した時に来訪するが、この来訪間隔を長くすることが望まれる。そのため、廃定着液容器や廃トナー容器の容積を大きくする必要があり、装置が大型化してしまう。
【０００８】
また、サービスマンは、廃トナー容器の交換時、廃トナー容器から廃トナーがこぼれたり、舞い上がったりしないよう、気をつけて作業を行う。廃定着液容器の交換時は、液体が貯留されているため粉体よりもこぼれ易く、廃トナー容器の交換作業より、さらに扱いを慎重にして作業を行う。このため、交換の作業性が悪いという課題がある。また、廃定着液容器と廃トナー容器との２つの容器を交換する必要があり、手間がかかり非効率であった。
【０００９】
本発明は以上の背景に鑑みなされたものであり、その目的は、定着液を記録媒体に付与して記録媒体上のトナーの定着をおこなう定着装置において、廃定着液や廃トナーを貯留するスペースによる装置の大型化の抑制と、廃定着液や廃トナーを廃棄する際の作業性を向上できる定着装置、廃材容器、並びに、これらを備えた画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、トナー像担持体上に形成したトナー像を転写された記録媒体上に、トナー中の樹脂の少なくとも一部を溶解又は膨潤させることで軟化させる軟化剤を含有した定着液を付与する定着液付与手段を備え、該定着液によりトナーを軟化させて記録媒体上に定着する定着装置において、上記定着液付与手段により定着液を付与する際に、記録媒体上に付与されずに該定着液付与手段側に残った定着液を回収する定着液回収手段と、該定着液回収手段により回収された定着液を廃定着液として貯留する交換可能な廃材容器とを設け、上記トナー像担持体上より回収された転写残トナーを廃トナーとして該廃材容器内に貯留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の定着装置に採用される廃材容器おいて、該廃材容器の上面の互いに対向する端部近傍に廃定着液入口と廃トナー入口とが設けられてい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２の廃材容器において、上記廃材容器内部の、上記廃トナー入口の直下の領域から上記廃定着液入口の直下の領域まで廃トナーを搬送する廃トナー搬送手段を設けた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３の廃材容器において、上記トナー搬送手段を複数設け、上下に配置したことを特徴とするものである。
また、請求項５の発明は、記録媒体上に未転写トナー像を形成するトナー像形成手段と、該記録媒体上の未転写にトナー像を定着する定着手段とを備えた画像形成装置において、上記定着手段として請求項１の定着装置を採用したことを特徴とするものである。
本発明においては、記録媒体上に付与されずに定着液付与手段側に残った定着液を廃定着液として貯留する交換可能な廃材容器内に廃トナーを一緒に貯留する。このため、廃定着液と廃トナーとを廃棄する作業が、廃材容器の１つの交換作業で済み、従来の廃定着液容器と廃トナー容器とをそれぞれ交換して廃棄するものに比べて作業性が向上する。
また、廃材容器内で、廃定着液に廃トナーを混ぜると、廃定着液の液粘度が上がりゲル状になるため、交換作業時に廃定着液がこぼれ難くなる。また、廃トナーに廃定着液を混ぜることで、廃トナー同士が溶融、結着するため廃トナーの浮遊が無くなる。これらのため、交換作業時の廃材容器の扱い方が容易になり、作業性が向上する。
さらに、廃定着液と廃トナーとを一緒に貯留することにより、貯留スペースを小さくすることができる。これは、トナーは球形に近いため、トナーだけではトナー同士の間には若干の隙間がある状態で貯留されるが、定着液とともに貯留するとトナーが溶融して球形でなくなり、隙間なく、埋まりあう。これにより、全体として容積が減り、従来の廃定着液容器と廃トナー容器とをそれぞれ設けたものに比べて、貯留スペースの小型化が可能となる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、定着液を記録媒体に付与して記録媒体上のトナーの定着をおこなう定着装置において、廃定着液や廃トナーを貯留するスペースによる装置の大型化の抑制と、廃定着液や廃トナーを廃棄する際の作業性を向上できるという優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本実施形態のプリンタの概略構成図。
【図２】廃材容器の外観を示す斜視図。
【図３】廃材容器の内部構成を示す断面図
【図４】廃材容器の他の例の内部構成を示す断面図。
【図５】廃材容器の他の例の外観を示す斜視図。
【図６】廃材満杯検知センサの拡大構成図。
【図７】本実施形態のプリンタの画像形成部の概略構成図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明を画像形成装置であるフルカラープリンタ（以下、プリンタという）に適用した一実施形態について説明する。
図１は、本実施形態のプリンタの概略構成図である。このプリンタは、シアン（Ｃ）、マゼンダ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、黒（Ｋ）の各色のトナー像を形成される四つの感光体１６（Ｃ，Ｍ，Ｙ，Ｋ）を備えている。以下、各符号の添字Ｃ，Ｍ，Ｙ，Ｋは、それぞれシアン、マゼンダ、イエロー、黒用の部材であることを示す。なお、Ｃ，Ｍ，Ｙ，Ｋの色順は、図１に限るものでなく、他の並び順であっても構わない。
プリンタは、４つの感光体１６（Ｃ，Ｍ，Ｙ，Ｋ）の周囲に、各感光体１６（Ｃ，Ｍ，Ｙ，Ｋ）上に各色のトナー像を形成する作像部４０（Ｃ，Ｍ，Ｙ，Ｋ）を備えている。また、各感光体１６（Ｃ，Ｍ，Ｙ，Ｋ）の上方には各感光体上に形成されてトナー像を転写される中間転写ベルト１５が配置されている。また、４つの作像部４０（Ｃ，Ｍ，Ｙ，Ｋ）の下方には、記録媒体としての転写紙２４を収納する給紙カセット２３を備えている。
【００１４】
中間転写ベルト１５は、４つの張架ローラ１３（ａ，ｂ，ｃ，ｄ）によって張架され、この張架ローラのうちの一つが回転駆動することによって、中間転写ベルト１５が図１中反時計方向に表面移動する。中間転写ベルト１５を挟んで各感光体１６（Ｃ，Ｍ，Ｙ，Ｋ）と対向するように、一次転写チャージャ１７（Ｃ，Ｍ，Ｙ，Ｋ）が配置されている。中間転写ベルト１５の表面移動方向に対して、一次転写チャージャ１７（Ｃ，Ｍ，Ｙ，Ｋ）より下流側となる、中間転写ベルト１５の図１中右側に二次転写ローラ１９を備えている。二次転写ローラ１９は、張架ローラの一つである二次転写対向ローラ１３ｂとの間に中間転写ベルト１５を挟み、中間転写ベルト１５上のトナー像を転写紙２４に転写する二次転写ニップを形成する。また、中間転写ベルト１５の表面移動方向に対して二次転写ニップよりも下流側となる、中間転写ベルト１５の図１中左側に、中間転写ベルト１５上の二次転写残トナーを除去するベルトクリーニング装置１４を備えている。二次転写ニップの上方には、二次転写ニップを通過した転写紙２４にトナー像を定着させる定着装置２０を備えている。この定着装置２０は、後述するように、トナー像が転写された転写紙２４の表面に定着液を付与して、トナー像を転写紙２４に定着させる湿式定着方式の定着装置である。
【００１５】
図７は、４つの感光体１６（Ｃ，Ｍ，Ｙ，Ｋ）上にトナー像を形成する各作像部４０（Ｃ，Ｍ，Ｙ，Ｋ）の一つの作像部４０の説明図である。４つの作像部４０（Ｃ，Ｍ，Ｙ，Ｋ）は、使用するトナーの色が異なる点以外は、ほぼ同一の構成であるため、各符号の色を示す添え字Ｃ，Ｍ，Ｙ，Ｋは省略して説明する。
【００１６】
図７に示すように、作像部４０は、感光体１６の周囲に、クリーニング装置４１、除電ランプ４４、帯電チャージャ４５、現像装置４６等を備えている。クリーニング装置４１は、クリーニングブラシ４２及びクリーニングブレード４３を備えている。現像装置４６は、トナーとキャリアとからなる二成分現像剤４８を担持して、感光体１６上の潜像をトナー像化する現像ローラ４７を備えている。
【００１７】
感光体１６は、帯電チャージャ４５によって一様帯電され、不図示の露光装置から画像情報に応じたレーザー光Ｌが照射されることにより、表面に潜像が形成される。潜像が形成された感光体１６の表面が現像装置４６の現像ローラ４７との対向部を通過することで、現像ローラ４７に担持された現像剤４８のうちのトナーが感光体１６上の潜像に移動して現像がなされ、感光体１６の表面上にトナー像が形成される。トナー像が形成された感光体１６の表面が中間転写ベルト１５を挟んで１次転写チャージャ１７と対向する一次転写ニップに到達すると、１次転写チャージャ１７が形成する一次転写電界によってトナー像が中間転写ベルト１５上に一次転写される。一次転写ニップを通過した感光体１６の表面上は、クリーニング装置４１のクリーニングブラシ４２及びクリーニングブレード４３によって、転写残留したトナーを除去され、除電ランプ４４によって電荷が除去されて、次の画像形成に備えられる。
【００１８】
次に、図１に基づき、カラー画像を得る動作について説明する。
４つの作像部４０（Ｃ，Ｍ，Ｙ，Ｋ）により感光体１６（Ｃ，Ｍ，Ｙ，Ｋ）上にそれぞれ形成された各トナー像が、各一次転写ニップで中間転写ベルト１５上に順次重ねて転写される。このときの各作像部４０（Ｃ，Ｍ，Ｙ，Ｋ）の作像動作は、各トナー像が中間転写ベルト１５上の同じ位置に重ねて転写されるように、中間転写ベルト１５の表面移動方向上流側から下流側に向けてタイミングをずらして実行される。これにより、中間転写ベルト１５上に４色カラーのトナー像が形成される。
【００１９】
一方、給紙カセットから転写紙２４が一枚ずつ繰り出され、レジストローラ対２５まで搬送され、一旦停止する。ここで、上述の中間転写ベルト１５上のトナー像と転写紙２４とが二次転写ニップで重なるタイミングでレジストローラ対２５を駆動する。そして、二次転写ニップで二次転写対向ローラ１３ｂと二次転写ローラ１９との間で形成される二次転写電界によって中間転写ベルト１５上のトナー像が電気的に転写紙２４に転写される。二次転写ニップを通過した中間転写ベルト１５上の表面上は、ベルトクリーニング装置１４によって転写残トナーがクリーニングされ、次の画像形成に備えられる。
【００２０】
上述したプロセスによってトナー像は転写紙２４に転写されるが、二次転写ニップを通過したときにはトナー像は転写紙２４に定着しておらず、静電気力で着いているだけなので、触ると取れてしまう状態である。このような状態の転写紙２４が、定着装置２０に搬送され、定着装置２０でトナー像が転写紙２４に定着される。定着装置２０でトナー像が定着された転写紙２４は機外に排出される。
【００２１】
次に、定着装置２０について説明する。定着装置２０は、トナーの樹脂成分の少なくとも一部を溶解または膨潤させることでトナーを軟化させる軟化剤を含有する定着液を転写紙２４上のトナー像に付与してトナー像を定着させる、所謂、湿式定着方式を採用するものである。この定着装置２０は、定着液を収容する定着液収容部１、定着液収容部１から定着液を供給されて貯留する定着液容器３、規定量の定着液が定着液容器３に貯留されるように定着液収容部１からの定着液の供給量を制御する制御バルブ２、定着液を表面に担持して表面移動しながら転写紙２４に塗布する定着液塗布部材としての塗布ローラ５、定着液容器３から定着液を汲み上げて塗布ローラ５に供給する供給ローラ４、塗布ローラ５に対向して所定の加圧力で加圧する加圧部材としての加圧ローラ６等を備えている。塗布ローラ５は加圧ローラ６との間で塗布ニップを形成し、転写紙２４を挾持搬送しながら、転写紙２４上の未定着トナーに定着液を押し付けて塗布している。このような塗布ニップで塗布された定着液の作用により未定着トナーは、瞬時に軟化し、転写紙２４の繊維にアンカリングすることで定着する。
【００２２】
ここで、塗布ローラ５により定着液が転写紙２４に塗布される際、塗布ローラ５上の定着液が全て転写紙２４に塗布されるものではなく、塗布ローラ５上に少量の定着液が残留してしまう。残留した定着液は、塗布ローラ５に供給された後、時間が経過しており、且つ、塗布位置で機械的な力を受けているため、定着液中の水の蒸発や内容物の揮発で成分比が変化したり、成分比の変化によりある成分が分解したり、他の成分を生成したりする。このような変化により、定着液としての特性が劣化し、定着液が塗布ローラ５に付着している状態で新たな定着液を塗布ローラ５に供給すると、次工程で良好な定着品質が得られない虞がある。また、残留した定着液に、転写紙２４から移行した少量のトナーが含まれることがある。これは、転写紙２４上の未定着トナーは静電気力によって転写紙２４に担持されているため、定着液が触れると静電気力によって担持する力が著しく低下し、未定着トナーが定着液内に拡散してしまい、未定着トナーが拡散した定着液の一部が塗布ローラ５上に残留するために生じる。これらから、残留した定着液が次工程に使われないよう、残留した定着液を塗布ローラ５から除去する残留定着液クリーニング手段を設け、定着液クリーニング手段により除去した定着液を廃定着液として交換可能な容器内に貯留する。
【００２３】
定着装置２０は、塗布ローラ５表面から転写紙２４への定着液塗布位置を通過した後の定着液を除去する残留定着液クリーニング手段として、塗布ローラ５に当接するクリーニングブレード７を備えている。クリーニングブレード７の下方には、除去された定着液を移動させるための残留定着液投入口８と残留定着液投入口８に連結された回収チューブ９とを備えている。クリーニングブレード７で除去された定着液は、残留定着液投入口８と回収チューブ９とを介して、廃材容器１０に移動させて廃材容器１０内に廃定着液として貯留する。廃材容器１０は、交換可能に設けられており、残留定着液を貯留した廃材容器１０を新しい廃材容器１０と交換して廃棄する。このため、廃材容器１０は、プリンタ内で交換作業が容易な位置に配設されることが好ましく、図１では給紙カセット２３の左側に設けられている。また、この交換廃棄は、汚染等の問題から、ユーザーではなくサービスマンによる作業が好ましい。
【００２４】
さらに、本実施形態のプリンタでは、各感光体１６（Ｃ，Ｍ，Ｙ，Ｋ）上や中間転写ベルト１５上から除去された転写残トナーを、上記廃定着液が貯留される廃材容器１０に移動させる廃トナー移動手段を設けている。具体的には、各感光体１６（Ｃ，Ｍ，Ｙ，Ｋ）上から転写残トナーを除去するクリーニング装置４１（Ｃ，Ｍ，Ｙ，Ｋ）の下方に、残トナー投入口４９（Ｃ，Ｍ，Ｙ，Ｋ）と、残トナー投入口４９（Ｃ，Ｍ，Ｙ，Ｋ）に連結された残トナー搬送路５１とを備えている。また、中間転写ベルト１５上の転写残トナーを除去するベルトクリーニング装置１４の下方にも、除去された転写残トナーを移動させるための残トナー投入口５０と、残トナー搬送路５２とを備えている。さらに、残トナー搬送路５２の下方に、図１中奥（または手前）方向に転写残トナーを搬送する残トナー搬送路５４を備えている。
【００２５】
クリーニング装置４１（Ｃ，Ｍ，Ｙ，Ｋ）により各感光体１６（Ｃ，Ｍ，Ｙ，Ｋ）から除去された転写残トナーは、残トナー投入口４９（Ｃ，Ｍ，Ｙ，Ｋ）を介して残トナー搬送路５１に落下する。そして、残トナー搬送路５１内に設けられた残トナー搬送スクリュウ５５により図１中右側から左側の残トナー搬送路５２の下方まで搬送される。また、ベルトクリーニング装置１４により中間転写ベルト１５上からから除去された転写残トナーは、残トナー投入口５０と残トナー搬送路５２を介して下方に移動し、残トナー搬送路５１内を残トナー搬送スクリュウ５５により搬送されてきた転写残トナーと一緒になる。そして、残トナー搬送路５４内に設けられた残トナー搬送スクリュウ５６により、図１中奥（または手前）方向に搬送されて、残トナー搬送路５３を介して廃トナー入口１０ｂから廃材容器１０内に落下し廃トナーとして貯留される。
【００２６】
すなわち、本実施形態のプリンタでは、塗布ローラ５表面から除去された残留定着液を、感光体１６（Ｃ，Ｍ，Ｙ，Ｋ）および中間転写ベルト１５から除去された転写残トナーとを、同一の廃材容器１０内に、廃定着液及び廃トナーとして貯留して廃棄する。このため、廃定着液と廃トナーとを廃棄する作業が、廃材容器１０の１つの交換作業で済み、従来の廃定着液容器と廃トナー容器とをそれぞれ交換して廃棄するものに比べて作業性が向上する。これにより、交換者の作業時間を短くする事ができ、コストダウンにつながる。
【００２７】
また、廃材容器１０内で、廃定着液に廃トナーを混ぜると、廃定着液の液粘度が上がりゲル状になるため、交換作業時に廃定着液がこぼれ難くなる。また、廃トナーに廃定着液を混ぜることで、廃トナー同士が溶融、結着するため廃トナーの浮遊が無くなる。これらのため、交換作業時に、廃材容器を多少傾けたり、多少乱暴に扱ったりしても中味が出てくる虞がない。このように、交換作業時の廃材容器１０の扱い方が容易になり作業性が向上する。また、交換中に廃定着液や廃トナーでサービスマンの手や衣服、周辺環境を汚す可能性が非常に低くなる。
【００２８】
さらに、廃定着液と廃トナーとを一緒に貯留することにより、貯留スペースを小さくすることができる。これは、トナー粒子は球形に近いため、トナーだけではトナー同士の間には若干の隙間がある状態で貯留されるが、廃定着液とともに貯留するとを入れると廃トナーが溶融して球形でなくなり、隙間なく、埋まりあう。これにより、全体として容積が減り、従来の廃定着液容器と廃トナー容器とをそれぞれ設けたものに比べて、貯留スペースの小型化が可能となる。これは、以下の実験でも確認されている。一般的に、サービスマンの来訪は、例えば１年毎とか、１０〜２０万枚とかの、かなり長い間隔が設定されている。このため、従来の廃トナー容器と廃定着液容器とをそれぞれ設けたものでは、廃トナー容器の容量は、約３〜６リットル程度で、廃定着液容器は約２〜５リットルの容積で設計されている。例えば、廃定着液容器を３リットル、廃トナー容器を４リットル、合計７リットルの容積が必要であったとする。このときと同じ量の定着液とトナーとを貯留するために、本実施形態の一つの廃材容器１０に貯留した場合、約６リットルの容積で足りた。すなわち、容積が全体で約１４％減ったことになる。これは、球の六方細密充填率７４％が１００％となったとして計算しても、近い値となる。
【００２９】
さらに、廃材容器１０について詳しく説明する。図２は、廃材容器の一例の外観を示す斜視図である。一般的に、廃材容器１０は、プリンタの設計自由度や、交換作業を考慮して、細長くなることが多い。ここで、廃材容器１０の上面に設けた廃定着液入口１０ａと廃トナー入口１０ｂとは、なるべく離して設けるのが好ましい。廃定着液入口１０ａと廃トナー入口１０ｂとが近いと、廃定着液と廃トナーとが廃棄容器１０内に入って直ぐに混じり、その場でトナーが溶融して粘度が上がって流動性が低下し、入口近傍で固まってしまう。このため、入口より離れたスペースには貯留できず、効率が悪い。図２に示すように、廃材容器１０の廃定着液入口１０ａと廃トナー入口１０ｂとを互いに対向する端部近傍に設けることにより、廃定着液入口１０ａと廃トナー入口１０ｂが離れ、廃材容器１０内に無駄なスペースができることを防止できる。
【００３０】
図３は、廃材容器の一例の内部構成を示す断面図である。さらに、廃材容器１０の内部に、廃トナー入口１０ｂ直下から廃定着液入口１０ａ直下まで落下してきた廃トナーを搬送する廃トナー搬送手段としての廃トナー搬送スクリュウ１１を設けることが好ましい。廃トナー搬送スクリュウ１１は、廃材容器１０外壁に設けたカップリング１２を介して、図示しない外部からモーター等により駆動され、廃トナーを搬送する。廃トナー入口１０ｂから廃材容器１０内に落下した廃トナーは、廃トナー搬送手段１１により搬送されて、廃定着液入口１０ａ側まで搬送されて定着液と接し、ここで固着する。固着した廃トナーは盛り上がっていくが、廃定着液は固着トナーを伝って下りてくるため、廃トナー搬送スクリュウ１１によって搬送された廃トナーと接触できる。このため、奥が埋まった後、手前に固まってくる。このようにすると、廃材容器１０内に無駄なスペースできることを防止でき、有効に利用することができる。
【００３１】
さらに、廃材容器１０の必要容積が多く、廃材容器１０の高さが必要な場合は、図４に示すように、上下の２段の廃トナー搬送スクリュウ１１ａ，ｂを構成としても良い。この場合、下側の廃トナー搬送スクリュウ１１ｂが埋まった場合は、上側の廃トナー搬送スクリュウ１１ａで、上方向にも効率よくスペースを埋めて行くことができる。もちろん、二段に限定されるものではなく、高さに応じて必要な段数を設定すれば良い。
【００３２】
図４のように、廃トナー搬送スクリュウ１１を複数段とするものでは、それぞれの段に相当する満杯検知センサを設けることが好ましい。図５は、図４の廃材容器１０で廃材満杯検知センサ２７ａ，ｂを設けたものである。廃材満杯検知センサ２７ａ，ｂにより満杯検知をおこない、一段目が満杯になったら二段目を駆動するというように駆動を切り替えていく。廃材満杯検知センサ１２としては、図６に示すものが挙げられる。この廃材満杯検知センサ２７は、廃材容器１０の側面に蓋３５に、柔らかいフィルム３６で覆い、内部の廃材が増えてくるとフィルム３６が膨らむ。これにより、フィルム３６の外側のレバー３７が支点３８を軸に動き、遮光板３９のフォトセンサを遮る事で満杯を検知する。このようにセンサを使用することで、廃トナー搬送スクリュウ１１を切替え効率的に廃材容器１０内を埋めていくことができる。
【００３３】
次に、上記定着装置２０で用いられる定着液組成について説明する。この定着装置２０は、少なくとも軟化剤を含有する液状定着液を用いて、上述のように定着をおこなっている。
【００３４】
先ず、軟化剤について説明する。
軟化剤は、トナーに含まれる樹脂の少なくとも一部を溶解または膨潤させることで樹脂微粒子を軟化させる機能を有する。
軟化剤としては、エステル化合物であることが好ましい。エステル化合物は、トナー等の樹脂微粒子に含まれる樹脂の少なくとも一部を溶解または膨潤させる溶解性または膨潤性に優れている。上記エステル化合物の中でも、脂肪族エステル、炭酸エステルが、樹脂の軟化能力が優れている点で特に好ましい。また、後述する起泡剤としてのアニオン系界面活性剤による起泡性を阻害しない点からも好ましい。
【００３５】
また、記録媒体に対する樹脂微粒子としてのトナーの定着は、密封された環境において頻繁に使用される機器で行われ、軟化剤はトナーの記録媒体への定着後にもトナー中に残留するため、記録媒体に対するトナーの定着は揮発性有機化合物（ＶＯＣ）及び不快臭の発生を伴わないことが好ましい。すなわち、軟化剤は揮発性有機化合物（ＶＯＣ）及び不快臭の原因となる物質を含まないことが好ましい。脂肪族エステルは、一般に汎用される有機溶剤（トルエン、キシレン、メチルエチルケトン、酢酸エチルなど）と比較して、高い沸点及び低い揮発性を有し、刺激臭を持たない。
【００３６】
オフィス環境等における臭気を高い精度で測定することができる実用的な臭気の測定尺度として、官能測定である三点比較式臭袋法による臭気指数〔１０×ｌｏｇ（物質の臭気が感じられなくなるまでの物質の希釈倍率）〕を臭気の指標とすることができる。また、軟化剤に含まれる脂肪族エステルの臭気指数は、１０以下であることが好ましい。この場合、通常のオフィス環境では、不快臭を感じなくなる。更に、軟化剤のみならず、定着液に含まれる他の液剤も同様に、不快臭及び刺激臭を有さないことが好ましい。
【００３７】
上記脂肪族エステルは、飽和脂肪族エステルを含む。上記脂肪族エステルが、飽和脂肪族エステルを含む場合には、軟化剤の保存安定性（酸化、加水分解などに対する耐性）を向上させることができる。また、多くの飽和脂肪族エステルは、トナーに含まれる樹脂を１［秒］以内で溶解または膨潤させることができる。更に、飽和脂肪族エステルは、記録媒体に提供されたトナーの粘着感を低下させることができる。これは、飽和脂肪族エステルが、溶解または膨潤したトナーの表面に油膜を形成するためであると考えられる。
【００３８】
よって、定着液としては、上記飽和脂肪族エステルが「Ｒ１ＣＯＯＲ２」の一般式で表される化合物を含むものを用いることが望ましい。この化合物の一般式におけるＲ１は、炭素数が１１以上１４以下のアルキル基を示しており、Ｒ２は、炭素数が１以上６以下の直鎖型もしくは分岐型アルキル基を示している。Ｒ１及びＲ２の炭素数がそれぞれ所望の範囲よりも少ないと臭気が発生し、所望の範囲よりも多いと樹脂軟化能力が低下する。定着液としては、上記飽和脂肪族エステルが「Ｒ１ＣＯＯＲ２」の一般式で表される化合物を含むものを用いることにより、トナーに含まれる樹脂に対する溶解性または膨潤性を向上させることができる。また、上記一般式「Ｒ１ＣＯＯＲ２」で表される化合物の臭気指数は、１０以下であり、不快臭及び刺激臭を有さない。
【００３９】
上記化合物を含む上記飽和脂肪族エステルである脂肪族モノカルボン酸エステルとしては、例えばラウリン酸エチル、ラウリン酸ヘキシル、トリデシル酸エチル、トリデシル酸イソプロピル、ミリスチン酸エチル、ミリスチン酸イソプロピル、などが挙げられる。上記化合物を含むこれらの脂肪族モノカルボン酸エステルの多くは、油性溶媒に溶解するが、水には溶解しない。よって、上記化合物である脂肪族モノカルボン酸エステルの多くについて、水性溶媒では、グリコール類を溶解助剤として定着液に含有し、溶解またはマイクロエマルジョンの形態とする。
【００４０】
また、定着液としては、上記脂肪族エステルが脂肪族ジカルボン酸エステルを含むものを用いることが望ましい。上記脂肪族エステルが、脂肪族ジカルボン酸エステルを含む場合には、より短い時間でトナーに含まれる樹脂を溶解または膨潤させることができる。例えば、６０［ｐｐｍ］程度の高速印字では、記録媒体における未定着のトナーに定着液を付与し、トナーが記録媒体に定着するまでの時間は、１［秒］以内であることが好ましい。上記脂肪族エステルが、脂肪族ジカルボン酸エステルを含む場合には、記録媒体における未定着のトナー等に定着液を付与し、トナーが記録媒体に定着するのに要する時間を、０．１［秒］以内にすることが可能となる。更に、より少量の軟化剤を添加することによって、トナーに含まれる樹脂を溶解または膨潤させることができるため、定着液に含まれる軟化剤の含有量を低減することができる。
【００４１】
よって、定着液としては、上記脂肪族ジカルボン酸エステルが「Ｒ３（ＣＯＯＲ４）２」の一般式で表される化合物を含むものを用いることが望ましい。この化合物の一般式におけるＲ３は、炭素数が３以上８以下のアルキレン基を示しており、Ｒ４は、炭素数が３以上５以下の直鎖型又は分岐型アルキル基を示している。Ｒ３及びＲ４の炭素数がそれぞれ所望の範囲よりも少ないと臭気が発生し、所望の範囲よりも多いと樹脂軟化能力が低下する。定着液としては、上記脂肪族ジカルボン酸エステルが「Ｒ３（ＣＯＯＲ４）２」の一般式で表される化合物を含むものを用いることにより、トナーに含まれる樹脂に対する溶解性または膨潤性を向上させることができる。また、上記一般式「Ｒ３（ＣＯＯＲ４）２」で表される化合物の臭気指数は、１０以下であり、不快臭及び刺激臭を有さない。
【００４２】
上記化合物を含む上記脂肪族ジカルボン酸エステルとしては、例えばコハク酸２エチルヘキシル、アジピン酸ジブチル、アジピン酸ジイソブチル、アジピン酸ジイソプロピル、アジピン酸ジイソデシル、セバシン酸ジエチル、セバシン酸ジブチル等が挙げられる。上記化合物を含むこれらの脂肪族ジカルボン酸エステルの多くは、油性溶媒に溶解するが、水には溶解しない。よって、水性溶媒では、グリコール類を溶解助剤として定着液に含有し、溶解またはマイクロエマルジョンの形態とする。
【００４３】
更に、本実施形態における定着液において、上記脂肪族エステルは、脂肪族ジカルボン酸ジアルコキシアルキルを含むことが望ましい。上記脂肪族エステルが、脂肪族ジカルボン酸ジアルコキシアルキルを含む場合には、記録媒体に対するトナーの定着性を向上させることができる。
【００４４】
定着液としては、上記脂肪族ジカルボン酸ジアルコキシアルキルが「Ｒ５（ＣＯＯＲ６−Ｏ−Ｒ７）２」の一般式で表される化合物を含むものを用いることが望ましい。この化合物の一般式におけるＲ５は、炭素数が２以上８以下のアルキレン基を示しており、Ｒ６は、炭素数が２以上４以下のアルキレン基を示し、Ｒ７は、炭素数が１以上４以下のアルキル基を示している。Ｒ５、Ｒ６及びＲ７の炭素数がそれぞれ所望の範囲よりも少ないと臭気が発生し、所望の範囲よりも多いと樹脂軟化能力が低下する。定着液としては、上記脂肪族ジカルボン酸ジアルコキシアルキルが「Ｒ５（ＣＯＯＲ６−Ｏ−Ｒ７）２」の一般式で表される化合物を含むものを用いることにより、トナーに含まれる樹脂に対する溶解性または膨潤性を向上させることができる。また、上記一般式「Ｒ５（ＣＯＯＲ６−Ｏ−Ｒ７）２」で表される化合物の臭気指数は、１０以下であり、不快臭及び刺激臭を有さない。
【００４５】
上記化合物を含む上記脂肪族ジカルボン酸ジアルコキシアルキルとしては、例えばコハク酸ジエトキシエチル、コハク酸ジブトキシエチル、コハク酸ジカルビトール、アジピン酸ジメトキシエチル、アジピン酸ジエトキシエチル、アジピン酸ジブトキシエチル、セバシン酸ジエトキシエチル等が挙げられる。上記化合物を含むこれらの脂肪族ジカルボン酸ジアルコキシアルキルを水性溶媒で用いる場合には、必要に応じてグリコール類を溶解助剤として定着液に含有させ、溶解またはマイクロエマルジョンの形態とする。
【００４６】
上記炭酸エステルとしては、例えば炭酸エチレン、炭酸プロピレン（プロピレンカーボネート）、グリセロール１，２−カルボナート、４−メトキシメチル−１，３−ジオキソラン−２−オンなどが挙げられる。
【００４７】
また、上記以外のエステル化合物としては、例えばクエン酸トリエチル、アセチルクエン酸トリエチル、クエン酸トリブチル、アセチルクエン酸トリブチル等のクエン酸エステル；エチレングリコールジアセタート、ジエチレングリコールジアセタート、トリエチレングリコールジアセタート等のグリコールをエステル化した化合物；モノアセチン、ジアセチン、トリアセチン等のグリセリンをエステル化した化合物などが挙げられる。
【００４８】
以上、本実施形態においては、液状の定着液を塗布ローラ５を用いて転写紙２４に付与する構成で、本発明を説明したが、これに限られるものではない。本発明は、定着液を液状から液中に気泡を分散させて泡を多く含んだ泡状化し、泡状定着液を塗布ローラ５を用いて転写紙２４に付与する構成にも適用可能であり、同様の効果が得られる。
【００４９】
さらに、特許文献２に記載される定着装置のように、定着液付与手段として定着液噴霧器を用いる構成でも、記録媒体に付着しなかった定着液滴が浮遊しているが、液滴となってから時間が経過しており、その特性は劣化する。このため、浮遊した定着液を回収し、廃定着液として交換可能な廃定着液容器内に貯留して、廃棄する。本発明は、このような定着液をミスト状にして転写紙２４に付与する構成にも適用可能であり、同様の効果が得られる。
【００５０】
また、何れの定着液付与手段を用いた定着装置でも、残留定着液に、未定着トナーも含まれず、且つ、特性劣化が少ない場合は、再利用可能であり、定着液リサイクル機構を設けて再利用することも考えられる。しかし、繰り返しの使用で定着液としての特性変化が大きくなり、最終的には、廃定着液として廃定着液容器に貯留され廃棄される。この構成にも、本発明は、適用可能であり、同様の効果が得られる。
【００５１】
また、本実施形態では、記録媒体として転写紙２４を用いているが記録媒体としては、転写紙に限定されず、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、紙、布、及び液体透過層を有するＯＨＰ用シートのようなプラスチックフィルムなどが挙げられる。
【００５２】
以上、本実施形態によれば、トナーの少なくとも一部を溶解または膨潤させることでトナー粒子を軟化させる軟化剤を含有した定着液を、定着液付与手段としての塗布ローラ５により記録媒体である転写紙２４上に塗布して定着液を付与し、トナーを軟化させることにより定着する湿式の定着装置２０を採用する。塗布ローラ５により定着液を付与する際に、転写紙２４上に塗布されずに塗布ローラ５上に残った定着液を回収する定着液回収手段としてのクリーニング装置４１と、クリーニング装置４１により回収された定着液を廃定着液として貯留する交換可能な廃材容器１０とを設ける。また、トナー像担持体としての感光体１６（Ｃ，Ｍ，Ｙ、Ｋ）および中間転写ベルト１５上より回収された転写残トナーを廃トナーとして廃材容器１０内に貯留する。この構成では、廃定着液と廃トナーとを廃棄する作業が、廃材容器１０の１つの交換作業で済み、従来の廃定着液容器と廃トナー容器とをそれぞれ交換して廃棄するものに比べて作業性が向上する。また、廃材容器１０内で、廃定着液に廃トナーを混ぜると、廃定着液の液粘度が上がりゲル状になるため、交換作業時に廃定着液がこぼれ難くなる。また、廃トナーに廃定着液を混ぜることで、廃トナー同士が溶融、結着するため廃トナーの浮遊が無くなる。これらのため、交換作業時の廃材容器１０の扱い方が容易になり、作業性が向上する。さらに、廃定着液と廃トナーとを一緒に貯留することにより、貯留スペースを小さくすることができる。これは、トナーは球形に近いため、トナーだけではトナー同士の間には若干の隙間がある状態で貯留されるが、定着液とともに貯留するとを入れるとトナーが溶融して球形でなくなり、隙間なく、埋まりあう。これにより、全体として容積が減り、従来の廃定着液容器と廃トナー容器とをそれぞれ設けたものに比べて、貯留スペースの小型化が可能となる。
また、本実施形態によれば、廃材容器１０の上面の互いに対向する端部近傍に廃定着液入口１０ａと廃トナー入口１０ｂとを設ける。廃定着液入口１０ａと廃トナー入口１０ｂとが近いと、廃定着液と廃トナーとが廃棄容器１０内に入って直ぐに混じり、その場でトナーが溶融して粘度が上がり、流動性が低下し、入口近傍で固まってしまう。このため、入口より離れたスペースには貯留できず、効率が悪い。廃材容器１０の廃定着液入口１０ａと廃トナー入口１０ｂとを互いに対向する端部近傍に設けることにより、廃定着液入口１０ａと廃トナー入口１０ｂが離れ、廃材容器１０内に無駄なスペースができることを防止できる。
また、本実施形態によれば、廃材容器１０内部の、廃トナー入口１０ｂの直下の領域から廃定着液入口１０ａの直下の領域まで廃トナーを搬送する廃トナー搬送手段としての廃トナー搬送スクリュウ１１を設ける。廃トナー入口１０ｂから廃材容器１０内に落下した廃トナーは、廃トナー搬送手段１１により搬送されて、廃定着液入口１０ａ側まで搬送されて定着液と接し、ここで固着する。固着した廃トナーは盛り上がっていくが、廃定着液は固着トナーを伝って下りてくるため、廃トナー搬送スクリュウ１１によって搬送された廃トナーと接触できる。このため、奥が埋まった後、手前に固まってくる。このようにすると、廃材容器１０内に無駄なスペースできることを防止でき、有効に利用することができる。
また、本実施形態によれば、廃材容器１０において、廃トナー搬送スクリュウ１１を複数設け、上下に配置する。廃材容器１０の必要容積が多く、廃材容器１０の高さが必要な場合は、上下の２段の廃トナー搬送スクリュウ１１ａ，ｂを構成としても良い。この場合、下側の廃トナー搬送スクリュウ１１ｂが埋まった場合は、上側の廃トナー搬送スクリュウ１１ａで、上方向にも効率よくスペースを埋めて行くことができる。
また、本実施形態によれば、上記定着装置２０を画像形成装置としてのプリンタに採用することにより、廃定着液や廃トナーを貯留するスペースによる装置の大型化の抑制と、廃定着液や廃トナーを廃棄する際の作業性を向上できる。
【符号の説明】
【００５３】
１    定着液収容部
２    制御バルブ
３    定着液容器
４    供給ローラ
５    塗布ローラ
６    加圧ローラ
７    クリーニングブレード
８    残留定着液投入口
９    回収チューブ
１０  廃材容器
１０ａ  廃定着液入口
１０ｂ  廃トナー入口
１１    廃トナー搬送スクリュウ
１２    カップリング
１３    張架ローラ
１４    ベルトクリーニング装置
１５    中間転写ベルト
１６    感光体（Ｃ，Ｍ，Ｙ，Ｋ）
１７    １次転写チャージャ（Ｃ，Ｍ，Ｙ，Ｋ）
１９    二次転写ローラ
２０    定着装置
２３    給紙カセット
２４    転写紙
２５    レジストローラ
２７    満杯検知センサ
４０    作像部
４１    クリーニング装置
４２    クリーニングブラシ
４３    クリーニングブレード
４４    除電装置
４５    帯電チャージャ
４６    現像装置
４９、５０    残トナー投入口
５１、５２，５３，５４    残トナー搬送路
５５，５６    残トナー搬送スクリュウ
【先行技術文献】
【特許文献】
【００５４】
【特許文献１】特許４３９３９５１号公報
【特許文献２】特開２００９−２５５４０号公報
【図１】
2012037592.tif 000003
【図２】
2012037592.tif 000004
【図３】
2012037592.tif 000005
【図４】
2012037592.tif 000006
【図５】
2012037592.tif 000007
【図６】
2012037592.tif 000008
【図７】
2012037592.tif 000009