噴霧ヘッド、並びにこれを用いる定着装置、画像形成装置及びトナー除去装置
【課題】 記録紙の画像形成領域に対して適量の液体を長時間安定して噴霧することができ、しかも、ライン型の液滴噴出ヘッドを用いる場合に比べて低コスト化を期待することができる超音波トランスデューサーを提供する。
【解決手段】 ホーン部材１８１の液体流路よりも径の小さな微小流路を複数有する多流路部材を、それぞれの微小流路がホーン部材１８１の液体流路に連通するようにホーン部材１８１に設け、それぞれの微小流路の端にある微小開口を、それぞれ霧を噴霧する噴射口として機能させるようにした。かかる多流路部材としては、ホーン部材１８１の先端にロウ付け又は溶接せしめた焼結金属からなる多孔質部材１８３が挙げられる。また、所定のテンションで張架しつつホーン部材１８１の先端に押し当てたメンブランフィルター等からなる多孔質フィルターでもよい。
【解決手段】 ホーン部材１８１の液体流路よりも径の小さな微小流路を複数有する多流路部材を、それぞれの微小流路がホーン部材１８１の液体流路に連通するようにホーン部材１８１に設け、それぞれの微小流路の端にある微小開口を、それぞれ霧を噴霧する噴射口として機能させるようにした。かかる多流路部材としては、ホーン部材１８１の先端にロウ付け又は溶接せしめた焼結金属からなる多孔質部材１８３が挙げられる。また、所定のテンションで張架しつつホーン部材１８１の先端に押し当てたメンブランフィルター等からなる多孔質フィルターでもよい。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体を噴霧する噴霧部と、これに固定された振動子とを備え、振動子の振動によって噴霧部内の液体を噴霧する噴霧ヘッド、並びにこれを用いる定着装置及び画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、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として、転写紙等の記録部材に記録されたトナー像を定着液によって定着せしめるものが知られている。例えば、特許文献１には、インクジェットヘッドに代表されるような圧電素子方式の液滴噴出ヘッドから定着液を液滴の状態で噴出して、記録部材のトナー像に付着させる定着装置が記載されている。この定着装置によれば、定着液を記録部材のトナー像記録領域に対して選択的に付着させることで、定着液を記録部材の非画像部に塗布することによる記録部材のカールや皺を抑えることができる。
【０００３】
一方、従来より、画像除去促進液を用いて、トナー像が定着せしめられた記録部材からトナー像を除去するトナー除去装置が知られている。特許文献２に記載のトナー除去装置もその１つである。このトナー除去装置は、液滴噴出ヘッドから画像除去促進液を液滴の状態で噴出して記録部材のトナー像に付着させ、トナー像中のトナーと記録部材との接着状態を不安定にする。そして、粘着性のある剥離ベルトを記録部材に圧接せしめた後に剥離する。これにより、記録部材上のトナー像を剥離ベルト上に転位させることで、記録部材からトナーを除去する。かかるトナー除去装置においても、上述した定着装置と同様に、画像除去促進液を記録部材のトナー像記録領域に対して選択的に付着させることで、画像除去促進液を非画像部に塗布することによる記録部材のカールや皺を抑えることができる。
【０００４】
また、従来より、振動子から発する超音波振動を利用して、液体を噴霧する超音波トランスデューサーが知られている（例えば特許文献３や特許文献４に記載のもの）。
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−１０９７５１号公報
【特許文献２】特開平１１−２０２７０４号公報
【特許文献３】特公昭５８−１６０８２号公報
【特許文献４】特公平４−１１２６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載の定着装置においては、上述したように、インクジェットヘッドのような液滴噴出ヘッドにより、定着液を記録部材のトナー像形成領域に対して選択的に付与している。一般に、このような液滴噴出ヘッドでは、信頼性維持機構によって信頼性を維持する必要がある。信頼性維持機構としては、例えば、噴出した液滴内に気泡が存在すると液滴噴出の正確な制御ができなくなるため、液を定期的にノズルによって吸引して液中の気泡を排出させる機構が挙げられる。また、ノズル面が汚れると正確な液滴噴出ができなくなるため、ワイパーなどによってノズル面を定期的に清掃する機構もある。更には、ノズルからの液蒸発に伴う液の増粘を回避するためにノズルをキャッピングする機構もある。液滴噴出ヘッドにおいては、これらの信頼性維持機構を付設することで、コストアップを引き起こしてしまう。
【０００７】
また、液滴噴出ヘッドには、シリアル型のものと、ライン型のものとがあるが、前者の液滴噴出ヘッドにおいては、次のような問題もあった。即ち、シリアル型の液滴噴出ヘッドは、記録紙の搬送方向と直交する方向（主走査方向）の寸法が記録紙の幅よりも遙かに小さくなっている。そして、従来からよく知られているインクジェットヘッドのように、移動装置によって主走査方向に移動せしめられながら、噴出口からの液滴の噴出をオンオフする。これにより、記録部材の主走査方向の全域において、各ドットに対してそれぞれ選択的に液滴を付着させる。このようなシリアル型の液滴噴出ヘッドにおいては、ヘッドを主走査方向に移動させている最中に、記録部材を搬送方向に移動させることができない。このため、液滴噴出ヘッドの主走査方向への移動と、記録部材の搬送方向への移動とを交互に繰り返さなければならず、定着処理に長時間を要してしまう。すると、せっかく電子写真方式等によってインクジェット方式よりも高速に画像を形成したにもかかわらず、定着処理も含めた最終的なプリントアウト時間がインクジェット方式と変わらなくなってしまう。
【０００８】
また、ライン型の液滴噴出ヘッドは、主走査方向の寸法が記録紙の幅と同等になっており、主走査方向において画像の解像度に対応する数の噴出口を有している。そして、個々の噴出口からの液滴の噴出をそれぞれ個別にオンオフすることで、主走査方向に移動することなく、記録部材の主走査方向の全域において液滴を各ドットに対してそれぞれ選択的に付着させる。このため、シリアル型の液滴噴出ヘッドに比べて、定着処理時間を大幅に短縮することができる。しかしながら、液滴の噴出のオンオフを個別に制御可能にした複数の噴出口を、主走査方向に数千個も配設しなければならいため、コスト高になってしまう。そして、上述した信頼性維持機構を付設すれば、更なるコストアップを招来してしまう。
【０００９】
一方、特許文献２に記載のトナー除去装置においても、画像除去促進液を各ドットに選択的に付着させる液滴噴出ヘッドとしてシリアル型のものを用いると、特許文献１に記載の定着装置と同様に、信頼性維持機構の付設によってコストアップを引き起こしたり、画像除去促進液の供給工程に長時間を要したりといった問題が発生する。また、ライン型の液滴噴出ヘッドを用いると、ヘッド自体がコスト高になってしまう。
【００１０】
そこで、本発明者らは、超音波トランスデューサー（以下、単にトランスデューサーという）に着目した。トランスデューサーでは、上述したような信頼性維持機構を付設しなくても、噴霧を適切にコントロールすることができる。また、液滴噴出ヘッドでは、記録紙に対する液滴の付与のオンオフを例えば１ドット領域などといった微小領域の単位で管理することになるが、定着液や画像除去促進液であれば、例えば１５［ｍｍ］四方などといった比較的広い範囲でオンオフを管理しても実使用上差し支えない。よって、定着液や画像除去促進液をトナー像形成領域に選択的に付与するための手段において、液滴噴出ヘッドの代わりとして十分に機能させることが可能である。しかも、処理時間の短縮化を図る目的でライン方式の制御を採用したとしても、トランスデューサーを主走査方向に数十個並べ、それぞれからの噴霧の有無を制御するだけでよい。このような構成では、ライン方式の制御が可能な大型の液滴噴出ヘッドを採用する場合よりも、低コスト化を実現し得る可能性が十分にある。
【００１１】
本発明者らは、このような考察に基づいて、主走査方向に並べた複数のトランスデューサーにより、定着液を記録部材のトナー像形成箇所に選択的に噴霧する実験を行った。すると、それぞれのトランスデューサーにより、それぞれ記録部材の噴霧箇所に対して適切な量の定着液を付着させることができた。しかしながら、トランスデューサーに供給するための液体を貯留する貯留タンク内での液面と、トランスデューサーの噴射口との高低差によっては、噴霧を長時間安定して行うことができなかった。
【００１２】
具体的には、例えば図１に示すような噴霧装置を準備したとする。同図において、トランスデューサー９００は、ステンレス等の金属材料からなる細長いホーン部材９０１と、これに固定された振動子９０２とを備えている。また、ホーン部材９０１は、液体９３０を図中上下方向に流通させるための液体流路を有している。この液体流路の一端側は、液体９３０を外部から流路内に受け入れるための受入口９０３になっており、この受入口９０３は鉛直方向上側を向いている。また、液体流路の他端側は、液体流路内の液体９０３を霧として外部に噴射する噴射口９０４になっており、この噴射口９０４は鉛直方向下側を向いている。振動子９０２は、ホーン部材９０１の長手方向における受入口９０３の近くに固定されている。ホーン部材９０１の近くには、液体９３０を貯留している貯留タンク９４０が配設されている。この貯留タンクの底面には、液体９３０を排出するためのドレン口が設けられており、このドレン口とトランスデューサー９００の受入口９０３とは搬送チューブによって連結されている。このような状態で振動子９０２が超音波振動すると、ホーン部材９０１の液体流路内の液体９３０が噴射口９０４から霧として噴射するとともに、その噴射量とほぼ同量の液体９３０が搬送チューブ内から受入口９０３内に吸い込まれる。
【００１３】
同図において、ホーン部材９０１の噴射口９０４は、貯留タンク９４０内の液面レベルＷＬよりも高い位置になっている。図中の＋ｈは、この状態における両者の高低差を表わしている。ここで、＋ｈがほぼゼロである場合、即ち、両者の高低差（水頭差）がそれほどない場合には、ホーン部材９０１の先端部が図２に示すような状態になる。同図において、ホーン部材９０１の液体流路内に存在する液体９３０の先端は、噴射口９０４とほぼ同じ位置に存在している。このような状態で、図示しない振動子が超音波振動すると、噴射口９０４から液体９３０が霧の状態で良好に噴射される。ところが、上述の高低差がある程度大きいと、図３に示すように、液体流路内の液体９３０の先端側が噴射口９０４から突出して、僅かに盛り上がる。この状態で図示しない振動子が超音波振動すると、その瞬間に噴射口９０４から突出していた液体９３０が液滴となって落下してしまう。この後、一時的に噴射口９０４から霧が良好に噴射されるが、やがて液体９３０の先端が徐々に噴射口９０４から突出し、それに伴って噴霧量が増加していく。そして、先に図３に示したような盛り上がり度合いで突出が止まり、噴霧量が最大になる。即ち、振動子の振動開始時に液滴が落下してしまうことに加えて、噴霧量が安定しないのである。また、上述の高低差が更に大きくなると、図４に示すように、噴射口９０４からの液体９３０の盛り上がりが非常に大きくなる。そして、この盛り上がりが液滴となって落下した後、再び同様の盛り上がりが形成されて液滴となって落下するという現象が噴霧中に繰り返される。これにより、噴霧装置としての機能が果たされなくなってしまう。
【００１４】
一方、図１とは逆に、噴射口９０４が液面レベルＷＬよりも低くなるような高低差（−ｈ）があるとする。この場合、高低差がある程度大きいと、図５に示すように、液体流路内の液体９３０の先端が噴射口９０４よりも窪んだ位置に存在するようになり、霧が液体流路内で発生してしまういわゆるキャビテーションという現象を引き起こす。そして、霧が噴射口９０４から良好に噴射されなくなる。また、高低差（−ｈ）が更に大きくなると、図６に示すように、液体９３０の先端の噴射口９０４からの窪み量が更に大きくなり、やがて、液体が貯留タンクに向けて逆流してしまう。
【００１５】
つまり、定着装置やトナー除去装置においては、特許文献２で説明されているように、液消費量低減のためにトナー領域のみに液を付与したり、定着品質向上のためにトナー量に応じて液付与量を可変したりすることが望ましいが、液の付与手段として、トランスデューサーを用いる場合には、常に一定のミスト量を発生する必要があり、このためにはホーン先端面である噴霧形成面に常に均一の定着液膜を形成しなければならないのである。
【００１６】
本発明は、以上の背景に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、次のような噴霧ヘッド、並びにこれを用いる定着装置、画像形成装置及びトナー除去装置を提供することである。即ち、記録部材の画像形成領域に対して適量の液体を長時間安定して噴霧することができ、しかも、ライン型の液滴噴出ヘッドを用いる場合に比べて構成の簡素化と低コスト化とを期待することができる噴霧ヘッドである。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、液体を流通させる液体流路と、液体を該液体流路内に受け入れる受入口と、該液体流路内の液体を霧として噴射するための噴射口とを有する噴霧部と、該噴霧部に固定された振動子とを備え、該振動子の発する超音波振動によって該液体流路内の液体を該噴霧部の先端にある該噴射口から噴霧する噴霧ヘッドにおいて、上記液体流路よりも径の小さな微小流路を複数有する多流路部材を、該液体流路内における上記噴射口の近傍に設けるか、あるいは該噴射口を塞ぐように上記噴霧部の先端に設けるかして、該多流路部材における複数の該微小流路をそれぞれ該液体流路に連通させ、該噴射口の代わりに、それぞれの該微小流路の端にある微小開口をそれぞれ噴射口として機能させるようにした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の噴霧ヘッドにおいて、上記多流路部材として多孔質部材を用い、該多孔質部材を上記噴霧部の先端に固定したことを特徴とするものである。
また、請求項３の発明は、請求項１の噴霧ヘッドにおいて、上記多流路部材として多孔質フィルムを用い、張架部材によって張架した該多孔質フィルムを上記噴霧部の先端に押し当て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の噴霧ヘッドにおいて、上記張架部材を上記噴霧部とは別体で構成した支持体に支持させたことを特徴とするものである。
また、請求項５の発明は、トナー像が記録された記録部材に定着液を供給する供給手段を有し、該トナー像を該定着液によって該記録部材に定着せしめる定着装置において、上記供給手段として、請求項１乃至４の何れかの噴霧ベッドを用いたことを特徴とするものである。
また、請求項６の発明は、請求項５の定着装置において、上記定着液を貯留する貯留タンクと、該貯留タンクから上記受入口に延びる液体搬送管と、該液体搬送管の途中に配設され且つ駆動によって該液体搬送管の流路を開閉する開閉弁とを設けたことを特徴とするものである。
また、請求項７の発明は、画像情報に基づいて記録部材にトナー像を形成するトナー像形成手段と、該トナー像を該記録部材に定着せしめる定着手段とを有する画像形成装置において、上記定着手段として、請求項５又は６の定着装置を用いたことを特徴とするものである。
また、請求項８の発明は、請求項７の画像形成装置において、上記定着手段として、請求項６の定着装置を用いるとともに、少なくとも上記振動子及び上記開閉弁の駆動を制御することで霧の噴霧の有無を制御する噴霧制御手段を設けたことを特徴とするものである。
また、請求項９の発明は、請求項８の画像形成装置において、上記噴霧ヘッドを複数設けるとともに、上記トナー像形成手段から送られてくる上記画像情報に基づいて上記開閉弁の駆動を制御させるように上記噴霧制御手段を構成したことを特徴とするものである。
また、請求項１０の発明は、トナー像が記録されている記録部材から該トナー像を読み取る読取手段と、該記録部材に画像除去促進液を供給する供給手段と、該読取手段による読み取り結果に基づいて該供給手段による画像除去促進液の供給と供給停止とを制御することで該記録部材におけるトナー像形成領域に対して画像除去促進液を選択的に供給せしめる供給制御手段と、画像除去促進液が供給された該記録部材に対して剥離部材を密着せしめた後に分離することで、トナー像を該記録部材から該剥離部材に転位させる剥離手段とを備えるトナー除去装置において、上記供給手段として、請求項１乃至４の何れかの噴霧ベッドを用いたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１８】
これらの発明においては、これらの発明においては、記録部材に液体を供給する供給手段として、液体を従来のインクジェットヘッドのように滴として噴出する液滴噴出ヘッドを用いるのではなく、トランスデューサーのように霧として噴射する噴霧ヘッドを用いる。これにより、ライン型の液滴噴出ヘッドを用いる場合に比べて低コスト化を期待することができる。
また、これらの発明においては、液滴噴出ヘッドで必要としていた信頼性維持機構が不要になるので、液滴噴出ヘッドを用いる場合に比べて構成の簡素化を期待することができる。
また、これらの発明においては、従来のトランスシューサーのように噴霧部の液体流路の端にある流路開口を噴射口として利用するのではなく、液体流路に連結した複数の微小流路の端にある微小開口をそれぞれ噴射口として利用する。かかる構成においては、液体流路内の液体を複数の微小流路に分岐して保持することにより、従来のように液体流路の端にある流路開口を噴射口として利用する場合に比べて、液体流路内の液体を移動させるために最低限必要な液圧が高くなる。これにより、噴射口と貯留タンク内の液面レベルとの高低差によって液体の先端が噴射口から盛り上がったり、窪んだりといった現象が起こり難くなる。よって、記録部材の画像形成領域に対して適量の液体を長時間安定して噴霧することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明を、画像形成装置としての電子写真方式のカラー複写機（以下、単に「複写機」という。）に適用した一実施形態について説明する。
図７は、本実施形態に係る複写機の全体を示す概略構成図である。この複写機は、プリンタ部１００と、これの下方に設けられた給紙テーブル２００と、プリンタ部１００に載置されたスキャナ３００と、これの上に載置された原稿自動搬送装置（ＡＤＦ）４００とから構成されている。
【００２０】
図８は、プリンタ部１００を部分的に示す拡大構成図である。同図において、無端状の中間転写ベルト１０は、第１支持ローラ１４、第２支持ローラ１５、第３支持ローラ１６によって張架された状態で、何れか１つの支持ローラの回転駆動によって図中時計回り方向に無端移動せしめられる。第１支持ローラ１４と第２支持ローラ１５との間のベルト展張部分の上方には、ブラック（ＢＫ）、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）のトナー像を生成するための４つの画像形成ユニット１８ＢＫ，Ｙ，Ｍ，Ｃが水平方向い並んで配置されている。そして、これらの画像形成ユニット１８ＢＫ，Ｙ，Ｍ，Ｃの上方には、先に図７に示したように、光書込装置２１が設けられている。この光書込装置２１は、周知の技術によってスキャナ３００で読み取られた原稿の画像情報に基づいてレーザー光を走査して、各画像形成ユニットに設けられた潜像担持体たるドラム状の感光体２０ＢＫ，Ｙ，Ｍ，Ｃ上に静電潜像を形成する。
【００２１】
中間転写ベルト１０の下方には、２次転写装置２２が設けられている。この２次転写装置２２は、２つのローラ２３ａ，２３ｂ間に無端状の２次転写ベルト２４を張架している。そして、中間転写ベルト１０上のトナー像を記録部材としての転写紙上に２次転写する。この際、中間転写ベルト１０の第３支持ローラ１６に対する巻き掛け箇所に、２次転写ベルト２４を当接させて２次転写ニップを形成する。なお、２次転写装置２２は、２次転写ベルト２４を用いた構成でなくても、例えば転写ローラを用いた構成としてもよい。
【００２２】
中間転写ベルト１０の２支持ローラ１５に対する巻き掛け箇所には、ベルトクリーニング装置１７が当接している。このベルトクリーニング装置１７は、２次転写ニップを経由した後の中間転写ベルト１０上に残留する転写残トナーを除去するためのものである。
【００２３】
図９は、上述した４つの画像形成ユニット１８ＢＫ，Ｙ，Ｍ，Ｃのうち、２つを示す拡大構成図である。なお、４つの画像形成ユニット１８ＢＫ，Ｙ，Ｍ，Ｃは、互いに異なる色のトナーを用いる他はほぼ同様の構成になっているので、同図においては、符号の末尾に付すＢＫ，Ｙ，Ｍ，Ｃという添字を省略している。以下の説明においても、これらの添字を適宜省略する。
【００２４】
画像形成ユニット１８には、感光体２０の周囲に、帯電装置６０、現像装置６１、感光体クリーニング装置６３、除電装置６４などを有している。また、感光体２０に対して中間転写ベルト１０を介して対向する位置には、１次転写装置６２を有している。
【００２５】
上記帯電装置６０は、帯電ローラを採用した接触帯電方式のものであり、感光体２０に接触して電圧を印加することにより感光体２０の表面を一様に帯電する。この帯電装置６０としては、非接触のスコロトロンチャージャなどを採用した非接触帯電方式のものを採用することもできる。
【００２６】
上記現像装置６１としては、一成分現像剤を用いる一成分現像方式のものを採用してもよいが、本実施形態では、磁性キャリアと非磁性トナーからなる二成分現像剤（以下、単に「現像剤」という。）を用いる二成分現像方式のものを採用している。
【００２７】
ＢＫ，Ｙ，Ｍ，Ｃの各色トナーは、それぞれの色に着色された樹脂材料を母材とし、後述する定着液によって溶解又は膨潤可能なもので形成されている。現像装置６１は、攪拌部６６と現像部６７に大別できる。攪拌部６６では、現像剤が攪拌されながら搬送されて現像剤担持体としての現像スリーブ６５上に供給される。この攪拌部６６は、平行な２本のスクリュウ６８が設けられており、２本のスクリュウ６８の間には、仕切り板が設けられている。但し、スクリュウ６８の軸線方向における両端部に相当する位置には、仕切り板が設けられていない。現像装置６１の現像ケース７０には、攪拌部６６内の現像剤のトナー濃度を検知するためのトナー濃度センサ７１が取り付けられている。
【００２８】
一方、現像部６７では、現像スリーブ６５に付着した現像剤中のトナーが感光体２０に転移する。この現像部６７には、現像ケース７０の開口を通して感光体２０と対向する現像スリーブ６５が設けられており、その現像スリーブ６５内には図示しないマグネットが固定配置されている。また、現像スリーブ６５に先端が接近するようにドクタブレード７３が設けられている。
【００２９】
攪拌部６６内の２本のスクリュウ６８によって攪拌される現像剤は、スクリュウ間で循環搬送される。そして、図中右側のスクリュウ６８によって搬送されているときに、現像スリーブ６５内に配設されたマグネットローラの発する磁力によってスリーブ表面に汲み上げられる。そして、現像スリーブ６５の回転に伴って搬送され、ドクタブレード７３によって適正な量に規制される。なお、規制された現像剤は攪拌部６６に戻される。このようにして感光体２０と対向する現像領域まで搬送された現像剤は、マグネットローラの磁力によって穂立ちして磁気ブラシを形成する。現像領域では、現像スリーブ６５に印加されている現像バイアスにより、現像剤中のトナーを感光体２０上の静電潜像部分に移動させる現像電界が形成される。これにより、現像剤中のトナーは、感光体２０上の静電潜像部分に転移し、感光体２０上の静電潜像は可視像化され、トナー像が形成される。現像領域を通過した現像剤は、マグネットの磁力が弱い部分まで搬送されることで現像スリーブ６５から離れ、攪拌部６６に戻される。
このような動作の繰り返しにより、攪拌部６６内のトナー濃度が薄くなると、それをトナー濃度センサ７１が検出し、その検出結果に基づいて攪拌部６６にトナーが補給される。
【００３０】
１次転写装置６２は、１次転写ローラを採用しており、中間転写ベルト１０を挟んで感光体２０に押し当てるようにして設置されている。１次転写装置６２は、ローラ形状のものでなくても、導電性のブラシ形状のものや、非接触のコロナチャージャなどを採用してもよい。また、各１次転写装置６２の間には、中間転写ベルト１０の裏面すなわち内周面側に接触する導電性ローラ７４が設けられている。この導電性ローラ７４は、１次転写時に各１次転写装置６２により印加するバイアスが、中間転写ベルト１０の内周面側の層を通じて隣接する画像形成ユニットに流れ込むことを阻止するものである。
【００３１】
上記感光体クリーニング装置６３は、先端を感光体２０に押し当てられるように配置される、例えばポリウレタンゴム製のクリーニングブレード７５を備えている。また、本実施形態では、クリーニング性能を高めるために感光体２０に接触する導電性のファーブラシ７６を併用している。このファーブラシ７６には、金属製の電界ローラ７７からバイアスが印加されており、その電界ローラ７７にはスクレーパ７８の先端が押し当てられている。そして、クリーニングブレード７５やファーブラシ７６により感光体２０から除去されたトナーは、感光体クリーニング装置６３の内部に収容される。その後、回収スクリュウ７９により感光体クリーニング装置６３の片側に寄せられ、後述するトナーリサイクル装置８０を通じて現像装置６１へと戻され、再利用する。
【００３２】
除電装置６４は、除電ランプで構成されており、光を照射して感光体２０の表面電位を初期化する。
【００３３】
本複写機においては、感光体２０の回転を開始すると、まず帯電装置６０で感光体２０の表面を一様に帯電せしめる。次いで、スキャナ３００によって読み取った画像情報に基づいて光書込装置２１からレーザーＬを照射し、感光体２０上に静電潜像を形成する。その後、現像装置６１によって静電潜像を現像してトナー像を得る。このトナー像は、１次転写装置６２によって中間転写ベルト１０上に１次転写される。１次転写後に感光体２０の表面に残留した転写残トナーは、感光体クリーニング装置６３により除去され、その後、感光体２０の表面は、除電装置６４により除電されて、次の画像形成に供される。
【００３４】
複写機を用いて原稿のコピーをとる場合、まず、原稿自動搬送装置４００の原稿台３０に原稿をセットする。または、原稿自動搬送装置４００を開いてスキャナ３００のコンタクトガラス３２上に原稿をセットし、原稿自動搬送装置４００を閉じてそれで押さえる。その後、ユーザーが図示しないスタートスイッチを押すと、原稿自動搬送装置４００に原稿をセットしたときには、原稿がコンタクトガラス３２上に搬送される。そして、スキャナ３００が駆動して第１走行体３３および第２走行体３４が走行を開始する。これにより、第１走行体３３からの光がコンタクトガラス３２上の原稿で反射し、その反射光が第２走行体３４のミラーで反射されて、結像レンズ３５を通じて読取センサ３６に案内される。このようにしいて原稿の画像情報を読み取る。
【００３５】
また、ユーザーによりスタートスイッチが押されると、図示しない駆動モータが駆動し、３つの支持ローラ１４，１５，１６のうち、１つが回転駆動して中間転写ベルト１０が回転駆動する。また、これと同時に、各画像形成ユニット１８ＢＫ，Ｙ，Ｍ，Ｃの感光体２０ＢＫ，Ｙ，Ｍ，Ｃや２次転写装置２２の２次転写ベルト２４も駆動する。このとき、中間転写ベルト１０の裏面に設けられた図示しない検知マークがマークセンサに検出されることで、各画像形成ユニット間の同期がとられる。なお、中間転写ベルト１０、感光体２０ＢＫ，Ｙ，Ｍ，Ｃ、及び２次転写ベルト２４は、これらの間で一定の相対速度が維持されるように駆動が制御される。
【００３６】
その後、スキャナ３００の読取センサ３６で読み取った画像情報に基づき、光書込装置２１から、各画像形成ユニットの感光体２０ＢＫ，Ｙ，Ｍ，Ｃに書込光Ｌがそれぞれ照射される。これにより、各感光体２０ＢＫ，Ｙ，Ｍ，Ｃには、それぞれ静電潜像が形成され、現像装置６１ＢＫ，Ｙ，Ｍ，Ｃによって現像される。そして、各感光体２０ＢＫ，Ｙ，Ｍ，Ｃ上には、それぞれ、ＢＫ，Ｙ，Ｍ，Ｃトナー像が形成される。このようにして形成された各色トナー像は、１次転写装置６２ＢＫ，Ｙ，Ｍ，Ｃにより、順次中間転写ベルト１０上に重なり合うようにそれぞれ１次転写される。これにより、中間転写ベルト１０上には、各色トナー像が重なり合った合成トナー像が形成される。
【００３７】
また、ユーザーによりスタートスイッチが押されると、ユーザーが選択した転写紙に応じた給紙テーブル２００の給紙ローラ４２が回転し、給紙カセット４４の１つから転写紙が送り出される。送り出された転写紙は、分離ローラ４５で１枚に分離して給紙路４６に入り込み、搬送ローラ４７によりプリンタ部１００内の給紙路４８まで搬送される。このようにして搬送された転写紙は、レジストローラ４９に突き当たったところで止められる。なお、給紙カセット４４にセットされていない転写紙を使用する場合、手差しトレイ５１にセットされた転写紙を給紙ローラ５０により送り出し、分離ローラ５２で１枚に分離した後、手差し給紙路５３を通って搬送される。そして、同じくレジストローラ４９に突き当たったところで止められる。
【００３８】
レジストローラ４９は、上述のようにして中間転写ベルト１０上に形成された合成トナー像が２次転写装置２２の２次転写ベルト２４に対向する２次転写部に搬送されるタイミングに合わせて回転を開始する。ここで、レジストローラ４９は、一般的には接地されて使用されることが多いが、転写紙の紙粉除去のためにバイアスを印加するようにしてもよい。その印加バイアスには、ＤＣ電圧が用いられるが、転写紙をより均一に帯電させるためにＤＣオフセット成分をもったＡＣ電圧を用いてもよい。なお、このようにバイアスが印加されたレジストローラ４９を通過した後の転写紙表面は、若干ながら負極性に帯電する。よって、この場合、中間転写ベルト１０から転写紙への２次転写時にはレジストローラ４９にバイアスが印加されなかった転写紙とは転写条件が変わるため、適宜転写条件を変更する必要が生じる。
【００３９】
レジストローラ４９により送り出された転写紙は、中間転写ベルト１０と２次転写ベルト２４との間に形成される２次転写ニップに送り込まれ、２次転写装置２２により、中間転写ベルト１０上の４色重ね合わせトナー像が転写紙上に２次転写される。そして、転写紙の白色と相まってフルカラー画像となる。
【００４０】
このようにしてフルカラー画像が形成された転写紙は、２次転写装置２２から後述する定着装置１５０に送られた後、排紙ローラ対５６を経由して機外の排紙トレイ５７にスタックされる。
【００４１】
従来より、トナーを用いて画像を形成する画像形成装置においては、トナー像を記録した記録紙を加熱方式の定着装置に通してトナー像を記録紙に定着せしめるものが主流となっていた。しかしながら、加熱方式の定着装置では、ヒーター等の熱源によって多量のエネルギーを消費してしまうという不具合があった。また、画像形成命令を受けてから、加熱ローラ等を所定温度に昇温せしめるまでのウオームアップによって１枚目のプリントアウトに長時間を要してしまうという不具合もあった。
【００４２】
そこで、本実施形態に係る複写機では、図７に示した定着装置１５０として、トナーを溶解又は膨潤させ得る定着液を利用してトナー像を定着させる定着液方式のものを採用している。かかる定着装置１５０によれば、上述したようなウオームアップによるファーストプリントアウト時間の長期化や、多量のエネルギー消費を回避することができる。
【００４３】
次に、本実施形態に係る複写機の特徴的な構成について説明する。
図１０は、定着装置１５０を示す拡大構成図である。同図において、定着装置１５０は、弁制御回路１５１や噴霧制御回路１５２などを備えている。また、定着液９１０を複写機外部から補充するための補充タンク１５３、定着液９１０を貯留する貯留タンク１５４、電磁弁１５５、噴霧ユニット１５６、紙検出センサ１５７、供給ポンプ１５８、搬送ベルト装置１６０なども備えている。
【００４４】
補充タンク１５３の底壁に設けられたドレン管１７１には、供給ポンプ１５８を介して供給管１７２が接続されている。供給ポンプ１５８が後述する噴霧制御回路１５２による制御によって作動すると、補充タンク１５３内の定着液９１０が、ドレン管１７１と供給ポンプ１５８と供給管１７２とを介して貯留タンク１５４内に供給される。
【００４５】
貯留タンク１５４は、内部が仕切り板によって２つに仕切られており、これによって貯留タンク１５４内には貯留部とオーバーフロー部とが形成されている。補充タンク１５３から送られてくる定着液９１０は、貯留タンク１５４の貯留部に流入する。貯留部内の定着液９１０の液面レベルが上述の仕切り板の天端よりも高くなると、定着液９１０が貯留部内からオーバーフロー部内にオーバーフローする。そして、オーバーフロー部の底壁に接続されたオーバーフロー管１７３を通って、補充タンク１５３内に戻される。これにより、貯留タンク１５４の貯留部内の液面レベルは、仕切り板の天端レベル付近に維持される。
【００４６】
貯留タンク１５４の底壁には、貯留ドレン管１７４の一端側が接続されており、他端側は電磁弁１５５を介して分岐継手１７５に接続されている。この分岐継手１７５は、貯留タンク１５４から延びる貯留ドレン管１７４を複数の送出管１７５に分岐する。これら送出管１７５は、噴霧ユニット１５６に接続されている。噴霧ユニット１５６内には、図示しない複数のトランスデューサーがベルト幅方向（紙幅方向）に並べて配設されており、前述の分岐継手は、貯留ドレン管１７４をこれらトランスデューサーと同じ数の送出管１７５に分岐する。そして、これら送出管１７５は、噴霧ユニット１５６内の複数のトランスデューサーに１対１の関係で接続されている。なお、貯留ドレン管１７４を分岐継手１７５によって複数に分岐してそれぞれを互いに異なるトランスデューサーに接続する代わりに、貯留ドレン管１７４をトランスデューサーの数に対応させて複数設けてもよい。但し、この場合、電磁弁１５５もトランスデューサーの数に対応させて複数設ける必要がある。
【００４７】
搬送ベルト装置１６０は、無端状の搬送ベルト１６１を駆動ローラ１６２と従動ローラ１６３とによって張架している。そして、複写機全体の制御を担うメイン制御部によって駆動が制御される駆動ローラ１６２の回転により、搬送ベルト１６１を図中反時計回り方向に無端移動せしめる。上述の図示しない２次転写装置から送り出された転写紙Ｐは、定着装置１５０の搬送ベルト１６１の上部張架面に受け渡されて、図中右側から左側へと搬送される。転写紙Ｐは、搬送ベルト１６１の上部張架面への受け渡しに先立って、反射型フォトセンサ等からなる紙検知センサ１５７によって検知される。なお、搬送ベルト１６１は、ゴムや樹脂等の弾性材料からなるベルト基体に、図示しない無数の吸引孔が設けられたものである。
【００４８】
搬送ベルト１６１のループ内には、図示しない複数の吸引通路が設けられた吸引板１６４が配設されており、この吸引板１６４には、吸引力を発揮するブロワ等の吸引装置１６５が接続されている。この吸引装置１６５が図示しない上述のメイン制御部の制御によって作動すると、吸引板１６４の図示しない複数の吸引通路内に吸引力が発生して搬送ベルト１６１を吸引板１６４に吸い付ける。この吸い付けにより、搬送ベルト１６１の図示しない無数の吸引孔内にも吸引力が発生し、転写紙Ｐを搬送ベルト１６１の上部張架面に吸い付ける。転写紙Ｐは、このようにして搬送ベルト１６１の上部張架面に吸い付けられながら搬送される。
【００４９】
紙検知センサ１５７は、図示しない２次転写装置から送り出された転写紙Ｐの先端を検知すると、その検知信号を噴霧制御回路１５２に送る。この噴霧制御回路１５２には、上述のメイン制御部から、転写紙Ｐ上に形成されたフルカラー画像の画像情報が送られてくる。噴霧制御回路１５２は、紙検知センサ１５７から送られてくる検知信号と、メイン制御部から送られてくる画像情報とに基づいて、搬送ベルト１６１によって搬送される転写紙Ｐ上におけるフルカラー画像の位置を特定する。また、フルカラー画像の画像情報に基づいて、前述の位置における画像濃度を特定する。そして、その位置情報に基づいて複数のトランスデューサーにおける振動子の駆動のオンオフをそれぞれ個別に制御してフルカラー画像に対して定着液を選択的に噴霧するとともに、画像濃度情報に基づいて振動子に対する駆動電圧の強度を調整して定着液の噴霧量を画像濃度に応じた値に制御する。なお、メイン制御部から送られてくる画像情報に基づいて転写紙Ｐ上におけるフルカラー画像の位置や画像濃度を特定させるように噴霧制御回路１５２を構成した例について説明したが、メーン制御部からの画像情報の代わりに、スキャナによって読み取った画像情報を参照させるように噴霧制御回路１５２を構成してもよい。この場合、図１０に示した紙検知センサ１５７の代わりに、ＣＣＤ等からなるスキャナを配設し、これによる読み取り結果に基づいてフルカラー画像の位置や画像濃度を特定させるようにすればよい。
【００５０】
定着液９１０は、トナーを溶解又は膨潤させ得る液体からなる。例えば、有機溶媒などである。但し、有機溶媒は、揮発性が高く、且つ有害なものが多いので定着液９１０として用いるのには好ましくない。揮発性が比較的低く、無臭、無害で且つトナーを溶解又は膨潤させ得る液体を定着液９１０として用いることが望ましい。このような液体としては、脂肪酸エステル、詳しくは、直鎖飽和脂肪酸エステル、脂肪族ニ塩基酸エステル、脂肪族ニ塩基酸ジアルコキシジアルキルエステルなどが溶媒としての水に溶解されたものなどが挙げられる。トナーに対する濡れ性や、紙への浸透速度を制御する目的で、この液体に界面活性材を添加してもよい。
【００５１】
図１１は、上述した噴霧ユニット１５６内に配設された複数のトランスデューサー１８０のうちの１つを、貯留タンク１５４などとともに示す拡大構成図である。トランスデューサー１８０は、ステンレス等の金属材料からなる細長いホーン部材１８１と、これに固定された圧電素子等からなる振動子１８２とを有している。
【００５２】
ホーン部材１８１は、全体的に細長い形状であって、且つ、定着液９１０を受け入れる後端側から、噴霧を行う先端に向けて段階的に先細になる形状になっている。そして、ホーン部材１８１の先端は、円盤状の円盤部１８１ａになっている。また、ホーン部材１８１の中央よりも後端側に寄った位置には、ホーン部材１８１全体を固定するためのフランジ部１８１ｂが形成されている。また、ホーン部材１８１は、その後端から先端まで延びる液体流路や、この液体流路の後端で定着液を受け入れるための受入口１８１ｃなども有している。この受入口１８１ｃには、上述の図示しない分岐継手によって複数の分岐された送出管１７５の１つが接続されており、送出管１７５内の定着液が受入口１８１ｃを介してホーン部材１８１の液体流路内に流入する。
【００５３】
噴霧部たるホーン部材１８１の長手方向において、フランジ部１８１ｂよりも後端側には、圧電素子等からなる振動子１８２が接着剤などによって固定されている。上述の噴霧制御回路の制御によって振動子１８２の２つの電極１８２ａ，ｂの間に高周波電圧が印加されると、振動子１８２が超音波振動を起こす。この超音波振動による変位は、ホーン部材１８１の後端部に伝えられた後、ホーン部材１８１の先端部に向けて伝搬される。この伝搬の際、もとの振動とは逆方向に変位が徐々に増幅されていく。具体的には、超音波振動の発する変位を＋Ｙで表すと、ホーン部材１８１の後端側では、Ｙの値が徐々に小さくなっていくように変位が先端側に向かって伝搬していく。そして、フランジ部１８１ｂの位置でＹの値がちょうどゼロになるが、フランジ部１８１ｂの位置を超えると、今度は変位の方向が逆になる。フランジ部１８１ｂよりも先端側における変位を−Ｙで表すと、Ｙの値は先端側に向けて徐々に大きくなっていく。そして、このようにして増幅された変位がホーン部材１８１の先端部で短時間に繰り返されることにより、液体流路内の定着液がホーン部材１８１の先端から霧として噴射される。なお、フランジ部１８１ｂは、トランスデューサー１８０を噴霧ユニットの支持体に固定するためのものである。
【００５４】
上述したように、ホーン部材１８１の先端部は円盤部１８１ａになっており、液体流路はこの円盤部１８１ａの先端まで延びている。円盤部１８１ａの先端は、後述する多孔質部材１８３が設けられていない状態では霧を噴射する噴射口となるが、本実施形態では、後述する多孔質部材１８３が設けられていないので円盤部１８１ａからの液体出口になっている。
【００５５】
円盤部１８１ａの先端には、その円盤面積と同等の平面積の多孔質部材１８３が接合されている。この多孔質部材１８３は、金属細線を織ったものや、焼結金属などの市販材料からなり、蝋付け（ロウ付け）や溶接などによって円盤部１８１ａに接合されており、円盤部１８１ａと一体化している。多孔質部材１８３内には、図示しない無数の微小セルが形成されており、これら微小セルは、図中上下方向だけでなく、図中左右方向にも連通している。このため、多孔質部材１８３の平面積はホーン部材１８１の液体流路の径よりも遙かに大きくなっているが、この液体流路の端の開口に連結された多孔質部材１８３では、毛細管現象により、定着液９１０が多孔質部材１８３の厚み方向だけでなく、平面方向にも浸透する。これにより、多孔質部材１８３の平面方向の全領域に定着液９１０が行き渡る。多孔質部材１８３の下面は、無数の微小セルによる微小開口が形成されており、これら微小開口がそれぞれ霧を噴射する噴射口となる。即ち、本実施形態では、円盤部１８１ａの先端にある液体出口の代わりに、これら微小開口を噴射口として機能させている。なお、多孔質部材１８３の無数の微小セルによって構成される複数の微小流路は、５［μｍ］程度の大きさの固形物を濾過することができる程度の断面積になっている。
【００５６】
かかる構成のトランスデューサー１８０においては、ホーン部材１８１の液体流路内の定着液９１０液体を、多孔質部材１８３の無数の微小セルによって形成される複数の微小流路に分岐して保持する。これにより、従来のように液体流路の端にある流路開口を噴射口として利用する場合に比べて、液体流路内の定着液９１０を移動させるために最低限必要な液圧が高くなる。これは、毛細管現象によって液体の保持力が高まるからである。そして、噴射口と貯留タンク１５４内の液面レベルとの高低差によって定着液９１０の先端が噴射口から盛り上がったり、窪んだりといった現象が起こり難くなるため、噴射口と貯留タンク１５４内の液面レベルとの高低差の許容範囲を広げる。よって、転写紙Ｐのフルカラー画像形成領域に対して適量の定着液９１０を長時間安定して噴霧することができる。さらに、多孔質部材１８３の全面に定着液９１０が行き渡るため、ミスト発生領域を広げて液体流路の径よりも遙かに大きな範囲を噴霧することができる。
【００５７】
なお、本複写機の噴霧ユニットでは、同図に示したトランスデューサー１８０が主走査方向（ベルト幅方向）に１５〜２０個程度並べられている。各トランスデューサー１８０において、ホーン部材１８１の円盤部１８１ａの大きさはφ１５［ｍｍ］程度になっている。また、トランスデューサー１８０による転写紙Ｐに対する噴霧範囲も、φ１５［ｍｍ］程度になっている。
【００５８】
図１２は、トランスデューサー１８０の変形例を示す拡大構成図である。同図のトランスデューサー１８０では、多孔質部材として、薄厚の樹脂フィルム等からなる多孔質フィルム１８４を用いている。この多孔質フィルム１８４は、テンショナー等の張架部材１８５によって所定の張力で張られており、その中央部が図中下方に向けて撓むようにホーン部材１８１の円盤部１８１ａの円盤部１８１ａに押し当てられている。この押しあてにより、多孔質フィルム１８４の中央部がホーン部材１８１の液体流路の端に連結されている。
【００５９】
多孔質フィルム１８４においても、図示しない無数の微小セル内で定着液がフィルム厚み方向、平面方向の両方に浸透する。これにより、ホーン部材１８１の液体流路の径よりも遙かに面積の広い噴霧範囲が確保される。
【００６０】
多孔質フィルム１８４を張架する張架部材１８５は、ホーン部材１８１とは別体で構成された支持体、例えば噴霧ユニットの図示しない側板等に固定されている。これにより、超音波振動するホーン部材１８１に張架部材１８５を固定することによる張架部材の超音波振動を回避して、多孔質フィルム１８４を安定して張架することが可能になる。なお、多孔質フィルム１８４は、ある程度の伸縮性を発揮する材料から構成されている。そして、ホーン部材１８１が超音波振動すると、それに伴って微妙に伸縮して、円盤部１８１ａに密着している状態を常に維持する。
【００６１】
以上の構成の変形例装置においては、多孔質フィルム１８４として、バクテリアを濾過滅菌するなど目的で一般市場において広く販売されているメンブランフィルターを使用することができる。
【００６２】
なお、ホーン部材１８１の先端に多孔質部材１８５を固定した例について説明したが、液体流路内における液体出口の近傍に、液体流路と同等の径の多孔質部材１８５を設けてもよい。この場合、厚み方向だけでなく面方向にも液体を流通させる多孔質部材１８５の代わりに、多数の微小管により、厚み方向（噴射方向）だけに液体を流通させるものを多流路部材として用いることもできる。
【００６３】
次に、本発明を適用したトナー除去装置の一実施形態について説明する。
図１３は、本実施形態に係るトナー除去装置の要部を示す概略構成図である。同図において、トナー除去装置は、給紙ユニット５１０、液付与ユニット５２０、トナー剥離ユニット５３０、排紙受けユニット５４０の各ユニットから構成されている。
【００６４】
給紙ユニット５１０は積載状態で収容しているトナー像記録済みの記録紙Ｐを一枚づつ分離給紙するものである。また、液付与ユニット５２０は給紙ユニット５１０から搬送されてくる記録紙Ｐに画像除去促進物質を付与するものである。また、トナー剥離ユニット５３０は画像除去促進物質が付与された記録紙Ｐの除去領域で画像を形成するトナーを剥離除去するものである。また、排紙受けユニット５４０はトナー剥離ユニット５３０から排出される記録紙Ｐを受けるものである。
【００６５】
給紙ユニット５１０は、底板５１１上に積み重ねられた記録紙Ｐを最上部のものから給紙ローラ５１２でピックアップした後、タイミング調整およびスキュー補正のためのレジストローラ対５１４によって液付与ユニット５２０に向けて送り出す。
【００６６】
液付与ユニット５２０は、記録紙Ｐ上のトナー像を読み取るスキャナ５２１と、噴霧装置５２２とを有している。この噴霧装置５２２は、液体として画像除去促進液を用いる他が、先に説明した定着装置１５０と全く同じになっている。
【００６７】
液付与ユニット５２０は、スキャナ５２１によって読み取った画像情報に基づいて噴霧装置５２２を駆動して、記録紙Ｐのトナー像形成領域に対して選択的に画像除去促進液を噴霧する。この噴霧により、トナー像を構成するトナーと、記録紙Ｐとの接着状態を不安定化させた後、記録紙Ｐをトナー剥離ユニット５３０に送る。
【００６８】
トナー剥離ユニット５３０は、加熱ランプ５３１を内蔵する剥離ローラ５３２を複数有しており、そのうちの半分の剥離ローラ５３２によって、無端状の第１剥離ベルト５３３を張架している。また、残りの半分の剥離ローラ５３２によって、無端状の第２剥離ベルト５３４を張架している。これら剥離ベルトは、第１剥離ベルト５３３の下部張架面と、第２剥離ベルト５３４の上部張架面とを互いに当接させて剥離ニップを形成している。各剥離ローラ５３２は、この剥離ニップを波打たせるように配設されている。剥離ニップが波打つことにより剥離ベルトと記録紙Ｐとの間にせん断力が生じる。このせん断力により記録紙Ｐの表面を損傷させずにトナーを除去することが可能となる。
【００６９】
剥離ベルトの表面は、軟化したトナーに対して、記録紙Ｐの表面と該トナーとの付着力より大きい付着力を有する材料で構成されている。また、剥離ローラ５３２に内蔵される加熱ランプ５３１は、記録紙Ｐに密着しながら固化しているトナーを加熱して軟化させ、この軟化により、トナーを剥離ベルトに接着させ易くしたり、記録紙Ｐの繊維から剥がし易くしたりする。
【００７０】
記録紙Ｐから第１剥離ベルト５３３、第２剥離ベルト５３４に転位したトナーは、第１クリーニング装置５３５、第２クリーニング装置５３６によってそれぞれベルト表面から除去される。
【００７１】
紙受けユニット５４０、トナー剥離除去ユニット５３０の剥離ニップから排出された記録紙Ｐを排紙トレイ５４１上にスタックする。
【００７２】
画像除去促進物質には、トナーと記録紙との付着力を弱めるために記録紙に該画像除去促進物質を十分浸透させること、一旦記録紙から剥離されたトナーが再度記録紙に付着することを防ぐこと、あるいはトナーと該画像除去促進物質の親和性を高めることを目的として、界面活性剤を添加することができる。用いられる界面活性剤としては、陰イオン系、陽イオン系、両性イオン系、非イオン系の界面活性剤のいずれでもよく、その具体的な例としては、陰イオン界面活性剤としては石鹸、Ｎ−アシルアミノ酸塩、アルキルエーテル酢酸塩、アシル化ペプチド等のカルボン酸塩、アルキルスルホン酸塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩、アルキルナフタレンスルホン酸塩、スルホコハク酸塩、α−オレフインスルホン酸塩、Ｎ−アシルスルホン酸塩等のスルホン酸塩、硫酸化油、アルキル硫酸塩、アルキルエーテル硫酸塩、アルキルエーテル硫酸塩、アルキルアミド硫酸塩等の硫酸エステル塩、アルキルリン酸塩、アルキルエーテルリン酸塩、アルキルアリールリン酸塩等のリン酸エステル塩が挙げられる。陽イオン界面活性剤としては脂肪族アミン塩、アルキル第４級アンモニウム塩、芳香族第４級アンモニウム塩、複素環第４級アンモニム塩等が挙げられる。両性界面活性剤としてはカルボキシベタイン、スルホベタイン等のべタイン型、アミノカルボン酸塩、イミダゾリン誘導体等が挙げられる。非イオン性界面活性剤としてはポリオキシエチレンアルキル及びアリールエーテル、ポリオキシエチレンスチロールエーテル、ポリオキシエチレンラノリン誘導体、アルキルアリルホルムアルデヒド縮合物の酸化エチレン誘導体、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンブロック共重合体、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンアルキルエーテル等のエーテル系、ポリオキシエチレングリセリン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビトール脂肪酸エステル等のエーテルエステル系、ポリエチレングリコール脂肪酸エステル、脂肪酸モノグリセリド、ポリグリセリン脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステル、プロピレングリコール脂肪酸エステル、ショ糖脂肪酸エステル等のエステル系、脂肪族アルカノールアミド、ポリオキシエチレン脂肪酸アミド、ポリオキシエチレンアルキルアミン、アルキルアミンオキサイド等の含窒素系が挙げられる。
【００７３】
これらのうち、スルホコハク酸アルキルエステル構造を有する化合物は像保持体から画像を剥離除去するのに特に優れており、好ましいものである。このような化合物としては、例えばモノ又はジアルキルスルホコハク酸アルキルエステル塩構造を有する界面活性剤、あるいはこれら界面活性剤のカウンターイオンの交換により酸として単離したスルホコハク酸ジオクチルエステルナトリウム塩および酸、スルホコハク酸ジヘキシルエステルナトリウム塩および酸、スルホコハク酸ジシクロヘキシルエステルナトリウム塩および酸、スルホコハク酸ジアミルエステルナトリウム塩および酸、スルホコハク酸ジブチルエステルナトリウム塩および酸、スルホコハク酸イソデカノールエステルナトリウム塩および酸、スルホコハク酸エトキシアルキルエステルナトリウム塩および酸などが挙げられ、特にスルホコハク酸ジオクチルエステルナトリウム塩および酸、スルホコハク酸ジヘキシルエステルナトリウム塩および酸、スルホコハク酸ジアミルエステルナトリウム塩および酸が好ましい。
【００７４】
かかる構成のトナー除去装置においては、記録部材の画像形成領域に対して適量の画像除去促進液を長時間安定して噴霧することができ、しかも、ライン型の液滴噴出ヘッドを用いる場合に比べて低コスト化を期待することができる。
【００７５】
以上、実施形態に係る複写機においては、多流路部材として多孔質部材１８３を用い、これをホーン部材１８１の液体流路の端に連結させるように噴霧部たるホーン部材の外面に固定している。かかる構成では、多孔質部材１８３として、焼結金属などといった一般市場に広く出回っているものを用いることができる。
【００７６】
また、トランスデューサー１８０の変形例においては、多流路部材として多孔質フィルム１８４を用い、張架部材１８５によって張架した多孔質フィルム１８４をホーン部材１８１の液体流路の端に連結させるようにホーン部材の外面に押し当てている。かかる構成では、多孔質フィルム１８４として、メンブランフィルターなどといった一般市場に広く出回っているものを用いることができる。
【００７７】
また、定着装置１５０の変形例においては、張架部材１８５をホーン部材１８１とは別体で構成した支持体に支持させているので、上述したように、超音波振動するホーン部材１８１に張架部材１８５を固定することによる張架部材１８５の超音波振動を回避して、多孔質フィルム１８４を安定して張架することができる。
【００７８】
また、定着装置１５０においては、定着液９１０を貯留する貯留タンク１５４と、貯留タンク１５４からホーン部材１８１の受入口１８１ｃに延びる液体搬送管と、この液体搬送管の途中に配設され且つ駆動によって液体搬送管の流路を開閉する開閉弁たる電磁弁１５４とを設けている。これにより、複写機が画像形成動作を行っていない待機状態であるときには、電磁弁１５４によって受入口１８１ｃと貯留タンク１５４との間の液路を遮断することができる。そして、この遮断により、待機状態であるときに、噴射口と貯留タンク１５４の液面レベルとの高低差による液圧をホーン部材１８１の液体流路内に長時間かけつづけることによる定着液の長期的な移動を回避することができる。
【００７９】
また、定着装置１５０においては、振動子１８２及び電磁弁１５５の駆動を制御することで霧の噴霧の有無を制御する噴霧制御手段たる噴霧制御回路１５２を設けているので、トランスデューサー１８０や電磁弁１５５を適切に自動制御することができる。
【００８０】
また、実施形態に係る複写機においては、噴霧ヘッドたるトランスデューサー１８０を複数設けるとともに、トナー像形成手段たるプリンタ部１００のメイン制御部から送られてくる画像情報に基づいて電磁弁１５５の駆動をそれぞれ制御させるように噴霧制御手段の一部として機能する弁制御回路１５３を構成しているので、待機中には電磁弁１５５を閉じて上述した定着液の液体流路内での長期的な移動を回避する制御を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】実験に用いられた噴霧装置の一例を示す概略構成図。
【図２】液体流路内の液体の先端レベルが適正な状態にあるホーン部材の先端部を示す拡大模式図。
【図３】プラスの高低差（＋ｈ）がある程度大きい場合におけるホーン部材の先端部を示す拡大模式図。
【図４】プラスの高低差（＋ｈ）が更に大きくなった場合におけるホーン部材の先端部を示す拡大模式図。
【図５】マイナスの高低差（−ｈ）がある程度大きい場合におけるホーン部材の先端部を示す拡大模式図。
【図６】マイナスの高低差（−ｈ）が更に大きくなった場合におけるホーン部材の先端部を示す拡大模式図。
【図７】実施形態に係るプリンタの全体を示す概略構成図。
【図８】同プリンタのプリンタ部を部分的に示す拡大構成図。
【図９】同プリンタ部の４つの画像形成ユニットのうち、２つを示す拡大構成図。
【図１０】同複写機の定着装置を示す拡大構成図。
【図１１】同定着装置の噴霧ユニットに配設された複数のトランスデューサーのうちの１つを貯留タンクとともに示す拡大構成図。
【図１２】同トランスデューサーの変形例を示す拡大構成図。
【図１３】実施形態に係るトナー除去装置を示す概略構成図。
【符号の説明】
【００８２】
１８ 画像形成ユニット（トナー像形成手段の一部）
１５０ 定着装置
１５１ 弁制御回路（噴霧制御手段の一部）
１５２ 噴霧制御回路（噴霧制御手段の一部）
１５４ 貯留タンク
１５５ 電磁弁（開閉弁）
１７５ 送出管（液体搬送管）
１８０ トランスデューサー（噴霧ヘッド）
１８１ ホーン部材（噴霧部）
１８１ｃ 受入口
１８２ 振動子
１８３ 多孔質部材
１８４ 多孔質フィルム
１８５ 張架部材
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体を噴霧する噴霧部と、これに固定された振動子とを備え、振動子の振動によって噴霧部内の液体を噴霧する噴霧ヘッド、並びにこれを用いる定着装置及び画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、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として、転写紙等の記録部材に記録されたトナー像を定着液によって定着せしめるものが知られている。例えば、特許文献１には、インクジェットヘッドに代表されるような圧電素子方式の液滴噴出ヘッドから定着液を液滴の状態で噴出して、記録部材のトナー像に付着させる定着装置が記載されている。この定着装置によれば、定着液を記録部材のトナー像記録領域に対して選択的に付着させることで、定着液を記録部材の非画像部に塗布することによる記録部材のカールや皺を抑えることができる。
【０００３】
一方、従来より、画像除去促進液を用いて、トナー像が定着せしめられた記録部材からトナー像を除去するトナー除去装置が知られている。特許文献２に記載のトナー除去装置もその１つである。このトナー除去装置は、液滴噴出ヘッドから画像除去促進液を液滴の状態で噴出して記録部材のトナー像に付着させ、トナー像中のトナーと記録部材との接着状態を不安定にする。そして、粘着性のある剥離ベルトを記録部材に圧接せしめた後に剥離する。これにより、記録部材上のトナー像を剥離ベルト上に転位させることで、記録部材からトナーを除去する。かかるトナー除去装置においても、上述した定着装置と同様に、画像除去促進液を記録部材のトナー像記録領域に対して選択的に付着させることで、画像除去促進液を非画像部に塗布することによる記録部材のカールや皺を抑えることができる。
【０００４】
また、従来より、振動子から発する超音波振動を利用して、液体を噴霧する超音波トランスデューサーが知られている（例えば特許文献３や特許文献４に記載のもの）。
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−１０９７５１号公報
【特許文献２】特開平１１−２０２７０４号公報
【特許文献３】特公昭５８−１６０８２号公報
【特許文献４】特公平４−１１２６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載の定着装置においては、上述したように、インクジェットヘッドのような液滴噴出ヘッドにより、定着液を記録部材のトナー像形成領域に対して選択的に付与している。一般に、このような液滴噴出ヘッドでは、信頼性維持機構によって信頼性を維持する必要がある。信頼性維持機構としては、例えば、噴出した液滴内に気泡が存在すると液滴噴出の正確な制御ができなくなるため、液を定期的にノズルによって吸引して液中の気泡を排出させる機構が挙げられる。また、ノズル面が汚れると正確な液滴噴出ができなくなるため、ワイパーなどによってノズル面を定期的に清掃する機構もある。更には、ノズルからの液蒸発に伴う液の増粘を回避するためにノズルをキャッピングする機構もある。液滴噴出ヘッドにおいては、これらの信頼性維持機構を付設することで、コストアップを引き起こしてしまう。
【０００７】
また、液滴噴出ヘッドには、シリアル型のものと、ライン型のものとがあるが、前者の液滴噴出ヘッドにおいては、次のような問題もあった。即ち、シリアル型の液滴噴出ヘッドは、記録紙の搬送方向と直交する方向（主走査方向）の寸法が記録紙の幅よりも遙かに小さくなっている。そして、従来からよく知られているインクジェットヘッドのように、移動装置によって主走査方向に移動せしめられながら、噴出口からの液滴の噴出をオンオフする。これにより、記録部材の主走査方向の全域において、各ドットに対してそれぞれ選択的に液滴を付着させる。このようなシリアル型の液滴噴出ヘッドにおいては、ヘッドを主走査方向に移動させている最中に、記録部材を搬送方向に移動させることができない。このため、液滴噴出ヘッドの主走査方向への移動と、記録部材の搬送方向への移動とを交互に繰り返さなければならず、定着処理に長時間を要してしまう。すると、せっかく電子写真方式等によってインクジェット方式よりも高速に画像を形成したにもかかわらず、定着処理も含めた最終的なプリントアウト時間がインクジェット方式と変わらなくなってしまう。
【０００８】
また、ライン型の液滴噴出ヘッドは、主走査方向の寸法が記録紙の幅と同等になっており、主走査方向において画像の解像度に対応する数の噴出口を有している。そして、個々の噴出口からの液滴の噴出をそれぞれ個別にオンオフすることで、主走査方向に移動することなく、記録部材の主走査方向の全域において液滴を各ドットに対してそれぞれ選択的に付着させる。このため、シリアル型の液滴噴出ヘッドに比べて、定着処理時間を大幅に短縮することができる。しかしながら、液滴の噴出のオンオフを個別に制御可能にした複数の噴出口を、主走査方向に数千個も配設しなければならいため、コスト高になってしまう。そして、上述した信頼性維持機構を付設すれば、更なるコストアップを招来してしまう。
【０００９】
一方、特許文献２に記載のトナー除去装置においても、画像除去促進液を各ドットに選択的に付着させる液滴噴出ヘッドとしてシリアル型のものを用いると、特許文献１に記載の定着装置と同様に、信頼性維持機構の付設によってコストアップを引き起こしたり、画像除去促進液の供給工程に長時間を要したりといった問題が発生する。また、ライン型の液滴噴出ヘッドを用いると、ヘッド自体がコスト高になってしまう。
【００１０】
そこで、本発明者らは、超音波トランスデューサー（以下、単にトランスデューサーという）に着目した。トランスデューサーでは、上述したような信頼性維持機構を付設しなくても、噴霧を適切にコントロールすることができる。また、液滴噴出ヘッドでは、記録紙に対する液滴の付与のオンオフを例えば１ドット領域などといった微小領域の単位で管理することになるが、定着液や画像除去促進液であれば、例えば１５［ｍｍ］四方などといった比較的広い範囲でオンオフを管理しても実使用上差し支えない。よって、定着液や画像除去促進液をトナー像形成領域に選択的に付与するための手段において、液滴噴出ヘッドの代わりとして十分に機能させることが可能である。しかも、処理時間の短縮化を図る目的でライン方式の制御を採用したとしても、トランスデューサーを主走査方向に数十個並べ、それぞれからの噴霧の有無を制御するだけでよい。このような構成では、ライン方式の制御が可能な大型の液滴噴出ヘッドを採用する場合よりも、低コスト化を実現し得る可能性が十分にある。
【００１１】
本発明者らは、このような考察に基づいて、主走査方向に並べた複数のトランスデューサーにより、定着液を記録部材のトナー像形成箇所に選択的に噴霧する実験を行った。すると、それぞれのトランスデューサーにより、それぞれ記録部材の噴霧箇所に対して適切な量の定着液を付着させることができた。しかしながら、トランスデューサーに供給するための液体を貯留する貯留タンク内での液面と、トランスデューサーの噴射口との高低差によっては、噴霧を長時間安定して行うことができなかった。
【００１２】
具体的には、例えば図１に示すような噴霧装置を準備したとする。同図において、トランスデューサー９００は、ステンレス等の金属材料からなる細長いホーン部材９０１と、これに固定された振動子９０２とを備えている。また、ホーン部材９０１は、液体９３０を図中上下方向に流通させるための液体流路を有している。この液体流路の一端側は、液体９３０を外部から流路内に受け入れるための受入口９０３になっており、この受入口９０３は鉛直方向上側を向いている。また、液体流路の他端側は、液体流路内の液体９０３を霧として外部に噴射する噴射口９０４になっており、この噴射口９０４は鉛直方向下側を向いている。振動子９０２は、ホーン部材９０１の長手方向における受入口９０３の近くに固定されている。ホーン部材９０１の近くには、液体９３０を貯留している貯留タンク９４０が配設されている。この貯留タンクの底面には、液体９３０を排出するためのドレン口が設けられており、このドレン口とトランスデューサー９００の受入口９０３とは搬送チューブによって連結されている。このような状態で振動子９０２が超音波振動すると、ホーン部材９０１の液体流路内の液体９３０が噴射口９０４から霧として噴射するとともに、その噴射量とほぼ同量の液体９３０が搬送チューブ内から受入口９０３内に吸い込まれる。
【００１３】
同図において、ホーン部材９０１の噴射口９０４は、貯留タンク９４０内の液面レベルＷＬよりも高い位置になっている。図中の＋ｈは、この状態における両者の高低差を表わしている。ここで、＋ｈがほぼゼロである場合、即ち、両者の高低差（水頭差）がそれほどない場合には、ホーン部材９０１の先端部が図２に示すような状態になる。同図において、ホーン部材９０１の液体流路内に存在する液体９３０の先端は、噴射口９０４とほぼ同じ位置に存在している。このような状態で、図示しない振動子が超音波振動すると、噴射口９０４から液体９３０が霧の状態で良好に噴射される。ところが、上述の高低差がある程度大きいと、図３に示すように、液体流路内の液体９３０の先端側が噴射口９０４から突出して、僅かに盛り上がる。この状態で図示しない振動子が超音波振動すると、その瞬間に噴射口９０４から突出していた液体９３０が液滴となって落下してしまう。この後、一時的に噴射口９０４から霧が良好に噴射されるが、やがて液体９３０の先端が徐々に噴射口９０４から突出し、それに伴って噴霧量が増加していく。そして、先に図３に示したような盛り上がり度合いで突出が止まり、噴霧量が最大になる。即ち、振動子の振動開始時に液滴が落下してしまうことに加えて、噴霧量が安定しないのである。また、上述の高低差が更に大きくなると、図４に示すように、噴射口９０４からの液体９３０の盛り上がりが非常に大きくなる。そして、この盛り上がりが液滴となって落下した後、再び同様の盛り上がりが形成されて液滴となって落下するという現象が噴霧中に繰り返される。これにより、噴霧装置としての機能が果たされなくなってしまう。
【００１４】
一方、図１とは逆に、噴射口９０４が液面レベルＷＬよりも低くなるような高低差（−ｈ）があるとする。この場合、高低差がある程度大きいと、図５に示すように、液体流路内の液体９３０の先端が噴射口９０４よりも窪んだ位置に存在するようになり、霧が液体流路内で発生してしまういわゆるキャビテーションという現象を引き起こす。そして、霧が噴射口９０４から良好に噴射されなくなる。また、高低差（−ｈ）が更に大きくなると、図６に示すように、液体９３０の先端の噴射口９０４からの窪み量が更に大きくなり、やがて、液体が貯留タンクに向けて逆流してしまう。
【００１５】
つまり、定着装置やトナー除去装置においては、特許文献２で説明されているように、液消費量低減のためにトナー領域のみに液を付与したり、定着品質向上のためにトナー量に応じて液付与量を可変したりすることが望ましいが、液の付与手段として、トランスデューサーを用いる場合には、常に一定のミスト量を発生する必要があり、このためにはホーン先端面である噴霧形成面に常に均一の定着液膜を形成しなければならないのである。
【００１６】
本発明は、以上の背景に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、次のような噴霧ヘッド、並びにこれを用いる定着装置、画像形成装置及びトナー除去装置を提供することである。即ち、記録部材の画像形成領域に対して適量の液体を長時間安定して噴霧することができ、しかも、ライン型の液滴噴出ヘッドを用いる場合に比べて構成の簡素化と低コスト化とを期待することができる噴霧ヘッドである。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、液体を流通させる液体流路と、液体を該液体流路内に受け入れる受入口と、該液体流路内の液体を霧として噴射するための噴射口とを有する噴霧部と、該噴霧部に固定された振動子とを備え、該振動子の発する超音波振動によって該液体流路内の液体を該噴霧部の先端にある該噴射口から噴霧する噴霧ヘッドにおいて、上記液体流路よりも径の小さな微小流路を複数有する多流路部材を、該液体流路内における上記噴射口の近傍に設けるか、あるいは該噴射口を塞ぐように上記噴霧部の先端に設けるかして、該多流路部材における複数の該微小流路をそれぞれ該液体流路に連通させ、該噴射口の代わりに、それぞれの該微小流路の端にある微小開口をそれぞれ噴射口として機能させるようにした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の噴霧ヘッドにおいて、上記多流路部材として多孔質部材を用い、該多孔質部材を上記噴霧部の先端に固定したことを特徴とするものである。
また、請求項３の発明は、請求項１の噴霧ヘッドにおいて、上記多流路部材として多孔質フィルムを用い、張架部材によって張架した該多孔質フィルムを上記噴霧部の先端に押し当て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の噴霧ヘッドにおいて、上記張架部材を上記噴霧部とは別体で構成した支持体に支持させたことを特徴とするものである。
また、請求項５の発明は、トナー像が記録された記録部材に定着液を供給する供給手段を有し、該トナー像を該定着液によって該記録部材に定着せしめる定着装置において、上記供給手段として、請求項１乃至４の何れかの噴霧ベッドを用いたことを特徴とするものである。
また、請求項６の発明は、請求項５の定着装置において、上記定着液を貯留する貯留タンクと、該貯留タンクから上記受入口に延びる液体搬送管と、該液体搬送管の途中に配設され且つ駆動によって該液体搬送管の流路を開閉する開閉弁とを設けたことを特徴とするものである。
また、請求項７の発明は、画像情報に基づいて記録部材にトナー像を形成するトナー像形成手段と、該トナー像を該記録部材に定着せしめる定着手段とを有する画像形成装置において、上記定着手段として、請求項５又は６の定着装置を用いたことを特徴とするものである。
また、請求項８の発明は、請求項７の画像形成装置において、上記定着手段として、請求項６の定着装置を用いるとともに、少なくとも上記振動子及び上記開閉弁の駆動を制御することで霧の噴霧の有無を制御する噴霧制御手段を設けたことを特徴とするものである。
また、請求項９の発明は、請求項８の画像形成装置において、上記噴霧ヘッドを複数設けるとともに、上記トナー像形成手段から送られてくる上記画像情報に基づいて上記開閉弁の駆動を制御させるように上記噴霧制御手段を構成したことを特徴とするものである。
また、請求項１０の発明は、トナー像が記録されている記録部材から該トナー像を読み取る読取手段と、該記録部材に画像除去促進液を供給する供給手段と、該読取手段による読み取り結果に基づいて該供給手段による画像除去促進液の供給と供給停止とを制御することで該記録部材におけるトナー像形成領域に対して画像除去促進液を選択的に供給せしめる供給制御手段と、画像除去促進液が供給された該記録部材に対して剥離部材を密着せしめた後に分離することで、トナー像を該記録部材から該剥離部材に転位させる剥離手段とを備えるトナー除去装置において、上記供給手段として、請求項１乃至４の何れかの噴霧ベッドを用いたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１８】
これらの発明においては、これらの発明においては、記録部材に液体を供給する供給手段として、液体を従来のインクジェットヘッドのように滴として噴出する液滴噴出ヘッドを用いるのではなく、トランスデューサーのように霧として噴射する噴霧ヘッドを用いる。これにより、ライン型の液滴噴出ヘッドを用いる場合に比べて低コスト化を期待することができる。
また、これらの発明においては、液滴噴出ヘッドで必要としていた信頼性維持機構が不要になるので、液滴噴出ヘッドを用いる場合に比べて構成の簡素化を期待することができる。
また、これらの発明においては、従来のトランスシューサーのように噴霧部の液体流路の端にある流路開口を噴射口として利用するのではなく、液体流路に連結した複数の微小流路の端にある微小開口をそれぞれ噴射口として利用する。かかる構成においては、液体流路内の液体を複数の微小流路に分岐して保持することにより、従来のように液体流路の端にある流路開口を噴射口として利用する場合に比べて、液体流路内の液体を移動させるために最低限必要な液圧が高くなる。これにより、噴射口と貯留タンク内の液面レベルとの高低差によって液体の先端が噴射口から盛り上がったり、窪んだりといった現象が起こり難くなる。よって、記録部材の画像形成領域に対して適量の液体を長時間安定して噴霧することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明を、画像形成装置としての電子写真方式のカラー複写機（以下、単に「複写機」という。）に適用した一実施形態について説明する。
図７は、本実施形態に係る複写機の全体を示す概略構成図である。この複写機は、プリンタ部１００と、これの下方に設けられた給紙テーブル２００と、プリンタ部１００に載置されたスキャナ３００と、これの上に載置された原稿自動搬送装置（ＡＤＦ）４００とから構成されている。
【００２０】
図８は、プリンタ部１００を部分的に示す拡大構成図である。同図において、無端状の中間転写ベルト１０は、第１支持ローラ１４、第２支持ローラ１５、第３支持ローラ１６によって張架された状態で、何れか１つの支持ローラの回転駆動によって図中時計回り方向に無端移動せしめられる。第１支持ローラ１４と第２支持ローラ１５との間のベルト展張部分の上方には、ブラック（ＢＫ）、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）のトナー像を生成するための４つの画像形成ユニット１８ＢＫ，Ｙ，Ｍ，Ｃが水平方向い並んで配置されている。そして、これらの画像形成ユニット１８ＢＫ，Ｙ，Ｍ，Ｃの上方には、先に図７に示したように、光書込装置２１が設けられている。この光書込装置２１は、周知の技術によってスキャナ３００で読み取られた原稿の画像情報に基づいてレーザー光を走査して、各画像形成ユニットに設けられた潜像担持体たるドラム状の感光体２０ＢＫ，Ｙ，Ｍ，Ｃ上に静電潜像を形成する。
【００２１】
中間転写ベルト１０の下方には、２次転写装置２２が設けられている。この２次転写装置２２は、２つのローラ２３ａ，２３ｂ間に無端状の２次転写ベルト２４を張架している。そして、中間転写ベルト１０上のトナー像を記録部材としての転写紙上に２次転写する。この際、中間転写ベルト１０の第３支持ローラ１６に対する巻き掛け箇所に、２次転写ベルト２４を当接させて２次転写ニップを形成する。なお、２次転写装置２２は、２次転写ベルト２４を用いた構成でなくても、例えば転写ローラを用いた構成としてもよい。
【００２２】
中間転写ベルト１０の２支持ローラ１５に対する巻き掛け箇所には、ベルトクリーニング装置１７が当接している。このベルトクリーニング装置１７は、２次転写ニップを経由した後の中間転写ベルト１０上に残留する転写残トナーを除去するためのものである。
【００２３】
図９は、上述した４つの画像形成ユニット１８ＢＫ，Ｙ，Ｍ，Ｃのうち、２つを示す拡大構成図である。なお、４つの画像形成ユニット１８ＢＫ，Ｙ，Ｍ，Ｃは、互いに異なる色のトナーを用いる他はほぼ同様の構成になっているので、同図においては、符号の末尾に付すＢＫ，Ｙ，Ｍ，Ｃという添字を省略している。以下の説明においても、これらの添字を適宜省略する。
【００２４】
画像形成ユニット１８には、感光体２０の周囲に、帯電装置６０、現像装置６１、感光体クリーニング装置６３、除電装置６４などを有している。また、感光体２０に対して中間転写ベルト１０を介して対向する位置には、１次転写装置６２を有している。
【００２５】
上記帯電装置６０は、帯電ローラを採用した接触帯電方式のものであり、感光体２０に接触して電圧を印加することにより感光体２０の表面を一様に帯電する。この帯電装置６０としては、非接触のスコロトロンチャージャなどを採用した非接触帯電方式のものを採用することもできる。
【００２６】
上記現像装置６１としては、一成分現像剤を用いる一成分現像方式のものを採用してもよいが、本実施形態では、磁性キャリアと非磁性トナーからなる二成分現像剤（以下、単に「現像剤」という。）を用いる二成分現像方式のものを採用している。
【００２７】
ＢＫ，Ｙ，Ｍ，Ｃの各色トナーは、それぞれの色に着色された樹脂材料を母材とし、後述する定着液によって溶解又は膨潤可能なもので形成されている。現像装置６１は、攪拌部６６と現像部６７に大別できる。攪拌部６６では、現像剤が攪拌されながら搬送されて現像剤担持体としての現像スリーブ６５上に供給される。この攪拌部６６は、平行な２本のスクリュウ６８が設けられており、２本のスクリュウ６８の間には、仕切り板が設けられている。但し、スクリュウ６８の軸線方向における両端部に相当する位置には、仕切り板が設けられていない。現像装置６１の現像ケース７０には、攪拌部６６内の現像剤のトナー濃度を検知するためのトナー濃度センサ７１が取り付けられている。
【００２８】
一方、現像部６７では、現像スリーブ６５に付着した現像剤中のトナーが感光体２０に転移する。この現像部６７には、現像ケース７０の開口を通して感光体２０と対向する現像スリーブ６５が設けられており、その現像スリーブ６５内には図示しないマグネットが固定配置されている。また、現像スリーブ６５に先端が接近するようにドクタブレード７３が設けられている。
【００２９】
攪拌部６６内の２本のスクリュウ６８によって攪拌される現像剤は、スクリュウ間で循環搬送される。そして、図中右側のスクリュウ６８によって搬送されているときに、現像スリーブ６５内に配設されたマグネットローラの発する磁力によってスリーブ表面に汲み上げられる。そして、現像スリーブ６５の回転に伴って搬送され、ドクタブレード７３によって適正な量に規制される。なお、規制された現像剤は攪拌部６６に戻される。このようにして感光体２０と対向する現像領域まで搬送された現像剤は、マグネットローラの磁力によって穂立ちして磁気ブラシを形成する。現像領域では、現像スリーブ６５に印加されている現像バイアスにより、現像剤中のトナーを感光体２０上の静電潜像部分に移動させる現像電界が形成される。これにより、現像剤中のトナーは、感光体２０上の静電潜像部分に転移し、感光体２０上の静電潜像は可視像化され、トナー像が形成される。現像領域を通過した現像剤は、マグネットの磁力が弱い部分まで搬送されることで現像スリーブ６５から離れ、攪拌部６６に戻される。
このような動作の繰り返しにより、攪拌部６６内のトナー濃度が薄くなると、それをトナー濃度センサ７１が検出し、その検出結果に基づいて攪拌部６６にトナーが補給される。
【００３０】
１次転写装置６２は、１次転写ローラを採用しており、中間転写ベルト１０を挟んで感光体２０に押し当てるようにして設置されている。１次転写装置６２は、ローラ形状のものでなくても、導電性のブラシ形状のものや、非接触のコロナチャージャなどを採用してもよい。また、各１次転写装置６２の間には、中間転写ベルト１０の裏面すなわち内周面側に接触する導電性ローラ７４が設けられている。この導電性ローラ７４は、１次転写時に各１次転写装置６２により印加するバイアスが、中間転写ベルト１０の内周面側の層を通じて隣接する画像形成ユニットに流れ込むことを阻止するものである。
【００３１】
上記感光体クリーニング装置６３は、先端を感光体２０に押し当てられるように配置される、例えばポリウレタンゴム製のクリーニングブレード７５を備えている。また、本実施形態では、クリーニング性能を高めるために感光体２０に接触する導電性のファーブラシ７６を併用している。このファーブラシ７６には、金属製の電界ローラ７７からバイアスが印加されており、その電界ローラ７７にはスクレーパ７８の先端が押し当てられている。そして、クリーニングブレード７５やファーブラシ７６により感光体２０から除去されたトナーは、感光体クリーニング装置６３の内部に収容される。その後、回収スクリュウ７９により感光体クリーニング装置６３の片側に寄せられ、後述するトナーリサイクル装置８０を通じて現像装置６１へと戻され、再利用する。
【００３２】
除電装置６４は、除電ランプで構成されており、光を照射して感光体２０の表面電位を初期化する。
【００３３】
本複写機においては、感光体２０の回転を開始すると、まず帯電装置６０で感光体２０の表面を一様に帯電せしめる。次いで、スキャナ３００によって読み取った画像情報に基づいて光書込装置２１からレーザーＬを照射し、感光体２０上に静電潜像を形成する。その後、現像装置６１によって静電潜像を現像してトナー像を得る。このトナー像は、１次転写装置６２によって中間転写ベルト１０上に１次転写される。１次転写後に感光体２０の表面に残留した転写残トナーは、感光体クリーニング装置６３により除去され、その後、感光体２０の表面は、除電装置６４により除電されて、次の画像形成に供される。
【００３４】
複写機を用いて原稿のコピーをとる場合、まず、原稿自動搬送装置４００の原稿台３０に原稿をセットする。または、原稿自動搬送装置４００を開いてスキャナ３００のコンタクトガラス３２上に原稿をセットし、原稿自動搬送装置４００を閉じてそれで押さえる。その後、ユーザーが図示しないスタートスイッチを押すと、原稿自動搬送装置４００に原稿をセットしたときには、原稿がコンタクトガラス３２上に搬送される。そして、スキャナ３００が駆動して第１走行体３３および第２走行体３４が走行を開始する。これにより、第１走行体３３からの光がコンタクトガラス３２上の原稿で反射し、その反射光が第２走行体３４のミラーで反射されて、結像レンズ３５を通じて読取センサ３６に案内される。このようにしいて原稿の画像情報を読み取る。
【００３５】
また、ユーザーによりスタートスイッチが押されると、図示しない駆動モータが駆動し、３つの支持ローラ１４，１５，１６のうち、１つが回転駆動して中間転写ベルト１０が回転駆動する。また、これと同時に、各画像形成ユニット１８ＢＫ，Ｙ，Ｍ，Ｃの感光体２０ＢＫ，Ｙ，Ｍ，Ｃや２次転写装置２２の２次転写ベルト２４も駆動する。このとき、中間転写ベルト１０の裏面に設けられた図示しない検知マークがマークセンサに検出されることで、各画像形成ユニット間の同期がとられる。なお、中間転写ベルト１０、感光体２０ＢＫ，Ｙ，Ｍ，Ｃ、及び２次転写ベルト２４は、これらの間で一定の相対速度が維持されるように駆動が制御される。
【００３６】
その後、スキャナ３００の読取センサ３６で読み取った画像情報に基づき、光書込装置２１から、各画像形成ユニットの感光体２０ＢＫ，Ｙ，Ｍ，Ｃに書込光Ｌがそれぞれ照射される。これにより、各感光体２０ＢＫ，Ｙ，Ｍ，Ｃには、それぞれ静電潜像が形成され、現像装置６１ＢＫ，Ｙ，Ｍ，Ｃによって現像される。そして、各感光体２０ＢＫ，Ｙ，Ｍ，Ｃ上には、それぞれ、ＢＫ，Ｙ，Ｍ，Ｃトナー像が形成される。このようにして形成された各色トナー像は、１次転写装置６２ＢＫ，Ｙ，Ｍ，Ｃにより、順次中間転写ベルト１０上に重なり合うようにそれぞれ１次転写される。これにより、中間転写ベルト１０上には、各色トナー像が重なり合った合成トナー像が形成される。
【００３７】
また、ユーザーによりスタートスイッチが押されると、ユーザーが選択した転写紙に応じた給紙テーブル２００の給紙ローラ４２が回転し、給紙カセット４４の１つから転写紙が送り出される。送り出された転写紙は、分離ローラ４５で１枚に分離して給紙路４６に入り込み、搬送ローラ４７によりプリンタ部１００内の給紙路４８まで搬送される。このようにして搬送された転写紙は、レジストローラ４９に突き当たったところで止められる。なお、給紙カセット４４にセットされていない転写紙を使用する場合、手差しトレイ５１にセットされた転写紙を給紙ローラ５０により送り出し、分離ローラ５２で１枚に分離した後、手差し給紙路５３を通って搬送される。そして、同じくレジストローラ４９に突き当たったところで止められる。
【００３８】
レジストローラ４９は、上述のようにして中間転写ベルト１０上に形成された合成トナー像が２次転写装置２２の２次転写ベルト２４に対向する２次転写部に搬送されるタイミングに合わせて回転を開始する。ここで、レジストローラ４９は、一般的には接地されて使用されることが多いが、転写紙の紙粉除去のためにバイアスを印加するようにしてもよい。その印加バイアスには、ＤＣ電圧が用いられるが、転写紙をより均一に帯電させるためにＤＣオフセット成分をもったＡＣ電圧を用いてもよい。なお、このようにバイアスが印加されたレジストローラ４９を通過した後の転写紙表面は、若干ながら負極性に帯電する。よって、この場合、中間転写ベルト１０から転写紙への２次転写時にはレジストローラ４９にバイアスが印加されなかった転写紙とは転写条件が変わるため、適宜転写条件を変更する必要が生じる。
【００３９】
レジストローラ４９により送り出された転写紙は、中間転写ベルト１０と２次転写ベルト２４との間に形成される２次転写ニップに送り込まれ、２次転写装置２２により、中間転写ベルト１０上の４色重ね合わせトナー像が転写紙上に２次転写される。そして、転写紙の白色と相まってフルカラー画像となる。
【００４０】
このようにしてフルカラー画像が形成された転写紙は、２次転写装置２２から後述する定着装置１５０に送られた後、排紙ローラ対５６を経由して機外の排紙トレイ５７にスタックされる。
【００４１】
従来より、トナーを用いて画像を形成する画像形成装置においては、トナー像を記録した記録紙を加熱方式の定着装置に通してトナー像を記録紙に定着せしめるものが主流となっていた。しかしながら、加熱方式の定着装置では、ヒーター等の熱源によって多量のエネルギーを消費してしまうという不具合があった。また、画像形成命令を受けてから、加熱ローラ等を所定温度に昇温せしめるまでのウオームアップによって１枚目のプリントアウトに長時間を要してしまうという不具合もあった。
【００４２】
そこで、本実施形態に係る複写機では、図７に示した定着装置１５０として、トナーを溶解又は膨潤させ得る定着液を利用してトナー像を定着させる定着液方式のものを採用している。かかる定着装置１５０によれば、上述したようなウオームアップによるファーストプリントアウト時間の長期化や、多量のエネルギー消費を回避することができる。
【００４３】
次に、本実施形態に係る複写機の特徴的な構成について説明する。
図１０は、定着装置１５０を示す拡大構成図である。同図において、定着装置１５０は、弁制御回路１５１や噴霧制御回路１５２などを備えている。また、定着液９１０を複写機外部から補充するための補充タンク１５３、定着液９１０を貯留する貯留タンク１５４、電磁弁１５５、噴霧ユニット１５６、紙検出センサ１５７、供給ポンプ１５８、搬送ベルト装置１６０なども備えている。
【００４４】
補充タンク１５３の底壁に設けられたドレン管１７１には、供給ポンプ１５８を介して供給管１７２が接続されている。供給ポンプ１５８が後述する噴霧制御回路１５２による制御によって作動すると、補充タンク１５３内の定着液９１０が、ドレン管１７１と供給ポンプ１５８と供給管１７２とを介して貯留タンク１５４内に供給される。
【００４５】
貯留タンク１５４は、内部が仕切り板によって２つに仕切られており、これによって貯留タンク１５４内には貯留部とオーバーフロー部とが形成されている。補充タンク１５３から送られてくる定着液９１０は、貯留タンク１５４の貯留部に流入する。貯留部内の定着液９１０の液面レベルが上述の仕切り板の天端よりも高くなると、定着液９１０が貯留部内からオーバーフロー部内にオーバーフローする。そして、オーバーフロー部の底壁に接続されたオーバーフロー管１７３を通って、補充タンク１５３内に戻される。これにより、貯留タンク１５４の貯留部内の液面レベルは、仕切り板の天端レベル付近に維持される。
【００４６】
貯留タンク１５４の底壁には、貯留ドレン管１７４の一端側が接続されており、他端側は電磁弁１５５を介して分岐継手１７５に接続されている。この分岐継手１７５は、貯留タンク１５４から延びる貯留ドレン管１７４を複数の送出管１７５に分岐する。これら送出管１７５は、噴霧ユニット１５６に接続されている。噴霧ユニット１５６内には、図示しない複数のトランスデューサーがベルト幅方向（紙幅方向）に並べて配設されており、前述の分岐継手は、貯留ドレン管１７４をこれらトランスデューサーと同じ数の送出管１７５に分岐する。そして、これら送出管１７５は、噴霧ユニット１５６内の複数のトランスデューサーに１対１の関係で接続されている。なお、貯留ドレン管１７４を分岐継手１７５によって複数に分岐してそれぞれを互いに異なるトランスデューサーに接続する代わりに、貯留ドレン管１７４をトランスデューサーの数に対応させて複数設けてもよい。但し、この場合、電磁弁１５５もトランスデューサーの数に対応させて複数設ける必要がある。
【００４７】
搬送ベルト装置１６０は、無端状の搬送ベルト１６１を駆動ローラ１６２と従動ローラ１６３とによって張架している。そして、複写機全体の制御を担うメイン制御部によって駆動が制御される駆動ローラ１６２の回転により、搬送ベルト１６１を図中反時計回り方向に無端移動せしめる。上述の図示しない２次転写装置から送り出された転写紙Ｐは、定着装置１５０の搬送ベルト１６１の上部張架面に受け渡されて、図中右側から左側へと搬送される。転写紙Ｐは、搬送ベルト１６１の上部張架面への受け渡しに先立って、反射型フォトセンサ等からなる紙検知センサ１５７によって検知される。なお、搬送ベルト１６１は、ゴムや樹脂等の弾性材料からなるベルト基体に、図示しない無数の吸引孔が設けられたものである。
【００４８】
搬送ベルト１６１のループ内には、図示しない複数の吸引通路が設けられた吸引板１６４が配設されており、この吸引板１６４には、吸引力を発揮するブロワ等の吸引装置１６５が接続されている。この吸引装置１６５が図示しない上述のメイン制御部の制御によって作動すると、吸引板１６４の図示しない複数の吸引通路内に吸引力が発生して搬送ベルト１６１を吸引板１６４に吸い付ける。この吸い付けにより、搬送ベルト１６１の図示しない無数の吸引孔内にも吸引力が発生し、転写紙Ｐを搬送ベルト１６１の上部張架面に吸い付ける。転写紙Ｐは、このようにして搬送ベルト１６１の上部張架面に吸い付けられながら搬送される。
【００４９】
紙検知センサ１５７は、図示しない２次転写装置から送り出された転写紙Ｐの先端を検知すると、その検知信号を噴霧制御回路１５２に送る。この噴霧制御回路１５２には、上述のメイン制御部から、転写紙Ｐ上に形成されたフルカラー画像の画像情報が送られてくる。噴霧制御回路１５２は、紙検知センサ１５７から送られてくる検知信号と、メイン制御部から送られてくる画像情報とに基づいて、搬送ベルト１６１によって搬送される転写紙Ｐ上におけるフルカラー画像の位置を特定する。また、フルカラー画像の画像情報に基づいて、前述の位置における画像濃度を特定する。そして、その位置情報に基づいて複数のトランスデューサーにおける振動子の駆動のオンオフをそれぞれ個別に制御してフルカラー画像に対して定着液を選択的に噴霧するとともに、画像濃度情報に基づいて振動子に対する駆動電圧の強度を調整して定着液の噴霧量を画像濃度に応じた値に制御する。なお、メイン制御部から送られてくる画像情報に基づいて転写紙Ｐ上におけるフルカラー画像の位置や画像濃度を特定させるように噴霧制御回路１５２を構成した例について説明したが、メーン制御部からの画像情報の代わりに、スキャナによって読み取った画像情報を参照させるように噴霧制御回路１５２を構成してもよい。この場合、図１０に示した紙検知センサ１５７の代わりに、ＣＣＤ等からなるスキャナを配設し、これによる読み取り結果に基づいてフルカラー画像の位置や画像濃度を特定させるようにすればよい。
【００５０】
定着液９１０は、トナーを溶解又は膨潤させ得る液体からなる。例えば、有機溶媒などである。但し、有機溶媒は、揮発性が高く、且つ有害なものが多いので定着液９１０として用いるのには好ましくない。揮発性が比較的低く、無臭、無害で且つトナーを溶解又は膨潤させ得る液体を定着液９１０として用いることが望ましい。このような液体としては、脂肪酸エステル、詳しくは、直鎖飽和脂肪酸エステル、脂肪族ニ塩基酸エステル、脂肪族ニ塩基酸ジアルコキシジアルキルエステルなどが溶媒としての水に溶解されたものなどが挙げられる。トナーに対する濡れ性や、紙への浸透速度を制御する目的で、この液体に界面活性材を添加してもよい。
【００５１】
図１１は、上述した噴霧ユニット１５６内に配設された複数のトランスデューサー１８０のうちの１つを、貯留タンク１５４などとともに示す拡大構成図である。トランスデューサー１８０は、ステンレス等の金属材料からなる細長いホーン部材１８１と、これに固定された圧電素子等からなる振動子１８２とを有している。
【００５２】
ホーン部材１８１は、全体的に細長い形状であって、且つ、定着液９１０を受け入れる後端側から、噴霧を行う先端に向けて段階的に先細になる形状になっている。そして、ホーン部材１８１の先端は、円盤状の円盤部１８１ａになっている。また、ホーン部材１８１の中央よりも後端側に寄った位置には、ホーン部材１８１全体を固定するためのフランジ部１８１ｂが形成されている。また、ホーン部材１８１は、その後端から先端まで延びる液体流路や、この液体流路の後端で定着液を受け入れるための受入口１８１ｃなども有している。この受入口１８１ｃには、上述の図示しない分岐継手によって複数の分岐された送出管１７５の１つが接続されており、送出管１７５内の定着液が受入口１８１ｃを介してホーン部材１８１の液体流路内に流入する。
【００５３】
噴霧部たるホーン部材１８１の長手方向において、フランジ部１８１ｂよりも後端側には、圧電素子等からなる振動子１８２が接着剤などによって固定されている。上述の噴霧制御回路の制御によって振動子１８２の２つの電極１８２ａ，ｂの間に高周波電圧が印加されると、振動子１８２が超音波振動を起こす。この超音波振動による変位は、ホーン部材１８１の後端部に伝えられた後、ホーン部材１８１の先端部に向けて伝搬される。この伝搬の際、もとの振動とは逆方向に変位が徐々に増幅されていく。具体的には、超音波振動の発する変位を＋Ｙで表すと、ホーン部材１８１の後端側では、Ｙの値が徐々に小さくなっていくように変位が先端側に向かって伝搬していく。そして、フランジ部１８１ｂの位置でＹの値がちょうどゼロになるが、フランジ部１８１ｂの位置を超えると、今度は変位の方向が逆になる。フランジ部１８１ｂよりも先端側における変位を−Ｙで表すと、Ｙの値は先端側に向けて徐々に大きくなっていく。そして、このようにして増幅された変位がホーン部材１８１の先端部で短時間に繰り返されることにより、液体流路内の定着液がホーン部材１８１の先端から霧として噴射される。なお、フランジ部１８１ｂは、トランスデューサー１８０を噴霧ユニットの支持体に固定するためのものである。
【００５４】
上述したように、ホーン部材１８１の先端部は円盤部１８１ａになっており、液体流路はこの円盤部１８１ａの先端まで延びている。円盤部１８１ａの先端は、後述する多孔質部材１８３が設けられていない状態では霧を噴射する噴射口となるが、本実施形態では、後述する多孔質部材１８３が設けられていないので円盤部１８１ａからの液体出口になっている。
【００５５】
円盤部１８１ａの先端には、その円盤面積と同等の平面積の多孔質部材１８３が接合されている。この多孔質部材１８３は、金属細線を織ったものや、焼結金属などの市販材料からなり、蝋付け（ロウ付け）や溶接などによって円盤部１８１ａに接合されており、円盤部１８１ａと一体化している。多孔質部材１８３内には、図示しない無数の微小セルが形成されており、これら微小セルは、図中上下方向だけでなく、図中左右方向にも連通している。このため、多孔質部材１８３の平面積はホーン部材１８１の液体流路の径よりも遙かに大きくなっているが、この液体流路の端の開口に連結された多孔質部材１８３では、毛細管現象により、定着液９１０が多孔質部材１８３の厚み方向だけでなく、平面方向にも浸透する。これにより、多孔質部材１８３の平面方向の全領域に定着液９１０が行き渡る。多孔質部材１８３の下面は、無数の微小セルによる微小開口が形成されており、これら微小開口がそれぞれ霧を噴射する噴射口となる。即ち、本実施形態では、円盤部１８１ａの先端にある液体出口の代わりに、これら微小開口を噴射口として機能させている。なお、多孔質部材１８３の無数の微小セルによって構成される複数の微小流路は、５［μｍ］程度の大きさの固形物を濾過することができる程度の断面積になっている。
【００５６】
かかる構成のトランスデューサー１８０においては、ホーン部材１８１の液体流路内の定着液９１０液体を、多孔質部材１８３の無数の微小セルによって形成される複数の微小流路に分岐して保持する。これにより、従来のように液体流路の端にある流路開口を噴射口として利用する場合に比べて、液体流路内の定着液９１０を移動させるために最低限必要な液圧が高くなる。これは、毛細管現象によって液体の保持力が高まるからである。そして、噴射口と貯留タンク１５４内の液面レベルとの高低差によって定着液９１０の先端が噴射口から盛り上がったり、窪んだりといった現象が起こり難くなるため、噴射口と貯留タンク１５４内の液面レベルとの高低差の許容範囲を広げる。よって、転写紙Ｐのフルカラー画像形成領域に対して適量の定着液９１０を長時間安定して噴霧することができる。さらに、多孔質部材１８３の全面に定着液９１０が行き渡るため、ミスト発生領域を広げて液体流路の径よりも遙かに大きな範囲を噴霧することができる。
【００５７】
なお、本複写機の噴霧ユニットでは、同図に示したトランスデューサー１８０が主走査方向（ベルト幅方向）に１５〜２０個程度並べられている。各トランスデューサー１８０において、ホーン部材１８１の円盤部１８１ａの大きさはφ１５［ｍｍ］程度になっている。また、トランスデューサー１８０による転写紙Ｐに対する噴霧範囲も、φ１５［ｍｍ］程度になっている。
【００５８】
図１２は、トランスデューサー１８０の変形例を示す拡大構成図である。同図のトランスデューサー１８０では、多孔質部材として、薄厚の樹脂フィルム等からなる多孔質フィルム１８４を用いている。この多孔質フィルム１８４は、テンショナー等の張架部材１８５によって所定の張力で張られており、その中央部が図中下方に向けて撓むようにホーン部材１８１の円盤部１８１ａの円盤部１８１ａに押し当てられている。この押しあてにより、多孔質フィルム１８４の中央部がホーン部材１８１の液体流路の端に連結されている。
【００５９】
多孔質フィルム１８４においても、図示しない無数の微小セル内で定着液がフィルム厚み方向、平面方向の両方に浸透する。これにより、ホーン部材１８１の液体流路の径よりも遙かに面積の広い噴霧範囲が確保される。
【００６０】
多孔質フィルム１８４を張架する張架部材１８５は、ホーン部材１８１とは別体で構成された支持体、例えば噴霧ユニットの図示しない側板等に固定されている。これにより、超音波振動するホーン部材１８１に張架部材１８５を固定することによる張架部材の超音波振動を回避して、多孔質フィルム１８４を安定して張架することが可能になる。なお、多孔質フィルム１８４は、ある程度の伸縮性を発揮する材料から構成されている。そして、ホーン部材１８１が超音波振動すると、それに伴って微妙に伸縮して、円盤部１８１ａに密着している状態を常に維持する。
【００６１】
以上の構成の変形例装置においては、多孔質フィルム１８４として、バクテリアを濾過滅菌するなど目的で一般市場において広く販売されているメンブランフィルターを使用することができる。
【００６２】
なお、ホーン部材１８１の先端に多孔質部材１８５を固定した例について説明したが、液体流路内における液体出口の近傍に、液体流路と同等の径の多孔質部材１８５を設けてもよい。この場合、厚み方向だけでなく面方向にも液体を流通させる多孔質部材１８５の代わりに、多数の微小管により、厚み方向（噴射方向）だけに液体を流通させるものを多流路部材として用いることもできる。
【００６３】
次に、本発明を適用したトナー除去装置の一実施形態について説明する。
図１３は、本実施形態に係るトナー除去装置の要部を示す概略構成図である。同図において、トナー除去装置は、給紙ユニット５１０、液付与ユニット５２０、トナー剥離ユニット５３０、排紙受けユニット５４０の各ユニットから構成されている。
【００６４】
給紙ユニット５１０は積載状態で収容しているトナー像記録済みの記録紙Ｐを一枚づつ分離給紙するものである。また、液付与ユニット５２０は給紙ユニット５１０から搬送されてくる記録紙Ｐに画像除去促進物質を付与するものである。また、トナー剥離ユニット５３０は画像除去促進物質が付与された記録紙Ｐの除去領域で画像を形成するトナーを剥離除去するものである。また、排紙受けユニット５４０はトナー剥離ユニット５３０から排出される記録紙Ｐを受けるものである。
【００６５】
給紙ユニット５１０は、底板５１１上に積み重ねられた記録紙Ｐを最上部のものから給紙ローラ５１２でピックアップした後、タイミング調整およびスキュー補正のためのレジストローラ対５１４によって液付与ユニット５２０に向けて送り出す。
【００６６】
液付与ユニット５２０は、記録紙Ｐ上のトナー像を読み取るスキャナ５２１と、噴霧装置５２２とを有している。この噴霧装置５２２は、液体として画像除去促進液を用いる他が、先に説明した定着装置１５０と全く同じになっている。
【００６７】
液付与ユニット５２０は、スキャナ５２１によって読み取った画像情報に基づいて噴霧装置５２２を駆動して、記録紙Ｐのトナー像形成領域に対して選択的に画像除去促進液を噴霧する。この噴霧により、トナー像を構成するトナーと、記録紙Ｐとの接着状態を不安定化させた後、記録紙Ｐをトナー剥離ユニット５３０に送る。
【００６８】
トナー剥離ユニット５３０は、加熱ランプ５３１を内蔵する剥離ローラ５３２を複数有しており、そのうちの半分の剥離ローラ５３２によって、無端状の第１剥離ベルト５３３を張架している。また、残りの半分の剥離ローラ５３２によって、無端状の第２剥離ベルト５３４を張架している。これら剥離ベルトは、第１剥離ベルト５３３の下部張架面と、第２剥離ベルト５３４の上部張架面とを互いに当接させて剥離ニップを形成している。各剥離ローラ５３２は、この剥離ニップを波打たせるように配設されている。剥離ニップが波打つことにより剥離ベルトと記録紙Ｐとの間にせん断力が生じる。このせん断力により記録紙Ｐの表面を損傷させずにトナーを除去することが可能となる。
【００６９】
剥離ベルトの表面は、軟化したトナーに対して、記録紙Ｐの表面と該トナーとの付着力より大きい付着力を有する材料で構成されている。また、剥離ローラ５３２に内蔵される加熱ランプ５３１は、記録紙Ｐに密着しながら固化しているトナーを加熱して軟化させ、この軟化により、トナーを剥離ベルトに接着させ易くしたり、記録紙Ｐの繊維から剥がし易くしたりする。
【００７０】
記録紙Ｐから第１剥離ベルト５３３、第２剥離ベルト５３４に転位したトナーは、第１クリーニング装置５３５、第２クリーニング装置５３６によってそれぞれベルト表面から除去される。
【００７１】
紙受けユニット５４０、トナー剥離除去ユニット５３０の剥離ニップから排出された記録紙Ｐを排紙トレイ５４１上にスタックする。
【００７２】
画像除去促進物質には、トナーと記録紙との付着力を弱めるために記録紙に該画像除去促進物質を十分浸透させること、一旦記録紙から剥離されたトナーが再度記録紙に付着することを防ぐこと、あるいはトナーと該画像除去促進物質の親和性を高めることを目的として、界面活性剤を添加することができる。用いられる界面活性剤としては、陰イオン系、陽イオン系、両性イオン系、非イオン系の界面活性剤のいずれでもよく、その具体的な例としては、陰イオン界面活性剤としては石鹸、Ｎ−アシルアミノ酸塩、アルキルエーテル酢酸塩、アシル化ペプチド等のカルボン酸塩、アルキルスルホン酸塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩、アルキルナフタレンスルホン酸塩、スルホコハク酸塩、α−オレフインスルホン酸塩、Ｎ−アシルスルホン酸塩等のスルホン酸塩、硫酸化油、アルキル硫酸塩、アルキルエーテル硫酸塩、アルキルエーテル硫酸塩、アルキルアミド硫酸塩等の硫酸エステル塩、アルキルリン酸塩、アルキルエーテルリン酸塩、アルキルアリールリン酸塩等のリン酸エステル塩が挙げられる。陽イオン界面活性剤としては脂肪族アミン塩、アルキル第４級アンモニウム塩、芳香族第４級アンモニウム塩、複素環第４級アンモニム塩等が挙げられる。両性界面活性剤としてはカルボキシベタイン、スルホベタイン等のべタイン型、アミノカルボン酸塩、イミダゾリン誘導体等が挙げられる。非イオン性界面活性剤としてはポリオキシエチレンアルキル及びアリールエーテル、ポリオキシエチレンスチロールエーテル、ポリオキシエチレンラノリン誘導体、アルキルアリルホルムアルデヒド縮合物の酸化エチレン誘導体、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンブロック共重合体、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンアルキルエーテル等のエーテル系、ポリオキシエチレングリセリン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビトール脂肪酸エステル等のエーテルエステル系、ポリエチレングリコール脂肪酸エステル、脂肪酸モノグリセリド、ポリグリセリン脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステル、プロピレングリコール脂肪酸エステル、ショ糖脂肪酸エステル等のエステル系、脂肪族アルカノールアミド、ポリオキシエチレン脂肪酸アミド、ポリオキシエチレンアルキルアミン、アルキルアミンオキサイド等の含窒素系が挙げられる。
【００７３】
これらのうち、スルホコハク酸アルキルエステル構造を有する化合物は像保持体から画像を剥離除去するのに特に優れており、好ましいものである。このような化合物としては、例えばモノ又はジアルキルスルホコハク酸アルキルエステル塩構造を有する界面活性剤、あるいはこれら界面活性剤のカウンターイオンの交換により酸として単離したスルホコハク酸ジオクチルエステルナトリウム塩および酸、スルホコハク酸ジヘキシルエステルナトリウム塩および酸、スルホコハク酸ジシクロヘキシルエステルナトリウム塩および酸、スルホコハク酸ジアミルエステルナトリウム塩および酸、スルホコハク酸ジブチルエステルナトリウム塩および酸、スルホコハク酸イソデカノールエステルナトリウム塩および酸、スルホコハク酸エトキシアルキルエステルナトリウム塩および酸などが挙げられ、特にスルホコハク酸ジオクチルエステルナトリウム塩および酸、スルホコハク酸ジヘキシルエステルナトリウム塩および酸、スルホコハク酸ジアミルエステルナトリウム塩および酸が好ましい。
【００７４】
かかる構成のトナー除去装置においては、記録部材の画像形成領域に対して適量の画像除去促進液を長時間安定して噴霧することができ、しかも、ライン型の液滴噴出ヘッドを用いる場合に比べて低コスト化を期待することができる。
【００７５】
以上、実施形態に係る複写機においては、多流路部材として多孔質部材１８３を用い、これをホーン部材１８１の液体流路の端に連結させるように噴霧部たるホーン部材の外面に固定している。かかる構成では、多孔質部材１８３として、焼結金属などといった一般市場に広く出回っているものを用いることができる。
【００７６】
また、トランスデューサー１８０の変形例においては、多流路部材として多孔質フィルム１８４を用い、張架部材１８５によって張架した多孔質フィルム１８４をホーン部材１８１の液体流路の端に連結させるようにホーン部材の外面に押し当てている。かかる構成では、多孔質フィルム１８４として、メンブランフィルターなどといった一般市場に広く出回っているものを用いることができる。
【００７７】
また、定着装置１５０の変形例においては、張架部材１８５をホーン部材１８１とは別体で構成した支持体に支持させているので、上述したように、超音波振動するホーン部材１８１に張架部材１８５を固定することによる張架部材１８５の超音波振動を回避して、多孔質フィルム１８４を安定して張架することができる。
【００７８】
また、定着装置１５０においては、定着液９１０を貯留する貯留タンク１５４と、貯留タンク１５４からホーン部材１８１の受入口１８１ｃに延びる液体搬送管と、この液体搬送管の途中に配設され且つ駆動によって液体搬送管の流路を開閉する開閉弁たる電磁弁１５４とを設けている。これにより、複写機が画像形成動作を行っていない待機状態であるときには、電磁弁１５４によって受入口１８１ｃと貯留タンク１５４との間の液路を遮断することができる。そして、この遮断により、待機状態であるときに、噴射口と貯留タンク１５４の液面レベルとの高低差による液圧をホーン部材１８１の液体流路内に長時間かけつづけることによる定着液の長期的な移動を回避することができる。
【００７９】
また、定着装置１５０においては、振動子１８２及び電磁弁１５５の駆動を制御することで霧の噴霧の有無を制御する噴霧制御手段たる噴霧制御回路１５２を設けているので、トランスデューサー１８０や電磁弁１５５を適切に自動制御することができる。
【００８０】
また、実施形態に係る複写機においては、噴霧ヘッドたるトランスデューサー１８０を複数設けるとともに、トナー像形成手段たるプリンタ部１００のメイン制御部から送られてくる画像情報に基づいて電磁弁１５５の駆動をそれぞれ制御させるように噴霧制御手段の一部として機能する弁制御回路１５３を構成しているので、待機中には電磁弁１５５を閉じて上述した定着液の液体流路内での長期的な移動を回避する制御を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】実験に用いられた噴霧装置の一例を示す概略構成図。
【図２】液体流路内の液体の先端レベルが適正な状態にあるホーン部材の先端部を示す拡大模式図。
【図３】プラスの高低差（＋ｈ）がある程度大きい場合におけるホーン部材の先端部を示す拡大模式図。
【図４】プラスの高低差（＋ｈ）が更に大きくなった場合におけるホーン部材の先端部を示す拡大模式図。
【図５】マイナスの高低差（−ｈ）がある程度大きい場合におけるホーン部材の先端部を示す拡大模式図。
【図６】マイナスの高低差（−ｈ）が更に大きくなった場合におけるホーン部材の先端部を示す拡大模式図。
【図７】実施形態に係るプリンタの全体を示す概略構成図。
【図８】同プリンタのプリンタ部を部分的に示す拡大構成図。
【図９】同プリンタ部の４つの画像形成ユニットのうち、２つを示す拡大構成図。
【図１０】同複写機の定着装置を示す拡大構成図。
【図１１】同定着装置の噴霧ユニットに配設された複数のトランスデューサーのうちの１つを貯留タンクとともに示す拡大構成図。
【図１２】同トランスデューサーの変形例を示す拡大構成図。
【図１３】実施形態に係るトナー除去装置を示す概略構成図。
【符号の説明】
【００８２】
１８ 画像形成ユニット（トナー像形成手段の一部）
１５０ 定着装置
１５１ 弁制御回路（噴霧制御手段の一部）
１５２ 噴霧制御回路（噴霧制御手段の一部）
１５４ 貯留タンク
１５５ 電磁弁（開閉弁）
１７５ 送出管（液体搬送管）
１８０ トランスデューサー（噴霧ヘッド）
１８１ ホーン部材（噴霧部）
１８１ｃ 受入口
１８２ 振動子
１８３ 多孔質部材
１８４ 多孔質フィルム
１８５ 張架部材
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を流通させる液体流路と、液体を該液体流路内に受け入れる受入口と、該液体流路内の液体を霧として噴射するための噴射口とを有する噴霧部と、該噴霧部に固定された振動子とを備え、該振動子の発する超音波振動によって該液体流路内の液体を該噴霧部の先端にある該噴射口から噴霧する噴霧ヘッドにおいて、
上記液体流路よりも径の小さな微小流路を複数有する多流路部材を、該液体流路内における上記噴射口の近傍に設けるか、あるいは該噴射口を塞ぐように上記噴霧部の先端に設けるかして、該多流路部材における複数の該微小流路をそれぞれ該液体流路に連通させ、該噴射口の代わりに、それぞれの該微小流路の端にある微小開口をそれぞれ噴射口として機能させるようにしたことを特徴とする噴霧ヘッド。
【請求項２】
請求項１の噴霧ヘッドにおいて、
上記多流路部材として多孔質部材を用い、該多孔質部材を上記噴霧部の先端に固定したことを特徴とする噴霧ヘッド。
【請求項３】
請求項１の噴霧ヘッドにおいて、
上記多流路部材として多孔質フィルムを用い、張架部材によって張架した該多孔質フィルムを上記噴霧部の先端に押し当てたことを特徴とする噴霧ヘッド。
【請求項４】
請求項３の噴霧ヘッドにおいて、
上記張架部材を上記噴霧部とは別体で構成した支持体に支持させたことを特徴とする噴霧ヘッド。
【請求項５】
トナー像が記録された記録部材に定着液を供給する供給手段を有し、該トナー像を該定着液によって該記録部材に定着せしめる定着装置において、
上記供給手段として、請求項１乃至４の何れかの噴霧ベッドを用いたことを特徴とする定着装置。
【請求項６】
請求項５の定着装置において、
上記定着液を貯留する貯留タンクと、該貯留タンクから上記受入口に延びる液体搬送管と、該液体搬送管の途中に配設され且つ駆動によって該液体搬送管の流路を開閉する開閉弁とを設けたことを特徴とする定着装置。
【請求項７】
画像情報に基づいて記録部材にトナー像を形成するトナー像形成手段と、該トナー像を該記録部材に定着せしめる定着手段とを有する画像形成装置において、
上記定着手段として、請求項５又は６の定着装置を用いたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
請求項７の画像形成装置において、
上記定着手段として、請求項６の定着装置を用いるとともに、少なくとも上記振動子及び上記開閉弁の駆動を制御することで霧の噴霧の有無を制御する噴霧制御手段を設けたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項９】
請求項８の画像形成装置において、
上記噴霧ヘッドを複数設けるとともに、上記トナー像形成手段から送られてくる上記画像情報に基づいて上記開閉弁の駆動を制御させるように上記噴霧制御手段を構成したことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１０】
トナー像が記録されている記録部材から該トナー像を読み取る読取手段と、該記録部材に画像除去促進液を供給する供給手段と、該読取手段による読み取り結果に基づいて該供給手段による画像除去促進液の供給と供給停止とを制御することで該記録部材におけるトナー像形成領域に対して画像除去促進液を選択的に供給せしめる供給制御手段と、画像除去促進液が供給された該記録部材に対して剥離部材を密着せしめた後に分離することで、トナー像を該記録部材から該剥離部材に転位させる剥離手段とを備えるトナー除去装置において、
上記供給手段として、請求項１乃至４の何れかの噴霧ベッドを用いたことを特徴とするトナー除去装置。
【請求項１】
液体を流通させる液体流路と、液体を該液体流路内に受け入れる受入口と、該液体流路内の液体を霧として噴射するための噴射口とを有する噴霧部と、該噴霧部に固定された振動子とを備え、該振動子の発する超音波振動によって該液体流路内の液体を該噴霧部の先端にある該噴射口から噴霧する噴霧ヘッドにおいて、
上記液体流路よりも径の小さな微小流路を複数有する多流路部材を、該液体流路内における上記噴射口の近傍に設けるか、あるいは該噴射口を塞ぐように上記噴霧部の先端に設けるかして、該多流路部材における複数の該微小流路をそれぞれ該液体流路に連通させ、該噴射口の代わりに、それぞれの該微小流路の端にある微小開口をそれぞれ噴射口として機能させるようにしたことを特徴とする噴霧ヘッド。
【請求項２】
請求項１の噴霧ヘッドにおいて、
上記多流路部材として多孔質部材を用い、該多孔質部材を上記噴霧部の先端に固定したことを特徴とする噴霧ヘッド。
【請求項３】
請求項１の噴霧ヘッドにおいて、
上記多流路部材として多孔質フィルムを用い、張架部材によって張架した該多孔質フィルムを上記噴霧部の先端に押し当てたことを特徴とする噴霧ヘッド。
【請求項４】
請求項３の噴霧ヘッドにおいて、
上記張架部材を上記噴霧部とは別体で構成した支持体に支持させたことを特徴とする噴霧ヘッド。
【請求項５】
トナー像が記録された記録部材に定着液を供給する供給手段を有し、該トナー像を該定着液によって該記録部材に定着せしめる定着装置において、
上記供給手段として、請求項１乃至４の何れかの噴霧ベッドを用いたことを特徴とする定着装置。
【請求項６】
請求項５の定着装置において、
上記定着液を貯留する貯留タンクと、該貯留タンクから上記受入口に延びる液体搬送管と、該液体搬送管の途中に配設され且つ駆動によって該液体搬送管の流路を開閉する開閉弁とを設けたことを特徴とする定着装置。
【請求項７】
画像情報に基づいて記録部材にトナー像を形成するトナー像形成手段と、該トナー像を該記録部材に定着せしめる定着手段とを有する画像形成装置において、
上記定着手段として、請求項５又は６の定着装置を用いたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
請求項７の画像形成装置において、
上記定着手段として、請求項６の定着装置を用いるとともに、少なくとも上記振動子及び上記開閉弁の駆動を制御することで霧の噴霧の有無を制御する噴霧制御手段を設けたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項９】
請求項８の画像形成装置において、
上記噴霧ヘッドを複数設けるとともに、上記トナー像形成手段から送られてくる上記画像情報に基づいて上記開閉弁の駆動を制御させるように上記噴霧制御手段を構成したことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１０】
トナー像が記録されている記録部材から該トナー像を読み取る読取手段と、該記録部材に画像除去促進液を供給する供給手段と、該読取手段による読み取り結果に基づいて該供給手段による画像除去促進液の供給と供給停止とを制御することで該記録部材におけるトナー像形成領域に対して画像除去促進液を選択的に供給せしめる供給制御手段と、画像除去促進液が供給された該記録部材に対して剥離部材を密着せしめた後に分離することで、トナー像を該記録部材から該剥離部材に転位させる剥離手段とを備えるトナー除去装置において、
上記供給手段として、請求項１乃至４の何れかの噴霧ベッドを用いたことを特徴とするトナー除去装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２００７−１７７６５（Ｐ２００７−１７７６５Ａ）
【公開日】平成１９年１月２５日（２００７．１．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−２００２３９（Ｐ２００５−２００２３９）
【出願日】平成１７年７月８日（２００５．７．８）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年１月２５日（２００７．１．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年７月８日（２００５．７．８）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]