画像形成装置
【課題】 トナー像担持体におけるトナー像が付着する画像部のみに非接触状態で定着液を付与することができ、画像の乱れを起こすことなく、定着液の消費量を必要最小限に止め、良好な画像を長期にわたって形成できる湿式定着方式の画像形成装置を提供することである。
【解決手段】 トナー像形成手段２と、トナー像担持体である中間転写ベルト２１を有する中間転写手段３と、転写定着手段６と、記録媒体供給手段７と、排出手段８とを含む湿式定着方式の画像形成装置１において、定着液付与手段４と定着液回収手段５とを設け、定着液付与手段４から中間転写ベルト２１のトナー像担持面２１ａに対してほぼ平行に定着液２９を吐出することにより、トナー像のみに定着液２９を付与し、トナー像に付着しない定着液２９を定着液回収手段５により回収し、再利用する。
【解決手段】 トナー像形成手段２と、トナー像担持体である中間転写ベルト２１を有する中間転写手段３と、転写定着手段６と、記録媒体供給手段７と、排出手段８とを含む湿式定着方式の画像形成装置１において、定着液付与手段４と定着液回収手段５とを設け、定着液付与手段４から中間転写ベルト２１のトナー像担持面２１ａに対してほぼ平行に定着液２９を吐出することにより、トナー像のみに定着液２９を付与し、トナー像に付着しない定着液２９を定着液回収手段５により回収し、再利用する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機、プリンタ、ファクシミリなどに多く採用される、電子写真方式の画像形成装置においては、表面に光導電性物質を含む感光層を形成した感光体を用い、感光体表面に電荷を付与して均一に帯電させた後、種々の作像プロセスにて画像情報に対応する静電潜像を形成し、この静電潜像にトナーを含む現像剤を現像手段から供給して現像することによりトナー像とし、このトナー像を直接または中間転写媒体を介して紙などの記録媒体に転写し、記録媒体に転写されたトナー像を記録媒体に定着させることによって、記録媒体上に画像が形成される。
【０００３】
トナー像の記録媒体への定着には、トナー像を加熱する熱定着方式、トナーを軟化および／または膨潤させる定着液をトナー像に付与する湿式定着方式などが知られる。このうち、湿式定着方式では、定着液の付与により軟化および／または膨潤状態にしたトナー像を記録媒体に付着させ、加圧することによって、トナー像を記録媒体に定着させる。湿式定着方式は、熱定着方式に比べて消費電力が非常に少ないという利点を有し、多くの提案がなされている。
【０００４】
たとえば、トナー像を形成するトナー像形成手段と、トナー像形成手段により形成されるトナー像を担持するトナー像担持体と、トナーを溶解または膨潤させる定着液を、トナー像担持体のトナー像担持面に塗布ローラにより接触塗布する定着液塗布手段と、定着液塗布手段により溶解または膨潤されるトナー像を記録媒体上に転写する転写手段とを含み、定着液に対して撥液性を有する材料からなるトナー像担持体を用いる画像形成装置が提案される（たとえば、特許文献１参照）。この画像形成装置においては、定着液とトナーとの親和性およびトナー像担持体の定着液に対する撥液性を利用して、接触塗布される定着液は、トナー像担持体のトナー像担持面におけるトナー付着部分である画像部のみに付着し、トナーが付着しない非画像部には付着しないように構成される。
【０００５】
特許文献１には、さらにトナー像担持体に接触する接触ローラを設け、トナー像担持体の非画像部に僅かに付着する定着液を接触ローラにより回収する構成も開示される。
【０００６】
特許文献１によれば、前述のような構成を採ることによって、定着液の消費量を必要最小限に抑え、定着液の記録媒体への付着量が多すぎることにより記録媒体に発生するしわ、カールなどを防止している。
【０００７】
しかしながら、特許文献１の画像形成装置によれば、トナー像担持体上のトナー像が塗布ローラ、接触ローラなどの部材と直接接触するので、塗布ローラ、接触ローラなどにトナーが付着し、また定着液によりトナー像の一部が流れ、最終的に形成される画像に乱れが生じることがある。
【０００８】
したがって、定着液をトナー像に非接触下で塗布するのが望ましいけれども、非接触塗布では非画像部にも定着液が付着するという問題が起こる。定着液の非画像部への付着は、定着液の消費量の増大、記録媒体でのしわ、カールなどの発生につながる。非画像部の定着液を除去するには、たとえば、接触ローラを用いるのが最も現実的である。しかしながら、接触ローラの使用には、前述のように、トナーの接触ローラへの付着、それにともなう画像の乱れの発生という問題がある。また、エアーの吹き付けにより非画像部に付着する定着液を除去する方法も提案されている。しかしながら、この方法では、エアーにより非画像部から除去される定着液の飛翔方向の制御が難しく、画像形成装置内を定着液で汚染する可能性がある。また、画像形成装置内でのエアーの使用により、エアーの乱流が生じ、装置内でトナー飛散を起こし、記録媒体を汚す可能性もある。
【０００９】
【特許文献１】特開２００４−１０９７４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の目的は、トナー像担持体におけるトナー像が付着する画像部のみに非接触状態で定着液を付与することができ、画像の乱れを起こすことなく、定着液の消費量を必要最小限に止め、良好な画像を長期にわたって形成できる湿式定着方式の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】
【００１１】
本発明は、
結着樹脂および着色剤を含むトナーからなるトナー像を形成するトナー像形成手段と、
トナー像形成手段により形成されるトナー像を担持して回転するトナー像担持体において、少なくともトナー像担持面がトナー像を軟化および／または膨潤させる定着液を浸透させない材料で構成されるトナー像担持体と、
トナー像担持体上のトナー像に、定着液を非接触下に付与する定着液付与手段と、
トナー像担持体に付着しない定着液を、トナー像担持体に対して非接触下に回収する定着液回収手段と、
定着液が付与されたトナー像を記録媒体に転写と同時に定着させる転写定着手段とを含むことを特徴とする画像形成装置である。
【００１２】
また本発明の画像形成装置は、
定着液付与手段が、トナー像担持体のトナー像担持面に対してほぼ平行に定着液を吐出することを特徴とする。
【００１３】
さらに本発明の画像形成装置は、
定着液付与手段が、複数の支持ローラに回転可能に張架される無端ベルトであるトナー像担持体における複数の支持ローラ当接部の少なくとも１箇所に定着液を吐出することを特徴とする。
【００１４】
さらに本発明の画像形成装置は、
定着液付与手段が、定着液が大気に晒される定着液吐出口の近傍に設けられ、定着液中の液状成分が蒸発するのを防止する乾燥防止手段を含むことを特徴とする。
【００１５】
さらに本発明の画像形成装置は、
乾燥防止手段が、開閉自在に設けられ、定着液吐出口と大気とを遮断するシャッター手段であることを特徴とする。
【００１６】
さらに本発明の画像形成装置は、
トナー像担持体の少なくともトナー像担持面が、定着液に対して撥液性を有する材料で構成されることを特徴とする。
【００１７】
さらに本発明の画像形成装置は、
定着液回収手段が、回収した定着液を、定着液付与手段に循環させる定着液循環手段を含むことを特徴とする。
【００１８】
さらに本発明の画像形成装置は、
定着液回収手段が、定着液付与手段よりも高い位置に配置されることを特徴とする。
【００１９】
さらに本発明の画像形成装置は、
定着液回収手段が、定着液付与手段から吐出される定着液のうち、トナー像担持体のトナー像担持面に付着しない定着液を付着させて回収するための板状の回収部材であって、水平面に対して傾斜して設けられる回収部材を含むことを特徴とする。
【００２０】
さらに本発明の画像形成装置は、
定着液付与手段と定着液回収手段とが１つの筺体内に収容され、
該筺体は、トナー像担持体のトナー像担持面の少なくとも一部を該筺体内に装入し、定着液付与手段の定着液吐出口から該トナー像担持面に向けて定着液を吐出するための開口部を有することを特徴とする。
【００２１】
さらに本発明の画像形成装置は、結着樹脂がポリエステル樹脂であることを特徴とする。
【００２２】
さらに本発明の画像形成装置は、トナーの体積平均粒径が２μｍ以上、７μｍ以下であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、トナー像を形成するトナー像形成手段と、トナー像を担持して回転するトナー像担持体において、少なくともトナー像担持面がトナー像を軟化および／または膨潤させる定着液を浸透しない材料で構成されるトナー像担持体と、トナー像担持体上のトナー像に定着液を非接触下に付与する定着液付与手段と、トナー像担持体に付着しない定着液を非接触下に回収する定着液回収手段と、トナー像を記録媒体に転写と同時に定着させる転写定着手段とを含む画像形成装置が提供される。
【００２４】
本発明の画像形成装置は、非接触下でトナー像に定着液を付与する湿式定着方式を採用するにもかかわらず、画像の乱れを起こすことなく定着液をトナー像に選択的に付与することができ、定着液の消費量を必要最小限に止め、良好な画像を長期にわたって形成できる。また、定着液付与手段と定着液回収手段とを１つの工程として実施できるので、たとえば、両手段を１つのユニットとして形成することにより、装置の大型化、複雑化などをともなうことなく、定着液のトナー像への非接触下での選択的付与を容易に行うことができる。
【００２５】
本発明によれば、定着液付与手段が、トナー像担持体のトナー像担持面に対してほぼ平行に定着液を吐出するように構成することによって、従来のように定着液をトナー像担持面に対して垂直に吐出するのに比べて、定着液の微小液滴のトナー像担持面に対する供給角度（微小液滴の入射角度）を小さくできるので、トナー像担持面が定着液を浸透しない材料で構成されることも相俟って、定着液の液滴をトナー像担持面から反発させて回収することができる。すなわち、定着液がトナーとの親和性に優れることを利用すれば、トナーの集合体であるトナー像に供給される定着液はそのままトナー像に付着し、トナー像以外の非画像部に供給される定着液はそのまま付着することなく、トナー像担持体から反発して離れるので、トナー像である画像部のみに選択的に定着液を付与することができ、それ以外の定着液は定着液回収手段により回収できる。したがって、定着液の消費量を必要最小限に抑えることができ、しかも定着液の付与および回収が非接触下に実施され、画像乱れを起こすことがない。また、トナー像担持面に対してほぼ平行に定着液を吐出すると、トナー像担持体に接触することなくその上部を通過する液滴が多くなるけれども、定着液回収手段が備わっているので、回収して再利用すれば無駄にはならない。さらに、定着液の吐出方向が一定方向であるから、トナー像担持体からの反発方向もほぼ一定になり、定着液の回収が容易である。
【００２６】
本発明によれば、トナー像担持体を、複数の支持ローラで張架される無端ベルトとして構成し、このトナー像担持体における複数の支持ローラとの当接部の少なくとも１箇所に定着液を吐出することによって、定着液付与手段および定着液回収手段の配置が容易になり、装置の大型化、複雑化などを防止できる。すなわち、無端ベルトであるトナー像担持体と支持ローラとの当接部では、トナー像担持体は屈曲した状態にあり、トナー像担持体の一部分（トナー像が付着した部分）に定着液を付与する場合には、このような屈曲部があれば定着液の局部的な付与が可能になり、定着液付与手段および定着液回収手段の配置が容易になる。特に、定着液をトナー像担持面に対して平行に吐出して付与する場合には、前記のような屈曲部があれば、トナー像担持体の邪魔にならない位置に定着液付与手段および定着液回収手段を配置できる。
【００２７】
本発明によれば、定着液付与手段の定着液吐出口近傍に乾燥防止手段を設けるのが好ましい。すなわち、定着液吐出口では、定着液が大気に晒されて、定着液の液状成分が蒸発して無駄に消費されるので、乾燥防止手段を設けて定着液の液状成分の蒸発を防止するのがよい。
【００２８】
本発明によれば、前述の乾燥防止手段として、定着液吐出口の近傍に開閉自在のシャッター手段を設けることによって、画像形成を行わない時にはシャッター手段を閉じて大気と定着液吐出口とを遮断し、定着液の液状成分が蒸発するのを防止できる。
【００２９】
本発明によれば、トナー像担持体の少なくともトナー像担持面を、定着液に対して撥液性を有する材料で構成することによって、非画像部に供給される定着液の液滴のトナー像担持体からの離反性が一層向上し、定着液のトナー像のみへの付与が一層効率良く実施できる。
【００３０】
本発明によれば、定着液回収手段が回収した定着液を定着液付与手段に戻す定着液循環手段を含むことによって、定着液の無駄な消費がなくなり、有効利用が可能になる。その結果、画像形成装置内の定着液収容タンクの容量を小型化が可能になり、画像形成装置の大型化、複雑化などを引き起こすことがない。また、定着液の補充サイクルを延長でき、メンテナンス性が向上する。
【００３１】
本発明によれば、本発明の画像形成装置において、定着液回収手段を定着液付与手段よりも高い位置に設けることによって、定着液回収手段で回収される定着液を定着液付与手段に戻す場合に、重力を利用して戻すことができるので、定着液を戻すための新たな動力が不要になる。
【００３２】
本発明によれば、定着液回収手段を、定着液付与手段およびトナー像担持体の上部に、水平面に対して傾斜するように設けられ、トナー像担持体のトナー像担持面に付着しない定着液を付着させて回収する板状の回収部材を含んで構成することによって、回収部材に付着する定着液が傾斜に沿って一方向に流れるので、定着液の回収が容易になる。
【００３３】
本発明によれば、定着液付与手段と定着液回収手段とを１つの筺体内に収容し、該筺体に、トナー像担持体のトナー像担持面の少なくとも一部を該筺体内に挿入し、定着液付与手段から該トナー像担持面に向けて定着液を吐出するための開口部を設けることによって、定着液のトナー像担持面以外への飛散、ひいては定着液による画像形成装置内部の汚染を防止できる。
【００３４】
本発明によれば、本発明の画像形成装置において用いられるトナーの結着樹脂をポリエステルにするのが好ましい。ポリエステルは、安価で一般的な有機溶剤により軟化および／または膨潤し易いので、前記のような有機溶剤を定着液成分として使用でき、定着液のコストを下げることができる。また、ポリエステルは軟化または膨潤した状態で透明になるので、数種の色のトナー像を重ね合わせてカラートナー像を形成すると、減法混色による鮮やかな発色が得られる。
【００３５】
本発明によれば、本発明の画像形成装置において用いられるトナーとして、体積平均粒径が２〜７μｍのものを用いるのが好ましい。粒径が２μｍ未満では、トナーとしての流動性が低下し、現像装置内での攪拌および帯電ならびに静電潜像へのトナーの供給を円滑に実施できない。その結果、逆極トナーの増加、トナー量の不足などが起こり、静電潜像の現像時に高画質のトナー像が得られない。粒径が７μｍを超えると、トナー粒子の中心まで膨潤し難くなり、定着画像の発色が悪化するとともに、ＯＨＰの透過画像が暗くなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
図１は、本発明の実施の第１形態である画像形成装置１の構成を概略的に示す断面図である。図２は、図１に示す画像形成装置１の要部（後述のトナー像形成手段２）の構成を拡大して示す断面図である。図３は、図１に示す画像形成装置１の要部（後述の中間転写手段３、定着液付与手段４、転写定着手段５および排出部７）の構成を拡大して示す断面図である。
【００３７】
画像形成装置１は、トナー像形成手段２と、中間転写手段３と、定着液付与手段４と、定着液回収手段５と、転写定着手段６と、記録媒体供給手段７と、排出手段８とを含んで構成される。
【００３８】
トナー像形成手段２は、作像ユニット１０ｙ，１０ｍ，１０ｃ，１０ｂを含み、これらは、各色相の画像情報に対応する静電潜像を形成し、該静電潜像を現像して各色のトナー像を形成するものである。すなわち、作像ユニット１０ｙはイエロー色の画像情報に対応するトナー像を形成し、作像ユニット１０ｍはマゼンタ色の画像情報に対応するトナー像を形成し、作像ユニット１０ｃはシアン色の画像情報に対応するトナー像を形成し、作像ユニット１０ｂはブラック色の画像情報に対応するトナー像を形成する。
【００３９】
作像ユニット１０ｙは、感光体ドラム１１ｙと、帯電ローラ１２ｙと、光走査ユニット１３と、現像装置１４ｙと、ドラムクリーナ１５ｙとを含んで構成される。
【００４０】
感光体ドラム１１ｙは、図示しない駆動手段により、軸線回りに回転駆動可能に支持され、図示しない円筒状、円柱状または薄膜シート状（好ましくは円筒状）の導電性基体と、導電性基体の表面に形成される感光層とを含んで構成される。感光体ドラム１１ｙには、この分野で常用されるものを使用でき、たとえば、導電性基体であるアルミニウム素管と、アルミニウム素管の表面に形成される有機感光層とを含む、ＧＮＤ電位に接続される直径３０ｍｍの感光体ドラムが挙げられる。有機感光層は、電荷発生物質を含む電荷発生層と、電荷輸送物質を含む電荷輸送層とを積層して形成される。有機感光層は、電荷発生物質と電荷輸送物質とを１つの層に含むものであってもよい。有機感光層の層厚は、たとえば、２０μｍである。また有機感光層と導電性基体との間に下地層を設けてもよい。さらに、有機感光層の表面に保護層を設けてもよい。有機感光層に代えて、酸化亜鉛、セレン、アモルファスシリコンなどからなる感光層を使用できる。感光体ドラム１１ｙは、時計周りの方向に、たとえば、周速度１００ｍｍ／ｓで回転駆動する。
【００４１】
帯電ローラ１２ｙは、感光体ドラム１１ｙの表面を所定の極性および電位に帯電させる。帯電ローラ１２ｙに代えて、ブラシ型帯電器、チャージャー型帯電器、スコロトロンといったコロナ帯電器などが使用できる。本実施の形態では、感光体ドラム１１ｙは−６００Ｖに帯電される。
【００４２】
光走査ユニット１３は、帯電状態になる感光体ドラム１１ｙの表面にイエロー色の画像情報に対応するレーザ光１３ｙを照射し、感光体ドラム１１ｙの表面に、イエロー色の画像情報に対応する静電潜像を形成する。レーザ光１３ｙの光源には、半導体レーザなどが用いられる。本実施の形態では、露光電位−７０Ｖの静電潜像が形成される。
【００４３】
現像装置１４ｙは、感光体ドラム１１ｙ表面に圧接し、図示しない固定磁極を内包しかつ軸線回りに回転駆動可能に設けられ、イエロー色トナー１６ｙを感光体ドラム１１ｙ表面の静電潜像に供給する現像ローラ１７ｙと、現像ローラ１７ｙの表面に当接するように設けられ、現像ローラ１７ｙ表面のイエロー色トナー層を均一化（層規制）する現像ブレード１８ｙと、イエロー色トナー１６ｙを貯留するトナー貯留容器１９ｙと、トナー貯留容器１９ｙの内部に、互いに圧接しかつ軸線回りに回転駆動可能に設けられる攪拌ローラ２０ａ，２０ｂであって、攪拌ローラ２０ａが現像ローラ１７ｙの表面に圧接しかつ現像ローラ１７ｙ表面にイエロー色トナー１６ｙを供給する攪拌ローラ２０ａ，２０ｂとを含んで構成される。現像ローラ１７ｙは、感光体ドラム１１ｙに圧接（接触）する現像ニップ部において、感光体ドラム１１ｙの回転駆動方向と同じ方向に回転駆動する。したがって、軸線回りの回転駆動方向としては、逆方向になる。本実施の形態では、現像ローラ１７ｙの周速度は、たとえば、感光体ドラム１１ｙに対して１．５倍の１５０ｍｍ／ｓである。また本実施の形態では、現像ローラ１１ｙには、現像電位として−２４０Ｖの直流電圧が印加される。トナー貯留容器１９ｙ中のイエロー色トナー１６ｙは、攪拌ローラ２０ａ，２０ｂによって現像ローラ１７ｙ表面に供給され、現像ブレード１８ｙにより層厚を均一化された後、電位差などを利用して感光体ドラム１１ｙ表面の静電潜像にほぼ選択的に供給され、イエロー色の画像情報に対応するトナー像が形成される。なお、本実施の形態では、イエロー色トナー１６ｙと磁性キャリアとを混合した２成分現像剤として用いられる。
【００４４】
ドラムクリーナ１５ｙは、後述するように、感光体ドラム１１ｙ表面のイエロー色トナー像が中間転写ベルト２１に転写された後に、該表面に残存するイエロー色トナーを除去、回収する。
【００４５】
作像ユニット１０ｙによれば、感光体ドラム１１ｙをその軸線回りに回転駆動させながら、まず帯電ローラ１２ｙにより感光体ドラム１１ｙの表面をたとえば−６００Ｖに帯電する。次に、帯電状態にある感光体ドラム１１ｙの表面に、光走査ユニット１３からイエロー色の画像情報に対応する信号光を照射し、イエロー色の画像情報に対応する露光電位−７０Ｖの静電潜像を形成する。次いで、感光体ドラム１１ｙの表面に、現像ローラ１６ｙ表面に担持されるイエロー色トナー層が接触する。現像ローラ１６ｙには現像電位として−２４０Ｖの直流電圧が印加されており、電位差により、静電潜像にイエロー色トナー１６ｙが付着して現像され、感光体ドラム１１ｙの表面にイエロー色のトナー像が形成される。このイエロー色トナー像は、後述するように、感光体ドラム１１ｙの表面に接する中間転写ベルト２１に中間転写される。感光体ドラム１１ｙの表面に残留するイエロー色トナー１６ｙはドラムクリーナ１５ｙにより除去され、回収される。以後、同様のイエロー色トナー像形成動作が繰り返し実行される。
【００４６】
作像ユニット１０ｍ，１０ｃ，１０ｂは、それぞれマゼンタ色トナー１６ｍ、シアン色トナー１６ｃまたはブラック色トナー１６ｂを使用する以外は、作像ユニット１０ｙに類似の構造を有するので、同一の参照符号を付し、さらに各参照符号の末尾に、マゼンタ色を示す「ｍ」、シアン色を示す「ｃ」またはブラック色を示す「ｂ」を付し、説明を省略する。なお、作像ユニット１０ｙ，１０ｍ，１０ｃ，１０ｂは、中間転写ベルト２１の移動方向（副操作方向）、すなわち矢符２７の方向の上流側からこの順番で一列に配列される。
【００４７】
なお、各色トナー１６ｙ，１６ｍ，１６ｃ，１６ｂは、結着樹脂、着色剤および必要に応じて離型剤を含有する。
【００４８】
結着樹脂としては、後述する定着液２９により軟化および／または膨潤する樹脂であれば特に制限されず、たとえば、ポリスチレン、スチレンの置換体の単独重合体、スチレン系共重合体、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリウレタンなどが挙げられる。結着樹脂は単独または２種以上の組合せで使用できる。これらの中でも、トナー自体の保存性、耐久性、定着液２９の付与によるトナーの軟化および／または膨潤制御などの点から、軟化点が１００〜１５０℃かつガラス転移点が５０〜８０℃である樹脂が好ましく、ポリエステルが特に好ましい。ポリエステルは、入手容易で安価な有機溶剤によって容易に膨潤および／または軟化し、透明になる。これによって、異なる単色のトナー像を重ね合わせたカラートナー像を記録媒体に定着させると、減法混色により充分な発色が得られる。また、前記の軟化点範囲の樹脂よりも軟化点（または分子量）の高い樹脂を用いると、現像時の負荷によるトナーの劣化が防止され、長期間にわたって安定した現像トナー像ひいては高水準で安定した画像が得られる。
【００４９】
着色剤としては、従来から電子写真方式の画像形成技術において用いられるトナー用顔料および染料を使用できるけれども、定着液２９による滲みを防止するために、定着液２９に溶解しない顔料が好ましく、ニグロシン染料などの染料は好ましくない。顔料の具体例としては、たとえば、アゾ系顔料、ベンズイミダゾロン系顔料、キナクリドン系顔料、フタロシアニン系顔料、イソインドリノン系顔料、イソインドリン系顔料、ジオキサジン系顔料、アントラキノン系顔料、ペリレン系顔料、ペリノン系顔料、チオインジゴ系顔料、キノフタロン系顔料、金属錯体系顔料などの有機系顔料、カーボンブラック、酸化チタン、モリブデンレッド、クロムイエロー、チタンイエロー、酸化クロム、ベルリンブルーなどの無機系顔料、アルミニウム粉などの金属粉などが挙げられる。
【００５０】
離型剤としては、後述する定着液２９により軟化および／または膨潤するものであれば特に制限されず、たとえば、ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックス、パラフィンワックスなどのワックス類が挙げられる。これらのワックスの中から、使用する結着樹脂に応じて、該結着樹脂よりもガラス転移点の低いワックスを用いるのが好ましい。ガラス転移点が結着樹脂よりも低いワックスは加熱により容易に軟化するので、トナー自体のガラス転移点よりも低温でも、トナー同士の結合力およびトナーのトナー像担持体、記録媒体などへの付着力が増加するので、定着液付与時にトナーの流れ、凝集などが発生するのを減少させることができる。さらに、ワックスの軟化により、トナー粒子におけるワックスの存在部分からトナー粒子内部に定着液２９が浸透するので、定着液２９の付与後、短時間でトナー全体が軟化および／または膨潤する。その結果、記録媒体への転写定着時に、充分な定着強度が得られるとともに、トナー像の重ね合わせにより充分な発色を得ることができる。
【００５１】
トナーは、必要に応じて、帯電制御剤、流動性向上剤、定着促進剤、導電剤などの一般的なトナー用添加剤の１種または２種以上を含むことができる。
【００５２】
トナーの体積平均粒径は、特に制限されないけれども、好ましくは２〜７μｍである。このような小粒径トナーを用いると、単位重量当りのトナーの表面積が大きくなり、定着液２９との接触面積が増加して定着し易くなる。これによって、定着液２９の使用量の低減化を図り得るとともに、トナー像の記録媒体への定着および定着後の乾燥を短時間で実施できる。また、トナーの体積平均粒径が適度に小さい場合には、記録媒体９に対する被覆率が高くなるので、低付着量での高画質化およびトナー消費量の低減化を達成でき、ひいては定着液２９の消費量のさらなる低減化を達成できる。
【００５３】
トナーの体積平均粒径が２μｍ未満では、トナーの流動性が低下し、現像動作の際に、トナーの供給、攪拌および帯電が不充分になり、トナー量の不足、逆極トナーの増加などが起こり、高画質の画像が得られないおそれがある。一方、体積平均粒径が７μｍを超えると、トナー粒子の中心まで軟化および／または膨潤し難い大粒径のトナー粒子が多くなるので、画像の記録媒体への定着性が低下するとともに、画像の発色が悪くなり、特にＯＰフィルムへの定着の場合には、画像が暗くなる。
【００５４】
トナー自体の軟化点およびガラス転移点は特に制限されないけれども、軟化点が１００〜１３０℃、ガラス転移点が５０〜８０℃であることが好ましい。このような軟化点の高いトナーは、現像時の負荷に対する耐久性は高いけれども、熱定着方式では充分に定着および発色しない。ところが、本発明では、定着液２９を用いて化学的にトナーを軟化および／または膨潤させるので、定着および発色が充分で、高品位な画像が得られる。
【００５５】
トナーは、公知の方法に従って製造できる。たとえば、結着樹脂に着色剤、離型剤などを分散して粉砕する方法、結着樹脂のモノマー溶液中に着色剤、離型剤などを分散させ、その後結着樹脂のモノマーを重合させる方法などが挙げられる。いずれの方法においても、トナーの表面積を大きくするために、トナーの形状が球形よりも不定形になるように調整するのが好ましい。これによって、定着液２９と接触し易くなるので、定着液２９の使用量を減らし、トナー像の定着および乾燥を短時間で実施できる。
【００５６】
本実施の形態で用いられる各色トナー１６ｙ，１６ｍ，１６ｃ，１６ｂは、顔料以外は次に示す同じ構成を有する。このトナーは結着樹脂、着色剤および離型剤を含み、体積平均粒径６μｍ、ガラス転移点６０℃、軟化点１２０℃、顔料含有量がトナー全量の１２重量％、離型剤としてのワックス含有量がトナー全量の７重量％および残部が結着樹脂である、負帯電性の絶縁性非磁性トナーである。結着樹脂は、ガラス転移点６０℃および軟化点１２０℃のポリエステルである。ワックスは、ガラス転移点５０℃および軟化点７０℃の低分子ポリエチレンワックスである。このトナーを用いて、所定の画像濃度（Ｘ−Ｒｉｔｅ社製３１０による反射濃度測定値が１．４）を得るのに必要な単位面積当りのトナー量は０．５ｍｇ／ｃｍ２である。
【００５７】
中間転写手段３は、中間転写ベルト２１と、中間転写ローラ２２ｙ，２２ｍ，２２ｃ，２２ｂと、支持ローラ２３，２４，２５と、ベルトクリーナ２６とを含んで構成される。
【００５８】
中間転写ベルト２１はトナー像担持体であり、支持ローラ２３，２４，２５との間に張架されてループ状の移動経路を形成する無端ベルトであり、感光体ドラム１１ｙ，１１ｍ，１１ｃ，１１ｂとほぼ同じ速度で矢符２７の方向に回転する。中間転写ベルト２１の少なくともトナー担持面２１ａは、後述する定着液２９を浸透させない材料、好ましくは定着液２９を浸透させない樹脂材料、さらに好ましくは定着液２９に対して撥液性を有する樹脂材料を用いて形成される。定着液２９に対して撥液性を有する樹脂材料としては、たとえば、フッ素樹脂が挙げられる。フッ素樹脂としては公知のものを使用でき、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、テトラフルオロエチレンとパーフルオロアルキルビニルエーテルとの共重合体（ＰＦＡ）などが挙げられる。本実施の形態では、厚さ１００μｍのポリイミド製基材の表面に、厚さ５００μｍのシリコン層、および、ＰＴＦＥとＰＦＡとを８：２（重量比）で混合したフッ素樹脂組成物からなる厚さ２０μｍの表面コート層をこの順番で積層したものを用いる。なお、ポリイミド製基材および表面コート層には、中間転写ベルトとしての電気抵抗値を調整するために、ファーネスブラック、サーマルブラック、チャネルブラック、グラファイトカーボンなどの導電材を配合できる。
【００５９】
中間転写ベルト２１のトナー像担持面２１ａは、感光体ドラム１１ｙ，１１ｍ，１１ｃ，１１ｂにこの順番で圧接する。中間転写ベルト２１の感光体ドラム１１ｙ，１１ｍ，１１ｃ，１１ｂに圧接する位置が、各色相のトナー像の中間転写位置である。トナー像担持体である中間転写ベルト２１を介して感光体ドラム１１ｙ，１１ｍ，１１ｃ，１１ｂに対向する位置に、中間転写ローラ２２ｙ，２２ｍ，２２ｃ，２２ｂが配置される。
【００６０】
中間転写ローラ２２ｙ，２２ｍ，２２ｃ，２２ｂは、それぞれ、中間転写ベルト２１におけるトナー像担持面２１ａの反対面に圧接し、かつ図示しない駆動手段によりその軸線回りに回転駆動可能に設けられ、たとえば、金属製軸体と、該金属製軸体の表面に被覆される導電性層とを含んで構成される。軸体は、たとえば、ステンレス鋼などの金属により形成される。軸体の直径は特に制限されないけれども、好ましくは８〜１０ｍｍである。導電性層は、導電性弾性体などにより形成される。導電性弾性体としてはこの分野で常用されるものを使用でき、たとえば、カーボンブラックなどの導電材を含むＥＰＤＭ、発泡ＥＰＤＭ、発泡ウレタンなどが挙げられる。導電性層によって、中間転写ベルト２１に高電圧が均一に印下される。
【００６１】
中間転写ローラ２２ｙ，２２ｍ，２２ｃ，２２ｂには、感光体ドラム１１ｙ，１１ｍ，１１ｃ，１１ｂの表面に形成されるトナー像を中間転写ベルト２１上に転写するために、トナーの帯電極性とは逆極性の中間転写バイアスが定電圧制御によって印加される。これによって、感光体ドラム１１ｙ，１１ｍ，１１ｃ，１１ｂに形成されるイエロー色、マゼンタ色、シアン色およびブラック色の各色相のトナー像が中間転写ベルト２１のトナー像担持面２１ａに順次重ね合わさって転写され、多色トナー像が形成される。
【００６２】
支持ローラ２３，２４，２５には、たとえば、直径３０ｍｍで、肉厚が１ｍｍのアルミニウム製円筒体が用いられる。なお、中間転写ベルト２１を介して、後述する転写定着ローラ２８に圧接する支持ローラ２４は、中間転写ベルト２１を張架するだけでなく、転写定着手段としての機能をも有することから、電気的に接地される。
【００６３】
ベルトクリーナ２６は、中間転写ベルト２１のトナー像担持面２１ａ上のトナー像を後述の転写定着手段６において記録媒体９に転写した後に、トナー像担持面２１ａ上に残存するトナーを除去する部材であり、中間転写ベルト２１を介して支持ローラ２５に対向するように設けられ、図示しない加圧手段により、中間転写ベルト２１のトナー像担持面２１ａに圧接し、トナー像担持面２１ａ上の残存トナーなどを掻き取るクリーニングブレード２６ａと、クリーニングブレード２６ａに掻き取られるトナーなどを貯留するトナー貯留容器２６ｂとを含んで構成される。クリーニングブレード２６ａには、たとえば、弾性を有するゴム材料（たとえば、ウレタンゴム）などからなるブレードを使用できる。
【００６４】
中間転写手段３によれば、感光体ドラム１１ｙ，１１ｍ，１１ｃ，１１ｂ上に形成される各色のトナー像が、中間転写ベルト２１のトナー像担持面２１ａの所定位置に重ね合わせて転写され、多色トナー像が形成される。
【００６５】
定着液付与手段４は、中間転写ベルト２１上に担持されるトナー像に、トナーを軟化および／または膨潤させる定着液を非接触状態で付与するものである。
【００６６】
定着液付与手段４は、中間転写ベルト２１の支持ローラ２３に当接する屈曲部に定着液２９を噴霧する定着液付与装置２８と、定着液２９を貯留する定着液貯留タンク３０と、定着液貯留タンク３０内の定着液２９を定着液付与装置２８に供給する定着液供給管３１とを含んで構成される。定着液付与装置２８は、そのほぼ真下に、中間転写ベルト２１の支持ローラ２３に当接する屈曲部が位置するように配置される。
【００６７】
定着液付与装置２８は、定着液２９を外方に向けて吐出する定着液吐出部２８ａと、定着液２９を一時的に貯留し、定着液吐出部２８ａに定着液２９を供給する定着液溜２８ｂとを含んで構成される。
【００６８】
定着液付与装置２８は、具体的には、図４および図５に示す構造を有する。図４は、定着液付与装置２８の定着液吐出部２８ａの外観を示す斜視図である。図５は、図４に示す定着液付与装置２８の構成を模式的に示す断面図である。
【００６９】
定着液付与装置２８は、電気的な制御信号に応じて定着液２９の微小液滴をトナー像担持面２１ａに担持されるトナー像に向けて飛翔させる装置であり、前述のように、定着液吐出部２８ａと定着液溜２８ｂとからなる。
【００７０】
定着液吐出部２８ａは、中間転写ベルト２１における支持ローラ２３に当接する屈曲部のトナー担持面２１ａに対してほぼ平行に定着液２９の液滴を吐出するノズルアレイ５１がライン状に配置され、かつ内部にノズルアレイ５１と後述の定着液カートリッジ５３とを連通させるチャンバー５２を有するインクジェットヘッド５０と、インクジェットヘッド５０の側面５０ｂに接するように設けられて、その伸縮駆動によりチャンバー５２内の定着液２９を押出すピエゾ素子５４と、ピエゾ素子５４に伸縮駆動電圧を印加する電源５５とを含んで構成される。インクジェットヘッド５０のピエゾ素子５４に接する部材５６は、セラミックスで形成される。このようなインクジェットヘッド５０は、プリンタ用インクジェットヘッドのように、ノズル毎に液滴の吐出量を制御する必要はなく、また、ノズル径を微細に形成する必要もないので、長尺であるにも関わらず安価に作成できる。
【００７１】
また、定着液溜２８ｂは、インクジェットヘッド５０の側面５０ａに接するように設けられて、チャンバー５２に定着液２９を供給する定着液カートリッジ５３を含んで構成される。
【００７２】
定着液付与装置２８は、そのノズルアレイ５１のほぼ真下に、中間転写ベルト２１の支持ローラ２３に当接する屈曲部が位置するように配置される。定着液２９はノズルアレイ５１から放射角を有して吐出され、吐出方向に対して直交する方向における定着液の広がりを吐出幅と定義すると、吐出幅はノズルアレイ５１から離反するほど徐々に大きくなる。したがって、定着液２９の液滴は、前記屈曲部におけるトナー像担持体２１ａに対してほぼ平行にかつ該面２１ａをかすめるように通過し、一部はトナー担持面２１ａに浅い角度で入射して付着し、一部は該面２１ａに弾かれて落下し、一部はそのまま落下する。定着液２９が放射角を有しないで吐出される場合でも、吐出幅はノズルアレイ５１から離反するほど僅かではあるけれども大きくなるので、定着液２９の液滴は放射角を有して吐出される場合と同様に通過する。なお、定着液付与装置２８は、中間転写ベルト２１のトナー像担持面２１ａにトナー像が転写され、該トナー像が中間転写ベルト２１の回転により屈曲部に搬送それるタイミングに同期して定着液２９を吐出するように、定着液２９の吐出タイミングを制御することができる。
【００７３】
定着液付与装置２８によれば、定着液カートリッジ５３中の定着液２９が、インクジェットヘッド５０内部のチャンバー５２に供給され、ピエゾ素子５４の伸縮駆動によりチャンバー５２中の定着液２９がノズルアレイ５１から液滴として吐出され、中間転写ベルト２１のトナー像担持面２１ａに供給される。
【００７４】
定着液貯留タンク３０は、定着液２９を貯留するタンクであり、定着液付与装置２８よりも上方に設けられる。定着液貯留タンク３０内の定着液２９は、図示しない制御手段により定着液供給管３１を介して、定着液付与装置２８内の定着液量が一定になるように供給される。また、定着液付与装置２８による定着液２９の消費量の設定量に応じて、定着液供給管３１の径を適宜調整することによっても、定着液付与装置２８内の定着液量を一定にできる。
【００７５】
ここで使用される定着液２９は、トナーを軟化および／または膨潤させる液状物であり、たとえば、トナーを軟化および／または膨潤させる作用を有する有機化合物と水とを含む組成物である。前記有機化合物としては、トナーを軟化および／または膨潤させる作用を有し、かつ水に分散または溶解可能なものであれば特に制限されず、たとえば、高級グリコールエーテル、エチレングリコールモノエーテル、ジエチレングリコールモノエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテル、２−メトキシエタノール、ジエチレングリコール、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、ブチルセロソルブエチルカルビトール、脂肪族二塩基酸エステルおよび不飽和二塩基酸エステル（たとえば、ＤＢＥ、マレイン酸エステル、イタコン酸エステル）、多塩基酸エステル（たとえば、トリメリット酸エステル）、エステル系高沸点混合溶媒などが挙げられる。これらは１種または２種以上を使用できる。このような有機化合物の含有量は、有機化合物自体の種類、トナー成分などに応じて広い範囲から適宜選択できるけれども、好ましくは定着液２９全量の１０〜３０重量％である。
【００７６】
定着液２９には、界面活性剤を添加できる。界面活性剤の具体例としては、たとえば、脂肪酸誘導体硫酸エステル、スルホン酸型陰イオン界面活性剤、リン酸エステルなどの陰イオン界面活性剤、四級アンモニウム塩、複素環アミン、アミン化合物などの陽イオン界面活性剤、アミノ酸エステル、アミノ酸、スルホベタインなどの両性イオン界面活性剤、非イオン性界面活性剤、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルアミンなどが挙げられる。界面活性剤の含有量は、併用する有機化合物の種類および含有量、トナー成分、界面活性剤そのものの種類などに応じて広い範囲から適宜選択できるけれども、好ましくは定着液２９全量の１〜１０重量％である。
【００７７】
本実施の形態では、高級グリコールエーテル（有機化合物）を２０重量％およびスルホン酸型界面活性剤（界面活性剤）を５重量％含有する定着液２９を使用する。
【００７８】
定着液付与手段４によれば、定着液貯留タンク３０内に充填される定着液２９が定着液付与装置２８に供給され、定着液付与装置２８から液滴として吐出され、中間転写ベルト２１のトナー像担持面２１ａに供給される。
【００７９】
図１に戻り、定着液回収手段５は、定着液付与装置２８のノズルアレイ５１の真下でかつ支持ローラ２３の斜め下方に、中間転写ベルト２１の回転を妨げないように設けられ、中間転写ベルト２１のトナー像担持面２１ａに付着しないで落下する定着液２９の液滴を収容するための開口部３３を有する定着液回収槽３２を含んで構成される。定着液回収槽３２に回収される定着液２９は、図示しないカートリッジ方式の定着液収容タンクに送られる。定着液収容タンクが回収された定着液２９で満杯になると、センサがそれを検知してその検知結果を図示しないＣＰＵに送り、ＣＰＵは画像形成装置１の操作パネルに定着液収容タンクの交換時期を知らせる表示をする。
【００８０】
定着液回収手段５によれば、定着液付与手段４から中間転写ベルト２１のトナー像担持面２１ａに付与される定着液２９のうち、トナー像担持面２１ａに付着しない定着液２９を回収する。
【００８１】
図６〜図８は、中間転写ベルト２１のトナー像担持面２１ａに定着液２９が付与される状態を示す側面図である。図６は、トナー像担持面２１ａの非画像部（トナー像が付着しない部分）に定着液２９が付与される状態を示す側面図である。図７は、トナー像担持面の画像部（トナー像が付着する部分）に定着液２９が付与される状態を示す側面図である。図８は、トナー像担持面２１ａに定着液２９が付着しないでそのまま通過する状態を示す側面図である。
【００８２】
図６によれば、定着液付与装置２８から吐出される定着液２９の液滴が、中間転写ベルト２１の屈曲部（支持ローラ２３との当接部）において、トナー像担持面２１ａの非画像部に矢符５７の方向で接触する。矢符５７の方向は、トナー像担持面２１ａに対して比較的浅い角度である。この場合、液滴はトナー像担持面２１ａの反発を受け、トナー像担持面２１ａに付着することなく矢符５８の方向に落下し、定着液回収槽３２に回収される。定着液２９が水性組成物であり、トナー像担持面２１ａがフッ素系樹脂などの撥水性を有する材料で被覆される場合、定着液２９の非画像部への付着を一層確実に防止できる。
【００８３】
図７によれば、定着液２９の液滴が、中間転写ベルト２１の屈曲部において、トナー像担持面２１ａの画像部２１ｂに矢符５７の方向で接触すると、定着液２９はトナーと親和性を有するので、画像部２１ｂに浸透し、トナーを軟化および／または膨潤させる。
【００８４】
図８によれば、トナー像担持面２１ａに接触することなく矢符５９の方向に落下する定着液２９は、そのまま定着液回収槽３２に回収される。定着液２９の液滴をトナー像担持面２１ａに対して浅い角度で接触させるには、定着液２９はある程度の放射角をもって吐出され、その吐出幅は、非接触付与装置２８から離反するほど大きくなる。その結果、トナー像担持面２１ａに接触することなく落下する液滴量が増加するけれども、そのような液滴は定着液回収槽３２に回収されるので、定着液２９が徒らに消費され、また画像形成装置１内を汚染することがない。
【００８５】
このようにして、トナー像担持面２１ａの画像部２１ｂのみに定着液２９が付与され、定着液２９の消費量を必要最小限にすることができる。
【００８６】
転写定着手段６は、支持ローラ２４と、中間転写ベルト２１を介して支持ローラ２４に圧接し、かつ軸線方向に回転駆動可能に設けられる転写定着ローラ３５とを含んで構成される。転写定着ローラ３５には、たとえば、芯金の表面に厚さ３ｍｍで硬度（ＪＩＳ−Ａ）が５０度であるシリコンゴム層と、厚さ２０ｍｍのＰＦＡ層とをこの順番で設けたローラが用いられる。転写定着ローラ３５は、たとえば、５Ｎ／ｃｍの線圧で中間転写ベルト２１および支持ローラ２４を押圧するように配置され、電圧は印加されない。
【００８７】
定着液付与手段４により定着液２９を付与され、軟化および／または膨潤状態にある中間転写ベルト２１上のトナー像は、中間転写ベルト２１の回転によって、支持ローラ２４と転写定着ローラ３５との圧接部に搬送される。これに同期して、後述する記録媒体供給手段７から記録媒体９が送給され、中間転写ベルト２１上のトナー像が記録媒体９の表面に押圧により転写され、定着される。
【００８８】
このとき、中間転写ベルト２１のトナー像担持面２１ａがトナーとの付着力の低いフッ素樹脂材料で構成される場合には、トナーの全量が確実に記録媒体９に転写される。
【００８９】
また、中間転写ベルト２１が基材とフッ素樹脂材料からなる表面層との間にゴムなどからなる弾性層が介在する構成である場合には、表面層が記録媒体９表面の凹凸に倣って変形する。その結果、記録媒体９の凹部にもトナー像を接触させることが可能になり、均一な転写定着像が得られる。
【００９０】
また、記録媒体９が紙類である場合には、トナー像が記録媒体９に押圧されると、トナー粒子が紙繊維に強く入り込むのと同時に、トナー粒子同士が融合し、記録媒体９に転写された画像の表面が均一になる。これによって、減法混色による発色性と表面の光沢性に優れた高品位のカラー画像が得られる。
【００９１】
転写定着手段６によれば、定着液付与手段４により軟化および／または膨潤状態にあるトナー像が記録媒体９に押圧により転写定着される。
【００９２】
記録媒体供給手段７は、記録媒体９を貯留する記録媒体カセット３６と、記録媒体９を搬送路Ｐに１枚ずつ送給するピックアップローラ３７と、中間転写ベルト２１上の多色トナー像が転写定着ローラ３５と支持ローラ２４との圧接部に搬送されるのに同期して、該圧接部に記録媒体９を送給する１対のレジストローラ３８，３９とを含んで構成される。
【００９３】
記録媒体供給手段７によれば、記録媒体カセット３６内に貯留される記録媒体９が、ピックアップローラ３７により１枚ずつ搬送路Ｐに送給され、さらに、レジストローラ３８，３９により、転写定着ローラ３５と支持ローラ２４との圧接部に送給される。
【００９４】
排出手段８は、搬送ベルト４０と、駆動ローラ４１と、テンションローラ４２と、排紙ローラ４３とを含んで構成される。
【００９５】
搬送ベルト４０は、駆動ローラ４１とテンションローラ４２との間に張架されてループ状の搬送経路を形成する無端ベルトであり、転写定着手段６により画像が形成された記録媒体９を排紙ローラ４３に搬送する。搬送ベルト４０には、たとえば、導電剤を添加して導電性を付与した厚さ１００μｍのポリイミドフィルムの少なくとも記録媒体搬送面４０ａに、ＰＴＦＥからなる厚さ１０μｍの被覆層を設けたものを使用できる。
【００９６】
駆動ローラ４１は、図示しない駆動手段により、軸線回りに回転駆動可能に設けられる。駆動ローラ４１には、たとえば、アルミニウムなどの金属からなる中空ローラを使用できる。
【００９７】
テンションローラ４２は、搬送ベルト４０が弛まないように、搬送ベルト４０に所定の張力を付与する。テンションローラ４２には、たとえば、金属製軸体と、金属製軸体の表面に形成される被覆層とを含んで構成される。また、金属製軸体のみからなるものでもよい。金属製軸体の材料には、たとえば、ステンレス鋼が使用され、被覆層の材料にはたとえばフッ素ゴムが使用される。
【００９８】
排紙ローラ４３は、搬送ベルト４０により搬送される記録媒体９を画像形成装置１の外部側面に設けられる排紙トレイ４４に排出する部材であり、互いに圧接するように設けられる１対のローラを含んで構成され、各ローラはそれぞれの軸線方向に回転駆動可能に支持される。
【００９９】
画像形成装置１によれば、トナー像形成手段２により、トナー像担持体である中間転写ベルト２１上に形成されるトナー像に、定着液付与手段４から非接触下に定着液２９が付与され、トナー像を軟化および／または膨潤させ、これを転写定着手段６により記録媒体９に転写定着し、画像が形成される。そして、中間転写ベルト２１に付着しない定着液２９は、定着液回収手段５により回収され、再利用される。
【０１００】
本実施の形態では、定着液付与手段４として定着液付与装置２８を用いるけれども、それに限定されず、図９および図１０に示す定着液付与装置６０を用いることができる。図９および図１０は、定着液付与装置６０の構成を模式的に示す断面図である。定着液付与装置６０は、定着液付与装置２８に類似し、対応する部分については同一の参照符号を付し、説明を省略する。
定着液付与装置６０は、シャッター手段６１，６２を有することを特徴とする。
【０１０１】
シャッター手段６１，６２は、インクジェットヘッド５０のノズルアレイ形成面５１ａを覆うようにかつ図示しない駆動手段により開閉自在に設けられ、定着液２９の液滴の吐出口であるノズルアレイ５１が大気に晒され、定着液２９中の液状成分が蒸発して定着液２９が消費され、さらにノズルアレイ５１が定着液２９の乾燥により目詰まりするのを防止する部材である。
【０１０２】
さらに、シャッター手段６１，６２は図示しない移動手段を有し、インクジェットヘッド５０の長手方向に直交する方向において、ノズルアレイ形成面５１ａに対して平行移動できる。たとえば、開口部６３を開けた状態でのシャッター手段６１，６２全体の平行移動が可能になる。これによって、定着液２９の吐出時には、シャッター手段６１，６２により形成される開口部６３とノズルアレイ５１の位置が重なるように移動し、一方定着液２９の非吐出時には開口部６３とノズルアレイ５１の位置が重ならないように移動する。また、シャッター手段６１，６２を移動させることなく、定着液２９の吐出時にはシャッター手段６１，６２を開いて開口部６３を形成し、非吐出時にはシャッター手段６１，６２を閉じることもできる。
【０１０３】
図１１は、本発明の実施の第２形態である画像形成装置６５の構成を模式的に示す断面図である。画像形成装置６５は、画像形成装置１に類似し、同一部分の一部は図示および説明を省略する。また、図示した部分のうち画像形成装置１に対応する部分は同一の参照符号を付し、説明を省略する。
【０１０４】
画像形成装置６５は、定着液付与手段４ａが、定着液回収槽３２に回収される定着液２９を定着液付与装置２８の定着液溜２８ａに循環させる定着液循環手段６６を含むことを特徴とする。
【０１０５】
定着液循環手段６６は、一端が定着液回収槽３２に接続されかつもう一端が定着液溜２８ａに接続され、定着液２９を流過させる定着液チューブ６７と、定着液チューブ６７の途中に設けられ、定着液チューブ６７の定着液２９を矢符６９の方向に送給する汲み上げポンプ６８とを含んで構成される。定着液循環手段６６によれば、定着液回収槽３２に回収される定着液２９が定着液チューブ６７を介して定着液付与装置２８の定着液溜２８ａに送給され、再利用される。
【０１０６】
画像形成装置６５によれば、トナー像形成手段２により、トナー像担持体である中間転写ベルト２１上に形成されるトナー像に、定着液付与手段４から非接触下に定着液２９が付与され、トナー像を軟化および／または膨潤させ、これを転写定着手段６により記録媒体９に転写定着し、画像が形成される。そして、中間転写ベルト２１に付着しない定着液２９は、定着液循環手段６７により定着液回収手段５から定着液付与手段４に戻され、再利用される。
【０１０７】
図１２は、本発明の実施の第３形態である画像形成装置７０の構成を模式的に示す断面図である。画像形成装置７０は、画像形成装置１に類似し、同一部分の一部は図示および説明を省略する。また、図示した部分のうち画像形成装置１に対応する部分は同一の参照符号を付し、説明を省略する。
【０１０８】
画像形成装置７０は、定着液付与手段７２と定着液回収手段７３とが１つの筺体７１内に、定着液付与手段７２よりも定着液回収手段７３の方が高い位置になるように配置され、該筺体７１が、中間転写ベルト２１の屈曲部を該筺体７１内部に装入し、定着液付与手段７２から該屈曲部に向けて定着液２９を吐出するための開口部７４を有することを特徴とする。
【０１０９】
筺体７１は、支持ローラ２３に対向し、中間転写ベルト２１の屈曲部を筺体７１内部に装入する開口部７４を有する側壁７１ａと、側壁７１ａに対向する側壁７１ｂと、側壁７１ａ，７１ｂにより水平面に対して傾斜するように支持される天板７１ｃと、底面７１ｄとを含んで構成される。側壁７１ａ，７１ｂは定着液２９の画像形成装置１内部への飛散防止効果をも有する。また開口部７４は、中間転写ベルト２１の回転駆動を妨げない程度の大きさに形成される。
【０１１０】
定着液付与手段７２は定着液付与装置２８を含んで構成される。定着液付与装置２８は、支持ローラ２３よりも下方であって、図示しない定着液吐出口（ノズルアレイ５１）から上方に向けて吐出される定着液２９が筺体７１内部に装入される中間転写ベルト２１の屈曲部をかすめる位置になるように、その定着液溜２８ｂを下側にして筺体７１の底部７１ｄに配置される。その際、定着液付与装置２８の長手方向における一方の側面２８ｘと筺体７１の側壁７１ｂとの間に空間７５が設けられる。
【０１１１】
定着液回収手段７３は、板状部材である天板７１ｃを含んで構成される。天板７１ｃは、側壁７１ａから離反するほど下方に位置するように、水平面に対して傾斜を持って配置される。したがって、中間転写ベルト２１により跳ね返された定着液２９および中間転写ベルト２１に付着することなく該ベルト２１周辺を通過する定着液２９が天板７１ｃに付着し、この定着液２９が天板７１ｃの傾斜と自重とによって下方に向けて天板７１ｃの表面を流過する。この定着液２９は天板７１ｃから側壁７１ｂの表面につたわり、側壁７１ｂ表面を流過して空間７５に至り、定着付与装置２８の側面２８ｘに設けられる図示しない定着液収容手段により定着液溜２８ｂに戻される。定着液収容手段としては、たとえば液体補給用のロータリーポンプなどが挙げられる。定着液溜２８ｂと空間７５の一部を前記ロータリーポンプでつなぎ、空間７５から定着液溜２８ｂへ定着液を移送する。
【０１１２】
定着液付与手段７２から中間転写ベルト２１の屈曲部に向けて吐出される定着液２９は、一部が中間転写ベルト２１上のトナー像に付着し、トナーを軟化および／または膨潤させる。中間転写ベルト２１に付着しない定着液２９は天板７１ｃ内壁に付着し、天板７１ｃの傾斜に沿って流過し、さらに側壁７１ｂ表面を伝わって空間７５に貯留される。
【０１１３】
画像形成装置７５によれば、トナー像形成手段２により、トナー像担持体である中間転写ベルト２１上に形成されるトナー像に、トナー像の下方に配置される定着液付与手段７２から非接触下に定着液２９が付与され、トナー像を軟化および／または膨潤させ、これを転写定着手段６により記録媒体９に転写定着し、画像が形成される。そして、中間転写ベルト２１に付着しない定着液２９は、定着液付与手段７２と同じ筺体７１内に配置される定着液回収手段７３により回収される。
【０１１４】
また本実施の形態では、定着液付与手段７２として定着液付与装置２８を用いるけれども、それに限定されず、図１３および図１４に示す定着液付与装置８０を用いることができる。図１３は、定着液付与装置８０の要部（第１および第２の供給ローラ８２，８３ならびに金属メッシュ板８５）の外観を示す斜視図である。図１４は、図１３に示す定着液付与装置８０の構成を模式的に示す断面図である。
【０１１５】
定着液付与装置８０は、電気的な制御信号に応じて定着液２９の微小液滴をトナー像担持面２１ａに担持されるトナー像に吐出する装置であり、定着液収容槽８１と、第１供給ローラ８２と、第２供給ローラ８３と、液量規制ブレード８４と、金属メッシュ板８５と、超音波振動子８６と、電源８７とを含んで構成される。
【０１１６】
定着液収容槽８１は、定着液２９を収容する。定着液収容槽８１では、その定着液面高さが常に一定になるように、定着液２９の消費状況に応じて、図示しない定着液補充手段により定着液２９が補充供給される。
【０１１７】
第１供給ローラ８２は、その一部が定着液収容槽６１の定着液２９中に浸漬し、図示しない駆動手段により矢符８８の方向に回転駆動可能に設けられる。第１供給ローラ８２の回転によって、第１供給ローラ８２の表面に定着液２９が付着し、この定着液２９が第２供給ローラ８３に供給される。
【０１１８】
第２供給ローラ８３は、第１供給ローラ８２および金属メッシュ板８５に圧接し、かつ図示しない駆動手段により矢符８９の方向に回転駆動可能に設けられる。また、液量規制ブレード８４は第２供給ローラ８３の軸線方向に延びる板状部材であり、その短手方向の一端が第２供給ローラ８３の表面に当接し、かつ短手方向のもう一端が定着液収容槽８１に固定されるように設けられる。ここで、第２供給ローラ８３および液量規制ブレード８４は、金属メッシュ板８５に供給される定着液２９の液量を一定化するために設けられる。第２供給ローラ８３は、その表面に、第１供給ローラ８２との圧接部で定着液２９の供給を受け、次いで液量規制ブレード８４によってその表面における定着液２９の液量を調整された後、金属メッシュ板８５に圧接して定着液２９を金属メッシュ板８５に供給する。
【０１１９】
金属メッシュ板８１は、支持ローラ２３の回転軸線方向に延びるように設けられ、第２供給ローラ８３が圧接する面と反対の面に、超音波振動子８６が接するように設けられる。超音波振動子８６は、電源８７から電圧を印加されて超音波を発生し、振動および伸縮する。超音波振動子８６の振動を受けて金属メッシュ板８１が振動し、第２供給ローラ８３の表面に付着する定着液２９を液滴化し、この液滴９０を中間転写ベルト２１のトナー像担持面２１ａに向けて吐出する。
【０１２０】
定着液付与装置８０によれば、定着液収容槽８１に収容される定着液２９を、第１供給ローラ８２および第２供給ローラ８３を介して金属メッシュ板８５に供給し、金属メッシュ板８５を超音波振動子８６によって振動させ、定着液２９を液滴化して中間転写ベルト２１のトナー像担持面２１ａに向けて吐出する。このような定着液付与装置８０によっても、定着液付与装置２８と同様の効果を奏することができる。
【０１２１】
図１５は、本発明の実施の第４形態である画像形成装置９１の構成を模式的に示す断面図である。画像形成装置９１は、画像形成装置７０に類似し、同一部分の一部は図示および説明を省略する。また図示した部分のうち、対応する部分については同一の参照符号を付し、説明を省略する。
【０１２２】
画像形成装置９１は、定着液付与装置２８が支持ローラ２３よりも下方であって、図示しない定着液吐出口（ノズルアレイ５１）から上方に向けて吐出される定着液２９が筺体７１内部に装入される中間転写ベルト２１の屈曲部をかすめる位置になるように、その定着液溜２８ｂを下側にして筺体７１の底部７１ｄに接しかつその長手方向における一方の側面２８ｘと筺体７１の側壁７１ｂとが接するように配置され、ならびに定着液回収手段７３により回収される定着液２９を定着液付与装置２８の定着液溜２８ｂに循環して再利用する定着液循環手段９２を有することを特徴とする。
【０１２３】
定着液付与手段７２を構成する定着液付与装置２８は、その定着液溜２８ｂの底面が筺体７１の底面７１ｄに接しかつその側面２８ｘが筺体７１の側壁７１ｂと接するように配置され、開口部７４から筺体７１内部に装入される中間転写ベルト２１の屈曲部をかすめるように下方から上方に向けて定着液２９を吐出する。
【０１２４】
定着液循環手段９２は、定着液回収手段７３により回収される定着液２９を定着液溜２８ｂに循環する定着液循環管９３と、定着液２９が側壁７１ｂの内壁をつたって落下するのを防止し、定着液循環管９３に誘導する定着液落下防止部材９４とを含んで構成される。
【０１２５】
定着液循環管９３は、一端が筺体７１の側壁７１ｂに設けられる定着液排出口９６に接続され、もう一端が側面２８ｘの定着液溜２８ｂ部分に設けられる定着液受入口９７に接続され、定着液輩出口９６から流れ込む定着液２９を自然落下により矢符９５の方向に送給し、定着液溜２８ｂに戻す。
【０１２６】
定着液落下防止部材９４は、側壁７１ｂの内壁であって定着液排出口９６の真下に、側壁７１ｂから離反するほど上方に向かうように傾斜をつけて設けられる。天板７１ｃに付着し、天板７１ｃの傾斜および自重により、天板７１ｃおよび側壁７１ｃの内壁をつたって落下する定着液２９は、定着液落下防止部材９４により受け止められて定着液排出口９６から定着液循環管９３に流入する。
【０１２７】
定着液循環手段９４によれば、定着液回収手段７３である天板７１ｃに付着する定着液２９は、定着液落下防止部材９４に受け止められ、定着液循環管９３を流下し、定着液溜２８ｂに戻される。
【０１２８】
画像形成装置９１によれば、トナー像形成手段２により、トナー像担持体である中間転写ベルト２１上に形成されるトナー像に、トナー像の下方に配置される定着液付与手段７２から非接触下に定着液２９が付与され、トナー像を軟化および／または膨潤させ、これを転写定着手段６により記録媒体９に転写定着し、画像が形成される。そして、中間転写ベルト２１に付着しない定着液２９は、定着液付与手段７２と同じ筺体７１内に配置される定着液回収手段７３により回収され、定着液循環手段９２を介して定着液付与手段７２に戻される。
【０１２９】
本実施の形態では、筺体７１内に定着液付与手段７２と定着液回収手段７３とを設ける一体型を採用するけれども、筺体と定着付与手段７２とを別々の部材とする構成を採ることもできる。その場合、たとえば、筺体は側壁７１ａ，７１ｂおよび天板７１ｃにより形成し、さらに側壁７１ｂの長手方向（紙面に対して垂直な方向）に対して垂直な方向の長さを、側壁７１ｂの下端が定着液付与装置２８における定着液吐出部２８ａの上面に接する程度に短くしたものを使用できる。
【０１３０】
前記の各実施形態の画像形成装置によれば、定着液２９の消費量が低減化され、高品位な定着画像を安定的にかつ長期的に得ることができる。
【０１３１】
本発明の画像形成装置は、たとえば、複写機、プリンタ、ファクシミリなどとして使用できる。また、複写機能、プリンタ機能およびファクシミリ機能のうちの少なくとも２つの機能を有する複合機としても使用できる。
【図面の簡単な説明】
【０１３２】
【図１】本発明の実施の第１形態である画像形成装置の構成を概略的に示す断面図である。
【図２】図１に示す画像形成装置の要部の構成を拡大して示す断面図である。
【図３】図１に示す画像形成装置の要部の構成を拡大して示す断面図である。
【図４】定着液付与装置の外観を示す斜視図である。
【図５】図４に示す定着液付与装置の構成を模式的に示す断面図である。定着液付与装置の要部の外観を示す斜視図である。
【図６】トナー像担持面の非画像部に定着液が付与される状態を示す側面図である。
【図７】トナー像担持面の画像部に定着液が付与される状態を示す側面図である。
【図８】トナー像担持面に定着液が付着しないでそのまま通過する状態を示す側面図である。
【図９】定着液付与装置の構成を模式的に示す断面図である。
【図１０】定着液付与装置の構成を模式的に示す断面図である。
【図１１】本発明の実施の第２形態である画像形成装置の構成を模式的に示す断面図である。
【図１２】本発明の実施の第３形態である画像形成装置の構成を模式的に示す断面図である。
【図１３】定着液付与装置の要部の外観を示す斜視図である。
【図１４】図１３に示す定着液付与装置の構成を模式的に示す断面図である。
【図１５】本発明の実施の第４形態である画像形成装置の構成を模式的に示す断面図である。
【符号の説明】
【０１３３】
１，６５，７０，９１ 画像形成装置
２ トナー像形成手段
３ 中間転写手段
４，４ａ，７２，８０ 定着液付与手段
５，７３ 定着液回収手段
６ 転写定着手段
７ 記録媒体供給手段
８ 排出手段
９ 記録媒体
１０ｙ，１０ｍ，１０ｃ，１０ｂ 作像ユニット
１１ｙ，１１ｍ，１１ｃ，１１ｂ 感光体ドラム
１２ｙ，１２ｍ，１２ｃ，１２ｂ 帯電ローラ
１３ 光走査ユニット
１３ｙ，１３ｍ，１３ｃ，１３ｂ 信号光
１４ｙ，１４ｍ，１４ｃ，１４ｂ 現像装置
１５ｙ，１５ｍ，１５ｃ，１５ｂ ドラムクリーナ
１６ｙ，１６ｍ，１６ｃ，１６ｂ トナー
１７ｙ，１７ｍ，１７ｃ，１７ｂ 現像ローラ
１８ｙ，１８ｍ，１８ｃ，１８ｂ 現像ブレード
１９ｙ，１９ｍ，１９ｃ，１９ｂ トナー貯留容器
２０ａ，２０ｂ 攪拌ローラ
２１ 中間転写ベルト
２１ａ トナー像担持面
２１ｂ 画像部
２２ｙ，２２ｍ，２２ｃ，２２ｂ 中間転写ローラ
２３，２４，２５ 支持ローラ
２６ ベルトクリーナ
２６ａ クリーニングブレード
２６ｂ トナー貯留容器
２７，５７，５８，６９，８８，８９，９５ 矢符
２８，６０ 定着液付与装置
２８ａ 定着液吐出部
２８ｂ 定着液溜
２８ｘ 側面
２９ 定着液
３０ 定着液貯留タンク
３１ 定着液供給管
３２ 定着液回収槽
３３，６３，７４ 開口部
３５ 転写定着ローラ
３６ 記録媒体カセット
３７ ピックアップローラ
３８，３９ レジストローラ
４０ 搬送ベルト
４１ 駆動ローラ
４２ テンションローラ
４３ 排紙ローラ
４４ 排紙トレイ
５０ インクジェットヘッド
５０ａ，５０ｂ 側面
５１ ノズルアレイ
５１ａ ノズルアレイ形成面５１ａ
５２ チャンバー
５３ 定着液カートリッジ
５４ ピエゾ素子
５５，８７ 電源
６１，６２ シャッター手段
６６，９２ 定着液循環手段
６７ 定着液チューブ
６８ 汲み上げポンプ
７１ 筺体
７１ａ，７１ｂ 側壁
７１ｃ 天板
７１ｄ 底面
７５ 空間
８１ 定着液収容槽
８２ 第１供給ローラ
８３ 第２供給ローラ
８４ 液量規制ブレード
８５ 金属メッシュ板
８６ 超音波振動子
９０ 液滴
９３ 定着液循環管
９４ 定着液落下防止部材
９６ 定着液排出口
９７ 定着液受入口
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機、プリンタ、ファクシミリなどに多く採用される、電子写真方式の画像形成装置においては、表面に光導電性物質を含む感光層を形成した感光体を用い、感光体表面に電荷を付与して均一に帯電させた後、種々の作像プロセスにて画像情報に対応する静電潜像を形成し、この静電潜像にトナーを含む現像剤を現像手段から供給して現像することによりトナー像とし、このトナー像を直接または中間転写媒体を介して紙などの記録媒体に転写し、記録媒体に転写されたトナー像を記録媒体に定着させることによって、記録媒体上に画像が形成される。
【０００３】
トナー像の記録媒体への定着には、トナー像を加熱する熱定着方式、トナーを軟化および／または膨潤させる定着液をトナー像に付与する湿式定着方式などが知られる。このうち、湿式定着方式では、定着液の付与により軟化および／または膨潤状態にしたトナー像を記録媒体に付着させ、加圧することによって、トナー像を記録媒体に定着させる。湿式定着方式は、熱定着方式に比べて消費電力が非常に少ないという利点を有し、多くの提案がなされている。
【０００４】
たとえば、トナー像を形成するトナー像形成手段と、トナー像形成手段により形成されるトナー像を担持するトナー像担持体と、トナーを溶解または膨潤させる定着液を、トナー像担持体のトナー像担持面に塗布ローラにより接触塗布する定着液塗布手段と、定着液塗布手段により溶解または膨潤されるトナー像を記録媒体上に転写する転写手段とを含み、定着液に対して撥液性を有する材料からなるトナー像担持体を用いる画像形成装置が提案される（たとえば、特許文献１参照）。この画像形成装置においては、定着液とトナーとの親和性およびトナー像担持体の定着液に対する撥液性を利用して、接触塗布される定着液は、トナー像担持体のトナー像担持面におけるトナー付着部分である画像部のみに付着し、トナーが付着しない非画像部には付着しないように構成される。
【０００５】
特許文献１には、さらにトナー像担持体に接触する接触ローラを設け、トナー像担持体の非画像部に僅かに付着する定着液を接触ローラにより回収する構成も開示される。
【０００６】
特許文献１によれば、前述のような構成を採ることによって、定着液の消費量を必要最小限に抑え、定着液の記録媒体への付着量が多すぎることにより記録媒体に発生するしわ、カールなどを防止している。
【０００７】
しかしながら、特許文献１の画像形成装置によれば、トナー像担持体上のトナー像が塗布ローラ、接触ローラなどの部材と直接接触するので、塗布ローラ、接触ローラなどにトナーが付着し、また定着液によりトナー像の一部が流れ、最終的に形成される画像に乱れが生じることがある。
【０００８】
したがって、定着液をトナー像に非接触下で塗布するのが望ましいけれども、非接触塗布では非画像部にも定着液が付着するという問題が起こる。定着液の非画像部への付着は、定着液の消費量の増大、記録媒体でのしわ、カールなどの発生につながる。非画像部の定着液を除去するには、たとえば、接触ローラを用いるのが最も現実的である。しかしながら、接触ローラの使用には、前述のように、トナーの接触ローラへの付着、それにともなう画像の乱れの発生という問題がある。また、エアーの吹き付けにより非画像部に付着する定着液を除去する方法も提案されている。しかしながら、この方法では、エアーにより非画像部から除去される定着液の飛翔方向の制御が難しく、画像形成装置内を定着液で汚染する可能性がある。また、画像形成装置内でのエアーの使用により、エアーの乱流が生じ、装置内でトナー飛散を起こし、記録媒体を汚す可能性もある。
【０００９】
【特許文献１】特開２００４−１０９７４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の目的は、トナー像担持体におけるトナー像が付着する画像部のみに非接触状態で定着液を付与することができ、画像の乱れを起こすことなく、定着液の消費量を必要最小限に止め、良好な画像を長期にわたって形成できる湿式定着方式の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】
【００１１】
本発明は、
結着樹脂および着色剤を含むトナーからなるトナー像を形成するトナー像形成手段と、
トナー像形成手段により形成されるトナー像を担持して回転するトナー像担持体において、少なくともトナー像担持面がトナー像を軟化および／または膨潤させる定着液を浸透させない材料で構成されるトナー像担持体と、
トナー像担持体上のトナー像に、定着液を非接触下に付与する定着液付与手段と、
トナー像担持体に付着しない定着液を、トナー像担持体に対して非接触下に回収する定着液回収手段と、
定着液が付与されたトナー像を記録媒体に転写と同時に定着させる転写定着手段とを含むことを特徴とする画像形成装置である。
【００１２】
また本発明の画像形成装置は、
定着液付与手段が、トナー像担持体のトナー像担持面に対してほぼ平行に定着液を吐出することを特徴とする。
【００１３】
さらに本発明の画像形成装置は、
定着液付与手段が、複数の支持ローラに回転可能に張架される無端ベルトであるトナー像担持体における複数の支持ローラ当接部の少なくとも１箇所に定着液を吐出することを特徴とする。
【００１４】
さらに本発明の画像形成装置は、
定着液付与手段が、定着液が大気に晒される定着液吐出口の近傍に設けられ、定着液中の液状成分が蒸発するのを防止する乾燥防止手段を含むことを特徴とする。
【００１５】
さらに本発明の画像形成装置は、
乾燥防止手段が、開閉自在に設けられ、定着液吐出口と大気とを遮断するシャッター手段であることを特徴とする。
【００１６】
さらに本発明の画像形成装置は、
トナー像担持体の少なくともトナー像担持面が、定着液に対して撥液性を有する材料で構成されることを特徴とする。
【００１７】
さらに本発明の画像形成装置は、
定着液回収手段が、回収した定着液を、定着液付与手段に循環させる定着液循環手段を含むことを特徴とする。
【００１８】
さらに本発明の画像形成装置は、
定着液回収手段が、定着液付与手段よりも高い位置に配置されることを特徴とする。
【００１９】
さらに本発明の画像形成装置は、
定着液回収手段が、定着液付与手段から吐出される定着液のうち、トナー像担持体のトナー像担持面に付着しない定着液を付着させて回収するための板状の回収部材であって、水平面に対して傾斜して設けられる回収部材を含むことを特徴とする。
【００２０】
さらに本発明の画像形成装置は、
定着液付与手段と定着液回収手段とが１つの筺体内に収容され、
該筺体は、トナー像担持体のトナー像担持面の少なくとも一部を該筺体内に装入し、定着液付与手段の定着液吐出口から該トナー像担持面に向けて定着液を吐出するための開口部を有することを特徴とする。
【００２１】
さらに本発明の画像形成装置は、結着樹脂がポリエステル樹脂であることを特徴とする。
【００２２】
さらに本発明の画像形成装置は、トナーの体積平均粒径が２μｍ以上、７μｍ以下であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、トナー像を形成するトナー像形成手段と、トナー像を担持して回転するトナー像担持体において、少なくともトナー像担持面がトナー像を軟化および／または膨潤させる定着液を浸透しない材料で構成されるトナー像担持体と、トナー像担持体上のトナー像に定着液を非接触下に付与する定着液付与手段と、トナー像担持体に付着しない定着液を非接触下に回収する定着液回収手段と、トナー像を記録媒体に転写と同時に定着させる転写定着手段とを含む画像形成装置が提供される。
【００２４】
本発明の画像形成装置は、非接触下でトナー像に定着液を付与する湿式定着方式を採用するにもかかわらず、画像の乱れを起こすことなく定着液をトナー像に選択的に付与することができ、定着液の消費量を必要最小限に止め、良好な画像を長期にわたって形成できる。また、定着液付与手段と定着液回収手段とを１つの工程として実施できるので、たとえば、両手段を１つのユニットとして形成することにより、装置の大型化、複雑化などをともなうことなく、定着液のトナー像への非接触下での選択的付与を容易に行うことができる。
【００２５】
本発明によれば、定着液付与手段が、トナー像担持体のトナー像担持面に対してほぼ平行に定着液を吐出するように構成することによって、従来のように定着液をトナー像担持面に対して垂直に吐出するのに比べて、定着液の微小液滴のトナー像担持面に対する供給角度（微小液滴の入射角度）を小さくできるので、トナー像担持面が定着液を浸透しない材料で構成されることも相俟って、定着液の液滴をトナー像担持面から反発させて回収することができる。すなわち、定着液がトナーとの親和性に優れることを利用すれば、トナーの集合体であるトナー像に供給される定着液はそのままトナー像に付着し、トナー像以外の非画像部に供給される定着液はそのまま付着することなく、トナー像担持体から反発して離れるので、トナー像である画像部のみに選択的に定着液を付与することができ、それ以外の定着液は定着液回収手段により回収できる。したがって、定着液の消費量を必要最小限に抑えることができ、しかも定着液の付与および回収が非接触下に実施され、画像乱れを起こすことがない。また、トナー像担持面に対してほぼ平行に定着液を吐出すると、トナー像担持体に接触することなくその上部を通過する液滴が多くなるけれども、定着液回収手段が備わっているので、回収して再利用すれば無駄にはならない。さらに、定着液の吐出方向が一定方向であるから、トナー像担持体からの反発方向もほぼ一定になり、定着液の回収が容易である。
【００２６】
本発明によれば、トナー像担持体を、複数の支持ローラで張架される無端ベルトとして構成し、このトナー像担持体における複数の支持ローラとの当接部の少なくとも１箇所に定着液を吐出することによって、定着液付与手段および定着液回収手段の配置が容易になり、装置の大型化、複雑化などを防止できる。すなわち、無端ベルトであるトナー像担持体と支持ローラとの当接部では、トナー像担持体は屈曲した状態にあり、トナー像担持体の一部分（トナー像が付着した部分）に定着液を付与する場合には、このような屈曲部があれば定着液の局部的な付与が可能になり、定着液付与手段および定着液回収手段の配置が容易になる。特に、定着液をトナー像担持面に対して平行に吐出して付与する場合には、前記のような屈曲部があれば、トナー像担持体の邪魔にならない位置に定着液付与手段および定着液回収手段を配置できる。
【００２７】
本発明によれば、定着液付与手段の定着液吐出口近傍に乾燥防止手段を設けるのが好ましい。すなわち、定着液吐出口では、定着液が大気に晒されて、定着液の液状成分が蒸発して無駄に消費されるので、乾燥防止手段を設けて定着液の液状成分の蒸発を防止するのがよい。
【００２８】
本発明によれば、前述の乾燥防止手段として、定着液吐出口の近傍に開閉自在のシャッター手段を設けることによって、画像形成を行わない時にはシャッター手段を閉じて大気と定着液吐出口とを遮断し、定着液の液状成分が蒸発するのを防止できる。
【００２９】
本発明によれば、トナー像担持体の少なくともトナー像担持面を、定着液に対して撥液性を有する材料で構成することによって、非画像部に供給される定着液の液滴のトナー像担持体からの離反性が一層向上し、定着液のトナー像のみへの付与が一層効率良く実施できる。
【００３０】
本発明によれば、定着液回収手段が回収した定着液を定着液付与手段に戻す定着液循環手段を含むことによって、定着液の無駄な消費がなくなり、有効利用が可能になる。その結果、画像形成装置内の定着液収容タンクの容量を小型化が可能になり、画像形成装置の大型化、複雑化などを引き起こすことがない。また、定着液の補充サイクルを延長でき、メンテナンス性が向上する。
【００３１】
本発明によれば、本発明の画像形成装置において、定着液回収手段を定着液付与手段よりも高い位置に設けることによって、定着液回収手段で回収される定着液を定着液付与手段に戻す場合に、重力を利用して戻すことができるので、定着液を戻すための新たな動力が不要になる。
【００３２】
本発明によれば、定着液回収手段を、定着液付与手段およびトナー像担持体の上部に、水平面に対して傾斜するように設けられ、トナー像担持体のトナー像担持面に付着しない定着液を付着させて回収する板状の回収部材を含んで構成することによって、回収部材に付着する定着液が傾斜に沿って一方向に流れるので、定着液の回収が容易になる。
【００３３】
本発明によれば、定着液付与手段と定着液回収手段とを１つの筺体内に収容し、該筺体に、トナー像担持体のトナー像担持面の少なくとも一部を該筺体内に挿入し、定着液付与手段から該トナー像担持面に向けて定着液を吐出するための開口部を設けることによって、定着液のトナー像担持面以外への飛散、ひいては定着液による画像形成装置内部の汚染を防止できる。
【００３４】
本発明によれば、本発明の画像形成装置において用いられるトナーの結着樹脂をポリエステルにするのが好ましい。ポリエステルは、安価で一般的な有機溶剤により軟化および／または膨潤し易いので、前記のような有機溶剤を定着液成分として使用でき、定着液のコストを下げることができる。また、ポリエステルは軟化または膨潤した状態で透明になるので、数種の色のトナー像を重ね合わせてカラートナー像を形成すると、減法混色による鮮やかな発色が得られる。
【００３５】
本発明によれば、本発明の画像形成装置において用いられるトナーとして、体積平均粒径が２〜７μｍのものを用いるのが好ましい。粒径が２μｍ未満では、トナーとしての流動性が低下し、現像装置内での攪拌および帯電ならびに静電潜像へのトナーの供給を円滑に実施できない。その結果、逆極トナーの増加、トナー量の不足などが起こり、静電潜像の現像時に高画質のトナー像が得られない。粒径が７μｍを超えると、トナー粒子の中心まで膨潤し難くなり、定着画像の発色が悪化するとともに、ＯＨＰの透過画像が暗くなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
図１は、本発明の実施の第１形態である画像形成装置１の構成を概略的に示す断面図である。図２は、図１に示す画像形成装置１の要部（後述のトナー像形成手段２）の構成を拡大して示す断面図である。図３は、図１に示す画像形成装置１の要部（後述の中間転写手段３、定着液付与手段４、転写定着手段５および排出部７）の構成を拡大して示す断面図である。
【００３７】
画像形成装置１は、トナー像形成手段２と、中間転写手段３と、定着液付与手段４と、定着液回収手段５と、転写定着手段６と、記録媒体供給手段７と、排出手段８とを含んで構成される。
【００３８】
トナー像形成手段２は、作像ユニット１０ｙ，１０ｍ，１０ｃ，１０ｂを含み、これらは、各色相の画像情報に対応する静電潜像を形成し、該静電潜像を現像して各色のトナー像を形成するものである。すなわち、作像ユニット１０ｙはイエロー色の画像情報に対応するトナー像を形成し、作像ユニット１０ｍはマゼンタ色の画像情報に対応するトナー像を形成し、作像ユニット１０ｃはシアン色の画像情報に対応するトナー像を形成し、作像ユニット１０ｂはブラック色の画像情報に対応するトナー像を形成する。
【００３９】
作像ユニット１０ｙは、感光体ドラム１１ｙと、帯電ローラ１２ｙと、光走査ユニット１３と、現像装置１４ｙと、ドラムクリーナ１５ｙとを含んで構成される。
【００４０】
感光体ドラム１１ｙは、図示しない駆動手段により、軸線回りに回転駆動可能に支持され、図示しない円筒状、円柱状または薄膜シート状（好ましくは円筒状）の導電性基体と、導電性基体の表面に形成される感光層とを含んで構成される。感光体ドラム１１ｙには、この分野で常用されるものを使用でき、たとえば、導電性基体であるアルミニウム素管と、アルミニウム素管の表面に形成される有機感光層とを含む、ＧＮＤ電位に接続される直径３０ｍｍの感光体ドラムが挙げられる。有機感光層は、電荷発生物質を含む電荷発生層と、電荷輸送物質を含む電荷輸送層とを積層して形成される。有機感光層は、電荷発生物質と電荷輸送物質とを１つの層に含むものであってもよい。有機感光層の層厚は、たとえば、２０μｍである。また有機感光層と導電性基体との間に下地層を設けてもよい。さらに、有機感光層の表面に保護層を設けてもよい。有機感光層に代えて、酸化亜鉛、セレン、アモルファスシリコンなどからなる感光層を使用できる。感光体ドラム１１ｙは、時計周りの方向に、たとえば、周速度１００ｍｍ／ｓで回転駆動する。
【００４１】
帯電ローラ１２ｙは、感光体ドラム１１ｙの表面を所定の極性および電位に帯電させる。帯電ローラ１２ｙに代えて、ブラシ型帯電器、チャージャー型帯電器、スコロトロンといったコロナ帯電器などが使用できる。本実施の形態では、感光体ドラム１１ｙは−６００Ｖに帯電される。
【００４２】
光走査ユニット１３は、帯電状態になる感光体ドラム１１ｙの表面にイエロー色の画像情報に対応するレーザ光１３ｙを照射し、感光体ドラム１１ｙの表面に、イエロー色の画像情報に対応する静電潜像を形成する。レーザ光１３ｙの光源には、半導体レーザなどが用いられる。本実施の形態では、露光電位−７０Ｖの静電潜像が形成される。
【００４３】
現像装置１４ｙは、感光体ドラム１１ｙ表面に圧接し、図示しない固定磁極を内包しかつ軸線回りに回転駆動可能に設けられ、イエロー色トナー１６ｙを感光体ドラム１１ｙ表面の静電潜像に供給する現像ローラ１７ｙと、現像ローラ１７ｙの表面に当接するように設けられ、現像ローラ１７ｙ表面のイエロー色トナー層を均一化（層規制）する現像ブレード１８ｙと、イエロー色トナー１６ｙを貯留するトナー貯留容器１９ｙと、トナー貯留容器１９ｙの内部に、互いに圧接しかつ軸線回りに回転駆動可能に設けられる攪拌ローラ２０ａ，２０ｂであって、攪拌ローラ２０ａが現像ローラ１７ｙの表面に圧接しかつ現像ローラ１７ｙ表面にイエロー色トナー１６ｙを供給する攪拌ローラ２０ａ，２０ｂとを含んで構成される。現像ローラ１７ｙは、感光体ドラム１１ｙに圧接（接触）する現像ニップ部において、感光体ドラム１１ｙの回転駆動方向と同じ方向に回転駆動する。したがって、軸線回りの回転駆動方向としては、逆方向になる。本実施の形態では、現像ローラ１７ｙの周速度は、たとえば、感光体ドラム１１ｙに対して１．５倍の１５０ｍｍ／ｓである。また本実施の形態では、現像ローラ１１ｙには、現像電位として−２４０Ｖの直流電圧が印加される。トナー貯留容器１９ｙ中のイエロー色トナー１６ｙは、攪拌ローラ２０ａ，２０ｂによって現像ローラ１７ｙ表面に供給され、現像ブレード１８ｙにより層厚を均一化された後、電位差などを利用して感光体ドラム１１ｙ表面の静電潜像にほぼ選択的に供給され、イエロー色の画像情報に対応するトナー像が形成される。なお、本実施の形態では、イエロー色トナー１６ｙと磁性キャリアとを混合した２成分現像剤として用いられる。
【００４４】
ドラムクリーナ１５ｙは、後述するように、感光体ドラム１１ｙ表面のイエロー色トナー像が中間転写ベルト２１に転写された後に、該表面に残存するイエロー色トナーを除去、回収する。
【００４５】
作像ユニット１０ｙによれば、感光体ドラム１１ｙをその軸線回りに回転駆動させながら、まず帯電ローラ１２ｙにより感光体ドラム１１ｙの表面をたとえば−６００Ｖに帯電する。次に、帯電状態にある感光体ドラム１１ｙの表面に、光走査ユニット１３からイエロー色の画像情報に対応する信号光を照射し、イエロー色の画像情報に対応する露光電位−７０Ｖの静電潜像を形成する。次いで、感光体ドラム１１ｙの表面に、現像ローラ１６ｙ表面に担持されるイエロー色トナー層が接触する。現像ローラ１６ｙには現像電位として−２４０Ｖの直流電圧が印加されており、電位差により、静電潜像にイエロー色トナー１６ｙが付着して現像され、感光体ドラム１１ｙの表面にイエロー色のトナー像が形成される。このイエロー色トナー像は、後述するように、感光体ドラム１１ｙの表面に接する中間転写ベルト２１に中間転写される。感光体ドラム１１ｙの表面に残留するイエロー色トナー１６ｙはドラムクリーナ１５ｙにより除去され、回収される。以後、同様のイエロー色トナー像形成動作が繰り返し実行される。
【００４６】
作像ユニット１０ｍ，１０ｃ，１０ｂは、それぞれマゼンタ色トナー１６ｍ、シアン色トナー１６ｃまたはブラック色トナー１６ｂを使用する以外は、作像ユニット１０ｙに類似の構造を有するので、同一の参照符号を付し、さらに各参照符号の末尾に、マゼンタ色を示す「ｍ」、シアン色を示す「ｃ」またはブラック色を示す「ｂ」を付し、説明を省略する。なお、作像ユニット１０ｙ，１０ｍ，１０ｃ，１０ｂは、中間転写ベルト２１の移動方向（副操作方向）、すなわち矢符２７の方向の上流側からこの順番で一列に配列される。
【００４７】
なお、各色トナー１６ｙ，１６ｍ，１６ｃ，１６ｂは、結着樹脂、着色剤および必要に応じて離型剤を含有する。
【００４８】
結着樹脂としては、後述する定着液２９により軟化および／または膨潤する樹脂であれば特に制限されず、たとえば、ポリスチレン、スチレンの置換体の単独重合体、スチレン系共重合体、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリウレタンなどが挙げられる。結着樹脂は単独または２種以上の組合せで使用できる。これらの中でも、トナー自体の保存性、耐久性、定着液２９の付与によるトナーの軟化および／または膨潤制御などの点から、軟化点が１００〜１５０℃かつガラス転移点が５０〜８０℃である樹脂が好ましく、ポリエステルが特に好ましい。ポリエステルは、入手容易で安価な有機溶剤によって容易に膨潤および／または軟化し、透明になる。これによって、異なる単色のトナー像を重ね合わせたカラートナー像を記録媒体に定着させると、減法混色により充分な発色が得られる。また、前記の軟化点範囲の樹脂よりも軟化点（または分子量）の高い樹脂を用いると、現像時の負荷によるトナーの劣化が防止され、長期間にわたって安定した現像トナー像ひいては高水準で安定した画像が得られる。
【００４９】
着色剤としては、従来から電子写真方式の画像形成技術において用いられるトナー用顔料および染料を使用できるけれども、定着液２９による滲みを防止するために、定着液２９に溶解しない顔料が好ましく、ニグロシン染料などの染料は好ましくない。顔料の具体例としては、たとえば、アゾ系顔料、ベンズイミダゾロン系顔料、キナクリドン系顔料、フタロシアニン系顔料、イソインドリノン系顔料、イソインドリン系顔料、ジオキサジン系顔料、アントラキノン系顔料、ペリレン系顔料、ペリノン系顔料、チオインジゴ系顔料、キノフタロン系顔料、金属錯体系顔料などの有機系顔料、カーボンブラック、酸化チタン、モリブデンレッド、クロムイエロー、チタンイエロー、酸化クロム、ベルリンブルーなどの無機系顔料、アルミニウム粉などの金属粉などが挙げられる。
【００５０】
離型剤としては、後述する定着液２９により軟化および／または膨潤するものであれば特に制限されず、たとえば、ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックス、パラフィンワックスなどのワックス類が挙げられる。これらのワックスの中から、使用する結着樹脂に応じて、該結着樹脂よりもガラス転移点の低いワックスを用いるのが好ましい。ガラス転移点が結着樹脂よりも低いワックスは加熱により容易に軟化するので、トナー自体のガラス転移点よりも低温でも、トナー同士の結合力およびトナーのトナー像担持体、記録媒体などへの付着力が増加するので、定着液付与時にトナーの流れ、凝集などが発生するのを減少させることができる。さらに、ワックスの軟化により、トナー粒子におけるワックスの存在部分からトナー粒子内部に定着液２９が浸透するので、定着液２９の付与後、短時間でトナー全体が軟化および／または膨潤する。その結果、記録媒体への転写定着時に、充分な定着強度が得られるとともに、トナー像の重ね合わせにより充分な発色を得ることができる。
【００５１】
トナーは、必要に応じて、帯電制御剤、流動性向上剤、定着促進剤、導電剤などの一般的なトナー用添加剤の１種または２種以上を含むことができる。
【００５２】
トナーの体積平均粒径は、特に制限されないけれども、好ましくは２〜７μｍである。このような小粒径トナーを用いると、単位重量当りのトナーの表面積が大きくなり、定着液２９との接触面積が増加して定着し易くなる。これによって、定着液２９の使用量の低減化を図り得るとともに、トナー像の記録媒体への定着および定着後の乾燥を短時間で実施できる。また、トナーの体積平均粒径が適度に小さい場合には、記録媒体９に対する被覆率が高くなるので、低付着量での高画質化およびトナー消費量の低減化を達成でき、ひいては定着液２９の消費量のさらなる低減化を達成できる。
【００５３】
トナーの体積平均粒径が２μｍ未満では、トナーの流動性が低下し、現像動作の際に、トナーの供給、攪拌および帯電が不充分になり、トナー量の不足、逆極トナーの増加などが起こり、高画質の画像が得られないおそれがある。一方、体積平均粒径が７μｍを超えると、トナー粒子の中心まで軟化および／または膨潤し難い大粒径のトナー粒子が多くなるので、画像の記録媒体への定着性が低下するとともに、画像の発色が悪くなり、特にＯＰフィルムへの定着の場合には、画像が暗くなる。
【００５４】
トナー自体の軟化点およびガラス転移点は特に制限されないけれども、軟化点が１００〜１３０℃、ガラス転移点が５０〜８０℃であることが好ましい。このような軟化点の高いトナーは、現像時の負荷に対する耐久性は高いけれども、熱定着方式では充分に定着および発色しない。ところが、本発明では、定着液２９を用いて化学的にトナーを軟化および／または膨潤させるので、定着および発色が充分で、高品位な画像が得られる。
【００５５】
トナーは、公知の方法に従って製造できる。たとえば、結着樹脂に着色剤、離型剤などを分散して粉砕する方法、結着樹脂のモノマー溶液中に着色剤、離型剤などを分散させ、その後結着樹脂のモノマーを重合させる方法などが挙げられる。いずれの方法においても、トナーの表面積を大きくするために、トナーの形状が球形よりも不定形になるように調整するのが好ましい。これによって、定着液２９と接触し易くなるので、定着液２９の使用量を減らし、トナー像の定着および乾燥を短時間で実施できる。
【００５６】
本実施の形態で用いられる各色トナー１６ｙ，１６ｍ，１６ｃ，１６ｂは、顔料以外は次に示す同じ構成を有する。このトナーは結着樹脂、着色剤および離型剤を含み、体積平均粒径６μｍ、ガラス転移点６０℃、軟化点１２０℃、顔料含有量がトナー全量の１２重量％、離型剤としてのワックス含有量がトナー全量の７重量％および残部が結着樹脂である、負帯電性の絶縁性非磁性トナーである。結着樹脂は、ガラス転移点６０℃および軟化点１２０℃のポリエステルである。ワックスは、ガラス転移点５０℃および軟化点７０℃の低分子ポリエチレンワックスである。このトナーを用いて、所定の画像濃度（Ｘ−Ｒｉｔｅ社製３１０による反射濃度測定値が１．４）を得るのに必要な単位面積当りのトナー量は０．５ｍｇ／ｃｍ２である。
【００５７】
中間転写手段３は、中間転写ベルト２１と、中間転写ローラ２２ｙ，２２ｍ，２２ｃ，２２ｂと、支持ローラ２３，２４，２５と、ベルトクリーナ２６とを含んで構成される。
【００５８】
中間転写ベルト２１はトナー像担持体であり、支持ローラ２３，２４，２５との間に張架されてループ状の移動経路を形成する無端ベルトであり、感光体ドラム１１ｙ，１１ｍ，１１ｃ，１１ｂとほぼ同じ速度で矢符２７の方向に回転する。中間転写ベルト２１の少なくともトナー担持面２１ａは、後述する定着液２９を浸透させない材料、好ましくは定着液２９を浸透させない樹脂材料、さらに好ましくは定着液２９に対して撥液性を有する樹脂材料を用いて形成される。定着液２９に対して撥液性を有する樹脂材料としては、たとえば、フッ素樹脂が挙げられる。フッ素樹脂としては公知のものを使用でき、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、テトラフルオロエチレンとパーフルオロアルキルビニルエーテルとの共重合体（ＰＦＡ）などが挙げられる。本実施の形態では、厚さ１００μｍのポリイミド製基材の表面に、厚さ５００μｍのシリコン層、および、ＰＴＦＥとＰＦＡとを８：２（重量比）で混合したフッ素樹脂組成物からなる厚さ２０μｍの表面コート層をこの順番で積層したものを用いる。なお、ポリイミド製基材および表面コート層には、中間転写ベルトとしての電気抵抗値を調整するために、ファーネスブラック、サーマルブラック、チャネルブラック、グラファイトカーボンなどの導電材を配合できる。
【００５９】
中間転写ベルト２１のトナー像担持面２１ａは、感光体ドラム１１ｙ，１１ｍ，１１ｃ，１１ｂにこの順番で圧接する。中間転写ベルト２１の感光体ドラム１１ｙ，１１ｍ，１１ｃ，１１ｂに圧接する位置が、各色相のトナー像の中間転写位置である。トナー像担持体である中間転写ベルト２１を介して感光体ドラム１１ｙ，１１ｍ，１１ｃ，１１ｂに対向する位置に、中間転写ローラ２２ｙ，２２ｍ，２２ｃ，２２ｂが配置される。
【００６０】
中間転写ローラ２２ｙ，２２ｍ，２２ｃ，２２ｂは、それぞれ、中間転写ベルト２１におけるトナー像担持面２１ａの反対面に圧接し、かつ図示しない駆動手段によりその軸線回りに回転駆動可能に設けられ、たとえば、金属製軸体と、該金属製軸体の表面に被覆される導電性層とを含んで構成される。軸体は、たとえば、ステンレス鋼などの金属により形成される。軸体の直径は特に制限されないけれども、好ましくは８〜１０ｍｍである。導電性層は、導電性弾性体などにより形成される。導電性弾性体としてはこの分野で常用されるものを使用でき、たとえば、カーボンブラックなどの導電材を含むＥＰＤＭ、発泡ＥＰＤＭ、発泡ウレタンなどが挙げられる。導電性層によって、中間転写ベルト２１に高電圧が均一に印下される。
【００６１】
中間転写ローラ２２ｙ，２２ｍ，２２ｃ，２２ｂには、感光体ドラム１１ｙ，１１ｍ，１１ｃ，１１ｂの表面に形成されるトナー像を中間転写ベルト２１上に転写するために、トナーの帯電極性とは逆極性の中間転写バイアスが定電圧制御によって印加される。これによって、感光体ドラム１１ｙ，１１ｍ，１１ｃ，１１ｂに形成されるイエロー色、マゼンタ色、シアン色およびブラック色の各色相のトナー像が中間転写ベルト２１のトナー像担持面２１ａに順次重ね合わさって転写され、多色トナー像が形成される。
【００６２】
支持ローラ２３，２４，２５には、たとえば、直径３０ｍｍで、肉厚が１ｍｍのアルミニウム製円筒体が用いられる。なお、中間転写ベルト２１を介して、後述する転写定着ローラ２８に圧接する支持ローラ２４は、中間転写ベルト２１を張架するだけでなく、転写定着手段としての機能をも有することから、電気的に接地される。
【００６３】
ベルトクリーナ２６は、中間転写ベルト２１のトナー像担持面２１ａ上のトナー像を後述の転写定着手段６において記録媒体９に転写した後に、トナー像担持面２１ａ上に残存するトナーを除去する部材であり、中間転写ベルト２１を介して支持ローラ２５に対向するように設けられ、図示しない加圧手段により、中間転写ベルト２１のトナー像担持面２１ａに圧接し、トナー像担持面２１ａ上の残存トナーなどを掻き取るクリーニングブレード２６ａと、クリーニングブレード２６ａに掻き取られるトナーなどを貯留するトナー貯留容器２６ｂとを含んで構成される。クリーニングブレード２６ａには、たとえば、弾性を有するゴム材料（たとえば、ウレタンゴム）などからなるブレードを使用できる。
【００６４】
中間転写手段３によれば、感光体ドラム１１ｙ，１１ｍ，１１ｃ，１１ｂ上に形成される各色のトナー像が、中間転写ベルト２１のトナー像担持面２１ａの所定位置に重ね合わせて転写され、多色トナー像が形成される。
【００６５】
定着液付与手段４は、中間転写ベルト２１上に担持されるトナー像に、トナーを軟化および／または膨潤させる定着液を非接触状態で付与するものである。
【００６６】
定着液付与手段４は、中間転写ベルト２１の支持ローラ２３に当接する屈曲部に定着液２９を噴霧する定着液付与装置２８と、定着液２９を貯留する定着液貯留タンク３０と、定着液貯留タンク３０内の定着液２９を定着液付与装置２８に供給する定着液供給管３１とを含んで構成される。定着液付与装置２８は、そのほぼ真下に、中間転写ベルト２１の支持ローラ２３に当接する屈曲部が位置するように配置される。
【００６７】
定着液付与装置２８は、定着液２９を外方に向けて吐出する定着液吐出部２８ａと、定着液２９を一時的に貯留し、定着液吐出部２８ａに定着液２９を供給する定着液溜２８ｂとを含んで構成される。
【００６８】
定着液付与装置２８は、具体的には、図４および図５に示す構造を有する。図４は、定着液付与装置２８の定着液吐出部２８ａの外観を示す斜視図である。図５は、図４に示す定着液付与装置２８の構成を模式的に示す断面図である。
【００６９】
定着液付与装置２８は、電気的な制御信号に応じて定着液２９の微小液滴をトナー像担持面２１ａに担持されるトナー像に向けて飛翔させる装置であり、前述のように、定着液吐出部２８ａと定着液溜２８ｂとからなる。
【００７０】
定着液吐出部２８ａは、中間転写ベルト２１における支持ローラ２３に当接する屈曲部のトナー担持面２１ａに対してほぼ平行に定着液２９の液滴を吐出するノズルアレイ５１がライン状に配置され、かつ内部にノズルアレイ５１と後述の定着液カートリッジ５３とを連通させるチャンバー５２を有するインクジェットヘッド５０と、インクジェットヘッド５０の側面５０ｂに接するように設けられて、その伸縮駆動によりチャンバー５２内の定着液２９を押出すピエゾ素子５４と、ピエゾ素子５４に伸縮駆動電圧を印加する電源５５とを含んで構成される。インクジェットヘッド５０のピエゾ素子５４に接する部材５６は、セラミックスで形成される。このようなインクジェットヘッド５０は、プリンタ用インクジェットヘッドのように、ノズル毎に液滴の吐出量を制御する必要はなく、また、ノズル径を微細に形成する必要もないので、長尺であるにも関わらず安価に作成できる。
【００７１】
また、定着液溜２８ｂは、インクジェットヘッド５０の側面５０ａに接するように設けられて、チャンバー５２に定着液２９を供給する定着液カートリッジ５３を含んで構成される。
【００７２】
定着液付与装置２８は、そのノズルアレイ５１のほぼ真下に、中間転写ベルト２１の支持ローラ２３に当接する屈曲部が位置するように配置される。定着液２９はノズルアレイ５１から放射角を有して吐出され、吐出方向に対して直交する方向における定着液の広がりを吐出幅と定義すると、吐出幅はノズルアレイ５１から離反するほど徐々に大きくなる。したがって、定着液２９の液滴は、前記屈曲部におけるトナー像担持体２１ａに対してほぼ平行にかつ該面２１ａをかすめるように通過し、一部はトナー担持面２１ａに浅い角度で入射して付着し、一部は該面２１ａに弾かれて落下し、一部はそのまま落下する。定着液２９が放射角を有しないで吐出される場合でも、吐出幅はノズルアレイ５１から離反するほど僅かではあるけれども大きくなるので、定着液２９の液滴は放射角を有して吐出される場合と同様に通過する。なお、定着液付与装置２８は、中間転写ベルト２１のトナー像担持面２１ａにトナー像が転写され、該トナー像が中間転写ベルト２１の回転により屈曲部に搬送それるタイミングに同期して定着液２９を吐出するように、定着液２９の吐出タイミングを制御することができる。
【００７３】
定着液付与装置２８によれば、定着液カートリッジ５３中の定着液２９が、インクジェットヘッド５０内部のチャンバー５２に供給され、ピエゾ素子５４の伸縮駆動によりチャンバー５２中の定着液２９がノズルアレイ５１から液滴として吐出され、中間転写ベルト２１のトナー像担持面２１ａに供給される。
【００７４】
定着液貯留タンク３０は、定着液２９を貯留するタンクであり、定着液付与装置２８よりも上方に設けられる。定着液貯留タンク３０内の定着液２９は、図示しない制御手段により定着液供給管３１を介して、定着液付与装置２８内の定着液量が一定になるように供給される。また、定着液付与装置２８による定着液２９の消費量の設定量に応じて、定着液供給管３１の径を適宜調整することによっても、定着液付与装置２８内の定着液量を一定にできる。
【００７５】
ここで使用される定着液２９は、トナーを軟化および／または膨潤させる液状物であり、たとえば、トナーを軟化および／または膨潤させる作用を有する有機化合物と水とを含む組成物である。前記有機化合物としては、トナーを軟化および／または膨潤させる作用を有し、かつ水に分散または溶解可能なものであれば特に制限されず、たとえば、高級グリコールエーテル、エチレングリコールモノエーテル、ジエチレングリコールモノエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテル、２−メトキシエタノール、ジエチレングリコール、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、ブチルセロソルブエチルカルビトール、脂肪族二塩基酸エステルおよび不飽和二塩基酸エステル（たとえば、ＤＢＥ、マレイン酸エステル、イタコン酸エステル）、多塩基酸エステル（たとえば、トリメリット酸エステル）、エステル系高沸点混合溶媒などが挙げられる。これらは１種または２種以上を使用できる。このような有機化合物の含有量は、有機化合物自体の種類、トナー成分などに応じて広い範囲から適宜選択できるけれども、好ましくは定着液２９全量の１０〜３０重量％である。
【００７６】
定着液２９には、界面活性剤を添加できる。界面活性剤の具体例としては、たとえば、脂肪酸誘導体硫酸エステル、スルホン酸型陰イオン界面活性剤、リン酸エステルなどの陰イオン界面活性剤、四級アンモニウム塩、複素環アミン、アミン化合物などの陽イオン界面活性剤、アミノ酸エステル、アミノ酸、スルホベタインなどの両性イオン界面活性剤、非イオン性界面活性剤、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルアミンなどが挙げられる。界面活性剤の含有量は、併用する有機化合物の種類および含有量、トナー成分、界面活性剤そのものの種類などに応じて広い範囲から適宜選択できるけれども、好ましくは定着液２９全量の１〜１０重量％である。
【００７７】
本実施の形態では、高級グリコールエーテル（有機化合物）を２０重量％およびスルホン酸型界面活性剤（界面活性剤）を５重量％含有する定着液２９を使用する。
【００７８】
定着液付与手段４によれば、定着液貯留タンク３０内に充填される定着液２９が定着液付与装置２８に供給され、定着液付与装置２８から液滴として吐出され、中間転写ベルト２１のトナー像担持面２１ａに供給される。
【００７９】
図１に戻り、定着液回収手段５は、定着液付与装置２８のノズルアレイ５１の真下でかつ支持ローラ２３の斜め下方に、中間転写ベルト２１の回転を妨げないように設けられ、中間転写ベルト２１のトナー像担持面２１ａに付着しないで落下する定着液２９の液滴を収容するための開口部３３を有する定着液回収槽３２を含んで構成される。定着液回収槽３２に回収される定着液２９は、図示しないカートリッジ方式の定着液収容タンクに送られる。定着液収容タンクが回収された定着液２９で満杯になると、センサがそれを検知してその検知結果を図示しないＣＰＵに送り、ＣＰＵは画像形成装置１の操作パネルに定着液収容タンクの交換時期を知らせる表示をする。
【００８０】
定着液回収手段５によれば、定着液付与手段４から中間転写ベルト２１のトナー像担持面２１ａに付与される定着液２９のうち、トナー像担持面２１ａに付着しない定着液２９を回収する。
【００８１】
図６〜図８は、中間転写ベルト２１のトナー像担持面２１ａに定着液２９が付与される状態を示す側面図である。図６は、トナー像担持面２１ａの非画像部（トナー像が付着しない部分）に定着液２９が付与される状態を示す側面図である。図７は、トナー像担持面の画像部（トナー像が付着する部分）に定着液２９が付与される状態を示す側面図である。図８は、トナー像担持面２１ａに定着液２９が付着しないでそのまま通過する状態を示す側面図である。
【００８２】
図６によれば、定着液付与装置２８から吐出される定着液２９の液滴が、中間転写ベルト２１の屈曲部（支持ローラ２３との当接部）において、トナー像担持面２１ａの非画像部に矢符５７の方向で接触する。矢符５７の方向は、トナー像担持面２１ａに対して比較的浅い角度である。この場合、液滴はトナー像担持面２１ａの反発を受け、トナー像担持面２１ａに付着することなく矢符５８の方向に落下し、定着液回収槽３２に回収される。定着液２９が水性組成物であり、トナー像担持面２１ａがフッ素系樹脂などの撥水性を有する材料で被覆される場合、定着液２９の非画像部への付着を一層確実に防止できる。
【００８３】
図７によれば、定着液２９の液滴が、中間転写ベルト２１の屈曲部において、トナー像担持面２１ａの画像部２１ｂに矢符５７の方向で接触すると、定着液２９はトナーと親和性を有するので、画像部２１ｂに浸透し、トナーを軟化および／または膨潤させる。
【００８４】
図８によれば、トナー像担持面２１ａに接触することなく矢符５９の方向に落下する定着液２９は、そのまま定着液回収槽３２に回収される。定着液２９の液滴をトナー像担持面２１ａに対して浅い角度で接触させるには、定着液２９はある程度の放射角をもって吐出され、その吐出幅は、非接触付与装置２８から離反するほど大きくなる。その結果、トナー像担持面２１ａに接触することなく落下する液滴量が増加するけれども、そのような液滴は定着液回収槽３２に回収されるので、定着液２９が徒らに消費され、また画像形成装置１内を汚染することがない。
【００８５】
このようにして、トナー像担持面２１ａの画像部２１ｂのみに定着液２９が付与され、定着液２９の消費量を必要最小限にすることができる。
【００８６】
転写定着手段６は、支持ローラ２４と、中間転写ベルト２１を介して支持ローラ２４に圧接し、かつ軸線方向に回転駆動可能に設けられる転写定着ローラ３５とを含んで構成される。転写定着ローラ３５には、たとえば、芯金の表面に厚さ３ｍｍで硬度（ＪＩＳ−Ａ）が５０度であるシリコンゴム層と、厚さ２０ｍｍのＰＦＡ層とをこの順番で設けたローラが用いられる。転写定着ローラ３５は、たとえば、５Ｎ／ｃｍの線圧で中間転写ベルト２１および支持ローラ２４を押圧するように配置され、電圧は印加されない。
【００８７】
定着液付与手段４により定着液２９を付与され、軟化および／または膨潤状態にある中間転写ベルト２１上のトナー像は、中間転写ベルト２１の回転によって、支持ローラ２４と転写定着ローラ３５との圧接部に搬送される。これに同期して、後述する記録媒体供給手段７から記録媒体９が送給され、中間転写ベルト２１上のトナー像が記録媒体９の表面に押圧により転写され、定着される。
【００８８】
このとき、中間転写ベルト２１のトナー像担持面２１ａがトナーとの付着力の低いフッ素樹脂材料で構成される場合には、トナーの全量が確実に記録媒体９に転写される。
【００８９】
また、中間転写ベルト２１が基材とフッ素樹脂材料からなる表面層との間にゴムなどからなる弾性層が介在する構成である場合には、表面層が記録媒体９表面の凹凸に倣って変形する。その結果、記録媒体９の凹部にもトナー像を接触させることが可能になり、均一な転写定着像が得られる。
【００９０】
また、記録媒体９が紙類である場合には、トナー像が記録媒体９に押圧されると、トナー粒子が紙繊維に強く入り込むのと同時に、トナー粒子同士が融合し、記録媒体９に転写された画像の表面が均一になる。これによって、減法混色による発色性と表面の光沢性に優れた高品位のカラー画像が得られる。
【００９１】
転写定着手段６によれば、定着液付与手段４により軟化および／または膨潤状態にあるトナー像が記録媒体９に押圧により転写定着される。
【００９２】
記録媒体供給手段７は、記録媒体９を貯留する記録媒体カセット３６と、記録媒体９を搬送路Ｐに１枚ずつ送給するピックアップローラ３７と、中間転写ベルト２１上の多色トナー像が転写定着ローラ３５と支持ローラ２４との圧接部に搬送されるのに同期して、該圧接部に記録媒体９を送給する１対のレジストローラ３８，３９とを含んで構成される。
【００９３】
記録媒体供給手段７によれば、記録媒体カセット３６内に貯留される記録媒体９が、ピックアップローラ３７により１枚ずつ搬送路Ｐに送給され、さらに、レジストローラ３８，３９により、転写定着ローラ３５と支持ローラ２４との圧接部に送給される。
【００９４】
排出手段８は、搬送ベルト４０と、駆動ローラ４１と、テンションローラ４２と、排紙ローラ４３とを含んで構成される。
【００９５】
搬送ベルト４０は、駆動ローラ４１とテンションローラ４２との間に張架されてループ状の搬送経路を形成する無端ベルトであり、転写定着手段６により画像が形成された記録媒体９を排紙ローラ４３に搬送する。搬送ベルト４０には、たとえば、導電剤を添加して導電性を付与した厚さ１００μｍのポリイミドフィルムの少なくとも記録媒体搬送面４０ａに、ＰＴＦＥからなる厚さ１０μｍの被覆層を設けたものを使用できる。
【００９６】
駆動ローラ４１は、図示しない駆動手段により、軸線回りに回転駆動可能に設けられる。駆動ローラ４１には、たとえば、アルミニウムなどの金属からなる中空ローラを使用できる。
【００９７】
テンションローラ４２は、搬送ベルト４０が弛まないように、搬送ベルト４０に所定の張力を付与する。テンションローラ４２には、たとえば、金属製軸体と、金属製軸体の表面に形成される被覆層とを含んで構成される。また、金属製軸体のみからなるものでもよい。金属製軸体の材料には、たとえば、ステンレス鋼が使用され、被覆層の材料にはたとえばフッ素ゴムが使用される。
【００９８】
排紙ローラ４３は、搬送ベルト４０により搬送される記録媒体９を画像形成装置１の外部側面に設けられる排紙トレイ４４に排出する部材であり、互いに圧接するように設けられる１対のローラを含んで構成され、各ローラはそれぞれの軸線方向に回転駆動可能に支持される。
【００９９】
画像形成装置１によれば、トナー像形成手段２により、トナー像担持体である中間転写ベルト２１上に形成されるトナー像に、定着液付与手段４から非接触下に定着液２９が付与され、トナー像を軟化および／または膨潤させ、これを転写定着手段６により記録媒体９に転写定着し、画像が形成される。そして、中間転写ベルト２１に付着しない定着液２９は、定着液回収手段５により回収され、再利用される。
【０１００】
本実施の形態では、定着液付与手段４として定着液付与装置２８を用いるけれども、それに限定されず、図９および図１０に示す定着液付与装置６０を用いることができる。図９および図１０は、定着液付与装置６０の構成を模式的に示す断面図である。定着液付与装置６０は、定着液付与装置２８に類似し、対応する部分については同一の参照符号を付し、説明を省略する。
定着液付与装置６０は、シャッター手段６１，６２を有することを特徴とする。
【０１０１】
シャッター手段６１，６２は、インクジェットヘッド５０のノズルアレイ形成面５１ａを覆うようにかつ図示しない駆動手段により開閉自在に設けられ、定着液２９の液滴の吐出口であるノズルアレイ５１が大気に晒され、定着液２９中の液状成分が蒸発して定着液２９が消費され、さらにノズルアレイ５１が定着液２９の乾燥により目詰まりするのを防止する部材である。
【０１０２】
さらに、シャッター手段６１，６２は図示しない移動手段を有し、インクジェットヘッド５０の長手方向に直交する方向において、ノズルアレイ形成面５１ａに対して平行移動できる。たとえば、開口部６３を開けた状態でのシャッター手段６１，６２全体の平行移動が可能になる。これによって、定着液２９の吐出時には、シャッター手段６１，６２により形成される開口部６３とノズルアレイ５１の位置が重なるように移動し、一方定着液２９の非吐出時には開口部６３とノズルアレイ５１の位置が重ならないように移動する。また、シャッター手段６１，６２を移動させることなく、定着液２９の吐出時にはシャッター手段６１，６２を開いて開口部６３を形成し、非吐出時にはシャッター手段６１，６２を閉じることもできる。
【０１０３】
図１１は、本発明の実施の第２形態である画像形成装置６５の構成を模式的に示す断面図である。画像形成装置６５は、画像形成装置１に類似し、同一部分の一部は図示および説明を省略する。また、図示した部分のうち画像形成装置１に対応する部分は同一の参照符号を付し、説明を省略する。
【０１０４】
画像形成装置６５は、定着液付与手段４ａが、定着液回収槽３２に回収される定着液２９を定着液付与装置２８の定着液溜２８ａに循環させる定着液循環手段６６を含むことを特徴とする。
【０１０５】
定着液循環手段６６は、一端が定着液回収槽３２に接続されかつもう一端が定着液溜２８ａに接続され、定着液２９を流過させる定着液チューブ６７と、定着液チューブ６７の途中に設けられ、定着液チューブ６７の定着液２９を矢符６９の方向に送給する汲み上げポンプ６８とを含んで構成される。定着液循環手段６６によれば、定着液回収槽３２に回収される定着液２９が定着液チューブ６７を介して定着液付与装置２８の定着液溜２８ａに送給され、再利用される。
【０１０６】
画像形成装置６５によれば、トナー像形成手段２により、トナー像担持体である中間転写ベルト２１上に形成されるトナー像に、定着液付与手段４から非接触下に定着液２９が付与され、トナー像を軟化および／または膨潤させ、これを転写定着手段６により記録媒体９に転写定着し、画像が形成される。そして、中間転写ベルト２１に付着しない定着液２９は、定着液循環手段６７により定着液回収手段５から定着液付与手段４に戻され、再利用される。
【０１０７】
図１２は、本発明の実施の第３形態である画像形成装置７０の構成を模式的に示す断面図である。画像形成装置７０は、画像形成装置１に類似し、同一部分の一部は図示および説明を省略する。また、図示した部分のうち画像形成装置１に対応する部分は同一の参照符号を付し、説明を省略する。
【０１０８】
画像形成装置７０は、定着液付与手段７２と定着液回収手段７３とが１つの筺体７１内に、定着液付与手段７２よりも定着液回収手段７３の方が高い位置になるように配置され、該筺体７１が、中間転写ベルト２１の屈曲部を該筺体７１内部に装入し、定着液付与手段７２から該屈曲部に向けて定着液２９を吐出するための開口部７４を有することを特徴とする。
【０１０９】
筺体７１は、支持ローラ２３に対向し、中間転写ベルト２１の屈曲部を筺体７１内部に装入する開口部７４を有する側壁７１ａと、側壁７１ａに対向する側壁７１ｂと、側壁７１ａ，７１ｂにより水平面に対して傾斜するように支持される天板７１ｃと、底面７１ｄとを含んで構成される。側壁７１ａ，７１ｂは定着液２９の画像形成装置１内部への飛散防止効果をも有する。また開口部７４は、中間転写ベルト２１の回転駆動を妨げない程度の大きさに形成される。
【０１１０】
定着液付与手段７２は定着液付与装置２８を含んで構成される。定着液付与装置２８は、支持ローラ２３よりも下方であって、図示しない定着液吐出口（ノズルアレイ５１）から上方に向けて吐出される定着液２９が筺体７１内部に装入される中間転写ベルト２１の屈曲部をかすめる位置になるように、その定着液溜２８ｂを下側にして筺体７１の底部７１ｄに配置される。その際、定着液付与装置２８の長手方向における一方の側面２８ｘと筺体７１の側壁７１ｂとの間に空間７５が設けられる。
【０１１１】
定着液回収手段７３は、板状部材である天板７１ｃを含んで構成される。天板７１ｃは、側壁７１ａから離反するほど下方に位置するように、水平面に対して傾斜を持って配置される。したがって、中間転写ベルト２１により跳ね返された定着液２９および中間転写ベルト２１に付着することなく該ベルト２１周辺を通過する定着液２９が天板７１ｃに付着し、この定着液２９が天板７１ｃの傾斜と自重とによって下方に向けて天板７１ｃの表面を流過する。この定着液２９は天板７１ｃから側壁７１ｂの表面につたわり、側壁７１ｂ表面を流過して空間７５に至り、定着付与装置２８の側面２８ｘに設けられる図示しない定着液収容手段により定着液溜２８ｂに戻される。定着液収容手段としては、たとえば液体補給用のロータリーポンプなどが挙げられる。定着液溜２８ｂと空間７５の一部を前記ロータリーポンプでつなぎ、空間７５から定着液溜２８ｂへ定着液を移送する。
【０１１２】
定着液付与手段７２から中間転写ベルト２１の屈曲部に向けて吐出される定着液２９は、一部が中間転写ベルト２１上のトナー像に付着し、トナーを軟化および／または膨潤させる。中間転写ベルト２１に付着しない定着液２９は天板７１ｃ内壁に付着し、天板７１ｃの傾斜に沿って流過し、さらに側壁７１ｂ表面を伝わって空間７５に貯留される。
【０１１３】
画像形成装置７５によれば、トナー像形成手段２により、トナー像担持体である中間転写ベルト２１上に形成されるトナー像に、トナー像の下方に配置される定着液付与手段７２から非接触下に定着液２９が付与され、トナー像を軟化および／または膨潤させ、これを転写定着手段６により記録媒体９に転写定着し、画像が形成される。そして、中間転写ベルト２１に付着しない定着液２９は、定着液付与手段７２と同じ筺体７１内に配置される定着液回収手段７３により回収される。
【０１１４】
また本実施の形態では、定着液付与手段７２として定着液付与装置２８を用いるけれども、それに限定されず、図１３および図１４に示す定着液付与装置８０を用いることができる。図１３は、定着液付与装置８０の要部（第１および第２の供給ローラ８２，８３ならびに金属メッシュ板８５）の外観を示す斜視図である。図１４は、図１３に示す定着液付与装置８０の構成を模式的に示す断面図である。
【０１１５】
定着液付与装置８０は、電気的な制御信号に応じて定着液２９の微小液滴をトナー像担持面２１ａに担持されるトナー像に吐出する装置であり、定着液収容槽８１と、第１供給ローラ８２と、第２供給ローラ８３と、液量規制ブレード８４と、金属メッシュ板８５と、超音波振動子８６と、電源８７とを含んで構成される。
【０１１６】
定着液収容槽８１は、定着液２９を収容する。定着液収容槽８１では、その定着液面高さが常に一定になるように、定着液２９の消費状況に応じて、図示しない定着液補充手段により定着液２９が補充供給される。
【０１１７】
第１供給ローラ８２は、その一部が定着液収容槽６１の定着液２９中に浸漬し、図示しない駆動手段により矢符８８の方向に回転駆動可能に設けられる。第１供給ローラ８２の回転によって、第１供給ローラ８２の表面に定着液２９が付着し、この定着液２９が第２供給ローラ８３に供給される。
【０１１８】
第２供給ローラ８３は、第１供給ローラ８２および金属メッシュ板８５に圧接し、かつ図示しない駆動手段により矢符８９の方向に回転駆動可能に設けられる。また、液量規制ブレード８４は第２供給ローラ８３の軸線方向に延びる板状部材であり、その短手方向の一端が第２供給ローラ８３の表面に当接し、かつ短手方向のもう一端が定着液収容槽８１に固定されるように設けられる。ここで、第２供給ローラ８３および液量規制ブレード８４は、金属メッシュ板８５に供給される定着液２９の液量を一定化するために設けられる。第２供給ローラ８３は、その表面に、第１供給ローラ８２との圧接部で定着液２９の供給を受け、次いで液量規制ブレード８４によってその表面における定着液２９の液量を調整された後、金属メッシュ板８５に圧接して定着液２９を金属メッシュ板８５に供給する。
【０１１９】
金属メッシュ板８１は、支持ローラ２３の回転軸線方向に延びるように設けられ、第２供給ローラ８３が圧接する面と反対の面に、超音波振動子８６が接するように設けられる。超音波振動子８６は、電源８７から電圧を印加されて超音波を発生し、振動および伸縮する。超音波振動子８６の振動を受けて金属メッシュ板８１が振動し、第２供給ローラ８３の表面に付着する定着液２９を液滴化し、この液滴９０を中間転写ベルト２１のトナー像担持面２１ａに向けて吐出する。
【０１２０】
定着液付与装置８０によれば、定着液収容槽８１に収容される定着液２９を、第１供給ローラ８２および第２供給ローラ８３を介して金属メッシュ板８５に供給し、金属メッシュ板８５を超音波振動子８６によって振動させ、定着液２９を液滴化して中間転写ベルト２１のトナー像担持面２１ａに向けて吐出する。このような定着液付与装置８０によっても、定着液付与装置２８と同様の効果を奏することができる。
【０１２１】
図１５は、本発明の実施の第４形態である画像形成装置９１の構成を模式的に示す断面図である。画像形成装置９１は、画像形成装置７０に類似し、同一部分の一部は図示および説明を省略する。また図示した部分のうち、対応する部分については同一の参照符号を付し、説明を省略する。
【０１２２】
画像形成装置９１は、定着液付与装置２８が支持ローラ２３よりも下方であって、図示しない定着液吐出口（ノズルアレイ５１）から上方に向けて吐出される定着液２９が筺体７１内部に装入される中間転写ベルト２１の屈曲部をかすめる位置になるように、その定着液溜２８ｂを下側にして筺体７１の底部７１ｄに接しかつその長手方向における一方の側面２８ｘと筺体７１の側壁７１ｂとが接するように配置され、ならびに定着液回収手段７３により回収される定着液２９を定着液付与装置２８の定着液溜２８ｂに循環して再利用する定着液循環手段９２を有することを特徴とする。
【０１２３】
定着液付与手段７２を構成する定着液付与装置２８は、その定着液溜２８ｂの底面が筺体７１の底面７１ｄに接しかつその側面２８ｘが筺体７１の側壁７１ｂと接するように配置され、開口部７４から筺体７１内部に装入される中間転写ベルト２１の屈曲部をかすめるように下方から上方に向けて定着液２９を吐出する。
【０１２４】
定着液循環手段９２は、定着液回収手段７３により回収される定着液２９を定着液溜２８ｂに循環する定着液循環管９３と、定着液２９が側壁７１ｂの内壁をつたって落下するのを防止し、定着液循環管９３に誘導する定着液落下防止部材９４とを含んで構成される。
【０１２５】
定着液循環管９３は、一端が筺体７１の側壁７１ｂに設けられる定着液排出口９６に接続され、もう一端が側面２８ｘの定着液溜２８ｂ部分に設けられる定着液受入口９７に接続され、定着液輩出口９６から流れ込む定着液２９を自然落下により矢符９５の方向に送給し、定着液溜２８ｂに戻す。
【０１２６】
定着液落下防止部材９４は、側壁７１ｂの内壁であって定着液排出口９６の真下に、側壁７１ｂから離反するほど上方に向かうように傾斜をつけて設けられる。天板７１ｃに付着し、天板７１ｃの傾斜および自重により、天板７１ｃおよび側壁７１ｃの内壁をつたって落下する定着液２９は、定着液落下防止部材９４により受け止められて定着液排出口９６から定着液循環管９３に流入する。
【０１２７】
定着液循環手段９４によれば、定着液回収手段７３である天板７１ｃに付着する定着液２９は、定着液落下防止部材９４に受け止められ、定着液循環管９３を流下し、定着液溜２８ｂに戻される。
【０１２８】
画像形成装置９１によれば、トナー像形成手段２により、トナー像担持体である中間転写ベルト２１上に形成されるトナー像に、トナー像の下方に配置される定着液付与手段７２から非接触下に定着液２９が付与され、トナー像を軟化および／または膨潤させ、これを転写定着手段６により記録媒体９に転写定着し、画像が形成される。そして、中間転写ベルト２１に付着しない定着液２９は、定着液付与手段７２と同じ筺体７１内に配置される定着液回収手段７３により回収され、定着液循環手段９２を介して定着液付与手段７２に戻される。
【０１２９】
本実施の形態では、筺体７１内に定着液付与手段７２と定着液回収手段７３とを設ける一体型を採用するけれども、筺体と定着付与手段７２とを別々の部材とする構成を採ることもできる。その場合、たとえば、筺体は側壁７１ａ，７１ｂおよび天板７１ｃにより形成し、さらに側壁７１ｂの長手方向（紙面に対して垂直な方向）に対して垂直な方向の長さを、側壁７１ｂの下端が定着液付与装置２８における定着液吐出部２８ａの上面に接する程度に短くしたものを使用できる。
【０１３０】
前記の各実施形態の画像形成装置によれば、定着液２９の消費量が低減化され、高品位な定着画像を安定的にかつ長期的に得ることができる。
【０１３１】
本発明の画像形成装置は、たとえば、複写機、プリンタ、ファクシミリなどとして使用できる。また、複写機能、プリンタ機能およびファクシミリ機能のうちの少なくとも２つの機能を有する複合機としても使用できる。
【図面の簡単な説明】
【０１３２】
【図１】本発明の実施の第１形態である画像形成装置の構成を概略的に示す断面図である。
【図２】図１に示す画像形成装置の要部の構成を拡大して示す断面図である。
【図３】図１に示す画像形成装置の要部の構成を拡大して示す断面図である。
【図４】定着液付与装置の外観を示す斜視図である。
【図５】図４に示す定着液付与装置の構成を模式的に示す断面図である。定着液付与装置の要部の外観を示す斜視図である。
【図６】トナー像担持面の非画像部に定着液が付与される状態を示す側面図である。
【図７】トナー像担持面の画像部に定着液が付与される状態を示す側面図である。
【図８】トナー像担持面に定着液が付着しないでそのまま通過する状態を示す側面図である。
【図９】定着液付与装置の構成を模式的に示す断面図である。
【図１０】定着液付与装置の構成を模式的に示す断面図である。
【図１１】本発明の実施の第２形態である画像形成装置の構成を模式的に示す断面図である。
【図１２】本発明の実施の第３形態である画像形成装置の構成を模式的に示す断面図である。
【図１３】定着液付与装置の要部の外観を示す斜視図である。
【図１４】図１３に示す定着液付与装置の構成を模式的に示す断面図である。
【図１５】本発明の実施の第４形態である画像形成装置の構成を模式的に示す断面図である。
【符号の説明】
【０１３３】
１，６５，７０，９１ 画像形成装置
２ トナー像形成手段
３ 中間転写手段
４，４ａ，７２，８０ 定着液付与手段
５，７３ 定着液回収手段
６ 転写定着手段
７ 記録媒体供給手段
８ 排出手段
９ 記録媒体
１０ｙ，１０ｍ，１０ｃ，１０ｂ 作像ユニット
１１ｙ，１１ｍ，１１ｃ，１１ｂ 感光体ドラム
１２ｙ，１２ｍ，１２ｃ，１２ｂ 帯電ローラ
１３ 光走査ユニット
１３ｙ，１３ｍ，１３ｃ，１３ｂ 信号光
１４ｙ，１４ｍ，１４ｃ，１４ｂ 現像装置
１５ｙ，１５ｍ，１５ｃ，１５ｂ ドラムクリーナ
１６ｙ，１６ｍ，１６ｃ，１６ｂ トナー
１７ｙ，１７ｍ，１７ｃ，１７ｂ 現像ローラ
１８ｙ，１８ｍ，１８ｃ，１８ｂ 現像ブレード
１９ｙ，１９ｍ，１９ｃ，１９ｂ トナー貯留容器
２０ａ，２０ｂ 攪拌ローラ
２１ 中間転写ベルト
２１ａ トナー像担持面
２１ｂ 画像部
２２ｙ，２２ｍ，２２ｃ，２２ｂ 中間転写ローラ
２３，２４，２５ 支持ローラ
２６ ベルトクリーナ
２６ａ クリーニングブレード
２６ｂ トナー貯留容器
２７，５７，５８，６９，８８，８９，９５ 矢符
２８，６０ 定着液付与装置
２８ａ 定着液吐出部
２８ｂ 定着液溜
２８ｘ 側面
２９ 定着液
３０ 定着液貯留タンク
３１ 定着液供給管
３２ 定着液回収槽
３３，６３，７４ 開口部
３５ 転写定着ローラ
３６ 記録媒体カセット
３７ ピックアップローラ
３８，３９ レジストローラ
４０ 搬送ベルト
４１ 駆動ローラ
４２ テンションローラ
４３ 排紙ローラ
４４ 排紙トレイ
５０ インクジェットヘッド
５０ａ，５０ｂ 側面
５１ ノズルアレイ
５１ａ ノズルアレイ形成面５１ａ
５２ チャンバー
５３ 定着液カートリッジ
５４ ピエゾ素子
５５，８７ 電源
６１，６２ シャッター手段
６６，９２ 定着液循環手段
６７ 定着液チューブ
６８ 汲み上げポンプ
７１ 筺体
７１ａ，７１ｂ 側壁
７１ｃ 天板
７１ｄ 底面
７５ 空間
８１ 定着液収容槽
８２ 第１供給ローラ
８３ 第２供給ローラ
８４ 液量規制ブレード
８５ 金属メッシュ板
８６ 超音波振動子
９０ 液滴
９３ 定着液循環管
９４ 定着液落下防止部材
９６ 定着液排出口
９７ 定着液受入口
【特許請求の範囲】
【請求項１】
結着樹脂および着色剤を含むトナーからなるトナー像を形成するトナー像形成手段と、
トナー像形成手段により形成されるトナー像を担持して回転するトナー像担持体において、少なくともトナー像担持面がトナー像を軟化および／または膨潤させる定着液を浸透させない材料で構成されるトナー像担持体と、
トナー像担持体上のトナー像に、定着液を非接触下に付与する定着液付与手段と、
トナー像担持体に付着しない定着液を、トナー像担持体に対して非接触下に回収する定着液回収手段と、
定着液が付与されたトナー像を記録媒体に転写と同時に定着させる転写定着手段とを含むことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
定着液付与手段は、
トナー像担持体のトナー像担持面に対してほぼ平行に定着液を吐出することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
定着液付与手段は、
複数の支持ローラに回転可能に張架される無端ベルトであるトナー像担持体における複数の支持ローラ当接部の少なくとも１箇所に定着液を吐出することを特徴とする請求項１または２記載の画像形成装置。
【請求項４】
定着液付与手段は、
定着液が大気に晒される定着液吐出口の近傍に設けられ、定着液中の液状成分が蒸発するのを防止する乾燥防止手段を含むことを特徴とする請求項２または３記載の画像形成装置。
【請求項５】
乾燥防止手段は、
開閉自在に設けられ、定着液吐出口と大気とを遮断するシャッター手段であることを特徴とする請求項４記載の画像形成装置。
【請求項６】
トナー像担持体の少なくともトナー像担持面は、
定着液に対して撥液性を有する材料で構成されることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の画像形成装置。
【請求項７】
定着液回収手段は、
回収した定着液を、定着液付与手段に循環させる定着液循環手段を含むことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載の画像形成装置。
【請求項８】
定着液回収手段は、
定着液付与手段よりも高い位置に配置されることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１つに記載の画像形成装置。
【請求項９】
定着液回収手段は、
定着液付与手段から吐出される定着液のうち、トナー像担持体のトナー像担持面に付着しない定着液を付着させて回収するための板状の回収部材であって、水平面に対して傾斜して設けられる回収部材を含むことを特徴とする請求項８記載の画像形成装置。
【請求項１０】
定着液付与手段と定着液回収手段とが１つの筺体内に収容され、
該筺体は、トナー像担持体のトナー像担持面の少なくとも一部を該筺体内に装入し、定着液付与手段の定着液吐出口から該トナー像担持面に向けて定着液を吐出するための開口部を有することを特徴とする請求項１〜９のいずれか１つに記載の画像形成装置。
【請求項１１】
結着樹脂がポリエステル樹脂であることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１つに記載の画像形成装置。
【請求項１２】
トナーの体積平均粒径が２μｍ以上、７μｍ以下であることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１つに記載の画像形成装置。
【請求項１】
結着樹脂および着色剤を含むトナーからなるトナー像を形成するトナー像形成手段と、
トナー像形成手段により形成されるトナー像を担持して回転するトナー像担持体において、少なくともトナー像担持面がトナー像を軟化および／または膨潤させる定着液を浸透させない材料で構成されるトナー像担持体と、
トナー像担持体上のトナー像に、定着液を非接触下に付与する定着液付与手段と、
トナー像担持体に付着しない定着液を、トナー像担持体に対して非接触下に回収する定着液回収手段と、
定着液が付与されたトナー像を記録媒体に転写と同時に定着させる転写定着手段とを含むことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
定着液付与手段は、
トナー像担持体のトナー像担持面に対してほぼ平行に定着液を吐出することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
定着液付与手段は、
複数の支持ローラに回転可能に張架される無端ベルトであるトナー像担持体における複数の支持ローラ当接部の少なくとも１箇所に定着液を吐出することを特徴とする請求項１または２記載の画像形成装置。
【請求項４】
定着液付与手段は、
定着液が大気に晒される定着液吐出口の近傍に設けられ、定着液中の液状成分が蒸発するのを防止する乾燥防止手段を含むことを特徴とする請求項２または３記載の画像形成装置。
【請求項５】
乾燥防止手段は、
開閉自在に設けられ、定着液吐出口と大気とを遮断するシャッター手段であることを特徴とする請求項４記載の画像形成装置。
【請求項６】
トナー像担持体の少なくともトナー像担持面は、
定着液に対して撥液性を有する材料で構成されることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の画像形成装置。
【請求項７】
定着液回収手段は、
回収した定着液を、定着液付与手段に循環させる定着液循環手段を含むことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載の画像形成装置。
【請求項８】
定着液回収手段は、
定着液付与手段よりも高い位置に配置されることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１つに記載の画像形成装置。
【請求項９】
定着液回収手段は、
定着液付与手段から吐出される定着液のうち、トナー像担持体のトナー像担持面に付着しない定着液を付着させて回収するための板状の回収部材であって、水平面に対して傾斜して設けられる回収部材を含むことを特徴とする請求項８記載の画像形成装置。
【請求項１０】
定着液付与手段と定着液回収手段とが１つの筺体内に収容され、
該筺体は、トナー像担持体のトナー像担持面の少なくとも一部を該筺体内に装入し、定着液付与手段の定着液吐出口から該トナー像担持面に向けて定着液を吐出するための開口部を有することを特徴とする請求項１〜９のいずれか１つに記載の画像形成装置。
【請求項１１】
結着樹脂がポリエステル樹脂であることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１つに記載の画像形成装置。
【請求項１２】
トナーの体積平均粒径が２μｍ以上、７μｍ以下であることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１つに記載の画像形成装置。
【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１４】
【図１５】
【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１４】
【図１５】
【公開番号】特開２００６−２５１５２７（Ｐ２００６−２５１５２７Ａ）
【公開日】平成１８年９月２１日（２００６．９．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−６９６４７（Ｐ２００５−６９６４７）
【出願日】平成１７年３月１１日（２００５．３．１１）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年９月２１日（２００６．９．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年３月１１日（２００５．３．１１）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
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