画像形成装置
【課題】 定着液を接触塗布しても画像の乱れが起こらず、定着液の使用量を低減化することができ、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。
【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、定着液付与手段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とを含む湿式定着方式の画像形成装置１において、中間転写ベルト２１の少なくともトナー担持面２１ａを定着液に対して撥液性を示す材料で構成し、定着液付与手段５よりも中間転写ベルト２１の回転方向上流側に、トナー像前処理手段として、定着液非接触付与手段４を設ける。
【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、定着液付与手段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とを含む湿式定着方式の画像形成装置１において、中間転写ベルト２１の少なくともトナー担持面２１ａを定着液に対して撥液性を示す材料で構成し、定着液付与手段５よりも中間転写ベルト２１の回転方向上流側に、トナー像前処理手段として、定着液非接触付与手段４を設ける。
【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、水を吸収して軟化するトナーからなるトナー像を、疎水性材料からなる中間転写媒体に担持させ、このトナー像を担持した中間転写媒体に、中間転写媒体に圧接して設けられるスキージーローラで水を付与してトナー像に選択的に水を付与して軟化させ、軟化したトナー像を記録媒体に圧力転写する方法が提案されている（たとえば、特許文献１参照）。この方法では、スキージーローラにより中間転写媒体に水を付与すると、中間転写媒体は疎水性材料からなるので、中間転写媒体上に水が存在せず、トナー像のみが水に濡れた状態になる。しかしながら、中間転写媒体上のトナー像にスキージーローラにより水を付与すると、トナー像を構成するトナー同士には結合力がないので、トナー像のドットが流れて画像に乱れを生じ、所望の画像が形成されないという欠点が生じる。また、トナー像のドットが部分的につぶれ、画像劣化を生じることもある。さらに、スキージーローラにトナーが付着し、画像劣化および画像汚染の原因になることもある。
【０００５】
また、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中間転写媒体と、トナーを溶解または膨潤させる定着液を、中間転写媒体のトナー像担持領域に定着液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む画像形成装置が提案される（たとえば、特許文献２参照）。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を利用して、接触塗布される定着液は、中間転写媒体のトナー像担持領域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。これによって、定着液の消費量が削減される。
【０００６】
しかしながら、特許文献２の画像形成装置によれば、定着液は定着液塗布ローラにより接触状態でトナー像に塗布されるので、定着塗布ローラにトナーが付着し、画像に乱れが生じることがある。また、画像部のみに定着液を付与すると、記録媒体におけるトナー付着部分の周囲の非画像部にカブリなどにより付着するトナーは、定着されずに記録媒体上に残留し、手、衣服などを汚すことがある。
【０００７】
【特許文献１】特開昭５８−４０５７０号公報
【特許文献２】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】
【０００８】
本発明の目的は、定着液を接触塗布しても画像の乱れが起こらず、定着液の使用量を低減化することができ、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】
【０００９】
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と、トナー像担持体上のトナー像に、トナーを軟化および／または膨潤させる定着液を接触状態で付与する定着液付与手段と、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画像形成装置であって、
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し、かつ
定着液付与手段よりもトナー像担持体の回転方向の上流側に設けられ、トナー像担持体に担持されるトナー像にトナー同士の結合力を高める処理を施すトナー像前処理手段を含むことを特徴とする画像形成装置である。
【００１０】
また本発明の画像形成装置は、前述のトナー像前処理手段が、トナー像担持体に担持されるトナー像に非接触下に定着液を付与する定着液非接触付与手段であることを特徴とする。
【００１１】
さらに本発明の画像形成装置は、前述の定着液非接触付与手段によりトナー像に付与される定着液量が、画像形成領域におけるトナー像の全トナー量の１０重量％以上、９０重量％以下であることを特徴とする。
【００１２】
さらに本発明の画像形成装置は、前述のトナー像前処理手段が、トナー像担持体に担持されるトナー像を加熱する加熱手段であることを特徴とする。
【００１３】
さらに本発明の画像形成装置は、前述の加熱手段がトナー像を６０℃以上、１６０℃以下に加熱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、前述の加熱手段がトナー像を６０℃以上、１２０℃以下に加熱することを特徴とする。
【００１５】
さらに本発明の画像形成装置は、前述の加熱手段によりトナー像とともに加熱されるトナー像担持体を冷却する担持体冷却手段を含むことを特徴とする。
【００１６】
さらに本発明の画像形成装置は、トナー像担持体の定着液滴に対する接触角が５０°以上であることを特徴とする。
【００１７】
さらに本発明の画像形成装置は、前述の転写定着手段が、定着液が付与されたトナー像の記録媒体への転写および定着を加熱下に行うための転写時加熱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、前述の転写時加熱手段が、定着液の付与されたトナー像を６０℃以上に加熱することを特徴とする。
【００１９】
さらに本発明の画像形成装置は、トナー像担持体に接するように設けられる、トナー像担持体からトナー像を転写されるトナー像転写担持体を含み、トナー像転写担持体に担持されるトナー像に定着液付与手段により定着液を付与することを特徴とする。
【００２０】
さらに本発明の画像形成装置は、前述の結着樹脂がポリエステル樹脂であることを特徴とする。
【００２１】
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】
【００２２】
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と、トナー像担持体上のトナー像にトナーの軟化および／または膨潤作用を有する定着液を接触状態で付与する定着液付与手段と、定着液が付与される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み、さらに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し、かつトナー像担持体上のトナー像におけるトナー同士の結合力を高めるトナー像前処理手段が定着液付与手段よりもトナー像担持体の回転方向上流側に設けられる画像形成装置が提供される。
【００２３】
本発明の画像形成装置は、トナー像担持体上のトナー像に定着液を接触付与する前に、トナー像前処理手段によりトナー同士の結合力を高める処理をトナー像に施すので、定着液の付与によるドット流れひいては画像乱れを防止し、さらに定着液付与手段へのトナーの付着などを防止し、良好な画質品位の画像を長期にわたって形成できる。
【００２４】
本発明によれば、トナー像前処理手段としては、トナー像担持体上のトナー像に非接触で定着液を付与する定着液非接触付与手段が好ましい。定着液の付与によって、トナー像を構成するトナーが軟化および／または膨潤し、トナー同士の結合力が高まるとともに、トナー像に非接触で定着液が付与されるので、トナーが定着液非接触付与手段に付着し、画像の乱れが生じることがない。さらに、トナー像担持体におけるトナー像担持領域の非画像部（トナーが付着しない部分）に付着する定着液は、定着液付与手段による定着液の接触塗布の際に定着液付与手段に戻されるので、定着液の使用量を低減化できる。
【００２５】
本発明によれば、定着液非接触付与手段によりトナー像に付与される定着液量を、画像形成領域におけるトナー像の全トナー量の１０〜９０重量％とすることによって、定着液付与手段による接触状態での定着液付与でも、トナーが定着液付与手段に付着しない程度にトナー同士の結合力が高められる。
【００２６】
本発明によれば、トナー像前処理手段としては、トナー像担持体上のトナー像を加熱手段が好ましい。トナー像を加熱すると、トナーを構成する結着樹脂、ワックスなどの成分が溶融または軟化して、トナー同士の結合力が高くなる。その結果、定着液を接触付与しても、トナーが定着液付与手段に付着することがない。
【００２７】
本発明によれば、加熱手段によりトナー像を６０〜１６０℃の温度範囲で加熱することによって、トナーの溶融または軟化が円滑に進行し、トナー同士の結合力を効率的に高めることができる。６０℃未満では、トナー中の結着樹脂、ワックスなどの溶融または軟化が充分に進まず、トナー同士の結合力も不充分になる。１６０℃を超えると、トナーが凝集して流動化し、ドットひいては画像の乱れなどを生じる。
【００２８】
本発明によれば、加熱手段によりトナー像を６０〜１２０℃の温度範囲で加熱するのが一層好ましい。加熱温度の上限を１２０℃にすると、トナー像とともに加熱されるトナー像担持体を介して感光体に伝わる熱量を低減化でき、感光体の余分な温度上昇を防止し、感光体の耐用寿命を向上させ得る。また、消費電力も少なくできる。
【００２９】
本発明によれば、トナー像とともに加熱されるトナー像担持体を冷却する冷却手段を設けることによって、感光体の温度上昇が一層抑制される。
【００３０】
本発明によれば、トナー像担持体の定着液滴に対する接触角を５０°以上にすることによって、非接触下および接触下での定着液の付与により軟化および／または膨潤したトナーの、トナー像担持体からの剥離性が良好になり、記録媒体へのトナー像の転写を円滑に実施できる。トナー像担持体を、接触角が５０°未満の材料、たとえば３０〜４０°のポリイミド、ポリカーボネートなどで形成し、トナー像に定着液を付与すると、常温ではトナー像担持体からのトナー像の剥離が困難になる。
【００３１】
本発明によれば、転写定着手段が、トナー像の記録媒体への転写および定着を加熱下、好ましくは６０℃以上の加熱下に行うための転写時加熱手段を含むように構成することによって、定着液付与により軟化および／または膨潤したトナー像の、トナー像担持体からの剥離性が一層向上し、さらに転写定着に必要な定着液量を少なくすることができる。
【００３２】
本発明によれば、トナー像担持体に接し、トナー像担持体からトナー像の転写を受けるトナー像転写担持体を設け、トナー像転写担持体上のトナー像に定着液付与手段により定着液を付与することによって、たとえば、トナー像に定着液付与と加熱とを施す場合に、トナー像担持体が直接加熱されないので、トナー像担持体を介する感光体温度の上昇を低減化できる。
【００３３】
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。
【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】
【００３５】
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（後述の定着液非接触付与手段４、定着液付与手段５および転写定着手段６）の構成を拡大して示す断面図である。
【００３６】
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、定着液非接触付与手段４と、定着液付与手段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。画像形成装置１において、定着液非接触付与手段４がトナー像前処理手段である。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
結着樹脂としては、後述する定着液３３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３３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。
【００４８】
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３３による滲みを防止するために、定着液３３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。
【００４９】
離型剤としては、後述する定着液３３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３３が浸透するので、定着液３３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。
【００５０】
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。
【００５１】
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３３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３３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３３の消費量のさらなる低減化を達成できる。
【００５２】
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。
【００５３】
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３３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。
【００５４】
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３３と接触し易くなるので、定着液３３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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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としてはこの分野で常用されるものの中から、定着液３３に対して撥液性を有するものを選択して使用する。さらにその中でも、少なくともそのトナー像担持面２１ａの定着液滴に対する接触角が５０°以上であるものが好ましく、５０°〜１２０°であるものか特に好ましい。接触角が５０°未満では、定着液３３を付与されたトナー像の中間転写ベルト２１からの剥離性が不充分になり、トナー像の記録媒体への転写定着が円滑に進行せず、良好な画像が形成されないおそれがある。接触角が５０°未満の材料には、たとえば、ポリイミド、ポリカーボネートなどが挙げられ、これらの樹脂は湿式定着方式の画像形成装置における中間転写ベルト２１の表面材料には適しない。ただし、中間転写ベルト２１の基材としては好適に使用できる。
【００５８】
定着液滴に対する接触角が５０°以上である材料としては、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。この表面コート層の定着液滴に対する接触角は７４°である。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】
定着液非接触付与手段４は、中間転写ベルト２１上に担持されるトナー像に、該トナー像を構成するトナー同士の結合力を高めるために、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】
定着液非接触付与手段４は、中間転写ベルト２１のトナー像担持面２１ａに対向するように設けられ、トナー像担持面２１ａに担持されるトナー像に非接触状態で定着液３３を付与する非接触付与装置３２と、定着液３３を貯留する定着液貯留槽３４と、定着液貯留槽３４から非接付与布装置３２に定着液３３を供給する供給管３５とを含んで構成される。
【００６７】
図４は、非接触付与装置３２の要部（インクジェットヘッド５１）の外観を示す斜視図である。図５は、図４に示す非接触付与装置３２の構成を模式的に示す断面図である。非接触付与装置３２は、電気的な制御信号に応じて定着液３３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、支持ローラ２３の回転軸線方向に延び、トナー像担持面２１ａに対向する面に定着液３３の液滴を吐出するノズルアレイ５２がライン状に配置され、かつ内部にノズルアレイ５２と後述の定着液カートリッジ５４とを連通するチャンバー５３を有するインクジェットヘッド５１と、インクジェットヘッド５１の側面５１ａに接するように設けられ、チャンバー５３に定着液３３を供給する定着液カートリッジ５４と、インクジェットヘッド５１の側面５１ｂに接するように設けられ、その伸縮駆動によりチャンバー５３内の定着液３３を押出すピエゾ素子５５と、ピエゾ素子５５に伸縮駆動電圧を印加する電源５６とを含んで構成される。
【００６８】
インクジェットヘッド５１におけるノズルアレイ５２の配列ピッチは、微小ノズルから吐出される定着液３３の微小液滴が、トナー像担持面２１ａのトナー像付着領域（画像部）全体を隙間なく被覆するように設定される。また、インクジェットヘッド５１のピエゾ素子５５に接する部分は、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５１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。
【００６９】
非接触付与装置３２によれば、定着液カートリッジ５４中の定着液３３が、インクジェットヘッド５１内部のチャンバー５３に供給され、ピエゾ素子５５の伸縮駆動によりチャンバー５３中の定着液３３がノズルアレイ５２から液滴として吐出される。
【００７０】
なお、非接触付与装置３２によりトナー像担持面２１上のトナー像に非接触状態で付与される定着液量は、トナーに含まれる成分、定着液３３の組成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、画像形成領域に付着するトナー像における全トナー量の１０〜９０重量％である。定着液量が１０重量％未満では、トナーの軟化および／または膨潤が不充分になり、次行程である定着液の接触付与の際に、トナーが定着液付与手段５に付着し、画像が乱れる恐れがある。また９０重量％を超えると、トナーの軟化および／または膨潤が進み過ぎ、やはりトナーが定着液付与手段５に付着するという不都合を生じる可能性がある。
【００７１】
たとえば、トナー量１．５ｍｇ／ｃｍ２の３層（ＣＭＹ）黒ベタトナー像を転写定着に適する程度まで軟化および／または膨潤させるには、非接触で約１．４ｍｇ／ｃｍ２の定着液３３を付与することが必要である。しかしながら、非接触で付与すると、トナーが付着する画像部だけでなく、トナーが付着しない非画像部にも定着液３３が付与されるので、定着液３３を余分に付与することが必要になる。一方、たとえばローラなどで接触下に定着液３３を付与すると、トナーのみに選択的に定着液３３を付与できるけれども、トナーの一部がローラに付着し、画像が乱れるという欠点がある。ところが、転写定着には不充分な量、たとえば約０．２ｍｇ／ｃｍ２の定着液３３を非接触下にトナーに付与し、トナー同士の結合力を高めた上で、接触下に転写定着に必要な量の定着液３３を付与すれば、ローラにトナーが付着することがなく、必要最低限量の定着液３３をトナーに付与でき、トナーは転写定着が円滑に実施できる程度に充分に軟化および／または膨潤する。
【００７２】
このように、非接触で定着液３３を、トナーの軟化および／または膨潤が完全に進行しない程度に付与することによって、トナー像への接触下での定着液付与を円滑に実施できる。
【００７３】
図１に戻り、定着液貯留槽３４に貯留される定着液３３は、図示しない補給制御手段によって、供給管３５を介して非接触付与装置３２に供給される。
【００７４】
ここで使用される定着液３３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３３全量の１０〜３０重量％である。
【００７５】
定着液３３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３３全量の１〜１０重量％である。
【００７６】
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％含有しかつ残部が水である定着液３３を使用する。
【００７７】
定着液付与手段５は、定着液非接触付与手段４により定着液３３を非接触付与された、トナー像担持面２１ａ上のトナー像に、さらに接触状態で定着液３３を付与するものである。これによって、該トナー像を構成するトナーを、記録媒体９への転写および定着を円滑に実施できる程度に軟化および／または膨潤させる。
【００７８】
定着液付与手段５は、定着液接触付与装置３６を含んで構成される。
【００７９】
定着液接触付与装置３６は、定着液３３を貯留する定着液溜３７と、中間転写ベルト２１のトナー像担持面２１ａに圧接し、その一部が定着液溜３７に貯留される定着液３３中に浸漬しかつ図示しない駆動手段により矢符３９の方向に回転駆動可能に設けられる定着液塗布ローラ３８と、定着液塗布ローラ３８の表面に圧接しかつ図示しない駆動手段により矢符４１の方向に回転駆動可能に設けられ、定着液塗布ローラ３８の表面に付着する定着液３３を適量に規制する規制ローラ４０と、一端を定着液溜３７に固定され他端が規制ローラ４０の表面に圧接するように設けられ、規制ローラ４０表面に定着液３３を除去する除去ブレード４２とを含んで構成される。なお、定着液塗布ローラ３８と規制ローラ４０とは、たとえば、単一のギア列により駆動され、一定の周速比で回転する。
【００８０】
定着液溜３７には、定着液貯留槽３４から供給管３５を介し、図示しない補給制御手段により定着液３３の消費状況に応じて、定着液３３の液面高さが一定になるように、定着液３３が補充供給される。
【００８１】
定着液塗布ローラ３８には、たとえば、金属製芯金の表面に、弾性層および親水性処理を施した多孔質層を順次積層してなるローラ、金属製芯金の表面に、弾性および親液性を有する材料からなる被覆層を設けたローラなどが使用される。弾性および親液性を有する材料としては、たとえば、アルミニウムなどの金属材料、親水性樹脂、ＥＰＤＭなどのゴム材料などが挙げられる。本実施の形態では、外径２０ｍｍで、シリコーンゴムからなり、厚さ３ｍｍかつ硬度２０度（ＪＩＳ−Ａ）の被覆層を有するローラを用いる。また本実施の形態では、定着液塗布ローラ３８は、中間転写ベルト２１のトナー像担持面２１ａに１Ｎ／ｃｍの押圧力で圧接し、中間転写ベルト２１の回転速度とほぼ等速度で回転駆動する。
【００８２】
規制ローラ４０には、たとえば、金属製ローラが用いられる。本実施の形態では、外径１２ｍｍのステンレス鋼製ローラである。
【００８３】
除去ブレード４２には、たとえば、金属製の板状物が用いられる。本実施の形態では、厚さ５０ｍｍのステンレス鋼製の板が用いられる。除去ブレード４２は、一方の先端が既成ローラ４０の表面に圧接し、規制ローラ４２表面に付着する定着液３３を除去する。
【００８４】
定着液接触付与装置３６によれば、まず、定着液塗布ローラ３８が定着液溜３７の定着液３３中を回転することにより、定着液塗布ローラ３８の表面に定着液３３が付着する。定着液塗布ローラ３８表面の定着液３３は、規制ローラ４２によりほぼ一定の厚さを有する薄層に形成され、定着液塗布ローラ３８と中間転写ベルト２１との圧接部において、中間転写ベルト２１上のトナー像に接触付与される。トナー像に定着液３３を付与した後に定着液塗布ローラ３８表面に残留する定着液３３は、除去ブレード４２により除去される。
【００８５】
本実施の形態では、定着液非接触付与手段４によって、中間転写ベルト２１上のトナー像は、転写定着に適する程度までは軟化および／または膨潤していないけれども、トナー同士の結合力が高まった状態にある。これに、定着液塗布ローラ３８によって定着液３３を接触塗布すると、トナーには、トナーが良好に転写定着される程度まで軟化および／または膨潤するのに必要な量の定着液３３が付与される。また、定着液塗布ローラ３８にはトナーは付着しない。さらに、中間転写ベルト２１のトナー像担持面２１ａ上の、トナーが付着しない非画像部に存在する定着液３３は、トナー像担持面２１ａが撥液性材料で構成されることも相俟って、定着液塗布ローラ３８に付着して回収される。すなわち、定着液付与手段５による処理を施されたトナー像担持面２１ａ上には、軟化および／または膨潤したトナーからなるトナー像のみが存在し、トナーが付着しない非画像部でも定着液３３はほとんど存在しなくなる。したがって、次の転写定着行程でトナー像の転写定着が円滑に進行し、記録媒体９に定着液３３の付与を原因とするしわなどの発生がなく、定着液３３の使用量を低減化できる。
【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２８を含んで構成される。転写定着ローラ２８には、たとえば、直径１０ｍｍの芯金の外周に、厚さ４ｍｍのウレタンゴム層を設けたローラが用いられる。ウレタンゴム層には、導電性を付与するために、カーボンなどの導電剤が配合される。また、転写定着ローラ２８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】
定着液非接触付与手段４および定着液付与手段５により定着液３３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２８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、定着液非接触付与手段４および定着液付与手段５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４３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４４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２８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４５ａ，４５ｂ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４３内に貯留される記録媒体９が、ピックアップローラ４４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４５ａ，４５ｂにより、転写定着ローラ２８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４６と、駆動ローラ４７と、テンションローラ４８と、排紙ローラ４９とを含んで構成される。
【００９５】
搬送ベルト４６は、駆動ローラ４７とテンションローラ４８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４９に搬送する。搬送ベルト４６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４６ａ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４７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４７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４８は、搬送ベルト４６が弛まないように、搬送ベルト４６に所定の張力を付与する。テンションローラ４８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４９は、搬送ベルト４６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５０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、定着液非接触付与手段４および定着液付与手段５から非接触および接触下に定着液３３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。
【０１００】
本実施の形態では、定着液非接触付与手段４として、図４および図５に示す非接触付与装置３２を用いるけれども、それに限定されず、図６および図７に示す非接触付与装置６０を用いることができる。図６は、非接触付与装置６０の要部（第１および第２の供給ローラ６２，６３ならびに金属メッシュ板６５）の外観を示す斜視図である。図７は、図６に示す非接触付与装置６０の構成を模式的に示す断面図である。
【０１０１】
非接触付与装置６０は、電気的な制御信号に応じて定着液３３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、非接触付与装置３２と同様に、中間転写ベルト２１のトナー像担持面２１ａに対して間隔を保ちながら、支持ローラ２３に対向するように設けられる。
【０１０２】
非接触付与装置６０は、定着液収容槽６１と、第１供給ローラ６２と、第２供給ローラ６３と、液量規制ブレード６４と、金属メッシュ板６５と、超音波振動子６６と、電源６７とを含んで構成される。
【０１０３】
定着液収容槽６１は、定着液３３を収容する。定着液収容槽６１では、その定着液面高さが常に一定になるように、定着液３３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３３が補充供給される。
【０１０４】
第１供給ローラ６２は、その一部が定着液収容槽６１の定着液３３中に浸漬し、図示しない駆動手段により矢符６８の方向に回転駆動可能に設けられる。第１供給ローラ６２の回転によって、第１供給ローラ６２の表面に定着液３３が付着し、この定着液３３が第２供給ローラ６３に供給される。
【０１０５】
第２供給ローラ６３は、第１供給ローラ６２および金属メッシュ板６５に圧接し、かつ図示しない駆動手段により矢符６９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６４は第２供給ローラ６３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６３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６１に固定されるように設けられる。ここで、第２供給ローラ６３および液量規制ブレード６４は、金属メッシュ板６５に供給される定着液３３の液量を一定化するために設けられる。第２供給ローラ６３は、その表面に、第１供給ローラ６２との圧接部で定着液３３の供給を受け、次いで液量規制ブレード６４によってその表面における定着液３３の液量を調整された後、金属メッシュ板６５に圧接して定着液３３を金属メッシュ板６５に供給する。
【０１０６】
金属メッシュ板６１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６３が圧接する面と反対の面に、超音波振動子６６が接するように設けられる。超音波振動子６６は、電源６７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６６の振動を受けて金属メッシュ板６１が振動し、第２供給ローラ６３の表面に付着する定着液３３を液滴化し、この液滴７０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。
【０１０７】
非接触付与装置６０によれば、定着液収容槽６１に収容される定着液３３を、第１供給ローラ６２および第２供給ローラ６３を介して金属メッシュ板６５に供給し、金属メッシュ板６５を超音波振動子６６によって振動させ、定着液３３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。このような非接触付与装置６０によっても、非接触付与装置３２と同様の効果を奏することができる。
【０１０８】
さらに、非接触付与装置６０の他に、スプレーノズルを用いて定着液３３を非接触付与することもできる。
【０１０９】
図８は、本発明の実施の第２形態である画像形成装置７１の要部の構成を模式的に示す断面図である。
【０１１０】
画像形成装置７１は、画像形成装置１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て説明を省略する。また、同一部分については図示および説明を省略する。
【０１１１】
画像形成装置７１は、トナー像前処理手段として、画像形成装置１における定着液非接触付与手段４に代えて、加熱手段１００および中間転写ベルト２１の表面温度を検知する温度センサ７４を備えることを特徴とする。
【０１１２】
すなわち、画像形成装置７１は、トナー像形成手段２と、中間転写手段７２と、定着液付与手段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。
【０１１３】
中間転写手段７２は、中間転写ベルト２１と、中間転写ローラ２１ｙ，２１ｍ，２１ｃ，２１ｂと、支持ローラ２３，２４，２５と、ベルトクリーナ２６と、温度センサ７４と、加熱手段１００とを含んで構成される。画像形成装置１における中間転写手段３との相違点は、中間転写ベルト２１およびそのトナー像担持面２１ａに担持されるトナー像が、定着液付与手段５による定着液３３の付与に先立って、加熱手段１００によって加熱される点である。
【０１１４】
加熱手段１００は、加熱ヒータ１０１と、加熱ヒータ１０１を内蔵して中間転写ベルト２１に対向する部分に開口部を有する円筒体１０２とを含んで構成される。加熱ヒータ１０１には、たとえば、ハロゲンランプ、赤外線ヒータなどを使用できる。円筒体１０２は、ステンレス鋼などの金属から形成される。加熱ヒータ１０１から発せられる熱は、円筒体１０２の開口部から中間転写ベルト２１に対して放散され、中間転写ベルト２１上のトナー像を加熱する。
【０１１５】
加熱手段１００によるトナー像担持面２１ａ上のトナー像の加熱温度は、好ましくは６０〜１６０℃、さらに好ましくは６０〜１２０℃である。加熱温度が６０℃未満では、トナー同士の結合力が充分高められないので、定着液付与手段５による定着液３３の接触付与の際に、トナーが定着液付与手段５に付着し、画像の乱れを生じるおそれがある。また、加熱温度が１６０℃を超えると、トナーの溶融が進み過ぎて流動化してやはり画像の乱れを生じるおそれがある。さらに、加熱温度の上限を１２０℃にすると、感光体ドラム１１ｙ，１１ｍ，１１ｃ，１１ｂの温度上昇が少なくなり、消費電力を減らすことができる。また加熱手段１００によれば、主に、トナー像担持面２１ａ上のトナー像を加熱することができ、中間転写ベルト２１ひいては中間転写ベルト２１に接触する感光体ドラムの温度上昇を抑制できる。
【０１１６】
加熱手段１００によるトナー像の加熱によって、トナーの定着液付与手段５への付着を防止できるとともに、定着液３３の使用量を低減化できる。たとえば、トナー像を、トナー像担持面２１ａの表面温度が７０℃になるように加熱すると、転写定着を円滑に実施できる程度にトナーを軟化および／または膨潤させるのに必要な定着液３３の量を、非加熱時に比べて半分以下にすることができる。
【０１１７】
また、中間転写ベルト２１もトナー像とともに加熱されることによって、中間転写ベルト２１の定着液付与手段５による定着液３３付与後の表面温度は、加熱温度よりも低くなるけれども、非加熱時に比べれば高いので、非画像部に付着する定着液の乾燥性、トナー像の中間転写ベルト２１からの剥離性などの向上を図ることができる。
【０１１８】
加熱手段１００によるトナー像および中間転写ベルト２１の加熱を行う際には、トナー像の中間転写ベルト２１からの剥離性、言い換えれば、トナー像の記録媒体９への転写定着性は、中間転写ベルト２１の材質にも大きく影響される。表１に、画像形成装置７１において、加熱手段１００による中間転写ベルト２１の加熱温度を７０℃とし、中間転写ベルト２１の材質を変更してトナー像の転写定着性を調べた結果を表１に示す。
【０１１９】
表１に示す、フッ素材Ａの中間転写ベルト２１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である。
【０１２０】
フッ素材Ｂ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、厚さ２０μｍのＰＴＦＥからなる表面コート層をこの順番で積層したものである。
【０１２１】
フッ素材ＡおよびＢのいずれにおいても、表面コート層がトナー像担持面２１ａになる。
【０１２２】
また、転写定着性については、次の基準で評価した。
○：トナー像が記録紙に転写定着される。
×：トナー像が記録紙に転写されず、中間転写ベルト側に残る。
【０１２３】
【表１】
【０１２４】
表１から、中間転写ベルト２１のトナー像担持面２１ａが、定着液３３に対して５０°以上の接触角を示す材料、好ましくはフッ素樹脂材料であれば、軟化および／または膨潤したトナー像の記録媒体９への転写定着性が良好であることが判る。
【０１２５】
なお、画像形成装置１のように、トナー像に非接触で定着液３３を付与してトナー同士の結合力を高める場合にも、表１に示すのと同様の結果が得られる。
【０１２６】
温度センサ７４は、中間転写ベルト２１の温度を検知するために、中間転写ベルト２１の回転方向、すなわち矢符２７の方向において、加熱支持ローラ２３ａの下流側の位置に、中間転写ベルト２１に接するかまたは近接するように設けられる。温度センサ７４による検知結果は、画像形成装置７１の全動作を制御する図示しないＣＰＵに格納され、ＣＰＵは格納される検知結果に基づいて、加熱ヒータ１０１に電圧を印加する図示しない電源に制御信号を送り、加熱ヒータ１０１による発熱を調整し、中間転写ベルト２１の表面温度を制御する。
【０１２７】
中間転写手段７２によれば、感光体ドラム１１ｙ，１１ｍ，１１ｃ，１１ｂから中間転写ベルト２１のトナー像担持面２１ａに重ね合わせて転写されるトナー像が、中間転写ベルト２１の回転にともなって加熱手段１００の開口部近傍を通過して加熱され、トナー同士の結合力が高められる。このトナー像は、引き続き定着液付与手段５による定着液３３の接触付与を受け、転写定着に適する程度まで軟化および／または膨潤した後、転写定着手段６により記録媒体９に転写定着される。
【０１２８】
画像形成装置７１によれば、中間転写ベルト２１に転写されるトナー像が加熱および定着液３３の接触下での付与を受けて軟化および／または膨潤し、記録媒体９に転写定着される。
【０１２９】
図９は、本発明の実施の第３形態である画像形成装置７５の要部の構成を模式的に示す断面図である。
【０１３０】
画像形成装置７５は、画像形成装置７１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て説明を省略する。また、同一部分については図示および説明を省略する。
【０１３１】
画像形成装置７１は、画像形成装置７１における支持ローラ２４に代えて、転写時加熱手段である加熱支持ローラ２４ａを有すること、および加熱支持ローラ２４ａの表面温度を検知する温度センサ７８を備えることを特徴とする。
【０１３２】
すなわち、画像形成装置７５は、トナー像形成手段２と、中間転写手段７６と、定着液付与手段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。
【０１３３】
中間転写手段７６は、中間転写ベルト２１と、中間転写ローラ２１ｙ，２１ｍ，２１ｃ，２１ｂと、支持ローラ２３，２５と、加熱支持ローラ２４ａと、ベルトクリーナ２６と、温度センサ７４，７８と、加熱手段１００とを含んで構成される。画像形成装置７１における中間転写手段７２との相違点は、支持ローラ２４が加熱支持ローラ２４ａに置き換えられ、加熱支持ローラ２４ａの表面温度を検知する温度センサ７８が設けられる点である。
【０１３４】
加熱支持ローラ２４ａは、図示しない駆動手段により軸線方向に回転駆動可能に設けられ、支持ローラ２３，２５とともに中間転写ベルト２１を張架し、かつ中間転写ベルト２１のトナー像担持面２１ａに担持され、定着液３３の付与により軟化および／または膨潤したトナー像を加熱する。加熱支持ローラ２４ａは、ステンレス鋼などの金属からなる円筒体と、該円筒体の内部に設けられるハロゲンランプ、赤外線ヒータなどの加熱ヒータ７７とを含んで構成される。なお、加熱支持ローラ２４ａは、転写定着手段としての機能をも有する。
【０１３５】
加熱支持ローラ２４ａを用い、軟化および／または膨潤状態のトナー像の記録媒体９への転写定着を加熱下に実施することによって、トナー像の転写定着性をさらに向上させ、トナー像の記録媒体９への定着強度も一層高くなる。また、記録媒体９に転写されるトナー像の乾燥を促進できるので、画像形成速度をさらに高速化することができる。さらに、定着液３３の消費量の低減化にも寄与する。
【０１３６】
加熱支持ローラ２４ａによる加熱温度は、好ましくは６０℃以上、さらに好ましくは６０〜１４０℃である。６０℃未満では、転写定着性およびトナー像の乾燥性の向上、定着液３３の消費量の低減化などが不充分になる。一方、１４０℃を超えても転写定着性のより一層の向上はないので、消費電力を減らす観点から、１４０℃以下にするのが好ましい。
【０１３７】
温度センサ７８は、加熱支持ローラ２４ａの表面に接するかまたは近接するように設けられ、加熱支持ローラ２４ａの表面温度を検知する。温度センサ７８による検知結果は、画像形成装置７５の全動作を制御する図示しないＣＰＵに格納され、ＣＰＵは格納される検知結果に基づいて、加熱ヒータ７７に電圧を印加する図示しない電源に制御信号を送り、加熱ヒータ７７による発熱を調整し、加熱支持ローラ２４ａの表面温度を制御する。
【０１３８】
中間転写手段７６によれば、感光体ドラム１１ｙ，１１ｍ，１１ｃ，１１ｂから中間転写ベルト２１のトナー像担持面２１ａに重ね合わせて転写されるトナー像が、中間転写ベルト２１の回転にともなって加熱手段１００上を通過して加熱され、トナー同士の結合力が高められる。このトナー像は、引き続き定着液付与手段５による定着液３３の接触付与を受け、転写定着に適する程度まで軟化および／または膨潤した後、加熱支持ローラ２４ａによる加熱下に転写定着手段６により記録媒体９に転写定着される。
【０１３９】
画像形成装置７５によれば、中間転写ベルト２１に転写されるトナー像が加熱および定着液３３の接触下での付与を受けて軟化および／または膨潤し、加熱下に記録媒体９に転写定着される。
【０１４０】
図１０は、本発明の実施の第４形態である画像形成装置８０の要部の構成を模式的に示す断面図である。
【０１４１】
画像形成装置８０は、画像形成装置１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て説明を省略する。また、同一部分については、図示および説明を省略する。
【０１４２】
画像形成装置８０は、画像形成装置１における中間転写手段３と転写定着手段６とに接するように設けられるトナー像中間担持手段（トナー像転写担持体）８１を備え、トナー像中間担持手段８１上において、トナー像に定着液３３が接触付与されることを特徴とする。
【０１４３】
また、画像形成装置１において、中間転写手段３における中間転写ベルト２１は矢符２７の方向に回転駆動するけれども、画像形成装置８０においては、中間転写ベルト２１は矢符２７とは逆方向である矢符２７ａの方向に回転駆動する。それに応じて、トナー像形成手段２における作像ユニット１０ｙ，１０ｍ，１０ｃ，１０ｂは矢符２７ａの方向の上流側からこの順番で配置される。作像ユニットの配置は、画像形成装置１におけるのとは逆になる。画像形成装置８０は、これらの点をも特徴とする。
【０１４４】
また、画像形成装置８０は、トナー像前処理手段として、画像形成装置１における定着液非接触付与手段４の代わりに、加熱支持ローラ８４を有する点をも特徴とする。
【０１４５】
すなわち画像形成装置８０は、図示しないトナー像形成手段２ａと、支持ローラ２４および中間転写ベルト２１の一部を除いて図示しない中間転写手段３ａと、トナー像中間担持手段８１と、定着液付与手段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。
【０１４６】
トナー像形成手段２ａは、画像形成装置１におけるトナー像形成手段２に類似の構造を有する。ただし、中間転写ベルト２１の送り方向を矢符２７ａの方向、すなわち画像形成装置１における送り方向とは反転させることに伴い、矢符２７ａの上流側から作像ユニット１０ｙ，１０ｍ，１０ｃ，１０ｂがこの順番で配置される。それに伴い、各作像ユニット内の各部材の回転駆動方向も逆回転になる。
【０１４７】
中間転写手段３ａも、画像形成装置１における中間転写手段３と類似の構造を有する。ただし、前述のように、中間転写ベルト２１の送り方向を矢符２７ａの方向に変更するので、それに対応する変更が施される。すなわち、ベルトクリーナ２６が支持ローラ２５ではなく、中間転写ベルト２１を介して支持ローラ２３に対向し、中間転写ベルト２１のトナー像担持面２１ａに当接するように設けられる。
【０１４８】
トナー像中間担持手段８１は、転写担持ベルト８２と、支持ローラ８３，８６と、加熱手段１００と、冷却手段８８とを含んで構成される。
【０１４９】
転写担持ベルト８２はトナー像転写担持体であり、支持ローラ８３，８６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、矢符８７の方向に回転する。転写担持ベルト８２は、支持ローラ２４と支持ローラ８３とが対向する部分で中間転写ベルト２１に圧接する。これによって、中間転写ベルト２１上のトナー像が転写担持ベルト８２上に静電転写される。転写担持ベルト８２には、中間転写ベルト２１と同じ材質のものを使用できる。
【０１５０】
支持ローラ８３は、図示しない駆動手段により軸線方向に回転駆動可能に支持され、中間転写ベルト２１および転写担持ベルト８２を介して支持ローラ２４に圧接するように設けられる。支持ローラ２４との圧接部において、中間転写ベルト２１上のトナー像が転写担持ベルト８２上に静電転写される。支持ローラ８３には、支持ローラ２３，２４，２５と同様の構成のものを使用できる。
【０１５１】
支持ローラ８６は、図示しない駆動手段により軸線方向に回転駆動可能に支持され、転写担持ベルト８２を介して転写定着ローラ２８に圧接するように設けられる。転写定着ローラ２８との圧接部において、転写担持ベルト８２上のトナー像が記録媒体９に転写定着される。支持ローラ８６には、支持ローラ２３，２４，２５と同様の構成のものを使用できる。
【０１５２】
加熱手段１００は、トナー像前処理手段であり、転写担持ベルト８２上のトナー像を加熱する機能を有する。加熱手段１００によるトナー像加熱温度は、好ましくは６０〜１６０℃、さらに好ましくは６０〜１２０℃である。加熱手段１００によれば、転写担持ベルト８２上のトナー像におけるトナー同士の結合力を、画像を乱すことなくかつ定着液付与手段５による接触下での定着液３３の付与を受けても、定着液付与手段５にトナーが付着しない程度に高めることができる。
【０１５３】
冷却手段８８は、転写担持ベルト８２の温度を下げ、転写担持ベルト８２から中間転写ベルト２１に伝わる熱量を低減化し、その結果として感光体ドラム１１ｙ，１１ｍ，１１ｃ，１１ｂに伝わる熱量を低減化し、感光体ドラム１１ｙ，１１ｍ，１１ｃ，１１ｂの温度上昇を抑制する。また中間転写ベルト２１上のトナーが必要以上溶融または軟化することを抑制する。これはトナーが必要以上に溶融または軟化すると、中間転写ベルト２１上のトナーを転写担持ベルト８２上に静電転写させても、転写効率が低下してしまう問題を解決している。冷却手段８８は、支持ローラ８３，８６により張架される部分の転写担持ベルト８２の表面に接するかまたは近接するように設けられる。冷却手段８８には、たとえば、空冷ファン、ペルチェ素子、冷却液などが使用できる。
【０１５４】
さらにトナー像中間担持手段８１において、支持ローラ８３と８６とによって張架される部分の転写担持ベルト８２のトナー像担持面８２ａに圧接するように定着液付与手段５が設けられる。
【０１５５】
トナー像中間担持手段８１によれば、中間転写ベルト２１から転写担持ベルト８１に静電転写されたトナー像が、転写担持ベルト８１の矢符８７の方向への回転に伴って、まず加熱手段１００上を通過して加熱され、さらに定着液付与手段５による定着液３３の接触付与を受け、転写定着に適する程度に軟化および／または膨潤される。このトナー像は、さらに支持ローラ８６と転写定着ローラ２８との圧接部に搬送され、記録媒体９に転写定着される。
【０１５６】
画像形成装置８０によれば、中間転写ベルト２１上のトナー像が転写担持ベルト８１に転写され、転写担持ベルト８１上で加熱および定着液３３の接触下での付与を受けて軟化および／または膨潤し、記録媒体９に転写定着される。
【０１５７】
画像形成装置８０では、トナー像加熱手段である加熱手段１００を含むトナー像中間担持手段８１を設けることによって、加熱手段１００から発する熱が感光体ドラム１１ｙ，１１ｍ，１１ｃ，１１ｂに伝わり難くなるので、感光体ドラム１１ｙ，１１ｍ，１１ｃ，１１ｂの温度上昇が抑制されて耐用期間の延長が可能になり、画像形成装置としての信頼性が増す。
【０１５８】
ここで図１０の構成において、加熱手段１００を非接触付与装置３２に代えても、トナーの結合力を高める作用を同様に得ることができる。また、支持ローラ８６を加熱支持ローラ２４ａに代えることで、実施の第３形態と同様の効果を得ることができる。
【０１５９】
前記の各実施形態の画像形成装置によれば、定着液３３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。
【０１６０】
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】
【０１６１】
【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】非接触付与装置の要部の外観を示す斜視図である。
【図５】図４に示す非接触付与装置の構成を模式的に示す断面図である。
【図６】非接触付与装置の要部の外観を示す斜視図である。
【図７】図６に示す非接触付与装置の構成を模式的に示す断面図である。
【図８】本発明の実施の第２形態である画像形成装置の要部の構成を模式的に示す断面図である。
【図９】本発明の実施の第３形態である画像形成装置の要部の構成を模式的に示す断面図である。
【図１０】本発明の実施の第４形態である画像形成装置の要部の構成を模式的に示す断面図である。
【符号の説明】
【０１６２】
１，７１，７５，８０ 画像形成装置
２ トナー像形成手段
３，７２，７６ 中間転写手段
４ 定着液非接触付与手段
５ 定着液付与手段
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 レーザ光
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，８２ａ トナー像担持面
２２ｙ，２２ｍ，２２ｃ，２２ｂ 中間転写ローラ
２３，２４，２５，８３，８６ 支持ローラ
２４ａ 加熱支持ローラ
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
２８ 転写定着ローラ
３２，６０ 非接触付与装置
３３ 定着液
３４ 定着液貯留槽
３５ 供給管
３６ 定着液接触付与装置
３７ 定着液溜
３８ 定着液塗布ローラ
４０ 規制ローラ
４２ 除去ブレード
４３ 記録媒体カセット
４４ ピックアップローラ
４５ａ，４５ｂ レジストローラ
４６ 搬送ベルト
４７ 駆動ローラ
４８ テンションローラ
４９ 排紙ローラ
５０ 排紙トレイ
５１ インクジェットヘッド
５２ ノズルアレイ
５３ チャンバー
５４ 定着液カートリッジ
５５ ピエゾ素子
５６ 電源
６１ 定着液収容槽
６２ 第１供給ローラ
６３ 第２供給ローラ
６４ 液量規制ブレード
６５ 金属メッシュ板
６６ 超音波振動子
６７ 電源
７７，８５ 加熱ヒータ
７４，７８ 温度センサ
８１ トナー像中間担持手段
８２ 転写担持ベルト
８８ 冷却手段
１００ 加熱手段
【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、水を吸収して軟化するトナーからなるトナー像を、疎水性材料からなる中間転写媒体に担持させ、このトナー像を担持した中間転写媒体に、中間転写媒体に圧接して設けられるスキージーローラで水を付与してトナー像に選択的に水を付与して軟化させ、軟化したトナー像を記録媒体に圧力転写する方法が提案されている（たとえば、特許文献１参照）。この方法では、スキージーローラにより中間転写媒体に水を付与すると、中間転写媒体は疎水性材料からなるので、中間転写媒体上に水が存在せず、トナー像のみが水に濡れた状態になる。しかしながら、中間転写媒体上のトナー像にスキージーローラにより水を付与すると、トナー像を構成するトナー同士には結合力がないので、トナー像のドットが流れて画像に乱れを生じ、所望の画像が形成されないという欠点が生じる。また、トナー像のドットが部分的につぶれ、画像劣化を生じることもある。さらに、スキージーローラにトナーが付着し、画像劣化および画像汚染の原因になることもある。
【０００５】
また、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中間転写媒体と、トナーを溶解または膨潤させる定着液を、中間転写媒体のトナー像担持領域に定着液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む画像形成装置が提案される（たとえば、特許文献２参照）。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を利用して、接触塗布される定着液は、中間転写媒体のトナー像担持領域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。これによって、定着液の消費量が削減される。
【０００６】
しかしながら、特許文献２の画像形成装置によれば、定着液は定着液塗布ローラにより接触状態でトナー像に塗布されるので、定着塗布ローラにトナーが付着し、画像に乱れが生じることがある。また、画像部のみに定着液を付与すると、記録媒体におけるトナー付着部分の周囲の非画像部にカブリなどにより付着するトナーは、定着されずに記録媒体上に残留し、手、衣服などを汚すことがある。
【０００７】
【特許文献１】特開昭５８−４０５７０号公報
【特許文献２】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】
【０００８】
本発明の目的は、定着液を接触塗布しても画像の乱れが起こらず、定着液の使用量を低減化することができ、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】
【０００９】
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と、トナー像担持体上のトナー像に、トナーを軟化および／または膨潤させる定着液を接触状態で付与する定着液付与手段と、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画像形成装置であって、
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し、かつ
定着液付与手段よりもトナー像担持体の回転方向の上流側に設けられ、トナー像担持体に担持されるトナー像にトナー同士の結合力を高める処理を施すトナー像前処理手段を含むことを特徴とする画像形成装置である。
【００１０】
また本発明の画像形成装置は、前述のトナー像前処理手段が、トナー像担持体に担持されるトナー像に非接触下に定着液を付与する定着液非接触付与手段であることを特徴とする。
【００１１】
さらに本発明の画像形成装置は、前述の定着液非接触付与手段によりトナー像に付与される定着液量が、画像形成領域におけるトナー像の全トナー量の１０重量％以上、９０重量％以下であることを特徴とする。
【００１２】
さらに本発明の画像形成装置は、前述のトナー像前処理手段が、トナー像担持体に担持されるトナー像を加熱する加熱手段であることを特徴とする。
【００１３】
さらに本発明の画像形成装置は、前述の加熱手段がトナー像を６０℃以上、１６０℃以下に加熱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、前述の加熱手段がトナー像を６０℃以上、１２０℃以下に加熱することを特徴とする。
【００１５】
さらに本発明の画像形成装置は、前述の加熱手段によりトナー像とともに加熱されるトナー像担持体を冷却する担持体冷却手段を含むことを特徴とする。
【００１６】
さらに本発明の画像形成装置は、トナー像担持体の定着液滴に対する接触角が５０°以上であることを特徴とする。
【００１７】
さらに本発明の画像形成装置は、前述の転写定着手段が、定着液が付与されたトナー像の記録媒体への転写および定着を加熱下に行うための転写時加熱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、前述の転写時加熱手段が、定着液の付与されたトナー像を６０℃以上に加熱することを特徴とする。
【００１９】
さらに本発明の画像形成装置は、トナー像担持体に接するように設けられる、トナー像担持体からトナー像を転写されるトナー像転写担持体を含み、トナー像転写担持体に担持されるトナー像に定着液付与手段により定着液を付与することを特徴とする。
【００２０】
さらに本発明の画像形成装置は、前述の結着樹脂がポリエステル樹脂であることを特徴とする。
【００２１】
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】
【００２２】
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と、トナー像担持体上のトナー像にトナーの軟化および／または膨潤作用を有する定着液を接触状態で付与する定着液付与手段と、定着液が付与される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み、さらに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し、かつトナー像担持体上のトナー像におけるトナー同士の結合力を高めるトナー像前処理手段が定着液付与手段よりもトナー像担持体の回転方向上流側に設けられる画像形成装置が提供される。
【００２３】
本発明の画像形成装置は、トナー像担持体上のトナー像に定着液を接触付与する前に、トナー像前処理手段によりトナー同士の結合力を高める処理をトナー像に施すので、定着液の付与によるドット流れひいては画像乱れを防止し、さらに定着液付与手段へのトナーの付着などを防止し、良好な画質品位の画像を長期にわたって形成できる。
【００２４】
本発明によれば、トナー像前処理手段としては、トナー像担持体上のトナー像に非接触で定着液を付与する定着液非接触付与手段が好ましい。定着液の付与によって、トナー像を構成するトナーが軟化および／または膨潤し、トナー同士の結合力が高まるとともに、トナー像に非接触で定着液が付与されるので、トナーが定着液非接触付与手段に付着し、画像の乱れが生じることがない。さらに、トナー像担持体におけるトナー像担持領域の非画像部（トナーが付着しない部分）に付着する定着液は、定着液付与手段による定着液の接触塗布の際に定着液付与手段に戻されるので、定着液の使用量を低減化できる。
【００２５】
本発明によれば、定着液非接触付与手段によりトナー像に付与される定着液量を、画像形成領域におけるトナー像の全トナー量の１０〜９０重量％とすることによって、定着液付与手段による接触状態での定着液付与でも、トナーが定着液付与手段に付着しない程度にトナー同士の結合力が高められる。
【００２６】
本発明によれば、トナー像前処理手段としては、トナー像担持体上のトナー像を加熱手段が好ましい。トナー像を加熱すると、トナーを構成する結着樹脂、ワックスなどの成分が溶融または軟化して、トナー同士の結合力が高くなる。その結果、定着液を接触付与しても、トナーが定着液付与手段に付着することがない。
【００２７】
本発明によれば、加熱手段によりトナー像を６０〜１６０℃の温度範囲で加熱することによって、トナーの溶融または軟化が円滑に進行し、トナー同士の結合力を効率的に高めることができる。６０℃未満では、トナー中の結着樹脂、ワックスなどの溶融または軟化が充分に進まず、トナー同士の結合力も不充分になる。１６０℃を超えると、トナーが凝集して流動化し、ドットひいては画像の乱れなどを生じる。
【００２８】
本発明によれば、加熱手段によりトナー像を６０〜１２０℃の温度範囲で加熱するのが一層好ましい。加熱温度の上限を１２０℃にすると、トナー像とともに加熱されるトナー像担持体を介して感光体に伝わる熱量を低減化でき、感光体の余分な温度上昇を防止し、感光体の耐用寿命を向上させ得る。また、消費電力も少なくできる。
【００２９】
本発明によれば、トナー像とともに加熱されるトナー像担持体を冷却する冷却手段を設けることによって、感光体の温度上昇が一層抑制される。
【００３０】
本発明によれば、トナー像担持体の定着液滴に対する接触角を５０°以上にすることによって、非接触下および接触下での定着液の付与により軟化および／または膨潤したトナーの、トナー像担持体からの剥離性が良好になり、記録媒体へのトナー像の転写を円滑に実施できる。トナー像担持体を、接触角が５０°未満の材料、たとえば３０〜４０°のポリイミド、ポリカーボネートなどで形成し、トナー像に定着液を付与すると、常温ではトナー像担持体からのトナー像の剥離が困難になる。
【００３１】
本発明によれば、転写定着手段が、トナー像の記録媒体への転写および定着を加熱下、好ましくは６０℃以上の加熱下に行うための転写時加熱手段を含むように構成することによって、定着液付与により軟化および／または膨潤したトナー像の、トナー像担持体からの剥離性が一層向上し、さらに転写定着に必要な定着液量を少なくすることができる。
【００３２】
本発明によれば、トナー像担持体に接し、トナー像担持体からトナー像の転写を受けるトナー像転写担持体を設け、トナー像転写担持体上のトナー像に定着液付与手段により定着液を付与することによって、たとえば、トナー像に定着液付与と加熱とを施す場合に、トナー像担持体が直接加熱されないので、トナー像担持体を介する感光体温度の上昇を低減化できる。
【００３３】
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。
【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】
【００３５】
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（後述の定着液非接触付与手段４、定着液付与手段５および転写定着手段６）の構成を拡大して示す断面図である。
【００３６】
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、定着液非接触付与手段４と、定着液付与手段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。画像形成装置１において、定着液非接触付与手段４がトナー像前処理手段である。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
結着樹脂としては、後述する定着液３３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３３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。
【００４８】
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３３による滲みを防止するために、定着液３３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。
【００４９】
離型剤としては、後述する定着液３３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３３が浸透するので、定着液３３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。
【００５０】
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。
【００５１】
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３３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３３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３３の消費量のさらなる低減化を達成できる。
【００５２】
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。
【００５３】
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３３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。
【００５４】
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３３と接触し易くなるので、定着液３３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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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としてはこの分野で常用されるものの中から、定着液３３に対して撥液性を有するものを選択して使用する。さらにその中でも、少なくともそのトナー像担持面２１ａの定着液滴に対する接触角が５０°以上であるものが好ましく、５０°〜１２０°であるものか特に好ましい。接触角が５０°未満では、定着液３３を付与されたトナー像の中間転写ベルト２１からの剥離性が不充分になり、トナー像の記録媒体への転写定着が円滑に進行せず、良好な画像が形成されないおそれがある。接触角が５０°未満の材料には、たとえば、ポリイミド、ポリカーボネートなどが挙げられ、これらの樹脂は湿式定着方式の画像形成装置における中間転写ベルト２１の表面材料には適しない。ただし、中間転写ベルト２１の基材としては好適に使用できる。
【００５８】
定着液滴に対する接触角が５０°以上である材料としては、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。この表面コート層の定着液滴に対する接触角は７４°である。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】
定着液非接触付与手段４は、中間転写ベルト２１上に担持されるトナー像に、該トナー像を構成するトナー同士の結合力を高めるために、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】
定着液非接触付与手段４は、中間転写ベルト２１のトナー像担持面２１ａに対向するように設けられ、トナー像担持面２１ａに担持されるトナー像に非接触状態で定着液３３を付与する非接触付与装置３２と、定着液３３を貯留する定着液貯留槽３４と、定着液貯留槽３４から非接付与布装置３２に定着液３３を供給する供給管３５とを含んで構成される。
【００６７】
図４は、非接触付与装置３２の要部（インクジェットヘッド５１）の外観を示す斜視図である。図５は、図４に示す非接触付与装置３２の構成を模式的に示す断面図である。非接触付与装置３２は、電気的な制御信号に応じて定着液３３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、支持ローラ２３の回転軸線方向に延び、トナー像担持面２１ａに対向する面に定着液３３の液滴を吐出するノズルアレイ５２がライン状に配置され、かつ内部にノズルアレイ５２と後述の定着液カートリッジ５４とを連通するチャンバー５３を有するインクジェットヘッド５１と、インクジェットヘッド５１の側面５１ａに接するように設けられ、チャンバー５３に定着液３３を供給する定着液カートリッジ５４と、インクジェットヘッド５１の側面５１ｂに接するように設けられ、その伸縮駆動によりチャンバー５３内の定着液３３を押出すピエゾ素子５５と、ピエゾ素子５５に伸縮駆動電圧を印加する電源５６とを含んで構成される。
【００６８】
インクジェットヘッド５１におけるノズルアレイ５２の配列ピッチは、微小ノズルから吐出される定着液３３の微小液滴が、トナー像担持面２１ａのトナー像付着領域（画像部）全体を隙間なく被覆するように設定される。また、インクジェットヘッド５１のピエゾ素子５５に接する部分は、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５１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。
【００６９】
非接触付与装置３２によれば、定着液カートリッジ５４中の定着液３３が、インクジェットヘッド５１内部のチャンバー５３に供給され、ピエゾ素子５５の伸縮駆動によりチャンバー５３中の定着液３３がノズルアレイ５２から液滴として吐出される。
【００７０】
なお、非接触付与装置３２によりトナー像担持面２１上のトナー像に非接触状態で付与される定着液量は、トナーに含まれる成分、定着液３３の組成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、画像形成領域に付着するトナー像における全トナー量の１０〜９０重量％である。定着液量が１０重量％未満では、トナーの軟化および／または膨潤が不充分になり、次行程である定着液の接触付与の際に、トナーが定着液付与手段５に付着し、画像が乱れる恐れがある。また９０重量％を超えると、トナーの軟化および／または膨潤が進み過ぎ、やはりトナーが定着液付与手段５に付着するという不都合を生じる可能性がある。
【００７１】
たとえば、トナー量１．５ｍｇ／ｃｍ２の３層（ＣＭＹ）黒ベタトナー像を転写定着に適する程度まで軟化および／または膨潤させるには、非接触で約１．４ｍｇ／ｃｍ２の定着液３３を付与することが必要である。しかしながら、非接触で付与すると、トナーが付着する画像部だけでなく、トナーが付着しない非画像部にも定着液３３が付与されるので、定着液３３を余分に付与することが必要になる。一方、たとえばローラなどで接触下に定着液３３を付与すると、トナーのみに選択的に定着液３３を付与できるけれども、トナーの一部がローラに付着し、画像が乱れるという欠点がある。ところが、転写定着には不充分な量、たとえば約０．２ｍｇ／ｃｍ２の定着液３３を非接触下にトナーに付与し、トナー同士の結合力を高めた上で、接触下に転写定着に必要な量の定着液３３を付与すれば、ローラにトナーが付着することがなく、必要最低限量の定着液３３をトナーに付与でき、トナーは転写定着が円滑に実施できる程度に充分に軟化および／または膨潤する。
【００７２】
このように、非接触で定着液３３を、トナーの軟化および／または膨潤が完全に進行しない程度に付与することによって、トナー像への接触下での定着液付与を円滑に実施できる。
【００７３】
図１に戻り、定着液貯留槽３４に貯留される定着液３３は、図示しない補給制御手段によって、供給管３５を介して非接触付与装置３２に供給される。
【００７４】
ここで使用される定着液３３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３３全量の１０〜３０重量％である。
【００７５】
定着液３３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３３全量の１〜１０重量％である。
【００７６】
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％含有しかつ残部が水である定着液３３を使用する。
【００７７】
定着液付与手段５は、定着液非接触付与手段４により定着液３３を非接触付与された、トナー像担持面２１ａ上のトナー像に、さらに接触状態で定着液３３を付与するものである。これによって、該トナー像を構成するトナーを、記録媒体９への転写および定着を円滑に実施できる程度に軟化および／または膨潤させる。
【００７８】
定着液付与手段５は、定着液接触付与装置３６を含んで構成される。
【００７９】
定着液接触付与装置３６は、定着液３３を貯留する定着液溜３７と、中間転写ベルト２１のトナー像担持面２１ａに圧接し、その一部が定着液溜３７に貯留される定着液３３中に浸漬しかつ図示しない駆動手段により矢符３９の方向に回転駆動可能に設けられる定着液塗布ローラ３８と、定着液塗布ローラ３８の表面に圧接しかつ図示しない駆動手段により矢符４１の方向に回転駆動可能に設けられ、定着液塗布ローラ３８の表面に付着する定着液３３を適量に規制する規制ローラ４０と、一端を定着液溜３７に固定され他端が規制ローラ４０の表面に圧接するように設けられ、規制ローラ４０表面に定着液３３を除去する除去ブレード４２とを含んで構成される。なお、定着液塗布ローラ３８と規制ローラ４０とは、たとえば、単一のギア列により駆動され、一定の周速比で回転する。
【００８０】
定着液溜３７には、定着液貯留槽３４から供給管３５を介し、図示しない補給制御手段により定着液３３の消費状況に応じて、定着液３３の液面高さが一定になるように、定着液３３が補充供給される。
【００８１】
定着液塗布ローラ３８には、たとえば、金属製芯金の表面に、弾性層および親水性処理を施した多孔質層を順次積層してなるローラ、金属製芯金の表面に、弾性および親液性を有する材料からなる被覆層を設けたローラなどが使用される。弾性および親液性を有する材料としては、たとえば、アルミニウムなどの金属材料、親水性樹脂、ＥＰＤＭなどのゴム材料などが挙げられる。本実施の形態では、外径２０ｍｍで、シリコーンゴムからなり、厚さ３ｍｍかつ硬度２０度（ＪＩＳ−Ａ）の被覆層を有するローラを用いる。また本実施の形態では、定着液塗布ローラ３８は、中間転写ベルト２１のトナー像担持面２１ａに１Ｎ／ｃｍの押圧力で圧接し、中間転写ベルト２１の回転速度とほぼ等速度で回転駆動する。
【００８２】
規制ローラ４０には、たとえば、金属製ローラが用いられる。本実施の形態では、外径１２ｍｍのステンレス鋼製ローラである。
【００８３】
除去ブレード４２には、たとえば、金属製の板状物が用いられる。本実施の形態では、厚さ５０ｍｍのステンレス鋼製の板が用いられる。除去ブレード４２は、一方の先端が既成ローラ４０の表面に圧接し、規制ローラ４２表面に付着する定着液３３を除去する。
【００８４】
定着液接触付与装置３６によれば、まず、定着液塗布ローラ３８が定着液溜３７の定着液３３中を回転することにより、定着液塗布ローラ３８の表面に定着液３３が付着する。定着液塗布ローラ３８表面の定着液３３は、規制ローラ４２によりほぼ一定の厚さを有する薄層に形成され、定着液塗布ローラ３８と中間転写ベルト２１との圧接部において、中間転写ベルト２１上のトナー像に接触付与される。トナー像に定着液３３を付与した後に定着液塗布ローラ３８表面に残留する定着液３３は、除去ブレード４２により除去される。
【００８５】
本実施の形態では、定着液非接触付与手段４によって、中間転写ベルト２１上のトナー像は、転写定着に適する程度までは軟化および／または膨潤していないけれども、トナー同士の結合力が高まった状態にある。これに、定着液塗布ローラ３８によって定着液３３を接触塗布すると、トナーには、トナーが良好に転写定着される程度まで軟化および／または膨潤するのに必要な量の定着液３３が付与される。また、定着液塗布ローラ３８にはトナーは付着しない。さらに、中間転写ベルト２１のトナー像担持面２１ａ上の、トナーが付着しない非画像部に存在する定着液３３は、トナー像担持面２１ａが撥液性材料で構成されることも相俟って、定着液塗布ローラ３８に付着して回収される。すなわち、定着液付与手段５による処理を施されたトナー像担持面２１ａ上には、軟化および／または膨潤したトナーからなるトナー像のみが存在し、トナーが付着しない非画像部でも定着液３３はほとんど存在しなくなる。したがって、次の転写定着行程でトナー像の転写定着が円滑に進行し、記録媒体９に定着液３３の付与を原因とするしわなどの発生がなく、定着液３３の使用量を低減化できる。
【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２８を含んで構成される。転写定着ローラ２８には、たとえば、直径１０ｍｍの芯金の外周に、厚さ４ｍｍのウレタンゴム層を設けたローラが用いられる。ウレタンゴム層には、導電性を付与するために、カーボンなどの導電剤が配合される。また、転写定着ローラ２８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】
定着液非接触付与手段４および定着液付与手段５により定着液３３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２８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、定着液非接触付与手段４および定着液付与手段５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４３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４４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２８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４５ａ，４５ｂ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４３内に貯留される記録媒体９が、ピックアップローラ４４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４５ａ，４５ｂにより、転写定着ローラ２８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４６と、駆動ローラ４７と、テンションローラ４８と、排紙ローラ４９とを含んで構成される。
【００９５】
搬送ベルト４６は、駆動ローラ４７とテンションローラ４８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４９に搬送する。搬送ベルト４６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４６ａ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４７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４７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４８は、搬送ベルト４６が弛まないように、搬送ベルト４６に所定の張力を付与する。テンションローラ４８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４９は、搬送ベルト４６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５０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、定着液非接触付与手段４および定着液付与手段５から非接触および接触下に定着液３３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。
【０１００】
本実施の形態では、定着液非接触付与手段４として、図４および図５に示す非接触付与装置３２を用いるけれども、それに限定されず、図６および図７に示す非接触付与装置６０を用いることができる。図６は、非接触付与装置６０の要部（第１および第２の供給ローラ６２，６３ならびに金属メッシュ板６５）の外観を示す斜視図である。図７は、図６に示す非接触付与装置６０の構成を模式的に示す断面図である。
【０１０１】
非接触付与装置６０は、電気的な制御信号に応じて定着液３３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、非接触付与装置３２と同様に、中間転写ベルト２１のトナー像担持面２１ａに対して間隔を保ちながら、支持ローラ２３に対向するように設けられる。
【０１０２】
非接触付与装置６０は、定着液収容槽６１と、第１供給ローラ６２と、第２供給ローラ６３と、液量規制ブレード６４と、金属メッシュ板６５と、超音波振動子６６と、電源６７とを含んで構成される。
【０１０３】
定着液収容槽６１は、定着液３３を収容する。定着液収容槽６１では、その定着液面高さが常に一定になるように、定着液３３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３３が補充供給される。
【０１０４】
第１供給ローラ６２は、その一部が定着液収容槽６１の定着液３３中に浸漬し、図示しない駆動手段により矢符６８の方向に回転駆動可能に設けられる。第１供給ローラ６２の回転によって、第１供給ローラ６２の表面に定着液３３が付着し、この定着液３３が第２供給ローラ６３に供給される。
【０１０５】
第２供給ローラ６３は、第１供給ローラ６２および金属メッシュ板６５に圧接し、かつ図示しない駆動手段により矢符６９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６４は第２供給ローラ６３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６３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６１に固定されるように設けられる。ここで、第２供給ローラ６３および液量規制ブレード６４は、金属メッシュ板６５に供給される定着液３３の液量を一定化するために設けられる。第２供給ローラ６３は、その表面に、第１供給ローラ６２との圧接部で定着液３３の供給を受け、次いで液量規制ブレード６４によってその表面における定着液３３の液量を調整された後、金属メッシュ板６５に圧接して定着液３３を金属メッシュ板６５に供給する。
【０１０６】
金属メッシュ板６１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６３が圧接する面と反対の面に、超音波振動子６６が接するように設けられる。超音波振動子６６は、電源６７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６６の振動を受けて金属メッシュ板６１が振動し、第２供給ローラ６３の表面に付着する定着液３３を液滴化し、この液滴７０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。
【０１０７】
非接触付与装置６０によれば、定着液収容槽６１に収容される定着液３３を、第１供給ローラ６２および第２供給ローラ６３を介して金属メッシュ板６５に供給し、金属メッシュ板６５を超音波振動子６６によって振動させ、定着液３３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。このような非接触付与装置６０によっても、非接触付与装置３２と同様の効果を奏することができる。
【０１０８】
さらに、非接触付与装置６０の他に、スプレーノズルを用いて定着液３３を非接触付与することもできる。
【０１０９】
図８は、本発明の実施の第２形態である画像形成装置７１の要部の構成を模式的に示す断面図である。
【０１１０】
画像形成装置７１は、画像形成装置１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て説明を省略する。また、同一部分については図示および説明を省略する。
【０１１１】
画像形成装置７１は、トナー像前処理手段として、画像形成装置１における定着液非接触付与手段４に代えて、加熱手段１００および中間転写ベルト２１の表面温度を検知する温度センサ７４を備えることを特徴とする。
【０１１２】
すなわち、画像形成装置７１は、トナー像形成手段２と、中間転写手段７２と、定着液付与手段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。
【０１１３】
中間転写手段７２は、中間転写ベルト２１と、中間転写ローラ２１ｙ，２１ｍ，２１ｃ，２１ｂと、支持ローラ２３，２４，２５と、ベルトクリーナ２６と、温度センサ７４と、加熱手段１００とを含んで構成される。画像形成装置１における中間転写手段３との相違点は、中間転写ベルト２１およびそのトナー像担持面２１ａに担持されるトナー像が、定着液付与手段５による定着液３３の付与に先立って、加熱手段１００によって加熱される点である。
【０１１４】
加熱手段１００は、加熱ヒータ１０１と、加熱ヒータ１０１を内蔵して中間転写ベルト２１に対向する部分に開口部を有する円筒体１０２とを含んで構成される。加熱ヒータ１０１には、たとえば、ハロゲンランプ、赤外線ヒータなどを使用できる。円筒体１０２は、ステンレス鋼などの金属から形成される。加熱ヒータ１０１から発せられる熱は、円筒体１０２の開口部から中間転写ベルト２１に対して放散され、中間転写ベルト２１上のトナー像を加熱する。
【０１１５】
加熱手段１００によるトナー像担持面２１ａ上のトナー像の加熱温度は、好ましくは６０〜１６０℃、さらに好ましくは６０〜１２０℃である。加熱温度が６０℃未満では、トナー同士の結合力が充分高められないので、定着液付与手段５による定着液３３の接触付与の際に、トナーが定着液付与手段５に付着し、画像の乱れを生じるおそれがある。また、加熱温度が１６０℃を超えると、トナーの溶融が進み過ぎて流動化してやはり画像の乱れを生じるおそれがある。さらに、加熱温度の上限を１２０℃にすると、感光体ドラム１１ｙ，１１ｍ，１１ｃ，１１ｂの温度上昇が少なくなり、消費電力を減らすことができる。また加熱手段１００によれば、主に、トナー像担持面２１ａ上のトナー像を加熱することができ、中間転写ベルト２１ひいては中間転写ベルト２１に接触する感光体ドラムの温度上昇を抑制できる。
【０１１６】
加熱手段１００によるトナー像の加熱によって、トナーの定着液付与手段５への付着を防止できるとともに、定着液３３の使用量を低減化できる。たとえば、トナー像を、トナー像担持面２１ａの表面温度が７０℃になるように加熱すると、転写定着を円滑に実施できる程度にトナーを軟化および／または膨潤させるのに必要な定着液３３の量を、非加熱時に比べて半分以下にすることができる。
【０１１７】
また、中間転写ベルト２１もトナー像とともに加熱されることによって、中間転写ベルト２１の定着液付与手段５による定着液３３付与後の表面温度は、加熱温度よりも低くなるけれども、非加熱時に比べれば高いので、非画像部に付着する定着液の乾燥性、トナー像の中間転写ベルト２１からの剥離性などの向上を図ることができる。
【０１１８】
加熱手段１００によるトナー像および中間転写ベルト２１の加熱を行う際には、トナー像の中間転写ベルト２１からの剥離性、言い換えれば、トナー像の記録媒体９への転写定着性は、中間転写ベルト２１の材質にも大きく影響される。表１に、画像形成装置７１において、加熱手段１００による中間転写ベルト２１の加熱温度を７０℃とし、中間転写ベルト２１の材質を変更してトナー像の転写定着性を調べた結果を表１に示す。
【０１１９】
表１に示す、フッ素材Ａの中間転写ベルト２１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である。
【０１２０】
フッ素材Ｂ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、厚さ２０μｍのＰＴＦＥからなる表面コート層をこの順番で積層したものである。
【０１２１】
フッ素材ＡおよびＢのいずれにおいても、表面コート層がトナー像担持面２１ａになる。
【０１２２】
また、転写定着性については、次の基準で評価した。
○：トナー像が記録紙に転写定着される。
×：トナー像が記録紙に転写されず、中間転写ベルト側に残る。
【０１２３】
【表１】
【０１２４】
表１から、中間転写ベルト２１のトナー像担持面２１ａが、定着液３３に対して５０°以上の接触角を示す材料、好ましくはフッ素樹脂材料であれば、軟化および／または膨潤したトナー像の記録媒体９への転写定着性が良好であることが判る。
【０１２５】
なお、画像形成装置１のように、トナー像に非接触で定着液３３を付与してトナー同士の結合力を高める場合にも、表１に示すのと同様の結果が得られる。
【０１２６】
温度センサ７４は、中間転写ベルト２１の温度を検知するために、中間転写ベルト２１の回転方向、すなわち矢符２７の方向において、加熱支持ローラ２３ａの下流側の位置に、中間転写ベルト２１に接するかまたは近接するように設けられる。温度センサ７４による検知結果は、画像形成装置７１の全動作を制御する図示しないＣＰＵに格納され、ＣＰＵは格納される検知結果に基づいて、加熱ヒータ１０１に電圧を印加する図示しない電源に制御信号を送り、加熱ヒータ１０１による発熱を調整し、中間転写ベルト２１の表面温度を制御する。
【０１２７】
中間転写手段７２によれば、感光体ドラム１１ｙ，１１ｍ，１１ｃ，１１ｂから中間転写ベルト２１のトナー像担持面２１ａに重ね合わせて転写されるトナー像が、中間転写ベルト２１の回転にともなって加熱手段１００の開口部近傍を通過して加熱され、トナー同士の結合力が高められる。このトナー像は、引き続き定着液付与手段５による定着液３３の接触付与を受け、転写定着に適する程度まで軟化および／または膨潤した後、転写定着手段６により記録媒体９に転写定着される。
【０１２８】
画像形成装置７１によれば、中間転写ベルト２１に転写されるトナー像が加熱および定着液３３の接触下での付与を受けて軟化および／または膨潤し、記録媒体９に転写定着される。
【０１２９】
図９は、本発明の実施の第３形態である画像形成装置７５の要部の構成を模式的に示す断面図である。
【０１３０】
画像形成装置７５は、画像形成装置７１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て説明を省略する。また、同一部分については図示および説明を省略する。
【０１３１】
画像形成装置７１は、画像形成装置７１における支持ローラ２４に代えて、転写時加熱手段である加熱支持ローラ２４ａを有すること、および加熱支持ローラ２４ａの表面温度を検知する温度センサ７８を備えることを特徴とする。
【０１３２】
すなわち、画像形成装置７５は、トナー像形成手段２と、中間転写手段７６と、定着液付与手段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。
【０１３３】
中間転写手段７６は、中間転写ベルト２１と、中間転写ローラ２１ｙ，２１ｍ，２１ｃ，２１ｂと、支持ローラ２３，２５と、加熱支持ローラ２４ａと、ベルトクリーナ２６と、温度センサ７４，７８と、加熱手段１００とを含んで構成される。画像形成装置７１における中間転写手段７２との相違点は、支持ローラ２４が加熱支持ローラ２４ａに置き換えられ、加熱支持ローラ２４ａの表面温度を検知する温度センサ７８が設けられる点である。
【０１３４】
加熱支持ローラ２４ａは、図示しない駆動手段により軸線方向に回転駆動可能に設けられ、支持ローラ２３，２５とともに中間転写ベルト２１を張架し、かつ中間転写ベルト２１のトナー像担持面２１ａに担持され、定着液３３の付与により軟化および／または膨潤したトナー像を加熱する。加熱支持ローラ２４ａは、ステンレス鋼などの金属からなる円筒体と、該円筒体の内部に設けられるハロゲンランプ、赤外線ヒータなどの加熱ヒータ７７とを含んで構成される。なお、加熱支持ローラ２４ａは、転写定着手段としての機能をも有する。
【０１３５】
加熱支持ローラ２４ａを用い、軟化および／または膨潤状態のトナー像の記録媒体９への転写定着を加熱下に実施することによって、トナー像の転写定着性をさらに向上させ、トナー像の記録媒体９への定着強度も一層高くなる。また、記録媒体９に転写されるトナー像の乾燥を促進できるので、画像形成速度をさらに高速化することができる。さらに、定着液３３の消費量の低減化にも寄与する。
【０１３６】
加熱支持ローラ２４ａによる加熱温度は、好ましくは６０℃以上、さらに好ましくは６０〜１４０℃である。６０℃未満では、転写定着性およびトナー像の乾燥性の向上、定着液３３の消費量の低減化などが不充分になる。一方、１４０℃を超えても転写定着性のより一層の向上はないので、消費電力を減らす観点から、１４０℃以下にするのが好ましい。
【０１３７】
温度センサ７８は、加熱支持ローラ２４ａの表面に接するかまたは近接するように設けられ、加熱支持ローラ２４ａの表面温度を検知する。温度センサ７８による検知結果は、画像形成装置７５の全動作を制御する図示しないＣＰＵに格納され、ＣＰＵは格納される検知結果に基づいて、加熱ヒータ７７に電圧を印加する図示しない電源に制御信号を送り、加熱ヒータ７７による発熱を調整し、加熱支持ローラ２４ａの表面温度を制御する。
【０１３８】
中間転写手段７６によれば、感光体ドラム１１ｙ，１１ｍ，１１ｃ，１１ｂから中間転写ベルト２１のトナー像担持面２１ａに重ね合わせて転写されるトナー像が、中間転写ベルト２１の回転にともなって加熱手段１００上を通過して加熱され、トナー同士の結合力が高められる。このトナー像は、引き続き定着液付与手段５による定着液３３の接触付与を受け、転写定着に適する程度まで軟化および／または膨潤した後、加熱支持ローラ２４ａによる加熱下に転写定着手段６により記録媒体９に転写定着される。
【０１３９】
画像形成装置７５によれば、中間転写ベルト２１に転写されるトナー像が加熱および定着液３３の接触下での付与を受けて軟化および／または膨潤し、加熱下に記録媒体９に転写定着される。
【０１４０】
図１０は、本発明の実施の第４形態である画像形成装置８０の要部の構成を模式的に示す断面図である。
【０１４１】
画像形成装置８０は、画像形成装置１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て説明を省略する。また、同一部分については、図示および説明を省略する。
【０１４２】
画像形成装置８０は、画像形成装置１における中間転写手段３と転写定着手段６とに接するように設けられるトナー像中間担持手段（トナー像転写担持体）８１を備え、トナー像中間担持手段８１上において、トナー像に定着液３３が接触付与されることを特徴とする。
【０１４３】
また、画像形成装置１において、中間転写手段３における中間転写ベルト２１は矢符２７の方向に回転駆動するけれども、画像形成装置８０においては、中間転写ベルト２１は矢符２７とは逆方向である矢符２７ａの方向に回転駆動する。それに応じて、トナー像形成手段２における作像ユニット１０ｙ，１０ｍ，１０ｃ，１０ｂは矢符２７ａの方向の上流側からこの順番で配置される。作像ユニットの配置は、画像形成装置１におけるのとは逆になる。画像形成装置８０は、これらの点をも特徴とする。
【０１４４】
また、画像形成装置８０は、トナー像前処理手段として、画像形成装置１における定着液非接触付与手段４の代わりに、加熱支持ローラ８４を有する点をも特徴とする。
【０１４５】
すなわち画像形成装置８０は、図示しないトナー像形成手段２ａと、支持ローラ２４および中間転写ベルト２１の一部を除いて図示しない中間転写手段３ａと、トナー像中間担持手段８１と、定着液付与手段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。
【０１４６】
トナー像形成手段２ａは、画像形成装置１におけるトナー像形成手段２に類似の構造を有する。ただし、中間転写ベルト２１の送り方向を矢符２７ａの方向、すなわち画像形成装置１における送り方向とは反転させることに伴い、矢符２７ａの上流側から作像ユニット１０ｙ，１０ｍ，１０ｃ，１０ｂがこの順番で配置される。それに伴い、各作像ユニット内の各部材の回転駆動方向も逆回転になる。
【０１４７】
中間転写手段３ａも、画像形成装置１における中間転写手段３と類似の構造を有する。ただし、前述のように、中間転写ベルト２１の送り方向を矢符２７ａの方向に変更するので、それに対応する変更が施される。すなわち、ベルトクリーナ２６が支持ローラ２５ではなく、中間転写ベルト２１を介して支持ローラ２３に対向し、中間転写ベルト２１のトナー像担持面２１ａに当接するように設けられる。
【０１４８】
トナー像中間担持手段８１は、転写担持ベルト８２と、支持ローラ８３，８６と、加熱手段１００と、冷却手段８８とを含んで構成される。
【０１４９】
転写担持ベルト８２はトナー像転写担持体であり、支持ローラ８３，８６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、矢符８７の方向に回転する。転写担持ベルト８２は、支持ローラ２４と支持ローラ８３とが対向する部分で中間転写ベルト２１に圧接する。これによって、中間転写ベルト２１上のトナー像が転写担持ベルト８２上に静電転写される。転写担持ベルト８２には、中間転写ベルト２１と同じ材質のものを使用できる。
【０１５０】
支持ローラ８３は、図示しない駆動手段により軸線方向に回転駆動可能に支持され、中間転写ベルト２１および転写担持ベルト８２を介して支持ローラ２４に圧接するように設けられる。支持ローラ２４との圧接部において、中間転写ベルト２１上のトナー像が転写担持ベルト８２上に静電転写される。支持ローラ８３には、支持ローラ２３，２４，２５と同様の構成のものを使用できる。
【０１５１】
支持ローラ８６は、図示しない駆動手段により軸線方向に回転駆動可能に支持され、転写担持ベルト８２を介して転写定着ローラ２８に圧接するように設けられる。転写定着ローラ２８との圧接部において、転写担持ベルト８２上のトナー像が記録媒体９に転写定着される。支持ローラ８６には、支持ローラ２３，２４，２５と同様の構成のものを使用できる。
【０１５２】
加熱手段１００は、トナー像前処理手段であり、転写担持ベルト８２上のトナー像を加熱する機能を有する。加熱手段１００によるトナー像加熱温度は、好ましくは６０〜１６０℃、さらに好ましくは６０〜１２０℃である。加熱手段１００によれば、転写担持ベルト８２上のトナー像におけるトナー同士の結合力を、画像を乱すことなくかつ定着液付与手段５による接触下での定着液３３の付与を受けても、定着液付与手段５にトナーが付着しない程度に高めることができる。
【０１５３】
冷却手段８８は、転写担持ベルト８２の温度を下げ、転写担持ベルト８２から中間転写ベルト２１に伝わる熱量を低減化し、その結果として感光体ドラム１１ｙ，１１ｍ，１１ｃ，１１ｂに伝わる熱量を低減化し、感光体ドラム１１ｙ，１１ｍ，１１ｃ，１１ｂの温度上昇を抑制する。また中間転写ベルト２１上のトナーが必要以上溶融または軟化することを抑制する。これはトナーが必要以上に溶融または軟化すると、中間転写ベルト２１上のトナーを転写担持ベルト８２上に静電転写させても、転写効率が低下してしまう問題を解決している。冷却手段８８は、支持ローラ８３，８６により張架される部分の転写担持ベルト８２の表面に接するかまたは近接するように設けられる。冷却手段８８には、たとえば、空冷ファン、ペルチェ素子、冷却液などが使用できる。
【０１５４】
さらにトナー像中間担持手段８１において、支持ローラ８３と８６とによって張架される部分の転写担持ベルト８２のトナー像担持面８２ａに圧接するように定着液付与手段５が設けられる。
【０１５５】
トナー像中間担持手段８１によれば、中間転写ベルト２１から転写担持ベルト８１に静電転写されたトナー像が、転写担持ベルト８１の矢符８７の方向への回転に伴って、まず加熱手段１００上を通過して加熱され、さらに定着液付与手段５による定着液３３の接触付与を受け、転写定着に適する程度に軟化および／または膨潤される。このトナー像は、さらに支持ローラ８６と転写定着ローラ２８との圧接部に搬送され、記録媒体９に転写定着される。
【０１５６】
画像形成装置８０によれば、中間転写ベルト２１上のトナー像が転写担持ベルト８１に転写され、転写担持ベルト８１上で加熱および定着液３３の接触下での付与を受けて軟化および／または膨潤し、記録媒体９に転写定着される。
【０１５７】
画像形成装置８０では、トナー像加熱手段である加熱手段１００を含むトナー像中間担持手段８１を設けることによって、加熱手段１００から発する熱が感光体ドラム１１ｙ，１１ｍ，１１ｃ，１１ｂに伝わり難くなるので、感光体ドラム１１ｙ，１１ｍ，１１ｃ，１１ｂの温度上昇が抑制されて耐用期間の延長が可能になり、画像形成装置としての信頼性が増す。
【０１５８】
ここで図１０の構成において、加熱手段１００を非接触付与装置３２に代えても、トナーの結合力を高める作用を同様に得ることができる。また、支持ローラ８６を加熱支持ローラ２４ａに代えることで、実施の第３形態と同様の効果を得ることができる。
【０１５９】
前記の各実施形態の画像形成装置によれば、定着液３３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。
【０１６０】
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】
【０１６１】
【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】非接触付与装置の要部の外観を示す斜視図である。
【図５】図４に示す非接触付与装置の構成を模式的に示す断面図である。
【図６】非接触付与装置の要部の外観を示す斜視図である。
【図７】図６に示す非接触付与装置の構成を模式的に示す断面図である。
【図８】本発明の実施の第２形態である画像形成装置の要部の構成を模式的に示す断面図である。
【図９】本発明の実施の第３形態である画像形成装置の要部の構成を模式的に示す断面図である。
【図１０】本発明の実施の第４形態である画像形成装置の要部の構成を模式的に示す断面図である。
【符号の説明】
【０１６２】
１，７１，７５，８０ 画像形成装置
２ トナー像形成手段
３，７２，７６ 中間転写手段
４ 定着液非接触付与手段
５ 定着液付与手段
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 レーザ光
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，８２ａ トナー像担持面
２２ｙ，２２ｍ，２２ｃ，２２ｂ 中間転写ローラ
２３，２４，２５，８３，８６ 支持ローラ
２４ａ 加熱支持ローラ
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
２８ 転写定着ローラ
３２，６０ 非接触付与装置
３３ 定着液
３４ 定着液貯留槽
３５ 供給管
３６ 定着液接触付与装置
３７ 定着液溜
３８ 定着液塗布ローラ
４０ 規制ローラ
４２ 除去ブレード
４３ 記録媒体カセット
４４ ピックアップローラ
４５ａ，４５ｂ レジストローラ
４６ 搬送ベルト
４７ 駆動ローラ
４８ テンションローラ
４９ 排紙ローラ
５０ 排紙トレイ
５１ インクジェットヘッド
５２ ノズルアレイ
５３ チャンバー
５４ 定着液カートリッジ
５５ ピエゾ素子
５６ 電源
６１ 定着液収容槽
６２ 第１供給ローラ
６３ 第２供給ローラ
６４ 液量規制ブレード
６５ 金属メッシュ板
６６ 超音波振動子
６７ 電源
７７，８５ 加熱ヒータ
７４，７８ 温度センサ
８１ トナー像中間担持手段
８２ 転写担持ベルト
８８ 冷却手段
１００ 加熱手段
【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と、トナー像担持体上のトナー像に、トナーを軟化および／または膨潤させる定着液を接触状態で付与する定着液付与手段と、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画像形成装置であって、
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し、かつ
定着液付与手段よりもトナー像担持体の回転方向の上流側に設けられ、トナー像担持体に担持されるトナー像にトナー同士の結合力を高める処理を施すトナー像前処理手段を含むことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
トナー像前処理手段は、
トナー像担持体に担持されるトナー像に非接触下に定着液を付与する定着液非接触付与手段であ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】
定着液非接触付与手段によりトナー像に付与される定着液量は、画像形成領域におけるトナー像の全トナー量の１０重量％以上、９０重量％以下であることを特徴とする請求項３記載の画像形成装置。
【請求項４】
トナー像前処理手段は、
トナー像担持体に担持されるトナー像を加熱する加熱手段であ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５】
加熱手段は、トナー像を６０℃以上、１６０℃以下に加熱す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】
加熱手段は、トナー像を６０℃以上、１２０℃以下に加熱することを特徴とする請求項４または５記載の画像形成装置。
【請求項７】
加熱手段によりトナー像とともに加熱されるトナー像担持体を冷却する担持体冷却手段を含むことを特徴とする請求項４〜６のいずれか１つに記載の画像形成装置。
【請求項８】
トナー像担持体の定着液滴に対する接触角が５０°以上であ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】
転写定着手段は、
定着液が付与されたトナー像の記録媒体への転写および定着を加熱下に行うための転写時加熱手段を含むことを特徴とする請求項１〜８のいずれか１つに記載の画像形成装置。
【請求項１０】
転写時加熱手段は、定着液が付与されたトナー像を６０℃以上に加熱することを特徴とする請求項９記載の画像形成装置。
【請求項１１】
トナー像担持体に接するように設けられる、トナー像担持体からトナー像を転写されるトナー像転写担持体を含み、
トナー像転写担持体に担持されるトナー像に定着液付与手段により定着液を付与す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】
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１〜１１のいずれか１つに記載の画像形成装置。
【請求項１３】
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１〜１２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と、トナー像担持体上のトナー像に、トナーを軟化および／または膨潤させる定着液を接触状態で付与する定着液付与手段と、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画像形成装置であって、
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し、かつ
定着液付与手段よりもトナー像担持体の回転方向の上流側に設けられ、トナー像担持体に担持されるトナー像にトナー同士の結合力を高める処理を施すトナー像前処理手段を含むことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
トナー像前処理手段は、
トナー像担持体に担持されるトナー像に非接触下に定着液を付与する定着液非接触付与手段であ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】
定着液非接触付与手段によりトナー像に付与される定着液量は、画像形成領域におけるトナー像の全トナー量の１０重量％以上、９０重量％以下であることを特徴とする請求項３記載の画像形成装置。
【請求項４】
トナー像前処理手段は、
トナー像担持体に担持されるトナー像を加熱する加熱手段であ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５】
加熱手段は、トナー像を６０℃以上、１６０℃以下に加熱す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】
加熱手段は、トナー像を６０℃以上、１２０℃以下に加熱することを特徴とする請求項４または５記載の画像形成装置。
【請求項７】
加熱手段によりトナー像とともに加熱されるトナー像担持体を冷却する担持体冷却手段を含むことを特徴とする請求項４〜６のいずれか１つに記載の画像形成装置。
【請求項８】
トナー像担持体の定着液滴に対する接触角が５０°以上であ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】
転写定着手段は、
定着液が付与されたトナー像の記録媒体への転写および定着を加熱下に行うための転写時加熱手段を含むことを特徴とする請求項１〜８のいずれか１つに記載の画像形成装置。
【請求項１０】
転写時加熱手段は、定着液が付与されたトナー像を６０℃以上に加熱することを特徴とする請求項９記載の画像形成装置。
【請求項１１】
トナー像担持体に接するように設けられる、トナー像担持体からトナー像を転写されるトナー像転写担持体を含み、
トナー像転写担持体に担持されるトナー像に定着液付与手段により定着液を付与す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】
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１〜１１のいずれか１つに記載の画像形成装置。
【請求項１３】
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１〜１２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２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２００６−２５１７０８（Ｐ２００６−２５１７０８Ａ）
【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２００５−７１６６４（Ｐ２００５−７１６６４）
【出願日】平成１７年３月１４日（２００５．３．１４）
【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１４日（２００５．３．１４）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
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