JP4009513B2 - 定着装置及び画像形成装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、トナーを溶解又は膨潤させる定着液をトナーに付与して、該トナーを記録材上に定着させる定着装置及びこれを備えた複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、記録材上のトナーを加熱して融解し、これを加圧することでトナーを記録材上に定着させる熱定着方式を採用した画像形成装置が知られている。この種の画像形成装置では、その消費電力の５０％以上が定着部での加熱処理のために消費される。よって、定着部での電力消費を抑えることが画像形成装置全体の省エネ対策として有効である。従来、熱定着方式を採用しない定着方式も、種々提案されている。その中には、トナーを溶解又は膨潤させる定着液を用いて定着処理を行う湿式定着方式が知られている。この湿式定着方式は、トナーに定着液を付与してこれを溶解又は膨潤することで、トナーを記録材上に定着させるものである。この方式においては、熱定着方式のような大量の電力消費を伴う加熱処理が不要となるため、省エネ対策として優れた定着方式であると言える。また、熱定着方式のようなウォームアップ時間も不要であるため、クイックスタートが可能である。上記湿式定着方式を採用する画像形成装置としては、例えば、特許文献１、特許文献２、特許文献３等に開示されたものがある。
【０００３】
【特許文献１】
特許第３２９０５１３号公報
【特許文献２】
特開平８−７２３８６号公報
【特許文献３】
特開平９−７８０３９号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、従来の湿式定着方式では、トナーが付着した状態の記録材表面全域に定着液を付与するため、トナーが付着していない記録材表面部分にも定着液が付与されていた。そのため、記録材内部に多くの定着液が浸入し、記録材がカールしたり、記録材にシワが入ったりしやすいという問題があった。
【０００５】
本発明は、以上の問題に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、省エネ対策のために湿式定着方式を採用しても、記録材のカールやシワの発生を抑制できる定着装置及び画像形成装置を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、トナーを溶解又は膨潤させる定着液をトナーに付与して、該トナーを記録材上に定着させる定着装置において、トナー像担持体表面又は記録材表面に対向した複数の微細孔から上記定着液を噴出する噴出ヘッドと、該トナー像担持体表面又は該記録材表面に担持されたトナーにのみ該定着液が付着するように、トナー担持位置を示す位置情報に基づいて該噴出ヘッドの噴出制御を行う噴出制御手段とを有し、該噴出制御手段は、該トナー像担持体表面又は該記録材表面上に付着したトナーの量に応じて、該噴出ヘッドから噴出される定着液の量を制御することを特徴とするものである。
また、請求項２の発明は、請求項１の定着装置において、上記噴出制御手段は、上記トナー担持位置と同期して上記噴出制御を行うことを特徴とするものである。
また、請求項３の発明は、請求項１又は２の定着装置において、上記複数の微細孔が上記トナー像担持体表面又は上記記録材表面に対向した状態で、上記噴出ヘッドを移動させるヘッド移動手段を設けたことを特徴とするものである。
また、請求項４の発明は、請求項１又は２の定着装置において、上記噴出ヘッドは、上記トナー像担持体又は上記記録材の表面移動方向に対して交差する方向におけるトナー像が存在し得る領域にわたって、上記複数の微細孔を有することを特徴とするものである。
また、請求項５の発明は、請求項４の定着装置において、上記複数の微細孔から噴出された定着液が上記トナー像担持体表面又は上記記録材表面に着弾したときの着弾ピッチが、該トナー像担持体表面又は該記録材表面に担持されるトナーによる画像のドットピッチよりも広くなるように、上記噴出ヘッドを構成したことを特徴とするものである。
また、請求項６の発明は、請求項１、２、３、４又は５の定着装置において、上記噴出ヘッドから噴出される定着液の温度を調節する温度調節手段を設けたことを特徴とするものである。
また、請求項７の発明は、請求項６の定着装置において、上記噴出ヘッドに供給される定着液を内部に貯留する定着液タンクを設け、上記温度調節手段は、該定着液貯留部材内の定着液の温度を調節することを特徴とするものである。
また、請求項８の発明は、請求項６の定着装置において、上記温度調節手段は、上記噴出ヘッド内の定着液の温度を調節することを特徴とするものである。
また、請求項９の発明は、トナー像担持体と、該トナー像担持体上のトナーを記録材上に転写させる転写手段と、該記録材上に転写したトナー像を定着させる定着手段とを備えた画像形成装置において、上記定着手段として、請求項１、２、３、４、５、６、７又は８の定着装置を用いたことを特徴とするものである。
【０００７】
上記請求項１乃至８の定着装置及び上記請求項９の画像形成装置においては、トナー担持位置を示す位置情報に基づいて行われる噴出制御手段による噴出制御の下、噴出ヘッドは複数の微細孔から定着液を噴出する。この噴出制御は、トナー像担持体表面又は記録材表面に担持されたトナーにのみ定着液が付着するように行われる。トナー担持位置を示す位置情報に関しては、例えば、形成すべき画像の画像情報から把握することができる。そして、このようにして把握したトナー担持位置にだけ適量の定着液を噴出するので、定着液は、トナーが担持された部分にだけ供給され、トナーが担持されていない部分には供給されない。これにより、従来のように記録材全体に定着液を付与する場合に比べて、記録材の内部に侵入する定着液の量を少なくすることができる。
なお、トナー像担持体表面に担持されたトナーに対して定着液を供給する場合には、記録材に転写される前のトナーに定着液を付着させた状態でそのトナーを記録材上に転写する。よって、この場合には、トナー像が転写された記録材の搬送経路上に本定着装置を配置する必要がなくなり、装置の小型化を図ることが可能となる。一方、記録材表面に担持されたトナーに対して定着液を供給する場合には、トナー像をトナー像担持体表面に形成してからこれを記録材上に転写するまでの間に本定着装置を配置する必要がない。よって、トナー像をトナー像担持体表面に形成してからこれを記録材上に転写するまでの間の距離を短くすることが可能となり、装置の小型化を図ることが可能となる。なお、定着液をトナー像担持体表面上のトナーに対して供給するか、記録材表面上のトナーに対して供給するかは、装置レイアウトを考慮して適宜決定することができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
〔実施形態１〕
以下、本発明を、画像形成装置としての電子写真方式のカラー複写機（以下、単に「複写機」という。）に適用した一実施形態（以下、本実施形態を「実施形態１」という。）について説明する。なお、本実施形態の複写機は、トナー像担持体である中間転写ベルトを備えたいわゆるタンデム型のカラー画像形成装置である。
図２は、本実施形態に係る複写機全体の概略構成図である。この複写機は、複写機本体１００と、この複写機本体を載置する給紙テーブル２００と、その複写機本体上に取り付けるスキャナ３００と、このスキャナの上部に取り付けられる原稿自動搬送装置（ＡＤＦ）４００とから構成されている。
【０００９】
図３は、複写機本体１００部分の構成を示す拡大図である。複写機本体１００には、トナー像担持体としての中間転写ベルト１０が設けられている。この中間転写ベルト１０は、３つの支持部材である支持ローラ１４，１５，１６に張架された状態で、図３中時計回り方向に回転駆動される。支持ローラのうちの第１支持ローラ１４と第２支持ローラ１５との間のベルト張架部分には、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの４つの画像形成ユニット１８Ｙ，１８Ｃ，１８Ｍ，１８ＢＫが並んで配置されている。これらの画像形成ユニット１８Ｙ，１８Ｃ，１８Ｍ，１８ＢＫの上方には、図２に示すように、露光装置２１が設けられている。この露光装置２１は、スキャナ３００で読み取った原稿の画像情報に基づいて、各画像形成ユニットに設けられる潜像担持体としての感光体ドラム２０Ｙ，２０Ｃ，２０Ｍ，２０ＢＫ上に静電潜像を形成するためのものである。また、支持ローラのうちの第３支持ローラ１６に対向する位置には、２次転写装置２２が設けられている。この２次転写装置２２は、２つのローラ２３ａ，２３ｂ間に表面移動部材としての転写部材である無端ベルト状の２次転写ベルト２４が張架した構成を有する。そして、中間転写ベルト１０上のトナー像を記録材としての転写紙上に２次転写する際には、２次転写ベルト２４を第３支持ローラ１６に巻き付いた中間転写ベルト１０部分に押し当てて２次転写を行う。なお、２次転写装置２２は、２次転写ベルト２４を用いた構成でなくても、例えば転写ローラを用いた構成としてもよい。また、中間転写ベルト１０の支持ローラのうちの第２支持ローラ１５に対向する位置には、ベルトクリーニング装置１７が設けられている。このベルトクリーニング装置１７は、転写紙に中間転写ベルト１０上のトナー像を転写した後に中間転写ベルト１０上に残留する残留トナーを除去するためのものである。
【００１０】
次に、画像形成ユニット１８Ｙ，１８Ｃ，１８Ｍ，１８ＢＫの構成について説明する。以下の説明では、黒色のトナー像を形成する画像形成ユニット１８ＢＫを例に挙げて説明するが、他の画像形成ユニット１８Ｙ，１８Ｃ，１８Ｍも同様の構成を有する。なお、画像形成ユニット１８Ｙ，１８Ｃ，１８Ｍ，１８ＢＫは、少なくとも感光体ドラム２０と、画像形成ユニットを構成する構成部品や構成装置の全部又は一部とを備えたプロセスカートリッジとして構成することができる。この場合、画像形成ユニット１８Ｙ，１８Ｃ，１８Ｍ，１８ＢＫを複写機本体１００に対して着脱自在に構成できるので、メンテナンス性が向上する。
【００１１】
図４は、隣り合う２つの画像形成ユニット１８Ｍ，１８ＢＫの構成を示す拡大図である。なお、図中の符号では、色の区別を示す「Ｍ」及び「ＢＫ」の記号を省略しており、以下の説明でも記号は適宜省略する。
画像形成ユニット１８には、感光体ドラム２０の周囲に、帯電装置６０、現像装置６１、感光体クリーニング装置６３及び除電装置６４が設けられている。また、感光体ドラム２０に対して中間転写ベルト１０を介して対向する位置には、１次転写装置６２が設けられている。
【００１２】
上記帯電装置６０は、帯電ローラを採用した接触帯電方式のものであり、感光体ドラム２０に接触して電圧を印加することにより感光体ドラム２０の表面を一様に帯電する。この帯電装置６０には、非接触のスコロトロンチャージャなどを採用した非接触帯電方式のものも採用できる。
【００１３】
また、上記現像装置６１は、一成分現像剤を使用してもよいが、本実施形態では、磁性キャリアと非磁性トナーからなる二成分現像剤（以下、単に「現像剤」という。）を使用している。本実施形態で使用する各色トナーは、それぞれの色に着色された樹脂材料からなり、後述する定着液によって溶解又は膨潤可能なもので形成されている。この現像装置６１は、攪拌部６６と現像部６７に大別できる。攪拌部６６では、現像剤が攪拌されながら搬送されて現像剤担持体としての現像スリーブ６５上に供給される。この攪拌部６６は、平行な２本のスクリュ６８が設けられており、２本のスクリュ６８の間には、両端部で互いが連通するように仕切るための仕切り板が設けられている。また、現像ケース７０には現像装置内の現像剤のトナー濃度を検知するためのトナー濃度センサ７１が取り付けられている。一方、現像部６７では、現像スリーブ６５に付着した現像剤のうちのトナーが感光体ドラム２０に転移される。この現像部６７には、現像ケース７０の開口を通して感光体ドラム２０と対向する現像スリーブ６５が設けられており、その現像スリーブ６５内には図示しないマグネットが固定配置されている。また、現像スリーブ６５に先端が接近するようにドクタブレード７３が設けられている。
【００１４】
この現像装置６１では、現像剤を２本のスクリュ６８で攪拌しながら搬送循環し、現像スリーブ６５に供給する。現像スリーブ６５に供給された現像剤は、マグネットにより汲み上げて保持される。現像スリーブ６５に汲み上げられた現像剤は、現像スリーブ６５の回転に伴って搬送され、ドクタブレード７３により適正な量に規制される。なお、規制された現像剤は攪拌部６６に戻される。このようにして感光体ドラム２０と対向する現像領域まで搬送された現像剤は、マグネットにより穂立ち状態となり、磁気ブラシを形成する。現像領域では、現像スリーブ６５に印加されている現像バイアスにより、現像剤中のトナーを感光体ドラム２０上の静電潜像部分に移動させる現像電界が形成される。これにより、現像剤中のトナーは、感光体ドラム２０上の静電潜像部分に転移し、感光体ドラム２０上の静電潜像は可視像化され、トナー像が形成される。現像領域を通過した現像剤は、マグネットの磁力が弱い部分まで搬送されることで現像スリーブ６５から離れ、攪拌部６６に戻される。
このような動作の繰り返しにより、攪拌部６６内のトナー濃度が薄くなると、それをトナー濃度センサ７１が検出し、その検出結果に基づいて攪拌部６６にトナーが補給される。
【００１５】
また、上記１次転写装置６２は、１次転写ローラを採用しており、中間転写ベルト１０を挟んで感光体ドラム２０に押し当てるようにして設置されている。１次転写装置６２は、ローラ形状のものでなくても、導電性のブラシ形状のものや、非接触のコロナチャージャなどを採用してもよい。また、各１次転写装置６２の間には、中間転写ベルト１０の裏面すなわち内周面側に接触する導電性ローラ７４が設けられている。この導電性ローラ７４は、１次転写時に各１次転写装置６２により印加するバイアスが、中間転写ベルト１０の内周面側の層を通じて隣接する画像形成ユニットに流れ込むことを阻止するものである。
【００１６】
また、上記感光体クリーニング装置６３は、先端を感光体ドラム２０に押し当てられるように配置される、例えばポリウレタンゴム製のクリーニングブレード７５を備えている。また、本実施形態では、クリーニング性能を高めるために感光体ドラム２０に接触する導電性のファーブラシ７６を併用している。このファーブラシ７６には、金属製の電界ローラ７７からバイアスが印加されており、その電界ローラ７７にはスクレーパ７８の先端が押し当てられている。そして、クリーニングブレード７５やファーブラシ７６により感光体ドラム２０から除去されたトナーは、感光体クリーニング装置６３の内部に収容される。その後、回収スクリュ７９により感光体クリーニング装置６３の片側に寄せられ、後述するトナーリサイクル装置８０を通じて現像装置６１へと戻され、再利用する。
また、除電装置６４は、除電ランプで構成されており、光を照射して感光体ドラム２０の表面電位を初期化する。
【００１７】
以上の構成をもつ画像形成ユニット１８では、感光体ドラム２０の回転とともに、まず帯電装置６０で感光体ドラム２０の表面を一様に帯電する。次いでスキャナ３００により読み取った画像情報に基づいて露光装置２１からレーザやＬＥＤ等による書込光Ｌを照射し、感光体ドラム２０上に静電潜像を形成する。その後、現像装置６１により静電潜像が可視像化されてトナー像が形成される。このトナー像は、１次転写装置６２により中間転写ベルト１０上に１次転写される。１次転写後に感光体ドラム２０の表面に残留した転写残トナーは、感光体クリーニング装置６３により除去され、その後、感光体ドラム２０の表面は、除電装置６４により除電されて、次の画像形成に供される。
【００１８】
次に、本実施形態における複写機の動作について説明する。
上記構成をもつ複写機を用いて原稿のコピーをとる場合、まず、原稿自動搬送装置４００の原稿台３０に原稿をセットする。または、原稿自動搬送装置４００を開いてスキャナ３００のコンタクトガラス３２上に原稿をセットし、原稿自動搬送装置４００を閉じてそれで押さえる。その後、ユーザーが図示しないスタートスイッチを押すと、原稿自動搬送装置４００に原稿をセットしたときには、原稿がコンタクトガラス３２上に搬送される。そして、スキャナ３００が駆動して第１走行体３３および第２走行体３４が走行を開始する。これにより、第１走行体３３からの光がコンタクトガラス３２上の原稿で反射し、その反射光が第２走行体３４のミラーで反射されて、結像レンズ３５を通じて読取センサ３６に案内される。このようにしいて原稿の画像情報を読み取る。
【００１９】
また、ユーザーによりスタートスイッチが押されると、図示しない駆動モータが駆動し、支持ローラ１４，１５，１６のうちの１つが回転駆動して中間転写ベルト１０が回転駆動する。また、これと同時に、各画像形成ユニット１８Ｙ，１８Ｃ，１８Ｍ，１８ＢＫの感光体ドラム２０Ｙ，２０Ｃ，２０Ｍ，２０ＢＫ及び２次転写装置２２の２次転写ベルト２４も回転駆動する。このとき、中間転写ベルト１０の裏面に設けられた検知マーク９９がマークセンサ９８に検出されることで、各画像形成ユニット間の同期がとられる。なお、これら中間転写ベルト１０、感光体ドラム２０Ｙ，２０Ｃ，２０Ｍ，２０ＢＫ及び２次転写ベルト２４は、これらの間で一定の相対速度が維持されるように制御がなされている。その後、スキャナ３００の読取センサ３６で読み取った画像情報に基づき、露光装置２１から、各画像形成ユニットの感光体ドラム２０Ｙ，２０Ｃ，２０Ｍ，２０ＢＫ上に書込光Ｌがそれぞれ照射される。これにより、各感光体ドラム２０Ｙ，２０Ｃ，２０Ｍ，２０ＢＫには、それぞれ静電潜像が形成され、現像装置６１Ｙ，６１Ｃ，６１Ｍ，６１ＢＫにより可視像化される。そして、各感光体ドラム２０Ｙ，２０Ｃ，２０Ｍ，２０ＢＫ上には、それぞれ、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックのトナー像が形成される。このようにして形成された各色トナー像は、各１次転写装置６２Ｙ，６２Ｃ，６２Ｍ，６２ＢＫにより、順次中間転写ベルト１０上に重なり合うようにそれぞれ１次転写される。これにより、中間転写ベルト１０上には、各色トナー像が重なり合った合成トナー像が形成される。なお、２次転写後の中間転写ベルト１０上に残留した転写残トナーは、ベルトクリーニング装置１７により除去される。
【００２０】
また、ユーザーによりスタートスイッチが押されると、ユーザーが選択した転写紙に応じた給紙テーブル２００の給紙ローラ４２が回転し、給紙カセット４４の１つから転写紙が送り出される。送り出された転写紙は、分離ローラ４５で１枚に分離して給紙路４６に入り込み、搬送ローラ４７により複写機本体１００内の給紙路４８まで搬送される。このようにして搬送された転写紙は、レジストローラ４９に突き当たったところで止められる。なお、給紙カセット４４にセットされていない転写紙を使用する場合、手差しトレイ５１にセットされた転写紙を給紙ローラ５０により送り出し、分離ローラ５２で１枚に分離した後、手差し給紙路５３を通って搬送される。そして、同じくレジストローラ４９に突き当たったところで止められる。
【００２１】
レジストローラ４９は、上述のようにして中間転写ベルト１０上に形成された合成トナー像が２次転写装置２２の２次転写ベルト２４に対向する２次転写部に搬送されるタイミングに合わせて回転を開始する。ここで、レジストローラ４９は、一般的には接地されて使用されることが多いが、転写紙の紙粉除去のためにバイアスを印加するようにしてもよい。その印加バイアスには、ＤＣ電圧が用いられるが、転写紙をより均一に帯電させるためにＤＣオフセット成分をもったＡＣ電圧を用いてもよい。なお、このようにバイアスが印加されたレジストローラ４９を通過した後の転写紙表面は、若干ながら負極性に帯電する。よって、この場合、中間転写ベルト１０から転写紙への２次転写時にはレジストローラ４９にバイアスが印加されなかった転写紙とは転写条件が変わるため、適宜転写条件を変更する必要が生じる。
【００２２】
レジストローラ４９により送り出された転写紙は、中間転写ベルト１０と２次転写ベルト２４との間に形成される２次転写ニップに送り込まれ、２次転写装置２２により、中間転写ベルト１０上の合成トナー像が転写紙上に２次転写される。ここで、本実施形態では、この２次転写前に、後述するように、中間転写ベルト１０上の合成トナー像に定着液を付与する。そして、定着液が付与された合成トナー像が２次転写ニップにおいて転写紙に押しつけられることで、その合成トナー像は、転写紙に２次転写されると同時に、転写紙上に定着される。その後、転写紙は、２次転写ベルト２４に吸着した状態で排紙ローラ５６まで搬送され、排紙トレイ５７に排出されスタックされる。
【００２３】
次に、本発明の特徴部分である定着工程について説明する。
図１は、本実施形態１に係る複写機の定着手段としての定着装置を含む部分の概略構成図である。
本実施形態１の複写機は、中間転写ベルト１０の表面移動方向において２次転写部の上流側に定着装置９０が配置されている。この定着装置９０は、噴出ヘッド９１を備えている。この噴出ヘッド９１は、中間転写ベルト１０の表面と微小間隔を開けて対向するように配置される。また、定着装置９０の定着液タンク９３の内部には定着液９２が収容されており、この定着液９２は定着液供給管９４を通って噴出ヘッド９１に供給される。
図５は、噴出ヘッド９１を中間転写ベルト１０側から見た下面図である。噴出ヘッド９１には、中間転写ベルト１０の幅方向にわたって配列された多数の微細孔９１ａを有しており、これらの微細孔９１ａから中間転写ベルト１０上のトナーに向けて定着液９２が打ち出される。
【００２４】
本実施形態１では、中間転写ベルト１０の幅方向にわたって延びる噴出ヘッド９１を採用しているが、これよりも幅の狭い図６に示すような噴出ヘッド１９１を中間転写ベルト１０の軸方向にわたって往復移動させるような構成であってもよい。この場合、例えば、噴出ヘッド１９１をヘッド移動手段としての図示しないヘッド走査装置に取り付け、これを中間転写ベルト１０に対向配置する。そして、図７（ａ）乃至図７（ｃ）に示すように、噴出ヘッド１９１でトナーが付着し得る画像領域をラスタースキャンすることにより、全画像領域の所望の位置（トナーが付着している位置）に定着液９２を供給することができる。
なお、噴出ヘッド９１は、各微細孔から打ち出された定着液が着弾する地点周辺に位置するトナーを転写紙Ｐに定着させるために必要な微少量の定着液を打ち出せるものであればよい。よって、例えば、公知のインクジェット方式の画像形成装置で採用されているインクヘッドと同様の構成を採用することができる。
【００２５】
図８は、本実施形態１において定着液９２が中間転写ベルト１０上のトナーに着弾したときの様子を示す説明図である。図中一点鎖線で示した各丸部分は、それぞれトナーによって形成されるドットＤを示している。また、図中実線で示した各丸部分は、噴出ヘッド９１の各微細孔９１ａからそれぞれ打ち出された定着液９２を示している。ここで、１つのドットＤに対して１つの微細孔９１ａを対向させれば、理想的には最小量の定着液でトナーの定着を行うことが可能である。しかし、この場合には、後述する噴出ヘッド９１の定着液供給制御が複雑化し、また、微細孔９１ａの数が多くなるために高価な噴出ヘッド９１が必要となる。そこで、本実施形態では、中間転写ベルト１０の幅方向に配列される微細孔９１の数を、その幅方向に存在し得るドットＤ数よりも少なくなっている。具体的には、図８に示すように、各微細孔９１ａからそれぞれ打ち出される定着液９２の着弾ピッチＧLが、トナーからなるドットＤのピッチＧDの約３倍になるように設定されている。これにより、定着液９２を１回打ち出せば、３つのドットＤに定着液を供給することができる。したがって、噴出ヘッド９１の定着液供給制御を簡略化することが可能となり、また、微細孔９１ａの数を少ないため安価な噴出ヘッド９１を利用することが可能となる。なお、本実施形態では、画像のドットピッチＧDと定着液９２の着弾ピッチＧLとの比を３：１としたが、画像のドットピッチＧDが定着液９２の着弾ピッチＧLよりも広いものであればよい。また、画像のドットピッチＧDに対する定着液９２の着弾ピッチＧLの関係は、整数分の１とするのが好ましい。これにより、噴出ヘッド９１の定着液供給制御を簡単化することができる。
【００２６】
図９は、本実施形態１における定着工程を実行する主要な構成を示すブロック図である。
噴出ヘッド９１は、噴出制御手段としてのヘッドコントローラ９５による制御の下、中間転写ベルト１０の表面に担持されたトナーに向けて定着液９２を打ち出す。ヘッドコントローラ９５は、本複写機全体を制御する制御部８００に接続されており、その制御部８００の命令に従って噴出ヘッド９１による定着液９２の打ち出しを制御する。
【００２７】
次に、本実施形態１における定着工程の流れについて説明する。
ユーザーがスタートスイッチを押すと、コンタクトガラス３２上の原稿の画像情報がスキャナ３００の読取センサ３６によって読み取られる。この画像情報がスキャナ３００から制御部８００に送られると、制御部８００は、その画像情報に基づいて各部を制御し、画像形成動作が実行される。このとき、制御部８００は、その画像情報から、形成すべき画像を構成するドット位置を各色ごとに把握し、そのドット情報を露光装置２１に送ることで、露光装置２１により、各感光体ドラム２０Ｙ，２０Ｃ，２０Ｍ，２０ＢＫ上にそれぞれの色に対応したドット状の静電潜像が形成される。制御部８００は、露光装置２１に出力するドット情報を、定着装置９０のヘッドコントローラ９５にも出力する。これにより、ヘッドコントローラ９５は、中間転写ベルト１０の表面にドット状に付着するトナーの位置を把握することができる。そして、トナーが付着した中間転写ベルト１０の表面が噴出ヘッド９１の対向位置に到達すると、ヘッドコントローラ９５によって制御される噴出ヘッド９１から、中間転写ベルト１０上のトナーにのみ定着液９２が打ち出される。すなわち、噴出ヘッド９１から打ち出される定着液９２は、中間転写ベルト１０上のトナーの部分にのみ付着し、トナーが担持されていない中間転写ベルト１０の表面部分には付着しない。
【００２８】
図１０（ａ）及び図１０（ｂ）は、ヘッドコントローラ９５による噴出制御である定着液供給制御によって、定着液９２が中間転写ベルト１０上のトナーに着弾したときの様子をそれぞれ示す模式図である。なお、ここでは、１つの微細孔９１ａから打ち出される定着液９２が９個（３個×３個）のドットＤに対応する場合について説明する。
本実施形態１では、ヘッドコントローラ９５は、制御部８００からのドット情報に基づいて、噴出ヘッド９１の各微細孔９１ａについて定着液９２の打ち出しをＯＮ／ＯＦＦ制御する。図１０（ａ）は、中間転写ベルト１０上のトナー像を構成する全ドットＤについて定着液９２をもれなく供給する例を示している。この場合には、中間転写ベルト１０上の全トナーに対してもれなく定着液９２を供給できるため、定着の確実性を高めることができるが、トナーとともに転写紙Ｐ上に転移する定着液の量が必要以上に多くなるため、転写紙Ｐのカールやシワが発生するおそれもある。これに対し、図１０（ｂ）は、中間転写ベルト１０上の一部のトナーに対しては定着液９２の供給を省略する例を示している。具体的には、図中符号Ｃで示す部分に着弾する定着液９２の供給を省略している。このように定着液９２の供給直後においてはトナー全体に定着液９２が行き渡っていない場合でも、その後、供給された定着液９２はトナー粒子間に徐々に浸透していく。また、そのトナー像を転写紙Ｐ上に２次転写する際には、２次転写ニップに加わる圧力によって中間転写ベルト１０上の定着液９２が押しつぶされて広げられる。これらの結果から、定着液９２が供給されていないトナーについても定着液９２が付着することになる。したがって、中間転写ベルト１０上の一部のトナーに対しては定着液９２の供給を省略するような定着液供給制御を行っても、トナー全体に必要十分な定着液９２を供給することができる。この場合、図１０（ａ）に示した場合に比べて、転写紙Ｐのカールやシワが発生しにくい。
【００２９】
また、図１０（ａ）及び図１０（ｂ）では、トナーによって構成される画像が文字のような線画の例であるが、図１１（ａ）乃至図１１（ｃ）は、写真のようなベタ画像の例を示すものである。この場合も、図１１（ｂ）又は図１１（ｃ）に示すように、中間転写ベルト１０上の一部のトナーに対して定着液９２の供給を省略しても、トナー全体に必要十分な定着液９２を供給することができ、転写紙Ｐのカールやシワの発生を抑制できる。
【００３０】
また、図１０や図１１で示した例では、噴出ヘッド９１の各微細孔９１ａから打ち出される定着液の量が一定であるが、この量を可変とすることもできる。
図１２は、定着液の供給量を可変とする定着液供給制御を用いたときの、定着液９２が中間転写ベルト１０上のトナーに着弾したときの様子をそれぞれ示す模式図である。なお、ここでは、図１０に示したようにトナーによって構成される画像が文字のような線画の例であるが、図１１に示したように写真のようなベタ画像も同様である。この定着液供給制御では、ヘッドコントローラ９５がドット情報に基づいて噴出ヘッド９１から打ち出す定着液の量を各微細孔９１ａごとに制御する。具体的には、ドット情報から得られる中間転写ベルト１０上に付着したトナーの分布、隣接する微細孔９１ａから打ち出される定着液の量などから、各微細孔９１ａから打ち出す定着液の適切な量を決定する。
【００３１】
また、本実施形態では、噴出ヘッド９１から打ち出した定着液９２を、表面移動している中間転写ベルト１０上のトナーに対して正確に着弾させる必要があるので、中間転写ベルト１０の表面移動位置と同期して定着液供給制御を行う。具体的には、図１に示すように、中間転写ベルト１０の裏面設けられた検知マーク９９を同期検知手段としてのマークセンサ９８によって検出する。この検出結果は、図９に示したように制御部８００に出力される。これにより、制御部８００は、中間転写ベルト１０上のトナー像の先端位置を把握することができる。よって、制御部８００は、中間転写ベルト１０上のトナー像の先端位置が噴出ヘッド９１の対向位置に到達するタイミングを把握することができる。
【００３２】
図１３は、中間転写ベルト１０との同期制御の流れを示すフローチャートである。
ユーザーによりスタートスイッチが押されると（Ｓ１）、中間転写ベルト１０、感光体ドラム２０Ｙ，２０Ｃ，２０Ｍ，２０ＢＫ及び２次転写ベルト２４が回転駆動する。そして、中間転写ベルト１０の裏面に設けられた検知マーク９９がマークセンサ９８によって検出されると（Ｓ２）、制御部８００が実行する同期制御プログラム内部のカウンタがカウントを開始する（Ｓ３）。このカウント値が目標値になると（Ｓ４）、噴出ヘッド９１によるドット情報に基づく定着液の供給動作が開始される（Ｓ５）。なお、この目標値は、マークセンサ９８の検出時における中間転写ベルト１０上のトナー像先端位置が噴出ヘッド９１の対向位置に到達するまでの期間に相当するものである。その後、中間転写ベルト１０上のトナー像の後端が噴出ヘッド９１の対向位置を通過するまでの間、ヘッドコントローラ９５によって噴出ヘッド９１からドット情報に基づく定着液の供給がなされる（Ｓ６）。
【００３３】
本実施形態で使用する定着液９２は、トナーを構成する樹脂成分を溶解又は膨潤させる材料（以下、「溶解・膨潤成分」という。）と水とからなる液である。この溶解・膨潤成分は水との親和性をもつ材料であるのが望ましい。この溶解・膨潤成分の具体例としては、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、エチレングリコール、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、ＤＢＥ（二塩基酸エステル）、エステル系高沸点混合剤、直鎖二塩基酸エステル（マレイン酸エステル）、イタコン酸エステル、トリメリットエステル、二塩基酸エステル等が挙げられる。
また、上記溶解・膨潤成分を水に分散させるために界面活性剤を用いてもよい。この界面活性剤の具体例としては、脂肪酸誘導体硫酸エステル、スルホン酸型、リン酸エステルなどの陰イオン（アニオン）界面活性剤、四級アンモニウム塩、複素環アミン、アミン誘導体などの陽イオン（カチオン）界面活性剤やアミノ酸エステル、アミノ酸、スルホベタインなどの両性イオン（ノニオン）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等が挙げられる。
本実施形態では、上記溶解・膨潤成分と上記界面活性剤を水に対し２０％以下の濃度で混合した液を定着液９２として用いている。
【００３４】
また、本実施形態の中間転写ベルト１０の表面は、撥液処理としてフッ素処理等が施されており、これにより撥水性が付与されている。この処理は、水に対する接触角が６０°以上になるようにするのが好ましい。このような撥水処理を施せば、トナーが担持されていない中間転写ベルト１０の表面部分に定着液９２が付着しても、その定着液はその周囲にあるトナーに引き寄せられて集まり、その部分の定着液はなくなる。したがって、噴出ヘッド９１による定着液の着弾精度が多少悪くても、トナーが担持されていない中間転写ベルト表面部分に定着液を付着させずに済む。この場合、噴出ヘッド９１として比較的着弾精度の悪い安価なものを利用することができる。
【００３５】
図１４（ａ）〜図１４（ｃ）は、中間転写ベルト１０の表面に担持されたトナーＴ及びこれに付与された定着液９２の経時的な状態変化を示す説明図である。噴出ヘッド９１から打ち出された定着液９２は、図１４（ａ）に示すように、中間転写ベルト１０上のトナー部分にのみ付着する。このようにしてトナーＴに定着液９２が付与されると、トナーＴの樹脂成分は定着液９２の溶解・膨潤成分と反応する。これにより、トナーＴは、図１４（ｂ）に示すように、膨潤、溶解することになる。その後、トナーＴは、粘着性を持った状態となり、図１４（ｃ）に示すように、膨潤時に内部に含侵した定着液９２の余剰分を表面に吐き出してフィルム状に変化する。このようにフィルム状に変化したトナーＴは、中間転写ベルト１０の表面移動に伴い、これと２次転写装置２２の２次転写ベルト２４とによりニップが形成された２次転写部に搬送される。そして、この２次転写部において、中間転写ベルト１０上のトナーＴは、転写紙Ｐの表面に押しつけられることで、その粘着性により転写紙Ｐ上に転写されるとともに定着される。
【００３６】
以上、本実施形態１によれば、中間転写ベルト１０の表面上の定着液９２はトナーの部分にだけ存在することになる。したがって、従来のように転写紙全体に定着液を付与する場合に比べて、転写紙Ｐの内部に侵入する定着液９２の量を少なくでき、転写紙Ｐのカールやシワの発生を抑制することができる。
また、本実施形態１によれば、従来に比べて、転写紙１枚当たりに消費する定着液９２の量も少なくなるため、定着液９２の無駄な消費を抑えることができるという利点もある。
更に、転写紙Ｐ上における定着液９２の付着量が減る結果、本実施形態１のように、その定着液９２を強制的に乾燥させる機構を設けない構成を実現することが可能となる。したがって、従来強制的に乾燥させる機構で消費されていた電力消費を省略でき、省エネ化を図ることができる。
【００３７】
〔構成例１〕
次に、上記実施形態１の定着装置の一構成例（以下、「構成例１」という。）について説明する。
中間転写ベルト１０上において、定着液９２が付与されたトナーＴは、図１４（ｂ）に示したように膨潤した後、図１４（ｃ）に示したように内部に含侵した定着液９２の余剰分を表面に吐き出してフィルム状に変化する。フィルム状に変化した後に残る定着液９２は、もはや定着には寄与しない不要物である。このまま放置してその定着液９２が転写紙Ｐに付着しても、その付着量は従来に比べて少量であるため、転写紙Ｐがカールしたりシワになったりする度合いは小さい。しかし、転写紙Ｐのカールやシワをより抑制するためには、この不要となった定着液９２を積極的に除去する方が望ましい。
また、画像面積率が高い画像を転写紙Ｐ上に形成する場合には、転写紙Ｐ上におけるトナーＴの占有率も高くなり、これに比例して転写紙Ｐに付着する定着液９２の量も多くなる。この場合、上記定着装置９０による中間転写ベルト１０への定着液９２の供給量が多すぎると、転写紙Ｐがカールしたりシワになったりする度合いが実用的な範囲を超えるおそれがある。したがって、この点からも、不要となった定着液９２を積極的に除去するのが望ましいといえる。
そこで、本構成例１では、これを除去する機構を付加した具体例について説明する。
【００３８】
図１５は、本構成例１の定着装置１９０を示す概略構成図である。この定着装置１９０の本体部分は、図１に示した上記実施形態１の定着装置９０と同じ構成となっている。しかし、この定着装置１９０には、上記実施形態１とは異なり、余剰液除去手段としての余剰液回収ローラ１９６ａが設けられている。この余剰液回収ローラ１９６ａは、噴出ヘッド９１によって定着液９２が供給される液供給位置と上記２次転写部との間で、中間転写ベルト１０の表面に接触するように配置されている。この余剰液回収ローラ１９６ａは、その接触位置において中間転写ベルト１０の表面と同じ線速でかつ同方向に回転駆動するように構成されている。この余剰液回収ローラ１９６ａとしては、アルマイト処理などがなされた金属ローラが好ましい。また、ゴムなどで形成されたローラであってもよいが、この場合には、粘着性を持ったトナーＴが容易に付着しないように、シリコンゴムなどの撥油性材料で表面が形成されたものであるのが望ましい。
【００３９】
本構成例１においては、定着液９２とトナーＴを担持した中間転写ベルト１０の表面部分が余剰液回収ローラ１９６ａとの接触位置に到達すると、中間転写ベルト１０と余剰液回収ローラ１９６ａとの間に不要となった定着液９２が挟み込まれる。そして、その中間転写ベルト１０の表面部分が上記接触位置を通過するとき、中間転写ベルト１０上の定着液９２は余剰液回収ローラ１９６ａの表面側に付着する。これにより、不要となった定着液９２は、余剰液回収ローラ１９６ａによって回収され、中間転写ベルト１０の表面から除去される。なお、余剰液回収ローラ１９６ａによって回収された定着液９２は、クリーニングブレード１９６ｂによって掻き取られる。
【００４０】
以上、本構成例１によれば、中間転写ベルト１０上のトナーＴが転写紙Ｐ上に２次転写される前に、既に定着には不要となった定着液９２を除去することができる。これにより、転写紙Ｐに付着する定着液９２の量を更に少量に抑えることができる。よって、転写紙Ｐの内部に侵入する定着液９２の量が更に少なくなり、転写紙Ｐのカールやシワの発生を更に抑制することができる。
また、中間転写ベルト１０の表面は上述のように撥水処理がなされているが、その撥水作用が経時的に衰える場合がある。この場合、トナーが担持されていない中間転写ベルト１０の表面部分に、僅かながら定着液９２が水滴状に付着してしまうおそれがある。しかし、本構成例１によれば、このような水滴状の定着液９２も、余剰液回収ローラ１９６ａによって同様にして回収することができる。よって、本構成例１によれば、中間転写ベルト１０の撥水性の経時劣化によって発生し得る転写紙Ｐのカールやシワも効果的に抑制することができる。
【００４１】
なお、本構成例１では、余剰液回収ローラ１９６ａを中間転写ベルト１０の表面に接触させて不要な定着液９２を回収しているが、この余剰液回収ローラ１９６ａを用いた他の構成を採用することもできる。例えば、余剰液回収ローラ１９６ａを中間転写ベルト１０の表面に微小間隔を開けて配置し、その対向位置において余剰液回収ローラ１９６ａの表面が中間転写ベルト１０の表面に対してカウンター方向に移動するように回転駆動させる。このような構成とすれば、余剰液回収ローラ１９６ａをいわゆるスクイズローラとして機能させることができる。これにより、その微小間隙を中間転写ベルト１０上の定着液９２が通過する際、その定着液９２は、余剰液回収ローラ１９６ａの表面にスクイズされ、回収される。この構成によれば、上述した余剰液回収ローラ１９６ａを接触させて定着液を除去する場合に比べ、定着液の除去の際にトナーＴに加わる外力を少なくできる。よって、定着液９２を除去する際に、中間転写ベルト１０上に担持されたトナーＴによるトナー像が乱れるのを抑制することができる。
【００４２】
〔構成例２〕
次に、上記実施形態１の定着装置の他の構成例（以下、「構成例２」という。）について説明する。
図１６は、本構成例２の定着装置２９０を示す概略構成図である。この定着装置２９０も、上記構成例１と同様に、本体部分が図１に示した上記実施形態１の定着装置９０と同じ構成であり、余剰液除去手段を備えている。しかし、本構成例２は、余剰液除去手段がエアーナイフ２９６である点で上記構成例１と相違する。
【００４３】
本構成例２の定着装置２９０は、上記構成例１の余剰液回収ローラ１９６ａと同じ位置にエアーナイフ２９６が配置されている。このエアーナイフ２９６は、中間転写ベルト１０の幅方向にわたって開口するスリット状のエアー吹出口２９６ａを備えている。また、エアーナイフ２９６は、吸気ファン２９６ｂを備えており、その吸気ファン２９６ｂで吸引したエアーがエアー吹出口２９６ａから噴出するように構成されている。エアー吹出口２９６ａは、中間転写ベルト１０の表面移動方向に対してカウンター方向に、エアーを中間転写ベルト１０の表面に吹き付けるように配置されている。中間転写ベルト１０上の定着液９２は、エアー吹出口２９６ａからのエアーによって、中間転写ベルト１０の表面移動方向とは逆方向に戻され、最終的には重力によって下方に滴下し、エアーナイフ２９６の回収ケース２９６ｃ内に回収される。
【００４４】
以上、本構成例２によれば、上記構成例１と同様に、中間転写ベルト１０上のトナーＴが転写紙Ｐ上に２次転写される前に、既に定着には不要となった定着液９２を除去することができる。よって、転写紙Ｐに付着する定着液９２の量を更に少量に抑えることができ、転写紙Ｐのカールやシワの発生を更に抑制することができる。また、上記構成例１と同様に、中間転写ベルト１０の撥水性の経時劣化によって発生し得る転写紙Ｐのカールやシワも効果的に抑制することができる。
特に、本構成例２では、エアーによって不要な定着液９２を除去するので、上記構成例１のように余剰液回収ローラ１９６ａを接触させる場合に比べて、トナーＴに加わる外力が少ない。したがって、不要な定着液９２を除去する処理により、中間転写ベルト１０上に担持されたトナーＴによるトナー像が乱れるのを抑制することができる。
【００４５】
〔構成例３〕
次に、上記実施形態１の定着装置の更に他の構成例（以下、「構成例３」という。）について説明する。
中間転写ベルト１０上において定着液９２が付与されたトナーＴは、その定着液９２と反応することで、図１４（ｃ）に示したようにフィルム状に変化し、粘着性をもつようになる。そして、この反応は、熱を与えることによって促進されることが知られている。そこで、本構成例３では、中間転写ベルト１０上のトナーに付着した定着液９２を加熱するための機構を付加した具体例について説明する。
【００４６】
図１７は、本構成例３の定着装置３９０を示す概略構成図である。この定着装置３９０の本体部分は、図１に示した上記実施形態１の定着装置９０と同じ構成となっているが、この定着装置３９０には、加熱手段としてのヒータ３９７が設けられている。このヒータ３９７は、上記液供給位置と上記２次転写部との間で、中間転写ベルト１０の表面に対向するように配置されている。
【００４７】
本構成例３によれば、トナーＴに付着した定着液９２をヒータ３９７によって加熱することで、トナーＴの樹脂成分の溶解反応が促進され、トナーＴの定着性の向上を図ることができる。また、このように溶解反応を促進することで、上記液供給位置と上記２次転写部との間における中間転写ベルト１０の部分の長さを短くできるため、装置の小型化を図ることもできる。更に、本構成例３のようにヒータ３９７によって加熱することで、トナーＴに付着した余分な定着液の水分を蒸発させることもできるので、転写紙Ｐに付着する定着液９２の量を更に少量に抑えることができる。よって、転写紙Ｐのカールやシワの発生を更に抑制することができる。
【００４８】
なお、本構成例３のヒータ３９７を、上記構成例１や上記構成例２の定着装置１９０，２９０に付加してもよい。この場合、ヒータ３９７は、余剰液回収ローラ１９６ａ又はエアーナイフ２９６等の余剰液除去手段よりも、中間転写ベルト１０の表面移動方向下流側に配置するのが望ましい。この場合、余剰液除去手段によって十分に余剰液が除去された状態で熱を加えることができるので、定着液９２及びトナーＴに熱が伝わりやすくなる。その結果、トナーＴの樹脂成分の溶解反応をより効率よく促進させることができ、また、転写紙Ｐに付着する定着液９２の量を更に少量に抑えることができる。
また、本構成例３のヒータ３９７の代わりに、他の構成を採用することもできる。例えば、このヒータ３９７とともに、トナーＴ及び定着液９２が付着した中間転写ベルト１０の表面に温風を吹き付けるためのファンを備えた温風供給手段としての温風供給装置を用いることもできる。この場合、加熱手段がヒータ３９７のみの場合に比べて、より効率よく中間転写ベルト１０上のトナーＴ及び定着液９２を加熱することができる。特に、このようなヒータとファンを備えた構成であれば、上記構成例１や上記構成例２で例示した余剰液除去手段と上記加熱手段の両方の機能を併せ持つ手段を実現することができる。これにより、装置の省スペース化及び低コスト化を図ることが可能となる。
また、本構成例３のヒータ３９７の代わりに、図１８に示すような加熱手段を採用することもできる。この加熱手段は、中間転写ベルト１０の裏面に接触する加熱ローラ４９７である。この加熱ローラ４９７は、その内部にヒータ４９７ａを備えており、中間転写ベルト１０を裏面側から加熱するものである。中間転写ベルト１０が加熱ローラ４９７によって加熱されることで、その表面に付着するトナーＴ及び定着液９２が加熱される。この構成によれば、中間転写ベルト１０の周囲に配置される部材数を減らすことができ、装置の小型化を図ることができる。
【００４９】
〔構成例４〕
次に、上記実施形態１の定着装置の更に他の構成例（以下、「構成例４」という。）について説明する。
上記構成例３で説明したように、定着液９２とトナーＴとの反応は、熱を与えることによって促進される。そして、本構成例４では、中間転写ベルト１０上のトナーに供給する前の定着液９２を予め加熱しておく具体例について説明する。
【００５０】
図１９は、本構成例４における定着装置５９０を示す概略構成図である。この定着装置５９０の本体部分は、図１に示した上記実施形態１の定着装置９０と同じ構成となっているが、この定着装置５９０には、定着液タンク９３内の定着液９２の温度を調節する温度調節手段としての温度制御部５９８が設けられている。また、定着液タンク９３には、温度検知手段としての温度センサ５９８ｂが設置されており、その検知結果は温度制御部５９８に出力される。温度制御部５９８は、その検知結果に基づいて、定着液タンク９３内に配置されたヒータ５９８ａを制御し、定着液タンク９３内の定着液９２の温度を、上記反応に適した温度に保っている。これにより、中間転写ベルト１０上のトナーには、加熱された定着液９２が供給されることになり、トナーＴの樹脂成分の溶解反応をより効率よく促進させることができる。
【００５１】
また、図２０に示す定着装置６９０のように、噴出ヘッド９１の内部にヒータ６９８ａを配置し、これを温度制御部６９８によって制御するようにしてもよい。この場合、打ち出し直前の定着液の温度を制御できるため、トナーに供給される定着液９２の温度を、より効率的かつ確実に上記反応に適した温度とすることができる。また、噴出ヘッド９１の内部に収容可能な定着液の量は定着液タンク９３内に比べて極めて少量であるため、図１９に示した例に比べて、加熱に必要なエネルギー量が少なくて済む。
【００５２】
〔実施形態２〕
次に、本発明を、上記実施形態１と同様に複写機に適用した他の実施形態（以下、本実施形態を「実施形態２」という。）について説明する。なお、本実施形態の複写機の基本構成や画像形成動作は、上記実施形態１とほぼ同様であるので、以下、これらの実施形態とは異なる定着工程に関してのみ説明する。
【００５３】
図２１は、本実施形態２に係る複写機の定着装置を含む部分の概略構成図である。本実施形態２で用いる定着装置７９０は、上記実施形態１で用いた定着装置９０と同じ構成を有する。すなわち、本実施形態２の定着装置７９０も、制御部８００からドット情報を受け取ることで、定着液タンク７９３内の定着液９２を噴出ヘッド７９１からトナーＴにだけ打ち出すものである。しかし、本実施形態２の定着装置７９０は、転写紙Ｐ上のトナーＴに対して定着液９２を打ち出す点で、中間転写ベルト１０上のトナーＴに対して定着液９２を打ち出す上記実施形態１とは異なっている。すなわち、本実施形態２では、転写紙Ｐに２次転写される前のトナーＴではなく、転写紙Ｐに２次転写された後のトナーＴに対して定着液９２を付与する。
【００５４】
以上、本実施形態２によれば、転写紙Ｐ上のトナーＴの部分にだけ定着液９２を付与し、トナーＴが付着していない転写紙Ｐの表面には定着液を付与しない。そのため、上記実施形態１と同様に、従来のように転写紙全体に定着液を付与する場合に比べて、転写紙Ｐの内部に侵入する定着液９２の量を少なくでき、転写紙Ｐのカールやシワの発生を抑制することができる。また、本実施形態２によれば、上記実施形態１と同様に、従来に比べて、定着液９２の無駄な消費を抑えることができるとともに、従来強制的に乾燥させる機構で消費されていた電力消費を省略することが可能で省エネ化を図ることもできる。
また、本実施形態２によれば、上記実施形態１のように中間転写ベルト１０の表面に撥水処理を施すなど、中間転写ベルト１０に特殊な加工を施す必要がないため、中間転写ベルト１０の表面材質が制限されることがないという利点もある。
【００５５】
なお、本実施形態２に係る複写機に、上記構成例３で例示した加熱手段や上記構成例４で例示した温度調節手段を付加してもよい。その場合、これらの構成例について説明した効果と同様の効果を得ることができる。
また、本実施形態２のように、転写紙Ｐ上のトナーＴに対して定着液９２を供給する場合、ヘッドコントローラ９５による定着液供給制御を、転写紙Ｐの表面移動位置と同期させるのが望ましい。この場合、制御部８００は、画像形成動作において、転写紙Ｐと中間転写ベルト１０との間で同期をとっているため、上記マークセンサ９８の検知結果から転写紙Ｐの表面移動位置を把握することができる。よって、上記実施形態１の構成をそのまま利用することができる。もちろん、転写紙Ｐの搬送経路上に記録材検知手段としての転写紙検知センサを設け、その検知結果に基づいて同期させてもよい。なお、転写紙Ｐの搬送は、中間転写ベルト１０の表面移動に比べて一般に精度が悪いこと、及び、２次転写ニップでは転写紙Ｐの滑りがほとんど発生しないことから、上記実施形態１の構成を利用した方が高い精度で同期をとることができる。
【００５６】
以上、上記各実施形態の複写機が備える定着装置９０，１９０，２９０，３９０，５９０，７９０は、トナーを溶解又は膨潤させる定着液９２をトナーＴに付与して、そのトナーＴを記録材としての転写紙Ｐ上に定着させるものである。よって、熱定着方式のような大量の電力消費を伴う加熱処理が不要となり、大幅な省エネ化を図ることができる。また、これらの定着装置では、トナー像担持体である中間転写ベルト１０の表面又は転写紙Ｐの表面に対向した複数の微細孔から定着液９２を噴出する噴出ヘッド９１，１９１，７９１を備えている。そして、トナーＴにのみ定着液９２が付着するように、トナー担持位置を示す位置情報としてのドット情報に基づき、噴出制御手段としてのヘッドコントローラ９５によって噴出ヘッド９１，７９１の噴出制御がなされる。よって、従来のように転写紙Ｐの全体に定着液を付与する場合に比べて、転写紙Ｐの内部に侵入する定着液９２の量を少なくでき、転写紙Ｐのカールやシワの発生を抑制することができる。また、従来に比べて、転写紙Ｐの１枚当たりに消費する定着液９２の量も少なくなるため、定着液９２の無駄な消費を抑えることもできる。更に、転写紙Ｐ上における定着液９２の付着量が減る結果、定着液９２を強制的に乾燥させる機構を設けない構成を実現することが可能となる。したがって、従来強制的に乾燥させる機構で消費されていた電力消費を省略でき、更なる省エネ化を図ることができる。
また、上記実施形態１で説明したように、複数の微細孔が中間転写ベルト１０の表面又は転写紙Ｐの表面に対向した状態で、噴出ヘッド１９１をヘッド移動手段としてのヘッド走査装置によって移動させてもよい。この場合、微細孔１９１ａの数を少なくできるので安価な噴出ヘッドを利用することが可能となる。
また、上記各実施形態では、複数の微細孔９１ａから噴出された定着液９２が中間転写ベルト１０又は転写紙Ｐのに着弾したときの着弾ピッチＧLが、トナーＴによる画像のドットピッチＧDよりも広くなるように、噴出ヘッド９１が構成されている。これにより、噴出ヘッド９１の定着液供給制御を簡略化することが可能となり、また、微細孔９１ａの数を少ないため安価な噴出ヘッド９１を利用することが可能となる。
また、上記各実施形態では、ヘッドコントローラ９５による定着液供給制御がトナー担持位置と同期して行われる。これにより、噴出ヘッド９１から打ち出した定着液９２のトナーに対する着弾精度を高めることができる。
また、上記各実施形態では、ヘッドコントローラ９５によって、中間転写ベルト１０の表面又は転写紙Ｐの表面に付着したトナーの量に応じて、噴出ヘッド９１から噴出される定着液９２の量を制御している。これにより、各微細孔９１ａから打ち出す定着液の量を、転写紙Ｐへのトナー定着に必要十分な量に制御することが可能となり、より効率よく転写紙Ｐのカールやシワの発生を抑制することができる。
また、上記構成例４では、噴出ヘッド９１から噴出される定着液９２の温度を調節する温度調節手段として、ヒータ５９８ａ，６９８ａ、温度センサ５９８ｂ，６９８ｂ及び温度制御部５９８，６９８を備えている。これにより、予め加熱しておいた定着液９２をがトナーに供給することができ、トナーＴの樹脂成分の溶解反応をより効率よく促進させることができる。しかも、上記構成例３で説明したような加熱手段を別途設けなくても上記反応を促進できる結果、省スペース化を図ることが可能となる。
特に、図１９に示したように、噴出ヘッド９１に供給される定着液９２を内部に貯留する定着液タンク９３内の定着液温度を調節する構成とすれば、温度調節手段の設置スペースの制限が少ないので、既存の安価な温度調節機構を利用することができる。
一方、図２０に示したように、噴出ヘッド９１内の定着液温度を調節する構成とすれば、噴出直前の定着液温度を制御できるため、トナーＴに供給される定着液９２の温度を、より効率的かつ確実に上記反応に適した温度とすることができる。更に、噴出ヘッド９１の内部に収容可能な定着液の量は定着液タンク９３内に比べて極めて少量であるため、図１９に示した例に比べて、加熱に必要なエネルギー量が少なくて済む。
【００５７】
尚、上記各実施形態では、定着液として、トナーＴを構成する樹脂成分を溶解又は膨潤させる材料と水とからなる液を用いているが、これに限らず、公知であるすべての定着液を用いることができる。
また、上記各実施形態では、中間転写体を用いたカラー複写機を例に挙げて説明したが、これに限定されるものではなく、種々の変形が可能である。例えば、中間転写ベルト１０の代わりにドラム状やローラ状の中間転写体を用いてもよい。また、単一の潜像担持体上に順次各色トナー像を形成してこれらを中間転写体上に順次転写してカラー画像を形成するいわゆる１ドラム型の画像形成装置であってもよい。
また、中間転写体を用いずに感光体ドラム等の潜像担持体から直接転写紙Ｐに転写を行うものであってもよい。この場合、上記実施形態１のような定着装置９０を利用し、その潜像担持体上のトナーに対して定着液を供給する構成としてもよい。
もちろん、画像形成装置としては複写機に限らず、プリンタやファクシミリでもよいことは言うまでもない。
【００５８】
【発明の効果】
請求項１乃至９の発明によれば、従来のように記録材全体に定着液を付与する場合に比べて、記録材の内部に侵入する定着液の量を少なくすることができるので、省エネ対策のために湿式定着方式を採用しても記録材のカールやシワの発生を抑制することができるという優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態１に係る複写機の定着装置を含む部分の概略構成図。
【図２】同複写機全体の概略構成図。
【図３】同複写機の本体部分の構成を示す拡大図。
【図４】同複写機の隣り合う２つの画像形成ユニットの構成を示す拡大図。
【図５】同定着装置の噴出ヘッドを中間転写ベルト側から見た下面図。
【図６】同定着装置の噴出ヘッドの他の例を示す中間転写ベルト側から見た下面図。
【図７】（ａ）〜（ｃ）は、同噴出ヘッドによる走査の例を示す説明図。
【図８】同定着装置によって定着液が中間転写ベルト上のトナーに着弾したときの様子を示す説明図。
【図９】同複写機の定着工程を実行する主要な構成を示すブロック図。
【図１０】（ａ）及び（ｂ）は、ヘッドコントローラによる定着液供給制御によって、定着液が中間転写ベルト上のトナーに着弾したときの様子をそれぞれ示す模式図。
【図１１】（ａ）〜（ｃ）は、写真のようなベタ画像の例につき、ヘッドコントローラによる定着液供給制御によって定着液が中間転写ベルト上のトナーに着弾したときの様子をそれぞれ示す模式図。
【図１２】定着液の供給量を可変とする定着液供給制御を用いたときの、定着液が中間転写ベルト上のトナーに着弾したときの様子をそれぞれ示す模式図。
【図１３】同定着装置における中間転写ベルトとの同期制御の流れを示すフローチャート。
【図１４】（ａ）〜（ｃ）は、中間転写ベルト表面に担持されたトナー及びこれに付与された定着液の経時的な状態変化を示す説明図。
【図１５】構成例１の定着装置を示す概略構成図。
【図１６】構成例２の定着装置を示す概略構成図。
【図１７】構成例３の定着装置を示す概略構成図。
【図１８】同定着装置の他の構成を示す概略構成図。
【図１９】構成例４の定着装置を示す概略構成図
【図２０】同定着装置の他の構成を示す概略構成図。
【図２１】実施形態２に係る複写機の定着装置を含む部分の概略構成図。
【符号の説明】
１０ 中間転写ベルト
１８Ｙ，１８Ｃ，１８Ｍ，１８ＢＫ 画像形成ユニット
２０Ｙ，２０Ｃ，２０Ｍ，２０ＢＫ 感光体ドラム
２１ 露光装置
２２ ２次転写装置
９０，１９０，２９０，３９０，５９０，７９０ 定着装置
９１，１９１，７９１ 噴出ヘッド
９２ 定着液
９３ 定着液タンク
９８ マークセンサ
９９ 検知マーク
１１０ 中間転写ドラム
１２２ ２次転写装置
１９６ａ 余剰液回収ローラ
３００ スキャナ
２９６ エアーナイフ
３９７ ヒータ
４９７ 加熱ローラ
５９８，６９８ 温度制御部
５９８ａ，６９８ａ ヒータ
５９８ｂ，６９８ｂ 温度センサ
８００ 制御部
Ｐ 転写紙
Ｔ トナー
【発明の属する技術分野】
本発明は、トナーを溶解又は膨潤させる定着液をトナーに付与して、該トナーを記録材上に定着させる定着装置及びこれを備えた複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、記録材上のトナーを加熱して融解し、これを加圧することでトナーを記録材上に定着させる熱定着方式を採用した画像形成装置が知られている。この種の画像形成装置では、その消費電力の５０％以上が定着部での加熱処理のために消費される。よって、定着部での電力消費を抑えることが画像形成装置全体の省エネ対策として有効である。従来、熱定着方式を採用しない定着方式も、種々提案されている。その中には、トナーを溶解又は膨潤させる定着液を用いて定着処理を行う湿式定着方式が知られている。この湿式定着方式は、トナーに定着液を付与してこれを溶解又は膨潤することで、トナーを記録材上に定着させるものである。この方式においては、熱定着方式のような大量の電力消費を伴う加熱処理が不要となるため、省エネ対策として優れた定着方式であると言える。また、熱定着方式のようなウォームアップ時間も不要であるため、クイックスタートが可能である。上記湿式定着方式を採用する画像形成装置としては、例えば、特許文献１、特許文献２、特許文献３等に開示されたものがある。
【０００３】
【特許文献１】
特許第３２９０５１３号公報
【特許文献２】
特開平８−７２３８６号公報
【特許文献３】
特開平９−７８０３９号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、従来の湿式定着方式では、トナーが付着した状態の記録材表面全域に定着液を付与するため、トナーが付着していない記録材表面部分にも定着液が付与されていた。そのため、記録材内部に多くの定着液が浸入し、記録材がカールしたり、記録材にシワが入ったりしやすいという問題があった。
【０００５】
本発明は、以上の問題に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、省エネ対策のために湿式定着方式を採用しても、記録材のカールやシワの発生を抑制できる定着装置及び画像形成装置を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、トナーを溶解又は膨潤させる定着液をトナーに付与して、該トナーを記録材上に定着させる定着装置において、トナー像担持体表面又は記録材表面に対向した複数の微細孔から上記定着液を噴出する噴出ヘッドと、該トナー像担持体表面又は該記録材表面に担持されたトナーにのみ該定着液が付着するように、トナー担持位置を示す位置情報に基づいて該噴出ヘッドの噴出制御を行う噴出制御手段とを有し、該噴出制御手段は、該トナー像担持体表面又は該記録材表面上に付着したトナーの量に応じて、該噴出ヘッドから噴出される定着液の量を制御することを特徴とするものである。
また、請求項２の発明は、請求項１の定着装置において、上記噴出制御手段は、上記トナー担持位置と同期して上記噴出制御を行うことを特徴とするものである。
また、請求項３の発明は、請求項１又は２の定着装置において、上記複数の微細孔が上記トナー像担持体表面又は上記記録材表面に対向した状態で、上記噴出ヘッドを移動させるヘッド移動手段を設けたことを特徴とするものである。
また、請求項４の発明は、請求項１又は２の定着装置において、上記噴出ヘッドは、上記トナー像担持体又は上記記録材の表面移動方向に対して交差する方向におけるトナー像が存在し得る領域にわたって、上記複数の微細孔を有することを特徴とするものである。
また、請求項５の発明は、請求項４の定着装置において、上記複数の微細孔から噴出された定着液が上記トナー像担持体表面又は上記記録材表面に着弾したときの着弾ピッチが、該トナー像担持体表面又は該記録材表面に担持されるトナーによる画像のドットピッチよりも広くなるように、上記噴出ヘッドを構成したことを特徴とするものである。
また、請求項６の発明は、請求項１、２、３、４又は５の定着装置において、上記噴出ヘッドから噴出される定着液の温度を調節する温度調節手段を設けたことを特徴とするものである。
また、請求項７の発明は、請求項６の定着装置において、上記噴出ヘッドに供給される定着液を内部に貯留する定着液タンクを設け、上記温度調節手段は、該定着液貯留部材内の定着液の温度を調節することを特徴とするものである。
また、請求項８の発明は、請求項６の定着装置において、上記温度調節手段は、上記噴出ヘッド内の定着液の温度を調節することを特徴とするものである。
また、請求項９の発明は、トナー像担持体と、該トナー像担持体上のトナーを記録材上に転写させる転写手段と、該記録材上に転写したトナー像を定着させる定着手段とを備えた画像形成装置において、上記定着手段として、請求項１、２、３、４、５、６、７又は８の定着装置を用いたことを特徴とするものである。
【０００７】
上記請求項１乃至８の定着装置及び上記請求項９の画像形成装置においては、トナー担持位置を示す位置情報に基づいて行われる噴出制御手段による噴出制御の下、噴出ヘッドは複数の微細孔から定着液を噴出する。この噴出制御は、トナー像担持体表面又は記録材表面に担持されたトナーにのみ定着液が付着するように行われる。トナー担持位置を示す位置情報に関しては、例えば、形成すべき画像の画像情報から把握することができる。そして、このようにして把握したトナー担持位置にだけ適量の定着液を噴出するので、定着液は、トナーが担持された部分にだけ供給され、トナーが担持されていない部分には供給されない。これにより、従来のように記録材全体に定着液を付与する場合に比べて、記録材の内部に侵入する定着液の量を少なくすることができる。
なお、トナー像担持体表面に担持されたトナーに対して定着液を供給する場合には、記録材に転写される前のトナーに定着液を付着させた状態でそのトナーを記録材上に転写する。よって、この場合には、トナー像が転写された記録材の搬送経路上に本定着装置を配置する必要がなくなり、装置の小型化を図ることが可能となる。一方、記録材表面に担持されたトナーに対して定着液を供給する場合には、トナー像をトナー像担持体表面に形成してからこれを記録材上に転写するまでの間に本定着装置を配置する必要がない。よって、トナー像をトナー像担持体表面に形成してからこれを記録材上に転写するまでの間の距離を短くすることが可能となり、装置の小型化を図ることが可能となる。なお、定着液をトナー像担持体表面上のトナーに対して供給するか、記録材表面上のトナーに対して供給するかは、装置レイアウトを考慮して適宜決定することができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
〔実施形態１〕
以下、本発明を、画像形成装置としての電子写真方式のカラー複写機（以下、単に「複写機」という。）に適用した一実施形態（以下、本実施形態を「実施形態１」という。）について説明する。なお、本実施形態の複写機は、トナー像担持体である中間転写ベルトを備えたいわゆるタンデム型のカラー画像形成装置である。
図２は、本実施形態に係る複写機全体の概略構成図である。この複写機は、複写機本体１００と、この複写機本体を載置する給紙テーブル２００と、その複写機本体上に取り付けるスキャナ３００と、このスキャナの上部に取り付けられる原稿自動搬送装置（ＡＤＦ）４００とから構成されている。
【０００９】
図３は、複写機本体１００部分の構成を示す拡大図である。複写機本体１００には、トナー像担持体としての中間転写ベルト１０が設けられている。この中間転写ベルト１０は、３つの支持部材である支持ローラ１４，１５，１６に張架された状態で、図３中時計回り方向に回転駆動される。支持ローラのうちの第１支持ローラ１４と第２支持ローラ１５との間のベルト張架部分には、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの４つの画像形成ユニット１８Ｙ，１８Ｃ，１８Ｍ，１８ＢＫが並んで配置されている。これらの画像形成ユニット１８Ｙ，１８Ｃ，１８Ｍ，１８ＢＫの上方には、図２に示すように、露光装置２１が設けられている。この露光装置２１は、スキャナ３００で読み取った原稿の画像情報に基づいて、各画像形成ユニットに設けられる潜像担持体としての感光体ドラム２０Ｙ，２０Ｃ，２０Ｍ，２０ＢＫ上に静電潜像を形成するためのものである。また、支持ローラのうちの第３支持ローラ１６に対向する位置には、２次転写装置２２が設けられている。この２次転写装置２２は、２つのローラ２３ａ，２３ｂ間に表面移動部材としての転写部材である無端ベルト状の２次転写ベルト２４が張架した構成を有する。そして、中間転写ベルト１０上のトナー像を記録材としての転写紙上に２次転写する際には、２次転写ベルト２４を第３支持ローラ１６に巻き付いた中間転写ベルト１０部分に押し当てて２次転写を行う。なお、２次転写装置２２は、２次転写ベルト２４を用いた構成でなくても、例えば転写ローラを用いた構成としてもよい。また、中間転写ベルト１０の支持ローラのうちの第２支持ローラ１５に対向する位置には、ベルトクリーニング装置１７が設けられている。このベルトクリーニング装置１７は、転写紙に中間転写ベルト１０上のトナー像を転写した後に中間転写ベルト１０上に残留する残留トナーを除去するためのものである。
【００１０】
次に、画像形成ユニット１８Ｙ，１８Ｃ，１８Ｍ，１８ＢＫの構成について説明する。以下の説明では、黒色のトナー像を形成する画像形成ユニット１８ＢＫを例に挙げて説明するが、他の画像形成ユニット１８Ｙ，１８Ｃ，１８Ｍも同様の構成を有する。なお、画像形成ユニット１８Ｙ，１８Ｃ，１８Ｍ，１８ＢＫは、少なくとも感光体ドラム２０と、画像形成ユニットを構成する構成部品や構成装置の全部又は一部とを備えたプロセスカートリッジとして構成することができる。この場合、画像形成ユニット１８Ｙ，１８Ｃ，１８Ｍ，１８ＢＫを複写機本体１００に対して着脱自在に構成できるので、メンテナンス性が向上する。
【００１１】
図４は、隣り合う２つの画像形成ユニット１８Ｍ，１８ＢＫの構成を示す拡大図である。なお、図中の符号では、色の区別を示す「Ｍ」及び「ＢＫ」の記号を省略しており、以下の説明でも記号は適宜省略する。
画像形成ユニット１８には、感光体ドラム２０の周囲に、帯電装置６０、現像装置６１、感光体クリーニング装置６３及び除電装置６４が設けられている。また、感光体ドラム２０に対して中間転写ベルト１０を介して対向する位置には、１次転写装置６２が設けられている。
【００１２】
上記帯電装置６０は、帯電ローラを採用した接触帯電方式のものであり、感光体ドラム２０に接触して電圧を印加することにより感光体ドラム２０の表面を一様に帯電する。この帯電装置６０には、非接触のスコロトロンチャージャなどを採用した非接触帯電方式のものも採用できる。
【００１３】
また、上記現像装置６１は、一成分現像剤を使用してもよいが、本実施形態では、磁性キャリアと非磁性トナーからなる二成分現像剤（以下、単に「現像剤」という。）を使用している。本実施形態で使用する各色トナーは、それぞれの色に着色された樹脂材料からなり、後述する定着液によって溶解又は膨潤可能なもので形成されている。この現像装置６１は、攪拌部６６と現像部６７に大別できる。攪拌部６６では、現像剤が攪拌されながら搬送されて現像剤担持体としての現像スリーブ６５上に供給される。この攪拌部６６は、平行な２本のスクリュ６８が設けられており、２本のスクリュ６８の間には、両端部で互いが連通するように仕切るための仕切り板が設けられている。また、現像ケース７０には現像装置内の現像剤のトナー濃度を検知するためのトナー濃度センサ７１が取り付けられている。一方、現像部６７では、現像スリーブ６５に付着した現像剤のうちのトナーが感光体ドラム２０に転移される。この現像部６７には、現像ケース７０の開口を通して感光体ドラム２０と対向する現像スリーブ６５が設けられており、その現像スリーブ６５内には図示しないマグネットが固定配置されている。また、現像スリーブ６５に先端が接近するようにドクタブレード７３が設けられている。
【００１４】
この現像装置６１では、現像剤を２本のスクリュ６８で攪拌しながら搬送循環し、現像スリーブ６５に供給する。現像スリーブ６５に供給された現像剤は、マグネットにより汲み上げて保持される。現像スリーブ６５に汲み上げられた現像剤は、現像スリーブ６５の回転に伴って搬送され、ドクタブレード７３により適正な量に規制される。なお、規制された現像剤は攪拌部６６に戻される。このようにして感光体ドラム２０と対向する現像領域まで搬送された現像剤は、マグネットにより穂立ち状態となり、磁気ブラシを形成する。現像領域では、現像スリーブ６５に印加されている現像バイアスにより、現像剤中のトナーを感光体ドラム２０上の静電潜像部分に移動させる現像電界が形成される。これにより、現像剤中のトナーは、感光体ドラム２０上の静電潜像部分に転移し、感光体ドラム２０上の静電潜像は可視像化され、トナー像が形成される。現像領域を通過した現像剤は、マグネットの磁力が弱い部分まで搬送されることで現像スリーブ６５から離れ、攪拌部６６に戻される。
このような動作の繰り返しにより、攪拌部６６内のトナー濃度が薄くなると、それをトナー濃度センサ７１が検出し、その検出結果に基づいて攪拌部６６にトナーが補給される。
【００１５】
また、上記１次転写装置６２は、１次転写ローラを採用しており、中間転写ベルト１０を挟んで感光体ドラム２０に押し当てるようにして設置されている。１次転写装置６２は、ローラ形状のものでなくても、導電性のブラシ形状のものや、非接触のコロナチャージャなどを採用してもよい。また、各１次転写装置６２の間には、中間転写ベルト１０の裏面すなわち内周面側に接触する導電性ローラ７４が設けられている。この導電性ローラ７４は、１次転写時に各１次転写装置６２により印加するバイアスが、中間転写ベルト１０の内周面側の層を通じて隣接する画像形成ユニットに流れ込むことを阻止するものである。
【００１６】
また、上記感光体クリーニング装置６３は、先端を感光体ドラム２０に押し当てられるように配置される、例えばポリウレタンゴム製のクリーニングブレード７５を備えている。また、本実施形態では、クリーニング性能を高めるために感光体ドラム２０に接触する導電性のファーブラシ７６を併用している。このファーブラシ７６には、金属製の電界ローラ７７からバイアスが印加されており、その電界ローラ７７にはスクレーパ７８の先端が押し当てられている。そして、クリーニングブレード７５やファーブラシ７６により感光体ドラム２０から除去されたトナーは、感光体クリーニング装置６３の内部に収容される。その後、回収スクリュ７９により感光体クリーニング装置６３の片側に寄せられ、後述するトナーリサイクル装置８０を通じて現像装置６１へと戻され、再利用する。
また、除電装置６４は、除電ランプで構成されており、光を照射して感光体ドラム２０の表面電位を初期化する。
【００１７】
以上の構成をもつ画像形成ユニット１８では、感光体ドラム２０の回転とともに、まず帯電装置６０で感光体ドラム２０の表面を一様に帯電する。次いでスキャナ３００により読み取った画像情報に基づいて露光装置２１からレーザやＬＥＤ等による書込光Ｌを照射し、感光体ドラム２０上に静電潜像を形成する。その後、現像装置６１により静電潜像が可視像化されてトナー像が形成される。このトナー像は、１次転写装置６２により中間転写ベルト１０上に１次転写される。１次転写後に感光体ドラム２０の表面に残留した転写残トナーは、感光体クリーニング装置６３により除去され、その後、感光体ドラム２０の表面は、除電装置６４により除電されて、次の画像形成に供される。
【００１８】
次に、本実施形態における複写機の動作について説明する。
上記構成をもつ複写機を用いて原稿のコピーをとる場合、まず、原稿自動搬送装置４００の原稿台３０に原稿をセットする。または、原稿自動搬送装置４００を開いてスキャナ３００のコンタクトガラス３２上に原稿をセットし、原稿自動搬送装置４００を閉じてそれで押さえる。その後、ユーザーが図示しないスタートスイッチを押すと、原稿自動搬送装置４００に原稿をセットしたときには、原稿がコンタクトガラス３２上に搬送される。そして、スキャナ３００が駆動して第１走行体３３および第２走行体３４が走行を開始する。これにより、第１走行体３３からの光がコンタクトガラス３２上の原稿で反射し、その反射光が第２走行体３４のミラーで反射されて、結像レンズ３５を通じて読取センサ３６に案内される。このようにしいて原稿の画像情報を読み取る。
【００１９】
また、ユーザーによりスタートスイッチが押されると、図示しない駆動モータが駆動し、支持ローラ１４，１５，１６のうちの１つが回転駆動して中間転写ベルト１０が回転駆動する。また、これと同時に、各画像形成ユニット１８Ｙ，１８Ｃ，１８Ｍ，１８ＢＫの感光体ドラム２０Ｙ，２０Ｃ，２０Ｍ，２０ＢＫ及び２次転写装置２２の２次転写ベルト２４も回転駆動する。このとき、中間転写ベルト１０の裏面に設けられた検知マーク９９がマークセンサ９８に検出されることで、各画像形成ユニット間の同期がとられる。なお、これら中間転写ベルト１０、感光体ドラム２０Ｙ，２０Ｃ，２０Ｍ，２０ＢＫ及び２次転写ベルト２４は、これらの間で一定の相対速度が維持されるように制御がなされている。その後、スキャナ３００の読取センサ３６で読み取った画像情報に基づき、露光装置２１から、各画像形成ユニットの感光体ドラム２０Ｙ，２０Ｃ，２０Ｍ，２０ＢＫ上に書込光Ｌがそれぞれ照射される。これにより、各感光体ドラム２０Ｙ，２０Ｃ，２０Ｍ，２０ＢＫには、それぞれ静電潜像が形成され、現像装置６１Ｙ，６１Ｃ，６１Ｍ，６１ＢＫにより可視像化される。そして、各感光体ドラム２０Ｙ，２０Ｃ，２０Ｍ，２０ＢＫ上には、それぞれ、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックのトナー像が形成される。このようにして形成された各色トナー像は、各１次転写装置６２Ｙ，６２Ｃ，６２Ｍ，６２ＢＫにより、順次中間転写ベルト１０上に重なり合うようにそれぞれ１次転写される。これにより、中間転写ベルト１０上には、各色トナー像が重なり合った合成トナー像が形成される。なお、２次転写後の中間転写ベルト１０上に残留した転写残トナーは、ベルトクリーニング装置１７により除去される。
【００２０】
また、ユーザーによりスタートスイッチが押されると、ユーザーが選択した転写紙に応じた給紙テーブル２００の給紙ローラ４２が回転し、給紙カセット４４の１つから転写紙が送り出される。送り出された転写紙は、分離ローラ４５で１枚に分離して給紙路４６に入り込み、搬送ローラ４７により複写機本体１００内の給紙路４８まで搬送される。このようにして搬送された転写紙は、レジストローラ４９に突き当たったところで止められる。なお、給紙カセット４４にセットされていない転写紙を使用する場合、手差しトレイ５１にセットされた転写紙を給紙ローラ５０により送り出し、分離ローラ５２で１枚に分離した後、手差し給紙路５３を通って搬送される。そして、同じくレジストローラ４９に突き当たったところで止められる。
【００２１】
レジストローラ４９は、上述のようにして中間転写ベルト１０上に形成された合成トナー像が２次転写装置２２の２次転写ベルト２４に対向する２次転写部に搬送されるタイミングに合わせて回転を開始する。ここで、レジストローラ４９は、一般的には接地されて使用されることが多いが、転写紙の紙粉除去のためにバイアスを印加するようにしてもよい。その印加バイアスには、ＤＣ電圧が用いられるが、転写紙をより均一に帯電させるためにＤＣオフセット成分をもったＡＣ電圧を用いてもよい。なお、このようにバイアスが印加されたレジストローラ４９を通過した後の転写紙表面は、若干ながら負極性に帯電する。よって、この場合、中間転写ベルト１０から転写紙への２次転写時にはレジストローラ４９にバイアスが印加されなかった転写紙とは転写条件が変わるため、適宜転写条件を変更する必要が生じる。
【００２２】
レジストローラ４９により送り出された転写紙は、中間転写ベルト１０と２次転写ベルト２４との間に形成される２次転写ニップに送り込まれ、２次転写装置２２により、中間転写ベルト１０上の合成トナー像が転写紙上に２次転写される。ここで、本実施形態では、この２次転写前に、後述するように、中間転写ベルト１０上の合成トナー像に定着液を付与する。そして、定着液が付与された合成トナー像が２次転写ニップにおいて転写紙に押しつけられることで、その合成トナー像は、転写紙に２次転写されると同時に、転写紙上に定着される。その後、転写紙は、２次転写ベルト２４に吸着した状態で排紙ローラ５６まで搬送され、排紙トレイ５７に排出されスタックされる。
【００２３】
次に、本発明の特徴部分である定着工程について説明する。
図１は、本実施形態１に係る複写機の定着手段としての定着装置を含む部分の概略構成図である。
本実施形態１の複写機は、中間転写ベルト１０の表面移動方向において２次転写部の上流側に定着装置９０が配置されている。この定着装置９０は、噴出ヘッド９１を備えている。この噴出ヘッド９１は、中間転写ベルト１０の表面と微小間隔を開けて対向するように配置される。また、定着装置９０の定着液タンク９３の内部には定着液９２が収容されており、この定着液９２は定着液供給管９４を通って噴出ヘッド９１に供給される。
図５は、噴出ヘッド９１を中間転写ベルト１０側から見た下面図である。噴出ヘッド９１には、中間転写ベルト１０の幅方向にわたって配列された多数の微細孔９１ａを有しており、これらの微細孔９１ａから中間転写ベルト１０上のトナーに向けて定着液９２が打ち出される。
【００２４】
本実施形態１では、中間転写ベルト１０の幅方向にわたって延びる噴出ヘッド９１を採用しているが、これよりも幅の狭い図６に示すような噴出ヘッド１９１を中間転写ベルト１０の軸方向にわたって往復移動させるような構成であってもよい。この場合、例えば、噴出ヘッド１９１をヘッド移動手段としての図示しないヘッド走査装置に取り付け、これを中間転写ベルト１０に対向配置する。そして、図７（ａ）乃至図７（ｃ）に示すように、噴出ヘッド１９１でトナーが付着し得る画像領域をラスタースキャンすることにより、全画像領域の所望の位置（トナーが付着している位置）に定着液９２を供給することができる。
なお、噴出ヘッド９１は、各微細孔から打ち出された定着液が着弾する地点周辺に位置するトナーを転写紙Ｐに定着させるために必要な微少量の定着液を打ち出せるものであればよい。よって、例えば、公知のインクジェット方式の画像形成装置で採用されているインクヘッドと同様の構成を採用することができる。
【００２５】
図８は、本実施形態１において定着液９２が中間転写ベルト１０上のトナーに着弾したときの様子を示す説明図である。図中一点鎖線で示した各丸部分は、それぞれトナーによって形成されるドットＤを示している。また、図中実線で示した各丸部分は、噴出ヘッド９１の各微細孔９１ａからそれぞれ打ち出された定着液９２を示している。ここで、１つのドットＤに対して１つの微細孔９１ａを対向させれば、理想的には最小量の定着液でトナーの定着を行うことが可能である。しかし、この場合には、後述する噴出ヘッド９１の定着液供給制御が複雑化し、また、微細孔９１ａの数が多くなるために高価な噴出ヘッド９１が必要となる。そこで、本実施形態では、中間転写ベルト１０の幅方向に配列される微細孔９１の数を、その幅方向に存在し得るドットＤ数よりも少なくなっている。具体的には、図８に示すように、各微細孔９１ａからそれぞれ打ち出される定着液９２の着弾ピッチＧLが、トナーからなるドットＤのピッチＧDの約３倍になるように設定されている。これにより、定着液９２を１回打ち出せば、３つのドットＤに定着液を供給することができる。したがって、噴出ヘッド９１の定着液供給制御を簡略化することが可能となり、また、微細孔９１ａの数を少ないため安価な噴出ヘッド９１を利用することが可能となる。なお、本実施形態では、画像のドットピッチＧDと定着液９２の着弾ピッチＧLとの比を３：１としたが、画像のドットピッチＧDが定着液９２の着弾ピッチＧLよりも広いものであればよい。また、画像のドットピッチＧDに対する定着液９２の着弾ピッチＧLの関係は、整数分の１とするのが好ましい。これにより、噴出ヘッド９１の定着液供給制御を簡単化することができる。
【００２６】
図９は、本実施形態１における定着工程を実行する主要な構成を示すブロック図である。
噴出ヘッド９１は、噴出制御手段としてのヘッドコントローラ９５による制御の下、中間転写ベルト１０の表面に担持されたトナーに向けて定着液９２を打ち出す。ヘッドコントローラ９５は、本複写機全体を制御する制御部８００に接続されており、その制御部８００の命令に従って噴出ヘッド９１による定着液９２の打ち出しを制御する。
【００２７】
次に、本実施形態１における定着工程の流れについて説明する。
ユーザーがスタートスイッチを押すと、コンタクトガラス３２上の原稿の画像情報がスキャナ３００の読取センサ３６によって読み取られる。この画像情報がスキャナ３００から制御部８００に送られると、制御部８００は、その画像情報に基づいて各部を制御し、画像形成動作が実行される。このとき、制御部８００は、その画像情報から、形成すべき画像を構成するドット位置を各色ごとに把握し、そのドット情報を露光装置２１に送ることで、露光装置２１により、各感光体ドラム２０Ｙ，２０Ｃ，２０Ｍ，２０ＢＫ上にそれぞれの色に対応したドット状の静電潜像が形成される。制御部８００は、露光装置２１に出力するドット情報を、定着装置９０のヘッドコントローラ９５にも出力する。これにより、ヘッドコントローラ９５は、中間転写ベルト１０の表面にドット状に付着するトナーの位置を把握することができる。そして、トナーが付着した中間転写ベルト１０の表面が噴出ヘッド９１の対向位置に到達すると、ヘッドコントローラ９５によって制御される噴出ヘッド９１から、中間転写ベルト１０上のトナーにのみ定着液９２が打ち出される。すなわち、噴出ヘッド９１から打ち出される定着液９２は、中間転写ベルト１０上のトナーの部分にのみ付着し、トナーが担持されていない中間転写ベルト１０の表面部分には付着しない。
【００２８】
図１０（ａ）及び図１０（ｂ）は、ヘッドコントローラ９５による噴出制御である定着液供給制御によって、定着液９２が中間転写ベルト１０上のトナーに着弾したときの様子をそれぞれ示す模式図である。なお、ここでは、１つの微細孔９１ａから打ち出される定着液９２が９個（３個×３個）のドットＤに対応する場合について説明する。
本実施形態１では、ヘッドコントローラ９５は、制御部８００からのドット情報に基づいて、噴出ヘッド９１の各微細孔９１ａについて定着液９２の打ち出しをＯＮ／ＯＦＦ制御する。図１０（ａ）は、中間転写ベルト１０上のトナー像を構成する全ドットＤについて定着液９２をもれなく供給する例を示している。この場合には、中間転写ベルト１０上の全トナーに対してもれなく定着液９２を供給できるため、定着の確実性を高めることができるが、トナーとともに転写紙Ｐ上に転移する定着液の量が必要以上に多くなるため、転写紙Ｐのカールやシワが発生するおそれもある。これに対し、図１０（ｂ）は、中間転写ベルト１０上の一部のトナーに対しては定着液９２の供給を省略する例を示している。具体的には、図中符号Ｃで示す部分に着弾する定着液９２の供給を省略している。このように定着液９２の供給直後においてはトナー全体に定着液９２が行き渡っていない場合でも、その後、供給された定着液９２はトナー粒子間に徐々に浸透していく。また、そのトナー像を転写紙Ｐ上に２次転写する際には、２次転写ニップに加わる圧力によって中間転写ベルト１０上の定着液９２が押しつぶされて広げられる。これらの結果から、定着液９２が供給されていないトナーについても定着液９２が付着することになる。したがって、中間転写ベルト１０上の一部のトナーに対しては定着液９２の供給を省略するような定着液供給制御を行っても、トナー全体に必要十分な定着液９２を供給することができる。この場合、図１０（ａ）に示した場合に比べて、転写紙Ｐのカールやシワが発生しにくい。
【００２９】
また、図１０（ａ）及び図１０（ｂ）では、トナーによって構成される画像が文字のような線画の例であるが、図１１（ａ）乃至図１１（ｃ）は、写真のようなベタ画像の例を示すものである。この場合も、図１１（ｂ）又は図１１（ｃ）に示すように、中間転写ベルト１０上の一部のトナーに対して定着液９２の供給を省略しても、トナー全体に必要十分な定着液９２を供給することができ、転写紙Ｐのカールやシワの発生を抑制できる。
【００３０】
また、図１０や図１１で示した例では、噴出ヘッド９１の各微細孔９１ａから打ち出される定着液の量が一定であるが、この量を可変とすることもできる。
図１２は、定着液の供給量を可変とする定着液供給制御を用いたときの、定着液９２が中間転写ベルト１０上のトナーに着弾したときの様子をそれぞれ示す模式図である。なお、ここでは、図１０に示したようにトナーによって構成される画像が文字のような線画の例であるが、図１１に示したように写真のようなベタ画像も同様である。この定着液供給制御では、ヘッドコントローラ９５がドット情報に基づいて噴出ヘッド９１から打ち出す定着液の量を各微細孔９１ａごとに制御する。具体的には、ドット情報から得られる中間転写ベルト１０上に付着したトナーの分布、隣接する微細孔９１ａから打ち出される定着液の量などから、各微細孔９１ａから打ち出す定着液の適切な量を決定する。
【００３１】
また、本実施形態では、噴出ヘッド９１から打ち出した定着液９２を、表面移動している中間転写ベルト１０上のトナーに対して正確に着弾させる必要があるので、中間転写ベルト１０の表面移動位置と同期して定着液供給制御を行う。具体的には、図１に示すように、中間転写ベルト１０の裏面設けられた検知マーク９９を同期検知手段としてのマークセンサ９８によって検出する。この検出結果は、図９に示したように制御部８００に出力される。これにより、制御部８００は、中間転写ベルト１０上のトナー像の先端位置を把握することができる。よって、制御部８００は、中間転写ベルト１０上のトナー像の先端位置が噴出ヘッド９１の対向位置に到達するタイミングを把握することができる。
【００３２】
図１３は、中間転写ベルト１０との同期制御の流れを示すフローチャートである。
ユーザーによりスタートスイッチが押されると（Ｓ１）、中間転写ベルト１０、感光体ドラム２０Ｙ，２０Ｃ，２０Ｍ，２０ＢＫ及び２次転写ベルト２４が回転駆動する。そして、中間転写ベルト１０の裏面に設けられた検知マーク９９がマークセンサ９８によって検出されると（Ｓ２）、制御部８００が実行する同期制御プログラム内部のカウンタがカウントを開始する（Ｓ３）。このカウント値が目標値になると（Ｓ４）、噴出ヘッド９１によるドット情報に基づく定着液の供給動作が開始される（Ｓ５）。なお、この目標値は、マークセンサ９８の検出時における中間転写ベルト１０上のトナー像先端位置が噴出ヘッド９１の対向位置に到達するまでの期間に相当するものである。その後、中間転写ベルト１０上のトナー像の後端が噴出ヘッド９１の対向位置を通過するまでの間、ヘッドコントローラ９５によって噴出ヘッド９１からドット情報に基づく定着液の供給がなされる（Ｓ６）。
【００３３】
本実施形態で使用する定着液９２は、トナーを構成する樹脂成分を溶解又は膨潤させる材料（以下、「溶解・膨潤成分」という。）と水とからなる液である。この溶解・膨潤成分は水との親和性をもつ材料であるのが望ましい。この溶解・膨潤成分の具体例としては、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、エチレングリコール、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、ＤＢＥ（二塩基酸エステル）、エステル系高沸点混合剤、直鎖二塩基酸エステル（マレイン酸エステル）、イタコン酸エステル、トリメリットエステル、二塩基酸エステル等が挙げられる。
また、上記溶解・膨潤成分を水に分散させるために界面活性剤を用いてもよい。この界面活性剤の具体例としては、脂肪酸誘導体硫酸エステル、スルホン酸型、リン酸エステルなどの陰イオン（アニオン）界面活性剤、四級アンモニウム塩、複素環アミン、アミン誘導体などの陽イオン（カチオン）界面活性剤やアミノ酸エステル、アミノ酸、スルホベタインなどの両性イオン（ノニオン）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等が挙げられる。
本実施形態では、上記溶解・膨潤成分と上記界面活性剤を水に対し２０％以下の濃度で混合した液を定着液９２として用いている。
【００３４】
また、本実施形態の中間転写ベルト１０の表面は、撥液処理としてフッ素処理等が施されており、これにより撥水性が付与されている。この処理は、水に対する接触角が６０°以上になるようにするのが好ましい。このような撥水処理を施せば、トナーが担持されていない中間転写ベルト１０の表面部分に定着液９２が付着しても、その定着液はその周囲にあるトナーに引き寄せられて集まり、その部分の定着液はなくなる。したがって、噴出ヘッド９１による定着液の着弾精度が多少悪くても、トナーが担持されていない中間転写ベルト表面部分に定着液を付着させずに済む。この場合、噴出ヘッド９１として比較的着弾精度の悪い安価なものを利用することができる。
【００３５】
図１４（ａ）〜図１４（ｃ）は、中間転写ベルト１０の表面に担持されたトナーＴ及びこれに付与された定着液９２の経時的な状態変化を示す説明図である。噴出ヘッド９１から打ち出された定着液９２は、図１４（ａ）に示すように、中間転写ベルト１０上のトナー部分にのみ付着する。このようにしてトナーＴに定着液９２が付与されると、トナーＴの樹脂成分は定着液９２の溶解・膨潤成分と反応する。これにより、トナーＴは、図１４（ｂ）に示すように、膨潤、溶解することになる。その後、トナーＴは、粘着性を持った状態となり、図１４（ｃ）に示すように、膨潤時に内部に含侵した定着液９２の余剰分を表面に吐き出してフィルム状に変化する。このようにフィルム状に変化したトナーＴは、中間転写ベルト１０の表面移動に伴い、これと２次転写装置２２の２次転写ベルト２４とによりニップが形成された２次転写部に搬送される。そして、この２次転写部において、中間転写ベルト１０上のトナーＴは、転写紙Ｐの表面に押しつけられることで、その粘着性により転写紙Ｐ上に転写されるとともに定着される。
【００３６】
以上、本実施形態１によれば、中間転写ベルト１０の表面上の定着液９２はトナーの部分にだけ存在することになる。したがって、従来のように転写紙全体に定着液を付与する場合に比べて、転写紙Ｐの内部に侵入する定着液９２の量を少なくでき、転写紙Ｐのカールやシワの発生を抑制することができる。
また、本実施形態１によれば、従来に比べて、転写紙１枚当たりに消費する定着液９２の量も少なくなるため、定着液９２の無駄な消費を抑えることができるという利点もある。
更に、転写紙Ｐ上における定着液９２の付着量が減る結果、本実施形態１のように、その定着液９２を強制的に乾燥させる機構を設けない構成を実現することが可能となる。したがって、従来強制的に乾燥させる機構で消費されていた電力消費を省略でき、省エネ化を図ることができる。
【００３７】
〔構成例１〕
次に、上記実施形態１の定着装置の一構成例（以下、「構成例１」という。）について説明する。
中間転写ベルト１０上において、定着液９２が付与されたトナーＴは、図１４（ｂ）に示したように膨潤した後、図１４（ｃ）に示したように内部に含侵した定着液９２の余剰分を表面に吐き出してフィルム状に変化する。フィルム状に変化した後に残る定着液９２は、もはや定着には寄与しない不要物である。このまま放置してその定着液９２が転写紙Ｐに付着しても、その付着量は従来に比べて少量であるため、転写紙Ｐがカールしたりシワになったりする度合いは小さい。しかし、転写紙Ｐのカールやシワをより抑制するためには、この不要となった定着液９２を積極的に除去する方が望ましい。
また、画像面積率が高い画像を転写紙Ｐ上に形成する場合には、転写紙Ｐ上におけるトナーＴの占有率も高くなり、これに比例して転写紙Ｐに付着する定着液９２の量も多くなる。この場合、上記定着装置９０による中間転写ベルト１０への定着液９２の供給量が多すぎると、転写紙Ｐがカールしたりシワになったりする度合いが実用的な範囲を超えるおそれがある。したがって、この点からも、不要となった定着液９２を積極的に除去するのが望ましいといえる。
そこで、本構成例１では、これを除去する機構を付加した具体例について説明する。
【００３８】
図１５は、本構成例１の定着装置１９０を示す概略構成図である。この定着装置１９０の本体部分は、図１に示した上記実施形態１の定着装置９０と同じ構成となっている。しかし、この定着装置１９０には、上記実施形態１とは異なり、余剰液除去手段としての余剰液回収ローラ１９６ａが設けられている。この余剰液回収ローラ１９６ａは、噴出ヘッド９１によって定着液９２が供給される液供給位置と上記２次転写部との間で、中間転写ベルト１０の表面に接触するように配置されている。この余剰液回収ローラ１９６ａは、その接触位置において中間転写ベルト１０の表面と同じ線速でかつ同方向に回転駆動するように構成されている。この余剰液回収ローラ１９６ａとしては、アルマイト処理などがなされた金属ローラが好ましい。また、ゴムなどで形成されたローラであってもよいが、この場合には、粘着性を持ったトナーＴが容易に付着しないように、シリコンゴムなどの撥油性材料で表面が形成されたものであるのが望ましい。
【００３９】
本構成例１においては、定着液９２とトナーＴを担持した中間転写ベルト１０の表面部分が余剰液回収ローラ１９６ａとの接触位置に到達すると、中間転写ベルト１０と余剰液回収ローラ１９６ａとの間に不要となった定着液９２が挟み込まれる。そして、その中間転写ベルト１０の表面部分が上記接触位置を通過するとき、中間転写ベルト１０上の定着液９２は余剰液回収ローラ１９６ａの表面側に付着する。これにより、不要となった定着液９２は、余剰液回収ローラ１９６ａによって回収され、中間転写ベルト１０の表面から除去される。なお、余剰液回収ローラ１９６ａによって回収された定着液９２は、クリーニングブレード１９６ｂによって掻き取られる。
【００４０】
以上、本構成例１によれば、中間転写ベルト１０上のトナーＴが転写紙Ｐ上に２次転写される前に、既に定着には不要となった定着液９２を除去することができる。これにより、転写紙Ｐに付着する定着液９２の量を更に少量に抑えることができる。よって、転写紙Ｐの内部に侵入する定着液９２の量が更に少なくなり、転写紙Ｐのカールやシワの発生を更に抑制することができる。
また、中間転写ベルト１０の表面は上述のように撥水処理がなされているが、その撥水作用が経時的に衰える場合がある。この場合、トナーが担持されていない中間転写ベルト１０の表面部分に、僅かながら定着液９２が水滴状に付着してしまうおそれがある。しかし、本構成例１によれば、このような水滴状の定着液９２も、余剰液回収ローラ１９６ａによって同様にして回収することができる。よって、本構成例１によれば、中間転写ベルト１０の撥水性の経時劣化によって発生し得る転写紙Ｐのカールやシワも効果的に抑制することができる。
【００４１】
なお、本構成例１では、余剰液回収ローラ１９６ａを中間転写ベルト１０の表面に接触させて不要な定着液９２を回収しているが、この余剰液回収ローラ１９６ａを用いた他の構成を採用することもできる。例えば、余剰液回収ローラ１９６ａを中間転写ベルト１０の表面に微小間隔を開けて配置し、その対向位置において余剰液回収ローラ１９６ａの表面が中間転写ベルト１０の表面に対してカウンター方向に移動するように回転駆動させる。このような構成とすれば、余剰液回収ローラ１９６ａをいわゆるスクイズローラとして機能させることができる。これにより、その微小間隙を中間転写ベルト１０上の定着液９２が通過する際、その定着液９２は、余剰液回収ローラ１９６ａの表面にスクイズされ、回収される。この構成によれば、上述した余剰液回収ローラ１９６ａを接触させて定着液を除去する場合に比べ、定着液の除去の際にトナーＴに加わる外力を少なくできる。よって、定着液９２を除去する際に、中間転写ベルト１０上に担持されたトナーＴによるトナー像が乱れるのを抑制することができる。
【００４２】
〔構成例２〕
次に、上記実施形態１の定着装置の他の構成例（以下、「構成例２」という。）について説明する。
図１６は、本構成例２の定着装置２９０を示す概略構成図である。この定着装置２９０も、上記構成例１と同様に、本体部分が図１に示した上記実施形態１の定着装置９０と同じ構成であり、余剰液除去手段を備えている。しかし、本構成例２は、余剰液除去手段がエアーナイフ２９６である点で上記構成例１と相違する。
【００４３】
本構成例２の定着装置２９０は、上記構成例１の余剰液回収ローラ１９６ａと同じ位置にエアーナイフ２９６が配置されている。このエアーナイフ２９６は、中間転写ベルト１０の幅方向にわたって開口するスリット状のエアー吹出口２９６ａを備えている。また、エアーナイフ２９６は、吸気ファン２９６ｂを備えており、その吸気ファン２９６ｂで吸引したエアーがエアー吹出口２９６ａから噴出するように構成されている。エアー吹出口２９６ａは、中間転写ベルト１０の表面移動方向に対してカウンター方向に、エアーを中間転写ベルト１０の表面に吹き付けるように配置されている。中間転写ベルト１０上の定着液９２は、エアー吹出口２９６ａからのエアーによって、中間転写ベルト１０の表面移動方向とは逆方向に戻され、最終的には重力によって下方に滴下し、エアーナイフ２９６の回収ケース２９６ｃ内に回収される。
【００４４】
以上、本構成例２によれば、上記構成例１と同様に、中間転写ベルト１０上のトナーＴが転写紙Ｐ上に２次転写される前に、既に定着には不要となった定着液９２を除去することができる。よって、転写紙Ｐに付着する定着液９２の量を更に少量に抑えることができ、転写紙Ｐのカールやシワの発生を更に抑制することができる。また、上記構成例１と同様に、中間転写ベルト１０の撥水性の経時劣化によって発生し得る転写紙Ｐのカールやシワも効果的に抑制することができる。
特に、本構成例２では、エアーによって不要な定着液９２を除去するので、上記構成例１のように余剰液回収ローラ１９６ａを接触させる場合に比べて、トナーＴに加わる外力が少ない。したがって、不要な定着液９２を除去する処理により、中間転写ベルト１０上に担持されたトナーＴによるトナー像が乱れるのを抑制することができる。
【００４５】
〔構成例３〕
次に、上記実施形態１の定着装置の更に他の構成例（以下、「構成例３」という。）について説明する。
中間転写ベルト１０上において定着液９２が付与されたトナーＴは、その定着液９２と反応することで、図１４（ｃ）に示したようにフィルム状に変化し、粘着性をもつようになる。そして、この反応は、熱を与えることによって促進されることが知られている。そこで、本構成例３では、中間転写ベルト１０上のトナーに付着した定着液９２を加熱するための機構を付加した具体例について説明する。
【００４６】
図１７は、本構成例３の定着装置３９０を示す概略構成図である。この定着装置３９０の本体部分は、図１に示した上記実施形態１の定着装置９０と同じ構成となっているが、この定着装置３９０には、加熱手段としてのヒータ３９７が設けられている。このヒータ３９７は、上記液供給位置と上記２次転写部との間で、中間転写ベルト１０の表面に対向するように配置されている。
【００４７】
本構成例３によれば、トナーＴに付着した定着液９２をヒータ３９７によって加熱することで、トナーＴの樹脂成分の溶解反応が促進され、トナーＴの定着性の向上を図ることができる。また、このように溶解反応を促進することで、上記液供給位置と上記２次転写部との間における中間転写ベルト１０の部分の長さを短くできるため、装置の小型化を図ることもできる。更に、本構成例３のようにヒータ３９７によって加熱することで、トナーＴに付着した余分な定着液の水分を蒸発させることもできるので、転写紙Ｐに付着する定着液９２の量を更に少量に抑えることができる。よって、転写紙Ｐのカールやシワの発生を更に抑制することができる。
【００４８】
なお、本構成例３のヒータ３９７を、上記構成例１や上記構成例２の定着装置１９０，２９０に付加してもよい。この場合、ヒータ３９７は、余剰液回収ローラ１９６ａ又はエアーナイフ２９６等の余剰液除去手段よりも、中間転写ベルト１０の表面移動方向下流側に配置するのが望ましい。この場合、余剰液除去手段によって十分に余剰液が除去された状態で熱を加えることができるので、定着液９２及びトナーＴに熱が伝わりやすくなる。その結果、トナーＴの樹脂成分の溶解反応をより効率よく促進させることができ、また、転写紙Ｐに付着する定着液９２の量を更に少量に抑えることができる。
また、本構成例３のヒータ３９７の代わりに、他の構成を採用することもできる。例えば、このヒータ３９７とともに、トナーＴ及び定着液９２が付着した中間転写ベルト１０の表面に温風を吹き付けるためのファンを備えた温風供給手段としての温風供給装置を用いることもできる。この場合、加熱手段がヒータ３９７のみの場合に比べて、より効率よく中間転写ベルト１０上のトナーＴ及び定着液９２を加熱することができる。特に、このようなヒータとファンを備えた構成であれば、上記構成例１や上記構成例２で例示した余剰液除去手段と上記加熱手段の両方の機能を併せ持つ手段を実現することができる。これにより、装置の省スペース化及び低コスト化を図ることが可能となる。
また、本構成例３のヒータ３９７の代わりに、図１８に示すような加熱手段を採用することもできる。この加熱手段は、中間転写ベルト１０の裏面に接触する加熱ローラ４９７である。この加熱ローラ４９７は、その内部にヒータ４９７ａを備えており、中間転写ベルト１０を裏面側から加熱するものである。中間転写ベルト１０が加熱ローラ４９７によって加熱されることで、その表面に付着するトナーＴ及び定着液９２が加熱される。この構成によれば、中間転写ベルト１０の周囲に配置される部材数を減らすことができ、装置の小型化を図ることができる。
【００４９】
〔構成例４〕
次に、上記実施形態１の定着装置の更に他の構成例（以下、「構成例４」という。）について説明する。
上記構成例３で説明したように、定着液９２とトナーＴとの反応は、熱を与えることによって促進される。そして、本構成例４では、中間転写ベルト１０上のトナーに供給する前の定着液９２を予め加熱しておく具体例について説明する。
【００５０】
図１９は、本構成例４における定着装置５９０を示す概略構成図である。この定着装置５９０の本体部分は、図１に示した上記実施形態１の定着装置９０と同じ構成となっているが、この定着装置５９０には、定着液タンク９３内の定着液９２の温度を調節する温度調節手段としての温度制御部５９８が設けられている。また、定着液タンク９３には、温度検知手段としての温度センサ５９８ｂが設置されており、その検知結果は温度制御部５９８に出力される。温度制御部５９８は、その検知結果に基づいて、定着液タンク９３内に配置されたヒータ５９８ａを制御し、定着液タンク９３内の定着液９２の温度を、上記反応に適した温度に保っている。これにより、中間転写ベルト１０上のトナーには、加熱された定着液９２が供給されることになり、トナーＴの樹脂成分の溶解反応をより効率よく促進させることができる。
【００５１】
また、図２０に示す定着装置６９０のように、噴出ヘッド９１の内部にヒータ６９８ａを配置し、これを温度制御部６９８によって制御するようにしてもよい。この場合、打ち出し直前の定着液の温度を制御できるため、トナーに供給される定着液９２の温度を、より効率的かつ確実に上記反応に適した温度とすることができる。また、噴出ヘッド９１の内部に収容可能な定着液の量は定着液タンク９３内に比べて極めて少量であるため、図１９に示した例に比べて、加熱に必要なエネルギー量が少なくて済む。
【００５２】
〔実施形態２〕
次に、本発明を、上記実施形態１と同様に複写機に適用した他の実施形態（以下、本実施形態を「実施形態２」という。）について説明する。なお、本実施形態の複写機の基本構成や画像形成動作は、上記実施形態１とほぼ同様であるので、以下、これらの実施形態とは異なる定着工程に関してのみ説明する。
【００５３】
図２１は、本実施形態２に係る複写機の定着装置を含む部分の概略構成図である。本実施形態２で用いる定着装置７９０は、上記実施形態１で用いた定着装置９０と同じ構成を有する。すなわち、本実施形態２の定着装置７９０も、制御部８００からドット情報を受け取ることで、定着液タンク７９３内の定着液９２を噴出ヘッド７９１からトナーＴにだけ打ち出すものである。しかし、本実施形態２の定着装置７９０は、転写紙Ｐ上のトナーＴに対して定着液９２を打ち出す点で、中間転写ベルト１０上のトナーＴに対して定着液９２を打ち出す上記実施形態１とは異なっている。すなわち、本実施形態２では、転写紙Ｐに２次転写される前のトナーＴではなく、転写紙Ｐに２次転写された後のトナーＴに対して定着液９２を付与する。
【００５４】
以上、本実施形態２によれば、転写紙Ｐ上のトナーＴの部分にだけ定着液９２を付与し、トナーＴが付着していない転写紙Ｐの表面には定着液を付与しない。そのため、上記実施形態１と同様に、従来のように転写紙全体に定着液を付与する場合に比べて、転写紙Ｐの内部に侵入する定着液９２の量を少なくでき、転写紙Ｐのカールやシワの発生を抑制することができる。また、本実施形態２によれば、上記実施形態１と同様に、従来に比べて、定着液９２の無駄な消費を抑えることができるとともに、従来強制的に乾燥させる機構で消費されていた電力消費を省略することが可能で省エネ化を図ることもできる。
また、本実施形態２によれば、上記実施形態１のように中間転写ベルト１０の表面に撥水処理を施すなど、中間転写ベルト１０に特殊な加工を施す必要がないため、中間転写ベルト１０の表面材質が制限されることがないという利点もある。
【００５５】
なお、本実施形態２に係る複写機に、上記構成例３で例示した加熱手段や上記構成例４で例示した温度調節手段を付加してもよい。その場合、これらの構成例について説明した効果と同様の効果を得ることができる。
また、本実施形態２のように、転写紙Ｐ上のトナーＴに対して定着液９２を供給する場合、ヘッドコントローラ９５による定着液供給制御を、転写紙Ｐの表面移動位置と同期させるのが望ましい。この場合、制御部８００は、画像形成動作において、転写紙Ｐと中間転写ベルト１０との間で同期をとっているため、上記マークセンサ９８の検知結果から転写紙Ｐの表面移動位置を把握することができる。よって、上記実施形態１の構成をそのまま利用することができる。もちろん、転写紙Ｐの搬送経路上に記録材検知手段としての転写紙検知センサを設け、その検知結果に基づいて同期させてもよい。なお、転写紙Ｐの搬送は、中間転写ベルト１０の表面移動に比べて一般に精度が悪いこと、及び、２次転写ニップでは転写紙Ｐの滑りがほとんど発生しないことから、上記実施形態１の構成を利用した方が高い精度で同期をとることができる。
【００５６】
以上、上記各実施形態の複写機が備える定着装置９０，１９０，２９０，３９０，５９０，７９０は、トナーを溶解又は膨潤させる定着液９２をトナーＴに付与して、そのトナーＴを記録材としての転写紙Ｐ上に定着させるものである。よって、熱定着方式のような大量の電力消費を伴う加熱処理が不要となり、大幅な省エネ化を図ることができる。また、これらの定着装置では、トナー像担持体である中間転写ベルト１０の表面又は転写紙Ｐの表面に対向した複数の微細孔から定着液９２を噴出する噴出ヘッド９１，１９１，７９１を備えている。そして、トナーＴにのみ定着液９２が付着するように、トナー担持位置を示す位置情報としてのドット情報に基づき、噴出制御手段としてのヘッドコントローラ９５によって噴出ヘッド９１，７９１の噴出制御がなされる。よって、従来のように転写紙Ｐの全体に定着液を付与する場合に比べて、転写紙Ｐの内部に侵入する定着液９２の量を少なくでき、転写紙Ｐのカールやシワの発生を抑制することができる。また、従来に比べて、転写紙Ｐの１枚当たりに消費する定着液９２の量も少なくなるため、定着液９２の無駄な消費を抑えることもできる。更に、転写紙Ｐ上における定着液９２の付着量が減る結果、定着液９２を強制的に乾燥させる機構を設けない構成を実現することが可能となる。したがって、従来強制的に乾燥させる機構で消費されていた電力消費を省略でき、更なる省エネ化を図ることができる。
また、上記実施形態１で説明したように、複数の微細孔が中間転写ベルト１０の表面又は転写紙Ｐの表面に対向した状態で、噴出ヘッド１９１をヘッド移動手段としてのヘッド走査装置によって移動させてもよい。この場合、微細孔１９１ａの数を少なくできるので安価な噴出ヘッドを利用することが可能となる。
また、上記各実施形態では、複数の微細孔９１ａから噴出された定着液９２が中間転写ベルト１０又は転写紙Ｐのに着弾したときの着弾ピッチＧLが、トナーＴによる画像のドットピッチＧDよりも広くなるように、噴出ヘッド９１が構成されている。これにより、噴出ヘッド９１の定着液供給制御を簡略化することが可能となり、また、微細孔９１ａの数を少ないため安価な噴出ヘッド９１を利用することが可能となる。
また、上記各実施形態では、ヘッドコントローラ９５による定着液供給制御がトナー担持位置と同期して行われる。これにより、噴出ヘッド９１から打ち出した定着液９２のトナーに対する着弾精度を高めることができる。
また、上記各実施形態では、ヘッドコントローラ９５によって、中間転写ベルト１０の表面又は転写紙Ｐの表面に付着したトナーの量に応じて、噴出ヘッド９１から噴出される定着液９２の量を制御している。これにより、各微細孔９１ａから打ち出す定着液の量を、転写紙Ｐへのトナー定着に必要十分な量に制御することが可能となり、より効率よく転写紙Ｐのカールやシワの発生を抑制することができる。
また、上記構成例４では、噴出ヘッド９１から噴出される定着液９２の温度を調節する温度調節手段として、ヒータ５９８ａ，６９８ａ、温度センサ５９８ｂ，６９８ｂ及び温度制御部５９８，６９８を備えている。これにより、予め加熱しておいた定着液９２をがトナーに供給することができ、トナーＴの樹脂成分の溶解反応をより効率よく促進させることができる。しかも、上記構成例３で説明したような加熱手段を別途設けなくても上記反応を促進できる結果、省スペース化を図ることが可能となる。
特に、図１９に示したように、噴出ヘッド９１に供給される定着液９２を内部に貯留する定着液タンク９３内の定着液温度を調節する構成とすれば、温度調節手段の設置スペースの制限が少ないので、既存の安価な温度調節機構を利用することができる。
一方、図２０に示したように、噴出ヘッド９１内の定着液温度を調節する構成とすれば、噴出直前の定着液温度を制御できるため、トナーＴに供給される定着液９２の温度を、より効率的かつ確実に上記反応に適した温度とすることができる。更に、噴出ヘッド９１の内部に収容可能な定着液の量は定着液タンク９３内に比べて極めて少量であるため、図１９に示した例に比べて、加熱に必要なエネルギー量が少なくて済む。
【００５７】
尚、上記各実施形態では、定着液として、トナーＴを構成する樹脂成分を溶解又は膨潤させる材料と水とからなる液を用いているが、これに限らず、公知であるすべての定着液を用いることができる。
また、上記各実施形態では、中間転写体を用いたカラー複写機を例に挙げて説明したが、これに限定されるものではなく、種々の変形が可能である。例えば、中間転写ベルト１０の代わりにドラム状やローラ状の中間転写体を用いてもよい。また、単一の潜像担持体上に順次各色トナー像を形成してこれらを中間転写体上に順次転写してカラー画像を形成するいわゆる１ドラム型の画像形成装置であってもよい。
また、中間転写体を用いずに感光体ドラム等の潜像担持体から直接転写紙Ｐに転写を行うものであってもよい。この場合、上記実施形態１のような定着装置９０を利用し、その潜像担持体上のトナーに対して定着液を供給する構成としてもよい。
もちろん、画像形成装置としては複写機に限らず、プリンタやファクシミリでもよいことは言うまでもない。
【００５８】
【発明の効果】
請求項１乃至９の発明によれば、従来のように記録材全体に定着液を付与する場合に比べて、記録材の内部に侵入する定着液の量を少なくすることができるので、省エネ対策のために湿式定着方式を採用しても記録材のカールやシワの発生を抑制することができるという優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態１に係る複写機の定着装置を含む部分の概略構成図。
【図２】同複写機全体の概略構成図。
【図３】同複写機の本体部分の構成を示す拡大図。
【図４】同複写機の隣り合う２つの画像形成ユニットの構成を示す拡大図。
【図５】同定着装置の噴出ヘッドを中間転写ベルト側から見た下面図。
【図６】同定着装置の噴出ヘッドの他の例を示す中間転写ベルト側から見た下面図。
【図７】（ａ）〜（ｃ）は、同噴出ヘッドによる走査の例を示す説明図。
【図８】同定着装置によって定着液が中間転写ベルト上のトナーに着弾したときの様子を示す説明図。
【図９】同複写機の定着工程を実行する主要な構成を示すブロック図。
【図１０】（ａ）及び（ｂ）は、ヘッドコントローラによる定着液供給制御によって、定着液が中間転写ベルト上のトナーに着弾したときの様子をそれぞれ示す模式図。
【図１１】（ａ）〜（ｃ）は、写真のようなベタ画像の例につき、ヘッドコントローラによる定着液供給制御によって定着液が中間転写ベルト上のトナーに着弾したときの様子をそれぞれ示す模式図。
【図１２】定着液の供給量を可変とする定着液供給制御を用いたときの、定着液が中間転写ベルト上のトナーに着弾したときの様子をそれぞれ示す模式図。
【図１３】同定着装置における中間転写ベルトとの同期制御の流れを示すフローチャート。
【図１４】（ａ）〜（ｃ）は、中間転写ベルト表面に担持されたトナー及びこれに付与された定着液の経時的な状態変化を示す説明図。
【図１５】構成例１の定着装置を示す概略構成図。
【図１６】構成例２の定着装置を示す概略構成図。
【図１７】構成例３の定着装置を示す概略構成図。
【図１８】同定着装置の他の構成を示す概略構成図。
【図１９】構成例４の定着装置を示す概略構成図
【図２０】同定着装置の他の構成を示す概略構成図。
【図２１】実施形態２に係る複写機の定着装置を含む部分の概略構成図。
【符号の説明】
１０ 中間転写ベルト
１８Ｙ，１８Ｃ，１８Ｍ，１８ＢＫ 画像形成ユニット
２０Ｙ，２０Ｃ，２０Ｍ，２０ＢＫ 感光体ドラム
２１ 露光装置
２２ ２次転写装置
９０，１９０，２９０，３９０，５９０，７９０ 定着装置
９１，１９１，７９１ 噴出ヘッド
９２ 定着液
９３ 定着液タンク
９８ マークセンサ
９９ 検知マーク
１１０ 中間転写ドラム
１２２ ２次転写装置
１９６ａ 余剰液回収ローラ
３００ スキャナ
２９６ エアーナイフ
３９７ ヒータ
４９７ 加熱ローラ
５９８，６９８ 温度制御部
５９８ａ，６９８ａ ヒータ
５９８ｂ，６９８ｂ 温度センサ
８００ 制御部
Ｐ 転写紙
Ｔ トナー
Claims (9)
- トナーを溶解又は膨潤させる定着液をトナーに付与して、該トナーを記録材上に定着させる定着装置において、
トナー像担持体表面又は記録材表面に対向した複数の微細孔から上記定着液を噴出する噴出ヘッドと、
該トナー像担持体表面又は該記録材表面に担持されたトナーにのみ該定着液が付着するように、トナー担持位置を示す位置情報に基づいて該噴出ヘッドの噴出制御を行う噴出制御手段とを有し、
該噴出制御手段は、該トナー像担持体表面又は該記録材表面上に付着したトナーの量に応じて、該噴出ヘッドから噴出される定着液の量を制御することを特徴とする定着装置。 - 請求項１の定着装置において、
上記噴出制御手段は、上記トナー担持位置と同期して上記噴出制御を行うことを特徴とする定着装置。 - 請求項１又は２の定着装置において、
上記複数の微細孔が上記トナー像担持体表面又は上記記録材表面に対向した状態で、上記噴出ヘッドを移動させるヘッド移動手段を設けたことを特徴とする定着装置。 - 請求項１又は２の定着装置において、
上記噴出ヘッドは、上記トナー像担持体又は上記記録材の表面移動方向に対して交差する方向におけるトナー像が存在し得る領域にわたって、上記複数の微細孔を有することを特徴とする定着装置。 - 請求項４の定着装置において、
上記複数の微細孔から噴出された定着液が上記トナー像担持体表面又は上記記録材表面に着弾したときの着弾ピッチが、該トナー像担持体表面又は該記録材表面に担持されるトナーによる画像のドットピッチよりも広くなるように、上記噴出ヘッドを構成したことを特徴とする定着装置。 - 請求項１、２、３、４又は５の定着装置において、
上記噴出ヘッドから噴出される定着液の温度を調節する温度調節手段を設けたことを特徴とする定着装置。 - 請求項６の定着装置において、
上記噴出ヘッドに供給される定着液を内部に貯留する定着液タンクを設け、
上記温度調節手段は、該定着液貯留部材内の定着液の温度を調節することを特徴とする定着装置。 - 請求項６の定着装置において、
上記温度調節手段は、上記噴出ヘッド内の定着液の温度を調節することを特徴とする定着装置。 - トナー像担持体と、
該トナー像担持体上のトナーを記録材上に転写させる転写手段と、
該記録材上に転写したトナー像を定着させる定着手段とを備えた画像形成装置において、
上記定着手段として、請求項１、２、３、４、５、６、７又は８の定着装置を用いたことを特徴とする画像形成装置。
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