JP4241594B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、画像形成装置に関する。

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、この静電潜像を、現像手段から供給されかつトナーを含む現像剤により現像してトナー像とし、このトナー像を紙などの記録媒体に直接転写するかまたは中間転写媒体に一旦転写した後、さらに記録媒体に転写することが行なわれる。そして、記録媒体に転写されるトナー像を記録媒体上に定着させるためには、現像ローラなどの熱定着方式の定着手段によって記録媒体を加熱および加圧するのが一般的である。

ところが、熱定着方式では、ヒータなどの加熱装置を用いるので、消費電力が大きくなり、電子写真方式の画像形成装置における全消費電力のうちの半分以上を占めるのが現状である。一方で、時代は、地球温暖化対策として省エネルギー化を志向しており、電子写真方式の画像形成装置が広く用いられることも相俟って、電子写真方式の画像形成装置においても、トナー像を記録媒体に定着させる際の消費電力の低減が求められる。また、熱定着方式では、多色トナー像の記録媒体への定着が、単色トナー像の定着に比べて、時間を要するという問題がある。したがって、多色トナー像の定着時間の短縮化が求められる。

このような要望に鑑み、水と、水に溶解または分散できかつトナーを軟化または膨潤させる作用を有する液体とを含む定着液を用いる湿式定着方式が知られている。この方式では、定着液の付与により軟化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ので、省エネルギーという観点からは有用な方式である。また、多色トナー像の定着時間の点からも、多量の熱量を必要としないので、熱定着方式に比べて短縮できる。したがって、湿式定着方式のさらなる改良について、種々の提案がなされている。

たとえば、中間転写媒体または記録媒体上に担持されるトナー像に対して、複数の微細孔を有する定着液噴出部材から、トナー付着部分のみに定着液を付与する定着装置が提案されている（たとえば、特許文献１参照）。この定着装置によれば、定着液の付与により、記録媒体にカール、シワなどが発生するのを防止しかつ定着液の使用量を減らすために、記録媒体のトナー付着部分すなわち画像部のみに定着液を付与し、トナーが付着しない非画像部には定着液を付与しない。しかしながら、このように、記録媒体に局所的に定着液を付与すると、画像部では伸縮が生じ、非画像部では伸縮が起こらないので、画像部を中心にしてシワが生じるのを避けることができない。特に、記録媒体として、紙繊維を水で漉いて作成される記録紙が使われる場合は、その傾向が顕著である。勿論、トナーの膨潤に必要な最低限量の定着液を付与すれば、このような不都合は生じないけれども、最低限量は極めて微量であるため、最低限量を正確に計量することは困難である。また、トナー付着部分のみに定着液を付与すると、カブリなどによりトナー付着部分の周囲の非画像部にカブリなどによって付着するトナーは、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。

また、中間転写媒体と、トナー像を中間転写媒体上に担持させるトナー像形成手段と、トナーを溶解または膨潤させる定着液を、中間転写媒体上におけるトナーのみに付着しかつトナーの非担持部分には付着しないように付与して、トナーを記録材上に定着させる定着手段と、中間転写媒体上のトナー像を記録材上に転写させる転写手段とを含む画像形成装置が提案されている（たとえば、特許文献２参照）。この画像形成装置は、中間転写媒体上のトナー像に定着液が付与されるけれども、中間転写媒体から記録媒体にトナー像を転写する際に、トナー像ととともに定着液も記録媒体に付着するので、特許文献１の画像形成装置と同様に、小さいけれども明瞭に認識できるシワの発生を免れ得ない。さらに、特許文献２には、特許文献２の画像形成装置において、その表面が定着液に対して撥液性を示すように撥液処理された中間転写媒体を用いる構成が記載される。この構成では、定着液が中間転写媒体に染み込むことはほとんど皆無であるので、中間転写媒体から記録媒体にトナー像を転写する際に、定着液がほぼ全量がトナー像と共に記録媒体に転写されるので、記録媒体のカール、シワなどが一層顕著になる。

また、トナーを溶解または膨潤可能で、水に不溶または難溶である有機化合物を水に分散してなる定着剤を、記録媒体上に担持される未定着のトナー像に噴霧または滴下した後、記録媒体を乾燥させるトナーの湿式定着法が提案されている（たとえば、特許文献３参照）。そして、トナーを溶解または膨潤可能で、水に不溶または難溶である有機化合物としては、有機エステル化合物、有機炭化水素化合物、脂肪酸化合物、有機ケトン化合物、ハロゲン化炭化水素化合物、アルデヒド化合物、エーテル系化合物、複素環式化合物、アルコール化合物、有機窒素化合物などが挙げられる。しかしながら、特許文献３の方法では、記録媒体上の画像領域（トナー像付着領域）のほぼ全面に、画像部および非画像部の区別なく定着液が付与されるので、記録媒体がセルロース繊維を含む紙類である場合に、記録媒体のカール、シワなどが顕著である。

特開２００４−１０９７５１号公報 特開２００４−１０９７４７号公報 特開平７−４４０３４号公報

本発明の目的は、液状の定着液を用いてトナー像を記録媒体に定着させるに際し、記録媒体にカール、シワなどを発生させることなく、かつ定着液の使用量を低減化でき、さらに多色トナー像でも比較的短い時間で定着させ得る定着液付着手段を含み、消費電力の小さい画像形成装置を提供することである。

本発明は、転写定着ローラと、結着樹脂を含み、所定の極性に帯電するトナーからなるトナー像を転写定着ローラ上に担持させるトナー像形成手段と、トナー像形成後に転写定着ローラのトナー担持面に、トナーを軟化または膨潤させる液状物である定着液を付与する定着液付着手段と、転写定着ローラ上に担持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において、
定着液付着手段が、芯金表面にシリコンゴムからなる弾性層を設け、さらに親水性処理を施した多孔質ＰＴＦＥからなる多孔質層を積層しかつその軸線回りに回転駆動可能に設けられる塗布部材と、塗布部材の表面に付着する定着液を適量に規制する規制部材とを含み、かつ塗布部材を転写定着ローラのトナー担持面に圧接した状態で回転させながら、塗布部材の多孔質層の表面に薄層として保持される定着液をトナー担持面に接触塗布することで、転写定着ローラのトナー担持面における少なくともトナー像形成領域全面に定着液を付与し、
トナー像形成領域が、トナー像を形成する画像部とトナー像を形成しない非画像部とを有し、
定着液付着手段による定着液の単位面積当りの付与量が、画像部よりも非画像部の方が少ないことを特徴とする画像形成装置である。

さらに本発明の画像形成装置は、転写定着ローラのトナー担持面の中心線平均粗さ（Ｒａ）が、トナーの体積平均粒径の１／５以下であることを特徴とする。

さらに本発明の画像形成装置は、転写定着ローラを加熱する加熱手段を含み、
転写定着ローラ上に形成されるトナー粒子の集合体であって、トナー粒子間に間隙を有するトナー像を、トナー粒子間の間隙が消失しない温度に加熱した後に、定着液を付与することを特徴とする。

さらに本発明の画像形成装置は、トナー粒子間の間隙が消失しない温度が、トナー粒子に含まれる結着樹脂のガラス転移点以上、結着樹脂の軟化点未満の温度であることを特徴とする。

さらに本発明の画像形成装置は、転写定着ローラを加熱する加熱手段を含み、
結着樹脂とともに結着樹脂よりも軟化点の低いワックス成分を含むトナーを用いて形成される転写定着ローラ上のトナー像を、ワックス成分の軟化点以上、結着樹脂の軟化点未満の温度に加熱した後に定着液を付与することを特徴とする。

さらに本発明の画像形成装置は、転写定着ローラ上でのトナー像の加熱温度が、ワックス成分の軟化点付近の温度であることを特徴とする。

本発明によれば、転写定着ローラと、トナー像形成手段と、定着液付与手段と、転写手段とを含む画像形成装置において、定着液付着手段により転写定着ローラの少なくともトナー像形成領域全面に定着液を付与し、定着液付着手段による定着液の単位面積当りの付与量が、転写定着ローラのトナー担持面のトナー像形成領域において、トナー像が担持される画像部よりもトナー像が担持されない非画像部の方が少ないように調整する画像形成装置が提供される。ここで、トナー像形成領域とは、転写定着ローラのトナー担持面において、トナー像が形成される画像部と、画像部の間に存在する非画像部とを合わせた領域を意味する。以後、同様とする。

画像形成装置は、転写定着ローラ上の、トナー像が担持される画像部および画像部の周囲に存在し、定着液付着手段により転写定着ローラの少なくとも画像形成領域全面に定着液を付与し、トナー像が担持されない非画像部を含めた画像形成領域の全域に定着液を付与するにもかかわらず、画像部および非画像部に付与される定着液の単位面積当りの付与量が異なるように、さらに詳しくは画像部よりも非画像部の定着液付着量が少ないように調整することによって、画像部のみに定着液を付与した場合に比べて、画像部と非画像部との伸縮差が小さくなり、局所的な伸縮がほぼ無くなるので、記録媒体におけるカール、シワなどを防止できる。また、カブリによって非画像部にトナーが付着しても、定着液を付与して定着できるので、非画像部に付着するトナーによって手、衣服などが汚れることがない。さらに、用紙ジャムを取り除く際に、従来の熱定着方式に比べて、装置内温度が低いので、取り除き操作が簡便になる。
ここで、定着液付着手段としては、芯金表面にシリコンゴムからなる弾性層を設け、さらに親水性処理を施した多孔質ＰＴＦＥからなる多孔質層を積層しかつその軸線回りに回転駆動可能に設けられる塗布部材と、塗布部材の表面に付着する定着液を適量に規制する規制部材とを含み、転写定着ローラのトナー担持面に圧接状態で回転させ、該トナー担持面に定着液を接触塗布することによって、多孔質層の表面に薄層として保持される定着液が、塗布部材と転写定着ローラとの接触部の入口で定着液がメニスカスを形成して滞留するのが防止される。その結果、定着液とトナー像とが接触した状態では定着液の流動ひいては定着液の流動によるトナー像の乱れが発生しないので、高品位で高精細な画像を得ることができる。また、塗布部材の多孔質層には定着液を保持できる微細孔が多数存在し、さらに多孔質層は接触対象物の形状に応じて弾性変形するので、接触対象物が画像部におけるトナー像のように立体形状のものであれば、多孔質層の変形により多量の定着液が微細孔中から浸み出し、単位面積当りの定着液の付与量が増大する。一方、接触対象物が非画像部のように平滑であれば、塗布部材の多孔質層の弾性変形が少ないので、微細孔からの定着液の浸み出しが少なくなり、その上余分な定着液は毛細現象により微細孔に吸い上げられるので、面積当りの定着液付与量が小さくなる。これによって、定着液の面積当りの付与量を制御し、画像部と非画像部とで定着液の付与量を変化させ得る。

また本発明によれば、画像形成装置において、転写定着ローラのトナー担持面の表面粗さを、中心線平均粗さ（Ｒａ）として、トナーの体積平均粒径の１／５以下にすることによって、トナー像の記録媒体への定着能力および定着速度を損なうことなく、定着液の使用量を減らすことができる。すなわち、表面粗さが小さいほど、その面は高い平滑性を有することになる。一方、トナーの体積平均粒径は大きくても十数μｍと非常に小さいものであるから、トナーの体積平均粒径の１／５以下という表面粗さを有する中間転写媒体のトナー担持面は、平滑性が高いものとなる。平滑性の高いトナー担持面は、表面積が小さいので、定着液の付着が少ない。一方、トナー像は、トナー粒子が集合して形成される多孔質体であるので、表面積が大きい。該多孔質体を形成するトナー粒子が多いほど、トナー像の表面積が大きくなる。したがって、トナー像部分（画像部）に付着する定着液量は、平滑性の高いトナー担持面にトナー像が形成されずにそのまま露出する部分（非画像部）に付着する定着液量よりも多くなる。これにより、トナー担持面上での面積当りのトナー量に応じて、定着液の付与量を制御することができ、画像部と非画像部とにおける定着液の付着量を制御できる。

また本発明によれば、前述の本発明の画像形成装置において、転写定着ローラを加熱する加熱手段を設け、転写定着ローラ上に形成されるトナー粒子の集合体であって、トナー粒子間に間隙を有するトナー像を、トナー粒子間の間隙が消失しない温度（好ましくはトナーに含まれる結着樹脂のガラス転移点以上、結着樹脂の軟化点未満の温度）に加熱した後に、トナー像に定着液を付与することによって、転写定着ローラとトナー像との付着力が増加し、たとえば、定着液を塗布部材でトナー像に接触付与する場合に、トナー像の塗布部材への付着が一層防止され、画像乱れ、画像の部分欠けなどのない良好な画像が得られる。

また本発明によれば、転写定着ローラ上に、結着樹脂とともに結着樹脂よりも軟化点の低いワックス成分を含むトナーを用いて形成されるトナー像を、ワックス成分の軟化点以上、結着樹脂の軟化点未満（好ましくはワックス成分の軟化点付近）に加熱した後にトナー像に定着液を付与することによって、転写定着ローラとトナー像との付着力が増加し、トナー像の塗布部材への付着が一層防止され、画像乱れ、画像の部分欠けなどのない良好な画像が得られる。また、トナー粒子中に分散するワックスが軟化するので、定着液がトナー粒子内部およびトナー像内部まで速やかに行き渡り、短時間でトナーを記録媒体への転写に適した軟化状態にすることができる。これにより、転写定着ローラのトナー像形成領域に定着液を付与してから記録媒体へ転写するまでの時間を短くすることができる。その結果、定着液を付与する位置と、記録媒体へ転写する位置との間隔を短く設定でき、画像形成装置の一層の小型化を図り得る。

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２次転写手段４および定着手段５）の構成を拡大して示す断面図である。

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、２次転写手段４と、定着手段５と、記録媒体供給手段６とを含んで構成される。

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。

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。

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。また有機感光層と感光体ドラム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。感光体ドラムは、時計周りの方向に、たとえば、周速度１００ｍｍ／ｓで回転駆動する。

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。

光走査ユニット１３は、帯電状態にある感光体ドラム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。

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撹拌ローラ２０ａ，２０ｂであって、撹拌ローラ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を供給する撹拌ローラ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）する現像ニップ部でにおいて、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。この実施形態では、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。トナー貯留容器１９ｙ中のイエロー色トナー１６ｙは、撹拌ローラ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。

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に中間転写された後に、該表面に残存するイエロー色トナーを除去、回収する。

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作成動作が繰り返し実行される。

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。

なお、各色トナー１６ｙ，１６ｍ，１６ｃ，１６ｂは、結着樹脂、着色剤および離型剤を含有する。結着樹脂としては、後述する定着液３４により軟化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、１種を単独で使用できまたは２種以上を併用できる。このような結着樹脂の中でも、カラートナー用としては、保存性、耐久性、後述する定着液３４による軟化または膨潤制御などの点から、軟化点が１００〜１５０℃、ガラス転移点が５０〜８０℃の結着樹脂が好ましく、ポリエステルが特に好ましい。ポリエステルは入手容易な有機溶剤により軟化および／または膨潤しやすく、軟化または膨潤した状態で透明になる。したがって、イエロー、マゼンタ、シアンおよびブラックのトナー像が重ね合わされた多色トナー像を定着液３４にて定着すると、結着樹脂であるポリエステル自体は透明化するので、減法混色により充分な発色が得られる。また、熱定着用のトナーに用いられる結着樹脂よりも軟化点（分子量）および硬度の高い樹脂を用いても、定着液３４による定着が可能である。軟化点および硬度の高い樹脂を用いれば、現像の際の負荷による劣化が防止され、長期間にわたって画質の劣化が少ない画像が得られる。

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３４による滲みを防止するために、定着液３４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。顔料は１種を単独で使用できまたは２種以上を併用できる。

離型剤としては、各種ワックスを使用できる。ワックスとしては、定着液３４により軟化または膨潤するものであれば特に制限なく使用できる。ワックスの具体例としては、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が挙げられる。

トナーは、結着樹脂、着色剤および離型剤の他に、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種以上を含有することができる。

トナーの体積平均粒径は、特に制限されないけれども、２〜７μｍとするのが好ましい。このような小粒径トナーを用いると、単位面積当りのトナーの表面積が大きくなり、定着液３４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３４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７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３４の消費量のさらなる低減化を達成できる。

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、撹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ＯＨＰへの定着の場合には、画像が暗くなる。

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を向上させるには好ましいけれども、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３４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。

トナーは、公知の方法に従って製造できる。たとえば、結着樹脂に離型剤、着色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離型剤、着色剤などを分散させ、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３４と接触し易くなるので、定着液３４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。

各色トナー１６ｙ，１６ｍ，１６ｃ，１６ｂは、そのまま１成分現像剤として用いてもよく、またはキャリアと混合して２成分現像剤として用いてもよい。

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、ガラス転移点６０℃、軟化点１２０℃、体積平均粒径６μｍであり、負帯電性の絶縁性非磁性トナーである。このトナーを用いて、Ｘ−Ｒｉｔｅ社製３１０による反射濃度測定値が１．４の画像濃度を得るには、５ｇ／ｍ^２のトナー量が必要である。このトナーは、ガラス転移点６０℃かつ軟化点１２０℃のポリエステル（結着樹脂）、ガラス転移点５０℃かつ軟化点７０℃の低分子ポリエチレンワックス（離型剤）および各色の顔料を含み、ワックス含有量がトナー全量の７重量％、顔料含有率がトナー全量の１２重量％および残部が結着樹脂のポリエステルである。このトナーに含まれる低分子ポリエチレンワックスは、結着樹脂のポリエステルよりもガラス転移点および軟化点が低いワックスである。このようなワックスを用いれば、結着樹脂のガラス転移点よりも低い温度下でも、トナー同士の付着力、トナーと中間転写ベルト２１または記録媒体７との付着力が増加するので、液状物である定着液３４を付与する際に、定着液３４によるトナーの流れ、凝集などが発生するのを抑制できる。さらに、トナー中のワックスが軟化すると、ワックスが存在する箇所からトナー内部に定着液３４が浸透し易くなる。したがって、定着液３４の付与時に短時間でトナー全体が軟化および／または膨潤し、記録媒体７への転写時に充分な定着強度が得られ、トナー像の重ね合わせによる発色も充分になる。

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。

中間転写ベルト２１は、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とほぼ同じ周速度で矢符２７の方向に回転する。中間転写ベルト２１には、たとえば、厚さ１００μｍのポリイミドフィルムの表面に、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）とＰＦＡ（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）とを８：２（重量比）の割合で含むフッ素樹脂組成物からなる厚さ２０μｍの被覆層を設けたものが挙げられる。ポリイミドフィルムおよび被覆層中には、中間転写ベルト１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が配合される。被覆層表面が、トナー像担持面２１ａになる。なお、中間転写ベルト２１の材料はこれだけに限定されず、定着液３４を浸透しないものであれば特に制限なく使用できる。たとえば、導電性を付与したポリカーボネート、フッ素ゴムなどのフィルムに、ＰＴＦＥおよび／またはＰＦＡからなる被覆層を設けたものでもよい。

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。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。

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性制御剤を含む、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加される。

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のトナー像転写面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。但し、イエロー、マゼンタ、シアンおよびブラックの色相の一部のみの画像情報が入力される場合には、作像ユニット１０ｙ，１０ｍ，１０ｃ，１０ｂのうち、入力される画像情報の色相に対応する作像ユニットのみにおいてトナー像が形成される。

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。中間転写ベルト２１を介して、後述する２次転写ローラ２８に圧接する支持ローラ２４は、電気的に接地される。

ベルトクリーナ２６は、中間転写ベルト２１のトナー像転写面２１ａ上のトナー像を後述の２次転写手段４において記録媒体７に転写した後に、トナー像転写面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のトナー像転写面２１ａに圧接し、トナー像転写面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。

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のトナー像転写面２１ａの所定位置に重ね合わせて転写され、トナー像が形成される。このトナー像が転写手段５において記録媒体７に転写された後、トナー像転写面２１ａ上の残存トナー、オフセットトナー、紙粉などがベルトクリーナ２６により除去され、トナー像転写面２１ａには再度トナー像が転写される。

２次転写手段４は、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２次転写ローラ２８を含んで構成される。２次転写ローラ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ものが用いられる。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、２次転写ローラ２８は、たとえば、１Ｎ／ｃｍの線圧で支持ローラ２４に押圧される。中間転写ベルト２１上のトナー像を、２次転写ローラ２８により記録媒体７に転写する際に、２次転写ローラ２８の芯金にはたとえば＋１ｋＶの電圧が印加される。

２次転写手段４によれば、多色トナー像を担持する中間転写ベルト２１が、２次転写ローラ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、後述する記録媒体供給手段６から記録媒体７が送給され、中間転写ベルト２１上の多色トナー像が記録媒体７の表面に押圧により転写される。多色トナー像が転写された記録媒体７は、定着手段５に搬送される。

定着手段５は、多色トナー像が転写された記録媒体７を後述の定着液付着手段３３に向けて搬送する搬送ベルト３０と、駆動ローラ３１と、テンションローラ３２と、定着液付着手段３３とを含んで構成される。

搬送ベルト３０は、駆動ローラ３１とテンションローラ３２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る。搬送ベルト３０には、たとえば、導電剤を混入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一方の表面に、ＰＴＦＥからなる厚さ１０μｍの表面層を設けたものを使用できる。

駆動ローラ３１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３１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が使用できる。

テンションローラ３２は、搬送ベルト３０がたるまないように、搬送ベルト３０に所定の張力を付与する。テンションローラ３２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。中間転写ベルト２１がたるまないように、中間転写ベルト２１に所定の張力を付与する。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。

定着液付与手段３３は、記録媒体７のトナー像担持面における少なくとも画像形成領域全面に定着液３４を付与するノズルアレイ３５と、定着液３４を貯留する定着液貯留槽３６と、定着液貯留槽３６からノズルアレイ３５に定着液３４を供給する定着液供給管３７とを含んで構成される。

ノズルアレイ３５は、電気的な制御信号に応じて、定着液３４の微小液滴を記録媒体７のトナー担持面に向けて飛翔させる微小ノズル（不図示）を、複数配列した装置である。微小ノズルの配列ピッチは、微小ノズルから吐出される定着液３４の微小液滴が、記録媒体７のトナー担持面の少なくとも画像形成領域全体を隙間無く被覆するように設定される。また、ノズルアレイ３５によれば、微小液滴の直径を適宜変更することができる。液滴径を制御することにより、付与液滴数の密度（ドット数）が制御され、定着液３４の付与量をたとえば１ｇ／ｍ^２〜１０ｇ／ｍ^２の範囲で制御できる。たとえば、比重が１ｇ／ｃｍ_２の定着液３４を、液滴径２６μｍ、ピッチ３０μｍでトナー像が形成された画像部に付与すると、付与量（被覆量）は１０ｇ／ｍ^２になる。また、比重は同じで、液滴径５８μｍ、ピッチ１００μｍで付与しても、付与量（被覆量）は１０ｇ／ｍ^２になる。さらに同比重で、液滴径３０μｍ、ピッチ５５μｍで付与すると、付与量は４．７ｇ／ｍ^２になる。このとき、トナー像が形成されない非画像部には、たとえば、定着液３４の付与量が１ｇ／ｍ^２になるように制御される。

定着液３４の付与量は、トナー像からの距離に応じて、変化させるのが好ましい。すなわち、画像部には、トナーを定着するのに必要な量の定着液を付与する。画像部と非画像部との境界周辺には、記録媒体７の収縮が画像部と同等になるように、画像部よりも少ない量の定着液３４を付与する。画像部から離れた非画像部では、定着液３４の付与量をさらに少なくする。具体例を図４に示す。図４は、画像部からの距離と定着液３４の付与量との関係を示すグラフである。なお、図４においては、画像部の縁からの距離を定着液３４の微小液滴１つを１ドットとし、ドット数として示す。図４に示すように、画像部には８ｇ／ｍ^２の定着液３４を付与し、画像部と非画像部との境界部分に付与される微小液滴は５ｇ／ｍ^２の割合で付与し、この画像部と非画像部との境界部分に付与されるに微小液滴から１０ドットは２．５ｇ／ｍ^２、その隣接５０ドットは２ｇ／ｍ^２、さらにその隣接１００ドットは１ｇ／ｍ^２の付与量にする。それより離れる部分は図示しないけれども、０．５ｇ／ｍ^２になるように付与すればよい。このようにして、定着液３４の付与量を画像部からの距離に応じて段階的に変化させることによって、記録媒体７におけるシワの発生を防止できるとともに、非画像部の多い画像では、定着液３４の使用量をさらに低減できる。なお、画像部の縁からの距離および付与量は、使用されるトナー、トナー量、トナー像の面積などの画像条件に応じて広い範囲から適宜選択できるけれども、たとえば、画像部には、１５〜５ｇ／ｍ^２、境界部分には６〜３ｇ／ｍ^２、境界部分から１０ドットの部分には４〜２ｇ／ｍ^２、その隣接５０ドットには３〜１ｇ／ｍ^２、さらにその隣接１００ドットには２〜０．５ｇ／ｍ^２の定着液３４を付与すればよい。また、境界部分からのドット数も、上記の１０ドット、その隣接５０ドット、さらにその隣接１００ドットというドット間隔に限定されず、画像条件に応じて適宜変更できる。すなわち、画像部から離れる程、定着液３４の付与量を減らすのが重要である。

また、定着液３４の微小液滴の液滴径は、トナーの体積平均粒径の５倍またはそれよりも小さい方が好ましい。一般に、定着液３４の液滴の径が大きいと、液滴がトナー像に付着する瞬間にその周囲のトナーを凝集させるので、トナー像に微小なむらを生じる。液滴の径がトナーの平均粒径よりも著しく大きいと、凝集するトナーが多くなり、目視でもむらを確認できるほどになる。これは、トナー粒子の大きさと液滴の液量との相対的な関係で規定されるものと推測される。すなわち、液量が多いと、通常トナー粒子は液滴によって押し流されて凝集するけれども、トナー粒子が相対的に大きくなると、押し流されることがないと考えられる。したがって、液滴径をトナーの体積平均粒径の５倍以下に調整することによって、液滴がトナー像に付着する時のトナー粒子の凝集が抑制され、均一で高品位な画像が得られる。また、定着液３４を微小液滴にして付与するという構成を採ることによって、少ない量の定着液３４で、非画像部全域を被覆できる。その際に、非画像部に付着するかぶりトナーにも定着液３４を付与できるので、かぶりトナーも記録媒体７に定着できる。これにより、かぶりトナーが手、衣服などに付着して汚染するのを防止できる。定着液３４の微小液滴の液滴径は、たとえば、ノズルアレイ３５を用いることによって適宜調整できる。ノズルアレイ３５としては、ピエゾ素子（圧電素子）を用いる方式などの、インクジェットプリンタにおける方式が用いられるので、ピエゾ素子に印加する電圧を適宜調整することによって、液滴径を調整できる。

このようなノズルアレイ３５を用いることによって、画像信号に基づいて、画像部と非画像部との定着液３４の塗り分けを容易に実施できる。したがって、種々の定着液３４の付与パターンが得られ、記録媒体７におけるシワ発生の防止および定着液３４の消費量低減をより高い次元で両立できる。さらに、未定着のトナー像に非接触で定着液３４を付与できるので、トナー像を乱すことがなく、高品位の画像が得られる。本実施の形態では、定着液３４の画像部への付与量を１０ｇ／ｍ^２、非画像部への付与量を１ｇ／ｍ^２に設定する。

定着液貯留槽３６に貯留される定着液３４は、図示しない補給制御手段によって、定着液供給管３７を介してノズルアレイ３５に供給される。

定着液３４は、トナーを軟化または膨潤させる液状物である。定着液３４は、好ましくは、トナーを軟化または膨潤させる作用を有する有機化合物（以後「トナー定着用有機化合物」と称す）と、トナー定着用有機化合物を溶解または分散できる液体とを含む。該液体としてはトナー定着用有機化合物を溶解または分散し得るものであれば特に制限されないけれども、水が好ましい。したがって、トナーを軟化および／または膨潤させる作用を有する液状物の好ましい具体例としては、水と、トナー定着用有機化合物とを含む組成物が挙げられる。水は粘度が小さいので、トナー粒子同士の界面、トナー粒子と記録媒体７との接触面などに浸透する。したがって、トナー定着用有機化合物がトナー粒子同士の界面、トナー粒子と記録媒体７との接触面などに運ばれ、トナーを瞬時に軟化および／または膨潤させる。トナー定着用有機化合物としては、たとえば、メチルアルコール、エチルアルコール、プロピルアルコール、ブチルアルコール、オクチルアルコール、デシルアルコール、ジエチレングリコール、グリセリン、ポリエチレングリコール、フェノール、ベンジルアルコール、メチルベンジルアルコールなどのアルコール類、アセトン、メチルエチルケトン、メチルブチルケトン、メチルイソブチルケトン、ジエチルケトンなどのケトン類、メチルエチルエーテル、ジエチルエーテル、メチルブチルエーテル、メチルイソブチルエーテル、ジメチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、オクチルフェニルエーテルなどのエーテル類、酢酸メチル、酢酸エチル、オレイン酸エチル、アクリル酸エチル、メタクリル酸メチル、コハク酸ジブチル、フタル酸ジエチル、酒石酸ジエチル、パルミチン酸エチル、ジオクチルフタレートなどが挙げられる。これらの中でも、エーテル類およびエステル類が好ましく、エステル類が特に好ましい。

定着液３４における水の含有量は特に制限されないけれども、好ましくは定着液３４全量の２０重量％以上、さらに好ましくは２０〜９５重量％、特に好ましくは３０〜９０重量％である。２０重量％未満では、定着液３４としての浸透力が小さくなり、トナー量が多い場合に、表面のトナーのみが軟化および／または膨潤し、記録媒体７との接触面では軟化および／または膨潤が進まないので、トナーと記録媒体７との接着強度が低下し、充分な定着強度が得られない。９５重量％を超えると、トナーの軟化および／または膨潤作用が低くなり、やはり充分な定着強度が得られない。一方、トナー定着用有機化合物の含有量も特に制限されないけれども、好ましくは定着液３４全量の８０重量％以下、さらに好ましくは５〜８０重量％、特に好ましくは１０〜７０重量％である。

定着液３４には、水およびトナー定着用有機化合物のほかに、トナー定着用有機化合物の水中での分散状態を保ち、定着液３４のトナーとの濡れ性を向上させる界面活性剤を添加できる。界面活性剤としては公知のものを使用でき、たとえば、ラウリル硫酸エステルナトリウム塩などの高級アルコール硫酸エステル塩、オレイン酸ナトリウムなどの高級脂肪酸金属塩、脂肪酸誘導体硫酸エステル塩、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、複素環アミンなどの陽イオン界面活性剤、アミノ酸エステル、アミノ酸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。

さらに定着液３４には、分散助剤として、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコール、モノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテルなどのカップリング剤を添加できる。

定着液３４の溶媒として、水に代えてハイドロフルオロエーテル類を用いることもできる。ハイドロフルオロエーテル類も、トナー定着用有機化合物を軟化および／または膨潤させることができる。その具体例としては、たとえば、メチルノナフルオロブチルエーテル、メチルノナフルオロイソブチルエーテル、エチルノナフルオロブチルエーテル、エチルノナフルオロイソブチルエーテル、１，１，２，２−テトラフルオロエチル−２，２，２−トリフルオロエチルエーテルなどが挙げられる。ハイドロフルオロエーテル類は１種を単独で使用できまたは２種以上を併用できる。ハイドロフルオロエーテル類の含有量は特に制限されないけれども、好ましくは定着液３４全量を５０〜９９重量％、さらに好ましくは５０〜９５重量％、特に好ましくは６０〜９０重量％であり、残部がトナー定着用有機化合物である。

定着手段５によれば、搬送ベルト３０に載置されて搬送される記録媒体７のトナー担持面の少なくとも画像形成領域全域に、ノズルアレイ３５から吐出される定着液３４の液滴が付与される。その際、画像形成領域のうち、画像部には非画像部よりも多い量の定着液３４が付与される。記録媒体７のトナー担持面の多色トナー像が記録媒体７に定着され、画像が形成される。画像が形成された記録媒体７は、排紙ローラ３８により、画像形成装置１の外部に設けられる排紙トレイ３９に排出される。

記録媒体供給手段６は、記録媒体７を貯留する記録媒体カセット４０と、記録媒体７を搬送路Ｐに１枚ずつ送給するピックアップローラ４１と、中間転写ベルト２１上の多色トナー像が２次転写ローラ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、２次転写ローラ２８と支持ローラ２４との圧接部に記録媒体７を送給する一対のレジストローラ４２ａ，４２ｂとを含んで構成される。

記録媒体供給手段６によれば、記録媒体カセット４０内に貯留される記録媒体７が、ピックアップローラ４１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４２ａ，４２ｂにより、２次転写ローラ２８と支持ローラ２４との圧接部に送給される。

画像形成装置１によれば、トナー像形成手段２により中間転写ベルト２１上に形成される多色トナー像が、２次転写ローラ２８と支持ローラ２４との圧接部において、記録媒体７に転写され、記録媒体７の多色トナー像には、ノズルアレイ３５から定着液３４の液滴が付与され、多色トナー像が記録媒体７上に定着し、画像が形成される。

本実施の形態によれば、記録媒体７のトナー担持面において、少なくとも画像形成領域のうちの画像部には、非画像部よりも多い量の定着液３４が付与される。これにより、画像部だけでなく、非画像部にも収縮が起こり、画像部と非画像部との収縮の差が小さくなるので、画像部のみの局所的な伸縮によるシワの発生を防止できる。

図５は、本発明の実施の第２形態である画像形成装置４５の要部の構成を模式的に示す側面図である。図６は、定着液塗布ローラ５０の構成を模式的に示す断面図である。

画像形成装置４５は、画像形成装置１に類似の構造を有し、特にトナー像形成手段２および記録媒体供給手段６については同一の構造を有するので、図示および説明を省略する。また他の部分についても、同一の構造を有する部材には同一の参照符号を付し、説明を省略する。

画像形成装置４５は、中間転写ベルト２１ａ上の多色トナー像を記録媒体７に転写する前に、多色トナー像に定着液３４を付与すること、および、記録媒体７に多色トナー像を転写する際に、転写と同時に定着を行なうことを特徴とする。このような構成を採ることによって、記録媒体７上に担持されるトナー像に定着液３４を付与する場合に比べて、さらに少量の定着液３４で、トナー像を記録媒体７に定着できる。これは、トナーを軟化および／または膨潤させることなく、記録媒体７の内部に浸透する定着液３４があるためと考えられる。

すなわち、画像形成装置４５は、図示しないトナー像形成手段２（ただし感光体ドラム１１ｙ，１１ｍ，１１ｃ，１１ｂを除く）と、中間転写手段３ａと、定着液付着手段４６と、転写定着手段４７と、画像搬送手段４８、図示しない記録媒体供給手段６とを含んで構成される。

中間転写手段３ａは、中間転写ベルト４９を構成する材料が、画像形成装置１における中間転写ベルト２１と異なる以外は、画像形成装置１における中間転写手段３と同一の構成を有する。

中間転写ベルト４９には、厚さ１００μｍのポリイミドフィルム表面に、厚さ５００μｍのシリコンゴム層およびＰＴＦＥとＰＦＡとを８：２（重量比）の割合で含むフッ素樹脂組成物からなる厚さ２０μｍの被覆層を順次積層したベルトが用いられる。これに限定されず、導電性を付与したポリカーボネート、フッ素ゴムなどからなるフィルムに、ＰＴＦＥおよび／またはＰＦＡから成る被覆層を設けたものでもよい。

中間転写ベルト４９のトナー担持面（被覆層表面）４９ａは、トナーとの付着力が非常に低いフッ素樹脂組成物によって形成されるので、トナー像を記録媒体７に転写定着する際に、トナー像の実質的に全量が記録媒体７に転写定着される。また、トナー担持面４９ａは、定着液３４を浸透しないフッ素樹脂組成物によって形成されるので、付与される定着液３４がそのままトナー担持面４９ａ上に残り、浸透することがない。すなわち、必要最低限の付与量でトナー像を軟化および／または膨潤させ得るので、定着液３４の使用量を低減できる。

中間転写ベルト４９のトナー担持面４９ａは、その表面粗さの度合いで定着液３４の付着量が変化するので、できるだけ平滑であることが望ましい。具体的には、トナー担持面４９ａの表面粗さが、中心線平均粗さ（Ｒａ）として、トナーの体積平均粒径の１／５以下であることが好ましく、１／２０以下であることがさらに好ましい。１／５以下にすると、非画像部への定着液３４の付着量を画像部の付着量の１０重量％以下にできる。１／２０以下にすると、非画像部への定着液３４の付着量を画像部の付着量の５重量％以下にできる。さらに、表面粗さが１／１００になっても、表面積は「０」ではないので、非画像部には画像部の１％程度の定着液３４を付与できるけれども、中間転写ベルト４９の製造コストなどを考慮すると、表面粗さは１／１００以上であることが好ましい。したがって、トナー担持面４９ａの表面粗さは、Ｒａとして、好ましくは１／１００〜１／５、さらに好ましくは１／１００〜１／２０である。この範囲にすることによって、非画像部にも適量の定着液３４を付与できる。

トナー担持面４９ａの定着液３４に対する接触角は、絶対値として８０度以下であることが好ましい。８０度を超えると、定着液３４が均一に付着せず、撥かれて大きな液滴を形成するので、記録媒体７におけるシワなどの発生を防止できないおそれがある。本実施の形態では、トナー担持面４９ａの接触角は７０度である。

また、中間転写ベルト４９には、弾性変形容易なシリコンゴム層が形成されるので、中間転写ベルト４９のトナー担持面４９ａは記録媒体７の表面の凹凸に従って変形する。このため、記録媒体７の凹部にもトナー像を正確に転写でき、均一な転写定着像（画像）が得られる。

中間転写ベルト４９を用いることによって、定着液３４が中間転写ベルト４９を介して記録媒体７に付与されるので、後述の定着液塗布ローラ５０に紙繊維などの紙粉が付着しないという利点が得られる。これによって、たとえば、図示しない定着液溜を設け、定着液塗布ローラ５０を定着液溜中の定着液３４に浸漬しながら回転駆動させ、定着液塗布ローラ５０の表面に定着液３４を付着させ、除去ブレードにより定着液塗布ローラ５０表面の定着液３４の量を調整する場合に、定着液３４に紙粉が混入せず、また除去ブレードへの紙粉の噛み込みによる定着液塗布ローラ５０上の定着液層の不均一が生じることがないので、長期間にわたって高品質な画像を安定して得ることができる。

中間転写手段３ａによれば、図示しないトナー像形成手段２（ただし感光体ドラム１１ｙ，１１ｍ，１１ｃ，１１ｂを除く）により形成されるイエロー色、マゼンタ色、シアン色および黒色のトナー像が、中間転写ベルト４９のトナー担持面４９ａ上で重ね合わされ、多色トナー像が形成される。

定着液付着手段４６は、支持ローラ２３，２４間を駆動する中間転写ベルト４９のトナー担持面４９ａに圧接しかつ図示しない駆動手段により回転駆動可能に設けられる定着液塗布ローラ５０を含んで構成される。

定着液塗布ローラ５０は、トナー像に直接接触して定着液３４を付与するものであり、芯金５２と、芯金５２の表面に、弾性変形可能でかつ定着液３４の浸透保持が可能な材料からなる浸透制御層５３と、浸透制御層５３の表面に形成される多孔質膜５４とを含んで構成される。芯金５２の内部には定着液３４が貯留され、定着液３４を浸透制御層５３に供給する定着液供給孔５２ａが所定の間隔を空けて複数個設けられる。また、多孔質膜５４の厚さ、空孔率、材質などは、定着液３４の組成などに応じて適宜変更できる。本実施の形態では、芯金５２は、外径１５ｍｍ、肉厚０．５ｍｍであり、定着液供給孔５２ａは５ｍｍ間隔で設けられ、口径０．１ｍｍである。浸透制御層５３は２ｍｍの厚さを有し、連続気泡を有するゴム発泡体からなる。ゴム発泡体に代えて、フェルトを使用できる。多孔質膜５４は、厚さ５０μｍ、空孔率８０％のＰＴＦＥ多孔質膜である。該ＰＴＦＥ多孔質膜中の孔の径０．５μｍである。

定着液塗布ローラ５０において、最外層である多孔質膜５４の定着液３４に対する接触角は、８０度以下であることが好ましい。８０度を超えると、定着液３４が多孔質膜５４を透過できず、定着液３４をトナー像に付与できなくなる。本実施の形態では、多孔質膜５４の接触角は６０度である。

また、多孔質膜５４の定着液３４に対する接触角と、中間転写ベルト４９（より正確にはＰＴＦＥとＰＦＡとからなる被覆層）の定着液３４に対する接触角との差が小さいことが好ましく、その差が２０度以内であることがさらに好ましい。この範囲であれば、中間転写ベルト４９のトナー担持面４９ａにおける非画像部にも、定着液３４を均一に付与できる。ここで、接触角は、接触角測定装置（商品名：自動接触角測定器ＣＡ−Ｖ、協和界面科学(株)製）を用い、測定液適量２μｌの条件下に測定される値である。

定着液塗布ローラ５０への定着液３４の補給は、たとえば、定着液塗布ローラそのものをカートリッジ方式で交換することにより行われる。また、画像形成装置４５内に図示しない定着液貯留槽を設け、この定着液貯留槽から定着液３４を補給してもよい。

定着液塗布ローラ５０においては、芯金５２の内部に貯留される定着液３４が定着液供給孔５２ａから浸透制御層５３に流入し、浸透制御層５３および多孔質膜５４を透過して表面に染み出し、トナー像に付与される。

定着液付着手段４６によれば、中間転写ベルト４９のトナー担持面４９ａ上に形成される多色トナー像に、定着液塗布ローラ５０により接触方式で定着液３４を付与する。本実施の形態では、定着液３４の付着量は、画像部で約５ｇ／ｍ^２、非画像部で約０．５ｍｇ／ｍ^２である。これは、記録媒体７上のトナー像に付与する場合の約１／２である。定着液３４の付与により、多色トナー像は軟化および／または膨潤する。

転写定着手段４７は、図示しない加圧手段により中間転写ベルト４９を介して支持ローラ２４に押圧されかつ図示しない駆動手段により回転駆動可能に設けられる加圧ローラ５１を含んで構成される。

加圧ローラ５１には、芯金の周囲に、弾性層および表面層が順次形成されてなるローラを用いる。本実施の形態では、芯金の表面に、硬度５０度（ＪＩＳ−Ａ）のシリコンゴムからなる厚さ３ｍｍの弾性層、およびＰＦＡからなる厚さ２０μｍの表面層を順次積層してなる、外径２８ｍｍのローラが用いられる。また、加圧ローラ５１は、中間転写ベルト４９および支持ローラ２４に対して、５Ｎ／ｃｍの押圧力で圧接される。加圧ローラ５１には電圧は印加されない。

転写定着手段４７によれば、定着液３４の付与により軟化および／または膨潤したトナーからなるトナー像は、中間転写ベルト４９のトナー担持面４９ａに担持された状態で、加圧ローラ５１と支持ローラ２４との圧接部に搬送される。それと同期して、記録媒体供給手段６からレジストローラ４２ａ，４２ｂを介して記録媒体７が同じ圧接部に送給される。そして、トナー像と記録媒体７とが押圧下に重ね合わされ、トナー像が記録媒体７に転写および定着される。転写定着の際には、トナー像が記録媒体７に押圧されて紙繊維内に強く入り込み、それと同時にトナー粒子同士が融合し、トナー像の表面が平滑になる。これにより、減法混色による発色性と表面の光沢性に優れる高品位のカラー画像が得られる。

画像搬送手段４８は、画像形成装置１の定着手段５において、定着液付着手段３３を含まない以外は同一の構成を有するので、同一の参照符号を付して説明を省略する。画像搬送手段４８によれば、転写定着手段４７において画像が形成された記録媒体７を搬送ベルト３０に載置して搬送し、排紙ローラ３８により、画像形成装置４５の外部に設けられる排紙トレイ３９に排出される。

画像形成装置４５によれば、トナー像形成手段２により中間転写ベルト４９上に形成される多色トナー像に定着液付着手段４６から定着液３４が付与され、多色トナー像が軟化および／または膨潤され、さらに加圧ローラ５１と支持ローラ２４との圧接部において、記録媒体７に転写定着されて画像が形成される。この記録媒体７は画像運搬手段４８により画像形成装置４５の外部の排紙トレイ３９に排出される。

図７は、本発明の実施の第３形態である画像形成装置５５の要部の構成を模式的に示す側面図である。

画像形成装置５５は、画像形成装置１，４５に類似の構造を有し、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。

画像形成装置５５は、中間転写ベルト２１のトナー担持面２１ａに形成される多色トナー像を転写定着ローラ５８に転写し、転写定着ローラ５８上で多色トナー像を加熱しながら、該多色トナー像に定着液３４を接触付与してトナーを軟化および／または膨潤させ、記録媒体７に転写し、多色トナー像の記録媒体７への転写および定着を同時に行なうことを特徴とする。

画像形成装置５５は、トナー像形成手段（不図示）と、中間転写手段（中間転写ベルト２１および支持ローラ２４を除いて不図示）と、転写定着手段５６と、画像搬送手段（不図示）と、記録媒体供給手段（不図示）を含むことを特徴とする。

トナー像形成手段は、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５７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５７の方向の上流側から作像ユニット１０ｙ，１０ｍ，１０ｃ，１０ｂが配置される。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。作像ユニット１０ｙ，１０ｍ，１０ｃ，１０ｂの配置は、画像形成装置１におけるのとは逆になる。

中間転写手段も、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５７の方向に変更するので、ベルトクリーナ２６が支持ローラ２５ではなく、支持ローラ２３の所で中間転写ベルト２１のトナー担持面２１ａに当接するように設けられる。

転写定着手段５６は、内部に加熱手段５９を有しかつ図示しない駆動手段により矢符６０の方向に回転駆動可能に設けられる転写定着ローラ５８と、転写定着ローラ５８の回転駆動方向上流側から順に設けられる、転写定着ローラ５８に定着液３４を付与する定着液付着手段６１、加圧ローラ５１、クリーニング手段６２および温度センサ６３とを含んで構成される。なお、転写定着ローラ５８の回転駆動方向において、温度センサ６３の下流側では、転写定着ローラ５８と支持ローラ２４とが中間転写ベルト２１を介して圧接する。

転写定着ローラ５８には、金属製の芯金の表面に、導電弾性層および表面層を順次形成したローラが用いられる。本実施の形態では、厚さ１ｍｍの炭素鋼からなる芯金に、体積抵抗１０^−８〜１０^−９Ω・ｃｍのシリコンゴムからなる厚さ３ｍｍの導電弾性層を設け、さらにＰＦＡからなる厚さ２０μｍの表面層を設けてなる外径３０ｍｍのロールが用いられる。転写定着ローラ５８には、トナーの帯電電位とは逆電位の電圧、たとえば＋１ｋＶの電圧が印加され、静電的にトナーを引き付けて転写するように構成される。転写定着ローラ５８の内部に設けられる加熱手段５９には、たとえば、ハロゲンランプからなる加熱ヒータが用いられる。加熱手段５９は、転写定着ローラ５８の表面温度を検知する温度センサ６３からの信号に基づいて、転写定着ローラ５８の全表面温度が均一になるように加熱を行う。

この転写定着ローラ５８によって、トナー粒子の集合体であるトナー像は、トナー粒子間の間隙がトナー粒子の溶融によって消失しない程度の温度、好ましくはトナー粒子に含まれる結着樹脂のガラス転移点以上、該結着樹脂の軟化点未満、特に好ましくは５０〜１３０℃の温度に加熱される。これによって、次工程である定着液３４の付与の際に、定着液３４がトナー像の内部まで浸透してトナー像全体を軟化および／または膨潤させるので、トナー像と記録媒体７との付着力が一層向上する。なお、トナーが結着樹脂とともに結着樹脂よりも軟化点の低いワックスを含む場合は、トナーの加熱温度は、好ましくはワックスの軟化点〜結着樹脂の軟化点、さらに好ましくはワックスの軟化点〜結着樹脂のガラス転移点、特に好ましくはワックスの軟化点付近の温度である。ここで、ワックスの軟化点付近とは特に制限はないけれども、好ましくは軟化点±１０℃、さらに好ましくは軟化点±５℃である。

転写定着ローラ５８の表面温度は、トナーに含まれる結着樹脂およびワックスの種類に応じて適宜選択できるけれども、省エネルギーの観点からは、出来るだけ低いことが好ましい。具体的には、１００℃以下であることが好ましい。１００℃以下であれば、放熱による熱エネルギーの損失を小さくできる。さらに、画像形成装置５５を起動した後の、昇温時に必要なエネルギーが少なく、かつ短時間で所定の温度に達するので、ウォームアップ時間を短縮できる。これにより、待機時間中の保温動作が不要になるので、装置全体としての省エネルギーを図り得る。また、１００℃以下にガラス転移点および／または軟化点を有する結着樹脂、１００℃以下に軟化点を有するワックスも多数知られているので、これらから選択してトナーを製造すればよい。

本実施の形態では、ガラス転移点が６０℃であるポリエステルを結着樹脂として含有するトナーを用いるので、転写定着ローラ５８の表面温度が６８℃程度になるように、加熱手段５９であるヒータを制御するのが好ましい。また、前記ポリエステル中に、軟化点７０℃のワックスが分散したトナーを用いる場合には、転写定着ローラ５８の表面温度は８０℃程度にすればよい。

転写定着ローラ５８と中間転写ベルト２１との間には図示しない電圧印加手段により転写電界が印加され、中間転写ベルト２１のトナー担持面２１ａに形成されるトナー像が静電的に転写定着ローラ５８に転写される。転写定着ローラ５８に転写されるトナー像は、転写定着ローラ５８の内部の加熱手段５９により加熱され、次工程の定着液３４の付与に供される。

定着液付着手段６１は、定着液３４を貯留する定着液溜６４と、転写定着ローラ５８に圧接し、その一部が定着液溜６４に貯留される定着液３４中に浸漬しかつ図示しない駆動手段により矢符６６の方向に回転駆動可能に設けられる定着液塗布ローラ６５と、定着液塗布ローラ６５の表面に圧接しかつ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、定着液塗布ローラ６５の表面に付着する定着液３４を適量に規制する規制ローラ６７と、一端を定着液溜６４に固定されかつ他端が規制ローラ６７の表面に圧接するように設けられ、規制ローラ６７表面の定着液３４を除去する除去ブレード６９とを含んで構成される。なお、定着液塗布ローラ６５と規制ローラ６７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。

定着液溜６４には、図示しない定着液貯留槽から、定着液３４の消費状況に応じて、定着液３４の液面高さが一定になるように、定着液３４が補充供給される。

定着液塗布ローラ６５には、金属製の芯金の表面に、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が使用される。また、これに限定されず、金属製の芯金表面に、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でも良い。このような材料としては、たとえば、アルミニウムなどの金属、親水性樹脂、ＥＰＤＭなどのゴム材料が挙げられる。このような親液性の材料は、定着液３４との親和性が大きいので、定着液塗布ローラ６５の表面で定着液３４を薄層として保持できる。このため、少量の定着液３４を広い範囲に塗布できるので、定着液３４の消費量を低減できるとともに、過剰な定着液３４がトナー像に付着してトナーを押し流し、トナー像を乱すのをも防止できる。なお、本実施の形態では、径１２ｍｍの芯金の表面に、弾性を有するシリコンゴムからなる厚さ４ｍｍの弾性層を積層し（この時点で外径２０ｍｍ）、さらに多孔質ＰＴＦＥからなりかつ親水性処理を施した厚さ１０μｍの多孔質層を積層してなるローラが使用される。また、本実施の形態では、定着液塗布ローラ６３の転写定着ローラ５８に対する圧接力は０．５Ｎ／ｃｍである。また、本実施の形態では、定着液塗布ローラ６５は、中間転写ベルト２１の回転速度と等速度で回転駆動する。

規制ローラ６７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。また本実施の形態では、規制ローラ６７は、定着液塗布ローラ６５の周速度に対して１／２の周速度で、定着液塗布ローラ６５との圧接部で表面が逆方向に移動する方向、すなわち矢符６８の方向に回転する。

除去ブレード６９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４０ｍｍのステンレス鋼製の板が用いられる。除去ブレード６９は、その先端が規制ローラ６７の表面に圧接し、規制ローラ６７表面に付着する定着液３４を除去する。

定着液付着手段６１によれば、まず、定着液塗布ローラ６５が定着液溜６４の定着液３４中を回転することにより、定着液塗布ローラ６５の表面に定着液３４が付着する。この定着液３４は、規制ローラ６７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６５と転写定着ローラ５８との圧接部において、転写定着ローラ５８上のトナー像に付与される。トナー像は、転写定着ローラ５８との接触面から加熱され、外周側から定着液３４を付与され、加熱された状態で軟化および／または膨潤する。一方、規制ローラ６７の表面に付着する余分な定着液３４は、除去ブレード６９により、規制ローラ６７の表面から除去される。

このように、本実施の形態では、中間転写ベルト２１とは別のトナー担持体（転写定着ローラ５８）上でトナー像に定着液３４を付与するので、中間転写ベルト２１に定着液３４が付着し難いという利点がある。また、中間転写ベルト２１上ではなく、転写定着ローラ５８上でトナー像を加熱するので、中間転写ベルト２１の温度が上昇し難い。このため、トナー像形成手段の構成部材の温度上昇、トナー像形成過程中での定着液３４によるトナーの変質などが防止され、長期間にわたって安定的に高品位の画像を得る事ができる。

また本実施の形態では、トナー像は、一方の面（転写定着ローラ５８表面＝トナー像の下層）から加熱され、かつ他方の面（転写定着ローラ５８の外周側＝トナー像の上層）から定着液３４の付与を受けるので、記録媒体７に対して充分な付着力を示す程度に軟化および／または膨潤させることができ、記録媒体７への定着強度の高い画像が得られる。加熱だけでは、転写定着ローラ５８に接する部分（トナー像の下層）ではトナーが充分軟化および／または膨潤するけれども、トナーの大部分は熱伝導性の低い結着樹脂であるため、トナー像の上層では温度が上がり難く、トナーが充分に軟化および／または膨潤せず、記録媒体７に対する付着力が不充分になるおそれがある。そのため、トナー像の上層から定着液３４を付与することにより、トナー像全体が充分に軟化および／または膨潤し、トナー像の記録媒体７に対する付着力を高めることができる。これによって、定着画像を折り曲げても、定着画像が剥離しない、定着強度の高い画像が得られる。

加圧ローラ５１は、転写定着ローラ５８に、１０Ｎ／ｃｍの線圧で圧接される。転写定着ローラ５８上の、加熱されかつ定着液３４を付与されて軟化および／または膨潤した状態にあるトナー像が、加圧ローラ５１と転写定着ローラ５８との圧接部に搬送されるのに同期して、図示しない記録媒体供給手段から記録媒体７が送給され、加圧ローラ５１による押圧を受けて、トナー像が記録媒体７に転写および定着され、画像が形成される。

クリーニング手段６２は、トナー像を記録媒体７に転写した後の転写定着ローラ５８の表面に残存するトナー、定着液３４、紙粉などを除去し、清浄化する。

温度センサ６３は、転写定着ローラ５８の表面温度を検知し、その検知情報を信号として転写定着ローラ５８内部の加熱手段５９に伝達する。

転写定着手段５６によれば、中間転写ベルト２１上のトナー像を転写定着ローラ５８に転写し、転写定着ローラ５８上で加熱下にトナー像に定着液３４を付与してトナーを軟化および／または膨潤させた後に、記録媒体７に転写および定着し、画像を形成する。

画像搬送手段は、画像形成装置４５における画像搬送手段４８と同一である。
記録媒体供給手段は、画像形成装置１における記録媒体供給手段６と同一である。

図８は、本発明の実施の第４形態である画像形成装置７０の要部の構成を模式的に示す断面図である。

画像形成装置７０は、画像形成装置５５に類似の構造を有し、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し、同一部分については図示および説明を省略する。

画像形成装置７０は、中間転写ベルト２１から転写定着ローラ５８に転写されるトナー像を、転写定着ローラ５８内部に設けられる加熱手段５９によって加熱した状態で、定着液３４を付与するに際し、定着液付着手段７２として、ノズルアレイ３５を用いることを特徴とする。

画像形成装置７０において、転写定着手段７１は、内部に加熱手段５９を有する転写定着ローラ５８と、転写定着ローラ５８の回転駆動方向上流側から順に設けられる、定着液付着手段７２、加圧ローラ５１、クリーニング手段６２および温度センサ６３とを含んで構成される。

定着液付着手段７２は、ノズルアレイ３５を含んで構成される。ノズルアレイ３５には、画像形成装置１におけるノズルアレイ３５と同じものが使用される。すなわちノズルアレイ３５は、電気的な制御信号に応じて、定着液３４の微小液滴を記録媒体７のトナー担持面に向けて飛翔させる微小ノズル（不図示）を、複数配列した装置である。微小ノズルの配列ピッチは、微小ノズルから吐出される定着液３４の微小液滴が、記録媒体７のトナー担持面の少なくとも画像形成領域全体を隙間無く被覆するように設定される。また、ノズルアレイ３５においては、微小液滴の直径を適宜変更することができる。液滴径を制御することにより、付与液滴数の密度（ドット数）が制御され、定着液３４の付与量をたとえば１〜１０ｇ／ｍ^２の範囲で制御できる。たとえば、比重が１ｇ／ｃｍ_２の定着液３４を、液滴径２０μｍ、ピッチ３０μｍでトナー像が形成された画像部に付与すると、付与量（被覆量）は４．７ｇ／ｍ^２になる。また、比重は同じで、液滴径４５μｍ、ピッチ１００μｍで付与すると、付与量（被覆量）は４．８ｇ／ｍ^２になる。

このようなノズルアレイ３５としては、圧電素子を用いる方式などの、インクジェットプリンタで用いられる方式が挙げられる。

このようなノズルアレイ３５を用いることによって、画像信号に基づいて、画像部と非画像部との定着液３４の塗り分けを実施できる。本実施の形態では、定着液３４の画像部への付与量を５ｇ／ｍ^２、非画像部への付与量を０．５ｇ／ｍ^２に設定する。なお、非画像部への定着液３４の付与量は均一でもよいけれども、画像形成装置１のノズルアレイ３５と同様に、画像部からの距離に応じて、非画像部における定着液３４の付与量を変化させても良い。

定着液付着手段７２によれば、転写定着ローラ５８の表面において加熱状態にあるトナー像に向けて、ノズルアレイ３５から定着液３４の微小液滴が吐出され、トナー像に定着液３４が付与される。

転写定着手段７１によれば、中間転写ベルト２１上のトナー像を転写定着ローラ５８に転写し、転写定着ローラ５８上で加熱下にトナー像に定着液３４を付与してトナーを軟化および／または膨潤させた後に、記録媒体７に転写および定着し、画像を形成する。

図９は、本発明の実施の第５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。

画像形成装置７５は、画像形成装置５５に類似の構造を有し、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し、同一部分については図示および説明を省略する。

画像形成装置７５は、中間転写ベルト２１から転写定着ローラ５８に転写されるトナー像を、転写定着ローラ５８内部に設けられる加熱手段５９によって加熱した状態で、定着液３４を付与するに際し、定着液付着手段７７として定着液霧化ユニット７８を用いることを特徴とする。

画像形成装置７５において、転写定着手段７６は、内部に加熱手段５９を有する転写定着ローラ５８と、転写定着ローラ５８の回転駆動方向上流側から順に設けられる、定着液付着手段７７、加圧ローラ５１、クリーニング手段６２および温度センサ６３とを含んで構成される。

定着液付着手段７７は、定着液霧化ユニット７８を含んで構成される。定着液霧化ユニット７８は、導電性材料で構成される定着液霧化ユニット本体７９と、本体７９の下部に設けられ、定着液を貯留する定着液貯留部８０と、定着液貯留部８０に貯留される定着液３４と接触または浸漬するように設けられる超音波振動子８１と、定着液３４を霧化するメッシュ８２と、定着液３４の霧化液滴を還流させる噴霧ダクト８３と、噴霧ダクト８３内に定着液３４の霧化液滴の気流を発生させるファン８４と、定着液３４の霧化液滴を外方に向けて吐出する開口部８５と、噴霧ダクト８３を形成するための内部空間８６と、本体７９に電圧を印加する電源８７とを含んで構成される。さらに、図示しないけれども、内部空間８６の開口部８５近傍にコロナチャージャーおよびファンを設け、定着液３４の霧化液滴を開口部８５から吐出することもできる。

定着液霧化ユニット７８によれば、定着液貯留部８０に貯留される定着液３４に、超音波振動子８１により高周波（本実施の形態では２．４ＭＨｚの高周波）が印加され、その振動により、定着液３４は３μｍ程度の液滴になって噴霧ダクト８３中に飛散する。液滴の中には、径１ｍｍ以上の大きな液滴も存在する。これらの液滴がファン８４によりメッシュ８２（本実施の形態では０．５ｍｍピッチのステンレス鋼製メッシュ）に導かれ、それを通過して、微細な霧状の液滴になる。この霧状液滴はファン８４による気流に乗って噴霧ダクト８３内を還流し、開口部８５の近傍に到達する。ここで、本体７９には電源８７によって、転写定着ローラ５８に対して電位差が生じ、霧状液滴が転写定着ローラ５８上のトナー像の帯電極性とは逆極性である正極性に帯電するように電圧が印加される。本実施の形態では、＋５０Ｖの電位差が生じるように電圧が印加される。このように、霧状液滴はトナー像とは逆極性に帯電し、しかも開口部８５と転写定着ローラ５８とでは＋５０Ｖの電位差があるので、霧状液滴は、電界力により開口部８５から転写定着ローラ５８に向けて付勢される。転写定着ローラ５８上のトナー像を含めた画像形成領域に付着する。本実施の形態では、転写定着ローラ５８上の非画像部には、１ｇ／ｍ^２の割合で定着液３４が付着する。なお、非画像部への定着液３４の付着量は、転写定着ローラ５８と定着液霧化ユニット７８との間の電位差を適宜調整することによって、制御できる。記録媒体７の厚さ、吸水度などの特性に応じて、前記電位差を適宜調整することもできる。

一方、トナー像を形成するトナーは負極性に帯電するので、正極性に帯電する霧状液滴を引き寄せる。このため、トナー像が存在する画像部には、定着液３４の付与量が非画像部よりも多くなるので、記録媒体７におけるシワの発生を防止できるとともに、定着液３４の使用量を減らすことができる。

なお、定着液３４の霧化液滴の液滴径は、トナーの体積平均粒径の５倍以下にするのが好ましい。これにより、定着液３４の霧化液滴がトナー像に付着する瞬間に、トナーの流動、凝集などによってトナー像が乱れることを防止できる。さらに、液滴径が小さいと、電界力、電荷などにより液滴の進行経路を適宜変更できる。ここで、液滴径は、超音波振動子８１の高周波出力、メッシュ８２のピッチなどを適宜調整することによって、調整できる。

転写定着手段７６によれば、中間転写ベルト２１上のトナー像を転写定着ローラ５８に転写し、転写定着ローラ５８上で加熱下にトナー像に定着液３４を霧化液滴として付与してトナーを軟化および／または膨潤させた後に、記録媒体７に転写および定着し、画像を形成する。

本実施の形態では、転写定着ローラ５８上の加熱状態にあるトナー像に、定着液３４の霧化液滴を付与するけれども、それに限定されず、たとえば、記録媒体７上のトナー像に、定着液３４の霧化液滴を付与しても良い。

本実施の形態では、定着液３４を霧化するために、超音波振動子８１が用いられるけれども、それに限定されず、高速の気流（たとえば空気流）により定着液３４を噴霧する方式などの、周知の霧化方式を採用しても良い。

本発明の画像形成装置において、トナーを軟化および／または膨潤させる定着液３４を用いるけれども、それに限定されず、公知の接着成分、粘着成分などを含む定着液を用いる子ともできる。接着成分の具体例としては、たとえば、クロロプレンゴム、ニトリルゴム、ＳＢＲゴムなどの高分子エラストマーを主成分とするゴム系接着剤、酢酸ビニル、エチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）、アクリル樹脂などの親水性合成樹脂を水中に分散させてなるエマルジョン接着剤などが挙げられる。この構成を採ることによって、トナーと記録媒体７との付着力が、トナーの軟化および／または膨潤だけではなく、接着成分または粘着成分によっても付与されるので、付着力を高め、トナー像の記録媒体８への定着強度を向上させ得る。

本発明の画像形成装置において、各ローラに用いられる材料、層構造、寸法などは、前述のものに限定されず、この電子写真方式の画像形成分野で常用されるものをそのまままたは適宜変更して用いることができる。ローラに代えて、ベルトなどの無端状部材を用いることもできる。また、中間転写ベルト、搬送ベルトなどは無端状部材とされるけれども、ローラ形態にすることもできる。

本発明の画像形成装置は、各実施の形態において、タンデム方式のカラー画像形成装置として示すけれども、それに限定されず、たとえば、中間転写ベルトが１回回転する毎に１色の画像を重ね合わせる、いわゆる４回転方式のカラー画像形成装置とすることもできる。また、カラー画像形成装置に限定されず、単色画像形成装置とすることもできる。

このような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、これらの２種以上の複合機として使用される。

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１に示す本発明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１に示す本発明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。 画像部からの距離と定着液の付与量との関係を示すグラフである。 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側面図である。 定着液塗布ローラの構成を模式的に示す断面図である。 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側面図である。 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。 本発明の実施の第５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

１，４５，５５，７０，７５ 画像形成装置
２ トナー像形成手段
３，３ａ 中間転写手段
４ ２次転写手段
５ 定着手段
６ 記録媒体供給手段
７ 記録媒体
１０ｂ，１０ｃ，１０ｍ，１０ｙ 作像ユニット
１１ｂ，１１ｃ，１１ｍ，１１ｙ 感光体ドラム
１２ｂ，１２ｃ，１２ｍ，１２ｙ 帯電ローラ
１３ 光走査ユニット
１３ｂ，１３ｃ，１３ｍ，１３ｙ レーザ光
１４ｂ，１４ｃ，１４ｍ，１４ｙ 現像装置
１５ｂ，１５ｃ，１５ｍ，１５ｙ ドラムクリーナ
１６ｂ，１６ｃ，１６ｍ，１６ｙ トナー
１７ｂ，１７ｃ，１７ｍ，１７ｙ 現像ローラ
１８ｂ，１８ｃ，１８ｍ，１８ｙ 現像ブレード
１９ｂ，１９ｃ，１９ｍ，１９ｙ トナー貯留容器
２０ａ，２０ｂ 撹拌ローラ
２１，４９ 中間転写ベルト
２１ａ，４９ａ トナー担持面
２２ｂ，２２ｃ，２２ｍ，２２ｙ 中間転写ローラ
２３，２４，２５ 支持ローラ
２６ ベルトクリーナ
２６ａ クリーニングブレード
２６ｂ トナー貯留容器
２７，５７，６０，６６，６８ 矢符
２８ ２次転写ローラ
３０ 搬送ベルト
３１ 駆動ローラ
３２ テンションローラ
３３，４６，６１，７２，７７ 定着液付着手段
３４ 定着液
３５ ノズルアレイ
３６ 定着液貯留槽
３７ 定着液供給管
３８ 排紙ローラ
３９ 排紙トレイ
４０ 記録媒体カセット
４１ ピックアップローラ
４２ａ，４２ｂ レジストローラ
４７，５６，７１，７６ 転写定着手段
４８ 画像搬送手段
５０，６５ 定着液塗布ローラ
５１ 加圧ローラ
５２ 芯金
５２ａ 定着液供給孔
５２ｂ 浸透制御層
５２ｃ 多孔質膜
５８ 転写定着ローラ
５９ 加熱手段
６２ クリーニング手段
６３ 温度センサ
６４ 定着液溜
６５ 塗布ローラ
６７ 規制ローラ
６９ 除去ブレード
７８ 定着液霧化ユニット
７９ 定着液霧化ユニット本体
８０ 定着液貯留部
８１ 超音波振動子
８２ メッシュ
８３ 噴霧ダクト
８４ ファン
８５ 開口部
８６ 内部空間
８７ 電源

Claims (6)

1. 転写定着ローラと、結着樹脂を含み、所定の極性に帯電するトナーからなるトナー像を転写定着ローラ上に担持させるトナー像形成手段と、トナー像形成後に転写定着ローラのトナー担持面に、トナーを軟化または膨潤させる液状物である定着液を付与する定着液付着手段と、転写定着ローラ上に担持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において、
   定着液付着手段が、芯金表面にシリコンゴムからなる弾性層を設け、さらに親水性処理を施した多孔質ＰＴＦＥからなる多孔質層を積層しかつその軸線回りに回転駆動可能に設けられる塗布部材と、塗布部材の表面に付着する定着液を適量に規制する規制部材とを含み、かつ塗布部材を転写定着ローラのトナー担持面に圧接した状態で回転させながら、塗布部材の多孔質層の表面に薄層として保持される定着液をトナー担持面に接触塗布することで、転写定着ローラのトナー担持面における少なくともトナー像形成領域全面に定着液を付与し、
   トナー像形成領域が、トナー像を形成する画像部とトナー像を形成しない非画像部とを有し、
   定着液付着手段による定着液の単位面積当りの付与量が、画像部よりも非画像部の方が少ないことを特徴とする画像形成装置。
2. 転写定着ローラのトナー担持面の中心線平均粗さ（Ｒａ）が、トナーの体積平均粒径の１／５以下であることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. さらに転写定着ローラを加熱する加熱手段を含み、
   転写定着ローラ上に形成されるトナー粒子の集合体であって、トナー粒子間に間隙を有するトナー像を、トナー粒子間の間隙が消失しない温度に加熱した後に、定着液を付与することを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。
4. トナー粒子間の間隙が消失しない温度が、トナー粒子に含まれる結着樹脂のガラス転移点以上、結着樹脂の軟化点未満の温度であることを特徴とする請求項３記載の画像形成装置。
5. さらに転写定着ローラを加熱する加熱手段を含み、
   結着樹脂とともに結着樹脂よりも軟化点の低いワックス成分を含むトナーを用いて形成される転写定着ローラ上のトナー像を、ワックス成分の軟化点以上、結着樹脂の軟化点未満の温度に加熱した後に定着液を付与することを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。
6. 転写定着ローラ上でのトナー像の加熱温度が、ワックス成分の軟化点付近の温度であることを特徴とする請求項５記載の画像形成装置。

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