JP4753694B2

JP4753694B2 - 定着装置

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Publication number: JP4753694B2
Application number: JP2005332594A
Authority: JP
Inventors: 琢磨中村; 博道駒井; 泰男片野; 恒夫黒鳥; 友康平澤
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2005-11-17
Filing date: 2005-11-17
Publication date: 2011-08-24
Anticipated expiration: 2025-11-17
Also published as: JP2007140031A

Description

この発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、またはそれらの複合機などの画像形成装置に関する。特にそのうち、帯電、書込み、現像を行って像担持体上にトナー画像を形成し、そのトナー画像を直接または中間転写体を介して間接的に転写して用紙等の記録媒体に画像を記録する電子写真式の画像形成装置などにおいて、トナー画像転写後の未定着トナーを記録媒体上に定着する定着装置に関する。

プリンタ、ファクシミリ、複写機などの画像形成装置は、画像情報に基づいて、用紙、布、ＯＨＰフィルム等の記録媒体に、文字や記号等を含む画像を記録するものである。このような画像形成装置には、種々の方式のものがあるが、そのうち、いわゆる電子写真方式の画像形成装置は、普通紙に高精細な画像を高速で記録することができ、また最近ではカラー画像も手軽に作成できる点から、オフィスで現在広く使用されている。

電子写真方式の画像形成装置は、ドラム状やベルト状の像担持体のまわりに帯電装置、書込み装置、現像装置、転写装置、クリーニング装置、除電装置などを配置し、像担持体の回転とともに帯電して後、書込みを行って像担持体表面に静電潜像を形成し、トナーを付着することによりその静電潜像を現像して像担持体上にトナー画像を形成し、そのトナー画像を直接、またはベルト状等の中間転写体を介して間接的に転写して記録媒体に画像を記録する。そして、トナー画像転写後の記録媒体を定着装置に導き、未定着トナーを記録媒体上に定着する一方、画像転写後の像担持体表面をクリーニング装置で清掃するとともに除電し、再度の画像形成に備えていた。

この種の電子写真方式の画像形成装置では、定着装置として、定着速度が速く、均一性および安定性に優れて定着品質が良好なことなどから、ハロゲンヒータやセラミックヒータなどの発熱体を用いて記録媒体上のトナーを加熱して溶解し、これを加圧することで記録媒体の繊維中に入り込ませて記録媒体上に定着させる熱定着方式が広く普及している。しかしながら、このような熱定着方式の定着装置を用いる画像形成装置では、トナーを加熱することから多量の電力が消費されており、省エネルギが叫ばれている今日、熱定着方式のものに代えて低消費電力の定着装置の採用が強く望まれているところである。加えて、熱定着方式の定着装置は、定着開始までの立ち上げ時間が長く、このため加熱温度を高く設定する必要があり、また余熱を加えてスタンバイ状態に保持する必要があり、この点からも消費電力が大きい問題もあった。

一方、従来の定着装置の中には、また、特許文献１に記載されるように、トナーを溶かす溶媒蒸気の雰囲気中に記録媒体を通してその記録媒体上の未定着トナーを定着する蒸気定着方式のものも提案されている。このような蒸気定着方式の定着装置は、確かに、熱定着方式のものに比べると、エネルギ消費を少なくすることができる。しかし、蒸気の発生や換気のために大掛りな装置を必要とし、普及するには至らなかった。

他方、従来の定着装置の中には、特許文献２に記載されるように、静電潜像の電荷のリークを妨げる電気抵抗を有する溶媒を用い、その溶媒中に記録媒体を浸漬して乾燥するか、または記録媒体の画像面に塗布して乾燥する定着液方式のものがある。また、定着液方式の中には、特許文献３に記載されるように、噴出ヘッドから記録媒体に向けて定着液を吐出するものがある。ところが、いずれもトナー画像の静電的な付着力が弱いことから、定着液によりトナーが流出して画像乱れを生ずる問題があった。

このようなことから、従来の定着装置の中には、特許文献４に記載されるように、トナーの移動を防止するために赤外線ヒータ等で加熱して未定着トナーを仮固定し、画像乱れを防止するものがある。しかし、ヒータを使用すると、電力消費が大きくなるし、カラーの場合には黒の熱吸収率が他色に比べて高過ぎて実用的でなかった。

最近、特許文献５に記載されるような超音波を利用したトランスデューサが開発され、用途としては燃料噴射などに使用されているが、これを定着液のミスト噴霧装置として利用することも考えられる。このような超音波トランスデューサ方式であれば、装置が大掛りにならず、電力消費を小さく抑えることができる。

特公昭４０−１０８６７号公報特公昭４８−３３１８４号公報特開２００４−１０９７５１号公報特開昭６３−６６５７６号公報特開２００４−２２８８６２号公報

しかしながら、このような超音波トランスデューサ方式であっても、トランスデューサから吐出した定着液を直接未定着トナーにかけると、定着液方式のものと同様に、やはり画像乱れを生ずるおそれがあった。

そこで、この発明の目的は、大掛りな装置を必要とせずに電力消費が少なく、しかもトナーを押し流して画像乱れを生ずるようなことのない実用的な定着装置および定着方法、ならびにそのような定着装置を備え、また定着方法を用いる画像形成装置を提供することにある。

上記目的を達成すべく、この発明では、定着液吐出手段により定着液を吐出して、用紙や布やＯＨＰフィルムなどの記録媒体に塗布し、その記録媒体上の未定着トナー画像を定着する定着装置において、定着液吐出手段の定着液吐出方向を記録媒体の上方の空中に向け、定着液吐出手段により吐出した定着液が重力により下向きにカーブして記録媒体上に落下するように、定着液吐出手段を設置してなるものである。

定着液吐出手段としては、超音波トランスデューサを使用する。超音波トランスデューサは、その先端面形状を細長矩形状とし、短辺の長さを５mmとする一方、長辺の長さを１２mmとするのがよい。

定着液吐出手段は、記録媒体の搬送方向と直交する方向に複数個並べて設置する。

記録媒体の画像面を複数に分割してその分割区分した領域ごとの画像濃度を判定する画像濃度判定手段と、その画像濃度判定手段に基づき分割区分した領域に対応して定着液の吐出を複数段に分けて制御する定着液吐出制御手段とを備え、その定着液吐出制御手段に基づき分割区分した領域ごとに、定着液吐出手段を用いて定着液を記録媒体に向けて吐出する。

請求項１に記載の発明によれば、定着液吐出手段の定着液吐出方向を記録媒体の上方に向け、定着液吐出手段により吐出した定着液が重力によりカーブして記録媒体上に落下するように、定着液吐出手段を設置するので、特別大掛りな装置を必要とせず、電力消費が少なく、しかもトナーを押し流して画像乱れを生ずるようなことのない実用的な定着装置を提供することができる。

超音波トランスデューサの先端面形状を細長矩形状とし、短辺の長さを５mm以下とするので、電力上のロスを小さくすることができる。

超音波トランスデューサの先端面形状を細長矩形状とし、長辺の長さを１２mm以下とするので、効率の低下を防止して電力消費を小さくすることができる。

記録媒体の搬送方向と直交する方向に複数個並べて設置するので、記録媒体の搬送方向における定着装置の幅を狭めることができる。

記録媒体の画像面を複数に分割してその分割区分した領域ごとのトナー濃度に応じてその分割区分した領域に個別に定着液を付着するので、定着すべきトナー量に応じて適度な定着液を塗布し、安定した定着を行って良好な画像品質を得ることができる。

分割区分した領域ごとの画像濃度を判定する画像濃度判定手段と、その画像濃度判定手段に基づき分割区分した領域に対応して定着液の吐出を複数段に分けて制御する定着液吐出制御手段とを備え、その定着液吐出制御手段に基づき分割区分した領域ごとに、定着液吐出手段を用いて定着液を記録媒体に向けて吐出するので、簡潔な構成で、定着すべきトナー量に応じて適度な定着液を塗布し、安定した定着を行って良好な画像品質を得ることができる。

以下、図面を参照しつつ、この発明の実施の最良形態につき説明する。
図１には、複写機、プリンタ、ファクシミリ、またはそれらの複合機などの画像形成装置の要部構成を示す。図示のものは、電子写真方式のタンデム型カラー画像形成装置である。中間転写体を用いずに、記録媒体である用紙に直接画像転写を行う直接転写方式のものである。

図中符号１０は、無端ベルト状の搬送ベルトである。搬送ベルト１０は、図示例では駆動ローラ１２と従動ローラ１３間に掛けまわして図中反時計まわりに回転走行可能に設ける。もちろん、搬送ベルト１０を掛けまわすローラは、２つに限らず、別途搬送ベルト１０の片寄りを調整するローラや、テンションローラなど、３つ以上のローラに掛けまわすようにしてもよい。

搬送ベルト１０のまわりには、駆動ローラ１２と従動ローラ１３間に張り渡した水平部分上に、搬送ベルト１０の走行方向に沿って順に、ブラック・マゼンタ・イエロ・シアンの４つの作像ステーション１５Ｋ・１５Ｍ・１５Ｙ・１５Ｃを横に並べて設置し、タンデム作像装置１６を構成する。タンデム作像装置１６の上には、図示省略するが、さらに露光装置などが設けてなる。

搬送ベルト１０とタンデム作像装置１６間には、搬送ベルト１０の反時計まわりの走行とともに図中右から左へと、用紙１７を搬送する用紙搬送路Ｐを形成する。用紙搬送路Ｐに沿って、上流には図示しないレジストローラを配置し、下流には定着装置１８を設置する。

４つの作像ステーション１５Ｋ・１５Ｍ・１５Ｙ・１５Ｃは、それぞれ図２に示すような同一の構成をなす。

図中符号２０は、ドラム状の像担持体である感光体である。感光体２０のまわりには、左上方に配置する帯電装置２１から図中矢示する回転方向に順に、現像装置２２、転写装置２３、クリーニング装置２４、除電装置２５などを配置する。

ところで、帯電装置２１は、図示例では帯電チャージャを用いる非接触帯電方式を採用したが、もちろん帯電ローラを用いる接触帯電方式を採用してもよい。現像装置２２は、この例では、キャリア２６とトナー２７とからなる二成分現像剤を使用し、それを現像スリーブ２８で担持して感光体２０にトナー２７のみを付着し、感光体２０上の静電潜像を可視像化する。

また、転写装置２３は、図示例では非接触のコロナチャージャ方式を採用し、搬送ベルト１０を挟んで感光体２０に対向するように配置するが、非接触のコロナチャージャ方式の他に導電性ブラシや転写ローラなどを用いることもできる。クリーニング装置２４には、クリーニング部材として、クリーニングブラシ３０と、クリーニングブレード３１を設ける。そして、クリーニングブラシ３０やクリーニングブレード３１で掻き落としたトナーは、不図示の回収スクリュやトナーリサイクル装置で現像装置２２に回収して再利用することができる。除電装置２５としては、例えば除電ランプを用いる。

そして、感光体２０の時計まわりの回転とともに、感光体２０の表面を帯電装置２１で一様に帯電し、不図示の露光装置で書込み光Ｌ（図１ではＬｋ・Ｌｍ・Ｌｙ・Ｌｃ）を照射してそれぞれ感光体２０上に静電潜像を形成して後、現像装置２２で各色トナーを付着してその静電潜像を可視像化し、各感光体２０上に各色の単色トナー画像を形成する。

用紙１７は、用紙搬送路Ｐを通して搬送し、感光体２０上に形成した各色トナー画像にタイミングを合わせてレジストローラで搬送ベルト１０上に送り込む。そして、搬送ベルト１０の走行とともにさらに用紙１７を搬送してその搬送する用紙１７にそれぞれ転写装置２３で、各感光体２０上の単色トナー画像を順次転写し、その用紙１７上に各色の単色トナー画像を重ね合わせて合成カラー画像を形成する。トナー画像転写後の感光体２０は、表面をクリーニング装置２４で清掃して後、除電装置２５で除電して初期化し、再び帯電装置２１からはじまる再度の画像形成に備える。

合成カラー画像を形成した用紙１７は、搬送ベルト１０で搬送して定着装置１８へと導き、その定着装置１８で未定着トナーを用紙１７に定着して後、不図示の排紙スタック部へと排出する。図１に示すように、定着装置１８には、定着ケース３３の入口開口から定着ケース３３内に用紙１７を送り込む入口ローラ３４と、定着ケース３３の出口開口から出た定着後の用紙１７を不図示の排紙スタック部に向けて送り出す出口ローラ３５とを備える。

図３には、図１に示すカラー画像形成装置に備える定着装置１８の構成を示す。
定着装置１８には、定着ケース３３内に定着駆動ローラ３６と定着従動ローラ３７とに掛けまわして無端ベルト状の定着搬送ベルト３８を設ける。そして、定着駆動ローラ３６の回転により定着従動ローラを従動回転しながら定着搬送ベルト３８を図中反時計まわりに走行し、入口ローラ３４で定着ケース３３内に送り込んだ用紙１７を矢示方向に搬送する。

定着搬送ベルト３８の上方には、用紙１７の搬送方向と直交する方向に細長な定着液タンク４０を設ける。定着液タンク４０内には、定着液４１を収容する。定着液４１は、トナーを溶解または半溶解して軟化させる軟化材と、その軟化材を分散または溶解する溶媒とからなる。使い勝手がよく安全に使用することができることから、無臭で、かつ人体に無害なものであることが好ましく、この点から、軟化材としては、脂肪酸エステル、詳しくは直鎖飽和脂肪酸エステル、脂肪族ニ塩基酸エステル、または脂肪族ニ塩基酸ジアルコキシジアルキルエステルなどを用いることが好ましい。また、溶媒は、環境にやさしく、安価であり、無臭無害で、同じく使い勝手がよく安全に使用することができることから、水を用いることが好ましい。所定濃度の軟化材を含む定着液４１の未定着トナーに対する濡れ性や、用紙１７への浸透速度を制御する目的から、界面活性材を添加することも可能である。

定着液タンク４０の上方には、また、定着液吐出手段として超音波トランスデューサ４２を、用紙１７の搬送方向と直交する方向に複数個並べて設ける。超音波トランスデューサ４２は、アルミニウムのような金属を切削加工してつくった振動体であるホーン部材４３と、それに接着等により取り付けたピエゾ素子のような圧電素子４４とからなる。

ホーン部材４３の下には、帯状の吸い上げ部材４５の一端を設ける。吸い上げ部材４５は、湾曲し、他端を定着液タンク４０内の定着液４１中に漬けてなる。そして、定着液タンク４０内の定着液４１を吸い上げて各超音波トランスデューサ４２の先端付近まで導く。吸い上げ部材４５としては、弾性を有する多孔質材料を使用し、弾性変形可能なスポンジなどを好適に用いることができる。吸い上げ部材４５としてスポンジを使用すると、吸い上げ部材４５の先端面幅を容易に超音波トランスデューサ４２の先端面幅に合わせ、トランスデューサ４２の先端面全面から常に一定の範囲に定着液４１を安定的に噴霧することができる。

図４には、１つの超音波トランスデューサ４２からの定着液吐出状態を示す。
この図４から判るとおり、超音波トランスデューサ４２は、ホーン部４３を、正方形状のフランジ部４６から上下を絞って先端を板状に形成してなり、この例では、搬送する用紙１７とほぼ平行になるように設け、ホーン部４３の板状の先端部を水平に設置してなる。そして、交流電源４７からの電圧を受けて圧電素子４４に微妙な振動変位を生じ、その微妙な振動変位をホーン部４３で拡大して先端部で最大とする。これにより、定着液タンク４０内から吸い上げ部材４５で吸い上げてホーン部４３の先端面に薄い膜を張った定着液４１を、超音波トランスデューサ４２によりミスト状として吐出して用紙１７に塗布し、その用紙１７上の未定着トナー画像を定着する。

この超音波トランスデューサ４２により定着液４１を吐出するときは、図中矢示するように、定着液吐出方向Ａを用紙１７の上方の空間に向け、超音波トランスデューサ４２により吐出した定着液４１が重力により下向きにカーブして用紙１７上に落下するように、超音波トランスデューサ４２を設置してなる。

このとき、定着液４１が用紙１７に当たる運動エネルギが大きいと、そのエネルギによって用紙１７上の未定着トナー２７を飛散して画像乱れを生ずる。このため、運動エネルギをできるだけ少なくすることが好ましい。ここで、運動エネルギをＥ〔Ｊ〕は、滴質量をｍ、滴速度をｖとすると、（１／２）ｍｖ^２となる。そこで、このことから、運動エネルギＥを小さくするには、滴質量ｍを小さくし、滴速度ｖを遅くすればよいことが判る。つまり、できるだけ小粒径の定着液滴が、できるだけ遅いスピードでトナーに衝突するようにすればよい。

図示定着装置１８によれば、定着液４１を直接用紙１７に吹き掛けるのではなく、超音波トランスデューサ４２により吐出した定着液４１が重力によりカーブして用紙１７上に落下するようにするので、初速の大きい定着液滴は図中ａの軌跡を経て遠くへ、初速の小さい定着液滴は図中ｂの軌跡を経て近くに落ち、付着位置に差が出て、図５に示すように用紙１７上の細長な広い面積ｓに定着液４１が吹き掛けられることとなる。

図６には、上述した定着装置１８と同様に、実線矢印で示す用紙１７の搬送方向と直交する方向に超音波トランスデューサ４２を複数個並べてまっすぐに設置し、各超音波トランスデューサ４２の定着液吐出方向Ａを用紙１７の搬送方向上流側に向けて対向して設けた場合の用紙１７に対する定着液付着状態を示す。図示するように、複数の超音波トランスデューサ４２により用紙１７の幅方向全域の広い面積Ｓに定着液４１が付着される。

このように個々の超音波トランスデューサ４２でそれぞれ用紙１７上の広い面積ｓに定着液４１を吹き付けるから、図７に示すように飛翔中に定着液滴５０が他の定着液滴５０と合体して１つになることが少なく、小粒径のまま少ない量で長い時間、用紙１７上のトナー２７に付着することができる。これに対し、図８に示すように下向きの超音波トランスデューサ４２で用紙１７に定着液４１を直接吹き掛けると、狭い面積ｓ１に定着液滴５０を吹き付けることとなるから、図９に示すように定着液滴５０が密になって飛翔中に他の定着液滴５０と合体して液滴径が大きくなるおそれがある。そして、液滴径が大きくなった定着液滴５０が用紙１７上に落下すると、用紙１７上に付着した定着液４１により用紙１７上の未定着トナー２７が流出して画像乱れを生ずることとなる。

また、上述した図示例のように、定着液吐出方向Ａを用紙１７の上方の空間に向け、超音波トランスデューサ４２により吐出した定着液４１が重力により下向きにカーブして用紙１７上に落下するように、超音波トランスデューサ４２を設置すると、定着液滴５０の飛翔距離が長くなり、空気の抵抗で速度が落ちることとなる。よって、この点からも、液質量ｍを小さくし、液速度ｖを遅くすることにより、前述の運動エネルギＥを小さくし、未定着トナー２７の移動をなくして画像乱れを解消することができる。

なお、図５に示すように、超音波トランスデューサ４２のホーン部４３の先端面形状を細長矩形状とすると、トランスデューサ４２の先端面全面から常に一定の範囲に定着液４１を安定的に噴霧することができる。このとき、先端面の短辺の長さＴを５mm以下とすると、電力上のロスを小さくすることができ、長辺の長さＢを１２mm以下とすると、効率の低下を防止して電力消費を小さくすることができる。

また、上述した例では、定着液吐出方向Ａを用紙１７の搬送方向の上流側に向けて対向して超音波トランスデューサ４２を設置したが、反対に用紙１７の搬送方向の下流側に向けて超音波トランスデューサ４２を設置してもよい。すなわち、図６に示す用紙１７を点線矢印で示す方向に搬送するとき、定着液吐出方向Ａがその搬送方向下流側に向くように超音波トランスデューサ４２を設置することもできる。

また、超音波トランスデューサ４２の定着液吐出方向Ａと直交する方向に用紙１７を搬送することもできる。例えば図５中点線矢印で示す方向に、用紙１７を搬送するようにしてもよい。このようにすると、１つの超音波トランスデューサ４２による定着液付着領域ｓが用紙１７の搬送方向と直交する方向に長くなり、用紙１７の搬送方向と直交する方向に設ける超音波トランスデューサ４２の数を減らすことができる。しかしながら、単位面積当たり必要な液量は変わらないため、超音波トランスデューサ４２の個数が少なくなった分、用紙１７の搬送速度を落とす、あるいは吐出する定着液の量を増やす必要がある。吐出する定着液の量を増やすときは、例えば図４の水頭Ｈを小さくしたり、定着液４１の粘度を下げたりする方法が考えられる。

さらに、上述した例では、超音波トランスデューサ４２を、用紙１７の搬送方向と直交する方向に複数個並べて設置したが、例えば図１０に示すように、搬送する用紙１７の両側にその用紙１７の搬送方向に複数個並べて定着液タンク４０とともに設置し、両側から各々定着液４１を吐出して用紙１７に塗布するようにしてもよい。

ところで、この発明では、記録媒体である用紙１７の画像面を複数に分割してその分割区分した領域ごとのトナー濃度に応じてその分割区分した領域に個別に定着液４１を付着するようにしてもよい。このようにすると、定着すべきトナー量に応じて適度な定着液４１を塗布し、安定した定着を行って良好な画像品質を得ることができる。

図１１には、そのような定着装置１８の概略構成を示す。
図中符号５２は、上述した例で用いたと同様な定着駆動ローラ３６と定着従動ローラ３７と定着搬送ベルト３８とからなり、用紙１７を搬送する記録媒体搬送手段である。記録媒体搬送手段５２は、無端ベルト状の定着搬送ベルト３８に、ベルト面に多数の透孔を設け、その定着搬送ベルト３８の上側張り渡し部分の内側にベルト面に対向して吸引板５３を配置してなる。吸引板５３には、吸引ポンプなどを接続し、ベルト面に対向する板面に複数の吸引口を設けてなる。

そして、吸引ポンプなどを作動するとともに定着駆動ローラ３６を回転して定着従動ローラ３７を従動回転し、定着搬送ベルト３８を反時計まわりに回転走行する。これにより、用紙１７を上側張り渡し部分上に載せ、吸引ポンプなどで吸引板５３の吸引口から定着搬送ベルト３８の透孔を通して吸気し、用紙１７をベルト面に吸着しながら定着搬送ベルト３８の走行とともに矢示方向に搬送可能とする。

このような記録媒体搬送手段５２の定着搬送ベルト３８上には、上側張り渡し部分のベルト面に上側から対向して画像読取センサ５４を設ける。画像読取センサ５４は、例えば発光素子と受光素子とからなる反射型の光センサで、定着搬送ベルト３８の走行方向と直交する幅方向に複数の画像読取素子を並べて備え、定位置で、搬送する用紙１７上のトナー画像を読み取るライン型のものでも、キャリッジ上に搭載して定着搬送ベルト３８の走行方向と直交する幅方向に往復動しながら、それに備える画像読取素子で、搬送する用紙１７上のトナー画像を読み取るシリアル型のものでもよい。そして、例えば３００ｄｐｉの解像度で読み取る。

画像読取センサ５４には、電気回路で構成した画像濃度判定手段５５を接続する。そして、画像読取センサ５４の出力信号を画像濃度判定手段５５に入力し、画像面を複数に分割してその分割区分した領域ごとの画像濃度を判定する。例えば、画像面の１ラインを３００ｄｐｉに分割して各画像濃度に応じて分割区分した領域を非画像部、ハイライト画像部、ベタ画像部に分け、さらにベタ画像部を１次色と２次色以上に分け、合計４種類の画像濃度状態に分類する。

画像濃度判定手段５５には、電気回路で構成した定着液吐出制御手段５６を接続する。そして、画像濃度判定手段５５の出力信号を定着液吐出制御手段５６に入力し、画像濃度判定手段５５の濃度判定結果に基づき、分割区分した領域に対応して定着液の吐出を複数段に分けて制御する。例えば、定着液の吐出量を、「大」「中」「小」と「なし」の複数段に分けて制御する。

定着液吐出制御手段５６には、定着液吐出手段である超音波トランスデューサ４２を接続する。超音波トランスデューサ４２は、例えば上述した例のように、不図示の定着液タンクに接続して設ける。

図１１に示す例では、用紙１７上のトナー画像を直接画像読取センサ５４で読み取り、その画像読取センサ５４の出力信号を画像濃度判定手段５５に入力したが、用紙１７に転写される前の感光体２０上のトナー画像を画像読取センサで読み取り、その画像読取センサの出力信号を画像濃度判定手段５５に入力するようにしてもよい。

そして、画像読取センサ５４で読み取った用紙１７上の読取ラインが、超音波トランスデューサ４２の定着液付着領域に移動してきたタイミングに合わせて、順次定着液吐出制御手段５６の吐出制御に基づき、分割区分した領域ごとに分けて吐出量を加減して超音波トランスデューサ４２から定着液を用紙１７に向けて吐出する。例えば、分割区分した領域に対応して４種類の画像濃度状態に合わせ、定着液を、吐出なし、小径滴、中径滴、大径滴の４段階に打ち分ける。

定着装置１８では、以上のように、画像面を複数に分割してその分割区分した領域ごとの画像濃度を判定し、その濃度判定結果に基づき分割区分した領域に対応して定着液の吐出を複数段に分けて制御し、その吐出制御に基づき分割区分した領域ごとに定着液を用紙１７に向けて吐出し、その定着液を付着することにより軟化材で未定着トナーを溶解または半溶解して用紙１７上に定着する。その後、常温で放置して乾燥してもよいし、送風したり加熱したりして強制的に乾燥するようにしてもよい。

これにより、例えば３００ｄｐｉに区分された未定着トナー画像領域のトナー量に対応して定着液の付与量を制御することが可能となるが、小径滴の吐出量はハイライト画像部の未定着トナーを十分軟化するように、また中径滴、および大径滴の吐出口量は１次色と２次色以上の未定着トナーを十分軟化するように選定される。その結果、未定着画像のトナー量に応じた定着液の付与が可能となって、未定着トナーに対するトナー溶解または半溶解度合いの過不足がなくなり、定着すべきトナー量に応じて適度な定着液を塗布し、安定した定着を行って良好な画像品質が得られる。

さて、図１２に示すように画像読取装置５７の出力信号を画像濃度判定手段５５に入力するようにすることもできる。このようにすると、画像濃度判定手段５５で、画像面を複数に分割してその分割区分した領域ごとの画像濃度を判定し、画像濃度判定手段５５の出力信号を定着液吐出制御手段５６に入力して、画像濃度判定手段５５の濃度判定結果に基づき、分割区分した領域に対応して定着液の吐出を複数段に分けて制御し、定着液吐出制御手段５６の吐出制御に基づき超音波トランスデューサ４２で、分割区分した領域ごとに定着液を用紙１７に向けて吐出し、その定着液を付着することにより軟化材で未定着トナーを溶解または半溶解して用紙１７上に定着することができる。

また、図１３に示すように、ホストまたは別のファクシミリからの印字データを画像濃度判定手段５５に入力し、画像面を複数に分割してその分割区分した領域ごとの画像濃度を判定し、その濃度判定結果に基づき、分割区分した領域に対応して定着液の吐出を複数段に分けて制御し、その吐出制御に基づき超音波トランスデューサ４２で、分割区分した領域ごとに定着液を用紙１７に向けて吐出し、その定着液を付着することにより軟化材で未定着トナーを溶解または半溶解して用紙１７上に定着することもできる。

カラー画像形成装置の要部構成図である。そのカラー画像形成装置に備える１つの作像ステーションまわりの拡大構成図である。図１に示すカラー画像形成装置に備える定着装置の構成図である。その定着装置に備える１つの超音波トランスデューサからの定着液吐出状態を示す図である。その斜視図である。複数の超音波トランスデューサからの定着液吐出状態を示す図である。超音波トランスデューサから吐出した定着液滴が落下して用紙に付着する状態を示す図である。超音波トランスデューサを用紙に向けて設置した状態を示す斜視図である。そのときの超音波トランスデューサから吐出した定着液滴が落下して用紙に付着する状態を示す図である。図１に示すカラー画像形成装置に備える定着装置の他例を示す斜視図である。定着装置のさらに他例の概略構成図である。定着装置のまたさらに他例の概略構成図である。定着装置のまたさらに他例の概略構成図である。

符号の説明

１７用紙（記録媒体）
１８定着装置
２０感光体（像担持体）
４０定着液タンク
４１定着液
４２超音波トランスデューサ（定着液吐出手段）
４５吸い上げ部材
５４画像読取センサ
５５画像濃度判定手段
５６定着液吐出制御手段
５７画像読取装置
Ａ定着液吐出方向
Ｔ長辺の長さ
Ｂ短辺の長さ

Claims

定着液吐出手段により定着液を吐出して記録媒体に塗布し、その記録媒体上の未定着トナー画像を定着する定着装置において、
前記定着液吐出手段として、前記定着液を霧状態として吐出する超音波トランスデューサを用い、
前記超音波トランスデューサは、
先端面形状を細長矩形状とし、その短辺の長さを５mm、長辺の長さを１２mmとして、前記記録媒体の搬送方向と直交する方向に複数個並べて設置し、
その超音波トランスデューサの定着液吐出方向を前記記録媒体の上方に向け、その超音波トランスデューサにより吐出した霧状態の定着液が重力によりカーブして前記記録媒体上に落下するように設置し、
かつ、前記記録媒体の画像面を複数に分割してその分割区分した領域ごとの画像濃度を判定する画像濃度判定手段と、その画像濃度判定手段に基づき前記分割区分した領域に対応して前記定着液の吐出を複数段に分けて制御する定着液吐出制御手段とを備え、その定着液吐出制御手段に基づき前記分割区分した領域ごとに、前記超音波トランスデューサを用いて前記定着液を前記記録媒体に向けて吐出することを特徴とする、定着装置。