JP6710968B2 - 定着装置および静電噴霧装置 - Google Patents

Description

本発明は、静電噴霧によって液体を噴霧する静電噴霧装置と、用紙上にトナー像を定着させる定着装置に関する。

従来、電子写真方式の画像形成装置において、転写されたトナー像を加熱によりトナーを溶融させ用紙にトナーを定着させる定着装置を備えたものが知られている。定着装置は、トナーを溶融するためにハロゲンヒータやセラミックヒータ等の発熱体を有する。溶融されたトナーは、用紙に対して加圧され用紙上に定着される。このような定着装置は、定着速度が速く、画像品質が良いことから広く普及している。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は、トナーを加熱することから多量の電力を消費するため画像形成装置の省電力には向かなかった。
上記のような課題に対し、トナーを溶解または膨潤させる定着液を用紙上のトナーに付与して、トナー像を用紙上に定着する定着装置を備えた画像形成装置がある。この定着装置は、熱定着方式のようなトナーを溶融させるための加熱処理が不要であり、消費電力が低く、省電力化に優れている。定着液をトナー像に塗布する方法としては、定着液をローラ表面に塗布し、ローラ上の定着液をトナー像に接触させて塗布する方法や、噴霧器などによって非接触でトナー像に塗布する方法などが知られている（特許文献１参照）。
ローラによって定着液を塗布する定着装置は、ローラとトナー像とが接触する構造となっている。そのため、このような定着装置は、ローラとトナー像とが接触することで、未定着のトナー像がローラ側に移動する（オフセットする）という課題を有していることが知れている。一方、噴霧器による定着装置は、トナー像に対して非接触で定着液を塗布することが出来るので、オフセットが発生しない。
しかし、定着液は、温度により粘度が変化するため定着液の温度上昇とともに低粘度化する定着液では、温度上昇とともに定着液の供給量が増加して、定着液を無駄に消費してしまうという問題点があった。このように問題点に対し、特許文献１の定着装置は、定着液の温度を調節するためのヒータを設け、定着液の温度を一定に保つように制御されている。これにより、上記の問題点を解決していた。

特開２００９−６９２５６号公報

しかしながら、従来技術では、定着装置がヒータを備えているので、省電力化には向かなかった。

そこで、本発明は、電力消費を抑えつつ、外部環境に応じた良好な静電噴霧を行うことを目的とする。

前記課題を解決する本発明は、静電噴霧により記録シート上の現像剤像に向けて定着液を噴霧する定着装置であって、定着液を内部に収容可能な収容部と、前記収容部に連通し、記録シート上の現像剤像に向けて定着液を噴霧する複数のノズルと、前記ノズル内の定着液と、前記ノズルから離れた位置で搬送される記録シートとの間に電位差を形成するための電位差形成部と、前記収容部内の定着液に圧力をかける圧力付与部と、温度を検出する温度センサと、制御部と、を備える。
前記制御部は、前記温度センサで検出した温度に基づいて前記定着液にかける圧力の値を決定する。

この構成によれば、温度に基づいて定着液にかける圧力の値を決定するので、温度に応じた適切な噴霧を行うことができる。また、従来技術のようなヒータを設ける必要がないので、電力消費を抑えることができる。

また、前記した構成において、温度に対応した圧力が設定された圧力テーブルが記憶される記憶部を備え、前記制御部は、前記圧力テーブルに基づいて圧力の値を決定するように構成されていてもよい。

また、前記した構成において、前記圧力テーブルにおける圧力は、温度と定着液の目標噴霧量とに対応して設定されていてもよい。

また、前記した構成において、前記圧力テーブルの圧力は、温度が小さくなるにつれて前記収容部内に加える圧力が大きくなるように設定されていてもよい。

また、前記した構成において、前記圧力テーブルにおける圧力は、前記目標噴霧量を噴霧するのに必要な圧力であり、かつ、噴霧状態が正常となる圧力範囲内である第１圧力と、前記目標噴霧量を噴霧するのに必要な圧力よりも低い圧力であり、かつ、噴霧状態が正常となる圧力範囲内である第２圧力とを含んで構成されていてもよい。

これによれば、例えば目標噴霧量を噴霧するのに必要な圧力が圧力範囲よりも高い値である場合には、圧力を第２圧力とすることで、噴霧状態を正常に保つことができる。

また、前記した構成において、前記第２圧力は、前記複数のノズルの先端で定着液のテイラーコーンを維持することができる最大の圧力と等しくてもよい。

また、前記した構成において、前記圧力テーブルにおける圧力は、前記目標噴霧量を噴霧するのに必要な圧力であり、かつ、噴霧状態が正常となる圧力範囲内である第１圧力と、前記目標噴霧量を噴霧するのに必要な圧力よりも高い圧力であり、かつ、噴霧状態が正常となる圧力範囲内である第３圧力とを含んで構成されていてもよい。

これによれば、例えば目標噴霧量を噴霧するのに必要な圧力が圧力範囲よりも低い値である場合には、圧力を第３圧力とすることで、噴霧状態を正常に保つことができる。

また、前記した構成において、前記第３圧力は、前記複数のノズルの先端で定着液のテイラーコーンを形成するための最低の圧力と等しくてもよい。

また、前記した構成において、前記制御部は、圧力を前記第１圧力に設定した場合には、作動させる前記ノズルの数を第１ノズル数とし、圧力を前記第２圧力に設定した場合には、作動させる前記ノズルの数を前記第１ノズル数よりも多い第２ノズル数とするように構成されていてもよい。

これによれば、目標噴霧量を噴霧するのに必要な圧力に満たない第２圧力に圧力を設定した場合には、噴霧量が目標噴霧量に満たなくなるが、この場合にノズル数を増やすことで、噴霧量を目標噴霧量に近づけることができるので、良好な定着を行うことができる。

また、前記した構成において、前記制御部は、圧力を前記第１圧力に設定した場合には、作動させる前記ノズルの数を第１ノズル数とし、圧力を前記第３圧力に設定した場合には、作動させる前記ノズルの数を前記第１ノズル数よりも少ない第３ノズル数とするように構成されていてもよい。

これによれば、目標噴霧量を噴霧するのに必要な圧力よりも高い第３圧力に圧力を設定した場合には、噴霧量が目標噴霧量よりも多くなるが、この場合にノズル数を減らすことで、噴霧量を目標噴霧量に近づけることができるので、良好な定着を行うことができる。

また、前記圧力テーブルにおいて、温度が所定範囲内である場合には、前記目標噴霧量が第１噴霧量であるときの圧力が、前記目標噴霧量が前記第１噴霧量よりも多い第２噴霧量であるときの圧力よりも低い値に設定されていてもよい。

これによれば、温度が所定範囲内である場合に適切な噴霧量で定着を行うことができる。

また、前記圧力テーブルにおいて、温度が所定範囲外である場合には、前記目標噴霧量が第１噴霧量であるときの圧力が、前記目標噴霧量が前記第１噴霧量よりも多い第２噴霧量であるときの圧力よりも高い値に設定されていてもよい。

これによれば、温度が所定範囲外である場合に適切な噴霧量で定着を行うことができる。

また、前記した構成において、前記制御部は、印刷指令を受ける前に、圧力の値を決定し、前記圧力付与部を制御して前記収容部内の前記定着液に圧力をかけるように構成されていてもよい。

これによれば、印刷指令を受ける前に仮決めした圧力を定着液にかけておくことで、印刷指令を受けた際に、印刷指令で指示されている噴霧量に関連したパラメータと温度とによって決定する圧力が、仮決めした値と同じとなる場合がある。この場合には、定着装置が噴霧可能な状態になるまでの時間を短くすることができ、ひいては印刷スピードを上げることができる。

また、本発明に係る定着装置は、帯電された定着液を静電噴霧により記録シート上の現像剤像に向けて噴霧することで、記録シート上に現像剤像を定着させる定着装置であって、前記定着液を内部に収容する収容部と、前記収容部に連通し、前記現像剤像に向けて前記定着液を噴霧する複数のノズルと、前記ノズル内の前記定着液と、前記ノズルから離れた位置で搬送される記録シートとの間に電位差を形成するための電位差形成部と、前記収容部内の前記定着液に圧力をかける圧力付与部と、温度を検出する温度センサと、湿度を検出する湿度センサと、制御部と、を備える。
前記制御部は、前記温度センサで検出した温度と、前記湿度センサで検出した湿度とに基づいて前記定着液に流す電流値を決定する。

これによれば、温度と湿度に基づいて電流値を決定するので、温度と湿度に応じた適切な噴霧を行うことができる。また、従来技術のようなヒータを設ける必要がないので、電力消費を抑えることができる。

また、前記した構成において、温度および湿度に対応した電流値が設定された電流値テーブルが記憶される記憶部を備え、前記制御部は、前記電流値テーブルに基づいて電流値を決定するように構成されていてもよい。

また、前記した構成において、前記定着液に流れる電流を検出する電流センサを備え、前記制御部は、前記電流センサで検出した電流値が、決定した電流値となるように電圧を制御するように構成されていてもよい。

これによれば、噴霧量を一定にすることができる。

また、前記した構成において、前記記憶部は、定着液の目標噴霧量に応じた複数の前記電流値テーブルを記憶し、前記制御部は、前記目標噴霧量に基づいて前記電流値テーブルを選択するように構成されていてもよい。

これによれば、目標噴霧量に適した電流値を定着液に流すことができるので、定着液を適切に噴霧することができる。

また、前記した構成において、前記制御部は、画像の濃度に応じて目標噴霧量を決定するように構成されていてもよい。

また、前記した構成において、前記温度センサは、定着装置の周囲の温度を検出可能であってもよい。

また、前記した構成において、前記温度センサは、定着液の温度を検出可能であってもよい。

また、前記した構成において、前記電界形成部は、前記収容部内の定着液と接触し、定着液に電圧を印可可能な第１電極と、前記ノズルと間隔を空けて配置され、前記ノズルの先端との間で電界を形成するための第２電極と、を有していてもよい。

また、本発明に係る静電噴霧装置は、静電噴霧によって液体を噴霧する静電噴霧装置であって、液体を内部に収容可能な収容部と、前記収容部に連通する複数のノズルと、前記容器内の液体と接触し、液体に所定の電圧を印可可能な電極と、前記収容部内の液体に圧力をかける圧力付与部と、温度を検出する温度センサと、制御部と、を備える
前記制御部は、前記温度センサで検出した温度に基づいて前記液体にかける圧力の値を決定する。

この構成でも、温度に基づいて液体にかける圧力の値を決定するので、温度に応じた適切な噴霧を行うことができる。また、従来技術のようなヒータを設ける必要がないので、電力消費を抑えることができる。

本発明によれば、電力消費を抑えつつ、外部環境に応じた良好な静電噴霧を行うことができる。

本発明の一実施形態に係る定着装置を備えたレーザプリンタを示す図である。 定着ヘッドを、斜め上方から見た斜視図（ａ）と、斜め下方から見た斜視図（ｂ）である。 定着ヘッドを、前方から見た正面図（ａ）と、下方から見た下面図（ｂ）である。 第１電流値テーブルを示す図（ａ）と、第２電流値テーブルを示す図（ｂ）である。 第１圧力テーブルを示す図（ａ）と、第２圧力テーブルを示す図（ｂ）である。 第１圧力テーブルのうち目標圧力として選択される圧力を示す図（ａ）と、第２圧力テーブルのうち目標圧力として選択される圧力を示す図（ｂ）である。 第１圧力テーブルと第２圧力テーブルを重ねて示す図である。 制御部の動作を示すフローチャートである。 テーブルＰｎ２，Ｐｍａｘ２，Ｐｍｉｎ２に基づいて圧力制御を行うときに利用する、ノズル数と温度との関係を示すテーブルである。 テーブルＰｎ１，Ｐｍａｘ１，Ｐｍｉｎ１に基づいて圧力制御を行うときに利用する、ノズル数と温度との関係を示すテーブルである。

次に、本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下の説明においては、まず、レーザプリンタの全体構成を説明した後、本発明の特徴部分を詳細に説明することとする。

以下の説明において、方向は、図１に示す方向で説明する。すなわち、図１において、紙面に向かって右側を「前側」、紙面に向かって左側を「後側」とし、紙面に向かって奥側を「右側」、紙面に向かって手前側を「左側」とする。また、紙面に向かって上下方向を「上下方向」とする。

図１に示すように、レーザプリンタ１は、筐体２と、記録シートの一例としての用紙Ｐを給紙するためのフィーダ部３と、用紙Ｐに画像を形成するための画像形成部４とを備えている。

フィーダ部３は、筐体２の下部に着脱可能に装着される給紙トレイ３１と、給紙トレイ３１内の用紙Ｐを画像形成部４に向けて給紙する給紙機構３２とを備えている。

画像形成部４は、筐体２内に収容されており、主に、スキャナユニット５と、プロセスカートリッジ６と、転写ローラＴＲと、静電噴霧装置の一例としての定着装置７とを備えている。

スキャナユニット５は、筐体２内の上部に設けられ、図示しないレーザ発光部、ポリゴンミラー、レンズおよび反射鏡などを備えている。このスキャナユニット５では、レーザビームを、後述する感光ドラム６１の表面上に高速走査にて照射する。

プロセスカートリッジ６は、筐体２に着脱可能となっている。プロセスカートリッジ６は、静電潜像が形成される感光ドラム６１と、図示しない帯電器と、現像剤の一例としてのトナーを収容するトナー収容部６２と、トナー収容部６２内のトナーを感光ドラム６１に供給する供給ローラ６３および現像ローラ６４を備えている。

このプロセスカートリッジ６では、図示せぬ帯電器が、回転する感光ドラム６１の表面を一様に帯電する。スキャナユニット５は、感光ドラム６１の表面にレーザビームを出射して、感光ドラム６１の表面を露光することで、感光ドラム６１の表面に画像データに基づく静電潜像を形成する。

次いで、回転駆動される現像ローラ６４が、感光ドラム６１の静電潜像にトナーを供給して、感光ドラム６１の表面上にトナー像を形成する。その後、感光ドラム６１の表面上に担持されたトナー像は、用紙Ｐが感光ドラム６１と転写ローラＴＲの間で搬送される際に、転写ローラＴＲに引き寄せられて用紙Ｐ上に転写する。

定着装置７は、液体の一例としての、帯電された定着液Ｌを静電噴霧により用紙Ｐ上のトナー像に向けて噴霧することで、用紙Ｐ上にトナー像を定着させる装置である。なお、定着装置７の構成については、後で詳述する。

用紙Ｐの搬送方向において、定着装置７の下流側には、定着装置７から排出された用紙Ｐを下流側に搬送するための下流側搬送ローラ８１が設けられている。下流側搬送ローラ８１によって搬送された用紙Ｐは、排紙ローラＲに搬送され、この排紙ローラＲから排紙トレイ２１上に排出される。

次に、定着装置７の構成について詳細に説明する。
定着装置７は、定着液Ｌを噴霧するための定着ヘッド７１と、定着ヘッド７１の下で用紙Ｐを支持する第２電極７２とを備えている。

定着液Ｌは、良好に静電噴霧を行い、かつ、定着を行うために、トナーを溶解させる溶質を誘電率の高い溶媒に分散させたもの使用することが出来る。誘電率の高い溶媒として、安全な水を用いることができる。つまり、本実施形態では、トナーを溶解させる溶質を水に分散するタイプ、いわゆる、水中油滴型のエマルジョンでトナーの溶解を行っている。つまり、溶媒としての水に対して不溶または難溶な溶質を水に分散した定着液を用いている。溶質としては、脂肪族モノカルボン酸エステル系として、ラウリン酸エチル、ラウリン酸ブチル、ラウリン酸イソプロピル、ミリスチン酸エチル、ミリスチン酸ブチル、ミリスチン酸イソプロピル、パルミチン酸エチル、パルミチン酸ブチル、パルミチン酸イソプロピル、脂肪族ジカルボン酸エステル系として、コハク酸ジエチル、コハク酸ジブチル、脂肪族トリカルボン酸エステル系として、oアセチルクエン酸トリエチル、oアセチルクエン酸トリブチル、脂肪族ジカルボン酸ジアルコキシアルキル系としてコハク酸ジエトキシエチル、コハク酸ジブトキシエチル、炭酸エステル系として炭酸エチレン、炭酸プロピレンを使用することができる。これらの溶質はトナーを軟化させる機能を有する。
また、エマルジョンを良好に形成するために界面活性剤を加えても良く、界面活性剤としては、アニオン系界面活性剤、カチオン系界面活性剤、ノニオン系界面活性剤を使用することができる。アニオン系界面活性剤としては、ラウリン酸ナトリウムなどの高級脂肪酸塩類、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムなどのアルキルアリールスルホン酸塩類、ドデシル硫酸ナトリウムなどのアルキル硫酸エステル塩類、ポリエトキシエチレンラウリルエーテル硫酸ナトリウムなどのポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸エステル塩類、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル硫酸ナトリウムなどのポリオキシエチレンアルキルアリールエーテル硫酸エステル塩類を使用することができる。カチオン系界面活性剤としては、脂肪族アミン塩、脂肪族４級アンモニウム塩、ベンザルコニウム塩、塩化ベンゼトニウム、ピリジニウム塩、イミダゾリニウム塩を使用することができる。ノニオン系界面活性剤としては、ポリオキシエチレンラウリルエーテルなどのポリオキシエチレンアルキルエーテル類、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテルなどのポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル類、ソルビタンモノラウレートなどのソルビタン高級脂肪酸エステル類、ポリオキシエチレンソルビタンモノラウレートなどのポリオキシエチレンソルビタン高級脂肪酸エステル類、ポリオキシエチレンモノラウレートなどのポリオキシエチレン高級脂肪酸エステル類、ショ糖ラウリン酸エステルなどのショ糖脂肪酸エステル類を使用することができる。

定着ヘッド７１は、第１ヘッド７１Ａと、第２ヘッド７１Ｂと、第３ヘッド７１Ｃとを有している。各ヘッド７１Ａ〜７１Ｃは、用紙Ｐの搬送方向上流側から下流側に向けて、第１ヘッド７１Ａ、第２ヘッド７１Ｂ、第３ヘッド７１Ｃの順で並んで配置されている。

第１ヘッド７１Ａは、定着液Ｌを内部に収容する収容部７３と、収容部７３に連通し、トナー像に向けて定着液Ｌを噴霧する複数のノズルＮと、収容部７３内および各ノズルＮ内の定着液Ｌに電圧を印加する第１電極７４と、を備えている。なお、第２ヘッド７１Ｂおよび第３ヘッド７１Ｃは、第１ヘッド７１Ａと略同様の構成となっているため、第２ヘッド７１Ｂおよび第３ヘッド７１Ｃを構成する部材には第１ヘッド７１Ａを構成する部材と同一の符号を付し、説明を適宜省略する。

第１電極７４は、収容部７３の上壁７３Ａを上から下に貫通するように設けられ、下端部が収容部７３内の定着液Ｌ内に配置され、上端部が、制御部１００によって制御される電圧印加部１２０に接続されている。第１電極７４に印加される電圧は、１ｋＶ〜１０ｋＶであることが好ましい。各第１電極７４と電圧印加部１２０との間には、各第１電極７４に対応するように複数の電流センサＳＡが設けられており、各電流センサＳＡによって各第１電極７４に流れる電流が検出されている。なお、各第１電極７４に流れる電流の検出は、電圧印加部１２０によって行ってもよい。

各ヘッド７１Ａ〜７１Ｃには、圧力付与部の一例としての加圧装置７５が接続されている。加圧装置７５は、各ヘッド７１Ａ〜７１Ｃ内の定着液Ｌに圧力をかける装置であり、各ヘッド７１Ａ〜７１Ｃ内に定着液Ｌを送り込むことで加圧するポンプと、各ヘッド７１Ａ〜７１Ｃ内から定着液Ｌを逃がすことで減圧する減圧弁とを有している。また、各ヘッド７１Ａ〜７１Ｃには、各ヘッド７１Ａ〜７１Ｃ内の圧力を検出する圧力センサＳＰ（１つのみを代表して図示）がそれぞれ設けられている。なお、本実施形態では、加圧装置７５によって各ヘッド内の圧力を調整することとするが、ヘッド内部の定着液の水頭差によってヘッド内部の圧力を調整しても良い。

第２電極７２は、用紙Ｐに接触して、ノズルＮ内の定着液Ｌと用紙Ｐとの間に電位差を形成するための電極であり、各ヘッド７１Ａ〜７１Ｃの各ノズルＮの先端から所定距離離れるように、各ヘッド７１Ａ〜７１Ｃの下に配置されている。ここで、所定距離は、用紙Ｐの厚さよりも大きな距離であり、実験やシミュレーション等によって静電噴霧を好適に行うことが可能な距離に設定されている。

第２電極７２は、接地されている。なお、第２電極７２は、必ずしも接地させる必要はなく、例えば第１電極７４に印加される電圧よりも小さな電圧を第２電極７２に印加してもよい。第２電極７２は、ノズルＮの先端との間で電界を形成している。

第１電極７４に電圧が印加されるとノズルＮの先端付近の空間に電界が形成される。具体的には、収容部７３内の定着液Ｌは、加圧装置７５により圧力が加えられている。これにより、定着液Ｌは、ノズルＮの先端に向けて供給される。このノズルＮの先端の定着液Ｌと第２電極７２との間に電界が形成される。すると、ノズルＮの先端では、定着液Ｌが電界に引っ張られていわゆるテイラーコーンが形成される。このテイラーコーンの先端に電界が集中して、テイラーコーンの先端から定着液Ｌが引きちぎられることによって微細な液滴が生成される。

ノズルＮから噴霧された液滴状の定着液Ｌは、正に帯電している。これに対し、用紙Ｐは実質的にゼロ電位状態になっている。このため、液滴状の定着液Ｌは、クーロン力によって用紙Ｐに向かって飛んでゆき、用紙Ｐ上やトナー像上に付着する。

電流センサＳＡは、第１電極７４に流れる電流を検出することで、定着液Ｌに流れる電流を間接的に検出するセンサであり、ノズルＮから用紙Ｐに定着液Ｌが噴霧された際に第１電極７４に流れる電流を検出し、その検出値を制御部１００に出力している。ここで、第１電極７４に電圧が印加されても、ノズルＮから定着液Ｌが噴霧されていないときには、第１電極７４には電流が流れず、ノズルＮから定着液Ｌが噴霧されること、つまり帯電された定着液ＬがノズルＮから用紙Ｐに移動することによって、第１電極７４に電流が流れるようになっている。

このように構成された第１電極７４および第２電極７２は、ノズルＮ内の定着液Ｌと、ノズルＮから離れた位置で搬送される用紙Ｐとの間に電位差を形成するための電位差形成部となっている。

また、筐体２には、温度を検出する温度センサＳＴと、湿度を検出する湿度センサＳＨが設けられている。温度センサＳＴおよび湿度センサＳＨは、それぞれ検出した温度または湿度を制御部１００に出力している。なお、本実施形態では、温度センサＳＴによって定着装置７の周囲の温度を検出することとするが、本発明はこれに限定されず、例えば温度センサによって定着液の温度を検出してもよい。

図２（ａ）に示すように、第１ヘッド７１Ａの収容部７３は、左右方向、つまり用紙Ｐの幅方向に長尺となる矩形の容器であり、上壁７３Ａ、前壁７３Ｂ、後壁７３Ｃ、左壁７３Ｄ、右壁７３Ｅおよび下壁７３Ｆを有している。第２ヘッド７１Ｂの収容部７３は、左右方向において第１ヘッド７１Ａの収容部７３と同じ大きさで、搬送方向において第１ヘッド７１Ａの収容部７３よりも小さくなっている。第３ヘッド７１Ｃの収容部７３は、第２ヘッド７１Ｂの収容部７３と同じ大きさとなっている。

図２（ｂ）に示すように、各ヘッド７１Ａ〜７１Ｃにおける複数のノズルＮは、それぞれ収容部７３の下壁７３Ｆから下方に向けて突出しており、下方に向かう程、徐々に縮径している。複数のノズルＮは、用紙Ｐの幅方向、つまり左右方向に複数配列されるとともに、用紙Ｐの搬送方向、つまり前後方向に複数配列されている。各ノズルＮの内径は、０．１ｍｍ〜１．０ｍｍであることが好ましい。

詳しくは、第１ヘッド７１Ａにおける複数のノズルＮは、搬送方向に並ぶ第１千鳥配列群Ｕ１および第２千鳥配列群Ｕ２を構成している。第２ヘッド７１Ｂにおける複数のノズルＮは、第３千鳥配列群Ｕ３を構成し、第３ヘッド７１Ｃにおける複数のノズルＮは、第４千鳥配列群Ｕ４を構成している。

図３（ａ），（ｂ）に示すように、第１千鳥配列群Ｕ１は、幅方向に一定の間隔を空けて配列される複数の第１ノズルＮ１と、幅方向に一定の間隔を空けて配列される複数の第２ノズルＮ２とからなり、幅方向の一方側から他方側に向けて、第１ノズルＮ１と第２ノズルＮ２とが搬送方向の一方側と他方側に交互に配置されている。また、各第２ノズルＮ２は、幅方向において２つの第１ノズルＮ１の間に配置されている。そして、幅方向で隣り合う２つの第１ノズルＮ１と、これら２つの第１ノズルＮ１の間に配置される第２ノズルＮ２とを結んだ形状は、正三角形または二等辺三角形となっている。また、幅方向で隣り合う２つの第２ノズルＮ２と、これら２つの第２ノズルＮ２の間に配置される第１ノズルＮ１とを結んだ形状も、正三角形または二等辺三角形となっている。

第２千鳥配列群Ｕ２、第３千鳥配列群Ｕ３および第４千鳥配列群Ｕ４は、第１千鳥配列群Ｕ１と同じ構造となっている。本実施形態においてノズルピッチ（最短のノズルピッチ）は、１ｍｍ以上、１４ｍｍ以下の範囲で設定すれば良い。

図１に示すように、制御部１００は、ＲＡＭやＲＯＭなどからなる記憶部１１０、ＣＰＵ、入出力回路などを備えており、外部から入力されてくる画像データや、圧力センサＳＰ、電流センサＳＡ、温度センサＳＴおよび湿度センサＳＨからの信号に基づいて、第１電極７４に印加する電圧や加圧装置７５を制御する機能を有している。

具体的に、制御部１００は、印刷データの画像濃度に応じて、用紙Ｐの単位面積当たりに噴霧する定着液Ｌの目標値である目標噴霧量を決定する機能を有している。詳しくは、制御部１００は、印刷データがテキストデータである場合には、目標噴霧量として所定の第１噴霧量ρ１を設定し、印刷データが画像データ、つまりテキストデータよりも画像濃度が高い場合には、目標噴霧量として第１噴霧量ρ１よりも大きな第２噴霧量ρ２を設定する。

また、制御部１００は、温度センサＳＴで検出した温度と、湿度センサＳＨで検出した湿度とに基づいて定着液Ｌに流す電流値を決定する機能を有している。具体的には、記憶部１１０には、図４（ａ）に示す第１電流値テーブルと、図４（ｂ）に示す第２電流値テーブルとが記憶されている。なお、本実施形態では、各電流値テーブルをグラフ（関数）として記憶部１１０に記憶させているが、本発明はこれに限定されず、各電流値テーブルを表形式で記憶部１１０に記憶させておいてもよい。

制御部１００は、目標噴霧量を第１噴霧量ρ１に設定する場合には、第１電流値テーブルを選択し、目標噴霧量を第２噴霧量ρ２に設定する場合には、第２電流値テーブルを選択し、選択した電流値テーブルと温度および湿度とに基づいて電流値を決定する。

第１電流値テーブルは、第１噴霧量ρ１に対応した電流値と、温度と、湿度（相対湿度）との関係を示すテーブルであり、実験やシミュレーション等により適宜設定されている。第１電流値テーブルでは、電流値は、湿度が第１湿度Ｈ１から第２湿度Ｈ２までの範囲内である場合には、温度がどのような値であっても、略同じ値Ａ１に設定されている。また、湿度が第２湿度Ｈ２よりも高い場合には、電流値は、湿度が高くなるほど大きく、かつ、温度が高くなるほど大きい値に設定されている。

なお、第１電流値テーブルは、温度や湿度が高くなるほど、電流が空気中に放電される現象を考慮して設定されている。また、電流値Ａ１は、第１噴霧量ρ１を噴霧するのに必要な圧力（後述する必要圧力α）が定着液Ｌにかけられている状態において、第１噴霧量ρ１を噴霧するのに必要な電流値に設定されている。なお、後述する第２電流値テーブルおよび電流値Ａ２も同様に設定されている。

第２電流値テーブルは、第２噴霧量ρ２に対応した電流値と、温度と、湿度（相対湿度）との関係を示すテーブルであり、実験やシミュレーション等により適宜設定されている。第２電流値テーブルでは、電流値は、湿度が第１湿度Ｈ１から第２湿度Ｈ２までの範囲内である場合には、温度がどのような値であっても、略同じ値Ａ２に設定されている。ここで、Ａ２は、Ａ１よりも大きな値である。また、湿度が第２湿度Ｈ２よりも高い場合には、電流値は、湿度が高くなるほど大きく、かつ、温度が高くなるほど大きい値に設定されている。

また、制御部１００は、電流値を決定した後、電流センサＳＡで検出した電流値が、決定した電流値となるように電圧を制御する機能を有している。なお、以下の説明では、決定した電流値を、目標電流値とも称する。

また、制御部１００は、温度センサＳＴで検出した温度に基づいて定着液Ｌにかける圧力の値を決定する機能を有している。具体的には、記憶部１１０には、図５（ａ）に示す第１圧力テーブルと、図５（ｂ）に示す第２圧力テーブルとが記憶されている。なお、本実施形態では、各圧力テーブルをグラフ（関数）として記憶部１１０に記憶させているが、本発明はこれに限定されず、各圧力テーブルを表形式で記憶部１１０に記憶させておいてもよい。

制御部１００は、目標噴霧量を第１噴霧量ρ１に設定する場合には、第１圧力テーブルを選択し、目標噴霧量を第２噴霧量ρ２に設定する場合には、第２圧力テーブルを選択し、選択した圧力テーブルと温度とに基づいて圧力の値を決定する。なお、各圧力テーブルは、実験やシミュレーション等により適宜設定されている。

第１圧力テーブルは、第１必要圧力テーブルＰｎ１と、第１上限圧力テーブルＰｍａｘ１と、第１下限圧力テーブルＰｍｉｎ１とで構成されている。第１必要圧力テーブルＰｎ１は、第１噴霧量ρ１を噴霧するのに必要な圧力と温度との関係を示すテーブルであり、当該テーブルにおける圧力は、温度が高くなるほど小さな値に設定されている。詳しくは、温度が０から所定温度Ｔ１までの低温度領域では、所定温度Ｔ１よりも大きな常温・高温領域よりも、圧力の変化量（温度の上昇量に対する圧力の下降量）が大きくなるように設定されている。これは、定着液の温度によって定着液の粘度が変化するためである。定着液は、温度が小さくなるほど粘度が高くなるので、所望の噴霧量を得るためには定着液に加える圧力の値を大きくする必要がある。また、定着液の温度が高いと定着液の粘度は小さくなるので、所望の噴霧量を得るためには、定着液に加える圧力を小さくする必要がある。この第１必要圧力テーブルＰｎ１は、実験により求めることができる。

第１上限圧力テーブルＰｍａｘ１は、第１噴霧量ρ１に対応した電圧が第１電極７４に印加されている状態において定着液Ｌを正常に噴霧できる圧力の上限値と温度との関係を示すテーブルであり、当該テーブルにおける圧力は、温度が高くなるほど小さな値に設定されている。詳しくは、温度が０から所定温度Ｔ１までの低温度領域では、圧力が略一定の値Ｐ４に設定され、所定温度Ｔ１から温度が高くなるほど、圧力の変化量が徐々に大きくなっていき、ある程度高温になると、圧力の変化量が徐々に小さくなるように設定されている。

具体的には、第１上限圧力テーブルＰｍａｘ１は、ノズルＮの先端でテイラーコーンを維持するために収容部７３内に印加される圧力値の上限値を示す。一般にテイラーコーンは、特定の範囲の液体の流量（ノズルＮの先端に供給される定着液量）および電界でのみ発生する。テイラーコーンを形成するための電界および流量を下回るか上回ると、安定したテイラーコーンは形成されない。そこで、収容部７３内の圧力を調整することで、ノズルＮの先端に供給される定着液Ｌの量を制御する必要がある。

静電噴霧においてノズルＮから良好な噴霧を行うためには、ノズルＮの先端にテイラーコーンを形成する必要がある。テイラーコーンは、ノズルＮの先端における定着液Ｌの表面張力と電界による静電気力とが釣り合うときに形成される。この状態で、電界強度を上げると表面張力に対してテイラーコーン先端の静電気力による反発によって、微細な液滴が噴霧される。

ここでノズルＮの先端まで定着液Ｌを供給するためには加圧装置７５によって定着ヘッド７１内部の定着液Ｌを加圧する必要がある。しかし、加圧装置７５が定着液Ｌに印加する圧力が大きすぎると、テイラーコーンを維持するための表面張力と電界のつり合いを保つことができず、ノズルＮの先端で良好なテイラーコーンを形成することが出来ない。つまり、形成される電界とノズル径が一定であればテイラーコーンを維持するための条件は、定着液Ｌの表面張力が支配的である。

つまり、第１上限圧力テーブルＰｍａｘ１は、定着液Ｌの表面張力の関数として実験的に求めることができる。一般に液体の表面張力は、温度の減少関数であることが知られており、低温では上に凸の関数であり高温では下に凸の関数となる。
そこで、制御部１００は、記憶部１１０に記憶された第１上限圧力テーブルＰｍａｘ１に基づいて、収容部７３内の定着液Ｌの圧力を第１上限圧力テーブルＰｍａｘ１より大きくならないように加圧装置７５を制御する。

第１下限圧力テーブルＰｍｉｎ１は、第１噴霧量ρ１に対応した電圧が第１電極７４に印加されている状態において定着液Ｌを正常に噴霧できる圧力の下限値と温度との関係を示すテーブルであり、当該テーブルにおける圧力は、温度が高くなるほど小さな値に設定されている。詳しくは、温度が０から所定温度Ｔ１までの低温度領域では、圧力が略一定の値Ｐ２（Ｐ２＜Ｐ４）に設定され、所定温度Ｔ１から温度が高くなるほど、圧力の変化量が徐々に大きくなっていき、ある程度高温になると、圧力の変化量が徐々に小さくなるように設定されている。

第１下限圧力テーブルＰｍｉｎ１は、ノズルＮの先端にテイラーコーンを形成するために定着液Ｌに印加する圧力の下限値を示す。第１下限圧力テーブルＰｍｉｎ１より圧力が小さい場合は、定着液Ｌの表面張力で液の形状を保持しようとするので。テイラーコーンが形成されない。そこで、収容部７５内の定着液Ｌに圧力を印加してテイラーコーンを形成しやすくする必要がある。第１下限圧力テーブルＰｍｉｎ１の値は、このときに収容部７５内の定着液Ｌに印加される圧力であり、ノズル径が一定であれば定着液Ｌの表面張力の関数として実験的に求めることができる。

第２圧力テーブルは、第２必要圧力テーブルＰｎ２と、第２上限圧力テーブルＰｍａｘ２と、第２下限圧力テーブルＰｍｉｎ２とで構成されている。第２必要圧力テーブルＰｎ２は、第２噴霧量ρ２を噴霧するのに必要な圧力と温度との関係を示すテーブルであり、当該テーブルにおける圧力は、温度が高くなるほど小さな値に設定されている。詳しくは、温度が０から所定温度Ｔ１までの低温度領域では、所定温度Ｔ１よりも大きな常温・高温領域よりも、圧力の変化量が大きくなるように設定されている。

第２上限圧力テーブルＰｍａｘ２は、第２噴霧量ρ２に対応した電圧が第１電極７４に印加されている状態において定着液Ｌを正常に噴霧できる圧力の上限値と温度との関係を示すテーブルであり、当該テーブルにおける圧力は、温度が高くなるほど小さな値に設定されている。詳しくは、温度が０から所定温度Ｔ１までの低温度領域では、圧力が略一定の値Ｐ３（Ｐ２＜Ｐ３＜Ｐ４）に設定され、所定温度Ｔ１から温度が高くなるほど、圧力の変化量が徐々に大きくなっていき、ある程度高温になると、圧力の変化量が徐々に小さくなるように設定されている。

第２下限圧力テーブルＰｍｉｎ２は、第２噴霧量ρ２に対応した電圧が第１電極７４に印加されている状態において定着液Ｌを正常に噴霧できる圧力の下限値と温度との関係を示すテーブルであり、当該テーブルにおける圧力は、温度が高くなるほど小さな値に設定されている。詳しくは、温度が０から所定温度Ｔ１までの低温度領域では、圧力が略一定の値Ｐ１（Ｐ１＜Ｐ２）に設定され、所定温度Ｔ１から温度が高くなるほど、圧力の変化量が徐々に大きくなっていき、ある程度高温になると、圧力の変化量が徐々に小さくなるように設定されている。

制御部１００は、目標噴霧量が第１噴霧量ρ１であり、温度センサＳＴで検出した温度が所定温度である場合に、第１必要圧力テーブルＰｎ１、第１上限圧力テーブルＰｍａｘ１および第１下限圧力テーブルＰｍｉｎ１から所定温度に対応した必要圧力α、上限値βおよび下限値γを取得する。そして、制御部１００は、圧力の関係が、γ≦α≦βである場合には、定着液Ｌの目標圧力として必要圧力αを設定する。また、制御部１００は、β＜αである場合には、目標圧力として上限値βを設定し、α＜γである場合には、目標圧力として下限値γを設定する。なお、目標噴霧量が第２噴霧量ρ２である場合には、制御部１００は、前述した方法と同じ方法で、第２必要圧力テーブルＰｎ２、第２上限圧力テーブルＰｍａｘ２および第２下限圧力テーブルＰｍｉｎ２から必要圧力α、上限値βおよび下限値γを取得し、これらの値の大きさを比べて、目標圧力を設定する。

つまり、目標噴霧量が第１噴霧量ρ１である場合には、図６（ａ）に示すように、制御部１００は、温度が０（℃）からＴ１１の間では上限値βを選択し、Ｔ１１からＴ１２の間では、必要圧力αを選択し、Ｔ１２からＴ１３の間では、下限値γを選択し、Ｔ１３より高い場合には、必要圧力αを選択する。ここで、温度がＴ１１〜Ｔ１２である場合またはＴ１３より高い場合における必要圧力αは、第１圧力に相当し、温度が０〜Ｔ１１である場合における上限値βは、第２圧力に相当し、温度がＴ１２〜Ｔ１３である場合における下限値γは、第３圧力に相当する。ここで、第２圧力は、複数のノズルＮの先端で定着液Ｌのテイラーコーンを維持することができる最大の圧力と等しい値に設定することができる。また、第３圧力は、複数のノズルＮの先端で定着液Ｌのテイラーコーンを形成するための最低の圧力と等しい値に設定することができる。

なお、前述した電流値Ａ１は、温度がＴ１１〜Ｔ１２の間またはＴ１３よりも高い状況において定着液Ｌに必要圧力αがかけられている場合における、第１噴霧量ρ１の噴霧に必要な電流値に設定されている。

また、目標噴霧量が第２噴霧量ρ２である場合には、図６（ｂ）に示すように、制御部１００は、温度が０（℃）からＴ２１の間では上限値βを選択し、Ｔ２１からＴ２２の間では、必要圧力αを選択し、Ｔ２２より高い場合には、上限値βを選択する。ここで、温度がＴ２１〜Ｔ２２である場合における必要圧力αは、第１圧力に相当し、温度が０〜Ｔ２１またはＴ２２より高い場合における上限値βは、第２圧力に相当する。

なお、前述した電流値Ａ２は、温度がＴ２１〜Ｔ２２の間である状況において定着液Ｌに必要圧力αがかけられている場合における、第１噴霧量ρ１の噴霧に必要な電流値に設定されている。

図７は、第１圧力テーブルと第２圧力テーブルを重ねた図を示している。図７に示すように、温度がＴ３１〜Ｔ３２の所定範囲内である場合には、目標噴霧量が第１噴霧量ρ１であるときに選択される圧力（太い実線参照）が、目標噴霧量が第２噴霧量ρ２であるときに選択される圧力（太い破線参照）よりも低い値に設定されている。また、温度が所定範囲外である場合には、目標噴霧量が第１噴霧量ρ１であるときに選択される圧力が、目標噴霧量が第２噴霧量ρ２であるときに選択される圧力よりも高い値に設定されている。

また、制御部１００は、設定した目標圧力に応じて、作動させるノズルＮの数を変更する機能を有している。具体的に、制御部１００は、目標圧力を必要圧力αに設定した場合には、第１ヘッド７１Ａおよび第２ヘッド７１Ｂのみを作動させ、第３ヘッド７１Ｃは作動させないように各ヘッド７１Ａ〜７１Ｃの各第１電極７４に印加する電圧を制御する。詳しくは、制御部１００は、第１ヘッド７１Ａおよび第２ヘッド７１Ｂの各第１電極７４に電圧を印加し、第３ヘッド７１Ｃの第１電極７４には電圧を印加しない。

また、制御部１００は、目標圧力を上限値βに設定した場合には、３つのヘッド７１Ａ〜７１Ｃをすべて作動させるように各ヘッド７１Ａ〜７１Ｃの各第１電極７４に印加する電圧を制御する。さらに、制御部１００は、目標圧力を下限値γに設定した場合には、第１ヘッド７１Ａのみを作動させ、第２ヘッド７１Ｂおよび第３ヘッド７１Ｃは作動させないように各ヘッド７１Ａ〜７１Ｃの各第１電極７４に印加する電圧を制御する。

つまり、制御部１００は、目標圧力を必要圧力αに設定した場合には、作動させるノズルＮの数を第１ノズル数とし、目標圧力を上限値βに設定した場合には、作動させるノズルＮの数を第１ノズル数よりも多い第２ノズル数とする。また、制御部１００は、目標圧力を下限値γに設定した場合には、作動させるノズルＮの数を第１ノズル数よりも少ない第３ノズル数とする。

また、制御部１００は、印刷指令を受ける前に、目標圧力の値（以下、「仮目標圧力」ともいう。）を仮決めし、加圧装置７５を制御して各ヘッド７１Ａ〜７１Ｃの各収容部７３内の定着液Ｌに圧力をかけるように構成されている。なお、本実施形態では、第１圧力テーブルを参照して仮目標圧力を設定することとするが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、第２圧力テーブルから仮目標圧力を設定してもよいし、ユーザの使用履歴から第１圧力テーブルの使用回数と第２圧力テーブルの使用回数を比較し、使用回数の多い方の圧力テーブルから仮目標圧力を設定してもよい。

次に、制御部１００の動作を詳細に説明する。
図８に示すように、制御部１００は、レーザプリンタ１の電源がＯＮになった場合またはスリープ状態から復帰した場合には（ＳＴＡＲＴ）、まず、温度センサＳＴによって温度を測定する（Ｓ１）。ステップＳ１の後、制御部１００は、圧力センサＳＰによって各ヘッド７１Ａ〜７１Ｃ内の圧力を測定する（Ｓ２）。

ステップＳ２の後、制御部１００は、第１圧力テーブルと温度とに基づいて仮目標圧力を設定する（Ｓ３）。ステップＳ３の後、制御部１００は、圧力センサＳＰで測定した圧力が仮目標圧力であるか否かを判断することで、圧力調整が不要であるか否かを判断する（Ｓ４）。なお、圧力が仮目標圧力であるかの判定は、圧力が、仮目標圧力と一致するか否かで行ってもよいし、仮目標圧力を含む所定の誤差範囲内に入っているか否かで行ってもよい。

ステップＳ４において圧力が仮目標圧力でない、つまり圧力調整が必要であると判断した場合には（Ｎｏ）、制御部１００は、加圧装置７５のポンプまたは減圧弁を駆動して各ヘッド７１Ａ〜７１Ｃ内の定着液Ｌを加圧または減圧し（Ｓ５）、ステップＳ２の処理に戻る。ステップＳ４において圧力が仮目標圧力である、つまり圧力調整が不要であると判断した場合には（Ｙｅｓ）、制御部１００は、印刷データを受信したか否かを判断する（Ｓ６）。なお、圧力調整が不要と判断した場合には、制御部１００は、加圧装置７５のポンプまたは減圧弁の駆動を停止することで、各ヘッド７１Ａ〜７１Ｃ内の液圧を仮目標圧力に保つ。

ステップＳ６において印刷データを受信していないと判断した場合には（Ｎｏ）、制御部１００は、圧力調整が不要であると判断してから所定時間が経過したか否かを判断する（Ｓ７）。ステップＳ７において所定時間が経過していないと判断した場合には（Ｎｏ）、制御部１００は、ステップＳ６の処理に戻る。

ステップＳ７において所定時間が経過したと判断した場合には（Ｙｅｓ）、制御部１００は、スリープモードに移行して（Ｓ８）、本制御を終了する。なお、スリープモードにおいては、各ヘッド７１Ａ〜７１Ｃ内の圧力は、減圧弁を開放することで初期状態に戻してもよいし、そのままの圧力の値に維持してもよい。

ステップＳ６において印刷データを受信したと判断した場合には（Ｙｅｓ）、制御部１００は、印刷データに基づいて目標噴霧量を設定する（Ｓ９）。具体的には、制御部１００は、印刷データがテキストデータである場合には、目標噴霧量を第１噴霧量ρ１に設定し、印刷データが画像データである場合には、目標噴霧量を第２噴霧量ρ２に設定する。

ステップＳ９の後、制御部１００は、設定した目標噴霧量に基づいて電流値テーブルと圧力テーブルを選択する（Ｓ１０）。具体的には、制御部１００は、目標噴霧量を第１噴霧量ρ１に設定した場合には、第１電流値テーブルと第１圧力テーブルを選択し、目標噴霧量を第２噴霧量ρ２に設定した場合には、第２電流値テーブルと第２圧力テーブルを選択する。

ステップＳ１０の後、制御部１００は、温度センサＳＴによって温度を測定するとともに、湿度センサＳＨによって湿度を測定する（Ｓ１１）。ステップＳ１１の後、制御部１００は、ステップＳ１０で選択した電流値テーブルと温度と湿度とに基づいて目標電流値を設定する（Ｓ１２）。

ステップＳ１２の後、制御部１００は、ステップＳ１０で選択した圧力テーブルから目標圧力を設定するとともに、設定した目標圧力に基づいて各第１ヘッド７１Ａ〜７１Ｃの中から作動対象とするヘッドを選択する（Ｓ１３）。ステップＳ１３の後、制御部１００は、圧力センサＳＰによって各ヘッド７１Ａ〜７１Ｃ内の圧力を測定する（Ｓ１４）。

ステップＳ１４の後、制御部１００は、圧力センサＳＰで測定した圧力が目標圧力であるか否かを判断することで、圧力調整が不要であるか否かを判断する（Ｓ１５）。なお、圧力が目標圧力であるかの判定は、圧力が、目標圧力と一致するか否かで行ってもよいし、目標圧力を含む所定の誤差範囲内に入っているか否かで行ってもよい。

ステップＳ１５において圧力が目標圧力でない、つまり圧力調整が必要であると判断した場合には（Ｎｏ）、制御部１００は、加圧装置７５のポンプまたは減圧弁を駆動して各ヘッド７１Ａ〜７１Ｃ内の定着液Ｌを加圧または減圧し（Ｓ１６）、ステップＳ１４の処理に戻る。ステップＳ１５において圧力が目標圧力である、つまり圧力調整が不要であると判断した場合には（Ｙｅｓ）、制御部１００は、加圧装置７５のポンプまたは減圧弁の駆動を停止した後、定電流制御により静電噴霧を行って（Ｓ１７）、本制御を終了する。具体的には、制御部１００は、ステップＳ１３で選択したヘッドの第１電極７４のみへ電圧を印加し、電流センサＳＡで検出した電流が目標電流値となるように、電圧を制御する。また、ステップＳ１７において、制御部１００は、印刷指令で指定された枚数分の印刷を開始してから終了するまでの時間だけ定電流制御を行い、その後、電圧の印加を停止して本制御を終了する。

以上によれば、本実施形態において以下のような効果を得ることができる。
温度に基づいて定着液Ｌにかける圧力の値を決定するので、温度に応じた適切な噴霧を行うことができる。また、従来技術のようなヒータを設ける必要がないので、電力消費を抑えることができる。

必要圧力αが上限値βよりも大きい場合には、上限値βを目標圧力とするので、噴霧状態を正常に保つことができる。ここで、定着液Ｌの噴霧量は、定着液Ｌに流れる電流が大きくなるほど多くなり、定着液Ｌにかかる圧力が高くなるほど多くなる傾向にある。そのため、必要圧力αよりも小さい上限値βに目標圧力を設定した場合には、噴霧量が目標噴霧量に満たなくなるが、この場合にノズル数を増やす、詳しくはヘッドの数を２から３に増やすことで、噴霧量を目標噴霧量に近づけることができるので、良好な定着を行うことができる。

必要圧力αが下限値γよりも小さい場合には、下限値γを目標圧力とするので、噴霧状態を正常に保つことができる。なお、必要圧力αよりも大きい下限値γに目標圧力を設定した場合には、噴霧量が目標噴霧量よりも多くなるが、この場合にノズル数を減らす、詳しくはヘッドの数を２から１に減らすことで、噴霧量を目標噴霧量に近づけることができるので、良好な定着を行うことができる。

図７に示すように、温度がＴ３１〜Ｔ３２の所定範囲内である場合には、目標噴霧量が第１噴霧量ρ１であるときの圧力が、目標噴霧量が第２噴霧量ρ２であるときの圧力よりも低い値に設定されているので、温度がＴ３１〜Ｔ３２の所定範囲内である場合に適切な噴霧量で定着を行うことができる。

温度が所定範囲外である場合には、目標噴霧量が第１噴霧量ρ１であるときの圧力が、目標噴霧量が第２噴霧量ρ２であるときの圧力よりも高い値に設定されているので、温度が所定範囲外である場合に適切な噴霧量で定着を行うことができる。

印刷データを受ける前に仮決めした仮目標圧力を定着液Ｌにかけておくことで（Ｓ５）、印刷データを受けた際に（Ｓ６：Ｙｅｓ）、印刷データで指示されているデータの種類（テキストまたは画像）と温度とによって決定する目標圧力が、仮目標圧力と同じとなる場合がある。この場合には、定着装置７が噴霧可能な状態になるまでの時間を短くすることができ、ひいては印刷スピードを上げることができる。

温度と湿度に基づいて電流値を決定するので、温度と湿度に応じた適切な噴霧を行うことができる。

電流センサＳＡで検出した電流値が、決定した目標電流値となるように電圧を制御するので、噴霧量を一定にすることができる。

目標噴霧量に基づいて電流値テーブルを選択するので、目標噴霧量に適した電流値を定着液Ｌに流すことができ、定着液Ｌを適切に噴霧することができる。

なお、本発明は前記実施形態に限定されることなく、以下に例示するように様々な形態で利用できる。

前記実施形態では、第１圧力テーブルを、図５（ａ）に示すような、３つのテーブルＰｎ１，Ｐｍａｘ１，Ｐｍｉｎ１で構成したが、本発明はこれに限定されず、例えば図６（ａ）に太線で示すテーブルで構成してもよい。つまり、３つのテーブルＰｎ１，Ｐｍａｘ１，Ｐｍｉｎ１のうち目標圧力として選択される圧力のみが設定されたテーブルのみを記憶部に記憶させてもよい。なお、第２圧力テーブルも同様に、図６（ｂ）に太線で示すテーブルで構成してもよい。

ここで、圧力テーブルは、使用する定着液の種類によって傾向が異なるため、使用する定着液の種類に応じて実験やシミュレーション等を行うことで適宜決定すればよい。なお、電流値テーブルの基準となる電流値（例えば図４（ａ）に示す電流値Ａ１）も、使用する定着液の種類に応じて実験やシミュレーション等を行うことで適宜決定すればよい。

前記実施形態では、必要圧力αが上限値βよりも高い場合には、目標圧力を上限値βに設定したが、本発明はこれに限定されず、例えば必要圧力αが上限値βを超えた場合に、目標圧力を、上限値βと下限値γとの間の範囲内にある圧力に設定してもよい。また、必要圧力αが下限値γよりも低い場合にも、同様に、目標圧力を、上限値βと下限値γとの間の範囲内にある圧力に設定してもよい。

前記実施形態では、圧力付与部として、ポンプや減圧弁を有する加圧装置７５を例示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、各ヘッド内の空気を加圧または減圧するシリンダなどであってもよい。

前記実施形態では、目標噴霧量として、テキストデータに対応した第１噴霧量ρ１と、画像データに対応した第２噴霧量ρ２とを例示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、画像の濃度（０％、２０％、４０％、・・・）に応じた３種類以上の目標噴霧量を設定してもよい。

前記実施形態では、レーザプリンタ１に本発明を適用したが、本発明はこれに限定されず、その他の画像形成装置、例えば複写機や複合機などに本発明を適用してもよい。

前記実施形態では、記録シートの一例として、厚紙、はがき、薄紙などの用紙Ｐを例示したが、本発明はこれに限定されず、例えばＯＨＰシートであってもよい。

前記実施形態では、第１電極７４を収容部７３の内部に配置したが、本発明はこれに限定されず、例えばノズルおよび収容部を金属等の導電性部材で形成して、ノズルまたは収容部に対して電圧を印加してもよい。なお、この場合には、電圧が印加されるノズルまたは収容部が、第１電極として機能する。また、収容部を樹脂等の非導電性の部材で形成し、ノズルを金属等の導電性の部材で形成し、ノズルに電圧を印加するようにしてもよい。なお、この場合には、ノズルが第１電極として機能する。
また、第２電極７２は、必ずしもノズルＮと対向する必要は無く、用紙の搬送方向上流側や下流側にずれて配置されていてもよい。

前記実施形態では、各定着ヘッド７１Ａ〜７１Ｃに対してノズルＮを千鳥状に配置したが、本発明はこれに限定されず、左右方向に並ぶ複数のノズルからなるノズル列を１列だけ有する定着ヘッドを搬送方向に複数設けてもよい。この場合、各ノズル列を１列ずつ噴霧のオンオフ制御を行うようにしてもよい。この場合、例えば図６（ｂ）に示す各テーブルＰｎ２，Ｐｍａｘ２，Ｐｍｉｎ２に基づいて圧力制御を行うとき、記憶部は、Ｔ２１以下の温度では温度が低下するにつれて徐々に噴霧するノズル列の列数を増やしていくような温度とノズル列数の関係を示すテーブル（図９参照）を記憶していてもよい。同様に、記憶部は、例えば図６（ｂ）に示す各テーブルＰｎ２，Ｐｍａｘ２，Ｐｍｉｎ２に基づいて圧力制御を行うとき、Ｔ２２以上の温度では温度が上昇するにつれて徐々に噴霧するノズル列数を増やしていくような温度とノズル列数の関係を示すテーブル（図９参照）を記憶していてもよい。また、ノズル１本ずつ噴霧のオンオフ制御が可能な場合（例えば、１本のノズルのみを有する定着ヘッドを複数有する場合）は、記憶部は、同様に温度とノズル数の関係を示すテーブルを記憶していてもよい。
このように、Ｔ２１以下の温度では、温度が小さくなるほど定着液の粘度が高くなる一方で圧力は一定に保たれているので、噴霧量は温度の低下とともに少なくなっていく。しかし、所望の噴霧量に対する不足を補うように噴霧するノズル数を増加させていくことで、より正確に噴霧量を制御することができる。

また、例えば図６（ａ）に示す各テーブルＰｎ１，Ｐｍａｘ１，Ｐｍｉｎ１に基づいて圧力制御を行うとき、制御部は、Ｔ１２からＴ１３まので間の温度において、テーブルＰｎ１とテーブルＰｍｉｎ１との圧力差に基づく所望噴霧量からの増加分を減少させるように各ノズル列を制御してもよい。具体的には、制御部は、図１０に示すように、Ｔ１２から温度が増加するにつれてノズル列の列数を基準列数ＮＢ（テーブルＰｎで圧力制御を行うときの列数）から徐々に減らしていく。ノズル列の基準列数ＮＢからの減少量は、テーブルＰｎ１とテーブルＰｍｉｎ１の圧力差が最大となる温度（例えばＴ１４：図６（ａ）参照）で、最大となる。制御部は、温度Ｔ１４からＴ１３の間では、温度が増加するにつれて徐々にノズル列の列数を基準列数ＮＢに向けて増やしていく。記憶部は、上記のような温度とノズル数の関係を示す図１０のテーブルを記憶していてもよい。これにより、温度に対する噴霧量の制御をより正確に行うことができる。

なお、図１０のテーブルにおいて、Ｔ１１以下の温度では、温度が低下するにつれて徐々に噴霧するノズル列の列数を増やしていく。この理由は、図９のテーブルのＴ２１以下の温度においてノズル列の列数を設定した理由と同じである。

７ 定着装置
７１ 定着ヘッド
７２ 第２電極
７４ 第１電極
７５ 加圧装置
１００ 制御部
Ｌ 定着液
Ｎ ノズル
Ｐ 用紙
ＳＴ 温度センサ

Claims (21)

1. 静電噴霧により記録シート上の現像剤像に向けて定着液を噴霧する定着装置であって、
   定着液を内部に収容可能な収容部と、
   前記収容部に連通し、記録シート上の現像剤像に向けて定着液を噴霧する複数のノズルと、
   前記ノズル内の定着液と、前記ノズルから離れた位置で搬送される記録シートとの間に電位差を形成するための電位差形成部と、
   前記収容部内の定着液に圧力をかける圧力付与部と、
   温度を検出する温度センサと、
   制御部と、を備え、
   前記制御部は、前記温度センサで検出した温度に基づいて前記定着液にかける圧力の値を決定することを特徴とする定着装置。
2. 温度に対応した圧力が設定された圧力テーブルが記憶される記憶部を備え、
   前記制御部は、前記圧力テーブルに基づいて圧力の値を決定することを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
3. 前記圧力テーブルにおける圧力は、温度と定着液の目標噴霧量とに対応して設定されていることを特徴とする請求項２に記載の定着装置。
4. 前記圧力テーブルの圧力は、温度が小さくなるにつれて前記収容部内に加える圧力が大きくなるように設定されていることを特徴とする請求項３に記載の定着装置。
5. 前記圧力テーブルにおける圧力は、
   第１温度範囲内において、前記目標噴霧量を噴霧するのに必要な圧力であり、かつ、噴霧状態が正常となる圧力範囲内である第１圧力と、
   前記第１温度範囲とは異なる第２温度範囲内において、前記目標噴霧量を噴霧するのに必要な圧力よりも低い圧力であり、かつ、噴霧状態が正常となる圧力範囲内である第２圧力とを含んで構成されていることを特徴とする請求項４に記載の定着装置。
6. 前記第２圧力は、前記複数のノズルの先端で定着液のテイラーコーンを維持することができる最大の圧力と等しいことを特徴とする請求項５に記載の定着装置。
7. 前記圧力テーブルにおける圧力は、
   前記第１温度範囲および前記第２温度範囲とは異なる第３温度範囲内において、前記目標噴霧量を噴霧するのに必要な圧力よりも高い圧力であり、かつ、噴霧状態が正常となる圧力範囲内である第３圧力を含んで構成されていることを特徴とする請求項５または請求項６に記載の定着装置。
8. 前記第３圧力は、前記複数のノズルの先端で定着液のテイラーコーンを形成するための最低の圧力と等しいことを特徴とする請求項７に記載の定着装置。
9. 前記制御部は、
   圧力を前記第１圧力に設定した場合には、作動させる前記ノズルの数を第１ノズル数とし、
   圧力を前記第２圧力に設定した場合には、作動させる前記ノズルの数を前記第１ノズル数よりも多い第２ノズル数とすることを特徴とする請求項５から請求項８のいずれか１項に記載の定着装置。
10. 前記制御部は、
    圧力を前記第１圧力に設定した場合には、作動させる前記ノズルの数を第１ノズル数とし、
    圧力を前記第３圧力に設定した場合には、作動させる前記ノズルの数を前記第１ノズル数よりも少ない第３ノズル数とすることを特徴とする請求項７または請求項８に記載の定着装置。
11. 前記圧力テーブルにおいて、温度が所定範囲内である場合には、前記目標噴霧量が第１噴霧量であるときの圧力が、前記目標噴霧量が前記第１噴霧量よりも多い第２噴霧量であるときの圧力よりも低い値に設定されていることを特徴とする請求項３から請求項１０のいずれか１項に記載の定着装置。
12. 前記圧力テーブルにおいて、温度が所定範囲外である場合には、前記目標噴霧量が第１噴霧量であるときの圧力が、前記目標噴霧量が前記第１噴霧量よりも多い第２噴霧量であるときの圧力よりも高い値に設定されていることを特徴とする請求項１１に記載の定着装置。
13. 前記制御部は、印刷指令を受ける前に、圧力の値を決定し、前記圧力付与部を制御して前記収容部内の前記定着液に圧力をかけることを特徴とする請求項３から請求項１２のいずれか１項に記載の定着装置。
14. 湿度を検出する湿度センサを備え、
    前記制御部は、前記温度センサで検出した温度と、前記湿度センサで検出した湿度とに基づいて前記定着液に流す電流値を決定することを特徴とする請求項１から請求項１３のいずれか１項に記載の定着装置。
15. 温度および湿度に対応した電流値が設定された電流値テーブルが記憶される記憶部を備え、
    前記制御部は、前記電流値テーブルに基づいて電流値を決定することを特徴とする請求項１４に記載の定着装置。
16. 前記定着液に流れる電流を検出する電流センサを備え、
    前記制御部は、前記電流センサで検出した電流値が、決定した電流値となるように電圧を制御することを特徴とする請求項１５に記載の定着装置。
17. 前記記憶部は、定着液の目標噴霧量に応じた複数の前記電流値テーブルを記憶し、
    前記制御部は、前記目標噴霧量に基づいて前記電流値テーブルを選択することを特徴とする請求項１５または請求項１６に記載の定着装置。
18. 前記制御部は、画像の濃度に応じて目標噴霧量を決定することを特徴とする請求項１７に記載の定着装置。
19. 前記温度センサは、定着装置の周囲の温度を検出可能であることを特徴とする請求項１から請求項１８のいずれか１項に記載の定着装置。
20. 前記温度センサは、定着液の温度を検出可能であることを特徴とする請求項１から請求項１８のいずれか１項に記載の定着装置。
21. 前記電位差形成部は、
    前記収容部内の定着液と接触し、定着液に電圧を印可可能な第１電極と、
    前記ノズルと間隔を空けて配置され、前記ノズルの先端との間で電界を形成するための第２電極と、を有することを特徴とする請求項１から請求項２０のいずれか１項に記載の定着装置。

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