(57)【要約】【課題】トナーを軟化させる軟化剤を含有する泡状定着液を、転写紙の表面上のトナー像に付与してトナー像を転写紙に定着させる定着装置で、経時に渡って定着性能を確保する。【解決手段】液状定着液２１０を泡状定着液Ｆとする定着液泡化手段（空気ポンプ３００、定着液ボトル２００、及び、泡攪拌器３１０等）と、転写紙Ｐの表面に泡状定着液Ｆを付与する定着液付与手段（ダイコータヘッド５０１、塗布ローラ６１等）とを有し、泡状定着液Ｆを付与してトナー像を転写紙Ｐに定着する定着ユニット６０において、定着液ボトル２００から塗布ローラ６１までの泡状定着液Ｆの搬送経路での泡状定着液Ｆの状態を確認する泡状定着液確認手段として各種センサ（第一泡センサＳ１、泡速度センサＳ２、第二泡センサＳ３、第三泡センサＳ６、圧力計Ｓ７、残量検知センサＳ１０）を備える。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂の少なくとも一部を溶解または膨潤させることで樹脂微粒子を軟化させる軟化剤を含有する定着液を液中に気泡が分散した泡状定着液とする定着液泡化手段と、
表面に樹脂微粒子を担持する記録媒体または樹脂微粒子担持体の表面に該泡状定着液を付与する定着液付与手段とを有し、
該泡状定着液を付与することで軟化した該樹脂微粒子を該記録媒体に定着する定着装置において、
上記定着液泡化手段から上記定着液付与手段までの上記泡状定着液の搬送経路での該泡状定着液の状態を確認する泡状定着液確認手段を備えることを特徴とする定着装置。
【請求項２】
請求項１の定着装置において、
上記定着液を収容する定着液収容手段の内部の該定着液の残量を確認する定着液残量確認手段を備えることを特徴とする定着装置。
【請求項３】
請求項１または２の定着装置において、
上記定着液付与手段は、表面に上記泡状定着液を担持して表面移動する表面移動部材と、
該表面移動部材の表面に該泡状定着液が薄層状態となるように供給する泡膜形成手段とを備え、
該表面移動部材は、該泡膜形成手段によって供給された薄層状態の泡状定着液を表面移動することによって、記録媒体また樹脂微粒子担持体の表面と対向する位置まで搬送し、記録媒体また樹脂微粒子担持体の表面上の樹脂微粒子に該泡状定着液を付与する構成であり、
該泡膜形成手段によって供給された該表面移動部材上の定着液の状態を検知する表面移動体上泡状定着液確認手段を有することを特徴とする定着装置。
【請求項４】
請求項３の定着装置において、
上記泡状定着液が上記定着液泡化手段から上記定着液付与手段に向かうように駆動する定着液搬送ポンプを備え、
該定着液付与手段が備える上記泡膜形成手段は、吐出口から該泡状定着液を吐出して上記表面移動部材の表面に該泡状定着液の薄層を形成するダイコータヘッドであり、
該ダイコータヘッドから該表面移動部材に対する該泡状定着液の供給を開始するときには、
該ダイコータヘッド吐出口を遮断するシャッタを閉鎖した状態で該ダイコータヘッドの内部の圧力が高まるように該定着液搬送ポンプを稼動させた後、該シャッタを開放するように制御することを特徴とする定着装置。
【請求項５】
請求項４の定着装置において、
上記ダイコータヘッドから上記表面移動部材に対する上記泡状定着液の供給を開始するときには、その後の連続して該泡状定着液を供給するときよりも該ダイコータヘッドの内部の圧力が高めになるように制御することを特徴とする定着装置。
【請求項６】
請求項４または５の定着装置において、
上記ダイコータヘッドの内部の圧力を検知するダイコータヘッド内圧検知手段と、
該ダイコータヘッド内圧検知手段の検知結果に基づいて該ダイコータヘッドの内部の圧力を調節する内圧調整手段とを備えることを特徴とする定着装置。
【請求項７】
請求項１、２、３、４、５または６の定着装置において、
上記泡状定着液確認手段による確認動作で使用した上記泡状定着液を破棄する動作を実行する定着液破棄動作制御手段を有することを特徴とする定着装置。
【請求項８】
請求項７の画像形成装置において、
上記定着液泡化手段で泡状定着液が作成されてからの経時時間を測定するタイマーを備え、定着液破棄動作制御手段は該タイマーの測定情報に基づいて上記泡状定着液を破棄する動作を実行することを特徴とする定着装置。
【請求項９】
請求項１、２、３、４、５、６、７または８の定着装置において、
上記定着液付与手段によって記録媒体またトナー像担持体の表面に上記泡状定着液の付与を開始する位置は、トナー像を定着する記録媒体の紙先端と、トナー像の画像領域の先端との間となるように制御することを特徴とする定着装置。
【請求項１０】
樹脂と色剤を含有する上記樹脂微粒子を含むトナーを用いて記録媒体上にトナー像を形成するトナー像形成手段と、
該記録媒体上に該トナー像を定着せしめる定着手段とを備える画像形成装置であって、
該定着手段として、請求項１、２、３、４、５、６、７、８または９の定着装置を用いることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１１】
請求項１０の画像形成装置において、
装置本体の電源投入後のウォームアップ時、または、ＪＯＢ間の少なくとも一方のタイミングで、上記泡状定着液確認手段によって上記泡状定着液の状態を確認する制御を実行することを特徴とする画像形成装置。
【請求項１２】
請求項１０または１１の画像形成装置において、
上記泡状定着液確認手段によって上記搬送経路での上記泡状定着液の移動が確認されない場合は、装置本体の画像形成動作を停止させることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置で、トナーの樹脂微粒子を溶解又は膨潤させて記録媒体上に定着させる定着液を記録媒体上またトナー像担持体上のトナー像に付与する定着装置を備えた画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
プリンタ、ファクシミリ及び複写装置のような画像形成装置は、紙、布、及びＯＨＰ用シートのような記録媒体に、画像情報に基づいて文字や記号を含む画像を形成する装置である。特に、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形成することができるため、広くオフィスで使用されている。このような電子写真方式の画像形成装置においては、記録媒体上のトナーを加熱して溶融させ、溶融したトナーを加圧することによって、トナーを記録媒体上に定着させる熱定着方式が広く用いられている。この熱定着方式は、高い定着速度及び高い定着画像品質等を提供することができるため、好適に用いられている。
【０００３】
しかし、このような熱定着方式を採用した電子写真方式の画像形成装置における消費電力の半分以上は、熱定着方式の定着装置においてトナーを加熱処理のために消費されている。一方、近年における環境問題対策の観点からは、低消費電力（省エネルギー）の画像形成装置が望まれている。このため、従来の画像形成装置における消費電力の半分以上を消費する定着装置での省エネルギー化が求められている。従来の熱定着方式の定着装置では加熱処理に多くの電力を消費していたため、トナーを定着するためにトナーを加熱する温度を今までよりも極端に低下させる定着方式、又は、トナーを加熱することを必要としない定着方式が望まれている。特に、トナーを加熱することなくトナーを記録媒体に定着させる非加熱定着方式が低消費電力の点で理想的である。
このような非加熱定着方式としては、トナーの樹脂成分の少なくとも一部を溶解または膨潤させることでトナーを軟化させる軟化剤を含有する定着液を記録媒体表面上のトナー像に付与してトナー像を定着させる湿式定着方式が知られている（例えば、特許文献１〜特許文献４に記載の定着装置で用いる定着方式）。このように、湿式定着方式の定着装置ではトナーを軟化させるために加熱処理を行う必要がないため、熱定着方式に比べて省エネルギー化を実現することができる。
【０００４】
特許文献１〜特許文献４の何れの特許文献に記載の定着装置も、接触型の定着液付与手段である塗布ローラを用いて定着液を液状のまま記録媒体に塗布することで、定着液を記録媒体上の未定着トナー像に付与する構成である。このような液状の定着液をトナー像に塗布して定着を行う構成では、記録媒体上のトナー像への定着液の微量塗布と塗布ローラへのトナーオフセット防止を両立させることが極めて難しいという問題があった。以下、この問題について説明する。
【０００５】
塗布ローラを用いて記録媒体上の未定着トナー像へ定着液を塗布する構成において、定着液を記録媒体に微量付与するために、塗布ローラ上の定着液の層の厚みが未定着トナー像の層よりも薄くした場合、次のような問題が生じることがあった。塗布ローラの表面が記録媒体と接触した後、塗布ローラの表面が記録媒体から剥離する位置で、記録媒体に付与されず塗布ローラ表面に残った定着液の液膜によって生じる表面張力で記録媒体上のトナー層のトナー粒子が引っ張られてしまう。これにより、塗布ローラの表面にオフセットしたトナー粒子が付着し、塗布ローラと剥離した後の記録媒体上のトナー像が大幅に乱れてしまう。
【０００６】
逆に、塗布ローラ上の定着液の層の厚みを未定着トナー層よりも十分厚くすると、塗布ローラが記録媒体から剥離する位置では、液量が多いため塗布ローラの表面の液膜による表面張力が記録媒体上のトナー層のトナー粒子に作用しにくくなる。これにより、塗布ローラ側にトナーが付着しにくくなるが、記録媒体の表面に多量の定着液が塗布されるため、記録媒体上で過剰な定着液により定着液の拡散にともないトナー粒子が流れ画質劣化を生じたり、定着液の乾燥時間が長くなり定着応答性に問題が生じたりしてしまう。また、記録媒体に著しい残液感（紙を手で触れたときの湿った感触）が発生する。また、定着液が水を含有するものであると、紙等のセルロースを含有する記録媒体への定着液の塗布量が多い場合、紙等の記録媒体が著しくカールし、画像形成装置などの装置内における記録媒体搬送時に紙詰まりが発生の恐れがある。
このように、塗布ローラを用いて定着液を塗布する構成では、定着液の塗布量が多すぎると、トナー粒子が流されることによる画質劣化、定着液の乾燥時間が長くなることによる定着応答性の低下、記録媒体によっては紙詰まりが発生しやすくなる、といった問題が生じる。一方、これらの問題を防止するために定着液を微量塗布する構成とすると、上述したように塗布ローラの表面にトナー粒子がオフセットしてしまう。
よって、塗布ローラで定着液を塗布する構成では、定着応答性向上や残液感低減やカール防止のために記録媒体上のトナー層に定着液を微量塗布することと塗布ローラへのトナーオフセットを防止することとを両立することが極めて難しい。
【０００７】
定着液の微量塗布とトナーオフセットの防止とを両立することができる定着方式として、特許文献５には、定着液を液中に気泡が分散した泡状定着液とし、この泡状定着液を記録媒体上のトナー像に塗布する構成が記載されている。このように、定着液を泡状とすることにより定着液の密度を下げることが出来るため、従来よりも少量の定着液で塗布ローラ表面上の定着液の膜厚を厚くすることが出来、液体の表面張力の記録媒体上のトナー粒子に対する影響を軽減することができる。また、少量の定着液であるため、記録媒体上の残液感を抑制することが出来、泡状の定着液は通常の液体状の定着液よりも流れ難いため、定着液によってトナー粒子が流されることによる画像劣化も防止することができる。よって、特許文献５のように泡状定着液を用いて定着を行うことにより、従来よりも少量の定着液塗布量でトナー画像を乱すことなく定着することができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、泡状定着液を付与する定着方式では、泡状定着液は液状の定着液と異なり状態が変化し易いという問題がある。泡状となった状態の定着液を放置すると破泡するなどによって、泡状定着液の嵩が減少したり、液状に戻ったりすることがある。そして、定着装置で所望の状態の泡状定着液が作成され、トナー像に供給されていることを前提として定着動作を実行していると所望の定着性が得られ無い場合がある。例えば、液状から泡状となった定着液をトナー像に塗布すること無く、定着装置内で放置して定着液が液状となった状態で、定着液を付与する動作を実行するとトナー像に液状の定着液が付与され、上述した特許文献１〜特許文献４に記載の構成と同様の不具合が生じるおそれがあり、泡状定着液を用いることで期待される定着性が得られなくなるおそれがある。また、定着液の残量が無くなったり、定着液の搬送経路の途中で詰まりが生じたりすることにより、定着液をトナー像に付与する位置まで定着液が供給されなくなった状態で定着液を付与する動作を実行しても、トナー像に定着液が付与されず、定着することができない。
【０００９】
本発明は以上の問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、トナーを軟化させる軟化剤を含有する泡状定着液を、表面にトナー像を担持する記録媒体またトナー像担持体に付与して、泡状定着液を付与されて軟化したトナーを記録媒体に定着させるもので、経時に渡って定着性能を確保することができる定着装置、及びこの定着装置を備えた画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、樹脂の少なくとも一部を溶解または膨潤させることで樹脂微粒子を軟化させる軟化剤を含有する定着液を液中に気泡が分散した泡状定着液とする定着液泡化手段と、表面に樹脂微粒子を担持する記録媒体または樹脂微粒子担持体の表面に該泡状定着液を付与する定着液付与手段とを有し、該泡状定着液を付与することで軟化した該樹脂微粒子を該記録媒体に定着する定着装置において、上記定着液泡化手段から上記定着液付与手段までの上記泡状定着液の搬送経路での該泡状定着液の状態を確認する泡状定着液確認手段を備え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、上記定着液を収容する定着液収容手段の内部の該定着液の残量を確認する定着液残量確認手段を備える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または２の定着装置において、上記定着液付与手段は、表面に上記泡状定着液を担持して表面移動する表面移動部材と、該表面移動部材の表面に該泡状定着液が薄層状態となるように供給する泡膜形成手段とを備え、該表面移動部材は、該泡膜形成手段によって供給された薄層状態の泡状定着液を表面移動することによって、記録媒体また樹脂微粒子担持体の表面と対向する位置まで搬送し、記録媒体また樹脂微粒子担持体の表面上の樹脂微粒子に該泡状定着液を付与する構成であり、該泡膜形成手段によって供給された該表面移動部材上の定着液の状態を検知する表面移動体上泡状定着液確認手段を有する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３の定着装置において、上記泡状定着液が上記定着液泡化手段から上記定着液付与手段に向かうように駆動する定着液搬送ポンプを備え、該定着液付与手段が備える上記泡膜形成手段は、吐出口から該泡状定着液を吐出して上記表面移動部材の表面に該泡状定着液の薄層を形成するダイコータヘッドであり、該ダイコータヘッドから該表面移動部材に対する該泡状定着液の供給を開始するときには、該ダイコータヘッド吐出口を遮断するシャッタを閉鎖した状態で該ダイコータヘッドの内部の圧力が高まるように該定着液搬送ポンプを稼動させた後、該シャッタを開放するように制御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、上記ダイコータヘッドから上記表面移動部材に対する上記泡状定着液の供給を開始するときには、その後の連続して該泡状定着液を供給するときよりも該ダイコータヘッドの内部の圧力が高めになるように制御する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４または５の定着装置において、上記ダイコータヘッドの内部の圧力を検知するダイコータヘッド内圧検知手段と、該ダイコータヘッド内圧検知手段の検知結果に基づいて該ダイコータヘッドの内部の圧力を調節する内圧調整手段とを備える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１、２、３、４、５または６の定着装置において、上記泡状定着液確認手段による確認動作で使用した上記泡状定着液を破棄する動作を実行する定着液破棄動作制御手段を有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７の画像形成装置において、上記定着液泡化手段で泡状定着液が作成されてからの経時時間を測定するタイマーを備え、定着液破棄動作制御手段は該タイマーの測定情報に基づいて上記泡状定着液を破棄する動作を実行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、請求項１、２、３、４、５、６、７または８の定着装置において、上記定着液付与手段によって記録媒体またトナー像担持体の表面に上記泡状定着液の付与を開始する位置は、トナー像を定着する記録媒体の紙先端と、トナー像の画像領域の先端との間となるように制御することを特徴とするものである。
また、請求項１０の発明は、樹脂と色剤を含有する上記樹脂微粒子を含むトナーを用いて記録媒体上にトナー像を形成するトナー像形成手段と、該記録媒体上に該トナー像を定着せしめる定着手段とを備える画像形成装置であって、該定着手段として、請求項１、２、３、４、５、６、７、８または９の定着装置を用いることを特徴とするものである。
また、請求項１１の発明は、請求項１０の画像形成装置において、装置本体の電源投入後のウォームアップ時、または、ＪＯＢ間の少なくとも一方のタイミングで、上記泡状定着液確認手段によって上記泡状定着液の状態を確認する制御を実行することを特徴とするものである。
また、請求項１２の発明は、請求項１０または１１の画像形成装置において、上記泡状定着液確認手段によって上記搬送経路での上記泡状定着液の移動が確認されない場合は、装置本体の画像形成動作を停止させることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、泡状定着液確認手段によって泡状定着液の搬送経路での泡状定着液の状態を確認することができるため、泡状定着液が所望の状態であることを確認して定着液を付与する動作を実行することにより、経時に渡って定着性能を確保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】
【００１２】
【図１】実施形態に係る複写機を示す概略構成図。
【図２】同複写機におけるプリンタ部の内部構成の一部を拡大して示す部分拡大構成図。
【図３】同複写機における四つの作像ユニットのうちの一つを示す部分拡大図。
【図４】定着ユニットの外観斜視図。
【図５】定着ユニットの模式図。
【図６】定着ユニットの概略断面図。
【図７】ダイコータヘッドの先端部の説明図、（ａ）は、ダイコータヘッドの先端部の拡大説明図、（ｂ）は、ダイコータヘッド先端シャッタの説明図。
【図８】外装カバーの説明図。
【図９】定着ユニットが備える制御回路を説明するブロック図。
【図１０】光学センサの説明図。
【図１１】定着ユニットを複写機への取り付け側からみた斜視説明図。
【図１２】コネクタ接続時の制御を説明するブロック図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明を、電子写真方式によって画像を形成する画像形成装置である複写機（以下、複写機１００と呼ぶ）に適用した実施形態について説明する。なお、本実施形態では本発明の特徴部を備える画像形成装置が複写機である構成に付いて説明するが、プリンタ、ファクシミリ等の他の画像形成装置であってもよい。
まず、実施形態に係る複写機１００の基本的な構成について説明する。図１は、実施形態に係る複写機１００を示す概略構成図である。この複写機１００は、プリンタ部１と、給紙装置４０と、原稿搬送読取ユニット５０とを備えている。原稿搬送読取ユニット５０は、プリンタ部１の上に固定された原稿読取装置たるスキャナ部１５０と、これに支持される原稿搬送装置たるＡＤＦ５１とを有している。
【００１４】
給紙装置４０は、ペーパーバンク４１内に多段に配設された２つの給紙カセット４２、給紙カセット４２から転写紙Ｐを送り出す送出ローラ４３、送り出された転写紙Ｐを分離して給紙路４４に供給する分離ローラ４５等を有している。また、プリンタ部１の紙搬送路３７に転写紙Ｐを搬送する複数の搬送ローラ４７等も有している。そして、給紙カセット４２内の転写紙Ｐをプリンタ部１内の紙搬送路３７内に給紙する。
【００１５】
プリンタ部１の上に固定されたスキャナ部１５０は、原稿ＭＳの画像を読み取るための読取手段として、固定読取部１５１と、移動読取部１５２とを有している。光源、反射ミラー、ＣＣＤ等の画像読取センサなどを有する固定読取部１５１は、原稿ＭＳに接触するようにスキャナ部１５０のケーシング上壁に固定された図示しない第一コンタクトガラスの直下に配設されている。そして、ＡＤＦ５１によって搬送される原稿ＭＳが第１コンタクトガラス上を通過する際に、光源から発した光を原稿面で順次反射させながら、複数の反射ミラーを経由させて画像読取センサ１５３で受光する。これにより、光源や反射ミラー等からなる光学系を移動させることなく、原稿ＭＳを走査する。
【００１６】
一方、移動読取部１５２は、原稿ＭＳに接触するようにスキャナ部１５０のケーシング上壁に固定された図示しない第二コンタクトガラスの直下であって、固定読取部１５１の図中右側方に配設されており、光源や、反射ミラーなどからなる光学系を図中左右方向に移動させることができる。そして、光学系を図中左側から右側に移動させていく過程で、光源から発した光を第二コンタクトガラス上に載置された図示しない原稿で反射させた後、複数の反射ミラーを経由させて、スキャナ本体に固定された画像読取センサ１５３で受光する。これにより、光学系を移動させながら、原稿ＭＳを走査する。
このように、スキャナ部１５０において原稿ＭＳを走査し、画像読取センサ１５３で得られた画像情報に基づいて、後述するように光書込装置２では光源を駆動してドラム状の四つの感光体４（Ｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃ）に向けてレーザー光Ｌを照射する。
【００１７】
図２は、プリンタ部１の内部構成の一部を拡大して示す部分拡大構成図である。プリンタ部１は、光書込装置２、Ｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃの各色のトナー像を形成する四つの作像ユニット３（Ｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃ）、転写ユニット９０、紙搬送ユニット２８、レジストローラ対３３、定着装置である定着ユニット６０等を備えている。そして、光書込装置２内に配設された図示しないレーザーダイオードやＬＥＤ等の光源を駆動して、ドラム状の四つの感光体４（Ｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃ）に向けてレーザー光Ｌを照射する。この照射により、潜像担持体たる感光体４（Ｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃ）の表面には静電潜像が形成され、この潜像は所定の現像プロセスを経由してトナー像に現像される。なお、符号の後に付されたＫ，Ｙ，Ｍ，Ｃという添字は、ブラック，イエロー，マゼンタ，シアン用の仕様であることを示している。
【００１８】
作像ユニット３（Ｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃ）は、それぞれ、潜像担持体たる感光体４と、その周囲に配設される各種装置とを１つのユニットとして共通の支持体に支持するものであり、複写機１００本体に対して着脱可能になっている。ブラック用の作像ユニット３Ｋを例にすると、これは、感光体４Ｋの他、これの表面に形成された静電潜像をブラックトナー像に現像するための現像装置６Ｋを有している。また、後述するＫ用の一次転写ニップを通過した後の感光体４Ｋ表面に付着している転写残トナーをクリーニングするドラムクリーニング装置１５Ｋなども有している。複写機１００では、四つの作像ユニット３（Ｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃ）を、後述する中間転写ベルト９１に対してその無端移動方向に沿って並べるように対向配設した、いわゆるタンデム型の構成になっている。
【００１９】
図３は、四つの作像ユニット３（Ｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃ）のうちの一つ作像ユニット３の拡大図である。なお、四つの作像ユニット３（Ｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃ）は、それぞれ使用するトナーの色が異なる他はほぼ同様の構成になっているので、図３においては各符号に付すＫ，Ｙ，Ｍ，Ｃという添字を省略している。図３に示すように、作像ユニット３は、感光体４の周りに、帯電装置の帯電ローラ５、現像装置６、ドラムクリーニング装置１５、除電装置の除電ランプ２２等を有している。
【００２０】
複写機１００では、感光体４として、アルミニウム等の素管に感光性を有する有機感光材の塗布による感光層を形成したドラム状のものを用いている。但し、無端ベルト状のものを用いても良い。
【００２１】
現像装置６は、図示しない磁性キャリアと非磁性トナーとを含有する二成分現像剤を現像剤担持体である現像ローラ１２に担持し、現像ローラ１２と感光体４との対向部である現像領域で感光体４上の静電潜像にトナーを供給して、静電想像を可視像化させる。また、現像装置６は、現像ローラ１２の表面に供給する二成分現像剤を収容する現像剤収容部を備え、現像剤収容部は収容する二成分現像剤を攪拌する不図示の攪拌部材が設けられている。
現像ローラ１２は回転可能に配置された非磁性の筒状の現像スリーブと、これの内部に回転不能に設けられたマグネットローラとから構成される。マグネットローラは、現像スリーブの回転方向に向けて順次並ぶ複数の磁極を有している。これら磁極は、それぞれ現像スリーブ上の二成分現像剤に対して回転方向の所定位置で磁力を作用させる。これにより、現像剤収容部内の二成分現像剤を現像スリーブ表面に引き寄せて担持させるとともに、現像スリーブ表面上で磁力線に沿った磁気ブラシを形成する。
磁気ブラシは、現像スリーブの回転に伴って不図示の現像剤規制部材との対向位置を通過する際に適正な層厚に規制されてから、現像領域に搬送される。そして、現像スリーブに印加される現像バイアスと、感光体４の静電潜像との電位差によってトナーを静電潜像上に転移させて現像を行う。更に、現像領域を通過した後、現像スリーブの回転に伴って再び現像装置６内に戻った磁気ブラシを構成する二成分現像剤は、マグネットローラの磁極間に形成される反発磁界の影響によって現像スリーブ表面から離脱した後、現像剤収容部内に戻される。現像剤収容部内には、不図示のトナー濃度センサが配置されており、このトナー濃度センサによる検知結果に基づいて、現像剤収容器内の二成分現像剤のトナー濃度が所定の範囲内となるように、不図示のトナー補給装置が制御され、二成分現像剤に適量のトナーが補給される。
【００２２】
プリンタ部１では図２に示すように、四つの作像ユニット３（Ｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃ）の感光体４（Ｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃ）には、これまで説明してきた作像プロセスによってＫ，Ｙ，Ｍ，Ｃトナー像が形成される。
【００２３】
図２に示すように四つの作像ユニット３（Ｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃ）の下方には、転写ユニット９０が配設されている。この転写ユニット９０は、複数の張架ローラ（９２、９３、９４）によって張架されたトナー像担持体としての中間転写ベルト９１を備え、中間転写ベルト９１を挟んで第一張架ローラ９２に対向する位置には、ベルトクリーニング装置３２が配置されている。ベルトクリーニング装置３２は、後述する二次転写ニップを通過した後の中間転写ベルト９１上に残留するトナーを除去するために配置されている。
転写ユニット９０では中間転写ベルト９１感光体４（Ｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃ）に当接させながら図中時計回り方向（図２中の矢印Ａ方向）に無端移動させる。これにより、感光体４（Ｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃ）と中間転写ベルト９１とが当接するＫ，Ｙ，Ｍ，Ｃ用の一次転写ニップが形成されている。Ｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃ用の一次転写ニップの近傍では、ベルトループ内側に配設された一次転写ローラ９５（Ｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃ）によって中間転写ベルト９１を感光体４（Ｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃ）に向けて押圧している。四つの一次転写ローラ９５（Ｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃ）には、それぞれ図示しない電源によって一次転写バイアスが印加されている。これにより、Ｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃ用の一次転写ニップには、感光体４（Ｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃ）上のトナー像を転写体たる中間転写ベルト９１に向けて静電移動させる一次転写電界が形成されている。図中時計回り方向の無端移動に伴ってＫ，Ｙ，Ｍ，Ｃ用の一次転写ニップを順次通過していく中間転写ベルト９１の表面には、各一次転写ニップでトナー像が順次重ね合わせて一次転写される。この重ね合わせの一次転写により、中間転写ベルト９１の表面には４色重ね合わせトナー像（以下、４色トナー像という）が形成される。
本実施形態の一次転写装置は、一次転写部材として一次転写ローラ９５を備えた構成を採用しているが、一次転写部材としては導電性ブラシ、非接触のコロナチャージャー等を採用することもできる。
【００２４】
図３において、一次転写ニップを通過した後の感光体４の表面には、中間転写ベルト９１に一次転写されなかった転写残トナーが付着している。この転写残トナーは、作像ユニット３のドラムクリーニング装置１５により、感光体４の表面から除去される。
【００２５】
ドラムクリーニング装置１５としては、感光体４に当接しているポリウレタンゴム製のクリーニングブレード１６により、転写残トナーを一次転写ニップ通過後の感光体４表面から掻き取って除去するものが用いられている。クリーニングブレード１６は、作像ユニット３のケーシングに固定された金属製の支持部材に接着（ホットメルト）されており、感光体４に対してカウンタ方向に当接するようになっている。カウンタ方向とは、支持部材によって片持ち支持されるクリーニングブレード１６の先端側を、後端側（自由端側）よりも感光体４の回転方向の上流側に位置させるようなブレードの向きである。
ここで、ドラムクリーニング装置１５によって回収されたトナーは、図示しない回収スクリュー及びトナーリサイクル装置によって、現像装置６に回収され、再利用される。
【００２６】
本実施形態の作像ユニット３が備える除電装置は除電ランプ２２を備えた構成であり、光を照射して感光体４の表面電位を初期化する。除電ランプ２２によって除電された感光体４の表面は、帯電バイアスの印加によって感光体４との間に放電を発生させる帯電ローラ５によって一様に帯電せしめられた後、光書込装置２による光書込処理がなされる。作像ユニット３が備える帯電装置は帯電ローラ５を採用した接触帯電方式の帯電装置である。この帯電装置は帯電ローラ５を感光体４の表面に接触させて、帯電ローラ５に電圧を印加することにより感光体４の表面を一様に帯電する。なお、感光体４を一様に帯電させる帯電装置としては、帯電ローラ方式のものに代えてスコロトロンチャージャ等を採用した非接触帯電方式の帯電装置を採用することもできる。
【００２７】
プリンタ部１では図２に示すように、転写ユニット９０の図中下方には、駆動ローラ３０と二次転写ローラ３１との間に、二次転写ベルトである無端状の紙搬送ベルト２９を掛け渡して無端移動させる二次転写ユニットとしての紙搬送ユニット２８が設けられている。複写機１００では紙搬送ユニット２８の二次転写ローラ３１と、転写ユニット９０の下部張架ローラ９４との間に、中間転写ベルト９１及び紙搬送ベルト２９を挟み込んでいる。これにより、中間転写ベルト９１の表面と、紙搬送ベルト２９の表面とが当接する二次転写ニップが形成されている。二次転写ローラ３１には図示しない電源によって二次転写バイアスが印加されている。一方、転写ユニット９０の下部張架ローラ９４は接地されている。これにより、二次転写ニップに二次転写電界が形成されている。
【００２８】
この二次転写ニップの図中右側方には、レジストローラ対３３が配設されている。レジストローラ対３３はローラ間に挟み込んだ転写紙Ｐを中間転写ベルト９１上の４色トナー像に同期させ得るタイミングで二次転写ニップに送り出す。二次転写ニップ内では、中間転写ベルト９１上の４色トナー像が二次転写電界やニップ圧の影響によって転写紙Ｐに一括二次転写され、転写紙Ｐの白色と相まってフルカラー画像となる。二次転写ニップを通過し、表面にトナー像が転写された転写紙Ｐは、中間転写ベルト９１から離間して、紙搬送ベルト２９の表面に保持されながら、その無端移動に伴って定着ユニット６０へと搬送される。
【００２９】
二次転写ニップを通過した中間転写ベルト９１の表面には、二次転写ニップで転写紙Ｐに転写されなかった転写残トナーが付着している。この転写残トナーは、中間転写ベルト９１に当接するベルトクリーニング装置３２によって掻き取り除去される。
【００３０】
定着ユニット６０に搬送された転写紙Ｐは、詳細は後述するが定着ユニット６０内で定着液が塗布されることによってフルカラー画像が定着させしめられた後、定着ユニット６０から送り出される。
【００３１】
なお、図１に示すように複写機１００は、紙搬送ユニット２８と定着ユニット６０との下方には、スイッチバック装置３６が配設されている。これにより、片面に対する画像定着処理を終えた転写紙Ｐが、切換爪で転写紙Ｐの進路を転写紙Ｐ反転装置側に切り換えられ、そこで反転されて再び二次転写ニップに進入する。そして、もう片面にも画像の二次転写処理と定着処理とが施された後、排紙トレイ１０上に排紙される。
【００３２】
次に、定着装置としての定着ユニット６０について説明する。
図４は、定着ユニット６０の外観斜視図であり、図５は、定着ユニット６０を構成する部材を模式的示した図である。また、図６は、定着ユニット６０の概略断面図である。また、図７は、定着ユニット６０が備えるダイコータヘッド５０１の先端部の説明図である。
図５に示すように定着ユニット６０は、泡状の定着液を生成する泡状定着液生成部５００と、泡状定着液生成部５００で生成された泡状定着液Ｆを未定着のトナー層Ｔからなる未定着画像を担持する転写紙Ｐに塗布する泡状定着液塗布部７０とを備える。泡状定着液生成部５００は、液状定着液２１０を保管収納する為の定着液ボトル２００と、定着液ボトル２００内に空気を送り込み液状定着液２１０を粗く発泡させて、粗い泡からなる泡状定着液Ｆを生成するためのる空気ポンプ３００とを有する。また、定着液ボトル２００内で粗く発泡させた状態の泡状定着液Ｆの泡を細かい泡にするための泡攪拌器３１０や、泡攪拌器３１０で泡が細かくなった泡状定着液Ｆを泡状定着液塗布部７０の塗布ローラ６１の表面上に均一な薄膜状に塗布するためのダイコータヘッド５０１を有する。
【００３３】
定着液ボトル２００には、定着液２１０の残量を検知する残量検知センサＳ１０として、上部液面検知センサＳ１１、中央液面検知センサＳ１２、及び、下部液面検知センサＳ１３を備える。
泡攪拌器３１０の内部には２本のスクリュ部材が平行に、且つ、近接して配置されており、２本のスクリュ部材には駆動を伝達するギヤを介して、駆動源としての泡攪拌用モータＭ３が接続されており、泡攪拌用モータＭ３を駆動させることによって２本のスクリュが回転する。定着液ボトル２００内で作成された粗い泡からなる泡状定着液Ｆを回転する２本のスクリュの間を通過させ、攪拌し、せん断力を加えることによって大きな泡は微小な泡へと変化する。
【００３４】
また、定着液ボトル２００と泡攪拌器３１０とを接続する大径泡搬送管２０１内の泡状定着液Ｆの有無を検知する定着泡検知手段である第一泡センサＳ１が配置されている。さらに、小径泡搬送管２０２を介して泡攪拌器３１０に接続されているダイコータヘッド５０１には、ダイコータヘッド５０１内を通過する液状定着液の速度を検知する泡流速検知手段である泡速度センサＳ２やダイコータヘッド５０１内の泡状定着液Ｆの有無を検知する第二泡センサＳ３が配置されている。また、ダイコータヘッド５０１には、ダイコータヘッド５０１内の圧力を検知する圧力計Ｓ７が配置されている。
さらに、塗布ローラ６１とダイコータヘッド５０１とが対向する位置に対して塗布ローラ６１の表面移動方向下流側、且つ、加圧ローラ６２と対向する位置に対して塗布ローラ６１の表面移動方向上流側で塗布ローラ６１の表面と対向する位置には第三泡センサＳ６が配置されている。第三泡センサＳ６は、塗布ローラ６１上の泡状定着液Ｆの状態を検知する表面移動体上泡状定着液確認手段である。
【００３５】
また、ダイコータヘッド５０１内の定着液が通過する搬送路には大気開放弁５０７が接続されており、ダイコータヘッド５０１の先端部には図７に示すように、ダイコータヘッド先端シャッタ５１０が配置されている。
図７（ａ）は、ダイコータヘッド５０１の先端部の拡大説明図であり、図７（ｂ）は、図７（ａ）に示すダイコータヘッド先端シャッタ５１０の説明図である。図７（ｂ）に示すように、ダイコータヘッド先端シャッタ５１０は、円筒状のシャッタ部５１０ａとシャッタ回転軸５１０ｂとを備え、シャッタ部５１０ａは円筒の側面に直径方向に貫通するシャッタ孔部５１０ｃが設けられている。シャッタ回転軸５１０ｂには駆動源としてのシャッタ回転モータＭ７が接続されており、シャッタ回転モータＭ７からの駆動を伝達することによって円筒状のシャッタ部５１０ａが図７中の矢印Ｅ方向に回転する構成である。図７（ａ）に示すようにダイコータヘッド５０１は、ダイコータヘッドケーシング５１２内に泡状定着液Ｆが通過するヘッド内搬送路５１１が形成されている。シャッタ孔部５１０ｃが形成された位置以外のシャッタ部５１０ａの側面がヘッド内搬送路５１１と対向している状態では、ヘッド内搬送路５１１が遮蔽された状態となり、塗布ローラ６１の表面上への泡状定着液Ｆの供給が停止される。ヘッド内搬送路５１１が遮蔽された状態からシャッタ回転モータＭ７を駆動して、シャッタ部５１０ａを回転させ、図７（ａ）に示すようにシャッタ孔部５１０ｃがヘッド内搬送路５１１と対向する状態となると、ヘッド内搬送路５１１が外部と連通し、ヘッド内搬送路５１１内の泡状定着液Ｆが塗布ローラ６１の表面上に向けて吐出される。
すなわち、シャッタ回転モータＭ７からの駆動の伝達を制御することによって、ダイコータヘッド先端シャッタ５１０の開閉を制御することができる。
また、ダイコータヘッド５０１は、ダイコータヘッドケーシング５１２とシャッタ部５１０ａとの隙間から空気や定着液が漏れ出すことを防止するためのヘッド部シール部材５１３を備える。
【００３６】
定着ユニット６０を駆動しているときには、ダイコータヘッド５０１から泡状定着液を排出するためダイコータヘッド５０１内及び定着液の搬送経路内の気圧は大気圧よりも高くなっている。このため、空気ポンプ３００や泡攪拌器３１０を停止しても、ダイコータヘッド５０１内及び搬送経路内の圧力が高まった状態となるため定着液が排出されるおそれがある。そこで、本実施形態の定着ユニット６０では、定着ユニット６０の定着装置としての機能停止している時に大気開放弁５０７を解放し、ダイコータヘッド５０１内及び定着液の搬送経路内の気圧を大気圧と同じにして、さらに、ダイコータヘッド先端シャッタ５１０を閉じることによって、定着ユニット６０を停止した時に定着液が排出されることを防止する。
【００３７】
また、定着ユニット６０の最外層を形成する外装カバー６００は、図４に示すように、定着液ボトル２００をユニット内の定着液収容手段設置部であるボトル設置部に設置するためのボトル挿入口２４０が設けられている。定着ユニット６０では、図４中の矢印Ｂで示すようにボトル挿入口２４０から定着液ボトル２００を挿入することにより、ボトル設置部に定着液ボトル２００を設置することができる。さらに、外装カバー６００には、定着ユニット６０を複写機１００本体に対して平行に引き出すときに使用者が掴むためのユニット引出し把手部６０５と、引き出した定着ユニットを複写機１００本体に設置した状態のまま持ち運びできるように、持ち運び時に使用者が掴むためのユニット上部把手部６０３とを備えている。また、定着ユニット６０を複写機１００本体に対して平行に複写機１００本体側に設けられた不図示のガイド部材に沿って、定着ユニット６０を平行に着脱するための着脱ガイド６０６を備えており、着脱ガイド６０６は図４中の定着ユニットを横置きにすることを防止する、横置禁止凸部としての役割も備えている。
また、外装カバー６００は上部に天地反転禁止凸部６０１が形成されており、さらに、定着ユニット６０の使用上の注意が記載された注意ラベル６０２が貼り付けられている。
【００３８】
定着液付与手段である泡状定着液塗布部７０は、泡状定着液生成部５００で生成された泡状定着液Ｆを未定着のトナー層Ｔが形成された転写紙Ｐの表面に塗布するための塗布ローラ６１と、塗布ローラ６１の表面に泡状定着液Ｆが薄層状態となるように供給する泡膜形成手段としてのダイコータヘッド５０１とを有する。さらに、泡状定着液Ｆが塗布された後の未定着のトナー層Ｔ内に泡状定着液Ｆを浸透させるための圧力をかける加圧ローラ６２とを有する。なお、加圧ローラ６２は、表面が弾性変形するスポンジローラである。さらに、転写紙Ｐに泡状定着液Ｆを塗布した後の塗布ローラ６１上に残った泡状定着液Ｆを回収するためのクリーニング機構を構成する塗布ローラクリーニングブレード６３や塗布ローラ６１と対向する位置を通過した後の加圧ローラ６２上に付着した泡状定着液Ｆなどの異物をクリーニングするための加圧ローラクリーニングブレード６４を備える。塗布ローラクリーニングブレード６３でクリーニングされた泡状定着液Ｆは塗布ローラ泡回収タンク６３ａに収容され、加圧ローラクリーニングブレード６４でクリーニングされた泡状定着液Ｆは加圧ローラ泡回収タンク６４ａに収容される。
【００３９】
塗布ローラ６１が転写紙Ｐに泡状定着液Ｆを塗布する位置よりも転写紙Ｐの搬送方向下流側には、転写紙Ｐを塗布ローラ６１から分離するための分離爪６５を備える。一方、塗布ローラ６１が転写紙Ｐに泡状定着液Ｆを塗布する位置よりも転写紙Ｐの搬送方向上流側には、未定着のトナー像からなるトナー層Ｔを担持した転写紙Ｐの先端を検知する紙先端検知センサＳ４を備え、さらに転写紙Ｐの搬送方向上流側には、定着給紙ローラ対６７を備える。定着給紙ローラ対６７には駆動源としての定着給紙モータＭ６が接続されており、定着給紙モータＭ６からの駆動の伝達を制御する定着給紙タイミング合せクラッチ６８を備える。
また、塗布ローラ６１の駆動源としての塗布ローラ用モータＭ１、及び、加圧ローラ６２の駆動源としての加圧ローラ用モータＭ２を備える。
さらに、詳細は後述するがこれらの部品を制御するための制御回路を備える。
なお、定着給紙ローラ対６７の上下二つのローラのうち、上側のローラは、転写紙Ｐ上の未定着トナー像を乱さないように、転写紙Ｐの幅方向（搬送方向に直交する方向）両端部の余白部のみに接触する構成となっている。
【００４０】
定着ユニット６０は、図５に示す各部品や制御回路を一体的に支持し、図４に示すような外装カバー６００で覆い、図６で示すようにユニットとした構成である。そして、この定着ユニット６０は複写機１００本体に対して着脱自在な構成となっている。
定着装置を構成する各部材を定着ユニット６０として複写機１００本体に着脱可能としたワンカートリッジ方式にすることで定着ユニット６０をオペレータ交換ユニット（ユーザーが交換できるユニット）にすることが可能となる。これにより、サービスマンへの負担を低減でき、さらに、定着ユニット６０は熱定着方式の定着装置ではないため、交換時に冷却待ち時間が不要で、交換時の火傷などの心配がない安全で容易な定着ユニット交換を実現することができる。
また、定着ユニット６０をワンカートリッジ方式にすることで現在、回収してリサイクルに回される他の作像側のユニット（感光体ユニット、現像ユニット、排トナーボトル、トナーボトルなど）と同様回収及びリサイクルが可能となる。
【００４１】
更に定着ユニット６０をワンカートリッジ方式にすることで従来の画像形成装置では熱定着装置があることで不可とされていた定着装置のユーザー交換が可能となる。これにより、故障の原因と成り易い、作像系の現像から定着までの一連の画像装置を構成する全ての部材をユーザーの手によって交換が可能となり、サービスマンの手を煩わせることがなくなり、定期的ユニット交換することができる。これにより、定着ユニット６０を構成する磨耗部品や消耗品の交換が定期的に可能となり、ひいては複写機１００全体の長寿命化につなげることができる。
また、ワンカートリッジ方式とした定着ユニット６０が湿式の定着装置であるため、複写機１００のレイアウト設計上、定着ユニット６０からの輻射熱の影響などを考慮する必要がなく、断熱材や植毛などの部品を設けなくても定着時の熱の影響を考慮する必要がなくなる。これにより、定着ユニット６０の近傍まで他の部品配置が可能となることから電子写真装置である複写機１００全体の小型化が可能となる。
【００４２】
図８は、外装カバー６００の説明図である。
図６及び図８に示すように、外装カバー６００には、転写紙Ｐが定着ユニット６０を通過できるように、給紙側開閉扉６０４及び排紙側開閉扉６０７を備えている。
給紙側開閉扉６０４は、給紙側扉回転軸６０４ａによって外装カバー６００に対して回転可能に支持されており、給紙側扉回転軸６０４ａは給紙側開閉モータＭ４によって駆動が伝達される構成となっている。さらに、給紙側開閉扉６０４は不図示のスプリング等の付勢部材によって図８中の矢印Ｃ方向に付勢される。給紙側開閉モータＭ４が停止している状態では、給紙側開閉扉６０４は付勢部材の付勢力によって図８中の実線で示すように、外装カバー６００の給紙側の開口部を閉鎖する。一方、給紙側開閉モータＭ４を駆動すると、給紙側開閉モータＭ４が給紙側扉回転軸６０４ａに対して図８中の反時計回り方向（図中の矢印Ｃとは逆方向）に回転する駆動を伝達し、給紙側扉回転軸６０４ａの回転によって給紙側開閉扉６０４が図８中の破線で示す位置まで回転し、外装カバー６００の給紙側の開口部を解放する。
同様に、排紙側開閉扉６０７は、排紙側扉回転軸６０７ａによって外装カバー６００に対して回転可能に支持されており、排紙側扉回転軸６０７ａは排紙側開閉モータＭ５によって駆動が伝達される構成となっている。さらに、排紙側開閉扉６０７は不図示のスプリング等の付勢部材によって図８中の矢印Ｄ方向に付勢される。排紙側開閉モータＭ５が停止している状態では、排紙側開閉扉６０７は付勢部材の付勢力によって図８中の実線で示すように、外装カバー６００の排紙側の開口部を閉鎖する。一方、排紙側開閉モータＭ５を駆動すると、排紙側開閉モータＭ５が排紙側扉回転軸６０７ａに対して図８中の反時計回り方向（図中の矢印Ｄとは逆方向）に回転する駆動を伝達し、排紙側扉回転軸６０７ａの回転によって排紙側開閉扉６０７が図８中の破線で示す位置まで回転し、外装カバー６００の排紙側の開口部を解放する。
【００４３】
給紙側開閉モータＭ４と排紙側開閉モータＭ５とを停止しているときには、給紙側開閉扉６０４と排紙側開閉扉６０７とによって、外装カバー６００の給紙側と排紙側との開口部を閉鎖しているため、定着ユニット６０内の定着液が外部に漏れることを防止することができる。このため、定着ユニット６０を複写機１００本体から取りは外すときに、定着液が定着ユニット６０から漏れることに起因する不具合を防止することができる。
また、外装カバー６００の内側には、定着液による軟化や強度変化を起こさない材料からなるコーティング層６０８を備えている。これにより、定着液ボトル２００からダイコータヘッド５０１までの定着液の搬送経路で定着液の液漏れが生じたとしても、その液漏れによって外装カバー６００が軟化や強度変化することを防止することができる。
【００４４】
また、非加熱定着方式の定着装置である定着ユニット６０は、記録媒体である転写紙Ｐへトナーを定着させるために熱を必要としないことから消費電力も熱定着方式に比べ大幅に低減されている。
また、従来の熱定着方式では定着装置の熱源としてハロゲンランプやＩＨ定着などを使用していたために高熱を発しており熱源近傍には溶融や軟化のおそれがあったことから樹脂部品や現像装置６に供給するトナーを収容したトナー容器などを配置することは不可能であった。一方、複写機１００では、転写紙Ｐへのトナーを定着させるために熱を必要としない非加熱定着方式の定着装置を使用することで、熱源が不要であるために樹脂部品やトナー容器などを定着ユニット６０の近傍に配置することが可能となる。これにより、複写機１００のレイアウトの自由度が拡がり、複写機１００の小型化が可能となる。
【００４５】
また、従来の熱定着方式の定着装置では、使用者が高温となった定着装置に直接触れることを防止するため、定着装置の表面に植毛処理や断熱処理などを施す必要があり、コストアップ要因の一つとなっていた。しかし、非加熱定着方式にすることで、定着装置の表面への植毛処理や断熱処理などを施す必要性が無くなり装置の低コスト化につなげることができる。
また、従来の熱定着方式の定着装置では、定着装置内部でトラブルが発生した場合、例えば定着装置内部にジャム紙などがジャム処理時に残ってしまった場合、使用者が高温となった定着装置に直接触れることを防止するため、使用者が定着装置内のジャム紙を直接取り出すことを不可とした構成があり、この場合、サービスマンによるメンテナンスなどを有していた。
一方、本実施形態の複写機１００のように非加熱定着方式の定着装置を用いることで、使用者が定着ユニット６０に直接触れることが可能になり、定着ユニット６０内に転写紙Ｐが詰まった場合のジャム処理時などの安全性が向上する。更にサービスマンがメンテナンスのために定着装置に触れる場合、テストプリントの後など、定着装置を動かした後は、定着装置の冷却時間を要していたが、非加熱定着方式の定着装置を用いることで定着ユニット６０の冷却待ち時間が不要となる。
【００４６】
なお、特許文献１〜特許文献４の何れの特許文献に記載の定着装置も、接触型の定着液付与手段である塗布ローラを用いて定着液を液状のまま記録媒体に塗布することで、定着液を記録媒体上の未定着トナー像に付与する構成である。このような液状の定着液をトナー像に塗布して定着を行う構成では、記録媒体上のトナー像への定着液の微量塗布と塗布ローラへのトナーオフセット防止を両立させることが極めて難しいという問題があった。以下、この問題について説明する。
【００４７】
塗布ローラを用いて記録媒体上の未定着トナー像へ定着液を塗布する構成において、定着液を記録媒体に微量付与するために、塗布ローラ上の定着液の層の厚みが未定着トナー像の層よりも薄くした場合、次のような問題が生じることがあった。塗布ローラの表面が記録媒体と接触した後、塗布ローラの表面が記録媒体から剥離する位置で、記録媒体に付与されず塗布ローラ表面に残った定着液の液膜によって生じる表面張力で記録媒体上のトナー層のトナー粒子が引っ張られてしまう。これにより、塗布ローラの表面にオフセットしたトナー粒子が付着し、塗布ローラと剥離した後の記録媒体上のトナー像が大幅に乱れてしまう。
【００４８】
逆に、塗布ローラ上の定着液の層の厚みを未定着トナー層よりも十分厚くすると、塗布ローラが記録媒体から剥離する位置では、液量が多いため塗布ローラの表面の液膜による表面張力が記録媒体上のトナー層のトナー粒子に作用しにくくなる。これにより、塗布ローラ側にトナーが付着しにくくなるが、記録媒体の表面に多量の定着液が塗布されるため、記録媒体上で過剰な定着液により定着液の拡散にともないトナー粒子が流れ画質劣化を生じたり、定着液の乾燥時間が長くなり定着応答性に問題が生じたりしてしまう。また、記録媒体に著しい残液感（紙を手で触れたときの湿った感触）が発生する。また、定着液が水を含有するものであると、紙等のセルロースを含有する記録媒体への定着液の塗布量が多い場合、紙等の記録媒体が著しくカールし、画像形成装置内における記録媒体搬送時に紙詰まりが発生の恐れがある。
このように、塗布ローラを用いて定着液を塗布する構成では、定着液の塗布量が多すぎると、トナー粒子が流されることによる画質劣化、定着液の乾燥時間が長くなることによる定着応答性の低下、記録媒体によっては紙詰まりが発生しやすくなる、といった問題が生じる。一方、これらの問題を防止するために定着液を微量塗布する構成とすると、上述したように塗布ローラの表面にトナー粒子がオフセットしてしまう。
よって、塗布ローラで定着液を塗布する構成では、定着応答性向上や残液感低減やカール防止のために記録媒体上のトナー層に定着液を微量塗布することと塗布ローラへのトナーオフセットを防止することとを両立することが極めて難しい。
【００４９】
定着液の微量塗布とトナーオフセットの防止とを両立することができる定着方式として、特開２００７−２１９１０５号公報には、定着液の液中に気泡を発生させて、定着液を液中に気泡が分散した泡状定着液とし、この泡状定着液を記録媒体上のトナー像に塗布する構成が記載されている。このように、定着液を泡状とすることにより定着液の密度を下げることが出来るため、従来よりも少量の定着液で塗布ローラ表面上の定着液の膜厚を厚くすることが出来、液体の表面張力の記録媒体上のトナー粒子に対する影響を軽減することができる。また、少量の定着液であるため、記録媒体上の残液感を抑制することが出来、泡状の定着液は通常の液体状の定着液よりも流れ難いため、定着液によってトナー粒子が流されることによる画像劣化も防止することができる。よって、特開２００７−２１９１０５号公報のように泡状定着液を用いて定着を行うことにより、従来よりも少量の定着液塗布量でトナー画像を乱すことなく定着することができる。
【００５０】
本実施形態の定着ユニット６０では、上述したように、空気ポンプ３００で空気を送り込むことによって、定着液ボトル２００内の液状定着液２１０を発泡させて、粗い泡からなる泡状定着液Ｆを生成する。さらに、泡攪拌器３１０内の２つのスクリュを回転させ、粗い泡からなる泡状定着液Ｆにせん断力を加えることによって、細かい泡からなる泡状定着液Ｆを生成する。このように、定着ユニット６０では、空気ポンプ３００、定着液ボトル２００、及び、泡攪拌器３１０等によって定着液発泡手段を構成し、上記特開２００７−２１９１０５号公報に記載の定着装置と同様に、泡状定着液を用いて定着を行うことにより、従来よりも少量の定着液塗布量でトナー画像を乱すことなく定着することができる。
【００５１】
次に、定着ユニット内の一連の動きについて、制御回路のブロック図を用いて説明する。
図９は定着ユニット６０が備える制御回路を説明するブロック図である。図９に示すように、定着ユニット６０の制御回路はＡ／Ｄ、Ｄ／Ａ端子とＲＯＭ、ＲＡＭなどの記憶手段を有した定着ユニットＣＰＵ７００と、外付けのタイマー７１０から構成され、各センサ（Ｓ１〜Ｓ７及びＳ１０）からの入力信号に応じてローラ類や泡攪拌器３１０の各駆動モータ（Ｍ１〜Ｍ７）、定着液ボトル２００に接続された空気ポンプ３００、ダイコータヘッド５０１などの制御を行う。また、空気ポンプ３００はＤＣ／ＤＣコンバータ７２０によって電圧がコントロールされる構成であり、定着ユニットＣＰＵ７００からＤＣ／ＤＣコンバータ７２０へ空気ポンプ３００の電圧コントロール信号としてのＤＣ／ＤＣコンバータ出力電圧可変信号が送信される構成である。
まず、複写機１００本体の電源が投入されると定着ユニット６０内に設けられた定着ユニットＣＰＵ７００と、複写機１００本体に設けられた複写機本体ＣＰＵ７５０とがＩ／Ｆ（インターフェイス）信号群７３０によって通信を行い、定着ユニットＣＰＵ７００で複写機１００本体の電源が投入されたことを認識する。
【００５２】
本実施形態では、第一泡センサＳ１及び第二泡センサＳ３としては、図１０に示すような、発光素子２０５と受光素子２０６とを備え、受光素子２０６から泡検知信号Ｆｓを発する光学センサを用い、光の透過率を利用した検知方式で搬送路２０７内の泡状定着液Ｆの通過の監視を行っている。このような透過型の光学センサを搬送路２０７内に配置した構成では、搬送路２０７内に定着液が存在しない場合及び定着液が存在しても液状の場合は、泡状定着液Ｆが存在する場合よりも、受光素子２０６に入射する光量が多くなる。なお、透過型の光学センサの検知位置に泡状定着液Ｆが存在する場合の方が受光素子２０６に入射する光量が少なくなるのは、泡状である定着液に光が入射すると、発光素子２０５からの光が通過しにくくなることによるものと考えられる。このように、受光素子２０６で受光される光量の違いよって、センサを配置した位置における泡状定着液Ｆの有無を監視することができる。
また、液体が実際流れていることを監視するためのセンサである流速計は、回転体の羽根部に磁性体が付けられ、単位時間当たりの回転体の回転を磁気センサで検出し泡状定着液Ｆの搬送を確認する。
【００５３】
また、搬送路２０７のセンサを配置した位置での定着液が泡状定着液Ｆか液状定着液２１０かを確認する方法としては、次のような方法がある。泡は空気を含んでいる為に圧力を加えてもすぐには反応せず、圧力を吸収する方向に反応し、圧力によってある変形量を超えると動き出す。
このような泡の性質を利用して、大気開放弁５０７を開放状態にし、空気ポンプ３００を駆動させて圧力を加え始めて、すぐに流速計の回転体が回転を始めるようであれば液体と判定し、圧力を加え始めて、ある程度の時間経過後に流速計が回転するようであれば泡と判定する。
同様に泡の有無の確認は圧力計でも確認することが可能である。大気開放弁５０７を開放状態にし、空気ポンプ３００を駆動させて圧力を加え始めて、すぐに圧力計が反応するようであれば液体と判定し、圧力を加え始めて、ある程度の時間経過後に圧力計が反応するようであれば泡と判定することができる。
また、圧力計使用法に関しては圧力を加える側でも確認が可能である。この場合、泡攪拌器３１０とダイコータヘッド５０１の経路の途中で分岐し、圧力計をいれた状態で大気開放弁５０７を開放状態にし、空気ポンプ３００を駆動させて圧力を加え、低い圧力で圧力計が反応するようであれば液体と判定し、圧力を加えて一定時間経過後、圧力計が高圧力を示すようであれば泡と判定する。
【００５４】
第三泡センサＳ６としては反射型の光学センサを用い、塗布ローラ６１としては、表面の色が黒や茶等の光が反射しにくい色のものを用いる。このような第三泡センサＳ６では、塗布ローラ６１の表面上に定着液が存在しない場合及び定着液が存在しても液状の場合は、泡状定着液Ｆが存在する場合よりも、受光素子に入射する光量が少なくなる。塗布ローラ６１上に定着液が存在しない場合及び定着液が存在しても液状の場合は、発光素子から発した光は塗布ローラ６１表面まで到達し、ほとんど吸収されるため、受光素子に入射する光量は少ない。一方、塗布ローラ６１の表面上に泡状定着液Ｆが存在する場合は、液状の状態よりも表面が白くなり入射した光が反射するため、泡状定着液Ｆが存在しない場合に比べて反射型の光学センサの受光素子に入射する光量が多くなる。このように、第三泡センサＳ６が備える受光素子で受光される光量の違いよって、センサを配置した塗布ローラ６１表面に泡状定着液Ｆが存在するか否かを検出することができる。
【００５５】
次に、イニシャライズ動作について説明する。
複写機１００本体の電源が投入されたことを認識すると、定着ユニット６０内の定着ユニットＣＰＵ７００は空気ポンプ３００を稼動させ定着液ボトル２００内に空気を送り込む。ここで、空気を送り込まれた定着液ボトル２００内では液状定着液２１０と空気とを混合し、液状定着液２１０内に大きな泡を発泡させて、泡状定着液Ｆを生成する。次に、定着液ボトル２００内の泡状定着液Ｆは、空気ポンプ３００からの圧力によって大径泡搬送管２０１を抜けて泡攪拌器３１０に送られる。
泡攪拌器３１０に注入された泡状定着液Ｆは泡攪拌器３１０により、極きめ細かな泡を含有する泡状定着液Ｆに整形され、そのままダイコータヘッド５０１へと送られ、ダイコータヘッド５０１内に充填される。
この時、充填された泡状定着液Ｆが滲みでたりするのを防ぐ為にダイコータヘッド５０１に設けられた大気開放弁５０７はＯＦＦ（開放状態）とし、ダイコータヘッド５０１に対してもダイコータヘッド先端シャッタ５１０を閉じた状態とするようなシャッタ開閉信号をシャッタ回転モータＭ７に送信する。
【００５６】
また、一連の動作中に、泡状定着液Ｆの搬送経路の途中に設けられた定着泡検知手段としての各泡センサ（Ｓ１、Ｓ３）と不図示の流速計とで泡状定着液Ｆの通過を監視しており、泡状定着液Ｆの搬送経路において凍結や異物の混入、泡攪拌用モータＭ３や空気ポンプ３００の停止、などの異常発生で泡状定着液Ｆの流れがさえぎられたりしていないことを確認している。
【００５７】
更に具体的に説明すると、複写機１００本体の電源が入ると定着ユニットＣＰＵ７００は空気ポンプ３００を稼動させ定着液ボトル２００内に空気を送り込む、空気を送り込まれた定着液ボトル２００は液状定着液２１０と空気を混合させ大きな泡を発泡させる。
発泡した粗い泡は定着液ボトル２００内の圧力が高まると、次の工程である小泡作製のための泡攪拌器３１０に向けて搬送され始める。
次に、定着液ボトル２００から泡攪拌器３１０までの間で大径泡搬送管２０１内を正常に泡が送液されているか監視するために、第一泡センサＳ１をONし、泡の存在を確認する。更に泡の存在を確認した後、定着ユニットＣＰＵ７００は定着液が実際流れていることを監視するためのセンサとして設けられた流速計で実際泡搬送が行われていることを確認する。
【００５８】
この時、泡の通過が確認できない場合は定着液の搬送経路内での凍結や異物の混入、泡攪拌用モータＭ３、空気ポンプ３００停止などの異常で泡の流れがさえぎられている可能性があると判断し、定着ユニットＣＰＵ７００はＩ／Ｆ信号群７３０を介して複写機本体ＣＰＵ７５０と通信を行い、複写機１００本体側のシステムへ指示を出して駆動を停止させると同時に、定着ユニット６０内での異常があることを本体側表示パネル７５１に表示し、オペレータに知らせサービスマンによるメンテナンスの要求を出す。
また、この時、定着液ボトル２００に液面センサＳ１０などを設けることで搬送経路による異常なのか定着液ボトル２００内の液切れによる停止状態か確認することができ、より詳細な停止理由を表示できる。
【００５９】
次に定着ユニットＣＰＵ７００はダイコータヘッド５０１内に設けられた圧力計Ｓ７の検知結果とタイマー７１０のタイマー機能とを利用し、単位時間当たりの泡圧力の変化を把握し、圧力変化に応じて空気ポンプ３００の電圧を調節して、空気ポンプ３００の回転数を制御し、常に泡の圧力をほぼ一定に保つように制御する。このような制御より、塗布ローラ６１上に膜状に塗布された泡状定着液Ｆの膜厚を常に一定になるように制御することができる。
次に定着ユニットＣＰＵ７００は泡攪拌器３１０で小径の泡となった泡状定着液Ｆを塗布ローラ６１に塗布するためのダイコータヘッド５０１に送液を開始しダイコータヘッド５０１からの小泡の泡状定着液Ｆが送液されるのを第二泡センサＳ３で確認する。
【００６０】
泡状定着液Ｆの流れを確認して、泡状定着液Ｆの搬送経路に異常が発生していないことを確認後、空気ポンプ３００、及び、泡攪拌用モータＭ３の駆動を停止し、次にダイコータヘッド５０１に設けられたダイコータヘッド先端シャッタ５１０を閉じ、大気開放弁５０７を開放する。
なお、この本実施形態の定着ユニット６０では、定着液消費量の低減の観点から、イニシャライズ動作のときには、塗布ローラ６１上への泡状定着液Ｆの付与を行っていない。
【００６１】
次に、プリント動作前の捨て打ち動作について説明する。
スキャナ部１５０に原稿ＭＳが配置されて複写機１００のスタートボタンが押されたり、ＰＣ等の外部機器からプリント信号が送信されたりすると、複写機１００の複写機本体ＣＰＵ７５０は、プリント信号を受信したことを定着ユニット６０内に設けられた定着ユニットＣＰＵ７００にＩ／Ｆ信号群によって通知する。
イニシャライズ動作後や前のプリント動作の後から次のプリント信号がくるまで長時間放置されると、ダイコータヘッド５０１や泡攪拌器３１０内の泡状定着液Ｆの密度が変化するなど、泡の劣化の生じる可能性が高いため、プリント信号を受信したことを認識した定着ユニット６０内に設けられた定着ユニットＣＰＵ７００は、プリント動作前の捨て打ち動作を開始する。
【００６２】
捨て打ち動作の具体的動作としては、空気ポンプ３００や泡攪拌器３１０の泡攪拌用モータＭ３をＯＮすると同時にダイコータヘッド５０１に設けられた大気開放弁５０７をＯＮ（閉じた状態）し、ダイコータヘッド５０１内の圧力を高める。
次に、塗布ローラ用モータＭ１や加圧ローラ用モータＭ２をＯＮにすることで塗布ローラ６１や加圧ローラ６２を駆動させる。また、各ローラ（６１、６２）のモータ（Ｍ１、Ｍ２）が回転を開始し、ダイコータヘッド５０１内の圧力が高まると、定着ユニットＣＰＵ７００のダイコータヘッド５０１に設けられたダイコータヘッド先端シャッタ５１０が開くようにシャッタ回転モータＭ７を制御し、予め、定着ユニットＣＰＵ７００内のＲＯＭデータ内に設定された値とタイマー７１０のカウント値を比較して、塗布ローラ６１への泡状定着液Ｆの供給を所定時間行う。
その後、定着ユニットＣＰＵ７００は第三泡センサＳ６の検知結果を確認することにより、塗布ローラ６１上に実際に泡状定着液Ｆが塗布されているか否かの確認動作を行う。
捨て打ち動作によって、塗布ローラ６１や加圧ローラ６２上に供給された泡状定着液Ｆは、各クリーニングブレード（６３、６４）を備えるクリーニング装置によって回収され回収タンク（６３ａ、６４ａ）に集められ最終的には破棄される。
【００６３】
このような、一連の捨て打ち動作が終了すると空気ポンプ３００と泡攪拌器３１０の泡攪拌用モータＭ３との駆動を停止し、次にダイコータヘッド５０１に設けられたダイコータヘッド先端シャッタ５１０を閉じ、大気開放弁５０７を開放する。
その後、塗布ローラ６１及び加圧ローラ６２に残った泡状定着液を全て回収できる時間（定着ユニットＣＰＵ７００内のＲＯＭデータ内に設定された値とタイマー７１０のカウント値を比較しながら実行する）としての所定時間だけ、塗布ローラ６１と加圧ローラ６２とを回転させた後、塗布ローラ用モータＭ１と加圧ローラ用モータＭ２とを停止し、一連の捨て打ち動作は終了となる。
なお、上述した記載中に「所定時間」とあるが、ここで言う所定時間とはダイコータヘッド５０１や泡攪拌器３１０内に蓄えられた泡状定着液Ｆを吐き出すまでに要する時間を意味している。
本捨て打ち動作はプリント動作前に常に実施されるのでは無く、泡状定着液Ｆの劣化が許容される程度の時間以内に次のプリント要求が来た場合や連続プリント動作時など、泡状定着液Ｆの劣化が殆ど無いものと判断された場合は実施されない。
【００６４】
次に、プリント動作について説明する。
上述した捨て打ち動作の後、定着ユニット６０内の定着ユニットＣＰＵ７００は再び空気ポンプ３００を稼動させ定着液ボトル２００内に空気を送り込む。空気を送りこまれた定着液ボトル２００内では液状定着液２１０と空気とを混合し、液状定着液２１０内に大きな泡を発泡させて、泡状定着液Ｆを生成する。次に、定着液ボトル２００内の泡状定着液Ｆは、空気ポンプ３００からの圧力によって大径泡搬送管２０１を抜けて泡攪拌器３１０に送られる。泡攪拌器３１０に注入された泡状定着液Ｆは泡攪拌器３１０により、極きめ細かな泡を含有する泡状定着液Ｆに整形され、そのままダイコータヘッド５０１へと送られ、ダイコータヘッド５０１内に充填される。
この時、ダイコータヘッド５０１のシャッタ回転モータＭ７に対して、ダイコータヘッド先端シャッタ５１０を閉じた状態とするようなシャッタ開閉信号を送信する。また、充填された泡状定着液Ｆが滲み出ることを防ぎ、且つ、ダイコータヘッド５０１内の泡状定着液Ｆよりも先端側の空気を抜く為に、空気ポンプ３００や泡攪拌器３１０の駆動開始時には、ダイコータヘッド５０１に設けられた大気開放弁５０７はＯＦＦ（開放状態）とする。そして、第二泡センサＳ３で泡の存在を検知すると、ダイコータヘッド５０１内の空気が抜けた状態として、大気開放弁５０７をＯＮ（閉じた状態）にして、ダイコータヘッド５０１内の圧力を高める。
【００６５】
ダイコータヘッド５０１内の圧力を高める構成において、未定着トナー像に塗布する際に徐々に圧力を高めた場合、塗布ローラ６１上に形成される膜厚は徐々に狙いの膜厚と成る為に初期時には泡状定着液Ｆの供給量が不足する。塗布ローラ６１へ泡状定着液Ｆの供給量が不足すると転写紙Ｐへの塗布ムラや像剥がれ（未定着トナー像の内部まで定着液が浸透せずにトナー像が剥がれたりする）の原因となる。このため、未定着トナー像に泡状定着液Ｆを塗布する際には、塗布し始めに若干厚めに塗る為に空気ポンプ３００の電圧を高めに設定し、泡量を増し、ダイコータヘッド５０１内の圧力を高め、初期の塗布量が多めになるように制御する。
上述した塗布ムラや像剥がれといった問題点の解決策として、塗布ローラ６１上に形成される泡状定着液Ｆの膜厚が安定した膜厚となるまで待って、未定着トナー像を進入させて塗布を開始する構成も考えられる。しかし、このような構成では、安定した膜厚となるまでに供給される定着液の無駄な消費という不具合が生じる。さらに、このような構成では、泡状定着液Ｆが塗布ローラ６１上で安定した膜厚となった位置が転写紙Ｐの先端とトナー像の先端との間に塗布されるように制御すると、泡状定着液Ｆが塗布ローラ６１上で安定した膜厚となる前の位置が転写紙Ｐの先端に塗布されるため、転写紙Ｐの先端が定着液で濡れてしまう。そして、転写紙Ｐの先端が定着液で濡れることで未定着画像が塗布ローラ６１や加圧ローラ６２への転写紙Ｐの巻き付きの原因になる可能性が高くなる。このことから未定着トナー像を担持した転写紙Ｐの先端と画像領域の先端との間で塗布し始めるように、ダイコータヘッド５０１内の圧力を高め、初期の塗布量が多めになるように制御することが好ましい。
また、徐々に狙いの膜厚と成るように制御した場合、塗布ローラ６１の表面移動方向に直交する幅方向の塗布領域の長さである塗布幅も、徐々に所定の幅となるように塗布される。これに対して、塗布開始時から安定した膜厚となるように、ダイコータヘッド５０１内の圧力を高めておいて、ある程度内圧が高まった時点でダイコータヘッド先端シャッタ５１０を開放することにより、塗布開始時から所望の塗布幅の塗布を行うことができる。
【００６６】
また、一連の動作中に、泡状定着液Ｆの搬送経路の途中に設けられた定着泡検知手段としての各泡センサ（Ｓ１、Ｓ３）や泡速度センサＳ２で泡状定着液Ｆの通過を監視しており、泡状定着液Ｆの搬送経路において凍結や異物の混入、泡攪拌用モータＭ３や空気ポンプ３００の停止、などの異常発生で泡状定着液Ｆの流れがさえぎられたりしていないことを常に確認している。
【００６７】
次に、定着ユニットＣＰＵ７００が給紙側開閉モータＭ４及び排紙側開閉モータＭ５を駆動することにより、定着ユニット６０の入り口に設けられた給紙側開閉扉６０４と、出口に設けられた排紙側開閉扉６０７とが開き、二次転写ニップでトナー像を転写された転写紙Ｐを定着ユニット６０の外装カバー６００内に導き入れる。
次に、定着ユニットＣＰＵ７００は紙先端検知センサＳ４で転写紙Ｐの先端を検知し、転写紙Ｐが定着ユニット６０内に入ったことを確認すると、塗布ローラ用モータＭ１と加圧ローラ用モータＭ２とをＯＮにし、塗布ローラ６１と加圧ローラ６２とを回転駆動させる。
塗布ローラ用モータＭ１と加圧ローラ用モータＭ２とをＯＮにして、塗布ローラ６１と加圧ローラ６２とが回転を開始すると、定着ユニットＣＰＵ７００は定着給紙ローラ対６７の定着給紙モータＭ６を駆動するとともに、ダイコータヘッド先端シャッタ５１０を開き、塗布ローラ６１への泡状定着液Ｆの付与を開始する。
【００６８】
その後、転写紙Ｐの先端からの塗布領域で泡状定着液Ｆが塗布できるように、定着ユニットＣＰＵ７００はタイミングを計って定着給紙タイミング合せクラッチ６８を制御して、転写紙Ｐへの泡状定着液Ｆの塗布を開始する。
このとき、転写紙Ｐに対する塗布開始位置が、転写紙Ｐの先端とトナー画像の画像領域の先端との間となるように、ダイコータヘッド先端シャッタ５１０の開放のタイミングと、定着給紙タイミング合せクラッチ６８のタイミングとを制御する。
【００６９】
その後、定着ユニットＣＰＵ７００内のＲＯＭに予め登録された印刷用紙サイズ毎の塗布時間値とタイマーカウント値を比較し、値が一致した時点で塗布が終了する。
このような泡状定着液Ｆの塗布時に定着ユニットＣＰＵ７００はダイコータヘッド５０１内に設けられた圧力計Ｓ７の検知結果とタイマー７１０のタイマー機能とを利用し、単位時間当たりの泡圧力の変化を把握し、圧力変化に応じて空気ポンプ３００の電圧を調整して、空気ポンプ３００の回転数を制御し、常に泡の圧力をほぼ一定に保つように制御する。これにより、塗布ローラ６１上に膜状に塗布された泡状定着液Ｆの膜厚が常に一定になるように制御される。
【００７０】
塗布が終了すると転写紙Ｐ上の未定着トナー像は泡状定着液Ｆを付与されることで定着画像となり、画像が定着された転写紙Ｐは複写機１００の外の排紙トレイ１０上に排紙される。
排紙トレイ１０上に転写紙Ｐが排紙されたことを複写機１００本体側に設けた不図示の排紙センサで確認すると、複写機本体ＣＰＵ７５０は定着ユニット６０内に設けられた定着ユニットＣＰＵ７００にＩ／Ｆ信号群によって転写紙Ｐが排紙されたことを知らせる。転写紙Ｐの排紙を確認すると定着ユニットＣＰＵ７００は、給紙側開閉モータＭ４及び排紙側開閉モータＭ５の駆動を停止する。これにより、給紙側開閉扉６０４と排紙側開閉扉６０７は付勢部材の付勢力によって定着ユニット６０の外装カバー６００の入り口と出口とを閉じる。さらに、定着ユニットＣＰＵ７００は空気ポンプ３００、泡攪拌器３１０の泡攪拌用モータＭ３の駆動を停止し、次にダイコータヘッド５０１に設けられたダイコータヘッド先端シャッタ５１０を閉じ、大気開放弁５０７を開放する。
その後、塗布ローラ６１及び加圧ローラ６２の表面上に残った泡状定着液Ｆ（塗布残泡）を全て回収できる時間だけ、塗布ローラ用モータＭ１と加圧ローラ用モータＭ２とを駆動させた後、これらのモータを停止し、プリント動作は終了となる。
なお、塗布ローラ６１及び加圧ローラ６２の表面上に残った泡状定着液Ｆ（塗布残泡）は、各クリーニングブレード（６３、６４）を備えるクリーニング装置によって回収され回収タンク（６３ａ、６４ａ）に集められ最終的には破棄される。
【００７１】
また、図４を用いて説明したように、上述の実施形態の複写機１００が備える定着ユニット６０では、収納ケースである外装カバー６００の外観上に、定着ユニット６０を複写機１００本体に装着したときの定着ユニット６０の状態に対して、定着ユニット６０が傾いた状態となることを防止する傾き防止手段として、外装カバー６００の上面の注意ラベル６０２や側面の横置禁止凸部としての着脱ガイド６０６設けている。これにより、定着ユニット６０の交換するときや定着ユニット６０を取り外して放置するときに、定着ユニット６０が傾いて、定着液の液モレが生じることを防止できる。
【００７２】
また、定着ユニット６０のボトル設置部で定着液ボトル２００の排出口を接続する継ぎ手や、液搬送経路を構成する大径泡搬送管２０１及び小径泡搬送管２０２、大気開放弁５０７、及び、泡攪拌器３１０に不図示の液モレ防止シールを設ける。これにより、定着液の液モレ防止の更なる向上を図ることができる。
【００７３】
また、収納ケースである外装カバー６００は、定着液による軟化や強度変化を起こさない部材で構成するため、コーティング層６０８を備える。これにより、定着液の液モレによる複写機１００内の軟化被害を防止することができる。
【００７４】
また、定着ユニット６０を複写機１００本体に対して着脱するときの定着ユニット６０の移動方向に対して、定着ユニット６０を平行に引き出すことを容易にする把手部としてのユニット引出し把手部６０５を有することにより、定着ユニット６０を着脱するときに、定着ユニット６０が傾くことを防止することができ、定着液の液モレを防止することができる。
【００７５】
非加熱定着方式の定着装置である定着ユニット６０は樹脂の少なくとも一部を軟化させるための軟化剤を含有した定着液を使用している。そして、複写機１００は定着ユニット６０を交換する構成であり、使用済みの定着ユニット６０を複写機１００本体から抜き取るときに、大きな振動や傾きを加えると、定着ユニット６０の隙間や、シール部や他の樹脂部材（ローラ類やクリーニング部材など）の膨潤変形の影響により、定着ユニット６０から定着液が漏れ出し、複写機１００内の定着ユニット６０以外の樹脂部材に対し若干ではあるが劣化や膨潤による変形を起こす可能性が有り、装置故障の原因となる可能性がある。また、抜き取った後の定着ユニット６０を放置する時にも、机や棚など、定着ユニット６０を放置する位置に樹脂で作られた品物があった場合、複写機１００内に液漏れが生じた場合と同様に、定着液の液漏れによって定着ユニット６０を放置する位置の品物に変形などの被害を受ける可能性がある。
【００７６】
このような、被害を防止するために定着ユニット６０の収納ケースである外装カバー６００内の定着液収容手段である定着液ボトル２００の継ぎ手、液搬送経路を構成する大径泡搬送管２０１及び小径泡搬送管２０２、大気開放弁５０７、泡攪拌器３１０やダイコータヘッド５０１には上述したように液モレ防止シール（例えばシリコン系部材、金属系部材、セラミック部材など）を設ける。これにより、定着液の液モレによる不具合を防止することができる。
【００７７】
図１１は、複写機１００本体に取り付けるときの定着ユニット６０を、図４とは逆方向から見た斜視説明図であり、定着ユニット６０の複写機１００本体に対する着脱を検知する構成を説明する図である。さらに、図１２は、コネクタ接続時の制御を説明するブロック図である。図１１中の破線を挟んで下側、及び、図１２中の破線を挟んで左側が複写機１００本体が備える構成の説明図であり、図１１中の破線を挟んで上側、及び、図１２中の破線を挟んで破線を挟んで右側が定着ユニット６０が備える構成の説明図である。
【００７８】
また、図１１に示すように、定着ユニット６０の複写機１００に接続する側には、定着ユニット６０に設けられたコネクタ凸部６３０が設けられており、コネクタ凸部６３０と対向する複写機１００本体側の位置には、コネクタ凹部１３０が設けられている。
図１２に示すように、コネクタ凸部６３０とコネクタ凹部１３０とが嵌合するコネクタ部は、Ｉ／Ｆ（インターフェイス）通信接続部７３０、制御系電源接続部７３１、駆動系電源接続部７３２、及び、プルアップ接地接続部７３３を備える。Ｉ／Ｆ通信接続部７３０は、複写機本体ＣＰＵ７５０と定着ユニットＣＰＵ７００との間でＩ／Ｆ信号群により情報のやり取りを行う回路の接続部である。
また、複写機１００本体は、定着ユニット６０の定着ユニットＣＰＵ７００を含む定着制御部６３１及び定着ユニット６０の定着駆動系６３２の電源として定着制御系電源５３１及び定着駆動系電源５３２を備える。そして、コネクタ部の制御系電源接続部７３１は、定着制御系電源５３１と定着制御部６３１との接続部であり、定着制御系電源５３１の電圧は５［Ｖ］である。定着制御系電源５３１は制御系電源線（５３１ａ及び７３１ａ）を介して定着制御部６３１に接続され、さらに、定着制御系電源５３１は制御系接地線（５３１ａ及び７３１ａ）を介して接地されている。
また、コネクタ部の駆動系電源接続部７３２は、定着駆動系電源５３２と定着駆動系６３２との接続部であり、定着駆動系電源５３２の電圧は２４［Ｖ］である。定着駆動系電源５３２は駆動系電源線（５３２ａ及び７３２ａ）を介して定着駆動系６３２に接続され、さらに、定着駆動系電源５３２は駆動系接地線（５３２ａ及び７３２ａ）を介して接地されている。
プルアップ接地接続部７３３と複写機本体ＣＰＵ７５０とを接続する信号線１３１には、抵抗Ｒを介して電源Ｖｃｃにプルアップされたプルアップ回路７６０が設けられている。また、プルアップ接地接続部７３３の定着ユニット６０側はグランドレベルに接地されたアース線１３２と接続されている。
【００７９】
次に、定着ユニット６０を複写機１００本体に装着するときの制御について説明する。
定着ユニット６０が複写機１００本体に装着されていない状態では、プルアップ回路７６０の電源Ｖｃｃは抵抗Ｒを介して複写機本体ＣＰＵ７５０とのみ接続されているため、複写機本体ＣＰＵ７５０の信号線１３１が接続されたＩＮポートには電源Ｖｃｃからの電流が流れ込み、Ｈ（ハイ）レベルの入力がある状態となる。一方、定着ユニット６０が複写機１００本体に装着されると、コネクタ凸部６３０とコネクタ凹部１３０とが嵌合し、プルアップ接地接続部７３３を介して、プルアップ回路７６０がアース線１３２に接続され、プルアップ回路７６０とグランドレベルとが無抵抗で直結する回路が形成されることになる。一方、複写機本体ＣＰＵ７５０の信号線１３１が接続されたＩＮポートには不図示の抵抗器が設けられているため、電源Ｖｃｃからの電流はプルアップ接地接続部７３３を介してグランドレベルに流れ込み、信号線１３１から複写機本体ＣＰＵ７５０のＩＮポートに入力される信号はグランドレベル（０［Ｖ］）の信号となり、Ｌ（ロー）レベルの入力がある状態となる。
このような構成により、複写機本体ＣＰＵ７５０は、信号線１３１が接続されたＩＮポートからの入力信号がＨレベルであるときは定着ユニット６０が装着されていないと認識し、この信号がＬレベルになることにより、定着ユニット６０が装着されたことを認識する。
このような複写機本体ＣＰＵ７５０に接続されたプルアップ回路７６０とプルアップ接地接続部７３３を介してプルアップ回路７６０に接続されるアース線１３２とを備えた構成により、定着ユニット検知部Ｓ５としての機能を達成する。
【００８０】
複写機本体ＣＰＵ７５０は、信号線１３１が接続されたＩＮポートからの入力信号がＬレベルとなり、定着ユニット６０が装着されたことが確認されると、定着制御系電源５３１及び定着駆動系電源５３２をＯＮにする。これにより、制御系電源接続部７３１や駆動系電源接続部７３２を介して、定着制御部６３１及び定着駆動系６３２に電力が供給され、定着ユニットＣＰＵ７００が作動する。
【００８１】
Ｉ／Ｆ通信接続部７３０としては、パラレルインターフェイスやシリアルインターフェイス、更にはローカルインターフェイス等の双方向通信の形態を有した方式であれば実現可能である。
【００８２】
なお、本実施形態の複写機１００が備える定着ユニット６０は記録媒体である転写紙Ｐに泡状定着液Ｆを塗布する構成であるが、泡状定着液を塗布する対象としては、トナー像を担持した中間転写体上であっても良い。このような場合、中間転写体上で泡状定着液の塗布を受けたトナー像は軟化した状態で記録媒体に転写され、その後、記録媒体に定着する。
【００８３】
以上、本実施形態では、樹脂の少なくとも一部を溶解または膨潤させることでトナーを軟化させる軟化剤を含有する液状定着液２１０を液中に気泡が分散した泡状定着液Ｆとする定着液泡化手段（空気ポンプ３００、定着液ボトル２００、及び、泡攪拌器３１０等）と、表面にトナー像を担持する記録媒体である転写紙Ｐの表面に泡状定着液Ｆを付与する定着液付与手段であるダイコータヘッド５０１及び塗布ローラ６１とを有し、泡状定着液Ｆを付与することで軟化したトナー像を転写紙Ｐに定着する定着装置としての定着ユニット６０において、定着液ボトル２００から塗布ローラ６１までの泡状定着液Ｆの搬送経路での泡状定着液Ｆの状態を確認する泡状定着液確認手段として各種センサ（第一泡センサＳ１、泡速度センサＳ２、第二泡センサＳ３、第三泡センサＳ６、圧力計Ｓ７、残量検知センサＳ１０）を備えることにより、搬送経路での泡状定着液Ｆの状態を確認することができるため、泡状定着液Ｆが所望の状態であることを確認して定着液を付与する動作を実行することにより、経時に渡って定着性能を確保することができる。
【００８４】
また、定着ユニット６０は、定着液を収容する定着液収容手段である定着液ボトル２００の内部の定着液の残量を確認する定着液残量確認手段である残量検知センサＳ１０を備える。これにより、搬送経路内のセンサを配置した位置に泡状定着液Ｆが無いと判断したときに、装置の異常に依るものか定着液ボトル２００内の液切れによるものなのかを確認することができ、センサの位置に泡状定着液Ｆが無い理由をより詳細に判定することができる。
【００８５】
また、定着ユニット６０の定着液付与手段は、表面に泡状定着液Ｆを担持して表面移動する表面移動部材である塗布ローラ６１と、塗布ローラ６１の表面に泡状定着液Ｆが薄層状態となるように供給する泡膜形成手段であるダイコータヘッド５０１とを備え、塗布ローラ６１は、ダイコータヘッド５０１によって供給された薄層状態の泡状定着液Ｆを表面移動することによって、転写紙Ｐの表面と対向する位置まで搬送し、転写紙Ｐの表面上の未定着トナー像に泡状定着液Ｆを付与する構成である。さらに、定着ユニット６０は、ダイコータヘッド５０１によって供給された塗布ローラ６１上の泡状定着液Ｆの状態を検知する表面移動体上泡状定着液確認手段である第三泡センサＳ６を有することにより、塗布ローラ６１上に実際に泡状定着液Ｆが塗布されているか否かの確認動作を行うことができる。
【００８６】
また、定着ユニット６０は、定着液泡化手段を構成する定着液ボトル２００から定着液付与手段を構成するダイコータヘッド５０１及び塗布ローラ６１に泡状定着液Ｆが向かうように駆動する定着液搬送ポンプである空気ポンプ３００を備え、定着液付与手段が備える泡膜形成手段は、吐出口から泡状定着液Ｆを吐出して塗布ローラ６１の表面に泡状定着液Ｆの薄層を形成するダイコータヘッド５０１である。そして、定着ユニットＣＰＵ７０は、ダイコータヘッド５０１から塗布ローラ６１に対する泡状定着液Ｆの供給を開始するときには、ダイコータヘッド５０１の吐出口を遮断するダイコータヘッド先端シャッタ５１０を閉鎖した状態でダイコータヘッド５０１の内部の圧力が高まるように空気ポンプ３００を稼動させた後、ダイコータヘッド先端シャッタ５１０を開放するように制御する。
このように、ダイコータヘッド５０１の内圧が高まるように空気ポンプ３００を稼動させた後、ダイコータヘッド５０１のダイコータヘッド先端シャッタ５１０を開放するように制御することにより、塗布開始時の立ちあがり時間を短縮することができる。さらに、塗布ローラ６１に塗布開始時には必ず実行するように制御することにより、プリント動作時も含めた立ちあがり時間の短縮を図ることができる。
なお、本実施形態の定着液搬送ポンプは、流体として空気を定着液ボトル２００内に送る構成であるが、ダイコータヘッド５０１の内圧を高めるように稼動するポンプとしては、搬送経路の途中に設けて流体として泡状定着液Ｆをダイコータヘッド５０１に向けて搬送するポンプであってもよい。
【００８７】
また、定着ユニットＣＰＵ７００は、ダイコータヘッド５０１から塗布ローラ６１に対する泡状定着液Ｆの供給を開始するときには、その後の連続して泡状定着液Ｆを供給するときよりもダイコータヘッド５０１の内部の圧力が高めになるように制御することより、塗布し始めの位置を適切に制御することができ、先端部の塗布ムラや画像剥がれを防止することができる。
【００８８】
また、定着ユニット６０は、ダイコータヘッド５０１の内部の圧力を検知するダイコータヘッド内圧検知手段である圧力計Ｓ７を有し、定着ユニットＣＰＵ７００は内圧調整手段として、圧力計Ｓ７圧力の検知結果に基づいて空気ポンプ３００を制御し、ダイコータヘッド５０１の内部の圧力が一定になるように調節する。これにより、プリント動作時の塗布ローラ６１上に形成される泡状定着液Ｆの膜厚が一定となり、所望の定着性を維持することが出来る。
【００８９】
また、定着ユニットＣＰＵ７００は、各種センサによる確認動作で使用した搬送経路内の泡状定着液を破棄する動作を実行する定着液破棄動作制御手段としての機能を有する。これにより、劣化した泡状定着液Ｆを破棄する捨て打ち動作を実行することができ、所望の状態の泡状定着液Ｆを定着に用いることができ、良好な定着性を維持することができる。
【００９０】
また、定着ユニット６０は、定着液ボトル２００内や泡攪拌器３１０で泡状定着液Ｆが作成されてからの経時時間を測定するタイマー７１０を備え、定着液破棄動作制御手段としての定着ユニットＣＰＵ７００はタイマー７１０の測定情報に基づいて、所定時間経過してもプリント開始信号を受信しない場合は泡状定着液Ｆを破棄する動作を実行する。これにより、経時によって劣化した泡状定着液Ｆを破棄することができるため良好な定着性を維持することが出来る。さらに、作成されて余り時間が経っておらず、劣化が少ないと思われる泡状定着液Ｆは破棄しないで済むため、定着液の無駄な消費を防止することができる。
【００９１】
また、定着ユニットＣＰＵ７００は、津フローラ６０によって転写紙Ｐの表面に泡状定着液Ｆの付与を開始する位置が、トナー像を定着する転写紙Ｐの紙先端と、トナー像の画像領域の先端との間となるように制御する。これにより、転写紙Ｐに定着液画像形成装置付着することに起因する紙の巻き付きを防止することができ、さらに、定着液の消費量の低減を図ることができる。
【００９２】
樹脂と色剤を含有する樹脂微粒子を含むトナーを用いて記録媒体である転写紙Ｐ上にトナー像を形成するトナー像形成手段である４つの作像ユニット３（Ｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃ）及び転写ユニット９０と、転写紙Ｐ上にトナー像を定着せしめる定着手段とを備える画像形成装置である複写機１００において、定着手段として、本実施形態の定着ユニット６０を用いることにより、経時に渡って定着の安定した画像形成を行うことができる。
【００９３】
また、定着ユニットＣＰＵ７００は、複写機１００本体の電源投入後のウォームアップ時、または、ＪＯＢ間の少なくとも一方のタイミングで、各種センサによって泡状定着液Ｆの状態を確認する制御を実行する。これにより、定着液の状態をチェックするタイミングとして画像形成時以外の時間を利用することが出来る。
【００９４】
また、定着ユニットＣＰＵ７００は、各種センサによって搬送経路での泡状定着液Ｆの移動が確認されない場合は、複写機本体ＣＰＵ７５０と通信を行い、複写機１００本体側のシステムへ指示を出して駆動を停止させる。これにより、定着ユニット６０に異常があり、正常な定着が行えない状態で画像形成が行われることを防止できる。
【符号の説明】
【００９５】
１  プリンタ部
２  光書込装置
３  作像ユニット
４  感光体
５  帯電ローラ
６  現像装置
１０  排紙トレイ
１２  現像ローラ
１５  ドラムクリーニング装置
１６  クリーニングブレード
２２  除電ランプ
２８  紙搬送ユニット
２９  紙搬送ベルト
３０  駆動ローラ
３１  二次転写ローラ
３２  ベルトクリーニング装置
３３  レジストローラ対
３６  スイッチバック装置
３７  紙搬送路
４０  給紙装置
４１  ペーパーバンク
４２  給紙カセット
４３  送出ローラ
４４  給紙路
４５  分離ローラ
４７  搬送ローラ
５０  原稿搬送読取ユニット
５１  ＡＤＦ
６０  定着ユニット
６１  塗布ローラ
６２  加圧ローラ
６３  塗布ローラクリーニングブレード
６３ａ  塗布ローラ泡回収タンク
６４  加圧ローラクリーニングブレード
６４ａ  加圧ローラ泡回収タンク
６５  分離爪
６７  定着給紙ローラ対
６８  定着給紙タイミング合せクラッチ
６９  現像ユニット
７０  泡状定着液塗布部
９１  中間転写ベルト
９２  第一張架ローラ
９４  下部張架ローラ
９５  一次転写ローラ
１００  複写機
１３０  コネクタ凹部
１３１  信号線
１３２  アース線
１５０  スキャナ部
１５１  固定読取部
１５２  移動読取部
１５３  画像読取センサ
２００  定着液ボトル
２０１  大径泡搬送管
２０２  小径泡搬送管
２０５  発光素子
２０６  受光素子
２０７  搬送路
２４０  ボトル挿入口
３００  空気ポンプ
３１０  泡攪拌器
４００  感光体ユニット
５００  泡状定着液生成部
５０１  ダイコータヘッド
５０７  大気開放弁
５１０  ダイコータヘッド先端シャッタ
５１０ａ  シャッタ部
５１０ｂ  シャッタ回転軸
５１０ｃ  シャッタ孔部
５１１  ヘッド内搬送路
５１２  ダイコータヘッドケーシング
５１３  ヘッド部シール部材
５３１  定着制御系電源
５３２  定着駆動系電源
６００  外装カバー
６０１  天地反転禁止凸部
６０２  注意ラベル
６０３  ユニット上部把手部
６０４  給紙側開閉扉
６０４ａ  給紙側扉回転軸
６０５  ユニット引出し把手部
６０６  着脱ガイド
６０７  排紙側開閉扉
６０７ａ  排紙側扉回転軸
６０８  コーティング層
６３０  コネクタ凸部
６３１  定着制御部
６３２  定着駆動系
７００  定着ユニットＣＰＵ
７１０  タイマー
７２０  ＤＣ／ＤＣコンバータ
７３０  Ｉ／Ｆ通信接続部
７３１  制御系電源接続部
７３２  駆動系電源接続部
７３３  プルアップ接地接続部
７５０  複写機本体ＣＰＵ
７５１  本体側表示パネル
７６０  プルアップ回路
Ｆ  泡状定着液
Ｆｓ  泡検知信号
Ｍ１  塗布ローラ用モータ
Ｍ２  加圧ローラ用モータ
Ｍ３  泡攪拌用モータ
Ｍ４  給紙側開閉モータ
Ｍ５  排紙側開閉モータ
Ｍ６  定着給紙モータ
Ｍ７  シャッタ回転モータ
Ｐ  転写紙
Ｓ１  第一泡センサ
Ｓ２  泡速度センサ
Ｓ３  第二泡センサ
Ｓ４  紙先端検知センサ
Ｓ５  定着ユニット検知部
Ｓ６  第三泡センサ
Ｓ７  圧力計
Ｓ１０  残量検知センサ
Ｓ１１  上部液面検知センサ
Ｓ１２  中央液面検知センサ
Ｓ１３  下部液面検知センサ
Ｔ  トナー層
【先行技術文献】
【特許文献】
【００９６】
【特許文献１】特許第３２９０５１３号
【特許文献２】特開２００４−１０９７４９号公報
【特許文献３】特開昭５９−１１９３６４号公報
【特許文献４】特開２００４−１０９７４７号公報
【特許文献５】特開２００７−２１９１０５号公報
【図１】
2010169947.tif 000003
【図２】
2010169947.tif 000004
【図３】
2010169947.tif 000005
【図４】
2010169947.tif 000006
【図５】
2010169947.tif 000007
【図６】
2010169947.tif 000008
【図７】
2010169947.tif 000009
【図８】
2010169947.tif 000010
【図９】
2010169947.tif 000011
【図１０】
2010169947.tif 000012
【図１１】
2010169947.tif 000013
【図１２】
2010169947.tif 000014