(57)【要約】【課題】トナー像に付与されなかった定着液の霧状液滴を適切に回収して霧状液滴による汚染を抑制する定着装置及びこれを備えた画像形成装置を提供する。【解決手段】定着液付与手段４１において、定着液溜め４３に貯蔵された定着液４４は、噴霧手段４５により液滴４６として噴霧される。噴霧された液滴４６は気流供給手段４７で発生する気流に乗って、噴霧室４８の開口部４８ａから、搬送ベルト６１により搬送されてくる記録材Ｐ上のトナー像に付与される。定着液回収手段４２において、記録材Ｐ上のトナー像に付与されなかった定着液の液滴５２は、気流に沿って定着液回収管５０を通って、回収容器５３に回収される。この時、定着液回収管５０には第２帯電手段５１が設けられており、トナー像に付与されなかった定着液の液滴５２は、第２帯電手段５１との電位差により回収管５０内に引き寄せられ、回収容器５３に回収される。【選択図】図４
2010091663.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナーを溶解または膨潤させる定着液を記録材上に形成されたトナー像に付与して、当該トナー像を記録材上に定着させる定着装置において、
前記定着装置は、前記定着液を噴霧して得られた液滴を前記トナー像に付与する定着液付与手段と、前記トナー像に付与されなかった定着液の液滴を回収する定着液回収手段とを有し、
前記定着液付与手段と前記定着液回収手段は、それぞれ独立に前記定着液の液滴を帯電可能な帯電手段を有しており、前記定着液回収手段の帯電手段による定着液の液滴との電位差を前記定着液付与手段の帯電手段による定着液の液滴との電位差よりも大きく設定することを特徴とする定着装置。
【請求項２】
請求項１記載の定着装置において、
前記定着液回収手段は、前記定着液の液滴を独立に帯電可能な帯電手段を２個以上有し、前記トナー像に付与されなかった定着液の液滴を回収する方向に向かって、下流側の帯電手段による定着液の液滴との電位差を上流側の帯電手段による定着液の液滴との電位差より大きくなるように設定することを特徴とする定着装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載の定着装置において、
前記定着液を噴霧して得られた液滴を前記定着液付与手段の帯電手段によって帯電することを特徴とする定着装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１項記載の定着装置において、
前記トナー像に付与されなかった定着液の液滴を前記定着液回収手段に誘導するための気流を制御する気流制御手段を前記定着液回収手段に備えたことを特徴とする定着装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか１項記載の定着装置において、
前記定着液付与手段は、定着液の液滴を前記トナー像に付与するための開口部を有しており、前記定着液の液滴を前記トナー像に付与しない間は前記開口部を閉じるためのシャッターを備えたことを特徴とする定着装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか１項記載の定着装置において、
前記定着液回収手段は、回収した定着液の液滴を液化し、当該液化された定着液を前記定着液付与手段に供給して再利用することを特徴とする定着装置。
【請求項７】
表面に静電潜像が形成される像担持体と、当該像担持体に形成された静電潜像にトナーを供給してトナー像化する現像装置と、当該像担持体上に形成されたトナー像を直接又は間接的に記録材表面に転写する転写手段と、当該記録材表面に転写されたトナー像を当該記録材表面に定着する定着装置を備えた画像形成装置において、
前記定着装置は、請求項１乃至６のいずれか１項記載の定着装置であ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】
この発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、又はそれらの複合機などの画像形成装置に使用される定着装置に係り、特に、定着液を用いて記録材上のトナー像を定着する定着装置及びこれを備える画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
プリンタ、ファクシミリ、複写機などの画像形成装置では、画像情報に基づいて、用紙、布、ＯＨＰフィルム等の記録材に、文字や記号等を含む画像を記録する。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、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、光導電性のドラム状やベルト状の像担持体の周囲に帯電装置、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、像担持体の移送とともに像担持体の表面を一様に帯電した後、光書込みを行って像担持体表面に静電潜像を形成する。そして、この静電潜像にトナーを付着させ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像を形成し、そのトナー像を直接、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材に画像を記録する。トナー像転写後の記録材は定着装置に導かれ、未定着トナーを記録材上に定着する一方、画像転写後の像担持体表面は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るようになっている。
【０００３】
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、定着画像品質が良好なことなどから、記録材上のトナー像をハロゲンヒータやセラミックヒータなどの発熱体で加熱して溶解し、溶解したトナーを加圧することで記録材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、省エネルギー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。また、熱定着方式の定着装置には、定着開始までの立ち上げ時間が長いなどの問題もあった。
上記要望に対し、例えば、トナーを溶解または膨潤させる定着液を記録材上のトナー像に付与して、トナー像を記録材上に定着させる定着装置及び画像形成装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この湿式定着方式は、熱定着方式のようにトナーを溶融させるための加熱処理が不要であることから、消費電力が低く、省エネルギー対策として優れた定着方式である。この場合に、定着液をトナーに付与する方法としては、ローラなどで接触塗布する方法、噴霧器などで非接触塗布する方法がある。
【０００４】
定着液を非接触で塗布する方法はトナー画像に塗布部材が直接触れないため、トナー画像を乱さず好ましい。その一方で、噴霧された定着液のうち、トナー像に付与されなかった定着液は液滴状態のまま浮遊し、定着装置周辺部に付着したり、さらには定着装置から離れた部材にまで達して付着することがある。
画像形成装置に用いられているプラスチック、ゴム部材の中には、定着液によって劣化するものがあるため、トナー像に付与されなかった定着液を確実に回収し、定着液による汚染や装置の故障を防止する必要がある。また、トナー像に付与されなかった定着液を回収して再利用できれば、定着液の無駄な消費を抑えることができる。
トナー像に付与されなかった定着液の回収方法としては、特許文献２に記載されているように、霧状定着液を非直線的に構成されたダクトに吸引ファンで誘導し、ダクト内壁に衝突、液化させて回収する方法や、特許文献３に記載されているように、定着液をトナー像の担持面にほぼ水平に吐出し、トナー像に付着しない定着液を板状回収部材に付着させて回収する方法が提案されている。しかしながら、特許文献２記載のものでは、ダクトの経路が非直線的で、経路の途中で断面積が変化する構造になっているため、霧状定着液をダクト内に吸引する気流に乱れるが生じると、流体抵抗の大きいダクト下流側に霧状定着液が移動できず、ダクト入口開口から霧状定着液が漏れ出す問題がある。また、特許文献３記載のものでは、定着液をトナー像の担持面にほぼ水平に吐出し、定着液吐出口の対向面に定着液回収部材を配置する構成になっているため、定着液付与手段と定着液回収手段の配置はトナー像担持体の屈曲部に制限される問題がある。
【０００５】
また、定着液を液滴化してトナー像に噴霧する定着液霧化ユニットを画像形成装置の定着装置として使用し、定着液の霧化液滴を記録材のトナー像に噴霧して供給すると共に、トナー像に付着されない定着液の霧化液滴を噴霧ダクトを通じて還流、回収することが提案されている。そして、この定着液霧化ユニット本体は導電性材料で構成し、このユニット本体に電圧を印加して定着液の霧状液滴を帯電させ、トナー像に付与されなかった定着液の霧状液滴を記録材上のトナー像に適切に付与可能としている（例えば、特許文献４参照）。
【特許文献１】特開２００４−１０９７４７公報
【特許文献２】特開２００７−１９９３０９公報
【特許文献３】特開２００６−２５１５２７公報
【特許文献４】特開２００７−１２１４４８公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、この特許文献４記載のものでは、定着液の霧状液滴をトナー像と逆極性に帯電させて定着液の霧状液滴をトナー像に電界的に吸引させて効率的に定着液をトナー像に付与するものである。そのため、トナー像に付与されなかった定着液の霧状液滴は、霧化ユニットと同じ帯電特性を有することになり、霧化ユニットと電気的に反発して霧化ユニット内から漏出し、定着液を適切に回収することができず、定着装置の周囲を汚染する等の問題を招く。
本発明は、上記実情を考慮してなされたものであり、トナー像に付与されなかった定着液の霧状液滴を適切に回収して霧状液滴による汚染を抑制することが可能な定着装置及びこれを備えた画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、請求項１の発明は、トナーを溶解または膨潤させる定着液を記録材上に形成されたトナー像に付与して、当該トナー像を記録材上に定着させる定着装置において、前記定着装置は、前記定着液を噴霧して得られた液滴を前記トナー像に付与する定着液付与手段と、前記トナー像に付与されなかった定着液の液滴を回収する定着液回収手段とを有し、前記定着液付与手段と前記定着液回収手段は、それぞれ独立に前記定着液の液滴を帯電可能な帯電手段を有しており、前記定着液回収手段の帯電手段による定着液の液滴との電位差を前記定着液付与手段の帯電手段による定着液の液滴との電位差よりも大きく設定することを特徴とする。
また、請求項２の発明は、請求項１記載の定着装置において、前記定着液回収手段は、前記定着液の液滴を独立に帯電可能な帯電手段を２個以上有し、前記トナー像に付与されなかった定着液の液滴を回収する方向に向かって、下流側の帯電手段による定着液の液滴との電位差を上流側の帯電手段による定着液の液滴との電位差より大きくなるように設定することを特徴とする。
また、請求項３の発明は、請求項１又は２記載の定着装置において、前記定着液を噴霧して得られた液滴を前記定着液付与手段の帯電手段によって帯電することを特徴とする。
【０００８】
また、請求項４の発明は、請求項１乃至３のいずれか１項記載の定着装置において、前記トナー像に付与されなかった定着液の液滴を前記定着液回収手段に誘導するための気流を制御する気流制御手段を前記定着液回収手段に備えたことを特徴とする。
また、請求項５の発明は、請求項１乃至４のいずれか１項記載の定着装置において、前記定着液付与手段は、定着液の液滴を前記トナー像に付与するための開口部を有しており、前記定着液の液滴を前記トナー像に付与しない間は前記開口部を閉じるためのシャッターを備えたことを特徴とする。
また、請求項６の発明は、請求項１乃至５のいずれか１項記載の定着装置において、前記定着液回収手段は、回収した定着液の液滴を液化し、当該液化された定着液を前記定着液付与手段に供給して再利用することを特徴とする。
また、請求項７の発明は、表面に静電潜像が形成される像担持体と、当該像担持体に形成された静電潜像にトナーを供給してトナー像化する現像装置と、当該像担持体上に形成されたトナー像を直接又は間接的に記録材表面に転写する転写手段と、当該記録材表面に転写されたトナー像を当該記録材表面に定着する定着装置を備えた画像形成装置において、前記定着装置は、請求項１乃至６のいずれか１項記載の定着装置であることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１に記載の発明によれば、トナーに付与されなかった定着液の液滴は定着液付与手段よりも定着液回収手段との電位差が大きい状態にあるので、浮遊している定着液の液滴は定着液回収手段に引き寄せられていき、定着液の液滴を効率的に回収することができる。これにより、トナーに付与されなかった定着液の液滴で装置内が汚染されることを防ぐことができる。また、定着液の液滴は電位差を利用して回収されるので、回収経路の構造をシンプルにすることができる。また、定着液付与手段と定着液回収手段の配置は任意に設計することができる。
請求項２に記載の発明によれば、定着液回収手段の下流側は上流側よりも定着液の液滴との電位差が大きくなっているので、定着液の液滴が回収途中で滞留せずに引き寄せられ、定着液の液滴をより確実に回収することができる。
請求項３に記載の発明によれば、定着液を噴霧して得られた液滴が帯電しているので、定着液付与手段、及び定着液回収手段との電位差を任意に設定することができ、電位差を利用した定着液の液滴の回収をより容易に行うことができる。
【００１０】
請求項４に記載の発明によれば、トナーに付与されなかった定着液の液滴を定着液回収手段に誘導する気流制御手段が設けられているので、定着液の液滴をより確実に定着液回収手段に移送することができる。
請求項５に記載の発明によれば、定着液付与手段の開口部に開閉自在のシャッターが設けられているので、定着液の液滴をトナーに付与しない間は開口部を閉めて、定着液の液滴が定着装置周辺部や定着装置から離れた部材に付着して装置内を汚染することを防ぐことができる。また、定着液付与手段の開口部を閉めた状態で定着液の液滴を定着液回収手段に誘導することができるので、定着液の液滴をより確実に回収することができる。
請求項６に記載の発明によれば、回収した定着液の液滴を液化し、再利用できるので、定着液の無駄な消費を抑えることができる。また、定着液の補充サイクルを延ばすことができ、メンテナンス性が向上する。
請求項７に記載の発明によれば、画像形成装置内がトナーに付与されなかった定着液の液滴で汚染されることがなく、かつ、定着液の無駄な消費を抑えることができる画像形成装置ができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。
図１は、本発明による一実施形態に係る画像形成装置の内部機構の全体概略構成を示す図である。図２は、図１で示す画像形成装置の画像形成手段の概略構成を示す図である。図３は、図１で示す画像形成装置で使用される１個の作像装置の概略構成を示す図である。図示画像形成装置は、複写機、プリンタ、ファクシミリの複合機であり、電子写真式の像担持体タンデム配置型のものである。図示画像形成装置は、画像形成装置本体１００と、その画像形成装置本体１００上に取り付けられるスキャナ２００と、このスキャナ２００の上に取り付けられる自動原稿搬送装置（ＡＤＦ）３００とから構成されている。なお、この画像形成装置からスキャナ２００と自動原稿搬送装置（ＡＤＦ）３００とを取り外すと、プリンタ単体機として使用することができる。
画像形成装置本体１００内には、画像形成手段４００が設置されている。画像形成手段４００は、図２にも示すように、イエロ（Ｙ）、シアン（Ｃ）マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｋ）の４つの作像装置５００（５００Ｙ、５００Ｃ、５００Ｍ、５００Ｋ）と、中間転写装置６００とから構成されている。
【００１２】
中間転写装置６００は、エンドレスの中間転写ベルト１０が４つのローラ１１〜１４に掛けまわされてなり、その図中左側にベルトクリーニング装置１５が配置されている。４つの作像装置５００Ｙ、５００Ｃ、５００Ｍ、５００Ｋは、使用するトナーの色が相違するのみで同一構成をなし、中間転写装置６００の下に中間転写ベルト１０の移送方向に沿ってタンデム式に並べて設けられている。
各作像装置５００には、ドラム状の感光体からなる像担持体２０が備えられている。像担持体２０のまわりには、帯電ローラよりなる帯電装置２１、現像装置２２、中間転写ベルト１０を挟んで転写ローラよりなる一次転写装置１６、除電ランプ等よりなる除電装置２３、クリーニング装置２４などが配置されている。ここで、帯電装置２１は、像担持体２０に接触して電圧を印加することにより、像担持体２０の表面を一様に帯電する。
図示例では、帯電装置２１として帯電ローラを用いた接触帯電方式であったが、この他、ブラシ帯電方式、スコロトロン帯電方式などであってもよい。現像装置２２は、撹拌部と現像部とで構成されており、現像に使用されなかった現像剤は、撹拌部に戻されて再利用される。撹拌部のトナー濃度は、トナー濃度センサで検出され、濃度が一定になるように制御されている。また、一次転写装置１６は、転写ローラ方式を採用しており、図２中符号１６Ｙ、１６Ｃ、１６Ｍ、１６Ｋで示すように中間転写ベルト１０を挟んでそれぞれ像担持体２０Ｙ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０Ｋに押し当てるように配置されている。一次転写装置１６としては、この他に導電性ブラシ形状のもの、非接触のコロナチャージャ等を採用することもできる。
【００１３】
画像形成手段４００の下には、図１に示すように、露光装置２６が配置されている。この露光装置２６は、例えば、スキャナ２００で読み取った原稿の画像情報に基づいて、各作像装置５００に設けられている像担持体２０上に静電潜像を形成するためのものである。そして、像担持体２０の図中時計まわりの回転とともに、帯電装置２１で像担持体２０の表面が一様に帯電される。次いで、画像信号に基づき露光装置２６により書込み光Ｌ（図３参照）が照射されて、像担持体２０上に静電潜像が形成される。その後、現像装置２２の現像スリーブ２７（図３参照）でトナーが像担持体２０の静電潜像に付着され、静電潜像がトナー像化されて現像される。このようにして像担持体２０の表面に形成されたトナー像が一次転写装置１６により一次転写位置Ｎ１で中間転写ベルト１０上に一次転写される。
このとき、転写されずに像担持体２０上に残留したトナーは、除電装置２３により像担持体２０の表面電位が初期化されて除電された後、ドラムクリーニング装置２４のクリーニングブレード等のクリーニング部材２８（図３参照）により掻き落として除去され、再度の画像形成に備えられる。ドラムクリーニング装置２４で回収されたトナーは、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に回収され、再利用することができる。
【００１４】
さて、図１に示すように、露光装置２６の下方には、給紙トレイ３０が多段に（図示例では２段に）備えられている。各給紙トレイ３０には、それぞれ対応して、それに収納する記録材Ｐを一枚ずつ繰り出す給紙手段３１が設けられており、給紙手段３１で繰り出した記録材Ｐを搬送する搬送路３２が形成されている。
各給紙トレイ３０からの搬送路３２は、合流して上方に向けて延び、画像形成装置本体１００とスキャナ２００との間の胴内排紙スタック部３３まで続いている。搬送路３２には、中間転写装置６００と対向して二次転写装置３４の転写ローラが配置され、二次転写位置Ｎ２が形成されている。二次転写位置Ｎ２の上流には、レジストローラ対３６が設けられている。二次転写位置Ｎ２の下流には定着装置４０が配置され、さらにその下流に二対の搬送ローラ対３７に続けて排紙ローラ対３８が備えられている。二次転写装置３４は、転写ローラ以外にも、転写ベルトや転写チャージャなどを用いて構成することもできる。
【００１５】
そして、中間転写ベルト１０の図中反時計まわりの回転とともに、各作像装置５００の像担持体２０上に形成されたイエロ、シアン、マゼンタ、ブラックの各トナー像が上述したごとく一次転写位置Ｎ１で順次転写されて重ね合わされ、中間転写ベルト１０上にカラー画像が形成される。
他方、給紙手段３１により繰り出された記録材Ｐは、搬送路３２を通してレジストローラ対３６でタイミングを取って二次転写位置Ｎ２に送り込まれる。
二次転写位置Ｎ２に送り込まれた記録材Ｐには、二次転写装置３４により中間転写ベルト１０上のカラー画像が二次転写される。その後、記録材Ｐは、定着装置４０に搬送され、そこでトナー像が定着されてさらに搬送ローラ対３７で搬送され、排紙ローラ対３８により胴内排紙スタック部３３上に排出される。このとき、転写されずに中間転写ベルト１０上に残留したトナーは、ベルトクリーニング装置１５のクリーニングブレード等のクリーニング部材により掻き落として除去される。
【００１６】
ところで、図示した画像形成装置には、画像形成装置本体１００内に通常設置される除湿用の加熱手段として、図１に示すように、画像形成装置本体１００内に３つ、スキャナ２００内に１つの計４つのヒータ１７が設置されている。ヒータ１７としては、公知のヒータを使うことができる。
例えば、シースヒータ、シートヒータ（面状発熱体）などで、スイッチがオンされることにより熱を発して画像形成装置の除湿を行う。もちろん、加熱手段としてのヒータ１７の数および配置は、図示例に限らず、画像形成装置本体１００やスキャナ２００内に適宜、計３つ以下、または５つ以上配置してもよい。
また、図１中符号１８Ｙ、１８Ｃ、１８Ｍ、１８Ｋは、画像形成装置本体１００内に交換可能に設けるトナーボトルであり、それぞれ作像装置５００Ｙ、５００Ｃ、５００Ｍ、５００Ｋに補給するトナーを収容している。また、符号１９は、手差し用の給紙トレイである。
【００１７】
図４には、図１に示す画像形成装置に備える第１実施形態に係る定着装置４０の概略構成を示す。定着装置４０は、定着液を噴霧して得られた液滴４６を記録材Ｐ上のトナー像に付与する定着液付与手段４１と、当該トナー像に付与されなかった定着液の液滴５２を回収する定着液回収手段４２とを含んで構成される。
定着液付与手段４１において、定着液溜め４３に貯蔵された定着液４４は、噴霧手段４５により液滴４６として噴霧される。噴霧された液滴４６は気流供給手段４７で発生する気流（矢印Ａ参照）に乗って、噴霧室４８の開口部４８ａから、搬送ベルト６１により搬送されてくる記録材Ｐ上のトナー像に付与される。
この時、噴霧された液滴４６は帯電していないか、もしくはわずかに帯電していることがある。そこで、液滴４６の帯電電位に応じ、噴霧室４８に設けられた第１帯電手段４９で、液滴４６と第１帯電手段４９との電位差が０〜０．５ｋＶの範囲になるように設定する。特に、液滴４６と第１帯電手段４９との電位差がゼロの場合、又は、液滴４６と第１帯電手段４９とが同極性であり、かつ、第１帯電手段４９の帯電電位が液滴４６よりも０．３ｋＶ以下の範囲で大きい場合、液滴４６と第１帯電手段４９とが電気的に反発して、噴霧された液滴４６のトナー像への付与が促進されるため好ましい。また、気流供給手段４７で発生する気流が乱れても、電気的反発を利用して噴霧された液滴４６をトナー像に適切に付与することができるため好ましい。
【００１８】
一方、定着液回収手段４２において、記録材Ｐ上のトナー像に付与されなかった定着液の液滴５２は、矢印Ｂで示すように気流に沿って定着液回収管５０を通って、回収容器５３に回収される。この時、定着液回収管５０には第２帯電手段５１が設けられており、噴霧された液滴４６と０．５〜１０ｋＶの範囲の電位差を持つように設定する。
噴霧された液滴４６の内、トナー像に付与されなかった定着液の液滴５２は、第２帯電手段５１との電位差により回収管５０内に引き寄せられ、回収容器５３に回収される。特に、液滴４６と第２帯電手段５１とが逆極性であり、かつ、液滴４６と第２帯電手段５１との電位差が０．５〜１０ｋＶの範囲であり、しかも、液滴４６と第２帯電手段５１との電位差が液滴４６と第１帯電手段４９との電位差よりも大きい場合、トナー像に付与されなかった液滴５２が第２帯電手段５１側に電気的に引き寄せられ、回収容器５３への回収が促進されるため好ましい。
回収容器５３に回収された定着液の液滴５２は、回収容器５３の内壁に付着して液化する。この時、回収容器５３の内壁を定着液に対して撥液性を有する材料にすると、回収容器５３の側面に付着した定着液が自重で落下しやすく、定着液を集めやすいので好適である。
【００１９】
定着液付与工程後には、記録材Ｐを挟圧する一対の加圧ローラ（図示省略）を付設することで、トナー像表面の平滑化による光沢付与や記録材Ｐの繊維内へのトナー押し込みによる定着性向上を図ることもできる。
以上のように、この第１実施形態に係る定着装置においては、トナー像に付与されなかった定着液の液滴は、定着液付与手段４１よりも定着液回収手段４２との電位差が大きい状態にあるので、浮遊している定着液の液滴は電気的に定着液回収手段４２に引き寄せられていき、定着液の液滴を効率的に回収することができる。これにより、トナー像に付与されなかった定着液の液滴で画像形成装置内が汚染されることを防ぐことができる。また、定着液の液滴は電位差を利用して回収されるので、回収経路の構造をシンプルにすることができる。また、定着液付与手段４１と定着液回収手段４２の配置は任意に設計することができる。
【００２０】
次に、本発明による第２実施形態に係る定着装置について、図５に基づいて説明する。図５は、本発明による第２実施形態に係る定着装置の概略構成を示す模式図である。この第２実施形態に係る定着装置においては、定着液回収管５０にトナー像に付与されなかった定着液の液滴の回収方向（矢印Ｂ）に沿って第２帯電手段５１ａ、５１ｂが２個並設されている。そして、この２つの第２帯電手段５１ａ、５１ｂは、互いに独立してトナー像に付与されなかった定着液の液滴５２を帯電可能になっている。
この時、トナー像に付与されなかった定着液の液滴５２の回収方向に向かって下流側の第２帯電手段５１ｂは、上流側の第２帯電手段５１ａよりも噴霧された液滴４６との電位差が大きくなるように設定されている。これにより、トナー像に付与されなかった定着液の液滴５２は回収管５０の途中で滞留することなく下流側の第２帯電手段５１ｂ側に引き寄せられ、トナーに付与されなかった液滴５２をより確実に回収容器５３へ回収することができる。
この場合、第２帯電手段５１は２個以上設置されていても良く、その場合、下流側の第２帯電手段は上流側の第２帯電手段よりも噴霧された液滴４６との電位差が段階的に大きくなるように設定されることが好ましい。
以上のように、この第２実施形態に係る定着装置においては、定着液回収手段４２の下流側は上流側よりも定着液の液滴との電位差が大きくなっているので、定着液の液滴が回収途中で定着液回収管５０に滞留せずに回収容器５３へ引き寄せられ、定着液の液滴をより確実に回収することができる。
【００２１】
次に、本発明による第３実施形態に係る定着装置について、図６に基づいて説明する。図６は、本発明による第３実施形態に係る定着装置の概略構成を示す模式図である。この第３実施形態に係る定着装置においては、定着液付与手段４１において定着液を噴霧して得られる液滴４６を任意の帯電電位に帯電することができる第３帯電手段５４が設けられている。これにより、噴霧された液滴４６と第１帯電手段４９、第２帯電手段５１との電位差の制御をより容易に行える。
また、噴霧された液滴４６の帯電極性を記録材Ｐ上のトナー像と逆極性にすることで、液滴４６が電気的にトナー像に引き寄せられ、トナー像が付着している部分に集中的に液滴４６を付与することができる。これにより、トナー像が付着していない部分には定着液の液滴４６がほとんど付着しないため、紙等の記録材を用いてもカールやシワの発生が抑制される。同様の効果は、噴霧する液滴４６とトナー像との電位差を大きくすることでも得られる。この時、液滴４６とトナー像との電位差は、液滴４６と第２帯電手段５１との電位差よりも大きくなるように設定すると、液滴４６のトナー像への付与がより促進されて好ましい。さらに、定着液を噴霧して得られた液滴４６が帯電しているので、定着液付与手段４１、及び定着液回収手段４２との電位差を任意に設定することができ、電位差を利用した定着液の液滴の回収をより容易に行うことができる。
また、搬送ベルト６１の内側に第４帯電手段５５を配置して、記録材Ｐの裏側から液滴４６と逆極性の電圧を印加し、液滴４６のトナー像への付与を促進することもできる。この時、液滴４６と第４帯電手段５５との電位差は、液滴４６と第２帯電手段５１との電位差よりも大きくなるように設定すると、液滴４６のトナー像への付与がより促進されて好ましい。
【００２２】
次に、本発明による第４実施形態に係る定着装置について、図７に基づいて説明する。図７は、本発明による第４実施形態に係る定着装置の概略構成を示す模式図である。この第４実施形態に係る定着装置においては、前記第３実施形態の定着装置にトナー像に付与されなかった定着液の液滴５２を定着液回収手段４２に誘導するための気流制御手段５６を定着液回収容器５３に配設している。これにより、トナー像に付与されなかった液滴５２は、上述のような電気的作用以外にも、気流制御手段５６により発生した気流に乗って回収管５０内に吸引され、より確実に回収容器５３へ回収することができる。
以上のように、この第４実施形態に係る定着装置においては、トナー像に付与されなかった定着液の液滴を定着液回収手段４２に誘導する気流制御手段５６が設けられているので、定着液の液滴をより確実に定着液回収容器５３に移送することができる。
【００２３】
次に、本発明による第５実施形態に係る定着装置について、図８及び図９に基づいて説明する。図８は、本発明による第５実施形態に係る定着装置の概略構成を示す模式図で、噴霧室の開口部を開閉するシャッターを開放した状態を示す模式図ある。図９は、図８におけるシャッターを閉塞した状態を示す模式図である。
この第５実施形態に係る定着装置においては、前述の第４実施形態の定着装置に噴霧室４８の開口部４８ａに開閉自在のシャッター５７を配設している。図８に示すように、定着液の液滴４６をトナー像に付与している間、シャッター５７は開いた状態にあり、図９に示すように、液滴４６のトナー像への付与が終了するとシャッター５７は閉じるように制御されている。
シャッター５７を閉じることで、トナー像に付与されなかった定着液の液滴５２は噴霧室４８から漏れ出すことがなく、定着装置４０の周辺部や遠隔部への定着液による汚染を防ぐことができる。また、シャッター５７を閉じることで、定着液付与手段４１と定着液回収手段４２とが連結し、トナー像に付与されなかった液滴５２をより確実に回収容器５３へ回収することができる。
【００２４】
次に、本発明による第６実施形態に係る定着装置について、図１０に基づいて説明する。図１０は、本発明による第６実施形態に係る定着装置の概略構成を示す模式図である。
この第６実施形態に係る定着装置においては、回収容器５３に回収した定着液を定着液付与手段４１の定着液溜め４３に供給するための定着液循環管５８を配設している。図１０に示すように、回収容器５３に回収されたトナー像に付与されなかった定着液の液滴５２は、回収容器５３の内壁に付着して液化し、定着液循環管５８を通って、定着液付与手段４１の定着液溜め４３に供給され、定着液４４として再利用されるようになっている。これにより、定着液の無駄な消費を抑えることができ、定着液の補充サイクルを延ばすことができ、メンテナンス性が向上する。
なお、定着液溜め４３には、定着液供給管（図示省略）を介して定着液タンク（図示省略）が接続され、定着液４４を補給することができる。その際、定着液溜め４３内に設けられた水位検知手段（図示省略）の検知結果に基づき、定着液タンクからの供給量、及び回収容器５３からの供給量を制御し、定着液４４の水位が一定になるように調整している。
【００２５】
また、定着液溜め４３には、定着液４４の温度を調整するために液温調整手段（図示省略）が設置されていてもよい。液温調整手段が設置されることで、画像形成装置の使用環境によらず定着液４４の温度を所定温度に調整することができ、定着液４４の噴霧量が安定する。その際、定着液の温度は２０〜６０℃の範囲となるように調節するのが好ましい。定着液の温度が２０℃より低いと、定着液の粘度が高くなって噴霧量が減り、定着不良を起こす可能性がある。一方、定着液の温度が６０℃より高いと、定着液の粘度が低くなって定着液が必要量以上に噴霧され、記録媒体にカールやシワを発生させる可能性がある。また、定着液の温度が６０℃より高いと、定着液が変質し、定着性能が悪化する可能性がある。定着液４４、及びトナーについては、後述する。
噴霧手段４５としては、例えば、周波数１００〜３０００ｋＨｚの超音波振動子、静電気を用いる静電噴霧方式の噴霧器、インクジェットノズルを用いるインクジェット方式の噴霧器、圧縮空気を用いるエアースプレー方式の噴霧器等が挙げられる。噴霧された液滴４６の粒径は、大きすぎると凝集して記録材６０上のトナー像を乱すことがある。このため、粒径は２０μｍ以下が好ましい。
【００２６】
気流供給手段４７としては、例えば、ファン、送風ポンプが挙げられる。第１〜第４帯電手段４９、５１、５４、５５としては、例えば、イオナイザー、コロナチャージャー、ワイヤ、金属メッシュ、金属板、導電性高分子材料に通電したものが挙げられる。気流制御手段５６としては、例えば、ファン、吸引ポンプが挙げられる。
回収容器５３は、定着装置に脱着自在にすることができる。回収容器５３の内壁に用いる定着液に対して撥液性を有する材料としては、フッ素系材料が挙げられる。定着液に対して撥液性を有する材料は、定着装置４０を構成する全部材に用いることができる。定着液付与手段４１、定着液回収手段４２には、埃、紙粉等の異物の侵入を防止するために、フィルターを設けてもよい。特に、噴霧室４８の開口部、気流供給手段４７、気流制御手段５６にフィルタ−を設けると、異物の侵入を効果的に防ぐことができる。
【００２７】
次に、本発明による第７実施形態に係る定着装置について、図１１に基づいて説明する。図１１は、本発明による第７実施形態に係る定着装置の概略構成を示す模式図である。この第７実施形態に係る定着装置においては、図１１に示すように、定着液付与手段４１と定着液回収手段４２とが一体化している。気流制御手段５６は気流供給手段を兼ねている。回収されたトナー像に付与されなかった定着液の液滴５２は、フィルター５９により液化して、定着液溜め４３に直接戻される。この第７実施形態に係る定着装置においては、回収容器５３が不要となるため、定着装置４０を小型化できる利点を有する。
【００２８】
次に、本発明による第８実施形態に係る定着装置について、図１２に基づいて説明する。図１２は、本発明による第８実施形態に係る定着装置の概略構成を示す模式図である。この第８実施形態に係る定着装置においては、図１２に示すように、噴霧手段４５が定着液溜め４３の外部に設けられている。定着液溜め４３に貯蔵された定着液４４は、定着液供給管６２を介して噴霧手段４５に移送され、噴霧手段４５によって矢印Ａで示すように噴霧室４８の開口部４８ａから液滴４６として噴霧される。噴霧された液滴４６は第３帯電手段５４により帯電し、直接、記録材Ｐ上のトナー像に付与される。噴霧室４８には２つ第１帯電手段４９ａ、４９ｂが設けられており、噴霧された液滴４６を上下で挟み、電気的反発を増幅させて、液滴４６のトナー像への付与を促進している。
トナー像に付与されなかった定着液の液滴５２は、第２帯電手段５１との電位差による電気的作用と気流制御手段５６の気流によって回収管５０内に誘導され、フィルター５９により液化して、定着液溜め４３に直接戻される。このような第８実施形態に係る定着装置においては、定着液付与手段４１、定着液回収手段４２を定着液溜め４３から脱着自在にすることができるため、メンテナンス性に優れる。
【００２９】
次に、本発明で用いるトナーには、以下の材料が好適である。
［結着樹脂］
結着樹脂としては、後述する定着液により溶解もしくは膨潤する樹脂であれば特に制限されずに使用することができる。例えば、ポリスチレン、ポリ−ｐ−クロルスチレン、ポリビニルトルエンなどのスチレンおよびその置換体の単重合体；スチレン−ｐ−クロルスチレン共重合体、スチレン−ビニルトルエン共重合体、スチレン−ビニルナフタリン共重合体、スチレン−アクリル酸エステル共重合体、スチレン−メタクリル酸エステル共重合体、スチレン−α−クロルメタクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−ビニルメチルエーテル共重合体、スチレン−ビニルメチルケトン共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−イソプレン共重合体、スチレン−アクリロニトリル−インデン共重合体などの、スチレン系共重合体；ポリ塩化ビニル、フェノール樹脂、天然変性フェノール樹脂、天然樹脂変性マレイン酸樹脂、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、ポリ酢酸ビニル、シリコーン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリアミド樹脂、フラン樹脂、エポキシ樹脂、キシレン樹脂、ポリビニルブチラール、テルペン樹脂、クマロンインデン樹脂、石油系樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメチレン、ポリウレタンエラストマー、エチレン−エチルアクリレート共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体、アイオノマー樹脂、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−イソプレン樹脂、線状飽和ポリエステル、パラフィンなどが挙げられる。上記樹脂の中でも、ポリエステル樹脂は、保存性、耐久性に優れ、本発明の定着液との相溶性が高く、主たる記録媒体である紙との親和性が高く、定着性が良好であることから、好適に用いられる。
【００３０】
また、上記樹脂以外に、生分解性樹脂も使用することができる。「生分解性」とは、細菌、真菌などの微生物、酵素などにより分子の結合が切断されることをいい、「生分解性樹脂」とは、生分解性を有し、生分解することにより環境を汚染することがなく、生態系のリサイクルに組み込まれる樹脂をいう。生分解性樹脂はその製造方法により、（１）微生物生産系、（２）化学合成系、（３）天然物系に大別される。
（１）微生物生産系
ポリ（３−ヒドロキシ酪酸）、３−ヒドロキシ酪酸と３−ヒドロキシ吉草酸の共重合体、３−ヒドロキシ酪酸と４−ヒドロキシ酪酸の共重合体等のポリ酪酸が挙げられる。
また、ポリ（３−ヒドロキシプロピオネート）、ポリ（３−ヒドロキシブチレート）、ポリ（３−ヒドロキシヘキサノエート）、ポリ（３−ヒドロキシヘプタノエート）、ポリ（３−ヒドロキシオクタノエート）、ポリヒドリキシパリレート、及びこれらの共重合体等のポリヒドロキシアルカノエートが挙げられる。
【００３１】
（２）化学合成系
脂肪族ポリエステル、脂肪族ポリエステルとポリアミドの共重合体、脂肪族ポリエステルとポリウレタンの共重合体、脂肪族ポリエステルと芳香族ポリエステルの共重合物、ポリビニルアルコール、ポリエチレンオキシド等が挙げられる。脂肪族ポリエステルとしては、ポリ乳酸、ポリリンゴ酸、ポリラクチド、ポリグリコリド、ポリ（β−プロピオラクトン）、ポリ（γ−バレロラクトン）、ポリ（ε−カプロラクトン）、ポリエチレンオキサレート、ポリエチレンサクシネート、ポリブチレンサクシネート、ポリブチレンアジペート、ポリブチレンセバケート、ポリヘキサメチレンセバケート、ポリネオペンチルオキサレート、及びこれらの共重合体等が挙げられる。脂肪族ポリエステルとポリアミドの共重合体としては、上記の脂肪族ポリエステルとナオロン６、ナイロン４６、ナイロン６６のようなポリアミドとの共重合体が挙げられる。脂肪族ポリエステルと芳香族ポリエステルの共重合物としては、上記の脂肪族ポリエステルとテレフタル酸、イソフタル酸、ナフタレンジカルボン酸、ｐ−ヒドロキシ安息香酸、ｐ−ヒドロキシエチル安息香酸、ｐ−ヒドロキシフェニル酢酸等の芳香族ジカルボン酸や芳香族オキシカルボン酸との共重合体が挙げられる。
（３）天然物系
パルプ、木綿、羊毛等から得られるセルロース、カニ、エビ等の甲殻類から得られるキチン、キトサン、コーンスターチ等から得られる澱粉、及びそれらを合成高分子にブレンドしたものが挙げられる。
【００３２】
上記の生分解性樹脂の中でも、ポリ酪酸、ポリヒドロキシアルカノエート、脂肪族ポリエステル、その中でも特にポリ乳酸、ポリ（ε−カプロラクトン）は、微生物等の作用で完全に容易に分解さる上、本発明の定着液との相溶性が高く、主たる記録材である紙との親和性が高く、定着性が良好であることから、好適に用いられる。上記結着樹脂は１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。なお、環境保全や人体に対する安全性などを考慮した場合には、生分解性樹脂を含有するトナーは不用となった記録材、使用済み廃トナーを廃棄しても、環境を汚染せず、人体に対して無害であり、安全性が高いので好ましい。また、トナーに含まれる生分解性樹脂は廃棄した場合にも微生物等の作用で分解され易く、従来実施されているアルカリ加水分解による脱墨が容易に行え、普通紙のリサイクルに有用である。
生分解性樹脂に生分解性を示さない樹脂を混合して用いる場合、その混合量は生分解性樹脂の種類によって異なるが、通常、生分解性樹脂１００重量部に対して生分解性を示さない樹脂７０重量部以下である。生分解性を示さない樹脂が７０重量部を超えると、生分解性が阻害される。生分解性樹脂により得られる共重合体は、ランダム共重合体、ブロック共重合体またはグラフト共重合体のいずれであっても良い。生分解性を損なわない点でブロック共重合体が好ましい。
【００３３】
前記着色剤としては、特に制限はなく、公知の染料及び顔料の中から目的に応じて適宜選択することができ、例えば、カーボンブラック、ニグロシン染料、鉄黒、ナフトールイエローＳ、ハンザイエロー（１０Ｇ、５Ｇ、Ｇ）、カドミュウムイエロー、黄色酸化鉄、黄土、黄鉛、チタン黄、ポリアゾイエロー、オイルイエロー、ハンザイエロー（ＧＲ、Ａ、ＲＮ、Ｒ）、ピグメントイエローＬ、ベンジジンイエロー（Ｇ、ＧＲ）、パーマネントイエロー（ＮＣＧ）、バルカンファストイエロー（５Ｇ、Ｒ）、タートラジンレーキ、キノリンイエローレーキ、アンスラザンイエローＢＧＬ、イソインドリノンイエロー、ベンガラ、鉛丹、鉛朱、カドミュウムレッド、カドミュウムマーキュリレッド、アンチモン朱、パーマネントレッド４Ｒ、パラレッド、ファイセーレッド、パラクロルオルトニトロアニリンレッド、リソールファストスカーレットＧ、ブリリアントファストスカーレット、ブリリアントカーンミンＢＳ、パーマネントレッド（Ｆ２Ｒ、Ｆ４Ｒ、ＦＲＬ、ＦＲＬＬ、Ｆ４ＲＨ）、ファストスカーレットＶＤ、ベルカンファストルビンＢ、ブリリアントスカーレットＧ、リソールルビンＧＸ、パーマネントレッドＦ５Ｒ、ブリリアントカーミン６Ｂ、ポグメントスカーレット３Ｂ、ボルドー５Ｂ、トルイジンマルーン、パーマネントボルドーＦ２Ｋ、ヘリオボルドーＢＬ、ボルドー１０Ｂ、ボンマルーンライト、ボンマルーンメジアム、エオシンレーキ、ローダミンレーキＢ、ローダミンレーキＹ、アリザリンレーキ、チオインジゴレッドＢ、チオインジゴマルーン、オイルレッド、キナクリドンレッド、ピラゾロンレッド、ポリアゾレッド、クロームバーミリオン、ベンジジンオレンジ、ペリノンオレンジ、オイルオレンジ、コバルトブルー、セルリアンブルー、アルカリブルーレーキ、ピーコックブルーレーキ、ビクトリアブルーレーキ、無金属フタロシアニンブルー、フタロシアニンブルー、ファストスカイブルー、インダンスレンブルー（ＲＳ、ＢＣ）、インジゴ、群青、紺青、アントラキノンブルー、ファストバイオレットＢ、メチルバイオレットレーキ、コバルト紫、マンガン紫、ジオキサンバイオレット、アントラキノンバイオレット、クロムグリーン、ジンクグリーン、酸化クロム、ピリジアン、エメラルドグリーン、ピグメントグリーンＢ、ナフトールグリーンＢ、グリーンゴールド、アシッドグリーンレーキ、マラカイトグリーンレーキ、フタロシアニングリーン、アントラキノングリーン、酸化チタン、亜鉛華、リトボン、ナフトールブルーブラック、食用赤色２号、食用赤色３号、食用赤色４０号、食用赤色１０２号、食用赤色１０４号、食用赤色１０５号、食用赤色１０６号、食用黄色４号、食用黄色５号、食用青色１号、食用青色２号、食用緑色３号、食用赤色２号アルミニウムレーキ、食用赤色３号アルミニウムレーキ、食用赤色４０号アルミニウムレーキ、食用赤色１０２号アルミニウムレーキ、食用赤色１０４号アルミニウムレーキ、食用赤色１０５号アルミニウムレーキ、食用赤色１０６号アルミニウムレーキ、食用黄色４号アルミニウムレーキ、食用黄色５号アルミニウムレーキ、食用青色１号アルミニウムレーキ、食用青色２号アルミニウムレーキ、食用緑色３号アルミニウムレーキなどが挙げられる。
【００３４】
これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。なお、環境保全や人体に対する安全性などを考慮した場合には、特に、ナフトールブルーブラックや各種の食用色素、食用レーキを使用することが好ましい。前記着色剤の前記トナーにおける含有量は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、１〜１５質量％が好ましく、３〜１０質量％がより好ましい。前記含有量が、１質量％未満であると、トナーの着色力の低下が見られ、１５質量％を超えると、トナー中での顔料の分散不良が起こり、着色力の低下、及びトナーの電気特性の低下を招くことがある。
前記着色剤は、樹脂と複合化されたマスターバッチとして使用してもよい。樹脂としては、特に制限はなく、目的に応じて公知のものの中から適宜選択することができる。例えば、上記の生分解性樹脂、スチレン又はその置換体の重合体、スチレン系共重合体、ポリメチルメタクリレート、ポリブチルメタクリレート、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、エポキシ樹脂、エポキシポリオール樹脂、ポリウレタン、ポリアミド、ポリビニルブチラール、ポリアクリル酸樹脂、ロジン、変性ロジン、テルペン樹脂、脂肪族炭化水素樹脂、脂環族炭化水素樹脂、芳香族系石油樹脂、塩素化パラフィン、パラフィンワックス、カルナバワックス、ライスワックス、水添ホホバ油ワックス、木ロウ、キャンデリラワックス、等が挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
【００３５】
前記スチレン又はその置換体の重合体としては、例えば、ポリエステル樹脂、ポリスチレン、ポリｐ−クロロスチレン、ポリビニルトルエン、等が挙げられる。前記スチレン系共重合体としては、例えば、スチレン−ｐ−クロロスチレン共重合体、スチレン−プロピレン共重合体、スチレン−ビニルトルエン共重合体、スチレン−ビニルナフタリン共重合体、スチレン−アクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリル酸エチル共重合体、スチレン−アクリル酸ブチル共重合体、スチレン−アクリル酸オクチル共重合体、スチレン−メタクリル酸メチル共重合体、スチレン−メタクリル酸エチル共重合体、スチレン−メタクリル酸ブチル共重合体、スチレン−α−クロルメタクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−ビニルメチルケトン共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−イソプレン共重合体、スチレン−アクリロニトリル−インデン共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体、スチレン−マレイン酸エステル共重合体、等が挙げられる。
前記マスターバッチは、前記マスターバッチ用樹脂と、前記着色剤とを高せん断力をかけて混合又は混練させて製造することができる。この際、着色剤と樹脂の相互作用を高めるために、有機溶剤を添加することが好ましい。また、いわゆるフラッシング法も着色剤のウエットケーキをそのまま用いることができ、乾燥する必要がない点で好適である。
このフラッシング法は、着色剤の水を含んだ水性ペーストを樹脂と有機溶剤とともに混合又は混練し、着色剤を樹脂側に移行させて水分及び有機溶剤成分を除去する方法である。前記混合又は混練には、例えば、三本ロールミル等の高せん断分散装置が好適に用いられる。
【００３６】
その他の成分としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、帯電制御剤、無機微粒子、流動性向上剤、クリーニング性向上剤、磁性材料、金属石鹸、等が挙げられる。
前記帯電制御剤としては、特に制限はなく、公知のもの中から目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ニグロシン系染料、トリフェニルメタン系染料、クロム含有金属錯体染料、モリブデン酸キレート顔料、ローダミン系染料、アルコキシ系アミン、４級アンモニウム塩（フッ素変性４級アンモニウム塩を含む）、アルキルアミド、燐の単体又はその化合物、タングステンの単体又はその化合物、フッ素系活性剤、サリチル酸の金属塩、サリチル酸誘導体の金属塩、等が挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
前記帯電制御剤は、市販品を使用してもよく、該市販品としては、例えば、ニグロシン系染料のボントロン０３、第四級アンモニウム塩のボントロンＰ−５１、含金属アゾ染料のボントロンＳ−３４、オキシナフトエ酸系金属錯体のＥ−８２、サリチル酸系金属錯体のＥ−８４、フェノール系縮合物のＥ−８９（以上、オリエント化学工業社製）、第四級アンモニウム塩モリブデン錯体のＴＰ−３０２、ＴＰ−４１５（以上、保土谷化学工業社製）、第四級アンモニウム塩のコピーチャージＰＳＹ  ＶＰ２０３８、トリフェニルメタン誘導体のコピーブルーＰＲ、第四級アンモニウム塩のコピーチャージ  ＮＥＧ  ＶＰ２０３６、コピーチャージ  ＮＸ  ＶＰ４３４（以上、ヘキスト社製）、ＬＲＡ−９０１、ホウ素錯体であるＬＲ−１４７（日本カーリット社製）、銅フタロシアニン、ペリレン、キナクリドン、アゾ系顔料、その他スルホン酸基、カルボキシル基、四級アンモニウム塩等の官能基を有する高分子系の化合物、等が挙げられる。
【００３７】
前記帯電制御剤の前記トナーにおける含有量としては、前記樹脂の種類、添加剤の有無、分散方法等により異なり、一概に規定することができないが、例えば、前記結着樹脂１００質量部に対し、０．１〜１０質量部が好ましく、０．２〜５質量部がより好ましい。該含有量が、０．１質量部未満であると、帯電制御性が得られないことがあり、１０質量部を超えると、トナーの帯電性が大きくなりすぎ、主帯電制御剤の効果を減退させて、現像ローラとの静電的吸引力が増大し、現像剤の流動性低下や画像濃度の低下を招くことがある。
前記無機微粒子は、トナー粒子に流動性、現像性、帯電性等を付与するための外添剤として使用することができる。前記無機微粒子としては、特に制限はなく、目的に応じて公知のものの中から適宜選択することができ、例えば、シリカ、アルミナ、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸マグネシウム、チタン酸カルシウム、チタン酸ストロンチウム、酸化亜鉛、酸化スズ、ケイ砂、クレー、雲母、ケイ灰石、ケイソウ土、酸化クロム、酸化セリウム、ペンガラ、三酸化アンチモン、酸化マグネシウム、酸化ジルコニウム、硫酸バリウム、炭酸バリウム、炭酸カルシウム、炭化ケイ素、窒化ケイ素、等が挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
【００３８】
前記無機微粒子の一次粒子径としては、５ｎｍ〜２μｍが好ましく、５ｎｍ〜５００ｎｍがより好ましい。また、前記無機微粒子のＢＥＴ法による比表面積としては、２０〜５００ｍ２／ｇが好ましい。前記無機微粒子の前記トナーにおける含有量としては、０．０１〜５．０質量％が好ましく、０．０１〜２．０質量％がより好ましい。
前記流動性向上剤は、表面処理を行って、疎水性を上げ、高湿度下においても流動特性や帯電特性の悪化を防止可能なものを意味し、例えば、シランカップリング剤、シリル化剤、フッ化アルキル基を有するシランカップリング剤、有機チタネート系カップリング剤、アルミニウム系のカップリング剤、シリコーンオイル、変性シリコーンオイル、等が挙げられる。前記シリカ、前記酸化チタンは、このような流動性向上剤により表面処理行い、疎水性シリカ、疎水性酸化チタンとして使用するのが特に好ましい。
前記クリーニング性向上剤は、感光体や一次転写媒体に残存する転写後の現像剤を除去するために前記トナーに添加され、例えば、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸等の脂肪酸金属塩、ポリメチルメタクリレート微粒子、ポリスチレン微粒子等のソープフリー乳化重合により製造されたポリマー微粒子、などが挙げられる。該ポリマー微粒子は、比較的粒度分布が狭いものが好ましく、体積平均粒径が０．０１〜１μｍのものが好適である。
前記磁性材料としては、特に制限はなく、目的に応じて公知のものの中から適宜選択することができ、例えば、鉄粉、マグネタイト、フェライト、等が挙げられる。これらの中でも、色調の点で白色のものが好ましい。
【００３９】
トナーの平均粒子径は、１μｍ以上が好ましく、３μｍ以上がより好ましく、また、２０μｍ以下が好ましく、１５μｍ以下がより好ましく、８μｍ以下が更に好ましい。１μｍよりも小さい場合には、感光体との付着力が大きくなり、一次転写性が不十分になる場合があり、逆に２０μｍより大きい場合には、トナー重量に対するトナーの表面積が小さくなるため、定着液の吸収が速やかに行なわれず、定着速度の高速化への対応が困難になることがある。
本発明で使用される定着液は、トナーを溶解または膨潤させる軟化物質と、軟化物質を溶解または分散できる溶媒とから主に構成されている。
本発明で使用される軟化物質は、トナー中の樹脂成分に対して充分な相溶性を有するものであれば、特に限定されず任意のものを用いることができる。その中でも、エステル化合物は多くのトナーに対して充分な相溶性を有することから好適に用いられる。エステル化合物としては、脂肪族エステルと芳香族エステルが挙げられる。
【００４０】
脂肪族エステルとしては、ラウリン酸エチル、ラウリン酸ヘキシル、トリデシル酸エチル、トリデシル酸イソプロピル、ミリスチン酸エチル、ミリスチン酸イソプロピル等のモノカルボン酸エステル化合物、コハク酸エチル、アジピン酸エチル、アジピン酸イソブチル、アジピン酸イソプロピル、アジピン酸イソデシル、セバシン酸エチル、セバシン酸ブチル、コハク酸エトキシエチル、コハク酸ブトキシエチル、アジピン酸エトキシエチル、アジピン酸ブトキシエチル、セバシン酸エトキシエチル等のジカルボン酸モノエステル化合物、コハク酸ジエチル、コハク酸ジブチル、アジピン酸ジエチル、アジピン酸ジイソブチル、アジピン酸ジイソプロピル、アジピン酸ジイソデシル、セバシン酸ジエチル、セバシン酸ジブチル、コハク酸ジエトキシエチル、コハク酸ジブトキシエチル、アジピン酸ジメトキシエチル、アジピン酸ジエトキシエチル、アジピン酸ジブトキシエチル、セバシン酸ジエトキシエチル、セバシン酸ジブトキシエチル等のジカルボン酸ジエステル化合物が挙げられる。
芳香族エステルとしては、フタル酸ジオクチル、フタル酸ジイソノニル等のジエステル化合物、トリメリット酸トリス（２−エチルヘキシル）等のトリエステル化合物が挙げられる。
【００４１】
また、上記エステル化合物以外に、クエン酸トリエチル、アセチルクエン酸トリエチル、クエン酸トリブチル、アセチルクエン酸トリブチル、モノアセチン、ジアセチン、トリアセチン、エチレングリコールジアセタート、ジエチレングリコールジアセタート、トリエチレングリコールジアセタート、炭酸エチレン、炭酸プロピレン、グリセロール１、２−カルボナート、４−メトキシメチル−１、３−ジオキソラン−２−オン、リモネンが挙げられる。上記軟化物質の中でも、コハク酸ジエトキシエチル、ジアセチン、トリエチレングリコールジアセタート、炭酸エチレン、炭酸プロピレンはトナーとの相溶性が高いので好ましく、その中でも炭酸エチレン、炭酸プロピレンは無臭、無害であり、水に対して溶解性を示すことから特に好ましい。
また、本発明において、軟化物質は流動性を有する液体の他に、ゲル状の液体やワックスのような半固体でも構わない。また、固体の場合は、適当な溶媒に溶解または分散させて用いることができる。定着液中の軟化物質の含有量は、０．５重量％以上８０重量％以下程度であることが好ましく、１重量％以上７０重量％以下がさらに好ましい。軟化剤の含有量が０．５重量％より小さいと、トナーを溶解又は膨潤させる効果が不十分となり、８０重量％より大きいと、長時間に亘り、トナーの流動性を低下させることができず、定着トナー層が粘着性を有する可能性がある。
【００４２】
本発明において、定着液の溶媒としては、主成分として水を含有することが好ましい。これにより、臭気を減少させることができる。水は、揮発性有機化合物（ＶＯＣ）に非該当であり、オフィス環境に対して極めて有利である。また、溶媒として、水と水溶性の溶媒との混合溶媒を用いることもできる。水溶性の溶媒としては、エタノール、イソプロパノール等が挙げられる。
また、溶媒として、疎水性溶媒を用いることもできる。疎水性の溶媒としては、シリコーンオイル類、オレフィン系溶剤、パラフィン系溶剤、フッ素系溶剤等が挙げられる。シリコーンオイル類としては、粘度が１〜１０ｍＰａ・ｓ程度のポリジメチルシロキサン、メチルシクロシロキサンの４量体、５量体等が適する。パラフィン系としては、ｎ−デカン、ｎ−ドデカン、ｎ−ウンデカン等が適する。フッ素系溶剤としては、ハイドロフルオロエーテル等が適する。
【００４３】
本発明で使用される定着液には、必要に応じて可溶化剤、分散助剤、界面活性剤、ｐＨ調整剤を使用することができる。
可溶化剤としては、軟化物質を溶媒に可溶化するする物質であれば、特に限定されず任意のものを用いることができる。例えば、エタノール、イソプロパノール、グリセリン、プロピレングリコール、１、３−ブタンジオール、コハク酸エチル、モノアセチン、ジアセチン、ジエチレングリコールジアセタート、トリエチレングリコールジアセタート、炭酸エチレン、炭酸プロピレン、グリセロール１、２−カルボナートが挙げられ、これらは軟化物質を水に可溶化することができる。
分散助剤としては、グリセリン、プロピレングリコール、ブチレングリコール、ジエチレングリコール、ポリエチレングリコール、１、３−ブタンジオール等が挙げられ、軟化物質の分散性、トナーとの濡れ性を向上することができる。
界面活性剤としては、ショ糖脂肪酸エステル、高級アルコール硫酸エステル塩、高級脂肪酸金属塩、脂肪酸誘導体硫酸エステル塩、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、シリコーン系界面活性剤、フッ素系界面活性剤、アニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤、ノニオン性界面活性剤、非イオン性界面活性剤等が挙げられ、軟化物質の分散性、トナーとの濡れ性を向上することができる。ｐＨ調整剤としては、リン酸水素二ナトリウムが挙げられ、軟化物質の加水分解を抑制することができる。
【００４４】
本発明において、定着液の臭気指数は１０以下であることが好ましい。ここで臭気指数とは、臭いのついた気体や液体がその臭いを感じられなくなるまで無臭の空気や無臭の液体（水）で薄められた時の希釈倍率（以下、臭気濃度と呼ぶ）を求め、その常用体数値に１０を乗じた数値である。臭気指数の算出式は次のとおりである。
臭気指数＝１０×Ｌｏｇ（臭気濃度）
例えば、臭いを含んだ気体や液体を、臭いのない気体または液体で１００倍に希釈して、臭いが感じられなくなった場合、その臭気濃度は１００であり、下記の式よりその臭気指数は２０となる。
臭気指数＝１０×Ｌｏｇ（１００）＝１０×２＝２０
臭いに対する規制基準として臭気指数を採用している多くの地方自治体では、工場や事業場の敷地境界線上の臭気指数を１０以下にするように規制している。また、臭気指数１０とは、異臭を持つ気体を１０倍に薄めた気体を２０人が嗅いで、１８人は無臭と判定するレベルである。よって、臭気指数が１０以下であれば無臭であるということができ、通常のオフィス環境では不快感が無くなる。
【００４５】
本発明において、定着液の急性経口毒性試験ＬＤ50は３ｇ／ｋｇ以上であることが好ましい。ここで、ＬＤ50とは、ＡｍｅｒｉｃａｎＩｎｄｕｓｔｒｉａｌ  Ｈｙｇｉｅｎｅ  Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎの毒性表示で５０Ｐｅｒｃｅｎｔ  Ｌｅｔｈａｌ  Ｄｏｓｅのことであり、すなわち５０％致死量のことである。これは、ラットやモルモットに試験溶媒、試験物を一定量投与して個体数の５０％が死亡する量のことである。例えばジメチルシリコーンオイルはＬＤ50経口投与１５ｇ／ｋｇ以上である。個体の重量１ｋｇあたりの５０％致死量が１５ｇ以上であるので、６３ｋｇの人間でのシリコーンオイルの推定致死量は９４５ｇ以上となる。また、食塩のＬＤ50の値は３ｇ／ｋｇである。よって、食塩より安全なものを用いれば人体に対して無害であると言うことができる。
本発明で用いられる定着液の一例を示す。
＜定着液１＞
蒸留水４５重量％、グリセロール１、２−カルボナート２０重量％、炭酸プロピレン（ＬＤ50＝２９ｇ／ｋｇ）３５重量％を攪拌し、定着液１を得た。定着液１の臭気指数は０であった。
【００４６】
（実施例１）
定着液１を用い、図１０に示すような定着装置を有する図１に示すような画像形成装置でＰＰＣ用紙上にトナー画像を形成した。その際、定着液１の液滴には帯電装置５４で−１ｋＶを印加し、ＰＰＣ用紙には帯電装置５５で＋１ｋＶを印加した。また、噴霧室に設置した帯電装置４９には−１ｋＶを印加し、回収管に設置した２つの帯電装置には上流側の帯電装置５１ａに＋０．３ｋＶ、下流側の帯電装置５１ｂに＋０．５ｋＶを印加した。１００回画像形成を繰り返し、定着装置周辺部を調べたが、定着液の付着は見られなかった。また、回収容器にはトナー像に付与されなかった定着液が回収されていた。
（実施例２）
定着液１を用い、図１１に示すような定着装置を有する図１に示すような画像形成装置でＰＰＣ用紙上にトナー画像を形成した。その際、定着液１の液滴には帯電装置５４で＋０．５ｋＶを印加し、ＰＰＣ用紙には帯電装置５５で−１ｋＶを印加した。また、噴霧室に設置した帯電装置４９には＋０．６ｋＶを印加し、回収管に設置した２つの帯電装置には上流側の帯電装置５１ａには電圧を印加せず、下流側の帯電装置５１ｂに−０．５ｋＶを印加した。１００回画像形成を繰り返し、定着装置周辺部を調べたが、定着液の付着は見られなかった。
（実施例３）
定着液１を用い、図１２に示すような定着装置を有する図１に示すような画像形成装置でＰＰＣ用紙上にトナー画像を形成した。その際、定着液１の液滴には帯電装置５４で−０．５ｋＶを印加し、ＰＰＣ用紙には帯電装置５５で＋０．５ｋＶを印加した。また、噴霧室に設置した２つの帯電装置４９ａ、４９ｂには共に−０．５ｋＶを印加し、回収管に設置した帯電装置５１には＋０．２ｋＶを印加した。１００回画像形成を繰り返し、定着装置周辺部を調べたが、定着液の付着は見られなかった。
【００４７】
（比較例１）
実施例１において、回収管に設置した２つの帯電装置５１ａ、５１ｂに電圧を印加しなかった以外は同じ条件でトナー画像を形成した。１００回画像形成を繰り返し、定着装置周辺部を調べたところ、定着液が付着していた。また、回収容器にはトナーに付与されなかった定着液がわずかに回収されていた。
以上の結果から、比較例１で示す定着液回収手段４２に帯電手段を有していない定着装置においては、定着液の液滴が適切に回収されておらず、定着装置の周辺部を汚染している。これに対し、本発明による各実施例の定着装置は、定着液の液滴が適切に回収されて、定着液の液滴による定着装置周辺部の汚染を抑制していることが明らかである。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明による一実施形態に係る画像形成装置の内部機構の全体概略構成図である。
【図２】図１で示す画像形成装置の画像形成手段の概略構成図である。
【図３】図１で示す画像形成装置で使用される１個の作像装置の概略構成図である。
【図４】図１に示す画像形成装置に備える第１実施形態に係る定着装置４０の概略構成模式図である。
【図５】本発明による第２実施形態に係る定着装置の概略構成模式図である。
【図６】本発明による第３実施形態に係る定着装置の概略構成模式図である。
【図７】本発明による第４実施形態に係る定着装置の概略構成模式図である。
【図８】本発明による第５実施形態に係る定着装置の概略構成を示し、噴霧室の開口部を開閉するシャッターを開放した状態を示す模式図ある。
【図９】図８におけるシャッターを閉塞した状態を示す模式図である。
【図１０】本発明による第６実施形態に係る定着装置の概略構成模式図である。
【図１１】本発明による第７実施形態に係る定着装置の概略構成模式図である。
【図１２】本発明による第８実施形態に係る定着装置の概略構成模式図である。
【符号の説明】
【００４９】
１０  中間転写ベルト、２０、２０Ｙ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０Ｋ  像担持体、２１  帯電装置、２２  現像装置、２３  除電装置、２４  クリーニング装置、２６  露光装置、４０  定着装置、４１  定着液付与手段、４２  定着液回収手段、４３  定着液溜め、４４  定着液、４５  噴霧手段、４６  液滴、４７  気流供給手段、４８  噴霧室、４８ａ  開口部、４９  第１帯電手段、５１、５１ａ、５１ｂ  第２帯電手段、５２  液滴、５３  回収容器、５４  第３帯電手段、５５  第４帯電手段、５６  気流制御手段、５７  シャッター、５８  定着液循環管、５９  フィルター、６１  搬送ベルト
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
2010091663.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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