(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナー像を構成するトナーを膨潤及び軟化させ記録媒体への定着に適した状態にするための可塑剤を含む定着液を、トナー像を担持する前の記録媒体に塗布する定着液塗布手段と、
この定着液塗布手段によって前記定着液を塗布された記録媒体に、トナー像担持体上のトナー像を、記録媒体上の前記定着液に接触させながら転写する転写手段と、
この転写手段によって転写された記録媒体上のトナー像を構成するトナーと前記定着液とを加熱して同トナーを前記状態にして同トナー像を記録媒体に定着する定着手段とを有し、
前記定着液塗布手段は、記録媒体の、前記転写手段によってトナー像を転写される側の面に、表面に担持した前記定着液を塗布する塗布部材を有し、
前記塗布部材から前記定着液を除去する定着液除去手段を有し、前記可塑剤は、トナーを前記状態とする機能が、画像形成装置を使用する環境温度において発現せず、同環境温度を超える昇温時に発現することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
トナー像を構成するトナーを膨潤及び軟化させ記録媒体への定着に適した状態にするための可塑剤を含む定着液を、トナー像を担持する前の記録媒体に塗布する定着液塗布手段と、
この定着液塗布手段によって前記定着液を塗布された記録媒体に、トナー像担持体上のトナー像を、記録媒体上の前記定着液に接触させながら転写する転写手段と、
この転写手段によって転写された記録媒体上のトナー像を構成するトナーと前記定着液とを加熱して同トナーを前記状態にして同トナー像を記録媒体に定着する定着手段とを有し、
前記定着液塗布手段は、記録媒体の、前記転写手段によってトナー像を転写される側の面に、表面に担持した前記定着液を塗布する塗布部材を有し、
前記塗布部材から前記定着液を除去する定着液除去手段を有し、前記可塑剤は、画像形成装置を使用する環境温度において、前記定着液とされる前の単体の状態で固体であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項１または２記載の画像形成装置において、
前記塗布部材は所定方向に回転することにより記録媒体に前記定着液を塗布する回転体であり、
前記定着液除去手段は、前記所定方向において、前記塗布部材が記録媒体に前記定着液を塗布する位置よりも下流側の位置であって、前記塗布部材に前記定着液を供給する供給手段によって前記塗布部材に前記定着液が供給される位置よりも上流側の位置で、前記塗布部材から前記定着液を除去することを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項１ないし３の何れか１つに記載の画像形成装置において、
前記定着液除去手段は、前記塗布部材によって前記定着液を塗布される記録媒体の最大幅を含む領域において前記塗布部材から前記定着液を除去することを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
請求項１ないし４の何れか１つに記載の画像形成装置において、
前記定着液除去手段は、その端部が前記塗布部材に当接し前記塗布部材から定着液を掻き取る定着液除去部材を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
請求項１ないし５の何れか１つに記載の画像形成装置において、
前記塗布部材から前記定着液と異なる異物を除去する異物除去手段を有し、
前記定着液除去手段は、前記異物除去手段を兼ね、前記塗布部材から前記定着液とともに前記異物を除去することを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
請求項２ないし６の何れか１つに記載の画像形成装置において、
前記可塑剤は、トナーを前記状態とする機能が、画像形成装置を使用する環境温度において発現せず、同環境温度を超える昇温時に発現することを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
請求項１、３ないし７の何れか１つに記載の画像形成装置において、
前記可塑剤は、画像形成装置を使用する環境温度において、前記定着液とされる前の単体の状態で固体であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項９】
請求項１ないし８の何れか１つに記載の画像形成装置において、
前記転写手段によって記録媒体に転写されるトナー像を担持したトナー像担持体は感光体であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１０】
請求項１ないし９の何れか１つに記載の画像形成装置において、
前記転写手段によって記録媒体に転写されるトナー像を担持したトナー像担持体は感光体に担持されたトナー像を転写される中間転写体であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１１】
請求項１ないし８の何れか１つに記載の画像形成装置において、
前記転写手段によって記録媒体に転写されるトナー像を担持したトナー像担持体はトナー担持体に担持されたトナーを転写されトナー像を形成される中間転写体であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１２】
請求項１ないし１１の何れか１つに記載の画像形成装置において、
前記定着手段は、ローラ状の定着部材を有し、ローラ定着方式によって定着を行う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、トナー像を構成するトナーを、記録媒体への定着の際に加熱して用紙等の記録媒体に定着することで画像形成を行う画像形成装置であって、かかるトナーを、定着液を用いて記録媒体への定着に適した状態として、かかる定着を行い画像形成を行う、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、トナー像を構成するトナーを、記録媒体への定着の際に加熱して用紙等の記録媒体に定着することで画像形成を行う、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置が広く知られている。この画像形成装置では、トナーを加熱により軟化させて記録媒体上に固定化するものであるため、確実な定着性を得るには、記録媒体に接触する部分のトナーの軟化が十分であることを要する。かかる軟化を十分に行うには、かかるトナー等の加熱を十分に行う必要があるが、このような加熱には多くの電力を必要とする。しかし、昨今、画像形成装置全体の省電力化の要求が高まっている。そこで、画像形成装置全体の消費電力に占める、かかる加熱に要する電力量の割合が比較的大きいことに鑑みれば、この電力量を低減することが望まれる。そのための方策として、記録媒体に対するトナーの定着性を向上する液体を用いる技術が種々提案されている（たとえば、〔特許文献１〕〜〔特許文献４〕参照）。
【０００３】
たとえば、記録媒体上のトナー像上に、トナーを軟化および／または膨潤させる定着液を塗布する技術が提案されている（たとえば、〔特許文献１〕参照）。このような技術では、熱を用いない定着も可能となるため、従来と比較し大幅な省電力化が図れる。同様に、熱によりトナーを軟化させる必要がなく省エネ化が可能な技術として、中間転写体上にあるトナー像の上から定着液を付与し、トナーを粘着性をもったフィルム状に変化させ、このフィルム化したトナーを自身の粘着性により記録媒体上に転写・定着させる技術が提案されている（たとえば、〔特許文献２〕参照）。
【０００４】
しかし、記録媒体あるいは中間転写体に担持されたトナー像の上から定着液を塗布すると、画像の乱れが生じるという問題がある。この問題に対して、非接触のインクジェット方式のような手段で定着液を塗布することとし、塗布量を記録紙移動方向に徐々に増す技術が提案されているが（たとえば、〔特許文献１〕参照）、粉体であるトナー像に対してインクジェット方式のヘッドで定着液を噴射する場合、定着液の量を減らした場合でも、着弾時に乱したトナーが飛び散り、インクジェットヘッドの吐出口に付着してしまうという不具合がある。そして、トナーが膨潤、溶解する液の吐出口にトナーが付着すると、吐出口の詰まりの原因となる。また、記録媒体に担持されたトナー像の上から定着液を塗布する場合、確実な定着のためにトナーと記録媒体との接触部分に定着液を到達させるには、多くの液を塗布する必要があるが、多くの液を塗布すると、乾燥のための加熱の必要性が生じ、これによって必要電力量、定着所要時間が増加するなどの問題が生じる。
【０００５】
また、定着液を付与してトナーを中間転写体上でフィルム状に変化させて記録媒体に転写する技術では、画像形成が成り立つためには、定着液が加熱せずともトナーのフィルム化に機能する状態となっていることが必須となるが、中間転写体上のトナーに定着液を付与するため、中間転写体と接する画像形成部への定着液の混入が問題となるとともに、この定着液は画像形成装置の使用環境温度においてトナーをフィルム化する機能を示すものなので、機内の他の部材に対して悪影響を及ぼす可能性があるという問題がある。
【０００６】
定着液が画像形成装置の使用環境温度で機能する技術として、トナーとキャリア液を用いた液体現像方式を採用した画像形成装置において、キャリア液と親和性がよい定着液を、記録媒体に予め付与しておき、液体現像で形成したトナー層のトナー間に存在するキャリア液を流すとともに、トナー層を溶解膨潤させて記録媒体に定着する技術が提案されている（たとえば、〔特許文献３〕参照）。この技術では、定着液の付与による画像の乱れが抑制され得るが、定着液がキャリア液に作用する際に画像の乱れが生じる可能性があるとともに、定着液が画像形成装置の使用環境温度で機能するため、機内の他の部材に対して悪影響を及ぼす可能性があるという問題がある。また、かかる技術に関しては、像の転写前に定着液を付与すると、像の転写後に定着液を付与する場合に比べて定着時間が長くなるという認識があるとともに、定着液が液体現像剤と親和性があることが重要であり、液体現像でない現像手段により形成されたトナー像に対しての適用が出来ないとの認識がなされ得る。なお、かかる定着液は、その表面に定着液を担持した部材によって、記録媒体に塗布されるようになっている。
【０００７】
記録媒体がトナー像を担持する前に記録媒体に液を塗布するため、液の塗布による画像の乱れが抑制され得るものの、記録媒体に多くの液を塗布することを要し乾燥のための加熱の必要性及びこれによる消費電力量および定着所要時間の増加が予測される技術として、トナージェット、ダイレクトトーニング、トナープロジェクションなどと称される、トナーを記録媒体に対して飛翔、着弾させることによって記録媒体上に画像を直接記録する方式を採用した技術が提案されている（たとえば、〔特許文献４〕参照）。この技術では、トナー着弾前の記録媒体に、トナーに含まれる樹脂を溶解または膨潤させる軟化剤を含む塗布液を塗布することで、直接記録方式での着弾時のトナーの飛び散りを低減し、さらに定着を促進することを狙っている。すなわち、予め記録媒体の表面に軟化剤を含む塗布液を塗布することで、トナーが衝突した時のトナーと印写面との付着力が大きくなり、またトナーが衝突したときの反発力が低減し、トナーの飛び散りが抑制低減され改善されることを狙ったものである。トナーが付着する以前に記録媒体に塗布された塗布液が、記録紙の表面の繊維に吸収された状態となり、水分の吸収により繊維がやわらかくなることで、トナーの着弾時のチリが低減されることを狙ったものであるが、トナーを溶解、膨潤させ定着性に影響をあたえるには、相当量の塗布液がトナーに接触する必要がある。飛翔してきたトナーが記録媒体上に付着するだけでは、記録媒体表面にある極微量の塗布液がトナーに接触するのみであるため、トナー層への塗布液の染み込みが見込めず、トナーの飛び散り低減やのみならず定着性の確保が現実的ではない。またこの技術には、中間転写体に予め液を塗布し、飛翔させたトナーにより作像、記録媒体に接触して転写させる技術も含まれるが、この場合、トナー層への液の染み込みは促されるものの、機内の部材に対して悪影響を及ぼす可能性があるという問題がある。なお、かかる塗布液は、その表面に塗布液を担持した部材によって、記録媒体に塗布されるようになっている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
このように、定着の際の加熱に要する電力の低減を図るために定着性を向上する液体を用いながら、かかる液体を用いることによる問題すなわち画像の乱れ、乾燥のための消費電力、定着所要時間の増加、機内部材への悪影響の回避、さらにはかかる液体の機能低下の回避を図りつつ、液体現像への適用に限定されずに画像形成を行うことを可能とした技術は未だ提案されていない。また、たとえば、記録媒体に塗布する液体をその表面に担持した部材によってその液体を記録媒体に塗布する構成において、その部材の表面上における液体の担持量にムラが生じた場合などには、記録媒体に塗布される液体の量にもムラが生じ、定着性のムラの原因となりうるため、好ましくない。
【０００９】
本発明は、トナー像を構成するトナーを、定着液を用いて記録媒体への定着に適した状態とすることで、定着の際の加熱に要する電力の低減を図りながら、定着液を用いることによる、画像の乱れ、乾燥のための消費電力、定着所要時間の増加、機内部材への悪影響の回避、さらには記録媒体に塗布される定着液の量のムラの回避を図りつつ、液体現像に限定されない画像形成を行うことを可能とした、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の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】
【００１０】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、トナー像を構成するトナーを膨潤及び軟化させ記録媒体への定着に適した状態にするための可塑剤を含む定着液を、トナー像を担持する前の記録媒体に塗布する定着液塗布手段と、この定着液塗布手段によって前記定着液を塗布された記録媒体に、トナー像担持体上のトナー像を、記録媒体上の前記定着液に接触させながら転写する転写手段と、
この転写手段によって転写された記録媒体上のトナー像を構成するトナーと前記定着液とを加熱して同トナーを前記状態にして同トナー像を記録媒体に定着する定着手段とを有し、
前記定着液塗布手段は、記録媒体の、前記転写手段によってトナー像を転写される側の面に、表面に担持した前記定着液を塗布する塗布部材を有し、
前記塗布部材から前記定着液を除去する定着液除去手段を有し、前記可塑剤は、トナーを前記状態とする機能が、画像形成装置を使用する環境温度において発現せず、同環境温度を超える昇温時に発現することを特徴とする画像形成装置にある。
請求項２記載の発明は、トナー像を構成するトナーを膨潤及び軟化させ記録媒体への定着に適した状態にするための可塑剤を含む定着液を、トナー像を担持する前の記録媒体に塗布する定着液塗布手段と、この定着液塗布手段によって前記定着液を塗布された記録媒体に、トナー像担持体上のトナー像を、記録媒体上の前記定着液に接触させながら転写する転写手段と、この転写手段によって転写された記録媒体上のトナー像を構成するトナーと前記定着液とを加熱して同トナーを前記状態にして同トナー像を記録媒体に定着する定着手段とを有し、前記定着液塗布手段は、記録媒体の、前記転写手段によってトナー像を転写される側の面に、表面に担持した前記定着液を塗布する塗布部材を有し、前記塗布部材から前記定着液を除去する定着液除去手段を有し、前記可塑剤は、画像形成装置を使用する環境温度において、前記定着液とされる前の単体の状態で固体であることを特徴とする画像形成装置にある。
【００１１】
請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の画像形成装置において、前記塗布部材は所定方向に回転することにより記録媒体に前記定着液を塗布する回転体であり、前記定着液除去手段は、前記所定方向において、前記塗布部材が記録媒体に前記定着液を塗布する位置よりも下流側の位置であって、前記塗布部材に前記定着液を供給する供給手段によって前記塗布部材に前記定着液が供給される位置よりも上流側の位置で、前記塗布部材から前記定着液を除去することを特徴とする。
【００１２】
請求項４記載の発明は、請求項１ないし３の何れか１つに記載の画像形成装置において、前記定着液除去手段は、前記塗布部材によって前記定着液を塗布される記録媒体の最大幅を含む領域において前記塗布部材から前記定着液を除去することを特徴とする。
【００１３】
請求項５記載の発明は、請求項１ないし４の何れか１つに記載の画像形成装置において、前記定着液除去手段は、その端部が前記塗布部材に当接し前記塗布部材から定着液を掻き取る定着液除去部材を有することを特徴とする。
【００１４】
請求項６記載の発明は、請求項１ないし５の何れか１つに記載の画像形成装置において、前記塗布部材から前記定着液と異なる異物を除去する異物除去手段を有し、前記定着液除去手段は、前記異物除去手段を兼ね、前記塗布部材から前記定着液とともに前記異物を除去することを特徴とする。
【００１５】
請求項７記載の発明は、請求項２ないし６の何れか１つに記載の画像形成装置において、前記可塑剤は、トナーを前記状態とする機能が、画像形成装置を使用する環境温度において発現せず、同環境温度を超える昇温時に発現することを特徴とする。
【００１６】
請求項８記載の発明は、請求項１、３ないし７の何れか１つに記載の画像形成装置において、前記可塑剤は、画像形成装置を使用する環境温度において、前記定着液とされる前の単体の状態で固体であることを特徴とする。
【００１７】
請求項９記載の発明は、請求項１ないし８の何れか１つに記載の画像形成装置において、前記転写手段によって記録媒体に転写されるトナー像を担持したトナー像担持体は感光体であることを特徴とする。
【００１８】
請求項１０記載の発明は、請求項１ないし９の何れか１つに記載の画像形成装置において、前記転写手段によって記録媒体に転写されるトナー像を担持したトナー像担持体は感光体に担持されたトナー像を転写される中間転写体であることを特徴とする。
【００１９】
請求項１１記載の発明は、請求項１ないし８の何れか１つに記載の画像形成装置において、前記転写手段によって記録媒体に転写されるトナー像を担持したトナー像担持体はトナー担持体に担持されたトナーを転写されトナー像を形成される中間転写体であることを特徴とする。
【００２０】
請求項１２記載の発明は、請求項１ないし１１の何れか１つに記載の画像形成装置において、前記定着手段は、ローラ状の定着部材を有し、ローラ定着方式によって定着を行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
本発明は、トナー像を構成するトナーを膨潤及び軟化させ記録媒体への定着に適した状態にするための可塑剤を含む定着液を、トナー像を担持する前の記録媒体に塗布する定着液塗布手段と、この定着液塗布手段によって前記定着液を塗布された記録媒体に、トナー像担持体上のトナー像を、記録媒体上の前記定着液に接触させながら転写する転写手段と、この転写手段によって転写された記録媒体上のトナー像を構成するトナーと前記定着液とを加熱して同トナーを前記状態にして同トナー像を記録媒体に定着する定着手段とを有し、前記定着液塗布手段は、記録媒体の、前記転写手段によってトナー像を転写される側の面に、表面に担持した前記定着液を塗布する塗布部材を有し、前記塗布部材から前記定着液を除去する定着液除去手段を有する画像形成装置にあるので、比較的簡易な構成で定着液を記録媒体に塗布しコストの抑制及び定着性の向上を図ることができるとともに、液体現像に限定されることなく、定着液を高効率に用いることで定着に要する温度を低減し加熱についての省エネルギー化を図りつつ定着性を確保しながら、定着液を用いることによる機内部材への不具合の回避及び記録媒体に塗布される定着液の量のムラの回避を図ることができ、これにより良好な画像形成を行い得る画像形成装置を提供することができる。
【００２２】
前記塗布部材は所定方向に回転することにより記録媒体に前記定着液を塗布する回転体であり、前記定着液除去手段は、前記所定方向において、前記塗布部材が記録媒体に前記定着液を塗布する位置よりも下流側の位置であって、前記塗布部材に前記定着液を供給する供給手段によって前記塗布部材に前記定着液が塗布される位置よりも上流側の位置で、前記塗布部材から前記定着液を除去することとすれば、比較的簡易な構成で定着液を記録媒体に塗布しコストの抑制及び定着性の向上を図ることができるとともに、液体現像に限定されることなく、定着液を高効率に用いることで定着に要する温度を低減し加熱についての省エネルギー化を図りつつ定着性を確保しながら、定着液を用いることによる機内部材への不具合の回避及び記録媒体に定着液を塗布した後、供給手段によって定着液が供給される前の塗布部材の定着液を除去することにより供給手段による塗布部材への定着液の供給の安定による記録媒体に塗布される定着液の量のムラの回避を図ることができ、これにより良好な画像形成を行い得る画像形成装置を提供することができる。
【００２３】
前記定着液除去手段は、前記塗布部材によって前記定着液を塗布される記録媒体の最大幅を含む領域において前記塗布部材から前記定着液を除去することとすれば、比較的簡易な構成で定着液を記録媒体に塗布しコストの抑制及び定着性の向上を図ることができるとともに、液体現像に限定されることなく、定着液を高効率に用いることで定着に要する温度を低減し加熱についての省エネルギー化を図りつつ定着性を確保しながら、定着液を用いることによる機内部材への不具合の回避及び異なる幅の記録媒体を用いることによる記録媒体に塗布される定着液の量のムラの回避を図ることができ、これにより良好な画像形成を行い得る画像形成装置を提供することができる。
【００２４】
前記定着液除去手段は、その端部が前記塗布部材に当接し前記塗布部材から定着液を掻き取る定着液除去部材を有することとすれば、比較的簡易な構成で定着液を記録媒体に塗布しコストの抑制及び定着性の向上を図ることができるとともに、液体現像に限定されることなく、定着液を高効率に用いることで定着に要する温度を低減し加熱についての省エネルギー化を図りつつ定着性を確保しながら、定着液を用いることによる機内部材への不具合の回避を図ることができ、また記録媒体に塗布される定着液の量のムラの回避を比較的簡易な構成で図ることができ、これにより良好な画像形成を行い得る画像形成装置を提供することができる。
【００２５】
前記塗布部材から前記定着液と異なる異物を除去する異物除去手段を有し、前記定着液除去手段は、前記異物除去手段を兼ね、前記塗布部材から前記定着液とともに前記異物を除去することとすれば、比較的簡易な構成で定着液を記録媒体に塗布しコストの抑制及び定着性の向上を図ることができるとともに、液体現像に限定されることなく、定着液を高効率に用いることで定着に要する温度を低減し加熱についての省エネルギー化を図りつつ定着性を確保しながら、定着液を用いることによる機内部材への不具合の回避及び塗布部材に異物が付着することによる記録媒体に塗布される定着液の量のムラの回避を図ることができ、これにより良好な画像形成を行い得る画像形成装置を提供することができる。
【００２６】
前記可塑剤は、トナーを前記状態とする機能が、画像形成装置を使用する環境温度において発現せず、同環境温度を超える昇温時に発現することとすれば、比較的簡易な構成で定着液を記録媒体に塗布しコストの抑制及び定着性の向上を図ることができるとともに、液体現像に限定されることなく、定着液を用いることで定着に要する温度を低減し加熱についての省エネルギー化を図りつつ定着性を確保しながら、定着液を用いることによる機内部材への不具合の回避及び記録媒体に塗布される定着液の量のムラの回避を高精度に図ることができ、これにより良好な画像形成を行い得る画像形成装置を提供することができる。
【００２７】
前記可塑剤は、画像形成装置を使用する環境温度において、前記定着液とされる前の単体の状態で固体であることとすれば、比較的簡易な構成で定着液を記録媒体に塗布しコストの抑制及び定着性の向上を図ることができるとともに、液体現像に限定されることなく、定着液を用いることで定着に要する温度を低減し加熱についての省エネルギー化を図りつつ定着性を確保しながら、定着液を用いることによる機内部材への不具合の回避を、定着液とされる前の単体の状態で固体であることを指標に選択された可塑剤を用いることで図ることができ、また記録媒体に塗布される定着液の量のムラの回避を図ることができ、これにより良好な画像形成を行い得る画像形成装置を提供することができる。
【００２８】
前記転写手段によって記録媒体に転写されるトナー像を担持したトナー像担持体は感光体であることとすれば、構造の簡易化及びこれによるコストの抑制を図ることができ、また比較的簡易な構成で定着液を記録媒体に塗布しコストの抑制及び定着性の向上を図ることができるとともに、液体現像に限定されることなく、定着液を用いることで定着に要する温度を低減し加熱についての省エネルギー化を図りつつ定着性を確保しながら、定着液を用いることによる機内部材への不具合の回避及び記録媒体に塗布される定着液の量のムラの回避を図ることができ、これにより良好な画像形成を行い得る画像形成装置を提供することができる。
【００２９】
前記転写手段によって記録媒体に転写されるトナー像を担持したトナー像担持体は感光体に担持されたトナー像を転写される中間転写体であることとすれば、感光体及び感光体に当接した他の部材への定着液の付着及びこれによる不具合の抑制を図ることができ、また比較的簡易な構成で定着液を記録媒体に塗布しコストの抑制及び定着性の向上を図ることができるとともに、液体現像に限定されることなく、定着液を用いることで定着に要する温度を低減し加熱についての省エネルギー化を図りつつ定着性を確保しながら、定着液を用いることによる機内部材への不具合の回避及び記録媒体に塗布される定着液の量のムラの回避を図ることができ、これにより良好な画像形成を行い得る画像形成装置を提供することができる。
【００３０】
前記転写手段によって記録媒体に転写されるトナー像を担持したトナー像担持体はトナー担持体に担持されたトナーを転写されトナー像を形成される中間転写体であることとすれば、中間転写体から他の部材への定着液の付着及びこれによる不具合の抑制を図ることができ、また比較的簡易な構成で定着液を記録媒体に塗布しコストの抑制及び定着性の向上を図ることができるとともに、液体現像に限定されることなく、定着液を用いることで定着に要する温度を低減し加熱についての省エネルギー化を図りつつ定着性を確保しながら、定着液を用いることによる機内部材への不具合の回避及び記録媒体に塗布される定着液の量のムラの回避を図ることができ、これにより良好な画像形成を行い得る画像形成装置を提供することができる。
【００３１】
前記定着手段は、ローラ状の定着部材を有し、ローラ定着方式によって定着を行うこととすれば、比較的簡易な構成で均一な加熱及びこれによる定着性の向上を図ることができ、また比較的簡易な構成で定着液を記録媒体に塗布しコストの抑制及び定着性の向上を図ることができるとともに、液体現像に限定されることなく、定着液を用いることで定着に要する温度を低減し加熱についての省エネルギー化を図りつつ定着性を確保しながら、定着液を用いることによる機内部材への不具合の回避及び記録媒体に塗布される定着液の量のムラの回避を図ることができ、これにより良好な画像形成を行い得る画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明を適用した画像形成装置の概略正面図である。
【図２】図１に示した定着装置を制御する制御系の一部のブロック図である。
【図３】加熱によってトナーを膨潤及び軟化させる機能を発現する可塑剤によって定着下限温度が低下することを示す概念図である
【図４】加熱によってトナーを膨潤及び軟化させる機能を発現する可塑剤によってスミア性が向上することを示す実験結果を表した図である。
【図５】トナーを記録媒体に接触させて転写したときと非接触で転写したときとで定着液がトナーに付着する態様が異なることを示した概念図である。
【図６】トナーを記録媒体に接触させて転写したときにトナーに付着した定着液が加熱によりトナーを膨潤及び軟化させ定着に適した状態となることを示した概念図である。
【図７】図１に示した定着液塗布手段及びこれを制御する制御系の一部の概略構成図である。
【図８】図７に示した定着液塗布手段の一部の概略平面図である。
【図９】図７に示した定着液除去手段の有無により記録媒体への定着液の塗布量が変化することを示した相関図である。
【図１０】図７に示した異物除去手段の有無により記録媒体への定着液の塗布量が変化することを示した相関図である。
【図１１】本発明を適用した他の構成の画像形成装置の一部の概略正面図である。
【図１２】本発明を適用した別の構成の画像形成装置の一部の概略正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
図１に本発明を適用した画像形成装置の概略を示す。画像形成装置１００は、複写機、プリンタ、ファクシミリの複合機であってフルカラーの画像形成を行うことが可能になっているが、他の画像形成装置、すなわち、モノクロ機や、複写機、プリンタ、ファクシミリの単体、あるいは複写機とプリンタとの複合機等他の複合機であっても良い。画像形成装置１００は、プリンタとして用いられる場合には、外部から受信した画像情報に対応する画像信号に基づき画像形成処理を行なう。これは画像形成装置１００がファクシミリとして用いられる場合も同様である。
【００３４】
画像形成装置１００は、一般にコピー等に用いられる普通紙の他、ＯＨＰシートや、カード、ハガキ等の厚紙や、封筒等の何れをも転写媒体としてのシート状の記録媒体としてこれに画像形成を行なうことが可能である。画像形成装置１００は、記録媒体である用紙としての記録体である記録材たる転写紙Ｓの両面に画像形成可能な両面画像形成装置でもある。
【００３５】
画像形成装置１００は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色に色分解された色にそれぞれ対応する像としての画像を形成可能なドラム状の像担持体としての潜像担持体である感光体たる感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫを、転写ベルト１１の張り渡し方向に沿って４連タンデム式に並べて設け平行配設したタンデム構造、言い換えるとタンデム方式を採用している。
【００３６】
感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫは、画像形成装置１００のプリンタ部として機能する本体９９の図示しないフレームに回転自在に支持され、中間転写体である転写体たる中間転写ベルトとしてのトナー像担持体である転写ベルト１１の移動方向であって図１において反時計回り方向であるＡ１方向の上流側からこの順で並んでいる。各符号の数字の後に付されたＹ、Ｍ、Ｃ、ＢＫは、イエロー、マゼンタ、シアン、黒用の部材であることを示している。
【００３７】
各感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫはそれぞれ、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（ＢＫ）の画像を形成するための作像装置としての画像形成ユニット６０Ｙ、６０Ｍ、６０Ｃ、６０ＢＫに備えられている。
【００３８】
感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫは、本体９９の内部のほぼ中央部に配設された無端のベルトとして構成されたエンドレスの転写ベルト１１の外周面側すなわち作像面側に、その回転軸が互いに平行となるとともに転写ベルト１１の移動方向であるＡ１方向に等間隔の所定のピッチで配列された状態で位置している。
【００３９】
転写ベルト１１は、各感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫに対峙しながら矢印Ａ１方向に移動可能となっている。各感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫに形成された可視像すなわちトナー像は、矢印Ａ１方向に移動する転写ベルト１１に対しそれぞれ重畳転写され、その後、転写紙Ｓに一括転写されるようになっている。よって画像形成装置１００は中間転写方式の画像形成装置となっている。したがって画像形成装置１００はタンデム型間接転写方式の電子写真装置となっている。
【００４０】
転写ベルト１１は、その下側の部分が各感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫに対向しており、この対向した部分である対向位置が、各感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫ上のトナー像を転写ベルト１１に転写する１次転写領域としての１次転写部５８を形成している。
【００４１】
転写ベルト１１に対する重畳転写は、転写ベルト１１がＡ１方向に移動する過程において、各感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫに形成されたトナー像が、転写ベルト１１の同じ位置に重ねて転写されるよう、転写ベルト１１を挟んで各感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫに対向する位置に配設された１次転写ローラ１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２ＢＫによる電圧印加によって、Ａ１方向上流側から下流側に向けてタイミングをずらして行われる。
【００４２】
画像形成装置１００は、本体９９内に、４つの作像装置としての画像形成ステーションである画像形成ユニット６０Ｙ、６０Ｍ、６０Ｃ、６０ＢＫと、各感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫの上方に対向して配設され、転写ベルト１１を備えた中間転写装置たる一次転写ユニットとしての中間転写ユニットである転写ベルトユニット１０と、図１における転写ベルト１１の右側において転写ベルト１１に対向して配設された２次転写手段としての転写手段である二次転写ユニットたる２次転写装置５と、画像形成ユニット６０Ｙ、６０Ｍ、６０Ｃ、６０ＢＫの下方に対向して配設された潜像形成手段としての光書込みユニットである光学ユニットとしての書き込み装置たる露光装置としての光走査装置８とを有している。
【００４３】
画像形成装置１００はまた、本体９９内の光走査装置８の下方に、転写ベルト１１と２次転写装置５との間の２次転写領域としての２次転写部５７に向けて搬送される転写紙Ｓを多数枚積載可能な給紙ユニットとしての給紙トレイである給紙装置たる給紙手段としてのシート給送装置６１と、シート給送装置６１から搬送されてきた転写紙Ｓを、画像形成ユニット６０Ｙ、６０Ｍ、６０Ｃ、６０ＢＫによるトナー像の形成タイミングに合わせた所定のタイミングで、２次転写部５７に向けて繰り出す搬送ローラとしてのレジストローラ対４と、転写紙Ｓの先端がレジストローラ対４に到達したことを検知する図示しないセンサとを有している。
【００４４】
画像形成装置１００はまた、本体９９内に、トナー像を転写された転写紙Ｓに同トナー像を定着させるためのローラ定着方式の定着ユニットとしての定着部である定着装置６と、レジストローラ対４から２次転写部５７に向けて送り出された転写紙Ｓすなわち２次転写部５７においてトナー像を転写され担持する前の転写紙Ｓに後述する定着液を塗布する定着液塗布手段としての定着液塗布ユニットである定着液塗布装置４１と、定着済みの転写紙Ｓを本体９９の外部に排出する排出ローラである排紙ローラ対としての排紙装置である排紙ローラ７と、転写ベルトユニット１０の上方に配設され、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの各色のトナーを充填されたトナーボトル９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９ＢＫと、本体９９の上側に配設され排出ローラ７により本体９９の外部に排出された転写紙Ｓを積載する、胴内排紙部によって形成された排紙トレイ１７とを有している。
【００４５】
画像形成装置１００はまた、本体９９の、同図における右側面に取り付けられた両面ユニット５１と、本体９９の上側に位置し原稿を読み取るスキャナとしての画像読取装置である読取装置９８とを有している。
【００４６】
画像形成装置１００はまた、本体９９内に、同図における右側に下方から上方に向けて形成され、その中途部に２次転写部５７、レジストローラ対４、定着装置６及び排紙ローラ７が設けられ、シート給送装置６１から繰り出された転写紙Ｓが進入する用紙搬送路８１と、用紙搬送路８１における転写紙Ｓの搬送方向においてレジストローラ対４の上流側で両面ユニット５１から用紙搬送路８１に合流する給紙路８２と、用紙搬送路８１における転写紙Ｓの搬送方向において定着装置６の下流側で用紙搬送路８１から両面ユニット５１に向けて分岐した再給紙搬送路８３とを有している。
【００４７】
画像形成装置１００はまた、本体９９内に、各感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫを回転駆動する図示しない駆動装置と、画像形成装置１００の動作全般を制御する演算部としてのＣＰＵ、記憶手段としての記憶部たるメモリ等を含む制御手段９１と、外部電源から給電され画像形成装置１００に備えられている各構成に給電する図示しない電源ユニットとしての電源とを有している。
【００４８】
画像形成装置１００はまた、本体９９の外面に、画像形成開始指示を行うための図示しないスタートスイッチ、転写紙Ｓの厚みを入力する紙種入力手段としての紙種入力キー等を備え画像形成装置１００の動作、作動態様を指定することが可能となっているとともに、所定の表示を行うための表示手段としての図示しない液晶表示装置を備えた図示しない操作パネルを有している。
図１に示すように、画像形成装置１００は、排紙トレイ１７が本体９９の上方でかつ読取装置９８の下側に位置した胴内排紙型の画像形成装置である。
【００４９】
転写ベルトユニット１０は、転写ベルト１１の他に、１次転写バイアスローラとしての１次転写ローラ１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２ＢＫと、転写ベルト１１を巻き掛けられ掛けまわした複数のローラとしての、駆動部材である駆動ローラ７２と、張架ローラとしてのクリーニング対向ローラ７４と、駆動ローラ７２及びクリーニング対向ローラ７４とともに転写ベルト１１を張架する支持ローラとしての張架ローラ３３、３４と、転写ベルト１１の外側から転写ベルト１１に当接しクリーニング対向ローラ７４とともに転写ベルト１１に所定の張力を与えるためのテンションローラ７５とを有している。
【００５０】
転写ベルトユニット１０はまた、クリーニング対向ローラ７４に対向する位置において転写ベルト１１に対向して配設され転写ベルト１１表面をクリーニングする中間転写体クリーニング装置であるベルトクリーニング装置としてのクリーニング装置１３と、駆動ローラ７２を回転駆動する図示しない駆動系としてのベルト駆動装置と、１次転写ローラ１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２ＢＫに１次転写バイアスを印加し１次転写ローラ１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２ＢＫとともに一次転写装置をそれぞれ構成する図示しないバイアス印加手段としての電源及びバイアス制御手段とを有している。
【００５１】
クリーニング対向ローラ７４、張架ローラ３３、３４、テンションローラ７５は、駆動ローラ７２によって回転駆動される転写ベルト１１に連れ回りする従動ローラとなっている。１次転写ローラ１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２ＢＫは、転写ベルト１１をその裏面から感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫに向けて押圧してそれぞれ１次転写ニップを形成する。この１次転写ニップは、転写ベルト１１の、クリーニング対向ローラ７４と張架ローラ３３との間でほぼ水平に張り渡した部分において形成されている。クリーニング対向ローラ７４、張架ローラ３３、テンションローラ７５は、１次転写ニップを安定化する機能を有する。
【００５２】
各１次転写ニップには、１次転写バイアスの影響により、感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫと１次転写ローラ１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２ＢＫとの間に１次転写電界が形成される。感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫ上に形成された各色のトナー像は、この１次転写電界やニップ圧の影響によって転写ベルト１１上に１次転写される。
【００５３】
駆動ローラ７２は、転写ベルト１１を介して２次転写装置５を当接されており、２次転写部５７を形成している。
クリーニング対向ローラ７４は、テンションローラ７５とともに、転写ベルト１１に、転写に適した所定の張力を与える加圧部材としてのテンションローラたる機能を有している。
【００５４】
クリーニング装置１３は、図１において転写ベルトユニット１０の左下方、具体的にはクリーニング対向ローラ７４の下方に配設されている。クリーニング装置１３は、図示を省略するが、クリーニング対向ローラ７４に対向する位置で転写ベルト１１に当接するように配設されたクリーニング部材としてのブラシローラ及びクリーニングブレードと、クリーニング部材をその内部に収容したケースと、図１においてケースの紙面手前側に配設された廃トナー回収ボトルとを有している。
【００５５】
クリーニング装置１３は、転写ベルト１１上の残留トナー等の異物をクリーニング部材で掻き取り、除去して、転写ベルト１１をクリーニングするようになっている。転写ベルト１１から除去されたかかる異物は廃トナーボトルとしての廃トナー回収ボトルに貯蔵される。廃トナー回収ボトルは前面パネルを開いた状態で図１における紙面手前側に取り出し可能となっており、内部の異物が満杯になったときに新たなものと交換可能になっている。なお、後述するクリーニング装置７１Ｙ、７１Ｍ、７１Ｃ、７１ＢＫも同様に交換可能な廃トナー回収ボトルを有している。
【００５６】
２次転写装置５は、詳細な図示を省略するが、駆動ローラ７２に対向して配置され転写ベルト１１に当接した転写部材である２次転写ローラと、２次転写ローラを転写ベルト１１に向けて付勢し２次転写ローラと転写ベルト１１との間でニップである２次転写部５７を形成した付勢手段としてのバネとを有している。２次転写ローラは、電源によってトナーと逆極性の電圧が印加され、バネによる転写ベルト１１への圧接のみならず、バイアスによっても転写ベルト１１上のトナー像を転写紙Ｓに転写させる。２次転写ローラは、トナー像を転写された転写紙Ｓを定着装置６へと搬送するシート搬送機能も有している。バネは、２次転写部５７に送り込まれた転写紙Ｓを転写ベルト１１に密着させ、転写ベルト１１上に担持されているトナー像を、転写紙Ｓの、定着液塗布装置４１によって定着液を塗布されている側の面に圧接の態様で接触させながら転写させるために備えられている。
【００５７】
光走査装置８は、図示を省略するが、半導体レーザー等の光源、ポリゴンミラー、Ｆ−θレンズ、反射ミラー等を備え、形成すべき画像に対応したデータに基づいて制御手段９１によって光源が発光制御されるとともにポリゴンミラーが回転駆動制御されることで、感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫのそれぞれの表面に、レーザー光を走査しながら照射し、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色に対応した静電潜像を形成する。
【００５８】
シート給送装置６１は、転写紙Ｓを複数枚重ねた転写紙束の状態で収容するものであり、本体９９の下部において光走査装置８の下方に配設されている。シート給送装置６１は、複数枚の転写紙Ｓを紙束の状態で収容可能な鉛直方向に複数重なるように、本形態では２段に備えられた給紙カセット２５と、各給紙カセット２５に積載された転写紙Ｓのうち最上位の転写紙Ｓの上面に当接する給紙ローラとしての給送ローラ２４と、給紙ローラ２４によって送り出された転写紙Ｓのうちの１枚のみを分離してさらに搬送する図示しない分離ローラと、給紙カセット２５が本体９９に対して開閉されたことを検出する図示しない検出手段としての開閉検知センサとを有しており、給送ローラ２４が所定のタイミングで反時計回り方向に回転駆動されることにより、最上位の転写紙Ｓをレジストローラ対４に向けて給送するようになっている。
【００５９】
シート給送装置２３は、給送ローラ２４が選択的に図中反時計回り方向に回転駆動され、分離ローラが作用することにより、その給紙カセット２５に積載された転写紙Ｓのうち最上位の転写紙Ｓを用紙搬送経路８１に入れてレジストローラ対４に向けて給送し、搬送された転写紙Ｓがレジストローラ対４のローラ間に挟まれた状態で突き当られ止められるようになっている。
【００６０】
両面ユニット５１は、外側面側に配設された手差し給紙装置５３と、手差し給紙装置５３から両面ユニット５１内を横切るように配設された、給紙路８２の一部と、再給紙搬送経路８３を経た転写紙Ｓを給紙路８２に向けて反転して搬送する反転搬送経路２１と、反転搬送経路２１中に配設され転写紙Ｓを給紙路８２に向けて搬送する搬送ローラ２３とを有している。
【００６１】
手差し給紙装置５３は、転写紙Ｓを積載可能な手差し給紙トレイとしての手差しトレイ２７と、手差しトレイ２７に積載された転写紙Ｓのうち最上位の転写紙の上面に当接する給紙ローラとしての給送ローラ２８と、給送ローラ２８により繰り出された転写紙を１枚ずつ分離する図示しない分離ローラとを有している。
【００６２】
手差し給紙装置５３は、給送ローラ２８が図中時計回り方向に回転駆動され、分離ローラが作用することにより、最上位の転写紙Ｓをレジストローラ対４に向けて給送し、搬送された転写紙Ｓがレジストローラ対４のローラ間に挟まれた状態で突き当られ止められるようになっている。
【００６３】
定着装置６は、ローラ状の定着部材としての定着ローラ６５と、定着ローラ６５に圧接し転写紙Ｓを押圧する圧接部である定着部としての定着ニップ６２を形成するためのローラ状の加圧部材としての加圧ローラ６３と、定着ローラ６５の内部に配設され定着ローラ６５を加熱して定着ニップ６２を所定の温度に加熱するための加熱手段としての定着熱源たるハロゲンヒータであるヒータ６６と、定着ローラ６５の外周面に近接して配設され定着ローラ６５の温度を検知する定着部材温度検知手段である温度検知手段としての非接触型のサーミスタ６８とを有している。
【００６４】
定着装置６はまた、図２に示すように、ヒータ６６を駆動する加熱駆動手段としてのＰＷＭ駆動回路９２ａと、後述する温度に設定された定着ローラ６５の目標制御温度とサーミスタ６８により検知された定着ローラ６５の温度との間の温度偏差の情報を基にＰＷＭ駆動回路９２ａを通してヒータ６６への印加電力を単位時間当たりの通電時間（＝ＤＵＴＹ）で制御し定着ローラ６５の温度を制御する加熱駆動制御手段としての定着温度制御手段である温度コントローラとしての定着温度コントローラ９２ｂとを有している。
【００６５】
ＰＷＭ駆動回路９２ａと定着温度コントローラ９２ｂとは、制御手段９１の一機能として実現されている。この点、制御手段９１は、定着温度制御手段として機能する。定着温度制御手段として機能する制御手段９１は、定着ローラ６５の温度制御を行うことで、実質的に、定着ニップ６２の温度制御を行うものである。
【００６６】
定着装置６は、トナー像を担持した転写紙Ｓを定着ニップ６２に挟み込む態様で通し、定着ローラ６５が転写紙Ｓのトナー像を担持した画像面に接触することで、熱と圧力との作用により、担持したトナー像を構成しているトナーを溶融させて圧着し、転写紙Ｓの表面に定着するようになっている。
【００６７】
なお、同図に示されているように定着ニップ６２に進入してくる転写紙Ｓには、すでに、トナーを担持している側の面に、定着液塗布装置４１によって定着液を塗布されているが、同図において定着液の図示は省略している。
定着装置６のその余については後述する。
【００６８】
トナーボトル９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９ＢＫ内のイエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの各色のトナーは、重合トナーであって、図示しない駆動手段によって回転されることでトナーを吐出し、図示しないパイプ等によって構成された搬送経路を経て、所定の補給量だけ、後述するように画像形成ユニット６０Ｙ、６０Ｍ、６０Ｃ、６０ＢＫに備えられた現像装置８０Ｙ、８０Ｍ、８０Ｃ、８０ＢＫに補給される。
【００６９】
読取装置９８は、詳細な図示を省略するが、原稿を載置するコンタクトガラス、コンタクトガラスに載置された原稿に光を照射する光源及び光源から原稿に照射され反射された光を反射する第１の反射体を備え図１における左右方向に走行する第１走行体、第１走行体の反射体によって反射された光を反射する第２の反射体を備えた第２走行体、第２走行体からの光を結像するための結像レンズ、結像レンズを経た光を受け原稿の内容を読み取る読み取りセンサ等を備えている。
【００７０】
画像形成ユニット６０Ｙ、６０Ｍ、６０Ｃ、６０ＢＫは互いに同様の構成となっている。画像形成ユニット６０Ｙ、６０Ｍ、６０Ｃ、６０ＢＫはそれぞれ、感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫの周囲に、図１中時計方向であるその回転方向Ｂ１に沿って、プロセス手段として、１次転写ローラ１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２ＢＫと、クリーニング手段としてのクリーニング装置７１Ｙ、７１Ｍ、７１Ｃ、７１ＢＫと、除電手段としての図示しない除電装置と、ＡＣ帯電を行なう帯電手段としての図示しない帯電ローラを備えた帯電装置７９Ｙ、７９Ｍ、７９Ｃ、７９ＢＫと、トナーと磁性キャリアとを含む２成分現像剤である現像剤により現像を行う現像手段としての現像装置８０Ｙ、８０Ｍ、８０Ｃ、８０ＢＫとを有している。
【００７１】
これらは周知の構成であって、たとえば、現像装置８０Ｙ、８０Ｍ、８０Ｃ、８０ＢＫは、詳細な図示を省略するが、感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫに対向した現像剤担持体としての現像ローラ、現像剤を搬送しながら撹拌するスクリュー、現像剤中のトナー濃度を検知するトナー濃度検知センサとしてのトナー濃度センサ、トナー濃度センサの出力に応じてトナーボトル９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９ＢＫ内のトナーを装置本体内に補給するトナー補給手段としてのトナー補給装置等を有し、現像ローラは、装置本体側に固定された磁石と、この磁石の外側に回転自在に支持されたスリーブとを有している。
【００７２】
感光体ドラム２０Ｙ、クリーニング装置７１Ｙ、除電装置、帯電装置７９Ｙ、現像装置８０Ｙは、一体化されてプロセスカートリッジを構成している。感光体ドラム２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫの周りの各構成も同様にそれぞれ一体化されてプロセスカートリッジを構成している。これらプロセスカートリッジは、前面パネルを開いた状態で図１における手前側である感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫの回転軸方向に着脱可能となっている。このようにプロセスカートリッジ化することは、交換部品として取り扱うことができるため、メンテナンス性が著しく向上し、大変好ましい。
【００７３】
このような構成の画像形成装置１００においては、スタートスイッチの押下等により画像形成ユニット６０Ｙ、６０Ｍ、６０Ｃ、６０ＢＫにおいてそれぞれ次の画像形成プロセスが実行されること等によって、画像形成が行われる。すなわち、カラー画像を形成すべき旨の信号が入力されると、適宜、読取装置９８において原稿の読み取りが行われる等して形成すべき画像に対応したデータが取得され制御手段９１に入力されるとともに、駆動ローラ７２が駆動され、転写ベルト１１、クリーニング対向ローラ７４、張架ローラ３３、３４、テンションローラ７５が従動回転するとともに、感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫがＢ１方向に回転駆動される。
【００７４】
感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫはそれぞれ、Ｂ１方向への回転に伴い、電源からの電力供給を受けた、帯電装置７９Ｙ、７９Ｍ、７９Ｃ、７９ＢＫの帯電ローラにより表面を一様に帯電され、形成すべき画像に対応したデータに基づいて制御手段９１によって駆動される光走査装置８からのレーザー光の露光走査によりイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色に対応した静電潜像を書き込まれて形成され、この静電潜像を現像装置８０Ｙ、８０Ｍ、８０Ｃ、８０ＢＫによりイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色のトナーにより現像されて顕像化され、マゼンタ、シアン、ブラックの各色のトナー像によって構成された単色画像が形成される。
【００７５】
現像により得られたイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色のトナー像は、順次、電源によってトナーと逆極性の電圧が印加された１次転写ローラ１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２ＢＫによって、Ａ１方向に回転している転写ベルト１１上の同じ位置に重ねて転写され、転写ベルト１１上には合成カラー画像が形成される。
【００７６】
一方、カラー画像を形成すべき旨の信号の入力に伴い、各給紙カセット２５に対応する給紙ローラ２４、手差しトレイ２７に対応する給送ローラ２８の何れかが選択されて回転駆動され、転写紙Ｓを繰り出すとともに１枚ずつ分離して搬送し、搬送された転写紙Ｓはレジストローラ対４に突き当てられた状態で停止する。両面画像形成の場合は、定着装置６においてその片面に後述のように画像が定着された転写紙Ｓが、反転搬送経路２１を通って表裏反転された状態で、レジストローラ対４に突き当てられた状態で停止する。
【００７７】
転写ベルト１１上に重ね合わされた合成カラー画像が転写ベルト１１のＡ１方向の回転に伴って２次転写部５７まで移動するタイミングに合わせて、レジストローラ対４が回転し、レジストローラ対４の回転によって送り出された転写紙Ｓは、定着液塗布装置４１によって、２次転写部５７でトナー像である合成カラー画像が転写される側の面に定着液を塗布される。
【００７８】
定着液を塗布された転写紙Ｓは、２次転写部５７において、合成カラー画像を、転写ベルト１１に向けて付勢された２次転写ローラによって密着され、ニップ圧、及び電源によって２次転写ローラに印加された、合成カラー画像を構成しているトナーと逆極性の電圧の作用によって転写紙Ｓに２次転写され、記録される。
【００７９】
転写紙Ｓは２次転写装置５およびＡ１方向に回転する転写ベルト１１によって搬送されて定着装置６に送り込まれ、定着装置６において定着ローラ６５と加圧ローラ６３との間の定着部である定着ニップ６２を通過する際、熱と圧力との作用及び後述する定着液の作用により、担持したトナー像すなわち合成カラー画像を定着される。
【００８０】
定着装置６を通過した、合成カラー画像を定着済みの転写紙Ｓは、排紙ローラ７を経て本体９９外に排出され、本体９９の上部の排紙トレイ１７上にスタックされる。両面画像形成の場合は、片面に定着済みの転写紙Ｓは再給紙経路８３及び反転搬送経路２１を通って再度レジストローラ対４に向けて搬送される。
【００８１】
感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫは、転写後に残留した転写残トナーをクリーニング装置７１Ｙ、７１Ｍ、７１Ｃ、７１ＢＫにより除去され、除電装置によって除電され、帯電装置７９Ｙ、７９Ｍ、７９Ｃ、７９ＢＫによる次の帯電に供される。
【００８２】
２次転写を終えた２次転写部５７を通過後の転写ベルト１１は、クリーニング装置１３に備えられたクリーニング部材によってその表面をクリーニングされ、次の転写に備える。
【００８３】
このような画像形成を行うのに用いられる定着液について説明する。
定着液は、２次転写部５７において転写紙Ｓに転写され担持されるトナー像を構成するトナーを、膨潤及び軟化させ転写紙Ｓへの定着に適した状態にするための可塑剤と、かかるトナー像を構成しているトナー相互間への定着液の浸透性を向上するための界面活性剤と、これら可塑剤及び界面活性剤の希釈液として機能する溶媒とを含んでいる。
【００８４】
可塑剤は、熱を与えられたとき軟化機能を示す固体可塑剤を採用している。熱を与えられたとき、とは、画像形成装置１００においては、定着装置６による定着の際に加熱されたときであり、画像形成装置１００が使用される一般的な環境温度すなわち常温から４０〜５０℃程度以下の温度を超えたとき、をいう。かかる環境温度は、たとえばオフィスの温度であり、またあるいは、本体９９内における、昇温動作中の定着装置６やその周辺の雰囲気の温度を除く温度である。
【００８５】
そのため、可塑剤は、たとえば２次転写部５７において転写ベルト１１、２次転写ローラに付着するなど、定着装置６を除く画像形成装置１００の構成に付着しても、その機能が発現せず、かかる構成に付着したことによる機内汚染の不具合が生じることが防止ないし抑制される。
【００８６】
その一方で、定着装置６により加熱され昇温してかかる環境温度を超える昇温時には、トナーを、膨潤及び軟化させ転写紙Ｓへの定着に適した状態とする機能が発現する。この機能について図３を用いて説明すると次のとおりである。
【００８７】
図３は、トナーが定着に適した状態となる温度のうちの下限温度すなわち定着下限温度が、可塑剤によって低下することを示す概念図である。同図において、貯蔵弾性率とは、トナーの硬さを示す値であり、貯蔵弾性率が高ければトナーが硬く低ければトナーが柔らかいことを意味する。貯蔵弾性率がＫ以下であれば、トナーが転写紙Ｓに固定され定着が行われ得る状態となる。よって貯蔵弾性率がＫのときの温度が定着下限温度である。また同図において、固体可塑剤とは、画像形成装置１００において使用する定着液に使用される可塑剤を意味している。この可塑剤は、かかる環境温度において、定着液とされる前の単体の状態で、固体であるためである。また同図において、液体可塑剤とは、かかる環境温度において、単体の状態で液体のものを意味している。
【００８８】
同図に示されているように、固体可塑剤が含まれた定着液がトナーに付与されると、定着下限温度が、定着液不使用のときの定着下限温度Ｔ２よりも低いＴ１となる。よって、定着ローラ６５の目標制御温度を、定着液不使用の場合に比べて低く設定することが可能となり、定着装置６、画像形成装置１００の消費電力を低減可能となる。
【００８９】
同図にはまた、同図示の液体可塑剤が、Ｔ１より低い温度、たとえば環境温度に含まれる常温でトナーを軟化等する能力をもつことが示されているとともに、固体可塑剤を含んだ定着液は、かかる液体可塑剤がトナーを軟化等する機能を持つ温度では機能せず、かかる液体可塑剤を含んだ定着液と異なり、かかる環境温度では軟化能力をほとんど持たないことが示されている。よって、かりに液体可塑剤を含む定着液を使用したとすれば、機内汚染を生ずるが、画像形成装置１００では、固体可塑剤を含む定着液を用いることにより、機内汚染が生じることがない。トナーの貯蔵弾性率を低下させる機能を有する可塑剤が、常温等の環境温度で単体で固体であるか液体であるかが、その可塑剤を定着液としたときに機内汚染を生じ得るか否かの１つの指針となるため、画像形成装置１００で用いる定着液を構成する可塑剤は、環境温度で単体で固体であることを選択の１つの基準としている。
【００９０】
固体可塑剤は、分子鎖中に、エチレンオキサイド基−（ＣＨ２ＣＨ２Ｏ）−やプロピレンオキサイド基−（ＣＨ（ＣＨ３）ＣＨ２Ｏ）−を含む化合物で、一般にグリコールエーテル類やグリコール脂肪酸エステル類と呼ばれているもののうち、常温では固体で、融点が４０℃以上、望ましくは５０℃以上である材料である。
【００９１】
具体的には、化合物（１）であらわされるポリオキシエチレングリコール類が望ましい。
ＨＯ−（ＣＨ２ＣＨ２Ｏ）ｎ−ＯＨ・・・（１）
ｎは１０以上で１００以下が望ましい。ｎが１０未満では、室温で固体にならず、ｎが１００より大きい場合、分子が大きくなりすぎて、熱を加えたときの可塑能力が低く、トナーが軟化しにくくなる。具体的材料としては、ポリエチレングリコール＃１０００、ポリエチレングリコール＃１５４０、ポリエチレングリコール＃２０００、ポリエチレングリコール＃４０００、ポリエチレングリコール＃６０００、ポリエチレングリコール＃８０００などが適する。
【００９２】
または、化合物（２）であらわされるポリオキシエチレンポリオキシプロピレングリコール類も望ましい。
ＨＯ−（ＣＨ２ＣＨ２Ｏ）ｎ（ＣＨ（ＣＨ３）ＣＨ２Ｏ）ｍ−ＯＨ・・・（２）
ｎは１０以上で２００以下が望ましい。ｍは５以上で５０以下が望ましい。ｎが１０未満では、室温で固体にならず、ｎが２００より大きい場合、分子が大きくなりすぎて、熱を加えたときの可塑能力が低く、トナーが軟化しにくくなる。ｍが５未満では、室温で固体にならず、ｍが５０より大きい場合、分子が大きくなりすぎて、熱を加えたときの可塑能力が低く、トナーが軟化しにくくなる。具体的材料としては、花王（株）のエマルゲン２９０や第一工業製薬のエパン４５０、エパン７５０、エパン７８５などが適する。
【００９３】
または、化合物（３）であらわされるポリオキシエチレンアルキルエーテル類が望ましい。
Ｒ−Ｏ−（ＣＨ２ＣＨ２Ｏ）ｎ−ＯＨ・・・（３）
ｎは１０以上で１００以下が望ましい。ｎが１０未満では、室温で固体にならず、ｎが１００より大きい場合、分子が大きくなりすぎて、熱を加えたときの可塑能力が低く、トナーが軟化しにくくなる。
Ｒは直鎖のアルキル基又は分岐型のアルキル基で、炭素数は、１０以上で２２以下が望ましい。炭素数１０未満だと固体として柔らかく、また、皮膚刺激や眼刺激など安全性の問題がある。炭素数２２より大きいと、熱を加えたときの可塑能力が低く、トナーが軟化しにくくなる。具体的材料としては、花王（株）のエマルゲン３５０、エマルゲン４２０、エマルゲン４０８５、日本エマルジョン（株）のＥＭＡＬＥＸ６１１、ＥＭＡＬＥＸ６２０、ＥＭＡＬＥＸ７１０、ＥＭＡＬＥＸ７２０などが適する。
【００９４】
また、化合物（４）や化合物（５）であらわされるポリオキシエチレン脂肪酸エステル類やポリオキシエチレン脂肪酸ジエステル類が望ましい。
Ｒ−ＣＯＯ−（ＣＨ２ＣＨ２Ｏ）ｎ−ＯＨ・・・（４）
Ｒ−ＣＯＯ−（ＣＨ２ＣＨ２Ｏ）ｎ−ＣＯＯ−Ｒ’・・・（５）
ｎは１０以上で１００以下が望ましい。ｎが１０未満では、室温で固体にならず、ｎが１００より大きい場合、分子が大きくなりすぎて、熱を加えたときの可塑能力が低く、トナーが軟化しにくくなる。Ｒ及びＲ’はノルマル型のアルキル基又は分岐型のアルキル基で、炭素数は、１０以上で２２以下が望ましい。炭素数１０未満だと固体として柔らかく、また、皮膚刺激や眼刺激など安全性の問題がある。炭素数２２より大きいと、熱を加えたときの可塑能力が低く、トナーが軟化しにくくなる。具体的材料としては、花王（株）のエマノーン３１９９Ｖ、エマノーン３２９９ＲＶ、日本エマルジョン（株）のＥＭＡＬＥＸ８２０、ＥＭＡＬＥＸ８３０などが適する。
【００９５】
界面活性剤は、トナー層への定着液の浸透性をよくするために使用する。界面活性剤としては、ノニオン系界面活性剤が適する。具体的には、ポリオキシエチレンアルキルエーテル類やアセチレン系界面活性剤が望ましい。具体的には、ポリオキシエチレンアルキルエーテル類としては、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンアルキル（１２−１４）エーテル（１２Ｅ．Ｏ．）やポリオキシエチレンアルキル（１２−１４）エーテルで日光ケミカルズ社のＢＴ−１２など、アセチレン系界面活性剤としては、アセチレングリコールが優れ、日信化学工業（株）のオルフィン１０１０やオルフィン４０５１Ｆなどが適する。
【００９６】
これらの材料の溶媒である希釈液には、水が適する。市水はカルシウムイオンやマグネシウムイオンなどの不純物が多く含まれるため、これらの金属イオンをある程度除去した水が望ましい。ただし、水としては、蒸留水である必要はなく、イオン交換膜にて不純物イオンを除去した水、所謂、イオン交換水が適する。
【００９７】
かかる固体可塑剤を含んだ定着液を塗布された転写紙Ｓにトナー像を定着させるための加熱温度すなわち定着ローラ６５の目標制御温度について説明する。
かかる定着液を使用するため、すでに述べたように、定着下限温度が低下するが、定着下限温度は一般に、所定のスミア性を確保する温度に設定される。スミア性は、加熱定着後の記録媒体を擦った際のトナー汚れに関する指標であり、トナー汚れの濃度を表す数値が低いほどトナー汚れの濃度が低くすなわちトナー汚れが少なく定着性が良好であることを示し、後述するようにして得られるスミアＩＤが０．４０以下であれば実使用上許容されるものとされている。したがって、貯蔵弾性率がＫ以下となり、スミアＩＤが０．４０以下となる定着ローラ６５の温度が、定着ローラ６５の目標制御温度とされる。
【００９８】
図４に示すように、画像形成装置１００では、定着液を不使用の、熱定着のみの定着構成をもつ画像形成装置と比較して、同じ温度条件下でのスミア性が向上している。同図は、トナー像を転写される前に定着液を予め転写紙Ｓに塗布した画像形成装置１００と、熱定着のみの画像形成装置とで、摩擦試験結果であるスミア試験結果を行った場合の比較を示している。定着液は、固体可塑剤としてポリエチレングリコール＃２０００を用いるとともに、界面活性剤としてオルフィン４０５１Ｆを用い、これらを溶媒であるイオン交換水で希釈し、それぞれ２５ｗｔ％、０．５ｗｔ％とした液である。
【００９９】
このスミア試験は、スミア試験器（摩擦試験機Ｉ型、ＪＩＳ  Ｌ０８２３、摩擦子径：１５φ）を用いて行った。摩擦子に、２５×２５ｍｍ程度の白綿布（ＪＩＳ  Ｌ０８０３  綿３号）を繊維方向が摩擦子の可動方向と水平になるように両面テープで貼り付けた。そして、評価画像を５往復、連続動作にて擦った。評価画像は画像面積率５５％のハーフトーン画像と１００％の全ベタ画像である。白綿布をはがし、画像が付着している摩擦子跡における任意の３箇所の画像濃度を、分光計（Ｘ−Ｒｉｔｅ社製、９３８スペクトロデンシトメータ）を用いて測定し、その平均値をスミアＩＤとした。上述のように、このスミアＩＤが低いほど定着画像を擦ったときのトナーによる汚れが少なく、０．４０以下であれば実使用上許容される。
【０１００】
よって、同図より、画像形成装置１００では、定着ローラ６５の目標制御温度すなわち設定温度が１２１℃でもスミア性が確保され、熱定着のみの画像形成装置では、設定温度を１３９℃としなければスミア性が確保されないことがわかる。
【０１０１】
画像形成装置１００では、かかる試験結果を踏まえて、定着温度設定言い換えると目標制御温度を１２１℃としている。この温度は、熱定着のみの画像形成装置における定着下限温度よりも１８℃低く、したがって、画像形成装置１００は、かかる画像形成装置より省電力となり、低環境負荷の画像形成装置となっている。なお、本形態では、上述のように、固体可塑剤としてポリエチレングリコール＃２０００、界面活性剤としてオルフィン４０５１Ｆをそれぞれ２５ｗｔ％、０．５ｗｔ％含んだ定着液を採用しているが、可塑剤の濃度を調整することで、スミア性を確保する温度は変更可能であり、定着設定温度はこの限りではない。
【０１０２】
画像形成装置１００においてスミア性が向上し、定着設定温度が従来に比べて非常に低い温度とすることが可能となっており、またこのように非常に低い定着設定温度でスミア性を確保した良好な定着、画像形成が可能となっているのは、単に、かかる固体可塑剤を含んだ定着液を用いているからではなく、かかる定着液を、トナー像担持前の転写紙Ｓに予め塗布しておき、定着液を塗布された側の転写紙Ｓの面に、転写ベルト１１上のトナー像を、２次転写装置５により当接させながら転写し、そのうえで、定着装置６において加熱等により定着を行っているためである。この理由を以下説明する。
【０１０３】
まず、定着液を塗布された転写紙Ｓに、転写ベルト１１上のトナー像を当接させながら転写すると、図５を参照すれば明らかなように、転写紙Ｓに予め塗布されている定着液が、転写紙Ｓ上に転写されたトナー像を構成する多数のトナーの相互間に、毛細管現象によって染み込み、転写ベルト１１に接触しているトナー像表面付近まで、各トナーの表面が定着液に覆われる。とくに、転写紙Ｓ表面に近い側にあるトナーには多くの定着液が付着する。かかる毛細管現象は、転写ベルト１１上のトナー像を転写紙Ｓに接触させながら転写することで強まるため、単に静電的な飛翔によって転写ベルト１１から転写紙Ｓに転写するよりもトナー相互間への定着液の染み込みが促される。毛細管現象は、本形態のように、転写紙Ｓを転写ベルト１１に圧接させながら転写することでとくに強まり、かかる染み込みが良好に生じる。
【０１０４】
次に、トナー相互間に定着液が染み込みトナー表面が定着液に覆われたトナー像を担持した転写紙Ｓを、定着ニップ６２において加熱すると、定着液中の可塑剤が、トナーとともに昇温し、図６に示すように、トナー中のトナー樹脂に浸透してトナーを膨潤及び軟化させる機能を発現する。定着ニップ６２においては圧力も加えられるため、トナー層への定着液の染み込みが一層促され、また軟化したトナーに転写紙Ｓへのアンカー効果が効率的に発生し、トナーが転写紙Ｓに固定される。本形態のようにトナー像の表面側から加熱を行う場合、トナー像の表面に比べて転写紙Ｓとトナー像との界面付近には熱が伝わりにくいが、上述のように、定着液は、転写紙Ｓ表面に近いトナーによく付着しているので、可塑剤が上述の機能を発揮する温度に達すると同機能が発揮され、定着が高効率に行われる。とくに、本形態では、トナー像側からの加熱を行うため、転写紙Ｓの裏面側からのみの加熱に比べ、転写紙Ｓによる吸熱量が少なく、加熱を要する可塑剤の昇温効率が高くなっていることから、可塑剤の機能が速やかに発揮される。なお、転写紙Ｓの裏面側からの加熱も行うように、すなわち加圧ローラ６３を加熱する加熱手段を併用するようにしても良いが、この場合には省電力化が達成される範囲で転写紙Ｓ側からの加熱を併用するのが好ましい。
【０１０５】
このように、画像形成装置１００では、従来の定着設定温度よりも低い温度で機能を発現する定着液が、転写紙Ｓに予め塗布されており、この予め塗布されている定着液が、トナー像の転写の際に、接触転写によってとくに転写紙Ｓ表面側のトナーに効率よく付着するため、従来よりも低い温度で、且つ少ない熱量でとくに転写紙Ｓ表面側のトナーが定着に適した軟化状態となり、良好に定着が行われる。転写紙Ｓに予め塗布されている定着液が、トナー像の転写の際に、接触転写によってとくに転写紙Ｓ表面側のトナーに効率よく付着することは、トナー像の表面側から定着液を供給する場合よりも定着液の供給量を少なくし、定着液を乾燥するための加熱に要する電力や時間を低減することにも寄与する。接触転写を行うことで、毛細管現象を利用するため、トナーを転写紙Ｓに飛翔、着弾させて転写を行う場合よりも、予め転写紙Ｓに付着させておくべき定着液の量が少なくて済み、このことも、定着液を乾燥するための加熱に要する電力や時間を低減することに寄与する。
【０１０６】
また、定着液の塗布をトナー像の転写前に行うので、定着液の塗布の際にトナー像を乱すことが無く、良好な定着画像が得られる。さらに、定着液の機能が、定着のための昇温時に発現するので、かりに定着液が転写ベルト１１等に付着しても影響を与えることがない。この技術が液体現像への適用に限定されることもない。
【０１０７】
なお、定着液をフォーム状とせず液状としたことで空隙による転写性の悪化が回避されている。定着液が、感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫや転写ベルト１１、さらにはこれらに当接している部材に付着することによる機内汚染は、定着液が昇温により機能を発現することによるもののみならず、付着自体によっても、たとえば、かかる部材の機能低下や、かかる部材への残留トナーや飛散トナー等の固着といった態様でも生じ得るが、このような機能低下についても、感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫや転写ベルト１１上のトナー像に対して定着液を供給する構成となっていないことにより、抑制ないし防止される。
【０１０８】
図７、図８に沿って定着液塗布装置４１の構成について説明する。
定着液塗布装置４１は、用紙搬送経路８１において搬送されている転写紙Ｓに定着液を塗布して付着させる定着液塗布部材としての塗布部材であるローラ状をなした回転体である塗布ローラ４４と、用紙搬送経路８１を挟んで塗布ローラ４４に対向して配設された対向ローラ４５と、塗布ローラ４４を回転駆動する駆動手段としてのモータ４６と、定着液を収容した定着液収容部としての液室４７とを有している。
【０１０９】
定着液塗布装置４１はまた、液室４７に収容された定着液に浸漬され塗布ローラ４４に従動回転して表面に定着液を担持するとともに担持した定着液を塗布ローラ４４に供給する供給部材としての供給ローラ４８と、塗布ローラ４４から定着液を除去する定着液除去手段４９と、モータ４６の図示しないドライバとを有している。
【０１１０】
塗布ローラ４４と、対向ローラ４５と、供給ローラ４８とは、図７において紙面に垂直な方向、図８において紙面の左右方向に長く、この方向を長手方向とし、互いに平行に配設されている。
【０１１１】
塗布ローラ４４は、用紙搬送経路８１の、２次転写部５７において転写紙Ｓにトナー像が転写される側に配設されており、転写紙Ｓの、同側の面に、その表面すなわち周面に担持した定着液を塗布する。
【０１１２】
対向ローラ４５は、塗布ローラ４４に従動回転するか、塗布ローラ４４との間を塗布ローラ４４の回転駆動によって搬送される転写紙Ｓに従動回転する。対向ローラ４５は、直径２５ｍｍで、ステンレスの芯金にクロロプレンが巻きつけられ、その表面に直径１００μｍのガラスビーズがエポキシ系接着剤で固定された、ガラスビーズローラである。
【０１１３】
塗布ローラ４４と供給ローラ４８とは共に直径２５ｍｍで、ステンレスの芯金にクロロプレンが巻きついたローラを採用している。ローラの硬度はＪＩＳ-Ａで３５度である。塗布ローラ４４と供給ローラ４５とは、長手方向である同図の紙面に垂直な方向における両端部にてその軸間に片側２０Ｎずつ互いに加圧された状態となっている。
【０１１４】
塗布ローラ４４と対向ローラ４５とは、その中心が互いに同じ高さに配置されている。供給ローラ４８は塗布ローラ４４の中心より１０ｍｍ低い位置にその中心をもつ。供給ローラ４８は、液室４７に溜められた定着液に５ｍｍの深さで漬けられている。塗布ローラ４４の中心と供給ローラ４８の中心とがオフセットしていることで、転写紙Ｓが塗布ローラ４４と対向ローラ４５とのニップに入った際に、塗布ローラ４４と供給ローラ４５との間の加圧力への影響を低減している。
【０１１５】
塗布ローラ４４は、モータ４６がドライバを介して制御手段９１によって駆動されることで、所定方向具体的には図７に示された矢印方向すなわち用紙搬送経路８１における転写紙Ｓの搬送方向に沿って回転駆動される。この点、制御手段９１は、定着液塗布装置４１による転写紙Ｓへの定着液の塗布を制御する定着液塗布制御手段として機能するとともに、塗布ローラ４４による転写紙Ｓへの定着液の塗布を制御する定着液塗布部材駆動制御手段として機能する。
【０１１６】
定着液塗布部材駆動制御手段として機能する制御手段９１は、レジストローラ対４から２次転写部５７に向けて送り出された転写紙Ｓが塗布ローラ４４と対向ローラ４５との間のニップ部を通過するタイミングで、転写紙Ｓに定着液が塗布されるようにモータ４６を駆動し塗布ローラ４４を回転駆動する。そのため、定着液塗布部材駆動制御手段として機能する制御手段９１は、かかるタイミングをレジストローラ対４の駆動タイミングに基づいて測り、モータ４６の駆動制御に関する信号をドライバに送り、ドライバは送られた信号に基づいて、モータ４６の駆動をＯＮ／ＯＦＦし、これによって塗布ローラ４４による転写紙Ｓへの定着液の塗布をＯＮ／ＯＦＦする。これにより、供給ローラ４８によって塗布ローラ４４に供給された定着液は、塗布ローラ４４の回転により、塗布ローラ４４と対向ローラ４５との間のニップ部へ搬送され、このニップ部において転写紙Ｓに塗布される。
【０１１７】
このようにして塗布ローラ４４がモータ４６によって回転駆動され転写紙Ｓに定着液の塗布を行うとき、供給ローラ４８は塗布ローラ４４に従動回転し液室４７の定着液を周面に一定量担持し言い換えると保持し、かかる従動回転に伴って塗布ローラ４４との対向部に搬送し、この対向部において塗布ローラ４４に供給する。液室４７と供給ローラ４８とは、塗布ローラ４４に定着液を供給する定着液供給手段としての供給手段５６を構成している。定着液除去手段４９の詳細については後述する。
【０１１８】
画像形成装置１００は、定着液塗布装置４１を備えていることにより、トナー像の転写前の転写紙Ｓに定着液の塗布を行うため、塗布ローラ４４による定着液の塗布によるトナー像の乱れおよび塗布ローラ４４へのトナーの付着が生じることがないことから、塗布ローラ４４に付着したトナーが再度転写紙Ｓに付着することによる画像不良を生ずることもない。
【０１１９】
定着液除去手段４９は、その端部である先端が塗布ローラ４４に当接し、塗布ローラ４４の回転時に塗布ローラ４４の表面すなわち周面に担持されている定着液を塗布ローラ４４から掻き取って除去する定着液除去部材としての定着液除去ブレードであるブレード４９ａと、ブレード４９ａを定位置で支持した図示しない支持手段とを有している。
【０１２０】
ブレード４９ａは、図７に示した塗布ローラ４４の回転方向において、塗布ローラ４４が転写紙Ｓに定着液を塗布する位置である、塗布ローラ４４と対向ローラ４５との間のニップ部よりも下流側の位置であって、供給手段５６具体的には供給ローラ４８によって塗布ローラ４４に定着液が塗布される位置である、塗布ローラ４４と供給ローラ４８との対向部よりも上流側の位置で、塗布ローラ４４に当接しており、この当接位置において塗布ローラ４４から定着液を除去する。
【０１２１】
ブレード４９ａは、図７において紙面に垂直な方向、図８において紙面の左右方向に長くこの方向を長手方向とした弾性ブレードであり、ウレタン、二トリル、シリコン、発砲ポリウレタン、多孔質ゴム等の合成ゴムや天然ゴムから選択された材料がその材料として使用される。ブレード４９ａは先端のエッジ部で塗布ローラ４４と接触しており、長手方向の線圧は０．２Ｎ／ｃｍとすることによって、塗布ローラ４４上の定着液を除去するようになっている。
【０１２２】
図８に示した転写紙Ｓの幅Ｌ３は、塗布ローラ４４、対向ローラ４５、供給ローラ４８、ブレード４９ａの長手方向において画像形成装置１００が画像形成可能な転写紙Ｓの最大幅を示している。同図に示されているように、ブレード４９ａの長手方向の幅Ｌ２は、幅Ｌ３よりも大きく、かつ、塗布ローラ４４、対向ローラ４５の長手方向における幅Ｌ１よりも小さいとともに、長手方向において、ブレード４９ａの配設領域は、かかるＬ３の幅の転写紙Ｓの通過領域を含んでいるとともに、塗布ローラ４４、対向ローラ４５の配設領域に含まれている。なお、同図からは不明であるが供給ローラ４８の長手方向における幅もＬ１であり、長手方向における供給ローラ４８の位置は長手方向における塗布ローラ４４、対向ローラ４５の位置と一致している。また、同図８は、長手方向において中央基準で塗布ローラ４４と対向ローラ４５との間のニップ部に転写紙Ｓを通紙する場合を示している。
【０１２３】
これにより、定着液除去手段４９は、塗布ローラ４４によって定着液を塗布される、画像形成装置１００において画像形成可能な転写紙Ｓの最大幅Ｌ３を含む領域において、上述の当接位置で、塗布ローラ４４から定着液を除去するようになっている。
【０１２４】
したがって、塗布ローラ４４と対向ローラ４５との間のニップ部にどのようなサイズの転写紙Ｓが通紙されても、かかるニップ部を通過した塗布ローラ４４の周面に供給手段５６によって定着液が供給されるまでの間に、かかる周面は、定着液除去手段４９によって、ブレード４９ａの配設領域に対応する領域において定着液を除去される。そのため、かかる周面の、かかる配設領域に対応する部分は、定着液の担持量が均一となり、定着液の担持量をリセットされるから、その後供給手段５６によって定着液が供給されても、かかる配設領域に対応する部分は、定着液を均一に担持した状態となる。
【０１２５】
すなわち、塗布ローラ４４は、転写紙Ｓに定着液を塗布すると、長手方向における転写紙Ｓの通過部分と非通過部分とで定着液の担持量が異なり、長手方向での定着液の担持量にムラが生じる。このとき、かりに、かかるムラが生じたままの状態で供給手段５６によって定着液を供給されると、定着液の供給を受けてもかかるムラは完全には解消されず、定着液の担持量は、通過部分よりも非通過部分のほうが多くなる。よって、次に通紙される転写紙Ｓの幅が前回通紙された転写紙Ｓの幅より大きい場合には、前回の非通過部分においても定着液が供給されることとなり、この非通過部分における定着液の塗布量が通過部分における定着液の塗布量よりも多くなるため、転写紙Ｓの幅方向において定着液の塗布ムラが生じることとなる。定着液の塗布ムラは、定着性のムラの原因等となり得る。すなわち、転写紙Ｓ上の塗布量が増加すると、増加した領域で転写紙Ｓにシワ等が発生し、転写紙Ｓへのトナーの転写性や定着性に影響を与え、画像劣化等の原因となり得る。しかし、ブレード４９ａを設け、ブレード４９ａによって上述のようにリセットすると、その配設領域に対応する部分は、定着液を一定量均一に担持した状態となる。
【０１２６】
よって、次に通紙される転写紙Ｓの幅が前回通紙された転写紙Ｓの幅より大きい場合も、転写紙Ｓの幅方向において定着液の塗布ムラが生じることがなく、定着液の塗布ムラによる定着性のムラ等が生じることが防止される。
【０１２７】
ここで、Ａ４サイズの普通紙（リコー社製  ＲＩＣＯＰＹ  ＰＰＣ用紙  ＴＹＰＥ６２００）を縦方向で連続１００枚通紙した後に同じＡ４サイズの普通紙を横方向に通紙した場合に、Ａ４サイズ縦方向通紙中の非通紙部分に対応する領域であってＡ４サイズ横方向通紙中の通紙部分に対応する領域上の定着液の塗布量（Ａ４サイズ１枚換算）を、ブレード４９ａの有無によって比較したところ、その結果は図９に示すようになった。ブレード４９ａを設けた場合は定着液の塗布量は初期からの一定量の１７０ｍｇとなっているが、ブレード４９ａを設けない場合の塗布量は２５５ｍｇとなり、塗布量が増加している。これは、上述のように、Ａ４縦方向の通紙における非通紙部分では供給ローラ４８によって次々と定着液が供給され、塗布ローラ４４上の定着液が増加していくため、Ａ４縦方向１００枚通紙後にＡ４横方向を通紙すると、上述の領域上の増加した定着液が転写紙Ｓに塗布され、塗布量が増加したものである。
【０１２８】
なお、以上の説明では、中央基準で通紙が行われることとしているが、端部基準で通紙が行われる場合も、長手方向において、ブレード４９ａの配設領域は、最大幅の転写紙Ｓの通過領域を含んでいるとともに、塗布ローラ４４、対向ローラ４５の配設領域に含まれた構成であれば同様の利点が得られる。
【０１２９】
定着液除去手段４９は、塗布ローラ４４から定着液と異なる異物を除去する異物除去手段を兼ねるようになっている。この点について以下説明する。
塗布ローラ４４は転写紙Ｓと接触しながら定着液を塗布するため、塗布後に転写紙Ｓの紙粉などが塗布ローラ４４表面上に付着する。また画像形成装置１００内でトナー飛散が発生した場合、飛散したトナーが塗布ローラ４４上に付着する場合もある。このように、塗布ローラ４４は、紙粉や飛散トナー等の、定着液と異なる異物の付着によって、経時で汚れていく。そこで、定着液除去手段４９を、塗布ローラ４４から定着液と異なるかかる異物を除去する異物除去手段としても機能させる。
【０１３０】
具体的には、定着液除去部材としての定着液除去ブレードであるブレード４９ａを、定着液を除去するだけでなく、上述した塗布ローラ４４上の紙粉や飛散トナーも除去する、異物除去部材としての異物除去ブレードとして機能するようにする。
【０１３１】
図１０に、異物除去部材として機能するブレード４９ａを設けた場合と設けない場合で通紙枚数を増やしていったときの転写紙Ｓ上に塗布された定着液の塗布量（Ａ４サイズ１枚換算）を示す。ブレード４９ａを設けた場合は、定着液の塗布量は通紙枚数が増えていっても１７０ｍｇあたりでほぼ横ばいの推移となる。一方、ブレード４９ａを設けない場合は、通紙枚数に応じて定着液の塗布量が低下していく。定着液の塗布量が５０ｍｇ程度になってくると、塗布ムラが大きくなり、画像の定着性が悪くなる。塗布ムラが生じ定着性が悪くなると、図４に示して説明したスミアＩＤが０．４を超えてしまい、定着不良を生じ得る。これは、通紙枚数が多くなると、塗布ローラ４４上に紙粉等が付着し堆積していき、塗布ローラ４４上の紙粉等の異物が多くなると、供給ローラ４８からの定着液の供給量が低下してしまい、結果として転写紙Ｓへの定着液の塗布量が低下してしまうことに起因する。
【０１３２】
この点、異物除去部材としての異物除去ブレードとしてブレード４９ａを設ければ、塗布ローラ４４上の紙粉等の異物を除去するクリーニングを行い、転写紙Ｓへの定着液の塗布量を一定に保つことが可能となる。また、定着液除去部材としての定着液除去ブレードであるブレード４９ａを、異物除去部材としての異物除去ブレードとしても機能させることで、ブレード４９ａとは別の構成を追加することなく定着液とともにかかる異物を除去して、大型化、高価格化を回避しつつ塗布ローラ４４のクリーニングを行うことが可能となる。
【０１３３】
以上説明した構成の画像形成装置１００において、転写紙ＳとしてＡ４サイズの普通紙（リコー社製  ＲＩＣＯＰＹ  ＰＰＣ用紙  ＴＹＰＥ６２００）を用いた場合、１枚あたりに定着液が図９、図１０に示したように一定量、具体的には１７０ｍｇ、経時的に、転写紙Ｓの全体にわたって均一に、安定して塗布される。この量は、定着ニップ６２による加熱を考慮すると、乾燥を必要としない量となっている。
【０１３４】
なお、用紙搬送経路８１を、転写紙Ｓの搬送をガイドするガイド板等の案内部材によって形成する場合には、転写紙Ｓの搬送方向において定着液塗布装置４１よりも下流側の、とくに定着により定着液が乾燥する定着装置６よりも上流側の範囲には、転写紙Ｓの裏面側にのみ案内部材を設け、転写紙Ｓの、定着液を塗布されている塗布面言い換えるとトナーを担持した画像面側には案内部材を設けず、案内部材が定着液やトナー画像に当接して定着液の塗布状態やトナー画像を乱すことのないようにする。
【０１３５】
ここで、制御手段９１は、メモリに、トナーを膨潤及び軟化させ転写紙Ｓへの定着に適した状態にするための可塑剤を含む定着液を、トナー像を担持する前の転写紙Ｓに塗布する定着液塗布装置４１と、この定着液塗布装置４１によって定着液を塗布された転写紙Ｓに、転写ベルト１１上のトナー像を、転写紙Ｓ上の定着液に接触させながら転写する２次転写手段５と、この２次転写手段５によって転写された転写紙Ｓ上のトナー像を構成するトナーと定着液とを加熱してトナーをかかる状態にしてトナー像を転写紙Ｓに定着する定着装置６とを用い、定着液塗布装置４１は、転写紙Ｓの、転写手段５によってトナー像を転写される側の面に、表面に担持した定着液を塗布する塗布ローラ４４を用い、塗布ローラ４４から定着液を除去する定着液除去手段４９を用いる定着方法、画像形成方法を実行するための定着プログラム、画像形成プログラムを記憶している。この点、制御手段９１ないしメモリは、定着プログラム記憶手段、画像形成プログラム記憶手段として機能している。かかる定着プログラム、画像形成プログラムは、制御手段９１に備えられたメモリのみならず、半導体媒体（たとえば、ＲＯＭ、不揮発性メモリ等）、光媒体（たとえば、ＤＶＤ、ＭＯ、ＭＤ、ＣＤ−Ｒ等）、磁気媒体（たとえば、ハードディスク、磁気テープ、フレキシブルディスク等）その他の記憶媒体に記憶可能であり、かかるメモリ、他の記憶媒体は、かかる定着プログラム、画像形成プログラムを記憶した場合に、かかる定着プログラムを記憶したコンピュータ読取可能な記録媒体、画像形成プログラムを記憶したコンピュータ読取可能な記録媒体を構成する。
【０１３６】
以上本発明の好ましい実施の形態について説明したが、本発明はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、上述の説明で特に限定していない限り、特許請求の範囲に記載された本発明の趣旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【０１３７】
たとえば、回転体である塗布部材の形状はローラ状に限られるものではなく、ベルト状等であっても良い。定着液除去部材の形状は、塗布部材から定着液を除去可能であればブレード状に限られるものではない。
定着液除去部材を支持した支持手段は、定着液除去部材を塗布部材に接離させる、たとえばソレノイド等を用いた接離手段を備えていても良く、最大幅の記録媒体の通紙時には定着液除去部材を塗布部材から離間させるようにしても良い。このような制御は、たとえば、定着液塗布制御手段として機能する制御手段等の制御手段によって行うことが可能である。
定着液を塗布部材に供給する供給手段は、液室を有する構成に限られない。
定着液除去手段、異物除去手段は定着液塗布手段から独立した構成であっても良い。
【０１３８】
本発明を適用した画像形成装置は、タンデム型であっても、上述した間接転写方式でなく、図１１に示すように、直接転写方式を採用可能である。この画像形成装置において、すでに述べた画像形成装置１００、すなわち、４連タンデム中間転写方式を採用し、転写紙Ｓに転写されるトナー像を担持したトナー像担持体として、感光体である感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫに担持さえたトナー像を転写される中間転写体である転写ベルト１１を備えた画像形成装置に備えられているのと同様の構成には、画像形成装置１００に備えられている構成に付した符号と同じ符号を付し、また適宜図示を省略し、説明についても適宜省略する。
【０１３９】
この直接転写方式、具体的には４連タンデム直接転写方式を採用した画像形成装置において、転写紙Ｓに転写されるトナー像を担持したトナー像担持体は感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫであって、上述の転写ベルト１１に代えて記録媒体搬送体であるシート搬送ベルト１１’を備え、シート搬送ベルト１１’で搬送されている過程の、定着液塗布装置４１によって定着液を塗布された転写紙Ｓに、画像ステーション６０ＢＫ、６０Ｃ、６０Ｍ、６０Ｙで形成した各色のトナー像を、転写手段としての１次転写ローラ１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２ＢＫによって順次重ね転写したのち、定着装置６によって定着を行う。
【０１４０】
なお、同図に示されている定着液塗布装置４１は、図７、図８に示した定着液塗布装置４１とほぼ同様の構成であって、塗布ローラ４４と対向ローラ４５とが鉛直方向において並設されているとともに、ブレード４９ａが塗布ローラ４４の下方から当接している点において異なっている。ただし、塗布ローラ４４の回転方向におけるブレード４９ａの塗布ローラ４４に対する当接位置は上述の例と同様である。供給ローラ４８は塗布ローラ４４の中心より１０ｍｍ低い位置にその中心をもつ。供給ローラ４８は、液室４７に溜められた定着液に５ｍｍの深さで漬けられている。塗布ローラ４４の中心と供給ローラ４８の中心とがオフセットしていることで、転写紙Ｓが塗布ローラ４４と対向ローラ４５とのニップに入った際に、塗布ローラ４４と供給ローラ４５との間の加圧力への影響を低減している。
【０１４１】
また、本発明を適用した画像形成装置は、４連タンデム中間転写方式を採用し、中間転写体としての転写ベルト１１を備えている場合であっても、転写ベルト１１は、感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫのような感光体でなく、トナー担持体に担持されたトナーを転写されトナー像をその表面に直接形成される構成であっても良い。
【０１４２】
このような構成の画像形成装置の例を図１２に示す。この画像形成装置において、すでに述べた画像形成装置１００に備えられているのと同様の構成には、画像形成装置１００に備えられている構成に付した符号と同じ符号を付し、また適宜図示を省略し、説明についても適宜省略する。
【０１４３】
この画像形成装置は、トナージェット、ダイレクトトーニング、トナープロジェクションなどと称される、トナーを転写ベルト１１に対して飛翔、着弾させることによって転写ベルト１１上に画像を直接記録する方式を採用したものであり、画像形成ユニット６０Ｙ、６０Ｍ、６０Ｃ、６０ＢＫが、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色のトナーを担持したトナー担持体９３Ｙ、９３Ｍ、９３Ｃ、９３ＢＫを備えトナー担持体９３Ｙ、９３Ｍ、９３Ｃ、９３ＢＫに担持されているトナーを転写ベルト１１に飛翔させるトナー噴射手段９４Ｙ、９４Ｍ、９４Ｃ、９４ＢＫと、トナー噴射手段制御手段９４Ｙ、９４Ｍ、９４Ｃ、９４ＢＫにトナーを飛翔させて転写ベルト１１上に画像を形成する、トナー噴射手段制御手段９４Ｙ、９４Ｍ、９４Ｃ、９４ＢＫから飛翔したトナーを通過させる図示しないトナー通過孔を備えたトナー制御手段９５Ｙ、９５Ｍ、９５Ｃ、９５ＢＫとを有している。
【０１４４】
また、本発明を適用する画像形成装置は、いわゆるタンデム方式の画像形成装置ではなく、１つの感光体ドラム上に順次各色のトナー像を形成して各色トナー像を順次重ね合わせてカラー画像を得るいわゆる１ドラム方式の画像形成装置にも同様に適用することが可能である。
【０１４５】
その他、画像形成装置は、近年では、市場からの要求にともない、カラー複写機やカラープリンタなど、カラーのものが多くなってきているが、画像形成装置は、モノカラー画像のみを形成可能なものであっても良い。
【０１４６】
現像剤は、二成分現像剤でも一成分現像剤であっても良い。
本発明を適用する画像形成装置に備えられる定着手段は、上述の形態において備えられているローラ定着方式を採用した定着手段でなく、定着部材として無端ベルト状の定着ベルトを備えたベルト定着方式を採用した定着手段であっても良い。ローラ定着方式を採用した定着手段では、比較的簡易な構成で均一な加熱を実現可能であるという利点があり、ベルト定着方式を採用した定着手段では、消費電力が比較的少なくて済むという利点がある。
【０１４７】
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なく、これらの単体であっても良いし、その他、複写機とプリンタとの複合機等の他の組み合わせの複合機であっても良い。
【０１４８】
本発明の実施の形態に記載された効果は、本発明から生じる最も好適な効果を列挙したに過ぎず、本発明による効果は、本発明の実施の形態に記載されたものに限定されるものではない。
【符号の説明】
【０１４９】
５    転写手段
６    定着手段
１１    トナー像担持体である中間転写体
１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２ＢＫ    転写手段
２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫ    トナー像担持体である感光体
４１    定着液塗布手段
４４    塗布部材
４９    定着液除去手段、異物除去手段
４９ａ    定着液除去部材、異物除去部材
５６    供給手段
６５    ローラ状の定着部材
９３Ｙ、９３Ｍ、９３Ｃ、９３ＢＫ    トナー担持体
１００    画像形成装置
Ｌ３    記録媒体の最大幅
Ｓ    記録媒体
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１５０】
【特許文献１】特許第４２２４０７６号公報
【特許文献２】特許第４３５４１６４号公報
【特許文献３】特開２００７−１２１６５２号公報
【特許文献４】特開２００９−３９９７７号公報
【図１】
0005533413.tif 000002
【図２】
0005533413.tif 000003
【図３】
0005533413.tif 000004
【図４】
0005533413.tif 000005
【図５】
0005533413.tif 000006
【図６】
0005533413.tif 000007
【図７】
0005533413.tif 000008
【図８】
0005533413.tif 000009
【図９】
0005533413.tif 000010
【図１０】
0005533413.tif 000011
【図１１】
0005533413.tif 000012
【図１２】
0005533413.tif 000013