(57)【要約】    【課題】  未定着トナー層が乱れにくいようにできるだけ小粒径の定着液を付与したいが、小液滴化するに伴い、吐出が不安定となり信頼性が低い。    【解決手段】  定着液吐出手段と、吐出した定着液のうち、最大体積の液滴（主滴）が回収する主滴回収手段と、定着液吐出手段から吐出された小液滴（サテライト液滴）を未定着トナー像へ付与するための電界付与手段を備えた。【選択図】    図１
2014164148.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナー軟化材と水を含んだ定着液を、複数の微細孔を有し、該微細孔から定着液を吐出する定着液吐出手段により吐出して未定着トナーに定着液を付与し、該未定着トナーを記録材上に定着させる定着装置であって、該定着液吐出手段が未定着トナー像を担持した担持体又は記録媒体に対して未定着トナー像側の面に位置し、吐出した定着液のうち、最大体積の液滴（主滴）が直接未定着トナー層に着弾しないように、主滴の吐出軌道上に主滴回収手段を有し、該定着液吐出手段と該主滴回収手段の距離は主滴が回収できる距離でかつ主滴以外の液滴（サテライト液滴）の少なくとも一部が回収されない距離であり、該主滴回収手段にて回収した該定着液を該定着液吐出手段へ供給する供給手段を有し、該定着液吐出手段から吐出されたサテライト液滴を未定着トナー像担持体に付与するための電界付与手段を有することを特徴とする定着装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真の未定着トナー画像が乱れないように定着液を付与する方法であり、特に定着液を粒子化して未定着トナー画像に付与する方法に関する。本技術は液体を対象物にダメージを与えないように付与する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
プリンタ、ファクシミリ、複写装置等に用いられる画像形成装置は、画像情報に基づいて紙、布、ＯＨＰ用シート等の記録材に文字や記号等を含む画像を記録するものである。
【０００３】
このような記録装置には種々の方式があるが、そのうち、電子写真方式の画像形成装置が、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広くオフィスで使用されている。この電子写真方式の画像形成装置では、記録基体上のトナーを加熱して溶解し、これを加圧することでトナーを記録基体上に定着させる熱定着方式が定着速度、定着画像品質等の点から広く普及している。しかしながら、このような電子写真方式の画像形成装置における消費電力の約半分以上は熱定着方式のトナー加熱のために消費されており、近年の環境問題クローズアップの観点から低消費電力（省エネ）の定着装置が望まれている。
【０００４】
加熱せずにトナーを定着させる方法として、トナー樹脂を溶解する溶剤を未定着トナーに付与する定着方式や未定着トナー同士を結着する結着樹脂を含有した液媒体を付与する定着方式などが知られている。
【０００５】
上記定着方式に用いられる液媒体（定着液）は、ＶＯＣなどの観点から定着剤の分散媒として水を用いることが多い（特許文献1参照）。一般に、トナーは高湿度下でも流動性を損なわないために撥水性処理をするため、水を弾く性質を有する。このため、水系の定着液の粒子がトナー層と接触すると、定着液の液滴はトナーを弾きながら記録紙面を浸透する場合があり、トナー層が乱れて画質が劣化する恐れがある。この乱れを防止することは重要な課題であるが、界面活性剤を添加することで定着液の表面張力を下げて、定着液がトナーを十分濡らすように改質することで防止している。しかし、水系の表面張力を下げるのにも限度があり、カラー画像のごとく、トナー層が多層にある場合、なかなか低表面張力化だけでは不充分な状況である。そこで、さらに、定着液の粘度を高くし、トナー層に定着剤の粒子が接触したときに素早く記録紙上を定着液が拡散しないようにしてトナー粒子が定着液に弾かれることなく画像の乱れが生じないようにしている。
【０００６】
上記の従来技術では定着液を液滴として付与する場合が多いが、トナー層と接触する際に定着液の液滴径や速度が小さいほどトナー層の乱れが少ない。特許文献２によれば、トナー層を乱さずにかつ記録媒体がカール等起こさないように定着液を付与するために15μm以下の粒径の液滴を用い、自重で落下させると記載されている。しかし、高粘度の定着液の小液滴化は困難であり大きなエネルギーが必要である。例えば、一般的な二流体ノズルのような気流との衝突で定着液を粒子化する方法では、高速の気流を定着液に衝突させければならず、結果として大きな初速を持ってしまう。このように、定着液の粒子を小さくしようとすると粒子の速度が大きくなり、粒子の速度を小さくしようとすると粒子径が大きくなってしまうという問題がある。
【０００７】
これに類似した液滴の付与技術としてインクジェットによる画像形成技術がある（特許文献３）。液滴を記録媒体上に噴射し付着させることによって入力信号に応じた画像を記録するものである。しかしながらこの種の方法においても、高粘度な定着液の小液滴化は難しい。小液滴化するに伴い吐出口を小さくする必要があるが、吐出口が小さくなると、吐出口付近の液媒体蒸発による増粘が顕著になり、吐出が困難になるという課題が発生し、もともと高粘度な液体ほど信頼性高く吐出することが難しいためである。また吐出口を小さくするに伴い、その近傍の液流路も細くする必要があり、液媒体の粘性抵抗が大きく、定着液の補給を素早く行うことも困難となる。そのため高速に定着液を連続吐出することが困難で、無理に吐出しようとすると流路に泡が発生するという問題も発生する。実際、特許文献３においてもトナードット径の３倍程度とかなり大きい液滴の定着液を付与している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特登録０３２９０５１３
【特許文献２】特開２００８−２７６０３７号公報
【特許文献３】特開２００４−１０９７５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
トナー軟化材を含んだ定着液を複数の微細孔より吐出する噴出ヘッドにより未定着トナー像に付与し、未定着トナーが軟化されて記録材に定着される定着装置において、未定着トナー層が乱れにくいようにできるだけ小粒径の定着液を付与したいが、小液滴化するに伴い、吐出が不安定となり信頼性が低い。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の目的は下記の本発明によって達成することができる。即ち、本発明はトナー軟化材を含んだ定着液を、複数の微細孔を有し、該微細孔から定着液を吐出する定着液吐出手段により吐出して未定着トナーに定着液を付与し、該未定着トナーを記録材上に定着させる定着装置であって、該定着液吐出手段が未定着トナー像を担持した担持体又は記録媒体に対して未定着トナー像側の面に位置し、吐出した定着液のうち、最大体積の液滴（主滴）が直接未定着トナー層に着弾しないように、主滴の吐出軌道上に主滴回収手段を有し、該定着液吐出手段と該主滴回収手段の距離は主滴が回収できる距離でかつ主滴以外の液滴（サテライト液滴）の少なくとも一部が回収されない距離であり、さらに該主滴回収手段にて回収した該定着液を該定着液吐出手段へ供給する供給路及び供給手段を有し、さらに該定着液吐出手段から吐出されたサテライト液滴を未定着トナー像担持体に付与するための電界付与手段を有することを特徴とする定着装置である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、主滴が未定着トナーに着弾することなく、サテライト液滴のみを未定着トナー像へ付与できるため、簡便かつ安定に未定着トナー像が乱れにくい微小粒径の定着液のみを未定着トナー像に付与可能となる。さらに回収した主滴を定着液吐出手段に供給して再利用するため、定着液の無駄な消費はなく、有効利用が可能になる。
【００１２】
以上説明したように、本発明の構成にすることにより、簡便かつ安定に未定着トナー像を乱さないような小液滴の定着液を未定着トナー像に塗布可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本実施形態に係る複写機の定着装置を含む部分の概略構成図である。
【図２】本発明に従う定着装置を備えた画像形成装置の一例の概略構成模型図である。
【図３】本発明に用いた画像出力機構部を示す概略断面図である。
【図４】本発明に用いた定着装置の近傍詳細図である。
【図５】本発明に用いた定着液吐出手段の詳細図である。
【図６】（ａ）、（ｂ）  本発明に用いた噴出ヘッドと中間転写ベルトにおける配置例である。
【図７】本発明に用いた噴出ヘッドの第二例である。
【図８】吐出液滴の各粒径における初期速度と到達距離の関係を式３を用いて計算したものである。
【図９】本発明に用いた主滴回収手段の詳細図である。
【図１０】本実施形態１で示した電界付与手段の一例である。
【図１１】本実施形態１における定着工程を実行する主要な構成を示すブロック図である。
【図１２】本実施形態１での中間転写ベルトとの同期制御の流れを示すフローチャートである。
【図１３】（ａ）、（ｂ）  本実施形態１において定着液の塗布量制御に用いるサテライト液滴と制御パラメータの相関図である。
【図１４】（ａ）〜（ｃ）  中間転写ベルト表面に担持されたトナー及び定着液の経時的な状態変化を示す図である。
【図１５】実施形態２にかかる複写機の定着装置を含む部分の概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に本発明に用いることのできる画像形成装置の一例について説明する。図２は本発明に従う定着装置９０を備えた画像形成装置の一例の概略構成模型図である。本例の画像形成装置５００は転写式電子写真プロセス利用、レーザ走査露光方式のデジタル画像形成装置（複写機、プリンタ、ファクシミリ、それらの複合機能機等）である。
【００１５】
２０１は原稿読取装置（イメージスキャナー）、２０２は領域指定装置（デジタイザー）であり、何れも画像形成装置本体５００の上面側に配設してある。原稿読取装置２０１は該装置の原稿台上に載置した原稿面を内部に設けた光源等からなる走査照明光学系により走査し、原稿面からの反射光をＣＣＤラインセンサ等の光センサにより読み取り、画像情報を時系列電気デジタル画素信号に変換する。領域指定装置２０２は原稿の読み取り領域等の設定を行い、信号を出力する。２０３はプリントコントローラーであり、不図示のパソコン等の画像データに基づくプリント信号を出力する。２０４は原稿読取装置２０１、領域指定装置２０２、プリントコントローラー２０３等からの信号を受けて、画像出力機構の各部に指令を送る信号処理及び種々の作像シーケンス制御を行う制御部（ＣＰＵ）である。
【００１６】
図３に示した、画像出力機構部（作像機構部）１８Ｙ，１８Ｃ，１８Ｍ，１８ＢＫの構成について説明する。以下の説明では、黒色のトナー像を形成する画像形成ユニット１８ＢＫを例に挙げて説明するが、他の画像形成ユニット１８Ｙ，１８Ｃ，１８Ｍも同様の構成を有する。２０Ｂｋは像担持体としての回転ドラム型の電子写真感光体（以下、感光ドラムと記す）であり、矢印の時計方向に所定の周速度にて回転駆動される。感光ドラム２０Ｂｋはその回転過程で、帯電装置２０６により所定の極性・電位の一様な帯電処理を受け、その一様帯電面に対して画像書き込み装置２１による像露光Ｌを受けることで一様帯電面の露光明部の電位が減衰して感光ドラム２０５面に露光パターンに対応した静電潜像が形成される。画像書き込み装置２１は本例の場合はレーザスキャナーであり、制御部（ＣＰＵ）２０４において信号処理された画像データに従って変調されたレーザ光Ｌを出力し、回転する感光ドラム２０Ｂｋの一様帯電面を走査露光して原稿画像情報に対応した静電潜像を形成する。
【００１７】
次いで、その静電潜像が現像装置２０８Ｂｋによりトナー画像として現像される。そのトナー画像が転写帯電装置２０９Ｂｋの位置において、支持ローラ１４，１５，１６に張架された中間転写ベルト１０へと一次転写される。なお図３中の中間転写ベルト１０は時計回り方向に回転駆動される。
【００１８】
一方、中間転写ベルト１０に一次転写後の感光ドラム２０Ｂｋ面はクリーニング装置２１３により転写残りトナー等の付着汚染物の除去を受けて清掃されて繰り返して作像される。
【００１９】
中間転写ベルト１０と２２、２３で張架された二次転写ベルト２４が接する部分Ｔ２にて給紙機構部側から所定の制御タイミングにて給送された記録媒体である記録媒体Ｐにトナー画像が転写される。ここで、本実施形態では、この２次転写前に、後述するように、中間転写ベルト１０上の合成トナー像に定着液を付与する。そして、定着液が付与された合成トナー像が軟化したのち、２次転写ニップＴ２において記録媒体に押しつけられることで、その合成トナー像は、記録媒体に２次転写されると同時に、記録媒体上に定着される。その後、記録媒体は、２次転写ベルト２４に吸着した状態で排紙ローラ５６まで搬送され、排紙トレイ５７に排出されスタックされる。
【００２０】
次に、本発明の特徴部分である定着工程について説明する。図１は、本実施形態に係る複写機の定着手段としての定着装置を含む部分の概略構成図である。
【００２１】
本実施形態の複写機は、中間転写ベルト１０の表面移動方向において２次転写部の上流側に定着装置９０が配置されている。
【００２２】
図４に定着装置９０の近傍詳細図を示す。定着装置９０は定着液吐出手段１０１と主滴回収手段１０２と電界付与手段１０３とを備えてなる。定着液吐出手段１０１と主滴回収手段は、中間転写ベルト１０の表面と微小間隔を開けて対向するように配置される。また本実施例では電界付与手段１０３を中間転写ベルト１０の裏面に配置した。
【００２３】
図５は定着液吐出手段１０１の詳細図である。定着液吐出手段１０１は噴出ヘッド１０５と定着液溜１０６と定着液供給管１０７とを備えてなる。定着液吐出手段１０１は定着液溜１０６内に定着液１０４が収容されており、この定着液１０４は定着液供給管１０７を通って噴出ヘッド１０５に供給される。噴出ヘッド１０５は微細孔を有し、各微細孔から定着液１０４を吐出する。微細孔から吐出された定着液は、噴水の水が微小液滴に分裂するときと同様の原理により大小の液滴に分裂する。例えば、インクジェット方式の画像形成装置に採用されているインクヘッドにおいても同様に、吐出された液滴が分裂することが知られており、この分裂した液滴のうち、最大液滴のものを主滴と呼び、その他の小液滴をサテライト液滴と呼ぶ（特開２００８−１１４４９８）。サテライト液滴はインクジェット記録方式において、記録媒体上の予期しない部分に付着することがあり、さらには機内の一部に付着して汚れの原因ともなる。そのため、インクジェット記録方式の技術開発として、サテライト液滴を削減するということが行われている。本実施形態においては、このサテライト液滴を利用するため、噴出ヘッドとしては、吐出された液滴が主滴とサテライト液滴に分裂するものであればよく、インクジェット記録方式に採用される一般的なインクヘッドを用いればよい。図５中に定着液の吐出の一例が記載されているが、１０４ａが主滴であり、１０４ｂがサテライト液滴を示す。
【００２４】
図６（a）は、噴出ヘッド１０５を噴出ヘッド側から見た図である。噴出ヘッド１０５には、中間転写ベルト１０の幅方向にわたって配列された多数の微細孔７００を有しており、これらの微細孔７００から定着液１０４が中間転写体の進行方向に対してほぼ平行に吐出される。本実施例においては中間転写ベルトの平面部分に配置したが、この配置になんら限定されることはなく、主滴が中間転写ベルト１０の表面に着弾しないように配置すればよい。例えば、図６（ｂ）のように支持ローラ１４のような曲率を持つ場所に主滴が着弾しないように配置することも可能である。
【００２５】
本実施形態では、中間転写ベルト１０の幅方向にわたって延びる噴出ヘッド１０５を採用しているが、これよりも幅の狭い図７に示すような噴出ヘッド１０８を中間転写ベルト１０の軸方向にわたって往復移動させるような構成であってもよい。この場合、例えば、噴出ヘッド１０８をヘッド移動手段としての図示しないヘッド走査装置に取り付け、これを中間転写ベルト１０に対向配置する。そして、噴出ヘッド１０８をトナーが付着し得る画像領域をすべて通過するようにスキャンすることで、全画像領域の所望の位置（トナーが付着している位置）に定着液１０４を供給することができる。
【００２６】
図４の主滴回収手段１０２は、定着液吐出手段１０１から吐出された主滴の吐出軌道上でかつ、中間転写ベルト１０の回転を妨げないように配置する。定着液吐出手段１０１と主滴回収手段１０２の距離は、主滴を回収できかつサテライト液滴のすくなくとも一つ以上は回収されないような距離にする。
【００２７】
定着液吐出手段１０１から吐出された液滴は、空気抵抗の影響を受けながら空気中を進む。そのため小さい液滴ほど吐出後に進行できる距離が短い。実際に粒子が空気中を浮遊する場合の粘性抵抗Rはストークスの抵抗法則から、1式のように書ける。
【００２８】
【数１】
2014164148.tif 000003
【００２９】
1式中でrは粒子半径、ｖは速度、ηは空気の粘性係数である。いま重力方向に対して垂直方向に粒子が速度v0にて吐出されたとし、気流等がないとすると、垂直方向の速度ｖは飛翔時間と以下2式のような関係がある。
【００３０】
【数２】
2014164148.tif 000004
【００３１】
ここで、ｍは粒子の質量を表す。2式から粒子が垂直方向に進める距離には限りがあり、進むことができる最大距離ｄは、以下3式のように書ける。
【００３２】
【数３】
2014164148.tif 000005
【００３３】
以上から粘性抵抗のみを受けて初速ｖ0で半径rの液滴が到達できる距離dに関しては、３式を用いてある程度予測可能である。図８に各粒径における初期速度と到達距離の関係を示す。図８から、例えば、初期速度10m/secで吐出した場合であれば、主滴が２０μｍでサテライト液滴が１０μｍ以下であれば、距離ｄを１０mm程度にすればよい。
【００３４】
図９は主滴回収手段の詳細図である。主滴回収手段は定着液チューブ１０９により定着液吐出手段１０１と連結している。主滴回収手段１０２により回収された定着液は、定着液チューブ１０９を介して矢印の方向に供給するポンプ１１０定着液吐出手段１０１の定着液溜１０６に送給され、再利用される。この際、回収液滴が重力方向に逆らうことのないように供給ポンプ１１０へと定着液１０４が回収されるように配置すると定着液の回収が容易となる。そのため、本実施形態では主滴回収手段１０２に対して供給ポンプ１１０が重力方向に対して下面に位置するように配置するのが望ましい。供給ポンプについては何ら限定しないが、例えば、チューブポンプのようなものを用いればよい。以上のような構成にすることで主滴を用いない本実施形態においても、定着液消費量を抑えることができる。
【００３５】
本実施形態では、サテライト液滴は重力により落下させると時間がかかるため、積極的にトナー層へサテライト液滴を導く必要がある。そのために、電界付与手段１０３を用いてサテライト液滴を中間転写ベルト１０上の未定着トナー層へと導くような電界を付与する。電界付与の方法としては特に限定しないが、例えば、電界付与手段１０３は中間転写ベルト１０の裏面に配置する。この場合の電界付与手段１０３としてはコロトロン等の非接触式の帯電手段により非接触にサテライト液滴と反対の電荷を中間転写ベルト裏面に付与することで中間転写ベルト表面をサテライト液滴と反対の電荷にし、その電荷の作り出す電界により浮遊したサテライト液滴を未定着トナーに付与する。本実施形態では非接触式を用いたが帯電ブラシ等の接触式の帯電手段を用いて中間転写ベルト裏面から反対の電荷を付与しても良い。また重力方向に対して付与する面が逆の場合は、図示しない送風手段により中間転写ベルト表面に向かう送風を行うことが望ましい。その際の送風の強さは主滴が主滴回収手段にて回収できるように、主滴が大きく流されない程度に抑えることが必要である。
【００３６】
一般的には水を含んだ小液滴形成（噴霧）プロセスにおいて、内部で分極した液滴が千切れる場合や液滴同士が衝突する場合に、正負どちらか、特に負に帯電しやすいという現象（レナード効果）が知られている。そのため本実施形態においては、中間転写ベルト表面を正に帯電させる。この際、トナーは負に帯電していることが望ましい。なぜなら中間転写ベルトに正の電荷を付与する際にトナー層の乱れが発生する場合があるためである。また、電界付与の方法として本実施例では中間転写ベルト裏面からの電界付与を一例として挙げたが、なんらこれに限定する必要はなく、例えば、図１０のように未定着トナーの電荷と逆の電荷をサテライト液滴に付与することでサテライト液滴と未定着トナーの間に電界を付与してもよい。
【００３７】
以上のとおり、噴出ヘッド１０５から吐出された定着液のうちのサテライト液滴は、電界付与手段によって作り出された電界により未定着とナー層へと吸引、吸着し、定着液の軟化材で未定着トナーが軟化される。
【００３８】
図１１は、本実施形態における定着工程を実行する主要な構成を示すブロック図である。
【００３９】
噴出ヘッド１０５は、噴出制御手段としてのヘッドコントローラ９５による制御の下、定着液１０４を吐出する。ヘッドコントローラ９５は、本複写機全体を制御する制御部８００に接続されており、その制御部８００の命令に従って噴出ヘッド１０５による定着液１０４の打ち出しを制御する。
【００４０】
帯電手段１０３は、電界制御手段としての電界コントローラ９６による制御の下、中間転写ベルトの表面にサテライト液滴と反対の電荷を付与する。電界コントローラ９６は、本複写機全体を制御する制御部８００に接続されており、その制御部８００の命令に従って電界付与手段による中間転写ベルト表面の電荷を制御する。
【００４１】
次に、本実施形態における定着工程の流れについて説明する。ユーザーがスタートスイッチを押すと、イメージスキャナー２０１にて原稿の画像情報が読み取られる。この画像情報がイメージスキャナー２０１から制御部８００に送られると、制御部８００は、その画像情報に基づいて各部を制御し、画像形成動作が実行される。このとき、制御部８００は、その画像情報から、形成すべき画像を構成するドット位置を各色ごとに把握し、そのドット情報を露光装置２１に送ることで、露光装置２１により、各感光体ドラム２０Ｙ，２０Ｃ，２０Ｍ，２０ＢＫ上にそれぞれの色に対応したドット状の静電潜像が形成される。
【００４２】
制御部８００は、露光装置２１に出力するドット情報を、定着装置９０のヘッドコントローラ９５、電界コントローラ９６にも出力する。これにより、ヘッドコントローラ９５、電界コントローラ９６は、中間転写ベルト１０の表面にドット状に付着するトナーの位置を把握することができる。そして、トナーが付着した中間転写ベルト１０の表面が噴出ヘッド１０５の噴出位置に到達したときに、ヘッドコントローラ９５によって制御される噴出ヘッド１０５から、中間転写ベルト１０の進行方向に対してほぼ平行の方向に定着液１０４が吐出される。
【００４３】
噴出ヘッド１０５から打ち出される定着液１０４のうち、主滴１０４ａは主滴回収手段１０２に回収され、サテライト液滴１０４ｂの一部は定着液吐出手段１０１と主滴回収手段１０２の間を浮遊する。また、トナーが付着した中間転写ベルト１０の裏面が電界付与手段１０３に到達すると、電界コントローラ９６によって制御される電界付与手段１０３から中間転写ベルト裏面に対してサテライト液滴と同様の電荷を付与し、結果として中間転写ベルト表面をサテライト液滴と反対の電荷にする。その電荷の作り出す電界により、中間転写ベルト上のトナー層に、浮遊しているサテライト液滴が付与される。
【００４４】
以上のように定着行程を進めることで、定着液吐出手１０１から吐出された主滴は回収手段へ回収、再利用され、サテライト液滴のみが簡便かつ安定に未定着トナー層へ付与可能となる。
【００４５】
また、本実施形態では、噴出ヘッド１０５から打ち出した定着液１０４ｂを、表面移動している中間転写ベルト１０上のトナーに対してある程度正確に着弾させる必要があるので、中間転写ベルト１０の表面移動位置と同期して定着液１０４ｂの供給制御を行う。具体的には、図１に示すように、中間転写ベルト１０の裏面設けられた検知マーク９９を同期検知手段としてのマークセンサ９８によって検出する。この検出結果は、図１０に示したように制御部８００に出力される。これにより、制御部８００は、中間転写ベルト１０上のトナー像の先端位置を把握することができる。よって、制御部８００は、中間転写ベルト１０上のトナー像の先端位置が噴出ヘッド１０５及び帯電手段１０３の対向位置に到達するタイミングを把握することができる。
【００４６】
図１２は、中間転写ベルト１０との同期制御の流れを示すフローチャートである。
ユーザーによりスタートスイッチが押されると（Ｓ１）、中間転写ベルト１０、感光体ドラム２０Ｙ，２０Ｃ，２０Ｍ，２０ＢＫ及び２次転写ベルト２４が回転駆動を開始する。そして、中間転写ベルト１０の裏面に設けられた検知マーク９９がマークセンサ９８によって検出されると（Ｓ２）、制御部８００が実行する同期制御プログラム内部のカウンタがカウントを開始する（Ｓ３）。このカウント値が目標値になると（Ｓ４）、噴出ヘッド１０５によるドット情報に基づく定着液の供給動作及び、電界付与手段による電界付与が開始される（Ｓ５）。
【００４７】
なお、この目標値は、マークセンサ９８の検出時における中間転写ベルト１０上のトナー像先端位置が噴出ヘッド１０５の対向位置に到達するまでの期間に相当するものである。その後、中間転写ベルト１０上のトナー像の後端が噴出ヘッド１０５の対向位置を通過するまでの間、ヘッドコントローラ９５及び電界コントローラ９６によって噴出ヘッド１０５及び電界付与手段１０３の動作がなされる。（Ｓ６）。
【００４８】
また上記行程においてトナー層への定着液塗布量は紙がカールしない程度に抑える必要がある。例えば、Ａ４用紙１枚あたりで言えば、少なくとも未定着トナーを定着できるだけ必要だが、多くとも０.２g程度に抑える必要がある。そのため定着液の塗布量は、画像情報に応じて制御し、必要最小限にとどめることが望ましい。制御する方法としては以下に示す例に限定されることはないが、例えば、吐出周波数と単位時間あたりのサテライト液滴の体積に比例関係があることを利用して、吐出周波数を可変とすることでサテライト液滴量を制御可能である。その際は、図１３（ａ）のように吐出周波数とサテライト体積の関係を予め取得し、制御に用いるとよい。
【００４９】
また実構成において、吐出周波数と未定着トナー像へのサテライト液滴塗布量の関係を実測のより求めて利用いてもよい。さらに、噴出ヘッドの微細孔が内側で連通している場合は、隣接する微細孔から吐出する間隔を変えると、定着液の液面が上下にゆれることで液滴形成過程が変化して、サテライト個数が変化することが知られている。図１３（ｂ）に隣接する微細孔の駆動間隔とサテライト液滴個数の関係を示す。この関係を利用することで塗布量を制御することも可能である。上記したような手段を用いて定着液を適量塗布することが可能となる。
【００５０】
本実施形態で用いられる定着液１０４としては少なくともトナーを構成する樹脂成分を溶解又は膨潤させる材料（以下、溶解・膨潤成分）と水を含んだ液体であればよい。また水に含まれる成分は親水性を有する材料であることが望ましい。この溶解・膨潤成分の具体例としては、高級グリコールエーテル、エチレングリコールモノエーテル、ジエチレングリコールモノエーテル、エチレングリコール、モノメチルエーテル＝２−メトキシエタノール、ジエチレングリコール、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコール、ブチルセロソルブエチルカルビトール、脂肪族二塩基酸エステル、ＤＢＥ（二塩基酸エステル）、エステル系高沸点混合剤、直鎖二塩基酸エステル（マレイン酸エステル）、イタコン酸エステル、トリメリットエステル、二塩基酸エステル等が挙げられる。
【００５１】
また、上記溶解・膨潤成分を水に分散させるために界面活性剤を用いてもよい。この界面活性剤の具体例としては、脂肪酸誘導体硫酸エステル、スルホン酸型、リン酸エステルなどの陰イオン（アニオン）界面活性剤、四級アンモニウム塩、複素環アミン、アミン誘導体などの陽イオン（カチオン）界面活性剤やアミノ酸エステル、アミノ酸、スルホベタインなどの両性イオン（ノニオン）界面活性剤、非イオン性界面活性剤、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等が挙げられる。
【００５２】
本実施形態では、上記溶解・膨潤成分と上記界面活性剤を水に対し３０％以下の濃度で混合した液を定着液１０４として用いている。
【００５３】
また、本実施形態の中間転写ベルト１０の表面は、撥液処理としてフッ素処理等が施されており、これにより撥水性が付与されている。この処理は、水に対する接触角が６０°以上になるようにするのが好ましい。このような撥水処理を施せば、トナーが担持されていない中間転写ベルト１０の表面部分に定着液１０４ｂが付着しても、その定着液はその周囲にあるトナーに引き寄せられて集まり、その部分の定着液はなくなる。したがって、定着装置９０による定着液１０４ｂの着弾精度が多少低くても、トナーが担持されていない中間転写ベルト表面部分に定着液を付着させずに済む。
【００５４】
図１４（ａ）〜図１４（ｃ）は、中間転写ベルト１０の表面に担持されたトナーＴ及びこれに付与された定着液１０４の経時的な状態変化を示す説明図である。
【００５５】
噴出ヘッド１０５から打ち出された定着液１０４は、図１４（ａ）に示すように、中間転写ベルト１０上のトナー部分に付着する。このようにしてトナーＴに定着液１０４が付与されると、トナーＴの樹脂成分は定着液１０４の溶解・膨潤成分と反応する。これにより、トナーＴは、図１４（ｂ）に示すように、膨潤、溶解することになる。その後、トナーＴは、粘着性を持った状態となり、図１４（ｃ）に示すように、膨潤時に内部に含侵した定着液１０４の余剰分を表面に吐き出してフィルム状に変化する。このようにフィルム状に変化したトナーＴは、中間転写ベルト１０の表面移動に伴い、これと２次転写装置２２の２次転写ベルト２４とによりニップが形成された２次転写部に搬送される。そして、この２次転写部において、中間転写ベルト１０上のトナーＴは、転写紙Ｐの表面に押しつけられることで、その粘着性により転写紙Ｐ上に転写されるとともに定着される。
以上、本実施形態によれば、中間転写ベルト１０の表面上に対して主滴は付与されず、サテライト液滴のみがトナーの部分に付与される。したがって、従来のように主滴を小さくするために微細孔を小さくし、噴出ヘッドとしての信頼性を落とすということをせずに、微小な液滴を簡便に高信頼にトナー層に付与可能である。
更に、主滴は回収し、再利用されるため定着液消費を効率的に行うことができる。
実施形態２
次に、本発明を、上記実施形態１と同様に複写機に適用した他の実施形態（以下、本実施形態を「実施形態２」という。）について説明する。なお、本実施形態の複写機の基本構成や画像形成動作は、上記実施形態１とほぼ同様であるので、以下、これらの実施形態とは異なる定着工程に関してのみ説明する。
【００５６】
図１５は本実施形態２に係る複写機の定着装置を含む部分の概略構成図である。本実施形態２で用いる定着装置１１１は、上記実施形態１で用いた定着装置９０と同じ構成を有する。すなわち、本実施形態２の定着装置１１１も、制御部８００からドット情報を受け取ることで、定着液溜内の定着液１０４を噴出ヘッドから記録媒体Pの進行方向に対してほぼ平行に打ち出し、主滴回収手段により主滴を回収して、サテライト液滴を電界付与手段により未定着トナー像に付与する。そのため、本実施形態２では、記録媒体Ｐに２次転写される前のトナーＴではなく、記録媒体Ｐに２次転写された後のトナーＴに対して定着液１０４を付与する。
【００５７】
以上、本実施形態２によれば、記録媒体Ｐ上のトナーＴの部分にだけ定着液１０４を付与し、トナーＴが付着していない記録媒体Ｐの表面には定着液を付与しない。そのため、上記実施形態１と同様に、従来のように転写紙全体に定着液を付与する場合に比べて、記録媒体Ｐの内部に侵入する定着液１０４の量を少なくでき、記録媒体Ｐのカールやシワの発生を抑制することができる。また、本実施形態２によれば、上記実施形態１と同様に、微小な定着液を簡便にかつ安定に未定着トナー像に付与することが可能となる。
【００５８】
また、本実施形態２によれば、上記実施形態１のように中間転写ベルト１０の表面に撥水処理を施すなど、中間転写ベルト１０に特殊な加工を施す必要がないため、中間転写ベルト１０の表面材質が制限されることがないという利点もある。
【００５９】
以下に本発明に用いた定着装置９０、１１１の具体的な実施例について示す。以下の実施例は本発明を例示したものに過ぎず、これら実施例により、本発明は限定されない。
【００６０】
以降の定着装置９０の実施例及び比較例に用いる透明な定着液は以下のものを混合攪拌し、作製した。定着液の粘度（２５℃）は、２５ｍＰａ・秒（コーンアンドプレート：φ６０・１°）であった。なお、定着液の粘度は、ＲＥ８０Ｌ型粘度計（東機産業製）を用いて２５℃で測定した。
・コハク酸ジエトキシエチル  １２重量％
・ポリビニルピロリドン             ２５重量％
・ポリオキシエチルアルキルエーテル系界面活性剤ＩＤ−２０６（日本油脂社製）１重量％
・水                        ６２重量％
＜実施例１＞
本実施例では実施形態１で用いた定着装置９０を用いた。定着装置９０の定着液吐出装置として、圧電素子により微細孔から定着液を吐出する噴出ヘッド１０５を用いた。噴出ヘッド１０５の微細孔から吐出される主滴１０４aの直径は約２０μｍであり、サテライト液滴は４〜５個程度発生し、その平均の直径は約10μｍである。また吐出される主滴の速度は約１２m/secである。
【００６１】
噴出ヘッドに図７に示すようなラインヘッドを用い、吐出方向は中間転写ベルト１０の進行方向に対してほぼ平行にした。さらに主滴回収手段は主滴を効率よく回収できるように、噴出ヘッドの微細孔に対して対向する位置に配置した。またラインヘッドと中間転写ベルトの距離は１ｍｍとした。また噴出ヘッドと主滴回収手段との距離は、１０ｍｍとした。以上の構成にすることにより、良好に主滴とサテライト液滴を分離できた。
【００６２】
主滴回収手段から回収した定着液は図１０に示すように自重で定着液チューブの中を進行していき、供給ポンプにより定着液吐出手段１０１の定着液溜へ運ばれる。本実施例では、定着液チューブとして市販のシリコンチューブを用いた。また供給ポンプとしては、市販のローラポンプを用いた。以上の構成により良好に回収した定着液を再利用できた。
【００６３】
電界付与手段１０３は、図５に示すように中間転写ベルトの裏面に配置し、サテライト液滴を効率よく付与するために中間転写ベルトへ向けて送風手段により送風した。送風手段としては市販のＰＣ冷却ファンで風量が0.1m3/minのものを用いた。選び方としては主滴が曲がらない程度のものを選べばよく、フィルタなどにより風量を調節しても良い。電界付与手段１０３としては、コロトロンを用いた。中間転写ベルト裏面に対して負の電荷を付与し、中間転写ベルト表面を正に帯電させた。このときの印加電圧は、６ｋVとした。そうすることで負に帯電したサテライト液滴が中間転写ベルト１０の表面へと導かれることを確認した。
【００６４】
本実施例１の定着装置９０の定着行程は基本的に実施形態１に記載したとおり行えばよく、実施した結果、良好な定着画像を得ることができた。
【００６５】
＜実施例２＞
本実施例では実施形態２で用いた定着装置１１１を用いた。定着装置１１１の定着液吐出装置として、圧電素子により微細孔から定着液を吐出する噴出ヘッド１０５を用いた。噴出ヘッド１０５の微細孔から吐出される主滴１０４aの直径は約２０μｍであり、サテライト液滴は４〜５個程度発生し、その平均の直径は約10μｍである。また吐出される主滴の速度は約１２m/secである。
【００６６】
噴出ヘッドに図７に示すようなラインヘッドを用い、吐出方向は記録媒体の進行方向に対してほぼ平行にした。さらに主滴回収手段は主滴を効率よく回収できるように、噴出ヘッドの微細孔に対して対向する位置に配置した。またラインヘッドと中間転写ベルトの距離は１ｍｍとした。また噴出ヘッドと主滴回収手段との距離は、１０ｍｍとした。以上の構成にすることにより、良好に主滴とサテライト液滴を分離できた。
【００６７】
主滴回収手段から回収した定着液は図１０に示すように自重で定着液チューブの中を進行していき、供給ポンプにより定着液吐出手段１０１の定着液溜へ運ばれる。本実施例では、定着液チューブとして市販のシリコンチューブを用いた。また供給ポンプとしては、市販のローラポンプを用いた。以上の構成により良好に回収した定着液を再利用できた。
【００６８】
電界付与手段１０３は、図１５に示すように記録媒体搬送ベルト１１２の裏面に配置した。電界付与手段１０３としては、スコロトロンを用いた。記録媒体搬送ベルト１１２裏面に対して負の電荷を付与し、中間転写ベルト表面を正に帯電させた。このときの印加電圧は、８ｋVとした。そうすることで負に帯電したサテライト液滴が記録媒体搬送ベルト上の記録媒体上未定着トナー層表面へと導かれることを確認した。
【００６９】
本実施例２の定着装置９０の定着行程は基本的に実施形態１に記載したとおり行えばよく、実施した結果、良好な定着画像を得ることができた。
【符号の説明】
【００７０】
１０  中間転写ベルト    １８Ｙ，１８Ｃ，１８Ｍ，１８ＢＫ  画像形成ユニット
２０Ｙ，２０Ｃ，２０Ｍ，２０ＢＫ  感光体ドラム    ２１  露光装置
２２  ２次転写装置    ９０，１１１  定着装置    ９８  マークセンサ
９９  検知マーク    １０１  定着液吐出手段    １０２  主滴回収手段
１０３  電界付与手段    １０４  定着液    １０４ａ  主滴
１０４ｂ  サテライト液滴    １０５，１０８  噴出ヘッド    １０６  定着液溜
１０７  定着液供給管    １０９  定着液チューブ    １１０  供給ポンプ
２０１  スキャナ    ７００  微細孔    ８００  制御部    Ｐ  記録媒体
Ｔ  トナー
【図１２】
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【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】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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