(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体と、前記像担持体上にトナー像を形成するトナー像形成手段と、記録媒体に対しトナーを軟化及び膨潤させる単体で固体である可塑剤を含む定着液を塗布する塗布手段と、前記定着液が塗布された記録媒体の前記定着液が塗布された側に前記像担持体上に形成されたトナー像を転写させる転写手段と、トナー像が転写された記録媒体を加熱及び加圧して該記録媒体上に前記トナー像を定着させる定着手段と、前記塗布手段により記録媒体に対し前記定着液を塗布するか否かを切り替える切替手段とを備え、高度な画像品質を要求しない画像形成物を得る場合または前記記録媒体として平滑度３５ｓ以下の転写紙を用いる場合には前記定着液の塗布を行わず、高度な画像品質を要求する画像形成物を得る場合または前記記録媒体として平滑度３５ｓを超える転写紙を用いる場合には前記定着液の塗布を行うように前記切替手段を作動させ、前記定着液の塗布時と非塗布時とにおいて同等の定着能力を得るべく、前記塗布時に比して、前記非塗布時での定着目標温度を高く、または定着線速を遅く、または定着ニップ部幅を広く設定する画像形成装置。
【請求項２】
請求項１記載の画像形成装置において、
前記切替手段は装置操作者により手動で切り替えられ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、
前記切替手段は使用するトナーの色数に応じて切り替えられることを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項１または２記載の画像形成装置において、
前記切替手段は使用するトナーが単色の場合には塗布を行うように、２色以上の場合には塗布を行わないように切り替えられることを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
請求項１または２記載の画像形成装置において、
前記切替手段は使用するトナーが単色または２色の場合には塗布を行うように、３色以上の場合には塗布を行わないように切り替えられることを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
請求項１記載の画像形成装置において、
使用される記録媒体の特性を検知する記録媒体特性検知手段を有し、前記記録媒体特性検知手段の検知結果に基づいて前記切替手段が切り替えられることを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
請求項６記載の画像形成装置において、
前記記録媒体特性検知手段は使用される記録媒体の平滑度を検知することを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
請求項１記載の画像形成装置において、
記録媒体のトナー像が転写される部分以外に前記定着液を塗布しないように前記塗布手段の作動を制御する塗布制御手段を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項９】
請求項８記載の画像形成装置において、
記録媒体上に形成される画像の最小ドット径よりも前記塗布手段により記録媒体に塗布される前記定着液の着弾時におけるドット径の最小値が小さいことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１０】
請求項８または９記載の画像形成装置において、
前記塗布手段は記録媒体に対し前記定着液を選択的に塗布す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１０の何れか１つに記載の画像形成装置において、
前記可塑剤は使用環境温度下ではトナーを軟化及び膨潤させる機能を発現せず、加熱時に前記機能を発現す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、
前記像担持体が感光体であり、前記トナー像形成手段が電子写真プロセス手段であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１３】
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、
感光体及び前記感光体上にトナー像を形成する電子写真プロセス手段を有すると共に前記像担持体が中間転写体であり、前記トナー像形成手段が前記感光体上に形成されたトナー像を前記中間転写体に転写させる１次転写手段であると共に、前記転写手段が前記中間転写体に１次転写されたトナー像を記録媒体に２次転写させる２次転写手段であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１４】
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、
前記像担持体が中間転写体であり、前記トナー像形成手段が前記中間転写体上にトナー像を直接形成するトナー噴射手段であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１５】
請求項１ないし１４の何れか１つに記載の画像形成装置において、
前記定着手段は少なくともローラを有するローラ定着手段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】
本発明は、トナーを用いて画像を形成する電子写真方式の複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置に関し、詳しくはトナー像を記録紙に定着する定着装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、トナー像を加熱して用紙等の記録媒体に定着することにより画像形成を行う、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た上で圧力により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ためには記録媒体に接触する部分におけるトナーの十分な軟化が必要であり、記録媒体の表面温度も軟化したトナーを硬化させない程度に加熱されている必要がある。この十分な軟化を行うためにはトナー等の加熱を十分に行う必要があるが、トナー等の加熱には多くの電力を必要とする。
【０００３】
近年では、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おける、上述した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、この加熱に要する電力量の低減が望まれており、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させる液体を用いる技術が種々提案されている（例えば「特許文献１」〜「特許文献４」参照）。
【０００４】
「特許文献１」には、記録媒体上のトナー像にトナーを軟化及び／または膨潤させる定着液を塗布する技術が開示されている。この技術では、熱を用いない定着も可能となるため、従来の画像形成装置と比較して大幅な省電力化を図ることができる。同様に、熱によりトナーを軟化させる必要がなく省エネルギ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て粘着性を有するフィルム状にトナーを変性させ、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及び定着させる技術が、例えば「特許文献２」に開示されている。
【０００５】
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、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、記録紙が移動するに連れて塗布量を徐々に増加する技術が例えば「特許文献１」に開示されているが、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から定着液を噴射する場合には、定着液の量を減らした場合であっても着弾時に乱れたトナーが飛び散って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問題点がある。そして、トナーが膨潤及び溶解する定着液の吐出口に飛散したトナーが付着すると、吐出口の詰まりの原因となる。
【０００６】
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には、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ために多くの定着液を塗布する必要があるが、多くの定着液を塗布すると乾燥のために加熱する必要が生じ、これにより必要電力量及び定着所要時間が増加するといった問題が生じる。さらに、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性させて記録媒体に転写する技術では、画像形成が成立するためには加熱することなく定着液が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であるが、中間転写体上のトナーに定着液を付与するために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共に、定着液が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有するために機内の他の部材に対して悪影響を及ぼす虞があるという問題点がある。
【０００７】
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と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の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像のトナー間に存在するキャリア液を流すと共に、トナー像を溶解膨潤させて記録媒体に定着する技術が、例えば「特許文献３」に開示されている。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虞があると共に、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虞があるという問題点がある。また、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して定着時間が長くなると共に、定着液に液体現像剤との親和性を有することが重要であり、液体現像では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できないとの認識がなされ得る。
【０００８】
記録媒体がトナー像を担持する前に記録媒体に定着液を塗布するため、定着液の塗布による画像の乱れが抑制されるものの、記録媒体に多くの定着液を塗布することを必要とし乾燥のための加熱の必要性及びこれに伴う消費電力量及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等と称される、トナーを記録媒体に対して飛翔及び着弾させることにより記録媒体上に画像を直接形成する方式を採用した技術が、例えば「特許文献４」に開示されている。この技術では、トナー着弾前の記録媒体に対して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液を塗布することで、直接記録方式における着弾時でのトナーの飛び散りを低減しさらに定着の促進を狙っている。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によりトナーが衝突した際のトナーと画像形成面との付着力が大きくなり、またトナーが衝突した際の反発力が低減し、トナーの飛び散りが抑制低減されて改善されることを狙ったものである。
【０００９】
上述の技術は、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媒体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軟化することでトナー着弾時のチリが低減されることを狙ったものであるが、トナーを溶解及び膨潤させ定着性に影響を与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存在する極微量の塗布液がトナーに接触するのみであるため、トナー像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させ記録媒体に接触させて転写させる技術も含まれるが、この場合にはトナー像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虞があるという問題点がある。なお、対象物の表面等の状態を光学的に検出する種々の装置が、例えば「特許文献５」〜「特許文献７」に開示されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上述のように、定着時の加熱に要する電力の低減を図るために定着性を向上させる液体を用い、この液体を用いることにより発生する画像の乱れ、乾燥のための消費電力の増加、定着所要時間の増加、機内部材への悪影響といった各種の問題の回避を図りつつ、液体現像への適用に限定されることなく画像形成を行うことを可能とした技術は未だに提案されていない。
【００１１】
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、定着時の加熱に要する電力の低減を図ると共に、定着液の塗布が適用できない場合、例えば定着液の塗布が適さない記録媒体を用いる場合等においても、機能停止することなく画像形成を可能とした、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
請求項１記載の発明は、像担持体と、前記像担持体上にトナー像を形成するトナー像形成手段と、記録媒体に対しトナーを軟化及び膨潤させる単体で固体である可塑剤を含む定着液を塗布する塗布手段と、前記定着液が塗布された記録媒体の前記定着液が塗布された側に前記像担持体上に形成されたトナー像を転写させる転写手段と、トナー像が転写された記録媒体を加熱及び加圧して該記録媒体上に前記トナー像を定着させる定着手段と、前記塗布手段により記録媒体に対し前記定着液を塗布するか否かを切り替える切替手段とを備え、高度な画像品質を要求しない画像形成物を得る場合または前記記録媒体として平滑度３５ｓ以下の転写紙を用いる場合には前記定着液の塗布を行わず、高度な画像品質を要求する画像形成物を得る場合または前記記録媒体として平滑度３５ｓを超える転写紙を用いる場合には前記定着液の塗布を行うように前記切替手段を作動させ、前記定着液の塗布時と非塗布時とにおいて同等の定着能力を得るべく、前記塗布時に比して、前記非塗布時での定着目標温度を高く、または定着線速を遅く、または定着ニップ部幅を広く設定することを特徴とする。
【００１３】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の画像形成装置において、さらに前記切替手段は装置操作者により手動で切り替えられることを特徴とする。
【００１４】
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、さらに前記切替手段は使用するトナーの色数に応じて切り替えられることを特徴とする。
【００１５】
請求項４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、さらに前記切替手段は使用するトナーが単色の場合には塗布を行うように、２色以上の場合には塗布を行わないように切り替えられることを特徴とする。
【００１６】
請求項５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、さらに前記切替手段は使用するトナーが単色または２色の場合には塗布を行うように、３色以上の場合には塗布を行わないように切り替えられることを特徴とする。
【００１７】
請求項６記載の発明は、請求項１記載の画像形成装置において、さらに使用される記録媒体の特性を検知する記録媒体特性検知手段を有し、前記記録媒体特性検知手段の検知結果に基づいて前記切替手段が切り替えられることを特徴とする。
【００１８】
請求項７記載の発明は、請求項６記載の画像形成装置において、さらに前記記録媒体特性検知手段は使用される記録媒体の平滑度を検知することを特徴とする。
【００１９】
請求項８記載の発明は、請求項１記載の画像形成装置において、さらに記録媒体のトナー像が転写される部分以外に前記定着液を塗布しないように前記塗布手段の作動を制御する塗布制御手段を有することを特徴とする。
【００２０】
請求項９記載の発明は、請求項８記載の画像形成装置において、さらに記録媒体上に形成される画像の最小ドット径よりも前記塗布手段により記録媒体に塗布される前記定着液の着弾時におけるドット径の最小値が小さいことを特徴とする。
【００２１】
請求項１０記載の発明は、請求項８または９記載の画像形成装置において、さらに前記塗布手段は記録媒体に対し前記定着液を選択的に塗布することを特徴とする。
【００２２】
請求項１１記載の発明は、請求項１ないし１０の何れか１つに記載の画像形成装置において、さらに前記可塑剤は使用環境温度下ではトナーを軟化及び膨潤させる機能を発現せず、加熱時に前記機能を発現することを特徴とする。
【００２３】
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、さらに前記像担持体が感光体であり、前記トナー像形成手段が電子写真プロセス手段であることを特徴とする。
【００２４】
請求項１３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、さらに感光体及び前記感光体上にトナー像を形成する電子写真プロセス手段を有すると共に前記像担持体が中間転写体であり、前記トナー像形成手段が前記感光体上に形成されたトナー像を前記中間転写体に転写させる１次転写手段であると共に、前記転写手段が前記中間転写体に１次転写されたトナー像を記録媒体に２次転写させる２次転写手段であることを特徴とする。
【００２５】
請求項１４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、さらに前記像担持体が中間転写体であり、前記トナー像形成手段が前記中間転写体上にトナー像を直接形成するトナー噴射手段であることを特徴とする。
【００２６】
請求項１５記載の発明は、請求項１ないし１４の何れか１つに記載の画像形成装置において、さらに前記定着手段は少なくともローラを有するローラ定着手段であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００３１】
本発明によれば、定着液の塗布を行うことなく画像形成動作を行うことが選択でき、消費電力を適正化しつつ定着液の無駄な使用を防止することによりコストダウンを図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の一実施形態を適用可能な画像形成装置の概略図である。
【図２】本発明の一実施形態に用いられる制御手段及び切替手段を説明する定着装置の概略図である。
【図３】本発明の一実施形態に用いられる可塑剤により定着下限温度が低下することを示す概念図を示す概念図である。
【図４】本発明の一実施形態に用いられる定着ローラの温度とスミアＩＤとの相関関係を示す線図である。
【図５】本発明の一実施形態に用いられる定着液がトナー像に作用する状態を説明する概略図である。
【図６】本発明の一実施形態に用いられる定着液が熱により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説明する概略図である。
【図７】本発明の一実施形態に用いられる定着液塗布装置を説明する概略図である。
【図８】本発明の一実施形態に用いられる他の定着液塗布装置を説明する概略図である。
【図９】本発明の一実施形態における転写紙の平滑度とこの平滑度においてアンカー効果を十分に確保するのに必要な定着液の塗布量との関係を説明する線図である。
【図１０】本発明の一実施形態における塗布ローラと供給ローラとの当接圧と塗布ローラによる転写紙への定着液の塗布量との相関関係を示す線図である。
【図１１】本発明の一実施形態を適用可能な４連タンデム直接転写方式を採用した画像形成装置の概略図である。
【図１２】本発明の一実施形態を適用可能なトナー像をその表面に直接形成される転写ベルトを備えた４連タンデム中間転写方式を採用した画像形成装置の概略図である。
【図１３】本発明の第３の実施形態における転写紙の平滑度とスミア定着度評価による定着液の非塗布時と塗布時における実用下限定着温度の差の関係の一例を示す線図である。
【図１４】本発明の第４の実施形態を適用可能な画像形成装置の概略図である。
【図１５】本発明の第４の実施形態における定着液の液滴の量と着弾径とを測定した結果を示す線図である。
【図１６】本発明の第４の実施形態における画像ドット径に対する着弾径の関係を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
図１は、本発明の第１の実施形態を採用した画像形成装置の概略構成図を示している。同図において、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であるが、本発明が適用可能な画像形成装置としては他の画像形成装置、例えばモノクロ機、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の他の複合機であってもよい。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。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、カードやハガキ等の厚紙、封筒等の何れをもシート状記録媒体としてこれに画像形成を行うことが可能である。また、画像形成装置１００は記録媒体である転写紙Ｓの両面に画像形成可能に構成されている。
【００３４】
画像形成装置１００は、イエロ、マゼンタ、シアン、ブラックの色分解された各色にそれぞれ対応する画像を形成可能な像担持体である感光体ドラム２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃ，２０ＢＫを水平方向に並設したタンデム方式を採用している。各感光体ドラム２０は装置本体９９の図示しないフレームにそれぞれ回転自在に支持されており、中間転写体でありトナー像担持体でもある転写ベルト１１の移動方向であって図１に示す矢印Ａ１方向の上流側からイエロ（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（ＢＫ）の順に並設されている。各感光体ドラム２０は、各色画像を形成する作像装置であるトナー像形成手段としての画像形成ユニット６０Ｙ，６０Ｍ，６０Ｃ，６０ＢＫに設けられており、転写ベルト１１の外周面側である作像面側にその回転軸が互いに平行となるように、矢印Ａ１方向に等間隔の所定ピッチで配設されている。
【００３５】
転写ベルト１１は各感光体ドラム２０に対峙しつつ矢印Ａ１方向に移動可能であり、各感光体ドラム２０に形成された可視像であるトナー像は、移動する転写ベルト１１の作像面にそれぞれ重畳転写された後に転写紙Ｓに一括転写される。転写ベルト１１はその下側部分が各感光体ドラム２０に対向しており、転写ベルト１１を介して各感光体ドラム２０と対向する位置にはそれぞれ１次転写手段としての１次転写ローラ１２Ｙ，１２Ｍ，１２Ｃ，１２ＢＫが配設されている。転写ベルト１１と各１次転写ローラ１２との対向部において、各感光体ドラム２０上に形成されたトナー像を転写ベルト１１に１次転写する１次転写部５８が構成されている。転写ベルト１１に対する重畳転写は、転写ベルト１１が移動する過程において各感光体ドラム２０に形成されたトナー像が転写ベルト１１上の同じ位置に重ねて転写されるように、Ａ１方向上流側から下流側にかけて各１次転写ローラ１２による電圧印加のタイミングをずらすことにより行われる。
【００３６】
画像形成装置１００は、４つの画像形成ユニット６０、各感光体ドラム２０の上方に対向配置され転写ベルト１１を有する中間転写ユニットである転写ベルトユニット１０、転写ベルト１１の右方であって転写ベルト１１と対向する位置に配設された２次転写手段としての２次転写装置５、各画像形成ユニット６０の下方に対向配置された潜像形成手段としての光走査装置８を装置本体９９内に有している。装置本体９９内であって光走査装置８の下方には、転写ベルト１１と２次転写装置５との間に形成される２次転写部５７に向けて給送される転写紙Ｓを多数枚積載可能なシート給送装置６１、シート給送装置６１より給送された転写紙Ｓを各画像形成ユニット６０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に向けて給送するレジストローラ対４、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が配設されている。
【００３７】
また装置本体９９内には、トナー像が転写された転写紙Ｓにトナー像を定着させるための定着手段であるローラ定着方式の定着装置６、レジストローラ対４から２次転写部５７に向けて給送された転写紙Ｓ、すなわち２次転写部５７においてトナー像が転写される前の転写紙Ｓに対して後述する定着液を塗布する塗布手段としての定着液塗布装置４１、定着後の転写紙Ｓを装置本体９９の外部に排出する排紙ローラ７、イエロ、マゼンタ、シアン、ブラックの各色トナーが充填され転写ベルトユニット１０の上方に配設されたトナーボトル９Ｙ，９Ｍ，９Ｃ，９ＢＫ、排紙ローラ７により排出された転写紙Ｓを積載すべく装置本体９９の上部に設けられた胴内排紙部によって形成された排紙トレイ１７が配設されており、装置本体９９の右側面には両面画像形成時に使用される両面ユニット５１が、装置本体９９の上方には原稿を読み取る際にスキャナとして使用される画像読取装置９８がそれぞれ配設されている。
【００３８】
さらに装置本体９９内には、本体内右側の下方から上方に向けて形成され、その途中に２次転写部５７及びレジストローラ対４及び定着装置６及び排紙ローラ７が配設されシート給送装置６１から給送された転写紙Ｓが進入する用紙搬送路８１と、レジストローラ対４の転写紙搬送方向上流側位置において両面ユニット５１から用紙搬送路８１に合流する給紙路８２と、定着装置６の転写紙搬送方向下流側位置において用紙搬送路８１から両面ユニット５１側に分岐する再給紙搬送路８３とが設けられている。また装置本体９９内には、各感光体ドラム２０を回転駆動する図示しない駆動装置、画像形成装置１００の動作全般を制御するＣＰＵ、記憶部として機能するメモリ等を含む制御手段９１（図２参照）、外部電源から給電され画像形成装置１００の各構成部に給電を行う図示しない電源ユニット等が設けられている。
【００３９】
転写ベルトユニット１０は、上述した転写ベルト１１及び各１次転写ローラ１２の他、転写ベルト１１を張架する駆動ローラ７２及びクリーニング対向ローラ７４及び張架ローラ３３及び張架ローラ３４、転写ベルト１１に所定の張力を付与するテンションローラ７５、クリーニング対向ローラ７４と対向配置され転写ベルト１１の表面をクリーニングするクリーニング装置１３、駆動ローラ７２を回転駆動する図示しないベルト駆動装置、各１次転写ローラ１２にバイアスを印加する図示しない電源及びバイアス制御手段等を有している。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によって走行駆動される転写ベルト１１の移動に伴い従動回転する。各１次転写ローラ１２は、転写ベルト１１をその裏面側から各感光体ドラム２０に向けて押圧してそれぞれ１次転写ニップ部を形成する。この１次転写ニップ部は転写ベルト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架された部分において形成されており、クリーニング対向ローラ７４及び張架ローラ３３及びテンションローラ７５は１次転写ニップ部を安定化させる機能を有している。各１次転写ニップ部には、１次転写バイアスの影響により各感光体ドラム２０と各１次転写ローラ１２との間に１次転写電界が形成される。各感光体ドラム２０上に形成された各色のトナー像は、１次転写電界及びニップ部圧力の影響によって転写ベルト１１上に１次転写される。
【００４０】
駆動ローラ７２には、転写ベルト１１を介して２次転写装置５が当接されており、この当接部において２次転写部５７が形成されている。クリーニング対向ローラ７４は、テンションローラ７５と共に転写ベルト１１に対して転写に適した所定の張力を付与するテンションローラとしての機能をも有している。クリーニング装置１３はクリーニング対向ローラ７４の下方に配設されており、クリーニング対向ローラ７４との対向位置において転写ベルト１１に接するそれぞれ図示しないブラシローラ及びクリーニングブレード、その内部にクリーニング部材を収容した図示しないケース、図示しない廃トナーボトル等を有している。クリーニング装置１３は、転写ベルト１１上に残存した残留トナー等の異物をクリーニング部材により掻き取って除去することにより転写ベルト１１をクリーニングし、転写ベルト１１より除去された異物は廃トナーボトルに貯容される。廃トナーボトルは画像形成装置１００の図示しない前面パネルを開いた状態において図１の紙面手前側に着脱可能に構成されており、貯容された異物が満杯となった際に新たなものと交換される。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ボトルを有している。
【００４１】
２次転写装置５は、駆動ローラ７２に対向配置され転写ベルト１１に当接する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との間にニップ部である２次転写部５７を形成する付勢手段としてのばねを有している。２次転写ローラには、図示しない電源よりトナーとは逆極性の電圧が印加され、ばねによる転写ベルト１１への圧接及び転写バイアスにより転写ベルト１１上のトナー像を転写紙Ｓに２次転写させる。２次転写ローラは、トナー像が転写された転写紙Ｓを定着装置６へと搬送する機能をも有している。ばねは、２次転写部５７に送られた転写紙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、後述する定着液塗布装置４１によって定着液を塗布されている側である転写紙Ｓの一方の面に圧接させるべく設けられている。
【００４２】
光走査装置８は、それぞれ図示しない半導体レーザ等の光源、ポリゴンミラー、ｆθレンズ、反射ミラー等を有しており、形成すべき画像に対応したデータに基づき制御手段９１により光源が発光制御されると共にポリゴンミラーが回転駆動制御されることにより、回転する各感光体ドラム２０の表面にレーザ光が照射されてイエロ、マゼンタ、シアン、ブラックの各色に対応した静電潜像が各感光体ドラム２０の表面に形成される。
【００４３】
シート給送装置６１は、転写紙Ｓを複数枚重ねた束の状態で収容し、装置本体９９の下部であって光走査装置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を収容可能な２段の給紙カセット２５、給紙カセット２５に収容された最上位の転写紙Ｓに接触してこれを給送する給紙ローラ２４、給紙ローラ２４によって給送される転写紙Ｓを１枚のみに分離する図示しない分離ローラ、給紙カセット２５が装置本体９９に対して着脱されたことを検知する図示しない着脱センサ等を有している。給紙ローラ２４が所定のタイミングで図１において反時計回り方向に回転駆動することにより、分離ローラによって分離された給紙カセット２５内の最上位の転写紙Ｓが用紙搬送路８１へと給送され、給送された転写紙Ｓはレジストローラ対４のローラ間にて一時停止される。
【００４４】
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、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、再給紙搬送路８３を経由した転写紙Ｓを給紙路８２に向けて反転搬送する反転搬送路２１、反転搬送路２１内に配設され転写紙Ｓを給紙路８２に向けて搬送する搬送ローラ２３等を有している。手差し給紙装置５３は、転写紙Ｓを積載可能な手差しトレイ２７、手差しトレイ２７上に積載された最上位の転写紙Ｓに当接して給送する給紙ローラ２８、給紙ローラ２８により給送される転写紙Ｓを１枚ずつに分離する図示しない分離ローラ等を有しており、給紙ローラ２８が図１において時計回り方向に回転駆動すると共に図示しない分離ローラが作用することにより手差しトレイ２７上の最上位の転写紙Ｓが給送され、給送された転写紙Ｓはレジストローラ対４のローラ間にて一時停止される。
【００４５】
定着装置６は、ローラ状の定着部材である定着ローラ６５、定着ローラ６５に圧接して定着ニップ部６２を形成する加圧ローラ６３、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部６２を所定の温度に加熱するハロゲンヒータからなるヒータ６６、定着ローラ６５の周面に近接配置され定着ローラ６５の表面温度を検知する非接触型のサーミスタ６８等を有している。さらに定着装置６は、図２に示すように、ヒータ６６を駆動するＰＷＭ駆動回路９２ｂ、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９２ｂを通じてヒータ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の温度を制御する定着温度コントローラ９２ａを有している。ＰＷＭ駆動回路９２ｂと定着温度コントローラ９２ａとは制御手段９１の一部をなしており、制御手段９１は定着温度制御手段としても機能する。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により、実質的に定着ニップ部６２の温度制御を行う。定着装置６は、トナー像を担持した転写紙Ｓを定着ニップ部６２に挟持しつつ搬送し、定着ローラ６５が転写紙Ｓの画像面に接触することにより熱と圧力との作用によってトナーを溶融して圧着させ、転写紙Ｓの表面に画像を定着させる。なお、定着ニップ部６２に送られてくる転写紙Ｓには、そのトナー像担持面に定着液塗布装置４１によって定着液が塗布されているが、図２では定着液の図示を省略している。
【００４６】
各トナーボトル９内に貯容されているイエロ、マゼンタ、シアン、ブラックの各色トナーは重合トナーであり、図示しない駆動手段によって各トナーボトル９が回転されることにより所定量のトナーが各トナーボトル９より吐出される。吐出されたトナーは図示しないトナー搬送経路を経て各画像形成ユニット６０に設けられた現像装置８０Ｙ，８０Ｍ，８０Ｃ，８０ＢＫに所定量補給される。
【００４７】
画像読取装置９８は、それぞれ図示しない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において左右方向に走行する第１走行体、第１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取センサ等を有している。
【００４８】
各画像形成ユニット６０はそれぞれ同様に構成されており、感光体ドラム２０の周囲であって図１に矢印Ｂ１で示す方向に沿い、１次転写ローラ１２、クリーニング装置７１、図示しない除電装置、ＡＣ帯電を行う図示しない帯電ローラを有する帯電装置７９、トナーとキャリアとを含む２成分現像剤により現像を行う現像装置８０を電子写真プロセス手段としてそれぞれ有している。これ等は周知の構成であり、例えば各現像装置８０は、各感光体ドラム２０に対向配置された現像剤担持体である現像ローラ、現像剤を攪拌及び搬送するスクリュ、現像剤中のトナー濃度を検知するトナー濃度センサ、トナー濃度センサの出力に応じて各トナーボトル９内のトナーを各現像装置８０内に補給するトナー補給装置等を有し、現像ローラは現像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。各感光体ドラム２０、各クリーニング装置７１、各除電装置、各帯電装値７９、各現像装置８０、及び各感光体ドラム２０周りの各構成は一体化されており、それぞれプロセスカートリッジを構成している。各プロセスカートリッジは、図示しない前面パネルを開放した状態で図１において紙面手前側に向けて着脱可能に構成されている。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する。
【００４９】
上述の画像形成装置１００では、図示しないスタートスイッチの押下等により各画像形成ユニット６０においてそれぞれ画像形成プロセスが実行されることにより画像形成が行われる。先ず、カラー画像を形成すべき旨の信号が入力されると、画像読取装置９８において原稿の読み取りが行われて形成すべき画像に対応したデータが取得され、これが制御手段９１に入力される。また、駆動ローラ７２が回転駆動され、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が従動回転すると共に、各感光体ドラム２０が矢印Ｂ１方向に回転駆動される。
【００５０】
各感光体ドラム２０は、その回転に伴い各帯電装置７９によりその表面をそれぞれ一様に帯電され、形成すべき画像データに基づいて制御手段９１により駆動制御される光走査装置８からのレーザ光の露光により、イエロ、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される。形成された各色の静電潜像は、各現像装置８０によりイエロ、マゼンタ、シアン、ブラックの各色トナーによって顕像化され、各感光体ドラム２０の表面には互いに異なる色の単色画像がそれぞれ形成される。各色の単色画像は、トナーとは逆極性の電圧が印加された各１次転写ローラ１２によってＡ１方向に走行移動する転写ベルト１１上の同じ位置に重畳転写され、転写ベルト１１上にフルカラーのトナー像が形成される。一方、画像形成信号の入力に伴い各給紙ローラ２４、給紙ローラ２８の何れかが回転駆動され、給紙カセット２５内または手差しトレイ２７上より１枚の転写紙Ｓが分離給送される。分離給送された転写紙Ｓは、レジストローラ対４のローラ間に突き当てられた状態で一時停止される。また両面画像形成の場合には、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、反転搬送路２１を経由し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一時停止される。
【００５１】
転写ベルト１１上に形成されたフルカラーのトナー像が転写ベルト１１の走行に伴い２次転写部５７に移動するタイミングに合わせてレジストローラ対４が回転駆動され、レジストローラ対４より給送された転写紙Ｓは後述する定着液塗布装置４１においてトナー像が転写される面に定着液を塗布される。定着液が塗布された転写紙Ｓは、２次転写部５７において転写ベルト１１に圧接され、圧力及びバイアス電圧によって転写ベルト１１上のフルカラートナー像を転写される。トナー像が転写された転写紙Ｓは転写ベルト１１により搬送されて定着装置６へと送られ、定着ニップ部６２を通過する際に熱と圧力との作用及び後述する定着液の作用により、フルカラートナー像が転写紙Ｓ上に定着される。
【００５２】
定着装置６を通過した転写紙Ｓは、排紙ローラにより排紙トレイ１７上に排出されてスタックされる。両面画像形成の場合には、片面定着済みの転写紙Ｓは再給紙搬送路８３及び反転搬送路２１を経由して再びレジストローラ対４に向けて搬送される。各感光体ドラム２０は、転写後に残留した転写残トナーを各クリーニング装置７１によって除去された後に除電装置によって除電され、各帯電装置７９による次の帯電に備えられる。２次転写を終えた２次転写部５７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、次の転写に備えられる。
【００５３】
ここで、上述の画像形成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に転写されるトナー像を構成するトナーを、膨潤及び軟化させて転写紙Ｓへの定着に適した状態にするための可塑剤と、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させるための界面活性剤と、これ等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。
【００５４】
可塑剤は、熱を与えられたときに軟化機能を示す固体可塑剤を採用している。ここで熱を与えられたときとは定着装置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５０℃程度の温度を超えたときをいう。この環境温度は例えばオフィスの温度であり、また装置本体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温度を除く温度である。そのため可塑剤は、例えば２次転写部５７において転写ベルト１１や２次転写ローラに付着する等、定着装置６を除く画像形成装置１００の構成部材に付着してもその機能が発現せず、構成部材に付着したことにより機内汚染の不具合が生じることが、防止または抑制されるように構成される。その一方で、定着装置６により加熱して昇温し、上述した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て転写紙Ｓへの定着に適した状態へと変性させる機能が発現する。この機能について、図３を用いて説明する。
【００５５】
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、低ければトナーが軟らかいことを意味している。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り、貯蔵弾性率がＫのときの温度が定着下限温度となる。図３において固体可塑剤とは画像形成装置１００にて使用される定着液に用いられる可塑剤を意味しており、この可塑剤が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。また液体可塑剤とは環境温度において単体の状態で液体のものを示している。
【００５６】
図３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時における定着下限温度Ｔ２よりも低いＴ１となる。従って、定着ローラ６５の目標制御温度を定着液不使用時に比して低く設定することができ、定着装置６及び画像形成装置１００の消費電力を低減することができる。また、図３には液体可塑剤がＴ１より低い温度、例えば環境温度に含まれる常温でトナーを軟化させる能力を有することが示されていると共に、固体可塑剤を含んだ定着液は液体可塑剤がトナーを軟化させる機能を発現する温度では機能せず、液体可塑剤を含んだ定着液とは異なり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、仮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が生じるが、本実施形態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、環境温度下の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るか否かの１つの指針となるため、本実施形態では定着液を構成する可塑剤が環境温度下の単体で固体であることを選択の１つの基準としている。
【００５７】
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、常温では固体であって融点が４０℃以上、望ましくは５０℃以上である材料である。具体的には、ＨＯ−（ＣＨ２ＣＨ２Ｏ）ｎ−ＯＨで表されるポリオキシエチレングリコール類が望ましい。ここで、ｎは１０以上１００以下が望ましい。ｎが１０未満では常温で固体とならず、ｎが１００を超えると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。具体的な材料としては、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等が挙げられる。
【００５８】
また固体可塑剤としては、ＨＯ−（ＣＨ２ＣＨ２Ｏ）ｎ（ＣＨ（ＣＨ３）ＣＨ２Ｏ）ｍ−ＯＨで表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。ここで、ｎは１０以上２００以下、ｍは５以上５０以下が望ましい。ｎが１０未満では常温で固体とならず、ｎが２００を超えると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。また、ｍが５未満では常温で固体とならず、ｍが５０を超えると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。具体的な材料としては、エマルゲン２９０（花王（株）製）、エパン４５０、エパン７５０、エパン７８５（何れも第一工業製薬社製）等が挙げられる。
【００５９】
また固体可塑剤としては、Ｒ−Ｏ−（ＣＨ２ＣＨ２Ｏ）ｎ−ＯＨで表されるポリオキシエチレンアルキルエーテル類も望ましい。ここで、ｎは１０以上１００以下が望ましい。ｎが１０未満では常温で固体とならず、ｎが１００を超えると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または分岐型のアルキル基であり、炭素数は１０以上２２以下が望ましい。炭素数が１０未満であると固体として軟らかく、また皮膚や眼を刺激する等の安全性の問題があり、炭素数が２２を超える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。具体的な材料としては、エマルゲン３５０、エマルゲン４２０、エマルゲン４０８５（何れも花王（株）製）、ＥＭＡＬＥＸ６１１、ＥＭＡＬＥＸ６２０、ＥＭＡＬＥＸ７１０、ＥＭＡＬＥＸ７２０（何れも日本エマルジョン（株）製）等が挙げられる。
【００６０】
また固体可塑剤としては、Ｒ−ＣＯＯ−（ＣＨ２ＣＨ２Ｏ）ｎ−ＯＨまたはＲ−ＣＯＯ−（ＣＨ２ＣＨ２Ｏ）ｎ−ＣＯＯ−Ｒ’で表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も望ましい。ここで、ｎは１０以上１００以下が望ましい。ｎが１０未満では常温で固体とならず、ｎが１００を超えると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または分岐型のアルキル基であり、炭素数は１０以上２２以下が望ましい。炭素数が１０未満であると固体として軟らかく、また皮膚や眼を刺激する等の安全性の問題があり、炭素数が２２を超える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。具体的な材料としては、エマノーン３１９９Ｖ、エマノーン３２９９ＲＶ（何れも花王（株）製）、ＥＭＡＬＥＸ８２０、ＥＭＡＬＥＸ８３０（何れも日本エマルジョン（株）製）等が挙げられる。
【００６１】
界面活性剤はトナー像に対する定着液の浸透性を向上させるために使用され、この界面活性剤としてはノニオン系界面活性剤が適している。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。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ＢＴ−１２（日光ケミカルズ社製）等、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、オルフィン１０１０、オルフィン４０５１Ｆ（何れも日信化学工業（株）製）等が挙げられる。
【００６２】
上述した各材料の溶媒である希釈液には水が適している。しかし、市水にはカルシウムイオンやマグネシウムイオン等の不純物が多く含まれるため、これ等の金属イオンをある程度除去した水が望ましい。ただし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、いわゆるイオン交換水が適している。
【００６３】
次に、上述の固体可塑剤を含んだ定着液が塗布された転写紙Ｓに対して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。この定着液を使用するため上述したように定着下限温度が低下するが、一般に定着下限温度は所定のスミア性を確保する温度に設定される。スミア性とは、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、後述のように得られるスミア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。従って、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の温度が目標制御温度とされる。
【００６４】
図４に示すように、画像形成装置１００では、定着液を使用せず熱定着のみの定着構成を有する画像形成装置に比して、同じ温度条件下におけるスミア性が向上している。同図は、トナー像転写前に予め転写紙Ｓに定着液を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、摩擦試験であるスミア試験を行った際の試験結果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を用いると共に界面活性剤としてオルフィン４０５１Ｆを用い、これ等を溶媒であるイオン交換水で希釈してそれぞれ２５ｗｔ％、０．５ｗｔ％としたものである。
【００６５】
スミア試験は、スミア試験機（摩擦試験機Ｉ型、ＪＩＳ  Ｌ０８２３、摩擦子径１５ｍｍ）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平行となるように両面テープで貼り付け、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画像面積率１００％の全ベタ画像である。擦った後に白綿布を剥がし、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。図４より、画像形成装置１００では定着ローラ６５の目標制御温度である設定温度が１２１℃でスミア性が確保されるのに対し、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判る。
【００６６】
画像形成装置１００では、上述の試験結果を踏まえ定着温度設定を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℃低いことから、画像形成装置１００は従来の画像形成装置に比して省電力であり低環境負荷の画像形成装置であるといえる。なお、本実施形態では固体可塑剤としてポリエチレングリコール＃２０００を２５ｗｔ％、界面活性剤としてオルフィン４０５１Ｆを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によりスミア性を確保可能な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。
【００６７】
本実施形態に示す画像形成装置１００において、スミア性が向上し定着設定温度を従来よりも非常に低い温度とすることができ、またこのように低い定着設定温度であってもスミア性を確保しつつ良好な定着及び画像形成が可能であるのは、単に上述した固体可塑剤を含む定着液を用いているからではなく、この定着液をトナー像転写前の転写紙Ｓに予め塗布しておき、転写紙Ｓの定着液が塗布された側の面に転写ベルト１１上のトナー像を２次転写装置５によって当接させつつ転写させ、その上で定着装置６により加熱及び加圧によって定着を行っているためである。以下にこの理由を説明する。
【００６８】
定着液が塗布された転写紙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に示すように、予め転写紙Ｓに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、特に転写紙Ｓの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。この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により強まるため、単に静電的な飛翔により転写ベルト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進される。毛細管現象は、本実施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により特に強まり、上述の染み込みが良好に生じる。
【００６９】
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を定着ニップ部６２において加熱すると、定着液中の可塑剤がトナーと共に昇温し図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。定着ニップ部６２においては圧力も加えられるためトナー像への定着液の染み込みが一層促進され、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てトナーが転写紙Ｓに固定される。本実施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して転写紙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の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この機能が発揮され、定着が高効率で行われる。特に本実施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して転写紙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べく加圧ローラ６３を加熱する手段を並設してもよいが、この場合には省電力化が達成される範囲で裏面側からの加熱を行うことが好ましい。
【００７０】
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、トナー像の転写時において接触転写により特に転写紙Ｓ表面側のトナーに予め転写紙Ｓに塗布されている定着液が効率よく付着するため、従来よりも低い温度かつ少ない熱量で特に転写紙Ｓ表面側のトナーが定着に適した軟化状態となって定着が良好に行われる。トナー像の転写時において接触転写により特に転写紙Ｓ表面側のトナーに予め転写紙Ｓに塗布されている定着液が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及び時間を低減することにも寄与する。接触転写を行うことにより毛細管現象を利用するため、トナーを転写紙Ｓに対して飛翔及び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済み、これも定着液を乾燥するための加熱に要する電力及び時間を低減することに寄与する。
【００７１】
また、定着液の塗布をトナー像の転写前に行うので、定着液塗布の際にトナー像を乱すことがなく良好な画像を得ることができる。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、仮に定着液が転写ベルト１１等の画像形成装置１００の構成部材に付着しても悪影響を与えることがない。また、この技術が液体現像への適用に限定されることもない。
【００７２】
なお、定着液をフォーム状とせず液状としたことにより、空隙による転写性の悪化が回避されている。各感光体ドラム２０や転写ベルト１１、さらにはこれ等に当接している他の部材に定着液が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例えば構成部材の機能低下や構成部材への残留トナーあるいは飛散トナーの固着といった態様でも生じるが、このような機能低下についても各感光体ドラム２０あるいは転写ベルト１１上のトナー像に対して定着液を供給する構成とはなっていないことにより、抑制ないし防止される。
【００７３】
次に、定着液塗布装置４１について説明する。定着液塗布装置４１の構成としては、図７に示すものと図８に示すもの（定着液塗布装置４０）とが挙げられる。  
図７に示す定着液塗布装置４１は、用紙搬送路８１中を搬送されている転写紙Ｓに定着液を吐出して付着させるピエゾ方式のインクジェットヘッドであるヘッド４２、用紙搬送路８１を介してヘッド４２に対向配置された対向ローラ４３、ヘッド４２の図示しないドライバ等を有している。ヘッド４２は、用紙搬送路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のトナー像が転写される側の面に定着液を吐出して塗布する。ヘッド４２は定着液を吐出する図示しないノズルを多数備えており、各ノズルは転写紙Ｓの搬送方向に直交する方向である図７の紙面方向に並設されノズル列を構成していると共に、転写紙Ｓの搬送方向においてはこのノズル列が千鳥状に複数列配設されている。ノズル列の配列数は、ノズルの大きさに対する吐出される定着液の液滴径によって決定され、比較的小さな液滴を吐出する場合には配列数を増やす必要がある。
【００７４】
ヘッド４２は、図示しないドライバを介して制御手段９１により駆動される。この点で制御手段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共に、ヘッド４２による転写紙Ｓへの定着液の吐出を制御する定着液吐出制御手段としても機能する。定着液塗布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がヘッド４２と対向ローラ４３との間を通過するとき、制御手段９１に入力された形成すべき画像に対応したデータに基づき、２次転写部５７においてトナー像が転写される転写紙Ｓの領域に定着液が塗布されるべくヘッド４２を駆動する。そのため定着液塗布制御手段として機能する制御手段９１は、上述のデータに基づき定着液を塗布すべき部分であるか否かを判断してヘッド４２の駆動制御に関する信号を駆動部である図示しないドライバに送り、ドライバは送られた信号に基づいてヘッド４２からの定着液の塗布をオン／オフする。これにより、常に転写紙Ｓの全面に定着液を塗布する場合に比して定着液の消費量が低減されると共に定着液による装置本体９９側の汚染が低減され、また転写紙Ｓの搬送性の確保等がなされる。なお、ヘッド４２により転写紙Ｓに定着液を塗布する部分は最低限トナーが転写される部分を網羅する必要があるが、より大きな区分で選択塗布を行ってもよい。この場合も全面に塗布する場合に比して上述と同様の利点がある。また、トナー像転写前の転写紙Ｓに定着液を塗布するので、定着液の塗布によるトナーの飛散が生じないことから飛散したトナーが定着液の吐出口であるノズルに付着することがなく、トナーが定着液により膨潤及び溶解してノズルが詰まるといった不具合が発生しない。
【００７５】
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（（株）リコー製  ＲＩＣＯＰＹ  ＰＰＣ用紙  ＴＹＰＥ６２００）を用いた場合、ベタ画像形成時において１枚当たり例えば１７０ｍｇの定着液が面積当たりの塗布量が均一となるように塗布される。この量は、記録媒体特性検知手段５０によって検知された転写紙Ｓの表面の平滑度に応じて、転写紙Ｓへの定着液の浸透を考慮して次に述べるように上述したアンカー効果が十分に確保される量に決定される。このアンカー効果が十分に確保される量とは、例えば図９に示すように、転写紙Ｓの平滑度とこの平滑度においてアンカー効果を十分に確保するのに必要な定着液の塗布量すなわち必要塗布量との関係に基づいて求められる。図９は、転写紙ＳがＡ４サイズの普通紙である場合を示している。なお、トナー像が転写される領域に定着液を塗布する場合、面積当たりの塗布量すなわち当該領域に対応した各ノズルからの定着液の吐出量は一定であるため、必要塗布量はその領域の大きさに応じて減少する。
【００７６】
制御手段９１は、転写紙Ｓの種類毎に図９に相当する転写紙Ｓの表面の平滑度に応じた必要塗布量、すなわちヘッド４２から吐出すべき定着液の量、具体的には各ノズルから吐出すべき定着液の量を内部のメモリに記憶しており、記録媒体特性検知手段５０によって検知された転写紙Ｓの記録面の平滑度の判定結果に応じて必要塗布量を設定する。この点において制御手段９１は、定着液塗布量記憶手段及び定着液塗布量設定手段として機能する。なお、設定される量は定着ニップ部６２における加熱を考慮して乾燥を必要としない量に設定されており、定着液の乾燥機構を必要としない点においても優れている。制御手段９１は、設定された量の定着液を吐出させるようにドライバの印加電圧を上下させ、転写紙Ｓに塗布される定着液の量を制御する。この点において制御手段９１は、定着液塗布制御手段及び定着液吐出制御手段及び定着液塗布量制御手段として機能する。ヘッド４２には、本実施形態で示すようにピエゾ方式のヘッドが適しているが、サーマル方式のインクジェットヘッドを使用してもよい。ただしサーマル方式のインクジェットヘッドを使用する場合にはヘッドの温度によって定着液が反応を開始し得るため、定着液が軟化機能を発現する温度以上の温度とならないようにする必要がある。
【００７７】
図８に示す定着液塗布装置４０は、用紙搬送路８１中を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塗布ローラ４４、用紙搬送路８１を介して塗布ローラ４４に対向配置された対向ローラ４５、塗布ローラ４４を回転駆動するモータ４６、定着液を収容した液室４７、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共に担持した定着液を塗布ローラ４４に供給する供給ローラ４８等を有している。また定着液塗布装置４０は、塗布ローラ４４による転写紙Ｓへの定着液の塗布量を変化させるために塗布ローラ４４と供給ローラ４８との間の圧力を変化させ供給ローラ４８から塗布ローラ４４への定着液の供給量を変化させるアクチュエータ部４９、モータ４６及びアクチュエータ部４９それぞれの図示しないドライバを有している。
【００７８】
塗布ローラ４４は、用紙搬送路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のトナー像が転写される側の面に定着液を塗布する。対向ローラ４５は、塗布ローラ４４の回転に従動して回転するかまたは塗布ローラ４４との間を塗布ローラ４４の回転力により搬送される転写紙Ｓの移動に従動して回転する。対向ローラ４５は直径２５ｍｍであり、ステンレスの芯金にクロロプレンゴムが巻き付けられ、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。塗布ローラ４４及び供給ローラ４８は共に直径２５ｍｍであり、ステンレスの芯金にクロロプレンゴムが巻き付けられたローラを採用している。各ローラ４４，４５，４８の硬度はそれぞれＪＩＳ−Ａで３５度であり、塗布ローラ４４及び供給ローラ４８の軸４４ａ，４８ａの長手方向はそれぞれ図８における紙面方向である。
【００７９】
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となるようにそれぞれ配設されており、供給ローラ４８はその中心が塗布ローラ４４の中心よりも１０ｍｍ低くなる位置に配設されている。供給ローラ４８は、液室４７に収容されている定着液に５ｍｍの深さで浸漬されている。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により、転写紙Ｓが塗布ローラ４４と対向ローラ４５とのニップ部に入った際に、塗布ローラ４４と対向ローラ４５との間の加圧力への影響を低減している。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により回転駆動される。この点において制御手段９１は、定着液塗布装置４０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共に、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も機能する。
【００８０】
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へと給送された転写紙Ｓが塗布ローラ４４と対向ローラ４５との間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を駆動して塗布ローラ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、この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、信号を受けたドライバは送られた信号に基づいてモータ４６の駆動をオン／オフし、これにより塗布ローラ４４による転写紙Ｓへの定着液の塗布をオン／オフする。
【００８１】
アクチュエータ部４９は、軸４４ａ，４８ａそれぞれの両端部を互いに近接あるいは離間させ、塗布ローラ４４と供給ローラ４８との間の圧力を変化させる加圧機構であり、軸４４ａ，４８ａの両端部の間にそれぞれ配設された図示しないばねと、このばねの付勢力を変化させる図示しないアクチュエータとを有している。図示しないアクチュエータは、制御手段９１によってその駆動を制御される。
【００８２】
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（（株）リコー製  ＲＩＣＯＰＹ  ＰＰＣ用紙  ＴＹＰＥ６２００）を用いた場合、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によるアクチュエータ部４９の制御により、ベタ画像形成時において１枚当たり例えば１７０ｍｇの定着液が面積当たりの塗布量が均一となるように塗布される。この量は、記録媒体特性検知手段５０によって検知された転写紙Ｓの表面の平滑度に応じて、転写紙Ｓへの定着液の浸透を考慮して次に述べるように上述したアンカー効果が十分に確保される量に設定される。
【００８３】
アンカー効果が十分に確保される量は、図７に示した例と同様に、記録媒体特性検知手段５０によって検知された転写紙Ｓの平滑度の判定結果に応じ、定着液塗布量記憶手段として機能する制御手段９１に記憶されているデータに基づいて、定着液塗布量設定手段として機能する制御手段９１によって設定される。また図１０に示すように、図示しないばねの付勢力、換言すると塗布ローラ４４と供給ローラ４８との当接圧と塗布ローラ４４による転写紙Ｓへの定着液の塗布量との間には相関関係がある。ここで、制御手段９１はメモリ内にこの相関関係を記憶しており、定着液塗布量設定手段として機能する制御手段９１によって設定された塗布量に基づいてこの圧力を設定してアクチュエータを駆動する。この点において、制御手段９１は図７に示した例と同様に定着液塗布量制御手段としても機能する。
【００８４】
上述の構成により、吐出によって生じる定着液の飛散が低減されると共に、定着液による装置本体９９側の汚染が削減され、また転写紙Ｓの搬送性の確保等がなされる。なお、アクチュエータ部４９及びこれに伴う制御、すなわち定着液の塗布量制御は省略してもよく、この場合には図７に示した定着装置４１において定着液の塗布量制御を省略した場合よりも簡易な制御で転写紙Ｓに定着液が塗布される。また、トナー像転写前の転写紙Ｓに定着液を塗布するため、塗布ローラ４４による定着液の塗布によりトナー像の乱れ及び塗布ローラ４４へのトナー付着が生じないことから、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が発生しない。
【００８５】
上述の構成において、用紙搬送路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、特に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の定着液塗布面すなわちトナー像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することによる定着液の塗布状態の乱れやトナー画像の乱れが生じないように構成する。
【００８６】
制御手段９１は、上述した定着装置４０，４１、２次転写手段５、及び定着装置６を用いる定着方法、画像形成を実行するための定着プログラム、及び画像形成プログラムを内部に設けられたメモリ内に記憶している。この点において、制御手段９１及び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も機能している。この定着プログラム及び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（例えばＲＯＭ、不揮発性メモリ等）、光媒体（例えばＤＶＤ、ＭＯ、ＭＤ、ＣＤ−Ｒ等）、磁気媒体（例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、これ等のメモリや他の記憶媒体は上述の定着プログラム及び画像形成プログラムを記憶した場合に、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。
【００８７】
本発明が適用可能な画像形成装置は、タンデム型であっても上述した間接転写方式の他に図１１に示す直接転写方式を採用可能である。図１１に示す画像形成装置７０において、上述した画像形成装置１００と同様の構成には同じ符号を付し、個々の詳細な説明は省略する。
【００８８】
図１１に示す直接転写方式、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７０において、転写紙Ｓに転写されるトナー像を担持した像担持体は感光体ドラム２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃ，２０ＢＫであり、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１５を有し、シート搬送ベルト１５によって搬送されている過程の定着液塗布装置３９によって定着液を塗布された転写紙Ｓに対し、画像形成ユニット６０ＢＫ，６０Ｃ，６０Ｍ，６０Ｙで形成した各色トナー像を転写手段である１次転写ローラ１２Ｙ，１２Ｍ，１２Ｃ，１２ＢＫによって重畳転写した後、定着装置６によって定着を行う。
【００８９】
定着液塗布装置３９は定着液塗布装置４０とほぼ同様の構成であり、塗布ローラ４４と対向ローラ４５とが鉛直方向に並設されている。供給ローラ４８は塗布ローラ４４の中心よりも１０ｍｍ低い位置にその中心を有し、液室４７に収容された定着液に５ｍｍの深さで浸漬されている。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により、転写紙Ｓが塗布ローラ４４と対向ローラ４５とのニップ部に入った際に、塗布ローラ４４と対向ローラ４５との間の加圧力への影響を低減している。なお、定着液塗布装置３９に代えて定着液塗布装置４１を用いてもよい。
【００９０】
また、本発明が適用可能な画像形成装置は、４連タンデム中間転写方式を採用した上で中間転写体である転写ベルト１１を備えている場合であっても、転写ベルト１１は各感光体ドラム２０ではなくトナー担持体に担持されたトナーを転写されることによりトナー像をその表面に直接形成される構成でもよい。このような画像形成装置を図１２に示す。図１２に示す画像形成装置８０において、上述した画像形成装置１００と同様の構成には同じ符号を付し、個々の詳細な説明は省略する。
【００９１】
画像形成装置８０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等と称される、トナーを転写ベルト１１に対して飛翔及び着弾させることにより、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、マゼンタ、シアン、ブラックの各色トナーを担持したトナー担持体９３Ｙ，９３Ｍ，９３Ｃ，９３ＢＫをそれぞれ備え、各トナー担持体９３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、各トナー噴射手段９４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、各トナー噴射手段９４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を有している。画像形成装置８０において、定着液塗布装置４１に代えて定着液塗布装置３９，４０を用いてもよい。
【００９２】
ここで、本発明の第１の実施形態について説明する。この第１の実施形態は上述した各画像形成装置７０，８０，１００に適用可能であり、図２に示すように制御手段９１に接続された切替手段９０を設け、切替手段９０の切り替えにより各定着液塗布装置３９，４０，４１によって転写紙Ｓに対する定着液の塗布を行うか否かを切り替えている。具体的には、各画像形成装置７０，８０，１００の図示しない操作パネルに切替手段９０としてのセレクトスイッチを配置し、装置操作者によって手動にて切り替えを行う。この構成により、例えば試し印刷等の高度な画像品質を要求しない画像形成物に対しては定着液の塗布を行うことなく画像形成動作を行うことができ、消費電力を適正化しつつ定着液の無駄な使用を防止することによりコストダウンを図ることができる。
【００９３】
上述した第１の実施形態において、切替手段９０による切り替えと連動して、定着条件を変更してもよい。定着条件としては、定着温度目標値、定着部線速、定着加圧力に伴う定着ニップ部幅等が挙げられる。ここで、塗布時に比して非塗布時の定着目標温度を高く、定着線速を遅く、定着ニップ部幅を広くするように各条件を変更することにより、塗布時と非塗布時とにおいて同等の定着能力を得ることができる。この構成により、消費電力を適正化しつつ定着不良の発生を防止することができる。
【００９４】
次に第２の実施形態として、画像形成時に使用するトナーの色数に応じて、切替手段９０により定着液の塗布または非塗布を切り替える構成とする。具体的には、各画像形成装置７０，８０，１００の画像読取装置（画像形成装置１００では画像読取装置９８）から送られる画像信号に基づいて制御手段９１が使用されるトナーの色数を決定するか、または各画像形成装置７０，８０，１００の図示しない操作パネルから装置操作者が手動にて使用するトナーの色数を入力する。そして指定された色数が単色の場合には塗布を行い、２色以上の場合には塗布を行わないように制御手段９１が各定着液塗布装置３９，４０，４１の作動を制御する。この構成により、白黒やカラー等の色モードに関わりなく確実に定着を行うことができ、さらに消費電力を適正化しつつ定着液の無駄な消費を防止してコストダウンを図ることができる。また、この変形例として、転写紙Ｓに対するトナー付着量が少ない場合や定着液の濃度が高い場合等には、使用するトナーが単色または２色の場合には塗布を行い、３色以上の場合には塗布を行わないようにすることにより、上述した第２の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
【００９５】
次に、第３の実施形態を説明する。上述した実施形態では、定着液塗布装置３９，４０，４１から転写紙Ｓのトナー像が転写される領域に定着液を塗布する場合、面積当たりの塗布量すなわち当該領域に対応した各ノズルからの定着液の吐出量は一定であるため、必要塗布量はその領域の大きさに応じて減少する。本実施形態では、圧電方式において駆動電圧や駆動波形を変化させて液滴量の制御を行う方法（例えば特許第４０７９４０６号公報、特開２００１−２１９５８４号公報参照）や、径の異なる複数のノズルを使い分ける方法（例えば特開２００７−２２３１４６号公報参照）等の方法を用いてノズルからの定着液の吐出量を変化させ、これにより転写紙Ｓへの定着液塗布量の制御を行う。
【００９６】
図１３は、転写紙Ｓの平滑度とスミア定着度評価による定着液の非塗布時と塗布時における実用下限定着温度の差の関係の一例を示している。同図より、平滑度の低下と共に温度差が小さくなることが判る。そこで、定着液のコスト、定着時消費電力等から定着液使用の限度を例えば温度差５℃とした場合、平滑度３５ｓ以下では定着液の塗布を行わずに定着温度を５℃高めて定着を行うように制御手段９１によって制御する。この場合には、制御手段９１が切替手段として機能する。この構成により、転写紙Ｓの特性に応じて定着液を使用せずとも良好な定着を行うことができるので、定着液の無駄な使用を防止してコストダウンを図ることができる。
【００９７】
また第３の実施形態において、制御手段９１による切り替えと連動して定着温度以外の定着条件を変更してもよい。定着条件としては、定着部線速、定着加圧力に伴う定着ニップ部幅等が挙げられる。ここで、塗布時に比して非塗布時の定着線速を遅く、定着ニップ部幅を広くするように各条件を変更することにより、塗布時と非塗布時とにおいて同等の定着能力を得ることができる。この構成により、消費電力を適正化しつつ定着不良の発生を防止することができる。
【００９８】
図１４は、本発明の第４の実施形態を適用可能な画像形成装置を示している。同図において画像形成装置３０は、イエロ（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｋ）の各色の画像を形成するためのトナー像形成手段である４つの画像形成ユニット１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｋを備えている。なお、各色の順序は図１に示すものには限られず、他の並び順であってもよい。各画像形成装置ユニット１は、それぞれ像担持体としての感光体ドラム２Ｙ，２Ｃ，２Ｍ，２Ｋ、帯電手段、現像手段、クリーニング手段を備えており、それぞれの配置は各感光体ドラム２の回転軸が平行となるようにかつ転写紙移動方向に所定のピッチで配列するように並設されている。各画像形成ユニット１には、各画像形成ユニット６０と同様の現像装置、帯電装置、除電装置、クリーニング装置等が配設されている。
【００９９】
各画像形成ユニット１の下方には、光源、ポリゴンミラー、ｆθレンズ、反射ミラー等を有し、画像データに基づいて各感光体ドラム２の表面にレーザ光を走査しながら照射する光書き込みユニット３が、上方には各画像形成ユニット１のトナー像を重ね合わせて転写するように搬送する転写搬送ベルト１４を有する１次転写ユニット１６が配設されている。転写搬送ベルト１４の外周面には、ブラシローラとクリーニングブレードとから構成されたクリーニング装置１８が、転写搬送ベルト１４と接触する態様で配設されている。このクリーニング装置１８により転写搬送ベルト１４上に付着したトナー等の異物が除去される。
【０１００】
１次転写ユニット１６の右方には転写紙にトナー像を転写する２次転写ユニット１９が配設されており、その上方にはベルト定着方式の定着ユニット２２が、下方には塗布手段である定着液塗布装置３８がそれぞれ配設されている。定着液塗布装置３８には、上述した各定着液塗布装置３９．４０．４１と同様の定着液が収容されている。
【０１０１】
画像形成装置３０の下部には、転写媒体である転写紙Ｓが載置された給紙カセット２６ａ，２６ｂが配設されている。また、画像形成装置側面から手差しで給紙を行う手差しトレイ２６ｃが装置本体の右側面に設けられている。この他、１次転写ユニット１６の上方には各色トナーを収容したトナー補給容器２９Ｙ，２９Ｃ，２９Ｍ，２９Ｋが配設され、図示しない廃トナーボトル、電源ユニット等も設けられている。
【０１０２】
上述の画像形成装置３０において、図示しないスタート信号が送られると図示しない帯電ローラに図示しない電源より所定の電圧が印加されて感光体ドラム２が帯電される。所定の電位に帯電された感光体ドラム２の表面には、続いて光書き込みユニット３から画像データに基づくレーザ光が走査されて静電潜像が形成される。静電潜像を担持した感光体ドラム２が現像装置に到達すると、図示しない現像ローラより感光体ドラム２の表面にトナーが供給され、静電潜像が顕像化されてトナー像が形成される。
【０１０３】
上述の動作が各画像形成ユニット１において同様に所定のタイミングで行われ、各感光体ドラム２の表面にはそれぞれ異なる色のトナー像が形成される。そして、各画像形成ユニット１の画像形成動作タイミングで転写搬送ベルト１４上に各感光体ドラム２上のトナー像を順次転写する。このトナー像の転写は、転写搬送ベルト１４を挟んで各感光体ドラム２と対向配置されている１次転写ローラ３１Ｙ，３１Ｃ，３１Ｍ，３１Ｋに図示しない電源より各感光体ドラム２上のトナーとは逆極性の電圧が印加されることにより行われる。転写紙Ｓは、給紙カセット２６ａ，２６ｂまたは手差しトレイ２６ｃの何れかから給送され、レジストローラ対３２に到達して一時停止される。そして、上述の画像形成動作タイミングに合わせて、転写紙Ｓはレジストローラ対３２より定着液塗布装置３８へと送られる。
【０１０４】
定着液塗布装置３８は、第１の実施形態で示した定着液塗布装置４１と同様に構成されており、レジストローラ対３２から送られた転写紙Ｓは定着液塗布装置３８の図示しないヘッドと対向ローラとの間を通り、２次転写ユニット１９へと搬送される。ヘッドと対向ローラとの間を転写紙Ｓが通過するとき、ヘッドから転写紙Ｓの所望の領域に定着液が吐出される。なお、ヘッドは２次転写の際に転写紙Ｓに対してトナー像が転写される側に配置されており、定着液はトナー像が転写する転写紙Ｓの画像面側に予め塗布される。
【０１０５】
２次転写ユニット１９には転写搬送ベルト１４に接する態様で２次転写ローラが設けられており、転写搬送ベルト１４上に重畳転写された４色のフルカラートナー像は２次転写ローラとのニップ部において転写紙Ｓに２次転写される。この２次転写は、２次転写ローラに図示しない電源から転写搬送ベルト１４上のトナー像とは逆極性の電圧が印加されることにより行われる。トナー像が転写紙Ｓに接触転写される際、そのニップ部において転写紙Ｓに予め塗布された定着液が転写紙Ｓからトナー像に染み込む。これにより定着液の及んだトナーがトナー像の転写紙Ｓ側に生じ、トナー像が転写紙Ｓに接触しつつ転写されることにより非接触転写に比して毛細管現象が強まり、上記実施形態と同様に定着液の染み込みが促進される（図５参照）。
【０１０６】
定着ユニット２２には、定着ローラと加圧ローラとが設けられている。トナー像が転写された転写紙Ｓは、定着ローラと加圧ローラとのニップ部において熱と圧力とにより画像を定着される。この際に、ニップ部の中では転写紙Ｓに染み込んだ定着液が熱を受けることにより、定着液中の可塑剤がトナー樹脂を軟化させる機能を有する。可塑剤は、転写紙Ｓとの界面付近のトナー像に染み込んでおり、熱の付与をきっかけにトナー樹脂に浸透して軟化させる（図６参照）。つまり、定着ローラと加圧ローラとのニップ部において、トナー像は熱のみではなく軟化機能を発現した可塑剤によって転写紙Ｓに固定される。本実施形態では、可塑剤が熱の伝わりにくい転写紙Ｓとの界面付近のトナーを軟化させる構成であるため、熱定着のみの定着装置に比して定着ローラの制御温度は低い温度に設定されている。この具体的な温度は、上記実施形態と同様である。定着ユニット２２において画像を定着された転写紙Ｓは、各搬送ローラによって機外に排出される。
【０１０７】
本実施形態では、定着液塗布装置３８のヘッドのドライバに制御手段９１が信号を送り、ドライバの個々について制御手段９１がそのオンまたはオフを制御し、転写紙Ｓのトナー像が転写される部分以外には定着液を塗布しないように制御を行っている。この点において制御手段９１は、塗布制御手段として機能している。
【０１０８】
転写紙Ｓに定着液を塗布する際に、後工程でトナーが転写される部分を選択して塗布することは、転写紙Ｓの全面に定着液を塗布する場合に比して、使用される定着液の削減、装置本体への汚染の削減、転写紙Ｓの搬送性の確保等に効果がある。ここで定着液が塗布される部分とはトナーが転写される部分内とし、トナーが転写されない部分は含まない。これは、トナーが転写されない部分に定着液が塗布されてしまうと、その定着液はトナー担持体である転写搬送ベルト１４から転写紙Ｓにトナーが転写される際に転写搬送ベルト１４の非画像部に直接付着し、トナーとは逆に転写紙Ｓから転写搬送ベルト１４へと転移してしまい装置本体の汚染の原因となるからである。
【０１０９】
このような定着液の塗布を実現するためには、吐出位置の微細なコントロールが可能である点からもインクジェットヘッドを用いることが好ましい。画像形成装置３０により形成されるトナー像の最小ドットよりも小さな着弾径となる量の定着液を吐出可能であれば、各画像ドットに対し画像信号と同じように吐出することによりトナーが付着しない部分への定着液の付着を回避することができる。定着液の液滴の量と着弾径とを測定した結果を図１５に示す。同図より形成する画像の最小ドット径が８０μｍ程度であれば１２ｐｌ以下の液滴でトナー像と同じ位置に吐出すればよいことが判る。
【０１１０】
また、より確実にトナーが転写されない部分に定着液が塗布されることを回避するのであれば、画像ドット径の８０％程度の着弾径とすればよい。図１６（Ａ）に画像ドット径に対する着弾径の関係の模式図を示す。同図において、画像ドットの円相当径の８０％を示したものが黒い線であり、この範囲内に定着液を塗布する。また、より大面積の画像をターゲットとして定着性の改善を行う場合には、液滴の量は着弾径がある程度大きいものを使用することができる。例えば、所定幅以上の画像に対して画像の縁部分を残すように定着液を塗布することも有効である（図１６（Ｂ）参照）。図１６（Ａ），（Ｂ）に示すように、画像の縁部分に定着液が塗布されない場合でも同様の定着温度低減効果が確認された。これは、トナーの厚みが大きい中央部分に定着液が塗布されることにより、加熱時において熱の伝わりにくい部分に定着液が作用するためであると考えられる。
【０１１１】
上記各実施形態において、画像形成装置３０，７０，８０，１００としてタンデム方式の画像形成装置を示したが、本発明は１つの感光体ドラム上に順次各色のトナー像を形成し、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可能である。また、画像形成装置は近年において市場からの要求に伴いカラー複写機やカラープリンタ等のカラー機が増加しているが、モノクロ画像のみを形成可能な画像形成装置にも本発明は適用可能である。また、画像形成装置に使用される現像剤は２成分現像剤であっても１成分現像剤であってもよい。
【０１１２】
さらに、本発明が適用可能な画像形成装置に備えられる定着装置は、上述したローラ定着方式に代えて、定着部材として無端ベルト状の定着ベルトを有するベルト定着方式であってもよい。ローラ定着方式では比較的簡易な構成で均一な加熱を実現できるという利点があり、ベルト定着方式では消費電力が少ないという利点がある。
【０１１３】
本発明が適用可能な画像形成装置は、複写紙、プリンタ、ファクシミリの複合機の他にこれらの単体であってもよく、その他、複写機とプリンタとの複合機等、他の組み合わせの複合機であってもよい。
【符号の説明】
【０１１４】
１，６０  トナー像形成手段（画像形成ユニット）
５  転写手段（２次転写装置）
６  定着手段（定着装置）
１１  像担持体（転写ベルト）
３０，７０，８０，１００  画像形成装置
３８，３９，４０，４１  塗布手段（定着液塗布装置）
５０  記録媒体特性検知手段
９０  切替手段
９１  制御手段
Ｓ  記録媒体（転写紙）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１１５】
【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
【特許文献５】特開平１０−４９６５４号公報
【特許文献６】特開２０００−１１４９３号公報
【特許文献７】特開２００８−３２６７５号公報
【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１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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