(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナー像を形成するトナー像形成手段と、
トナー像形成手段により形成されるトナー像を記録媒体に転写する転写手段と、
記録媒体表面に、トナーを軟化および／または膨潤させて記録媒体に定着させる有機溶剤と水とを含む定着液を付与する定着液付与手段と、
定着液付与手段による記録媒体への定着液の付与よりも前または定着液の付与と同時に、記録媒体の定着液付与面とは反対側の面を加熱する加熱手段とを含み、記録媒体を搬送する搬送手段と、
搬送手段による記録媒体の搬送速度を制御する搬送速度制御手段とをさらに含む画像形成装置であって、
トナーは、ポリエステルとポリエステルよりもガラス転移点の低いポリエチレンワックスとを含み、体積平均粒子径が２〜７μｍであり  
定着液は、ハイドロフルオロエーテルと水の混合溶媒であり、
定着液付与手段は、
記録媒体に供給する液滴供給手段と、
記録媒体の種類を検知する記録媒体検知手段と、
記録媒体検知手段による検知結果に応じて、液滴化手段により形成される定着液の液滴径を制御する液滴径制御手段とを含み、
記録媒体検知手段による、記録媒体が樹脂製シートまたは表面に樹脂層が形成された記録媒体であるとの検知結果に応じて、
加熱手段は、トナー像を構成するトナーの軟化点よりも高い温度に記録媒体を加熱し、
液滴制御手段により、液滴径が３０μｍの定着液を液滴供給手段から記録媒体に供給し、
搬送速度制御手段は、搬送手段による記録媒体の搬送速度を、５０ｍｍ／ｓｅｃに制御することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
加熱手段による加熱および定着液付与手段による定着液の付与は、
記録媒体の少なくともトナー像形成領域に行われることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
定着液は、
トナーの記録媒体への付着力を高める接着剤を含むことを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機、プリンタ、ファクシミリなどに多く採用される電子写真方式の画像形成装置においては、表面に光導電性物質を含む感光層を形成した感光体を用い、感光体表面に電荷を付与して均一に帯電させた後、種々の作像プロセスにて画像情報に対応する静電潜像を形成し、この静電潜像に現像手段からトナーを含む現像剤を供給し、現像してトナー像とし、このトナー像を紙などの記録媒体に直接転写するかまたは中間転写媒体に一旦転写した後、さらに記録媒体に転写することが行なわれる。そして、記録媒体に転写されるトナー像を記録媒体上に定着させるためには、加熱手段を含む定着ローラなどを用いる熱定着方式の定着手段によって記録媒体を加熱および加圧するのが一般的である。
【０００３】
熱定着方式の画像形成装置としては、たとえば、中間転写媒体である中間転写ベルトを加熱ローラにより張架することにより、中間転写ベルトひいては中間転写ベルト上に転写されるトナー像を加熱し、加熱状態で記録媒体に転写定着するものが挙げられる（たとえば、特許文献１参照）。特許文献１の画像形成装置は、消費電力が比較的に少ないという特徴を有する。しかしながら、この画像形成装置では、記録媒体の加熱を行わないので、転写定着時にトナー像と記録媒体とが接触すると、トナー像の温度が低下し、これによってトナー像の未定着、オフセットなどの画像劣化が生じるという欠点がある。また、中間転写ベルト上のトナー像を加熱するとともに、トナー像を転写定着する前の記録媒体をも加熱し、加熱状態でトナー像を記録媒体に転写定着する画像形成装置が提案されている（たとえば、特許文献２参照）。特許文献２の画像形成装置では、トナー像の記録媒体への付着力は向上するものの、トナー像のみならず、記録媒体をも加熱するので、熱容量の大きい加熱手段が必要になり、消費電力が増大し、画像形成装置における全消費電力のうちの半分以上を占めるのが現状である。
【０００４】
一方で、時代は、地球温暖化対策として省エネルギー化を志向しており、電子写真方式の画像形成装置が汎用されることも相俟って、電子写真方式の画像形成装置においても、トナー像を記録媒体に定着させる際の消費電力の低減が求められる。また、熱定着方式では、前述のように、装置内部で加熱手段が用いられ、装置内部が高温になるので、構成部材の耐熱性を高める必要があり、材料コストが増大する。また、熱定着方式では、定着部分が所定の温度まで上昇しないと定着を行えないので、所定の温度に達するまでの時間すなわちウォームアップ時間が必要になることが多い。さらに、熱定着方式では、多色トナー像の記録媒体への定着が、単色トナー像の定着に比べて、時間を要するという問題がある。したがって、多色トナー像の定着時間の短縮化が要望される。このような要望に鑑み、水と、水に溶解または分散できかつトナーを軟化または膨潤させる作用を有する液体とを含む定着液を用いる湿式定着方式が提案されている。この方式では、定着液の付与により軟化または膨潤状態にしたトナー像を記録媒体に付着させ、加圧することによって、トナー像を記録媒体に定着させる。湿式定着方式は、熱定着方式に比べて消費電力が非常に少ないので、省エネルギーという観点からは有用な方式である。また、多色トナー像の定着時間の点からも、多量の熱量を必要としないので、熱定着方式に比べて短縮できる。したがって、湿式定着方式のさらなる改良について、種々の提案がなされている。
【０００５】
たとえば、中間転写媒体または記録媒体上に担持されるトナー像に対して、複数の微細孔を有する定着液噴出部材から、トナー付着部分のみに定着液を付与し、付与した定着液を加熱する定着装置が提案されている（たとえば、特許文献３参照）。すなわち、この定着装置では、中間転写媒体または記録媒体上のトナー像に定着液を付与した後に、加熱を行う方式が採用される。しかしながら、未定着のトナー像は室温下ではトナー粒子が物理的または化学的な結合力を持たずに集合した塊に過ぎない。したがって、未定着のトナー像に直接定着液のような液状物を付与すると、トナー粒子が軟化および／または膨潤して粒子同士の結合力が増す前に、トナー粒子の流動または凝集が起こり易い。その結果、定着後の画像エッジに滲みが生じ、また均一であるべきハーフトーン部分に不均一なムラが生じ、高品位画質を得ることはできない。トナー粒子の流動または凝集が起こった後に加熱を行っても、元の状態に戻し得ないのは言うまでもない。また、特許文献３の定着装置においては、中間転写媒体にトナー像を担持させる場合は、中間転写媒体である中間転写ベルトにフッ素処理などの撥水処理を施す構成を採ることによって、該中間転写ベルトのトナー像形成領域に定着液を付与しても、定着液がトナー像形成領域のトナー付着部分（画像部）のみに存在し、トナー付着部分の間のトナー非付着部分（非画像部）には定着液が留まらない。しかしながら、記録媒体における画像部のみに定着液を付与すると、画像部では伸縮が生じ、非画像部では伸縮が起こらないので、画像部を中心にしわが生じるのを避け得ない。特に、記録媒体として、紙繊維を水で漉いて作成される記録紙が使われる場合は、その傾向が顕著である。勿論、トナーの膨潤に必要な最低限量の定着液を付与すれば、このような不都合は生じない。しかしながら、最低限量は極めて微量であるため、最低限量を正確に計量することは困難である。また、画像部のみに定着液を付与すると、画像部の周囲の非画像部にカブリなどによって付着するトナーは、定着されずに記録媒体上に残留し、手、衣服などを汚すことがある。
【０００６】
なお、特許文献１の画像形成装置において、加熱状態にある転写ベルト上のトナー像を非加熱の記録媒体に転写定着する際に、トナー像に定着液を付与することが考えられる。しかしながら、特許文献１のように、転写定着時に熱供給を行わずかつ他に特段の方策を講じない場合に、トナー像と記録媒体との付着力およびトナー粒子同士の付着力を高めるためには、定着液が多量に必要になる。定着液を多量に使用すると、記録媒体にしわ、カールなどが生じるのを避けられない。また、定着液を頻繁に補給する必要が生じるかまたは大容量の定着液貯留タンクが必要になり、メンテナンス性が損なわれるかまたは装置の大型化を招く。さらに、従来の湿式定着方式の画像形成装置によって、オーバーヘッドプロジェクタ用シート（以後「ＯＨＰシート」と称す）などの樹脂製記録媒体、表面に樹脂層を形成した記録媒体といった定着液が浸透し難いトナー像を定着させると、トナーの付着力が不充分になり、トナー画像の部分的な剥落などを起こすおそれがある。
【０００７】
【特許文献１】特開平１０−６３１２１号公報
【特許文献２】特開２００４−１５１６２６号公報
【特許文献３】特開２００４−１０９７４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、定着液の付与によるトナーの流動、凝集ひいてはトナー像の乱れがなく、記録媒体にカール、しわなどが発生せず、熱エネルギひいては電力消費量および定着液消費量を低減化でき、多色トナー像でも比較的短時間での定着が可能であり、定着液が浸透し難い記録媒体にも強い付着力でトナーを定着できる湿式定着方式の画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、トナー像を形成するトナー像形成手段と、
トナー像形成手段により形成されるトナー像を記録媒体に転写する転写手段と、
記録媒体表面に、トナーを軟化および／または膨潤させて記録媒体に定着させる有機溶剤と水とを含む定着液を付与する定着液付与手段と、
定着液付与手段による記録媒体への定着液の付与よりも前または定着液の付与と同時に、記録媒体の定着液付与面とは反対側の面を加熱する加熱手段とを含み、記録媒体を搬送する搬送手段と、
搬送手段による記録媒体の搬送速度を制御する搬送速度制御手段とをさらに含む画像形成装置であって、
トナーは、ポリエステルとポリエステルよりもガラス転移点の低いポリエチレンワックスとを含み、体積平均粒子径が２〜７μｍであり  
定着液は、ハイドロフルオロエーテルと水の混合溶媒であり、
定着液付与手段は、
記録媒体に供給する液滴供給手段と、
記録媒体の種類を検知する記録媒体検知手段と、
記録媒体検知手段による検知結果に応じて、液滴化手段により形成される定着液の液滴径を制御する液滴径制御手段とを含み、
記録媒体検知手段による、記録媒体が樹脂製シートまたは表面に樹脂層が形成された記録媒体であるとの検知結果に応じて、
加熱手段は、トナー像を構成するトナーの軟化点よりも高い温度に記録媒体を加熱し、
液滴制御手段により、液滴径が３０μｍの定着液を液滴供給手段から記録媒体に供給し、
搬送速度制御手段は、搬送手段による記録媒体の搬送速度を、５０ｍｍ／ｓｅｃに制御することを特徴とする画像形成装置である。
【００１４】
さらに本発明の画像形成装置は、
加熱手段による加熱および定着液付与手段による定着液の付与が、記録媒体の少なくともトナー像形成領域に行われることを特徴とする。
【００１６】
さらに本発明の画像形成装置は、
前述の定着液が、
トナーの記録媒体への付着力を高める接着剤を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、トナー像形成手段と、転写手段と、定着液付与手段と、加熱手段とを含む湿式定着方式の画像形成装置において、加熱手段は、トナー像を構成するトナーの軟化点よりも高い温度に記録媒体を加熱し、トナーは、ポリエステルとポリエステルよりもガラス転移点の低いポリエチレンワックスとを含み、体積平均粒子径が２〜７μｍであり、定着液は、ハイドロフルオロエーテルと水の混合溶媒であり、定着液付与手段が液滴供給手段と、記録媒体検知手段と、液滴径制御手段とを含む湿式定着方式の画像形成装置が提供され、記録媒体検知手段が、記録媒体はＯＨＰシートであると検知すると、液滴制御手段は液滴供給手段から供給される定着液の液滴径を３０μｍに、搬送手段による記録媒体の搬送速度を、５０ｍｍ／ｓｅｃに制御する。このように構成することによって、定着液付与によるトナー像の乱れ、記録媒体におけるしわ、カールなどの発生が防止され、ＯＨＰシートなどの定着液が浸透し難い記録媒体であっても強い付着力でトナーを定着できる。また、適量の定着液がトナー像に付与されるので、多色トナー像でも画像の乱れを起こすことなく比較的短時間での定着が可能になる。また、液滴径の制御によって、当該トナー像の定着に適する量の定着液を付与できるので、定着液の無駄な消費を防ぎ、定着液の消費量を低減化できる。さらに、前述のような液滴径の制御によって、定着液の機能がほぼ最大限に発揮され、加熱手段による加熱を必要最小限に留め得るので、電力消費量をも減らすことができる。したがって、本発明の画像形成装置によれば、湿式定着方式によって高画質画像を安定的に形成できる。
【００２２】
また、加熱手段によりトナー像を構成するトナーの軟化点よりも高い温度（たとえばトナーの軟化点よりも５〜１０℃高い温度）に加熱すると、定着液と加熱との相乗作用によって、トナーが速やかに軟化してトナー同士およびトナーと記録媒体との付着力が増加する。その結果、定着液付与時に、定着液によるトナーの移動、流れなどを一層確実に防止できる。
【００２３】
本発明によれば、加熱および定着液付与が、記録媒体の少なくともトナー像形成領域に行うように構成することによって、定着液付与によるトナーおよび記録媒体の温度低下を補う熱量を、定着液付与の瞬間にその場で供給できる。その結果、定着液付与直後のトナー、記録媒体および定着液の温度が、非加熱下で定着液を付与するのに比べて高くなるので、付与直後の定着液のトナー像への拡散・浸透が早くなり、トナーの膨潤・軟化が瞬時にかつ広範囲に生じて短時間でトナー像を記録媒体に定着でき、該トナー像は記録媒体に対して充分な付着力を有する。さらに、付与後の定着液の温度を上昇させることによって、定着液を短時間で乾燥できる。
【００２５】
本発明によれば、定着液が有機溶剤および水のほかにさらに接着剤を含むことによって、トナー同士およびトナーと記録媒体との付着力が一層高まるので、トナー像を記録媒体に一層安定的に定着できる。
【００２６】
また、トナーとして、ポリエステルとポリエステルよりもガラス転移点の低いワックスとを含むものを用いる。ポリエステルは定着液に含まれる有機溶剤によって膨潤・軟化し易く、膨潤・軟化状態で透明化する。このため、何色かのトナー像を重ね合わせて形成されるカラートナー像を定着液によって定着させると、ポリエステルは透明化して着色剤のみが鮮明化する減法混色が起こり、鮮やかな発色を有する定着画像が得られる。また、結着樹脂よりもガラス転移点が低いワックスは加熱によって容易に軟化するので、トナーのガラス転移点よりも低温でもトナー同士およびトナーと記録媒体との付着力が増加する。このため、定着液付与時におけるトナーの流れ、凝集などの発生をより一層確実に防止できる。さらに、ワックスが軟化し、ワックスの存在箇所からトナー粒子内部に定着液が浸透し易くなるので、定着液付与時にトナー全体が短時間で膨潤軟化し、記録媒体への転写時に充分な付着力でトナー像を定着できるとともに、トナー像の重ね合わせによる充分な発色を得ることができる。
【００２７】
また、本発明の画像形成装置で用いるトナーとして、体積平均粒子径が２〜７μｍのトナーを用いることによって、発色の良好な定着画像が得られる。また、ＯＨＰシートの定着画像についても、オーバーヘッドプロジェクタに装着した際の透過画像が明るくなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
図１は、本発明の実施の第１形態である画像形成装置１の構成を模式的に示す断面図である。図２は、図１に示す画像形成装置１の要部（後述のトナー像形成手段２）の構成を拡大して示す断面図である。図３は、図１に示す画像形成装置１の要部（後述の転写手段４、定着液付与手段５の一部、搬送手段６および定着手段７）の構成を拡大して示す断面図である。図４は、後述の定着ローラ３９の構成を模式的に示す断面図である。画像形成装置１は、イエロー、マゼンタ、シアンおよびブラックの４色のトナー像を順次重ね合わせて転写するタンデム構成の電子写真方式の画像形成装置である。画像形成装置１は、トナー像形成手段２と、中間転写手段３と、転写手段４と、定着液付与手段５と、搬送手段６と、定着手段７と、記録媒体供給手段８とを含む。
【００２９】
トナー像形成手段２は、作像ユニット１０ｙ，１０ｍ，１０ｃ，１０ｂを含む。作像ユニット１０ｙ，１０ｍ，１０ｃ，１０ｂは、後述する中間転写ベルト２２の回転駆動方向（副走査方向）、すなわち矢符２８の方向の上流側からこの順番に一列に配置され、デジタル信号などとして入力される各色の画像情報に対応する静電潜像を形成し、該静電潜像に対応する色のトナーを供給し、現像して各色のトナー像を形成する。すなわち、作像ユニット１０ｙはイエローの画像情報に対応するトナー像を形成し、作像ユニット１０ｍはマゼンタの画像情報に対応するトナー像を形成し、作像ユニット１０ｃはシアンの画像情報に対応するトナー像を形成し、作像ユニット１０ｂはブラックの画像情報に対応するトナー像を形成する。
【００３０】
作像ユニット１０ｙは、感光体ドラム１１ｙと、帯電ローラ１２ｙと、光走査ユニット１３と、現像装置１４ｙと、ドラムクリーナ１５ｙとを含む。
【００３１】
感光体ドラム１１ｙは、図示しない駆動手段によって軸線回りに回転駆動可能に支持され、その表面に静電潜像ひいてはトナー像が形成される感光層を有するローラ状部材である。感光体ドラム１１ｙとしては、たとえば、図示しない導電性基体と、導電性基体表面に形成される感光層とを含むものが挙げられる。導電性基体には、円筒状、円柱状、シート状などの導電性基体を使用でき、その中でも円筒状導電性基体が好ましい。感光層には、たとえば、有機感光層、無機感光層などを使用できる。有機感光層としては、電荷発生物質を含む樹脂層と電荷輸送物質を含む樹脂層との積層体、１つの樹脂層中に電荷発生物質と電荷輸送物質とを含む樹脂層などが挙げられる。無機感光層としては、酸化亜鉛、セレン、アモルファスシリコンなどから選ばれる１種または２種以上を含む層が挙げられる。導電性基体と感光層との間には、下地層を介在させてもよく、感光層の表面には主に感光層を保護するための表面層を設けてもよい。本実施の形態では、導電性基体であり、接地電位（ＧＮＤ）に接続されるアルミニウム素管と、アルミニウム素管の表面に形成される厚さ２０μｍの有機感光層とを含み、直径３０ｍｍの感光体ドラムを使用する。有機感光層は電荷発生層と電荷輸送層との積層体として形成される。また本実施の形態では、感光体ドラム１１ｙは、時計回りの方向に周速度１００ｍｍ／ｓで回転駆動する。
【００３２】
帯電ローラ１２ｙは、図示しない駆動手段によって軸線回りに回転駆動可能に支持され、感光体ドラム１１ｙの表面を所定の極性および電位に帯電させるローラ状部材である。帯電ローラ１２ｙには図示しない電源が接続され、該電源から電圧を印加されて放電することによって、感光体ドラム１１ｙ表面を帯電させる。本実施の形態では、帯電ローラ１２ｙによって、感光体ドラム１１ｙ表面が−６００Ｖに帯電される。帯電ローラ１２ｙに代えて、ブラシ型帯電器、チャージャー型帯電器、スコロトロンなどのコロナ帯電器などを使用できる。
【００３３】
光走査ユニット１３は、帯電ローラ１２ｙによって帯電された感光体ドラム１１ｙ表面に、イエローの画像情報に対応する信号光１３ｙを照射し、感光体ドラム１１ｙ表面にイエローの画像情報に対応する静電潜像を形成する。光走査ユニット１３には、半導体レーザなどを使用できる。本実施の形態では、−６００Ｖに帯電した感光体ドラム１１ｙ表面に、露光電位−７０Ｖの静電潜像を形成する。
【００３４】
現像装置１４ｙは、現像ローラ１６ｙと、現像ブレード１７ｙと、現像槽１８ｙと、撹拌ローラ１９ｙ，２０ｙとを含む。
【００３５】
現像ローラ１６ｙは、その表面にイエロートナー９ｙを担持し、このイエロートナー９ｙを、現像ローラ１６ｙと感光体ドラム１１ｙとの最近接部（現像ニップ部）において、感光体ドラム１１ｙ表面の静電潜像に供給する。現像ローラ１６ｙは、現像槽１８ｙ内に収容され、現像槽１８ｙの感光体ドラム１１ｙを臨む面に形成される開口部２１ｙからその一部が外方に向けて突出し、感光体ドラム１１ｙと圧接しかつ軸線回りに回転駆動可能に設けられ、図示しない固定磁極を内包するローラ状部材である。現像ローラ１６ｙは、感光体ドラム１１ｙと逆方向に回転駆動する。したがって、現像ニップ部において、現像ローラ１６ｙと感光体ドラム１１ｙとは同じ方向に回転駆動する。また、現像ローラ１６ｙには図示しない電源が接続され、該電源から直流電圧（現像電圧）が印加される。これによって、現像ローラ１６ｙ表面のイエロートナー９ｙが静電潜像に円滑に供給される。本実施の形態では、現像ローラ１６ｙは、感光体ドラム１１ｙの周速度の１．５倍である１５０ｍｍ／ｓの周速度で回転する。また、現像ローラ１６ｙには、−２４０Ｖの直流電圧が現像電位として印加される。現像ローラ１６ｙ表面のイエロートナー層が現像ニップ部において感光体ドラム１１ｙと接触し、静電潜像にイエロートナー９ｙが供給される。
【００３６】
現像ブレード１７ｙは、一端が現像槽１８ｙによって支持され、他端が現像ローラ１６ｙ表面に圧接するように設けられる板状部材であり、現像ローラ１６ｙ表面に担持されるイエロートナー層を均一化（層規制）する。
【００３７】
現像槽１８ｙは前記のように感光体ドラム１１ｙを臨む面に開口部２１ｙが形成され、内部空間を有する容器状部材である。現像槽１８ｙは、その内部空間に現像ローラ１６ｙと撹拌ローラ１９ｙ，２０ｙとを内蔵し、かつイエロートナー９ｙを貯留する。現像槽１８ｙには、イエロートナー９ｙの消費状況に応じて、図示しないトナーカートリッジからイエロートナー９ｙが補給される。本実施の形態では、イエロートナー９ｙは磁性キャリアと混合された２成分現像剤の形態で使用されるけれども、それに限定されず、イエロートナー９ｙのみを含む１成分現像剤の形態でも使用できる。
【００３８】
撹拌ローラ１９ｙ，２０ｙは、現像槽１８ｙの内部空間において互いに圧接しかつ軸線回りに回転駆動可能に設けられるスクリュー状部材である。撹拌ローラ１９ｙは、現像ローラ１６ｙを臨み、現像ローラ１６ｙと圧接するように設けられる。撹拌ローラ１９ｙ，２０ｙは、それぞれの回転駆動によって、図示しないトナーカートリッジから現像槽１８ｙ内に補給されるイエロートナー９ｙと、予め現像槽１８ｙ内に充填される磁性キャリアとを混合して現像ローラ１６ｙの周辺に送給する。
【００３９】
本実施の形態では、感光体ドラム１１ｙ、現像ローラ１６ｙ、現像ブレード１７ｙおよび撹拌ローラ１９ｙ，２０ｙがそれぞれ圧接するように設けられるけれども、それに限定されず、感光体ドラム１１ｙと現像ローラ１６ｙ、現像ローラ１６ｙと現像ブレード１７ｙ、現像ローラ１６ｙと撹拌ローラ１９ｙおよび撹拌ローラ１９ｙと撹拌ローラ２０ｙとがそれぞれ間隙を有して離隔するように設けてもよい。
【００４０】
ドラムクリーナ１５ｙは、後述のように、感光体ドラム１１ｙ表面のイエロートナー像を中間転写ベルト２２に転写した後、感光体ドラム１１ｙ表面に残留するイエロートナー９ｙを除去、回収する。
【００４１】
作像ユニット１０ｙによれば、帯電ローラ１２ｙによって帯電状態にある感光体ドラム１１ｙの表面に、光走査ユニット１３からイエローの画像情報に対応する信号光１３ｙを照射して静電潜像を形成し、該静電潜像に現像装置１４ｙからイエロートナー９ｙを供給して該静電潜像を現像し、イエロートナー像を形成する。このイエロートナー像は、後述のように、感光体ドラム１１ｙ表面に圧接して矢符２８の方向に回転駆動する中間転写ベルト２２に転写される。感光体ドラム１１ｙ表面に残留するイエロートナー９ｙはドラムクリーナ１５ｙによって除去され、回収される。この画像（トナー像）形成動作が繰返し実行される。作像ユニット１０ｍ，１０ｃ，１０ｂは、イエロートナー９ｙに代えて、マゼンタトナー９ｍ、シアントナー９ｃまたはブラックトナー９ｂを使用する以外は、作像ユニット１０ｙに類似する構造を有するので、同一の参照符号を付し、かつ各参照符号の末尾にマゼンタを示す「ｍ」、シアンを示す「ｃ」およびブラックを示す「ｂ」を付し、説明を省略する。
【００４２】
トナー９ｙ，９ｍ，９ｃ，９ｂ（以後特に断らない限り「トナー９」と総称する）は、結着樹脂、着色剤および離型剤を含有する。
【００４３】
結着樹脂としては、カラートナー用としての、保存性、耐久性、定着液３０による膨潤または軟化制御などの観点から、軟化点１００〜１５０℃、ガラス転移点が５０〜８０℃の結着樹脂が好ましく、前記の軟化点およびガラス転移点を有するポリエステルが特に好ましい。ポリエステルは入手容易な有機溶剤によって膨潤・軟化し易く、膨潤・軟化状態で透明になる。結着樹脂が前記のポリエステルである場合は、イエロー、マゼンタ、シアンおよびブラックから選ばれる２種以上のトナー像が重ね合わされた多色トナー像を定着液３０によって記録媒体Ｐに定着させると、ポリエステル自体は透明化するので、減法混色によって充分な発色が得られる。また、熱定着方式で使用されるトナーに含まれる結着樹脂よりも軟化点または分子量の高い樹脂を用いても、定着液３０による定着が可能である。軟化点または分子量の高い樹脂を用いれば、現像の際の負荷による劣化が防止され、長期にわたって高画質画像が得られる。本実施の形態では、ガラス転移点６０℃、軟化点１２０℃のポリエステルを用いる。
【００４４】
着色剤としては、従来から電子写真方式の画像形成に用いられるトナー用顔料および染料を使用できる。その中でも、定着液３０の塗布によって、特にトナー像の記録媒体Ｐへの転写定着時に滲みなどが発生するのを防止するために、定着液３０に溶解しない顔料が好ましい。顔料としては、たとえば、アゾ系顔料、ベンズイミダゾロン系顔料、キナクリドン系顔料、フタロシアニン系顔料、イソインドリノン系顔料、イソインドリン系顔料、ジオキサジン系顔料、アントラキノン系顔料、ペリレン系顔料、ぺリノン系顔料、チオインジゴ系顔料、キノフタロン系顔料、金属錯体系顔料などの有機系顔料、カーボンブラック、酸化チタン、モリブデンレッド、クロムイエロー、チタンイエロー、酸化クロムおよびベルリンブルーなどの無機系顔料、アルミニウム粉などの金属粉などが挙げられる。顔料は１種を単独で使用できまたは２種以上を併用できる。
【００４５】
離型剤としては、たとえば、ワックスを使用できる。ワックスとしてはこの分野で常用されるものを使用でき、その中でも、定着液３０によって膨潤または軟化するものが好ましい。その具体例としては、たとえば、ポリエチレンワックスが挙げられる。本実施の形態では、軟化点が５０℃で、トナー９の結着樹脂よりも軟化点が低く、かつ軟化点が７０℃である低分子ポリエチレンワックスを用いる。結着樹脂よりも軟化点の低いワックスを用いると、結着樹脂ひいてはトナー９の軟化点よりも低い温度下でワックスが軟化することによって、トナー同士およびトナー９の記録媒体Ｐへの付着力が増加する。したがって、定着液３０のトナー像への塗布時に、トナー流れ、トナー９の凝集などの発生を防止できる。さらに、ワックスが軟化することによって、ワックスの存在箇所からトナー粒子内部に定着液３０が浸透し易くなる。このため、定着液３０の塗布時にトナー９全体が短時間で膨潤・軟化するので、記録媒体Ｐへの転写定着時に充分な定着強度が得られると同時に、トナー像の重ね合わせによる充分な発色が得られる。
【００４６】
トナー９は、結着樹脂、着色剤および離型剤のほかに、帯電制御剤、流動性向上剤、定着促進剤、導電材などの一般的なトナー添加剤の１種または２種以上を含有できる。トナー９は、着色剤、離型剤などを結着樹脂に分散して粉砕する粉砕法、着色剤、離型剤、結着樹脂のモノマーなどを均一に分散した後、結着樹脂のモノマーを重合させる重合法、結着樹脂粒子、着色剤、離型剤などを凝集剤の存在下に凝集させ、得られる凝集物を加熱する凝集法などの公知の方法に従って製造できる。なお、トナー９の形状は、表面積を大きくするために、完全球形よりは不定形の方が好ましい。これによって、定着液３０と接触し易くなるので、定着液３０の消費量を低減化し得ると同時に、トナー像の短時間での定着および乾燥が可能になる。
【００４７】
トナー９の体積平均粒径は特に制限されないけれども、好ましくは２〜７μｍである。このような小粒径トナーを用いると、トナー像の単位面積当りのトナー表面積が大きくなり、定着液３０との接触面積が増加するので、トナー９を短時間で記録媒体Ｐに定着させ得る。短時間での定着は、定着液３０の消費量の低減化にも寄与する。また、定着液３０が速やかに乾燥するので、記録媒体Ｐにしわ、カールなどが発生することがない。また、トナー９の粒径が小さいほど、重量は同じ場合でも記録媒体Ｐに対する被覆率が向上するので、より少ない付着量で高画質画像を形成できる。すなわち、トナー消費量の低減化と高画質化とを両立できる。体積平均粒径が２μｍ未満では、流動性が低下し、現像動作におけるトナーの感光体ドラムへの供給、現像装置における撹拌、トナーの帯電などが不充分になる。その結果、トナー量の不足、逆極性トナーの増加などが起こり、現像時に高画質なトナー像が得られない。一方、体積平均粒径が７μｍを超えると、トナー粒子の中心まで膨潤しにくい大粒径粒子の含有率が増加するので、定着画像の発色が悪くなると共に、ＯＨＰシートにおいては透過画像が暗くなる。
【００４８】
トナー９としては、たとえば、結着樹脂と顔料（着色剤）とワックス（離型剤）とを含み、トナーの軟化点１００〜１３０℃、トナーのガラス転移点５０〜８０℃で、その体積平均粒子径が２〜７μｍのものが好ましい。軟化点の高いトナー９は現像時の負荷に対しては高い耐久性を有するものの、熱定着では充分に定着および発色しない。しかしながら、このような高軟化点のトナーであっても、定着液３０を用いた画像形成装置１であれば化学的にトナーを膨潤軟化する方式を採用するので、高品位定着画像の形成に好適に使用できる。本実施の形態では、トナー９としては、着色剤含有量がトナー９全量の１２重量％、ワックス含有量がトナー９全量の７重量％および残部がポリエステル（結着樹脂、ガラス転移点６０℃、軟化点１２０℃）からなり、体積平均粒径６μｍの負帯電性の絶縁性非磁性トナーを用いる。このトナーを用いて所定の画像濃度（Ｘ−Ｒｉｔｅ社製３１０による反射濃度測定値が１．４）を得るには、単位面積当たり５ｇ／ｍ２のトナー量が必要である。
【００４９】
中間転写手段３は、中間転写ベルト２２と、中間転写ローラ２３ｙ，２３ｍ，２３ｃ，２３ｂと、支持ローラ２４，２５，２６と、ベルトクリーナ２７とを含む。
【００５０】
中間転写ベルト２２は、支持ローラ２４，２５，２６によって張架されてループ状の移動経路を形成する無端ベルト状のトナー像担持手段であり、感光体ドラム１１ｙ，１１ｍ，１１ｃ，１１ｂとほぼ同じ周速度で矢符２８の方向に回転する。中間転写ベルト２２としては、定着液３０がその内部に浸透しない構成であれば特に制限されないけれども、たとえば、フィルム状基材と、フィルム状基材の表面に形成される弾性樹脂層と、弾性樹脂層の表面に形成されるフッ素樹脂含有被覆層とを含む積層体、フィルム状基材とその表面に形成されるフッ素樹脂含有被覆層との積層体などが挙げられる。被覆層表面がトナー像担持面２２ａになる。フィルム状基材には、たとえば、ポリイミド、ポリカーボネートなどの樹脂材料、フッ素ゴムなどのゴム材料をフィルム状に成形したものを使用できる。フッ素樹脂被覆層は、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）、ＰＦＡ（テトラフルオロエチレンとパーフルオロアルキルビニルエーテルとの共重合体）、これらの混合物などのフッ素樹脂を含んで構成される。フィルム状基材、弾性樹脂層およびフッ素樹脂含有被覆層の１または２以上には、中間転写ベルト２２としての電気抵抗値を調整するために、導電材が配合されてもよい。導電材としては、たとえば、ファーネスブラック、サーマルブラック、チャネルブラック、グラファイトカーボンなどが挙げられる。中間転写ベルト２２はベルト形態に限定されず、たとえば、ドラム形態に形成することもできる。本実施の形態では、厚さ１００μｍのポリイミドフィルムからなる基材層に、ＰＴＦＥおよびＰＦＡを８：２（重量比）の割合で含むフッ素樹脂組成物からなる厚さ２０μｍの被覆層を積層し、各層に中間転写ベルトとしての適正な電気抵抗値を有するようにカーボンブラックを配合したベルト状の中間転写ベルト２２を使用する。中間転写ベルト２２のトナー像担持面２２ａは、その回転方向（矢符２８の方向）上流側から、感光体ドラム１１ｙ，１１ｍ，１１ｃ，１１ｂにこの順番で圧接する。中間転写ベルト２２の感光体ドラム１１ｙ，１１ｍ，１１ｃ，１１ｂに圧接する位置が、各色トナー像の中間転写ベルト２２への転写位置（中間転写ニップ部）である。
【００５１】
中間転写ローラ２３ｙ，２３ｍ，２３ｃ，２３ｂは、それぞれ、中間転写ベルト２２を介して感光体ドラム１１ｙ，１１ｍ，１１ｃ，１１ｂに対向してトナー像担持面２２ａの反対面に圧接し、かつ図示しない駆動手段によってその軸線回りに回転駆動可能に設けられるローラ状部材である。中間転写ローラ２３ｙ，２３ｍ，２３ｃ，２３ｂには、たとえば、金属製軸体と、該金属製軸体の表面に被覆される導電性層とを含むローラ状部材が用いられる。軸体は、たとえば、ステンレス鋼などの金属から形成される。軸体の直径は特に制限されないけれども、好ましくは８〜１０ｍｍである。導電性層は中間転写ベルト２２に高電圧を均一に印加するためのものであり、たとえば、導電性弾性体から形成される。導電性弾性体としてはこの分野で常用されるものを使用でき、たとえば、エチレン・プロピレン・ジエンゴム（ＥＰＤＭ）、発泡ＥＰＤＭ、発泡ウレタンなどのマトリックス中にカーボンブラックなどの導電材を分散させた導電性弾性体が挙げられる。中間転写ローラ２３ｙ，２３ｍ，２３ｃ，２３ｂには、感光体ドラム１１ｙ，１１ｍ，１１ｃ，１１ｂの表面に形成されるトナー像を中間転写ベルト２２上に転写するために、トナーの帯電極性とは逆極性の中間転写バイアスが定電圧制御によって印加される。これによって、感光体ドラム１１ｙ，１１ｍ，１１ｃ，１１ｂに形成されるイエロー、マゼンタ、シアンおよびブラックのトナー像が中間転写ベルト２２のトナー像担持面２２ａにおける中間転写ニップ部に順次重ね合わさって転写され、多色トナー像が形成される。ただし、イエロー、マゼンタ、シアンおよびブラックの一部のみの画像情報が入力される場合は、作像ユニット１０ｙ，１０ｍ，１０ｃ，１０ｂのうち、入力される画像情報の色に対応する作像ユニットのみにおいてトナー像が形成される。
【００５２】
支持ローラ２４，２５，２６は、図示しない駆動手段によって軸心回りに回転駆動可能に設けられ、中間転写ベルト２２を張架して矢符２８の方向に回転駆動させる。支持ローラ２４，２５，２６には、たとえば、直径３０ｍｍおよび肉厚１ｍｍのアルミニウム製パイプ状ローラが用いられる。支持ローラ２５は電気的に接地される。なお、支持ローラ２５は後述するように転写手段４としての機能をも有する。
【００５３】
ベルトクリーナ２７は、中間転写ベルト２２のトナー像担持面２２ａ上のトナー像を後述の転写手段４において記録媒体Ｐに転写した後、トナー像担持面２２ａに残存するトナーを除去する部材である。ベルトクリーナ２７は、クリーニングブレード２７ａと、トナー容器２７ｂとを含む。クリーニングブレード２７ａは、中間転写ベルト２２を介して支持ローラ２６に対向しかつ図示しない加圧手段によってトナー像担持面２２ａに圧接するように設けられ、トナー像担持面２２ａ上の残存トナー、紙粉などを掻き取る板状部材である。クリーニングブレード２７ａには、たとえば、ウレタンゴムなどのゴム材料からなるブレードを使用できる。トナー容器２７ｂは、クリーニングブレード２７ａによって掻き取られた残存トナー、オフセットトナー、紙粉などを貯留する。
【００５４】
中間転写手段３によれば、感光体ドラム１１ｙ，１１ｍ，１１ｃ，１１ｂ上に形成される各色トナー像が、中間転写ベルト２２のトナー像担持面２２ａの中間転写ニップ部に重ね合わされて転写され、トナー像が形成される。このトナー像が転写手段４によって記録媒体Ｐへ転写された後、中間転写ベルト２２のトナー像担持面２２ａ上に残留するトナーなどがベルトクリーナ２７によって除去され、トナー像担持面２２ａには引き続きトナー像が転写される。
【００５５】
転写手段４は、支持ローラ２５と転写ローラ２９とを含む。転写ローラ２９は、中間転写ベルト２２を介して支持ローラ２５に圧接し、かつ軸線方向に回転駆動可能に設けられ、主に加圧ローラとして機能するローラ状部材である。転写ローラ２９にはこの分野で常用されるものを使用できるけれども、本実施の形態では、直径１０ｍｍの芯金表面に、カーボンブラックを含む厚さ４ｍｍのウレタンゴム層を設けたローラ状部材が用いられる。また本実施の形態では、転写ローラ２９は１Ｎ／ｃｍの線圧で支持ローラ２５に押圧される。また本実施の形態では、転写ローラ２９の芯金には、トナー像の記録媒体Ｐへの転写時に、＋１ｋＶの転写バイアス電圧が印加される。転写手段４によれば、支持ローラ２５と転写ローラ２９との圧接部（転写ニップ部）に、膨潤・軟化状態にあるトナー像が搬送されると、それに同期して、後述する記録媒体供給手段８から記録媒体Ｐが送給され、中間転写ベルト２２上のトナー像が記録媒体Ｐの表面に押圧されて転写され、記録媒体Ｐ表面にトナー像が担持される。
【００５６】
定着液付与手段５は、液滴供給手段３１と、定着液貯留槽３２と、供給管３３と、図示しない記録媒体検知手段と、画像形成装置１の全動作を制御しかつ液滴径制御手段をも兼ねるＣＰＵ（Central  Processing  Unit）とを含み、後述する搬送ベルト３４によって加熱下に搬送されるトナー像担持記録媒体Ｐに定着液３０を付与する。
【００５７】
液滴供給手段３１は、搬送ベルト３４の回転駆動方向（矢符３９の方向）の温度センサ３８よりも下流側において、搬送ベルト３４に対して間隙を有して鉛直方向上方に離隔するように設けられ、搬送ベルト３４上に載置されて矢符３９の方向に搬送されるトナー像担持記録媒体Ｐのトナー像担持面に定着液３０の液滴を付与する。液滴供給手段３１には、たとえば、ノズルアレイを使用できる。ノズルアレイは、電気的な制御信号に基づいて定着液３０の微小液滴を非接触下に付与し得る微小ノズルを複数配列してなる微小液滴吐出装置である。微小ノズルの配列ピッチは、吐出する定着液滴が記録媒体Ｐの被付与面に着弾した状態で、被付与面を隙間なく被覆するように設定される。ノズルアレイは、入力される電気的な制御信号に応じて、微小ノズルから吐出される定着液滴の径を適宜変更できる。ノズルアレイは、一般的には、液滴径３０〜２００μｍ、定着液滴付着量約０．５〜３．５ｍｇ／ｃｍ２の範囲で、定着液３０の記録媒体Ｐへの付与状態を変更できる。定着液３０の付与量は特に制限されないが、一般的な普通紙の場合は、液滴径約１５０μｍ、付着量約２．５ｍｇ／ｃｍ２程度が好ましい。一方、ＯＨＰシート、表面に樹脂層を有するコート紙などの記録媒体については定着液３０の付与量約２．５ｍｇ／ｃｍ２では、記録媒体に対して定着液３０が浸透し難いかまたは全く浸透しないので、付着する液滴内でトナー流れが発生し、画質が著しく低下する。したがって、ＯＨＰシート、コート紙などの表面平滑性の良好な記録媒体については、液滴径約３０μｍ、定着液３０の付与量０．５ｍｇ／ｃｍ２程度が好ましい。これによって、液滴内でのトナー流れの発生を防止でき、良好な画質を得ることができる。ノズルアレイの具体例としては、たとえば、圧電素子を用いるピエゾ方式ノズルアレイ、定着液３０に圧力を掛ける加圧方式ノズルアレイ、膜沸騰現象による気泡を利用するサーマル方式ノズルアレイ、流体ノズルを備えるノズルアレイ、超音波噴霧器などが挙げられる。液滴径の制御は、たとえばピエゾ方式ノズルアレイの場合は、ピエゾ素子に印加する電圧を適宜調節すればよい。また、流体ノズルを備えるノズルアレイの場合は、流体ノズル内における空気流と定着液３０との混合比を調節すればよい。超音波噴霧器の場合は、超音波の周波数、振幅などを調節すればよい。このように、非接触下に定着液３０を付与すれば、塗布ローラなどの定着液付与部材を用いて接触下に記録媒体Ｐに定着液３０を付与する場合に起こるような問題（定着液付与部材と記録媒体Ｐとのニップ部におけるトナー像乱れ、定着液付与部材へのトナーのオフセットなど）が起こらず、トナー像を乱すことなく記録媒体Ｐに定着液３０を付与でき、高画質画像が得られる。
【００５８】
定着液貯留槽３２は内部空間を有する容器状部材であり、その内部空間に定着液３０を貯留する。定着液貯留槽３２は、画像形成装置１内部に据え置き型として設置し、定着液３０がなくなった段階で図示しない定着液補給口から定着液３０を補充する方式を採ってもよく、また、定着液貯留槽３２を画像形成装置１から脱着可能なカートリッジ形式に構成し、定着液３０が消費された時点で新しい定着液貯留槽３２と交換する方式を採ってもよい。
【００５９】
定着液貯留槽３２の内部に貯蔵される定着液３０としては、トナー９に含まれる結着樹脂、離型剤などを膨潤・軟化させ得る液状成分を含む従来から公知のものをいずれも使用でき、その中でも１または２種以上の有機溶剤と水とを含むものが好ましい。ここで有機溶剤としては、結着樹脂、離型剤などを膨潤・軟化させることができかつ水に溶解または分散可能なものを使用でき、たとえば、ハイドロフルオロエーテル類、ハイドロフルオロエーテル類とそれ以外の有機溶剤（以後「補助溶剤」と称す）との混合物などが挙げられる。ハイドロフルオロエーテル類は表面張力および粘度が小さいので、トナー粒子間、トナーと記録媒体との間などにも浸透する。補助溶剤との混合物である場合には、補助溶剤がトナー９同士の界面、トナー９と記録媒体との接触面などに運ばれ、瞬時にトナー９を膨潤・軟化させ得る。また、ハイドロフルオロエーテルは蒸発潜熱が小さいので、室温でも短時間で乾燥する。ハイドロフルオロエーテル類の具体例としては、メチルノナフルオロブチルエーテル、メチルノナフルオロイソブチルエーテル（Ｃ３Ｆ９ＯＣＨ３）、エチルノナフルオロブチルエーテル、エチルノナフルオロイソブチルエーテル（Ｃ３Ｆ９ＯＣ２Ｈ５）、１，１，２，２−テトラフロオロエチル−２，２，２−トリフルオロエチルエーテル（ＣＨＦ２ＣＦ２ＯＣＨ２ＣＦ３）などが挙げられる。ハイドロフルオロエーテル類は１を単独で使用できまたは２種以上を併用できる。ハイドロフルオロエーテル類の含有量は特に制限されないけれど、好ましくは定着液３０全量の５０〜９５重量％、さらに好ましくは６０〜９０重量％である。ハイドロフルオロエーテル類の含有量が５０重量％未満では、定着液３０としての浸透力が小さくなり、トナー像を構成するトナー量が多い場合に、表面のトナーのみが膨潤軟化し、トナー像とトナー担持体である記録媒体Ｐとの接触面に存在するトナーが充分に膨潤・軟化しない。このため、トナー像の記録媒体Ｐに対する付着力が低下し、記録媒体Ｐに強固に定着した画像が得られない。ハイドロフルオロエーテル類が９０％を越えると、トナー３の膨潤、軟化作用が弱くなって、十分な定着強度が得られない。
【００６０】
補助溶剤の具体例としては、たとえば、アルコール類（メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、ブタノールなど）、ケトン類（アセトン、メチルエチルケトン、メチルブチルケトン、メチルイソブチルケトン、ジエチルケトンなど）、エーテル類（メチルエチルエーテル、ジエチルエーテル、メチルブチルエーテル、メチルイソブチルエーテルン、ジメチルエーテルなど）、カルボン酸（ギ酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸など）と低級アルコール（メタノール、エタノール、プロパノールなど）とのエステル類などが挙げられる。この中でも、エーテル類およびエステル類が好ましく、エステル類が特に好ましい。エステル類の中ではジエチルエーテルが特に好ましい。エステル類の中では酢酸エチル、酢酸メチル、ギ酸エチル、ギ酸メチルなどが好ましく、酢酸エチルが特に好ましい。これらの補助溶剤は常温で揮発するとともに、ポリエステルを初めとするトナー９の結着樹脂を膨潤軟化する作用に優れる。補助溶剤は１種を単独で使用できまたは２種以上を併用できる。ハイドロフルオロエーテル類と補助溶剤との使用割合は特に制限されないけれども、ハイドロフルオロエーテル類１００重量部に対して、補助溶剤を１〜１００重量部使用するのが好ましい。また、補助溶剤の定着液３０における含有量は、前記したハイドロフルオロエーテル類との使用割合を満たした上で、好ましくは定着液３０全量の５重量％以上、さらに好ましくは１０重量％以上である。水は、有機溶剤または有機溶剤と補助溶剤の使用量に対し、全量が１００になる残部量を使用する。
【００６１】
定着液３０は、水および有機溶剤のほかに、界面活性剤、分散助剤などを含有できる。界面活性剤は、たとえば、有機溶剤の定着液３０中での分散性を向上させ、トナー９と定着液３０との濡れ性を向上させる。界面活性剤としては、ラウリル硫酸エステルナトリウム塩などの高級アルコール硫酸エステル塩、オレイン酸ナトリウムなどの高級脂肪酸金属塩、脂肪酸誘導体硫酸エステル塩、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、複素環アミンなどの陽イオン（カチオン）界面活性剤、アミノ酸エステル、アミノ酸などの両性イオン（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などが挙げられる。界面活性剤は１種を単独で使用できまたは２種以上を併用できる。分散助剤としては、たとえば、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコール、モノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテルなどのカップリング剤が挙げられる。分散助剤は、１種を単独で使用できまたは２種以上を併用できる。さらに、定着液３０は接着剤を含むことができる。接着剤としては、定着液３０に溶解または分散し得るものであれば特に制限されず、たとえば、クロロプレンゴム、ニトリルゴム、ＳＢＲゴムなどの高分子エラストマーを主成分とするゴム系接着剤、酢酸ビニル、ＥＶＡ、アクリル樹脂などの合成樹脂を水中に均一に分散させたエマルジョン接着剤などが挙げられる。これによって、トナー９と記録媒体Ｐとの付着力が、トナーの膨潤・軟化だけでなく、接着剤によっても付与されるので、トナー９と記録媒体Ｐとの付着力を向上させることができ、トナー像の記録媒体Ｐへの定着強度を増加させることができる。
【００６２】
供給管３３は、一端が液滴供給手段３１に接続され、他端が定着液貯留槽３２に接続され、定着液貯留槽３２内の定着液３０を液滴供給手段３１に供給するパイプ状部材である。供給管３３上には図示しない定着液補給手段が設けられる。定着液３０の補給は、たとえば、液滴供給手段３１に設けられる図示しない液量検知手段による定着液３０の残量の検知結果に応じて行われる。液量検知手段の検知結果は、画像形成装置１の全動作を制御するＣＰＵの記憶部に入力される。ＣＰＵの演算部は、記憶部に予め入力される定着液の補給が必要な液量と、液量検知手段の検知結果とを記憶部から取り出して比較し、現在の残量が定着液３０の補給が必要な液量よりも少ないと判断した場合に、制御信号を定着液補給手段に送り、定着液３０の液滴供給手段３１への補給を行う。定着液３０の補給は、たとえば、液量検知手段による検知結果に応じて、ＣＰＵが液滴供給手段３１の内部に所定量の定着液３０が充填されたと判断した場合に、ＣＰＵは定着液補給手段に送り、定着液３０の補給を停止する。定着液補給手段には、たとえば、電磁式バルブなどを使用できる。
【００６３】
液滴供給手段３１、定着液貯留槽３２および供給管３３の少なくとも１つの部材の周辺に、図示しない定着液保温手段を設けることができる。定着液保温手段は、定着液３０の液温を、室温より高く、かつ定着液３０に含まれる有機溶剤などの成分の揮発が著しく進行しない程度の温度に保持することを目的とするものであり、具体的には各種ヒータなどの一般的な加熱手段が用いられる。定着液保温手段による加熱は、たとえば、定着液３０の保温温度を予め設定した上で、液滴供給手段３１、定着液貯留槽３２または供給管３３に設けられる図示しない温度センサによる検知結果に応じて、ＣＰＵによって制御される。
【００６４】
記録媒体検知手段（図示せず）は記録媒体の種類を検知し、その検知結果をＣＰＵの記憶部に入力する。ここで、記録媒体の種類とは、記録媒体の材質、記録媒体の厚み、記録媒体のマーキングなどである。また、画像形成装置１の図示しない上面部分に設けられる図示しない操作パネルにおいて、記録媒体の種類を指定する領域を設け、使用者によって記録媒体の種類を指定してＣＰＵに入力する構成としてもよい。また、画像形成装置１に接続される外部情報端末機器からＣＰＵに入力される画像情報の中から、ＣＰＵが記録媒体の種類に関する情報を取り出す形で記録媒体の種類を検知しても良い。これらの中でも、記録媒体の厚みに基づいて記録媒体の種類を判別するのが好ましい。記録媒体には、普通紙、カラーコピー用紙、ＯＨＰシート、コート紙などがあり、全て厚みが異なる。したがって、ＣＰＵの記憶部に記録媒体毎の厚み値を入力しておけば、ＣＰＵはその演算部において記録媒体検知手段による検知結果と記録媒体毎の厚み値とを比較して記録媒体が何であるかを容易に判別できる。記録媒体検知手段には、反射型フォトセンサ、マーキングセンサなどが挙げられる。記録媒体検知手段は、たとえば、後述の記録媒体トレイ４６、図示しない手差しトレイなどに設けられる。
【００６５】
ＣＰＵ（図示せず）は、記録媒体検知手段による検知結果に応じて、液滴供給手段３１から吐出される定着液３０の液滴径を制御する。記録媒体検知手段による検知結果は、ＣＰＵの記憶部に入力される。検知結果が記録媒体の厚みに関するものである場合、ＣＰＵは記憶部に予め入力される記録媒体の種類と厚みとの関係を示すテーブルシートおよび記録媒体検知手段による最新の検知結果を取り出し、演算部において両者を比較し、検知された記録媒体の種類を判定する。ＣＰＵは、判定結果に応じて制御部から、液滴供給手段３１に制御信号を送付し、液滴供給手段３１から吐出される液滴径を変化させる。たとえば、液滴供給手段３１がピエゾ方式ノズルアレイである場合は、液滴供給手段３１に接続される図示しない電源に制御信号を送り、該電源から液滴供給手段３１のピエゾ素子に印加する電圧を適宜調節すればよい。これによって、記録媒体毎に定着液３０の最適量を付与でき、定着液３０を無駄なく効率的に使用できる。また、定着液３０が最適量であるためトナー像を乱すことなく良好な画像を得ることができる。
【００６６】
定着液付与手段５によれば、搬送ベルト３４上に載置され、矢符３９の方向に搬送されるトナー像担持記録媒体Ｐのトナー像担持面に、該記録媒体Ｐの種類に応じて、定着液３０を付与できる。
【００６７】
搬送手段６は、搬送ベルト３４と、駆動ローラ３５と、テンションローラ３７と、温度センサ３８とを含む。搬送ベルト３４は、駆動ローラ３５とテンションローラ３７との間に張架されてループ状の搬送経路を形成する無端ベルトであり、転写手段４によって転写されたトナー像を担持する記録媒体Ｐを加熱下に矢符３９の方向すなわち定着手段７に向けて搬送する。その途中で、トナー像担持記録媒体Ｐは、定着液付与手段５によって、定着液３０の付与を受ける。搬送ベルト３４には、たとえば、導電剤を添加して導電性を付与した厚さ１００μｍのポリイミドフィルムの少なくとも記録媒体搬送面に、ＰＴＦＥからなる厚さ１０μｍの被覆層を設けたものを使用できる。搬送ベルト３４の搬送速度は特に制限されないけれども、ＯＨＰシート、コート紙などの定着液３０が浸透し難いかまたは全く浸透しない記録媒体Ｐを用いる場合は、普通紙の搬送速度（一般には１００ｍｍ／ｓｅｃ程度）を半分程度（５０ｍｍ／ｓｅｃ程度）にするのが好ましい。これによって、たとえば、記録媒体Ｐ上での定着液３０の液滴の移動または流れを防止できる。駆動ローラ３５は、図示しない駆動手段により、軸線回りに回転駆動可能に設けられる。駆動ローラ３５には、たとえば、アルミニウムなどの金属からなる中空ローラを使用できる。駆動ローラ３５の内部には、加熱手段３６が設けられる。加熱手段３６は、後述する図示しない制御手段によって、駆動ローラ３５に張架される搬送ベルト３４の温度をほぼ一定に保持する。この搬送ベルト３４に搬送されるトナー像担持記録媒体Ｐは、搬送ベルト３４によって間接的に加熱される。加熱手段３６には、たとえば、ハロゲンランプ、赤外線ヒータなどの非接触加熱方式の加熱ヒータ、ローラ状、板状などの加熱手段を使用できる。また、本実施の形態では、加熱手段３６にハロゲンランプを用い、搬送ベルト３４の温度は７０℃に保持され、記録媒体Ｐ上のトナー像はトナー９のガラス転移点よりも若干低い５６℃程度に加熱される。テンションローラ３７は、搬送ベルト３４が弛まないように、搬送ベルト３４に所定の張力を付与する。テンションローラ３４には、たとえば、金属製軸体と、金属製軸体の表面に形成される被覆層とを含んで構成される。また、金属製軸体のみからなるものでもよい。金属製軸体の材料には、たとえば、ステンレス鋼が使用され、被覆層の材料にはたとえばフッ素ゴムが使用される。温度センサ３８は、搬送ベルト３４の搬送方向（矢符３９の方向）の、駆動ローラ３５よりも下流側であって液滴供給手段３１の上流側において、搬送ベルト３４のトナー像担持記録媒体Ｐの搬送面とは反対側の面近傍に設けられる。温度センサ３８による検知結果は、ＣＰＵ（不図示）の記憶部に入力される。ＣＰＵの演算部は、記憶部に予め入力される搬送ベルト３４の設定温度と温度センサ３８による検知結果とを記憶部から取り出して両者を比較し、検知結果が設定温度よりも低いと判定した場合には、判定結果に応じて制御信号を図示しない加熱手段３６の電源に送り、電源から加熱手段３６に必要量の電圧を印加することによって、加熱手段３６が発熱する。このようにして、搬送ベルト３４の温度がほぼ一定に保持される。
【００６８】
本実施の形態では、搬送ベルト３４の温度を７０℃とし、定着液３０が付与される定着手段７に搬送されるトナー像の温度を、トナーのガラス転移点（６０℃）よりも低い温度とするけれども、それに限定されず、搬送ベルト３４の温度を８０℃とし、定着手段７に搬送されるトナー像の温度を、トナーのガラス転移点（６０℃）よりも高い温度としてもよい。これによって、定着液３０を付与する前にトナーが軟化し、トナー同士およびトナーと記録媒体との付着力が増加し、定着液付与時に、定着液３０の付与によるトナーの移動、流れを防止できる。また、搬送ベルト３４の温度を１４０℃とし、定着手段７に搬送されるトナー像の温度を、トナーの軟化点（１２０℃）よりも高い温度とすることが好ましい。これによって、トナーが充分軟化してトナー同士およびトナーと記録媒体との付着力がさらに増加し、定着液付与時の定着液３０によるトナーの移動、流れなどを一層確実に防止できる。搬送手段６によれば、転写手段６によってトナー像が転写された記録媒体Ｐに対し、設定温度に加熱しながら定着液３０を付与することによって、トナー像を構成するトナーを充分に膨潤・軟化させた後、このトナー像担持記録媒体Ｐを定着手段７に送給する。
【００６９】
定着手段７は、定着ローラ４０と、加圧ローラ４４と、排紙ローラ４５とを含む。
定着ローラ４０は、図示しない駆動手段によって軸心回りに回転駆動可能に支持され、加圧ローラ４４に圧接するように設けられるローラ状部材であり、芯金４１と、芯金４１の表面に形成される弾性層４２と、弾性層４２の表面に形成される表層４３とを含む。弾性層４２は弾性材料によって構成され、弾性材料は好ましくはゴム材料であり、特に好ましくは定着液３０によって膨潤しないゴム材料である。膨潤しないゴム材料を用いると、定着ローラ４０の外径が不変に保持されるので、定着ローラ４０と加圧ローラ４４との圧接部（定着ニップ部）における記録媒体Ｐの搬送速度をほぼ一定に維持できる。定着液３０によって膨潤しないゴム材料としては、たとえば、エチレン−プロピレンゴム（ＥＰＤＭ）、ブチルゴム、ニトリルゴム、クロロプレンゴム、スチレンブタジエンゴムなどが挙げられる。表層４３は合成樹脂、好ましくはフッ素樹脂によって構成される。フッ素樹脂としては、たとえば、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）、ＰＦＡ（テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体）、ＦＥＰ（テトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体）、ＥＴＦＥ（テトラフルオロエチレン・エチレン共重合体）、ＰＶＤＦ（ポリビニリデンフルオライド)、ＰＣＴＦＥ（ポリクロロトリフルオロエチレン）、これらの２種以上の混合物などが挙げられる。本実施の形態では、芯金４１の表面に硬度２０度（ＪＩＳ−Ａ）のＥＰＤＭゴムからなる厚さ３ｍｍの弾性層４２を形成し、弾性層４２の表面にＰＡＦからなる厚さ８０μｍの表層４３を形成してなる外径３０ｍｍの定着ローラ４０を用いる。
【００７０】
加圧ローラ４４は、定着ローラ４０の回転に従動回転可能に支持され、定着ローラ４０に圧接するように設けられるローラ状部材であり、定着ローラ４０と同様に芯金と弾性層と表層とを含む。芯金、弾性層および表層の形成に用いられる材料も、定着ローラ４０と同様である。本実施の形態では、芯金の表面に硬度５０度（ＪＩＳ−Ａ）のＥＰＤＭゴムからなる厚さ３ｍｍの弾性層を形成し、弾性層の表面にＰＡＦからなる厚さ８０μｍの表層を形成してなる外径３０ｍｍの加圧ローラ４４を用いる。また、本実施の形態では、加圧ローラ４４は、定着ローラ４０に対して１０Ｎ／ｃｍの押圧力で圧接する。搬送手段６によって加熱され、定着液付与手段５によって定着液３０を付与され、膨潤・軟化状態にあるトナー９からなるトナー像を担持する記録媒体Ｐが定着ニップ部を通過することによって、トナー像が定着ローラ４０と加圧ローラ４４とによって記録媒体Ｐに押圧され、記録媒体Ｐに画像として定着される。排紙ローラ４５は、定着ローラ４０と加圧ローラ４４との定着ニップ部から搬送される画像定着済記録媒体Ｐを画像形成装置１の外部側面に設けられる排紙トレイ４９に排出する一対のローラ状部材である。これら一対のローラは互いに圧接するように設けられ、それぞれの軸線方向に回転駆動可能に支持される。定着手段７によれば、トナー像を担持する記録媒体Ｐが定着ニップ部を通過することによって、トナー像が画像として記録媒体Ｐに定着され、排紙ローラ４５を介してトレイ４９に排出される。定着手段７の前工程である搬送手段６において、定着液付与手段５によって定着液３０を付与された記録媒体Ｐ上のトナー像は、定着液３０の作用によって充分な付着力で記録媒体Ｐに定着し、このままでも画像形成済記録媒体Ｐとできるけれども、さらに定着手段７において加圧することによって、定着強度、画質などを一層向上させることができる。
【００７１】
記録媒体供給手段８は、記録媒体Ｐを貯留する記録媒体カセット４６と、記録媒体Ｐを搬送路に１枚ずつ送給するピックアップローラ４７と、中間転写ベルト２２上のトナー像が転写ニップ部に搬送されるのに同期して、該ニップ部に記録媒体Ｐを送給する１対のレジストローラ４８とを含んで構成される。記録媒体供給手段８によれば、記録媒体カセット４６内に貯留される記録媒体Ｐが、ピックアップローラ４７により１枚ずつ搬送路に送給され、さらに、レジストローラ４８によって転写ニップ部に送給され、トナー像を転写される。
【００７２】
画像形成装置１によれば、トナー像形成手段２によって中間転写ベルト２２上に形成されるトナー像が転写手段４によって記録媒体Ｐに転写され、加熱下に定着液付与手段５による定着液３０の非接触付与を受けて記録媒体Ｐに定着され、さらに定着手段７によって記録媒体Ｐに一層強固に定着された後、排紙トレイ４９に排出される。
【００７３】
図５は、本発明の実施の第２形態である画像形成装置５０の要部の構成を模式的に示す断面図である。画像形成装置５０は、画像形成装置１に類似し、対応する部分については同一の参照符号を付すかまたは図示を省略して説明を省略する画像形成装置５０は、画像形成装置１における搬送手段６および定着手段７に代えて、搬送手段５１および定着手段５２を有することを特徴とする。また、定着液付与手段５の定着液貯留槽３２内に図示しない定着液保温手段が設けられることを特徴とする。
【００７４】
定着液付与手段５において、定着液貯留槽３２の内部には、前述のように図示しない定着液保温手段と温度センサとが設けられ、定着液３０の液温を一定温度に保温するように構成される。定着液保温手段にはヒータを使用する。温度センサによる検知結果は図示しないＣＰＵの記憶部に入力され、ＣＰＵの演算部は記憶部に予め入力される保温設定温度と温度センサによる検知結果とを記憶部から取り出して両者を比較し、温度センサによる検知結果が保温設定温度よりも低いと判定した場合には、ＣＰＵの制御部が判定結果に応じて制御信号を図示しない定着液保温手段の電源に送り、定着液保温手段に電圧を印加して、定着液３０の液温を保温設定温度まで上昇させる加熱を行う。本実施の形態では、定着液３０の保温設定温度は４０℃である。このように構成することによって、定着液３０の付与時にトナー９の温度が低下しすぎることを防止でき、定着時に加熱による軟化と定着液による軟化とが相乗的に作用し、良好な定着状態を確保できる。
【００７５】
搬送手段５１は、搬送ベルト３４と、駆動ローラ３５と、テンションローラ５３と、温度センサ３８とを含む。テンションローラ５３は、図示しない駆動手段によって軸心回りに回転駆動可能にまたは駆動ローラ３５の回転に従動回転可能に設けられ、駆動ローラ３５と協働して搬送ベルト３４を張架する。また、テンションローラ５３は搬送ベルト３４を介して定着手段５２の定着ローラ４０に圧接するように設けられ、その内部に加熱手段３６が設けられる。すなわち、テンションローラ５３は、搬送手段５１において搬送ベルト３４に張力を付与する機能および搬送ベルト３４を設定温度に加熱する機能を有するとともに、定着手段５２において加圧ローラとしての機能をも有する。また、温度センサ３８は、テンションローラ５３の表面温度を検知するためにテンションローラ５３の表面近傍に設けられる。テンションローラ５３の表面温度と、搬送ベルト３４における液滴供給手段３１の鉛直方向下方部分（搬送ベルト３４の定着液付与領域）の表面温度との相関関係は、予め求めることができる。したがって、テンションローラ５３の表面温度を制御することによって、搬送ベルト３４、特に搬送ベルト３４の定着液３０の付与領域に到達する部分の表面温度を制御できる。また、トナー像の温度は搬送ベルト３４の表面温度にほぼ等しくなるので、定着液３０の付与領域に到達する部分の表面温度を制御することによって、定着手段５２に搬送されるトナー像の温度を制御できる。テンションローラ５３の表面温度の制御は、画像形成装置１における搬送ベルト３４の温度制御と同様に、温度センサ３８の検知結果を図示しないＣＰＵが判定し、ＣＰＵは判定結果に応じて加熱手段３６に接続される図示しない電源に制御信号を送ることによって行われる。本実施の形態では、テンションローラ５３の表面温度は７０℃に設定され、搬送ベルト３４の定着液付与領域の温度はトナー９のガラス転移点（６０℃）よりも若干低い温度となるよう設定される。これによって、定着手段５２に搬送されるトナー像の温度も、搬送ベルト３４の定着液付与領域の温度とほぼ等しくなる。
【００７６】
本実施の形態では、テンションローラ５３の表面温度を７０℃、定着手段５２に搬送されるトナー像の温度をトナー９のガラス転移点（６０℃）よりも低い温度とするけれども、それに限定されず、たとえば、テンションローラ５３の表面温度を８０℃、搬送ベルト３４における定着液付与領域の温度をトナー９のガラス転移点（６０℃）よりも高い温度としてもよい。この場合には、定着液３０の付与前にトナー９の軟化が始まり、トナー９同士およびトナー９と記録媒体との付着力が増加するので、定着液３０の付与によるトナー９の移動、流れなどを確実に防止できる。さらに、テンションローラ５３の表面温度を１４０℃、搬送ベルト３４における定着液付与領域の温度をトナー９の軟化点（１２０℃）よりも高い温度としてもよい。この場合には、トナー９が充分に軟化し、トナー９同士およびトナー９と記録媒体との付着力がさらに増加するので、定着液３０の付与によるトナー９の移動、流れを一層確実に防止できる。
【００７７】
このように構成すれば、定着液３０の付与によるトナー９および記録媒体Ｐの温度低下を補う熱量をその場で供給できる。その結果、定着液３０の付与直後のトナー９、記録媒体Ｐおよび定着液３０の温度が適度に高くなるので、定着液３０のトナー像への拡散、浸透が早く、トナー９の膨潤・軟化が瞬時に広範囲に生じ、トナー像を充分な付着力で記録媒体Ｐに定着できる。さらに、付与後の定着液３０の温度上昇によって、トナー９の膨潤・軟化に関与しない定着液３０を短時間で乾燥させることができる。
【００７８】
搬送手段５１によれば、転写手段４においてトナー像が転写された記録媒体Ｐが搬送ベルト３４に載置されて矢符３９の方向に搬送される際に、搬送ベルト３４による間接加熱および定着液付与手段５による定着液３０の付与を受け、トナー像が記録媒体Ｐにほぼ定着した状態で定着手段５２に搬送される。
【００７９】
定着手段５２は、定着ローラ３０と、テンションローラ５３と、排紙ローラ４５とを含む。テンションローラ５３は、前述のように、加熱ローラとして機能する。搬送手段５１から、定着ローラ３０とテンションローラ５３との圧接部（定着ニップ部）に送給されるトナー像定着済記録媒体Ｐはこの圧接部において加熱加圧を受け、それによってトナー像が記録媒体Ｐに一層強固に定着し、記録媒体Ｐ上に画像が形成される。画像形成済記録媒体Ｐは排紙ローラ４５を介して画像形成装置５０外部に設けられる図示しない排紙トレイに排出される。
【００８０】
本発明の画像形成装置において、中間転写ベルト、搬送ベルト、各ローラなどに用いられる材料、層構造、寸法などは、前述のものに限定されず、電子写真方式の画像形成分野で常用されるものをそのまままたは適宜変更して使用できる。
【００８１】
また、ローラに代えて、ベルトなどの無端状部材を使用できる。さらに中間転写ベルト、搬送ベルトなどは無端状部材とされるけれども、ローラ形態にすることもできる。
【００８２】
本発明の画像形成装置は、各実施の形態において、タンデム方式のカラー画像形成装置として示すけれども、それに限定されず、たとえば、中間転写ベルトが１回回転する毎に１色の画像を重ね合わせる、いわゆる４回転方式のカラー画像形成装置とすることもできる。また、カラー画像形成装置に限定されず、単色画像形成装置とすることもできる。
【００８３】
このような本発明の画像形成装置は、たとえば、複写機、プリンタ、ファクシミリ、これらの２種以上の複合機として使用される。
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１】本発明の実施の第１形態である画像形成装置の構成を模式的に示す断面図である。
【図２】図１に示す画像形成装置の要部の構成を拡大して示す断面図である。
【図３】図１に示す画像形成装置の要部の構成を拡大して示す断面図である。
【図４】図１に示す画像形成装置で用いられる定着ローラの構成を模式的に示す断面図である。
【図５】本発明の実施の第２形態である画像形成装置の要部の構成を模式的に示す断面図である。
【符号の説明】
【００８５】
１，５０  画像形成装置
２  トナー像形成手段
３  中間転写手段
４  転写手段
５  定着液付与手段
６，５１  搬送手段
７，５２  定着手段
８  記録媒体供給手段
９  トナー
１０ｙ，１０ｍ，１０ｃ，１０ｂ  作像ユニット
２２  中間転写ベルト
２９  転写ローラ
３０  定着液
３１  液滴供給手段
３４  搬送ベルト
３５  駆動ローラ
３６  加熱手段
３７，５３  テンションローラ
３８  温度センサ
４０  定着ローラ
４４  加圧ローラ
４６  記録媒体カセット
４７  ピックアップローラ
４８  レジストローラ
【図１】
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【図２】
0004473228.tif 000003
【図３】
0004473228.tif 000004
【図４】
0004473228.tif 000005
【図５】
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