(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、トナー像を直接または中間転写媒体を介して記録媒体に転写する転写手段とを含む画像形成装置において、
トナー像形成手段は、
静電潜像を担持する像担持体と、
像担持体上に静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、
像担持体上の静電潜像が形成される領域の静電潜像以外の部分に、トナーを膨潤または軟化させる作用を有する定着液に対して撥液性を有する撥液粒子を付与する撥液粒子付与手段と、
像担持体上の静電潜像が形成される領域の静電潜像の部分に定着液を付与する定着液付与手段と、
像担持体上の定着液が付与される部分にトナーを供給してトナー像を形成する現像手段とを含むことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
像担持体は感光体であり、
静電潜像形成手段は、
感光体表面を帯電させる帯電手段と、
帯電状態にある感光体表面に画像情報に応じた信号光を露光して静電潜像を形成する露光手段とを含むことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
トナー像形成手段は、
定着液付与手段の下流側かつ現像手段の上流側に設けられ、像担持体上の撥液粒子に付着する定着液のみを選択的に回収する定着液回収手段を含むことを特徴とする請求項１または２記載の画像形成装置。
【請求項４】
トナー像形成手段は、
像担持体上の定着液が選択的に転写され、転写される定着液を保持する定着液保持手段をさらに含み、
現像手段によって定着液保持手段上の定着液にトナーを供給してトナー像を形成することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の画像形成装置。
【請求項５】
現像手段は、
帯電状態にあるトナーを像担持体上または定着液保持手段上の定着液に付与することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の画像形成装置。
【請求項６】
現像手段は、
像担持体または定着液保持手段に対して間隙を有して離隔するように設けられることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の画像形成装置。
【請求項７】
定着液保持手段は、
定着液保持手段上の定着液および定着液により膨潤または軟化状態にあるトナーを乾燥させる乾燥手段を含むことを特徴とする請求項４〜６のいずれか１つに記載の画像形成装置。
【請求項８】
乾燥手段は、
定着液保持手段をトナーのガラス転移温度以上の温度に加熱する加熱手段であることを特徴とする請求項７記載の画像形成装置。
【請求項９】
転写手段は、
定着液保持手段上の定着液により膨潤または軟化されたトナーからなるトナー像を中間転写媒体または記録媒体に転写し、
定着液保持手段は、
トナー像を中間転写媒体または記録媒体に転写した後に定着液保持手段上に残留するトナーを回収するトナー回収手段を含むことを特徴とする請求項４〜８のいずれか１つに記載の画像形成装置。
【請求項１０】
発色が異なるトナー像を形成する複数のトナー像形成手段を含み、
発色の異なるトナー像を記録媒体または中間転写媒体上に重ね合わせて転写することによって多色画像を形成することを特徴とする請求項１〜９のいずれか１つ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】
従来から、複写機、プリンタ、ファクシミリなどの画像形成装置には、電子写真方式が多く採用される。電子写真方式では、一般に、光導電性物質を含む感光層を表面に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、この静電潜像を、現像手段から供給されるトナー含有現像剤にて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によって画像が形成される。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、現像ローラなどの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。熱定着方式ではヒータなどの加熱装置を用い、トナーを軟化・溶融させるために１５０℃前後の高温で加熱することが必要になるので、消費電力が大きくなり、電子写真方式の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。一方で、地球温暖化対策として省エネルギー化が志向され、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消費電力の低減化が求められる。
【０００３】
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またはトナー中の樹脂成分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知られている。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、定着液によってトナーを軟化または膨潤させて定着するので、熱定着方式に比べて消費電力が非常に少ない。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。たとえば、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直接または中間転写媒体を介して記録媒体に転写する構成の電子写真方式の画像形成装置において、トナー像形成手段が定着液保持部材と定着液付与手段と現像手段とを含み、定着液付与手段によって定着液保持部材上に画像情報に応じた定着液からなる像を形成し、この像に現像手段によってトナーを供給してトナー像を形成する画像形成装置が提案されている（たとえば、特許文献１参照）。また、粘着性を有する液体を画像情報に応じてインクジェット方式で記録媒体上に吐出して像を形成し、この像に着色材を付着させて画像を形成する画像形成方法が提案されている（たとえば、特許文献２参照）。また、定着液を画像情報に応じてインクジェット方式で記録媒体上に吐出して像を形成し、この像にトナーを付着させて画像を形成する画像形成方法が提案されている（たとえば、特許文献３参照）。また、インクジェット方式の定着液付与手段と、現像手段とを含み、記録媒体または中間転写媒体に、画像情報に応じて、インクジェット方式の定着液付与手段から液滴を吐出して記録媒体または中間転写媒体上に定着液からなる像を形成し、この像に現像手段によってトナーを供給してトナー像を形成する画像形成装置において、現像手段から記録媒体または中間転写媒体上に余剰に供給されるトナーを静電力によって吸着して除去するトナー除去手段と、トナー除去手段によって除去されるトナーを現像手段に還流させるトナー回収手段とを含む画像形成装置が提案されている（たとえば、特許文献４参照）。
【０００４】
これらの従来技術では、インクジェット方式を用いて定着液を記録媒体などに付与するけれども、そのためには、定着液の粘度を下げ、インクジェット方式によって吐出可能な粘度範囲に調整する必要がある。しかるに、粘性の低い定着液を普通紙などの記録媒体に付着させると、定着液像を形成する領域における該像以外の部分（非画像部）にまで定着液が浸透する。その結果、かぶりが発生し易くなり、付与される定着液の全量がトナーの軟化、膨潤に利用されないので、トナー像の記録媒体などへの転写効率が低下する。定着液の浸透を防止するためにその粘度を上げると、インクジェット方式による吐出に時間を要する。また、ベタ画像以外の画像情報に対応する定着液像を形成する際に、非画像部にまでトナーが浸透または付着するのを防止するための実用的でかつ効果的な方法について一切開示がない。
【０００５】
また、表面に静電潜像を担持する感光体と、感光体にトナーを供給する現像ローラと、電気絶縁性液体中にトナーが分散した液体現像剤層を現像ローラ表面に形成する電界印加ローラと、電界印加ローラに液体現像剤を供給する現像剤貯留槽とを含み、液体現像を行う画像形成装置が提案されている（たとえば、特許文献５参照）。電界印加ローラは、その一部が現像剤貯留槽に充填される液体現像剤に浸漬し、回転駆動することによってその表面に液体現像剤を付着させ、この液体現像剤に電界を印加することによって、液体現像剤中のトナーを現像ローラ表面よりも高い電位に帯電させる。そして、電界印加ローラと現像ローラとの最近接部分においてトナーおよびトナーに付着する電気絶縁性液体は電気泳動現象によって現像ローラ表面に付着し、現像ローラ表面に液体現像剤層が形成される。現像ローラと感光体との最近接部分において、感光体上の静電潜像に現像ローラの液体現像層からトナーが供給され、静電潜像が現像される。液体現像のように、トナーを帯電させて電気泳動させるには、電気絶縁性の非水系溶剤を多量に使用しなければならない。しかしながら、非水系溶剤を多量に使用すると、それを回収するための容器を画像形成装置内部に設ける必要が、画像形成装置の大型化を招く。また、非水系溶剤は強い臭気を有するので、臭気漏れを防止することは実質的に不可能である。したがって、液体現像を行う画像形成装置の屋内への設置は困難である。
【０００６】
【特許文献１】特開平２−１６７７６１号公報
【特許文献２】特開平９−２１６３５１号公報
【特許文献３】特開平９−２１６４５３号公報
【特許文献４】特開２０００−１６８０５８号公報
【特許文献５】特開平９−６２１０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、定着液を静電潜像の部分のみに選択的に付与することができ、トナーの記録媒体などへの転写効率が高く、かぶりが発生し難く、従来の定着液を用いる画像形成装置よりも高速での画像形成が可能で、製造コストの低い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】
【０００８】
本発明は、
トナー像を形成するトナー像形成手段と、トナー像を直接または中間転写媒体を介して記録媒体に転写する転写手段とを含む画像形成装置において、
トナー像形成手段が、
静電潜像を担持する像担持体と、
像担持体上に静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、
像担持体上の静電潜像が形成される領域の静電潜像以外の部分に、トナーを膨潤または軟化させる作用を有する定着液に対して撥液性を有する撥液粒子を付与する撥液粒子付与手段と、
像担持体上の静電潜像が形成される領域の静電潜像の部分に定着液を付与する定着液付与手段と、
像担持体上の定着液が付与される部分にトナーを供給してトナー像を形成する現像手段とを含むことを特徴とする画像形成装置である。
【０００９】
また本発明の画像形成装置は、
像担持体が感光体であり、
静電潜像形成手段が、
感光体表面を帯電させる帯電手段と、
帯電状態にある感光体表面に画像情報に応じた信号光を露光して静電潜像を形成する露光手段とを含むことを特徴とする。
【００１０】
さらに本発明の画像形成装置は、
トナー像形成手段が、
定着液付与手段の下流側かつ現像手段の上流側に設けられ、像担持体上の撥液粒子に付着する定着液のみを選択的に回収する定着液回収手段を含むことを特徴とする。
【００１１】
さらに本発明の画像形成装置は、
トナー像形成手段が、
像担持体上の定着液が選択的に転写され、転写される定着液を保持する定着液保持手段をさらに含み、
現像手段によって定着液保持手段上の定着液にトナーを供給してトナー像を形成することを特徴とする。
【００１２】
さらに本発明の画像形成装置は、
現像手段が、
帯電状態にあるトナーを像担持体上または定着液保持手段上の定着液に付与することを特徴とする。
【００１３】
さらに本発明の画像形成装置は、
現像手段が、
像担持体または定着液保持手段に対して間隙を有して離隔するように設けられることを特徴とする。
【００１４】
さらに本発明の画像形成装置は、
定着液保持手段が、
定着液保持手段上の定着液および定着液により膨潤または軟化状態にあるトナーを乾燥させる乾燥手段を含むことを特徴とする。
【００１５】
さらに本発明の画像形成装置は、
乾燥手段が、
定着液保持手段をトナーのガラス転移温度以上の温度に加熱する加熱手段であることを特徴とする。
【００１６】
さらに本発明の画像形成装置は、
転写手段が、
定着液保持手段上の定着液により膨潤または軟化されたトナーからなるトナー像を中間転写媒体または記録媒体に転写し、
定着液保持手段が、
トナー像を中間転写媒体または記録媒体に転写した後に定着液保持手段上に残留するトナーを回収するトナー回収手段を含むことを特徴とする。
【００１７】
さらに本発明の画像形成装置は、
発色が異なるトナー像を形成する複数のトナー像形成手段を含み、
発色の異なるトナー像を記録媒体または中間転写媒体上に重ね合わせて転写することによって多色画像を形成することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、トナー像形成手段と転写手段とを含み、トナー像形成手段が像担持体と、静電潜像形成手段と、撥液粒子付与手段と、定着液付与手段と、現像手段とを含む画像形成装置が提供される。本発明の画像形成装置においては、撥液粒子付与手段によって、像担持体上の静電潜像が形成される領域における静電潜像以外の部分（静電潜像の周辺部分）に、定着液に対して撥液性を有する撥液粒子を付与した後に、定着液付与手段によって静電潜像の部分に定着液を付与する構成を採る。このため、静電潜像以外の部分に定着液が付着しても撥液粒子によって弾かれるので、静電潜像の部分のみに選択的に定着液を付与できる。さらに、定着液を付与した後にトナーを供給する構成を採るので、定着液に付着するトナーはその表面が膨潤、軟化して粘着性を示すけれども、撥液粒子上に付着するトナーは定着液が存在しないので粘着性を示さない。したがって、定着液が存在する部分、すなわち静電潜像の部分のトナーのみが膨潤、軟化して確実に転写定着可能な状態になる。この状態で記録媒体への転写を行うと、トナーが高効率で転写され、静電潜像が忠実に再現された高濃度画像が得られる。しかも、画像周辺のトナーは記録媒体には転写定着されないので、かぶりの発生が防止される。また、インクジェット方式における定着液像の形成および液体現像方式におけるトナーの電気泳動のように、時間を要する動作がないので、これらの方式よりも画像形成速度が速い。また、定着液の粘性低下またはトナーの電気泳動のために、溶剤を多量に用いる必要がない。さらに、本発明の構成では、水を主溶媒とする定着液を使用できるので、臭気がほとんどなく、有機溶剤を使用しない分、処理対策、臭気対策などが必要ないので、画像形成装置の製造コストも低下させ得る。
【００１９】
本発明によれば、本発明の画像形成装置において、像担持体として感光体を用い、帯電手段によって感光体表面を帯電させ、帯電状態の感光体表面に露光手段によって画像情報に応じた信号光を露光して静電潜像を形成する乾式電子写真の技術を利用することによって、形成しようとする画像の周辺に選択的にかつ高速で撥液粒子を付着させ得る。したがって、この点でも画像形成速度を高めることができる。
【００２０】
本発明によれば、定着液付与手段と現像手段との間に定着液回収手段を設け、像担持体上の撥液粒子に付着する定着液のみを回収することによって、かぶりの発生を一層確実に防止できる。
【００２１】
本発明によれば、像担持体の静電潜像の部分に付着する定着液の転写を受け、転写される定着液をその表面に保持する定着液保持手段を設け、定着液保持手段上の定着液に現像手段からトナーを供給する構成を採ることによって、記録媒体にトナー像を転写した後の、記録媒体の剥離性が向上する。トナー像転写後のトナー像転写体からの記録媒体の剥離性は、像担持体からの直接転写の場合よりも、定着液保持手段を介しての転写の方がさらに向上する。また、撥液粒子の間（非付着部分）に様々な形状で付着する定着液が定着液保持手段に転写されると、表面張力によって全て円形のドットになり、画質を向上させる。また、定着液保持手段の表層にゴム層を形成すると、記録媒体に対する追従性が向上し、定着液との接触により膨潤、軟化状態にあるトナーの記録媒体への転写効率を容易に高め得る。
【００２２】
本発明によれば、帯電状態にあるトナーを像担持体または定着液保持手段上の定着液に付与することによって、トナーの定着液への選択的な付着率が一層高まり、かぶりの発生がさらに防止される。
【００２３】
本発明によれば、現像手段を像担持体または定着液保持手段に対して間隙を有して離隔するように設けることによって、現像手段に定着液が付着し、現像手段におけるトナーの固着が防止される。
【００２４】
本発明によれば、定着液保持手段上の定着液および膨潤、軟化状態にあるトナーを乾燥させる乾燥手段を設けることによって、トナーが定着液へ付与されて膨潤、軟化してから記録媒体への転写までの間に適度に乾燥され、トナーの粘着性が向上し、トナー像の記録媒体への転写効率が一層高まる。
【００２５】
本発明によれば、乾燥手段として、定着液保持手段をトナーのガラス転移温度以上の温度に加熱する加熱手段を用いることによって、かぶりトナーが定着液保持手段に付着して記録媒体に転写定着されるかぶりの発生がさらに減少する。
【００２６】
本発明によれば、定着液保持手段から中間転写媒体または記録媒体へのトナー像の転写後に、定着液保持手段上に残留するトナーを回収するトナー回収手段を設けることによって、定着液保持手段の表面が常に清浄な状態に保たれ、かぶりなどの画像不良の発生が一層防止される。
【００２７】
本発明によれば、発色が異なる複数のトナー像を記録媒体または中間転写媒体上で重ね合わせて多色画像を形成すると、各トナー像を薄い厚みで均一に形成することが容易であることから、高画質の多色画像が得られる。
【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（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において用いられる撥液粒子付与手段１５ｙの構成を模式的に示す断面図である。図４は、図１に示す画像形成装置１において用いられる定着液付与手段１６ｙの構成を模式的に示す断面図である。図５は、図１に示す画像形成装置１において用いられる画像形成ローラ１７ｙの構成を模式的に示す断面図である。図６は、図１に示す画像形成装置１において用いられる現像手段１８ｙの構成を模式的に示す断面図である。画像形成装置１は、ブラック、シアン、イエローおよびマゼンタの発色の異なるトナー像を記録媒体６上に順次重ね合わせて転写する、タンデム構成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、転写手段３と、記録媒体供給手段４と、制御手段５とを含む。
【００２９】
トナー像形成手段２は、作像ユニット１０ｂ，１０ｃ，１０ｍ，１０ｙを含む。作像ユニット１０ｂ，１０ｃ，１０ｍ，１０ｙは、後述する記録媒体搬送ベルト２１の回転駆動方向（副走査方向）、すなわち矢符２５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。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１０ｙはイエローの画像情報に対応するトナー像を形成する。作像ユニット１０ｙは、感光体ドラム１１ｙと、静電潜像形成手段１２ｙと、撥液粒子付与手段１５ｙと、定着液付与手段１６ｙと、定着液保持手段である画像形成ローラ１７ｙと、現像手段１８ｙと、撥液粒子回収手段２０ｙとを含む。静電潜像形成手段１２ｙ、撥液粒子付与手段１５ｙ、定着液付与手段１６ｙ、画像形成ローラ１７ｙおよび撥液粒子回収手段２０ｙは、感光体ドラム１１ｙの回転方向上流側からこの順番で感光体ドラム１１ｙの周囲に配置される。
【００３０】
感光体ドラム１１ｙ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、その表面に静電潜像が形成される感光層を有する部材である。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図示しない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。円筒状導電性基体には、たとえば、アルミニウム素管を使用できる。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、電荷を発生させる電荷発生物質を含む樹脂層（電荷発生層）と、電荷発生物質から発生する電荷を受け入れて輸送する電荷輸送物質を含む樹脂層（電荷輸送層）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。電荷輸送層の一例を挙げれば、たとえば、電荷輸送物質、シリコーン系レベリング剤および結着剤を必須成分とし、必要に応じて公知の可塑剤、増感剤などを含有する電荷輸送層がある。 電荷輸送物質としては公知のものを使用でき、たとえば、ポリ−Ｎ−ビニルカルバゾールとその誘導体、ポリ−γ−カルバゾリルエチルグルタメートとその誘導体、ピレン−ホルムアルデヒド縮合物とその誘導体、ポリビニルピレン、ポリビニルフェナントレン、オキサゾール誘導体、オキソジアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、９−（ｐ−ジエチルアミノスチリル）アントラセン、１，１−ビス（４−ジベンジルアミノフェニル）プロパン、スチリルアントラセン、スチリルピラゾリン、フェニルヒドラゾン類、ヒドラゾン誘導体、３−メチル−２−ベンゾチアゾリン環を有するアジン化合物などの電子供与性物質、フルオレノン誘導体、ジベンゾチオフェン誘導体、インデノチオフェン誘導体、フェナンスレンキノン誘導体、インデノピリジン誘導体、チオキサントン誘導体、ベンゾ［ｃ］シンノリン誘導体、フェナジンオキサイド誘導体、テトラシアノエチレン、テトラシアノキノジメタン、プロマニル、クロラニル、ベンゾキノンなどの電子受容性物質などが挙げられる。電荷輸送層を構成する結着剤としては、電荷輸送物質と相容性を有するものであれば良く、たとえば、ポリカーボネート、ポリビニルブチラール、ポリアミド、ポリエステル、ポリケトン、エポキシ樹脂、ポリウレタン、ポリビニルケトン、ポリスチレン、ポリアクリルアミド、フェノール樹脂、フェノキシ樹脂、ポリスルホン樹脂などが挙げられる。これらの中でも、体積抵抗値が大きく（好ましくは１０１３Ωｃｍ以上）、成膜性、電位特性などに優れる結着剤が好ましい。このような結着剤としては、たとえば、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリアリレートなどが挙げられる。結着剤は１種の単独使用または２以上の併用のいずれでもよい。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保護層を設けてもよい。本実施の形態では、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���０μｍの有機感光層とを含む直径３０ｍｍの感光体ドラムを使用する。また、本実施の形態では、前述のように像担持体として有機感光層を有する感光体ドラムを用いるけれども、それに限定されず、像担持体として誘電体を用い、インフロー方式によって静電潜像を形成しても良い。
【００３１】
静電潜像形成手段は、帯電ローラ１３ｙと、露光手段１４ｙとを含む。帯電ローラ１３ｙ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、感光体ドラム１１ｙの表面に圧接するように設けられ、感光体ドラム１１ｙ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。なお、感光体ドラム１１ｙを帯電させる帯電器としては、帯電ローラ１３ｙ以外にも、ブラシ型帯電器、チャージャー型帯電器、鋸歯型帯電器などを使用できる。露光手段１４ｙは、帯電状態にある感光体ドラム１１ｙの表面にイエローの画像情報に対応する信号光を照射し、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。露光手段１４ｙには、たとえば、半導体レーザなどを使用できる。本実施の形態では、帯電ローラ１３ｙによって感光体ドラム１１ｙ表面を−８００Ｖに帯電させ、潜像電位−２０Ｖの静電潜像を形成する。
【００３２】
撥液粒子付与手段１５ｙは１成分現像装置と同様の構成を有し、撥液粒子槽３０ｙと、撥液粒子付与ローラ３１ｙと、供給ローラ３２ｙと、攪拌部材３３ｙと、規制ブレード３４ｙとを含む。
【００３３】
撥液粒子槽３０ｙは内部空間を有する容器状部材であり、感光体ドラム１１ｙを臨む側面に形成される開口部３５ｙを有する。撥液粒子槽３０ｙは、開口部３５ｙにおいて撥液粒子付与ローラ３１ｙを回転駆動可能に支持し、その内部空間において供給ローラ３２ｙおよび攪拌部材３３ｙを回転駆動可能に支持し、さらにその内部空間に撥液粒子７を貯留する。撥液粒子槽３０ｙには、撥液粒子７の消費状況に応じて、図示しない撥液粒子貯留槽から撥液粒子７が補給される。また、撥液粒子槽３０ｙ自体をカートリッジ化し、撥液粒子７が消費された時点で新しい撥液粒子槽３０ｙに交換する構成を採ってもよい。ここで、撥液粒子７としては、定着液８を弾く撥液性を有する材料からなり、負帯電が可能な粒子を使用でき、その中でもフッ素樹脂粒子が好ましい。本実施の形態では、粒径２０〜４０μｍのポリテトラフルオロエチレン粒子（ＰＴＦＥ粒子）を用いるけれども、それに限定されず、一般的なインク、塗料などに用いられるフッ素樹脂粒子も使用できる。撥液粒子７は定着液８を弾く性質を有するので、撥液粒子７の間には表面張力などによって少量の定着液８が保持されるけれども、その表面には定着液８はほとんど保持されることがない。
【００３４】
撥液粒子付与ローラ３１ｙは、感光体ドラム１１ｙに当接するように設けられ、その表面に撥液粒子７の層を担持し、感光体ドラム１１ｙとの最近接部において感光体ドラム１１ｙ上の静電潜像の周辺に負帯電状態にある撥液粒子７を付与するローラ部材である。撥液粒子７は、負帯電することによって、感光体ドラム１１ｙの静電潜像が形成される所定の領域において、画像部である静電潜像が存在しない部分（非画像部）に選択的に付着する。たとえば、文書画像を形成する場合、文字の部分が静電潜像の存在する画像部であり、文字以外の空白部分が非画像部である。撥液粒子付与ローラ３１ｙとしては、たとえば、芯金と、芯金の表面に形成されるゴム層とを含むローラ部材を使用できる。芯金としては、たとえば、アルミニウムなどの金属材料からなる芯金が挙げられる。ゴム層は、たとえば、ウレタンゴム、シリコーンゴム、エチレンプロピレンゴム（ＥＰＤＭ）などのゴム類に、カーボンブラック、イオンなどの導電剤を添加した材料によって構成される。ゴム層は発泡ゴムであってもよい。撥液粒子付与ローラ３１ｙには、該ローラに負電圧を印加する図示しない電源が接続される。負電圧の印加によって、撥液粒子付与ローラ３１ｙ上の撥液粒子７が非画像部に付着する。本実施の形態では、−３００Ｖの電圧が印加される。なお、本実施の形態では、撥液粒子付与ローラ３１ｙは感光体ドラム１１ｙに当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に対して間隙を有して離隔するように設けることもできる。
【００３５】
供給ローラ３２ｙは、撥液粒子付与ローラ３１ｙに圧接するように設けられ、撥液粒子付与ローラ３１ｙの表面に撥液粒子７を供給するローラ部材である。供給ローラ３２ｙには、撥液粒子付与ローラ３１ｙと同様の材料構成を有するローラ部材を使用できる。攪拌部材３３ｙは、撥液粒子槽３０ｙ内部の撥液粒子７を攪拌し、撥液粒子７を供給ローラ３２ｙの周囲に供給する。攪拌部材３３ｙには、たとえば、ミキシングパドルなどを使用できる。規制ブレード３４ｙは、一端が撥液粒子槽３０ｙに支持され、他端が撥液粒子付与ローラ３１ｙ表面に当接するように設けられる板状部材である。規制ブレード３４ｙは、撥液粒子付与ローラ３１ｙ表面の撥液粒子層の層厚を規制するとともに、撥液粒子７との摩擦によって撥液粒子７を負帯電させる。規制ブレード３４ｙには、たとえば、ステンレス鋼などの金属材料からなる板状部材を使用できる。
【００３６】
撥液粒子付与手段１５ｙによれば、撥液粒子槽３０ｙ内部の撥液粒子７が、攪拌部材３３ｙおよび供給ローラ３２ｙの回転駆動によって撥液粒子付与ローラ３１ｙの表面に供給されて層を形成し、規制ブレード３４ｙとの摩擦によって層厚を均一化されるとともに負帯電し、感光体ドラム１１ｙ上の静電潜像以外の非画像部に供給されて付着する。
【００３７】
定着液付与手段１６ｙは、感光体ドラム１１ｙ上の静電潜像の部分（画像部）に定着液８を付与するローラ部材である。定着液付与手段１６ｙには、たとえば、芯金３５ｙと、芯金３５ｙ表面に形成される浸透制御層３６ｙと、浸透制御層３６ｙ表面に形成される多孔質層３７ｙとを含むローラ部材が用いられる。芯金３５ｙには、アルミニウムなどの金属からなる芯金を使用できる。芯金３５ｙの内部空間に定着液８を貯留する。芯金３５ｙには、定着液８を浸透制御層３６ｙに供給するための図示しない貫通孔が複数形成される。浸透制御層３６ｙは、定着液８の多孔質層３７ｙへの過剰供給を防止するために設けられ、定着液８の浸透および保持が可能でかつ弾性変形が可能な材料によって形成される。浸透制御層３６ｙには、たとえば、フェルト、ゴムの連続気泡体（スポンジ）などが用いられる。多孔質層３７ｙは、浸透制御層３６ｙから供給される定着液８を感光体ドラム１１ｙ上の静電潜像部分に付与する。その際、静電潜像周辺の撥液粒子７に定着液８が付着することがあるけれども、撥液粒子７の粒子間に表面張力などによって浸透することはあっても、撥液粒子７の表面に保持される定着液８はほとんどない。これによって、見掛け上、静電潜像の部分に定着液８が選択的に付与される。多孔質層３７ｙは弾性変形および多孔質化が可能な材料で形成される。該材料の具体例としては、たとえば、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリウレタン、ポリイミドなどが挙げられる。多孔質層３７ｙの材料、空孔径、空孔率などは、定着液８の組成に応じて適宜選択できる。本実施の形態では、定着液付与手段１６ｙとして、アルミニウム製芯金３５ｙの表面にフェルトからなる浸透制御層３６ｙおよび多孔質ＰＴＦＥからなる多孔質層３７ｙを順次設けてなるローラ部材を用いる。
【００３８】
定着液８としては、トナー９を記録媒体６に定着可能な状態にする液状物であれば、公知のものを制限なく使用できる。その中でも、トナー９のフィルム化に適するものが好ましく、フィルム化に適し、乾燥が容易で、乾燥によってトナー９の記録媒体６への付着力が増加するものがさらに好ましい。好ましい定着液８とはトナー９を軟化および／または膨潤させ得る液状物であり、より具体的には、トナー９を軟化および／または膨潤させ得る有機化合物と水とを含む組成物である。前記有機化合物としては、トナーを軟化および／または膨潤させる作用を有し、かつ水に分散または溶解可能なものであれば特に制限されず、たとえば、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、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および不飽和二塩基酸エステル（たとえば、ＤＢＥ、マレイン酸エステル、イタコン酸エステル）、多塩基酸エステル（たとえば、トリメリット酸エステル）、エステル系高沸点混合溶媒などが挙げられる。これらは１種または２種以上を使用できる。このような有機化合物の含有量は、有機化合物自体の種類、トナー９の組成などに応じて広い範囲から適宜選択できるけれども、好ましくは定着液８全量の１０〜３０重量％である。定着液８には、界面活性剤を添加できる。界面活性剤の具体例としては、たとえば、脂肪酸誘導体硫酸エステル、スルホン酸型陰イオン界面活性剤、リン酸エステルなどの陰イオン界面活性剤、四級アンモニウム塩、複素環アミン、アミン化合物などの陽イオン界面活性剤、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種または２種以上を使用できる。界面活性剤の含有量は、併用する有機化合物の種類および含有量、トナー成分、界面活性剤自体の種類といった種々の条件に応じて広い範囲から適宜選択できるけれども、好ましくは定着液８全量の１〜１０重量％である。定着液８の具体例としては、前記有機化合物１０〜３０重量％を含み、残部が水である組成物、前記有機化合物１０〜３０重量％および界面活性剤１〜１０重量％を含み、残部が水である組成物などが挙げられる。本実施の形態では、高級グリコールエーテル（有機化合物）２０重量％およびスルホン酸型界面活性剤（界面活性剤）５重量％を含有し、残部が水である定着液８を使用する。
【００３９】
画像形成ローラ１７ｙは、感光体ドラム１１ｙに当接するように設けられ、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、感光体ドラム１１ｙから定着液８のみを選択的に付与されるローラ部材である。画像形成ローラ１７ｙには、たとえば、芯金４０ｙと、芯金４０ｙの表面に設けられる弾性層４１ｙと、弾性層４１ｙの表面に設けられる表面層４２ｙとを含むローラ部材が用いられる。芯金４０ｙには、アルミニウムなどの金属材料からなる芯金が用いられる。弾性層４１ｙは、主に、画像形成ローラ１７ｙの表面を記録媒体６の搬送に追従させるために設けられ、シリコーンゴムなどのゴム類によって形成される。表面層４２ｙには、後述するように膨潤、軟化状態にあるトナー９が付着し、このトナー９を記録媒体６に転写するために、膨潤、軟化状態にあるトナー９を剥離し易い材料が用いられる。このような材料としては、たとえば、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、パーフルオロアルコキシ樹脂（ＰＦＡ）、フッ化エチレンプロピレン樹脂（ＦＥＰ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、エチレン・テトラフルオロエチレン共重合体（ＥＴＦＥ）などのフッ素樹脂が挙げられる。本実施の形態では、画像形成ローラ１７ｙとして、厚さ３ｍｍアルミニウム製芯金の表面に、厚さ２ｍｍのシリコーンゴム層および厚さ３０μｍのＰＦＡ層を順次形成してなるローラ部材を用いる。画像形成ローラ１７ｙには、画像形成ローラ１７ｙに負電圧を印加する図示しない電源が接続される。画像形成ローラ１７ｙに適切な負電圧を印加することによって、感光体ドラム１１ｙに静電力により付着する撥液粒子７が、画像形成ローラ１７ｙ表面に移行するのが防止され、定着液８のみが選択的に画像形成ローラ１７ｙ表面に付着する。また、定着液８の画像形成ローラ１７ｙへの付着は、定着液８の各部材に対する接触角を考慮すれば、一層円滑に進行する。たとえば、感光体ドラム１１ｙの有機感光層の結着樹脂をポリカーボネート、画像形成ローラ１７ｙの表面層４２ｙをＰＦＡとする画像形成装置１の代表的な構成においては、定着液８の感光体ドラム１１ｙ表面に対する接触角は５０度、画像形成ローラ１７ｙ表面に対する接触角は７０度であり、接触角の差をこの程度に留めることによって負電圧の印加効果が充分に発揮され、定着液８の液滴が画像形成ローラ１７ｙ表面に付着する。これらの液滴は１つ１つが、表面張力によって輪郭の滑らかな円形状ドットになり、全体としては定着液像を形成する。本実施の形態では、画像形成ローラ１７ｙには、マイナス８００Ｖの負電圧が印加される。
【００４０】
また、画像形成ローラ１７ｙの内部には、加熱手段１９ｙが設けられる。加熱手段１９ｙによって画像形成ローラ１７ｙを加熱し、画像形成ローラ１７ｙ表面に付着する定着液８に後工程でトナー９が供給された場合に、トナー９の膨潤、軟化後に定着液８の一部を揮発または乾燥させ、トナー９の粘着性を向上させる。これによって、画像形成ローラ１７ｙ上で形成されるトナー像の記録媒体６への付着力が増加し、記録媒体６に対して定着強度の高い画像が得られる。画像形成ローラ１７ｙひいては画像形成ローラ１７ｙ上のトナー９は、好ましくは、トナー９のガラス転移温度以上の温度に加熱される。画像形成ローラ１７ｙの加熱温度の制御は、たとえば、画像形成ローラ１７ｙの表面近傍に図示しない温度センサを配置することによって行われる。すなわち、温度センサによる画像形成ローラ１７ｙの表面温度の検知結果は、画像形成装置１の全動作を制御する制御部５に送付され、制御部５の図示しない記憶手段に入力される。制御部５の図示しない演算手段は、記憶手段に予め入力される加熱設定温度と検知結果とを取り出して比較する。制御部５の図示しない制御手段は、検知結果が加熱設定温度よりも低いという演算手段による判定結果に応じて、加熱手段１９ｙに電力を供給する図示しない電源に制御信号を送り、加熱手段１９ｙの発熱を促進する。また、制御手段は、検知結果と加熱設定温度とが等しいという演算手段による判定結果に応じて、加熱手段１９の発熱を促進する最中であれば、それを停止する制御信号を電源に送り、加熱手段１９の発熱を促進していない状態であれば、制御信号の送付を見送る。これによって、画像形成ローラ１７ｙの表面温度が設定温度付近に保持される。加熱手段１９ｙには、ハロゲンランプなどが用いられる。本実施の形態では、画像形成ローラ１７ｙの表面温度は８０℃に設定される。また、画像形成ローラ１７ｙ表面の定着液８のドットが存在しない部分にトナー９が付着し、これが記録媒体６に転写されるとかぶりとなって形成される画像の画質を劣化させる。これを防止するために、画像形成ローラ１７ｙの表面を、トナー９のガラス転移温度Ｔｇ以上に加熱してもよい。これによって、定着液８が付与されないトナー９は、記録媒体６よりも画像形成ローラ１７ｙに対して大きな付着力を示し、記録媒体６には転写されず、かぶりの発生が防止される。画像形成ローラ１７ｙの付着するトナー９は、たとえば、後述のクリーニング手段６１によって除去できる。
【００４１】
現像手段１８ｙは、画像形成ローラ１７ｙ上の定着液８のドットにトナー９を供給し、定着液８の像をトナー像に現像する。現像手段１８ｙは１成分現像装置であり、現像槽４３ｙと、現像ローラ４４ｙと、供給ローラ４５ｙと、攪拌部材４６ｙと、規制ブレード４７ｙとを含む。現像槽４３ｙは内部空間を有する容器状部材であり、画像形成ローラ１７ｙを臨む側面に形成される開口部４８ｙを有する。現像槽４３ｙは、開口部４８ｙにおいて現像ローラ４４ｙを回転駆動可能に支持し、その内部空間において供給ローラ４５ｙおよび攪拌部材４６ｙを回転駆動可能に支持し、さらにその内部空間にトナー９を貯留する。現像槽４３ｙには、トナー９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トナー９が補給される。現像ローラ４４ｙは、感光体ドラム１１ｙに対して空隙を有して離隔するように設けられ、その表面にトナー層を担持し、画像形成ローラ１７ｙとの最近接部において画像形成ローラ１７ｙ上の定着液８のドットにトナー９を供給するローラ部材である。現像ローラ４４ｙには、該ローラに負電圧を印加する図示しない電源が接続される。負電圧の印加によって、現像ローラ４４ｙ上のトナー９が定着液８のドットに付着する。供給ローラ４５ｙは、現像ローラ４４ｙに圧接するように設けられ、現像ローラ４４ｙの表面にトナー９を供給するローラ部材である。攪拌部材４６ｙは、現像槽４３ｙ内部のトナー９を攪拌し、トナー９を供給ローラ４５ｙの周囲に供給する。攪拌部材４６ｙには、たとえば、ミキシングパドルなどを使用できる。規制ブレード４７ｙは、一端が現像槽４３ｙに支持され、他端が現像ローラ４４ｙ表面に当接するように設けられる板状部材である。規制ブレード４７ｙは、現像ローラ４４ｙ表面のトナー層の層厚を規制するとともに、トナー９との摩擦によってトナー９を負帯電させる。規制ブレード４７ｙには、たとえば、ステンレス鋼などの金属材料からなる板状部材を使用できる。現像手段１８ｙによれば、現像槽４３ｙ内部のトナー９が、攪拌部材４６ｙおよび供給ローラ４５ｙの回転駆動によって現像ローラ４４ｙの表面に供給されて層を形成し、規制ブレード４７ｙとの摩擦によって層厚を均一化されるとともに負帯電し、画像形成ローラ１７ｙ上の定着液８のドットに付着し、定着液像を現像する。
【００４２】
本実施の形態では、画像形成ローラ１７ｙと現像ローラ４４ｙとの間隙を０．２ｍｍ、画像形成ローラ１７ｙに印加される負電圧を−８００Ｖ、現像ローラ４４ｙに印加される負電圧を−４００Ｖに設定する。この設定で、画像形成ローラ１７ｙと現像ローラ４４ｙとの間隙に１０００Ｖｐ−ｐのサイン波を印加すると非接触現像が進行せず、トナー９が画像形成ローラ１７ｙと現像ローラ４４ｙとの間を往復する。しかしながら、画像形成ローラ１７ｙ表面の定着液８に接触するトナー９は、定着液８との付着力が現像ローラ４４ｙの方へ戻る力よりも大きいため、現像ローラ４４ｙには戻ることができない。一方、画像形成ローラ１７ｙの定着液８が付着しない部分に接触するトナー９は往復を繰返し、画像形成ローラ１７ｙに付着することがない。このようにして、非接触現像が進行しないバイアス設定で、定着液８が付着する領域のみに選択的にトナー９を付与できる。定着液８に付着するトナー９は、定着液８のトナー膨潤軟化作用によって、その表面が粘着性を示すようになり、トナー９同士が接着する。このとき、定着液９の量が多いと粘着性が現れ難く、トナー像の記録媒体６への転写が不充分になるおそれがある。また、定着液８の量が少ないと、トナー９を膨潤軟化させる作用が弱く、充分な粘着性を示さないおそれがある。したがって、画像形成ローラ１７ｙと現像ローラ４４ｙとの間隙においてトナー９に接触する際には定着液８の液量が充分であり（好ましくはトナー９の重量の０．１〜１倍）、トナー像が記録媒体６に転写される際には、定着液９が適度に揮発または乾燥している必要があり、さらには定着液８の揮発または乾燥によってトナー９の粘着性が向上しているのが好ましい。このため、前述のように、加熱手段１９ｙによって画像形成ローラ１７ｙを加熱し、定着液８を揮発させる構成を採る。加熱温度は通常一定に保持されるので、定着液８の揮発量は乾燥時間の長さと相関関係がある。乾燥時間とは、ここでは、定着液８にトナー９が接触してから記録媒体６に転写されるまでの時間であるから、乾燥時間はプロセス速度によって決まる。本実施の形態では、プロセス速度２００ｍｍ／ｓ、加熱温度８０℃以上に設定することによって、画像形成ローラ１７ｙ上のトナー像を記録媒体６に支障なく転写できる。
【００４３】
ここで使用するトナーは、結着樹脂、着色剤および必要に応じて離型剤を含有する。結着樹脂としては、定着液８によって記録媒体６への定着が可能になる樹脂であれば特に制限されず、たとえば、ポリスチレン、スチレンの置換体の単独重合体、スチレン系共重合体、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリウレタンなどが挙げられる。結着樹脂は単独または２種以上の組合せで使用できる。これらの中でも、トナー自体の保存性、耐久性、定着液の付与によるトナーの軟化および／または膨潤制御などの点から、軟化点が１００〜１５０℃かつガラス転移点が５０〜８０℃である樹脂が好ましく、ポリエステルが特に好ましい。ポリエステルは、入手容易で安価な有機溶剤によって容易に膨潤および／または軟化し、透明になる。これによって、異なる単色のトナー像を重ね合わせたカラートナー像を記録媒体に定着させると、減法混色により充分な発色が得られる。また、前記の軟化点範囲の樹脂よりも軟化点（または分子量）の高い樹脂を用いると、現像時の負荷によるトナーの劣化が防止され、長期間にわたって安定した現像トナー像ひいては高水準で安定した画像が得られる。
【００４４】
着色剤としては、従来から電子写真方式の画像形成技術において用いられるトナー用顔料および染料を使用できるけれども、定着液による滲みを防止するために、定着液に溶解しない顔料が好ましく、ニグロシン染料などの染料は好ましくない。顔料の具体例としては、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、ペリノン系顔料、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、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。離型剤としては、定着液８によって軟化および／または膨潤するものであれば特に制限されず、たとえば、ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックス、パラフィンワックスなどのワックス類が挙げられる。これらのワックスの中から、使用する結着樹脂に応じて、該結着樹脂よりもガラス転移温度の低いワックスを用いるのが好ましい。ガラス転移温度が結着樹脂よりも低いワックスは加熱により容易に軟化するので、トナー９自体のガラス転移温度よりも低温でも、トナー９同士の結合力およびトナー９の画像形成ローラ１７ｙ、記録媒体６などへの付着力が増加するので、定着液８に付与される際にトナー９の流れ、凝集などが発生するのを減少させ得る。さらに、ワックスの軟化により、トナー粒子におけるワックスの存在部分からトナー粒子内部に定着液８が浸透するので、定着液８への付与後、短時間でトナー９全体が軟化および／または膨潤する。その結果、記録媒体６への転写定着時に、充分な定着強度が得られるとともに、トナー像の重ね合わせにより充分な発色を得ることができる。トナー９は、必要に応じて、帯電制御剤、流動性向上剤、定着促進剤、導電剤などの一般的なトナー用添加剤の１種または２種以上を含むことができる。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０．５〜７μｍである。このような粒径範囲のトナー９を用いると、単位重量当りのトナー９の表面積が大きくなり、定着液８との接触面積が増加して定着し易くなる。これによって、定着液８の使用量の低減化を図り得るとともに、トナー像の記録媒体６への定着および定着後の乾燥を短時間で実施できる。また、トナーの体積平均粒径が適度に小さい場合には、記録媒体６に対する被覆率が高くなるので、低付着量での高画質化およびトナー消費量の低減化を達成でき、ひいては定着液の消費量のさらなる低減化を達成できる。
【００４５】
撥液粒子回収手段２０ｙは、感光体ドラム１１ｙ上の定着液８が画像形成ローラ１７ｙに転写された後に、感光体ドラム１１ｙ上の撥液粒子７を取り除き、感光体ドラム１１ｙ表面を清浄化するために用いられ、図示しない駆動手段によって感光体ドラム１１ｙに対して離接可能に設けられる。撥液粒子回収手段２０ｙは、たとえば、図示しないクリーニングブレードと、図示しない撥液粒子回収槽とを含む。クリーニングブレードは一端が感光体ドラム１１ｙ表面に当接し、他端が撥液粒子回収槽に支持され、感光体ドラム１１ｙ表面の撥液粒子７を掻き採るための板状部材である。クリーニングブレードには、ウレタンゴムなどの、感光体ドラム１１ｙ表面を傷つけることがなくかつ適度の機械的強度を有する材料からなるものが用いられる。撥液粒子回収槽は内部空間を有する容器状部材であり、その内部空間にクリーニングブレードによって掻き採られる撥液粒子７を一時的に貯留する。撥液粒子回収手段２０ｙの感光体ドラム１１ｙに対する離接は、制御部５によって制御される。すなわち、前回の画像と同一の画像が形成される場合は、撥液粒子７を回収する必要がないので、撥液粒子回収手段２０ｙを感光体ドラム１１ｙから離反させる。一方、前回の画像とは異なる画像が形成される場合は、撥液粒子７を回収する必要があるので、撥液粒子回収手段２０ｙを感光体ドラム１１ｙに接触させる。制御部５は、その記憶手段に入力される前回の画像情報と、次回の画像情報とを取り出し、演算手段によって判定を行い、同一画像であるとの判定結果に応じて、制御手段から撥液粒子回収手段２０ｙの駆動手段に制御信号を送り、感光体ドラム１１ｙからの離反動作を実行させる。一方、異なる画像であるとの判定結果に応じて制御信号を送り、撥液粒子回収手段２０ｙを感光体ドラム１１ｙに対して当接させる動作を行う。このように構成することによって、たとえば、同じ画像を複数枚形成する場合には、撥液粒子７の回収を行わず、定着液８を付与するだけで画像形成を実行できるので、効率的で、画像形成速度の高速化も可能である。
【００４６】
作像ユニット１０ｙによれば、感光体ドラム１１ｙ上の静電潜像以外の部分に撥液粒子７が付与され、次に静電潜像の部分に定着液８が付与され、この定着液８のみが選択的に画像形成ローラ１７ｙ表面に転写されて定着液像が形成され、この定着液像にトナー９を付与することによってトナー像に現像するとともに、トナーを軟化および／または膨潤させて定着可能な状態とした後、記録媒体６に転写して画像を形成する。作像ユニット１０ｍ，１０ｃ，１０ｂは、マゼンタトナー、シアントナーまたはブラックトナーを使用する以外は、作像ユニット１０ｙに類似の構造を有するので、同一の参照符号を付し、さらに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。
【００４７】
転写手段３は、搬送ベルト２１と、転写ローラ２２ｂ，２２ｃ，２２ｍ，２２ｙと、駆動ローラ２３と、従動ローラ２４とを含む。搬送ベルト２１は、駆動ローラ２３と従動ローラ２４と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記録媒体搬送手段であり、画像形成ローラ１７ｂ，１７ｃ、１７ｍ，１７ｂとほぼ同じ周速度で矢符２５の方向に回転する。転写ローラ２２ｂ，２２ｃ，２２ｍ，２２ｙは、それぞれ、搬送ベルト２１を介して画像形成ローラ１７ｂ，１７ｃ，１７ｍ，１７ｙに圧接して４つの転写ニップ部を形成し、かつ図示しない駆動手段によってその軸心回りに回転駆動可能に支持されるローラ部材である。転写ローラ２２ｂ，２２ｃ，２２ｍ，２２ｙには、必要に応じて、画像形成ローラ１７ｂ，１７ｃ，１７ｍ，１７ｙ表面に形成されるトナー像を記録媒体６上に一層確実に転写するために、トナーの帯電極性とは逆極性の転写バイアスを定電圧制御によって印加することができる。駆動ローラ２３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、搬送ベルト２１を矢符２５の方向に回転駆動させる。従動ローラ２４は、駆動ローラ２３の回転に対して従動回転可能に支持され、搬送ベルト２１の回転駆動を補助するとともに、搬送ベルト２１に適度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する。本実施の形態では、搬送ベルト２１の回転駆動速度すなわち記録媒体搬送速度は２００ｍｍ／ｓ、転写ニップ部における画像形成ローラ１７ｂ，１７ｃ、１７ｍ，１７ｂに対する転写ローラ２２ｂ，２２ｃ，２２ｍ，２２ｙの圧接力は２００Ｎ、各転写ニップ部のニップ長はそれぞれ４ｍｍ、画像形成ローラ１７ｂ，１７ｃ、１７ｍ，１７ｂが記録媒体６に接触する長さが３２０ｍｍ、最大対応記録媒体幅がＡ３縦サイズである。転写手段３によれば、後述する記録媒体供給手段４から供給される記録媒体６が搬送ベルト２１上に載置され、各転写ニップ部を通過する際に、画像形成ローラ１７ｂ，１７ｃ，１７ｍ，１７ｙ上のブラック、シアン、マゼンタおよびイエローのトナー像が順次重ね合わさって転写され、記録媒体６上に多色画像９ａが形成され、画像形成装置１の外部に排出される。
【００４８】
記録媒体供給手段４は、記録媒体カセット２６と、ピックアップローラ２７と、１対のレジストローラ２８とを含む。記録媒体カセット２６は記録媒体６を貯留する。ピックアップローラ２７は、記録媒体６を搬送路に１枚ずつ送給する。レジストローラ２８は、画像形成ローラ１７ｂ，１７ｃ，１７ｍ，１７ｙ上でトナー像が形成され、各転写ニップ部に搬送されるのに同期して搬送ベルト２１上に記録媒体６を送給する。記録媒体供給手段４によれば、記録媒体カセット２６内に貯留される記録媒体６が、ピックアップローラ２７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２８によって搬送ベルト２１上に送給される。
【００４９】
制御部５は、画像形成装置１の内部空間における上部に設けられ、図示しない、制御手段、演算手段、記憶手段などからなる中央処理装置（ＣＰＵ）を備えるマイクロコンピュータなどによって実現される処理回路を含む。制御部５の記憶手段には、画像形成装置１の上面に配置される図示しない操作パネルを介する画像形成命令、画像形成装置１の内部の各所に配置される図示しないセンサからの検知結果、外部機器からの画像情報などが入力され、入力される各種データ（画像形成命令、検知結果、画像情報など）に基づいて演算手段の判定が行われ、演算手段の判定結果に応じて制御手段から制御信号が送付され、画像形成装置１の全動作が制御される。記憶手段には、この分野で常用されるものを使用でき、たとえば、リードオンリィメモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）などが挙げられる。外部機器には、画像情報の形成または取得が可能であり、かつ画像形成装置に電気的に接続可能な電気・電子機器を使用でき、たとえば、コンピュータ、デジタルカメラ、テレビ、ビデオレコーダ、ＤＶＤレコーダ、ファクシミリ装置などが挙げられる。制御部５は、前述の処理回路とともに電源を含み、電源は制御部５だけでなく、画像形成装置１内部における各装置にも電力を供給する。
【００５０】
画像形成装置１によれば、感光体ドラム１１上の静電潜像の周囲に撥液粒子７を付与し、その後に静電潜像に定着液８を付与することによって静電潜像の部分のみを選択的に定着液像に変換し、この定着液像のみに選択的にトナー９を供給することによって定着液像を現像し、これを記録媒体６に転写することによって、画像が形成される。
【００５１】
図７は、本発明の実施の第２形態である画像形成装置５１の構成を模式的に示す断面図である。画像形成装置５１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して説明を省略する。画像形成装置５１は、画像形成装置１における転写手段３に代えて、中間転写手段５２と転写定着手段５３と排出手段５８とを有することを特徴とする。
【００５２】
中間転写手段５２は、中間転写ベルト５４と、転写ローラ２２ｂ，２２ｃ，２２ｍ，２２ｙと、駆動ローラ２３と、従動ローラ２４と、加熱ローラ５５と、テンションローラ５６とを含む。中間転写ベルト５４は、駆動ローラ２３と従動ローラ２４と加熱ローラ５５とテンションローラ５６と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２５の方向に回転する。中間転写ベルト５４としては、定着液８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。転写ローラ２２ｂ，２２ｃ，２２ｍ，２２ｙは、中間転写ベルト５４を介してそれぞれ画像形成ローラ１７ｂ，１７ｃ，１７ｍ，１７ｙに圧接し、転写ニップ部を形成する。加熱ローラ５５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、その内部に加熱手段５５ａを有し、中間転写ベルト５４に担持されて後述の転写定着ニップ部に搬送されて来る膨潤、軟化状態にあるトナー像を加熱し、トナー像の記録媒体６への転写定着を補助するローラ部材であり、転写定着手段として兼用される。加熱手段５５ａには、たとえば、ハロゲンランプなどを使用できる。テンションローラ５６は、従動ローラ２４とともに、中間転写ベルト５４に適度な張力を付与するローラ部材である。中間転写手段５２によれば、画像形成ローラ１７ｂ，１７ｃ，１７ｍ，１７ｙで定着液像に付与され、膨潤、軟化状態にあるトナー像が、転写ニップ部において中間転写ベルト５４の所定位置に重ね合わされて転写され、この多色トナー像が中間転写ベルト５４の回転に伴って後述の転写定着ニップ部に搬送される。
【００５３】
転写定着手段５３は、加熱ローラ５５と、転写定着ローラ５７とを含む。転写定着ローラ５７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、中間転写ベルト５４を介して加熱ローラ５５に圧接するように設けられるローラ部材である。加熱ローラ５５と転写定着ローラ５７との圧接部が転写定着ニップ部である。本実施の形態では、加熱ローラ５５による中間転写ベルト５４および中間転写ベルト５４上のトナー像の加熱温度は８０℃に設定される。転写定着手段５３によれば、中間転写ベルト５４に担持されて搬送される膨潤、軟化状態にあるトナー像と、トナー像の搬送に同期して記録媒体供給手段４から送給される記録媒体６とが、転写定着ニップ部において重ね合わされ、加熱加圧され、トナー像が記録媒体６に転写定着され、画像が形成される。
【００５４】
画像形成装置５１によれば、トナー像形成手段２によって形成される膨潤、軟化状態にあるトナー像が、中間転写手段５２および転写定着手段５３を介して記録媒体６に転写定着され、記録媒体６上に画像が形成される。画像が形成された記録媒体６は、排出手段５８によって、画像形成装置５１の外部に排出される。
【００５５】
図８は、本発明の実施の第３形態である画像形成装置６０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６０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、説明を省略する。画像形成装置６０は、画像形成ローラ１９ｂ，１９ｃ，１９ｍ，１９ｙの表面を清浄化するクリーニング手段６１が、画像形成ローラ１９ｂ，１９ｃ，１９ｍ，１９ｙのそれぞれに設けられることを特徴とする。クリーニング手段６１は、巻き出しロール６２と、巻き出しロール６２に巻回されるウェブシート６３と、巻取りロール６４とを含む。巻き出しロール６２は、軸心回りに従動回転可能に支持され、図示しない圧接手段によって、該ロールに巻回されるウェブシート６３が画像形成ローラ１７ｙの表面に圧接するように設けられる。圧接手段には、ばねなどを使用できる。巻き出しロール６２は、ウェブシート６３を画像形成ローラ１７ｙ表面に圧接させながら、巻取りロール６４に向けて送り出す。ウェブシート６３は、画像形成ローラ１７ｙ表面に圧接し、該表面に残留するトナー９を除去する。巻取りロール６４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、トナー９が付着するウェブシート６３を巻き取る。クリーニング手段６１によれば、トナー像の記録媒体６への転写後に画像形成ローラ１７ｙ表面に残留するトナー９を、該ローラ１７ｙに当接するウェブローラ６３によって除去し、トナー９が付着したウェブシート６３は巻取りロール６４によって巻き取られる。画像形成装置６０によれば、画像形成ローラ１９ｂ，１９ｃ，１９ｍ，１９ｙの表面が一層確実に清浄化され、長期的にかつ連続して高画質画像を形成できる。本実施の形態では、ウェブシート６３によって残留トナー９が除去されるけれども、それに限定されず、たとえば、クリーニングブレードを画像形成ローラに当接させる構成を採ってもよい。
【００５６】
図９は、本発明の実施の第４形態である画像形成装置７０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７０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しまたは図示を省略し、説明を省略する。画像形成装置７０は、画像形成装置１における作像ユニット１０ｂ，１０ｃ，１０ｍ，１０ｙに代えて、作像ユニット７１ｂ，７１ｃ，７１ｍ，７１ｙ（このうち作像ユニット７１ｂ，７１ｃ，７１ｍは図示せず）を含むことを特徴とする。作像ユニット７１ｂ，７１ｃ，７１ｍ，７１ｙは同一の構造を有するので、以後作像ユニット７１ｙについて説明し、全体の説明に代える。作像ユニット７１ｙは、感光体ドラム１１ｙの回転駆動方向における定着液付与手段１６ｙの下流側であってかつ画像形成ローラ１９ｙの上流側に設けられる定着液回収手段７２ｙを含むことを特徴とする。定着液回収手段７２ｙには、たとえば、金属製芯金と、該芯金表面に形成される発泡性スポンジ層とを含むローラ部材が用いられる。金属製芯金の内部は、回収される定着液８を貯留する貯留槽になる。金属製芯金には複数の貫通孔が形成され、回収される定着液８が発泡性スポンジ層から貫通孔を介して金属製芯金の内部に流入する。発泡性スポンジ層には、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、アクリルゴム、ウレタンゴムなどの発泡性スポンジが用いられる。発泡性スポンジ層を感光体ドラム１１ｙ表面の定着液８および撥液粒子７が付着する部分に接触させると、撥液性の高い撥液粒子７表面に付着する定着液８は容易に回収されるのに対し、撥液性が撥液粒子７よりも相対的に低い感光体ドラム１１ｙ表面に付着する定着液８は回収されることがほとんどない。これによって、撥液粒子７表面に少量ではあるけれども付着する定着液８が回収され、目的とする画像以外の画像が形成されるのを防止できる。特に、白べた画像を形成する場合には、撥液粒子７が大きな面積で密集し、その表面に定着液８の液滴が残留し易くなるので、この構成を採用するのが好ましい。定着液回収手段７２ｙを設ければ、撥液粒子７の表面の定着液８を確実に回収できる。本実施の形態では、定着液回収手段７２ｙとして、金属製芯金の表面に発泡性スポンジ層を形成したローラ部材（定着液回収ローラ）を用いるけれども、それに限定されず、定着液付与手段１６ｙと同じ構成のローラ部材を、芯金の内部に定着液８が貯留されない状態で用いても良い。
【００５７】
図１０は、本発明の実施の第５形態である画像形成装置７５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７５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、説明を省略する。画像形成装置７５は、画像形成装置１における作像ユニット１０ｂ，１０ｃ，１０ｍ，１０ｙに代えて、作像ユニット７６ｂ，７６ｃ，７６ｍ，７６ｙ（このうち作像ユニット７６ｂ，７６ｃ，７６ｍ，は図示せず）を含むことを特徴とする。作像ユニット７６ｂ，７６ｃ，７６ｍ，７６ｙは同一の構造を有するので、以後作像ユニット７６ｙについて説明し、全体の説明に代える。作像ユニット７６ｙは、作像ユニット１０ｙにおける画像形成ローラ１７ｙを含まず、感光体ドラム１１ｙ上でトナー像を形成し、画像形成ローラ１７ｙを介することなく感光体ドラム１１ｙから記録媒体６にトナー像を直接転写して画像を形成することを特徴とする。そのために、感光体ドラム１１ｙの回転方向において、定着液付与手段１６ｙの下流側からトナー像の記録媒体６への転写位置（転写ニップ部）の上流側の間に、現像手段１８ｙを設ける。感光体ドラム１１ｙ上に撥液粒子７および定着液８を付着させることによって静電潜像の部分に定着液像が形成される。この定着液像に現像手段１８ｙからトナー９を供給することによってトナー像が形成されるとともに、トナー９が膨潤、軟化して定着可能な状態になり、転写ニップ部において記録媒体６に転写定着され、画像が形成される。この構成において、トナー９のみが選択的に記録媒体６に転写される理由は、次の通りである。すなわち、膨潤、軟化したトナー９は融液状態であるため、記録媒体６に接触すると記録媒体６との接触面積が大きくなり、記録媒体６への転写が容易に進行する。これに対し、撥液粒子７は固体であり、記録媒体６に接触しても変形し難いので、記録媒体６との接触面積もほとんど変化せず、記録媒体６に転写されにくい。この差によって原理的に膨潤、軟化したトナーだけを記録媒体６に転写できる。なお、撥液粒子７上に定着液８が残留し、その定着液８にトナー９が付着する場合について、種々の状況が考えられる。まず、（イ）残留する定着液８がごく少量であれば、トナー９の粘着性は低くなり、記録媒体６に付着するおそれは少ない。（ロ）残留する定着液８の量よりも付着するトナー９の量が多いと、記録媒体６に接触する部分のトナー９は膨潤軟化しないので、やはり記録媒体６に付着するおそれは少ない。（ハ）残留する定着液８にトナー９が付着しない状況でも、記録媒体６への付着のおそれはない。次に、（ニ）残留する定着液８に対して適量のトナー９が付着すると（通常は定着液８の０．１〜１重量部に対してトナー９が１００重量部付着する場合）、撥液粒子７が粘着性を示して記録媒体６に付着するおそれが生じる。この状態が高い確率で生じる場合は、感光体ドラム１１ｙと転写ローラ２２ｙとの間に撥液粒子７が感光体ドラム１１ｙに留まる方向にバイアスを印加することで、撥液粒子７の記録媒体６への付着を抑制できる。ただし、（イ）〜（ハ）の状況が高い確率で生じる場合、（ニ）の状況でも、撥液粒子７の記録媒体６への粘着力が撥液粒子７の感光体ドラム１１ｙへの付着力よりも下回る場合には、バイアスを印加する必要はない。（イ）〜（ハ）の状況を得るには、撥液粒子７の定着液８に対する接触角を調整するのが好ましい。接触角を大きくするほど、（イ）〜（ハ）の状況を得やすいので、接触角７０度以上に構成するのが好ましい。
【００５８】
画像形成装置１，５１，６０，７０，７５においては、現像手段１８ｙとして、２成分現像装置を用いるけれども、それに限定されず、２成分現像装置を用いても良い。さらに、画像形成装置１，５１，６０，７０においては、図１１に示す現像装置８０を使用できる。図１１は、別形態の現像装置８０の構成を模式的に示す断面図である。現像装置８０は、トナー９を貯留するための内部空間を有する容器状部材であって、短手方向の画像形成ローラ１７ｙを臨む側面に、トナー送給口８２と、トナー回収口８３，８４とが形成されてなる現像槽８１を含む。現像槽８１の鉛直方向における上下の現像槽壁の画像形成ローラ１７側の端部は、画像形成ローラ１７ｙ表面に対して間隙を有して離隔するように現像槽８１が設けられる。トナー送給口８２の画像形成ローラ１７ｙへ向う方向とは反対側の端部には送風ファン８５が設けられ、現像槽８１から画像形成ローラ１７ｙへ向う空気流を発生させ、現像槽８１内のトナー９をこの空気流に載せて画像形成ローラ１７ｙ表面の定着液像に供給して付着させる。また、トナー回収口８３，８４はトナー送給口８２の鉛直方向上方および下方に形成され、トナー回収口８３，８４の画像形成ローラ１７ｙ側の端部には、回収ファン８６，８７が設けられる。回収ファン８６，８７は、画像形成ローラ１７ｙ表面から現像槽８１の内部に向う空気流を発生させ、定着液像に付着せずに画像形成ローラ１７ｙの表面近傍に飛散するトナー９を現像槽８１内部に回収する。なお、送風ファン８４および回収ファン８６，８７は、現像槽８１の長手方向に複数個配列するのが好ましい。これによって、トナー９を帯電させることなく、定着液像にトナー９を付与できる。なお、この構成では、画像形成ローラ１７ｙの定着液像が存在しない部分にもトナー９が付着する可能性があるけれども、膨潤軟化して粘着性を示すことがないので、記録媒体６に転写されることは実質的にはない。現像装置８０は、画像形成ローラ１７ｙに限定されず、他の画像形成ローラ１７ｂ，１７ｃ，１７ｍにおいても使用できる。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【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】撥液粒子付与手段の構成を模式的に示す断面図である。
【図４】定着液付与手段の構成を模式的に示す断面図である。
【図５】画像形成ローラの構成を模式的に示す断面図である。
【図６】現像手段の構成を模式的に示す断面図である。
【図７】本発明の実施の第２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８】本発明の実施の第３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９】本発明の実施の第４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１０】本発明の実施の第５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１１】別形態の現像装置の構成を模式的に示す断面図である。
【符号の説明】
【００６０】
１，５１，６０，７０，７５  画像形成装置
２  トナー像形成手段
３  転写手段
４  記録媒体供給手段
５  制御手段
６  記録媒体
７  撥液粒子
８  定着液
９  トナー
１０ｂ，１０ｃ，１０ｍ，１０ｙ  作像ユニット
１１ｂ，１１ｃ，１１ｍ，１１ｙ  感光体ドラム
１２ｂ，１２ｃ，１２ｍ，１２ｙ  静電潜像形成手段
１５ｂ，１５ｃ，１５ｍ，１５ｙ  撥液粒子付与手段
１６ｂ，１６ｃ，１６ｍ，１６ｙ  定着液付与手段
１７ｂ，１７ｃ，１７ｍ，１７ｙ  画像形成ローラ
１８ｂ，１８ｃ，１８ｍ，１８ｙ  現像手段
２０ｂ，２０ｃ，２０ｍ，２０ｙ  撥液粒子回収手段
２１  搬送ベルト
２２ｂ，２２ｃ，２２ｍ，２２ｙ  転写ローラ
５２  中間転写手段
５３  転写定着手段
５４  中間転写ベルト
５５  加熱ローラ
５７  転写定着ローラ
５８  排出手段
６１  クリーニング手段
７２ｙ  定着液回収手段
８０  現像装置
【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】
0004585478.tif 000009
【図９】
0004585478.tif 000010
【図１０】
0004585478.tif 000011
【図１１】
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