(57)【要約】【課題】  湿式定着を用いる画像形成装置において、定着液の使用量ひいてはその補給回数を低減し、定着液の流動などによるトナー像の乱れ、定着不良などをなくし、装置起動時、長時間放置後の再稼動時などでも待ち時間なく、速やかに高画質画像を形成する。【解決手段】  トナー像形成手段２と、画像担持手段３と、転写手段４と、記録材搬送手段５と、熱定着手段６と、湿式定着手段７と、記録材供給手段８とを含む画像形成装置１において、熱定着手段６における定着ローラ３７の表面温度を温度センサ４０により検知し、その検知結果に応じ、記録材搬送手段５により未定着トナー像を担持する記録材９の搬送先を熱定着手段６または湿式定着手段７のいずれかから選択する。【選択図】      図１
2007121448.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
結着樹脂を含み帯電可能なトナーからなるトナー像を形成するトナー像形成手段と、
未定着トナー像を担持する画像担持手段と、
画像担持手段上の未定着トナー像を記録材上に転写する転写手段と、
未定着トナー像を加熱溶融させる加熱手段および加熱溶融状態にある未定着トナー像を記録材に定着させる定着部材を含む熱定着手段と、
未定着トナー像にトナーを軟化させる作用を有する定着液を付与する湿式定着手段と、
定着部材の温度を検知する温度検知手段とを含むことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
湿式定着手段は、
定着部材を介して未定着トナー像に定着液を付与する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】
熱定着手段および湿式定着手段とともに、
未定着トナー像を担持する記録材を熱定着手段、湿式定着手段または湿式定着手段を経由して熱定着手段に搬送する記録材搬送手段をさらに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４】
記録材搬送手段は、
温度検知手段による温度検知結果に応じて、未定着トナー像を担持する記録材の搬送先を切り替える搬送切替手段を含むことを特徴とする請求項３記載の画像形成装置。
【請求項５】
湿式定着手段は、
定着液を付与する付与部材と、
定着液を貯留して付与部材に供給する定着液貯留手段とを含む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】
付与部材は、
温度検知手段による温度検知結果に応じて定着液付与量を調整することを特徴とする請求項５記載の画像形成装置。
【請求項７】
湿式定着手段は、
付与部材を画像担持手段または定着部材に対して離接可能に支持し、温度検知手段による温度検知結果に応じて付与部材を画像担持手段または定着部材に接触させる付与部材離接手段をさらに含み、
付与部材は、
画像担持手段または定着部材に接触した状態で定着液を付与することを特徴とする請求項５または６記載の画像形成装置。
【請求項８】
付与部材は、
画像担持手段または定着部材に離反して設けられ、
定着液の液滴を形成して画像担持手段または定着部材に噴霧する定着液霧化手段を含むことを特徴とする請求項５または６記載の画像形成装置。
【請求項９】
定着液霧化手段により形成される定着液の液滴径は、
トナーの平均粒径の２倍以下であることを特徴とする請求項８記載の画像形成装置。
【請求項１０】
結着樹脂を含み帯電可能なトナーからなるトナー像を形成するトナー像形成手段と、
未定着トナー像を担持する画像担持手段と、
画像担持手段上の未定着トナー像を記録材上に転写定着する第１の転写定着手段、または、画像担持手段上の未定着トナー像を記録材上に転写定着する転写定着部材を含む第２の転写定着手段と、
画像担持手段または転写定着部材上の未定着トナー像を加熱溶融させる熱定着手段と、
画像担持手段または転写定着部材上の未定着トナー像に対してトナーを軟化させる作用を有する定着液を付与する付与部材と、付与部材を画像担持手段または転写定着部材に対して離接可能に支持する離接手段とを含む湿式定着手段と、
画像担持手段または転写定着部材の温度を検知する温度検知手段とを含むことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１１】
湿式定着手段は、
付与部材とともに、
定着液を貯留して付与部材に供給する定着液貯留手段をさらに含むことを特徴とする請求項１０記載の画像形成装置。
【請求項１２】
湿式定着手段は、
画像担持手段または転写定着部材上の未定着トナー像の、画像担持手段または転写定着部材と付与部材との接触部分の通過を検知する通過検知手段をさらに含み、
付与部材離接手段は、
通過検知手段による未定着トナー像の接触部分通過という検知結果に応じて、付与部材を画像担持手段または転写定着部材から離反させることを特徴とする請求項１０または１１記載の画像形成装置。
【請求項１３】
湿式定着手段は、
付与部材をその軸心回りに回転駆動させる付与部材駆動手段と、
付与部材の画像担持手段または転写定着部材との接触状態を検知する接触検知手段とをさらに含み、
付与部材駆動手段は、
接触検知手段による検知結果に応じて、付与部材の画像担持手段または転写定着部材との接触時および画像担持手段または定着部材から離反する時に付与部材を回転駆動させることを特徴とする請求項１０〜１２のいずれか１つに記載の画像形成装置。
【請求項１４】
湿式定着手段は、
温度検知手段による温度検知結果、定着液に含まれる溶媒の沸点、トナーの軟化点およびトナーのガラス転移点を記憶する記憶手段と、
記憶手段に記憶される前後２回の温度検知結果を比較して温度検知結果の上昇または下降を判定し、或いは温度検知結果と定着液に含まれる溶媒の沸点、トナーの軟化点およびトナーのガラス転移点の少なくとも１つとを比較していずれの温度が高いかを判定する演算手段とをさらに含み、
付与部材は、
演算手段の判定結果に応じて、未定着トナー像への定着液付与量を調整することを特徴とする請求項１０〜１３のいずれか１つに記載の画像形成装置。
【請求項１５】
付与部材は、
演算手段による温度検知結果の上昇または下降という判定結果に応じて、未定着トナー像への定着液付与量を低減または増加させることを特徴とする請求項１４記載の画像形成装置。
【請求項１６】
付与部材は、
温度検知結果が定着液に含まれる溶媒の沸点よりも高いという判定結果に応じて、未定着トナー像への定着液の付与を停止することを特徴とする請求項１４または１５記載の画像形成装置。
【請求項１７】
付与部材は、
温度検知結果がトナーのガラス転移点よりも高いという判定結果に応じて、未定着トナー像への定着液の付与を開始することを特徴とする請求項１４〜１６のいずれか１つに記載の画像形成装置。
【請求項１８】
付与部材は、
温度検知結果がトナーのガラス転移点とトナーの軟化点との中間の温度よりも高いという判定結果に応じて、未定着トナー像に定着液を付与することを特徴とする請求項１４〜１７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】
複写機、印刷機、プリンタ、ファクシミリなどの画像形成装置には、一般に、トナーを用いる電子写真方式、静電記録方式などが採用される。たとえば、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ドラムを用い、感光体ドラム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により現像してトナー像とし、このトナー像を直接または画像担持体を介して紙などの記録材に転写し、記録材上の未定着トナー像を定着することによって画像が形成される。
【０００３】
未定着トナー像の記録材への定着には、画像担持体または記録材上の未定着トナー像を加熱する熱定着方式、トナーを軟化させる作用を有する定着液を画像担持体または記録材上のトナー像に付与する湿式定着方式などが採用されている。
【０００４】
熱定着方式は、中間転写ベルトなどの画像担持体上または記録材上のトナー像を加熱により溶融状態とし、この溶融状態のトナー像を加圧により記録材に定着させる方式である。たとえば、画像担持体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材をも加熱し、加熱状態でトナー像を記録材に転写定着する画像形成装置が提案される（たとえば、特許文献１参照）。
【０００５】
この画像形成装置では、トナー像の記録材への定着力は向上するものの、加熱手段がトナーの溶融定着に必要な温度（以後特に断らない限り「所定温度」と称す）まで上昇しないと熱定着を実施できないので、所定温度に達するまでの待機時間すなわちウォームアップ時間が必要になり、特に画像形成装置の始動時にはウォームアップ時間が長くなるという問題がある。また、加熱手段が所定温度に達していても、連続して大量の画像形成を実施すると、加熱手段による加熱が画像形成に追従できなくなり、トナー像の熱定着が不充分になるという問題もある。これらの問題は、熱定着方式の画像形成装置に共通するものである。
【０００６】
一方、湿式定着方式では、画像担持体または記録材上のトナー像に、トナーを軟化させる作用を有する定着液を付与することによって該トナー像を軟化させ、この軟化状態にあるトナー像を加圧により記録材に定着させる。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という利点を有する。このため、湿式定着方式と熱定着方式とを組合せた画像形成装置が提案されている。
【０００７】
たとえば、画像担持体または記録材上に担持されるトナー像に対して、表面に定着液を担持する塗布ローラにより定着液を接触塗布してトナー付着部分のみに選択的に定着液を付与し、トナーと定着液と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２参照）。すなわち、この定着装置では、画像担持体または記録材上のトナー像に定着液を付与した後に、加熱手段により加熱を行う方式が採用される。このように定着液を付与されたトナー像を加熱することで、トナーの軟化が促進されて、トナー像の記録材への転写定着性が向上する。さらに、定着液に含まれる余分な液体の蒸発が促進されるので、記録材に付着する定着液量が最小に抑えられ、その結果、記録材にしわ、カールなどが発生するのを防止できるという利点もある。
【０００８】
また、特許文献２には、画像担持体上にトナー像を担持させる場合は、画像担持体である中間転写ベルトにフッ素処理などの撥液処理を施すことにより、該中間転写ベルト上の未定着トナー像に定着液を付与する場合、定着液がトナー部分（画像部）のみに集まり、トナー像の間のトナーが存在しない部分（非画像部）には定着液が留まらない構成が記載されている。
【０００９】
しかしながら、特許文献２に記載の画像形成装置においては、トナー像を軟化させるために定着液を必ず使用するため、定着液の使用量が多くなり、定着液の多量補給を頻繁に行うことが必要であるという課題がある。これは、単位時間当たりの出力枚数が多い高速機において、特に顕著である。定着液の頻繁な補給は、高速機の利点である画像形成の高速性を損なうことにもなる。定着液を頻繁に補給しなくても済むように、定着液を貯留するタンクを大型化することも考えられるけれども、それは画像形成装置自体の大型化を招くので好ましくない。また、特許文献２の画像形成装置では、加熱手段により余分な液体の蒸発を促進するので、ウォームアップ時間が必要であるという加熱定着方式が本来有する課題は解決されるには至っていない。加熱手段が所定の温度に達しない状態で画像形成を実施すると、定着液が画像担持体と塗布ローラとのニップ部（接触部）で圧搾され、ニップ部の入り口でメニスカスを形成して滞留するとともに、余剰の定着液は塗布ローラに再付着して戻されることにより、ニップ部の入り口で定着液の水流が発生する。それとともに、トナー像を構成するトナー粒子同士の結合力が弱いことも相俟って、トナーが部分的に流されて、トナー像の乱れひいては画像乱れ、定着不良などの不具合を生じることがある。
【００１０】
【特許文献１】特開２００４−１５１６２６号公報
【特許文献２】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】
【００１１】
本発明の目的は、熱定着と湿式定着とを併用する画像形成装置であって、定着液の使用量を減らしてその補給回数を少なくするとともに、過剰な定着液の流動などによるトナー像の乱れ、定着不良などの発生がなく、さらに、熱定着に必要なウォームアップ時間が短縮された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】
【００１２】
本発明は、
結着樹脂を含み帯電可能なトナーからなるトナー像を形成するトナー像形成手段と、
未定着トナー像を担持する画像担持手段と、
画像担持手段上の未定着トナー像を記録材上に転写する転写手段と、
未定着トナー像を加熱溶融させる加熱手段および加熱溶融状態にある未定着トナー像を記録材に定着させる定着部材を含む熱定着手段と、
未定着トナー像にトナーを軟化させる作用を有する定着液を付与する湿式定着手段と、
定着部材の温度を検知する温度検知手段とを含むことを特徴とする画像形成装置である。
【００１３】
また本発明の画像形成装置は、
湿式定着手段が、
定着部材を介して未定着トナー像に定着液を付与することを特徴とする。
【００１４】
さらに本発明の画像形成装置は、
熱定着手段および湿式定着手段とともに、
未定着トナー像を担持する記録材を熱定着手段、湿式定着手段または湿式定着手段を経由して熱定着手段に搬送する記録材搬送手段をさらに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、
記録材搬送手段が、
温度検知手段による温度検知結果に応じて、未定着トナー像を担持する記録材の搬送先を切り替える搬送切替手段を含むことを特徴とする。
【００１６】
さらに本発明の画像形成装置は、
湿式定着手段が、
定着液を付与する付与部材と、
定着液を貯留して付与部材に供給する定着液貯留手段と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、
付与部材が、
温度検知手段による温度検知結果に応じて定着液付与量を調整することを特徴とする。
【００１８】
さらに本発明の画像形成装置は、
湿式定着手段が、
付与部材を画像担持手段または定着部材に対して離接可能に支持し、温度検知手段による温度検知結果に応じて付与部材を画像担持手段または定着部材に接触させる付与部材離接手段をさらに含み、
付与部材が、
画像担持手段または定着部材に接触した状態で定着液を付与することを特徴とする。
【００１９】
さらに本発明の画像形成装置は、
付与部材が、
画像担持手段または定着部材に離反して設けられ、
定着液の液滴を形成して画像担持手段または定着部材に噴霧する定着液霧化手段を含むことを特徴とする。
【００２０】
さらに本発明の画像形成装置は、
定着液霧化手段により形成される定着液の液滴径がトナーの平均粒径の２倍以下であることを特徴とする。
【００２１】
また本発明は、
結着樹脂を含み帯電可能なトナーからなるトナー像を形成するトナー像形成手段と、
未定着トナー像を担持する画像担持手段と、
画像担持手段上の未定着トナー像を記録材上に転写定着する第１の転写定着手段、または、画像担持手段上の未定着トナー像を記録材上に転写定着する転写定着部材を含む第２の転写定着手段と、
画像担持手段または転写定着部材上の未定着トナー像を加熱溶融させる熱定着手段と、
画像担持手段または転写定着部材上の未定着トナー像に対してトナーを軟化させる作用を有する定着液を付与する付与部材と、付与部材を画像担持手段または転写定着部材に対して離接可能に支持する離接手段とを含む湿式定着手段と、
画像担持手段または転写定着部材の温度を検知する温度検知手段とを含むことを特徴とする画像形成装置である。
【００２２】
また本発明の画像形成装置は、
湿式定着手段が、
付与部材とともに、
定着液を貯留して付与部材に供給する定着液貯留手段をさらに含むことを特徴とする。
【００２３】
さらに本発明の画像形成装置は、
湿式定着手段が、
画像担持手段または転写定着部材上の未定着トナー像の、画像担持手段または転写定着部材と付与部材との接触部分の通過を検知する通過検知手段をさらに含み、
付与部材離接手段は、
通過検知手段による未定着トナー像の接触部分通過という検知結果に応じて、付与部材を画像担持手段または転写定着部材から離反させることを特徴とする。
【００２４】
さらに本発明の画像形成装置は、
湿式定着手段が、
付与部材をその軸心回りに回転駆動させる付与部材駆動手段と、
付与部材の画像担持手段または転写定着部材との接触状態を検知する接触検知手段とをさらに含み、
付与部材駆動手段が、
接触検知手段による検知結果に応じて、付与部材の画像担持手段または転写定着部材との接触時および画像担持手段または定着部材から離反する時に付与部材を回転駆動させることを特徴とする。
【００２５】
さらに本発明の画像形成装置は、
湿式定着手段が、
温度検知手段による温度検知結果、定着液に含まれる溶媒の沸点、トナーの軟化点およびトナーのガラス転移点を記憶する記憶手段と、
記憶手段に記憶される前後２回の温度検知結果を比較して温度検知結果の上昇または下降を判定し、或いは温度検知結果と定着液に含まれる溶媒の沸点、トナーの軟化点およびトナーのガラス転移点の少なくとも１つとを比較していずれの温度が高いかを判定する演算手段とをさらに含み、
付与部材が、
演算手段の判定結果に応じて、未定着トナー像への定着液付与量を調整することを特徴とする。
【００２６】
さらに本発明の画像形成装置は、
付与部材が、
演算手段による温度検知結果の上昇または下降という判定結果に応じて、未定着トナー像への定着液付与量を低減または増加させることを特徴とする。
【００２７】
さらに本発明の画像形成装置は、
付与部材が、
温度検知結果が定着液に含まれる溶媒の沸点よりも高いという判定結果に応じて、未定着トナー像への定着液の付与を停止することを特徴とする。
【００２８】
さらに本発明の画像形成装置は、
付与部材が、
温度検知結果がトナーのガラス転移点よりも高いという判定結果に応じて、未定着トナー像への定着液の付与を開始することを特徴とする。
【００２９】
さらに本発明の画像形成装置は、
付与部材が、
温度検知結果がトナーのガラス転移点とトナーの軟化点との中間の温度よりも高いという判定結果に応じて、未定着トナー像に定着液を付与することを特徴とする。
【発明の効果】
【００３０】
本発明によれば、トナー像形成手段と、画像担持手段と、転写手段と、熱定着手段と、湿式定着手段と、温度検知手段とを含む第１の画像形成装置が提供される。本発明の第１の画像形成装置は、熱定着手段と湿式定着手段という２つのトナー像定着手段とともに、熱定着手段の一部である定着部材の温度を検知する温度検知手段を含むことを特徴とする。
【００３１】
すなわち、本発明の第１の画像形成装置では、加熱手段の温度がトナー像の溶融定着に必要な温度（たとえば１８０℃）よりも低い場合には湿式定着手段による湿式定着が実施され、加熱手段の温度がトナー像の溶融定着に必要な温度またはそれよりも高い場合には熱定着手段による熱定着が実施される。したがって、加熱手段のウォームアップ時間が経過するのを待つことなく、トナー像の定着を実施できる。また、連続して大量の画像を出力し、熱定着が不充分になる場合でも、湿式定着に切り替えることによって連続出力が可能になり、記録紙のスループットの低下を防止できる。また、加熱手段の温度が充分に高い場合には、熱定着手段による定着が実施できるので、定着液の使用量を低減化できる。これによって、定着液を頻繁に補給する必要がなくなり、定着液貯留タンクの小型化ひいては画像形成装置自体の小型化を図り得る。
【００３２】
さらに本発明の第１の画像形成装置によれば、トナー像を記録材に転写する前に、画像担持手段上のトナー像を加熱するかまたは該トナー像に定着液を付与してトナー粒子を軟化、膨潤させる、トナー粒子同士およびトナー粒子と画像担持手段との付着力を増加させる構成を採ることが可能になる。この構成によれば、記録材と画像担持手段とが近接し、トナー像の記録材への転写定着が行われる部分（転写ニップ）の前でトナーが飛翔して記録材に付着し、記録材へ転写されるトナー像にトナーの部分的な飛び散りが発生するのを防止できる。その結果、高解像で高品位な画像を得ることができる。
【００３３】
また、画像担持手段を定着液が浸透しない材料で形成し、かつ画像担持手段上の未定着トナー像に定着液を付与する構成を採ることによって、トナー像の定着に必要な定着液付与量を大きく低減させ得る。
【００３４】
本発明によれば、第１の画像形成装置において、湿式定着手段が定着部材に定着液を付与し、定着部材からトナー像に定着液を付与する構成を採ることによって、トナー像に定着液を付与する際に、定着液によってトナー像が乱れるのをより一層防止できる。
【００３５】
本発明によれば、第１画像形成装置が、未定着トナー像を担持する記録材を熱定着手段、湿式定着手段または湿式定着手段を経由して熱定着手段に搬送する記録材搬送手段をさらに含むことによって、記録材の搬送経路が定着方式に応じて存在することになるので、たとえば、熱定着手段が紙詰まりなどの不具合を発生しても、湿式定着手段でトナー像の定着を継続して実施できる。特に、湿式定着手段を経由して熱定着手段に搬送する構成を採る場合には、記録材の搬送経路が１つになるので、トナー像温度の上昇または応じて定着液の使用量を連続的に変化させ、熱定着手段と湿式定着手段とを適切に併用しながら、定着方式を切り替えることが一層容易になる。さらに、搬送経路が１つなので、定着後の排紙処理部材（排紙ローラ、排紙トレイ、排紙口など）を複数個設ける必要がなく、画像形成装置の小型化、簡素化、低コスト化などにも特に有利である。
【００３６】
本発明によれば、記録材搬送手段が、温度検知手段による温度検知結果に応じて、未定着トナー像を担持する記録材の搬送先を切り替える搬送切替手段を含むことによって、定着部材の温度に応じて、熱定着手段から湿式定着手段へのまたはその逆の切り替えを一層円滑に実施できる。
【００３７】
本発明によれば、定着液を付与する付与部材と、定着液を貯留して付与部材に供給する定着液貯留手段とを含む湿式定着手段を用いることによって、定着液付与量の制御が容易になり、湿式定着手段の構造を簡易化でき、湿式定着手段の小型化を図り得る。
【００３８】
本発明によれば、温度検知手段による温度検知結果に応じて、付与部材が未定着トナー像への定着液付与量を調整する構成を採ることによって、定着部材の温度に応じて定着液付与量をきめ細かく制御できるので、定着液付与量を適切な範囲にすることができ、定着液の余分な使用をなくし得るとともに、トナー像が強固に定着した画像が常に得られる。ここで、定着液付与量の調整とは、具体的には、定着部材の温度が所定温度に近づくに連れて定着液付与量を減らすこと、逆に定着部材の温度が所定温度より低くなるほど定着液付与量を増加させること、加熱手段の加熱手段が所定温度またはそれよりも高くなると、定着液の付与を停止するかまたは微量の定着液を付与することなどである。
【００３９】
本発明によれば、湿式定着手段が、付与部材を画像担持手段または定着部材（以下特に断らないかぎりこれらを総称して「画像担持手段など」と称す）に対して離接可能に支持し、温度検知結果に応じて付与部材を画像担持手段などに接触させる付与部材離接手段を含み、付与部材が、画像担持手段などの上の未定着トナー像に接触した状態で定着液を付与する構成を採ることによって、付与部材による未定着トナー像への定着液付与を円滑にかつ安定的に実施できる。具体的には、たとえば、トナー像温度がトナーの溶融定着に最低限必要な所定温度に達していない場合には、付与部材が画像担持手段などに接触し、トナー像温度が所定温度に達し、必要に応じてさらに昇温している場合は、付与部材が画像担持手段などから離反する構成を採る。これによって、付与部材は定着液の付与を行う時だけ画像担持手段などに接触するので、常時接触する場合に比べて、定着液の使用量を最小限に留め、消費量を減らすことができる。また、付与部材が画像担持手段などに接触するのは、トナー像ひいては画像担持手段などの温度が所定温度よりも低い場合のみになるので、付与部材の温度上昇は小さい。このため、定着液中のトナーを軟化させる作用を有する成分、溶媒などの蒸発による成分変動を抑制し、定着液の変質を防止できるので、安定した定着作用を得ることができ、高品位画像を安定して形成できる。また、接触付与方式の付与部材は、たとえば、その表面に定着液を担持し、接触により該定着液をトナー像に移行させる構成にすることができるので、液詰まりが発生し易いノズルを設ける必要がないので、小型化、構造の簡素化、低コスト化などが容易である。なお、トナー像温度を最低限必要な所定温度よりもさらに昇温させる場合には、温度を下げる要因になる付与部材がトナー像に接触しないので、トナー像の昇温を短縮できるという利点がある。
【００４０】
本発明によれば、画像担持手段などに離反して設けられ、定着液の液滴を画像担持手段などに噴霧する定着液霧化手段を付与部材として用いることによって、画像担持手段などがたとえば室温程度の低い温度で、トナー粒子と画像担持部材などとの付着力が低い状態であっても、トナー像を乱すことなく定着液を付与でき、画像担持手段などがある程度まで温度上昇するのを待つ必要がない。
【００４１】
本発明によれば、定着液霧化手段により形成される定着液の液滴径を、トナー粒子の平均粒径の２倍以下に設定することによって、定着液の液滴がトナー像に付着するときに、トナー粒子の凝集によるトナー像の乱れが発生するのを抑制でき、均一で高品位な画像を安定的に形成できる。トナー粒子と画像担持手段との付着力が弱い状態で、液滴径がトナー粒子の平均粒径の２倍を超えると、液滴がトナー像に付着するときに、該液滴の周辺のトナー粒子を凝集させ、トナー像に微小ではあるけれど目視可能なむらを生じる。
【００４２】
本発明によれば、トナー像形成手段と、画像担持手段と、画像担持手段上の未定着トナー像を記録材上に転写定着させる第１の転写定着手段または転写定着部材を備える第２の転写定着手段と、画像担持手段または転写定着部材上の未定着トナー像を加熱溶融させる熱定着手段と、画像担持手段または転写定着部材上の未定着トナー像に定着液を付与する付与部材および付与部材を画像担持手段または転写定着部材に対して離接可能に支持する離接手段を備える湿式定着手段と、画像担持手段または転写定着部材の温度を検知する温度検知手段とを含む第２の画像形成装置が提供される。
【００４３】
第２の画像形成装置においても、第１の画像形成装置と同様に、熱定着手段による温度がトナー像の溶融定着に必要な温度（たとえば１８０℃）よりも低い場合には湿式定着手段による湿式定着が実施され、画像担持手段または転写定着部材の温度がトナー像の溶融定着に必要な温度であるかまたはそれよりも高い場合には熱定着が実施される。したがって、熱定着手段のウォームアップ時間の経過を待つことなく、トナー像の定着が可能である。連続的に画像を形成し、熱定着手段によるトナー像の加熱溶融が不充分になっても、湿式定着に切換えるかまたは湿式定着を併用すれば連続出力が可能になり、記録紙のスループットの低下を防止できる。また、熱定着手段の加熱温度が充分に高い場合には定着液の付与が不必要なので、定着液の使用量を低減化できる。
【００４４】
本発明によれば、第２の画像形成装置においても、付与部材とともに、定着液を貯留して付与部材に供給する定着液貯留手段を含む湿式定着手段を用いることによって、定着液付与量の制御が容易になり、湿式定着手段の構造を簡易化でき、湿式定着手段の小型化を図り得る。
【００４５】
本発明によれば、湿式定着手段が、画像担持手段または転写定着部材上の未定着トナー像が画像担持手段または転写定着部材と付与部材との接触部分を通過したことを検知する通過検知手段を含み、通過検知手段の検知結果に応じて、付与部材離接手段により付与部材を画像担持手段または転写定着部材から離反する構成を採ることによって、トナー像が定着液付与のための接触部分を通過した後に余分な定着液が画像担持手段または転写定着部材上に付与されることがないので、定着液の消費量を一層低減化できる。さらに、付与部材の温度上昇およびそれに伴う定着液の変質も一層防止できるので、画像のさらなる高品位化を図り得る。
【００４６】
本発明によれば、湿式定着手段が、付与部材を回転駆動させる付与部材駆動手段と、付与部材の画像担持手段または転写定着部材との接触状態を検知する接触検知手段を含み、接触検知手段の検知結果に応じて、付与部材が画像担持手段または転写定着部材と接触している時および接触状態にある画像担持手段または転写定着部材から離反する時に、付与部材を回転駆動させる構成を採用すれば、付与部材が画像担持手段または転写定着部材への接触および画像担持手段または転写定着部材から離反する際に発生する負荷変動によって画像担持手段または転写定着部材の回転速度が変動しても、ジッタ、濃度むらなどの画像不良が発生するのを防止できる。
【００４７】
本発明によれば、湿式定着手段が温度検知手段による温度検知結果などを記憶する記憶手段と、２つの温度検知結果などを比較していずれが高い温度かを判定する演算手段とをさらに含み、演算手段による判定結果に応じて、付与部材が定着液付与量を調整する構成を採ることによって、トナー像温度の変化に伴う定着液付与量の調整をきわめて精確に実施できる。その結果、定着液の余分な使用を一層減らし、画像形成の安定化を図り得る。特に、連続的に大量の画像形成を行う場合でも、常に高品位画像を得ることができる。
【００４８】
本発明によれば、記憶手段に記憶される前後２回の温度検知結果を演算手段により比較し、トナー温度の上昇または下降と判定される場合には、それに応じて付与部材が定着液付与量を低減または増加させるという構成を採ることによって、常に最適な定着液量をトナー像に付与できるので、定着液消費量を必要最低限まで減らすことができる。その結果、定着液貯留タンクの小型化、ひいては画像形成装置の一層の小型化を図り得る。また、常に最適な定着液量を付与できることから、過剰量の定着液がトナー像に付着し、トナーが軟化または溶融し過ぎて流動化し、トナー粒子が凝集して画質が低下することがなくなり、高品位画像が安定的に得られる。
【００４９】
本発明によれば、記憶手段に記憶される温度検知結果と定着液に含まれる溶媒の沸点とを演算手段により比較し、温度検知結果が溶媒の沸点よりも高いと判定される場合には、付与部材が定着液の付与を停止する構成を採ることによって、定着液の沸騰および蒸発ならびに定着液の沸騰に伴う気泡の発生が防止され、さらに気泡の発生によるトナー像の乱れひいては画像の劣化が防止される。溶媒の沸点よりも高い温度では、熱定着手段のみでトナー像の記録材への定着を容易に実施できるので、定着液の付与を停止することによって、定着液の余分な使用を止め、その消費量を減らすことができる。
【００５０】
本発明によれば、記憶手段に記憶される温度検知結果とトナーのガラス転移点とを演算手段により比較し、温度検知結果がトナーのガラス転移点よりも高いと判定される場合に、付与部材による未定着トナー像への定着液の付与を開始するのが好ましい。すなわち、未定着トナー像温度がトナーのガラス転移点よりも高いと、トナー粒子が軟化して画像担持手段とトナー粒子との付着力が増加するので、付与部材により定着液を接触塗布しても付与部材にオフセットすること、定着液を非接触付与しても定着液の液滴がトナー像に着弾する際にトナー像を乱すことなどが防止される。また、画像担持手段または転写定着部材の温度がトナーのガラス転移点に昇温するまでの初期動作時に、画像担持手段または転写定着部材に定着液が塗布されて、不要に消費されることを防止できる。
【００５１】
本発明によれば、記憶手段に記憶される温度検知結果とトナーのガラス転移点および軟化点とを演算手段により比較し、温度検知結果がトナーのガラス転移点と軟化点との中間温度よりも高いと判定される場合に、付与部材により未定着トナー像に定着液を付与することが好ましい。すなわち、トナー粒子をガラス転移点と軟化点の中間の温度以上に加熱することにより、トナー粒子が充分に軟化して、画像担持手段または転写定着部材とトナー粒子との付着力が増加する。このため、定着液の付与時にトナーが付与部材にオフセットすること、定着液の液滴によるトナー像の乱れなどを一層確実に防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５２】
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。なお、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、いわゆるタンデム構成の画像形成装置である。
【００５３】
画像形成装置１は、トナー像形成手段２と、画像担持手段３と、転写手段４と、記録材搬送手段５と、湿式定着手段７と、熱定着手段６と、記録材供給手段８とを含んで構成され、その上面１ａが地面に対して平行すなわち水平になるように設置される。
【００５４】
トナー像形成手段２は、後述の中間転写ベルト２１の駆動方向（副操作方向）、すなわち矢符３０の方向において、上流側から一列に配置される作像ユニット１０ｙ，１０ｍ，１０ｃ，１０ｂを含み、これらは、各色相の画像情報に対応する静電潜像を形成し、該静電潜像を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はイエロー色の画像情報に対応するトナー像、作像ユニット１０ｍはマゼンタ色の画像情報に対応するトナー像、作像ユニット１０ｃはシアン色の画像情報に対応するトナー像、作像ユニット１０ｂはブラック色の画像情報に対応するトナー像をそれぞれ形成する。
【００５５】
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。
【００５６】
感光体ドラム１１ｙは、図示しない駆動手段により軸心回りに回転駆動可能に支持され、ＧＮＤ電位に接続される図示しない円筒状導電性基体と、該導電性基体の表面に形成される感光層とを含んで構成されるローラ部材である。円筒状導電性基体には、たとえば、アルミニウム素管が用いられる。感光層には、酸化亜鉛、セレン、アモルファスシリコンなどからなる感光層、有機感光層などが用いられる。有機感光層には、電荷発生層と電荷輸送層とを積層した積層型有機感光層、電荷発生物質と電荷輸送物質とを１つの層に含む単層型有機感光層などがある。導電性基体と有機感光層との間に下地層を設けてもよく、また有機感光層の表面に保護層を設けてもよい。本実施の形態では、アルミニウム素管の表面に層厚２０μｍの有機感光層が形成された直径３０ｍｍの感光体ドラム１１ｙが使用される。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。なお、感光体ドラム１１ｙはローラ部材に限定されず、円柱状部材、薄膜シート状部材などであってもよい。
【００５７】
帯電ローラ１２ｙは、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部材である。帯電ローラ１２ｙに限定されず、ブラシ型帯電器、チャージャー型帯電器、スコロトロンといったコロナ帯電器なども使用できる。本実施の形態では、帯電ローラ１２ｙは、感光体ドラム１１ｙを−６００Ｖに帯電する。
【００５８】
光走査ユニット１３は、帯電状態の感光体ドラム１１ｙ表面にイエロー色の画像情報に対応する信号光であるレーザ光１３ｙを照射し、感光体ドラム１１ｙ表面にイエロー色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１３ｙには、たとえば、半導体レーザなどが用いられる。本実施の形態では、露光電位−７０Ｖの静電潜像が形成される。
【００５９】
現像装置１４ｙは、感光体ドラム１１ｙ表面に圧接し、図示しない固定磁極を内包しかつ軸心回りに回転駆動可能に設けられ、イエロー色トナー１６ｙを感光体ドラム１１ｙ表面の静電潜像に供給する現像ローラ１７ｙと、現像ローラ１７ｙ表面に当接するように設けられ、現像ローラ１７ｙ表面のイエロー色トナー層の層厚を規制する現像ブレード１８ｙと、イエロー色トナー１６ｙを貯留する現像槽１９ｙと、現像槽１９ｙの内部において互いに圧接しかつ軸心回りに回転駆動可能に設けられ、図示しない磁性キャリアとイエロー色トナー１６ｙとを接触混合してイエロー色トナー１６ｙを帯電させて現像ローラ１７ｙの周囲に送給する１対の撹拌ローラ２０ｙとを含む。本実施の形態では、現像ローラ１７ｙの周速度は、感光体ドラム１１ｙの周速度に対して１．５倍の１５０ｍｍ／ｓである。また本実施の形態では、現像ローラ１７ｙには、−２４０Ｖの直流電圧が現像電位として印加される。また本実施の形態では、磁性キャリアを含む２成分現像剤を用いるけれども、それに限定されずイエロー色トナー１６ｙのみからなる１成分現像剤も使用できる。現像槽１９ｙ内のイエロー色トナー１６ｙは、１対の撹拌ローラ２０ｙの回転駆動によって磁性キャリアと混合されて帯電状態になって現像ローラ１７ｙ表面に供給され、現像ブレード１８ｙにより層厚を規制された後、現像ニップ部（感光体ドラム１１ｙと現像ローラ１７ｙとが近接する部分）において電位差などを利用して感光体ドラム１１ｙ表面の静電潜像に供給され、イエロー色の画像情報に対応するトナー像が形成される。
【００６０】
ドラムクリーナ１５ｙは、感光体ドラム１１ｙ表面のイエロー色トナー像が中間転写ベルト２１に転写された後に、該表面に残存するイエロー色トナーを除去、回収する。
【００６１】
作像ユニット１０ｙによれば、回転駆動する感光体ドラム１１ｙ表面を、帯電ローラ１２ｙに帯電させ、さらに光走査ユニット１３からレーザ光１３ｙを照射して静電潜像を形成し、この静電潜像に現像ローラ１７ｙからイエロー色トナーを供給して現像を行い、イエロー色トナー像を形成する。該トナー像を中間転写ベルト２１に転写し、転写後に感光体ドラム１１ｙ表面に残留するトナー１６ｙをドラムクリーナ１５ｙにより除去し、回収する。以後、同様のトナー像作成動作が繰返し実行される。
【００６２】
作像ユニット１０ｍ，１０ｃ，１０ｂは、それぞれマゼンタ色トナー１６ｍ、シアン色トナー１６ｃまたはブラック色トナー１６ｂ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色を示す「ｍ」、シアン色を示す「ｃ」またはブラック色を示す「ｂ」を付し、説明を省略する。
【００６３】
本発明で使用するイエロー色トナー１６ｙ、マゼンタ色トナー１６ｍ、シアン色トナー１６ｃおよびブラック色１６ｂは、着色剤の種類が異なる以外は、同じ成分を含有する。以後、これらのトナーを総称してトナー１６と呼ぶ場合がある。
【００６４】
トナー１６は、結着樹脂および着色剤を含み、さらに必要に応じて離型剤などを含む。
結着樹脂としては、後述する定着液５０により軟化および／または膨潤する樹脂であれば特に制限されず、たとえば、ポリスチレン、スチレン置換体の単独重合体、スチレンおよびスチレン置換体から選ばれる１種または２種以上を含む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１６の保存性、耐久性、定着液５０の付与によるトナー１６の軟化および／または膨潤制御などの観点から、軟化点１００〜１５０℃、ガラス転移点５０〜８０℃およびヤング率０．５〜５ＧＰａである樹脂が好ましく、前記と同じ軟化点、ガラス転移点およびヤング率を有するポリエステルが特に好ましい。ポリエステルは、入手容易で安価な有機溶剤によって容易に軟化および／または膨潤して透明になる。透明化するという特性によって、異なる単色のトナー像を複数重ね合わせ、カラートナー像として記録材９に定着させると、減法混色による充分な発色が得られる。また、定着液５０にてトナー像を定着させる場合は、熱定着用のトナーに含まれる結着樹脂よりも軟化点が高い（分子量が大きい）樹脂を使用できる。このような樹脂を用いれば、現像時の負荷によるトナー１６の劣化が一層防止され、高品位画像を長期にわたって安定的に形成できる。
【００６５】
着色剤としては、従来から電子写真方式の画像形成分野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５０による滲みを防止するために、定着液５０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。
【００６６】
離型剤としては、後述する定着液５０により軟化および／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点の低いワックスを用いるのが好ましい。ガラス転移点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１６自体の軟化点よりも低温でも、トナー１６同士の結合力およびトナー１６の画像担持体２１、記録材９などへの付着力が増加するので、定着液付与時にトナー１６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５０が浸透するので、定着液５０の付与後、短時間でトナー１６全体が軟化および／または膨潤する。その結果、記録材９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。
【００６７】
トナー１６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。
【００６８】
トナー１６の体積平均粒子径は、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、単位面積当たりのトナー１６の表面積が大きく、定着液５０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５０の使用量の低減化を図り得るとともに、トナー像の記録材９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１６の粒径が小さいほど、記録材９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１６の消費量の低減化を達成でき、ひいては定着液５０の消費量のさらなる低減化を達成できる。
【００６９】
トナー１６の体積平均粒子径が２μｍ未満では、トナー１６の流動性が低下し、現像動作の際に、トナー１６の供給、撹拌および帯電が不充分になり、トナー１６量の不足、逆極性トナーの増加などが起こり、高画質画像が得られないおそれがある。一方、体積平均粒子径が７μｍを超えると、トナー粒子の中心まで軟化および／または膨潤し難い大粒径のトナー粒子が多くなるので、画像の記録材９への定着性が低下するとともに、画像の発色が悪くなり、特にＯＨＰフィルムへの定着では透過画像が暗くなる。
【００７０】
トナー１６は公知の方法に従って製造できる。たとえば、結着樹脂に着色剤、離型剤などを分散して粉砕する方法、結着樹脂のモノマー溶液に着色顔料、離型剤などを分散させ、その後結着樹脂のモノマーを重合させる方法などが挙げられる。いずれの方法においても、トナー１６の表面積を大きくするために、トナー１６の形状が完全球形よりも不定形になるように調整するのが好ましい。これによって、定着液５０と接触し易くなるので、定着液５０の使用量を減らし、トナー像の定着および乾燥を短時間で実施できる。
【００７１】
本実施の形態で用いられる各色トナー１６ｙ，１６ｍ，１６ｃ，１６ｂは、着色剤以外は次に示す同じ構成を有する。このトナーは結着樹脂、着色剤および離型剤を含み、体積平均粒径６μｍ、ガラス転移点６０℃、軟化点１２０℃、顔料含有量がトナー全量の１２重量％、離型剤としてのワックス含有量がトナー全量の７重量％および残部が結着樹脂である、負帯電性の絶縁性非磁性トナーである。結着樹脂は、ガラス転移点６０℃、軟化点１２０℃およびヤング率２ＧＰａのポリエステルである。ワックスは、軟化点７０℃の低分子ポリエチレンワックスである。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）を得るのに必要な単位面積当りのトナー量は５ｇ／ｍ２である。
【００７２】
画像担持手段３は、中間転写ベルト２１と、中間転写ローラ２２ｙ，２２ｍ，２２ｂ，２２ｃ（以後「中間転写ローラ２２」と総称する場合がある）と、支持ローラ２６，２７，２８と、ベルトクリーナ２９とを含んで構成される。
【００７３】
中間転写ベルト２１は、支持ローラ２６，２７，２８の間に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画像（トナー像）担持部材であり、感光体ドラム１１ｙ，１１ｍ，１１ｃ，１１ｂ（以後「感光体ドラム１１」と総称することがある）とほぼ同じ速度で矢符３０の方向に回転駆動する。本実施の形態では、厚さ１００μｍのポリイミド製基材の表面に、厚さ３００μｍのシリコーンゴム製中間層および厚さ２０μｍのフッ素樹脂混合物製表面コート層を順次形成した中間転写ベルト２１が用いられる。ここで、フッ素樹脂混合物とは、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）および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（ＰＦＡ）を８：２（重量比）の割合で混合したものである。なお、基材、中間層および表面コート層の１または２以上には、中間転写ベルトに必要な電気抵抗値を得るために、カーボンなどの導電剤が配合される。本実施の形態では、中間転写ベルト２１には前記構成のものを用いるけれども、それに限定されず、導電性を付与したポリカーボネート、フッ素ゴムなどの基材に、ＰＴＦＥ、ＰＦＡ、ＰＴＦＥとＰＦＡとの混合物などからなる表面コート層を形成したベルト状部材を用いてもよい。また本実施の形態では、中間転写ベルト２１はベルト状部材として用いられるけれども、それに限定されず、ドラム状の画像担持部材も使用できる。
【００７４】
中間転写ローラ２２は、中間転写ベルト２１を介して感光体ドラム１１に対向して圧接しかつ図示しない駆動手段により軸心回りに回転自在に支持されるパイプ状のローラ部材である。中間転写ローラ２２には、感光体ドラム１１表面のトナー像を中間転写ベルト２１に中間転写するために、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１１表面に形成される各色トナー像が中間転写ベルト２１上で順次重ね合わされて多色トナー像が形成される。
【００７５】
支持ローラ２６，２７，２８には、たとえば、直径３０ｍｍで、肉厚１ｍｍのアルミニウム製ロール状部材が用いられる。支持ローラ２６は、図示しない駆動手段によりその軸心回りに回転駆動可能に支持される駆動ローラである。支持ローラ２７は、中間転写ベルト２１を張架するとともに、後述の転写手段４における機能をも有する。支持ローラ２８は、中間転写ベルト２１に所定の張力を付与するテンションローラであり、支持ローラ２６の回転駆動に従動しまたは図示しない駆動手段によりその軸心回りに回転駆動可能に支持される。
【００７６】
ベルトクリーナ２９は、中間転写ベルト２１を介して支持ローラ２８に対向し、かつ画像担持面２１ａに圧接するように設けられ、トナー像を転写手段４により記録材９に転写した後に、画像担持面２１ａ上に残存するトナー、オフセットトナー、紙粉などの不要物を掻き取って除去する板状部材であるクリーニングブレード２９ａと、クリーニングブレード２９ａによって除去される不要物を一時的に貯留する不要物貯留槽２９ｂとを含んで構成される。クリーニングブレード２９ａは、たとえば、ウレタンゴムなどのゴム材料により形成される。
【００７７】
画像担持手段３によれば、感光体ドラム１１上に形成される各色トナー像が、中間転写ベルト２１のトナー担持面２１ａの所定位置に重ね合わされて転写される。この多色トナー像が転写手段４において記録材９に転写された後、画像担持面２１ａ上の不要物がベルトクリーナ２９により除去され、画像担持面２１ａには新たに多色トナー像が転写され、同じ動作が繰返し実行される。
【００７８】
転写手段４は、支持ローラ２７と、中間転写ベルト２１を介して支持ローラ２７に圧接しかつ図示しない駆動手段により軸心方向に回転駆動可能に支持される転写ローラ３２とを含む。支持ローラ２７は、中間転写ベルト２１上のトナー像を記録材９に転写する際のバックアップローラとして機能する。転写ローラ３２には、芯金と、芯金の表面に形成される弾性層とを含むロール状部材が用いられる。本実施の形態では、芯金の表面に、硬度５０度（ＪＩＳ−Ａ）のシリコーンゴムからなる厚さ３ｍｍの弾性層と、ＰＦＡからなる厚さ２０μｍの表層とを順次積層した外径３０ｍｍのロール状部材が用いられる。また本実施の形態では、転写ローラ３２は、支持ローラ２７に８Ｎ／ｃｍの圧力で圧接するように配置され、電圧は印加されない。以後、支持ローラ２７と転写ローラ３２との圧接部を転写ニップ部と呼ぶ。
【００７９】
なお、転写手段４においては、転写ローラ３２に電圧を印加しない上記の構成に限定されず、たとえば、転写ローラ３２に、帯電状態のトナーからなるトナー像を引き付ける方向の電圧を印加し、支持ローラ２７を接地電位とし、転写ローラ３２と支持ローラ２７との間に転写電界を形成し、中間転写ベルト２１上のトナー像を電気的に記録材９に転写する構成を採ることもできる。
【００８０】
転写手段４によれば、中間転写ベルト２１の回転駆動により、転写ニップ部に送給される中間転写ベルト２１上のトナー像が、トナー像の転写ニップ部への送給に同期して後述の記録材供給手段により転写ニップ部に送給される記録材９上に加圧により転写され、その表面に未定着トナー像を担持する記録材９が得られる。
【００８１】
記録材搬送手段５は、搬送ベルト３３と、駆動ローラ３４と、テンションローラ３５とを含んで構成される。
【００８２】
搬送ベルト３３は、駆動ローラ３４とテンションローラ３５との間に張架されてループ状搬送経路を形成する無端ベルトであり、転写手段４によりトナー像が転写された記録材９を熱定着手段６または湿式定着手段７に搬送する。搬送ベルト３３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のポリイミド製基材の記録材搬送面に、厚保さ１０μｍのＰＴＦＥ製表面層を形成したものを使用できる。本実施の形態では、搬送ベルト３３に対する定着液５０の接触角は７０度である。
【００８３】
駆動ローラ３４は、図示しない駆動手段により軸心回りに回転駆動可能に支持され、搬送ベルト３３を回転駆動させるローラ部材である。駆動ローラ３４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。
【００８４】
テンションローラ３５は、搬送ベルト３３に所定の張力を付与するためのローラ部材であり、図示しない駆動手段により上下動可能にかつその軸心回りに回転可能に支持される。テンションローラ３５を上下動可能に支持する図示しない駆動手段が、搬送切替手段に相当する。また、テンションローラ３５の回転駆動は、駆動ローラ３４の回転駆動に伴う従動であるかまたは図示しない別の駆動手段による回転駆動のいずれであってもよい。テンションローラ３５には、たとえば、芯金と、芯金の表面に形成される被覆層とを含むローラ部材を使用できる。本実施の形態では、ステンレス鋼製の芯金と、フッ素ゴム製の被覆層とを含むものが用いられる。テンションローラ３５が図中実線の位置にある場合は、未定着トナー像を担持する記録材９は、記録材搬送手段５によって湿式定着手段７に搬送される。また、テンションローラ３５が実線の位置から下降して破線の位置にある場合は、未定着トナー像を担持する記録材９は、記録材搬送手段５によって熱定着手段６に搬送される。
【００８５】
記録材搬送手段５によれば、テンションローラ３５を上昇または下降させて所定の位置に配置することにより、未定着トナー像を担持する記録材９を、熱定着手段６または湿式定着手段７に搬送する。
【００８６】
熱定着手段６は、その内部に加熱手段３８が設けられる定着ローラ（定着部材）３７と、加圧ローラ３９と、温度センサ４０とを含む。
【００８７】
定着ローラ３７は、図示しない駆動手段により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。定着ローラ３７の内部に設けられる加熱手段３８には、たとえば、ハロゲンランプなどの加熱ヒータを使用できる。本実施の形態では、定着ローラ３７には、炭素鋼からなる厚さ１ｍｍの芯金に、体積抵抗が１０−８〜１０−９Ω・ｃｍのシリコーンゴムからなる厚さ３ｍｍの弾性層と、ＰＦＡからなる厚さ２０μｍの表面被覆層とを順次積層した外径３０ｍｍのローラ部材を用いる。また本実施の形態では、定着ニップ中でトナーが軟化点以上の温度となる様に、定着ローラ３７の表面温度を１８０℃に設定する。定着ローラ３７に接触すると、記録材９上のトナー像は定着ローラ３７により加熱され、記録材９への転写定着に適する程度に軟化膨潤する。
【００８８】
加圧ローラ３９は、定着ローラ３７に圧接するように設けられ、その軸心回りに定着ローラ３７の回転駆動に従動回転するかまたは図示しない駆動手段に回転駆動可能に支持されるローラ部材である。定着ローラ３７と加圧ローラ３９との圧接部を、定着ニップ部と呼ぶ。本実施の形態では、外径４０ｍｍの芯金の表面に、硬度５０度（ＪＩＳ−Ａ）のシリコーンゴムからなる厚さ２ｍｍの弾性層と、ＰＦＡからなる厚さ２０μｍのＰＦＡからなる表面被覆層とを順次積層したローラ部材が用いられる。また本実施の形態では、加圧ローラ３９は、１０Ｎ／ｃｍの押圧力で定着ローラ３７に圧接する。
【００８９】
温度センサ４０は、定着ローラ３７表面に近接するように設けられ、定着ローラ３７の表面温度を検知する。温度センサ４０による温度検知結果は、記憶部、演算部および制御部を備え、画像形成装置１の全動作を制御する図示しないＣＰＵに送達される。ＣＰＵの記憶部には、熱定着に必要な所定温度が記憶されている。演算部は、記憶部に入力される今回の温度検知結果と所定温度などとを比較し、２つの数値の高低を判定する。制御部は、演算部による判定結果に応じて制御信号を出力して制御を行う。
【００９０】
制御部は、たとえば、温度検知結果が所定の定着温度よりも低いという判定結果に応じて、テンションローラ３５の上下動を実行する図示しない駆動手段に制御信号を出力して、テンションローラ３５を図中実線の位置に移動させ、未定着トナー像を担持する記録材９を湿式定着手段７に搬送する。これは、具体的には、画像形成装置１の起動直後、放置状態からの復帰動作時、１分当たりの出力枚数が６０枚を超えるような高速画像形成装置における連続出力時などである。また、温度検知結果が所定の定着温度も高いという判定結果に応じて、テンションローラ３５を図中破線の位置に移動させ、記録材９の搬送先を熱定着手段６に切り替える。
【００９１】
また、加熱手段３８が電気量の増減により発熱量を可変に制御できるものである場合には、演算部の判定に応じて制御部が加熱手段３８に電気的に接続される電源に制御信号を出力して、加熱手段３８に供給される電気量を調整する。すなわち、定着ローラ３７の表面温度（すなわち温度検知結果）が、トナー１６の熱定着に適する温度（たとえば１８０℃）よりも低い場合には、搬送先を湿式定着手段７に切り替えるとともに、加熱手段３８による発熱量を増加させる制御を実施する。定着ローラ３７の表面温度がトナー１６の熱定着に適する温度であるかまたはそれよりも高い場合には、搬送先を熱定着手段６に切り替えるとともに、必要に応じて加熱手段３８による発熱量を維持するかまたはそれよりも増加させないように制御する。
【００９２】
また、熱定着手段６が定着ニップ部における記録材９のジャムの有無を検知し、ＣＰＵに電気的に接続される不図示の排紙センサを含み、該排紙センサが定着ニップ部における記録材９のジャムを検知した場合にも、ＣＰＵの制御部は、テンションローラ３５の上下動を実行する図示しない駆動手段に制御信号を出力して、テンションローラ３５を図中実線の位置に移動させ、未定着トナー像を担持する記録材９を湿式定着手段７に搬送する。
【００９３】
これらの制御を繰り返して実行することによって、画像形成装置１の起動直後から連続してスループットの高い状態を安定的に保持できる。
【００９４】
熱定着手段６によれば、未定着トナー像を担持する記録材９が定着ニップ部にて加圧加熱を受け、トナー像が記録材９に定着される。また、温度センサ４０の温度検知結果におうじて、未定着トナー像を担持する記録材９の搬送先、加熱手段３８の発熱量などが制御される。
【００９５】
熱定着手段６によって画像が形成された記録材９は、１対の排紙ローラ４１を介して、画像形成装置１の外部側壁に設けられる排紙トレイ４２に排出される。
【００９６】
湿式定着手段７は、ノズルヘッドアレイ３６を含んで構成される。ノズルヘッドアレイ３６は、記録材９上のトナー像のみまたはトナー像を含む画像形成領域に定着液５０の液滴を付与し、トナー像を構成するトナー１６を軟化および／または膨潤させ、トナー像を記録材９に定着させる。
【００９７】
ノズルヘッドアレイ３６には、たとえば、インクジェットプリンタなどに用いられるものを使用できる。ノズルヘッドアレイ３６を用いることによって、画像信号に応じて、トナー像に対応する部分に選択的に定着液５０を付与することも可能である。ノズルヘッドアレイ３６には図示しない定着液貯留槽が接続され、定着液５０の消費状況に応じて、ノズルヘッドアレイ３６に定着液５０を供給する。
【００９８】
ここで使用される定着液５０は、トナー１６を軟化および／または膨潤させる液状物、たとえば、水と補助溶剤とを含む低粘性の水性組成物であることから低粘性であり、中間転写ベルト２１には浸透せず、トナー１６の粒子間、記録材９とトナー１６との間などに速やかに浸透し、補助溶剤がほぼ瞬時にトナー１６を膨潤軟化させる。また、定着液５０が付与される部分に加熱ローラなどの加熱手段が設けられる場合には、トナー１６を膨潤軟化させた後、短時間で乾燥するという利点をも有する。補助溶剤とは水に溶解または分散可能な有機化合物である。補助溶剤の具体例としては、たとえば、メチルアルコール、エチルアルコール、プロピルアルコール、ブチルアルコール、オクチルアルコール、デシルアルコール、ジエチレングリコール、グリセリン、ポリエチレングリコール、フェノール、ベンジルアルコール、メチルベンジルアルコールなどのアルコール類、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のケトン類、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、ジイソプロピルエーテル、オクチルフェニルエーテルなどのエーテル類、酢酸メチル、酢酸エチル、オレイン酸エチル、アクリル酸エチル、メタクリル酸メチル、コハク酸ジブチル、フタル酸ジエチル、酒石酸ジエチル、パルミチン酸エチル、ジオクチルフタレートなどのエステル類などが挙げられる。これらの中でも、エーテル類及びエステル類が好ましく、エステル類が最も好ましい。これらの補助溶剤はポリエステルを初めとするトナー１６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。
【００９９】
定着液５０における補助溶剤の含有量は特に制限されないけれども、好ましくは定着液５０全量の５〜８０重量％、さらに好ましくは１０〜７０重量％である。５重量％未満では、トナー１６中の結着樹脂を軟化・膨潤させる作用が弱くなり、充分な定着強度が得られないおそれがある。一方８０重量％を超えると、トナー像への浸透性が低下し、特にトナー量が多い場合に、トナー像表面のトナーのみが軟化膨潤し、トナー像内部のトナーの記録材９への定着が不充分になり、トナーの剥落などが起こるおそれがある。
【０１００】
定着液５０には、定着液５０のトナー１６に対する濡れ性の向上、補助溶剤の定着液５０中での分散性の向上などを目的として、界面活性剤、分散助剤などを添加できる。界面活性剤としては、たとえば、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。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。
【０１０１】
定着液５０には、さらに必要に応じて、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の、定着液５０への溶解または分散が可能な公知の接着剤成分を添加できる。この構成によって、トナー１６と記録材９との付着力が、トナーの膨潤・軟化だけではなく、接着剤によっても付与されるので、トナー１６と記録材９の付着力がさらに向上し、トナー像の記録材９への定着強度を高め得る。定着液５０の成分は、例示の各成分に限定されることなく、公知の定着液成分を使用できる。
【０１０２】
定着液５０の液滴径は、好ましくはトナー粒子の平均粒径の２倍以下、さらに好ましくはトナー粒子の平均粒径以下とするのがよい。これによって、定着５０の液滴がトナー像に付着する瞬間に発生するトナーの流動、凝集などによりトナー像が乱れることを防止できる。さらに、液滴が小さいと、電界力、電荷などにより、液滴の進行経路を適宜調整で切るという利点もある。液滴径がトナー粒子の平均粒径の２倍を超えると、液滴がトナー像に付着する瞬間に周囲のトナーを凝集させるために、均一なトナー像に人の肉眼でも確認可能なむらが多数発生し、画像不良の原因になるおそれがある。霧化した定着液の液滴の径がトナーの平均粒径よりも大きい場合には、凝集させるトナーが多くなり目視でもムラが確認できるほど顕著になる。これは、トナー粒子と液滴に含まれる液量の相対的な関係で規定されると考えられる。液量が多い場合にはトナー粒子は押し流されるが、相対的にトナー粒子が大きければ、押し流されないと考えられる。このため、付与手段により形成される定着液の液滴径がトナーの平均粒径の２倍以下とすることにより、トナー像に定着液滴が付着するときのトナー粒子の凝集を抑制できる。これにより、均一で高品位な定着画像を得ることが出来る。
【０１０３】
また本実施の形態では、トナー１６に対する定着液５０の接触角は４７度に設定される。
【０１０４】
トナー像が定着された記録材９は、１対の排紙ローラ４３を介して、画像形成装置１の外部側壁に設けられる排紙トレイ４４に排出される。
【０１０５】
湿式定着手段７によれば、記録材９上の未定着トナー像が、定着液５０の付与により記録材９に定着され、排紙トレイ４４に排出される。
【０１０６】
記録材供給手段８は、記録材９を貯留する記録材カセット４５と、記録材９を搬送路Ｐに１枚ずつ送給するピックアップローラ４６と、中間転写ベルト２１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、該転写ニップ部に記録材９を送給する１対のレジストローラ４７とを含む。
【０１０７】
記録材供給手段９によれば、記録材カセット４５内の記録材９が、ピックアップローラ４６により１枚ずつ搬送路Ｐに送給され、さらに、レジストローラ４７により、トナー像の転写ニップ部への搬送に同期して該転写ニップ部に送給される。
【０１０８】
画像形成装置１によれば、トナー像形成手段２により形成されるトナー像が、画像担持手段３に含まれる中間転写ベルト２１に担持され、転写手段４により記録材９に転写された後、記録材９上の未定着トナー像を熱定着手段６または湿式定着手段７により定着し、画像が形成される。
【０１０９】
本実施の形態では、湿式定着手段７にはノズルヘッドアレイ３６が用いられるけれども、それに限定されず、たとえば、図３に示す定着液霧化ユニット４８を使用することもできる。図３は定着液霧化ユニット４８の構成を模式的に示す断面図である。
【０１１０】
定着液霧化ユニット４８は、定着液５０を液滴化してトナー像に噴霧する装置である。定着液霧化ユニット４８は、その開口部５７が搬送ベルト３３の表面を臨むように設けられ、導電性材料で構成される本体５１と、本体５１の上部に設けられて定着液５０を貯留する定着液貯留部５２と、定着液貯留部５２に貯留される定着液５０と接触するかまたは定着液５０中に浸漬するように設けられる超音波振動子５３と、定着液３５を霧化するメッシュ５４と、定着液５０の霧化液滴を還流させる噴霧ダクト５５と、噴霧ダクト５５内に定着液５０の霧化液滴の気流を発生させるファン５６と、定着液５０の霧化液滴を外方に向けて吐出する開口部５７と、本体５１とともに噴霧ダクト５５を形成する内部空間５８と、本体５１に電圧を印加する電源５９とを含む。さらに、内部空間５８の開口部５７近傍にコロナチャージャーとファンとを設け、霧化液滴の開口部５７からの吐出を促進することもできる。
【０１１１】
定着液霧化ユニット４８によれば、定着液貯留部５２に貯留される定着液５０に、超音波振動子５３により高周波（本実施の形態では２．４ＭＨｚの高周波）が印加され、その振動により、定着液５０は３μｍ程度の液滴になって噴霧ダクト５５中を飛散する。液滴の中には径１ｍｍ以上の大きな液滴が存在するけれども、これらの大きな液滴はファン５６によりメッシュ５４（本実施の形態では０．５ｍｍピッチのステンレス鋼製メッシュ）に導かれ、それを通過して微細な霧化液滴になる。この霧化液滴はファン５６により発生する気流に乗って噴霧ダクト５５内を還流し、開口部５７の近傍に到達する。ここで、本体５１には、電源５９から、搬送ベルト３３に対して電位差（本実施の形態では＋２５０Ｖの電位差）が生じ、霧化液滴が記録材９上のトナー像の帯電極性とは逆極性に帯電するように電圧が印加される。このように、霧化液滴はトナー像とは逆極性に帯電し、しかも開口部５７と搬送ベルト３３とでは＋２５０Ｖの電位差があるので、霧化液滴は電界力により開口部５７から搬送ベルト３３に向けて付勢され、搬送ベルト３３表面に載置される記録材９上のトナー像を含む領域に付着する。このとき、霧化液滴はトナーと逆極性に帯電するので、トナーが多く存在する部分（トナー像または画像部）にはトナー量に比例して霧化液滴が引き寄せられる。これにより、トナー量に応じて定着液５０を付与できる。トナー像以外の部分（非画像部）はトナー量が少ないかまたは存在しないので、定着液５０の付着量は画像部に比べて非常に少なくなり、定着液５０の消費量の低減化を図り得る。なお、非画像部への定着液５０の付着量は、定着液霧化ユニット４８と搬送ベルト３３との間の電位差を適宜調整することによって、制御できる。さらに、記録材の厚さ、吸水度などを適宜調整することによって、この電位差を可変に設定してもよい。すなわち、定着液霧化ユニット４８では、定着液５０のトナー像への付与量を電気的に制御できる。
【０１１２】
本実施の形態では、定着液５０の液滴化手段として超音波振動子５３を用いるけれども、それに限定されず、高速空気流を利用する噴霧装置などの他の液滴化手段を用いることもできる。高速空気流を利用する噴霧装置においても、定着液５０の付与量は電気的に制御できる。
【０１１３】
図４は、本発明の実施の第２形態である画像形成装置６０の構成を模式的に示す断面図である。図５は、図４に示す画像形成装置６０の要部（後述の湿式定着手段７ａ）の構成を拡大して示す断面図である。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して説明を省略する。
【０１１４】
画像形成装置６０は、定着ローラ３７の表面に対して離接可能に設けられる付与ローラ６４によって、定着ローラ３７表面に定着液５０を付与し、記録材搬送手段５ａにより定着ニップ部に搬送される記録材９上の未定着トナー像に熱定着および湿式定着を同時に実施し、記録材９上にトナー像を定着させることを特徴とする。また、画像形成装置６０における記録材搬送手段５ａは、テンションローラ３５ａが軸心回りの回転駆動のみが可能であることを特徴とする。したがって、記録材搬送手段５ａによる記録材９の搬送先は、熱定着手段６である。
【０１１５】
湿式定着手段７ａは定着液付与部材６１を含む。
定着液付与部材６１は、ケーシング６２と、ケーシング６２を着脱可能にかつ定着ローラ３７に対して離接可能に支持する支持板６３とを含み、ケーシング６２および支持板６３が画像形成装置６０の本体に取り付けられる図示しない支持部材により一体化されて、かつ画像形成装置６０の内部から外方に向けて（記録材カセットなどと同様に操作者の方に向けて）引き出し可能に支持される。
【０１１６】
ケーシング６２は、付与ローラ６４をその内部に回転駆動可能に支持しながら収容し、定着ローラ３７に対向する側面６２ａには、付与ローラ６４を定着ローラ３７に圧接させるための開口部６２ｂが形成される。
【０１１７】
付与ローラ６４は、芯金６５と、芯金６５の表面に形成される浸透制御層６６と、浸透制御層６６の表面に形成される多孔質層６７とを含むローラ部材である。付与ローラ６４は定着ローラ３７に押圧し、芯金６５の長手方向の両端に設けられる図示しないフランジと一体の回転軸を、ケーシング６２内に設けられる図示しない軸受けにより回転可能に支持され、定着ローラ３７の回転に従動して回転する。
【０１１８】
付与ローラ６４の定着ローラ３７への圧接力は特に制限されないけれども、線圧で０．０５〜１．０Ｎ／ｃｍの範囲が好ましい。０．０５Ｎ／ｃｍ未満では、付与ローラ６４と定着ローラ３７との接触状態が不安定になり、定着液５０を定着ローラ３７表面に均一に付与できないおそれがある。また、付与ローラ６４が定着ローラ３７表面の微妙な凹凸に倣って弾性変形できず、特に凹部に定着液５０を充分に付与できず、定着液５０の付与むらが発生するおそれがある。また１．０Ｎ／ｃｍを超えると、付与ローラ６４と定着ローラ３７とが圧接下に回転する状態で、付与ローラ６４表面の定着液５０が付与ローラ６４と定着ローラ３７との圧接部を通過できなくなる。その結果、該圧接部の入り口で定着液５０がメニスカスを形成し、余剰の定着液５０が付与ローラ６４の回転方向上流側に逆流し、定着液５０を定着ローラ３７表面に均一に付与できないおそれがある。本実施の形態では、付与ローラ６４の定着ローラ３７に対する押圧力（圧接力）は０．１Ｎ／ｃｍである。
【０１１９】
芯金６５には、この分野で常用される芯金が使用できる。本実施の形態では、外径３０ｍｍ、肉厚０．５ｍｍのアルミニウム製芯金を使用する。また、芯金６５には、定着液５０を通過させる通過孔６５ａが複数個設けられる。本実施の形態では、径０．１ｍｍの通過孔６５ａが、芯金６５の円周方向に等角度で１６箇所、軸方向には半位相ずらして５ｍｍ間隔で設けられる。芯金６５の内部には定着液５０が保持および貯留される。
【０１２０】
浸透制御層６６は、芯金６５の通過孔６５ａから供給される定着液５０が多孔質層６７に過剰に供給されるのを防止するために、定着液５０の浸透および保持が可能でかつ弾性変形に設けられる。浸透制御層６６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。本実施の形態では、厚さ５ｍｍのフェルトが用いられる。また本実施の形態では、浸透制御層６６の弾性体としての指標になるヤング率は３ＭＰａであり、トナー１６に比べて１／１００以下である。浸透制御層６６は微細な空孔中に定着液５０を保持できるので、接触相手の表面状態に応じて定着液５０の付与量を変化させ得る。接触相手の表面積が大きいと、多量の定着液５０を多孔質層６７に供給し、一方接触相手の表面積が小さいと、定着液５０の多孔質層６７への供給量が少なくなる。
【０１２１】
多孔質層６７には、弾性変形および多孔質化が可能な材料から形成される。該材料としては、たとえば、ＰＴＦＥ、ポリウレタン、ポリイミドなどが挙げられる。多孔質層６７の空孔径は特に制限されないけれども、好ましくは０．１〜２μｍの範囲から選択される。０．１μｍ未満では、定着液５０の透過量が少なくなり、トナー像の定着強度が不充分になるおそれがある。２μｍを超えると、トナー粒子が空孔内に嵌りこみ、目詰まりを起こすおそれがある。多孔質層６７の空孔率も特に制限されないけれども、６０〜９０％の範囲から選択するのが好ましい。６０％未満では、定着液５０の保持量および透過量が少なくなり、トナー像、特にトナー量の多いトナー像の定着強度が不充分になるおそれがある。９０％を超えると、復元力を有する弾性体として多孔質層６７を形成するのが困難になる。また多孔質層の厚さも特に制限はないけれども、１０〜２００μｍの範囲から選択するのが好ましい。１０μｍ未満では、多孔質層として形成することが困難であり、２００μｍを超えると、定着液５０の透過量が少なくなり、トナー像の定着強度が不充分になるおそれがある。本実施の形態では、厚さ５０μｍ、空孔径０．５μｍ、空孔率８０％のＰＴＦＥ製多孔質膜が用いられる。
【０１２２】
また、多孔質層６７の定着液５０に対する接触角が、定着ローラ３７表面の定着液５０に対する接触角よりも小さいことが好ましい。これによって、多孔質層６７と定着ローラ３７とが接触するときに、定着液５０が定着ローラ３７よりも多孔質層６７に付着し易くなり、定着ローラ３７に必要最小限の定着液５０が付与され、定着液５０の使用量を低減化し、定着液５０の補充回数を減らし得る。両者の接触角の差は５度以上であることが好ましい。また本実施の形態では、定着液５０に対する多孔質層６７表面の接触角は６５度に設定される。なお、本実施の形態では多孔質層６７は直接トナー像に接触することはないけれども、トナー像と直接接触する場合には次のような利点を有する。すなわち多孔質層６７は定着液５０を出入り可能に保持するので、トナー像を担持する画像担持部材とのニップ部の入り口で定着液５０がメニスカスを形成して滞留することがない。このため、定着液５０とトナー像とが接触した状態で定着液５０の流動が発生せず、トナー像を乱さないので、高品位で高精細な画像を得ることが出来る。また、多孔質層６７は、微細な空孔中に定着液５０を保持できるので、接触相手の表面状態に応じて定着液５０の付与量を変化させ得る。接触相手の表面積が大きいと、多量の定着液５０が多孔質層６７から浸み出し、巨視的な面積当たりの付与量が大きくなる。一方、トナー像の表面積が小さいと、定着液５０の浸み出し量が少なく、巨視的な面積当たりの付与量が小さくなる。
【０１２３】
付与ローラ６４による定着ローラ３７への定着液５０の付与は、付与する・付与しないという２値的な制御ではなく、連続的または多段階的に付与量を変化させるような制御を行うのが好ましい。たとえば、定着ローラ３７の表面温度に応じて、付与量を変化させる制御が挙げられる。さらに具体的には、表面温度が１２０℃未満ではトナー：定着液＝１：２（重量比、以下同じ）、１２０℃〜１４０℃未満では１：１．５、１４０℃〜１６０℃未満では１：１、１６０〜１７０℃では１：０．５、１７０℃を超える温度では定着液を付与しないという制御が挙げられる。定着液５０の付与量の制御は、後述するように、たとえば、定着ローラ３７に対する付与ローラ６４の押圧力を支持板６３の位置調整、押圧ばね７１のばね圧調整などによって、適宜変更することにより実施される。
【０１２４】
また、ケーシング６２の鉛直方向上部には、その長手方向両端にピボット６８ａ，６８ｂが設けられる。ピボット６８ａ，６８ｂは、支持板６３のケーシング６２に対向する側面に設けられるＵ字型のガイド溝６９ａ，６９ｂに摺動可能に挿入される。ピボット６８ａ，６８ｂがガイド溝６９ａ，６９ｂを摺動することによって、ケーシング６２が矢符７０の方向に移動し、付与ローラ６４が定着ローラ３７に接触する動作位置に位置決めされる。ピボット６８ａ，６８ｂがガイド溝６９ａ，６９ｂの先端に位置するときに、付与ローラ６４が動作位置にある。ケーシング６２は着脱可能なカートリッジ方式に形成され、付与ローラ６４内部の定着液５０が全て消費されたことを図示しないセンサが検知し、その検知結果がＣＰＵに送られ、その検知結果に応じてＣＰＵは、画像形成装置６０の上面に設けられる図示しない操作パネル上にケーシング６２の交換時期が来たことを表示する。それに基づいて、操作者はケーシング６２を交換する。
【０１２５】
支持板６３は、板状部材６３ａと、板状部材を支持しかつ図示しない駆動手段によりその軸心回りに回転駆動可能に支持される回転軸６３ｂとを含む。板状部材６３ａは、回転軸６３ｂを支点として矢符７２の方向に回転可能である。これにより、付与ローラ６４の定着ローラ３７に対する離接および押圧力の調整が可能になる。支持板６３のケーシング６２に対向する側面にはガイド溝６９ａ，６９ｂおよび押圧ばね７１が設けられる。支持板６３が図に示すようにケーシング６２の側面６２ａとは反対側の側面と平行な位置にある場合は、ガイド溝６９ａ，６９ｂにはピボット６８ａ，６８ｂが嵌入し、押圧ばね７１がケーシング６１の鉛直方向面の下方を押圧する。このとき、ケーシング６１はピボット６８ａ，６８ｂを中心に回転可能に支持される。これによって、ケーシング６１内の付与ローラ６４が定着ローラ３７に所定の押圧力で圧接される。この押圧力は、たとえば、押圧ばね７１の種類の変更などによって調整できる。押圧ばね７１には、たとえば、コイルばね、板ばね、ねじりばねなどを使用できる。
【０１２６】
この湿式定着手段７ａによれば、定着ローラ３７の表面に、適量の定着液５０が均一に付与される。
【０１２７】
本実施の形態では、付与ローラ６４の内部に定着液５０の保持貯蔵層を設け、付与ローラ６４を含むケーシング６１の交換により定着液５０を補給する構成を採用するけれども、それに限定されず、画像形成装置６０の内部に定着液を貯留する図示しない定着液貯留タンクを設け、この定着液貯留タンクと付与ローラ６４とを配管により接続し、定着液貯留タンクから配管を通じて定着液５０を補充する構成としてもよい。
【０１２８】
また本実施の形態では、定着液付与部材６１を用いて定着ローラ３７表面に定着液５０を付与するけれども、それに限定されず、ノズルヘッドアレイ、超音波噴霧器、空気流を利用する噴霧ノズルなどを用いることもできる。
【０１２９】
本実施の形態では、定着ローラ３７は、記録材９上の未定着トナー像を加熱溶融して記録材９に定着させるだけではなく、未定着トナー像に定着液５０を付与する定着液付与部材の機能をも有する。
【０１３０】
このため、定着ローラ３７の少なくとも表面層は、定着液５０が浸透しない材料で形成するのが好ましい。これにより、定着液５０の記録材９への浸透を防止して定着液５０の使用量を低減するとともに、定着ローラ３７表面の定着液５０を効率良くトナー像に付与できる。
【０１３１】
また、定着ローラ３７の定着液５０に対する接触角を、トナー１６の定着液５０に対する接触角よりも大きく設定することが好ましい。これによって、表面に定着液５０を担持する定着ローラ３７とトナー像とが接触するときに、定着液５０がトナー像に付着し易くなり、トナー像に定着液５０を充分に付与できる。この両者の接触角の差は１０度以上が好ましい。また、定着ローラ３７は、定着液５０を介してトナー像に接触するので、トナーが定着ローラ３７に付着し難い。
【０１３２】
定着ローラ３７の表面温度を検知する温度センサ４０は、温度検知結果を、画像形成装置６０の全動作を制御する図示しないＣＰＵに出力する。ＣＰＵは、図示しない、記憶部、判定部および制御部を有する。記憶部は、所定の定着温度、前回および今回の温度検知結果などを記憶する。判定部は、今回の温度検知結果を所定の定着温度や前回の温度検知結果、定着液５０の主溶媒の沸点、トナー１６の軟化点、ガラス転移点などのいずれかと比較し、どちらの温度が高いかを判定する。制御部は、判定部による判定結果に応じて制御信号を送り、湿式定着手段７ａの動作を制御する。
【０１３３】
たとえば、判定部において、今回の温度検知結果が前回の温度検知結果よりも高いと判定された場合には、制御部は、支持板６３の回転軸６３ｂを回転駆動させる図示しない駆動手段に制御信号を送り、回転軸６３ｂひいては板状部材６３ａを矢符７２の方向に回転させて付与ローラ６４の定着ローラ３７への当接圧を低くし、付与ローラ６４の定着ローラ３７への定着液付与量を減らし、間接的に未定着トナー像への定着液付与量を低減させる。一方、今回の温度検知結果が前回の温度検知結果よりも低いとの判定結果に応じて、制御部は、板状部材６３ａを矢符７２とは反対の方向に回転させ、付与ローラ６４の定着ローラ３７への当接圧を高め、間接的に未定着トナー像への定着液付与量を増加させる。
【０１３４】
また、今回の温度検知結果が所定の定着温度よりも高いという判定結果に応じて、制御部は、付与ローラ６４が定着ローラ３７から完全に離反する位置まで板状部材６３ａを矢符７２の方向に回転させ、定着ローラ３７ひいては記録材９上の未定着トナー像への定着液５０の付与を停止する。
【０１３５】
また、制御部は、画像形成装置６０の起動時および放置状態からの復帰動作時に定着ローラ３７の表面温度が低く、トナー像の熱定着を実施できない状態では、板状部材６３ａの回転により付与ローラ６４の定着ローラ３７への当接圧を適宜調整し、定着ローラ３７によるトナー像への定着液付与量が、トナー像のトナー量：定着液付与量＝１：２（重量比）程度になるように制御する。また、定着ローラ３７の表面温度が所定の定着温度よりも高い場合には、通常は定着ローラ３７による熱定着のみが実施されるけれども、１分当たりの出力枚数が６０枚を超えるような高速機では、連続の画像形成により定着ローラ３７の表面温度が所定の定着温度よりも低下することがある。これを温度センサ４０により検知し、その温度検知結果に基づいて制御部により付与ローラ６４を定着ローラ３７に当接させる制御を行い、熱定着と湿式定着とを併用する。そして、定着ローラ３７の表面温度が所定の定着温度付近またはそれ以上に上昇し、熱定着が可能な状況になると、定着液５０の付与を停止して、熱定着のみに切り替える。これらの動作を繰り返すことにより、起動直後から連続してスループットの高い状態を安定して保持できる。
【０１３６】
なお、制御部は画像形成装置１の場合と同様にして定着ローラ３７の表面温度を制御する。
【０１３７】
定着ローラ３７と加圧ローラ３９との定着ニップ部において、記録材９上のトナー像は、加熱および／または定着液５０の付与を受けて瞬時に膨潤・軟化するとともに、加圧されるので、記録材９に強固に定着される。転写ニップ部での加圧（押圧）によって、膨潤・軟化したトナー像は、記録材９を構成する繊維内に強く入り込むと同時に、トナー粒子同士が融合し、平滑な表面を有するトナー像が得られる。これにより、減法混色による発色性と表面の光沢性に優れた高品位なカラー画像を得ることができる。
【０１３８】
このように、定着ローラ３７を介して記録材９上のトナー像に定着液５０を付与する構成を採ることによって、紙繊維などの紙粉が付与ローラ６４表面に付着して目詰まりを起こすのを防止できる。その結果、定着液５０が定着ローラ３７表面に均一に付与されるので、高品質な画像を常時安定して形成できる。
【０１３９】
また、定着ローラ３７によりトナー像に定着液５０を付与することによって、非画像部に付着するカブリトナーにも定着液５０が付与され、カブリトナーも画像部のトナーとともに記録材９に定着されるので、カブリトナーが手、衣服などに付着するのを防止できる。
【０１４０】
図６は、本発明の実施の第３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６０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。
【０１４１】
画像形成装置７５は、画像形成装置６０の熱定着手段６における定着ローラ３７の表面に対して離接可能に設けられる定着液付与部材６１を含む湿式定着手段７ａに代えて、定着ローラ３７の表面に対して離接可能に設けられる定着液付与部材７６を含む湿式定着手段７ｂを有することを特徴とし、それ以外の部分は画像形成装置６０と同様の構成を有する。
【０１４２】
湿式定着手段７ｂは、定着液付与部材７６と離接部材８３とを含む。
定着液付与部材７６は、定着液槽７７と、付与ローラ７８と、定着液供給ローラ７９と、定着液規制ローラ８０と、第１のシール部材８１と、第２のシール部材８２とを含む。
【０１４３】
定着液槽７７は、離接部材８３により鉛直方向および／または水平方向に移動可能に支持され、定着ローラ３７に対向する側面７７ａに開口部７７ｂを有する。この開口部７７ｂにおいて、付与ローラ７８の一部が定着液槽７７の外方に向けて突出し、定着ローラ３７に圧接する。また、定着液槽７７内の鉛直方向下部には定着液溜が形成され、定着液５０が貯留される。この定着液溜においては、定着液５０の液面高さが一定になるように、定着液５０の消費量に応じて不図示の定着液貯留タンクから配管を通じて定着液５０が供給される。このように、定着液５０の貯蔵手段を、定着液付与部材７６とは別個に設けることによって、定着液５０を大量に貯蔵することが可能になり、定着液５０の補充回数を低減できる。
【０１４４】
付与ローラ７８は、図示しない駆動手段により矢符８４の方向に回転駆動可能に支持され、かつ定着ローラ３７に圧接するように設けられ、定着ローラ３７表面に定着液５０を付与するローラ部材であり、芯金７８ａと、芯金７８ａの表面に形成される定着液保持層７８ｂと、定着液保持層７８ｂの表面に形成される多孔質層７８ｃとを含む。
【０１４５】
芯金７８ａには、電子写真方式の画像形成装置の分野で常用される金属製の芯金を使用できる。
【０１４６】
定着液保持層７８ｂは、定着液供給ローラ７９から供給される定着液５０を、多孔質層７８ｃを介して受け取って保持し、多孔質層７８ｃの定着液５０の保持量が減少するのに応じて多孔質層７８ｃに定着液５０を供給する。定着液保持層７８ｂは、フェルト、連続発泡ゴムなどの吸液性および弾性を有する素材により構成される。定着液保持層７８ｂを設けることによって、多孔質層７８ｃが保持する定着液５０が少なくても、付与ローラ７８全体としては充分量の定着液５０を保持できるので、定着ローラ３７表面に適量の定着液５０を付与できる。
【０１４７】
多孔質層７８ｃは、その内部に多数の微細な空孔を有し、該空孔中に定着液供給ローラ７９から供給される定着液５０の一部を保持し、残余の定着液５０を定着液保持層７８ｂに供給する。多孔質層７８ｃに保持される定着液５０は、付与ローラ７８と定着ローラ３７との圧接部において定着ローラ３７表面に付与される。多孔質層７８ｃの定着液５０に対する接触角は好ましくは８０度以下である。８０度を超えると、定着液５０が多孔質層７８ｃに浸透し難くなり、定着液５０の保持、定着液５０を定着液保持層７８ｂへ供給すること、および定着液５０の定着ローラ３７への付与が全て不充分になる。多孔質層７８ｃは、たとえば、表層のみを微細な空孔を有する多孔質膜とし、内部をフェルト、連続発泡ゴムなどで形成することもできる。
【０１４８】
本実施の形態では、径１４ｍｍの芯金７８ａ表面に、定着液保持層７８ｂとして厚さ３ｍｍのフェルト層（弾性率３ＭＰａ）を積層して外径２０ｍｍとし、この定着液保持層７８ｂの表面に多孔質層７８ｃとして厚さ０．１ｍｍのウレタン樹脂製多孔質膜を積層してなる付与ローラ７８が用いられる。また、付与ローラ７８の定着ローラ３７への押圧力は、線圧で０．５Ｎ／ｃｍである。また、付与ローラ７８は定着ローラ３７とほぼ等速度で回転する。
【０１４９】
付与ローラ７８の図示しない駆動手段は、たとえば、モータと、ギア列と、駆動ベルトとを含んで構成される。このような駆動手段により、付与ローラ７８の周速が中間転写ベルト２１とほぼ等速になるように構成される。
【０１５０】
付与ローラ７８による定着ローラ３７への定着液付与量は、たとえば、定着液規制ローラ８０の付与ローラ７８への当接圧を変更すること、後述の離接部材８３により付与ローラ７８の定着ローラ３７に対する当接圧を変更することなどによって調節できる。
【０１５１】
定着液供給ローラ７９は、図示しない駆動手段により矢符８５の方向に回転駆動可能に支持され、付与ローラ７８に圧接し、その一部が定着液槽７７内における鉛直方向下部の定着液溜の定着液５０中に浸漬するように設けられるローラ部材である。定着液供給ローラ７９は、その矢符８５方向への回転によりその表面に付着する定着液５０を、付与ローラ７８との圧接部において付与ローラ７８表面の多孔質層７８ｃに供給する。このように、定着液５０を付与ローラ７８の外周面に供給する構成を採ることによって、付与ローラ７８の内部に定着液５０を保持貯留する必要がなくなり、付与ローラ７８の構造の簡易化および小型化を図り得る。定着液供給ローラ７９には、たとえば、芯金の表面に樹脂発泡体層を積層したローラ部材が用いられる。本実施の形態では、直径１０ｍｍの芯金表面に、厚さ５ｍｍのウレタン樹脂の連続気泡発泡体を積層したスポンジローラが用いられる。
【０１５２】
定着液規制ローラ８０は、図示しない駆動手段により矢符８０ａの方向に回転駆動可能に支持され、付与ローラ７８に圧接するように設けられ、付与ローラ７８表層の多孔質層７８ｃにおける定着液５０の保持量を適量かつ均一に調整するローラ部材である。定着液規制ローラ８０には、たとえば、金属製ローラが用いられる。本実施の形態では、外径１２ｍｍのステンレス鋼製ローラが用いられる。定着液規制ローラ８０を設けることによって、付与ローラ７８と定着ローラ３７との圧接部入り口において、定着液５０がメニスカスを形成して定着液５０が逆流し、定着ローラ３７表面における定着液５０の付着が不均一になることによって起こるトナー像の部分的な定着不良の発生が防止され、高品位で高精細な画像が得られる。本実施の形態では、定着液規制ローラ８０には、外径１２ｍｍのステンレス鋼製のローラ部材が用いられる。
【０１５３】
第１のシール部材８１は、一端が定着液規制ローラ８０表面に当接し、他端が定着液槽７７に支持されるように設けられ、定着液規制ローラ８０表面の定着液５０を除去・回収する板状部材である。第１シール部材８１により定着規制ローラ８０表面から除去される定着液５０は低粘性であるため、第１シール部材８１を伝って、定着液槽７７内下部の定着液溜に落下して回収される。それとともに、第１シール部材８１は、付与ローラ７８、定着液規制ローラ８０および第２のシール部材８２と連係して、定着液槽７７内に閉空間を形成し、定着液５０の乾燥、定着液槽７７外部への漏出などを防止する。本実施の形態では、厚さ４０μｍのウレタンゴム製シートが用いられる。
【０１５４】
第２シール部材８２は、一端が付与ローラ７８表面に当接し、他端が定着液槽７７に支持されるように設けられる板状部材である。第２シール部材８２は、付与ローラ７８表面の定着液５０を回収するとともに、付与ローラ７８、定着液規制ローラ８０および第１シール部材８１と連係して、定着液槽７７内に閉空間を形成し、定着液５０の乾燥、定着液槽７７外部への漏出などを防止する。本実施の形態では、厚さ４０μｍのウレタンゴム製シートが用いられる。
【０１５５】
定着液付与部材７６によれば、付与ローラ７８は、定着液供給ローラ７９からその多孔質層７８ｃに定着液５０の供給を受け、さらに定着液規制ローラ８０により多孔質層７８ｃ中の定着液５０の保持量を調整された後、接触下で定着ローラ３７表面に定着液５０を付与する。
【０１５６】
本実施の形態では、定着液供給ローラ７９を介して付与ローラ７８に定着液５０を供給する構成を採用するけれども、それに限定されず、定着液供給ローラ７９を設けることなく、付与ローラ７８の一部を定着液５０中に浸漬し、付与ローラ７８に定着液５０を直接供給する構成を採用することもできる。これによって、構造の簡素化、製造コストの低下などを図り得る。
【０１５７】
離接部材８３は、偏心カム８３ａ，８３ｂ，８３ｃを含んで構成される。図示しないが、偏心カムの定着液槽を挟んだ反対側には定着液槽を偏心カム方向へ押圧する押圧バネを設けている。偏心カム８３ａは、図示しない駆動手段により、回転軸８３ｘを中心にして矢符８６の方向（水平方向）に回転駆動可能に支持され、定着液槽７７の側面７７ａの鉛直方向下部に当接するように設けられる。偏心カム８３ｂは、図示しない駆動手段により、回転軸８３ｙを中心にして矢符８７の方向（水平方向）に回転駆動可能に支持され、定着液槽７７の側面７７ａの鉛直方向上部に当接するように設けられる。偏心カム８３ｃは、図示しない駆動手段により、回転軸８３ｚを中心にして矢符８８の方向に回転駆動可能に支持され、定着液槽７７の鉛直方向上面７７ｃに離接可能に設けられる。偏心カム８３ａ，８３ｂ，８３ｃは、その回転駆動により、定着液槽７７の鉛直方向下部を矢符８８の方向に移動させ、付与ローラ７８の定着ローラ３７に対する離接および付与ローラ７８の定着ローラ３７に対する当接圧（押圧力）を調節できる。偏心カム８３ａ，８３ｂ，８３ｃは全てが連動して回転駆動してもよく、そのうちの任意の２つまたは１つが回転駆動してもよい。すなわち、付与ローラ７８から定着ローラ３７に付与する定着液付与量の変更、湿式定着時における付与ローラ７８の定着ローラ３７からの離反（湿式定着の休止）、湿式定着休止時における付与ローラ７８の定着ローラ３７への当接などの種々の状況に応じて、偏心カム８３ａ，８３ｂ，８３ｃから回転駆動させるものを選択すればよい。
【０１５８】
離接部材８３の回転駆動の制御は、画像形成装置７５の全動作を制御する不図示のＣＰＵにより行われる。ＣＰＵは、画像形成装置１，６０におけるのと同様に、温度センサ４０による温度検知結果、定着液５０の主溶媒の沸点、トナー１６の軟化点、ガラス転移点などを記憶する記憶部と、温度検知結果と記憶部に記憶される他の数値とを比較する判定部と、判定部による判定結果に応じて動作を制御する制御部とを含む。制御部は、判定結果に応じて、たとえば、偏心カム８３ａ，８３ｂ，８３ｃを駆動させる図示しない駆動手段に制御信号を出力し、回転駆動させる偏心カムの指定、回転角度などを制御する。ＣＰＵによる制御は、画像形成装置１，６０におけるのと同様に実施される。たとえば、定着ローラ３７の表面温度が６０℃以下と低い場合には、定着ローラ３７による記録材９上のトナー像への定着液付与量が、トナー像：定着液＝１：１（重量比）になるように、定着ローラ３７に定着液５０を付与する。定着ローラ３７の表面温度が上昇するに伴って、表面温度が８０℃で１：０．５、１００℃で１：０．２となるように制御し、定着ローラ３７の温度が１６０℃では、付与ローラ７８を定着ローラ３７から離反させ、定着液５０の付与を休止する。
【０１５９】
画像形成装置７５によれば、記録材９上に転写される未定着トナー像に、定着ローラ３７の表面温度に応じて、湿式定着および熱定着のいずれか一方または両方を施す制御を行うことによって、装置の起動直後、休止時などであっても、速やかに画像形成が実施され、高品位画質の画像を常時形成できる。
【０１６０】
図７は、本発明の実施の第４形態である画像形成装置９０の構成を模式的に示す断面図である。画像形成装置９０は画像形成装置６０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。
【０１６１】
画像形成装置９０は、画像形成装置６０のように、湿式定着手段７ａを用いて熱定着手段６における定着ローラ３７表面に定着液５０を接触付与するのではなく、定着液５０を非接触で付与する湿式定着手段７を記録材搬送手段５ａにおける搬送ベルト３３の上方に設け、温度センサ４０による定着ローラ３７の表面温度の検知結果に応じて、搬送ベルト３３上に載置されて搬送される記録材９上の未定着トナー像に定着液５０を付与するかまたは付与することなく、さらに熱定着手段６に搬送してトナー像を記録材９に定着することを特徴とする。
【０１６２】
湿式定着手段７はノズルヘッドアレイ３６を含み、ノズルヘッドアレイ３６は、搬送ベルト３３上の未定着トナー像を担持する記録材９に定着液５０を付与する。ノズルヘッドアレイ３６による定着液５０の付与は、付与する・付与しないという２値的な制御ではなく、連続的または多段階的に付与量を変化させるような制御を行うのが好ましい。たとえば、定着ローラ３７の表面温度に応じて、付与量を変化させる制御が挙げられる。さらに具体的には、表面温度が１２０℃未満ではトナー：定着液＝１：２（重量比、以下同じ）、１２０℃〜１４０℃未満では１：１．５、１４０℃〜１６０℃未満では１：１、１６０〜１７０℃では１：０．５、１７０℃を超える温度では定着液５０を付与しないという制御が挙げられる。ノズルヘッドアレイ３６による定着液付与量は、ノズルヘッドアレイ３６に供給する電気量を適宜選択することにより、調節できる。
【０１６３】
ノズルヘッドアレイ３６による定着液付与動作は、画像形成装置１，６０，９０，９１と同様に、不図示のＣＰＵにより行われる。ＣＰＵは、温度センサ４０による定着ローラ３７の表面温度の検知結果、所定の定着温度（例えば１８０℃）を記憶する記憶部と、温度検知結果と記憶部に記憶される他の数値とを比較する判定部と、判定部による判定結果に応じて動作を制御する制御部とを含む。制御部は、判定部による判定結果に応じて、ノズルヘッドアレイ３６に電気を供給する不図示の電源に対して制御信号を出力し、定着液付与の開始、定着液付与の休止、定着液付与量の増減などの動作を制御する。
【０１６４】
画像形成装置９０によれば、記録材９上に転写される未定着トナー像に湿式定着および熱定着がこの順番で施され、その際に、定着ローラ３７の表面温度に応じて、湿式定着による定着液５０の付与量を変化させるかまたは湿式定着を休止することによって、装置の起動直後、休止時などであっても、トナー像が記録材９に速やかに定着され、トレイ４４に排出される。
【０１６５】
図８は、本発明の実施の第５形態である画像形成装置９１の構成を模式的に示す断面図である。画像形成装置９１は画像形成装置７５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。なお、図８では、湿式定着手段７ｃに含まれる離接部材８３については図示を省略する。
【０１６６】
画像形成装置９１は、
１）湿式定着手段７ｃに含まれる定着液付与部材７６が、画像形成装置７５のように熱定着手段６の定着ローラ３７の表面に対して離接可能に設けられるのではなく、中間転写ベルト２１を介して支持ローラ２６ａに対向し、中間転写ベルト２１のトナー像担持面２１ａに対して離接可能に設けられ、中間転写ベルト２１に圧接する際には、中間転写ベルト２１上のトナー像に接触下に定着液５０を付与すること、
２）支持ローラ２６ａの内部には、熱定着手段としての加熱手段３８が設けられ、この加熱手段３８によって中間転写ベルト２１ひいては中間転写ベルト２１上のトナー像を加熱溶融すること、
３）中間転写ベルト２１の駆動方向すなわち矢符３０の方向において、支持ローラ２６ａの下流側に、中間転写ベルト２１の温度を検知するための温度センサ３１が設けられ、温度センサ３１による検知結果に応じて、定着液付与部材７６の中間転写ベルト２１に対する離接が制御されること、
４）転写手段４がトナー像の記録材９への転写機能とともに、トナー像が加熱または定着液５０の付与により溶融状態になって転写手段４に供給されることから、トナー像の記録材９への定着機能をも有する転写定着手段として作用すること、および
５）熱定着手段６を有しないことを特徴とする。
【０１６７】
湿式定着手段７ｃは、定着液付与部材７６と、図示しない離接部材８３と、矢符３０の方向において中間転写ベルト２１と付与ローラ７８との当接部（以後単に「付与ローラ当接部」と称す）の下流側に設けられ、中間転写ベルト２１の表面温度を検知する温度センサ３１と、付与ローラ当接部近傍に設けられ、中間転写ベルト２１上のトナー像が付与ローラ当接部を通過したことを検知する図示しない通過検知手段と、中間転写ベルト２１と付与ローラ７８との接触状態を検知する図示しない接触検知手段とを含むことを特徴とする。
【０１６８】
定着液付与部材７６および離接部材８３の構成は前述のとおりである。離接部材８３は、温度センサ３１による中間転写ベルト２１の温度検知結果に応じて、定着液付与部材７６を中間転写ベルト２１に接触させるかまたは中間転写ベルト２１から離反させる。
【０１６９】
温度センサ３１は画像形成装置９１の全動作を制御する図示しないＣＰＵに電気的に接続され、中間転写ベルト２１の表面温度の検知結果をＣＰＵに出力する。ＣＰＵは、この検知結果に応じて、離接部材８３による定着液付与部材７６の中間転写ベルト２１に対する離接動作を制御する。ＣＰＵによる離接部材８３の制御は、画像形成装置７５の場合と同様に行われる。
【０１７０】
通過検知手段には、たとえば、光センサが用いられる。通過検知手段による検知結果に応じて、付与ローラ７８の中間転写ベルト２１への当接動作および中間転写ベルト２１からの離反動作が制御される。この動作制御は、通過検知手段に電気的に接続される図示しないＣＰＵにより行われる。ＣＰＵは、通過検知手段による検知結果を入力して記憶する記憶部と、通過検知手段による検知結果に基づいて、中間転写ベルト２１上のトナー像が中間転写ベルト２１と付与ローラ７８との当接部を通過したか否かを判定する判定部と、判定部による判定結果に応じて離接部材８３を回転駆動させる図示しない駆動手段に制御信号を出力し、離接部材８３による定着液付与部材７６の中間転写ベルト２１に対する離接動作を制御する制御部とを含む。たとえば、判定部によってトナー像が付与ローラ当接部を通過したとの判定結果が得られた場合は、離接部材８３を回転駆動させる図示しない駆動手段に制御信号を出力し、付与ローラ７８を中間転写ベルト２１から離反させる動作を実行させる。なお、付与ローラ７８の離反動作は、トナー像が付与ローラ当接部を通過した後、所定時間経過後に実行されるように設定するのが好ましい。ここでの所定時間は、画像形成操作の頻度に応じて適宜選択でき、画像形成装置９１上面に設けられる図示しない操作パネルに任意の数値を分単位で入力することにより設定される。さらに、ＣＰＵは画像形成動作の再開とともに、付与ローラ７８の中間転写ベルト２１への当接動作を実行させる。この構成によって、定着液５０の余分な消費、中間転写ベルト２１への不必要な定着液５０の付着などが防止される。
【０１７１】
接触検知手段には、通過検知手段と同様に、たとえば、光センサが用いられる。接触検知手段による検知結果はＣＰＵの記憶部に入力され、判定部において中間転写ベルト２１と付与ローラ７８とが接触状態を判定する。接触状態とは、接触中、離反中、付与ローラ７８の中間転写ベルト２１からの離反動作中および付与ローラ７８の中間転写ベルト２１への当接動作中を含む。制御部は、両者が接触中であるか離反動作中であるという判定結果に応じて、付与ローラ７８を回転駆動させる図示しない駆動手段に制御信号を出力し、付与ローラ７８に回転駆動動作を実行させる。
【０１７２】
定着液付与部材７６による中間転写ベルト２１上のトナー像への定着液付与量は、たとえば、付与ローラ７８の中間転写ベルト２１への当接圧（押圧力）の調整、定着液規制ローラ８０の付与ローラ７８への当接圧の調整などにより適宜選択できるけれども、線圧で０．０５Ｎ／ｃｍ〜１．０Ｎ／ｃｍの範囲から選択するのが好ましい。０．０５Ｎ／ｃｍ未満では、付与ローラ７８と中間転写ベルト２１との接触状態が不安定になり、定着液５０が中間転写ベルト２１上のトナー像に均一に付与できなくなるおそれがある。さらに、付与ローラ７８および中間転写ベルト２１の微妙な凹凸、トナー像の凹凸に倣って付与ローラ７８が弾性変形できず、トナー像の凹部に定着液５０を充分に付着させることができず、定着液５０の付与むらひいてはトナー像の定着むらが発生し、それによって光沢むら、色むらなどが生じるおそれがある。１．０Ｎ／ｃｍを超えると、付与ローラ７８と中間転写ベルト２１とが圧接下に回転する状態で、付与ローラ７８表面の定着液５０が付与ローラ当接部を通過できなくなり、付与ローラ当接部で定着液５０が逆流などを起こし、トナー像に乱れを生じるおそれがある。なお、本実施の形態では、付与ローラ７８の中間転写ベルト２１との圧接力は、当初は０．５Ｎ／ｃｍに設定される。
【０１７３】
また、付与ローラ７８表面が弾性材料により形成されるので、トナー像の凹凸に倣って、付与ローラ７８の表面が弾性変形する。このため、トナー像が存在する部分では、定着液５０の薄層を介して付与ローラ７８がトナー像に圧接する。これにより、トナー量が部分的に異なっても、トナー像の高い部分にも低い部分にも定着液５０を均一に付与できる。したがって、カラー画像のように部分的に付着するトナー量が大きく変化するトナー像でも均一に定着でき、すなわちトナー量にかかわらずトナー像を均一に定着することができるので、高品位な画像を得ることが出来る。
【０１７４】
本実施の形態では、付与ローラ７８として３層構造のローラ部材を用いるけれども、それに限定されない。たとえば、定着液５０との親和性（濡れ性）に優れる材料を用いたもの、好ましくは、定着液５０との親和性に優れかつトナー１６よりも弾性率の低い材料を用いたものが挙げられる。ここで、定着液５０に対する親和性は、定着液５０に対する接触角が５０度以上であることが好ましい。また弾性率とは、当該材料を用いて形成されるローラの半径方向の弾性率であり、この弾性率がトナーの１／１０以下であることが好ましく、１／１００以下であることがさらに好ましい。このような材料の具体例としては、エチレンプロピレンゴム、ウレタンゴムなどのゴム材料、アルミニウムなどの金属材料、親水性樹脂材料などが挙げられる。すなわち、付与ローラ７８には、少なくとも表面層がこのような材料により形成されるローラ部材を好ましく使用できる。このローラ部材は定着液５０との親和性が高く、定着液５０をその表面に薄い層として保持できるので、少量の定着液５０を広い範囲に付与でき、定着液５０の消費量を低減できるとともに、過剰な定着液５０が未定着のトナー１６を押し流して画像が乱れるのを防止できる。具体的には、径１２ｍｍの芯金の表面に、エチレンプロピレンゴムからなるヤング率２ＭＰａの弾性被覆層を設けてなる径２０ｍｍのローラ部材が挙げられる。
【０１７５】
湿式定着手段７ｃによれば、温度センサ３１による中間転写ベルト２１の表面温度の検知結果に応じて、トナー像形成手段２により中間転写ベルト２１上の所定箇所に形成されたトナー像に、接触下で定着液５０が付与する。
【０１７６】
中間転写ベルト２１上のトナー像は、支持ローラ当接部を通過し、加熱および／または定着液５０の接触付与を受けて溶融状態になる。溶融状態のトナー像は、加圧などによって容易に記録材９に定着できるので、中間転写ベルト２１上の溶融状態にあるトナー像は、転写手段４における転写ローラ３２と支持ローラ２７との圧接部である転写ニップ部に搬送され、記録材９に転写されるのと同時に定着される。トナー像が定着された記録材９は、記録材搬送手段５ａにおける搬送ベルト３３に載置されて搬送され、排紙ローラ４１を介して画像形成装置９１の外部側面に設けられる排紙トレイ４２に排出される。
【０１７７】
本実施の形態では、転写ローラ３２には、トナーの帯電電位と逆電位の＋１ｋＶの電圧を印加し、静電的にトナーを引き付けて転写するよう構成する。
【０１７８】
本実施の形態では、転写ローラ３２には、外径４０ｍｍの芯金の表面に、硬度５０度（ＪＩＳ−Ａ）のシリコーンゴムからなる厚さ２ｍｍの弾性層と、ＰＦＡからなる厚さ２０μｍのＰＦＡからなる表面被覆層とを順次積層したローラ部材が用いられる。また転写ローラ３２は、１０Ｎ／ｃｍの線圧で支持ローラ２７に圧接する。
【０１７９】
画像形成装置９１によれば、トナー像形成手段２により中間転写ベルト２１上に形成されるトナー像に、支持ローラ当接部において、加熱処理および／または定着液５０の付与処理を施して溶融状態とした後、転写手段４において記録材９に転写と同時に定着され、画像が形成される。
【０１８０】
図９は、本発明の実施の第６形態である画像形成装置９５の構成を模式的に示す断面図である。図１０は、図９に示す画像形成装置９５の要部の構成を拡大して示す断面図である。
【０１８１】
画像形成装置９５は、トナー像形成手段２と、中間転写手段３ａと、転写定着手段９６と、湿式定着手段９７と、記録材供給手段８ａと、記録材排出手段９８とを含んで構成される。
【０１８２】
トナー像形成手段２は、画像形成装置１におけるトナー像形成手段２と同様の構成を有するので、対応する部分について同一の参照符号を付し、説明を省略する。
【０１８３】
中間転写手段３ａは、中間転写ベルト２１と、中間転写ローラ２２ｙ，２２ｍ，２２ｃ，２２ｂと、支持ローラ２６，２８と、ベルトクリーナ２９とを含んで構成される。中間転写手段３ａでは、中間転写ベルト２１の回転駆動方向（矢符３０の方向）において中間転写ローラ２２ｂの下流側には、その内部に加熱手段を有しない支持ローラ２６が配置され、その他にも中間転写ベルト２１を加熱するための手段は設けられない。したがって、中間転写手段３ａは中間転写ベルト２１およびトナー像を加熱しない構成であり、中間転写ベルト２１の表面温度を検知する温度センサを設けても設けなくてもよい。また、中間転写ベルト２１は、画像形成装置１などにおける３点支持から、支持ローラ２６，２８による２点支持に変更される。なお、本実施の形態では、中間転写ベルト２１には、厚さ１００μｍのポリイミド製基材の表面に、ＰＴＦＥとＰＦＡとを８：２（重量比）の割合で混合したフッ素樹脂組成物からなる厚さ２０μｍの表面コート層を積層したものを用いる。
【０１８４】
転写定着手段９６は、図示しない駆動手段により矢符９９ａの方向に回転駆動可能に支持され、かつ中間転写ベルト２１を介して支持ローラ２６に圧接するように設けられる転写定着部材９９と、図示しない駆動手段により矢符１０３の方向に回転駆動可能に支持され、転写定着部材９９に圧接するように設けられる転写ローラ３２と、温度センサ１００と、転写定着部材９９の表面に当接するように設けられるクリーナ１０１とを含む。
【０１８５】
転写定着部材９９は、その内部に熱定着手段として機能する加熱手段３８が設けられるローラ状部材である。転写定着部材９９には、たとえば、芯金と、芯金の表面に形成される導電性弾性層と、導電性弾性層の表面に形成され、フッ素樹脂などのトナー離型性に優れる材料を含有する表面層とを含むローラ状部材が用いられる。本実施の形態では、炭素鋼からなる厚さ１ｍｍの芯金と、該芯金表面に形成される体積抵抗１０−８〜１０−９Ω・ｃｍで厚さ３ｍｍのシリコーンゴム層と、該シリコーンゴム層表面に形成される厚さ２０μｍのＰＦＡ層とを含み、外径３０ｍｍのローラ部材を用いる。また、転写定着部材９９の内部に設けられる加熱手段３８には、たとえば、ハロゲンランプなどの一般的なヒータが用いられる。本実施の形態では、加熱手段３８により、転写定着部材９９の表面温度が１７０℃に保持されるように制御される。この制御は、温度センサ１００による検知結果に応じて実行される。
【０１８６】
転写定着部材９９には、中間転写ベルト２１からトナー像が転写される。トナー像の転写は、転写定着部材９９と中間転写ベルト２１との圧接部（転写ニップ部）に転写電界を印加して行われる。転写定着部材９９表面のトナー像は、転写定着部材９９内部に設けられる加熱手段３８による加熱および／または湿式定着手段９７による定着液５０の付与を受け、溶融または膨潤状態になって転写定着部材９９と転写ローラ３２との圧接部（転写定着ニップ部）に搬送され、それに同期して記録材供給手段８から送給される記録材９に転写と同時に定着される。本実施の形態では、中間転写ベルト２１から転写定着部材９９へのトナー像の転写は、転写定着部材９９と中間転写ベルト２１との圧接部に、図示しない電源からトナー１６の帯電電位とは逆電位の＋１ｋＶの電圧を印加することにより行われる。トナー像は静電的に転写定着部材９９に引き付けられて転写される。
【０１８７】
温度センサ１００は、転写定着部材９９の回転方向すなわち矢符９９ａの方向における転写ニップ部の上流側に、転写定着部材９９に近接するように設けられて、転写定着部材９９の表面温度を検知するためのセンサであり、図示しない記憶部、演算部および制御部を備え、画像形成装置９５の全動作を制御する図示しないＣＰＵに電気的に接続され、ＣＰＵの記憶部に検知結果を出力する。演算部で検知結果と設定温度との高低が判定され、検知結果が設定温度よりも低いとの判定結果が得られた場合には、制御部から加熱手段３８に発熱用電力を供給する図示しない電源に向けて制御信号を出力し、電力供給量を増加させて加熱手段３８による発熱量を大きくする制御を行う。また、温度センサ１００による検知結果に応じて、後述する湿式定着手段９７の転写定着部材９９に対する離接動作が制御される。その制御機構については、湿式定着手段９７の説明において詳述する。
【０１８８】
クリーナ１０１は、トナー像を記録材９に転写した後に、転写定着部材９９表面に残存するトナー１６、定着液５０、記録材９に由来する紙粉などを除去する部材である。クリーナ１０１は、転写定着部材９９表面に当接してトナー１６その他の残存物を掻き取る板状部材であるクリーニングブレード１０１ａと、クリーニングブレード１０１ａにより掻き取られる残存物を貯留する貯留容器１０１ｂとを含んで構成される。
【０１８９】
転写ローラ３２には、本実施の形態では、芯金表面に硬度５０度（ＪＩＳ−Ａ）のシリコーンゴムからなる厚さ２ｍｍの弾性層を形成し、さらに該弾性層表面にＰＦＡからなる厚さ２０μｍの表面層を形成した外径４０ｍｍのローラ部材が用いられる。また本実施の形態では、転写ローラ３２は、１０Ｎ／ｃｍの押圧力で転写定着部材９９に圧接する。転写定着部材９９の回転駆動により、転写定着ニップ部に搬送される溶融または膨潤状態にあるトナー像は、転写ローラ３２により加圧されて記録材９に転写されると同時に定着され、画像が形成される。
【０１９０】
転写定着手段９６によれば、中間転写ベルト２１から転写定着部材９９表面に転写されるトナー像は、温度センサ１００による検知結果に応じて加熱および／または定着液５０の付与を受け、溶融または膨潤状態になった後、転写定着ニップ部において記録材９に転写定着され、画像が形成される。トナー像転写定着後の転写定着部材９９の表面は、クリーナ１０１により清浄化され、中間転写ベルト２１から新たなトナー像の転写を受ける。
【０１９１】
湿式定着手段９７は、転写定着部材９９に対して離接可能に設けられる付与ローラ１０４と、付与ローラ１０４に圧接するように設けられて定着液５０を供給する定着液供給ローラ１０６と、付与ローラ１０４に圧接するように設けられて付与ローラ１０４表面の図示しない定着液層を規制する定着液規制ローラ１０８と、付与ローラ１０４、定着液供給ローラ１０６および定着液規制ローラ１０８とともに定着液５０を収容する定着液槽１１０と、定着液槽１１０ひいては付与ローラ１０４を転写定着部材９９に対して離接可能に支持するピボット１１１、偏心カム１１３およびばね部材１１２と、定着液５０を貯留する定着液タンク１１４と、定着液タンク１１４の定着液５０を定着液槽１１０に供給する供給管１１５とを含んで構成される。
【０１９２】
付与ローラ１０４は、定着液槽１１０により矢符１０５の方向に回転駆動可能に支持され、さらに後述する離接手段により転写定着部材９９に対して離接可能に設けられるローラ状部材である。なお、付与ローラ１０４の定着液槽１１０による支持は、具体的には、付与ローラ１０４の芯金部分の長手方向両端に図示しないフランジと一体化した回転軸を設け、この回転軸を定着液槽１１０に設けられる軸受けにより回転可能に支持することにより行われる。付与ローラ１０４は、転写定着部材９９との接触時には、矢符１０５の方向に回転駆動しながら転写定着部材９９の表面のトナー像に定着液５０を付与する。付与ローラ１０４には、芯金と、芯金の表面に形成され、定着液５０を含浸保持できるかまたは定着液５０に対する濡れ性を有する弾性材料からなる表面層とを含むローラ状部材を好適に使用できる。表面層の半径方向の弾性率は、好ましくはトナー１６の弾性率の１／１０以下、さらに好ましくはトナー１６の弾性率の１／１００以下である。表面層を弾性材料により構成することによって、表面層がトナー像の凹凸に倣って変形し、定着液５０の薄層を介して表面層がトナー像に圧接する状態になる。したがって、カラー画像のように、トナー付着量が部分的に大きく変化し、トナー量の多い部分に囲まれたトナー量の少ない部分を有するトナー像でも、表面層の弾性変形によりトナー像の全ての部分に表面層が圧接して定着液５０を均一に付与でき、トナー像を均一に定着して高品位画像を得ることが可能になる。また、定着液５０に対する接触角として示される定着液５０に対する親和性（濡れ性）は、５０度以下であることが好ましく、それによってその表面に定着液５０の均一な薄層を保持できる。したがって、少量の定着液５０を広い範囲に塗布でき、定着液５０の消費量を低減化するとともに、過剰な定着液５０の付与によるトナー像の乱れを防止できる。このような表面層を形成し得る弾性材料としては、たとえば、親水性樹脂などの樹脂材料、エチレンプロピレンゴム、ウレタンゴムなどのゴム材料、アルミニウムなどの金属材料などが挙げられる。また、定着液５０をトナー像に付与することにより、トナー像の温度が低下することも考えられるけれども、転写定着部材９９がその内部に加熱手段３８を有し、常時加熱状態にあることから、トナー像の温度低下はトナー像の定着に悪影響を及ぼさない程度に軽減される。本実施の形態では、付与ローラ１０４には、径１２ｍｍの芯金表面にヤング率２ＭＰａのエチレンプロピレンゴムからなる弾性層を設けてなる径２０ｍｍのローラ状部材を用いる。
【０１９３】
また、付与ローラ１０４の転写定着部材９９への接触時の押圧力は、好ましくは線圧で０．０５〜１．０Ｎ／ｃｍである。０．０５Ｎ／ｃｍ未満では、付与ローラ１０４と転写定着部材９９との接触状態が不充分になり、転写定着部材９９上のトナー像への定着液５０の付与が不均一になるおそれがある。さらに、転写定着部材９９およびトナー像表面の微細な凹凸に倣う、付与ローラ１０４表面の弾性変形が不充分になり、トナー像の凹部に充分量の定着液５０を付与できないおそれがある。その結果、定着液５０の塗布むらおよびそれに起因する定着むらが発生し、さらには形成される画像に光沢むら、色むらなどが生じるおそれがある。一方、１．０Ｎ／ｍを超えると、付与ローラ１０４と転写定着部材９９とが圧接下に回転する状態で、定着液５０が付与ローラ１０４と転写定着部材９９との圧接部を通過できないおそれがある。定着液５０が圧接部を通過しないと、圧接部入り口で定着液５０が圧搾されてメニスカスを形成し、定着液５０が付与ローラ１０４の回転方向上流側に逆流し、トナー像の乱れが発生する。本実施の形態では、付与ローラ１０４の転写定着部材９９に対する押圧力は、線圧で０．５Ｎ／ｃｍである。また本実施の形態では、転写定着部材９９との接触時には、付与ローラ１０４は、その表面に定着液５０の薄層を担持して転写定着部材９９に圧接し、図示しない駆動手段により転写定着部材９９と等速で回転する。
【０１９４】
定着液供給ローラ１０６は、矢符１０７の方向に回転駆動可能に定着液槽１１０に支持され、付与ローラ１０４に圧接するように設けられ、かつその一部が定着液槽１１０の下部に貯留される定着液５０中に浸漬するように設けられるローラ状部材である。定着液供給ローラ１０６には、たとえば、芯金と、芯金の表面に形成される多孔質層とを含むローラ状部材が用いられる。本実施の形態では、径１０ｍｍの芯金と、芯金の表面に形成されるウレタンの連続発泡体からなる層厚５ｍｍの多孔質層とを含むスポンジローラを使用する。定着液供給ローラ１０６によれば、その矢符１０７方向の回転駆動によって、その表面に定着液５０を付着させた後、付与ローラ１０４に圧接して付与ローラ１０４に定着液５０を供給する。
【０１９５】
定着液規制ローラ１０８は、矢符１０９の方向に回転駆動可能に定着液槽１１０に支持され、付与ローラ１０４に圧接するように設けられるローラ状部材である。定着液規制ローラ１０８には、たとえば、金属製中空ローラが用いられる。本実施の形態では、外径１２ｍｍのステンレス鋼製ローラが用いられる。定着液規制ローラ１０８によれば、付与ローラ１０４表面の定着液５０の液量が調整され、層厚の均一な定着液５０の薄層が形成される。
【０１９６】
定着液槽１１０は内部空間を有し、その内部空間に付与ローラ１０４、定着液供給ローラ１０６および定着液規制ローラ１０８の各ローラを回転自在に支持して収容し、かつその内部空間の下部に定着液５０を貯留する容器状部材である。定着液槽１１０の転写定着部材９９を臨む面１１０ａには、付与ローラ１０４の一部を定着液槽１１０の外方に向けて突出させ、転写定着部材９９と圧接させるための開口部１１０ｂが形成される。水平方向において、付与ローラ１０４などのローラ状部材が設けられる端部とは反対側の端部側面には、定着液槽１１０に定着液５０を供給するための供給管１１５が接続される。また、定着液槽１１０内の下部に貯留される定着液５０の液面高さは、たとえば、定着液供給ローラ１０６の一部が定着液５０中に常時浸漬し、かつ付与ローラ１０４が定着液５０中に常時浸漬しない範囲で一定に保持される。定着液５０の消費量に応じて、定着液５０を収容する定着液タンク１１４から供給管１１５を介して定着液５０を補給することによって、定着液５０の液面高さが一定に保持される。
【０１９７】
ピボット１１１、ばね部材１１２およびは偏心カム１１３、付与ローラ１０４を転写定着部材９９に対する離接手段として作用する。
【０１９８】
ピボット１１１は、定着液槽１１０の水平方向において、付与ローラ１０４などのローラ状部材が設けられる端部とは反対側の端部の定着液５０に浸漬することがない位置に、定着液槽１１０をその長手方向に貫通するように設けられ、画像形成装置９５の本体に回転可能に軸支される。ばね部材１１２は、一端が画像形成装置９５本体に固定され、他端が定着液槽１１０の鉛直方向底面１１０ｃにおける付与ローラ１０４などのローラ状部材が設けられるのと同じ側に接続され、定着液槽１１０の底面１１０ｃを押圧するように設けられる。ばね部材１１２には、たとえば、コイルばね、板ばね、ねじりばねなどを使用できる。ピボット１１１およびばね部材１１２を前述のような位置関係で設けることによって、定着液槽１１０は、主に、水平方向における付与ローラ１０４などのローラ状部材が設けられた端部がピボット１１１を支点にして鉛直方向に上下動可能になるようにピボット１１１およびばね部材１１２により支持される。ピボット１１１およびばね部材１１２の動作に、さらに偏心カム１１３の動作を付加することにより、定着液槽１１０に収容される付与ローラ１０４が転写定着部材９９に対して離接可能になるように定着液槽１１０が支持される。
【０１９９】
偏心カム１１３は、図示しない駆動手段により、回転軸１１３ａを中心にして回転駆動可能に支持され、定着液槽１１０の転写定着部材９９を臨む面１１０ａにおける、付与ローラ１０４などのローラ状部材が設けられる端部とピボットが設けられる端部との間の領域に離接可能に設けられる。偏心カム１１３が定着液槽１１０の面１１０ａに接触して該面を押圧すると、付与ローラ１０４が転写定着部材９９から離反した状態になる。また、偏心カム１１３が非接触であるかまたは接触していても面１１０ａを押圧しない程度の接触であれば、付与ローラ１０４が転写定着部材９９に圧接した状態になる。
【０２００】
偏心カム１１３の回転駆動は、温度センサ１００による転写定着部材９９の表面温度の検知結果に応じて制御される。偏心カム１１３が面１１０ａを押圧し、付与ローラ１０４が転写定着部材９９から離反した状態において、温度センサ１００の検知結果に応じた制御は、具体的には次のとおりである。
【０２０１】
温度センサ１００による検知結果は図示しない記憶部、演算部および制御部を備え、画像形成装置９５の全動作を制御する図示しないＣＰＵに送られる。ＣＰＵはマイクロコンピュータなどにより形成される処理回路を含み、記憶部には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。転写定着部材９９は１７０℃を目標温度に加熱される。転写定着部材９９の温度が低い動作開始時には、温度センサ１００の検知結果（転写定着部材９９の表面温度）は記憶部に入力され、演算部においてその検知結果がトナー像への定着液５０の接触塗布に適する温度（本実施の形態では８０℃）であるか否かを判定する。検知結果が設定されるトナー像の熱定着温度よりも低い温度であると判定される場合は、付与ローラ１０４にトナーが付着するため、付与ローラ１０４による定着液５０の付与を行わない。転写定着部材９９の温度が８０℃になった後には、演算部における判定結果に応じて、制御部から偏心カム１１３の回転駆動を実行する駆動手段に制御信号を送り、偏心カム１１３を回転させて偏心カム１１３による面１１０ａの押圧を解き、付与ローラ１０４を転写定着部材９９に圧接させ、転写定着部材９９上のトナー像に定着液５０を付与し、トナー像を充分に溶融または膨潤させて記録材９への定着を行う。付与ローラ１０４により定着液５０を付与してトナー像を記録媒体９に転写定着しながら、転写定着部材９９の加熱を継続し、転写定着部材９９の表面温度を昇温させる制御を併行して実施する。
【０２０２】
この転写定着部材９９の温度が所定の熱転写定着に適した温度（たとえば１７０℃）に達しない条件では、加熱された転写定着部材９９上で定着液５０を付与し、熱の作用による補助を受けながら湿式定着を行う。そして、転写定着部材９９の温度が所定の熱転写定着に適した温度（例えば１７０℃）に達する場合には、付与ローラ１０４を離反して転写定着部材９９上のトナー像への定着液５０の付与を停止する。その場合には、制御部は、制御信号を偏心カム１１３の図示しない駆動手段に送付して、付与ローラ１０４を転写定着部材９９から離反させる制御を実行する。
【０２０３】
また、動作中に転写定着部材９９の温度が所定の熱転写定着に適する温度（たとえば１７０℃）よりも低くなる場合には、再度付与ローラ１０４を転写定着部材９９に当接させ、湿式定着と熱定着とを併用して記録媒体９への転写定着を実施する。トナー像の熱定着温度よりも低い温度になるのは、たとえば、大量かつ連続的な画像形成時などである。
【０２０４】
この場合も、温度センサ１００による次の検知では、検知結果がトナー像を熱定着させるのに適温またはそれ以上であるとの判定結果が得られることがある。その場合には、制御部は、制御信号を偏心カム１１３の図示しない駆動手段に送付して、付与ローラ１０４を転写定着部材９９から離反させる制御を実行する。
【０２０５】
このように、温度センサ１００の検知結果に応じて、定着液槽１１０に収容される付与ローラ１０４が転写定着部材９９に対して離接可能になるように、定着液槽１１０をピボット１１１とばね部材１１２と偏心カム１１３とによって支持することができる。
【０２０６】
また、別の制御例としては、ＣＰＵの記憶部には、たとえば、前回の温度検知結果、今回の温度検知結果、定着液５０に含まれる溶媒の沸点、トナー１６の軟化点、トナー１６のガラス転移点などが記憶される。演算部は、記憶部に入力される今回の温度検知結果と、前回の温度検知結果、定着液５０の溶媒の沸点、トナー１６の軟化点、ガラス転移点などとを比較し、２つの数値の高低を判定する。制御部は、演算部による判定結果に応じて制御信号を出力して制御を行う。
【０２０７】
制御部は、たとえば、温度検知結果がトナー１６のガラス転移点よりも低いという判定結果に応じて、付与ローラ１０４を転写定着部材９９に接触させない。これは、具体的には、画像形成装置９５の起動直後、放置状態からの復帰動作時などである。また、温度検知結果がトナー１６のガラス転移点よりも高いという判定結果に応じて、付与ローラ１０４を転写定着部材９９に当接させる。
【０２０８】
具体的には、転写定着部材９９へ付与ローラ１０４による定着液付与開始温度は、たとえば、６５℃に設定される。或いは、定着液付与開始温度を転写定着部材９９の表面温度７５℃とし、定着液５０が記録材９上のトナー像に付与される定着液ニップ部において、転写定着部材９９と記録材９との接触開始点における転写定着部材９９の温度が、トナー１６中のワックスの軟化点（７０℃）よりも高い温度になるよう設定してもよい。
【０２０９】
この構成によれば、定着液５０の付与開始直後から、定着液５０の付与と同時に加熱が行われ、加熱によるトナー１６中のワックスの軟化とともに、定着液５０がトナー粒子内部まで拡散および浸透してトナー粒子の膨潤軟化が瞬時に広範囲に発生し、トナー粒子同士およびトナー粒子と記録材９との付着力が増加する。これによって、定着液５０の付与によりトナー粒子が流れ、トナー像が乱れるのをさらに防止できる。また、定着液５０が転写定着部材９９上で加熱されるので、定着液５０の付与によるトナー像および記録材９の温度低下が抑制される。その結果、定着液ニップ部において加熱加圧および定着液５０の付与によりトナー像が充分に軟化するので、トナー像が高い定着強度で記録材９に定着される。さらに、加熱下にトナー像に定着液５０が付与され、トナー像を軟化させた後に、余剰の定着液５０を短時間で乾燥させ得るので、画像形成装置９５の単位時間当たりの出力枚数であるスループットをさらに向上できる。また、トナー像に定着液５０を付与する位置と、トナー像を記録材９に転写する位置の間隔を短く設定でき、画像形成装置９５の小型化にも寄与できる。
【０２１０】
付与ローラ１０４による転写定着部材９９への定着液５０の付与は、付与する・付与しないという２値的な制御ではなく、連続的または多段階的に付与量を変化させるような制御を行うのが好ましい。たとえば、転写定着部材９９の表面温度に応じて、付与量を変化させる制御が挙げられる。さらに具体的には、表面温度が１２０℃未満ではトナー：定着液＝１：２（重量比、以下同じ）、１２０℃〜１４０℃未満では１：１．５、１４０℃〜１６０℃未満では１：１、１６０〜１７０℃では１：０．５、１７０℃を超える温度では定着液を付与しないという制御が挙げられる。定着液５０の付与量の制御は、図５および６に示す湿式定着手段７ａ，７ｂと同様に、たとえば、転写定着部材９９に対する付与ローラ１０４の押圧力を偏心カム１１３の回転制御、押圧ばね１１２のばね圧調整などによって、適宜変更することにより実施される。
【０２１１】
一方、定着液タンク１１４は、たとえば、合成樹脂などの定着液５０に対して不活性な材料から形成される容器状部材であり、その内部空間に定着液５０を貯留する。定着液タンク１１４は、たとえば、カートリッジ式に形成できる。定着液タンク１１４中の定着液５０がなくなった時点で、図示しないセンサがそれを検知する。その検知結果は、画像形成装置９５の全動作を制御する図示しないＣＰＵに送られ、ＣＰＵは、検知結果に応じて、画像形成装置９５の鉛直方向上面に設けられる図示しない操作パネルに制御信号を送り、操作パネル上に定着液タンク１１４の交換時期であることを表示する。また、定着液タンク１１４は、外部から定着液５０のみを補給するように形成してもよい。
【０２１２】
供給管１１５は、一端が定着液槽１１０に接続され、かつ他端が定着液タンク１１４に接続されるように設けられ、可撓性材料からなるチューブ状部材である。可撓性材料としては、可撓性を有する合成樹脂材料、ゴム材料、金属材料などを使用できる。供給管１１５には、図示しない液体供給手段が接続され、定着液槽１１０における定着液５０の消費状況に応じて、定着液タンク１１４の定着液５０を定着液槽１１０に補給する。
【０２１３】
湿式定着手段９７によれば、温度センサ１００による検知結果に応じて、付与ローラ１０４の転写定着部材９９に対する離接が行われる。たとえば、転写定着部材９９の表面温度が熱定着のみではトナー像の定着が不充分になる温度であれば、付与ローラ１０４を転写定着部材９９に圧接させて、転写定着部材９９上のトナー像に定着液５０を付与し、トナー像を確実に記録材９に転写定着させる。
【０２１４】
記録材供給手段８ａは、記録材９を貯留する記録材カセット４５と、記録材９を搬送路Ｐに１枚ずつ送給するピックアップローラ４６とを含む。記録材カセット４５中の記録材９は、ピックアップローラ４６により１枚ずつ搬送路Ｐに送給され、さらにトナー像の転写定着ニップ部への搬送に同期して該転写定着ニップ部に送給される。
【０２１５】
記録材排出手段９８は、搬送ローラ１１６と、排紙ローラ１１７と、画像形成装置９５の鉛直方向上面に形成される排紙トレイ１１８とを含む。記録材排出手段９８によれば、転写定着手段９６によってトナー像が定着された記録材９を、搬送ローラ１１６および排紙ローラ１１７を介して排紙トレイ１１８に排出する。
【０２１６】
画像形成装置９５によれば、通常は熱定着によりトナー像の記録材９への転写定着が行われるけれども、転写定着部材９９の表面温度が熱定着に適する温度でない場合は、転写定着部材９９上のトナー像に定着液５０を付与する湿式定着を行う。温度センサ１００による転写定着部材９９の表面温度の検知結果に応じて、熱定着または湿式定着のいずれを行うかを選択する。これによって、起動時、長時間の待機時、大量かつ連続の画像形成時のように熱定着だけではトナー像の定着が不充分になる場合でも、ウォームアップ時間を要することなく、円滑に画像形成を実施できる。したがって、画像形成装置９５は、単位時間当たりの出力枚数であるスループットが顕著に向上し、さらに、待機中に転写定着部材９９の保温動作を行う必要がないことから、装置全体としてのエネルギー消費量の少ない画像形成装置になる。
【０２１７】
本実施の形態では、湿式定着に於いて、未定着トナー像に定着液５０を接触塗布する場合には、転写定着部材９９の表面温度は、トナー粒子に含まれる結着樹脂のガラス転移点以上の温度であることが好ましい。これによって、結着樹脂が軟化してトナー粒子同士の付着力が増加し、トナーの転写定着部材９９へのオフセット、トナー像の乱れなどを防止できるので、付与ローラ１０４による転写定着ローラ９９上のトナー像への定着液５０の接触塗布を容易に実行できる。
【０２１８】
また本実施の形態では、付与ローラ１０４を用いて転写定着部材９９の表面に定着液５０を付与するけれども、それに限定されず、ノズルヘッドアレイ、超音波噴霧器、空気流を利用する噴霧ノズルなどを用いることもできる。これらの非接触な定着液の付与方法では温度に応じて定着液の付与量を変化させることは、比較的容易である。
【０２１９】
また本実施の形態では、中間転写ベルト２１から転写定着部材９９にトナー像を転写した後に記録紙９へ転写定着する構成を採るけれども、先の実施の形態に示すように中間転写ベルト２１を加熱して中間転写ベルト２１から記録紙９へ転写定着する構成も同様に実施可能である。
【０２２０】
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において常用されるものをそのまままたは適宜変更して用いることができる。
【０２２１】
また、ローラ部材に代えて、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。
【０２２２】
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、中間転写ベルトの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してもよい。また、カラー画像形成装置に限定されず、単色の画像形成装置としてもよい。
【０２２３】
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種以上の機能を有する複合機などとして使用される。
【図面の簡単な説明】
【０２２４】
【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】定着液霧化ユニットの構成を模式的に示す断面図である。
【図４】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５】図４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６】本発明の実施の第３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。
【図７】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８】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９】本発明の実施の第６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】図９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。
【符号の説明】
【０２２５】
１，６０，７５，９０，９１，９５  画像形成装置
２  トナー像形成手段
３  画像担持手段
４  転写手段
５，５ａ  記録材搬送手段
６，９２  熱定着手段
７，７ａ，７ｂ，７ｃ，９７  湿式定着手段
８，８ａ  記録材供給手段
９  記録材
１０ｙ，１０ｍ，１０ｃ，１０ｂ  作像ユニット
１６  トナー
２１  中間転写ベルト
２６，２７，２８  支持ローラ
３１  温度センサ
３２  転写ローラ
３３  搬送ベルト
３６  ノズルヘッドアレイ
３７  定着ローラ
３８  加熱手段
３９  加圧ローラ
４０，１００  温度センサ
４８  定着液霧化ユニット
５０  定着液
６１，７６  定着液付与部材
６４，７８，１０４  付与ローラ
８３  離接部材
９８  記録材排出手段
９９  転写定着部材
１０６  定着液供給ローラ
１０８  定着液規制ローラ
１１０  定着液槽
１１１  ピボット
１１２  ばね部材
１１３  偏心カム
１１４  定着液タンク
【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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