(57)【要約】【課題】定着液を利用した定着を行った後のトナー像の乱れを抑えることを目的とする。【解決手段】定着装置７は、帯電された定着液Ｌを静電噴霧により記録シート（用紙Ｐ）上の現像剤像に向けて噴霧することで、記録シート上に現像剤像を定着させる装置である。定着装置７は、定着液Ｌを内部に収容する収容部７３と、収容部７３に連通し、現像剤像に向けて定着液Ｌを噴霧するノズルＮと、ノズルＮ内の定着液Ｌと、ノズルＮから離れた位置で搬送される記録シートとの間に電位差を形成するための電位差形成部（第１電極７４および第２電極７２）と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
帯電された定着液を静電噴霧により記録シート上の現像剤像に向けて噴霧することで、記録シート上に現像剤像を定着させる定着装置であって、
前記定着液を内部に収容する収容部と、
前記収容部に連通し、前記現像剤像に向けて前記定着液を噴霧する複数のノズルと、
前記ノズル内の前記定着液と、前記ノズルから離れた位置で搬送される記録シートとの間に電位差を形成するための電位差形成部と、を備えることを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記ノズルは、前記記録シートの搬送方向と直交する直交方向に複数配列されていることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
【請求項３】
前記ノズルは、前記記録シートの搬送方向に複数配列されていることを特徴とする請求項２に記載の定着装置。
【請求項４】
前記複数のノズルのうち隣り合う２つのノズルは、一方のノズルから噴霧される定着液と他方のノズルから噴霧される定着液とが電気的に反発する間隔以下の第１間隔で配置されていることを特徴とする請求項３に記載の定着装置。
【請求項５】
ノズルを１本だけ配置したときの当該ノズルの噴霧量をＡ［ｇ／ｓ］、２つのノズルのノズルピッチが１５ｍｍであるときのノズル１本当たりの噴霧量の実測値をｙ１５［ｇ／ｓ］、記録シート上に現像剤像を定着するのに最低限必要な最小噴霧量をα［ｇ／ｓ］、前記第１間隔で並んだ２つのノズルのピッチをｘ［ｍｍ］とし、
Ｂを、ｙ１５＝（１−１／ｅｘｐ（１５／Ｂ））×Ａ
を満たす値としたときに、
前記ノズルの総本数Ｓｔは、
Ｓｔ≧α／{（１−１／ｅｘｐ（ｘ／Ｂ））×Ａ}
を満たす自然数に設定されていることを特徴とする請求項４に記載の定着装置。
【請求項６】
前記第１間隔は、１ｍｍ以上であることを特徴とする請求項４または請求項５に記載の定着装置。
【請求項７】
前記直交方向に一定の第２間隔を空けて配列される複数の第１ノズルと、前記直交方向に一定の第３間隔を空けて配列される複数の第２ノズルとからなり、前記直交方向の一方側から他方側に向けて、前記第１ノズルと前記第２ノズルとが前記搬送方向の一方側と他方側に交互に配置される千鳥配列群を、前記搬送方向において複数備えていることを特徴とする請求項４から請求項６のいずれか１項に記載の定着装置。
【請求項８】
前記直交方向に隣り合う２つの第１ノズルと、前記直交方向において前記２つの第１ノズルの間に配置される１つの第２ノズルとを結んだ線が２等辺三角形となることを特徴とする請求項７に記載の定着装置。
【請求項９】
前記複数の千鳥配列群は、前記直交方向において同じ位置に配置され、
前記第２間隔と前記第３間隔は、同じ値であり、
隣り合う前記第１ノズルと前記第２ノズルとを結ぶ仮想線と、前記搬送方向とのなす角が、３０°〜６０°の範囲内で設定されていることを特徴とする請求項８に記載の定着装置。
【請求項１０】
前記直交方向に隣り合う２つの第１ノズルと、前記直交方向において前記２つの第１ノズルの間に配置される１つの第２ノズルとを結んだ線が正三角形となることを特徴とする請求項９に記載の定着装置。
【請求項１１】
複数の千鳥配列群のうち、所定の第１千鳥配列群の前記搬送方向下流側に配置される第２千鳥配列群は、前記第１千鳥配列群に対して前記第２間隔の半分より小さな距離だけ前記直交方向にずれていることを特徴とする請求項７に記載の定着装置。
【請求項１２】
前記直交方向に一定の第４間隔を空けて配列される複数の第１ノズルからなる第１ノズル列と、
前記第１ノズル列の前記搬送方向下流側に配置され、前記直交方向に一定の第５間隔を空けて配列される複数の第２ノズルからなる第２ノズル列と、を備え、
前記第２ノズル列は、前記第１ノズル列に対して前記第４間隔の半分より小さな距離だけ前記直交方向にずれていることを特徴とする請求項４から請求項６のいずれか１項に記載の定着装置。
【請求項１３】
前記電位差形成部は、前記ノズル内の定着液に電圧を印加する第１電極と、前記ノズル内の定着液と前記記録シートとの間に電位差を形成する第２電極とを備えることを特徴とする請求項１から請求項１２のいずれか１項に記載の定着装置。
【請求項１４】
１つの千鳥配列群当たりの噴霧量ρ［ｇ／ｓ］は、
記録シート上に現像剤像を定着するのに最低限必要な最小噴霧量をα［ｇ／ｓ］、記録シート上の現像剤像が前記複数の千鳥配列群の下流側の部材に接触する前に現像剤像を乾燥させることが可能な最大噴霧量をβ［ｇ／ｓ］としたときに、
ρ≦β−α
が満たされるように設定され、
前記千鳥配列群の数ｋは、
ｎを、ｎ≧α／ρを満たす最小の自然数としたときに、
ｋ≧ｎ＋１
が満たされるように設定されていることを特徴とする請求項７に記載の定着装置。
【請求項１５】
前記千鳥配列群の数ｋは、
ｍを、ｍ≦β／ρを満たす最大の自然数としたときに、
ｋ≦ｍ
が満たされるように設定されていることを特徴とする請求項１４に記載の定着装置。
【請求項１６】
１つの千鳥配列群当たりの噴霧量ρは、当該千鳥配列群の最大能力に対応した最大噴霧量ρｍａｘよりも小さいことを特徴とする請求項１４または請求項１５に記載の定着装置。
【請求項１７】
請求項１から請求項１６のいずれか１項に記載の定着装置と、
現像剤像を担持する感光体と、
前記定着装置および前記感光体を収容する筐体と、を備えた画像形成装置であって、
前記定着装置および前記感光体が、前記筐体の上下方向に直交する方向における一端側に片寄って配置されていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１８】
対象物に液体を噴霧するための噴霧装置であって、
第１ノズルおよび第２ノズルを含む複数のノズルを有するヘッドであって、
内部に液体を収容する収容部と、
前記収容部と連通する前記複数のノズルと、
前記液体に電圧を印加可能な第１電極と、を有するヘッドと、
前記対象物と前記ノズルとの間に電界を形成するための第２電極であって、前記ヘッドと向かい合う位置に設けられる第２電極と、
を備え、
前記第１ノズルと前記第２ノズルとは、前記第１ノズルと前記第２ノズルとから噴霧される液体が電気的に互いに干渉する第１間隔で配置されていることを特徴とする噴霧装置。
【請求項１９】
ノズルを１本だけ配置したときの当該ノズルの噴霧量をＡ［ｇ／ｓ］、２つのノズルのノズルピッチが１５ｍｍであるときのノズル１本当たりの噴霧量の実測値をｙ１５［ｇ／ｓ］、記録シート上に現像剤像を定着するのに最低限必要な最小噴霧量をα［ｇ／ｓ］、２つのノズルのノズルピッチのピッチをｘ［ｍｍ］とし、
Ｂを、ｙ１５＝（１−１／ｅｘｐ（１５／Ｂ））×Ａ
を満たす値としたときに、
前記ノズルの総本数Ｓｔは、
Ｓｔ≧α／{（１−１／ｅｘｐ（ｘ／Ｂ））×Ａ}
を満たす自然数に設定されていることを特徴とする請求項１８に記載の噴霧装置。
【請求項２０】
前記第１間隔は、１ｍｍ以上であることを特徴とする請求項１９に記載の定着装置。
【請求項２１】
前記ヘッドの一方から一方とは反対の他方に向かう方向において、前記ノズルと前記第２電極との間に前記対象物を搬送する搬送機構を有することを特徴とする請求項１８から請求項２０のいずれか１項に記載の噴霧装置。
【請求項２２】
前記対象物の搬送方向と直交する直交方向に一定の第２間隔を空けて配列される複数の第１ノズルと、前記直交方向に一定の第３間隔を空けて配列される複数の第２ノズルとからなり、前記直交方向の一方側から他方側に向けて、前記第１ノズルと前記第２ノズルとが前記搬送方向の一方側と他方側に交互に配置される千鳥配列群を、前記搬送方向において複数備えていることを特徴とする請求項１８から請求項２１のいずれか１項に記載の噴霧装置。
【請求項２３】
前記直交方向に隣り合う２つの第１ノズルと、前記直交方向において前記２つの第１ノズルの間に配置される１つの第２ノズルとを結んだ線が２等辺三角形となることを特徴とする請求項２２に記載の噴霧装置。
【請求項２４】
前記複数の千鳥配列群は、前記直交方向において同じ位置に配置され、
前記第２間隔と前記第３間隔は、同じ値であり、
隣り合う前記第１ノズルと前記第２ノズルとを結ぶ仮想線と、前記搬送方向とのなす角が、３０°〜６０°の範囲内で設定されていることを特徴とする請求項２２に記載の噴霧装置。
【請求項２５】
前記直交方向に隣り合う２つの第１ノズルと、前記直交方向において前記２つの第１ノズルの間に配置される１つの第２ノズルとを結んだ線が正三角形となることを特徴とする請求項２２に記載の噴霧装置。
【請求項２６】
複数の千鳥配列群のうち、所定の第１千鳥配列群の前記搬送方向下流側に配置される第２千鳥配列群は、前記第１千鳥配列群に対して前記第２間隔の半分より小さな距離だけ前記直交方向にずれていることを特徴とする請求項２２に記載の噴霧装置。
【請求項２７】
搬送方向と直交する直交方向に一定の第４間隔を空けて配列される複数の第１ノズルからなる第１ノズル列と、
前記第１ノズル列の前記搬送方向下流側に配置され、前記直交方向に一定の第５間隔を空けて配列される複数の第２ノズルからなる第２ノズル列と、を備え、
前記第２ノズル列は、前記第１ノズル列に対して前記第４間隔の半分より小さな距離だけ前記直交方向にずれていることを特徴とする請求項１８から請求項２１のいずれか１項に記載の噴霧装置。
【請求項２８】
前記電位差形成部は、前記ノズル内の液体に電圧を印加する第１電極と、前記ノズル内の液体と前記対象物との間に電位差を形成する第２電極とを備えることを特徴とする請求項１８から請求項２７のいずれか１項に記載の噴霧装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、対象物に液体を噴霧するための噴霧装置と、用紙上にトナー像を定着させる定着装置と、当該定着装置を備える画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、トナー像に定着液を塗布することでトナー像を用紙に定着する技術が知られている（特許文献１参照）。特許文献１に記載の定着装置では、定着ローラに泡状の定着液を保持させ、その泡状の定着液をトナー像に塗布することで、定着液によってトナーを溶かしてトナー像の定着を行っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−１８５７０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来技術では、定着ローラで定着液をトナー像に塗布する際に、定着液によって溶けたトナーが定着ローラに付着することがあり、定着後のトナー像が乱れるおそれがあった。
【０００５】
そこで、本発明は、定着液を利用した定着を行った後のトナー像の乱れを抑えることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記課題を解決する本発明は、帯電された定着液を静電噴霧により記録シート上の現像剤像に向けて噴霧することで、記録シート上に現像剤像を定着させる定着装置であって、前記定着液を内部に収容する収容部と、前記収容部に連通し、前記現像剤像に向けて前記定着液を噴霧する複数のノズルと、前記ノズル内の前記定着液と、前記ノズルから離れた位置で搬送される記録シートとの間に電位差を形成するための電位差形成部と、を備える。
【０００７】
この構成によれば、搬送される記録シートから離れて配置されるノズルから定着液を噴霧することで、定着液によって溶かされた現像剤がノズルに付着するのを抑えることができるので、定着後の現像剤像の乱れを抑えることができる。
【０００８】
また、前記した構成において、前記ノズルは、前記記録シートの搬送方向に直交する直交方向に複数配列することができる。
【０００９】
また、前記した構成において、前記ノズルは、前記記録シートの搬送方向に複数配列することができる。
【００１０】
これによれば、搬送される記録シート上の現像剤像に対して、搬送方向に並ぶ複数本のノズルから定着液を噴霧することができるので、１本当たりのノズルの噴霧量を小さくすることができる。
【００１１】
また、前記した構成において、前記複数のノズルは、第１ノズルと、当該第１ノズルと隣り合う第２ノズルとを有し、前記第１ノズルと前記第２ノズルは、前記第１ノズルから噴霧される定着液と前記第２ノズルから噴霧される定着液とが電気的に反発する間隔以下の第１間隔で配置することができる。
【００１２】
これによれば、複数のノズルを密集させることができるので、収容部の大きさを小さくすることができる。
【００１３】
また、前記した構成において、ノズルを１本だけ配置したときの当該ノズルの噴霧量をＡ［ｇ／ｓ］、２つのノズルのノズルピッチが１５ｍｍであるときのノズル１本当たりの噴霧量の実測値をｙ１５［ｇ／ｓ］、記録シート上に現像剤像を定着するのに最低限必要な最小噴霧量をα［ｇ／ｓ］、前記第１間隔で並んだ２つのノズルのピッチをｘ［ｍｍ］とし、
Ｂを、ｙ１５＝（１−１／ｅｘｐ（１５／Ｂ））×Ａ
を満たす値としたときに、
前記ノズルの総本数Ｓｔは、
Ｓｔ≧α／{（１−１／ｅｘｐ（ｘ／Ｂ））×Ａ}
を満たす自然数に設定することができる。
【００１４】
これによれば、記録シート上に現像剤像を良好に定着することができる。
【００１５】
また、前記した構成において、前記第１間隔は、１ｍｍ以上とすることができる。
【００１６】
これによれば、第１ノズルと第２ノズルが近すぎることで静電噴霧を良好に行えなくなるのを抑えることができる。
【００１７】
また、前記した構成において、前記直交方向に一定の第２間隔を空けて配列される複数の第１ノズルと、前記直交方向に一定の第３間隔を空けて配列される複数の第２ノズルとからなり、前記直交方向の一方側から他方側に向けて、前記第１ノズルと前記第２ノズルとが前記搬送方向の一方側と他方側に交互に配置される千鳥配列群を、前記搬送方向において複数備えていてもよい。
【００１８】
また、前記した構成において、前記直交方向に隣り合う２つの第１ノズルと、前記直交方向において前記２つの第１ノズルの間に配置される１つの第２ノズルとを結んだ線が２等辺三角形となっていてもよい。
【００１９】
また、前記した構成において、前記複数の千鳥配列群は、前記直交方向において同じ位置に配置され、前記第２間隔と前記第３間隔は、同じ値であり、隣り合う前記第１ノズルと前記第２ノズルとを結ぶ仮想線と、前記搬送方向とのなす角が、３０°〜６０°の範囲内で設定されていてもよい。
【００２０】
これによれば、直交方向に隣り合う２つの第２ノズルの間隔、または、搬送方向に隣り合う２つの第１ノズルの間隔が、第１間隔より小さくなるのを抑えることができるので、２つの第２ノズルの間隔等が小さすぎることで静電噴霧を良好に行えなくなるのを抑えることができる。
【００２１】
また、前記した構成において、前記直交方向に隣り合う２つの第１ノズルと、前記直交方向において前記２つの第１ノズルの間に配置される１つの第２ノズルとを結んだ線が正三角形となっていてもよい。
【００２２】
これによれば、各ノズルを最密に配置することができる。
【００２３】
また、前記した構成において、複数の千鳥配列群のうち、所定の第１千鳥配列群の前記搬送方向下流側に配置される第２千鳥配列群は、前記第１千鳥配列群に対して前記第２間隔の半分より小さな距離だけ前記直交方向にずれていてもよい。
【００２４】
これによれば、各ノズルから記録シート上に噴霧された定着液の噴霧領域の直交方向におけるピッチを小さくすることができるので、良好に定着を行うことができる。
【００２５】
また、前記した構成において、前記直交方向に一定の第４間隔を空けて配列される複数の第１ノズルからなる第１ノズル列と、前記第１ノズル列の前記搬送方向下流側に配置され、前記直交方向に一定の第５間隔を空けて配列される複数の第２ノズルからなる第２ノズル列と、を備え、前記第２ノズル列は、前記第１ノズル列に対して前記第４間隔の半分より小さな距離だけ前記直交方向にずれていてもよい。
【００２６】
これによれば、各ノズルから記録シート上に噴霧された定着液の噴霧領域の直交方向におけるピッチを小さくすることができるので、良好に定着を行うことができる。
【００２７】
また、前記した構成において、前記電位差形成部は、前記ノズル内の定着液に電圧を印加する第１電極と、前記記録シートに接触して、前記ノズル内の定着液と前記記録シートとの間に電位差を形成する第２電極とを備えていてもよい。
【００２８】
また、前記した構成において、１つの千鳥配列群当たりの噴霧量ρ［ｇ／ｓ］は、記録シート上に現像剤像を定着するのに最低限必要な最小噴霧量をα［ｇ／ｓ］、記録シート上の現像剤像が前記複数の千鳥配列群の下流側の部材に接触する前に現像剤像を乾燥させることが可能な最大噴霧量をβ［ｇ／ｓ］としたときに、
ρ≦β−α
が満たされるように設定され、
前記千鳥配列群の数ｋは、ｎを、ｎ≧α／ρを満たす最小の自然数としたときに、
ｋ≧ｎ＋１
が満たされるように設定することができる。
【００２９】
これによれば、複数のうち１つの千鳥配列群において噴霧不良が発生しても、定着するのに最低限必要な数（ｎ）よりも余分に設けられた千鳥配列群によって噴霧することができるので、定着を良好に行うことができる。
【００３０】
また、前記した構成において、前記千鳥配列群の数ｋは、ｍを、ｍ≦β／ρを満たす最大の自然数としたときに、
ｋ≦ｍ
が満たされるように設定することができる。
【００３１】
これによれば、千鳥配列群の数を増やし過ぎることによって、定着液によって溶かされた現像剤像が乾燥する前に下流側の部材に付着してしまうのを抑えることができる。
【００３２】
また、前記した構成において、１つの千鳥配列群当たりの噴霧量ρは、当該千鳥配列群の最大能力に対応した最大噴霧量ρｍａｘよりも小さくすることができる。
【００３３】
また、本発明に係る画像形成装置は、前述した定着装置と、現像剤像を担持する感光体と、前記定着装置および前記感光体を収容する筐体と、を備え、前記定着装置および前記感光体が、前記筐体の上下方向に直交する方向における一端側に片寄って配置された構成とすることができる。
【００３４】
また、本発明に係る噴霧装置は、対象物に液体を噴霧するための噴霧装置である。噴霧装置は、第１ノズルおよび第２ノズルを含む複数のノズルを有するヘッドであって、内部に液体を収容する収容部と、前記収容部と連通する前記複数のノズルと、前記液体に電圧を印加可能な第１電極と、を有するヘッドと、前記対象物と前記ノズルとの間に電界を形成するための第２電極であって、前記ヘッドと向かい合う位置に設けられる第２電極と、を備える。
前記第１ノズルと前記第２ノズルとは、前記第１ノズルと前記第２ノズルとから噴霧される液体が電気的に互いに干渉する第１間隔で配置されている。
【００３５】
この構成によれば、例えば記録シート上の現像剤像に対してノズルから液体を噴霧して定着を行う場合において、液体によって溶かされた現像剤がノズルに付着するのを抑えることができるので、定着後の現像剤像の乱れを抑えることができる。
【発明の効果】
【００３６】
本発明によれば、定着液を利用した定着を行った後のトナー像の乱れを抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の一実施形態に係る定着装置を備えたレーザプリンタを示す図である。
【図２】定着ヘッドを、斜め上方から見た斜視図（ａ）と、斜め下方から見た斜視図（ｂ）である。
【図３】定着ヘッドを、前方から見た正面図（ａ）と、下方から見た下面図（ｂ）である。
【図４】ノズル１本当たりの噴霧量とノズルピッチの関係を示すグラフである。
【図５】ノズル１本当たりの噴霧量とノズルピッチとノズルの総本数の関係を示すグラフである。
【図６】ノズル１本当たりの噴霧量とノズルピッチと定着ヘッドの搬送方向の長さの関係を示すグラフである。
【図７】１つの千鳥配列群当たりの噴霧量ρ、最小噴霧量α、最大噴霧量βおよび千鳥配列群の数の関係を示すグラフである。
【図８】ρｍａｘ＞β−αのときの噴霧量ρの調整方法を示す図である。
【図９】千鳥配列群と噴霧の着弾範囲の関係を示す図である。
【図１０】一部のノズルが目詰まりしたときの千鳥配列群と噴霧の着弾範囲の関係を示す図である。
【図１１】ノズルの目詰まりに対応して千鳥配列群の数を増やした状態を示す図である。
【図１２】定着に最低限必要な千鳥配列群の数と印字速度との関係を示すグラフである。
【図１３】追加可能な千鳥配列群の数と印字速度との関係を示すグラフである。
【図１４】第１ノズルと第２ノズルを結ぶ仮想線と搬送方向のなす角が３０°である形態を示す図である。
【図１５】第１ノズルと第２ノズルを結ぶ仮想線と搬送方向のなす角が６０°である形態を示す図である。
【図１６】第１ノズルと第２ノズルを結ぶ仮想線と搬送方向のなす角が３０°未満である形態を示す図である。
【図１７】搬送方向に並ぶ複数のノズル列を幅方向に少しずつずらした形態を示す図である。
【図１８】画像形成装置の変形例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
次に、本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下の説明においては、まず、画像形成装置の一例としてのレーザプリンタの全体構成を説明した後、本発明の特徴部分を詳細に説明することとする。
【００３９】
以下の説明において、方向は、レーザプリンタ使用時のユーザを基準にした方向で説明する。すなわち、図１において、紙面に向かって右側を「前側」、紙面に向かって左側を「後側」とし、紙面に向かって奥側を「右側」、紙面に向かって手前側を「左側」とする。また、紙面に向かって上下方向を「上下方向」とする。
【００４０】
図１に示すように、レーザプリンタ１は、筐体２と、記録シートおよび対象物の一例としての用紙Ｐを給紙するためのフィーダ部３と、用紙Ｐに画像を形成するための画像形成部４とを備えている。
【００４１】
フィーダ部３は、筐体２の下部に着脱可能に装着される給紙トレイ３１と、給紙トレイ３１内の用紙Ｐを画像形成部４に向けて給紙する給紙機構３２とを備えている。
【００４２】
画像形成部４は、筐体２内に収容されており、主に、スキャナユニット５と、プロセスカートリッジ６と、転写ローラＴＲと、噴霧装置の一例としての定着装置７とを備えている。
【００４３】
スキャナユニット５は、筐体２内の上部に設けられ、図示しないレーザ発光部、ポリゴンミラー、レンズおよび反射鏡などを備えている。このスキャナユニット５では、レーザビームを、後述する感光ドラム６１の表面上に高速走査にて照射する。
【００４４】
プロセスカートリッジ６は、筐体２に着脱可能となっている。プロセスカートリッジ６は、静電潜像が形成される感光ドラム６１と、図示しない帯電器と、現像剤の一例としてのトナーを収容するトナー収容部６２と、トナー収容部６２内のトナーを感光ドラム６１に供給する供給ローラ６３および現像ローラ６４を備えている。
【００４５】
このプロセスカートリッジ６では、図示せぬ帯電器が、回転する感光ドラム６１の表面を一様に帯電する。スキャナユニット５は、感光ドラム６１の表面にレーザビームを出射して、感光ドラム６１の表面を露光することで、感光ドラム６１の表面に画像データに基づく静電潜像を形成する。
【００４６】
次いで、回転駆動される現像ローラ６４が、感光ドラム６１の静電潜像にトナーを供給して、感光ドラム６１の表面上にトナー像を形成する。その後、感光ドラム６１の表面上に担持されたトナー像は、用紙Ｐが感光ドラム６１と転写ローラＴＲの間で搬送される際に、転写ローラＴＲに引き寄せられて用紙Ｐ上に転写する。
【００４７】
定着装置７は、帯電された定着液Ｌを静電噴霧により用紙Ｐ上のトナー像に向けて噴霧することで、用紙Ｐ上にトナー像を定着させる装置である。なお、定着装置７の構成については、後で詳述する。
【００４８】
定着装置７の下流側には、定着装置７から排出された用紙Ｐを下流側に搬送するための下流側搬送ローラ８１が設けられている。下流側搬送ローラ８１によって搬送された用紙Ｐは、排紙ローラＲに搬送され、この排紙ローラＲから排紙トレイ２１上に排出される。
【００４９】
次に、定着装置７の構成について詳細に説明する。
定着装置７は、液体の一例としての定着液Ｌを噴霧するための定着ヘッド７１と、定着ヘッド７１の下で用紙Ｐと面するように配置される第２電極７２とを備えている。言い換えると、第２電極７２は、定着ヘッド７１と向かい合う位置に設けられている。なお、定着装置７の上下流にあるローラ（感光ドラム６１、転写ローラＴＲ、下流側搬送ローラ８１等）は、定着ヘッド７１の前方から後方に向かう方向において、後述するノズルＮと第２電極７２との間に用紙Ｐを搬送する搬送機構を構成している。
【００５０】
定着液としては、良好に静電噴霧を行い、かつ、定着を行うために、トナーを溶解させる溶質を誘電率の高い溶媒に分散させたものを使用することが出来る。誘電率の高い溶媒として、安全な水を用いることができる。つまり、本実施形態では、トナーを溶解させる溶質を水に分散するタイプ、いわゆる、水中油滴型のエマルジョンでトナーの溶解を行っている。つまり、溶媒としての水に対して不溶または難溶な溶質を水に分散した定着液を用いている。溶質としては、脂肪族モノカルボン酸エステル系として、ラウリン酸エチル、ラウリン酸ブチル、ラウリン酸イソプロピル、ミリスチン酸エチル、ミリスチン酸ブチル、ミリスチン酸イソプロピル、パルミチン酸エチル、パルミチン酸ブチル、パルミチン酸イソプロピル、脂肪族ジカルボン酸エステル系として、コハク酸ジエチル、コハク酸ジブチル、脂肪族トリカルボン酸エステル系として、oアセチルクエン酸トリエチル、oアセチルクエン酸トリブチル、脂肪族ジカルボン酸ジアルコキシアルキル系として、コハク酸ジエトキシエチル、コハク酸ジブトキシエチル、炭酸エステル系として、炭酸エチレン、炭酸プロピレンを使用することができる。これらの溶質はトナーを軟化させる機能を有する。
【００５１】
また、エマルジョンを良好に形成するために界面活性剤を加えても良く、界面活性剤としては、アニオン系界面活性剤、カチオン系界面活性剤、ノニオン系界面活性剤を使用することができる。アニオン系界面活性剤としては、ラウリン酸ナトリウムなどの高級脂肪酸塩類、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムなどのアルキルアリールスルホン酸塩類、ドデシル硫酸ナトリウムなどのアルキル硫酸エステル塩類、ポリエトキシエチレンラウリルエーテル硫酸ナトリウムなどのポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸エステル塩類、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル硫酸ナトリウムなどのポリオキシエチレンアルキルアリールエーテル硫酸エステル塩類を使用することができる。カチオン系界面活性剤としては、脂肪族アミン塩、脂肪族４級アンモニウム塩、ベンザルコニウム塩、塩化ベンゼトニウム、ピリジニウム塩、イミダゾリニウム塩を使用することができる。ノニオン系界面活性剤としては、ポリオキシエチレンラウリルエーテルなどのポリオキシエチレンアルキルエーテル類、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテルなどのポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル類、ソルビタンモノラウレートなどのソルビタン高級脂肪酸エステル類、ポリオキシエチレンソルビタンモノラウレートなどのポリオキシエチレンソルビタン高級脂肪酸エステル類、ポリオキシエチレンモノラウレートなどのポリオキシエチレン高級脂肪酸エステル類、ショ糖ラウリン酸エステルなどのショ糖脂肪酸エステル類を使用することができる。
【００５２】
定着ヘッド７１は、定着液Ｌを内部に収容する収容部７３と、収容部７３に連通し、トナー像に向けて定着液Ｌを噴霧する複数のノズルＮと、収容部７３内および各ノズルＮ内の定着液Ｌに電圧を印加する第１電極７４とを備えている。第１電極７４は、収容部７３の上壁７３Ａを上から下に貫通するように設けられ、下端部が収容部７３内の定着液Ｌ内に配置され、上端部が、図示せぬ電圧印加部を有する制御装置に接続されている。
【００５３】
第２電極７２は、用紙Ｐに接触して、ノズルＮ内の定着液Ｌと用紙Ｐとの間に電位差（電界）を形成するための電極であり、各ノズルＮの先端から所定距離離れるように、各ノズルＮの下に配置されている。ここで、所定距離は、用紙Ｐの厚さよりも大きな距離であり、実験やシミュレーション等によって静電噴霧を好適に行うことが可能な距離に設定されている。なお、第２電極７２は、接地されていてもよいし、第１電極７４に印加される電圧よりも小さな電圧が印加されていてもよい。また、第２電極７２に印加される電圧が、第１電極７４に印加される電圧と逆極性の電圧であってもよい。第２電極７２が設置される場合、第１電極７４に印加される電圧は、１ｋｖ〜１０ｋｖであることが好ましい。
【００５４】
第１電極７４に電圧が印加されるとノズルＮの先端付近の空間に電界が形成される。すると、ノズルＮの先端では、定着液Ｌが電界に引っ張られていわゆるテイラーコーンが形成される。このテイラーコーンの先端から定着液Ｌが引きちぎられることによって微細な液滴が生成する。
ノズルＮから噴霧された液滴状の定着液Ｌは、正に帯電している。これに対し、用紙Ｐは実質的にゼロ電位状態になっている。このため、液滴状の定着液Ｌは、クーロン力によって用紙Ｐに向かって飛んでゆき、用紙Ｐやトナー像に付着する。
【００５５】
このように構成された第１電極７４および第２電極７２は、ノズルＮ内の定着液Ｌと、ノズルＮから離れた位置で搬送される用紙Ｐとの間に電位差を形成するための電位差形成部となっている。
【００５６】
図２（ａ）に示すように、収容部７３は、左右方向、つまり用紙Ｐの幅方向（搬送方向に直交する直交方向）に長尺となる矩形の容器であり、上壁７３Ａ、前壁７３Ｂ、後壁７３Ｃ、左壁７３Ｄ、右壁７３Ｅおよび下壁７３Ｆを有している。
【００５７】
図２（ｂ）に示すように、複数のノズルＮは、収容部７３の下壁７３Ｆから下方に向けて突出しており、下方に向かう程、徐々に縮径している。複数のノズルＮは、用紙Ｐの幅方向、つまり左右方向に複数配列されるとともに、用紙Ｐの搬送方向、つまり前後方向に複数配列されている。
【００５８】
詳しくは、複数のノズルＮは、搬送方向に並ぶ３つの千鳥配列群Ｕ１，Ｕ２，Ｕ３を構成している。以下の説明では、最前方に位置する千鳥配列群Ｕ１を、第１千鳥配列群Ｕ１とも称し、第１千鳥配列群Ｕ１の搬送方向下流側に位置する千鳥配列群Ｕ２を、第２千鳥配列群Ｕ２とも称し、最後方に位置する千鳥配列群Ｕ３を、第３千鳥配列群Ｕ３とも称する。
【００５９】
図３（ａ），（ｂ）に示すように、第１千鳥配列群Ｕ１は、幅方向に一定の第２間隔Ｄ２を空けて配列される複数の第１ノズルＮ１からなる第１ノズル列と、幅方向に一定の第３間隔Ｄ３を空けて配列される複数の第２ノズルＮ２からなる第２ノズル列とからなり、幅方向の一方側から他方側に向けて、第１ノズルＮ１と第２ノズルＮ２とが搬送方向の一方側と他方側に交互に配置されている。本実施形態では、第２間隔Ｄ２と第３間隔Ｄ３は同じ間隔である。第２ノズルＮ２は、搬送方向から見たときに、幅方向に隣り合う２つの第１ノズルＮ１の間に配置されている。第１ノズル列の複数の第１ノズルＮ１は、左右方向に延びる同一直線上に配置されている。第２ノズル列の複数の第２ノズルＮ２は、左右方向に延びる同一直線上に配置されている。第１ノズル列は、搬送方向において第２ノズル列の上流に配置されている。
【００６０】
詳細に説明すると、第１ノズル列は、１つのノズルを第１ノズルＮ１Ａ、第１ノズルＮ１Ａと幅方向で隣接する第１ノズルＮ１を第１ノズルＮ１Ｂとを有する。第２ノズル列は、搬送方向において第１ノズルＮ１Ａおよび第１ノズルＮ１Ｂと隣接する第２ノズルＮ２Ａを有する。第２ノズルＮ２Ａは、搬送方向から見て第１ノズルＮ１Ａおよび第１ノズルＮ１Ｂの間に配置されている。第１ノズルＮ１Ａおよび第１ノズルＮ１Ｂと第２ノズルＮ２Ａとの間隔は、第１間隔Ｄ１となっている。言い換えると、幅方向に隣り合う２つの第１ノズルＮ１と、幅方向において前記２つの第１ノズルＮ１の間に配置される１つの第２ノズルＮ２とを結んだ線が、２等辺三角形となっている。
【００６１】
第２千鳥配列群Ｕ２および第３千鳥配列群Ｕ３は、第１千鳥配列群Ｕ１と同じ構造となっている。つまり、第２千鳥配列群Ｕ２および第３千鳥配列群Ｕ３は、幅方向に一定の第２間隔Ｄ２を空けて配列される複数の第１ノズルＮ１からなる第１ノズル列と、幅方向に一定の第３間隔Ｄ３を空けて配列される複数の第２ノズルＮ２からなる第２ノズル列とからなる。第１ノズル列は、第２ノズル列に対して搬送方向上流側に配置されている。複数の第１ノズルＮ１と複数の第２ノズルＮ２とは、幅方向の一方側から他方側に向けて、搬送方向の一方側と他方側に交互に配置されている。また、第２千鳥配列群Ｕ２および第３千鳥配列群Ｕ３においても、幅方向に隣り合う２つの第１ノズルＮ１と、幅方向において前記２つの第１ノズルＮ１の間に配置される１つの第２ノズルＮ２とを結んだ線が、２等辺三角形となっている。
【００６２】
第２千鳥配列群Ｕ２は、第１千鳥配列群Ｕ１の搬送方向下流側に配置され、第１千鳥配列群Ｕ１に対して第２間隔Ｄ２の半分より小さな距離だけ幅方向の一方側（右側）にずれている。詳しくは、第２千鳥配列群Ｕ２は、第１千鳥配列群Ｕ１に対して、ノズルＮの略直径分だけ右側にずれて配置されている。また、第２千鳥配列群Ｕ２を構成する第１ノズルＮ１と、第１千鳥配列群Ｕ１を構成する第２ノズルＮ２との間隔のうち小さい方の間隔Ｄｓは、第１間隔Ｄ１以上となっている。
【００６３】
第３千鳥配列群Ｕ３は、第２千鳥配列群Ｕ２の搬送方向下流側に配置され、第２千鳥配列群Ｕ２に対して、ノズルＮの略直径分だけ右側にずれて配置されている。また、第３千鳥配列群Ｕ３を構成する第１ノズルＮ１と、第２千鳥配列群Ｕ２を構成する第２ノズルＮ２との間隔のうち小さい方の間隔Ｄｓは、第１間隔Ｄ１以上となっている。
【００６４】
つまり、３つの千鳥配列群Ｕ１，Ｕ２，Ｕ３を構成する複数のノズルＮのそれぞれの間隔のうち最も小さな間隔は、第１間隔Ｄ１となっている。そして、第１間隔Ｄ１は、隣り合う２つのノズルＮのうち、一方のノズルＮから噴霧される定着液と他方のノズルＮから噴霧される定着液とが電気的に反発する間隔以下に設定されている。
【００６５】
なお、第１間隔Ｄ１は、図４に示す実験結果から求まる近似式などに基づいて適宜設定することができる。
ここで、図４に示すグラフは、ノズル１本当たりの噴霧量ｙ［ｇ／ｓ］とノズルピッチｘ［ｍｍ］との関係を調べた実験結果と、その近似式を示すものである。この実験によると、ノズルピッチｘを小さくすればするほど、１本当たりの噴霧量ｙが小さくなることが確認された。そして、この実験による実測値に基づく近似式は、以下の式（１）のように設定される。
ｙ＝（１−１／ｅｘｐ（ｘ／Ｂ））×Ａ  ・・・  （１）
ｙ：ノズルピッチｘで配置された複数のノズルのうちノズル１本当たりの噴霧量［ｇ／ｓ］
ｘ：ノズルピッチ［ｍｍ］
Ａ：ノズルを１本だけ配置したときの当該ノズルの噴霧量［ｇ／ｓ］
Ｂ：ｙ１５＝（１−１／ｅｘｐ（１５／Ｂ））×Ａを満たす値
ｙ１５：ノズルピッチ１５ｍｍで配置された複数のノズルのうちノズル１本当たりの噴霧量の実測値［ｇ／ｓ］
ここで、ノズルピッチ１５ｍｍは、ｙの値がＡの値より２％減少した時のノズルピッチである。
【００６６】
図４に示すグラフより、ノズルピッチｘが２０ｍｍ以上のときの噴霧量ｙは、Ａでほぼ一定であることが確認された。これは、ノズルピッチｘが十分確保されているため、各ノズルＮから噴霧される定着液Ｌが電気的に干渉していないためだと考えられる。
しかしノズルピッチｘを小さくしていくと、噴霧量は減少し、ノズルピッチ１５ｍｍを境に噴霧量が減少しはじめることが確認された。これは、ノズルピッチｘが小さくなり各ノズルＮから噴霧される定着液Ｌが電気的に干渉することや、各ノズルＮと第２電極７２との間で形成される電界が互いに干渉することが原因と考えられる。
ここで、ノズルピッチｘが１５ｍｍよりも小さい領域では、式（１）は、ノズルピッチｘの減少に伴って噴霧量がゆるやかに上に凸の曲線を描いて減少していく。具体的には、ノズルピッチｘの減少割合に対して噴霧量の減少割り合の方が少ない。詳しくは、（１５、ｙ１５）と原点を通る直線Ｌ１に対して、ｘ≦１５の領域では、噴霧量は常に直線Ｌ１よりも多くなっている。なお、直線Ｌ１は、以下の式（１−２）で表される。
ｙ＝（ｙ１５／１５）・ｘ  ・・・  （１−２）
【００６７】
なお、図４に示す実験データでは、定着液Ｌに対して５．５ｋＶの電圧を印可した場合の例であるが、定着液Ｌに対して５．０ｋｖ、６．０ｋｖの電圧を印可した場合であっても同様の傾向が得られた。また、上記したエマルジョンを形成する各定着液Ｌについて電圧を印可した場合も図４と同様の傾向が得られた。
また、ノズルピッチｘが２ｍｍより小さい場合には、噴霧量ｙが小さくなりすぎることが確認された。
【００６８】
なお、上記の式（１）におけるノズルピッチｘは、第１間隔Ｄ１で並んだ第１ノズルＮ１および第２ノズルＮ２間のピッチであり、以下の式（２）の関係を満たす。
ｘ＝Ｄ１＋２ｒ  ・・・  （２）
Ｄ１：第１間隔
ｒ：ノズルＮの半径
【００６９】
なお、図４の実験結果が得られた実験においては、半径ｒが０．５ｍｍのノズルＮを用いた。そのため、定着液の電気的な反発が生じるとともに、適度な量の噴霧量ｙが得られる第１間隔Ｄ１は、１ｍｍ以上、１４ｍｍ以下の範囲内で設定すればよいことが確認された。
【００７０】
一方、用紙Ｐ上にトナー像を定着するのに最低限必要な最小噴霧量α［ｇ／ｓ］は、以下の式（３）により算出される。
α＝Ａｔ／Ｔ１  ・・・  （３）
Ａｔ：所定サイズの用紙Ｐの画像形成範囲をすべて印字したとき、つまり黒ベタ印字したときにおいて定着に必要なトータルの噴霧量［ｇ］
Ｔ１：１枚の用紙Ｐの搬送時間［ｓ］
【００７１】
なお、搬送時間Ｔ１は、以下の式（４）により算出される。
Ｔ１＝（６０／Ｖ）・｛Ｌｆ／（Ｌｆ＋Ｃ）｝  ・・・  （４）
Ｖ：用紙Ｐの搬送速度［ｐｐｍ］
Ｌｆ：用紙Ｐの搬送方向の長さ［ｍｍ］
Ｃ：連続印字時における紙間距離［ｍｍ］
【００７２】
ここで、用紙Ｐの搬送速度Ｖは、レーザプリンタ１のスペックにより決まっている。また、用紙Ｐの搬送方向の長さＬｆは、例えばＡ４サイズの用紙Ｐであれば、２９７ｍｍとなり、連続印字時における紙間距離Ｃは、搬送速度Ｖと用紙Ｐの搬送方向の長さＬｆとによって決定される。
【００７３】
そして、定着ヘッド７１に設けるノズルＮの総本数Ｓｔは、
Ｓｔ≧α／{（１−１／ｅｘｐ（ｘ／Ｂ））×Ａ}
を満たす自然数に設定される。
詳しくは、図５に示すように、ノズルＮの総本数Ｓｔは、ノズルピッチｘが小さくなるほど、大きな数に設定される。
【００７４】
また、１つの千鳥配列群（例えば第１千鳥配列群Ｕ１）を構成するノズルＮの本数Ｓ１は、用紙Ｐの幅Ｌｂ（左右方向の長さ）との関係を考慮して、以下の式（５）により算出される。
Ｓ１＝Ｌｂ／（ｘ・ｃｏｓθ１）＋１  ・・・  （５）
θ１：幅方向に並ぶ２つの第１ノズルＮ１を結んだ線と、所定の千鳥配列群において隣り合う第１ノズルＮ１と第２ノズルＮ２とを結んだ線とのなす角（図３（ｂ）参照）
【００７５】
ここで、用紙Ｐの幅Ｌｂは、例えばＡ４サイズの用紙Ｐであれば、２１０ｍｍとなる。
【００７６】
そして、上記の本数Ｓ１で構成される千鳥配列群の数ｎ（定着に最低限必要な数）は、以下の式（６）を満たす最小の自然数に設定される。
ｎ≧α／ρ  ・・・  （６）
α：式（３）で示した最小噴霧量［ｇ／ｓ］
ρ：１つの千鳥配列群の１秒間当たりの噴霧量［ｇ／ｓ］であり、以下の式（６−１）より算出される。
ρ＝ｙ・Ｓ１  ・・・  （６−１）
ｙ：前述したノズル１本当たりの噴霧量［ｇ／ｓ］
Ｓ１：前述した千鳥配列群を構成するノズルＮの本数
【００７７】
そして、定着に最低限必要な千鳥配列群の数ｎが決まると、定着ヘッド７１の搬送方向の長さＬｈ（最低限必要な長さ）が、以下の式（７）により算出される。
Ｌｈ＝（２ｎ−１）・ｘ・ｓｉｎθ１  ・・・  （７）
ｘ：前述したノズルピッチ［ｍｍ］
θ１：式（５）で示した角度
詳しくは、図６に示すように、定着ヘッド７１の搬送方向の長さＬｈは、ノズルピッチｘが小さくなるほど、小さな値に設定することが可能となっている。
【００７８】
ここで、定着ヘッド７１を小型化するためには、ノズルピッチｘを小さくする必要がある。ノズルピッチｘを小さくすると噴霧量ｙは減少するので、定着ヘッド７１から噴霧される定着液Ｌの量を所定量確保するためには、ノズル数を増加させる必要がある。すると定着ヘッド７１の大型化につながる場合がある。特に、噴霧量ｙが、ｘ≦１５の領域で式（１−２）を満たすように減少していく場合は、ノズルピッチｘの減少幅に対して噴霧量の減少幅が大きくなることから、定着ヘッド７１から噴霧される定着液Ｌの量を所定量確保するためには、ノズル本数を大幅に増加させる必要がある。
【００７９】
しかし、本実形態においては、各ノズルＮを電界が干渉する距離、即ち、ノズルピッチｘが１５ｍｍよりも小さくなるように配置した。この場合、ノズルＮからの噴霧量ｙは、式（１）を満たすように減少していく。言い換えると、ｘ≦１５の領域では、常に式（１−２）よりも高い値となる式（１）を満たすように噴霧量ｙが減少していく。つまり、ノズルピッチｘの減少量に対して噴霧量ｙの減少量を小さくできることから、定着ヘッド７１から所定の噴霧量ｙを確保しつつ、ノズル本数を増やしても定着ヘッド７１を用紙Ｐの搬送方向に小型化することができる。
【００８０】
図４に示す噴霧特性を有するノズルＮにおいて、図６に示すグラフは、ノズル１本あたりの噴霧量ｙおよびノズルピッチｘの関係と、定着ヘッド７１の搬送方向における長さＬｈとノズルピッチｘの関係が記載されたグラフである。図５は、ノズル１本あたりの噴霧量ｙおよびノズルピッチｘの関係と、定着ヘッド７１のノズル総本数Ｓｔとノズルピッチｘの関係を示すグラフである。
【００８１】
図５は、定着ヘッド７１から噴霧される定着液Ｌの総量が所定値Ａｔ（定着に必要な最低限の定着液量）以上となるように設定した場合の、ノズルピッチｘと定着ヘッド７１の総ノズル本数Ｓｔとの関係を示している。ノズルピッチｘを減少していくとノズル１本あたりの噴霧量ｙは減少することから、定着ヘッド７１から噴霧される定着液Ｌの量を一定にするためには、ノズル本数を増やす必要がある。図５からノズルピッチｘを小さくするにつれて、ノズル本数が増加していくことが分かる。
【００８２】
図６は、図５に示すように定着ヘッド７１から噴霧される定着液Ｌの総量が所定値Ａｔ以上となるようにノズル本数を増加させた場合の、ノズルピッチｘと定着ヘッド７１の搬送方向における長さＬｈの関係を示している。図６に示すようにノズル本数を増加させつつも（ノズルピッチｘを減少させつつも）定着ヘッド７１の搬送方向の長さは減少していることが分かる。
【００８３】
次に、定着ヘッド７１において、用紙Ｐの搬送方向における千鳥配列群の配列数の設定方法について説明する。
静電噴霧方式によって定着液Ｌを塗布する場合、ノズルＮから噴霧される液滴は、液滴径が１０μｍ以下の微粒子である。そのため、ノズル１本あたりから噴霧される定着液量は、少ない。そこで、用紙Ｐ上の所定の領域に対して噴霧される定着液量を十分確保するために、千鳥配列群Ｕを用紙Ｐの搬送方向に複数配列することが望ましい。具体的には、図９に示すように、用紙Ｐ上において定着ヘッド７１の噴霧領域を左右方向に分割した場合、領域Ａは、２つの千鳥配列群によって定着液Ｌを噴霧されることになる。ここで、図９に示す破線で示す範囲は、ノズルＮによる噴霧の着弾範囲（用紙Ｐ上での噴霧範囲）を示し、破線内のドットのハッチングは、正常に噴霧されたことを示している。これにより、用紙Ｐ上へ噴霧される定着液Ｌの量を十分に確保することができる。
【００８４】
しかしながら、用紙Ｐに噴霧される定着液Ｌの量が多すぎると、定着液Ｌによって軟化したトナーが固まるまでに時間がかかる場合がある。トナーが固まりきらない状態で用紙Ｐが搬送されると、定着装置７の下流側に配置された下流側搬送ローラ８１やセンサに用紙Ｐ上のトナーが付着し、印字不良につながる場合がある。そのため、搬送方向における千鳥配列群の列数を適切に設定する必要がある。
【００８５】
そこで、前述した１つの千鳥配列群当たりの噴霧量ρ［ｇ／ｓ］は、以下の式（８）を満たすように設定されている。
ρ≦β−α  ・・・  （８）
α：式（３）で示した最小噴霧量［ｇ／ｓ］
β：用紙Ｐ上のトナー像が複数の千鳥配列群Ｕ１〜Ｕ３の下流側の部材（図１に示す下流側搬送ローラ８１）に接触する前にトナー像を乾燥させることが可能な最大噴霧量［ｇ／ｓ］
βは、定着液Ｌの軟化剤の種類によって適宜設定することができる。
【００８６】
つまり、１つの千鳥配列群当たりの噴霧量ρは、式（８）と前述した式（６−１）を両方満たす必要がある。式（８）を満たさない場合には、ノズルＮ内の定着液Ｌと用紙Ｐとの間の電位差の変更や、ノズルＮの先端の液圧の変更などを行うことで、１本当たりの噴霧量ｙを小さくして、噴霧量ρの値を小さくすればよい。具体的には、第１電極７４に印加する電圧の値を小さくすること、ノズルＮと第２電極７２との間隔を小さくすること、ノズルＮの先端の液圧を小さくすること等が挙げられる。
【００８７】
そして、定着ヘッド７１に実際に設ける千鳥配列群の数ｋは、以下の式（９）が満たされるように設定される。
ｎ＋１≦ｋ≦ｍ  ・・・  （９）
ｎ：前述した定着に最低限必要な千鳥配列群の数
ｍ：ｍ≦β／ρを満たす最大の自然数
【００８８】
ここで、定着ヘッド７１のノズルＮは、ノズルＮの先端にトナーが付着することで目詰まりを起こす場合がある。このような場合、図１０に示すように、領域Ａの範囲において、用紙Ｐ上に噴霧される定着液Ｌの量が不足することになる。ここで、図１０では、目詰まりを起こしたノズルＮを、破線で示す噴霧の着弾範囲にハッチングを施さないことで表現している。このように定着液Ｌの量が不足すると、トナー像が未定着のまま排紙され印字不良となる。
【００８９】
そこで、定着ヘッド７１の信頼性を確保するために、式（９）に示すように、定着に最低限必要な千鳥配列群の数よりも１つ多くの千鳥配列群を設けるように設定している。これにより、図１１に示すように、領域Ａ内においてノズルＮの目詰まりが発生した場合であっても、千鳥配列群を多く配置しているため定着不良を防ぐことができる。また、ノズルＮの目詰まりが発生していない領域については、千鳥配列群の数がｍ以下に設定されているため、定着後の画像が下流側搬送ローラ８１に付着する等の印字不良を低減することができる。
【００９０】
ここで、具体的には、図７に示すように、定着ヘッド７１全体での噴霧量を最小噴霧量α以上とするには、千鳥配列群が２つ必要であり、かつ、千鳥配列群を５つ以上設けると、定着ヘッド７１全体での噴霧量が最大噴霧量β以上になってしまう場合には、千鳥配列群の数ｋを、３，４のいずれかに設定すればよい。なお、本実施形態では、ｋ＝３として説明を行う。
【００９１】
しかし、図８に示すように、仮に、前述した１つの千鳥配列群当たりの噴霧量ρが、１つの千鳥配列群の最大能力に対応した最大噴霧量ρｍａｘであり、かつ、ρｍａｘ＞β−αである場合には、ノズル目詰まり等に対応するために千鳥配列群をｎより多く配置することができない。これは、ρｍａｘ＞β−αを満たす状態であると、千鳥配列群を増やすことで、用紙に噴霧される定着液量がβの値を超えてしまうためである。
【００９２】
ここで、ρｍａｘ＞β−αとなる場合の一例を説明する。用紙Ｐ上のトナーに定着液Ｌが噴霧されてからトナーが硬化するまでの時間は、用紙Ｐ上に噴霧される定着液Ｌの量に比例することが実験で分かっている。
また、用紙Ｐの所定の領域に対して所定のノズル本数によって噴霧される定着液Ｌの量は、用紙Ｐの搬送速度に依存することが実験により分かっている。すなわち、用紙Ｐの搬送速度が遅い場合は、用紙Ｐに噴霧される定着液Ｌの量は、増加する。これは、用紙Ｐの搬送速度が遅い場合は、用紙Ｐが定着ヘッド７１と対向する時間が長くなるためである。
【００９３】
一方、用紙Ｐの搬送速度が速い場合は、用紙Ｐに噴霧される定着液Ｌの量は、減少する。これは、用紙Ｐの搬送速度が速い場合は、用紙Ｐが定着ヘッド７１と対向する時間が短くなるためである。このことから、定着ヘッド７１の用紙Ｐの搬送方向におけるノズル本数は、用紙Ｐに噴霧される定着液量をα以上とするために、用紙Ｐの搬送速度を増加させるほど多く設けられる必要がある。そして、用紙Ｐの搬送速度と千鳥配列群との関係を図１２に示す。
【００９４】
図１２は、実験により求めた用紙Ｐの搬送速度（印字速度）と、定着に最低限必要な千鳥配列群の数との関係を示すグラフである。図１２に示すように、定着に必要な千鳥配列群の最小数ｎは、用紙Ｐの搬送速度が増加するほど、増加している。
【００９５】
また、図１２は、実験によりもとめた、定着液Ｌが噴霧されたトナー像が下流側搬送ローラ８１の表面に付着しない最大の千鳥配列群数ｍと用紙Ｐの搬送速度との関係を示す。図１２に示すように、用紙Ｐの搬送速度が増加しても最大の千鳥配列群数ｍは、一定である。これは、定着液Ｌが噴霧されたトナー像の硬化時間が噴霧する定着液量に比例しているためである。具体的には、用紙Ｐの搬送速度が上がるとトナー像が下流側搬送ローラ８１に到達する時間が短くなる一方で、用紙Ｐの所定の領域へのノズル１本あたりの噴霧量（実際に用紙Ｐに塗布される定着液量）も減少するためと考えられる。
【００９６】
ここで、図１２に示すように、用紙Ｐの搬送速度が増加すると、千鳥配列群数の最大数ｍと最小数ｎとが逆転する。これは、最大数ｍと最小数ｎとが同じ値となるときの搬送速度より早い用紙Ｐの搬送速度で搬送すると、定着に十分な定着液量をトナー像に塗布するために千鳥配列群を増加すると、用紙Ｐに塗布された定着液量が過剰となり、トナーが軟化した状態で下流側搬送ローラ８１と接触し、印字不良が発生してしまうことを示している。
【００９７】
図１３は、図１２に示すグラフにおいて、千鳥配列群数の最大数ｍと最小数ｎとの差を示すグラフであり、噴霧量ρの条件は、ρ＝β−αである。つまり、図１３は追加可能な千鳥配列群の数を示している。図１３からわかるように、用紙Ｐの搬送速度が増加すると追加できる千鳥配列群の数が少なくなっていく。そして、図１３において、追加可能な千鳥配列群が１つ未満の領域では、千鳥配列群を追加すると、上限値を超えてしまうことになるので、千鳥配列群を追加することができない。
そこで、本実施形態のように、噴霧量ρを、最大噴霧量ρｍａｘよりも小さな値、詳しくは式（８）を満たす小さな値ρｓに設定することで、用紙Ｐの搬送速度を増加させても、信頼性の高い定着ヘッド７１を提供することができる。
【００９８】
次に、定着ヘッド７１による作用効果について説明する。
図１に示すように、用紙Ｐが第２電極７２の上に到達すると、用紙Ｐから離れて配置された定着ヘッド７１の各ノズルＮから定着液Ｌが噴霧される。詳しくは、図３（ｂ）に示すように、まず、第１千鳥配列群Ｕ１の各ノズルＮから定着液Ｌが用紙Ｐに向けて噴霧される。この際、複数のノズルＮが千鳥配列されていることにより、用紙Ｐの幅方向全体に略均等に定着液Ｌが噴霧される。
【００９９】
その後、用紙Ｐのうち第１千鳥配列群Ｕ１にて噴霧された部分は、第２千鳥配列群Ｕ２の下方に移動し、この第２千鳥配列群Ｕ２の各ノズルＮによって定着液Ｌが噴霧される。これにより、用紙Ｐのうち第１千鳥配列群Ｕ１および第２千鳥配列群Ｕ２で定着液Ｌが噴霧された部分には、最小噴霧量α以上の定着液Ｌが噴霧されるので、当該部分上のトナー像を定着液Ｌで良好に溶かすことができる。
【０１００】
その後、用紙Ｐのうち２つの千鳥配列群Ｕ１，Ｕ２にて噴霧された部分は、第３千鳥配列群Ｕ３の下方に移動し、この第３千鳥配列群Ｕ３の各ノズルＮによって定着液Ｌが噴霧される。このように第３千鳥配列群Ｕ３により、必要以上の定着液Ｌが用紙Ｐ上に噴霧されるが、噴霧された部分の定着液Ｌの量は、最大噴霧量β以下であるため、当該部分が定着ヘッド７１を抜けて、その下流側の下流側搬送ローラ８１に到達した際には、十分乾いている。これにより、定着液Ｌで溶かされたトナーが下流側搬送ローラ８１に付着して、画像不良となるのを抑えることができる。
【０１０１】
また、仮に第１千鳥配列群Ｕ１の少なくとも一部のノズルＮが詰まって当該部分からの噴霧を良好に行えなくなった場合には、第１千鳥配列群Ｕ１の不具合が生じた部分に対応した用紙Ｐの部分には定着液Ｌが供給されなくなる。しかしながら、この場合であっても、当該部分に対して、残りの２つの千鳥配列群Ｕ２，Ｕ３から最小噴霧量α以上の定着液Ｌが噴霧されるので、第１千鳥配列群Ｕ１の不具合によって定着不良が生じるのを抑えることができる。
【０１０２】
以上、本実施形態によれば、前述した効果に加え、以下のような効果を得ることができる。
【０１０３】
搬送される用紙Ｐから離れて配置される各ノズルＮから定着液Ｌを噴霧することで、定着液Ｌによって溶かされたトナーが各ノズルＮに付着するのを抑えることができるので、定着後のトナー像の乱れを抑えることができる。
【０１０４】
搬送される用紙Ｐ上のトナー像に対して、搬送方向に並ぶ複数本のノズルＮから定着液Ｌを噴霧するので、１本当たりのノズルＮの噴霧量を小さくすることができる。
【０１０５】
隣り合う第１ノズルＮ１と第２ノズルＮ２が、第１ノズルＮ１から噴霧される定着液Ｌと第２ノズルＮ２から噴霧される定着液Ｌとが電気的に反発する間隔以下の第１間隔Ｄ１で配置されるので、複数のノズルＮを密集させることができ、定着ヘッド７１の大きさ、詳しくは搬送方向の長さＬｈを小さくすることができる。
【０１０６】
ノズルＮの総本数Ｓｔを、Ｓｔ≧α／{（１−１／ｅｘｐ（ｘ／Ｂ））×Ａ}を満たす自然数としたので、用紙Ｐ上にトナー像を良好に定着することができる。
【０１０７】
第１間隔Ｄ１を、１ｍｍ以上としたので、第１ノズルＮ１と第２ノズルＮ２が近すぎることで静電噴霧を良好に行えなくなるのを抑えることができる。
【０１０８】
搬送方向下流側の２つの千鳥配列群Ｕ２，Ｕ３を、それぞれ搬送方向上流側の千鳥配列群に対して第２間隔Ｄ２の半分より小さな距離だけ幅方向にずらすことで、すべてのノズルＮから用紙Ｐ上に噴霧された定着液Ｌの噴霧領域の幅方向におけるピッチを小さくすることができるので、良好に定着を行うことができる。
【０１０９】
複数のうち１つの千鳥配列群において噴霧不良が発生しても、定着するのに最低限必要な数ｎよりも余分に設けられた千鳥配列群によって噴霧することができるので、定着を良好に行うことができる。
【０１１０】
千鳥配列群の数ｋを、ｋ≦ｍ、かつ、ｍ≦β／ρが満たされるように設定したので、千鳥配列群の数を増やし過ぎることによって、定着液Ｌによって溶かされたトナー像が乾燥する前に下流側搬送ローラ８１に付着してしまうのを抑えることができる。
【０１１１】
なお、本発明は前記実施形態に限定されることなく、以下に例示するように様々な形態で利用できる。以下の説明においては、前記実施形態と略同様の構造となる部材には同一の符号を付し、その説明は省略する。
【０１１２】
前記実施形態では、複数の千鳥配列群Ｕ１〜Ｕ３を幅方向に少しずつずらして配置したが、本発明はこれに限定されず、図１４および図１５に示すように、複数の千鳥配列群Ｕ１，Ｕ２を幅方向において同じ位置に配置してもよい。また、図１４および図１５に示すように、第２間隔Ｄ２と第３間隔Ｄ３を同じ値とし、隣り合う第１ノズルＮ１と第２ノズルＮ２とを結ぶ仮想線Ｌｖと、搬送方向とのなす角θ２を、３０°〜６０°の範囲内で設定してもよい。
【０１１３】
これによれば、幅方向に隣り合う２つの第２ノズルＮ２の間隔（第３間隔Ｄ３）、または、搬送方向に隣り合う２つの第１ノズルＮ１の間隔Ｄ０が、第１間隔Ｄ１より小さくなるのを抑えることができるので、２つのノズルＮの間隔が小さすぎることで静電噴霧を良好に行えなくなるのを抑えることができる。
【０１１４】
なお、好ましくは、図１４に示すように、幅方向に隣り合う２つの第１ノズルＮ１と、幅方向において２つの第１ノズルＮ１の間に配置される１つの第２ノズルＮ２とを結んだ線が正三角形となるように各ノズルＮを配置するのが望ましい。これによれば、各ノズルＮを最密に配置することができる。
【０１１５】
なお、図１６に示すように、隣り合う第１ノズルＮ１と第２ノズルＮ２とを結ぶ仮想線Ｌｖと、搬送方向とのなす角θ２を、３０°未満としてもよい。また、図示は省略するが、角θ２を、６０°よりも大きくしてもよい。
【０１１６】
また、図１７に示すように、幅方向に一定の間隔を空けて配列される複数のノズルＮからなる複数のノズル列Ｃ１〜Ｃ４を、搬送方向下流側に向かうにつれて徐々に幅方向にずらして配置してもよい。詳しくは、第１ノズル列Ｃ１は、幅方向に一定の第４間隔Ｄ４を空けて配列される複数の第１ノズルＮ１からなり、第２ノズル列Ｃ２は、第１ノズル列Ｃ１の搬送方向下流側に配置され、幅方向に一定の第５間隔Ｄ５を空けて配列される複数の第２ノズルＮ２からなる。
【０１１７】
第３ノズル列Ｃ３は、第２ノズル列Ｃ２の搬送方向下流側に配置され、幅方向に一定の第６間隔Ｄ６を空けて配列される複数の第３ノズルＮ３からなり、第４ノズル列Ｃ４は、第３ノズル列Ｃ３の搬送方向下流側に配置され、幅方向に一定の第７間隔Ｄ７を空けて配列される複数の第４ノズルＮ４からなる。各間隔Ｄ４〜Ｄ７は、それぞれ同じ値となっている。
【０１１８】
第２ノズル列Ｃ２は、第１ノズル列Ｃ１に対して第４間隔Ｄ４の半分より小さな距離だけ幅方向の一方にずれ、第３ノズル列Ｃ３は、第２ノズル列Ｃ２に対して第５間隔Ｄ５の半分より小さな距離だけ幅方向の一方にずれ、第４ノズル列Ｃ４は、第３ノズル列Ｃ３に対して第６間隔Ｄ６の半分よりも小さな距離だけ幅方向の一方にずれている。本実施例では、間隔Ｄ４を３で割った距離ずつずれるように配置されている。
【０１１９】
これによれば、各ノズルＮ１〜Ｎ４から用紙Ｐ上に噴霧された定着液Ｌの噴霧領域の幅方向におけるピッチを小さくすることができるので、良好に定着を行うことができる。
【０１２０】
前記実施形態では、感光ドラム６１と定着装置７が前後方向に並び、筐体２内において用紙Ｐが略Ｓ字状に搬送されるレーザプリンタ１に本発明を適用したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、図１８に示すように、定着装置７および感光ドラム６１が、筐体２の上下方向に直交する方向における一端側に片寄って配置され、筐体２内において用紙Ｐが略Ｃ字状に搬送されるレーザプリンタ１Ａに本発明を適用してもよい。
【０１２１】
前記実施形態では、第２電極７２を、定着ヘッド７１の各ノズルＮの先端に対向するように配置したが、本発明はこれに限定されず、ノズルが突出する方向から見て、ノズルと第２電極が重ならないように第２電極を配置してもよい。この場合であっても、第２電極に接触した用紙がノズルの先端に対向したときに、ノズル内の定着液と用紙との間に電位差が形成されて、静電噴霧を行うことができる。
【０１２２】
前記実施形態では、レーザプリンタ１に本発明を適用したが、本発明はこれに限定されず、その他の画像形成装置、例えば複写機や複合機などに本発明を適用してもよい。
【０１２３】
前記実施形態では、記録シートの一例として、厚紙、はがき、薄紙などの用紙Ｐを例示したが、本発明はこれに限定されず、例えばＯＨＰシートであってもよい。
前記実施形態では、感光体として感光ドラム６１を例示したが、本発明はこれに限定されず、例えばベルト状の感光体であってもよい。
【０１２４】
前記実施形態では、第１電極７４を収容部７３の内部に配置したが、本発明はこれに限定されず、例えばノズルおよび収容部を金属等の導電性部材で形成して、ノズルまたは収容部に対して電圧を印加してもよい。なお、この場合には、電圧が印加されるノズルまたは収容部が、第１電極として機能する。また、収容部を樹脂等の非導電性の部材で形成し、ノズルを金属等の導電性の部材で形成し、ノズルに電圧を印加するようにしてもよい。なお、この場合には、ノズルが第１電極として機能する。
また、第２電極７２は、必ずしもノズルＮと対向する必要は無く、用紙の搬送方向上流側や下流側にずれて配置されていても良い。
【符号の説明】
【０１２５】
７      定着装置
７２    第２電極
７３    収容部
７４    第１電極
Ｌ      定着液
Ｎ      ノズル
Ｐ      用紙
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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