JP2007163796A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 定着液を用いる湿式の画像形成装置において、定着液によるトナーの流動、凝集、記録媒体のしわ、カールなどを起こすことなく、定着液消費量、電力消費量などを低減化でき、多色トナー像でも比較的短い時間で定着させる。
【解決手段】 トナー像形成手段２と、中間転写ベルト２１を備える転写手段３と、定着液非接触付与手段４と、転写定着手段５と、記録媒体供給手段６と、スキャナ部７とを含む画像形成装置１において、定着液非接触付与手段４として、定着液槽３４と、定着液搬送部材３５と、印加電極３６と、対向電極３７と、空気流制御部材３８とを含む静電霧化装置を用い、トナー像形成手段２による中間転写ベルト２１へのトナー像の転写位置から転写定着手段５によるトナー像の記録媒体８への転写定着位置までの間に設けられる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、複写機、レーザープリンタ、ファクシミリなどに用いられる電子写真方式の画像形成装置に関する。

複写機、プリンタ、ファクシミリなどに多く採用される電子写真方式の画像形成装置においては、表面に光導電性物質を含む感光層を形成した感光体を用い、感光体表面に電荷を付与して均一に帯電させた後、種々の作像プロセスにて画像情報に対応する静電潜像を形成し、この静電潜像を、現像手段から供給されかつトナーを含む現像剤により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。そして、記録媒体に転写されるトナー像を記録媒体上に定着させるためには、加熱手段を含む定着ローラなどを用いる熱定着方式の定着手段によって記録媒体を加熱および加圧するのが一般的である。

しかし、近年、地球温暖化対策として省エネルギー化が志向されており、電子写真方式の画像形成装置においても、トナー像を記録媒体に定着させる際の消費電力の低減が求められる。また、熱定着方式では、装置内部で加熱手段が用いられるため、装置内部が高温になるので、構成部材の耐熱性を高める必要があり、材料コストが増大する。また、熱定着方式では、定着部分が所定の温度まで上昇しないと定着を行えないので、所定の温度に達するまでの時間すなわちウォームアップ時間が長くなる傾向にある。さらに、熱定着方式では、多色トナー像の記録媒体への定着が、単色トナー像の定着に比べて時間を要するという問題がある。したがって、多色トナー像の定着時間の短縮化が要望される。

このような要望に鑑み、水と、水に溶解または分散できかつトナーを軟化または膨潤させる作用を有する液体とを含む定着液を用いる湿式定着方式が提案されている。この方式では、定着液の付与により軟化または膨潤状態にしたトナー像を記録媒体に付着させ、加圧することによって、トナー像を記録媒体に定着させている。湿式定着方式は、熱定着方式に比べて消費電力が非常に少ないので、省エネルギーという観点からは有用な方式である。また、多色トナー像の定着を行う際も、多量の熱量を必要としないので、熱定着方式に比べて定着時間を短縮できる。したがって、湿式定着方式の実用化に向けて種々の改良が行われている。

たとえば、中間転写媒体のトナー担持面に微小間隔で離隔するように設けられる定着液塗布ローラを含み、中間転写媒体上に担持されるトナー像に対して、定着液塗布ローラから定着液を直接付与する定着液付与手段と、トナー像に定着液を付与した後に定着液を加熱するための加熱手段とを有する定着装置が提案されている（たとえば、特許文献１参照）。すなわち、この定着装置では、中間転写媒体上のトナー像に定着液を付与した後に、加熱を行う方式が採用される。しかしながら、中間転写媒体上の未定着のトナー像は室温下ではトナー粒子が物理的または化学的な結合力を持たずに集合した塊に過ぎない。したがって、未定着のトナー像に定着液のような液状物を直接付与すると、トナー粒子が軟化および／または膨潤する前に、トナー粒子の流動、凝集などが起こり易い。その結果、定着後の画像エッジに滲みが生じ、また均一であるべきハーフトーン部分に不均一なむらが生じ、高品位画像を得ることができない。

また、中間転写媒体に対向する面に、中間転写媒体の幅方向に間隔を開けて形成される複数の微細孔を有する定着液噴射部材を含み、定着液噴射部材の内部に圧縮空気を導入し、複数の微細孔から霧状、ガス状の定着液を中間転写媒体上のトナー像に付与する定着装置が提案されている（たとえば、特許文献１、特許文献２参照）。この定着装置の場合、トナー粒子の流動、凝集などは起こり難い。しかしながら、この定着装置は、単に霧状またはガス状の定着液を中間転写媒体上のトナー像に噴霧するだけなので、トナー像に付着するのと同量の定着液がトナー像の付着部分以外の部分（非画像部）にも付着し、定着液の消費量が著しく増加するという欠点を有する。非画像部に付着する定着液は、トナー像を記録媒体に転写した後に、記録媒体にしわ、カールなどを発生させる。また、定着液消費量の増加は、定着液の補給頻度の増大または画像形成装置内部に設置される定着液貯留タンクの大容量化をもたらし、メンテナンス性が低下し、装置の小型化の妨げになる。

特開２００４−１０９７４７号公報 特開２００４−３３３８６６号公報

本発明の目的は、液状の定着液を用いてトナー像を記録媒体に定着させるに際し、トナーの流動、凝集によるトナー像の乱れ、記録媒体のしわ、カールなどが発生することなく、かつ定着液消費量、電力消費量などを低減化でき、さらに多色トナー像でも比較的短い時間で定着させ得る定着液付着手段を含む画像形成装置を提供することである。

本発明は、
トナー像を形成するトナー像形成手段と、トナー像形成手段から転写されるトナー像を担持して回転駆動するトナー像担持体を含む転写手段と、トナー像担持体上のトナー像に定着液を付与する第１の定着液非接触付与手段とを含み、トナー像担持体上のトナー像を構成するトナーを定着液により軟化および／または膨潤させてトナー像を記録媒体に定着させる画像形成装置であって、
第１の定着液非接触付与手段は、
定着液の液滴を発生させる定着液滴生成手段と、
定着液滴生成手段とトナー像担持体との間の空間領域に設けられて、定着液滴生成手段からトナー像担持体に向う空気流を制御する空気流制御手段とを含み、定着液の液滴をトナー像担持体上のトナー像に非接触下に付与することを特徴とする画像形成装置（以後「第１の画像形成装置」と称す）である。

また本発明の第１の画像形成装置は、
定着液滴生成手段が、
定着液を貯留する定着液貯留部と、
両端に開口部を有しかつその内部に両端の開口部に連なる定着液搬送路を有し、一端が定着液貯留部に貯留される定着液中に浸漬し、他端の先端部がトナー像担持体を臨んで設けられる１または複数の定着液搬送部材と、
定着液搬送部材に接続されて電圧が印加される印加電極であって、その長手方向に定着液搬送部材を挿通させる１または複数の挿通孔が形成されて定着液搬送部材の少なくとも他端が挿通孔から定着液搬送方向に突出するように設けられる印加電極と、
印加電極に対向しかつ定着液搬送部材の他端の先端部から離隔するように設けられ、その長手方向に定着液の液滴および空気流を、定着液搬送部材からトナー像担持体に向けて流過させる定着液滴流過孔が形成される対向電極とを含むことを特徴とする。

さらに本発明の第１の画像形成装置は、
定着液搬送部材が、
他端の先端部が針状に形成されることを特徴とする。

また本発明は、
トナー像を形成するトナー像形成手段と、トナー像形成手段から転写されるトナー像を担持して回転駆動するトナー像担持体を含む転写手段とを含み、トナー像担持体上のトナー像を構成するトナーを定着液により軟化および／または膨潤させてトナー像を記録媒体に定着させる画像形成装置において、
定着液の液滴を発生させる定着液滴生成手段を含み、
トナー像担持体上のトナー像に非接触下に定着液の液滴を付与する第２の定着液非接触付与手段と、
トナー像担持体の回転駆動方向において第２の定着液非接触付与手段の下流側に設けられて、
トナー像担持体上のトナー像に接触下に定着液を付与する定着液接触付与手段とを含むことを特徴とする画像形成装置（以後「第２の画像形成装置」と称す）である。

また本発明の第２の画像形成装置は、
定着液滴生成手段が、
定着液を貯留する定着液貯留部と、
両端に開口部を有しかつその内部に両端の開口部に連なる定着液搬送路を有し、一端が定着液貯留部に貯留される定着液中に浸漬し、他端の先端部がトナー像担持体を臨んで設けられる１または複数の定着液搬送部材と、
定着液搬送部材に接続されて電圧が印加される印加電極であって、その長手方向に定着液搬送部材を挿通させる１または複数の挿通孔が形成されて定着液搬送部材の少なくとも他端が挿通孔から定着液搬送方向に突出するように設けられる印加電極と、
印加電極に対向しかつ定着液搬送部材の他端の先端部から離隔するように設けられ、その長手方向に定着液の液滴および空気流を、定着液搬送部材からトナー像担持体に向けて流過させる定着液滴流過孔が形成される対向電極とを含むことを特徴とする。

さらに本発明の第２の画像形成装置は、
定着液搬送部材が、
他端の先端部が針状に形成されることを特徴とする。

さらに本発明の第２の画像形成装置は、
第２の定着液非接触付与手段が、
定着液滴生成手段とトナー像担持体との間の空間領域に設けられて、
定着液滴生成手段からトナー像担持体に向う空気流を制御する空気流制御手段をさらに含むことを特徴とする。

さらに本発明の第２の画像形成装置は、
複写原稿から画像情報を読み取るスキャナ手段をさらに有し、
第２の定着液非接触付与手段が、
スキャナ手段に読み取られる画像情報に応じてトナー像に付与される定着液量を制御する定着液量制御手段をさらに含むことを特徴とする。

本発明によれば、トナー像形成手段と、トナー像担持体を備える転写手段と、第１の定着液非接触付与手段とを含み、第１の定着液非接触付与手段が定着液の液滴を発生させる定着液滴生成手段と定着液滴生成手段からトナー像担持体に向う空気流を制御する空気流制御手段とを含み、トナー像担持体上のトナー像に非接触下に定着液の液滴を付与する第１の画像形成装置が提供される。すなわち、定着液滴生成手段とトナー像担持体との間の空間領域に空気流制御手段を設け、空気流が定着液滴生成手段からトナー像担持体に向けて流過するように制御することによって、定着液滴の非画像部への付着が著しく減少し、トナー像の記録媒体への定着に必要充分量の定着液滴をトナー像のみにほぼ選択的に付与できるので、定着液によるトナー粒子の流動、凝集などが防止され、定着液の消費量を著しく低減化することが可能になるとともに、記録媒体上に高品位画像が形成され、記録媒体にしわ、カールなどが発生することもない。また第１の画像形成装置は、定着液を用いてトナー像の記録媒体への定着を行う湿式の画像形成装置なので、多色トナー像を記録媒体に比較的短時間で定着でき、熱エネルギー消費量も低減化できる。

本発明によれば、定着液滴生成手段として、定着液貯留部と、定着液搬送部材と、印加電極と、対向電極とを含み、印加電極に電圧を印加して印加電極と対向電極との間に電界を形成し、この電界の作用により定着液滴を発生させる静電霧化装置を用いることによって、定着液の微小液滴が得られ、定着液の付着によるトナー粒子の流動、凝集などによる画像の乱れを一層防止できる。さらに、発生する定着液滴は帯電するので、トナー像とは逆帯電になるように定着液滴を帯電させれば、定着液のトナー像への選択的な付着および非画像部への非付着が一層確実に実行され、定着液消費量が一層減少する。

本発明によれば、定着液滴生成手段に含まれる定着液搬送部材において、トナー像担持体に臨む他端の先端部を針状に形成することによって、定着液滴のトナー像への選択的な付与がさらに顕著になる。

本発明によれば、トナー像形成手段と、トナー像担持体を備える転写手段と、定着液滴生成手段を備え、トナー像担持体上のトナー像に定着液の液滴を非接触下に付与する第２の定着液非接触付与手段と、トナー像担持体上のトナー像に定着液を接触下に付与する定着液接触付与手段とを含む第２の画像形成装置が提供される。第２の画像形成装置によれば、トナー像を加熱することなく、定着液のみでトナー像を記録媒体に定着できるので、エネルギー消費量の一層の低減化が可能である。また、定着液接触付与手段は接触下に定着液を付与するけれども、トナー像担持体の回転駆動方向において定着液接触付与手段の上流側にトナー像に非接触で定着液を付与する第２の定着液非接触付与手段が設けられ、第２の定着液非接触付与手段により付与される定着液により、トナー像を構成するトナー粒子が膨潤し、トナー粒子同士の結着力を上げた状態で定着液接触付与手段による定着液の接触付与が行われるので、トナー像の乱れ、定着液接触付与手段へのトナーの付着といった不具合を生じない。また、定着液接触付与手段に、トナー像に対しては定着液を付与し、トナー像以外の部分（非画像部など）に付着する定着液を回収する機能を付加することによって、第２の定着液非接触付与手段による定着液滴の非接触付与の際に、わずかではあるが非画像部に付着した定着液を定着液接触付与手段により回収することができ、トナー像の定着に必要最小限量の定着液を使用してトナー像を記録媒体に定着でき、定着液消費量のさらなる低減化、記録媒体におけるしわ、カールなどの発生のさらなる低減化などを図り得る。

本発明によれば、第２の定着液非接触付与手段が、定着液滴生成手段とトナー像担持体との間の空間領域に設けられ、空気流が定着液滴生成手段からトナー像担持体に向けて流過するように制御する空気流制御手段を含むことによって、定着液滴の非画像部への付着が著しく減少し、トナー像の記録媒体への定着に必要充分量の定着液滴をトナー像のみにほぼ選択的に付与できる。

本発明によれば、第２の定着液非接触付与手段が、スキャナ手段により複写原稿から読み取られる画像情報に応じてトナー像に付与される定着液量を制御する定着液量制御手段をさらに含むことによって、たとえば、画像の印字率に応じて定着液付与量を調整することが可能になる。たとえば、印字率の低い画像の場合に、第２の定着液非接触付与手段による定着液付与量を減らし、トナーを膨潤させるのに寄与しない定着液のトナー像担持体への付着量を一層低減化できる。

図１は、本発明の実施の第１形態である画像形成装置１の構成を模式的に示す断面図である。図２は、図１に示す画像形成装置１の要部（後述のトナー像形成手段２）の構成を拡大して示す断面図である。図３は、図１に示す画像形成装置１の要部（後述の定着液非接触付与手段４）の構成を拡大して示す断面図である。

画像形成装置１は、トナー像形成手段２と、転写手段３と、定着液非接触付与手段４と、転写定着手段５と、記録媒体供給手段６と、スキャナ部７とを含んで構成される。

トナー像形成手段２は、作像ユニット１０ｙ，１０ｍ，１０ｃ，１０ｂを含み、これらは、各色相のデジタル信号（以下、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ものである。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を形成し、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を形成し、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を形成し、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形成する。

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とを含んで構成される。

感光体ドラム１１ｙは、図示しない駆動手段により、軸線回りに回転駆動可能に支持され、図示しない円筒状、円柱状または薄膜シート状（好ましくは円筒状）の導電性基体と、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。感光体ドラム１１ｙには、この分野で常用されるものを使用でき、たとえば、導電性基体であ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有機感光層とを含む、ＧＮＤ電位に接続される直径３０ｍｍの感光体ドラムが挙げられる。有機感光層は、電荷発生物質を含む電荷発生層と、電荷輸送物質を含む電荷輸送層とを積層して形成される。有機感光層は、電荷発生物質と電荷輸送物質とを１つの層に含むものであってもよい。有機感光層の層厚は、たとえば、２０μｍである。また有機感光層と感光体ドラムとの間に下地層を設けてもよい。さらに、有機感光層の表面に保護層を設けてもよい。感光体ドラムは、時計周りの方向に、たとえば、周速度１００ｍｍ／ｓで回転駆動する。

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。帯電ローラ１２ｙに代えて、ブラシ型帯電器、チャージャー型帯電器、スコロトロンといったコロナ帯電器などが使用できる。

光走査ユニット１３は、帯電状態にある感光体ドラム１１ｙの表面にイエロー色の画像情報に対応するレーザ光１３ｙを照射し、感光体ドラム１１ｙの表面に、イエロー色の画像情報に対応する静電潜像を形成する。レーザ光１３ｙの光源には、半導体レーザなどが用いられる。

現像装置１４ｙは、現像ローラ１７ｙと、現像ブレード１８ｙと、トナー貯留容器１９ｙと、攪拌ローラ２０ｙａ，２０ｙｂとを含んで構成される。現像ローラ１７ｙは、感光体ドラム１１ｙを臨み、感光体ドラム１１ｙとの間に空隙を有して離隔しかつ軸線回りに回転駆動可能に設けられ、図示しない固定磁極を内包するローラ状部材であり、感光体ドラム１１ｙ表面の静電潜像にイエロー色トナー１６ｙを供給する。本実施の形態では、現像ローラ１７ｙと感光体ドラム１１ｙとの間の空隙長さは０．５ｍｍである。また、現像ローラ１７ｙは、感光体ドラム１１ｙとの最近接部（現像ニップ部）において、感光体ドラム１１ｙの回転駆動方向と同じ方向に回転駆動する。したがって、軸線回りの回転駆動方向は、逆方向になる。本実施の形態では、現像ローラ１７ｙの周速度は、たとえば、感光体ドラム１１ｙ周速度の１．５倍の１５０ｍｍ／ｓである。現像ブレード１８ｙは、一端がトナー貯留容器１９ｙに支持され、他端が現像ローラ１７ｙとの間に空隙を有して離隔するように設けられる板状部材であり、現像ローラ１７ｙ表面のイエロー色トナー層を均一化（層規制）する。トナー貯留容器１９ｙは、イエロー色トナー１６ｙを貯留する内部空間を有する箱状部材である。トナー貯留容器１９ｙには、イエロー色トナー１６ｙの消費状況に応じて、図示しないトナーカートリッジからイエロー色トナー１６ｙが補給される。攪拌ローラ２０ｙａ，２０ｙｂは、トナー貯留容器１９ｙの内部において、互いに空隙を有して離隔しかつ軸線回りに回転駆動可能に設けられる。また、攪拌ローラ２０ｙａは、現像ローラ１７ｙを臨み、現像ローラ１７ｙとの間に空隙を有して離隔するように設けられる。攪拌ローラ２０ｙａ，２０ｙｂは、トナー貯留容器１９ｙ内のイエロー色トナー１６ｙを現像ローラ１７ｙの表面に供給する。トナー貯留容器１９ｙ中のイエロー色トナー１６ｙは、撹拌ローラ２０ｙａ，２０ｙｂによって現像ローラ１７ｙ表面に供給され、現像ブレード１８ｙにより層厚を均一化された後、電位差などを利用して感光体ドラム１１ｙ表面の静電潜像にほぼ選択的に供給され、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。なお、本実施の形態では、イエロー色トナー１６ｙと磁性キャリアとを混合した２成分現像剤が用いられる。また本実施の形態では、感光体ドラム１１ｙ、現像ローラ１７ｙ、現像ブレード１８ｙおよび攪拌ローラ２０ｙａ，２０ｙｂがそれぞれ離隔するように設けられるけれども、それに限定されず、現像ローラ１７ｙと感光体ドラム１１ｙ、現像ローラ１７ｙと攪拌ローラ２０ｙａおよび現像ローラ１７ｙと現像ブレード１８ｙとがそれぞれ圧接するように設けられる１成分現像方式を採用してもよい。

ドラムクリーナ１５ｙは、後述するように、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に中間転写された後に、該表面に残存するイエロー色トナーを除去、回収する。

作像ユニット１０ｙによれば、感光体ドラム１１ｙをその軸線回りに回転駆動させながら、まず図示しない電源により帯電ローラ１２ｙに例えば−１２００Ｖの電圧を印加し、放電させることより感光体ドラム１１ｙの表面を例えば−６００Ｖに帯電させる。次に、帯電状態にある感光体ドラム１１ｙの表面に、光走査ユニット１３からイエロー色の画像情報に対応する信号光を照射し、イエロー色の画像情報に対応する露光電位−７０Ｖの静電潜像を形成する。次いで、感光体ドラム１１ｙの表面に、現像ローラ１７ｙ表面に担持されるイエロー色トナー層が接触する。現像ローラ１７ｙには現像電位として−４２０Ｖの直流電圧が印加されており、電位差により、静電潜像にイエロー色トナー１６ｙが付着して現像され、感光体ドラム１１ｙの表面にイエロー色のトナー像が形成される。このイエロー色トナー像は、後述するように、感光体ドラム１１ｙの表面に圧接し、矢符２３の方向に駆動する中間転写ベルト２１に中間転写される。感光体ドラム１１ｙの表面に残留するイエロー色トナー１６ｙはドラムクリーナ１５ｙにより除去され、回収される。以後、同様のイエロー色トナー像作成動作が繰り返し実行される。

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。なお、作像ユニット１０ｙ，１０ｍ，１０ｃ，１０ｂは、中間転写ベルト２１の移動方向（副走査方向）、すなわち矢符２９の方向の上流側からこの順番で一列に配列される。

なお、各色トナー１６ｙ，１６ｍ，１６ｃ，１６ｂは、結着樹脂、着色剤および離型剤を含有する。

結着樹脂としては、後述する定着液３２により軟化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、１種を単独で使用できまたは２種以上を併用できる。このような結着樹脂の中でも、カラートナー用としては、保存性、耐久性、後述する定着液３２による軟化または膨潤制御などの点から、軟化点が１００〜１５０℃、ガラス転移点が５０〜８０℃の結着樹脂が好ましく、ポリエステルが特に好ましい。ポリエステルは入手容易な有機溶剤により軟化および／または膨潤しやすく、軟化または膨潤した状態で透明になる。したがって、イエロー、マゼンタ、シアンおよびブラックのトナー像が重ね合わされた多色トナー像を定着液３２にて定着すると、結着樹脂であるポリエステル自体は透明化するので、減法混色により充分な発色が得られる。また、熱定着用のトナーに用いられる結着樹脂よりも軟化点（分子量）および硬度の高い樹脂を用いても、定着液３２による定着が可能である。軟化点および硬度の高い樹脂を用いれば、現像の際の負荷による劣化が防止され、長期間にわたって画質の劣化が少ない画像が得られる。

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３２による滲みを防止するために、定着液３２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。顔料は１種を単独で使用できまたは２種以上を併用できる。

離型剤としては、各種ワックスを使用できる。ワックスとしては、定着液３２により軟化または膨潤するものであれば特に制限なく使用できる。ワックスの具体例としては、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が挙げられる。

トナーは、結着樹脂、着色剤および離型剤の他に、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種以上を含有することができる。

トナーの体積平均粒径は、特に制限されないけれども、好ましくは２〜７μｍである。このような小粒径トナーを用いると、単位面積当りのトナーの表面積が大きくなり、定着液３２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３２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８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３２の消費量のさらなる低減化を達成できる。

トナーの体積平均粒径が２μｍ未満では、トナーの流動性が低下し、現像動作の際に、トナーの供給、撹拌および帯電が不充分になり、トナー量の不足、逆極トナーの増加などが起こり、高画質の画像が得られないおそれがある。一方、体積平均粒径が７μｍを超えると、トナー粒子の中心まで軟化および／または膨潤し難い大粒径のトナー粒子が多くなるので、画像の記録媒体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への定着の場合には、画像が暗くなる。

トナー自体の軟化点およびガラス転移点は特に制限されないけれども、軟化点が１００〜１３０℃、ガラス転移点が５０〜８０℃であることが好ましい。このような軟化点の高いトナーは、現像時の負荷に対する耐久性を向上させるには好ましいけれども、熱定着方式では充分に定着および発色しない。ところが、本発明では、定着液３２を用いて化学的にトナーを軟化および／または膨潤させるので、定着および発色が充分で、高品位な画像が得られる。なお、トナーが複数の結着樹脂を含む場合には、トナーが複数の軟化点または複数のガラス転位点を示すことがある。その場合、トナーの軟化点またはガラス転移点とは、複数あるうちの最も低い軟化点またはガラス転移点の温度を示すものとする。

トナーは、公知の方法に従って製造できる。たとえば、結着樹脂に離型剤、着色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中に離型剤、着色剤などを分散させ、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、トナーの表面積を大きくするために、トナーの形状が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３２と接触し易くなるので、定着液３２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。

各色トナー１６ｙ，１６ｍ，１６ｃ，１６ｂは、キャリアと混合して２成分現像剤として用いてもよく、または、そのまま１成分現像剤として用いもよい。

本実施の形態で用いられる各色トナー１６ｙ，１６ｍ，１６ｃ，１６ｂは、顔料以外は次に示す同じ構成を有する。このトナーは、ガラス転移点６０℃、軟化点１２０℃、体積平均粒径６μｍであり、負帯電性の絶縁性非磁性トナーである。このトナーを用いて、Ｘ−Ｒｉｔｅ社製３１０による反射濃度測定値が１．４の画像濃度を得るには、５ｇ／ｍ^２のトナー量が必要である。このトナーは、ガラス転移点６０℃かつ軟化点１２０℃のポリエステル（結着樹脂）、ガラス転移点５０℃かつ軟化点７０℃の低分子ポリエチレンワックス（離型剤）および各色の顔料を含み、ワックス含有量がトナー全量の７重量％、顔料含有率がトナー全量の１２重量％および残部が結着樹脂のポリエステルである。このトナーに含まれる低分子ポリエチレンワックスは、結着樹脂のポリエステルよりもガラス転移点および軟化点が低いワックスである。このようなワックスを用いれば、結着樹脂のガラス転移点よりも低い温度下でも、トナー同士の付着力、トナーと中間転写ベルト２１または記録媒体８との付着力が増加するので、液状物である定着液３２を付与する際に、定着液３２によるトナーの流れ、凝集などが発生するのを抑制できる。さらに、トナー中のワックスが軟化すると、ワックスが存在する箇所からトナー内部に定着液３２が浸透し易くなる。したがって、定着液３２の付与時に短時間でトナー全体が軟化および／または膨潤し、記録媒体８への転写時に充分な定着強度が得られ、トナー像の重ね合わせによる発色も充分になる。

転写手段３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２５，２６，２７と、ベルトクリーナ２８とを含んで構成される。

中間転写ベルト２１は、支持ローラ２５，２６，２７と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トナー像担持体であり、感光体ドラム１１ｙ，１１ｍ，１１ｃ，１１ｂとほぼ同じ周速度で矢符２９の方向に回転する。中間転写ベルト２１には、たとえば、厚さ１００μｍのポリイミドフィルムの表面に、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）とＰＦＡ（テトラフルオロエチレンとパーフルオロアルキルビニルエーテルとの共重合体）とを８：２（重量比）の割合で含むフッ素樹脂組成物からなる厚さ２０μｍの被覆層を設けたものが挙げられる。ポリイミドフィルムおよび被覆層中には、中間転写ベルト２１としての電気抵抗値を調整するために、ファーネスブラック、サーマルブラック、チャネルブラック、グラファイトカーボンなどの導電材が配合される。被覆層表面が、トナー像担持面２１ａになる。なお、中間転写ベルト２１の材料はこれだけに限定されず、定着液３２を浸透しないものであれば特に制限なく使用できる。たとえば、導電性を付与したポリカーボネート、フッ素ゴムなどのフィルムに、ＰＴＦＥおよび／またはＰＦＡからなる被覆層を設けたものでもよい。

中間転写ベルト２１のトナー像担持面２１ａは、その回転方向（矢符２９の方向）上流側から、感光体ドラム１１ｙ，１１ｍ，１１ｃ，１１ｂにこの順番で圧接する。中間転写ベルト２１の感光体ドラム１１ｙ，１１ｍ，１１ｃ，１１ｂに圧接する位置が、各色相のトナー像が中間転写ベルト２１に転写される中間転写ニップ部である。中間転写ベルト２１を介して感光体ドラム１１ｙ，１１ｍ，１１ｃ，１１ｂに対向する位置に、中間転写ローラ２２ｙ，２２ｍ，２２ｃ，２２ｂが配置される。

中間転写ローラ２２ｙ，２２ｍ，２２ｃ，２２ｂは、それぞれ、中間転写ベルト２１におけるトナー像担持面２１ａの反対面に圧接し、かつ図示しない駆動手段によりその軸線回りに回転駆動可能に設けられ、たとえば、金属製軸体と、該金属製軸体の表面に被覆される導電性層とを含んで構成される。軸体は、たとえば、ステンレス鋼などの金属により形成される。軸体の直径は特に制限されないけれども、好ましくは８〜１０ｍｍである。導電性層は、導電性弾性体などにより形成される。導電性弾性体としてはこの分野で常用されるものを使用でき、たとえば、カーボンブラックなどの導電性制御剤を含む、ＥＰＤＭ、発泡ＥＰＤＭ、発泡ウレタンなどが挙げられる。導電性層によって、中間転写ベルト２１に高電圧が均一に印加される。

中間転写ローラ２２ｙ，２２ｍ，２２ｃ，２２ｂには、それぞれ、感光体ドラム１１ｙ，１１ｍ，１１ｃ，１１ｂの表面に形成されるトナー像を中間転写ベルト２１上に転写するために、トナーの帯電極性とは逆極性の中間転写バイアスが定電圧制御によって印加される。これによって、感光体ドラム１１ｙ，１１ｍ，１１ｃ，１１ｂに形成されるイエロー色、マゼンタ色、シアン色およびブラック色の各色相のトナー像が中間転写ベルト２１のトナー像転写面２１ａに順次重ね合わさって転写され、多色トナー像が形成される。但し、イエロー、マゼンタ、シアンおよびブラックの色相の一部のみの画像情報が入力される場合には、作像ユニット１０ｙ，１０ｍ，１０ｃ，１０ｂのうち、入力される画像情報の色相に対応する作像ユニットのみにおいてトナー像が形成される。

支持ローラ２５，２６，２７には、たとえば、直径３０ｍｍで、肉厚が１ｍｍのアルミニウム製円筒体が用いられる。支持ローラ２５の内部には加熱手段３１を設けてもよい。加熱手段３１は、中間転写ベルト２１のトナー像担持面２１ａ上のトナー像を加熱するために設けられるけれども、トナー像を熱定着するほどの発熱量を必要とせず、後述の定着液非接触付与手段４により付与される定着液３２の消費量の更なる低減を目的とするものである。したがって、加熱手段３１を設けることによって、画像形成装置１の電力消費量は熱定着方式の画像形成装置のそれよりも大幅に少ない。加熱手段３１には、たとえば、ハロゲンランプ、ヒータなどが用いられる。中間転写ベルト２１を介して、後述する転写定着ローラ３０に圧接する支持ローラ２６は、電気的に接地される。

ベルトクリーナ２８は、中間転写ベルト２１のトナー像転写面２１ａ上のトナー像を後述の転写定着手段５において記録媒体８に転写した後に、トナー像転写面２１ａ上に残存するトナーを除去する部材であり、中間転写ベルト２１を介して支持ローラ２７に対向するように設けられ、図示しない加圧手段により、中間転写ベルト２１のトナー像転写面２１ａに圧接し、トナー像転写面２１ａ上の残存トナーなどを掻き取るクリーニングブレード２８ａと、クリーニングブレード２８ａに掻き取られるトナーなどを貯留するトナー貯留容器２８ｂとを含んで構成される。クリーニングブレード２８ａには、たとえば、弾性を有するゴム材料（たとえば、ウレタンゴム）などからなるブレードを使用できる。

転写手段３によれば、感光体ドラム１１ｙ，１１ｍ，１１ｃ，１１ｂ上に形成される各色のトナー像が、中間転写ベルト２１のトナー像転写面２１ａの所定位置に重ね合わされて転写され、トナー像が形成される。このトナー像が中間転写ベルト２１上で中間転写ニップ部よりも下流側に配置される後述の定着液非接触付与手段４で定着液を噴霧付与され、膨潤する。膨潤して粘着性を持ったトナー像は、転写定着手段５において記録媒体８に転写定着される。その後、中間転写ベルト２１上の残存トナー、オフセットトナー、紙粉などがベルトクリーナ２８により除去され、トナー像転写面２１ａには再度トナー像が転写される。

図３は、図１に示す画像形成装置１の要部、特に定着液非接触付与手段４の構成を模式的に示す断面図である。図４は、中間転写ベルト２１のトナー像担持面２１ａを臨む方向から見た定着液非接触付与手段４の正面図である。図４では、説明のために、破線で示すべき部材の一部を実線で示す。

定着液非接触付与手段４は、中間転写ベルト２１によって搬送される未定着トナー像に定着液３２を付与するための静電霧化装置であり、中間転写ベルト２１の回転方向（矢符２９の方向）において、トナー像形成手段２による中間転写ベルト２１へのトナー像の転写位置から転写定着手段５によるトナー像の記録媒体８への転写定着位置までの間に設けられ、定着液槽３３と、定着液槽３４と、定着液搬送部材３５と、印加電極３６と、対向電極３７と、空気流制御部材３８とを含んで構成される。

定着液槽３３は、印加電極３６および対向電極３７を支持し、その鉛直方向下部に定着液３２を貯留する定着液貯留部３４を有する。さらに、定着液槽３３の短手方向において、空気流制御ローラ３８が設けられる側の側壁３３ｂに対向する側壁３３ａは、鉛直方向上方に延びるほど側壁３３ｂに近づくように湾曲し、その先端部分は、中間転写ベルト２１上のトナー像が該先端部分に接触することなく通過可能な程度の間隔を有して中間転写ベルト２１に離隔するように設けられる。また、側壁３３ａの長手方向において、印加電極３６が側壁３３ａに接する位置と、対向電極３７が側壁３３ａに接する位置との間には、複数の吸気孔４０が形成される。本実施の形態では、吸引孔４０は方形状であるけれども、それに限定されず、たとえば、円形状、楕円形状、多角形状などの種々の形状に形成することができる。定着液槽３３には、図示しない定着液供給管を介して図示しない定着液供給ポンプおよび定着液収容タンクが接続され、定着液槽３３内に設けられる図示しない液量検知センサによる検知結果に応じて、定着液貯留部３４における定着液面の高さが一定になるように、定着液収容タンクから定着液３２が補給される。また、それに限定されず、定着液貯留部３４の定着液３２が消費された場合に、新しい定着液槽３３に交換するカートリッジ方式にすることもできる。

定着液搬送部材３５は、両端に開口部を有しかつその内部に両端の開口部に連なる定着液搬送路を有する中空棒状部材であり、印加電極３６により支持されて一方の端部が定着液貯留部３４に貯留される定着液３２に浸漬し、他方の端部の先端部が中間転写ベルト２１のトナー像担持面２１ａを臨むように設けられて、一方の端部から他方の端部に向けて毛細管現象などを利用して定着液３２を搬送する。また、定着液搬送部材３５は、一方の端部が定着液槽３３の鉛直方向の底面に接しないように設けられる。また、定着液搬送部材３５は、少なくとも他方の端部の先端部が、印加電極３６から定着液搬送方向に突出するように設けられる。また、少なくとも他方の端部の先端部は、針状に形成されるのが好ましい。それによって、定着液３２の液滴径のさらなる小径化を図ることができ、定着液滴のトナー像への選択的付与を一層有利に実行できる。また、複数の定着液搬送部材３５は、定着液槽３３の長手方向に一列に配列される。隣り合う定着液搬送部材３５の間隔については、定着液搬送部材３５の他端先端部の角度（定着液３２の広がり易さ）、中間転写ベルト２１のトナー像担持面２１ａと定着液搬送部材３５の他端先端部との距離、画像形成速度などの各種条件に応じて適宜選択できる。本実施の形態では、２０ｍｍ間隔で１２本の定着液搬送部材３５が一列に配列される。定着液搬送部材３５には、たとえば、棒状多孔質体、１または複数の毛細管などを使用できる。棒状多孔質体としては、アルミナ、ジルコニアなどが主成分の多孔質セラミックを棒状に形成したものなどが挙げられる。一般的な多孔質セラミックは絶縁体であるけれども、アルミナ、ジルコニアなどからなる多孔質酸化物中に導電性セラミックス粒子を微細に分散させた導電性多孔質セラミック、半導電多孔質セラミックなども使用できる。毛細管としては、たとえば、金属製毛細管、合成樹脂製毛細管などを使用できる。定着液搬送部材３５は、定着液３２に浸漬する一方の端部から、中間転写ベルト２１のトナー像担持面２１ａを臨む他方の端部に向けて、毛細管現象などを利用して定着液３２を搬送する。他方の端部に搬送される定着液３２は、その先端部で表面張力により液滴となって外方に向けて露出する。この定着液３２の液滴は、後述するように印加電極３６と対向電極３７との間に発生する電界によって微小液滴化され、空気流４１により搬送される。

図５は、印加電極３６を支持ローラ２５側から見た上面図である。印加電極３６は、定着液槽３４の短手方向の両側壁によって、定着液貯留部３４に貯留される定着液３２の液面に接しない位置に水平に支持され、その長手方向に一列に鉛直方向の貫通孔である定着液搬送部材挿通孔３６ａが形成され、この定着液搬送部材挿通孔３６ａによって定着液搬送部材３５を支持する。印加電極３６には、導電性材料から形成されるものを使用できる。導電性材料としては、たとえば、合成樹脂とカーボーブラック、導電性ウィスカ、導電性金属酸化物などの導電材とを含む導電性樹脂組成物、ステンレス鋼などの導電性金属などが挙げられる。印加電極３６には、図示しない高電圧発生装置が接続され、トナー像の帯電電位とは逆の電圧が印加される。本実施の形態では、＋５〜６ｋＶの電圧が印加される。印加電極３６に印加される電圧を調整することによって、微小液滴化される定着液３２の量を適宜選択できる。

図６は、対向電極３７を支持ローラ２５側から見た上面図である。対向電極３７は、定着液槽３４の側壁３３ａによって、印加電極３６に対向しかつ定着液搬送部材３５の他端の先端部と離隔する位置に水平に支持される。また、対向電極３７には、上方から見て網目状に形成され、鉛直方向の貫通孔である定着液滴流過孔３７ａが形成される電極部材が用いられる。この部材における網目（メッシュ）の粗さは、定着液滴が支障なく通過し得る粗さであれば特に制限はない。これによって定着液３２の微小液滴を含む空気流４１が中間転写ローラ２１上のトナー像に向けて流過する。対向電極３７の形成には、印加電極３６を形成するための導電性材料と同じものを使用できる。本実施の形態では、対向電極３７には網目状の電極部材が用いられるけれども、定着液滴を支障なく通過させ得る鉛直方向の貫通孔を有する電極部材であれば特に制限なく使用できる。

印加電極３６に高電圧を印加すると、印加電極３６と対向電極３７との間に電界が発生し、電界は定着液搬送部材３５の他方の先端部に搬送されて外方に向けて露出する定着液３２の液滴に集中する。電界の集中度合いは、他方の先端部の形状が針状である場合に大きくなる。定着液３２の液滴には電荷が注入され、液滴の電荷がレイリー（Ｒａｙｌｅｉｇｈ）限界を超えると、液滴が不安定になって液滴から強く荷電された１つまたは複数の微小液滴が放出される。この微小液滴が空気流４１に乗り、微小液滴の電荷により、さらに空気流４１が後述の空気流制御部材３８にて中間転写ベルト２１のトナー像に向けて流過するように制御されることも相俟って、微小液滴がトナー像に選択的に付与される。

図７は、空気流制御部材３８により発生する空気流４１の流過方向を模式的に示す断面図である。空気流制御部材３８は、矢符３９の方向に回転自在に支持されるローラ状部材であり、定着液槽３４よりも中間転写ベルト２１の回転方向下流側において、その回転を妨げずかつ空気流４１の流過がほとんどない程度の微小間隔を有して定着液槽３４の側壁３３ｂの上端部および対向電極３７の水平方向の側壁３３ｂ側端部と離隔し、かつ空気流４１が円滑に流過する程度の空隙を有して中間転写ベルト２１に離隔するように設けられる。中間転写ベルト２１との空隙は、たとえば、０．５〜３ｍｍ程度である。空気流制御部材３８をこのように配置し、矢符３９の方向に回転駆動させることによって、吸引口４０から空気を吸入して空気流４１を発生させ、さらに定着液３２の微小液滴を含む空気流４１を空気制御部材３８と中間転写ベルト２１との間の空隙に集中的に導入することができる。そして、中間転写ベルト２１上のトナー像がその空隙に搬送され、そこで定着液３２の微小液滴の付与を受けることによって、トナー像に定着液３２の微小液滴を選択的に付与し、トナー像を膨潤および／または軟化させることができる。このような空気流制御部材３８は、特に画像形成速度が速くなるほど効果的に作用する。

定着液３２は、トナーを軟化および／または膨潤させる液状物である。定着液３２として、トナーを軟化および／または膨潤させる作用を有する有機化合物（以後「トナー定着用有機化合物」と称す）と、トナー定着用有機化合物を溶解または分散できる溶媒成分とを含むものが好ましい。

トナー定着用有機化合物としては、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、イソプロピルアルコール、ブチ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、ジメチルエーテルなどのエーテル類、蟻酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸などのカルボン酸と、メタノール、エタノール、プロパノールなどのアルコール類とから形成されるエステル類などが挙げられる。これらの中でも、エーテル類およびエステル類が好ましく、エステル類が特に好ましい。エーテル類の中では、ジエチルエーテルが特に好ましい。エステル類の中では、酢酸エチル、酢酸メチル、蟻酸メチル、蟻酸エチルなどがさらに好ましく、酢酸エチルが特に好ましい。トナー定着用有機化合物は１種を単独で使用できまたは２種以上を併用できる。トナー定着用有機化合物は、常温での揮発性を有するとともに、ポリエステルなどのトナー用結着樹脂を軟化および／または膨潤させる作用に優れる。

トナー定着用有機化合物の定着液３２における含有量は特に制限されず、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３２全量の１〜５０重量％、さらに好ましくは定着液３２全量の５〜５０重量％、特に好ましくは定着液３２全量の１０〜４０重量％である。１重量％未満では、トナーの軟化および／または膨潤作用が不充分になり、トナー像の記録媒体８への定着強度が低下するおそれがある。また、５０重量％を超えると、相対的に溶媒成分の含有量が減少することによって、定着液３２のトナー像に対する浸透性が低下し、トナー像の表層のみが軟化および／または膨潤するので、トナー像の記録媒体８に対する定着強度が低下するおそれがある。

溶媒成分としては、トナー定着用有機化合物を溶解または分散し得る液体成分であれば特に制限されないけれども、トナー像への浸透性などを考慮すると、ハイドロフルオロエーテルが好ましい。ハイドロフルオロエーテルは表面張力および粘度が小さいので、トナー粒子間、トナーと記録媒体８との接触面などに良く浸透する。このため、トナー定着用有機化合物が、ハイドロフルオロエーテルとともにトナー粒子間、トナーと記録媒体８との接触面などに運ばれ、トナーを瞬時に軟化および／または膨潤させ得る。また、ハイドロフルオロエーテルは、蒸発潜熱が小さいので、室温でも短時間で揮発し、記録媒体８の乾燥が速くなる。

ハイドロフルオロエーテルとしては公知のものを使用でき、たとえば、メチルノナフルオロブチルエーテル、メチルノナフルオロイソブチルエーテル（Ｃ_３Ｆ_９ＯＣＨ_３）、エチルノナフルオロブチルエーテル、エチルノナフルオロイソブチルエーテル（Ｃ_３Ｆ_９ＯＣ_２Ｈ_５）、１，１，２，２−テトラフルオロエチル ２，２，２−トリフルオロエチルエーテル（ＣＨＦ_２ＣＦ_２ＯＣＨ_２ＣＦ_３）などが挙げられる。ハイドロフルオロエーテルは１種を単独で使用できまたは２種以上を併用できる。

ハイドロフルオロエーテルの定着液３２における含有量は特に制限されず、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３２全量の５０〜９９重量％、さらに好ましくは定着液３２全量の５０〜９５重量％、特に好ましくは定着液３２全量の６０〜９０重量％である。５０重量％未満では、定着液３２のトナー像に対する浸透性が低下し、トナー像の表層のみが軟化および／または膨潤するに留まり、トナー像の記録媒体８に対する定着強度が低くなるおそれがある。一方、９９重量％を超えると、相対的にトナー定着用有機化合物の含有量が少なくなり、定着液３２のトナーに対する軟化・膨潤作用が低下し、トナー像の記録媒体８に対する定着強度が不充分になるおそれがある。

定着液３２には、トナー定着用有機化合物および溶媒成分のほかに、トナー定着用有機化合物の水中での分散状態を保ち、定着液３２のトナーとの濡れ性を向上させる界面活性剤を添加できる。界面活性剤としては公知のものを使用でき、たとえば、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。

定着液非接触付与手段４によれば、空気流制御部材３８の回転によって吸引口４０から定着液槽３３内に導入される空気流４１が、定着液槽３３内で形成され、トナー像とは逆電位の帯電状態にある定着液３２の微小液滴を乗せて、空気流制御部材３８と中間転写ベルト２１との間の空隙に集中し、そこに搬送されるトナー像Ｔに定着液３２の微小液滴を選択的に付与し、トナー像を膨潤および／または軟化させる。

転写定着手段５は、中間転写ベルト２１を介して支持ローラ２６に圧接しかつ軸線方向に回転駆動可能に設けられる転写定着ローラ３０を含んで構成される。転写定着ローラ３０には、たとえば、直径１０ｍｍの芯金の外周に、厚さ４ｍｍのウレタンゴム層を設けたものが用いられる。転写定着ローラ３０は、たとえば、５Ｎ／ｃｍの線圧で支持ローラ２６に押圧される。本実施の形態では、前述のように、芯金の外周にウレタンゴム層を設けた転写定着ローラ３０が用いられるけれども、これに限定されず、トナー像の記録媒体８への転写定着を一層円滑に実行することなどを目的として、カーボンなどの導電材を含むウレタンゴム層を設けた転写定着ローラを用いてもよい。このとき、転写定着ローラの芯金にたとえば＋１ｋＶ程度の電圧を印加すると、中間転写ベルト２１のトナー像は一層確実に記録媒体８に転写定着される。

転写定着手段５によれば、軟化および／または膨潤した状態にあるトナー像を担持する中間転写ベルト２１が、支持ローラ２６と加圧ローラ３０との圧接部（転写定着ニップ部）に移動し、それに同期して、後述の記録媒体供給手段６から転写定着ニップ部に記録媒体８が搬送され、中間転写ベルト２１のトナー像担持部分と記録媒体８とが重ね合わせられて押圧される。このトナー像は、軟化および／または膨潤状態にあるので、押圧によって記録媒体８に付着する。このとき、記録媒体８が紙類である場合には、トナー像は紙繊維に強く入り込み、それと同時にトナー粒子同士が融合し、トナー像の表面が平滑になる。その結果、減法混色による発色性と表面の光沢性に優れる高品位なカラー画像が得られる。本実施の形態では、中間転写ベルト２１の表面に、トナーとの付着力が小さいフッ素樹脂層を設けるので、トナー像はほぼ全量が記録媒体８に転写される。また、中間転写ベルト２１は、フッ素樹脂層の下に弾性層を有するので、記録媒体８表面の凹凸に従って変形するので、記録媒体８の凹部にもトナー像を接触させることができ、均一な転写定着像が得られる。なお、トナー像が転写定着された記録媒体８は、排紙ローラ４５を介して画像形成装置１の外部に設けられる排出トレイ４６に排出される。

記録媒体供給手段６は、記録媒体８を貯留する記録媒体カセット４２と、記録媒体８を搬送路Ｐに１枚ずつ送給するピックアップローラ４３と、中間転写ベルト２１上の多色トナー像が転写定着ローラ３０と支持ローラ２６との圧接部に搬送されるのに同期して、転写定着ローラ３０と支持ローラ２６との圧接部に記録媒体８を送給する一対のレジストローラ４４ａ，４４ｂとを含んで構成される。記録媒体供給手段６によれば、記録媒体カセット４２内の記録媒体８をピックアップローラ４３により１枚ずつ搬送路Ｐに送給し、さらに中間転写ベルト２１上のトナー像が転写定着ニップ部に搬送されるのに同期して、レジストローラ４４ａ，４４ｂにより記録媒体８を転写定着ニップ部に送給する。

スキャナ部７は、透明ガラスからなり複写すべき原稿を載置する図示しない原稿台と、原稿台に載置される原稿を照明する図示しない光源と、原稿台上へ複写すべき原稿を自動的に供給搬送する図示しない両面自動送り装置と、前記光源により照明される原稿からの反射光を光電変換することで、反射光を画像信号に変換するＣＣＤ９センサとを含んで構成される。ＣＣＤセンサ９は変換部と転送部と出力部とを含み、変換部では反射光である光信号を電気信号に変換し、転送部ではクロックパルスに同期して電気信号を順次出力部へ転送し、出力部では電気信号を電圧信号に変換し、増幅、低インピーダンス化して出力する。このようにして得られたアナログ信号を周知の画像処理を行ってデジタル信号に変換する。スキャナ部７により読み取られる原稿の画像情報は、画像形成装置の全動作を制御する図示しないＣＰＵに送られ、各種画像処理が施された後、メモリに一旦記憶され、出力指示に応じてメモリ内の画像を読出して光走査ユニット１３に転送して記録媒体である記録紙上に画像を形成させる。

画像形成装置１によれば、トナー像形成手段２により画像情報に応じて形成されるトナー像が中間転写ベルト２１に転写され、支持ローラ２５による予備加熱を受けた後、定着液非接触付与手段４により定着液３２の選択的な付与を受けて膨潤および／または軟化し、転写定着部５において記録媒体８に転写と同時に定着される。

画像形成装置１では、トナー像の記録媒体８への熱定着を行うことなく画像形成が可能であるため、消費電力を大幅に削減できる。加熱手段３１を用いても、熱定着のようにトナーを完全に溶融させる必要がないので、消費電力の大幅な削減が可能である。

また、静電霧化を行う定着液非接触付与手段４を用いて定着液３２の微小液滴を未定着トナー像に噴霧するので、トナー像の乱れるによる画像劣化を防止できる。また、付与される定着液３２が速やかにトナー像に拡散、浸透し、トナーの軟化および／または膨潤が瞬時にかつ広範囲で生じるため、画像形成速度が高速の場合でも対応が可能である。また、定着液３２の微小液滴が未定着トナー像とは逆電位に帯電し、この微小液滴を含む空気流４１がトナー像のみに吹き付けられることにから、未定着トナー像へ選択的に定着液３２が集まり、非画像部への定着液３２の付着が著しく減少する。その結果、定着液３２の使用量の低減化、記録媒体８のカール、しわなどの発生の低減化などを図り得る。

図８は、本発明の実施の第２形態である画像形成装置５０の構成を模式的に示す断面図である。図９は、図８に示す画像形成装置５０の要部（後述の定着液非接触付与手段５１および定着液接触付与手段５２）の構成を拡大して示す断面図である。

画像形成装置５０は画像形成装置１に類似し、対応する部分については同一の参照符号を付して説明を省略する。

画像形成装置５０は、トナー像形成手段２による中間転写ベルト２１へのトナー像転写位置から転写定着手段５によるトナー像の記録媒体８への転写定着位置までの間で、中間転写ベルト２１に沿って設けられ、図示しない定着液量制御手段を含む以外は定着液非接触付与手段４に類似する定着液非接触付与手段５１と、定着液非接触付与手段５１よりも中間転写ベルト２１の回転方向（矢符２９の方向）下流側でかつ転写定着手段５よりも上流側に設けられて中間転写ベルト２１上のトナー像に定着液３２を接触下に付与する定着液接触付与手段５２とを含むことを特徴とする。

定着液非接触付与手段５１は、定着液非接触付与手段４に類似の構造を有し、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。定着液非接触付与手段５１は、前述のように、図示しない定着液量制御手段を含むことを特徴とする。

定着液量制御手段は、スキャナ部７により読み取られ、画像形成装置５０の図示しないＣＰＵのメモリに入力される形成しようとする画像の画像情報のうち、印字率、ベタ画像の有無およびその画像面積などのデータを、ＣＰＵの演算部において、やはりメモリに予め入力される印字率毎の定着液３２付与量、ベタ画像の画像面積毎の定着液３２付与量と比較して必要な定着液３２付与量を算出し、この演算結果に応じてＣＰＵの制御部がＣＰＵと電気的に接続され、印加電極３６に電圧を印加する図示しない高電圧発生装置に制御信号を送り、高電圧発生装置により印加電極３６に印加される電圧値ひいては印加電極３６と対向電極３７との間に発生する電界を制御することによって、定着液３２の液滴化（霧化）量を制御する。このように構成すれば、形成される画像に応じて定着液３２の液滴化量を調整できるので、後の定着液接触付与手段５２により定着液３２に接触塗布する際に、定着液接触付与手段５２へのトナーの付着、定着液接触付与手段５２との接触によるトナー像の乱れなどが生じない程度にトナー粒子同士の結合力を向上させるのに過不足のない量の定着液３２の微小液滴が選択的にトナー像に付与され、定着液３２の消費量の低減化に寄与し得る。

定着液非接触付与手段５１によれば、中間転写ベルト２１上のトナー像に、トナー粒子同士の結合力が向上するのに過不足のない量の定着液３２が、微小液滴としてトナー像に選択的に付与され、
定着液接触付与手段５２は、定着液３２を貯留し得る内部空間を有する定着液溜５３と、中間転写ベルト２１のトナー像担持面２１ａに圧接し、その一部が定着液溜５３に貯留される定着液３２中に浸漬しかつ図示しない駆動手段により矢符５５の方向に回転駆動可能なように支持され、定着液溜５３の中間転写ベルト２１を臨む開口部に設けられる定着液供給ローラ５４と、定着液供給ローラ５４の表面に圧接しかつ図示しない駆動手段により矢符５７の方向に回転駆動可能に設けられる規制ローラ５６と、一端を定着液溜５３に固定されかつ他端が規制ローラ５６の表面に圧接するように設けられる除去ブレード５８とを含んで構成される。なお、定着液供給ローラ５４と規制ローラ５６とは、たとえば、単一のギア列により駆動され、一定の周速比で回転する。

定着液溜５３は内部空間を有する箱状部材であり、その鉛直方向下部の内部空間に定着液３２を貯留する。定着液溜５３には図示しない定着液供給管を介して図示しない定着液供給ポンプおよび定着液収容タンクが接続され、定着液溜５３内に設けられる図示しない液量検知センサによる検知結果に応じて、定着液溜５３における定着液面の高さが一定になるように、定着液収容タンクから定着液３２が補給される。また、それに限定されず、定着液溜５３の定着液３２が消費された場合に、新しい定着液溜５３に交換するカートリッジ方式にすることもできる。

定着液供給ローラ５４には、その表面に定着液３２を担持し得るローラ状部材であり、たとえば、芯金と、芯金の表面に形成される弾性層と、弾性層の表面に形成される親水性層とを含むローラ状部材が挙げられる。弾性層には、たとえば、シリコンゴム、フッ素ゴム、ウレタンゴムなどが用いられる。親水性層には、たとえば、親水性処理を施したＰＴＦＥなどが用いられる。さらに、定着液供給ローラ５４は、少なくともその表面層が、後述する定着液３２との濡れ性が良好な材料を含んで構成することができる。該材料としては特に制限はないけれども、たとえば、アルミニウムなどの金属、親水性樹脂、親水性ゴム材料などが挙げられる。このような親水性の表面層を設けることによって、定着液３２を薄い層として保持することができ、少量の定着液３２でも広い範囲に付与できるので、定着液３２の消費量を低減化できるとともに、過剰な定着液３２が未定着のトナーを押し流して画像を乱すのを防止できる。また、定着液供給ローラ５４は、トナー像のような吸液性のものには定着液３２を付与し、中間転写ベルト２１表面のように定着液３２をはじくような材質を有する部材表面では、該表面に付着する定着液３２を吸収する性質を有する。したがって、定着液供給ローラ５４は、定着液接触付与手段５２の中間転写ベルト２１の回転方向上流に設けられる定着液非接触付与手段５１による定着液３２の付与により、わずかではあるけれども非画像部に付着する無駄な定着液３２を吸収できるので、定着液３２の使用量をさらに削減できる。本実施の形態では、径１２ｍｍの芯金に弾性を有するシリコンゴムからなる弾性層を設けて外径２０ｍｍのローラを得、さらに弾性層の表面に親水性処理を施したＰＴＦＥからなる厚さ１０μｍの親水性層を設けたローラが、接触塗布手段４９として用いられる。また本実施の形態では、定着液供給ローラ５４は、０．５Ｎ／ｃｍの圧力で中間転写ベルト２１に圧接される。さらに定着液供給ローラ５４は、中間転写ベルト２１の回転速度に対して２％遅い速度で回転する。定着液供給ローラ５４の矢符５５方向の回転により、定着液供給ローラ５４の表面には定着液３２が担持される。

規制ローラ５６は、定着液供給ローラ５４表面に担持される定着液３２の液量を規制するローラ状部材である。規制ローラ５６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である。また本実施の形態では、規制ローラ５６は、定着液供給ローラ５４の周速度に対して１／２の周速度で、定着液供給ローラ５４との圧接部で表面が逆方向に移動する方向、すなわち矢符５７の方向に回転する。

除去ブレード５８は、規制ローラ５６表面から定着液３２を除去する板状部材であり、たとえば、厚さ４０μｍのステンレス鋼製の板などが用いられる。

定着液接触付与手段５２によれば、まず、定着液供給ローラ５４表面に担持される定着液３２が規制ローラ５６により規制を受け、ほぼ一定の厚さを有する定着液３２の薄層が形成され、この定着液層が、定着液供給ローラ５４と中間転写ベルト２１との圧接部において、中間転写ベルト２１のトナー像担持面２１ａ上に移行する。このとき、定着液供給ローラ５４上の定着液３２のほぼ１／２がトナー像担持面２１ａの表面に移行してトナー像に付与される。これによって、トナー像が記録媒体８への定着に適するほどに膨潤および／または軟化する。この後、トナー像は転写定着手段５により記録媒体８に転写と同時に定着される。

画像形成装置５０によれば、中間転写ベルト２１上のトナー像に対して、定着液非接触付与手段５１により定着液３２を前塗布してトナーをある程度軟化および／または膨潤させ、トナー同士の結着性を向上させた後に、定着液接触付与手段５２によりトナー像に対し、接触下に本塗布を行うことで、転写定着手段５に搬送される前に、トナー像を軟化および／または膨潤させ、記録媒体８に対して充分な定着強度で転写定着することができる。

以上のように、本実施の形態によれば、画像形成装置５０内で熱定着を行うことなく、画像形成が可能であるため、消費電力量を大幅に削減できる。なお、加熱手段３１を用いるけれども、トナー像を、トナーの熱定着温度よりは著しく低温のトナーのガラス転移点程度に加熱するために用いられるのみなので、消費電力量の大幅削減が可能である。

また、定着液非接触付与手段５１を用いて定着液３２の微小液滴を未定着トナー像に噴霧した後に、定着液接触付与手段５２による接触塗布を行うので、トナー像の乱れそれに伴う画像劣化を防止できる。また、定着液３２が速やかにトナー像に拡散、浸透し、トナーの軟化および／または膨潤が瞬時にかつ広範囲で生じるため、画像形成を高速で行う場合でも対応が可能である。

また、本塗布手段として、定着液接触付与布手段５２を用いるので、前塗布工程（定着液非接触付与手段５１による定着液３２の付与）において、わずかではあるけれども非画像部に付着する定着液３２を定着液供給ローラ５４により回収でき、定着液３２の消費量をさらに削減できる。

さらに、画像形成装置５０において、スキャナ部７より読み込まれた画像データを画像処理する際、印字率なならびにベタ画像の有無およびその画像面積を判定し、前塗布工程での定着液３２の液滴生成量を調整できるので、やはり定着液３２の消費量削減に寄与できる。

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。 定着液非接触付与手段の正面図である。 印加電極の上面図である。 対向電極の上面図である。 定着液非接触付与手段における空気流の流過方向を模式的に示す断面図である。 本発明の実施の第２形態である画像形成装置の要部の構成を模式的に示す断面図である。 図８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

１，５０ 画像形成装置
２ トナー像形成手段
３ 転写手段
４，５１ 定着液非接触付与手段
５ 転写定着手段
６ 記録媒体供給手段
７ スキャナ部
８ 記録媒体
９ ＣＣＤセンサ
１０ｙ，１０ｍ，１０ｃ，１０ｂ 作像ユニット
１１ｙ，１１ｍ，１１ｃ，１１ｂ 感光体ドラム
１２ｙ，１２ｍ，１２ｃ，１２ｂ 帯電ローラ
１３ 光走査ユニット
１４ｙ，１４ｍ，１４ｃ，１４ｂ 現像装置
１５ｙ，１５ｍ，１５ｃ，１５ｂ ドラムクリーナ
１６ｙ，１６ｍ，１６ｃ，１６ｂ トナー
２１ 中間転写ベルト
２２ｙ，２２ｍ，２２ｃ，２２ｂ 中間転写ローラ
２５，２６，２７ 支持ローラ
２８ ベルトクリーナ
３０ 転写定着ローラ
３１ 加熱手段
３２ 定着液
３４ 定着液槽
３５ 定着液搬送部材
３６ 印加電極
３７ 対向電極
３８ 空気流制御部材
４０ 吸気孔
４１ 空気流
４２ 記録媒体カセット
４３ ピックアップローラ
４４ａ，４４ｂ レジストローラ
５２ 定着液接触付与手段
５３ 定着液溜
５４ 定着液供給ローラ
５６ 規制ローラ
５８ 除去ブレード

Claims (8)

1. トナー像を形成するトナー像形成手段と、トナー像形成手段から転写されるトナー像を担持して回転駆動するトナー像担持体を含む転写手段と、トナー像担持体上のトナー像に定着液を付与する第１の定着液非接触付与手段とを含み、トナー像担持体上のトナー像を構成するトナーを定着液により軟化および／または膨潤させてトナー像を記録媒体に定着させる画像形成装置であって、
   第１の定着液非接触付与手段は、
   定着液の液滴を発生させる定着液滴生成手段と、
   定着液滴生成手段とトナー像担持体との間の空間領域に設けられて、定着液滴生成手段からトナー像担持体に向う空気流を制御する空気流制御手段とを含み、定着液の液滴をトナー像担持体上のトナー像に非接触下に付与することを特徴とする画像形成装置。
2. 定着液滴生成手段は、
   定着液を貯留する定着液貯留部と、
   両端に開口部を有しかつその内部に両端の開口部に連なる定着液搬送路を有し、一端が定着液貯留部に貯留される定着液中に浸漬し、他端の先端部がトナー像担持体を臨んで設けられる１または複数の定着液搬送部材と、
   定着液搬送部材に接続されて電圧が印加される印加電極であって、その長手方向に定着液搬送部材を挿通させる１または複数の挿通孔が形成されて定着液搬送部材の少なくとも他端が挿通孔から定着液搬送方向に突出するように設けられる印加電極と、
   印加電極に対向しかつ定着液搬送部材の他端の先端部から離隔するように設けられ、その長手方向に定着液の液滴および空気流を、定着液搬送部材からトナー像担持体に向けて流過させる定着液滴流過孔が形成される対向電極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。
3. 定着液搬送部材は、
   他端の先端部が針状に形成されることを特徴とする請求項２記載の画像形成装置。
4. トナー像を形成するトナー像形成手段と、トナー像形成手段から転写されるトナー像を担持して回転駆動するトナー像担持体を含む転写手段とを含み、トナー像担持体上のトナー像を構成するトナーを定着液により軟化および／または膨潤させてトナー像を記録媒体に定着させる画像形成装置において、
   定着液の液滴を発生させる定着液滴生成手段を含み、
   トナー像担持体上のトナー像に非接触下に定着液の液滴を付与する第２の定着液非接触付与手段と、
   トナー像担持体の回転駆動方向において第２の定着液非接触付与手段の下流側に設けられて、
   トナー像担持体上のトナー像に接触下に定着液を付与する定着液接触付与手段とを含むことを特徴とする画像形成装置。
5. 定着液滴生成手段は、
   定着液を貯留する定着液貯留部と、
   両端に開口部を有しかつその内部に両端の開口部に連なる定着液搬送路を有し、一端が定着液貯留部に貯留される定着液中に浸漬し、他端の先端部がトナー像担持体を臨んで設けられる１または複数の定着液搬送部材と、
   定着液搬送部材に接続されて電圧が印加される印加電極であって、その長手方向に定着液搬送部材を挿通させる１または複数の挿通孔が形成されて定着液搬送部材の少なくとも他端が挿通孔から定着液搬送方向に突出するように設けられる印加電極と、
   印加電極に対向しかつ定着液搬送部材の他端の先端部から離隔するように設けられ、その長手方向に定着液の液滴および空気流を、定着液搬送部材からトナー像担持体に向けて流過させる定着液滴流過孔が形成される対向電極とを含むことを特徴とする請求項４記載の画像形成装置。
6. 定着液搬送部材は、
   他端の先端部が針状に形成されることを特徴とする請求項５記載の画像形成装置。
7. 第２の定着液非接触付与手段は、
   定着液滴生成手段とトナー像担持体との間の空間領域に設けられて、
   定着液滴生成手段からトナー像担持体に向う空気流を制御する空気流制御手段をさらに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。
8. 複写原稿から画像情報を読み取るスキャナ手段をさらに有し、
   第２の定着液非接触付与手段は、
   スキャナ手段に読み取られる画像情報に応じてトナー像に付与される定着液量を制御する定着液量制御手段をさらに含むことを特徴とする請求項５〜７のいずれか１つに記載の画像形成装置。

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