(57)【要約】【課題】定着液付与対象に付与する泡状定着液の嵩密度を所望の状態で安定させることで、安定した定着性能を得ることが出来る定着装置、及びこの定着装置を備えた画像形成装置を提供する。【解決手段】泡発生容器５１１内の液状定着液ＴＬをバブリングによって泡状定着液Ｆを発生させる定着装置５０で、入口部Ｌ４ａから泡搬送管Ｌ４内に進入する泡状定着液Ｆの嵩密度が変化すると値が変化する物性値として空気ポンプＰ３によって泡発生容器５１１内に送り込まれる空気の流量を測定する空気流量計ＡＦを備え、定着制御回路ＣＳは、空気流量計ＡＦの測定結果に基づいて定着液補給ポンプＰ１または定着液排出ポンプＰ２の駆動を制御することで泡発生液面ＬＳｂの高さを調節し、泡発生液面ＬＳｂから入口部Ｌ４ａまでの距離を調節する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂の少なくとも一部を溶解または膨潤させることで樹脂含有微粒子を軟化させる軟化剤を含有した液状定着液を貯留する液体貯留容器及び該液状定着液の液中に気体供給口が位置するように配置された気体供給路によって該液状定着液に気体を供給する気体供給手段を備え、該気体供給手段が該気体供給口から該気体を供給することで該液状定着液内に気泡を発生させるバブリングによって該液体貯留容器内の該液状態着液から泡状定着液を発生させる定着液泡状化手段と、
該樹脂含有微粒子からなる樹脂含有微粒子層を担持する定着液付与対象の表面に該泡状定着液を付与する泡状定着液付与手段とを有し、
該泡状定着液を付与することで軟化した該樹脂含有微粒子を被定着媒体に定着する定着装置において、
上記定着液泡状化手段は、細管状の入口部が上記液体貯留容器近傍に配置され、該液体貯留容器内で発生した上記泡状定着液が該入口部から進入し、進入した該泡状定着液が内部を通過して次工程に向けて搬送される泡搬送管を備え、
上記入口部から上記泡搬送管内に進入する上記泡状定着液の嵩密度が変化すると値が変化する物性値を測定する測定手段と、
該測定手段の測定結果に基づいて上記液貯留容器内の上記液状定着液の液面から該入口部までの距離を調節する距離調節手段を有することを特徴とする定着装置。
【請求項２】
請求項１の定着装置において、
上記測定手段は、上記物性値として上記液状定着液の液中に送り込まれる上記気体の状態量を測定することを特徴とする定着装置。
【請求項３】
請求項２の定着装置において、
上記測定手段は、上記気体の状態量として単位時間当りの流量を測定する流量計であることを特徴とする定着装置。
【請求項４】
請求項３の定着装置において、
上記液状定着液の液中に上記気体を送り込む空気ポンプを備え、上記流量計は該空気ポンプに対して該気体の移動方向の上流側に配置したことを特徴とする定着装置。
【請求項５】
請求項２乃至４のいずれか１項に記載の定着装置において、
上記測定手段は、上記気体の状態量として圧力を測定する圧力計であることを特徴とする定着装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか１項に記載の定着装置において、
上記距離調節手段は、上記液貯留容器内の上記液状定着液の液面の高さを調節することによって該液状定着液の液面から上記入口部までの距離を調節することを特徴とする定着装置。
【請求項７】
請求項６の定着装置において、
駆動することで上記液貯留容器内に上記液状定着液を補給する補給ポンプと、駆動することで該液貯留容器内の該液状定着液を排出する排出ポンプとを備え、該補給ポンプを駆動することで該液状定着液の液面から上記入口部までの距離を短くし、該排出ポンプを駆動することで該液状定着液の液面から該入口部までの距離を長くすることを特徴とする定着装置。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれか１項に記載の定着装置において、
上記距離調節手段は、上記入口部の位置を調節することによって上記液状定着液の液面から該入口部までの距離を調節することを特徴とする定着装置。
【請求項９】
請求項１乃至７のいずれか１項に記載の定着装置において、
上記入口部を上記液貯留容器の複数箇所に配置し、上記距離調節手段は、複数の該入口部のうち上記泡状定着液が進入する該入口部を切り換えることによって上記液状定着液の液面から該入口部までの距離を調節することを特徴とする定着装置。
【請求項１０】
樹脂と色剤を含有する樹脂微粒子を含むトナーを用いて記録媒体上にトナー像を形成するトナー像形成手段と、
記録媒体に転写するトナー像を担持するトナー像担持体の表面、または、トナー像を担持する記録媒体の表面に定着液を付与し、該記録媒体上に該トナー像を定着せしめる定着手段とを備える画像形成装置であって、
該定着手段として、請求項１乃至９のいずれか１項に記載の定着装置を用いることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置、及び、画像形成装置に適用可能な定着装置に関するものである。詳しくは、トナー等の樹脂微粒子の樹脂成分の少なくとも一部を溶解または膨潤させて被定着媒体上に定着させる定着液を被定着媒体上また樹脂微粒子担持体上の樹脂微粒子に付与する定着装置、及びこれを備えた画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
プリンタ、ファクシミリ及び複写装置のような画像形成装置は、紙、布、及びＯＨＰ用シートのような被定着媒体に、画像情報に基づいて文字や記号を含む画像を形成する装置である。画像形成装置には種々の方式があるが、電子写真方式の画像形成装置は、普通紙に高精細な画像を高速で形成することができるため、広くオフィスで使用されている。このような電子写真方式の画像形成装置としては、定着速度、定着画像品質等の点から被定着媒体である記録媒体上のトナーを加熱して軟化あるいは溶融させ、軟化等させたトナーを加圧することによって、トナーを記録媒体上に定着させる熱定着方式が広く普及している。これはハロゲンヒーターやセラミックヒータ等の発熱体でローラやフィルム等を加熱し、未定着トナーが乗った記録紙を加圧ローラで挟んで加熱・加圧してトナーを軟化あるいは溶融、変形させ、記録紙の繊維中にアンカリングすることで定着させる。この方式は均一性、安定性に優れているため広く普及しているが、一方で発熱体を用いて加熱するために多くのエネルギーを要し、消費エネルギーが大きい定着装置であるという欠点がある。
熱定着方式の定着装置に比べて省エネルギー化を実現できる定着方式として、トナーを定着するために加熱を行わない湿式定着方式が知られている（例えば、特許文献１〜特許文献２に記載の定着装置で用いる定着方式）。湿式定着方式は、トナーの樹脂成分の少なくとも一部を溶解または膨潤させることでトナーを軟化させる軟化剤を含有する定着液を記録紙表面上のトナー像に付与してトナー像を定着させるものであるため、熱定着方式よりも省エネルギー化を実現できる。
【０００３】
特許文献１に記載の定着装置は、接触型の定着液付与手段である塗布ローラを用いて定着液を液状のまま定着液付与対象である記録媒体に塗布することで、定着液を定着液付与対象上の未定着トナー像に付与する構成である。このような液状定着液をトナー像に塗布して定着を行う構成では、定着液付与対象上のトナー像への定着液の微量塗布と塗布ローラへのトナーオフセット防止を両立させることが極めて難しいという問題があった。以下、この問題について説明する。
【０００４】
塗布ローラを用いて定着液付与対象上の未定着トナー像へ定着液を塗布する構成において、定着液を定着液付与対象に微量付与するために、塗布ローラ上の定着液の層の厚みが未定着トナー像の層よりも薄くした場合、次のような問題が生じることがあった。塗布ローラの表面が定着液付与対象と接触した後、塗布ローラの表面が定着液付与対象から剥離する位置で、定着液付与対象に付与されず塗布ローラ表面に残った定着液の液膜によって生じる表面張力で定着液付与対象上のトナー層のトナー粒子が引っ張られてしまう。これにより、塗布ローラの表面にオフセットしたトナー粒子が付着し、塗布ローラと剥離した後の定着液付与対象上のトナー像が大幅に乱れてしまう。
【０００５】
逆に、塗布ローラ上の定着液の層の厚みを未定着トナー層よりも十分厚くすると、塗布ローラが定着液付与対象から剥離する位置では、液量が多いため塗布ローラの表面の液膜による表面張力が定着液付与対象上のトナー層のトナー粒子に作用しにくくなる。これにより、塗布ローラ側にトナーが付着しにくくなるが、定着液付与対象の表面に多量の定着液が塗布される。このため、定着液付与対象上で過剰な定着液により定着液の拡散にともないトナー粒子が流れ画質劣化を生じたり、定着液の乾燥時間が長くなり定着応答性に問題が生じたりしてしまう。また、記録媒体に著しい残液感（紙を手で触れたときの湿った感触）が発生する。また、定着液が水を含有するものであると、紙等のセルロースを含有する記録媒体への定着液の付与量が多い場合、紙等の記録媒体が著しくカールし、画像形成装置などの装置内における記録媒体搬送時に紙詰まりが発生の恐れがある。
このように、塗布ローラを用いて定着液を付与する構成では、定着液の塗布量が多すぎると、トナー粒子が流されることによる画質劣化、定着液の乾燥時間が長くなることによる定着応答性の低下、記録媒体によっては紙詰まりが発生しやすくなる、といった問題が生じる。一方、これらの問題を防止するために定着液を微量塗布する構成とすると、上述したように塗布ローラの表面にトナー粒子がオフセットしてしまう。
よって、塗布ローラで定着液を塗布する構成では、定着応答性向上や残液感低減やカール防止のために定着液付与対象上のトナー層に定着液を微量塗布することと塗布ローラへのトナーオフセットを防止することとを両立することが極めて難しい。
【０００６】
定着液の微量塗布とトナーオフセットの防止とを両立することができる定着方式として、特許文献２及び特許文献３に記載の方式がある。特許文献２及び特許文献３には、定着液を液中に気泡が分散した泡状定着液とする定着液泡状化手段を備え、泡状定着液を定着液付与対象である記録媒体上のトナー像に塗布する構成が記載されている。このように、定着液を泡状とすることにより定着液の嵩密度を下げることが出来る。このため、従来よりも少量の定着液で塗布ローラ表面上の定着液の膜厚を厚くすることが出来、液体の表面張力の定着液付与対象上のトナー粒子に対する影響を軽減することができる。また、少量の定着液であるため、記録媒体上の残液感を抑制することが出来る。さらに、泡状の定着液は通常の液体状の定着液よりも流れ難いため、定着液によって定着液付与対象上のトナー粒子が流されることによる画像劣化も防止することができる。よって、特許文献２及び特許文献３に記載の定着装置のように泡状定着液を用いて定着を行うことにより、従来よりも少量の定着液塗布量でトナー画像を乱すことなく定着することができる。
【０００７】
特許文献２及び特許文献３に記載の定着装置のように泡状定着液を用いて定着を行う構成では、泡状定着液の嵩密度によって定着性が変化する。これは以下の理由による。
すなわち、塗布ローラ表面上の泡状定着液の薄層の膜厚が同じで膜厚であっても、泡状定着液の嵩密度が異なれば、塗布ローラ表面上の単位面積当りに担持される定着液の量が異なってくる。同様に、塗布ローラ表面上の単位面積当りに担持される定着液の量が同じであっても、泡状定着液の嵩密度が異なれば、塗布ローラ表面上の定着液の薄層の膜厚が異なってくる。そして、上述したように、トナーオフセットを防止するためには十分な定着液の膜厚が必要であり、定着応答性向上や残液感低減やカール防止のために微量塗布が求められるため、定着液の量と定着液の膜厚とに影響を及ぼす泡状定着液の嵩密度が変化すれば定着性が変化する。このため、定着装置の定着液泡状化手段では、所望の嵩密度となる泡状定着液を生成することが求められる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
定着装置の定着液泡状化手段として、特許文献３の図７には、液体貯留容器内の液体定着液の液中に空気を送り込み、液体定着液内に気泡を発生させるバブリングによって泡状定着液を生成する構成が記載されている。この構成では、細管状の入口部が上記液体貯留容器内に配置された泡搬送管を備え、液体貯留容器内で発生した泡状定着液が入口部から泡搬送管に進入し、泡状定着液が泡搬送管内を通過して次工程に向けて搬送される。このようなバブリングによって泡状定着液を生成する構成について、本発明者らは鋭意検討を重ねた。この鋭意検討により、泡状定着液が液体貯留容器内の液状定着液の液面から発生してから泡搬送管の入口部に到達するまでの時間が、定着液付与対象上に付与するときの泡状定着液の嵩密度に影響することが分かった。これは以下の理由による。
【０００９】
泡搬送管のように細管状の搬送路では泡状の液体は通常の液体に比べて搬送時の抵抗が非常に大きく、重力のみによっての搬送は困難である。このため、泡搬送管内では液体貯留容器内の気圧と次工程を構成する空間内の気圧との圧力差によって泡状定着液が次工程を構成する空間に向かって押し出されるように搬送される。ここで、泡状定着液と泡搬送管の内壁との間に気体が通過できる隙間があるとその隙間から圧が逃げて泡状定着液を搬送することができなくなる。よって、泡搬送管内を泡状定着液が搬送されている状態では泡搬送管内は泡状定着液で満たされている。また、泡搬送管の途中に泡搬送管内に対して空気や定着液を供給する供給路や泡搬送管内から空気や定着液を排出路があると、供給路や排出路から圧が逃げて泡状定着液を搬送することができなくなる。よって、泡搬送管内を泡状定着液が搬送されている状態では、泡搬送管内の泡状定着液に対して新たに空気や定着液が供給されて質量が増加したり、泡搬送管内の泡状定着液を構成する空気や定着液の質量が減少したりすることが無い。このため、泡搬送管を通過して次工程を構成する空間に到達した泡状定着液の定着液と空気との質量の割合は泡搬送管の入口部に進入したときの泡状定着液とほぼ同じである。
液体貯留容器内と次工程を構成する空間内とでは圧力差があるため、泡搬送管の入口部に進入したときと次工程に到達したときとでは泡状定着液の体積が変化し嵩密度の値は変化するが、泡状定着液に含まれる定着液と空気との質量の割合は変化しない。よって、例えば、泡搬送管の入口部に進入したときの泡状定着液に含まれる空気に対する定着液の質量の割合が増加した場合は、次工程に到達したときの泡状定着液に含まれる空気に対する定着液の質量の割合も増加する。このため、泡搬送管の入口部に進入したときの嵩密度の値の増減に伴い、次工程に到達したときの泡状定着液の嵩密度増減し、次工程に到達したときの泡状定着液の嵩密度は泡搬送管の入口部に進入したときの泡状定着液の嵩密度に依存する。
次工程として、到達した泡状定着液に剪断力を付与して分泡し泡径を小さくする泡小径化手段を備えたものがあるが、分泡するときも泡状定着液に含まれる定着液と空気との割合は変化しない。このため、分泡後に泡状定着液付与手段に供給される小径の泡状定着液の嵩密度も泡搬送管の入口部に進入したときの泡状定着液の嵩密度に依存する。
【００１０】
一方、液体貯留容器内の液状定着液の液面から発生して泡搬送管の入口部に向かう泡状定着液は、泡を構成する気泡と気泡との間の定着液が徐々に下方へ垂れていくため、気泡と気泡との間の定着液の層は時間が経つほど厚みが薄くなる。これにより、泡状定着液の体積に対する質量である嵩密度は減少する。よって、泡状定着液が液体貯留容器内の液状定着液の液面から発生してから泡搬送管の入口部に到達するまでの時間が長ければ長いほど、泡搬送管の入口部に進入したときの泡状定着液の嵩密度は小さくなる。その結果、定着液付与対象上に付与するときの泡状定着液の嵩密度も小さくなる。逆に、泡状定着液が発生してから泡搬送管の入口部に到達するまでの時間が短くなると、泡搬送管の入口部に進入したときの泡状定着液の嵩密度は大きくなる。その結果、定着液付与対象上に付与するときの泡状定着液の嵩密度も大きくなる。
このように、泡状定着液が液体貯留容器内の液状定着液の液面から発生してから泡搬送管の入口部に到達するまでの時間は、定着液付与対象上に付与するときの泡状定着液の嵩密度に影響する。
【００１１】
泡状定着液が液状定着液の液面から泡搬送管の入口部に到達するまでの時間に影響を与える構成としては、液体貯留容器内の液体定着液の液中に空気を送り込むポンプの駆動源の出力や液体貯留容器内の液状定着液の液面の高さがある。
ポンプの駆動源の出力を大きくすると、液体定着液の液中に送り込まれる空気の流量が増加し、単位時間当りに発生する泡状定着液の量が増加し、先に発生した泡状定着液が後から発生した泡状定着液に押し上げられる作用が増す。これにより、液状定着液の液面で発生して泡搬送管の入口部に向かう泡状定着液の移動速度が速くなる。このように、ポンプの駆動源の出力を大きくすると、泡搬送管の入口部に向かう泡状定着液の移動速度が速くなるため、泡状定着液が液状定着液の液面から泡搬送管の入口部に到達するまでの時間は短くなる。逆に、ポンプの駆動源の出力を小さくすると、泡搬送管の入口部に向かう泡状定着液の移動速度が遅くなり、泡状定着液が液状定着液の液面から泡搬送管の入口部に到達するまでの時間は長くなる。
また、液体貯留容器内の液状定着液の液面の高さが高いと、液状定着液の液面から泡搬送管の入口部までの距離が短くなり、泡状定着液が液状定着液の液面から泡搬送管の入口部に到達するまでの時間は短くなる。逆に、液体貯留容器内の液状定着液の液面の高さが低いと、液状定着液の液面から泡搬送管の入口部までの距離が長くなり、泡状定着液が液状定着液の液面から泡搬送管の入口部に到達するまでの時間は長くなる。
【００１２】
このような関係から、所望の嵩密度の泡状定着液を経時に渡って安定して得るためには、泡状定着液の嵩密度が所望の嵩密度となる状態のポンプの駆動源の出力と液体貯留容器内の液状定着液の液面の高さとを維持するように制御することが考えられる。しかし、本発明者らがさらに検討を重ねたところ、所望の嵩密度の泡状定着液を得られたときのポンプの駆動源の出力と液体貯留容器内の液状定着液の液面の高さとを維持するように制御を行ったとしても、所望の嵩密度の泡状定着液を得られなくなることがわかった。
【００１３】
泡搬送管の泡状定着液の嵩密度が所望の状態から何らの原因により高い側に振れると、泡状定着液が液状に近づく方向となり、泡搬送管内での泡状定着液の搬送抵抗が減少する。泡搬送管内での搬送抵抗と、液体貯留容器内の気圧と次工程を構成する空間内の気圧との圧力差とは相関があり、泡搬送管内での搬送抵抗が減少すると、より小さな圧力差で泡搬送管での泡状定着液の搬送が可能となる。このため、泡搬送管内を泡状定着液が搬送されている状態で、泡搬送管内での搬送抵抗が減少すると上記圧力差は小さくなり、次工程を構成する空間内の気圧に変化が無ければ、液体貯留容器内の気圧が低下する。液体貯留容器内の気圧が低下すると、液体貯留容器内の液体定着液の液中に空気を送り込むポンプの駆動負荷が低下し、ポンプの駆動源の出力に変化が無ければ液体定着液の液中に送り込まれる空気の流量が増加する。液体定着液の液中に送り込まれる空気の流量が増加すると、泡状定着液が液状定着液の液面から泡搬送管の入口部に到達するまでの時間が短くなるため、泡搬送管の入口部に到達する泡状定着液の嵩密度はさらに高くなる。その結果、ポンプの駆動源の出力と液体貯留容器内の液状定着液の液面の高さとを維持するように制御したとしても嵩密度が高くなり続ける。泡状定着液の嵩密度が高くなり続けると、液状定着液に近い状態になり、上述した液状定着液を使用する構成と同様の不具合が生じる。
【００１４】
逆に、泡搬送管の泡状定着液の嵩密度が所望の状態から何らの原因により低い側に振れると、泡状定着液が液状から離れる方向となり、泡搬送管内での泡状定着液の搬送抵抗が増加する。搬送管内での泡状定着液の搬送抵抗が増加すると、泡状定着液の搬送にはより大きな圧力差が必要となる。このため、泡搬送管内を泡状定着液が搬送されている状態で、泡搬送管内での搬送抵抗が増加すると上記圧力差は大きくなり、次工程を構成する空間内の気圧に変化が無ければ、液体貯留容器内の気圧が上昇する。液体貯留容器内の気圧が上昇すると、液体貯留容器内の液体定着液の液中に空気を送り込むポンプの駆動負荷が上昇し、ポンプの駆動源の出力に変化が無ければ液体定着液の液中に送り込まれる空気の流量が減少する。液体定着液の液中に送り込まれる空気の流量が減少すると、泡状定着液が液状定着液の液面から泡搬送管の入口部に到達するまでの時間が長くなるため、泡搬送管の入口部に到達する泡状定着液の嵩密度はさらに低くなる。その結果、ポンプの駆動源の出力と液体貯留容器内の液状定着液の液面の高さとを維持するように制御したとしても嵩密度が低くなり続ける。泡状定着液の嵩密度が低くなり続けるとドライフォームと呼ばれる状態になり、泡状定着液に含まれる定着液の量が不足して、トナーを十分に軟化させることが出来ず、定着不良となる。
【００１５】
本発明は以上の問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、定着液付与対象に付与する泡状定着液の嵩密度を所望の状態で安定させることで、安定した定着性能を得ることが出来る定着装置、及びこの定着装置を備え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】
【００１６】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、樹脂の少なくとも一部を溶解または膨潤させることで樹脂含有微粒子を軟化させる軟化剤を含有した液状定着液を貯留する液体貯留容器及び該液状定着液の液中に気体供給口が位置するように配置された気体供給路によって該液状定着液に気体を供給する気体供給手段を備え、該気体供給手段が該気体供給口から該気体を供給することで該液状定着液内に気泡を発生させるバブリングによって該液体貯留容器内の該液状態着液から泡状定着液を発生させる定着液泡状化手段と、該樹脂含有微粒子からなる樹脂含有微粒子層を担持する定着液付与対象の表面に該泡状定着液を付与する泡状定着液付与手段とを有し、該泡状定着液を付与することで軟化した該樹脂含有微粒子を被定着媒体に定着する定着装置において、上記定着液泡状化手段は、細管状の入口部が上記液体貯留容器近傍に配置され、該液体貯留容器内で発生した上記泡状定着液が該入口部から進入し、進入した該泡状定着液が内部を通過して次工程に向けて搬送される泡搬送管を備え、上記入口部から上記泡搬送管内に進入する上記泡状定着液の嵩密度が変化すると値が変化する物性値を測定する測定手段と、該測定手段の測定結果に基づいて上記液貯留容器内の上記液状定着液の液面から該入口部までの距離を調節する距離調節手段を有することを特徴とするものである。
また、請求項２の発明は、請求項１の定着装置において、上記測定手段は、上記物性値として上記液状定着液の液中に送り込まれる上記気体の状態量を測定することを特徴とするものである。
また、請求項３の発明は、請求項２の定着装置において、上記測定手段は、上記気体の状態量として単位時間当りの流量を測定する流量計であることを特徴とするものである。
また、請求項４の発明は、請求項３の定着装置において、上記液状定着液の液中に上記気体を送り込む空気ポンプを備え、上記流量計は該空気ポンプに対して該気体の移動方向の上流側に配置したことを特徴とするものである。
また、請求項５の発明は、請求項２乃至４のいずれか１項に記載の定着装置において、上記測定手段は、上記気体の状態量として圧力を測定する圧力計であることを特徴とするものである。
また、請求項６の発明は、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の定着装置において、上記距離調節手段は、上記液貯留容器内の上記液状定着液の液面の高さを調節することによって該液状定着液の液面から上記入口部までの距離を調節することを特徴とするものである。
また、請求項７の発明は、請求項６の定着装置において、駆動することで上記液貯留容器内に上記液状定着液を補給する補給ポンプと、駆動することで該液貯留容器内の該液状定着液を排出する排出ポンプとを備え、該補給ポンプを駆動することで該液状定着液の液面から上記入口部までの距離を短くし、該排出ポンプを駆動することで該液状定着液の液面から該入口部までの距離を長くすることを特徴とするものである。
また、請求項８の発明は、請求項１乃至７のいずれか１項に記載の定着装置において、上記距離調節手段は、上記入口部の位置を調節することによって上記液状定着液の液面から該入口部までの距離を調節することを特徴とするものである。
また、請求項９の発明は、請求項１乃至７のいずれか１項に記載の定着装置において、上記入口部を上記液貯留容器の複数箇所に配置し、上記距離調節手段は、複数の該入口部のうち上記泡状定着液が進入する該入口部を切り換えることによって上記液状定着液の液面から該入口部までの距離を調節することを特徴とするものである。
また、請求項１０の発明は、樹脂と色剤を含有する樹脂微粒子を含むトナーを用いて記録媒体上にトナー像を形成するトナー像形成手段と、記録媒体に転写するトナー像を担持するトナー像担持体の表面、または、トナー像を担持する記録媒体の表面に定着液を付与し、該記録媒体上に該トナー像を定着せしめる定着手段とを備える画像形成装置であって、該定着手段として、請求項１乃至９のいずれか１項に記載の定着装置を用いることを特徴とするものである。
【００１７】
本発明においては、距離調節手段は、測定手段によって測定された物性値が入口部から泡搬送管内に進入する泡状定着液の嵩密度が所望の状態よりも高くなったことを示す値であった場合は、液状定着液の液面から入口部までの距離を長くするように調節する。液状定着液の液面から入口部までの距離を長くすることで、泡状定着液が液状定着液の液面から泡搬送管の入口部に到達するまでの時間が長くなり、泡搬送管の入口部に到達する泡状定着液の嵩密度を下げることができる。これにより、定着液泡状化手段で生成される泡状定着液の嵩密度が高くなり始めた場合に、泡状定着液の嵩密度が高くなり続けることを防止し、所望の状態よりも高くなった嵩密度を所望の状態に近づけることが出来る。
また、距離調節手段は、測定手段によって測定された物性値が入口部から泡搬送管内に進入する泡状定着液の嵩密度が所望の状態よりも低くなったことを示す値であった場合は、液状定着液の液面から入口部までの距離を短くするように調節する。液状定着液の液面から入口部までの距離を短くするこことで、泡状定着液が液状定着液の液面から泡搬送管の入口部に到達するまでの時間が短くなり、泡搬送管の入口部に到達する泡状定着液の嵩密度を上げることができる。これにより、定着液泡状化手段で生成される泡状定着液の嵩密度が低くなり始めた場合に、泡状定着液の嵩密度が低くなり続けることを防止し、所望の状態よりも低くなった嵩密度を所望の状態に近づけることが出来る。
このように、泡状定着液の嵩密度に変化が生じたときに、変化し続けることを防止し、変化した嵩密度を所望の状態に近づけることができるため、定着液付与対象に付与する泡状定着液の嵩密度を所望の状態で安定させることができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、定着液付与対象に付与する泡状定着液の嵩密度を所望の状態で安定させることができるため、安定した定着性能を得ることができるという優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】実施例１の定着装置の説明図。
【図２】実施形態に係るプリンタを示す概略構成図。
【図３】同プリンタが備える定着装置の概略図。
【図４】空気流量と嵩密度との関係を示すグラフ。
【図５】実施例１の定着装置で空気流量計を空気ポンプの下流側に配置した構成の説明図。
【図６】実施例１の定着装置で定着液補給管と定着液排出管との開口端が共通する構成の説明図。
【図７】液面‐管入口管距離と嵩密度との関係を示すグラフ。
【図８】実施例２の定着装置の説明図。
【図９】空気圧と嵩密度との関係を示すグラフ。
【図１０】実施例３の定着装置の説明図。
【図１１】実施例３の定着装置で泡発生容器の上部ケーシングが上下に移動する構成の説明図。
【図１２】実施例３の定着装置で泡発生容器が上下に伸縮する構成の説明図。
【図１３】実施例４の定着装置の説明図。
【図１４】実施例５の定着装置の説明図。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明を、電子写真方式によって画像を形成する画像形成装置であるカラープリンタ（以下、プリンタ１００と呼ぶ）に適用した実施形態について説明する。なお、本実施形態では本発明の特徴部を備える画像形成装置がプリンタである構成について説明するが、複写機、ファクシミリ等の他の画像形成装置であってもよい。
まず、実施形態に係るプリンタ１００の基本的な構成について説明する。図２は、実施形態に係るプリンタ１００を示す概略構成図である。
【００２１】
プリンタ１００は、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンダ（Ｍ）、黒（Ｋ）の４色のトナー像を重ね合わせてフルカラーの画像を形成するタンデム方式の多色カラープリンタである。プリンタ１００は、４つの感光体ドラム３０（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）、４つのクリーニングユニット３１（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）、４つの帯電装置３２（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）、４つの現像ローラ３３（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）、及び、４つのトナーカートリッジ３４（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）を備える。また、プリンタ１００は、光走査装置１０、中間転写ベルト４０、二次転写ローラ４２、定着装置５０、給紙コロ５４、レジストローラ対５６、排紙ローラ５８、給紙トレイ６０、排紙トレイ７０、及び、通信制御装置８０を備える。さらに、プリンタ１００は、各部を統括的に制御するプリンタ制御装置９０を備えている。また、中間転写ベルト４０上に形成されたパターン画像の画像濃度を検知するＰセンサ４５を備えている。
【００２２】
ここで、図２に示すＸＹＺの３次元直交座標系において、各感光体ドラム３０の回転軸方向に沿った方向をＹ軸方向、４つの感光体ドラムの配列方向に沿った方向をＸ軸方向、プリンタ１００における鉛直上方向をＺ軸方向として説明する。
プリンタ制御装置９０は通信制御装置８０に接続されており、この通信制御装置８０はネットワークなどを介したパソコン等の上位装置２００との双方向の通信を制御する。
各感光体ドラム３０はいずれも、その表面に感光層が形成されている。すなわち、各感光体ドラム３０の表面がそれぞれ光走査装置１０による被走査面である。なお、各感光体ドラム３０は、不図示の回転機構により、図２中の矢印方向に回転するものである。
【００２３】
黒用感光体ドラム３０Ｋの表面近傍には、黒用感光体ドラム３０Ｋの回転方向に沿って、黒用帯電装置３２Ｋ、黒用現像ローラ３３Ｋ、黒用クリーニングユニット３１Ｋが配置されている。
図２に示すように、黒用感光体ドラム３０Ｋ、黒用帯電装置３２Ｋ、黒用現像ローラ３３Ｋ、黒用トナーカートリッジ３４Ｋ、及び黒用クリーニングユニット３１Ｋは、組として使用され、黒のトナー像を形成する黒用画像形成ステーションを構成する。
【００２４】
シアン用感光体ドラム３０Ｃの表面近傍には、シアン用感光体ドラム３０Ｃの回転方向に沿って、シアン用帯電装置３２Ｃ、シアン用現像ローラ３３Ｃ、シアン用クリーニングユニット３１Ｃが配置されている。
図２に示すように、シアン用感光体ドラム３０Ｃ、シアン用帯電装置３２Ｃ、シアン用現像ローラ３３Ｃ、シアン用トナーカートリッジ３４Ｃ、及びシアン用クリーニングユニット３１Ｃは、組として使用され、シアンのトナー像を形成するシアン用画像形成ステーションを構成する。
【００２５】
マゼンタ用感光体ドラム３０Ｍの表面近傍には、マゼンタ用感光体ドラム３０Ｍの回転方向に沿って、マゼンタ用帯電装置３２Ｍ、マゼンタ用現像ローラ３３Ｍ、マゼンタ用クリーニングユニット３１Ｍが配置されている。
図２に示すように、マゼンタ用感光体ドラム３０Ｍ、マゼンタ用帯電装置３２Ｍ、マゼンタ用現像ローラ３３Ｍ、マゼンタ用トナーカートリッジ３４Ｍ、及びマゼンタ用クリーニングユニット３１Ｋは、組として使用され、マゼンタのトナー像を形成するマゼンタ用画像形成ステーションを構成する。
【００２６】
イエロー用感光体ドラム３０Ｙの表面近傍には、イエロー用感光体ドラム３０Ｙの回転方向に沿って、イエロー用帯電装置３２Ｙ、イエロー用現像ローラ３３Ｙ、イエロー用クリーニングユニット３１Ｙが配置されている。
図２に示すように、イエロー用感光体ドラム３０Ｙ、イエロー用帯電装置３２Ｙ、イエロー用現像ローラ３３Ｙ、イエロー用トナーカートリッジ３４Ｙ、及びイエロー用クリーニングユニット３１Ｙは、組として使用され、イエローのトナー像を形成するイエロー用画像形成ステーションを構成する。
【００２７】
次に、プリンタ１００におけるプリント動作に付いて説明する。プリンタ制御装置９０は、上位装置２００からのプリント開始命令を受信したり、図示しないプリント開始ボタンが押されたりすると、プリント動作を開始する。
プリント動作が開始されると、各帯電装置３２は、対応する感光体ドラム３０の表面をそれぞれ均一に帯電させる。
光走査装置１０は、上位装置２００からの多色の画像情報（黒画像情報、シアン画像情報、マゼンタ画像情報、イエロー画像情報）に基づいて、各色毎に変調された光束を、対応する感光体ドラム３０の帯電された表面にそれぞれ照射する。これにより、各感光体ドラム３０の表面では、光が照射された部分だけ電荷が消失し、画像情報に対応した潜像が各感光体ドラム３０の表面にそれぞれ形成される。ここで形成された潜像は、感光体ドラム３０の回転に伴って対応する現像ローラ３３の方向に移動する。
【００２８】
黒用トナーカートリッジ３４Ｋには黒トナーが格納されており、この黒トナーは黒用現像ローラ３３Ｋに供給される。シアン用トナーカートリッジ３４Ｃにはシアントナーが格納されており、このトナーはシアン用現像ローラ３３Ｃに供給される。マゼンタ用トナーカートリッジ３４Ｍにはマゼンタトナーが格納されており、このトナーはマゼンタ用現像ローラ３３Ｍに供給される。イエロー用トナーカートリッジ３４Ｙにはイエロートナーが格納されており、このトナーはイエロー用現像ローラ３３Ｙに供給される。プリンタ１００で使用する各色のトナーは、樹脂が含まれる微粒子である。
【００２９】
各現像ローラ３３は、回転に伴って、対応するトナーカートリッジ３４からのトナーが、その表面に薄く均一に塗布される。そして、各現像ローラ３３の表面のトナーは、対応する感光体ドラム３０の表面に接すると、この表面における光走査装置１０によって光が照射された部分にだけ移行し、そこに付着する。すなわち、各現像ローラ３３は、対応する感光体ドラム３０の表面に形成された潜像にトナーを付着させて顕像化させる。ここでトナーが付着した像（トナー像）は、感光体ドラム３０の回転に伴って中間転写ベルト４０の方向に移動する。
【００３０】
各感光体ドラム３０の表面上に形成されたイエロー、マゼンタ、シアン、黒の各トナー画像は、所定のタイミングで中間転写ベルト４０上に順次転写され、重ね合わされ、フルカラーのトナー像となる。
各クリーニングユニット３１は、対応する感光体ドラム３０の中間転写ベルト４０と対向する位置を通過した表面に残ったトナー（残留トナー）を除去する。残留トナーが除去された感光体ドラム３０の表面は、再度対応する帯電装置３２に対向する位置に戻る。
【００３１】
中間転写ベルト４０の下方に配置されている給紙トレイ６０には記録紙Ｐが格納されている。この給紙トレイ６０の近傍には給紙コロ５４が配置されており、給紙コロ５４は、記録紙Ｐを給紙トレイ６０から１枚づつ取り出し、レジストローラ対５６に搬送する。レジストローラ対５６は、所定のタイミングで記録紙Ｐを中間転写ベルト４０と二次転写ローラ４２との対向部である二次転写ニップに向けて送り出す。これにより、中間転写ベルト４０上のフルカラーのトナー像が記録紙Ｐに転写され、記録紙上にフルカラー画像のトナー層が形成される。二次転写ニップでフルカラーのトナー像が転写された記録紙Ｐは、定着装置５０に送られる。
【００３２】
図３は、定着装置５０の該略図である。
定着装置５０は、詳細は後述する泡状定着液生成部５１と定着液塗布部５２とを備える。泡状定着液生成部５１は、液状の定着液から液中に気泡が分散した泡状定着液Ｆを生成し、定着液塗布部５２の塗布ローラ５２１の表面上に泡状定着液Ｆを供給する。定着液塗布部５２は、塗布ローラ５２１、加圧ローラ５２２、泡膜厚規制ブレード５２３及びクリーニングブレード５２４等を有している。図３に示すように、記録紙Ｐは、図中の＋Ｚ側の面にトナー画像であるトナー層Ｔが転写されており、図中矢印Ｄで示すように−Ｘ方向に進行している。以下では、記録紙Ｐにおける＋Ｚ側の面を「おもて面」、−Ｚ側の面を「裏面」ともいう。
塗布ローラ５２１は、Ｙ軸方向を長手方向とし、Ｙ軸に平行な軸回りに図中の矢印Ｂ方向に回転する。加圧ローラ５２２は、Ｙ軸方向を長手方向とし、Ｙ軸に平行な軸回りに図中の矢印Ｃ方向に回転する。
【００３３】
図３に示すように、加圧ローラ５２２は塗布ローラ５２１の下方に当接しており、塗布ローラ５２１と加圧ローラ５２２との当接部に記録紙Ｐを挟み込む塗布ニップＮが形成されている。定着液塗布部５２は、未定着のトナー層Ｔからなる未定着画像を担持する記録紙Ｐのおもて面に泡状定着液生成部５１で生成された泡状定着液Ｆを塗布ニップＮで塗布する構成である。
定着装置５０は、塗布ニップＮで泡状定着液Ｆによって記録紙Ｐ上のトナー層Ｔに含まれる樹脂を軟化させるとともに、加圧ローラ５２２の塗布ローラ５２１に対する当接圧によって圧力を加えてトナー層Ｔを記録紙Ｐに定着させる。
【００３４】
定着装置５０でトナー層Ｔが定着された記録紙Ｐは、図２に示す排紙ローラ５８に向かって搬送され、排紙ローラ５８の回転により排紙トレイ７０上に排出される。
【００３５】
定着装置５０では、泡状定着液生成部５１で生成された泡状定着液Ｆは、泡付与ヘッド５１４を介して、塗布ローラ５２１の＋Ｚ側の面上に供給され、塗布ローラ５２１の回転に伴って、塗布ニップＮに向かって移動する。泡膜厚規制ブレード５２３は、塗布ローラ５２１の−Ｘ側に配置され、塗布ローラ５２１の表面上に担持された泡状定着液Ｆの膜厚を所定の厚さに規制する。
【００３６】
塗布ローラ５２１上での必要な泡膜厚は、次の計算で簡単に求めることができる。ここでは、Ａ４（２９７×２１０［ｍｍ］）の記録紙Ｐに必要な定着液量（以下、液必要量という）を０．１［ｇ］とする。定着液量がこの液必要量より多ければ多いいほど、記録紙Ｐが定着液によって膨潤し、カールが目立つようになって、商品価値が著しく低下する。また、定着液量が液必要量よりも少ないと、定着不良を起こしてしまう。ここで、泡状定着液Ｆの嵩密度を０．０２［ｇ／ｃｍ３］（＝０．０２／１０００［ｇ／ｍｍ３］）、液状定着液ＴＬの比重を１、塗布ローラ５２１上での必要な泡膜の厚さをｔ［ｍｍ］とすると、次の（１）式の関係が成立する。
（２９７×２１０×ｔ）×０．０２／１０００＝０．１  ・・・・・・（１）
上記（１）式を解くと、ｔ＝０．０８［ｍｍ］となる。すなわち、必要な泡膜の厚さは約８０［μｍ］となる。なお、実際には、塗布ローラ５２１上の泡状定着液Ｆの全てが記録紙Ｐに転写される訳ではない。仮に、泡状定着液Ｆの記録紙Ｐへの転写率を９０［％］とすると、８０［μｍ］／０．９＝８８［μｍ］となる。すなわち、約９０［μｍ］の厚さの泡膜を塗布ローラ５２１上に作成すれば良いこととなる。
【００３７】
通常、厚さ９０［μｍ］の泡膜を作るには、泡状定着液Ｆを隙間が９０［μｍ］のスリットに通せば良い。すなわち、塗布ローラ５２１上に泡膜厚規制ブレード５２３を置き、塗布ローラ５２１の表面との隙間を９０［μｍ］に保ち、その間に泡状定着液Ｆを通せば良いことになる。しかしながら、９０［μｍ］の間隙を安定的に維持するのは機構上大変難しい。なぜなら、部品には必ず公差があるためである。例えば、泡膜厚規制ブレード５２３の平面度や塗布ローラ５２１の真直度や真円度、それに塗布ローラ５２１は回転するので回転振れも考慮する必要がある。そして、記録紙Ｐが通る幅全てにわたって間隙を９０［μｍ］にするのは、プリンタのような量産型の機械で実現するのは非常に困難である。
【００３８】
そこで、本実施形態のプリンタ１００では、製造時に泡膜厚規制ブレード５２３と塗布ローラ５２１の表面との間に９０［μｍ］の間隙はあえて作らない構成とした。ここでは、泡膜厚規制ブレード５２３は、不図示のばね（以下では、「付勢ばね」という）によって塗布ローラ５２１の方向に付勢されている。これにより、泡状定着液Ｆが供給されていないときは、泡膜厚規制ブレード５２３と塗布ローラ５２１の表面とは接触している。
そして、塗布ローラ５２１の表面に泡状定着液Ｆが供給されると、泡状定着液Ｆ自体の反発力で付勢ばねが押し戻される。このとき、付勢ばねの付勢力と泡状定着液Ｆの反発力とが釣り合ったところまで泡膜厚規制ブレード５２３は押し上げられ、塗布ローラ５２１の表面との間に間隙が形成される。この間隙の大きさは、付勢ばねの付勢力に依存するため、泡膜の厚さが約９０［μｍ］となるように付勢ばねの付勢力を設定すれば良い。
【００３９】
泡膜厚規制ブレード５２３で所望の膜厚とされた泡状定着液Ｆは、塗布ローラ５２１の回転に伴って、塗布ニップＮに向かって移動する。塗布ニップＮでは、搬送されてきた記録紙Ｐの表面に泡状定着液Ｆが塗布されるとともに、Ｚ軸方向の圧力が記録紙Ｐに印加される。
そして、記録紙Ｐのおもて面上のトナー層Ｔのトナーは、含有する樹脂の少なくとも一部が定着液に含まれる軟化剤によって溶解あるいは膨潤されて軟化し、記録紙Ｐの表面に定着される。
クリーニングブレード５２４は、塗布ニップＮで塗布ローラ５２１から記録紙Ｐに移行しきれなかった泡状定着液Ｆ、及び記録紙Ｐから移行した少量のオフセットトナーを除去する。
【００４０】
〔実施例１〕
次に、本発明の特徴部を備えた定着装置５０の一つ目の実施例（以下、実施例１と呼ぶ）について図面を用いて説明する。図１は実施例１の定着装置５０の説明図であり、図３に対して泡状定着液生成部５１の構成を詳しく示している。また、図１は、図３に示す定着装置５０を紙面裏側から見た図面であり、図中のＸ方向及びＹ方向が図１と図３とでは逆方向としている。
以下では、便宜上、泡を含まない定着液を「液状定着液ＴＬ」といい、泡状となった定着液を「泡状定着液Ｆ」という。また、泡状定着液Ｆのうち、液状定着液ＴＬの状態から起泡されて泡径が所望の泡径よりも大きい状態の泡状定着液Ｆを「初期泡状定着液Ｆａ」といい、初期泡状定着液Ｆａの状態から分泡して所望の泡径となった泡状定着液Ｆを「小径泡状定着液Ｆｂ」という。
【００４１】
定着装置５０の泡状定着液生成部５１は、泡発生容器５１１、定着液収容ボトル５１２、泡小径化装置５１３及び泡付与ヘッド５１４等を備える。定着液収容ボトル５１２には、トナーに含まれる樹脂の少なくとも一部を溶解あるいは膨潤させる軟化剤を含有する液状定着液ＴＬが収容されている。定着液収容ボトル５１２には、収容する液状定着液ＴＬの液面である補給液面ＬＳａが下がったときに定着液収容ボトル５１２内が負圧にならないよう小さな空気孔５１２ａが空けてある。また、泡発生容器５１１は、定着液収容ボトル５１２から供給される液状定着液ＴＬから泡状定着液Ｆが発生する容器である。ここで、泡発生容器５１１内で発生する泡状定着液Ｆは、塗布に適した状態よりも泡径の大きな初期泡状定着液Ｆａである。さらに、泡発生容器５１１の内部の壁面には、泡発生容器５１１に貯留された液状定着液ＴＬの液面である泡発生液面ＬＳｂの高さを検知する液面検知センサＰＳ（ＰＳ１〜ＰＳ４）が配置されている。
【００４２】
泡小径化装置５１３は、泡発生容器５１１内で発生した泡径の大きな初期泡状定着液Ｆａに、剪断力を付与して分泡することで泡状定着液Ｆの泡径を小径化し、泡径が塗布に適した状態の小径泡状定着液Ｆｂを生成する装置である。この泡小径化装置５１３は、泡搬送管Ｌ４に接続された容器内に不図示の撹拌部材を備え、撹拌モータＭ１の駆動により撹拌部材が回転し、容器内の泡状定着液Ｆに剪断力を付与する構成である。泡径の大きな初期泡状定着液Ｆａに剪断力を付与して小径泡状定着液Ｆｂを生成する構成としては、撹拌部材を用いる構成に限るものではなく、泡径が所望の大きさよりも大きい泡状定着液Ｆに剪断力を付与して、分泡せしめることができる構成であればよい。例えば、特許文献２の図３等に示す二重円筒の内部の円筒部材を回転させることによって泡状定着液Ｆに剪断力を付与する構成も適用可能である。
泡付与ヘッド５１４は、泡小径化装置５１３で生成された小径泡状定着液Ｆｂを定着液塗布部５２の塗布ローラ５２１の表面に付与する部材である。
【００４３】
また、泡状定着液生成部５１は、定着液補給ポンプＰ１と定着液補給管Ｌ１とを備える。定着液補給ポンプＰ１は、駆動することによって定着液収容ボトル５１２内の液状定着液ＴＬを泡発生容器５１１に補給する。定着液補給管Ｌ１は、定着液補給ポンプＰ１の駆動により泡発生容器５１１に補給される液状定着液ＴＬが通過する搬送路を形成する。さらに、泡状定着液生成部５１は、定着液排出ポンプＰ２と定着液排出管Ｌ２と備える。定着液排出ポンプＰ２は、駆動することによって泡発生容器５１１内の液状定着液ＴＬを定着液収容ボトル５１２に排出する。定着液排出管Ｌ２は、定着液排出ポンプＰ２の駆動により泡発生容器５１１から排出される液状定着液ＴＬが通過する搬送路を形成する。
【００４４】
また、泡状定着液生成部５１は、駆動することによって矢印Ａで示すように大気中から空気を吸引し、泡発生容器５１１内の液状定着液ＴＬの液中に空気を送り込む空気ポンプＰ３と、空気ポンプＰ３の駆動により液中に送り込まれる空気が通過する空気供給管Ｌ３とを備える。空気供給管Ｌ３における空気ポンプＰ３に対して反対側の端部には、多孔質体であるエアストーンＡＳが取り付けられており、エアストーンＡＳは泡発生容器５１１内の液状定着液ＴＬの液中に配置されている。さらに、空気ポンプＰ３の大気側（空気ポンプＰ３の駆動によって発生する空気の流れの上流側）には、詳細は後述する空気流量計ＡＦが配置されている。
【００４５】
さらに、泡状定着液生成部５１は、液面検知センサＰＳや空気流量計ＡＦによる検知結果を受信し、この検知結果に基づいて、定着液補給ポンプＰ１、定着液排出ポンプＰ２、空気ポンプＰ３及び撹拌モータＭ１等の駆動を制御する定着制御回路ＣＳを備える。
【００４６】
定着液補給管Ｌ１は、＋Ｘ側の開口端が泡発生容器５１１内の液状定着液ＴＬの泡発生液面ＬＳｂ付近または液中に配置されていることが望ましい。定着液補給管Ｌ１の泡発生容器５１１側の開口端が泡発生液面ＬＳｂから離れた高い場所に配置されていると液状定着液ＴＬを補給する際に、定着液補給管Ｌ１の開口端から放出された液状定着液ＴＬが泡発生液面ＬＳｂに到達するまでに重量で加速される。その結果、補給された液状定着液ＴＬが泡発生液面ＬＳｂに激しく衝突するおそれがある。液状定着液ＴＬが泡発生液面ＬＳｂに激しく衝突すると気泡を発生してしまうおそれがある。また、液状定着液ＴＬが定着液補給管Ｌ１の開口端から放出された後に泡発生液面ＬＳｂに到達するまでに、泡発生液面ＬＳｂから上昇してくる泡状定着液Ｆに衝突して、泡を壊してしまうおそれがある。よって、図１に示すように、定着液補給管Ｌ１の泡発生容器５１１側の開口端は泡発生液面ＬＳｂよりも下方の液状定着液ＴＬの液中に配置されている。
一方、定着液補給管Ｌ１の−Ｘ側の開口端は、定着液収容ボトル５１２の最下部に位置している。定着液補給管Ｌ１の定着液収容ボトル５１２側の開口端の位置が高いと、その位置よりも下方の液状定着液ＴＬを吸い上げることが出来ず、液状定着液ＴＬの無駄が多くなってしまう。これに対して、図１に示すように、定着液補給管Ｌ１の定着液収容ボトル５１２側の開口端を定着液収容ボトル５１２の最下部に位置させることで液状定着液ＴＬの無駄を抑制することができる。
【００４７】
また、定着液補給ポンプＰ１は、定着液補給管Ｌ１の途中に配置されており、必要に応じて駆動されることで、定着液収容ボトル５１２側の開口端から泡発生容器５１１内へ液状定着液ＴＬを送り込む。
【００４８】
定着液排出管Ｌ２の＋Ｘ側の開口端は、泡発生容器５１１内の泡発生液面ＬＳｂの高さを検知する複数の液面検知センサＰＳのうち最も低い位置に配置されたセンサ（第四液面検知センサＰＳ４）と同等の高さ、または、第四液面検知センサＰＳ４よりも低い位置に配置されている。そして、泡発生容器５１１内の泡発生液面ＬＳｂの高さを下げる場合に、定着液排出管Ｌ２の途中に配置された定着液排出ポンプＰ２を駆動することで、泡発生容器５１１内の液状定着液ＴＬを定着液収容ボトル５１２に向けて排出する。
【００４９】
空気ポンプＰ３は、空気供給管Ｌ３を介して大気中の空気を泡発生容器５１１内のエアストーンＡＳに送り込む。エアストーンＡＳは多孔質のセラミックで出来ており、泡発生容器５１１に貯留された液状定着液ＴＬの液中に細かい泡を発生する。
泡搬送管Ｌ４は、＋Ｘ側の開口端が泡小径化装置５１３に接続されている。また、泡搬送管Ｌ４の−Ｘ側の開口端である入口部Ｌ４ａが泡発生容器５１１内であって、複数の液面検知センサＰＳのうち最も高い位置に配置されたセンサ（第一液面検知センサＰＳ１）よりも十分に高い位置に配置されている。
【００５０】
ここでは、一例として、Ｚ軸方向に関して、液状定着液ＴＬの泡発生液面ＬＳｂから入口部Ｌ４ａまでの距離は百数十［ｍｍ］とし、泡発生容器５１１の底面から液状定着液ＴＬの泡発生液面ＬＳｂまでの距離は約３０［ｍｍ］としている。
【００５１】
また、泡状定着液生成部５１の泡付与ヘッド５１４は、塗布ローラ５２１の直上（＋Ｚ側）に位置している。また、３つのポンプ（Ｐ１、Ｐ２及びＰ３）の駆動は、プリンタ制御装置９０から定着制御回路ＣＳに送信される制御信号によってオン及びオフが可能である。
【００５２】
本発明者等は、種々の実験に基づいて、記録紙Ｐに塗布する泡状定着液Ｆにおける定着液と空気との割合は、１対２５から１対５０程度、すなわち嵩密度としては、０．０４［ｇ／ｃｍ３］〜０．０２［ｇ／ｃｍ３］の範囲であることが望ましいという知見を得ている。
ここで、泡状定着液Ｆの嵩密度の測定方法について説明する。
容積及び質量が予め分かっている容器に測定対象の泡状定着液Ｆを容積を超えて容器から溢れるぐらいまで充填する。充填後、速やかに容器から溢れた分の泡状定着液Ｆをすり切る。すり切りを行った後、泡が充填された状態の容器の重さ質量を測定する。このとき測定された泡状定着液が充填された容器の質量から予め分かっている容器のみの質量を引くことで、容器に充填された泡状定着液Ｆのみの質量を算出することが出来る。そして、算出された泡状定着液Ｆのみの質量を予め分かっている容器の容積で除することで測定対象の泡状定着液Ｆの嵩密度を算出することが出来る。
泡状定着液Ｆの嵩密度を正確に測定するには、このような工程を行う必要があるため、定着装置５０で生成される泡状定着液Ｆの嵩密度をリアルタイムで算出することは困難である。
【００５３】
また、泡状定着液Ｆの嵩密度が上記の望ましい範囲よりも高いと液状の定着液に近い状態となり、液体内にトナーが巻き込まれて移動して記録紙Ｐ上に定着する所謂、画像流れが発生し易くなり画像劣化が起き易くなる。さらに、ある体積の泡状定着液Ｆに含まれる定着液の量が過剰なため、必要以上の量の定着液を使用することにななり、使用効率が落ちてしまう。
一方、泡状定着液Ｆの嵩密度が上記の望ましい範囲よりも低すぎると、ある体積の泡状定着液Ｆに含まれる定着液の量が不足するため、記録紙Ｐに必要量の定着液が移行せず定着不良が起きる。
【００５４】
泡状定着液生成部５１では、空気ポンプＰ３で空気を送り込むことによって泡発生容器５１１内の気圧を高め、泡発生容器５１１内と泡小径化装置５１３の容器内との間に圧力差を生じさせている。この圧力差によって泡搬送管Ｌ４内の初期泡状定着液Ｆａに圧力が加わり、泡発生容器５１１から泡小径化装置５１３への初期泡状定着液Ｆａの搬送がなされる。実施例１の定着装置５０では、泡発生容器５１１内の気圧が大気圧よりも約４０［ｋＰａ］〜約５０［ｋＰａ］程度高くなるように設定しているが、泡発生容器５１１内の気圧の設定としてはこれに限るものではない。
また、実施例１の定着装置５０が備える泡搬送管Ｌ４内での初期泡状定着液Ｆａの搬送のように、泡状定着液Ｆに圧力を加えて管状の部材の内部を搬送する場合、泡状定着液Ｆの嵩密度が高いと送りやすく、嵩密度が低いと送りにくくなる。
【００５５】
ここで、一例として、泡発生容器５１１の底面から泡発生液面ＬＳｂまでの高さが約３０［ｍｍ］の状態で一定になるように制御した状態で、空気ポンプＰ３に入力する電圧を変化させたときの空気流量と生成された泡状定着液Ｆの嵩密度との関係を表１に示す。
【００５６】
【表１】
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【００５７】
図４は、表１に示す空気流量と嵩密度との関係を示すグラフである。
１例として上記の望ましい嵩密度０．０４［ｇ／ｃｍ３］となる状態では空気ポンプＰ３の上流側での空気流量は０.４［Ｌ／分］で、この時の空気ポンプＰ３の下流側での空気圧力（不図示の圧力計によって測定）は５０［ｋＰａ］だった。
また、空気ポンプＰ３によって泡発生容器５１１内に向けて送り込まれる空気の流量を測定する空気流量計ＡＦの配置としては、図１に示すように空気ポンプＰ３の上流側に限らず図５に示すように、空気流量計ＡＦを空気ポンプＰ３の下流側に配置してもよい。図５に示すように、空気流量計ＡＦを空気ポンプＰ３の下流側に配置する場合は、測定される流量は空気ポンプＰ３によって大気圧よりも圧力が上がって体積が圧縮された状態の空気の流量である。このため、空気流量計ＡＦの測定値は圧縮された状態の測定値であることを考慮して制御に用いる。しかし、空気流量計ＡＦを空気ポンプＰ３の下流側に配置すると、泡発生容器５１１内の圧力が変化すると空気流量計ＡＦを通過する空気の圧力も変化するため、測定対象の空気の密度が変動し、正確な流量の測定が困難である。
一方、図１に示す定着装置５０のように、空気流量計ＡＦを空気ポンプＰ３の上流側に配置下構成であれば、空気流量計ＡＦを通過する空気には大きな気圧が加わっておらず、その密度は大気とほぼ同じである。このため、泡発生容器５１１内の圧力が変化しても空気流量計ＡＦを通過する空気の密度は変動せず、正確に流量を測定できる。
また、図１や図５に示す定着装置５０では、定着液補給管Ｌ１と定着液排出管Ｌ２との開口端が泡発生容器５１１内及び定着液収容ボトル５１２内に配置されている。定着液補給管Ｌ１と定着液排出管Ｌ２としては、図６に示すように、泡発生容器５１１及び定着液収容ボトル５１２に共通の開口端を配置し、定着液補給ポンプＰ１と定着液排出ポンプＰ２との位置で２つの管（Ｌ１、Ｌ２）の空間を分離する構成としても良い。
【００５８】
また、液状定着液ＴＬに空気を連続的に吹き込んで定着液の泡を作成する場合、泡発生液面ＬＳｂから泡発生容器５１１内に配置された泡搬送管Ｌ４の入口部Ｌ４ａまでの距離と嵩密度の間には密接な関係がある。泡発生容器５１１内の液状定着液ＴＬに空気を連続的に吹き込むことで、泡発生液面ＬＳｂで発生した初期泡状定着液Ｆａは、後から発生する泡に押し上げられて泡搬送管Ｌ４の入口部Ｌ４ａに向かって上昇する。このとき、泡発生容器５１１内における初期泡状定着液Ｆａの嵩密度は、泡発生液面ＬＳｂで発生した直後の初期泡状定着液Ｆａの嵩密度が最大である。そして、泡搬送管Ｌ４の入口部Ｌ４ａに向かって上昇する間に、重力により徐々に液の部分が泡発生液面ＬＳｂに向かい落ちていく。つまり、泡搬送管Ｌ４の入口部Ｌ４ａに到達したときには泡発生液面ＬＳｂで発生した直後の初期泡状定着液Ｆａと比べて嵩密度がかなり低下している。
ここで、空気ポンプＰ３に入力する電圧を一定に保った状態で、泡発生液面ＬＳｂから泡搬送管Ｌ４の入口部Ｌ４ａまでの距離を変化させる実験を行ったところ、泡発生液面ＬＳｂから泡搬送管Ｌ４の入口部Ｌ４ａまでの距離と嵩密度には密接な関係があった。この実験で得られた泡発生液面ＬＳｂから泡搬送管Ｌ４の入口部Ｌ４ａまでの距離（液面‐管入口管距離）と泡状定着液Ｆの嵩密度との関係を表２に示す。
【００５９】
【表２】
2011149996.tif 000004
【００６０】
図７は、表２に示す液面‐管入口管距離と嵩密度との関係を示すグラフである。
表２及び図７に示すように、実験で用いた定着装置５０では、泡発生液面ＬＳｂから泡搬送管Ｌ４の入口部Ｌ４ａまでの距離が１［ｃｍ］長くなると嵩密度は約０．００４〜０．００５［ｇ／ｃｍ３］低下した。
【００６１】
また、本発明者等は、種々の実験から、記録紙Ｐに塗布する泡状定着液Ｆの泡径の平均は、２０［μｍ］程度が望ましいという知見を得ている。泡状定着液Ｆを構成する泡の空気部には定着液がないため、泡径が大き過ぎると空気部にあるトナーは軟化せず定着しない。つまり定着ムラが起きてしまう。また泡径が小さ過ぎると塗布ローラ５２１に対する濡れ性が極端に落ちたドライフォームのような状態になり、泡膜厚規制ブレード５２３で均しても塗布ローラ５２１上で均一な泡膜にならないため、やはりムラになってしまう。定着装置５０では、泡発生容器５１１内で生成した泡径の大きな初期泡状定着液Ｆａに対して泡小径化装置５１３で剪断力を付与して分泡することで泡径の平均が２０［μｍ］程度の小径泡状定着液Ｆｂを生成する。
【００６２】
次に、泡発生容器５１１内で作られた泡状定着液Ｆの嵩密度を一定に制御する方法ついて説明する。
ここで、あるタイミングでの泡発生容器５１１内の泡発生液面ＬＳｂが、第三液面検知センサＰＳ３の高さにあるものとする。また、定着制御回路ＣＳの制御により、３つのポンプ（Ｐ１、Ｐ２及びＰ３）の駆動は停止しているものとする。
定着制御回路ＣＳは、プリンタ制御装置９０がプリント動作を開始すると空気ポンプＰ３を作動させる。これにより、大気中の空気が図１中の矢印Ａで示すように空気ポンプＰ３に吸引され、泡発生容器５１１内のエアストーンＡＳから液状定着液ＴＬの液中に空気が吹き込まれ、初期泡状定着液Ｆａが泡発生容器５１１内の泡発生液面ＬＳｂから生成される。
【００６３】
泡発生容器５１１内で生成された初期泡状定着液Ｆａは、先に発生した初期泡状定着液Ｆａが後から発生した初期泡状定着液Ｆａに押し上げられて、泡発生容器５１１内を上方に移動し、泡搬送管Ｌ４の入口部Ｌ４ａの位置まで到達し、泡搬送管Ｌ４内に進入する。泡搬送管Ｌ４内に進入した初期泡状定着液Ｆａは、図中の矢印Ｅで示すように泡搬送管Ｌ４介して泡小径化装置５１３に搬送される。そして、泡小径化装置５１３で剪断力を付与されることで小径泡状定着液Ｆｂとなって図中の矢印Ｑで示すように泡付与ヘッド５１４に搬送された後、塗布ローラ５２１の表面に供給される。すなわち、泡状定着液生成部５１で生成された泡状定着液Ｆが消費される。
【００６４】
泡状定着液生成部５１では生成された泡状定着液Ｆが消費されるにつれて、泡発生容器５１１内での液状定着液ＴＬの泡発生液面ＬＳｂが徐々に下がる。
この時、空気流量計ＡＦの値が適正な嵩密度（例えば０．０４［ｇ／ｃｍ３］）になる数値（例えば０.４［Ｌ／分］）だった場合、定着制御回路ＣＳは泡発生泡発生液面ＬＳｂの高さを一定に保つための制御を行う。具体的には、泡発生容器５１１内での液状定着液ＴＬの泡発生液面ＬＳｂが、第三液面検知センサＰＳ３の位置よりも低くなると、定着制御回路ＣＳは定着液補給ポンプＰ１を作動させる。定着液補給ポンプＰ１が作動することで、定着液収容ボトル５１２内の液状定着液ＴＬが図１中の矢印Ｉで示すように定着液補給管Ｌ１を介して泡発生容器５１１内に送り込まれる。
【００６５】
泡発生容器５１１内での液状定着液ＴＬの泡発生液面ＬＳｂが上昇し、第三液面検知センサＰＳ３の位置に到達すると定着制御回路ＣＳは定着液補給ポンプＰ１を停止する。定着液補給ポンプＰ１が停止することで、定着液収容ボトル５１２内の液状定着液ＴＬが定着液補給管Ｌ１を介して泡発生容器５１１内に送り込まれるのが止まる。このようにして泡発生容器５１１の泡発生液面ＬＳｂの高さは一定に保たれる。
以降、生成された泡状定着液Ｆが消費されて、泡発生容器５１１内での液状定着液ＴＬの泡発生液面ＬＳｂが、第三液面検知センサＰＳ３の位置よりも低くなると、同様に、定着液収容ボトル５１２から泡発生容器５１１への液状定着液ＴＬの供給が行われる。
このようにして、泡状定着液生成部５１で泡状定着液Ｆが生成されているときには、泡発生容器５１１内における液状定着液ＴＬの泡発生液面ＬＳｂが、所望の液面レベルに対応する位置に維持されることとなる。
【００６６】
ここまでは、適正な嵩密度０．０４［ｇ／ｃｍ３］を保つ制御について説明したが、今度は嵩密度が適正な値から変化した場合について説明する。
まず、嵩密度が適正な値よりも低くなってしまった場合について説明する。
泡発生容器５１１内の液状定着液ＴＬに空気を連続的に吹き込んで定着液の泡を作成する構成では、表１及び図４に示すように、空気流量計ＡＦの測定値と生成される泡状定着液Ｆの嵩密度の間には密接な関係が有る。このため、空気流量計ＡＦの測定値が、適正な嵩密度（例えば０．０４［ｇ／ｃｍ３］）を得ることができるときの測定値（０.４［Ｌ／分］）より小さい値（例えば０.２［Ｌ／分］）だった場合は、定着制御回路ＣＳは泡状定着液生成部５１で生成された泡状定着液Ｆの嵩密度が低い状態であると判断する。
【００６７】
表２及び図７に示すように、泡状定着液Ｆの嵩密度は、泡発生液面ＬＳｂから泡搬送管Ｌ４の入口部Ｌ４ａまでの距離と密接な関係が有る。そして、低くなった泡状定着液Ｆの嵩密度を高くするには、泡発生液面ＬＳｂから泡搬送管Ｌ４の入口部Ｌ４ａまでの距離を短くすればよい。実施例１では、泡発生容器５１１内の液状定着液ＴＬの泡発生液面ＬＳｂを上昇させることで泡発生液面ＬＳｂから泡搬送管Ｌ４の入口部Ｌ４ａまでの距離を短くする。
【００６８】
あるタイミングにおける、泡発生容器５１１内での液状定着液ＴＬの泡発生液面ＬＳｂが第三液面検知センサＰＳ３の位置に有るとする。この状態で、空気流量計ＡＦの測定値が低下し、泡状定着液Ｆの嵩密度が低下したことを検知すると定着制御回路ＣＳは定着液補給ポンプＰ１の駆動を開始する。定着液補給ポンプＰ１が駆動することで、定着液収容ボトル５１２内の液状定着液ＴＬが定着液補給管Ｌ１を介して泡発生容器５１１内に送り込まれ、泡発生液面ＬＳｂの位置が上昇する。その後、第二液面検知センサＰＳ２が液状定着液ＴＬを検知すると定着制御回路ＣＳは定着液補給ポンプＰ１の駆動を停止する。これにより、泡発生容器５１１内での液状定着液ＴＬの泡発生液面ＬＳｂの位置を第二液面検知センサＰＳ２が配置された位置まで上昇させることができる。
【００６９】
ここで、第二液面検知センサＰＳ２と第三液面検知センサＰＳ３との距離を１［ｃｍ］にしておけば嵩密度を約０．００４［ｇ／ｃｍ３］高くすることが出来る。泡発生液面ＬＳｂの位置が第二液面検知センサＰＳ２の位置まで上昇しても、空気流量計ＡＦの測定値が、適正な嵩密度（例えば０．０４［ｇ／ｃｍ３］）を得ることができるときの測定値（０.４［Ｌ／分］）に届かない場合があり得る。この場合、定着制御回路ＣＳは定着液補給ポンプＰ１の駆動を再び開始させさせ定着液収容ボトル５１２内の液状定着液ＴＬを泡発生容器５１１内に送り込み、液状定着液ＴＬの泡発生液面ＬＳｂをさらに上昇させる。その後、第一液面検知センサＰＳ１が液状定着液ＴＬを検知すると定着制御回路ＣＳは定着液補給ポンプＰ１の駆動を停止する。これにより、泡発生容器５１１内での液状定着液ＴＬの泡発生液面ＬＳｂの位置を第一液面検知センサＰＳ１が配置された位置まで上昇させることができる。第一液面検知センサＰＳ１と第三液面検知センサＰＳ３との距離を２［ｃｍ］にしておけば嵩密度を約０．００８［ｇ／ｃｍ３］高くすることが出来る。
【００７０】
次に、嵩密度が適正な値よりも高くなってしまった場合について説明する。
定着装置５０では、空気流量計ＡＦの測定値が、適正な嵩密度（例えば０．０４［ｇ／ｃｍ３］）を得ることができるときの測定値（０.４［Ｌ／分］）より大きい値（例えば０.６［Ｌ／分］）だった場合は、定着制御回路ＣＳは泡状定着液生成部５１で生成された泡状定着液Ｆの嵩密度が高い状態であると判断する。
表２及び図７に示す関係より、高くなった泡状定着液Ｆの嵩密度を高くするには、泡発生液面ＬＳｂから泡搬送管Ｌ４の入口部Ｌ４ａまでの距離を長くすればよい。実施例１では、泡発生容器５１１内の液状定着液ＴＬの泡発生液面ＬＳｂを下降させることで泡発生液面ＬＳｂから泡搬送管Ｌ４の入口部Ｌ４ａまでの距離を長くする。
【００７１】
あるタイミングにおける、泡発生容器５１１内での液状定着液ＴＬの泡発生液面ＬＳｂが第三液面検知センサＰＳ３の位置に有るとする。この状態で、空気流量計ＡＦの測定値が上昇し、泡状定着液Ｆの嵩密度が上昇したことを検知すると定着制御回路ＣＳは定着液排出ポンプＰ２の駆動を開始する。定着液排出ポンプＰ２が駆動することで、泡発生容器５１１内の液状定着液ＴＬが図中矢印Ｊで示すように定着液排出管Ｌ２を介して定着液収容ボトル５１２内に送り込まれ、泡発生容器５１１内の泡発生液面ＬＳｂの位置が下降する。その後、第四液面検知センサＰＳ４が液状定着液ＴＬを検知すると定着制御回路ＣＳは定着液排出ポンプＰ２の駆動を停止する。これにより、泡発生容器５１１内での液状定着液ＴＬの泡発生液面ＬＳｂの位置を第四液面検知センサＰＳ４が配置された位置まで下降させることができる。
ここで、第三液面検知センサＰＳ３と第四液面検知センサＰＳ４との距離を１［ｃｍ］にしておけば嵩密度を約０．００４［ｇ／ｃｍ３］低くすることが出来る。
【００７２】
このように、実施例１の定着装置５０では、定着制御回路ＣＳが空気流量計ＡＦの測定値に応じて泡発生液面ＬＳｂの高さを調節し、泡発生液面ＬＳｂから入口部Ｌ４ａまでの距離を調節するため、泡状定着液Ｆの嵩密度を安定的に所望の範囲内とすることができる。
実施例１の定着装置５０は、空気流量と嵩密度との関係のデータテーブルを不図示の記憶部に記憶しており、このデータテーブルに基づいて、空気流量計ＡＦの測定値に応じた泡発生液面ＬＳｂの高さの調節を行う。また、泡状定着液Ｆの嵩密度は、温度によっても変化するため、温度を検知し、検知した温度に基づいて、データテーブルを補正する制御を行うことが望ましい。また、温度に限らず、装置の設置環境の物性値の湿度や装置装置の経時変化に影響する装置の使用時間など、嵩密度に影響を与える物性値を取得し、取得した物性値に基づいてデータテーブルを補正する制御を行うことが望ましい。
【００７３】
〔実施例２〕
次に、本発明の特徴部を備えた定着装置５０の二つ目の実施例（以下、実施例２と呼ぶ）について図面を用いて説明する。図８は実施例２の定着装置５０の説明図である。実施例２の定着装置５０は、実施例１の定着装置５０が備える空気流量計ＡＦの代わりに、空気ポンプＰ３の下流側の空気の圧力を測定する圧力計ＡＰを備える構成であり、他の構成を共通する。
表１と同様に、泡発生容器５１１の底面から泡発生液面ＬＳｂまでの高さが一定になるように制御した状態で、空気ポンプＰ３に入力する電圧を変化させたときの空気ポンプＰ３の下流側の空気圧と生成された泡状定着液Ｆの嵩密度との関係を表３に示す。
【００７４】
【表３】
2011149996.tif 000005
【００７５】
図９は、表３に示す空気圧と嵩密度との関係を示すグラフである。表３及び図９より泡発生容器５１１内に送り込まれる空気の流量以外に、空気ポンプＰ３の下流側の空気圧も生成される泡状定着液Ｆの嵩密度との間に密接な関係があることが分かる。
実施例２の定着装置５０で、あるタイミングにおける泡発生容器５１１内での液状定着液ＴＬの泡発生液面ＬＳｂが第三液面検知センサＰＳ３の位置に有るとする。この状態で圧力計ＡＰの測定値が上昇し、泡状定着液Ｆの嵩密度が低下したことを検知すると定着制御回路ＣＳは定着液補給ポンプＰ１の駆動を開始する。定着液補給ポンプＰ１が駆動することで、定着液収容ボトル５１２内の液状定着液ＴＬが定着液補給管Ｌ１を介して泡発生容器５１１内に送り込まれ、泡発生液面ＬＳｂの位置が上昇する。これにより、泡発生液面ＬＳｂから泡搬送管Ｌ４の入口部Ｌ４ａまでの距離が短くなり、泡状定着液生成部５１で生成される泡状定着液Ｆの嵩密度を上昇させて所望の嵩密度に戻すことができる。
【００７６】
また、実施例２の定着装置５０で、圧力計ＡＰの測定値が低下し、泡状定着液Ｆの嵩密度が上昇したことを検知すると定着制御回路ＣＳは定着液排出ポンプＰ２の駆動を開始する。定着液排出ポンプＰ２が駆動することで、泡発生容器５１１内の液状定着液ＴＬが定着液排出管Ｌ２を介して定着液収容ボトル５１２内に送り込まれ、泡発生液面ＬＳｂの位置が下降する。これにより、泡発生液面ＬＳｂから泡搬送管Ｌ４の入口部Ｌ４ａまでの距離が長くなり、泡状定着液生成部５１で生成される泡状定着液Ｆの嵩密度を減少させて所望の嵩密度に戻すことができる。
【００７７】
このように、実施例２の定着装置５０では、定着制御回路ＣＳが圧力計ＡＰの測定値に応じて泡発生液面ＬＳｂの高さを調節して泡発生液面ＬＳｂから入口部Ｌ４ａまでの距離を調節するため、泡状定着液Ｆの嵩密度を安定的に所望の範囲内とすることができる。
【００７８】
〔実施例３〕
次に、本発明の特徴部を備えた定着装置５０の三つ目の実施例（以下、実施例３と呼ぶ）について図面を用いて説明する。図１０は実施例３の定着装置５０の説明図である。実施例３の定着装置５０は、実施例２の定着装置５０と比較して次の点で異なる。実施例２の定着装置５０は、定着液排出管Ｌ２及び定着液排出ポンプＰ２を備えているのに対して実施例３の定着装置５０はこれらを備えていない点で両者は異なる。また、実施例２の定着装置５０は、泡搬送管Ｌ４の入口部Ｌ４ａの高さは一定であるのに対して、実施例３の定着装置５０は泡搬送管Ｌ４の入口部Ｌ４ａの高さを調節可能である点で両者は異なる。他の構成は互いに共通する。
すなわち、実施例１や実施例２の定着装置５０は、泡発生液面ＬＳｂの高さを調節して泡発生液面ＬＳｂから入口部Ｌ４ａまでの距離を調節する構成である。これに対して、実施例３の定着装置５０は、入口部Ｌ４ａの位置を調節して泡発生液面ＬＳｂから入口部Ｌ４ａまでの距離を調節する構成である。
【００７９】
図１０に示す実施例３の定着装置５０は、泡搬送管Ｌ４の泡発生容器５１１に対する接続部である泡搬送管上流部Ｌ４ｂが泡搬送管Ｌ４及び泡発生容器５１１に対してスライド可能に設けられている。泡搬送管上流部Ｌ４ｂにはラックが形成されており、ラックと噛合うギヤに駆動を伝達する泡搬送管上流部移動モータＭ２の駆動によって上下方向に移動する構成である。また、泡搬送管上流部Ｌ４ｂと泡搬送管Ｌ４の本体部との摺動部、及び、泡搬送管上流部Ｌ４ｂと泡泡発生容器５１１との摺動部にはシール部材５１１ｓが設けられており、摺動部から定着液が漏れることを防止している。
また、実施例３の定着装置５０の泡発生容器５１１には液面検知センサＰＳが配置されている。そして、泡発生液面ＬＳｂが液面検知センサＰＳよりも低い位置となったことを検知すると、定着制御回路ＣＳは、定着液補給ポンプＰ１の駆動を開始して泡発生容器５１１への液状定着液ＴＬの補給を行う。その後、泡発生液面ＬＳｂが液面検知センサＰＳの高さまで到達したことを検知すると定着液補給ポンプＰ１の駆動を停止する。このように、液面検知センサＰＳの検知結果に基づいて定着液補給ポンプＰ１の駆動を制御することにより、泡発生液面ＬＳｂの高さを一定に保っている。
【００８０】
実施例３の定着装置５０では、圧力計ＡＰの測定値が上昇し、泡状定着液Ｆの嵩密度が低下したことを検知すると定着制御回路ＣＳは泡搬送管上流部Ｌ４ｂを下げる方向に泡搬送管上流部移動モータＭ２を駆動させる。泡搬送管上流部Ｌ４ｂが下がることで、泡発生容器５１１内での入口部Ｌ４ａの位置が下降する。これにより、泡発生液面ＬＳｂから泡搬送管Ｌ４の入口部Ｌ４ａまでの距離が短くなり、泡状定着液生成部５１で生成される泡状定着液Ｆの嵩密度を上昇させて所望の嵩密度に戻すことができる。
【００８１】
また、実施例３の定着装置５０で、圧力計ＡＰの測定値が低下し、泡状定着液Ｆの嵩密度が上昇したことを検知すると定着制御回路ＣＳは泡搬送管上流部Ｌ４ｂを上げる方向に泡搬送管上流部移動モータＭ２を駆動させる。泡搬送管上流部Ｌ４ｂが上がることで、泡発生容器５１１内での入口部Ｌ４ａの位置が上昇する。これにより、泡発生液面ＬＳｂから泡搬送管Ｌ４の入口部Ｌ４ａまでの距離が長くなり、泡状定着液生成部５１で生成される泡状定着液Ｆの嵩密度を減少させて所望の嵩密度に戻すことができる。
【００８２】
このように、実施例３の定着装置５０では、定着制御回路ＣＳが圧力計ＡＰの測定値に応じて泡搬送管Ｌ４の入口部Ｌ４ａの高さを調節して泡発生液面ＬＳｂから入口部Ｌ４ａまでの距離を調節するため、泡状定着液Ｆの嵩密度を安定的に所望の範囲内とすることができる。
実施例３では、圧力計ＡＰの測定値に応じて入口部Ｌ４ａの高さを調節する構成であるが、実施例１のように空気流量計ＡＦを備える構成で、空気流量計ＡＦの測定値に応じて泡搬送管Ｌ４の入口部Ｌ４ａの高さを調節する構成であってもよい。
【００８３】
また、泡搬送管Ｌ４の入口部Ｌ４ａの高さを調節する構成として、図１１に示すように、泡搬送管Ｌ４の入口部Ｌ４ａを泡発生容器５１１の上部ケーシング５１１ａに固定して、上部ケーシング５１１ａを下部ケーシング５１１ｂに対して上下方向に移動させてもよい。図１１に示す定着装置５０では、容器上部上下移動モータＭ３を駆動させることによって、下部ケーシング５１１ｂ内に貯留された液状定着液ＴＬの泡発生液面ＬＳｂから上部ケーシング５１１ａに固定された入口部Ｌ４ａまでの距離を調節することができる。
さらに、泡発生容器５１１に固定された入口部Ｌ４ａの高さを調節する構成としては、図１２に示すように泡発生容器５１１の側面部の一部を蛇腹状の伸縮可能な構成としてもよい。図１２に示す定着装置５０では、容器上部上下移動モータＭ３を駆動させることによって、泡発生容器５１１が上下に伸縮する。泡発生容器５１１が上下に伸縮することで、泡発生容器５１１内に貯留された液状定着液ＴＬの泡発生液面ＬＳｂから泡発生容器５１１の上端近傍に固定された入口部Ｌ４ａまでの距離を調節することができる。
【００８４】
〔実施例４〕
次に、本発明の特徴部を備えた定着装置５０の四つ目の実施例（以下、実施例４と呼ぶ）について図面を用いて説明する。図１３は実施例４の定着装置５０の説明図である。
実施例４の定着装置５０は、泡搬送管Ｌ４の入口部Ｌ４ａとして、比較的高い位置に配置された第一入口部Ｌ４ａ１と、低い位置に配置された第二入口部Ｌ４ａ２との二つの入口部Ｌ４ａを備える。さらに、２つの入口部Ｌ４ａのうち泡状定着液Ｆが進入する入口部Ｌ４ａを切り換える切り換えバルブ５１５を備える。他の構成は実施例３と共通する。
実施例４の定着装置５０は、定着制御回路ＣＳが圧力計ＡＰの測定値に応じて泡状定着液Ｆが進入する入口部Ｌ４ａを切り換えることにより、泡発生液面ＬＳｂから入口部Ｌ４ａまでの距離を調節する構成である。
【００８５】
〔実施例５〕
次に、本発明の特徴部を備えた定着装置５０の五つ目の実施例（以下、実施例５と呼ぶ）について図面を用いて説明する。図１４は実施例５の定着装置５０の説明図である。
実施例５の定着装置５０は、上述した実施例１〜実施例４のそれぞれが備える泡発生液面ＬＳｂから入口部Ｌ４ａまでの距離を調節する構成を全て備える構成である。
すなわち、実施例５の定着装置５０は、定着制御回路ＣＳが圧力計ＡＰの測定値に応じて切り換えバルブ５１５を制御して泡状定着液Ｆが進入する入口部Ｌ４ａを切り換えることにより、泡発生液面ＬＳｂから入口部Ｌ４ａまでの距離を調節することができる。また、第一入口部Ｌ４ａ１を用いる場合は定着制御回路ＣＳが泡搬送管上流部移動モータＭ２の駆動を制御することにより、第一入口部Ｌ４ａ１の高さを調節し、泡発生液面ＬＳｂから入口部Ｌ４ａまでの距離を調節することができる。
さらに、実施例５の定着装置５０は、定着制御回路ＣＳが圧力計ＡＰの測定値に応じて、定着液補給ポンプＰ１または定着液排出ポンプＰ２を制御することによって、泡発生液面ＬＳｂの高さを調節することができる。これにより、泡発生液面ＬＳｂから入口部Ｌ４ａまでの距離を調節することができる。
また、図１４に示す実施例５の定着装置５０では、圧力計ＡＰの測定値に応じて泡発生液面ＬＳｂから入口部Ｌ４ａまでの距離を調節する構成であるが、実施例１のように空気流量計ＡＦの測定値に応じて泡発生液面ＬＳｂから入口部Ｌ４ａまでの距離を調節する構成であってもよい。さらに、圧力計ＡＰと空気流量計ＡＦとの両方を備えた構成であってもよい。
【００８６】
実施例１乃至実施例５の定着装置５０では、空気流量計ＡＦの測定値や圧力計ＡＰの測定値のように、泡発生容器５１１内に送り込まれる空気の状態量に基づいて泡発生液面ＬＳｂから入口部Ｌ４ａまでの距離を調節する構成である。泡発生液面ＬＳｂから入口部Ｌ４ａまでの距離を調節に用いる測定値としては、泡発生容器５１１内に送り込まれる空気の状態量に限るものではなく、泡搬送管Ｌ４内に進入する泡状定着液Ｆの嵩密度が変化すると値が変化する物性値であればよい。詳しくは、泡搬送管Ｌ４内を通過する泡状定着液Ｆの何らかの物性値を測定して、その測定値に基づいて泡発生液面ＬＳｂから入口部Ｌ４ａまでの距離を調節してもよい。泡搬送管Ｌ４内を通過する泡状定着液Ｆの物性値としては、泡状定着液Ｆの光透過性が嵩密度によって変化し、その変化と嵩密度とを関連付けることができれば、泡搬送管Ｌ４内の泡状定着液Ｆの光透過性の測定値に基づいて上記距離を調節してもよい。
【００８７】
以上、本実施形態の定着装置５０は、樹脂の少なくとも一部を溶解または膨潤させることで樹脂含有微粒子であるトナーを軟化させる軟化剤を含有した液状定着液ＴＬを貯留する液体貯留容器である泡発生容器５１１を備える定着液泡状化手段である泡状定着液生成部５１を備える。泡状定着液生成部５１は、泡発生容器５１１内の液状定着液ＴＬ中に気体供給口であるエアストーンＡＳが位置するように配置された気体供給路である空気供給管Ｌ３によって液状定着液ＴＬに気体である空気を供給する気体供給手段である空気ポンプＰ３を備える。そして、泡状定着液生成部５１では、空気ポンプＰ３がエアストーンＡＳから空気を供給することで液状定着液ＴＬ内に気泡を発生させるバブリングによって泡発生容器５１１内の液状態着液ＴＬから泡状定着液Ｆを発生させる。また、定着装置５０は、トナーからなる樹脂含有微粒子層であるトナー層Ｔを担持する定着液付与対象である記録紙Ｐの表面に泡状定着液Ｆを付与する泡状定着液付与手段である定着液塗布部５２を備える。そして、定着装置５０では、泡状定着液Ｆを付与することで軟化したトナーを被定着媒体である記録紙Ｐに定着する。このような定着装置５０において、泡状定着液生成部５１は、細管状の入口部Ｌ４ａが泡発生容器５１１内に配置された泡搬送管Ｌ４を備える。泡搬送管Ｌ４は、泡発生容器５１１内で発生した泡状定着液Ｆが入口部Ｌ４ａから進入し、進入した泡状定着液Ｆが内部を通過して次工程である泡小径化装置５１３に向けて搬送されるものである。定着装置５０は、入口部Ｌ４ａから泡搬送管Ｌ４内に進入する泡状定着液Ｆの嵩密度が変化すると値が変化する物性値を測定する測定手段として、空気流量計ＡＦまたは圧力計ＡＰを備える。さらに、その測定結果に基づいて泡発生容器５１１内の液状定着液ＴＬの泡発生液面ＬＳｂから入口部Ｌ４ａまでの距離を調節する距離調節手段を有する。そして、嵩密度が高くなったことを示す測定結果の場合は泡発生液面ＬＳｂから入口部Ｌ４ａまでの距離を長くするように調節する。泡発生液面ＬＳｂから入口部Ｌ４ａまでの距離を長くすることで、泡状定着液Ｆが泡発生液面ＬＳｂから入口部Ｌ４ａに到達するまでの時間が長くなり、入口部Ｌ４ａに到達する泡状定着液Ｆの嵩密度を下げることができる。これにより、泡状定着液生成部５１で生成される泡状定着液Ｆの嵩密度が高くなり始めたときに、嵩密度が高くなり続けることを防止し、所望の状態よりも高くなった嵩密度を所望の状態に近づけることが出来る。また、嵩密度が低くなったことを示す測定結果の場合は泡発生液面ＬＳｂから入口部Ｌ４ａまでの距離を短くするように調節する。泡発生液面ＬＳｂから入口部Ｌ４ａまでの距離を短くすることで、泡状定着液Ｆが泡発生液面ＬＳｂから入口部Ｌ４ａに到達するまでの時間が短くなり、入口部Ｌ４ａに到達する泡状定着液Ｆの嵩密度を上げることができる。これにより、泡状定着液生成部５１で生成される泡状定着液Ｆの嵩密度が低くなり始めたときに、嵩密度が低くなり続けることを防止し、所望の状態よりも低くなった嵩密度を所望の状態に近づけることが出来る。
【００８８】
また、実施例１乃至実施例５の定着装置５０では、測定手段として空気流量計ＡＦまたは圧力計ＡＰの少なくとも一方を備える。そして、泡発生液面ＬＳｂから入口部Ｌ４ａまでの距離の調節に用いる物性値として、空気ポンプＰ３によって液状定着液ＴＬの液中に送り込まれる空気の状態量を測定する。表１及び表３に示すように、空気ポンプＰ３によって送り込まれる空気の状態量である空気流量や空気圧は生成される泡状定着液Ｆの嵩密度と密接な関係がある。よって、空気ポンプＰ３によって送り込まれる空気の状態量を測定することで、生成される泡状定着液Ｆの嵩密度の変化を検出することができる。
【００８９】
また、実施例１の定着装置５０では、測定手段として空気流量計ＡＦを備え、空気ポンプＰ３によって送り込まれる空気の状態量として単位時間当りの流量を測定する。空気ポンプＰ３によって送り込まれる空気の流量は、生成される嵩密度が上昇するとその値が上昇し、嵩密度が低下するとその値も低下する。このため、空気流量計ＡＦの測定値に基づいて、泡発生液面ＬＳｂから入口部Ｌ４ａまでの距離を調節することにより、生成される泡状定着液Ｆの嵩密度が所望の状態から変化したときに、泡状定着液Ｆの嵩密度が所望の範囲となるように調節することができる。
【００９０】
また、実施例１の定着装置５０は、図１に示すように、液状定着液ＴＬの液中に空気を送り込む空気ポンプＰ３を備え、空気流量計ＡＦは空気ポンプＰ３に対して空気の移動方向の上流側に配置している。空気流量計ＡＦを空気ポンプＰ３の上流側に配置下構成であれば、空気流量計ＡＦを通過する空気には大きな気圧が加わっておらず、その密度は大気とほぼ同じである。このため、泡発生容器５１１内の圧力が変化しても空気流量計ＡＦを通過する空気の密度は変動せず、正確に流量を測定できる。
【００９１】
また、実施例２乃至実施例５の定着装置５０では、測定手段として圧力計ＡＰを備え、空気ポンプＰ３によって送り込まれる空気の状態量として空気ポンプＰ３の下流側の空気の気圧を測定する。空気ポンプＰ３によって送り込まれた空気の気圧は、生成される嵩密度が上昇するとその値は低下し、嵩密度が低下するとその値は上昇する。このため、圧力計ＡＰの測定値に基づいて、泡発生液面ＬＳｂから入口部Ｌ４ａまでの距離を調節することにより、生成される泡状定着液Ｆの嵩密度が所望の状態から変化したときに、泡状定着液Ｆの嵩密度が所望の範囲となるように調節することができる。
【００９２】
また、実施例１、実施例２及び実施例５の定着装置５０の距離調節手段は、泡発生容器５１１内の液状定着液ＴＬの泡発生液面ＬＳｂの高さを調節して、泡発生液面ＬＳｂから入口部Ｌ４ａまでの距離を調節する。これにより、泡状定着液Ｆの嵩密度が所望の範囲となるように調節する構成が実現できる。
【００９３】
また、実施例１、実施例２及び実施例５の定着装置５０は、駆動することで泡発生容器５１１内に液状定着液ＴＬを補給する定着液補給ポンプＰ１と、駆動することで泡発生容器５１１内の液状定着液ＴＬを排出する定着液排出ポンプＰ２とを備える。定着液補給ポンプＰ１を駆動することで泡発生液面ＬＳｂを上昇させて泡発生液面ＬＳｂから入口部Ｌ４ａまでの距離を短くすることができる。また、定着液排出ポンプＰ２を駆動することで泡発生液面ＬＳｂを下降させて泡発生液面ＬＳｂから入口部Ｌ４ａまでの距離を長くすることができる。この定着装置５０では、定着制御回路ＣＳ、定着液補給ポンプＰ１、定着液排出ポンプＰ２及び４つの液面検知センサＰＳによって距離調節手段を構成し、泡状定着液Ｆの嵩密度が所望の範囲となるように調節する構成が実現できる。
【００９４】
また、実施例３及び実施例５の定着装置５０は、距離調節手段として、泡搬送管Ｌ４及び泡発生容器５１１に対してスライド可能な泡搬送管上流部Ｌ４ｂ、泡搬送管上流部Ｌ４ｂを上下方向に移動させる泡搬送管上流部移動モータＭ２を備える。そして、定着制御回路ＣＳが泡搬送管上流部移動モータＭ２を制御することで泡搬送管上流部Ｌ４ｂの下端部である入口部Ｌ４ａの位置の調節を行う。これにより、泡発生液面ＬＳｂから入口部Ｌ４ａまでの距離を調節することができ、泡状定着液Ｆの嵩密度が所望の範囲となるように調節する構成が実現できる。
【００９５】
また、実施例４及び実施例５の定着装置５０は、第一入口部Ｌ４ａ１及び第二入口部Ｌ４ａ２のように、入口部Ｌ４ａを泡発生容器５１１の複数箇所に配置している。さらに、距離調節手段である切り換えバルブ５１５は、複数の入口部Ｌ４ａ（第一入口部Ｌ４ａ１、第二入口部Ｌ４ａ２）のうち泡状定着液Ｆが進入する入口部Ｌ４ａを切り換える。このように、泡状定着液Ｆが進入する入口部Ｌ４ａを切り換えることによって泡発生液面ＬＳｂから泡状定着液Ｆが進入する入口部Ｌ４ａまでの距離を調節することができる。これにより、泡状定着液Ｆの嵩密度が所望の範囲となるように調節する構成が実現できる。
【００９６】
また、本実施形態のプリンタ１００は、樹脂と色剤を含有する樹脂微粒子を含むトナーを用いて記録媒体である記録紙Ｐ上にトナー像を形成するトナー像形成手段である作像部（各色の画像形成ステーション、中間転写ベルト４０等）を有する。さらに、プリンタ１００は、トナー像を担持する記録紙Ｐの表面に定着液を付与し、記録紙Ｐ上にトナー像を定着せしめる定着装置５０を備える。そして、プリンタ１００は定着装置５０として、実施例１乃至実施例５に記載の定着装置５０を用いることで、安定した定着性能を得ることが出来るため、安定した画像品質を得ることができる。
【符号の説明】
【００９７】
１０  光走査装置
３０  感光体ドラム
３１  クリーニングユニット
３２  帯電装置
３３  現像ローラ
３４  トナーカートリッジ
４０  中間転写ベルト
４２  二次転写ローラ
４５  Ｐセンサ
５０  定着装置
５１  泡状定着液生成部
５２  定着液塗布部
５４  給紙コロ
５６  レジストローラ対
５８  排紙ローラ
６０  給紙トレイ
７０  排紙トレイ
８０  通信制御装置
９０  プリンタ制御装置
１００  プリンタ
２００  上位装置
５１１  泡発生容器
５１１ａ  上部ケーシング
５１１ｂ  下部ケーシング
５１２  定着液収容ボトル
５１２ａ  空気孔
５１３  泡小径化装置
５１４  泡付与ヘッド
５２１  塗布ローラ
５２２  加圧ローラ
５２３  泡膜厚規制ブレード
５２４  クリーニングブレード
ＡＦ  空気流量計
ＡＰ  圧力計
ＡＳ  エアストーン
Ｆ  泡状定着液
Ｆａ  初期泡状定着液
Ｆｂ  小径泡状定着液
Ｌ１  定着液補給管
Ｌ２  定着液排出管
Ｌ３  空気供給管
Ｌ４  泡搬送管
Ｌ４ａ  入口部
Ｌ４ａ１  第一入口部
Ｌ４ａ２  第二入口部
Ｌ４ｂ  泡搬送管上流部
ＬＳａ  補給液面
ＬＳｂ  泡発生液面
Ｍ１  撹拌モータ
Ｍ２  泡搬送管上流部移動モータ
Ｍ３  容器上部上下移動モータ
Ｎ  塗布ニップ
Ｐ  記録紙
Ｐ１  定着液補給ポンプ
Ｐ２  定着液排出ポンプ
Ｐ３  空気ポンプ
ＰＳ  液面検知センサ
ＰＳ１  第一液面検知センサ
ＰＳ２  第二液面検知センサ
ＰＳ３  第三液面検知センサ
ＰＳ４  第四液面検知センサ
Ｔ  トナー層
ＴＬ  液状定着液
【先行技術文献】
【特許文献】
【００９８】
【特許文献１】特開２００６−７８５７３号公報
【特許文献２】特開２００９−１０３７７８号公報
【特許文献３】特開２００８−１９７１８８号公報
【図１】
2011149996.tif 000006
【図２】
2011149996.tif 000007
【図３】
2011149996.tif 000008
【図４】
2011149996.tif 000009
【図５】
2011149996.tif 000010
【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】
2011149996.tif 000015
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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