(57)【要約】【課題】泡状定着液を用いる定着装置において、定着後にローラ等の泡塗布部材上に残る泡状定着液を少なくする。【解決手段】本発明では、トナー等の樹脂微粒子を軟化させる軟化剤を含有した泡状定着液を媒体Ｐ上の樹脂微粒子Ｔに付与して該樹脂微粒子を媒体に定着する定着装置１８において、定着液から泡で構成された泡状定着液を生成する第１の泡状定着液生成手段３０−１と、第１の泡状定着液生成手段にて生成された泡より低い密度の泡で構成された泡状定着液を生成する第２の泡状定着液生成手段３０−２と、第１の泡状定着液生成手段にて生成された泡状定着液の泡膜と第２の泡状定着液生成手段にて生成された泡状定着液の泡膜とが形成される泡塗布部材４１とを備えた構成とし、泡塗布部材上に、二種類の泡状定着液で二層の泡膜を形成して媒体上の樹脂微粒子に付与する。【選択図】図６
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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を含有する微粒子を軟化させる軟化剤を含有した泡状定着液を媒体上の樹脂微粒子に付与して該樹脂微粒子を媒体に定着する定着装置において、
定着液から泡で構成された泡状定着液を生成する第１の泡状定着液生成手段と、
前記第１の泡状定着液生成手段にて生成された泡より低い密度の泡で構成された泡状定着液を生成する第２の泡状定着液生成手段と、
前記第１の泡状定着液生成手段にて生成された泡状定着液の泡膜と前記第２の泡状定着液生成手段にて生成された泡状定着液の泡膜とが形成される泡塗布部材と、
を備えたことを特徴とする定着装置。
【請求項２】
請求項１に記載の定着装置において、
前記第１の泡状定着液生成手段により生成される泡状定着液は前記軟化剤を含有し、
前記第２の泡状定着液生成手段により生成される泡状定着液は前記軟化剤を含有しないことを特徴とする定着装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の定着装置において、
前記第２の泡状定着液生成手段にて生成された泡状定着液は、前記第１の泡状定着液生成手段にて生成された泡状定着液より単位時間当たりの供給量が多いことを特徴とする定着装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか一つに記載の定着装置において、
前記泡塗布部材として泡塗布ローラを備え、前記泡塗布ローラに二層の泡状定着液膜を形成して前記媒体上の樹脂微粒子に付与することを特徴とする定着装置。
【請求項５】
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を含有する微粒子を軟化させる軟化剤を含有した泡状定着液を媒体上の樹脂微粒子に付与して該樹脂微粒子を媒体に定着する定着方法において、
定着液から泡で構成された泡状定着液を生成する第１の泡状定着液生成手段と、
前記第１の泡状定着液生成手段にて生成された泡より低い密度の泡で構成された泡状定着液を生成する第２の泡状定着液生成手段と、
前記第１の泡状定着液生成手段にて生成された泡状定着液の泡膜と前記第２の泡状定着液生成手段にて生成された泡状定着液の泡膜とが形成される泡塗布部材と、
を用い、
前記第１の泡状定着液生成手段にて生成された泡状定着液と、前記第２の泡状定着液生成手段にて生成された泡状定着液とを、前記泡塗布部材により前記媒体上の樹脂微粒子に付与することを特徴とする定着方法。
【請求項６】
請求項５に記載の定着方法において、
前記第１の泡状定着液生成手段により生成される泡状定着液は前記軟化剤を含有し、
前記第２の泡状定着液生成手段により生成される泡状定着液は前記軟化剤を含有しないことを特徴とする定着方法。
【請求項７】
請求項５または６に記載の定着方法において、
前記第２の泡状定着液生成手段にて生成された泡状定着液は、前記第１の泡状定着液生成手段にて生成された泡状定着液より単位時間当たりの供給量が多いことを特徴とする定着方法。
【請求項８】
請求項５乃至７のいずれか一つに記載の定着方法において、
前記泡塗布部材として泡塗布ローラを用い、前記泡塗布ローラに二層の泡状定着液膜を形成して前記媒体上の樹脂微粒子に付与することを特徴とする定着方法。
【請求項９】
樹脂と色材を含有する樹脂微粒子を含む現像剤で画像形成を行い、媒体上に前記樹脂微粒子の未定着画像を形成する画像形成手段と、
前記画像形成手段で媒体上に形成された未定着画像を定着する定着手段を備えた画像形成装置において、
前記定着手段として、請求項１乃至４のいずれか一つに記載の定着装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１０】
樹脂と色材を含有する樹脂微粒子を含む現像剤で画像形成を行い、媒体上に前記樹脂微粒子の未定着画像を形成する画像形成工程と、
前記画像形成工程で媒体上に形成された未定着画像を定着する定着工程を有する画像形成方法において、
前記定着工程に、請求項５乃至８のいずれか一つに記載の定着方法を用いたことを特徴とする画像形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、泡状定着液を用いる定着装置および定着方法に関するものであり、さらには前記定着装置を備えた画像形成装置および前記定着方法を用いた画像形成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
プリンタ、ファクシミリ、複写装置、あるいはこれらの機能を有する複合機などの画像形成装置は、紙、布、及びＯＨＰ用シートのような記録媒体に、画像情報に基づいて文字や記号、グラフィック、写真等の種々の画像を形成する装置である。特に、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においては、記録媒体上のトナーを加熱して溶融させ、溶融し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用いられている。
この熱定着方式は、高い定着速度及び高い定着画像品質等を提供することができるため、好適に用いられている。
しかし、このような電子写真方式の画像形成装置における消費電力の約半分以上は、熱定着方式においてトナーを加熱することに消費されている。
【０００３】
一方、近年における環境問題対策の観点からは、低消費電力（省エネルギー）の定着装置が望まれている。
即ち、トナーを定着するためにトナーを加熱する温度を今までよりも極端に低下させること、又はトナーを加熱することを必要としない定着方法が望まれている。
特に、トナーを全く加熱することなくトナーを記録媒体に定着させる非加熱定着方法が低消費電力の点で理想的である。
【０００４】
このような非加熱定着方法としては、トナーを溶解または膨潤可能で、水に不溶または難溶な有機化合物が水に分散混合された水中油滴型の定着液を泡状にして、ローラなどの上に膜を形成し、未定着のトナーが所定位置に配設された被定着物（記録媒体）の表面に接触・浸透させてトナーを溶解または膨潤させた後、被定着物を乾燥させることでトナーを定着させる定着方法が提案され既に知られている。
【０００５】
例えば、特許文献１（特許第４３２４２４２号公報）には、記録媒体上の未定着トナーを乱さずに定着液を浸透させる目的で、泡状にした定着液を未定着トナーに接触・浸透させトナーを溶解または膨潤させた後、被定着物を乾燥させることでトナーを定着させる定着方法が開示されている。
特許文献２（特開２００９−１０３７７８号公報）には泡状定着液の密度を所望の値にする制御手段をもった泡状定着液生成装置が開示されている。
特許文献３（特開２００４−０２５００２号公報）には、プラスチック、紙、金属箔などの走行する支持媒体に塗布液を多層に形成することを目的として、エクストルージョン型コータヘッドを用いて、最下層の塗布液を供給するマニホールドから通じた支持体に、塗布液を吐出するスリット、および上層の塗布液を供給するマニホールドから通じた、前記スリットの途中に合流するスリットを配置した塗布装置が開示されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、前述した従来のシステムでは、泡状にした定着液をローラを介して記録媒体上の未定着トナー上に接触・浸透させる際、その全ては浸透せずに、幾らかはローラ上に残るという問題があった。
【０００７】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、定着後に、ローラ等の泡塗布部材上に残る泡状定着液を少なくすることができる定着装置および定着方法を提供することを目的とし、さらには前記定着装置を備えた画像形成装置、前記定着方法を用いた画像形成方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明では以下のような解決手段を採っている。
本発明の第１の解決手段は、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を含有する微粒子を軟化させる軟化剤を含有した泡状定着液を媒体上の樹脂微粒子に付与して該樹脂微粒子を媒体に定着する定着装置において、定着液から泡で構成された泡状定着液を生成する第１の泡状定着液生成手段と、前記第１の泡状定着液生成手段にて生成された泡より低い密度の泡で構成された泡状定着液を生成する第２の泡状定着液生成手段と、前記第１の泡状定着液生成手段にて生成された泡状定着液の泡膜と前記第２の泡状定着液生成手段にて生成された泡状定着液の泡膜とが形成される泡塗布部材と、を備えたことを特徴とする（請求項１）。
【０００９】
本発明の第２の解決手段は、第１の解決手段の定着装置において、前記第１の泡状定着液生成手段により生成される泡状定着液は前記軟化剤を含有し、前記第２の泡状定着液生成手段により生成される泡状定着液は前記軟化剤を含有しないことを特徴とする（請求項２）。
【００１０】
本発明の第３の解決手段は、第１または第２の解決手段の定着装置において、前記第２の泡状定着液生成手段にて生成された泡状定着液は、前記第１の泡状定着液生成手段にて生成された泡状定着液より単位時間当たりの供給量が多いことを特徴とする（請求項３）。
【００１１】
本発明の第４の解決手段は、第１乃至第３のいずれか一つの解決手段の定着装置において、前記泡塗布部材として泡塗布ローラを備え、前記泡塗布ローラに二層の泡状定着液膜を形成して前記媒体上の樹脂微粒子に付与することを特徴とする（請求項４）。
【００１２】
本発明の第５の解決手段は、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を含有する微粒子を軟化させる軟化剤を含有した泡状定着液を媒体上の樹脂微粒子に付与して該樹脂微粒子を媒体に定着する定着方法において、定着液から泡で構成された泡状定着液を生成する第１の泡状定着液生成手段と、前記第１の泡状定着液生成手段にて生成された泡より低い密度の泡で構成された泡状定着液を生成する第２の泡状定着液生成手段と、前記第１の泡状定着液生成手段にて生成された泡状定着液の泡膜と前記第２の泡状定着液生成手段にて生成された泡状定着液の泡膜とが形成される泡塗布部材と、を用い、前記第１の泡状定着液生成手段にて生成された泡状定着液と、前記第２の泡状定着液生成手段にて生成された泡状定着液とを、前記泡塗布部材により前記媒体上の樹脂微粒子に付与することを特徴とする（請求項５）。
【００１３】
本発明の第６の解決手段は、第５の解決手段の定着方法において、前記第１の泡状定着液生成手段により生成される泡状定着液は前記軟化剤を含有し、前記第２の泡状定着液生成手段により生成される泡状定着液は前記軟化剤を含有しないことを特徴とする（請求項６）。
【００１４】
本発明の第７の解決手段は、第５または第６の解決手段の定着方法において、前記第２の泡状定着液生成手段にて生成された泡状定着液は、前記第１の泡状定着液生成手段にて生成された泡状定着液より単位時間当たりの供給量が多いことを特徴とする（請求項７）。
【００１５】
本発明の第８の解決手段は、第５乃至第７のいずれか一つの解決手段の定着方法において、前記泡塗布部材として泡塗布ローラを用い、前記泡塗布ローラに二層の泡状定着液膜を形成して前記媒体上の樹脂微粒子に付与することを特徴とする（請求項８）。
【００１６】
本発明の第９の解決手段は、樹脂と色材を含有する樹脂微粒子を含む現像剤で画像形成を行い、媒体上に前記樹脂微粒子の未定着画像を形成する画像形成手段と、前記画像形成手段で媒体上に形成された未定着画像を定着する定着手段を備えた画像形成装置において、前記定着手段として、第１乃至第４のいずれか一つの解決手段の定着装置を備えたことを特徴とする（請求項９）。
【００１７】
本発明の第１０の解決手段は、樹脂と色材を含有する樹脂微粒子を含む現像剤で画像形成を行い、媒体上に前記樹脂微粒子の未定着画像を形成する画像形成工程と、前記画像形成工程で媒体上に形成された未定着画像を定着する定着工程を有する画像形成方法において、前記定着工程に、第５乃至第８のいずれか一つの解決手段の定着方法を用いたことを特徴とする（請求項１０）。
【発明の効果】
【００１８】
本発明では、ローラ等の泡塗布部材上に、二種類の泡状定着液（例えば密度の低い泡状定着液と定着用の泡状定着液）で二層の泡膜を形成して、媒体上の樹脂微粒子に付与するので、定着動作後、最終的に泡塗布部材上に残る泡の密度を下げることができ、泡塗布部材上に残る泡状定着液を少なくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明に係る画像形成装置の一実施形態を示す全体概略構成図である。
【図２】図１に示す画像形成部の主要部を拡大して示した構成説明図である。
【図３】泡状定着液による定着原理について説明する図である。
【図４】泡状定着液生成手段について説明する図である。
【図５】図４に示した泡状定着液生成手段を有する定着装置を備えた画像形成部全体の構成例について説明する図である。
【図６】本発明の一実施例を示す図であり、２つの泡状定着液生成手段を有する定着装置を備えた画像形成部全体の構成例について説明する図である。
【図７】本発明における塗布ローラ上の２層の泡状定着液の一実施例について説明する図である。
【図８】本発明における塗布ローラ上の２層の泡状定着液の別の実施例について説明する図である。
【図９】本発明における塗布ローラ上の２層の泡状定着液のさらに別の実施例について説明する図である。
【図１０】２層の泡状定着液膜による定着システムの泡状定着液転写プロセスの一例について説明する図である。
【図１１】泡状定着液の例を示す図である。
【図１２】図１１よりも泡密度の高い泡状定着液の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明に係る画像形成装置の一実施形態を示す全体概略構成図である。
図１に示した画像形成装置は、ほぼ中央に画像形成手段である画像形成部１、その画像形成部１の下部に給紙部２、画像形成部１の上方に画像読み取り部３、そして画像形成部１と画像読み取り部３の間に胴内排紙部４の構成を有するカラー画像形成装置であり、プリンタ、複写装置、ファクシミリ、スキャナの機能を有している。なお、図示を省略しているが、画像読み取り部３の上方には、原稿自動搬送装置（ＡＤＦ）が設けられる。
【００２１】
図１において、画像読み取り部３は、コンタクトガラス３ａ、読み取り走行体に搭載された原稿照明用光源３ｂと第１ミラー３ｃ、第２ミラー３ｄ、第３ミラー３ｅ、結像レンズ３ｆ、撮像素子３ｇを備え、ＡＤＦや手差しによりコンタクトガラス３ａ上に載置された原稿の画像を撮像素子３ｇで読み取り、図示省略の画像処理部で書き込み用の画像情報（例えばイエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｂｋ）の各色に対応した画像信号）に変換処理して画像形成部１に送信する。
【００２２】
画像形成部１には、ドラム状の感光体により構成された複数の像担持体５Ｙ、５Ｃ、５Ｍ、５ＢＫを有し、その各像担持体には、互いに異なった色のトナー像がそれぞれ形成される。図示した例では、３つの像担持体５Ｙ、５Ｃ、５Ｍの表面に、イエロートナー像、シアントナー像、及びマゼンタトナー像の各有彩色トナー像がそれぞれ形成され、像担持体５ＢＫにはブラックトナー像が形成される。各像担持体５Ｙ乃至５ＢＫは、所定の間隔をあけて互いに平行に配置されている。かかる像担持体５Ｙ乃至５ＢＫに対向して中間転写体６が対向配置されており、この中間転写体６としてはドラムを用いることもできるが、図示した例では、複数の支持ローラ７、８、９に巻き掛けられて矢印Ａ方向に駆動される無端ベルトが用いられている。
【００２３】
図２は、図１に示す画像形成部１の主要部（各色の画像形成ユニット）を拡大して示した構成説明図である。図１に示したイエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｂｋ）の４つの画像形成ユニットは同じ構成であるので、図２では一つの画像形成ユニットに着目し、色を表す記号は省略している。
【００２４】
図２において、像担持体５の周囲には、像担持体５の表面に帯電処理を行う帯電装置１０、画像情報を感光体表面にレーザ光Ｌで照射する露光装置１１（図１に示す）、露光により像担持体５の表面に形成された静電潜像を可視像化する現像装置１２、中間転写体６を介して像担持体５と対向配置された転写装置１３、中間転写体６に転写後の像担持体表面に残留するトナーを除去回収するクリーニング装置１４、像担持体５表面の摩擦係数を下げるための潤滑剤塗布装置２０が設けられている。
【００２５】
帯電装置１０は、帯電部材としての帯電ローラ１０ａと、それを像担持体５に所定の圧力で加圧する付勢部材としてのスプリング１０ｂとを有する。帯電ローラ１０ａは、図示していないが、導電性のシャフトの周りに導電性弾性層を有し、電圧印加装置（不図示）により導電性シャフトを介して導電性弾性層と像担持体５との空隙に所定の電圧を印加して像担持体表面に電荷を付与する。また、上記現像装置１２は撹拌スクリュ１２ａにより現像剤を十分撹拌し、現像ローラ１２ｂに磁気的に付着させる。付着した現像剤は現像ドクタ１２ｃにより現像ローラ１２ｂ上に薄層化され、現像剤により像担持体５上の静電潜像が可視像化される。転写装置１３は転写バイアスローラを有し、該ローラにより電気的に中間転写体６上に像担持体５上のトナー像を付着させる。クリーニング装置１４はウレタンゴム等よりなるクリーニングシートを有し、該シートにより像担持体５上の残留トナーを掻き取るようにして除去する。
【００２６】
なお、本実施形態では、各色の画像形成ユニットは、像担持体５、帯電装置１０、現像装置１２、クリーニング装置１４及び潤滑剤塗布装置２０がユニット化されたプロセスカートリッジ（ＰＣ）として構成されている。プロセスカートリッジ（ＰＣ）の形態は任意であるが、本発明のプロセスカートリッジ（ＰＣ）は潤滑剤塗布装置２０と、像担持体５、帯電装置１０、現像装置１２及びクリーニング装置１４の少なくとも一構成部材を組み合わせたものである。
【００２７】
かかる画像形成装置において画像形成が開始されると、各色の画像形成ユニットでは、像担持体５が図２における時計回り方向に回転駆動され、このとき帯電装置１０によって像担持体５の表面が所定の極性に帯電される。次いで、その帯電面に、図１に示す露光装置１１から画像情報に基づくレーザ光Ｌが照射され、これによって像担持体５に静電潜像が形成される。なお、画像情報は、前述の画像読み取り部３で読み取った画像データや、外部のコンピュータからＬＡＮ等を介して送られてくるデータや、ファクシミリで受信したデータ等である。画像読み取り部３が用いられた場合は、コンタクトガラス３ａ上に載置された原稿（図示せず）が原稿照明用光源３ｂと第１ミラー３ｃよりなる読み取り走行体が往復移動し、その際、読み取り走行体により走査された画像情報が第２ミラー３ｄ、第３ミラー３ｅ、結像レンズ３ｆを介して、結像レンズ３ｆの後方に設置されている撮像素子（例えばＣＣＤ）３ｇに画像信号として読み込まれる。この読み込まれた画像信号は、デジタル化され画像処理されて露光装置１１のレーザダイオード（不図示）の発光により像担持体５の表面に書き込まれる。そして、像担持体５の表面に形成された静電潜像は、現像装置１２の現像ローラ８に担持された乾式現像剤（樹脂と色材を含有する樹脂微粒子（トナーと言う）を含む現像剤）によって、トナー像として可視像化される。
【００２８】
上記した画像形成動作は、図１に示す全ての像担持体５Ｙ乃至５Ｂｋで行われ、これによって各像担持体５Ｙ乃至５ＢＫにそれぞれ形成されたイエロートナー像、シアントナー像、マゼンタトナー像及びブラックトナー像が中間転写体６上に順次重ねて転写される。また、図１に示した画像形成装置においては、中間転写体６を挟んで、支持ローラ７に対向して二次転写装置（例えば二次転写ローラ）１６が配置されている。
【００２９】
一方、画像形成部１の下部に配置された給紙部２から、転写紙（定形の普通紙、連続紙、レター用紙、葉書、厚紙等）又は樹脂フィルム（ＯＨＰシート等）などから成る記録媒体Ｐが給紙ローラ２ａにより矢印Ｂで示すように送り出され、その記録媒体Ｐは、レジストローラ対２ｂの回転によって所定のタイミングで、二次転写装置１６と中間転写体６との間に送り込まれる。このようにして、記録媒体Ｐが二次写装置１６を通過するとき、この二次転写装置１６の作用によって中間転写体６上の重ねトナー像が記録媒体Ｐ上に一括して転写される。そして、定着装置１８によってトナー像が記録媒体Ｐに定着された後、排紙ローラ１９により胴内排紙部４に排紙される。また、トナー像転写後の中間転写体６の表面に付着する転写残トナーは、ベルト用のクリーニング装置１５によって除去される。また、二次転写装置１６のローラ表面に付着するトナーや紙粉等は、ローラ用のクリーニング装置１７によって除去される。なお、ベルト用のクリーニング装置１５やローラ用のクリーニング装置１７にも、必要に応じて潤滑剤塗布装置が設けられる。
【００３０】
次に、本発明に係る定着装置および定着方法について詳細に説明する。
図３は、泡状定着液による定着原理について説明する図である。本発明に係る定着装置および定着方法では、図３に示すように、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を含有する微粒子を軟化させる軟化剤を含有した泡状定着液４５を記録媒体Ｐ上の樹脂微粒子（未定着トナーＴ）に付与して該樹脂微粒子を記録媒体Ｐに定着する。
具体的には、後述する泡状定着液生成手段によって定着液を泡で構成された泡状定着液４５とすることで、定着液のカサ密度を低くできると共に、図３（ａ）に示すように、泡塗布部材である泡塗布ローラ４１上の定着液層（泡状定着液膜）４５を厚くすることができ、更には定着液の表面張力による影響が抑えられるため、泡塗布ローラ４１への樹脂微粒子のオフセットを防止できる。
なお、泡状定着液を生成する際に用いる軟化剤を含有した定着液としては、本出願人による先願である特許文献１や特許文献２に記載の定着液を用いることができる。
【００３１】
泡状定着液４５は、記録媒体Ｐの搬送過程で、泡塗布ローラ４１と記録媒体Ｐとを接触させることで、記録媒体Ｐおよび記録媒体Ｐ上の未定着トナーＴに浸透・転写する。
その際、泡状定着液４５の全てが記録媒体Ｐ上に転写するのではなく、図３（ｂ）に示すように、幾らかは泡塗布ローラ４１上に残ることがわかっており、種々の実験の結果、その比率は体積比で、
記録媒体上定着液：泡塗布ローラ上定着液＝７：３
となる知見を得ている。
【００３２】
図４は、泡状定着液生成手段について説明する図である。
図４に示す泡状定着液生成手段３０は、液状定着液から大きな泡の泡状定着液を生成した後、大きな泡を分泡し、微小な処方の泡の泡状定着液を生成するものである。この泡状定着液生成手段３０における大きな泡生成部としては、図４に示すように、定着液容器３１内の液状定着液３２を液体搬送ポンプ３３及び液体搬送パイプ３４等の液体輸送手段を用いて気体・液体混合部３５へ供給する。また、空気口４０から気体搬送ポンプ３９及び気体搬送パイプ３６等の気体輸送手段を用いて空気を気体・液体混合部３５へ供給する。なお、空気は圧縮空気を用いる方法も考えられる。
【００３３】
気体・液体混合部３５では、上記のように搬送された液体と気体が混合し、更に微小孔シート３７を通過することで、泡径の揃った大きな泡を生成させることができる。微小孔シート３７の孔径は、３０μｍ〜１００μｍ程度が望ましい。また、図４の微小孔シート３７に限らず、連泡構造の多孔質部材であればよく、孔径３０μｍ〜１００μｍ程度を有する焼結セラミックス板や不織布や発泡樹脂シートであってもよい。また、別の大きな泡の生成方法としては、上記の液体搬送ポンプ３３と気体搬送ポンプ３９より供給された液状定着液と空気を羽根状攪拌子で攪拌しながら、液に気泡を巻き込みながら大きな泡を生成させる構成や、上記の液体搬送ポンプ３３より供給された液状定着液に空気供給ポンプ等でバブリングを行い大きな泡を生成する構成も望ましい。
【００３４】
次に、図４に示す泡状定着液生成手段３０では、気体・液体混合部３５で生成された大きな泡を分割して２つ以上に分泡化するために、大きな泡にせん断力を加えるための、微小な泡生成部３８が設けられている。この微小な泡生成部３８は、図４に示すように閉じた二重円筒で構成されており、内側円筒３８ａが回転可能な構成としている。そして、外側円筒３８ｂの一部より、気体・液体混合部３５で生成された大きな泡状定着液を供給し、内部の回転する内側円筒３８ａと外側円筒３８ｂの隙間（ここが流路となる）を通過させることにより、大きな泡の泡状定着液は回転する内側円筒３８ａによりせん断力を受ける。このせん断力により、大きな泡は微小な泡へと変化し、外側円筒３８ｂに設けられた泡の出口より、所望の微小な泡径を有する泡状定着液を得ることができる。
【００３５】
また、回転する内側円筒３８ａの回転数と、内側円筒３８ａの長手方向の長さにより液搬送速度は決定される。外側円筒３８ｂの内径をｄ１（ｍｍ）、円筒長さをＬ（ｍｍ）とし、内側円筒３８ａの外径をｄ２（ｍｍ）とし、回転数をＲ（ｒｐｍ）とすると、微小な泡を生成するための液搬送速度Ｖ（ｍｍ３／秒）は、
Ｖ＝Ｌ×π×（ｄ１２−ｄ２２）／４／（１０００／Ｒ）
の式で決まることがわかった。
例えば、ｄ１が１０ｍｍ、ｄ２が８ｍｍ、Ｌが５０ｍｍ、回転数Ｒが１０００ｒｐｍとすると、液搬送速度は約１４００ｍｍ３／秒（１．４ｃｃ／秒）となる。記録媒体ＰとしてＡ４の転写紙を定着するために必要な泡状定着液が３ｃｃであるとすると、液状定着液から必要量の泡状定着液を生成するのに立上がり時間は約２秒ですみ、極めて素早く、所望の泡径を有する泡状定着液を生成可能となる。また、内側円筒３８ａにらせん状の溝を設けて、円筒内での液搬送性を良くしてもよい。
【００３６】
このように、図４に示す泡状定着液生成手段３０では、液状定着液３２を大きな泡径を有する液へと変化させる大きな泡生成部（気体・液体混合部３５）と、大きな泡にせん断力を加えて微小な泡を生成する微小な泡生成部３３を組み合わせることで、液状定着液３２から、極めて短時間に５μｍ〜５０μｍ程度の微小な泡径を有する泡状定着液を生成させることができる。
【００３７】
なお、泡状の定着液のかさ密度としては、０．０１ｇ／ｃｍ３〜０．１ｇ／ｃｍ３程度の範囲が望ましい。かさ密度は、液体搬送ポンプ３３と気体搬送ポンプ３９の出力を変えることで単位時間当たりの液体・気体流量比を変え、制御することができる。
【００３８】
更に、定着液は、紙等の記録媒体上のトナー等の樹脂含有微粒子の層への塗布時に泡状となっていればよく、保存用容器や、泡状定着液生成手段３０の定着液容器３１内で泡状である必要はない。即ち、保存用容器や定着液容器３１中では気泡を含有しない液体で、容器から液を供給する時点や、樹脂含有微粒子の層へ付与するまでの液体搬送経路で泡状にする手段を設ける構成が望ましい。これは、定着液容器３１では液体で、容器から液を取り出した後に泡状とする構成のほうが、容器の小型化ができるという大きな利点を有するためである。
【００３９】
図５は、図４に示した泡状定着液生成手段３０を有する定着装置１８を備えた画像形成部全体の構成例について説明する図である。
図５（ａ）の制御部５０は、図２に示した構成の画像形成部の主要部（各色の画像形成ユニット、中間転写体、二次転写装置等）と、図４に示した構成の泡状定着液生成手段３０を備えた定着装置１８を制御する。
前述したように、図２に示した画像形成部の主要部の各色の画像形成ユニットで各色の画像が像担持体５上に形成されて中間転写体６上に転写され、中間転写体６上に形成された未定着トナー画像は二次転写部にて二次転写装置１６により記録媒体Ｐに転写される。
【００４０】
制御部５０は、画像形成部の主要部を制御して、記録媒体Ｐ上に形成する未定着トナー画像に応じて、泡状定着液生成手段３０で生成する泡状定着液の供給量、かさ密度が適切な値になるように制御し、同時に定着装置１８の泡塗布ローラ４１上の泡状定着液の膜厚が供給量に応じた最適値になるように膜厚制御用ブレード４２を制御する。
例えば、未定着トナー画像量が少ない場合は供給量を少なくし、同時に膜厚を薄くする制御が考えられる。
【００４１】
上記のように泡状定着液生成手段３０で生成された泡状定着液は、微小な泡生成部３８の外側円筒に設けられた泡の出口に接続された泡搬送パイプにより泡吐出ヘッド４３に送られ、泡吐出ヘッド４３により泡塗布ローラ４１上に泡を吐出した後、膜厚制御用ブレード４２を介して所望の膜厚に整形され、泡塗布ローラ４１上に泡状定着液膜として形成される。
この泡状定着液膜が、泡塗布ローラ４１と加圧ローラ４４との接触箇所で、記録媒体Ｐ上の未定着トナー画像に接触・塗布されることで定着工程が行われる。
【００４２】
泡状定着液の泡塗布ローラ４１上での膜厚制御は、図５（ｂ）に示すように、泡塗布ローラ４１とギャップを設けた回転可能な膜厚制御用ブレード４２を用い、膜厚を薄くするときは図５（ｂ）の左図に示すように泡塗布ローラ４１と膜厚制御用ブレード４２のギャップを狭くし、膜厚を厚くするときは図５（ｂ）の右図に示すように泡塗布ローラ４１と膜厚制御用ブレード４２のギャップを広くする。
また、ギャップの制御例としては、膜厚制御用ブレード４２の端部に回転駆動手段（ステッピングモータ、ソレノイド等）を有する回転軸を設け、この回転軸の駆動を制御部５０で制御し、トナー層の厚さや環境温度等、更には泡状定着液の気泡の大きさ、泡粘度及び塗布加圧力並びに未定着トナーの層厚等に応じて、ギャップ量を制御し、泡状定着液の未定着トナー層での浸透時間を調整するための最適な膜厚を制御する。
【００４３】
以上、本発明に係る画像形成装置と、その画像形成装置に備えられる、泡状定着液生成手段３０を有する定着装置１８の基本的な実施形態について説明したが、本発明では、ローラ等の泡塗布部材４１に泡状定着液を塗布する処理に際して、以下の特徴を有する。
本発明では、ローラ等の泡塗布部材に泡状定着液を塗るための泡状定着液生成手段を二つ設けて、密度や特性の異なる二種類の泡状定着液を泡塗布部材上に塗布して二種類の泡膜を形成することが特徴である。この本発明の特徴を有する実施例を以下で説明する。
【実施例】
【００４４】
図６は、本発明の一実施例を示す図であり、２つの泡状定着液生成手段を有する定着装置を備えた画像形成部全体の構成例について説明する図である。
図６に示す画像形成部全体の構成例では、図５に示した画像形成部全体の構成に加えて、泡状定着液生成手段をもう１つ設けている。
即ち本実施例では、定着装置１８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を含有する微粒子を軟化させる軟化剤を含有した定着液から泡で構成された定着用の泡状定着液を生成する第１の泡状定着液生成手段３０−１と、第１の泡状定着液生成手段３０−１にて生成された泡より低い密度の泡で構成された泡状定着液を生成する第２の泡状定着液生成手段３０−２とを備えている。
【００４５】
この２つの泡状定着液生成手段３０−１，３０−２の基本的な構成は図４と同様であるが、本実施例では、第２の泡状定着液生成手段３０−２にて低密度の泡の泡状定着液を生成して、泡吐出ヘッド４３−２で泡塗布ローラ４１に塗布し、次いで第１の泡状定着液生成手段３０−１にて定着用の泡の泡状定着液を生成して、泡吐出ヘッド４３−１で泡塗布ローラ４１に塗布し、泡塗布ローラ４１上に密度の異なる二種類の泡の層で構成される二層の泡膜を形成する。そして本実施例では、上記のように泡塗布ローラ４１に二層の泡状定着液膜を形成した後、泡塗布ローラ４１で記録媒体Ｐ上の未定着トナー画像に接触・塗布させることで定着工程を行う。
【００４６】
次に本発明における泡塗布ローラ上の２層の泡状定着液の実施例について説明する。
図７は、本発明における泡塗布ローラ上の２層の泡状定着液について説明する図である。
図７に示す泡塗布ローラ４１上の泡状定着液膜は、図６に示した第２の泡状定着液生成手段３０−２により生成された低密度の泡状定着液膜４５ａの層の上に、第１の泡状定着液生成手段３０−１により生成された定着用の泡状定着液膜４５ｂの層が形成された構成になっている。
【００４７】
ここで、図１１は泡状定着液の例を示す図である。図１１に示すように、気泡と定着液で構成された泡状定着液は、気泡とそれぞれを区切る液膜境界（以下，プラトー境界と称す）から構成される。
また、図１２は、図１１よりも泡密度の高い泡状定着液の例を示す図である。泡密度が高くなると、単位体積当たりのプラトー境界（定着液）の占める割合が多くなる。
なお、泡密度とは、単位体積あたりの定着液の質量で、低い泡密度とは、単位体積あたりで、泡の粒子が多く存在し、プラトー境界が薄い状態であり、高い泡密度とは、単位体積あたりで、泡の粒子が少なく存在し、プラトー境界が厚い状態である。
【００４８】
図７に示す定着用の泡状定着液膜４５ｂ（第１の泡状定着液生成手段にて作成された泡状定着液膜）は、図１１、図１２に示したように、低密度の泡状定着液膜４５ａに比べて、単位体積当たりのプラトー境界（定着液）の占める割合が多い。
本発明は、塗布部材上に残る泡状定着液を少なくするために、第１の泡状定着液生成手段にて作成された泡状定着液膜４５ｂよりも、第２の泡状定着液生成手段にて作成された泡状定着液膜４５ａを低密度な泡状定着液としている。
【００４９】
次に本発明における泡塗布ローラ上の２層の泡状定着液の別の実施例を示す。
本発明の定着装置および定着方法では、定着工程後に泡塗布ローラ４１上に残る泡は定着に供されない泡なので、軟化剤を含有していなくてもよい。そこで、密度の低い泡状定着液を生成する第２の泡状定着液生成手段３０−２では、軟化剤を含有しない定着液を使用することができる。
このように、第２の泡状定着液生成手段３０−２では、初めから軟化剤を含有しない液を使用することにより、定着液にかかるコストの低減を図ることができる。
【００５０】
ここで、図８は低密度の泡状定着液膜４６ａに軟化剤を含有しない定着液を使用した例を示す図であり、図８に示す泡塗布ローラ４１上の泡状定着液膜は、図６に示した第２の泡状定着液生成手段３０−２により生成された軟化剤を含まない泡状定着液膜４６ａの層の上に、第１の泡状定着液生成手段３０−１により生成された軟化剤を含む定着用の泡状定着液膜４６ｂの層が形成された構成になっている。
また、図８では泡状定着液膜４６ａ，４６ｂともに同じ泡密度で泡状定着液膜を形成した図になっているが、図７のように、第２の泡状定着液生成手段３０−２では、泡密度が低く、かつ軟化剤を含まない泡状定着液膜を形成する。
なお、図８に示す例では、第１の泡状定着液生成手段３０−１にて作成された泡状定着液（トナーに接触）に軟化剤があって、第２の泡状定着液生成手段３０−２にて作成された泡状定着液に、軟化剤がない点が特徴であり、泡状定着液の泡密度は、図７のように、泡密度を変化させても良く、密度を同じにしても良い。
【００５１】
次に本発明における泡塗布ローラ上の２層の泡状定着液のさらに別の実施例を示す。
本実施例では、図９に示すように、第２の泡状定着液生成手段３０−２にて生成された低密度の泡状定着液４７ａは、第１の泡状定着液生成手段３０−１にて生成された定着用の泡状定着液４７ｂより単位時間当たりの供給量を多くしている。
このため、図９に示すように、定着用の泡状定着液膜４７ｂにくらべて低密度の泡状定着液膜４７ａの方が膜厚が大きくなる。
このように、第２の泡状定着液生成手段３０−２にて生成された低密度の泡状定着液４７ａの単位時間当たりの供給量を、第１の泡状定着液生成手段３０−１にて生成された定着用の泡状定着液４７ｂの単位時間当たりの供給量よりも多くすることにより、泡塗布ローラ４１上に残った泡状定着液のうち、低密度な泡状定着液の占める割合を増やすことができ、泡塗布ローラ４１上に残る泡状定着液をより少なくすることができ、さらに転写率を向上することができる。
【００５２】
なお、本実施例の構成では、上記の逆も可能である。
すなわち定着用の泡状定着液４７ｂの単位時間当たりの供給量を、低密度の泡状定着液４７ａの単位時間当たりの供給量よりも多くすることもできる。
そうすることで、複数のトナーを堆積させて画像を形成するカラー印刷（トナーの堆積高さが高い）において、トナー層全体に定着用の泡状定着液を侵入・浸透させることが可能になる。
【００５３】
次に、図１０は、二層の泡状定着液膜による定着システムの泡状定着液転写プロセスの一例について説明する図である。ここでは図７に示した二層の泡状定着液膜を例に挙げて説明する。
図３と同様、二層の泡状定着液４５ａ，４５ｂは、記録媒体Ｐの搬送過程で塗布ローラ４１と記録媒体Ｐとを接触させることで、記録媒体Ｐおよび記録媒体Ｐ上の未定着トナーＴに浸透・転写する。
その際、記録媒体Ｐおよび記録媒体Ｐ上の未定着トナーＴに浸透・転写する泡状定着液は、図１０に示すように、主として定着用の泡状定着液４５ｂであるので、泡塗布ローラ４１上には密度の低い泡状定着液４５ａが多く残るため、記録媒体上の定着液と泡塗布ローラ上の定着液の体積比が７：３でも、重量比が向上する。
例えば、定着用の泡の密度０．０５ｇ／ｃｍ^3に対して、低密度の泡の密度を０．０１ｇ／ｃｍ^3として泡膜を形成することを考えたとき、泡塗布ローラ４１上に残る泡の９０％が低密度の泡だとすると、記録媒体上の定着液と泡塗布ローラ上の定着液の体積比が７：３の場合、その重量比は約９：１になる。
【００５４】
このように、本実施例では、泡塗布ローラ４１上に、二種類の泡状定着液（密度の低い泡状定着液４５ａと定着用の泡状定着液４５ｂ）で二層の泡膜を形成して、記録媒体Ｐ上の未定着トナー（樹脂微粒子）Ｔに付与するので、定着動作後、最終的に泡塗布ローラ４１上に残る泡状定着液の密度を下げることができ、泡塗布ローラ４１上に残る泡状定着液を少なくすることができる。
【００５５】
なお、ここでは図７に示した二層の泡状定着液膜を例に挙げて説明したが、図８または図９に示した二層の泡状定着液膜を用いる場合も同様である。
【００５６】
以上の実施例では、泡塗布部材として泡塗布ローラ４１を用いた例で説明したが、泡塗布部材としては複数のローラに張架された泡塗布ベルトでもよい。また、泡塗布部材に対向して配置される加圧部材は、加圧ローラ４４に限るものではなく、複数のローラに張架された加圧ベルトであってもよい。
【符号の説明】
【００５７】
１：画像形成部
２：給紙部
３：画像読み取り部
４：胴内排紙部
５（５Ｙ，５Ｃ，５Ｍ，５Ｂｋ）：像担持体
６：中間転写体
１０：帯電装置
１１：露光装置
１２：現像装置
１３：転写装置
１４：クリーニング装置
１６：二次転写装置
１８：定着装置
２０：潤滑剤塗布装置
３０：泡状定着液生成手段
３０−１：第１の泡状定着液生成手段
３０−２：第２の泡状定着液生成手段
３１：定着液容器
３２：液状定着液
３３：液体搬送ポンプ
３４：液体搬送パイプ
３５：気体・液体混合部
３６：気体搬送パイプ
３７：微小孔シート
３８：微小な泡生成部
３９：気体搬送ポンプ
４０：空気口
４１：泡塗布ローラ（泡塗布部材）
４２：膜厚制御用ブレード
４３、４３−１、４３−２：泡吐出ヘッド
４４：加圧ローラ
４５：泡状定着液膜
４５ａ、４７ａ：低密度の泡状定着液膜
４５ｂ、４７ｂ：定着用の泡状定着液膜
４６ａ：低密度の泡状定着液膜（軟化剤なし）
４６ｂ：定着用の泡状定着液膜（軟化剤あり）
Ｐ：記録媒体
Ｔ：未定着トナー（樹脂含有微粒子）
【先行技術文献】
【特許文献】
【００５８】
【特許文献１】特許第４３２４２４２号公報
【特許文献２】特開２００９−１０３７７８号公報
【特許文献３】特開２００４−０２５００２号公報
【図１】
2011209684.tif 000003
【図２】
2011209684.tif 000004
【図３】
2011209684.tif 000005
【図４】
2011209684.tif 000006
【図５】
2011209684.tif 000007
【図６】
2011209684.tif 000008
【図７】
2011209684.tif 000009
【図８】
2011209684.tif 000010
【図９】
2011209684.tif 000011
【図１０】
2011209684.tif 000012
【図１１】
2011209684.tif 000013
【図１２】
2011209684.tif 000014