(57)【要約】【課題】バブリングによって泡状定着液を生成する構成で、液体貯留容器内の検知部を配置した高さ以上に液状定着液の液面が達しているかどうかを安定的に検出することができる定着装置、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内に空気を送り込んで気泡を発生させるバブリングによって泡状定着液を発生させる定着装置５０で、泡発生容器５１１の水平方向の断面積が、エアストーンＡＳが位置する高さにおける断面積Ｗ２よりも液面検知センサＰＳが位置する高さにおける断面積Ｗ１の方が大きく、液面検知センサＰＳを、エアストーンＡＳが位置する高さにおける泡発生容器５１１の水平方向の断面の鉛直上方の領域外となる領域αに液面検知センサＰＳを配置している。【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定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、
上記液体貯留容器内の上記気体供給口よりも高い位置に配置された検知部における上記液状定着液の有無を検知する液検知手段を備え、
該検知部の位置に該液状定着液が存在するときに、該気体供給口から上記気体を供給することによって該液状定着液内に発生して該液状定着液中を上昇する上記気泡が通過し難い位置に該検知部を配置した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、
上記液状定着液中を上記気泡が通過し難い位置は、バブリングを行っている状態での該液状定着液中の気泡が占める体積が３０［％］以下となる位置であることを特徴とする定着装置。
【請求項３】
請求項１または２の定着装置において、
上記液体貯留容器の水平方向の断面積は、上記気体供給口が位置する高さにおける断面積よりも上記検知部が位置する高さにおける断面積の方が大きく、
該検知部を、該気体供給口が位置する高さにおける該液体貯留容器の水平方向の断面の鉛直上方の領域外に配置した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１項に記載の定着装置において、
上記液体貯留容器内における上記気体供給口と上記検知部との水平方向の位置は異なる位置となっており、該気体供給口に発生した上記気泡の上記液状定着液中の水平方向の移動によって該気泡が該検知部に到達することを抑制するように、
水平方向における該気体供給口と該検知部との間に該気泡の通過を妨げる間切り部材を配置したことを特徴とする定着装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか１項に記載の定着装置において、
上記検知部が位置する高さにおける上記液体貯留容器の水平方向の断面の中心を通る鉛直方向の仮想直線を容器中心線とした場合に、
該検知部及び上記気体供給口は該容器中心線上には配置されておらず、
該検知部を、該気体供給口と該容器中心線とを結んだ水平方向の仮想直線と該容器中心線で直交する水平方向の仮想直線を挟んで該気体供給口とは反対側に配置した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、
上記液検知手段は、上記液状定着液と、上記泡状定着液または空気との直流電気抵抗の違いに基づいて、上記検知部における該液状定着液の有無を検知することを特徴とする定着装置。
【請求項７】
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、
上記液検知手段は、上記液状定着液と、上記泡状定着液または空気との交流電気抵抗の違いに基づいて、上記検知部における該液状定着液の有無を検知することを特徴とする定着装置。
【請求項８】
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、
上記液検知手段は、上記液状定着液と、上記泡状定着液との光の透過率の違いに基づいて、上記検知部における該液状定着液の有無を検知することを特徴とする定着装置。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれか１項に記載の定着装置において、
上記液検知手段が上記検知部に上記液状定着液が存在しないことを検知すると、上記液体貯留容器内に該液状定着液の補給を開始し、
該液状定着液の補給を開始した後、該液検知手段が該検知部に該液状定着液が存在することを検知すると、該液体貯留容器への該液状定着液の補給を停止する液状定着液補給手段を備え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、画像形成装置に用いられる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乃至特許文献５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転写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に記載の定着装置では、表面上に液状の定着液を担持する塗布ローラを未定着トナーを担持する転写紙に押し付けて、未定着トナーに定着液を付与している。しかしながら、特許文献１のように定着液を液状のまま転写紙上の未定着トナーに供給すると、塗布ローラが転写紙に定着液を塗布する塗布位置を通過したあとの塗布ローラの表面に残留する定着液の中に未定着トナーの一部が移行し、転写紙上のトナー像が劣化する不具合が生じた。これは、転写紙上の未定着トナーは静電気力によって転写紙に担持されているため、液体が触れると静電気力によって担持する力が著しく低下し、未定着トナーが定着液内に拡散してしまい、液中に未定着トナーが拡散した定着液の一部が塗布ローラ上に残留するために生じる。
【０００４】
このような不具合は、定着液を転写紙上の未定着トナーに供給する構成に限らず、特許文献２のように、中間転写ベルト等のトナー像担持体上のトナーに定着液を供給した後、トナー像担持体上の樹脂が軟化したトナー像を転写紙に転写する構成で、定着液を塗布ローラを用いてトナー像担持体上のトナーに塗布する構成においても生じ得る問題である。
【０００５】
このように、未定着トナーの一部が塗布ローラに付着する不具合を抑制することができる定着装置として、特許文献３乃至５に記載の定着装置がある。この定着装置は、定着液を液中に気泡が分散した泡状定着液とし、この泡状定着液を特許文献１の定着液と同様に塗布ローラによって転写紙上の未定着トナーに塗布するものである。このように定着液を泡状とすることにより、定着液の泡内に空気が大量に存在するため、未定着トナーが定着液内に拡散する力が働きにくくなり、転写紙上のトナーは定着液を塗布されても転写紙上から動かずにその場で定着液の作用で定着される。このため、未定着トナーの一部が塗布ローラに付着する不具合を抑制することができ、転写紙に液状の定着液を塗布する構成にくらべて、良好な画像が得られるようになる。
【０００６】
定着装置の定着液泡状化手段として、特許文献５の図７には、液体貯留容器内の液状定着液の液中に連続して空気を送り込み、液状定着液内に多数の気泡を発生させる、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。
バブリングによって生成された泡状定着液は、トナー像を担持する定着液付与対象に付与されて消費されるため、液体貯留容器内の液状定着液は減少する。
バブリングによって泡状定着液を生成する構成では、空気を送り込むべく液体貯留容器内の液状定着液の液中に配置された気体供給口が、液状定着液の減少によって液状定着液の外に出てしまうと、バブリングが行えなくなり、泡状定着液を生成することができなくなる。また、気体供給口の全体が液状定着液の外に出なくても、気体供給口の一部が液状定着液の外に出ていると、生成される泡状定着液の定着液と空気との割合が変化してしまう。このため、液状定着液の液面を常に気体供給口よりも高い位置として、気体供給口の全体が常に液状定着液の液中となるように液体貯留容器内の液状定着液の液量を制御する必要がある。
【０００７】
液体貯留容器内の液状定着液の液量を制御する方法としては、気体供給口よりも高い位置に配置された検知部における液状定着液の有無を検知する液検知手段の検知結果に基づいて液体貯留容器内への液状定着液の補給を制御する方法がある。この方法では、検知部に液状定着液が存在しないことを検知すると、液体貯留容器への液状定着液の補給を開始し、検知部に液状定着液が存在することを検知すると、液体貯留容器への該液状定着液の補給を停止する。このように制御することにより、液状定着液の液面が常に気体供給口よりも高い位置となる検知部の近傍となり、気体供給口の全体が常に液状定着液の液中に位置する状態となる。よって、液体貯留容器内の液状定着液の液量を安定的に制御するには、液検知手段の検知部を配置した高さ以上に液状定着液の液面が達しているかどうかを安定的に検出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】
しかしながら、バブリングによって泡状定着液を生成する構成では、液検知手段の検知部の配置によっては、液検知手段の検知部を配置した高さ以上に液状定着液の液面が達しているかどうかを安定的に検出することが困難となることがあった。これは以下の理由による。
バブリングによって泡状定着液を生成する構成では、連続して空気が送り込まれることで液状定着液内に発生した多数の気泡は、液状定着液の液中を気体供給口から液面に向かって上昇する。液面に到達した気泡は、周囲の液状定着液とともに泡状定着液を形成する。液面で先に発生した泡状定着液は、後から発生した泡状定着液に押し上げられて、液体貯留容器内の液状定着液の液面よりも上方の空間を上方に移動し、次工程へと向かって移動する。このため、バブリングが行われているときには、液体貯留容器内の液状定着液の液面よりも上方の空間泡状定着液が充満している。よって、液検知手段の検知部を配置した高さ以上に液状定着液の液面が達しているかどうかを検出するには、検知部に液状定着液が存在する状態なのか、泡状定着液が存在する状態なのかを定着液検知手段が識別する必要がある。
しかし、バブリングが行われているときには、液状定着液の液中を多数の気泡が気体供給口から液面に向かって上昇しているため、液状定着液の液面よりも下方である液状定着液の液中は、液体のみが存在する状態ではなく、液体中に多数の気泡が存在する。このように液中に多数の気泡が存在する液状定着液と、液面よりも上方に発生した泡状定着液とは、検知部に用いる一般的なセンサでは識別が困難であった。詳しくは、液中に多数の気泡が存在する液状定着液及び泡状定着液は、共に、液状定着液よりも光の透過率が低いため、検知部に存在する検知対象の透過率の違いによって、検知対象が液状定着液か泡状定着液かを識別する光学式センサでは識別が困難である。また、液中に多数の気泡が存在する液状定着液及び泡状定着液は、共に、液状定着液よりも電気を通し難いため、電気抵抗型センサでも識別は困難である。
以上のような理由により、バブリングによる気泡が通過する箇所の液状定着液の液面近傍では、液状定着液と泡状定着液との境界がはっきりせず、液検知手段の検知部を配置した高さ以上に液状定着液の液面が達しているかどうかを安定的に検出することは困難であった。
【０００９】
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、バブリングによって泡状定着液を生成する構成で、液体貯留容器内の検知部を配置した高さ以上に液状定着液の液面が達しているかどうかを安定的に検出することができる定着装置、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】
【００１０】
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定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、上記液体貯留容器内の上記気体供給口よりも高い位置に配置された検知部における上記液状定着液の有無を検知する液検知手段を備え、該検知部の位置に該液状定着液が存在するときに、該気体供給口から上記気体を供給することによって該液状定着液内に発生して該液状定着液中を上昇する上記気泡が通過し難い位置に該検知部を配置した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、上記液状定着液中を上記気泡が通過し難い位置は、上記気泡の通過量が、上記気体供給口の鉛直上方の液面近傍における該気泡の通過量の５［％］以下となる位置であ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、上記液体貯留容器の水平方向の断面積は、上記気体供給口が位置する高さにおける断面積よりも上記検知部が位置する高さにおける断面積の方が大きく、該検知部を、該気体供給口が位置する高さにおける該液体貯留容器の水平方向の断面の鉛直上方の領域外に配置した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１乃至３のいずれか１項に記載の定着装置において、上記液体貯留容器内における上記気体供給口と上記検知部との水平方向の位置は異なる位置となっており、該気体供給口に発生した上記気泡の上記液状定着液中の水平方向の移動によって該気泡が該検知部に到達することを抑制するように、水平方向における該気体供給口と該検知部との間に該気泡の通過を妨げる間切り部材を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１乃至４のいずれか１項に記載の定着装置において、上記検知部が位置する高さにおける上記液体貯留容器の水平方向の断面の中心を通る鉛直方向の仮想直線を容器中心線とした場合に、該検知部及び上記気体供給口は該容器中心線上には配置されておらず、該検知部を、該気体供給口と該容器中心線とを結んだ水平方向の仮想直線と該容器中心線で直交する水平方向の仮想直線を挟んで該気体供給口とは反対側に配置した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、上記液検知手段は、上記液状定着液と、上記泡状定着液または空気との直流電気抵抗の違いに基づいて、上記検知部における該液状定着液の有無を検知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、上記液検知手段は、上記液状定着液と、上記泡状定着液または空気との交流電気抵抗の違いに基づいて、上記検知部における該液状定着液の有無を検知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５のいずれか１項に記載の定着装置において、上記液検知手段は、上記液状定着液と、上記泡状定着液との光の透過率の違いに基づいて、上記検知部における該液状定着液の有無を検知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８のいずれか１項に記載の定着装置において、上記液検知手段が上記検知部に上記液状定着液が存在しないことを検知すると、上記液体貯留容器内に該液状定着液の補給を開始し、該液状定着液の補給を開始した後、該液検知手段が該検知部に該液状定着液が存在することを検知すると、該液体貯留容器への該液状定着液の補給を停止する液状定着液補給手段を備え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。
【００１１】
本発明においては、液検知手段の検知部を、気体供給口から気体を供給することによって液状定着液内に発生して液状定着液中を通過する気泡が通過し難い位置に配置しているため、検知部が液状定着液中にある状態では、検知部の近傍にはほとんど気泡が存在しない。これにより、検知部に液状定着液が存在する状態と、泡状定着液が存在する状態とを液検知手段が識別することにより、検知部を設けた位置での液状定着液の有無を安定的に検出することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、検知部を設けた位置での液状定着液の有無を安定的に検出することができるため、液体貯留容器内の検知部を配置した高さ以上に液状定着液の液面が達しているかどうかを安定的に検出す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】
【００１３】
【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】実施例２の定着装置の説明図。
【図５】実施例３の定着装置の説明図、（ａ）は、定着装置の全体の概略構成図、（ｂ）は、泡発生容器内のエアストーンと液面検知センサとの配置の説明図。
【図６】液検知手段の一つ目の例の説明図。
【図７】液検知手段の二つ目の例の説明図。
【図８】液検知手段の三つ目の例の説明図。
【図９】気泡が通過しやすい位置に液面検知センサを配置した定着装置の説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
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。
【００１５】
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、排紙ローラ対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。
【００１６】
ここで、図２に示すＸＹＺの三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（長手方向）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ーソナルコンピュータ等の上位装置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。また、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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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と対向する位置に移動する。
【００２２】
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。
【００２３】
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と対向する位置に移動する。
【００２４】
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。
【００２５】
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に向けて搬送する。レジストローラ対５６は、所定のタイミングで不図示の駆動モータが駆動することで回転し、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。
【００２６】
図３は、定着装置５０の概略図である。
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（反時計回り方向）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（時計回り方向）に回転する。
【００２７】
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。
【００２８】
定着装置５０でトナー層Ｔが定着された記録紙Ｐは、図２に示す排紙ローラ対５８に向かって搬送され、排紙ローラ対５８の回転により排紙トレイ７０上に排出される。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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の先端は塗布ローラ５２１の表面に接触する。
そして、塗布ローラ５２１の表面に泡状定着液Ｆが供給されて、塗布ローラ５２１の回転によって供給された泡状定着液Ｆが泡膜厚規制ブレード５２３の接触する位置まで到達すると、泡状定着液Ｆ自体の泡膜厚規制ブレード５２３に対する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。
【００３３】
また、カム等を用いた機構により、上記付勢バネの泡膜厚規制ブレード５２３とは反対側の端部を支持する付勢バネ支持部材の塗布ローラ５２１に対する位置を変更可能な構成としても良い。これにより、上記付勢バネ支持部材を塗布ローラ５２１に近付けると、上記付勢バネによる付勢力が高まり、泡膜の厚さを薄くすることができる。一方、上記付勢バネ支持部材を塗布ローラ５２１から遠ざけると、上記付勢バネによる付勢力が低くなり、泡膜の厚さを厚くすることができる。このように、塗布ローラ５２１上の泡状定着液Ｆの泡膜の厚さを調節することにより、記録紙Ｐに対する定着液の塗布量を調節することができる。
【００３４】
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。
【００３５】
〔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の構成を詳しく示す図である。
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。
【００３６】
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が空けられている。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を貯留し、貯留した液状定着液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の高さを検出する液面検知センサＰＳが配置されている。
【００３７】
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Ｌ３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４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。
【００３８】
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。
【００３９】
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Ｐ２と、空気ポンプＰ２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Ｌ２とを備える。空気供給管Ｌ２における空気ポンプＰ２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。
【００４０】
さらに、泡状定着液生成部５１は、液面検知センサＰＳ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の駆動を制御し、プリント開始命令に基づいて空気ポンプＰ２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。
【００４１】
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を補給するときに、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。
【００４２】
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。
【００４３】
空気ポンプＰ２は、空気供給管Ｌ２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Ｌ３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Ｌ３の−Ｘ側の開口端である入口部Ｌ３ａが泡発生容器５１１内であって、液検知手段の検知部である液面検知センサＰＳよりも十分に高い位置に配置されている。
【００４４】
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、２つのポンプ（Ｐ１及びＰ２）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。
【００４５】
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。
【００４６】
また、泡状定着液Ｆの嵩密度が上述した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の嵩密度が上述した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。
【００４７】
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。
【００４８】
上述したような理由により、泡状定着液の嵩密度と泡径とは定着性能に対して良好な範囲がある。もちろん定着液の種類やトナー種等により良好な部分は異なるが、定着液を泡にして定着させる方式には基本的にこのような範囲が存在する。
【００４９】
泡状定着液生成部５１では、空気ポンプＰ２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Ｌ３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。
実施例１の定着装置５０が備える泡搬送管Ｌ３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。
【００５０】
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Ｐ２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Ｐ２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。
【００５１】
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Ｌ３の入口部Ｌ３ａの位置まで到達し、泡搬送管Ｌ３内に進入する。泡搬送管Ｌ３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Ｌ３を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。
【００５２】
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。
このとき、定着制御回路ＣＳは泡発生液面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、液面検知センサＰＳ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Ｊ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。
【００５３】
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、液面検知センサＰＳ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、液面検知センサＰＳ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。
【００５４】
定着装置５０のように、液状定着液ＴＬを泡状定着液Ｆに変えていくことで、当然、泡発生容器５１１内の液状定着液ＴＬは減少し、補給しなければ無くなってしまう。また、無くならないまでも気体供給口であるエアストーンＡＳの一部が液状定着液ＴＬから飛び出しても、作られる泡状定着液Ｆの定着液と空気の割合が変化し、所望の嵩密度の泡状定着液Ｆを得られなくなってしまう。詳しくは、エアストーンＡＳの露出量が大きくなるほど、定着液の割合が少なくなり、嵩密度が低くなる傾向となる。このため、泡発生容器５１１内における液状定着液ＴＬの泡発生液面ＬＳｂは、所望の液面レベルに対応する位置となることが望まれる。そして、泡発生液面ＬＳｂを所望の液面レベルに対応する位置に維持するためには、泡発生液面ＬＳｂの位置が所望の液面レベルに対応する位置にあるか否かを安定的に検出する必要がある。
このため、実施例１の定着装置５０では、液検知手段である液面検知センサＰＳを、エアストーンＡＳから気体を供給することによって液状定着液ＴＬ内に発生して液状定着液ＴＬ中を通過する気泡が通過し難い位置に配置している。
【００５５】
ここで、液面検知センサＰＳと気体供給口を構成するエアストーンＡＳとの位置関係を特に規定していない構成の定着装置５０に付いて説明する。
図９は、エアストーンＡＳから発生した気泡が通過しやすい位置に液面検知センサＰＳを配置した定着装置５０の説明図である。
図９に示す定着装置５０は、泡発生容器５１１の下部形状と、液面検知センサＰＳの位置とが図１に示す実施例１の定着装置５０とは異なる。特に、液面検知センサＰＳをエアストーンＡＳの鉛直上方近傍に配置している点で、実施例１の定着装置５０とは異なる。他の構成は実施例１の定着装置５０と共通する。
【００５６】
定着装置５０では、エアストーンＡＳから液状定着液ＴＬ内に空気を送り込むと、エアストーンＡＳから排出された空気は、図１及び図９中に示すように、気泡の状態で泡発生液面ＬＳｂに向かって上昇する。このとき、エアストーンＡＳから排出された気泡は、鉛直上方に移動するだけでなく、多少、水平方向にも移動し、バブリングによる気泡が通過する領域はエアストーンＡＳから泡発生液面ＬＳｂに近づくほど広くなる。
そして、図９に示す定着装置５０では、液面検知センサＰＳをエアストーンＡＳの鉛直上方近傍に配置しているため、液面検知センサＰＳが液状定着液ＴＬに接触している状態では、液面検知センサＰＳ近傍を気泡が常時に通過する。
【００５７】
図９に示す定着装置５０においても、液面検知センサＰＳの位置に液状定着液ＴＬが存在しないことを検知すると、定着液補給ポンプＰ１を駆動し、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。その後、液面検知センサＰＳの位置に液状定着液ＴＬが存在することを検知すると、定着液補給ポンプＰ１を停止し、泡発生容器５１１への液状定着液ＴＬの補給を停止する。このように、液面検知センサＰＳの位置での液状定着液ＴＬの有無によって定着液補給ポンプＰ１の停止と駆動とを制御することで、泡発生液面ＬＳｂの高さを液面検知センサＰＳ近傍の高さで安定させる制御を容易に行うことができる。
【００５８】
しかし、定着装置５０のように、泡発生容器５１１で液状定着液ＴＬと空気とを混ぜることで発泡させて泡状定着液Ｆを生成する構成の場合、液状定着液ＴＬの液面である泡発生液面ＬＳｂよりも上方は空気のみの空間ではなく、泡状定着液Ｆが充満している。また、液状定着液ＴＬの泡発生液面ＬＳｂよりも下方である液状定着液ＴＬの液中は、液体のみが存在する状態ではなく、液体中に多数小さな球状の空気が存在する。
このため、図９に示す定着装置５０のように、バブリングによる気泡が通過する箇所で液状定着液ＴＬの有無を検知しようとすると、泡発生液面ＬＳｂ近傍では、液体と気体との境界がはっきりしない。このため、液面検知センサＰＳとして一般的に使用される光学センサや電気抵抗の変化を測定するセンサでは、泡発生液面ＬＳｂの位置を安定的に検出することは非常に困難であつた。
【００５９】
一方、図１に示す実施例１の定着装置５０は、エアストーンＡＳから空気を供給することによって液状定着液ＴＬ内に発生して液状定着液ＴＬ中を通過する気泡が通過し難い位置に、液検知手段の検知部である液面検知センサＰＳを配置している。このため、液面検知センサＰＳ近傍に液状定着液ＴＬが存在する状態では、液面検知センサＰＳ近傍にはほとんど気泡が存在しない。これにより、液面検知センサＰＳの位置に液状定着液ＴＬが存在する状態と、泡状定着液Ｆが存在する状態とを定着制御回路ＣＳが識別することにより、液面検知センサＰＳを設けた位置での液状定着液ＴＬの有無を安定的に検出することができる。このように、液面検知センサＰＳ近傍の液体と気体との境界をはっきりさせることができる。
実施例１の定着装置５０では、泡発生液面ＬＳｂの位置を安定して検出可能となり、液面検知センサＰＳに泡状定着液Ｆが存在することを検知すると、定着液補給ポンプＰ１を駆動し、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。その後、泡発生液面ＬＳｂが上昇し、液面検知センサＰＳが液状定着液ＴＬに接触する状態となったことを検知すると、定着液補給ポンプＰ１を停止し、泡発生容器５１１への液状定着液ＴＬの補給を停止する。このように制御することにより、実施例１の定着装置５０は、泡発生液面ＬＳｂを一定の高さに精度よく調節することができる。
【００６０】
実施例１の定着装置５０では、液面検知センサＰＳを配置した位置が、液状定着液ＴＬ中を通過する気泡が通過し難い位置となる構成として、次のような構成を備えている。すなわち、泡発生容器５１１の水平方向の断面積は、エアストーンＡＳが位置する高さにおける断面積Ｗ２よりも液面検知センサＰＳが位置する高さにおける断面積Ｗ２の方が大きくなっている。さらに、液面検知センサＰＳを、断面積Ｗ２となる領域の鉛直上方の領域外の領域（図１中の領域α）に配置している。
このような構成により、液状定着液ＴＬ内に送り込まれた空気の気泡が、液状定着液ＴＬ内を上昇しながら通過して泡発生液面ＬＳｂから泡状定着液Ｆとなる領域を、おおよそ断面積Ｗ２となる領域の鉛直上方の領域に限定することができる。そして、液面検知センサＰＳを、この気泡が通過する領域の外に配置することにより、液面検知センサＰＳを配置した位置が、液状定着液ＴＬ中を通過する気泡が通過し難い位置となる構造を実現することが出来る。
さらに、実施例１の定着装置５０の構成では、気泡が泡発生液面ＬＳｂから泡状定着液Ｆとなる範囲を限定出来るので、図９に示す構成に比べて泡発生容器５１１の小型化が可能なだけでなく、同じ高さの泡発生液面ＬＳｂなら必要な液量も少なく出来るため液状定着液ＴＬの液量を節約できる。
【００６１】
〔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４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では、泡発生容器５１１の下部に断面積が小さい領域（図１中のＷ２）を設けたのに対して、実施例２の定着装置５０は、仕切り板６１を備える構成であり、他の構成を共通する。
【００６２】
実施例２の定着装置５０では、液面検知センサＰＳを配置した位置が、液状定着液ＴＬ中を通過する気泡が通過し難い位置となる構成として、次のような構成を備えている。すなわち、図４に示すように、泡発生容器５１１内におけるエアストーンＡＳと液面検知センサＰＳとの水平方向の位置は異なる位置となっている。さらに、エアストーンＡＳに発生した気泡の液状定着液ＴＬ中の水平方向の移動によってその気泡が液面検知センサＰＳに到達することを抑制するように、水平方向におけるエアストーンＡＳと液面検知センサＰＳとの間に気泡の通過を妨げる間切り部材としての仕切り板６１を設けている。この仕切り板６１は図４中の紙面手前−奥方向に延在する板状の部材である。
【００６３】
実施例２の定着装置５０のように、水平方向におけるエアストーンＡＳと液面検知センサＰＳとの間に、仕切り板６１を配置することで、液状定着液ＴＬ内に送り込まれた空気の気泡が、液状定着液ＴＬ内を上昇しながら通過して泡発生液面ＬＳｂから泡状定着液Ｆとなる領域を、仕切り板６１に対してエアストーンＡＳを配置した側に、おおよそ限定することが出来る。そして、液面検知センサＰＳを、この気泡が通過する領域の外となる仕切り板６１を挟んでエアストーンＡＳとは反対側に配置することにより、液面検知センサＰＳを配置した位置が、液状定着液ＴＬ中を通過する気泡が通過し難い位置となる構造を実現することが出来る。
【００６４】
〔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５は実施例３の定着装置５０の説明図であり、図５（ａ）は、実施例３の定着装置５０の全体の概略構成図であり、図５（ｂ）は実施例３の定着装置５０が備える泡発生容器５１１の内部を上方から見たときのエアストーンＡＳと液面検知センサＰＳとの配置の説明図である。
実施例３の定着装置５０は、実施例１の定着装置５０では、泡発生容器５１１の下部に断面積が小さい領域（図１中のＷ２）を設けたのに対して、実施例３の定着装置５０は、エアストーンＡＳと液面検知センサＰＳとを泡発生容器５１１の中心から離れた位置に配置して、互いに、泡発生容器５１１の中心を挟んで反対側となるように配置した構成であり、他の構成を共通する。
【００６５】
実施例３の定着装置５０では、液面検知センサＰＳを配置した位置が、液状定着液ＴＬ中を通過する気泡が通過し難い位置となる構成として、次のような構成を備えている。すなわち、図５に示すように、液面検知センサＰＳが位置する高さにおける泡発生容器５１１の水平方向の断面の中心を通る鉛直方向の仮想直線を容器中心線Ｉ１とした場合に、液面検知センサＰＳ及びエアストーンＡＳはともに容器中心線Ｉ１上には配置されていない。さらに、液面検知センサＰＳを、エアストーンＡＳと容器中心線Ｉ１とを結んだ水平方向の仮想直線Ｉ２と容器中心線Ｉ１で直交する水平方向の仮想直線Ｉ３を挟んでエアストーンＡＳとは反対側に配置している。
【００６６】
実施例３の定着装置５０のように、水平方向におけるエアストーンＡＳの位置と液面検知センサＰＳの位置とを、容器中心線Ｉ１を挟んで互いに反対側に設けることで、エアストーンＡＳから発生した気泡が、液状定着液ＴＬ中を上昇して泡発生液面ＬＳｂから泡状定着液Ｆとなる範囲を避けた液面検知センサＰＳの位置における液状定着液ＴＬの有無を検出することができる。これにより、液面検知センサＰＳを配置した位置が、液状定着液ＴＬ中を通過する気泡が通過し難い位置となる構造を実現することが出来る。
【００６７】
実施例１乃至３では、液面検知センサＰＳを配置した位置が、液状定着液ＴＬ中を通過する気泡が通過し難い位置となる構造を、それぞれ個別に設けた構成である。このように個別に設ける構成に限らず、各実施例の特徴部を組み合わせて液面検知センサＰＳを配置した位置が、液状定着液ＴＬ中を通過する気泡が通過し難い位置となる構造を実現しても良い。
【００６８】
次に、検知部として液面検知センサＰＳを備える液検知手段の一つ目の例について説明する。
図６は、一つ目の例の液検知手段を備えた泡状定着液生成部５１の初期泡状定着液Ｆａを生成する構成の説明図である。図６に示す泡状定着液生成部５１は、二つの電極６２からなる液面検知センサＰＳと、定着制御回路ＣＳが備える液面制御回路３００とによって液検知手段を構成する。
図６に示す構成の液検知手段は、液状定着液ＴＬと、泡状定着液Ｆまたは空気との直流電気抵抗の違いに基づいて、液面検知センサＰＳにおける液状定着液ＴＬの有無を検知する構成である。
【００６９】
図６に示すように定着制御回路ＣＳは、コンパレータ３０１、ＦＥＴ（電界効果トランジスタ）３０２、電流検出抵抗３０３及び直流電源３１０等を備える。
図６に示す泡状定着液生成部５１では、泡発生容器５１１内の泡発生液面ＬＳｂを保ちたい高さの位置に一対の電極６２を配置し、その二つの電極６２の間に直流電源３１０から直流電圧を印加する。そして、そのときの二つの電極６２の間に流れる電流の強弱を電流検出抵抗３０３で検出する。液状定着液ＴＬは泡状定着液Ｆに比べて電気抵抗が小さいので電流検出抵抗３０３に発生する電圧は、二つの電極６２が液状定着液ＴＬに接触しているときには高くなり、泡状定着液Ｆのみに接触しているときには低くなる。また、二つの電極６２の間に液状、泡状、いずれの定着液も無く、空気のみのときは電流が流れず、電流検出抵抗３０３に電圧は発生しない。
【００７０】
この電圧をコンパレータ３０１の基準電圧と比較し高い場合（電極６２が液状定着液ＴＬと接触している場合）は、コンパレータ３０１はＬＯＷ信号を出力し、ＦＥＴ３０２をＯＦＦにするため定着液補給ポンプＰ１は停止する。このとき、泡発生容器５１１への液状定着液ＴＬの補給は行われない。
一方、この電圧をコンパレータ３０１の基準電圧と比較し低い場合（電極６２が泡状定着液Ｆまたは空気のみと接触している場合）は、コンパレータ３０１はＨＩＧＨ信号を出力し、ＦＥＴ３０２をＯＮにするため定着液補給ポンプＰ１は駆動する。このとき、泡発生容器５１１への液状定着液ＴＬの補給が行われる。
本実施形態の定着装置５０では、液面検知センサＰＳを配置した位置が、液状定着液ＴＬ中を通過する気泡が通過し難い位置となる構成であるため、液面検知センサＰＳの位置では、泡または気体と液との境界がはっきりすることができる。このため、図６に示すように、一対の電極６２の間の直流電気抵抗の違いに基づいて、液面検知センサＰＳにおける液状定着液ＴＬの有無を検知する液検知手段を用いることができる。
【００７１】
次に、検知部として液面検知センサＰＳを備える液検知手段の二つ目の例について説明する。
図７は、二つ目の例の液検知手段を備えた泡状定着液生成部５１の初期泡状定着液Ｆａを生成する構成の説明図である。図７に示す泡状定着液生成部５１は、二つの電極６２からなる液面検知センサＰＳと、定着制御回路ＣＳが備える液面制御回路３００とによって液検知手段を構成する。
図７に示す構成の液検知手段は、液状定着液ＴＬと、泡状定着液Ｆまたは空気との直流電気抵抗の違いに基づいて、液面検知センサＰＳにおける液状定着液ＴＬの有無を検知する構成である。
【００７２】
図７に示すように定着制御回路ＣＳは、コンパレータ３０１、ＦＥＴ（電界効果トランジスタ）３０２、電流検出抵抗３０３、交流電源である発信器３２０、バッファ３２１、ダイオード３２２及びコンデンサ３２３等を備える。
図７に示す泡状定着液生成部５１では、泡発生容器５１１内の泡発生液面ＬＳｂを保ちたい高さの位置に一対の電極６２を配置し、その二つの電極６２の間に発信器３２０から交流電圧を印加する。そして、そのときの二つの電極６２の間に流れる交流電流の強弱を電流検出抵抗３０３で検出する。液状定着液ＴＬは泡状定着液Ｆに比べて電気抵抗が小さいので電流検出抵抗３０３に発生する交流電圧は、二つの電極６２が液状定着液ＴＬに接触しているときには高くなり、泡状定着液Ｆのみに接触しているときには低くなる。また、二つの電極６２の間に液状、泡状、いずれの定着液も無く、空気のみのときは電流が流れず、電流検出抵抗３０３に電圧は発生しない。
【００７３】
この交流電圧はバッファ３２１を経由して、ダイオード３２２で直流電圧に変換され、コンデンサ３２３に充電される。このコンデンサ３２３に充電された電圧は、電流検出抵抗３０３に発生する交流電圧の波高と略等しい値となる。ここで、バッファ３２１経由させるのは、直接、ダイオード３２２で直流に変換してコンデンサ３２３に充電すると、一対の電極６２に流れる電流波形が、正方向と負方向とで同じ形にならないことがあり、これがダイオード３２２に直接入力されることを避けるためである。
【００７４】
コンデンサ３２３に充電された電圧をコンパレータ３０１の基準電圧と比較し高い場合（電極６２が液状定着液ＴＬと接触している場合）は、コンパレータ３０１はＬＯＷ信号を出力し、ＦＥＴ３０２をＯＦＦにするため定着液補給ポンプＰ１は停止する。このとき、泡発生容器５１１への液状定着液ＴＬの補給は行われない。
一方、コンデンサ３２３に充電された電圧をコンパレータ３０１の基準電圧と比較し低い場合（電極６２が泡状定着液Ｆまたは空気のみと接触している場合）は、コンパレータ３０１はＨＩＧＨ信号を出力し、ＦＥＴ３０２をＯＮにするため定着液補給ポンプＰ１は駆動する。このとき、泡発生容器５１１への液状定着液ＴＬの補給が行われる。
【００７５】
本実施形態の定着装置５０では、液面検知センサＰＳを配置した位置が、液状定着液ＴＬ中を通過する気泡が通過し難い位置となる構成であるため、液面検知センサＰＳの位置では、泡または気体と液との境界がはっきりすることができる。このため、図７に示すように、一対の電極６２の間の直流電気抵抗の違いに基づいて、液面検知センサＰＳにおける液状定着液ＴＬの有無を検知する液検知手段を用いることができる。
さらに、一対の電極６２の間に印加する電圧が交流電圧であることで次のような利点がある。すなわち、液状定着液ＴＬが電気分解される液体のときに、一対の電極６２の間に印加する電圧が直流電圧である場合、一方の電極に電気分解された定着液の成分が析出し、電気の流れを妨げる不具合が生じるおそれがある。交流電圧を印加することにより、このような不具合の発生を防止することができる。
【００７６】
次に、検知部として液面検知センサＰＳを備える液検知手段の三つ目の例について説明する。
図８は、三つ目の例の液検知手段を備えた泡状定着液生成部５１の初期泡状定着液Ｆａを生成する構成の説明図である。図８に示す泡状定着液生成部５１は、発光素子３３１及び受光素子３３２からなる液面検知センサＰＳと、定着制御回路ＣＳが備える液面制御回路３００とによって液検知手段を構成する。
図８に示す構成の液検知手段は、液状定着液ＴＬと泡状定着液Ｆとの光の透過率の違いに基づいて、液面検知センサＰＳにおける液状定着液ＴＬの有無を検知する構成である。
【００７７】
図８に示すように定着制御回路ＣＳは、コンパレータ３０１、ＦＥＴ（電界効果トランジスタ）３０２及び発光制御部３３０等を備える。
図８に示す泡状定着液生成部５１では、泡発生容器５１１内の泡発生液面ＬＳｂを保ちたい高さの位置に一対の発光素子３３１と受光素子３３２とを配置し、発光制御部３３０が発光素子３３１に電流を流して発光させる。そして、そのときの受光素子３３２に到達する光の強弱を受光素子３３２で検出する。液状定着液ＴＬは泡状定着液Ｆに比べて光の透過率が大きいため、受光素子３３２で発生する電圧は、発光素子３３１と受光素子３３２との間の定着液が液状定着液ＴＬであるときには高くなり、泡状定着液Ｆであるときには低くなる。
【００７８】
この電圧をコンパレータ３０１の基準電圧と比較し高い場合（発光素子３３１と受光素子３３２との間の定着液が液状定着液ＴＬである場合）は、コンパレータ３０１はＬＯＷ信号を出力し、ＦＥＴ３０２をＯＦＦにするため定着液補給ポンプＰ１は停止する。このとき、泡発生容器５１１への液状定着液ＴＬの補給は行われない。
一方、この電圧をコンパレータ３０１の基準電圧と比較し低い場合（発光素子３３１と受光素子３３２との間の定着液が泡状定着液Ｆである場合）は、コンパレータ３０１はＨＩＧＨ信号を出力し、ＦＥＴ３０２をＯＮにするため定着液補給ポンプＰ１は駆動する。このとき、泡発生容器５１１への液状定着液ＴＬの補給が行われる。
【００７９】
本実施形態の定着装置５０では、液面検知センサＰＳを配置した位置が、液状定着液ＴＬ中を通過する気泡が通過し難い位置となる構成であるため、液面検知センサＰＳの位置では、泡または気体と液との境界がはっきりすることができる。このため、図８に示すように、発光素子３３１と受光素子３３２との間の光の透過率の違いに基づいて、液面検知センサＰＳにおける液状定着液ＴＬの有無を検知する液検知手段を用いることができる。
【００８０】
また、空気ポンプＰ２を駆動する前であって泡発生液面ＬＳｂの上方の泡状定着液Ｆが発生していない状態で、泡発生液面ＬＳｂが液面検知センサＰＳよりも下方にある場合、発光素子３３１と受光素子３３２との間には空気のみが存在する状態となる。このとき、空気は、液状定着液ＴＬや泡状定着液Ｆに比べて光の透過率が大きいため、受光素子３３２で発生する電圧は大きくなり、コンパレータ３０１はＬＯＷ信号を出力するため、泡発生液面ＬＳｂが液面検知センサＰＳよりも下方にあっても泡発生容器５１１への液状定着液ＴＬの補給は行われない。
しかし、空気ポンプＰ２を駆動して泡状定着液Ｆが発生すると、泡状定着液Ｆは泡発生容器５１１内の泡発生液面ＬＳｂよりも上方の空間に充満するため、液面検知センサＰＳが泡発生液面ＬＳｂよりも上方にあると、発光素子３３１と受光素子３３２との間にも泡状定着液Ｆが到達し、受光素子３３２で発生する電圧が小さくなる。これにより、コンパレータ３０１はＨＩＧＨ信号を出力し、泡発生容器５１１への液状定着液ＴＬの補給が行われる。
【００８１】
また、定着装置５０の定着動作が終了し、空気ポンプＰ２を停止した時点では、泡発生容器５１１内の泡発生液面ＬＳｂよりも上方の空間は泡状定着液Ｆが充填されている。このタイミングで、液面検知センサＰＳの位置に泡状定着液Ｆが存在する状態であれば、泡発生容器５１１への液状定着液ＴＬの補給が行われる。その結果、次回、空気ポンプＰ２を駆動するときには、泡発生液面ＬＳｂが液面検知センサＰＳよりも上方となる。一方、空気ポンプＰ２を停止した時点で、液面検知センサＰＳの位置に液状定着液ＴＬがある状態であれば、その後の放置によって、泡発生液面ＬＳｂよりも上方の空間に充填された泡状定着液Ｆが破泡して液状定着液ＴＬに戻ることで泡発生液面ＬＳｂが上昇し、次回、空気ポンプＰ２を駆動するときには、泡発生液面ＬＳｂが液面検知センサＰＳよりも上方となる。
このため、上述したように、空気ポンプＰ２を駆動する前に泡発生液面ＬＳｂが液面検知センサＰＳよりも下方にある状態となることはほとんどない。
よって、図８に示す泡状定着液生成部５１のように、液面検知センサＰＳの位置に液状定着液ＴＬが存在する状態と空気が存在する状態とを識別できなくても、液状定着液ＴＬが存在する状態と泡状定着液Ｆが存在する状態とを識別することができれば、液面検知センサＰＳを設けた位置での液状定着液ＴＬの有無を安定的に検出することができる。
【００８２】
また、図８に示す泡状定着液生成部５１が備える液面検知センサＰＳのように、光学式のセンサを用いる場合は、図６及び図７に示す電気抵抗式のセンサのように電極に析出物が堆積する心配はない。しかし、その代わりに、外部からの光が検知結果に影響しやすいため、明るい場所で使用する場合には、十分な遮光が必要となる。
【００８３】
以上、本実施形態の定着装置５０は、定着液泡状化手段である泡状定着液生成部５１と泡状定着液付与手段である定着液塗布部５２とを有する。泡状定着液生成部５１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と、液状定着液ＴＬの液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Ｌ２によって液状定着液ＴＬに空気を供給する気体供給手段である空気ポンプＰ２とを備える。この泡状定着液生成部５１では、空気ポンプＰ２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内の液状定着液ＴＬから泡状定着液Ｆを発生させる。定着液塗布部５２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。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、泡発生容器５１１内のエアストーンＡＳよりも高い位置に配置された検知部である液面検知センサＰＳにおける液状定着液ＴＬの有無を検知する液検知手段を備える。そして、液面検知センサＰＳの位置に液状定着液ＴＬが存在するときに、エアストーンＡＳから空気を供給することによって液状定着液ＴＬ内に発生して液状定着液ＴＬ中を上昇する気泡が通過し難い位置に液面検知センサＰＳを配置している。本実施形態の定着装置５０のように、液状定着液ＴＬ中に連続して空気を送り込み、泡状定着液Ｆを生成する装置において、気泡が液面検知センサＰＳ近傍を通過し難い構造とすることにより、液面検知センサＰＳを設けた位置での液状定着液ＴＬの有無を安定的に検出することができる。このため、泡発生容器５１１内の液面検知センサＰＳを配置した高さ以上に泡発生液面ＬＳｂが達しているかどうかを安定的に検出することができる。これにより、泡発生容器５１１内の液状定着液ＴＬの量を常に一定に制御出来るため、泡密度の安定した泡状定着液Ｆを生成することが出来る。泡状定着液Ｆの嵩密度が安定することにより、定着装置５０は、安定した定着性能を得ることができる。
【００８４】
また、液面検知センサＰＳを配置する液状定着液ＴＬ中を気泡が通過し難い位置は、バブリングを行っている状態での液状定着液ＴＬ中の気泡が占める体積が３０［％］以下となる位置とする。
液面検知センサＰＳを配置した位置における液状定着液ＴＬ中の体積当たりの気泡が占める体積の値が小さければ小さいほど、安定して判別できる。
本発明者らが図８に示す光学式のセンサを用いて実験をおこなったところ、室温２４［℃］における体積当たりの液状定着液ＴＬが占める割合が１００［％］（気泡０［％］）のときはコンパレータ３０１の−入力端子電圧は２.８［Ｖ］であった。また、液状定着液ＴＬが０［％］（気泡１００［％］）のときはコンパレータ３０１の−入力端子電圧は１.０［Ｖ］であった。
しかし、室温が１０［℃］になると液状定着液ＴＬは少し白濁し、液状定着液ＴＬが１００［％］（気泡０［％］）のときにコンパレータ３０１の−入力端子電圧は２.０［Ｖ］に低下した。
なお、液状定着液ＴＬ０［％］（気泡１００［％］）のときはコンパレータ３０１の−入力端子電圧は、略１.０［Ｖ］であった。
【００８５】
平面座標系のｘ軸に室温が１０［℃］のときの、液状定着液ＴＬが０［％］（気泡１００［％］）から液状定着液ＴＬが１００［％］（気泡０［％］）をとり、ｙ軸にそれに対応する入力端子電圧、１.０［Ｖ］及び２.０［Ｖ］をとると、およそｙ＝０.０１ｘ＋１の直線を引くことができる。
【００８６】
装置の設置環境の温度が２４［℃］でも１０［℃］でも液状定着液ＴＬを液として検知し、気泡は気泡として検知するため、２.０［Ｖ］と１.０［Ｖ］との間になるよう、コンパレータ３０１の＋入力端子を１.５［Ｖ］に調整した。
液状定着液ＴＬに気泡が混じるとコンパレータ３０１の−入力端子電圧はその割合に応じて低下し、理想的（ノイズがまったく無ければ）には、これが１.５［Ｖ］（コンパレータ３０１の基準電圧と同じ電圧）まで低下すると、気泡の混じった液状定着液ＴＬなのか泡状定着液Ｆなのか判別出来なくなる。
実際にはノイズが０.２［Ｖ］程度あるため１.７［Ｖ］まで低下すると、気泡の混じった液状定着液ＴＬなのか泡状定着液Ｆなのか判別が困難になる。
ここで、y=０.０１ｘ＋１での、yが１.７［Ｖ］になるときのxを求めると７０［％］（気泡３０［％］）となる。よって、液面検知センサＰＳを配置した位置における液状定着液ＴＬ内の所定の体積中における液状定着液ＴＬと気泡との割合が、液状定着液ＴＬが７０［％］で、気泡が３０［％］となる状態よりも気泡が泡が占める割合が多くなると、液面検知センサＰＳを配置した位置に存在するものが、気泡の混じった液状定着液ＴＬなのか泡状定着液Ｆなのか判別出来なくなる。このため、バブリングを行っている状態での液面検知センサＰＳを配置した位置における液状定着液ＴＬ中の気泡が占める体積が３０［％］以下となるように設定する。
ここでは、光学式センサを用いた場合について説明したが、図６及び図７を電気抵抗式の場合も液状定着液ＴＬ１００［％］（気泡０［％］）のときは液状定着液ＴＬの電気抵抗値は低く、気泡混入の割合が多いほど電気抵抗値は高くなり、やはり７０［％］（気泡３０［％］）程度で、気泡の混じった液状定着液ＴＬなのか泡状定着液Ｆなのか判別が困難になる。よって、液検知手段が電気抵抗式の場合であっても、バブリングを行っている状態での液面検知センサＰＳを配置した位置における液状定着液ＴＬ中の気泡が占める体積が３０［％］以下となるように設定する。
【００８７】
このように、バブリングを行っている状態での液面検知センサＰＳを配置した位置における液状定着液ＴＬ中の気泡が占める体積が３０［％］以下となるように設定することにより、液面検知センサＰＳを設けた位置での液状定着液ＴＬの有無を安定的に検出することができる。
【００８８】
また、実施例１の定着装置５０は、図１に示すように、泡発生容器５１１の水平方向の断面積が、エアストーンＡＳが位置する高さにおける断面積Ｗ２よりも液面検知センサＰＳが位置する高さにおける断面積Ｗ１の方が大きくなっている。そして、液面検知センサＰＳを、エアストーンＡＳが位置する高さにおける泡発生容器５１１の水平方向の断面の鉛直上方の領域外となる領域αに液面検知センサＰＳを配置している。
このような構成により、液状定着液ＴＬ内に送り込まれた空気の気泡が、液状定着液ＴＬ内を上昇しながら通過して泡発生液面ＬＳｂから泡状定着液Ｆとなる領域を、おおよそ断面積Ｗ２となる領域の鉛直上方の領域に限定することができる。そして、液面検知センサＰＳを、この気泡が通過する領域の外に配置することにより、液面検知センサＰＳを配置した位置が、液状定着液ＴＬ中を通過する気泡が通過し難い位置となる構造を実現することが出来る。
【００８９】
また、実施例２の定着装置５０は、図４に示すように、泡発生容器５１１内におけるエアストーンＡＳと液面検知センサＰＳとの水平方向の位置は異なる位置となっており、エアストーンＡＳに発生した気泡の液状定着液ＴＬ中の水平方向の移動によってこの気泡が液面検知センサＰＳに到達することを抑制するように、水平方向におけるエアストーンＡＳと液面検知センサＰＳとの間に気泡の通過を妨げる間切り部材である仕切り板６１を配置している。このような構成により、液状定着液ＴＬ内に送り込まれた空気の気泡が、液状定着液ＴＬ内を上昇しながら通過して泡発生液面ＬＳｂから泡状定着液Ｆとなる領域を、仕切り板６１に対してエアストーンＡＳを配置した側に、おおよそ限定することが出来る。そして、液面検知センサＰＳを、この気泡が通過する領域の外となる仕切り板６１を挟んでエアストーンＡＳとは反対側に配置することにより、液面検知センサＰＳを配置した位置が、液状定着液ＴＬ中を通過する気泡が通過し難い位置となる構造を実現することが出来る。
【００９０】
また、実施例３の定着装置５０は、図５に示すように、液面検知センサＰＳが位置する高さにおける泡発生容器５１１の水平方向の断面の中心を通る鉛直方向の仮想直線を容器中心線Ｉ１とした場合に、液面検知センサＰＳ及びエアストーンＡＳは容器中心線Ｉ１上には配置されておらず、エアストーンＡＳと容器中心線Ｉ１とを結んだ水平方向の仮想直線Ｉ２と容器中心線Ｉ１で直交する水平方向の仮想直線Ｉ３を挟んでエアストーンＡＳとは反対側に液面検知センサＰＳを配置している。このような構成により、エアストーンＡＳから発生した気泡が、液状定着液ＴＬ中を上昇して泡発生液面ＬＳｂから泡状定着液Ｆとなる範囲を避けた液面検知センサＰＳの位置における液状定着液ＴＬの有無を検出することができる。これにより、液面検知センサＰＳを配置した位置が、液状定着液ＴＬ中を通過する気泡が通過し難い位置となる構造を実現することが出来る。
【００９１】
また、本実施形態の定着装置５０は、液面検知センサＰＳを配置した位置を気泡が通過し難いため、液検知手段として、図６を用いて説明した構成のように、液状定着液ＴＬと泡状定着液Ｆまたは空気との直流電気抵抗の違いに基づいて、液面検知センサＰＳにおける液状定着液ＴＬの有無を検知する構成を適用することができる。
【００９２】
また、本実施形態の定着装置５０は、液面検知センサＰＳを配置した位置を気泡が通過し難いため、液検知手段として、図７を用いて説明した構成のように、液状定着液ＴＬと泡状定着液Ｆまたは空気との交流電気抵抗の違いに基づいて、液面検知センサＰＳにおける液状定着液ＴＬの有無を検知する構成を適用することができる。
さらに、一対の電極間に印加する電圧が交流電圧であることで一方の電極に電気分解された定着液の成分が析出することに起因して、電気の流れを妨げる不具合の発生を防止することができる。
【００９３】
また、本実施形態の定着装置５０は、液面検知センサＰＳを配置した位置を気泡が通過し難いため、液検知手段として、図８を用いて説明した構成のように、液状定着液ＴＬと泡状定着液Ｆとの光の透過率の違いに基づいて、液面検知センサＰＳにおける液状定着液ＴＬの有無を検知する構成を適用することができる。
【００９４】
また、本実施形態の定着装置５０は、液検知手段が液面検知センサＰＳに液状定着液ＴＬが存在しないことを検知すると、泡発生容器５１１内に液状定着液ＴＬの補給を開始し、その後、液検知手段が液面検知センサＰＳに液状定着液ＴＬが存在することを検知すると、泡発生容器５１１への液状定着液ＴＬの補給を停止する液状定着液補給手段としての、液面制御回路３００及び定着液補給ポンプＰ１を備える。これにより、泡発生容器５１１内の液状定着液ＴＬの泡発生液面ＬＳｂの高さを液面検知センサＰＳを設けた位置の高さ近傍で安定させることが出来る。
【００９５】
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３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】
【００９６】
３０  感光体ドラム
４０  中間転写ベルト
５０  定着装置
５１  泡状定着液生成部
５２  定着液塗布部
６１  仕切り板
６２  電極
１００  プリンタ
３００  液面制御回路
５１１  泡発生容器
５１２  定着液収容ボトル
５１３  泡小径化装置
５２１  塗布ローラ
５２２  加圧ローラ
ＡＳ  エアストーン
ＣＳ  定着制御回路
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  空気供給管
ＬＳｂ  泡発生液面
Ｐ１  定着液補給ポンプ
Ｐ２  空気ポンプ
ＰＳ  液面検知センサ
ＴＬ  液状定着液
【先行技術文献】
【特許文献】
【００９７】
【特許文献１】特開２００６−７８５７３号公報
【特許文献２】特開２００４−１０９７４９号公報
【特許文献３】特開２００７−２１９１０５号公報
【特許文献４】特開２００９−１０３７７８号公報
【特許文献５】特開２００８−１９７１８８号公報
【図１】
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【図２】
2011197140.tif 000004
【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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