(57)【要約】【課題】  本発明は、オフセット及びタックを共に防止でき、画像抜けのない良好な定着を行うことができる。【解決手段】  本発明の定着装置１０は、泡状樹脂剤生成手段２０と定着液付与手段３０と塗布手段４０を具備している。泡状樹脂剤生成手段２０は、起泡剤と水溶性樹脂と水とを少なくとも含有する樹脂剤液を泡化して、定着液を保持するための定着液保持媒体としての泡状樹脂剤を生成する。定着液付与手段３０は、泡状樹脂剤生成手段２０によって生成された泡状樹脂剤の層面上に定着液を付与して泡状樹脂剤の層に定着液を保持させている。塗布手段４０は、泡状樹脂剤の層に保持されている定着液を媒体上の樹脂微粒子に塗布する。【選択図】        図１
2011085639.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
静電記録プロセスにより媒体上に形成された樹脂微粒子のおける樹脂の少なくとも一部を溶解又は膨潤させることで前記樹脂微粒子を軟化させる軟化剤を含む定着液を塗布して前記樹脂微粒子を媒体に定着させる定着装置において、
起泡剤と水溶性樹脂と水とを少なくとも含有する樹脂剤液を泡化して、定着液を保持するための定着液保持媒体としての泡状樹脂剤を生成する泡状樹脂剤生成手段と、
該泡状樹脂剤生成手段によって生成された前記泡状樹脂剤の層面上に、前記定着液を付与して前記泡状樹脂剤の層に定着液を保持させる定着液付与手段と、
前記泡状樹脂剤の層に保持されている定着液を媒体上の前記樹脂微粒子に塗布する塗布手段と
を具備することを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記定着液付与手段において前記定着液の液膜厚を制御する液膜厚制御手段を設けることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
【請求項３】
樹脂と色剤を含有する樹脂微粒子を含む現像剤で静電記録プロセスを行い媒体上に未定着画像を形成する画像形成手段と、請求項１又は２に記載の定着装置により定着液を媒体上の未定着画像の樹脂微粒子に付与して前記樹脂微粒子を媒体に定着させる定着手段とを具備す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】
本発明は定着装置及び画像形成装置に関し、詳細には樹脂を含有した微粒子を媒体に定着させる定着液を用いて、樹脂を含有した樹脂微粒子であるトナーを定着させる技術に関する。
【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用シートのような記録媒体に、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。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。
【０００３】
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。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、例えば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剤を、未定着のトナーが所定位置に配設された被定着物の表面から噴霧または滴下し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トナーの湿式定着方法が、特許文献１に提案されている。
【０００５】
しかしながら、特許文献１の湿式定着方法においては、水に不溶又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剤を用いているため、多量の定着剤を未定着トナーに付与した場合には、転写紙などの記録媒体（非定着物）が、定着剤の水分を吸収し、記録媒体にシワやカールが発生する。これにより、画像形成装置に必要とされる安定かつ高速な記録媒体の搬送を著しく損なうこととなる。そこで、乾燥装置を用いて、定着剤に含まれる多量の水を蒸発させることにより、記録媒体に付与された定着剤から水分を除去しようとすると、熱定着方式を用いる画像形成装置の消費電力に匹敵する電力を必要とすることとなる。また、撥水性処理された未定着トナーを弾かない定着液として、油性溶媒に、トナーを溶解又は膨潤させる材料を溶解させた油性の定着液が従来よりいくつか提案されている。その一つとして例えば、特許文献２には、トナーを構成する樹脂成分を溶解又は膨潤させる材料を成分としての脂肪族二塩基酸エステル等を希釈液（溶媒）として不揮発性のジメチルシリコーンで希釈した（溶解させた）定着液が提案されている。また、特許文献３には、静電気的方法で形成された未定着画像を、画像を乱すことなく鮮明にかつ容易に受像シート上に固着できる定着方法に用いることのできる定着用溶液として、トナーを溶解し、かつシリコーンオイルと相溶性を有する溶剤１００容量に対し、シリコーンオイル８〜１２０容量部を混合してなる相溶状態の未定着トナー画像の定着用溶液が提案されている。このような油性の定着液は、撥水性処理された未定着トナーとの高い親和性を有する油性溶媒を含むため、撥水性処理された未定着トナーを弾くことなく、トナーを溶解又は膨潤させ、トナーを記録媒体に定着させることができる。
【０００６】
しかし、上記特許文献１〜３も定着液を未定着トナー層に付与する構成であるが、図７の（ａ），（ｂ）に示すように、接触付与手段として、塗布ローラ２０１を用いて、記録媒体２０２上の未定着トナー層２０３へ定着液を塗布する構成において、定着液を記録媒体２０２に微量付与するために塗布ローラ２０１上の定着液層２０４の厚みが未定着トナー層２０３よりも薄い場合、塗布ローラ２０１が記録媒体２０２から分離する位置で、塗布ローラ２０１の表面の定着液の液膜によって生じる表面張力で未定着トナー粒子が引っ張られてしまい塗布ローラ２０１の表面にトナー粒子がオフセットし、記録媒体２０２上の画像が大幅に乱れてしまう。
【０００７】
逆に、図８に示すように、塗布ローラ２０１上の定着液層２０４の厚みが未定着トナー層２０３よりも十分厚い場合、塗布ローラ２０１が記録媒体２０２から分離する位置で、液量が多いため塗布ローラ２０１の表面の液膜による表面張力が直接トナー粒子に作用しにくくなり、ローラ側にトナーがオフセットしなくなるが、紙面に多量の定着液が塗布されるため、トナー粒子が過剰な定着液により記録媒体２０２上で流され画質劣化を生じたり、乾燥時間が長くなり定着応答性に問題が生じてしまう。また、紙に著しい残液感（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場合、紙等のセルロースを含有する媒体への塗布量が多い場合、紙等の媒体が著しくカールし、画像形成装置などにおける装置内の紙等の媒体搬送時に紙ジャム発生の恐れがある。よって、このような定着液でローラ塗布を行う構成では、定着応答性向上や残液感低減やカール防止ための紙上のトナー層への定着液微量塗布と定着ローラへのトナーオフセット防止を両立することが極めて難しい。接触塗布手段として、ダイコート手段やブレード塗布手段やワイヤーバー塗布手段を用いた場合も、定着液が微量になると接触塗布手段に表面張力でトナーが付着してしまい、画像劣化が生じる。
【０００８】
以上のように、接触塗布手段にて、従来の定着液処方では、定着応答性を向上するための紙上のトナー層への定着液微量塗布とトナー画像を乱さず均一塗布することを両立することが極めて難しい。また、記録媒体上のトナーに限ったことではなく、媒体上の樹脂含有微粒子層に液状の定着液を付与する構成ではどの場合も生じる問題点である。
【０００９】
そこで、これらの問題点を解決するために提案された特許文献４によれば、泡状の定着液を紙等の媒体上のトナー等の樹脂を含有する微粒子に付与することにより、媒体上の微粒子層を乱すことなく、かつ当該樹脂含有微粒子を付着した媒体に定着液を塗布後は素早く樹脂含有微粒子の媒体への定着が行われるようになった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、上記引用文献４によれば、オフセットは防止できるが、定着液塗布量が過多となる画像部、例えば同一サンプル上でトナー付着量が異なる場合においてはタックが残存してしまう問題が残る。
【００１１】
本発明はこの問題点を解決するためのものであり、オフセット及びタックを共に防止でき、画像抜けのない良好な定着を行うことができる定着装置及び画像形成装置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】
【００１２】
前記問題点を解決するために、本発明の定着装置は、静電記録プロセスにより媒体上に形成された樹脂微粒子のおける樹脂の少なくとも一部を溶解又は膨潤させることで樹脂微粒子を軟化させる軟化剤を含む定着液を塗布して樹脂微粒子を媒体に定着させる。そして、本発明の定着装置は、泡状樹脂剤生成手段と定着液付与手段と塗布手段を具備している。泡状樹脂剤生成手段は、起泡剤と水溶性樹脂と水とを少なくとも含有する樹脂剤液を泡化して、定着液を保持するための定着液保持媒体としての泡状樹脂剤を生成する。定着液付与手段は、該泡状樹脂剤生成手段によって生成された泡状樹脂剤の層面上に定着液を付与して泡状樹脂剤の層に定着液を保持させている。塗布手段は、泡状樹脂剤の層に保持されている定着液を媒体上の樹脂微粒子に塗布する。よって、樹脂微粒子をすばやく媒体上へ定着させ、オフセットを防止し、かつ記録媒体上の該樹脂微粒子のタックを軽減できる定着装置を提供することができる。
【００１３】
また、定着液付与手段において定着液の液膜厚を制御する液膜厚制御手段を設けることにより、効率よく樹脂微粒子を媒体上へ定着させ、オフセットの防止及び記録媒体上の該樹脂微粒子のタックの軽減を可能とし、信頼性の高い定着装置を提供することができる。
【００１４】
更に、別の発明としての画像形成装置は、樹脂と色剤を含有する樹脂微粒子を含む現像剤で静電記録プロセスを行い媒体上に未定着画像を形成する画像形成手段と、上記定着装置により定着液を媒体上の未定着画像の樹脂微粒子に付与して樹脂微粒子を媒体に定着させる定着手段とを具備することに特徴がある。よって、立ち上がり時間を短くでき、安定して微量の塗布量で定着が可能となると共に、紙等の媒体に定着不良のない画像形成が可能となる。また、定着不良やタック感を帯びた定着を起こすことがなく、定着信頼性が高くなると共に、余分な定着液の付与が低減するため、定着液の消費が削減でき、かつ非加熱にて従来に比べ極めて低電力定着を可能とする。更に、軟化剤液と起泡剤液の二液に分けたことによる部品点数の増加を抑えることが可能となる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、起泡剤と水溶性樹脂と水とを少なくとも含有する樹脂剤液を泡化して定着液を保持するための定着液保持媒体としての泡状樹脂剤を生成し、生成された泡状樹脂剤の層面上に定着液を付与して泡状樹脂剤の層に定着液を保持させて、その保持した定着液を樹脂微粒子層に塗布して定着している。よって、オフセット及びタックを共に防止でき、画像抜けのない良好な定着を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施の形態に係る定着装置の構成を示す概略構成図である。
【図２】本実施の形態の定着装置における定着液付与部の構成を示す概略断面図である。
【図３】本実施の形態の定着装置の別の構成を示す概略構成図である。
【図４】定着液塗布の様子を示す拡大断面図である。
【図５】泡状樹脂剤によって定着液が保持されている様子を示す拡大断面図である。
【図６】別の発明の画像形成装置の構成を示す概略図である。
【図７】従来の定着装置において生じたオフセットの様子を示す概略断面図である。
【図８】従来の定着装置において塗布ローラ上の定着液層の厚みが未定着トナー層よりも十分厚い場合の定着の様子を示す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
図１は本発明の一実施の形態に係る定着装置の構成を示す概略構成図である。同図に示す本実施の形態の定着装置１０は、主に、泡状樹脂剤生成部２０、定着液付与部３０及び定着液塗布部４０を含んで構成されている。先ず、泡状樹脂剤生成部２０は、定着液を保持する定着液保持媒体として、樹脂剤の大きな泡を生成した後大きな泡を分泡し微小な処方の泡の樹脂剤を生成する。そのために、はじめに、泡状樹脂剤生成部２０における大きな泡生成手段としては、起泡剤液容器２１内の液状の起泡剤液を含む樹脂剤液２２を搬送ポンプ２３及び液搬送パイプ等の液輸送手段を用いて気体・液体混合手段２４へ供給する。気体・液体混合手段２４は、搬送ポンプ２３より供給された液状の起泡剤液を含む樹脂剤液２２と空気口からの空気を羽根状攪拌子で攪拌しながら液状の樹脂剤液２２に気泡を巻き込むことで、泡径の揃った大きな泡状樹脂剤を生成させることができる。孔径は、５μｍから５０μｍ程度が望ましい。また、別の大きな泡の生成方法としては、空気口が設けられて液状の樹脂剤液の流れとともに当該空気口に負圧が発生し空気口からの気体と液体が混合し、更に微小孔シートを通過することで大きな泡を生成させる構成や、上記の搬送ポンプより供給された液状の樹脂剤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。
【００１８】
次に、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、図１に示すような泡状樹脂剤生成部２０における微小な泡生成手段２５として、閉じた二重円筒で、内側円筒が回転可能な構成とし、外部円筒の一部より、大きな泡状樹脂剤を供給し、内部の回転する円筒と外部円筒の隙間（ここが流路となる）を通過しながら、回転円筒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樹脂剤を得ることができる。また、内側円筒にらせん状の溝を設けて、円筒内での液搬送能力を高くしてもよい。
【００１９】
このように、液状の樹脂剤液を大きな泡径を有する泡状樹脂剤へと変化させる大きな泡生成手段と、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手段を組み合わせることで、液状の樹脂剤液を極めて短時間に５μｍから５０μｍ程度の微小な泡径を有する泡状樹脂剤を生成させることができる。
【００２０】
次に、本実施の形態の定着装置１０における定着液付与部３０の一例として、詳細な構成を示す図２からわかるように、定着液付与部３０は、後述する定着液塗布部４０の定着液塗布ローラ４１上に付与された泡状樹脂剤の層上へ筐体内に収納されている定着液３１を付与して積層化するための定着液付与ローラ３２と、定着液付与ローラ３２面上の定着液３１の液膜厚を所望の液膜厚に制御する液膜厚制御ブレード３３とを具備している。
【００２１】
また、本実施の形態の定着装置１０における定着液塗布部４０の一例として、図１に示すように、記録媒体に接触させて記録媒体上の未定着トナーに定着液を塗布する定着液塗布ローラ４１と、定着液塗布ローラ４１上の泡状樹脂剤の膜厚を所望の膜厚に制御する膜厚制御ブレード４２と、定着液塗布ローラ４１と対峙する位置に加圧ローラ４３とを具備している。ここで、樹脂微粒子はトナー粒子である。所望の微小な泡の泡状樹脂剤は、上記のように、大きな泡を生成する大きな泡生成手段と大きな泡をせん断力で分泡して微小な泡を生成する微小な泡生成手段とを含んで構成されている泡状樹脂剤生成手段２０で生成され、生成された泡状樹脂剤２７は供給口２６より後述する定着液塗布部４０の定着液塗布ローラ４１と膜厚制御ブレード４２との間に滴下される。なお、図１に示す本実施の形態の定着装置１０における加圧手段として加圧ローラ４３を用いたが、これに限定する必要はなく、図３に示すような無端ベルト状の加圧ベルト４４を用いてもよい。また、加圧ベルト４４としては、例えばシームレスニッケルベルト、シームレスＰＥＴファイルなどの基体にＰＦＡのような離型性フッ素樹脂をコートした部材を用いる。このように、ベルトを用いる構成では、ニップ幅を容易に広くすることが可能となる。従って、ベルトを用いる構成は図３に限らず、塗布ローラはベルトで、加圧手段をベルトではなく、ローラとする構成も好ましい。また、塗布側又は加圧側の少なくとも一方をベルトとする構成とすることで容易にニップ幅を広くすることが可能となり、紙にしわが発生するような無理な力をかけることもなく、ニップ時間が同じだとすると紙の搬送速度を速くすることが可能となり、高速定着が可能となる。
【００２２】
また、定着液容器から液状定着液を泡化する機構に搬送する手段としては、図１では搬送ポンプを用いている。搬送ポンプとしては、ギヤポンプ、ベローズポンプ等があるが、チューブポンプが好ましい。ギヤポンプ等ごとく起泡剤液中で振動機構や回転機構があると、ポンプ内で液が起泡し、液に圧縮性が出て、搬送能力が低下する恐れがある。また、上記の機構部品等が起泡剤液を汚染したり、逆に機構部品を劣化させる恐れがある。一方、チューブポンプは、チューブ内の液を、チューブを変形させながら押し出す機構であるため、起泡剤液と接する部材はチューブだけであり、起泡剤液に対し耐液性を有する部材を用いることで、液の汚染やポンプ系部品の劣化がない。また、チューブを変形させるだけなので、液が起泡せず、搬送能力の低下を防止できる。
【００２３】
ここで、定着液塗布の様子を示す部分拡大図である図４に示すように、本実施の形態の定着装置において、図１の泡状樹脂剤生成手段２０によって樹脂剤を泡で構成した泡状樹脂剤２７を、定着液を保持する定着液保持手段として用いることで、更に定着液３１の表面張力による影響が抑えられるため、定着液塗布ローラ４１への樹脂微粒子５２のオフセットを防止できることがわかった。更に、樹脂微粒子５２の大きさが５μｍ〜１０μｍ程度の場合、記録媒体５１上の樹脂微粒子５２の層を乱すことなく泡状樹脂剤２７によって保持されている定着液３１を樹脂微粒子５２の層に付与するには、泡状樹脂剤２７の泡径範囲が、５μｍ〜５０μｍ程度が必要であることがわかった。また、図５に示すように、定着液保持媒体としての泡状樹脂剤２７の層全体における混合層５３の部分では、付与された定着液３１が泡状樹脂剤２７の境界間に入り込む現象が発生して、その現象と定着液自体の張力により定着液３１全体が泡状樹脂剤２７の層に保持されることになる。
【００２４】
以下に説明する別の発明の一実施の形態例に係る画像形成装置において、上述した本発明の定着装置を有して、樹脂を含む樹脂微粒子の画像を記録媒体に定着して形成する。よって、この別の発明の一実施の形態例の画像形成装置によれば、それぞれ、上述したように、より効率的にトナーを記録媒体に定着させることが可能な画像形成装置を提供することができる。
【００２５】
図６は別の発明の画像形成装置の構成を示す概略図である。同図に示す画像形成装置は複写機又はプリンタであってもよい。図６の（ａ）はカラー電子写真のタンデム方式の画像形成装置全体の概略図であり、図６の（ｂ）は図６の（ａ）の画像形成装置の１つの画像形成ユニットの構成を示す図である。図６の（ａ）,（ｂ）に示す画像形成装置１００はトナー像担持体として中間転写ベルト１０１を有する。この中間転写ベルト１０１は、３つの支持ローラ１０２〜１０４に張架されており、図中の矢印Ａの方向に回転する。この中間転写ベルト１０１に対しては、ブラック、イエロー、マゼンタ及びシアンの各画像形成ユニット１０５〜１０８が配列されている。これら画像形成ユニットの上方には、図示していない露光装置が配置されている。例えば、画像形成装置が複写機である場合には、スキャナで原稿の画像情報を読み込み、この画像情報に応じて、各感光体ドラム上に静電潜像を書き込むための各露光Ｌ１〜Ｌ４が露光装置により照射される。中間転写ベルト１０１を挟んで中間転写ベルト１０１の支持ローラ１０４に対向する位置には、二次転写装置１０９が設けられている。二次転写装置１０９は、２つの支持ローラ１１０,１１１の間に張架された二次転写ベルト１１２で構成されている。なお、二次転写装置１０９としては、転写ベルト以外に転写ローラを用いてもよい。また、中間転写ベルト１０１を挟んで中間転写ベルト１０１の支持ローラ１０２に対向する位置には、ベルトクリーニング装置１１３が配置されている。ベルトクリーニング装置１１３は、中間転写ベルト１０１上に残留するトナーを除去するために配置されている。
【００２６】
記録媒体としての記録紙１１４は、一対の給紙ローラ１１５で二次転写部へ導かれ、トナー像を記録紙１１４に転写する際に、二次転写ベルト１１２を中間転写ベルト１０１に押し当てることによって、トナー像の転写を行う。トナー像が転写された記録紙１１４は、二次転写ベルト１１２によって搬送され、記録紙１１４に転写された未定着のトナー像は、図示していない露光装置からの画像情報に基づいてフォーム状の定着液の膜厚を制御する本発明の定着装置によって定着される。すなわち、記録紙１１４に転写された未定着のトナー像には、図示していない露光装置からの画像情報、例えばカラー画像又は黒ベタ画像に基づいてフォーム状の定着液層の膜厚が制御されたトナーの定着装置から供給される本発明におけるフォーム状の定着液が付与され、フォーム状の定着液に含まれる、トナーに含まれる樹脂の少なくとも一部を溶解又は膨潤させる部剤（軟化剤）によって、未定着のトナー像を、記録紙１１４に定着させる。
【００２７】
次に、画像形成ユニットについて説明する。図６の（ｂ）に示すように、画像形成ユニット１０５〜１０８には、感光体ドラム１１６の周辺に、帯電装置１１７、現像装置１１８、クリーニング装置１１９及び除電装置１２０が配置されている。また、中間転写ベルト１０１を介して、感光体ドラム１１６に対向する位置に、一次転写装置１２１が設けられている。また、帯電装置１１７は、帯電ローラを採用した接触帯電方式の帯電装置である。帯電装置１１７は、帯電ローラを感光体ドラム１１６に接触させて、感光体ドラム１１６に電圧を印加することにより、感光体ドラム１１６の表面を一様に帯電する。この帯電装置１１７としては、非接触のスコロトロン等を採用した非接触帯電方式の帯電装置を採用することもできる。また、現像装置１１８は、現像剤中のトナーを感光体ドラム１１６上の静電潜像に付着させ、静電潜像を可視化させる。ここで、各色に対応するトナーは、それぞれの色に着色された樹脂材料からなり、これらの樹脂材料は、本発明における定着液により溶解又は膨潤する。なお、現像装置１１８は、図示しない攪拌部及び現像部を有し、現像に使用されなかった現像剤は、攪拌部に戻され、再利用される。攪拌部におけるトナーの濃度は、トナー濃度センサによって検出され、トナーの濃度が、一定であるように制御されている。更に、一次転写装置１２１は、感光体ドラム１１６上で可視化されたトナーを中間転写ベルト１０１に転写する。ここでは、一次転写装置１２１としては、転写ローラを採用しており、転写ローラを、中間転写ベルト１０１を挟んで感光体ドラム１１６に押し当てている。一次転写装置１２１としては、導電性ブラシ、非接触のコロナチャージャー等を採用することもできる。また、クリーニング装置１１９は、感光体ドラム１１６上の不要なトナーを除去する。クリーニング装置１１９としては、感光体ドラム１１６に押し当てられる先端を備えたブレードを用いることができる。ここで、クリーニング装置１１９によって回収されたトナーは、図示しない回収スクリュー及びトナーリサイクル装置によって、現像装置１１８に回収され、再利用される。更に、除電装置１２０は、ランプで構成されており、光を照射して感光体ドラム１１６の表面電位を初期化する。本発明の画像形成装置は、本発明の定着装置を用いているので、定着性が良好で紙等の記録媒体がカールすることなく、高品質な画像が形成できる。
【００２８】
本発明の画像形成方法は、静電潜像形成工程と、現像工程と、転写工程と、定着工程とを少なくとも含み、更に必要に応じて適宜選択したその他の工程、例えば、除電工程、クリーニング工程、リサイクル工程、制御工程等を含む。
【００２９】
本発明の画像形成装置は、静電潜像担持体と、静電潜像形成手段と、現像手段と、転写手段と、定着手段とを少なくとも有し、更に必要に応じて適宜選択したその他の手段、例えば除電手段、クリーニング手段、リサイクル手段、制御手段等を有している。
【００３０】
本発明の画像形成方法は、本発明の画像形成装置により好適に実施することができ、静電潜像形成工程は静電潜像形成手段により行うことができ、現像工程は前記現像手段により行うことができ、転写工程は転写手段により行うことができ、定着工程は定着手段により行うことができ、再帯電工程は再帯電手段により行うことができ、その他の工程はその他の手段により行うことができる。
【００３１】
静電潜像形成工程は、静電潜像担持体上に静電潜像を形成する工程である。静電潜像担持体（以下、電子写真感光体、感光体又は像担持体と称する）としては、その材質、形状、構造、大きさ等について特に制限はなく、公知のものの中から適宜選択することができるが、その形状としてはドラム状が好適に挙げられ、その材質としては、例えばアモルファスシリコン、セレン等の無機感光体、ポリシラン、フタロポリメチン等の有機感光体などが挙げられる。これらの中でも、長寿命性の点でアモルファスシリコン等が好ましい。
【００３２】
静電潜像の形成は、例えば静電潜像担持体の表面を一様に帯電させた後、像様に露光することにより行うことができ、静電潜像形成手段により行うことができる。静電潜像形成手段は、例えば静電潜像担持体の表面を一様に帯電させる帯電器と、静電潜像担持体の表面を像様に露光する露光器とを少なくとも備える。
【００３３】
帯電は、例えば帯電器を用いて静電潜像担持体の表面に電圧を印加することにより行うことができる。帯電器としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば導電性又は半導電性のロール、ブラシ、フィルム、ゴムブレード等を備えたそれ自体公知の接触帯電器、コロトロン、スコロトロン等のコロナ放電を利用した非接触帯電器などが挙げられる。
【００３４】
露光は、例えば露光器を用いて静電潜像担持体の表面を像様に露光することにより行うことができる。露光器としては、帯電器により帯電された静電潜像担持体の表面に、形成すべき像様に露光を行うことができる限り特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、複写光学系、ロッドレンズアレイ系、レーザ光学系、液晶シャッタ光学系などの各種露光器が挙げられる。なお、本発明においては、静電潜像担持体の裏面側から像様に露光を行う光背面方式を採用してもよい。
【００３５】
現像工程は、静電潜像を、トナーを用いて現像して可視像を形成する工程である。可視像の形成は、例えば静電潜像を上記トナーを用いて現像することにより行うことができ、現像手段により行うことができる。現像手段は、例えばトナーを用いて現像することができる限り、特に制限はなく、公知のものの中から適宜選択することができ、例えばトナーを収容し、静電潜像に該トナーを接触又は非接触的に付与可能な現像器を少なくとも有するものが好適に挙げられ、トナー入り容器を備えた現像器などがより好ましい。
【００３６】
現像器は、乾式現像方式のものであってもよいし、湿式現像方式のものであってもよく、また単色用現像器であってもよいし、多色用現像器であってもよく、例えばトナーを摩擦攪拌させて帯電させる攪拌器と、回転可能なマグネットローラとを有してなるものなどが好適に挙げられる。
【００３７】
現像器内では、例えばトナーとキャリアとが混合攪拌され、その際の摩擦により該トナーが帯電し、回転するマグネットローラの表面に穂立ち状態で保持され、磁気ブラシが形成される。このマグネットローラは、静電潜像担持体（感光体）近傍に配置されているため、マグネットローラの表面に形成された磁気ブラシを構成するトナーの一部は、電気的な吸引力によって静電潜像担持体（感光体）の表面に移動する。その結果、静電潜像がトナーにより現像されて静電潜像担持体（感光体）の表面に該トナーによる可視像が形成される。
【００３８】
転写工程は、可視像を記録媒体に転写する工程であるが、中間転写体を用い、当該中間転写体上に可視像を一次転写した後、この可視像を記録媒体上に二次転写する態様が好ましく、トナーとして二色以上、好ましくはフルカラートナーを用い、可視像を中間転写体上に転写して複合転写像を形成する第一次転写工程と、複合転写像を記録媒体上に転写する第二次転写工程とを含む態様がより好ましい。転写は、例えば可視像を転写帯電器を用いて静電潜像担持体（感光体）を帯電することにより行うことができ、転写手段により行うことができる。転写手段としては、可視像を中間転写体上に転写して複合転写像を形成する第一次転写手段と、該複合転写像を記録媒体上に転写する第二次転写手段とを有する態様が好ましい。なお、中間転写体としては、特に制限はなく、目的に応じて公知の転写体の中から適宜選択することができ、例えば転写ベルト等が好適に挙げられる。
【００３９】
転写手段（第一次転写手段、第二次転写手段）は、静電潜像担持体（感光体）上に形成された可視像を記録媒体側へ剥離帯電させる転写器を少なくとも有するのが好ましい。転写手段は、１つであってもよいし、２つ以上であってもよい。転写器としては、コロナ放電によるコロナ転写器、転写ベルト、転写ローラ、圧力転写ローラ、粘着転写器などが挙げられる。なお、記録媒体としては、特に制限はなく、公知の記録媒体（記録紙）の中から適宜選択することができる。
【００４０】
定着工程は、記録媒体に転写された転写像を定着させる工程であり、本発明の定着装置を用いて行われる。定着手段は、記録媒体に転写された転写像を定着させる手段であり、本発明の定着装置を用いて行われる。
【００４１】
除電工程は、静電潜像担持体に対し除電バイアスを印加して除電を行う工程であり、除電手段により好適に行うことができる。除電手段としては、特に制限はなく、静電潜像担持体に対し除電バイアスを印加することができればよく、公知の除電器の中から適宜選択することができ、例えば除電ランプ等が好適に挙げられる。
【００４２】
クリーニング工程は、静電潜像担持体上に残留するトナーを除去する工程であり、クリーニング手段により好適に行うことができる。クリーニング手段としては、特に制限はなく、静電潜像担持体上に残留する電子写真トナーを除去することができればよく、公知のクリーナの中から適宜選択することができ、例えば磁気ブラシクリーナ、静電ブラシクリーナ、磁気ローラクリーナ、ブレードクリーナ、ブラシクリーナ、ウエブクリーナ等が好適に挙げられる。
【００４３】
リサイクル工程は、クリーニング工程により除去したトナーを現像手段にリサイクルさせる工程であり、リサイクル手段により好適に行うことができる。リサイクル手段としては、特に制限はなく、公知の搬送手段等が挙げられる。
【００４４】
制御工程は、各工程を制御する工程であり、制御手段により好適に行うことができる。制御手段としては、各手段の動きを制御することができる限り特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えばシークエンサー、コンピュータ等の機器が挙げられる。
【００４５】
以下、本発明で用いられる軟化剤液、起泡剤液等の一例について概説する。
（軟化剤液）
軟化剤液は、軟化剤単独でもよいが、加水分解をより抑制するため増泡剤成分である多価アルコール類、特にプロピレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール及びグリセリンを単独又は複数含有することも望ましい。また、若干の水を含有しておくと引火性が低減し危険物扱いにならずに済む利点がある。水を含有する場合、軟化剤液のｐＨは６〜７の弱酸に設定することが望ましい。但し、起泡剤液と軟化剤液を混合した際、混合液全体のｐＨは７以下とならない程度に弱酸とするためのｐＨ調整剤の濃度を設定することが望ましい。軟化液中のｐＨ調整剤としては、有機酸が望ましく、乳酸、クエン酸、リンゴ酸などが適する。
【００４６】
（起泡剤液）
起泡剤液は、起泡剤と増泡剤と希釈媒としての水とｐＨ調整剤を含有することが望ましい。起泡剤としては、アニオン系界面活性剤、特に脂肪酸塩が望ましく、更に脂肪酸塩としては、脂肪酸アミン塩が望ましい。脂肪酸はアルキル基の炭素数１２、１４、１６、１８であるラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸及びステアリン酸の中から最適な組合せを選ぶ。塩としては、ナトリウム塩、カリウム塩やアミン塩がよく、特にトリエタノールアミン塩やジエタノールアミン塩が望ましい。増泡剤としては、脂肪酸アルカノールアミド、特に脂肪酸アルカノールアミドには（１：１）型と（１：２）型があるが、本発明における泡沫安定性には（１：１）型が適する。更に、増泡剤として多価アルコール類、特にプロピレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール及びグリセリンなどを単独もしくは混合することが適する。液のｐＨを７〜１０の弱アルカリ性に維持するためのｐＨ調整剤としてはアミン類が適する。
【００４７】
上記軟化剤は、樹脂の少なくとも一部を溶解・膨潤させることで該樹脂を含有する微粒子を軟化させる機能を有する。上記軟化剤としては、エステル化合物であることが好ましい。該エステル化合物は、トナー等の樹脂微粒子に含まれる樹脂の少なくとも一部を溶解・膨潤させる溶解性・膨潤性に優れている。エステル化合物の中でも、脂肪族エステル、炭酸エステルが、樹脂の軟化能力が優れている点で特に好ましい。また、後述する起泡剤としてのアニオン系界面活性剤による起泡性を阻害しない点からも好ましい。
【００４８】
また、上記軟化剤は、人体に対する安全性の観点から、その急性経口毒性ＬＤ５０が３ｇ／ｋｇよりも大きいことが好ましく、５ｇ／ｋｇ以上であることがより好ましい。脂肪酸エステルは、化粧品原料として多用されているように、人体に対する安全性が高いものである。また、記録媒体に対する樹脂微粒子としてのトナーの定着は、密封された環境において頻繁に使用される機器で行われ、軟化剤はトナーの記録媒体への定着後にもトナー中に残留するため、記録媒体に対するトナーの定着は揮発性有機化合物（ＶＯＣ）及び不快臭の発生を伴わないことが好ましい。即ち、上記軟化剤は揮発性有機化合物（ＶＯＣ）及び不快臭の原因となる物質を含まないことが好ましい。脂肪族エステルは、一般に汎用される有機溶剤（トルエン、キシレン、メチルエチルケトン、酢酸エチルなど）と比較して、高い沸点及び低い揮発性を有し、刺激臭を持たない。
【００４９】
なお、オフィス環境等における臭気を高い精度で測定することができる実用的な臭気の測定尺度として、官能測定である三点比較式臭袋法による臭気指数〔１０×ｌｏｇ（物質の臭気が感じられなくなるまでの物質の希釈倍率）〕を臭気の指標とすることができる。また、軟化剤に含まれる脂肪族エステルの臭気指数は、１０以下であることが好ましい。この場合、通常のオフィス環境では、不快臭を感じなくなる。更に、軟化剤のみならず、定着液に含まれる他の液剤も同様に、不快臭及び刺激臭を有さないことが好ましい。
【００５０】
脂肪族エステルは、飽和脂肪族エステルを含む。脂肪族エステルが、飽和脂肪族エステルを含む場合には、軟化剤の保存安定性（酸化、加水分解などに対する耐性）を向上させることができる。また、飽和脂肪族エステルは、人体に対する安全性が高く、多くの飽和脂肪族エステルは、トナーに含まれる樹脂を１秒以内で溶解・膨潤させることができる。更に、飽和脂肪族エステルは、記録媒体に提供されたトナーの粘着感を低下させることができる。これは、飽和脂肪族エステルが、溶解・膨潤したトナーの表面に油膜を形成するためであると考えられる。
【００５１】
よって、本発明の定着液において、好ましくは飽和脂肪族エステルの一般式は、Ｒ１ＣＯＯＲ２で表される化合物を含み、Ｒ１は、炭素数が１１以上１４以下のアルキル基であり、Ｒ２は、炭素数が１以上６以下の直鎖型もしくは分岐型アルキル基である。Ｒ１及びＲ２の炭素数がそれぞれ所望の範囲よりも少ないと臭気が発生し、所望の範囲よりも多いと樹脂軟化能力が低下する。即ち、飽和脂肪族エステルが、一般式Ｒ１ＣＯＯＲ２で表される化合物を含み、Ｒ１は、炭素数が１１以上１４以下のアルキル基であり、Ｒ２は、炭素数が１以上６以下の直鎖型もしくは分岐型のアルキル基である場合には、トナーに含まれる樹脂に対する溶解性・膨潤性を向上させることができる。また、上記一般式Ｒ１ＣＯＯＲ２で表される化合物の臭気指数は、１０以下であり、該化合物は、不快臭及び刺激臭を有さない。
【００５２】
脂肪族モノカルボン酸エステルとしては、例えばラウリン酸エチル、ラウリン酸ヘキシル、トリデシル酸エチル、トリデシル酸イソプロピル、ミリスチン酸エチル、ミリスチン酸イソプロピル、などが挙げられる。これらの脂肪族モノカルボン酸エステルの多くは、油性溶媒に溶解するが、水には溶解しない。よって、脂肪族モノカルボン酸エステルの多くについて、水性溶媒では、グリコール類を溶解助剤として定着液に含有し、溶解又はマイクロエマルジョンの形態とする。
【００５３】
脂肪族エステルは、脂肪族ジカルボン酸エステルを含むことが好ましい。脂肪族エステルが、脂肪族ジカルボン酸エステルを含む場合には、より短い時間でトナーに含まれる樹脂を溶解・膨潤させることができる。例えば、６０ｐｐｍ程度の高速印字では、記録媒体における未定着のトナーに定着液を付与し、トナーが記録媒体に定着するまでの時間は、１秒以内であることが好ましい。脂肪族エステルが、脂肪族ジカルボン酸エステルを含む場合には、記録媒体における未定着のトナー等に定着液を付与し、トナーが記録媒体に定着するのに要する時間を、０．１秒以内にすることが可能となる。更に、より少量の軟化剤を添加することによって、トナーに含まれる樹脂を溶解・膨潤させることができるため、定着液に含まれる軟化剤の含有量を低減することができる。
【００５４】
よって、本発明の定着液において、好ましくは、前記脂肪族ジカルボン酸エステルの一般式は、Ｒ３（ＣＯＯＲ４）２で表される化合物を含み、Ｒ３は、炭素数が３以上８以下のアルキレン基であり、Ｒ４は、炭素数が３以上５以下の直鎖型又は分岐型アルキル基である。Ｒ３及びＲ４の炭素数がそれぞれ所望の範囲よりも少ないと臭気が発生し、所望の範囲よりも多いと樹脂軟化能力が低下する。即ち、前記脂肪族ジカルボン酸エステルが、一般式Ｒ３（ＣＯＯＲ４）２で表される化合物を含み、Ｒ３は、炭素数が３以上８以下のアルキレン基であり、Ｒ４は、炭素数が３以上５以下の直鎖型又は分岐型アルキル基である場合には、トナーに含まれる樹脂に対する溶解性又は膨潤性を向上させることができる。また、上記一般式Ｒ３（ＣＯＯＲ４）２で表される化合物の臭気指数は、１０以下であり、該化合物は、不快臭及び刺激臭を有さない。
【００５５】
脂肪族ジカルボン酸エステルとしては、例えばコハク酸２エチルヘキシル、アジピン酸ジブチル、アジピン酸ジイソブチル、アジピン酸ジイソプロピル、アジピン酸ジイソデシル、セバシン酸ジエチル、セバシン酸ジブチル等が挙げられる。これらの脂肪族ジカルボン酸エステルの多くは、油性溶媒に溶解するが、水には溶解しない。よって、水性溶媒では、グリコール類を溶解助剤として定着液に含有し、溶解又はマイクロエマルジョンの形態とする。
【００５６】
更に、本発明の定着液において、好ましくは、脂肪族エステルは、脂肪族ジカルボン酸ジアルコキシアルキルを含む。脂肪族エステルが、脂肪族ジカルボン酸ジアルコキシアルキルを含む場合には、記録媒体に対するトナーの定着性を向上させることができる。
【００５７】
本発明の定着液において、好ましくは、脂肪族ジカルボン酸ジアルコキシアルキルの一般式は、Ｒ５（ＣＯＯＲ６−Ｏ−Ｒ７）２で表される化合物を含み、Ｒ５は、炭素数が２以上８以下のアルキレン基であり、Ｒ６は、炭素数が２以上４以下のアルキレン基であり、Ｒ７は、炭素数が１以上４以下のアルキル基である。Ｒ５、Ｒ６及びＲ７の炭素数がそれぞれ所望の範囲よりも少ないと臭気が発生し、所望の範囲よりも多いと樹脂軟化能力が低下する。即ち、脂肪族ジカルボン酸ジアルコキシアルキルは、一般式Ｒ５（ＣＯＯＲ６−Ｏ−Ｒ７）２で表される化合物を含み、Ｒ５は、炭素数が２以上８以下のアルキレン基であり、Ｒ６は、炭素数が２以上４以下のアルキレン基であり、Ｒ７は、炭素数が１以上４以下のアルキル基である場合には、トナーに含まれる樹脂に対する溶解性乃至膨潤性を向上させることができる。また、上記一般式Ｒ５（ＣＯＯＲ６−Ｏ−Ｒ７）２で表される化合物の臭気指数は、１０以下であり、該化合物は、不快臭及び刺激臭を有さない。
【００５８】
脂肪族ジカルボン酸ジアルコキシアルキルとしては、例えばコハク酸ジエトキシエチル、コハク酸ジブトキシエチル、コハク酸ジカルビトール、アジピン酸ジメトキシエチル、アジピン酸ジエトキシエチル、アジピン酸ジブトキシエチル、セバシン酸ジエトキシエチル等が挙げられる。これらの脂肪族ジカルボン酸ジアルコキシアルキルを水性溶媒で用いる場合、必要に応じてグリコール類を溶解助剤として定着液に含有させ、溶解又はマイクロエマルジョンの形態とする。炭酸エステルとしては、例えば炭酸エチレン、炭酸プロピレン（プロピレンカーボネート）、グリセロール１，２−カルボナート、４−メトキシメチル−１，３−ジオキソラン−２−オンなどが挙げられる。
【００５９】
また、以外のエステル化合物としては、例えばクエン酸トリエチル、アセチルクエン酸トリエチル、クエン酸トリブチル、アセチルクエン酸トリブチル等のクエン酸エステル；エチレングリコールジアセタート、ジエチレングリコールジアセタート、トリエチレングリコールジアセタート等のグリコールをエステル化した化合物；モノアセチン、ジアセチン、トリアセチン等のグリセリンをエステル化した化合物などが挙げられる。
【００６０】
軟化剤の含有量は、０．５質量％〜５０質量％が好ましく、５質量％〜４０質量％がより好ましい。含有量が、０．５質量％未満であると、トナーに含まれる樹脂を溶解・膨潤させる効果が不十分になることがあり、５０質量％を超えると、長時間に亘りトナーに含まれる樹脂の流動性を低下させることができず、定着トナー層が粘着性を有する可能性がある。
【００６１】
−溶解助剤−
定着液中の軟化剤濃度が高くなると希釈溶媒である水に軟化剤が溶解しにくくなる場合がある。そこで、溶解助剤として、多価のアルコール類、具体的にはエチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、１，３−ブチレングリコール、グリセリンなどを定着液中に含有させることで、軟化剤が高濃度でも溶解し、かつ脂肪酸塩による起泡性を劣化させず、むしろ起泡性が向上することがわかった。また、多価のアルコール類の含有量は、１質量％〜３０質量％の範囲が好ましい。含有量が、３０質量％を超えると、起泡性がむしろ劣化するため適さない。
【００６２】
−ノニオン系水溶性樹脂−
本発明の定着液には、アニオン系界面活性剤による起泡性を阻害せず、オフセット防止、及び記録媒体上のトナーのタックを軽減させるノニオン系水溶性樹脂が含有されている。オフセット及び記録媒体上トナーのタック残存は、トナーに含まれる樹脂を溶解・膨潤させた状態であることにより生じる該樹脂のタックによって起こる。水溶性樹脂は定着液中では分散性よく溶解しているが、記録媒体上トナーへ塗布されると、トナー層表面に留まり、光沢を増強しつつ、該トナー層表面積を減少させ該樹脂のタックを軽減できる。また、ノニオン系水溶性樹脂であれば定着液のｐＨにほとんど影響せず、アニオン系界面活性剤の起泡性を阻害することなく、オフセット防止及び記録媒体上のトナーのタックを軽減させ、また泡状樹脂剤が軟化剤を含有する定着液を保持する際の急激な破泡を緩和させることができる。
【００６３】
ノニオン系水溶性樹脂のポリビニル系樹脂、ポリエチレンオキサイド系樹脂、セルロース誘導体としては、例えばポリビニルアルコール、ポリビニルブチラール、ポリビニルピロリドン、メチルセルロース、エチルセルロース、セルロースアセテートプロピオネート、セルロースアセテートブチレート、ポリエチレンオキサイドアルキルエーテル、ポリエチレンオキサイドアルキルフェニルエーテルなどが挙げられる。
【００６４】
ノニオン系水溶性樹脂の含有量は０．０５質量％〜２０質量％が好ましく、０．１質量％〜１０質量％がより好ましい。含有量が、０．０５質量％未満であると、タックを十分に抑制することができないことがあり、２０質量％を超えると、起泡性が劣化するため適さない。
【００６５】
−アニオン系界面活性剤−
アニオン系界面活性剤が優れた起泡性と泡沫安定性を実現することができ、起泡剤として用いられる。アニオン系界面活性剤のなかでも、脂肪酸塩は、最も泡沫安定性に優れ、定着液の起泡剤として最も適する。一方、軟化剤は、消泡作用が強く、定着液中で軟化剤の濃度上昇と共に、定着液の起泡性及び泡沫安定性が悪くなり、なかなか起泡しなくなり、泡が直ぐに破泡するため泡密度の低い泡状定着液を得ることができなくなる。
【００６６】
そこで、この定着液中の軟化剤濃度を高めたとき定着液を保持した泡状樹脂剤に影響して起泡性劣化問題を解決するため、アニオン系界面活性剤の種類や濃度を因子として多種の試作を行ったところ、起泡剤として炭素数１２〜１８の脂肪酸塩を用い、更に炭素数１２〜１８の脂肪酸を定着液中に含有することにより、軟化剤の濃度が高くなっても、泡状樹脂剤の起泡性が劣化しないようにできる。
【００６７】
ここで、脂肪酸と軟化剤との作用について説明すると、軟化剤はエステル基を化学構造中に有しており、脂肪酸はカルボニル基を化学構造中に有している。この点から、軟化剤のエステル基と脂肪酸のカルボニル基が定着液の系内で、電気的な作用を示し、またそれが分子間の結合作用を生じさせ、定着液の特性として起泡性及び泡沫安定性を向上させている。
【００６８】
−記録媒体−
記録媒体としては、記録紙に限定されず、金属、樹脂、セラミックス等の何れでもよい。ただし、媒体は定着液に対し浸透性を有することが好ましく、媒体基板が液浸透性を持たない場合は、基板上に液浸透層を有する媒体が好ましい。媒体の形態もシート状に限定されず、平面及び曲面を有する立体物でもよい。例えば、紙等の媒体に透明樹脂微粒子を均一に定着させ紙面を保護する（所謂、ニスコート）用途においても、本発明は適用できる。媒体のうち、記録媒体としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、紙、布、及び液体透過層を有するＯＨＰ用シートのようなプラスチックフィルムなどが挙げられる。
【００６９】
−溶媒−
溶媒としては、水、水にアルコール類等を添加した水性溶媒、などが好ましい。水としては、例えばイオン交換水、限外濾過水、逆浸透水、蒸留水等の純水、又は超純水を用いることができる。水性溶媒を用いる場合には、界面活性剤を添加することで、表面張力を２０ｍＮ／ｍ〜３０ｍＮ／ｍとすることが好ましい。アルコール類としては、泡状の定着液における気泡の安定性を高め、破泡しにくくする利点から、例えばセタノール等の単価アルコール；エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、１，３−ブチレングリコール、グリセリン等の多価アルコールが好ましい。また、これらの単価又は多価のアルコール類を含有することで紙等の媒体のカール防止に効果を有する。
【００７０】
また、定着液中に浸透性改善や紙等媒体のカール防止のために油性成分を含有してＯ／ＷエマルジョンやＷ／Ｏエマルジョンを形成する構成も好ましい。その場合、具体的な分散剤としては、ソルビタンモノオレエートやソルビタンモノステレートやソルビタンセスキオレートなどのソルビタン脂肪酸エステルやショ糖ラウリン酸エステルやショ糖ステアリン酸エステルなどのショ糖エステルなどが好ましい。
【００７１】
なお、定着中での軟化剤を溶解もしくはマイクロエマルジョン分散させるため方法としては、例えば回転羽根によるホモミキサーやホモジナイザーのような機械的に攪拌する手段、及び超音波ホモジナイザーのような振動を与える手段が挙げられる。いずれにしても、強いせん断応力を定着液中の軟化剤に加えることで溶解もしくはマイクロエマルジョン分散させる。
【００７２】
−樹脂微粒子−
定着の対象となる樹脂を含有する樹脂微粒子としては、トナーに限定されず、樹脂を含有する微粒子であれば何れでもよく、導電性部材を含有した樹脂微粒子でもよい。樹脂微粒子のうち、電子写真プロセスで用いるトナーは、本発明の定着液との組合せにおいて最も定着に対する効果が高い。
【００７３】
＜トナー＞
トナーは、着色剤と、帯電制御剤と、結着樹脂と、離型剤とを含有し、更に必要に応じてその他の成分を含有してなる。結着樹脂としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えばポリスチレン樹脂、スチレン−アクリル共重合体、ポリエステル樹脂、などが挙げられる。離型剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えばカルバナウワックスやポリエチレンなどのワックス成分などが挙げられる。着色剤としては、特に制限はなく、公知の染料及び顔料の中から目的に応じて適宜選択することができる。帯電制御剤としては、特に制限はなく、公知のもの中から目的に応じて適宜選択することができ、例えばトリフェニルメタン系染料、モリブデン酸キレート顔料、ローダミン系染料、アルコキシ系アミン、４級アンモニウム塩（フッ素変性４級アンモニウム塩を含む）、アルキルアミド、燐の単体又はその化合物、タングステンの単体又はその化合物、フッ素系活性剤、サリチル酸の金属塩、サリチル酸誘導体の金属塩などが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
【００７４】
その他の成分としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば外添剤、流動性向上剤、クリーニング性向上剤、磁性材料、金属石鹸等が挙げられる。また、トナーは、メチル基を有する疎水性シリカ及び疎水性酸化チタンのような疎水性微粒子をトナーの粒子の表面に固着させることによって、撥水性処理されていることが好ましい。
【００７５】
また、本発明の定着液は、好ましくは撥水性処理されたトナー粒子に対して、十分な親和性を有することが好ましい。ここで、親和性とは、液体が固体に接触したときに、固体の表面に対する液体の拡張濡れの程度を意味する。即ち、本発明の定着液は、撥水性処理されたトナーに対して十分な濡れ性を示すことが好ましい。疎水性シリカ及び疎水性酸化チタンのような疎水性微粒子で撥水性処理されたトナーの表面は、疎水性シリカ及び疎水性酸化チタンの表面に存在するメチル基によって覆われており、おおよそ２０ｍＮ／ｍ程度の表面エネルギーを有する。現実には撥水性処理されたトナーの表面の全面が疎水性微粒子によって完全に覆われてはいないため、撥水性処理されたトナーの表面エネルギーは、おおよそ、２０ｍＮ／ｍ〜３０ｍＮ／ｍであると推測される。よって、撥水性トナーに対して親和性を有する（十分な濡れ性を有する）ためには、本発明の定着液の表面張力は、２０ｍＮ／ｍ〜３０ｍＮ／ｍであることが好ましい。
【００７６】
−泡状樹脂剤生成工程及び定着液付与手段−
泡状樹脂剤生成工程は、起泡剤液を泡状化して軟化剤を含有する定着液を付与して積層させるための定着液保持媒体としての泡状樹脂剤を生成する工程であり、泡状樹脂剤生成手段により実施される。一般的に０．５ｍｍ〜１ｍｍ程度の大きな泡の場合、単なる撹拌等により比較的容易に泡を生成可能であり、大きな泡の生成には数秒以下の時間（０．１秒もかからない）で生成することができる。そこで、この所望の泡径よりも大きな泡であって、目視で観察できる程度の大きさの泡の生成が容易で、かつすばやく得ることができる点に着目し、大きな泡から素早く５μｍ〜５０μｍ程度の微小な泡を生成する方法を鋭意検討した結果、大きな泡にせん断力を加えることで大きな泡を分泡すると、上記のような液状態から微小な泡を起泡させる方法に比べ、極めて素早く所望の大きさの微小な泡を生成することができる。
【００７７】
以下に、下記の実施例及び比較例で得られた定着液、定着方法及び定着装置、並びに画像形成方法及び画像形成装置の評価項目および評価方法を示すが、本発明はこれらの実施例に何ら限定されるものではない。
【００７８】
−脂肪酸トリエタノールアミン塩系定着液の調整−
ミリスチン酸（関東化学株式会社製、試薬）、パルミチン酸（関東化学株式会社製、試薬）、ステアリン酸（関東化学株式会社製、試薬）の質量比を４：３：１とした脂肪酸と、中和剤であるトリエタノールアミン（関東化学株式会社製、試薬）のモル比が１：０．７になるように計量し、それを液温８０℃のイオン交換水中で、３０分間撹拌し、室温になるまで放冷して、脂肪酸トリエタノールアミン塩を調製した。
【００７９】
−軟化剤液１の調製−
プロピレンカーボネート（関東化学試薬，ＰＣ）９０質量％、ジプロピレングリコール１０質量％の混合液とし、該混合液を乾燥窒素ガスで１０分間バブリングし、水分を除去した。
【００８０】
−軟化剤液２の調製−
コハク酸ジエトキシエチル（クローダ社，クローダＤＥＳ）を乾燥窒素ガスで１０分間バブリングし、水分を除去した。
【００８１】
−起泡剤液１の調製−
脂肪酸トリエタノールアミン塩（起泡剤１）６．７質量％、増泡剤であるヤシ油脂肪酸ジエタノールアミド（１：１）型（松本油脂製薬株式会社製、マーポンＭＭ）０．８質量％、ノニオン系水溶性樹脂であるポリエチレンオキサイド（明成化学工業株式会社製、アルコックスＬ−１１）１．０質量％、希釈剤であるイオン交換水９１．５質量％を超音波ホモジナイザーにて１０分間撹拌し、起泡剤液１（泡状化前の原液）を調製した。
【００８２】
−起泡剤液２の調製−
脂肪酸トリエタノールアミン塩（起泡剤１）６．７質量％、増泡剤であるヤシ油脂肪酸ジエタノールアミド（１：１）型（松本油脂製薬株式会社製、マーポンＭＭ）０．６質量％、ノニオン系水溶性樹脂であるメチルセルロース（巴工業株式会社製、メセロースＰＭＣ−１５Ｕ（Ｓ））５．０質量％、希釈剤であるイオン交換水８７．７質量％を超音波ホモジナイザーにて１０分間撹拌し、起泡剤液２（泡状化前の原液）を調製した。
【００８３】
−起泡剤液３の調製−
脂肪酸トリエタノールアミン塩（起泡剤１）４．５質量％、増泡剤であるヤシ油脂肪酸ジエタノールアミド（１：１）型（松本油脂製薬株式会社製、マーポンＭＭ）０．６質量％、ノニオン系水溶性樹脂であるポリビニルアルコール（電気化学工業株式会社製、デンカポバールＫ−０５）３．０質量％、希釈剤であるイオン交換水９１．９質量％を超音波ホモジナイザーにて１０分間撹拌し、起泡剤液３（泡状化前の原液）を調製した。
【００８４】
−起泡剤液４の調製−
脂肪酸トリエタノールアミン塩（起泡剤１）４．５質量％、増泡剤であるヤシ油脂肪酸ジエタノールアミド（１：１）型（松本油脂製薬株式会社製、マーポンＭＭ）０．６質量％、ノニオン系水溶性樹脂であるポリエチレンオキサイド（明成化学工業株式会社製、アルコックスＬ−１１）１．０質量％、希釈剤であるイオン交換水９３．９質量％を超音波ホモジナイザーにて１０分間撹拌し、起泡剤液４（泡状化前の原液）を調製した。
【００８５】
＜泡状樹脂剤の作製＞
−大きな泡生成部−
図１に示す泡状樹脂剤生成部２０に基づいて、液状起泡剤液から、大泡状態の起泡剤液を作製した。図１の大きな泡生成部は、液状起泡剤液の保存容器：ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂からなるボトル、液搬送ポンプ：チューブポンプ（チューブ内径２ｍｍ、チューブ材質：シリコーンゴム）、搬送流路：内径２ｍｍのシリコーンゴムチューブ、大きな泡を作るための微細孔シート：＃４００のステンレス製メッシュシート（開口部約４０μｍ）という構成になっている。
【００８６】
−微小な泡生成部−
図１に示す泡状樹脂剤生成部２０に基づいて、大泡状態の泡状起泡剤から、微小な泡状起泡剤を作製した。図１の２重円筒の内側円筒は、回転軸に固定され、図示していない回転駆動モータにより回転する。２重円筒の材質はＰＥＴ樹脂とした。外側円筒内径：１０ｍｍ、長さ１２０ｍｍ、内側円筒外形：８ｍｍ、長さ１００ｍｍとした。回転数は３００ｒｐｍとした。回転時間は１０秒間とした。
【００８７】
−定着液付与部−
図１、図２に示す定着液付与部３０における定着液付与ローラ３２で泡状樹脂剤の層上に少なくとも軟化剤を含有する定着液を付与して積層させ、泡状樹脂剤に定着液を保持させた。塗布ローラ４１と定着液付与ローラ３２間のギャップは１５０μｍ、液膜厚制御ブレード３３は定着液付与ローラ３２とのギャップを５０μｍとし、各ローラは線速３００ｍｍ／ｓとなるよう回転数を調整した。
【００８８】
（実施例１）
−泡状樹脂剤１の作製−
上述した大きな泡生成部及び微小な泡生成部により、起泡剤液１を用いて泡状樹脂剤１を作製し、作製した泡状樹脂剤１に、軟化剤１を含有する定着液１を保持させた。
【００８９】
（実施例２）
−泡状樹脂剤２の作製−
上述した大きな泡生成部及び微小な泡生成部により、起泡剤液２を用いて泡状樹脂剤２を作製し、作製した泡状樹脂剤２に、軟化剤１を含有する定着液１を保持させた。
【００９０】
（実施例３）
−泡状樹脂剤３の作製−
上述した大きな泡生成部及び微小な泡生成部により、起泡剤液３を用いて泡状樹脂剤３を作製し、作製した泡状樹脂剤３に、軟化剤２を含有する定着液２を保持させた。
【００９１】
（実施例４）
−泡状樹脂剤４の作製−
上述した大きな泡生成部及び微小な泡生成部により、起泡剤液４を用いて泡状樹脂剤４を作製し、作製した泡状樹脂剤４に、軟化剤２を含有する定着液２を保持させた。
【００９２】
一方、比較例として、予め軟化剤液と起泡剤液を混合させ泡状定着液を作製した。
（比較例１）
−定着液３の作製−
軟化剤であるプロピレンカーボネート（関東化学株式会社製、試薬）４５質量％、増粘剤であるジプロピレングリコール（関東化学株式会社製、試薬）１５質量％、起泡剤である脂肪酸ジエタノールアミン塩（起泡剤２）４．０質量％、増泡剤であるヤシ油脂肪酸ジエタノールアミド（１：１）型（松本油脂製薬株式会社製、マーポンＭＭ）０．５質量％、ノニオン系水溶性樹脂であるポリエチレンオキサイド（明成化学工業株式会社製、アルコックスＬ−１１）１．０質量％、希釈剤であるイオン交換水３４．５質量％を超音波ホモジナイザーにて１０分間撹拌し、定着液３（泡状化前の原液）を調製した。該定着液３を前記手段に基づいて泡化し、泡状定着液１を作製した。
【００９３】
（比較例２）
−定着液４の作製−
軟化剤であるコハク酸ジカルビトール（高級アルコール工業株式会社製、試薬）５０質量％、起泡剤である脂肪酸トリエタノールアミン塩（起泡剤１）４．０質量％、増泡剤であるヤシ油脂肪酸ジエタノールアミド（１：１）型（松本油脂製薬株式会社製、マーポンＭＭ）０．５質量％、ノニオン系水溶性樹脂であるポリビニルアルコール（電気化学工業株式会社製、デンカポバールＫ−０５）３．０質量％、希釈剤であるイオン交換水４２．５質量％を超音波ホモジナイザーにて１０分間撹拌し、定着液４（泡状化前の原液）を調製した。該定着液４を前記手段に基づいて泡化し、泡状定着液２を作製した。
【００９４】
得られた定着液３と４を図１に示す微小な泡生成手段に基づいて、各比較例の泡状定着液１と泡状定着液２を作製した。泡膜厚の制御には、図１の膜厚制御ブレード４２を用いた。膜厚制御ブレード４２と塗布ローラ４１の間のギャップは１００μｍとした。
【００９５】
＜泡状定着液の塗布＞
−泡状定着液付与手段−
加圧ローラ：アルミニウム合金製ローラ（直径１０ｍｍ）を芯金とし、外径５０ｍｍのポリウレタンフォーム材(イノアック社製、商品名「カラーフォームＥＭＯ」)を形成したスポンジローラ、塗布ローラ：ＰＦＡ樹脂を焼付け塗装したＳＵＳ製ローラ（直径３０ｍｍ）、線速３００ｍｍ／ｓ、紙搬送速度：３００ｍｍ／ｓ、という構成とした。電子写真方式のプリンタ（株式会社リコー製、ｉｍａｇｉｏＭＰＣ２５００）を用い、未定着トナーのカラー画像をＰＰＣ用紙（株式会社リコー製、Ｔ−６２００）に形成した。この未定着トナーへ前記定着液付与手段に基づき泡状定着液を付与した。この際、トナー層の厚みは３０μｍ〜４０μｍであり、塗布ローラ上の泡状定着液の厚みは約７０μｍであった。各比較例の泡状定着液１、２の塗布量を塗布前後の紙の重量から算出した。
【００９６】
＜オフセットの評価＞
各実施例の定着液塗布後と各比較例の泡状定着液塗布直後の塗布ローラ上にトナーがオフセットしていないかを目視で観察し、下記評価基準で評価した。結果を下記の表１に示す。
【００９７】
〔評価基準〕
トナーが塗布ローラ上にオフセットしていない場合：○（オフセットなし）
トナーが塗布ローラ上に微量オフセットしている場合：△
トナーが塗布ローラ上にオフセットしている場合：×（オフセットあり）
トナーが塗布ローラ上にオフセットし、かつ紙上の画像が欠損している場合：××（オフセットあり）
【００９８】
＜記録媒体上トナーのタック評価＞
記録媒体上トナーのタックを、タッキネステスタ（株式会社レスカ製）を用いて評価した。上記定着性評価と同様のサンプルにおいて、各実施例の定着液塗布後と各比較例の泡状定着液塗布後の画像部（記録媒体上トナー）に円柱形ステンレスプローブ（φ８．０ｍｍ）を圧縮荷重１００ｇｆで２０ｓｅｃ押付けた後、１２０ｍｍ／ｍｉｎの速度で引抜き、引抜き時にかかる応力を測定し、下記評価基準で評価した。結果を下記の表１に示す。
【００９９】
〔評価基準〕
０．０〜４．０ｋＰａ：○（非画像部と同等、又はタックほぼ無し）
４．１〜１０．０ｋＰａ：×（タック小）
１０．１ｋＰａ以上：××（タック大）
【０１００】
【表１】
2011085639.tif 000003
【０１０１】
表１の結果から、起泡剤液からなる泡に軟化剤を含有する定着液を付与して積層させて保持した定着液を用いた実施例１〜４は、予め混合して泡状にした泡状定着液を用いた比較例１、２に比べ、タックにおいて優位性を示した。オフセットに関しては実施例１〜４、比較例１，２全てで大きな差は見られなかった。これは、起泡剤液からなる泡に軟化剤を含有する定着液を積層させて保持することにより、各比較例に比べ、軟化剤濃度が局所的に高くなり、トナーを軟化し定着、その後水溶性樹脂を含有した起泡剤液によるオーバーコートによりタックを抑制したことが示唆される。また、軟化剤濃度が局所的に高くなることにより、定着直後の発色性にも優位性が期待できる。
【０１０２】
＜保存安定性の評価＞
上記で得られた定着液１及び２、泡状樹脂剤１〜４、泡状定着液１及び２について、６０℃に加温し、一定時間放置し、各放置時間ごとに液温を室温に戻した後、定着性の評価を実施した。６０℃で加温した後の放置テストは、加温による放置劣化の加速テストを実施している。これは、６０℃での加熱による加速試験（アレニウス法）により求めた算出数値である。つまり、６０℃で１日加温する試験は、２５℃（常温）での１ヶ月間放置したことを示し、６０℃で２０日間加温する試験は、２５℃（常温）での１年間放置したことに相当する。
【０１０３】
＜定着性の評価＞
加速試験前後での定着性の評価を行った。定着液１及び２、泡状樹脂剤１〜４によって保持された各定着液、泡状定着液１及び２を上述した方法で、未定着トナーが形成された紙の上に付与した。定着性を下記基準で評価した。結果を表２示す。
【０１０４】
〔評価基準〕
定着後のトナーを布で擦り大部分のトナーが紙から取れる状態：××
定着後のトナーを布で擦り一部のトナーが紙から取れる状態：×
定着後のトナーを布で擦り布がほとんど汚れない状態：○（定着性良好）
【０１０５】
【表２】
2011085639.tif 000004
【０１０６】
表２における評価結果では、実施例１〜４は加速試験後も定着性が良好であった。一方、比較例１、２では、加速試験後での定着性能に明らかな低下が確認された。軟化剤液と起泡剤液とが予め混合された場合に生じる結果であり、予め混合された場合には、軟化剤のエステル成分が加水分解により分解され、それにより、トナーの定着が十分に行われないことを示している。よって、軟化剤液と起泡剤液を独立して保管し、使用直前に混合して定着液とすれば、定着液を充填した保管容器の放置安定性が飛躍的に向上することがわかった。
【０１０７】
なお、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲内の記載であれば多種の変形や置換可能であることは言うまでもない。
【符号の説明】
【０１０８】
１０；定着装置、２０；泡状樹脂剤生成部、３０；定着液付与部、
４０；定着液塗布部、２１；起泡剤液容器、２２；樹脂剤液、
２３；搬送ポンプ、２４；気体・液体混合手段、
２５；微小な泡生成手段、２６；供給口、２７；泡状樹脂剤、
３１；定着液、３２；定着液付与ローラ、３３；液膜厚制御ブレード、
４１；定着液塗布ローラ、４２；膜厚制御ブレード、
４３；加圧ローラ、４４；加圧ベルト、５１；記録媒体、
５２；樹脂微粒子、５３；混合層、１００；画像形成装置。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１０９】
【特許文献１】特許第３，２９０，５１３号公報
【特許文献２】特開２００４−１０９７４９号公報
【特許文献３】特開昭５９−１１９３６４号公報
【特許文献４】特開２００７−２１９１０５号公報
【図１】
2011085639.tif 000005
【図２】
2011085639.tif 000006
【図３】
2011085639.tif 000007
【図４】
2011085639.tif 000008
【図５】
2011085639.tif 000009
【図６】
2011085639.tif 000010
【図７】
2011085639.tif 000011
【図８】
2011085639.tif 000012