(57)【要約】【課題】新たな構成を設ける必要がないので装置の大型化やコストアップを回避しながら、異物による目詰まりを抑えることができる定着装置及び画像形成装置を提供する。【解決手段】定着動作を行わないときに、流路内の残留定着液が固形化した異物を除去するクリーニング動作を行う。このクリーニング動作では、軟化剤液のみを液混合手段１７に供給し、更に液状定着液圧送用チューブ２１を通って泡状定着液生成手段２２に供給する。【選択図】図５
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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又は膨潤させる軟化剤を少なくとも含む軟化剤液と泡化するための起泡剤液とを混合して液状定着液を生成する液混合手段と、該液状定着液の液中に気泡を分散させて泡状定着液を生成する泡状定着液生成手段とを有し、媒体上に担持された樹脂微粒子層に上記泡状定着液を塗布することで軟化した当該樹脂微粒子層を媒体上に定着させる定着装置において、
上記液混合手段に上記軟化剤液を供給する軟化剤液供給手段と、
上記液混合手段に上記起泡剤液を供給する起泡剤液供給手段と、
上記軟化剤液供給手段及び上記起泡剤液供給手段の各供給を制御する液供給制御手段とを備え、
該液供給制御手段によって、上記起泡剤液供給手段による上記起泡剤液の供給を行わずに上記軟化剤液供給手段による上記軟化剤液の供給を行い、上記液混合手段を介して上記泡状定着液生成手段に上記軟化剤液のみを供給するクリーニング動作を行うことを特徴とする定着装置。
【請求項２】
請求項１記載の定着装置において、
上記泡状定着液生成手段に気体を供給する気体供給手段を備え、該気体供給手段によって上記泡状定着液生成手段に気体を供給しながら上記クリーニング動作を行うことを特徴とする定着装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の定着装置において、
画像形成終了後の所定の時間経過後に、あるいは上記クリーニング動作終了後の所定の時間経過後に、上記クリーニング動作を行うことを特徴とする定着装置。
【請求項４】
樹脂含有微粒子が色剤を含有したトナーで静電記録プロセスを行い媒体上に未定着トナー画像を形成する画像形成手段と、請求項１〜３のいずれか１項に記載の定着装置により上記未定着トナー画像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、特許文献１に記載のものが知られている。この特許文献１の定着方法は、泡状定着液生成手段によって樹脂の少なくとも一部を溶解又は膨潤させる軟化剤を少なくとも含んだ液状定着液に気泡を大量に含有して生成した泡状定着液が極めてかさ密度が低いことに着目した定着方法である。この定着方法によれば、上記泡状定着液を定着液供給口から塗布手段である塗布ローラのローラ面上に付与する。そして、この塗布ローラを記録媒体に当接させて塗布ローラ面上の泡状定着液を記録媒体上の樹脂微粒子層に塗布することで、樹脂微粒子を記録媒体に定着している。このように、定着液を泡状とすることにより定着液のかさ密度を下げることができるため、従来よりも少量の定着液で塗布ローラのローラ面上の定着液の膜厚を厚くすることができ、液体の表面張力の記録媒体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でき、泡状定着液は液状定着液よりも流れ難いため、定着液によって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。
【０００５】
この非加熱定着方法における上記泡状定着液生成手段として、液状定着液に気泡を取り込むために液状定着液を攪拌羽根で攪拌する攪拌方法、液状定着液にせん断力を加えるせん断力付加方法、液状定着液と気体とを狭い流路を通して互いを混合させる、一般にマイクロミキサと呼称される気液混合方法等が提案されている。それらの中の気液混合方法を用いた泡状定着液生成手段において、液状定着液が流入してくる液状定着液流路と、空気が流入されてくる空気流路とが気液混合部で合流する。そして、この気液混合部によって液状定着液と空気とが混合され、瞬時に発泡して泡状定着液が生成できる。
【０００６】
この気液混合方法を用いた泡状定着液生成手段では、泡状定着液を塗布手段を介して媒体に塗布する定着処理を行った後、上記液状定着液流路や上記気液混合部に、泡状定着液が残留する。この残留泡状定着液は時間の経過に伴い破泡して液化し、更に乾燥してゲル化し、あるいは固形化して異物となって流路内に存在する。このため、上記液状定着液流路、特に狭い流路を有する上記気液混合部において異物による目詰まりを起こす虞があるという不具合があった。この不具合を解消するために、定着処理後に目詰まりの原因となる異物を排除するクリーニング処理を行うことが考えられる。このクリーニング処理を行う構成としては、浄化処理剤としての例えば水を貯蔵するタンクと、水を高圧に圧送するポンプとを設ける。そして、定着処理後に行う上記クリーニング処理では、上記液状定着液流路や上記気液混合部の流路にポンプで水を高圧で圧送して上記残留泡状定着液や上記異物を排除する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、異物による目詰まりを抑えるためのクリーニング処理を行う構成として上記タンクや上記ポンプとを新たに設ける必要があるため、これらを設置するスペース確保に伴って装置が大型となり、かつコストアップにもつながるという課題があった。
【０００８】
本発明は以上の課題を解決するためのものであり、その目的は装置の大型化やコストアップとなることなく、異物による目詰まりを抑える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である。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
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又は膨潤させる軟化剤を少なくとも含む軟化剤液と泡化するための起泡剤液とを混合して液状定着液を生成する液混合手段と、該液状定着液の液中に気泡を分散させて泡状定着液を生成する泡状定着液生成手段とを有し、媒体上に担持された樹脂微粒子層に上記泡状定着液を塗布することで軟化した当該樹脂微粒子層を媒体上に定着させる定着装置において、上記液混合手段に上記軟化剤液を供給する軟化剤液供給手段と、上記液混合手段に上記起泡剤液を供給する起泡剤液供給手段と、上記軟化剤液供給手段及び上記起泡剤液供給手段の各供給を制御する液供給制御手段とを備え、該液供給制御手段によって上記起泡剤液供給手段による上記起泡剤液の供給を行わずに上記軟化剤液供給手段による上記軟化剤液の供給を行い、上記液混合手段を介して上記泡状定着液生成手段に上記軟化剤液のみを供給するクリーニング動作を行うことを特徴とする定着装置である。
また、請求項２の発明は、請求項１記載の定着装置において、上記泡状定着液生成手段に気体を供給する気体供給手段を備え、該気体供給手段によって上記泡状定着液生成手段に気体を供給しながら上記クリーニング動作を行うことを特徴とするものである。
更に、請求項３の発明は、請求項１又は２に記載の定着装置において、画像形成終了後の所定の時間経過後に、あるいは上記クリーニング動作終了後の所定の時間経過後に、上記クリーニング動作を行うことを特徴とするものである。
また、請求項４の発明は、樹脂含有微粒子が色剤を含有したトナーで静電記録プロセスを行い媒体上に未定着トナー画像を形成する画像形成手段と、請求項１〜３のいずれか１項に記載の定着装置により上記未定着トナー画像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である。
【００１０】
本発明においては、上記起泡剤液供給手段による上記起泡剤液の供給を行わずに、上記軟化剤液供給手段によって上記軟化剤液の供給を行って、上記液混合手段及び上記泡状定着液生成手段に上記軟化剤液のみを供給して流路内のクリーニング動作を行う。そして、上記軟化剤液が上記液混合手段及び上記泡状定着液生成手段に残留した泡状定着液や異物を排除する。このため、既存の構成を用いて新たな構成を設ける必要がないので装置の大型化やコストアップを回避しながら、異物による目詰まりを抑えることができる。
【発明の効果】
【００１１】
以上、本発明によれば、装置の大型化やコストアップとなることなく、異物による目詰まりを抑え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】
【００１２】
【図１】本実施形態の定着装置を備えた画像形成装置の構成を示す概略構成図である。
【図２】本実施形態の定着装置の構成を示す概略構成図である。
【図３】泡状定着液生成手段の別の構成を示す図である。
【図４】泡状定着液生成手段のスリット部材の構成を示す図である。
【図５】本実施形態の定着装置におけるクリーニング動作の様子を示す概略構成図である。
【図６】クリーニング動作後の廃液処理手段の構成を示す概略構成図である。
【図７】泡状定着液生成手段の流路を示す斜視図である。
【図８】クリーニング動作を示すフローチャートである。
【図９】制御部の構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明を適用した画像形成装置の実施形態について説明する。
図１は本実施形態の定着装置を備えた画像形成装置の構成を示す概略構成図である。同図に示す画像形成装置は複写機又はプリンタ、それらの機能の複合機であってもよい。図１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構成図であり、図１の（ｂ）は図１の（ａ）の本実施形態の定着装置を備えた画像形成装置の１つの画像形成ユニットの構成を示す概略構成図である。図１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。
【００１４】
また、図１の（ｂ）に示す画像形成ユニットについて説明すると、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、露光装置（図示せず）から照射された画像信号に応じたレーザ光Ｌ１〜Ｌ４、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実施形態における泡状定着液により溶解又は膨潤する材料である。
【００１５】
更に、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。
【００１６】
そして、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、トナー像が記録紙１１４に転写される。その際に、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によって本実施形態における定着装置１に搬送される。本実施形態の定着装置１において、記録紙１１４に転写された未定着のトナー像は、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軟化剤を含有した液状定着液から生成された泡状定着液によって記録紙１０４に定着される。
【００１７】
図２は本実施形態の定着装置の構成を示す概略構成図である。同図に示す定着装置１は、主に、泡状定着液生成装置１０と、泡状定着液塗布装置３０とを含んで構成されている。そして、泡状定着液生成装置１０は、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を含有する微粒子を軟化させる軟化剤液を収納する軟化剤液容器１１と、軟化剤液を後述する液混合手段に液圧送用チューブ１２を介して圧送するためのポンプ等の軟化剤液供給手段１３と、液状定着液を泡立たせる起泡剤液を収納する起泡剤液容器１４と、起泡剤液を液混合手段に液圧送用チューブ１５を介して圧送するためのポンプ等の起泡剤液供給手段１６と、軟化剤液と起泡剤液を混合して液状定着液を生成する液混合手段１７と、フィルタ１８を通した空気を取り込んで気体圧送用チューブ１９を介して圧送するためのポンプ等の気体供給手段２０と、液状定着液圧送用チューブ２１を介して圧送されて来た液状定着液Ｌを、気体供給手段２０によって圧送されてくる空気と混合して泡状定着液を生成する泡状定着液生成手段２２と、軟化剤液供給手段１３、起泡剤液供給手段１６及び気体供給手段２０の駆動を制御する制御部２３とを含んで構成されている。なお、液混合手段１７への液供給制御は軟化剤液供給手段１３及び起泡剤液供給手段１６の供給駆動を制御することで行うが、液混合手段１７に連通接続される液圧送用チューブ１２、１５には電磁弁等を取り付けて液混合手段１７への液供給をそれぞれ制御してもよい。この電磁弁を設けることは例えば液混合手段１７に軟化剤液のみ供給したとき起泡剤液側の電磁弁を閉じておけば軟化剤液が起泡剤液流路に流入することを防止できるためにも望ましい。また、泡状定着液生成手段２２には、後述するクリーニング動作時の軟化剤液を供給して液混合手段１７、液状定着液圧送用チューブ２１及び泡状定着液生成手段２２の各流路内の異物を含んだ廃液を排出するための開閉可能な後述する排出口を備えている。また、泡状定着液塗布装置３０は、所定の膜厚の泡状定着液を後述する加圧ローラ３２とのニップ部領域において記録媒体上の未定着トナーに塗布する塗布ローラ３１と、搬送されてくる記録媒体を挟持して塗布ローラ３１と対向して設置され、塗布ローラ３１と共に記録媒体を加圧する加圧ローラ３２とを含んで構成されている。
【００１８】
このような構成を有する定着装置１によれば、泡状定着液生成装置１０における軟化剤液供給手段１３によって軟化剤液容器１１に収容されている軟化剤液を液圧送用チューブ１２を介して液混合手段１７に圧送される。また、起泡剤液供給手段１６によって起泡剤液容器１４に収容されている起泡剤液を液圧送用チューブ１５を介して液混合手段１７に圧送する。そして、液混合手段１７によって軟化剤液と起泡剤液とを混合して液状定着液Ｌを生成する。次に、泡状定着液生成手段２２によって、液混合手段１７から液状定着液圧送用チューブ２１を介して圧送されてくる液状定着液Ｌと、気体圧送用チューブ１９を介して圧送されてくる気体とを混合して泡状定着液Ｌ’を生成する。このように泡状定着液生成手段２２によって生成された泡状定着液Ｌ’は回動する塗布ローラ３１のローラ面上に付与される。回動する塗布ローラ３１上に付与された泡状定着液Ｌ’は、塗布ローラ３１と加圧ローラ３２との間に搬送された記録媒体（例えば記録紙）Ｐ上に形成された未定着トナーＴに塗布される。そして、未定着トナーＴは溶解又は膨潤されて定着トナーＴ’となって定着される。定着完了された記録媒体Ｐは排紙される。
【００１９】
なお、図２に示す本実施形態の定着装置では、軟化剤液と起泡剤液とを混合して液状定着液を生成し、その液状定着液と空気をそれぞれ圧送チューブを介して泡状定着液生成手段に圧送しているが、図３に示すような泡状定着液生成手段でもよい。図３に示すように、軟化剤液は軟化剤液供給口４１を介して軟化剤液流路４２に供給される。一方、起泡剤液は起泡剤液供給口４３を介して起泡剤液流路４４に供給される。各流路を通った軟化剤液と起泡剤液は液混合部４５に混ざって泡状定着液を生成する。そして、生成された泡状定着液は図中の上方の液状定着液スリット部４６を介して同一デイバスに設けられた次の泡状定着液生成部へ流れる。ここで、スリット部材４７の構成を示す図４からわかるように、液混合部４５によって混合し生成された液状定着液は液状定着液スリット部４６及び液状定着液流路４８を通る。そして、液状定着液流路４８を介して流れて供給される液状定着液と、空気供給口４９及び空気流路５０を介して供給される空気とが、気液混合部５１で混合して泡状定着液Ｌ’を生成する。生成された泡状定着液Ｌ’はデバイスに設けられた泡状定着液吐出口５２から吐出される。このように同一デバイスに液混合手段と泡状定着液生成手段を備えている。
【００２０】
次に、本実施形態の定着装置におけるクリーニング動作について概説する。
図５は本実施形態の定着装置におけるクリーニング動作の様子を示す概略構成図である。同図において、図２と同じ参照符号は同じ構成要素を示す。印刷終了後所定の時間経過後クリーニングを行う際、制御部２３によって軟化剤液供給手段１３のみを駆動させる。軟化剤液供給手段１３によって軟化剤液容器１１に収容されている軟化剤液は、液圧送用チューブ１２、液混合手段１７内の流路、液状定着液圧送用チューブ２１を介して泡状定着液生成手段２２に供給される。この軟化剤液を泡状定着液生成手段２２の各流路内を流し、残留している泡状定着液や固化した流路壁等に付着した付着物を軟化剤液でパージする。パージした後の廃液は、図６に示すように塗布ローラ３１におけるローラ幅方向の泡状定着液生成手段２２の一端側に設けられた排出口２４及び排出管２５を通って廃液タンク２６に貯蔵される。なお、装置の待機中や製品出荷時等で、各デバイス、流路内を軟化剤液で満たすことにより乾燥しにくくし、定着液の固着を防ぐことができる。また、軟化剤液の供給と同時に空気も供給すれば、泡状定着液生成手段２２内の流速が上がり、クリーニング効果が向上する。各デバイス内や流路内に泡状定着液や液状定着液が滞留している場合は例えば２４時間以内に上述のクリーニング動作を行うことが望ましい。また、デバイス内や流路内に軟化剤液が充填されている場合は、例えば１週間以内に再度クリーニング動作を行うことが望ましい。
【００２１】
ここで、定着液は軟化剤を含有しており、この軟化剤は、一般的に消泡作用が強い。このため、本実施形態の定着装置のように、液状の定着液を泡状定着液として用いる場合、定着液中の軟化剤の濃度が高いほど、定着液の起泡性及び泡沫安定性が悪くなり、起泡し難くなったり、泡状定着液が破泡し易くなったりする虞がある。起泡し難いとかさ密度の低いの泡状定着液を得ることができず、所望のかさ密度の泡状定着液を得たとしても、泡状定着液が破泡し易いと定着ニップで完全に破泡してしまい液状定着液を塗布する構成と同様の問題が生じる。また、起泡剤としては、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、起泡剤として優れている。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。
【００２２】
本発明者らは、定着液中の軟化剤濃度を高めたときの起泡性及び泡沫安定性の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。また、非特許文献１にも記載されている「スーパーファット」と呼称される技術、つまり固形洗浄剤（石鹸）に含有されている遊離脂肪酸に着目して試作を行った。ここで、スーパーファットと呼称される技術について概説すると、酸化されにくい遊離脂肪酸を少量加え、過剰油脂分を増やす方法であり、ケン化されない油脂を少量分残すことによって、例えば保湿作用を高めるなどの効果があるとされている。上記非特許文献１には、石鹸水溶系に極少量の脂肪酸を添加すると、起泡性能が向上する上、泡質が一層クリーミィになることが知られており、スーパーファットソープと呼ばれていると記載されている。このスーパーファットと同様に軟化剤を有する定着液に極少量の脂肪酸を添加して泡化しようとしたが起泡性及び泡沫安定性のいずれも悪かった。
【００２３】
これに対して、本発明者らは、起泡剤として炭素数１２から１８の脂肪酸塩を用い、更に炭素数１２から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、定着液の起泡性が劣化しない泡状定着液を提供できることを見出した。軟化剤を含有した定着液において、単に水を起泡する場合に比較して、脂肪酸塩の炭素数としては、１２から１８が起泡性に優れている。具体的には、ラウリン酸塩（炭素数１２）、ミリスチン酸塩（炭素数１４）、パルミチン酸塩（炭素数１６、）、ステアリン酸塩（炭素数１８）が適する。また、ペンタデシル酸（炭素数１５）、マルガリン酸（炭素数１７）なども適する。
【００２４】
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。
【００２５】
また、炭素数１２から１８の範囲においても、炭素数が少ないほうが起泡性に優れているが泡沫安定性が悪く、炭素数が多いほうが起泡性にあまりよくないが泡沫安定性に極めて優れている。このため、定着液中には、単独の脂肪酸塩を含有させても良いが、炭素数１２から１８の脂肪酸塩を混合して含有させる方がさらに優れている。混合比率としては、ミリスチン酸塩（炭素数１４）を最も多く含み、ラウリン酸塩（炭素数１２）、ステアリン酸塩の割合を低くすることが望ましい。より具体的な脂肪酸塩の比率としては、ラウリン酸塩：ミリスチン酸塩：パルミチン酸塩：ステアリン酸塩の重量比で、０：６：３：１、１：５：３：１、１：４：４：１などが適する。
【００２６】
ところで、定着液中に起泡剤である脂肪酸塩と同じ炭素数の脂肪酸を含有することで軟化剤の濃度が高くなっても起泡性及び泡沫安定性を維持することができる。軟化剤の濃度として、１０［ｗｔ％］未満では、脂肪酸を含有しなくても起泡性は問題ない。しかし、軟化剤の濃度が１０［ｗｔ％］以上、特に軟化剤の濃度が３０［ｗｔ％］以上になると、脂肪酸塩だけでは、ほとんど起泡しなくなり起泡性が悪くなる。このような軟化剤の濃度が３０［ｗｔ％］となる定着液において、脂肪酸塩と同じ炭素数の脂肪酸を含有させると、起泡性を維持できる。
【００２７】
但し、脂肪酸の含有量が多くなりすぎると、起泡剤である脂肪酸塩の比率が下がり、起泡性が再び悪くなる。そこで、脂肪酸塩のモル数を、脂肪酸のモル数と同じに、またはは大きくするほうがよい。あるいは、脂肪酸と脂肪酸塩の比率を、５：５から１：９の範囲とした場合起泡性が優れている。
【００２８】
なお、同じ炭素数の脂肪酸と脂肪酸塩の組合せだけでなく、例えば、脂肪酸塩がミリスチン酸アミンで、脂肪酸がステアリン酸の組合せや脂肪酸塩がパルミチン酸カリウムで脂肪酸がステアリン酸のような炭素数が１２から１８の範囲で異なる組合せであってもよい。要は、炭素数１２から１８の範囲の脂肪酸を定着液に含有することで、高濃度の軟化剤を含有しても、起泡性が悪くならず、泡沫安定性に優れ、かさ密度の極めて低い泡化を可能とする。
【００２９】
また、他のアニオン系界面活性剤、例えばアルキルエーテル硫酸塩（ＡＥＳ）を起泡剤として、炭素数１２から１８の脂肪酸を含有した定着液であっても、軟化剤濃度増加による起泡性が悪くなるのを防止する効果があることがわかった。但し、最も組み合わせとして優れているのは脂肪酸塩との組合せである。
【００３０】
更に、脂肪酸塩としては、脂肪酸ナトリウム、脂肪酸カリウム、脂肪酸アミンが適している。更に、最も適している脂肪酸アミンは、具体的には、水を加熱し、脂肪酸を添加し、その後トリエタノールアミンを添加して、一定時間撹拌しながら加熱してケン化反応させることで作製することができる。このとき、脂肪酸とトリエタノールアミンとのモル比を、１：０．５から１：０．９の範囲と脂肪酸比率を高くすることで、ケン化後、未反応の脂肪酸が残留し、定着液中に脂肪酸と脂肪酸アミンを混合させることができる。同じことは、ナトリウム塩やカリウム塩でも可能である。
【００３１】
ところで、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。そこで、検討した結果、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、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［ｗｔ％］から３０［ｗｔ％］の範囲が適当である。３０［ｗｔ％］より多い含有量では、起泡性がむしろ劣化するため適さない。
【００３２】
次に、本実施形態で用いた軟化剤液及び起泡剤液の処方は、下記の通りである。
軟化剤液
コハク酸ジエトキシル                                    ４０ｗｔ％
トリプロピレングルコール                                ２０ｗｔ％
イオン交換水                                            ４０ｗｔ％
起泡剤液
パルミチン酸ナトリウム                                    ５ｗｔ％
ミリスチン酸ナトリウム                                    ３ｗｔ％
ステアリン酸ナトリウム                                    ２ｗｔ％
ヤシ脂肪酸ジエタノールアミド                              ２ｗｔ％
ポリエチレングリコール                                  １０ｗｔ％
イオン交換水                                            ７８ｗｔ％
【００３３】
また、泡状定着液生成手段における液混合流路及び泡生成流路の仕様は以下の通りである。なお、流路幅、流路の間隔及び深さは、図７に示すような、Ｗ、Ｐ及びＤで表示した長さである。そして、流路幅Ｗは２０〜１５０μｍの範囲で好ましくは３０〜１００μｍの範囲である。流路の間隔Ｐは６０〜２００μｍの範囲で好ましくは１００〜１５０μｍの範囲である。また、流路の深さＤは５０〜３００μｍの範囲で好ましくは１００〜２００μｍの範囲である。
液混合流路
流路幅（Ｗ）      ：  ４０μｍ
流路の間隔（Ｐ）  ：１４０μｍ
流路の深さ（Ｄ）  ：２００μｍ
泡生成流路
流路幅（Ｗ）      ：  ３０μｍ
流路の間隔（Ｐ）  ：１２０μｍ
流路の深さ（Ｄ）  ：２００μｍ
【００３４】
このような上記軟化剤液、起泡剤液及び泡状定着液生成手段を用いて、定着液１００ｍｌ分の泡状定着液を生成した後、下記の条件で泡状定着液生成手段を１日、１週間及び２週間放置した。
条件１：定着液側流路のみを軟化剤でパージした場合（実施例１）
条件２：定着液側流路を軟化剤で、また空気側流路を空気で同時にパージした場合（実施例２）
条件３：パージ処理を行わなかった場合（比較例）
【００３５】
はじめに、１日後、流路部材を顕微鏡で観察し、流路の目詰まり率を求めた。目詰まり率は、目詰まりが発生した流路の本数を流路全体の本数で割った値である。目詰まり率は条件１の場合０％、条件２の場合０％、条件３の場合３０％であった。そして、上記泡状定着液生成手段を含む定着装置を用いて画像を定着したところ、条件１、２では良好な画像が得られたが、条件３では泡が均一に吐出されないため、塗布ローラ上での泡膜が不均一となり定着にムラが発生した。デバイス内に泡状定着液及び液状定着液が残留している場合、２４時間以内に残留の泡状定着液や液状定着液を排出し、内部を軟化剤で置換することによって目詰まりを防止できる。軟化剤と空気で同時にパージする処理は、泡生成デバイス内に残留している泡を効率よく排出できるのでパージ処理が短時間で済み、かつパージ処理時の軟化剤消費量を抑えることができる。
【００３６】
次に、１週間後の目詰まり率は、条件１の場合４％、条件２の場合０％、条件３の場合８０％であった。そして、上記泡状定着液生成手段を含む定着装置を用いて画像を定着したところ、条件１、２では良好な画像が得られたが、条件３では目詰まりのため定着に必要な量の泡を吐出できなかった。
【００３７】
そして、２週間後の目詰まり率は、条件１の場合３０％、条件２の場合２０％、条件３の場合１００％であった。条件３の場合では、配管内で発生した異物が流路によってフィルタリングされた状態となり、全ての流路で目詰まりが発生した。そして、上記泡状定着液生成手段を含む定着装置を用いて画像を定着したところ、条件１では泡が均一に吐出されないため、塗布ローラ上での泡膜が不均一となり定着にムラが発生した。条件２では定着はできたが、定着液の送液管内の圧力が安定するまでに通常より時間がかかった。条件３では泡状定着液を吐出できなかった。
【００３８】
なお、デバイス内部を軟化剤で満たした場合でも、２週間放置すると軟化剤の経時変化により泡生成能力が低下する。これらの実験結果から、１週間程度の間隔で軟化剤パージを実行すれば、問題なく所望の泡を生成できることを確認した。泡状定着液生成手段内を軟化剤でパージすることにより、特に固形物生成の原因になる起泡剤を排出できるので、異物発生による目詰まりを抑制することができる。また、デバイス内部を軟化剤で満たすことにより、内部の乾燥を防止することができるので乾燥による異物発生を防止することができる。
【００３９】
次に、本実施形態のクリーニング動作の制御について当該制御フローを示す図８に従って概説する。
はじめに、図２の制御部２３は、図９に示すように、主制御部２３−１、供給手段制御部２３−２、クリーニング制御部２３−３、クリーニング動作実行の有無を示すフラグｆ、所定の時間ｕ１、ｔ１、ｓ１等を記憶するメモリ２３−４、クリーング動作終了後の経過時間ｕ、軟化剤液吐出時間ｓ及び印刷終了後の経過時間ｔをそれぞれ計時するタイマ２３−５〜７を含んで構成している。なお、フラグｆが１であるときは印刷終了後にクリーニング動作を行ったことを示し、０であるときは印刷終了後クリーニング動作を行っていないことを示す。
【００４０】
先ず、制御部２３の主制御２３−１は、メモリ２３−４に記憶されているフラグｆを読み出す（ステップＳ１０１）。そして、読み出したフラグｆが１であるか否かを判断する（ステップＳ１０２）。フラグｆが１であれば、クリーニング終了後の経過時間を計時しているタイマ２３−５の経過時間ｕを読み出す（ステップＳ１０２；ＹＥＳ、ステップＳ１０３）。経過時間ｕがメモリ２３−４に記憶されている所定の時間ｕ１より長いときは主制御部２３−１から供給手段制御部２３−２及びクリーニング制御部２３−３に指示してクリーニング動作を始める（ステップＳ１０４；ＹＥＳ、ステップＳ１０５）。経過時間ｕが所定の時間ｕ１より短いときはクリーニング動作を行わない（ステップＳ１０４；ＮＯ）。そして、クリーニング動作開始前に軟化剤液吐出時間ｓを計時するタイマ２３−６を０にする（ステップＳ１０６）。次に、軟化剤液の吐出を開始させ、タイマ２３−６で軟化剤液吐出時間ｓを計時する（ステップＳ１０７、Ｓ１０８）。軟化剤液吐出時間ｓがメモリ２３−４に記憶されている所定の時間ｓ１に達するまで軟化剤液の吐出を行ってクリーニング動作を継続する（ステップＳ１０９；ＮＯ、ステップＳ１０７、Ｓ１０８）。所定の時間ｓ１に達したらクリーニング終了後の経過時間を計時するタイマ２３−５を０に、フラグｆを０にセットする（ステップＳ１１０、Ｓ１１１）。そして、タイマ２３−５の計時を開始させる（ステップＳ１１２）。一方、ステップＳ１０２において、フラグｆが０であれば印刷終了後の経過時間ｔを計時しているタイマ２３−７の経過時間ｔを読み出す（ステップＳ１０２；ＮＯ、ステップＳ１１３）。経過時間ｔがメモリ２３−４に記憶されている所定の時間ｔ１より長いときは主制御部２３−１によって供給手段制御部２３−２及びクリーニング制御部２３−３に指示してクリーニング動作を行う（ステップＳ１１４；ＹＥＳ、ステップＳ１０５）。短いときはクリーニング動作を行わない（ステップＳ１１４；ＮＯ）。
【００４１】
このように、印刷終了後あるいは前回のクリーニング動作終了後所定の時間が経過した後にクリーニング動作を自動的に実行することにより、ユーザに管理の面での負担を軽減しながら、泡状定着液生成手段の流路内等の目詰まりを抑え、定着動作時所望の性状の泡状定着液を生成することができる。
【００４２】
以上説明したように、本実施形態によれば、図５に示すように、定着動作時では液混合手段１７には軟化剤を含む軟化剤液と起泡剤液とが供給されているが、定着動作を行わないときに流路内の残留定着液が固形化した異物を除去するクリーニング動作を行う。このクリーニング動作では、軟化剤液のみを液混合手段１７に供給し、更に液状定着液圧送用チューブ２１を通って泡状定着液生成手段２２に供給する。このため、この軟化剤液を液混合手段１７及び泡状定着液生成手段２２に供給することで、軟化剤液が上記異物を排除する。これにより、既存の構成を用いて新たな構成を設ける必要がないので装置の大型化やコストアップを回避しながら、上記液混合手段１７や上記泡状定着液生成手段の流路の目詰まりを抑えることができる。
【００４３】
また、本実施形態によれば、図５に示すように、上記クリーニング動作時に、上記泡状定着液生成手段２２に気体を供給する気体供給手段２０を駆動させて上記泡状定着液生成手段２２に気体を供給する。これにより、空気の圧送力と共に流路の壁面に付着している異物をより一層剥がしやすくなり、上記クリーニング動作の効率を向上することができる。
【００４４】
更に、本実施形態によれば、図８に示すように、画像形成終了後の所定の時間経過後に、あるいはクリーニング動作終了後の所定の時間経過後にクリーニング動作を行うことにより、ユーザに管理の面での負担を軽減しながら、泡状定着液生成手段２２の流路内等の目詰まりを抑え、定着動作時所望の性状の泡状定着液を生成することができる。
【００４５】
また、本実施形態によれば、上記クリーニング動作を行うことで、泡状定着液生成手段２２の流路内等の目詰まりを抑え、定着動作時所望の性状の泡状定着液を生成することができることにより、良好な定着が行われ、高画質な画像を形成することができる。
【符号の説明】
【００４６】
１  定着装置
１０  泡状定着液生成装置
１１  軟化剤液容器
１２  液圧送用チューブ
１３  軟化剤液供給手段
１４  起泡剤液容器
１５  液圧送用チューブ
１６  起泡剤液供給手段
１７  液混合手段
１８  フィルタ
１９  気体圧送用チューブ
２０  気体供給手段
２１  液状定着液圧送用チューブ
２２  泡状定着液生成手段
２３  制御部
２３−１  主制御部
２３−２  供給手段制御部
２３−３  クリーニング制御部
２３−４  メモリ
２３−５〜７  タイマ
２４  排出口
２５  排出管
２６  廃液タンク
３０  泡状定着液塗布装置
３１  塗布ローラ
３２  加圧ローラ
４１  軟化剤液供給口
４２  軟化剤液流路
４３  起泡剤液供給口
４４  起泡剤液流路
４５  液混合部
４６  液状定着液スリット部
４７  スリット部材
４８  液状定着液流路
４９  空気供給口
５０  空気流路
５１  気液混合部
５２  泡状定着液吐出口
１００  画像形成装置
【先行技術文献】
【特許文献】
【００４７】
【特許文献１】特開２００７−２１９１０５号公報
【非特許文献】
【００４８】
【非特許文献１】石井淑夫著，「泡のエンジニアリング」初版，株式会社テクノシステム，２００５年３月２５日発行，Ｐ．４８９
【図１】
2012018321.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2012018321.tif 000008
【図７】
2012018321.tif 000009
【図８】
2012018321.tif 000010
【図９】
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