(57)【要約】【課題】定着環境温度が変化しても安定した定着画像を出力することができる定着装置、定着液保存容器および画像形成装置を提供すること。【解決手段】定着装置４０は、泡状定着液付与手段８０により記録媒体に泡状定着液を付与する際の定着環境温度を検知する温度検知手段１５０と、軟化剤を含有する少なくとも１種類の軟化剤含有液と、起泡剤を含有し互いに粘度が異なる少なくとも２種類の起泡剤含有液と、をこれらの液が独立した状態で保持する定着液保存容器３１と、温度検知手段１５０が検知した定着環境温度に応じて、定着液保存容器３１から少なくとも１種類の軟化剤含有液および少なくとも１種類の起泡剤含有液を取得して定着液を調製する調製手段８５と、を備え、泡状定着液生成手段３０が、調製手段８５により調製された定着液に気泡を分散させて泡状定着液を生成することを特徴とする。【選択図】図７
2012053280.tif 000002
【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前記樹脂を含有する樹脂微粒子を軟化させる軟化剤と起泡剤と水とを含有した定着液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、
前記泡状定着液生成手段により生成された泡状定着液の膜厚を制御する膜厚制御手段を有するとともに、該膜厚制御手段により膜厚が制御された泡状定着液を前記樹脂微粒子からなる樹脂微粒子層が表面に形成された記録媒体に付与する泡状定着液付与手段と、を備え、
前記泡状定着液付与手段により前記泡状定着液を前記記録媒体に付与することで前記樹脂微粒子を軟化して前記記録媒体に定着する定着装置において、
前記泡状定着液付与手段により前記記録媒体に前記泡状定着液を付与する際の定着環境温度を検知する温度検知手段と、
前記軟化剤を含有する少なくとも１種類の軟化剤含有液と、前記起泡剤を含有し互いに粘度が異なる少なくとも２種類の起泡剤含有液と、をこれらの液が独立した状態で保持する定着液保存容器と、
前記温度検知手段が検知した定着環境温度に応じて、前記定着液保存容器から少なくとも１種類の前記軟化剤含有液および少なくとも１種類の前記起泡剤含有液を取得して定着液を調製する調製手段と、を備え、
前記泡状定着液生成手段が、前記調製手段により調製された定着液に気泡を分散させて泡状定着液を生成することを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記調製手段が、前記軟化剤含有液および前記起泡剤含有液を攪拌混合する攪拌混合手段を有す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】
前記調製手段が、
前記軟化剤含有液および前記起泡剤含有液毎の複数の独立した供給流路と、
前記複数の供給流路が合流するとともに前記複数の供給流路よりも流体抵抗が小さい合流流路と、を有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の定着装置。
【請求項４】
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軟化剤含有液と起泡剤を含有した起泡剤含有液とを独立した状態で保持することを特徴とする定着液保存容器。
【請求項５】
前記軟化剤含有液および前記起泡剤含有液毎の複数の独立した供給流路と、
前記複数の供給流路が合流する合流流路に設けられ、前記軟化剤含有液と前記起泡剤含有液とを攪拌混合する攪拌混合手段と、を有することを特徴とする請求項４に記載の定着液保存容器。
【請求項６】
静電潜像担持体上に静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、
前記静電潜像担持体上に形成された静電潜像を、樹脂含有微粒子を含有する現像剤を用いて現像して樹脂含有微粒子画像を形成する現像手段と、
前記静電潜像担持体上に形成された前記樹脂含有微粒子画像を記録媒体に転写する転写手段と、
前記記録媒体に転写された前記樹脂含有微粒子画像を前記記録媒体に固定化する定着手段と、を備える画像形成装置であって、
前記定着手段として、請求項１乃至請求項３の何れかに記載の定着装置を備え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、トナー等の樹脂微粒子を記録媒体上に定着させる定着装置に関し、詳しくは、樹脂微粒子を溶解または膨潤させる定着液を樹脂微粒子に付与して樹脂微粒子を記録媒体上に定着させる定着装置、定着液保存容器および画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
プリンタ、ファクシミリおよび複写装置のような画像形成装置は、紙、布、および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、高い定着速度およ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。すなわち、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、また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知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
特許文献１の湿式定着方法においては、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ため、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。
【０００６】
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、トナーを溶解また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幾つか提案されている。
【０００７】
その一つとして例えば、トナーを構成する樹脂成分を溶解また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）定着液が知られている（例えば、特許文献２参照）。
【０００８】
また、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知られている（例えば、特許文献３参照）。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、トナーを溶解または膨潤させ、トナーを記録媒体に定着させることができる。
【０００９】
さらに、定着液をフォーム状とし、液体に対して密度を下げ、液体の表面張力の影響をなくすことで、従来よりも極微量の定着液塗布量でトナー画像を乱すことなく定着する技術が知られている（例えば、特許文献４参照）。
【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、これらの従来の技術においては、画像形成装置の使用環境温度（設置場所の温度等）の変化に伴い定着環境温度（記録媒体への定着液の付与部分への温度）が変わると、定着画像状態が一変し、例えば、常温では問題ない定着画像が出力できていたとしても、定着環境温度が低温（例えば、１０℃）や高温（例えば、４０℃）に変わると、定着画像が乱れてトナーが剥がれる、つまりオフセットや画像流れが生じてしまうという問題があった。
【００１１】
具体的には、定着環境温度が低温の時は泡状定着液も低温となって粘度が上がることで、泡の（流体）抵抗が上がり、トナー層下部までに泡状定着液が浸入しにくくなってしまうため、オフセットが生じてしまっていた。また、定着環境温度が高温の時は泡状定着液も高温となって粘度が下がることで、泡の（流体）抵抗が下がり、未定着トナーを乱すだけでなく、泡状定着液の粘度が下がって泡の液膜の液移動が速く、泡が割れやすくなることで、トナー界面の泡が存在できなくなり、オフセットが生じてしまっていた。
【００１２】
一方、軟化剤、起泡剤（希釈剤として水を含む）等からなる定着液を一つの容器に入れておくと、軟化剤が分解してしまったり、軟化剤と起泡剤の比重の違いから分離してしまうという問題があった。
【００１３】
本発明はこのような問題を解決するためになされたもので、定着環境温度が変化しても安定した定着画像を出力することができる定着装置、定着液保存容器およ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】
【００１４】
本発明に係る定着装置は、樹脂の少なくとも一部を溶解または膨潤させることで前記樹脂を含有する樹脂微粒子を軟化させる軟化剤と起泡剤と水とを含有した定着液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、前記泡状定着液生成手段により生成された泡状定着液の膜厚を制御する膜厚制御手段を有するとともに、該膜厚制御手段により膜厚が制御された泡状定着液を前記樹脂微粒子からなる樹脂微粒子層が表面に形成された記録媒体に付与する泡状定着液付与手段と、を備え、前記泡状定着液付与手段により前記泡状定着液を前記記録媒体に付与することで前記樹脂微粒子を軟化して前記記録媒体に定着する定着装置において、前記泡状定着液付与手段により前記記録媒体に前記泡状定着液を付与する際の定着環境温度を検知する温度検知手段と、前記軟化剤を含有する少なくとも１種類の軟化剤含有液と、前記起泡剤を含有し互いに粘度が異なる少なくとも２種類の起泡剤含有液と、をこれらの液が独立した状態で保持する定着液保存容器と、前記温度検知手段が検知した定着環境温度に応じて、前記定着液保存容器から少なくとも１種類の前記軟化剤含有液および少なくとも１種類の前記起泡剤含有液を取得して定着液を調製する調製手段と、を備え、前記泡状定着液生成手段が、前記調製手段により調製された定着液に気泡を分散させて泡状定着液を生成することを特徴とする。
【００１５】
この構成により、軟化剤を含有する少なくとも１種類の軟化剤含有液と、起泡剤を含有し互いに粘度が異なる少なくとも２種類の起泡剤含有液と、をこれらの液が独立した状態で定着液保存容器に保持しておくとともに、温度検知手段が検知した定着環境温度に応じて、定着液保存容器から少なくとも１種類の軟化剤含有液および少なくとも１種類の起泡剤含有液を取得して調製手段により定着液を調製することにより、どの定着環境温度でも定着液の粘度を一定に保って安定した定着画像を得ることができる。
【００１６】
したがって、定着環境温度が変化しても安定した定着画像を出力することができる。
【００１７】
さらに、軟化剤を含有する少なくとも１種類の軟化剤含有液と、起泡剤を含有し互いに粘度が異なる少なくとも２種類の起泡剤含有液と、をこれらの液が独立した状態で定着液保存容器に保持しておくことにより、これらを混合して定着液を保存した場合に軟化剤と起泡剤とが経時により分離してしまうことを防止することができる。
【００１８】
また、本発明に係る定着装置は、前記調製手段が、前記軟化剤含有液および前記起泡剤含有液を攪拌混合する攪拌混合手段を有することを特徴とする。
【００１９】
この構成により、攪拌混合手段により軟化剤含有液および起泡剤含有液が攪拌混合されるので、定着液が均一に混合され、後段の泡状定着液生成手段において、良好に定着液に気泡を分散させて泡状定着液を生成することができる。
【００２０】
また、本発明に係る定着装置は、前記調製手段が、前記軟化剤含有液および前記起泡剤含有液毎の複数の独立した供給流路と、前記複数の供給流路が合流するとともに前記複数の供給流路よりも流体抵抗が小さい合流流路と、を有することを特徴とする。
【００２１】
この構成により、合流流路において軟化剤含有液および起泡剤含有液の流速が速くなり乱流が形成されるため、攪拌部材等の駆動部を備えることなく簡易な構成で、軟化剤含有液と起泡剤含有液とを十分に混合することができる。
【００２２】
また、本発明に係る定着液保存容器は、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軟化剤含有液と起泡剤を含有した起泡剤含有液とを独立した状態で保持することを特徴とする。
【００２３】
この構成により、軟化剤含有液と起泡剤含有液とを独立した状態で定着液保存容器に保持しておくことにより、これらを混合して定着液を保存した場合に軟化剤と起泡剤とが経時により分離してしまうことを防止することができる。
【００２４】
また、本発明に係る定着液保存容器は、前記軟化剤含有液および前記起泡剤含有液毎の複数の独立した供給流路と、前記複数の供給流路が合流する合流流路に設けられ、前記軟化剤含有液と前記起泡剤含有液とを攪拌混合する攪拌混合手段と、を有することを特徴とする。
【００２５】
この構成により、定着液保存容器の内部において、攪拌混合手段により軟化剤含有液および起泡剤含有液が攪拌混合されるので、定着液が均一に混合され、定着装置本体側において、良好に定着液に気泡を分散させて泡状定着液を生成することができる。
【００２６】
また、本発明に係る画像形成装置は、静電潜像担持体上に静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、前記静電潜像担持体上に形成された静電潜像を、樹脂含有微粒子を含有する現像剤を用いて現像して樹脂含有微粒子画像を形成する現像手段と、前記静電潜像担持体上に形成された前記樹脂含有微粒子画像を記録媒体に転写する転写手段と、前記記録媒体に転写された前記樹脂含有微粒子画像を前記記録媒体に固定化する定着手段と、を備える画像形成装置であって、前記定着手段として、上記の定着装置を備えることを特徴とする。
【００２７】
この構成により、上記の定着装置を備える画像形成装置において、定着環境温度が変化しても安定した定着画像を出力することができる。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、定着環境温度が変化しても安定した定着画像を出力することができる定着装置、定着液保存容器および画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の一実施の形態に係る定着装置における定着液付与後の樹脂含有微粒子の定着の様子を示す概略断面図である。
【図２】図１の泡状定着液の構成を示す概略断面図である。
【図３】本発明の一実施の形態に係る定着装置の泡状定着液生成手段の構成を示す図である。
【図４】本発明の一実施の形態に係る定着装置の起泡剤液と軟化剤液との液混合部の構成を示す図である。
【図５】本発明の一実施の形態に係る定着装置に適する定着液保存容器の構成を示す図である。
【図６】本発明の一実施の形態に係る定着装置の定着液保存容器の具体例を示す図である。
【図７】（ａ）は、本発明の一実施の形態に係る定着装置の泡状定着液付与手段を示す概略構成図であり、（ｂ）は、泡状定着液付与手段の拡大斜視図である。
【図８】（ａ）、（ｂ）は、泡状定着液付与手段の膜厚制御用ブレードによる泡状定着液の塗布ローラ上での膜厚制御の様子を示す図である。
【図９】本発明の一実施の形態に係る定着装置の泡状定着液付与手段の一例を示す構成図である。
【図１０】本発明の一実施の形態に係る定着装置の泡状定着液付与手段の他の例を示す構成図である。
【図１１】（ａ）は、本発明の一実施の形態に係る画像形成装置の構成を示す図であり、（ｂ）は、画像形成装置の画像形成ユニットの詳細な構成を示す図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
まず、本発明で用いる泡状定着液について説明する。
【００３１】
従来から、特開２００７−００３７８０号公報や特公平０２−０５３３２０号公報に記載されているように、２つ以上の液を使用直前に混合して使用する技術は多数ある。しかし、起泡剤を含有する液と、トナー粒子のごとき樹脂微粒子の軟化剤を含有する液を使用直前に混合し、しかも、混合直後もしくは混合と同時に液を泡化してフォーム状の液として利用する例はなく、本発明は、従来技術からは当業者といえども容易に類推できるものではない。また、定着環境温度を一定にするために定着液温度を制御する方法も考えられるが、温度制御するための電力消費が増えたり、定着液温度がその適正温度に安定するまでの時間がかかったりするため、デメリットが多い。
【００３２】
上記特許文献４に記載され、かつ本発明の実施例の泡状定着液について概説すると、図１に示すように、後述する泡状定着液生成手段３０（図３等参照）によって定着液を泡で構成された泡状定着液１４とすることで、定着液のカサ密度を低くできるとともに塗布ローラ４１上の定着液層を厚くすることができ、さらには、定着液の表面張力による影響が抑えられるため、塗布ローラ４１への樹脂含有微粒子のオフセットを防止できることがわかった。さらに、樹脂含有微粒子の大きさが５μｍ〜１０μｍ程度の場合、記録媒体上の樹脂含有微粒子層１３を乱すことなく泡状定着液１４を樹脂含有微粒子層１３に付与するには、泡状定着液１４の泡径範囲が、５μｍ〜５０μｍ程度が必要であることがわかった。
【００３３】
なお、図２に示すように、気泡２２で構成された泡状定着液１４は、気泡２２のそれぞれを区切る液膜境界（以下、プラトー境界と称す）２１から構成される。
【００３４】
ところで、泡状定着液の起泡剤としては、界面活性剤の中でも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る。特にアニオン系界面活性剤の中でも、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ともに、定着液の起泡性およ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。
【００３５】
そこで、この定着液中の軟化剤濃度を高めたときの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。また、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。この文献には、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および泡沫安定性の何れも悪かった。
【００３６】
ところが、後述するように、本発明によれば、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と泡化するための起泡剤を使用する直前に混合することに特徴がある。これにより、粘着感（タック感）のない定着画像を提供できることを見出したのである。ここで、本発明の泡状定着液を詳細に説明すると、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。一方、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および泡沫安定性を向上させている。
【００３７】
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良くないが泡沫安定性に極めて優れている。そこで、定着液中で、単独の脂肪酸塩でもよいが、炭素数１２から１８の脂肪酸塩を混合す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。
【００３８】
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およ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、２０ｗｔ％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２０ｗｔ％以上、特に軟化剤の濃度が３０ｗｔ％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。このような軟化剤濃度３０ｗｔ％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。
【００３９】
ただし、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。
【００４０】
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、密度の極めて低い泡化を可能とする。
【００４１】
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。ただし、最も組合せとして優れているのは脂肪酸塩との組合せである。
【００４２】
さらに、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。さらに、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、一定時間攪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。
【００４３】
なお、定着液中で、不飽和脂肪酸塩を用いてもよく、炭素数１８で２重結合数が１から３の不飽和脂肪酸が望ましい。具体的には、オレイン酸、リノール酸、リノレン酸が適する。２重結合が４以上では反応性が強いため、定着液の放置安定性が劣ってしまう。これらの不飽和飽和脂肪酸による不飽和脂肪酸塩を単独もしくは混合して起泡剤として用いる。また、上記飽和脂肪酸塩と不飽和脂肪酸塩を混合して起泡剤として用いても構わない。
【００４４】
次に、上述した本発明の定着液を泡状化する媒体面全体に対し樹脂含有微粒子層の厚みに応じて、後述するように泡状定着液付与手段の面における泡状定着液層厚みを制御している。しかし、例えば樹脂含有微粒子がトナーであり、媒体上にカラー画像や白黒文字が混在する場合、媒体面全体を同じ厚みの泡状定着液層で付与するとカラー写真画像のように厚いトナー層では定着不良や画像抜けが生じたり、白黒文字部に粘着感が生じて印刷物同士がくっついたりする部分不具合が生じる場合がある。以下に、その不具合原因について詳細に説明する。
【００４５】
一方、一般的に０．５ｍｍ〜１ｍｍ程度の大きな泡の場合、単なる攪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が生成できる。
【００４６】
図３に本発明の定着装置の泡状定着液生成手段３０の概略図を示す。泡状定着液生成手段３０において、定着液を構成する軟化剤および起泡剤は、粘度の異なる軟化剤と起泡剤毎に軟化剤液密封容器または起泡剤液密封容器としての容器３１ａ〜３１ｄに分けて定着液保存容器３１に保存され、搬送ポンプ３３ａ〜３３ｄおよび液搬送パイプ３４ａ〜３４ｄ等の液輸送手段により液混合部３２に搬送されて混合および攪拌され、さらに気体・液体混合部３５に供給される。
【００４７】
すなわち、本実施の形態においては、従来のように定着液保存容器３１内に軟化剤や起泡剤等が混合された状態の定着液を保存するのではなく、粘度の異なる軟化剤と起泡剤毎に軟化剤液密封容器または起泡剤液密封容器としての容器３１ａ〜３１ｄに分けて混合・調製前のこれらの液体を保存するようになっている。
【００４８】
図３において、容器３１ａは軟化剤液密封容器として軟化剤液Ａを保存し、容器３１ｂは軟化剤液密封容器として軟化剤液Ａ´を保存し、容器３１ｃは起泡剤液密封容器として起泡剤液Ｂを保存し、容器３１ｄは起泡剤液密封容器として起泡剤液Ｂ´を保存している。ここで、軟化剤液Ａと軟化剤液Ａ´は互いにその粘度が異なるものであり、同様に、起泡剤液Ｂと起泡剤液Ｂ´は互いにその粘度が異なるものである。
【００４９】
液混合部３２は、液搬送パイプ３４ａ〜３４ｄの合流流路を構成するとともに、容器３１ａ〜３１ｄから搬送された液を混合および攪拌するものであり、羽根状攪拌子等からなる攪拌部材３２ａを内部に有している。
【００５０】
また、定着装置４０は、後述するように、定着環境温度を検知する温度検知手段１５０（図７（ａ）参照）を備えており、温度検知手段１５０が検知した定着環境温度に応じて、定着液保存容器３１から少なくとも１種類の軟化剤含有液および少なくとも１種類の起泡剤含有液を取得して定着液を調製する調製手段８５を備えている。図３において、調製手段８５は、定着液保存容器３１の容器３１ａ〜３１ｄから各液体を搬送する搬送ポンプ３３ａ〜３３ｄおよび液搬送パイプ３４ａ〜３４ｄ、および液混合部３２から構成される。
【００５１】
一方、気体・液体混合部３５は、空気口３６および微小孔シート３７を有しており、内部を通過する液の流れとともに空気口３６に負圧が発生し、空気口３６から気体が気体・液体混合部３５に導入されて液体と気体が混合し、さらに微小孔シート３７を通過することで、泡径の揃った大きな泡を生成するようになっている。微小孔シート３７の孔径は、３０μｍ〜１００μｍ程度が望ましい。大きな泡を生成する手段は、図３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。
【００５２】
また、大きな泡を生成する他の方法としては、上記の搬送ポンプ３３より供給された液状定着液と空気口３６からの空気を図示しない羽根状攪拌子で攪拌しながら、液に気泡を巻き込んで大きな泡を生成させる構成や、上記の搬送ポンプ３３より供給された液状定着液に図示しない空気供給ポンプ等でバブリングを行って大きな泡を生成する構成も望ましい。
【００５３】
泡状定着液生成手段３０は、気体・液体混合部３５で生成された大きな泡にせん断力を加え大きな泡を分割して２つ以上に分泡化し微小な泡を生成するために、微小な泡生成部３８を備えている。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、図３に示すような泡状定着液生成手段３０における微小な泡生成部３８としては、閉じた二重円筒で、内側円筒３８ａが回転可能な構成とし、外側円筒３８ｂの一部より、大きな泡状定着液を供給し、外側円筒３８ｂと回転する内側円筒３８ａとの隙間（ここが流路となる）を通過しながら、内側円筒３８ａによりせん断力を受けるように構成されている。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。また、内側円筒３８ａにらせん状の溝を設けて、流路内での液搬送能力を高くしてもよい。
【００５４】
このように、泡状定着液生成手段３０は、液状定着液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としての気体・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３８を組合せることで、液状定着液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することができる。
【００５５】
図３において、定着液保存容器３１は、容器３１ａ〜３１ｄを収納する外側容器として構成したり、または、容器３１ａ〜３１ｄを支持する支持部材として構成してもよい。なお、図３の構成においては、外側容器または支持部材を備える必要は必ずしもなく、容器３１ａ〜３１ｄのみを備えるように構成し、定着液保存容器３１は実態のないものであってもよい。
【００５６】
図４に示すように、調製手段８５を構成する液混合部３２は、駆動部のない流路のみからなる構成としてもよい。すなわち、液混合部３２の内部に小径で流路の断面積が小さな混合液流路３２ｂを形成し、混合液流路３２ｂの流体抵抗を液搬送パイプ３４ａ〜３４ｄの流体抵抗に対して小さくすることで、混合液流路３２ｂを通過する混合液の流速が速くなって乱流が形成され、起泡剤液と軟化剤液が十分に混合される。このように構成することで、駆動部がないため極めて簡便な構成で液を混合することが可能となる。
【００５７】
また、図４において、容器３１ａ〜３１ｄと液搬送パイプ３４ａ〜３４ｄとの間には、個別に開閉するように制御される弁１０１ａ〜１０１ｄがそれぞれ設けられている。
【００５８】
次に、本発明の定着装置に適する定着液保存容器３１の他の具体例について図５を参照して説明する。図５において、定着液保存容器３１内には、起泡剤液または軟化剤液を密封した容器３１ａ〜３１ｄが設けられている。これらの容器３１ａ〜３１ｄとしては、アルミ箔をラミネートした樹脂のラミネード容器などが適している。各容器３１ａ〜３１ｄの供給口１１２ａ〜１１２ｄには封止ゴム１１１ａ〜１１１ｄがそれぞれ設けられ、液を封止するようになっている。
【００５９】
一方、定着装置本体側の液搬送パイプ３４ａ〜３４ｄの先端には針状部１１４ａ〜１１４ｄが形成されており、針状部１１４ａ〜１１４ｄの近傍には、個別に開閉するように制御される弁１１３ａ〜１１３ｄがそれぞれ設けられている。
【００６０】
定着液保存容器３１を定着装置本体側に装着すると、定着装置本体側から液搬送パイプ３４ａ〜３４ｄの針状部１１４ａ〜１１４ｄが定着液保存容器３１の各供給口１１２ａ〜１１２ｄに対峙し、針状部１１４ａ〜１１４ｄが封止ゴム１１１ａ〜１１１ｄを突き破って各容器３１ａ〜３１ｄ内と液搬送パイプ３４ａ〜３４ｄとが繋がる。なお、この構成では、各容器３１ａ〜３１ｄ内の液の混合は定着装置本体側の内部で行われ、図３に示したように、液供給の搬送ポンプ３３ａ〜３３ｄも定着装置本体側に設置される。
【００６１】
次に、定着液保存容器３１の他の具体例を図６を参照して説明する。図６において、定着液保存容器３１内の起泡剤保存容器または軟化剤保存容器としての容器３１ａ〜３１ｄは、ジャバラを有する樹脂ラミネート容器として構成されており、定着液保存容器３１の内部には、これらの容器３１ａ〜３１ｄを納める区画が形成されている。
【００６２】
定着液保存容器３１の各区画内における容器３１ａ〜３１ｄの一端側、すなわち底部側には、各区画内を平行可動可能な加圧板１２２ａ〜１２２ｄがそれぞれ設けられている。また、容器３１ａ〜３１ｄの他端側、すなわち先端側には供給路１２４ａ〜１２４ｄがそれぞれ接続されており、各供給路１２４ａ〜１２４ｄは１つの混合流路１２７に繋がり、混合流路１２７には少なくとも１つの回転可能な攪拌羽根１２５、１２６が設けられている。容器３１ａ〜３１ｄの先端側には供給路１２４ａ〜１２４ｄからの逆流を防止する逆止弁１２３ａ〜１２３ｄがそれぞれ設けられている。混合流路１２７の一端側の供給口１２９には、封止ゴム１２８が設けられている。
【００６３】
定着液保存容器３１の各区画の容器３１ａ〜３１ｄの一端側の外壁には、定着液保存容器３１の外部と連通する開口部がそれぞれ形成されるとともに、これらの開口部を介して加圧板１２２ａ〜１２２ｄを押すように、加圧アクチュエータ１２１ａ〜１２１ｄがそれぞれ設けられている。加圧アクチュエータ１２１ａ〜１２１ｄは、定着装置本体側に設けられ、個別に制御される。
【００６４】
一方、定着装置本体側の液搬送パイプ１３４の先端には針状部１３６が形成されており、針状部１３６の近傍には、定着装置本体側において開閉制御される弁１３５が設けられている。
【００６５】
図６の構成においても、定着装置４０本体側には、定着環境温度を検知する温度検知手段１５０（図７（ａ）参照）が設けられている。また、温度検知手段１５０が検知した定着環境温度に応じて定着液を調製する調製手段８５は、加圧アクチュエータ１２１ａ〜１２１ｄ、供給路１２４ａ〜１２４ｄ、混合流路１２７、攪拌羽根１２５、１２６等から構成される。
【００６６】
図６の構成においては、定着液保存容器３１を定着装置本体に装着すると、定着液保存容器３１の外壁の開口部から加圧アクチュエータ１２１ａ〜１２１ｄが侵入し、加圧板１２２ａ〜１２２ｄが個別に押される。また、液搬送パイプ１３４の先端の針状部１３６が供給口１２９の封止ゴム１２８を破って混合流路１２７内に侵入する。そして、定着装置稼動時には、加圧アクチュエータ１２１ａ〜１２１ｄが作動して加圧板１２２ａ〜１２２ｄを押し、樹脂ラミネート容器である容器３１ａ〜３１ｄが変形することで各加圧アクチュエータ１２１ａ〜１２１ｄの作動量に応じて各液が混合流路１２７に供給される。混合流路１２７に供給された液同士は、攪拌羽根１２５、１２６により十分に混合され、定着液保存容器３１の供給口１２９から起泡剤と軟化剤が均一に混合した状態の定着液が定着装置本体側に供給される。なお、攪拌羽根１２５、１２６は回転のための駆動源を持っていても良いが、液の流れにより自然に攪拌羽根１２５、１２６が回転する構成でも十分な攪拌能力を得ることができる。図６の構成では、定着液保存容器３１内で既に起泡剤液と軟化剤液の均一混合がなされているため、定着装置本体側には泡化バブリング機構のみ設置すればよいため、定着装置の簡素化が可能となる。
【００６７】
樹脂を溶解または膨潤することで軟化させる軟化剤は、脂肪族エステルを含む。この脂肪族エステルは、トナー等に含まれる樹脂の少なくとも一部を溶解または膨潤させる溶解性または膨潤性に優れている。また、軟化剤については、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、さらに好ましくは５ｇ／ｋｇであることが好ましい。脂肪族エステルは、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。
【００６８】
次に、定着装置における泡状定着液付与手段について説明する。
【００６９】
図７（ａ）、図７（ｂ）は、本発明の定着装置における泡状定着液付与手段の一例を示す概略構成図である。ここで、樹脂含有微粒子はトナー粒子である。図７（ａ）に示す本発明の定着装置４０は、上述した泡状定着液生成手段３０によって生成された所望の微小な泡の泡状定着液を記録媒体上の樹脂含有微粒子層（トナー粒子層）へ付与するための泡状定着液付与手段８０として、塗布ローラ４１と、塗布ローラ４１面における所望の微小な泡の泡状定着液の膜厚を、記録媒体上の未定着のトナー層の厚さに応じて制御し、泡状定着液の最適な膜厚の制御を行う泡状定着液膜厚制御手段の膜厚制御用ブレード４２と、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。
【００７０】
図７（ａ）において、膜厚制御用ブレード４２には、サーミスタや熱電対等の温度検知手段１５０が設けられ、定着液に接触する膜厚制御用ブレード４２の温度を検知して定着環境温度を検知し、定着環境温度に応じて制御手段１５１により軟化剤液Ａ、軟化剤液Ａ´、起泡剤液Ｂ、起泡剤液Ｂ´の供給量を個別に制御することにより、定着環境温度が変化しても適切な粘度の定着液を得ることができるようになっている。制御手段１５１の制御対象である調製手段８５は、定着液保存容器３１から少なくとも１種類の軟化剤含有液および少なくとも１種類の起泡剤含有液を取得して定着液を調製するものであり、図７（ａ）では、調製手段８５は、定着液保存容器３１の容器３１ａ〜３１ｄから各液体を搬送する搬送ポンプ３３ａ〜３３ｄおよび各液搬送パイプ、および液混合部３２から構成される。
【００７１】
図７（ｂ）に泡状定着液付与手段８０の拡大図を示すように、塗布ローラ４１上には、記録媒体上の未定着のトナー層の厚さに応じて泡状定着液膜厚制御手段の膜厚制御用ブレード４２により泡状定着液の層が形成されており、この泡状定着液膜厚制御手段の膜厚制御用ブレード４２によって泡状定着液の気泡の大きさ、泡粘度および塗布加圧力並びに未定着トナーの層厚に応じた泡状定着液の未定着トナー層での浸透時間に対して最適化した定着液層の膜厚となる。所望の微小な泡の泡状定着液は、上記のように、大きな泡を生成する大きな泡生成部としての気体・液体混合部３５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部３８とを含んで構成されている泡状定着液生成手段３０で生成され、塗布ローラ４１と泡状定着液膜厚制御手段の膜厚制御用ブレード４２との間に滴下される。
【００７２】
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。さらに、定着液付与時に媒体面に残液感を生じないようにするためには、泡の密度として、０．０１ｇ／ｃｍ３〜０．０２ｇ／ｃｍ３程度の範囲、特に０．０２ｇ／ｃｍ３以下が望ましい。なぜならば、図７（ａ）、図７（ｂ）の塗布ローラ４１のように、接触付与手段面の定着液の泡膜は、媒体上の微粒子層の厚み以上であることが必須条件で（微粒子層の隙間を泡状定着液で埋めるため）、おおよそ、泡膜厚みは、５０μｍから８０μｍが望まれる。一方、媒体面への定着液付着における残液感（ぬれたような感触）がないためには、定着液付着量として、０．１ｍｇ／ｃｍ２以下が望まれる。このことから、泡の密度としては、０．０１２５ｇ／ｃｍ３から０．０２ｇ／ｃｍ３の範囲が必要で少なくとも０．０２ｇ／ｃｍ３以下の泡の密度が望まれる。
【００７３】
さらに、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層への塗布時に泡状となっていればよく、保存容器内で泡状である必要はない。保存容器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、樹脂含有微粒子層へ付与するまでの液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、保存容器では液体で、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。
【００７４】
また、泡状定着液の塗布ローラ４１上での膜厚制御は、図８（ａ）、図８（ａ）に示すように、塗布ローラ４１とギャップを設けた膜厚制御用ブレード４２を用い、図８（ａ）に示すように膜厚を薄くするときはギャップを狭くし、図８（ｂ）に示すように膜厚を厚くするときはギャップを広くする。ギャップの制御は膜厚制御用ブレード４２の端部に駆動を有する回転軸を用い、トナー層の厚さや環境温度等、さらには泡状定着液の気泡の大きさ、泡粘度および塗布加圧力並びに未定着トナーの層厚に応じた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。
【００７５】
次に、定着液保存容器３１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３では搬送ポンプ３３を用いている。搬送ポンプ３３としては、ギヤポンプ、ベローズポンプ等があるが、チューブポンプが望ましい。ギヤポンプ等のように定着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定着液を汚染したり、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、定着液と接する部材はチューブだけであり、定着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。
【００７６】
また、図８（ａ）、図８（ａ）の膜厚制御用ブレード４２の他に、図示しない膜制御用ワイヤーバーによって塗布ローラ４１上の泡状の定着液の厚みを制御し、泡状定着液を、上記のように、大きな泡を生成する大きな泡生成部としての気体・液体混合部３５と、その大きな泡をせん断力で分泡する微小な泡生成部３８を有する泡状定着液生成手段３０によって生成し、膜制御用ワイヤーバーと塗布ローラ４１の間に滴下するようにしてもよい。膜制御用ワイヤーバーを膜厚制御手段として用いることで、膜厚制御用ブレード４２を用いる場合に比べ、塗布ローラ４１面の軸方向の泡状定着液膜均一性を向上することができる。
【００７７】
図９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４０によれば、加圧ローラ４３は弾性層としてスポンジ素材を用いて構成した。ここで、泡状定着液がトナー等の樹脂含有微粒子層を浸透して紙等の媒体まで到達した後に塗布ローラ４１と樹脂含有微粒子層が剥離するようにニップ時間のタイミングを取る必要がある。このため、ニップ時間として５０ミリ秒から３００ミリ秒の範囲を確保するため、弱い加圧力で大きく変形可能なスポンジ部材を用いた。
【００７８】
なお、ニップ時間は、ニップ時間＝ニップ幅／紙の搬送速度により算出される。紙の搬送速度は、紙搬送駆動機構の設計データにより求めることができる。ニップ幅は、塗布ローラ４１全面に乾燥しない着色塗料を薄くつけて、記録媒体を塗布ローラ４１および対峙する加圧ローラ４３に挟んで加圧（ローラは回転させない状態で）し、記録媒体に着色塗料を付着させ、着色部（通常長方形の形に着色）における紙搬送方向の長さをニップ幅として測定することで求めることができる。
【００７９】
記録媒体の搬送速度に応じて、ニップ幅を調整することでニップ時間を泡状定着液のトナー層浸透時間と同じかそれ以上にする必要がある。図９に示す例では、加圧ローラ４３を弾性層として弾性多孔質体（以下スポンジと称す）とすることで、記録媒体の搬送速度に応じて、塗布ローラ４１と加圧ローラ４３の軸間距離を変更しニップ幅を変えることが容易となる。加圧ローラ４３をスポンジの代わりに弾性ゴムも適するが、スポンジは弾性ゴムよりも弱い力で変形させることが可能であり、塗布ローラ４１の加圧力を過剰に高くすることなく長いニップ幅を確保することができる。
【００８０】
なお、定着液中には樹脂軟化または膨潤剤が含有されており、スポンジ素材で形成された加圧ローラに定着液が万が一付着した場合、スポンジ素材が軟化等の不具合が発生する恐れがあるため、スポンジ素材の樹脂材は、軟化または膨潤剤に対し軟化や膨潤を示さない素材が望ましい。また、スポンジ素材を用いた加圧ローラは、可とう性フィルムで覆った構成であってもよい。スポンジ素材が軟化または膨潤剤で劣化する素材であっても、軟化または膨潤剤により軟化や膨潤を示さない可とう性フィルムで覆うことでスポンジローラーの劣化を防止することができる。スポンジ素材としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアミドなどの樹脂の多孔質体などが適する。また、スポンジを覆う可とう性フィルムとしては、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレン、ポリプロピレン、四フッ化エチレン・バーフロロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）などが適する。
【００８１】
図９において、塗布ローラ４１とスポンジ素材を用いた加圧ローラ４３が常時接触している構成の場合、記録媒体が搬送されていない時に塗布ローラ４１上の泡状定着液が加圧ローラ４３に付着し汚す恐れがあり、その防止のため、記録媒体の端部検知手段１４０を塗布ローラ４１へ記録媒体が搬送される手前に設け、端部検知手段１４０による記録媒体の先端検知信号に応じて、記録媒体の先端から後方にのみ泡状定着液が塗布されるようなタイミングで塗布ローラ４１に泡状定着液を形成することが望ましい。
【００８２】
また、図９において、待機時は塗布ローラ４１とスポンジ素材を用いた加圧ローラ４３をそれぞれ離隔しておき、図示していない駆動機構により、塗布時のみ、記録媒体の先端を端部検知手段１４０が検知したことに応じて塗布ローラ４１とスポンジ素材を用いた加圧ローラ４３を接触させる構成も望ましい。さらに、端部検知手段１４０により記録媒体の後端検知も行い、記録媒体の後端検知信号に応じて塗布ローラ４１とスポンジ素材を用いた加圧ローラ４３を離隔することが望ましい。
【００８３】
図１０は本発明の一実施の形態に係る定着装置の別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４０は、図６の加圧ローラ４３の代わりに加圧ベルト４４を用いたものである。大きな泡を生成する大きな泡生成部としての気体・液体混合部３５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部３８とを含んで構成されている泡状定着液生成手段３０で生成し、液供給口より所望の泡径を有する泡状定着液を泡状定着液膜厚制御手段としての膜厚制御用ブレード４２の供給口へチューブ等を用いて供給する。そして、泡状定着液膜厚制御手段としての膜厚制御用ブレード４２と塗布ローラ４１のギャップを調整して塗布ローラ４１上の泡状の定着液の層膜厚を制御し、泡状定着液の最適膜厚の制御を行っている。なお、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やシームレス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。
【００８４】
このように、加圧ベルト４４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、加圧ベルト４４を用いる構成は図１０に限らず、塗布ローラ４１に相当する部材を加圧ベルト４４のようにベルトを用いて構成し、加圧手段を加圧ベルト４４ではなく加圧ローラ４３とする構成も望ましい。また、記録媒体の塗布側または加圧側に接触する部材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、紙等の記録媒体にシワ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記録媒体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。
【００８５】
また、樹脂を溶解または膨潤することで軟化させる軟化剤は、脂肪族エステルを含む。この脂肪族エステルは、トナー等に含まれる樹脂の少なくとも一部を溶解または膨潤させる溶解性または膨潤性に優れている。
【００８６】
さらに、軟化剤については、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、さらに好ましくは５ｇ／ｋｇであることが好ましい。脂肪族エステルは、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。
【００８７】
また、記録媒体に対するトナーの定着は、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）および不快臭の発生を伴わないことが好ましい。すなわち、軟化剤は揮発性有機化合物（ＶＯＣ）およ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、高い沸点および低い揮発性を有し、刺激臭を持たない。
【００８８】
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。この場合には、通常のオフィス環境では、不快臭を感じなくなる。さらに、軟化剤のみならず、定着液に含まれる他の液剤も同様に、不快臭および刺激臭を有さないことが好ましい。
【００８９】
本発明における定着液において、好ましくは、上記の脂肪族エステルは、飽和脂肪族エステルを含む。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秒以内で溶解または膨潤させることができる。さらに、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、溶解または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。
【００９０】
よって、本発明における定着液において、好ましくは、上記の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および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。
【００９１】
すなわち、上記の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または膨潤性を向上させることができる。また、上記の化合物の臭気指数は、１０以下であり、上記の化合物は、不快臭および刺激臭を有さない。
【００９２】
上記の化合物である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等が挙げられる。上記の化合物であ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、上記の化合物である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、溶解またはマイクロエマルジョンの形態とする。
【００９３】
上記の飽和脂肪族エステルを使用する際、その加水分解を抑制するには、Ｒ１ＣＯＯＲ２の加水分解物であるＲ１ＣＯＯＨとＲ２ＯＨの少なくとも１種類を定着液に含有させることで、軟化剤の分解を抑制できる。上記の加水分解物としては、例えば、ラウリン酸、ドデシル酸、ミリスチン酸、ミリスチン酸、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール等が挙げられる。含有量については、特に限定しないが、カルボン酸化合物については、定着液のｐＨが７以下にならないような含有量、アルコール化合物については１ｗｔ％から３０ｗｔ％の含有量の範囲が適当である。これらの含有量を超える場合は、定着液の起泡性が劣化するため適さない。
【００９４】
また、本発明における定着液において、好ましくは、上記の脂肪族エステルは、脂肪族ジカルボン酸エステルも含む。上記の脂肪族エステルが、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または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望ましい。上記の脂肪族エステルが、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。さらに、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または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。
【００９５】
よって、本発明における定着液において、好ましくは、上記の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以下の直鎖型または分岐型アルキル基である。Ｒ１および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。
【００９６】
すなわち、上記の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以下の直鎖型また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または膨潤性を向上させることができる。また、上記の化合物の臭気指数は、１０以下であり、上記の化合物は、不快臭および刺激臭を有さない。
【００９７】
上記の化合物である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。上記の化合物であ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、溶解またはマイクロエマルジョンの形態とする。
【００９８】
さらに、本発明における定着液において、好ましくは上記の脂肪族エステルは、脂肪族ジカルボン酸ジアルコキシアルキルを含む。上記の脂肪族エステルが、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。
【００９９】
本発明における定着液において、好ましくは、上記の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。Ｒ１および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。
【０１００】
すなわち、上記の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または膨潤性を向上させることができる。また、上記の化合物の臭気指数は、１０以下であり、上記の化合物は、不快臭および刺激臭を有さない。
【０１０１】
上記の化合物である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、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は、グリコール類を溶解助剤として定着液に含有し、溶解またはマイクロエマルジョンの形態とする。
【０１０２】
また、脂肪酸エステルではないが、炭酸エステルである炭酸エチレンや炭酸プロピレンや炭酸ブチレンも軟化もしくは膨潤剤として適する。
【０１０３】
本発明における定着液において、起泡剤液、もしくは軟化剤液に含有させる粘度を調整する材料として、特に限定しないが、ポリエチレングリコールが好ましい。この材料は安全性が高く、定着に悪影響を与えない。また、起泡剤液、もしくは軟化剤液の粘度範囲として、特に限定しないが、１ｍＰａ・ｓ〜５０ｍＰａ・ｓが望ましい（この粘度値は、画像形成装置の条件（泡状定着液塗布条件）で変わるため、特に限定しない）。この粘度範囲について、基本的に希釈剤は水であるので、軟化剤や軟化剤を添加すると、１ｍＰａ・ｓ以上になる。また、それらの粘度が５０ｍＰａ・ｓ大きくなると、低温時に粘度調整剤が析出してきてしまう恐れがある。
【０１０４】
ポリエチレングリコールの分子量として特に限定しないが、４０００〜６０００程度が好ましい。これより低分子量だと、粘度を調整するための添加量が多くなり、軟化剤液や起泡剤液を調製できなくなってしまう。また、これより高分子量だと、軟化剤液や起泡剤液への溶解性が落ちてしまうため適さない。
【０１０５】
詳細は後述するが、今回の画像形成装置の条件でどの環境（５℃〜４０℃）でも定着液の粘度が１０ｍＰａ・ｓ程度であれば、安定した定着画像が得られる（この粘度値は、画像形成装置の条件（泡状定着液塗布条件）で変わるため、特に限定しない）。前述したが、粘度を調整する理由は以下の通りである。画像形成装置の使用環境温度（設置場所の温度等）の変化に伴い定着環境温度（記録媒体への定着液の付与部分への温度）が変わると、定着画像状態が一変する。例えば、常温では問題ない定着画像が出力できていたとしても、定着環境温度が低温（例えば、１０℃）や高温（例えば、４０℃）に変わると、定着画像が乱れてトナーが剥がれる、つまりオフセットや画像流れが生じるようになる。これは、定着環境温度が低温の時は泡状定着液の粘度が上がることで、泡の（流体）抵抗が上がり、トナー層下部までにそれが浸入しにくくなってしまうため、オフセットが生じる。また、詳しくは後述するが、定着環境温度が高温の時は泡状定着液の粘度が下がることで、泡の（流体）抵抗が下がり、未定着トナーを乱すだけでなく、泡状定着液の粘度が下がって泡の液膜の液移動が速く、泡が割れやすくなることで、トナー界面の泡が存在できなくなり、オフセットが生じる。
【０１０６】
しかし、一つの定着液において、すべての温度で粘度が同じになることはないため、本実施の形態では、図３〜図６に示すように、互いに粘度が異なる軟化剤液Ａと軟化剤液Ａ´、および互いに粘度が異なる起泡剤液Ｂと起泡剤液Ｂ´を独立した容器に分けて保存しておき、これらの容器からの液の供給量および供給割合を制御することで適切な粘度（１０ｍＰａ・ｓ程度）の定着液を混合・調製するようになっている。
【０１０７】
すなわち、定着環境温度を検知し、それぞれの温度で定着液の粘度が１０ｍＰａ・ｓ程度になるように混合する。定着環境温度を検知するための手段として、特に限定しないが、例えば膜厚制御用ブレード４２に検知機能を持たせても良い。例えば、図７（ａ）に示すように、膜厚制御用ブレード４２にサーミスタや熱電対等の温度検知手段１５０を設け、定着液に接触する膜厚制御用ブレード４２の温度を検知して定着環境温度を検知し、定着環境温度に応じて制御手段１５１により軟化剤液Ａ、軟化剤液Ａ´、起泡剤液Ｂ、起泡剤液Ｂ´の供給量を個別に制御することにより、定着環境温度が変化しても適切な粘度の定着液を得ることができる。
【０１０８】
ところで、泡状定着液において、塗布接触ニップ部にてトナー等の微粒子層に泡状定着液を押し込みながら浸透させる際に泡が破泡すると浸透阻害となる。そこで泡沫安定性に優れる泡が求められる。このため、定着液中に脂肪酸アルカノールアミド（１：１）型を含有することが望ましい。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）型が適することがわかった。
【０１０９】
なお、定着の対象となる樹脂を含有する微粒子は、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い。例えば、導電性部材を含有した樹脂含有微粒子でもよい。また、記録媒体は、記録紙に限定されず、金属、樹脂、セラミックス等何れでもよい。ただし、媒体は定着液に対し浸透性を有することが望ましく、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望ましい。記録媒体の形態もシート状に限定されず、平面および曲面を有する立体物でもよい。例えば、紙のごとき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。
【０１１０】
上記の樹脂を含有する微粒子のうち、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への効果が高い。トナーは、色剤と帯電制御剤と結着樹脂や離型剤などのような樹脂を含む。トナーに含まれる樹脂は、特に限定されないが、好適な結着樹脂としては、ポリスチレン樹脂、スチレン−アクリル共重合体樹脂、ポリエステル樹脂などが挙げられ、離型剤としては、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。トナーは、結着樹脂の他に、公知の着色剤、電荷制御剤、流動性付与剤、外添剤などを含んでもよい。また、トナーは、メチル基を有する疎水性シリカおよ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。媒体のうち、記録媒体は、特に限定されず、例えば、紙、布、およ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。本発明における油性とは、室温（２０℃）における水に対する溶解度が、０．１重量％以下である性質を意味する。
【０１１１】
また、泡状となった定着液は、好ましくは、撥水性処理されたトナーの粒子に対して、十分な親和性を有することが望ましい。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。すなわち、泡状となった定着液は、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。疎水性シリカおよ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、疎水性シリカおよ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、２０〜３０ｍＮ／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、泡状となった定着液の表面張力は、２０〜３０ｍＮ／ｍであることが好ましい。
【０１１２】
水性溶媒を用いる場合、界面活性剤を添加することで、表面張力を２０〜３０ｍＮ／ｍとすることが好ましい。また、水性溶媒の場合、多価アルコールを含有していることが望ましい。これらの材料は、泡状の定着液における起泡の安定性を高め、破泡しにくくする利点を有する。例えばセタノールなどの単価アルコールや、グリセンリン、プロピレングリコール、１、３ブチレングリコールなどの多価アルコールが望ましい。また、これらの単価また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。
【０１１３】
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望ましく、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望ましい。
【０１１４】
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、およ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。何れにしても、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。
【０１１５】
また、トナーの定着装置は、本発明における定着液をトナーに供給した後、トナーに含まれる樹脂の少なくとも一部を溶解または膨潤させる部剤（軟化剤）によって溶解または膨潤したトナーを加圧する、一対の平滑化ローラ（ハードローラ）を有してもよい。一対の平滑化ローラ（ハードローラ）によって、溶解または膨潤したトナーを加圧することによって、溶解または膨潤したトナーの層の表面を平滑化して、トナーに光沢を付与することが可能となる。さらに、記録媒体内へ溶解または膨潤したトナーを押し込むことによって、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。
【０１１６】
上述した本発明による画像形成方法を用いて、樹脂を含むトナーの画像を記録媒体に形成する。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方法および画像形成装置を提供することができる。
【０１１７】
図１１（ａ）、図１１（ｂ）は前述の定着装置４０を備える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またはプリンタであってもよい。図１１（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１１（ｂ）は図１１（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１１（ａ）、図１１（ｂ）に示す画像形成装置５０はトナー像担持体として中間転写ベルト５１を有する。この中間転写ベルト５１は、３つの支持ローラ５２〜５４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５１に対しては、ブラック、イエロー、マゼンタおよびシアンの各画像形成ユニット５５〜５８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が露光装置Ｌ１〜Ｌ４により照射される。中間転写ベルト５１を挟んで中間転写ベルト５１の支持ローラ５４に対向する位置には、二次転写装置５９が設けられている。二次転写装置５９は、２つの支持ローラ６０、６１の間に張架された二次転写ベルト６２で構成されている。なお、二次転写装置５９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５１を挟んで中間転写ベルト５１の支持ローラ５２に対向する位置には、ベルトクリーニング装置６３が配置されている。ベルトクリーニング装置６３は、中間転写ベルト５１上に残留するトナーを除去するために配置されている。
【０１１８】
記録媒体としての記録紙６４は、一対の給紙ローラ６５で二次転写部へ導かれ、トナー像を記録紙６４に転写する際に、二次転写ベルト６２を中間転写ベルト５１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６４は、二次転写ベルト６２によって搬送され、記録紙６４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泡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６４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、例えばカラー画像または黒ベタ画像に基づいて泡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泡状の定着液が付与され、泡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または膨潤させる部剤（軟化剤）によって、未定着のトナー像を、記録紙６４に定着させる。
【０１１９】
次に、画像形成ユニットについて説明する。図１１（ｂ）に示すように、画像形成ユニット５５〜５８には、感光体ドラム６６の周辺に、帯電装置６７、現像装置６８、クリーニング装置６９および除電装置７０が配置されている。また、中間転写ベルト５１を介して、感光体ドラム６６に対向する位置に、一次転写装置７１が設けられている。また、帯電装置６７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６７は、帯電ローラを感光体ドラム６６に接触させて、感光体ドラム６６に電圧を印加することにより、感光体ドラム６６の表面を一様に帯電する。この帯電装置６７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６８は、現像剤中のトナーを感光体ドラム６６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または膨潤する。なお、現像装置６８は、図示しない攪拌部および現像部を有し、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。さらに、一次転写装置７１は、感光体ドラム６６上で可視化されたトナーを中間転写ベルト５１に転写する。ここでは、一次転写装置７１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５１を挟んで感光体ドラム６６に押し当てている。一次転写装置７１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６９は、感光体ドラム６６上の不要なトナーを除去する。クリーニング装置６９としては、感光体ドラム６６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６９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およびトナーリサイクル装置によって、現像装置６８に回収され、再利用される。さらに、除電装置７０は、ランプで構成されており、光を照射して感光体ドラム６６の表面電位を初期化する。
【０１２０】
＜脂肪酸トリエタノールアミン塩系定着液の調製＞
次に、本発明で使用した定着液の調整方法について説明する。脂肪酸であるミリスチン酸（関東化学試薬）を４．００ｇ、パルミチン酸（関東化学試薬）を３．００ｇ、ステアリン酸を１．００ｇ（関東化学試薬）とし、中和剤であるトリエタノールアミンを３．４１ｇになるようにそれぞれ計量し、それらを液温８０℃のイオン交換水中で、３０分間スターラー（１００ｒｐｍ）で攪拌したら、室温になるまで自然冷却する。それに、希釈剤（水）や増泡剤などの残りの材料を添加して超音波ホモジナイザーにて１０分間攪拌し、それを起泡剤液材料の一つとした。細かい成分量については、後で詳細に記述する。
【０１２１】
＜軟化剤液Ａの調製＞
軟化剤としてハイアクオスターＤＣＳ（高級アルコール工業製）４０．００ｇ、記録媒体である紙のカール防止剤としてトリプロピレングリコール（ＴＰＧ、和光純薬工業製）１０．００ｇ、軟化剤の加水分解防止剤としてクエン酸ナトリウム（和光純薬工業製）０．１６ｇ、同じく軟化剤の加水分解防止剤としてクエン酸（和光純薬工業製）０．０４ｇ、希釈剤としてイオン交換水４９．８０ｇを攪拌混合し、図３の液保存容器（アルミ蒸着ポリエチレン樹脂製）に入れた。
【０１２２】
＜起泡剤液Ｂの調製＞
起泡剤として脂肪酸トリエタノールアミン塩（脂肪酸ＴＥＡ塩）２．００ｇ、粘度調整剤としてポリエチレングリコール（ＰＥＧ、関東化学社製、分子量：６０００）２．００ｇ、増泡剤としてヤシ脂肪酸ジエタノールアミド（１：１）型（松本油脂、マーポンＭＭ）０．６０ｇ、希釈剤としてイオン交換水９５．４０ｇを攪拌混合し、図３の液保存容器（アルミ蒸着ポリエチレン樹脂製）に入れた。
【０１２３】
＜起泡剤液Ｂ´の調製＞
起泡剤として脂肪酸トリエタノールアミン塩（脂肪酸ＴＥＡ塩）２．００ｇ、粘度調整剤としてポリエチレングリコール（ＰＥＧ、関東化学社製、分子量：６０００）２０．００ｇ、増泡剤としてヤシ脂肪酸ジエタノールアミド（１：１）型（松本油脂、マーポンＭＭ）０．６０ｇ、希釈剤としてイオン交換水７７．４０ｇを攪拌混合し、図３の液保存容器（アルミ蒸着ポリエチレン樹脂製）に入れた。
【０１２４】
上記の３種類の液から、 ３種類の定着液を調製できるようにした。
［サンプル１］・・・軟化剤液Ａと起泡剤液Ｂを重量比１：１で混合した定着液。（ＰＥＧ：１ｗｔ％）
［サンプル２］・・・軟化剤液Ａと起泡剤液Ｂと起泡剤液Ｂ´を重量比２：１：１で混合した定着液。（ＰＥＧ：５ｗｔ％）
［サンプル３］・・・軟化剤液Ａと起泡剤液Ｂ´を重量比１：１で混合した定着液。（ＰＥＧ：１０ｗｔ％）
上記の３種類のサンプルについて、東機産業社製ＴＶ−２２型粘度計（恒温槽付）で各温度での粘度を測定した。測定条件の回転数は、１０ｒｐｍに固定した。その結果である定着液の各温度における粘度を表１に示す。
【表１】
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◇気体・液体混合部（気体・液体混合部３５およびその上流側構造）
図３を基に作製した。上記の液状定着液保存容器３１はＰＥＴ樹脂からなる３つのボトル（それぞれ「軟化剤液Ａ」、「軟化剤液Ｂ」、「起泡剤液Ｂ´」を保持）を備え、搬送ポンプ３３としてチューブポンプ（チューブ内径２ｍｍ、チューブ材質：シリコーンゴム）、液搬送パイプ３４として内径２ｍｍのシリコーンゴムチューブ、大きな泡を作るための微小孔シート３７として＃４００のステンレス製メッシュシート（開口部約４０μｍ）を採用した構成になっている。なお、混合した状態の定着液の経時変化を確認するため、予め混合した定着液を所定の時間をおいて、上記装置に導入する実験も実施した。
【０１２５】
◇微小な泡生成部（微小な泡生成部３８）
図３を基に作製した。２重円筒構造の微小な泡生成部３８の内側円筒３８ａ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３８ｂは、内径：１０ｍｍ、長さ：１２０ｍｍとし、内側円筒３８ａは、外形：８ｍｍ、長さ：１００ｍｍとした。回転数は、３００ｒｐｍとした。回転時間は２０秒間とした。今回の評価は、泡の密度を０．０２ｇ／ｃｍ３（±０．００２ｇ／ｃｍ３）で実施した。なお、泡密度は、５ｃｃのカップ容器に泡を充填してすり切り、その重量とカップ容器の体積とから求めた。
【０１２６】
◇泡状定着液付与手段（膜厚制御用ブレード４２、塗布ローラ４１等）
図７を基に作製した。泡状の定着液を作成し膜厚制御用ブレード４２に供給する構成とした。膜厚制御用ブレード４２と塗布ローラ４１とのギャップは４０μｍとした。加圧ローラ４３は、アルミ合金製ローラ（φ１０ｍｍ）が芯金で、外径がφ５０ｍｍのポリウレタンフォーム材（イノアック社商品名「カラーフォームＥＭＯ」）を形成したスポンジローラーとし、塗布ローラ４１は、ＰＦＡ樹脂を焼付け塗装したＳＵＳ製ローラ（φ３０ｍｍ）とし、膜厚制御用ブレード４２は、アルミ合金製支持板に厚み１ｍｍの並板ガラスを接着したものから構成し、ガラス面を塗布ローラ４１側に向け、１０μｍから１００μｍの範囲で塗布ローラ４１とガラス面の隙間を制御できるようにした。紙搬送速度は、１５０ｍｍ／ｓとした。最後に、温度環境を変えるため、大きな泡生成部としての気体・液体混合部３５、微小な泡生成部３８、定着液付与部について、全て温度が変えられる環境槽（ＰＲ−４ＫＰ、ヤマト科学社製）内で温度を１０〜４０℃に保って検討した。
【０１２７】
［実施例１］
評価する定着液について、実施例１では温度を検知し、１０℃ではサンプル１を、２５℃ではサンプル２を、４０℃ではサンプル３を調製できるように搬送ポンプ３３の供給能力を設定した。
【０１２８】
そして、まず定着液の起泡性を評価するため、上述の定着液から、微小な泡生成部３８で泡を作製し、その泡の状態と密度を測定した。また、定着性を評価するため、上記で作製した微小な泡状定着液を、上述した方法で、未定着トナーが形成された紙（記録媒体）の上に付与した。
【０１２９】
未定着トナーが形成された紙について、電子写真方式のプリンタ（リコー社製  ＩｐｓｉｏＣｏｌｏｒＣＸ８８００）を用い、未定着トナーのカラー画像をＰＰＣ用紙（リコーＴ−６２００）に形成させた。この際、トナー層の厚みは３０〜４０μｍであり、塗布ローラ４１上の泡状定着液の厚みは約８０μｍであった。そして、この定着画像から、紙への定着液の塗布量、定着後の画像品質評価を実施した。
【０１３０】
［比較例１］
各温度で、上述したサンプル１のみで塗布実験を実施した。
【０１３１】
［比較例２］
各温度で、上述したサンプル２のみで塗布実験を実施した。
【０１３２】
［比較例３］
各温度で、上述したサンプル３のみで塗布実験を実施した。
【０１３３】
＜泡の状態の評価＞
○：１分間放置後も泡の状態が変化しない場合である。
×：１分間放置で消泡し、泡沫安定性が悪い場合である。
【０１３４】
＜紙への定着液の塗布量＞
紙への定着液の塗布量は、塗布前のＡ４サイズ紙＋未定着トナーの重量を測定しておき、塗布後、その重量を差し引いて求めた。
【０１３５】
＜定着後の画像品質＞
○：トナーの紙への定着性良好（画像良好。）
△：トナーの紙への定着性不良（中）（トナーはオフセットするが、画像は問題なく認識できる。）
×：トナーの紙への定着性不良（大）（トナーが大量にオフセットしてしまう。）
上述の実施例１と比較例１〜３の泡状定着液塗布実験結果を表２に示す。
【表２】
2012053280.tif 000004
表２を参照して、実施例１と比較例１〜３の評価結果を参照すると、様々な温度環境に対応するためには、一つの定着液では達成できないことが明らかとなった。つまり、実施例１のように、各環境温度で使用する定着液（粘度）を変えることで温度環境によらず安定した定着画像が得られることがわかった。
【０１３６】
上記の結果については、以下のように考えられる。まず、比較例１では常温で一番粘度が低い定着液を使用した結果である。これは、温度が上がるにつれてさらに定着液の粘度が下がるので、泡の液膜の液移動が速く、泡が破泡しやすい状態になっており、図１に示すようにトナー界面に泡が残っていないため、オフセットが生じたのではないかと考えられる。また、比較例３は常温で一番粘度が高い定着液を使用した結果である。これは、高温では低粘度化するので画像品質は良いが、低温になるとさらに増粘するため、泡の（流体）抵抗が上がり、トナー層下部までに定着液が浸入しにくくなっているのではないかと考えられる。
【０１３７】
なお、本発明は上記各実施の形態例に限定されるものではなく、特許請求の範囲内に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。
【０１３８】
以上のように、本実施の形態に係る定着装置４０は、泡状定着液付与手段８０により記録媒体に泡状定着液を付与する際の定着環境温度を検知する温度検知手段１５０と、軟化剤を含有する少なくとも１種類の軟化剤含有液と、起泡剤を含有し互いに粘度が異なる少なくとも２種類の起泡剤含有液と、をこれらの液が独立した状態で保持する定着液保存容器３１と、温度検知手段１５０が検知した定着環境温度に応じて、定着液保存容器３１から少なくとも１種類の軟化剤含有液および少なくとも１種類の起泡剤含有液を取得して定着液を調製する調製手段８５と、を備え、泡状定着液生成手段３０が、調製手段８５により調製された定着液に気泡を分散させて泡状定着液を生成することを特徴とする。
【０１３９】
この構成により、軟化剤を含有する少なくとも１種類の軟化剤含有液と、起泡剤を含有し互いに粘度が異なる少なくとも２種類の起泡剤含有液と、をこれらの液が独立した状態で定着液保存容器３１に保持しておくとともに、温度検知手段１５０が検知した定着環境温度に応じて、定着液保存容器３１から少なくとも１種類の軟化剤含有液および少なくとも１種類の起泡剤含有液を取得して調製手段８５により定着液を調製することにより、どの定着環境温度でも定着液の粘度を一定に保って安定した定着画像を得ることができる。
【０１４０】
したがって、定着環境温度が変化しても安定した定着画像を出力することができる。
【０１４１】
さらに、軟化剤を含有する少なくとも１種類の軟化剤含有液と、起泡剤を含有し互いに粘度が異なる少なくとも２種類の起泡剤含有液と、をこれらの液が独立した状態で定着液保存容器３１に保持しておくことにより、これらを混合して定着液を保存した場合に軟化剤と起泡剤とが経時により分離してしまうことを防止することができる。
【０１４２】
また、本実施の形態に係る定着装置４０は、調製手段８５が、軟化剤含有液および起泡剤含有液を攪拌混合する攪拌混合手段として図３の攪拌部材３２ａや図６の攪拌羽根１２５、１２６を有することを特徴とする。
【０１４３】
この構成により、攪拌混合手段として攪拌部材３２ａや攪拌羽根１２５、１２６により軟化剤含有液および起泡剤含有液が攪拌混合されるので、定着液が均一に混合され、後段の泡状定着液生成手段３０において、良好に定着液に気泡を分散させて泡状定着液を生成することができる。
【０１４４】
また、本実施の形態に係る定着装置４０は、図３に示すように、調製手段８５が、軟化剤含有液および起泡剤含有液毎の複数の独立した供給流路としての液搬送パイプ３４ａ〜３４ｄと、複数の液搬送パイプ３４ａ〜３４ｄが合流するとともに液搬送パイプ３４ａ〜３４ｄよりも流体抵抗が小さい液混合部３２と、を有することを特徴とする。
【０１４５】
この構成により、合流流路である液混合部３２において軟化剤含有液および起泡剤含有液の流速が速くなり乱流が形成されるため、攪拌部材等の駆動部を備えることなく簡易な構成で、軟化剤含有液と起泡剤含有液とを十分に混合することができる。
【０１４６】
また、本実施の形態に係る定着液保存容器３１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軟化剤含有液と起泡剤を含有した起泡剤含有液とを独立した状態で保持することを特徴とする。
【０１４７】
この構成により、軟化剤含有液と起泡剤含有液とを独立した状態で定着液保存容器３１に保持しておくことにより、これらを混合して定着液を保存した場合に軟化剤と起泡剤とが経時により分離してしまうことを防止することができる。
【０１４８】
また、本実施の形態に係る定着液保存容器３１は、図６に示すように、軟化剤含有液および起泡剤含有液毎の複数の独立した供給流路としての供給路１２４ａ〜１２４ｄと、複数の供給路１２４ａ〜１２４ｄが合流する混合流路１２７に設けられ、軟化剤含有液と起泡剤含有液とを攪拌混合する攪拌羽根１２５、１２６と、を有することを特徴とする。
【０１４９】
この構成により、定着液保存容器３１の内部において、攪拌羽根１２５、１２６により軟化剤含有液および起泡剤含有液が攪拌混合されるので、定着液が均一に混合され、定着装置４０本体側において、良好に定着液に気泡を分散させて泡状定着液を生成することができる。
【０１５０】
また、本実施の形態に係る画像形成装置５０は、感光体ドラム６６上に静電潜像を形成する露光装置Ｌと、感光体ドラム６６上に形成された静電潜像を、樹脂含有微粒子を含有する現像剤を用いて現像して樹脂含有微粒子画像を形成する現像装置６８と、感光体ドラム６６体上に形成された樹脂含有微粒子画像を記録媒体に転写する一次転写装置７１、二次転写装置５９と、記録媒体に転写された樹脂含有微粒子画像を記録媒体に固定化する定着手段と、を備え、定着手段として、前述の定着装置４０を備えることを特徴とする。
【０１５１】
この構成により、上記の定着装置４０を備える画像形成装置５０において、定着環境温度が変化しても安定した定着画像を出力することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１５２】
以上説明したように、本発明に係る定着装置、定着液保存容器および画像形成装置は、定着環境温度が変化しても安定した定着画像を出力することができるという効果を有し、樹脂微粒子を溶解または膨潤させる定着液を樹脂微粒子に付与して樹脂微粒子を記録媒体上に定着させる定着装置、定着液保存容器および画像形成装置として有用である。
【符号の説明】
【０１５３】
３０  泡状定着液生成手段
３１  定着液保存容器
３１ａ〜３１ｄ  容器
３２  液混合部（合流流路）
３２ａ  攪拌部材（攪拌混合手段）
３２ｂ  混合液流路
３３、３３ａ〜３３ｄ  搬送ポンプ
３４、３４ａ〜３４ｄ、１３４  液搬送パイプ（供給流路）
３５  気体・液体混合部
３８  微小な泡生成部
４０  定着装置
４１  塗布ローラ
４２  膜厚制御用ブレード（膜厚制御手段）
４３  加圧ローラ
５０  画像形成装置
６６  感光体ドラム（静電潜像担持体）
６８  現像装置（現像手段）
８０  泡状定着液付与手段
８５  調製手段
１０１ａ〜１０１ｄ、１１３ａ〜１１３ｄ、１３５  弁
１１１ａ〜１１１ｄ、１２８  封止ゴム
１１２ａ〜１１２ｄ、１２９  供給口
１１４ａ〜１１４ｄ、１３６  針状部
１２１ａ〜１２１ｄ  加圧アクチュエータ
１２２ａ〜１２２ｄ  加圧板
１２３ａ〜１２３ｄ  逆止弁
１２４ａ〜１２４ｄ  供給路（供給流路）
１２５、１２６  攪拌羽根（攪拌混合手段）
１２７  混合流路（合流流路）
１５０  温度検知手段
１５１  制御手段
Ｌ１〜Ｌ４  露光装置（静電潜像形成手段）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１５４】
【特許文献１】特許第３２９０５１３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２００７−１７１４８０号公報
【図１】
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【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】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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