(57)【要約】【課題】加熱するよりも少ないエネルギーで泡状定着液を消泡して液状定着液とすることができる消泡装置、並びにこれを備えた定着装置及び画像形成装置を提供する。【解決手段】定着装置３０が備える消泡装置８０は、樹脂成分であるトナーの少なくとも一部を溶解または膨潤させて記録媒体である転写紙Ｐ上に定着させる定着液Ｆの液中に気泡が分散した泡状定着液Ｂｕを破泡させて液状定着液ＴＬとする消泡装置であり、消泡装置８０は、消泡剤を含有した消泡液ＢＬによって泡状定着液Ｂｕを破泡させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂成分の少なくとも一部を溶解または膨潤させて記録媒体上に定着させる定着液の液中に気泡が分散した泡状定着液を破泡させて液状定着液とする消泡装置において、
上記泡状定着液を消泡剤によって破泡させることを特徴とする消泡装置。
【請求項２】
請求項１の消泡装置において、
上記泡状定着液を回収して収容する定着液回収容器を備え、
該定着液回収容器内に上記消泡剤を含有する消泡液を収容し、回収した該泡状定着液を該消泡液と接触させることで、該泡状定着液を破泡させて液状定着液として該消泡液と混合し、
該定着液回収容器内の該液状定着液が混合した該消泡液の液量に応じて、該消泡剤を該消泡液に段階的に添加することを特徴とする消泡装置。
【請求項３】
請求項２の消泡装置において、
上記消泡剤が上記定着液回収容器内の一部に付設されていることを特徴とする消泡装置。
【請求項４】
請求項３の消泡装置において、
上記消泡剤を収容する消泡剤収容部材が上記定着液回収容器の内部壁面に付設され、該消泡剤収容部材は上記消泡液が接触すると溶解する材質からなり、
該定着液回収容器内の該消泡液によって該消泡剤収容部材が溶解することにより、収容された該消泡剤が該消泡液に添加されることを特徴とする消泡装置。
【請求項５】
請求項２乃至４のいずれか１項に記載の消泡装置において、
上記消泡剤は上記定着液回収容器の内部壁面に高さの異なる複数箇所に付設されていることを特徴とする消泡装置。
【請求項６】
請求項２乃至５のいずれか１項に記載の消泡装置において、
上記定着液回収容器内の上記消泡液の液量に応じて、該消泡液に段階的に添加する該消泡剤の添加量を、該消泡液の液量が増加するにしたがって増量させることを特徴とする消泡装置。
【請求項７】
請求項２乃至６のいずれか１項に記載の消泡装置において、
上記定着液回収容器内の上記消泡液を撹拌する撹拌手段を備えることを特徴とする消泡装置。
【請求項８】
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微粒子を軟化させる軟化剤を含有した液状定着液を液中に気泡が分散した泡状定着液とする定着液泡状化手段と、
該樹脂微粒子からなる樹脂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微粒子を記録媒体に定着する定着装置において、
上記泡状定着液を回収し、破泡させて上記液状定着液とする泡状定着液消泡手段を備え、
該泡状定着液消泡手段として、請求項１乃至７のいずれか１項に記載の消泡装置を用いることを特徴とする定着装置。
【請求項９】
請求項８の定着装置において、
上記定着液泡状化手段によって上記泡状定着液になり、上記定着液付与対象に付与されず、表面移動体に付着した状態の該泡状定着液を回収してクリーニングする泡状定着液クリーニング手段を備え、
該泡状定着液クリーニング手段が回収した該泡状定着液を上記泡状定着液消泡手段によって上記液状定着液とす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８または９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、トナー等の樹脂成分の少なくとも一部を溶解または膨潤させて記録媒体上に定着させる定着液の液中に気泡が分散した泡状定着液を破泡させ、液状定着液とする消泡装置、並びに、これを備えた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。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が普通紙に高精細な画像を高速で形成することができる点から広くオフィスで使用されている。この電子写真方式の画像形成装置では、定着速度、定着画像品質等の点から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。この熱定着方式は、高い定着速度及び高い定着画像品質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、このような熱定着方式を採用した定着装置を備えた電子写真方式の画像形成装置における消費電力の半分以上は、定着装置でトナーを加熱するために消費されている。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）の画像形成装置が望まれている。そこで、従来の画像形成装置における消費電力の半分以上を消費する定着装置での省エネルギー化が求められている。従来の熱定着方式の定着装置では加熱処理に多くの電力を消費していたため、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定着方式、または、トナーを加熱することを必要としない定着方式が望まれている。特に、トナーを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式が低消費電力の点で理想的である。
このような非加熱定着方式としては、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記録媒体表面上のトナー像に付与してトナー像を定着させる湿式定着方式が知られている（例えば、特許文献１〜特許文献４に記載の定着装置で用いる定着方式）。このように、湿式定着方式の定着装置ではトナーを軟化させるために加熱処理を行う必要がないため、熱定着方式に比べて省エネルギー化を実現することができる。
【０００４】
特許文献１〜特許文献３の何れの特許文献に記載の定着装置も、接触型の定着液付与手段である塗布ローラを用いて定着液を液状のまま記録媒体に塗布することで、定着液を記録媒体上の未定着トナー像に付与する構成である。このような液状の定着液をトナー像に塗布して定着を行う構成では、記録媒体上のトナー像への定着液の微量塗布と塗布ローラへのトナーオフセット防止を両立させることが極めて難しいという問題があった。以下、この問題について説明する。
【０００５】
塗布ローラを用いて記録媒体上の未定着トナー像へ定着液を塗布する構成において、定着液を記録媒体に微量付与するために、塗布ローラ上の定着液の層の厚みが未定着トナー像の層よりも薄くした場合、次のような問題が生じることがあった。塗布ローラの表面が記録媒体と接触した後、塗布ローラの表面が記録媒体から剥離する位置で、記録媒体に付与されず塗布ローラ表面に残った定着液の液膜によって生じる表面張力で記録媒体上のトナー層のトナー粒子が引っ張られてしまう。これにより、塗布ローラの表面にオフセットしたトナー粒子が付着し、塗布ローラと剥離した後の記録媒体上のトナー像が大幅に乱れてしまう。
【０００６】
逆に、塗布ローラ上の定着液の層の厚みを未定着トナー層よりも十分厚くすると、塗布ローラが記録媒体から剥離する位置では、液量が多いため塗布ローラの表面の液膜による表面張力が記録媒体上のトナー層のトナー粒子に作用しにくくなる。これにより、塗布ローラ側にトナーが付着しにくくなる。しかし、記録媒体の表面に多量の定着液が塗布されるため、記録媒体上で過剰な定着液により定着液の拡散にともないトナー粒子が流れ画質劣化を生じたり、定着液の乾燥時間が長くなり定着応答性に問題が生じたりしてしまう。また、記録媒体に著しい残液感（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ものであると、紙等のセルロースを含有する記録媒体への定着液の塗布量が多い場合、紙等の記録媒体が著しくカールし、画像形成装置などの装置内における記録媒体搬送時に紙詰まりが発生の恐れがある。
【０００７】
このように、塗布ローラを用いて液状の定着液を塗布する構成では、定着液の塗布量が多すぎると、トナー粒子が流されることによる画質劣化、定着液の乾燥時間が長くなることによる定着応答性の低下、記録媒体によっては紙詰まりが発生しやすくなる、といった問題が生じる。一方、これらの問題を防止するために液状の定着液を微量塗布する構成とすると、上述したように塗布ローラの表面にトナー粒子がオフセットしてしまう。
よって、塗布ローラを用いて液状の定着液を塗布する構成では、定着応答性向上、残液感低減及びカール防止のために記録媒体上のトナー層に定着液を微量塗布することと、塗布ローラに対するトナーオフセットを防止することとを両立することが極めて難しい。
【０００８】
定着液の微量塗布とトナーオフセットの防止とを両立することができる定着方式として、特許文献４には、定着液を液中に気泡が分散した泡状定着液とし、この泡状定着液を記録媒体上のトナー像に塗布する構成が記載されている。このように、定着液を泡状とすることにより定着液の嵩密度を下げることが出来るため、従来よりも少量の定着液で塗布ローラ表面上の定着液の膜厚を厚くすることが出来、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出来、泡状定着液は液状の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。よって、特許文献４のように泡状定着液を用いて定着を行うことにより、従来よりも少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ことができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献４に記載の定着装置のように、塗布ローラ等の表面が無端移動する塗布部材を用いて泡状定着液を記録媒体に塗布する構成の場合、記録媒体に泡状定着液を塗布した後の塗布部材の表面から泡状定着液を回収する泡状定着液回収手段を設けることが望ましい。これは、塗布部材が記録媒体に泡状定着液を塗布する塗布位置を通過した後の塗布部材の表面には記録媒体に塗布しきれずに残った残留泡状定着液が付着しており、この残留泡状定着液を回収するためである。
残留泡状定着液は、泡状定着液として塗布部材に供給された後、時間が経過しており、且つ、塗布位置で機械的な力を受けているため、泡の一部が消泡するなど、塗布部材に供給されたときよりも泡状定着液の嵩密度が上昇することが考えられる。このため、塗布部材に残留泡状定着液が残留している状態で新たな泡状定着液を塗布部材に供給すると、嵩密度が異なる泡状定着液が混ざって記録媒体に泡状定着液を均一に付与することができなくなるおそれがある。
また、残留泡状定着液には、僅かではあるがオフセットトナーが混ざっていることがある。このため、塗布部材に残留した残留泡状定着液が再び塗布位置に到達するとオフセットトナーが記録媒体に移動し、画像品質を低下させるおそれがある。
このような残留泡状定着液に起因する不具合を防止するため、泡状定着液を用いて定着を行う定着装置では、残留泡状定着液を塗布部材の表面から回収することが望ましい。
【００１０】
しかしながら、残留泡状定着液として回収した泡状定着液は、塗布部材に供給されたときよりも嵩密度が上昇していたとしても、液状の定着液（以下、液状定着液とよぶ）に比べて嵩密度が低く、質量に対する嵩が多い状態となっている。定着液が泡状であることにより泡状化されていない液状定着液に対して体積が数十倍にも膨れ上がることがある。このため、定着液を泡状のまま収容しようとすると大きな収容器が必要となる。泡状定着液は経時で自然に消泡して体積は徐々に小さくなるが、自然に消泡するには時間を要するため、連続印刷に対応するためには塗布部材から回収され、消泡する前の泡状定着液を収容する大きな収容器が必要となる。このような泡状定着液を収容可能な大きな収容器を画像形成装置に配置すると、装置の大型化につながるという問題がある。
【００１１】
このため、残留泡状定着液は液化して液状定着液の状態で収容することが求められる。泡状定着液を液状定着液とする構成としては、泡状定着液を加熱して破泡させることで消泡させる消泡装置が考えられる。
しかし、泡状定着液を用いて定着を行う定着装置に泡状定着液を加熱して破泡させる消泡装置を配置する構成は、破泡させるための加熱処理にエネルギーを要し、湿式定着方式を採用することで熱定着方式に比べて省エネルギー化できるという利点が低減してしまう。
【００１２】
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、加熱するよりも少ないエネルギーで泡状定着液を消泡して液状定着液とすることができる消泡装置、並びにこれを備えた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】
【００１３】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、樹脂成分の少なくとも一部を溶解または膨潤させて記録媒体上に定着させる定着液の液中に気泡が分散した泡状定着液を破泡させて液状定着液とする消泡装置において、上記泡状定着液を消泡剤によって破泡させる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の消泡装置において、上記泡状定着液を回収して収容する定着液回収容器を備え、該定着液回収容器内に上記消泡剤を含有する消泡液を収容し、回収した該泡状定着液を該消泡液と接触させることで、該泡状定着液を破泡させて液状定着液として該消泡液と混合し、該定着液回収容器内の該液状定着液が混合した該消泡液の液量に応じて、該消泡剤を該消泡液に段階的に添加す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の消泡装置において、上記消泡剤が上記定着液回収容器内の一部に付設されている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３の消泡装置において、上記消泡剤を収容する消泡剤収容部材が上記定着液回収容器の内部壁面に付設され、該消泡剤収容部材は上記消泡液が接触すると溶解する材質からなり、該定着液回収容器内の該消泡液によって該消泡剤収容部材が溶解することにより、収容された該消泡剤が該消泡液に添加される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２乃至４のいずれか１項に記載の消泡装置において、上記消泡剤は上記定着液回収容器の内部壁面に高さの異なる複数箇所に付設されている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２乃至５のいずれか１項に記載の消泡装置において、上記定着液回収容器内の上記消泡液の液量に応じて、該消泡液に段階的に添加する該消泡剤の添加量を、該消泡液の液量が増加するにしたがって増量させ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２乃至６のいずれか１項に記載の消泡装置において、上記定着液回収容器内の上記消泡液を撹拌する撹拌手段を備えることを特徴とするものである。
また、請求項８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微粒子を軟化させる軟化剤を含有した液状定着液を液中に気泡が分散した泡状定着液とする定着液泡状化手段と、該樹脂微粒子からなる樹脂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微粒子を記録媒体に定着する定着装置において、上記泡状定着液を回収し、破泡させて上記液状定着液とする泡状定着液消泡手段を備え、該泡状定着液消泡手段として、請求項１乃至７のいずれか１項に記載の消泡装置を用い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８の定着装置において、上記定着液泡状化手段によって上記泡状定着液になり、上記定着液付与対象に付与されず、表面移動体に付着した状態の該泡状定着液を回収してクリーニングする泡状定着液クリーニング手段を備え、該泡状定着液クリーニング手段が回収した該泡状定着液を上記泡状定着液消泡手段によって上記液状定着液とす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８または９の定着装置を用いることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、泡状定着液を消泡剤によって破泡させるため、加熱するよりも少ないエネルギーで泡状定着液を消泡して液状定着液と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】
【００１５】
【図１】泡回収装置の概略を示す定着装置の説明図。
【図２】本実施形態に係るプリンタの要部を示す概略構成図。
【図３】同プリンタのプロセスユニットを示す拡大構成図。
【図４】本実施形態に係る定着装置の概略構成図。
【図５】本実施形態の定着装置の泡状定着液供給部の構成図。
【図６】本実施形態の定着装置の泡状定着液塗布部の構成図。
【図７】塗布ローラ及び膜厚調整ブレードの斜視説明図。
【図８】同定着装置における膜厚調整ブレードと塗布ローラとを示す拡大模式図。
【図９】図８よりも膜厚調整ギャップを狭くした状態の膜厚調整ブレードと塗布ローラとを示す拡大模式図。
【図１０】塗布ニップにおける塗布ローラ表面と転写紙とを拡大して示す拡大模式図。
【図１１】泡状定着液を示す拡大模式図。
【図１２】泡回収ベルトの上面図。
【図１３】消泡装置の斜視拡大図。
【図１４】消泡剤ホルダの拡大説明図。
【図１５】加圧ベルトを備える定着装置の概略構成図。
【図１６】液状定着液を用いる定着装置で定着液の膜厚が薄いときの説明図、（ａ）は、定着装置の概略説明図、（ｂ）は、転写紙に接触して定着液を塗布する塗布ローラと転写紙とが接触する塗布位置の拡大説明図。
【図１７】液状定着液を用いる定着装置で定着液の膜厚が十分に厚いときの説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明を適用した画像形成装置として、電子写真方式のタンデム方式のカラープリンタ（以下、単にプリンタ１００という）の実施形態について説明する。なお、本発明を適用した画像形成装置としては、プリンタに限るものではなく、複写機、ファクシミリ等、定着装置を備えた画像形成装置であれば適用可能である。
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、プリンタ１００の要部を示す概略構成図である。同図において、プリンタ１００は、イエロー（Ｙ），マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ），黒（Ｋ）のトナー像を形成する４つのプロセスユニット３（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）、転写ユニット２０、紙搬送ユニット２８、レジストローラ対１５、定着装置３０、図示しない光書込装置などを備えている。
転写ユニット２０は、トナー像担持体としての中間転写ベルト２５を備えており、この中間転写ベルト２５の上部の張架面に沿って、ブラック、イエロー、マゼンタ及びシアンの各色の画像形成ユニットである４つのプロセスユニット３（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）が配列されている。
【００１７】
４つのプロセスユニット３（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）の上方には、図示しない光書込装置が配置されている。例えば、プリンタ１００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、光書込装置のレーザーダイオードやＬＥＤ等の光源を駆動して、プロセスユニット３（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）におけるドラム状の感光体４（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）に向けて各レーザー光Ｌ１〜Ｌ４を照射する。この照射により、感光体４（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）の表面には静電潜像が形成され、この潜像は所定の現像プロセスを経由してトナー像になる。なお、符号の後に付されたＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋという添字は、イエロー，マゼンタ，シアン，黒用の仕様であることを示している。
【００１８】
プロセスユニット３（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）はそれぞれ、潜像担持体たる感光体４と、その周囲に配設される各種装置とを１つのユニットとして共通の支持体に支持するものであり、プリンタ本体に対して着脱可能になっている。プロセスユニット３（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）は使用するトナーの色が異なる点以外は同様の構成であり、図３は、４つのプロセスユニット３（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）のうちの一つのプロセスユニット３の拡大説明図である。
図３に示すように、４つのプロセスユニット３はそれぞれ、感光体４の他、現像装置６、帯電装置７、除電装置の除電ランプ８、ドラムクリーニング装置９等を備えている。また、中間転写ベルト２５を挟んで感光体４と対向する位置には、一次転写装置の一次転写ローラ２６が設けられている。
本実施形態の一次転写装置は、一次転写部材としてローラ状の一次転写ローラ２６を備え、中間転写ベルト２５を挟んで一次転写ローラ２６が感光体４に当接することで、感光体４の表面上に形成されたトナー像を中間転写ベルト２５に転写する一次転写ニップを形成する。一次転写部材としては、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。
【００１９】
感光体４としては、アルミニウム等の素管に、感光性を有する有機感光材の塗布による感光層を形成したドラム状のものを用いている。感光体としてはドラム状に限らず、無端ベルト状のものを用いても良い。
本実施形態の帯電装置７は、帯電バイアスが印加される帯電ローラを感光体４に当接させる接触型帯電方式の帯電装置である。帯電装置７は、感光体４に当接させた帯電ローラに帯電バイアスを印加することにより、感光体４の表面を一様に帯電する。帯電装置７としては、接触型帯電方式に限るものではなく、感光体４に対して非接触で帯電処理を行うスコロトロンチャージャ等を採用した非接触帯電方式の帯電装置を用いてもよい。
【００２０】
現像装置６は、図示しない磁性キャリアと非磁性トナーとを含有する二成分現像剤を用いて感光体４上の静電潜像にトナーを付着させてトナー像を得ることで、静電潜像を現像して可視化する二成分現象方式のものである。二成分現像剤の代わりに、磁性キャリアを含まない一成分現像剤によって現像を行う一成分現象方式のものを使用してもよい。感光体４の表面上で現像されたトナー像は、一次転写ニップで中間転写ベルト２５に一次転写される。
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微粒子からなり、これらの樹脂微粒子は、後述する定着液により溶解または膨潤する。現像装置６は、二成分現像剤を収容し撹拌する攪拌部と、現像ローラが配置された現像部とを有し、現像ローラの表面に供給され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。攪拌部における二成分現像剤のトナー濃度は、不図示のトナー濃度センサによって検出され、トナー濃度が、一定であるように制御されている。
【００２１】
一次転写ニップを通過した後の感光体４表面に付着している転写残トナーは、ドラムクリーニング装置９によって感光体４表面から除去される。ドラムクリーニング装置９によって感光体４表面から除去された転写残トナーは、不図示の回収スクリュ及びトナーリサイクル装置によって現像装置６に搬送され、再利用される。本実施形態では、ドラムクリーニング装置９として、ポリウレタンゴム製のクリーニングブレードによって転写残トナーを掻き取る方式のものを示しているが、他の方式によって転写残トナーを除去するものを用いてもよい。
除電ランプ８は、光照射によって感光体４の表面を除電する。
【００２２】
プロセスユニット３で感光体４の表面にトナー像を形成するときには、図２及び図３中の反時計回り方向に回転する感光体４の表面が帯電装置７によって一様帯電される。一様帯電がなされた感光体４の表面は不図示の光書込装置から画像情報に基づいたレーザー光Ｌが照射され、感光体４の表面に静電潜像が形成される。その後、感光体４の表面は現像装置６によって静電潜像が現像され、感光体４の表面にトナー像を形成される。
トナー像が形成された感光体４の表面は、一次転写ローラ２６との対向部である一次転写ニップでトナー像を中間転写ベルト２５に転写し、一次転写ニップを通過した感光体４の表面に残留する転写残トナーはドラムクリーニング装置９によって除去される。転写残トナーが除去された感光体４の表面は、除電ランプ８の光照射によって除電されて初期化され、帯電装置７による一様帯電から始まる次の画像形成に備える。
【００２３】
図２において、４つのプロセスユニット３（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）の感光体４（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）には、上述したプロセスによってＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋトナー像が形成される。４つのプロセスユニット３（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）の下方には、転写ユニット２０が配設されている。この転写ユニット２０は、複数の張架ローラ（２１、２２、２３）によって張架している中間転写ベルト２５を、感光体４（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）に当接させてＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋ用の一次転写ニップを形成している。そして、中間転写ベルト２５は駆動ローラ２１の回転駆動によって図中時計回り方向（図中の矢印Ａ方向）に無端移動する。
【００２４】
Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ用の一次転写ニップの近傍では、中間転写ベルト２５のベルトループ内側に配設された一次転写ローラ２６（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）によって中間転写ベルト２５を感光体４（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）に向けて押圧している。これら一次転写ローラ２６（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）には、それぞれ図示しない電源によって一次転写バイアスが印加されている。これにより、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ用の一次転写ニップには、感光体４（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）上のトナー像を中間転写ベルト２５に向けて静電移動させる一次転写電界が形成されている。図２中の時計回り方向の無端移動に伴ってＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋ用の一次転写ニップを順次通過していく中間転写ベルト２５のおもて面には、各一次転写ニップで各色トナー像が順次重ね合わせて一次転写される。この重ね合わせの一次転写により、中間転写ベルト２５のおもて面には４色重ね合わせトナー像（以下、４色トナー像という）が形成される。
【００２５】
転写ユニット２０の図中下方の中間転写ベルト２５を挟んで、転写バックアップローラ２３に対向する位置には、二次転写装置として機能する紙搬送ユニット２８が設けられている。紙搬送ユニット２８は、駆動ローラ２９ｂと二次転写ローラ２９ａとの２つの支持ローラの間に、無端状の紙搬送ベルト２９を掛け渡して無端移動させる構成である。この紙搬送ユニット２８は、自らの二次転写ローラ２９ａと、転写ユニット２０の中間転写ベルト２５との間に、紙搬送ベルト２９を挟み込んでいる。このような構成により、中間転写ベルト２５のおもて面と、紙搬送ベルト２９のおもて面とが当接する二次転写ニップが形成されている。二次転写装置としては、ベルト状の部材を中間転写ベルト２５に対向させる構成に限らず、ローラ状の部材を中間転写ベルト２５に対向させる構成であってもよい。
【００２６】
紙搬送ユニット２８の二次転写ローラ２９ａには図示しない電源によって二次転写バイアスが印加されている。一方、転写ユニット２０の中間転写ベルト２５のループ内で、中間転写ベルト２５が掛け回されている転写バックアップローラ２３は、接地されている。これにより、中間転写ベルト２５上の４色トナー像が二次転写ローラ２９ａに向かうように作用する二次転写電界が二次転写ニップに形成される。
【００２７】
二次転写ニップでは、中間転写ベルト２５上の４色トナー像が不図示の給紙装置から供給された記録媒体である転写紙Ｐに転写される。
この二次転写ニップの図中右側方には、レジストローラ対１５が配設されており、ローラ間に挟み込んだ転写紙Ｐを中間転写ベルト２５上の４色トナー像に同期させるタイミングで二次転写ニップに送り出す。二次転写ニップ内では、中間転写ベルト２５上の４色トナー像が二次転写電界やニップ圧の影響によって転写紙Ｐに一括二次転写され、転写紙Ｐの白色と相まってフルカラー画像となる。二次転写ニップを通過した転写紙Ｐは、中間転写ベルト２５から離間して、紙搬送ベルト２９のおもて面に保持されながら、その無端移動に伴って定着装置３０へと搬送される。
【００２８】
中間転写ベルト２５の複数の張架ローラ（２１、２２、２３）のうちのクリーニング対向ローラ２２に対して中間転写ベルト２５を挟んで対向する位置には、ベルトクリーニング装置２４が配置されている。二次転写ニップを通過した中間転写ベルト２５の表面には、二次転写ニップで転写紙Ｐに転写されなかった転写残トナーが付着しており、この転写残トナーは、ベルトクリーニングブレード２４ａが中間転写ベルト２５に当接するベルトクリーニング装置２４によって掻き取り除去される。
【００２９】
次に、定着装置３０について説明する。図４は、実施形態に係る定着装置３０の概略構成図である。
以下では、便宜上、泡を含まない通常の液体の状態の定着液を「液状定着液ＴＬ」といい、液中に気泡を含有して泡状となった定着液を「泡状定着液Ｂｕ」という。また、泡状定着液Ｂｕ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Ｂｕを「初期泡状定着液Ｂｕ１」といい、初期泡状定着液Ｂｕ１の状態から分泡して所望の泡径となった泡状定着液Ｂｕを「小径泡状定着液Ｂｕ２」という。さらに、後述する塗布ローラ４１の表面上で泡状定着液膜厚制御手段によって規制され所望の膜厚の状態の小径泡状定着液Ｂｕ２を泡状定着液膜Ｂｕ３という。また、詳細は後述する塗布ニップＣを通過した後の塗布ローラ４１の表面上に残留する泡状定着液Ｂｕを残留泡状定着液Ｂｕ４という。そして、何れの状態にも限定しない定着液を定着液Ｆという。
【００３０】
図４に示す定着装置３０は、転写紙Ｐに定着液Ｆを塗布する定着液付与手段である泡状定着液塗布部１４０と、泡状定着液生成手段である泡状定着液供給部１３０とを備える。そして、泡状定着液供給部１３０で生成した泡状定着液Ｂｕを、泡状定着液塗布部１４０で転写紙Ｐ上の未定着トナーＴに塗布する。泡状定着液塗布部１４０は、塗布ローラ４１や加圧ローラ４３などを備える。
泡状定着液供給部１３０は、初期泡状定着液Ｂｕ１を生成する気体・液体混合部３５と、初期泡状定着液Ｂｕ１にせん断力を付与して小径泡状定着液Ｂｕ２を生成する泡微細化部３８とを備える。
【００３１】
定着装置３０では、液状定着液ＴＬを構成する二つの定着用液として、軟化剤を含有する液（以下、軟化剤液３１０ａと称す）と起泡剤を含有する液（以下、起泡剤液３１０ｂと称す）とを独立して保管している。そして、泡状定着液Ｂｕを生成するときに軟化剤液３１０ａと起泡剤液３１０ｂとを液混合部４００で混合し、この混合によって得られた液状定着液ＴＬを泡状定着液供給部１３０に供給して、泡状定着液Ｂｕを生成する構成である。
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微粒子を軟化させる軟化剤としては、水と反応して加水分解してしまうものがある。このため、水を含む起泡剤液３１０ｂと軟化剤液３１０ａとは、本実施形態の定着装置３０のように、別々に保管し、使用時の泡状定着液Ｂｕを生成する直前に混合して使用することが望ましい。
【００３２】
図５は、定着装置３０の泡状定着液供給部１３０を示す拡大構成図であり、図６は、定着装置３０の泡状定着液塗布部１４０を示す拡大構成図である。また、図７は、定着装置３０が備える塗布ローラ４１及び膜厚調整ブレード４２とを図６中の矢印Ｇ方向から見た斜視説明図である。
【００３３】
泡状定着液供給部１３０は、軟化剤液収容器３１ａ内に収容されている軟化剤液３１０ａと起泡剤液収容器３１ｂ内に収容されている起泡剤液３１０ｂとを混合して得られる液状定着液ＴＬを泡化させ、得られた泡状定着液Ｂｕを塗布ローラ４１の表面上に供給するものである。
軟化剤液収容器３１ａ内の軟化剤液３１０ａは、軟化剤液搬送ポンプ３３ａを駆動することで軟化剤液搬送パイプ３４ａを通って液混合部４００に供給される。また、起泡剤液収容器３１ｂ内の起泡剤液３１０ｂは起泡剤液搬送ポンプ３３ｂを駆動することで起泡剤液搬送パイプ３４ｂを通って液混合部４００に供給される。
このとき、軟化剤液搬送ポンプ３３ａと起泡剤液搬送ポンプ３３ｂとの駆動を制御して、軟化剤液３１０ａの搬送量と起泡剤液３１０ｂの搬送量との比を調節する。このように２つの液の搬送量の比を調節することにより、２つの液を混合して成る液状定着液ＴＬにおける軟化剤液３１０ａと起泡剤液３１０ｂとの混合比を調節することが出来る。所定の混合比で供給された軟化剤液３１０ａと起泡剤液３１０ｂとを液混合部４００で混合し、この混合によって得られた液状定着液ＴＬを、液状定着液搬送パイプ３４０を介して気体・液体混合部３５に搬送する。
【００３４】
液搬送ポンプ３３（３３ａ及び３３ｂ）としては、ギヤポンプ、ベローズポンプ、チューブポンプ等を用いることが可能であるが、中でもチューブポンプを用いることが望ましい。ギヤポンプ等のように、定着用液が通過する経路内に振動機構や回転機構を構成する部品があると、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おそれがある。また、定着用液の経路内に振動機構や回転機構を構成する部品があると、その部品の材料が溶け込んで定着用液を汚染したり、逆に定着用液がその部品を劣化させたりする恐れがある。
【００３５】
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り、定着用液の経路内に振動機構や回転機構を構成する部品がなく、定着用液と接する部材はチューブだけである。このため、チューブとして搬送する定着用液に対して耐液性を有する部材を用いることで、定着用液の汚染や液搬送ポンプ３３を構成する部品の劣化を防止することが出来る。また、チューブを変形させるだけであるため、定着用液が起泡せず、液の起泡に起因する搬送能力の低下を防止できる。
液搬送ポンプ３３が搬送する液体が軟化剤液３１０ａや起泡剤液３１０ｂである場合に限らず、液状定着液ＴＬそのものを定着用液として収容する定着用液収容器から搬送する場合の液搬送ポンプ３３としてもチューブポンプを用いることが望ましい。この場合、チューブとして定着液Ｆに対して耐液性を有する部材を用いることで液の汚染や液搬送ポンプ３３を構成する部品の劣化を防止することが出来る。
【００３６】
気体・液体混合部３５には、空気口３６が設けられており、軟化剤液搬送ポンプ３３ａ及び起泡剤液搬送ポンプ３３ｂを駆動することによって気体・液体混合部３５に流入する液状定着液ＴＬの流れが発生するとともに、空気口３６に負圧が発生する。これにより、空気口３６から空気が気体・液体混合部３５に導入され、液状定着液ＴＬと空気とが混合し、さらに微小孔シート３７を通過することで、泡径のそろった大きな泡からなる初期泡状定着液Ｂｕ１を生成することができる。
【００３７】
微小孔シート３７の孔径は、例えば３０〜１００［μｍ］程度である。液状定着液ＴＬを発泡させる構成としては、図５に示す泡状定着液供給部１３０のように、微小孔シート３７を備える構成に限るものではなく、連泡構造の多孔質部材であればよい。例えば、孔径３０［μｍ］〜１００［μｍ］程度の連通孔を有する焼結セラミックス板や不織布、発泡樹脂シート等を用いてもよい。
液状定着液ＴＬから大きな泡からなる初期泡状定着液Ｂｕ１を生成する別の生成方法としては、液状定着液ＴＬと空気とを羽根状攪拌子で攪拌する方法がある。この方法では、羽根状攪拌子を配置した撹拌容器内に液状定着液ＴＬと空気と送り込み、羽根状攪拌子で攪拌することで液状定着液ＴＬに気泡を巻き込み、初期泡状定着液Ｂｕ１を生成する。
また、定着液貯留容器に液状定着液ＴＬを貯留して、貯留した液状定着液に空気供給ポンプ等でバブリングを行い、初期泡状定着液Ｂｕ１を生成する方法を採用してもよい。
【００３８】
気体・液体混合部３５としては何れの構成であっても、例えば０．５〜１［ｍｍ］程度の比較的大きな泡径の泡からなる初期泡状定着液Ｂｕ１をごく短時間で生成することができる。ただし、泡状定着液Ｂｕを定着に用いるときの泡としては、泡径が小さい方が望ましい。このため、定着装置３０では、気体・液体混合部３５で得られた初期泡状定着液Ｂｕ１を、泡微細化部３８で微細な泡径の泡からなる小径泡状定着液Ｂｕ２とする構成である。
【００３９】
気体・液体混合部３５で生成された初期泡状定着液Ｂｕ１は、泡搬送パイプ３８ｃを通って泡微細化部３８に供給される。泡微細化部３８は、初期泡状定着液Ｂｕ１にせん断力を付与することによって径の大きな一つの泡を二つ以上に分割して泡の微細化を行う。
泡微細化部３８は、外側円筒３８ａの中に内側円筒３８ｂを内包する二重円筒構造になっており、固定された外側円筒３８ａに対して内側円筒３８ｂが回転可能な構成となっている。外側円筒３８ａの泡搬送パイプ３８ｃが接続された箇所から外側円筒３８ａと内側円筒３８ｂとの隙間に初期泡状定着液Ｂｕ１を供給し、この隙間を通過させることで内側円筒３８ｂの回転により泡状定着液Ｂｕに対してせん断力を付与する。このせん断力の付与により、一つの大きな泡を二つ以上の微小な泡に分割し、泡状定着液Ｂｕを外側円筒３８ａと内側円筒３８ｂとの隙間を通過させる間に、所望の微小な泡径を有する小径泡状定着液Ｂｕ２を生成する。外側円筒３８ａと内側円筒３８ｂとの隙間を通過して小径泡状定着液Ｂｕ２となった泡状定着液Ｂｕは、外側円筒３８ａに設けられた出口から泡供給パイプ３８ｄへ、さらに、泡供給パイプ３８ｄの先端の泡供給ノズル３９から塗布ローラ４１の表面へと排出される。
二重円筒構造の泡微細化部３８としては、内側円筒３８ｂにらせん状の溝を設けて、外側円筒３８ａ内での泡状定着液Ｂｕの搬送性を向上させてもよい。
【００４０】
一般的に、初期泡状定着液Ｂｕ１のように泡径が０．５［ｍｍ］〜１［ｍｍ］程度で目視によって観察できる程度の大きな泡からなる泡状定着液の場合、液状定着液を単に撹拌する等により比較的容易に泡を生成可能である。このような大きな泡からなる泡状定着液の生成には、液状定着液から数秒以下の時間（０．１［秒］もかからない）で生成することができる。
そこで、本発明者らは、このように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からなる泡状定着液の生成は容易に、且つ、素早く生成できる点に着目した。そして、大きな泡からなる泡状定着液の状態から、泡径が５［μｍ］〜５０［μｍ］程度の微小な泡からなる泡状定着液を素早く生成する方法を鋭意検討した。その結果、大きな泡からなる泡状定着液にせん断力を加えることで、液状定着液の状態から起泡させて微小な泡径の泡状定着液を生成する方法に比べて、極めて素早く所望の大きさの微小な泡径の泡状定着液が生成できることがわかった。このとき、大きな泡からなる泡状定着液にせん断力を加えることで、大きな泡を分泡して小さな泡となっていると考えられる。
【００４１】
定着装置３０は、大きな泡生成部である気体・液体混合部３５と、泡微細化部３８とを組み合わせた構成である。気体・液体混合部３５では、液状定着液ＴＬを大きな泡径の泡からなる初期泡状定着液Ｂｕ１へと泡化させ、泡微細化部３８では、初期泡状定着液Ｂｕ１に剪断力を加えての大きな泡を微小な泡に分割する。このように、気体・液体混合部３５と、泡微細化部３８とを組み合わせることで、液状定着液ＴＬを５〜５０［μｍ］程度の微小な泡径の泡からなる小径泡状定着液Ｂｕ２に極めて短時間で変化させることができる。
【００４２】
図４及び図６に示すように、泡微細化部３８の泡供給ノズル３９から排出される小径泡状定着液Ｂｕ２は、泡状定着液塗布部１４０の塗布ローラ４１の表面に供給される。泡状定着液塗布部１４０は、図６に示すように、小径泡状定着液Ｂｕ２を転写紙Ｐ上の未定着トナーＴに付与する塗布ローラ４１を備える。また、泡状定着液塗布部１４０は、塗布ローラ４１の表面上に供給された小径泡状定着液Ｂｕ２の膜厚を制御する泡状定着液膜厚制御手段を構成する膜厚調整ブレード４２を備える。さらに、泡状定着液塗布部１４０は、塗布ローラ４１と膜厚調整ブレード４２とが対向する位置に対して、塗布ローラ４１の表面移動方向下流側で塗布ローラ４１と対向する位置に加圧ローラ４３を備える。
【００４３】
泡状定着液Ｂｕの嵩密度としては、０．０１〜０．１［ｇ／ｃｍ３］の範囲が望ましい。更に、定着液Ｆを付与した後に転写紙Ｐの表面に残液感を生じないようにするためには、泡の嵩密度としては、０．０１［ｇ／ｃｍ３］〜０．０２［ｇ／ｃｍ３］の範囲となることが好ましい。特に、少なくとも０．０２［ｇ／ｃｍ３］以下の嵩密度であることが望まれる。
これは以下の理由による。
すなわち、塗布ローラ４１が転写紙Ｐに泡状定着液Ｂｕを塗布する塗布ニップＣでの泡状定着液膜Ｂｕ３の膜厚は、トナー層の隙間を泡状定着液Ｂｕで埋めるために転写紙Ｐ上の未定着トナーＴのトナー層の厚み以上であることが必須条件である。このため、泡状定着液膜Ｂｕ３の膜厚は、おおよそ、５０［μｍ］〜８０［μｍ］が好ましい。一方、転写紙Ｐの表面への定着液Ｆの付与による定着後の残液感（ぬれたような感触）を抑制するためには、転写紙Ｐの単位面積当たりの定着液Ｆの付着量として、０．１［ｍｇ／ｃｍ２］以下が好ましい。このことから、泡状定着液Ｂｕの嵩密度としては、０．０１２５［ｇ／ｃｍ３］〜０．０２［ｇ／ｃｍ３］の範囲が好ましく、少なくとも０．０２［ｇ／ｃｍ３］以下の密度となることが望まれる。
【００４４】
また、定着液Ｆは、転写紙Ｐ等の記録媒体上のトナー等の樹脂含有微粒子の層への塗布時に泡状となっていればよく、定着用液として定着用液収容器３１（３１ａ及び３１ｂ）内で泡状である必要はない。このため、定着用液収容器３１中では気泡を含有しない液体の状態にしておき、容器から定着用液を供給する時点や、樹脂含有微粒子の層へ付与するまでの液搬送経路で泡状にすることが望ましい。これは、定着用液として定着用液収容器から定着用液を取り出した後に泡状とする構成により、定着用液の輸送体積や保存体積の減容を図って、輸送コストや保存コストを低減することができるためである。
【００４５】
図４及び図６に示すように、泡状定着液供給部１３０で生成された所望の泡径の小径泡状定着液Ｂｕ２は、泡状定着液供給口を備えた泡供給ノズル３９より塗布ローラ４１と膜厚調整ブレード４２との間に滴下され、塗布ローラ４１の表面に供給される。塗布ローラ４１の表面に供給された小径泡状定着液Ｂｕ２は、膜厚調整ブレード４２と塗布ローラ４１との対向部に到達する。
膜厚調整ブレード４２はその先端が所定の間隙を介して塗布ローラ４１の表面に対向するように配置されている。そして、塗布ローラ４１の表面上の小径泡状定着液Ｂｕ２が膜厚調整ブレード４２の先端と塗布ローラ４１の表面との間隙を通過することで、塗布ローラ４１表面上での膜厚が調整される。また、定着装置３０では、膜厚調整ブレード４２と塗布ローラ４１の表面との間隙を調節することで、小径泡状定着液Ｂｕ２を、転写紙Ｐ上の未定着トナーＴのトナー層の厚さに応じて最適な膜厚に制御された泡状定着液膜Ｂｕ３とすることが出来る。
ここで、泡状定着液膜Ｂｕ３の膜厚としては、小径泡状定着液Ｂｕ２の気泡の大きさ、泡粘度及び塗布加圧力並びに未定着トナーＴの層厚に応じて、泡状定着液Ｂｕの未定着トナーＴのトナー層への浸透時間に対して最適化した膜厚となることが求められる。
【００４６】
膜厚調整ブレード４２は、図８及び図９に示すように、片持ち支持された状態で、固定端側のブレード回動軸４２ａを中心にして回動することで、自らの先端と、塗布ローラ４１との間隙を変化させることができる。図示しない制御部が、不図示のブレード回動軸駆動モータの駆動を制御し、ブレード回動軸４２ａを回転させることによって、膜厚調整ブレード４２を回転させて前述の間隙を調整する。
ここで、泡状定着液膜Ｂｕ３の膜厚を薄くするときには、図８に示すように膜厚調整ブレード４２と塗布ローラ４１表面との間の間隙を狭くする。一方、泡状定着液膜Ｂｕ３の膜厚を厚くするときには、図９に示すように膜厚調整ブレード４２と塗布ローラ４１表面との間の間隙を広くする。このように膜厚調整ブレード４２の先端と塗布ローラ４１表面との間の間隙を調整することにより、泡状定着液膜Ｂｕ３の膜厚を制御することができる。
よって、未定着トナーＴのトナー層厚や環境温度等、更には泡状定着液Ｂｕの気泡の大きさ、泡粘度及び塗布加圧力等に応じて、定着液Ｆの未定着トナー層での浸透時間を調製するために最適な膜厚に泡状定着液膜Ｂｕ３を制御することができる。
【００４７】
また、定着装置３０では、図示していない光書込装置で用いる画像情報に基づいて、膜厚調整ブレード４２の回転を制御し、泡状定着液膜Ｂｕ３の膜厚を調整する。すなわち、転写紙Ｐに転写されたトナー像を形成する未定着トナーＴには、図示していない光書込装置で用いる画像情報（例えば、カラー画像または黒ベタ画像）に基づいて泡状定着液膜Ｂｕ３の膜厚が調整された泡状定着液Ｂｕが塗布される。これにより、各トナー像を形成する未定着トナーＴのトナー層の層厚に応じた泡状定着液Ｂｕの塗布を行うことができ、適切な定着条件でトナー像を転写紙Ｐに定着させることができる。
【００４８】
膜厚調整の構成としては、膜厚調整ブレード４２の代わりに、ワイヤーバーによって膜厚を調整してもよい。ワイヤーバーによって膜厚を調整する場合、上述した泡状定着液供給部１３０で生成される所望の泡径の小径泡状定着液Ｂｕ２は、泡状定着液供給口を備えた泡供給ノズル３９から塗布ローラ４１とワイヤーバーとの間に滴下される。このように、ワイヤーバーを泡状定着液膜厚制御手段として用いた場合、膜厚調整ブレード４２に比べ、塗布ローラ４１表面上における軸線方向の膜厚をより均一にすることが可能になる。
【００４９】
トナー像が形成された転写紙Ｐに泡状定着液Ｂｕを塗布するための塗布ローラ４１には、弾性ローラ部を具備する加圧ローラ４３が当接して塗布ニップＣを形成している。上述した紙搬送ベルト２９によって二次転写ニップから定着装置３０に向けて搬送される転写紙Ｐは、未定着トナー像を担持した画像面を塗布ローラ４１に向けた状態で塗布ニップＣ内に挟み込まれる。そして、塗布ニップＣ内において、塗布ローラ４１上の泡状定着液Ｂｕが画像面に塗布される。
【００５０】
次に定着装置３０の定着の原理について概説する。
定着装置３０は、樹脂の少なくとも一部を溶解または膨潤させることで樹脂を含有する微粒子を軟化させる軟化剤を含有した泡状定着液Ｂｕを、記録媒体等の定着液塗布対象の表面上の樹脂微粒子に付与する。これにより、定着液塗布対象の表面上の樹脂微粒子を軟化させ、樹脂微粒子を記録媒体に定着する定着方法を取っている。
定着装置３０の塗布ニップＣで泡状定着液Ｂｕを塗布された転写紙Ｐ上のトナー像は、塗布された定着液Ｆの作用によって軟化し、再び固化することによって、転写紙Ｐに対して定着される。トナー像が定着された転写紙Ｐは、プリンタ１００の装置外部に排出される。
言うまでもないことだが、ここで、表記している樹脂微粒子とは、特に何であるかを限定はしないが、画像形成装置に適用した場合だと、トナーのことを指す。
【００５１】
ここで、液状定着液を付与する従来の湿式定着方式を用いた定着装置について説明する。
上記特許文献１には、トナーを溶解または膨潤可能で、水に不溶または難溶である有機化合物が水に分散混合された水中油滴型の定着液を用いる湿式定着方式の定着装置が記載されている。この定着装置では、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に対して定着液を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構成である。
【００５２】
しかし、上記特許文献１の定着装置では、水に不溶または難溶である有機化合物が、水に分散混合された水中油滴型の定着液を用いている。このため、多量の定着液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（被定着物）が、定着液の水分を吸収し、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性を著しく損なうこととなる。そこで、乾燥装置を用いて、定着液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液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。
【００５３】
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、従来からいくつか提案されている。その一つとして例えば、上記特許文献２には、トナーを構成する樹脂成分を溶解または膨潤させる成分としての脂肪族二塩基酸エステル等を、希釈液（溶媒）である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、上記特許文献３には、定着液として、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の１００の容量に対し、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定着液が提案されている。これにより、静電気的方式で形成された未定着トナー像を形成するトナー粒子を、画像を乱すことなく鮮明にかつ容易に記録媒体上に固着できる。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。
【００５４】
このような従来の湿式定着方式では定着液を通常の液体状（液状定着液）のまま記録媒体上のトナー像に付与していた。このため、記録媒体上のトナー像に定着液を付与する構成として、塗布ローラを用いて定着液を塗布する構成の場合、記録媒体上のトナー像への定着液の微量塗布と塗布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という問題があった。この問題について図１６及び図１７を用いて説明する。
【００５５】
図１６は、従来の湿式定着方式の定着装置で、液状定着液ＴＬを塗布する液状塗布定着装置６０で定着液の膜厚が薄いときの説明図である。図１６（ａ）は液状塗布定着装置６０の概略説明図である。また、図１６（ｂ）は、液状塗布定着装置６０における塗布ローラ４１と転写紙Ｐとが接触する塗布ニップ近傍の拡大説明図である。
【００５６】
塗布ローラ４１を用いて転写紙Ｐ上の未定着トナーＴへ液状定着液ＴＬを塗布する構成において、液状定着液ＴＬを転写紙Ｐに微量付与するには、塗布ローラ４１上の液状定着液ＴＬの膜厚を薄くする必要がある。ここで、図１６（ａ）に示すように、塗布ローラ４１上の液状定着液ＴＬの膜厚を未定着トナーＴの厚みよりも薄くした場合、図１６（ｂ）のようになる。すなわち、塗布ローラ４１上の液状定着液ＴＬには、塗布ニップで塗布ローラ４１から転写紙Ｐに付与されるものの他に、図１６（ｂ）中の矢印Ｆ１で示すように塗布位置を通過した後も塗布ローラ４１の表面に残留するものがある。そして、塗布ローラ４１の表面が転写紙Ｐから分離する位置で、塗布ローラ４１の表面に残留する液状定着液ＴＬの液膜によって生じる表面張力（図１６（ｂ）中の矢印Ｆ２方向に働く力）で転写紙Ｐ上の未定着トナーＴのトナー粒子が引っ張られてしまう。これにより、塗布ローラ４１の表面にオフセットトナーＴａが付着し、塗布ローラ４１と剥離した後の転写紙Ｐ上の定着トナー層Ｔｂによって形成される画像が大幅に乱れてしまう。
【００５７】
逆に、塗布ローラ４１上の液状定着液ＴＬの膜厚を未定着トナーＴよりも十分厚くすると、図１７のようになる。図１７は、液状塗布定着装置６０で定着液の膜厚が十分に厚いときの説明図である。
図１７に示すように、塗布ローラ４１の表面が転写紙Ｐから分離する位置では、液状定着液ＴＬの液量が多いため塗布ローラ４１表面の液膜による表面張力が未定着トナーＴのトナー粒子に作用しにくくなる。これにより、塗布ローラ４１側にオフセットしたトナーが付着しにくくなる。しかし、転写紙Ｐの紙面に多量の液状定着液ＴＬが塗布されるため、過剰な液状定着液ＴＬにより転写紙Ｐ上のトナー粒子が流されて画質劣化を生じたり、転写紙Ｐに付与した液状定着液ＴＬの乾燥時間が長くなり定着応答性に問題が生じたりしてしまう。また、転写紙Ｐ上の定着画像に粘着感（タック感とも言う）が生じてしまうため、定着後の転写紙Ｐの画像面側に他の転写紙Ｐ等の何らかの他の媒体が重なった場合、画像面のトナー像がその媒体に張り付いてしまう問題（ブロッキング）が生じる。そして、貼り付いた後、この他の媒体と転写紙Ｐとを剥がそうとすると、定着画像を形成するトナーと媒体とが完全に剥がれず、定着画像が乱れることがある。
【００５８】
さらに、液状定着液ＴＬが水を含有するものであると、記録媒体として紙等のセルロースを含有する転写紙Ｐへの液状定着液ＴＬの塗布量が多い場合、紙等の転写紙Ｐが著しくカールし、画像形成装置などの装置内における記録媒体搬送時に紙詰まりが発生する恐れがある。
このように、塗布ローラ４１を用いて液状定着液ＴＬを塗布する構成では、液状定着液ＴＬの塗布量が多すぎると、トナー粒子が流されることによる画質劣化、液状定着液ＴＬの乾燥時間が長くなることによる定着応答性の低下という問題が生じる。さらに、記録媒体の材質によっては紙詰まりが発生しやすくなるという問題が生じる。一方、これらの問題を防止するために液状定着液ＴＬを微量塗布する構成とすると、上述したように塗布ローラ４１の表面にトナー粒子がオフセットしてしまう。よって、定着応答性向上や残液感低減やカール防止のために転写紙Ｐ上のトナー層に定着液を微量塗布することと塗布ローラ４１へのトナーオフセットを防止することとを両立することが極めて難しい。なお、記録媒体に接触して定着液を塗布する接触塗布手段として、ダイコート手段、ブレード塗布手段、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。
【００５９】
以上のように、接触塗布手段によって液状定着液ＴＬを塗布する構成では、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とを両立することが極めて難しい。また、液状定着液を塗布するときの定着液微量塗布と樹脂微粒子層を乱さず均一塗布することとを両立することが極めて難しいという問題は、記録媒体上のトナーに限ったことではなく、媒体上の樹脂微粒子層に液状定着液を付与する構成ではどの場合も生じる問題である。
【００６０】
定着液の微量塗布とトナーオフセットの防止とを両立することができる定着方式として、上記特許文献４には、定着液を液中に気泡が分散した泡状定着液とし、この泡状定着液を塗布ローラを用いて記録媒体上のトナー像に塗布する構成が記載されている。このように、定着液を泡状とすることにより定着液の嵩密度を下げることが出来るため、従来よりも少量の定着液で塗布ローラ表面上の定着液の膜厚を厚くすることが出来、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出来、泡状の定着液は通常の液体状の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。よって、上記特許文献４のように泡状定着液を用いて定着を行うことにより、従来よりも少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ことができる。
そして、本実施形態の定着装置３０も上記特許文献４と同様に定着液を泡状にして記録媒体上のトナー層に塗布する構成である。
【００６１】
また、上記特許文献４に記載の定着装置は、塗布部材である塗布ローラ上の泡状定着液の膜厚を制御する泡状定着液膜厚制御手段を備えている。そして、塗布ローラが記録媒体に接して泡状定着液を記録媒体上の樹脂微粒子に付与している時間が、塗布ローラによって塗布される泡状定着液が記録媒体上の樹脂微粒子層を浸透して記録媒体に到達する浸透時間より同じ又は長くなるように膜厚を制御する。これにより、樹脂微粒子の塗布ローラへのオフセット付着を防止でき、樹脂微粒子を乱すことなく、かつ樹脂微粒子を担持した記録媒体に定着液を塗布した後は素早く樹脂微粒子の記録媒体への定着が可能となる。このため、定着応答性に優れた定着を行うことができる。
【００６２】
図１０は、本実施形態の定着装置３０において塗布ローラ４１が転写紙Ｐと接触する部分（塗布ニップＣ）の拡大説明図である。
定着装置３０は、定着液Ｆを嵩密度の低い泡状定着液Ｂｕの状態で転写紙Ｐに塗布することで、少量であっても、転写紙Ｐ上のトナー層よりも定着液Ｆの層を厚くすることができる。更に、泡状にすることで、塗布ローラ４１表面上の定着液Ｆの表面張力によるトナーの引き込みを防止することができる。これらの結果、塗布ローラ４１へのトナーのオフセットを有効に抑えることができ、オフセットによる白抜け画像の発生を解消することができる。
【００６３】
未定着トナーＴのトナー粒子の平均粒径が５〜１０［μｍ］程度である場合、未定着トナーＴのトナー層を乱すことなく泡状定着液Ｂｕを未定着トナーＴに付与するには、泡状定着液Ｂｕの泡径範囲を５〜５０［μｍ］程度にすることが望ましい。定着装置３０では、泡微細化部３８での泡微細化により、このような微細な径の泡をつくり出している。
【００６４】
また、泡微細化部３８で微細化した泡は、図１１に示すように、気泡Ｂｕ−Ａと、それぞれの気泡Ｂｕ−Ａを区切る液膜境界Ｂｕ−Ｂ（以下、プラトー境界と称することがある）とから構成されている。
【００６５】
定着装置３０の加圧ローラ４３は、弾性層としてスポンジ素材を用いている。ここで、塗布ニップＣでは、定着液Ｆが未定着トナーＴのトナー層に浸透して、転写紙Ｐまで到達した後に、塗布ローラ４１とトナー層とが分離するように、転写紙Ｐの塗布ニップ通過時間のタイミングを設定するする必要がある。
定着装置３０では、転写紙Ｐの塗布ニップ通過時間（例えば先端が塗布ニップＣの入口に進入してから先端が塗布ニップＣの出口から排出される間での時間）を、５０［ｍｓ］（ミリ秒）から３００［ｍｓ］の範囲に設定している。これにより、転写紙Ｐの塗布ニップ通過時間を、泡状定着液Ｂｕの浸透時間と同じかそれ以上にしている。そして、この範囲の転写紙Ｐの塗布ニップ通過時間を確保するために、小さな加圧力の変化で比較的大きく変形可能なスポンジ素材からなる弾性層を備えた加圧ローラ４３を用いている。加圧ローラ４３は、塗布ローラ４１の押圧により撓む（塗布ローラ４１に沿って変形する）材質であればよく、例えば、ゴム、合成樹脂等からなるものを用いることができ、特に限定されない。
【００６６】
塗布ニップ通過時間（以下、ニップ時間という）については、「ニップ時間＝（ニップ幅）／（紙の搬送速度）」という計算式によって算出することが可能である。転写紙Ｐ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。
一方、ニップ幅は、次の方法で求めることが出来る。まず、塗布ローラ全面に乾燥しない着色塗料を薄くつけて、転写紙Ｐを塗布ローラ４１及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）して転写紙Ｐに着色塗料を付着させる。そして、転写紙Ｐ上の着色部（通常長方形の形に着色）における紙搬送方向の長さを測定することでニップ幅を求めることができる。
転写紙Ｐ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定着液Ｆ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。
【００６７】
図４に示す定着装置３０では、加圧ローラ４３を弾性多孔質体（以下、スポンジと記す）とすることで、転写紙Ｐの搬送速度に応じて、塗布ローラ４１とスポンジの加圧ローラ４３の軸間距離を変更し、ニップ幅を変えることが容易になる。加圧ローラ４３の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。
【００６８】
定着液Ｆ中には樹脂を軟化する軟化剤または膨潤する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４３に定着液Ｆが万が一付着した場合、スポンジ素材が軟化する等の不具合が発生する恐れがある。このため、スポンジ素材の樹脂材は、軟化剤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、ローラ部がスポンジ素材からなる加圧ローラ４３については、ローラ表面を可撓性フィルムで覆った構成であってもよい。このような構成であれば、スポンジ素材が軟化剤または膨潤剤で劣化する素材であっても、軟化剤または膨潤剤により軟化や膨潤を示さない可撓性フィルムで覆うことでスポンジローラ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、スポンジを覆う可撓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）、金属材料などが適する。
【００６９】
図４に示す定着装置３０において、塗布ローラ４１とローラ部がスポンジからなる加圧ローラ４３とが常時接触している場合、転写紙Ｐが搬送されていない時に塗布ローラ４１上の泡状定着液Ｂｕがスポンジの加圧ローラ４３に付着し汚す恐れがある。この付着を防止する狙いから、紙先端検知手段（図示せず）を塗布ニップＣに転写紙Ｐが搬送される手前に設け、紙先端検知信号に応じて、転写紙Ｐの先端から後方にのみ泡状定着液Ｂｕ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Ｂｕを供給することが望ましい。
【００７０】
また、定着装置３０においては、不図示の接離機構により、待機時には塗布ローラ４１と加圧ローラ４３とを互いに離間させ、塗布時のみ、塗布ローラ４１と加圧ローラ４３とを当接させる構成とすることが望ましい。このような構成では、塗布ローラ４１と加圧ローラ４３とを互いに離間させた待機時の状態から上記紙先端検知手段による転写紙Ｐの先端検知の検知結果に基づいて、接離機構を駆動し、塗布ローラ４１と加圧ローラ４３とを当接させる。そして、紙先端検知手段による転写紙Ｐの後端検知、または、別に設けた不図示の紙後端検知手段による転写紙Ｐの後端検知の検知結果に基づいて、接離機構を駆動し、塗布ローラ４１と加圧ローラ４３とを離間させる。
【００７１】
図４及び図６に示すように定着装置３０は、塗布ニップＣを通過した後の塗布ローラ４１の表面上をクリーニングする泡回収装置７０を備える。泡回収装置７０は、泡回収ブレード７１によって塗布ニップＣで塗布ローラ４１から転写紙Ｐに移行しきれなかった泡状定着液Ｂｕである残留する残留泡状定着液Ｂｕ４、及び転写紙Ｐから移行した少量のオフセットトナーＴａを除去する。
【００７２】
図１は、泡回収装置７０の概略を示す定着装置３０の説明図である。
泡回収装置７０は、泡回収ブレード７１、図１中の矢印Ｉ方向に表面移動する泡回収ベルト７７、泡掻き取りブレード８３、及び、消泡装置８０を備える。
【００７３】
塗布ニップＣでは、転写紙Ｐは、表面上のトナー像に塗布ローラ４１の表面上の泡状定着液Ｂｕが塗布され、加圧ローラ４３によって加圧され、塗布ニップＣを通過した転写紙Ｐはプリンタ１００の装置外部へ排紙される。ここで、塗布ニップＣで塗布ローラ４１から転写紙Ｐに移行しきれなかった泡状定着液Ｂｕ（残留泡状定着液Ｂｕ４）が塗布ローラ４１の表面に残留する。この残留泡状定着液Ｂｕ４には、転写紙Ｐから移行したオフセットトナーＴａが僅かではあるが含まれている。残留泡状定着液Ｂｕ４及び少量のオフセットトナーＴａは、泡回収装置７０の泡回収ブレード７１によってかき取られて塗布ローラ４１の表面上から除去される。
泡回収ブレード７１でかき取られた残留泡状定着液Ｂｕ４は、泡回収ベルト７７の上部表面上に落下し、泡回収ベルト７７の表面移動によって移動する。その後、残留泡状定着液Ｂｕ４は、泡回収ベルト７７に近接または接触する泡掻き取りブレード８３によって泡回収ベルト７７の表面上から掻き取られ、消泡装置８０の回収容器８１内に落下する。
【００７４】
図１に示す泡回収装置７０では、泡掻き取りブレード８３は泡回収ベルト７７の表面移動方向に対してカウンター方向に当接している。しかし、泡掻き取りブレード８３は単に泡回収ベルト７７から残留泡状定着液Ｂｕ４を剥離させればよいだけなので、泡掻き取りブレード８３と泡回収ベルト７７との摩擦抵抗による負荷を軽減するために、泡掻き取りブレード８３を泡回収ベルト７７の表面移動方向に対してトレーリング方向に当接させても良い。
【００７５】
図１２は、図１に示す泡回収ベルト７７の上面図である。
図１２に示すように、泡回収ベルト７７の上部表面上には、泡回収ベルト７７の表面移動方向に直交する方向の泡の移動を規制する二つの泡ガイド部材７３（第一泡ガイド部材７３ａ、第二泡ガイド部材７３ｂ）が配置されている。
泡掻き取りブレード８３によって塗布ローラ４１から掻き取られた残留泡状定着液Ｂｕ４は、泡回収ベルト７７の上部表面上に落下し、泡回収ベルト７７の表面移動によって図１２中の矢印Ｉ方向に移動する。このとき、残留泡状定着液Ｂｕ４は、第一泡ガイド部材７３ａ及び第二泡ガイド部材７３ｂによって泡回収ベルト７７の表面移動方向に直交する方向（幅方向）の移動が規制され、幅方向の片側端部に寄せられる。このように残留泡状定着液Ｂｕ４が寄せられる側の泡回収ベルト７７の下方に回収容器８１を配置することで、塗布ニップＣを通過し、プリンタ１００の装置外部に向かう転写紙Ｐの搬送に影響を及ぼさない位置で、泡状定着液Ｂｕの破泡処理を行うことが可能と成る。
【００７６】
次に、本実施形態の消泡装置８０の特徴部について説明する。
図１３は、消泡装置８０の斜視拡大図である。図１及び図１３に示すように、消泡装置８０は、回収容器８１の内側の壁面に消泡剤ブロック９０を配置している。また、回収容器８１内には、水に対する消泡剤の質量が１［％］以内となるように調節されたスタート液としての消泡液ＢＬが予め収容されている。
回収容器８１内には回収液撹拌子８２が配置されており、回収液撹拌子８２を駆動することで、落下してきた残留泡状定着液Ｂｕ４と消泡液ＢＬとを撹拌する。これにより、消泡液ＢＬに含まれる消泡剤としての成分が残留泡状定着液Ｂｕ４に作用し、残留泡状定着液Ｂｕ４の泡が破泡して直ちに消泡する。これにより、回収した残留泡状定着液Ｂｕ４を液状定着液ＴＬの状態で回収容器８１内に収容することができる。
消泡装置８０では、残留泡状定着液Ｂｕ４が破泡した液状定着液ＴＬは消泡液ＢＬと混合した状態で回収容器８１内に収容される。
また、液状定着液ＴＬが混合することで消泡液ＢＬが増量するが、消泡液ＢＬの増量による液面の上昇に伴い、消泡剤ブロック９０を形成する消泡剤が消泡液ＢＬ中に溶け出すため、消泡液ＢＬ中の消泡剤の濃度を一定の範囲内とすることができる。
【００７７】
液状定着液ＴＬは同じ質量の泡状定着液Ｂｕと比較して、１／１０〜１／５０程度の体積である。また、本実施形態の定着装置３０で用いる定着液Ｆは泡状定着液Ｂｕの状態での泡沫安定性を高めた材料組成であるため、泡状定着液Ｂｕを放置するのみでは完全に液化するまでに長時間を要し、泡の状態のまま収容すると回収した定着液を収容するスペースが大型化してしまう。
これに対して、本実施形態の定着装置３０では、泡状定着液Ｂｕを消泡装置８０で積極的に液化して液状定着液ＴＬの状態で保存することにより、回収した定着液を収容するスペース（定着装置３０では回収容器８１）の小型化を図ることができ、定着装置３０全体の小型化を図ることができる。
また、消泡装置８０では、残留泡状定着液Ｂｕ４を消泡剤によって破泡させるため、加熱するよりも少ないエネルギーで泡状定着液Ｂｕを消泡して液状定着液ＴＬとすることができる。
【００７８】
回収容器８１内の消泡液ＢＬの攪拌はマグネチクスタラーにより回収液撹拌子８２が回転して液を攪拌する。また、泡回収ベルト７７によって搬送された残留泡状定着液Ｂｕ４は、回収容器８１に落下して回収液撹拌子８２により攪拌され消泡液ＢＬと接触することで消泡される。
ここで、経時の画像形成動作及び定着動作に伴い、残留泡状定着液Ｂｕ４が回収容器８１に送られ続けて残留泡状定着液Ｂｕ４が消泡されるにつれて、回収容器８１で回収された液状定着液ＴＬの積算量が増加する。液状定着液ＴＬの積算量が増加すると、スタート液に含まれていた消泡剤だけでは消泡液ＢＬ中の消泡剤の濃度が低くなり消泡効果が低下する。一方、消泡剤の濃度低下を防止するために、消泡剤の量を多めに含有した高濃度の消泡液ＢＬをスタート液として用いたとしても、オフセットトナーや凝集物に消泡剤が吸着して消泡効果が低下してしまう。
【００７９】
このような問題に対して、本実施形態の消泡装置８０は、消泡剤ホルダ９１によって、消泡剤ブロック９０を回収容器８１の内部壁面に高さの異なる複数箇所に付設している。また、消泡剤ブロック９０は、ポリビニルアルコール（以下、ＰＶＡ）の薄層からなる消泡剤収容部材に消泡剤を収容する部材である。なお、図１４は、消泡剤ホルダ９１の拡大説明図である。
【００８０】
消泡装置８０では、経時の画像形成動作及び定着動作に伴い、回収容器８１に回収された液状定着液ＴＬの積算量が増加するため、この液状定着液ＴＬを含有する消泡液ＢＬの液量が増量し、消泡液ＢＬの液面の位置が上昇する。このときに、消泡液ＢＬが各消泡剤ブロック９０の位置に到達する毎に、消泡剤を収容するＰＶＡの消泡剤収容部材が溶解して、消泡剤が消泡液ＢＬ中に添加される。これにより、回収容器８１内の消泡液ＢＬの液量に応じて、消泡剤を消泡液に段階的に添加することが出来る。消泡剤が添加された消泡液ＢＬが回収液撹拌子８２で撹拌することで、添加前に消泡剤の濃度低下や凝集物等に対する消泡剤の吸着によって消泡効果が低下した消泡液ＢＬの消泡効果を復帰させることができる。
【００８１】
消泡装置８０のように、消泡剤ブロック９０を回収容器８１の内部壁面に高さの異なる複数箇所に付設することで、消泡剤を段階的に添加するための電気的な制御や供給動力を必要とすることなく消泡効果を維持することができた。これにより、安価な装置でコンパクトなそれでいて信頼性の高い消泡装置を実現することができた。
なお、消泡剤収容部材の材質としては、ＰＶＡに限るものではなく、水に触れると溶解する材質であればよい。さらに、水で溶解する材質に限らず、消泡液ＢＬに含まれる材料と接触することで溶解する材質であればよい。
【００８２】
また、図１３及び図１４に示すように、消泡装置８０は、回収容器８１の下方から順に第一消泡剤ブロック９０ａ〜第五消泡剤ブロック９０ｅまで、５つの消泡剤ブロック９０を配置している。
この５つの消泡剤ブロック９０としては、上方に配置した消泡剤ブロック９０ほど消泡剤収容部材に収容される消泡剤の量を多くすることが好ましい。これは、上方に配置した消泡剤ブロック９０ほど、消泡剤が添加されるときの消泡液ＢＬの液量が多くなり、消泡剤の濃度を保つためにはより多くの消泡剤が必要となるためである。
【００８３】
また、本実施形態の定着装置３０で用いる定着液Ｆは、軟化剤、可溶化剤、起泡剤、増泡剤、水溶性樹脂及び希釈剤といった構成材料からなり、これらは安全性の優れた材料である。また、オフセットトナーが混ざっているが、含有量は僅かである。このため、泡状定着液Ｂｕの状態で回収し、破泡させることで得た液状定着液ＴＬをそのまま破棄しても安全上の問題はない。
しかし、環境負荷を考えると９２［％］程度の水分と前述の構成材料を分離して回収することが望ましい。このような問題に対して、泡状定着液Ｂｕを破泡させる消泡剤として、一般的には凝集剤として用いられる硫酸アルミニウムを用いることが有効であることが分かった。
このような凝集剤としての作用を有する硫酸アルミニウムを消泡剤として用いることにより、液状定着液ＴＬと消泡液ＢＬとを混合したときに、液状定着液ＴＬに含まれる構成材料が塩を形成し、水分と分離した状態となる。
このように水分と分離した塩を濾過等により回収したあとに、液状定着液ＴＬを含有する消泡液ＢＬを破棄することで環境負荷を軽減することができる。
【００８４】
また、凝集剤としての作用を有する消泡剤を用いた場合、泡は短時間に消去するが回収容器８１に蓄積された定着液を含む消泡液ＢＬは白濁し、トナーが混ざっているので灰白色の濁った状態であった。
それらによって生じる問題は消泡剤が、混ざっているトナー、白濁している粒子などに吸着して消泡剤の濃度が低下した状態になってしまう。このような問題に対して消泡装置８０では、段階的に消泡剤を添加しているため、経時で消泡剤の濃度が低下しても新たに添加される消泡剤によって消泡性能を復帰させることができる。
【００８５】
また、定期的に消泡剤を添加する構成としては、濃度センサや、適正濃度を供給する滴下装置を備えた構成が考えられる。しかし、濃度センサや滴下装置を備えた構成では、消泡装置の大型化・複雑化を招き、コスト、信頼性など多くの課題が生じてしまう。
これに対して、消泡装置８０では、消泡剤ブロック９０を回収容器８１の内部壁面に高さの異なる複数箇所に付設し、回収容器８１内の消泡液ＢＬが各消泡剤ブロック９０の高さまで到達すると、消泡剤が消泡液ＢＬに添加される構成となっている。これにより、経時の画像形成動作及び定着動作に伴い、回収容器８１内の消泡液ＢＬの液面の上昇に合わせて段階的に消泡剤を消泡液ＢＬに添加することができる。これにより、濃度センサや滴下装置を新たに追加することなく、消泡剤による消泡効果を維持することが出来る。また、消泡装置８０が備える消泡剤ブロック９０は、消泡剤が薄層のＰＶＡなどのに適量、内包されていおり、回収容器８１内の液体に含まれる水によって消泡剤収容部材が溶解して混合されることで消泡効果が復帰する。
【００８６】
本実施形態の定着装置３０は、塗布ニップＣを通過した転写紙Ｐはプリンタ１００の装置外に排出されるが、塗布ニップＣからプリンタ１００の装置外に向かう転写紙Ｐの搬送経路に、転写紙Ｐを挾持搬送する一対の平滑ローラ（ハードローラ）を設けてもよい。塗布ニップＣを通過するときに定着液が塗布され軟化したトナー層を担持する転写紙Ｐを一対の平滑ローラによって挾持し加圧することによって、トナーの層の表面を平滑化して、トナー画像に光沢を付与することができる。さらに、平滑ローラで挾持することで、軟化したトナー層を転写紙Ｐに押し込むことができ、転写紙Ｐに対するトナー層の定着性を向上させることができる。
【００８７】
図１５は、本発明を適用した定着装置３０の他の例の概略構成図である。
図１５に示す定着装置３０では、図４に示す定着装置３０が備える加圧ローラ４３の代わりに、加圧ベルト４３０を備えている。加圧ベルト４３０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。
【００８８】
図４を用いて説明した定着装置３０と同様に、図１５に示す定着装置３０の泡状定着液供給部１３０は、初期泡状定着液Ｂｕ１を生成する気体・液体混合部３５と、初期泡状定着液Ｂｕ１をせん断力で分泡して小径泡状定着液Ｂｕ２を生成する泡微細化部３８とを備える。そして、泡状定着液供給部１３０で生成した泡状定着液Ｂｕを泡供給ノズル３９から塗布ローラ４１の表面に供給する。一方、不図示の制御部は不図示のブレード回動軸駆動モータの駆動を制御することによって、膜厚調整ブレード４２と塗布ローラ４１表面との間の間隙を調整する。これにより、塗布ローラ４１の表面に供給された泡状定着液Ｂｕは、この間隙を通過することで最適な膜厚の泡状定着液膜Ｂｕ３となって塗布ニップＣに供給される。
【００８９】
図１５に示す定着装置３０のように、塗布ニップＣを形成する部材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、塗布ニップＣを形成する部材にベルトを用いる構成としては、図１５に示すように加圧部材にベルト部材を用いる構成に限らず、塗布ローラ４１の代わりにベルト状の塗布部材を用い、加圧部材をローラ状の部材を用いる構成であっても良い。
このように、塗布部材または加圧部材の少なくとも一方をベルト状の部材とする構成にすることで、ニップ幅を容易に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。
【００９０】
本実施形態の定着装置３０では、液状定着液ＴＬを構成する軟化剤液３１０ａと起泡剤液３１０ｂとを独立して保管しているが、これに限るものではない。軟化剤と起泡剤とを含有した液状定着液ＴＬを定着用液収容器３１内で保管し、この液状定着液ＴＬから泡状定着液生成手段によって泡状定着液Ｂｕを生成する構成としてもよい。液状定着液ＴＬの状態で保管する構成では、複数の定着液成分液を混合して定着液を作製する定着液作製手段が不要であるため、装置の構成を簡略化できる。
【００９１】
次に、定着液Ｆの組成について説明する。定着装置３０で用いる定着液Ｆは、少なくとも軟化剤と起泡剤とを含有する。
【００９２】
先ず、軟化剤について説明する。
軟化剤は、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ことで樹脂微粒子を軟化させる機能を有する。
軟化剤としては、エステル化合物であることが好ましい。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または膨潤させる溶解性または膨潤性に優れている。上記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。
【００９３】
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。すなわち、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。すなわち、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。
【００９４】
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）〕を用いることができる。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。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、不快臭及び刺激臭を有さないことが好ましい。
【００９５】
上記脂肪族エステルは、飽和脂肪族エステルを含む。上記脂肪族エステルが、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、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。
【００９６】
よって、定着液としては、上記飽和脂肪族エステルが「Ｒ１ＣＯＯＲ２」の一般式で表される化合物を含むものを用いることが望ましい。この化合物の一般式におけるＲ１は、炭素数が１１以上１４以下のアルキル基を示しており、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を示している。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。定着液としては、上記飽和脂肪族エステルが「Ｒ１ＣＯＯＲ２」の一般式で表される化合物を含むものを用いることにより、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、「Ｒ１ＣＯＯＲ２」の一般式で表される化合物の臭気指数は、１０以下であり、不快臭及び刺激臭を有さない。
【００９７】
「Ｒ１ＣＯＯＲ２」の一般式で表される化合物を含む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。上記化合物を含む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、上記化合物を含む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。
本実施形態における油性とは、室温（２０［℃］）における水に対する溶解度が、０．１［ｗ％］以下である性質を意味する。
【００９８】
上記飽和脂肪族エステルを使用するときにその加水分解を抑制するには、上述した「Ｒ１ＣＯＯＲ２」の一般式で表される化合物の加水分解物である「Ｒ１ＣＯＯＨ」と「Ｒ２ＯＨ」との少なくとも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、エタノールまたは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１［ｗｔ％］から３０［ｗｔ％］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。
【００９９】
また、定着液としては、上記脂肪族エステルが脂肪族ジカルボン酸エステルを含むものを用いることが望ましい。上記脂肪族エステルが、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、６０［ｐｐｍ］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。上記脂肪族エステルが、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。
【０１００】
よって、定着液としては、上記脂肪族ジカルボン酸エステルが「Ｒ３（ＣＯＯＲ４）２」の一般式で表される化合物を含むものを用いることが望ましい。この化合物の一般式におけるＲ３は、炭素数が３以上８以下のアルキレン基を示しており、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を示している。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。定着液としては、上記脂肪族ジカルボン酸エステルが「Ｒ３（ＣＯＯＲ４）２」の一般式で表される化合物を含むものを用いることにより、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、「Ｒ３（ＣＯＯＲ４）２」の一般式で表される化合物の臭気指数は、１０以下であり、不快臭及び刺激臭を有さない。
【０１０１】
「Ｒ３（ＣＯＯＲ４）２」の一般式で表される化合物を含む上記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。上記化合物を含む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。
【０１０２】
更に、本発明における定着液において、上記脂肪族エステルは、脂肪族ジカルボン酸ジアルコキシアルキルを含むことが望ましい。上記脂肪族エステルが、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。
【０１０３】
定着液としては、上記脂肪族ジカルボン酸ジアルコキシアルキルが「Ｒ５（ＣＯＯＲ６−Ｏ−Ｒ７）２」の一般式で表される化合物を含むものを用いることが望ましい。この化合物の一般式におけるＲ５は、炭素数が２以上８以下のアルキレン基を示しており、Ｒ６は、炭素数が２以上４以下のアルキレン基を示し、Ｒ７は、炭素数が１以上４以下のアルキル基を示している。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。定着液としては、上記脂肪族ジカルボン酸ジアルコキシアルキルが「Ｒ５（ＣＯＯＲ６−Ｏ−Ｒ７）２」の一般式で表される化合物を含むものを用いることにより、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、「Ｒ５（ＣＯＯＲ６−Ｏ−Ｒ７）２」の一般式で表される化合物の臭気指数は、１０以下であり、不快臭及び刺激臭を有さない。
【０１０４】
上記化合物を含む上記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。上記化合物を含む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には、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、溶解またはマイクロエマルジョンの形態とする。
【０１０５】
上記脂肪酸エステルではないが、上記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−オンなどを軟化剤として用いることができる。
【０１０６】
また、上記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。
【０１０７】
液状定着液ＴＬにおける上記軟化剤の含有量は、０．５［ｗｔ％］〜５０［ｗｔ％］が好ましく、５［ｗｔ％］〜４０［ｗｔ％］がより好ましい。上記軟化剤の含有量が、０．５［ｗｔ％］未満であると、トナーに含まれる樹脂を溶解乃至膨潤させる効果が不十分になることがあり、５０［ｗｔ％］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。
【０１０８】
次に、液状定着液ＴＬが含有する溶解助剤について説明する。
定着液Ｆ中の軟化剤の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Ｆ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、定着液Ｆにおける上記多価のアルコール類の含有量は、１［ｗｔ％］〜３０［ｗｔ％］の範囲が好ましい。上記多価のアルコール類の含有量が、３０［ｗｔ％］を超えると、起泡性がむしろ劣化するため適さない。
【０１０９】
次に、起泡剤について説明する。
アニオン系界面活性剤は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。この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、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３０のように、液状定着液ＴＬを泡状定着液Ｂｕとして用いる場合、定着液Ｆ中の軟化剤の濃度が高いほど、定着液Ｆの起泡性及び泡状定着液Ｂｕの泡沫安定性が悪くなり、起泡し難くなったり、泡状定着液Ｂｕが破泡し易くなったりするおそれがある。起泡し難いと嵩密度の低いの泡状定着液Ｂｕを得ることが出来ず、所望の嵩密度の泡状定着液Ｂｕを得たとしても、泡状定着液Ｂｕが破泡し易いと塗布ニップＣで完全に破泡してしまい液状定着液ＴＬを塗布する構成と同様の問題が生じる。
【０１１０】
ここで、泡沫安定性とは、泡状となった定着液が液状となり難い性質をいう。本実施形態の定着装置３０で未定着トナーに付与する泡状定着液Ｂｕとしては、泡の状態で１分間放置しても消泡せず、泡の状態を保てる程度の泡沫安定性を有することが望ましい。
【０１１１】
本発明者らは、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、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。
【０１１２】
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。
ここで、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、アニオン系界面活性剤、脂肪酸塩（炭素数としては、１２〜１８）を含有したもの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。
【０１１３】
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とが定着液の系内で、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。
【０１１４】
また、脂肪酸塩の炭素数１２〜１８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。そこで、定着液中の脂肪酸塩としては単独の脂肪酸塩でもよいが、炭素数１２〜１８の脂肪酸塩を混合する方がさらに優れた定着液となる。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：ステアリン酸塩の質量比で、０：６：３：１や１：５：３：１、または、１：４：４：１などが適する。
【０１１５】
上記アニオン系界面活性剤の液状定着液ＴＬ中の含有量は、０．１［ｗｔ％］〜２０［ｗｔ％］が好ましく、０．５［ｗｔ％］〜１０［ｗｔ％］がより好ましい。上記アニオン系界面活性剤の液状定着液ＴＬ中の含有量が、０．１［ｗｔ％］未満であると、起泡性が不十分になることがあり、上記アニオン系界面活性剤の液状定着液ＴＬ中の含有量が、２０［ｗｔ％］を超えると、定着液の粘度が高くなり、起泡性が低下する可能性がある。
【０１１６】
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。定着液中における軟化剤の濃度が１０［ｗｔ％］未満であると、脂肪酸を含有しなくても起泡性は問題ない。しかし、定着液中における軟化剤の濃度が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定着液中の含有量が３０［ｗｔ％］である場合において、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。
ただし、定着液における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、５：５〜１：９の範囲とした場合起泡性が優れている。
【０１１７】
なお、同じ炭素数の脂肪酸と脂肪酸塩の組み合わせだけでなく、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み合わせや、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組み合わせのように、炭素数が１２〜１８の範囲で異なる組み合わせであってもよい。要は、炭素数１２〜１８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、嵩密度の極めて低い泡化を可能とする。
【０１１８】
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１２〜１８の脂肪酸を含有した定着液であっても、軟化剤濃度の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、組み合わせとして最も優れているのは脂肪酸塩との組み合わせである。
【０１１９】
更に、脂肪酸塩としては、脂肪酸ナトリウム塩、脂肪酸カリウム塩、脂肪酸アミン塩が適している。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、１：０．５〜１：０．９の範囲と脂肪酸比率を高くすることで、ケン化反応後、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塩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。
【０１２０】
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１〜３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、上述した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よい。
【０１２１】
泡状定着液Ｂｕにおいて、塗布ニップＣに到達する前に泡状定着液Ｂｕが破泡すると液状定着液ＴＬを塗布する構成と同様の問題が生じる。そこで生成した泡状定着液Ｂｕが泡の状態で塗布ニップＣまで到達できるような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。
【０１２２】
次に、液状定着液ＴＬが含有する溶媒について説明する。
上記溶媒としては、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。
上記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２０［ｍＮ／ｍ］〜３０［ｍＮ／ｍと］することが好ましい。上記アルコール類としては、泡状定着液Ｂｕ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。
【０１２３】
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、ソルビタンモノステレート及び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及び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。
【０１２４】
なお、定着液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や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、強いせん断応力を液状定着液ＴＬに加えることで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。
【０１２５】
本実施形態で用いる樹脂微粒子はトナーであるが、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、例えば、導電性部材を含有した樹脂微粒子でもよい。上記樹脂微粒子のうち、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み合わせにおいて最も定着に対する効果が高い。
また、上記トナーは、着色剤、帯電制御剤、結着樹脂及び離型剤を含有し、更に必要に応じてその他の成分を含有してなる。上記トナーが含有する上記結着樹脂としては、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。また、上記離型剤としては、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。また、上記着色剤としては、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。
【０１２６】
また、上記トナーが含有する上記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。
また、上記トナーが含有する上記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。
【０１２７】
また、泡状定着液Ｂｕ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、定着液が泡状となった泡状定着液Ｂｕ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望ましい。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２０［ｍＮ／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［ｍＮ／ｍ］〜３０［ｍＮ／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、泡状定着液Ｂｕの表面張力は、２０［ｍＮ／ｍ］〜３０［ｍＮ／ｍ］であることが好ましい。
【０１２８】
本実施形態では、定着液塗布対象である記録媒体として転写紙Ｐを用いているが、記録媒体としては紙に限定されず、金属、樹脂、セラミックス等の何れでもよい。ただし、定着液塗布対象は定着液に対し浸透性を有することが好ましく、定着液塗布対象の基板が液浸透性を持たない場合は、その基板上に液浸透層を有する定着液塗布対象であることが好ましい。
上記媒体の形態もシート状に限定されず、平面や曲面を有する立体物でもよい。
また、紙等の媒体に透明樹脂微粒子を均一に定着させ媒体表面を保護する（所謂、ニスコート）用途においても、本発明は適用できる。
上記媒体のうち、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。
【０１２９】
〔実験例〕
次に、本発明を適用した定着装置３０の定着性を確認した実験例について説明する。
以下、本実験例で使用した定着液の調整方法について説明する。
【０１３０】
＜脂肪酸トリエタノールアミン塩の調整＞
まず、起泡剤液が含有する脂肪酸トリエタノールアミン塩の製法について説明する。
脂肪酸トリエタノールアミン塩全体の重量パーセントを１００［ｗｔ％］としたときに、脂肪酸であるミリスチン酸（関東化学試薬）を３５．１［ｗｔ％］、パルミチン酸（関東化学試薬）を２６．３［ｗｔ％］、ステアリン酸（関東化学試薬）を８．８［ｗｔ％］及び中和剤であるトリエタノールアミンを２９．８［ｗｔ％］となるようにそれぞれ計量する。そして、これらを液温８０［℃］のイオン交換水中で３０分間スターラー（１００［ｒｐｍ］）で撹拌した後、室温になるまで自然冷却することで脂肪酸トリエタノールアミン塩を得る。これを以下に説明する起泡剤液に用いる。
【０１３１】
＜起泡剤液と軟化剤液との調整（１）＞
以下、本実験例で用いる起泡剤液と軟化剤液との一つ目の組み合わせについて説明する。
起泡剤を含有する液（起泡剤液３１０ｂ）としては、起泡剤液３１０ｂ全体の重量パーセントを１００［ｗｔ％］としたときに、上記脂肪酸トリエタノールアミン塩（脂肪酸ＴＥＡ塩）を６．７［ｗｔ％］、増泡剤である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）を０．８［ｗｔ％］及びイオン交換水を９２．５［ｗｔ％］、これらをあらかじめ超音波ホモジナイザーにて３分間撹拌して混合した液である。ここで得た起泡剤液３１０ｂを液状定着液ＴＬの全体を１００［ｗｔ％］としてときの６０［ｗｔ％］をＰＥＴ（ポリエチレンテレフタラート）樹脂からなるボトル容器（起泡剤液収容器３１ｂ）に入れた。
また、軟化剤を含有する液（軟化剤液３１０ａ）としては、プロピレンカーボネート（関東化学試薬社製：以下、ＰＣとも呼ぶ）を用い、液状定着液ＴＬの全体を１００［ｗｔ％］としてときの４０［ｗｔ％］をＰＥＴ樹脂からなるボトル容器（軟化剤液収容器３１ａ）に入れた。
【０１３２】
＜起泡剤液と軟化剤液の調整（２）＞
次に、本実験例で用いる起泡剤液と軟化剤液との二つ目の組み合わせについて説明する。
起泡剤を含有する液（起泡剤液３１０ｂ）としては、起泡剤液３１０ｂ全体の重量パーセントを１００［ｗｔ％］としたときに、脂肪酸トリエタノールアミン塩（脂肪酸ＴＥＡ塩）を４．５［ｗｔ％］、増泡剤である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）を０．６［ｗｔ％］、及び、イオン交換水を９４．９［ｗｔ％］をあらかじめ超音波ホモジナイザーにて３分間撹拌して混合した液である。ここで得た起泡剤液３１０ｂを液状定着液ＴＬの全体を１００［ｗｔ％］としてときの９０［ｗｔ％］をＰＥＴ（ポリエチレンテレフタラート）樹脂からなるボトル容器（起泡剤液収容器３１ｂ）に入れた。
また、軟化剤を含有する液（軟化剤液３１０ａ）としては、コハク酸ジエトキシエチル（クローダ社、クローダＤＥＳ：以下、ＤＥＳとも呼ぶ）を用い、液状定着液ＴＬの全体を１００［ｗｔ％］としてときの１０［ｗｔ％］をＰＥＴ樹脂からなるボトル容器（軟化剤液収容器３１ａ）に入れた。
【０１３３】
上記の軟化剤液３１０ａと起泡剤液３１０ｂとを混合して液状定着液ＴＬとし、さらに泡状定着液Ｂｕとする泡状定着液供給部１３０としては、図５に示す構成のものを用いた。
本実験例で用いた泡状定着液供給部１３０は、ＰＥＴ樹脂からなる２つのボトル（軟化剤液収容器３１ａ及び起泡剤液収容器３１ｂ）を備え、液搬送ポンプ３３（３３ａ、３３ｂ）としてチューブポンプ（チューブ内径２［ｍｍ］、チューブ材質：シリコーンゴム）を備える。また、各部材を接続する液搬送流路（軟化剤液搬送パイプ３４ａ、起泡剤液搬送パイプ３４ｂ、液状定着液搬送パイプ３４０及び泡搬送パイプ３８ｃ）は、内径２［ｍｍ］のシリコーンゴムチューブである。気体・液体混合部３５内に配置された所望の泡径よりも大きい状態の初期泡状定着液Ｂｕ１を生成するための微小孔シート３７は、ステンレス製メッシュシート（開口部約４０［μｍ］）という構成になっている。泡状定着液供給部１３０は、上述した２つのボトル、チューブポンプ、液搬送流路、及び、気体・液体混合部３５によって大きな泡の生成部を構成する。
【０１３４】
また、泡状定着液供給部１３０の泡微細化部３８は、上述した大きな泡生成部で生成された初期泡状定着液Ｂｕ１から所望の泡径の小径泡状定着液Ｂｕ２を生成する。この泡微細化部３８は、固定軸に固定された内側円筒３８ｂが不図示の回転駆動モータによって回転する。二重円筒構造を構成する外側円筒３８ａ及び内側円筒３８ｂの材質はＰＥＴ樹脂とした。外側円筒３８ａの内径ｄ１は１０［ｍｍ］、外側円筒３８ａの内部の長さＬ１は１２０［ｍｍ］、内側円筒３８ｂの外径ｄ２は８［ｍｍ］、内側円筒３８ｂの長さＬ２は１００［ｍｍ］とした。内側円筒３８ｂの回転数は、３００［ｒｐｍ］とし、回転時間は１０秒間とした。
【０１３５】
泡状定着液供給部１３０で生成した泡状定着液Ｂｕを転写紙Ｐに付与する泡状定着液塗布部１４０としては、図１、図６及び図７に示す構成のものを用いた。
膜厚調整ブレード４２の先端と塗布ローラ４１との間隙よりも塗布ローラ４１の表面移動方向上流側の表面に上述した泡状定着液供給部１３０で生成した泡状定着液Ｂｕが供給される構成である。膜厚調整ブレード４２の先端と塗布ローラ４１の表面との間隙は、４０［μｍ］に設定した。
加圧ローラ４３は、アルミ合金製ローラ（φ１０［ｍｍ］）を芯金とし、外径φ５０［ｍｍ］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」）で形成したスポンジローラーである。
塗布ローラ４１は、ＰＦＡ（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）樹脂を焼付け塗装したＳＵＳ（ステンレス鋼）製ローラ（φ３０［ｍｍ］）である。
膜厚調整ブレード４２は、アルミニウム合金製支持板に厚み１［ｍｍ］の平板ガラスを接着したものであり、ガラス面を塗布ローラ４１側に向け、１０［μｍ］から１００［μｍ］の範囲で塗布ローラ４１とガラス面との隙間を制御できるように構成している。
また、紙搬送速度は、１５０［ｍｍ／ｓ］という構成になっている。
【０１３６】
定着装置３０の塗布ニップＣでは、転写紙Ｐは塗布ローラ４１と加圧ローラ４３との表面移動によって搬送される。その際、塗布ニップＣを通過した塗布ローラ４１の表面上には、転写紙Ｐに移動しなかった残留泡状定着液Ｂｕ４が存在し、さらに、僅かではあるがオフセットトナーＴａが混ざった状態である。
本実験例で用いた定着装置３０は、図１に示すように、残留泡状定着液Ｂｕ４を塗布ローラ４１から回収する泡回収装置７０を備え、泡回収装置７０が回収した残留泡状定着液Ｂｕ４を消泡装置８０の回収容器８１に回収される。なお、図１に示す泡回収装置７０では、泡回収ベルト７７に対して泡掻き取りブレード８３がカウンター方向に当接しているが、本実験例ではトレーリング方向に当接する配置としている。また、定着装置３０の駆動が停止すると泡回収ベルト７７は、塗布ローラ４１から回収し、泡回収ブレード７１の周辺や泡回収ベルト７７に残留する残留泡状定着液Ｂｕ４を回収容器８１に搬送するまで駆動を続けてから停止する。
【０１３７】
本実験例の実施例１〜４及び比較例１〜２の各条件の詳細は後述し、実験結果を表１に示す。
【０１３８】
【表１】
2012003115.tif 000003
【０１３９】
次に、本発明を適用した装置の各実施例と、本発明を適用したものとは異なる装置の各比較例の条件について説明する。
【０１４０】
〔実施例１〕
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転写紙ＰとしてのＰＰＣ用紙（リコーＴ−６２００、Ａ４紙）に形成させた。トナー層の厚みは２０〜３０［μｍ］であった。
泡状定着液供給部１３０において、上記「起泡剤液と軟化剤液との調整（１）」に基づいてＰＣ系定着液を作成し、気体・液体混合部３５及び泡微細化部３８によって泡状定着液Ｂｕを生成した。この泡状定着液Ｂｕを泡状定着液塗布部１４０の塗布ローラ４１上で厚さ約１００［μｍ］の泡状定着液膜Ｂｕ３として、塗布ニップＣで未定着トナーＴが形成された転写紙Ｐの上に塗布した。
【０１４１】
そして、実施例１では、消泡剤としては一般的に凝集剤として用いられる硫酸アルミニウム（硫酸バンド）を用いた。容量が１．５［Ｌ］の回収容器８１内にスタート液としての硫酸アルミニウムの０．８［％］水溶液からなる消泡液ＢＬを予め収容しておき、回収液撹拌子８２で消泡液ＢＬの撹拌を行う。さらに、回収容器８１内の内壁面には消泡剤としての硫酸アルミニウムを薄層のＰＶＡによって内包して形成される消泡剤ブロック９０を、消泡剤ホルダ９１を用いて配置した。本実施例１では、容量が１．５［Ｌ］の回収容器８１に３００［ｍＬ］のスタート液を入れたところ、回収容器８１の底からスタート液の液面までの高さが３５［ｍｍ］であった。このような構成で、スタート液の液面から上方に高さ方向に３０［ｍｍ］毎に消泡剤ブロック９０を三箇所配置した。なお、経時で液状定着液ＴＬが混合される消泡液ＢＬの液量が増量し、液面が上昇すると、消泡液ＢＬの粘度も上昇するため、回収液撹拌子８２の回転数も少しずつ上昇させるように制御する。このような実施例１の泡回収装置７０では、残留泡状定着液Ｂｕ４が消泡した液状定着液ＴＬによって液量が増量する消泡液ＢＬが１．３［Ｌ］となるまでを回収することができた。
【０１４２】
〔実施例２〕
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転写紙ＰとしてのＰＰＣ用紙（リコーＴ−６２００、Ａ４紙）に形成させた。トナー層の厚みは２０〜３５［μｍ］であった。
泡状定着液供給部１３０において、上記「起泡剤液と軟化剤液との調整（２）」に基づいてＤＥＳ系定着液を作成し、気体・液体混合部３５及び泡微細化部３８によって泡状定着液Ｂｕを生成した。この泡状定着液Ｂｕを泡状定着液塗布部１４０の塗布ローラ４１上で厚さ約８０［μｍ］の泡状定着液膜Ｂｕ３として、未定着トナーＴが形成された転写紙Ｐの上に塗布した。
【０１４３】
実施例２では、消泡剤としてシリコーン系の消泡剤（粉末型のＫＭ−８８Ｐ：信越化学工業製）を用いた。容量が１．５［Ｌ］の回収容器８１内に、スタート液としての粉末型のＫＭ−８８Ｐを１．０［％］含有する水溶液からなる消泡液ＢＬを予め収容しておき、回収液撹拌子８２で消泡液ＢＬの撹拌を行う。さらに、回収容器８１内の内壁面には消泡剤としての粉末型のＫＭ−８８Ｐを薄層のＰＶＡによって内包して形成される消泡剤ブロック９０を、消泡剤ホルダ９１を用いて配置した。本実施例２も実施例１と同様に、容量が１．５［Ｌ］の回収容器８１に３００［ｍＬ］のスタート液を入れたところ、回収容器８１の底からスタート液の液面までの高さが３５［ｍｍ］であった。このような構成で、スタート液の液面から上方に高さ方向に３０［ｍｍ］毎に消泡剤ブロック９０を三箇所配置した。なお、経時で液状定着液ＴＬが混合される消泡液ＢＬの液量が増量し、液面が上昇すると、消泡液ＢＬの粘度も上昇するため、回収液撹拌子８２の回転数も少しずつ上昇させるように制御する。このような実施例２の泡回収装置７０では、残留泡状定着液Ｂｕ４が消泡した液状定着液ＴＬによって液量が増量する消泡液ＢＬが１．３［Ｌ］となるまでを回収することができた。
【０１４４】
〔実施例３〕
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転写紙ＰとしてのＰＰＣ用紙（リコーＴ−６２００、Ａ４紙）に形成させた。トナー層の厚みは２０〜３０［μｍ］であった。
泡状定着液供給部１３０において、上記「起泡剤液と軟化剤液との調整（２）」に基づいてＤＥＳ系定着液を作成し、気体・液体混合部３５及び泡微細化部３８によって泡状定着液Ｂｕを生成した。この泡状定着液Ｂｕを泡状定着液塗布部１４０の塗布ローラ４１上で厚さ約９５［μｍ］の泡状定着液膜Ｂｕ３として、未定着トナーＴが形成された転写紙Ｐの上に塗布した。
【０１４５】
実施例３では、消泡剤としてポリアクリル酸アミドを用いた。容量が１．５［Ｌ］の回収容器８１内に、スタート液としての粉末状のポリアクリル酸アミドを１．０［％］含有する水溶液からなる消泡液ＢＬを予め収容しておき、回収液撹拌子８２で消泡液ＢＬの撹拌を行う。さらに、回収容器８１内の内壁面には消泡剤としての粉末状のポリアクリル酸アミドを薄層のＰＶＡによって内包して形成される消泡剤ブロック９０を、消泡剤ホルダ９１を用いて配置した。本実施例３も実施例１と同様に、容量が１．５［Ｌ］の回収容器８１に３００［ｍＬ］のスタート液を入れたところ、回収容器８１の底からスタート液の液面までの高さが３５［ｍｍ］であった。このような構成で、スタート液の液面から上方に高さ方向に３０［ｍｍ］毎に消泡剤ブロック９０を三箇所配置した。なお、経時で液状定着液ＴＬが混合される消泡液ＢＬの液量が増量し、液面が上昇すると、消泡液ＢＬの粘度も上昇するため、回収液撹拌子８２の回転数も少しずつ上昇させるように制御する。このような実施例３の泡回収装置７０では、残留泡状定着液Ｂｕ４が消泡した液状定着液ＴＬによって液量が増量する消泡液ＢＬが１．３［Ｌ］となるまでを回収することができた。
【０１４６】
〔実施例４〕
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転写紙ＰとしてのＰＰＣ用紙（リコーＴ−６２００、Ａ４紙）に形成させた。トナー層の厚みは２０〜３０［μｍ］であった。
泡状定着液供給部１３０において、上記「起泡剤液と軟化剤液との調整（１）」に基づいてＰＣ系定着液を作成し、気体・液体混合部３５及び泡微細化部３８によって泡状定着液Ｂｕを生成した。この泡状定着液Ｂｕを泡状定着液塗布部１４０の塗布ローラ４１上で厚さ約９０［μｍ］の泡状定着液膜Ｂｕ３として、未定着トナーＴが形成された転写紙Ｐの上に塗布した。
【０１４７】
実施例４では、消泡剤としてポリアクリル酸アミドを用いた。容量が１．５［Ｌ］の回収容器８１内に、スタート液としての粉末状のポリアクリル酸アミドを１．０［％］含有する水溶液からなる消泡液ＢＬを予め収容しておき、回収液撹拌子８２で消泡液ＢＬの撹拌を行う。さらに、回収容器８１内の内壁面には消泡剤としての粉末状のポリアクリル酸アミドを薄層のＰＶＡによって内包して形成される消泡剤ブロック９０を、消泡剤ホルダ９１を用いて配置した。本実施例４も実施例１と同様に、容量が１．５［Ｌ］の回収容器８１に３００［ｍＬ］のスタート液を入れたところ、回収容器８１の底からスタート液の液面までの高さが３５［ｍｍ］であった。このような構成で、スタート液の液面から上方に高さ方向に３０［ｍｍ］毎に消泡剤ブロック９０を三箇所配置した。なお、経時で液状定着液ＴＬが混合される消泡液ＢＬの液量が増量し、液面が上昇すると、消泡液ＢＬの粘度も上昇するため、回収液撹拌子８２の回転数も少しずつ上昇させるように制御する。このような実施例４の泡回収装置７０では、残留泡状定着液Ｂｕ４が消泡した液状定着液ＴＬによって液量が増量する消泡液ＢＬが１．３［Ｌ］となるまでを回収することができた。
【０１４８】
実施例１〜実施例４の構成では、消泡剤の濃度が０．８［％］〜３．０［％］の範囲で同様の実験を行ったところ、消泡効果が持続した。
【０１４９】
〔比較例１〕
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転写紙ＰとしてのＰＰＣ用紙（リコーＴ−６２００、Ａ４紙）に形成させた。トナー層の厚みは２０〜３０［μｍ］であった。
泡状定着液供給部１３０において、上記「起泡剤液と軟化剤液との調整（１）」に基づいてＰＣ系定着液を作成し、気体・液体混合部３５及び泡微細化部３８によって泡状定着液Ｂｕを生成した。この泡状定着液Ｂｕを泡状定着液塗布部１４０の塗布ローラ４１上で厚さ約９５［μｍ］の泡状定着液膜Ｂｕ３として、未定着トナーＴが形成された転写紙Ｐの上に塗布した。
【０１５０】
比較例１では、消泡剤を用いず、容量が１．５［Ｌ］の回収容器８１内に、スタート液としての純水のみからなる消泡液ＢＬを予め収容しておき、回収液撹拌子８２で消泡液ＢＬの撹拌を行う。本比較例１も実施例１と同様に、容量が１．５［Ｌ］の回収容器８１に３００［ｍＬ］のスタート液を入れたところ、回収容器８１の底からスタート液の液面までの高さが３５［ｍｍ］であった。なお、実施例１〜４と同様に経時で回収液撹拌子８２の回転数を少しずつ上昇させるように制御し、消泡性能を確認した。
【０１５１】
〔比較例２〕
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転写紙ＰとしてのＰＰＣ用紙（リコーＴ−６２００、Ａ４紙）に形成させた。トナー層の厚みは２０〜３０［μｍ］であった。
泡状定着液供給部１３０において、上記「起泡剤液と軟化剤液との調整（２）」に基づいてＤＥＳ定着液を作成し、気体・液体混合部３５及び泡微細化部３８によって泡状定着液Ｂｕを生成した。この泡状定着液Ｂｕを泡状定着液塗布部１４０の塗布ローラ４１上で厚さ約１００［μｍ］の泡状定着液膜Ｂｕ３として、未定着トナーＴが形成された転写紙Ｐの上に塗布した。
【０１５２】
比較例２では、消泡剤を用いず、容量が１．５［Ｌ］の回収容器８１内に、スタート液としての純水のみからなる消泡液ＢＬを予め収容しておき、回収液撹拌子８２で消泡液ＢＬの撹拌を行う。本比較例１も実施例１と同様に、容量が１．５［Ｌ］の回収容器８１に３００［ｍＬ］のスタート液を入れたところ、回収容器８１の底からスタート液の液面までの高さが３５［ｍｍ］であった。なお、実施例１〜４と同様に経時で回収液撹拌子８２の回転数を少しずつ上昇させるように制御し、消泡性能を確認した。
【０１５３】
比較例１及び比較例２の定着装置３０では、回収容器８１に対して泡状定着液Ｂｕを１００［ｍｇ／秒］で１［時間］投入し続けたところ回収容器８１から泡が溢れ出した。これは、３６０［ｇ］の泡状定着液Ｂｕを回収すると泡が溢れ出したことになる。液状定着液ＴＬの比重は、約１［ｇ／ｍＬ］であるため、液状定着液ＴＬにしたときに約３６０［ｍＬ］となる泡状定着液Ｂｕを回収したところで溢れ出したことになる。これにスタート液分の３００［ｍＬ］を加えた６６０［ｍＬ］の液が回収容器８１内にある状態で泡が溢れ出したことになる。これは、１．３［Ｌ］の液まで回収できた実施例１〜４と比較して回収能力は不十分であり、消泡性及び消泡持続性が不十分であることが確認された。
【０１５４】
上記実施例１〜実施例４は、消泡装置８０の回収容器８１に消泡剤を含有した消泡液ＢＬのスタート液を入れ、回収容器８１の内壁面に追加する消泡剤を収容する消泡剤ブロック９０を段階的に配置している。このような構成では、残留泡状定着液Ｂｕ４の回収当初はスタート液に含有する消泡剤の消泡作用により残留泡状定着液Ｂｕ４が消泡して液状定着液ＴＬとなる。さらに、経時で液状定着液ＴＬが混合される消泡液ＢＬの液量が増えると、その液面の上昇によって消泡液ＢＬと接触した消泡剤ブロック９０のＰＶＡの薄層からなる消泡剤収容部材が、消泡液ＢＬ中の水分によって溶解する。これにより、消泡剤収容部材に内包された消泡剤が消泡液ＢＬ中の溶け出し、撹拌分離することで、経時によって消泡効果が低減した消泡液ＢＬの消泡効果を復帰することが出来る。このため、消泡液ＢＬでの消泡性能を持続することができ、回収した泡が溢れることなく、回収容器８１内に収容される。
一方、比較例１及び比較例２は、スタート液に消泡剤が含有されておらず、さらに、消泡剤の添加も行われないため、回収容器８１が直ぐに泡状定着液Ｂｕで満たされてしまい短時間で回収容器８１が一杯になるという不具合が生じてしまう。
【０１５５】
以上、本実施形態の定着装置３０が備える消泡装置８０は、樹脂成分であるトナーの少なくとも一部を溶解または膨潤させて記録媒体である転写紙Ｐ上に定着させる定着液Ｆの液中に気泡が分散した泡状定着液Ｂｕを破泡させて液状定着液ＴＬとする消泡装置である。そして、消泡装置８０は、泡状定着液Ｂｕを消泡剤によって破泡させるため、加熱するよりも少ないエネルギーで泡状定着液Ｂｕを消泡して液状定着液ＴＬとすることができる。
【０１５６】
また、消泡装置８０は、泡状定着液Ｂｕを回収して収容する定着液回収容器である回収容器８１を備え、回収容器８１内に消泡剤を含有する消泡液ＢＬを収容し、回収した泡状定着液Ｂｕを消泡液ＢＬと接触させることで、泡状定着液Ｂｕを破泡させて液状定着液ＴＬとして消泡液ＢＬと混合し、回収容器８１内の液状定着液ＴＬが混合した消泡液ＢＬの液量に応じて、消泡剤を消泡液ＢＬに段階的に添加する。消泡剤を含有する消泡液ＢＬは、回収した液状定着液ＴＬの積算量が増加するためと、スタート液に含まれていた消泡剤だけでは経時で消泡液ＢＬ中の消泡剤の濃度が低くなり消泡効果が低下する。しかし、消泡剤の濃度低下を防止するために、消泡剤の量を多めに含有した高濃度の消泡液ＢＬをスタート液として用いたとしても、オフセットトナーや凝集物に消泡剤が吸着して消泡効果が低下してしまう。これに対して、消泡剤を消泡液ＢＬに段階的に添加することで、添加前に消泡剤の濃度低下や凝集物等に対する消泡剤の吸着によって消泡効果が低下した消泡液ＢＬの消泡効果を復帰させることができる。
【０１５７】
また、消泡装置８０は、消泡剤が消泡剤ブロック９０として回収容器８１内の一部に付設されている。これにより、簡易な構成で、回収容器８１内の消泡液ＢＬに消泡剤を添加する構成を実現できる。
【０１５８】
また、消泡装置８０は、消泡剤収容部材が消泡剤を収容して形成される消泡剤ブロック９０が回収容器８１の内部壁面に付設され、消泡剤収容部材は消泡液ＢＬに含有する水分が接触すると溶解する材質であるポリビニルアルコール（ＰＶＡ）からなる。そして、回収容器８１内の消泡液ＢＬによって消泡剤収容部材が溶解することにより、収容された消泡剤が消泡液ＢＬに添加される構成である。このような構成により、回収容器８１内の消泡液ＢＬの液量に応じて、消泡剤を消泡液ＢＬに段階的に添加することができる。
【０１５９】
また、消泡装置８０は、消泡剤ホルダ９１によって消泡剤ブロック９０を、回収容器８１の内部壁面に高さの異なる５箇所に配置している。このように消泡剤ブロック９０を高さの異なる複数箇所に配置することで、経時の消泡液ＢＬの増量によって消泡液ＢＬの液面が上昇したときに、消泡液ＢＬが到達した高さにある消泡剤ブロック９０内の消泡剤が順次消泡液ＢＬに添加される。これにより、回収容器８１内の消泡液ＢＬの液量に応じて、消泡剤を消泡液ＢＬに段階的に添加する構成を実現できる。
【０１６０】
また、消泡装置８０では、図１３及び図１４に示すように、消泡装置８０は、回収容器８１の下方から順に第一消泡剤ブロック９０ａ〜第五消泡剤ブロック９０ｅまで、５つの消泡剤ブロック９０を配置し、この５つの消泡剤ブロック９０としては、上方に配置した消泡剤ブロック９０ほど消泡剤収容部材に収容される消泡剤の量を多くしてもよい。これにより、回収容器８１内の消泡液ＢＬの液量に応じて、消泡液ＢＬに段階的に添加する消泡剤の添加量を、消泡液ＢＬの液量が増加するにしたがって増量させることができる。消泡剤の添加量を、消泡液ＢＬの液量が増加するにしたがって増量させることにより、消泡液ＢＬの液量が増量しても消泡剤の濃度を保つことができる。
【０１６１】
また、消泡装置８０は、回収容器８１内の消泡液ＢＬを撹拌する撹拌手段である回収液撹拌子８２と不図示のマグネチクスタラーとを備える。これにより、消泡剤が段階的に添加される消泡液ＢＬの濃度を均一にすることができる。さらに、消泡液ＢＬを撹拌することで、その上方に回収される残留泡状定着液Ｂｕ４と消泡液ＢＬとが接触する機会を増やし、より効率的に消泡を行うことが出来る。
【０１６２】
また、本実施形態の定着装置３０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を液中に気泡が分散した泡状定着液Ｂｕとする定着液泡状化手段である泡状定着液供給部１３０と、樹脂微粒子からなる未定着トナーＴを担持する定着液付与対象である転写紙Ｐの表面に泡状定着液Ｂｕを付与する泡状定着液付与手段である泡状定着液塗布部１４０とを有し、泡状定着液Ｂｕを付与することで軟化したトナーを転写紙Ｐに定着する構成である。このような定着装置３０において、泡状定着液Ｂｕを回収し、破泡させて液状定着液ＴＬとする泡状定着液消泡手段として、消泡装置８０を用いることにより、泡状定着液Ｂｕを効率的に、且つ、確実に液状定着液ＴＬとすることができるため、回収した定着液を収容するスペースの小型化を図ることができ、定着装置３０全体の小型化を図ることができる。さらに、加熱するよりも少ないエネルギーで泡状定着液Ｂｕを消泡して液状定着液ＴＬとすることができるため、定着装置３０の省エネルギー化を図ることができる。
【０１６３】
また、定着装置３０は、泡状定着液供給部１３０によって泡状定着液Ｂｕになり、転写紙Ｐに付与されず、表面移動体である塗布ローラ４１に付着した状態の残留泡状定着液Ｂｕ４を回収してクリーニングする泡状定着液クリーニング手段である泡回収装置７０を備え、泡回収装置７０が回収した残留泡状定着液Ｂｕ４を消泡装置８０によって液状定着液ＴＬとしている。泡状定着液Ｂｕは嵩が大きい（嵩密度が小さい）ので、例えば塗布ニップＣに進入した泡状定着液Ｂｕの数パーセントが塗布ローラ４１に残留するとしても、塗布ローラ４１の表面上に残留した泡状定着液Ｂｕをそのまま放置すると、正常な定着動作を妨げたり周囲を汚染したり恐れがある。これに対して、定着装置３０では、塗布ローラ４１の表面上の残留泡状定着液Ｂｕ４を泡回収装置７０で回収し、消泡装置８０で液化して保存するため、泡状定着液Ｂｕをそのまま放置することに起因する問題の発生を防止することが出来る。
また、本発明の特徴部を備えた消泡装置８０としては、上述した実施形態の定着装置３０のように、塗布ローラ４１の表面から回収された泡状定着液Ｂｕを消泡する構成に限るものではない。例えば、特許文献５のように中間転写ベルトに泡状定着液を付与する構成で、中間転写ベルト上に残留し、除去手段によって除去された泡状定着液を消泡する構成に構成にも適用かのうである。
【０１６４】
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転写紙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（各色のプロセスユニット３、中間転写ベルト２５等）を有する。さらに、プリンタ１００は、トナー像を担持する転写紙Ｐの表面に定着液を付与し、転写紙Ｐ上にトナー像を定着せしめる定着手段を備える。そして、プリンタ１００は定着手段として、消泡装置８０を備える定着装置３０を用いることにより、プリンタ１００全体の小型化を図ることができるとともに、定着装置３０の省エネルギー化を図ることで、プリンタ１００全体の省エネルギー化を図ることができる。
【符号の説明】
【０１６５】
４  感光体
２５  中間転写ベルト
２９  紙搬送ベルト
３０  定着装置
４１  塗布ローラ
４２  膜厚調整ブレード
４３  加圧ローラ
７０  泡回収装置
７１  泡回収ブレード
７３  泡ガイド部材
７７  泡回収ベルト
８０  消泡装置
８１  回収容器
８２  回収液撹拌子
８３  泡掻き取りブレード
９０  消泡剤ブロック
９１  消泡剤ホルダ
１００  プリンタ
１３０  泡状定着液供給部
１４０  泡状定着液塗布部
３４０  液状定着液搬送パイプ
４００  液混合部
ＢＬ  消泡液
Ｂｕ  泡状定着液
Ｂｕ４  残留泡状定着液
Ｃ  塗布ニップ
ＴＬ  液状定着液
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１６６】
【特許文献１】特許第３２９０５１３号
【特許文献２】特許第４１８５７４２号
【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
【特許文献５】特開２００２−９１２６０号公報
【非特許文献】
【０１６７】
【非特許文献１】「泡のエンジニアリング」初版（石井淑夫著，株式会社テクノシステム，２００５年３月２５日発行，Ｐ．４８９）
【図１】
2012003115.tif 000004
【図２】
2012003115.tif 000005
【図３】
2012003115.tif 000006
【図４】
2012003115.tif 000007
【図５】
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【図６】
2012003115.tif 000009
【図７】
2012003115.tif 000010
【図８】
2012003115.tif 000011
【図９】
2012003115.tif 000012
【図１０】
2012003115.tif 000013
【図１１】
2012003115.tif 000014
【図１２】
2012003115.tif 000015
【図１３】
2012003115.tif 000016
【図１４】
2012003115.tif 000017
【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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