(57)【要約】【課題】泡状定着液付与手段から除去した泡状定着液およびオフセットしたトナーが泡状定着液付与手段の側面から漏れることを防止することができる定着装置および画像形成装置を提供すること。【解決手段】塗布ローラ１５１と加圧ローラ１５４とのニップ部よりベルト１５３の走行方向下流側であって、ベルト１５３の背面に塗布ローラ１５１および分離ローラ１５２の何れもが接触しない部位のベルト１５３の表面に当接するよう延在して配置されるとともに、その幅方向両端よりも幅方向中央部が重力方向上方になるよう撓んだ状態で配置され、記録媒体に泡状定着液を付与し終えた後のベルト１５３から、残留する泡状定着液および記録媒体からオフセットした樹脂微粒子を除去するブレード部材１５６と、を備えた。【選択図】図８
2012108256.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樹脂含有微粒子を軟化させる軟化剤を含有した定着液を、形成する画像の画像情報に基づいて記録媒体上に形成された樹脂微粒子に塗布して該樹脂微粒子を前記記録媒体に定着する定着装置であって、
前記定着液に気体を混合して泡状定着液を生成する泡状定着液生成手段と、
塗布ローラと、分離ローラと、前記塗布ローラおよび前記分離ローラに張架されて回転駆動するとともに前記泡状定着液を表面に担持する無端状のベルトと、前記ベルトおよび前記記録媒体を挟み込むニップ部を形成するよう前記塗布ローラに対して加圧される加圧部材と、を有し、前記ベルトの回転駆動に伴い、前記ニップ部において、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前記記録媒体に、前記ベルトが担持する前記泡状定着液を転写して付与する泡状定着液付与手段と、
前記ニップ部より前記ベルトの走行方向下流側であって、前記ベルトの背面に前記塗布ローラおよび前記分離ローラの何れもが接触しない部位の前記ベルトの表面に当接するよう延在して配置されるとともに、その幅方向両端よりも幅方向中央部が重力方向上方になるよう撓んだ状態で配置され、前記記録媒体に前記泡状定着液を付与し終えた後の前記ベルトから、残留する前記泡状定着液および前記記録媒体からオフセットした前記樹脂微粒子を除去するブレード部材と、を備えたことを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記ベルトと前記ブレード部材とが当接する位置より前記ベルトの走行方向上流側かつ重力方向下方に、前記ブレード部材により除去されて前記ベルト上を重力方向下方へと滴下する液化した泡状定着液および樹脂微粒子を回収する回収手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
【請求項３】
前記回収手段は、巻き取り可能または無端移動可能に張架されて移動しながら前記ベルトの表面に当接し、前記ブレード部材により除去されて前記ベルト上を重力方向下方へと滴下する液化した泡状定着液および樹脂微粒子を吸収する帯状の吸液部材を有することを特徴とする請求項２に記載の定着装置。
【請求項４】
前記吸液部材は、前記ベルトの走行方向と直交する方向の寸法が、前記ブレード部材の幅より短いことを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れかに記載の定着装置。
【請求項５】
前記吸液部材として、不織布を用いたことを特徴とする請求項３に記載の定着装置。
【請求項６】
前記不織布に親水性処理を施したことを特徴とする請求項５に記載の定着装置。
【請求項７】
前記不織布が、超極細繊維からなることを特徴とする請求項５に記載の定着装置。
【請求項８】
前記ベルトと前記ブレード部材とが当接する位置より重力方向下方に、前記ブレード部材により除去されて前記ベルト上を重力方向下方へと滴下する液化した泡状定着液および樹脂微粒子を受けて貯留する液受け手段を備えたことを特徴とする請求項１乃至請求項７の何れかに記載の定着装置。
【請求項９】
前記液受け手段の内部に吸液性樹脂を設けたことを特徴とする請求項８に記載の定着装置。
【請求項１０】
前記回収手段は、前記液受け手段の真上に、前記吸液部材に当接して該吸液部材内の定着液を絞り取る絞り手段を有することを特徴とする請求項８に記載の定着装置。
【請求項１１】
前記泡状定着液付与手段が、前記ベルトが担持する前記泡状定着液を前記記録媒体に転写して付与した後も、予め定めた一定時間、前記ベルトの回転駆動を継続することを特徴とする請求項１乃至請求項８の何れかに記載の定着装置。
【請求項１２】
前記ブレード部材と同様に構成された第２のブレード部材を、前記加圧部材に当接するように設けたことを特徴とする請求項１乃至請求項１１の何れかに記載の定着装置。
【請求項１３】
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１２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、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置に用いられる定着装置に関し、詳しくは、トナー等の樹脂微粒子を溶解または膨潤させるフォーム状定着材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およびこれを備えた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等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ため、近年は、環境問題対策の観点から、低消費電力（省エネルギー）の定着装置が望まれている。即ち、トナーを定着するためにトナーを加熱する温度を今までよりも極端に低下させること、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を採用した画像形成装置として、泡状定着液を記録媒体上の樹脂微粒子に付与し、樹脂微粒子に対して接離する泡状定着液付与手段と、泡状定着液付与手段が樹脂微粒子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、泡状定着液付与手段によって付与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または長くなるように、泡状定着液の膜厚を制御する泡状定着液膜厚制御手段と、を備えたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
特許文献１の技術によれば、樹脂微粒子の泡状定着液付与手段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、かつ樹脂微粒子を付着した記録媒体に定着液を塗布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定着装置を提供できる。すなわち、紙等の記録媒体上のトナー等の樹脂を含有する樹脂微粒子を乱すことなく、かつ樹脂微粒子を付着した記録媒体に定着液を塗布後は素早く樹脂微粒子の記録媒体への定着が行われ、定着応答性に優れた、定着方法、定着装置、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。
【０００６】
ところで、特許文献１のように、泡状定着液を用いた定着装置を備える場合、定着液付与手段をクリーニングするクリーニング手段が必要になる。なぜなら、泡状定着液を記録媒体上の（トナーに代表される）樹脂微粒子に付与するプロセスにおいて、付与した後に、定着液付与手段上に、樹脂微粒子に付与しきれずに残留した泡状定着液と、記録媒体上からオフセットされた樹脂微粒子が存在する可能性が高いので、定着液付与手段からの泡状定着液の均一な供給と、オフセットされた樹脂微粒子の再転写による画像の劣化の防止のために、これらの残留した泡状定着液と、記録媒体上からオフセットされた樹脂微粒子を、クリーニングする必要があるからである。
【０００７】
このような特許文献１の課題に対しては、泡状定着液付与手段の表面に対して、巻き取り可能あるいは無端移動可能に張架した帯状の布を当接させて、泡状定着液付与手段の表面に付着している不要な泡状定着液および樹脂微粒子を泡状定着液付与手段の表面から除去（クリーニング）する布式除去手段を設けるようにした技術が知られている（例えば、特許文献２参照）。特許文献２の技術によれば、泡状定着液を含浸したオフセットしたトナーが固着しない状態で泡状定着液を液化して回収ができるようになった。
【０００８】
しかし、特許文献２においては、布を接触させる部材の幅方向（通紙方向と直交する方向）の位置関係までは考慮されていなかった。すなわち、泡状定着液やオフセットしたトナーが布式除去手段に接触した際は、直ちには吸収されずに幅方向に広がっていき、側面から漏れていく可能性が高い。さらに、布式除去手段の下流に設置されているクリーニング用のブレード部材においても同様であり、泡状定着液やオフセットトナーがブレード部材に接触した際に幅方向に広がって側面から漏れてしまい、除去しきれずに泡状定着液付与手段上に残ったままで機内を汚染していくという不具合があった。また、泡状定着液付与手段がベルトにより構成されている場合に、側面から漏れ出した泡状定着液がベルトの裏面に回り込んでしまい、ベルトを駆動するローラとベルトとの間にスリップが生じてベルトが設定回転数にならないという不具合があった。
【０００９】
このような特許文献２の課題に対しては、液体を扱う湿式現像において、ブレード部材の両端に漏れ防止部材を付けるようにした技術が知られている（例えば、特許文献３参照）。しかし、特許文献３の方法では、特許文献２で問題点として記載されているように、定着液を含浸したオフセットしたトナーが長期放置によって漏れ防止部材に固着し、塗布部材と接触した際に、泡状定着液付与手段の表面を傷つけてしまう恐れがあった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、特許文献３の技術においては、特許文献２で問題点として記載されているように、漏れ防止部材に定着液を含んだオフセットしたトナーが長期放置によって固着し、塗布部材と接触した際に、泡状定着液付与手段の表面を傷つけてしまう恐れがあった。したがって、漏れ防止部材を設ける以外の手法により、泡状定着液付与手段上に残留した泡状定着液やオフセットしたトナーをクリーニングする際に泡状定着液付与手段の側面からこれらの残留物が漏れてしまうことを防止する必要があった。
【００１１】
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、泡状定着液付与手段から除去した泡状定着液およびオフセットしたトナーが泡状定着液付与手段の側面から漏れることを防止することができる定着装置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】
【００１２】
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樹脂含有微粒子を軟化させる軟化剤を含有した定着液を、形成する画像の画像情報に基づいて記録媒体上に形成された樹脂微粒子に塗布して該樹脂微粒子を前記記録媒体に定着する定着装置であって、前記定着液に気体を混合して泡状定着液を生成する泡状定着液生成手段と、塗布ローラと、分離ローラと、前記塗布ローラおよび前記分離ローラに張架されて回転駆動するとともに前記泡状定着液を表面に担持する無端状のベルトと、前記ベルトおよび前記記録媒体を挟み込むニップ部を形成するよう前記塗布ローラに対して加圧される加圧部材と、を有し、前記ベルトの回転駆動に伴い、前記ニップ部において、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前記記録媒体に、前記ベルトが担持する前記泡状定着液を転写して付与する泡状定着液付与手段と、前記ニップ部より前記ベルトの走行方向下流側であって、前記ベルトの背面に前記塗布ローラおよび前記分離ローラの何れもが接触しない部位の前記ベルトの表面に当接するよう延在して配置されるとともに、その幅方向両端よりも幅方向中央部が重力方向上方になるよう撓んだ状態で配置され、前記記録媒体に前記泡状定着液を付与し終えた後の前記ベルトから、残留する前記泡状定着液および前記記録媒体からオフセットした前記樹脂微粒子を除去するブレード部材と、を備えたことを特徴とする。
【００１３】
この構成により、ブレード部材がその幅方向両端よりも幅方向中央部が重力方向上方になるよう撓んだ状態でベルトに当接することにより、ブレード部材により除去された泡状定着液および樹脂微粒子がブレード部材の幅方向中央部に集まるため、ブレード部材の側面からの泡状定着液およびオフセットした樹脂微粒子の漏れを防止できる。
【００１４】
したがって、泡状定着液付与手段から除去した泡状定着液およびオフセットしたトナーが泡状定着液付与手段の側面から漏れることを防止することができる。
【００１５】
また、ブレード部材によって除去される際の泡状定着液が、ブレード部材のエッジ部において回転しながら機械的な力を受けるので、泡状定着液の液化を促進することができる。
【００１６】
また、本発明に係る定着装置は、前記ベルトと前記ブレード部材とが当接する位置より前記ベルトの走行方向上流側かつ重力方向下方に、前記ブレード部材により除去されて前記ベルト上を重力方向下方へと滴下する液化した泡状定着液および樹脂微粒子を回収する回収手段を備えたことを特徴とする。
【００１７】
この構成により、液化した泡状定着液およびオフセットした樹脂微粒子を回収手段により回収することで、装置内が汚れる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、前記回収手段は、巻き取り可能または無端移動可能に張架されて移動しながら前記ベルトの表面に当接し、前記ブレード部材により除去されて前記ベルト上を重力方向下方へと滴下する液化した泡状定着液および樹脂微粒子を吸収する帯状の吸液部材を有することを特徴とする。
【００１９】
この構成により、ブレード部材によりベルト上から除去されて液化した泡状定着液およびオフセットした樹脂微粒子を、ベルトの表面に固着する前に効率よく回収することができる。
【００２０】
また、本発明に係る定着装置は、前記吸液部材は、前記ベルトの走行方向と直交する方向の寸法が、前記ブレード部材の幅より短いことを特徴とする。
【００２１】
この構成により、吸液部材の側面からの泡状定着液およびオフセットした樹脂微粒子の漏れを防止するとともに、吸液部材を小型化したり吸液部材の消費面積を低減することができる。
【００２２】
また、本発明に係る定着装置は、前記吸液部材として、不織布を用いたことを特徴とする。
【００２３】
この構成により、液化した泡状定着液およびオフセットした樹脂微粒子を吸液部材の内部に吸収して回収することができる。
【００２４】
また、本発明に係る定着装置は、前記不織布に親水性処理を施したことを特徴とする。
【００２５】
この構成により、液化した泡状定着液およびオフセットした樹脂微粒子を効率的に不織布の内部に吸収して回収することができる。
【００２６】
また、本発明に係る定着装置は、前記不織布が、超極細繊維からなることを特徴とする。
【００２７】
この構成により、液化した泡状定着液およびオフセットした樹脂微粒子を効率的に不織布の内部に吸収して回収することができる。
【００２８】
また、本発明に係る定着装置は、前記ベルトと前記ブレード部材とが当接する位置より重力方向下方に、前記ブレード部材により除去されて前記ベルト上を重力方向下方へと滴下する液化した泡状定着液および樹脂微粒子を受けて貯留する液受け手段を備えたことを特徴とする。
【００２９】
この構成により、液化した泡状定着液およびオフセットした樹脂微粒子が吸液部材から落下しても搬送面の汚染を防ぐことができる。
【００３０】
また、本発明に係る定着装置は、前記液受け手段の内部に吸液性樹脂を設けたことを特徴とする。
【００３１】
この構成により、液化した泡状定着液およびオフセットした樹脂微粒子を吸液性樹脂により固体化することができる。
【００３２】
また、吸液性樹脂により固体化された泡状定着液およびオフセットした樹脂微粒子を、一般的に廃トナー搬送に使用されているスクリューによって廃液タンクまで搬送することができる。
【００３３】
また、本発明に係る定着装置は、前記回収手段は、前記液受け手段の真上に、前記吸液部材に当接して該吸液部材内の定着液を絞り取る絞り手段を有することを特徴とする。
【００３４】
この構成により、液化した泡状定着液およびオフセットした樹脂微粒子を吸収した吸液部材の巻き取り径の増加を防ぎ、液化した泡状定着液およびオフセットした樹脂微粒子を効率的に回収することができる。
【００３５】
また、本発明に係る定着装置は、前記泡状定着液付与手段が、前記ベルトが担持する前記泡状定着液を前記記録媒体に転写して付与した後も、予め定めた一定時間、前記ベルトの回転駆動を継続することを特徴とする。
【００３６】
この構成により、ブレード部材によって泡状定着液に機械的な力をかけて泡状定着液の液化を促進させるのに必要な時間を確保することができる。
【００３７】
また、本発明に係る定着装置は、前記ブレード部材と同様に構成された第２のブレード部材を、前記加圧部材に当接するように設けたことを特徴とする。
【００３８】
この構成により、加圧部材においても、ブレード部材の側面からの泡状定着液およびオフセットした樹脂微粒子の漏れを防止し、ブレード部材によって泡状定着液に機械的な力をかけ液化を促進することができる。
【００３９】
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。
【００４０】
この構成により、画像形成装置において、泡状定着液付与手段から除去した泡状定着液およびオフセットしたトナーが泡状定着液付与手段の側面から漏れることを防止することができる。
【発明の効果】
【００４１】
本発明によれば、泡状定着液付与手段から除去した泡状定着液およびオフセットしたトナーが泡状定着液付与手段の側面から漏れることを防止することができる定着装置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】
【００４２】
【図１】本発明の一実施の形態に係る画像形成装置の概略構成図である。
【図２】本発明の一実施の形態に係る画像形成装置の画像ステーションの概略構成図である。
【図３】本発明の一実施の形態に係る定着装置の定着メカニズムを示す図である。
【図４】本発明の一実施の形態に係る定着装置で用いる泡状定着液の拡大図である。
【図５】本発明の一実施の形態に係る定着装置が備える泡状定着液生成手段の構成図である。
【図６】本発明の一実施の形態に係る定着装置の側面図であり、本発明を全て適用する前の状態を示す図である。
【図７】本発明の一実施の形態に係る定着装置の正面図であり、本発明を全て適用する前の状態を示す図である。
【図８】本発明の一実施の形態に係る定着装置の側面図であり、本発明を適用した後の状態を示す図である。
【図９】本発明の一実施の形態に係る定着装置の正面図であり、本発明を適用した後の状態を示す図である。
【図１０】図８、図９の定着装置のブレード部材のエッジ部における泡状定着液の状態を示す図である。
【図１１】本発明の一実施の形態に係る定着装置の変形例を示す側面図であり、受け皿の内部に吸液性樹脂を備える構成を示す図である。
【図１２】本発明の一実施の形態に係る定着装置のクリーニング動作を示すフロー図である。
【図１３】（ａ）、（ｂ）は、本発明の一実施の形態に係る定着装置の泡検知手段の概略構成を示す図である。
【図１４】本発明の一実施の形態に係る定着装置の変形例を示す側面図であり、加圧ローラ側にもベルトを用いた構成を示す図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４３】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００４４】
［画像形成装置の説明］
まず、図１、２に基づいて本発明の一実施の形態に係る画像形成装置の構成について説明する。図１は、画像形成装置の概略構成を示す構成図の一例である。また、図２は、画像形成装置の画像ステーションの概略構成を示す構成図である。
【００４５】
図１に示すように、画像形成装置２００は、画像形成手段としての各構成部材を収納する位置に固定する装置本体１と、記録媒体である転写紙Ｐを収納する引き出し可能な給紙カセット２とを備えている。装置本体１の中央部には、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンダ（Ｍ）、黒（Ｋ）の各色のトナー像を形成するための画像ステーション３Ｙ、３Ｃ、３Ｍ、３Ｋを備えている。以下、各符号の添字Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｋは、それぞれイエロー、シアン、マゼンダ、黒用の部材であることを示す。
【００４６】
図１および図２に示すように、画像ステーション３Ｙ、３Ｃ、３Ｍ、３Ｋは、図中矢印Ａ方向に回転するドラム状の感光体１０Ｙ、１０Ｃ、１０Ｍ、１０Ｋ（以下、単に感光体１０ともいう）を備えている。感光体１０は、アルミニウム製の円筒状基体と、その表面を覆う、例えばＯＰＣ（有機光半導体）感光層とから構成されている。各画像ステーション３は、感光体１０の周囲に、感光体１０を帯電する帯電装置１１Ｙ、１１Ｃ、１１Ｍ、１１Ｋと、感光体１０に形成された潜像を現像する現像装置１２Ｙ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｋと、感光体１０上の残留トナーをクリーニングするクリーニング装置１３Ｙ、１３Ｃ、１３Ｍ、１３Ｋとを備える。各画像ステーション３の下方には、感光体１０Ｙ、１０Ｃ、１０Ｍ、１０Ｋにレーザ光Ｌを照射可能な露光手段としての光学ユニット４を備えている。各画像ステーション３の上方には、各画像ステーション３により形成されたトナー画像が転写される転写ベルト２０を備えた中間転写ユニット５を備えている。また、画像形成装置２００は、転写ベルト２０に転写されたトナー画像を転写紙Ｐに定着する定着装置１００を備えている。また、装置本体１の上部には、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、黒（Ｋ）の各色のトナーを収容するトナーボトル７Ｙ、７Ｃ、７Ｍ、７Ｋが装填されている。このトナーボトル７Ｙ、７Ｃ、７Ｍ、７Ｋは、装置本体１の上部に形成される排紙トレイ８を開くことにより、装置本体１から脱着可能に構成されている。
【００４７】
上記光学ユニット４は、光源であるレーザダイオードから発射させるレーザ光Ｌをポリゴンミラー等によって煩瑣させ、感光体１０Ｙ、１０Ｃ、１０Ｍ、１０Ｋ上に照射しながら順次走査している。中間転写ユニット５の転写ベルト２０は、駆動ローラ２１、テンションローラ２２、および従動ローラ２３に掛け回され、所定タイミングで図中反時計回り方向に回転駆動される。また、中間転写ユニット５は、感光体１０Ｙ、１０Ｃ、１０Ｍ、１０Ｋに形成されたトナー像を転写ベルト２０に転写する１次転写ローラ２４Ｙ、２４Ｃ、２４Ｍ、２４Ｋを備えている。中間転写ユニット５は、転写ベルト２０上に転写されたトナー像を転写紙Ｐに転写する２次転写ローラ２５、転写紙Ｐ上に転写されなかった転写ベルト２０上の転写残トナーをクリーニングするベルトクリーニング装置２６を備えている。
【００４８】
次に、上記構成の画像形成装置２００において、カラー画像を得る行程について説明する。まず、画像ステーション３Ｙ、３Ｃ、３Ｍ、３Ｋにおいて、感光体１０Ｙ、１０Ｃ、１０Ｍ、１０Ｋが帯電装置１１Ｙ、１１Ｃ、１１Ｍ、１１Ｋによって一様に帯電される。その後、光学ユニット４により、画像情報に基づきレーザ光Ｌが走査露光されて感光体１０Ｙ、１０Ｃ、１０Ｍ、１０Ｋ表面に潜像が形成される。感光体１０Ｙ、１０Ｃ、１０Ｍ、１０Ｋ上の潜像は、現像装置１２の現像ローラ１５Ｙ、１５Ｃ、１５Ｍ、１５Ｋ上に担持された各色のトナーによって現像されてトナー像として可視像化される。感光体１０Ｙ、１０Ｃ、１０Ｍ、１０Ｋ上のトナー像は、各１次転写ローラ２４Ｙ、２４Ｃ、２４Ｍ、２４Ｋの作用によって反時計回りに回転駆動される転写ベルト２０上に順次重ねて転写される。このときの各色の作像動作は、そのトナー像が転写ベルト２０上の同じ位置に重ねて転写されるように、転写ベルト２０の移動方向上流側から下流側に向けてタイミングをずらして実行される。１次転写終了後の感光体１０Ｙ、１０Ｃ、１０Ｍ、１０Ｋは、クリーニング装置１３Ｙ、１３Ｃ、１３Ｍ、１３Ｋのクリーニングブレード１３ａによってその表面がクリーニングされ、次の画像形成に備えられる。トナーボトル７Ｙ、７Ｃ、７Ｍ、７Ｋに充填されているトナーは、必要性に応じて図示しない搬送経路によって各画像ステーション３Ｙ、３Ｃ、３Ｍ、３Ｋの現像装置１２Ｙ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｋに所定量補給される。
【００４９】
一方、上記給紙カセット２内の転写紙Ｐは、給紙カセット２の近傍に配設された給紙ローラ２７によって、装置本体１内に搬送され、レジストローラ対２８によって所定のタイミングで２次転写部に搬送される。そして、２次転写部において、転写ベルト２０上に形成されたトナー画像が転写紙Ｐに転写される。トナー画像が転写された転写紙Ｐは、定着装置１００を通過することで画像定着が行われ、排出ローラ２９によって排紙トレイ８に排出される。感光体１０と同様に、転写ベルト２０上に残った転写残のトナーは、転写ベルト２０に接触するベルトクリーニング装置２６によってクリーニングされる。なお、ＹＭＣＫのステーション、およびトナーボトルの配列順は、図１で表されている例に限らず、どんな順であってもよい。
【００５０】
次に、本発明に係る定着装置に関して詳細に説明する。
【００５１】
はじめに、本発明に係る定着の原理について概説する。本発明は、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を、記録媒体上の樹脂微粒子に付与して記録媒体上の樹脂微粒子を軟化させ、該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。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では、トナーのことを指している。
【００５２】
［定着メカニズムの説明］
本実施の形態に係る定着装置の定着メカニズムを以下に示す。図３に示すように、定着装置１００においては、後述する泡状定着液生成手段によって定着液を泡で構成された泡状定着液１１４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１５１上の定着液層を厚くすることができ、更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１５１への樹脂微粒子のオフセットを防止できることがわかった。ここで、塗布ローラ１５１とは、本発明における塗布部材に相当するものであり、形状がローラ状であることから、ここでは塗布ローラ１５１と表記する。更に、樹脂微粒子の大きさが５μｍ〜１０μｍ程度の場合、微粒子層を乱すことなく泡状定着液１１４を樹脂微粒子層１１３に付与するには、泡状定着液１１４の泡径範囲が、５μｍ〜５０μｍ程度が必要であることがわかった。
【００５３】
なお、図４に示すように、気泡１２２で構成された泡状定着液１１４は、気泡１２２のそれぞれを区切る液膜境界（以下、プラトー境界と称す）１２１から構成される。
【００５４】
一方、一般的に０．５ｍｍ〜１ｍｍ程度の大きな泡の場合、単なる撹拌等により比較的容易に泡を生成可能であり、大きな泡の生成には数秒以下の時間（０．１秒もかからない）で生成することができる。そこで、この所望の泡径よりも大きな泡であって、目視で観察できる程度の大きさの泡の生成が容易で、かつすばやく得ることができる点に着目し、大きな泡から素早く５μｍ〜５０μｍ程度の微小な泡を生成する方法を鋭意検討した結果、大きな泡にせん断力を加えることで大きな泡を分泡すると、上記のような液状態から微小な泡を起泡させる方法に比べ、極めて素早く所望の大きさの微小な泡が生成できることがわかった。
【００５５】
［泡状定着液生成手段の説明］
図５に示すように、大きな泡を生成した後に大きな泡を分泡し微小な処方の泡を生成する泡状定着液生成手段１３０における大きな泡生成部としては、定着液容器１３１内の液状定着液１３２を搬送ポンプ１３３および液搬送パイプ１３４等の液輸送手段を用いて気体・液体混合部１３５へ供給する。気体・液体混合部１３５には、空気口１３６が設けられ、液の流れとともに、空気口１３６に負圧が発生し、空気口１３６から気体が気体・液体混合部１３５に導入され、液体と気体が混合し、更に微小孔シート１３７を通過することで、泡径のそろった大きな泡を生成させることができる。孔径は、３０μｍ〜１００μｍ程度が望ましい。図５の微小孔シート１３７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。また、別の大きな泡の生成方法としては、上記の搬送ポンプ１３３より供給された液状定着液１３２と空気口からの空気を羽根状攪拌子で攪拌しながら、液に気泡を巻き込みながら大きな泡を生成させる構成や、上記の搬送ポンプ１３３より供給された液状定着液１３２に空気供給ポンプ等でバブリングを行い大きな泡を生成する構成も望ましい。
【００５６】
次に、大きな泡を分割して２つ以上に分泡化するために、大きな泡にせん断力を加えるための、図５に示すような泡状定着液生成手段１３０における微小な泡生成部１３８として、閉じた二重円筒で、内側円筒１３８ａが回転可能な構成とし、外側円筒１３８ｂの一部より、大きな泡径の泡状定着液を供給し、回転する内側円筒１３８ａと静止する外側円筒１３８ｂの隙間（ここが流路となる）を通過しながら、回転する内側円筒１３８ａによりせん断力を受ける。このせん断力により、大きな泡は微小な泡へと変化し、外側円筒１３８ｂ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。
【００５７】
また、回転する内側円筒１３８ａの回転数と内側円筒１３８ａの長手方向の長さにより液搬送速度は決定される。外側円筒１３８ｂの内径をｄ１（ｍｍ）、円筒長さをＬ（ｍｍ）とし、内側円筒１３８ａの外径をｄ２（ｍｍ）とし、回転数をＲ（ｒｐｍ）とすると、微小な泡を生成するための液搬送速度Ｖ（ｍｍ３／秒）は、Ｖ＝Ｌ×π×（ｄ１２−ｄ２２）／４／（１０００／Ｒ）の式で決まることがわかった。
【００５８】
例えば、ｄ１が１０ｍｍ、ｄ２が８ｍｍ、Ｌが５０ｍｍ、回転数が１０００ｒｐｍとすると、液搬送速度は約１４００ｍｍ３／秒（１．４ｃｃ／秒）となる。Ａ４の紙を定着するために必要な泡状定着液の量が３ｃｃであるとすると、液状定着液１３２から必要量の泡状定着液を生成するのに立ち上がり時間は約２秒で済み、極めて素早く、所望の泡径を有する泡状定着液を生成可能となる。内側円筒１３８ａの表面に螺旋状の溝を設けて、内側円筒１３８ａと外側円筒１３８ｂとの間（流路）での液搬送性を良くしてもよい。
【００５９】
このように、液状定着液１３２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、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を組み合わせることで、液状定着液１３２を極めて短時間に５μｍ〜５０μｍ程度の微小な泡径を有する泡状定着液を生成させることができる。
【００６０】
［泡状定着液搬送手段の説明］
次に、定着液容器１３１から液状定着液１３２を泡化する機構に液を搬送する手段としては、図５では搬送ポンプ１３３を用いている。搬送ポンプ１３３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したり回転する機構があると、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たりする恐れがある。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。
【００６１】
以下、本発明の主要部について説明する。
【００６２】
［泡状定着液を用いた定着装置の説明］
図６〜図９は、本発明の一実施の形態に係る定着装置を示す図である。図６、図７は、本発明を全て適用する前の定着装置の側面図、正面図であり、図８、図９は、本発明を適用した後の定着装置の側面図、正面図である。
【００６３】
図６〜図９において、定着装置１００は、泡状定着液を記録媒体に付与するための泡状定着液付与手段として、塗布ローラ１５１と、分離ローラ１５２と、これら塗布ローラ１５１および分離ローラ１５２に張架された無端状のベルト１５３と、を備えている。この泡状定着液付与手段は、ベルト１５３の回転駆動に伴い、転写ニップの部位において、トナー像が表面に形成された記録媒体に、ベルト１５３が担持する泡状定着液を転写して付与するという機能を持っている。本実施の形態では、泡状定着液の転写は、圧力をかけやすくするためベルト１５３を張架している塗布ローラ１５１の直下で行われる。この塗布ローラ１５１と対向した位置（塗布ローラ１５１の直下）には、加圧ローラ１５４を配置し、加圧ローラ１５４によって塗布ローラ１５１に一定の圧力をかけることで、塗布ローラ１５１と加圧ローラ１５４とがベルト１５３を挟んで圧接する転写ニップが形成されている。この転写ニップに未定着トナーが乗った記録媒体を通過させ、泡状定着液を付与して定着させるようになっている。
【００６４】
ここで、本方式の定着装置で分離ローラ１５２を用いているのは、定着液を介して記録媒体（例えば、紙）とベルト１５３が密着してしまいやすく、記録媒体として坪量が４５ｇ／ｍ２〜５２ｇ／ｍ２の薄紙を用いた場合に、記録媒体のいわゆる"コシ"が弱いために、ベルト１５３から記録媒体を分離することが非常に困難であるためである。なお、従来の乾式の熱定着方式においては、分離ローラ１５２に相当するものとして、分離爪（図示せず）を用いている。しかし、本実施の形態のような、いわゆる湿式の定着方式の場合、分離爪を用いると、定着に消費されなかった泡状定着液が分離爪の先端に付着してしまうという不都合がある。そこで、本実施の形態では、分離爪を用いず、無端状のベルト１５３を張架している分離ローラ１５２を小径化し、分離ローラ１５２による曲率分離方式を用いることで、記録媒体が薄紙であってもベルト１５３からの記録媒体の分離が可能となっている。
【００６５】
ここで、記録媒体がベルト１５３との接触部を通過した後は、ベルト１５３上の泡状定着液が全て記録媒体上のトナーに付与されてベルト１５３上がクリーンとなる状態が理想的である。しかし、現実的には、部品や組み付けのばらつき、環境変動、経時変動等の影響等により、全てのプロセスが理想どおりに進むとは考えにくく、実際問題としては、ベルト１５３上に泡状定着液や、記録媒体からオフセットしたトナーが残留することが懸念される。これらの残留物がベルト１５３上に残留したままだと、ベルト１５３が１周したときに、供給する泡状定着液の供給量、すなわちベルト１５３が担持する泡状定着液の量が不安定になったり、オフセットされたトナーが記録媒体に再転写したりして、記録画質の低下を招く恐れがある。また、トナーを含んだ泡状定着液が循環することになり、泡状定着液が汚れたり、泡状定着液の品質が低下したりする恐れがある。
【００６６】
したがって、ベルト１５３上に残留した泡状定着液やオフセットされたトナーをクリーニングする必要がある。図６〜図９の定着装置１００においては、ベルト１５３に残留した泡状定着液やオフセットしたトナーをブレード部材１５５（図６、図７参照）またはブレード部材１５６（図８、図９参照）により除去するとともに、送出ロール１５７から巻き出されて巻き取りロール１５８に巻き取られる布部材１５９をベルト１５３に当接させて、残留した泡状定着液やオフセットしたトナーをクリーニングする構成となっている。この方法によって、オフセットしたトナーが固形化する前にベルト１５３から残留物を除去することは可能になった。なお、図６〜図９においては、送出ロール１５７の周面に何重にも巻き付けておいた帯状の布部材１５９を巻き取りロール１５８により巻き取る巻き取り機構により布部材１５９を拭き取りニップの付近で重力方向下方に向けて移動させるように構成されているが、これに限定されず、布部材１５９をベルト１５３のように無端状の形状とするとともにローラに張架してなる無端移動機構（図示せず）により、拭き取りニップの付近で布部材１５９を重力方向下方に向けて無端移動させるように構成してもよい。
【００６７】
しかし、図６、図７の構成においては、次のような課題を有している。すなわち、残留した泡状定着液やオフセットしたトナーが布部材１５９に接触した際は、布部材１５９に直ちには吸収されずにベルト１５３の幅方向に広がっていき、ベルト１５３の側面から漏れてしまっていた。布部材１５９に吸収されずにすり抜けた泡状定着液およびオフセットしたトナーは布部材１５９よりベルト１５３の走行方向下流側（図中上方）に設置されているブレード部材１５５においても同様に幅方向に広がってしまうため、除去しきれずにベルト１５３上に残ったままで機内を汚染してしまうという不具合があった。また、ベルト１５３の側面から漏れ出した泡状定着液がベルト１５３の裏面に回り込み、ベルト１５３を駆動するローラ（例えば、塗布ローラ１５１）とベルト１５３との間にスリップが生じてベルト１５３が設定回転数にならないことがあった。
【００６８】
そこで、図８、図９のように構成することで、上記の問題を解決している。図６〜図９の定着装置１００においては、主にベルト１５３の布部材１５９との当接位置より下流に配置したブレード部材１５５またはブレード部材１５６によって泡状定着液とオフセットしたトナーをベルト１５３から除去している。図６、図７の構成と図８、図９の構成との主な違いは、ブレード部材１５５、１５６がベルト１５３に当接する位置である。
【００６９】
図６、図７の構成において、ブレード部材１５５のベルト１５３への当節位置は対向部材（塗布ローラ１５１）のある箇所である。すなわち、図６、図７においては、ブレード部材１５５は、ベルト１５３の背面に塗布ローラ１５１が対向している箇所でベルト１５３に当接していた。この場合、ベルト１５３の背面に塗布ローラ１５１が対向している箇所でブレード部材１５５を当接することで、高い当接圧が得られ、高いクリーニング性能が維持できる代わりに、残留した泡状定着液やオフセットトナーがブレード部材１５５においてベルト１５３の幅方向に広がり、ベルト１５３の側面から泡漏れが発生していた。
【００７０】
一方、図８、図９の構成においては、ブレード部材１５６の当接位置をベルト１５３の走行方向上流側（図８、図９における下方）にずらし、背面に塗布ローラ１５１（対向部材）がないベルト張力だけの部分にブレード部材１５６を当接させている。通常、ブレード部材１５６は、ゴム製であり、機械に固定するため金属製の板に接着されている。ブレード部材１５６は、この金属製の板を両側の機械側板１６０、１６１に固定あるいはバネによって支持し、相手部材に当接している。このようにブレード部材１５６の両側を支持した場合、ブレード部材１５６にたわみが生じ、ブレード部材１５６の幅方向中央部の当接圧が一番高くなる。ここで、図６、図７のように、塗布ローラ１５１（対向部材）がある位置にブレード部材１５５を当接するとブレード部材１５５が弾性変形し、ブレード部材１５５がならってほぼ直線状となってベルト１５３に当接される。一方、図８、図９のように、塗布ローラ１５１（対向部材）がない箇所にブレード部材１５６を当接するとベルト１５３がブレード部材１５６にならうため、ブレード部材１５６は、幅方向中央部の当接圧が一番高くなったまま、ベルト１５３に当接される。つまり、ブレード部材１５６にたわみが生じたままベルト１５３に当接される。この状態で当接されていると、泡状定着液およびオフセットしたトナーは、ブレード部材１５６に接触した際、ブレード部材１５６の側面から逃げずに幅方向中央部に集まってくる。この作用によって、ブレード部材１５６の側面から泡状定着液およびオフセットしたトナーが漏れることを防止することができる。また、泡状定着液およびオフセットしたトナーがブレード部材１５６に接触して幅方向中央部に集まってくる際に、図１０に示すように、泡状定着液が液体へと変化する。これは、泡状定着液およびオフセットしたトナーがブレード部材１５６に接触した際、ベルト１５３の回転によって、泡状定着液がオフセットしたトナーを巻き込みながらブレード部材１５６のエッジ部１５６ａにおいて回転するためである。この時、泡状定着液は回転によって機械的な力を受けて高密度の泡へと変化し、ブレード部材１５６の幅方向中央部に集まる頃にはほとんど液化した状態になる。また、泡状定着液がオフセットしたトナーを巻き込みながら、ブレード部材１５６の幅方向中央部へと集まってくるため、ブレード部材１５６のエッジ部１５６ａではオフセットしたトナーが取れて、長期放置によってオフセットしたトナーが固着しても、クリーニング性能を維持することができる。また、泡状定着液が潤滑剤の役割も果たしているため、高い当接圧を必要としないという利点があり、図８、図９の構成のように塗布ローラ１５１（対向部材）が背面にないベルト１５３上の箇所にブレード部材１５６を当接させても、本来のクリーニングの機能は十分に達成することができる。
【００７１】
ブレード部材１５６については、ウレタンゴムからなるものを採用するのが一般的である。しかしながら、本実施の形態に係る定着装置１００の場合には、脂肪族エステルを主成分とする定着液により、ウレタンゴムの膨潤が引き起こされてしまうことが判明した。そこで、ブレード部材１５６について、脂肪族エステルを主成分とする定着液に膨潤しない適切な弾性材料を検討した。定着液に膨潤しない弾性材料としては、ＥＰＤＭ、クロロプレン、シリコン、フッ素などが挙げられる。これらの中で、ＥＰＤＭやクロロプレンは、エッジ精度や耐久性に劣る。また、フッ素ゴムは高価である。そこで、本実施の形態では、ブレード部材１５６として、シリコンゴムからなるものを用いている。シリコンゴムは、ウレタンよりも耐久性が劣るものの、定着液を用いるクリーニング方式では、ブレード部材１５６とベルト１５３との間に液を介在させることから、定着液を用いない場合に比べて、ブレード部材１５６の摩耗を大幅に低減することが可能であり、実用性として問題ない耐久性を発揮することを実験によって確かめた。
【００７２】
なお、ブレード部材１５６に用いる弾性材料の硬度としては、６５〜８０［度］が好適であり、ブレード部材１５６のエッジの加工精度を１００［μＲ］以下にすることが望ましい。また、ブレード部材１５６は、図示しない接離手段により任意のタイミングでベルト１５３に対して接離させることが可能になっている。
【００７３】
［回収手段の一例の説明］
図８、図９の構成の定着装置１００においては、泡状定着液およびオフセットしたトナーがブレード部材１５６の幅方向中央部に集まってくるので、回収手段１８０の布部材１５９はベルト１５３の幅方向中央部にだけあれば十分である。また、図１０に示したように泡状定着液はほとんど液化しているため、回収手段１８０による液回収も図６、図７の構成に比べて効率的に行うことができる。
【００７４】
回収手段１８０の具体例としては、前述のように、布部材１５９を使った方法である。この布式除去手法においては、回転可能な送出ロール１５７の周面に帯状の布部材１５９を何重にも巻き付けておくとともに、布部材１５９の一端を、回転可能な巻き取りロール１５８に巻き付け、巻き取りロール１５８が図中時計回り方向に回転駆動することで、巻き取りロール１５８が布部材１５９を巻き取るとともに、その分だけ送出ロール１５７から布部材１５９が送り出されるようになっている。
【００７５】
布部材１５９における送出ロール１５７と巻き取りロール１５８との間の箇所は、所定のテンションで張架されながら、押圧ロール１６２によってベルト１５３表面に押圧されている。この押圧により、布部材１５９が転写ニップ通過後のベルト１５３表面に圧接して拭き取りニップを形成しながら、ブレード部材１５６から垂れてきた液化した定着液およびオフセットしたトナーを拭き取る。このとき、ブレード部材１５６によって液化されずに残った高密度の泡があったとしても、布部材１５９の繊維によってきれいに液化され繊維内部に吸収される。液状化した定着液は、布部材１５９に吸収されながら、布部材１５９に沿って重力方向下方に移動した後、所定位置において、自重により、または絞り取られることにより、布部材１５９からこぼれ落ちる。このような構成においては、ベルト１５３の表面から除去した後の定着液を貯留する貯留手段として、容積の嵩張る泡状定着液を貯留するための大型のタンクではなく、容積の嵩張らない液状の定着液を貯留するための小型のタンクを用いることが可能になる。これにより、ベルト１５３から除去した定着液を貯留するための貯留手段として、容積の嵩張る泡状定着液を貯留するための大型のものを用いることによる装置の大型化を回避し、容積の嵩張らない液状の定着液を貯留するための小型のタンクを用いることで装置の小型化を実現することができる。
【００７６】
布部材１５９の巻き取り方向については、拭き取りニップにおいて、布部材１５９をベルト１５３の表面移動方向とは逆方向に移動させる方向に設定している。このような設定により、布部材１５９のテンションの緩みを防止している。送出ロール１５７、巻き取りロール１５８の各回転軸には、それぞれ１方向の回転のみを許容する図示しないワンウェイクラッチを設けている。また、送出ロール１５７の回転軸には、バックテンションによる布部材１５９のテンションの緩みを防止する狙いから、ブレーキパッドを当接させている。
【００７７】
布部材１５９に求められる条件としては、繊維がほつれ難いこと、ある程度の強いテンションで張架しても切れないこと、長尺であっても比較的小さな巻き取り径で済むように薄厚であること、定着液に溶けないこと、などが挙げられる。脂肪族エステルを主成分とする定着液に対し、それらの条件を具備する布部材１５９の材料を調査した結果、アラミド系、またはペット（ＰＥＴ）系材質からなる超極細繊維が好適であった。ただし、画像形成装置の分野で市販されているアラミド系繊維の多くは、定着ローラの摩耗を低減する狙いからオイルを含ませているのが一般的であり、吸液特性を有する布部材１５９として用いる場合には、そのオイルが発泡性や、トナー溶解性などに悪影響を及ぼす可能性がある。そこで、本実施の形態においては、布部材１５９として、油分の含浸処理を施していないアラミド系、またはペット（ＰＥＴ）系材質の超極細繊維からなる、厚み３０〜７０［μｍ］の布を用いている。また、定着液が水溶性であるため、親水処理を施した布部材１５９を用いることで吸液特性を高めることができる。
【００７８】
［液受け手段について］
図８、図９の構成の定着装置１００においては、布部材１５９に吸い取られた定着液は、毛細管現象によって布部材１５９内を移動する。毛細管現象では、定着液が布部材１５９内を重力方向下方に向けて移動したり、上方に向けて移動したりするが、吸い取り液量が比較的多量になってくると、後者（重力方向上方）の移動量に比べて前者（重力方向下方）の移動量の方が多くなる。そして、布部材１５９における拭き取りニップよりも重力方向下方の箇所から、定着液が滴り落ちるようになる。そこで、本実施の形態においては、布部材１５９における拭き取りニップよりも重力方向下方の箇所から滴り落ちる定着液を受けて回収する液受け手段としての受け皿１６３を設けている。これにより、布部材１５９から定着液を周囲にまき散らすことなく回収することができる。
【００７９】
受け皿１６３の下面には、下面から１〜３ｍｍの高さで突出するとともに記録媒体の搬送方向に沿って延在するリブ１６３ａを複数設けており、これにより、記録媒体の搬送性を向上させている。
【００８０】
［絞り手段について］
図８、図９の構成の定着装置１００においては、布部材１５９による吸い取り液量が比較的多量になってくると、布部材１５９における拭き取りニップよりも重力方向下方に向けて布部材１５９内を移動しようとする定着液の量が多くなる。このような状況において、仮に、布部材１５９を拭き取りニップの付近で重力方向下方から上方に向けて移動させるように巻き取り機構あるいは無端移動機構を構成した場合、布部材１５９内を拭き取りニップよりも重力方向下方に向けて移動した定着液が拭き取りニップに戻ってしまい、拭き取りニップ部から絞り落とされてしまう恐れがある。
【００８１】
そこで、本実施の形態においては、拭き取りニップの箇所において、布部材１５９が重力方向下方に向けて移動するように、布部材１５９の巻き出しおよび巻き取りを行うようにしている。そして、受け皿１６３の真上に、自らの周面に布部材１５９を巻き掛けて布部材１５９内の定着液を絞り取る絞り手段としての絞りローラ１６４を設けている。この絞りローラ１６４により、布部材１５９内の定着液を絞り落とすことで、布部材１５９内の定着液を周囲にまき散らすことなく確実に受け皿１６３に回収するとともに、布部材１５９が再び吸液可能な状態となり、布部材１５９内における拭き取りニップから受け皿１６３付近までの液浸透性を高めることができる。
【００８２】
［回収手段の他の例について］
図８、図９の構成では布部材１５９を用いて吸液をしていたが、図１１に示すように、定着液を吸液する手段として吸液性樹脂１６５を用いてもよい。図１１においては、受け皿１６３内に吸液性樹脂１６５を敷詰めておき、回収した定着液とオフセットしたトナーをこの吸液性樹脂１６５に吸収させて固形化させるようになっている。また、液化した定着液とオフセットしたトナーを受け皿１６３まで導くために、案内ブレード１６６をベルト１５３の表面に当接して液を受けるようになっている。この場合、案内ブレード１６６は、ベルト１５３が回転している際はベルト１５３の表面から離れていて、ベルト１５３の回転が止まってからベルト１５３上に当接されるように移動する。案内ブレード１６６の接離に関しては、図示しないが、ソレノイドなどのアクチュエータを利用すれば容易に実現することができる。
【００８３】
なお、案内ブレード１６６によって受け皿１６３まで導いたオフセットトナーと定着液を吸液性樹脂１６５に吸収させて固形化させることで、画像形成装置２００の廃トナー搬送に使用されている既存のスクリュー１６７を用いて、オフセットトナーと定着液を吸収した吸液性樹脂１６５を廃液タンク１６８に搬送できるようになる。この場合、仮に、定着液が泡状のままだとスクリュー１６７では搬送することができない。泡状定着液のほとんどは空気成分であるため、推進力を得ることができないためである。
【００８４】
また、吸液性樹脂１６５を用いず定着液が液化した状態で受け皿１６３に入った場合、オフセットしたトナーが混じっているため、高粘性化して、受け皿１６３から廃液タンク１６８へ流れていかない可能性が高い。
【００８５】
そのため、吸液性樹脂１６５を用いてトナーが高粘度化する前に固形化させることで、廃液タンク１６８までの搬送が既存のスクリュー１６７によって容易に実現できるようになる。
【００８６】
［クリーニング動作のフローについて］
本実施の形態の定着装置１００におけるクリーニング動作のフローについて説明する。
【００８７】
連続印刷時は紙間で絶えず、クリーニング手段であるブレード部材１５６に泡状定着液とオフセットしたトナーが接触する状態にある。この場合、前述した通り、泡状定着液とオフセットしたトナーはブレード部材１５６のエッジ部１５６ａで回転して液化することになる。この場合、ブレード部材１５６の幅方向中央部に泡状定着液とオフセットしたトナーが集まりながら液化するまではベルト１５３の回転を止めてはならない。仮に、途中でベルト１５３の回転が止まれば、泡状定着液は液化することなくブレード部材１５６のエッジ部１５６ａに留まるからである。
【００８８】
ここで、図８、図９の布部材１５９を用いた回収手段１８０の場合、Ａ４サイズ紙５〜１０プリント毎に、０．５〜１［ｍｍ］程度の布部材１５９の巻き取りを行う。こうすることで、連続印刷時、ベルト１５３に接触している布部材１５９の表面の吸液能力が飽和しても、布部材１５９の巻き取りを行うことで布部材１５９の新しい面をベルト１５３に接触させて、布部材１５９の吸液能力を維持することができる。
【００８９】
次に、プリントジョブが終わった場合の制御フローについて、図１２を使って説明する。
【００９０】
プリントジョブが終了すると転写用のベルト１５３の回転が停止されることが一般的だが、前述した通り、ブレード部材１５６の幅方向中央部に泡状定着液とオフセットしたトナーが集まりながら液化するまではベルト１５３の回転を止めてはならない。よって、泡状定着液の液化が確認されるまではベルト１５３を回転し続ける。
【００９１】
ここで、泡状定着液が液化したかどうかを判定するために、図１３（ａ）、図１３（ｂ）に示すような泡検知手段１７０を使用する。泡検知手段１７０は、主に２本の電極１７１、１７２で構成されている。また、泡検知手段１７０は、２本の電極１７１、１７２間の抵抗を検知する抵抗検知手段１７３を有している。２本の電極１７１、１７２は、離間して設けられている。
【００９２】
このような構成の泡検知手段１７０において、図１３（ａ）に示すように、何もない空間中に泡検知手段１７０の２本の電極１７１、１７２が置かれた場合、当然ながら２本の電極１７１、１７２間の抵抗は無限大となる。また、図１３（ｂ）に示すように、２本の電極１７１、１７２間に泡状定着液が入り込んできた場合、２本の電極１７１、１７２の間に泡を構成する泡膜が介在することになる。泡膜そのものは定着液の成分であり、液体なので幾らかの導電性を有する。したがって、何もない空間中と比較して、２本の電極１７１、１７２間の抵抗が下がった状態になる。このように、２本の電極１７１、１７２間の抵抗の違いを検出することによって、泡状定着液の有無を検知している。また、同様に抵抗値の違いを検知することで、定着液が液体に近い高密度の状態であるか、または泡状定着液の状態であるかの判断もできるようになる。
【００９３】
なお、泡検知手段１７０としては、他の複数の構成が考えられるが、一定電圧をかけたときの電流値を検知するなどといった方法が考えられる。この場合、泡検知手段１７０を非常にシンプルな構成で安価に提供することが出来る。
【００９４】
この泡検知手段１７０を、ベルト１５３上におけるブレード部材１５６と布部材１５９との間で、幅方向中央部に配置することで、ベルト１５３上の泡状定着液の状態を検知することができる。
【００９５】
したがって、プリントジョブが終了したら（ステップＳ１）、この泡検知手段１７０により検知を行い（ステップＳ２）、泡状定着液が液化したかどうかの判定を行い（ステップＳ３）、液化していれば、図示しない転写ベルト駆動モータをＯＦＦにしてベルト１５３の回転を停止させる（ステップＳ４）。ベルト１５３の回転を停止させると、オフセットしたトナーを含む液化した定着液は重力方向下方に向かって流れ出し、布部材１５９のニップ部に入る。そのため、ステップＳ４についで、図示しない布部材巻き取りモータをＯＮし（ステップＳ５）、プリントジョブ時間に応じた時間だけ、布部材１５９の巻き取りを行う。そして、再度、泡検知手段１７０によって検知を行い（ステップＳ６）、液化した定着液が布部材１５９によって拭き取られたかの確認を行い（ステップＳ７）、ベルト１５３上から除去されていれば、布部材巻き取りモータをＯＦＦにして（ステップＳ８）、全ての動作を完了させる。
【００９６】
このようにすることによって、オフセットしたトナーが固化する前にベルト１５３の表面から定着液とオフセットしたトナーを除去することができる。
【００９７】
よって、ベルト１５３の表面にオフセットしたトナーが固着してしまった状態でプリント動作を開始することによるベルト１５３の表面に傷付きが発生することを回避することも可能になる。これにより、ベルト１５３の表面に残留した泡状定着液を長期間に渡って良好に除去することができる。
【００９８】
［加圧部材のクリーニングについて］
図８、図９に示した構成では、ベルト１５３と加圧ローラ１５４とにより定着ニップが形成されている。ここで、ベルト１５３に対しては、通紙時のみ泡状定着液を供給するように泡状定着液生成手段１３０の駆動を制御しているが、その場合でも、ベルト１５３の表面上の泡状定着液を加圧ローラ１５４の表面に転移させてしまうことがある。これは、定着ニップに対する記録媒体の進入タイミングずれ、連続通紙時の紙間タイミングにおけるベルト１５３と加圧ローラ１５４の直接接触などが起こることが原因である。加圧ローラ１５４の表面に対する泡状定着液の転移量が比較的多くなってくると、記録媒体の裏面に定着液が浸透してしまい、定着装置１００以降の部材に悪影響を及ぼす恐れがある。また、記録紙の裏汚れなどの不具合も発生する。
【００９９】
そこで、図１４に示すように、加圧ローラ１５４側もベルト構成にして、本発明を適用することができる。すなわち、分離ローラ１５２の下部に分離ローラ１７５を設け、前述のベルト１５３と同様の構成の加圧ベルト１７４を加圧ローラ１５４と分離ローラ１７５に張架し、前述のブレード部材１５６と同様の構成の第２のブレード部材１７６により、加圧ベルト１７４をクリーニングする。また、加圧ベルト１７４の下方に、第２のブレード部材１７６により加圧ベルト１７４から除去された定着液やオフセットしたトナーを受ける受け皿１７７を設ける。これにより、加圧ローラ１５４および加圧ベルト１７４への定着液やオフセットしたトナーの付着量が多くても、第２のブレード部材１７６の幅方向両サイドへの漏れを防ぐことが可能になる。
【０１００】
ただし、加圧ローラ１５４および加圧ベルト１７４にオフセットしたトナーが転移する可能性は少ないため、第２のブレード部材１７６の重力方向下方部には吸液材料を設けなくてもよい。また、加圧ローラ１５４および加圧ベルト１７４に対する泡状定着液の付着量は、ベルト１５３に対する泡状定着液の付着量に比べて大幅に少ないので、ベルト構成ではない加圧ローラ１５４、すなわち、図８、図９の構成の加圧ローラ１５４に、第２のブレード部材１７６を直接当接したとしても、周囲への飛散を引き起こすことなく、泡状定着液の除去が可能である。
【０１０１】
以上のように、本実施の形態に係る定着装置１００は、定着液に気体を混合して泡状定着液を生成する泡状定着液生成手段１３０と、塗布ローラ１５１と、分離ローラ１５２と、塗布ローラ１５１および分離ローラ１５２に張架されて回転駆動するとともに泡状定着液を表面に担持する無端状のベルト１５３と、ベルト１５３および記録媒体を挟み込むニップ部を形成するよう塗布ローラ１５１に対して加圧される加圧部材と、を有し、ベルト１５３の回転駆動に伴い、ニップ部において、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、ベルト１５３が担持する泡状定着液を転写して付与する泡状定着液付与手段と、ニップ部よりベルト１５３の走行方向下流側であって、ベルト１５３の背面に塗布ローラ１５１および分離ローラ１５２の何れもが接触しない部位のベルト１５３の表面に当接するよう延在して配置されるとともに、その幅方向両端よりも幅方向中央部が重力方向上方になるよう撓んだ状態で配置され、記録媒体に泡状定着液を付与し終えた後のベルト１５３から、残留する泡状定着液および記録媒体からオフセットした樹脂微粒子を除去するブレード部材１５６と、を備えたことを特徴とする。
【０１０２】
この構成により、ブレード部材１５６がその幅方向両端よりも幅方向中央部が重力方向上方になるよう撓んだ状態でベルト１５３に当接することにより、ブレード部材１５６により除去された泡状定着液および樹脂微粒子がブレード部材１５６の幅方向中央部に集まるため、ブレード部材１５６の側面からの泡状定着液およびオフセットした樹脂微粒子の漏れを防止できる。
【０１０３】
したがって、ベルト１５３から除去した泡状定着液およびオフセットしたトナーがベルト１５３の側面から漏れることを防止することができる。
【０１０４】
また、ブレード部材１５６によって除去される際の泡状定着液が、ブレード部材１５６のエッジ部において回転しながら機械的な力を受けるので、泡状定着液の液化を促進することができる。
【０１０５】
また、本実施の形態に係る定着装置１００は、ベルト１５３とブレード部材１５６とが当接する位置よりベルト１５３の走行方向上流側かつ重力方向下方に、ブレード部材１５６により除去されてベルト１５３上を重力方向下方へと滴下する液化した泡状定着液および樹脂微粒子を回収する回収手段１８０を備えたことを特徴とする。
【０１０６】
この構成により、液化した泡状定着液およびオフセットした樹脂微粒子を回収手段１８０により回収することで、装置内が汚れることを防止することができる。
【０１０７】
また、本実施の形態に係る定着装置１００は、回収手段１８０は、巻き取り可能または無端移動可能に張架されて移動しながらベルト１５３の表面に当接し、ブレード部材１５６により除去されてベルト１５３上を重力方向下方へと滴下する液化した泡状定着液および樹脂微粒子を吸収する帯状の布部材１５９を有することを特徴とする。
【０１０８】
この構成により、ブレード部材１５６によりベルト１５３上から除去されて液化した泡状定着液およびオフセットした樹脂微粒子を、ベルト１５３の表面に固着する前に効率よく回収することができる。
【０１０９】
また、本実施の形態に係る定着装置１００は、布部材１５９は、ベルト１５３の走行方向と直交する方向の寸法が、ブレード部材１５６の幅より短いことを特徴とする。
【０１１０】
この構成により、布部材１５９の側面からの泡状定着液およびオフセットした樹脂微粒子の漏れを防止するとともに、布部材１５９を小型化したり布部材１５９の消費面積を低減することができる。
【０１１１】
また、本実施の形態に係る定着装置１００は、布部材１５９として、不織布を用いたことを特徴とする。
【０１１２】
この構成により、液化した泡状定着液およびオフセットした樹脂微粒子を布部材１５９の内部に吸収して回収することができる。
【０１１３】
また、本実施の形態に係る定着装置１００は、布部材１５９としての不織布に親水性処理を施したことを特徴とする。
【０１１４】
この構成により、液化した泡状定着液およびオフセットした樹脂微粒子を効率的に布部材１５９の内部に吸収して回収することができる。
【０１１５】
また、本実施の形態に係る定着装置１００は、布部材１５９としての不織布が、超極細繊維からなることを特徴とする。
【０１１６】
この構成により、液化した泡状定着液およびオフセットした樹脂微粒子を効率的に布部材１５９の内部に吸収して回収することができる。
【０１１７】
また、本実施の形態に係る定着装置１００は、ベルト１５３とブレード部材１５６とが当接する位置より重力方向下方に、ブレード部材１５６により除去されてベルト１５３上を重力方向下方へと滴下する液化した泡状定着液および樹脂微粒子を受けて貯留する受け皿１６３を備えたことを特徴とする。
【０１１８】
この構成により、液化した泡状定着液およびオフセットした樹脂微粒子が布部材１５９から落下しても搬送面の汚染を防ぐことができる。
【０１１９】
また、本実施の形態に係る定着装置１００は、受け皿１６３の内部に吸液性樹脂１６５を設けたことを特徴とする。
【０１２０】
この構成により、液化した泡状定着液およびオフセットした樹脂微粒子を吸液性樹脂１６５により固体化することができる。
【０１２１】
また、吸液性樹脂１６５により固体化された泡状定着液およびオフセットした樹脂微粒子を、一般的に廃トナー搬送に使用されているスクリュー１６７によって廃液タンク１６８まで搬送することができる。
【０１２２】
また、本実施の形態に係る定着装置１００は、回収手段１８０は、受け皿１６３の真上に、布部材１５９に当接して布部材１５９内の定着液を絞り取る絞りローラ１６４を有することを特徴とする。
【０１２３】
この構成により、液化した泡状定着液およびオフセットした樹脂微粒子を吸収した布部材１５９の巻き取り径の増加を防ぎ、液化した泡状定着液およびオフセットした樹脂微粒子を効率的に回収することができる。
【０１２４】
また、本実施の形態に係る定着装置１００は、ベルト１５３が担持する泡状定着液を記録媒体に転写して付与した後も、予め定めた一定時間、ベルト１５３の回転駆動を継続することを特徴とする。
【０１２５】
この構成により、ブレード部材１５６によって泡状定着液に機械的な力をかけて泡状定着液の液化を促進させるのに必要な時間を確保することができる。
【０１２６】
また、本実施の形態に係る定着装置１００は、ブレード部材１５６と同様に構成された第２のブレード部材１７６を、加圧ローラ１５４や加圧ベルト１７４に当接するように設けたことを特徴とする。
【０１２７】
この構成により、加圧ローラ１５４や加圧ベルト１７４においても、第２のブレード部材１７６の側面からの泡状定着液およびオフセットした樹脂微粒子の漏れを防止し、第２のブレード部材１７６によって泡状定着液に機械的な力をかけ液化を促進することができる。
【０１２８】
また、本実施の形態に係る画像形成装置２００は、感光体１０上に静電潜像を形成する光学ユニット４と、感光体１０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１２と、感光体１０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中間転写ユニット５と、を備え、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して、定着装置１００を備えることを特徴とする。
【０１２９】
この構成により、画像形成装置２００において、ベルト１５３から除去した泡状定着液およびオフセットしたトナーがベルト１５３の側面から漏れることを防止することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１３０】
以上説明したように、本発明に係る定着装置および画像形成装置は、泡状定着液付与手段から除去した泡状定着液およびオフセットトナーが泡状定着液付与手段の側面から漏れることを防止することができるという効果を有し、トナー等の樹脂微粒子を溶解または膨潤させるフォーム状定着材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や画像形成装置として有用である。
【符号の説明】
【０１３１】
３Ｙ、３Ｃ、３Ｍ、３Ｋ  画像ステーション
４  光学ユニット（静電潜像形成手段）
５  中間転写ユニット（転写手段）
１０、１０Ｙ、１０Ｃ、１０Ｍ、１０Ｋ  感光体（静電潜像担持体）
１２、１２Ｙ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｋ  現像装置（現像手段）
１００  定着装置
１３０  泡状定着液生成手段
１５１  塗布ローラ（泡状定着液付与手段）
１５２、１７５  分離ローラ（泡状定着液付与手段）
１５３  ベルト（泡状定着液付与手段）
１５４  加圧ローラ（加圧部材、泡状定着液付与手段）
１５５、１５６  ブレード部材
１５６ａ  エッジ部
１５７  送出ロール
１５８  巻き取りロール
１５９  布部材（吸液部材）
１６０、１６１  機械側板
１６２  押圧ロール
１６３、１７７  受け皿（液受け手段）
１６３ａ  リブ
１６４  絞りローラ（絞り手段）
１６５  吸液性樹脂
１６６  案内ブレード
１６７  スクリュー
１６８  廃液タンク
１７０  泡検知手段
１７１、１７２  電極
１７３  抵抗検知手段
１７４  加圧ベルト（加圧部材）
１７６  第２のブレード部材
１８０  回収手段
２００  画像形成装置
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１３２】
【特許文献１】特開２００８−５８５５０号公報
【特許文献２】特開２０１０−１５６９０８号公報
【特許文献３】特開２００８−１３４５８０号公報
【図１】
2012108256.tif 000003
【図２】
2012108256.tif 000004
【図３】
2012108256.tif 000005
【図４】
2012108256.tif 000006
【図５】
2012108256.tif 000007
【図６】
2012108256.tif 000008
【図７】
2012108256.tif 000009
【図８】
2012108256.tif 000010
【図９】
2012108256.tif 000011
【図１０】
2012108256.tif 000012
【図１１】
2012108256.tif 000013
【図１２】
2012108256.tif 000014
【図１３】
2012108256.tif 000015
【図１４】
2012108256.tif 000016