(57)【要約】【課題】定着液塗布対象上のトナー粒子に定着液を塗布する構成で、塗布部材がトナー粒子に接触することに起因するトナーオフセットを防止しつつ、塗布部材を容易にクリーニングできる定着装置、及びこの定着装置を備えた画像形成装置を提供する。【解決手段】トナーを軟化させる軟化剤を含有する定着液の液中に気泡が分散した泡状定着液Ｆを供給する定着液供給手段である泡状定着液生成部と、表面移動する表面に供給された泡状定着液Ｆを、未定着のトナー像Ｔを担持する転写紙Ｐの表面に塗布する塗布ローラ１４１を備えた定着液塗布部１４０とを有し、塗布ニップＣで泡状定着液Ｆを転写紙Ｐに塗布して未定着トナー像Ｔを転写紙Ｐに定着する定着装置で、塗布ニップＣ内で塗布ローラ１４１と転写紙Ｐとの間にギャップを設けるギャップ剤Ｇを付与するギャップ剤付与手段であるギャップ剤付与装置１５０を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂の少なくとも一部を溶解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定着液を表面に担持して表面移動し、該樹脂微粒子を担持する定着液塗布対象と対向する位置で表面上の定着液を該定着液塗布対象に塗布する塗布部材と、
該塗布部材の表面に定着液を供給する定着液供給手段と、
該塗布部材が該定着液塗布対象に定着液を塗布する位置で、該定着液塗布対象を挟んで該塗布部材に当接し、塗布部材との間で塗布ニップを形成する加圧部材とを備え、
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、
上記塗布ニップ内で上記塗布部材と上記定着液塗布対象との間にギャップを設けるギャップ剤を、該塗布ニップ内に付与するギャップ剤付与手段を備えることを特徴とする定着装置。
【請求項２】
請求項１の定着装置において、
上記定着液供給手段は、液状の定着液に対して液中に気泡を分散させて泡状定着液とし、上記塗布部材の表面に泡状定着液を供給する定着液泡化手段であることを特徴とすることを特徴とする定着装置。
【請求項３】
請求項１または２の定着装置において、
上記ギャップ剤付与手段は、上記塗布部材の表面上に上記ギャップ剤を付与することを特徴とすることを特徴とする定着装置。
【請求項４】
請求項３の定着装置において、
上記ギャップ剤付与手段は、上記塗布ニップを通過した後、上記定着液供給手段によって定着液が供給される前の上記塗布部材の表面上に上記ギャップ剤を付与することを特徴とする定着装置。
【請求項５】
請求項１の定着装置において、
上記ギャップ剤付与手段は、上記樹脂微粒子を担持する上記定着液塗布対象の表面上に上記ギャップ剤を付与することを特徴とすることを特徴とする定着装置。
【請求項６】
請求項５の定着装置において、
上記ギャップ剤付与手段は、上記ギャップ剤を担持して表面移動するギャップ剤担持体を備え、該ギャップ剤担持体を上記定着液塗布対象の表面上の上記樹脂微粒子の層に接触させることを特徴とする定着装置。
【請求項７】
請求項５の定着装置において、
上記ギャップ剤付与手段は、
静電潜像担持体と、
該静電潜像担持体上に静電潜像を形成する潜像形成手段と、
該静電潜像担持体上に形成された静電潜像を、ギャップ剤を用いて現像してギャップ剤像を形成する現像手段と、
該静電潜像担持体上に形成されたギャップ剤像を上記定着液塗布対象の表面上に転写するギャップ剤像転写手段とを有することを特徴とする定着装置。
【請求項８】
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、
上記定着手段として、請求項１乃至７のいずれか１項に記載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、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置、及び、画像形成装置に適用可能な定着装置に関するものである。詳しくは、トナー等の樹脂含有微粒子の樹脂成分の少なくとも一部を溶解または膨潤させて被定着媒体上に定着させる定着液を被定着媒体上または樹脂含有微粒子担持体上の樹脂含有微粒子層に付与する定着装置、及びこれを備えた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、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の定着装置が広く用いられている。この熱定着方式は、高い定着速度及び高い定着画像品質等を提供することができるため、好適に用いられている。
【０００３】
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の定着装置としては、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の定着装置が知られている。このような、湿式定着方式の定着装置ではトナーを軟化させるため加熱処理を行う必要がなく、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】
しかし、従来の湿式定着方式の定着装置のうち液状の定着液を塗布部材によって記録媒体の表面に塗布する構成では、記録媒体の表面への定着液の微量塗布と塗布部材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。
塗布部材を用いて定着液を付与する構成では、定着液を多く塗布する場合、記録媒体上の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、という問題が生じる。
一方、定着液を微量塗布する場合は、次のような問題が生じる。すなわち、塗布部材が記録媒体と接触した後、記録媒体から分離する位置で、記録媒体に付与されず塗布部材の表面に残った定着液の液膜の表面張力によって記録媒体上のトナー粒子が引っ張られてオフセットしてしまう。これにより、塗布部材の表面にオフセットしたトナー粒子が付着し、塗布部材と分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。
【０００５】
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１には、定着液を液中に気泡が分散した泡状定着液として、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。このため、従来よりも少量の定着液で塗布部材表面上の定着液の膜厚を厚くすることが出来、液体の表面張力の定着液付与対象上のトナー粒子に対する影響を軽減することができる。これにより、トナーオフセットの防止を図ることができる。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る。さらに、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、定着液によって定着液付与対象上の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１に記載の定着装置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。
【０００６】
しかしながら、塗布部材を用いた構成では、塗布部材が記録媒体に定着液を塗布する塗布ニップにおいて、記録媒体上のトナー粒子に塗布部材が接触するとトナー粒子が塗布部材の表面に付着しトナーオフセットとなる問題が生じる。このような記録媒体上のトナー粒子に塗布部材が接触することに起因するトナーオフセットの問題は、塗布部材によって塗布する定着液が液状または泡状の何れの状態であっても生じ得る問題である。
【０００７】
記録媒体上のトナー粒子に塗布部材が接触することに起因するトナーオフセットの問題を防止し得る構成として、特許文献２には、塗布ニップでの塗布部材と記録媒体との間のギャップを保つギャップ部材を備える構成が記載されている。このような構成では、ギャップ部材によるギャップを塗布部材が記録媒体上のトナー粒子と接触しない程度のギャップに設定することにより、記録媒体上のトナー粒子に塗布部材が接触することに起因するトナーオフセットを防止することができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
塗布部材を用いて記録媒体に定着液を塗布する構成では、塗布ニップを通過した塗布部材の表面に残留する残留定着液を除去する必要がある。これは、トナーオフセットを抑制する構成であっても、塗布ニップを通過した塗布部材の表面上の残留定着液には僅かながらもオフセットしたトナーが混ざった状態となることがあるためである。また、泡状定着液を塗布する構成の場合、塗布ニップを通過した泡状定着液は塗布ニップを通過する前と比較して泡径が大きくなるなど、泡状定着液としての特性が変化する。このように特性が変化した泡状定着液が付着した塗布部材の表面に新たな泡状定着液を供給すると、特性の異なる泡状定着液が混ざってしまい、記録媒体に泡状定着液を均一に塗布することができなくなるおそれがある。
【０００９】
また、特許文献２に記載の定着装置のように、ギャップ部材を備える構成は、塗布ニップを通過したギャップ部材からも残留定着液を除去する必要がある。しかしながら、特許文献２に記載のギャップ部材は、塗布部材の表面に固定されたワイヤ部材やメッシュ部材、または、塗布部材よりも外側を無端移動するメッシュローラであり、このようなギャップ部材を備えた複雑な構成の塗布部材から残留定着液を除去することは困難である。
【００１０】
上述した各定着装置では、塗布部材による定着液の付与対象がトナー粒子を担持する記録媒体表面である。定着液を用いてトナー像を記録媒体に定着させる定着装置としては、トナー粒子を担持する中間転写ベルト等のトナー像担持体に定着液を塗布して、トナー像担持体上のトナー像を定着液とともに記録媒体に転写するものがある。このように、塗布部材が定着液を塗布する塗布対象が記録媒体ではなく、トナー像担持体である場合も、同様の問題が生じ得る。
【００１１】
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、定着液塗布対象上のトナー粒子に定着液を塗布する構成で、塗布部材がトナー粒子に接触することに起因するトナーオフセットを防止しつつ、塗布部材を容易にクリーニングできる定着装置、及びこの定着装置を備えた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】
【００１２】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、樹脂の少なくとも一部を溶解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定着液を表面に担持して表面移動し、該樹脂微粒子を担持する定着液塗布対象と対向する位置で表面上の定着液を該定着液塗布対象に塗布する塗布部材と、該塗布部材の表面に定着液を供給する定着液供給手段と、該塗布部材が該定着液塗布対象に定着液を塗布する位置で、該定着液塗布対象を挟んで該塗布部材に当接し、塗布部材との間で塗布ニップを形成する加圧部材とを備え、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、上記塗布ニップ内で上記塗布部材と上記定着液塗布対象との間にギャップを設けるギャップ剤を、該塗布ニップ内に付与するギャップ剤付与手段を備え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の定着装置において、上記定着液供給手段は、液状の定着液に対して液中に気泡を分散させて泡状定着液とし、上記塗布部材の表面に泡状定着液を供給する定着液泡化手段であ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１または２の定着装置において、上記ギャップ剤付与手段は、上記塗布部材の表面上に上記ギャップ剤を付与す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の定着装置において、上記ギャップ剤付与手段は、上記塗布ニップを通過した後、上記定着液供給手段によって定着液が供給される前の上記塗布部材の表面上に上記ギャップ剤を付与す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１の定着装置において、上記ギャップ剤付与手段は、上記樹脂微粒子を担持する上記定着液塗布対象の表面上に上記ギャップ剤を付与す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５の定着装置において、上記ギャップ剤付与手段は、上記ギャップ剤を担持して表面移動するギャップ剤担持体を備え、該ギャップ剤担持体を上記定着液塗布対象の表面上の上記樹脂微粒子の層に接触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５の定着装置において、上記ギャップ剤付与手段は、静電潜像担持体と、該静電潜像担持体上に静電潜像を形成する潜像形成手段と、該静電潜像担持体上に形成された静電潜像を、ギャップ剤を用いて現像してギャップ剤像を形成する現像手段と、該静電潜像担持体上に形成されたギャップ剤像を上記定着液塗布対象の表面上に転写するギャップ剤像転写手段とを有す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、上記定着手段として、請求項１乃至７のいずれか１項に記載の定着装置を用いることを特徴とするものである。
【００１３】
本発明においては、ギャップ剤付与手段によって付与されるギャップ剤によって塗布ニップ内での塗布部材と定着液塗布対象との間にギャップが設けられるため、定着液塗布対象上のトナー粒子に塗布部材が接触することに起因するトナーオフセットを防止することができる。また、塗布ニップを通過した塗布部材には残留定着液ともにギャップ剤が付着していても、ギャップ剤は残留定着液ともに塗布部材から除去することが可能である。このため、ギャップ部材を備えた複雑な構成の塗布部材を備える定着装置とは異なり、塗布部材を容易にクリーニングできる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、定着液塗布対象上のトナー粒子に定着液を塗布する構成で、塗布部材がトナー粒子に接触することに起因するトナーオフセットを防止しつつ、塗布部材を容易にクリーニング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】実施形態１の定着装置の定着液塗布部の説明図。
【図２】実施形態に係るプリンタを示す概略構成図。
【図３】同プリンタの作像ユニットの一つを示す説明図。
【図４】実施形態１の定着装置を示す概略構成図。
【図５】同定着装置の定着液供給部を示す概略構成図。
【図６】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、（ａ）は、膜厚調整ギャップを狭くした状態の説明図、（ｂ）は、膜厚調整ギャップを広くした状態の説明図。
【図７】実施形態１のギャップ剤付与装置の拡大説明図。
【図８】実施形態１の定着装置で、泡状定着液の付着量を少なくした状態の塗布ニップの拡大説明図。
【図９】実施形態２の定着装置を示す概略構成図。
【図１０】実施形態２のギャップ剤付与装置の拡大説明図。
【図１１】実施形態２のギャップ剤付与装置の格納部近傍の拡大説明図
【図１２】変形例のギャップ剤付与装置の格納部近傍の拡大説明図
【図１３】実施形態３の定着装置を示す概略構成図。
【図１４】実施形態３のギャップ剤付与装置の拡大説明図。
【図１５】本発明を適用した定着装置を配置することできる画像形成装置の他の例のプリンタ部の説明図。
【図１６】ギャップ剤付与装置を備えない従来の定着装置の一例の概略構成図。
【図１７】図１６に示す従来の定着装置で、泡状定着液の付着量を少なくした状態の塗布ニップの拡大説明図。
【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つの作像ユニット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つの作像ユニット３（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）が配列されている。
【００１７】
４つの作像ユニット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、作像ユニット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Ｌ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】
作像ユニット３（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）はそれぞれ、潜像担持体である感光体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。作像ユニット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つの作像ユニット３（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）のうちの一つの作像ユニット３の説明図である。
図３に示すように、４つの作像ユニット３はそれぞれ、感光体４の他、感光体４の周囲に、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が配置されている。
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を挟んで感光体４に当接する位置にこの一次転写ローラ２６を配置している。一次転写ローラ２６が中間転写ベルト２５を挟んで感光体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、攪拌部に戻されて再利用される。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は、感光体４に押し当てられているドラムクリーニングブレード９１を備える。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】
作像ユニット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つの作像ユニット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つの作像ユニット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のおもて面には四色重ね合わせトナー像（以下、四色トナー像という）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上の四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上の四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、不図示の給紙装置から供給された転写紙Ｐはレジストローラ対１５のローラ間に挟み込まれて停止する。レジストローラ対１５はローラ間に挟み込んだ転写紙Ｐを中間転写ベルト２５上の四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上の四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る。これにより、転写紙Ｐに転写された四色トナー像が転写紙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。そして、転写紙Ｐは、定着装置３０で表面上の未定着トナー像が定着され、プリンタ１００の装置外に排出される。
【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】
［実施形態１］
次に、定着装置３０の一つ目に実施形態（以下、実施形態１とよぶ）について説明する。図４は、実施形態１に係る定着装置３０の概略構成図である。
この定着装置３０は、液状定着液１３２を泡状化して泡状定着液Ｆとする泡状定着液生成部１３０と泡状定着液生成部１３０によって生成された泡状定着液Ｆを、未定着トナー像Ｔを担持した定着液塗布対象である転写紙Ｐの表面に塗布する定着液塗布部１４０とからなる。定着液塗布部１４０は、塗布ローラ１４１、加圧ローラ１４３、膜厚調整ブレード１４２及び塗布部材クリーニング装置１６０などを備える。さらに、定着液塗布部１４０は、詳細は後述するギャップ剤付与装置１５０を備える。
塗布ローラ１４１は、泡状定着液生成部１３０によって生成された泡状定着液Ｆを表面に担持し、塗布ニップＣで転写紙Ｐに塗布する塗布部材である。加圧ローラ１４３は、弾性層を具備し、塗布ローラ１４１と対向し、塗布ローラ１４１との間に搬送された転写紙Ｐを加圧する部材であり、膜厚調整ブレード１４２は、塗布ローラ１４１の表面に担持される泡状定着液Ｆの膜厚を制御する部材である。塗布部材クリーニング装置１６０は、塗布ローラ１４１に当接する塗布部材クリーニングブレード１６１によって塗布ニップＣを通過した塗布ローラ１４１の表面をクリーニングする。ギャップ剤付与装置１５０は、塗布ローラ１４１の表面上にギャップ剤を付与する装置である。
【００３０】
図４に示すように、泡状定着液Ｆは、塗布ローラ１４１と膜厚調整ブレード１４２との間に滴下される。このとき、泡状定着液Ｆは、嵩密度が小さいため、塗布ローラ１４１上の膜厚を大きくすることができる。その結果、液状の定着液を用いた場合に比べて未定着トナー像Ｔに十分な体積の泡状定着液Ｆを塗布することができ、未定着トナー像Ｔを転写紙Ｐに良好に定着させることができる。さらに、嵩密度が小さいことで、体積に対する定着液の量が液状の定着液よりも十分に少ないため、定着されたトナー像Ｔｂが形成された転写紙Ｐに残液感が発生することを抑制できる。
【００３１】
図５は、定着装置３０の泡状定着液生成部１３０を示す概略構成図である。
泡状定着液生成部１３０は、定着液収容器１３１、搬送ポンプ１３３、液搬送パイプ１３４、粗大泡生成部１３５、及び、泡微細化部１３８などを有する。定着液収容器１３１は、泡状化する前の液状定着液１３２を収容し、搬送ポンプ１３３は定着液収容器１３１から液状定着液１３２を液搬送パイプ１３４に通して粗大泡生成部１３５に搬送する。粗大泡生成部１３５は、搬送ポンプ１３３によって搬送された液状定着液１３２から泡径が０．５〜１［ｍｍ］の粗大泡を生成する。また、泡微細化部１３８は、粗大泡生成部１３５によって生成された泡径の大きな粗大泡を含む泡状定着液Ｆにせん断力を付与することにより粗大泡を分割して微小泡とし、泡径の小さな泡状定着液Ｆを生成する。
【００３２】
搬送ポンプ１３３としては、特に限定されず、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、定着液中で駆動する機構があると、ポンプ内で液が起泡し、液に圧縮性が出て、搬送能力が低下させるおそれがある。また、駆動する機構を構成する材料によって液状定着液１３２を汚染したり、駆動する機構を液状定着液１３２で劣化させたりするおそれもある。これに対し、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、搬送する液内で駆動する機構がないため、液状定着液１３２と接触する部材はチューブのみである。このため、液状定着液１３２に対して耐液性を有するチューブを用いることにより、液状定着液１３２の汚染やポンプの部品の劣化を抑制することができる。また、チューブを変形させるだけなので、液状定着液１３２の起泡を抑制することができ、搬送能力の低下を抑制することができる。
【００３３】
粗大泡生成部１３５には、空気口１３６と、孔径が３０〜１００［μｍ］の微小孔シート１３７とが設けられている。粗大泡生成部１３５では、搬送ポンプ１３３によって搬送された液状定着液１３２の流入することで、空気口１３６に負圧が発生し、空気口１３６から導入された空気が液状定着液１３２と混合する。さらに、空気と混合した液状定着液１３２が微小孔シート１３７を通過することにより、泡径の揃った粗大泡からなる泡状定着液Ｆを生成する。
【００３４】
粗大泡生成部１３５の構成としては、微小孔シート１３７の代わりに、孔径が３０〜１００［μｍ］の連泡構造の多孔質部材を用いてもよい。このような多孔質部材としては、特に限定されないが、焼結セラミックス板、不織布、発泡樹脂シート等が挙げられる。また、粗大泡生成部１３５の構成としては、空気口１３６と微小孔シート１３７とを設ける代わりに、羽根状攪拌子を用いて、液状定着液１３２を攪拌することにより、液状定着液１３２に気泡を巻き込みながら粗大泡からなる泡状定着液Ｆを生成させる構成でもよい。さらに、粗大泡生成部１３５の構成としては、空気供給ポンプ等を用いて、液状定着液１３２をバブリングすることにより、粗大泡からなる泡状定着液Ｆを生成させてもよい。
粗大泡生成部１３５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をごく短時間で生成することができる。但し、定着用の泡としては、できるだけ細かくする方が望ましい。そこで、プリンタ１００では、粗大泡生成部１３５で得られた泡状定着液Ｆの粗大泡を、泡微細化部１３８で微細化させる。
【００３５】
粗大泡生成部１３５で生成された粗大泡を含有する泡状定着液Ｆは、泡搬送パイプ１３８ｃを通って泡微細化部１３８に供給される。
泡微細化部１３８は、粗大泡に対してせん断力の付与することによって２つ以上に分割して微細化させる。泡微細化部１３８は、外側円筒１３８ａの内側に回転可能な内側円筒１３８ｂを内包する二重円筒構造になっている。外側円筒１３８ａの泡搬送パイプ１３８ｃが接続された箇所から外側円筒１３８ａと内側円筒１３８ｂとの隙間に粗大泡を含有する泡状定着液Ｆを供給し、この隙間を通過させることで内側円筒１３８ｂの回転により泡状定着液Ｆに対してせん断力を付与する。このようにせん断力を付与することで、一つの粗大泡を二つ以上の微小泡に分割しながら、外側円筒１３８ａに設けられた泡の出口１３８ｄから泡供給ノズル１３９へ、所望の微小な泡径を有する泡状定着液Ｆを排出する。泡微細化部１３８としては、内側円筒１３８ｂの外周にらせん状の溝を設けて、外側円筒１３８ａ内での泡状定着液Ｆの搬送性を向上させてもよい。
【００３６】
このように、液状定着液１３２を粗大泡を含有する泡状定着液Ｆへと泡化させる粗大泡生成部１３５と、粗大泡にせん断力を加えて微小泡に分割する泡微細化部１３８とを組み合わせることで、液状定着液１３２を極めて短時間に５〜５０［μｍ］程度の微小泡からなる泡状定着液Ｆに変化させることができる。
【００３７】
泡状定着液Ｆの嵩密度としては、０．０１〜０．１［ｇ／ｃｍ３］の範囲が好ましく、０．０１〜０．０５［ｇ／ｃｍ３］の範囲がさらに好ましく、０．０２５〜０．０５［ｇ／ｃｍ３］の範囲が特に好ましい。嵩密度が０．０１［ｇ／ｃｍ３］未満であると定着液の付与が不十分となることがあり、０．１［ｇ／ｃｍ３］を超えると、定着後の転写紙Ｐに残液感が生じることがある。
また、転写紙Ｐに塗布される泡状定着液Ｆは、泡径が５〜５０［μｍ］であることが好ましい。これにより、転写紙Ｐ上に形成された粒径が５〜１０［μｍ］のトナー粒子からなるトナー像を乱さずに、泡状定着液Ｆをトナー像に付与することができる。
また、定着液は、転写紙Ｐ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、定着液収容器１３１内で泡状である必要はない。定着液収容器１３１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で、定着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。
【００３８】
泡微細化部１３８で得られた微小泡からなる泡状定着液Ｆについては、図４に示したように、泡供給ノズル１３９に通して、塗布ローラ１４１表面に供給する。供給された泡状定着液Ｆは、塗布ローラ１４１表面に対して自らの先端を所定の間隙を介して対向させている膜厚調整ブレード１４２により、塗布ローラ１４１表面上での膜厚が調整される。
膜厚調整ブレード１４２は、図６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１４２ａを中心にして回動することで、自らの先端と、塗布ローラ１４１との間隙を調節する部材である。定着装置３０では、この間隙を１０［μｍ］〜１００［μｍ］の範囲で変化させる。
図示しない制御部は、モータ駆動によるブレード回動で前述の間隙を調整する。そして、泡状定着液Ｆの塗布ローラ１４１表面上における膜厚を比較的薄くする場合には、図６（ａ）に示すように間隙を小さくし、泡状定着液Ｆの塗布ローラ１４１表面上における膜厚を比較的厚くする場合には、図６（ｂ）に示すように間隙を大きくするように調節する。
【００３９】
膜厚調整ブレード１４２によって制御される泡状定着液Ｆの膜厚は、転写紙Ｐ上に形成された未定着トナー像Ｔの厚さ、泡状定着液Ｆの泡の大きさ、粘度、未定着トナー像Ｔに塗布する際の加圧力、環境温度に応じて、適宜選択される。また、転写紙Ｐに形成された未定着トナー像Ｔの作像時に不図示の光書込装置で用いられた画像情報（例えば、カラー画像又は黒ベタ画像）に基づいて、膜厚調整ブレード１４２と塗布ローラ１４１との間隙を調節し、泡状定着液Ｆの膜厚を制御するように構成してもよい。
【００４０】
塗布ローラ１４１表面上における泡状定着液Ｆの膜厚を調整する構成としては、膜厚調整ブレード１４２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。この場合、膜厚調整ブレード１４２に比べ、塗布ローラ１４１表面上における軸線方向の膜厚を均一にすることが可能になる。
【００４１】
トナー像が形成された転写紙Ｐに泡状定着液Ｆを塗布するための塗布ローラ１４１には、弾性層を具備する加圧ローラ１４３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、画像面を塗布ローラ１４１に向けた状態でこの塗布ニップ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１４１上の泡状定着液Ｆが画像面に塗布される。
【００４２】
加圧ローラ１４３は、弾性層として、弱い加圧力で大きく変形することが可能なスポンジ（弾性多孔質体）を用いて構成されている。これにより、５０〜３００［ｍｓ］（ミリ秒）のニップ時間を確保することができる。このとき、泡状定着液Ｆが未定着トナー像Ｔに浸透して転写紙Ｐまで到達した後に、塗布ローラ１４１と転写紙Ｐとが分離できるようにニップ時間を調整する必要がある。
【００４３】
ここで、ニップ時間とは、転写紙Ｐの搬送速度に対するニップ幅の比であり、「（ニップ幅）／（紙の搬送速度）」という数式によって算出することが可能である。このとき、「紙の搬送速度」は、紙搬送駆動機構の設計データから求めることができる。また、「ニップ幅」は、塗布ローラ１４１の全面に着色塗料を薄く塗布した後、転写紙Ｐを塗布ローラ１４１と加圧ローラ１４３との間に挟んで加圧して、転写紙Ｐに着色塗料を付着させ、転写紙Ｐに付着した着色塗料の紙搬送方向の長さを測定することによって求めることができる。
このため、所望のニップ時間を得るためには、転写紙Ｐの搬送速度に応じて、ニップ幅を調整する必要がある。このニップ幅は、塗布ローラ１４１と加圧ローラ１４３の軸間距離を変更することによって調整することができる。
【００４４】
加圧ローラ１４３の弾性層に用いるスポンジは、軟化剤に溶解または膨潤しない材料からなるものを用いることが望ましいが、スポンジからなる弾性層の表面が軟化剤に溶解または膨潤しない可とう性フィルムで覆われている構成でもよい。スポンジの材料としては、特に限定されないが、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアミド等が挙げられる。また、可とう性フィルムとしては、特に限定されないが、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、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）等が挙げられる。
加圧ローラ１４３の弾性層としては、スポンジの代わりに弾性ゴムを用いてもよい。
【００４５】
定着装置３０は、塗布ニップＣに対して転写紙Ｐの搬送方向上流側に転写紙Ｐの先端を検知する先端検知センサ１２０を備えている。そして、先端検知センサ１２０の検知信号に応じて、転写紙Ｐ上にのみ泡状定着液Ｆが塗布されるように、塗布ローラ１４１上に泡状定着液Ｆの薄膜を形成するように制御する。これにより、塗布ローラ１４１と加圧ローラ１４３とが常時接触している構成であっても、転写紙Ｐが搬送されていない待機時に、塗布ローラ１４１上の泡状定着液Ｆが加圧ローラ１４３に付着することを抑制することができる。
【００４６】
また、定着装置３０は、転写紙Ｐが搬送されていない待機時に、塗布ローラ１４１と加圧ローラ１４３とを接離する接離機構を設け、この接離機構を制御して、転写紙Ｐ上に泡状定着液Ｆを塗布するときのみ、塗布ローラ１４１と加圧ローラ１４３とを接触させる構成であってもよい。このとき、先端検知センサ１２０の検知信号に応じて、塗布ローラ１４１と加圧ローラ１４３とを接触させることが好ましい。さらに、転写紙Ｐの後端を検知する後端検知手段を設け、この後端検知手段の検知信号に応じて、塗布ローラ１４１と加圧ローラ１４３とを離間させることが好ましい。
【００４７】
また、定着装置３０は、定着されたトナー像Ｔｂが形成された転写紙Ｐ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。これにより、定着されたトナー像Ｔｂの表面が平滑化され、画像の光沢性を向上させることができる。さらに、定着されたトナー像Ｔｂの転写紙Ｐに対する定着性を向上させることができる。
【００４８】
定着装置３０は、樹脂の少なくとも一部を溶解また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、起泡剤、及び、水を含有した液状定着液１３２を泡状定着液生成部１３０で泡状定着液Ｆとして、記録媒体の表面上の樹脂含有微粒子に付与する。これにより、記録媒体の表面上の樹脂含有微粒子を軟化させ、樹脂含有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、表記している樹脂含有微粒子とは、特に何であるかを限定はしない。樹脂を含有する微粒子であれば何でも良く、導電性部材を含有する樹脂含有微粒子でも良い。プリンタ１００のように、画像形成装置に適用した場合だと、樹脂含有微粒子はトナーのことを指す。
【００４９】
樹脂含有微粒子がトナーの場合、トナーは、着色剤と、帯電制御剤と、結着樹脂と、離型剤とを含有し、更に必要に応じてその他の成分を含有してなる。トナーに含まれる樹脂としては、特に限定されないが、ポリスチレン、スチレン−アクリル共重合体、ポリエステル等が挙げられ、二種以上併用してもよい。離型剤としては、特に限定されないが、カルナウバワックス、ポリエチレンワックス等が挙げられ、二種以上併用してもよい。
トナーは、メチル基を有する疎水性シリカ、疎水性酸化チタン等の疎水性粒子を、トナーの表面に固着させることにより、撥水性処理されていることが好ましい。
【００５０】
また、記録媒体としては、特に限定されないが、紙（定形の普通紙、連続紙、レター用紙、葉書、厚紙等）、布、ＯＨＰ用シート等のプラスチックフィルム、金属、樹脂、セラミックス等が挙げられる。このとき、記録媒体は、定着液に対して浸透性を有することが好ましい。このような記録媒体としては、定着液に対して浸透性を有する基板、基板上に定着液に対して浸透性を有する層が形成されているものが挙げられる。また、記録媒体の形態としては、特に限定されないが、シート状のものの他、平面及び曲面を有する立体物等が挙げられる。
【００５１】
次に、実施形態１の定着装置３０の特徴部について説明する。
図１は、実施形態１の定着装置３０の定着液塗布部１４０の概略説明図である。図１に示すように、実施形態１の定着装置３０は、塗布ローラ１４１の表面にギャップ剤Ｇを付与するギャップ剤付与装置１５０を備えている。図７は、実施形態１の定着装置３０が備えるギャップ剤付与装置１５０の拡大説明図である。
【００５２】
ギャップ剤付与装置１５０は、図７に示すように、格納部１５１と、付与量制御部材１５２と、送り出し部材１５３とを有する。格納部１５１内に格納されたギャップ剤Ｇは、送り出し部材１５３によって塗布ローラ１４１の表面上に付与され、塗布ローラ１４１の表面上に付与されたギャップ剤Ｇは、塗布ローラ１４１の表面移動によって塗布ローラ１４１と付与量制御部材１５２との対向部に到達する。付与量制御部材１５２は、塗布ローラ１４１との対向部を通過するギャップ剤Ｇの量を規制することで塗布ローラ１４１に対するギャップ剤Ｇの付与量を制御する部材であり、この付与量制御部材１５２によって余分なギャップ剤Ｇが塗布ローラ１４１の表面上から除去される。
塗布ローラ１４１と付与量制御部材１５２との対向部を通過したギャップ剤Ｇは、塗布ローラ１４１の表面移動によって、塗布ニップＣに到達し、塗布ニップＣ内へのギャップ剤Ｇの付与が成される。
付与量制御部材１５２は、特に限定はされないが、あらかじめ付与量が一定になるように調整されたブラシや、弾性ゴムなどを用いることでギャップ剤Ｇの付与量を制御できる。転写紙Ｐ上に必要以上のギャップ剤Ｇが付着すると、画像品質の低下の原因となる。これに対して、実施形態１のように、付与量制御部材１５２によってギャップ剤Ｇの付与量の制御を行うことによって、転写紙Ｐ上に必要以上のギャップ剤Ｇが付着することに起因する、画像品質の低下を防止できる。
【００５３】
塗布部材クリーニング装置１６０は、塗布ローラ１４１に当接する弾性ゴムからなる塗布部材クリーニングブレード１６１を備える。塗布部材クリーニング装置１６０は、塗布ニップＣを通過した後に塗布ローラ１４１の表面上に残留する泡状定着液Ｆ（以下、残留泡状定着液Ｆｂとよぶ）や、残留泡状定着液Ｆｂと共に塗布ローラ１４１に付着したギャップ剤Ｇを塗布部材クリーニングブレード１６１によって掻きとって塗布ローラ１４１の表面をクリーニングする。
この塗布部材クリーニングブレード１６１は軟化剤によって軟化、膨潤および溶解されないものが好ましく、材質としてはＥＰＤＭ（エチレン−プロピレン−ジエンゴム）や変性シリコーンゴムが挙げられる。またＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）などのフィルムやコーティングによって表層を覆っていても良い。塗布部材クリーニング装置１６０としては、塗布部材クリーニングブレード１６１のようにブレード状のクリーニング部材を用いる構成に限るものではない。ローラ状のクリーニング部材を用いる構成や、ローラ部材に螺旋状の溝を形成して被クリーニング物を搬送する機構を備えた構成でも良い。
【００５４】
ここで、塗布ローラ１４１が塗布ニップＣで転写紙Ｐに泡状定着液Ｆを塗布する構成で、塗布ニップＣ内へのギャップ剤Ｇの付与が成されない従来の定着装置について説明する。
図１６は、ギャップ剤付与装置１５０を備えない従来の定着装置３０の一例の概略構成図である。
図１６に示す従来の定着装置３０は、ギャップ剤付与装置１５０を備えない点以外は、図４に示す実施形態１の定着装置３０と構成が共通する。
【００５５】
図１６に示す従来の定着装置３０は、実施形態１の定着装置３０と同様に、泡状定着液生成部１３０で生成した泡状定着液Ｆを定着液塗布部１４０の塗布ローラ１４１によって未定着トナー像Ｔを担持する転写紙Ｐに塗布する構成である。転写紙Ｐ上の未定着トナー像Ｔは、塗布ニップＣで泡状定着液Ｆが塗布され、トナー粒子が軟化することで、トナー粒子同士が結合して転写紙Ｐに定着する。
また、泡状定着液Ｆを塗布する構成であるため、実施形態１の定着装置３０と同様に、未定着トナー像Ｔに十分な体積の泡状定着液を塗布することができ、定着されたトナー像Ｔｂが形成された転写紙Ｐに残液感が発生することを抑制できる。
【００５６】
泡状定着液Ｆを塗布する構成では、定着後の転写紙Ｐ上の残液感をさらに低減するためには、未定着トナー像Ｔを転写紙Ｐに良好に定着できるように軟化させることができる範囲で、泡状定着液Ｆの塗布量を少なくすることが求められる。
しかし、上記範囲で転写紙Ｐへの泡状定着液Ｆの塗布量を少なくするように、塗布ローラ１４１表面上の泡状定着液Ｆの付着量を少なくしたとしても、トナーが塗布ローラ上へオフセットすることがある。
【００５７】
図１７は、図１６に示す従来の定着装置３０で、塗布ローラ１４１の表面に対する泡状定着液Ｆの付着量を少なくした状態の塗布ニップＣの拡大説明図である。
本発明者らが検討した結果、泡状定着液Ｆの付着量を少なくすると塗布ニップＣで泡状定着液Ｆが全て未定着トナー像Ｔに浸透してしまい、図１７にように、未定着トナー像Ｔと塗布ローラ１４１とが直接接触してしまうことが明らかになった。未定着トナー像Ｔと塗布ローラ１４１とが直接接触する結果、塗布ローラ１４１に対して軟化したトナー粒子の粘着力が働き、塗布ニップＣの出口においてトナーが塗布ローラ１４１にオフセットしてしまう。
このようなオフセットを防止するためには、泡状定着液Ｆの全てが未定着トナー像Ｔに浸透しないように、塗布ローラ１４１と未定着トナー像Ｔと間に泡状定着液Ｆを一部残す必要がある。
【００５８】
上記特許文献２には、定着液を塗布部材で塗布する構成で、塗布部材とトナー層との間に位置するように配置されたギャップ部材を備え、塗布部材とトナー層との間のギャップを一定に保つ構成の定着装置が開示されている。しかし、上記特許文献２に記載の定着装置は、液状定着液を塗布する構成であり、泡状定着液を塗布する図１６に示す従来例や実施形態１の定着装置３０とは構成が異なる。また、上記特許文献２に記載の定着装置は、ギャップ部材と塗布部材とが一体化した構成、または、ギャップ部材をローラ状として、塗布ニップで塗布部材と転写紙との間にギャップ部材が位置するように配置した構成である。このような構成では塗布部材やギャップ部材のクリーニングを行うことが困難である。そして、塗布部材やギャップ部材のクリーニングが困難であると、長期使用時の信頼性を得られないという問題がある。
【００５９】
一方、実施形態１の定着装置３０は、ギャップ剤付与装置１５０を備え、塗布ニップＣ内での塗布ローラ１４１と転写紙Ｐとの間にギャップを設けるギャップ剤Ｇを、塗布ニップＣ内に付与する構成である。
図８は、実施形態１の定着装置３０で、塗布ローラ１４１の表面に対する泡状定着液Ｆの付着量を少なくした状態の塗布ニップＣの拡大説明図である。
【００６０】
図８に示す実施形態１の塗布ニップＣでは、図１７に示した場合と同様に、塗布ローラ１４１によって泡状定着液Ｆが未定着トナー像Ｔに付与されるが、塗布ローラ１４１と未定着トナー像Ｔの間には、ギャップ剤付与装置１５０によって付与されたギャップ剤Ｇが存在する。このギャップ剤Ｇによって塗布ローラ１４１と未定着トナー像Ｔとの間には僅かな隙間が保たれており、泡状定着液Ｆの供給量が少ない場合にも、塗布ニップＣ中で泡状定着液Ｆの一部がこの隙間に残るため塗布ローラ１４１と未定着トナー像Ｔが直接触することを防止できる。その結果、塗布ニップＣの出口において泡状定着液Ｆが塗布ローラ１４１と未定着トナー像Ｔの両方に分離することによって、トナーのオフセットを防止できる。
【００６１】
また、実施形態１の定着装置３０は、ギャップ剤付与装置１５０を塗布ローラ１４１の表面と対向する位置に配置し、塗布ローラ１４１の表面にギャップ剤Ｇを付与する。このとき塗布ローラ１４１の表面上のギャップ剤Ｇは、塗布ローラ１４１とギャップ剤との間の、粘着力、静電力、磁力、または塗布ローラ１４１上に僅かに残った水分による粘着力などの作用によって微弱な力によって保持されている。
【００６２】
泡状定着液Ｆを塗布ローラ１４１で塗布する定着装置３０では、泡状定着液生成部１３０によって生成された泡状定着液Ｆが塗布ローラ１４１の表面上に担持され塗布ニップＣまで搬送される。このような構成で、泡状定着液Ｆが供給された後の塗布ローラ１４１の表面にギャップ剤Ｇを付与すると、ギャップ剤Ｇが泡状定着液Ｆの表層に付着した状態となり、泡状定着液Ｆの膜厚の均一性が損なわれ定着ムラが発生するおそれがある。
これに対して、実施形態１の定着装置３０では、泡状定着液生成部１３０から泡状定着液Ｆが供給される位置に対して塗布ローラ１４１の表面移動方向上流側にギャップ剤付与装置１５０を配置している。これにより、塗布ローラ１４１の表面に泡状定着液生成部１３０から泡状定着液Ｆが供給されるときには、既にギャップ剤Ｇが塗布ローラ１４１の表面に保持されているため、泡状定着液Ｆはギャップ剤Ｇに上から覆いかぶさるように付与される。このため、ギャップ剤Ｇは泡状定着液Ｆの表層には移動せず、膜厚調整ブレード１４２によって塗布ローラ１４１上の泡状定着液Ｆの膜厚を制御するときにも不具合は発生せず、泡状定着液Ｆの膜厚を均一にすることができる。
【００６３】
ギャップ剤付与装置１５０で付与されるギャップ剤Ｇは、特に限定はされないが、球状、中空状、ビーズ状、棒状、多面体状などの微粒子が挙げられる。このときギャップ剤Ｇは、定着液に含まれる軟化剤によって軟化されないことが好ましい。このようなギャップ剤Ｇの材料としては、酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化鉄、フッ素樹脂、シリコーンゴム、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリカーボーネート、ポリフェニルエーテル、及び、ポリエーテルエーテルケトンなどが挙げられる。
【００６４】
泡状定着液Ｆを塗布する定着装置３０では、液状定着液を塗布する構成に比べて定着後の転写紙Ｐの残液感を低減することが出来る。しかし、残液感をさらに低減するためには、塗布ニップＣに到達する塗布ローラ１４１の表面上の泡状定着液Ｆの付着量を可能な限り減少させることが必要となる。そして、実施形態１の定着装置３０では、ギャップ剤付与装置１５０によってギャップ剤Ｇを塗布ニップＣ中に付与することによって塗布ローラ１４１の表面上の泡状定着液Ｆの付着量を減少してもトナーオフセットを起こすことなく良好な定着画像を得ることが出来る。
【００６５】
［実施形態２］
次に、定着装置３０の二つ目に実施形態（以下、実施形態２とよぶ）について説明する。図９は、実施形態２に係る定着装置３０の概略構成図である。
図４に示した実施形態１の定着装置３０は、塗布ローラ１４１の表面に対向する位置にギャップ剤付与装置１５０を設け、塗布ローラ１４１の表面上に付与されたギャップ剤Ｇは塗布ローラ１４１の表面移動によって塗布ニップＣ内に付与される構成である。
一方、実施形態２の定着装置３０は、図９に示すように、塗布ニップＣに到達する前の未定着トナー像Ｔを担持する転写紙Ｐの表面と対向する位置にギャップ剤付与装置１５０を配置している点で実施形態１の定着装置３０と異なる。実施形態２の定着装置３０では、転写紙Ｐの表面上に付与されたギャップ剤Ｇは転写紙Ｐが搬送されることによって塗布ニップＣ内に付与される構成であり、ギャップ剤Ｇを付与する構成以外は、実施形態１の定着装置３０と共通する。
【００６６】
図１０は、実施形態２の定着装置３０が備えるギャップ剤付与装置１５０の拡大説明図である。実施形態２の定着装置３０では、ギャップ剤Ｇを塗布ローラ１４１の表面上ではなく、ギャップ剤保持ローラ１５４によって、塗布ニップＣに到達する前の転写紙Ｐ上の未定着トナー像Ｔ上に付与する。このような構成により、塗布ローラ１４１の表面上に形成される薄層状の泡状定着液Ｆに対するギャップ剤Ｇの影響を一切排除することが出来る。
【００６７】
実施形態２のギャップ剤付与装置１５０は、ギャップ剤保持ローラ１５４、ギャップ剤付与加圧ローラ１５５、格納部１５１及び送り出し部材１５３等を備える。図１１は、実施形態２のギャップ剤付与装置１５０の格納部１５１近傍の拡大説明図である。
図１１に示すように、格納部１５１には、付与量制御部材１５２が配置されている。
実施形態１の格納部１５１内のギャップ剤Ｇを塗布ローラ１４１の表面上に付与する構成と同様に、実施形態２では、格納部１５１内のギャップ剤Ｇは送り出し部材１５３によってギャップ剤保持ローラ１５４の表面上に付与される。ギャップ剤保持ローラ１５４の表面上に付与されたギャップ剤Ｇは、ギャップ剤保持ローラ１５４の表面移動によってギャップ剤保持ローラ１５４と付与量制御部材１５２との対向部に到達する。付与量制御部材１５２は、ギャップ剤保持ローラ１５４との対向部を通過するギャップ剤Ｇの量を規制することでギャップ剤保持ローラ１５４に対するギャップ剤Ｇの付与量を制御する部材であり、この付与量制御部材１５２によって余分なギャップ剤Ｇがギャップ剤保持ローラ１５４の表面上から除去される。
【００６８】
ギャップ剤保持ローラ１５４の表面上に付与されたギャップ剤Ｇは、ギャップ剤保持ローラ１５４とギャップ剤付与加圧ローラ１５５との対向部で、未定着トナー像Ｔを担持する転写紙Ｐに接触し、転写紙Ｐに付与される。このとき未定着トナー像Ｔはトナー像を形成するプロセス中に受けた電荷によって帯電している。このため、ギャップ剤保持ローラ１５４とギャップ剤付与加圧ローラ１５５との対向部での接触が弱い加圧による接触でも、未定着トナー像Ｔにはトナーの電位によってギャップ剤Ｇが付与される。一方、転写紙Ｐの表面上の未定着トナー像Ｔが無い部位にはギャップ剤Ｇはほとんど付与されない。そのため、未定着トナー像Ｔが形成された画像部のみに効率よくギャップ剤Ｇを付与できる。
【００６９】
また、ギャップ剤保持ローラ１５４とギャップ剤付与加圧ローラ１５５との対向部で、転写紙Ｐに付与されなかったギャップ剤Ｇは、ギャップ剤保持ローラ１５４の表面移動に伴い格納部１５１との対向部に到達する。このため、格納部１５１は、転写紙Ｐ上に付与されなかったギャップ剤保持ローラ１５４表面上のギャップ剤Ｇを回収するための後方開口部が設けられていることが好ましい。また、回収したギャップ剤Ｇが漏れ出さないために後方開口部はギャップ剤Ｇの粒子１つが、かろうじて通過できる程度の大きさであることが好ましい。さらに、その位置はギャップ剤保持ローラ１５４の回転中心の鉛直上方でギャップ剤保持ローラ１５４表面の最上部となる位置よりもギャップ剤保持ローラ１５４の表面移動方向下流側であることが好ましい。
実施形態２のギャップ剤付与装置１５０が備える付与量制御部材１５２は、実施形態１の付与量制御部材１５２と同様の構成である。また、付与量制御部材１５２によってギャップ剤Ｇの付与量の制御を行わないと、転写紙Ｐ上に必要以上のギャップ剤Ｇが付着することがあり、画像品質の低下の原因となる。
【００７０】
〔変形例〕
図１２は、実施形態２のギャップ剤付与装置１５０の変形例の格納部１５１近傍の拡大説明図である。図１２に示すように、変形例のギャップ剤付与装置１５０が備えるギャップ剤保持ローラ１５４の表面には、微細な窪み１５４ａが形成されている。そして、変形例のギャップ剤付与装置１５０は、付与量制御部材１５２の代わりにギャップ剤保持ローラ１５４の表面形状によってギャップ剤Ｇの付与量を制御する。その他の構成は実施形態２のギャップ剤付与装置１５０と同じである。
ここで、格納部１５１内でギャップ剤保持ローラ１５４に付着したギャップ剤Ｇが通過する格納部１５１の出口側開口部とする。変形例のギャップ剤付与装置１５０では、出口側開口部の格納部１５１のケーシングとギャップ剤保持ローラ１５４の窪み１５４ａが形成されていない部分の表面との隙間は、ギャップ剤Ｇの大きさよりも小さくなっている。このため、窪み１５４ａに入っていないギャップ剤Ｇは出口開口部をすり抜けられず、ギャップ剤保持ローラ１５４の表面上から除去される。一方、窪み１５４ａに入っているギャップ剤Ｇは出口開口部をすり抜け、ギャップ剤付与加圧ローラ１５５との対向部に向かって搬送される。このような構成により、出口開口部を通過するギャップ剤Ｇの量が規制され、ギャップ剤保持ローラ１５４に対するギャップ剤Ｇの付与量を制御することができる。
変形例の構成では、ギャップ剤保持ローラ１５４の表面の窪み１５４ａの大きさや数によってギャップ剤Ｇの付与量を調節できる。また、付与量制御部材１５２と併用してギャップ剤Ｇの付与量を制御する構成でもよい。
【００７１】
［実施形態３］
次に、定着装置３０の三つ目に実施形態（以下、実施形態３とよぶ）について説明する。図１３は、実施形態３に係る定着装置３０の概略構成図である。また、図１４は、実施形態３の定着装置３０が備えるギャップ剤付与装置１５０の拡大説明図である。実施形態３の定着装置３０は、ギャップ剤Ｇを付与する構成以外は、実施形態１や実施形態２の定着装置３０と共通する。
また、実施形態３の定着装置３０は、実施形態２の定着装置３０と同様に、塗布ニップＣに到達する前の未定着トナー像Ｔを担持する転写紙Ｐの表面と対向する位置にギャップ剤付与装置１５０を配置している。このため、転写紙Ｐの表面上に付与されたギャップ剤Ｇは転写紙Ｐが搬送されることによって塗布ニップＣ内に付与される構成である。
実施形態３のギャップ剤付与装置１５０は、ギャップ剤Ｇの付与量や付与部位を自在に制御可能である点で実施形態２のギャップ剤付与装置１５０と異なる。
【００７２】
実施形態３のギャップ剤付与装置１５０は、図１４に示すように、表面にギャップ剤Ｇを担持するギャップ剤用感光体ドラム１８１を備える。さらに、ギャップ剤用感光体ドラム１８１の周囲に、ギャップ剤用帯電ローラ１８２、ギャップ剤用現像装置１８３、ギャップ剤用転写ローラ１８４、ギャップ剤用クリーニング装置１８５及びギャップ剤用除電ランプ１８６等が配置されている。
【００７３】
ギャップ剤用帯電ローラ１８２は、接触帯電方式の帯電装置であり、ギャップ剤用帯電ローラ１８２をギャップ剤用感光体ドラム１８１に接触させて、ギャップ剤用感光体ドラム１８１に電圧を印加することにより、ギャップ剤用感光体ドラム１８１の表面を一様に帯電する。なお、ギャップ剤用帯電ローラ１８２の代わりに、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用いてもよい。
【００７４】
ギャップ剤用現像装置１８３は、二成分現像方式の現像装置の二成分現像剤内のトナーの代わりにギャップ剤Ｇを用いて現像を行う現像装置である。ギャップ剤用帯電ローラ１８２によって一様帯電されたギャップ剤用感光体ドラム１８１の表面は、不図示のギャップ剤用露光装置から照射された露光光Ｌｇによりギャップ剤用の静電潜像が書き込まれる。そして、ギャップ剤用現像装置１８３は、ギャップ剤用感光体ドラム１８１の表面に書き込まれた静電潜像に、現像剤中のギャップ剤Ｇを付着させて現像し、ギャップ剤像を形成する。
ギャップ剤用現像装置１８３は、攪拌部（不図示）及び現像部（不図示）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。攪拌部における現像剤中のギャップ剤Ｇの濃度は、濃度センサによって検出され、ギャップ剤Ｇの濃度が一定になるように制御されている。
【００７５】
ギャップ剤用転写ローラ１８４は、転写紙Ｐを挟んでギャップ剤用感光体ドラム１８１に対向する位置に設けられ、ギャップ剤転写ニップを形成する。このとき、ギャップ剤用転写ローラ１８４を用いて、転写紙Ｐをギャップ剤用感光体ドラム１８１に押し当てることにより、ギャップ剤用感光体ドラム１８１上に形成されたギャップ剤像を転写紙Ｐ上に転写される。なお、ギャップ剤用転写ローラ１８４の代わりに、導電性ブラシ、非接触のコロナチャージャー等を用いてもよい。
ギャップ剤用クリーニング装置１８５は、ギャップ剤転写ニップを通過したギャップ剤用感光体ドラム１８１上に残留したギャップ材を除去する。ギャップ剤用クリーニング装置１８５は、ギャップ剤用感光体ドラム１８１に押し当てられるブレードを有する。ここで、ギャップ剤用クリーニング装置１８５により除去されたギャップ剤Ｇは、回収スクリュ（不図示）及びギャップ剤リサイクル装置（不図示）により、ギャップ剤用現像装置１８３に搬送され、再利用される。
ギャップ剤用除電ランプ１８６は、光を照射してギャップ剤用感光体ドラム１８１の表面電位を初期化する。
【００７６】
実施形態３のギャップ剤付与装置１５０では、未定着トナー像Ｔはトナー像を形成する時の画像情報や、新たにスキャナで読み込んだ未定着トナー像Ｔの画像情報を画像情報に基づいてギャップ剤用の静電潜像を形成する。このとき、ギャップ剤転写ニップを通過する転写紙Ｐ上の未定着トナー像Ｔが存在する部位にのみに、必要なギャップ剤量となるようなギャップ剤用の静電潜像を形成するように、不図示のギャップ剤用露光装置からギャップ剤用感光体ドラム１８１上に照射する。これにより、転写紙Ｐ上の未定着トナー像Ｔが存在する部位のみに確実にギャップ剤Ｇを必要量付与することが可能となる。
【００７７】
上述した実施形態１〜３の定着装置３０では、塗布部材である塗布ローラ１４１に当接して塗布ニップＣを形成する加圧部材として、ローラ状の加圧ローラ１４３を用いた構成である。加圧部材としては、加圧ローラ１４３の代わりに、無端ベルト状の加圧ベルトを用いる構成であってもよい。これにより、ニップ幅を容易に大きくすることができる。加圧ベルトとしては、特に限定されないが、シームレスニッケルベルト、シームレスＰＥＴ等の基体にＰＦＡ等の離型性フッ素樹脂がコートされているベルトが挙げられる。
また、塗布部材としては、塗布ローラ１４１の代わりに無端ベルト状の塗布ベルトを用いてもよく、さらに、塗布部材として塗布ベルトを用いると共に、加圧部材として加圧ベルトを用いる構成であってもよい。
【００７８】
図１５は、本発明を適用した定着装置３０を配置することできる画像形成装置であるプリンタ１００の説明図である。
図１５のプリンタ１００において、図２及び図３を用いて説明したプリンタ１００と同一の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。図１５に示すプリンタ１００は、第一支持ローラ２５１及び第二支持ローラ２５２によって張架され、図１５中の矢印Ｂ方向に表面移動する転写搬送ベルト２５０を備える。そして、図１５に示すプリンタ１００は、ドラム状の四つの感光体４（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）上に形成された各色のトナー像を、転写搬送ベルト２５０に担持される転写紙Ｐに直接転写する構成である。
具体的には、転写紙Ｐは、レジストローラ対１５を用いて給紙された後、それぞれの転写ローラ２６０（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）を用いて、転写搬送ベルト２５０を感光体４に押し当てられることにより、各色のトナー像が転写紙Ｐに順次転写される。これにより、四色のトナー像が転写紙Ｐ上で重ね合わされ、転写紙Ｐの白色と相まってフルカラー画像の未定着トナー像Ｔとなる。未定着トナー像Ｔが形成された転写紙Ｐは、転写搬送ベルト２５０の表面移動によって定着装置３０に搬送され、定着装置３０で、未定着トナー像Ｔが定着される。
【００７９】
次に、定着液の組成について説明する。本発明の定着装置３０で用いる定着液は、少なくとも軟化剤と起泡剤とを含有する。
【００８０】
先ず、定着液に含まれる軟化剤について説明する。
軟化剤としては、樹脂含有微粒子であ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ものであれば特に限定はされず、脂肪族エステルや炭酸エステルなどが挙げられる。
【００８１】
脂肪族エステルとしては、「Ｒ１ＣＯＯＲ２」の一般式で表されるモノエステルを含有することが望ましい。このモノエステルの一般式におけるＲ１は、炭素数が１１〜１４のアルキル基を示しており、Ｒ２は、炭素数が１〜６の直鎖型または分岐型のアルキル基を示している。
このようなモノエステルを含有する脂肪族エステルを軟化剤に用いることにより、短時間で樹脂粒子を溶解または膨潤させることができる。
【００８２】
樹脂含有微粒子がトナーである場合に、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。ここで、モノエステルを含有する脂肪族エステルを軟化剤に用いることにより、記録媒体に形成された未定着のトナー像に定着液が付与してから、トナー像が定着するまでの時間を１［秒］以内にすることができる。さらに、モノエステルは、トナー像の粘着感を低下させることができる。これは、溶解または膨潤したトナー像の表面に、モノエステルが油膜を形成するためであると考えられる。このとき、上記化学式のＲ１の炭素数が１１未満であると、臭気指数が１０を超えることがある。一方、Ｒ１の炭素数が１４を超える場合及びＲ２の炭素数が６を超える場合は、樹脂粒子を溶解または膨潤させる能力が低下することがある。
このようなモノエステルとしては、特に限定されないが、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、二種以上併用してもよい。
【００８３】
また、飽和脂肪族カルボン酸と飽和脂肪族アルコールのエステルとしては、「Ｒ３（ＣＯＯＲ４）２」の一般式で表されるジエステルを含有することが望ましい。このジエステルの一般式におけるＲ３は、炭素数が３〜８のアルキレン基を示しており、Ｒ４は、炭素数が３〜５の直鎖型又は分岐型のアルキル基を示している。このようなジエステルを含有する軟化剤を用いることにより、短時間で樹脂粒子を溶解または膨潤させることができる。
【００８４】
詳しくは、上記一般式で表されるジエステルを含有する軟化剤を用いることにより、記録媒体に形成された未定着のトナー像に定着液が付与してから、トナー像が定着するまでの時間を０．１［秒］以内にすることができる。これにより、定着するまでの時間が、１［秒］以内であることが求められる６０［ｐｐｍ］程度の高速印字を行うときにも、良好な定着をおこなうことが出来る。
さらに、ジエステルを含有する軟化剤を用いることにより、定着液中の軟化剤の含有量を低減することができる。このとき、上記化学式のＲ３の炭素数が３未満である場合及びＲ４の炭素数が３未満である場合は、臭気指数が１０を超えることがある。一方、Ｒ３の炭素数が８を超える場合及びＲ４の炭素数が５を超える場合は、樹脂粒子を溶解または膨潤させる能力が低下することがある。
このようなジエステルとしては、特に限定されないが、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、二種以上併用してもよい。
【００８５】
さらに、飽和脂肪族カルボン酸と飽和脂肪族アルコールのエステルとしては、「Ｒ５（ＣＯＯＲ６ＯＲ７）２」の一般式で表されるジエステルを含有することが望ましい。このジエステルの一般式におけるＲ５は、炭素数が２〜８のアルキレン基を示しており、Ｒ６は、炭素数が２〜４のアルキレン基を示しており、Ｒ７は、炭素数が１〜４のアルキル基を示している。このようなジエステルを含有する軟化剤を用いることにより、さらに短時間で樹脂粒子を溶解または膨潤させることができる。
【００８６】
詳しくは、上記一般式で表されるジエステルを含有する軟化剤を用いることにより、記録媒体に形成された未定着のトナー像に定着液が付与してから、トナー像が定着するまでの時間を０．１［秒］以内にすることができる。これにより、定着するまでの時間が、１［秒］以内であることが求められる６０［ｐｐｍ］程度の高速印字を行うときにも、良好な定着をおこなうことが出来る。
さらに、ジエステルを含有する軟化剤を用いることにより、定着液中の軟化剤の含有量を低減することができる。このとき、上記化学式のＲ５の炭素数が１である場合及びＲ６の炭素数が１である場合は、臭気指数が１０を超えることがある。一方、Ｒ５の炭素数が８を超える場合、Ｒ６の炭素数が４を超える場合及びＲ７の炭素数が４を超える場合は、樹脂粒子を溶解または膨潤させる能力が低下することがある。
このようなジエステルとしては、特に限定されないが、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、二種以上併用してもよい。
【００８７】
また、飽和脂肪族カルボン酸と飽和脂肪族アルコールのエステルとしては、「Ｒ８（ＣＯＯＲ９ＯＲ１０ＯＲ１１）２」の一般式で表されるジエステルを含有することが望ましい。このジエステルの一般式におけるＲ８は、炭素数が２〜８のアルキレン基を示しており、Ｒ９及びＲ１０は、それぞれ独立に、炭素数が２または３のアルキレン基を示しており、Ｒ１１は、炭素数が１〜４のアルキル基を示している。このようなジエステルを含有する軟化剤を用いることにより、さらに短時間で樹脂粒子を溶解または膨潤させることができる。
【００８８】
詳しくは、上記一般式で表されるジエステルを含有する軟化剤を用いることにより、記録媒体に形成された未定着のトナー像に定着液が付与してから、トナー像が定着するまでの時間を０．１［秒］以内にすることができる。これにより、定着するまでの時間が、１［秒］以内であることが求められる６０［ｐｐｍ］程度の高速印字を行うときにも、良好な定着をおこなうことが出来る。
さらに、ジエステルを含有する軟化剤を用いることにより、定着液中の軟化剤の含有量を低減することができる。このとき、上記化学式のＲ８の炭素数が１である場合、Ｒ９の炭素数が１である場合及びＲ１０の炭素数が１である場合は、臭気指数が１０を超えることがある。一方、Ｒ８の炭素数が８を超える場合、Ｒ９の炭素数が３を超える場合、Ｒ１０の炭素数が３を超える場合及びＲ１１の炭素数が４を超える場合は、樹脂粒子を溶解または膨潤させる能力が低下することがある。
このようなジエステルとしては、特に限定されないが、コハク酸ジエトキシエトキシエチル、コハク酸ジメトキシエトキシエチル、アジピン酸ジメトキシエトキシエチル、セバシン酸ジエトキシエトキシエチル等が挙げられ、二種以上併用してもよい。
【００８９】
さらに、飽和脂肪族カルボン酸と飽和脂肪族アルコールのエステルとしては、「Ｒ１２（ＯＣＯＲ１３）２」の一般式で表されるジエステルを含有することが望ましい。このジエステルの一般式におけるＲ１２は、炭素数が２〜８のアルキレン基を示しており、Ｒ１３は、炭素数が２〜５の直鎖型又は分岐型のアルキル基を示している。このようなジエステルを含有する軟化剤を用いることにより、さらに短時間で樹脂粒子を溶解または膨潤させることができる。
【００９０】
詳しくは、上記一般式で表されるジエステルを含有する軟化剤を用いることにより、記録媒体に形成された未定着のトナー像に定着液が付与してから、トナー像が定着するまでの時間を０．１［秒］以内にすることができる。これにより、定着するまでの時間が、１［秒］以内であることが求められる６０［ｐｐｍ］程度の高速印字を行うときにも、良好な定着をおこなうことが出来る。
さらに、ジエステルを含有する軟化剤を用いることにより、定着液中の軟化剤の含有量を低減することができる。このとき、上記化学式のＲ１２の炭素数が１である場合及びＲ１３の炭素数が１である場合は、臭気指数が１０を超えることがある。一方、Ｒ１２の炭素数が８を超える場合、Ｒ１３の炭素数が５を超える場合は、樹脂粒子を溶解又は膨潤させる能力が低下することがある。
このようなジエステルとしては、特に限定されないが、エチレングリコールジアセテート、エチレングリコールジプロピオネート、プロピレングリコールジジアセテート、プロピレングリコールジブチレート、ブチレングリコールジブチレート等が挙げられ、二種以上併用してもよい。
【００９１】
また、飽和脂肪族カルボン酸と飽和脂肪族アルコールのエステルとしては、「Ｒ１４（ＯＲ１５ＯＣＯＲ１６）２」の一般式で表されるジエステルを含有することが望ましい。このジエステルの一般式におけるＲ１４は、炭素数が２〜４のアルキレン基を示しており、Ｒ１５は、炭素数が２または３の直鎖型または分岐型のアルキレン基を示しており、Ｒ１６は、炭素数が１〜４のアルキル基を示している。このようなジエステルを含有する軟化剤を用いることにより、さらに短時間で樹脂粒子を溶解または膨潤させることができる。
【００９２】
詳しくは、上記一般式で表されるジエステルを含有する軟化剤を用いることにより、記録媒体に形成された未定着のトナー像に定着液が付与してから、トナー像が定着するまでの時間を０．１［秒］以内にすることができる。これにより、定着するまでの時間が、１［秒］以内であることが求められる６０［ｐｐｍ］程度の高速印字を行うときにも、良好な定着をおこなうことが出来る。
さらに、ジエステルを含有する軟化剤を用いることにより、定着液中の軟化剤の含有量を低減することができる。このとき、上記化学式のＲ１４の炭素数が１である場合及びＲ１５の炭素数が１である場合は、臭気指数が１０を超えることがある。一方、Ｒ１４の炭素数が４を超える場合、Ｒ１５の炭素数が３を超える場合及びＲ１６の炭素数が４を超える場合は、樹脂粒子を溶解又は膨潤させる能力が低下することがある。
このようなジエステルとしては、特に限定されないが、トリエチレングリコールジアセテート、トリエチレングリコールジプロピオネート、トリプロピレングリコールジジアセテート等が挙げられ、二種以上併用してもよい。
【００９３】
上記炭酸エステルのうち、２価の飽和脂肪族アルコールの炭酸エステルとしては、化１の一般式で表される化合物を含有することが望ましい。
【００９４】
【化１】
2012008281.tif 000003
【００９５】
この化合物の一般式におけるＲ１７は、アルキレン基を示している。このような化合物を含有する炭酸エステルを軟化剤に用いることにより、短時間で樹脂粒子を溶解または膨潤させることができる。
【００９６】
詳しくは、上記一般式で表される化合物を含有する炭酸エステルを軟化剤に用いることにより、記録媒体に形成された未定着のトナー像に定着液が付与してから、トナー像が定着するまでの時間を１［秒］以内にすることができる。これにより、定着するまでの時間が、１［秒］以内であることが求められる６０［ｐｐｍ］程度の高速印字を行うときにも、良好な定着をおこなうことが出来る。
さらに、このような炭酸エステルは、トナー像の粘着感を低下させることができる。これは、溶解または膨潤したトナー像の表面に、炭酸エステルが油膜を形成するためであると考えられる。
このような炭酸エステルとしては、特に限定されないが、炭酸エチレン、炭酸プロピレン、炭酸ブチレン等が挙げられ、二種以上併用してもよい。
【００９７】
次に、定着液に含まれる起泡剤について説明する。
定着装置３０で用いる定着液に含まれる起泡剤は界面活性剤であり、特に限定はされないが、アニオン性界面活性剤、ノニオン界面活性剤、両性界面活性剤などが挙げられる。
【００９８】
アニオン性界面活性剤としては、特に限定されないが、炭素数１２〜１８の脂肪酸塩が挙げられる。炭素数が１２未満の場合泡沫安定性が低下することがあり、炭素数が１８より大きい場合起泡性が低下することがある。
ノニオン性界面活性剤としては、特に限定はされないが、デシルグルコシド、ラウリルグルコシド等の炭素数が１２〜１８のアルキル基を有するアルキルグリコシドや、ポリオキシエチレンラウリルエーテル酢酸ナトリウム、ポリオキシエチレンミリスチルエーテル酢酸ナトリウム、ポリオキシエチレンパルミチルエーテル酢酸ナトリウム等が挙げられ、二種以上併用してもよい。炭素数が１２未満である場合及び１８を超える場合は、起泡性が低下することがある。
両性界面活性剤としては、特に限定されないが、ミリスチン酸アミドプロピルジメチルアミノ酢酸ベタイン等の炭素数が１２〜１８の脂肪酸由来の脂肪酸アミドプロピルジメチルアミノ酢酸ベタイン；ステアリルジメチルアミノ酢酸ベタイン等の炭素数が１２〜１８のアルキル基を有するアルキルジメチルアミノ酢酸ベタイン；ラウロイルサルコシンナトリウム、ミルストイルサルコシンナトリウム、パルミトイルサルコシンナトリウム等の炭素数が１２〜１８のアシル基を有するＮ−アシルサルコシン及びその塩；ミリストイルグルタミン酸ナトリウム、パーム脂肪酸グルタミン酸ナトリウム、ヤシ油脂肪酸アシルグルタミン酸トリエタノールアミン等の炭素数が１２〜１８のアシル基を有するＮ−アシルグルタミン酸及びその塩等が挙げられ、二種以上併用してもよい。炭素数が１２未満である場合及び１８を超える場合は、起泡性が低下することがある。
【００９９】
定着液は軟化剤を含有しており、この軟化剤は、一般的に消泡作用が強い。このため、本実施形態の定着装置のように、液状の定着液を泡状定着液として用いる場合、定着液中の軟化剤の濃度が高いほど、定着液の起泡性及び泡沫安定性が悪くなり、起泡し難くなったり、泡状定着液が破泡し易くなったりするおそれがある。起泡し難いと嵩密度の低いの泡状定着液を得ることが出来ず、所望の嵩密度の泡状定着液を得たとしても、泡状定着液が破泡し易いと定着ニップで完全に破泡してしまい液状定着液を塗布する構成と同様の問題が生じる。
また、起泡剤としては、アニオン系界面活性剤が優れた起泡性と泡沫安定性とを実現することができ、起泡剤として優れている。アニオン系界面活性剤のなかでも、脂肪酸塩は、最も泡沫安定性に優れ、定着液の起泡剤として最も適する。
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で未定着トナーに付与する泡状定着液としては、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。
【０１００】
本発明者らは、定着液中の軟化剤濃度を高めたときの起泡性及び泡沫安定性の劣化問題を解決するため、アニオン系界面活性剤の種類や濃度を因子として多種の試作を行った。また、非特許文献１にも記載されている「スーパーファット」と呼称される技術、つまり固形洗浄剤（石鹸）に含有されている遊離脂肪酸に着目して試作を行った。
ここで、スーパーファットと呼称される技術について概説すると、酸化されにくい遊離脂肪酸を少量加え、過剰油脂分を増やす方法であり、ケン化されない油脂を少量分残すことによって、例えば保湿作用を高めるなどの効果があるとされている。上記非特許文献１には、石鹸水溶系に極少量の脂肪酸を添加すると、起泡性能が向上する上、泡質が一層クリーミィになることが知られており、スーパーファットソープと呼ばれていると記載されている。このスーパーファットと同様に軟化剤を有する定着液に極少量の脂肪酸を添加して泡化しようとしたが起泡性及び泡沫安定性のいずれも悪かった。
【０１０１】
これに対して、本発明者らは、起泡剤として炭素数１２から１８の脂肪酸塩を用い、更に炭素数１２から１８の脂肪酸を定着液中に含有することにより、軟化剤の濃度が高くなっても、定着液の起泡性が劣化しない泡状定着液を提供できることを見出した。
軟化剤を含有した定着液において、単に水を起泡する場合に比較して、脂肪酸塩の炭素数としては、１２から１８が起泡性に優れている。具体的には、ラウリン酸塩（炭素数１２）、ミリスチン酸塩（炭素数１４）、パルミチン酸塩（炭素数１６、）、ステアリン酸塩（炭素数１８）が適する。また、ペンタデシル酸（炭素数１５）、マルガリン酸（炭素数１７）なども適する。
【０１０２】
ここで、脂肪酸と軟化剤との作用について説明すると、軟化剤はエステル基を化学構造中に有しており、脂肪酸はカルボニル基を化学構造中に有している。この点から、軟化剤のエステル基と脂肪酸のカルボニル基が定着液の系内で、電気的な作用を示し、またそれが分子間の結合作用を生じさせ、定着液の特性として起泡性及び泡沫安定性を向上させている。
【０１０３】
また、炭素数１２から１８の範囲においても、炭素数が少ないほうが起泡性に優れているが泡沫安定性が悪く、炭素数が多いほうが起泡性にあまりよくないが泡沫安定性に極めて優れている。このため、定着液中には、単独の脂肪酸塩を含有させても良いが、炭素数１２から１８の脂肪酸塩を混合して含有させる方がさらに優れている。混合比率としては、ミリスチン酸塩（炭素数１４）を最も多く含み、ラウリン酸塩（炭素数１２）、ステアリン酸塩の割合を低くすることが望ましい。より具体的な脂肪酸塩の比率としては、ラウリン酸塩：ミリスチン酸塩：パルミチン酸塩：ステアリン酸塩の重量比で、０：６：３：１、１：５：３：１、１：４：４：１などが適する。
【０１０４】
ところで、定着液中に起泡剤である脂肪酸塩と同じ炭素数の脂肪酸を含有することで軟化剤の濃度が高くなっても起泡性及び泡沫安定性を維持することができる。軟化剤の濃度として、１０［ｗｔ％］未満では、脂肪酸を含有しなくても起泡性は問題ない。しかし、軟化剤の濃度が１０［ｗｔ％］以上、特に軟化剤の濃度が３０［ｗｔ％］以上になると、脂肪酸塩だけでは、ほとんど起泡しなくなり起泡性が悪くなる。このような軟化剤の濃度が３０［ｗｔ％］となる定着液において、脂肪酸塩と同じ炭素数の脂肪酸を含有させると、起泡性を維持できる。
【０１０５】
但し、脂肪酸の含有量が多くなりすぎると、起泡剤である脂肪酸塩の比率が下がり、起泡性が再び悪くなる。そこで、脂肪酸塩のモル数を、脂肪酸のモル数と同じに、またはは大きくするほうがよい。あるいは、脂肪酸と脂肪酸塩の比率を、５：５から１：９の範囲とした場合起泡性が優れている。
【０１０６】
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、嵩密度の極めて低い泡化を可能とする。
【０１０７】
また、他のアニオン系界面活性剤、例えばアルキルエーテル硫酸塩（ＡＥＳ）を起泡剤として、炭素数１２から１８の脂肪酸を含有した定着液であっても、軟化剤濃度増加による起泡性が悪くなるのを防止する効果があることがわかった。但し、組合せとして最も優れているのは脂肪酸塩との組合せである。
【０１０８】
更に、脂肪酸塩としては、脂肪酸ナトリウム、脂肪酸カリウム、脂肪酸アミンが適している。更に、最も適している脂肪酸アミンは、具体的には、水を加熱し、脂肪酸を添加し、その後トリエタノールアミンを添加して、一定時間撹拌しながら加熱してケン化反応させることで作製することができる。このとき、脂肪酸とトリエタノールアミンとのモル比を、１：０．５から１：０．９の範囲と脂肪酸比率を高くすることで、ケン化後、未反応の脂肪酸が残留し、定着液中に脂肪酸と脂肪酸アミンを混合させることができる。同じことは、ナトリウム塩やカリウム塩でも可能である。
【０１０９】
ところで、定着液中の軟化剤濃度が高くなると希釈溶媒である水に軟化剤が溶解しにくくなる。そこで、検討した結果、多価のアルコール類、具体的にはエチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、１，３ブチレングリコール、グリセリンなどを定着液中に含有させることで、軟化剤が高濃度でも溶解し、かつ脂肪酸塩による起泡性を劣化させず、むしろ起泡性が向上することがわかった。また、多価のアルコール類の含有量は、１［ｗｔ％］から３０［ｗｔ％］の範囲が適当である。３０［ｗｔ％］より多い含有量では、起泡性がむしろ劣化するため適さない。
【０１１０】
〔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。
ミリスチン酸（関東化学株式会社製）、パルミチン酸（関東化学株式会社製）、ステアリン酸（関東化学株式会社製）の質量比を４：３：１とした脂肪酸と、中和剤であるジエタノールアミン（関東化学株式会社製）とのモル比が１：０．７になるように計量した。これを液温８０［℃］のイオン交換水中で、３０分間撹拌し、室温になるまで放冷して、脂肪酸ジエタノールアミン塩を調製し、これを起泡剤とした。
軟化剤としては、コハク酸ジカルビトール（ハイアクオスターＤＣＳ、高級アルコール工業株式会社製）を用いた。
【０１１１】
そして、軟化剤としての上記コハク酸ジカルビトールを３０［ｗｔ％］、起泡剤としての上記脂肪酸ジエタノールアミン塩を４［ｗｔ％］、増泡剤としてヤシ油脂肪酸ジエタノールアミド（１：１）型（松本油脂製薬株式会社製、マーポンＭＭ）を０．５［ｗｔ％］、希釈剤としてのイオン交換水を６５．５［ｗｔ％］を超音波ホモジナイザーにて１０分間撹拌し、定着液を調製した。
【０１１２】
次に、本実験例で用いた画像形成装置について説明する。
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。次に、各実施例及び比較例でギャップ剤Ｇを付与する条件が異なる定着装置３０を用いて、未定着のトナー像を定着した。
【０１１３】
各定着装置３０は、図５に示すような泡状定着液生成部１３０を備えており、上記調整方法によって得た定着液を液状定着液１３２として定着液収容器１３１に収容し、泡状定着液Ｆを生成する。
本実験例で用いた泡状定着液生成部１３０は、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタラート）樹脂製のボトルである定着液収容器１３１を備え、搬送ポンプ１３３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（液搬送パイプ１３４等）は、内径２［ｍｍ］のシリコーンゴムチューブである。粗大泡生成部１３５内に配置された所望の泡径よりも大きい状態の泡状定着液Ｆを生成するための微小孔シート１３７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。
【０１１４】
また、泡状定着液生成部１３０の泡微細化部１３８は、粗大泡生成部１３５で生成された泡径が大きい泡状定着液Ｆから所望の泡径の泡状定着液Ｆを生成する。この泡微細化部１３８は、固定軸に固定された内側円筒１３８ｂ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１３８ａ及び内側円筒１３８ｂの材質はＰＥＴ樹脂とした。外側円筒１３８ａの内径は１０［ｍｍ］、外側円筒１３８ａの内部の長さ１２０［ｍｍ］、内側円筒１３８ｂの外径は８［ｍｍ］、内側円筒１３８ｂの長さは１００［ｍｍ］とした。このような構成で、泡供給ノズル１３９から得られる泡状定着液Ｆの嵩密度が０．０４［ｇ／ｃｍ３］となるように内側円筒１３８ｂの不図示の回転駆動モータの回転速度を設定した。
【０１１５】
また、各定着装置３０は、泡状定着液生成部１３０で得られた泡状定着液Ｆを定着液塗布部１４０の塗布ローラ１４１の表面上に供給する。
塗布ローラ１４１としては、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直径が５０［ｍｍ］のＳＵＳ（ステンレス鋼）製ローラを用いた。また、加圧ローラ１４３としては、直径２２［ｍｍ］のＳＵＳ製ローラ（芯金）に、外径が４０［ｍｍ］となるように、シリコンスポンジを形成したものを用いた。
加圧ローラ１４３の塗布ローラ１４１に対する押し当て力は、塗布ニップＣのニップ幅が７［ｍｍ］、塗布ニップＣにおける面圧が０．２７［ｋｇｆ／ｃｍ２］となるように設定した。
【０１１６】
膜厚調整ブレード１４２としては、アルミ合金製の支持板に厚さが１［ｍｍ］の平板ガラスを接着し、ガラス面を塗布ローラ１４１の側に向け、塗布ローラ１４１上の泡状定着液Ｆの厚みが約５０［μｍ］となるように塗布ローラ１４１との間隙を設定した。これにより、Ａ４用紙１枚当たり定着液の塗布量が１００［ｍｇ］前後となる。また、転写紙Ｐの搬送速度を３００［ｍｍ／ｓ］とした。このとき、転写紙Ｐ上の未定着トナー像Ｔの厚さを３０〜４０［μｍ］となるように画像形成を行った。
【０１１７】
〔実施例１〕
実施例１では、定着装置として図１に示す定着液塗布部１４０を備える実施形態１の定着装置３０を用いて定着を行った。
図１及び図７に示すギャップ剤付与装置１５０の格納部１５１を形成するケーシングとしては、厚みが１［ｍｍ］のＰＥＴ板を用い、付与量制御部材１５２にはナイロン製のブラシを用いた。送り出し部材１５３にはＰＦＡ樹脂を塗装した直径が５［ｍｍ］のＳＵＳ製ローラを用いた。
ギャップ剤Ｇとしては、シリコーンゴム（日硝産業、トスパール２０００Ｂ）を用い、画像部に対し０．７［ｍｇ／ｃｍ２］の付与量となるように設定した。
【０１１８】
〔実施例２〕
実施例２では、定着装置として図１に示す定着液塗布部１４０を備える実施形態１の定着装置３０を用いて定着を行った。図１及び図７に示すギャップ剤付与装置１５０の格納部１５１を形成するケーシングとしては、厚みが１［ｍｍ］のＰＥＴ板を用い、付与量制御部材１５２にはナイロン製のブラシを用いた。送り出し部材１５３にはＰＦＡ樹脂を塗装した直径が５［ｍｍ］のＳＵＳ製ローラを用いた。
ギャップ剤Ｇとしては、酸化ケイ素（東海化学工業所、マイクロイドＭＬ−３６１）を用い、画像部に対し０．２［ｍｇ／ｃｍ２］の付与量となるように設定した。
【０１１９】
〔実施例３〕
実施例３では、定着装置として図１に示す定着液塗布部１４０を備える実施形態１の定着装置３０を用いて定着を行った。
実施例３では、塗布ローラ１４１として上述した条件とは異なり、ＰＦＡ樹脂による表面処理を施していないアルミニウム製のローラを用いた。図１及び図７に示すギャップ剤付与装置１５０の格納部１５１を形成するケーシングとしては、厚みが１［ｍｍ］のＰＥＴ板を用い、付与量制御部材１５２にはナイロン製のブラシを用いた。送り出し部材１５３にはＰＦＡ樹脂を塗装した直径が５［ｍｍ］のＳＵＳ製ローラを用いた。
ギャップ剤Ｇとしては、シリコーンゴム（日硝産業、トスパール２０００Ｂ）を用い、画像部に対し０．７［ｍｇ／ｃｍ２］の付与量となるように設定した。
【０１２０】
〔実施例４〕
実施例４では、定着装置として図１０に示すギャップ剤付与装置１５０を備える実施形態２の定着装置３０（図９）を用いて定着を行った。
図１０及び図１１示すギャップ剤付与装置１５０の格納部１５１を形成するケーシングとしては、厚みが１［ｍｍ］のＰＥＴ板を用いた。また、ギャップ剤保持ローラ１５４には直径２０［ｍｍ］のＳＵＳ製ローラ（芯金）に、外径が２５［ｍｍ］となるように、シリコーンゴム層を形成したものを用いた。ギャップ剤付与加圧ローラ１５５には直径１０［ｍｍ］のＳＵＳ製ローラ（芯金）に、外径が２０［ｍｍ］となるように、シリコンスポンジ層を形成したものを用いた。そして、ギャップ剤付与加圧ローラ１５５とギャップ剤付与加圧ローラ１５５とによって形成されるギャップ剤付与ニップのニップ幅が２［ｍｍ］、ギャップ剤付与ニップの面圧が０．１［ｋｇｆ／ｃｍ２］となるように加圧した。
付与量制御部材１５２にはナイロン製のブラシを用いた。送り出し部材１５３にはＰＦＡ樹脂を塗装した直径が５［ｍｍ］のＳＵＳ製ローラを用いた。
ギャップ剤Ｇとしては、シリコーンゴム（日硝産業、トスパール２０００Ｂ）を用い、画像部に対し０．７［ｍｇ／ｃｍ２］の付与量となるように設定した。
【０１２１】
〔実施例５〕
実施例５では、定着装置として図１０に示すギャップ剤付与装置１５０を備える実施形態２の定着装置３０（図９）を用いて定着を行った。
図１０及び図１１示すギャップ剤付与装置１５０の格納部１５１を形成するケーシングとしては、厚みが１［ｍｍ］のＰＥＴ板を用いた。また、ギャップ剤保持ローラ１５４には直径２０［ｍｍ］のＳＵＳ製ローラ（芯金）に、外径が２５［ｍｍ］となるように、シリコーンゴム層を形成したものを用いた。ギャップ剤付与加圧ローラ１５５には直径１０［ｍｍ］のＳＵＳ製ローラ（芯金）に、外径が２０［ｍｍ］となるように、シリコンスポンジ層を形成したものを用いた。そして、ギャップ剤付与ニップのニップ幅が２［ｍｍ］、ギャップ剤付与ニップの面圧が０．１［ｋｇｆ／ｃｍ２］となるように加圧した。
付与量制御部材１５２にはナイロン製のブラシを用いた。送り出し部材１５３にはＰＦＡ樹脂を塗装した直径が５［ｍｍ］のＳＵＳ製ローラを用いた。
ギャップ剤Ｇとしては、酸化ケイ素（東海化学工業所、マイクロイドＭＬ−３６１）を用い、画像部に対し０．２［ｍｇ／ｃｍ２］の付与量となるように設定した。
【０１２２】
〔実施例６〕
実施例６では、定着装置として図１４に示すギャップ剤付与装置１５０を備える実施形態３の定着装置３０（図１３）を用いて定着を行った。すなわち、ギャップ剤像を形成して転写紙Ｐ上に転写するギャップ剤付与装置１５０を用いて転写紙Ｐ上の未定着トナー像Ｔがある部分にのみギャップ剤Ｇを付与した。
ギャップ剤Ｇとしては、シリコーンゴム（日硝産業、トスパール２０００Ｂ）を用い、画像部に対し０．３［ｍｇ／ｃｍ２］の付与量となるように設定した。
【０１２３】
〔実施例７〕
実施例７では、定着装置として図１４に示すギャップ剤付与装置１５０を備える実施形態３の定着装置３０（図１３）を用いて定着を行った。すなわち、ギャップ剤像を形成して転写紙Ｐ上に転写するギャップ剤付与装置１５０を用いて転写紙Ｐ上の未定着トナー像Ｔがある部分にのみギャップ剤Ｇを付与した。
ギャップ剤Ｇとしては、酸化ケイ素（東海化学工業所、マイクロイドＭＬ−３６１）を用い、画像部に対し０．１［ｍｇ／ｃｍ２］の付与量となるように設定した。
【０１２４】
〔比較例〕
比較例では、定着装置として、図１６に示すギャップ剤付与装置１５０を備えない従来の定着装置３０を用いて定着を行った。すなわち、ギャップ剤Ｇの付与を行わずに定着を行った。
【０１２５】
本実験例では、出力した画像の画像品質についてトナーオフセットの程度を以下の基準で評価した。
○：トナーオフセットが発生せず良好な画像が得られた。
×：トナーオフセットが発生し、画像が大きく乱れている。
本実験例の実験結果を表１に示す。
【０１２６】
【表１】
2012008281.tif 000004
【０１２７】
表１の実験結果から、未定着トナー像Ｔを担持する転写紙Ｐに泡状定着液Ｆを塗布する定着装置３０で、塗布ニップＣにギャップ剤Ｇを付与することで、オフセットの無い良好な画像を得られるという知見が得られた。このように、本発明の構成を備える定着装置３０であれば、塗布部材がトナー粒子に接触することに起因するトナーオフセットを防止することができる。
【０１２８】
上述した実施形態１〜３の定着装置３０では、塗布部材である塗布ローラ１４１が泡状定着液Ｆを付与する定着液塗布対象がトナー像を担持する記録媒体としての転写紙Ｐの表面である。泡状定着液Ｆを用いてトナー像を転写紙Ｐに定着させる定着装置３０としては、トナー像を担持する中間転写ベルト等のトナー像担持体に泡状定着液Ｆを塗布して、トナー像担持体上のトナー像を泡状定着液Ｆとともに転写紙Ｐに転写するものであっても適用可能である。
また、実施形態１〜３の定着装置３０を適用可能な本実施形態の画像形成装置としては、カラープリンタである構成について説明した。本発明の定着装置３０を備えた画像形成装置としては、プリンタに限るものではなく、例えばレーザープリンタ、ダイレクトデジタル製版機、直接又は間接の電子写真多色画像現像方式を用いたフルカラー複写機、フルカラーレーザープリンター、及びフルカラー普通紙ファックス等に幅広く適用可能である。
【０１２９】
上述した実施形態１〜３の定着装置３０では、泡状定着液Ｆを塗布ニップＣで未定着トナー像Ｔに塗布する構成で、塗布ニップＣにギャップ剤Ｇを付与する構成について説明した。定着液を塗布する塗布ニップにギャップ剤を付与する構成としては、泡状定着液を塗布する構成に限るものではなく、塗布部材によって液状の定着液を未定着のトナー像に塗布する構成であっても適用可能である。
【０１３０】
以上、本実施形態の定着装置３０は、塗布部材である塗布ローラ１４１と、定着液供給手段である泡状定着液生成部１３０と、加圧部材である加圧ローラ１４３とを備える。塗布ローラ１４１は、定着液を表面に担持して表面移動し、樹脂微粒子であるトナーを担持する定着液塗布対象である転写紙Ｐと対向する位置である塗布ニップＣで表面上の定着液を転写紙Ｐに塗布する部材である。ここで、塗布ローラ１４１によって転写紙Ｐに塗布される定着液は、トナーに含有さ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であるトナーを軟化させる軟化剤を含有している。また、泡状定着液生成部１３０は、塗布ローラ１４１の表面に定着液を供給する。また、加圧ローラ１４３は、塗布ローラ１４１が転写紙Ｐに定着液を塗布する位置で、転写紙Ｐを挟んで塗布ローラ１４１に当接し、塗布ローラ１４１との間で塗布ニップＣを形成する。そして、定着装置３０は、定着液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。このような構成の定着装置で、実施形態１〜３の定着装置３０は、塗布ニップＣ内で塗布ローラ１４１と転写紙Ｐとの間にギャップを設けるギャップ剤Ｇを、塗布ニップＣ内に付与するギャップ剤付与手段であるギャップ剤付与装置１５０を備える。ギャップ剤付与装置１５０によって、塗布ニップＣにギャップ剤Ｇを供給することにより、ギャップ剤Ｇによって塗布ニップＣ内での塗布ローラ１４１と転写紙Ｐとの間にギャップが設けられる。このため、転写紙Ｐ上の未定着トナー像Ｔのトナー粒子に塗布ローラ１４１が接触することに起因するトナーオフセットを防止することができる。また、塗布ニップＣを通過した塗布ローラ１４１には残留泡状定着液Ｆｂともにギャップ剤Ｇが付着していても、ギャップ剤Ｇは残留泡状定着液Ｆｂともに塗布部材クリーニング装置１６０によって塗布ローラ１４１から除去することが可能である。このため、ギャップ部材を備えた複雑な構成の塗布部材を備える定着装置とは異なり、塗布ローラ１４１を容易にクリーニングできる。このような構成により、実施形態１〜３の定着装置３０は、転写紙Ｐ上のトナー粒子に定着液を塗布する構成で、塗布ローラ１４１がトナー粒子に接触することに起因するトナーオフセットを防止しつつ、塗布ローラ１４１を容易にクリーニングできる構成を実現することができる。
【０１３１】
また、本実施形態の定着装置３０の定着液供給手段である泡状定着液生成部１３０は、液状の定着液に対して液中に気泡を分散させて泡状定着液Ｆとし、塗布ローラ１４１の表面に泡状定着液をＦ供給する定着液泡化手段である。このため、塗布ローラ１４１が塗布ニップＣで未定着トナー像Ｔに塗布する定着液は泡状定着液Ｆであり、液状の定着液を塗布する定着装置に比べて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。
【０１３２】
特に、実施形態１の定着装置３０では、ギャップ剤付与装置１５０は、塗布ローラ１４１の表面上にギャップ剤Ｇを付与するため、樹脂微粒子の像である未定着トナー像Ｔを定着前に全く乱すことなく、オフセットを防止できる。
【０１３３】
また、実施形態１の定着装置３０では、ギャップ剤付与装置１５０は、塗布ニップＣを通過した後、泡状定着液生成部１３０によって泡状定着液Ｆが供給される前の塗布ローラ１４１の表面上にギャップ剤Ｇを付与する。これにより、塗布ローラ１４１の表面上の泡状定着液Ｆに厚みムラなどの悪影響を与えることなく、オフセットを防止できる。
【０１３４】
特に、実施形態２または実施形態３の定着装置３０では、ギャップ剤付与装置１５０は、未定着トナー像を担持する転写紙Ｐの表面上にギャップ剤Ｇを付与するため、塗布ローラ１４１表面上の泡状定着液Ｆに厚みムラなどの悪影響を全く与えることなく、オフセットを防止できる。
【０１３５】
特に、実施形態２の定着装置３０では、ギャップ剤付与装置１５０は、ギャップ剤Ｇを担持して表面移動するギャップ剤担持体であるギャップ剤保持ローラ１５４を備え、ギャップ剤保持ローラ１５４を転写紙Ｐの表面上の未定着トナー像Ｔに接触させる。これにより、帯電している未定着トナー像Ｔの上に優先的にギャップ剤Ｇが付与されるため、ギャップ剤Ｇの消費量を抑えつつ、オフセットを防止できる。
【０１３６】
特に、実施形態３の定着装置３０では、ギャップ剤付与装置１５０は、ギャップ剤用感光体ドラム１８１と、不図示のギャップ剤用露光装置と、ギャップ剤用現像装置１８３と、ギャップ剤用転写ローラ１８４とを備える。ギャップ剤用感光体ドラム１８１は、潜像担持体であり、潜像形成手段である不図示のギャップ剤用露光装置から照射される露光光Ｌｇによってその表面上にギャップ剤用の静電潜像が書き込まれる。ギャップ剤用現像装置１８３は、ギャップ剤用感光体ドラム１８１上に形成された静電潜像を、ギャップ剤を用いて現像してギャップ剤像を形成する現像手段である。また、ギャップ剤用転写ローラ１８４は、ギャップ剤用感光体ドラム１８１上に形成されたギャップ剤像を転写紙Ｐの表面上に転写するギャップ剤像転写手段である。これにより、転写紙Ｐ上の任意の場所にギャップ剤Ｇを付与することが出来るため、必要以上の量のギャップ剤Ｇを消費することなく、未定着トナー像Ｔのある部位だけにギャップ剤Ｇを付与し、オフセットを防止できる。
【０１３７】
本実施形態の画像形成装置としてのプリンタ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上に未定着トナー像Ｔを形成するトナー像形成手段である作像ユニット３等と、転写紙Ｐ上にトナー像を定着せしめる定着手段とを備え、定着手段として、本実施形態の定着装置３０を用いる。これにより、定着装置３０でのオフセットの発生を防止できるため、高品質の画像形成を行うことができる。
なお、作像ユニット３等で形成したトナー像を転写紙Ｐに転写する構成としては、図１５に示すプリンタ１００のように、潜像担持体上である感光体４に形成されたトナー像を転写紙Ｐに直接転写する構成であっても良いし、図２に示すプリンタ１００のように、潜像担持体上である感光体４に形成されたトナー像を感光体４に対向して無端移動する転写用部材である中間転写ベルト２５に転写し、中間転写ベルト２５上に形成されたトナー像を転写紙Ｐに転写する構成であっても良い。
【符号の説明】
【０１３８】
３  作像ユニット
４  感光体
２０  転写ユニット
２５  中間転写ベルト
２６  一次転写ローラ
２８  紙搬送ユニット
３０  定着装置
１００  プリンタ
１３０  泡状定着液生成部
１３５  粗大泡生成部
１３８  泡微細化部
１４０  定着液塗布部
１４１  塗布ローラ
１４２  膜厚調整ブレード
１４３  加圧ローラ
１５０  ギャップ剤付与装置
１５１  格納部
１５２  付与量制御部材
１５３  送り出し部材
２５０  転写搬送ベルト
Ｃ  塗布ニップ
Ｆ  泡状定着液
Ｇ  ギャップ剤
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１３９】
【特許文献１】特開２００７−２１９１０５号公報
【特許文献２】特開２００７−１２７８８５号公報
【非特許文献】
【０１４０】
【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】
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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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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