(57)【要約】【課題】泡状定着液の塗布部材に接触する部分の軟化剤の含有量を抑制することで効率的に軟化剤を使用しながらオフセットの発生の抑制しつつ、コスト高や装置の大型化を抑制することができる定着装置、この定着装置を備えた画像形成装置、定着方法及びこの定着方法を用いた画像形成方法を提供する。【解決手段】塗布ローラ６１の表面上の泡状定着液Ｆを転写紙Ｐ上の未定着トナーＴに塗布して定着を行う定着装置６０において、液泡状化装置５００は、生成された泡状起泡剤液Ｂｕを塗布ローラ６１の表面に供給し、塗布ローラ６１の表面に供給した泡状起泡剤液Ｂｕの最表面に軟化剤の含有率が高い液状の軟化剤液４１０を供給し、塗布ローラ６１の表面に担持する泡状定着液Ｆを軟化剤の含有濃度に濃度勾配が生じたとする。【選択図】図１
2012113042.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、液中に気体が分散した泡状定着液を生成する泡状定着液生成手段と、
表面移動する表面に担持する該泡状定着液を該樹脂含有微粒子からなる樹脂含有微粒子層を担持する定着液塗布対象の表面に塗布する塗布部材とを有し、
塗布位置で該塗布部材の表面上の該泡状定着液を該定着液塗布対象に塗布することで軟化した該樹脂含有微粒子層を記録媒体に定着させる定着装置において、
上記泡状定着液生成手段は、上記泡状定着液よりも上記軟化剤の含有率が低い液状定着組成液を液中に気体が分散した泡状定着組成液として上記塗布部材の表面に供給する泡状定着組成液生成手段と、
該塗布部材の表面に供給された該泡状定着組成液の最表面に該泡状定着液よりも該軟化剤の含有率が高い液状の軟化剤液を供給する軟化剤液供給手段と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、
上記泡状定着組成液生成手段は、上記液状定着組成液と気体とを混合させて上記泡状定着組成液を生成する気液混合部と、
液状定着組成液供給手段から供給される該液状定着組成液を該気液混合部に供給する液体搬送路と、
気体供給手段から供給される上記気体を該気液混合部に供給する気体搬送路とを有し、
上記泡状定着液生成手段は、該泡状定着組成液を該気液混合部から上記塗布部材の表面に対向するように形成された泡状液排出口へ流す泡状液流路と、
液状軟化剤液供給手段から供給される上記軟化剤液を上記塗布部材の表面上の該泡状液排出口が対向する位置に対して該塗布部材の表面移動方向下流側で該塗布部材の表面と対向するように形成された軟化剤液排出口へ流す軟化剤液流路とを備えることを特徴とする定着装置。
【請求項３】
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、液中に気体が分散した泡状定着液を生成する泡状定着液生成手段と、
表面移動する表面に担持する該泡状定着液を該樹脂含有微粒子からなる樹脂含有微粒子層を担持する定着液塗布対象の表面に塗布する塗布部材とを有し、
塗布位置で該塗布部材の表面上の該泡状定着液を該定着液塗布対象に塗布することで軟化した該樹脂含有微粒子層を記録媒体に定着させる定着装置において、
上記泡状定着液生成手段は、上記泡状定着液よりも上記軟化剤の含有率が低い液状定着組成液を液中に気体が分散した泡状定着組成液とする泡状定着組成液生成手段と、
該泡状定着組成液生成手段によって生成された該泡状定着組成液を上記塗布部材の表面と対向する泡供給位置まで搬送し、該塗布部材の表面に供給する泡状定着組成液搬送部材と、
該泡状定着組成液搬送部材内の該泡状定着組成液に対して、該泡供給位置における該塗布部材の表面移動方向下流側から該泡状定着液よりも該軟化剤の含有率が高い液状の軟化剤液を供給する軟化剤液供給手段を備え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、
上記泡状定着組成液生成手段は、上記液状定着組成液と気体とを混合させて上記泡状定着組成液を生成する気液混合部と、
液状定着組成液供給手段から供給される該液状定着組成液を該気液混合部に供給する液体搬送路と、
気体供給手段から供給される上記気体を該気液混合部に供給する気体搬送路とを有し、
上記泡状定着液生成手段は、該泡状定着組成液を該気液混合部から上記塗布部材の表面に対向するように形成された泡状液排出口へ流す泡状液流路と、
液状軟化剤液供給手段から供給される上記軟化剤液を、該泡状液流路を通過する該泡状定着組成液に対して該泡状液排出口に対向する位置における該塗布部材の表面移動方向下流側から付与するように形成された軟化剤液排出口へ流す軟化剤液流路とを備えることを特徴とする定着装置。
【請求項５】
請求項２または４の定着装置において、
上記泡状定着組成液生成手段は、上記液体搬送路及び上記気体搬送路が形成された気液流入部材と、
該気液流入部材に接続され、該液体搬送路を通過した上記液状定着組成液の流路断面積を拡張する液体搬送路拡張空間、及び、該気体搬送路を通過した上記気体の流路断面積を拡張する気体搬送路拡張空間が形成された流体搬送路拡張部材と、
該流体搬送路拡張部材に接続され、該液体搬送路拡張空間を通過した該液状定着組成液が流入する断面積が微細な複数の液体微細搬送路、及び、該気体搬送路拡張空間を通過した該気体が流入する断面積が微細な複数の気体微細搬送路が、互いに隣接して形成された微細流路形成部材と、
該微細流路形成部材に接続され、該液体微細搬送路及び該気体微細搬送路の搬送方向下流側端部と連通し、流体の搬送方向に直交する断面が一方向に長尺なスリット状となるスリット状搬送路が形成されたスリット状搬送路形成部材とを備え、
該スリット状搬送路形成部材の該スリット状搬送路の断面の長尺な方向は、上記泡状液排出口が対向する位置における上記塗布部材の表面移動方向に直交する方向であることを特徴とする定着装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか１項に記載の定着装置において、
上記液状定着組成液は、含有する液体の起泡性を向上する起泡剤を含有することを特徴とする定着装置。
【請求項７】
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該トナー像を担持するトナー像担持体の表面、または、該トナー像を担持する記録媒体の表面、である定着液付与対象の表面に泡状定着液を付与し、
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において、
該定着手段として、請求項１乃至６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。
【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、液中に気体が分散した泡状定着液を表面移動する塗布部材の表面に該泡状定着液を担持させ、該樹脂微粒子を担持する定着液付与対象の表面に該塗布部材の表面上の該泡状定着液を塗布位置で塗布して、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方法において、
上記泡状定着液よりも上記軟化剤の含有率が低い液状定着組成液を液中に気体が分散した泡状定着組成液として上記塗布部材の表面に供給し、
該塗布部材の表面に供給された該泡状定着液の最表面に該泡状定着液よりも該軟化剤の含有率が高い液状の軟化剤液を供給することで上記塗布部材の表面に泡状定着液を担持せしめることを特徴とする定着方法。
【請求項９】
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、液中に気体が分散した泡状定着液を表面移動する塗布部材の表面に該泡状定着液を担持させ、該樹脂微粒子を担持する定着液付与対象の表面に該塗布部材の表面上の該泡状定着液を塗布位置で塗布して、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方法において、
上記泡状定着液よりも上記軟化剤の含有率が低い液状定着組成液を液中に気体が分散した泡状定着組成液として上記塗布部材の表面に供給するもので、
該泡状定着組成液を上記塗布部材に供給したときに最表面側となる部分の該泡状定着組成液に対して該泡状定着組成液を塗布部材に供給する前に該泡状定着液よりも該軟化剤の含有率が高い液状の軟化剤液を供給することで上記塗布部材の表面に泡状定着液を担持せしめることを特徴とする定着方法。
【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工程と、
該記録媒体上に該トナー像を定着せしめる定着工程とによって記録媒体上に画像を形成する画像形成方法において、
上記定着工程では請求項８または９の定着方法によって定着を行うことを特徴とする画像形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、泡状定着液を用いる定着方法及びこの定着方法によって画像の記録媒体への定着を行う画像形成方法、並びに、泡状定着液を用いた定着装置及びこの定着装置を採用する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、複写機、あるいはこれらの機能を有する複合機などの画像形成装置は、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、グラフィック、写真等の種々の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、高い定着速度及び高い定着画像品質等を提供することができるため、好適に用いられている。しかし、このような電子写真方式の画像形成装置における消費電力の約半分以上は、熱定着方式においてトナーを加熱することに消費されている。
【０００３】
一方、近年における環境問題対策の観点からは、低消費電力（省エネルギー）の定着装置が望まれている。即ち、トナーを定着するためにトナーを加熱する温度を今までよりも極端に低下させること、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６に記載の定着装置で用いる定着方式）。湿式定着方式では、未定着のトナー像に対して定着液を塗布、噴霧または滴下してトナー像を形成するトナーを軟化させた後、軟化したトナーを記録媒体上で乾燥させることにより、トナー像を記録媒体に定着させる。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。
【０００５】
特許文献１〜特許文献４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または中間転写体といった定着液付与対象に塗布することで、定着液を定着液付与対象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、定着液付与対象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。
【０００６】
塗布ローラを用いて定着液付与対象上の未定着トナー像へ定着液を塗布する構成において、定着液を定着液付与対象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を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定着液付与対象と接触した後、塗布ローラの表面が定着液付与対象から剥離する位置で、定着液付与対象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定着液付与対象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定着液付与対象上のトナー像が大幅に乱れてしまう。
【０００７】
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、塗布ローラが定着液付与対象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定着液付与対象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が、定着液付与対象の表面に多量の定着液が塗布される。このため、定着液付与対象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付与量が多い場合、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する恐れがある。
このように、塗布ローラを用いて定着液を付与する構成では、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、塗布ローラで定着液を塗布する構成では、定着応答性向上や残液感低減やカール防止のために定着液付与対象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。
【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５及び特許文献６には、定着液を液中に気泡が分散した泡状定着液とし、この泡状定着液を定着液付与対象である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密度（定着液の重量をその体積で割った値、以下、嵩密度とよぶ）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。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５及び特許文献６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。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本出願人は、特願２０１０−０５４０６０号（以下、先願という）にて、泡状定着液を用いて定着を行う定着装置として、生成条件が異なる二種類の泡状液を塗布ローラ等の表面が無端移動する塗布部材の表面上で重ねて、塗布部材の表面上に二種類の層の泡膜を形成する構成を提案している。詳しくは、通常の液体から泡状液を生成する泡状液生成装置を二つ備え、一方の第一泡状液生成装置で生成した第一泡状液を塗布部材の表面上に供給し、第一泡状液を担持した塗布部材の表面に他方の第二泡状液生成装置で生成した第二泡状液を供給する。このような構成により、塗布部材の表面上では第一泡状液の上に第二泡状液が重ねられた二層状の泡状定着液の泡膜が形成される。
【００１０】
この先願では、第一泡状液には軟化剤を含有させず、第二泡状液のみに軟化剤を含有させる構成を提案している。このような構成により、記録媒体に泡状定着液を塗布する位置である塗布ニップに到達する塗布部材の表面上の泡状定着液は、最表面となる部分には軟化剤を含有する第二泡状液が存在し、塗布部材に接触する部分には軟化剤を含有しない第一泡状液が存在する。
塗布部材を用いて泡状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上には記録媒体に付与されなかった泡状定着液（以下、残留泡状定着液と呼ぶ）が残留する。この残留泡状定着液は次の泡状定着液が供給される前に回収され破棄されるが、軟化剤を含有しない第一泡状液が塗布部材に接触する部分に存在する構成では、残留泡状定着液のほとんどは第一泡状液である。このため、塗布部材の表面上に一様な泡状定着液の泡膜を形成する構成と比較して、軟化剤成分が塗布部材の表面上に残留する割合が低くなり、回収され破棄される軟化剤の量を抑制し、効率的に軟化剤を使用することができる。
また、塗布ニップの出口近傍では、記録媒体上のトナー層には定着液がある程度浸透した状態であり、トナー層の最表面と塗布部材の表面との間には、トナー層に浸透していない泡状定着液が存在する。このとき、トナー層の最表面のトナーは軟化剤を含有する第二泡状液が最初に付与されることである程度の軟化が進んでいる。このような状態で、塗布部材の表面との間に存在する泡状定着液によって更に軟化する作用が働くと、軟化したトナーが塗布部材側に引き寄せられてオフセットを生じるおそれがある。これに対して、塗布ニップの出口近傍でトナー層の最表面と塗布部材の表面との間に存在する泡状定着液のほとんどが軟化剤を含有しない第一泡液であることにより、ある程度の軟化が進んだトナー層の最表面のトナーに対して、更に軟化する作用が働くことを防止できる。このため、オフセットの発生を更に抑制することができる。
【００１１】
しかしながら、上記先願は、二つの泡状液生成手段が必要となるため、装置の構成が複雑となり、さらに、泡状液生成手段を二つ配置するスペースが必要となるため、コスト高や装置の大型化といった問題が生じる。
【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、泡状定着液の塗布部材に接触する部分の軟化剤の含有量を抑制することで効率的に軟化剤を使用しながらオフセットの発生の抑制しつつ、コスト高や装置の大型化を抑制することができる定着装置、この定着装置を備えた画像形成装置、定着方法及びこの定着方法を用いた画像形成方法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、液中に気体が分散した泡状定着液を生成する泡状定着液生成手段と、表面移動する表面に担持する該泡状定着液を該樹脂含有微粒子からなる樹脂含有微粒子層を担持する定着液塗布対象の表面に塗布する塗布部材とを有し、塗布位置で該塗布部材の表面上の該泡状定着液を該定着液塗布対象に塗布することで軟化した該樹脂含有微粒子層を記録媒体に定着させる定着装置において、上記泡状定着液生成手段は、上記泡状定着液よりも上記軟化剤の含有率が低い液状定着組成液を液中に気体が分散した泡状定着組成液として上記塗布部材の表面に供給する泡状定着組成液生成手段と、該塗布部材の表面に供給された該泡状定着組成液の最表面に該泡状定着液よりも該軟化剤の含有率が高い液状の軟化剤液を供給する軟化剤液供給手段と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、上記泡状定着組成液生成手段は、上記液状定着組成液と気体とを混合させて上記泡状定着組成液を生成する気液混合部と、液状定着組成液供給手段から供給される該液状定着組成液を該気液混合部に供給する液体搬送路と、気体供給手段から供給される上記気体を該気液混合部に供給する気体搬送路とを有し、上記泡状定着液生成手段は、該泡状定着組成液を該気液混合部から上記塗布部材の表面に対向するように形成された泡状液排出口へ流す泡状液流路と、液状軟化剤液供給手段から供給される上記軟化剤液を上記塗布部材の表面上の該泡状液排出口が対向する位置に対して該塗布部材の表面移動方向下流側で該塗布部材の表面と対向するように形成された軟化剤液排出口へ流す軟化剤液流路とを備えることを特徴とするものである。
また、請求項３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含有微粒子を軟化させる軟化剤を含有し、液中に気体が分散した泡状定着液を生成する泡状定着液生成手段と、表面移動する表面に担持する該泡状定着液を該樹脂含有微粒子からなる樹脂含有微粒子層を担持する定着液塗布対象の表面に塗布する塗布部材とを有し、塗布位置で該塗布部材の表面上の該泡状定着液を該定着液塗布対象に塗布することで軟化した該樹脂含有微粒子層を記録媒体に定着させる定着装置において、上記泡状定着液生成手段は、上記泡状定着液よりも上記軟化剤の含有率が低い液状定着組成液を液中に気体が分散した泡状定着組成液とする泡状定着組成液生成手段と、該泡状定着組成液生成手段によって生成された該泡状定着組成液を上記塗布部材の表面と対向する泡供給位置まで搬送し、該塗布部材の表面に供給する泡状定着組成液搬送部材と、該泡状定着組成液搬送部材内の該泡状定着組成液に対して、該泡供給位置における該塗布部材の表面移動方向下流側から該泡状定着液よりも該軟化剤の含有率が高い液状の軟化剤液を供給する軟化剤液供給手段を備え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、上記泡状定着組成液生成手段は、上記液状定着組成液と気体とを混合させて上記泡状定着組成液を生成する気液混合部と、液状定着組成液供給手段から供給される該液状定着組成液を該気液混合部に供給する液体搬送路と、気体供給手段から供給される上記気体を該気液混合部に供給する気体搬送路とを有し、上記泡状定着液生成手段は、該泡状定着組成液を該気液混合部から上記塗布部材の表面に対向するように形成された泡状液排出口へ流す泡状液流路と、液状軟化剤液供給手段から供給される上記軟化剤液を、該泡状液流路を通過する該泡状定着組成液に対して該泡状液排出口に対向する位置における該塗布部材の表面移動方向下流側から付与するように形成された軟化剤液排出口へ流す軟化剤液流路とを備え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または４の定着装置において、上記泡状定着組成液生成手段は、上記液体搬送路及び上記気体搬送路が形成された気液流入部材と、該気液流入部材に接続され、該液体搬送路を通過した上記液状定着組成液の流路断面積を拡張する液体搬送路拡張空間、及び、該気体搬送路を通過した上記気体の流路断面積を拡張する気体搬送路拡張空間が形成された流体搬送路拡張部材と、該流体搬送路拡張部材に接続され、該液体搬送路拡張空間を通過した該液状定着組成液が流入する断面積が微細な複数の液体微細搬送路、及び、該気体搬送路拡張空間を通過した該気体が流入する断面積が微細な複数の気体微細搬送路が、互いに隣接して形成された微細流路形成部材と、該微細流路形成部材に接続され、該液体微細搬送路及び該気体微細搬送路の搬送方向下流側端部と連通し、流体の搬送方向に直交する断面が一方向に長尺なスリット状となるスリット状搬送路が形成されたスリット状搬送路形成部材とを備え、該スリット状搬送路形成部材の該スリット状搬送路の断面の長尺な方向は、上記泡状液排出口が対向する位置における上記塗布部材の表面移動方向に直交する方向であ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１乃至５のいずれか１項に記載の定着装置において、上記液状定着組成液は、含有する液体の起泡性を向上する起泡剤を含有することを特徴とするものである。
また、請求項７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該トナー像を担持するトナー像担持体の表面、または、該トナー像を担持する記録媒体の表面、である定着液付与対象の表面に泡状定着液を付与し、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において、該定着手段として、請求項１乃至６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。
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、液中に気体が分散した泡状定着液を表面移動する塗布部材の表面に該泡状定着液を担持させ、該樹脂微粒子を担持する定着液付与対象の表面に該塗布部材の表面上の該泡状定着液を塗布位置で塗布して、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方法において、上記泡状定着液よりも上記軟化剤の含有率が低い液状定着組成液を液中に気体が分散した泡状定着組成液として上記塗布部材の表面に供給し、該塗布部材の表面に供給された該泡状定着液の最表面に該泡状定着液よりも該軟化剤の含有率が高い液状の軟化剤液を供給することで上記塗布部材の表面に泡状定着液を担持せしめることを特徴とするものである。
また、請求項９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、液中に気体が分散した泡状定着液を表面移動する塗布部材の表面に該泡状定着液を担持させ、該樹脂微粒子を担持する定着液付与対象の表面に該塗布部材の表面上の該泡状定着液を塗布位置で塗布して、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方法において、上記泡状定着液よりも上記軟化剤の含有率が低い液状定着組成液を液中に気体が分散した泡状定着組成液として上記塗布部材の表面に供給するもので、該泡状定着組成液を上記塗布部材に供給したときに最表面側となる部分の該泡状定着組成液に対して該泡状定着組成液を塗布部材に供給する前に該泡状定着液よりも該軟化剤の含有率が高い液状の軟化剤液を供給することで上記塗布部材の表面に泡状定着液を担持せしめ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工程と、該記録媒体上に該トナー像を定着せしめる定着工程とによって記録媒体上に画像を形成する画像形成方法において、上記定着工程では請求項８または９の定着方法によって定着を行うことを特徴とするものである。
【００１４】
本発明においては、表面移動する塗布部材の表面は、泡状定着液よりも軟化剤の含有率が低い泡状定着組成液の泡膜の最表面側に液状の軟化剤液が付与された状態となる。よって、塗布位置に到達する塗布部材の表面上の泡状定着液の泡膜は、最表面側ほど軟化剤の濃度が高く、塗布部材の表面側ほど軟化剤の濃度が低くなるような濃度勾配が生じた状態となる。これにより、上記先願と同様に、泡状定着液の塗布部材に接触する部分の軟化剤の含有量を抑制することで効率的に軟化剤を使用しながらオフセットの発生を抑制することができる。さらに、泡状定着組成液生成手段で生成した泡状定着組成液に液状の軟化剤液を付与する構成であり、泡状定着組成液生成手段とは別に軟化剤液を泡状液とする泡状液生成手段を必要としない。このため、泡状液生成手段を複数設ける必要が無く、コスト高や装置の大型化を抑制することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、効率的に軟化剤を使用しながらオフセットの発生の抑制しつつ、コスト高や装置の大型化を抑制することができるという優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】実施形態に係る定着装置を模式的に示す説明図。
【図２】実施形態に係る複写機を示す概略構成図。
【図３】同複写機におけるプリンタ部の内部構成の一部を拡大して示す部分拡大構成図。
【図４】同複写機における四つの作像ユニットのうちの一つを示す部分拡大図。
【図５】塗布ローラ及び膜厚規制ブレードの斜視説明図。
【図６】膜厚規制ブレードによる泡状定着液の膜厚制御の概略図、（ａ）は、ギャップ幅を狭くしたときの説明図、（ｂ）は、ギャップ幅を広くしたときの説明図。
【図７】実施例１の液泡状化装置の概略説明図。
【図８】実施例１の液泡状化装置の構造の説明図。
【図９】液泡状化装置の気液混合部を構成する第二流路形成プレート部材の説明図、（ａ）は、第二流路形成プレート部材の斜視拡大図、（ｂ）は、第二流路形成プレート部材の上面説明図。
【図１０】実施例２の液泡状化装置の概略説明図。
【図１１】実施例２の液泡状化装置の構造の説明図。
【図１２】実施例３の液泡状化装置の構造の説明図。
【図１３】比較例の定着装置を模式的に示す説明図。
【図１４】比較例の液泡状化装置の構造の説明図。
【図１５】比較例の液泡状化装置が備える第二流路形成プレート部材の説明図、（ａ）は、第二流路形成プレート部材の斜視拡大図、（ｂ）は、第二流路形成プレート部材の上面説明図。
【図１６】変形例の定着装置の説明図。
【図１７】二つ目の変形例の定着装置の説明図。
【図１８】三つ目の変形例の定着装置の説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明を、電子写真方式によって画像を形成する画像形成装置である複写機（以下、複写機１００と呼ぶ）に適用した実施形態について説明する。なお、本実施形態では本発明の泡生成装置を備える定着装置を有する画像形成装置が複写機である構成に付いて説明するが、プリンタ、ファクシミリ等の他の画像形成装置であってもよい。
まず、実施形態に係る複写機１００の基本的な構成について説明する。図２は、実施形態に係る複写機１００を示す概略構成図である。この複写機１００は、プリンタ部１と、給紙装置４０と、原稿搬送読取ユニット５０とを備えている。原稿搬送読取ユニット５０は、プリンタ部１の上に固定された原稿読取装置であるスキャナ部１５０と、これに支持される原稿搬送装置であるＡＤＦ５１とを有している。
【００１８】
給紙装置４０は、ペーパーバンク４１内に多段に配設された２つの給紙カセット４２、給紙カセット４２から転写紙Ｐを送り出す送出ローラ４３、送り出された転写紙Ｐを分離して給紙路４４に供給する分離ローラ４５等を有している。また、プリンタ部１の紙搬送路３７に転写紙Ｐを搬送する複数の搬送ローラ４６等も有している。そして、給紙カセット４２内の転写紙Ｐをプリンタ部１内の紙搬送路３７内に給紙する。
【００１９】
プリンタ部１の上に固定されたスキャナ部１５０は、原稿ＭＳの画像を読み取るための読取手段として、固定読取部１５１と、移動読取部１５２とを有している。光源、反射ミラー、ＣＣＤ等の画像読取センサなどを有する固定読取部１５１は、原稿ＭＳに接触するようにスキャナ部１５０のケーシング上壁に固定された図示しない第一コンタクトガラスの直下に配設されている。そして、ＡＤＦ５１によって搬送される原稿ＭＳが第一コンタクトガラス上を通過する際に、光源から発した光を原稿面で順次反射させながら、複数の反射ミラーを経由させて画像読取センサ１５３で受光する。これにより、光源や反射ミラー等からなる光学系を移動させることなく、原稿ＭＳを走査する。
【００２０】
一方、移動読取部１５２は、原稿ＭＳに接触するようにスキャナ部１５０のケーシング上壁に固定された図示しない第二コンタクトガラスの直下であって、固定読取部１５１の図中右側方に配設されており、光源や、反射ミラーなどからなる光学系を図中左右方向に移動させることができる。そして、光学系を図中左側から右側に移動させていく過程で、光源から発した光を第二コンタクトガラス上に載置された図示しない原稿で反射させた後、複数の反射ミラーを経由させて、スキャナ本体に固定された画像読取センサ１５３で受光する。これにより、光学系を移動させながら、原稿ＭＳを走査する。
このように、スキャナ部１５０において原稿ＭＳを走査し、画像読取センサ１５３で得られた画像情報に基づいて、後述するように光書込装置２では光源を駆動してドラム状の四つの感光体４（Ｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃ）に向けてレーザー光Ｌを照射する。
【００２１】
図３は、プリンタ部１の内部構成の一部を拡大して示す部分拡大構成図である。プリンタ部１は、光書込装置２、Ｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃの各色のトナー像を形成する四つの作像ユニット３（Ｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃ）、転写ユニット９０、紙搬送ユニット２８、レジストローラ対３３、定着装置６０等を備えている。光書込装置２は、四つの作像ユニット３（Ｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃ）の上方に配置されており、光書込装置２内に配設された図示しないレーザーダイオードやＬＥＤ等の光源を駆動して、ドラム状の四つの感光体４（Ｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃ）に向けてレーザー光Ｌを照射する。この照射により、潜像担持体である感光体４（Ｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃ）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現像される。なお、符号の後に付されたＫ，Ｙ，Ｍ，Ｃという添字は、ブラック，イエロー，マゼンタ，シアン用の仕様であることを示している。各色に対応するトナーは、それぞれの色に着色された樹脂材料からなり、これらの樹脂材料の少なくとも一部は、後述する定着装置６０の定着液により溶解または膨潤し、トナーが軟化する。
【００２２】
作像ユニット３（Ｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃ）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よって支持するものであり、複写機１００本体に対して着脱可能になっている。ブラック用の作像ユニット３Ｋを例にすると、これは、感光体４Ｋの他、これの表面に形成された静電潜像をブラックトナー像に現像するための現像装置６Ｋを有している。また、後述するＫ用の一次転写ニップを通過した後の感光体４Ｋの表面に付着している転写残トナーをクリーニングするドラムクリーニング装置１５Ｋなども有している。複写機１００では、四つの作像ユニット３（Ｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃ）を、後述する中間転写ベルト９１に対してその無端移動方向に沿って並べるように対向配設した、いわゆるタンデム型の構成になっている。
【００２３】
図４は、四つの作像ユニット３（Ｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃ）のうちの一つ作像ユニット３の拡大図である。なお、四つの作像ユニット３（Ｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃ）は、それぞれ使用するトナーの色が異なる他はほぼ同様の構成になっているので、図４においては各符号に付すＫ，Ｙ，Ｍ，Ｃという添字を省略している。図４に示すように、作像ユニット３は、感光体４の周りに、帯電装置の帯電ローラ５、現像装置６、ドラムクリーニング装置１５、除電装置の除電ランプ２２等を有している。
また、中間転写ベルト９１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９５が配置されている。
【００２４】
感光体４としては、複写機１００では、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。但し、感光体としては無端ベルト状のものを用いても良い。
【００２５】
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現像剤担持体である現像ローラ１２に担持する。そして、現像ローラ１２と感光体４との対向部である現像領域で感光体４上の静電潜像にトナーを供給して、静電想像を可視像化させる。また、現像装置６は、現像ローラ１２が配置された現像部と、現像ローラ１２の表面に供給する二成分現像剤を収容する現像剤収容部とを備える。現像剤収容部は収容する二成分現像剤を攪拌する不図示の攪拌部材が設けられている。
現像ローラ１２は回転可能に配置された非磁性の筒状の現像スリーブと、これの内部に回転不能に設けられたマグネットローラとから構成される。マグネットローラは、現像スリーブの回転方向に向けて順次並ぶ複数の磁極を有している。これらの磁極は、それぞれ現像スリーブ上の二成分現像剤に対して回転方向の所定位置で磁力を作用させる。これにより、現像剤収容部内の二成分現像剤を現像スリーブ表面に引き寄せて担持させるとともに、現像スリーブ表面上で磁力線に沿った磁気ブラシを形成する。
磁気ブラシは、現像スリーブの回転に伴って不図示の現像剤規制部材との対向位置を通過する際に適正な層厚に規制されてから、現像領域に搬送される。そして、現像スリーブに印加される現像バイアスと感光体４の静電潜像との電位差によってトナーを静電潜像上に転移させて現像を行う。更に、現像領域を通過した後、現像スリーブの回転に伴って再び現像装置６内に戻った磁気ブラシを構成する二成分現像剤は、マグネットローラの磁極間に形成される反発磁界の影響によって現像スリーブ表面から離脱した後、現像剤収容部内に戻される。現像剤収容部内には、不図示のトナー濃度センサが配置されており、このトナー濃度センサによる検知結果に基づいて、現像剤収容器内の二成分現像剤のトナー濃度が所定の範囲内となるように、不図示のトナー補給装置が制御され、二成分現像剤に適量のトナーが補給される。
【００２６】
図３に示すように四つの作像ユニット３（Ｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃ）の下方には、転写ユニット９０が配設されている。この転写ユニット９０は、複数の張架ローラ（９２、９３、９４）によって張架されたトナー像担持体としての中間転写ベルト９１を備え、中間転写ベルト９１を挟んで第一張架ローラ９２に対向する位置には、ベルトクリーニング装置３２が配置されている。ベルトクリーニング装置３２は、後述する二次転写ニップを通過した後の中間転写ベルト９１上に残留するトナーを除去するために配置されている。
【００２７】
転写ユニット９０では中間転写ベルト９１を感光体４（Ｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃ）に当接させながら図中時計回り方向（図３中の矢印Ａ方向）に無端移動させる。これにより、感光体４（Ｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃ）と中間転写ベルト９１とが当接するＫ，Ｙ，Ｍ，Ｃ用の一次転写ニップが形成されている。Ｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃ用の一次転写ニップの近傍では、ベルトループ内側に配設された一次転写装置の一次転写ローラ９５（Ｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃ）によって中間転写ベルト９１が感光体４（Ｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃ）に向けて押圧されている。四つの一次転写ローラ９５（Ｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃ）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、Ｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃ用の一次転写ニップでは、感光体４（Ｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃ）上のトナー像を転写体である中間転写ベルト９１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。図中時計回り方向の無端移動に伴ってＫ，Ｙ，Ｍ，Ｃ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９１の表面には、各一次転写ニップで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９１の表面には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。
本実施形態の一次転写装置は、一次転写部材として一次転写ローラ９５を備えた構成を採用しているが、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。
【００２８】
図４において、一次転写ニップを通過した後の感光体４の表面には、中間転写ベルト９１に一次転写されなかった転写残トナーが付着している。この転写残トナーは、作像ユニット３のドラムクリーニング装置１５により、感光体４の表面から除去される。
【００２９】
ドラムクリーニング装置１５としては、感光体４に当接しているポリウレタンゴム製のクリーニングブレード１６により、転写残トナーを一次転写ニップ通過後の感光体４表面から掻き取って除去するものが用いられている。クリーニングブレード１６は、作像ユニット３のケーシングに固定された金属製の支持部材に接着（ホットメルト）されており、感光体４に対してカウンタ方向に当接するようになっている。カウンタ方向とは、支持部材によって片持ち支持されるクリーニングブレード１６の先端側を、後端側（自由端側）よりも感光体４の回転方向の上流側に位置させるようなブレードの向きである。
ここで、ドラムクリーニング装置１５によって回収されたトナーは、図示しない回収スクリュー及びトナーリサイクル装置によって、現像装置６に回収され、再利用される。
【００３０】
本実施形態の作像ユニット３が備える除電装置は除電ランプ２２を備えた構成であり、光を照射して感光体４の表面電位を初期化する。除電ランプ２２によって除電された感光体４の表面は、帯電バイアスの印加によって感光体４との間に放電を発生させる帯電ローラ５によって一様に帯電せしめられた後、光書込装置２による光書込処理がなされる。
【００３１】
作像ユニット３が備える帯電装置は帯電ローラ５を採用した接触帯電方式の帯電装置である。この帯電装置は帯電ローラ５を感光体４の表面に接触させて、帯電ローラ５に電圧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。なお、感光体４を一様に帯電させる帯電装置としては、帯電ローラ方式のものに代えて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採用することもできる。
【００３２】
プリンタ部１では図３に示すように、転写ユニット９０の図中下方には、駆動ローラ３０と二次転写ローラ３１との間に、二次転写ベルトである無端状の紙搬送ベルト２９を掛け渡して無端移動させる二次転写ユニットとしての紙搬送ユニット２８が設けられている。複写機１００では紙搬送ユニット２８の二次転写ローラ３１と、転写ユニット９０の下部張架ローラ９４との間に、中間転写ベルト９１及び紙搬送ベルト２９を挟み込んでいる。これにより、中間転写ベルト９１の表面と、紙搬送ベルト２９の表面とが当接する二次転写ニップが形成されている。二次転写ローラ３１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９０の下部張架ローラ９４は接地され、二次転写ニップに二次転写電界が形成されている。なお、中間転写ベルト９１と接触して二次転写ニップを形成する部材としては、紙搬送ベルト２９のようなベルト状の部材に限らず、ローラ状の転写ローラを用いてもよい。
【００３３】
二次転写ニップの図中右側には、レジストローラ対３３が配設されている。給紙カセット４２からプリンタ部１内の紙搬送路３７内に給紙された転写紙Ｐは、レジストローラ対３３のローラ間に挟み込まれて停止する。
レジストローラ対３３はローラ間に挟み込んだ転写紙Ｐを中間転写ベルト９１上の４色トナー像に同期させ得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９１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、表面にトナー像が転写された転写紙Ｐは、中間転写ベルト９１から離間して、紙搬送ベルト２９の表面に保持され、その無端移動に伴って定着装置６０へと搬送される。
【００３４】
二次転写ニップを通過した中間転写ベルト９１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いる。この転写残トナーは、クリーニング部材が中間転写ベルト９１に当接するように配置されたベルトクリーニング装置３２によって掻き取り除去される。
【００３５】
定着装置６０に搬送された転写紙Ｐは、詳細は後述するが定着装置６０内で定着液が塗布されることによってフルカラー画像が定着させしめられた後、定着装置６０から送り出され、排紙トレイ１０上に排紙される。
【００３６】
図２に示すように複写機１００は、紙搬送ユニット２８と定着装置６０との下方には、転写紙反転装置であるスイッチバック装置３６が配設されている。両面に画像形成を行う場合には、片面に対する画像定着処理を終えた転写紙Ｐの進路を、切換爪を制御することによってスイッチバック装置３６側に切り換え、そこで転写紙Ｐを反転させて再び二次転写転写ニップに向けて搬送する。そして、もう片面にも画像の二次転写処理と定着処理とが施された転写紙Ｐは、排紙トレイ１０上に排紙される。
【００３７】
次に、本発明の特徴部を備えた定着装置６０について説明する。
図１は本実施形態の定着装置６０を模式的に示す説明図である。なお、本発明における樹脂微粒子はトナー粒子である。
定着装置６０は、混合することで定着液となる軟化剤液４１０と起泡剤液２１０とをそれぞれ収容する軟化剤液ボトル４２０と起泡剤液ボトル２２０とを備える。軟化剤液ボトル４２０は、樹脂材料からなるトナー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粒子を軟化させる軟化剤を含有する液状の軟化剤液４１０を収容する。また、起泡剤液２１０は、含有する液体の起泡性を向上させる起泡剤を収容する。
【００３８】
定着装置６０は、液状の起泡剤液２１０を液中に気泡が分散した泡状起泡剤液とする液泡状化手段である液泡状化装置５００を備える。さらに、定着装置６０は、起泡剤液供給ポンプ２００と軟化剤液供給ポンプ４００とエアポンプ３００とを備える。起泡剤液供給ポンプ２００は液泡状化装置５００に液状の起泡剤液２１０を供給する起泡剤液供給手段であり、軟化剤液供給ポンプ４００は液泡状化装置５００に液状の軟化剤液４１０を供給する軟化剤液供給手段である。また、エアポンプ３００は液泡状化装置５００に気体として空気を供給する気体供給手段である。また、定着装置６０は、未定着トナーＴとしてトナー粒子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Ｆを付与する定着液付与手段としての塗布ローラ６１を備える。さらに、定着装置６０は、転写紙Ｐを挟んで塗布ローラ６１と対向する位置に加圧ローラ６２を備え、塗布ローラ６１と加圧ローラ６２とによって塗布ニップＣを形成する。
【００３９】
起泡剤液供給ポンプ２００は、起泡剤液ボトル２２０内の起泡剤液２１０を吸引し、起泡剤液搬送管２３０に対して圧送することで液状の起泡剤液２１０を液泡状化装置５００に供給する。軟化剤液供給ポンプ４００は、軟化剤液ボトル４２０内の軟化剤液４１０を吸引し、軟化剤液搬送管４３０に対して圧送することで液状の軟化剤液４１０を液泡状化装置５００に供給する。また、エアポンプ３００は、エアフィルタ３１０を介して外気の空気を吸引し、空気搬送管３３０に対して圧送することで空気を液泡状化装置５００に供給する。そして、液状の起泡剤液２１０及び空気が供給された液泡状化装置５００は、詳細は後述する構成によって泡状起泡剤液を生成し、さらに、この泡状起泡剤液に軟化剤液４１０を付与して泡状定着液Ｆを生成し、塗布ローラ６１の表面に泡状定着液Ｆを供給する。
【００４０】
塗布ローラ６１の表面上に供給された泡状定着液Ｆは、図１中の矢印Ｂ方向に回転する塗布ローラ６１の表面移動によって膜厚規制ブレード６３と対向する位置を通過し、塗布ローラ６１と加圧ローラ６２とが対向する塗布位置となる塗布ニップＣに到達する。そして、塗布ニップＣで塗布ローラ６１表面上の泡状定着液Ｆが転写紙Ｐ上の未定着トナーＴに塗布される。塗布ニップＣで泡状定着液Ｆを未定着トナーＴに塗布することで、軟化したトナー粒子が再び効果して定着トナーＴａとなって転写紙Ｐに定着する。
このように、定着装置６０では、未定着トナーＴのトナー像を担持する転写紙Ｐは、塗布ローラ６１と加圧ローラ６２とによってニップが形成される塗布ニップＣで塗布ローラ６１表面上の泡状定着液Ｆと接触する。そして、加圧ローラ６２で加えられた圧力によって泡状定着液Ｆが未定着トナーＴのトナー層に浸透していく。浸透した定着液は、トナーの少なくとも一部を溶解または膨潤させて転写紙Ｐに対してトナーを定着させる。
【００４１】
また、定着装置６０としては、塗布ニップＣで泡状定着液Ｆをトナーに供給した後の転写紙Ｐを加圧し、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成分（軟化剤）によって溶解または膨潤したトナーを加圧する、一対の平滑化ローラ（ハードローラ）を設けてもよい。
一対の平滑化ローラ（ハードローラ）を用いて、溶解または膨潤したトナーを加圧することによって、トナー層の表面を平滑化して、定着後のトナー層の表面に光沢を付与することが可能となる。さらに、記録媒体内へ溶解または膨潤したトナーを押し込むことによって、転写紙Ｐに対するトナーの定着性を向上させることができる。
【００４２】
次に、定着装置６０が備える定着液付与手段である塗布ローラ６１について説明する。
図５は、定着装置６０が備える塗布ローラ６１及び膜厚規制ブレード６３とを図１中の矢印Ｉ方向から見た斜視説明図である。
図１に示すように、塗布ローラ６１の上方には液泡状化装置５００が配置されており、塗布ローラ６１は、液泡状化装置５００によって生成された所望の微小泡径の泡状定着液Ｆを転写紙Ｐ上の未定着トナー像を形成するトナー粒子層へ付与する定着液付与手段である。
定着装置６０は、塗布ローラ６１と対向する位置に加圧ローラ６２を備え、塗布ローラ６１と加圧ローラ６２とが対向する塗布ニップＣに対して塗布ローラ６１の表面移動方向上流側の塗布ローラ６１の表面に近接または圧接する膜厚規制ブレード６３を備える。
本実施形態の定着装置６０の膜厚規制ブレード６３は塗布ローラ６１の表面に対して近接して配置され、詳細は後述するが塗布ローラ６１とのギャップ幅を制御可能となっている。このように、膜厚規制ブレード６３の塗布ローラ６１とのギャップ幅を制御することにより、塗布ローラ６１の表面上の泡状定着液Ｆの膜厚を制御することができる。
【００４３】
転写紙Ｐと対向する塗布ニップＣの塗布ローラ６１表面上には膜厚規制ブレード６３との対向部を通過して形成された泡状定着液Ｆの膜がある。
定着液を未定着トナーＴに塗布する構成の場合、転写紙Ｐ等の記録媒体上のトナー層の厚み、記録媒体の種類及び環境温度等、定着環境によって未定着トナー像に対する定着液の浸透し易さが異なる。
一方、塗布ローラ６１に対して加圧ローラ６２が圧接することで形成される定着ニップの幅と記録媒体の搬送速度とが一定である場合、記録媒体が転写ニップを通過する時間は一定である。定着ニップを通過する間に記録媒体上のトナー像を形成するトナー粒子が軟化され、加圧されることで記録媒体に定着するため、定着ニップを通過する間にトナー粒子が十分に軟化される必要がある。
【００４４】
このとき、記録媒体上のトナー像に塗布する定着液の膜厚を厚くすることによって、定着液がトナー粒子に浸透する時間の短縮を図ることができるが、過剰に定着液を塗布することは定着液の不要な消費となる。さらに、泡状で嵩密度が低くなった定着液であっても過剰に塗布すると、過剰な定着液によりトナー粒子が流されて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するおそれがある。このため、トナー粒子に定着液が浸透し易い定着条件であれば、塗布ローラ６１表面上の泡状定着液Ｆの膜厚が薄くなるように制御し、定着液が浸透し難い定着条件であれば、塗布ローラ６１表面上の泡状定着液Ｆの膜厚が厚くなるように制御することが望ましい。
本実施形態の定着装置６０では、膜厚規制ブレード６３と塗布ローラ６１とのギャップ幅を制御し、塗布ローラ６１表面上の泡状定着液Ｆの膜厚を制御することができるので、定着条件に適した泡状定着液Ｆの膜厚にすることができる。よって、膜厚規制ブレード６３によって転写紙Ｐ上の未定着トナーの層厚の定着液の浸透時間に対して最適化した定着液量となるような膜厚の泡状定着液Ｆの膜となる。
【００４５】
本実施形態の定着装置６０のように、泡状定着液Ｆを塗布ローラ６１によって転写紙Ｐ上のトナー層に塗布することによって、トナー粒子が塗布ローラ６１表面上にオフセットすることを防止できる。仮に、泡状定着液Ｆの膜厚が、樹脂微粒子の層よりも厚い状態で転写紙Ｐに付与されたとしても、泡状定着液Ｆの嵩密度が極めて低いため、所定の泡沫時間経過後に含有している気泡が破泡することで、軟化剤を含有した定着液の樹脂微粒子の層への微量付与とすることができる。液泡状化装置５００によって生成された所望の微小な泡を含有する泡状定着液Ｆは、膜厚規制ブレード６３と塗布ローラ６１との間に、または膜厚規制ブレード６３と対向する位置よりも塗布ローラ６１の表面移動方向上流側の塗布ローラ６１の表面上に滴下される。
【００４６】
定着装置６０の加圧ローラ６２は弾性層を備え、弾性層としては、弾性多孔質体（以下、スポンジと記す）を用いることで、加圧力を変化させることによってニップ幅を変えることが容易となる。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、加圧ローラ６２の弾性層としてスポンジを用いることで、塗布ローラ６１に対する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出来る。
【００４７】
定着液中にはトナーの樹脂成分を軟化または膨潤させる軟化剤が含有されている。このため、万が一、加圧ローラ６２のスポンジ部分に定着液が付着した場合、スポンジ素材の軟化等の不具合が発生する恐れがあるため、スポンジ素材の樹脂材は、軟化剤によって軟化や膨潤を示さない素材であることが望ましい。
また、スポンジ素材の軟化等の不具合を防止するために、加圧ローラ６２をスポンジのローラ表面を可とう性フィルムで覆った構成としてもよい。スポンジ素材が軟化剤で劣化する素材であっても、軟化剤によって軟化や膨潤を示さない可とう性フィルムでスポンジ素材を覆うことでスポンジ素材からなる加圧ローラ６２の劣化を防止することができる。
スポンジ素材としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアミドなどの樹脂の多孔質体などが適する。また、スポンジを覆う可とう性フィルムとしては、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレン、ポリプロピレン、四フッ化エチレン・バーフロロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）などが適する。
【００４８】
図１に示す定着装置６０の塗布ローラ６１と加圧ローラ６２とが常時接触している構成の場合、転写紙Ｐが搬送されていないときに塗布ローラ６１表面上の泡状定着液Ｆが加圧ローラ６２に付着し汚す恐れがある。このような不具合をその防止のため、塗布ニップＣに向かって搬送される転写紙Ｐの先端を検知する紙先端検知手段（図示せず）を、塗布ニップＣに対して転写紙Ｐの搬送方向上流側に設け、紙先端検知手段が発する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定着液が塗布されるようなタイミングとなるように塗布ローラ６１表面上に泡状定着液Ｆを形成することが望ましい。
【００４９】
更に、図１に示す定着装置６０において、不図示の駆動機構により、待機時は塗布ローラ６１とスポンジの加圧ローラ６２とを離間させ、紙先端検知手段の紙先端検知信号に応じて、塗布時のみに塗布ローラ６１と加圧ローラ６２とを接触させる構成としても良い。塗布ローラ６１と加圧ローラ６２とを接離させる構成の場合、紙先端検知手段によって転写紙Ｐの後端検知も行い、紙後端検知信号に応じて塗布ローラ６１と加圧ローラ６２とを離間させる制御を行うことが望ましい。
【００５０】
定着装置６０では、塗布ローラ６１表面とギャップを形成するように配置された膜厚規制ブレード６３と塗布ローラ６１表面とのギャップ幅を調節することにより、塗布ローラ６１表面上での泡状定着液Ｆの膜厚を制御する。
図６は、膜厚規制ブレード６３の位置を制御することにより、塗布ローラ６１表面上の泡状定着液Ｆの膜厚を制御する様子を示す概略図である。
図６（ａ）は、塗布ローラ６１と膜厚規制ブレード６３とのギャップ幅を狭くしたときの説明図であり、図６（ｂ）は、塗布ローラ６１と膜厚規制ブレード６３とのギャップ幅を広くしたときの説明図である。
【００５１】
定着装置６０では、膜厚規制ブレード６３の塗布ローラ６１に近接する側とは反対側の端部がブレード回転軸６３ａに固定されている。ブレード回転軸６３ａは、不図示の駆動源から駆動を伝達されることにより回動する部材であり、この駆動源の駆動制御することによってブレード回転軸６３ａと共に回動する膜厚規制ブレード６３の回動方向の位置を制御する。このように、膜厚規制ブレード６３の回動方向の位置を制御することにより、膜厚規制ブレード６３の塗布ローラ６１に近接する側の端部と塗布ローラ６１とのギャップ幅を調節することができる。
塗布ローラ６１の表面上に供給され、膜厚規制ブレード６３との対向部を通過した後の泡状定着液膜Ｆｄを薄くするときは、図６（ａ）に示すように、ギャップ幅を狭くする。一方、泡状定着液膜Ｆｄを厚くするときは、図６（ｂ）に示すように、ギャップ幅を広くする。
このように、泡状定着液膜Ｆｄの膜厚を制御することにより、転写紙Ｐ上の未定着トナー像のトナー層の層厚に最適な膜厚の泡状定着液膜Ｆｄを未定着トナー像に塗布することができる。
【００５２】
定着装置６０のように、塗布ニップＣでの泡状定着液Ｆの膜厚が未定着トナーＴのトナー層の層厚に適した膜厚となるように、膜厚規制ブレード６３を制御する構成では、光書込装置２で用いる画像情報に基づいて膜厚規制ブレード６３のギャップ幅を制御することができる。
例えば、いまから泡状定着液Ｆの塗布を行う転写紙Ｐ上のトナー像がフルカラー画像である場合は、未定着トナーＴのトナー層の層厚が厚くなるため、膜厚規制ブレード６３のギャップ幅を広げるように制御する。一方、黒単色の画像であれば、未定着トナーＴのトナー層の層厚が薄くなるため、膜厚規制ブレード６３のギャップ幅を狭めるように制御する。
【００５３】
本実施形態の定着装置６０が備える起泡剤液供給ポンプ２００及び軟化剤液供給ポンプ４００としては、ギヤポンプ、ベローズポンプ等が適用可能であるが、チューブポンプが望ましい。
ギヤポンプ等のように、定着液が通過する経路中で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恐れがある。また、起泡剤液や軟化剤液の経路中に機構を構成する部品があると、その部品等が起泡剤液や軟化剤液を汚染したり、逆にその部品を劣化させたりする恐れがある。
【００５４】
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、起泡剤液や軟化剤液と接する部材はチューブだけであり、チューブとして耐液性を有する部材を用いることで、起泡剤液及び軟化剤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で内部を通過する液に搬送力を付与する構成なので、起泡剤液や軟化剤液が起泡せず、起泡に起因する搬送能力の低下を防止できる。
なお、起泡剤液供給ポンプ２００及び軟化剤液供給ポンプ４００としては、上述した各種ポンプに限らず、起泡剤液や軟化剤液を搬送するために必要な圧力を付与することができる出力を有するものであればどのようなものでもよい。また、圧縮による内圧ならびに流量の脈動を防ぐために、圧力センサ、パルスダンパ等を具備した脈流の少ないポンプが好適である。
【００５５】
ここで、本実施形態の定着装置６０のように通常の液状ではなく、泡状の定着液を未定着トナーＴに付与して転写紙Ｐに定着する定着方法の利点について説明する。
まず、本実施形態の定着装置６０とは異なり通常の液状の定着液を塗布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。
【００５６】
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な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。
【００５７】
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な有機化合物が、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。
【００５８】
また、撥水性処理された未定着トナーを弾かない定着液として、油性溶媒に、トナーを溶解または膨潤させる材料を溶解させた油性の定着液が従来より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材料の成分としての脂肪族二塩基酸エステル等を、希釈液（溶媒）として不揮発性のジメチルシリコーンで希釈した（溶解させた）定着液が提案されている。また、上記特許文献３には、未定着トナー画像の定着液として、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。このような定着液を用いることにより、静電気的方式で形成された未定着トナー像を、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。
【００５９】
しかしながら、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のまま記録媒体状のトナー像に付与していたため、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。これは、以下の理由による。
すなわち、塗布ローラを用いて定着液を付与する構成では、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。
【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５及び上記特許文献６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によっ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。定着液を塗布された後の記録媒体上の樹脂微粒子層上の定着液量は少ない方が定着応答性や残液感に優れており、これは定着液の重量が少ないことが望ましいことを意味する。塗布する際は定着液の体積が多くかつ塗布後の記録媒体上の定着液重量は少ない条件を満たすためには，定着液の密度が低ければよく、塗布時に体積は多くても、実質的な塗布重量は小さくすることができる。そして、定着液を泡状とすることにより定着液の密度（定着液の重量をその体積で割った値、以下、「嵩密度」とよぶ）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る。さらに、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５及び上記特許文献６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。
このように、泡状の定着液を用いる構成であれば、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。
そして、本実施形態の定着装置６０も上記特許文献５及び上記特許文献６と同様に定着液を泡状にして液状定着液に比べて嵩密度の低い泡状定着液Ｆを記録媒体である転写紙Ｐ上の未定着トナーＴに塗布する構成である。
【００６１】
泡径の小さな泡状定着液を生成する方法として、上記特許文献６には、液体に気体を巻き込んで攪拌して所望の泡径より大きい泡径の泡状定着液を生成する第一の泡生成工程と、第一の泡生成工程により生成された所望の泡径より大きい泡径の泡状定着液にせん断力を加えて所望の泡径の泡状の液体を生成する第二の泡生成工程をもつ泡生成方法が記載されている。
【００６２】
また、本出願人は、特願２００９−１１４６５９号において、一般的に二種類の液体の混合や反応に使用されるマイクロミキサ（マイクロリアクタともいう）と同様の構成を備えた装置を、液状の定着液を泡状とする泡生成装置として用いる定着装置を提案している。
マイクロミキサは、液体の混合や反応というプロセスを数百ミクロン以下の微細な流路や空間で行うことにより、その効率を向上させるものである。マイクロミキサは、一般に、二種類の液体をそれぞれ供給する流路を備え、それぞれの流路に二種類の液体を供給して混合や反応を行い、結果物を排出口から得る構成である。上記特願２００９−１１４６５９号の発明者らは、このマイクロミキサの流路の一方を空気流路として空気を送るエアポンプを接続し、他方の流路に液状定着液を供給する定着液供給ポンプを接続して空気と液状定着液とを送り込んで混合すると泡状定着液が得られることを見出した。この構成では、極めて微少な容積で泡を生成することが可能であり、気液混合後にスリット開口部を介して直接塗布ローラに泡状定着液を塗布するため、泡の搬送経路が短く、ゆえに大容量ポンプを必要とせず、かつ無駄に系外排出しなければならない定着液の量も抑えることが可能となっている。
【００６３】
次に、定着液の液処方について説明する。
泡状定着液Ｆは、上述したように、軟化剤を含有した液体中に気泡を含有した構造である。泡化させる液体は、泡状としたときに気泡を安定に含有し、なるべく均一な大きさの気泡からなる気泡層を構成する泡状とするため、起泡剤及び増泡剤を有することが望ましい。また、ある程度粘度が高いほうが、気泡が安定して液体中に分散するため、増粘剤を含有することが望ましい。
【００６４】
起泡剤としては、陰イオン界面活性剤、特に、脂肪酸塩が望ましい。脂肪酸塩は界面活性を有するため、水を含有する定着液の表面張力を下げ、定着液を発泡しやすくするとともに、泡表面で脂肪酸塩が層状ラメラ構造をとるため泡壁（プラトー境界）が他の界面活性剤よりも強くなり、泡沫安定性が極めて高くなる。
また、脂肪酸塩の起泡性を効果的にするため、定着液には水を含有することが望ましく、脂肪酸としては、大気中での長期安定性の観点から酸化に強い飽和脂肪酸が望ましい。
ただし、飽和脂肪酸塩を含有する定着液に若干の不飽和脂肪酸塩を含有することで脂肪酸塩の水に対する溶解・分散性を助けることができる。これにより、５［℃］〜１５［℃］の低温環境下においても優れた起泡性を有することができ、広い環境温度範囲において安定した定着が可能となる。また、定着液に若干の不飽和脂肪酸塩を含有することで、定着液長期放置中の脂肪酸塩の定着液中での分離を防止することができる。
【００６５】
飽和脂肪酸塩に用いる脂肪酸としては、炭素数１２、１４、１６及び１８の飽和脂肪酸が適しており、具体的にはラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸等がある。
炭素数が１１以下の飽和脂肪酸塩は臭気が大きくなり、オフィス・家庭で用いる画像形成機器で用いる定着液には適さない。また、炭素数１９以上の飽和脂肪酸塩は、水に対する溶解性が低下し、定着液の放置安定性を著しく低下させてしまうため適さない。
上述した使用に適した飽和脂肪酸による飽和脂肪酸塩を、単独もしくは混合して起泡剤として用いる。
【００６６】
また、起泡剤に用いる脂肪酸塩としては、不飽和脂肪酸塩を用いてもよく、炭素数１８で２重結合数が１から３の不飽和脂肪酸が望ましい。具体的には、オレイン酸、リノール酸、リノレン酸が適する。不飽和脂肪酸の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低下してしまう。
これらの使用に適した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。
【００６７】
起泡剤として、上述した飽和脂肪酸塩または上述した不飽和脂肪酸塩を用いる場合、ナトリウム塩、カリウム塩もしくはアミン塩であることが望ましい。
ここで、定着装置に電源を投入後、素早く定着可能な状態にすることは定着装置の商品価値として重要な要素である。定着装置において定着可能な状態とするためには、定着液が適切な泡状となっていることが必須であるが、上述した脂肪酸塩は素早く起泡することで、電源投入後に定着可能な状態を短時間でつくることができる。特に、アミン塩とすることで、起泡剤液にせん断力を加えたときに他の起泡剤に比べて短時間で起泡し、泡状起泡剤液を容易に作製することが可能であり、定着装置への電源投入後の定着可能な状態を短時間でつくることができる。
【００６８】
本実施形態では樹脂を溶解または膨潤することで軟化させる軟化剤として、脂肪族エステルを含むものを用いる。この脂肪族エステルは、トナー等に含まれる樹脂の少なくとも一部を溶解または膨潤させる溶解性または膨潤性に優れている。
【００６９】
記録媒体に対するトナーの定着は、密封された環境において頻繁に使用される機器で行われ、トナーを記録媒体に定着した後にも軟化剤はトナー中に残留する。このため、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、定着液に含まれる軟化剤は、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。
軟化剤として使用することができる脂肪族エステルは、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。
【００７０】
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。そして、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。臭気指数が１０以下であれば、通常のオフィス環境では不快臭を感じなくなる。
また、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。
【００７１】
本実施形態の定着装置６０で用いる定着液において、上述した脂肪族エステルは、飽和脂肪族エステルを含むことが好ましい。これは、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ためである。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。
【００７２】
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。
このため、定着液として、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、上記一般式「Ｒ１ＣＯＯＲ２」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。
【００７３】
上記一般式「Ｒ１ＣＯＯＲ２」で表される化合物である脂肪族モノカルボン酸エステルとしては、例えば、ラウリン酸エチル、ラウリン酸ヘキシル、トリデシル酸エチル、トリデシル酸イソプロピル、ミリスチン酸エチル、ミリスチン酸イソプロピル等が挙げられる。上記一般式「Ｒ１ＣＯＯＲ２」で表される化合物であるこれらの脂肪族モノカルボン酸エステルの多くは、油性溶媒に溶解するが、水には溶解しない。よって、上記一般式「Ｒ１ＣＯＯＲ２」で表される化合物である脂肪族モノカルボン酸エステルの多くについては、水性溶媒を用いる場合には、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。
【００７４】
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、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、軟化剤の添加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。
【００７５】
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。
【００７６】
「Ｒ３（ＣＯＯＲ４）２」の一般式で表される化合物である脂肪族ジカルボン酸エステルとしては、例えば、コハク酸２エチルヘキシル、アジピン酸ジブチル、アジピン酸ジイソブチル、アジピン酸ジイソプロピル、アジピン酸ジイソデシル、セバシン酸ジエチル、セバシン酸ジブチル等が挙げられる。「Ｒ３（ＣＯＯＲ４）２」の一般式で表される化合物であるこれらの脂肪族ジカルボン酸エステルの多くは、油性溶媒に溶解するが、水には溶解しない。よって、水性溶媒を用いる場合には、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。
【００７７】
さらに、本実施形態の定着装置６０で用いる定着液において、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もの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。
【００７８】
本実施形態の定着装置６０で用いる定着液としては、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。
【００７９】
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。
【００８０】
Ｒ５（ＣＯＯＲ６−Ｏ−Ｒ７）２」の一般式で表される化合物である脂肪族ジカルボン酸ジアルコキシアルキルとしては、例えば、コハク酸ジエトキシエチル、コハク酸ジブトキシエチル、アジピン酸ジエトキシエチル、アジピン酸ジブトキシエチル、セバシン酸ジエトキシエチル等が挙げられる。これらの脂肪族ジカルボン酸ジアルコキシアルキルを水性溶媒で用いる場合には、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。
【００８１】
また、脂肪酸エステルではないが、クエン酸エステルや炭酸エチレンや炭酸プロピレンも軟化もしくは膨潤剤として用いることができる。
【００８２】
ところで、泡状定着液において、塗布位置に到達する前に泡状定着液が破泡すると液状定着液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が泡の状態で塗布位置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。
【００８３】
なお、軟化剤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、及び超音波ホモジナイザーのような振動を与える手段が挙げられる。いずれにしても、強いせん断応力を軟化剤液中の軟化剤に加えることで溶解もしくはマイクロエマルジョン分散させる。
【００８４】
なお、定着の対象となる樹脂を含有する微粒子は、トナーに限定されず、樹脂を含有する微粒子であれば何れでもよい。例えば、導電性部材を含有した樹脂含有微粒子でもよい。また、記録媒体は、転写紙に限定されず、金属、樹脂、セラミックス等何れでもよい。但し、定着液塗布対象は定着液に対し浸透性を有することが望ましく、定着液塗布対象の基板が液浸透性を持たない場合は、基板上に液浸透層を有する定着液塗布対象が望ましい。定着液塗布対象が記録媒体である場合の記録媒体の形態もシート状に限定されず、平面及び曲面を有する立体物でもよい。
また、紙のごとき定着液塗布対象に透明樹脂微粒子を均一に定着させ紙面を保護する（所謂、ニスコート）用途においても、本発明は適用できる。
【００８５】
上記樹脂を含有する微粒子のうち、電子写真プロセスで用いるトナーは、本実施形態の定着装置６０の定着液との組合せにおいて最も定着への効果が高い。トナーは、色剤と帯電制御剤と結着樹脂や離型剤などのような樹脂を含む。トナーに含まれる樹脂は、特に限定されないが、好適な結着樹脂としては、ポリスチレン樹脂、スチレン−アクリル共重合体樹脂、ポリエステル樹脂などが挙げられる。離型剤としては、例えばカルバナウワックスやポリエチレンなどのワックス成分などが挙げられる。
トナーは、結着樹脂の他に、公知の着色剤、電荷制御剤、流動性付与剤、外添剤などを含んでもよい。また、トナーは、メチル基を有する疎水性シリカ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。定着液塗布対象のうち、記録媒体は、特に限定されず、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。本発明における油性とは、室温（２０［℃］）における水に対する溶解度が、０．１［重量％］以下である性質を意味する。
【００８６】
また、泡状となった定着液は、撥水性処理されたトナーの粒子に対して、十分な親和性を有することが望ましい。ここで、親和性とは、液体が固体に接触したときに、固体の表面に対する液体の拡張濡れの程度を意味する。すなわち、泡状となった定着液は、撥水性処理されたトナーに対して十分な濡れ性を示すことが好ましい。疎水性シリカ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、疎水性シリカや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、２０〜３０［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、泡状となった定着液の表面張力は、２０〜３０［ｍＮ／ｍ］であることが好ましい。
【００８７】
水性溶媒を用いる場合、界面活性剤を添加することで、表面張力を２０〜３０［ｍＮ／ｍ］とすることが好ましい。また、水性溶媒の場合、単価もしくは多価アルコールを含有していることが望ましい。これらの材料は、泡状の定着液における気泡の安定性を高め、破泡しにくくする利点を有する。例えばセタノールなどの単価アルコールや、グリセンリン、プロピレングリコール、１，３ブチレングリコールなどの多価アルコールが望ましい。また、これらの単価または多価のアルコール類を含有することで紙等の吸水性のある記録媒体のカール防止に効果を有する。
また、定着液中に浸透性改善や紙等の記録媒体のカール防止のために油性成分を含有してＯ／ＷエマルジョンやＷ／Ｏエマルジョンを形成する構成も望ましく、その場合、具体的な分散剤としては、ソルビタンモノオレエート、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。
【００８８】
次に、本実施形態の定着装置６０の特徴部について説明する。
本実施形態の定着装置６０では、軟化剤を含有しない起泡剤液２１０を液泡状化装置５００で空気と混合して泡状起泡剤液とし、この泡状起泡剤液に液状の軟化剤液４１０を付与する。これにより、軟化剤を含有する泡状液である泡状定着液Ｆを生成する。また、詳細は後述する各実施例で説明するが、定着装置６０では、泡状起泡剤液を塗布ローラ６１の表面に供給したときに最表面側となる部分の泡状起泡剤液に対して軟化剤液４１０を供給する。これにより、塗布ローラ６１の表面は、転写紙Ｐに塗布するときの泡状定着液Ｆよりも軟化剤の含有率が低い泡状起泡剤液の泡膜の最表面側に液状の軟化剤液が付与された状態となる。よって、塗布ニップＣに到達する塗布ローラ６１の表面上の泡状定着液の泡膜は、最表面側（図１中のＦ２の領域）ほど軟化剤の濃度が高く、塗布ローラ６１の表面側（図１中のＦ１の領域）ほど軟化剤の濃度が低くなるような濃度勾配が生じた状態となる。これにより、泡状定着液Ｆの塗布ローラ６１に接触する部分の軟化剤の含有量を抑制することで効率的に軟化剤を使用しながらオフセットの発生を抑制することができる。さらに、液泡状化装置５００で生成した泡状起泡剤液に液状の軟化剤液４１０を付与する構成であり、起泡剤液２１０を泡化する泡化する装置とは別に、軟化剤液４１０を泡化する装置を設ける必要がない。このため、泡状液生成手段を複数設ける必要が無く、コスト高や装置の大型化を抑制することができる。
【００８９】
〔実施例１〕
次に、本発明の特徴部を備えた定着装置６０が備える液泡状化装置５００の一つ目の実施例（以下、実施例１と呼ぶ）について説明する。
図７は、実施例１の定着装置６０における液泡状化装置５００近傍の構成を模式的に示す説明図である。
図７に示すように実施例１の定着装置６０は、起泡剤液２１０を液泡状化装置５００に供給する起泡剤液供給手段である起泡剤液供給ポンプ２００と、空気を液泡状化装置５００に供給する空気供給手段であるエアポンプ３００と、軟化剤液４１０を液泡状化装置５００に供給する軟化剤液供給手段である軟化剤液供給ポンプ４００とを有する。
液泡状化装置５００は、起泡剤液２１０と空気とを混合して泡状起泡剤液Ｂｕを生成する気液混合部５１１と、起泡剤液供給ポンプ２００から供給された起泡剤液２１０を気液混合部５１１へ流す起泡剤液流路２５０と、エアポンプ３００から供給された空気を気液混合部５１１へ流す空気流路３５０とを有する。また、液泡状化装置５００は、泡状起泡剤液Ｂｕを気液混合部５１１から塗布ローラ６１の表面に対向する位置に形成された泡状液排出口５６０へ流す泡状液流路５５０を備える。
さらに、液泡状化装置５００は、軟化剤液供給ポンプ４００から供給された液状の軟化剤液４１０を、泡状起泡剤液Ｂｕを担持する塗布ローラ６１の表面に対向する位置に形成された軟化剤液排出口４６０へ流す軟化剤液流路４５０を備える。
【００９０】
このような液泡状化装置５００では、起泡剤液供給ポンプ２００及びエアポンプ３００によって圧送導入された起泡剤液２１０及び空気が気液混合部５１１で混合・発泡することで泡状起泡剤液Ｂｕが生成される。この泡状起泡剤液Ｂｕが付与された塗布ローラ６１の表面上の泡状起泡剤液Ｂｕの泡膜の最表面に、軟化剤液供給ポンプ４００によって圧送導入された軟化剤液４１０が付与されることで、最表面側（図７中のＦ２の領域）ほど軟化剤の濃度が高く、塗布ローラ６１の表面側（図７中のＦ１の領域）ほど軟化剤の濃度が低くなるような濃度勾配が生じた状態となる。
【００９１】
次に、実施例１の液泡状化装置５００の構造の一例について説明する。図８は、実施例１の液泡状化装置５００の構造説明図である。
図８に示す液泡状化装置５００は、気液流入部材７０１とスリット状搬送路形成部材７０２との間に、第一流路形成プレート部材７１１及び第二流路形成プレート部材７１２を挟んだ構造である。
【００９２】
気液流入部材７０１は、起泡剤液流路２５０と空気流路３５０とが設けられた板状の部材である。スリット状搬送路形成部材７０２は、起泡剤液が通過する空間の通過方向に直交する断面が一方向に長尺なスリット状となるスリット状搬送路７３０が形成されている。スリット状搬送路７３０では、スリット状搬送路入口７３０ａから流入した液状の起泡剤液２１０と空気とが内部で混合し、泡状起泡剤液Ｂｕとなってスリット状搬送路出口７３０ｂから外部に吐出する。このため、図８に示す液泡状化装置５００では、スリット状搬送路出口７３０ｂが泡状液排出口５６０となる。
【００９３】
第一流路形成プレート部材７１１には、断面が五角形の２つの流路が形成されており、この２つの流路は、液状の起泡剤液２１０と空気との流路を広げるバッファ空間である。２つのバッファ空間のうち、起泡剤液バッファ空間７４０ａは起泡剤液流路２５０と連通し、空気バッファ空間７４０ｂは空気流路３５０と連通する。
図９は、第二流路形成プレート部材７１２の説明図である。図９（ａ）は、第二流路形成プレート部材７１２の斜視拡大図、図９（ｂ）は、第二流路形成プレート部材７１２の上面説明図である。
図９に示すように、第二流路形成プレート部材７１２には、起泡剤液用スリット溝７２０ａと空気用スリット溝７２０ｂとが交互に複数配置されている。ここで、図９（ｂ）には、上方から見たときの起泡剤液バッファ空間７４０ａ、空気バッファ空間７４０ｂ及びスリット状搬送路７３０の位置を破線で示している。図９（ｂ）に示すように、起泡剤液用スリット溝７２０ａは、起泡剤液バッファ空間７４０ａ及びスリット状搬送路７３０と連通し、空気用スリット溝７２０ｂは、空気バッファ空間７４０ｂ及びスリット状搬送路７３０と連通する。
【００９４】
液泡状化装置５００では、スリット状搬送路７３０と起泡剤液用スリット溝７２０ａとが交わる部分が液供給口となり、スリット状搬送路７３０と空気用スリット溝７２０ｂとが交わる部分が空気供給口となる。そして、スリット状搬送路７３０のスリット状搬送路入口７３０ａで、スリット状搬送路７３０内に液状の起泡剤液２１０を供給する起泡剤液供給口と空気を供給する空気供給口とが、スリット状搬送路７３０の断面の長尺方向に沿って交互に配置された状態となる。
このような構造の液泡状化装置５００で、液状の起泡剤液２１０を供給することにより、起泡剤液２１０は、起泡剤液バッファ空間７４０ａ及び起泡剤液用スリット溝７２０ａを通過して複数の液供給口からスリット状搬送路７３０内に流入する。一方、空気を供給することにより、空気は、空気バッファ空間７４０ｂ及び空気用スリット溝７２０ｂを通過して複数の空気供給口からスリット状搬送路７３０内に流入する。交互に配置された液供給口と空気供給口とから液状の起泡剤液２１０と空気が流入することで、スリット状搬送路７３０内で液状の起泡剤液２１０と空気とが混合し、泡状起泡剤液Ｂｕが生成され、スリット状搬送路出口７３０ｂから外部に吐出される。
図８に示す液泡状化装置５００では、第二流路形成プレート部材７１２における起泡剤液用スリット溝７２０ａ及び空気用スリット溝７２０ｂと、スリット状搬送路形成部材７０２におけるスリット状搬送路７３０とが交わる部分で起泡剤液２１０と空気とが混合する気液混合部５１１を構成する。
【００９５】
このように、実施例１の定着装置６０は、起泡剤液供給ポンプ２００、軟化剤液供給ポンプ４００、エアポンプ３００及び液泡状化装置５００等を備える。
また、液泡状化装置５００は、気液流入部材７０１と、第一流路形成プレート部材７１１と、第二流路形成プレート部材７１２と、スリット状搬送路形成部材７０２とを備える。気液流入部材７０１は、起泡剤液流路２５０と空気流路３５０とを具備する板状の部材である。第一流路形成プレート部材７１１は、気液流入部材７０１の板状の面に平行して延在するように配置され、起泡剤液２１０の流路面積を広げるための起泡剤液バッファ空間７４０ａと、空気の流路面積を広げるための空気バッファ空間７４０ｂとが形成された板状の部材である。第二流路形成プレート部材７１２は、第一流路形成プレート部材７１１の板状の面に平行して延在するように配置され、起泡剤液２１０及び空気を通過させる複数の互いに隣接する微細な流路としての起泡剤液用スリット溝７２０ａ及び空気用スリット溝７２０ｂが形成された板状の部材である。
スリット状搬送路形成部材７０２は、第二流路形成プレート部材７１２の板状の面に平行して延在するように配置され、泡状起泡剤液Ｂｕが通過するスリット状搬送路７３０及び泡状液排出口５６０が形成された部材である。さらに、スリット状搬送路形成部材７０２は、塗布ローラ６１の表面に向けて液状の軟化剤液４１０を供給する軟化剤液排出口４４０と、軟化剤液供給ポンプ４００から供給された軟化剤液４１０を軟化剤液排出口４４０に向けて搬送する軟化剤液流路４５０が形成されている。
【００９６】
〔実施例２〕
次に、本発明の特徴部を備えた定着装置６０が備える液泡状化装置５００の二つ目の実施例（以下、実施例２と呼ぶ）について説明する。
図１０は、実施例２の定着装置６０における液泡状化装置５００近傍の構成を模式的に示す説明図である。
図１０に示す実施例２の定着装置６０は、起泡剤液２１０を液泡状化装置５００に供給する起泡剤液供給手段である起泡剤液供給ポンプ２００と、空気を液泡状化装置５００に供給する空気供給手段であるエアポンプ３００と、軟化剤液４１０を液泡状化装置５００に供給する軟化剤液供給手段である軟化剤液供給ポンプ４００とを有する。
液泡状化装置５００は、起泡剤液２１０と空気とを混合して泡状起泡剤液Ｂｕを生成する気液混合部５１１と、起泡剤液供給ポンプ２００から供給された起泡剤液２１０を気液混合部５１１へ流す起泡剤液流路２５０と、エアポンプ３００から供給された空気を気液混合部５１１へ流す空気流路３５０とを有する。また、液泡状化装置５００は、泡状起泡剤液Ｂｕを気液混合部５１１から塗布ローラ６１の表面に対向する位置に形成された泡状液排出口５６０へ流す泡状液流路５５０を備える。
さらに、液泡状化装置５００は、軟化剤液供給ポンプ４００から供給された液状の軟化剤液４１０が通過する軟化剤液流路４５０が泡状液流路５５０と連通している。すなわち、実施例１の定着装置６０では塗布ローラ６１の表面上に供給された泡状起泡剤液Ｂｕに対して液状の軟化剤液４１０を付与する構成であるのに対して、実施例２の定着装置６０は、塗布ローラ６１の表面上に供給する前の泡状起泡剤液Ｂｕに対して液状の軟化剤液４１０を付与する構成である点で実施例１と異なる。
【００９７】
このような液泡状化装置５００では、起泡剤液供給ポンプ２００及びエアポンプ３００によって圧送導入された起泡剤液２１０及び空気が気液混合部５１１で混合・発泡することで泡状起泡剤液Ｂｕが生成される。この泡状起泡剤液Ｂｕが泡状液流路５５０を通過する途中で、泡状液排出口５６０が塗布ローラ６１と対向する泡供給位置における塗布ローラ６１の表面移動方向下流側から液状の軟化剤液４１０が供給される。泡状液は、液内での泡同士の位置関係の変化が生じ難い。このため、塗布ローラ６１に供給される前の泡状起泡剤液Ｂｕに軟化剤液４１０を供給する構成であっても、図１０に示すように、塗布ローラ６１の表面移動方向下流側から供給することによって、塗布ローラ６１の表面上の泡状定着液Ｆは、最表面側（図１０中のＦ２の領域）ほど軟化剤の濃度が高く、塗布ローラ６１の表面側（図１０中のＦ１の領域）ほど軟化剤の濃度が低くなるような濃度勾配が生じた状態となる。
【００９８】
次に、実施例２の液泡状化装置５００の構造の一例について説明する。図１１は、実施例２の液泡状化装置５００の構造説明図である。
図１１に示す液泡状化装置５００は、気液流入部材７０１とスリット状搬送路形成部材７０２との間に、第一流路形成プレート部材７１１及び第二流路形成プレート部材７１２を挟んだ構造である。さらに、スリット状搬送路形成部材７０２の液搬送方向下流側に、第三流路形成プレート部材７１３及び泡状液排出部材７０３を備えている。
【００９９】
気液流入部材７０１は、実施例１と同様に、起泡剤液流路２５０と空気流路３５０とが設けられた板状の部材である。
スリット状搬送路形成部材７０２は、起泡剤液が通過する空間の通過方向に直交する断面が一方向に長尺なスリット状となるスリット状搬送路７３０が形成されている。スリット状搬送路７３０では、スリット状搬送路入口７３０ａから流入した起泡剤液２１０と空気とが内部で混合し、泡状起泡剤液Ｂｕとなってスリット状搬送路出口７３０ｂから泡状液流路５５０に向けて吐出する。さらに、スリット状搬送路形成部材７０２は、泡状液流路５５０内の泡状起泡剤液に向けて軟化剤液４１０を付与する軟化剤液排出口４４０と、軟化剤液供給ポンプ４００から供給された軟化剤液４１０を軟化剤液排出口４４０に向けて搬送する軟化剤液流路４５０とが形成されている。
【０１００】
第一流路形成プレート部材７１１及び第二流路形成プレート部材７１２は、実施例１と同様の構成であり、第二流路形成プレート部材７１２の起泡剤液用スリット溝７２０ａ及び空気用スリット溝７２０ｂと、起泡剤液バッファ空間７４０ａ、空気バッファ空間７４０ｂ及びスリット状搬送路７３０との位置関係も実施例１と同様に図９（ｂ）で示す状態となる。
【０１０１】
実施例２の液泡状化装置５００が備える第三流路形成プレート部材７１３は、軟化剤液バッファ空間７５０が形成されている。軟化剤液バッファ空間７５０は、スリット状搬送路形成部材７０２のスリット状搬送路出口７３０ｂ及び軟化剤液排出口４４０と接続し、スリット状搬送路７３０及び軟化剤液流路４５０と連通する構成である。さらに、軟化剤液バッファ空間７５０は、泡状液排出部材７０３の泡状液流路５５０と連通する構成である。
このような構成により、スリット状搬送路７３０を通過した泡状起泡剤液Ｂｕは、軟化剤液バッファ空間７５０で軟化剤液流路４５０を通過した液状の軟化剤液４１０が付与される。
【０１０２】
泡状起泡剤液Ｂｕに軟化剤液４１０が付与されることで泡状定着液Ｆとなり、この泡状定着液Ｆは、泡状液流路５５０を通過して泡状液排出口５６０から外部に吐出されて、図１０に示すように塗布ローラ６１の表面に供給される。このとき、軟化剤液バッファ空間７５０で泡状起泡剤液Ｂｕに対して図１１中の右側から軟化剤液４１０が付与されて生成された泡状定着液Ｆは、泡状液流路５５０内で、図中右側ほど軟化剤の濃度が高く、図中左側ほど軟化剤の濃度が低くなるような濃度勾配が生じた状態のまま泡状液流路５５０を通過する。
このような濃度勾配が生じたままの泡状定着液Ｆが泡状液排出口５６０から塗布ローラ６１の表面上に供給されることで、塗布ローラ６１の表面上の泡状定着液Ｆは、最表面側ほど軟化剤の濃度が高く、塗布ローラ６１の表面側ほど軟化剤の濃度が低くなるような濃度勾配が生じた状態となる。
【０１０３】
このように、実施例２の定着装置６０は、起泡剤液供給ポンプ２００、軟化剤液供給ポンプ４００、エアポンプ３００及び液泡状化装置５００等を備える。また、実施例２の液泡状化装置５００は、気液流入部材７０１と、第一流路形成プレート部材７１１と、第二流路形成プレート部材７１２と、スリット状搬送路形成部材７０２と、第三流路形成プレート部材７１３と、泡状液排出部材７０３とを備える。
気液流入部材７０１は、起泡剤液流路２５０と空気流路３５０とを具備する板状の部材である。第一流路形成プレート部材７１１は、気液流入部材７０１の板状の面に平行して延在するように配置され、起泡剤液２１０の流路面積を広げるための起泡剤液バッファ空間７４０ａと、空気の流路面積を広げるための空気バッファ空間７４０ｂとが形成された板状の部材である。第二流路形成プレート部材７１２は、第一流路形成プレート部材７１１の板状の面に平行して延在するように配置され、起泡剤液２１０及び空気を通過させる複数の互いに隣接する微細な流路としての起泡剤液用スリット溝７２０ａ及び空気用スリット溝７２０ｂが形成された板状の部材である。
スリット状搬送路形成部材７０２は、第二流路形成プレート部材７１２の板状の面に平行して延在するように配置され、泡状起泡剤液Ｂｕが通過するスリット状搬送路７３０及び泡状液排出口５６０が形成された部材である。さらに、スリット状搬送路形成部材７０２は、軟化剤液バッファ空間７５０に向けて液状の軟化剤液４１０を供給する軟化剤液排出口４４０と、軟化剤液供給ポンプ４００から供給された軟化剤液４１０を軟化剤液排出口４４０に向けて搬送する軟化剤液流路４５０が形成されている。
【０１０４】
また、第三流路形成プレート部材７１３は、スリット状搬送路形成部材７０２の板状の面に平行して延在するように配置され、軟化剤液４１０の流路面積を広げ、スリット状搬送路７３０を通過した泡状起泡剤液Ｂｕに軟化剤液４１０を供給して泡状定着液Ｆを生成するための軟化剤液バッファ空間７５０が形成された板状の部材である。
泡状液排出部材７０３は、第三流路形成プレート部材７１３の板状の面に平行して延在するように配置され、泡状定着液Ｆが通過するスリット状の泡状液流路５５０及び泡状液排出口５６０が形成された部材である。
【０１０５】
〔実施例３〕
次に、本発明の特徴部を備えた定着装置６０が備える液泡状化装置５００の三つ目の実施例（以下、実施例３と呼ぶ）について説明する。
実施例３の定着装置６０は、塗布ローラ６１の表面上に供給する前の泡状起泡剤液Ｂｕに対して液状の軟化剤液４１０を付与する構成であり、模式的な形状は図１０のように実施例２と共通する形状となる。
【０１０６】
次に、実施例３の液泡状化装置５００の構造の一例について説明する。図１２は、実施例３の液泡状化装置５００の構造説明図である。
図１２に示す液泡状化装置５００は、気液流入部材７０１とスリット状搬送路形成部材７０２との間に、第一流路形成プレート部材７１１及び第二流路形成プレート部材７１２を挟んだ構造である。さらに、実施例２と同様に、スリット状搬送路形成部材７０２の液搬送方向下流側に、第三流路形成プレート部材７１３及び泡状液排出部材７０３を備えている。
そして、軟化剤液排出口４４０及び軟化剤液流路４５０が泡状液排出部材７０３に形成されている点が実施例２の液泡状化装置５００と異なる。
【０１０７】
このように、実施例３の定着装置６０は、起泡剤液供給ポンプ２００、軟化剤液供給ポンプ４００、エアポンプ３００及び液泡状化装置５００等を備える。また、実施例３の液泡状化装置５００は、気液流入部材７０１と、第一流路形成プレート部材７１１と、第二流路形成プレート部材７１２と、スリット状搬送路形成部材７０２と、第三流路形成プレート部材７１３と、泡状液排出部材７０３とを備える。
気液流入部材７０１は、起泡剤液流路２５０と空気流路３５０とを具備する板状の部材である。第一流路形成プレート部材７１１は、気液流入部材７０１の板状の面に平行して延在するように配置され、起泡剤液２１０の流路面積を広げるための起泡剤液バッファ空間７４０ａと、空気の流路面積を広げるための空気バッファ空間７４０ｂとが形成された板状の部材である。第二流路形成プレート部材７１２は、第一流路形成プレート部材７１１の板状の面に平行して延在するように配置され、起泡剤液２１０及び空気を通過させる複数の互いに隣接する微細な流路としての起泡剤液用スリット溝７２０ａ及び空気用スリット溝７２０ｂが形成された板状の部材である。
スリット状搬送路形成部材７０２は、第二流路形成プレート部材７１２の板状の面に平行して延在するように配置され、泡状起泡剤液Ｂｕが通過するスリット状搬送路７３０及び泡状液排出口５６０が形成された部材である。
【０１０８】
また、第三流路形成プレート部材７１３は、スリット状搬送路形成部材７０２の板状の面に平行して延在するように配置され、軟化剤液４１０の流路面積を広げ、スリット状搬送路７３０を通過した泡状起泡剤液Ｂｕに軟化剤液４１０を供給して泡状定着液Ｆを生成するための軟化剤液バッファ空間７５０が形成された板状の部材である。
泡状液排出部材７０３は、第三流路形成プレート部材７１３の板状の面に平行して延在するように配置され、泡状定着液Ｆが通過するスリット状の泡状液流路５５０及び泡状液排出口５６０が形成された部材である。さらに、泡状液排出部材７０３は、軟化剤液バッファ空間７５０に向けて液状の軟化剤液４１０を供給する軟化剤液排出口４４０と、軟化剤液供給ポンプ４００から供給された軟化剤液４１０を軟化剤液排出口４４０に向けて搬送する軟化剤液流路４５０が形成されている。
【０１０９】
次に、実施例１乃至３及び後述する比較例の定着装置６０において、定着画像の画像評価を行った各実験例について説明する。
〔実験例１〕
実験例１として、上記実施例１の定着装置６０を用いて定着画像を形成し、形成した定着画像の目視による官能評価を行った。詳しくは、図１に示す定着装置６０を用い、加圧ローラ６２及び塗布ローラ６１には、ＰＦＡ樹脂を焼付けしたφ５０［ｍｍ］のＳＵＳ製ローラを使用した。紙搬送速度は３００［ｍｍ／ｓｅｃ］に設定した。膜厚規制ブレード６３と塗布ローラ６１とのギャップ間隔は、５０［μｍ］とした。
定着前の画像として、電子写真方式のプリンタ（リコー社製：ＩｐｓｉｏＣｏｌｏｒＣＸ８８００）を用い、ＰＰＣ用紙（リコー社製：Ｔ−６２００）上に未定着トナーのカラー画像を形成した。この未定着トナー像に対し、定着装置６０を用いて泡状定着液Ｆを付与し、画像形成を行った。
実験例１はでは、上記実施例１の定着装置６０を用いており、液泡状化装置５００として図８に示す構造のものを用いる。図９に示す第二流路形成プレート部材７１２における流路ピッチＰ３は２２０［μｍ］、流路幅Ｋは８０［μｍ］である。また、第二流路形成プレート部材７１２、起泡剤液用スリット溝７２０ａと空気用スリット溝７２０ｂとがそれぞれ２８０本ずつ形成されている。
【０１１０】
次に、実験例１で用いた起泡剤液２１０及び軟化剤液４１０の組成を以下に記す。
＜起泡剤液＞
・希釈溶媒：イオン交換水を９０.０［ｗｔ％］
・増泡剤：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１．０［ｗｔ％］
・起泡剤：パルミチン酸アミンを５．０［ｗｔ％］、ミリスチン酸アミンを３．０［ｗｔ％］、ステアリン酸アミンを１．０［ｗｔ％］
脂肪酸アミンは、脂肪酸とジエタノールアミンにより脂肪酸アミンを合成した。
＜軟化剤液＞
・軟化剤：コハク酸ジカルビトール（高級アルコール工業（株）、試薬）を６０．０［ｗｔ％］
・希釈溶媒：イオン交換水を４０．０［ｗｔ％］
【０１１１】
起泡剤液供給ポンプ２００及び軟化剤液供給ポンプ４００として、送液用マイクロポンプ（電装産業株式会社製：型番ｕｆ−３０４０ＳＺＢ２）を用いた。また、エアポンプ３００としては圧縮空気を使用し、気体流量制御手段として、マスフローメータ（株式会社山武製：型番ＭＱＶ０００２）を使用した。
【０１１２】
〔実験例２〕
実験例２として、上記実施例２の定着装置６０を用いて定着画像を形成し、形成した定着画像の目視による官能評価を行った。詳しくは、図１に示す定着装置６０を用い、液泡状化装置５００以外の部材構成、起泡剤液ならびに軟化剤液組成、および実験方法等は上記実験例１と同様とした。
実験例２はでは、上記実施例２の定着装置６０を用いており、液泡状化装置５００として図１１に示す構造のものを用いる。図９に示す第二流路形成プレート部材７１２における流路ピッチＰ３は２２０［μｍ］であり、流路幅Ｋは８０［μｍ］である。また、第二流路形成プレート部材７１２、起泡剤液用スリット溝７２０ａと空気用スリット溝７２０ｂとが２８０本ずつ形成されている。
【０１１３】
〔実験例３〕
実験例３として、上記実施例３の定着装置６０を用いて定着画像を形成し、形成した定着画像の目視による官能評価を行った。詳しくは、図１に示す定着装置６０を用い、液泡状化装置５００以外の部材構成、起泡剤液ならびに軟化剤液組成、および実験方法等は上記実験例１及び実験例２と同様とした。
実験例３はでは、上記実施例３の定着装置６０を用いており、液泡状化装置５００として図１２に示す構造のものを用いる。図９に示す第二流路形成プレート部材７１２における流路ピッチＰ３は２２０［μｍ］であり、流路幅Ｋは８０［μｍ］である。また、第二流路形成プレート部材７１２、起泡剤液用スリット溝７２０ａと空気用スリット溝７２０ｂとが２８０本ずつ形成されている。
【０１１４】
〔実験例４〕
実験例４として、図１３に示す比較例の定着装置６０を用いて定着画像を形成し、形成した定着画像の目視による官能評価を行った。ここで、比較例の定着装置６０について説明する。
図１３は、比較例の定着装置６０を模式的に示す説明図である。
比較例の定着装置６０は、樹脂材料からなるトナー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粒子を軟化させる軟化剤を含有する液状定着液６１０を収容する定着液ボトル６２０を備える。また、定着装置６０は、液状定着液６１０を液中に気泡が分散した泡状定着液Ｆとする定着液泡状化手段である液泡状化装置５００を備える。さらに、定着装置６０は、定着液供給ポンプ６００とエアポンプ３００とを備える。定着液供給ポンプ６００は液泡状化装置５００に液状定着液６１０を供給する定着液供給手段であり、エアポンプ３００は液泡状化装置５００に気体として空気を供給する気体供給手段である。また、定着装置６０は、未定着トナー像として未定着トナーＴを担持する転写紙Ｐの表面に泡状定着液Ｆを付与する塗布ローラ６１を備える。さらに、定着装置６０は、転写紙Ｐを挟んで塗布ローラ６１と対向する位置に加圧ローラ６２を備える。
【０１１５】
定着液供給ポンプ６００は、定着液ボトル６２０内の液状定着液６１０を吸引し、定着液搬送管６３０に対して圧送することで液状定着液６１０を液泡状化装置５００に供給する。また、エアポンプ３００は、エアフィルタ３１０を介して外気の空気を吸引し、空気搬送管３３０に対して圧送することで空気を液泡状化装置５００に供給する。そして、液状定着液６１０及び空気が供給された液泡状化装置５００は、詳細は後述する構成によって泡状定着液Ｆを生成し、塗布ローラ６１の表面に泡状定着液Ｆを供給する。
【０１１６】
比較例の定着装置６０では、塗布ローラ６１の表面上に供給された泡状定着液Ｆは、図１３中の矢印Ｂ方向に回転する塗布ローラ６１の表面移動によって膜厚規制ブレード６３と対向する位置を通過し、塗布ローラ６１と加圧ローラ６２とが対向する塗布ニップＣに到達する。そして、塗布ニップＣで塗布ローラ６１表面上の泡状定着液Ｆが転写紙Ｐ上の未定着トナーＴに塗布される。塗布ニップＣで泡状定着液Ｆを未定着トナーＴに塗布することで、軟化したトナー粒子を転写紙Ｐに定着する。
このように、比較例の定着装置６０の装置構成は図１に示す各実施例の定着装置６０と概ね同じであるが、起泡剤と軟化剤とを予め含有する液状定着液６１０を液泡状化装置５００に供給する点において異なっている。このように、起泡剤と軟化剤とを予め含有する液状定着液６１０と空気とを混合して泡状定着液Ｆを得る構成であるため、塗布ローラ６１上の泡状定着液Ｆの泡膜においては、軟化剤の濃度勾配が生じず、軟化剤の濃度が一様な泡状定着液Ｆとなる。
【０１１７】
図１４は、比較例の定着装置６０が備える液泡状化装置５００の構造説明図である。
図１４に示す液泡状化装置５００は、気液流入部材７０１とスリット状搬送路形成部材７０２との間に、第一流路形成プレート部材７１１及び第二流路形成プレート部材７１２を挟んだ構造である。
【０１１８】
気液流入部材７０１は、定着液流入口６５０と空気流路３５０とが設けられた板状の部材である。スリット状搬送路形成部材７０２は、定着液が通過する空間の通過方向に直交する断面が一方向に長尺なスリット状となるスリット状搬送路７３０が形成されている。スリット状搬送路７３０では、スリット状搬送路入口７３０ａから流入した液状定着液６１０と空気とが内部で混合し、泡状定着液Ｆとなってスリット状搬送路出口７３０ｂから外部に吐出する。このため、図１４に示す液泡状化装置５００では、スリット状搬送路出口７３０ｂが泡状液流路５５０となる。
【０１１９】
第一流路形成プレート部材７１１には、断面が三角形の２つの流路が形成されており、この２つの流路は、液状定着液６１０と空気との流路を広げるバッファ空間である。２つのバッファ空間のうち、定着液バッファ空間７４０ｃは定着液流入口６５０と連通し、空気バッファ空間７４０ｂは空気流路３５０と連通する。
図１５は、比較例の第二流路形成プレート部材７１２の説明図である。図１５（ａ）は、第二流路形成プレート部材７１２の斜視拡大図、図１５（ｂ）は、第二流路形成プレート部材７１２の上面説明図である。
図１５に示すように、第二流路形成プレート部材７１２には、定着液用スリット溝７２０ｃと空気用スリット溝７２０ｂとが交互に複数配置されている。ここで、図１５（ｂ）には、上方から見たときの定着液バッファ空間７４０ｃ、空気バッファ空間７４０ｂ及びスリット状搬送路７３０の位置を破線で示している。図１５（ｂ）に示すように、定着液用スリット溝７２０ｃは、定着液バッファ空間７４０ｃ及びスリット状搬送路７３０と連通し、空気用スリット溝７２０ｂは、空気バッファ空間７４０ｂ及びスリット状搬送路７３０と連通する。
【０１２０】
比較例の液泡状化装置５００では、スリット状搬送路７３０と定着液用スリット溝７２０ｃとが交わる部分が定着液供給口となり、スリット状搬送路７３０と空気用スリット溝７２０ｂとが交わる部分が空気供給口となる。そして、スリット状搬送路７３０のスリット状搬送路入口７３０ａで、スリット状搬送路７３０内に液状定着液６１０を供給する定着液供給口と空気を供給する空気供給口とが、スリット状搬送路７３０の断面の長尺方向に沿って交互に配置された状態となる。
このような構造の比較例の液泡状化装置５００では、液状定着液６１０を供給することにより、液状定着液６１０は、定着液バッファ空間７４０ｃ及び定着液用スリット溝７２０ｃを通過して複数の定着液供給口からスリット状搬送路７３０内に流入する。一方、空気を供給することにより、空気は、空気バッファ空間７４０ｂ及び空気用スリット溝７２０ｂを通過して複数の空気供給口からスリット状搬送路７３０内に流入する。交互に配置された定着液供給口及び空気供給口から液状定着液６１０及び空気が流入することで、スリット状搬送路７３０内で液状定着液６１０と空気とが混合し、泡状定着液Ｆが生成され、スリット状搬送路出口７３０ｂから外部に吐出する。
【０１２１】
比較例の液泡状化装置５００は、図１５に示す第二流路形成プレート部材７１２における流路ピッチＰ３は２２０［μｍ］、流路幅Ｋは８０［μｍ］である。また、第二流路形成プレート部材７１２、定着液用スリット溝７２０ｃと空気用スリット溝７２０ｂとが２８０本ずつ形成されている。
比較例の液泡状化装置５００は、上記特願２００９−１１４６５９号に記載の液泡化装置と同様の流路構成である。
なお、実験例４では、液泡状化装置５００以外の部材構成および実験方法等は上記実験例１〜上記実験例３と同様とした。
【０１２２】
次に、実験例４で用いた液状定着液６１０の組成を以下に記す。
・軟化剤：コハク酸ジカルビトール（高級アルコール工業（株）、試薬）を３０．０［ｗｔ％］
・希釈溶媒：イオン交換水を６５．０［ｗｔ％］
・増泡剤：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０．５０［ｗｔ％］
・起泡剤：パルミチン酸アミンを２．５［ｗｔ％］、ミリスチン酸アミンを１．５［ｗｔ％］、ステアリン酸アミンを０．５［ｗｔ％］
脂肪酸アミンは、脂肪酸とジエタノールアミンにより脂肪酸アミンを合成した。
【０１２３】
各実験例で液泡状化装置５００に導入した気液流量値、ならびに形成した画像の官能評価結果を表１に示す。
【０１２４】
【表１】
2012113042.tif 000003
【０１２５】
官能評価結果は◎、○、△、×の４段階評価で行っており、判断基準は以下に示す通りである。
「◎」：トナーオフセットが確認されず、熱定着画像と比べて遜色ないレベル。
「○」：画像エッジ部位等に若干の画像オフセットが見られるものの、定着画像として許容されるレベル。
「△」：画像オフセットが目立ち、定着部位は存在するが、許容には至らないレベル。
「×」：画像オフセットが著しく、定着部位よりもオフセット部位のほうが大きい状態の画像レベル。
【０１２６】
この実験より、本発明を適用した定着装置６０（実験例１〜実験例３）を用いることにより、上記特願２００９−１１４６５９号に示す定着装置と同様の構成を備える定着装置６０（実験例４）よりも、良好な定着画像の形成が可能であることを示すことが出来た。
また、軟化剤液を泡状液とする泡状液生成手段を必要としないため、泡状液生成手段を複数設ける必要が無く、上記先願で示される定着装置よりも構成が簡素であり、装置の小型化に有効である。
【０１２７】
〔変形例〕
次に、転写紙Ｐに泡状定着液Ｆを塗布する構成が、図１を用いて説明した実施形態の定着装置６０とは異なる変形例について説明する。
図１６は、変形例の定着装置６０の概略説明図である。
変形例の定着装置６０は上述した実施形態の定着装置６０の塗布ローラ６１に代わりに、定着液塗布部材として塗布ベルト６５を用いて、転写紙Ｐ上の未定着トナーＴに泡状定着液Ｆを塗布する構成である。さらに、変形例の定着装置６０は図１６に示すように、実施形態の定着装置６０の加圧ローラ６２に代えて加圧ベルト６６を備える。
【０１２８】
変形例の定着装置６０においても、上述した実施形態と同様の液泡状化装置５００から所望の泡径を有する泡状定着液Ｆが塗布ベルト６５上に供給される。塗布ベルト６５上に供給された泡状定着液Ｆは、膜厚規制ブレード６３と塗布ベルト６５との間を通過する。このとき、膜厚規制ブレード６３と塗布ベルト６５とのギャップ幅を調節しておくことで、塗布ベルト６５上の泡状定着液Ｆの膜厚を最適な状態に制御することができる。
塗布ベルト６５としては、例えばシームレスニッケルベルトやシームレスＰＥＴフィルムなどの基体に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ことができる。
図１６に示す塗布ベルト６５のように、ローラ状の塗布部材の代わりにベルト状の塗布部材を用いる構成では、ニップ幅を容易に広くすることが可能となる。
【０１２９】
転写紙Ｐに泡状定着液Ｆを塗布する定着ニップを形成する部材にベルト部材を用いる構成としては、図１６に示す構成に限るものではない。
図１７に示す定着装置６０ように加圧側をベルト状ではなくローラ状の加圧ローラ６２とし、塗布ベルト６５と加圧ローラ６２とによって定着ニップを形成する構成であっても良い。
さらに、図１８に示す定着装置６０ように、塗布側を塗布ローラ６１として、加圧側を加圧ベルト６６として、塗布ローラ６１と加圧ベルト６６とによって定着ニップを形成する構成であっても良い。
【０１３０】
図１６、図１７及び図１８を用いて説明した構成のように、塗布側もしくは加圧側の少なくとも一方の無端移動体をベルト構成とすることで、定着ニップ幅を容易に広くすることが可能となる。これにより、定着ニップを形成する部材間に紙にしわが発生するような無理な力をかけることがなくなる。さらに、定着ニップで定着液を浸透させるために要する時間、すなわち、転写紙Ｐがニップを通過する時間が同じだとすると、同じ時間で長い距離を移動させることができるため、転写紙Ｐの搬送速度を速くすることが可能となり、定着の高速化を図ることが可能となる。
【０１３１】
本発明は上述した各実施例及び各変形例に限定されるものではなく、特許請求の範囲内に記載であれば多種の変形や置換可能であることはいうまでもない。また、発泡に用いる気体は、空気に限るものではないが、エアポンプで外部から空気を吸引して発泡に用いる構成であれば発泡に用いる気体を収容する収容容器が不要となる。
また、上述した各実施例では、液泡状化装置５００の気液混合部５１１として、一般的に二種類の液体の混合や反応に使用されるマイクロミキサ（マイクロリアクタともいう）と同様の構成を備えた装置を用いている。本発明を適用した定着装置６０の気液混合部５１１としてはマイクロミキサのように、液状の起泡剤液からすぐに所望の泡径の泡状起泡剤液を生成することができる構成に限るものではない。例えば、上記特許文献６に記載の定着装置のように、所望の泡径より大きい泡径の泡状液を生成する第一の泡生成工程と、第一の泡生成工程により生成された所望の泡径より大きい泡径の泡状液にせん断力を加えて所望の泡径の泡状の液体を生成する第二の泡生成工程とを備える構成であっても良い。
【０１３２】
以上、本実施形態の定着装置６０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である未定着トナーＴを軟化させる軟化剤を含有し、液中に気体が分散した泡状定着液Ｆを生成する泡状定着液生成手段である液泡状化装置５００と、表面移動する表面に担持する泡状定着液Ｆを未定着トナーＴからなる樹脂含有微粒子層であるトナー層を担持する定着液塗布対象である転写紙Ｐの表面に塗布する塗布部材である塗布ローラ６１とを有する。そして、塗布位置である塗布ニップＣで塗布ローラ６１の表面上の泡状定着液Ｆを転写紙Ｐに塗布することで軟化したトナー層を記録媒体である転写紙Ｐに定着させる。このような定着装置６０において、液泡状化装置５００は、転写紙Ｐに塗布するときの泡状定着液Ｆよりも軟化剤の含有率が低い液状定着組成液として軟化剤を含有した起泡剤液２１０を液中に気体が分散した泡状定着組成液である泡状起泡剤液Ｂｕとする泡状定着組成液生成手段を構成する気液混合部５１１を備える。そして、泡状起泡剤液を塗布ローラ６１の表面に供給したときに最表面側となる部分の泡状起泡剤液に対して軟化剤液４１０を供給する。これにより、塗布ローラ６１の表面は、転写紙Ｐに塗布するときの泡状定着液Ｆよりも軟化剤の含有率が低い泡状起泡剤液の泡膜の最表面側に液状の軟化剤液が付与された状態となる。よって、塗布ニップＣに到達する塗布ローラ６１の表面上の泡状定着液の泡膜は、最表面側（図１中のＦ２の領域）ほど軟化剤の濃度が高く、塗布ローラ６１の表面側（図１中のＦ１の領域）ほど軟化剤の濃度が低くなるような濃度勾配が生じた状態となる。これにより、泡状定着液Ｆの塗布ローラ６１に接触する部分の軟化剤の含有量を抑制することで効率的に軟化剤を使用しながらオフセットの発生を抑制することができる。さらに、液泡状化装置５００で生成した泡状起泡剤液に液状の軟化剤液４１０を付与する構成であり、起泡剤液２１０を泡化する泡化する装置とは別に、軟化剤液４１０を泡化する装置を設ける必要がない。このため、泡状液生成手段を複数設ける必要が無く、コスト高や装置の大型化を抑制することができる。
また、本実施形態では、気液混合部５１１で泡状液とする定着組成液が軟化剤を含有しない起泡剤液であるが、この定着組成液としては少量の軟化剤を含有していても良い。泡状起泡剤液に液状の軟化剤液４１０を付与する構成としては、泡状起泡剤液の表面に向けて軟化剤液４１０を流し続ける構成や噴霧器を用いて霧状とした軟化剤液４１０を泡状起泡剤液の表面に噴き付ける構成等がある。
【０１３３】
本実施形態の定着装置６０のように、泡状定着液Ｆを用いることで、塗布部材が記録媒体に接触して定着液をトナー層に付与するときに、塗布部材へのオフセットを抑制することができ、トナー層に対する定着液の微量付与を安定して実現できる。また、非加熱定着であるため、従来の熱定着方式に比べ極めて低電力な定着を可能とする。
さらに、気液混合部５１１としてマイクロミキサと同様の機構を用いることによって、瞬時にキメ細やかな泡が生成可能であり、泡状定着液の搬送経路の短縮、泡生成部の容積の縮小が可能となり、これより、泡のロス、泡搬送に要する圧力損失を軽減することができる。
【０１３４】
また、特に実施例１の定着装置６０では、気液混合部５１１で生成された泡状起泡剤液Ｂｕは、塗布ローラ６１の表面に供給され、塗布ローラ６１の表面に供給された泡状起泡剤液Ｂｕの最表面に軟化剤の含有率が高い液状の軟化剤液４１０を供給する軟化剤液供給手段である軟化剤液供給ポンプ４００を備える。泡状起泡剤液Ｂｕが供給された塗布ローラ６１に軟化剤液４１０を供給することにより、塗布ローラ６１に担持される泡状起泡剤液Ｂｕの泡膜の最表面側から液状の軟化剤液４１０が浸透し泡状定着液Ｆとなり、塗布ローラ６１表面上の泡状定着液Ｆ中に軟化剤の含有濃度の濃度勾配を生じさせることができる。
【０１３５】
また、実施例１の定着装置６０では、泡状定着組成液生成手段である液泡状化装置５００は、液状定着組成液である起泡剤液２１０と気体である空気とを混合させて泡状定着組成液である泡状起泡剤液Ｂｕを生成する気液混合部５１１と、液状定着組成液供給手段である起泡剤液供給ポンプ２００から供給される起泡剤液２１０を気液混合部５１１に供給する液体搬送路である起泡剤液流路２５０と、気体供給手段であるエアポンプ３００から供給される空気を気液混合部５１１に供給する気体搬送路である空気流路３５０とを有する。また、液泡状化装置５００は、泡状起泡剤液Ｂｕを気液混合部５１１から塗布ローラ６１の表面に対向するように形成された泡状液排出口５６０へ流す泡状液流路５５０と、液状軟化剤液供給手段である軟化剤液供給ポンプ４００から供給される軟化剤液４１０を塗布ローラ６１の表面上の泡状液排出口５６０が対向する位置に対して塗布ローラ６１の表面移動方向下流側で塗布ローラ６１の表面と対向するように形成された軟化剤液排出口４４０へ流す軟化剤液流路４５０とを備える。このような構成により、塗布ローラ６１の表面に供給された泡状起泡剤液Ｂｕの最表面に液状の軟化剤液４１０を供給する構成を実現することができる。
【０１３６】
また、特に、実施例２及び実施例３の定着装置６０では、気液混合部５１１で生成された泡状起泡剤液Ｂｕを塗布ローラ６１の表面と対向する泡供給位置である泡状液排出口５６０まで搬送し、塗布ローラ６１の表面に供給する泡状定着組成液搬送部材として、スリット状搬送路形成部材７０２、第三流路形成プレート部材７１３及び泡状液排出部材７０３を備える。そして、泡状定着組成液搬送部材を構成する第三流路形成プレート部材７１３に形成された軟化剤液バッファ空間７５０内の泡状起泡剤液Ｂｕに対して、泡状液排出口５６０と対向する位置における塗布ローラ６１の表面移動方向下流側から泡状定着液Ｆよりも軟化剤の含有率が高い液状の軟化剤液４１０を供給する軟化剤液供給手段である軟化剤液供給ポンプ４００を備える。このような構成では、スリット状搬送路形成部材７０２、第三流路形成プレート部材７１３及び泡状液排出部材７０３の順番で通過するように移動する泡状液の移動方向（図１０中の上下方向）と、塗布ローラ６１の幅方向（図１０の手前−奥方向）とに延在するように泡状液で形成される仮想面によって仕切られる空間のうち、泡状液排出口５６０における塗布ローラ６１の表面移動方向下流側（図１０中の右側）の空間から泡状起泡剤液Ｂｕに対して軟化剤液４１０を供給することによって、塗布ローラ６１表面上の泡状定着液Ｆ中に軟化剤の含有濃度の濃度勾配を生じさせることができる。
【０１３７】
また、実施例２及び実施例３の定着装置６０では、泡状定着組成液生成手段である液泡状化装置５００は、液状定着組成液である起泡剤液２１０と気体である空気とを混合させて泡状定着組成液である泡状起泡剤液Ｂｕを生成する気液混合部５１１と、液状定着組成液供給手段である起泡剤液供給ポンプ２００から供給される起泡剤液２１０を気液混合部５１１に供給する液体搬送路である起泡剤液流路２５０と、気体供給手段であるエアポンプ３００から供給される空気を気液混合部５１１に供給する気体搬送路である空気流路３５０とを有する。また、液泡状化装置５００は、泡状起泡剤液Ｂｕを気液混合部５１１から塗布ローラ６１の表面に対向するように形成された泡状液排出口５６０へ流す泡状液流路５５０と、泡状液流路５５０を通過する泡状起泡剤液Ｂｕに対して、塗布ローラ６１の表面上の泡状液排出口５６０が対向する位置における塗布ローラ６１の表面移動方向下流側から液状軟化剤液供給手段である軟化剤液供給ポンプ４００から供給される軟化剤液４１０を付与するように形成された軟化剤液排出口４４０へ流す軟化剤液流路４５０とを備える。このような構成により、軟化剤液バッファ空間７５０内の泡状起泡剤液Ｂｕに対して、軟化剤液４１０を供給する構成を実現することができる。
【０１３８】
また、本実施形態の定着装置６０の泡状定着組成液生成手段である液泡状化装置５００は、気液流入部材７０１、第一流路形成プレート部材７１１、第二流路形成プレート部材７１２及びスリット状搬送路形成部材７０２を備える。
気液流入部材７０１は、液体搬送路である起泡剤液流路２５０及び気体搬送路である空気流路３５０が形成された部材である。
第一流路形成プレート部材７１１は、気液流入部材７０１に接続され、起泡剤液流路２５０を通過した起泡剤液２１０の流路断面積を拡張する液体搬送路拡張空間である起泡剤液バッファ空間７４０ａ、及び、空気流路３５０を通過した空気の流路断面積を拡張する気体搬送路拡張空間である空気バッファ空間７４０ｂが形成された流体搬送路拡張部材である。
第二流路形成プレート部材７１２は、第一流路形成プレート部材７１１に接続され、起泡剤液バッファ空間７４０ａを通過した起泡剤液２１０が流入する断面積が微細な複数の液体微細搬送路である起泡剤液用スリット溝７２０ａ、及び、空気バッファ空間７４０ｂを通過した空気が流入する断面積が微細な複数の気体微細搬送路である空気用スリット溝７２０ｂが互いに隣接して形成された微細流路形成部材である。
スリット状搬送路形成部材７０２は、第二流路形成プレート部材７１２に接続され、起泡剤液用スリット溝７２０ａ及び空気用スリット溝７２０ｂの搬送方向下流側端部と連通し、内部を搬送される流体である泡状起泡剤液Ｂｕの搬送方向に直交する断面が一方向に長尺なスリット状となるスリット状搬送路７３０が形成されたスリット状搬送路形成部材である。
このような構成により、マイクロミキサと同様の機構を実現することができ、瞬時にキメ細やかな泡が生成可能であり、泡状定着液Ｆの搬送経路の短縮、泡生成部の容積の縮小が可能となり、これより、泡のロス、泡搬送に要する圧力損失を軽減することができる。
さらに、スリット状搬送路形成部材７０２のスリット状搬送路７３０の断面の長尺な方向は、泡状液排出口５６０が対向する位置における塗布ローラ６１の表面移動方向に直交する方向である。このような構成により、塗布ローラ６１の幅方向の全域に泡状定着液Ｆを供給することができる。
【０１３９】
また、本実施形態の定着装置６０では、液泡状化装置５００が泡状とする液状定着組成液は、含有する液体の起泡性を向上する起泡剤を含有する起泡剤液２１０である。起泡剤を含有する起泡剤液２１０を用いることで塗布ローラ６１の表面上の定着液は泡状液の状態を維持しやすくなり、泡の劣化に起因して定着性が変化することを抑制できる。
【０１４０】
また、本実施形態の複写機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ユニット３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る画像形成装置であって、定着手段として、本発明の特徴部を備えた定着装置６０を用いる。定着装置６０が、泡状定着液を用いることで、トナー層への接触付与時の接触付与手段である塗布ローラ６１へのトナーのオフセット防止や、微量付与化を安定して実現でき、かつ、非加熱にて従来に比べ極めて低電力定着を可能とする。また、効率的に軟化剤を使用することができるため、ランニングコストの削減をはかることができ、オフセットの発生を抑制することで良好な画像形成を行うことができる。さらに、定着装置６０のコスト高や装置の大型化を抑制できることで、複写機１００全体のコスト高や装置の大型化を抑制することができる。
【符号の説明】
【０１４１】
１  プリンタ部
３  作像ユニット
２８  紙搬送ユニット
３１  二次転写ローラ
３３  レジストローラ対
４０  給紙装置
５０  原稿搬送読取ユニット
６０  定着装置
６１  塗布ローラ
６２  加圧ローラ
６３  膜厚規制ブレード
６５  塗布ベルト
６６  加圧ベルト
９０  転写ユニット
９１  中間転写ベルト
１００  複写機
２００  起泡剤液供給ポンプ
２１０  起泡剤液
２２０  起泡剤液ボトル
３００  エアポンプ
３１０  エアフィルタ
４００  軟化剤液供給ポンプ
４１０  軟化剤液
５００  液泡状化装置
５１１  気液混合部
６００  定着液供給ポンプ
６１０  液状定着液
Ｂｕ  泡状起泡剤液
Ｃ  塗布ニップ
Ｆ  泡状定着液
Ｐ  転写紙
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１４２】
【特許文献１】特許第３２９０５１３号
【特許文献２】特開２００４−１０９７４９号公報
【特許文献３】特開昭５９−１１９３６４号公報
【特許文献４】特開２００４−１０９７４７号公報
【特許文献５】特開２００７−２１９１０５号公報
【特許文献６】特開２００８−１９７１８８号公報
【図１】
2012113042.tif 000004
【図２】
2012113042.tif 000005
【図３】
2012113042.tif 000006
【図４】
2012113042.tif 000007
【図５】
2012113042.tif 000008
【図６】
2012113042.tif 000009
【図７】
2012113042.tif 000010
【図８】
2012113042.tif 000011
【図９】
2012113042.tif 000012
【図１０】
2012113042.tif 000013
【図１１】
2012113042.tif 000014
【図１２】
2012113042.tif 000015
【図１３】
2012113042.tif 000016
【図１４】
2012113042.tif 000017
【図１５】
2012113042.tif 000018
【図１６】
2012113042.tif 000019
【図１７】
2012113042.tif 000020
【図１８】
2012113042.tif 000021