(57)【要約】【課題】泡状として定着工程に用いられるときに、環境温度１０［℃］〜４０［℃］の範囲で安定した定着を行うことができる定着液、並びに、このような定着液を用い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】定着装置３０は、トナーを軟化させる軟化剤と、軟化剤を含む液体に起泡性を付与する脂肪酸塩からなる起泡剤と、起泡剤の起泡性を補助する増泡剤とを水からなる溶媒に含有する液状定着液３１０を液中に気泡が分散した泡状定着液Ｂｕとする定着液供給部１３０と、泡状定着液Ｂｕを転写紙Ｐに塗布する定着液塗布部１４０とを有し、定着液収容器３１内の液状定着液３１０は、アルコールアルコキシレートからなる表面調整剤を含有し、増泡剤として、脂肪族アルカノールアミドからなる第一の増泡剤と、脂肪族アルコールもしくはベタイン誘導体からなる第二の増泡剤とを含有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂成分の少なくとも一部を溶解または膨潤させて軟化させる脂肪酸エステルからなる軟化剤と、
該軟化剤を含む液体に起泡性を付与する脂肪酸塩からなる起泡剤と、
該起泡剤の起泡性を補助する増泡剤とを水からなる溶媒に含有し、
該樹脂成分を軟化して記録媒体に定着する定着工程に使用されるときには、泡状液の状態で該樹脂成分に付与される定着液において、
アルコールアルコキシレートからなる表面調整剤を含有し、
上記増泡剤として、脂肪族アルカノールアミドからなる第一の増泡剤と、脂肪族アルコールもしくはベタイン誘導体からなる第二の増泡剤とを含有することを特徴とする定着液。
【請求項２】
請求項１の定着液において、
上記定着工程に使用されないときには、該軟化剤を含む水媒体の軟化剤液と、該起泡剤を含む起泡剤液とを独立した状態で保存され、
該定着工程に使用されるときには、該軟化剤液と該起泡剤液とを混合して生成されることを特徴とする定着液。
【請求項３】
請求項２の定着液において、
上記軟化剤液は、上記軟化剤と、上記表面調整剤と、上記溶媒とを含有し、
上記起泡剤液は、上記起泡剤と、上記第一の増泡剤と、上記第二の増泡剤と、上記溶媒とを含有することを特徴とする定着液。
【請求項４】
樹脂の少なくとも一部を溶解または膨潤させることで樹脂微粒子を軟化させる軟化剤と、該軟化剤を含む液体に起泡性を付与する脂肪酸塩からなる起泡剤と、該起泡剤の起泡性を補助する増泡剤とを水からなる溶媒に含有する定着液を液中に気泡が分散した泡状定着液とする泡状定着液生成手段と、
該樹脂微粒子からなる樹脂微粒子層を担持する定着液付与対象の表面に該泡状定着液を付与する泡状定着液付与手段とを有し、
該泡状定着液を付与することで軟化した該樹脂微粒子を記録媒体に定着する定着装置において、
上記定着液は、アルコールアルコキシレートからなる表面調整剤を含有し、
上記増泡剤として、脂肪族アルカノールアミドからなる第一の増泡剤と、脂肪族アルコールもしくはベタイン誘導体からなる第二の増泡剤とを含有することを特徴とする定着装置。
【請求項５】
請求項４の定着装置において、
上記軟化剤を含有する軟化剤液を収容する軟化剤液収容器と、
上記起泡剤を含有する起泡剤液を該軟化剤液とは独立して収容する起泡剤液収容器と、
該軟化剤液と該起泡剤液とを混合して定着液を生成する定着液生成手段とを有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、
上記軟化剤液は、上記表面調整剤と、上記溶媒とを含有し、
上記起泡剤液は、上記第一の増泡剤と、上記第二の増泡剤と、上記溶媒と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、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４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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トナー等の樹脂成分の少なくとも一部を溶解または膨潤させる定着液、このような定着液を用いて記録媒体上に樹脂成分を定着させ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、定着速度、定着画像品質等の点から記録媒体上のトナーを加熱して軟化あるいは溶融させ、軟化等させたトナーを加圧することによって、トナーを記録媒体上に定着させる熱定着方式が広く普及している。この熱定着方式は、高い定着速度及び高い定着画像品質を提供することができるため、好適に用いられている。
【０００３】
しかし、このような熱定着方式を採用した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、熱定着方式の定着装置においてトナーを加熱するために消費されている。一方、近年における環境問題対策の観点からは、低消費電力（省エネルギー）の画像形成装置が望まれている。そこで、従来の画像形成装置における消費電力の半分以上を消費する定着装置での省エネルギー化が求められている。従来の熱定着方式の定着装置では加熱処理に多くの電力を消費していたため、トナーを定着するためにトナーを加熱する温度を今までよりも極端に低下させる定着方式、または、トナーを加熱することを必要としない定着方式が望まれている。特に、トナーを加熱することなくトナーを記録媒体に定着させる非加熱定着方式が低消費電力の点で理想的である。
このような非加熱定着方式としては、トナーの樹脂成分の少なくとも一部を溶解または膨潤させることでトナーを軟化させる軟化剤を含有する定着液を記録媒体表面上のトナー像に付与してトナー像を定着させる湿式定着方式が知られている（例えば、特許文献１〜特許文献４に記載の定着装置で用いる定着方式）。このように、湿式定着方式の定着装置ではトナーを軟化させるために加熱処理を行う必要がないため、熱定着方式に比べて省エネルギー化を実現することができる。
【０００４】
特許文献１〜特許文献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に塗布することで、定着液を記録媒体上の未定着トナー像に付与する構成である。このような液状の定着液をトナー像に塗布して定着を行う構成では、記録媒体上のトナー像への定着液の微量塗布と塗布ローラへのトナーオフセット防止とを両立させることが極めて難しいという問題があった。以下、この問題について説明する。
【０００５】
塗布ローラを用いて記録媒体上の未定着トナー像へ定着液を塗布する構成において、定着液を記録媒体に微量付与するために、塗布ローラ上の定着液の層の厚みが未定着トナー像の層よりも薄くした場合、次のような問題が生じることがあった。塗布ローラの表面が記録媒体と接触した後、塗布ローラの表面が記録媒体から剥離する位置で、記録媒体に付与されず塗布ローラ表面に残った定着液の液膜によって生じる表面張力で記録媒体上のトナー層のトナー粒子が引っ張られてしまう。これにより、塗布ローラの表面にオフセットしたトナー粒子が付着し、塗布ローラと剥離した後の記録媒体上のトナー像が大幅に乱れてしまう。
【０００６】
逆に、塗布ローラ上の定着液の層の厚みを未定着トナー層よりも十分厚くすると、塗布ローラが記録媒体から剥離する位置では、液量が多いため塗布ローラの表面の液膜による表面張力が記録媒体上のトナー層のトナー粒子に作用しにくくなる。これにより、塗布ローラ側にトナーが付着しにくくなるが、記録媒体の表面に多量の定着液が塗布されるため、記録媒体上で過剰な定着液により定着液の拡散にともないトナー粒子が流れ画質劣化を生じたり、定着液の乾燥時間が長くなり定着応答性に問題が生じたりしてしまう。また、記録媒体に著しい残液感（紙を手で触れたときの湿った感触）が発生する。また、定着液が水を含有するものであると、紙等のセルロースを含有する記録媒体への定着液の塗布量が多い場合、紙等の記録媒体が著しくカールし、画像形成装置などの装置内における記録媒体搬送時に紙詰まりが発生の恐れがある。
このように、塗布ローラを用いて定着液を塗布する構成では、定着液の塗布量が多すぎると、トナー粒子が流されることによる画質劣化、定着液の乾燥時間が長くなることによる定着応答性の低下、記録媒体によっては紙詰まりが発生しやすくなる、といった問題が生じる。一方、これらの問題を防止するために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記録媒体上のトナー層に定着液を微量塗布することと塗布ローラ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。
【０００７】
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〜特許文献７には、定着液を液中に気泡が分散した泡状定着液とし、この泡状定着液を記録媒体上のトナー像に塗布する構成が記載されている。このように、定着液を泡状とすることにより定着液の密度を下げることが出来るため、従来よりも少量の定着液で塗布ローラ表面上の定着液の膜厚を厚くすることが出来、液体の表面張力の記録媒体上のトナー粒子に対する影響を軽減することができる。また、少量の定着液であるため、記録媒体上の残液感を抑制することが出来、泡状の定着液は通常の液体状の定着液よりも流れ難いため、定着液によってトナー粒子が流されることによる画像劣化も防止することができる。よって、特許文献５等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】
【０００８】
定着液を用いる定着装置では、熱定着方式と異なり定着を行う位置の温度が１００［℃］を超えるようなことはないが、装置の設置環境の温度や装置駆動部の発熱等により定着位置の温度が４０［℃］近くになることがあるため、４０［℃］における定着安定性が求められる。さらに、定着装置を備える画像形成装置の設置環境としては、冬季等には１０［℃］台となることがあるため、１０［℃］における定着安定性が求められる。
【０００９】
しかしながら、特許文献５〜特許文献７に記載の定着装置で用いる定着液は、泡状定着液として使用するときの特性が使用環境温度の影響を受け易く、使用環境温度によっては所望の定着品質を得ることができない場合があった。例えば、常温（２５［℃］）では良好な定着画像が出力できていたとしても、使用環境温度が１０［℃］や４０［℃］に変化すると、オフセットや画像流れ等が生じ、画像品質が低下することがあった。
【００１０】
使用環境温度が１０［℃］と低温のときは定着液の粘度が上がり、トナー層への泡状定着液の浸入抵抗が増加するために、記録媒体上のトナー層下部までに泡状定着液が浸入しにくくなる。トナー層下部まで泡状定着液が浸入しにくいと、記録媒体と接触するトナーの軟化が不十分となり、記録媒体に定着せず、オフセットが生じる。また、粘度が上がることで、泡を形成する気泡同士の間に液膜が厚くなり、泡状定着液の泡密度が高くなって塗布量が増え、残液感、タック、カール等が生じる。
【００１１】
一方、使用環境温度が４０［℃］と高温のときは定着液の粘度が下がり、泡状定着液が破泡しやすくなり、トナー層へ十分浸入する前に液状化してしまう。このため、従来の液状定着液を塗布する構成と同様に、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困難になる。
【００１２】
本発明は以上の問題点に鑑みなされたものであり、その第一の目的は、泡状として定着工程に用いられるときに、環境温度１０［℃］〜４０［℃］の範囲で安定した定着を行うことができる定着液を提供することである。
また、第二の目的は、定着液を泡状として定着するときに、環境温度１０［℃］〜４０［℃］の範囲で安定した定着を行うことができる定着装置、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】
【００１３】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、樹脂成分の少なくとも一部を溶解または膨潤させて軟化させる脂肪酸エステルからなる軟化剤と、該軟化剤を含む液体に起泡性を付与する脂肪酸塩からなる起泡剤と、該起泡剤の起泡性を補助する増泡剤とを水からなる溶媒に含有し、該樹脂成分を軟化して記録媒体に定着する定着工程に使用されるときには、泡状液の状態で該樹脂成分に付与される定着液において、アルコールアルコキシレートからなる表面調整剤を含有し、上記増泡剤として、脂肪族アルカノールアミドからなる第一の増泡剤と、脂肪族アルコールもしくはベタイン誘導体からなる第二の増泡剤とを含有す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の定着液において、上記定着工程に使用されないときには、該軟化剤を含む水媒体の軟化剤液と、該起泡剤を含む起泡剤液とを独立した状態で保存され、該定着工程に使用されるときには、該軟化剤液と該起泡剤液とを混合して生成されることを特徴とするものである。
また、請求項３の発明は、請求項２の定着液において、上記軟化剤液は、上記軟化剤と、上記表面調整剤と、上記溶媒とを含有し、上記起泡剤液は、上記起泡剤と、上記第一の増泡剤と、上記第二の増泡剤と、上記溶媒とを含有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、樹脂の少なくとも一部を溶解または膨潤させることで樹脂微粒子を軟化させる軟化剤と、該軟化剤を含む液体に起泡性を付与する脂肪酸塩からなる起泡剤と、該起泡剤の起泡性を補助する増泡剤とを水からなる溶媒に含有する定着液を液中に気泡が分散した泡状定着液とする泡状定着液生成手段と、該樹脂微粒子からなる樹脂微粒子層を担持する定着液付与対象の表面に該泡状定着液を付与する泡状定着液付与手段とを有し、該泡状定着液を付与することで軟化した該樹脂微粒子を記録媒体に定着する定着装置において、上記定着液は、アルコールアルコキシレートからなる表面調整剤を含有し、上記増泡剤として、脂肪族アルカノールアミドからなる第一の増泡剤と、脂肪族アルコールもしくはベタイン誘導体からなる第二の増泡剤とを含有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４の定着装置において、上記軟化剤を含有する軟化剤液を収容する軟化剤液収容器と、上記起泡剤を含有する起泡剤液を該軟化剤液とは独立して収容する起泡剤液収容器と、該軟化剤液と該起泡剤液とを混合して定着液を生成する定着液生成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６の発明は、請求項５の定着装置において、上記軟化剤液は、上記表面調整剤と、上記溶媒とを含有し、上記起泡剤液は、上記第一の増泡剤と、上記第二の増泡剤と、上記溶媒と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、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４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。
【００１４】
表１〜表４を用いて後述する本発明者らの実験の結果、定着液にアルコールアルコキシレートからなる表面調整剤を含有し、増泡剤として、脂肪族アルカノールアミドからなる第一の増泡剤と、脂肪族アルコールもしくはベタイン誘導体からなる第二の増泡剤とを含有することで、環境温度１０［℃］〜４０［℃］の範囲で安定した定着を行うことができることがわかった。また、表面調整剤、第一の増泡剤及び第二の増泡剤のうち、アルコールアルコキシレートからなる表面調整剤を含有していない定着液では、環境温度１０［℃］における定着性が低下することを確認した。さらに、脂肪族アルカノールアミドからなる第一の増泡剤またはベタイン誘導体からなる第二の増泡剤のいずれかの増泡剤を含有しない定着液では、環境温度１０［℃］及び４０［℃］における定着性が低下することを確認した。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、環境温度１０［℃］〜４０［℃］の範囲で安定した定着を行うことができるという優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】実施形態１の定着装置の概略構成図。
【図２】本実施形態に係るプリンタの要部を示す概略構成図。
【図３】同プリンタのプロセスユニットを示す拡大構成図。
【図４】実施形態１の定着装置の定着液供給部の構成図。
【図５】実施形態１の定着装置の定着液塗布部の構成図。
【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。
【図７】図６よりも膜厚調整ギャップを狭くした状態の膜厚調整ブレードと塗布ローラとを示す拡大模式図。
【図８】塗布ニップにおける塗布ローラ表面と転写紙とを拡大して示す拡大模式図。
【図９】泡状定着液を示す拡大模式図。
【図１０】実施形態２の定着装置の概略構成図。
【図１１】実施形態２の定着装置の定着液供給部の構成図。
【図１２】実施形態２の定着装置で液混合部を備える定着液供給部の構成図。
【図１３】流路だけからなる液混合部の拡大説明図。
【図１４】実施形態２の定着装置で加圧部材がベルト状である構成の説明図。
【図１５】（ａ）は、従来の定着装置において、比較的薄定着液の層を塗布ローラから転写紙に塗布している状態を示す模式図、（ｂ）は、同状態における塗布ローラと転写紙との間の拡大して示す拡大模式図。
【図１６】従来の液定着方式の定着装置における定着液塗布部を拡大して示す拡大構成図（液層厚みが比較的大きいとき）。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明を適用可能な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。
まず、実施形態に係るプリンタ１００の基本的な構成について説明する。図２は、プリンタ１００の要部を示す概略構成図である。同図において、プリンタ１００は、イエロー（Ｙ），マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ），黒（Ｋ）のトナー像を形成する４つのプロセスユニット３Ｙ，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。また、転写ユニット２０は、トナー像担持体としての中間転写ベルト２５を備えており、この中間転写ベルト２５の上部の張架面に沿って、ブラック、イエロー、マゼンタ及びシアンの各色の画像形成ユニットである４つのプロセスユニット３Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋが配列されている。
【００１８】
４つのプロセスユニット３Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの上方には、図示しない光書込装置が配置されている。例えば、プリンタ１００が複写機である場合には、スキャナで原稿の画像情報を読み込み、この画像情報に応じて、光書込装置のレーザーダイオードやＬＥＤ等の光源を駆動して、プロセスユニット３Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋにおけるドラム状の感光体４Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋに向けて各レーザー光Ｌ１〜Ｌ４を照射する。この照射により、感光体４Ｙ，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。
【００１９】
プロセスユニット３Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋはそれぞれ、潜像担持体たる感光体４と、その周囲に配設される各種機器とを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１００本体に対して着脱可能になっている。プロセスユニット３Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋは使用するトナーの色が異なる点以外は同様の構成であり、図３は、４つのプロセスユニット３Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋのうちの一つのプロセスユニット３の拡大説明図である。図３に示すように、４つのプロセスユニット３はそれぞれ、感光体４の他、現像装置６、帯電装置７、除電装置の除電ランプ８、ドラムクリーニング装置９等を備えている。また、中間転写ベルト２５を挟んで感光体４と対向する位置には、一次転写装置の一次転写ローラ２６が設けられている。
【００２０】
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のものに限らず、無端ベルト状のものを用いても良い。
【００２１】
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タイプ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、後述する一次転写ニップで中間転写ベルト２５に一次転写される。
ここで、各色に対応するトナーは、それぞれの色に着色された樹脂微粒子からなり、これらの樹脂微粒子は、後述する定着液により溶解または膨潤する。現像装置６は、二成分現像剤を収容し撹拌する攪拌部と、現像ローラが配置された現像部とを有し、現像ローラの表面に供給され現像に使用されなかった現像剤は、攪拌部に戻され、再利用される。攪拌部における二成分現像剤のトナー濃度は、トナー濃度センサによって検出され、トナー濃度が、一定となるように制御されている。
【００２２】
一次転写ニップを通過した後の感光体４表面に付着している転写残トナーは、ドラムクリーニング装置９によって感光体４表面から除去される。ドラムクリーニング装置９によって感光体４表面から除去されたトナーは、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。
【００２３】
除電ランプ８は、光照射によって感光体４を除電する。除電された感光体４の表面は、帯電装置７によって一様に帯電せしめられることで、初期化する。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である。帯電装置７は、帯電ローラに帯電バイアスを印加して感光体４に当接させることにより、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。
【００２４】
先に示した図２において、４つのプロセスユニット３Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの感光体４Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋには、これまで説明してきたプロセスによってＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋトナー像が形成される。４つのプロセスユニット３Ｙ，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４Ｙ，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２中の矢印Ａ方向）に無端移動する。
【００２５】
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２６Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋによって中間転写ベルト２５を感光体４Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋに向けて押圧している。これら一次転写ローラ２６Ｙ，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４Ｙ，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。図中時計回り方向の無端移動に伴ってＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋ用の一次転写ニップを順次通過していく中間転写ベルト２５のおもて面には、各一次転写ニップで各色トナー像が順次重ね合わせて一次転写される。この重ね合わせの一次転写により、中間転写ベルト２５のおもて面には４色重ね合わせトナー像（以下、４色トナー像という）が形成される。
本実施形態の一次転写装置は、ローラ状の一次転写ローラ２６を備える構成であるが、一次転写装置としては、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。
【００２６】
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、搬送ベルト駆動ローラ２９ｂと二次転写ローラ２９ａとの間に、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。これにより、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。
【００２７】
紙搬送ユニット２８の二次転写ローラ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、二次転写ニップに二次転写電界が形成されている。
【００２８】
この二次転写ニップの図中右側方には、レジストローラ対１５が配設されており、ローラ間に挟み込んだ転写紙Ｐを中間転写ベルト２５上の４色トナー像に同期させ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２５上の４色トナー像が二次転写電界やニップ圧の影響によって転写紙Ｐに一括二次転写され、転写紙Ｐの白色と相まってフルカラー画像となる。二次転写ニップを通過した転写紙Ｐは、中間転写ベルト２５から離間して、紙搬送ベルト２９のおもて面に保持されながら、その無端移動に伴って定着装置３０へと搬送される。
【００２９】
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、クリーニング部材が中間転写ベルト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。
【００３０】
〔実施形態１〕
次に、本発明を適用した定着装置３０の一つ目の実施形態（以下、実施形態１と呼ぶ）について説明する。
図１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、転写紙Ｐに定着液を塗布する定着液付与手段である定着液塗布部１４０と、泡状定着液生成手段である定着液供給部１３０とからなる。定着液塗布部１４０は、塗布ローラ４１、加圧ローラ４３などを備える。実施形態１の定着装置３０では、軟化剤と起泡剤とを含有した液状定着液３１０を定着液収容器３１内で保管し、この液状定着液３１０から泡状定着液生成手段によって泡状定着液Ｂｕを生成する構成である。実施形態１の定着装置３０では、複数の定着液成分液を混合して定着液を作製する定着液作製手段が不要であるため、装置の構成を簡略化できる。
本発明を適用する定着装置３０としては、液状定着液３１０を構成する軟化剤液６１０と起泡剤液６２０とを独立して保管する構成（後述の実施形態２の定着装置）が好ましいが、まずは、装置構成が簡単な実施形態１の定着装置３０を例にとり、定着装置３０全体の説明を行う。
【００３１】
図４は、実施形態１の定着装置３０の定着液供給部１３０を示す拡大構成図であり、図５は、実施形態１の定着装置３０の定着液塗布部１４０を示す拡大構成図である。
定着液供給部１３０は、定着液収容器３１内に収容されている液状定着液３１０を泡化させながら、得られた泡状定着液Ｂｕを塗布ローラ４１に供給するものである。具体的には、定着液収容器３１内に収容されている液状定着液３１０を、液搬送ポンプ３３及び液搬送パイプ３４等からなる定着液輸送手段によって気体・液体混合手段であるバブリング槽３５に送る。
【００３２】
液搬送ポンプ３３としては、ギヤポンプ、ベローズポンプ、チューブポンプ等を用いることが可能であるが、中でもチューブポンプを用いることが望ましい。ギヤポンプ等などのように、振動機構や回転機構といった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、搬送能力が低下するおそれがある。また、前述の駆動する機構の部品を構成する材料によって定着液を汚染したり、逆に駆動する機構の部品を定着液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、定着液内で駆動する機構がない。このため、定着液と接する部材はチューブだけであり、チューブとして定着液に対して耐液性を有する部材を用いることで、定着液の汚染や液搬送ポンプ３３を構成する部品の劣化を防止することが出来る。また、チューブを変形させるだけであるため、定着液が起泡せず、搬送能力の低下を防止できる。なお、液搬送ポンプ３３が搬送する液体が液状定着液である場合に限らず、混合することで定着液を生成する軟化剤液や起泡剤液を搬送する液搬送ポンプ３３としてもチューブポンプを用いることが望ましい。この場合、チューブとして搬送する液に対して耐液性を有する部材を用いることで液の汚染や液搬送ポンプ３３を構成する部品の劣化を防止することが出来る。
【００３３】
定着装置３０の稼動時には、液搬送ポンプ３３を駆動することにより、液状定着液３１０をバブリング槽３５に搬送する。ここで、液状定着液３１０がバブリング槽３５に到達するタイミングで空気ポンプ３６を作動させることで、液状定着液３１０をバブリングして、定着液を泡化させる。このときに得られる泡状定着液Ｂｕは目視でも泡の粒が確認できるくらいの大きな泡からなる。別の大きな泡の生成方法としては、バブリング槽３５内で空気ともに液状定着液３１０を微小孔シートに通すことで、泡径がそろった大きな泡を生成することが出来る。微小孔シートの孔径は、３０〜１００［μｍ］程度であることが望ましい。また、微小孔シートの代わりに、連泡構造の多孔質部材も用いることができ、孔径が３０〜１００［μｍ］程度である焼結セラミックス板、不織布、発泡樹脂シート等を用いてもよい。また、バブリング槽３５内で液状定着液３１０と空気とを羽根状攪拌子で攪拌して液状定着液３１０に気泡を巻き込むことで大きな泡の泡状定着液Ｂｕを生成する構成を採用してもよい。
【００３４】
気体・液体混合手段としては上述の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、後述するように、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、定着装置３０では、バブリング槽３５で得られた比較的大きな泡の泡状定着液Ｂｕを、泡微細化部３８で微細化させる。
【００３５】
バブリング槽３５で生成された比較的大きな泡の泡状定着液Ｂｕは、泡搬送パイプ３８ｃを通って泡微細化部３８に供給される。
泡微細化部３８は、比較的大きな泡径の泡をせん断力の付与によって２つ以上に分割して微細化させる。泡微細化部３８は、閉じた外側円筒３８ａの中に内側円筒３８ｂを内包する二重円筒構造になっており、泡搬送パイプ３８ｃを通過した泡状定着液Ｂｕを、不動の外側円筒３８ａと、回転する内側円筒３８ｂとの隙間に供給し、この隙間を通すことで、泡状定着液Ｂｕの比較的大きな泡径の泡に対して回転する内側円筒３８ｂによりせん断力を付与する。このせん断力により、大きな泡が２つ以上の微小な泡に分割され、大きな泡を分割された泡状定着液Ｂｕは、外側円筒３８ａに設けられた排出パイプ３８ｄからノズル３９へと搬送される。これにより、ノズル３９から所望の微小な泡径を有する泡状定着液Ｂｕを排出する。
【００３６】
液搬送速度は、回転する内側円筒３８ｂの回転数や、内側円筒３８ｂの軸線方向長さに基づいて決定することが望ましい。外側円筒３８ａの内径をｄ１［ｍｍ］、内側円筒３８ｂの軸線方向長さをＬ［ｍｍ］で表し、且つ内側円筒３８ｂの外径ｄ２［ｍｍ］、回転数をＲ［ｒｐｍ］で表すと、微小な泡を生成するための液搬送速度Ｖ［ｍｍ３／秒］は、「Ｖ＝Ｌ×π×（ｄ１２−ｄ２２）／４／（１０００／Ｒ）」という演算式で決まることがわかった。
【００３７】
例えば、ｄ１が１０［ｍｍ］、ｄ２が８［ｍｍ］、Ｌが５０［ｍｍ］、回転数が１０００［ｒｐｍ］とすると、液搬送速度は約１４００［ｍｍ３／秒］（１．４［ｃｃ／秒］）となる。Ａ４サイズの転写紙Ｐに定着処理を施すために必要な泡状定着液の量が３［ｃｃ］であると仮定すると、液状定着液３１０から必要量の泡状定着液Ｂｕを生成するのに、約２［秒］の立ち上がり時間ですみ、極めて素早く、所望の泡径を有する泡状定着液Ｂｕを生成可能となる。また、内側円筒３８ｂにらせん状の溝を設けて、外側円筒３８ａ内での搬送性を向上させてもよい。
【００３８】
一般的に、泡径が０．５［ｍｍ］〜１［ｍｍ］程度の大きな泡の場合、単なる撹拌等により比較的容易に泡を生成可能であり、大きな泡の生成には数秒以下の時間（０．１［秒］もかからない）で生成することができる。そこで、この所望の泡径よりも大きな泡であって、目視で観察できる程度の大きさの泡の生成が容易で、かつすばやく得ることができる点に着目し、大きな泡から素早く５［μｍ］〜５０［μｍ］程度の微小な泡を生成する方法を鋭意検討した結果、大きな泡にせん断力を加えることで大きな泡を分泡すると、液状態から起泡させて微小な泡径の泡状定着液を生成する方法に比べて、極めて素早く所望の大きさの微小な泡径の泡状定着液が生成できることがわかった。
実施形態１の定着装置３０では、液状定着液３１０を大きな泡径の泡からなる泡状定着液Ｂｕへと泡化させる大きな泡生成部であるバブリング槽３５と、大きな泡にせん断力を加えて微小な泡に分割する泡微細化部３８とを組み合わせることで、液状定着液３１０を極めて短時間に５〜５０［μｍ］程度の微小な泡径の泡からなる泡状定着液Ｂｕに変化させることができる。
【００３９】
図１及び図５に示すように、ノズル３９から排出される所望の微小な泡径を有する泡状定着液Ｂｕは、定着液塗布部１４０の塗布ローラ４１の表面に供給される。定着液塗布部１４０は、図５に示すように、泡状定着液Ｂｕを転写紙Ｐ上の樹脂微粒子である未定着トナーＴに付与する塗布ローラ４１を備える。また、定着液塗布部１４０は、塗布ローラ４１の表面上に供給された泡状定着液Ｂｕの膜厚を転写紙Ｐ上の未定着トナーＴのトナー層の厚さに応じて制御し、泡状定着液Ｂｕの膜厚を最適な膜厚に制御する泡状定着液膜厚制御手段である膜厚調整ブレード４２を備える。さらに、定着液塗布部１４０は、膜厚調整ブレード４２が対向する位置に対して塗布ローラ４１の表面移動方向下流側で、塗布ローラ４１と対峙する位置に加圧ローラ４３を備える。
【００４０】
図５に示すように、塗布ローラ４１上の泡状定着液Ｂｕは、膜厚調整ブレード４２との対向部を通過することにより、泡状定着液Ｂｕの気泡の大きさ、泡粘度及び塗布加圧力並びに未定着トナーＴの層厚に応じて、泡状定着液Ｂｕの未定着トナーＴのトナー層への浸透時間に対して最適化した膜厚の泡状定着液膜Ｂｕ１となる。定着液供給部１３０で所望の泡径となった泡状定着液Ｂｕは、泡状定着液供給口を備えたノズル３９より塗布ローラ４１と膜厚調整ブレード４２との間に滴下される。
【００４１】
泡状定着液Ｂｕのかさ密度としては、０．０１〜０．１［ｇ／ｃｍ３］の範囲が望ましい。さらに、定着液付与時に媒体面に残液感を生じないようにするためには、泡の密度として、０．０１［ｇ／ｃｍ３］〜０．０２［ｇ／ｃｍ３］が好ましく、０．０２［ｇ／ｃｍ３］以下がより好ましい。これは以下の理由による。
すなわち、塗布ローラ４１が転写紙Ｐに泡状定着液Ｂｕを塗布する塗布ニップＣでの泡状定着液膜Ｂｕ１は、転写紙Ｐ上の未定着トナーＴのトナー層の厚み以上であることが必須条件であるため（トナー層の隙間を泡状定着液Ｂｕで埋めるため）、泡状定着液膜Ｂｕ１の膜厚は、おおよそ、５０［μｍ］〜８０［μｍ］が好ましい。一方、転写紙Ｐの表面への定着液の付与による定着後の残液感（ぬれたような感触）がないためには、定着液付着量として、０．１［ｍｇ／ｃｍ２］以下が好ましい。このことから、泡状定着液Ｂｕのかさ密度としては、０．０１２５［ｇ／ｃｍ３］〜０．０２［ｇ／ｃｍ３］の範囲が好ましく、０．０２［ｇ／ｃｍ３］以下がより好ましい。
【００４２】
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３１内で泡状である必要はない。定着液収容器３１中では気泡を含有しない液体の状態にしておき、容器から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。
【００４３】
泡微細化部３８で得られた微細な泡状定着液Ｂｕは、図１及び図５に示したように、ノズル３９から、塗布ローラ４１表面に供給される。供給された泡状定着液Ｂｕは、塗布ローラ４１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４２により、塗布ローラ４１表面上での膜厚が調整される。この膜厚調整ブレード４２は、図６、図７に示すように、片持ち支持された状態で、固定端側のブレード回動軸４２ａを中心にして回動することで、自らの先端と、塗布ローラ４１との間隙を変化させる。図示しない制御部は、モータ駆動によってブレード回動軸４２ａを回転させることで膜厚調整ブレード４２を回転させて前述の間隙を調整する。泡状定着液膜Ｂｕ１の膜厚を薄くするときには、図６に示すように膜厚調整ブレード４２と塗布ローラ４１表面との間の間隙を狭くし、泡状定着液膜Ｂｕ１の膜厚を厚くするときには、図７に示すように膜厚調整ブレード４２と塗布ローラ４１表面との間の間隙を広くする。このように膜厚調整ブレード４２と塗布ローラ４１表面との間の間隙を調整することにより、トナー層の厚さや環境温度等、さらには泡状定着液Ｂｕの気泡の大きさ、泡粘度及び塗布加圧力並びに未定着トナーＴのトナー層厚に応じた泡状定着液の未定着トナー層での浸透時間を調製するために最適な泡状定着液膜Ｂｕ１の膜厚を制御することができる。
【００４４】
また、定着装置３０では、図示していない光書込装置で用いる画像情報に基づいて、膜厚調整ブレード４２の回転を制御し、泡状定着液膜Ｂｕ１の膜厚を調整する。すなわち、転写紙Ｐに転写されたトナー像を形成する未定着トナーＴには、図示していない光書込装置で用いる画像情報（例えば、カラー画像または黒ベタ画像）に基づいて泡状定着液膜Ｂｕ１の膜厚が調整された泡状定着液Ｂｕが塗布される。これにより、各トナー像を形成する未定着トナーＴのトナー層の層厚に応じた泡状定着液Ｂｕの塗布を行うことができ、適切な定着条件でトナー像を転写紙Ｐに定着させることができる。
【００４５】
膜厚調整の構成としては、膜厚調整ブレード４２の代わりに、ワイヤーバーによって膜厚を調整してもよい。ワイヤーバーによって膜厚を調整する場合、上述した定着液供給部１３０で所望の泡径となった泡状定着液Ｂｕは、泡状定着液供給口を備えたノズル３９より塗布ローラ４１とワイヤーバーとの間に滴下される。このように、ワイヤーバーを泡状定着液膜厚制御手段として用いた場合、膜厚調整ブレード４２に比べ、塗布ローラ４１表面上における軸線方向の膜厚を均一にすることが可能になる。
【００４６】
トナー像が形成された転写紙Ｐに泡状定着液Ｂｕを塗布するための塗布ローラ４１には、弾性ローラ部を具備する加圧ローラ４３が当接して塗布ニップＣを形成している。上述した紙搬送ベルト２９によって二次転写ニップから定着装置３０に向けて搬送される転写紙Ｐは、画像面を塗布ローラ４１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４１上の泡状定着液Ｂｕが画像面に塗布される。
【００４７】
次に本発明に係る定着装置３０の定着の原理について概説する。
本発明は、樹脂の少なくとも一部を溶解または膨潤させることで樹脂を含有する微粒子を軟化させる軟化剤を含有した泡状定着液を、記録媒体等の定着液塗布対象の表面上の樹脂微粒子に付与する。これにより、定着液塗布対象の表面上の樹脂微粒子を軟化させ、樹脂微粒子を記録媒体に定着する定着方法を取っている。言うまでもないことだが、ここで、表記している樹脂微粒子とは、特に何であるかを限定はしないが、画像形成装置に適用した場合だと、トナーのことを指す。
【００４８】
ここで、従来の湿式定着方式を用いた定着装置について説明する。
上記特許文献１には、トナーを溶解または膨潤可能で、水に不溶または難溶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。
【００４９】
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。
【００５０】
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を成分としての脂肪族二塩基酸エステル等を希釈液（溶媒）として不揮発性のジメチルシリコーンで希釈した（溶解させた）定着液が提案されている。また、上記特許文献３には、定着液として、トナーを溶解し、かつシリコーンオイルと相溶性を有する溶剤の１００の容量に対し、シリコーンオイル８〜１２０容量部を混合してなる相溶状態の未定着トナー画像の定着液が提案されている。これにより、静電気的方式で形成された未定着トナー像を、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。
【００５１】
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とを両立することが極めて難しいという問題があった。この問題について図１５及び図１６を用いて説明する。
【００５２】
図１５は、従来の湿式定着方式の液状定着液を塗布する定着装置６０の説明図である。図１５（ａ）は液状定着液を塗布する定着装置６０の概略説明図である。また、図１５（ｂ）は、液状定着液を塗布する定着装置６０における記録媒体である転写紙Ｐと転写紙Ｐに接触して液状定着液３１０を塗布する塗布部材である塗布ローラ４１との近接部の拡大説明図である。
図１５（ａ）に示すように、塗布ローラ４１を用いて転写紙Ｐ上の未定着トナーＴへ液状定着液３１０を塗布する構成において、液状定着液３１０を転写紙Ｐに微量付与するために、塗布ローラ４１上の液状定着液３１０の膜厚が未定着トナーＴの厚みよりも薄くなる場合、図１５（ｂ）のようになる。塗布ローラ４１上の液状定着液３１０には、塗布ローラ４１の表面が転写紙Ｐと接触する塗布位置で塗布ローラ４１から転写紙Ｐに付与されるものの他に、図１５（ｂ）中の矢印Ｆ１で示すように塗布位置を通過した後も塗布ローラ４１の表面に残留するものがある。そして、塗布ローラ４１の表面が転写紙Ｐから分離する位置で、塗布ローラ４１表面に残留する液状定着液３１０の液膜によって生じる表面張力（図１５（ｂ）中の矢印Ｆ２方向に働く）で未定着トナーＴのトナー粒子が引っ張られてしまう。これにより、塗布ローラ４１の表面にオフセットトナーＴａが付着し、塗布ローラ４１と剥離した後の転写紙Ｐ上の定着トナー層Ｔｂによって形成される画像が大幅に乱れてしまう。
【００５３】
逆に、塗布ローラ４１上の液状定着液３１０の膜厚を未定着トナーＴよりも十分厚くすると、図１６のようになる。塗布ローラ４１の表面が転写紙Ｐから分離する位置では、液状定着液３１０の液量が多いため塗布ローラ４１表面の液膜による表面張力が未定着トナーＴのトナー粒子に作用しにくくなる。これにより、塗布ローラ４１側にオフセットしたトナーが付着しにくくなるが、転写紙Ｐの紙面に多量の液状定着液３１０が塗布されるため、過剰な液状定着液３１０により転写紙Ｐ上のトナー粒子が流され画質劣化を生じたり、転写紙Ｐに付与した液状定着液３１０の乾燥時間が長くなり定着応答性に問題が生じたりしてしまう。また、転写紙Ｐ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。さらに、液状定着液３１０が水を含有するものであると、記録媒体として紙等のセルロースを含有する転写紙Ｐへの液状定着液３１０の塗布量が多い場合、紙等の転写紙Ｐが著しくカールし、画像形成装置などの装置内における記録媒体搬送時に紙詰まりが発生する恐れがある。
このように、塗布ローラ４１を用いて液状定着液３１０を塗布する構成では、液状定着液３１０の塗布量が多すぎると、トナー粒子が流されることによる画質劣化、液状定着液３１０の乾燥時間が長くなることによる定着応答性の低下という問題が生じる。さらに、記録媒体の材質によっては紙詰まりが発生しやすくなるという問題が生じる。一方、これらの問題を防止するために液状定着液３１０を微量塗布する構成とすると、上述したように塗布ローラ４１の表面にトナー粒子がオフセットしてしまう。よって、定着応答性向上や残液感低減及びカール防止のために転写紙Ｐ上のトナー層に定着液を微量塗布することと塗布ローラ４１へのトナーオフセットを防止することとを両立することが極めて難しい。なお、記録媒体に接触して定着液を塗布する接触塗布手段として、ダイコート手段、ブレード塗布手段、ワイヤーバー塗布手段を用いた場合も、定着液が微量になると接触塗布手段に表面張力でトナーが付着してしまい、画像劣化が生じる。
【００５４】
以上のように、接触塗布手段によって液状定着液３１０を塗布する構成では、定着応答性を向上するための紙上のトナー層への定着液微量塗布とトナー画像を乱さず均一塗布することとを両立することが極めて難しい。また、液状定着液を塗布するときの定着液微量塗布と樹脂微粒子層を乱さず均一塗布することとを両立することが極めて難しいという問題は、記録媒体上のトナーに限ったことではなく、媒体上の樹脂微粒子層に液状定着液を付与する構成ではどの場合も生じる問題である。
【００５５】
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には、定着液を液中に気泡が分散した泡状定着液とし、この泡状定着液を塗布ローラを用いて記録媒体上のトナー像に塗布する構成が記載されている。このように、定着液を泡状とすることにより定着液の密度を下げることが出来るため、従来よりも少量の定着液で塗布ローラ表面上の定着液の膜厚を厚くすることが出来、液体の表面張力の記録媒体上のトナー粒子に対する影響を軽減することができる。また、従来よりも定着液を少量とすることで、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のように泡状定着液を用いて定着を行うことにより、従来よりも少量の定着液塗布量でトナー画像を乱すことなく定着することができる。
そして、本実施形態の定着装置３０も上記特許文献５と同様に定着液を泡状にして記録媒体上のトナー層に塗布する構成である。
【００５６】
また、上記特許文献５に記載の定着装置は、塗布部材である塗布ローラ上の泡状定着液の膜厚を制御する泡状定着液膜厚制御手段を備えている。そして、塗布ローラが記録媒体に接して泡状定着液を記録媒体上の樹脂微粒子に付与している時間が、塗布ローラによって塗布される泡状定着液が記録媒体上の樹脂微粒子層を浸透して記録媒体に到達する浸透時間と同じまたはこの浸透時間より長くなるように膜厚を制御する。これにより、樹脂微粒子の塗布ローラへのオフセット付着を防止でき、樹脂微粒子を乱すことなく、かつ樹脂微粒子を担持した記録媒体に定着液を塗布した後は素早く樹脂微粒子の記録媒体への定着が可能となる。このため、定着応答性に優れた定着を行うことができる。
【００５７】
図８は、本実施形態の定着装置３０において塗布ローラ４１が転写紙Ｐと接触する部分（塗布ニップＣ）の拡大説明図である。
定着液を、少量であっても厚みの嵩張る泡状定着液Ｂｕの状態で転写紙Ｐに塗布することで、図示のように、液状の場合に比べてニップ出口から遠い位置で塗布ローラ４１表面上の定着液と転写紙Ｐ上の定着液とを分離させることができる。さらに、泡状にすることで、塗布ローラ４１表面上の定着液の表面張力によるトナーの引き込みを解消する。これらの結果、塗布ローラ４１へのトナーのオフセットを有効に抑えることができ、オフセットによる白抜け画像の発生を解消することができた。
【００５８】
未定着トナーＴのトナー粒子Ｔｐの平均粒径が５〜１０［μｍ］程度である場合、未定着トナーＴのトナー層を乱すことなく泡状定着液Ｂｕを未定着トナーＴに付与するには、泡状定着液Ｂｕの泡径範囲を５〜５０［μｍ］程度にすることが望ましい。プリンタ１００では、泡微細化部３８での泡微細化により、このような微細な径の泡をつくり出している。
【００５９】
また、泡微細化部３８で微細化した泡は、図９に示すように、気泡Ｂｕ−Ａと、それぞれの気泡Ｂｕ−Ａを区切る液膜境界Ｂｕ−Ｂ（以下、プラトー境界と称することがある）とから構成されている。
【００６０】
定着装置３０の加圧ローラ４３は、弾性層としてスポンジ素材を用いている。ここで、塗布ニップＣでは、泡状定着液Ｂｕが樹脂微粒子である未定着トナーＴのトナー層に浸透して、記録媒体である転写紙Ｐまで到達した後に、塗布ローラ４１とトナー層とが分離するように、転写紙Ｐの塗布ニップ通過時間のタイミングを設定するする必要がある。
定着装置３０では、転写紙Ｐの塗布ニップ通過時間（例えば先端が塗布ニップＣの入口に進入してから先端が塗布ニップＣの出口から排出される間での時間）を、５０［ｍｓ］（ミリ秒）から３００［ｍｓ］の範囲に設定している。これにより、転写紙Ｐの塗布ニップ通過時間を、泡状定着液Ｂｕの浸透時間と同じかそれ以上にしている。そして、この範囲の転写紙Ｐの塗布ニップ通過時間を確保するために、小さな加圧力の変化で比較的大きく変形可能なスポンジ素材からなる弾性層を備えた加圧ローラ４３を用いている。
【００６１】
塗布ニップ通過時間（以下、ニップ時間という）については、「ニップ時間＝（ニップ幅）／（紙の搬送速度）」という数式によって算出することが可能である。転写紙Ｐの搬送速度は、紙搬送駆動機構の設計データにより求めることができる。ニップ幅は、塗布ローラ全面に乾燥しない着色塗料を薄くつけて、転写紙Ｐを塗布ローラ４１及び対峙する加圧ローラ４３に挟んで加圧（ローラは回転させない状態で）し、転写紙Ｐに着色塗料を付着させ、着色部（通常長方形の形に着色）における紙搬送方向の長さをニップ幅として測定することで求めることができる。転写紙Ｐの搬送速度に応じて、ニップ幅を調整することでニップ時間を泡状定着液のトナー層浸透時間と同じかそれ以上にする必要がある。
【００６２】
図１に示す実施形態１の定着装置３０では、加圧ローラ４３を弾性多孔質体（以下、スポンジと記す）とすることで、転写紙Ｐの搬送速度に応じて、塗布ローラ４１とスポンジの加圧ローラ４３の軸間距離を変更してニップ幅を変えることが容易となる。加圧ローラ４３のスポンジの代わりに、弾性ゴムも適するが、スポンジは、弾性ゴムよりも弱い力で変形させることが可能であり、塗布ローラ４１の加圧力を過剰に高くすることなく長いニップ幅を確保することができる。
【００６３】
定着液中には樹脂を軟化させる軟化剤または樹脂を膨潤させる膨潤剤が含有されており、スポンジ素材で形成された加圧ローラ４３に定着液が万が一付着した場合、スポンジ素材が軟化する等の不具合が発生する恐れがある。このため、スポンジ素材の樹脂材は、軟化剤または膨潤剤に対し軟化や膨潤を示さない素材が望ましい。また、ローラ部がスポンジ素材からなる加圧ローラ４３については、ローラ表面を可撓性フィルムで覆った構成であってもよい。このような構成であれば、スポンジ素材が軟化剤または膨潤剤で劣化する素材であっても、軟化剤または膨潤剤により軟化や膨潤を示さない可撓性フィルムで覆うことでスポンジローラの劣化を防止することができる。スポンジ素材としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアミドなどの樹脂の多孔質体などが適する。また、スポンジを覆う可撓性フィルムとしては、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレン、ポリプロピレン、四フッ化エチレン・バーフロロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）などが適する。
【００６４】
図１に示す定着装置３０において、塗布ローラ４１とローラ部がスポンジからなる加圧ローラ４３とが常時接触している場合、転写紙Ｐが搬送されていない時に塗布ローラ４１上の泡状定着液Ｂｕがスポンジの加圧ローラ４３に付着し汚す恐れがある。この付着を防止する狙いから、紙先端検知手段（図示せず）を塗布ニップＣに転写紙Ｐが搬送される手前に設け、紙先端検知信号に応じて、転写紙Ｐの先端から後方にのみ泡状定着液Ｂｕが塗布されるようなタイミングで塗布ローラ４１に泡状定着液Ｂｕを供給することが望ましい。
【００６５】
また、定着装置３０においては、不図示の接離機構により、待機時には塗布ローラ４１と加圧ローラ４３とを互いに離間させ、塗布時のみ、塗布ローラ４１と加圧ローラ４３とを当接させる構成とすることが望ましい。このような構成では、塗布ローラ４１と加圧ローラ４３とを互いに離間させた待機時の状態から上記紙先端検知手段による転写紙Ｐの先端検知の検知結果に基づいて、接離機構を駆動し、塗布ローラ４１と加圧ローラ４３とを当接させる。そして、紙先端検知手段による転写紙Ｐの後端検知、または、別に設けた不図示の紙後端検知手段による転写紙Ｐの後端検知の検知結果に基づいて、接離機構を駆動し、塗布ローラ４１と加圧ローラ４３とを離間させる。
【００６６】
次に、液状定着液３１０の組成について説明する。
先ず、液状定着液３１０が含有する軟化剤について説明する。
軟化剤は、トナーに含まれる樹脂の少なくとも一部を溶解または膨潤させることで樹脂微粒子を軟化させる機能を有する。
軟化剤としては、エステル化合物であることが好ましい。エステル化合物は、トナー等の樹脂微粒子に含まれる樹脂の少なくとも一部を溶解または膨潤させる溶解性または膨潤性に優れている。上記エステル化合物の中でも、脂肪族エステルや炭酸エステルが、樹脂の軟化能力が優れている点で特に好ましい。また、これらのエステル化合物は、後述する起泡剤としてのアニオン系界面活性剤による起泡性を阻害しない点からも好ましい。
【００６７】
また、記録媒体に対する樹脂微粒子としてのトナーの定着は、密封された環境において頻繁に使用される機器で行われ、軟化剤はトナーの記録媒体への定着後にもトナー中に残留するため、記録媒体に対するトナーの定着は揮発性有機化合物（ＶＯＣ）の発生及び不快臭の発生を伴わないことが好ましい。すなわち、軟化剤は揮発性有機化合物（ＶＯＣ）及び不快臭の原因となる物質を含まないことが好ましい。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。
【００６８】
オフィス環境等における臭気を高い精度で測定することができる実用的な臭気の測定尺度として、官能測定である三点比較式臭袋法による臭気指数〔１０×ｌｏｇ（物質の臭気が感じられなくなるまでの物質の希釈倍率）〕を臭気の指標とすることができる。また、軟化剤に含まれる脂肪族エステルの臭気指数は、１０以下であることが好ましい。この場合、通常のオフィス環境では、不快臭を感じなくなる。さらに、軟化剤のみならず、定着液に含まれる他の液剤も同様に、不快臭及び刺激臭を有さないことが好ましい。
【００６９】
上記脂肪族エステルは、飽和脂肪族エステルを含む。上記脂肪族エステルが、飽和脂肪族エステルを含む場合には、軟化剤の保存安定性（酸化、加水分解などに対する耐性）を向上させることができる。また、多くの飽和脂肪族エステルは、トナーに含まれる樹脂を１［秒］以内で溶解または膨潤させることができる。さらに、飽和脂肪族エステルは、記録媒体に提供されたトナーの粘着感を低下させることができる。これは、飽和脂肪族エステルが、溶解または膨潤したトナーの表面に油膜を形成するためであると考えられる。
【００７０】
よって、定着液としては、上記飽和脂肪族エステルが「Ｒ１ＣＯＯＲ２」の一般式で表される化合物を含むものを用いることが望ましい。この化合物の一般式における「Ｒ１」は、炭素数が１１以上１４以下のアルキル基を示しており、「Ｒ２」は、炭素数が１以上６以下の直鎖型もしくは分岐型アルキル基を示している。「Ｒ１」及び「Ｒ２」の炭素数がそれぞれ所望の範囲よりも少ないと臭気が発生し、所望の範囲よりも多いと樹脂軟化能力が低下する。定着液としては、上記飽和脂肪族エステルが「Ｒ１ＣＯＯＲ２」の一般式で表される化合物を含むものを用いることにより、トナーに含まれる樹脂に対する溶解性または膨潤性を向上させることができる。また、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。
【００７１】
上記化合物を含む上記飽和脂肪族エステル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、などが挙げられる。上記化合物を含むこれらの脂肪族モノカルボン酸エステルの多くは、油性溶媒に溶解するが、水には溶解しない。よって、上記化合物である脂肪族モノカルボン酸エステルの多くについて、水性溶媒では、グリコール類を溶解助剤として定着液に含有し、溶解またはマイクロエマルジョンの形態とする。
【００７２】
また、定着液としては、上記脂肪族エステルが脂肪族ジカルボン酸エステルを含むものを用いることが望ましい。上記脂肪族エステルが、脂肪族ジカルボン酸エステルを含む場合には、より短い時間でトナーに含まれる樹脂を溶解または膨潤させることができる。例えば、６０［ｐｐｍ］程度の高速印字では、記録媒体における未定着のトナーに定着液を付与し、トナーが記録媒体に定着するまでの時間は、１［秒］以内であることが好ましい。上記脂肪族エステルが、脂肪族ジカルボン酸エステルを含む場合には、記録媒体における未定着のトナー等に定着液を付与し、トナーが記録媒体に定着するのに要する時間を、０．１［秒］以内にすることが可能となる。さらに、より少量の軟化剤を添加することによって、トナーに含まれる樹脂を溶解または膨潤させることができるため、定着液に含まれる軟化剤の含有量を低減することができる。
【００７３】
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、上記一般式「Ｒ３（ＣＯＯＲ４）２」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。
【００７４】
上記一般式「Ｒ３（ＣＯＯＲ４）２」で表される化合物を含む上記脂肪族ジカルボン酸エステルとしては、例えばコハク酸２エチルヘキシル、アジピン酸ジブチル、アジピン酸ジイソブチル、アジピン酸ジイソプロピル、アジピン酸ジイソデシル、セバシン酸ジエチル、セバシン酸ジブチル等が挙げられる。上記一般式「Ｒ３（ＣＯＯＲ４）２」で表される化合物を含むこれらの脂肪族ジカルボン酸エステルの多くは、油性溶媒に溶解するが、水には溶解しない。よって、水性溶媒では、グリコール類を溶解助剤として定着液に含有し、溶解またはマイクロエマルジョンの形態とする。
【００７５】
さらに、本発明における定着液において、上記脂肪族エステルは、脂肪族ジカルボン酸ジアルコキシアルキルを含むことがより好ましい。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。
【００７６】
定着液としては、上記脂肪族ジカルボン酸ジアルコキシアルキルが「Ｒ５（ＣＯＯＲ６−Ｏ−Ｒ７）２」の一般式で表される化合物を含むものを用いることが望ましい。この化合物の一般式における「Ｒ５」は、炭素数が２以上８以下のアルキレン基を示しており、「Ｒ６」は、炭素数が２以上４以下のアルキレン基を示し、「Ｒ７」は、炭素数が１以上４以下のアルキル基を示している。「Ｒ５」、「Ｒ６」及び「Ｒ７」の炭素数がそれぞれ所望の範囲よりも少ないと臭気が発生し、所望の範囲よりも多いと樹脂軟化能力が低下する。定着液としては、上記脂肪族ジカルボン酸ジアルコキシアルキルが「Ｒ５（ＣＯＯＲ６−Ｏ−Ｒ７）２」の一般式で表される化合物を含むものを用いることにより、トナーに含まれる樹脂に対する溶解性または膨潤性を向上させることができる。また、上記一般式「Ｒ５（ＣＯＯＲ６−Ｏ−Ｒ７）２」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。
【００７７】
上記一般式「Ｒ５（ＣＯＯＲ６−Ｏ−Ｒ７）２」で表される化合物を含む上記脂肪族ジカルボン酸ジアルコキシアルキルとしては、例えばコハク酸ジエトキシエチル、コハク酸ジブトキシエチル、コハク酸ジカルビトール、アジピン酸ジメトキシエチル、アジピン酸ジエトキシエチル、アジピン酸ジブトキシエチル、セバシン酸ジエトキシエチル等が挙げられる。上記一般式「Ｒ５（ＣＯＯＲ６−Ｏ−Ｒ７）２」で表される化合物を含むこれらの脂肪族ジカルボン酸ジアルコキシアルキルを水性溶媒で用いる場合には、必要に応じてグリコール類を溶解助剤として定着液に含有させ、溶解またはマイクロエマルジョンの形態とする。
【００７８】
上記炭酸エステルとしては、例えば炭酸エチレン、炭酸プロピレン（プロピレンカーボネート）、グリセロール１，２−カルボナート、４−メトキシメチル−１，３−ジオキソラン−２−オンなどが挙げられる。
【００７９】
また、上記以外のエステル化合物としては、例えばクエン酸トリエチル、アセチルクエン酸トリエチル、クエン酸トリブチル、アセチルクエン酸トリブチル等のクエン酸エステルが挙げられる。また、エチレングリコールジアセタート、ジエチレングリコールジアセタート、トリエチレングリコールジアセタート等のグリコールをエステル化した化合物が挙げられる。さらに、モノアセチン、ジアセチン、トリアセチン等のグリセリンをエステル化した化合物などが挙げられる。
【００８０】
液状定着液３１０における上記軟化剤の含有量は、０．５［質量％］〜５０［質量％］が好ましく、５［質量％］〜４０［質量％］がより好ましい。上記軟化剤の含有量が、０．５［質量％］未満であると、トナーに含まれる樹脂を溶解または膨潤させる効果が不十分になることがあり、５０［質量％］を超えると、長時間に亘りトナーに含まれる樹脂の流動性を低下させることができず、定着トナー層が粘着性を有する可能性がある。
【００８１】
次に、液状定着液３１０が含有する溶解助剤について説明する。
液状定着液３１０中の軟化剤の濃度が高くなると希釈溶媒である水に軟化剤が溶解しにくくなる場合がある。そこで、溶解助剤として、多価のアルコール類、具体的にはエチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、１，３−ブチレングリコール、グリセリンなどを定着液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、液状定着液３１０における上記多価のアルコール類の含有量は、１［質量％］〜３０［質量％］の範囲が好ましい。上記多価のアルコール類の含有量が、３０［質量％］を超えると、起泡性がむしろ劣化するため適さない。
【００８２】
次に、液状定着液３１０が含有する起泡剤について説明する。
アニオン系界面活性剤は優れた起泡性と泡沫安定性を実現することができ、起泡剤として用いられる。
上記アニオン系界面活性剤のなかでも、脂肪酸塩は、最も泡沫安定性に優れ、定着液の起泡剤として最も適する。一方、軟化剤は、消泡作用が強く、定着液中で軟化剤の濃度上昇と共に、定着液の起泡性及び泡沫安定性が悪くなり、なかなか起泡しなくなり、泡が直ぐに破泡するため泡密度の低い泡状定着液を得ることができなくなる。
【００８３】
そこで、この定着液中の軟化剤濃度を高めたときの起泡性劣化問題を解決するため、アニオン系界面活性剤の種類や濃度を因子として多種の試作を行った。また、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。
【００８４】
ところが、後述するように、起泡剤として炭素数１２〜１８の脂肪酸塩を用い、さらに炭素数１２〜１８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が分かった。
ここで、軟化剤を含有した定着液において、単に水を起泡する場合に比較して、脂肪酸塩の炭素数としては、１２〜１８が起泡性に優れている。具体的には、ラウリン酸塩（炭素数１２）、ミリスチン酸塩（炭素数１４）、パルミチン酸塩（炭素数１６）、ステアリン酸塩（炭素数１８）が適する。また、ペンタデシル酸（炭素数１５）、マルガリン酸（炭素数１７）なども適する。一方、脂肪酸と軟化剤との作用について説明すると、軟化剤はエステル基を化学構造中に有しており、脂肪酸はカルボニル基を化学構造中に有している。この点から、軟化剤のエステル基と脂肪酸のカルボニル基が定着液の系内で、電気的な作用を示し、またそれが分子間の結合作用を生じさせ、定着液の特性として起泡性及び泡沫安定性を向上させている。
【００８５】
また、脂肪酸塩の炭素数１２〜１８の範囲においても、炭素数が少ないほうが起泡性に優れているが泡沫安定性が悪く、炭素数が多いほうが起泡性にあまりよくないが泡沫安定性に優れている。そこで、定着液中で、単独の脂肪酸塩でもよいが、炭素数１２〜１８の脂肪酸塩を混合する方がさらに好ましい。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好ましい。より具体的な脂肪酸塩の比率としては、ラウリン酸塩：ミリスチン酸塩：パルミチン酸塩：ステアリン酸塩の質量比で、０：６：３：１、１：５：３：１、１：４：４：１などが適する。
【００８６】
上記アニオン系界面活性剤の液状定着液３１０中の含有量は、０．１［質量％］〜２０［質量％］が好ましく、０．５［質量％］〜１０［質量％］がより好ましい。上記アニオン系界面活性剤の液状定着液３１０中の含有量が、０．１［質量％］未満であると、起泡性が不十分になることがあり、上記アニオン系界面活性剤の液状定着液３１０中の含有量が、２０［質量％］を超えると、定着液の粘度が高くなり、起泡性が低下する可能性がある。
【００８７】
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。液状定着液３１０中における上記軟化剤の濃度が１０［質量％］未満であると、脂肪酸を含有しなくても起泡性は問題ない。しかし、液状定着液３１０中における軟化剤の濃度が１０［質量％］以上、特に軟化剤の濃度が３０［質量％］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。このような液状定着液３１０中の軟化剤の含有量が３０［質量％］である場合において、脂肪酸塩と同じ炭素数の脂肪酸を含有させると、起泡性を維持できる。
ただし、上記脂肪酸の液状定着液３１０における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、後述する具体例からわかるように、脂肪酸塩のモル数を、脂肪酸のモル数と同じに、または大きくするほうがよい。あるいは、脂肪酸と脂肪酸塩の比率を、５：５〜１：９の範囲とした場合は、良好な起泡性を得ることができる。
【００８８】
なお、同じ炭素数の脂肪酸と脂肪酸塩の組み合わせだけでなく、例えば、脂肪酸塩がミリスチン酸アミンで、脂肪酸がステアリン酸の組み合わせや脂肪酸塩がパルミチン酸カリウムで脂肪酸がステアリン酸のような炭素数が１２〜１８の範囲で異なる組み合わせであってもよい。要は、炭素数１２〜１８の範囲の脂肪酸を定着液に含有することで、高濃度の軟化剤を含有しても、起泡性が悪くならず、泡沫安定性に優れ、密度の極めて低い泡化を可能とする。
【００８９】
さらに、上記脂肪酸塩としては、脂肪酸ナトリウム塩、脂肪酸カリウム塩、脂肪酸アミン塩が適している。さらに、最も適している脂肪酸アミンは、具体的には、水を加熱し、脂肪酸を添加し、その後トリエタノールアミンを添加して、一定時間撹拌しながら加熱して中和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、１：０．５〜１：０．９の範囲と脂肪酸比率を高くすることで、中和反応後、未反応の脂肪酸が残留し、定着液中に脂肪酸と脂肪酸アミン塩を混合させることができる。同じことは、ナトリウム塩やカリウム塩でも可能である。
【００９０】
なお、定着液中で、不飽和脂肪酸塩を用いてもよく、炭素数１８で２重結合数が１〜３の不飽和脂肪酸が好ましい。具体的には、オレイン酸、リノール酸、リノレン酸が適する。２重結合が４以上では反応性が強いため、定着液の放置安定性が劣ってしまう。これらの不飽和飽和脂肪酸による不飽和脂肪酸塩を単独もしくは混合して起泡剤として用いる。また、上記飽和脂肪酸塩と不飽和脂肪酸塩を混合して起泡剤として用いてもよい。
【００９１】
起泡剤としては、上述した脂肪酸塩以外のアニオン系界面活性剤として、例えば、アルキルーテル硫酸塩、スルホコハク酸塩、スルホン酸塩、タウリン酸塩、サルコシン酸塩、グルタミン酸塩、アルキルエーテルカルボン酸塩も用いることができる。これらの起泡剤は起泡性に優れるものの、泡沫安定性は脂肪酸塩よりもやや劣る。また、軟化剤濃度の増加による起泡性が悪くなることがある。そこで、これらの起泡剤とともに後述する増泡剤を含有した定着液とすることで、起泡性と泡沫安定性を維持することができる。
【００９２】
次に、液状定着液３１０が含有する増泡剤について説明する。
泡状定着液Ｂｕにおいて、塗布ニップＣにてトナー層に泡状定着液Ｂｕを押し込みながら浸透させる際に泡が破泡すると浸透阻害となる。そこで泡沫安定性に優れた泡が求められる。このため、定着液中に増泡剤を含有することが好ましい。増泡剤としては、脂肪酸アルカノールアミドと、脂肪族アルコールもしくはベタイン誘導体とを用いる。
【００９３】
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、泡状定着液Ｂｕの泡沫安定性の向上には（１：１）型が好適である。
脂肪酸アルカノールアミドとしては、例えば、ヤシ油脂肪酸モノエタノールアミド、ヤシ油脂肪酸ジエタノールアミド（１：１型）、ヤシ油脂肪酸ジエタノールアミド（１：２型）、ヤシ油脂肪酸Ｎ−メチルエタノールアミド、パーム核湯脂肪酸ジエタノールアミド（１：１型）、ラウリン酸ジエタノールアミド、ミリスチン酸ジエタノールアミド、ポリオキシエチレンヤシ油脂肪酸モノエタノールアミドなどが挙げられる。
【００９４】
脂肪族アルコールとしては、例えば、ラウリルアルコール、ミリスチルアルコール、セタノール、ステアリルアルコール、ベヘニルアルコールなどが挙げられる。
ベタイン誘導体としては、例えば、ラウリルジメチルアミノ酢酸ベタイン、ミリスチルジメチルアミノ酢酸ベタイン、パルミチ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、ヤシ油脂肪酸アミドプロピルベタイン、ラウリン酸アミドプロピルベタイン、ミリスチン酸アミドプロピルベタイン、パルミチン酸アミドプロピルベタイン、ステアリン酸アミドプロピルベタインなどが挙げられる。
【００９５】
上記増泡剤を定着液に添加する構成としては、定着液収容器３１に収容された液状定着液３１０に増泡剤を添加する構成に限るものではない。後述する実施形態２のように、混合することで定着液を生成する軟化剤液と起泡剤液とを分けて収容する構成では、軟化剤液と起泡剤液との両方またはどちらか一方に添加することができる。
上記増泡剤の液状定着液３１０中の含有量は、０．０１［質量％］〜１［質量％］が好ましく、０．０５［質量％］〜０．５［質量％］がより好ましい。上記増泡剤の液状定着液３１０中の含有量が、０．０１［質量％］未満であると、定着液の増泡効果が不十分であり、上記増泡剤の液状定着液３１０中の含有量が、１［質量％］を超えると、定着液の粘度が高くなり過ぎて流動性が低下し、起泡性が低下する可能性がある。
【００９６】
次に、液状定着液３１０が含有する表面調製剤について説明する。
表面調製剤としては、アルコールアルコキシレートが好ましく、中でもアルコールアルコキシレートは定着液のトナー層への濡れ性を向上する効果が高いため好ましい。表面調製剤は起泡剤の分散安定性を低下するため、軟化剤液と起泡剤液とを分けて収容する構成では、軟化剤液に添加することが好ましい。
上記表面調製剤の液状定着液３１０中の含有量は、０．０１［質量％］〜１［質量％］が好ましく、０．０５［質量％］〜０．５［質量％］がより好ましい。上記表面調製剤の液状定着液３１０中の含有量が、０．０１［質量％］未満であると、定着液の濡れ性の向上する効果が不十分であり、上記増表面調製剤の液状定着液３１０中の含有量が、１［質量％］を超えると、定着液の起泡性が低下する可能性がある。
【００９７】
定着液を泡状として記録媒体に塗布する構成としては、特許文献６、特許文献７においては、定着液に増泡剤を添加し、定着液の起泡性並びに泡沫安定性を向上させる構成が提案されている。これにより、泡密度の低い泡状定着液が生成でき、定着液の塗布量を低減できる。また、本出願人は、特願２００９−２８８０５３号において、定着液に表面調整剤を添加し、定着液のトナー層への濡れ性を向上させる構成を提案している。これにより、定着液がトナー層下部まで浸入しやすくなり、オフセットを防止できる。また、本出願人は、特願２００９−０３０５９０号においては、定着液を軟化剤液と起泡剤液とに分けて収容し、軟化剤の加水分解を防ぐ構成を提案している。これにより、定着液の長期保存性を高めることができる。
【００９８】
定着液を用いる定着装置では、熱定着方式と異なり定着を行う位置の温度が１００［℃］を超えるようなことはないが、装置の設置環境の温度や装置駆動部の発熱等により定着位置の温度が４０［℃］近くになることがあるため、４０［℃］における定着安定性が求められる。さらに、定着装置を備える画像形成装置の設置環境としては、冬季等には１０［℃］台となることがあるため、１０［℃］における定着安定性が求められる。
しかしながら、特許文献５〜特許文献７、特願２００９−２８８０５３号及び特願２００９−０３０５９０号に記載の定着装置で用いる定着液は、泡状定着液として使用するときの特性が使用環境温度の影響を受け易く、使用環境温度によっては所望の定着品質を得ることができない場合があった。例えば、常温（２５［℃］）では良好な定着画像が出力できていたとしても、使用環境温度が１０［℃］や４０［℃］に変化すると、オフセットや画像流れ等が生じ、画像品質が低下することがあった。
【００９９】
これは、低温のときは定着液の粘度が上がり、トナー層への泡状定着液の浸入抵抗が増加するために、トナー層下部までに泡状定着液が浸入しにくくりオフセットが生じる。また、粘度が上がることで、泡を形成する気泡同士の間に液膜が厚くなり、泡状定着液の泡密度が高くなって塗布量が増え、残液感、タック、カール等が生じることがあった。さらに、特許文献５の定着液は低温環境下でゲル状化し、起泡性が著しく低下する。
一方、高温の時は定着液の粘度が下がり、泡状定着液が破泡しやすくなりトナー層へ十分浸入する前に液状化してしまうため、トナー層下部までに泡状定着液が浸入しにくくなり、オフセットが生じる。さらに、液状化した定着液により画像が乱される状態、いわゆる、画像流れが生じる。さらに、特許文献６や特許文献７の定着液に含有する増泡剤は、高温環境下での泡沫安定性を向上させる効果がなかった。
【０１００】
このような環境温度変化による定着性の変動を防止するために、実施形態１の液状定着液３１０は、脂肪族アルカノールアミドからなる第一の増泡剤と、脂肪族アルコールまたはベタイン誘導体からなる第二の増泡剤と、アルコールアルコキシレートからなる表面調整剤とを含有する。
【０１０１】
次に、液状定着液３１０が含有する溶媒について説明する。
上記溶媒としては、水、水にアルコール類等を添加した水性溶媒、などが好ましい。
水としては、例えばイオン交換水、限外濾過水、逆浸透水、蒸留水等の純水、または超純水を用いることができる。
上記水性溶媒を用いる場合には、界面活性剤を添加することで、表面張力を２０［ｍＮ／ｍ］〜３０［ｍＮ／ｍと］することが好ましい。上記アルコール類としては、泡状定着液Ｂｕにおける気泡の安定性を高め、破泡しにくくする利点から、例えばセタノール等の単価アルコールや、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、１，３−ブチレングリコール、グリセリン等の多価アルコールが好ましい。また、これらの単価または多価のアルコール類を含有することで紙等の媒体のカール防止の効果を奏する。
【０１０２】
また、定着液中に浸透性改善や紙等媒体のカール防止のために油性成分を含有してＯ／ＷエマルジョンやＷ／Ｏエマルジョンを形成する構成も好ましい。その場合、具体的な分散剤としては、ソルビタンモノオレエート、ソルビタンモノステレート及びソルビタンセスキオレートなどのソルビタン脂肪酸エステルや、ショ糖ラウリン酸エステル及びショ糖ステアリン酸エステルなどのショ糖エステルなどが好ましい。
【０１０３】
なお、定着液中での軟化剤を溶解もしくはマイクロエマルジョン分散させるため方法としては、例えば、回転羽根によるホモミキサーやホモジナイザーのような機械的に攪拌する手段、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、強いせん断応力を定着液収容器３１内の液状定着液３１０に加えることで軟化剤を溶解もしくはマイクロエマルジョン分散させる。
【０１０４】
次に、液状定着液３１０が含有するｐＨ調整剤について説明する。
液状定着液３１０は、ｐＨ７以上で良好な起泡性を有するため、必要に応じて、ｐＨ調整剤を添加しても良い。ｐＨ調整剤としては、アミン類や有機酸が望ましい。
また、液状定着液３１０を、軟化剤を含有する液（以下、軟化剤液と称す）と起泡剤を含有する液（以下、起泡剤液と称す）とに分けて保管する場合、その各々にｐＨ調整剤を添加しても良い。軟化剤液のｐＨは６〜７の弱酸に設定すると、軟化剤の加水分解が抑制されるためより望ましい。軟化剤液に用いるｐＨ調整剤としては、乳酸、クエン酸、リンゴ酸などの有機酸が望ましい。起泡剤液のｐＨは７〜１０の弱アルカリ性に設定すると、軟化剤と混合した際のｐＨが７以上になるため望ましい。起泡剤液に用いるｐＨ調整剤としては、トリエタノールアミンなどのアミン類が望ましい。
【０１０５】
本実施形態で用いる樹脂微粒子はトナーであるが、定着の対象となる樹脂を含有する樹脂微粒子としては、トナーに限定されず、樹脂を含有する微粒子であれば何れでもよく、導電性部材を含有した樹脂微粒子でもよい。上記樹脂微粒子のうち、電子写真プロセスで用いるトナーは、本発明の定着液との組合せにおいて最も定着に対する効果が高い。
また、上記トナーは、着色剤と、帯電制御剤と、結着樹脂と、離型剤とを含有し、さらに必要に応じてその他の成分を含有してなる。上記トナーが含有する上記結着樹脂としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ポリスチレン樹脂、スチレン−アクリル共重合体、及びポリエステル樹脂等が挙げられる。また、上記離型剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えばカルバナウワックスやポリエチレンなどのワックス成分などが挙げられる。また、上記着色剤としては、特に制限はなく、公知の染料及び顔料の中から目的に応じて適宜選択することができる。
【０１０６】
また、上記トナーが含有する上記帯電制御剤としては、特に制限はなく、公知のものの中から目的に応じて適宜選択することができ、例えばトリフェニルメタン系染料、モリブデン酸キレート顔料、ローダミン系染料、アルコキシ系アミン、４級アンモニウム塩（フッ素変性４級アンモニウム塩を含む）、アルキルアミド、燐の単体またはその化合物、タングステンの単体またはその化合物、フッ素系活性剤、サリチル酸の金属塩、及びサリチル酸誘導体の金属塩等が挙げられる。これらの帯電制御剤は、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
また、上記トナーが含有する上記その他の成分としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、外添剤、流動性向上剤、クリーニング性向上剤、磁性材料、及び金属石鹸等が挙げられる。
また、トナーは、メチル基を有する疎水性シリカや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。
【０１０７】
また、泡状定着液Ｂｕは、撥水性処理されたトナー粒子に対して、十分な親和性を有することが好ましい。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。即ち、定着液が泡状となった泡状定着液Ｂｕは、撥水性処理されたトナーに対して十分な濡れ性を示すことが好ましい。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、疎水性シリカ及び疎水性酸化チタンの表面に存在するメチル基によって覆われており、おおよそ２０［ｍＮ／ｍ］程度の表面エネルギーを有する。現実には撥水性処理されたトナーの表面の全面が疎水性微粒子によって完全に覆われてはいないため、撥水性処理されたトナーの表面エネルギーは、おおよそ、２０［ｍＮ／ｍ］〜３０［ｍＮ／ｍ］であると推測される。よって、撥水性トナーに対して親和性を有する（十分な濡れ性を有する）ためには、泡状定着液Ｂｕの表面張力は、２０［ｍＮ／ｍ］〜３０［ｍＮ／ｍ］であることが好ましい。
【０１０８】
実施形態１では、媒体として転写紙Ｐを用いているが媒体としては、転写紙に限定されるものではなく、金属、樹脂、セラミックス等の何れでもよい。ただし、媒体は定着液に対し浸透性を有することが好ましく、媒体基板が液浸透性を持たない場合は、基板上に液浸透層を有する媒体が好ましい。
上記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。例えば、紙等の媒体に透明樹脂微粒子を均一に定着させ紙面を保護する（所謂、ニスコート）用途においても、本発明は適用できる。
上記媒体のうち、記録媒体としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、紙、布、及び液体透過層を有するＯＨＰ用シートのようなプラスチックフィルムなどが挙げられる。
【０１０９】
実施形態１の定着装置３０は、図１に示すように、定着液保持手段である定着液収容器３１、泡状定着液生成手段である定着液供給部１３０、及び、泡状定着液付与手段である定着液塗布部１４０を備える。
図１に示す定着装置３０が備える定着液収容器３１は密封容器であり、密閉容器の先端には、液状定着液３１０をバブリング槽３５に供給するための供給口３１３が設けられており、液搬送パイプ３４に接続されている。
【０１１０】
定着液収容器３１に用いる密封容器としては、樹脂フィルムからなる密閉容器が挙げられる。樹脂フィルムとしては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアミド、ポリエチレンテレフタレート、及び四フッ化エチレン・パーフロロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）等が挙げられ、それらを組み合わせて多層構造にしても良い。樹脂フィルムにはガスバリア性を持たせるために、アルミ等の金属を蒸着しても良い。
【０１１１】
実施形態１の定着装置３０では、軟化剤と起泡剤とを含有した液状定着液３１０を定着液収容器３１内で保管し、この液状定着液３１０から泡状定着液生成手段によって泡状定着液Ｂｕを生成する構成である。実施形態１の定着装置３０では、複数の定着液成分液を混合して定着液を作製する定着液作製手段が不要であるため、装置の構成を簡略化できる。
【０１１２】
実施形態１の定着装置３０では、使用環境温度が変化しても粘度、起泡性、泡沫安定性、泡密度の安定した泡ができ、オフセットを防止できるため、安定した定着性能を維持することができる。
【０１１３】
〔実施形態２〕
次に、本発明を適用した定着装置３０の二つ目の実施形態（以下、実施形態２と呼ぶ）について説明する。
図１０は、実施形態２に係る定着装置３０の概略構成図であり、図１１は、実施形態２の定着装置３０の定着液供給部１３０を示す拡大構成図である。
実施形態２の定着装置３０は、液状定着液３１０を構成する軟化剤液６１０と起泡剤液６２０とを独立して保管し、泡状定着液Ｂｕを生成するときに軟化剤液６１０と起泡剤液６２０とを混合し、この混合によって得られた液状定着液３１０を定着液供給部１３０に供給して、泡状定着液Ｂｕを生成する構成である。実施形態２の定着装置３０は、バブリング槽３５に液状定着液３１０を供給する前の構成が実施形態１の定着装置３０と異なり、バブリング槽３５で大きな泡の泡状定着液Ｂｕを生成した後の定着液供給部１３０や定着液塗布部１４０の構成は、実施形態１と同様の構成である。よって、実施形態２の定着装置３０については、実施形態１の定着装置３０との相違点について説明し、共通する構成については説明を省略する。
実施形態２の定着装置３０は、定着液保持手段、定着液作製手段、泡状定着液生成手段及び泡状定着液付与手段を有してなり、さらに必要に応じてその他の手段を有してなる。
【０１１４】
図１０に示すように、実施形態２の定着装置３０は、軟化剤液６１０を収容する軟化剤液収容器６１と、起泡剤液６２０を収容する起泡剤液収容器６２とを備え、軟化剤液６１０と起泡剤液６２０とを独立して保管する構成である。軟化剤液収容器６１内の軟化剤液６１０は、軟化剤液搬送ポンプ３３ａを駆動することによって軟化剤液搬送パイプ３４ａを通ってバブリング槽３５に供給される。また、起泡剤液収容器６２内の起泡剤液６２０は、起泡剤液搬送ポンプ３３ｂを駆動することによって起泡剤液搬送パイプ３４ｂを通ってバブリング槽３５に供給される。このとき、軟化剤液搬送ポンプ３３ａと起泡剤液搬送ポンプ３３ｂとの駆動を制御して、軟化剤液６１０の搬送量と起泡剤液６２０の搬送量との比を調節することにより、２つの液を混合して成る液状定着液３１０における軟化剤液６１０と起泡剤液６２０との混合比を調節することが出来る。軟化剤液搬送ポンプ３３ａ及び起泡剤液搬送ポンプ３３ｂとしては、実施形態１の液搬送ポンプ３３と同様のものを用いることができる。
【０１１５】
上述した環境温度に対するロバスト性の課題以外にも、泡状定着液を用いる構成では次のような課題がある。
特許文献５〜特許文献７や特願２００９−２８８０５３号に記載の定着液には、起泡剤として脂肪酸塩などのアニオン系界面活性剤が好適に用いられている。このアニオン系界面活性剤は、液のｐＨが７以上のアルカリ性領域で起泡性が最大限に発揮できるため、定着液のｐＨは７以上に調製されている。一方、定着液中の軟化剤としては、脂肪族エステルが好適に用いられている。この脂肪族エステルはエステル基を有しているため、ｐＨが７以上のアルカリ性領域ではエステル基が加水分解を起こして軟化剤が化学的に分解してしまい、軟化剤としての能力が失われる。このため、定着液の起泡性を重視して液のｐＨを７以上とすると、定着液の長期保存において、保存容器内で軟化剤が化学的に分解し、定着性能がなくなり、定着装置としての信頼性が得られなくなる問題がある。ｐＨを６以下の弱酸性とすると軟化剤の化学的分解は抑制されるが、起泡剤の能力が低下し、定着液の泡化がうまくいかなくなり、泡膜の形成が劣化し、定着不良を発生させてしまう。
これに対して、実施形態２の定着装置３０では、軟化剤液６１０と起泡剤液６２０とを独立して保管することにより、長期保管しても軟化剤の化学分解を防止することができる。
【０１１６】
実施形態２の定着装置３０では、稼動時に、２つの液搬送ポンプ３３（軟化剤液搬送ポンプ３３ａ及び起泡剤液搬送ポンプ３３ｂ）によって軟化剤液６１０と起泡剤液６２０とが所望の混合比となるようにバブリング槽３５に供給し、バブリング槽３５で供給された２つの液が混合する。
ここで、２つの液がバブリング槽３５に到達するタイミングで空気ポンプ３６を作動させることで、２つの液をバブリングの振動によって混合し、混合して得られる液状定着液３１０をバブリングして、定着液を泡状にする。このときに得られる泡状定着液Ｂｕは目視でも泡の粒が確認できるくらいの大きな泡からなる。
バブリング槽３５で生成された比較的大きな泡の泡状定着液Ｂｕは、空気ポンプ３６からの空気圧によって泡搬送パイプ３８ｃ内を搬送され、泡微細化部３８に送られる。そして、泡微細化部３８に送られた泡状定着液Ｂｕは実施形態１と同様に、二重円筒構造の泡微細化部３８によって大きな泡にせん断力が加えられ細かな泡となり、ノズル３９から所望の微小な泡径の泡状定着液Ｂｕとして排出される。
【０１１７】
実施形態２の定着装置３０では、バブリング槽３５よりも下流側の液搬送路（バブリング槽３５、泡搬送パイプ３８ｃ、外側円筒３８ａと回転する内側円筒３８ｂとの隙間、排出パイプ３８ｄ及びノズル３９）内では、軟化剤液６１０と起泡剤液６２０とが混合した定着液の状態で存在する。定着液の状態で長期放置すると軟化剤の化学的分解が起こるおそれがある。このため、定着終了時もしくは、定着開始時に、バブリング槽３５から泡状定着液供給口を備えたノズル３９までの液搬送路内の定着液を廃棄しておくことが望ましい。この液搬送路内の定着液を廃棄する方法としては、２つの液搬送ポンプ３３の駆動を停止した状態で空気ポンプ３６を所定の時間駆動し続ける方法がある。これにより、この液搬送路内の定着液をノズル３９から廃棄することができる。さらに、この廃棄により定着液が無駄に消費されるため、バブリング槽３５からノズル３９までの液搬送路内の容積は極力小さいことが望ましい。
【０１１８】
軟化剤液６１０と起泡剤液６２０とを混合して液状定着液３１０を生成する方法では、軟化剤液６１０と起泡剤液６２０とが、十分均一に混合されないと混合後の液状定着液３１０の泡化のときに起泡性が悪くなる。液状定着液３１０の起泡性が悪くなると泡化して得られる泡状定着液Ｂｕの密度が所望の値よりも高くなり、泡膜形成ができなくなる恐れがある。また、軟化剤が泡のプラトー境界にて不均一に分布し、定着が不均一になる恐れがある。
軟化剤液６１０と起泡剤液６２０とを混合して液状定着液３１０を得る方法としては、図１１に示す構成のようにバブリングの振動によって軟化剤液６１０と起泡剤液６２０とを混合する方法もあるが、軟化剤液６１０と起泡剤液６２０とを混合する液混合部を別途設けることが望ましい。
【０１１９】
図１２は、２つの液搬送ポンプ３３とバブリング槽３５との間に、軟化剤液６１０と起泡剤液６２０とを混合する液混合部６３を備え、液混合部６３とバブリング槽３５とを定着液搬送パイプ３４ｃで接続した構成の説明図である。液混合部６３は、軟化剤液搬送パイプ３４ａを通過した軟化剤液６１０と起泡剤液搬送パイプ３４ｂを通過した起泡剤液６２０とが合流する流路に回転する不図示の混合撹拌羽根を組み込んだ構成である。このような液混合部６３を備えることにより、泡化を行うバブリング槽３５に到達する前に軟化剤液６１０と起泡剤液６２０とを均一に混合した液状定着液３１０を得ることができる。このようにして得た液状定着液３１０をバブリング槽３５で泡化することにより、所望の起泡性を得ることができるとともに、生成した泡状定着液Ｂｕのプラトー境界内の軟化剤の分布が均一になって均一な定着を行うことが出来る。液混合部６３において、２つの液を混合するために撹拌する構成としては、混合撹拌羽根を組み込む構成の他に、超音波振動などが望ましい。
【０１２０】
また、液混合部６３としては、駆動する撹拌部材を設けず流路だけから構成されるものであってもよい。
図１３は、流路だけからなる液混合部６３の拡大説明図である。
図１３に示す液混合部６３は、軟化剤液搬送パイプ３４ａに接続された軟化剤液６１０の流路と、起泡剤液搬送パイプ３４ｂに接続された起泡剤液６２０の流路と、定着液搬送パイプ３４ｃに接続され、軟化剤液６１０の流路と起泡剤液６２０の流路とが合流する混合液の流路とから構成する。図１３に示す液混合部６３では、図中矢印Ｇ１及びＧ２で示すように２つの流路に軟化剤液６１０及び起泡剤液６２０がそれぞれ流入し、２つの流路が合流する一つの流路内で軟化剤液６１０と起泡剤液６２０とを混合し、液状定着液３１０として図中矢印Ｇで示すように定着液搬送パイプ３４ｃに向けて排出する。この液混合部６３では、軟化剤液６１０の流路の流体抵抗と起泡剤液６２０の流路の流体抵抗とに比べて混合液の流路の流体抵抗が小さくなるように設定する。このように設定することにより、混合液の流路内での流速が速くなって乱流が形成されるため、軟化剤液６１０と起泡剤液６２０とが十分に混合される。
実施形態２の定着装置３０では、独立して保管された軟化剤液６１０と起泡剤液６２０とを混合して、液状定着液３１０を生成する構成が定着液作製手段である。また、図１３に示すような流路だけからなる液混合部６３であれば駆動部がないため、極めて簡便な構成で混合が可能となる。
【０１２１】
実施形態１と同様に、実施形態２の液状定着液３１０は、脂肪族アルカノールアミドからなる第一の増泡剤と、脂肪族アルコールまたはベタイン誘導体からなる第二の増泡剤と、アルコールアルコキシレートからなる表面調整剤とを含有する。これにより、実施形態１と同様に、環境温度変化による定着性の変動を防止することができる。
【０１２２】
また、特願２００９−２８８０５３号に記載の定着液には、定着液のトナー層への濡れ性を向上させるために、表面調整剤としてアルコールアルコキシレートが含有されている。アルコールアルコキシレートは、他の表面調整剤よりも濡れ性改善効果が高いため、好適に用いられている。しかし、アルコールアルコキシレートは起泡剤であるアニオン系界面活性剤の分散安定性を低下させることがわかり、長期保存において、定着液内での起泡剤の分離を引き起こしてしまう。起泡剤が分離した液状定着液を泡状定着液にしようとしても、定着液の起泡性や泡沫安定性が低下しているため、所望の泡状定着液を得ることができず、定着不良を発生させてしまう。
このような問題に対して、実施形態２の定着装置３０では、アルコールアルコキシレートを軟化剤液６１０に含有させ、軟化剤液収容器６１に収容する。これにより、アルコールアルコキシレートに起因して起泡剤液収容器６２内の起泡剤液６２０で軟化剤が分離することを防止できる。
このように、実施形態２の定着装置３０では、定着液の保存安定性の向上させることができる。
【０１２３】
図１４は、実施形態２と同様に、液状定着液３１０を構成する軟化剤液６１０と起泡剤液６２０とを独立して保管する定着装置３０の他の構成例の概略説明図である。
図１４に示す定着装置３０は、実施形態２と同様に軟化剤液６１０と起泡剤液６２０とは定着液作製手段の液混合部６３で十分に混合され、続く泡状定着液生成手段である定着液供給部１３０によって所望の泡径を有する泡状定着液Ｂｕとなり、泡状定着液付与手段である定着液塗布部１４０に供給される。そして、定着液塗布部１４０では泡状定着液Ｂｕの膜厚が制御され、膜厚が制御された泡状定着液Ｂｕが未定着トナーＴに付与され、定着が行われる。
また、図１４に示す定着装置３０では、実施形態２の定着装置３０が備える加圧ローラ４３の代わりに、加圧ベルト４３０を備えている。加圧ベルト４３０としては、例えばシームレスニッケルベルト、シームレスＰＥＴファイルなどの基体にＰＦＡのような離型性フッ素樹脂をコートした部材を用いる。
【０１２４】
図１４に示す定着装置３０のように、塗布ニップＣを形成する部材にベルトを用いる構成では、ニップ幅を容易に広くすることが可能となる。従って、塗布ニップＣを形成する部材にベルトを用いる構成としては、図１４に示すように加圧部材にベルト部材を用いる構成に限らず、塗布ローラ４１の代わりにベルト状の塗布部材を用い、加圧部材をローラ状の部材を用いる構成であっても良い。
このように、塗布側または加圧側の少なくとも一方をベルト状の部材とする構成にすることで、ニップ幅を容易に広くすることが可能となり、紙にしわが発生するような無理な力をかけることもなく、ニップ時間が同じだとすると紙の搬送速度を速くすることが可能となり、高速定着が可能となる。
【０１２５】
また、定着装置３０としては、トナーに定着液を付与する塗布ニップＣを通過した転写紙Ｐに対して、転写紙Ｐ上で溶融また軟化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）を配置してもよい。一対の平滑化ローラによって、転写紙Ｐ上で溶融また軟化したトナーを加圧することによって、溶融または軟化したトナーの層の表面を平滑化して、定着後のトナー像に光沢を与えることが可能となる。さらに、溶融または軟化したトナーを転写紙Ｐに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。
【０１２６】
実施形態２の定着装置３０では、使用環境温度が変化しても粘度、起泡性、泡沫安定性、泡密度の安定した泡ができ、オフセットを防止できるため、安定した定着性能を維持することができる。さらに、定着液の保存安定性が向上しているため、さらに安定した定着性能を維持することができる。
【０１２７】
〔実験〕
実施形態２の定着装置３０を用いた実施例及び比較例について行った実験について説明する。
なお、後述する実施例１〜４では、本発明の具体的な実施例を説明するが、本発明は、これらの実施例に何ら限定されるものではない。
【０１２８】
〔製造例１〕
−軟化剤液（１）の調製−
以下の材料を室温にて１時間撹拌し、軟化剤液（１）を調製した。
・軟化剤：コハク酸ジカルビトール（高級アルコール工業株式会社製、ハイアクオスターＤＣＳ）を５０［ｗｔ％］
・溶媒助剤：トリプロピレングリコール（旭硝子株式会社製）を２５［ｗｔ％］
・表面調整剤：アルコールアルコキシレート（ビックケミー・ジャパン株式会社製、ＢＹＫ−ＤＹＮＷＥＴ８００）を０．７５［ｗｔ％］
・ｐＨ調整剤：乳酸ナトリウム（関東化学株式会社製、試薬、５０［％］）を０．０３［ｗｔ％］
・ｐＨ調整剤：乳酸（関東化学株式会社製、試薬、５０［％］）を０．０２［ｗｔ％］
・防腐剤：２−メチル−４−イソチアゾリン−３−オン（株式会社ケミクレア製、ＺＯＮＥＮ−ＭＴ、５０［％］）を０．０５［ｗｔ％］
・溶媒：イオン交換水を２４．１５［ｗｔ％］
コハク酸ジカルビトールは本発明における脂肪酸エステルである。
【０１２９】
〔製造例２〕
−軟化剤液（２）の調製−
以下の材料を室温にて１時間撹拌し、軟化剤液（２）を調製した。
・軟化剤：コハク酸ジカルビトール（高級アルコール工業株式会社製、ハイアクオスターＤＣＳ）を５０［ｗｔ％］
・溶媒助剤：トリプロピレングリコール（旭硝子株式会社製）を２５［ｗｔ％］
・ｐＨ調整剤：乳酸ナトリウム（関東化学株式会社製、試薬、５０［％］）を０．０３［ｗｔ％］
・ｐＨ調整剤：乳酸（関東化学株式会社製、試薬、５０［％］）を０．０２［ｗｔ％］
・防腐剤：２−メチル−４−イソチアゾリン−３−オン（株式会社ケミクレア製、ＺＯＮＥＮ−ＭＴ、５０［％］）を０．０５［ｗｔ％］
・溶媒：イオン交換水を２４．９［ｗｔ％］
軟化剤液（２）は、表面調整剤であるアルコールアルコキシレートを含有しない点でのみ軟化剤液（１）と異なる。
【０１３０】
〔製造例３〕
−脂肪酸ジエタノールアミン塩の調製−
ミリスチン酸（関東化学株式会社製、試薬）、パルミチン酸（関東化学株式会社製、試薬）及びステアリン酸（関東化学株式会社製、試薬）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、試薬）とのモル比が１：０．７になるように計量し、それを液温８０［℃］のイオン交換水中で、１時間撹拌し、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た。
脂肪酸ジエタノールアミン塩は本発明における脂肪酸塩である。
【０１３１】
〔製造例４〕
−起泡剤液（１）の調製−
以下の材料を液温８０［℃］にて１時間撹拌し、室温になるまで放冷して、起泡剤液（１）を調製した。
・起泡剤：脂肪酸ジエタノールアミン塩（製造例３で調整）を１６［ｗｔ％］
・粘度調整剤：ポリエチレングリコール４０００（関東化学株式会社製、試薬）を８．３［ｗｔ％］
・第一の増泡剤：ヤシ油脂肪酸モノエタノールアミド（松本油脂製薬株式会社製、マーポンＣＭＡ）を０．５［ｗｔ％］
・第二の増泡剤：セタノール（高級アルコール工業株式会社製）を０．１７［ｗｔ％］
・防腐剤：２−メチル−４−イソチアゾリン−３−オン（株式会社ケミクレア製、ＺＯＮＥＮ−ＭＴ、５０［％］）を０．０２［ｗｔ％］
・溶媒：イオン交換水を７５．０１［ｗｔ％］
ヤシ油脂肪酸モノエタノールアミドは、本発明における脂肪酸アルカノールアミドであり、セタノールは、本発明における脂肪族アルコールである。
【０１３２】
〔製造例５〕
−起泡剤液（２）の調製−
下記材料を液温８０［℃］にて１時間撹拌し、室温になるまで放冷して、起泡剤液（２）を調製した。
・起泡剤：脂肪酸ジエタノールアミン塩（製造例３で調整）を１６［ｗｔ％］
・粘度調整剤：ポリエチレングリコール４０００（関東化学株式会社製、試薬）を８．３［ｗｔ％］
・第一の増泡剤：ヤシ油脂肪酸モノエタノールアミド（松本油脂製薬株式会社製、マーポンＣＭＡ）を０．５［ｗｔ％］
・第二の増泡剤：ステアリルアルコール（高級アルコール工業株式会社製）を０．３３［ｗｔ％］
・防腐剤：２−メチル−４−イソチアゾリン−３−オン（株式会社ケミクレア製、ＺＯＮＥＮ−ＭＴ、５０［％］）を０．０２［ｗｔ％］
・溶媒：イオン交換水を７４．８５［ｗｔ％］
ヤシ油脂肪酸モノエタノールアミドは、本発明における脂肪酸アルカノールアミドであり、ステアリルアルコールは、本発明における脂肪族アルコールである。
【０１３３】
〔製造例６〕
−起泡剤液（３）の調製−
以下の材料を液温８０［℃］にて１時間撹拌し、室温になるまで放冷して、起泡剤液（３）を調製した。
・起泡剤：脂肪酸ジエタノールアミン塩（製造例３で調整）を１６［ｗｔ％］
・粘度調整剤：ポリエチレングリコール４０００（関東化学株式会社製、試薬）を８．３［ｗｔ％］
・第一の増泡剤：ヤシ油脂肪酸モノエタノールアミド（松本油脂製薬株式会社製、マーポンＣＭＡ）を０．５［ｗｔ％］
・第二の増泡剤：ステアリン酸アミドプロピルベタイン（松本油脂製薬株式会社製）を２．５３［ｗｔ％］
・防腐剤：２−メチル−４−イソチアゾリン−３−オン（株式会社ケミクレア製、ＺＯＮＥＮ−ＭＴ、５０［％］）を０．０２［ｗｔ％］
・溶媒：イオン交換水を７２．６５［ｗｔ％］
ヤシ油脂肪酸モノエタノールアミドは、本発明における脂肪酸アルカノールアミドであり、ステアリン酸アミドプロピルベタインは、本発明におけるベタイン誘導体である。
【０１３４】
〔製造例７〕
−起泡剤液（４）の調製−
以下の材料を液温８０［℃］にて１時間撹拌し、室温になるまで放冷して、起泡剤液（４）を調製した。
・起泡剤：脂肪酸ジエタノールアミン塩（製造例３で調整）を１６［ｗｔ％］
・粘度調整剤：ポリエチレングリコール４０００（関東化学株式会社製、試薬）を８．３［ｗｔ％］
・第一の増泡剤：ヤシ油脂肪酸モノエタノールアミド（松本油脂製薬株式会社製、マーポンＣＭＡ）を０．５［ｗｔ％］
・第二の増泡剤：パルミチルジメチルアミノ酢酸ベタイン（松本油脂製薬株式会社製）を０．２４［ｗｔ％］
・防腐剤：２−メチル−４−イソチアゾリン−３−オン（株式会社ケミクレア製、ＺＯＮＥＮ−ＭＴ、５０［％］）を０．０２［ｗｔ％］
・溶媒：イオン交換水を７４．９４［ｗｔ％］
ヤシ油脂肪酸モノエタノールアミドは、本発明における脂肪酸アルカノールアミドであり、パルミチルジメチルアミノ酢酸ベタインは、本発明におけるベタイン誘導体である。
【０１３５】
〔製造例８〕
−起泡剤液（５）の調製−
以下、材料を液温８０［℃］にて１時間撹拌し、室温になるまで放冷して、起泡剤液（５）を調製した。
・起泡剤：脂肪酸ジエタノールアミン塩（製造例３で調整）を１６［ｗｔ％］
・粘度調整剤：ポリエチレングリコール４０００（関東化学株式会社製、試薬）を８．３［ｗｔ％］
・増泡剤：セタノール（高級アルコール工業株式会社製）を０．３３［ｗｔ％］
・防腐剤：２−メチル−４−イソチアゾリン−３−オン（株式会社ケミクレア製、ＺＯＮＥＮ−ＭＴ、５０［％］）を０．０２［ｗｔ％］
・溶媒：イオン交換水を７５．３５［ｗｔ％］
起泡剤液（５）は、増泡剤がセタノールのみであり、脂肪族アルカノールアミドからなる増泡剤を備えていない点で起泡剤液（１）〜（４）と異なる。
【０１３６】
〔製造例９〕
−起泡剤液（６）の調製−
以下、材料を液温８０［℃］にて１時間撹拌し、室温になるまで放冷して、起泡剤液（６）を調製した。
・起泡剤：脂肪酸ジエタノールアミン塩（製造例３で調整）を１６［ｗｔ％］
・粘度調整剤：ポリエチレングリコール４０００（関東化学株式会社製、試薬）を８．３［ｗｔ％］
・増泡剤：ヤシ油脂肪酸モノエタノールアミド（松本油脂製薬株式会社製、マーポンＣＭＡ）を０．５［ｗｔ％］
・防腐剤：２−メチル−４−イソチアゾリン−３−オン（株式会社ケミクレア製、ＺＯＮＥＮ−ＭＴ、５０［％］）を０．０２［ｗｔ％］
・溶媒：イオン交換水を７５．１８［ｗｔ％］
起泡剤液（６）は、増泡剤がヤシ油脂肪酸モノエタノールアミドのみであり、脂肪族アルコールもしくはベタイン誘導体からなる増泡剤を備えていない点で起泡剤液（１）〜（４）と異なる。
【０１３７】
〔製造例１０〕
−起泡剤液（７）の調製−
以下の材料を液温８０［℃］にて１時間撹拌し、室温になるまで放冷して、起泡剤液（７）を調製した。
・起泡剤：脂肪酸ジエタノールアミン塩（製造例３で調整）を１６［ｗｔ％］
・粘度調整剤：ポリエチレングリコール４０００（関東化学株式会社製、試薬）を８．３［ｗｔ％］
・第一の増泡剤：ヤシ油脂肪酸モノエタノールアミド（松本油脂製薬株式会社製、マーポンＣＭＡ）を０．５［ｗｔ％］
・第二の増泡剤：セタノール（高級アルコール工業株式会社製）を０．３３［ｗｔ％］
・防腐剤：２−メチル−４−イソチアゾリン−３−オン（株式会社ケミクレア製、ＺＯＮＥＮ−ＭＴ、５０［％］）を０．０２［ｗｔ％］
・表面調整剤：アルコールアルコキシレート（ビックケミー・ジャパン株式会社製、ＢＹＫ−ＤＹＮＷＥＴ８００）を０．５［ｗｔ％］
・溶媒：イオン交換水を７４．３５［ｗｔ％］
起泡剤液（７）は、表面調整剤であるアルコールアルコキシレートを含有する点でのみ起泡剤液（１）と異なる。
【０１３８】
軟化剤液（１）、軟化剤液（２）、及び、起泡剤液（１）〜（６）は、室温で１ヶ月間放置しても安定であった。しかし、起泡剤液（７）は、調製から１週間後には分離していた。このことから、表面調整剤であるアルコールアルコキシレートを起泡剤液に添加すると、起泡剤液の分散安定性を低下させることが分かる。一方、軟化剤液（１）より、表面調整剤であるアルコールアルコキシレートを軟化剤液に添加しても、分散安定性を低下させないことが分かる。
【０１３９】
以下、実施例及び比較例で用いた各定着液の調整を示す。
〔実施例１〕
実施例１として、上記製造例１で調整した軟化剤液（１）と上記製造例４で調整した起泡剤液（１）とを２：３の混合比で混合して定着液（１）を調製した。
〔実施例２〕
実施例２は、起泡剤液として、上記製造例５で調整した起泡剤液（２）を用いた点以外は実施例１の定着液（１）と同様にして定着液（２）を調整した。
〔実施例３〕
実施例３は、起泡剤液として、上記製造例６で調整した起泡剤液（３）を用いた点以外は実施例１の定着液（１）と同様にして定着液（３）を調整した。
〔実施例４〕
実施例４は、起泡剤液として、上記製造例７で調整した起泡剤液（４）を用いた点以外は実施例１の定着液（１）と同様にして定着液（４）を調整した。
〔比較例１〕
比較例１は、起泡剤液として、上記製造例８で調整した起泡剤液（５）を用いた点以外は実施例１の定着液（１）と同様にして定着液（５）を調整した。比較例１で用いた起泡剤液（５）は、含有する増泡剤が一種類で有る点で、二種類の増泡剤を併用した起泡剤液（１）〜（４）と異なる。
〔比較例２〕
比較例２は、起泡剤液として、上記製造例９で調整した起泡剤液（６）を用いた点以外は実施例１の定着液（１）と同様にして定着液（６）を調整した。比較例２で用いた起泡剤液（６）は、含有する増泡剤が一種類で有る点で、二種類の増泡剤を併用した起泡剤液（１）〜（４）と異なる。
〔比較例３〕
比較例２は、軟化剤液として、上記製造例２で調整した軟化剤液（２）を用いた点以外は実施例１の定着液（１）と同様にして定着液（７）を調整した。比較例３で用いた軟化剤液（２）は、表面調整剤を含有していない点で軟化剤液（１）と異なる。
【０１４０】
実施例１〜４及び比較例１〜３とした定着液（１）〜（７）についての軟化剤液と起泡剤液との組み合せを表１に示す。
【表１】
2012088597.tif 000003
【０１４１】
＜粘度測定＞
定着液（１）〜（７）について、粘度を測定した。粘度計にはＴＶ−２２形粘度計（東機産業株式会社製）を用いた。測定条件の回転数は１０［ｒｐｍ］とした。測定温度は１０［℃］、２５［℃］、４０［℃］とした。粘度測定の結果を表２に示す。
【０１４２】
【表２】
2012088597.tif 000004
【０１４３】
次に、図１０を用いて説明した実施形態２の定着装置３０に図１２を用いて説明した液混合部６３を備えた構成おいて、定着液（１）〜（７）を構成する軟化剤液及び起泡剤液を、１００［ｍＬ］ずつ各々ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂フィルム製の密閉容器に収容し、軟化剤液収容器６１及び起泡剤液収容器６２として定着装置３０に装着した。
続いて、チューブポンプからなる軟化剤液搬送ポンプ３３ａ及び起泡剤液搬送ポンプ３３ｂを稼動させる。このとき、軟化剤液の流量が２［ｍＬ／分］、起泡剤液の流量が３［ｍＬ／分］となるように設定し、各液搬送ポンプ３３を５秒間稼動させ、液混合部６３を経由して、バブリング槽３５へ液状定着液３１０を供給した。２つの液搬送ポンプ３３を停止した後、ダイヤフラム型エアーポンプからなる空気ポンプ３６を稼動させ、バブリング槽３５内で１５［秒間］バブリングして大きな泡径の泡状定着液Ｂｕを作製した。
【０１４４】
続いて、二重円筒構造の泡微細化部３８を稼動させて、微小な泡径の泡状定着液Ｂｕを作製した。泡微細化部３８の内側円筒３８ｂは不図示の回転軸に固定されており、回転駆動モータにより回転する構造になっている。泡微細化部３８の外側円筒３８ａ及び内側円筒３８ｂは、ＰＥＴ樹脂とした。外側円筒３８ａは内径ｄ１を１０［ｍｍ］、軸線方向の長さを１２０［ｍｍ］とし、内側円筒３８ｂの外径ｄ２を８［ｍｍ］、軸線方向の長さＬを１００［ｍｍ］とした。内側円筒３８ｂの回転数は１０００［ｒｐｍ］とし、回転時間は１０［秒間］とした。
そして、得られた泡径の微小な泡状定着液Ｂｕについて、以下に示す評価基準に基づいて起泡性、泡沫安定性、定着画像品質を評価した。評価環境の温度は１０［℃］、２５［℃］、４０［℃］とした。起泡性の結果を表３に、泡沫安定性の結果を表４に、定着画像品質の結果を表５に示す。
【０１４５】
＜起泡性の評価＞
ここで起泡性の評価について説明する。本実験では、起泡性を評価するために、微小な泡状定着液の泡密度を測定した。
塗布ローラのように、接触型の定着液付与手段の表面の定着液の泡膜は、記録媒体上の樹脂微粒子層の厚み以上であることが必須条件であり（樹脂微粒子層の隙間を泡状定着液で埋めるため）、おおよそ、泡膜厚みは５０［μｍ］〜８０［μｍ］が望まれる。一方、記録媒体表面への定着液付着における残液感（ぬれたような感触）を防止するためには、定着液付着量として、０．１［ｍｇ／ｃｍ２］以下が望まれる。このことから、泡の密度としては、０．０２００［ｇ／ｃｍ３］以下が好ましく、０．０１２５［ｇ／ｃｍ３］〜０．０２００［ｇ／ｃｍ３］がより好ましい。
そこで、微小な泡径の泡状定着液Ｂｕの泡密度の値から、起泡性を以下に示す評価基準で評価した。なお、泡密度は容積が既知である容器に泡を隙間なく充填して重量を測定し、算出した。
〔評価基準〕
０．０１２５〜０．０２００［ｇ／ｃｍ３］：○（起泡性良好）
０．０２０１〜０．０３００［ｇ／ｃｍ３］：△
０．０３０１〜０．０５００［ｇ／ｃｍ３］：×（起泡性不良）
０．０５０１以上［ｇ／ｃｍ３］：××
【０１４６】
実施例１〜４及び比較例１〜３についての起泡性の評価結果を表３に示す。
【表３】
2012088597.tif 000005
【０１４７】
＜泡沫安定性の評価＞
次に、泡沫安定性の評価について説明する。本実験では、起泡性を評価するために、泡沫安定性を評価するために、微小な泡径の泡状定着液Ｂｕを５［分間］放置し、泡の状態を目視で観察し、以下に示す評価基準で評価した。
〔評価基準〕
５［分間］放置後も泡の状態が変化しない場合：○（泡沫安定性良好）
５［分間］放置後に泡の一部が消泡した場合  ：×（泡沫安定性不良）
【０１４８】
実施例１〜４及び比較例１〜３についての泡沫安定性の評価結果を表４に示す。
【表４】
2012088597.tif 000006
【０１４９】
＜定着画像品質の評価＞
定着画像品質を評価するために、未定着トナーＴのトナー像が形成された転写紙Ｐの上に微小な泡径の泡状定着液Ｂｕを付与した。ここで、未定着トナーＴのトナー像が形成された転写紙Ｐとしては、電子写真方式のプリンタ（株式会社リコー製、ｉｍａｇｉｏＭＰＣ２５００）を用い、未定着トナーのカラー画像をＰＰＣ用紙（株式会社リコー製、Ｔ−６２００）に形成した。
このように形成したカラー画像において、未定着トナーＴのトナー層の厚みは３０［μｍ］〜４０［μｍ］であった。続いて、定着開始にあわせ、図１を用いて説明した実施形態１のように、ノズル３９から微小な泡径の泡状定着液Ｂｕを塗布ローラ４１と膜厚調整ブレード４２との間に供給した。微小な泡径の泡状定着液Ｂｕが塗布ローラ４１と膜厚調整ブレード４２との間に供給開始され始めたタイミングで、塗布ローラ４１を駆動しながら、未定着トナーＴからなる未定着画像が形成された転写紙Ｐを塗布ニップＣに挿入した。
【０１５０】
このとき、塗布ローラ４１の表面には膜厚約８０［μｍ］の泡状定着液膜Ｂｕ１が均一に形成され、転写紙Ｐの表面に微小な泡径の泡状定着液Ｂｕが均一に付与された。また、膜厚調整ブレード４２と塗布ローラ４１との間隙は５０［μｍ］とし、転写紙Ｐに対する定着液の塗布量は１００［ｍｇ／Ａ４］前後とした。加圧ローラ４３としては、アルミニウム合金製ローラ（直径１０［ｍｍ］）を芯金とし、外径５０［ｍｍ］のポリウレタンフォーム材(イノアック社製、商品名「カラーフォームＥＭＯ」)を形成したスポンジローラを用いた。塗布ローラ４１としては、ＰＦＡ樹脂を焼付け塗装したＳＵＳ製ローラ（直径３０［ｍｍ］）を用いた。そして、２つのローラの線速は３００［ｍｍ／ｓ］とした。
また、膜厚調整ブレード４２は、アルミニウム合金製支持板に厚み１［ｍｍ］の平板ガラスを接着し、ガラス面を塗布ローラ４１側に向け、１０［μｍ］〜１００［μｍ］の範囲で塗布ローラ４１とガラス面の隙間を制御できるようにした。紙搬送速度は３００［ｍｍ／ｓ］とした。
このようにして定着された画像の定着性は、以下に示す評価基準で評価した。
〔評価基準〕
トナーオフセットが発生せず、良好な画像が得られる場合：○（画像品質良好）
トナーオフセットが発生するが、画像は認識可能である場合：△
トナーオフセットが発生し、画像が大きく乱れている場合：×（画像品質不良）
【０１５１】
実施例１〜４及び比較例１〜３についての定着画像品質の評価結果を表５に示す。
【表５】
2012088597.tif 000007
表５における「※」で示す欄は、表３で示す起泡性の評価や表４で示す泡沫安定性の評価が悪かったため、定着液画像品質の評価を行わなかった条件の欄である。
【０１５２】
表２〜５に示す実験結果から、本発明の定着液（実施例１〜４）は、使用環境温度が変化しても起泡性、泡沫安定性の安定した泡ができ、良好な定着画像品質を示した。一方、増泡剤を併用しなかった定着液（比較例１及び比較例２）は、使用環境温度により、起泡性、泡沫安定性が変化した。また、表面調整剤を起泡剤液に添加した定着液（比較例３）は、１０［℃］での粘度上昇、定着画像のオフセットが見られた。
各実施例では、本発明の定着装置３０を備えた画像形成装置が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、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。
また、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Ｔを形成するトナー像形成手段であるプロセスユニット３等と、トナー像を担持する転写紙Ｐの表面に泡状定着液Ｂｕを塗布し、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、実施形態１や実施形態２に記載の定着装置３０を用いる。実施形態１や実施形態２に記載の定着装置３０は、経時に渡って安定した定着性を維持することができるので、プリンタ１００は、経時に渡って定着不良や画像品質の低下を防止することができ、経時に渡って良好な画像形成を行うことができる。さらに、定着装置３０は非加熱の定着方式であるため、熱定着方式の定着装置を備えた構成よりも省エネルギー化を実現できる。
【０１５３】
以上、本実施形態の定着装置３０は、定着液供給部１３０と定着液塗布部１４０とを有する。定着液供給部１３０は、樹脂の少なくとも一部を溶解または膨潤させることで樹脂微粒子であるトナーを軟化させる軟化剤と、軟化剤を含む液体に起泡性を付与する脂肪酸塩からなる起泡剤と、起泡剤の起泡性を補助する増泡剤とを水からなる溶媒に含有する液状定着液３１０を液中に気泡が分散した泡状定着液Ｂｕとする泡状定着液生成手段である。定着液塗布部１４０は、トナー層を担持する定着液付与対象である転写紙Ｐの表面に泡状定着液Ｂｕを付与する泡状定着液付与手段である。そして、定着装置３０では、泡状定着液Ｂｕを付与することで軟化したトナーを記録媒体である転写紙Ｐに定着するものである。このような定着装置３０において、液状定着液３１０は、アルコールアルコキシレートからなる表面調整剤を含有し、増泡剤として、脂肪族アルカノールアミドからなる第一の増泡剤と、脂肪族アルコールもしくはベタイン誘導体からなる第二の増泡剤とを含有する。
従来の泡状定着液を用いる定着装置では、１０［℃］〜４０［℃］の範囲の環境温度の変化で泡特性（起泡性、泡沫安定性、泡密度）の変化が大きく、さらに、１０［℃］〜４０［℃］の範囲の環境温度の変化で定着液の粘度変化も大きかった。このため、温度変化によって、オフセットや画像流れが発生し、定着品質が安定しないという不具合が発生することがあった。
本発明者らが鋭意検討を重ねたところ、脂肪族アルカノールアミドからなる第一の増泡剤と、脂肪族アルコールもしくはベタイン誘導体からなる第二の増泡剤とを併用することで、１０〜４０［℃］で定着液の起泡性、泡沫安定性が向上し、さらに泡密度の安定した泡ができるため、定着液の環境温度ロバスト性が向上することが判明した。脂肪族アルカノールアミドは、常温（２５［℃］）において脂肪酸塩などの起泡剤の泡沫安定性を向上する効果が高いものの、低温（１０［℃］）や高温（４０［℃］）ではむしろ起泡剤の起泡性や泡沫安定性を低下させることが検討結果によりわかった。一方、脂肪族アルコールもしくはベタイン誘導体は、単独では常温（２５［℃］）における起泡剤の泡沫安定性を向上する効果は低いものの、脂肪族アルカノールアミドと併用することで、低温（１０［℃］）から高温（４０［℃］）までの温度領域で起泡剤の泡沫安定性を向上することが検討結果によりわかった。
【０１５４】
このように定着液の環境温度ロバスト性が向上するメカニズムの詳細は不明であるが、脂肪族アルカノールアミドは常温では起泡剤分子と強く分子間相互作用し、高密度に分子が配向したミセル構造を形成し、泡沫安定性を高めていると考えられる。しかし、低温では脂肪族アルカノールアミドの溶解度が低下して分子として存在できなくなり、泡膜を形成する分子配向から外れてしまうため、泡沫安定性が低下すると考えられる。一方、高温では脂肪族アルカノールアミドが起泡剤を可溶化して、ミセル構造ができにくくなるため、起泡性や泡沫安定性が低下すると考えられる。脂肪族アルカノールアミドに脂肪族アルコールもしくはベタイン誘導体を併用した場合、起泡剤と脂肪族アルカノールアミドの分子間に脂肪族アルコールもしくはベタイン誘導体がさらに配向して、分子間相互作用をより強くし、温度変化によるミセル構造の変動を受けにくくなると考えられる。
さらに、表面調整剤であるアルコールアルコキシレートを併用することで、低温での定着液の粘度上昇が抑えられ、１０〜４０［℃］の環境温度変化での定着液の粘度変化が小さくなることが判明した。増泡剤の添加により、定着液は特に低温領域で増粘するが、アルコールアルコキシレートを添加した定着液は、アルコールアルコキシレートが未添加の定着液よりも、低温領域の粘度が低いことが検討結果によりわかった。定着液のトナー層への濡れ性を向上させるために添加したアルコールアルコキシレートが、定着液の粘度上昇を抑えることができることは、従来は知られていなかった新しい効果である。また、アルコールアルコキシレートを含有した定着液になっているため、定着液はトナー層に濡れやすくなっており、定着液がトナー層の下部まで浸入し、オフセットしにくくなっている。
【０１５５】
特に、実施形態２の定着装置３０では、軟化剤を含有する軟化剤液６１０を収容する軟化剤液収容器６１と、起泡剤を含有する起泡剤液６２０を軟化剤液６１０とは独立して収容する起泡剤液収容器６２と、軟化剤液６１０と起泡剤液６２０とを混合して定着液を生成する定着液生成手段として機能するバブリング槽３５とを有する。このように、脂肪族エステル系軟化剤の加水分解を引き起こす原因である脂肪酸塩系起泡剤を、軟化剤と分けて収容することで、軟化剤の加水分解を抑制できる。
【０１５６】
さらに、実施形態２の定着装置３０では、軟化剤液６１０は、表面調整剤であるアルコールアルコキシレートと、溶媒である水とを含有し、起泡剤液６２０は、第一の増泡剤である脂肪族アルカノールアミドと、第二の増泡剤である脂肪族アルコールまたはベタイン誘導体と、溶媒である水とを含有する。このように、脂肪酸塩系起泡剤の分離を引き起こす原因であるアルコールアルコキシレートを軟化剤液に入れることで、長期保管時の起泡剤液の分離を抑制することができる。
【０１５７】
また、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Ｔを形成するトナー像形成手段であるプロセスユニット３等と、トナー像を担持する転写紙Ｐの表面に泡状定着液Ｂｕを塗布し、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、実施形態１や実施形態２に記載の定着装置３０を用いる。実施形態１や実施形態２に記載の定着装置３０は、１０［℃］〜４０［℃］の環境温度の変化に対して安定した定着性を維持することができるため、プリンタ１００では、１０［℃］〜４０［℃］の環境温度の変化に対して安定した画像形成を行うことが出来る。
【符号の説明】
【０１５８】
３  プロセスユニット
１５  レジストローラ対
２０  転写ユニット
２５  中間転写ベルト
２８  紙搬送ユニット
３０  定着装置
３１  定着液収容器
３３  液搬送ポンプ
３３ａ  軟化剤液搬送ポンプ
３３ｂ  起泡剤液搬送ポンプ
３４ｃ  定着液搬送パイプ
３４  液搬送パイプ
３４ａ  軟化剤液搬送パイプ
３４ｂ  起泡剤液搬送パイプ
３５  バブリング槽
３６  空気ポンプ
３８ａ  外側円筒
３８ｂ  内側円筒
３８ｄ  排出パイプ
３８  泡微細化部
３８ｃ  泡搬送パイプ
３９  ノズル
４１  塗布ローラ
４２  膜厚調整ブレード
４２ａ  ブレード回動軸
４３  加圧ローラ
６０  液状定着液を塗布する定着装置
６１  軟化剤液収容器
６２  起泡剤液収容器
６３  液混合部
１００  プリンタ
１３０  定着液供給部
１４０  定着液塗布部
３１０  液状定着液
６１０  軟化剤液
６２０  起泡剤液
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１５９】
【特許文献１】特許第３２９０５１３号
【特許文献２】特許第４１８５７４２号
【特許文献３】特開昭５９−１１９３６４号公報
【特許文献４】特許第４３５４１６４号
【特許文献５】特開２００９−００８９６７号公報
【特許文献６】特開２００９−２５１４７６号公報
【特許文献７】特許第４４０２７４２号
【非特許文献】
【０１６０】
【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】
2012088597.tif 000008
【図２】
2012088597.tif 000009
【図３】
2012088597.tif 000010
【図４】
2012088597.tif 000011
【図５】
2012088597.tif 000012
【図６】
2012088597.tif 000013
【図７】
2012088597.tif 000014
【図８】
2012088597.tif 000015
【図９】
2012088597.tif 000016
【図１０】
2012088597.tif 000017
【図１１】
2012088597.tif 000018
【図１２】
2012088597.tif 000019
【図１３】
2012088597.tif 000020
【図１４】
2012088597.tif 000021
【図１５】
2012088597.tif 000022
【図１６】
2012088597.tif 000023