JP2011242456A - 定着装置および画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】環境条件が変化しても安定して良好な定着品質を維持することができる定着装置および画像形成装置を提供すること。
【解決手段】液体状定着液Ｌに気体を混合してフォーム状定着材Ｌ´を生成するフォーム状定着材生成装置１１０と、フォーム状定着材Ｌ´を記録媒体Ｐ上の樹脂微粒子に塗布する塗布ローラ１２０と、を備え、フォーム状定着材生成装置１１０が、微細な流路を有する流路構造体と空気を導入する空気口とを有し、流路構造体で液体状定着液Ｌと空気とを混合することでフォーム状定着材Ｌ´を生成するものであって、流路構造体の温度を制御する温度制御手段を有する。
【選択図】図４

Description

本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置に用いられる定着装置に関し、詳しくは、トナー等の樹脂微粒子を溶解または膨潤させるフォーム状定着材を樹脂微粒子に付与して樹脂微粒子を記録媒体上に定着させる定着装置およびこれを備えた画像形成装置に関する。

プリンタ、ファクシミリ、複写装置、あるいはこれらのうちの複数の機能を有する複合機等の画像形成装置は、紙、布、ＯＨＰ用シート等の記録媒体に、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が、特に電子写真方式の画像形成装置は普通紙に樹脂含有微粒子からなる高精細な画像を高速で形成することができるため広く使用されている。ここで樹脂含有微粒子とは、成分の一つとして樹脂を含有する微粒子を指す。また、トナーとは電子写真方式の画像形成装置に使用される樹脂含有微粒子であり、樹脂含有微粒子中に帯電性能を発現させる電荷制御剤や色を発現させる色材、微粒子同士の固着を防止する材料など電子写真方式による画像形成を行うために必要な機能を発現する材料が含まれている。

このような電子写真方式の画像形成装置においては、定着速度が速く、定着画像品質が高いため、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り、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。このような熱定着方式を用いたプリンタ、ファクシミリ、複写装置、あるいはこれらのうちの複数の機能を有する複合機等の画像形成装置は、紙、布、ＯＨＰ用シート等の記録媒体に、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が、特に電子写真方式の画像形成装置は普通紙に樹脂含有微粒子からなる高精細な画像を高速で形成することができるため広く使用されている。

電子写真方式の画像形成装置においては、消費電力の約半分以上がトナーを加熱することに消費されており、省エネルギー化を図りにくいという課題を有している。

そこで、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、即ち、加熱せずにトナーを記録媒体に定着させる非加熱定着方法の定着装置が望まれている。

このような非加熱定着方法としては、例えばトナーを溶解または膨潤可能な有機溶媒を付着させることでトナーを軟化する湿式定着方法があり、定着液をフォーム状形態に生成し、生成したフォーム状の定着液の膜厚を制御して記録媒体上の樹脂微粒子に塗布して樹脂微粒子を記録媒体に定着する方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。ここでいうフォーム状とは一般的な泡の状態を表すが、より厳密に表現すると液膜で囲まれた複数の気体の粒（気泡）が液膜によって一体化された連続体のことを指す。

特許文献１の技術によれば、定着液をフォーム状にして、樹脂含有微粒子による画像（以下未定着のトナー像Ｔと記す）が形成された記録媒体に塗布することで未定着の樹脂含有微粒子が定着材側へオフセットしたり記録媒体上で位置が乱れたりすることなく固定化（定着）することができる。また、フォーム状定着材は気泡が大量に含まれるためフォーム状定着材の体積に対して定着液の体積が少なく、その結果記録媒体への液体の塗布量は少量となり記録媒体の触感や変わったり記録媒体の波うちなどの変形が発生したりすることを抑えて定着性、定着品質を損なわない定着を実現できる。

特許文献１のようにフォーム状定着材を用いて良好な定着を行うためには泡に含まれる気泡の大きさ（泡径）、泡膜の厚さや泡の硬さといった泡特性を制御する必要があるが、泡特性は泡生成時の液物性や、泡を生成する条件によって大きく変化する。

したがって定着液の温度や定着装置周辺の温度や湿度によって生成される泡が変化してしまい、トナーの一部がフォーム状定着材を塗布する部材側に転写されてしまうオフセットや、トナーの一部が記録媒体上で移動して画像が乱れてしまう画像流れなどが発生したり、フォーム状定着材の塗布量が減少して定着不良が発生したり、塗布量が増大して記録媒体の質感が変わってしまったりといった現象が発生し、安定して良好な定着を行うことが困難になるという問題があった。

液体状の定着液を用いた定着装置としては、記録媒体上に樹脂微粒子によって形成された未定着像に対して、前記樹脂微粒子を軟化させる特性を有する軟化剤を含有する定着液を液体の状態で付与して定着する定着装置において、定着液を付与するための定着液付与手段と、該定着液付与手段による定着液の付与量を調整する定着液付与量調整手段とを具備し、さらに定着液の温度を検知する手段を有し、検知した定着液の温度に応じて定着液の付与量を調整するようにした技術が知られている（例えば、特許文献２参照）。

記録媒体への定着に関わらない技術として、液体の温度調整機能が付いた泡発生装置が知られている（例えば、特許文献３参照）。

しかしながら、特許文献２の技術はフォーム状定着材を記録媒体に塗布するものではなく、液体を直接記録媒体に塗布する技術であり、また、定着液付与量調整手段としては塗布ローラを冷却することで実現しているため冷却効率が悪いという問題があった。また、冷却のみの対応なので低温時に定着液を加熱することができない等の問題があった。

また、特許文献３の技術は液体を貯蔵するタンクを加熱することでタンク内の液体の凍結を防止するものであり、また、貯蔵してある液体全体を加熱するため多くのエネルギーが必要となり効率が悪いという問題があった。

本発明はこのような問題を解決するためになされたもので、フォーム状定着材を用いた定着装置や画像形成装置において、環境条件が変化しても安定して良好な定着品質を維持できる定着装置および画像形成装置を提供することを目的とする。

本発明に係る定着装置は、樹脂の少なくとも一部を溶解または膨潤させることで樹脂含有微粒子を軟化させる軟化剤を含有した定着液を、形成する画像の画像情報に基づいて記録媒体上に形成された樹脂微粒子に塗布して該樹脂微粒子を記録媒体に定着する定着装置であって、前記定着液に気体を混合してフォーム状定着材を生成するフォーム状定着材生成手段と、前記フォーム状定着材を記録媒体上の樹脂微粒子に塗布する塗布手段と、を備え、前記フォーム状定着材生成手段が、微細な流路を有する流路構造体と空気を導入する空気口とを有し、前記流路構造体で定着液と空気とを混合することでフォーム状定着材を生成するものであって、前記流路構造体の温度を制御する流路構造体温度制御手段を有することを特徴としている。

この構成により、微細な流路は表面積が大きいため微細な流路を定着液と空気とが通過する際に効率的に定着液および空気を加熱できるので、生成されるフォーム状定着材の泡質が一定し、その結果良好な定着を安定して行うことができる。

したがって、環境条件が変化しても安定して良好な定着品質を維持することができる。

また、本発明に係る定着装置は、前記フォーム状定着材生成手段が、前記流路構造体で生成されたフォーム状定着材にせん断力を加えるせん断手段を有し、前記せん断手段の温度を制御する第２の温度制御手段を備えることを特徴としている。

この構成により、定着液の種類によって起泡性能が異なるため、良好な定着性を有するフォーム状定着材を安定して得るために攪拌羽根等を用いたせん断手段を備えた構成において、せん断手段の温度を制御することで、フォーム状定着材にせん断力を加えながら効率的にフォーム状定着材の温度を制御することができる。

本発明に係る画像形成装置は、静電潜像担持体上に静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、前記静電潜像担持体上に形成された静電潜像を、樹脂含有微粒子を含有する現像剤を用いて現像して樹脂含有微粒子画像を形成する現像手段と、前記静電潜像担持体上に形成された前記樹脂含有微粒子画像を記録媒体に転写する転写手段と、前記記録媒体に転写された前記樹脂含有微粒子画像を前記記録媒体に固定化する定着手段と、を備える画像形成装置であって、前記定着手段として、前記定着装置を備えることを特徴としている。

この構成により、画像形成装置において、環境条件が変化しても安定して良好な定着品質を維持することができる。

本発明によれば、環境条件が変化しても安定して良好な定着品質を維持することができる定着装置および画像形成装置を提供することができる。

本発明の一実施の形態に係る定着装置の構成図である。 （ａ）、（ｂ）は、本発明の一実施の形態に係る定着装置の流路構造体の構成を示す図である。 （ａ）〜（ｃ）は、本発明の一実施の形態に係る定着装置の流路構造体の他の例を示す図であり、（ｄ）は、気液混合部の拡大図である。 本発明の一実施の形態に係る定着装置の構成図である。 （ａ）〜（ｃ）は、本発明の一実施の形態に係る定着装置のせん断装置の構成図である。 本発明の一実施の形態に係る定着装置を図１の背面側から見た構成図である。 （ａ）、（ｂ）は、本発明の一実施の形態に係る定着装置の定着液の膜厚制御用のブレードの構成図である。 本発明の一実施の形態に係る定着装置の他の例を示す構成図である。 本発明の一実施の形態に係る画像形成装置の構成図である。 本発明の一実施の形態に係る画像形成装置の画像形成ユニットを示す構成図である。

図１に本発明の一例を示す。

定着装置１００には、図示されない作像手段によって樹脂含有微粒子による画像（以下未定着のトナー像Ｔと記す）が形成された記録媒体Ｐが搬送される。

定着装置１００は、液体状定着液Ｌを泡状化してフォーム状定着材Ｌ´を生成するフォーム状定着材生成装置１１０と、フォーム状定着材生成装置１１０によって泡状化されたフォーム状定着材Ｌ´を担持し、未定着のトナー像Ｔに塗布する塗布ローラ１２０と、塗布ローラ１２０の表面に担持される泡状化されたフォーム状定着材Ｌ´の膜厚を制御するブレード１３０と、塗布ローラ１２０と対向し、塗布ローラ１２０との間に搬送された記録媒体（例えば記録紙）Ｐを加圧する加圧ローラ１４０とからなる定着部１０５と、を備えている。

フォーム状定着材生成装置１１０は、液体状定着液Ｌを入れる容器１１１と、容器１１１から液体状定着液Ｌを搬送する搬送ポンプ１１２と、搬送された液体状定着液Ｌに気体を混合してフォーム状定着材Ｌ´を生成する流路構造体１１３と、を有し、流路構造体１１３の内部に形成された微細な流路において液体状定着液Ｌと気体とを混合することで液体状定着液Ｌを泡化してフォーム状定着材Ｌ´を生成するようになっている。

定着装置１００は、後述するように、流路構造体１１３の温度を制御する温度制御手段１１３ｃ、１５２（図２参照）を備えることにより、流路構造体１１３の温度を制御することで、泡化時の温度を一定にすることができるため、安定した特性の泡を生成することができるようになっている。流路構造体１１３の例としては例えば微細な孔構造を有する微細孔体を挙げることができる。なお、温度制御手段１１３ｃ、１５２は、流路構造体１１３の温度を制御することでフォーム状定着材Ｌ´の生成条件を制御するものであり、流路構造体温度制御手段を構成する。

図２（ａ）、図２（ｂ）に示すように、流路構造体１１３は、例えば、空気口１１３ａと、孔径が３０〜１００μｍの微小孔シート１１３ｂとから構成することができる。液体状定着液Ｌが搬送されると共に、空気口１１３ａに負圧が発生し、空気口１１３ａから導入された空気が液体状定着液Ｌと混合する。さらに、空気と混合した液体状定着液Ｌが微小孔シート１１３ｂを通過することにより、フォーム状定着材Ｌ´が生成される。なお、微小孔シート１１３ｂの代わりに、孔径が３０〜１００μｍの連泡構造の多孔質部材を用いてもよい。このような多孔質部材としては、特に限定されないが、焼結セラミックス板、不織布、発泡樹脂シート等が挙げられる。

流路構造体１１３においては、図２（ａ）に示すように、微小孔シート１１３ｂに温度制御手段１１３ｃを設けることにより、微小孔シート１１３ｂの温度を制御し、液体状定着液Ｌと空気が表面積の大きな微小孔シート１１３ｂを通過するときに、効率よく液体状定着液Ｌおよび空気を加熱することで良好で安定したフォーム状定着材Ｌ´を生成することができる。

また、流路構造体１１３においては、図２（ｂ）に示すように、空気口１１３ａに温度制御手段１５２を設けることにより、流路構造体１１３へ導入する空気の温度を制御し、液体状定着液Ｌの温度が予め設定された範囲となるように制御することができる。すなわち、流路構造体１１３で液体状定着液Ｌと混合する気体の温度を制御することで、泡状化した定着液の温度を制御し、それによって生成される泡の泡径、泡径分布、泡の密度などを一定の範囲に制御することができる。

温度制御手段１１３ｃまたは温度制御手段１５２としては、昇温にはヒーター、降温にはペルチェ素子、フィンによる空冷などを挙げることができる。またヒートポンプを組み合わせることも可能である。なお、温度制御手段１１３ｃと温度制御手段１５２の両方を備えるように構成してもよいし、温度制御手段１１３ｃまたは温度制御手段１５２の一方のみを備えるように構成してもよい。

図１に示すように、容器１１１と搬送ポンプ１１２の間には、液体状定着液Ｌの温度を検知する定着液温度検知手段１５０が設けられており、温度制御手段１１３ｃまたは温度制御手段１５２は、定着液温度検知手段１５０が検知した液体状定着液Ｌの温度に基づいて制御されるようになっている。なお、定着液温度検知手段１５０は、搬送ポンプ１１２と流路構造体１１３の間に設けてもよい。また、定着液温度検知手段１５０は、容器１１１に設けてもよい。

液体状定着液Ｌの温度が変わると液体状定着液Ｌの粘度や表面張力は温度によって変化するため、生成される泡の泡径や泡径分布、泡の密度などが変化してしまう。

そこで、本発明では予め設定した範囲に液体状定着液Ｌの温度を制御することにより、生成される泡の特性を制御するようになっている。

図１では液体状定着液Ｌを容器１１１から流路構造体１１３へ搬送する途中に定着液温度検知手段１５０を設けているが、定着液温度検知手段１５０を容器１１１に設ける場合には、定着液温度検知手段１５０としてサーミスタ、熱電対を用いることができる。

温度制御手段１１３ｃまたは温度制御手段１５２を設ける場所としては、図１に示したように液体状定着液Ｌを容器１１１から流路構造体１１３へ搬送する経路の途中の他に、容器内１１１に設けて液体状定着液Ｌの全体の温度を制御するようにしてもよい。しかし、液体状定着液Ｌを容器１１１から流路構造体１１３へ搬送する途中で温度制御手段１１３ｃまたは温度制御手段１５２により液体状定着液Ｌの温度を制御する方が、流路構造体１１３に導入する液体状定着液Ｌのみの温度を制御できるため、少ないエネルギーで温度を制御できるという利点がある。

なお、流路構造体１１３の他の例としては、微細孔体中を金属基板などに微細な溝構造を形成した流路板を用いたものを挙げることもできる。これについては、図３（ａ）〜図３（ｄ）に示すように、流路構造体１１３が、液体状定着液が流入される定着液供給口と、定着液を収容する液室と、液室からの定着液を気体流路の流動方向と対向する方向から流すように設けられた複数の定着液流路と、図示しない気体供給手段から供給された気体が流入する空気供給口と、気体を収容する気室と、気室からの気体を流す複数の空気流路と、各空気流路からの気体と各定着液流路からの定着液とを互いに対向し合って混合する気液混合部と、を備えるようになっている。すなわち、図３（ａ）〜図３（ｄ）に示す流路構造体１１３は、溝構造を形成した流路板を用いた泡生成素子となっている。

本発明では、定着液流路や空気流路に温度制御手段を設けることで、効率よく定着液および気体を加熱して安定したフォーム状定着材Ｌ´を生成することができる。

生成されるフォーム状定着材Ｌ´の特性をさらに安定させるために、図４に示すように流路構造体１１３の下流にせん断装置１１４を設け、流路構造体１１３で生成したフォーム状定着材Ｌ´をせん断装置１１４に導入し、せん断装置１１４でフォーム状定着材Ｌ´にせん断応力をかけるようにしてもよい。すなわち、フォーム状定着材生成装置１１０が、第１の泡生成部としての流路構造体１１３の下流に第２の泡生成部としてのせん断装置１１４をさらに備え、流路構造体１１３で生成された相対的に泡径の大きなフォーム状定着材Ｌ´（第１のフォーム状定着材）を、せん断装置１１４に導入してせん断応力をかけることにより、相対的に泡径の小さなフォーム状定着材Ｌ´（第２のフォーム状定着材）を得ることができる。これにより、フォーム状定着材Ｌ´の泡径や泡の密度を均一にすることができるため、フォーム状定着材Ｌ´の特性ムラを低減し定着特性をさらに安定させることができる。

図５はせん断装置１１４の構成を示す概略図である。

図５はせん断装置１１４の構成を示す概略図である。せん断装置１１４としては、図５（ａ）〜図５（ｃ）の何れかに示す構成を採用することができる。第１の泡生成部である流路構造体１１３で生成されたフォーム状定着材Ｌ´は第２の泡生成部であるせん断装置１１４に導入される。

図５（ａ）に示すせん断装置１１４は、閉じた二重円筒構造となっており、内側円筒１１４ａが回転可能な構成とし、外側円筒１１４ｂの一部に設けられた注入口からは、流路構造体１１３で形成されたフォーム状定着材Ｌ´が供給されるようになっている。このせん断装置１１４においては、回転する内側円筒１１４ａと外側円筒１１４ｂの隙間が流路となり、この流路をフォーム状定着材Ｌ´が通過するときに、フォーム状定着材Ｌ´は回転する内側円筒１１４ａと外側円筒１１４ｂによって発生するせん断力を受ける。このせん断力により、フォーム状定着材Ｌ´は微小で均一性の高い泡へと変化し、外側円筒１１４ｂの一部に設けられた排出口より、所望の微小な泡径を有するフォーム状定着材Ｌ´を得ることができる。

また、図５（ｂ）に示すせん断装置１１４は、内側円筒１１４ａの表面にらせん状の溝１１４ｃを設けて、回転する内側円筒１１４ａと外側円筒１１４ｂの隙間である流路内での液搬送性を良くするように構成したものである。なお、らせん状の溝１１４ｃのピッチや溝の幅は、定着液の液粘度や微小な泡状のフォーム状定着材Ｌ´の定常流粘性により決定される。

また、図５（ｃ）に示すせん断装置１１４は、せん断力を加える別の構成であり、内側円筒１１４ａを外側円筒１１４ｂの長手方向に並行に振動させる構成となっている。振動の振幅および周波数は、概ね、０．５ｍｍから１ｍｍ程度の振幅で、５０Ｈｚから１００Ｈｚ程度の周波数が望ましい。

図５（ａ）〜図５（ｃ）のせん断装置１１４においては、内側円筒１１４ａおよび外側円筒１１４ｂの温度を制御することでせん断装置１１４内でのフォーム状定着材Ｌ´を効率的に温度制御することができ、安定したフォーム状定着材Ｌ´を得ることができる。例えば、図５（ａ）〜図５（ｃ）のせん断装置１１４において、外側円筒１１４ｂに温度制御手段１６０を設けることにより、フォーム状定着材Ｌ´の温度を制御して安定したフォーム状定着材Ｌ´を得ることができる。

温度制御手段１６０としては、流路構造体１１３に設けた温度制御手段１１３ｃまたは温度制御手段１５２と同様に、昇温用にはヒーター、降温用にはペルチェ素子、フィンによる空冷などを挙げることができる。またヒートポンプを組み合わせることも可能である。

以下、定着液の液処方について説明する。

泡状の定着液は、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成である。軟化剤を含有した液体は、気泡を安定に含有し、なるべく均一な気泡の大きさからなる気泡層を構成する泡状とするため、起泡剤およ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。

また、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い。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。但し、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、５℃〜１５℃までの低気温において、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定着の安定を可能とし、また、定着液長期放置中の脂肪酸塩の定着液中分離を防止することができる。
更に、飽和脂肪酸塩に用いる脂肪酸としては、炭素数１２、１４、１６および１８の飽和脂肪酸、具体的にはラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸が適する。

炭素数が１１以下の飽和脂肪酸塩は臭気が大きくなり、当該定着液を用いるオフィス・家庭で用いる画像形成機器に適さない。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。これらの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。

また、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。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構わない。

更に、上記飽和脂肪酸塩または不飽和脂肪酸塩において、当該定着液の起泡剤として用いる場合、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。定着装置１００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１００の商品価値として重要な要素である。定着装置１００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、上記の脂肪酸塩は素早く起泡することで、電源投入後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、定着液にせん断力を加えたときに最も短時間で起泡し、フォーム状定着材を容易に作製することが可能であり、定着装置１００への電源投入後の定着可能な状態を最も短時間でつくることができる。

樹脂を溶解または膨潤することで軟化させる軟化剤は、脂肪族エステルを含む。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。

また、軟化剤については、人体に対する安全性の観点から、その急性経口毒性ＬＤ５０が３ｇ／ｋｇよりも大きい、更に好ましくは５ｇ／ｋｇであることが好ましい。脂肪族エステルは、化粧品原料として多用されているように、人体に対する安全性が高い。

更に、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、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）およ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）およ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、高い沸点および低い揮発性を有し、刺激臭を持たない。

なお、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。この場合には、通常のオフィス環境では、不快臭を感じなくなる。更に、軟化剤のみならず、定着液に含まれる他の液剤も同様に、不快臭および刺激臭を有さないことが好ましい。

本発明における定着液において、好ましくは、上記の脂肪族エステルは、飽和脂肪族エステルを含む。上記の脂肪族エステルが、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、飽和脂肪族エステルは、人体に対する安全性が高く、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。更に、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。

よって、本発明における定着液において、好ましくは、上記の飽和脂肪族エステルの一般式は、Ｒ１ＣＯＯＲ２で表される化合物を含み、Ｒ１は、炭素数が１１以上１４以下のアルキル基であり、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である。Ｒ１および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。

即ち、上記の飽和脂肪族エステルが、一般式Ｒ１ＣＯＯＲ２で表される化合物を含み、Ｒ１は、炭素数が１１以上１４以下のアルキル基であり、Ｒ２は、炭素数が１以上６以下の直鎖型もしくは分岐型のアルキル基である場合には、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、上記の化合物の臭気指数は、１０以下であり、上記の化合物は、不快臭および刺激臭を有さない。

上記の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。上記の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、上記の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。

また、本発明における定着液において、好ましくは、上記の脂肪族エステルは、脂肪族ジカルボン酸エステルを含む。上記の脂肪族エステルが、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、６０ｐｐｍ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。上記の脂肪族エステルが、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。更に、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。

よって、本発明における定着液において、好ましくは、上記の脂肪族ジカルボン酸エステルの一般式は、Ｒ３（ＣＯＯＲ４）２で表される化合物を含み、Ｒ３は、炭素数が３以上８以下のアルキレン基であり、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である。Ｒ１および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。

即ち、上記の脂肪族ジカルボン酸エステルが、一般式Ｒ３（ＣＯＯＲ４）２で表される化合物を含み、Ｒ３は、炭素数が３以上８以下のアルキレン基であり、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である場合には、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、上記の化合物の臭気指数は、１０以下であり、上記の化合物は、不快臭および刺激臭を有さない。

上記の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。上記の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。

更に、本発明における定着液において、好ましくは上記の脂肪族エステルは、脂肪族ジカルボン酸ジアルコキシアルキルを含む。上記の脂肪族エステルが、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。

本発明における定着液において、好ましくは、上記の脂肪族ジカルボン酸ジアルコキシアルキルの一般式は、Ｒ５（ＣＯＯＲ６−Ｏ−Ｒ７）２で表される化合物を含み、Ｒ５は、炭素数が２以上８以下のアルキレン基であり、Ｒ６は、炭素数が２以上４以下のアルキレン基であり、Ｒ７は、炭素数が１以上４以下のアルキル基である。Ｒ１および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。

即ち、上記の脂肪族ジカルボン酸ジアルコキシアルキルは、一般式Ｒ５（ＣＯＯＲ６−Ｏ−Ｒ７）２で表される化合物を含み、Ｒ５は、炭素数が２以上８以下のアルキレン基であり、Ｒ６は、炭素数が２以上４以下のアルキレン基であり、Ｒ７は、炭素数が１以上４以下のアルキル基である場合には、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、上記の化合物の臭気指数は、１０以下であり、上記の化合物は、不快臭および刺激臭を有さない。

上記の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。

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、炭酸プロピレンといった炭酸エステルも軟化剤として適する。

ところで、フォーム状定着材において、塗布接触ニップ部にてトナー等の微粒子層にフォーム状定着材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。

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。また、記録媒体は、記録紙に限定されず、金属、樹脂、セラミックス等何れでもよい。但し、媒体は定着液に対し浸透性を有することが望ましく、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望ましい。記録媒体の形態もシート状に限定されず、平面および曲面を有する立体物でもよい。例えば、紙のごとき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。

上記の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、本発明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、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およ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。媒体のうち、記録媒体は、特に限定されず、例えば、紙、布、およ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。

また、泡状となった定着液は、好ましくは、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。疎水性シリカおよ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、疎水性シリカおよ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２０ｍＮ／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、２０〜３０ｍＮ／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、２０〜３０ｍＮ／ｍであることが好ましい。

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２０〜３０ｍＮ／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やソルビタンモノステレートや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や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。

本発明において、泡状化された定着液は、嵩密度が０．０１〜０．１ｇ／ｃｍ^３であることが好ましいが、０．０１〜０．０５ｇ／ｃｍ^３がさらに好ましく、０．０２５〜０．０５ｇ／ｃｍ^３が特に好適である。嵩密度が０．０１ｇ／ｃｍ^３未満であると、定着液の付与が不十分となることがあり、０．１ｇ／ｃｍ^３を超えると、定着液を付与した時に記録媒体に残液感が生じることがある。

また、泡状化された定着液は、泡径が５〜５０μｍであることが好ましい。これにより、媒体上に形成された粒径が５〜１０μｍの樹脂含有微粒子を乱さずに、泡状化された定着液を樹脂含有微粒子に付与することができる。

泡状化されたフォーム状定着材Ｌ´の膜厚は、記録媒体Ｐ上に形成された未定着のトナー像Ｔの厚さ、泡状化されたフォーム状定着材Ｌ´の泡の大きさ、粘度、未定着のトナー像Ｔに塗布する際の加圧力、環境温度に応じて、適宜選択される。

図６は、図４に示す定着装置１００のフォーム状定着材生成装置１１０を、図４とは逆の方向から見た拡大図である。

フォーム状定着材生成装置１１０は、図６に示すように、液体状定着液Ｌを入れる容器１１１と、容器１１１から液体状定着液Ｌを搬送する搬送ポンプ１１２と、搬送された液体状定着液Ｌをフォーム状定着材Ｌ´にする流路構造体１１３と、フォーム状定着材Ｌ´にせん断力を印加することによりフォーム状定着材Ｌ´の中の径の大きな泡を分割して均一性の高い微小泡を生成させるせん断装置１１４とを有する。これにより、極めて短時間で、液体状定着液Ｌから泡径が５〜５０μｍで均一性の高いフォーム状定着材Ｌ´を生成させることができる。

搬送ポンプ１１２としては、特に限定されず、例えば、ギヤポンプ、ベローズポンプ等を用いることができるが、チューブポンプが好ましい。チューブポンプは、チューブを変形させながら、チューブ内の液体状定着液Ｌを押し出すため、液体状定着液Ｌと接蝕する部材は、チューブのみである。このため、液体状定着液Ｌに対して耐液性を有するチューブを用いることにより、液体状定着液Ｌの汚染やポンプの部品の劣化を抑制することができる。また、チューブを変形させるだけなので、液体状定着液Ｌの起泡を抑制することができ、搬送能力の低下を抑制することができる。

図７は、図１、図４に示す定着装置１００のブレード１３０とその動作を示す図である。

ブレード１３０は、図７（ａ）、図７（ｂ）に示すように、端部に設けられた回転軸１３１により、塗布ローラ１２０に対して、１０〜１００μｍのギャップで隔てられている。ブレード１３０によりフォーム状定着材Ｌ´の膜厚を制御する際は、泡状化されたフォーム状定着材Ｌ´の膜厚を薄くする場合は、ギャップを小さくし（図７（ａ）参照）、泡状化されたフォーム状定着材Ｌ´の膜厚を厚くする場合は、ギャップを大きくする（図７（ｂ）参照）。

なお、ブレード１３０の代わりに、ワイヤーバーを用いてもよい。これにより、塗布ローラ１２０の軸方向の泡状化されたフォーム状定着材Ｌ´の膜厚の均一性を向上させることができる。

加圧ローラ１４０は、弾性層として、弱い加圧力で大きく変形することが可能なスポンジ（弾性多孔質体）を用いて構成されている。これにより、５０〜３００ミリ秒のニップ時間を確保することができる。このとき、泡状化されたフォーム状定着材Ｌ´が未定着のトナー像Ｔに浸透して記録媒体Ｐまで到達した後に、塗布ローラ１２０と記録媒体Ｐが剥離するようにニップ時間を調整する必要がある。

なお、ニップ時間とは、記録媒体Ｐの搬送速度に対するニップ幅の比である。このとき、記録媒体Ｐの搬送速度は、紙搬送駆動機構の設計データから求めることができる。

また、ニップ幅は、塗布ローラ１２０の全面に着色塗料を薄く塗布した後、記録媒体Ｐを塗布ローラ１２０および対向する加圧ローラ１４０に挟んで加圧して、記録媒体Ｐに着色塗料を付着させ、記録媒体Ｐに付着した着色塗料の紙搬送方向の長さを測定することにより、求めることができる。

このため、記録媒体Ｐの搬送速度に応じて、ニップ幅を調整する必要があるが、塗布ローラ１２０と加圧ローラ１４０の軸間距離を変更することにより、ニップ幅を調整することができる。

加圧ローラ１４０を構成するスポンジは、軟化剤に溶解または膨潤しない材料であることが好ましい。また、スポンジの表面が軟化剤に溶解または膨潤しない可撓性フィルムで覆われていてもよい。スポンジの材料としては、特に限定されないが、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアミド等が挙げられる。また、可撓性フィルムとしては、特に限定されないが、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレン、ポリプロピレン、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）等が挙げられる。

なお、加圧ローラ１４０のスポンジの代わりに、弾性ゴムを用いてもよい。

定着装置１００は、記録媒体Ｐの搬送方向に対して、塗布ローラ１２０の上流側に、記録媒体Ｐの先端を検知する手段を有し、検知信号に応じて、記録媒体Ｐ上にのみ泡状化されたフォーム状定着材Ｌ´が塗布されるように、塗布ローラ１２０上に泡状化されたフォーム状定着材Ｌ´を形成することが好ましい。これにより、塗布ローラ１２０と加圧ローラ１４０が常時接触している構成であっても、記録媒体Ｐが搬送されていない待機時に、塗布ローラ１２０上の泡状化されたフォーム状定着材Ｌ´が加圧ローラ１４０に付着することを抑制することができる。

また、定着装置１００は、記録媒体Ｐが搬送されていない待機時に、塗布ローラ１２０と加圧ローラ１４０を隔離させ、駆動機構により、記録媒体Ｐ上に泡状化されたフォーム状定着材Ｌ´を塗布する時のみ、塗布ローラ１２０と加圧ローラ１４０を接触させる構成であってもよい。このとき、記録媒体Ｐの先端を検知する手段を併用し、検知信号に応じて、塗布ローラ１２０と加圧ローラ１４０を接触させることが好ましい。さらに、記録媒体Ｐの後端を検知する手段を設け、検知信号に応じて、塗布ローラ１２０と加圧ローラ１４０を隔離させることが好ましい。

さらに、定着装置１００は、定着されたトナー像Ｔ´が形成された記録媒体Ｐを加圧する一対の平滑化ローラ（ハードローラ）を有してもよい。これにより、定着されたトナー像Ｔ´の表面が平滑化され、光沢を付与することができる。また、定着されたトナー像Ｔ´の記録媒体Ｐに対する定着性を向上させることができる。

図８に、本発明の定着装置１００の他の構成例を示す。

この定着装置１００´は、塗布ローラ１２０と対向し、塗布ローラ１２０との間に搬送された記録媒体Ｐを加圧する加圧部材として、図１、図４に示した加圧ローラ１４０の代わりに、加圧ベルト１４０´を用いたものであり、それ以外は、図１の定着装置１００と同一の構成である。これにより、加圧部のニップ幅を容易に大きくすることができる。

加圧ベルト１４０´としては、特に限定されないが、シームレスニッケルベルト、シームレスＰＥＴ等の基体にＰＦＡ等の離型性フッ素樹脂がコートされたものを用いることができる。

なお、図８で、塗布ローラ１２０の代わりに塗布ベルトを用いる構成としてもよい。また、塗布ローラ１２０の代わりに塗布ベルトを用いるとともに、加圧ベルト１４０´の代わりに加圧ローラ１４０を用いる構成（図１、図４で、塗布ローラ１２０の代わりに、塗布ベルトを用いる構成）であってもよい。

図９に、本発明の定着装置１００、１００´を搭載する画像形成装置の一例として、タンデム方式の画像形成装置２００を示す。

画像形成装置２００が、記録媒体Ｐの搬送方向下流側に定着装置１００、１００´を備えることで、画像形成装置２００は、記録媒体Ｐ上に形成されたトナー像Ｔの定着を行うことができる。なお、画像形成装置２００は、複写機またはプリンタ、あるいはこれらの機能とファクシミリの機能等を備えた複合機であってもよい。

図９に示す画像形成装置２００は、未定着のトナー像Ｔを担持する中間転写ベルト２０１を有する。中間転写ベルト２０１は、３つの支持ローラ２０２、２０３および２０４に張架されており、矢印Ａの方向に回転する。中間転写ベルト２０１に対しては、ブラック（Ｋ）、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）およびシアン（Ｃ）の各画像形成ユニット２０５Ｋ、２０５Ｙ、２０５Ｍおよび２０５Ｃが配列されている。これらの画像形成ユニットの上方には、露光装置（不図示）が配置されている。例えば、画像形成装置２００が複写機である場合には、スキャナ（不図示）で原稿の画像情報を読み込み、読み込まれた画像情報に応じて、静電潜像を書き込むための露光光Ｌが露光装置（不図示）から照射される。

中間転写ベルト２０１を挟んで中間転写ベルト２０１の支持ローラ２０４に対向する位置には、２次転写ベルト２０６が設けられている。２次転写ベルト２０６は、２つの支持ローラ２０７および２０８の間に張架されている。なお、２次転写ベルト２０６の代わりに、転写ローラを用いてもよい。

中間転写ベルト２０１を挟んで中間転写ベルト２０１の支持ローラ２０２に対向する位置には、中間転写ベルト２０１上に残留したトナーを除去するベルトクリーニング装置２０９が配置されている。

一方、記録媒体Ｐは、給紙部（不図示）から給紙、搬送され、一対の給紙ローラ（レジストローラとも言う）２１０を用いて給紙され、２次転写ベルト２０６を中間転写ベルト２０１に押し当てることにより、未定着のトナー像Ｔが記録媒体Ｐに転写される。

未定着のトナー像Ｔが転写された記録媒体Ｐは２次転写ベルト２０６により搬送され、未定着のトナー像Ｔは、図１、図４に示した構成の定着装置１００により定着される。このとき、記録媒体Ｐに転写された未定着のトナー像Ｔには、露光装置（不図示）からの画像情報、例えば、カラー画像または黒ベタ画像に基づいて、前述したように、膜厚が制御された泡状化されたフォーム状定着材Ｌ´が塗布されて定着される。

図１０は、図９に示す画像形成装置２００の画像形成ユニットの構成例を示しており、各色の画像形成ユニットの構成は同じであり、現像に使用するトナーの色が異なっている。

図１０に示すように、画像形成ユニット２０５において、静電潜像担持体である感光体ドラム２０５ａの周囲には、帯電ローラ２０５ｂと、現像装置２０５ｃと、１次転写ローラ２０５ｄと、クリーニング装置２０５ｅおよび除電ランプ２０５ｆとが配置されている。

なお、この画像形成ユニット２０５では、感光体ドラム２０５ａと、帯電ローラ２０５ｂ、現像装置２０５ｃ、クリーニング装置２０５ｅ、除電ランプ２０５ｆのうちの少なくとも一つを、カートリッジに一体に収納したプロセスカートリッジを用いることもできる。

帯電ローラ２０５ｂは、接触帯電方式の帯電装置であり、帯電ローラ２０５ｂを感光体ドラム２０５ａに接触させて、感光体ドラム２０５ａに電圧を印加することにより、感光体ドラム２０５ａの表面を一様に帯電するものである。なお、帯電ローラ２０５ｂの代わりに、非接触のスコロトロン等を採用した非接触帯電方式の帯電装置を用いてもよい。

現像装置２０５ｃは、露光装置（不図示）から照射された露光光Ｌにより感光体ドラム２０５ａ上に書き込まれた静電潜像に、現像剤中のトナーを付着させて現像し、未定着のトナー像Ｔを形成するものである。なお、現像装置２０５ｃは、攪拌部（不図示）および現像部（不図示）を有し、現像に使用されなかった現像剤は、攪拌部に戻され、再利用される。攪拌部におけるトナーの濃度は、トナー濃度センサによって検出され、トナーの濃度が一定になるように制御されている。

１次転写ローラ２０５ｄは、中間転写ベルト２０１を介して、感光体ドラム２０５ａに対向する位置に設けられている。このとき、中間転写ベルト２０１を挟んで、１次転写ローラ２０５ｄを感光体ドラム２０５ａに押し当て、転写バイアスを印加することにより、感光体ドラム２０５ａ上に形成された未定着のトナー像Ｔが中間転写ベルト２０１上に転写される。なお、１次転写ローラ２０５ｄの代わりに、導電性ブラシ、非接触のコロナチャージャー等の転写装置を用いてもよい。

クリーニング装置２０５ｅは、感光体ドラム２０５ａ上に残留したトナーを除去するものである。クリーニング装置２０５ｅは、感光体ドラム２０５ａに押し当てられる先端を備えたブレードやブラシ、あるいは回転するブラシローラ等を有する。ここで、クリーニング装置２０５ｅにより回収されたトナーは、回収スクリュー（不図示）およびトナーリサイクル装置（不図示）により、現像装置２０５ｃに回収され、再利用される。また、除電ランプ２０５ｆは、光を照射して感光体ドラム２０５ａの表面電位を初期化するものである。

以下、本実施の形態の定着装置１００の構成により試験的に定着動作を行った際の評価方法、評価結果について説明する。
＜定着液（１）＞
ミリスチン酸（関東化学試薬）、パルミチン酸（関東化学試薬）、ステアリン酸（関東化学試薬）を重量比で４：３：１とした脂肪酸と、トリエタノールアミンを脂肪酸に対してモル比で０．７となる量をイオン交換水に投入し、８０℃で３０分攪拌後自然冷却して脂肪酸ジエタノールアミン塩溶液（溶液Ａ）を調製した。

次に上記溶液Ａ中の脂肪酸濃度が４ｗｔ％、軟化剤であるプロピレンカーボネート（関東化学株式会社製）が４０ｗｔ％、ヤシ油脂肪酸ジエタノールアミド（１：１）型（松本油脂製薬株式会社製、マーポンＭＭ）が０．５ｗｔ％となるようにそれぞれをイオン交換水に混合し、超音波ホモジナイザーにて攪拌することで定着液（１）を調製した。
＜定着液（２）＞
定着液（１）と同じ溶液Ａを使い、溶液Ａ中の脂肪酸濃度が４ｗｔ％、軟化剤である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）が３０ｗｔ％、ヤシ油脂肪酸ジエタノールアミド（１：１）型（松本油脂製薬株式会社製、マーポンＭＭ）が０．５ｗｔ％、となるようにそれぞれをイオン交換水に混合し、超音波ホモジナイザーにて攪拌することで定着液（２）を調製した。
＜定着液（３）＞
定着液（１）と同じ溶液Ａを使い、溶液Ａ中の脂肪酸濃度が４ｗｔ％、軟化剤であるコハク酸ジエトキシエチル（クローダ社、クローダＤＥＳ）が１０ｗｔ％、ヤシ油脂肪酸ジエタノールアミド（１：１）型（松本油脂製薬株式会社製、マーポンＭＭ）が０．５ｗｔ％、となるようにそれぞれをイオン交換水に混合し、超音波ホモジナイザーにて攪拌することで定着液３を調製した。
＜定着装置（１）＞
定着装置（１）として図４に示す定着装置１００を用いた。容器１１１は、ＰＥＴ樹脂製のボトルであり、搬送ポンプ１１２は、チューブの材質がシリコーンゴム、内径が２ｍｍであるチューブポンプであり、液体状定着液Ｌを搬送する流路は、内径が２ｍｍのシリコーンゴムチューブである。

また、流路構造体１１３の微小孔シート１１３ｂは、開口部が約４０μｍのステンレス製の４００メッシュシートであり、メッシュシートを納めるハウジングにヒータと熱電対を貼り付けて温度制御した。

さらに、内側円筒１１４ａおよび外側円筒１１４ｂはＰＥＴ製であり、外側円筒１１４ｂに温度センサー、ヒータおよびペルチェ素子を設けて外側円筒１１４ｂ全体の温度を調整した。内側円筒１１４ａは、外径が８ｍｍ、長さが１００ｍｍであり、外側円筒１１４ｂは、内径が１０ｍｍ、長さが１２０ｍｍである。

このとき、せん断装置１１４の内側円筒１１４ａは、回転軸に固定され、回転駆動モータ（不図示）により回転させることでフォーム状定着材Ｌ´を生成し、得られたフォーム状定着材Ｌ´を塗布ローラ１２０に供給して未定着画像を定着する。

塗布ローラ１２０としては、ＰＦＡ樹脂を焼付け塗装した直径が３０ｍｍのＳＵＳ製ローラを用い、加圧ローラ１４０としては、直径１０ｍｍのアルミ合金製ローラ（芯金）に、外径が５０ｍｍとなるように、ポリウレタンフォーム材カラーフォームＥＭＯ（イノアック社製）を形成したものを用いた。

また、ブレード１３０としては、アルミ合金製の支持板に厚さが１ｍｍの並板ガラスを接着し、ガラス面を塗布ローラ１２０の側に向け、塗布ローラ１２０とのギャップを制御できる機構を設けている。これにより塗布ローラ１２０上のフォーム状定着材Ｌ´の厚さを制御する。ここではギャップを１００ｕｍとした。また記録媒体Ｐの搬送速度は３００ｍｍ／秒とした。
＜定着装置（２）＞
定着装置（２）として図１に示す定着装置１００を用いた。容器１１１は、ＰＥＴ樹脂製のボトルであり、搬送ポンプ１１２は、チューブの材質がシリコーンゴム、内径が２ｍｍであるチューブポンプであり、液体状定着液Ｌを搬送する流路は、内径が２ｍｍのシリコーンゴムチューブである。

また、流路構造体１１３は図３に示すような溝構造を形成した流路板を用いた泡生成素子とした。液室深さおよび気室深さ３００ｕｍ、流路ピッチ１００ｕｍ、流路幅７０ｕｍとし、泡生成素子に温度センサー、ヒータおよびペルチェ素子を設けた。その他の構成は定着装置（１）と同じとした。
＜定着装置（３）＞
定着装置（２）に定着装置（１）で使用したせん断装置１１４を追加した図４の構成の定着装置１００を用いた。

電子写真方式のカラープリンタ（ＩｐｓｉｏＣｏｌｏｒＣＸ８８００（リコー社製））を用いて、未定着のトナー像（カラー画像）を記録媒体ＰであるＰＰＣ用紙Ｔ−６２００（リコー社製）に形成した。

表１に示す組合せで各実施例および各比較例を実施した。

手順としては、まず上記の各定着装置および各定着液を使い、２３℃環境においてオフセット、画像流れがなく良好に定着できるように流路構造体１１３の気体流量、定着液流量、せん断装置１１４の回転数などを調整した。

次にこの定着装置を１０℃または４０℃の環境に設置し、流路構造体１１３およびせん断装置１１４の温度が２３℃±２℃となるようにヒータおよびペルチェ素子を制御しながら定着を行った。

比較例（１）〜比較例（６）ではこの定着装置１００を１０℃または４０℃の環境に設置し、ヒータおよびペルチェ素子を動作させずに定着を行った。

表１の各比較例から、定着液温度が低い場合や高い場合、良好な定着を行うことができないことがわかる。

一方、本発明を用いた実施例（１）〜実施例（６）では定着液温度が低い場合や高い場合でも良好な定着を行うことができた。

以上のように、本実施の形態に係る定着装置１００は、樹脂の少なくとも一部を溶解または膨潤させることで樹脂含有微粒子を軟化させる軟化剤を含有した定着液を、形成する画像の画像情報に基づいて記録媒体上に形成された樹脂微粒子に塗布して樹脂微粒子を記録媒体に定着する定着装置１００であって、液体状定着液Ｌに気体を混合してフォーム状定着材Ｌ´を生成するフォーム状定着材生成装置１１０と、フォーム状定着材Ｌ´を記録媒体Ｐ上の樹脂微粒子に塗布する塗布ローラ１２０と、を備え、フォーム状定着材生成装置１１０が、微細な流路を有する流路構造体１１３と空気を導入する空気口１１３ａとを有し、流路構造体１１３で液体状定着液Ｌと空気とを混合することでフォーム状定着材Ｌ´を生成するものであって、流路構造体１１３の温度を制御する温度制御手段１１３ｃ、１５２を有することを特徴としている。

この構成により、微細な流路は表面積が大きいため微細な流路を液体状定着液Ｌと空気とが通過する際に効率的に液体状定着液Ｌおよび空気を加熱できるので、生成されるフォーム状定着材Ｌ´の泡質が一定し、その結果良好な定着を安定して行うことができる。

したがって、環境条件が変化しても安定して良好な定着品質を維持することができる。

また、本実施の形態に係る定着装置１００は、フォーム状定着材生成装置１１０が、流路構造体１１３で生成されたフォーム状定着材Ｌ´にせん断力を加えるせん断装置１１４を有し、せん断装置１１４の温度を制御する温度制御手段１６０を備えることを特徴としている。

この構成により、定着液の種類によって起泡性能が異なるため、良好な定着性を有するフォーム状定着材Ｌ´を安定して得るために攪拌羽根等を用いたせん断装置１１４を備えた構成において、せん断装置１１４の温度を制御することで、フォーム状定着材Ｌ´にせん断力を加えながら効率的にフォーム状定着材Ｌ´の温度を制御することができる。

また、本実施の形態に係る画像形成装置２００は、静電潜像が形成される感光体ドラム２０５ａと、感光体ドラム２０５ａ上に形成された静電潜像を、樹脂含有微粒子を含有する現像剤を用いて現像して樹脂含有微粒子画像を形成する現像装置２０５ｃと、感光体ドラム２０５ａ上に形成された樹脂含有微粒子画像を記録媒体Ｐに転写する１次転写ローラ２０５ｄ、中間転写ベルト２０１、２次転写ベルト２０６と、記録媒体Ｐに転写された樹脂含有微粒子画像を記録媒体Ｐに固定化する定着手段と、を備える画像形成装置２００であって、定着手段として、定着装置１００を備えることを特徴としている。

この構成により、定着装置１００を備える画像形成装置２００において、環境条件が変化しても安定して良好な定着品質を維持することができる。

以上説明したように、本発明に係る定着装置および画像形成装置は、環境条件が変化しても安定して良好な定着品質を維持することができるという効果を有し、トナー等の樹脂微粒子を溶解または膨潤させるフォーム状定着材を樹脂微粒子に付与して樹脂微粒子を記録媒体上に定着させる定着装置およびこれを備えた画像形成装置として有用である。

１００ 定着装置（定着装置、定着手段）
１０５ 定着部
１１０ フォーム状定着材生成装置（フォーム状定着材生成手段）
１１１ 容器
１１２ 搬送ポンプ
１１３ 流路構造体
１１３ａ 空気口
１１３ｂ 微小孔シート
１１３ｃ 温度制御手段（流路構造体温度制御手段）
１１４ せん断装置（せん断手段）
１１４ａ 内側円筒
１１４ｂ 外側円筒
１１４ｃ 溝
１２０ 塗布ローラ（塗布手段）
１３０ ブレード
１４０´ 加圧ベルト
１４０ 加圧ローラ
１５０ 定着液温度検知手段
１５２ 温度制御手段（流路構造体温度制御手段）
１６０ 温度制御手段（第２の温度制御手段）
２００ 画像形成装置
２０１ 中間転写ベルト（転写手段）
２０２、２０３、２０４ 支持ローラ
２０５ 画像形成ユニット
２０５Ｋ、２０５Ｙ、２０５Ｍ 各画像形成ユニット
２０５ａ 感光体ドラム（静電潜像形成手段）
２０５ｂ 帯電ローラ
２０５ｃ 現像装置（現像手段）
２０５ｄ １次転写ローラ（転写手段）
２０５ｅ クリーニング装置
２０５ｆ 除電ランプ
２０６ ２次転写ベルト（転写手段）
２０７ 支持ローラ
２０９ ベルトクリーニング装置

特許第４３０２７００号公報 特開２００７−３０４３０８号公報 特開平４−２２７０３９公報

Claims (3)

1. 樹脂の少なくとも一部を溶解または膨潤させることで樹脂含有微粒子を軟化させる軟化剤を含有した定着液を、形成する画像の画像情報に基づいて記録媒体上に形成された樹脂微粒子に塗布して該樹脂微粒子を記録媒体に定着する定着装置であって、
   前記定着液に気体を混合してフォーム状定着材を生成するフォーム状定着材生成手段と、
   前記フォーム状定着材を記録媒体上の樹脂微粒子に塗布する塗布手段と、を備え、
   前記フォーム状定着材生成手段が、微細な流路を有する流路構造体と空気を導入する空気口とを有し、前記流路構造体で定着液と空気とを混合することでフォーム状定着材を生成するものであって、前記流路構造体の温度を制御する流路構造体温度制御手段を有することを特徴とする定着装置。
2. 前記フォーム状定着材生成手段が、前記流路構造体で生成されたフォーム状定着材にせん断力を加えるせん断手段を有し、
   前記せん断手段の温度を制御する第２の温度制御手段を備えることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
3. 静電潜像担持体上に静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、
   前記静電潜像担持体上に形成された静電潜像を、樹脂含有微粒子を含有する現像剤を用いて現像して樹脂含有微粒子画像を形成する現像手段と、
   前記静電潜像担持体上に形成された前記樹脂含有微粒子画像を記録媒体に転写する転写手段と、
   前記記録媒体に転写された前記樹脂含有微粒子画像を前記記録媒体に固定化する定着手段と、を備える画像形成装置であって、
   前記定着手段として、請求項１または請求項２に記載の定着装置を備えることを特徴とする画像形成装置。

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