JP2012093466A - 消泡装置、定着装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】泡状液を、効率良く、かつ確実に消泡して通常の液体とすることができる
【解決手段】液中に気泡が分散した泡状定着液Ｆを破泡させて通常の液体である液状定着液ＴＬとする構成として、泡状定着液Ｆが管状の入口から進入する消泡パイプ３１０と、泡状定着液Ｆを消泡パイプ３１０の内部に向けて搬送する泡搬送ポンプＰ３と、消泡パイプ３１０を加熱する電熱線３２０とを具備している。そして、圧力センサ３４０によって、泡搬送ポンプＰ３と消泡パイプ３１０とを連通する閉空間の内圧を検出する。その圧力センサ３４０の検出結果である内圧の値が所定の目標圧力値になるように泡搬送ポンプＰ３による圧力を制御する。
【選択図】図１

Description

本発明は、液中に気泡が分散した泡状液を破泡させて通常の液体とする消泡装置、並びに、これを備えた泡状定着液を用いる定着装置及び画像形成装置に関するものである。

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。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。

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、又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。

このような非加熱定着方法としては、特許文献１に記載のものが知られている。この特許文献１の定着方法は、泡状定着液生成手段によって樹脂の少なくとも一部を溶解又は膨潤させる軟化剤を少なくとも含んだ液状定着液に気泡を大量に含有して生成した泡状定着液が極めて嵩密度が低いことに着目した定着方法である。この定着方法によれば、上記泡状定着液を定着液供給口から塗布手段である塗布ローラのローラ面上に付与する。そして、この塗布ローラと対峙する加圧ローラとで記録媒体を挟み込み塗布ローラに記録媒体を当接させて塗布ローラ面上の泡状定着液を記録媒体上の樹脂微粒子層に塗布することで樹脂微粒子を記録媒体に定着している。このように、液状定着液を泡状とすることにより定着液の嵩密度を下げることができるため、従来よりも少量の定着液で塗布ローラのローラ面上における定着液の膜厚を厚くすることができる。そして、液体の表面張力による記録媒体上のトナー粒子に対する影響を軽減することで定着応答性の向上が期待できる。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でき、泡状定着液は液状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。

上記特許文献１に記載の定着方法のように、塗布ローラ等の塗布部材を用いて泡状定着液を転写紙のような記録媒体に塗布する構成の場合、記録媒体に泡状定着液を塗布した後の塗布部材の表面から泡状定着液を回収する泡状定着液回収手段を設けることが望ましい。これは、記録媒体に泡状定着液を塗布する塗布位置を通過した後の塗布部材には記録媒体に塗布しきれずに残った残留泡状定着液が付着しており、この残留泡状定着液を回収するためである。残留泡状定着液は、泡状定着液として塗布部材に供給された後、時間が経過しており、かつ塗布位置で機械的な力を受けているため、泡の一部が消泡するなど、塗布部材に供給されたときよりも泡状定着液の密度が上昇することが考えられる。このため、塗布部材に残留泡状定着液が残留している状態で新たな泡状定着液を塗布部材に供給すると、密度が異なる泡状定着液が混ざって記録媒体に泡状定着液を均一に付与することができなくなるおそれがある。このように、記録媒体に付与する泡状定着液が不均一になることを防止するために、泡状定着液回収手段を設けて残留泡状定着液を塗布部材表面から除去することが望ましい。

しかしながら、残留泡状定着液として回収した泡状定着液は、塗布部材に供給されたときよりも密度が上昇していたとしても、通常の液体の液状定着液に比べて密度が低く、嵩が多い状態となっている。定着液が泡状であることにより泡状化されていない定着液に対して体積が数十倍にも膨れ上がるため、定着液を泡状のまま収容しようとすると大きな収容器が必要となる。泡状定着液は経時で自然に消泡して体積は徐々に小さくなるが、自然に消泡するには時間を要する。そのため、連続印刷に対応するには塗布部材から回収され、消泡する前の泡状定着液を一時収容する大きな収容器が必要となる。このような泡状定着液を収容可能な大きな収容器を画像形成装置に配置すると、装置の大型化につながるという問題がある。

このため、残留泡状定着液は液化して回収することが求められる。泡状定着液のような泡状の液体（以下、泡状液と呼ぶ）を通常の液体に戻す方法としては、泡状液を加熱して破泡する方法が知られている。以下、加熱することで泡状液が破泡するメカニズムについて説明する。泡状液は、液中に取り込まれた多数の気泡と気泡同士の間を仕切る液膜とによって形成されているが、このような泡状液を加熱すると、液膜を構成する液体の粘度が低下し、重力によって液体が下方に移動するため、気泡の上部にある液膜が薄くなることで破泡する。また、加熱によって気泡が膨張することも破泡を促すことになる。

しかし、泡状液は内部に気泡があることによって熱が伝達し難く、泡状液を加熱する加熱部材の近傍は消泡しても加熱部材から離れた部分は破泡しない。更に、泡状液は流動性が低いため、加熱部材の近傍にある泡状液が破泡して液体となって加熱部材の近傍に空間が生じても、その空間を埋めるような泡状液の移動には時間がかかる。このため、回収した泡状液を収容する容器内に加熱部材を配置して、加熱によって液状となったものを最終的な回収容器に搬送する構成では、効率よく泡状液を加熱することができず、消泡する前の泡状液を収容する容器が大きくなり、装置の大型化の問題を解決できない。

このような問題を解決すべく、本発明者らは図８に示すような消泡装置３００を作成した。図８の（ａ）は不図示の塗布ローラからクリーニングブレード５２４によって泡状定着液Ｆを回収するクリーニング装置２０の説明図であり、図８の（ｂ）は図１１の（ａ）中の一点鎖線で囲んだ部分の拡大図である。図８の（ａ）に示すクリーニング装置２０は、クリーニングブレード５２４によって泡回収容器４００に回収した泡状定着液Ｆを、消泡装置３００で消泡して液状定着液ＴＬとして、定着液回収タンク５００内に回収する構成である。図８の（ｂ）に示す消泡装置３００は、入口３１１から出口３１２までの断面が一様な管状部材である消泡パイプ３１０と、圧力をかけることによって泡状定着液Ｆを消泡パイプ３１０内に向けて搬送する図８の（ｂ）に示す泡搬送ポンプＰ３とを備える。また、消泡パイプ３１０の外周は絶縁シート３３０で被覆され、絶縁シート３３０の外側に電熱線３２０を巻きつけ、電熱線３２０に不図示の電源から電流が流れることで消泡パイプ３１０を加熱する。

泡状液は通常の液体や空気に比べて、管状部材のような狭い流路を非常に通過し難い性質を持っている。また、管状部材の内部のような狭い空間にある泡状液に対して管状部材を昇温させて加熱を行えば熱が伝達し難い泡状液であっても全体を加熱することができる。図８に示す消泡装置３００は、消泡パイプ３１０の内部という狭い空間を、時間をかけて移動する泡状定着液Ｆを電熱線３２０によって昇温した消泡パイプ３１０によって加熱することで、確実に消泡を行おうとしたものである。また、泡搬送ポンプＰ３によって泡回収容器４００内の泡状定着液Ｆを吸引して消泡パイプ３１０内に搬送するため、消泡パイプ３１０内で泡状定着液Ｆが消泡して体積が減少することによって余裕ができた加熱を行う空間に、次の泡状定着液Ｆを連続的に送り込むことができる。このため、液状定着液ＴＬよりも流動性が低い泡状定着液Ｆであっても、効率的に消泡を行うことができる。

本発明者らは、図８に示す消泡装置３００では、泡回収容器４００内の泡状定着液Ｆを、泡搬送ポンプＰ３で吸引して消泡パイプ３１０を通過させることで消泡するため、効率的に、かつ確実に消泡できると考えた。しかし、実際に稼動させると、泡搬送ポンプＰ３によって吸引され、消泡パイプ３１０に進入した泡状定着液Ｆは、すばやく消泡パイプ３１０を通過してしまった。泡状定着液Ｆが時間をかけて消泡パイプ３１０通過している間に十分な加熱を行うことを狙った構造であったため、泡状定着液Ｆが消泡パイプ３１０をすばやく通過してしまうと、十分な加熱ができず、定着液回収タンク５００内に回収された定着液は泡状定着液Ｆを多く含んでいた。このため、泡状定着液Ｆを効率良く、かつ確実に消泡して液状定着液ＴＬとすることができる消泡装置が望まれる。また、消泡装置としては、泡状定着液を消泡して液状定着液とするものに限らず、泡状液を通常の液体とする消泡装置であれば、泡状液を、効率良く、かつ確実に消泡して通常の液体とすることが求められる。

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、泡状液を、効率良く、かつ確実に消泡して通常の液体とすることができる消泡装置、並びにこれを備えた定着装置及び画像形成装置を提供することである。

上記目的を達成するために、請求項１の発明は、液中に気泡が分散した泡状液が管状の入口から進入する管状部材と、上記泡状液を上記管状部材の内部に向けて搬送する泡搬送手段と、上記管状部材を加熱する加熱手段とを具備し、該加熱手段によって上記管状部材を加熱することで上記管状部材内を通過する上記泡状液を加熱して破泡させて通常の液体とする消泡装置において、上記泡搬送手段と上記管状部材とを連通する閉空間の内圧を検出する圧力検出手段と、該圧力検出手段によって検出した上記内圧の値が所定の目標圧力値になるように上記泡搬送手段の加圧力を制御する圧力制御手段と、を具備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記載の消泡装置において、上記目標圧力値が変更可能であることを特徴とするものである。
更に、請求項３の発明は、請求項１又は２に記載の消泡装置において、上記管状部材の温度を検出する温度検出手段と、該温度検出手段によって検出した上記管状部材の温度が所定の目標温度になるように上記加熱手段の加熱力を制御する温度制御手段と、を具備した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記載の消泡装置において、上記目標温度が変更可能であることを特徴とするものである。
更に、請求項５の発明は、請求項１〜４のいずれか１項に記載の消泡装置において、上記管状部材の上記入口に進入する前の上記泡状液を貯留する泡貯留部を具備し、上記管状部材を上記泡貯留部内の上記泡状液に埋没する位置に配置した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１〜５のいずれか１項に記載の消泡装置において、上記加熱手段は、上記管状部材の外周面を絶縁体で覆い、その外側に配置された抵抗体に電流を流す構成であることを特徴とするものである。
更に、請求項７の発明は、請求項６記載の消泡装置において、上記抵抗体の更に外周を断熱材で覆ったことを特徴とするものである。
また、請求項８の発明は、請求項１〜７のいずれか１項に記載の消泡装置において、上記管状部材は、金属パイプであることを特徴とするものである。
更に、請求項９の発明は、請求項１〜８のいずれか１項に記載の消泡装置において、複数本の上記管状部材を並列に配置することを特徴とするものである。
また、請求項１０の発明は、樹脂の少なくとも一部を溶解または膨潤させることで樹脂微粒子を軟化させる軟化剤を含有した液状定着液を液中に気泡が分散した泡状定着液とする定着液泡状化手段と、上記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上記泡状定着液を付与する泡状定着液付与手段とを有し、上記泡状定着液を付与することで軟化した上記樹脂微粒子を記録媒体に定着する定着装置において、上記泡状定着液を回収し、破泡させて通常の液体の上記液状定着液とする泡状定着液消泡手段を備え、該泡状定着液消泡手段として、請求項１〜９のいずれか１項に記載の消泡装置を用いることを特徴とするものである。
更に、請求項１１の発明は、請求項１０記載の定着装置において、上記定着液泡状化手段によって上記泡状定着液になり、上記定着液付与対象に付与されず、表面移動体に付着した状態の上記泡状定着液を回収してクリーニングする泡状定着液クリーニング手段を具備し、該泡状定着液クリーニング手段が回収した上記泡状定着液を上記泡状定着液消泡手段によって上記液状定着液とすることを特徴とするものである。
また、請求項１２の発明は、樹脂と色剤を含有する樹脂微粒子を含むトナーを用いて記録媒体上にトナー像を形成するトナー像形成手段と、記録媒体に転写するトナー像を担持するトナー像担持体の表面、またはトナー像を担持する記録媒体の表面に定着液を付与し、該記録媒体上に該トナー像を定着せしめる定着手段とを具備する画像形成装置であって、上記定着手段として、請求項１０又は１１の定着装置を用いることを特徴とするものである。

本発明に係る消泡装置おいては、管状部材と、泡搬送手段と、管状部材を加熱する加熱手段を備える点で図８に示す消泡装置と共通する。しかし、本発明に係る消泡装置は、上記泡搬送手段と上記管状部材とを連通する閉空間の内圧が所定の目標圧力値になるように上記泡搬送手段による圧力を制御する点で、そのような制御を行わない図８の消泡装置とは異なる。図８に示す消泡装置では、泡状液が加熱手段で加熱された管状部材の内壁に接触し、接触した部分の泡が破泡することで泡状液の体積が減少して泡状液は管状部材内を円滑に移動する。このため、図８に示す消泡装置では、泡状液が管状部材をすばやく通過してしまって、十分な加熱ができず、管状部材を通過した液は泡状液を多く含んでしまっていた。

一方、本発明に係る消泡装置では、泡状液が加熱手段で加熱された管状部材の内壁に接触して接触した部分の泡が破泡することで泡状液の体積が減少して管状部材を通過するとき、管状部材と泡搬送手段とを連結する閉空間の内圧が所定の目標圧力値になるように泡搬送手段による圧力を制御する。これにより、管状部材の入口に進入したときと同じ体積の泡状液でも管状部材の通過に時間がかかるようになる。このため、その間に十分な加熱がなされ、より確実に消泡して通常の液体とすることができる。また、通常の液体よりも流動性の低い泡状液を、泡搬送手段によって管状部材に搬送するため、管状部材内で泡状液が消泡して体積が減少することによって余裕ができた加熱を行う空間に、次の泡状液を連続的に送り込むことができ、効率良く消泡を行うことができる。

本発明によれば、泡状液を、効率良く、かつ確実に消泡して通常の液体とすることができるという優れた効果がある。

実施例１の消泡装置の説明図、（ａ）は消泡装置を備えるクリーニング装置の説明図、（ｂ）は、（ａ）中の一点鎖線で囲んだ部分の拡大図である。 実施形態に係るプリンタを示す概略構成図である。 同プリンタが備える定着装置の概略図である。 実施例１の変形例の消泡装置の説明図である。 実施例２の消泡装置の説明図、（ａ）は、消泡装置を備えるクリーニング装置の正面図、（ｂ）は、同クリーニング装置の側面図、（ｃ）は、（ｂ）中の一点鎖線で囲んだ部分の拡大図である。 電熱線の外側を断熱材で覆った消泡パイプの説明図である。 複数本の消泡パイプを並列に配置した消泡装置の説明図。 従来の消泡装置の説明図、（ａ）は、消泡装置を備えるクリーニング装置の説明図、（ｂ）は、（ａ）中の一点鎖線で囲んだ部分の拡大図である。

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カラープリンタ（以下、プリンタ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特徴部を備える画像形成装置がプリンタである構成について説明するが、複写機、ファクシミリ等の他の画像形成装置であってもよい。先ず、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、実施形態に係るプリンタ１００を示す概略構成図である。

プリンタ１００は、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンダ（Ｍ）、黒（Ｋ）の４色のトナー像を重ね合わせてフルカラーの画像を形成するタンデム方式の多色カラープリンタである。プリンタ１００は、４つの感光体ドラム３０（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）、４つのクリーニングユニット３１（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）、４つの帯電装置３２（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）、４つの現像ローラ３３（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）、及び、４つのトナーカートリッジ３４（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）を備える。また、プリンタ１００は、光走査装置１０、中間転写ベルト４０、二次転写ローラ４２、定着装置５０、給紙コロ５４、レジストローラ対５６、排紙ローラ対５８、給紙トレイ６０、排紙トレイ７０、及び、通信制御装置８０を備える。更に、プリンタ１００は、各部を統括的に制御するプリンタ制御装置９０を備えている。また、中間転写ベルト４０上に形成されたパターン画像の画像濃度を検知するＰセンサ４５を備えている。

ここで、図２に示すＸＹＺの三次元直交座標系において、各感光体ドラム３０の回転軸方向（長手方向）に沿った方向をＹ軸方向、４つの感光体ドラムの配列方向に沿った方向をＸ軸方向、プリンタ１００における鉛直上方向をＺ軸方向として説明する。プリンタ制御装置９０は通信制御装置８０に接続されており、この通信制御装置８０はネットワークなどを介したパーソナルコンピュータ等の上位装置２００との双方向の通信を制御する。各感光体ドラム３０はいずれも、その表面に感光層が形成されている。すなわち、各感光体ドラム３０の表面がそれぞれ光走査装置１０による被走査面である。また、各感光体ドラム３０は、不図示の回転機構により、図２中の矢印方向に回転するものである。

黒用感光体ドラム３０Ｋの表面近傍には、黒用感光体ドラム３０Ｋの回転方向に沿って、黒用帯電装置３２Ｋ、黒用現像ローラ３３Ｋ、黒用クリーニングユニット３１Ｋが配置されている。図２に示すように、黒用感光体ドラム３０Ｋ、黒用帯電装置３２Ｋ、黒用現像ローラ３３Ｋ、黒用トナーカートリッジ３４Ｋ、及び黒用クリーニングユニット３１Ｋは、組として使用され、黒のトナー像を形成する黒用画像形成ステーションを構成する。

シアン用感光体ドラム３０Ｃの表面近傍には、シアン用感光体ドラム３０Ｃの回転方向に沿って、シアン用帯電装置３２Ｃ、シアン用現像ローラ３３Ｃ、シアン用クリーニングユニット３１Ｃが配置されている。図２に示すように、シアン用感光体ドラム３０Ｃ、シアン用帯電装置３２Ｃ、シアン用現像ローラ３３Ｃ、シアン用トナーカートリッジ３４Ｃ、及びシアン用クリーニングユニット３１Ｃは、組として使用され、シアンのトナー像を形成するシアン用画像形成ステーションを構成する。

マゼンタ用感光体ドラム３０Ｍの表面近傍には、マゼンタ用感光体ドラム３０Ｍの回転方向に沿って、マゼンタ用帯電装置３２Ｍ、マゼンタ用現像ローラ３３Ｍ、マゼンタ用クリーニングユニット３１Ｍが配置されている。図２に示すように、マゼンタ用感光体ドラム３０Ｍ、マゼンタ用帯電装置３２Ｍ、マゼンタ用現像ローラ３３Ｍ、マゼンタ用トナーカートリッジ３４Ｍ、及びマゼンタ用クリーニングユニット３１Ｋは、組として使用され、マゼンタのトナー像を形成するマゼンタ用画像形成ステーションを構成する。

イエロー用感光体ドラム３０Ｙの表面近傍には、イエロー用感光体ドラム３０Ｙの回転方向に沿って、イエロー用帯電装置３２Ｙ、イエロー用現像ローラ３３Ｙ、イエロー用クリーニングユニット３１Ｙが配置されている。図２に示すように、イエロー用感光体ドラム３０Ｙ、イエロー用帯電装置３２Ｙ、イエロー用現像ローラ３３Ｙ、イエロー用トナーカートリッジ３４Ｙ、及びイエロー用クリーニングユニット３１Ｙは、組として使用され、イエローのトナー像を形成するイエロー用画像形成ステーションを構成する。

次に、プリンタ１００におけるプリント動作に付いて説明する。プリンタ制御装置９０は、上位装置２００からのプリント開始命令を受信したり、図示しないプリント開始ボタンが押されたりすると、プリント動作を開始する。プリント動作が開始されると、各帯電装置３２は、対応する感光体ドラム３０の表面をそれぞれ均一に帯電させる。光走査装置１０は、上位装置２００からの多色の画像情報（黒画像情報、シアン画像情報、マゼンタ画像情報、イエロー画像情報）に基づいて、各色毎に変調された光束を、対応する感光体ドラム３０の帯電された表面にそれぞれ照射する。これにより、各感光体ドラム３０の表面では、光が照射された部分だけ電荷が消失し、画像情報に対応した潜像が各感光体ドラム３０の表面にそれぞれ形成される。ここで形成された潜像は、感光体ドラム３０の回転に伴って対応する現像ローラ３３と対向する位置に移動する。

黒用トナーカートリッジ３４Ｋには黒トナーが格納されており、この黒トナーは黒用現像ローラ３３Ｋに供給される。シアン用トナーカートリッジ３４Ｃにはシアントナーが格納されており、このトナーはシアン用現像ローラ３３Ｃに供給される。マゼンタ用トナーカートリッジ３４Ｍにはマゼンタトナーが格納されており、このトナーはマゼンタ用現像ローラ３３Ｍに供給される。イエロー用トナーカートリッジ３４Ｙにはイエロートナーが格納されており、このトナーはイエロー用現像ローラ３３Ｙに供給される。プリンタ１００で使用する各色のトナーは、樹脂が含まれる微粒子である。

各現像ローラ３３は、回転に伴って、対応するトナーカートリッジ３４からのトナーが、その表面に薄く均一に塗布される。そして、各現像ローラ３３の表面のトナーは、対応する感光体ドラム３０の表面に接すると、この表面における光走査装置１０によって光が照射された部分にだけ移行し、そこに付着する。すなわち、各現像ローラ３３は、対応する感光体ドラム３０の表面に形成された潜像にトナーを付着させて顕像化させる。ここでトナーが付着した像（トナー像）は、感光体ドラム３０の回転に伴って中間転写ベルト４０と対向する位置に移動する。

各感光体ドラム３０の表面上に形成されたイエロー、マゼンタ、シアン、黒の各トナー画像は、所定のタイミングで中間転写ベルト４０上に順次転写され、重ね合わされ、フルカラーのトナー像となる。各クリーニングユニット３１は、対応する感光体ドラム３０の中間転写ベルト４０と対向する位置を通過した表面に残ったトナー（残留トナー）を除去する。残留トナーが除去された感光体ドラム３０の表面は、再度対応する帯電装置３２に対向する位置に戻る。

中間転写ベルト４０の下方に配置されている給紙トレイ６０には記録紙Ｐが格納されている。この給紙トレイ６０の近傍には給紙コロ５４が配置されており、給紙コロ５４は、記録紙Ｐを給紙トレイ６０から１枚づつ取り出し、レジストローラ対５６に向けて搬送する。レジストローラ対５６は、所定のタイミングで不図示の駆動モータが駆動することで回転し、記録紙Ｐを中間転写ベルト４０と二次転写ローラ４２との対向部である二次転写ニップに向けて送り出す。これにより、中間転写ベルト４０上のフルカラーのトナー像が記録紙Ｐに転写され、記録紙上にフルカラー画像のトナー層が形成される。二次転写ニップでフルカラーのトナー像が転写された記録紙Ｐは、定着装置５０に送られる。

図３は定着装置５０の概略説明図である。同図は図２に示す定着装置５０を紙面裏側から見た図面であり、図中のＸ方向及びＹ方向が図３と図２とでは逆方向としている。以下では、便宜上、泡を含まない定着液を「液状定着液ＴＬ」といい、泡状となった定着液を「泡状定着液Ｆ」という。また、泡状定着液Ｆのうち、液状定着液ＴＬの状態から起泡されて泡径が所望の泡径よりも大きい状態の泡状定着液Ｆを「初期泡状定着液Ｆａ」といい、初期泡状定着液Ｆａの状態から分泡して所望の泡径となった泡状定着液Ｆを「小径泡状定着液Ｆｂ」という。

定着装置５０は、詳細は後述する泡状定着液生成部５１と定着液塗布部５２とを備える。泡状定着液生成部５１は、液状の定着液から液中に気泡が分散した泡状定着液Ｆを生成し、定着液塗布部５２の塗布ローラ５２１の表面上に泡状定着液Ｆを供給する。定着液塗布部５２は、塗布ローラ５２１、加圧ローラ５２２、泡状定着液膜厚調整ブレード５２３及びクリーニング装置２０等を有している。図３に示すように、記録紙Ｐは、図中の＋Ｚ側の面にトナー画像であるトナー層Ｔが転写されており、図中矢印Ｄで示すように−Ｘ方向に進行している。以下では、記録紙Ｐにおける＋Ｚ側の面を「おもて面」、−Ｚ側の面を「裏面」ともいう。塗布ローラ５２１は、Ｙ軸方向を長手方向とし、Ｙ軸に平行な軸回りに図中の矢印Ｂ方向（反時計回り方向）に回転する。加圧ローラ５２２は、Ｙ軸方向を長手方向とし、Ｙ軸に平行な軸回りに図中の矢印Ｃ方向（時計回り方向）に回転する。

図３に示すように、加圧ローラ５２２は塗布ローラ５２１の下方に当接しており、塗布ローラ５２１と加圧ローラ５２２との当接部に記録紙Ｐを挟み込む塗布ニップＮが形成されている。定着液塗布部５２は、未定着のトナー層Ｔからなる未定着画像を担持する記録紙Ｐのおもて面に泡状定着液生成部５１で生成された泡状定着液Ｆを塗布ニップＮで塗布する構成である。定着装置５０は、塗布ニップＮで泡状定着液Ｆによって記録紙Ｐ上のトナー層Ｔに含まれる樹脂を軟化させるとともに、加圧ローラ５２２の塗布ローラ５２１に対する当接圧によって圧力を加えてトナー層Ｔを記録紙Ｐに定着させる。定着装置５０でトナー層Ｔが定着された記録紙Ｐは、図２に示す排紙ローラ対５８に向かって搬送され、排紙ローラ対５８の回転により排紙トレイ７０上に排出される。

定着装置５０では、泡状定着液生成部５１で生成された泡状定着液Ｆは、泡付与ヘッド５１４を介して、塗布ローラ５２１の＋Ｚ側の面上に供給され、塗布ローラ５２１の回転に伴って、塗布ニップＮに向かって移動する。泡状定着液膜厚調整ブレード５２３は、塗布ローラ５２１の−Ｘ側に配置され、塗布ローラ５２１の表面上に担持された泡状定着液Ｆの膜厚を所定の厚さに規制する。

塗布ローラ５２１上での必要な泡膜厚は、次の計算で簡単に求めることができる。ここでは、Ａ４（２９７×２１０［ｍｍ］）の記録紙Ｐに必要な定着液量（以下、液必要量という）を０．１［ｇ］とする。定着液量がこの液必要量より多ければ多いいほど、記録紙Ｐが定着液によって膨潤し、カールが目立つようになって、商品価値が著しく低下する。また、定着液量が液必要量よりも少ないと、定着不良を起こしてしまう。ここで、泡状定着液Ｆの嵩密度を０．０２［ｇ／ｃｍ^３］（＝０．０２／１０００［ｇ／ｍｍ^３］）、液状定着液ＴＬの比重を１、塗布ローラ５２１上での必要な泡膜の厚さをｔ［ｍｍ］とすると、次の（１）式の関係が成立する。
（２９７×２１０×ｔ）×０．０２／１０００＝０．１ ・・・・・・（１）
上記（１）式を解くと、ｔ＝０．０８［ｍｍ］となる。すなわち、必要な泡膜の厚さは約８０［μｍ］となる。なお、実際には、塗布ローラ５２１上の泡状定着液Ｆの全てが記録紙Ｐに転写される訳ではない。仮に、泡状定着液Ｆの記録紙Ｐへの転写率を９０［％］とすると、８０［μｍ］／０．９＝８８［μｍ］となる。すなわち、約９０［μｍ］の厚さの泡膜を塗布ローラ５２１上に作成すれば良いこととなる。

通常、厚さ９０［μｍ］の泡膜を作るには、泡状定着液Ｆを隙間が９０［μｍ］のスリットに通せば良い。すなわち、塗布ローラ５２１上に泡状定着液膜厚調整ブレード５２３を置き、塗布ローラ５２１の表面との隙間を９０［μｍ］に保ち、その間に泡状定着液Ｆを通せば良いことになる。しかしながら、９０［μｍ］の間隙を安定的に維持するのは機構上大変難しい。なぜなら、部品には必ず公差があるためである。例えば、泡状定着液膜厚調整ブレード５２３の平面度や塗布ローラ５２１の真直度や真円度、それに塗布ローラ５２１は回転するので回転振れも考慮する必要がある。そして、記録紙Ｐが通る幅全てにわたって間隙を９０［μｍ］にするのは、プリンタのような量産型の機械で実現するのは非常に困難である。

そこで、本実施形態の定着装置５０では、製造時に泡状定着液膜厚調整ブレード５２３と塗布ローラ５２１の表面との間に９０［μｍ］の間隙はあえて作らない構成とした。ここでは、泡状定着液膜厚調整ブレード５２３は、不図示のばね（以下では、「付勢ばね」という）によって塗布ローラ５２１の方向に付勢されている。これにより、泡状定着液Ｆが供給されていないときは、泡状定着液膜厚調整ブレード５２３の先端は塗布ローラ５２１の表面に接触する。そして、塗布ローラ５２１の表面に泡状定着液Ｆが供給されて、塗布ローラ５２１の回転によって供給された泡状定着液Ｆが泡状定着液膜厚調整ブレード５２３の接触する位置まで到達すると、泡状定着液Ｆ自体の泡状定着液膜厚調整ブレード５２３に対する反発力で付勢ばねが押し戻される。このとき、付勢ばねの付勢力と泡状定着液Ｆの反発力とが釣り合ったところまで泡状定着液膜厚調整ブレード５２３は押し上げられ、塗布ローラ５２１の表面との間に間隙が形成される。この間隙の大きさは、付勢ばねの付勢力に依存するため、泡膜の厚さが約９０［μｍ］となるように付勢ばねの付勢力を設定すれば良い。

また、カム等を用いた機構により、上記付勢バネの泡状定着液膜厚調整ブレード５２３とは反対側の端部を支持する付勢バネ支持部材の塗布ローラ５２１に対する位置を変更可能な構成としても良い。これにより、上記付勢バネ支持部材を塗布ローラ５２１に近付けると、上記付勢バネによる付勢力が高まり、泡膜の厚さを薄くすることができる。一方、上記付勢バネ支持部材を塗布ローラ５２１から遠ざけると、上記付勢バネによる付勢力が低くなり、泡膜の厚さを厚くすることができる。このように、塗布ローラ５２１上の泡状定着液Ｆの泡膜の厚さを調節することにより、記録紙Ｐに対する定着液の塗布量を調節することができる。

泡状定着液膜厚調整ブレード５２３で所望の膜厚とされた泡状定着液Ｆは、塗布ローラ５２１の回転に伴って、塗布ニップＮに向かって移動する。塗布ニップＮでは、搬送されてきた記録紙Ｐの表面に泡状定着液Ｆが塗布されるとともに、Ｚ軸方向の圧力が記録紙Ｐに印加される。そして、記録紙Ｐのおもて面上のトナー層Ｔのトナーは、含有する樹脂の少なくとも一部が定着液に含まれる軟化剤によって溶解あるいは膨潤されて軟化し、記録紙Ｐの表面に定着される。そして、詳細は後述するクリーニング装置２０は、クリーニングブレード５２４によって塗布ニップＮで塗布ローラ５２１から記録紙Ｐに移行しきれなかった泡状定着液Ｆ、及び記録紙Ｐから移行した少量のオフセットトナーを除去する。

定着装置５０の泡状定着液生成部５１は、泡発生容器５１１、定着液収容ボトル５１２、泡小径化装置５１３及び泡付与ヘッド５１４等を備える。定着液収容ボトル５１２には、トナーに含まれる樹脂の少なくとも一部を溶解あるいは膨潤させる軟化剤を含有する液状定着液ＴＬが収容されている。定着液収容ボトル５１２には、収容する液状定着液ＴＬの液面である補給液面ＬＳａが下がったときに定着液収容ボトル５１２内が負圧にならないように小さな孔である空気孔５１２ａが空けられている。また、泡発生容器５１１は、定着液収容ボトル５１２から供給される液状定着液ＴＬを貯留し、貯留した液状定着液ＴＬから泡状定着液Ｆが発生する容器である。ここで、泡発生容器５１１内で発生する泡状定着液Ｆは、塗布に適した状態よりも泡径の大きな初期泡状定着液Ｆａである。更に、泡発生容器５１１の内部の壁面には、泡発生容器５１１に貯留された液状定着液ＴＬの液面である泡発生液面ＬＳｂの高さを検出する液面検知センサＰＳが配置されている。

泡小径化装置５１３は、泡発生容器５１１内で発生した泡径の大きな初期泡状定着液Ｆａに、剪断力を付与して分泡することで泡状定着液Ｆの泡径を小径化し、泡径が塗布に適した状態の小径泡状定着液Ｆｂを生成する装置である。この泡小径化装置５１３は、泡搬送管Ｌ３に接続された容器内に不図示の撹拌部材を備え、撹拌モータＭ１の駆動により撹拌部材が回転し、容器内の泡状定着液Ｆに剪断力を付与する構成である。泡径の大きな初期泡状定着液Ｆａに剪断力を付与して小径泡状定着液Ｆｂを生成する構成としては、撹拌部材を用いる構成に限るものではなく、泡径が所望の大きさよりも大きい泡状定着液Ｆに剪断力を付与して、分泡せしめることができる構成であればよい。例えば、二重円筒の内部の円筒部材を回転させることによって泡状定着液Ｆに剪断力を付与する構成も適用可能である。泡付与ヘッド５１４は、泡小径化装置５１３で生成された小径泡状定着液Ｆｂを定着液塗布部５２の塗布ローラ５２１の表面に付与する部材である。

また、泡状定着液生成部５１は、定着液補給ポンプＰ１と定着液補給管Ｌ１とを備える。定着液補給ポンプＰ１は、駆動することによって定着液収容ボトル５１２内の液状定着液ＴＬを泡発生容器５１１に補給する。定着液補給管Ｌ１は、定着液補給ポンプＰ１の駆動により泡発生容器５１１に補給される液状定着液ＴＬが通過する搬送路を形成する。

また、泡状定着液生成部５１は、駆動することによって矢印Ａで示すように大気中から空気を吸引し、泡発生容器５１１内の液状定着液ＴＬの液中に空気を送り込む空気ポンプＰ２と、空気ポンプＰ２の駆動により液中に送り込まれる空気が通過する空気供給管Ｌ２とを備える。空気供給管Ｌ２における空気ポンプＰ２に対して反対側の端部には、多孔質体であるエアストーンＡＳが取り付けられており、エアストーンＡＳは泡発生容器５１１内の液状定着液ＴＬの液中に配置されている。

更に、泡状定着液生成部５１は、液面検知センサＰＳによる検知結果を受信し、この検知結果に基づいて、定着液補給ポンプＰ１の駆動を制御し、プリント開始命令に基づいて空気ポンプＰ２及び撹拌モータＭ１等の駆動を制御する定着制御回路ＣＳを備える。

定着液補給管Ｌ１は、＋Ｘ側の開口端が泡発生容器５１１内の液状定着液ＴＬの泡発生液面ＬＳｂ付近または液中に配置されていることが望ましい。定着液補給管Ｌ１の泡発生容器５１１側の開口端が泡発生液面ＬＳｂから離れた高い場所に配置されていると液状定着液ＴＬを補給するときに、定着液補給管Ｌ１の開口端から放出された液状定着液ＴＬが泡発生液面ＬＳｂに到達するまでに重量で加速される。その結果、補給された液状定着液ＴＬが泡発生液面ＬＳｂに激しく衝突するおそれがある。液状定着液ＴＬが泡発生液面ＬＳｂに激しく衝突すると気泡を発生してしまうおそれがある。また、液状定着液ＴＬが定着液補給管Ｌ１の開口端から放出された後に泡発生液面ＬＳｂに到達するまでに、泡発生液面ＬＳｂから上昇してくる泡状定着液Ｆに衝突して、泡を壊してしまうおそれがある。よって、定着装置５０では、図３に示すように、定着液補給管Ｌ１の泡発生容器５１１側の開口端は泡発生液面ＬＳｂよりも下方の液状定着液ＴＬの液中に配置されている。

一方、定着液補給管Ｌ１の−Ｘ側の開口端は、定着液収容ボトル５１２の最下部に位置している。定着液補給管Ｌ１の定着液収容ボトル５１２側の開口端の位置が高いと、その位置よりも下方の液状定着液ＴＬを吸い上げることができず、液状定着液ＴＬの無駄が多くなってしまう。定着装置５０では、図３に示すように、定着液補給管Ｌ１の定着液収容ボトル５１２側の開口端を定着液収容ボトル５１２の最下部に位置させることで液状定着液ＴＬの無駄を抑制することができる。

また、定着液補給ポンプＰ１は、定着液補給管Ｌ１の途中に配置されており、必要に応じて駆動されることで、定着液収容ボトル５１２側の開口端から泡発生容器５１１内へ液状定着液ＴＬを送り込む。

空気ポンプＰ２は、空気供給管Ｌ２を介して大気中の空気を泡発生容器５１１内のエアストーンＡＳに送り込む。エアストーンＡＳは多孔質のセラミックでできており、泡発生容器５１１に貯留された液状定着液ＴＬの液中に細かい泡を発生する。泡搬送管Ｌ３は、＋Ｘ側の開口端が泡小径化装置５１３に接続されている。また、泡搬送管Ｌ３の−Ｘ側の開口端である入口部Ｌ３ａが泡発生容器５１１内であって、液検知手段の検知部である液面検知センサＰＳよりも十分に高い位置に、本実施形態では泡発生容器５１１の最上部付近の位置に配置されている。

ここでは、一例として、Ｚ軸方向に関して、液状定着液ＴＬの泡発生液面ＬＳｂから入口部Ｌ３ａまでの距離は百数十［ｍｍ］とし、泡発生容器５１１の底面から液状定着液ＴＬの泡発生液面ＬＳｂまでの距離は約３０［ｍｍ］としている。

また、泡状定着液生成部５１の泡付与ヘッド５１４は、塗布ローラ５２１の直上（＋Ｚ側）に配置されている。また、２つのポンプ（Ｐ１及びＰ２）の駆動は、プリンタ制御装置９０から定着制御回路ＣＳに送信される制御信号によってオン及びオフが可能である。

本発明者等は、種々の実験に基づいて、記録紙Ｐに塗布する泡状定着液Ｆにおける定着液と空気との割合は、１対２５から１対５０程度、すなわち嵩密度としては、０．０４［ｇ／ｃｍ^３］〜０．０２［ｇ／ｃｍ^３］の範囲であることが望ましいという知見を得ている。

ここで、泡状定着液Ｆの嵩密度の測定方法について説明する。
容積及び質量が予め分かっている容器に測定対象の泡状定着液Ｆを容積を超えて容器から溢れるぐらいまで充填する。充填後、速やかに容器から溢れた分の泡状定着液Ｆをすり切る。すり切りを行った後、泡が充填された状態の容器の重さ質量を測定する。このとき測定された泡状定着液が充填された容器の質量から予め分かっている容器のみの質量を引くことで、容器に充填された泡状定着液Ｆのみの質量を算出することができる。そして、算出された泡状定着液Ｆのみの質量を予め分かっている容器の容積で除することで測定対象の泡状定着液Ｆの嵩密度を算出することができる。泡状定着液Ｆの嵩密度を正確に測定するには、このような工程を行う必要があるため、定着装置５０で生成される泡状定着液Ｆの嵩密度をリアルタイムで算出することは困難である。

また、泡状定着液Ｆの嵩密度が上述した望ましい範囲よりも高いと液状の定着液に近い状態となり、液体内にトナーが巻き込まれて移動して記録紙Ｐ上に定着する、所謂、画像流れが発生し易くなり画像劣化が起き易くなる。更に、ある体積の泡状定着液Ｆに含まれる定着液の量が過剰なため、必要以上の量の定着液を使用することにななり、使用効率が落ちてしまう。一方、泡状定着液Ｆの嵩密度が上述した望ましい範囲よりも低すぎると、ある体積の泡状定着液Ｆに含まれる定着液の量が不足するため、記録紙Ｐに必要量の定着液が移行せず定着不良が起きる。

本発明者等は、種々の実験から、記録紙Ｐに塗布する泡状定着液Ｆの泡径の平均は、２０［μｍ］程度が望ましいという知見を得ている。泡状定着液Ｆを構成する泡の空気部には定着液がないため、泡径が大き過ぎると空気部にあるトナーは軟化せず定着しない。つまり定着ムラが起きてしまう。また、泡径が小さ過ぎると塗布ローラ５２１に対する濡れ性が極端に落ちたドライフォームのような状態になり、泡状定着液膜厚調整ブレード５２３で均しても塗布ローラ５２１上で均一な泡膜にならないため、やはりムラになってしまう。定着装置５０では、泡発生容器５１１内で生成した泡径の大きな初期泡状定着液Ｆａに対して泡小径化装置５１３で剪断力を付与して分泡することで泡径の平均が２０［μｍ］程度の小径泡状定着液Ｆｂを生成する。

上述したような理由により、泡状定着液の嵩密度と泡径とは定着性能に対して良好な範囲がある。もちろん定着液の種類やトナー種等により良好な部分は異なるが、定着液を泡にして定着させる方式には基本的にこのような範囲が存在する。

泡状定着液生成部５１では、空気ポンプＰ２で空気を送り込むことによって泡発生容器５１１内の気圧を高め、泡発生容器５１１内と泡小径化装置５１３の容器内との間に圧力差を生じさせている。この圧力差によって泡搬送管Ｌ３内の初期泡状定着液Ｆａに圧力が加わり、泡発生容器５１１から泡小径化装置５１３への初期泡状定着液Ｆａの搬送がなされる。定着装置５０では、泡発生容器５１１内の気圧が大気圧よりも約４０［ｋＰａ］〜約５０［ｋＰａ］程度高くなるように設定しているが、泡発生容器５１１内の気圧の設定としてはこれに限るものではない。定着装置５０が備える泡搬送管Ｌ３内での初期泡状定着液Ｆａの搬送のように、泡状定着液Ｆに圧力を加えて管状の部材の内部を搬送する場合、泡状定着液Ｆの嵩密度が高いと送りやすく、嵩密度が低いと送りにくくなる。

定着制御回路ＣＳは、プリンタ制御装置９０からプリント動作を開始する信号を受信すると、空気ポンプＰ２及び撹拌モータＭ１を作動させる。空気ポンプＰ２の作動により、大気中の空気が図３中の矢印Ａで示すように空気ポンプＰ２に吸引され、泡発生容器５１１内のエアストーンＡＳから液状定着液ＴＬの液中に空気が吹き込まれ、初期泡状定着液Ｆａが泡発生容器５１１内の泡発生液面ＬＳｂから生成される。

泡発生容器５１１内で生成された初期泡状定着液Ｆａは、先に発生した初期泡状定着液Ｆａが後から発生した初期泡状定着液Ｆａに押し上げられて、泡発生容器５１１内を上方に移動し、泡搬送管Ｌ３の入口部Ｌ３ａの位置まで到達し、泡搬送管Ｌ３内に進入する。泡搬送管Ｌ３内に進入した初期泡状定着液Ｆａは、図中の矢印Ｅで示すように泡搬送管Ｌ３を介して泡小径化装置５１３に搬送される。そして、泡小径化装置５１３で、撹拌モータＭ１の駆動によって回転する不図示の撹拌羽に剪断力を付与されることで小径泡状定着液Ｆｂとなり、図中の矢印Ｑで示すように泡付与ヘッド５１４に搬送された後、塗布ローラ５２１の表面に供給される。すなわち、泡状定着液生成部５１で生成された泡状定着液Ｆが消費される。

泡状定着液生成部５１では生成された泡状定着液Ｆが消費されるにつれて、泡発生容器５１１内での液状定着液ＴＬの泡発生液面ＬＳｂが徐々に下がる。この時、定着制御回路ＣＳは泡発生液面ＬＳｂの高さを一定に保つための制御を行う。具体的には、泡発生容器５１１内での液状定着液ＴＬの泡発生液面ＬＳｂが、液面検知センサＰＳの位置よりも低くなると、定着制御回路ＣＳは定着液補給ポンプＰ１を作動させる。定着液補給ポンプＰ１が作動することで、定着液収容ボトル５１２内の液状定着液ＴＬが図３中の矢印Ｊで示すように定着液補給管Ｌ１を介して泡発生容器５１１内に送り込まれる。

泡発生容器５１１内での液状定着液ＴＬの泡発生液面ＬＳｂが上昇し、液状定着液ＴＬが液面検知センサＰＳの位置に到達すると定着制御回路ＣＳは定着液補給ポンプＰ１を停止する。定着液補給ポンプＰ１が停止することで、定着液収容ボトル５１２内の液状定着液ＴＬが定着液補給管Ｌ１を介して泡発生容器５１１内に送り込まれる補給動作が停止する。このようにして泡発生容器５１１の泡発生液面ＬＳｂの高さは一定に保たれる。以降、生成された泡状定着液Ｆが消費されて、泡発生容器５１１内での液状定着液ＴＬの泡発生液面ＬＳｂが、液面検知センサＰＳの位置よりも低くなると、同様に、定着液収容ボトル５１２から泡発生容器５１１への液状定着液ＴＬの供給が行われる。このようにして、泡状定着液生成部５１で泡状定着液Ｆが生成されているときには、泡発生容器５１１内における液状定着液ＴＬの泡発生液面ＬＳｂが、所望の液面レベルに対応する位置に維持されることとなる。この泡発生液面ＬＳｂを一定に維持することは、一定の泡密度の泡を生成するために重要である。

泡発生容器５１１内の液状定着液ＴＬに空気を連続的に吹き込んで定着液の泡を作成する場合、泡発生液面ＬＳｂから泡発生容器５１１内に配置された泡搬送管Ｌ３の入口部Ｌ３ａまでの距離と嵩密度の間には密接な関係がある。泡発生容器５１１内の液状定着液ＴＬに空気を連続的に吹き込むことで、泡発生液面ＬＳｂで発生した初期泡状定着液Ｆａは、後から発生する泡に押し上げられて泡搬送管Ｌ３の入口部Ｌ３ａに向かって上昇する。このとき、泡発生容器５１１内における初期泡状定着液Ｆａの嵩密度は、泡発生液面ＬＳｂで発生した直後の初期泡状定着液Ｆａの嵩密度が最大である。そして、泡搬送管Ｌ３の入口部Ｌ３ａに向かって上昇する間に、重力により徐々に液の部分が泡発生液面ＬＳｂに向かい落ちていく。つまり、泡搬送管Ｌ３の入口部Ｌ３ａに到達したときには泡発生液面ＬＳｂで発生した直後の初期泡状定着液Ｆａと比べて嵩密度がかなり低下している。

本発明者らが実験を行ったところ、液状定着液ＴＬの泡発生液面ＬＳｂから入口部Ｌ３ａまでの距離を百数十［ｍｍ］とした場合、泡発生液面ＬＳｂから入口部Ｌ３ａまでの距離が１０［ｍｍ］長くなると泡密度は約０．００４［ｇ／ｃｍ^３］低下した。このように、泡発生液面ＬＳｂから入口部Ｌ３ａまでの距離が変化すると生成される泡状定着液の嵩密度が変化するため、所望の嵩密度を得るには、泡発生液面ＬＳｂを所望の液面レベルに対応する位置に維持することが重要である。

また、泡径の大きな初期泡状定着液Ｆａを生成する構成としては、空気ポンプによって液状定着液ＴＬの液中に空気を送り込む、バブリングを用いた構成に限るものではない。例えば、微小孔シートに液状定着液ＴＬと空気とを通過させて初期泡状定着液Ｆａを生成する構成も適用可能である。

次に、クリーニング装置２０について説明する。
塗布ニップＮで塗布ローラ５２１から記録紙Ｐに移行しきれなかった泡状定着液Ｆや記録紙Ｐから移行した少量のオフセットトナーは、クリーニング装置２０のクリーニングブレード５２４によってかき取られて塗布ローラ５２１の表面上から除去される。クリーニングブレード５２４でかき取られた泡状定着液Ｆは、泡回収容器４００内のクリーニングブレード５２４と塗布ローラ５２１との接触する付近に蓄積する。クリーニング装置２０は、クリーニングブレード５２４によって回収され、泡回収容器４００に蓄積した泡状定着液Ｆを、消泡装置３００で消泡して液状定着液ＴＬとして、定着液回収タンク５００内に回収する構成である。液状定着液ＴＬは度量の泡状定着液Ｆと比較して、１／２５〜１／５０程度の体積である。このため、泡状定着液Ｆを液化して液状定着液ＴＬの状態で保存することにより、回収した定着液を収容するスペース（定着装置５０では定着液回収タンク５００）の小型化を図ることができ、定着装置５０全体の小型化を図ることができる。

〔実施例１〕
次に、本発明の特徴部を備えた消泡装置３００の一つ目の実施例（以下、実施例１と呼ぶ）について図面を用いて説明する。図１は実施例１の消泡装置３００の説明図であり、図１の（ａ）は、実施例１の消泡装置３００を備えるクリーニング装置２０の説明図であり、図１の（ｂ）は、図１の（ａ）中の一点鎖線で囲んだ部分の拡大図である。

図１に示す消泡装置３００は、主に管状部材である消泡パイプ３１０と、泡搬送ポンプＰ３と、加熱手段である電熱線３２０とを含んで構成される。管状の入口から泡状定着液Ｆが進入する消泡パイプ３１０の内径が４［ｍｍ］となっている。また、泡搬送ポンプＰ３は、泡回収容器４００に蓄積した泡状定着液Ｆを吸引して消泡パイプ３１０内に向けて搬送する。電熱線３２０は、消泡パイプ３１０の外周に被覆された絶縁シート３３０の外側に巻きつけられており、不図示の電源から電流が印加されることで、消泡パイプ３１０を加熱する。この電源のＯＮ／ＯＦＦの制御は定着制御回路ＣＳによって行われる。

消泡装置３００では、泡状定着液Ｆを泡搬送ポンプＰ３で吸引し、電熱線３２０によって加熱された消泡パイプ３１０内を通過させて液化した後、定着液回収タンク５００に流し込む。このような消泡装置３００で消泡を行うときに重要なことは、泡状定着液Ｆを加熱された消泡パイプ３１０内をゆっくり通過させ液化するために十分な熱を与えることである。

泡状定着液Ｆは、液中に取り込まれた多数の気泡と気泡同士の間を仕切る定着液の液膜とによって形成されている。そして、このような泡状定着液Ｆを加熱すると、液膜を構成する定着液の粘度が低下し、重力によって定着液が下方に移動するため、気泡の上部にある液膜が薄くなることで破泡する。また、泡状液は通常の液体や空気に比べて、管状部材のような狭い流路を非常に通過し難い性質を持っている。更に、長期間使用した場合、管状部材の内壁に軟化したトナーが蓄積し流路が狭くなり、工場出荷時の泡搬送ポンプＰの圧力設定では泡状液の搬送能力が不足する場合などに対応するため、泡搬送ポンプＰの圧力設定をサービスマンが変更できるように構成する。なお、泡状定着液の搬送は図１のような消泡パイプに対して加圧するものに限らず、図４に示すように消泡パイプ、回収液タンクを連通する閉空間内を負圧にする構成とする。詳細には、図４に示すように泡搬送ポンプＰ４によって回収液タンクから排気する。その負圧を圧力センサ３４０によって検出し、検出結果を定着制御回路ＣＳにフィードバックして負圧が目標値となるように泡搬送ポンプＰ４の圧力を制御する。

図１に示すような消泡装置３００が備える消泡パイプ３１０は、入口３１１から出口３１２までの断面が一様な管状部材であり、内径を４［ｍｍ］、長さを２００［ｍｍ］とした。そして、図１に示す消泡装置３００では、泡搬送ポンプＰによって消泡パイプ３１０の入口を通過する泡状液に加えられる圧力を圧力センサ等の圧力センサ３４０で検出し、その検出結果を定着制御回路ＣＳにフィードバックし、一定で低い圧力例えば１０［ｋＰａ］になるように泡搬送ポンプＰを制御する。これにより、泡状液が電熱線３２０で加熱された消泡パイプ３１０の内壁に接触して接触した部分の泡が破泡することで泡状液の体積が減少して消泡パイプ３１０を通過するとき搬送ポンプＰの圧力を制御することにより搬送抵抗が一気に減少せずに泡状液が消泡パイプ３１０を通過する時間がかかるようになる。これにより、消泡パイプ３１０の内部という狭い空間を、時間をかけて移動する泡状定着液Ｆを電熱線３２０によって昇温した消泡パイプ３１０によって加熱することで、確実に消泡を行うことができる。

〔実施例２〕
次に、本発明の特徴部を備えた消泡装置３００の二つ目の実施例（以下、実施例２と呼ぶ）について図面を用いて説明する。図５は実施例２の消泡装置３００の説明図であり、図５の（ａ）は、実施例２の消泡装置３００を備えるクリーニング装置２０の正面図、図５の（ｂ）は、実施例２の消泡装置３００を備えるクリーニング装置２０の側面図、図５の（ｃ）は、図５の（ｂ）中の一点鎖線で囲んだ部分の拡大図である。実施例２の消泡装置３００は、消泡パイプ３１０の入口３１１に進入する前の泡状定着液Ｆを貯留する泡回収容器４００も構成の一部であり、消泡パイプ３１０を泡回収容器４００内の泡状定着液Ｆに埋没する位置に配置している。

電熱線３２０は、消泡パイプ３１０を介して消泡パイプ３１０内を通過する泡状定着液Ｆを加熱するが、電熱線３２０で生じる熱は、消泡パイプ３１０に伝達のみではなく、消泡パイプ３１０の周辺に放熱する。このように電熱線３２０で生じる熱を消泡パイプ３１０の周辺に放熱させることは、放熱した熱は消泡に寄与しないため、エネルギーの無駄につながる。このような問題に対して、実施例２の消泡装置３００は、電熱線３２０が巻きつけられた消泡パイプ３１０を、クリーニングブレード５２４によって塗布ローラ５２１の表面から掻き取られ、泡回収容器４００内に貯留された泡状定着液Ｆの中に埋没するように設置している。このような構成により、泡搬送ポンプＰ３によって消泡パイプ３１０内に吸引される前の泡状定着液Ｆを上述した放熱で予め暖めておくことができ、効率よい液化を行うことができる。

また、配置スペース等の問題により、実施例２の消泡装置３００のように、消泡パイプ３１０を泡回収容器４００内の泡状定着液Ｆの中に埋没させることができない場合は、図５に示すように、電熱線３２０の外側を断熱材３５０で覆った消泡パイプ３１０を用いることが望ましい。図６に示す消泡パイプ３１０は、表面を絶縁シート３３０で被覆し、その外側に電熱線３２０を巻き付け、更に、その外側を断熱材３５０で覆った構成である。断熱材３５０で覆う構成とすることにより、周辺への放熱による加熱効率の低下を抑制することができる。

本実施形態の消泡装置３００では、消泡パイプ３１０内に泡状定着液Ｆを通過させることで液化させることができるが、単位時間当たりに消泡パイプ３１０を通過する泡状定着液Ｆの量は一定ではない。このため、泡状定着液Ｆの単位時間当たりの通過量が多いときに合せて加熱すると通過量が少ないときにはエネルギーが無駄である。一方、単位時間当たりの通過量が少ないときに合せて加熱すると、通過量が多いときに十分液化ができず、一部泡が残ってしまう。このため、図１及び図３に示す消泡装置２０のように、消泡パイプ３１０の温度を検出する温度検出手段として温度センサ３６０を設けてもよい。図１及び図３に示す消泡装置２０では、定着制御回路ＣＳが温度センサ３６０の検出結果に基づいて消泡パイプ３１０の温度が所定の目標温度となるように電熱線３２０の加熱力を制御する温度制御手段としての機能を備える。このように、温度センサ３６０の検知結果に基づいて消泡パイプ３１０の温度を目標温度とする制御を行うことで、エネルギーの無駄が無い液化を行うことができる。また、寒冷地などで工場出荷時の温度設定では液化能力が不足する場合などに対応するため、上記目標温度をサービスマンが変更できるように構成する。

また、消泡装置３００としては、図７に示すように、複数本の消泡パイプ３１０を並列に配置しても良い。本実施形態の消泡装置３００では、消泡パイプ３１０の入口３１１と泡搬送ポンプＰ３とを連通する閉空間に圧力センサ３４０をそれぞれ設け、圧力センサ３４０の検出結果に基づいて泡搬送ポンプＰ３の圧力を制御することで、泡状定着液Ｆが消泡パイプ３１０内の移動を制御している。このため、処理すべき泡状液の量によっては、一本の消泡パイプ３１０のみでは液化するのに能力不足となる場合がある。このような場合、複数本の消泡パイプ３１０を並列に接続して、各消泡パイプ３１０の内部に向けて泡搬送ポンプＰ３によって泡状液を通過させて消泡することで対応することができる。

本実施形態の画像形成装置であるプリンタ１００では、定着装置５０が泡状定着液Ｆを効率良く、かつ確実に液化することができる消泡装置３００を備えている。このため、定着装置５０は残留泡状定着液を液状定着液の状態で保存することができ、回収した定着液を収容するスペースの小型化を図ることができ、定着装置５０全体の小型化を図ることができる。よって、このような定着装置５０を備えるプリンタ１００全体の小型化も図ることができる。

また、本実施形態の定着装置５０では、塗布ローラ５２１上に残留した残留泡状定着液を回収し、液化する消泡装置３００について説明した。消泡装置３００としては、クリーニング装置２０で残留泡状定着液を液化する構成に限るものではなく、泡状定着液Ｆを液状定着液ＴＬとすることが求められる箇所では何れの箇所においても適用可能である。更に、消泡装置３００としては、画像形成装置で使用される泡状定着液を液化する構成に限らず、泡状液を液化する構成であれば適用可能である。

以上説明したように、実施形態によれば、液中に気泡が分散した泡状定着液Ｆを破泡させて通常の液体である液状定着液ＴＬとする構成として、泡状定着液Ｆが管状の入口から進入する消泡パイプ３１０と、泡状定着液Ｆを消泡パイプ３１０の内部に向けて搬送する泡搬送ポンプＰ３と、消泡パイプ３１０を加熱する電熱線３２０とを具備している。そして、圧力センサ３４０によって、泡搬送ポンプＰ３と消泡パイプ３１０とを連通する閉空間の内圧を検出する。その圧力センサ３４０の検出結果である内圧の値が所定の目標圧力値になるように泡搬送ポンプＰ３による圧力を制御する。このため、入口３１１近傍で泡状定着液Ｆが消泡パイプ３１０に接触する部分が破泡し、その分の体積が減少しても、一様な管状部材内を通過するように泡状定着液Ｆが消泡パイプ３１０を円滑に移動することができず、消泡パイプ３１０の通過に時間がかかる。このため、その間に、十分な加熱がなされ、より確実に消泡して通常の液体からなる液状定着液ＴＬとすることができる。また、液状定着液ＴＬよりも流動性の低い泡状定着液Ｆを、泡搬送ポンプＰ３によって消泡パイプ３１０に搬送するため、消泡パイプ３１０内で泡状定着液Ｆが消泡して体積が減少することによって余裕ができた加熱を行う空間に、次の泡状定着液Ｆを連続的に送り込むことができ、効率良く消泡を行うことができる。更に、泡のまま収容するのではなく、液化した状態で収容することにより、泡のときに比べて体積を１／２５程度に減少できるので、保存スペースを小さくできる。

また、実施形態によれば、消泡パイプ３１０の入口３１１に進入する前の泡状定着液Ｆを貯留する泡貯留部である泡回収容器４００を備え、消泡パイプ３１０を泡回収容器４００内の泡状定着液Ｆに埋没する位置に配置している。これにより、電熱線３２０から発生して消泡パイプ３１０内の泡状定着液Ｆの加熱に寄与しない放熱を用いて、泡搬送ポンプＰ３によって消泡パイプ３１０内に吸引される前の泡状定着液Ｆを予め暖めておくことができ、効率よい液化を行うことができる。

更に、実施形態によれば、加熱手段として、消泡パイプ３１０の外周面を絶縁体である絶縁シート３３０で覆い、その外側に配置された抵抗体である電熱線３２０に電流を流す構成である。このような構成により、簡易な構成で、効率よく消泡パイプ３１０内を通過する泡状定着液Ｆを加熱することができる。

また、実施形態によれば、図６に示すように、電熱線３２０の外側を断熱材３５０で覆うことにより、周辺への放熱による加熱効率の低下を抑制することができる。

更に、実施形態によれば、消泡パイプ３１０として、金属パイプを用いることで、低コストに作成することができる。

また、実施形態によれば、図１を用いて説明した定着装置５０が備える消泡装置３００のように、消泡パイプ３１０の温度を検出する温度検出手段である温度センサ３６０と、温度センサ３６０の検出結果に基づいて消泡パイプ３１０の温度が所定の目標温度となるように電熱線３２０の加熱力を制御する温度制御手段とを備える構成が望ましい。温度センサ３６０の検知結果に基づいて消泡パイプ３１０の温度を目標温度とする制御を行うことで、エネルギーの無駄が無い液化を行うことができる。また、図１に示す定着装置５０では、定着制御回路ＣＳが消泡装置３００の温度制御手段としての機能を備える。

更に、実施形態によれば、図１を用いて説明した定着装置５０としては、目標温度が変更可能であることが望ましい。目標温度を変更可能とすることで、寒冷地などで工場出荷時の目標温度の温度設定では液化能力が不足する場合であっても、サービスマンが目標温度を変更することで対応することができる。

また、実施形態によれば、図７に示す消泡装置３００のように、複数本の消泡パイプ３１０を並列に配置することにより、確実に液化する構成を維持しつつ、泡状液を液化する処理能力を高めることができる。

更に、実施形態の定着装置５０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を含有した液状定着液ＴＬ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泡状定着液生成部５１と、樹脂微粒子からなるトナー層Ｔを担持する定着液付与対象である記録紙Ｐの表面に泡状定着液を付与する泡状定着液付与手段である定着液塗布部５２とを有し、泡状定着液Ｆを付与することで軟化したトナーを記録紙Ｐに定着する構成である。このような定着装置５０において、泡状定着液Ｆを回収し、破泡させて通常の液体の液状定着液ＴＬとする泡状定着液消泡手段として、消泡装置３００を用いることにより、泡状定着液Ｆを効率的に、かつ、確実に液状定着液ＴＬとすることができるため、回収した定着液を収容するスペースの小型化を図ることができ、定着装置５０全体の小型化を図ることができる。

また、実施形態の定着装置５０は、泡状定着液生成部５１によって泡状定着液Ｆになり、記録紙Ｐに付与されず、表面移動体である塗布ローラ５２１に付着した状態の泡状定着液Ｆを回収してクリーニングする泡状定着液クリーニング手段であるクリーニング装置２０を備え、クリーニング装置２０が回収した泡状定着液Ｆを消泡装置３００によって液状定着液ＴＬとしている。泡状定着液Ｆは嵩が大きい（嵩密度が小さい）ので、例えばその数パーセントが残留するとしても、塗布ローラ５２１の表面上に残留した泡状定着液Ｆをそのまま放置すると、正常な定着動作を妨げたり周囲を汚染したり恐れがある。これに対して、定着装置５０では、塗布ローラ５２１の表面上の残留泡状定着液をクリーニング装置２０で回収し、消泡装置３００で液化して保存するため、泡状定着液Ｆをそのまま放置することに起因する問題の発生を防止することができる。

更に、本実施形態のプリンタ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記録紙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部（各色の画像形成ステーション、中間転写ベルト４０等）を有する。更に、プリンタ１００は、トナー像を担持する記録紙Ｐの表面に定着液を付与し、記録紙Ｐ上にトナー像を定着せしめる定着手段を備える。そして、プリンタ１００は手段として、消泡装置３００を備える定着装置５０を用いることにより、プリンタ１００全体の小型化を図ることができる。

２０ クリーニング装置
３０ 感光体ドラム
３２ 帯電装置
３３ 現像ローラ
４０ 中間転写ベルト
５０ 定着装置
５１ 泡状定着液生成部
５２ 定着液塗布部
９０ プリンタ制御装置
１００ プリンタ
３００ 消泡装置
３１０ 消泡パイプ
３１１ 入口
３１２ 出口
３２０ 電熱線
３３０ 絶縁シート
３４０ 圧力センサ
３５０ 断熱材
３６０ 温度センサ
４００ 泡回収容器
５００ 液回収タンク
５２４ クリーニングブレード
ＣＳ 定着制御回路
Ｆ 泡状定着液
Ｎ 塗布ニップ
Ｐ 記録紙
Ｔ トナー層
ＴＬ 液状定着液

特開２００７−２１９１０５号公報

Claims (12)

1. 液中に気泡が分散した泡状液が管状の入口から進入する管状部材と、上記泡状液を上記管状部材の内部に向けて搬送する泡搬送手段と、上記管状部材を加熱する加熱手段とを具備し、該加熱手段によって上記管状部材を加熱することで上記管状部材内を通過する上記泡状液を加熱して破泡させて通常の液体とする消泡装置において、
   上記泡搬送手段と上記管状部材とを連通する閉空間の内圧を検出する圧力検出手段と、
   該圧力検出手段によって検出した上記内圧の値が所定の目標圧力値になるように上記泡搬送手段の加圧力を制御する圧力制御手段と、
   を具備することを特徴とする消泡装置。
2. 請求項１記載の消泡装置において、
   上記目標圧力値が変更可能であることを特徴とする消泡装置。
3. 請求項１又は２に記載の消泡装置において、
   上記管状部材の温度を検出する温度検出手段と、該温度検出手段によって検出した上記管状部材の温度が所定の目標温度になるように上記加熱手段の加熱力を制御する温度制御手段と、を具備したことを特徴とする消泡装置。
4. 請求項３記載の消泡装置において、
   上記目標温度が変更可能であることを特徴とする消泡装置。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の消泡装置において、
   上記管状部材の上記入口に進入する前の上記泡状液を貯留する泡貯留部を具備し、上記管状部材を上記泡貯留部内の上記泡状液に埋没する位置に配置したことを特徴とする消泡装置。
6. 請求項１〜５のいずれか１項に記載の消泡装置において、
   上記加熱手段は、上記管状部材の外周面を絶縁体で覆い、その外側に配置された抵抗体に電流を流す構成であることを特徴とする消泡装置。
7. 請求項６記載の消泡装置において、
   上記抵抗体の更に外周を断熱材で覆ったことを特徴とする消泡装置。
8. 請求項１〜７のいずれか１項に記載の消泡装置において、
   上記管状部材は、金属パイプであることを特徴とする消泡装置。
9. 請求項１〜８のいずれか１項に記載の消泡装置において、
   複数本の上記管状部材を並列に配置することを特徴とする消泡装置。
10. 樹脂の少なくとも一部を溶解または膨潤させることで樹脂微粒子を軟化させる軟化剤を含有した液状定着液を液中に気泡が分散した泡状定着液とする定着液泡状化手段と、上記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上記泡状定着液を付与する泡状定着液付与手段とを有し、上記泡状定着液を付与することで軟化した上記樹脂微粒子を記録媒体に定着する定着装置において、
    上記泡状定着液を回収し、破泡させて通常の液体の上記液状定着液とする泡状定着液消泡手段を備え、該泡状定着液消泡手段として、請求項１〜９のいずれか１項に記載の消泡装置を用いることを特徴とする定着装置。
11. 請求項１０記載の定着装置において、
    上記定着液泡状化手段によって上記泡状定着液になり、上記定着液付与対象に付与されず、表面移動体に付着した状態の上記泡状定着液を回収してクリーニングする泡状定着液クリーニング手段を具備し、該泡状定着液クリーニング手段が回収した上記泡状定着液を上記泡状定着液消泡手段によって上記液状定着液とすることを特徴とする定着装置。
12. 樹脂と色剤を含有する樹脂微粒子を含むトナーを用いて記録媒体上にトナー像を形成するトナー像形成手段と、記録媒体に転写するトナー像を担持するトナー像担持体の表面、またはトナー像を担持する記録媒体の表面に定着液を付与し、該記録媒体上に該トナー像を定着せしめる定着手段とを具備する画像形成装置であって、
    上記定着手段として、請求項１０又は１１の定着装置を用いることを特徴とする画像形成装置。

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