JP2009160924A

JP2009160924A - 画像形成装置、泡塗布装置

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Publication number: JP2009160924A
Application number: JP2008312706A
Authority: JP
Inventors: Sanenori Ichimura; 実紀市村; Kazuyoshi Matsumoto; 和悦松本; Shinji Imoto; 晋司井本; Manabu Izumikawa; 学泉川; Yasuhisa Kato; 泰久加藤; Yasuo Katano; 泰男片野
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2007-12-10
Filing date: 2008-12-08
Publication date: 2009-07-23
Anticipated expiration: 2028-12-08
Also published as: CN101883682B; WO2009075340A1; JP5321026B2; EP2219871A4; US20100245420A1; CN101883682A; US8393698B2; EP2219871A1

Abstract

【課題】泡を被記録媒体に塗布するようにした場合、泡は固体に近いことから泡を塗布ローラに供給しても自然に速やかに拡げることが難しい。
【解決手段】泡状態にすることが可能な液体又はゲル若しくは液体及びゲルの両者である処理液２０１から泡２１０を生成する泡生成部２０５と、泡２１０を貯留し、被記録媒体１００の幅方向に延展する貯留部２１１と、貯留部２１１から供給される泡２１０を被記録媒体１００に塗布する塗布ローラ２１２とを備え、貯留部２１１は泡生成部２０５から送りこまれた泡２１０を搬送する搬送壁３０１を進退可能に有し、搬送壁３０１で泡２１０が押されることで泡２１０が被記録媒体１００の幅方向に延展される。
【選択図】図１

Description

本発明は画像形成装置及び泡塗布装置に関する。

プリンタ、ファクシミリ、複写装置、プロッタ、これらの複合機等の画像形成装置として、例えばインク液滴を吐出する記録ヘッドを用いた液体吐出記録方式の画像形成装置としてインクジェット記録装置などが知られている。この液体吐出記録方式の画像形成装置は、記録ヘッドからインク滴を、搬送される用紙（紙に限定するものではなく、ＯＨＰなどを含み、インク滴、その他の液体などが付着可能なものの意味であり、被記録媒体あるいは記録媒体、記録紙、記録用紙などとも称される。）に対して吐出して、画像形成（記録、印字、印写、印刷も同義語で使用する。）を行なうものであり、記録ヘッドが主走査方向に移動しながら液滴を吐出して画像を形成するシリアル型画像形成装置と、記録ヘッドが移動しない状態で液滴を吐出して画像を形成するライン型ヘッドを用いるライン型画像形成装置がある。

なお、本願において、「画像形成装置」は、紙、糸、繊維、布帛、皮革、金属、プラスチック、ガラス、木材、セラミックス等の媒体に液体を吐出して画像形成を行う装置を意味し、また、「画像形成」とは、文字や図形等の意味を持つ画像を媒体に対して付与することだけでなく、パターン等の意味を持たない画像を媒体に付与すること（単に液滴を媒体に着弾させること）をも意味する。また、「インク」とは、インクと称されるものに限るものではなく、吐出されるときに液体となるものであれば特に限定されるものではなく、例えば、ＤＮＡ試料、レジスト、パターン材料なども含まれる。

このような液体吐出方式の画像形成装置においては、色材を含むインクを液滴化して画像形成を行うために、液滴で形成されるドットがひげ状に乱れるフェザリング、異なる色のインク滴が隣接して用紙に打たれた場合に、各色が相互に混ざり合って色境界が不鮮明になるカラーブリード等の不具合が生じることがあり、更に印字後の紙上の液滴が乾くまでに時間がかかるという問題がある。

そこで、従来から特許文献１に記載されているように印字前又は印字後に加熱手段を用いて滲み防止、印字後のインク乾燥を促進することが行われる。
特開平８−３２３９７７号公報

また、特許文献２に記載されているようにインクと反応して滲み防止を促す前処理液を塗布ローラで塗布したり、特許文献３に記載されているように前処理液を液体吐出ヘッドからミスト状に吐出させて塗布したりすることが行われる。
特開２００２−１３７３７８号公報特開２００５−１３８５０２号公報

しかしながら、上述した特許文献１に記載のように加熱装置を備えるのでは、装置の電力消費が大きくなるという課題がある。また、特許文献２、３に記載のように塗布ローラや液体吐出ヘッドで前処理液を塗布するのでは、塗布ムラが発生するとともに、液体を用紙上に過剰に付与するためにインクと反応後の用紙の速乾性に問題があり、特に用紙がカールしたり、撓んだりし易くなることから、ジャム等が起こりやすいという課題がある。

本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、液体又はゲル、若しくはその両方を泡状にしたものを、塗布ムラを低減して、均一な厚みで塗布できるようにすることを目的とする。

上記の課題を解決するため、本発明に係る画像形成装置は、
被記録媒体に画像を形成する画像形成手段と、
前記被記録媒体又は被記録媒体に塗布するための中間部材に対して液体及びゲルの少なくともいずれかを泡状にした泡を塗布する泡塗布手段とを備え、
前記泡塗布手段は、
前記泡を貯留し、前記泡を前記被記録媒体又は中間部材の幅方向に延展する貯留部と、
前記泡を前記被記録媒体又は中間部材に塗布する塗布手段と、
前記貯留部から前記塗布手段に前記泡を搬送する搬送手段とを備えている
構成とした。

ここで、前記搬送手段は、前記貯留部の円筒状の貯留容器内を複数の空間に仕切る回転可能に配置された複数の仕切り部材を備え、前記複数の仕切り部材が回転して前記塗布手段に向けて前記泡を搬送する構成とできる。

この場合、前記複数の仕切り部材で仕切られた１つの貯留空間の貯留容量は、１回の塗布で前記被記録媒体の印字領域の全面に塗布できる量の前記泡を貯留可能である構成とでき、更に前記貯留容器内に前記泡を導入する導入口と前記塗布手段へ前記泡を供給する供給口との前記仕切り部材の回転方向における角度をθとし、前記仕切り部材の枚数をｎとしたとき、θ≧３６０°／ｎの関係である構成とでき、更にまた前記供給口の中心が前記貯留容器の中心よりも垂直方向下側に位置している構成とできる。

また、前記貯留部内に前記泡が所定量以上貯留されていることを検知する泡貯留量検知手段を備えている構成とできる。

本発明に係る泡塗布装置は、
被塗布部材に液体及びゲルの少なくともいずれかを泡状にした泡を塗布する泡塗布装置において、
前記泡を貯留し、前記泡を前記被塗布部材の幅方向に延展する貯留部と、
前記泡を前記被塗布部材に塗布する塗布手段と、
前記貯留部内から前記塗布手段に前記泡を搬送する搬送手段とを備えている
構成とした。

なお、本発明における「泡」とは、液体又はゲル、若しくはその両方がその中に空気などの気体を含んで丸くなったものであり、気体を包む液体の表面張力により形作られ、ある時間立体的形状を保持できるものをいう。このような形状保持性を有する泡としては、かさ密度０．０５ｇ／ｃｍ^３以下であり、泡径の分布範囲が１０μｍ〜１ｍｍ、平均泡径が１００μｍ以下であることが好ましい。また、泡は単体では丸く形成されるが、複数結合すると表面張力により個々の泡の形状は多面体形状をとる。

また、「ゲル」とは、分散媒に分散しているコロイド溶液や高分子化合物が相互作用の為に独立した運動性を失い、粒子が互いにつながりあい、網状又は蜂の巣の様な構造をとるようになり、固化した半固体物質を意味する。また、「延展」とは延ばして展開することという意味である。

本発明に係る画像形成装置及び本発明に係る泡塗布装置によれば、泡を貯留し、泡を被塗布部材の幅方向に延展する貯留部と、泡を被塗布部材に塗布する塗布手段と、貯留部から塗布手段に泡を搬送する搬送手段とを備えている構成としたので、液体又はゲル、若しくはその両方を泡状にしたものを、塗布ムラを低減して、被塗布部材の幅方向に均一な厚みで塗布できる。

以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して説明する。まず、本発明に係る泡塗布装置の第１実施形態を含む本発明に係る画像形成装置の一例について図１を参照して説明する。なお、図１は同画像形成装置の全体構成図である。
この画像形成装置は、被記録媒体である用紙１００に液滴を吐出して画像を形成する画像形成手段としての記録ヘッドユニット１０１と、用紙１００を搬送する搬送ベルト１０２と、用紙１００を収容する給紙トレイ１０３と、記録ヘッドユニット１０１よりも用紙搬送方向上流側で被塗布部材である用紙１００に泡を塗布する本発明に係る泡塗布装置（被塗布部材に泡を塗布する装置）２００とを備えている。

記録ヘッドユニット１０１は、液滴を吐出する複数のノズルを用紙幅相当分の長さに配列したノズル列を有するライン型液体吐出ヘッドから構成され、それぞれイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色のインク滴を記録ヘッド１０１ｙ、１０１ｍ、１０１ｃ、１０１ｋを備えている。なお、シリアル型画像形成装置として記録ヘッドをキャリッジに搭載する構成ともできる。

搬送ベルト１０２は、無端状ベルトであり、搬送ローラ１２１とテンションローラ１２２との間に掛け渡されて周回するように構成している。この搬送ベルト１０２に対する用紙１００の保持は、例えば静電吸着、空気の吸引による吸着などを行う構成とすることやその他の公知の搬送手段を用いることができる。

給紙トレイ１０３に収容された用紙１００はピックアップローラ１３１で１枚ずつ分離給紙されて搬送ローラ対１３２及び図示しない搬送ローラ対によって搬送路１３５を介して搬送ベルト１０２上に送り込まれて保持される。

そして、搬送ベルト１０２で搬送される被塗布部材としての被記録媒体１００に対して、泡塗布装置２００で泡２１０が塗布され、用紙１００に塗布された泡２１０は速乾して、ヘッドユニット１０１から各色の液滴が吐出されて画像が形成され、その後排紙トレイ１０４に排出される。

一方、泡塗布装置２００は、泡状態にすることが可能な液体又はゲル若しくは液体及びゲル（以下、これらを「処理液」又は「セット剤」と総称する。）２０１を収容した容器２０２と、この容器２０２から処理液２０１を圧送するポンプ２０３と、ポンプ２０３で供給路２０４を介して供給された処理液２０１から小径の塗布に適した状態の泡２１０を生成する泡生成手段としての泡生成部２０５と、泡生成部２０５で生成された泡２１０が供給路２０６を介して導入口から導入され（供給され）、供給された泡２１０を貯留し、泡２１０を被記録媒体１００（又は中間部材でもよい。）の幅方向に延展する貯留部２１１と、この貯留部２１１の供給口から泡２１０が供給され、泡２１０を周面に担持して、被記録媒体１００に泡２１０を塗布する塗布手段としての塗布ローラ２１２とを備えている。

また、貯留部２１１から塗布ローラ２１２への泡２１０の供給領域を規制する開閉手段２１３と、塗布ローラ２１２に担持された泡２１０の膜厚（塗布膜厚）を規制する厚さ規制手段２１４と、塗布後に塗布ローラ２１２周面に残っている泡２１０を除去するクリーニング部材２１５とを備えている。

ここで、泡状態になり得る処理液２０１は、用紙１００の表面に塗布することで用紙１００の表面を改質する改質材である。例えば、処理液２０１は、予め用紙１００（前述したように材質としての紙に限定されない。）にムラなく塗布しておくことで、インクの水分を速やかに用紙１００に浸透させると共に色成分を増粘させ、更には乾燥も早めることによって滲み（フェザリング、ブリーディング等）や裏抜けを防止し、生産性(単位時間当たりの画像出力枚数)をあげることを可能にする定着剤（セット剤）である。

この処理液２０１は、組成的には、例えば界面活性剤（アニオン系、カチオン系、ノニオン系のいずれか、若しくはこれらを２種類以上混合させたもの）に対して、水分の浸透を促進するセルロース類（ヒドロキシプロピルセルロース等)とタルク微粉体の様な基剤を加えた溶液等を挙げることができる。更に微粒子を含有することもできる。

また、泡２１０としては、気泡含有量が、かさ密度として概ね０．０１ｇ／ｃｍ^３〜０．１ｇ／ｃｍ^３程度の範囲内であるものが好ましい。

ここで、「泡」は液体ではなく半固体となり、流動性等において固体に近い物性を示すものである。つまり、泡２１０は処理液２０１から生成されるものであるが、生成された「泡」自体は「液体」や「ゲル」ではない。

そして、このように、用紙１００の表面に処理液２０１から生成した泡２１０を塗布することによって、泡２１０には空気を大量に含むことで微量液塗布が可能となって、塗布の均一性を図れ、速乾性が向上し、滲み、裏写り、濃度ムラ等のない良質な画像を出力することができる。

つまり、処理液を泡にして塗布することで、液体やミスト状の処理液と比べて、次のような利点（効果）がある。
（１）泡は空気を大量に含む為、微量液塗布が可能である。
（２）泡は固体に近いため、塗布してから削りとる等で塗布膜厚を容易に調整することができ、又、塗布手段から紙への塗布時に塗布手段からの剥離性が良いため、均一塗布が可能である。
（３）泡は紙の繊維に水分が浸透しにくいため、紙にシワやカールが発生しにくい。

このような泡塗布の長所は、処理液の種類に依存せず、同様な効果が得られる。なお、処理液は紙粉を抑える効果を持つことが好ましく、また、用紙の地肌色を変える効果があっても良い。

さらに、このように被記録媒体の処理剤として「泡」のものを用いることは、液体の処理剤に比べて特に高速での記録、処理時に格別の効果を有する。例えば、連帳機のように、連続紙に高速で印刷を行う場合、処理剤の塗布も記録動作に追いつくためにローラ等を高速に回転させて塗布を行う必要がある。

このような記録が毎分１００ｍ程度を超えるスピードになると、ローラの高速回転により発生する遠心力もきわめて大きくなり、液体の処理剤では、処理剤がローラ表面から引き離され飛散してしまい、被記録媒体に塗布される量が著しく低下してしまうという不具合がある。液体の処理剤を使用してこのような不具合を解決するためには、液体の粘度を上げてローラ表面から飛散しにくくすることも考えられるが、このような高粘度液体は薄膜で塗布することが困難になり、しかも給液、排液動作の負荷が大きくなって搬送用のポンプの大型化や装置の複雑化を招くことになる。

これに対して、処理液から生成した「泡」は、搬送時は通常の低粘度液体であり、搬送負荷が少ない上に、ローラ上では発泡させた状態で半固体の性質を示すため、ローラの高速回転にも追随して飛散することがない。また、被記録媒体への薄膜塗布に有利であることは前述のとおりである。さらに、塗布後の残泡はヒータの加熱等で消泡することで容易に低粘度液体として再回収でき、液体の処理剤塗布の高速塗布における問題点をすべて解決することができるのである。

ところで、被記録媒体又は被記録媒体に塗布するための中間部材などの被塗布部材に対し、幅方向へ泡を均一量塗布するためには、塗布前に該方向へ十分に延展させる必要がある。しかしながら、泡は固体に近い（半固体状である）ことから、容易には延展しないため、生成された泡を搬送するだけでは被記録媒体や中間部材の幅方向に延展することが難しい。

そこで、本発明では、生成された泡を貯留し、泡を被塗布部材の幅方向に延展する貯留部内には泡を塗布手段に向けて送り出す搬送手段を備え、貯留部は搬送手段による送り出しの過程で泡を被塗布部材の幅方向に延展する構成としている。

先ず、泡塗布装置２００における泡生成部２０５の一例について図２を参照して説明する。
この泡生成部２０５は、ポンプ２０３で容器２０２から供給される処理液２０１を収容する容器２２１と、容器２３１内に配置された円筒状の多孔部材２２２と、この多孔部材２２２内部に気体を供給する気体供給手段２２３とを備えている。気体供給手段２２３は例えばファンとダクトで空気を送り込む構成とできる。また、生成される泡２１０が容器２２１内で無秩序に広がらない様に多孔部材２２２を囲むとともに泡状態になる処理液２０１を充分に多孔部材２２２に供給するために、供給路２０６の一端部側が多孔部材２２２を囲む形状に形成され、この供給路２０６の入口部分（多孔部材２２２を配置する部分）に第１のスリット２２４、第２のスリット２２５が設けられている。

この泡生成部２０５においては、多孔部材２２２に気体が供給されることで処理液２０１から泡２１０が生成され、気体を供給して泡２１０を生成しているときには泡２１０が自身の堆積力で供給路２０６内を移動して（搬送されて）貯留部２１１に供給され、気体の供給を停止することで、泡２１０が堆積しなくなって搬送されなくなる。このように、特別な搬送手段を用いることなく泡自身の堆積力で生成された泡が搬送供給されるので、構成が簡単になる。

次に、泡塗布装置２００における貯留部２１１の一例について図３を参照して説明する。なお、図３は同貯留部の模式的斜視説明図である。
この貯留部２１１は、泡貯留容器３００内に、仕切り部材としての搬送壁３０１が塗布ローラ２１２に対向する塗布ローラ２１２に対する供給口２１７に対して進退可能に配置されている。また、泡貯留容器３００には、泡２１０が図示しない泡導入口を介して供給路２０６から導入されるときに容器本体３００内の空気を外部に逃がすための空気逃し穴３０５が設けられている。この空気逃し穴３０５は泡を通さず、空気のみ通す素材であることが好ましい。

この貯留部２１１においては、供給口２１７を開閉手段２１３で閉じた状態で、泡貯留容器３００内に泡２１０が導入される。この状態で、搬送壁３０１を外部から操作部３０１ａによって供給口２１７に向けて進行させることにより、搬送壁３０１によって泡２１０に圧力がかかり、泡２１０は用紙幅方向に延ばされて展開される（延展される）。そこで、所定のタイミングで開閉手段２１３を開けることで塗布ローラ２１２に対して、所定の用紙幅方向に不足なく泡２１０が塗布されることになる。

ここで、開閉手段２１３としては、図４に示すように、上下に昇降することで供給口２１７を開閉するもの、或いは、図５に示すように、横方向（用紙の幅方向に相当する。）に移動することで供給口２１７を開閉するものなどを挙げることができる。

この場合、図４に示す開閉手段２１３の構成では、塗布ローラ２１２の周方向への塗布領域を調整することができ、これにより用紙１００に対する搬送方向の塗布領域を制御することができる。また、図５に示す開閉手段２１３の構成では、開閉によって塗付ローラ２１２の周方向への塗付領域を調整することができるとともに、塗布ローラ２１２の軸方向への塗布領域を調整することができ、これにより用紙１００に対する幅方向（搬送方向と直交する方向）の塗布領域も制御することができる。

また、厚さ規制部材２１４は、図６に示すように、塗布ローラ２１２との間の距離を制御することにより塗布膜厚を任意に調整でき、例えば、画像形成装置の操作表示部から所定の操作を行うことで、厚さ規制部材２１４が塗布ローラ２１２の周面に対して接線方向又は法線方向に図示しない駆動手段により移動して、調整できるようにしている。これにより、泡の塗布膜厚を任意の値に設定することができる。

次に、本発明に係る泡塗布装置の第２実施形態について図７及び図８を参照して説明する。なお、図７は同泡塗布装置における貯留部の模式的斜視説明図、図８は同じく貯留部の要部模式的断面説明図である。
この貯留部２１１は、矢示方向に回転する回転軸７１１の周囲に放射状に設けられた仕切り部材（泡搬送壁）７０１により円筒状の泡貯留容器７００内を複数の空間（この例では４つ、これに限るものではない）に仕切って形成されている。また、泡貯留容器７００には、泡２１０が泡導入口７０６から導入されるときに容器本体７００内の空気を外部に逃がすための空気逃し穴７０５が設けられている。この空気逃し穴７０５は泡を通さず、空気のみ通す素材であることが好ましい。

仕切り部材７０１の回転軸７１１は、図８に示すように、一端部が閉じた中空部材で形成され、他端部の開放側からは気体が導入され、また、軸方向に沿って所定のタイミングで開閉される複数の吹出し口７１２が形成されている。

この貯留部２１１においては、泡貯留容器７００内に泡生成部２０５から泡２１０が供給路２０６を介して導入口７０６から導入され（供給され）、複数の仕切り部材７０１で仕切られた空間が泡２１０で満たされることにより、泡２１０は確実に被記録媒体１００の幅方向に延展される。そして、回転軸７１１を回転駆動して仕切り部材７０１を回転させることにより、泡２１０は途切れることなく搬送されて、泡貯留容器７００に設けられる供給口２１７から塗布ローラ２１２に供給される。これにより、第１実施形態のように搬送壁３０１を泡導入口側まで戻す必要がなく、泡の連続搬送が可能になって高速印刷への対応が容易になる。

また、泡貯留容器７００の供給口２１７を網目状にすることによってよりきめ細かな泡２１０を生成して供給することができる。

さらに、泡貯留容器７００の供給口２１７から塗布ローラ２１２に対する泡２１０の供給は、図８に示すように、回転軸７１１の複数の吹出し口７１２が所定のタイミングで開閉し、搬送されてきた泡２１０が供給口３１７の位置に達すると、回転軸７１２に気体が送り込まれ、吹出し口７１２から吹出される気体の気圧により、泡２１０が塗布ローラ２１２に向けて強制的に押し出されて、塗布ローラ２１２に供給されるようにしている。

次に、本発明に係る泡塗布装置の第３実施形態について図９を参照して説明する。なお、図９は同泡塗布装置における貯留部の模式的斜視説明図である。
ここでは、ローラ４０１、４０２間に掛け回されて矢示方向に周回移動する無端状ベルト４０３の表面に、１又は複数の柔軟性のある部材で形成され、その内部に泡２１０を一杯に充填することにより泡２１０を用紙幅方向に広げる延展部材４０４を備えている。

次に、本発明に係る泡塗布装置の第４実施形態について図１０を参照して説明する。なお、図１０は同泡塗布装置における貯留部の模式的説明図である。
ここでは、上記第２実施形態において、４枚の仕切り部材７０１で区切られた４つの貯留空間７２０Ａ〜７２０Ｄ（区別しないときは「貯留空間７２０」という、）は、それぞれ、１回の塗布で被記録媒体１００の印字領域の全面に塗布できる量の泡２１０を貯留可能な貯留容量を有している。これにより、例えば、貯留空間７２０Ａが１頁目、次の貯留空間７２０Ｂが２頁目、次の貯留空間７２０Ｃが３頁目という様に連続して塗布することが可能になり、印刷データに応じて貯留部２１１への泡充填が行なわれるため、充填時間のロスや泡の無駄な消費を低減することができる。

次に、本発明に係る泡塗布装置の第５実施形態について図１１を参照して説明する。なお、図１１は同泡塗布装置における貯留部の模式的説明図である。
ここでは、貯留容器７００内に泡２１０を導入する導入口７０６と塗布ローラ２１２へ泡２１０を供給する供給口２１７との仕切り部材７０１の回転方向における角度をθとし、仕切り部材７０１の枚数をｎとしたとき、θ≧３６０°／ｎの関係が満足されるように、導入口７０６と供給口２１７とを設けている。

つまり、この例では貯留空間７２０の数(又は仕切り部材７０１の数)が「４」であるので、導入口７０６から供給口２１７までの角度θが３６０／４＝９０°以上でなければ、貯留空間７２０に充分に泡が充填される前に塗布ローラ２１２への供給口２１７に当該貯留空間７２０が達してしまうために泡搬送効率が良くない。そこで、泡を効率良く貯めて搬送するために、該角度θを９０°以上にしている。

次に、本発明に係る泡塗布装置の第６実施形態について図１２を参照して説明する。なお、図１２は同泡塗布装置における貯留部の模式的説明図である。
ここでは、泡貯留容器７００の塗布ローラ２１２への供給口２１７の中心が泡貯留容器７００の中心より垂直方向下方に位置する（高さＨ分だけ低い位置になる）ように供給口２１７を配置している。これにより、供給口２１７から塗布ローラ２１２に泡２１０が供給されるとき、塗布ローラ２１２に対して泡２１０の重力が働くので、回転軸７１１の吹出し口７１２から吹出す気体の気圧は、泡２１０の重力の該気圧方向成分だけ小さくすることができる。

つまり、貯留部２１１の回転軸７１１に気体を送り込むエネルギーを小さくすることができる。例えば、ファンで回転軸７１１に空気を送り込む場合、塗布ローラ２１２への供給口２１７の中心が泡貯留容器７００の中心と垂直方向で同じ位置にある場合に比べて、ファンの駆動電流を少なくできて低消費電力化を図れる。

次に、本発明に係る泡塗布装置の第７実施形態について図１３を参照して説明する。なお、図１３は同泡塗布装置における貯留部の模式的説明図である。
ここでは、泡塗布ローラ２１２への供給口２１７の中心よりも垂直方向上方の側面に、貯留空間７２０内に泡２１０が所定量以上貯留されていることを光学的に検知する泡量検知手段７５０を備えている。これにより、泡生成部２０５から貯留部２１１までの泡供給の異常を検出することができる。なお、泡貯留容器７００の側面は、少なくとも泡量検知手段７５０によって検知する領域部分が透過性材料で形成されていればよく、また、光学的検知以外の方法による検知であれば透過性材料で形成されていなくともよい。

次に、上記画像形成装置の制御部の概要について図１４のブロック説明図を参照して説明する。
この制御部は、本画像形成装置のシステム制御を行うＣＰＵ８０１と、ＣＰＵ８０１が実行するプログラムなどの情報を格納するＲＯＭ８０２と、ワーキングエリアとして使用するＲＡＭ８０３と、オペレータが各種設定等を行うため操作表示部８０４と、紙サイズ検知やジャム検知等を行う各種センサ８０５と、各種モータ等８０６と、各種センサ８０５及び各種モータ等８０６への出力制御信号を行うＩ／Ｏ８０７と、画像読取り装置（スキャナ）８０８を制御する読取り制御部８０９と、プロッタ部（印字機構部）８１０を制御する印字制御部８１１と、電話回線とのＩ／Ｆ制御を行う網制御装置８１２の制御も含めて、各種ファクシミリ通信制御を行う通信制御部８１３と、泡塗布装置２００の制御を行う泡塗布制御部８１４等を備えている。

ここで、各種センサ８０５には、処理液２０１が容器２０２内にあるか否か検知する液体エンド検知手段、泡貯留部２１１の泡量検知手段７５０を含み、また、各種モータ８０６には、ポンプ２０３、泡貯留部２１１の泡搬送を行う仕切り部材７０１の回転軸７１１を回転させるモータ、塗布ローラ２１２、開閉手段２１３、厚み規制手段２１４、搬送ローラ１２１、給紙ローラ１３２及びピックアップローラ１３１を回転させるモータを含む。

次に、この画像形成装置における印刷処理の一例について図１５ないし図１７に示すフロー図を参照して説明する。ここでは、泡貯留部２１１は前記第２実施形態などの円筒状泡貯留容器７００内に仕切り部材７０１を有する構成としている。
図１５を参照して、画像出力要求を受信したら、処理液（セット剤）塗布機能が有効に設定されているか否かを判別する。そして、処理液塗布機能が有効設定であるときには、泡生成部２０５の容器２２１内に所定量以上の処理液２０１が入っているか否かを判別する。このとき、泡生成部２０５の容器２２１内に所定量以上の処理液２０１が入っていなければ、ポンプ２０３を駆動して容器２０２から処理液２０１を泡生成部２０５の容器２２１内に補給した後、また、所定量以上の処理液２０１が入っていれば、そのまま、泡生成部２０５に対して気体を送り込んで泡２１０の生成を開始し、所定のタイミングで泡貯留部２１１の仕切り部材７０１を回転させる。

そして、泡量検知手段７５０で泡貯留部２１１に所定量、例えば印字する用紙（被記録媒体）１００に対する印字領域の全面に泡２１０を塗布するに必要な量以上の泡２１０が貯留されているか否かを判別する。このとき、泡貯留部２１１に所定量以上の泡２１０が貯留されていなければ、操作表示部８０４にエラー表示を行うとともに、画像出力動作を停止する。また、泡貯留部２１１に所定量以上の泡２１０が貯留されていれば、図１６に示す処理に移行する。

この図１６に示す処理では、塗布ローラ２１２、搬送ベルト１０２の駆動を開始し、所定のタイミングで開閉手段２１３を開くと同時に、泡貯留部２１１の仕切り部材７０１の回転軸７１１内に気体を送り込み、前述したように、塗布ローラ２１２の表面に泡２１０の供給を開始する。これにより、塗布ローラ２１２の表面には泡２１０が担持されて厚み規制部材２１４によって所定の厚みに規制され、搬送ベルト１０２側に移送される。

そこで、給紙部（給紙カセット１０３）からの被記録媒体（用紙）１００の給紙を行って搬送ベルト１０２に被記録媒体１００を送り込み、塗布ローラ２１２によって被記録媒体１００上の泡２１０を塗布し、当該被記録媒体１００の先端がヘッドユニット１０１による印字位置に到達したときから印字動作を開始する。一方、用紙１００への印字領域分に相当する塗布ローラ２１２への泡２１０の供給が終了したときに、泡貯留部２１１の開閉手段２１３を閉じて塗布ローラ２１２への泡２１０の供給を停止するとともに、回転軸７１１への気体の送り込みを停止する。

そして、印字が終了した被記録媒体１００を排紙した後、印字枚数分の印字が終了するまで上記給紙からの処理を繰り返し、印字枚数に達したときには、泡生成部２０５に対する気体の送り込みを停止して泡生成を停止する。その後、給紙ローラ１３１、搬送ローラ１３２の動作を停止し、所定時間経過後、つまり、塗布ローラ２１２のクリーニングが確実に終了する所定時間経過後に、搬送ベルト１０２、塗布ローラ２１２の駆動動作を停止する。

一方、図１５において、例えば特別な被記録媒体を使用することで処理液の泡２１０を塗布する必要がない場合などには処理液塗布機能が無効に設定されるので、処理液塗布機能が有効設定でなければ、図１７に示す処理に移行して、塗布ローラ２１２、搬送ベルト１０２の駆動を行い、給紙部からの被記録媒体１００の給紙を行って、被記録媒体１００に対するヘッドユニット１０１による印字を行った後排紙を行い、更に印字枚数に達したときには、給紙ローラ１３１、搬送ローラ１３２の動作を停止し、所定時間経過後、搬送ベルト１０２、塗布ローラ２１２の動作を停止する。

ここで、塗布ローラ２１２も回転させるのは、塗布ローラ２１２と紙搬送ベルト１０２のギャップは最大で紙厚＋泡状セット剤２１０の膜厚以下であり、塗布ローラを押圧して塗布する構成においては、最大でも紙厚以下であるので、塗布ローラ２１２を駆動して被記録媒体１００の搬送が阻害されないようにするためである。

なお、上記実施形態では泡塗布装置が画像形成前の用紙に対して泡を塗布する構成で説明しているが、記録ヘッドユニットの下流側に泡塗布装置を配置し、画像形成が行われた用紙上に泡を塗布する構成とすることもできる。また、上記実施形態では、泡状態にすることが可能な液体から泡を生成して塗布する例で説明しているが、本発明を、泡状態にすることが可能なゲルから泡を生成して被塗布部材に塗布する装置、この装置を備える画像形成装置にも適用することができる。

また、本発明に係る泡塗布装置は、例えば電子写真方式の画像形成装置にも適用することができる。例えば、紙等の媒体上のトナー等の樹脂を含有する微粒子を乱すことなく、かつ当該樹脂微粒子を付着した媒体に定着液を泡化（以下「定着泡」という）して塗布することにより、塗布後に素早く樹脂微粒子の媒体への定着が行われ、更に媒体に残油感が発生しない定着方法及び定着装置、並びに画像形成方法及び画像形成装置にも適用できる。

そこで、電子写真方式の画像形成装置に適用した場合の例について図１８及び図１９を参照して説明する。なお、図１８及び図１９はローラ塗布手段においてローラ塗布面と未定着樹脂微粒子が接する部分の拡大説明図であり、図１８は塗布ローラと記録媒体との接触面での加圧が相対的に高い場合、図１９は同加圧が相対的に低い場合である。また、塗布ローラ１０１１の回転方向及び被塗布部材としての記録媒体１０１０の移動方向はいずれも図中の矢印方向とする。

まず、塗布ローラ１０１１と記録媒体１０１０との接触面での加圧が高い場合、図１８（ａ）に示す例では、塗布ローラ１０１１の塗布面で定着泡１０１２は気泡１０１３の単層構造となっていることから、気泡自身が表面張力により塗布ローラ１０１１の塗布面に付着しやすく、記録媒体１０１０上の樹脂微粒子（未定着トナー）１０１５の層へ定着泡１０１２が不均一にしか塗布されず、樹脂微粒子１０１５が気泡１０１３に吸着して塗布ローラ１０１１の塗布面にオフセットしてしまう。

一方、図１８（ｂ）に示すように、塗布ローラ１０１１の塗布面で定着泡１０１２が複数層の気泡層構造である場合、凹凸を有する未定着トナー１０１５の面への気泡の埋め込みが可能となり、定着泡１０１２は気泡１０１３の層間で分離しやすくなり、トナー層に均一に塗布可能となり、トナーオフセットを極めて生じにくくすることができる。

したがって、塗布ローラ１０１１と記録媒体１０１０との接触面での加圧が高い場合、塗布ローラ１０１１に未定着トナー１０１５がオフセットしないようにするためには、予め生成する気泡の平均的な大きさを測定しておき、気泡層が複数層となるように、塗布ローラ１０１１上の定着泡層の膜厚を気泡層の複数層分の厚みになるように制御すれば、塗布ローラ１０１１上には必ず複数層の気泡層からなる定着泡層が形成され、トナーオフセットの防止が可能となる。

また、塗布ローラ１０１１と記録媒体１０１０との接触面での加圧が低い場合、図１９（ａ）に示すように、塗布ローラ１０１１の塗布面で定着泡１０１２は気泡１０１３の単層構造となっているため、凹凸を有する未定着トナー１０１５の面への気泡が付着しやすくなり、塗布ローラ１０１１の面から気泡層が剥離し、定着泡１０１２は未定着トナー１０１５に塗布される。

一方、図１９（ｂ）に示すように、塗布ローラ１０１１の塗布面で定着泡１０１２が複数層の気泡層構造である場合、気泡１０１３どうしの結合が強いため、気泡１０１３は塗布ローラ１０１１側に残りやすく、逆に未定着トナー１０１５が気泡１０１３に付着して、結果として塗布ローラ１０１１の面に未定着トナー１０１５がオフセットする。

したがって、塗布ローラ１０１１と記録媒体１０１０との接触面での加圧が低い場合、予め気泡の平均的な大きさを測定しておき、塗布ローラ面で単層の気泡層構造の定着泡となるように定着泡層厚みを制御すれば、塗布ローラ上には単層の気泡層構造の定着泡膜が形成され、高加圧力条件でトナーオフセットを防止できる。また、塗布ローラ１０１１に未定着トナー１０１５がオフセットしないようにするためには、塗布ローラ１０１１上の気泡層が厚すぎると塗布ローラ１０１１と記録媒体１０１０との接触部に気泡層の流動が生じ、トナー粒子がその流れに沿って移動してしまし、画像が流れる不具合が発生するので、流動性が生じない範囲に定着泡層の膜厚を制御することが好ましい。

このように、定着泡に含有される気泡の大きさ、加圧力に応じて、定着泡層の膜厚を制御することで、塗布ローラのような接触塗布手段へのトナーオフセットや画像流れを防止し、極めて微小の塗布による定着を可能とすることができる。

すなわち、樹脂微粒子の少なくとも一部を溶解又は膨潤させて樹脂微粒子を軟化させる軟化剤を用い、接触塗布手段にて媒体上の当該樹脂微粒子に定着液を塗布することで当該樹脂微粒子を媒体に定着する方法であり、当該定着液を該媒体上の当該樹脂微粒子表面に付与するときに、当該微粒子に定着液が接する塗布で、当該定着液が気泡を含有した泡状形態とし、更に当該定着泡層の膜厚を加圧力に応じて制御することにより、塗布ローラのような接触塗布手段へのトナーオフセットや画像流れを防止し、極めて微小の塗布による定着を可能とすることができる。また、樹脂微粒子として、電子写真技術に用いるトナー微粒子に対する効果が高く、この樹脂微粒子の層厚に応じて定着泡層の膜厚を制御することでオフセットや画像流れを防止できる。

本発明に係る泡塗布装置を備える画像形成装置の第１実施形態の全体構成図である。同泡塗布装置の泡生成部の一例を示す模式的説明図である。同泡塗布装置の貯留部の一例を示す模式的斜視説明図である。同じく開閉手段の一例を示す斜視説明図である。同じく開閉手段の他の例の説明に供する斜視説明図である。同じく塗布膜厚の調整の説明に供する説明図である。本発明に係る泡塗布装置の第２実施形態における貯留部の模式的斜視説明図である。同じく貯留部の要部模式的斜視説明図である。本発明に係る泡塗布装置の第３実施形態における貯留部の模式的斜視説明図である。本発明に係る泡塗布装置の第４実施形態における貯留部の模式的説明図である。本発明に係る泡塗布装置の第５実施形態における貯留部の模式的説明図である。本発明に係る泡塗布装置の第６実施形態における貯留部の模式的説明図である。本発明に係る泡塗布装置の第７実施形態における貯留部の模式的説明図である。同画像形成装置の制御部の概要を説明するブロック説明図である。同制御部による印刷処理の一例の説明に供するフロー図である。同じく図１５に続く処理の説明に供するフロー図である。同じく図１５に続く処理の説明に供するフロー図である。電子写真方式の画像形成装置に適用した場合の塗布ローラと記録媒体との接触面での加圧が相対的に高い状態でのローラ塗布面と未定着樹脂微粒子が接する部分の拡大説明図である。同じく塗布ローラと記録媒体との接触面での加圧が相対的に低い状態でのローラ塗布面と未定着樹脂微粒子が接する部分の拡大説明図である。

符号の説明

１００…被記録媒体（用紙）
１０１…記録ヘッドユニット
１０２…搬送ベルト
１０３…給紙トレイ
２００…泡塗布装置
２０１…処理液（泡状態になる液体又はゲル若しくは液体及びゲル）
２１０…泡
２０５…泡生成部
２１１…貯留部
２１２…塗布ローラ
２１３…開閉手段
２１７…供給口
７００…泡貯留容器
７０１…仕切り部材
７１１…回転軸

Claims

被記録媒体に画像を形成する画像形成手段と、
前記被記録媒体又は被記録媒体に塗布するための中間部材に対して液体及びゲルの少なくともいずれかを泡状にした泡を塗布する泡塗布手段とを備え、
前記泡塗布手段は、
前記泡を貯留し、前記泡を前記被記録媒体又は中間部材の幅方向に延展する貯留部と、
前記泡を前記被記録媒体又は中間部材に塗布する塗布手段と、
前記貯留部から前記塗布手段に前記泡を搬送する搬送手段とを備えている
ことを特徴とする画像形成装置。
請求項１に記載の画像形成装置において、前記搬送手段は、前記貯留部の円筒状の貯留容器内を複数の空間に仕切る回転可能に配置された複数の仕切り部材を備え、前記複数の仕切り部材が回転して前記塗布手段に向けて前記泡を搬送することを特徴とする画像形成装置。
請求項２に記載の画像形成装置において、前記複数の仕切り部材で仕切られた１つの貯留空間の貯留容量は、１回の塗布で前記被記録媒体の印字領域の全面に塗布できる量の前記泡を貯留可能であることを特徴とする画像形成装置。
請求項３に記載の画像形成装置において、前記貯留容器内に前記泡を導入する導入口と前記塗布手段へ前記泡を供給する供給口との前記仕切り部材の回転方向における角度をθとし、前記仕切り部材の枚数をｎとしたとき、θ≧３６０°／ｎの関係であることを特徴とする画像形成装置。
請求項４に記載の画像形成装置において、前記供給口の中心が前記貯留容器の中心よりも垂直方向下側に位置していることを特徴とする画像形成装置。
請求項１ないし５のいずれかに記載の画像形成装置において、前記貯留部内に前記泡が所定量以上貯留されていることを検知する泡貯留量検知手段を備えていることを特徴とする画像形成装置。
被塗布部材に液体及びゲルの少なくともいずれかを泡状にした泡を塗布する泡塗布装置において、
前記泡を貯留し、前記泡を前記被塗布部材の幅方向に延展する貯留部と、
前記泡を前記被塗布部材に塗布する塗布手段と、
前記貯留部から前記塗布手段に前記泡を搬送する搬送手段とを備えている
ことを特徴とする泡塗布装置。