JP2009160925A

JP2009160925A - 画像形成装置、泡塗布装置

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Publication number: JP2009160925A
Application number: JP2008312723A
Authority: JP
Inventors: Manabu Izumikawa; 学泉川; Sanenori Ichimura; 実紀市村; Kazuyoshi Matsumoto; 和悦松本; Shinji Imoto; 晋司井本; 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: JP5332573B2

Abstract

【課題】泡を塗布するようにした場合に泡を効率的に生成することができないと、画像形成の生産性などが低下する。
【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）２０１を収容した容器２０２と、容器２０２から液体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液体２０１から相対的に大径の第１状態の大泡２２０を生成する大泡生成部２０５と、大泡生成部２０５から供給路２０６を介して供給される第１状態の泡２２０を搬送し、この搬送の過程で、第１状態の泡２２０から相対的に小径の第２状態の泡２１０を生成する小泡貯留生成部２１１と、小泡貯留生成部２１１の供給口から第２状態の泡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を塗布する塗布ローラ２１２とを備えた。
【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、
相対的に大径の第１状態の泡を生成する生成手段と、
この生成手段で生成された第１状態の泡を搬送し、この搬送の過程で、前記第１状態の泡から相対的に小径の第２状態の泡を生成する搬送手段と、
この搬送手段で生成から前記第２状態の泡を供給する供給口と、
この供給口から供給された前記第２状態の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
を備えている構成とした。

ここで、前記搬送手段は、前記第１状態の泡が導入される容器と、この容器内で前記第１状態の泡を前記供給口側に向けて移送する移送手段と、この移送手段で移送される前記第１状態の泡をせん断して第２状態の泡にするせん断部材とを備えている構成とできる。

この場合、前記搬送手段の移送手段は前記容器内を進退する仕切り部材を備えている構成とできる。

また、前記搬送手段の移送手段は円筒状の前記容器内で回転する複数の仕切り部材を備えている構成とできる。

この場合、前記仕切り部材は弾性を有している構成とできる。

また、前記複数の仕切り部材のうちの１つの仕切り部材が前記供給口に対応する位置にあるとき、前記複数の仕切り部材で形成される複数の空間のうちの、前記供給口に対応する位置にある前記仕切り部材とこの仕切り部材より１つ上流側にある前記仕切り部材との間で形成される空間内に、前記泡せん断部材が設けられていない構成とできる。

また、前記複数の仕切り部材のうちの１つの仕切り部材が前記供給口に対応する位置にあるとき、前記複数の仕切り部材で形成される複数の空間のうちの、前記供給口に対応する位置にある前記仕切り部材から見て２つ以上上流側の空間に前記第１状態の泡の導入口が設けられ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、
相対的に大径の第１状態の泡を生成する生成手段と、
この生成手段で生成された第１状態の泡を搬送し、この搬送の過程で、前記第１状態の泡から相対的に小径の第２状態の泡を生成する搬送手段と、
この搬送手段で生成から前記第２状態の泡を供給する供給口と、
この供給口から供給された前記第２状態の泡を前記被塗布部材に塗布する塗布手段と
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、相対的に大径の第１状態の泡を生成する生成手段と、この生成手段で生成された第１状態の泡を搬送し、この搬送の過程で、前記第１状態の泡から相対的に小径の第２状態の泡を生成する搬送手段と、この搬送手段で生成から前記第２状態の泡を供給する供給口と、この供給口から供給された前記第２状態の泡を前記被塗布部材に塗布する塗布手段とを備えているので、泡状態の液体又はゲル、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。

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、本発明に係る画像形成装置の第１実施形態について図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２０１（以下、単に「液体２０１」と総称する。）を収容した容器２０２と、この容器２０２から液体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液体２０１から相対的に大径の泡（これを「第１状態の泡」という。）を生成する泡生成手段である大泡生成部２０５と、大泡生成部２０５から供給路２０６を介して供給される第１状態の泡が導入され、この泡を搬送し、この搬送の過程で、第１状態の泡から相対的に小径の泡（これを「第２状態の泡」という。）を生成する搬送手段である小泡貯留生成部２１１と、この小泡貯留生成部２１１の供給口から第２状態の泡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、小泡貯留生成部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、泡状態になり得る液体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、液体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。

この液体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（第２状態の泡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。また、微量の処理液を泡化して塗布するためには、泡の小径化（小泡）が必要だが、大泡から小泡を生成するためには、生成時間と生成場所が必要となる。この生成時間と生成場所を効率よく確保することが、画像形成の生産性の向上や装置全体サイズの小型化につながる。

そこで、本発明では、相対的に大径の第１状態の泡を生成する生成手段と、この生成手段で生成された第１状態の泡を搬送し、この搬送の過程で、第１状態の泡から相対的に小径の第２状態の泡を生成する搬送手段とを備えるようにしている。

なお、本発明においては、「大泡」、「小泡」は、次のように定義している。
大泡：「第１状態の泡」を指す。泡状態になる液体(若しくはゲル又は両方であっても良い)を用いて、泡生成手段（第１の泡生成手段）により生成される泡を指す。該泡の状態では、前述した「泡」を塗布することによる効果が小泡ほど発揮できない状態を指す。
小泡：「第２状態の泡」を指す。大泡（第１状態の泡）を用いて、搬送手段（第２の泡生成手段）により生成される泡を指す。大泡（第１状態の泡）よりも泡径は小さい。該泡の状態であれば、前述した「泡」を塗布することによる効果を発揮できる状態を指す。

以下、この泡塗布装置２００における大泡生成部（第１の泡生成部）２０５、小泡貯留生成部（第２の泡生成部：搬送手段を含む）２１１について説明する。まず、泡塗布装置２００における大泡生成部２０５の一例について図２を参照して説明する。
この大泡生成部２０５は、ポンプ２０３で容器２０２から供給される液体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、生成される第１状態の泡２２０が容器２２１内に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液体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。

この大泡生成部２０５においては、多孔部材２２２に気体が供給されることで液体２０１から第１状態の泡２２０が生成され、気体を供給して泡２２０を生成しているときには泡２２０が自身の堆積力で供給路２０６内を移動して（搬送されて）小泡貯留生成部２１１に供給され、気体の供給を停止することで、泡２２０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における小泡貯留生成部２１１の一例について図３ないし図５を参照して説明する。なお、図３は同小泡貯留生成部の模式的斜視説明図、図４は同じく泡せん断部材の説明に供する模式的斜視説明図、図５は同じく模式的要部拡大正面説明図である。ここで、図３では泡せん断部材の図示は省略している。

この小泡貯留生成部２１１は、第１状態の泡２２０が供給路２０６を介して導入される（供給される）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に対向する供給口２１７に対して進退可能に配置されるとともに、大泡生成部２０５から供給路２０６を介して供給された第１状態の泡（以下「大泡」ともいう。）２２０をせん断して第２状態の泡（以下「小泡」ともいう。）２１０を生成する多数のブラシ状の泡せん断部材３０３が設けられている。また、泡貯留容器３００には、大泡２２０が供給路２０６を介して図示しない泡導入口から導入される（供給される）ときに容器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。

この小泡貯留生成部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内に大泡生成部２０５から供給路２０６を介して大泡２２０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、容器３００内の大泡２２０は多数のブラシ状の泡せん断部材３０３によるせん断力を受けてせん断され、泡径が小さくなり、第２状態の泡（小泡）２１０が生成される。

そして、開閉手段２１３に向かって進行することで搬送壁３０１によって小泡２１０に圧力がかかり、小泡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。

なお、泡せん断部材３０３は弾性を有する部材で形成することが好ましい。これによって、泡搬送壁３０１が泡せん断部材３０３の接触しながら通過するときに、図５に示すように、泡せん断部材３０３が折れ曲がり、泡搬送壁３０１が通過した後は元の形状に戻ることができ、泡せん断部材３０３が破損することなく泡搬送壁３０１が通過することができるようになる。

また、開閉手段２１３としては、図６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７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６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７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８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９ないし図１１を参照して説明する。なお、図９は同泡塗布装置における小泡貯留生成部の模式的斜視説明図、図１０は同じく小泡貯留生成部の模式的断面説明図、図１１は同じく泡せん断部材の説明に供する模式的要部拡大正面説明図である。ここで、図９では泡せん断部材の図示は省略している。

この小泡貯留生成部２１１は、第１状態の泡２２０が供給路２０６を介して導入口７０６から導入される（供給される）円筒状の泡貯留容器７００内に、矢示方向に回転する回転軸７１１の周囲に放射状に配置された複数枚（この例では６枚、これに限るものではない）の仕切り部材（泡搬送壁）７０１が回転可能に配置されている。また、容器７００内の上半分の領域内に、大泡生成部２０５から供給路２０６を介して供給された第１状態の泡（大泡）２２０をせん断して第２状態の泡（小泡）２１０を生成する多数のブラシ状の泡せん断部材７０３が放射状に設けられている。また、泡貯留容器７００には、大泡２２０が供給路２０６を介して導入口７０６から導入される（供給される）ときに容器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。

この小泡貯留生成部２１１においては、泡貯留容器７００内に大泡生成部２０５から大泡２２０が導入口７０６から導入される。この状態で、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、容器７００内の大泡２２０は多数のブラシ状の泡せん断部材７０３によってせん断されて、泡径が小さくなり、第２状態の泡（小泡）２１０が生成される。

そして、仕切り部材７０１の回転によって小泡２１０が生成されながら供給口２１７に向かって途切れることなく搬送されて、供給口２１７から塗布ローラ２１２に供給される。このとき、仕切り部材７０１で区切られた空間一杯に大泡２２０が供給されることで、確実に大泡２２０が用紙幅方向にも延展され、この延展された状態で仕切り部材７０１の回転によって搬送されながら泡せん断部材７０３でせん断力を受けて小径の小泡２１０が生成される。

なお、泡せん断部材７０３は弾性を有する部材で形成することが好ましい。これによって、仕切り部材（泡搬送壁）７０１が泡せん断部材７０３の接触しながら通過するときに、図１１に示すように、泡せん断部材７０３が折れ曲がり、仕切り部材７０１が通過した後は元の形状に戻ることができ、泡せん断部材７０３が破損することなく仕切り部材７０１が通過することができるようになる。

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１２及び図１３を参照して説明する。なお、図１２は同泡塗布装置における小泡貯留生成部の模式的断面説明図、図１３は同じく小泡貯留生成部の模式的断面説明図である。ここで、各図では泡せん断部材の図示は省略している。
ここでは、上記第２実施形態において、仕切り部材８０１ａ〜８０１ｆを弾性を有する部材で形成し、仕切り部材８０１ａ〜８０１ｆの長さＬを円筒状泡貯留容器７００の半径ｒよりも長くしている。これによって、仕切り部材８０１ａ〜８０１は、円筒状泡貯留容器７００の内周面に接するときには変形した状態になり、供給口２１７の部分に位置したときには元の状態に戻ることを繰り返しながら、矢示方向に回転する。

したがって、例えば図１２に示すように回転方向で隣り合う仕切り部材８０１ａと８０１ｂのうちの仕切り部材８０１ｂが供給口２１７に位置し、後続の仕切り部材８０１ａが容器７００の内周面に接しているときの空間の容積をＶ１とする。この状態から、回転軸７１１の回転によって図１３に示すように、仕切り部材８０１ｂは供給口２１７へ一端を保持したまま弾力により撓み、このときの隣り合う仕切り部材８０１ａと８０１ｂの容積はＶ１からＶ２に減少し（Ｖ１＞Ｖ２）、小泡２１０は効率よく供給口２１７へと押し出される。

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１４を参照して説明する。なお、図１４は同泡塗布装置における小泡貯留生成部の模式的断面説明図である。
ここでは、上記第２実施形態において、泡貯留容器７００内を回転する６枚の仕切り部材８０１ａ〜８０１ｆで６つの空間に仕切り、回転方向で、１つの仕切り部材が供給口２１７に差し掛かった（対応する）位置にあるとき、この仕切り部材よりも１つ上流側の仕切り部材との間に形成される空間内には泡せん断部材７０３が存在しないように、泡せん断部材７０３を配置している。

この例では、仕切り部材８０１ａが供給口２１７に差し掛かった（対応する）位置にあるとき、仕切り部材８０１ａよりも１つ上流側の仕切り部材８０１ｂとの間に形成される空間内には泡せん断部材７０３が存在しない。なお、次の仕切り部材７０１ｂが供給口２１７に差し掛かった（対応する）位置にあるとき、仕切り部材８０１ｂよりも１つ上流側の仕切り部材８０１ｃとの間に形成される空間内には泡せん断部材７０３が存在しないことになる（以下同様である。）。

つまり、複数の仕切り部材のうちの１つの仕切り部材が供給口に対応する位置にあるとき、複数の仕切り部材で形成される複数の空間のうちの、供給口に対応する位置にある仕切り部材とこの仕切り部材より１つ上流側にある仕切り部材との間で形成される空間内に、泡せん断部材が設けられていない構成としている。これにより、泡貯留容器内で生成する小泡の泡径に均一化を図ることができる。

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１５を参照して説明する。なお、図１５は同泡塗布装置における小泡貯留生成部の模式的断面説明図である。
ここでは、上記第２実施形態において、泡貯留容器７００内を回転する６枚の仕切り部材７０１ａ〜７０１ｆで６つの空間７００Ａ〜７００Ｆに仕切り、回転方向で、１つの仕切り部材が供給口２１７に差し掛かった位置（対応する位置）にあるとき、複数の仕切り部材７０１ａ〜７０１ｆで形成される複数の空間７００Ａ〜７００Ｆのうちの、供給口２１７に対応する位置にある仕切り部材から見て２つ以上上流側の空間に第１状態の泡２２０の導入口７０６が設けられている。

この例では、１つの仕切り部材７０１ａが供給口２１７に差し掛かった位置（対応する位置）にあるとき、複数の仕切り部材７０１ａ〜７０１ｆで形成される複数の空間７００Ａ〜７００Ｆのうちの、供給口２１７に対応する位置にある仕切り部材７０１ａから見て２つ上流側の空間である空間７００Ｂよりも上流の空間７００Ｃに第１状態の泡２２０の導入口７０６が設けられている。

つまり、複数の仕切り部材のうちの１つの仕切り部材が供給口に対応する位置にあるとき、複数の仕切り部材で形成される複数の空間のうちの、供給口に対応する位置にある仕切り部材から見て２つ以上上流側の空間に第１状態の泡の導入口が設けられている構成としている。これにより、第１状態の泡２２０から第２状態の泡２１０を生成するための時間をできるだけ多く確保することができるとともに、被記録媒体の幅方向への十分な延展を行うことができる。

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１６及び図１７を参照して説明する。なお、図１６及び図１７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１６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１７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１６（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１６（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１７（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１７（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を示す全体構成図である。同泡塗布装置の大泡生成部の一例を示す模式的説明図である。同泡塗布装置の小泡貯留生成部の一例を示す模式的斜視説明図である。同じく泡せん断部材の説明に供する模式的斜視説明図である。同じく模式的要部拡大正面説明図である。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実施形態における小泡貯留生成部の模式的斜視説明図である。同じく小泡貯留生成部の模式的断面説明図である。同じく泡せん断部材の説明に供する模式的要部拡大正面説明図である。本発明に係る泡塗布装置の第３実施形態における小泡貯留生成部の模式的断面説明図である。同じく小泡貯留生成部の模式的断面説明図である。本発明に係る泡塗布装置の第４実施形態における小泡貯留生成部の模式的断面説明図である。本発明に係る泡塗布装置の第５実施形態における小泡貯留生成部の模式的断面説明図である。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…泡状態になる液体
２１０…泡（フォーム状セット剤）
２０５…大泡生成部
２１１…小泡貯留生成部（搬送手段）
２１２…塗布ローラ
２１３…開閉手段
３００…泡貯留容器
３０１…搬送壁
３０２…供給口
３０３…泡せん断部材
７００…泡貯留容器
７０１…仕切り部材
７０２…供給口
７０３…泡せん断部材

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、
相対的に大径の第１状態の泡を生成する生成手段と、
この生成手段で生成された第１状態の泡を搬送し、この搬送の過程で、前記第１状態の泡から相対的に小径の第２状態の泡を生成する搬送手段と、
この搬送手段で生成から前記第２状態の泡を供給する供給口と、
この供給口から供給された前記第２状態の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
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、前記第１状態の泡が導入される容器と、この容器内で前記第１状態の泡を前記供給口側に向けて移送する移送手段と、この移送手段で移送される前記第１状態の泡をせん断して第２状態の泡にするせん断部材とを備えてい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、前記搬送手段の移送手段は前記容器内を進退する仕切り部材を備えてい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、前記搬送手段の移送手段は円筒状の前記容器内で回転する複数の仕切り部材を備えてい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、前記仕切り部材は弾性を有していることを特徴とする画像形成装置
請求項４又は５に記載の画像形成装置において、前記複数の仕切り部材のうちの１つの仕切り部材が前記供給口に対応する位置にあるとき、前記複数の仕切り部材で形成される複数の空間のうちの、前記供給口に対応する位置にある前記仕切り部材とこの仕切り部材より１つ上流側にある前記仕切り部材との間で形成される空間内に、前記泡せん断部材が設けられていないことを特徴とする画像形成装置。
請求項４ないし６のいずれかに記載の画像形成装置において、前記複数の仕切り部材のうちの１つの仕切り部材が前記供給口に対応する位置にあるとき、前記複数の仕切り部材で形成される複数の空間のうちの、前記供給口に対応する位置にある前記仕切り部材から見て２つ以上上流側の空間に前記第１状態の泡の導入口が設けられ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、
相対的に大径の第１状態の泡を生成する生成手段と、
この生成手段で生成された第１状態の泡を搬送し、この搬送の過程で、前記第１状態の泡から相対的に小径の第２状態の泡を生成する搬送手段と、
この搬送手段で生成から前記第２状態の泡を供給する供給口と、
この供給口から供給された前記第２状態の泡を前記被塗布部材に塗布する塗布手段と
を備えていることを特徴とする泡塗布装置。