JP2010083131A - 画像形成装置、泡塗布装置 - Google Patents

Abstract

【課題】泡を生成するときにメッシュ状部材を用いて泡を搬送しながら細分化するとき、泡生成をしていない状態が継続すると目詰まりして泡生成効率や均質な泡の生成が困難になる。
【解決手段】処理液２０１を泡２１０にして塗布する泡塗布装置２００は、処理液２０１から生成した泡２１０ａを泡搬送経路２０６で搬送する過程で泡搬送経路２０６に設けたメッシュ状又は多孔状の泡せん断部材２４１ａ〜２４１ｅにより細分化して塗布に適した状態の泡２１０を生成し、泡生成時以外は泡搬送経路２０６内まで処理液２０１を満たすことで泡せん断部材２４１を処理液２０１中に浸し、泡生成時には泡搬送経路２０６から処理液２０１を抜いて泡せん断部材２４１を処理液２０１外に出す。
【選択図】図２

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、液体吐出記録方式の「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２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、特許文献３に記載されているように印字前又は印字後にインクの定着性を向上させる処理液を塗布ローラなどで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 特開２００３−２０５６７３号公報

しかしながら、上述した従来技術のように塗布ローラや液体吐出ヘッドで前処理液や後処理液を用紙に塗布するのでは、塗布ムラが発生するとともに、液体を用紙上に大量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。

そこで、本出願人は、既に、処理液を泡化して被記録媒体などの被塗布部材に塗布することを提案しているが、泡を生成するときにメッシュ状部材を用いて泡を搬送しながら細分化する構成とした場合に、泡生成をしていない状態が継続すると、メッシュ状部材が目詰まりして泡生成効率の低下や均質な泡の生成が困難になるという新たな課題が生じた。

本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、処理液を泡にして均一な厚みで安定して塗布できるようにするとともに、塗布する泡の品質を保て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の処理液を泡にして塗布する泡塗布手段と、を備え、
前記泡塗布手段は、
前記処理液から生成した泡を搬送する過程でメッシュ状又は多孔状の泡せん断部材部材により細分化して塗布に適した状態の泡を生成する泡生成手段を有し、
前記泡生成手段の泡せん断部材部材を泡生成時以外は泡化していない前記処理液中に浸し、泡生成時には前記処理液外に出すことが可能である
構成とした。

ここで、前記泡生成手段に前記処理液を送り込むポンプ手段を有し、前記泡生成時以外は前記ポンプ手段を駆動して前記処理液を前記泡生成手段の泡が搬送される搬送経路内に送り込む制御をする制御手段を備えている構成とできる。

また、前記泡生成手段の泡が搬送される搬送経路を形成する搬送路形成部材を有し、前記搬送路形成部材内は、下側部分に前記処理液が収容されて、上側部分で前記泡が搬送される経路が形成され、前記泡せん断部材は前記搬送経路部材内の前記処理液に浸される状態と前記処理液から出された状態との間で移動可能に配設されている構成とできる。

また、前記泡生成手段には複数の前記泡せん断部材を有し、前記複数の泡せん断部材は一体化さ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の処理液を泡にして塗布する泡塗布装置において、
前記処理液から生成した泡を搬送する過程でメッシュ状又は多孔状の泡せん断部材部材により細分化して塗布に適した状態の泡を生成する泡生成手段を有し、
前記泡生成手段の泡せん断部材部材を泡生成時以外は泡化していない前記処理液中に浸し、泡生成時には前記処理液外に出すことが可能である
構成とした。

なお、本発明における「泡」とは、液体又はゲル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。なお、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く、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。

本発明に係る画像形成装置及び本発明に泡塗布装置によれば、処理液を泡にして塗布し、処理液から生成した泡を搬送する過程で泡せん断部材部材により細分化して塗布に適した状態の泡を生成し、泡せん断部材部材を泡生成時以外は泡化していない処理液中に浸し、泡生成時には処理液外に出すことが可能である構成としたので、処理液（液体又はゲル）を泡化して塗布することで均一な厚みで塗布できるようになるとともに、泡生成に用いるメッシュ部材を泡生成時以外には処理液中に浸すことで乾燥が防止されて、泡せん断部材部材の目詰まりなどが防止されて、安定した品質の泡を安定して生成することができる。

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、本発明の第１実施形態に係る泡塗布装置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、画像が形成された用紙１００が排紙される排紙トレイ１０４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枚ずつ分離されて搬送ローラ１３２によって給紙されて搬送ローラ対１３３、１３４によって搬送路１３５を介して搬送され、泡塗布装置２００によって泡塗布が行われた後、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の周回移動で搬送されながらヘッドユニット１０１から各色の液滴が吐出されて、泡が塗布された用紙１００上に画像が形成され、その後用紙１００は排紙トレイ１０４に排出される。

一方、泡塗布装置２００は、泡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を収容した貯留タンクである容器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から泡２１０ａを生成する第１泡生成部２０５と、第１泡生成部２０５から泡２１０ａを送る経路である泡搬送経路２０６と、泡搬送経路２０６で搬送される泡２１０ａを複数回せん断して小さな泡（小泡）２１０を生成する第２泡生成部２０７と、泡２１０を被記録媒体（用紙１００）に塗布する泡塗布部（泡塗布手段）２０８とを備えている。

ここで、泡になり得る処理液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。

第１泡生成部２０５は、泡生成容器２２０内の処理液２０１に対し、高圧空気供給部２２１から高圧空気２２２を、高圧空気供給路２２３及びメッシュ状部材２２４を介して供給することによって、泡２１０ａを生成する。この泡生成容器２２０内で泡２１０ａが生成されて充満することにより、その圧力によって泡搬送経路２０６を介して泡塗布部２０８に向けて供給される。なお、泡生成中に処理液２０１を供給する供給路２０４を通じて泡２１０ａや処理液２０１が逆流しないようにポンプ２０３が供給路２０４を閉じるようにしている。

第２泡生成部２０７は、泡搬送経路２０６内にメッシュ状部材或いは複数の孔を有する多孔部材（多孔質部材）などで形成される１又は複数の泡せん断部材２４１（ここでは、２４１ａ〜２４１ｅの５個）を設けて構成され、泡搬送経路２０６内を搬送される泡２１０ａを順次せん断して径を小さくした泡２１０ｂ、２１０ｃ、２１０ｄ、２０１ｅとし、最終段の泡せん断部材２４１（２４１ｅ）を通過することで塗布に適した大きさの泡２１０を形成する。

つまり、第１泡生成部２０５内の高圧空気の供給によって生成するだけでは塗布及び画像形成に適した所望の微細な泡２１０が得られないので、高圧空気の供給で生成した大きな径の泡（大泡）２１０ａを１又は複数の泡せん断部材２４１によってせん断して塗布及び画像形成に適した小さな径の泡（小泡）２１０に微細化する。

このようにすることで、泡を搬送しながら塗布に適した泡２１０を効率的に生成しながら泡塗布部２０８に送ることができる。この場合、泡はその堆積力で搬送されるので、第１泡生成部２０５の泡生成を停止することで泡の搬送も停止される。

なお、この場合の泡の大きさについて説明しておくと、泡の大きさを区別する「大泡」、「小泡」は、次のように定義する。
大泡：「第１状態の泡」を指す。泡になる液体(若しくはゲル又は両方であっても良い)を用いて生成されているが、後述する「泡」を塗布することによる効果が発揮できない泡を指す。
小泡：「第２状態の泡」を指す。大泡（第１状態の泡）を用いて生成される泡を指し、大泡（第１状態の泡）よりも泡径は小さく、この状態であれば、後述する「泡」を塗布することによる効果を発揮できる泡を指す。

この小泡と定義する泡は、前述したように、液体又はゲル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であって、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く、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ものである。

また、このような「小泡」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「小泡」自体は「液体」や「ゲル」ではない。

このように、用紙１００の表面に泡２１０を塗布することによって、空気を大量に含むことで微量塗布が可能となって、塗布の均一化を図れ、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ため、微量塗布が可能である。
（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。

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。

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。

次に、この画像形成装置における泡せん断部材の乾燥防止動作について図２及び図３をも参照して説明する。なお、図２及び図３は泡生成手段の異なる状態を説明する模式的説明図である。
先ず、泡生成を行うとき（泡生成時）には、前述したように第１泡生成部２０５で処理液２０１から泡２１０ａが生成され、この泡２１０ａが第２泡生成部２０７の泡搬送経路２０６を堆積力で搬送されながら、複数の泡せん断部材２４１ａ〜２４１ｅを通過することによってせん断されて細分化され、泡塗布部２０８に送られる。このとき、泡せん断部材２４１ａ〜２４１ｅは処理液２０１には浸されていない状態である。

これに対して、泡生成時以外のときには、図３に示すように、処理液２０１を収容した貯留タンクである容器２０２から処理液２０１を送液するポンプ２０３を駆動制御して、供給路２０４を介して泡生成容器２２０内に処理液２０１を強制的に供給し、更に第２泡生成部２０７を構成する泡搬送経路２０６内の泡せん断部材２４１が処理液２０１に浸されるまで処理液２０１を容器２０２から供給する。

この場合、泡搬送経路２０６は、図２及び図３に示すように、泡せん断部材２４１が配置される部分（第２泡生成部２０７を構成する部分）２０６ａと最終段の泡２１０を泡塗布部２０８に供給する部分（供給経路）２０６ｂは、上下方向に折れ曲がった経路、すなわち、第２泡生成部２０７を構成する部分）２０６ａの最終位置から供給経路２０６ｂが上方に立ち上がった形状に形成しているので、処理液２０１が泡供給部２０８にそのまま供給されることが防止される。

したがって、泡生成時以外のときには泡せん断部材２４１が処理液２０１に浸されているので、泡生成をしていない状態が続いても、泡せん断部材２４１が乾燥し、粘度が高くなった泡による目詰まりが発生することが防止される。これにより、泡せん断部材２４１による泡搬送性能が低下し、泡の泡せん断部材２４１の通過が出来なくなるなどの不具合が防止される。

このように、処理液から生成した泡を搬送する過程で泡せん断部材部材により細分化して塗布に適した状態の泡を生成し、泡せん断部材を泡生成時以外は処理液中に浸し、泡生成時には処理液外に出すことが可能である構成としたので、処理液（液体又はゲル）を泡化して塗布することで均一な厚みで塗布できるようになるとともに、泡生成に用いるメッシュ部材を泡生成時以外には処理液中に浸すことで乾燥が防止されて、泡せん断部材部材の目詰まりなどが防止されて、安定した品質の泡を安定して生成することができる。

次に、本発明の第２実施形態について図４及び図５を参照して説明する。なお、図４及び図５は同実施形態における泡生成手段の異なる状態を説明する模式的説明図である。
ここでは、１つの容器３０１内に隔壁３０２を設けて第１部分３０１ａ及び第２部分３０１ｂに区分して、第１部分３０１ａで第１泡生成部２０５を構成し、第２部分３０１ｂで泡搬送経路部材を形成して第２泡生成部２０７を構成している。なお、隔壁３０２は、第１泡生成部２０７から第２泡生成部２０７に泡が移動可能な高さに形成されている。

第１泡生成部２０５には、前記実施形態と同様に、図示しないが、処理液２０１がポンプなどで供給されるとともに、高圧空気が高圧空気供給経路２２３及びメッシュ部材２２４を介して供給されることで、泡２０１ａが生成される。

第２泡生成部２０７を形成する容器３０１の第２部分３０１ｂは、下側部分に処理液２０１が収容されて、上側部分で泡が搬送される泡搬送経路２０６が形成される。そして、この容器３０１の第２部分３０１ｂに対して、泡をせん断する複数の泡せん断部材２４１ａ〜２４１ｅを架橋部２４２で一体化した泡せん断ユニット３４１が上方から進退可能（上下動可能）に設けられ、泡せん断部材泡せん断部材２４１は搬送経路部材（容器３０１の第２部分３０１ｂ）内の処理液２０１に浸される状態と処理液２０１から出された状態との間で移動可能に配設されている構成としている。

なお、容器３０１の第２部分３０１ｂの最終段の泡せん断部材２４１ａより下流側に、生成された泡２１０を泡塗布部に供給する搬送経路を形成する供給路部材３０３が上部に設けられている。

このように構成したので、泡生成を行うとき（泡生成時）には、図４に示すように、泡せん断ユニット３４１を上昇させて、泡せん断部材２４１が処理液２０１から出された状態（泡せん断を行う部分（孔やメッシュ開口）が処理液２０１から出されて、泡搬送経路２０６に位置している状態の意味である。）にする。この状態で、第１泡生成部２０５で処理液２０１から泡２１０ａが生成され、この泡２１０ａが隔壁部３０２の上方の開口部３０４を通過して第２泡生成部２０７に送られる、堆積力で搬送されながら、複数の泡せん断部材２４１ａ〜２４１ｅを通過することによってせん断されて細分化され、泡塗布部に送られる。つまり、このとき、泡せん断部材２４１ａ〜２４１ｅは処理液２０１には浸されていない状態である。

これに対して、泡生成時以外のときには、図５に示すように、泡せん断ユニット３４１を矢示方向に下降させて、泡せん断部材２４１が処理液２０１に浸された状態にする。

これにより、泡生成時以外のときには泡せん断部材２４１が処理液２０１に浸されているので、泡生成をしていない状態が続いても、泡せん断部材２４１が乾燥し、粘度が高くなった泡残渣による目詰まりが発生することが防止される。これにより、泡せん断部材２４１による泡搬送性能が低下し、泡の泡せん断部材２４１の通過が出来なくなるなどの不具合が防止される。

次に、本発明の第３実施形態について図６を参照して説明する。なお、図６は同実施形態における泡生成手段の斜視説明図である。
ここでは、１つの容器４０１に段差を設けて第１部分４０１ａ及びこれに連通する第２部分４０１ｂに区分して、第１部分４０１ａで第１泡生成部２０５を構成し、第２部分４０１ｂで第２泡生成部２０７を構成している。

第１泡生成部２０５には、前記実施形態と同様に、図示しないが、処理液２０１がポンプなどで供給されるとともに、高圧空気が高圧空気供給経路２２３及びメッシュ部材２２４を介して供給されることで、泡が生成される。

第２泡生成部２０７には、容器４０１の第２部分４０１ｂ内に、複数の隔壁４０２と、複数のメッシュ部材（泡せん断部材）２４１ａ〜２４１ｄを一体化した泡せん断ユニット部材３４２とを配設して、平面で見てジグザク形状になる泡搬送経路３０６（泡の移動経路を矢印４１０で示している。）を形成し、最終段の泡せん断部材２４１ｄの下流側に第２部分４０２ｂ内に通じて生成された泡を泡塗布部に供給する搬送経路となる供給路４０３を設けている。なお、ここでは、泡せん断ユニット部材３４２は上下方向に移動可能に配設している。

この構成では、泡生成時以外のときには容器４０１内を処理液２０１で満たすことによって泡せん断部材２４１を処理液中に浸し、この状態から泡生成に移行するときには、泡せん断ユニット部材３４２を一旦矢示方向（上方）に持ち上げて、泡せん断ユニット部材３４２と第２部分４０１ｂの底面との間を開放し、処理液２０１の液面が図示の状態になるまで処理液２０１を容器４０１から抜き出す。その後、泡せん断ユニット部材３４２を図６の状態に戻すようにする。

あるいは、図７に示すように、泡生成時以外のときには容器４０１内を処理液２０１で満たすことによって泡せん断部材２４１を処理液中に浸し、この状態から泡生成に移行するときには、処理液２０１の液面が図７に示す状態（メッシュ部材３４１の最下端のまで低下した状態）になるまで処理液２０１を容器４０１から抜き出す。この場合には、泡せん断ユニット部材３４２は容器４０１内に固定配置することができる。

次に、これらの実施形態における画像形成装置の制御部の概要について図８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。

泡塗布制御部８１４は、泡塗布装置２００の第１泡生成部２０５を制御して泡２１０の生成、貯留、塗布ローラ２３２に対する供給などの制御を行う。

また、この泡塗布制御部８１４は、前記第１実施形態の構成では、泡生成時以外のときには、ポンプ２０３を駆動して容器２０２から処理液２０１を送液して搬送経路２０６内まで処理液２０１を充填することによって泡せん断部材２４１を処理液２０１内に浸す制御を行い、泡生成時にはポンプ２０３を逆転駆動して一旦搬送経路２０６内に充填されている処理液２０１を泡生成容器２２０内まで戻して（泡搬送経路２０６から処理液２０１を抜いて）、泡せん断部材２４１を処理液２０１から出す（処理液２０１に浸されない状態にする）制御を行う。

また、この泡塗布制御部８１４は、前記第２実施形態の構成では、泡せん断部材ユニット３４１を上下動させる（処理液２０１に対して進退させる）駆動手段（例えばモータとランクアンドピニオンギヤ、リンク機構などで構成できる）を設けた場合には、泡生成時以外のときには、当該駆動手段を駆動して泡せん断部材ユニット３４１を下降させて泡せん断部材２４１を処理液２０１内に浸す制御を行い、泡生成時には当該駆動手段を逆転駆動して泡せん断部材ユニット３４１を上昇させて泡せん断部材２４１を処理液２０１から出す（処理液２０１に浸されない状態にする）制御を行う。

なお、各種センサ８０５には、環境条件を検出する温度/湿度検知手段、処理液２０１が容器２０２内にあるか否かを検知する処理液エンド検知手段などが含まれる。

そこで、泡塗布制御部による泡せん断部材の乾燥防止動作の制御の第１例について図９のフロー図を参照して説明する。なお、以下では第１実施形態の構成で説明するが、前述したように他の実施形態についても同様である。
先ず、印刷ジョブがある（印刷動作が必要）か否かを判別し、印刷ジョブがあれば、処理液２０１に浸されている泡せん断部材２４１を処理液２０１から出す泡生成準備を行う。前述した第１実施形態では泡搬送経路２０６内及び泡生成容器２２０に注入されていたい処理液２０１の一部をポンプ２０３を逆転駆動することによって容器２０２内に戻すことで、泡搬送経路２０６内から処理液２０１を除去して泡せん断部材２４１を処理液２０１から出す。

そして、泡生成準備が完了すれば、高圧空気供給部２２２から高圧空気を第１泡生成部２０５に供給して泡の生成を開始し、生成された泡２１０が泡塗布部２０８の塗布ローラ２３２に供給され、泡塗布部２０８で泡塗布を行える状態になったときに、印刷動作を開始する。

次いで、印刷動作が終了したときには、前回の印刷動作から所定時間が経過した（例えば３０分）とき（所定時間放置されたとき）には、泡せん断部材２４１を処理液２０１に浸す乾燥防止処理を行う。前述した第１実施形態ではポンプ２０３を正転駆動して容器２０２から処理液２０１を泡生成容器２２０及び泡搬送経路２０６内に注入することで、泡搬送経路２０６を処理液２０１で満たして泡せん断部材２４１を処理液２０１に浸す。

次に、泡塗布制御部による泡せん断部材の乾燥防止動作の制御の第２例について図１０のフロー図を参照して説明する。
電源ＯＦＦ指示信号が入力されると、前述したように泡せん断部材２４１を処理液２０１に浸す乾燥防止処理を行う。

このように装置の電源をＯＦＦするときには、次に電源がＯＮされるまでの時間を予測することができないので、電源ＯＦＦ時に泡せん断部材２４１を処理液２０１に浸す乾燥防止処理を行って、装置が長時間放置されて泡せん断部材２４１が目詰まりするのを防止する。

次に、泡塗布制御部による泡せん断部材の乾燥防止動作の制御の第３例について図１１のフロー図を参照して説明する。
電源ＯＦＦ指示信号が入力されると、前述したように泡せん断部材２４１を処理液２０１に浸す乾燥防止処理を行った後、乾燥防止処理完了信号を出力する。これを受けて、制御部のＣＰＵ８０１は装置の電源をシャットダウンする。

このように装置の電源をＯＦＦするときには、次に電源がＯＮされるまでの時間を予測することができないので、電源ＯＦＦ時に泡せん断部材２４１を処理液２０１に浸す乾燥防止処理を行って、長時間放置されて泡せん断部材２４１が目詰まりするのを防止する。

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、塗布後には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１２及び図１３を参照して説明する。なお、図１２及び図１３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１２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１３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１２（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１２（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１３（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１３（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。

本発明の第１実施形態に係る泡塗布装置を備える画像形成装置の一例を示す全体構成図である。 同実施形態における泡せん断部材乾燥防止動作の説明に供する泡生成時の状態を示す要部模式的説明図である。 同じく泡生成時以外のときの状態を示す要部模式的説明図である。 本発明の第２実施形態における泡生成手段の泡生成時の状態を示す要部模式的説明図である。 同じく泡生成時以外のときの状態を示す要部模式的説明図である。 本発明の第３実施形態における泡生成手段の説明に供する斜視説明図である。 同実施形態の他の例の説明に供する斜視説明図である。 画像形成装置の制御部の説明に供するブロック説明図である。 泡塗布制御部による泡せん断部材乾燥防止動作の制御の第１例を示すフロー図である。 泡塗布制御部による泡せん断部材乾燥防止動作の制御の第２例を示すフロー図である。 泡塗布制御部による泡せん断部材乾燥防止動作の制御の第３例を示すフロー図である。 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ざ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。

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（泡塗布手段）
２０１…処理液（泡になる液体又はゲル若しくは液体及びゲル）
２０５…第１泡生成部
２０６…泡搬送経路
２０７…第２泡生成部
２０８…泡塗布部
２１０…泡
２３２…塗布ローラ
２３５…加圧ローラ
２４１…泡せん断部材

Claims (5)

1. 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の処理液を泡にして塗布する泡塗布手段と、を備え、
   前記泡塗布手段は、
   前記処理液から生成した泡を搬送する過程でメッシュ状又は多孔状の泡せん断部材により細分化して塗布に適した状態の泡を生成する泡生成手段を有し、
   前記泡生成手段の泡せん断部材を泡生成時以外は泡化していない前記処理液中に浸し、泡生成時には前記処理液外に出すことが可能である
   ことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記泡生成手段に前記処理液を送り込むポンプ手段を有し、前記泡生成時以外は前記ポンプ手段を駆動して前記処理液を前記泡生成手段の泡が搬送される搬送経路内に送り込む制御をする制御手段を備えていることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記泡生成手段の泡が搬送される搬送経路を形成する搬送路形成部材を有し、前記搬送路形成部材内は、下側部分に前記処理液が収容されて、上側部分で前記泡が搬送される経路が形成され、前記泡せん断部材は前記搬送経路部材内の前記処理液に浸される状態と前記処理液から出された状態との間で移動可能に配設されていることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
4. 前記泡生成手段には複数の前記泡せん断部材を有し、前記複数の泡せん断部材は一体化されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の画像形成装置。
5. 被塗布部材に液体及びゲルの少なくともいずれかを泡にして塗布する泡塗布装置において、
   前記処理液から生成した泡を搬送する過程でメッシュ状又は多孔状の泡せん断部材により細分化して塗布に適した状態の泡を生成する泡生成手段を有し、
   前記泡生成手段の泡せん断部材により泡生成時以外は泡化していない前記処理液中に浸し、泡生成時には前記処理液外に出すことが可能である
   ことを特徴とする泡塗布装置。

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