JP2010158782A - 画像形成装置及び泡塗布装置 - Google Patents

Abstract

【課題】被記録媒体に塗布する泡を発生するときに泡発生動作を停止しても泡発生部や泡搬送径路内の残圧力によって泡が塗布部に供給され続ける。
【解決手段】用紙１００に画像を形成する記録ヘッドユニット１００と、用紙１００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状にした泡２１０を塗布する泡塗布装置２００とを備え、泡供給時には、容器２０２からポンプ２０３によって供排径路２０４を介して処理液２０１を泡発生容器２２０に供給し、気体供給手段２２１から気体２２２を泡発生容器２２０に供給して泡２１０ａを発生させ、泡供給を停止するときには、泡発生を停止するとともに、ポンプ２０３を逆転駆動して泡発生容器２２０から処理液２０１を容器２０２内に戻すことで、泡発生容器２２０内の圧力を低下させる。
【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、液体を用紙上に過剰に付与するために塗布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、処理液を泡状にした泡を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。

ところが、泡塗布装置にて処理液を泡化した泡を塗布する場合、処理液（液体、ゲルのいずれでもよい。）から泡を発生（生成）する必要がある。この場合、処理液中に気体を送り込んで気泡を発生させて供給する構成を採用すると、泡を生成し供給するとき、泡を生成させる気体の圧力や泡が泡供給経路を通過するための抵抗により、泡自体が圧縮されて圧力が貯えられる。このため、泡を生成する動作を中止しても貯えられた圧力によって泡が膨張し泡供給部の泡を押し出してしまい、泡供給動作がすぐに停止せず、泡塗布部に余剰な泡が供給されてしまうという問題が生じる。この場合、泡生成部（泡発生部）内又は泡供給経路内の圧力を下げるため経路内を大気等に開放すると、前記圧力によって泡が経路内から出てきてしまうという問題がある。

本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、泡供給を停止するときには速やかに泡の供給を止めて、余剰の泡が供給されない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、前記処理液を収容する泡発生容器と、前記泡発生容器の処理液中に気体を送り込む気体供給手段と、前記泡発生容器に前記処理液を供給する液供給手段と、前記泡発生容器から前記処理液を排出する液排出手段と、を含む泡発生手段を有し、
前記泡発生手段による泡発生動作を終了するときに前記泡発生容器内の前記処理液を排出させて前記泡発生容器内の圧力を低下させる
構成とした。

ここで、前記液供給手段の供給経路と前記液排出手段の排出経路は同じ経路である構成とできる。

また、前記泡発生動作時には前記泡発生容器内の前記処理液の量を排出量以上に維持する構成とできる。

また、前記液排出手段は、前記泡発生容器内から排出される前記処理液を貯留する排出容器と、前記排出容器を大気開放する手段とを備えている構成とできる。この場合、前記排出容器は、底面が前記泡発生容器内の前記処理液の液面よりも高い位置に配置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装置であって、
前記処理液を収容する泡発生容器と、前記泡発生容器の処理液中に気体を送り込む気体供給手段と、前記泡発生容器に前記処理液を供給する液供給手段と、前記泡発生容器から前記処理液を排出する液排出手段と、を含む泡発生手段を有し、
前記泡発生手段による泡発生動作を終了するときに前記泡発生容器内の前記処理液を排出させて前記泡発生容器内の圧力を低下させる
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係る泡塗布装置によれば、処理液を収容する泡発生容器と、泡発生容器の処理液中に気体を送り込む気体供給手段と、泡発生容器に処理液を供給する液供給手段と、泡発生容器から処理液を排出する液排出手段と、を含む泡発生手段を有し、泡発生手段による泡発生動作を終了するときに泡発生容器内の処理液を排出させて泡発生容器内の圧力を低下させる構成としたので、泡供給を停止するときに泡供給に伴う圧力を低減させて速やかに泡の供給を止め、余剰の泡が供給されないようにすることができる。

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。 本発明に係る泡塗布装置の第１実施形態を示す要部模式的説明図である。 同じく作用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実施形態を示す要部模式的説明図である。 同じく作用説明に供する説明図である。 同画像形成装置の制御部の概要を示すブロック説明図である。 同制御部による印刷動作の説明に供するフロー図である。 同じく図７に続く処理の説明に供するフロー図である。 同じく図７に続く処理の説明に供するフロー図である。 処理液補給動作の説明に供するフロー図である。 第１実施形態に係る泡塗布装置を備える場合の泡発生容器内圧力解除動作の説明に供するフロー図である。 第２実施形態に係る泡塗布装置を備える場合の泡発生容器内圧力解除動作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。

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に泡を塗布する泡塗布装置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により、用紙を１枚ずつ分離して下流に搬送する給紙ローラ１３２ａと分離ローラ１３２ｂとで構成される給紙部１３２に送り出される。

給紙部１３２で一枚に分離された用紙１００は、搬送経路１３３を経由して中間搬送ローラ対１３４に搬送され、中間搬送ローラ対１３４により搬送経路１３５を経由して、泡塗布装置２００の泡塗布部材である泡塗布ローラ２３２と泡塗布ローラ２１２に圧接している泡加圧ローラ２３５との間を搬送され、このとき泡２１０が塗布されて、搬送ベルト１０２上に送り込まれて保持される。

そして、泡塗布装置２００で塗布された泡２１０は速乾して、用紙１００は搬送ベルト１０２の周回移動によって搬送され、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から泡２１０ａを発生する泡発生手段（第１泡生成手段）としての泡発生部２０５と、泡発生部２０５で発生された泡２１０ａが移動する泡移動経路である泡供給経路２０６と、泡供給経路２０６を移動する泡２１０ａを泡微細化手段であるせん断部材（例えばメッシュ部材や多孔質部材）２４１ａ、２４１ｂ、２４１ｃで複数回せん断して順次径の小さな泡２１０ｂ、２１０ｃ、２１０を生成する泡生成部（第２泡生成手段）２０７と、泡生成部２０７で生成された泡２１０を用紙幅方向に延展する泡供給口部２５１を有する延展部材２５０と、泡２１０を被記録媒体（用紙１００）に塗布する塗布手段である泡塗布部２０８とを備えている。

泡塗布部２０８は、用紙１００に泡を塗布する塗布手段である泡塗布ローラ２３２と、泡塗布ローラ２３２に対向する対向部材である搬送ローラ２３３と、泡塗布ローラ２３２と泡搬送ローラ２３３で構成される泡貯留部（第１泡貯留部）２３７と、泡塗布ローラ２３２に対向して用紙１００を泡塗布ローラ２３２との間で加圧する泡加圧ローラ２３５と、泡塗布ローラ２３２の残存泡を清掃する清掃部材２３６などとを有し、泡供給口部２５１から供給される泡２１０を泡貯留部２３７に一時的に貯留して、泡塗布ローラ２３２と泡搬送ローラ２３３が矢示方向に回転することにより、泡２１０が泡塗布ローラ２３２と泡搬送ローラ２３３との間の僅かな隙間を通過して泡塗布ローラ２３２の表面に担持されて、用紙１００に転写（塗布）される。

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、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。

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為、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。

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。

次に、この画像形成装置に適用した本発明に係る泡塗布装置の第１実施形態について図２をも参照して説明する。なお、図２は同実施形態の要部模式的説明図である。
この装置では、前述したように、処理液２０１を収容した容器２０２と、この容器２０２と泡発生部２０５の泡発生容器２２０とを繋ぐ給排路２０４と、正逆回転可能な可逆ポンプ２０３とを備え、ポンプ２０３を正転駆動することで容器２０２から処理液２０１を泡発生容器２２０に供給し、ポンプ２０３を逆転駆動することで泡発生容器２２０から処理液２０１を容器２０２に排出する。つまり、これらによって、液供給手段及び液排出手段を構成し、処理液２０１の供給経路と排出経路を同じ給排路２０４にて構成している。この場合、給排路２０４の泡発生容器２２０側は、泡発生容器２２０の底面２２０ａに接続することで、供給及び排出経路とすることができる。

泡発生部２０５は、ポンプ２０３で容器２０２から供給される処理液２０１を収容する泡発生容器２２０と、容器２２０内の処理液２０１に気体供給路２２３を介して気体（高圧空気）２２２を供給する気体供給手段２２１とを備えている。

この泡発生部２０５は、気体２２２が供給されることで処理液２０１から泡２１０ａが発生し、気体２２２を供給して泡２１０ａが発生（生成）しているときには泡２１０ａが自身の堆積力（堆積の方向は垂直方向に限らない。）と導入される気体２２２の流れで泡供給経路２０６内を移動し（搬送され）、気体２２２の供給を停止することで、泡２１０ａ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（又は気体の流れを併せたもの）で生成された泡が移動することで、泡搬送の構成が簡単になる。

そして、この泡生成部２０５で生成された泡２１０ａを泡生成部２０７の複数のせん断部材２４１ａ〜２４１ｃでせん断して微細化することで泡２１０が生成され、この泡２１０が泡延展部材２５０の泡供給口部２５１から前述した泡塗布部２０８に供給される。

ここで、泡発生部２０５の泡発生容器２２０内には、泡発生容器２２０内の処理液２０１の液面高さを検知する液面検知手段３００を備えている。この液面検知手段３００は、４本の電極ピン３０１ａ、３０１ｂ、３０１ｃ、３０１ｄで構成されている。ここで、電極ピン３０１ａ、３０１ｂは同じ高さ（長さ）、電極ピン３０１ａに対して電極ピン３０１ｃは短く、更に電極ピン３０１ｄは短くしている。

この液面検知手段３００の電極ピン３０１ａ、３０１ｃ、３０１ｄによって泡発生時（泡生成時）の容器２２０内の処理液２０１の液面高さが所定の位置（範囲）αになるように処理液２０１を供給する。具体的には、液面検知センサ３００の電極ピン３０１ａと電極ピン３０１ｃの間の導電性が所定の値より下がることで、範囲αの最下位に液面が下がったことを検知し、ポンプ２０３により処理液２０１が泡発生容器２２０内に供給され、液面検知センサ３００の電極ピン３０１ａと電極ピン３０１ｄの間の導電性が所定の値より上がることで、範囲αの最上位に液面が上がったことを検知し、ポンプ２０３を停止させて処理液２０１の供給を停止する。泡発生時は、この動作が繰り返され液面は常に液面範囲αの中に維持される。

また、液面検知手段３００の電極ピン３０１ａ、３０１ｂによって処理液排出時の容器２２０内の処理液２０１の液面高さが図３に示す所定の位置βになったことを検知し、処理液排出動作の停止を行う。

また、この泡発生容器２２０内には、気体２２２が供給される気体供給口部２２３ａ側と液面検知手段３００側とを隔てる仕切り部材（隔壁部材）３０２を設けている。

この仕切り部材３０２の下端側は、少なくとも液面変動範囲αよりも下方まで伸びて、少なくとも処理液２０１の一部を泡発生時に遮断している。また、泡発生容器２２０の底面２２０ａとの間に連通部３０３ａを形成して、処理液２０１の一部を気体供給口部２０３ａ側と液面検知手段３００側で通じさせることで、泡発生容器２２０内の圧力を気体供給口部２２３ａ側と液面検知手段３００側で一致させている。

また、仕切り部材３０２の上端側は、発生容器２２０の天面２２０ｂとの間に連通部３０３ｂを形成して、処理液上方の空間を気体供給口部２２３ａ側と液面検知手段３００側で通じさせることで、泡発生容器２２０内の圧力を気体供給口部２２３ａ側と液面検知手段３００側で一致させている。

これにより、仕切り部材３０２で隔てられた気体供給口部２２３ａ側と液面検知手段３００側の空間の圧力が均一になり、両サイドの液面が同じ位置になり、気体供給口部２２３ａ側の液面を液面検知手段３００側で正確に検知することができるようになる。

つまり、上述したように、泡発生容器２２０内に気体２２２を送り込んで泡２１０ａを発生させるとき、気体２２２が処理液２０１の液面を押し上げながら泡２１０ａを発生させるために処理液２０１の液面が変動したとしても、気体供給口部２２３ａ側と液面検知手段３００側との間には仕切り部材３０２を設けているので、泡２１０ａを発生するときの液面変動が液面検知手段３００側まで及ばなくなり、また発生した泡２１０ａが液面検知手段３００側に侵入することが防止され、液面検知手段３００側の液面の気泡による変動ないし振動を抑制することができる。これにより、液面検知手段３００の電極ピン３０１ａ〜３０１ｃによって処理液２０１の液面を正確に検知できる。

また、ここでは、気体供給口部２２３ａ側と液面検知手段３００側との間を処理液中で隔てる仕切り部材として、複数（この例は２枚）の仕切り部材３０２ａ、３０２ｂを設けている。これらの仕切り部材３０２ａ、３０２ｂは、気体供給口部２２３ａ側の仕切り部材３０２ａの上端側の高さ位置を液面検知手段３００側の仕切り部材３０２ｂの上端側の高さ位置より低くしている。これにより、後述する図３に示すように、処理液２０１の上部の空間の仕切り部材３０２ａの連通部３０３ｂから泡２１０ａが侵入してきても、仕切り部材３０２ｂが設けられていることで、泡２１０ａが液面検知手段３００側の空間まで侵入することを防止できる。

このように構成した実施形態における泡発生部２０５における泡発生停止動作について図３をも参照して説明する。
この泡発生停止動作は、泡発生動作の停止信号によって気体供給手段２２１から泡発生容器２２０に対する気体２２２の供給を停止する。これと同じく、ポンプ２０３を逆回転駆動して、泡発生容器２２０内の処理液２０１を容器２０２内に排出する。この時、液面検知センサ３００の電極ピン３０１ａと３０１ｂの導通が所定の値より下がることで、液面が廃液位置βの位置になったことを検知してポンプ２０３の動作を停止し、泡発生容器２０２からの処理液２０１の排出動作を停止する。

この動作によって、泡発生容器２２０内の処理液２０１液面が少なくとも液面範囲αの下側の位置から廃液位置βの位置になる。この泡発生容器２２０内の処理液２０１の容積変化は、泡発生容器２２０と泡搬送経路２０６内の圧力が、所定の圧力、具体的には泡が泡搬送経路２０６の最下流側にある延展部材２５０の泡供給口部２５１から漏出しない圧力に低下するよう設定している。

これにより、塗布部２０８に対する泡供給停止時に速やかに泡供給を停止することができる。

つまり、上述したように泡２１０を生成し供給するとき、泡２１０を生成（発生）させる気体の圧力や泡２１０が泡供給経路２０６を通過するための抵抗により泡自体が圧縮されて圧力が貯えられることから、泡２１０を生成する動作を中止しても貯えられた圧力によって泡が膨張して泡供給部（延展部材２５０）の泡を押し出してしまい、泡供給動作がすぐに停止せず、泡塗布部２０８に余剰な泡が供給されてしまう現象が生じる。このとき、泡発生部２０５や泡供給経路２０６内の圧力を下げるため経路内を大気等に開放すると、前記圧力によって残っている泡が経路内から溢れ出てきてしまうことになる。

これに対して、泡発生容器２２０内の処理液２０１を排出することで残っている処理液２０１を減少させる（容積を小さくする）ことによって、空間の容積（処理液以外の空間の容積）が増加して、泡発生部２０５や泡供給経路２０６内の泡に貯えられた圧力が低下するので、泡の溢れ出しを防止しつつ、泡供給口部２５１から泡を押し出す圧力を低下させて、速やかに泡供給動作を確実に停止することができる。

また、上述したように泡発生容器２２０に対する処理液２０１の供給及び排出口（給排路２０４の接続口部）を泡生成容器２２０の最下面に配置し、排出後の残存処理液を最下面より高い位置になる（位置βとする）ことによって、泡発生容器２２０内の泡が供給側の容器２０２に送り込まれることを防止できる構成を与えるとともに、給排路２０４を最下面に配置したことにより同効果を達成できる残存処理液量を最少にすることができ、圧力を低下させるための容積に対して泡生成容器２２０を最小の容積に小さくすることができる。

また、泡発生時には、排出動作によって排出する処理液の排出量以上の処理液の量が泡発生容器２２０内に維持されるように、つまり、範囲αの最下限位置における処理液量が前記排出動作によって排出する処理液の排出量以上になるように泡発生容器２２０に対する処理液供給を行うようにすることで、泡発生容器２２０内に圧力を確実に低下させることができる。

このように、処理液を収容する泡発生容器と、泡発生容器の処理液中に気体を送込む気体供給手段と、泡発生容器に処理液を供給する液供給手段と、泡発生容器から処理液を排出する液排出手段とを含む泡発生手段を有し、泡発生手段による泡発生動作を終了するときに泡発生容器内の処理液を排出させて泡発生容器内の圧力を低下させることで、泡供給を停止するときに泡供給に伴う圧力を低減させて速やかに泡の供給を止め、余剰の泡が供給されないようにすることができる。

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４をも参照して説明する。なお、図４は同実施形態の要部模式的説明図である。
ここでは、排出手段として、泡発生容器２２０の最下部から排出経路３１３を介して排出容器３１４に接続している。この排出容器３１４の上方には内部を大気に連通させるため大気開放経路３１７が設けられて、この大気開放径路１７には弁又はポンプからなる大気開放手段３１６が介装されている。また、排出容器３０４の底面は泡発生容器２２０の液面範囲αより高く設定している。

このように構成したので、泡供給動作を停止するときには、泡供給動作の停止信号により気体供給手段２２１を停止するとともに、排出容器３１４の大気開放手段３１６によって排出容器３１４内の圧を大気に開放する。排出容器３０４を大気に開放すると、泡生成容器２２０内の泡による内圧によって、泡発生容器２２０内の処理液２０１が押されて排出経路３１３を介して排出容器３０４内に排出される。このときの排出容器３０４内の処理液２０１の高さは位置γになる。

次に、排出容器３１４から泡発生容器２２０内に処理液２０１を戻す動作について図５を参照して説明すると、泡搬送経路２０６と泡発生容器２２０の中の泡がしだいに破裂し消泡し、泡発生容器２２０内は泡搬送径路２０６及び延展部材２５０を通じて大気と連通し、圧力が大気圧まで低下する。この泡発生容器２２０内の圧力低下によって、排出容器３１４に送り込まれた処理液２０１は所定の時間経過することにより、排出容器３１４の内圧と泡発生容器２２０の内圧が等しくなり、処理液面範囲αより底面を高く設定している排出容器３１４から泡発生容器２２０に水頭差によって処理液２０１が戻る。処理液２０１が戻ったことを液面検知センサ３００で検知すると、排出容器３１４の大気開放手段３１６を閉じて排出容器３１４を密閉状態にする。

なお、上記説明では大気連通によって自然に処理液２０１が排出容器３１４から泡発生容器２２０内に戻るようにしているが、大気開放手段３１６として可逆ポンプを使用して、ポンプによって排出容器３１４内に空気を送ることで排出容器３１４の圧力を高め、処理液２０１を泡発生容器２２０に戻すようにすることもできる。この構成では、排出容器３１４の高さ位置の制約がなく任意の位置に設置できる。

次に、上記画像形成装置の制御部の概要について図６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、搬送ローラ１２１、給紙部１３２のローラ１３２ａ及びピックアップローラ１３１などを回転させるモータを含む各種モータ等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。

また、泡塗布制御部８１４は、泡塗布装置２００の各部の制御やセンサからの入力を行う。

そこで、この制御部による印刷処理の一例について図７ないし図９に示すフロー図を参照して説明する。
図８を参照して、画像出力要求を受信すると、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、泡発生部２０５の泡発生容器２２０内に所定量以上の処理液２０１が入っているか否かを液面検知センサ３００の検知結果をチェックして判別する。

このとき、泡発生部２０５の泡発生容器２２０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を泡発生部２０５の泡発生容器２２０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、泡発生部２０５に対して気体２２２を送り込んで泡２１０ａの生成を開始し、塗布部２０８へと泡２１０を供給する。

そして、貯留泡量検知手段２６１で泡貯留部２３７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を塗布するのに必要な量以上の泡２１２が貯留されているか否かを判別する。泡貯留部２３７に所定量以上の泡２１２が貯留されてから図８に示す画像出力動作に移行する。

図８に示す画像出力動作では、給紙部（給紙カセット１０３）からの被記録媒体（用紙）１００を給紙搬送して泡塗布装置２００の塗布部２０８の泡塗布ローラ２３２と泡加圧ローラ２３５との間を通過させながら、泡塗布ローラ２３２によって被記録媒体１００の画像形成面に泡２１３を塗布して、更に搬送ベルト１０２に被記録媒体１００を送り込む。そして、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。

このとき、泡貯留部２３７の泡貯留量を常に図示しない貯留泡量センサによって検知して、貯留泡量が所定量以下になると泡２１０を供給して、泡塗布動作時には泡貯留部２３７の泡量を所定量に維持する。

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す。

所要印字枚数に達したときには、泡発生部２０５に対する気体２２２の送り込みを停止して泡生成（泡発生）を停止するともに、泡発生容器２２０内の圧力を解除する。

一方、図７において、例えば特別な被記録媒体を使用することで泡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９に示す処理に移行して、泡塗布なしでの印字を行う。

ここで、泡発生手段２０５への処理液補給動作について図１０に示すフロー図を参照して説明する。
液面検知手段（液面検知センサ）３００の検知結果から泡発生容器２２０内の処理液２０１の液面高さが供給位置であるか否かを判別し、供給位置であるときには、処理液供給動作を開始して、図示しない処理液供給モータを駆動（ＯＮ）してポンプ２０３を駆動することにより、容器２０２から処理液２０１を泡発生容器２２０に供給する。

そして、液面検知手段（液面検知センサ）３００の検知結果から泡発生容器２２０内の処理液２０１の液面高さが供給停止位置になったか否かを判別し、供給停止位置になったときには、図示しない処理液供給モータを駆動（ＯＦＦ）してポンプ２０３の駆動を停止することにより泡発生容器２２０に対する処理液２０１の供給を停止する。

このように、液面検知手段３００の検知結果に応じて泡発生容器２２０に対する処理液２０１の供給を行うとき、上述したように、仕切り部材３０２によって液面検知手段３００側の液面変動を抑えて正確な検出ができるので、安定した泡の発生ないし生成を行うことができるようになる。

次に、第１実施形態に係る泡塗布装置を備える場合の泡発生容器内圧力解除動作について図１１に示すフロー図を参照して説明する。
まず、泡塗布部２０８に対して泡２１０を供給する指示を与える泡供給信号がＯＮか否かを判別し、泡供給信号がＯＮであれば、泡発生容器２２０に対して容器２０２から処理液２０１を供給し（処理液供給動作ＯＮ）、気体供給手段（高圧空気供給手段）２２１から気体（高圧空気２２２）を泡発生容器２２０に供給して（高圧空気供給動作ＯＮ）、前述したように泡発生容器２２０内の処理液２０１の液面を範囲α内に維持しながら泡２１０ａを発生させる動作を行う。

これに対して、泡供給信号がＯＦＦになると、ポンプ２０３を停止して泡発生容器２２０に対する処理液２０１の供給を停止し（処理液供給動作ＯＦＦ）、気体供給手段２２１を停止して泡発生容器２２０に対する気体２２１の送込みを停止する（高圧空気供給動作ＯＦＦ）。

そして、ポンプ２０３を駆動する図示しない処理液供給モータを反供給方向にＯＮしてポンプ２０３を逆転駆動することで、泡発生容器２２０内の処理液２０１を容器２０２内に戻す（処理液排出動作ＯＮ）。

その後、液面検知センサ３００の検知結果に基づいて泡発生容器２２０内の処理液２０１の液面が処理液排出完了位置（図２の位置β）になったか否かを判別し、液面が処理液排出完了位置になったときに、処理液供給モータを反供給方向にＯＦＦしてポンプ２０３を停止し（処理液排出動作ＯＦＦ）、所定時間経過後に処理液２０１を泡発生容器２２０に供給する（処理液供給動作ＯＮ）。

次に、第２実施形態に係る泡塗布装置を備える場合の泡発生容器内圧力解除動作について図１２に示すフロー図を参照して説明する。
まず、泡塗布部２０８に対して泡２１０を供給する指示を与える泡供給信号がＯＮか否かを判別し、泡供給信号がＯＮであれば、泡発生容器２２０に対して容器２０２から処理液２０１を供給し（処理液供給動作ＯＮ）、気体供給手段（高圧空気供給手段）２２１から気体（高圧空気２２２）を泡発生容器２２０に供給して（高圧空気供給動作ＯＮ）、前述したように泡発生容器２２０内の処理液２０１の液面を範囲α内に維持しながら泡２１０ａを発生させる動作を行う。

これに対して、泡供給信号がＯＦＦになると、排出容器３１４の大気開放手段３１７を開いて排出容器３１４内を大気に開放し（大気開放ＯＮ）、泡発生容器２２０内の圧力によって処理液２０１を排出径路３１３を通じて排出容器３１４内に排出させる（処理液排出動作ＯＮ）。

その後、液面検知センサ３００の検知結果に基づいて泡発生容器２２０内の処理液２０１の液面が処理液排出完了位置（図２の位置β）になったか否かを判別し、液面が処理液排出完了位置になったときに、排出容器３１４の大気開放手段３１６を閉じる（処理液排出動作ＯＦＦ、大気開放ＯＦＦ）。これにより、泡発生容器２２０内の液面は位置βに固定される。その後、所定時間経過して泡の消泡により泡発生容器２２０の内圧が大気圧と等しくなってから、大気開放手段３１６を開く（大気開放ＯＮ）と、処理液面範囲αより底面を高く設定している排出容器３１４から泡発生容器２２０に水頭差によって処理液２０１が戻る。ここで、泡発生容器２２０が十分に大きく、泡発生容器内の泡の内圧により液面がβよりも下がることがない場合には、大気開放手段３１６を一旦閉じることなく開いたままで、液排出から等圧化、水頭差による再供給までを一連の動作で行ってもよい。

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１３及び図１４を参照して説明する。なお、図１３及び図１４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１３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１４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１３（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、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１４（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１４（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。

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）
２０２…容器
２０３…ポンプ
２０５…泡発生部（第１泡生成部）
２０７…泡生成部（第２泡生成部）
２０８…塗布部
２１０…泡
２２０…泡発生容器
２２１…気体供給手段
２２２…気体
２２３…気体供給経路
２３２…泡塗布ローラ
２３３…泡搬送ローラ（対向部材）
２３５…加圧ローラ
２３７…泡貯留部
２５０…泡延展部材
２５１…泡供給口部
３００…液面検知手段
３０１ａ〜３０１ｃ…電極ピン
３１３…排出径路
３１４…排出容器
３１７…大気開放手段

Claims (6)

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、前記処理液を収容する泡発生容器と、前記泡発生容器の処理液中に気体を送り込む気体供給手段と、前記泡発生容器に前記処理液を供給する液供給手段と、前記泡発生容器から前記処理液を排出する液排出手段と、を含む泡発生手段を有し、
   前記泡発生手段による泡発生動作を終了するときに前記泡発生容器内の前記処理液を排出させて前記泡発生容器内の圧力を低下させる
   ことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記液供給手段の供給経路と前記液排出手段の排出経路は同じ経路であることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記泡発生動作時には前記泡発生容器内の前記処理液の量を排出量以上に維持することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
4. 前記液排出手段は、前記泡発生容器内から排出される前記処理液を貯留する排出容器と、前記排出容器を大気開放する手段とを備えていることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
5. 前記排出容器は、底面が前記泡発生容器内の前記処理液の液面よりも高い位置に配置されていることを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
6. 被塗布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装置であって、
   前記処理液を収容する泡発生容器と、前記泡発生容器の処理液中に気体を送り込む気体供給手段と、前記泡発生容器に前記処理液を供給する液供給手段と、前記泡発生容器から前記処理液を排出する液排出手段と、を含む泡発生手段を有し、
   前記泡発生手段による泡発生動作を終了するときに前記泡発生容器内の前記処理液を排出させて前記泡発生容器内の圧力を低下させる
   ことを特徴とする泡塗布装置。

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