JP5181945B2

JP5181945B2 - 画像形成装置、泡塗布装置

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Publication number: JP5181945B2
Application number: JP2008229693A
Authority: JP
Inventors: 晋司井本; 和悦松本; 誠治星野; 直明津田
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2008-09-08
Filing date: 2008-09-08
Publication date: 2013-04-10
Anticipated expiration: 2028-09-08
Also published as: JP2010064252A

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、更に液体のために用紙上でインクと反応後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、塗布されずに残った余剰泡をそのままにしておくと、余剰泡が乾燥し、処理液成分が固着し、泡塗布性能の低下（塗布ムラの発生）や駆動系の性能低下などの不具合が発生す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状にした泡を塗布する泡塗布手段と、
前記泡を生成する泡生成手段と、を備え、
前記泡塗布手段は、
前記泡を塗布する塗布手段と、
塗布されずに残った余剰泡を回収して前記泡生成手段に戻す経路と、
前記経路内で前記余剰泡を加熱して前記余剰泡を液状に戻す加熱手段と、を有し、
前記加熱手段で加熱して前記径路に余剰泡を通過させる第１のモードと、前記加熱手段で加熱しないで前記径路に余剰泡を通過させる第２のモードとを選択できる
構成とした。

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状にした泡を塗布する泡塗布装置において、
前記泡を生成する泡生成手段と、
前記泡を塗布する塗布手段と、
塗布されずに残った余剰泡を前記泡生成手段に回収する経路と、
前記経路内で前記余剰泡を加熱して前記余剰泡を液状に戻す加熱手段と、を有し、
前記加熱手段で加熱して前記径路に余剰泡を通過させる第１のモードと、前記加熱手段で加熱しないで前記径路に余剰泡を通過させる第２のモードとを選択できる
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。

本発明によれば、液体又はゲル若しくは液体及びゲルを均一な厚みで塗布できるとともに、余剰泡を回収、廃棄して、塗布する泡の品質を均一に保てるようになる。

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に泡状液体を塗布する本発明に係る泡塗布装置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から供給路２０６を介して泡２１０が供給されて導入口２３１から導入され、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（泡供給部）２１１と、この貯留部２１１の供給口２３２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（塗布部材）２１２とを備えている。

また、貯留部２１１は、供給口２３２での泡２１０の流体抵抗を可変することにより塗布ローラ２１２に対して供給する泡２１０の量（塗布ローラ２１２による塗布量）を調整可能で、かつ、塗布ローラ２１２への泡２１０の供給領域（塗布ローラ２１２による塗布領域）を開閉量で規制する塗布量／塗布領域調整手段２３３と、塗布ローラ２１２に供給されなかった余剰な泡２１０を排出する排出口２３４を備えている。

この排出口２３４には塗布されずに残った（ここでは、塗布手段である塗布ローラ２１２に供給されずに残った）余剰泡を回収する経路である、排出経路４０１が接続されている。この排出経路４０１の他端部側は、処理液２０１を収容する処理液収容部である容器２０２に接続されている（通じている。）。

そして、排出経路４０１には、排出口２３４の流体抵抗を調整することで排出口２３４から排出される余剰泡の量を制御する調整バルブ４０３と、この調整バルブ４０３の下流側で排出口２３４から容器２０２への余剰泡の排出を補助する排出ポンプ４０２と、排出ポンプ４０２の下流側で排出経路４０１内を排出される余剰泡を加熱して液状に戻す加熱装置５０１が配置されている。なお、排出ポンプ４０２は余剰泡を圧縮することで消泡する作用も有している。

加熱装置５０１により泡を加熱することで泡の膜が乾燥し膜厚が薄くなるとともに泡の内部が熱膨張し、泡の内圧が高まるため、泡が大きくなり、更に泡の膜厚が薄くなり、その作用で消泡することができる。泡が消えた若しくは少なくなった排出液（これを「還元処理液」という。）を容器２０２に回収して、再度泡生成に用いる。

なお、ここでは、排出経路４０１は処理液２０１を収容する処理液収容部である容器２０２に接続しているが、図２に示すように、廃棄用収容部である廃棄タンク５０３に接続して還元処理液を回収廃棄することもできるし、また、図３に示すように、泡生成部２０５に接続して泡生成部２０５で再度泡生成に利用することもできる。

また、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、液体２１０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、処理液を泡状態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。

ところが、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、泡は固体に近いことから、容易には延展しないことから、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。また、塗布手段へ泡の供給量の制御が難しいという課題や供給された泡のかさ密度、発砲密度、泡径を均一に保つことが難しいという課題がある。

そこで、本実施形態では、被塗布部材に泡を塗布する塗布手段に供給口から泡を供給する供給手段に、塗布手段に供給されなかった泡を排出する排出口を有し、塗布手段に供給される泡の量よりも過剰な量の泡が導入される構成とすることで、液体又はゲル若しくは液体及びゲルを均一な厚みで塗布できるとともに、供給量を容易に制御でき、更に塗布する泡の品質を均一に保てるようになり、画質を向上することができるようになる。

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４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の第１例について図５を参照して説明する。なお、図５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に、前述したように泡生成部２０５から供給路２０６を介して泡２１０が供給される導入口２３１と、塗布ローラ２１２に泡２１０を供給する供給口２３２と、塗布ローラ２１２に供給されなかった余剰な泡２１０を排出する排出口２３４とを備え、供給口２３２には塗布量／塗布領域調整手段２３３を備えている。

この貯留部２１１においては、泡生成部２０６から導入口２３１を介して泡貯留容器３００内に泡２１０が送り込まれ、供給口２３２から塗布ローラ２１２側へと押し出される。調整バルブ４０３を閉じておき、供給によって圧力をかけることにより、泡２１０は泡貯留容器３００内で用紙幅方向に延展される。このとき、調整バブル４０３は泡貯留容器３００内に泡２１０が行渡る圧力に設定されている。

そして、所定のタイミングで調整バルブ４０３を開くことで、泡塗布ローラ２１２に対する供給量より多い泡２１０を泡貯留容器３００内に導入（供給）しながら、余分な泡２１０を排出口２３４から排出経路４０１へ排出することで、所定の用紙幅方向に不足なく塗布されることになる。なお、調整バルブ４０３により流体抵抗を調節して塗布ローラ２１２に優先的に泡２１０が供給されるよう制御している。

ここで、塗布量／塗布領域調整手段２３３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２３２を開閉する調整板２３３ａを備える構成、或いは、図５及び図７に示すように、上下方向の調整板２３３ａとともに、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２３２を開閉する調整板２３３ｂを備える構成とできる。

この場合、図６に示す調整板２３３ａを備える構成では、供給口２３２の大きさを上下方向に可変させることで流体抵抗を可変させることができ、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に示す調整板２３３ａ、２３３ｂを備える構成では、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。この図７に示す構成では、調整板２３３ｂは片方向に配置しているが、両側に配置することで用紙の幅方向の中央を基準とした中央基準の用紙搬送にも対応することができる。

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、貯留部の第２例について図９の模式的斜視説明図を参照して説明する。
この貯留部２１１は、円筒状の泡貯留容器３００の軸方向一端側側面に導入口２３１を、他端側側面に排出口２３４をそれぞれ設け、泡貯留容器３００内の軸方向に沿ってスクリュー状の移送撹拌部材７０１を配設し、移送撹拌部材７０１を回転することで泡２１０が供給口２３２に均一に高速で広がるようにしている。これにより、導入口２３１から排出口２３４側まで短時間で泡２１０を移送することができる。

また、導入口２３１は泡貯留容器３００の上側に、排出口２３４は泡貯留容器３００の下側にそれぞれ設けることで、泡２１０が消泡して均一性が失われた泡を効率よく回収することができる。つまり、消泡した泡は比重が重くなり、下にいく性質を利用する。排出口２３４は供給口２３２より下側に設けることが好ましく、泡貯留容器３００の最下部に設けることがより好ましい。

次に、貯留部の第３例について図１０の模式的平面説明図を参照して説明する。
ここでは、貯留部２１１の泡貯留容器３００内には導入口２３１から排出口２３４に向かって漸次狭くなる経路７１１を有し、この経路７１１の導入口２３１から排出口２３４に沿う方向（塗布ローラ２１２の軸方向）に供給口２３２が設けられている。このように構成することで、供給口２３２の幅方向全域に渡って泡２１０の供給圧が均一になり、また、経路７１１が狭くなっている分貯留部２１１内全体に泡２１０が充填されるまでに要する時間が短縮される。

次に、貯留部の第４例について図１１の模式的平面説明図を参照して説明する。
ここでは、泡貯留容器３００の両端部に排出口２３４、２３４が配置され、これらの排出口２３４、２３４の間に導入口２３１が配置されている。これらの排出口２３４、導入口２３１、排出口２３４の並び方向（塗布ローラ２１２の軸方向）に沿って供給口２３２が設けられている。このように構成することで、導入口２３１から導入される泡２１０が両側に広がることになり、容器３００内に泡２１０が広がる距離が短くなる分、より速く泡２１０を貯留部２１１に貯めることができる。また、供給口２３２と排出口２３４の距離が短くなるのでより泡２１０の供給圧（塗布ローラ２１２に供給する圧力）を均一に保つことができる。

また、排出口２３４は用紙幅方向において塗布ローラ２１２よりも外側（供給口２３２より外側）に設けることが好ましい。このように構成することで、泡２１０の滞留がなくなり、消泡により均一性を失った泡が排出され易くなる。

次に、加熱手段５０１に第１例について図１２ないし図１４を参照して説明する。
加熱手段５０１は排出経路４０２に介装されており、前述したように排出経路４０２に排出された余剰泡を加熱することで消泡する（液状に戻す）。この加熱手段５０１は、熱伝導部５０５と、この熱伝導部５０５に熱を与える加熱部５０４で構成されている。

ここで、熱伝導部５０５は、泡に触れる面積を増やすため、排出方向に沿って多数の穴（通孔）５０５ａを有した形状をしている。ただし、熱伝導部５０５の形状ないし構成は、これに限定されるものではなく、例えば図１３に示すように、ヒートシンクで見られるような多数のフィン部５０５ｂを櫛歯形状のものや、図１４に示すように、網状のフィルタでも同様な効果が得られる。すなわち、排出経路４０２を排出される余剰泡に多数の面で接するような形状とすることが好ましい。また、熱伝導部５０５は、熱伝導率と耐腐食性の優れたアルミニウムで構成しているが、これに限定されるものではなく、例えば銅合金やＳＵＳ等の金属若しくは熱伝導率の高い、プラスチックで形成することもできる。

加熱部５０４は、例えばセラミックヒータを熱伝導部５０５の周囲を覆うように配置して構成している。加熱方法、伝熱方法はこの限りではなく、伝熱方法は、伝導伝熱、対流伝熱、放射伝熱いずれでもよく、また、発熱方式はマイクロウェーブ加熱、電磁誘導加熱、放射加熱、抵抗加熱等いずれでもよい。

次に、泡生成部に還元処理液を回収する例（図３の例）について図１５及び図１６を参照して説明する。
加熱部５０１の上流には排出ポンプ４０２が配置されており、下流に向けて余剰泡を排出する。排出ポンプ４０２の下流で加熱手段５０１によって余剰泡を加熱することで液状に戻して泡を消泡させる。

更に、加熱部５０１の下流側で排出経路４０１は２つに分岐され、各分岐経路５０６、５０８には弁５０７と弁５０５が配置されており、分岐経路５０６は弁５０５の下流側で円筒状の多孔部材２２２の内部につながり、分岐経路５０８の弁５０７の下流側は容器（泡生成容器）２２１の上側から処理液２０１の液面の上面もしくは液面中につながっている。また、容器２２１には内部を大気に通じる大気連通路５１０とこの大気連通路５１０を開閉する大気開放弁５０９が設けられ、容器２２１内を大気に開放することが可能の構成としている。

次に、この泡生成部に還元処理液を回収する例における後述する泡制御部によって行われる制御する泡塗布中の動作について図１７のフロー図を参照して説明する。
この泡塗布中動作では、泡生成容器２２１の大気開放弁２０９を閉じ、排出ポンプ４０２をＯＮ状態（作動状態）にし、弁５０７を閉じ、弁５０５を開き、加熱手段５０１をＯＦＦ状態にする。

つまり、泡塗布中は、泡生成部２０５で生成された泡２１０が貯留部２１１に送られ、塗布ローラ２１２に供給されて泡塗布が行われる。このとき、貯留部２１１から塗布ローラ２１２に供給されないで残っている余剰泡は排出ポンプ４０２により排出経路４０１を通って泡生成部２０５側に送られる。ここで、分岐経路５０８の弁５０７が閉じられ、分岐経路５０６の弁５０５が開かれているので、余剰泡は分岐経路５０６から円筒状の多孔部材２２２内部に送られて再び泡生成に供される。

そして、この泡塗布中は、余剰泡を再び泡化するため、消泡する必要がないことから、加熱手段５０１をＯＦＦにする、つまり、加熱手段５０１によって余剰泡を液状にもどさないまま泡生成部２０５に回収する。また、容器２２１内の圧を保つため大気開放弁５０９は閉じられている。この泡塗布中動作が本発明における第１モードである。

次に、泡塗布動作が終了して余剰泡を回収し清掃する場合の制御について図１８に示すフロー図を参照して説明する。
この泡回収清掃動作では、泡生成容器２２１の大気開放弁２０９を開放し、ポンプ２０３を逆転駆動して泡生成容器２２１から処理液２０１を容器２０２側に逆送し、泡生成容器２２１の液面高さを所定の高さに下げた状態にした後、加熱手段５０１をＯＮ状態（加熱状態）にし、排出ポンプ４０２をＯＮ状態（作動状態）にし、弁５０５を閉じ、弁５０７を開く。

つまり、余剰泡を回収する場合は、大気開放弁５０９を開放して泡生成容器２２１内を略大気圧にした状態に保ち、容器２２１内の処理液２０１を容器２０２に移送し、泡生成容器２２１内の処理液２０１の液面を、図１６に示すように、泡生成が行えない位置（高さ：第１のスリット２２４より下の位置）まで下げる。この状態で、排出ポンプ４０２が稼動されることにより。搬送経路２０６内が負圧になり、スリット２２４から気体が搬送経路２０６内に入り、泡経路内全体の泡を貯留部２１１に完全に押し出すことが可能となる。

そこで、加熱手段５０１をＯＮ状態にして、排出ポンプ４０２を稼動させる。この作用により、貯留部２１１から排出経路４０１に余剰泡が排出され、加熱手段５０１によって加熱されることで泡は破裂し液体と気体に分離する。このとき、弁５０５が閉じられ、弁５０７が開放されているので、液状化した泡（還元処理液）は分岐経路５０８を通って泡生成容器２２１の上部から内部の処理液２０１の液面上に排出される。この泡回収清掃動作が本発明における第２モードである。

この場合、分岐経路５０８の出口からは液体（還元処理液）と気体の混合物が排出され、処理液中に戻すと気体が処理液２０１内を上昇するときに、再度泡化することがあるので、前述したように泡生成容器２２１の処理液２０１の液面を下げるとともに、処理液２０１の液面より上から排出するようにして、再度の泡化を防止している。

次に、上記画像形成装置の制御部の概要について図１９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を含み、また、各種モータ８０６には、ポンプ２０３、塗布ローラ２１２、供給量／供給領域調整手段２３３、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などを回転させるモータを含む。

また、泡塗布制御部８１４は、泡塗布を制御するとともに、前述した図１７及び図１８で説明した泡塗布中動作の制御及び泡回収清掃動作の制御を行う。

ここで、この画像形成装置における印刷処理の一例について図２０ないし図２２に示すフロー図を参照して説明する。
図２０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の生成を開始する。これにより、泡貯留部２１１に泡２１０が前述したように供給され、延展され、余剰の泡２１０は排出口２３４から排出経路４０１を経て排出される。

その後、図２１に示すように、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塗布量／塗布領域調整手段２３３を開き、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の塗布量／塗布領域調整手段２１３を閉じて塗布ローラ２１２への泡２１０の供給を停止する。

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２０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２２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をも回転させるのは、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、上記実施形態では塗布部材（塗布手段：塗布ローラ）に供給されなかった余剰泡を回収する例で説明しているが、例えば、塗布部材上に残った泡を掻き取り清掃する清掃部材を備え、この清掃部材で掻き取られた余剰泡を回収する経路を設け、この経路に加熱手段を配置する構成とすることもできる。

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泡状定着液を塗布後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程度の微量塗布が可能な樹脂微粒子の定着液を用いた、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２３及び図２４を参照して説明する。なお、図２３及び図２４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２３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２４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２３（ａ）に示す例では、塗布ローラ１０１１の塗布面で泡状の定着液１０１２は気泡１０１３の単層構造となっており、かつ、図２３と図２４の気泡径は同じであるため、泡状の定着液１０１２の層厚は同図（ｂ）より薄くすることができる。しかしながら、図２３（ａ）に示すように、気泡１０１３が単層であることから、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の層へ定着液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２３（ｂ）に示すように、塗布ローラ１０１１の塗布面で泡状の定着液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、泡状の定着液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上の泡状の定着液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泡状の定着液層が形成され、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２４（ａ）に示すように、塗布ローラ１０１１の塗布面で泡状の定着液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、泡状の定着液１０１２は未定着トナー１０１５に塗布される。

一方、図２４（ｂ）に示すように、塗布ローラ１０１１の塗布面で泡状の定着液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泡状の定着液となるように液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液膜が形成され、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泡状の定着液層の膜厚を制御することが好ましい。

このように、泡状の定着液に含有される気泡の大きさ、加圧力に応じて、定着液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なっており、更に当該泡状の定着液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泡状の定着液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一例を示す全体構成図である。本発明に係る泡塗布装置を備える画像形成装置の他の例を示す全体構成図である。本発明に係る泡塗布装置を備える画像形成装置の更に他の例を示す全体構成図である。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第１例を示す模式的斜視説明図である。同じく塗布量／塗布領域調整手段の一例を示す斜視説明図である。同じく塗布量／塗布領域調整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。同泡塗布装置の貯留部の第２例を示す模式的斜視説明図である。同泡塗布装置の貯留部の第３例を示す模式的斜視説明図である。同泡塗布装置の貯留部の第４例を示す模式的斜視説明図である。加熱手段の一例を示す斜視説明図である。加熱手段の他の例を示す斜視説明図である。加熱手段の更に他の例を示す斜視説明図である。図３の画像形成装置における泡生成部への余剰泡回収の例の説明に供する模式的説明図である。同じく泡回収清掃動作の説明に供する模式的説明図である。泡塗布中動作（第１モード）の制御の説明に供するフロー図である。泡回収清掃動作（第２モード）の制御の説明に供するフロー図である。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２０に続く処理の説明に供するフロー図である。同じく図２０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
２０６…搬送経路
２１１…貯留部
２１２…塗布ローラ
２３４…排出口
４０１…排出経路
４０２…排出ポンプ
５０１…加熱手段

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の処理液を泡状にした泡を塗布する泡塗布手段と、
前記泡を生成する泡生成手段と、を備え、
前記泡塗布手段は、
前記泡を塗布する塗布手段と、
塗布されずに残った余剰泡を回収して前記泡生成手段に戻す経路と、
前記経路内で前記余剰泡を加熱して前記余剰泡を液状に戻す加熱手段と、を有し、
前記加熱手段で加熱して前記径路に余剰泡を通過させる第１のモードと、前記加熱手段で加熱しないで前記径路に余剰泡を通過させる第２のモードとを選択できる
ことを特徴とする画像形成装置。
前記泡の塗布動作中には前記第２のモードが選択され、前記泡の塗布動作の終了後に前記第１のモードが選択されることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
前記加熱手段は前記余剰泡が接触する複数の面を有していることを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
前記余剰泡は、前記塗布手段に供給されなかった泡であ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。
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状にした泡を塗布する泡塗布装置において、
前記泡を生成する泡生成手段と、
前記泡を塗布する塗布手段と、
塗布されずに残った余剰泡を前記泡生成手段に回収する経路と、
前記経路内で前記余剰泡を加熱して前記余剰泡を液状に戻す加熱手段と、を有し、
前記加熱手段で加熱して前記径路に余剰泡を通過させる第１のモードと、前記加熱手段で加熱しないで前記径路に余剰泡を通過させる第２のモードとを選択できる
ことを特徴とする泡塗布装置。