JP5182083B2 - 画像形成装置 - Google Patents

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Description

本発明は画像形成装置に関する。
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、泡は液体と違って半固体状であって、液体と同じように取り扱う行うことができない。例えば、泡を発生させるまでには所要の時間が必要であり、印刷動作の開始が指示されてから泡の生成を開始する場合には装置の立ち上がりが遅くなり、また、塗布手段に対する泡の供給が遅れると、泡が塗布されない領域が発生して画像ムラにつながることになる。
他方、塗布されなかった泡(余剰泡)をそのままにしておくと、泡の液化(元の液体などの状態に戻ること)が生じる。そのため、印字動作が終了して次の印字動作までの時間が長くなると、塗布手段に残った泡の液化によって、次の印字動作に良好な泡を塗布できなくなって画像品質が低下するおそれがある。
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、塗布手段への安定した泡の供給と余剰泡の低減を行え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、
前記被記録媒体又は前記被記録媒体との間に配置される中間部材に前記泡を塗布する塗布手段と、
前記塗布手段に対向する対向部材を有し、
前記塗布手段と前記対向部材との間で供給された前記泡を貯留する泡貯留部を形成し
前記塗布手段又は前記対向部材の近傍に前記泡貯留部に貯留された前記泡を退避させて貯留する退避貯留部を有している
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によれば泡貯留部に泡を一時的に貯留しておくことで、印字動作開始に対して速やかに塗布手段への泡供給を行うことができるとともに、印字動作停止時などには泡貯留部から泡を退避あるいは回収することで液化による泡の品質低下を防止できる。
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ないし図4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、図3は同じく平面説明図、図4は同じく斜視説明図である。
まず、泡発生部205は、前述した図1に示すように、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220と、容器220内の処理液201に気体供給路223を介して気体222を供給する気体供給手段221とを備えている。なお、図1に示すように、容器220内には仕切り部材225が設けられ、仕切り部材225で仕切られる室内に検知電極ピン部材などから構成される液面検知センサ226を配置している。
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から泡塗布部208に供給される。
泡塗布部208は、前述したように、塗布手段である泡塗布ローラ232と、この泡塗布ローラ232に対向する対向部材である搬送ローラ233とを有し、これらの泡塗布ローラ232と泡搬送ローラ233の間で泡210を貯留する泡貯留部(第1泡貯留部)237を形成(構成)している。また、泡塗布ローラ232に用紙100を押付ける泡加圧ローラ235を備え、この泡加圧ローラ235は泡塗布ローラ232に対して矢示方向(上下方向)に進退可能に配置されている。
また、泡貯留部(第1泡貯留部)237と泡塗布ローラ232を挟んでほぼ反対側に、泡貯留部237の泡210を退避させる退避貯留部(第2泡貯留部)238を配置している。この退避貯留部238は泡塗布ローラ232に対して矢示方向に移動可能に設けられ、図示しない駆動手段によって移動される。また、この退避貯留部238は、底部が図4の矢示方向に向かって傾斜した傾斜面として形成されて、最も低い箇所に回収経路262の一端部(回収口262a)が接続され、回収経路262の他端部は、図1に示すように、泡発生部205の容器220に接続され、更に回収経路262には回収ポンプ263が介装されている。
このように構成したので、泡供給口部251から泡搬送ローラ233(又は泡貯留部237上若しくは泡塗布ローラ232)上に泡210が供給されることで、泡貯留部237に泡210が貯留される(貯留された泡210を「泡212」とする。)。ここで、泡塗布ローラ232と泡搬送ローラ233が図2の矢示方向に回転することによって、貯留された泡212は、攪拌状態に置かれるため常に一定のセル径の泡213となる。そして、塗布ローラ232と泡搬送ローラ235との間を通過した微量の泡213が用紙100に転写(塗布)される。
このとき、印字動作(塗布動作継続)中は貯留泡量センサ261で泡貯留部237の泡貯留量が検知され、所定の泡貯留量以下になると泡210が泡供給口部251を介して供給される。
また、所要の印字動作が終了して塗布動作が終了したときには、非塗布時間(塗布動作を行わない時間)の計測を開始して、非塗布時間が所定時間に達したときには、図5に示すように、退避貯留部238が移動して泡塗布ローラ232の周面に接する状態にする。そして、泡塗布ローラ232を矢示方向(塗布動作時と逆方向)に回転させる。これによって、貯留泡212が塗布ローラ232表面に付着して退避貯留部238側に移送され、退避貯留部238のブレード部238aにて掻き取られて、退避貯留部238に収容(貯留)される。
ここで、貯留泡212を退避貯留部238に退避貯留後所定時間内に次の塗布動作が指示されたとき(次の画像出力要求が行われた)場合には、再度泡搬送ローラ232を再度図2の矢示方向に回転させて、退避貯留部238に貯留された泡212を泡貯留部237へ戻し、その後、印字動作(塗布動作)を行う。
これに対して、貯留泡212を退避貯留部238に退避貯留後所定時間内に次の塗布動作が指示されなかったとき(画像出力が指示されなかったとき)には、回収ポンプ263を駆動して回収経路262から残存している貯留泡212や貯留泡212が液化して元に戻った処理液201aを吸引回収して泡発生部205の容器202に戻される。ここでは、退避貯留部238の底部を傾斜させて最下部に回収経路262を設けることで、液化した処理液などが回収(又は廃棄)しやすくなる。なお、回収手段として、この例では吸引ポンプ13による吸引としているが、その他に圧接による消泡で液化しての回収や、回転羽根による回収などの手段を使用することもできる。また、退避貯留部238を加温する手段を設け、加温により消泡して回収することもできる。
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10に示すフロー図を参照して説明する。
図7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226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の泡貯留量を常に貯留泡量センサ261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)を停止し、印字終了からの経過時間Tの計測を開始する。
そして、図9に示す処理に移行して、次の画像出力要求を受信したか否かを判別し、次の画像出力要求を受信したときには、前述した図7の泡貯留237に所定量以上の泡があるか否かの判別処理に戻り、次の画像出力要求に応じた印字動作を行う。
これに対し、次の画像出力要求を受信しないときには、印字終了からの経過時間Tが予め定めた所定時間T1以上か否かを判別する。ここで、経過時間Tが所定時間T1未満であれば次の画像出力要求を受信したか否かの判別処理に戻るが、次の画像出力要求を受信しないまま、印字終了からの経過時間Tが所定時間T1が経過しても次の画像出力要求を受信しなかったときには、泡塗布ローラ232を逆回転させて、泡貯留部237の貯留泡212を退避貯留部238に移動(退避)させる。
そして、画像出力要求を受信したか否かを判別し、画像出力要求を受信したときには、泡塗布ローラ232を正回転(塗布動作時の方向への回転)させて、退避貯留部238から貯留泡212(泡210)を泡貯留部237に移動する。
また、画像出力要求を受信しないときには、印字終了からの経過時間Tが予め定めた所定時間T2以上か否か(貯留泡212を退避貯留部237に移動した後からの予め定めた第2所定時間経過したか否か)を判別し、所定時間T2が経過したときには退避貯留部238から泡や液化した処理液を回収する。
上記の処理を行うことで、例えば、印字終了後の退避貯留部への泡の移動(退避)までの時間(所定時間T1)を1分とし、回収までの時間(所定時間T2)を3分とした場合に、印字終了後、1分以内に次の印字がなされる場合は、そのまま次の印字に移行し、印字終了後1ないし3分の間に次の印字がなされる場合は、退避貯留部238の泡を泡貯留部237へ戻してから次の印字を行い、印字終了後、3分が経過すると、退避貯留部238の泡を回収する。
ここで、泡は周囲の温度によって消泡のしやすさが変化するため、泡貯留部237に泡をとどめておく時間、退避貯留部238で泡をとどめておく時間は、塗布部208の周囲の温度を検知して、検知した温度に応じて所定時間を変更することが好ましい。具体的には、泡は温度が高いほうが消泡しやすいので、温度が高いときには泡貯留部237、退避貯留部238での泡保存時間を短く設定することが好ましい。
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10に示す処理に移行して、泡塗布なしでの印字を行う。
次に、ジャムなどの装置異常時の動作について図11を参照して説明する。なお、図11は同動作の説明に供する模式的説明図である。
ジャムなどの装置異常が発生したときも、前述した印刷ジョブ間での非塗布時間の計測と同様に、非塗布時間として計測し、泡の退避、回収を行う。そして、図11に示すように、用紙ジャム時は、泡の移動だけでなく、泡加圧ローラ235を矢示方向移動して泡塗布232に対する加圧を解除する。これによって、用紙の除去が行いやすくなり、用紙への泡の付着が低減して、ジャム処理が容易になる。
なお、電源オフが指示された時も、泡貯留部237に残存している貯留泡212を退避貯留部238に移動させ、回収した後、電源オフ動作を行うようにしている。
このように、塗布手段と対向部材との間で供給された泡を貯留する泡貯留部を形成している構成、あるいは、塗布手段の近傍で供給された泡を貯留する泡貯留部を有していることで、泡貯留部に泡を一時的に貯留しておくことで、印字動作開始に対して速やかに塗布手段への泡供給を行うことができるとともに、印字動作停止時などには泡貯留部から泡を退避あるいは回収することで液化による泡の品質低下を防止できる。
また、泡塗布ローラと泡搬送ローラとの間で泡貯留部を形成(構成)した場合、泡上述したようには泡加圧ローラを泡塗布ローラから離間させた状態で、泡塗布ローラと泡搬送ローラを回転させることにより、泡のセル径が一定になるとともに、ローラ間の接触部(ニップ部)において泡が生成されることから、待機時に泡状態を維持することができるようになる。つまり、対向部材に回転部材を接触させて回転させることで泡が生成されるので、泡の生成を行いながら待機し、待機時間が所定の時間を越えたときに上述したような退避貯留部への泡退避動作を行うようにすることもできる。
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12を参照して説明する。なお、図12は同実施形態の説明に供する模式的説明図である。
ここでは、塗布手段である泡塗布ローラ232に対向する対向部材としてブレード部材271を配置し、泡塗布ローラ232とブレード部材271とで泡貯留部(第1泡貯留部)237を形成している。この場合、ブレード部材271は泡塗布ローラ232表面における泡膜厚を規制する膜厚規制部材を兼ねている。
このように構成しても、印刷動作開始前に泡塗布ローラ232とブレード部材271との間の泡貯留部(第1泡貯留部)237に泡を一時的に貯留した後、印刷動作を開始し、印刷終了後所定時間が経過したときには退避、回収動作を行うことができる。
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13を参照して説明する。なお、図13は同実施形態の説明に供する模式的説明図である。
ここでは、退避貯留部(第2泡貯留部)238を泡搬送ローラ233側に配置して、泡搬送ローラ233の逆回転によって泡貯留部(第1泡貯留部)237の貯留泡212の退避(及び回収)を行うようにしている。
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14及び図15を参照して説明する。なお、図14及び図15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14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15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14(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、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15(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15(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。 同じく平面説明図である。 同じく斜視説明図である。 同じく動作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8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。 同じくジャム発生時の動作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。 本発明に係る泡塗布装置の第3実施形態を示す要部模式的説明図である。 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…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)
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
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(第1泡貯留部)
238…退避貯留部(第2泡貯留部)
250…泡延展部材
251…泡供給口部
262…回収経路

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、
    前記被記録媒体又は前記被記録媒体との間に配置される中間部材に前記泡を塗布する塗布手段と、
    前記塗布手段に対向する対向部材を有し、
    前記塗布手段と前記対向部材との間で供給された前記泡を貯留する泡貯留部を形成し
    前記塗布手段又は前記対向部材の近傍に前記泡貯留部に貯留された前記泡を退避させて貯留する退避貯留部を有している
    ことを特徴とする画像形成装置。
  2. 前記塗布手段による泡塗布が予め定めた第1所定時間行われないときには前記泡貯留部の前記泡を前記退避貯留部側に退避させることを特徴とする請求項に記載の画像形成装置。
  3. 前記塗布手段による泡塗布が予め定めた第2所定時間行われないときには前記退避貯留部の前記泡を回収することを特徴とする請求項に記載の画像形成装置。
  4. 前記第1所定時間と前記第2所定時間との間に泡塗布動作が指示されたときには前記退避貯留部の前記泡を前記泡貯留部側に移動させることを特徴とする請求項に記載の画像形成装置。
  5. 前記塗布手段に前記被記録媒体を押付ける加圧手段を有し、前記泡貯留部の前記泡を前記退避貯留部側に退避させるときには前記加圧手段の加圧を解除することを特徴とする請求項に記載の画像形成装置。
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