JP5228923B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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Description
本発明は、捺染等のインクジェット技術、表面処理(インク浸透性改質剤、光沢材、コート材などの液体塗布)装置に応用することができる。
なお、「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滴を着弾させて画像形成を行う装置を意味する。
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をも意味する。
また、「記録液」とは、インクに限るものではなく、上記の意味での画像形成を行うことができる、吐出時に液滴化するものであれば良い。
また、印字後の紙上の液滴が乾くまでに時間がかかるという初期品質の問題に加え、耐水性、耐光性、擦過性、耐オゾンといった堅牢性に関わる問題を抱えている。
特許文献3には、インクの定着性を向上させる処理液はインク印字の前又は後に付与することが記載されており、前処理に限定されるものでなく、後処理を行う場合もある。
しかしながら、特許文献1〜3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又は後処理液を吐布する方式では、塗布ムラが発生する(第1の課題)と共に、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、特に用紙にシワやカールが発生したり、撓んだりし易くなることから、ジャムが起こり易い(第2の課題)。
「泡状態」とは液体中に気泡が大量に分散し、液体が圧縮性を帯びた状態のことを指す。液体やミスト状の処理液と比べて、泡状態にすることの長所は例えば以下の様なことが挙げられる。
(1)泡は空気を大量に含むため、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、また、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。
しかしながら、処理液を被記録媒体に泡で塗布する泡塗布装置においては、被記録媒体の幅に応じた泡供給量の増減や、塗布幅の制御を行わなければ、泡の供給不足や過多が生じる(第3の課題)。
塗布領域が記録材幅以上であると、被記録媒体の幅方向両端部より、塗布面とは反対側の面にまで余剰泡が染み出してしまう(第4の課題)。
不要な塗布領域に付着した処理液が、塗布装置内の別の部位へと延展してしまう(第5の課題)。
それら不要な泡の生成により、処理液の浪費となる(第6の課題)。
泡供給量を、被記録媒体幅に応じて制御しないことにより、泡供給量過多となった場合には、塗布装置内外に漏れ出し、装置内を汚損したり、被記録材への不要な付着を招いてしまう(第7の課題)。
また、泡供給量不足となった場合には、泡塗布むらを生じてしまう(第8の課題)。
特許文献4においては、常に記録媒体の両面に処理液を塗布してしまう構造であるために、例えば片面だけの印刷時であったとしても、本来処理液を塗布する必要の無い、印刷面の反対側の面にまでも処理液を塗布することになり、上記の第6の課題と共通する、不要な領域にまで処理液を浪費してしまう課題がある。
また、用紙の両面で同時に処理液でぬれてしまうことによる搬送性上(スキュー、スリップ、レジスト、カール、ローラ類への液転写汚損、ローラからの汚れの転写等)好ましくない不具合を誘発する危険性が高まる(第9の課題)。
請求項4記載の発明では、請求項2又は3記載の画像形成装置において、前記一対の隔壁部材と前記供給口との間に、前記一対の隔壁部材の移動に追随し、前記延展部内の領域を前記一対の隔壁部材で規定される前記供給幅又は前記塗布幅に対応した適正な領域に変更する延展部隔膜部材を設けたことを特徴とする。
請求項6記載の発明では、請求項5記載の画像形成装置において、前記密閉手段は、前記一対の隔壁部材に各々対向するように設けられ、泡の増減で該隔壁部材の高さ方向に変位可能で、該一対の隔壁部材が最小幅位置に設定されたときは該隔壁部材の高さ方向に重なるように交差する第1及び第2のフラップと、前記泡生成手段側に設けられ、泡の増減で該隔壁部材の高さ方向に変位可能で、前記第1及び第2のフラップを上側から自重で押圧する第3のフラップと、を有していることを特徴とする。
請求項8記載の発明では、請求項7記載の画像形成装置において、前記幅サイズ情報又は前記塗布領域サイズ情報と、印刷指令枚数とに応じて必要となる泡の供給量の指令値を制御テーブルより呼び出し、前記泡生成手段による泡の供給をフィードフォワード制御することを特徴とする。
請求項10記載の発明では、請求項2〜6のいずれかに記載の画像形成装置において、前記供給幅可変手段又は前記塗布幅可変手段における前記隔壁部材の前記塗布手段との間に隙間が略無いことを特徴とする。
請求項12記載の発明では、請求項2〜6のいずれかに記載の画像形成装置において、前記供給幅可変手段又は前記塗布幅可変手段における前記隔壁部材と前記塗布手段との間に隙間が略無く、前記隔壁部材の前記塗布手段側が弾性体又は可撓性を有する構造からなることを特徴とする。
隔壁部材の可動範囲の最小幅よりも狭い領域より、泡の供給を行うことにより、泡貯留部内に均等に、且つ速やかに泡が行き渡るために、泡の流動が隅々に広がるため安定した泡の分布を行う作用と、安定した泡の供給を行うことができる。
泡貯留部における隔壁部材により囲まれた領域を閉空間にする密閉手段を設けることにより、必要とされる所望の泡貯留部の幅以外の領域への泡の漏れを抑制することができる。
シールド構造により、隔壁部材間の幅が可変されても泡貯留部から泡が漏れることを確実に防止することができる。
ローラ類と隔壁部材との間に隙間を設け無い場合でも、接触部には泡が僅かに液化した場合には重力により下側へ溜まろうとする作用により、常に隔壁下側に流れてくるため、液膜となって、隔壁と各ローラ表面の双方の摩擦部を潤滑し、固体接触を防ぐ作用があり、磨耗を防ぐことができる。
更に撥水性の材料からなる隔壁の材料であれば、隔壁の壁面に液化した処理剤がへばりつくことなく、速やかに重力の作用により下側へ速やかに流れていく作用がありより前記の効果が高められる。
隔壁の底部でローラ類と接触することにより液化した処理液もせん断力が液に生じるため、再び泡化する作用があり、液化したままで用紙に塗布されてしまうことにより塗布の濃度分布を著しく損なわせてしまう不具合を低減させることができる。
まず、本実施形態に係る泡塗布手段としての泡塗布装置を含む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を搬送するベルト搬送装置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に泡状体を塗布する泡塗布装置200とを備えている。
ベルト搬送装置102は、無端状ベルトである搬送ベルト102aが搬送ローラ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されている。搬送ベルト102a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対132によって給紙されて搬送ローラ対133、レジストローラ対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、ベルト搬送装置102上に送り込まれて保持される。
ベルト搬送装置102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。
第2泡生成部207には、第1泡生成部205で生成された泡210aをせん断する網状の泡微細化部材241a、241b、241cが配置されており、泡塗布部208へ向かってこれらの網目は段階的に細かく設定されている。泡210aはこれらの泡微細化部材241a、241b、241cを通過する毎にせん断され、通過後は表面張力により小径の泡となる。この小泡化(微細化)は段階的になされる。図3では泡微細化部材241a、241b、241cで示している。
延展部250は、図3に示すように、所定の体積をもつマニホールド部251と、スリット状の出口252を有している。
なお、当図では便宜的に延展部隔膜260は省略している。
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/cm3以下であり、泡径の分布範囲が10μm〜1mm、平均泡径が100μm以下であることが望ましい。なお、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。
このように形成された「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。
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)を上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)とタルク微粉体のよう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。
泡生成容器220内で泡210が生成されて充満することにより、その圧力によって泡供給経路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210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。
泡延展部250の出口252から供給された小泡210dは、塗布手段(泡塗布部208)を構成する塗布ローラ232と泡搬送ローラ233との間の泡貯留部237に図示のように貯留される。
また、泡貯留部237に貯留される泡は、泡搬送ローラ233と塗布ローラ232(後述する泡生成塗布ローラともなりえる)とが接触した状態でこれらを回転させるとローラ軸方向に広がる(延展する)性質を持つ。その延展作用を食い止めることにより必要な領域にのみ泡を留めておくために後述する供給幅可変手段又は塗布幅可変手段が必要となる。
塗布ローラ232が泡貯留部237の泡を加圧ローラ235の加圧によりそのままの泡の状態で用紙100へ塗布するのに対し、泡生成塗布ローラ234は独立気泡、連続気泡を問わず毛管力を有する弾性体材料からなる表層が泡貯留部237の泡に接触すると、既に泡化している泡の処理剤であっても、ローラ表層のマイクロセルなどの毛管力により僅かに吸い込まれた後に再度加圧ローラ235により押し出されるが、元の泡貯留部237の泡を僅かに吸い込んだ後ローラ気泡内に閉じ込められた少量の気泡の処理剤成分は新たな更に細かな泡となって分割されるいわゆる泡のせん断効果で更なる細かい気泡を生成する作用がある。
したがって、この泡生成塗布ローラの場合には、狙いの泡塗布領域(幅)よりも僅かに広がった領域まで泡が生成されるため、用紙100への塗布範囲も僅かながら広がるが、泡自体の細かさは前述のメカニズムの通り細かくなることが期待される。
リードスクリュ272を駆動する方式は、図示の通り、リードスクリュ272端部の歯車273と、これに噛合うピニオン274とそれを回転させるモータ275とから構成されるネジ送り方式である。
モータ275の種類は、所望の回転角度を精度良く回転させられるステッピングモータを用いるのが適当であるが、同様に回転角度指令値に応じて精度が確保される駆動源であればこれに限らずともよい。
図1及び図4に示すように、前部隔壁270a及び後部隔壁271aの泡搬送ローラ233と加圧ローラ235とに接する部位は、夫々のローラ外形に倣う円弧形状をしている。更には摺動特性(摩擦係数低減)を確保するためにこの部位にはテフロン(登録商標)、高密度ポリエチレンなどを貼り付けたり、又はシール性を確保するためにオーリング機能を持たせた断面形状の弾性材料を用いることにより、泡搬送ローラ233と加圧ローラ235との摺動による磨耗を防ぎつつ、泡の貯留を確実に保つことができるようになる。
これにより前部隔壁270aと、後部隔壁271aの設定されるいかなる幅寸法においても閉塞された空間を保つ構造と成っており、少なくとも前部隔壁270aと、後部隔壁271aの間に挟まれた領域の泡貯留部237から外側の領域へは小泡210dはこぼれ出さないようにしている。
泡貯留部237の幅方向中央部において、出口252の上面には、第1、2のフラップに対してその上方で直交する方向に延びる第3のフラップ(センターフラップ)282aがヒンジ282bで上下方向に揺動可能に設けられている。
これらのフラップは、泡貯留部237における一対の隔壁部材(前部隔壁270aと後部隔壁271a)で囲まれた領域を閉空間状態とする密閉手段を構成している。
この構成により、泡貯留部237の上側からも外側の領域へは小泡210dはこぼれ出さないようにしている。
図2(b)に示すように、第3のフラップ282aの幅寸法は100mmになっており、丁度このサイズは画像形成装置にて搬送される最小用紙幅に等しい。
第3のフラップ282aの幅寸法は、第1のフラップ280aと第2のフラップ281aが最小用紙幅に設定されたときの内側寸法と同じで、且つ同じ位置になる様に配置されている。
第1のフラップ280aと第2のフラップ281aは、図1等で示すように下方に開口した断面コ字形状を有している(図4では省略)。また、これらのフラップは、ヒンジへの取り付け位置が互いに上下方向に若干ずれており、最小用紙幅に設定されるときはいずれか一方が他方に乗り上げるように寸法設定がなされている。
第1のフラップ280aと第2のフラップ281aは若干下方へ垂れ下がるようにその下限位置が設定されている。
第3のフラップ282aは自重で第1のフラップ280aと第2のフラップ281aを押圧する。
前部隔壁270aと、後部隔壁271aの幅寸法を最大用紙幅対応の内側寸法297mmにすると、それに伴って第1のフラップ280aと第2のフラップ281aも互いに広げられるが、先述の通り夫々の寸法は共に100mmになっているため、第3のフラップ282aとは夫々1.5mm分重なった部分が設けられ、これにより泡の漏れ出しを防ぐ効果が得られるようになっている。
図6(a)は泡が少量の状態を、図6(b)は泡が泡貯留部237に満たされた直後の状態を、図6(c)は更に泡が供給されて溢れ出す直前の状態を示している。
泡が増量してくると、第1のフラップと第2のフラップはその圧力で押し上げられ、上方に変位する。
前部隔壁270aと、後部隔壁271aの幅寸法を最小用紙幅対応の内側寸法100mmに設定したときの上側面図を図7に示す。その状態で泡貯留部237に溜まった小泡210dの3段階の状態を左側面図として図8に個々に示す。
図8(a)は泡が少量の状態を、図8(b)は泡が泡貯留部237に満たされた直後の状態を、図8(c)は更に泡が供給されて溢れ出す直前の状態を示している。
供給口206aは泡供給経路206と延展部250との接続部であり、その幅(径)は、前部隔壁270aと、後部隔壁271aの可動範囲の最小幅よりも狭い。これにより、泡の流動が隅々に広がるため安定した泡の分布機能が得られ、安定した泡の供給を行うことができる。
上記のように、清掃ブレード236はローラ軸方向に延びる長さを有しているので、泡貯留部237における第1のフラップ及び第2のフラップでカバーできない部分もカバーでき、泡の漏れ出し防止に寄与している。
また、前部隔壁と後部隔壁の用紙搬送方向上流側端部に沿うように、断面アングル形状の固定隔壁238が設けられている。固定隔壁238は、ローラ軸方向全体に亘って延びる長さを有し、泡塗布部208の図示しない側板に支持されている。固定隔壁238の一端(下端)は泡搬送ローラ233の表面に当接しており、泡貯留部237の泡の漏洩を防いでいる。
固定隔壁238は、延展部250の出口252の下面に支持してもよく、出口252の下面に一体に形成してもよい。
塗布ローラ232または、泡生成塗布ローラ234と泡搬送ローラ233との間の泡貯留部237に貯留された小泡210dの貯留量に応じて第3のフラップのヒンジ282bを中心に、貯留された泡の分布が偏ったとしても、図9に示すように、上側からの押さえ付けにより泡は均等に分布する。
もし、これらの3つのフラップがない場合には、図10に示すように、泡の分布が不均一になり、最悪の場合には泡貯留部237から漏れ出すことがある。
図示では断面方向(隔壁の高さ方向)の泡の分布について説明しているが、泡貯留部237の長手方向(ローラ軸方向)においても同様の事象が起こり得る。
ここで、塗布ローラ232と、泡生成塗布ローラ234との構造的な違いと、機能的な違いについて説明する。
塗布ローラ232の構造は、表面が平滑か、極めて細かい細粒面になっており、材質は弾性体であっても、材質内部に泡の材料成分が浸透することはなく、あくまでも表面に付着した泡を用紙100表面へと転写させるために付着搬送する機能になっている。
一方で、泡生成塗布ローラ234の構造は、材質が独立気泡、連続気泡を問わず毛管力を有する発泡弾性体材料からなっており、表層が泡貯留部237の泡に接触すると、既に泡化している泡の処理剤であっても、ローラ表層の発泡体の研磨面によるマイクロセルなどの毛管力により僅かに吸い込まれた後に再度加圧ローラ235により押し出されるが、元の泡貯留部237の泡を僅かに吸い込んだ後ローラ気泡内に閉じ込められた少量の気泡の処理剤成分は更に細かな泡となって分割されるため、いわゆる泡のせん断効果による更なる細かい気泡を生成する作用があり、このローラの場合には、狙いの泡塗布領域(幅)よりも僅かに広がった領域まで泡が生成されるため、用紙100への塗布範囲も僅かながら広がることが起きるが、泡自体の細かさは前述のメカニズムの通り細かくなることが期待される。
一方、塗布ローラ232の機能は、請求項2に記載の塗布手段に対応している。すなわち、塗布ローラ232へ泡が供給された後にもそのままの泡の状態を保ったまま塗布を行うことを意味するため、隔壁の機能は泡塗布ローラ232による用紙100への塗布する幅を意味している。したがって、塗布ローラ232を使用した場合の一対の隔壁は、塗布幅可変手段として機能する。
たとえば、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、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。
液体の処理剤で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であり、また給液、排液動作の負荷が大きく搬送用のポンプの大型化や装置の複雑化を招く。
これに対して「泡」状の処理剤は、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通りである。また、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。
図11はメインルーチンで、図12から図15はそのサブルーチンである。なお、このフローチャートでは、用紙サイズに応じた処理剤の塗布幅と塗布長さについて言及している。
印刷命令有無の条件分岐(S−01)にて、No(以降N)であれば元に戻り、Yes(以降Y)であれば、前部隔壁270aと後部隔壁271aの間隔を最大幅(例えば図2(a)で示すA3幅(297mm))まで広げる動作をモータ275を起動して行う(S−02)。
後部隔壁271aの外側の壁面をHPセンサ276が検知することによりHPとして認識される(S−03)。
この信号を得ることにより、任意の幅寸法までのモータ275の回転数(ステッピングモータの場合にはステップ数)を指令することにより設定することができるため、幅駆動制御のイニシャライズを実行したことになる。
(S−04)にて取得した用紙サイズ情報の幅寸法がMax.(最大幅)であるか条件分岐し(S−05)、Yであればサブルーチンへ(S−08)、Nであれば次ステップを実行する。
(S−04)にて取得した用紙サイズ情報の幅寸法がMax.(最大幅)よりa寸法分狭い「A幅」であるか条件分岐し(S−06)、Yであればサブルーチンへ(S−09)、Nであれば次ステップを実行する。
(S−04)にて取得した用紙サイズ情報の幅寸法がMax.(最大幅)よりn寸法分狭い「N幅」であるか条件分岐し(S−07)、Yであればサブルーチンへ(S−10)、Nであれば次ステップを実行する。
ここで、(S−06)のa寸法、「A幅」と、(S−07)のn寸法、「N幅」は一般的な値であって、実際にはA4横、B5横・・・はがきサイズ等の具体的な寸法であったり、aからn寸法までを数段の不等分割や、等分割での寸法を適用した「幅寸法」であっても構わない。
Min.(最小幅)に最も近い「幅寸法」の条件分岐である(S−07)でNとなった場合には、(S−04)にて取得した用紙サイズ情報の幅寸法がMin.(最小幅)であることとして認識され、(S−11)としての対応するサブルーチンを実行する。
次に、次頁の印刷命令の有無で条件分岐し(S−12)、Yであれば前記(S−02)へループするが、Nであれば当メインフローは終了する。
図12は、(S−08)の「Max.幅×所定長さ対応処理」サブルーチンである。
「Max.幅×用紙長さ」対応の泡の供給量をテーブルより呼出し(S−101)、その用紙サイズに必要な泡量の供給を、供給手段である高圧空気供給部221にて行う(S−102)。
隔壁幅をMax.幅寸法にするまでモータ275を駆動し(S−103)、用紙へ処理剤を塗布する動作を実行する(S−104)。
図13は、(S−09)の「サイズA対応処理」サブルーチンである。
「サイズAの幅×長さ」対応分の泡の供給量をテーブルより呼出し(S−111)、その用紙サイズに必要な泡量の供給を、供給手段である高圧空気供給部221にて行う(S−112)。
隔壁幅を用紙サイズAの幅寸法にするまでモータ275を駆動し(S−113)、用紙へ処理剤を塗布する動作を実行する(S−114)。
「サイズNの幅×長さ」対応分の泡の供給量をテーブルより呼出し(S−121)、その用紙サイズに必要な泡量の供給を、供給手段である高圧空気供給部221にて行う(S−122)。
隔壁幅を用紙サイズNの幅寸法にするまでモータ275を駆動し(S−123)、用紙へ処理剤を塗布する動作を実行する(S−124)。
図15は、(S−11)の「Min.幅×所定長さ対応処理」サブルーチンである。
「Min.幅×所定用紙長さ」対応の泡の供給量をテーブルより呼出し(S−131)、その用紙サイズに必要な泡量の供給を、供給手段である高圧空気供給部221にて行う(S−132)。
隔壁幅をMax.幅寸法にするまでモータ275を駆動し(S−133)、用紙へ処理剤を塗布する動作を実行する(S−134)。
印刷命令有無の条件分岐(S−51)にて、Nであれば元に戻り、Yであれば前部隔壁270aと後部隔壁271aの間隔を最大幅(例えば図2)で示すA3幅(297mm))まで広げる動作をモータ275を起動して行う(S−52)。
後部隔壁271aの外側の壁面をHPセンサ276が検知することによりHPとして認識される(S−53)。
この信号を得ることにより、任意の幅寸法までのモータ275の回転数(ステッピングモータの場合にはステップ数)を指令することにより設定することができるため、幅駆動制御のイニシャライズを実行したことになる。
その塗布領域に必要な泡量の供給を、供給手段である高圧空気供給部221にて行う(S−56)。
隔壁幅を領域幅寸法にするまでモータ275を駆動し(S−57)、用紙へ処理剤を塗布する動作を実行する(S−58)。
次に、次頁の印刷命令の有無で条件分岐し(S−59)、Yであれば(S−52)へループするが、Nであれば当メインフローは終了する。
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や、特には本発明のFF(フィードフォワード)制御テーブル等を格納する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(スキャナ部)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、泡状体塗布装置200の制御を行う泡状体塗布制御部814等を備えている。
ここで、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、泡状体に成り得る処理液201が容器202内にあるか否か検知する図示しない液体エンド検知手段を含む。
隔壁と各ローラとの間には泡貯留部237に貯留される泡の平均径(仮にφ100μmとする)よりも狭い隙間寸法:Gがそれぞれのローラ半径方向に設けている。
その断面を示すのが図18(b)である。下側のローラ類(234、232、233)の表面と、隔壁(270a、271a)の間に隙間Gがあって、そこにはローラの回転に伴いせん断力により微細化した泡がある。
また、隔壁の右下側(泡貯留部内)に小泡210dがあり、その底部のローラ表面や、隔壁面、前記隙間部には各泡間に液化した処理剤の液膜が存在し、液化した処理剤の表面張力により隔壁左側(泡貯留部の外側)の領域には泡や、液化した処理剤も流れ出さずにシールドされている状態になっている。
隔壁と各ローラとの間は隙間無く配置されており、その断面を示すのが図19(b)である。下側のローラ類(234、232、233)の表面と、隔壁(270a、271a)の間に隙間は無く、図示の場合には、僅かに隔壁がローラ類に食い込んだ状態を示しているが、これほどのことをするまでも無く、隔壁とローラ類とが接触している状態であれば良い。このような配置であれば隔壁のローラ類との接触により泡を図示の左側(泡貯留部の外側)に漏れ出すことを防ぐ作用を示している。
隔壁の右下側に小泡210dがあり、その底部のローラ表面や、隔壁面には各泡間に液化した処理剤の液膜が存在し、液化した処理剤の表面張力により隔壁にも濡れようとするが、「泡が液体である状態のときに接触する際の接触角が90度以上となる撥水性である材料、あるいは表面に撥水性処理を行った材料からなる」ことにより、壁面に濡れようとすること無く、むしろ弾かれようとするため一部液化した処理剤が隔壁とローラ類との接触部から染み出すことは無くなり、隔壁の左側(泡貯留部の外側)には染み出さないシールド構造になっている。
隔壁と各ローラとの間に隔壁(270a、271a)の底部に取り付けられ、隙間無くローラ形状に倣うように弾性体277や、体部278aと支持部278bと可撓部278cとからなる可撓性を有する部材が配置されており、その断面を示すのが図20(b)、(c)である。
図20(b)では、隔壁(270a、271a)の下部には凹部があり、その形状に嵌り込むようにして図示の左右両側から凸部のある弾性体277が嵌め込まれている。
弾性体277の材質は加硫ゴム、あるいはポリウレタンやその他のエラストマなどの成形材であったり、隔壁(270a、271a)との二色成形法によるエラストマであってもかまわない。
上記と同様に隔壁(270a、271a)の下部には凹部があり、その形状に嵌り込むようにして図示の左右両側から凸部のある体部278aが嵌め込まれていて、その下側に支持部278aがあり、そこから二股に可撓部278cがあり、支持部278aで外力により揺動する。
二点鎖線で示すように、ローラ類((234)、232、233)と接していない自然状態の時には、接しているときよりも下側に膨らんだ形状をしており、これは、隔壁が使用状態においてはローラ類((234)、232、233)との接触圧により撓んでいることを示している。
これにより隔壁とローラ類との接触部から泡や液化した処理剤が染み出すことは無くなり、隔壁の左側(泡貯留部の外側)には染み出さないシールド構造になっている。
また更に、比較的分子量の高い材質(硬そうな材質)であってもこの構造を達成できるため、低分子量の材質で発生し易いクリープ変形による不具合を受けることにより漏洩させてしまう問題を回避させることも期待できる。
隔壁と各ローラとの間に、隔壁(270a、271a)の底部に取り付けられ、隙間無くローラ形状に倣うように弾性変形し、且つ吸収性(毛管力)を有する部材からなる吸収体279が配置されており、その断面を示すのが図21(b)である。
隔壁(270a、271a)の下部には凹部があり、その形状に嵌り込むようにして図示の左右両側から凸部のある吸収体279が嵌め込まれている。
吸収体278の材質は発泡性のポリウレタンやその他の高分子材料を独立気泡、または連続気泡構造に発泡させたものであったり、不織布の様な繊維材料をほつれないように固定材料を含浸させた材料であったり、粒状の高分子材料を熱や架橋により固めて成形することにより微小な空孔ができた状態にした材料であってもかまわない。
これにより隔壁とローラ類との接触部から泡や液化した処理剤が染み出すことは無くなり、隔壁の左側(泡貯留部の外側)には染み出さないシールド構造になっている。
周囲の液化してしまった処理液を毛管力により吸収し、周囲への染み出しを防ぐ効果と、吸収体279がローラ類((234)、232、233)と接触し、更に回転によるせん断力が生じることにより液化した処理液も再び泡化する作用が生じ、用紙への塗布濃度分布を液体のようなむらを生じることなく均一にすることができる。
200 泡塗布手段としての泡塗布装置
201 液体としての処理液
205 泡生成手段としての第1泡生成部
206a 供給口
207 泡生成手段としての第2泡生成部
208 塗布手段としての泡塗布部
210 泡
237 泡貯留部
241 泡微細化部材
250 延展部
260 延展部隔膜部材
270a 隔壁部材としての前部隔壁
271a 隔壁部材としての後部隔壁
277 弾性体
279 吸収体
280a 第1のフラップ
281a 第2のフラップ
282a 第3のフラップ
Claims (13)
- 被記録媒体に画像を形成する画像形成装置において、
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うち少なくとも一方を泡状にした泡を処理剤ないし定着剤として塗布する泡塗布手段を備え、
前記泡塗布手段は、前記泡を生成する泡生成手段と、
前記泡を被記録媒体又は前記中間部材に塗布する塗布手段と、
前記泡生成手段から前記塗布手段への前記泡の、被記録媒体の搬送方向と直交する方向の供給幅を変更可能な供給幅可変手段又は塗布幅を変更可能な塗布幅可変手段と、
を備え、
前記泡生成手段は、前記塗布手段へ泡を供給する際に前記供給幅又は前記塗布幅方向に泡を延展する延展部を有していることを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1記載の画像形成装置において、
前記供給幅域内で、前記延展部と前記塗布手段との間に泡貯留部が形成され、前記供給幅可変手段は、前記泡貯留部を前記供給幅方向に移動可能な一対の隔壁部材を有し、前記泡生成手段から前記泡貯留部への泡の供給は、前記一対の隔壁部材の可動範囲の最小幅よりも狭い供給口からなされることを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1記載の画像形成装置において、
前記塗布幅域内で、前記延展部と前記塗布手段との間に泡貯留部が形成され、前記塗布幅可変手段は、前記泡貯留部を前記塗布幅方向に移動可能な一対の隔壁部材を有し、前記泡生成手段から前記泡貯留部への泡の供給は、前記一対の隔壁部材の可動範囲の最小幅よりも狭い供給口からなされることを特徴とする画像形成装置。 - 請求項2又は3記載の画像形成装置において、
前記一対の隔壁部材と前記供給口との間に、前記一対の隔壁部材の移動に追随し、前記延展部内の領域を前記一対の隔壁部材で規定される前記供給幅又は前記塗布幅に対応した適正な領域に変更する延展部隔膜部材を設けたことを特徴とする画像形成装置。 - 請求項2〜4のいずれかに記載の画像形成装置において、
前記泡貯留部における前記一対の隔壁部材で囲まれた領域を閉空間状態とする密閉手段を設けたことを特徴とする画像形成装置。 - 請求項5記載の画像形成装置において、
前記密閉手段は、前記一対の隔壁部材に各々対向するように設けられ、泡の増減で該隔壁部材の高さ方向に変位可能で、該一対の隔壁部材が最小幅位置に設定されたときは該隔壁部材の高さ方向に重なるように交差する第1及び第2のフラップと、
前記泡生成手段側に設けられ、泡の増減で該隔壁部材の高さ方向に変位可能で、前記第1及び第2のフラップを上側から自重で押圧する第3のフラップと、を有していることを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1〜6のいずれかに記載の画像形成装置において、
被記録媒体の前記供給幅方向の幅サイズ情報を取得する記録媒体幅情報取得手段、又は被記録媒体の前記塗布幅方向の塗布領域サイズ情報を取得する記録媒体塗布領域情報取得手段を備え、
前記記録媒体幅情報取得手段又は前記記録媒体塗布領域情報取得手段からの幅サイズ情報又は塗布領域サイズ情報に基づき、前記供給幅又は前記塗布幅を変更することを特徴とする画像形成装置。 - 請求項7記載の画像形成装置において、
前記幅サイズ情報又は前記塗布領域サイズ情報と、印刷指令枚数とに応じて必要となる泡の供給量の指令値を制御テーブルより呼び出し、前記泡生成手段による泡の供給をフィードフォワード制御することを特徴とする画像形成装置。 - 請求項2〜6のいずれかに記載の画像形成装置において、
前記供給幅可変手段又は前記塗布幅可変手段における前記隔壁部材と前記塗布手段との間の隙間が、前記泡貯留部における泡の平均径よりも狭い寸法に設定されていることを特徴とする画像形成装置。 - 請求項2〜6のいずれかに記載の画像形成装置において、
前記供給幅可変手段又は前記塗布幅可変手段における前記隔壁部材の前記塗布手段との間に隙間が略無いことを特徴とする画像形成装置。 - 請求項9又は10記載の画像形成装置において、
前記隔壁部材の前記塗布手段側が、前記泡が液体である状態のときに接触する際の接触角が90度以上となる撥水性である材料、あるいは表面を撥水性処理を行った材料からなることを特徴とする画像形成装置。 - 請求項2〜6のいずれかに記載の画像形成装置において、
前記供給幅可変手段又は前記塗布幅可変手段における前記隔壁部材と前記塗布手段との間に隙間が略無く、前記隔壁部材の前記塗布手段側が弾性体又は可撓性を有する構造からなることを特徴とする画像形成装置。 - 請求項2〜6のいずれかに記載の画像形成装置において、
前記供給幅可変手段又は前記塗布幅可変手段における前記隔壁部材と前記塗布手段との間に隙間が略無く、前記隔壁部材の前記塗布手段側は、前記泡が液体状態であるときの当該液に対して吸収性ないし毛管力を有する吸収体からなることを特徴とする画像形成装置。
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