JP5464492B2 - 画像形成装置及び処理液付与装置 - Google Patents
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Description
また、液体吐出方式の画像形成装置においては、画像形成後の画像記録媒体上の液滴が乾くまでに時間がかかるという不具合も存在する。
例えば、特許文献1や特許文献2には、インクと反応して画像滲みやカラーブリードを抑制する処理液を画像形成前の画像記録媒体に塗布ローラで塗布する技術が開示されている。
また、例えば、特許文献3には、インクと反応して画像滲みやカラーブリードを抑制する処理液を液体吐出ヘッドから画像形成前の画像記録媒体へミスト状に吐出させて付与する技術が開示されている。
また、例えば、特許文献4には、色調が鮮明で定着性の良好な画像を得るための処理液を画像形成前の画像記録媒体に付与する技術が開示されている。
また、例えば、特許文献5には、画像形成前の画像記録媒体に付与する処理液を泡状にして画像記録媒体に付与する技術が開示されている。
特許文献1に記載の画像形成装置は、塗布ローラと液体保持部材との間の液体保持空間(液室)に保持された処理液を塗布ローラで画像記録媒体へ塗布する。この画像形成装置では、交換タンク(処理液貯留部)内の処理液を液体保持空間へバッファタンク(一時貯留部)を通じて供給する供給経路のほか、液体保持空間から外方へ不用意に処理液が漏出することを防止または軽減するために、塗布ローラ停止時に液体保持空間内の処理液をバッファタンクへ回収する回収経路が設けられている。この構成においては、塗布ローラを停止している間(処理液付与動作を行っていない期間)、処理液の液面は液体保持空間ではなくバッファタンク内に位置する。液体保持空間は直接的に外気に露出しているが、バッファタンクは、液体保持空間に連通した細い回収経路を通じてのみ外気に連通している。回収経路の経路断面積は、液体保持空間に処理液が存在するときの液面の面積よりも小さいため、液体保持空間内の処理液をその液面がバッファタンク内に位置するように回収しておけば、液体保持空間にそのまま処理液を残しておく場合よりも、処理液が蒸発しにくい。
また、請求項2の発明は、請求項1の画像形成装置において、上記一時貯留部よりも上方に上記液室の底部を配置したことを特徴とするものである。
また、請求項3の発明は、請求項1又は2の画像形成装置において、上記回収経路は、上記液室と上記処理液貯留部とを連通するように設けられ、上記回収経路における液室側の回収経路部分と連通する上記一時貯留部の開口部よりも上方に上記処理液貯留部を配置したことを特徴とするものである。
また、請求項4の発明は、請求項1乃至3のいずれか1項に記載の画像形成装置において、上記供給経路と上記回収経路の少なくとも一部を同一経路にしたことを特徴とするものである。
また、請求項5の発明は、請求項1乃至4のいずれか1項に記載の画像形成装置において、上記回収動作を行う時には、処理液の液面を上記一時貯留部内に維持することを特徴とするものである。
また、請求項6の発明は、請求項5に記載の画像形成装置において、上記回収動作の終了後に処理液の液面が保持される上記回収経路部分は、上記一時貯留部よりも上記液室側の回収経路部分であることを特徴とするものである。
また、請求項7の発明は、請求項1乃至6のいずれか1項に記載の画像形成装置において、上記回収経路を通じて上記液室内の処理液を回収するために該処理液に対して上記一時貯留部へ向かう搬送力を付与する搬送力付与手段を、該一時貯留部よりも処理液回収方向下流側に設けたことを特徴とするものである。
また、請求項8の発明は、請求項1乃至7のいずれか1項に記載の画像形成装置において、上記処理液付与手段は、画像記録媒体に処理液を塗布する塗布ローラと、該塗布ローラの外周面上に液膜を形成するスクイーズローラと、上記液室から該スクイーズローラの外周面上に処理液を供給する処理液供給部とを備えたものであることを特徴とするものである。
また、請求項9の発明は、液室内に収容されている処理液を処理液付与対象に付与する処理液付与手段と、該液室に供給される処理液を貯留する処理液貯留部と、該処理液貯留部内の処理液を液室へ供給する供給経路を構成する供給経路構成部材と、該液室内の処理液を回収する回収経路を構成する回収経路構成部材と、該回収経路中に設けられ、内部の水平断面積が該回収径路の断面積よりも大きく、該回収径路を通じて回収された処理液を一時的に貯留する一時貯留部とを備え、上記回収経路を通じて回収された処理液が上記液室に再供給されるように構成された処理液付与装置において、上記回収経路を通じて上記液室内の処理液を回収する回収動作の終了後に、該回収経路中に存在する処理液の液面が、該一時貯留部の水平断面積よりも小さい径路断面積をもつ回収経路部分に保持されるように構成したことを特徴とするものである。
まず、本実施形態におけ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。
図1は、本実施形態における画像形成装置全体の概略構成を示す説明図である。
この画像形成装置は、画像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処理液付与対象である用紙100に処理液を付与する処理液付与装置としての処理液塗布装置200とを備えている。
そして、搬送ベルト102の周回移動で搬送されて記録ヘッドユニット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。
図2は、本実施形態における処理液塗布装置200の概略構成を示す説明図である。
上述したように、塗布動作が終了してから所定の時間が経過すると、液室206の処理液201は、双方向に送液可能なポンプ203の吸引動作により、液体流路205を通じて処理液容器202に向けて回収される。この回収動作中において、液室206に処理液201が十分に満たされている場合は、処理液201のみが回収され、空気は回収されない。しかしながら、回収動作により液室206内の処理液201が徐々に少なくなっていくと、第1液体流路205A内に処理液だけでなく空気も吸い込まれるようになる。このとき、第1液体流路205A内の処理液201は、図3に示すようなメニスカスが形成された状態となる。そのため、処理液201と一緒に回収された空気は、第1液体流路205Aを液室206側へ抜けることができなくなる。
一時貯留部204内の空気は回収動作に伴って徐々に増えていく。本実施形態では、一時貯留部204の容量を、液室206の処理液201をすべて回収したときに第1液体流路205Aから入ってくる空気の想定最大容量以上の大きさに設定してある。ここで空気の想定最大容量とは、回収動作時のポンプ203の吸引量と液室206及び第1液体流路205A内に保持管理される処理液201の量から算出されるが、好ましくは回収動作時のポンプ203の吸引量以上とすることが好ましい。このように設定することで、一時貯留部204が空気で満たされた時には液室206から処理液を完全に回収したことになる。本実施形態では、回収動作に伴って一時貯留部204内に空気が溜まっていき、一時貯留部204内の処理液201の液面が所定の高さまで下がると、これを液面検知器211が検知する。この検知結果を受けて、図示しない制御部は、ポンプ203の吸引動作を停止させ、これにより回収動作が終了する。
例えば、ポンプ203に送出動作を行わせ、ポンプ203の動力によって一時貯留部204内に処理液201を送り込み、処理液201の液面が第1液体流路205Aの内部に維持されるようにした後、ポンプ203の弁を閉じて、処理液201の液面位置を維持する方法である。
また、例えば、図6に示すように、第1液体流路205Aと連通する一時貯留部204の開口部よりも上方に処理液容器202を配置し、回収動作の終了後に、ポンプ203を開放して、第2液体流路205Bと第3液体流路205Cとを連通状態にする方法も挙げられる。この方法では、ポンプ203を開放することで、一時貯留部204内における処理液の液面が、処理液容器202内における処理液との水頭差により、第1液体流路205Aの内部まで上昇し、その位置に維持される。この方法によれば、ポンプ203に処理液の流れを遮断するための弁機能を付加する必要がなくなるか、もしくは、処理液201の液面位置を維持するための弁を別途設ける必要がなくなるので、構成を簡素化でき、低コスト化を図ることができる。しかも、この方法によれば、待機状態において制御動作や電力消費が不要である。この方法に使用可能なポンプ203としては、例えば双方向の送液が可能なチュービングポンプを用いることができる。ポンプの機能は公知の技術なので詳細な説明は割愛するが、ポンプの種類はこの限りではない。
なお、このフローチャートは、上述した図6に示す構成を採用した場合のものである。
画像出力要求を受信すると(S1)、液室206に所定量の処理液201が有るか無いかを判別する(S2)。このとき、液室206に所定量以上の処理液201が入っていなければ、ポンプ203に送出動作をさせて、処理液容器202から処理液201を補充する(S3)。次に、塗布部208のスクイーズローラ207、塗布ローラ209及び搬送ローラ210を回転させて(S4)、スクイーズローラ207と塗布ローラ209との加圧部に処理液を供給し、供給された処理液を加圧部で延展して塗布ローラ209に液膜を形成し、塗布に備える。そして、塗布部208に用紙が搬送されてくると、塗布ローラ209に形成された処理液の液膜が用紙に転写され、塗布される。
次に、上記実施形態における処理液塗布装置200の一変形例(以下、本変形例を「変形例1」という。)について説明する。
図8は、本変形例1の構成において、液室206に処理液201を供給している時の様子を示す説明図である。
図9は、本変形例1の構成において、液室206から処理液201を回収している時の様子を示す説明図である。
本変形例1は、処理液容器202及び一時貯留部204が液室206の底部よりも上方に配置した例である。ただし、第1液体流路205Aと連通する一時貯留部204の開口部よりも上方に処理液容器202が配置されている点は、図6に示した上記実施形態の場合と同様である。したがって、本変形例1においても、ポンプ203を開放することで、図9に示すように、一時貯留部204内における処理液の液面が、処理液容器202内における処理液との水頭差によって、第1液体流路205Aの内部まで上昇し、その位置に維持される。よって、上記実施形態の図6に示した構成と同様に、ポンプ203の構成を簡素化でき、低コスト化を図ることができるとともに、待機状態において制御動作や電力消費が不要となる。
次に、上記実施形態における処理液塗布装置200の他の変形例(以下、本変形例を「変形例2」という。)について説明する。
図10は、本変形例2の構成において、液室206に処理液201を供給している時の様子を示す説明図である。
図11は、本変形例2の構成において、液室206から処理液201を回収している時の様子を示す説明図である。
本変形例2では、第2液体流路205Bと連通する一時貯留部204の開口部(本変形例2では一時貯留部204の底面)よりも下方に処理液容器202が配置されている。この場合、回収動作の終了後にポンプ203を開放することで、図11に示すように、一時貯留部204内における処理液の液面が、処理液容器202内における処理液との水頭差によって、第2液体流路205Bの内部まで下降し、その位置に維持される。よって、上記実施形態の図6に示した構成や上記変形例1の場合と同様に、ポンプ203の構成を簡素化でき、低コスト化を図ることができるとともに、待機状態において制御動作や電力消費が不要となる。
また、上記変形例2においては、一時貯留部204よりも上方に液室206の底部が配置されている。これにより、液室206内の処理液は、ポンプ203の開放により処理液の自重で一時貯留部204へと流れる。よって、液室206内の処理液を一時貯留部204へ回収する際、液室206内の処理液のすべてが一時貯留部204に回収される前にポンプ203の作動を停止しても、液室206内の処理液のすべてを一時貯留部204に回収することができる。したがって、ポンプ203の作動時間を短縮でき、消費電力を抑えることができる。
また、上記実施形態及び上記変形例1においては、液体流路205が液室206と処理液容器202とを連通するように設けられ、かつ、液体流路205における液室側の液体流路部分である第1液体流路205と連通する一時貯留部204の開口部よりも上方に処理液容器202が配置されている。このように配置することで、ポンプ203を開放することで、一時貯留部204内における処理液の液面が、処理液容器202内における処理液との水頭差により、第1液体流路205Aの内部まで上昇し、その位置に維持される。したがって、ポンプ203に処理液の流れを遮断するための弁機能を付加する必要がなくなるか、もしくは、処理液201の液面位置を維持するための弁を別途設ける必要がなくなるので、構成を簡素化でき、低コスト化を図ることができる。しかも、待機状態において制御動作や電力消費が不要である。
また、本実施形態(上記各変形例を含む。)においては、供給経路と回収経路の少なくとも一部を同一経路である液体流路205で構成しているので、より簡素な構成とすることができる。もちろん、供給経路の全域と回収経路の全域とを別の経路とする構成への本発明の適用を妨げるものではない。
また、本実施形態(上記各変形例を含む。)において、回収動作を行う時には、処理液201の液面を一時貯留部204内に維持するので、一時貯留部204において気液の分離を適切に行うことができる。
また、本実施形態(上記各変形例を含む。)において、回収動作の終了後に処理液201の液面が保持される液体流路部分は、一時貯留部204よりも液室側の液体流路部分すなわち第1液体流路205Aである。これにより、回収動作の終了後に処理液201の液面を、一時貯留部204よりも処理液容器側の液体流路部分すなわち第2液体流路205B又は第3液体流路205Cに保持する場合よりも、次の供給動作の開始時に液室206へ迅速に処理液を供給することが可能となる。
また、本実施形態(上記各変形例を含む。)においては、液体流路205を通じて液室206内の処理液201を回収するために処理液201に対して一時貯留部204へ向かう搬送力を付与する搬送力付与手段としてのポンプ203を、一時貯留部204よりも処理液回収方向下流側に設けている。これにより、ポンプ203に気泡が巻き込まれることなく、回収搬送量の正確な制御が可能となる。
また、本実施形態(上記各変形例を含む。)において、塗布部208は、用紙100に処理液201を塗布する塗布ローラ209と、塗布ローラ209の外周面上に液膜を形成するスクイーズローラ207と、液室206からスクイーズローラ207の外周面上に処理液201を供給する処理液供給部とを備えたものである。これにより、簡易な構成で、適量の処理液を用紙100に付与することができる。
また、本実施形態(上記各変形例を含む。)の画像形成装置が備える処理液付与装置としての処理液塗布装置200は、液室206内に収容されている処理液201を処理液付与対象である用紙100に付与する塗布部208と、液室206に供給される処理液201を貯留する処理液貯留部としての処理液容器202と、処理液容器202内の処理液201を液室206へ供給する供給経路及び液室206内の処理液201を回収する回収経路である液体流路205を構成する供給経路構成部材及び回収経路構成部材としてのチューブと、液体流路205中に設けられ、内部の水平断面積が液体流路205の断面積よりも大きく、液体流路205を通じて回収された処理液201を一時的に貯留する一時貯留部204とを備え、液体流路205を通じて回収された処理液201が液室206に再供給されるように構成されたものであって、液体流路205を通じて液室206内の処理液201を回収する回収動作の終了後に、液体流路205中に存在する処理液201の液面が、一時貯留部204の水平断面積よりも小さい径路断面積をもつ液体流路部分である第1液体流路205A又は第2液体流路205Bに保持されるように構成されている。このような処理液塗布装置200は、画像記録媒体以外の処理液付与対象に処理液を付与する場合にも、同様に適用することができる。
また、画像形成手段についてもインクを吐出する記録ヘッドユニット101に限られず、電子写真方式を用いた画像形成手段でもよい。この場合、本発明の処理液塗布装置は化学反応によりトナーの画像記録媒体への定着を行う定着剤の塗布装置等に適用することができる。
101 記録ヘッドユニット
102 搬送ベルト
200 処理液塗布装置
201 処理液
202 処理液容器
203 ポンプ
204 一時貯留部
205 液体流路
205A 第1液体流路
205B 第2液体流路
205C 第3液体流路
206 液室
207 スクイーズローラ
208 塗布部
209 塗布ローラ
210 搬送ローラ
211 液面検知器
Claims (9)
- 画像記録媒体への処理液の付与と、画像形成とを行う画像形成装置であって、
液室内に収容されている処理液を画像記録媒体に付与する処理液付与手段と、
該液室に供給される処理液を貯留する処理液貯留部と、
該処理液貯留部内の処理液を液室へ供給する供給経路を構成する供給経路構成部材と、
該液室内の処理液を回収する回収経路を構成する回収経路構成部材と、
該回収経路中に設けられ、内部の水平断面積が該回収径路の断面積よりも大きく、該回収径路を通じて回収された処理液を一時的に貯留する一時貯留部とを備え、
上記回収経路を通じて回収された処理液が上記液室に再供給されるように構成された画像形成装置において、
上記回収経路を通じて上記液室内の処理液を回収する回収動作の終了後に、該回収経路中に存在する処理液の液面が、該一時貯留部の水平断面積よりも小さい径路断面積をもつ回収経路部分に保持されるように構成したことを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1の画像形成装置において、
上記一時貯留部よりも上方に上記液室の底部を配置したことを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1又は2の画像形成装置において、
上記回収経路は、上記液室と上記処理液貯留部とを連通するように設けられ、
上記回収経路における液室側の回収経路部分と連通する上記一時貯留部の開口部よりも上方に上記処理液貯留部を配置したことを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1乃至3のいずれか1項に記載の画像形成装置において、
上記供給経路と上記回収経路の少なくとも一部を同一経路にしたことを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1乃至4のいずれか1項に記載の画像形成装置において、
上記回収動作を行う時には、処理液の液面を上記一時貯留部内に維持することを特徴とする画像形成装置。 - 請求項5に記載の画像形成装置において、
上記回収動作の終了後に処理液の液面が保持される上記回収経路部分は、上記一時貯留部よりも上記液室側の回収経路部分であることを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1乃至6のいずれか1項に記載の画像形成装置において、
上記回収経路を通じて上記液室内の処理液を回収するために該処理液に対して上記一時貯留部へ向かう搬送力を付与する搬送力付与手段を、該一時貯留部よりも処理液回収方向下流側に設けたことを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1乃至7のいずれか1項に記載の画像形成装置において、
上記処理液付与手段は、画像記録媒体に処理液を塗布する塗布ローラと、該塗布ローラの外周面上に液膜を形成するスクイーズローラと、上記液室から該スクイーズローラの外周面上に処理液を供給する処理液供給部とを備えたものであることを特徴とする画像形成装置。 - 液室内に収容されている処理液を処理液付与対象に付与する処理液付与手段と、
該液室に供給される処理液を貯留する処理液貯留部と、
該処理液貯留部内の処理液を液室へ供給する供給経路を構成する供給経路構成部材と、
該液室内の処理液を回収する回収経路を構成する回収経路構成部材と、
該回収経路中に設けられ、内部の水平断面積が該回収径路の断面積よりも大きく、該回収径路を通じて回収された処理液を一時的に貯留する一時貯留部とを備え、
上記回収経路を通じて回収された処理液が上記液室に再供給されるように構成された処理液付与装置において、
上記回収経路を通じて上記液室内の処理液を回収する回収動作の終了後に、該回収経路中に存在する処理液の液面が、該一時貯留部の水平断面積よりも小さい径路断面積をもつ回収経路部分に保持されるように構成したことを特徴とする処理液付与装置。
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