JP2008162035A - インク画像乾燥装置及びインク画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】用紙上に形成されたインク画像を効率よく乾燥させることにある。
【解決手段】インクを用いて用紙に画像を形成する方式のインクジェットプリンタ１内に配置されたインク画像を乾燥させるインク画像乾燥装置３であって、第１用紙搬送ベルト３１と、ベルト加熱機構３２とを備えている。第１用紙搬送ベルト３１は、インク画像が表面に形成された用紙を搬送するベルトである。ベルト加熱機構３２は、第１用紙搬送ベルト３１を直接加熱して第１用紙搬送ベルト３１の温度を上昇させる機構である。
【選択図】 図１

Description

本発明は、インク画像乾燥装置及びインク画像形成装置、特に、インクを用いて用紙に画像を形成する方式の画像形成装置内に配置されたインク画像を乾燥させるインク画像乾燥装置及びインク画像乾燥装置を備えたインク画像形成装置に関する。

インク画像形成装置は、画像情報に基づいてインク画像を形成するインク画像形成部と、インク画像を形成する為の用紙を収納する用紙収納部と、用紙収納部の用紙をインク画像形成部に搬送する用紙搬送部と、インク画像が形成された用紙を排出する排出部とを備えている。このインク画像形成装置では、用紙収納部の用紙が用紙搬送部によってインク画像形成部に搬送され、インク画像形成部でインク画像が形成された用紙が排出部によって排出される。

ここで、インク画像は乾燥するまでに一定の時間が必要であるために、インク画像が表面に形成された用紙のインク画像部分に触れたりすると、インク画像がくずれるおそれがある。また、同様の理由により、排出部から排出された直後にインク画像が形成された用紙が重ねると、重ねた用紙の裏側にインクが付着するために、用紙を重ねて載置することができない場合がある。

そこで、インク画像を形成した後に乾燥させる機構を備えたインク画像形成装置が提供されている（特許文献１参照）。

このインク画像形成装置では、インク画像形成部で用紙上にインク画像が形成され、その後乾燥機構によってインクが乾燥させられる。
特開２００４−２０３０３４号公報

特許文献１に記載のインク画像形成装置では、インク画像の乾燥機構として、コイルヒータ、ハロゲンヒータ、電磁誘導加熱を用いる記載が有るが、実施可能な程度に記載されておらず、インク画像を効率よく乾燥させる装置の実現は困難である。

本発明の課題は、用紙上に形成されたインク画像を効率よく乾燥させることにある。

請求項１に係るインク画像乾燥装置は、インクを用いて用紙に画像を形成する方式の画像形成装置内に配置されたインク画像を乾燥させるインク画像乾燥装置であって、第１用紙搬送ベルトと、ベルト加熱機構とを備えている。第１用紙搬送ベルトは、インク画像が表面に形成された用紙を搬送するベルトである。ベルト加熱機構は、第１用紙搬送ベルトを直接加熱して第１用紙搬送ベルトの温度を上昇させる機構である。

このインク画像乾燥装置では、ベルト加熱機構によって第１用紙搬送ベルトが加熱され、インク画像が表面に形成された用紙を第１用紙搬送ベルトによって搬送する。

ここでは、第１用紙搬送ベルトの温度が上昇させられ、用紙は第１用紙搬送ベルトに接触しているために、第１用紙搬送ベルトから用紙に効率よく熱が伝達される。このために、用紙上のインク画像が乾燥しやすい。

請求項２に係るインク画像乾燥装置は、請求項１に記載のインク画像乾燥装置であって、第１用紙搬送ベルトは金属部を有しており、ベルト加熱機構は第１用紙搬送ベルトの近傍に配置された励磁コイルを有する。

ここでは、電磁誘導加熱によって金属部の温度が上昇させられ、金属部の温度の上昇に伴って第１用紙搬送ベルトの温度が上昇させられるために、熱効率が高く、第１用紙搬送ベルトの温度を上昇させやすい。

請求項３に係るインク画像乾燥装置は、請求項１または２に記載のインク画像乾燥装置であって、ベルト加熱機構の用紙搬送方向後ろ側に配置され、インク画像が形成された用紙を加熱する加熱ローラをさらに備えている。

ここでは、インク画像を乾燥させた後、完全に用紙に定着させることができる。

請求項４に係るインク画像乾燥装置は、請求項１から３のいずれかに記載のインク画像乾燥装置であって、第１用紙搬送ベルトを冷却する冷却装置をさらに備えている。

ここでは、第１用紙搬送ベルトの温度が高くなりすぎるのを防止できる。

請求項５に係るインク画像形成装置は、画像形成部と、用紙収納部と、排出部と、用紙搬送部と、インク画像乾燥装置とを備えている。画像形成部は、用紙上にインクを吐出可能なインクジェットヘッドを有し、画像情報に基づいてインク画像を用紙上に形成可能な部分である。用紙収納部は、画像形成部でインク画像を形成するための用紙を収納する部分である。排出部は、画像形成部でインク画像が表面に形成された用紙を排出する部分である。用紙搬送部は、用紙収納部から排出部まで用紙を搬送する部分である。インク画像乾燥装置は、画像形成部の用紙搬送方向下流側に配置され、請求項１から４のいずれかに記載の装置である。

このインク画像形成装置では、用紙搬送部によって用紙収納部の用紙が、画像形成部に搬送され画像情報に基づいてインクジェットヘッドからインクが用紙に吐出される。インク画像が表面に形成された用紙は定着部に搬送され、インク画像が乾燥させられた後、排出部から排出される。

ここでは、インク画像が乾燥させられた状態で排出されるために用紙を重ねることができ、インク画像に触れた場合であってもインク画像が崩れにくくなる。

請求項６に係るインク画像形成装置は、請求項５に記載のインク画像形成装置であって、用紙搬送部は、インクジェットヘッドに対面した位置に設けられた用紙を搬送する第２用紙搬送ベルトをさらに有している。第２用紙搬送ベルトを加熱する第２用紙搬送ベルト加熱装置をさらに備えている。

ここでは、インク画像乾燥装置に搬送される前に用紙の温度が上昇させられるために、さらにインク画像の乾燥に必要な時間を短縮することができる。

本発明では、用紙上に形成されたインク画像を効率よく乾燥させることができる。

１．全体構成
図１は本発明の一実施形態が採用された画像形成装置としてのインクジェットプリンタ１である。このインクジェットプリンタ１は外部のコンピュータなどに接続されており、このコンピュータから送信された画像情報に基づいて画像形成可能な装置であって、画像形成部２と、インク画像乾燥装置３と、用紙収納部４と、用紙搬送部５と、排出部６とを備えている。なお、このインクジェットプリンタ１に使用されるインクは顔料の表面を樹脂コーティングしたものである。さらにインク画像乾燥装置３については後に詳述する。

画像形成部２は、画像情報に基づいて画像を形成する部分であって、インクジェットヘッド２１を備えている。インクジェットヘッド２１は、後述する用紙搬送部５の第２用紙搬送ベルト５２の上側に４つ並べて配置されており、用紙に画像情報に基づいてインクを吐出する部分である。また、各インクジェットヘッド２１は、それぞれ異なる色のインクを収納しており、収納しているインクを吐出可能なインク吐出部２１１を有している。さらにインクジェットヘッド２１は、一方向（図１の紙面に直交する方向）に延びた部材であって、略直方体状の部材である。インク吐出部２１１は、用紙と対向するように配置されたインク吐出面に並べて形成された複数の孔である。

用紙収納部４は、画像を形成する用紙を収納可能な部分であって、インクジェットプリンタ１の下部に配置されている。また、用紙収納部４は、用紙搬送方向側の先端部上方に、用紙搬送部５に用紙を供給するための用紙供給ローラ４１を有している。

用紙搬送部５は、用紙収納部４の用紙を画像形成部２に搬送し、画像形成部２で表面に画像が形成された用紙を排出部６の方向に搬送するための部分である。この用紙搬送部５は、用紙を搬送するための複数のローラ５１と、第２用紙搬送ベルト５２と、第１吸着ローラ５３とを備えている。

第２用紙搬送ベルト５２は、インクジェットヘッド２１の下側、すなわちインクジェットヘッド２１のインク吐出部２１１と対面する位置に用紙を搬送するためのものであり、第１循環ローラ５２１と、第２循環ローラ５２２と、第２無端ベルト５２３とを有している。従動ローラとしての第１循環ローラ５２１は、用紙搬送部５の用紙搬送方向上流側に配置されており、図１の紙面に直交する方向に延びている。第２循環ローラ５２２は第１循環ローラ５２１に対して平行に並べて配置されたローラであり、図示しないモータ等を含む駆動機構に連結されている。第２無端ベルト５２３は、第１循環ローラ５２１と第２循環ローラ５２２とに掛け渡されており、図３（ｂ）に示すように、弾性部材の層５２３ａと金属の層５２３ｂとの２層構造の環状ベルト部材である。ここで、第２無端ベルト５２３の金属の層５２３ｂには鉄などの電磁誘導加熱に有効な金属が用いられている。なお、用紙搬送の際には、用紙は弾性部材の層５２３ａに接触する。ここで、図３（ｂ）は第２無端ベルト５２３の断面拡大図である。

第１吸着ローラ５３は、用紙にバイアス電圧を印加し、用紙を第２用紙搬送ベルト５２に吸着させることによって搬送しやすくするためのものであって、第１循環ローラ５２１に対向するように配置されている。

排出部６は、画像形成部２で画像が形成された用紙を排出するための部分であって、インクジェットプリンタ１の上部に配置されている。

２．インク画像乾燥装置の構成
インク画像乾燥装置３は、用紙上に形成されたインク画像を乾燥させるための装置であって、図２に示すように、第１用紙搬送ベルト３１と、ベルト加熱機構３２と、加熱ローラ３３と、加圧ローラ３４と、冷却装置３５と、排気ファン３６とを備えている。また、インク画像乾燥装置３は主に用紙収納部４の上側に配置されている。

第１用紙搬送ベルト３１は、第２用紙搬送ベルト５２によって搬送された用紙を排出部６側に搬送するための部分であって、第３循環ローラ３１１と、第４循環ローラ３１２と、環状の第１無端ベルト３１３とを備えている。従動ローラとしての第３循環ローラ３１１は第２用紙搬送ベルト５２の近傍に配置されている。第４循環ローラ３１２は第３循環ローラ３１１と平行に並べて配置されており、モータ等を含む駆動系に連結されている。第１無端ベルト３１３は、第３循環ローラ３１１と第４循環ローラ３１２との間に掛け渡された部材であって、弾性部材の層３１３ａと金属の層３２５（第２金属部）との２層構造になっている。なお、用紙はインク画像が形成されている側の面を上側にして第１用紙搬送ベルト３１によって搬送される、すなわち第１用紙搬送ベルト３１にインク画像が接触しない状態で搬送させられる。

第１用紙搬送ベルト３１の内部には図示しない空気吸引装置が設けられ、第１用紙搬送ベルト３１の第１無端ベルト３１３には用紙加熱に支障がない程度の孔径の多数の貫通孔が設けられており用紙を空気の吸引力で第１無端ベルト３１３の表面に吸着する。

ベルト加熱機構３２は、第１用紙搬送ベルト３１を直接加熱して、その温度を上昇させるための機構であって、第１励磁コイルコア３２１と、第１励磁コイル３２２と、第１励磁コイルコア支持部材３２３と、第１コイルガイド板３２４と、第１温度センサ３２６とを備えている。なお、ベルト加熱機構３２は第１無端ベルト３１３の温度を約１２０度まで上昇させる。第１コイルガイド板３２４は第１無端ベルト３１３に近接して設けられた板状の部材である。第１励磁コイル３２２は長い一本の励磁コイル線材をこのコイルガイド板３２４に沿って第１無端ベルト３１３の軸方向に交互に巻き付けたものからなり、その巻き付け長さは第１無端ベルト３１３の用紙搬送方向と直交する長さと同じにされている。第１励磁コイルコア３２１は、フェライト等の強磁性体よって形成された部材であって、第１励磁コイル３２２に近接して設けられている。第１コイルガイド板３２４は第１励磁コイル３２２をガイドするための板状部材である。第１温度センサ３２６は、第１無端ベルト３１３の温度を計測するための装置であって、第１コイルガイド板３２４の第４循環ローラ３１２側端部の近傍と、冷却装置３５の第３循環ローラ３１１側近傍とに配置されており、非接触の温度計、例えば放射温度計である。この第１温度センサ３２６の計測結果に応じて図示しない電源を制御しており、第１励磁コイル３２２に電力を供給するか否かを判断している。なお、ここで図３（ａ）は第１無端ベルト３１３の断面拡大図である。

以上のような構成により、すなわち第１無端ベルト３１３の一層に金属が設けられているので、第１励磁コイル３２２に図示しない電源から電流が流されると電磁誘導加熱によって第１無端ベルト３１３が直接的に加熱されることになる。

加熱ローラ３３は、ベルト加熱機構３２の用紙搬送方向下流側、すなわち第４循環ローラ３１２が配置されている側に配置されており、インク画像をより確実に乾燥させるための部材である。また加熱ローラ３３は、第１無端ベルト３１３に接触する部材であって、約１６０度まで上昇する部材である。

加圧ローラ３４は、加熱ローラ３３に対向するように配置されたローラであって、第１無端ベルト３１３に接触するように配置されている。

冷却装置３５は、第１用紙搬送ベルト３１を挟んでベルト加熱機構３２に対向する位置に配置されており、図示しない冷水パイプを流れる冷却水によって第１無端ベルト３１３を冷却する部材である。

排気ファン３６は、ベルト加熱機構３２の上方に配置されており、ベルト加熱機構３２の近傍の排気を行うための部材である。

第２用紙搬送ベルト加熱装置３７は、第２用紙搬送ベルト５２の温度を加熱するための装置であって、第２用紙搬送ベルト５２を挟んでインクジェットヘッド２１に対向する位置に配置されている。また、第２用紙搬送ベルト加熱装置３７は、第２励磁コイルコア３７１と、第２励磁コイルコア支持部材３７２と、第２励磁コイル３７３と、第２励磁コイルガイド板３７４と、第２温度センサ３７５とを備えている。なお、第２用紙搬送ベルト加熱装置３７によって第２用紙搬送ベルト５２の温度は４０〜５０度になるように加熱される。

第２コイルガイド板３７４は第２無端ベルト５２３に近接して設けられた板状の部材である。第２励磁コイル３７３は長い一本の励磁コイル線材をこの第２コイルガイド板３７４に沿って第２無端ベルト５３３の軸方向に交互に巻き付けたものからなり、その巻き付け長さは第２無端ベルト５３３の用紙搬送方向と直交する長さと同じにされている。第２励磁コイルコア３７１は、フェライト等の強磁性体よって形成された部材であって、第２励磁コイル３７３に近接して設けられている。

第２励磁コイルガイド板３７４は第２励磁コイル３７３をガイドするための板状の部材である。

第２温度センサ３７５は、放射温度計であって、第２励磁コイル３７３の第１循環ローラ５２１側に配置されている。この第２温度センサ３７５によって図示しない電源を制御しており、第２励磁コイル３７３に電力を供給するか否かを判断している。すなわち電磁誘導加熱によって温度が上がりすぎないようにしている。

３．動作
印字動作について説明する。

外部に接続されたコンピュータから画像情報が送信されると、用紙搬送部５によって用紙収納部４から用紙が画像形成部２に搬送される。具体的には第２用紙搬送ベルト５２まで搬送される。用紙が第２用紙搬送ベルト５２上に搬送されると、インクジェットヘッド２１からインクが吐出され、用紙上に画像が形成される。その後、インク画像乾燥装置３によってインク画像が乾燥させられる。そして、インク画像が形成された用紙は用紙搬送部５によって排出部６まで搬送され、排出部６から排出される。このようにして印字動作が終了する。

次にインク画像乾燥動作について詳細に説明する。

用紙が第２用紙搬送ベルト５２上に搬送される前に第２励磁コイル３７３に図示しない電源から電力が供給される。第２励磁コイル３７３に電力が供給されると、第２励磁コイル３７３の周囲に磁界が発生し、電磁誘導加熱によって第２無端ベルト３７３の金属の層５２３ｂの温度が上昇させられ、第２無端ベルト５２３全体の温度が上昇させられる。このとき、第２無端ベルト５２３の温度が約４０〜５０度になるように加熱される。このような状態で、第２用紙搬送ベルト５２の上に用紙が搬送されてくると、第２無端ベルト５２３の温度によって用紙が暖められるとともに第１用紙搬送ベルト３１側に用紙が搬送される。そのとき、第１用紙搬送ベルト３１はベルト加熱機構３２によって加熱されている。具体的には、図示しない電源から第１励磁コイル３２２に電力が供給され、電磁誘導加熱によって第２金属部３２５が加熱される、すなわち第１用紙搬送ベルト３１が約１２０度になるように加熱されている。そして、第２用紙搬送ベルト５２側から第１用紙搬送ベルト３１側に用紙が搬送される。第１用紙搬送ベルト３１によって用紙が加熱されてインク画像が乾燥させられる。その後、加熱ローラ３３と加圧ローラ３４との間に用紙が搬送され、加熱ローラ３３によってインク画像が完全に乾燥される。なお、加熱ロール３３は電磁誘導加熱方式を用いて加熱が必要なとき、例えば印字率が２０％以上であり、べた部を多く含む画像が印字された用紙を乾燥する場合のみに加熱ローラ３３を加温するようにしてもよい。なお、加熱ローラ３３の温度が約１６０度であるために加熱ローラ３３に接触した第１用紙搬送ベルト３１の温度が１２０度以上になるが、冷却装置３５によって約１２０度になるように冷却される。なお、第１用紙搬送ベルト３１上で用紙が紙詰まりを起こしたときに、火傷せずに第１用紙搬送ベルト３１から用紙を除去可能な程度まで第１用紙搬送ベルト３１の温度を冷却するためにも冷却装置３５が用いられる。火傷を防ぐために冷却装置３５で第１用紙搬送ベルト３１の温度が規定温度（例えば７０度まで冷却されれば、第１用紙搬送ベルト３１をインクジェットプリンタ１本体から引き出して紙詰まりの処理ができるように構成されている。

ここでは、第１用紙搬送ベルト３１の温度が上昇させられ、用紙は第１用紙搬送ベルト３１に接触しているために、第１用紙搬送ベルト３１から用紙に効率よく熱が伝達される。このために、用紙上のインク画像が乾燥しやすくなる。また、第１用紙搬送ベルト３１がインク画像に直接接触しないためにインク画像が崩れにくくすることができる。さらに、第２用紙搬送ベルト５２の温度が上昇させられており、第２用紙搬送ベルト５２によって用紙の温度が上昇させられているために、さらにインク画像の乾燥に必要な時間を短縮することができる。

３．他の実施形態
（ａ）上記実施形態では、電磁誘導加熱によって第１及び第２無端ベルトの温度を上昇させたが、本発明はこれに限られずに、別の方法、例えばコイルヒータ等によって無端ベルトを直接加熱しても良い。

（ｂ）また上記実施形態では、第１励磁コイル３２２の用紙搬送方向下流側に加熱ローラ３３及び加圧ローラ３４を配置したが、本発明はこれに限られずに、加熱及び加圧ローラ３３、３４を配置しなくとも良い。

（ｃ）上記実施形態では、用紙搬送ベルトに金属の層を設けたが、本発明はこれに限られず、ベルトに金属を貼り付けても良い。

インクジェットプリンタの全体概略図。 インク画像乾燥装置及び画像形成部を示す図。 第１用紙搬送ベルト及び第２用紙搬送ベルトの無端ベルトの拡大図。

符号の説明

１ インクジェットプリンタ（インク画像形成装置）
２ 画像形成部
３ インク画像乾燥装置
４ 用紙収納部
５ 用紙搬送部
６ 排出部
２１ インクジェットヘッド
３１ 第１用紙搬送ベルト
３２ ベルト加熱機構
３３ 加熱ローラ
３５ 冷却装置
３７ 第２用紙搬送ベルト加熱装置
５２ 第２用紙搬送ベルト
３２２ 第１励磁コイル
３２５ 第２金属部

Claims (6)

1. インクを用いて用紙に画像を形成する方式の画像形成装置内に配置されたインク画像を乾燥させるインク画像乾燥装置であって、
   インク画像が表面に形成された用紙を搬送する第１用紙搬送ベルトと、
   前記第１用紙搬送ベルトを直接加熱して前記第１用紙搬送ベルトの温度を上昇させるベルト加熱機構と、
   を備えたインク画像乾燥装置。
2. 前記第１用紙搬送ベルトは金属部を有しており、
   前記ベルト加熱機構は前記第１用紙搬送ベルトの近傍に配置された励磁コイルを有する、
   請求項１に記載のインク画像乾燥装置。
3. 前記ベルト加熱機構の用紙搬送方向後ろ側に配置され、インク画像が表面に形成された用紙を加熱する加熱ローラをさらに備えた、
   請求項１又は２に記載のインク画像乾燥装置。
4. 前記第１用紙搬送ベルトを冷却する冷却装置をさらに備えた、請求項１から３のいずれかに記載のインク画像乾燥装置。
5. 用紙上にインクを吐出可能なインクジェットヘッドを有し、画像情報に基づいてインク画像を用紙上に形成可能な画像形成部と、
   前記画像形成部でインク画像を形成するための用紙を収納する用紙収納部と、
   前記画像形成部でインク画像が表面に形成された用紙を排出する排出部と、
   前記用紙収納部から前記排出部まで用紙を搬送する用紙搬送部と、
   前記画像形成部の用紙搬送方向下流側に配置され、請求項１から４のいずれかに記載のインク画像乾燥装置と、
   を備えたインク画像形成装置。
6. 前記用紙搬送部は、前記インクジェットヘッドに対向した位置に設けられた用紙を搬送する第２用紙搬送ベルトをさらに有し、
   前記第２用紙搬送ベルトを加熱する第２用紙搬送ベルト加熱装置をさらに備えた、
   請求項５に記載のインク画像形成装置。
   

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