特開 2024-157911 乾燥装置及び画像形成システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024157911

(43)【公開日】2024-11-08

(54)【発明の名称】乾燥装置及び画像形成システム

(51)【国際特許分類】

   B41J 2/01 20060101AFI20241031BHJP

   F26B 13/10 20060101ALI20241031BHJP

   B41J 2/21 20060101ALI20241031BHJP

【ＦＩ】

B41J2/01 125

B41J2/01 305

B41J2/01 401

F26B13/10 A

B41J2/21

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023072574

(22)【出願日】2023-04-26

(71)【出願人】

【識別番号】000006150

【氏名又は名称】京セラドキュメントソリューションズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100111202

【弁理士】

【氏名又は名称】北村 周彦

(72)【発明者】

【氏名】村島 正樹

(72)【発明者】

【氏名】床次 実

(72)【発明者】

【氏名】上田 博之

【テーマコード（参考）】

2C056

3L113

【Ｆターム（参考）】

2C056EA25

2C056EB49

2C056EB58

2C056EC12

2C056EC14

2C056EC35

2C056EC37

2C056HA29

2C056HA40

2C056HA46

3L113AA08

3L113AB06

3L113AC10

3L113AC31

3L113AC35

3L113BA30

3L113CB06

3L113DA24

(57)【要約】

【課題】水系インクの沸騰による画質の低下を抑制することを目的とする。
【解決手段】乾燥装置は、シートが搬送される搬送路と、搬送路に対向する赤外線ヒーターと、赤外線ヒーターを昇降させる昇降機構６０と、を備える。また、乾燥装置は、赤外線ヒーターを備えた加熱ユニット５０をシートの搬送方向の複数箇所に備え、昇降機構６０は、搬送方向における少なくとも最上流側の加熱ユニット５０に設けられている。また、昇降機構６０は、搬送方向における最上流側の加熱ユニット５０を含む互いに隣り合った複数の加熱ユニット５０に設けられている。
【選択図】図５

【特許請求の範囲】

【請求項1】

シートが搬送される搬送路と、
前記搬送路に対向する赤外線ヒーターと、
前記赤外線ヒーターを昇降させる昇降機構と、を備えることを特徴とする乾燥装置。

【請求項2】

前記赤外線ヒーターを備えた加熱ユニットを前記シートの搬送方向の複数箇所に備え、
前記昇降機構は、前記搬送方向における少なくとも最上流側の前記加熱ユニットに設けられていることを特徴とする請求項１に記載の乾燥装置。

【請求項3】

前記昇降機構は、前記搬送方向における最上流側の前記加熱ユニットを含む互いに隣り合った複数の前記加熱ユニットに設けられていることを特徴とする請求項２に記載の乾燥装置。

【請求項4】

前記シートにインクを吐出するインクジェット記録装置と、
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の乾燥装置と、
前記インクジェット記録装置が前記シートに吐出するインクの色と単位面積当たりのインクの量との少なくとも一方に応じて前記昇降機構を制御する制御部と、を備えることを特徴とする画像形成システム。

【請求項5】

前記制御部は、前記インクジェット記録装置が前記シートに吐出する単位面積当たりの黒インクの量に応じて前記昇降機構を制御することを特徴とする請求項４に記載の画像形成システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、シートに吐出されたインクを乾燥させる乾燥装置及び乾燥装置を備える画像形成システムに関する。

【背景技術】

【0002】

インクジェット方式で画像を形成する場合、画像の乱れ、シートの変形や貼り付き等を防ぐため、シートに吐出されたインクを迅速に乾燥させる必要がある。インクを乾燥させる手段として、搬送されるシートを赤外線ヒーターによって加熱する乾燥装置が知られている（例えば、特許文献１、２）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１５－５４５０３号公報

【特許文献2】特開２０１４－４６５２２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、水系インクを赤外線ヒーターで乾燥させる場合、急激に加熱すると水分が沸騰し、画像がざらざらになるおそれがある。特に、赤外線を吸収しやすい黒のインクで画像形成された場合や、黒以外のインクも用いる場合であっても画像の密度が高い場合は、乾燥装置の給紙口付近で急激に温度が上昇し、画像がざらざらになる可能性が高くなる。一方、比較的長い時間をかけて同じ熱量を与えると、画像がざらざらになることを防ぐことができることがわかっている。しかし、赤外線ヒーターの場合、電力を減らすとピーク波長が変化して加熱効率が低下してしまうという問題がある。

【0005】

本発明は、上記事情を考慮し、水系インクの沸騰による画質の低下を抑制することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記課題を解決するため、本発明に係る乾燥装置は、シートが搬送される搬送路と、
前記搬送路に対向する赤外線ヒーターと、前記赤外線ヒーターを昇降させる昇降機構と、を備える。

【0007】

前記乾燥装置は、 前記赤外線ヒーターを備えた加熱ユニットを前記シートの搬送方向の複数箇所に備え、前記昇降機構は、前記搬送方向における少なくとも最上流側の前記加熱ユニットに設けられていてもよい。

【0008】

前記昇降機構は、前記搬送方向における最上流側の前記加熱ユニットを含む互いに隣り合った複数の前記加熱ユニットに設けられていてもよい。

【0009】

また、本発明に係る画像形成システムは、前記シートにインクを吐出するインクジェット記録装置と、上記のいずれかの乾燥装置と、前記インクジェット記録装置が前記シートに吐出するインクの色と単位面積当たりのインクの量との少なくとも一方に応じて前記昇降機構を制御する制御部と、を備える。

【0010】

前記制御部は、前記インクジェット記録装置が前記シートに吐出する単位面積当たりの黒インクの量に応じて前記昇降機構を制御してもよい。

【発明の効果】

【0011】

本発明によれば、水系インクの沸騰による画質の低下を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本発明の一実施形態に係る画像形成システムの外観を示す斜視図である。

【図2】本発明の一実施形態に係る画像形成システムの構成を模式的に示す正面図である。

【図3】本発明の一実施形態に係る乾燥装置の構成を模式的に示す正面図である。

【図4】本発明の一実施形態に係る加熱ユニットを示す斜視図である。

【図5】本発明の一実施形態に係る昇降機構を示す斜視図である。

【図6】本発明の一実施形態に係る昇降機構を示す斜視図である。

【図7】本発明の一実施形態に係る給紙口側の２つの加熱ユニットを上昇させた様子を示す正面図である。

【図8】本発明の一実施形態に係る昇降機構の制御の流れ図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、図面を参照しつつ本発明の一実施形態に係る乾燥装置１２０及び画像形成システム１００について説明する。

【0014】

最初に、画像形成システム１００の全体の構成について説明する。図１は、画像形成システム１００の外観を示す斜視図である。図２は、画像形成システム１００の構成を模式的に示す正面図である。以下、図１、２における紙面手前側を画像形成システム１００の正面側（前側）とし、左右の向きは、画像形成システム１００を正面側から見た方向を基準として説明する。各図において、Ｕ、Ｌｏ、Ｌ、Ｒ、Ｆｒ、Ｒｒは、それぞれ上、下、左、右、前、後を示す。

【0015】

画像形成システム１００（図１参照）は、給紙装置１１０と、インクジェット記録装置１と、乾燥装置１２０と、後処理装置１３０と、を含む。給紙装置１１０は、数千枚のシートＳを収容可能な大容量の給紙デッキを備え、インクジェット記録装置１にシートＳを供給する。インクジェット記録装置１は、インクジェット方式でシートＳに画像を形成する。乾燥装置１２０は、シートＳに吐出されたインクを加熱して乾燥させる。後処理装置１３０は、シートＳに穿孔、ステープル綴じ、折畳み等の後処理を施す。

【0016】

インクジェット記録装置１（図２参照）は、直方体状の本体ハウジング３を備える。本体ハウジング３内の下部には、普通紙、コート紙等の枚葉のシートＳが収容される給紙カセット４と、給紙カセット４からシートＳを送り出す給紙ローラー５が設けられている。給紙カセット４の上方には、シートＳを吸着してＹ方向に搬送する搬送ユニット７が設けられている。搬送ユニット７の上方には、インクを吐出して画像を形成する作像ユニット６が設けられている。本体ハウジング３の右側壁部には、給紙口８が設けられている。本体ハウジング３の左側壁部には、排出口９が設けられている。

【0017】

本体ハウジング３の内部には、給紙ローラー５から搬送ユニット７と作像ユニット６との間隙を経て排出口９に至る搬送路１０が設けられている。搬送路１０は、シートＳを通過させる間隙を空けて互いに対向する板状部材を主体として形成されている。搬送路１０には、シートＳを挟持して搬送する搬送ローラー１７が設けられている。作像ユニット６よりも搬送方向Ｙ上流側には、レジストローラー１８が設けられている。

【0018】

搬送ユニット７は、無端の搬送ベルト２１と、支持板２３と、吸引部２４と、を備える。搬送ベルト２１は、多数の通気孔（図示省略）を有し、駆動ローラー２５と従動ローラー２２に巻き掛けられている。支持板２３は、多数の通気孔（図示省略）を有し、上面が搬送ベルト２１の内面に接触している。吸引部２４は、支持板２３の通気孔と搬送ベルト２１の通気孔を介して空気を吸引することでシートＳを搬送ベルト２１に吸着させる。モーターと減速ギアとを含む駆動部（図示省略）により駆動ローラー２５が反時計回り方向に駆動されることで搬送ベルト２１が反時計回り方向に回転し、搬送ベルト２１に吸着されたシートＳがＹ方向に搬送される。

【0019】

作像ユニット６は、ヘッドユニット１１Ｙ、１１Ｂｋ、１１Ｃ、１１Ｍ（ヘッドユニット１１と総称する）を備える。ヘッドユニット１１は、１つ以上のインクジェットヘッド、例えば、千鳥に配置された３つのインクジェットヘッドを備える（図示省略）。ヘッドユニット１１Ｙ、１１Ｂｋ、１１Ｃ、１１Ｍには、それぞれイエロー、ブラック、シアン、マゼンタのインクが充填されたインクコンテナ２０が接続されている。

【0020】

制御部２は、演算部と記憶部とを備える（図示省略）。演算部は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）である。記憶部は、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read Only Memory）等の記憶媒体を含む。演算部は、記憶部に記憶されている制御プログラムを読み出して実行することで各種処理を実施する。なお、制御部２は、ソフトウェアを用いない集積回路によって実現されてもよい。

【0021】

本体ハウジング３の上部には、表示操作部１９が設けられている。表示操作部１９は、表示パネルと、表示パネルに積層されたタッチパネルと、キーパッドと、を備える（図示省略）。制御部２は、インクジェット記録装置１の操作メニューやステータス等を表す画面を表示パネルに表示させ、タッチパネル及びキーパッドで検知された操作に応じてインクジェット記録装置１の各部を制御する。

【0022】

インクジェット記録装置１の基本的な画像形成動作は、次のとおりである。表示操作部１９や外部のコンピューター等からインクジェット記録装置１に画像形成ジョブが入力されると、給紙ローラー５が給紙カセット４から搬送路１０にシートＳを送り出し、回転が停止されたレジストローラー１８がシートＳの斜行を補正する。レジストローラー１８が所定のタイミングで搬送ユニット７にシートＳを送り出すと、搬送ユニット７が搬送ベルト２１にシートＳを吸着してＹ方向に搬送する。制御部２がシートＳの搬送と同期させてラスター形式の画像データを駆動回路に供給すると、駆動回路が画素に応じた吐出信号を加圧素子に供給してノズルからインクが吐出され、シートＳに画像が形成される。画像が形成されたシートＳは、排出口９から排出される。

【0023】

［乾燥装置］
次に、乾燥装置１２０について詳細に説明する。図３は、乾燥装置１２０の構成を模式的に示す正面図である。図４は、加熱ユニット５０を示す斜視図である。図５、６は、昇降機構６０を示す斜視図である。図７は、給紙口３２側の２つの加熱ユニット５０を上昇させた様子を示す正面図である。

【0024】

本実施形態に係る乾燥装置１２０は、シートＳが搬送される搬送路３４と、搬送路３４に対向する赤外線ヒーター５２と、赤外線ヒーター５２を昇降させる昇降機構６０と、を備える。具体的には、以下のとおりである。

【0025】

乾燥装置１２０（図３参照）は、直方体状の本体ハウジング３１を備えている。本体ハウジング３１の中央よりもやや上方に搬送ユニット４０が設けられ、搬送ユニット４０の上方に、搬送方向Ｙに沿って４つの加熱ユニット５０が設けられている。本体ハウジング３１は、右側壁部に給紙口３２を、左側壁部に排出口３３を備え、給紙口３２から搬送ユニット４０と加熱ユニット５０との間隙を経て排出口３３に至る搬送路３４が設けられている。搬送路３４の搬送ユニット４０よりも搬送方向Ｙ下流側の区間には、搬送ローラー対３５が設けられている。

【0026】

加熱ユニット５０の上方には、搬送ユニット４０よりも搬送方向Ｙ下流側で搬送路３４から分岐し、スイッチバックを有する反転搬送路３４Ｒが設けられている。本体ハウジング３１には、給紙口３２の上方に、反転排出口３７が設けられている。インクジェット記録装置１の本体ハウジング３には、排出口９の上方に、反転給紙口２９が設けられている。作像ユニット６の上方には、レジストローラー１８よりも搬送方向Ｙ上流側で搬送路１０に合流する反転搬送路１０Ｒが設けられている。両面印刷を行う場合には、反転搬送路３４Ｒと反転搬送路１０Ｒを経由することでシートＳの表裏が反転される。

【0027】

［加熱ユニット］
加熱ユニット５０（図４参照）は、直方体状のハウジング５１を備える。ハウジング５１の下部には、直方体の下面全体に相当する大きさの開口部５１Ａが設けられている。ハウジング５１の内部には、搬送方向Ｙに交差する幅方向Ｘ（前後方向）を長手方向とする複数（この例では、６本）の棒状の赤外線ヒーター５２が設けられている。赤外線ヒーター５２は、例えば、ガラス管に炭素繊維の発熱体を封入したカーボンヒーターである。発熱体は、赤外線を放射する。反射板５３（図３参照、図４では省略）は、前後方向に対して垂直な断面が放物線を描く凹面を有する。反射板５３は、凹面を下方に向けて、赤外線ヒーター５２の上方に設けられている。

【0028】

［搬送ユニット］
搬送ユニット４０（図３参照）は、無端の搬送ベルト４１と、支持板４３と、吸引部４４と、を備える。搬送ベルト４１は、多数の通気孔（図示省略）を有し、駆動ローラー４５と従動ローラー４２に巻き掛けられている。駆動ローラー４５、従動ローラー４２、支持板４３、吸引部４４は、フレーム４６によって支持されている。支持板４３は、多数の通気孔（図示省略）を有し、上面が搬送ベルト４１の内面に接触している。吸引部４４は、支持板４３の通気孔と搬送ベルト４１の通気孔を介して空気を吸引することでシートＳを搬送ベルト４１に吸着させる。モーターと減速ギアとを含む駆動部（図示省略）により駆動ローラー４５が反時計回り方向に駆動されることで搬送ベルト４１が反時計回り方向に回転し、搬送ベルト４１に吸着されたシートＳがＹ方向に搬送される。搬送ベルト４１の上面（加熱ユニット５０に対向する面）は、搬送路３４の一部である。搬送路３４に沿う複数箇所に、シートＳの詰まりを検知するセンサー３６が設けられている。

【0029】

［昇降機構］
昇降機構６０は、各加熱ユニット５０の前後両端部に設けられている。昇降機構６０は、例えば、上下方向を軸方向とするボールねじ６１とモーター６２とを備える。モーター６２は駆動プーリー６３を備え、ボールねじ６１は従動プーリー６４を備え、駆動プーリー６３と従動プーリー６４とに無端ベルト６５が巻き掛けられている。モーター６２が発生した駆動力によりボールねじ６１が回転することで、加熱ユニット５０が昇降する。昇降機構６０は、制御部２によって制御される。

【0030】

図８は、昇降機構６０の制御の流れ図である。初期状態においては、赤外線ヒーター５２は、最も低い初期高さに位置している。最初に、制御部２は、インクジェット記録装置１で画像形成が開始されたか否かを判定する（ステップＳ０１）。画像形成が開始されていないと判定した場合には（ステップＳ０１：ＮＯ）、制御部２は、ステップＳ０１の判定を繰り返し、画像形成が開始されたと判定した場合には（ステップＳ０１：ＹＥＳ）、制御部２は、赤外線ヒーター５２を点灯させる（ステップＳ０２）。

【0031】

次に、制御部２は、最初のページの単位面積当たりのインクの量が所定値以上であるか否かをビットマップデータに基づいて判定する（ステップＳ０３）。ここで、単位面積とは、１ページ全体でもよく、１ページを複数に等分割した各領域でもよい。インクの量とは、全ての色のインクの合計量である。インクの量が所定値以上であると判定した場合には（ステップＳ０３：ＹＥＳ）、制御部２は、昇降機構６０を制御して、初期高さよりも高い第１高さまで、最上流側から２つの赤外線ヒーター５２を上昇させる（ステップＳ０４）。

【0032】

一方、インクの量が所定値未満であると判定した場合には（ステップＳ０３：ＮＯ）、制御部２は、単位面積当たりの黒インクの量が所定値以上であるか否かを判定する（ステップＳ０５）。黒インクの量が所定値以上であると判定した場合には（ステップＳ０５：ＹＥＳ）、制御部２は、昇降機構６０を制御して、第１高さよりも高い第２高さまで、最上流側から２つの赤外線ヒーター５２を上昇させる（ステップＳ０６）。

【0033】

一方、黒インクの量が所定値未満であると判定した場合には（ステップＳ０５：ＮＯ）、制御部２は、搬送ユニット４０によりシートＳを搬送してインクを乾燥させる（ステップＳ０７）。次に、制御部２は、次のページが有るか否かをビットマップデータに基づいて判定する（ステップＳ０８）。次のページが有ると判定した場合には（ステップＳ０８：ＹＥＳ）、制御部２は、ステップＳ０３以降の処理を繰り返し、次のページが無いと判定した場合には（ステップＳ０８：ＮＯ）、制御部２は、ステップＳ０１以降の処理を繰り返す。

【0034】

以上説明した本実施形態に係る乾燥装置１２０によれば、シートＳが搬送される搬送路３４と、搬送路３４に対向する赤外線ヒーター５２と、赤外線ヒーター５２を昇降させる昇降機構６０と、を備える。この構成によれば、昇降機構６０により赤外線ヒーター５２を上昇させることで水系インクに与える熱量を減少させることができるから、水系インクの沸騰による画質の乱れを抑制することができる。また、電力を減少させることで熱量を減少させる場合、赤外線のピーク波長が変化して加熱効率が低下するが、本実施形態によれば、ピーク波長が変化しないから、加熱効率を高く保つことができる。

【0035】

また、本実施形態に係る乾燥装置１２０によれば、赤外線ヒーター５２を備えた加熱ユニット５０をシートＳの搬送方向Ｙの複数箇所に備え、昇降機構６０は、搬送方向Ｙにおける少なくとも最上流側の加熱ユニット５０に設けられている。水系インクの沸騰は搬送方向Ｙにおける上流側ほど発生しやすい。本実施形態によれば、少なくとも最上流側の加熱ユニット５０を上昇させることで、水系インクの沸騰を抑制する効果を高めることができる。

【0036】

また、本実施形態に係る乾燥装置１２０によれば、昇降機構６０は、搬送方向Ｙにおける最上流側の加熱ユニット５０を含む互いに隣り合った複数の加熱ユニット５０に設けられている。複数の加熱ユニット５０は、互いに間隔を空けて隣り合って配置されていてもよい。この構成によれば、最上流側の加熱ユニット５０を含む互いに隣り合った複数の加熱ユニット５０を上昇させることで、水系インクの沸騰を抑制する効果をさらに高めることができる。

【0037】

また、本実施形態に係る画像形成システム１００によれば、シートＳにインクを吐出するインクジェット記録装置１と、上記のいずれかの乾燥装置１２０と、インクジェット記録装置１がシートＳに吐出するインクの色と単位面積当たりのインクの量との少なくとも一方に応じて昇降機構６０を制御する制御部２と、を備える。水系インクの沸騰のしやすさは、インクの色と単位面積当たりのインクの量との間に相関関係を有する。本実施形態によれば、水系インクの沸騰のしやすさに応じて昇降機構６０を制御することができる。

【0038】

また、本実施形態に係る画像形成システム１００によれば、制御部２は、インクジェット記録装置１がシートＳに吐出する単位面積当たりの黒インクの量に応じて昇降機構６０を制御する。黒インクは赤外線を吸収しやすいため、他の色のインクよりも沸騰しやすい。本実施形態によれば、水系インクの沸騰を抑制する効果を高めることができる。

【0039】

上記実施形態は以下のように変形されてもよい。

【0040】

図８に示された制御の内容は一例に過ぎず、他の手法によって搬送方向Ｙ上流側における熱量を抑制してもよい。例えば、ステップＳ０４において最上流側の赤外線ヒーター５２のみを第２高さまで上昇させ、ステップＳ０６において最上流側から２つの赤外線ヒーター５２を第２高さまで上昇させてもよい。

【0041】

上記実施形態では、ボールねじ６１を備えた昇降機構６０が示されたが、昇降機構６０は、ラックアンドピニオンを備えたもの、カムを備えたもの等であってもよい。

【符号の説明】

【0042】

１００ 画像形成システム
１ インクジェット記録装置
２ 制御部
１２０ 乾燥装置
３４ 搬送路
５２ 赤外線ヒーター
６０ 昇降機構

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】