特許 7661722 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】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2025-04-07

(45)【発行日】2025-04-15

(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 20060101AFI20250408BHJP

   F26B 3/02 20060101ALI20250408BHJP

   F26B 13/04 20060101ALI20250408BHJP

【ＦＩ】

B41J2/01 125

F26B3/02

F26B13/04

B41J2/01 305

B41J2/01 401

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2021033613

(22)【出願日】2021-03-03

(65)【公開番号】P2022134476

(43)【公開日】2022-09-15

【審査請求日】2024-02-26

(73)【特許権者】

【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】穗谷 智也

【審査官】中村 博之

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１２－２０６３０４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－１２００７２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－１４７３７０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０８－２２４８７１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－２８５８７８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－２３４０１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１７／０１７３９７５（ＵＳ，Ａ１）

【文献】中国特許出願公開第１０３２２３７８４（ＣＮ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１９／０２８３４７０（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ４１Ｊ ２／０１－２／２１５

Ｆ２６Ｂ ３／０２

Ｆ２６Ｂ １３／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

画像が形成された媒体を搬送しながら乾燥する乾燥装置であって、
全面に貫通孔が形成され、前記媒体を支持して所定の搬送方向に搬送する搬送ベルトと、
前記媒体に温風を吹き付けて前記画像を乾燥させると共に前記温風によって前記媒体を前記搬送ベルトに押し付ける加熱部と、
前記貫通孔を通して空気を吸引することで前記媒体を前記搬送ベルトに引き付ける吸引部と、を備え、
前記加熱部は、
外気を取り込んで前記搬送ベルトへ向けて送風する送風ファンと、
前記送風ファンの送風方向において前記送風ファンよりも下流側に配置されて、多数の貫通孔が形成された整流部材と、
前記送風方向において前記整流部材よりも下流側に配置されたヒーターと、を備え、
前記整流部材に形成された前記多数の貫通孔の寸法が、前記搬送方向の下流側の方が上流側よりも大きく形成され、
前記加熱部が前記媒体を前記搬送ベルトに押し付ける力と前記吸引部が前記媒体を前記搬送ベルトに引き付ける力の少なくとも一方は、前記搬送方向の下流側の方が上流側よりも大きいことを特徴とする乾燥装置。

【請求項2】

前記加熱部は、
前記ヒーターから放射される赤外線を前記搬送ベルトの側に反射する、多数の貫通孔が形成された反射板を備え、
前記反射板に形成された前記多数の貫通孔の寸法が、前記搬送方向の下流側の方が上流側よりも大きいことを特徴とする請求項１に記載の乾燥装置。

【請求項3】

画像が形成された媒体を搬送しながら乾燥する乾燥装置であって、
全面に貫通孔が形成され、前記媒体を支持して所定の搬送方向に搬送する搬送ベルトと、
前記媒体に温風を吹き付けて前記画像を乾燥させると共に前記温風によって前記媒体を前記搬送ベルトに押し付ける加熱部と、
前記貫通孔を通して空気を吸引することで前記媒体を前記搬送ベルトに引き付ける吸引部と、を備え、
前記吸引部は、
前記搬送方向に沿って複数個に区切られた区画と、
前記複数個の区画のそれぞれを吸引する、同じ風量を有する吸引ファンと、を備え、
前記複数個の区画の容積が、前記搬送方向の下流側の方が上流側よりも小さく形成され、
前記加熱部が前記媒体を前記搬送ベルトに押し付ける力と前記吸引部が前記媒体を前記搬送ベルトに引き付ける力の少なくとも一方は、前記搬送方向の下流側の方が上流側よりも大きいことを特徴とする乾燥装置。

【請求項4】

媒体に画像を形成する画像形成装置と、
前記画像形成装置によって画像が形成された媒体を搬送しながら乾燥させる、請求項１～３のいずれか１項に記載の乾燥装置と、を備えていることを特徴とする画像形成システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、画像が形成された記録媒体を搬送しながら乾燥す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】

インクジェット式の画像形成装置を含む画像形成システムには、記録媒体に形成された画像を乾燥する乾燥装置が備えられる。特許文献１に記載の乾燥装置は、記録媒体を搬送する搬送手段と、搬送される記録媒体の表側の面に乾燥風を噴射する乾燥風噴射手段と、記録媒体の裏側の面を吸引する負圧吸引手段と、を備えている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２００９－２８５８７７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１に乾燥装置のように、記録媒体を搬送しながら画像を乾燥させる場合、乾燥が進むにつれて、言い換えると、用紙が上流側から下流側へ搬送されるにつれて、用紙がインクから受ける影響が異なる。例えば、乾燥が進むほど、すなわち、下流側ほど、インクの乾燥に伴うカールが発生しやすいという問題がある。

【0005】

そこで、本発明は上記事情を考慮し、乾燥の進行に伴う用紙のカールを抑制できる乾燥装置及び画像形成システムを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記目的を達成するため、本発明の乾燥装置は、画像が形成された媒体を搬送しながら乾燥する乾燥装置であって、全面に貫通孔が形成され、前記媒体を支持して所定の搬送方向に搬送する搬送ベルトと、前記媒体に温風を吹き付けて前記画像を乾燥させると共に前記温風によって前記媒体を前記搬送ベルトに押し付ける加熱部と、前記貫通孔を通して空気を吸引することで前記媒体を前記搬送ベルトに引き付ける吸引部と、を備え、前記加熱部が前記媒体を前記搬送ベルトに押し付ける力と前記吸引部が前記媒体を前記搬送ベルトに引き付ける力の少なくとも一方は、前記搬送方向の下流側の方が上流側よりも大きいことを特徴とする。

【0007】

本発明の乾燥装置において、前記加熱部は、外気を取り込んで前記搬送ベルトへ向けて送風する送風ファンと、前記送風ファンの送風方向において前記送風ファンよりも下流側に配置されて、多数の貫通孔が形成された整流部材と、前記送風方向において前記整流部材よりも下流側に配置されたヒーターと、を備え、前記整流部材に形成された前記多数の貫通孔の寸法が、前記搬送方向の下流側の方が上流側よりも大きいことを特徴としてもよい。

【0008】

本発明の乾燥装置において、前記加熱部は、前記ヒーターから放射される赤外線を前記搬送ベルトの側に反射する、多数の貫通孔が形成された反射板を備え、前記反射板に形成された前記多数の貫通孔の寸法が、前記搬送方向の下流側の方が上流側よりも大きいことを特徴としてもよい。

【0009】

本発明の乾燥装置において、前記吸引部は、前記搬送方向に沿って複数個に区切られた区画と、前記複数個の区画のそれぞれを吸引する、同じ風量を有する吸引ファンと、を備え、前記複数個の区画の容積が、前記搬送方向の下流側の方が上流側よりも小さいことを特徴としてもよい。

【0010】

本発明の画像形成システムは、媒体に画像を形成する画像形成装置と、前記画像形成装置によって画像が形成された媒体を搬送しながら乾燥させる、前記乾燥装置と、を備えていることを特徴とする。

【発明の効果】

【0011】

本発明によれば、インクの乾燥が進行する搬送方向の下流側において、記録媒体を搬送ベルトに押し付ける力と引き付ける力とが大きくなっているので、用紙が浮き上がったり移動したりすることを抑制してカールを防止できる。

【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を模式的に示す斜視図である。

【図2】本発明の一実施形態に係る乾燥装置の内部を示す正面図である。

【図3】本発明の一実施形態に係る乾燥装置の加熱部、搬送部、吸引部を示す正面図である。

【図4】本発明の一実施形態に係る乾燥装置の加熱部、搬送部、吸引部の一部を拡大して示す正面図である。

【図5】本発明の一実施形態に係る乾燥装置の加熱部、搬送部、吸引部の一部を拡大して示す斜視図である。

【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画像形成システム及び乾燥装置について説明する。

【0014】

まず、図１を参照して、乾燥装置を含む画像形成システムについて説明する。図１は、画像形成システムを示す正面図である。各図に適宜付されるＬ、Ｒ、Ｆｒ、Ｒｒは、それぞれ画像形成システムの左側、右側、前側、後側を示している。

【0015】

画像形成システム１は、給紙装置３、画像形成装置５、乾燥装置７、後処理装置９、を備えている。給紙装置３は、用紙を収容し、画像形成装置５へ用紙を送給する。画像形成装置５は、給紙装置３の左側に配置され、給紙装置３から送給された用紙に、インクジェット方式によって画像を形成する。乾燥装置７は、画像形成装置５の左側に配置され、画像が形成された用紙を搬送しながら乾燥する。後処理装置９は、乾燥装置７の左側に配置され、乾燥装置７で乾燥された用紙に後処理を施す。用紙は記録媒体の一例である。

【0016】

次に、乾燥装置７について、図２～図５を参照して説明する。図２は乾燥装置の内部を示す正面図、図３及び図４は加熱部、搬送部、吸引部を示す正面図、図５は加熱部、搬送部、吸引部を示す斜視図である。

【0017】

図２に示されるように、乾燥装置７は、箱状の筐体１１を備えている。筐体１１は、天板と、底板と、前後の側板と、左右の側板とによって囲まれる直方体状の中空部を有している。中空部の画像形成装置５の側（右側）には、加熱部１３と搬送部１５と吸引部１７が収容されている。筐体１１の中空部の後処理装置９の側（左側）の上方には、冷却部１９が収容されている。

【0018】

筐体１１の右側板（画像形成装置５の側の側板）の上部には、画像形成装置５から用紙（媒体）が受け入れられる受入口２１が形成されている。左側板（後処理装置９の側の側板）の上部には、後処理装置９へ用紙を受け渡す排出口２３が形成されている。受入口２１から排出口２３へ向かう搬送方向Ｘに沿って、搬送部１５と冷却部１９とによって用紙が搬送されるようになっている。以降の記載における上流側、下流側は、用紙の搬送方向Ｘにおける上流側、下流側をそれぞれ示す。また、搬送方向Ｘと直交する方向を幅方向とする。

【0019】

次に、加熱部１３について説明する。図３及び図４に示されるように、加熱部１３は、複数個の送風ファン３１と、ヒーターユニット３３と、複数個の送風ファン３１が支持されると共にヒーターユニット３３が収容されるケース３５と、を備えている。

【0020】

ケース３５は、下面が開口した箱状に形成されて、上板と前後の側板及び左右の側板で囲まれた搬送方向に長い中空部を有している。上板には、複数個（この例では６個）の排気口（図示省略）が形成されている。各排気口には、ダクト３７を介して排気ファン３９（図２参照）が接続されている。各排気ファン３９が駆動されることで、ケース３５内の空気を排気して、ケース３５の中空部の空気を循環させるようになっている。

【0021】

複数個（この例では１２個）の送風ファン３１は、ケース３５の上板に支持されている。複数個の送風ファン３１は、搬送方向Ｘに沿った２つの列にそれぞれ６個ずつ配置されている。搬送方向Ｘ及び幅方向において隣接する送風ファン３１の間隔はほぼ等しい。複数の送風ファン３１は、同じ風量であり、外気を取り込んで、取り込んだ外気をケース３５の中空部に送風する。

【0022】

ヒーターユニット３３は、複数個（この例では２４個）の赤外線ヒーター４１と、複数個（この例では２４個）の反射板４３と、複数個のヒーター４１及び反射板４３が収容されるハウジング４５と、を備えている。

【0023】

ハウジング４５は、下面が開口した箱状に形成されて、天板４５ａと前後の側板及び左右の側板で囲まれた搬送方向に長い中空部を有している。図５に示されるように、天板４５ａには、多数個の貫通孔５１が一面に開けられている。多数個の貫通孔５１は、千鳥状に等密度で配置されている。加熱部１３における下流側の所定の領域Ａ（図３参照、例えば、天板４５ａの搬送方向Ｘに沿った長さの１／４の長さの部分、以降、単に下流側領域Ａとする）に形成された貫通孔５１の寸法（径）は、その他の部分に形成された貫通孔５１の寸法（径）よりも大きい。天板４５ａは、多数の貫通孔が形成された整流部材の一例であり、送風ファン３１によってケース３５に取り込まれた空気を下方に向けるように整流する。

【0024】

図４に示されるように、各ヒーター４１は、例えば、薄板状のカーボン製のフィラメント５５と、フィラメント５５が収容されたガラス管５７と、を有している。フィラメント５５は、径方向における全方向（３６０度）に赤外線を放射する。ヒーター４１は、幅方向に沿う姿勢で、搬送方向Ｘに沿って等間隔で並んで配置されている。

【0025】

反射板４３は、幅方向から見て下向きに開口したＵ字状を有し、略矩形状の上壁と、上壁の両長辺から略直角に下方に屈曲する側壁とを有している。上壁には、多数個の貫通孔５９が形成されている。図５に示されるように、多数個の貫通孔５９は、千鳥状に等密度で配置されている。下流側領域Ａ（図３参照）に配置された反射板４３の貫通孔５９の寸法（径）は、その他の部分に形成された貫通孔５９の寸法（径）よりも大きい。反射板４３は、ヒーター４１の上方に配置されて、フィラメント５５から放射された赤外線を下方に反射する。

【0026】

次に、搬送部１５について説明する。図３及び図４に示されるように、搬送部１５は、搬送ベルト６１と、搬送ベルト６１を支持するフレーム６３と、を備えている。フレーム６３は前後の方向に所定の間隔を開けて配置された、搬送方向Ｘに長い前後の側板を有している。前後の側板の上流側の端部間には、駆動ローラー６５が回転可能に支持され、下流側の端部間には従動ローラー６７が回転可能に支持されている。

【0027】

搬送ベルト６１は無端状のベルトであり、全面に多数の貫通孔（図示省略）が形成されている。搬送ベルト６１は、駆動ローラー６５と従動ローラー６７とに巻き回されている。駆動ローラー６５が駆動されることで、搬送ベルト６１は図２～図４の反時計回り方向に循環して走行する。上側の軌道（上流側から下流側へ向かう方向）に沿った搬送ベルト６１の外側の面が、用紙が搬送される搬送面６１ａとなる。上側の軌道を走行する搬送ベルト６１は、前後の側板に支持された搬送板６９によって支持されている。搬送板６９には、全面に貫通孔７１（図４参照）が形成されている。搬送ベルト６１の走行時、上側の軌道を走行する搬送ベルト６１の裏面（搬送面６１ａの裏側の面）は搬送板６９に沿って摺動する。

【0028】

図２及び図３に示されるように、搬送部１５は、加熱部１３よりも、搬送方向Ｘの上流側に長く形成されている。詳細には、搬送ベルト６１の搬送面６１ａの上流側の端部は、加熱部１３の上流側の端部よりも上流側、かつ、受入口２１よりも上流側まで延びている。搬送面６１ａの下流側の端部は加熱部１３の下流側の端部とほぼ同じ位置に位置して、冷却部１９に連通している。

【0029】

次に、吸引部１７について説明する。図３及び図４に示されるように、吸引部１７は、搬送ベルト６１の中空部に設けられている。吸引部１７は、仕切り板８３と、仕切り板８３に支持された複数個（この例では３個）の吸引ファン８５と、を備えている。仕切り板８３は、底板と、四方を囲む仕切り壁と、を有し、図３に示されるように、中空部を搬送方向Ｘに沿って複数個（この例では３個）の区画Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３に区切っている。各区画の上面は開放されて、搬送板６９に対向している。

【0030】

搬送方向Ｘの最も下流側の区画Ｓ３の容積は、それ以外の区画Ｓ１、Ｓ２の容積よりも小さく形成されている。すなわち、搬送方向Ｘの下流側の区画Ｓ１の底面積は、それ以外の区画Ｓ２、Ｓ３の底面積よりも小さく形成されている。

【0031】

吸引ファン８５は、各区画に対応して、仕切り板８３の底板に取り付けられている。複数個の吸引ファン８５は同じ風量を有している。吸引ファン８５が駆動されることで、搬送ベルト６１の貫通孔及び搬送板６９の貫通孔７１を通して、上側の軌道を走行する搬送ベルト６１（搬送面６１ａ）の上方の空間の空気が各区画に取り込まれる。

【0032】

上記構成を有する乾燥装置７の乾燥動作の一例について、図２～図５を参照して説明する。画像形成装置５（図１参照）で画像が形成された用紙は、乾燥装置７の受入口２１を通して、搬送部１５に受け入れられる。なお、前述のように、搬送ベルト６１の搬送面６１ａの上流側の端部は、受入口２１よりも上流側まで延びているので、画像形成装置５から排出された用紙は、搬送ベルト６１の搬送面６１ａに乗せられる。

【0033】

搬送部１５においては、駆動ローラー６５が駆動されて回転して搬送ベルト６１が走行する。これにより、搬送面６１ａに乗せられた用紙が受入口２１を通って筐体１１の内部に搬送される。

【0034】

さらに、加熱部１３の送風ファン３１とヒーターユニット３３とが駆動される。送風ファン３１によってケース３５の中空部に取り込まれた空気は、下方に向けて送風される。そして、ヒーターユニット３３のハウジング４５の天板４５ａに形成された貫通孔５１を通って、ハウジング４５内に入る（図４の矢印Ａ１参照）。ハウジング４５内においては、ヒーターユニット３３が駆動されることで、各ヒーター４１から全方向に赤外線が放射される。ヒーター４１から上方に放射された赤外線は反射板４３で下方に向けて反射される。

【0035】

ハウジング４５に入った空気は、ヒーターユニット３３の反射板４３の貫通孔５９を通ってさらに下方に送風され（図４の矢印Ａ２参照）、ヒーター４１から放射された赤外線によって加熱される。このように加熱された空気は、搬送ベルト６１の搬送面６１ａに沿って搬送される用紙に吹き付けられて、インクを乾燥する。さらに、用紙は、吹き付けられた風によって搬送面６１ａに押し付けられる。以降、加熱部１３において用紙が搬送面６１ａに押し付けられる力を押し付け力とする。

【0036】

さらに、吸引部１７の吸引ファン８５が駆動される。これにより、前述のように搬送ベルト６１の貫通孔及び搬送板６９の貫通孔７１を通して、上側の軌道を走行する搬送ベルト６１の上方の空間の空気が各区画を通して取り込まれて（図４の矢印Ａ３参照）、搬送面６１ａの上方が負圧になる。すると、搬送ベルト６１の搬送面６１ａを搬送される用紙が搬送面６１ａに引き付けられる。以降、吸引部１７において用紙が搬送面６１ａに引き付けられる力を引き付け力とする。

【0037】

搬送面６１ａに沿って用紙が上流側から下流側へ搬送されることで、加熱部１３によってインクが乾燥される。ここで、前述のように、下流側領域Ａにおいて、ハウジング４５の天板４５ａに形成された貫通孔５１の径及び反射板４３に形成された貫通孔５９の径は、その他の貫通孔の径よりも大きいので、天板４５ａ及び反射板４３を通過する空気の量が多くなる。すなわち、搬送面６１ａの用紙に吹き付けられる温風の量が多くなり、押し付け力が大きくなる。

【0038】

さらに、吸引部１７は、搬送方向Ｘの最も下流側の区画Ｓ３の容積が、それ以外の区画Ｓ１、Ｓ２の容積よりも小さく形成されている。吸引ファン８５は同じ風量であるので、区画の容積が小さいほど、引き付け力が大きくなる。このように、搬送面６１ａの下流側で、押し付け力と引き付け力とが大きくなっている。

【0039】

なお、用紙が搬送面６１ａを搬送される間、加熱部１３のケース３５内やヒーターユニット３３のハウジング４５内は高湿高温の環境となるので、排気ファン３９（図１参照）が駆動されて、空気を循環させている。

【0040】

搬送面６１ａに沿って下流側まで搬送された用紙は、冷却部１９（図１参照）へ搬送され、冷却部１９で冷却された後、排出口２３を通って後処理装置９（図１参照）に搬送される。

【0041】

上記説明から明らかなように、本発明の乾燥装置７によれば、インクの乾燥が進行する搬送面６１ａの下流側で、押し付け力と引き付け力とが大きくなっている。前述のように、インクの乾燥が進むにつれて、言い換えると、上流側から下流側に搬送されるにつれて、用紙にカールが発生しやすくなる。そこで、押し付け力と引き付け力とを下流側で大きくすることで、搬送面６１ａから用紙が浮き上がったり移動したりすることを抑制してカールを防止できる。

【0042】

一方で、上流側では、インクの乾燥が進んでおらず、色ずれ等が発生しやすい。このため、用紙が搬送面６１ａに強く引き付けられることは好ましくない。本発明では、下流側のみで押し付け力と引き付け力とを大きくしているので、色ずれを発生させず、且つ、カールを防止することができる。

【0043】

上記の実施形態では、下流側領域Ａにおいて、天板４５ａに形成された貫通孔５１及び反射板４３に形成された貫通孔５９の径をその他の貫通孔の径よりも大きくすることで、下流側での押し付け力を大きくしていた。これにより、複数個の送風ファン３１の風量を一定とできるので、送風ファン３１の選定や制御を容易にできる。なお、これらの貫通孔５１、５９の径を一定として、下流側の方が上流側よりも高い密度で配置してもよい。さらに、これらの貫通孔５１、５９の径を一定として、最も下流側の送風ファン３１の風量を大きくしてもよい。

【0044】

また、吸引部１７において、下流側の区画Ｓ３の容積をその他の区画よりも小さくすることで、下流側の引き付け力を大きくしていた。これにより、複数個の吸引ファン８５の風量を一定とできるので、吸引ファン８５の選定や制御を容易にできる。なお、全区画の底面積を一定として、下流側の区画Ｓ３の高さを低くしてもよい。あるいは、下流側の区画Ｓ３に対向する搬送板６９の貫通孔７１の径を、他の区画に対向する部分よりも小さくしてもよい。これらの場合においても、下流側の引き付け力を強くすることができる。さらに、区画の容積を一定として、最も下流側の吸引ファン８５の風量を大きくしてもよい。

【0045】

また、本実施形態では、加熱部１３の押し付け力と吸引部１７の引く付け力の双方が下流側の方が上流側よりも高くするようにしたが、加熱部１３の押し付け力と吸引部１７の引き付け力の一方を、下流側の方が上流側よりも高くしてもよい。

【0046】

また、本実施形態では、加熱部１３の押し付け力と吸引部１７の引き付け力とが下流側の部分で高くなるするようにしたが、上流側から下流側へ向かって徐々に高くなるようにしてもよい。

【0047】

本発明は特定の実施形態について記載されてきたが、本発明は上記実施形態に限定されない。本発明の範囲及び主旨を逸脱しない限りにおいて、上記実施形態は様々に変更、置換、変形されてもよく、特許請求の範囲は技術的思想の範囲内に含まれ得る全ての実施態様を含んでいる。

【符号の説明】

【0048】

１ 画像形成システム
５ 画像形成装置
７ 乾燥装置
１３ 加熱部
１７ 吸引部
３１ 送風ファン
４１ ヒーター
４３ 反射板
４５ａ 天板（整流部材）
５１ 貫通孔
５９ 貫通孔
６１ 搬送ベルト
８５ 吸引ファン
Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３ 区画

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】