CN102205698A - 图像形成装置及图像形成装置的干燥方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了图像形成装置及图像形成装置的干燥方法。该图像形成装置包括图像形成部、热泵以及吹出口。所述图像形成部用于在介质上形成图像。所述热泵用于生成湿度低的空气。所述吹出口用于将所述热泵生成的湿度低的空气吹向通过所述图像形成部形成了图像的介质。

Description

图像形成装置及图像形成装置的干燥方法

技术领域

本发明涉及一种图像形成装置及图像形成装置的干燥方法。

背景技术

例如，在喷墨式图像形成装置中，如果油墨未干的介质重叠，则纸背就会变脏。而且，喷墨式图像形成装置在油墨量多时在介质上易于产生波浪(凹凸不平)。原有技术的喷墨式图像形成装置大多是用加热器对打印在介质上的油墨进行干燥。然而，如果用加热器加热使介质干燥，则介质自身的水分失衡，往往会对介质造成损害。例如，利用加热器使介质干燥的图像装置中，纸张容易发生皱褶或缩小。而且，加热器功耗较高。

发明内容

本发明鉴于上述问题，其目的在于提供一种图像形成装置及图像形成装置的干燥方法。

本发明第一方面的图像形成装置包括：图像形成部，用于在介质上形成图像；热泵，用于生成湿度低的空气；吹出口，用于将所述热泵生成的湿度低的空气吹向通过所述图像形成部形成了图像的介质。

本发明第二方面的图像形成装置的干燥方法包括：在介质上形成图像；生成湿度降低的空气；以及将生成的所述空气吹向形成了所述图像的介质。

附图说明

图1是图像形成装置的结构例的概略示意图。

图2是示出输送带的结构例的图。

图3是示出输送机构的结构例的图。

图4是示出头部的结构例的俯视图。

图5是示出头部的结构例的侧视图。

图6是示出图像形成装置中的控制系统的结构例的框图。

图7是概略地说明打印处理流程的流程图。

具体实施方式

下面，参照附图来说明实施例。

图1是图像形成装置的结构例的示意图。

如图1所示，图像形成装置包括扫描仪1、打印机2、以及系统控制部3。

扫描仪1设置在图像形成装置主体的上部。扫描仪1是用于对原稿图像进行光学扫描并将其转换为图像数据的装置。扫描仪1包括配备了光电转换部等的控制基板、以及包括驱动电机的驱动机构等。光电转换部将原稿图像转换为图像数据。光电转换部由将原稿面的图像转换为图像数据的线型CCD传感器等构成。驱动机构使通过光电转换部读取原稿面的读取位置移动。

打印机2包括输送机构、图像形成机构及干燥机构。输送机构输送作为图像形成介质的纸张。输送机构取出作为图像形成介质的纸张，并将取出的纸张向图像形成位置及干燥位置输送。图像形成机构在图像形成位置在输送机构输送来的纸张上形成图像。图像形成机构包括通过油墨对纸张形成图像的头部(head)。干燥机构在干燥位置干燥由输送机构输送来的纸张。干燥位置在通过输送机构输送纸张的纸张输送方向上位于图像形成位置的后段。也就是说，干燥机构使通过图像形成机构用油墨形成图像后的纸面干燥。

输送机构包括盒21、供纸辊22、输送引导部23、输送带24、输送框体25和排纸部26。盒21用于收容用于打印图像的作为图像形成介质的纸张。盒21在纸张取出口处具有供纸辊22。供纸辊22从盒21中逐张地取出纸张。供纸辊22将从盒21中取出的纸张沿输送引导部23输送。输送引导部23将利用供纸辊22取出的纸张导向输送带24。

输送框体25支撑输送带24。输送框体25包括驱动辊31、从动辊32、顶板33、侧壁35、底板34及风扇36。输送带24及输送框体25将从盒21取出的纸张向图像形成位置输送。输送带24及输送框体25将在图像形成位置形成有图像的纸张向干燥位置输送。输送带24及输送框体25将在干燥位置被干燥处理后的纸张向排纸部26输送(排出)。

图2是示出输送带24的结构例的图。图3是示出输送框体25的结构例的图。

输送带24例如是在纤维上层压橡胶，再对其表面研磨而得到的传送带。输送带24在整个面上具有多个孔24a。输送带24以盖住输送框体25的顶板33的方式架设在驱动辊31和从动辊32上。

驱动辊31、从动辊32、顶板33、底板34和侧壁35是用于形成空间(吸引空间)25a的构件。输送框体25的驱动辊31和从动辊32在规定的张拉状态下支撑输送带24。驱动辊31利用从电机等驱动部赋予的驱动力而转动。输送带24由于驱动辊31的转动而驱动。从动辊32跟随通过驱动辊31驱动的输送带24的动作而转动。

顶板33形成空间(吸引空间)25a的上表面。顶板33形成为平板状。顶板33具有多个孔33a。顶板33平面状地支撑由驱动辊31和从动辊32支撑的输送带24。顶板33在图像形成位置平面状地保持输送带24。而且，顶板33被由驱动辊31和从动辊32架设的输送带24所覆盖。顶板33利用孔33a使通过输送带24的孔24a的空气通过吸引空间25a。底板34形成吸引空间25a的底面。

侧壁35沿与输送带24的转动方向垂直的方向的端部而设置在两侧(35a，35b)。风扇36具有如下的作用：将输送带24上方的空气吸入吸引空间25a的功能；以及将吸入吸引空间25a的空气排出至吸引空间25a外。

也就是说，风扇36通过输送带24的孔24a及顶板33的孔33a，将输送带24上方的空气吸入吸引空间25a。风扇36通过将输送带24上方的空气引向吸引空间25a，从而使纸张吸附在输送带24上。而且，风扇36要将空气从吸引空间25a内排出至吸引空间25a外的风道37。在风道37中设有风扇38。风扇38将风扇36从吸引空间25a排出的空气向作为干燥机构的热泵(hot pomp)51输送。

干燥机构在干燥位置上干燥输送带24上的纸张。通过输送带24的孔24a和顶板33的孔33a，将在干燥位置上干燥纸张后的空气吸入吸引空间25a，从吸引空间25a向风道37排出。风道37连接于输送框体25和热泵51。也就是说，利用风扇36和风道37，对形成了图像的纸张进行干燥后的空气通过吸引空间25a和风道37被送往热泵51。

下面，对图像形成机构的结构进行说明。

图4是示出头部40周围的结构例的俯视图。图5是示出头部40周围的结构例的侧视图。

头部(图像形成部)40在以被吸附在输送带24上的状态下输送的纸张上形成图像。头部40包括一个或多个记录头41。记录头41例如是喷墨头。在本实施例中，记录头41设定为喷墨头。记录头41与墨盒连接，被固定于头底部42。例如，记录头41以能简单地调整位置的方式被固定在头底部42上。根据图像形成范围、分辨率和色数等确定记录头41的数目和设置位置。记录头41包括：对着在输送带24上输送的纸面(介质的图像形成面)的喷出孔；以及用于使油墨从喷出孔喷出的喷出机构。

而且，在记录头41及固定记录头41的头底部42的周围，为了使空气不流过图像形成位置(从油墨的喷出孔到纸面的空间)E1，而设有防风部件43。防风部件43挡住记录头41和头底部42的空隙，不让风从空隙流过来。防风部件43例如是海绵等。海绵容易加工且形状容易改变。防风部件43只要是随记录头41的位置调整而变形的构件，就可得到高效的防风效果。

头部40还包括风向板44。风向板44调整风向，以使空气不流入利用记录头41形成图像的图像形成位置E1。在图4和图5所示的结构例中，风向板44是为了使从吹出口52吹出的干燥用空气不流入图像形成位置E1而设置的。风向板44用于防止因从周围流入图像形成位置的空气导致记录头41的喷出孔等干燥。此外，如图5所示，吹出口52处也可以设置风向板53。而且，如图5所示，在头部40，在纸张输送方向的上游侧也可以设置风向板44’。吹出口52相对于头部40被配置在输送方向的下游侧。

下面，就干燥机构的结构进行说明。

干燥机构包括热泵51、吹出口52和风向板53。热泵51将由风扇38送来的空气的湿度降低并干燥，将干燥后的温风从吹出口52吹出。吹出口52是针对由输送带24输送的图像形成后的纸张，将从热泵51供给的干燥后的温风吹出的吹出口。在吹出口52的图像形成位置侧设有风向板53。风向板53使从吹出口52吹出的空气不流向图像形成位置。从吹出口52吹出的空气吹拂纸面后，被吸入输送框体25内的吸引空间25a，通过风道37再提供给热泵51。干燥机构通过上述空气循环，用热泵51生成的干燥温风使图像形成后的纸张干燥。

下面，对热泵51进行说明。

热泵51包括压缩器61、加热用换热器62、冷却用换热器63、膨胀阀、风扇65、66。压缩器61用于压缩制冷剂。压缩器61通过压缩将高温高压的制冷剂提供给加热用换热器62。加热用换热器62通过从压缩器61供给的高温高压的制冷剂对空气赋予热量。而且，加热用换热器62将热量赋予通过后述冷却用换热器63除湿后的(被干燥后)低温空气，使之高温。通过这样，加热用换热器62产生高温干燥的空气。加热用换热器62通过风扇66将高温干燥的空气向吹出口52排出。

吹出口52将来自加热用换热器62的高温干燥的空气向输送带24上的干燥位置E2吹出。从吹出口52吹出的空气使从干燥位置E2输送来的纸张的水分蒸发，并使油墨定影在纸张上。从吹出口52吹出的空气是干燥的，所以即使温度低干燥效率也很高。

此外，吹出口52只要被设置为能将来自加热用换热器62的高温干燥的空气对准图像形成后的纸张即可。也就是说，干燥位置E2并不仅限于在输送带24上，只要在能将高温干燥的空气对准图像形成后的纸张的位置即可。例如，干燥位置E2也可以在排纸部26上。在将干燥位置E2设在排纸部26上时，吹出口52被设置为将来自加热用换热器62的高温干燥的空气吹出到排纸部26上。

从吹出口52吹出的空气(由加热用换热器62供给的空气)对准纸面。对准纸面的空气从纸面获得水分成为湿气。含有从纸面获得水分的湿气的输送带24上的空气通过风扇36从孔24a和孔33a被吸入吸引空间25a后，向风道37排出。风扇38将排到风道37的空气送往冷却用换热器63。

而且，膨胀阀64在通过加热用换热器62将热能赋予空气后，将制冷剂减压，使其流向冷却用换热器63。冷却用换热器63通过膨胀阀64，用低温低压后的制冷剂，从空气中夺走热能。被低温低压后的制冷剂夺走热能后的空气被冷却，蒸气(空气中含有的一部分水分)变成水。

也就是说，冷却用换热器63在利用低温低压的制冷剂冷却空气的同时，使空气干燥。冷却用换热器63排出低温干燥的空气。风扇65将冷却用换热器63排出的低温干燥的空气通过风道67送往加热用换热器62。冷却用换热器63送出的干空气被供给加热用换热器62。其结果是，加热用换热器62因加热干燥空气而排出高温干燥的空气。

设定从加热用换热器62提供的空气(从吹出口52吹出的空气)温度比该图像形成装置外的温度高且在不损害纸张这一限度的温度以下(例如，40℃～100℃)。而且，设定从加热用换热器62提供的空气(从吹出口52吹出的空气)湿度比该图像形成装置外的湿度低且能促进纸面上的油墨干燥的湿度以下(例如，10％～50％)。

例如，从加热用换热器62提供的空气(从吹出口52吹出的空气)是大约70℃左右的干燥的温风。在一般加热式干燥机构中，为了烘干油墨，大多赋予纸张100℃以上的温风，赋予了100℃以上温风的纸张在纸面干燥的同时，很可能会收缩、卷曲、或起皱。

本图像形成装置的热泵51因要赋予纸张干燥空气，所以即使将温度控制得较低，也能获得与加热式干燥机构同等或以上的干燥效率。其结果是，图像形成装置为了使油墨干燥而把对准纸张的空气的温度控制得较低，所以能抑制作为图像形成介质的纸张的收缩、卷曲或起皱。

而且，热泵51也可以将来自冷却用换热器63的低温的干燥空气供给需要冷却的部分。在图1所示的结构例中，热泵51不仅将来自冷却用换热器63的低温干燥的空气送往加热用换热器62，还将来自冷却用换热器63的低温干燥空气的一部分通过风道67，送往头部40、系统控制部3、扫描仪1。

例如，来自冷却用换热器63的低温干燥的空气对准头部40的记录头41，记录头41因此被冷却。然而，如图4和图5所示，头部40的记录头41和头底部42之间的空隙被防风部件43挡住。因此，来自冷却用换热器63的低温干燥的空气不会对准各记录头41的油墨喷出孔。也就是说，防风部件43防止各记录头41中的油墨喷出孔因来自冷却用换热器63的低温干燥的空气而干燥。

而且，系统控制部3包括处理器、存储器、各种驱动电路及各种接口等。例如，CPU等处理器有时也需要冷却。若来自冷却用换热器63的低温空气对准处理器，则处理器能有效地冷却。同样，如果来自冷却用换热器63的低温空气对准存储器及驱动电路等，则也能有效地冷却。而且，扫描仪1包括电机的驱动电路或控制基板等。如果来自冷却用换热器63的低温空气也对准这些结构元件，则也能有效地冷却。

一般情况下，与普通加热器相比，热泵的热交换效率更高。例如，如果用COP(Coefficient of Performance，性能系数)来比较，则热泵是3～5左右。具有3～5左右性能系数的热泵使用500W的处理器能转移1500W左右的热能。如上所述，具有需要干燥的部分和需要冷却的部分的图像形成装置通过使用热泵，从而可提高能量效率。

下面，就图像形成装置的控制系统的结构作说明。

图6是用于说明图像形成装置的控制系统的结构例的框图。

系统控制部3包括用于控制整个图像形成装置的作为信息处理器的CPU 70。CPU 70连接RAM 71、ROM 72、图像存储器73、接口74、传感器驱动电路75、输送驱动电路76、头驱动电路77、压缩器驱动电路78、换热器驱动电路79、及风扇电机驱动电路80。

CPU 70使用RAM 71执行存储在ROM 72等中的程序。CPU 70根据控制程序输出用于控制各部分的控制信号。而且，CPU 70上还连接用于向用户显示向导的显示部、用于用户输入操作指令的操作面板、以及扫描仪1等。RAM 71作为工作存储器而发挥作用。ROM 72是存储控制程序和控制数据的非易失性存储器。图像存储器73是存储图像数据的存储器。图像存储器73例如是页式存储器(page memory)或硬盘驱动器。

接口74是用于连接外部设备的接口。例如，接口74是用于通过网络与外部装置连接的网络接口等。而且，接口74也可以是将外部存储装置或存储卡连接到本地的接口。扫描仪1也可以通过接口74连接。

输送驱动电路75是用于驱动输送机构的电路。例如，输送驱动电路76驱动使驱动辊31转动的驱动电机75b、以及使供纸辊22等输送机构驱动的输送电机75a。输送驱动电路75根据来自CPU 70的驱动指令使驱动电机75b驱动。例如，CPU 70在根据传感器的检测结果判断的定时(timing)，使驱动部30驱动，以将纸张向图像形成位置输送。

传感器驱动电路76驱动设置在本图像形成装置内的各部分的传感器76a。传感器驱动电路76将传感器76a的检测结果向CPU 70输出。传感器76a例如是用于检测输送机构输送的作为图像形成介质的纸张的传感器。CPU 70根据设置在图像形成装置内的各部分的传感器76a的检测结果来控制各部分。例如，CPU 70根据设置在图像形成位置前的传感器的检测结果，判断将纸张向图像形成位置输送的定时。

头驱动电路77驱动设置在头部40的各记录头41。头驱动电路77根据来自CPU 70的驱动指令来驱动记录头41。例如，头驱动电路77根据从CPU 70赋予的图像数据和表示纸张的输送定时的信息来驱动各记录头41。

压缩器驱动电路78驱动压缩器61。压缩器61在热泵51内压缩制冷剂。换热器驱动电路79驱动加热用换热器62及冷却用换热器63。加热用换热器62利用压缩器61压缩后的制冷剂对空气进行加热。冷却用换热器63利用减压后的制冷剂对空气进行冷却。也就是说，CPU 70利用压缩器驱动电路78和换热器驱动电路79来驱动热泵51。

风扇电机驱动电路80用于驱动风扇电机80a。风扇电机驱动电路80驱动使风扇转动的风扇电机。风扇电机驱动电路80根据来自CPU 70的驱动指令来驱动使风扇转动的风扇电机。也就是说，CPU 70通过利用风扇电机驱动电路80使各部分的风扇转动，从而控制图像形成装置内的空气的流动。

下面，对图像形成装置中的图像形成处理的流程进行说明。

根据用户对图像形成处理的请求，CPU 70指示纸张的供纸和输送(动作11)。在接受用户对图像形成处理的请求的情况下，CPU 70从盒21提供作为图像形成介质的纸张。CPU 70将从盒21提供的纸张向输送带24输送。CPU 70根据传感器76a的检测结果等判断图像形成的定时。CPU 70根据图像形成的定时驱动驱动辊31。利用驱动辊31驱动的输送带24在CPU 70判断的定时将纸张输送到图像形成位置。

CPU 70根据纸张的输送状况来指示印刷(动作12)。也就是说，CPU70在将纸张输送到图像形成位置的定时，根据图像数据来控制各记录头41。各记录头41通过与图像数据相对应的驱动控制喷出油墨，从而在纸张上形成图像。在图像形成位置，利用记录头41喷出的油墨在纸张上形成图像。

而且，接受用户的图像形成处理请求后，CPU 70指示使用热泵51进行干燥和冷却(动作13)。CPU 70控制在形成了图像的纸张被输送到干燥位置之前，将干燥的温风从吹出口52吹出。CPU 70利用压缩器驱动电路78来驱动压缩器61。利用压缩器驱动电路78驱动的压缩器61将通过压缩而高温高压的制冷剂供给加热用换热器62。CPU 70通过换热器驱动电路79来驱动从压缩器61被提供了高温高压的制冷剂的加热用换热器62。通过换热器驱动电路79驱动的加热用换热器62利用高温高压的制冷剂，将空气转换成高温干燥的空气，进而排出干燥的温风。

而且，CPU 70利用风扇电机驱动电路80使风扇36、38、65、66转动。来自加热用换热器62的干燥温风(湿度低且温度高的空气)通过风扇66的转动，从设置在干燥位置的吹出口52吹出。也就是说，CPU 70通过控制风扇，从而使由热泵生成的干燥温风从吹出口吹出。而且，从吹出口52吹向输送带24上的干燥位置的空气(包含使纸面干燥后的空气的空气)通过风扇36和38的转动，流经吸引空间25a和风道37，再被供给热泵51的冷却用换热器63。

而且，在热泵51内，通过加热用换热器62给空气加了温的高温高压制冷剂被减压后，通过膨胀阀64被提供给冷却用换热器63。CPU 70通过换热器驱动电路79驱动被提供了减压后的制冷剂的冷却用换热器63。通过换热器驱动电路79驱动的冷却用换热器63通过被减压而变成低温低压的制冷剂将空气冷却，并排出低温干燥的空气(干燥的冷风)。

来自冷却用换热器63的干燥冷风根据风扇65的转动，被提供给加热用换热器62。加热用换热器62由于对干燥的冷风加温，所以能产生干燥的温风。而且，来自冷却用换热器63的干燥冷风不仅被供给加热用换热器62，也被供给需要冷却的部位。例如，来自冷却用换热器63的一部分干燥冷风通过热泵内的风道，被供给记录头41、系统控制部3和扫描仪1。记录头41、系统控制部3和扫描仪1通过干燥的冷风冷却。

如上所述，本实施例的图像形成装置包括热泵。图像形成装置的热泵生成湿度低且温度高的空气。图像形成装置将热泵生成的湿度低且温度高的空气对准图像形成后的介质。在图像形成装置中，因为对准介质的空气湿度低且干燥，所以相对于介质上的油墨的干燥效率高，能促进油墨干燥。

而且，热泵生成湿度低且干燥的空气。因此，图像形成装置的温度，即使不是可能对纸张等图像形成介质造成损害那样的高温，也能获得较高的干燥性能。也就是说，图像形成装置能将使形成了图像的纸张干燥的空气温度抑制地较低，且不会对作为图像形成介质的纸张造成起皱、卷曲和收缩等损害。

而且，热泵为了使空气的湿度降低，要对空气进行冷却。图像形成装置将在热泵生成湿度低的空气的步骤中获得的一部分冷却空气提供给该装置内需要冷却的部位(控制机器的CPU、记录头、扫描仪)。图像形成装置可通过热泵生成的温度低的空气，将CPU、记录头、扫描仪等需要冷却的部位冷却。而且，因为热泵能用较少的电力生成干燥用的温风和冷却用的冷风，所以图像形成装置的节能效果较高。

虽然上述说明了本发明的某些实施方式，但是，这些实施方式仅是对本发明进行例示性说明，而不是旨在限制本发明的范围。实际上，在本文中所说明的各种新颖的方法和装置可以体现在其他各种形式中。并且，在不脱离本发明的精神的前提下，可以对本文所说明的一些方法和系统的形式作各种省略、替换和改变。实际上，只要这些形式和修改在本发明的范围和精神内，所附本发明的保护范围和其等同形式应该涵盖这些形式和修改。

Claims (19)

1.一种图像形成装置，其特征在于，包括：

图像形成部，用于在介质上形成图像；

热泵，用于生成湿度低的空气；

吹出口，用于将所述热泵生成的湿度低的空气吹向通过所述图像形成部形成了图像的介质。

2.根据权利要求1所述的图像形成装置，其特征在于，

所述图像形成部包括：记录头，用于通过油墨在介质上形成图像。

3.根据权利要求2所述的图像形成装置，其特征在于，

所述热泵包括压缩器和冷却用换热器。

4.根据权利要求3所述的图像形成装置，其特征在于，

所述图像形成装置在与所述吹出口相对的位置上包括在内部具有空间的输送框体。

5.根据权利要求4所述的图像形成装置，其特征在于，

所述图像形成装置还包括：连接于所述输送框体和所述热泵的风道。

6.根据权利要求3所述的图像形成装置，其特征在于，

所述冷却用换热器利用制冷剂使空气干燥。

7.根据权利要求6所述的图像形成装置，其特征在于，

所述热泵生成的空气的湿度低于该装置外的湿度。

8.根据权利要求3所述的图像形成装置，其特征在于，

所述热泵包括加热用换热器。

9.根据权利要求8所述的图像形成装置，其特征在于，

所述加热用换热器通过所述压缩器供给的制冷剂将热能赋予给空气。

10.根据权利要求9所述的图像形成装置，其特征在于，

所述热泵生成的空气的温度高于该装置外的温度。

11.根据权利要求9所述的图像形成装置，其特征在于，

所述热泵将冷却后的低温空气提供给所述图像形成装置内的需要冷却的部位。

12.根据权利要求11所述的图像形成装置，其特征在于，

所述需要冷却的部位是系统控制用的处理器。

13.根据权利要求11所述的图像形成装置，其特征在于，

所述需要冷却的部位是所述记录头。

14.根据权利要求11所述的图像形成装置，其特征在于，

所述图像形成装置还包括：扫描仪，用于将原稿的图像转换成图像数据，

其中，所述热泵将冷却后的低温空气提供给所述扫描仪。

15.根据权利要求3所述的图像形成装置，其特征在于，

在所述吹出口的所述图像形成部侧设置有风向板。

16.一种图像形成装置的干燥方法，其特征在于，包括：

在介质上形成图像；

生成湿度降低的空气；以及

将生成的所述空气吹向形成了所述图像的介质。

17.根据权利要求16所述的图像形成装置的干燥方法，其特征在于，形成所述图像包括用油墨在介质上形成图像。

18.根据权利要求17所述的图像形成装置的干燥方法，其特征在于，

所述湿度降低的空气是通过利用制冷剂将空气冷却而生成的。

19.根据权利要求18所述的图像形成装置的干燥方法，其特征在于，

所述图像形成装置的干燥方法还包括：对所述湿度降低的空气进行加热。

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