JP2006341399A - 記録装置 - Google Patents

Abstract

【課題】記録シートの乾燥を温風により行いつつ、温風の装置内又は装置外へ影響を抑制する記録装置の提供。
【解決手段】記録シートＳに記録を行う記録ヘッド１と、記録ヘッド１による記録後の記録シートＳに温風を吹き付けて乾燥させる乾燥手段と、を有する記録装置において、乾燥手段は、気流の周囲を囲むダクト９と、ダクト９に設けられ外部から外気を取り込む外気導入口３２と、を有し、記録シートＳに吹き付けられた後の温風と外気導入口３２から導入された外気とを混合させた後に装置外に排出する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、記録ヘッドを用いる記録装置に関し、特に記録後の記録シートを乾燥させる手段を備えた記録装置に関するものである。

近年、インクを記録シートに吐出して画像を記録するインクジェット方式の記録装置が多方面で広く使われている。近年は、保存性が高いインクが開発されてきたが、保存性には優れているが、乾燥性が良くない（乾燥が遅い、または記録シートへの吸収性が良くない等）ものが一般的である。

乾燥性に劣るインクを不用意な装置構成で使用すると、印刷後すぐ手で触れると跡がついてしまうとか、またプリンタ装置内において印刷直後のシートパス系に印刷済の記録シートが触れて、装置内部を汚したり印刷済の記録シートからインクが剥離し印刷品位を低下させたりする。そこで印刷済の記録シートのインク乾燥促進が必要である。

従来、そのポピュラーな方法の一つとして、記録シートに対していわゆるドライヤーのような手段により、熱せられた気流を吹き付ける乾燥方式が使われてきた（例えば、特許文献１参照）。

特開２００５−０５９４７８

しかしながら、乾燥を行うために熱せられた気流は、場合によってはかなりの高温（例えば７０℃以上など）となることが考えられる。

この気流を不用意に排出すると、機内に侵入して装置に熱害を引き起こす可能性がある。そこで、乾燥を行った後の熱せられた気流は、ダクトやガイドなどによってその周囲を確実に囲んで機内に侵入させないようにし、その後速やかに機外に排出されるような構成をとる必要がある。

一方、機外へ積極的に熱せられた気流を排出すると、今度は、機外にいる人間に対して熱害を及ぼす危険性が新たに発生してしまう。また、熱せられた気流を排出する際には一般に電動ファンが用いられるが、高温の気流がそのまま電動ファンに進入すると、ファンを加熱させて故障させる可能性があるため、ファンに対し十分な耐熱対策を行う必要が生じ、コスト上昇にもつながってしまう。

本発明の目的は、記録シートの乾燥を温風により行いつつ、当該温風の装置内又は装置外へ影響を抑制することである。

前記目的を達成するための本発明に係る代表的な構成は、記録シートに記録を行う記録手段と、前記記録手段による記録後の記録シートに温風を吹き付けて乾燥させる乾燥手段と、を有する記録装置において、前記乾燥手段は、気流の周囲を囲むダクトと、該ダクトに設けられ外部から外気を取り込む外気導入口と、を有し、記録シートに吹き付けられた後の前記温風と前記外気導入口から導入された外気とを混合させた後に装置外に排出することを特徴とする。

以上のように、ダクトにより気流の周囲を囲むことで装置内部に温風が漏出することを防ぎ、装置外に温風を外気と混合させてから排出することで装置外部へ排出された温風は温度が低下している。このため、温風の装置内外へ影響を抑制することができる。

〔第１実施形態〕
本発明にかかるプリンタ装置の第１実施形態について、図１を用いて説明する。図１は第１実施形態に係る記録装置の全体構成図である。本実施形態の記録装置においては記録手段としてインクジェット記録方式を用いる。

（記録装置の概略構成）
図１に示すように、本実施形態の記録装置は、記録手段であるインクジェットの記録ヘッド１と、その下流にある乾燥手段と、前記乾燥手段による乾燥後の記録シートＳをカットすることのできるカッター31と、画像記録後の記録シートＳを積載するトレイ21とを有する。

乾燥手段としては、気流の周囲を囲むダクト９と、外気をダクト９内部に取り込む送風ファン（送風手段）７と、送風ファン７により取り込まれた気流を加熱して温風とするヒータ（加熱手段）６と、ダクト９内の気流を装置外に排気する排気ファン（排気手段）８と、ヒータ６を通過した気流の温度を検出する温度センサ12とを有する。

ダクト９に配設される開口としては、記録シートＳが進入する進入口10と、記録シートＳが排出される排出口11と、排気ファン８の上流側に配設され、外気を取り込む外気導入口32とを有する。また、排出口11は遮風ブラシ13で覆われ、ダクト９を軽密閉状態に保っている。

また、シートを搬送する手段としては、記録ヘッド１の記録シート搬送方向上流側に配設される給送ローラ対15と、カッター31よりも記録シート搬送方向下流側に配設される排出ローラ対16とを有し、記録シートＳを挟持しつつガイド22上を搬送する。

また、シートを検知する手段としては、給送ローラ対15の下流側で記録ヘッド１の上流側に配置される第一センサ３と、記録ヘッド１の下流側でダクト９の上流側に配置される第二センサ４と、ダクト９の下流側でカッター31の上流側に配置される第三センサ５とを有する。また、本装置の全てのデバイスは、制御部20にてコントロールしている。

（記録装置の動作）
記録装置の動作に従って、各部の動作及び作用を説明する。

図１に示すように、記録シートＳは給送ローラ対15の上流方向から給送され、その先端を給送ローラ対15にニップ（挟持）されつつ搬送される。

本実施形態の記録装置は、記録シートＳとして、幅・長さが一定サイズ（例えばＡ４サイズなど）のカットシートと、幅が一定サイズで長さが例えば数十〜数百メートルのロール状に巻かれたロールシートの双方を使用することができる。

給送ローラ対15により搬送される記録シートＳは、記録ヘッド１よりも搬送方向上流側に配設される第一センサ３に達する。すると、第一センサ３は記録シートＳを検知して、本装置の全てのデバイスをコントロールしている制御部20に検知信号を伝達する。当該検知信号が伝達された制御部20は、所定時間経過後（記録シートＳ先端部が記録ヘッド１の直下に達する時間）に記録シートＳへの画像記録を開始する。

記録ヘッド１は、所定条件になると回復装置（不図示）上に移動する。ここで記録ヘッド１のインク吐出ノズル部分には、ワイピング・インク吸引が行われる。このように、記録ヘッド１からは、常に安定したインク吐出を行うように設計されている。

記録シートＳは、上面に画像を記録されながら搬送され、第二センサ４に達する。すると、第二センサ４は検知信号を制御部20に伝達する。制御部20がこの検知信号を受けると制御部20は、ダクト９内のヒータ６、送風ファン７及び排気ファン８を稼働させる。これにより、送風ファン７、排気ファン８は、ダクト９内に矢印Ｃ１〜Ｃ３方向に気流を発生させる。ここで、気流方向Ｃ１は送風ファン７により取り込まれる気流の方向であり、気流方向Ｃ２はダクト９内のガイド22上での気流（温風）の方向であり、気流方向Ｃ３は排気ファン８により排出される気流の方向である。

ここでダクト９内の気流方向Ｃ１とガイド22上を搬送される記録シートＳ（温風の気流方向Ｃ２と同一）とがなす角度θは、９０°以下が好ましく、理想的には４５°以下が好ましい。このように構成すると、気流方向Ｃ１から気流方向Ｃ２に移行するための角度が小さくなるため、記録シートＳの搬送方向Ａに向かう気流が円滑に流れるようになる。すると、送風ファン７によって取り込まれて流れる気流は、ダクト９に設けられた記録シートＳの進入口10から上流側へはほとんど或いは全く漏出しない。これにより、ヒータ６により熱せられた気流は、ダクト９の外側にある記録ヘッド１の方向にはほとんど行かないように構成することができる。このように、熱せられた気流が記録ヘッド１到達することを抑制する構成であるため、記録ヘッド１の温度上昇に起因するインク吐出の不安定化等のトラブルを防ぐことができる。

ヒータ６は発熱体であり、ダクト９内の送風ファン７の下流における空間に、適当な間隔をおいて配置されている。送風ファン７が外気を取り込むと、ダクト９の内部に発生する気流は、ヒータ６の発熱体に接触しながら通過する。このため、ヒータ６の稼働時には、ヒータ６を通過した気流の温度が上昇するようになっている。

ヒータ６を通過した気流の温度は温度センサ12によって検知される。また、温度センサ12の検知信号は制御部20によって監視され、制御部20が所定範囲の温度を保つように制御している。制御部20における温度制御は、例えば、ヒータ６をＯＮ／ＯＦＦしたり、ある範囲で出力を制御したりすることで行っている。

ここで、記録シートＳの先端が第二センサ４を通過してから記録シートＳの進入口10に達して熱せられた気流に接触するまでの時間内で、送風ファン７により取り込まれた空気は所定温度に達し、温風になるようになっている。温風は矢印Ｃ２に沿って流れる過程で記録シートＳの記録面に接触し、画像形成インクを乾燥させる。その後温風は、排気ファン８によって最終的にダクト９の外側、すなわち装置外部へ排出される。一方、記録シートＳは、ダクト９に設けられた記録シートＳの排出口11から排出される。温風が記録シートＳと接触している区間のダクト９は一定の断面積となっており、温風の風速に変化がなければ、記録シートＳ上を流れる温風の風量にも変化はない。

この記録シートＳの排出口11には、柔軟で極細い繊維が高密度で配列されている遮風ブラシ13が備えられている。遮風ブラシ13は柔軟性があるため、記録シートＳが遮風ブラシ13を通過する際には、遮風ブラシ13自身がしなりながら記録シートＳに接触し、記録シートＳを問題なく通過させる。ここで、記録シートＳが遮風ブラシ13を通過するのは、記録シートＳが乾燥されて、記録面のインク定着状態が強固になった後であるため、遮風ブラシ13が記録シートＳの記録面と接触しても、記録品位を劣化させることはない。

また、遮風ブラシ13は常に記録シートＳの上面又はガイド22の上面に接触しており、ダクト９と機外を軽密閉状態にしている。このため、ダクト９内を流れる温風の機外漏出を防ぐことができ、装置外部に対する熱害を防止することができる。

また、この遮風ブラシ13には記録シートＳが高い頻度で接触しつつ移動する。このため、静電気を帯びるおそれがある。しかしながら本実施形態の遮風ブラシ13は、導電体であるカーボン繊維等で構成され、その一端を装置内のアースとなっている金属部に電気的に接続されている。このため、遮風ブラシ13又は記録シートＳ上に帯電した電荷を前記金属部から逃がすことができ、遮風ブラシ13が静電気を帯びることを防止することができる。

尚、遮風ブラシ13は、いわゆる繊維状のブラシに限定されるわけではなく、記録シートＳを問題なく通過させるような柔軟な素材で、温風漏出を防ぐ軽密閉状態をつくりだし、かつ乾燥後の記録シートＳの記録面品位を劣化させないものであればよい。例えば、いわゆるマイラ（合成樹脂製で厚さが非常に薄いもの、例：０．１ｍｍ程度）や、その他の素材であっても構わない。その場合でも導電メッキ等が施されており、装置内の前記金属部等のアース部に接続される。尚、この遮風ブラシ13は、記録シートＳの乾燥前であってもその記録面品位を劣化させないのであれば、記録シートＳの進入口10に備えてもよい。

その後、記録シートＳがカットシートの場合は、ダクト９から排出された後、そのまま排出ローラ対16にニップされて排出される。また、記録シートＳがロールシートの場合は、ダクト９から排出された後、記録済エリアの先端及び後端をカッター31によって所定のサイズ（Ａ４サイズ、Ｌ版サイズ等）に切断され、トレイ21へ積載される。これにより、印刷工程が終了する。ここで、記録シートＳがカットシートであった場合、本装置において使用可能な搬送方向の長さの最小値は、給送ローラ対15と排出ローラ対16とのニップ間の距離と同じか、より長いものとする。

（ダクト９に出入りする気流の風量について）
以上のように構成される本実施形態の装置において、ダクト９に出入りする気流の風量について述べる。本発明の主目的は、機外へ排気される温風の温度を降下させることである。その基本的な実現手法は、排気ファン８の能力を大きくとってダクト９内の負圧を高め、送風ファン７から流入してヒータ６によってあたためられてダクト９内に入ってくる温風だけでなく、新たに設けた外気導入口32から多くの外気流入を図って温風と混合させて最終的な排気温度を下げる、というものである。

図１に示した矢印Ｌ１〜Ｌ４を風量としてその大小関係を示すと、
Ｌ４＝Ｌ１＋Ｌ２＋Ｌ３
のような関係が成立する。

ここで、上述の式の中で、Ｌ１はヒータ６を通過したばかりの空気（初期温風）、Ｌ２はダクト９の記録シートＳの進入口10近傍の外部の空気（外気）、Ｌ３はダクト９の外気導入口32近傍の外部の空気（外気）、Ｌ４は排気ファン８から排出される空気（排気）、及びその流れる向きを示している。厳密には遮風ブラシ13の間や、排出口11その他からもわずかながら気流の流入が考えられるが、Ｌ１〜Ｌ４の風量と比較すると十分に小さいので０と想定する。

初期温風Ｌ１の風量は、送風ファン７の能力によって決定されるが、外気Ｌ２、Ｌ３はダクト９内の負圧による受動的な気流の引き込みであるので、それぞれの開口部の面積・形状等、及び排気ファン８の能力によって決定される。

ここで、外気Ｌ２、Ｌ３の温度は常温であり、温風と比べて低い温度である。そのため特に外気Ｌ２の風量が大きすぎると、初期温風Ｌ１と混合して乾燥工程区間（ガイド22上を沿って温風が通過する区間）の温風温度が下がり過ぎて乾燥能力を落としてしまう。そこで、外気Ｌ２よりも外気Ｌ３の風量が十分多くなるようにする。

外気Ｌ２よりも外気Ｌ３の風量を多くするには、開口部の形状・面積・位置などを変えるなど様々な方法があるが、本実施形態では、外気Ｌ３の吸入口である外気導入口32の面積を、外気Ｌ２の吸入口である記録シートＳの進入口10の面積より十分大きなものとすること、また、外気導入口32を排気ファン８の十分近い位置に設けることで実現する。尚、外気導入口32の開口面積は、排出口11の開口面積よりも十分大きい。

外気Ｌ３の気流の外気導入口32からの流入が多くなったとしても、外気導入口32は乾燥工程区間から離れていて、排気ファン８による排気の流れる方向から考えても外気導入口32からの外気Ｌ３が乾燥工程区間方向へ逆流することもない。このため、外気Ｌ３が乾燥工程区間の温風温度を降下させることはない。

本実施形態におけるＬ１〜Ｌ４の風量比を示すと、

のようになる。

そこで、例えば、初期温風（Ｌ１）の温度を８０℃、外気（Ｌ２、Ｌ３）の温度を２５℃とすると、排気（Ｌ４）の温度及び乾燥工程区間の温風（Ｌ１＋Ｌ２）の温度は、前述の風量比から計算可能であり、

のようになる。

また、計算式は、

のようになる。

このように、外気Ｌ２の風量を外気Ｌ３の風量と比較して小さく抑えているため、乾燥工程区間の温風（Ｌ１＋Ｌ２）の温度は、初期温風Ｌ１の温度に対してわずかな降下となり、十分な乾燥能力を維持することができる。

また、排気Ｌ４の温度は、乾燥工程区間の温風（Ｌ１＋Ｌ２）の温度や初期温風Ｌ１の温度と比べ、十分に降下している。このため、排気口近辺にいる操作者などに対する人的な熱害も防止することができる。さらに、排気ファン８に突入する気流の温度そのものも降下させるため、排気ファン８の耐熱性も緩和でき、コストの抑制にもつながる。

上述した風温・風量はあくまで一例であり、送風ファン７及び排気ファン８の送風能力、ヒータ６の出力、また、記録シートＳの進入口10、外気導入口32の配置、形状及び面積などを変化させることによって、装置の使用状況、条件に応じて要求される様々な風温及び風量の設定が可能である。本発明は、それらの風温・風量の組合わせ全てを包含するものである。

〔第２実施形態〕
図を用いて本発明の第２実施形態を説明する。前述した実施形態と同様の構成については同符号を付し、説明を省略する。図２及び図３は第２実施形態に係るバルブ33を付帯した記録装置の全体構成図である。

第１実施形態の装置においては、外気導入口32が恒久的に開いているという前提で説明してきた。この場合、通常運転をしている限り、問題は生じない。しかしながら、外気導入口32が装置内部に向かって開口しているような構成しかとれない場合、送風ファン７及びヒータ６が稼働したままの状態で、排気ファン８が故障停止すると、ダクト９内部は負圧ではなく正圧となる。この場合、温風（Ｌ１＋Ｌ２）が外気導入口32から吹き出して機内に充満し、装置内に熱害を与えてしまう可能性がある。

そこで本実施形態においては、図２に示すように、外気導入口32に制御部20からの信号によってダクト９の側壁に沿って電気的に開閉するバルブ（開閉弁）33を設ける。

図２に示すように、送風ファン７や排気ファン８等が正常に稼働している場合、バルブ33は開いている。これにより、ダクト９内には外気Ｌ３が導入される。一方、排気ファン８が停止した場合、制御部２０がこれを検知して、図３に示すようにバルブ33を閉じる。これにより、温風（Ｌ１＋Ｌ２）を外気導入口32から漏出させない。このとき温風は、停止している排気ファン８の羽の間を通過してダクト９の外側へ、そして装置外部へ出て行く。このため、記録装置の内部へに対して熱害を与えることがない。

さらに、バルブ33は、制御上または構造上、全開（開口率１００％）と全閉（開口率０％）の状態に加えて、全開と全閉の間の状態をとることもできる。そのため、記録装置が送風ファン７や排気ファン８の風量などを可変させる稼働形態をとる場合、バルブの開口率を変化させて、外気導入口32や記録シートＳの進入口10からの外気流入量を任意に制御することもできる。

〔第３実施形態〕
図を用いて本発明の第３実施形態を説明する。前述した実施形態と同様の構成については同符号を付し、説明を省略する。図４及び図５は第３実施形態に係るバネ式バルブ34を付帯した記録装置の全体構成図である。

本実施形態においては、第２実施形態のような電気的に作動するバルブの代わりに、図４に示すように機械的に作動するバネ式バルブ（開閉弁）34を設ける。

バネ式バルブ34は、図４に示すように、バルブ軸35を中心に、図中時計回り（矢印Ｅ方向）に回転するようにバネ付勢されている。そして、排気ファン８が稼働せずダクト９内の気圧が、外部と同じか、又は外部よりも高い気圧となっているときには、図４のように閉じている。

排気ファン８が稼働することによりダクト９内が負圧になると、図５に示すように、外気導入口32の外気の圧力によって、バネ式バルブ34はバルブ軸35を中心に反時計回りに回動する。これにより、外気導入口32が開口する。

このように、送風ファン７や排気ファン８等が正常に稼働している場合、バネ式バルブ34が自動的に開き、外気導入口32を通してダクト９内に外気Ｌ３の導入を行う。一方、排気ファン８が停止した場合、バネ式バルブ34は閉じ、温風（Ｌ１＋Ｌ２）を外気導入口32から漏出させない。

さらに、バネ式バルブ34は、制御上または構造上、全開（開口率１００％）と全閉（開口率０％）の状態に加えて、全開と全閉の間の状態をとることも可能である。そのため、前述のバルブ33と同様に、バネ式バルブ34の開口率を変化させて、外気導入口32や記録シートＳの進入口10からの外気流入量を任意に制御することもできる。

〔他の実施形態〕
前述した実施形態では記録手段としてインクジェット記録方式を用いたが、そのような記録ヘッドとしては、複数記録ヘッドの組合せによって、その長さを満たす構成や、一体的に形成された１個の記録ヘッドとしての構成のいずれでも良い。加えて、シリアルタイプのものでも、キャリッジに固定された記録ヘッド、或いはキャリッジに装着されることで装置本体との電気的な接続や装置本体からのインクの供給が可能になる交換自在のチップタイプの記録ヘッド、或いは記録ヘッド自体に一体的にインクタンクが設けられたカートリッジタイプの記録ヘッドを用いても良い。

第１実施形態に係る記録装置の全体構成図。 第２実施形態に係るバルブ33を付帯した記録装置の全体構成図。 第２実施形態に係るバルブ33を付帯した記録装置の全体構成図。 第３実施形態に係るバネ式バルブ34を付帯した記録装置の全体構成図。 第３実施形態に係るバネ式バルブ34を付帯した記録装置の全体構成図。

符号の説明

Ｓ…記録シート
１…記録ヘッド
６…ヒータ
７…送風ファン
８…排気ファン
９…ダクト
10…進入口
11…排出口
13…遮風ブラシ
15…給送ローラ対
16…排出ローラ対
20…制御部
21…トレイ
22…ガイド
32…外気導入口
33…バルブ
34…バネ式バルブ
35…バルブ軸

Claims (8)

1. 記録シートに記録を行う記録手段と、前記記録手段による記録後の記録シートに温風を吹き付けて乾燥させる乾燥手段と、を有する記録装置において、
   前記乾燥手段は、気流の周囲を囲むダクトと、該ダクトに設けられ外部から外気を取り込む外気導入口と、を有し、
   記録シートに吹き付けられた後の前記温風と前記外気導入口から導入された外気とを混合させた後に装置外に排出することを特徴とする記録装置。
2. 前記乾燥手段は、前記ダクト内に空気を取り込んで気流とする送風手段、前記送風手段により取り込まれた空気を加熱して前記温風とする加熱手段、前記温風及び前記外気導入口から導入された外気を前記乾燥手段外に排出する排気手段、を有し、
   前記外気導入口は、前記排気手段の近傍に設けられることを特徴とする請求項１に記載の記録装置。
3. 前記ダクトは、前記記録シートを進入させる進入口と前記記録シートを排出させる排出口とを有し、
   前記外気導入口の大きさは、前記進入口の大きさよりも十分に大きいことを特徴とする請求項１又は２に記載の記録装置。
4. 前記排出口は、遮風ブラシで覆われることを特徴とする請求項３に記載の記録装置。
5. 前記乾燥手段は、前記送風手段により取り込まれた空気の気流方向と、前記温風の気流方向とが、９０°以下であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の記録装置。
6. 前記外気導入口には、前記排気手段が作動している場合には開き作動していない場合には閉じる開閉弁が配設されることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の記録装置。
7. 前記開閉弁は、開口率１００％となる全開の状態、開口率０％となる全閉の状態及びその中間の任意の開口率をとることを特徴とする請求項６に記載の記録装置。
8. 前記記録手段は、記録媒体にインクを吐出するインクジェット記録ヘッドであることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の記録装置。

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