JP2010167599A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】用紙を熱風で加熱乾燥するときに、装置内温度の上昇を抑え、インクや用紙の乾燥に寄与しない無駄な加熱が行われないようにする必要がある。
【解決手段】記録ヘッド６から液滴が吐出されて画像が形成され、搬送ベルト１で搬送される用紙Ｐに熱気流を接触させて加熱乾燥する熱気流乾燥手段１０を備え、熱気流乾燥手段１０は発熱手段１１及び気流発生手段１２で生成した熱気流を循環させる熱気流循環経路１３を有し、熱気流循環経路１３には用紙搬送路に対向する対向経路３０が設けられ、対向経路３０には用紙搬送路に対向する経路対向部３１を有するともに、経路対向部３１を開閉するシャッタ開口部４１を有する回転シャッタ４０が設けられ、回転シャッタ４０のシャッタ開口部４１を経路開口部３１に対向させることで開放して熱気流を用紙Ｐ上に接触させる。
【選択図】図１

Description

本発明は画像形成装置に関し、特に液滴を吐出する記録ヘッドを備える画像形成装置に関する。

プリンタ、ファクシミリ、複写装置、プロッタ、これらの複合機等の画像形成装置として、例えばインク液滴を吐出する記録ヘッドを用いた液体吐出記録方式の画像形成装置としてインクジェット記録装置などが知られている。この液体吐出記録方式の画像形成装置は、記録ヘッドからインク滴を、搬送される用紙（紙に限定するものではなく、ＯＨＰなどを含み、インク滴、その他の液体などが付着可能なものの意味であり、被記録媒体あるいは記録媒体、記録紙、記録用紙などとも称される。）に対して吐出して、画像形成（記録、印字、印写、印刷も同義語で使用する。）を行なうものであり、記録ヘッドが主走査方向に移動しながら液滴を吐出して画像を形成するシリアル型画像形成装置と、記録ヘッドが移動しない状態で液滴を吐出して画像を形成するライン型ヘッドを用いるライン型画像形成装置がある。

なお、本願において、液体吐出方式の「画像形成装置」は、紙、糸、繊維、布帛、皮革、金属、プラスチック、ガラス、木材、セラミックス等の媒体に液体を吐出して画像形成を行う装置を意味し、また、「画像形成」とは、文字や図形等の意味を持つ画像を媒体に対して付与することだけでなく、パターン等の意味を持たない画像を媒体に付与すること（単に液滴を媒体に着弾させること）をも意味する。また、「インク」とは、インクと称されるものに限らず、記録液、定着処理液、液体などと称されるものなど、画像形成を行うことができるすべての液体の総称として用い、例えば、ＤＮＡ試料、レジスト、パターン材料なども含まれる。

このような液体吐出方式の画像形成装置においては、色材を含むインクを液滴化して画像形成を行うために、液滴で形成されるドットがひげ状に乱れるフェザリング、異なる色のインク滴が隣接して用紙に打たれた場合に、各色が相互に混ざり合って色境界が不鮮明になるカラーブリード等の不具合が生じることがあり、更に印字後の紙上の液滴が乾くまでに時間がかかるという問題がある。

そこで、従来、加熱手段で生成した熱風や温風を記録直後の用紙に吹き付けることが行われている。例えば、熱気流を循環させて連続紙の裏面側から熱気流ないし熱風を吹き付ける構成（特許文献１、２）、熱気流の循環によって用紙を加熱する加熱パネルを加熱する構成（特許文献３）、インクミストの除去を目的とするが用紙に対して幅方向（用紙搬送方向と直交する方向）から循環気流を当てる構成（特許文献４）、用紙の記録面に対して熱風を吹き付け、熱風を循環させる構成（特許文献５）、送風ファンと排気ファンとで加熱した気流をダクト内を通しながら記録面に加熱した気流を吹き付ける構成（特許文献６）、用紙の記録面に温風を吹き付ける構成（特許文献７）などが知られている。

特開２００２−３６１８５号公報 特許第２９４１１１９号公報 特開２００７−３８５５４号公報 特許第２７５６３４１号公報 特開２００１−７１４７４号公報 特開２００６−３４１３９９号公報 特開２００４−１４２１６８号公報

ところで、熱風（温風も同じ意味で用いる）を用いて画像形成の前或いは後に用紙を暖めることにより、用紙上に着弾したインクの乾燥を促進する場合、機内（装置内）温度の上昇を抑え、また、機内温度の上昇による記録ヘッドのノズル内のインクの増粘を防止するためにも、インクや用紙の乾燥に寄与しない無駄な加熱が行われないようにする必要があり、しかも、効率的に用紙を乾燥させる必要がある。このような課題を解決することができていない。

本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、無駄な加熱を低減して、効率的に用紙やインクを加熱できるようにすることを目的とする。

上記の課題を解決するため、本発明に係る画像形成装置は、
液滴を吐出する記録ヘッドと、
被記録媒体を搬送する搬送手段と、
前記被記録媒体の搬送径路に対向する対向径路を含み、熱気流が循環される熱気流循環径路と、を有し、
前記熱気流循環径路の対向径路には前記搬送径路側に開放された開口部が設けられるとともに、前記開口部を開閉する開閉手段が設けられている
構成とした。

ここで、前記対向径路の開閉手段は前記被記録媒体の幅に応じて前記開口部の開放幅を調整可能である構成とできる。

また、前記熱気流循環径路の対向径路内には前記搬送径路の幅方向の中央部から熱気流が流入し、両端部から熱気流が流出する構成とできる。

また、前記被記録媒体の種別、サイズ及び厚みの少なくともいずれかに応じて前記熱気流の流量及び熱量の少なくともいずれかを変化させる構成とできる。

また、前記開閉手段は、前記被記録媒体の先端又は後端位置に応じて前記開口部を開閉し、又は前記開口部の開放幅を変更する構成とできる。

本発明に係る画像形成装置によれば、被記録媒体の搬送径路に対向する対向径路を含み、熱気流が循環される熱気流循環径路を有し、熱気流循環径路の対向径路には搬送径路側に開放された開口部が設けられるとともに、開口部を開閉する開閉手段が設けられている構成としたので、無駄な加熱を低減して、効率的に用紙やインクを加熱できる。

本発明に係る画像形成装置の一例を示す要部斜視説明図である。 同装置の熱気流乾燥手段の加熱時の模式的説明図である。 同じく加熱停止時の模式的説明図である。 同じく回転シャッタのシャッタ開口部と対向経路の経路開口部の関係を説明する展開説明図である。 同じく回転シャッタの動作及び回転位置の説明に供する説明図である。 同装置の制御部の概要を示すブロック説明図である。 同制御部による加熱制御の一例を示すフロー図である。 用紙幅とヒータ発熱エネルギー及び回転シャッタによる開放幅の関係の説明に供するタイミングチャートである。

以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して説明する。まず、本発明に係る画像形成装置の一例について図１を参照して説明する。なお、図１は同画像形成装置の概略構成図である。
この画像形成装置はライン型画像形成装置であり、図示しない給紙手段から１枚ずつ給送される被記録媒体である用紙Ｐは、図示しないレジスト機構によって所定のタイミングで搬送ベルト１上に送り込まれる。

搬送ベルト１は、ベルト駆動ローラ３とベルト従動ローラ２との間に張架され、図示しない駆動手段によって周回移動し、搬送ベルト１の入口側及び出口側にはそれぞれ拍車４、５が対向配置されている。なお、搬送手段は搬送ベルトに限るものではなく、搬送ローラなどを用いた搬送手段でもよい。

そして、搬送ベルト１の周回移動で搬送される用紙Ｐに対して、液滴を吐出する記録ヘッド６から画像に応じて液滴が吐出されることで、所要の画像が形成され、図示しない排紙手段へと送られる。なお、この画像形成装置はライン型であるが、記録ヘッドをキャリッジに搭載するシリアル型画像形成装置にも本発明は適用できる。

ここで、この画像形成装置では、記録ヘッド６によって画像が形成された用紙Ｐに対して熱気流を接触させる熱気流発生手段（定着装置）１０を、記録ヘッド６の用紙搬送方向下流側に配置している。

この熱気流乾燥手段１０について図２及び図３をも参照して説明する。なお、図２は乾燥時の説明に供する用紙幅方向に沿う模式的説明図、図３は乾燥動作停止時の説明に供する用紙幅方向に沿う模式的断面説明図である。
この熱気流発生手段１０は、熱を発する発熱手段１１と、気流を発生する気流発生手段１２と、発熱手段１１で発生された熱と気流発生手段１２で発生する気流によって生成される熱気流が循環する熱気流循環経路１３とを有している。

発熱手段１１は、密閉されたヒータケース２１内に配設された通電による加熱手段であるヒータ２２を有し、気流発生手段１２は、ヒータケース２１の気流の流れ方向上流側に接続された密閉されたファンケース２３内に配設された通電により動作するファン２４を有している。そして、発熱手段１１のヒータ２２に通電して発熱させ、気流発生手段１２のファン２４を回転駆動することによって熱気流が発生して、この熱気流がヒータケース２１の気流の流れ方向下流側に設けられた吐出管２５の吐出口２６から送り出される。

熱気流循環経路１３は、熱気流が送り出される吐出管２５の吐出口２６を、搬送ベルト１による用紙搬送路に対向して用紙搬送方向と直交する方向（用紙幅方向）に沿って配設された円筒状の対向経路（隔壁フード部）３０の用紙幅方向の中央部に接続し、この対向経路３０の両端部に設けた吸入口２７、２７に一端部が接続された吸入管２８、２８の他端部をそれぞれ吸入集合管２９に集めて接続して構成し、この吸入集合管２９を気流発生手段１２のファンケース２３に接続している。

このように、対向経路３０に対する熱気流吐出口２６を用紙幅方向の略中央部とし、両端部の吸入口２７、２７から吸入（流出）させることにより、用紙Ｐに対する熱気流は、左右差がなく、ほぼ均等に接触することになって、加熱のムラが低減し、また、熱気流の左右差がなく、しかも中央部の吐出口２６での気流の圧力分布が高くなり、徐々に周辺へなる程低くなるために、搬送される用紙Ｐのスキューを防ぐこともできる。

この熱気流循環経路１３の対向経路（隔壁フード部）３０には、用紙搬送路側に向けて開口する経路開口部３１が設けられると共に、この経路開口部３１を開閉する開閉手段である円筒状の回転シャッタ４０を有している。回転シャッタ４０は、両端部の吸入管２８を軸心として対向経路３０内に回転可能に保持されている。また、回転シャッタ４０にはシャッタ開口部４１が設けられ、このシャッタ開口部４１が対向経路３０の経路開口部３１に対向することで、熱気流が対向経路３０の経路開口部３１から用紙搬送路上に流出する。

この回転シャッタ４０のシャッタ開口部４１は、図４にも示すように、用紙搬送方向（以下「副走査方向」ともいう。）と直交する方向（以下、「用紙幅方向」、「主走査方向」ともいう。）において、平面形状で、最大用紙幅Ｗｐｍａｘより若干広い底辺（底辺をＷｓｍａｘとする。）４１ａと、最小用紙幅Ｗｐｍｉｎより若干広い上辺（上辺をＷｓｍｉｎとする。）４１ｂとを有する略台形状に形成され、回転シャッタ４０の回転位置を制御することで経路開口部３１と対向するシャッタ開口部４１の用紙幅方向の開口領域（開放幅）が変化するようにしている。

例えば図４において、用紙幅をＷｐとしたとき、最大シャッタ開口幅Ｗｓｍａｘは最大用紙幅Ｗｐｍａｘ（例えばＡ３サイズの用紙幅）に対応した開口幅、最小シャッタ開口幅Ｗｓｍｉｎは最小用紙幅Ｗｐｍｉｎ（例えばＡ５サイズの用紙幅）に対応した開口幅、また中間シャッタ開口幅Ｗｓｍｄｌは中間の用紙幅Ｗｐｍｄｌ（例えばＡ４サイズの用紙幅）に対応した開口幅である。

このように、開閉手段による開口部の開放幅を調整できるようにすることで、熱気流の熱エネルギーを有効に利用することができるとともに、搬送手段に熱気流が接触して搬送手段の熱による劣化、熱による膨張、これに伴う搬送精度の低下を防止できる。

また、回転シャッタ４０には対向経路３０を貫通する吐出管２５の吐出口２６を臨ませるため、回転シャッタ４０の回転角度範囲内で吐出管２５と干渉しないように長穴状の逃げ部４４が形成されているが、ここでの熱気流の漏れは外側の対向経路３０によって密閉されているので外部へ流出することはない。

この回転シャッタ４０の一端部には回転シャッタプーリ４５が設けられ、この回転シャッタプーリ４５と外部に配設されたモータ５２のモータプーリ５１とをタイミングベルト５０を介して連結することで、回転シャッタ４０を回動させる。なお、対向経路３０にはタイミングベルト５０を通すベルト開口穴４６が設けられている。

この回転シャッタ４０の回転駆動は、記録ヘッド６と熱気流発生手段１０との間に配置されて、用紙Ｐの先端及び後端を検知する先後端検知センサ７の検知結果に基づいて制御される。また、ヘッド６の前に熱気流発生手段１０が配置されても構わないがその場合にはヘッド６による印字動作の直前に予め被記録媒体Ｐを予熱するためにも用いられる。

このように構成した熱気流発生手段１０においては、気流発生手段１２のファン２３を回転駆動して気流を発生させ、発熱手段１１のヒータ２２に通電して発熱させることで熱気流が発生し、この熱気流は吐出管２５の吐出口２６から対向経路３０に送り出され、対向経路３０の両端部の吸入口２７、２７から吸入管２８、２８を通じて吸入集合管２９からファン２３に至る熱気流循環経路２９内を循環する。

そこで、回転シャッタ４０を回転させてシャッタ開口部４１と対向経路３０の経路開口部３１との位置関係を変化させることによってシャッタ開口部４１を対向経路３０に対向させたときには、経路開口部３１が開放されて、この経路開口部３１から熱気流が用紙搬送路（搬送ベルト１）上に吹き出されて、搬送される用紙Ｐも熱気流が接触されて加熱される。

ここで、回転シャッタ４０の回転動作について図５をも参照して説明する。
まず、用紙Ｐが搬送路（搬送ベルト１）上に無く、加熱を行う必要のない（装置の停止状態も含め）場合には、図３及び図５（ａ）に示すように、回転シャッタ４０は遮蔽状態にある（図４の実線図示の位置）。このとき、回転シャッタ４０はシャッタ開口部４１が対向経路３０の経路開口部３１に対向しない位置まで回転されている。これにより、吐出口２６から吐出される熱気流は両側の吸入口２７へと全て流れて循環されて行く。

また、最小用紙幅の用紙Ｐａを加熱する場合には、図５（ｂ）に示すように、回転シャッタ４０は最小開放状態にある。このとき、回転シャッタ４０はシャッタ開口部４１の上辺４１ｂ側が経路開口部３１に対向する位置に来ている（図４の破線図示の位置）。これにより、経路開口部３１は最小用紙幅分だけ開放されて、吐出口２６から吐出される熱気流は開放された経路開口部３１から最小用紙幅の用紙Ｐａに向かって吹き出されて用紙Ｐｂの加熱が行われる。

また、最大用紙幅の用紙Ｐｂを加熱する場合には、図５（ｃ）に示すように、回転シャッタ４０は最大開放状態にある。このとき、回転シャッタ４０はシャッタ開口部４１の底辺４１ａ側が経路開口部３１に対向する位置に来ている（図４の二点鎖線図示の位置）。これにより、経路開口部３１は最大用紙幅分だけ開放されて、吐出口２６から吐出される熱気流は開放された経路開口部３１から最大用紙幅の用紙Ｐｂに向かって吹き出されて用紙Ｐｂの加熱が行われる。

次に、この画像形成装置の制御部の概要について図６のブロック説明図を参照して説明する。
この制御部５００は、この画像形成装置全体の制御を司る本発明に係る制御を行う手段を兼ねるマイクロコンピュータ、画像メモリ、通信インタフェースなどで構成した主制御部（システムコントローラ）５０１を備えている。主制御部５０１は、外部の情報処理装置（ホスト側）などから転送される画像データ及び各種コマンド情報に基づいて用紙に画像を形成するために、印刷制御部５０２に印刷用データを送出する。

印刷制御部５０２は、主制御部５０１からの受領する印刷データ信号に基づいて、記録ヘッド６から液滴を吐出させるための圧力発生手段を駆動するためのデータを生成し、このデータの転送及び転送の確定などに必要な各種信号などをヘッドドライバ５０３に転送するとともに、駆動波形データ格納手段である記憶部、駆動波形のデータをＤ／Ａ変換するＤ／Ａ変換器及び電圧増幅器や電流増幅器等で構成される駆動波形生成部、ヘッドドライバ５０３に与える駆動波形を選択する選択手段を含み、１の駆動パルス（駆動信号）或いは複数の駆動パルス（駆動信号）で構成される駆動波形を生成してヘッドドライバ５０３に出力して、記録ヘッド６を駆動制御する。

また、主制御部５０１は、モータドライバ５０４を介して、搬送ベルト１を周回移動させる用紙送りモータ５０５、回転シャッタ４０を回転させるモータ５２を駆動制御する。また、主制御部５０１は、ヒータ制御部５０６を介してヒータ２２のＯＮ／ＯＦＦを制御し、ファン制御部５０７を介してファン２４の停止／回転及び回転速度を制御する。

また、主制御部５０１は、各種センサを含むセンサ群５１０からの検出信号が入力され、また、操作部５１１との間で各種情報の入出力及び表示情報のやり取りを行う。センサ群５１０には、前述した先後端検知センサ７、発熱手段１１のヒータケース２１内に設けられた温度センサ９の他、図示しないが、用紙幅を検知する用紙幅検知手段、用紙長さを検知する用紙長検知手段、用紙の厚みを検知する用紙厚み検知手段、用紙の温度を検知する用紙温度検知手段などが含まれる。

主制御部５０１は、これらの用紙幅検知手段、用紙長検知手段、用紙厚み検知手段、用紙温度検知手段などの各検知結果に基づいて、予め加熱制御テーブルメモリ５２１に格納された加熱制御テーブルを参照して、ヒータ２２及びファン２４をそれぞれヒータ制御部５０６、ファン制御部５０７にて制御させる。

ここで、用紙幅は、図示しない給紙カセット、給紙バンクなどの用紙を積載する用紙積載手段などに設けられてセットされた用紙幅に応じて異なる信号を出力する手段、あるいは、搬送される用紙の幅を検知する手段などで得ることができる。

また、用紙長は、図示しない給紙カセット、給紙バンクなどの用紙を積載する用紙積載手段などに設けられてセットされた用紙幅に応じて異なる信号を出力する手段、あるいは、先後端検知センサ７から得られる、用紙搬送方向に搬送される用紙Ｐの先端検知タイミングと後端検知タイミングと搬送距離との情報を基に用紙長を算出する手段などで得られる。

また、用紙厚みは、装置使用者や操作者、管理者などが用紙Ｐをセットするときに操作部５１１から入力する用紙種別情報、あるいは、ホスト側のプリンタドライバで指定される用紙種別情報などの入力情報、あるいは、図示しない用紙Ｐの給送装置に備えた用紙搬送路を構成する固定された基準面と、基準面を密着する様に押圧されて通過する用紙表面との距離の差を非接触型の近接センサで検出して得ることができる。

また、用紙温度は、図示しない熱伝対等を用紙に直接接触させて検出し、あるいは、図示しない給紙カセットや給紙バンクなどの用紙を積載する手段にセットされた温度センサなどで検出される雰囲気温度情報から予測される用紙温度情報として得ることができる。

そして、主制御部５０１内には、用紙幅情報、用紙厚情報、用紙温度情報、経路内温度情報（温度センサ９で検知された温度）、用紙温度と経路内温度との差情報に対応して、発熱手段１１のヒータ２１に対する給電量（加熱温度指令値）と気流発生手段１２のファン２３の回転速度（流量指令値）を格納した加熱制御テーブルをＲＯＭなどに格納している。

このように、用紙幅（用紙サイズ）、用紙厚情報に応じてヒータ給電量（ヒータ発熱エネルギー量）、風量（熱気流量）を制御することで、用紙に応じた適切な熱量及び風量の熱気流によって加熱を行うことができる。この他、用紙種別なども熱量及び風量制御の条件パラメータとして使用することもできる。

次に、この制御部による加熱制御の一例について図７に示すフロー図を参照して説明する。
先ず、印刷命令があるか否かを判別し（ステップＳ０１：以下、単に「Ｓ０」というように表記する。）、印刷命令があれば、気流発生手段１２のファン２３を回転駆動する（Ｓ０２：気流発生手段ＯＮ）。そして、用紙幅情報を取得し（Ｓ０３）、用紙厚情報を取得する（Ｓ０４）。次いで、用紙温度情報を検出し（Ｓ０５）、温度センサ９で経路内温度を検出して（Ｓ０６）、経路内温度と用紙温度との温度差ΔＴを算出する（Ｓ０７）。

そして、用紙幅情報、用紙厚情報、用紙温度情報、経路内温度と用紙温度との差ΔＴに基づいて、加熱制御テーブルを参照して、発熱手段１１のヒータ２２に対する加熱温度指令値と気流生成手段１２のファン２４に対する指令値を呼び出して、温度設定及び風量設定を行う（Ｓ０８）。その後、気流発生手段１２のファン２４を設定風量になるように駆動し（Ｓ０９）、発熱手段１１のヒータ２３を設定温度になるように通電して駆動する（Ｓ１０）。そして、経路内温度が設定温度（温度指令値）に達したか否かを判別し（Ｓ１１）、設定温度に達していなければ、発熱手段１１の温度設定を高くして、再度経路内温度の検出処理（Ｓ０６）に戻る（Ｓ１２）。

これにより、経路内温度が設定温度（温度指令値）に到達したときには、先後端検知センサ７によって搬送されてくる用紙Ｐの先端が検知されて用紙Ｐが所定位置に到達したか否かを判別し（Ｓ１３）、用紙Ｐの先端が所定位置に到達したときには、開閉手段である回転シャッタ４０による経路開口部３１の開放幅（回転位置）を用紙幅情報に基づいて決定し、決定した開放幅に基づいて駆動モータ５２に対する指令値を決定し（Ｓ１４）、駆動モータ５２を指令値に応じて回転駆動することで、回転シャッタ４０を回転して決定した開放幅に対応して経路開口部３１を開放する（Ｓ１５）。

その後、先後端検知センサ７によって搬送された用紙Ｐの後端が所定位置に到達したか否かを判別し（Ｓ１６）、用紙Ｐの後端が所定位置に到達したときには、開閉手段である回転シャッタ４０を遮蔽位置まで回転させる（Ｓ１７）。

次いで、次頁印刷命令が有るか否かを判別し（Ｓ１８）、次頁印刷命令があればステップＳ０３の用紙幅情報取得処理に戻る。これに対し、次頁印刷命令がなければ、所定時間経過後発熱手段１１のヒータ２２をＯＦＦにし（Ｓ１９）、温度センサ９で径路内温度を検出して（Ｓ２０）、径路内温度が所定温度以下になったか否かを判別し（Ｓ２１）、径路内温度が所定温度以下になったときに気流発生手段１２のファン２４を所定時間経過後停止する（Ｓ２２）。

そして、装置運転終了か否かを判別し（Ｓ２３）、装置運転終了でなければステップＳ０１に戻って印刷命令ありか否かの判別処理を行い、装置運転終了であればこの加熱制御処理を終了する。なお、運転終了にはスリープモード（最低限の装置状態を維持してその余の給電を停止するモード）を含むものである。

次に、用紙Ｐの幅に応じたヒータ２２の発熱エネルギーの量及び回転シャッタの回転角度に応じた開放幅について図８のタイミングチャートを参照して説明する。
図８（ａ）、（ｂ）は、横軸は共に同一の時間軸で、同図（ｂ）に示す最小幅Ｗｐｍｉｎの用紙Ｐａと、中間の幅の用紙Ｐｂと、最大幅Ｗｐｍａｘの用紙Ｐｃの順で、対向径路３０の径路開口部３１に到達するタイミングの例を示しており、時間（横）軸の左端から、始めに用紙Ｐの先後端でのヒータ発熱エネルギーの推移を示すタイミングチャートで説明する。なお、時間軸方向は用紙Ｐの搬送方向の長さに対応する。

まず、図８（ａ）のヒータ発熱エネルギー量と用紙幅との関係について説明する。
時点ｔ０は、画像形成装置がスリープ状態であり、このときのヒータ発熱エネルギーＥ０（発熱していない）の状態である。
時点ｔｓは、画像形成装置がいつでも印字できるようにしておくための待機モード状態であり、循環経路１３内の熱容量が大きい場合には速やかに加熱に必要な熱量を供給するために必要なヒータ発熱エネルギーＥ１で発生している状態である。

時点ｔ１は、時点ｔ２で最小幅Ｗｐｍｉｎの用紙Ｐａの先端が到達する直前に、最小幅の用紙Ｐａを加熱するのに必要なヒータ発熱エネルギーＥ２の発生を開始し、用紙Ｐａの後端が到達する時点ｔ３まで供給され続ける。

その後、次の印刷命令があれば、一旦ヒータ発熱エネルギーＥ１まで低下させ、再び次の中程度の幅の用紙Ｐｂの先端が到達する直前の時点ｔ５で、中程度の幅の用紙Ｐｂを加熱するのに必要なヒータ発熱エネルギーＥ３の発生を開始し、当該用紙Ｐｂの後端が到達する時点ｔ７まで供給され続ける。

ここで、先の最小幅の用紙Ｐａでの時点ｔ１から時点ｔ２までに要した時間よりも時点ｔ５から時点ｔ６までに要する時間は、熱エネルギーを更に要するため立ち上がり時間を考慮し長めに設定する必要があり、先端到達時点ｔ６からより早めにヒータ発熱エネルギーＥ３まで高めておく必要がある。後端通過時点ｔ７と同時に、前述したと同様に、その後次の印刷命令があれば、一旦ヒータ発熱エネルギーＥ１まで低下させる。

そして、再び、次の最大幅Ｗｐｍａｘの用紙Ｐｃの先端が到達する直前の時点ｔ９で、最大幅の用紙Ｐｃを加熱するのに必要なヒータ発熱エネルギーＥ４の発生を開始し、当該用紙Ｐｃの後端が到達する時点ｔ１１まで供給され続ける。

ここで、先の中程度の幅の用紙Ｐｂでの時点ｔ５から時点ｔ６までに要した時間よりも時点ｔ９から時点ｔ１０までに要する時間は熱エネルギーを更に要するため立ち上がり時間も更に長めに設定する必要があり、先端到達時点ｔ１０からより早めにヒータ発熱エネルギーＥ４まで高めておく必要がある。後端通過時点ｔ１１と同時に、前述したと同様に、その後次の印刷命令があれば、一旦ヒータ発熱エネルギーＥ１まで低下させる。一定時間経過後も印刷命令が来なければ、時点ｔ１３で画像形成装置のスリープ状態とし、その際のヒータ発熱エネルギーは前述したようにヒータ発熱エネルギーＥ０として発生していない状態まで低下させておく。

次に、図８（ｂ）の回転シャッタ４０による開放幅と用紙幅との関係について説明する。
時点ｔ１は時点ｔ２で最小幅の用紙Ｐａの先端が到達する直前の時点であり、回転シャッタ４０は、最小幅の用紙Ｐａに対応する最小開口幅Ｗｓｍｉｎの位置まで開き始め、用紙Ｐａの後端が到達した時点ｔ３から僅かに遅れた時点ｔ４のタイミング（応答時間分）まで保ち、その後遮蔽状態に戻る。

そして、次の中程度の幅の用紙Ｐｂの先端が到達する直前の時点ｔ５で、再び回転シャッタ４０は開き始め、時点ｔ５１で中程度の幅の用紙Ｐｂに必要な開口幅に開き終わり、実際に用紙Ｐｂの先端が到達する時点ｔ６までには僅かな時間的余裕を持たせて開放を続け、用紙Ｐｂの後端が到達する時点ｔ７からまた僅かに時間的余裕を持たせた時点ｔ７１まで開放状態が維持された後、徐々に開放幅が狭まり、時点ｔ８で遮蔽を完了する。

ここで、先の最小幅の用紙Ｐａでの時点ｔ１から時点ｔ２までに要した時間よりも時点ｔ５から時点ｔ６までに要する時間は回転シャッタ４０が所望の回転角度位相（開放幅）に到達するまでの角度が増えた分、モータ５２が回転するのに要する時間を要するため、長めに設定する必要があり、先端到達時点ｔ６からより早めに開放動作を開始させる。用紙Ｐｂの後端側も、同様の理由で、後端通過時点ｔ７から時点ｔ８の時間が時点ｔ３から時点ｔ４の時間よりも長くなる。

一旦、遮蔽された回転シャッタ４０は、再び次の最大幅の用紙Ｐｃが到達する直前の時点ｔ９で、最大幅の用紙Ｐｃに必要な最大開口幅Ｗｓｍａｘの位置に向けて開き始め、まず、時点ｔ９１で最大開口幅Ｗｓｍａｘまで開き終わり、実際に用紙Ｐｃの先端が到達する時点ｔ１０までには僅かな時間的余裕を持たせて開放を続け、用紙Ｐｃの後端が到達する時点ｔ１１からまた僅かに時間的余裕を持たせた時点ｔ１１１まで開放状態が維持された後徐々に開放幅が狭まり、時点ｔ１２で遮蔽を完了する。

この用紙Ｐｃの後端通過時点ｔ１１以後は、次の印刷命令があるまで回転シャッタ４０を動作させる必要はない（遮蔽状態に維持される。）。

このように、熱気流循環経路を備えて、熱気流を循環させながら、用紙搬送路に対向する対向経路に設けた開口部を開閉するようにすることで、冷えた外気を加熱し、その後装置外部へ排気してしまう非循環経路の構成よりも、立ち上がり時間を短縮することができる。

この場合、常時熱気流を開口部から流出させていると、搬送手段に対して熱気流が接触し、全体が蓄熱し、熱的なストレスを受けることによって部品の劣化、熱膨張による寸法精度の低下、故障の誘発、装置内温度の上昇などの不具合が発生することになるが、開口部を開閉手段で開閉することでこれらの不具合の発生を防止できる。つまり、不必要な加熱を行わないことができる。

また、熱気流の温度を検知する手段を備えることにより、発熱手段の発熱温度や気流発生手段の風量を制御して、特に初期立ち上がり時には、ヒータへの電気エネルギーを増やす制御を行い、更に早くその熱を循環経路内に行き渡らせるためのファンの回転を早めることにより風量を増やす制御を行うことにより、適正な熱エネルギーまでの立ち上がり時間を短縮することができ、また温度が定着条件より過多となった場合には逆にヒータへの給電量を減少ないし停止する制御を行い、更に早くその温度になる空気を循環経路内に行き渡らせるためのファンの回転を早めて風量を増やす制御を行うことにより、定着条件までの修整時間を短縮することが可能となる。

また、用紙の種別、厚さ（経路開口部と用紙との距離）、繊維の方向（縦目と横目）、サイズ、などの各種情報に基づいて発熱量や気流の流量（風量）を制御することで、個々の用紙に合った必要最低限の熱エネルギーに抑制することにより、エネルギーの無駄を防ぐことができる。

なお、上記実施形態では画像形成後の用紙を加熱する例で説明しているが、これに限るものではない。例えば、液体吐出方式の画像形成装置では、用紙上で液滴によって形成されるドットがひげ状に乱れるフェザリングや、異なる色のインク滴が隣接して用紙に打たれた場合に、各色が相互に混ざり合って色境界が不鮮明になるカラーブリード、発色（濃度）不足、裏写り、光沢性、定着性等の不具合が生じることがあり、また、印字後の紙上の液滴が乾くまでに時間がかかるという初期品質の問題に加え、耐水性、耐光性、擦過性、耐オゾンといった堅牢性に関わる問題を解決するために、インクと反応して滲み防止を促す前処理液や後処理液を用紙上に塗布したり、あるいは、処理液を泡状にした泡を塗布することが行われる。

このような処理液を塗布する場合にも、本発明を適用して熱気流の接触による加熱を行うことによって短時間で乾燥させることができる。

また、用紙を予め本発明の熱気流発生装置１０を用いて予備加熱した後にインクによる印字を行うことにより、用紙に着弾したインク温度が上昇し、それに伴いインク粘度が低下することにより速やかに用紙内部へと浸透させることで、インク浸透性促進効果による、他の接触物へのインク再転写を防ぐことができる。

また、上記実施形態では、搬送手段に搬送ベルトを用いているが、その他搬送ローラを用いる構成とすることもできる。また、ライン型画像形成装置に限らず、シリアル型画像形成装置にも同様に適用することができる。

１…搬送ベルト
６…記録ヘッド
１０…熱気流発生手段
１１…発熱手段
１２…気流発生手段
１３…熱気流循環経路
２２…ヒータ
２３…ファン
３０…対向経路
３１…経路開口部
４０…回転シャッタ（開閉手段）
４１…シャッタ開口部

Claims (5)

1. 液滴を吐出する記録ヘッドと、
   被記録媒体を搬送する搬送手段と、
   前記被記録媒体の搬送径路に対向する対向径路を含み、熱気流が循環される熱気流循環径路と、を有し、
   前記熱気流循環径路の対向径路には前記搬送径路側に開放された開口部が設けられるとともに、前記開口部を開閉する開閉手段が設けられている
   ことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記対向径路の開閉手段は前記被記録媒体の幅に応じて前記開口部の開放幅を調整可能であることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記熱気流循環径路の対向径路内には前記搬送径路の幅方向の中央部から熱気流が流入し、両端部から熱気流が流出することを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
4. 前記被記録媒体の種別、サイズ及び厚みの少なくともいずれかに応じて前記熱気流の流量及び熱量の少なくともいずれかを変化させることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに画像形成装置。
5. 前記開閉手段は、前記被記録媒体の先端又は後端位置に応じて前記開口部を開閉し、又は前記開口部の開放幅を変更することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。

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