JP2012013297A - 乾燥装置及び液体噴射装置 - Google Patents

Abstract

【課題】過昇温を抑制された温風を吹き付ける場合でも記録媒体に付着した液体の乾燥状況が不均一になることを抑制できる乾燥装置及び液体噴射装置を提供する。
【解決手段】インクが付着した連続紙Ｓに加熱した空気を吹き付けることにより、連続紙Ｓに付着したインクを乾燥させるヒーターユニット２０であって、空気を加熱するヒーター３６と、ヒーター３６により加熱された空気が流動する空気流路部３５内の温度を検知するとともに空気流路部３５内の温度が予め設定された許容温度以上になったときに前記ヒーター３６への電力の供給を遮断する過昇温抑制センサー３９と、を備え、この過昇温抑制センサー３９を、空気流路部３５の外側に配置した。
【選択図】図２

Description

本発明は、乾燥装置及び液体噴射装置に関する。

一般に、液体噴射ヘッドから記録媒体に対して液体を噴射させる液体噴射装置として、インクジェット式プリンターが広く知られている。そして、このようなプリンターの中には、記録媒体の搬送途中において、記録処理により付着した記録媒体のインクに温風を吹き付けて乾燥させる乾燥装置を備えたものがある（例えば、特許文献１）。

この乾燥装置は、外部から空気を取り入れるための吸引ファンと、取り入れられた空気を温めるための加熱ヒーターと、温められた空気（温風）を搬送途中の記録媒体に向けて吹き出す吹出口と、吹出口から吹き出された温風を吸気ファンに再び導く流通空間とを備えている。そして、温風を循環させて記録媒体に吹き付けることにより、記録媒体に付着したインクを乾燥させるようになっている。

特開２００９−４５８６１号公報

ところで、特許文献１の乾燥装置では、吸引ファンから取り入れられた空気が吹出口へと流動する空気流路内における加熱ヒーターの上流側となる位置に、空気流路内の温度が所定の許容温度以上になったときに加熱ヒーターを緊急停止させる過昇温抑制手段が設けられている。そのため、この過昇温抑制手段によって空気流路内における空気の流れが乱れるとともに空気の温度や流速が不均一になってしまい、記録媒体に付着したインクを均一に乾燥できない虞があった。

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、過昇温を抑制された温風を吹き付ける場合でも記録媒体に付着した液体の乾燥状況が不均一になることを抑制できる乾燥装置及び液体噴射装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明の乾燥装置は、液体が付着した記録媒体に加熱した空気を吹き付けることにより、前記記録媒体に付着した前記液体を乾燥させる乾燥装置であって、前記空気を加熱する加熱手段と、前記加熱手段により加熱された空気が流動する空気流路部内の温度を検知するとともに前記空気流路部内の温度が予め設定された許容温度以上になったときに前記加熱手段への電力の供給を遮断する過昇温抑制手段と、を備え、当該過昇温抑制手段を、前記空気流路部の外側に配置した。

この構成によれば、加熱手段により加熱された空気が空気流路部内を流動するときに過昇温抑制手段によって空気の流れを乱されることがない。すなわち、過昇温抑制手段は、空気流路部内の空気の流れを乱すことなく、乾燥装置の過昇温状態を検知することができる。したがって、過昇温を抑制された乾燥装置から温風を吹き付ける場合でも記録媒体に付着した液体の乾燥状況が不均一になることを抑制できる。

本発明の乾燥装置において、前記過昇温抑制手段は、熱伝導性を有する熱伝導部材に取り付けられているとともに当該熱伝導部材を介して前記空気流路部内の温度を検知する。
この構成によれば、空気流路部内における空気温度が不均一であっても、過昇温抑制手段は熱伝導部材によって平均化された空気温度を検知することができる。また、過昇温抑制手段から離れたところで発生した温度異常であっても熱伝導部材により熱が伝導することによって、過昇温抑制手段は異常を検知することができる。したがって、過昇温抑制手段における温度検知の信頼性を向上することができる。

本発明の乾燥装置において、前記熱伝導部材は、前記空気流路部を形成する流路形成部材である。
この構成によれば、過昇温抑制手段は、空気流路部内を流動する空気と直に接触する熱伝導部材としての流路形成部材に取り付けられているので、空気流路部内の空気温度を確実に検知することができる。したがって、過昇温抑制手段の信頼性をより向上することができる。

本発明の乾燥装置において、前記過昇温抑制手段は、前記加熱手段の鉛直方向上方に近接して配置されている。
この構成によれば、乾燥装置の外部から空気が取り込まれず空気流路部内を空気が流れない場合であっても、加熱手段により加熱された熱い空気は上方に流動するため、過昇温抑制手段は異常を迅速に検出することができる。したがって、過昇温抑制手段の信頼性を更に向上することができる。

また、上記目的を達成するために、本発明の液体噴射装置は、搬送経路の上流側から下流側へと搬送される記録媒体に対して前記搬送経路の途中で液体を噴射して記録を施す液体噴射ヘッドと、当該液体噴射ヘッドよりも前記搬送経路における下流側の位置に設けられる上記構成の乾燥装置と、を備えた。

この構成によれば、液体噴射装置において上記乾燥装置の場合と同様の作用効果を得ることができる。

本実施形態におけるプリンターの概略側面図。 ヒーターユニットの概略断面図。

以下、本発明を液体噴射装置の一種であるインクジェット式プリンターに具体化した実施形態を図１及び図２に従って説明する。なお、以下の説明において、「前後方向」、「上下方向」及び「左右方向」をいう場合は、特に説明がない限り、各図において矢印で示す「前後方向」、「上下方向」及び「左右方向」をいうものとする。

図１に示すように、本実施形態における液体噴射装置としてのインクジェット式プリンター（以下、「プリンター」ともいう。）１１には、長尺状の記録媒体としての連続紙Ｓを繰り出す繰り出し部１２と、繰り出された連続紙Ｓにインクを噴射して記録を施す記録部１３と、この記録部１３にて記録が施された連続紙Ｓを巻き取る巻き取り部１４とが設けられている。

すなわち、連続紙Ｓの搬送経路において、上流側となる後側寄りの位置に繰り出し部１２が配設されているとともに、下流側となる前側寄りの位置に巻き取り部１４が配設されている。そして、繰り出し部１２と巻き取り部１４の間となる位置に記録部１３が配設されている。また、記録部１３における上流側となる後側寄りの位置には、連続紙Ｓを支持可能な支持板１５が設けられている。

図１に示すように、繰り出し部１２には、連続紙Ｓの搬送方向と直交する幅方向（左右方向）に延びる巻き軸１６が回転可能に設けられている。そして、その巻き軸１６には、連続紙Ｓがあらかじめロール状に巻かれた状態で巻き軸１６と一体回転可能に支持されている。すなわち、連続紙Ｓは、巻き軸１６が回転することにより巻き軸１６から繰り出されて搬送方向の下流側に搬送されるようになっている。また、繰り出し部１２における斜め前側の位置には、巻き軸１６から繰り出された連続紙Ｓを巻きかけて記録部１３に向けて導くための第１中継ローラー１７が左右方向に延びた状態で回転可能に設けられている。そして、第１中継ローラー１７には、巻き軸１６から繰り出された連続紙Ｓを後側下方から巻き掛けられることにより、連続紙Ｓは記録部１３側となる前側（下流側）に向けて水平に搬送されるようになっている。

記録部１３には、支持板１５と対向する位置に、ラインヘッドタイプの液体噴射ヘッドとしての記録ヘッド１８が配設されている。この記録ヘッド１８の下面はインクを噴射する複数のノズル（図示略）が開口する水平なノズル形成面になっている。また、記録ヘッド１８は水平方向において連続紙Ｓの搬送方向と直交する幅方向に延びるとともに、長手方向の長さが連続紙Ｓの最大紙幅に対応する長さを有している。そして、記録ヘッド１８は、支持板１５の上面に摺接しつつ前側（下流側）に搬送される連続紙Ｓの記録領域に対してインクを噴射することにより記録を施すようになっている。

記録部１３における記録ヘッド１８よりも搬送経路の下流側（前側）の位置には、左右方向に延びる駆動ローラーと従動ローラーとからなる２組の搬送ローラー対１９ａ，１９ｂが間隔をあけて配置されている。搬送ローラー対１９ａ，１９ｂは、駆動ローラーと従動ローラーとにより連続紙Ｓを挟持した状態で、駆動ローラーの駆動回転に従動ローラーが従動回転することで連続紙Ｓの搬送方向下流側への搬送を行うようになっている。

また、記録部１３における記録ヘッド１８よりも搬送経路の下流側（前側）であって搬送ローラー対１９ａ，１９ｂの間の位置には、記録ヘッド１８から噴射されたインクが付着した連続紙Ｓに乾燥処理を施す乾燥装置としてのヒーターユニット２０が設けられている。ヒーターユニット２０には、制御部２１が電気的に接続されているとともに、この制御部２１によってヒーターユニット２０の温度などが制御されるようになっている。

巻き取り部１４には、連続紙Ｓの搬送経路におけるヒーターユニット２０よりも下流側（前側）となる位置に、上流側（後側）の第１中継ローラー１７と水平方向で対向するように第２中継ローラー２２が回転可能に設けられている。そして、この第２中継ローラー２２には、上流側の第１中継ローラー１７から記録部１３を水平前方向に搬送される連続紙Ｓが前側上方から巻き掛けられることにより、連続紙Ｓの搬送方向が水平後方向から前斜め下方に転換されるようになっている。

また、巻き取り部１４における第２中継ローラー２２の前斜め下方の位置には、巻き取り軸２３が回転可能に設けられていると共に、この巻き取り軸２３に対して連続紙Ｓの搬送方向下流端となる先端が巻きつけられるようになっている。そして、記録処理及び乾燥処理が施された連続紙Ｓは、巻き取り軸２３によって順次巻き取られるようになっている。

次に、ヒーターユニット２０について図２に従って詳細に説明する。
ヒーターユニット２０は、水平方向において連続紙Ｓの搬送方向と直交する幅方向に延びるとともに、長手方向の長さが連続紙Ｓの最大紙幅に対応する長さとなっている。そして、図２に示すように、ヒーターユニット２０は変性ポリフェニレンエーテルなどの樹脂により形成された略直方体状をなすカバー３１を有している。カバー３１の前側（下流側）となる前面部３１ａには、複数（図２では５つ図示）の吸気口３２が鉛直方向に所定間隔をおいて規則的に開口形成されている。さらに、カバー３１の鉛直方向下側となる下面部３１ｂの後側（上流側）の位置には、カバー３１の長手方向に沿う略矩形状の吹出口３３が開口形成されている。

また、カバー３１の内部であって吸気口３２と対向する位置には、吸気口３２を介してカバー３１の外部の空気を内部に取り込むための複数のファン３４が設けられている。さらに、カバー３１の内部には、吸気口３２から取り込んだ空気を吹出口３３にまで導くための空気流路部３５が設けられている。すなわち、カバー３１の内部には、熱伝導性を有する熱伝導部材（例えば鉄板など）で形成された断面略Ｊ字状の内壁３５ａ，３５ｂが設けられている。この内壁３５ａ，３５ｂにおける前側の端部（一端部）はそれぞれファン３４の上面及び下面と連結する一方、後側の端部（他端部）はそれぞれ吹出口３３における後側縁部及び前側縁部と連結している。そして、カバー３１の両側面（図示略）と内壁３５ａ，３５ｂとにより、カバー３１内で空気が流動する空気流路部３５が区画形成されている。この点で、内壁３５ａ，３５ｂは空気流路部３５を形成する流路形成部材として機能する。

空気流路部３５の内部においてファン３４の送風方向下流側であって吹出口３３の後側（上流側）上方の位置には、加熱手段としてのヒーター３６が設けられている。ヒーター３６は、電力が供給されることにより発熱する発熱体（図示略）を備えている。また、ヒーター３６には、このヒーター３６への電力の供給状態（発熱する状態）及び非供給状態（発熱しない状態）をそれぞれ切り替えるヒータードライバー（図示略）を介して制御部２１が電気的に接続されている。そして、ヒーターユニット２０は、ヒーター３６を発熱させた状態でファン３４を回転させることにより、吸気口３２から取り込んだ空気をヒーター３６により加熱した後、温めた空気（温風）を連続紙Ｓに対して吹き付けるようになっている。

また、空気流路部３５の内部においてヒーター３６の送風方向下流側であって吹出口３３の送風方向上流側の位置には、ヒーター３６によって加熱された空気（温風）の温度を検出するための熱電対などからなる温度センサー３７が設けられている。温度センサー３７は制御部２１と電気的に接続しているとともに、検出結果を制御部２１に対して出力するようになっている。制御部２１は、温度センサー３７からの検出信号が入力されると、加熱された空気（温風）の温度が連続紙Ｓの乾燥処理を実行するのに適した温度であるか否かを判定するとともに、その判定結果に基づきヒーター３６の発熱状態を制御するようになっている。

また、カバー３１の内部には、カバー３１の鉛直方向上側となる上面部３１ｃ、カバー３１の後側（上流側）となる後面部３１ｄ、カバー３１の左右両側面部（図示略）及び空気流路部３５の内壁３５ａによって区画される上部空間部３８が空気流路部３５の鉛直方向上方の位置に形成されている。この上部空間部３８内には、プリンター１１の本体側からヒーター３６に電力を供給するヒーター配線（図示略）が配置されている。そして、このヒーター配線（図示略）の途中には、温度を検知すると共に検知した温度が予め定めた許容温度以上になった場合に、ヒーター３６への電力の供給を強制的に遮断する過昇温抑制手段としての過昇温抑制センサー３９（例えば、バイメタルなどで構成されるサーモスタットなど）が設けられている。この過昇温抑制センサー３９は、上部空間部３８内において内壁３５ａの鉛直方向上側となる上面の後側（上流側）の位置に配置されていると共に、温度を検知する温度検知部３９ａが内壁３５ａの上面に当接している。すなわち、過昇温抑制センサー３９は、空気流路部３５の外側であってヒーター３６の鉛直方向上方に近接して配置されている。そして、過昇温抑制センサー３９は、内壁３５ａを介して空気流路部３５内の温度を検知するとともに、空気流路部３５内の温度が予め定めた許容温度以上になった場合にヒーター３６への電力の供給を強制的に切断することにより、空気流路部３５内の過剰な温度上昇を抑制するようになっている。

次に、上記のように構成されたプリンター１１の作用について、特に過昇温抑制センサー３９の作用に着目して説明する。
さて、例えばプリンター１１において記録処理が開始されると、ヒーターユニット２０のヒーター３６が発熱しつつファン３４が駆動して温風が吹き出され始めると共に、連続紙Ｓが繰り出し部１２から繰り出されて搬送方向の上流側から下流側へと搬送される。続いて、連続紙Ｓが記録ヘッド１８の下方を通過するときに、記録ヘッド１８から連続紙Ｓに対してインクが噴射されることにより、連続紙Ｓの表面に記録が施される。そして、インクが付着した連続紙Ｓがさらに搬送されてヒーターユニット２０の下方を通過するときに、ヒーターユニット２０の吹出口３３から連続紙Ｓの記録が施された表面に対して温風が吹き付けられる。

ここで、ヒーターユニット２０に設けられた過昇温抑制センサー３９は、空気流路部３５の外側に配置されているため、ファン３４によって空気流路部３５内に取り込まれた空気はその流れが乱れることなくヒーター３６に到達する。ヒーター３６に到達した空気は、ヒーター３６によって加熱されるとともに、加熱された空気（温風）はその温度や流速が均一な状態で吹出口３３から連続紙Ｓに向かって吹き付けられる。

そして、ヒーターユニット２０により表面のインクが乾燥した連続紙Ｓは、巻き取り部１４に搬送されるとともに巻き取り軸２３によって巻き取られる。
また、記録処理の途中において、温度センサー３７や制御部２１などの異常によってヒーター３６の加熱が停止しなくなった場合には、ヒーター３６の加熱温度が上昇して空気流路部３５内（特にヒーター３６の近傍及びヒーター３６よりも送風方向下流側）の温度が上昇する。空気流路部３５の内壁３５ａ，３５ｂは熱伝導性を有しているため、上昇した温度はすぐに内壁３５ａを介してヒーター３６よりも送風方向上流側に配置されている過昇温抑制センサー３９の温度検知部３９ａに伝わる。そして、空気流路部３５内の温度が許容温度以上になると、過昇温抑制センサー３９によってヒーター３６への電力の供給が強制的に切断されることにより、ヒーター３６の加熱が停止する。

さらに、ファン３４の異常によって空気流路部３５内に空気が流れなくなった場合には、ヒーター３６によって加熱された空気はヒーター３６の鉛直方向上方に流動するため、空気流路部３５内におけるヒーター３６の上方の温度が上昇する。過昇温抑制センサー３９はヒーター３６の鉛直方向上方に近接して配置されているため、上昇した温度がすぐに内壁３５ａを介して過昇温抑制センサー３９の温度検知部３９ａに伝わる。そして、空気流路部３５内の温度が許容温度以上になると、過昇温抑制センサー３９によってヒーター３６への電力の供給が強制的に切断されることにより、ヒーター３６の加熱が停止する。

上記実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）ヒーターユニット２０における空気流路部３５の外側に過昇温抑制センサー３９を配置したため、ヒーター３６により加熱された空気が空気流路部３５内を流動するときに過昇温抑制センサー３９によって空気の流れを乱されることがない。すなわち、過昇温抑制センサー３９は、空気流路部３５内の空気の流れを乱すことなく、ヒーターユニット２０の過昇温状態を検知することができる。そして、ヒーターユニット２０からは温度や流速が均一な温風が吹き出される。したがって、過昇温を抑制されたヒーターユニット２０から温風を吹き付ける場合でも連続紙Ｓに付着したインクの乾燥状況が不均一になることを抑制できる。また、過昇温抑制センサー３９が接続されるヒーター配線（図示略）も空気流路部３５の外側である上部空間部３８内に配置されるため、ヒーター配線として耐熱性を有さない配線を使用することができる。

（２）過昇温抑制センサー３９は、空気流路部３５を形成する内壁３５ａに当接して配置されていると共に、熱伝導性を有する内壁３５ａを介して空気流路部３５内の温度を検知する。そのため、空気流路部３５内の温度を確実に検知することができる。また、空気流路部３５内の空気温度が不均一であっても、過昇温抑制センサー３９は内壁３５ａによって平均化された空気温度を検知することができる。さらに、過昇温抑制センサー３９から離れたところで発生した温度異常であっても内壁３５ａにより熱が伝導することによって、過昇温抑制センサー３９は異常を検知することができる。したがって、過昇温抑制センサー３９における温度検知の信頼性を向上することができる。

（３）過昇温抑制センサー３９は、ヒーター３６の鉛直方向上方に近接して配置されているため、過昇温抑制センサー３９は、ヒーター３６の温度異常を迅速に検知することができる。また、ヒーターユニット２０の外部から空気が取り込まれず空気流路部３５内を空気が流れない場合であっても、ヒーター３６により加熱された熱い空気は上方に流動するため、過昇温抑制センサー３９は異常を迅速に検出することができる。したがって、過昇温抑制センサー３９の信頼性を更に向上することができる。

なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
・記録媒体は連続紙Ｓに限らず、例えば連続フィルムなどであってもよい。また、連続紙Ｓは搬送途中で所定の長さに切断されてもよい。さらに、記録媒体は長尺状のものに限らず所定の大きさに形成された単票紙であってもよい。

・記録ヘッド１８はラインヘッドタイプに限らず、短尺の記録ヘッドが連続紙Ｓの搬送方向と交差する方向に移動して連続紙Ｓの全幅に記録を行うようにしてもよい。
・過昇温抑制センサー３９はサーモスタットに限らず、例えば温度ヒューズなどであってもよい。

・過昇温抑制センサー３９はヒーター３６の鉛直方向上方に近接して設けられているものに限らず、ヒーター３６から離間した位置に設けられていてもよい。
・過昇温抑制センサー３９は、空気流路部３５を形成する内壁３５ａに取り付けられているものに限らず、内壁３５ａとは異なる熱伝導部材に取り付けられていてもよい。また、熱伝導部材に取り付けられていなくてもよい。その場合には、空気流路部３５を形成する内壁３５ａまたは３５ｂに開口を設けると共に、その開口を通じて過昇温抑制センサー３９は空気流路部３５内の温度を検知できることが望ましい。

・上記実施形態では、液体噴射装置をインクジェット式プリンター１１に具体化したが、インク以外の他の液体を噴射したり吐出したりする液体噴射装置を採用してもよい。微小量の液滴を吐出させる液体噴射ヘッド等を備える各種の液体噴射装置に流用可能である。なお、液滴とは、上記液体噴射装置から吐出される液体の状態をいい、粒状、涙状、糸状に尾を引くものも含むものとする。また、ここでいう液体とは、液体噴射装置が噴射させることができるような材料であればよい。例えば、物質が液相であるときの状態のものであればよく、粘性の高い又は低い液状体、ゾル、ゲル水、その他の無機溶剤、有機溶剤、溶液、液状樹脂、液状金属（金属融液）のような流状態、また物質の一状態としての液体のみならず、顔料や金属粒子などの固形物からなる機能材料の粒子が溶媒に溶解、分散又は混合されたものなどを含む。また、液体の代表的な例としては上記実施形態で説明したようなインクや液晶等が挙げられる。ここで、インクとは一般的な水性インク及び油性インク並びにジェルインク、ホットメルトインク等の各種液体組成物を包含するものとする。液体噴射装置の具体例としては、例えば液晶ディスプレイ、ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）ディスプレイ、面発光ディスプレイ、カラーフィルタの製造などに用いられる電極材や色材などの材料を分散又は溶解のかたちで含む液体を噴射する液体噴射装置、バイオチップ製造に用いられる生体有機物を噴射する液体噴射装置、精密ピペットとして用いられ試料となる液体を噴射する液体噴射装置、捺染装置やマイクロディスペンサ等であってもよい。さらに、時計やカメラ等の精密機械にピンポイントで潤滑油を噴射する液体噴射装置、光通信素子等に用いられる微小半球レンズ（光学レンズ）などを形成するために紫外線硬化樹脂等の透明樹脂液を基板上に噴射する液体噴射装置、基板などをエッチングするために酸又はアルカリ等のエッチング液を噴射する液体噴射装置を採用してもよい。そして、これらのうちいずれか一種の液体噴射装置に本発明を適用することができる。

Ｓ…記録媒体としての連続紙、１１…液体噴射装置としてのプリンター、１８…液体噴射ヘッドとしての記録ヘッド、２０…乾燥装置としてのヒーターユニット、３５…空気流路部、３５ａ…熱伝導部材からなる流路形成部材としての内壁、３６…加熱手段としてのヒーター、３９…過昇温抑制手段としての過昇温抑制センサー。

Claims (5)

1. 液体が付着した記録媒体に加熱した空気を吹き付けることにより、前記記録媒体に付着した前記液体を乾燥させる乾燥装置であって、
   前記空気を加熱する加熱手段と、
   前記加熱手段により加熱された空気が流動する空気流路部内の温度を検知するとともに前記空気流路部内の温度が予め設定された許容温度以上になったときに前記加熱手段への電力の供給を遮断する過昇温抑制手段と、を備え、
   当該過昇温抑制手段を、前記空気流路部の外側に配置した
   ことを特徴とする乾燥装置。
2. 前記過昇温抑制手段は、熱伝導性を有する熱伝導部材に取り付けられているとともに当該熱伝導部材を介して前記空気流路部内の温度を検知する
   ことを特徴とする請求項１に記載の乾燥装置。
3. 前記熱伝導部材は、前記空気流路部を形成する流路形成部材である
   ことを特徴とする請求項２に記載の乾燥装置。
4. 前記過昇温抑制手段は、前記加熱手段の鉛直方向上方に近接して配置されている
   ことを特徴とする請求項１〜請求項３の何れか一項に記載の乾燥装置。
5. 搬送経路の上流側から下流側へと搬送される記録媒体に対して前記搬送経路の途中で液体を噴射して記録を施す液体噴射ヘッドと、
   当該液体噴射ヘッドよりも前記搬送経路における下流側の位置に設けられる請求項１〜請求項４の何れか一項に記載の乾燥装置と、を備えた
   ことを特徴とする液体噴射装置。

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