JP2012048063A - プリント装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 定着装置の加熱部を解放した際に保温性が高く、装置再起動のウォームアップタイムを短縮することができるプリント装置の実現。
【解決手段】 加熱部（８）は第１ユニット（６）と第２ユニット（７）を有する。第１ユニットを装置本体に対して閉じた第１状態では、熱源から放射される熱線はシート搬送路の方向に指向され、第１ユニットを装置本体に対して開けた第２状態では、第１ユニットと第２ユニットとが互い向かい合い、第１ユニットおよび第２ユニットの一方のユニットの熱源から放射される熱線の少なくとも一部が他方のユニットによって遮蔽される。
【選択図】 図３

Description

本発明はシートを短時間に乾燥させることができるプリント装置に関する。

定着装置を備えた画像形成装置において、ジャム（紙詰まり）発生時のシート除去や各種メンテナンス等のために、定着装置を含んだシート搬送路の一部を開放（露出）することができる構成が知られている。定着装置は高温になるため、露出した高温部分に操作者が触れることがないような配慮が求められる。

特許文献１の開示される画像形成装置は、上部本体が下部本体に対して回動して分離するようになっており、その際に定着装置がシートの挟持面を境に上部ユニットと下部ユニットとに分割される。分割された際には、下部本体側の高温露出部がシャッタによって覆われるようになっている（図１、加圧ローラシャッタ８）。また、上部本体側にも同様のシャッタを設けることが示唆されている。

特開平６−１９４８９５号公報

特許文献１に開示される機構を、大きなサイズのシートを扱う大判プリンタに適用することを想定すると、下部本体と上部本体の双方にシャッタを設けることは現実的とはいえない。なぜなら、大判シートはシート幅が数ｍに及ぶものもあり、それだけのサイズをカバーする長さのシャッタ機構を設けることは開閉駆動機構の大型化やコスト上昇が著しくなるからである。また、高温部をシャッタで覆ってもシャッタ自体が高温になって熱が外に逃げるので、定着装置の保温効果が小さく、装置再起動時のウォームアップに時間を要してしまう。

本発明は上述の課題の認識にも基づいてなされたものである。本発明の目的は、定着装置の加熱部を解放した際に保温性が高く、装置再起動のウォームアップタイムを短縮することができるプリント装置の実現である。本発明のさらなる目的は、大判シートに対応可能な定着装置を備えたプリント装置の実現である。

上述の課題を解決する本発明は、搬送路に沿って搬送されるシートにプリントを行うプリント部と、前記プリント部でプリントされたシートに熱線を付与して定着させる加熱部とを備えたプリント装置であって、前記加熱部は、装置本体に対して回動可能となるように支持される第１ユニットと、前記第１ユニットの回動に伴って移動するように前記第１ユニットに支持される第２ユニットとを有し、前記第１ユニットおよび前記第２ユニットの少なくとも一方は熱線を放射する熱源を含むものであり、前記第１ユニットを前記装置本体に対して閉じた第１状態では前記熱源から放射される熱線は前記搬送路の方向に指向され、前記第１ユニットを前記装置本体に対して開けた第２状態では、前記第１ユニットと前記第２ユニットとが互い向かい合い、前記第１ユニットおよび前記第２ユニットの一方のユニットの前記熱源から放射される熱線の少なくとも一部が他方のユニットによって遮蔽されることを特徴とする。

本発明によれば、定着装置の加熱部を解放した際に保温性が高く、装置再起動のウォームアップタイムを短縮することができるプリント装置が実現する。また、大判シートに対応可能な定着装置を備えたプリント装置が実現する。

実施形態のインクジェットプリンタの構成を示す図 図１において加熱部を開放した場合の様子示す図 第１の例における加熱部の移動を説明するための図 第２の例における加熱部の移動を説明するための図 第３の例における加熱部の移動を説明するための図

本発明の実施形態として、大判シートを使用するインクジェットプリンタを例に挙げて説明する、なお、本発明はプリンタに限定されず、物品にインクジェット方式でインクを付与する様々な用途のインクジェット装置にも適用可能である。

図１は本発明の実施形態である、大判シートを使用するインクジェットプリンタの構成を示す断面図である。装置本体１は、搬送路に沿って搬送されるシートＳにプリントを行うプリント部と、プリント部でプリントされたシートに熱線を付与して定着させる定着装置としての加熱部とを備える。装置本体１において、シート供給部２には連続シートがウェブ状に巻き取られた未使用のロールシートが装着される。使用するロールシートは例えばシート幅が数ｍに及ぶ大きなサイズを有する。シート供給部２から供給されたシートＳは、回転駆動力が与えられた搬送ローラ３と従動回転するピンチローラ４からなる搬送ローラ対によって挟持される。搬送ローラ３とピンチローラ４は使用が想定される最大のシート幅に対応した長さに渡り、複数に分割もしくは一体物として形成されている。

シートＳは搬送ローラ３の回転によって搬送され、副走査方向（図中の紙面左方向）に移動する。移動するシートＳはプリント部を通過する。プリント部はインクジェットヘッド１０を保持して主走査方向（図中の紙面垂直方向）に往復移動するキャリッジ５と、シートが搬送される搬送路においてプリント位置においてシートＳを支持するプラテンとを有する。図示はしてないが、搬送ローラ３の回転を検出するロータリエンコーダが設けられている。また、往復移動するキャリッジ５の位置を検出するリニアエンコーダが設けられている。インクジェットヘッドは、ヒータを用いた方式、ピエゾ素子を用いた方式、静電素子を用いた方式、ＭＥＭＳ素子を用いた方式、いずれであってもよい。本例ではエマルションインク（分散系インク）を使用することが可能となっている。エマルションインクは、シート上に吐出着弾されたインク滴に熱を加えることで膜を形成してシート表面に固化定着する。そのために後述するようにシートＳを加熱する加熱部が設けられている。

インクジェットヘッド１０の往復移動（主走査）とシート搬送（副走査）を交互に繰り返すことで、シリアルにシートＳの上にインク画像を形成していく。プリント部の下流には連続したシートを排出するための排出ローラ９が設けられている。プリントがなされたシートＳは図中の左方向から装置本体１の外に排出されて下方向（重力方向）に落下する。なお、本明細書においては、搬送路に沿ってプリント時にシートが搬送される方向において、シート供給部２の側を上流、プリントなされたシートが排出される側を下流というものとする。

プリント部の上方には、プラテンの上にあるシートを加熱してインク画像を乾燥定着する定着装置としての加熱部８が設けられている。加熱部８は、装置本体１に対して回動可能となるように装置本体１に回転軸６３によって支持される第１ユニット６と、第１ユニット６に対して回動するように第１ユニット６に支持される第２ユニット７を有する。加熱部８は、図１に示すように装置本体１に対して閉じられた第１状態と、図２に示すようにジャム処理や各種メンテナンスのために装置本体１に対して開放された第２状態との間で移動可能となっている。加熱部８を装置本体１に対して開閉する際、第１ユニット６の回動に伴って第２ユニット７は所定の軌跡を描いて移動する。加熱部８は第１状態および第２状態においては安定的に停止するように構成されている。第１ユニット６、第２ユニット７、および装置本体１との接続関係の詳細については後述する。

第１ユニット６は、ヒータ６１と、ヒータ６１の熱放射方向を略シートＳ方向に偏向させるリフレクタ６２を含んで構成される。第２ユニット７は第１ユニット６と同様、ヒータ７１と、ヒータ７１の熱放射方向を略シートＳ方向に偏向させるリフレクタ７２を含んで構成される。加熱部８の中で高温となるのは、熱源であるヒータ自体に加え、ヒータからの熱放射に曝されるリフレクタ、ヒータの前面に設けられた保護網（不図示）である。ヒータ６１、６２はエネルギ源である電源に接続された棒状のハロゲンヒータやシーズヒータなどの熱源である。リフレクタ６２、７２はヒータから発生する熱線を反射することで略一方向に偏向させる反射鏡である。リフレクタ６２、７２はヒータを焦点とする放物線断面としヒータ側の面は鏡面のように平滑に形成されることが理想的であるが、略シート方向に熱線を偏向させることができれば放物線断面に限定されない。反射鏡は高温に耐えうる材質で構成され、例えばステンレス、アルミなどの金属が好ましい。第１ユニット６はインクジェットヘッド１０の往復移動軌跡の上方に配置され、プリント位置におけるシートＳのプリント面（インク付与面）側を加熱する。第２ユニット７はプリント位置よりも下流位置においてシートＳの直上に配置され、シートＳのプリント面（インク付与面）側を加熱する。第２ユニット７は、第１ユニット６では乾燥しきれなかったシート上のインクを完全に乾燥させるためのものである。加熱によって硬化するエマルションインクを用いている場合にはその硬化温度まで加熱する。こうして加熱部８は第１状態においてインク付与後のシートＳを加熱して乾燥定着させる。

図２に示すように、ジャム処理などのメンテナンスの際に加熱部８を第２状態すなわち開放する際にはヒータへの給電が切断される。しかし、すぐさまヒータの温度が低下するわけではなく、暫くの間はヒータからの余熱による熱放射が続く。第２状態において、第１ユニット６は、図２に示すように熱放射方向が略水平すなわち装置本体１に対して第１状態に対して時計方向に略９０度回転した方向を向いて停止する。１ユニット６と第２ユニット７とは熱放射方向が互いに向かい合わせとなる。そのため双方の高温部分とも露出することがない。

加えて、リフレクタ６２とリフレクタ７２のそれぞれの開口が向かい合うので、それぞれのヒータからの熱線はリフレクタ間で反射を繰り返し、リフレクタ間の略閉空間から漏れる熱線が少ない。したがって、ヒータ周辺が効果的に保温され、ジャム処理等のメンテナンスが済んで再起動する際の、加熱部８のウォームアップに要する時間が短縮される。

また、リフレクタやヒータにホコリ等の異物が付着すると定着温度が不安定になったり、ホコリが加熱されて異臭を発したりする可能性があるが、リフレクタの開口面が略垂直で且つ開口同士が向かい合うためにホコリが侵入することが抑制される。

また、第１ユニット６の回転軸６３が装置本体１の端部付近に配置され、且つ第２状態においては、第１ユニット６および第２ユニット７がともに略垂直に立って向かい合うので、作業領域が大きく開放されて、メンテナンス作業が容易となる。

なお、本実施形態は加熱部８の双方のユニットがヒータを有する構成であるが、第１ユニット６および第２ユニット７のどちらか一方のみがヒータを有するように構成してもよい。また、１ユニット６内に複数の熱源と複数のリフレクタとを有するような構成であってもよい。これらの場合も熱源を有さないユニット側にもリフレクタは設けることが好ましい。

以上の構成におけるプリントシーケンスは、キャリッジ５によるインクジェットヘッド１０の往復移動（主走査）とシート搬送（副走査）を交互に繰り返すことで、シリアルにシートＳの上に二次元のインク画像を形成していくシリアルプリントを基本とする。シリアルプリントにおける主走査では、キャリッジ５が往復移動しながらシートの同一箇所に複数回に分けてインクを付与して画像を完成させる、いわゆるマルチパスプリント方式を採用する。エマルションインクを使用する場合には、ある主走査（パス）でインクジェットヘッド１０からインクが付与された箇所は、次の主走査（パス）で同一箇所にインクが付与されるまでの間にインクが乾燥して膜化している必要がある。仮に、次の主走査の時点でエマルションインクの膜化が完了していないと、重ね打ちされたインク同士が混じり合って滲みや凝集による画像劣化が起きる原因となる。

そのため、加熱部８は、プリント動作でキャリッジ５が往復移動する最中にも、シートＳに熱線を照射してシート表面を加熱する。キャリッジ５およびインクジェットヘッド１０によって遮られない領域は第１ユニット６からの熱線がシートＳにインク付与面に照射される。移動するキャリッジ５およびインクジェットヘッド１０の陰となる部分には熱線が届かない。しかし、キャリッジ５はほぼ等速で移動するので、主走査方向においてシートＳのインクが付与される領域への熱線の照射の累積は平均化され、主走査方向においてほぼ均等の加熱量が与えられる。

第１ユニット６によりシートＳを所定温度（例えば８０°Ｃ）に加熱する。そのために、第１ユニット６で熱線が照射されるプリント位置の温度が第１温度センサ（不図示）で検出され、検出される温度が所定温度となるようにヒータ６１が制御される。同様に、第２ユニット７によりシートＳを所定温度（例えば９０°Ｃ）に加熱する。そのために、第２ユニット７で熱線が照射されるプリント位置よりも下流位置の温度が第２温度センサ（不図示）で検出され、検出される温度が所定温度となるようにヒータ７１が制御される。

加熱部８が第１状態と第２状態での間の移行する際に、第１ユニット６と第２ユニット７がどのような軌跡で移動するかについて、以下いくつかの形態を詳細に説明する。

図３は第１の例における加熱部８の第１ユニット６と第２ユニット７の移動を説明するための図である。図３（ａ）は加熱部８が第１状態にあり、図３（ｂ）は加熱部８の第２状態にある場合をそれぞれ示す。

第１ユニット６と第２ユニット７とは回転軸７３を支軸として相対的に回転可能に係合している。第２ユニット７の下面端部（下流側）には、装置本体１を基準に設定された案内面Ｇと接する案内コロ７４が回転自在に設けられている。第１ユニット６の上面端部付近（下流側）には把持部６４が形成されている。図３（ａ）の第１状態において、操作者が把持部６４に手を掛けて上方側に持ち上げると、第１ユニット６は回動軸６３を支軸として図中時計方向に回動する。このとき、第２ユニット７は回転軸７３を支軸に第１ユニット６に対して回動するとともに、案内コロ７４が案内面Ｇに沿ってガイドされながら移動する。こうして、最終的に図３（ｂ）のように第２状態で移行して安定的に停止する。逆に、加熱部８を第２状態から第１状態に戻す場合は、操作者は把持部６４を持って逆方向に移動させる。

図３（ａ）の第１状態では、第１ユニット６および第２ユニット７がともに、リフレクタで反射される熱線が搬送路の方向に指向される。一方、図３（ｂ）の第２状態では、第１ユニット６と第２ユニット７の高温部が互いに向き合い、第１ユニット６および第２ユニット７の一方のユニットの熱源から放射される熱線の少なくとも一部が他方のユニットによって遮蔽される。高温部の露出が少ないため、加熱部を解放した第２状態においても保温性が高く、再びプリントを開始する際の装置再起動のウォームアップタイムを大幅に短縮することができる。また、高温部を覆うシャッタを別途設ける必要がないため、大きなサイズのシートを扱う大判プリンタへの適用が効果的である。加えて、本例によれば、第１ユニット６と第２ユニット７は回転軸７３を支軸にして相対的に回転可能に係合する簡素な構成で済むという利点がある。

図４は第２の例における加熱部８の移動を説明するための図である。図３と同一の符号は同一の部材を表す。図４（ａ）は第１状態、図４（ｂ）は第１状態から第２状態に移行する途中の状態、図４（ｃ）は第２状態をそれぞれ示す。第２ユニット７には円弧形状の案内穴７５が形成され、第１ユニット６には案内軸６５が形成され、両者は係合して案内穴７５に沿って案内軸６５が移動するように構成されている。案内穴７５は円弧形状の貫通した穴であってもよいし溝状に彫り込んだものであってもよい。第２ユニット７は、第１付勢手段（不図示）によって案内コロ７４を中心として反時計方向に回転するよう付勢されている。また、第２ユニット７は、図４（ａ）の状態ではロック機構（不図示）によって第１付勢手段の付勢力に抗して装置本体１側に固定される。装置本体１にはロック機構のロックを解除する解除機構（不図示）が設けられている。解除機構が操作されると、図４（ｂ）に示すように第２ユニット７は案内コロ７４を中心として案内穴７５に沿って図中反時計方向に案内穴７５の下端部で突き当たるまで回転する。一方、第１ユニット６は回動軸６３を中心に図中時計方向に回転する向きに第２付勢手段（不図示）によって付勢されている。第２ユニット７が図４（ｂ）の状態付近まで移動すると、回動軸６３を中心として加熱部８ごと図中時計方向に回転開始するような力学バランスとなるように第２付勢手段の付勢力が設定されている。

加熱部８を第１状態から第２状態にする際には、操作者が解除機構を操作することにより第２ユニット７が図４（ｂ）の状態まで移動する。その後、第１ユニット６と第２ユニット７とが案内軸６５を中心として相対回転する。最終的には図４（ｃ）のように第２状態に移行して安定的に停止する。逆に、加熱部８を第２状態から第１状態に戻す際には、操作者は加熱部８を第２付勢手段の付勢力に抗して図中反時計方向に回転させるように操作して、図４（ｂ）の状態になるまで移動させる。次いで、操作者が第２ユニット７の上面部を第１付勢手段の力に対抗して案内軸６５付近に案内穴７５の上端部が移動するように押下すると、第２ユニット７はロック機構によって装置本体１側に固定される。

本例によれば、ロック機構を解除機構によって解除する操作のみ（ワンアクション）で加熱部８を第２状態に開放することができる。ワンアクションで素早く開放可能であるので、ジャム処理時など早急に加熱部８を開放したい場合に有効である。また先の例と同様、図４（ｃ）の第２状態では、第１ユニット６と第２ユニット７の高温部が互いに向き合い、第１ユニット６および第２ユニット７の一方のユニットの熱源から放射される熱線の少なくとも一部が他方のユニットによって遮蔽される。そのため上述と同様の作用効果が得られる。

図５は第３の例における加熱部８の移動を説明するための図である。図５（ａ）は加熱部８が第１状態にあり、図５（ｂ）は加熱部８の第２状態にある場合をそれぞれ示す。第１ユニット６と第２ユニット７とはリンク機構によって所定の軌跡を描いて相対的に回動するようになっている。第１ユニット６と第２ユニット７とは第１リンク１１によって結合されている。第１リンク１１の一方の端部は第１ユニット６の回転軸１１ａと係合し、他方の端部は第２ユニット７の回転軸１１ｂと係合する。第２ユニット７は第２リンク１２および第３リンク１３によって装置本体１と結合されている。第２リンク１２の一方の端部は第２ユニット７の回転軸１２ｂと係合し、他方の端部は装置本体１の回転軸１２ａと係合する。同様に、第３リンク１３の一方の端部は第２ユニット７の回転軸１３ｂと係合し、他方の端部は装置本体１の回転軸１３ａと係合する。

第１ユニット６は回動軸６３を中心に図中時計方向に回転する向きに第２付勢手段（不図示）によって付勢されている。回動軸６３を中心として加熱部８ごと図中時計方向に回転するように第２付勢手段の付勢力が設定されている。また、加熱部８は図５（ａ）に示す第１状態では第２付勢手段の付勢力に抗して装置本体１側にロック機構によって固定される。装置本体１にはロック機構を解除する解除機構（不図示）が設けられており、解除機構が操作されると第２付勢手段の付勢力によって第１ユニット６と第２ユニット７とがリンク機構により回転する。最終的には図５（ｂ）のように第２状態に移行して安定的に停止する。

本例によれば、上述の第２の例と同様にワンアクションで加熱部８を第２状態に開放することができ、ジャム処理時など早急に加熱部８を開放したい場合に有効である。また先の例と同様、図５（ｂ）の第２状態では、第１ユニット６と第２ユニット７の高温部が互いに向き合い、第１ユニット６および第２ユニット７の一方のユニットの熱源から放射される熱線の少なくとも一部が他方のユニットによって遮蔽される。そのため上述と同様の作用効果が得られる。また、本例によれば、案内面Ｇが不要もしくはそのガイド長を短くすることができるため、装置設計の自由度が大きくなるという利点も得られる。

１ 装置本体
５ キャリッジ
６ 第１ユニット
７ 第２ユニット
８ 加熱部
１０ インクジェットヘッド
６１ 第１ヒータ
６２ 第１リフレクタ
６３ 回動軸
７１ 第２ヒータ
７２ 第２リフレクタ

Claims (8)

1. 搬送路に沿って搬送されるシートにプリントを行うプリント部と、前記プリント部でプリントされたシートに熱線を付与して定着させる加熱部とを備えたプリント装置であって、
   前記加熱部は、装置本体に対して回動可能となるように支持される第１ユニットと、前記第１ユニットの回動に伴って移動するように前記第１ユニットに支持される第２ユニットとを有し、前記第１ユニットおよび前記第２ユニットの少なくとも一方は熱線を放射する熱源を含むものであり、
   前記第１ユニットを前記装置本体に対して閉じた第１状態では、前記熱源から放射される熱線は前記搬送路の方向に指向され、
   前記第１ユニットを前記装置本体に対して開けた第２状態では、前記第１ユニットと前記第２ユニットとが互い向かい合い、前記第１ユニットおよび前記第２ユニットの一方のユニットの前記熱源から放射される熱線の少なくとも一部が他方のユニットによって遮蔽されることを特徴とするプリント装置。
2. 前記第１ユニットおよび前記第２ユニットはそれぞれ、熱線を放射するヒータと、前記ヒータから放射される熱線の一部を反射して所定の方向に指向させるリフレクタを備えることを特徴とする、請求項１記載のプリント装置。
3. 前記第１ユニットは前記装置本体に対して第１支軸で回転可能に支持され、前記第２ユニットは前記第１ユニットに対して前記第１支軸とは異なる第２支軸で回転可能に支持されており、前記第１状態から前記第２状態に移行する際には、前記第１ユニットが前記第１支軸を中心に前記装置本体に対して回転するのに伴って前記第２ユニットが前記第１ユニットに対して前記第２支軸を中心に回転することを特徴とする、請求項１または２に記載のプリント装置。
4. 前記第２ユニットには前記装置本体を基準に形成された案内面に沿って移動する案内コロが設けられており、前記第１状態から前記第２状態に移行する際には、前記第２ユニットが前記第１ユニットに対して前記第２支軸を中心に回転するとともに前記案内コロが前記案内面に沿って移動することを特徴とする請求項３記載のプリント装置。
5. 前記第１ユニットに形成された案内軸と、前記第２ユニットに形成された円弧形状の案内穴とが係合し、前記案内軸が前記第２支軸であることを特徴とする、請求項３記載のプリント装置。
6. 前記第１ユニットと前記第２ユニットとを所定の軌跡で回動可能に接続するリンク機構を有し、前記リンク機構は前記第１つニットと前記第２ユニットとを接続する第１リンクと、前記第２ユニットを前記装置本体に対して接続する第２リンクおよび第３リンクを含むことを特徴とする、請求項１または２に記載のプリント装置。
7. 前記第１ユニットを前記装置本体に対して開ける方向に付勢する付勢手段と、前記第１状態において、前記第１ユニットを前記付勢手段の付勢力に抗して固定するロック機構とを有することを特徴とする、請求項５または６に記載のプリント装置。
8. 前記プリント部はエマルションインクを用いるインクジェットヘッドを有することを特徴とする、請求項１から７のいずれか１項に記載のプリント装置。

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