<第1実施形態>
以下、図面を参照して本発明に係る実施形態の一例について説明する。
図1は、本発明に係る画像形成装置としてのインクジェット記録装置の第1実施形態を示す全体構成図である。
(全体構成)
このインクジェット記録装置10は、枚葉の用紙(記録用紙)Pに水性UVインク(水性媒体を使用した紫外線硬化型のインク)を用いてインクジェット方式で画像を描画するインクジェット記録装置であり、主として、用紙Pを給紙する給紙部12と、給紙部12から給紙された用紙Pの表面(描画面)に所定の処理液を付与する処理液付与部14と、処理液付与部14で処理液が付与された用紙Pの乾燥処理を行う処理液乾燥処理部16と、処理液乾燥処理部16で乾燥処理が施された用紙Pの表面に水性UVインクを用いてインクジェット方式で画像を記録する画像記録部18と、画像記録部18で画像が記録された用紙Pの乾燥処理を行う加熱乾燥処理部20と、加熱乾燥処理部20で乾燥処理された用紙Pに紫外線(UV)を照射して画像を定着させるUV照射処理部22と、UV照射処理部22でUV照射処理された用紙Pを排紙する排紙部24と、を備えている。
(給紙部)
給紙部12は、給紙台30に積載された用紙Pを1枚ずつ処理液付与部14に給紙する。給紙手段の一例としての給紙部12は、主として、給紙台30と、サッカー装置32と、給紙ローラ対34と、フィーダボード36と、前当て38と、給紙ドラム40とで構成されている。
用紙Pは、多数枚が積層された束の状態で給紙台30に載置される。給紙台30は、図示しない給紙台昇降装置によって昇降可能に設けられる。給紙台昇降装置は、給紙台30に積載された用紙Pの増減に連動して、その駆動が制御され、束の最上位に位置する用紙Pが常に一定の高さに位置するように、給紙台30を昇降させる。
記録用紙としての用紙Pは、特に限定されないが、一般のオフセット印刷等で使用される汎用の印刷用紙(いわゆる上質紙、コート紙、アート紙等のセルロースを主体とする用紙)を用いることができる。本例では塗工紙が用いられる。塗工紙は、一般に表面処理されていない上質紙や中性紙等の表面にコート材を塗布してコート層を設けたものである。具体的には、アート紙、コート紙、軽量コート紙、微塗工紙等が好適に用いられる。
サッカー装置32は、給紙台30に積載されている用紙Pを上から順に1枚ずつ取り上げて、給紙ローラ対34に給紙する。サッカー装置32は、昇降自在かつ揺動自在に設けられたサクションフット32Aを備え、このサクションフット32Aによって用紙Pの上面を吸引保持して、用紙Pを給紙台30から給紙ローラ対34に移送する。この際、サクションフット32Aは、束の最上位に位置する用紙Pの先端側の上面を吸引保持して、用紙Pを引き上げ、引き上げた用紙Pの先端を給紙ローラ対34を構成する一対のローラ34A、34Bの間に挿入する。
給紙ローラ対34は、互いに押圧当接された上下一対のローラ34A、34Bで構成される。上下一対のローラ34A、34Bは、一方が駆動ローラ(ローラ34A)、他方が従動ローラ(ローラ34B)とされ、駆動ローラ(ローラ34A)は、図示しないモータに駆動されて回転する。モータは、用紙Pの給紙に連動して駆動され、サッカー装置32から用紙Pが給紙されると、そのタイミングに合わせて駆動ローラ(ローラ34A)を回転させる。上下一対のローラ34A、34Bの間に挿入された用紙Pは、このローラ34A、34Bにニップされて、ローラ34A、34Bの回転方向(フィーダボード36の設置方向)に送り出される。
フィーダボード36は、用紙幅に対応して形成され、給紙ローラ対34から送り出された用紙Pを受けて、前当て38までガイドする。このフィーダボード36は、下方に向けて傾斜して設置され、その搬送面の上に載置された用紙Pを搬送面に沿って滑らせて前当て38までガイドする。
フィーダボード36には、用紙Pを搬送するためのテープフィーダ36Aが幅方向に間隔をおいて複数設置される。テープフィーダ36Aは、無端状に形成され、図示しないモータに駆動されて回転する。フィーダボード36の搬送面に載置された用紙Pは、このテープフィーダ36Aによって送りが与えられて、フィーダボード36の上を搬送される。
また、フィーダボード36の上には、リテーナ36Bとコロ36Cとが設置される。
リテーナ36Bは、用紙Pの搬送面に沿って前後に縦列して複数配置される(本例では2つ)。このリテーナ36Bは、用紙幅に対応した幅を有する板バネで構成され、搬送面に押圧当接されて設置される。テープフィーダ36Aによってフィーダボード36の上を搬送される用紙Pは、このリテーナ36Bを通過することにより、凹凸が矯正される。なお、リテーナ36Bは、フィーダボード36との間に用紙Pを導入しやすくするため、後端部がカールして形成される。
コロ36Cは、前後のリテーナ36Bの間に配設される。このコロ36Cは、用紙Pの搬送面に押圧当接されて設置される。前後のリテーナ36Bの間を搬送される用紙Pは、このコロ36Cによって上面が抑えられながら搬送される。
前当て38は、用紙Pの姿勢を矯正する。この前当て38は、板状に形成され、用紙Pの搬送方向と直交して配置される。また、図示しないモータに駆動されて、揺動可能に設けられる。フィーダボード36の上を搬送された用紙Pは、その先端が前当て38に当接されて、姿勢が矯正される(いわゆる、スキュー防止)。前当て38は、給紙ドラム40への用紙の給紙に連動して揺動し、姿勢を矯正した用紙Pを給紙ドラム40に受け渡す。
給紙ドラム40は、前当て38を介してフィーダボード36から給紙される用紙Pを受け取り、処理液付与部14へと搬送する。給紙ドラム40は、円筒状に形成され、図示しないモータに駆動されて回転する。給紙ドラム40の外周面上には、グリッパ40Aが備えられ、このグリッパ40Aによって用紙Pの先端が把持される。給紙ドラム40は、グリッパ40Aによって用紙Pの先端を把持して回転することにより、用紙Pを周面に巻き掛けながら、処理液付与部14へと用紙Pを搬送する。
給紙部12は、以上のように構成される。給紙台30の上に積載された用紙Pは、サッカー装置32によって上から順に1枚ずつ引き上げられて、給紙ローラ対34に給紙される。給紙ローラ対34に給紙された用紙Pは、その給紙ローラ対34を構成する上下一対のローラ34A、34Bによって前方に送り出され、フィーダボード36の上に載置される。フィーダボード36の上に載置された用紙Pは、フィーダボード36の搬送面に設けられたテープフィーダ36Aによって搬送される。そして、その搬送過程でリテーナ36Bによってフィーダボード36の搬送面に押し付けられ、凹凸が矯正される。フィーダボード36によって搬送された用紙Pは、先端が前当て38に当接されることにより、傾きが矯正され、その後、給紙ドラム40に受け渡される。そして、その給紙ドラム40によって処理液付与部14へと搬送される。
(処理液付与部)
処理液付与部14は、用紙Pの表面(描画面)に所定の処理液を付与する。この処理液付与部14は、主として、用紙Pを搬送する処理液付与ドラム42と、処理液付与ドラム42によって搬送される用紙Pの印刷面に所定の処理液を付与する処理液付与ユニット44とで構成されている。
処理液付与ドラム42は、給紙部12の給紙ドラム40から用紙Pを受け取り、処理液乾燥処理部16へと用紙Pを搬送する。処理液付与ドラム42は、円筒状に形成され、図示しないモータに駆動されて回転する。処理液付与ドラム42の外周面上には、グリッパ42Aが備えられ、このグリッパ42Aによって用紙Pの先端が把持される。処理液付与ドラム42は、このグリッパ42Aによって用紙Pの先端を把持して回転することにより、用紙Pを周面に巻き掛けながら、処理液乾燥処理部16へと用紙Pを搬送する(1回転で1枚の用紙Pを搬送する。)。処理液付与ドラム42と給紙ドラム40は、互いの用紙Pの受け取りと受け渡しのタイミングが合うように、回転が制御される。すなわち、同じ周速度となるように駆動されるとともに、互いのグリッパの位置が合うように駆動される。
処理液付与ユニット44は、処理液付与ドラム42によって搬送される用紙Pの表面に処理液をローラ塗布する。この処理液付与ユニット44は、主として、用紙Pに処理液を塗布する塗布ローラ44Aと、処理液が貯留される処理液槽44Bと、処理液槽44Bに貯留された処理液を汲み上げて、塗布ローラ44Aに供給する汲み上げローラ44Cとで構成される。汲み上げローラ44Cは、塗布ローラ44Aに押圧当接して設置されるとともに、一部を処理液槽44Bに貯留された処理液に浸漬させて設置される。この汲み上げローラ44Cは、処理液を計量して汲み上げ、塗布ローラ44Aの周面に一定の厚さで処理液を付与する。塗布ローラ44Aは、用紙幅に対応して設けられ、用紙Pに押圧当接されて、その周面に付与された処理液を用紙Pに塗布する。塗布ローラ44Aは、図示しない当接離間機構に駆動されて、処理液付与ドラム42の周面に当接する当接位置と、処理液付与ドラム42の周面から離間する離間位置との間を移動する。当接離間機構は、用紙Pの通過タイミングに合わせて、塗布ローラ44Aを移動させ、処理液付与ドラム42によって搬送される用紙Pの表面に処理液を塗布する。
なお、本例では、処理液をローラ塗布する構成としているが、処理液を付与する方法は、これに限定されるものではない。この他、インクジェットヘッドを用いて付与する構成やスプレーにより付与する構成を採用することもできる。
処理液付与部14は、以上のように構成される。給紙部12の給紙ドラム40から受け渡された用紙Pは、処理液付与ドラム42で受け取られる。処理液付与ドラム42は、用紙Pの先端をグリッパ42Aで把持して、回転することにより、用紙Pを周面に巻き掛けて搬送する。この搬送過程で塗布ローラ44Aが用紙Pの表面に押圧当接され、用紙Pの表面に処理液が塗布される。
ここで、この用紙Pの表面に塗布する処理液は、後段の画像記録部18で用紙Pに打滴する水性UVインク中の色材を凝集させる機能を有する処理液が塗布される。このような処理液を用紙Pの表面に塗布して水性UVインクを打滴することにより、汎用の印刷用紙を用いた場合であっても、着弾干渉等を起こすことなく、高品位な印刷を行うことができる。
(処理液乾燥処理部)
処理液乾燥処理部16は、表面に処理液が付与された用紙Pを乾燥処理する。この処理液乾燥処理部16は、主として、用紙Pを搬送する処理液乾燥処理ドラム46と、用紙搬送ガイド48と、処理液乾燥処理ドラム46によって搬送される用紙Pの印刷面に熱風を吹き当てて乾燥させる処理液乾燥処理ユニット50とで構成されている。
処理液乾燥処理ドラム46は、処理液付与部14の処理液付与ドラム42から用紙Pを受け取り、画像記録部18へと用紙Pを搬送する。処理液乾燥処理ドラム46は、円筒状に組んだ枠体で構成され、図示しないモータに駆動されて回転する。処理液乾燥処理ドラム46の外周面上には、グリッパ46Aが備えられ、このグリッパ46Aによって用紙Pの先端が把持される。処理液乾燥処理ドラム46は、このグリッパ46Aによって用紙Pの先端を把持して回転することにより、画像記録部18に用紙Pを搬送する。なお、本例の処理液乾燥処理ドラム46は、外周面上の2カ所にグリッパ42Aが配設され、1回の回転で2枚の用紙Pが搬送できるように構成されている。処理液乾燥処理ドラム46と処理液付与ドラム42は、互いの用紙Pの受け取りと受け渡しのタイミングが合うように、回転が制御される。すなわち、同じ周速度となるように駆動されるとともに、互いのグリッパの位置が合うように駆動される。
用紙搬送ガイド48は、処理液乾燥処理ドラム46による用紙Pの搬送経路に沿って配設され、用紙Pの搬送をガイドする。
処理液乾燥処理ユニット50は、処理液乾燥処理ドラム46の内側に設置され、処理液乾燥処理ドラム46によって搬送される用紙Pの表面に向けて熱風を吹き当てて乾燥処理する。本例では、2台の処理液乾燥処理ユニット50が、処理液乾燥処理ドラム内に配設され、処理液乾燥処理ドラム46によって搬送される用紙Pの表面に向けて熱風を吹き当てる構成とされている。
処理液乾燥処理部16は、以上のように構成される。処理液付与部14の処理液付与ドラム42から受け渡された用紙Pは、処理液乾燥処理ドラム46で受け取られる。処理液乾燥処理ドラム46は、用紙Pの先端をグリッパ46Aで把持して、回転することにより、用紙Pを搬送する。この際、処理液乾燥処理ドラム46は、用紙Pの表面(処理液が塗布された面)を内側に向けて搬送する。用紙Pは、処理液乾燥処理ドラム46によって搬送される過程で処理液乾燥処理ドラム46の内側に設置された処理液乾燥処理ユニット50から熱風が表面に吹き当てられて、乾燥処理される。すなわち、処理液中の溶媒成分が除去される。これにより、用紙Pの表面にインク凝集層が形成される。
(画像記録部)
画像記録部18は、用紙Pの印刷面にC、M、Y、Kの各色の活性エネルギー線硬化型インクの液滴を打滴して、用紙Pの印刷面にカラー画像を描画する。本実施形態では、一例として、紫外線硬化型水性インク(以下、UVインクと記載する。)を用いているが、これに限らず、活性エネルギー線と反応して硬化するインクであれば、他のインクを用いてもよい。例えば、電子線硬化型インクを用いてもよい。
画像記録部18は、主として、用紙Pを搬送する画像記録ドラム52と、画像記録ドラム52によって搬送される用紙Pを押圧して、用紙Pを画像記録ドラム52の周面に密着させる用紙押さえローラ54と、用紙PにC、M、Y、Kの各色のUVインク滴を吐出する吐出ヘッドの一例としてのインクジェットヘッド56C、56M、56Y、56Kと、用紙Pに記録された画像を読み取るインラインセンサ58と、インクミストを捕捉するミストフィルタ60と、ドラム冷却ユニット62とで構成されている。
画像記録ドラム52は、処理液乾燥処理部16の処理液乾燥処理ドラム46から用紙Pを受け取り、加熱乾燥処理部20へと用紙Pを搬送する。画像記録ドラム52は、円筒状に形成され、図示しないモータに駆動されて回転する。画像記録ドラム52の外周面上には、グリッパ52Aが備えられ、このグリッパ52Aによって用紙Pの先端が把持される。画像記録ドラム52は、このグリッパ52Aによって用紙Pの先端を把持して回転することにより、用紙Pを周面に巻き掛けながら、加熱乾燥処理部20へと用紙Pを搬送する。また、画像記録ドラム52は、その周面に多数の吸引孔(図示せず)が所定のパターンで形成される。画像記録ドラム52の周面に巻き掛けられた用紙Pは、この吸引孔から吸引されることにより、画像記録ドラム52の周面に吸引保持されながら搬送される。これにより、高い平滑性をもって用紙Pを搬送することができる。
なお、この吸引孔からの吸引は一定の範囲でのみ作用し、所定の吸引開始位置から所定の吸引終了位置との間で作用する。吸引開始位置は、用紙押さえローラ54の設置位置に設定され、吸引終了位置は、インラインセンサ58の設置位置の下流側に設定される(たとえば、加熱乾燥処理部20に用紙を受け渡す位置に設定される。)。すなわち、少なくともインクジェットヘッド56C、56M、56Y、56Kの設置位置(画像記録位置)とインラインセンサ58の設置位置(画像読取位置)では、用紙Pが画像記録ドラム52の周面に吸引保持されるように設定される。
なお、用紙Pを画像記録ドラム52の周面に吸引保持させる機構は、上記の負圧による吸引方法に限らず、静電吸引による方法を採用することもできる。
また、本例の画像記録ドラム52は、外周面上の2カ所にグリッパ52Aが配設され、1回の回転で2枚の用紙Pが搬送できるように構成されている。画像記録ドラム52と処理液乾燥処理ドラム46は、互いの用紙Pの受け取りと受け渡しのタイミングが合うように、回転が制御される。すなわち、同じ周速度となるように駆動されるとともに、互いのグリッパの位置が合うように駆動される。
用紙押さえローラ54は、画像記録ドラム52の用紙受取位置(処理液乾燥処理ドラム46から用紙Pを受け取る位置)の近傍に配設される。この用紙押さえローラ54は、ゴムローラで構成され、画像記録ドラム52の周面に押圧当接させて設置される。処理液乾燥処理ドラム46から画像記録ドラム52に受け渡された用紙Pは、この用紙押さえローラ54を通過することによりニップされ、画像記録ドラム52の周面に密着させられる。
4台のインクジェットヘッド56C、56M、56Y、56Kは、画像記録ドラム52による用紙Pの搬送経路に沿って一定の間隔をもって配置される。このインクジェットヘッド56C、56M、56Y、56Kは、用紙幅に対応したラインヘッドで構成され、ノズル面が画像記録ドラム52の周面に対向するように配置される。各インクジェットヘッド56C、56M、56Y、56Kは、ノズル面に形成されたノズル列から、画像記録ドラム52に向けてUVインクの液滴を吐出することにより、画像記録ドラム52によって搬送される用紙Pに画像を記録する。
なお、上記のように、各インクジェットヘッド56C、56M、56Y、56Kから吐出させるUVインクは、打滴後に紫外線を照射することにより、硬化させることができる。
インラインセンサ58は、画像記録ドラム52による用紙Pの搬送方向に対して、最後尾のインクジェットヘッド56Kの下流側に設置され、インクジェットヘッド56C、56M、56Y、56Kで記録された画像を読み取る。このインラインセンサ58は、たとえば、ラインスキャナで構成され、画像記録ドラム52によって搬送される用紙Pからインクジェットヘッド56C、56M、56Y、56Kによって記録された画像を読み取る。
なお、インラインセンサ58の下流側には、インラインセンサ58に近接して接触防止板59が設置される。この接触防止板59は、搬送の不具合等によって用紙Pに浮きが生じた場合に、用紙Pがインラインセンサ58に接触するのを防止する。
ミストフィルタ60は、最後尾のインクジェットヘッド56Kとインラインセンサ58との間に配設され、画像記録ドラム52の周辺の空気を吸引してインクミストを捕捉する。このように、画像記録ドラム52の周辺の空気を吸引してインクミストを捕捉することにより、インラインセンサ58へのインクミストの進入を防止でき、読み取り不良等の発生を防止できる。
ドラム冷却ユニット62は、画像記録ドラム52に冷風を吹き当てて、画像記録ドラム52を冷却する。このドラム冷却ユニット62は、主として、エアコン(図示せず)と、そのエアコンから供給される冷気を画像記録ドラム52の周面に吹き当てるダクト62Aとで構成される。ダクト62Aは、画像記録ドラム52に対して、用紙Pの搬送領域以外の領域に冷気を吹き当てて、画像記録ドラム52を冷却する。本例では、画像記録ドラム52のほぼ上側半分の円弧面に沿って用紙Pが搬送されるので、ダクト62Aは、画像記録ドラム52のほぼ下側半分の領域に冷気を吹き当てて、画像記録ドラム52を冷却する構成とされている。具体的には、ダクト62Aの吹出口が、画像記録ドラム52のほぼ下側半分を覆うように円弧状に形成され、画像記録ドラム52のほぼ下側半分の領域に冷気が吹き当てられる構成とされている。
ここで、画像記録ドラム52を冷却する温度は、インクジェットヘッド56C、56M、56Y、56Kの温度(特にノズル面の温度)との関係で定まり、インクジェットヘッド56C、56M、56Y、56Kの温度よりも低い温度となるように冷却される。これにより、インクジェットヘッド56C、56M、56Y、56Kに結露が生じるのを防止することができる。すなわち、インクジェットヘッド56C、56M、56Y、56Kよりも画像記録ドラム52の温度を低くすることにより、画像記録ドラム側に結露を誘発することができ、インクジェットヘッド56C、56M、56Y、56Kに生じる結露(特にノズル面に生じる結露)を防止することができる。
画像記録部18は、以上のように構成される。処理液乾燥処理部16の処理液乾燥処理ドラム46から受け渡された用紙Pは、画像記録ドラム52で受け取られる。画像記録ドラム52は、用紙Pの先端をグリッパ52Aで把持して、回転することにより、用紙Pを搬送する。画像記録ドラム52に受け渡された用紙Pは、まず、用紙押さえローラ54を通過することにより、画像記録ドラム52の周面に密着される。これと同時に画像記録ドラム52の吸引孔から吸引されて、画像記録ドラム52の外周面上に吸引保持される。用紙Pは、この状態で搬送されて、各インクジェットヘッド56C、56M、56Y、56Kを通過する。そして、その通過時に各インクジェットヘッド56C、56M、56Y、56KからC、M、Y、Kの各色のUVインクの液滴が表面に打滴されて、表面にカラー画像が描画される。用紙Pの表面にはインク凝集層が形成されているので、フェザリングやブリーディング等を起こすことなく、高品位な画像を記録することができる。
インクジェットヘッド56C、56M、56Y、56Kによって画像が記録された用紙Pは、次いで、インラインセンサ58を通過する。そして、そのインラインセンサ58の通過時に表面に記録された画像が読み取られる。この記録画像の読み取りは必要に応じて行われ、読み取られた画像から吐出不良等の検査が行われる。読み取りを行う際は、画像記録ドラム52に吸引保持された状態で読み取りが行われるので、高精度に読み取りを行うことができる。また、画像記録直後に読み取りが行われるので、たとえば、吐出不良等の異常を直ちに検出することができ、その対応を迅速に行うことができる。これにより、無駄な記録を防止できるとともに、損紙の発生を最小限に抑えることができる。
この後、用紙Pは、吸引が解除された後、加熱乾燥処理部20へと受け渡される。
(加熱乾燥処理部)
加熱乾燥処理部20は、画像記録後の用紙Pを乾燥処理し、用紙Pの表面に残存する液体成分を除去する。加熱乾燥処理部20は、主として、画像が記録された用紙Pを搬送する搬送手段の一例としてのチェーングリッパ64と、チェーングリッパ64によって搬送される用紙Pにバックテンション(張力)を作用させるバックテンション付与機構66と、チェーングリッパ64によって搬送される用紙Pを加熱乾燥する乾燥処理ユニット68とで構成されている。
チェーングリッパ64は、加熱乾燥処理部20、UV照射処理部22、排紙部24において共通して使用される用紙搬送機構であり、画像記録部18から受け渡された用紙Pを受け取って、排紙部24まで搬送する。
このチェーングリッパ64は、主として、画像記録ドラム52に近接して設置される第1スプロケット64Aと、排紙部24に設置される第2スプロケット64Bと、第1スプロケット64Aと第2スプロケット64Bとに巻き掛けられる無端状のチェーン64Cと、チェーン64Cの走行をガイドする複数のチェーンガイド(図示せず)と、チェーン64Cに一定の間隔をもって取り付けられる複数のグリッパ64Dとで構成される。第1スプロケット64Aと、第2スプロケット64Bと、チェーン64Cと、チェーンガイドとは、それぞれ一対で構成され、用紙Pの幅方向の両側に配設される。グリッパ64Dは、一対で設けられるチェーン64Cに掛け渡されて設置される。
第1スプロケット64Aは、画像記録ドラム52から受け渡される用紙Pをグリッパ64Dで受け取ることができるように、画像記録ドラム52に近接して設置されている。この第1スプロケット64Aは、図示しない軸受に軸支されて、回転自在に設けられるとともに、図示しないモータに歯車を介して連結されている。第1スプロケット64A及び第2スプロケット64Bに巻き掛けられるチェーン64Cは、このモータを駆動することにより走行する。
第2スプロケット64Bは、画像記録ドラム52から受け取った用紙Pを排紙部24で回収できるように、排紙部24に設置されている。すなわち、この第2スプロケット64Bの設置位置が、チェーングリッパ64による用紙Pの搬送経路の終端とされる。この第2スプロケット64Bは、図示しない軸受に軸支されて、回転自在に設けられる。
チェーン64Cは、無端状に形成され、第1スプロケット64Aと第2スプロケット64Bとに巻き掛けられている。
チェーンガイドは、所定位置に配置されて、チェーン64Cが所定の経路を走行するようにガイドする(=用紙Pが所定の搬送経路を走行して搬送されるようにガイドする。)。本実施形態では、第2スプロケット64Bが第1スプロケット64Aよりも高い位置に配設されている。このため、チェーン64Cが、途中で傾斜するような走行経路が形成される。具体的には、第1水平搬送経路70Aと、傾斜搬送経路70Bと、第2水平搬送経路70Cとで走行経路が構成されている。
第1水平搬送経路70Aは、第1スプロケット64Aと同じ高さに設定され、第1スプロケット64Aに巻き掛けられたチェーン64Cが、水平に走行するように設定される。第2水平搬送経路70Cは、第2スプロケット64Bと同じ高さに設定され、第2スプロケット64Bに巻き掛けられたチェーン64Cが、水平に走行するように設定される。傾斜搬送経路70Bは、第1水平搬送経路70Aと第2水平搬送経路70Cとの間に設定され、第1水平搬送経路70Aと第2水平搬送経路70Cとの間を結ぶように設定される。
チェーンガイドは、この第1水平搬送経路70Aと、傾斜搬送経路70Bと、第2水平搬送経路70Cとを形成するように配設される。具体的には、少なくとも第1水平搬送経路70Aと傾斜搬送経路70Bとの接合ポイント、及び、傾斜搬送経路70Bと第2水平搬送経路70Cとの接合ポイントに配設される。
グリッパ64Dは、チェーン64Cに一定の間隔をもって複数取り付けられる。このグリッパ64Dの取り付け間隔は、画像記録ドラム52からの用紙Pの受け取り間隔に合わせて設定される。すなわち、画像記録ドラム52から順次受け渡される用紙Pをタイミングを合わせて画像記録ドラム52から受け取ることができるように、画像記録ドラム52からの用紙Pの受け取り間隔に合わせて設定される。
チェーングリッパ64は、以上のように構成される。上記のように、第1スプロケット64Aに接続されたモータ(図示せず)を駆動すると、チェーン64Cが走行する。チェーン64Cは、画像記録ドラム52の周速度と同じ速度で走行する。また、画像記録ドラム52から受け渡される用紙Pが、各グリッパ64Dで受け取れるようにタイミングが合わせられる。
バックテンション付与機構66は、チェーングリッパ64によって先端を把持されながら搬送される用紙Pにバックテンション(張力)を付与する。このバックテンション付与機構66は、主として、加熱乾燥処理部20に配置される搬送路としてのガイドプレート72を備えている。
図2に示すように、ガイドプレート72は、用紙Pの幅に対応した幅を有する中空状のボックスプレートで構成されている。また、ガイドプレート72は、上面72Aに形成された多数の吸引孔200と、ガイドプレート72の中央部の下部側に配置されて多数の吸引孔200から空気を吸引する吸引ファン202と、を備えている。さらに、ガイドプレート72の下部側には、吸引ファン202により多数の吸引孔200から吸引した空気を吐き出すための排気管204が接続されている。
上記のように構成されたガイドプレート72は、チェーングリッパ64による用紙Pの搬送経路(=チェーンの走行経路)に沿って配設されており、用紙Pの搬送路を構成している。具体的には、第1水平搬送経路70Aを走行するチェーン64Cに沿って配設されており、チェーン64Cから所定距離だけ下方に離間して配設されている。このため、チェーングリッパ64によってチェーン64Cの外周側で搬送される用紙Pは、描画面とは反対側の面がガイドプレート72の上面に吸引された状態で引き摺られながら搬送される(図3参照)。
ガイドプレート72の上面には、多数の吸引孔200が所定のパターンで多数形成されており、吸引ファン202がガイドプレート72の中空部(内部)を吸引することで、グリッパ64Dに把持された先端部を除いて用紙Pが吸引孔200に吸引される。これにより、チェーングリッパ64によって搬送される用紙Pにバックテンション(張力)が付与される。
上記のように、ガイドプレート72は、第1水平搬送経路70Aを走行するチェーン64Cに沿って配設されるので、用紙Pが第1水平搬送経路70Aを搬送されている間、バックテンションが付与される。
乾燥処理ユニット68は、チェーン64Cの内周側(図中上方)に設置されており、本実施形態では、一例として、用紙Pへ熱風を吹き付けるドライヤーを備えているが、これに限らず、例えば、乾燥処理ユニットとして赤外線ヒータ等を用いてもよい。また、用紙Pが接触する搬送路に加熱板を配置して加熱乾燥してもよい。
乾燥処理ユニット68は、第1水平搬送経路70Aに沿って複数台配置されており、本実施形態では、一例として、第1水平搬送経路70Aに沿って5台の乾燥処理ユニット68が設けられている。これにより、用紙Pが5台の処理乾燥ユニット68の下を通過している間、用紙Pへ熱風が吹きつけられ、加熱乾燥される(図3参照)。また、それぞれの乾燥処理ユニット68は、図示しない制御部に接続されており、制御部からの命令で乾燥処理ユニット68の出力を調節可能に構成されている。
なお、乾燥処理ユニット68の設置数は、乾燥処理ユニット68の処理能力や用紙Pの搬送速度(=印刷速度)等に応じて設定される。すなわち、画像記録部18から受け取った用紙Pが第1水平搬送経路70Aを搬送されている間に乾燥させることができる用に設置数が設定される。
加熱乾燥処理部20は、以上のように構成される。画像記録部18の画像記録ドラム52から受け渡された用紙Pは、チェーングリッパ64で受け取られる。チェーングリッパ64は、用紙Pの先端部をグリッパ64Dで把持してガイドプレート72から持ち上げ、用紙Pの後端部をガイドプレート72に接触させた状態で搬送する。チェーングリッパ64に受け渡された用紙Pは、まず、第1水平搬送経路70Aを搬送される。この第1水平搬送経路70Aを搬送される過程で、用紙Pへ乾燥処理ユニット68から熱風が吹き付けられ、加熱乾燥処理が施される。この際、用紙Pは、バックテンション付与機構66によってバックテンション(張力)が付与されながら乾燥処理が施されるので、乾燥ムラやシワの発生を抑制できる。
(UV照射処理部)
UV照射処理部22は、UVインクが吐出された用紙Pの描画面へ紫外線(活性エネルギー線の一例)を照射しUVインクを硬化させて画像を定着させる。なお、ここでいう活性エネルギー線とは、その照射によりインク組成物中において開始種を発生させうるエネルギー線のことを指し、広くα線、γ線、X線、紫外線、可視光線、電子線などを包含するものであるが、なかでも、硬化感度及び装置の入手容易性の観点から紫外線および電子線が好ましく、紫外線がより好ましい。本実施形態では、UVインクで画像を形成しているので、紫外線を照射して定着させている。
このUV照射処理部22は、図1に示すように、主として、用紙Pを搬送するチェーングリッパ64と、チェーングリッパ64によって搬送される用紙Pにバックテンションを付与するバックテンション付与機構66と、チェーングリッパ64によって搬送される用紙Pに紫外線を照射する活性エネルギー線照射手段としてのUV照射ユニット74と、送風手段としての送風ユニット80とで構成されている。また、チェーングリッパ64、バックテンション付与機構66は、加熱乾燥処理部20と共に共通して使用される。
UV照射ユニット74は、乾燥処理ユニット68より搬送方向下流側でチェーン64Cの内周側にガイドプレート72と対向配置されており、加熱乾燥処理部20を通過した用紙Pの描画面へ紫外線(UV)を照射する。図2に示すように、UV照射ユニット74は、主として、光源としてのUVランプ74Aと、UVランプ74Aを格納する筐体74Bと、筐体74Bに設けられた吸引ファン74Cとを含んで構成されている。
UVランプ74Aは、例えば、メタルハライドランプ、高圧水銀灯、超高圧水銀灯、デイープ紫外線ランプ、キセノンランプ、UV−LED等が用いられており、用紙Pの幅方向の全域に紫外線が照射可能に構成されている。本実施形態では、用紙Pの幅方向に延びたUVランプ74Aを用いているが、これに限らず、用紙Pの幅方向に複数のUVランプ74Aを配置してもよい。
筐体74Bは、上下が開口した筒状に形成されており、内部にUVランプ74Aが格納されている。また、筐体74Bの下端部には図示しないシャッターが開閉可能に設けられており、図中下側(ガイドプレート72側)の開口を閉塞可能に構成されている。これにより、UV照射ユニット74を使用する際にのみシャッターを開いて紫外線を照射できる。
筐体74Bの上部には、吸引ファン74Cが取り付けられている。吸引ファン74Cは、図示しないモータに接続された回転羽根74Dを備えており、モータが回転羽根74Dを回転させることで、筐体74Bの下方から空気を取り込んでUVランプ74Aを冷却させる。UVランプ74Aを冷却した空気は、吸引ファン74Cの上方へ送り出される。
UV照射ユニット74より搬送方向下流側には、送風ユニット80が配置されている。送風ユニット80は、ガイドプレート72の上方に位置しており、主として、送風箱82と、送風箱82に格納された送風ファン84とで構成されている。また、送風ユニット80は、ガイドプレート72に対して斜め上方から送風できるように角度をつけて配置されている。
送風ファン84は、用紙Pの幅方向に延びた筐体を備えており、この筐体の内部には、複数の回転羽根84Aが用紙Pの幅方向に配列されている(図2では、1つの回転羽根84Aのみ図示されている)。それぞれの回転羽根84Aは、図示しないモータに接続されており、モータを駆動させることで回転して送風する。
送風箱82には、ノズル部82Aが取り付けられている。ノズル部82Aは、送風ファン84と同様に用紙Pの幅方向に延びており、送風ファン84が格納された一端側から他端側の吹出口82Bに向かって狭幅に形成されており、流路が絞られている。また、吹出口82Bは、UV照射ユニット74の照射エリアへ向けて開口されており、送風ファン84からノズル部82Aへ送風された空気は、吹出口82BからUV照射ユニット74の照射エリアへ向かって送風される。
ここで、送風ユニット80は、用紙PがUV照射ユニット74の照射エリアに差し掛かった際に、用紙Pとガイドプレート72との隙間へ送風できるように、送風ユニット80の位置、ガイドプレート72に対する角度、及び風速が調整されている。
UV照射処理部22は、以上のように構成される。チェーングリッパ64に搬送されて加熱乾燥処理部20で乾燥処理が施された用紙Pは、第1水平搬送経路70Aを搬送される過程でUV照射ユニット74によりUV照射処理が施される。この際、送風ユニット80から照射エリアへ搬送された用紙Pの一端部とガイドプレート72との隙間へ空気が送風される。UV照射処理が施された用紙Pは、傾斜搬送経路70Bを経て排紙部24へ搬送される。
なお、本実施形態に係るUV照射処理部22は、一組のUV照射ユニット74と送風ユニット80とで構成されているが、これに限らず、用紙Pの搬送方向に複数のUV照射ユニット74及び送風ユニット80を設けてもよい。また、本実施形態では、第1水平搬送経路70AにUV照射処理部22を設けたが、これに限らず、傾斜搬送経路70BにUV照射ユニット74と送風ユニット80とを設けてもよい。この場合、傾斜搬送経路70Bと対向する位置に別途ガイドプレートが配設される。
(排紙部)
排紙部24は、一連の画像記録処理が行われた用紙Pを回収する。この排紙部24は、主として、UV照射された用紙Pを搬送するチェーングリッパ64と、用紙Pを積み重ねて回収する排紙台76とで構成されている。
上記のように、チェーングリッパ64は、加熱乾燥処理部20及びUV照射処理部22と共に共通して使用される。チェーングリッパ64は、排紙台76の上で用紙Pを開放し、排紙台76の上に用紙Pをスタックさせる。
排紙台76は、チェーングリッパ64から開放された用紙Pを積み重ねて回収する。この排紙台76には、用紙Pが整然と積み重ねられるように、用紙当て(前用紙当て、後用紙当て、横用紙当て等)が備えられる(図示せず)。
また、排紙台76は、図示しない排紙台昇降装置によって昇降可能に設けられる。排紙台昇降装置は、排紙台76にスタックされる用紙Pの増減に連動して、その駆動が制御され、最上位に位置する用紙Pが常に一定の高さに位置するように、排紙台76を昇降させる。
(作用効果)
次に、本実施形態に係るインクジェット記録装置10の作用並びに効果について説明する。
ユーザーがインクジェット記録装置10の運転を起動させ、画像の記録を開始すると、図1に示すように、給紙部12から用紙Pが給紙され、上述したように画像記録部18で用紙PへUVインクが吐出される。UVインクが吐出された用紙Pは、画像記録ドラム52からチェーングリッパ64へ受け渡される。
グリッパ64Dで用紙Pの先端部P1を把持して画像記録ドラム52から用紙Pを受け取った後、グリッパ64Dは第1水平搬送経路70Aへ用紙Pを搬送する。このとき、グリッパ64Dで把持された用紙Pの先端部P1は、ガイドプレート72から浮いており、ガイドプレート72に接触している部分は、吸引孔200で吸引されているので、グリッパ64Dは、用紙Pを引き摺りながら搬送する。
第1水平搬送経路70Aへ搬送された用紙Pは、図3に示すように、チェーン64Cの内周側に配置された乾燥処理ユニット68から熱風が吹きつけられ、加熱乾燥される。このとき、用紙Pのガイドプレート72に接触している部分は、吸引孔200で吸引されて引き伸ばされた状態となる。これにより、シワの発生が抑制され、用紙Pへ均等に熱風を吹き付けて乾燥ムラを抑制できる。
ここで、本実施形態に係る送風ファン84は、ガイドプレート72へ向けて絶えず送風しているので、用紙Pが乾燥処理ユニット68を通過している間も、送風ファン84から空気が送り込まれているが、送風ファン84と用紙Pとの距離が離れており、また、乾燥処理ユニット68からの熱風で用紙Pがガイドプレート72に押さえ付けられているので、用紙Pのガイドプレート72に接触している部分がガイドプレート72から浮き上がることはない。
続いて、用紙Pの先端部P1が乾燥処理ユニット68を通過してUV照射ユニット74の照射エリアへ差し掛かると、図4に示すように、送風ユニット80により用紙Pの斜め上方からUV照射ユニット74の照射エリアへ送風された空気は、図中矢印で示すように、ガイドプレート72に当たった後、ガイドプレート72の上面に沿って搬送方向上流側へ進んでガイドプレート72と用紙Pの先端部との隙間に入り込む、また、一部の空気はガイドプレート72に当たらずに直接ガイドプレート72と用紙Pの先端部との隙間に入り込む。ここで、送風された空気の一部は吸引孔200からガイドプレート72へ吸引されるので、これを考慮して十分な送風量で送風している。
上記のようにして、ガイドプレート72と用紙Pとの隙間へ空気を入り込むことで、ガイドプレート72に接触していた用紙Pの先端部分P2をガイドプレート72から浮かせる。これにより、湾曲していた用紙Pの先端部分P2が直線状に近づく。この状態で、用紙Pに吐出されたUVインクがUV照射ユニット74から照射された紫外線と反応して定着(硬化)されるので、用紙Pがカールするのを抑制できる。
なお、図4では、グリッパ64Dに把持された先端部P1と同じ高さまで浮かせているが、これに限らず、用紙Pの先端部分P2がカールしない程度の湾曲形状となるように用紙Pを浮かせればよいので、先端部P1と先端部分P2の高さが全く同じ高さでなくてもよい。また、先端部分P2が先端部P1より高く浮き上がって、湾曲方向が逆方向になってもよい。
次に、用紙Pの先端部分がUV照射ユニット74の照射エリアを通過すると、図5に示すように、送風ファン84から照射エリアへ送風された空気は、用紙Pの上面に吹き付けられ、用紙Pの後端部をガイドプレート72へ押さえ付ける。これにより、用紙Pの後端部が送風で煽られることがなく、用紙PがUV照射ユニット74に接触して過加熱されるのを抑制できる。特に本実施形態では、UV照射ユニット74の吸引ファン74Cが筐体内へ空気を取り込んでいるため、用紙Pには、UV照射ユニット74側へ吸引力が作用しているが、送風ユニット80の送風で用紙P押さえ付けており、ガイドプレート72で吸引しているので、用紙Pの後端部がガイドプレート72から浮くことがない。なお、好ましくは、用紙Pの後端から100mmの位置がUV照射ユニット74の直下まで搬送された時点で、送風ファン84からの送風が用紙Pの上面に吹き付けるように送風ユニット80の位置及び角度の調整を行う。
なお、本実施形態では、送風ユニット80をガイドプレート72より上方に設けて用紙Pの斜め上方から送風しているが、これに限らず、例えば、ガイドプレート72の幅方向外側に送風ユニット80を設けて、用紙Pの幅方向に送風してもよい。この場合、用紙Pの先端部分が送風ユニット80を通過したタイミングで送風ファン84をオフにするなどして、用紙Pの後端部がガイドプレート72から浮き上がるのを防止するのが好ましい。
また、本実施形態に係る送風ユニット80の送風箱82には、吹出口82Bが絞られたノズル部82Aが形成されているが、これに限らず、複数の吹出口82Bを備えたノズル部を形成してもよく、ガイドプレート72と用紙Pとの隙間へ十分な量の空気を送り込むことができる場合は、ノズル部82Aの吹出口82Bを絞らなくてもよい。
さらに、本実施形態では、UV照射ユニット74に吸引ファン74Cを設けて、UVランプ74Aを空冷する方式を採用しているが、これに限らず、UVランプ74Aの周りに冷却管等を配置して水冷させてもよい。この場合、吸引ファン74Cを取り付ける必要がなくなる。
また、本実施形態に係る送風ファン84は、常温の空気を送風しているが、これに限らず、送風ユニット80にヒータ等を取り付けて温風を送風してもよい。例えば、ガイドプレート72に加熱板を設けて用紙Pを加熱乾燥する場合、用紙Pの先端部は、グリッパ64Dに把持されてガイドプレート72から浮いているので、加熱板で直接加熱することができない。ここで、送風ファン84から用紙Pの先端部P1へ温風を送風すれば、温風によって用紙Pの先端部P1が加熱乾燥され、乾燥ムラを抑制できる。
<第2実施形態>
次に、本発明の第2実施形態に係るインクジェット記録装置85について説明する。なお、第1実施形態と同様の構成については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
本実施形態に係るインクジェット記録装置85を構成する送風ユニット80は、図6に示すように、第1実施形態と同じ構造の送風箱82と送風ファン84とを備えている。ここで、送風ファン84には、風速制御手段としての制御部86が接続されている。
制御部86は、送風ファン84の回転羽根84Aを駆動させる図示しないモータに接続されており、チェーングリッパ64で搬送する用紙Pの厚みに応じてモータへ印加する電圧を制御する。具体的には、厚い用紙Pを搬送する場合、制御部86がモータへ印加する電圧を上げる。また、逆に、薄い用紙Pを搬送する場合、制御部86がモータへ印加する電圧を下げる。
本実施形態に係るインクジェット記録装置85によれば、搬送する用紙Pの厚みに関わらず、UV照射ユニット74の照射エリアで用紙Pをガイドプレート72から浮かせ、用紙Pの先端部分がカールするのを抑制できる。すなわち、用紙Pの材質が同じであれば、搬送する用紙Pの厚みが厚くなるほど、用紙Pの重量が増える。このため、同じ風速で送風を行うと、厚い用紙Pをガイドプレート72から十分に浮かせることができないが、制御手段84がモータへ印加する電圧を上げてモータの回転数を上げることで、送風ファン84から送風する風速を速くすることができる。また、薄い用紙Pを搬送する際には、制御手段84がモータへ印加する電圧を下げることで、用紙Pを浮かせる量を調整できる。
<第3実施形態>
次に、本発明の第3実施形態に係るインクジェット記録装置90について説明する。なお、第1実施形態と同様の構成については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
本実施形態に係るインクジェット記録装置90は、UV照射処理部92を除いて第1実施形態と同様であり、図7に示すように、本実施形態に係るUV照射処理部92は、第1実施形態のUV照射ユニット74と同じ構造のUV照射ユニット94を備えている。
すなわち、UV照射ユニット94は、光源としてのUVランプ94Aと、UVランプ94Aを格納する筐体94Bと、筐体94Bに設けられた吸引ファン94Cとを含んで構成されている。ここで、吸引ファン94Cの上部には、吸引ファン94Cから送り出された空気が流れる排気ダクト96の一端部が接続されている。排気ダクト96は、吸引ファン74Cから送り出された空気が漏洩しないように吸引ファン74Cの上面に取り付けられており、搬送方向下流側へ延びている。
UV照射ユニット94から搬送方向下流側へ延びた排気ダクト96の他端部には、吹出部98が形成されている。吹出部98には、流路が絞られた吹出口98Aが形成されており、用紙Pの斜め上方から吹出口98Aを介して空気を送風できるようになっている。
本実施形態に係るインクジェット記録装置90によれば、UV照射ユニット94に設けられた吸引ファン94Cが回転することで、筐体94B内へ空気が取り込まれ、UVランプ94Aを冷却できる。また、UVランプ94Aを冷却した空気は、排気ダクト96を通って吹出口82Bから吹き出され、用紙Pの先端部とガイドプレート72との隙間へ空気を送り込む。これにより、別途送風ユニットを設けることなく、用紙Pの先端部分をガイドプレート72から浮かせることができる。
また、UVランプ94Aを冷却した空気は、常温より高温となっているので、用紙Pの先端部へ吹き付けることで、用紙Pの先端部の乾燥を促進する効果も有する。
なお、本実施形態では、UV照射ユニット94の筐体94Bに吸引ファン94Cを設けたが、これに限らず、排気ダクト96の先端部の吹出部98に吸引ファン94Cを設けてもよい。この場合、吸引ファン94Cが吹出部98から空気を吹き出すことで、排気ダクト96内の空気が順次吹出部98へ移動し、筐体94Bへ空気が取り込まれる。また、吹出部98を設けずに、排気ダクト96の他端部を先細り形状にして吹出口を形成してもよい。
<第4実施形態>
次に、本発明の第4実施形態に係るインクジェット記録装置100について説明する。なお、第1実施形態と同様の構成については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
本実施形態に係るインクジェット記録装置100は、図8に示すように、搬送路面となるガイドプレート72の上部に送風ファン102が設けられている。送風ファン102は、UV照射ユニット74の直下に位置しており、送風ファン102の上面は、ガイドプレート72の上面72Aと同一平面を構成している。また、送風ファン102の上面には、吹出口102Aが形成されており、送風ファン102から吹出口102Aを介して上方へ空気を送風する構成となっている。さらに、送風ファン102には、図示しないモータが接続されており、このモータのオンオフを制御する制御手段が設けられている。
UV照射ユニット74より搬送方向上流側には、ガイドプレート72と対向して、用紙検出センサ104が配置されている。用紙検出センサ104としては、ファイバーセンサやレーザセンサ等が用いられており、用紙検出センサ104の直下を用紙Pが通過することで、用紙Pを検出する。ここで、用紙検出センサ104は、送風ファン102のモータの制御手段と接続されており、用紙検出センサ104が用紙Pを検出すれば、制御手段がモータを一定時間駆動させ、送風ファン102から送風が行われる。
本実施形態に係るインクジェット記録装置100によれば、グリッパ64Dに把持された用紙Pが乾燥処理ユニット68を経て、用紙検出センサ104の直下を通過すると、制御手段がモータを駆動させ、送風ファン102から一定時間送風が行われる。これにより、ガイドプレート72と用紙Pとの隙間に空気が送り込まれ、UV照射ユニット74の照射エリアで用紙Pを浮かせることができる。
また、用紙Pの後端部がUV照射ユニット74の照射エリアへ差し掛かる頃、モータが停止され、送風ファン102からの送風が停止する。これにより、用紙Pの後端部がガイドプレート72から浮き上がるのを抑制できる。このように、搬送路面から用紙Pの下面へ向けて送風することで、用紙Pの先端部とガイドプレート72との隙間が狭い場合でも用紙Pを浮き上がらせることができる。
なお、本実施形態では、用紙Pの後端部がUV照射ユニット74の照射エリアへ搬送されるまでに送風ファン102を停止させたが、これに限らず、用紙Pの後端部が照射エリアへ搬送される頃にモータを逆回転させて、送風ファン102で用紙Pの後端部を吸引してもよい。
以上、本発明の第1実施形態〜第4実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々なる態様で実施し得ることは言うまでもない。例えば、送風ユニット80にシャッターを設けて、所定のタイミングでシャッターを閉じることで、用紙Pの後端部が送風で煽られてガイドプレート72から浮き上がるのを防止する構成でもよい。