JP2015064417A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 印刷材及び用紙を効率的に加熱することができる画像形成装置を提供する。【解決手段】 本発明に係る画像形成装置１は、用紙１００に印刷材１０１で画像を形成する画像形成部３と、用紙１００の片方又は両方の表面から、印刷材１０１及び用紙１００を加熱する加熱部５と、加熱部５の下流側に配置され、マイクロ波を出力するマイクロ波発生部６１を有して印刷材１０１及び用紙１００をマイクロ波で加熱するマイクロ波加熱部６とを備える。【選択図】 図１

Description

本発明は、用紙に印刷材で画像を形成する画像形成装置に関する。

従来、画像形成装置として、例えばインクやトナーといった印刷材で用紙に画像を形成する画像形成部と、印刷材及び用紙を加熱する加熱部とを備える画像形成装置が知られている（例えば、特許文献１〜３）。そして、加熱部が用紙等を加熱することにより、用紙に付着したインクが乾燥したり、トナーが用紙に定着したりする。

ところで、特許文献１に係る画像形成装置は、用紙を乾燥するために、用紙をマイクロ波で加熱する予備加熱部を備えており、また、特許文献２及び３に係る画像形成装置においては、加熱部は、印刷材及び用紙をマイクロ波で加熱している。しかしながら、特許文献１〜３に係る画像形成装置においては、印刷材及び用紙を効率的に加熱することが困難であった。

特開２０１０− ３９３４１号公報 特開２０１３− ９７９７６号公報 特開２０１３−１１４８３５号公報

よって、本発明は、斯かる事情に鑑み、印刷材及び用紙を効率的に加熱することができる画像形成装置を提供することを課題とする。

本発明に係る画像形成装置は、用紙に印刷材で画像を形成する画像形成部と、前記用紙の片方又は両方の表面から、前記印刷材及び前記用紙を加熱する加熱部と、前記加熱部の下流側に配置され、マイクロ波を出力するマイクロ波発生部を有して前記印刷材及び前記用紙をマイクロ波で加熱するマイクロ波加熱部と、を備える。

本発明に係る画像形成装置によれば、画像形成部は、用紙に印刷材で画像を形成し、加熱部は、用紙の片方又は両方の表面から、印刷材及び用紙を加熱する。その後、加熱部の下流側に配置されるマイクロ波加熱部が、マイクロ波発生部から出力されるマイクロ波で、印刷材及び用紙を加熱するため、加熱部で十分に加熱できなかった用紙の内部等も加熱することができる。したがって、印刷材及び用紙を効率的に加熱することができる

また、本発明に係る画像形成装置においては、前記画像形成部は、前記用紙の一方の表面に湿式の印刷材で画像を形成し、前記加熱部は、前記印刷材及び前記用紙を、前記用紙の他方又は両方の表面から加熱する、という構成でもよい。

また、本発明に係る画像形成装置においては、前記加熱部は、前記用紙を他方又は両方の表面から加熱するヒートローラである、という構成でもよい。

また、本発明に係る画像形成装置においては、前記マイクロ波加熱部は、保湿剤（例えば、グリセリン）を含む前記印刷材に対して、前記印刷材が保湿剤の沸点よりも高い温度となるように、前記マイクロ波発生部に電力を供給する、という構成でもよい。

また、本発明に係る画像形成装置においては、前記画像形成部は、前記用紙の一方の表面に乾式の印刷材で画像を形成し、前記加熱部は、前記印刷材及び前記用紙を、前記用紙の一方又は両方の表面から加熱する、という構成でもよい。

また、本発明に係る画像形成装置においては、前記加熱部は、前記用紙を一方又は両方の表面から加熱するヒートローラである、という構成でもよい。

また、本発明に係る画像形成装置においては、前記用紙を挟んで搬送する一対の搬送ベルトを備え、前記マイクロ波加熱部は、前記印刷材及び前記用紙を加熱すべく、前記マイクロ波発生部から出力されたマイクロ波を導入される加熱室を備え、前記加熱室は、前記用紙が内部を通過するための一対の開口部を備え、前記一対の搬送ベルトは、前記一対の開口部を通過する、という構成でもよい。

また、本発明に係る画像形成装置においては、前記一対の搬送ベルトを走行させるべく、それぞれの外周部に前記搬送ベルトが掛け渡される複数の搬送ローラを備え、前記加熱部は、前記用紙を一方又は両方の表面から加熱するヒートローラであって、前記複数の搬送ローラのうちの一つである、という構成でもよい。

また、本発明に係る画像形成装置においては、前記搬送ベルトは、耐熱で且つ離型性を有する、という構成でもよい。

以上の如く、本発明に係る画像形成装置は、印刷材及び用紙を効率的に加熱することができるという優れた効果を奏する。

図１は、本発明の一実施形態に係る画像形成装置の要部概略図である。 図２は、同実施形態に係るマイクロ波加熱部の概要図である。 図３は、同実施形態に係るマイクロ波加熱部の加熱室の概要図である。 図４は、本発明の他の実施形態に係る画像形成装置の全体概要図である。 図５は、同実施形態に係る画像形成装置の要部概要図である。 図６は、本発明のさらに他の実施形態に係る画像形成装置の要部概要図である。 図７は、本発明のさらに他の実施形態に係る画像形成装置の要部概要図である。

以下、本発明に係る画像形成装置における第１の実施形態について、図１〜図３を参酌して説明する。

図１に示すように、本実施形態に係る画像形成装置１は、搬送方向Ｄ１に沿って用紙１００を搬送する用紙搬送部２と、用紙１００に湿式の印刷材１０１で画像を形成する画像形成部３と、湿式の印刷材１０１を乾燥させる乾燥部４とを備えている。なお、本実施形態においては、印刷材１０１は、グリセリンを含むインク１０１としている。

用紙搬送部２は、用紙１００を供給する供給部２１と、画像を形成された用紙１００を回収する回収部２２とを備えている。画像形成部３は、用紙１００の一方の表面にインク１０１を吐出するノズル部３１を備えている。

乾燥部４は、用紙１００の両方の表面から、インク１０１及び用紙１００を加熱する加熱部５を備えている。また、乾燥部４は、インク１０１及び用紙１００をマイクロ波で加熱するマイクロ波加熱部６を備えている。なお、マイクロ波加熱部６は、加熱部５の下流側に配置されている。

加熱部５は、インク１０１及び用紙１００を、用紙１００の他方の表面から加熱すべく、用紙１００の他方の表面と接触するヒートローラ５１を備えている。また、加熱部５は、インク１０１及び用紙１００を、用紙１００の一方の表面から加熱すべく、用紙１００の一方の表面に向けて熱風を吹き付ける熱風装置５２を備えている。

ヒートローラ５１は、例えば金属等から形成される円筒状のローラ部５１ａと、ローラ部５１ａの内部に配置され、ローラ部５１ａを加熱する熱源５１ｂとを備えている。本実施形態においては、熱源５１ｂは、ハロゲンランプとしている。そして、熱源５１ｂから発生した熱が、ローラ部５１ａを経由して、用紙１００の他方の表面に伝導することにより、インク１０１及び用紙１００を、用紙１００の他方の表面から加熱する。

マイクロ波加熱部６は、図２及び図３に示すように、マグネトロンから構成されてマイクロ波を出力するマイクロ波発生部６１と、マイクロ波発生部６１に電力を供給する電源６２とを備えている。そして、マイクロ波加熱部６は、インク１０１及び用紙１００を加熱すべく、マイクロ波発生部６１から出力されたマイクロ波を導入される加熱室６３と、マイクロ波発生部６１と加熱室６３との間に配置される整合器６４とを備えている。

また、マイクロ波加熱部６は、マイクロ波発生部６１と整合器６４との間に配置されるアイソレータ６５を備えている。アイソレータ６５は、整合器６４からマイクロ波発生部６１側の方向にマイクロ波が反射した場合に、当該反射されたマイクロ波の電力を熱エネルギーに変換して、マイクロ波発生部６１を安定的に動作させるための保護機器である。

なお、マイクロ波加熱部６においては、電源６２が所定の電力をマイクロ波発生部６１に供給するため、インク１０１及び用紙１００がグリセリンの沸点に近い温度（例えば２００℃）、好ましくは高い温度（例えば、３００℃）になる。したがって、マイクロ波加熱部６で加熱されたインク１０１から、保湿剤であるグリセリンが蒸発するため、インク１０１をより乾燥させることができる。

加熱室６３は、角筒状に形成される加熱室本体６３ａと、加熱室本体６３ａを搬送方向Ｄ１に沿って複数（本実施形態においては３つ）の部屋６３ｂ〜６３ｄに区画する区画部６３ｅとを備えている。そして、加熱室６３は、定在波Ｗ１〜Ｗ３を形成すべく、マイクロ波発生部６１から導入されたマイクロ波を反射する短絡板６３ｆを備えている。

また、加熱室６３は、各部屋６３ｂ〜６３ｄの定在波Ｗ１〜Ｗ３の位相が波長の１／６ずつお互いにずれるように、空気よりも高い誘電率を有する誘電体６３ｇを複数備えている。さらに、加熱室６３は、用紙１００が内部を通過するための一対の開口部６３ｈ，６３ｈを備えている。

以上より、本実施形態に係る画像形成装置１によれば、画像形成部３は、用紙１００にインク１０１で画像を形成する。そして、加熱部５は、用紙１００の両方の表面から、インク１０１及び用紙１００を加熱する。具体的には、熱風装置５２は、インク１０１が吐出された用紙１００の一方の表面を加熱し、ヒートローラ５１は、用紙１００の他方の表面を加熱する。

その後、加熱部５の下流側に配置されるマイクロ波加熱部６が、マイクロ波発生部６１から出力されるマイクロ波で、インク１０１及び用紙１００を加熱する。これにより、加熱部５で十分に加熱できなかった用紙１００の内部や用紙１００の内部にまで入り込んだインク１０１も加熱することができる。したがって、インク１０１及び用紙１００を効率的に加熱することができる

次に、本発明に係る画像形成装置における第２の実施形態について、図４及び図５を参酌して説明する。なお、図４及び図５において、図１〜図３の符号と同一の符号を付した部分は、第１実施形態と同一の構成又は要素を表す。

図４に示すように、本実施形態に係る画像形成装置１０は、用紙１００を搬送する用紙搬送部２０と、乾式の印刷材１０２で用紙１００に画像を形成する画像形成部３０と、乾式の印刷材１０２を用紙１００に定着させる定着部４０とを備えている。また、画像形成装置１０は、各部２０，３０，４０を内部に収容する装置本体８と、原稿を読み取る原稿読取部９とを備えている。なお、本実施形態においては、印刷材１０２は、トナー１０２としている。

用紙搬送部２０は、積層された用紙１００を収容し且つ装置本体８の下部に挿入されるカセット２５と、積層された用紙１００のうち、圧接された最上の用紙１００を搬送する給紙ローラ２６とを備えている。また、用紙搬送部２０は、端部を上方に向けて付勢することで、給紙ローラ２６に対して用紙１００を押圧させる押圧板２７と、画像形成部３０及び定着部４０で画像を形成された用紙１００を装置本体８の排紙トレイ８１に向けて排紙する排紙ローラ２８とを備えている。

画像形成部３０は、表面に感光体を形成する円筒状の感光体ドラム３４と、感光体ドラム３４の表面を一様に帯電させる帯電器３５とを備えている。そして、画像形成部３０は、原稿読取部９で読み取った画像データ等に基づいて、感光体ドラム３４の表面を露光させる露光ユニット３６と、感光体ドラム３４の表面にトナー１０２を付着させる現像部３７とを備えている。また、画像形成部３は、感光体ドラム３４の表面に付着されるトナー１０２を、用紙１００の一方の表面に転写する転写器３８を備えている。

定着部４０は、図５に示すように、用紙１００の一方の表面から、トナー１０２及び用紙１００を加熱する加熱部５０と、加熱部５０の下流側に配置され、トナー１０２及び用紙１００をマイクロ波で加熱するマイクロ波加熱部６とを備えている。また、定着部４０は、搬送方向Ｄ１に沿って用紙１００を搬送する搬送装置７を備えている。

加熱部５０は、トナー１０２及び用紙１００を、用紙１００の一方の表面から加熱すべく、用紙１００の一方の表面と接触するヒートローラ５１を備えている。また、加熱部５０は、用紙１００をヒートローラ５１に向けて押圧すべく、用紙１００の他方の表面と接触する加圧ローラ５５を備えている。

マイクロ波加熱部６は、マイクロ波発生部６１、電源６２、加熱室６３、整合器６４及びアイソレータ６５（図５において加熱室６３のみ図示している）を備えている。なお、各部６，６１〜６５の構成は、上記第１実施形態に係る各部６，６１〜６５の構成と略同じであるため、その説明を繰り返さない。

搬送装置７は、用紙１００を挟んで搬送する一対の搬送ベルト７１，７２を備えている。また、搬送装置７は、第１の搬送ベルト７１を走行させるべく、それぞれの外周部に第１の搬送ベルト７１が掛け渡される複数（本実施形態においては４つ）の搬送ローラ７３と、第２の搬送ベルト７２を走行させるべく、それぞれの外周部が第２の搬送ベルト７２に掛け渡される複数（本実施形態においては４つ）の搬送ローラ７４とを備えている。

一対の搬送ベルト７１，７２は、加熱室６３に設けられる一対の開口部６３ｈ，６３ｈを通過するように、配置されている。また、第１の搬送ベルト７１は、用紙１００の一方の表面と接触し、第２の搬送ベルト７２は、用紙１００の他方の表面と接触している。本実施形態においては、各搬送ベルト７１，７２は、テフロン(登録商標)コートを施したポリイミドフィルムとしている。

以上より、本実施形態係る画像形成装置１０によれば、画像形成部３０は、用紙１００の一方の表面にトナー１０２で画像を形成し、加熱部５０は、用紙１００の一方の表面から、トナー１０２及び用紙１００を加熱する。その後、加熱部５０の下流側に配置されるマイクロ波加熱部６が、マイクロ波発生部６１から出力されるマイクロ波で、トナー１０２及び用紙１００を加熱する。

これにより、加熱部５０で十分に加熱できなかった用紙１００の内部や用紙１００の他方の表面等も加熱することができる。したがって、トナー１０２及び用紙１００を効率的に加熱することができる

なお、本発明に係る画像形成装置は、上記した実施形態の構成に限定されるものではなく、また、上記した作用効果に限定されるものではない。また、本発明に係る画像形成装置は、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。例えば、上記した複数の実施形態の各構成や各方法等を任意に採用して組み合わせてもよく（１つの実施形態に係る各構成や各方法等を他の実施形態に係る構成や方法等に適用してもよく）、さらに、下記する各種の変更例に係る構成や方法等を任意に選択して、上記した実施形態に係る構成や方法等に採用してもよいことは勿論である。

上記第２実施形態に係る画像形成装置１０においては、加熱部５０と搬送装置７とは、別機構である、という構成である。しかしながら、本発明に係る画像形成装置１０は、斯かる構成に限られない。具体的には、本発明に係る画像形成装置１０においては、加熱部５０と搬送装置７とは、一部又は全部を兼用する、という構成でもよい。

例えば、本発明に係る画像形成装置においては、図６に示すように、加熱部５０のヒートローラ５１は、第１の搬送ベルト７１を走行させるための搬送ローラ７３を兼ね、加熱部５０の加圧ローラ５５は、第２の搬送ベルト７２を走行させるための搬送ローラ７４を兼ねている、という構成でもよい。斯かる構成によれば、ヒートローラ５１は、第１の搬送ベルト７１を経由して、用紙１００を一方の表面から加熱する。

また、例えば、本発明に係る画像形成装置においては、図７に示すように、加熱部５０の加圧ローラ５５は、第２の搬送ベルト７２を走行させるための搬送ローラ７４を兼ねている、という構成でもよい。なお、図示していないが、例えば、本発明に係る画像形成装置においては、加熱部５０のヒートローラ５１は、第１の搬送ベルト７１を走行させるための搬送ローラ７３を兼ねている、という構成でもよい。

また、上記実施形態に係る画像形成装置１，１０においては、加熱部５，５０は、ヒートローラ５１及び熱風装置５２や、ヒートローラ５１及び加圧ローラ５５を備える、という構成である。しかしながら、本発明に係る画像形成装置は、斯かる構成に限られない。例えば、本発明に係る画像形成装置においては、加熱部は、ヒートローラ５１のみ、又は熱風装置５２のみからなる、という構成でもよく、或いは、ストロボによる赤外線照射装置からなる、という構成でもよい。

また、上記実施形態に係る画像形成装置１，１０は、インクジェット印刷機やトナー印刷機である、という構成である。しかしながら、本発明に係る画像形成装置は、斯かる構成に限られない。例えば、本発明に係る画像形成装置は、凸版を用いる凸版印刷機、平版を用いる平版印刷機、凹版を用いる印刷機、シルクスクリーン印刷、又は謄写版用の孔版印刷機である、という構成でもよい。

１…画像形成装置、２…用紙搬送部、３…画像形成部、４…乾燥部、５…加熱部、６…マイクロ波加熱部、７…搬送装置、８…装置本体、９…原稿読取部、１０…画像形成装置、２０…用紙搬送部、２１…供給部、２２…回収部、２５…カセット、２６…給紙ローラ、２７…押圧板、２８…排紙ローラ、３０…画像形成部、３１…ノズル部、３４…感光体ドラム、３５…帯電器、３６…露光ユニット、３７…現像部、３８…転写器、４０…定着部、５０…加熱部、５１…ヒートローラ、５１ａ…ローラ部、５１ｂ…熱源、５２…熱風装置、５５…加圧ローラ、６１…マイクロ波発生部、６２…電源、６３…加熱室、６３ａ…加熱室本体、６３ｂ…部屋、６３ｃ…部屋、６３ｄ…部屋、６３ｅ…区画部、６３ｆ…短絡板、６３ｇ…誘電体、６３ｈ…開口部、６４…整合器、６５…アイソレータ、７１…搬送ベルト、７２…搬送ベルト、７３…搬送ローラ、７４…搬送ローラ、８１…排紙トレイ、１００…用紙、１０１…印刷材（インク）、１０２…印刷材（トナー）、Ｄ１…搬送方向、Ｗ１…定在波、Ｗ２…定在波、Ｗ３…定在波

Claims (9)

1. 用紙に印刷材で画像を形成する画像形成部と、
   前記用紙の片方又は両方の表面から、前記印刷材及び前記用紙を加熱する加熱部と、
   前記加熱部の下流側に配置され、マイクロ波を出力するマイクロ波発生部を有して前記印刷材及び前記用紙をマイクロ波で加熱するマイクロ波加熱部と、を備える画像形成装置。
2. 前記画像形成部は、前記用紙の一方の表面に湿式の印刷材で画像を形成し、
   前記加熱部は、前記印刷材及び前記用紙を、前記用紙の他方又は両方の表面から加熱する請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記加熱部は、前記用紙を他方又は両方の表面から加熱するヒートローラである請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記マイクロ波加熱部は、保湿剤を含む前記印刷材に対して、前記印刷材が保湿剤の沸点よりも高い温度となるように、前記マイクロ波発生部に電力を供給する請求項２又は３に記載の画像形成装置。
5. 前記画像形成部は、前記用紙の一方の表面に乾式の印刷材で画像を形成し、
   前記加熱部は、前記印刷材及び前記用紙を、前記用紙の一方又は両方の表面から加熱する請求項１に記載の画像形成装置。
6. 前記加熱部は、前記用紙を一方又は両方の表面から加熱するヒートローラである請求項５に記載の画像形成装置。
7. 前記用紙を挟んで搬送する一対の搬送ベルトを備え、
   前記マイクロ波加熱部は、前記印刷材及び前記用紙を加熱すべく、前記マイクロ波発生部から出力されたマイクロ波を導入される加熱室を備え、
   前記加熱室は、前記用紙が内部を通過するための一対の開口部を備え、
   前記一対の搬送ベルトは、前記一対の開口部を通過する請求項１〜６の何れか１項に記載の画像形成装置。
8. 前記一対の搬送ベルトを走行させるべく、それぞれの外周部に前記搬送ベルトが掛け渡される複数の搬送ローラを備え、
   前記加熱部は、前記用紙を一方又は両方の表面から加熱するヒートローラであって、前記複数の搬送ローラのうちの一つである請求項７に記載の画像形成装置。
9. 前記搬送ベルトは、耐熱で且つ離型性を有する請求項８に記載の画像形成装置。

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