JP2016107519A

JP2016107519A - 画像形成装置

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Publication number: JP2016107519A
Application number: JP2014247504A
Authority: JP
Inventors: 聡北岡; Satoshi Kitaoka; 佐藤　健司; Kenji Sato; 健司佐藤; 池上　廣和; Hirokazu Ikegami; 廣和池上; 好昭星野; Yoshiaki Hoshino; 秀明西村; Hideaki Nishimura; 陽子石井; Yoko Ishii
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2014-12-07
Filing date: 2014-12-07
Publication date: 2016-06-20
Anticipated expiration: 2034-12-07
Also published as: JP6409539B2

Abstract

【課題】媒体を接触加熱で加熱するときにコックリングを低減できない。
【解決手段】乾燥装置１０４は、媒体加熱手段を構成する接触部材である加熱ローラ１４１Ａ〜１４１Ｄを備え、加熱ローラ１４１Ａ〜１４１Ｄは媒体１１０が媒体搬送方向における接触範囲で、媒体送り方向と直交する方向である幅方向の全域に亘って、接触面に密着する曲率となる半径Ｒを有し、加熱ローラ１４１Ａ、１４１Ｂ、１４１Ｃ、１４１Ｄの半径Ｒを、それぞれ半径Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４（Ｒ１＜Ｒ２＜Ｒ３＜Ｒ４）とし、搬送方向下流側ほど半径Ｒの大きな加熱ローラを配置することで、媒体搬送方向で、上流側から順に配置された加熱ローラ１４１Ａ、１４１Ｂ、１４１Ｃ、１４１Ｄは順に曲率が小さくなる。
【選択図】図１

Description

本発明は画像形成装置に関する。

液体を吐出する液体吐出ヘッドを用いて画像を形成する液体吐出記録方式の画像形成装置にあっては、媒体上に付着した液体の乾燥を促進し、媒体のコックリング（膨潤による波打ち）を低減しようとするものがある。

例えば、所定の曲率を有する乾燥ドラムの周面を媒体の裏面側（画像が形成されていない面）側に接触させて媒体の乾燥とコックリングの低減を行うものが知られている（特許文献１）。

特開２０１０−１６７５９２号公報

しかしながら、特許文献１に開示の構成にあっても媒体に発生したコックリングを十分に低減することができないという課題がある。

本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、媒体に発生したコックリングの低減効率を向上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、
媒体に対して液滴を吐出して画像を形成する画像形成手段と、
前記画像が形成された前記媒体の画像が形成された面と反対の裏面側に接触して、前記媒体を加熱する媒体加熱手段と、を有し、
前記媒体加熱手段は、前記媒体が接触する所定の曲率の接触面を有し、前記曲率の異なる複数の接触部材を含み、
前記複数の接触部材の内、媒体搬送方向で上流側及び下流側に配置された少なくとも２つの接触部材は、前記下流側に配置された前記接触部材の曲率が、前記上流側に配置された前記接触部材の曲率よりも小さい
構成とした。

本発明によれば、媒体に発生したコックリングの低減効率を向上することができる。

本発明に係る画像形成装置の一例の概略説明図である。同じく乾燥装置部分の拡大説明図である。相対的に曲率が小さな接触部材の接触面と媒体との密着性の説明に供する斜視説明図である。相対的に曲率が大きな接触部材の接触面と媒体との密着性の説明に供する斜視説明図である。本発明の第２実施形態の説明に供する斜視説明図である。本発明の第３実施形態の説明に供する斜視説明図である。本発明の第４実施形態の説明に供する斜視説明図である。本発明の第５実施形態の説明に供する斜視説明図である。

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。図１は同画像形成装置の概略説明図である。

この画像形成装置は、フルライン型インクジェット記録装置であり、連続紙である媒体１１０に対して所要の色の液滴を吐出して画像を形成する液体吐出ヘッドで構成された画像形成部１０１を有している。

画像形成部１０１は、例えば、媒体搬送方向上流側から、４色分のフルライン型記録ヘッド１１１Ｋ、１１１Ｃ、１１１Ｍ、１１１Ｙが配置されている。各記録ヘッド１１１は、それぞれ、搬送される媒体１１０に対してブラックＫ，シアンＣ、マゼンタＭ、イエローＹの液滴を吐出する。なお、色の種類及び数はこれに限るものではない。

媒体１１０は、元巻きローラ１０２から巻き出され、搬送部１０３の搬送ローラ１１２によって、画像形成部１０１に対向して配置された搬送ガイド部材１１３上に送り出され、搬送ガイド部材１１３で案内されて搬送される。

画像形成部１０１によって画像が形成された媒体１１０は、乾燥装置１０４を経て、排出ローラ１１４によって送られて、巻取りローラ１０５に巻き取られる。

次に、乾燥装置について図２も参照して説明する。図２は同乾燥装置部分の拡大説明図である。

乾燥装置１０４は、媒体加熱手段を構成する接触部材であるローラ部材としての加熱ローラ１４１Ａ〜１４１Ｄ（区別しないときは、「加熱ローラ１４１」という。）と、複数の案内ローラ１４２Ａ〜１４２Ｄとを備えている。

加熱ローラ１４１Ａ〜１４１Ｄは、画像が形成された媒体１１０の画像形成面と反対の裏面側に接触する位置に配置されている。

加熱ローラ１４１Ａ〜１４１Ｄは、媒体１１０が接触する所定の曲率を有する接触部材であり、媒体１１０は、媒体搬送方向における接触範囲で、媒体搬送方向と直交する方向である幅方向の全域に亘って、接触面に密着している。

つまり、加熱ローラ１４１Ａ〜１４１Ｄは、接触面となる周面の曲率を、媒体１１０が媒体搬送方向における接触範囲で、媒体送り方向と直交する方向である幅方向の全域に亘って、接触面に密着する曲率にしている。

具体的には、加熱ローラ１４１Ａ〜１４１Ｄは、いずれも、坪量１００ｇｓｍ未満の媒体１１０を使用する装置では、半径Ｒ＝７５ｍｍ（φ１５０ｍｍ）以下にしている。また、加熱ローラ１４１は、坪量１００ｇｓｍ以上の媒体１１０を使用する装置では、半径Ｒ＝１２５ｍｍ（φ２５０ｍｍ）以下にすることが好ましい。

このとき、加熱ローラ１４１の半径の下限値については、内部に熱源を配置すること、強度が必要であること、媒体１１０を加熱するための媒体１１０の押し付け幅（媒体１１０がローラ１４１に当たる幅（長さ））が長い方が熱をより媒体１１０に伝達しやすいことから、半径３０ｍｍ以上とすることが好ましい。

ここで、接触部材の媒体との接触面における曲率と媒体のコックリング低減作用について図３及び図４を参照して説明する。図３は相対的に接触面における曲率が大きいとき、図４は相対的に接触面における曲率が小さいときを示している。

まず、図３に示すように、媒体１１０との接触面２００の曲率が大きい（半径が小さい）ときには、媒体の送り方向における接触面２００との接触範囲２０１で、媒体の送り方向と直交する方向である媒体幅方向の全域に亘って、媒体１１０が接触面２００に密着する。

これにより、画像３００が形成されることで媒体１１０に発生したコックリングが矯正されて低減される。そして、コックリングが低減されることで、媒体加熱手段である接触部材の熱が効率的に媒体に伝達されるので、効率的な乾燥を行うことができる。

一方、図４に示すように、媒体１１０との接触面２００の曲率が小さい（半径が大きい）ときには、媒体送り方向における接触面２００との接触範囲２０１で、媒体搬送方向と直交する方向である媒体幅方向の全域に亘って、媒体１１０が接触面２００に密着しなくなることがある。

その結果、画像３００が形成されることで媒体１１０に発生したコックリングが低減されずに、そのまま接触面２００を通過する。このとき、媒体１１０が接触面２００に密着しないことで、浮いている箇所では媒体加熱手段である接触部材の熱が媒体１１０に伝達されないので、効率的な乾燥を行うこともできない。

そこで、加熱ローラ１４１Ａ〜１４１Ｄは、接触面となる周面が、媒体１１０が媒体搬送方向における接触範囲で、媒体送り方向と直交する方向である幅方向の全域に亘って、接触面に密着する曲率となる半径Ｒを有している。

そして、本実施形態では、加熱ローラ１４１Ａ、１４１Ｂ、１４１Ｃ、１４１Ｄの半径Ｒを、それぞれ半径Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４（Ｒ１＜Ｒ２＜Ｒ３＜Ｒ４）とし、搬送方向下流側ほど半径Ｒの大きな加熱ローラを配置している。

したがって、媒体搬送方向で、上流側から順に配置された加熱ローラ１４１Ａ、１４１Ｂ、１４１Ｃ、１４１Ｄは順に曲率が小さくなる。

このように構成したので、乾燥装置１０４に送りこまれた媒体１１０は、曲率が最も大きい加熱ローラ１４１Ａの周面に接触し、加熱ローラ１４１Ａの周面形状に倣ってコックリングが矯正されるとともに、媒体１１０の裏面が密着することで加熱乾燥される。

この段階で媒体１１０の液体がある程度乾燥されることで、加熱ローラ１４１Ａを通過した後に復元するコックリングは初期より小さくなる。

その後、媒体１１０は、曲率が２番目に大きい加熱ローラ１４１Ｂの周面に接触し、加熱ローラ１４１Ｂの周面形状に倣ってコックリングが矯正されるとともに、媒体１１０の裏面が密着することで加熱乾燥される。このとき、加熱ローラ１４１Ｂは加熱ローラ１４１Ａよりも曲率が小さいので、媒体１１０との密着時間が長くなり、伝熱を促進されて、乾燥が促進される。この段階で媒体１１０の液体をさらに乾燥させることで、加熱ローラ１４１Ｂ通過後に復元するコックリングは前段（加熱ローラ１４１Ａ通過後）より小さくなる。

その後、媒体１１０は、曲率が３番目に大きい加熱ローラ１４１Ｃの周面に接触し、加熱ローラ１４１Ｃの周面形状に倣ってコックリングが矯正されるとともに、媒体１１０の裏面が密着することで加熱乾燥される。このとき、加熱ローラ１４１Ｃは加熱ローラ１４１Ｂよりも曲率が小さいので、媒体１１０との密着時間が長くなり、伝熱を促進されて、乾燥が促進される。この段階で媒体１１０の液体をさらに乾燥させることで、加熱ローラ１４１Ｃ通過後に復元するコックリングは前段（加熱ローラ１４１Ｂ通過後）より更に小さくなる。

その後、媒体１１０は、曲率が最も大きい加熱ローラ１４１Ｄの周面に接触し、加熱ローラ１４１Ｄの周面形状に倣ってコックリングが矯正されるとともに、媒体１１０の裏面が密着することで加熱乾燥される。このとき、加熱ローラ１４１Ｄは加熱ローラ１４１Ｃよりも曲率が小さいので、媒体１１０との密着時間が更に長くなり、伝熱を促進されて、乾燥が促進される。この加熱ローラ１４１Ｄ通過後の段階ではコックリングはなくなる。

このように、媒体搬送方向で下流側に向かうに従って順に曲率が小さくなる複数の接触部材を配置することで、確実に、コックリングを低減し、乾燥を行うことができる。

なお、ここでは、複数の接触部材の曲率がすべて異なる例で説明しているが、搬送方向で順に媒体が接触する２つの接触部材のうち、下流側の接触部材の曲率が上流側の接触部材の曲率より小さければよい。

例えば、本実施形態において、加熱ローラ１４１Ａと１４１Ｂ、あるいは、加熱ローラ１４１Ｂと１４１Ｃ、あるいは、加熱ローラ１４１Ｃと１４１Ｄは同じ曲率であってもよい。

また、本実施形態のように媒体１１０として連続体を使用している場合、媒体１１０の裏面の全幅が加熱ローラ１４１と密着しているため、加熱による媒体幅方向（搬送方向と直交する方向）の伸縮が摩擦により抑えられるので、印字部（液体付着部）と非印字部（液体非付着部）間の伸縮差が内部応力となる。

しかしながら、加熱ローラ１４１と次段の加熱ローラ１４１との間で、一旦媒体幅方向の拘束がなくなるので、伸縮差による内部応力が緩和され、次段の加熱ローラ１４１に接触したときに、より均一化されることで、コックリングの矯正効率が促進される。

次に、本発明の第２実施形態について図５を参照して説明する。図５は同実施形態の説明に供する要部斜視説明図である。

本実施形態では、媒体加熱手段を構成する接触部材として、加熱ローラに代えて、媒体搬送方向に沿って、上流側から曲面ヒータ１５１Ａ、１５１Ｂの順に配置してている。下流側の曲面ヒータ１５１Ｂの接触面の曲率は上流側の曲面ヒータ１５１Ａの曲率より小さくしている。

また、本実施形態では媒体２１０としてカット紙（シート材）を使用することから、曲面ヒータ１５１Ａ、１５１Ｂの入口側及び出口側などに複数の搬送ローラ１４３を配置している。

このように構成したので、液体が付着されて画像３００が形成された媒体２１０は、曲率が相対的に大きい曲面ヒータ１５１Ａの接触面に接触し、曲面ヒータ１５１の接触面の形状に倣ってコックリングが矯正されるとともに、媒体２１０の裏面が密着することで加熱乾燥される。

この段階で媒体２１０の液体がある程度乾燥されることで、曲面ヒータ１５１Ａを通過した後に復元するコックリングは初期より小さくなる。

その後、媒体２１０は、曲率が相対的に大きい曲面ヒータ１５１Ｂの接触面に接触し、曲面ヒータ１５１Ｂの接触面の形状に倣ってコックリングが矯正されるとともに、媒体２１０の裏面が密着することで加熱乾燥される。このとき、曲面ヒータ１５１Ｂは曲面ヒータ１５１Ａよりも曲率が小さいので、媒体２１０との密着時間が長くなり、伝熱を促進されて、乾燥が促進される。この段階で媒体２１０の液体をさらに乾燥させることで、曲面ヒータ１５１Ｂ通過後に復元するコックリングは前段（曲面ヒータ１５１通過後）より小さくなる。

本実施形態でも、媒体搬送方向で下流側に向かうに従って順に曲率が小さくなる複数の接触部材を配置することで、確実に、コックリングを低減し、乾燥を行うことができる。

なお、曲面ヒータ１５１Ａ、１５１Ｂの接触面は、坪量１００ｇｓｍ以上の媒体を使用するときには半径Ｒ＝１２５ｍｍ以下の周面の一部、坪量１００ｇｓｍ未満の媒体を使用するときには半径Ｒ＝７５ｍｍ以下の周面の一部とすることが好ましい。

ただし、半径Ｒは均一である必要はなく、最大曲率部が半径＝Ｒ１２５ｍｍ、あるいは、半径Ｒ＝７５ｍｍ以下であれよい。さらに、曲率は、半径Ｒ＝５０ｍｍ以下に相当することがコックリング矯正の点からはより好ましい。

媒体がコックリングした場合、接触部材の接触面（加熱面）と０．１ｍｍ以上離れると急激に伝熱効率が低下するが、坪量１００ｇｓｍ以上では半径＝Ｒ１２５ｍｍ・Ｒ１００ｍｍで密着し、坪量１００ｇｓｍ未満で半径Ｒ＝７５ｍｍ／Ｒ５０で密着することを確認した。

例えば、坪量９０ｇｓｍのコート紙では曲率をＲ５０にすることで加熱面との距離は０．０２ｍｍ以下となる。

次に、本発明の第３実施形態について図６を参照して説明する。図６は同実施形態の説明に供する要部斜視説明図である。

本実施形態では、媒体加熱手段を構成する接触部材として、媒体搬送方向に沿って、上流側から加熱ローラ１６１Ａ、１６１Ｂの順に配置してている。下流側の加熱ローラ１６１Ｂの接触面の曲率は上流側の加熱ローラ１６１Ａの曲率より小さくしている。

また、本実施形態でも媒体２１０としてカット紙（シート材）を使用することから、加熱ローラ１６１Ａ、１６１Ｂの入口側及び出口側などに複数の搬送ローラ１４３を配置している。

このように構成したので、媒体２１０は、曲率が相対的に大きい加熱ローラ１６１Ａの周面に接触し、加熱ローラ１６１Ａの周面形状に倣ってコックリングが矯正されるとともに、媒体２１０の裏面が密着することで加熱乾燥される。

この段階で媒体２１０の液体がある程度乾燥されることで、加熱ローラ１６１Ａを通過した後に復元するコックリングは初期より小さくなる。

その後、媒体２１０は、曲率が相対的に小さい加熱ローラ１６１Ｂの周面に接触し、加熱ローラ１６１Ｂの周面形状に倣ってコックリングが矯正されるとともに、媒体２１０の裏面が密着することで加熱乾燥される。このとき、加熱ローラ１６１Ｂは加熱ローラ１６１Ａよりも曲率が小さいので、媒体２１０との密着時間が長くなり、伝熱を促進されて、乾燥が促進される。この段階で媒体２１０の液体をさらに乾燥させることで、加熱ローラ１６１Ｂ通過後に復元するコックリングは前段（加熱ローラ１６１Ａ通過後）より小さくなる。

なお、加熱ローラ１６１Ａ、１６１Ｂは、坪量１００ｇｓｍ以上の媒体を使用するときには直径φ＝２５０ｍｍ以下、坪量１００ｇｓｍ未満の媒体を使用するときには直径φ＝１５０以下であることが好ましい。また、曲率は直径φ＝１００ｍｍ以下とすることがコックリング矯正の点から好ましく、ローラ幅５８９ｍｍの場合、強度（たわみ）の点からは直径φ＝３０ｍｍ以上であることが好ましい。

次に、本発明の第４実施形態について図７を参照して説明する。図７は同実施形態の説明に供する要部斜視説明図である。

本実施形態では、前記第２実施形態における曲面ヒータ１５１Ａ、１５１Ｂの接触面によって加熱される媒体２１０の領域に対して温風を吹き付ける温風吹付け手段１３０をそれぞれ配置している。

このように構成したので、媒体２１０は、曲面ヒータ１６１Ａ、１６１Ｂによって加熱されるとともに、温風吹付け手段１３０から吹き出される温風によって加熱される。同時に、蒸発した液体の溶剤が媒体２１０の表面で形成する温度境界層が薄くなって伝熱が促進される。

これにより、より効率的に媒体２１０を乾燥させることができる。

なお、温風吹付け手段１３０から吹き出す温風は媒体２１０の表面における媒体２１０との相対速度が２０ｍ／ｓ以上になる速度で吹き出すことが好ましい。これによって、蒸発した溶剤が媒体の表面側で形成する温度境界層をより確実に剥離壊することができ、伝熱を促進することができる。

次に、本発明の第５実施形態について図８を参照して説明する。図８は同実施形態の説明に供する要部斜視説明図である。

本実施形態では、前記第１実施形態における加熱ローラ１４１Ａ〜１４１Ｄの接触面（周面）によって加熱される媒体１１０の領域に対して温風を吹き付ける温風吹付け手段１３０をそれぞれ配置している。

これにより、前記第４実施形態と同様に、媒体１１０は、加熱ローラ１４１Ａ〜１４１！Ｄで加熱されるとともに、温風吹付け手段１３０から吹き出される温風によって加熱される。同時に、蒸発した液体の溶剤が媒体１１０の表面で形成する温度境界層が薄くなって伝熱が促進される。

これにより、より効率的に媒体１１０を乾燥させることができる。

なお、ここでも、温風吹付け手段１３０から吹き出す温風は媒体１１０の表面における媒体１１０との相対速度が２０ｍ／ｓ以上になる速度で吹き出すことが好ましい。これによって、蒸発した溶剤が媒体の表面側で形成する温度境界層をより確実に剥離壊することができ、伝熱を促進することができる。

なお、本願において、媒体は、用紙、被記録媒体、記録媒体、記録紙、記録用紙などは同義とし、同様に、画像形成、記録、印字、印写、印刷は同義とする。

また、「画像形成装置」は媒体に液体を吐出して画像形成を行う装置を意味する。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、画像形成装置には、特に限定しない限り、シリアル型画像形成装置及びライン型画像形成装置のいずれも含まれる。

１０１画像形成部
１０３搬送部
１０４乾燥装置
１３０温風吹付け手段
１４１Ａ〜１４１Ｄ、１６１Ａ、１６１Ｂ加熱ローラ
１５１Ａ、１５１Ｂ曲面ヒータ
２００接触面
２０１接触範囲

Claims

媒体に対して液滴を吐出して画像を形成する画像形成手段と、
前記画像が形成された前記媒体の画像が形成された面と反対の裏面側に接触して、前記媒体を加熱する媒体加熱手段と、を有し、
前記媒体加熱手段は、前記媒体が接触する所定の曲率の接触面を有し、前記曲率の異なる複数の接触部材を含み、
前記複数の接触部材の内、媒体搬送方向で上流側及び下流側に配置された少なくとも２つの接触部材は、前記下流側に配置された前記接触部材の曲率が、前記上流側に配置された前記接触部材の曲率よりも小さい
ことを特徴とする画像形成装置。
前記複数の接触部材は、媒体搬送方向で下流側に向かうに従って順に曲率が小さくなる
ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
前記複数の接触部材は、ローラ部材であり、媒体搬送方向で下流側に向かうに従って順に半径が大きくなる
ことを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
坪量１００ｇｓｍ以上の前記媒体を使用し、
前記接触部材は半径Ｒが１２５ｍｍ以下の接触面を有している
ことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の画像形成装置。
坪量１００ｇｓｍ未満の前記媒体を使用し、
前記接触部材は半径Ｒが７５ｍｍ以下の接触面を有している
ことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の画像形成装置。