JP2016175341A - 乾燥装置及び画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】連帳紙の搬送が停止したときに、乾燥部内に存在する連帳紙が過度に昇温するのを抑制できる乾燥装置を得る。【解決手段】赤外線で加熱する加熱部38により、搬送される連帳紙P上に吐出されている液滴の水分を蒸発させて連帳紙Pを乾燥させる乾燥部32と、乾燥部32の内部に連帳紙Pの搬送方向に沿った空気流を形成する送風部26と、乾燥部32の内部で、かつ加熱部38と連帳紙Pとの間に設けられ、間隔を変更可能に構成された2枚の仕切板40と、2枚の仕切板40の間に二酸化炭素を噴射して充満させる噴射部50と、2枚の仕切板40の間に充満された二酸化炭素を回収する回収部60と、を備えた乾燥装置30とする。【選択図】図2
Description
本発明は、乾燥装置及び画像形成装置に関する。
紙シート上に像を形成している液体インクを乾燥させる乾燥アセンブリにおいて、その乾燥アセンブリ内に送られてきた紙シートに空気を吹き付け、紙シートが乾燥アセンブリ内に長い時間滞留した場合の焦げの発生を防止するようにした液体インクプリンタは、従来から知られている(例えば、特許文献1参照)。
本発明は、連帳紙の搬送が停止したときに、乾燥部内に存在する連帳紙が過度に昇温するのを抑制できる乾燥装置と、それを備えた画像形成装置を得ることを目的する。
上記の目的を達成するために、本発明に係る請求項1に記載の乾燥装置は、赤外線で加熱する加熱部により、搬送される連帳紙上に吐出されている液滴の水分を蒸発させて該連帳紙を乾燥させる乾燥部と、前記乾燥部の内部に前記連帳紙の搬送方向に沿った空気流を形成する送風部と、前記乾燥部の内部で、かつ前記加熱部と前記連帳紙との間に設けられ、間隔を変更可能に構成された2枚の仕切板と、前記2枚の仕切板の間に二酸化炭素を噴射して充満させる噴射部と、前記2枚の仕切板の間に充満された二酸化炭素を回収する回収部と、を備えている。
また、請求項2に記載の乾燥装置は、請求項1に記載の乾燥装置であって、前記回収部で回収された二酸化炭素を前記噴射部から噴射させる二酸化炭素として再利用可能に構成されている。
また、請求項3に記載の乾燥装置は、請求項1又は請求項2に記載の乾燥装置であって、前記回収部からも前記2枚の仕切板の間へ二酸化炭素を噴射可能に構成されている。
また、請求項4に記載の乾燥装置は、請求項1〜請求項3の何れか1項に記載の乾燥装置であって、前記噴射部から前記送風部へ二酸化炭素を供給可能に構成されている。
また、請求項5に記載の乾燥装置は、請求項1〜請求項4の何れか1項に記載の乾燥装置であって、前記加熱部が作動している状態で、前記連帳紙の搬送が停止したときに、前記噴射部から二酸化炭素が噴射されるように制御する制御部を備えている。
また、本発明に係る請求項6に記載の画像形成装置は、請求項1〜請求項5の何れか1項に記載の乾燥装置と、搬送される前記連帳紙上に液滴を吐出して画像を形成する画像形成部と、を備えている。
請求項1に記載の発明によれば、連帳紙の搬送が停止したときに、加熱部と連帳紙との間に設けられた2枚の仕切板の間に二酸化炭素を充満させない構成に比べて、乾燥部内に存在する連帳紙が過度に昇温するのを抑制することができる。
請求項2に記載の発明によれば、回収部で回収された二酸化炭素を噴射部から噴射させる二酸化炭素として再利用しない構成に比べて、二酸化炭素を外部に排出しなくて済む。
請求項3に記載の発明によれば、回収部から2枚の仕切板の間へ二酸化炭素を噴射できない構成に比べて、2枚の仕切板の間に二酸化炭素を短時間で充満させることができる。
請求項4に記載の発明によれば、噴射部から送風部へ二酸化炭素を供給できない構成に比べて、乾燥部内の連帳紙周辺の酸素濃度を下げることができる。
請求項5に記載の発明によれば、加熱部が作動している状態で、連帳紙の搬送が停止したときに、噴射部から二酸化炭素が噴射されるように制御する制御部を備えていない構成に比べて、連帳紙が過度に昇温するのを自動的に抑制することができる。
請求項6に記載の発明によれば、請求項1〜請求項5の何れか1項に記載の乾燥装置を備えていない構成に比べて、連帳紙の搬送が停止したときに、連帳紙が過度に昇温するのを抑制した画像形成装置を得ることができる。
以下、本発明の実施の形態について、図面を基に詳細に説明する。なお、説明の便宜上、図1において示す矢印UPを画像形成装置の一例としてのインクジェット記録装置10の上方向とする。また、連帳紙Pの搬送方向上流側を単に「上流側」とし、連帳紙Pの搬送方向下流側を単に「下流側」として説明する場合がある。
<第1実施形態>
まず、第1実施形態に係るインクジェット記録装置10について説明する。図1に示されるように、このインクジェット記録装置10は、帯状に形成されてロール状に巻かれた連帳紙Pを収容し、後述するインクジェット記録ヘッド16へ連帳紙Pを予め決められた速度(例えば20m/分〜100m/分)で供給する給紙部14と、インクジェット記録ヘッド16によって画像が形成された連帳紙Pをロール状に巻き取る巻取部18と、を装置本体12の上流側及び下流側にそれぞれ備えている。
まず、第1実施形態に係るインクジェット記録装置10について説明する。図1に示されるように、このインクジェット記録装置10は、帯状に形成されてロール状に巻かれた連帳紙Pを収容し、後述するインクジェット記録ヘッド16へ連帳紙Pを予め決められた速度(例えば20m/分〜100m/分)で供給する給紙部14と、インクジェット記録ヘッド16によって画像が形成された連帳紙Pをロール状に巻き取る巻取部18と、を装置本体12の上流側及び下流側にそれぞれ備えている。
また、このインクジェット記録装置10は、装置本体12内に、連帳紙Pの表面に対して液滴の一例としてのインク滴を吐出して画像を形成する画像形成部の一例としてのインクジェット記録ヘッド16と、連帳紙Pの表面に吐出されたインク滴の水分を蒸発させて連帳紙Pを乾燥させる乾燥装置の一例としての乾燥機30と、を備えている。
更に、このインクジェット記録装置10は、乾燥機30の内部に配置された後述する2枚の仕切板40の間に噴射される炭酸ガス(二酸化炭素)が封入されたガスタンク22と、給紙部14、巻取部18、インクジェット記録ヘッド16、乾燥機30等の動作を制御する制御部20(図2参照)と、を備えている。
なお、本実施形態では、ガスタンク22が装置本体12外に配置されているが、ガスタンク22は、装置本体12内に収納されていてもよい。また、連帳紙Pは、インクジェット記録装置10に設けられた複数のガイドローラ24によってガイドされつつ、給紙部14からインクジェット記録ヘッド16及び乾燥機30を介して巻取部18まで搬送されるようになっている。
インクジェット記録ヘッド16は、連帳紙Pの紙幅以上の長さを有する長尺状のヘッドアレイとされており、フルカラーの画像を形成するために、連帳紙Pの搬送方向上流側から下流側に向かって、ブラック(K)、シアン(C)、マゼンタ(M)、イエロー(Y)の順に予め決められた間隔で配置されている。
図2に示されるように、乾燥機30は、上流側壁部34及び下流側壁部36と、上流側壁部34と下流側壁部36とを連結する側壁部32A、32Bと、を含んで構成された乾燥部の一例としての乾燥機本体32を有している。連帳紙Pは、乾燥機本体32の一方の側壁部32Aの内面に近接されて搬送されており、上流側壁部34及び下流側壁部36には、それぞれ連帳紙Pを通すための開口部34A、36Aが形成されている。
また、乾燥機本体32の内部には、他方の側壁部32Bの内面に近接させて(連帳紙Pと対向して)、赤外線で加熱する加熱部の一例としての赤外線ヒータ38が配置されている。そして、乾燥機本体32の内部で、かつ赤外線ヒータ38と連帳紙Pとの間には、通常時には、赤外線を透過させる2枚の仕切板40が配置されている。
また、乾燥機本体32の上流側壁部34及び下流側壁部36で、かつ2枚の仕切板40の両側には、それぞれ開口部34A、36Aとは別の開口部が形成されており、各開口部には、それぞれダクト35、37が一体的に接続されている。そして、下流側壁部36におけるダクト37の下流側には、そのダクト37を含んで構成される送風部26が設けられている。
送風部26は、ダクト37内へ送風する軸流ファン(又はブロワ等でもよい)28を有しており、乾燥機本体32内には、この軸流ファン28により、常に下流側から上流側に向かう空気流が形成されている。そして、この空気流により、赤外線ヒータ38が冷却され、かつ連帳紙Pに吐出されたインク滴の蒸発された水分を含む湿った空気がダクト35から排気されるようになっている。
2枚の仕切板40は、それぞれ赤外線を吸収し難い透明な矩形状のガラス板で構成されており、互いの間隔を調整可能に構成されている。具体的には、例えば図3(A)に示されるように、各仕切板40の四隅には、支持部材42が取り付けられており、各支持部材42は、それぞれラック44に固定されている。そして、各ラック44には、ピニオン46が噛み合わされており、各ピニオン46は、モータ(図示省略)によって駆動されるギア群(図示省略)に噛み合わされている。
したがって、モータの回転駆動がギア群を介して各ピニオン46に同期して伝達されることにより、ラック44及び支持部材42を介して、各仕切板40が、その法線方向に移動する構成になっている。なお、一方の仕切板40を固定とし、他方の仕切板40のみをラック44及びピニオン46によって移動可能に構成してもよい。
また、モータではなく、手動でハンドルを回すことにより、各ピニオン46が同期して回転するように構成してもよい。更に、仕切板40を移動可能にする機構は、図示のラック44及びピニオン46に限定されるものではなく、他の機構によって移動可能に構成されていてもよい。
また、後述するように、2枚の仕切板40の間隔は、乾燥機30(赤外線ヒータ38)の種類毎に1つに決められるため、図3(B)に示されるように、仕切板40における上流側辺縁部及び下流側辺縁部を間に挿入させる突起48を乾燥機本体32の上流側壁部34及び下流側壁部36の内面に複数設け、人手によって仕切板40を抜き差しすることにより、2枚の仕切板40の間隔を調整(設定)するようにしてもよい。
図1、図2に示されるように、乾燥機本体32の下流側には、2枚の仕切板40の間に炭酸ガスを噴射して充満させる(2枚の仕切板40の間にある空気を炭酸ガスに置換する)噴射部50が設けられている。そして、乾燥機本体32の上流側には、2枚の仕切板40の間に充満された炭酸ガスを回収する(2枚の仕切板40の間に充満された炭酸ガスを空気と置換する)回収部60が設けられている。
詳細に説明すると、図2に示されるように、噴射部50は、乾燥機本体32の下流側壁部36に設けられた噴射口(噴射ノズル)52と、ガスタンク22と噴射口52とをポンプ56及びバルブ58を介して接続する配管54と、を有している。そして、回収部60は、乾燥機本体32の上流側壁部34に設けられた回収口62と、ガスタンク22と回収口62とをポンプ66及びバルブ68を介して接続する配管64と、を有している。
なお、各ポンプ56、66の作動及び各バルブ58、68の開閉は、制御部20によって制御されるようになっている。したがって、2枚の仕切板40の間に炭酸ガスを充満させる場合には、制御部20の制御により、ポンプ66を作動させず、かつバルブ68を閉じた状態で、ポンプ56を作動させ、バルブ58を開く。これにより、ガスタンク22内の炭酸ガスが、配管54を通って噴射口52から2枚の仕切板40の間へ噴射される。
2枚の仕切板40の間に充満された炭酸ガスを回収する場合には、制御部20の制御により、ポンプ56を停止させ、かつバルブ58を閉じる。そして、ポンプ66を作動させ、バルブ68を開く。これにより、2枚の仕切板40の間に充満されていた炭酸ガスが、回収口62から配管64を通ってガスタンク22内へ回収される。このように、2枚の仕切板40の間に噴射される炭酸ガスは、回収部60によって回収され、噴射部50によって噴射される炭酸ガスとして再利用される。
次に、2枚の仕切板40の間隔を決める方法について説明する。図4には本実施形態に係る赤外線ヒータ38の分光特性が示されており、この赤外線ヒータ38の照射強度のピークは、概ね赤外線波長域が1.5μm〜3.0μmの範囲のときとなっている。そして、図5に示されるように、連帳紙Pの赤外線吸収率は、赤外線波長域が1.9μm以上から高くなっている。更に、水の赤外線吸収率は、赤外線波長域が2.5μm〜3.5μmの範囲のときが高い。
以上のことから、この赤外線ヒータ38の場合には、赤外線波長域が2.5μm〜3.0μmの範囲の赤外線が、2枚の仕切板40の間に充満された炭酸ガスによって吸収されるようになっていれば、例えば連帳紙Pの搬送が緊急停止したときに、赤外線ヒータ38により連帳紙Pに対して過剰な熱量(輻射熱)が加えられるのが抑制される。
ここで、図6に示されるように、炭酸ガスの赤外線吸収率は、2枚の仕切板40の間隔によって異なっている。例えば、その間隔が5cmのときには、2.6μm〜2.9μmの範囲の赤外線波長域に対して赤外線吸収率が高く、その間隔が3cmのときには、4.0μm〜4.5μmの範囲の赤外線波長域に対して赤外線吸収率が高い。よって、この赤外線ヒータ38の場合には、2枚の仕切板40の間隔を5cmに設定すればよいことが判る。
つまり、本実施形態に係る乾燥機30の場合には、モータの駆動によりピニオン46及びラック44を駆動させて2枚の仕切板40の間隔を5cmに設定する。なお、乾燥機30(赤外線ヒータ38)の種類によっては、2枚の仕切板40の間隔を例えば3cmとした方がよい場合がある。また、2枚の仕切板40の間隔は、現実的には、3cm〜10cmとなることが多い。
以上のような構成とされたインクジェット記録装置10において、次にその作用について説明する。なお、乾燥機30において、2枚の仕切板40の間隔は、上記結果から予め5cmに設定してある。
制御部20の制御により、連帳紙Pが給紙部14から送られて巻取部18に巻き取られる途中で、制御部20から送信される画像データを基に、インクジェット記録ヘッド16により、連帳紙Pの表面にインク滴が吐出されて画像が形成される。そして、表面にインク滴が吐出されて画像が形成された連帳紙Pは、乾燥機30内に送られ、その乾燥機30内の赤外線ヒータ38による輻射熱により、インク滴の水分が蒸発されて乾燥される。
ここで、赤外線ヒータ38が作動している状態で、ジャム等により連帳紙Pの搬送が緊急停止すると、制御部20の制御により、乾燥機30内の2枚の仕切板40の間に噴射部50によって炭酸ガスが自動的に噴射される。すなわち、ポンプ66が停止し、かつバルブ68が閉じた状態で、ポンプ56が作動してバルブ68が開くことにより、ガスタンク22内の炭酸ガスが配管54を通って噴射口52から噴射される。これにより、2枚の仕切板40の間に炭酸ガスが充満されるので、乾燥機30内の連帳紙Pが過度に昇温するのが抑制又は防止される。
詳細に説明すると、赤外線ヒータ38が作動している状態で、連帳紙Pの搬送が緊急停止すると、赤外線ヒータ38に対する通電も切れるが、乾燥機30内の温度(例えば約1200℃)は、すぐには低くならないため、炭酸ガスが間に噴射される2枚の仕切板40を備えていない乾燥機(図示省略)の場合、乾燥機内の連帳紙Pに対して、過剰な熱量(輻射熱)が加えられ、その連帳紙Pが過度に昇温してしまうおそれがある。
しかしながら、本実施形態に係る乾燥機30では、赤外線ヒータ38と連帳紙Pの間に配置された2枚の仕切板40の間に炭酸ガスが噴射されて充満されるため、その赤外線ヒータ38から照射される赤外線(輻射熱)が炭酸ガスによって効果的に吸収される。よって、乾燥機30内の連帳紙Pに対して過剰な熱量(輻射熱)が加えられるのが抑制され、2枚の仕切板40を有していない上記乾燥機に比べて、連帳紙Pが過度に昇温するのが抑制又は防止される。
なお、連帳紙Pの搬送が再び開始される際には、回収部60によって、2枚の仕切板40の間に充満されている炭酸ガスをガスタンク22に回収する。すなわち、制御部20の制御により、ポンプ56を停止させ、バルブ58を閉める。そして、ポンプ66を作動させ、バルブ68を開く。これにより、2枚の仕切板40の間に充満されている炭酸ガスが回収口62から配管64を通ってガスタンク22内に回収される。
ガスタンク22内に回収された炭酸ガスは、噴射部50によって噴射される炭酸ガスとして再利用される。よって、炭酸ガスを回収しない構成に比べて、炭酸ガス(二酸化炭素)を外部へ排出しなくて済む。また、炭酸ガスを循環させることで、炭酸ガスの温度を低下させられるので、乾燥機30に対する冷却効果を高められる。
なお、2枚の仕切板40は、赤外線を吸収し難い透明なガラス板で構成されているため、赤外線ヒータ38と連帳紙Pとの間に、2枚の仕切板40が配置されていても、その2枚の仕切板40によって赤外線が遮断されることは殆どない。よって、通常時において、連帳紙Pは、赤外線ヒータ38から照射される赤外線によって加熱される。また、赤外線ヒータ38と連帳紙Pとの間に配置された仕切板40により、ジャム等が発生しても、連帳紙Pが赤外線ヒータ38側へ移動するのが防止される。
<第2実施形態>
次に、第2実施形態に係るインクジェット記録装置10について説明する。なお、上記第1実施形態と同等の部位には、同じ符号を付して詳細な説明(共通する作用も含む)は適宜省略する。
次に、第2実施形態に係るインクジェット記録装置10について説明する。なお、上記第1実施形態と同等の部位には、同じ符号を付して詳細な説明(共通する作用も含む)は適宜省略する。
第2実施形態に係るインクジェット記録装置10では、回収部60からも2枚の仕切板40の間へ炭酸ガスが噴射可能とされている。すなわち、図7に示されるように、ポンプ56とバルブ58との間における配管54の一部と回収口62とを接続する分岐配管70が設けられるとともに、その分岐配管70のポンプ56側にバルブ72が設けられている。
したがって、赤外線ヒータ38が作動している状態で、ジャム等により連帳紙Pの搬送が緊急停止すると、制御部20の制御により、乾燥機30内の2枚の仕切板40の間に噴射部50及び回収部60によって炭酸ガスが自動的に噴射される。具体的には、ポンプ66が停止し、かつバルブ68が閉じた状態で、ポンプ56が作動し、バルブ58、72が開く。
これにより、ガスタンク22内の炭酸ガスが、配管54を通って噴射口52から噴射されるとともに、分岐配管70を通って回収口62からも噴射されるので、2枚の仕切板40の間に短時間で(例えば1〜2秒で)充満される。つまり、第2実施形態に係る乾燥機30は、第1実施形態に係る乾燥機30に比べて、炭酸ガスが2枚の仕切板40の間に早期に充満される。
なお、連帳紙Pの搬送が再び開始される際には、回収部60によって、2枚の仕切板40の間に充満されている炭酸ガスをガスタンク22に回収する。すなわち、制御部20の制御により、ポンプ56を停止させ、バルブ58、72を閉める。そして、ポンプ66を作動させ、バルブ68を開く。これにより、2枚の仕切板40の間に充満されている炭酸ガスが回収口62から配管64を通ってガスタンク22に回収される。
また、このような構成とされた第2実施形態に係るインクジェット記録装置10において、回収口62から炭酸ガスを噴射させない場合には、制御部20の制御により、バルブ72を閉じるようにすればよい。
<第3実施形態>
最後に、第3実施形態に係るインクジェット記録装置10について説明する。なお、上記第1実施形態と同等の部位には、同じ符号を付して詳細な説明(共通する作用も含む)は適宜省略する。
最後に、第3実施形態に係るインクジェット記録装置10について説明する。なお、上記第1実施形態と同等の部位には、同じ符号を付して詳細な説明(共通する作用も含む)は適宜省略する。
第3実施形態に係るインクジェット記録装置10では、噴射部50からダクト37(送風部26)へ炭酸ガスが供給可能とされている。すなわち、図8に示されるように、噴射口52とバルブ58との間における配管54の一部とダクト37とを接続する分岐配管74が設けられるとともに、その分岐配管74にバルブ76が設けられている。
したがって、赤外線ヒータ38が作動している状態で、ジャム等により連帳紙Pの搬送が緊急停止すると、制御部20の制御により、乾燥機30内の2枚の仕切板40の間に噴射部50によって炭酸ガスが自動的に噴射されるとともに、連帳紙Pの表面にも炭酸ガスが自動的に供給される。
具体的には、ポンプ66が停止し、かつバルブ68が閉じた状態で、ポンプ56が作動し、バルブ58、76が開く。これにより、ガスタンク22内の炭酸ガスが、配管54を通って噴射口52から噴射されて2枚の仕切板40の間に充満されるとともに、分岐配管74を通ってダクト37内へ送られる。
ここで、乾燥機本体32内には、軸流ファン28により下流側から上流側に向かう空気流が常に形成されているため、ダクト37内に送られた炭酸ガスは、連帳紙Pの表面に対して供給される。よって、乾燥機本体32内における連帳紙Pの周辺の酸素濃度が低減され、連帳紙Pが燃え難くなる。つまり、第3実施形態に係る乾燥機30は、第1実施形態及び第2実施形態に係る乾燥機30に比べて、安全性が高められる。
以上、本実施形態に係る乾燥機30(乾燥装置)について、図面を基に説明したが、本実施形態に係る乾燥機30(乾燥装置)は、図示のものに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内において、適宜設計変更可能なものである。例えば、第2実施形態に係る構成に、第3実施形態に係る構成を組み合わせてもよい。
また、仕切板40は、透明なガラス板に限定されるものではなく、例えば非常に目の細かい金網であってもよい。つまり、仕切板40は、通常時には、赤外線を遮断することなく、かつ連帳紙Pの緊急停止時には、赤外線ヒータ38と連帳紙Pとの間に炭酸ガスを充満させられるようになっていればよい。
なお、仕切板40が金網で構成されていると、金網の目から炭酸ガスが多少漏れるおそれがあるが、炭酸ガスは、赤外線ヒータ38と連帳紙Pとの間にある程度充満されていればよく、金網の目から多少漏れても問題は生じない。また、軸流ファン28は、2個設けられているが、各ダクト37内へ送風できるようになっていれば、1個だけ設けられる構成とされていてもよい。
10 インクジェット記録装置(画像形成装置の一例)
20 制御部
26 送風部
30 乾燥機(乾燥装置の一例)
32 乾燥機本体(乾燥部の一例)
38 赤外線ヒータ(加熱部の一例)
40 仕切板
50 噴射部
60 回収部
P 連帳紙
20 制御部
26 送風部
30 乾燥機(乾燥装置の一例)
32 乾燥機本体(乾燥部の一例)
38 赤外線ヒータ(加熱部の一例)
40 仕切板
50 噴射部
60 回収部
P 連帳紙
Claims (6)
- 赤外線で加熱する加熱部により、搬送される連帳紙上に吐出されている液滴の水分を蒸発させて該連帳紙を乾燥させる乾燥部と、
前記乾燥部の内部に前記連帳紙の搬送方向に沿った空気流を形成する送風部と、
前記乾燥部の内部で、かつ前記加熱部と前記連帳紙との間に設けられ、間隔を変更可能に構成された2枚の仕切板と、
前記2枚の仕切板の間に二酸化炭素を噴射して充満させる噴射部と、
前記2枚の仕切板の間に充満された二酸化炭素を回収する回収部と、
を備えた乾燥装置。 - 前記回収部で回収された二酸化炭素を前記噴射部から噴射させる二酸化炭素として再利用可能に構成されている請求項1に記載の乾燥装置。
- 前記回収部からも前記2枚の仕切板の間へ二酸化炭素を噴射可能に構成されている請求項1又は請求項2に記載の乾燥装置。
- 前記噴射部から前記送風部へ二酸化炭素を供給可能に構成されている請求項1〜請求項3の何れか1項に記載の乾燥装置。
- 前記加熱部が作動している状態で、前記連帳紙の搬送が停止したときに、前記噴射部から二酸化炭素が噴射されるように制御する制御部を備えた請求項1〜請求項4の何れか1項に記載の乾燥装置。
- 請求項1〜請求項5の何れか1項に記載の乾燥装置と、
搬送される前記連帳紙上に液滴を吐出して画像を形成する画像形成部と、
を備えた画像形成装置。
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