JP2022162393A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】記録媒体の汚染を抑制すること。【解決手段】本発明の一態様に係る画像形成装置は、記録媒体の第１面に液体を付与する第１液体付与部と、前記第１液体付与部によって前記第１面に液体が付与された前記記録媒体の第２面に液体を付与する第２液体付与部と、前記第２液体付与部により前記第２面に液体が付与された前記記録媒体を前記搬送方向に搬送する搬送部と、前記搬送部により搬送される前記記録媒体を加熱する加熱部と、を有し、前記搬送部は前記記録媒体の前記第１面に接触して前記記録媒体を搬送し、前記加熱部は前記記録媒体の搬送方向における上流側と下流側において、異なる温度で加熱する。【選択図】図９

Description

本発明は、画像形成装置に関する。

従来、インクジェット方式による画像形成装置では、記録媒体にインクを付与した後、記録媒体に付与されたインクを加熱して乾燥させる構成が知られている。

また、上記画像形成装置として、加熱された記録媒体のコックリングを防止するために、記録媒体の表面へのインクの打滴量の情報を取得する情報取得手段、画像を記録する前に記録媒体を乾燥する第一乾燥手段、情報取得手段で取得されたインクの打滴量の情報を元に第一乾燥手段の駆動条件を決定する駆動条件決定手段等を備える構成が開示されている（例えば、特許文献１参照）。

しかしながら、上記画像形成装置により記録媒体の両面に画像を形成する場合には、記録媒体の表面等の第１面にインク等の液体を付与して画像を形成した後、記録媒体の裏面等の第２面に液体を付与して画像を形成する。その後、第１面を搬送ローラ等に接触させて記録媒体を搬送しながら、第２面に付与されたインクを加熱して乾燥させる。この場合に、特許文献１の構成では、第２面を乾燥させる際に第１面に付与された液体が搬送ローラに付着することで、以降に搬送ローラに接触する記録媒体が汚染される懸念がある。

本発明は、記録媒体の汚染を抑制することを目的とする。

本発明の一態様に係る画像形成装置は、記録媒体の第１面に液体を付与する第１液体付与部と、前記第１液体付与部によって前記第１面に液体が付与された前記記録媒体の第２面に液体を付与する第２液体付与部と、前記第２液体付与部により前記第２面に液体が付与された前記記録媒体を前記搬送方向に搬送する搬送部と、前記搬送部により搬送される前記記録媒体を加熱する加熱部と、を有し、前記搬送部は前記記録媒体の前記第１面に接触して前記記録媒体を搬送し、前記加熱部は前記記録媒体の搬送方向における上流側と下流側において、異なる温度で加熱する。

本発明によれば、記録媒体の汚染を抑制できる。

全体構成例を示す図である。 乾燥部の構成例を示す図である。 第２実施形態の全体構成例を示す図である。 第１箇所における温度制御例を示す図である。 第２箇所における温度制御例を示す図である。 インク量と単位時間あたりの最高熱量における変数要素の関係の例を示す図である。 最高熱量及び乾燥化熱量の関係の例を示す図である。 全体処理例を示す図である。 第３実施形態の画像形成装置の構成例を示す図である。

以下、発明を実施するための最適かつ最小限な形態について、図面を参照して説明する。なお、図面において、同一の符号を付す場合には、同様の構成であることを示し、重複する説明を省略する。また、図示する具体例は、例示であり、図示する以外の構成が更に含まれる構成であってもよい。

＜第１実施形態＞
＜全体構成例＞
図１は、全体構成例を示す図である。以下、記録媒体の例である、用紙１が搬送される方向を「Ｘ方向」とする。そして、Ｘ方向に対して垂直方向、すなわち、重力方向を「Ｚ方向」とする。さらに、Ｘ方向に対して直交する方向を「Ｙ方向」とする。

また、以下の説明では、両面のうち、第１面となる面を「表面」とする。一方で、第１面に対して他面となる第２面となる面を「裏面」とする。

例えば、画像形成装置１００は、図示するようにインク等の液滴を吐出して、用紙１上に画像を形成する。以下、画像形成部がヘッド２である例で説明する。

画像形成装置１００は、例えば、ヘッド２からインクを吐出して両面に画像を形成する。具体的には、画像形成装置１００は、表面に対してインク（以下「表面インク３ｂ」という。）を吐出することで、まず表面に画像を形成する。次に、用紙１を裏返す等とすると、図示するように、裏面に対してインク（以下「裏面インク３ａ」という。）を吐出すると、用紙１の裏面にも画像を形成することができる。

ここで、用紙１は記録媒体の一例であり、用紙１の表面は第１面の一例であり、用紙１の裏面は第２面の一例であり、インクは液体の一例である。

用紙１は、例えば、搬送ローラ７によって搬送される。すなわち、搬送ローラ７が回転すると、用紙１が搬送ローラ７の回転する方に移動する。このように、搬送ローラ７をモータ等のアクチュエータによって回転させることで、搬送ローラ７は、用紙１を搬送する。この例では、搬送ローラ７は、例えば、ヘッド２によって画像形成が実行された後、用紙１を乾燥ローラ６へ搬送する。

乾燥ローラ６は、用紙１を乾燥させる。例えば、乾燥ローラ６等で構成される、乾燥部は以下のような構成である。

＜乾燥部の例＞
図２は、乾燥部の構成例を示す図である。例えば、乾燥ローラ６は、図２（Ａ）に示すように、用紙１の搬送を行うためのローラ８、及び、ローラ８の内部等に設けられる加熱を行うための加熱機５を含む構成である。

ローラ８は、金属等の熱伝導率が高い材質を含むのが望ましい。ローラ８は、搬送ローラ７のように、用紙１を搬送する機構である。具体的には、図１に示すように、ローラ８は、用紙１に接触して用紙１を搬送かつ加熱する。すなわち、ローラ８の表面は、加熱機５の熱を用紙１に伝えて加熱面でもある。したがって、ローラ８は、加熱機５の熱を伝えやすい材質であるのが望ましい。

加熱機５は、例えば、図示するように乾燥ローラ６の内部に、ローラ８の軸に対して同心円状に配置される。

また、図示するように、乾燥部は、乾燥ローラ６に加えて、別に乾燥機４を備えるのが望ましい。このように、乾燥ローラ６以外にも乾燥機４等が温風を送る等によって乾燥を行う構成であると、より高熱を用紙１に当てられるため、より乾燥が高速にできる。

なお、乾燥機４は、図示するように、複数でもよいし、１つでもよい。

例えば、乾燥機４は、温風ヒータ又はＩＲ（赤外線）ヒータ等である。このように、乾燥機４は、用紙１に対して非接触な状態で乾燥を行うことができる装置であるのが望ましい。このように非接触な状態で乾燥できると、接触して乾燥を行う場合より、用紙１又は乾燥機４が汚れにくい。

図２（Ｂ）は、加熱面の例を示す拡大図である。例えば、加熱面は、凹部の例である貫通穴９等を有する。このように貫通穴９があると、用紙１と接触する面積を小さくできる。そのため、加熱面が汚れる可能性を低くできる。

貫通穴９は、例えば、パンチング等の加工によって形成される。

加熱面が汚れると、次に画像形成の対象となる記録媒体に、加熱面に付着している汚れが転写される場合がある。したがって、加熱面が汚れていると、その汚れで記録媒体を汚す場合がある。ゆえに、加熱面の汚れを少なくすると、記録媒体が汚れるのを少なくできる。

凹部は、図示するような形状以外の形状でもよい。すなわち、凹部は、貫通穴に限られない。凹部は、加熱面と記録媒体が接触する面積を小さくできる機構であればよい。したがって、凹部は、貫通しない非貫通穴等でもよい。また、凹部は、丸形状でなくともよい。すなわち、凹部は、矩形、楕円形、星形等の所定の形状又はこれらの組み合わせ等といった形状でもよい。

なお、加熱面には、凸部が設けられてもよい。例えば、凸部は、加熱面の一部を隆起させる、又は、金属部材等を加熱面に配置して形成させる等によって形成される。このように、凸部は、加熱面と用紙１が接触する面積を小さくする機構であればよい。

＜第２実施形態＞
図３は、第２実施形態の全体構成例を示す図である。以下、第１実施形態と同様の構成には同一の符号を付して説明を省略する。

第２実施形態は、第１実施形態と比較すると、加熱機及び乾燥機を制御して位置によって温度分布が異なるように制御を行う点が異なる。

例えば、用紙１が乾燥ローラ６に接触する位置のうち、用紙１が最も早く接触する位置（以下「第１箇所Ｐ１」という。）と、用紙１が最も遅くまで接触する位置（以下「第２箇所Ｐ２」という。）において、以下のような温度分布となるように、加熱機及び乾燥機等が制御される。

なお、第１箇所Ｐ１は、第２箇所Ｐ２より上流となる位置であればよい。すなわち、第１箇所Ｐ１が上流であるのに対して、第２箇所Ｐ２は、第１箇所Ｐ１より下流となる位置であればよい。

また、以下の説明では、図１に示す乾燥機４を用紙１が搬送される経路において、上流から順に「第１乾燥機４１」、「第２乾燥機４２」、「第３乾燥機４３」、「第４乾燥機４４」とする。そして、第１箇所Ｐ１で用いられる乾燥機を第１乾燥機４１とし、第２箇所で用いられる乾燥機を第４乾燥機４４とする。

また、加熱機５は、複数の加熱機で構成される。すなわち、加熱機５は、箇所ごとに異なる温度となるように制御できる構成である。

＜第１箇所における温度制御例＞
図４は、第１箇所における温度制御例を示す図である。例えば、加熱機５は、第１箇所Ｐ１において用いられる加熱面を加熱する温度が第１加熱温度Ｔ５１となるように制御される。一方で、第１乾燥機４１は、第１箇所Ｐ１において用紙１を乾燥させる温度が第１裏面温度Ｔ４１となるように制御される。また、第１裏面温度Ｔ４１は、用紙１の裏面に当たる温風の温度となる。

加熱機５による加熱によって、第１加熱温度Ｔ５１が上昇する。そして、第１加熱温度Ｔ５１が上昇すると、乾燥ローラ６の表面のうち、第１箇所Ｐ１で加熱に用いられる加熱面の温度（以下「第１箇所加熱面温度Ｔ６１」という。）が上昇する。このような第１箇所加熱面温度Ｔ６１は、用紙１の表面を加熱する温度となる。この例は、第１箇所加熱面温度Ｔ６１が第１収束温度ＴＣ１に収束するように設定された温度制御の例である。

＜第２箇所における温度制御例＞
例えば、第１箇所Ｐ１の温度制御が上記のように制御されるのに対して、第２箇所Ｐ２では、以下のように温度制御を行う。

図５は、第２箇所における温度制御例を示す図である。第１箇所と同様に、例えば、加熱機５は、第２箇所Ｐ２において用いられる加熱面を加熱する温度が第２加熱温度Ｔ５２となるように制御される。一方で、第４乾燥機４４は、第２箇所Ｐ２において用紙１を乾燥させる温度が第２裏面温度Ｔ４４となるように制御される。また、第２裏面温度Ｔ４４は、用紙１の裏面に当たる温風の温度となる。

加熱機５による加熱によって、第２加熱温度Ｔ５２が上昇する。そして、第２加熱温度Ｔ５２が上昇すると、乾燥ローラ６の表面のうち、第２箇所Ｐ２で加熱に用いられる加熱面の温度（以下「第２箇所加熱面温度Ｔ６２」という。）が上昇する。このような第２箇所加熱面温度Ｔ６２は、用紙１の表面を加熱する温度となる。この例は、第２箇所加熱面温度Ｔ６２が第２収束温度ＴＣ２に収束するように設定された温度制御の例である。

上記に示すように、第２収束温度ＴＣ２が第１収束温度ＴＣ１より高温となるように設定されるのが望ましい。すなわち、上流である第１箇所Ｐ１より、下流である第２箇所Ｐ２の方が高温で乾燥するように温度制御されるのが望ましい。

インクは、上流より下流の方が乾燥している場合が多い。したがって、第１箇所Ｐ１のように上流では、下流より低い温度で乾燥を行うのが望ましい。例えば、上流では、画像が十分に乾燥されず、いわゆる生乾き等である場合がある。このように、十分に乾燥されていない状態の画像に高温の加熱面を当てると、インク等が付着しやすく、汚れやすい。一方で、温度を低温にすると、汚れが少なくできる。したがって、上流では、第１収束温度ＴＣ１等のように比較的、低温となる温度で乾燥が行われるのが望ましい。

一方で、第２箇所Ｐ２のように下流では、上流で用紙１に対してある程度乾燥が行われるため、上流より画像が乾燥している場合が多い。したがって、下流では上流より高温で乾燥が行われるのが望ましい。このように、下流では高温で乾燥が行われると、画像が乾燥不足となる場合を少なくできる。

なお、上流と下流で異なる温度で乾燥を行うには、例えば、上流と下流で異なるヒータを用いる等とする。さらに、加熱面が上流と下流で異なる金属を用いる、又は、上流と下流で加熱面がある程度断熱される等の構成とすると、１つのヒータであっても異なる温度に制御できる。このように、上流と下流で異なるような温度設定にできる構成であれば、加熱面及び装置の配置等は、図示する構成に限られない。

また、上流と下流で異なる温度とするには、例えば、以下のような構成が望ましい。

図３に示すように、加熱機５は、乾燥ローラ６の中心ＣＲ（以下単に「中心ＣＲ」という。）に対して偏心するような配置が望ましい。例えば、図示するように、加熱機５は、下流ほど、中心ＣＲより乾燥ローラ６の表面に近づくように偏心した配置であるのが望ましい。

このように、加熱機５が偏心した配置であると、用紙１を搬送する経路において、位置によって、加熱機５から乾燥ローラ６の表面までの距離（以下単に「距離」という。）を異なるように設定できる。具体的には、第１箇所Ｐ１における距離を「第１距離ＤＳ１」とする。そして、第１箇所Ｐ１より下流になるにつれて、距離が第２距離ＤＳ２、第３距離ＤＳ３、第４距離ＤＳ４となるように、加熱機５は、偏心した配置であるのが望ましい。

すなわち、「第１距離ＤＳ１ ＞ 第２距離ＤＳ２ ＞ 第３距離ＤＳ３ ＞ 第４距離ＤＳ４」というように、下流ほど、加熱面の表面と加熱機５の距離が近くなるような配置であるのが望ましい。

距離が遠くなると、熱源からの熱が伝わりにくいため、距離が遠くなるほど温度が低くなりやすい。したがって、偏心等の配置によって下流ほど距離が近くなるように調整することで、下流ほど高温で乾燥が行われるのが望ましい。

さらに、それぞれの位置における乾燥機と記録媒体の距離（以下「乾燥機距離」という。）は、位置によって異なるように設定されるのが望ましい。例えば、第１箇所Ｐ１では、第１乾燥機４１と記録媒体の乾燥機距離は、「第１乾燥機距離ＤＳＭ１」のように設定される。そして、第１箇所Ｐ１より下流になるにつれて、乾燥機距離が第２乾燥機距離ＤＳＭ２、第３乾燥機距離ＤＳＭ３、第４乾燥機距離ＤＳＭ４となるように、それぞれの乾燥機は、配置されるのが望ましい。

乾燥機距離が遠くなると、温風が届きにくいため、距離が遠くなるほど温度が低くなりやすい。したがって、下流ほど換気距離が近くなるように調整することで、下流ほど高温で乾燥が行われるのが望ましい。

なお、上流と下流で異なる温度で乾燥を行うには、上記のように距離又は乾燥機距離を上流と下流で異なるようにするに限られない。例えば、上流と下流で異なる温度となるように、加熱機による加熱に強弱をつける等でもよい。

また、以下のような温度が設定されるのが望ましい。

図４及び図５に示すように、第１設定温度ＴＸ、第２設定温度ＴＹ、及び、第３設定温度ＴＺが設定されるのが望ましい。

第１設定温度ＴＸは、例えば、生乾き状態等におけるインクが乾燥ローラ６に接触しても転写が発生しない温度のうち、最高の温度が望ましい。

第２設定温度ＴＹは、インクを乾燥できる程度の温度であるのが望ましい。すなわち、第２設定温度ＴＹは、インクが十分に固化する温度（余裕が設定されてもよい。）等である。

第３設定温度ＴＺは、インクに添加されるワックス等の添加剤の融点程度となる温度であるのが望ましい。すなわち、第３設定温度ＴＺ以下の温度であると、乾燥が完了した状態のインクは、乾燥ローラ６に接触してもインクが溶け出さないため、用紙１にインクが転写されにくい。一方で、第３設定温度ＴＺを超えた温度では、インクは、タック（ｔａｃｋ）力が上がりやすく、粘着して転写されやすい状態になる。

そして、例えば、図４に示すように、第１箇所Ｐ１では、第１収束温度ＴＣ１、すなわち、加熱面は、第１設定温度ＴＸ以下の温度となるように温度制御されるのが望ましい。このように、第１設定温度ＴＸ以下の温度となるように、加熱面の温度が制御されると、加熱面に生乾き状態等の記録媒体が接触しても、転写が発生しにくいため、加熱面が汚れるのを少なくできる。

同様に、第１加熱温度Ｔ５１は、第１設定温度ＴＸ以下の温度に収束するように温度制御されるのが望ましい。

ただし、乾燥ローラ６がまだ十分に温まらない状態（例えば、図では、第１予熱期間ＴＭ１で示す間である。）では、第１加熱温度Ｔ５１は、第１設定温度ＴＸ等を超える高温となってもよい。すなわち、乾燥ローラ６の温度である第１箇所加熱面温度Ｔ６１は、第１加熱温度Ｔ５１が第１予熱期間ＴＭ１のように急激に温度が上昇しても、同様の温度上昇が起きない場合が多い。したがって、第１箇所加熱面温度Ｔ６１をある程度の温度まで上昇させるまでは、第１予熱期間ＴＭ１のように、第１加熱温度Ｔ５１は、第１設定温度ＴＸ等を超える高温が用いられてもよい。

なお、第１予熱期間ＴＭ１は、乾燥ローラ６に用いられる材質、温度を収束させるまでの時間及び温度特性等に基づいてあらかじめ設定される。したがって、第１予熱期間ＴＭ１は、例えば、図示する期間よりも長く設定されてもよい。

また、第１加熱温度Ｔ５１は、第１予熱期間ＴＭ１であっても、第３設定温度ＴＺを超えない温度であるのが望ましい。

そして、第１箇所加熱面温度Ｔ６１が収束した状態では、第１加熱温度Ｔ５１は、第１設定温度ＴＸ以下に収束するように温度制御されるのが望ましい。

同様に、第１裏面温度Ｔ４１は、乾燥ローラ６がまだ十分に温まらない状態では、第２予熱期間ＴＭ２のように、第３設定温度ＴＺ等を超える高温となってもよい。一方で、第１裏面温度Ｔ４１は、第１箇所加熱面温度Ｔ６１が収束した状態では、第２設定温度ＴＹを超える温度に収束するように温度制御されるのが望ましい。

なお、第１設定温度ＴＸ、第２設定温度ＴＹ、及び、第３設定温度ＴＺは、液滴の種類及び液滴の量等によって異なる場合が多い。したがって、それぞれの設定温度に適切な温度は、あらかじめ実験等によって定まる。

また、第２箇所Ｐ２では、第１箇所Ｐ１と同様の第１設定温度ＴＸ、第２設定温度ＴＹ、及び、第３設定温度ＴＺに基づいて、図５に示すように温度制御が行われるのが望ましい。

具体的には、まず、第２加熱温度Ｔ５２は、第２箇所加熱面温度Ｔ６２が収束した状態では、第１設定温度ＴＸ以上かつ第３設定温度ＴＺを超えないように温度制御されるのが望ましい。また、第１箇所Ｐ１における温度制御と同様に、第２加熱温度Ｔ５２は、乾燥ローラ６がまだ十分に温まらない状態では、第３予熱期間ＴＭ３のように第２設定温度ＴＹを超える高温となってもよい。

第２箇所加熱面温度Ｔ６２は、収束する温度が第３設定温度ＴＺ以下の温度に収束するように設定されるのが望ましい。さらに、第２箇所加熱面温度Ｔ６２は、収束する温度が第２設定温度ＴＹを超える温度に収束するように設定されてもよい。ただし、第２箇所加熱面温度Ｔ６２を収束させる温度が第２設定温度ＴＹを超える温度に設定される場合には、第２箇所Ｐ２において、インクがある程度乾燥している状態であると予想される場合が望ましい。

第２裏面温度Ｔ４４は、第２箇所加熱面温度Ｔ６２が収束した状態では、第２設定温度ＴＹ以上になるように温度制御されるのが望ましい。また、乾燥ローラ６がまだ十分に温まらない状態では、第２裏面温度Ｔ４４は、第４予熱期間ＴＭ４のように第３設定温度ＴＺを超える高温となってもよい。

以上のような温度制御を行うと、加熱面が汚れるのを防ぐため、記録媒体が汚れるのを少なくできる。

なお、乾燥ローラ６を構成する材質が熱容量が小さい材質であると、乾燥ローラ６は、温まりやすい場合が多い。そのため、上記に示す第１箇所Ｐ１及び第２箇所Ｐ２のようにそれぞれの温度に差が付きにくい場合がある。したがって、それぞれの箇所における温度に差をつけるため、第１箇所Ｐ１と第２箇所Ｐ２の間には、乾燥ローラ６を冷やす冷却機構があってもよい。このような冷却機構がある構成であると、第１箇所Ｐ１と第２箇所Ｐ２の間に温度勾配をつけることができる。すなわち、乾燥ローラ６において温度分布を持たせることができる。

＜第３実施形態＞
第３実施形態は、以下のように、インクを乾燥させる熱量と乾燥機による乾燥能力を計算及び比較する点が第２実施形態等と異なる。以下、同一の構成には、同一の符号を付して重複する説明を省略する。

以下の説明では、加熱機に設定できる温度のうち、最高の温度を設定した状態における乾燥能力での熱量を「最高熱量」とし、「Ｑｏ」（単位系を「Ｊ」（ジュール）とする。）で示す。なお、最高熱量「Ｑｏ」は、あらかじめ印刷速度ごとに計算される。

以下の説明では、インクを乾燥させて、インクが他の物体に転写しにくい状態にする乾燥で用いる熱量を「乾燥化熱量」とし、「Ｑｉ」（単位系を「Ｊ」（ジュール）とする。）で示す。

以下、第１熱量が最高熱量「Ｑｏ」であり、かつ、第２熱量が乾燥化熱量「Ｑｉ」である場合を例に説明する。

最高熱量「Ｑｏ」は、例えば、下記（１）式のように計算される。

Ｑｏ ＝ Ｃｈ × ρ × Ｖｉ × Δｔ （１）

上記（１）式において、「Ｃｈ」は、インクの比熱（以下、単に「比熱」という。単位系を「Ｊ／ｋｇ・℃」（ジュール／キログラム・度）とする。）である。また、「ρ」は、インクの密度（以下、単に「密度」という。単位系を「ｋｇ／Ｌ」（キログラム／リットル）とする。）である。さらに、「Ｖｉ」は、画像形成される画像のデータ等から計算されるインクの合計量（以下、「インク量」という。単位系を「Ｌ」（リットル）とする。）である。さらにまた、「Δｔ」は、第１箇所Ｐ１等の乾燥を行う箇所を通過すると、乾燥によって上昇する上昇幅（以下、単に「上昇幅」という。単位系を「℃」（度）とする。）である。そして、「ｔ」は、第１箇所Ｐ１等の乾燥を行う箇所を通過する時間（以下「通過時間」という。単位系を「秒」とする。）である。なお、乾燥を行う箇所では、記録媒体が加熱面に接触しているとし、通過時間「ｔ」は、乾燥を行う箇所において記録媒体が加熱面に接触している時間と一致する。以下、同様に記載する。

そして、上昇幅「Δｔ」は、乾燥を行う箇所において最終のインクの温度と、乾燥を行う箇所において最初のインクの温度との差で求まる。また、通過時間「ｔ」は、印刷速度を「Ｖ」（単位系を「ｍｐｍ」（メートル／分）とする。）とし、乾燥を行う箇所の長さが「Ｘ」（単位系を「ｍ」（メートル）とする。）であるとすると「Ｘ÷Ｖ÷６０＝ｔ」のように計算される。

そして、上記（１）式に基づいて、単位時間あたりの最高熱量「ΔＱｏ」（単位系を「Ｗ」（ワット）とする。）は、例えば、下記（２）式のように計算される。

ΔＱｏ ＝ Ｃｈ × ρ × Ｖｉ × Δｔ／ｔ （２）

インク量「Ｖｉ」を特定するには、例えば、色の階調を「１０％」乃至「１００％」とし、それぞれの階調に対して、あらかじめ対応するインク量を段階的に記憶しておく。このようにしておくと、画像のデータが示す色の階調等に基づいて、例えば、画素単位でインク量が特定される。

例えば、印刷速度「Ｖ」が「Ｖ１」、「Ｖ２」及び「Ｖ３」のいずれかである場合には、インク量「Ｖｉ」と、単位時間あたりの最高熱量における変数要素「Δｔ／ｔ」とは以下のような関係となる。

図６は、インク量と単位時間あたりの最高熱量における変数要素の関係の例を示す図である。図では、横軸は、インク量「Ｖｉ」を示す。一方で、縦軸は、単位時間あたりの最高熱量における変数要素「Δｔ／ｔ」を示す。また、図示するように、印刷速度「Ｖ」が「Ｖ１」、「Ｖ２」及び「Ｖ３」が３種類の場合をそれぞれ示す。

印刷速度「Ｖ」が上がると、乾燥を行う箇所において、加熱面に記録媒体が接触する時間は短くなる。したがって、印刷速度「Ｖ」が上がると、上昇幅「Δｔ」は、下がる関係となりやすい。

インク等の液滴は、液滴に含まれる水分又は有機溶剤等が蒸発すると、乾燥する。したがって、インクを乾燥させて、インクが他の物体に転写しにくい状態にするには、液滴に含まれる水分又は有機溶剤等が蒸発する温度まで温度を上昇させる熱量と、インクを気化させる熱量とを少なくともインクに加えることになる。

すなわち、単位時間あたりの乾燥化熱量「ΔＱｉ」（単位系を「Ｗ」（ワット）とする。）は、例えば、下記（３）式のように計算される。

ΔＱｉ ＝ ρ × Ｖｉ × ｛Ｃｋ ＋ Δｔ' × Ｃｈ｝／ｔ （３）

上記（３）式において、「Ｃｋ」は、単位資料あたりのインクを気化させる熱量（以下、「気化熱」という。単位系を「ｋＪ／ｋｇ」（キロジュール／キログラム）とする。）である。また、「ρ」、「Ｖｉ」、「Ｃｈ」、及び、「ｔ」は、上記（１）式と同様である。

「Δｔ'」は、インクの初期温度から、インクに含まれる水分又は有機溶剤等が蒸発する温度までの温度差（以下、単に「温度差」という。単位系を「℃」（度）とする。）である。

なお、上記（３）式、すなわち、単位時間あたりの乾燥化熱量「ΔＱｉ」は、下記（４）式のように水で換算されてもよい。

水は、気化熱及び比熱が他の種類の溶剤等より高い値である場合が多い。したがって、水で熱量を計算すると、他の種類の溶剤等が複数含まれるような場合であっても、インクの全体を十分に乾燥させるのに要する熱量を簡易に計算できる。

ΔＱｉ ＝ ρ × Ｖｉ × （ｘ／ｘｗ） ×｛Ｃｋｗ ＋ Δｔ' × Ｃｈｗ｝／ｔ （４）

上記（３）式において、「ｘ」は、インクの質量（単位系を「ｇ」（グラム）とする。）である。また、「ｘｗ」は、インクに含まれる水量（単位系を「ｇ」（グラム）とする。）である。さらに、「Ｃｋｗ」は、水の気化熱（単位系を「ｋＪ／ｋｇ」（キロジュール／キログラム）とする。）である。さらにまた、「Ｃｈｗ」は、水の比熱（単位系を「Ｊ／ｋｇ・℃」（ジュール／キログラム・度）とする。）である。

そして、計算される最高熱量「Ｑｏ」及び乾燥化熱量「Ｑｉ」に基づいて、例えば、以下のように比較及び判断が行われるのが望ましい。

図７は、最高熱量及び乾燥化熱量の関係の例を示す図である。図では、横軸は、インク量「Ｖｉ」を示す。一方で、縦軸は、熱量を示す。

最高熱量「Ｑｏ」は、例えば、上記（１）式で計算される値である。

乾燥化熱量「Ｑｉ」は、例えば、上記（３）式で計算される値に通過時間「ｔ」を乗じた値である。

そして、最高熱量「Ｑｏ」及び乾燥化熱量「Ｑｉ」が交差する点（以下、交差する点の「Ｖｉ」を「閾値Ｔｈ」という。）に基づいて、画像形成装置は、上流と下流で異なる温度で乾燥を行うか否かを判定する。すなわち、閾値Ｔｈでは、最高熱量「Ｑｏ」及び乾燥化熱量「Ｑｉ」が同じとなる。

最高熱量「Ｑｏ」≦乾燥化熱量「Ｑｉ」となる場合（図では、閾値Ｔｈより右側となる。）には、画像形成装置は、上流と下流で異なる温度で乾燥を行うと判断する。一方で、最高熱量「Ｑｏ」＞乾燥化熱量「Ｑｉ」となる場合（図では、閾値Ｔｈより左側となる。）には、画像形成装置は、上流と下流で異なる温度で乾燥を行わないと判断する。

上流と下流で異なる温度で乾燥を行う場合には、例えば、画像形成装置は、下流の方が高温を用いるように温度を制御する。

最高熱量「Ｑｏ」＞乾燥化熱量「Ｑｉ」、すなわち、インク量が少量の場合には、上流と下流で異なる温度にしなくとも、加熱面による乾燥で十分にインクが乾燥する場合が多い。そこで、第１熱量の例である、最高熱量「Ｑｏ」と第２熱量の例である、乾燥化熱量「Ｑｉ」を比較して、第２熱量が第１熱量以上であると、上流と下流で異なる温度で乾燥を行うように温度を制御するのが望ましい。

このように、インク量等に基づいて計算される第１熱量及び第２熱量を比較して、乾燥能力からして加熱面による乾燥で十分に乾燥するような場合には、上流と下流で異なる温度で乾燥を行わず、加熱面で乾燥させる。このようにすると、上流と下流で異なる温度にする立ち上げ時間を短くできる。

一方で、第２熱量が第１熱量より小さい場合には、１箇所だけの乾燥では十分に乾燥できない場合がある。このような場合には、上流と下流で異なる温度で乾燥を行うように温度を制御する。

例えば、画像形成装置は、下流ほど高温で乾燥するように温度を制御する。以上のような温度制御を行うと、加熱面が汚れるのを防ぐため、記録媒体が汚れるのを少なくできる。

＜全体処理例＞
図８は、全体処理例を示す図である。

ステップＳ１では、画像形成装置は、画像に基づいて液滴量を特定する。具体的には、画像形成装置は、画像形成の対象となる画像を示すデータを入力して、データに基づいて画像に用いるインク量を特定する。

ステップＳ２では、画像形成装置は、第１熱量を計算する。

ステップＳ３では、画像形成装置は、第２熱量を計算する。

ステップＳ４では、画像形成装置は、第１熱量が第２熱量以上であるか否かを判断する。このように比較した結果、第１熱量が第２熱量以上であると（ステップＳ４でＹＥＳ）、画像形成装置は、ステップＳ５に進む。一方で、第１熱量が第２熱量以上でないと（ステップＳ４でＮＯ）、画像形成装置は、ステップＳ６に進む。

ステップＳ５では、画像形成装置は、上流と下流で異なる温度を用いて乾燥を行う。

ステップＳ６では、画像形成装置は、上流と下流で同じ温度を用いて乾燥を行う。

以上のように、第１熱量と第２熱量を比較して、画像形成装置は、上流と下流で異なる温度を用いて乾燥を行うか否かを切り替える。

＜第３実施形態＞
次に図９を参照して、第３実施形態の画像形成装置の構成を説明する。なお、第１及び第２実施形態で説明した同一の構成部には同一の符号を付し、重複する説明を適宜省略する。

図９は、第３実施形態の画像形成装置１００ａの構成の一例を示す図である。図９に示すように、画像形成装置１００ａは、表面用ヘッド２'と、乾燥機４'と、搬送ドラム６'と、搬送ローラ７'と、ターンテーブル５０とを有する。

表面用ヘッド２'は、用紙１の表面にインクを付与する第１液体付与部の一例である。表面用ヘッド２'は、インクを吐出し、吐出したインクを用紙１の表面に着弾させることにより、用紙１の表面にインクを付与する。図９に示す表面インク３ｂは、用紙１の表面に付与されたインクを表している。

搬送ドラム６'は、用紙１の裏面に自身の外周面が接触した状態で回転することにより用紙１を搬送方向１０に搬送する。搬送ローラ７'は、搬送方向１０における搬送ドラム６'の下流側に配置されており、用紙１の裏面に自身の外周面が接触した状態で回転することにより、用紙１を搬送方向１０に搬送する。

乾燥機４'は、乾燥機４と同様に、４個の温風ヒータを含んでいる。４個の温風ヒータは、搬送方向１０に沿った異なる位置において、搬送ドラム６'により搬送される用紙１に、各々対向するように設けられている。距離ＤＳ'は、乾燥機４'と搬送ドラム６'の外周面との間の距離を表している。

乾燥機４'は、搬送される用紙１に対して４個の温風ヒータから温風を供給することで、用紙１を加熱し、用紙１の表面に付与されたインクを乾燥させる。乾燥されたインクは用紙１の表面に定着する。Ｐ１'は搬送ドラム６'における上流側の箇所を示し、Ｐ２'は搬送ドラム６'における下流側の箇所を示している。

乾燥機４'は、４個の温風ヒータの総称表記である。但し、乾燥機４'に含まれる温風ヒータの個数は４個に限定されるものではなく増減があってもよい。また、温風ヒータに限定されるものではなく、乾燥機４'はＩＲヒータ等の他の加熱手段を含んでもよいし、複数の種類の加熱手段を組み合わせて含んでもよい。

ターンテーブル５０は、表面用ヘッド２'によって表面にインクが付与された用紙１の裏面が、ヘッド２に対向するように、用紙１の向きを変更する変更部の一例である。ターンテーブル５０は、搬送方向１０における搬送ローラ７'の下流側に設けられている。ターンテーブル５０は、用紙１の表裏が反転するように用紙１の向きを変更することで、ヘッド２が設けられた位置において、用紙１の裏面がヘッド２に対向可能な状態にする。

表面用ヘッド２'によって表面にインクが付与された後、乾燥機４'により加熱されてインクが乾燥した用紙１は、ターンテーブル５０により表裏が反転され、裏面がヘッド２に対向する状態でヘッド２の位置まで搬送される。

ヘッド２は、搬送されてきた用紙１の裏面にインクを付与する第２液体付与部の一例である。ヘッド２は、吐出したインクを用紙１の裏面に着弾させることにより、用紙１の裏面にインクを付与する。図９に示す裏面インク３ａは、用紙１の裏面に付与されたインクを表している。

乾燥ローラ６は、ヘッド２により裏面にインクが付与された用紙１を搬送方向１０に搬送する搬送部の一例である。乾燥ローラ６は、用紙１の表面に接触して用紙１を搬送する。より具体的には、乾燥ローラ６は、自身の外周面６１が用紙１の表面、即ち表面インク３ｂが付与された面に接触した状態で用紙１を搬送する。

乾燥ローラ６は加熱機５を内蔵している。加熱機５は、乾燥ローラ６により搬送される用紙１を加熱する加熱部の一例である。加熱機５は、乾燥ローラ６の外周面に接触する用紙１を加熱することで、用紙１の裏面に付与されたインクを乾燥させる。Ｐ１は乾燥ローラ６における上流側の第１箇所を示し、Ｐ２は乾燥ローラ６における下流側の第２箇所を示している。

第１乾燥機４１、第２乾燥機４２、第３乾燥機４３及び第４乾燥機４４の各々は、乾燥ローラ６により搬送される用紙１を加熱する加熱部の一例である。第１乾燥機４１、第２乾燥機４２、第３乾燥機４３及び第４乾燥機４４は、各々温風ヒータを含み、搬送方向１０に沿った異なる位置において、搬送ドラム６'により搬送される用紙１に各々対向するように設けられている。第１乾燥機４１、第２乾燥機４２、第３乾燥機４３及び第４乾燥機４４は、搬送される用紙１に対して４個の温風ヒータから温風を供給することで、用紙１を加熱し、用紙１の裏面に付与されたインクを乾燥させる。乾燥されたインクは用紙１の裏面に定着する。

なお、第１乾燥機４１、第２乾燥機４２、第３乾燥機４３及び第４乾燥機４４の個数は４個に限定されるものではなく増減があってもよい。また、第１乾燥機４１、第２乾燥機４２、第３乾燥機４３及び第４乾燥機４４は、温風ヒータを含むものに限定されず、ＩＲヒータ等の他の加熱手段を含んでもよいし、複数の種類の加熱手段を組み合わせて含んでもよい。

また、本実施形態では、加熱部の構成として、第１乾燥機４１、第２乾燥機４２、第３乾燥機４３及び第４乾燥機４４と、加熱機５と、を例示するが、これに限定されるものではない。第１乾燥機４１、第２乾燥機４２、第３乾燥機４３及び第４乾燥機４４等の乾燥機、或いは加熱機５の何れか一方により加熱部を構成してもよい。

ここで、第１乾燥機４１、第２乾燥機４２、第３乾燥機４３及び第４乾燥機４４、或いは加熱機５により用紙１が加熱された際に、用紙１の表面に付与された表面インク３ｂが、加熱により再溶融する場合がある。再溶融した表面インク３ｂが乾燥ローラ６の外周面６１に付着すると、以降に搬送される用紙１の表面、即ち乾燥ローラ６の外周面６１に接触する面に、乾燥ローラ６の外周面６１に付着した表面インク３ｂが転写されて用紙１が汚染される懸念がある。

特に、乾燥ローラ６の外周面６１に接触している用紙１のうち、搬送方向１０における上流側では、乾燥機４'による加熱で乾燥後の搬送距離が下流側と比較して短く、用紙１に対する表面インク３ｂの定着性が低いため、再溶融による汚染が生じやすい。なお、用紙１に対する表面インク３ｂの定着性とは、用紙１に対する表面インク３ｂの定着強度及び安定性をいう。

上記に対し、本実施形態では、第１乾燥機４１、第２乾燥機４２、第３乾燥機４３及び第４乾燥機４４、並びに加熱機５は、用紙１の搬送方向における上流側と下流側において、異なる温度で加熱する。

例えば、搬送方向１０における上流側に配置された第１乾燥機４１と、乾燥ローラ６の外周面６１と、の間の第１乾燥機距離ＤＳＭ１は、下流側に配置された第２乾燥機４２と、乾燥ローラ６の外周面６１と、の間の第２乾燥機距離ＤＳＭ２に比較して長くなっている。距離が長くなっている分、第１乾燥機４１は第２乾燥機４２に比較して低い加熱温度で加熱できる。

同様に、第２乾燥機４２と、乾燥ローラ６の外周面６１と、の間の第２乾燥機距離ＤＳＭ２は、下流側に配置された第３乾燥機４３と、乾燥ローラ６の外周面６１と、の間の第３乾燥機距離ＤＳＭ３に比較して長くなっている。距離が長くなっている分、第２乾燥機４２は第３乾燥機４３に比較して低い加熱温度で加熱できる。

また第３乾燥機４３と、乾燥ローラ６の外周面６１と、の間の第３乾燥機距離ＤＳＭ３は、下流側に配置された第４乾燥機４４と、乾燥ローラ６の外周面６１と、の間の第４乾燥機距離ＤＳＭ４に比較して長くなっている。距離が長くなっている分、第３乾燥機４３は第４乾燥機４４に比較して低い加熱温度で加熱できる。

また、第１乾燥機４１が配置された位置での加熱機５と、乾燥ローラ６の外周面６１と、の間の第１距離ＤＳ１は、第２乾燥機４２が配置された位置での加熱機５と、乾燥ローラ６の外周面６１と、の間の第２距離ＤＳ２に比較して長くなっている。距離が長くなっている分、加熱機５は、第１乾燥機４１が配置された位置では、第２乾燥機４２が配置された位置に比較して低い加熱温度で加熱できる。

同様に、第２乾燥機４２が配置された位置での加熱機５と、乾燥ローラ６の外周面６１と、の間の第２距離ＤＳ２は、第３乾燥機４３が配置された位置での加熱機５と、乾燥ローラ６の外周面６１と、の間の第３距離ＤＳ３に比較して長くなっている。距離が長くなっている分、加熱機５は、第２乾燥機４２が配置された位置では、第３乾燥機４３が配置された位置に比較して低い加熱温度で加熱できる。

また第３乾燥機４３が配置された位置での加熱機５と、乾燥ローラ６の外周面６１と、の間の第３距離ＤＳ３は、第４乾燥機４４が配置された位置での加熱機５と、乾燥ローラ６の外周面６１と、の間の第４距離ＤＳ４に比較して長くなっている。距離が長くなっている分、加熱機５は、第３乾燥機４３が配置された位置では、第４乾燥機４４が配置された位置に比較して低い加熱温度で加熱できる。

このようにすることで、乾燥ローラ６の外周面６１に接触している用紙１のうち、乾燥機４'による加熱で乾燥後の搬送距離が短い上流側ほど低い加熱温度で加熱できる。その結果、表面インク３ｂが再溶融するリスクを低減し、用紙１の汚染を抑制できる。

一方で、表面インク３ｂが再溶融するリスクを低減するために、例えば第１乾燥機４１、第２乾燥機４２、第３乾燥機４３及び第４乾燥機４４、並びに加熱機５による各加熱温度を、再溶融が生じない程度に全体的に低くすることも考えられる。しかしながら、この方法では加熱温度が全体的に低くなるため、表面インク３ｂ及び裏面インク３ａを十分に乾燥させるには、用紙１の搬送速度を低くして加熱時間を長くしたり、乾燥機４'による加熱で乾燥後の搬送距離を長くしたりする必要がある。その結果、画像形成装置１００ａが画像形成を行う効率である生産性が低下し、画像形成装置１００ａが大型化する懸念がある。

これに対し、本実施形態では、第１乾燥機４１、第２乾燥機４２、第３乾燥機４３及び第４乾燥機４４、並びに加熱機５の各々による加熱温度は、上流側と比較して下流側が高い。

このようにすることで、用紙１の搬送速度を低くして加熱時間を長くしたり、乾燥機４'による加熱で乾燥後の搬送距離を長くしたりすることなく、表面インク３ｂ及び裏面インク３ａを十分に乾燥させることができる。その結果、用紙１の汚染を抑制しつつ、画像形成装置１００ａの生産性低下を抑制できる。また、用紙１の汚染を抑制しつつ、画像形成装置１００ａの大型化を抑制できる。

さらに、本実施形態では、表面用ヘッド２'によって表面に表面インク３ｂが付与された用紙１の裏面が、ヘッド２に対向するように、用紙１の向きを変更するターンテーブル５０（変更部）を有する。そして、表面用ヘッド２'は用紙１の表面に対向して表面インク３ｂを付与し、ヘッド２は用紙１の裏面に対向して裏面インク３ａを付与し、ターンテーブル５０は、表面用ヘッド２'とヘッド２との間に設けられている。

この構成により、用紙１の表面と裏面の各々に画像形成を行うために、画像形成装置１００ａに対して用紙１を設置し直す等の手間及び時間を削減できるため、画像形成装置１００ａの生産性を向上させることができる。そして、画像形成装置１００ａの生産性を向上させつつ、用紙１の汚染を抑制できる。

＜記録媒体について＞
記録媒体の種類は、用紙に限られない。すなわち、記録媒体は、用紙以外の材質であってもよい。すなわち、記録媒体は、例えば、紙、糸、繊維、布帛、皮革、金属、プラスチック、ガラス、木材、セラミックス等を含み、液体が一時的でも付着可能な材質であればよい。したがって、記録媒体の種類は、例えば、フィルム製品、衣料用等の布製品、壁紙、若しくは、床材等の建材、又は、皮革製品等に用いられる材料等でもよい。

また、記録媒体は、カット紙に限られず、ロール紙等でもよい。

＜その他の実施形態＞
なお、ノズルヘッドとヘッド駆動装置等は、一体の装置でもよい。

各装置は、１つの装置でなくともよい。すなわち、各装置は、複数の装置の組み合わせであってもよい。なお、図示する以外の装置が更に含まれる構成であってもよい。

なお、本発明に係る各処理の全部又は一部は、コンピュータ言語で記述され、コンピュータに制御方法を実行させるためのプログラムによって実現されてもよい。すなわち、プログラムは、液滴吐出装置、画像形成装置、液滴吐出システム又は画像形成システム等といったコンピュータに各処理を実行させるためのコンピュータプログラムである。

したがって、プログラムに基づいて制御方法が実行されると、コンピュータが有する演算装置及び制御装置は、各処理を実行するため、プログラムに基づいて演算及び制御を行う。また、コンピュータが有する記憶装置は、各処理を実行するため、プログラムに基づいて、処理に用いられるデータを記憶する。

また、プログラムは、コンピュータが読み取り可能な記録媒体に記録されて頒布することができる。なお、記録媒体は、磁気テープ、フラッシュメモリ、光ディスク、光磁気ディスク又は磁気ディスク等のメディアである。さらに、プログラムは、電気通信回線を通じて頒布することができる。

なお、本発明に係る実施形態は、複数の情報処理装置を有する液滴吐出システム又は画像形成システムによって実現されてもよい。また、液滴吐出システム又は画像形成システムは、各処理及びデータの記憶を冗長、分散、並列、仮想化又はこれらを組み合わせて実行してもよい。

以上、実施形態における一例について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されない。すなわち、本発明の範囲内で種々の変形及び改良が可能である。

１ 用紙
２ ヘッド（第２液体付与部の一例）
２' 表面用ヘッド（第１液体付与部の一例）
３ａ 裏面インク
３ｂ 表面インク
４、４' 乾燥機
５ 加熱機（加熱部の一例）
６ 乾燥ローラ（搬送部の一例）
６' 搬送ドラム
７ 搬送ローラ
８ ローラ
９ 貫通穴
４１ 第１乾燥機（加熱部の一例）
４２ 第２乾燥機（加熱部の一例）
４３ 第３乾燥機（加熱部の一例）
４４ 第４乾燥機（加熱部の一例）
５０ ターンテーブル（変更部の一例）
１００、１００ａ 画像形成装置
ＣＲ 中心
ＤＳ１ 第１距離
ＤＳ２ 第２距離
ＤＳ３ 第３距離
ＤＳ４ 第４距離
ＤＳＭ１ 第１乾燥機距離
ＤＳＭ２ 第２乾燥機距離
ＤＳＭ３ 第３乾燥機距離
ＤＳＭ４ 第４乾燥機距離
Ｐ１ 第１箇所
Ｐ２ 第２箇所
Ｔ４１ 第１裏面温度
Ｔ４４ 第２裏面温度
Ｔ５１ 第１加熱温度
Ｔ５２ 第２加熱温度
Ｔ６１ 第１箇所加熱面温度
Ｔ６２ 第２箇所加熱面温度
ＴＣ１ 第１収束温度
ＴＣ２ 第２収束温度
Ｔｈ 閾値
ＴＭ１ 第１予熱期間
ＴＭ２ 第２予熱期間
ＴＭ３ 第３予熱期間
ＴＭ４ 第４予熱期間
ＴＸ 第１設定温度
ＴＹ 第２設定温度
ＴＺ 第３設定温度

特開２００９－２４１３０９号公報

Claims (3)

1. 記録媒体の第１面に液体を付与する第１液体付与部と、
   前記第１液体付与部によって前記第１面に液体が付与された前記記録媒体の第２面に液体を付与する第２液体付与部と、
   前記第２液体付与部により前記第２面に液体が付与された前記記録媒体を搬送方向に搬送する搬送部と、
   前記搬送部により搬送される前記記録媒体を加熱する加熱部と、を有し、
   前記搬送部は前記記録媒体の前記第１面に接触して前記記録媒体を搬送し、
   前記加熱部は前記記録媒体の搬送方向における上流側と下流側において、異なる温度で加熱する画像形成装置。
2. 前記加熱部による加熱温度は、前記上流側と比較して前記下流側の方が高い請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記第１液体付与部によって前記第１面に液体が付与された前記記録媒体の前記第２面が、前記第２液体付与部に対向するよう、に前記記録媒体の向きを変更する変更部を有し、
   前記第１液体付与部は前記記録媒体の前記第１面に対向して前記液体を付与し、
   前記第２液体付与部は前記記録媒体の前記第２面に対向して前記液体を付与し、
   前記変更部は、前記第１液体付与部と、前記第２液体付与部と、の間に設けられている請求項１又は２に記載の画像形成装置。

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