JP2023034639A - 乾燥装置及び記録装置 - Google Patents

Abstract

【課題】記録媒体に付着された液体をより均一に加熱できる乾燥装置を提供する。【解決手段】記録媒体に対して所定の間隔を空けて配置され、前記記録媒体に塗布された液体を高周波により乾燥させるヒーターを備える乾燥装置であって、前記ヒーターは、前記高周波を出力する電源に接続された第１電極と、前記高周波を出力する電源に接続され、前記第１電極と所定の間隔で離間して配置された第２電極と、を有し、前記第１電極の端部と前記記録媒体との距離は、前記第１電極の中央部と前記記録媒体との距離に比べて長いことを特徴とする、乾燥装置。【選択図】図１

Description

本発明は、乾燥装置及び記録装置に関する。

様々な種類の記録装置が開発されている。また記録装置のみならず、記録装置が備える構成についても種々の検討が為されている。例えば、記録媒体に付着したインクを早期に乾燥させる機構が検討されている。

例えば特許文献１には、媒体に交流電界を印加して付着したインクを誘電加熱することで乾燥させる高周波誘電加熱装置が開示されている。特許文献１に開示された装置では、高周波が入力される電極の組のうちの一方に孔が形成され、他方の電極が当該孔の中に配置されることにより、等方的な加熱ができ、印字パターンによらず均一な乾燥が可能となる旨の記載がある。

特開２０１７－０１６７４２号公報

しかしながら、一般に高周波を発生させる際、発生する電磁界は不均一な強度分布を有し、誘電加熱の強度にも分布が生じる。例えば、特許文献１に記載の高周波誘電加熱装置においても、２つの電極により発生する電磁界には本来的なムラが生じており、必ずしも十分に均一な加熱ができるとは限らない。そのため、記録媒体に付着された液体をより均一に加熱できる乾燥装置が求められる。

本発明に係る乾燥装置の一態様は、
記録媒体に対して所定の間隔を空けて配置され、前記記録媒体に塗布された液体を高周波により乾燥させるヒーターを備える乾燥装置であって、
前記ヒーターは、前記高周波を出力する電源に接続された第１電極と、前記高周波を出力する電源に接続され、前記第１電極と所定の間隔で離間して配置された第２電極と、を有し、
前記第１電極の端部と前記記録媒体との距離は、前記第１電極の中央部と前記記録媒体との距離に比べて長いことを特徴とする。

本発明に係る記録装置の一態様は、
上記の乾燥装置を複数備え、
複数の前記乾燥装置は、いずれも前記記録媒体と前記所定の間隔で離間して配置されたことを特徴とする。

第１実施形態に係るヒーターを模式的に示す斜視図。 第１実施形態に係るヒーターの第１電極を模式的に示す斜視図。 第１実施形態に係るヒーターの第１電極のＹ－Ｚ平面で切った断面の模式図。 第１実施形態に係るヒーターの第１電極のＸ－Ｚ平面で切った断面の一部の模式図。 第２実施形態に係るヒーターを模式的に示す斜視図。 第２実施形態に係るヒーターの第１電極のＹ－Ｚ平面で切った断面の模式図。 第３実施形態に係るヒーターを模式的に示す斜視図。 第３実施形態に係るヒーターをＺ軸に沿う方向から見た平面図。 第１実施形態に係るヒーターの加熱量分布のシミュレーション結果。 比較例に係るヒーターを模式的に示す斜視図。 比較例に係るヒーターの加熱量分布のシミュレーション結果。 第１実施形態に係るヒーターの電界分布のシミュレーション結果。 比較例に係るヒーターの電界分布のシミュレーション結果。 第２実施形態に係るヒーターの消費電力分布のシミュレーション結果。 比較例に係るヒーターの消費電力分布のシミュレーション結果。 第３実施形態に係るヒーターの加熱量分布のシミュレーション結果。 実施形態に係る記録装置の一例の要部の模式図。 実施形態に係る記録装置の乾燥領域及びその周近を模式的に示す斜視図。 実施形態に係る記録装置の乾燥領域及びその周近を模式的に示す斜視図。

以下に本発明の実施形態について説明する。以下に説明する実施形態は、本発明の例を説明するものである。本発明は以下の実施形態になんら限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲において実施される各種の変形形態も含む。なお以下で説明される構成の全てが本発明の必須の構成であるとは限らない。

１．乾燥装置
本実施形態に係る乾燥装置は、記録媒体に対して所定の間隔を空けて配置され、記録媒体に塗布された液体を高周波により乾燥させるヒーターを備える乾燥装置である。そして、ヒーターは、高周波を出力する電源に接続された第１電極と、高周波を出力する電源に接続され、第１電極と所定の間隔で離間して配置された第２電極と、を有し、第１電極の端部と記録媒体との距離が、第１電極の中央部と記録媒体との距離に比べて長い。以下、各部材について、図面を参照しつつ順次説明する。

本実施形態の乾燥装置は、ヒーターを備える。また、本実施形態の乾燥装置は、図示しない高周波電源を備える。高周波電源は、高周波電圧発生回路を含む。高周波電源は、ヒーターに印加される高周波電圧を発生する。高周波電源は、例えば、水晶発振器、ＰＬＬ（Ｐｈａｓｅ Ｌｏｃｋｅｄ Ｌｏｏｐ）回路、パワーアンプにより構成される。高周波電源により発生された高周波電圧は、例えば、共振回路、同軸ケーブルを介してヒーターに給電される。本実施形態の乾燥装置の高周波電源の基本的な周辺回路構成は、ＰＬＬ回路で発生した高周波信号をパワーアンプで増幅してヒーターに対して給電する構成である。

１．１．ヒーター （第１実施形態）
図１は、第１実施形態の乾燥装置のヒーター１００の模式図である。第１実施形態に係る乾燥装置は、ヒーター１００を有する。ヒーター１００は、第１電極１０と第２電極２０と、コイル３０とを有する。コイル３０の一端は、第１電極１０と電気的に接続され、他端は、高周波電源に電気的に接続される。図示の例では、コイル３０の他端は、同軸ケーブルの内部導体５０により高周波電源に電気的に接続されている。第２電極２０は、例えば、同軸ケーブルの外部導体（不図示）により高周波電源に電気的に接続される。

１．１．１．第１電極及び第２電極
第１電極１０及び第２電極２０は、導電体である。第１電極１０及び第２電極２０は、コンデンサーを構成している。第１電極１０又は第２電極２０に印加される電位の一方が、基準電位であってもよい。この場合、第１電極１０又は第２電極２０に印加される電位の他方は、高周波電圧である。本明細書では、基準電位が印加される電極を「基準電位電極」ということがあり、高周波電圧が印加される電極を「高周波電極」ということがある。基準電位とは、高周波電圧の基準となる定電位であり、例えば接地電位であってもよい。

高周波電圧の周波数は、１ＭＨｚ以上であれば加熱物を加熱する効果が得られる。しかし、高周波電圧の周波数は、加熱物が水である場合、２０ＧＨｚ付近で誘電正接が最大になるため誘電正接に起因する加熱効率も最大になる。一方、インクを加熱する観点からは周波数が例えばＩＳＭバンドの一つである４０．６８ＭＨｚのように低くても良好な加熱効率を得ることができる。４０．６８ＭＨｚではインク中の水の誘電正接は非常に低くなるものの、記録媒体上の液体の電気抵抗に流れる渦電流による抵抗損失で大きな発熱が得られるためである。

また、高周波電圧が高い程、液体に供給される熱量が大きくなる。しかし、高周波電圧は、通常５０Ωの伝送線路でヒーター１００へ伝送されるため、ヒーター１００の高周波電圧入力においては「高周波電力＝Ｖ＾２／Ｒ＝Ｖ＾２／５０」で表される電圧となる。

さらに、ヒーター１００の寄生抵抗で発生する熱量を抑えかつコロナ放電が発生することを抑制するため、乾燥装置は、電力が数百Ｗ程度のヒーター１００を複数備えることが好ましい。これにより、乾燥装置は、液体の乾燥に必要な電力を確保しつつ、ヒーター１００の寄生抵抗で発生する熱量を抑制する効果、コロナ放電が発生することを抑制する効果を得ることができる。また液体は第１電極１０と第２電極２０との間に生じる電界によって加熱される。第１電極１０と第２電極２０との間に生じる電界は１×１０＾６Ｖ／ｍ程度の非常に大きな値となる。

ヒーター１００が使用される場合には、第１電極１０及び第２電極２０に対向するように、紙、フィルム、布帛等の記録媒体が配置される。図１を用いて説明すると、記録媒体は、第１電極１０及び第２電極２０よりも下方すなわちＺ軸方向の負の方向に第１電極１０及び第２電極２０と接触しないように略平行に配置される。

第１電極１０の端部と記録媒体との距離が、第１電極１０の中央部と記録媒体との距離に比べて長い。

ここで本明細書では、語句「平面視」は、「Ｚ軸の正から負に向かう方向で視た平面図」を意味する。

第１電極１０の中央部とは、第１電極１０の平面視において、第１電極１０の重心から第１電極１０の端（輪郭）へ向かって広がる特定の範囲の部分を指す。また、平面視において、第１電極１０の中央部の輪郭は、第１電極１０の輪郭の相似形である。そして、平面視において、第１電極１０の重心及び輪郭を結ぶ線分と、第１電極１０の中央部の輪郭との交点が、重心から、前記線分の長さの１０％の位置にあるものとする。

また、第１電極１０の端部と記録媒体との距離とは、ヒーター１００に対して記録媒体が配置された場合における、第１電極１０の端部の下面と記録媒体の表面との間のＺ軸方向の距離を指す。同様に、第１電極１０の中央部と記録媒体との距離とは、ヒーター１００に対して記録媒体が配置された場合における、第１電極１０の中央部の下面と記録媒体の表面との間のＺ軸方向の距離を指す。

第１電極１０は、第１電極１０の端部と記録媒体との距離が、第１電極１０の中央部と記録媒体との距離に比べて長い形状であれば、略平板状の形状であってもよい。一方、第２電極２０は、平板状の形状を有する。

第１電極１０が、第１電極１０の端部と記録媒体との距離が、第１電極１０の中央部と記録媒体との距離に比べて長い形状であれば、平面視における第１電極１０及び第２電極２０形状は、任意であり、例えば、正方形、長方形、円形、それらの形状を組み合わせた形状とすることができる。図示の例では、平面視において、第１電極１０を第２電極２０が取り囲むように配置されている。このように第２電極２０が第１電極１０を取り囲むことで遠方電磁界の放射を抑えることができる。これにより電磁シールドを備えることなく乾燥装置の周囲にいる作業者が曝される電磁界のレベルを十分に安全なレベルに保つことができる。

ヒーター１００の第１電極１０の形状は、平面視において細長い長円形形状である。ヒーター１００の第２電極２０の形状は、中抜きの長円形形状である。平面視において第２電極２０は、第１電極１０を取り囲むように配置される。なお、第１電極１０の形状は、尖った角の少ない形状にするのが望ましい。この理由は、第１電極１０の角に電界が集中し、コロナ放電を誘発することを抑制するためである。ヒーター１００の第１電極１０の端部と記録媒体との距離が第１電極１０の中央部と記録媒体との距離に比べて長いので、コロナ放電を誘発することを抑制する。

さらに、図示しないが、第１電極１０及び第２電極２０は、いずれも平面視で任意の形状として、隣り合うように配置されてもよい。この場合、第１電極１０及び第２電極２０の平面視における大きさは、一方の電極で、平面視における面積として、０．０１ｃｍ^２以上１００．０ｃｍ^２以下、好ましくは０．１ｃｍ^２以上１０．０ｃｍ^２以下、より好ましくは０．５ｃｍ^２以上２．０ｃｍ^２以下、さらに好ましくは０．５ｃｍ^２以上１．０ｃｍ^２以下である。以上記した面積は、周波数２．４５ＧＨｚを用いた場合であり、使用される周波数を低くすると電極の面積は増大する。また第１電極１０及び第２電極２０の平面視における面積は、同じでも異なってもよい。

ヒーター１００では、平面視において中心部に配置された長円形形状の第１電極１０と、第１電極１０を包囲する中抜きの長円形形状の第２電極２０に、それぞれ高周波電圧と基準電位が給電される。コイル３０は第１電極１０と同軸ケーブルの内部導体５０との間に挿入される。コイル３０と第１電極１０との距離は、極力近いことが好ましい。

第１電極１０及び第２電極２０は、平面視において重複しないように配置されることが好ましい。また図示の例では、第１電極１０の中央部底面及び第２電極２０の底面（記録媒体に対向する面）は、同一平面に配置されている。このような配置とすることで、効率よく所定の電磁波を記録媒体に対して放射することができる。

第１電極１０及び第２電極２０は、金属、合金、導電性酸化物等の材料を主成分とする。第１電極１０及び第２電極２０は、互いに同じ材質であっても異なる材質であってもよい。第１電極１０及び第２電極２０は、自立できるように厚さや強度を選択して適宜構成されてもよいし、その強度保持が困難な場合は、電磁波を透過する図示せぬ誘電正接の低い材料で構成された基板等の表面に形成することもできる。なお図１の例では、第２電極２０は、支持部材４０により支持されている。

ヒーター１００から放射される電磁波の強度は、第１電極１０及び第２電極２０の近傍で非常に強く、遠方では非常に弱くなる。本明細書では、ヒーター１００によって第１電極１０及び第２電極２０の近傍に発生する電磁界を「近傍電磁界」ということがある。また、本明細書では、電磁波を遠方まで伝達させることを目的とするような一般的なヒーター（空中線）によって発生する電磁界を「遠方電磁界」ということがある。なお、近傍と遠方の境界は、ヒーター１００から、発生する電磁波の波長の１／６程度離れた位置である。

ヒーター１００は、ｍ単位の間隔で電磁波を放射せず、電磁波の電界密度が、その波長の１／６の距離を伝達する間に第１電極１０と第２電極２０との間の電界密度の３０％以下まで減衰する。そのため、発生する電磁波の波長程度の距離よりも装置から離れた領域に、不要な輻射が生じにくい。

乾燥装置が複数のヒーター１００を備える場合、例えば、１つのヒーター１００に対してパワーアンプを１つ用いてもかまわない。ＰＬＬ回路の出力は、複数のパワーアンプに分割して供給されることで、ヒーター１００毎に電磁波を発生させてもよい。また乾燥装置がヒーター１００とパワーアンプとの組を複数備える場合には、より容易に各ヒーター１００の高周波出力を個別にコントロールすることができる。

１．１．２．コイル
ヒーター１００は、コイル３０を備え、コイル３０が電線５５を介して第１電極１０に直列に接続されている。第１電極１０は、高周波電圧の印加される経路にコイル３０を介して接続される。コイル３０の一端は、第１電極１０と電気的に接続され、他端は、高周波電源と電気的に直列に接続される。コイル３０は、同じインダクタンスでもその直列挿入位置により液体の加熱エネルギー効率が大きく異なり、できるだけ第１電極１０に近い箇所に設置するのが望ましい。ここで直列挿入位置とは、電線５５と第１電極１０との間のコイル３０が直列接続により挿入される位置である。つまりコイル３０の一端には高電圧が発生するため、コイル３０と第１電極１０との間、もしくはコイル３０と第１電極１０とを接続する電線５５と第２電極２０との間に強い電界が発生する可能性がある。このような電界は加熱には寄与できないため、コイル３０と第１電極１０とは近いほど好ましい。

ヒーター１００がコイル３０を有することにより、共振回路のインピーダンスを変化させて、共振回路のインピーダンスとヒーター１００とのインピーダンスをマッチングさせる効果、電極間で発生する電界のを増大させる効果、電極間で発生する電界にコイル３０で発生する電界を追加して強化する効果、といった効果を期待できる。

１．１．３．第１電極の端部の曲率半径
図１に示す第１実施形態のヒーター１００のように、第１電極１０は、平面視において長手方向（図中Ｘ方向）と短手方向（図中Ｙ方向）とを有する。このように第１電極１０が長手方向及び短手方向を有する場合、長手方向における第１電極１０の端部の曲率半径は、短手方向における第１電極１０の端部の曲率半径よりも大きいことが好ましい。

図２は、第１電極１０を拡大した模式図であり、図３は、図２に示す第１電極１０のＹ－Ｚ平面で切った断面の模式図であり、図４は、図２に示す第１電極１０のＸ－Ｚ平面で切った断面の一部の模式図である。

図３及び図４に示すように、第１電極１０の短手方向の端部の曲率半径ｒは、第１電極１０の長手方向の端部の曲率半径Ｒよりも小さくなっている。このようにすることで、高周波を印加した際により電磁界の強度が集中しやすい第１電極１０の長手方向における端部が第２電極２０からより緩やかに遠ざかるので、電磁界の強度の集中を緩和する効果が顕著となる。これにより第１電極１０及び第２電極２０に対向する記録媒体上の加熱ムラをさらに生じさせにくい。

１．２．ヒーター （第２実施形態）
図５は、第２実施形態に係るヒーター１１０の模式図である。ヒーター１１０では、コイルは省略して描いてある。図６は、ヒーター１１０の第１電極１０ａのＺ－Ｘ平面で切った断面の模式図である。第２実施形態のヒーター１１０もまた、第１電極１０ａと第２電極２０ａとを有する。ヒーター１１０の第１電極１０ａ、第２電極２０ａ及び支持部材４０ａの形状が、第１実施形態のヒーター１００の第１電極１０、第２電極２０及び支持部材４０の形状と異なる点を除いて、第１実施形態のヒーター１００と同様の機能を有する。また、第１電極１０ａは同軸ケーブルの内部導体５０を介して高周波電源に電気的に接続される。第２電極２０ａも支持部材４０ａを介して高周波電源に電気的に接続される。

図６に示すように、ヒーター１１０においても、第１電極１０ａはその端部が記録媒体から遠ざかるような形状を有している。すなわち、第１電極１０ａの端部と記録媒体との距離が、第１電極１０ａの中央部と記録媒体との距離に比べて長い。ヒーター１１０では、第１電極１０ａは、端部が記録媒体から遠ざかるような形状となっており、中央部は平板形状である。なお、第２電極２０ａは、平板形状である。

また、ヒーター１１０では、第１電極１０ａ及び第２電極２０ａの平面視における形状は、円形となっている。また図示の例では、平面視において、円形の第１電極１０ａを円環形の第２電極２０ａが取り囲むように配置されている。ヒーター１１０においても、第２電極２０ａが第１電極１０ａを取り囲むことで遠方電磁界の放射が小さく抑えられる。なお、ヒーター１１０の電極のサイズとしては、第１電極１０ａの直径が１ｃｍ以上１０ｃｍ以下、第２電極２０ａの外径が１ｃｍ以上２０ｃｍ以下、両者のギャップが１ｃｍ以上５ｃｍ以下程度であることが好ましい。

１．３．ヒーター （第３実施形態）
図７は、第３実施形態に係るヒーター１２０の模式図である。図８は、第３実施形態のヒーター１２０の平面視における模式図である。第３実施形態のヒーター１２０は、フローティング電極６０を有する。ヒーター１２０は、フローティング電極６０を有する点を除いて、上述の実施形態のヒーター１００と同様であるので、ヒーター１００と同様の部材については、同様の符号を付して説明を省略する。なお、本明細書ではフローティング電極６０を第３電極ともいう。

図７は、フローティング電極６０の１例を示す。フローティング電極６０は、長円形の第１電極１０と長円環形の第２電極２０との間に、配置される。フローティング電極６０は、第１電極１０及び第２電極２０に電気的に接続されておらず、図示しない絶縁体により支持される。フローティング電極６０の形状は、長円環形の形状である。

フローティング電極６０は、高周波電源、グランド、基準信号源等と電気的に接続されず、独立した電位を有する。第１電極１０と第２電極２０との間に導電体であるフローティング電極６０が配置されることで、第１電極１０と第２電極２０との間に生じる電磁界の強度はＸ－Ｙ平面に均される。この理由は、フローティング電極６０によって、電極間の電界が、渦電流に変換されるためである。これにより、第１電極１０及び第２電極２０の間に生じる電磁界の強度のムラをさらに低減できる。

１．４．シミュレーション
図９は、上記第１実施形態に係るヒーター１００の加熱量分布のシミュレーション結果である。図１０は、第１電極１０ｂの端部と記録媒体との距離が、第１電極１０ｂの中央部と記録媒体との距離に比べて長い形状を有しない比較例に係るヒーター１３０の模式図である。図１１は、比較例のヒーター１３０の加熱量分布のシミュレーション結果である。

図１０に示す比較例に係るヒーター１３０は、第１電極１０ｂと第２電極２０とを有する。ヒーター１３０は、第１電極１０ｂの形状が第１実施形態の第１電極１０と異なる点を除いて、第１実施形態のヒーター１００と同様の機能を有する。また、第１電極１０ｂは同軸ケーブルの内部導体５０を介して高周波電源に電気的に接続される。第２電極２０も高周波電源に電気的に接続される。

図１０に示すように、比較例のヒーター１３０では、第１電極１０ｂの端部と記録媒体との距離が、第１電極１０ｂの中央部と記録媒体との距離に比べて長い形状を有していない。すなわち、第１電極１０ｂの端部と記録媒体との距離が、第１電極１０ｂの中央部と記録媒体との距離と同じである。

図１１は、平面視における比較例のヒーター１３０の加熱量分布のシミュレーション結果である。図１１に示すように、ヒーター１３０により記録媒体上の第１電極１０ｂと第２電極２０との間の長円環状の領域が加熱される。しかし、第１電極１０ｂの輪郭付近に加熱量が集中する領域が認められる。このような場合、記録媒体上の液体の加熱にムラが生じやすいことがわかる。なお、第１電極１０ｂ及び第２電極２０の輪郭内にも加熱領域が存在する。

これに対して、平面視における上記第１実施形態のヒーター１００の加熱量分布のシミュレーション結果（図９）をみると、ヒーター１００により記録媒体上の第１電極１０と第２電極２０との間の長円環状の領域が加熱されることが分かるが、第１電極１０の輪郭付近での加熱量の集中が比較例のヒーター１３０に比べて抑制され、加熱量が平均化されることが分かる。このように、第１電極１０の端部と記録媒体との距離が、第１電極１０の中央部と記録媒体との距離に比べて長い形状を有することにより、記録媒体上の液体の加熱にムラが生じにくいことがわかる。なお、図９においては、第１電極１０の輪郭内に顕著に加熱領域が認められ、第２電極２０の輪郭内にも比較例のヒーター１３０よりも多く加熱領域が認められる。これは、第１実施形態のヒーター１００が、第１電極１０の端部と記録媒体との距離が、第１電極１０の中央部と記録媒体との距離に比べて長い形状に起因すると考えられる。

図１２Ａは、第１実施形態のヒーター１００の第１電極１０の電界分布のシミュレーション結果である。図１２Ｂは、比較例のヒーター１３０の第１電極１０ｂの電界分布のシミュレーション結果である。図１２Ａ及び図１２Ｂは、側方（Ｙ方向）からみた場合を示し、電極の端部付近を拡大して示している。図１２をみると、第１実施形態のヒーター１００では、第１電極１０の端部周辺で電界は広がっており、集中が緩和されていることが分かる。これに対して比較例のヒーター１３０では第１電極１０ｂの端部に電界が集中している。

図１３Ａは、上記第２実施形態のヒーター１１０の第１電極１０ａの消費電力分布のシミュレーション結果である。図１３Ｂは、上記第２実施形態のヒーター１１０の第１電極１０ａが平板状である場合の比較例の消費電力分布のシミュレーション結果である。図１３Ｂでシミュレーションされた比較例のヒーターは、第１電極１０ａの端部と記録媒体との距離が、第１電極１０ａの中央部と記録媒体との距離と同じであるが図示していない。図１３Ａ及び図１３Ｂは、平面視で示されている。図１３Ａ及び図１３Ｂ共に、第１電極と第２電極との間の円環状の領域に消費電力が生じて加熱されることが分かる。そして、図１３Ａをみると、電界が第１電極１０の輪郭の内側にまで消費電力分布は広がって分布しており、消費電力の空間的な集中が緩和されていることが分かる。これに対して図１３Ｂをみると、第１電極の端部に消費電力が集中していることが分かる。

図１４は、上記第３実施形態のヒーター１２０の加熱量分布のシミュレーション結果である。図１４に示されるように、ヒーター１２０により記録媒体上の第１電極１０と第２電極２０との間の長円環状の領域が加熱されるが、フローティング電極６０に対応する領域の加熱量が抑えられ、その結果、加熱量の集中がさらに緩和されていると考えられる。

１．５．作用効果
本実施形態の乾燥装置によれば、高周波を印加した際に、記録媒体上に配置された液体の加熱ムラを抑制できる。すなわち、乾燥装置が備えるヒーターの第１電極の端部と記録媒体との距離を、第１電極の中央部と記録媒体との距離に比べて長くすることにより、少なくとも一方の電極の端部付近に生じる強い電磁界を緩和して双方の電極から離れた位置へ向かって電磁界を分散させることができる。

２．記録装置
本実施形態に係る記録装置は、上記実施形態の乾燥装置を複数備える。そして、複数の乾燥装置は、いずれも記録媒体と所定の間隔で離間して配置される。以下、記録装置の一例としてインクジェット記録装置１０００について図面を参照しながら説明する。

図１５は、実施形態に係るインクジェット記録装置１０００の要部を模式的に示す概略断面図である。インクジェット記録装置１０００は、記録媒体Ｍへインク組成物を塗布するインクジェットヘッド２００と、複数の乾燥装置のヒーター１００と、ヒーター１００を記録媒体Ｍに沿って移動させる移動機構３００と、搬送ローラーＴ、ガイドローラーＧを含む。

また図示しないが、インクジェット記録装置１０００は、インクジェットヘッド２００を記録媒体Ｍの搬送方向ＳＳと交差する方向に往復移動させるキャリッジ及び装置全体を制御する制御部を備えている。

インクジェットヘッド２００は、所定のインク組成物をノズルから吐出して記録媒体Ｍに付着させることにより記録を行う構成である。本実施形態において、インクジェットヘッド２００は、シリアル式のインクジェットヘッドであり、記録媒体Ｍに対して相対的に主走査方向（図１５の奥行方向）に複数回走査してインク組成物を記録媒体Ｍに塗布する。インクジェットヘッド２００は、キャリッジを記録媒体Ｍの媒体幅方向に移動させる動作により、記録媒体Ｍに対して相対的に主走査方向に複数回走査される。媒体幅方向とは、インクジェットヘッド２００の主走査方向である。主走査方向への走査を主走査ともいう。

またここで、主走査方向は、インクジェットヘッド２００を搭載したキャリッジの移動する方向である。図１５においては、記録媒体Ｍの搬送方向である副走査方向に交差する方向である。インクジェットヘッド２００の主走査と、記録媒体Ｍの搬送である副走査を複数回繰り返し行う間に、所定のタイミングでインクジェットヘッド２００からインクを吐出して記録媒体Ｍの所定の位置にインクを付着させることで、記録媒体Ｍに対して記録が行われる。

インクジェットヘッド２００には、所定のインク組成物等がカートリッジ等により適宜に供給される。

インク滴を吐出する方式は、インクジェットヘッド２００の吐出方式に限定するものではなく、従来公知の方式を使用することができる。本実施形態では、圧電素子の振動を利用して液滴を吐出する方式、すなわち、電歪素子の機械的変形によりインク滴を形成する吐出方式を使用する。

インクジェット記録装置１０００は、インクジェットヘッド２００によりインク組成物を記録媒体Ｍに付着させる記録領域Ｐと、記録領域Ｐを通過した記録媒体Ｍを乾燥させる乾燥領域Ｄとを有する。

乾燥領域Ｄでは、複数のヒーター１００が記録媒体Ｍに対向して配置されている。各ヒーター１００は、移動機構３００に搭載されている。移動機構３００は、ヒーター１００と記録媒体Ｍとの距離を維持したまま、ヒーター１００を任意の方向に移動させることができる。ヒーター１００は、記録媒体Ｍのインク付着面側に配置されてもよいし、インク付着面と反対側に配置されてもよい。さらにヒーター１００は、記録媒体Ｍの両面側にそれぞれ配置されてもよい。

乾燥領域Ｄにおいて、記録媒体上に付着されたインク組成物がヒーター１００によって乾燥され、記録物が形成される。インクジェット記録装置１０００では、上述のヒーター１００を備えるので、記録媒体Ｍに付着されたインク等の液体の加熱ムラを抑制することができる。

図１６及び図１７は、インクジェット記録装置１０００の乾燥領域Ｄ及びその付近の模式的な斜視図である。図１６及び図１７の例では、移動機構３００にヒーター１００がそれぞれ９個搭載されている。インクジェット記録装置１０００では、図示のように、記録媒体Ｍの搬送方向ＳＳに沿ってみたときに、隙間が生じにくいように互い違いに配置されている。インクジェット記録装置１０００では、個々のヒーター１００により生じる加熱ムラは抑制されるが、並んで配置されたヒーター１００の間の部分は、加熱しにくい場合がある。そのため、インクジェット記録装置１０００では、複数のヒーター１００は、記録媒体Ｍが搬送される際に幅方向で加熱されにくい部分が生じにくいように配置されている。

３．乾燥装置の揺動
インクジェット記録装置１０００において、移動機構３００を駆動することにより、ヒーター１００が、記録媒体Ｍと所定の間隔を保った状態で揺動されてもよい。ヒーター１００の揺動の態様としては、記録媒体Ｍの搬送方向ＳＳに沿って往復移動する態様（図１７中「Ａ」矢印で模式的に示す。）、記録媒体Ｍの搬送方向ＳＳに交差する方向に沿って往復移動する態様（図１７中「Ｂ」矢印で模式的に示す。）、及び時計回り又は反時計回りに円運動する態様（図１７中「Ｃ」矢印で模式的に示す。）が挙げられる。これらの移動の態様は組み合わせることができるし、移動量についても任意である。

ヒーター１００が、記録媒体Ｍと所定の間隔を保った状態で揺動されることにより、並んで配置されたヒーター１００の間の部分に生じる加熱ムラをさらに抑制することができる。また、インクジェット記録装置１０００は、上述したようにシリアル型のプリンターであるので、記録媒体Ｍが間欠的に搬送される。そのため、乾燥領域において記録媒体Ｍが静止する場合がある。そのような場合において、記録媒体Ｍが静止している状態であっても、ヒーター１００が揺動することにより、記録媒体Ｍ上の加熱ムラを低減することができる。

また、移動機構３００が複数のヒーター１００を往復させる移動距離は、記録媒体Ｍが搬送方向ＳＳに１度に搬送される搬送距離と等しいことが好ましい。例えば、インクジェットヘッド２００がキャリッジに搭載された場合には記録媒体の幅方向にインクジェットヘッド２００が往復運動することで印刷パターンが描画される。そのため、ヒーター１００を往復運動させていないと記録媒体Ｍの搬送量に応じて記録媒体Ｍの領域ごとにヒーター１００直下に留まる時間が長い領域と、ヒーター１００直下に留まる時間が短い領域とが生じてしまい、加熱ムラにつながるおそれがある。移動機構３００が複数のヒーター１００を往復させる移動距離は、記録媒体Ｍが１度に搬送される搬送距離と等しくすることで、記録媒体Ｍの領域ごとにヒーター１００直下に留まる時間が等しくなり、加熱ムラを抑制することができる。

上記では、インクジェット記録装置１０００がシリアル型のプリンターであるものとして説明したが、インクジェット記録装置は、ライン型のプリンターであってもよく、その場合にも加熱ムラの低減された記録物を容易に得ることができる。

上述した実施形態及び変形実施形態は例であって、これらに限定されるわけではない。例えば、各実施形態及び各変形実施形態を適宜に組み合わせることも可能である。

本発明は、実施の形態で説明した構成と実質的に同一の構成、例えば、機能、方法及び結果が同一の構成、あるいは目的及び効果が同一の構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。

上述した内容から以下の内容が導き出される。

乾燥装置の一態様は、
記録媒体に対して所定の間隔を空けて配置され、前記記録媒体に塗布された液体を高周波により乾燥させるヒーターを備える乾燥装置であって、
前記ヒーターは、前記高周波を出力する電源に接続された第１電極と、前記高周波を出力する電源に接続され、前記第１電極と所定の間隔で離間して配置された第２電極と、を有し、
前記第１電極の端部と前記記録媒体との距離は、前記第１電極の中央部と前記記録媒体との距離に比べて長いことを特徴とする。

この乾燥装置によれば、高周波を印加した際に、記録媒体上の液体を均一性良く加熱することができる。すなわち、第１電極の端部と記録媒体との距離を、第１電極の中央部と記録媒体との距離に比べて長くすることにより、少なくとも一方の電極の端部付近に生じる強い電磁界を緩和して双方の電極から離れた位置へ向かって電磁界を分散させることができる。これにより、１つの乾燥装置に対向する記録媒体上の加熱ムラを生じさせにくくできる。

上記乾燥装置において、
前記記録媒体の法線方向から見て、前記第１電極は、長手方向と短手方向とを有し、
前記長手方向における前記第１電極の端部の曲率半径は、前記短手方向における前記第１電極の端部の曲率半径よりも大きくてもよい。

この乾燥装置によれば、高周波を印加した際により電磁界の強度が集中しやすい第１電極の長手方向における端部が第２電極から緩やかに遠ざかるので、電磁界の強度の集中を緩和する効果が顕著となる。これにより、１つの乾燥装置に対向する記録媒体上の加熱ムラをさらに生じさせにくくできる。

上記乾燥装置において、
前記第１電極及び前記第２電極の間に第３電極を有し、
第３電極は前記電源に接続されていなくてもよい。

この乾燥装置によれば、第１電極及び第２電極の間に生じる電磁界の強度のムラをさらに低減できる。

記録装置は、上述の乾燥装置を複数備え、
複数の前記乾燥装置は、記録媒体の搬送方向と交差する方向に並んで配置されてもよい。

この記録装置によれば、記録媒体に付着されたインク等の液体を均一性良く乾燥させることができる。

上記記録装置において、
前記乾燥装置が、前記記録媒体との前記所定の間隔を保った状態で揺動してもよい。

この記録装置によれば、記録媒体上の液体の加熱ムラをさらに低減することができる。すなわち、複数の乾燥装置が揺動することにより、一の乾燥装置により加熱される領域と、隣り合う乾燥装置の間にあって加熱されにくい領域との間の加熱ムラを低減することができる。

上記記録装置において、
前記記録装置は、シリアル型のインクジェット記録装置であってもよい。

この記録装置によれば、記録媒体の搬送が間欠的であって、記録媒体が静止している状態であっても、乾燥装置が揺動することにより、記録媒体上の加熱ムラを低減できる。

１０，１０ａ，１０ｂ…第１電極、２０，２０ａ…第２電極、３０…コイル、４０…支持部材、５０…内部導体、５５…電線、６０…フローティング電極、１００，１１０，１２０，１３０…ヒーター、２００…インクジェットヘッド、３００…移動機構、Ｍ…記録媒体、ｒ，Ｒ…曲率半径、Ｔ…搬送ローラー、Ｇ…ガイドローラー、Ｐ…記録領域、Ｄ…乾燥領域、ＳＳ…搬送方向

Claims (6)

1. 記録媒体に対して所定の間隔を空けて配置され、前記記録媒体に塗布された液体を高周波により乾燥させるヒーターを備える乾燥装置であって、
   前記ヒーターは、前記高周波を出力する電源に接続された第１電極と、前記高周波を出力する電源に接続され、前記第１電極と所定の間隔で離間して配置された第２電極と、を有し、
   前記第１電極の端部と前記記録媒体との距離は、前記第１電極の中央部と前記記録媒体との距離に比べて長いことを特徴とする、乾燥装置。
2. 請求項１において、
   前記記録媒体の法線方向から見て、前記第１電極は、長手方向と短手方向とを有し、
   前記長手方向における前記第１電極の端部の曲率半径は、前記短手方向における前記第１電極の端部の曲率半径よりも大きいことを特徴とする、乾燥装置。
3. 請求項１又は請求項２において、
   前記第１電極及び前記第２電極の間に第３電極を有し、
   第３電極は前記電源に接続されていないことを特徴とする、乾燥装置。
4. 請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の乾燥装置を複数備え、
   複数の前記乾燥装置は、記録媒体の搬送方向と交差する方向に並んで配置されることを特徴とする、記録装置。
5. 請求項４において、
   前記乾燥装置が、前記記録媒体との前記所定の間隔を保った状態で揺動することを特徴とする、記録装置。
6. 請求項５において、
   前記記録装置は、シリアル型のインクジェット記録装置である、記録装置。

Images