JP2023086468A - Drying device, image formation device, and drying method - Google Patents
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Images
Landscapes
- Ink Jet (AREA)
Abstract
Description
本発明は、乾燥装置、画像形成装置及び乾燥方法に関する。 The present invention relates to a drying device, an image forming device and a drying method.
インク等の液体を用紙等の記録媒体に吐出し、記録媒体上に画像を形成するインクジェット方式の画像形成装置が知られている。このような画像形成装置には、画像が形成された記録媒体のインクを乾燥させる乾燥装置を有するものがある。 2. Description of the Related Art There is known an inkjet image forming apparatus that ejects liquid such as ink onto a recording medium such as paper to form an image on the recording medium. Some of such image forming apparatuses have a drying device that dries ink on a recording medium on which an image is formed.
例えば、特許文献1には、記録媒体の搬送路と交差する方向へ延びた通風路と、通風路内に導入された外気を加熱して搬送路に搬送される記録媒体の表面へ乾燥風を吹き付ける加熱送風手段とを有する乾燥装置が開示されている。特許文献1の乾燥装置では、送風機により通風路内へ外気を導入し、記録媒体に吐出されたインク量に応じて、送風機の送風量を制御している。
For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-100000 describes a ventilation passage extending in a direction intersecting a conveying path of a recording medium, and heating the outside air introduced into the ventilation passage to blow dry air onto the surface of the recording medium conveyed on the conveying path. A drying apparatus is disclosed having a heated air blowing means. In the drying apparatus disclosed in
ところで、特許文献1に示す乾燥装置においては、インクを確実に乾燥するため、記録媒体に吐出されたインク量に応じて、送風機の送風量を制御している。このような制御において、送風機の送風量を小さくする場合には、風速(流速)が遅くなり、記録媒体の表面を風が通り抜ける時間(インクから蒸発する蒸気を風が取り込む時間)が長くなるため、インクの乾燥によって風中に取り込まれる蒸気量も多くなる。その結果、風中の蒸気量が多くなり、飽和蒸気量を超えてしまうと、風がそれ以上蒸気を取り込むことができなくなるので、インクを乾燥する乾燥能力が低下するという問題がある。
By the way, in the drying device disclosed in
本発明の目的は、流速が遅い場合においてインクに対する乾燥能力の低下を防止可能な乾燥装置、画像形成装置及び乾燥方法を提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a drying apparatus, an image forming apparatus, and a drying method capable of preventing a decrease in ink drying performance when the flow velocity is slow.
本発明に係る乾燥装置は、
記録媒体の搬送方向におけるインクジェットヘッドの下流側に設けられた通風路に所定流量の気体を供給する気体供給部と、
前記気体の供給方向における前記通風路の断面積を変更する制御を行う制御部と、
を備える。
The drying device according to the present invention is
a gas supply unit that supplies a predetermined flow rate of gas to a ventilation path provided downstream of the inkjet head in the conveying direction of the recording medium;
a control unit that performs control to change the cross-sectional area of the ventilation passage in the gas supply direction;
Prepare.
本発明に係る画像形成装置は、
記録媒体に画像を形成するインクジェットヘッドと、
上記の乾燥装置と、
を備える。
An image forming apparatus according to the present invention includes:
an inkjet head that forms an image on a recording medium;
a drying device as described above;
Prepare.
本発明に係る乾燥方法は、
記録媒体の搬送方向におけるインクジェットヘッドの下流側に設けられた通風路に所定流量の気体を供給し、
前記気体の供給方向における前記通風路の断面積を変更する。
The drying method according to the present invention is
supplying a predetermined flow rate of gas to a ventilation path provided downstream of the inkjet head in the conveying direction of the recording medium;
A cross-sectional area of the ventilation passage in the gas supply direction is changed.
本発明によれば、流速が遅い場合においてインクに対する乾燥能力の低下を防止することができる。 According to the present invention, it is possible to prevent a decrease in ink drying performance when the flow velocity is slow.
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1は、本実施の形態に係る乾燥部40を備えるインクジェットプリンタ100の主要部の概略構成を示す図である。また、図2は、インクジェットプリンタ100の制御系の主要部を示すブロック図である。本実施の形態において、インクジェットプリンタ100は本発明の画像形成装置に該当し、乾燥部40は本発明の乾燥装置に該当する。
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of main parts of an
インクジェットプリンタ100は、図1に示すように、搬送部10、インクジェットヘッド(以降、単にヘッドと呼ぶ)21を有するキャリッジ部20、加熱部30、乾燥部40等を備える。また、インクジェットプリンタ100は、図2に示すように、操作表示部70、入出力インターフェース80、制御部90等も備える。
As shown in FIG. 1, the
また、インクジェットプリンタ100は、図示を省略しているが、記録媒体であるメディアMを搬送部10へ供給する供給部、搬送部10から排出されるメディアMを回収する回収部等も備える。
Although not shown, the
インクジェットプリンタ100において、メディアMの種類としては、例えば、紙(コート紙、非コート紙等)、布帛、プラスチックフィルム等、ヘッド21から吐出されたインクを表面に定着させることが可能な種々の媒体を用いることができる。また、メディアMは、所定サイズに裁断されたシート状のものであってもよいし、ロール状に巻回された状態から巻き出しされる長尺状のものであってもよい。
In the
供給部(図示省略)は、メディアMの搬送方向Tにおける搬送部10の上流側に配置される。供給部は、内部にメディアMを格納し、格納されたメディアMを搬送部10へ供給するように構成されている。例えば、メディアMがシート状のものであれば、供給部は、複数枚のメディアMを積載して格納し、格納されたメディアMを一枚ずつ搬送部10へ供給するように構成されている。また、メディアMが長尺状のものであれば、供給部は、メディアMをロール状に巻回した状態で格納し、格納されたメディアMを巻き出しして搬送部10へ供給するように構成されている。
A supply unit (not shown) is arranged on the upstream side of the
回収部(図示省略)は、搬送方向Tにおける搬送部10の下流側に配置される。回収部は、搬送部10から排出されるメディアMを回収して、内部にメディアMを格納するように構成されている。例えば、メディアMがシート状のものであれば、回収部は、搬送部10から排出されるメディアMを1枚ずつ回収し、内部に複数枚のメディアMを積載して格納するように構成されている。また、メディアMが長尺状のものであれば、回収部は、搬送部10から排出されるメディアMを巻き取るように回収して、内部にメディアMを格納するように構成されている。
A collecting section (not shown) is arranged downstream of the
搬送部10は、搬送ベルト11、駆動ローラー12、従動ローラー13等を有する。搬送ベルト11は、無端状のベルトであり、駆動ローラー12と従動ローラー13との間にループ状に張架され、駆動ローラー12が回転駆動することにより、搬送方向Tに回転走行する。供給部から供給されたメディアMは、搬送ベルト11の搬送面111上に載置される。そして、上述した搬送ベルト11の回転走行により、キャリッジ部20、乾燥部40の下方を順次通過するように、メディアMは搬送される。
The
なお、駆動ローラー12及び従動ローラー13は、後述する加熱部30と共に搬送ベルト11を加熱するように、内部にヒーターを有する構成でもよい。
The
また、搬送ベルト11は、全面に渡って多数の吸引孔(図示省略)を有する構成でもよい。この場合、例えば、後述する加熱部30に吸引装置(図示省略)を設け、吸引装置により、搬送ベルト11の搬送面111の下方側を陰圧にし、吸引孔でメディアMを吸着しながら搬送するようにする。このような構成により、加熱された搬送ベルト11にメディアMが密着することになり、メディアMに効率的に熱を伝えて、加熱することができる。
Further, the
また、ここでは、一例として、1つの搬送ベルト11を用いて、メディアMを搬送しているが、キャリッジ部20と乾燥部40とで、別々の搬送ベルトを用いて、メディアMを搬送してもよい。
Further, here, as an example, the medium M is conveyed using one
また、ここでは、一例として、搬送ベルト11でメディアMを搬送する搬送部10を例示しているが、搬送部10は、搬送ベルト11に限らず、ドラムやローラーでメディアMを搬送する構成でもよい。
Further, here, as an example, the
キャリッジ部20は、搬送されるメディアM上にインクを吐出して画像形成(印刷)を行うヘッド21を有する。キャリッジ部20の内部構成の詳細な図示は省略するが、キャリッジ部20には、ヘッド21だけでなく、ヘッド21を駆動する駆動基板、ヘッド21にインクを供給するインク流路等、ヘッド21で画像形成を行うために必要な機器や部材が多数配置されている。
The
キャリッジ部20のヘッド21は、一回の走査で画像形成を行うシングルパス(ワンパス)方式となるよう構成されてもよいし、複数回の走査で画像形成を行うスキャン(マルチパス)方式となるよう構成されてもよい。また、1つのキャリッジ部20内にインク色数分のヘッド21を配置する構成でもよいし、インク色毎に異なるキャリッジ部20を有する構成でもよい。
The
ヘッド21は、搬送ベルト11の搬送面111に対向する面(ノズル面)に複数のノズル(図示省略)を有している。ヘッド21は、それぞれのノズルからインクを吐出することで、メディアMの表面に画像形成を行っている。ヘッド21のノズル面は、メディアMの表面との距離(ギャップ)が規定範囲内になるように配置されており、これにより、所望の品質の画像形成を行うことができる。
The
加熱部30は、搬送ベルト11を加熱するように構成されている。具体的には、加熱部30は、搬送方向Tにおけるキャリッジ部20の下流側であって、搬送ベルト11の搬送面111の下面に対向して配置され、加熱部30に対向する部分の搬送ベルト11を加熱するように構成されている。加熱部30に対向する部分を加熱することで、インクにより画像形成が行われたメディアMを加熱し、インクを加熱して、インクの乾燥を促進するようにしている。加熱部30の加熱源としては、例えば、制御時の応答性が良い赤外線ヒーター等を用いる。
The
加熱部30は、例えば、搬送方向Tにおいて、インクジェットプリンタ100で処理可能なシート状のメディアMの搬送方向Tにおける長さ以上の長さとする。また、加熱部30は、例えば、後述の図3に示すように、搬送ベルト11の幅方向W(搬送方向Tに直交する搬送ベルト11の方向)において、搬送ベルト11の幅方向Wにおける長さ以上の長さとする。
For example, the
このように配置された加熱部30に対応して、加熱部30及び搬送ベルト11の一部を上方から覆うように、乾燥部40の通風路41が配置されている(図3を参照)。
Corresponding to the
なお、常温において、乾燥部40が送風する空気でインクを乾燥することができれば、加熱部30はなくてもよく、この場合、乾燥部40の通風路41は、搬送方向Tにおけるキャリッジ部20の下流側に配置されていればよい。
If the ink can be dried by the air blown by the drying
乾燥部40は、通風路41、第1ダクト42、第2ダクト43、第1送風部421、第2送風部431等を有する。第1送風部421及び第2送風部431は、本発明における気体供給部に該当する。
The drying
通風路41は、搬送部10において、搬送方向Tに沿って配置され、加熱部30及び搬送ベルト11の一部を上方から覆うように配置されている。通風路41は、後述の図3に示すように、上面411、2つの側面412等を有する。通風路41において、上面411と、2つの側面412と、搬送面111とに囲まれる部分は、供給される空気が流れる流路となり、この部分を搬送されるメディアMは、供給される空気により、インクの乾燥が行われることになる。
The
第1ダクト42は、通風路41において、搬送方向Tの下流側の端部と接続される。また、第1送風部421は、第1ダクト42において、通風路41と接続される端部と反対側の端部と接続される。つまり、第1送風部421は、第1ダクト42を介して、通風路41と接続される。第1送風部421は、インクジェットプリンタ100の周囲の空気を取り込んで、第1ダクト42へ空気を供給し、第1ダクト42を介して、通風路41へ空気を供給する。
The
また、第2ダクト43は、通風路41において、搬送方向Tの上流側の端部と接続される。また、第2送風部431は、第2ダクト43において、通風路41と接続される端部と反対側の端部と接続される。つまり、第2送風部431は、第2ダクト43を介して、通風路41と接続される。第2送風部431は、第2ダクト43の空気を排出することで、第2ダクト43を介して、通風路41の空気を排出する。
Also, the
以上のような構成により、乾燥部40は、通風路41へ空気を供給し、通風路41内を搬送されるメディアMは、供給される空気により、インクの乾燥が行われる。
With the above configuration, the drying
なお、ここでは、インクジェットプリンタ100の周囲の空気を第1送風部421で通風路41に供給する構成としているが、例えば、乾燥空気や窒素等の気体を第1送風部421で通風路41に供給する構成としてもよい。この場合、インクジェットプリンタ100は、乾燥空気や窒素等の気体を第1送風部421に供給する装置を備える構成とすればよい。
In this embodiment, the air around the
また、ここでは、乾燥部40は、通風路41において、搬送方向Tの下流側から上流側に向かって、空気を供給しているが、搬送方向Tの上流側から下流側に向かって、空気を供給する構成としてもよい。この場合、第2送風部431が通風路41へ空気を供給し、第1送風部421が通風路41から空気を排出するように、第1送風部421及び第2送風部431の送風方向を変更すればよい。
Further, here, the drying
また、ここでは、空気は搬送方向Tに沿って通風路41を流れるが、搬送方向Tに交差して空気が流れるように、通風路41を配置してもよい。
Moreover, although the air flows through the
また、ここでは、乾燥部40は、第1送風部421及び第2送風部431を有する構成であるが、第1送風部421及び第2送風部431のいずれか一方のみを有する構成でもよい。
Further, here, the drying
操作表示部70、入出力インターフェース80、制御部90について、図2を参照して説明を行う。
The
操作表示部70は、例えば、タッチパネル付きの液晶や有機EL(Electro Luminescence)等のフラットパネルディスプレイである。操作表示部70は、ユーザーに対する操作メニュー、形成する画像の画像データに関する情報、インクジェットプリンタ100の各種状態等を表示する。また、操作表示部70は、複数のキーを備え、ユーザーの種々の入力操作を受け付ける。
The
入出力インターフェース80は、外部装置200と制御部90との間のデータの送受信を媒介する。入出力インターフェース80は、例えば、各種シリアルインターフェース、各種パラレルインターフェースのいずれか、又は、これらの組み合わせで構成される。
The input/
外部装置200は、例えば、パーソナルコンピューターやファクシミリ装置等であり、入出力インターフェース80を介して、プリントジョブや画像データ等を制御部90に供給する。
The
制御部90は、CPU(Central Processing Unit)91、RAM(Random Access Memory)92、ROM(Read Only Memory)93、記憶部94等を有する。
The
CPU91は、ROM93に記憶された各種制御用のプログラムや設定データを読み出してRAM92に記憶させ、当該プログラムを実行して各種の演算処理を行う。例えば、制御部90は、入出力インターフェース80を介して受信した画像データに基づいて、形成する画像の駆動信号を生成して、ヘッド21に出力する。
The
RAM92は、CPU91に作業用のメモリー空間を提供し、一時データを記憶する。なお、RAM92は、不揮発性メモリーを含んでいてもよい。
ROM93は、CPU91により実行される各種制御用のプログラムや設定データ等を格納する。なお、ROM93に代えて、EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory)やフラッシュメモリー等の書き換え可能な不揮発性メモリーが用いられてもよい。
The
記憶部94には、入出力インターフェース80を介して、外部装置200から入力されたプリントジョブやプリントジョブに係る画像データが記憶される。記憶部94としては、例えば、HDD(Hard Disk Drive)が用いられ、また、DRAM(Dynamic Random Access Memory)等が併用されてもよい。
The
制御部90には、搬送部10、キャリッジ部20、加熱部30、乾燥部40、操作表示部70、入出力インターフェース80等が、それぞれ接続されている。制御部90は、インクジェットプリンタ100の全体動作を統括制御する。搬送部10、キャリッジ部20、加熱部30、乾燥部40、操作表示部70、入出力インターフェース80は、制御部90に制御されて、所定の処理を実行する。
The conveying
以上の構成を有するインクジェットプリンタ100は、制御部90による制御により、搬送部10に搬送されるメディアMにキャリッジ部20で画像形成を行い、画像形成されたメディアMのインクを加熱部30、乾燥部40で乾燥する。
In the
ところで、特許文献1に示すような従来の乾燥装置においては、インクを確実に乾燥するため、メディアMに吐出されたインク量に応じて、送風機の送風量を制御している。このような制御において、送風機の送風量を小さくする場合には、風速(流速)が遅くなり、メディアMの表面を風が通り抜ける時間(インクから蒸発する蒸気を風が取り込む時間)が長くなるため、インクの乾燥によって風中に取り込まれる蒸気量も多くなる。その結果、風中の蒸気量が多くなり、飽和蒸気量を超えてしまうと、風がそれ以上蒸気を取り込むことができなくなるので、インクを乾燥する乾燥能力が低下するという問題がある。
By the way, in the conventional drying apparatus as disclosed in
そこで、本実施の形態において、乾燥部40は、メディアMの搬送方向Tにおけるヘッド21の下流側に設けられた通風路41に所定流量の空気を供給する気体供給部(第1送風部421、第2送風部431)を備える。また、乾燥部40は、空気の供給方向における通風路41の断面積を変更する制御を行う制御部90を備える。制御部90は、空気の供給方向における通風路41の断面積を変更する制御を行うことにより、通風路41に流れる空気の流量を維持するように、当該空気の流速を変更する。このように制御された空気によって、ヘッド21により吐出されたメディアM上のインクを乾燥させる。
Therefore, in the present embodiment, the drying
通風路41の断面積を変更する制御は、制御部90の1つの機能として備えられ、例えば、制御部90で実行されるプログラムとして備えられている。具体的には、制御部90は、後述する断面積変更部440を制御して、空気の供給方向における通風路41の断面積を変更することによって、通風路41に流れる空気の流速を変更する。
Control for changing the cross-sectional area of the
断面積変更部440について、図1及び図2と共に、図3、図4A、図4Bも参照して説明する。図3は、図1に示したインクジェットプリンタ100のI-I線断面図である。図4Aは、図1に示した乾燥部40において、通風路41の断面積を大きくした場合を示す図である。図4Bは、図1に示した乾燥部40において、通風路41の断面積を小さくした場合を示す図である。なお、以降において、通風路41の断面積とは、空気の供給方向における通風路41の断面積を意味する。
The cross-sectional
図3に示すように、通風路41は、上面411(対向部)、2つの側面412等を有し、加熱部30及び搬送ベルト11の一部を上方から覆うように配置されている。このような構成により、上面411(対向部)は、搬送されるメディアMに上方で対向している。詳細な図示は省略するが、上面411は、搬送ベルト11の搬送面111に対して昇降可能に通風路41や断面積変更部440に支持される。
As shown in FIG. 3, the
そして、断面積変更部440は、通風路41の断面積を変更するため、通風路41の上面411の上下方向の高さを変更するように、つまり、上面411を昇降するように構成されている。詳細な図示は省略するが、断面積変更部440は、例えば、上面411を昇降するボールネジ機構やカム機構、ボールネジ機構やカム機構を駆動するアクチュエーターであるモーター等を有する。制御部90による制御により、断面積変更部440は、モーター等でボールネジ機構やカム機構を駆動して、上面411を昇降する。
In order to change the cross-sectional area of the
このように、断面積変更部440は、通風路41の上面411を昇降することにより、通風路41の断面積(図3に示す上面411、2つの側面412及び搬送面111に囲まれる部分の断面積)を変更することができる。
In this way, the cross-sectional
例えば、図3に示すように、点線で示される上面411の位置から実線で示される上面411の位置へ上面411を上昇させると、上面411、2つの側面412及び搬送面111に囲まれる部分の断面積、即ち、通風路41の断面積は大きくなる。
For example, as shown in FIG. 3, when the
通風路41に供給される空気の流量(風量)と、通風路41を流れる空気の流速(風速)と、通風路41の断面積とは、「流量=流速×断面積」の関係があるので、流量が一定である場合、断面積を変えることで、流速を変更することができる。図3に示すように、通風路41の断面積が大きくすると、流速は遅くなる。逆に、通風路41の断面積が小さくすると、流速は速くなる。
The flow rate (air volume) of the air supplied to the
図4Aは、乾燥部40において、通風路41の断面積を大きくした場合を示す図である。上述したように、断面積変更部440は、図4A中の点線の位置から実線の位置へ上面411を上昇させることにより、通風路41の断面積を大きくする。この場合、通風路41の断面積が小さい場合(図4A中の点線を参照)より、流速は遅くなる。
FIG. 4A is a diagram showing a case where the cross-sectional area of the
一方、図4Bは、乾燥部40において、通風路41の断面積を小さくした場合を示す図である。上述したように、断面積変更部440は、図4B中の点線の位置から実線の位置へ上面411を降下させることにより、通風路41の断面積を小さくする。この場合、通風路41の断面積が大きい場合(図4B中の点線を参照)より、流速は速くなる。
On the other hand, FIG. 4B is a diagram showing a case where the cross-sectional area of the
なお、断面積変更部440は、通風路41の断面積を変更できれば、通風路41の上面411を昇降する構成に限らず、他の構成でもよい。例えば、2つの側面412の間の距離を幅方向に広げたり、狭めたりすることで、通風路41の断面積を変更するようにしてもよい。
Note that the cross-sectional
また、ここでは、断面積変更部440は、搬送ベルト11の搬送面111に対して平行を保つように、通風路41の上面411を昇降するが、例えば、搬送面111に対して傾斜するように、上面411を昇降してもよい。これにより、通風路41において、空気が流れる方向における流速を変化させることができる。例えば、インクの付着量(吐出量)やメディアMの厚さに応じて、メディアMの搬送方向Tにおける乾燥速度を変化させたいときに、搬送面111に対して傾斜するように、上面411を昇降させればよい。
Further, here, the cross-sectional
このように、本実施の形態では、通風路41に供給される空気の流量が一定でも、通風路41の断面積を変えることで、通風路41を流れる空気の流速を変更することができる。流速と乾燥速度との関係は以下に説明するが、流量が一定でも、流速を変えることができることは、第1送風部421及び第2送風部431の送風能力を変更しなくても、乾燥速度(乾燥能力)を変更できることを意味する。
Thus, in the present embodiment, even if the flow rate of air supplied to
流速とインクの乾燥速度との関係について説明する。なお、ここでは、水性インクを例にとって説明を行うが、水性インク以外のインク、例えば、溶剤インク等でも、同様である。 The relationship between the flow velocity and the ink drying speed will be described. Although water-based ink will be described as an example here, inks other than water-based ink, such as solvent ink, can be used in the same way.
インクの乾燥速度をS(g/m2/s)、インクの水分の拡散係数をDi(m2/s)、インクの境膜の厚さをd(m)、雰囲気の蒸気濃度をCair(g/m3)、インク表面の蒸気濃度をCsurface(g/m3)とする。乾燥速度Sは、以下の式(1)で表すことができる。 S (g/m 2 /s) is the drying speed of the ink, Di (m 2 /s) is the diffusion coefficient of moisture in the ink, d (m) is the thickness of the boundary film of the ink, and C air is the vapor concentration of the atmosphere. (g/m 3 ), and the ink surface vapor concentration is C surface (g/m 3 ). The drying speed S can be represented by the following formula (1).
S=Di×(Csurface-Cair)/d ・・・ (1) S=Di×(C surface −C air )/d (1)
メディアMに吐出されたインクは、上述したように、加熱部30で加熱されながら、乾燥部40を流れる空気で乾燥されることになる。空気による風をインクに当てると、インクの境膜は薄くなり、空気の流速とインクの境膜の厚さdとは反比例の関係となる。そのため、流速が速くなるほど、インクの境膜の厚さdは薄くなる。インクの境膜の厚さdが薄くなると、上記式(1)から分かるように、インクの乾燥速度Sは大きくなり、乾燥が速くなる。つまり、流速を変更することで、乾燥速度(乾燥能力)を変更することができる。
The ink ejected onto the medium M is dried by the air flowing through the drying
このように、流速を変更することで、乾燥速度を変更することができるが、インクは、未乾燥の状態だと、擦れ等により画像品質上の問題を生じる可能性があり、過乾燥の状態だと、メディアMが変形する可能性があり、適切に乾燥することが必要である。 In this way, the drying speed can be changed by changing the flow speed. Then, the medium M may be deformed, and it is necessary to dry it properly.
図5Aは、メディアMの厚さが薄い場合において、異なる流速に対する含有水分量の変化を説明する図である。加熱部30により加熱を行う場合、メディアMの厚さが薄いと、メディアMが温まり易く、インクの乾燥が速くなる。そのため、流速が速いと、過乾燥になる可能性があるので、流速を遅くして、乾燥を抑制するようにする。
FIG. 5A is a diagram illustrating changes in water content with respect to different flow velocities when the thickness of the media M is thin. When heating is performed by the
一方、図5Bは、メディアMの厚さが厚い場合において、異なる流速に対する含有水分量の変化を説明する図である。メディアMの厚さが厚いと、メディアMが温まり難く、インクの乾燥が遅くなる。そのため、流速が遅いと、未乾燥になる可能性があるので、流速を速くして、乾燥を促進する。 On the other hand, FIG. 5B is a diagram for explaining changes in water content with respect to different flow velocities when the media M is thick. If the thickness of the medium M is large, it is difficult to warm the medium M, and drying of the ink is delayed. Therefore, if the flow rate is slow, it may become undried, so the flow rate is increased to promote drying.
このように、メディアMの厚さ(坪量)に応じた最適な流速があり、流速は、メディアMの厚さに応じて変更される。 In this way, there is an optimum flow rate corresponding to the thickness (basis weight) of the medium M, and the flow rate is changed according to the thickness of the medium M.
図6Aは、インクの付着量が少ない場合において、異なる流速に対する含有水分量の変化を説明する図である。メディアMに付着するインクの付着量が少ないと、乾燥時間は短くなる。そのため、流速が速いと、過乾燥になる可能性があるので、流速を遅くして、乾燥を抑制するようにする。 FIG. 6A is a diagram illustrating changes in water content with respect to different flow velocities when the amount of attached ink is small. If the amount of ink adhering to the medium M is small, the drying time will be short. Therefore, if the flow rate is high, excessive drying may occur, so the flow rate should be slowed down to suppress drying.
一方、図6Bは、インクの付着量が多い場合において、異なる流速に対する含有水分量の変化を説明する図である。インクの付着量が多いと、乾燥時間は長くなる。そのため、流速が遅いと、未乾燥になる可能性があるので、流速を速くして、乾燥を促進する。 On the other hand, FIG. 6B is a diagram for explaining changes in water content with respect to different flow velocities when the amount of attached ink is large. If the amount of ink deposited is large, the drying time will be long. Therefore, if the flow rate is slow, it may become undried, so the flow rate is increased to promote drying.
このように、メディアMに付着するインクの付着量に応じた最適な流速があり、流速は、インクの付着量に応じて変更される。 In this way, there is an optimum flow velocity corresponding to the amount of ink adhered to the medium M, and the flow velocity is changed according to the amount of ink adhered.
上述したように、乾燥部40では、メディアMの厚さやメディアMに付着するインクの付着量に応じて、流速を設定する。図7は、インク付着量及び記録媒体の坪量(メディアMの厚さ)に対する流速の設定例を示すテーブルである。図7において、例えば、~60は、60未満、60~80は、60以上80未満であり、他も同様である。制御部90は、このようなテーブルに基づいて、メディアMの厚さやメディアMに付着するインクの付着量に応じた流速となるように、乾燥部40の断面積変更部440を制御して、上面411を昇降する。
As described above, in the
以上のようにして設定される流速は、以下に説明するように、通風路41を流れる空気に取り込まれる蒸気の蒸気量も考慮して設定される。例えば、水性インクの場合は、メディアM上のインクに含まれる液体である水が蒸発して水蒸気に気化するので、当該水蒸気を含めて、通風路41を流れる空気に含まれる水蒸気の蒸気量が考慮される。また、溶剤インクの場合は、メディアM上のインクに含まれる液体である溶剤(例えば、有機溶剤)が蒸発して溶剤の蒸気に気化するので、当該溶媒の蒸気を含めて、通風路41を流れる空気に含まれる溶剤の蒸気の蒸気量が考慮される。
The flow velocity set as described above is also set in consideration of the amount of steam taken into the air flowing through the
通風路41の空気はメディアM上のインクから蒸発した蒸気を取り込みながら、通風路41の入口から出口へ流れるので、通風路41の入口から出口へ向かうに従って、空気中の蒸気の蒸気量は増加する。このとき、空気の流速が遅いと、通風路41を空気が通り抜ける時間が長くなり、空気が蒸気を取り込む時間が長くなるため、空気中に取り込む蒸気の蒸気量も多くなる。空気中に含まれる蒸気の蒸気量が多くなり、飽和蒸気量を超えてしまうと、空気がそれ以上蒸気を取り込むことができないので、インクを乾燥する乾燥能力が低下する。そのため、流速を速くして、空気中に含まれる蒸気の蒸気量が飽和蒸気量を超えないようにする。
Since the air in the
このように、空気中に含まれる蒸気の蒸気量が飽和蒸気量を超えないように、流速は変更される。通風路41の出口において、空気中に含まれる蒸気の蒸気量が飽和蒸気量を超えなければ、当該出口より入口側の位置では、空気中に含まれる蒸気の蒸気量が飽和蒸気量を超えることはない。そのため、例えば、通風路41の出口において、空気中に含まれる蒸気の蒸気量が飽和蒸気量を超えないような流速を設定する。
In this way, the flow rate is changed so that the amount of steam contained in the air does not exceed the saturated amount of steam. If the amount of steam contained in the air does not exceed the saturated amount of steam at the outlet of the
上述したように、流速は、メディアMの厚さやメディアMに付着するインクの付着量に応じて設定されると共に、空気中に含まれる蒸気の蒸気量が飽和蒸気量を超えないように設定される必要がある。本実施の形態では、上述したように、通風路41の断面積を変更することで、メディアMの厚さやメディアMに付着するインクの付着量に応じると共に、空気中に含まれる蒸気の蒸気量が飽和蒸気量を超えないように、適切な流速に設定することができる。
As described above, the flow velocity is set according to the thickness of the medium M and the amount of ink adhering to the medium M, and is set so that the amount of vapor contained in the air does not exceed the saturated vapor amount. need to In the present embodiment, as described above, by changing the cross-sectional area of the
次に、流量と蒸気の蒸気量との関係について説明する。図8は、乾燥部40において、異なる流量に対する蒸気の蒸気量の変化を説明する図である。
Next, the relationship between the flow rate and the amount of steam will be described. FIG. 8 is a diagram for explaining changes in the amount of steam with respect to different flow rates in the
通風路41を流れる空気の流量についても、空気中に含まれる蒸気の蒸気量が飽和蒸気量を超えないように設定される。上述したように、通風路41の出口において、空気中に含まれる蒸気の蒸気量が飽和蒸気量を超えなければ、当該出口より入口側の位置では、空気中に含まれる蒸気の蒸気量が飽和蒸気量を超えることはない。そのため、例えば、通風路41の出口において、空気中に含まれる蒸気の蒸気量が飽和蒸気量を超えないような流量を設定する。このように設定した流量が、通風路41に必要な流量の下限値となる。
The flow rate of the air flowing through the
ここで、上述した流量の下限値の求め方を説明する。乾燥すべき最大水分量をA(g/m2)、乾燥時間をB(s)、乾燥部40の面積をC(m2)、空気が含有可能な最大蒸気量をD(g/m3)とすると(図5A及び図8を参照)、以下の式(2)から流量の下限値E(m3/s)を求めることができる。
Here, how to obtain the lower limit value of the flow rate described above will be described. The maximum amount of moisture to be dried is A (g/m 2 ), the drying time is B (s), the area of the drying
E=A/B×C/D ・・・ (2) E=A/B×C/D (2)
乾燥すべき最大水分量Aは、例えば、メディアMに付着したインクの付着量から求めることができる。また、乾燥時間Bは、通風路41の搬送方向Tにおける長さとメディアMの搬送速度から求めることができる。空気が含有可能な最大蒸気量Dは、図8に示すように、飽和蒸気量と初期蒸気量(例えば、雰囲気の空気中における蒸気の蒸気量)から求めることができる。
The maximum moisture content A to be dried can be obtained from the amount of ink adhering to the medium M, for example. Also, the drying time B can be obtained from the length of the
以上のようにして、通風路41に必要な流量の下限値を求めることができ、このような流量(所定流量)を供給可能な送風能力の第1送風部421及び第2送風部431を用いるようにする。
As described above, the lower limit of the flow rate required for the
上述したように、通風路41の出口において、空気中に含まれる蒸気の蒸気量が飽和蒸気量を超えないような所定流量を設定できれば、第1送風部421及び第2送風部431の送風能力を変更しなくてもよい。そのため、送風量を増やすために、送風能力が大きい第1送風部421及び第2送風部431を用いる必要はなく、必要最低限の送風能力の第1送風部421及び第2送風部431を用いればよいので、装置コストを増加させることはない。
As described above, if a predetermined flow rate can be set such that the amount of steam contained in the air does not exceed the saturated amount of steam at the outlet of the
そして、上述したように、通風路41の断面積を変更することで、適切な流速に設定できるので、必要最低限の所定流量を供給する第1送風部421及び第2送風部431を用いても、乾燥能力を低下させることなく、インクを適切に乾燥させることができる。
Then, as described above, by changing the cross-sectional area of the
例えば、上述した図4Aにおいては、通風路41の断面積を大きくすることで、流速は遅くなる。この流速が適切な流速であり、通風路41に必要最低限の所定流量を供給していれば、所定流量が一定でも、空気中に含まれる蒸気の蒸気量が飽和蒸気量を超えることはない。
For example, in FIG. 4A described above, the flow velocity is decreased by increasing the cross-sectional area of the
同様に、上述した図4Bにおいては、通風路41の断面積を小さくすることで、流速は速くなる。この流速が適切な流速であり、通風路41に必要最低限の所定流量を供給していれば、所定流量が一定でも、空気中に含まれる蒸気の蒸気量が飽和蒸気量を超えることはない。そして、所定流量が一定でも、通風路41の断面積を小さくすることで、流速を速くすることができるので、乾燥速度を速くすることができる。
Similarly, in FIG. 4B described above, the flow velocity increases by reducing the cross-sectional area of the
なお、現実的には、通風路41の断面積を小さくすると、通風路41での圧力損失が大きくなり、流量は減る。このことを考慮すると、空気が最も通過しにくい断面積が最も小さい場合において、言い換えると、流速が最も速く、乾燥速度が最も速い場合において、上述した下限値を下回らないような流量に設定する。このような流量に設定しておけば、断面積を大きくした場合でも、流量が下限値を下回ることはなく、インクを適切に乾燥させることができる。
In practice, if the cross-sectional area of the
以上の構成を有する乾燥部40は、気体供給部(第1送風部421、第2送風部431)を用いて、メディアMの搬送方向Tにおけるヘッド21の下流側に設けられた通風路41に上述した所定流量の空気を供給する。そして、乾燥部40は、制御部90により断面積変更部440を制御して、空気の供給方向における通風路41の断面積を変更することにより、通風路41に流れる空気の流量を維持するように、当該空気の流速を変更する。このように制御された空気によって、ヘッド21により吐出されたメディアM上のインクを乾燥させる(乾燥方法)。
The drying
以上説明したように、本実施の形態において、乾燥部40は、メディアMの搬送方向Tにおけるヘッド21の下流側に設けられた通風路41に所定流量の空気を供給する気体供給部(第1送風部421、第2送風部431)を備える。また、乾燥部40は、空気の供給方向における通風路41の断面積を変更する制御を行う制御部90を備える。
As described above, in the present embodiment, the drying
このように構成した本実施の形態によれば、通風路41の断面積を変更することで、通風路41に流れる空気の流量を維持するように、当該空気の流速を変更する。これにより、維持された流量による一定の乾燥能力を確保した上で、流速を変更することにより、適切な乾燥速度を得ることができる。このため、流速が遅い場合においても、一定以上の乾燥能力が確保されているので、インクに対する乾燥能力の低下を防止することができる。
According to the present embodiment configured as described above, by changing the cross-sectional area of the
また、通風路41の断面積を変更することで、メディアMの坪量やメディアMに付着するインクの付着量に応じて、適切な乾燥速度となるように流速を調整することができる。そして、このようにして、適切な乾燥速度となるように流速を調整するので、必要最低限の所定流量を供給する第1送風部421及び第2送風部431を用いても、乾燥能力を低下させることなく、インクを適切に乾燥させることができる。この結果、装置コストを増加させることなく、乾燥能力の低下を防止することができる。
Further, by changing the cross-sectional area of the
<変形例1>
図9は、図1に示した乾燥部40の変形例の概略構成を示す図である。
<
FIG. 9 is a diagram showing a schematic configuration of a modification of the drying
本変形例において、乾燥部40は輻射部450を更に備える。輻射部450は、通風路41において、搬送方向Tの上流側の上面411に配置される。輻射部450は、ヘッド21から吐出されたインクにより画像形成が行われたメディアMに対して輻射線を放射して、メディアM上のインク及びメディアMの少なくとも一方を加熱して、インクの乾燥を促進するようにしている。
In this modified example, the drying
例えば、輻射部450が輻射線としての赤外線を放射する装置であれば、輻射部450は、メディアMに対して赤外線を放射し、メディアM及び/又はインクを加熱して、インクの乾燥を促進する。また、輻射部450が輻射線としての紫外線を放射する装置であれば、輻射部450は、メディアMに対して紫外線を放射し、メディアM及び/又はインクを加熱して(インクが紫外線硬化性樹脂の場合は、インクを硬化させて)、インクの乾燥を促進する。
For example, if the
加熱部30に加えて、輻射部450でメディアM及び/又はインクを加熱することで、メディアMの厚さが変わっても、メディアM及び/又はインクを短時間で加熱することができ、インクの乾燥時間を短縮することができる。そのため、通風路41の搬送方向Tにおける長さを短くすることもできる。
By heating the medium M and/or the ink with the
本変形例の場合、輻射部450は、断面積変更部440により、上面411と共に一体で昇降するように構成する。又は、輻射部450は、断面積変更部440とは別の装置により、上面411と共に一体で昇降するように構成してもよい。このような構成とすることにより、通風路41を流れる空気の流速を調整する。
In the case of this modification, the
以上説明したように、本変形例においては、乾燥部40は輻射部450を更に備えるので、インクの乾燥時間を短縮することができ、通風路41の搬送方向Tにおける長さを短くすることもできる。
As described above, in this modification, the drying
<変形例2>
図10は、図9に示した乾燥部40の変形例を説明する断面図である。
<Modification 2>
FIG. 10 is a cross-sectional view explaining a modification of the drying
本変形例において、乾燥部40は反射部413を更に備える。反射部413は、輻射部450から放射された輻射線をメディアMの方へ反射するように、配置されている。具体的には、反射部413は、輻射部450が配置されている通風路41の部分において、当該部分の側面412の内面に配置されている。
In this modified example, the drying
反射部413は、輻射線に対する反射率が高い材料から形成する。又は、反射部413は、輻射線に対する反射率が高い材料で側面412の内面をコーティングすることで形成してもよい。
The reflecting
このようにして、輻射部450から放射された輻射線を反射部413でメディアMの方へ反射することにより、メディアM及び/又はインクを効率的に加熱することができ、インクの乾燥時間を短縮することができる。そのため、通風路41の搬送方向Tにおける長さを短くすることもできる。
In this way, by reflecting the radiation emitted from the
以上説明したように、本変形例においては、乾燥部40は反射部413を更に備えるので、インクの乾燥時間を短縮することができ、通風路41の搬送方向Tにおける長さを短くすることもできる。
As described above, in this modification, the drying
<変形例3>
図11A~図11Dは、図9に示した乾燥部40の変形例の概略構成を示す図である。図11Aは、搬送方向Tの上流側の通風路41Bの断面積を小さくした場合を示す図であり、図11Bは、搬送方向Tの上流側の通風路41Bの断面積を大きくした場合を示す図である。また、図11Cは、搬送方向Tの下流側の通風路41Aの断面積を小さくした場合を示す図であり、図11Dは、搬送方向Tの下流側の通風路41Aの断面積を大きくした場合を示す図である。
<
11A to 11D are diagrams showing schematic configurations of modifications of the drying
本変形例において、乾燥部40は複数の通風路41A、41Bを備えている。通風路41A、41Bは、搬送方向Tに沿って直列に配置され、通風路41Aは、搬送方向Tの下流側に配置され、通風路41Bは、搬送方向Tの上流側に配置されている。通風路41Bの上面411Bには、図9で示した輻射部450が配置されている。
In this modified example, the drying
通風路41Aは、図1~図8で説明した通風路41と同じ構成でよいので、ここでは、重複する説明は省略する。通風路41Bも、基本的には、図9で説明した通風路41と同じ構成でよく、ここでは、重複する説明は省略するが、通風路41Bの上面411Bは、通風路41Aの上面411Aとは独立して昇降可能に構成されている。
The
このように、通風路41A、41Bでは、上面411A、411Bが互いに独立して昇降可能である。そのため、例えば、インクの付着量やメディアMの厚さに応じて、上面411A、411Bを独立して昇降して、通風路41A、41Bにおける流速をそれぞれ調整可能である。
In this manner, the
例えば、インクの付着量が多い場合には、図11Aに示すように、通風路41Bの上面411Bを降下させ、通風路41Bの流速を速くすることで、通風路41Bにおいて、インクの乾燥を促進するようにする。
For example, when the amount of attached ink is large, as shown in FIG. 11A, the
また、インクの付着量が少ない場合には、図11Bに示すように、通風路41Bの上面411Bを上昇させ、通風路41Bの流速を遅くすることで、通風路41Bにおいて、インクの乾燥を抑制するようにする。
Further, when the amount of attached ink is small, as shown in FIG. 11B, the
また、メディアMの厚さが厚い場合には、図11Cに示すように、通風路41Aの上面411Aを降下させ、通風路41Aの流速を速くすることで、通風路41Aにおいて、インクの乾燥を促進するようにする。
Further, when the thickness of the medium M is thick, as shown in FIG. 11C, the
また、メディアMの厚さが薄い場合には、図11Dに示すように、通風路41Aの上面411Aを上昇させ、通風路41Aの流速を遅くすることで、通風路41Aにおいて、インクの乾燥を抑制するようにする。
Further, when the thickness of the medium M is thin, as shown in FIG. 11D, the
なお、図11A~図11Dに示す上面411A、411Bの昇降は、いくつかの例示であり、インクの付着量やメディアMの厚さに応じて、例えば、上面411A、411B両方を、降下させたり、上昇させたりしてもよい。
11A to 11D are merely examples, and both the
以上説明したように、本変形例においては、乾燥部40は複数の通風路41A、41Bを備え、上面411A、411Bが互いに独立して昇降可能である。そのため、インクの付着量やメディアMの厚さに応じて、通風路41A、41Bにおける流速をそれぞれ調整することができ、インクを適切に乾燥することができる。
As described above, in this modified example, the drying
上記実施の形態では、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の一例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。即ち、本発明はその要旨、又は、その主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。 All of the above-described embodiments are merely examples of specific implementations of the present invention, and the technical scope of the present invention should not be construed to be limited by these. Thus, the invention may be embodied in various forms without departing from its spirit or essential characteristics.
10 搬送部
11 搬送ベルト
12 駆動ローラー
13 従動ローラー
20 キャリッジ部
21 インクジェットヘッド
30 加熱部
40 乾燥部
41、41A、41B 通風路
42 第1ダクト
43 第2ダクト
70 操作表示部
80 入出力インターフェース
90 制御部
100 インクジェットプリンタ
111 搬送面
200 外部装置
411、411A、411B 上面
412 側面
413 反射部
421 第1送風部
431 第2送風部
440 断面積変更部
450 輻射部
10 Conveying
Claims (13)
前記気体の供給方向における前記通風路の断面積を変更する制御を行う制御部と、
を備える乾燥装置。 a gas supply unit that supplies a predetermined flow rate of gas to a ventilation path provided downstream of the inkjet head in the conveying direction of the recording medium;
a control unit that performs control to change the cross-sectional area of the ventilation passage in the gas supply direction;
drying equipment.
請求項1に記載の乾燥装置。 The predetermined flow rate is a flow rate of the gas that does not exceed the saturated vapor amount in the air passage, including vapor generated by vaporizing the liquid contained in the ink on the recording medium. be,
A drying apparatus according to claim 1.
請求項1又は2に記載の乾燥装置。 The controller controls the ventilation path so that the vapor amount of the vapor contained in the gas, including the vapor obtained by vaporizing the liquid contained in the ink on the recording medium, does not exceed the saturated vapor amount in the ventilation path. controlling the flow rate of the gas supplied to the channel;
A drying apparatus according to claim 1 or 2.
請求項1から3のいずれかに記載の乾燥装置。 wherein the control unit changes the flow velocity of the gas supplied to the ventilation path according to the type of the recording medium;
A drying apparatus according to any one of claims 1 to 3.
請求項1から3のいずれかに記載の乾燥装置。 wherein the control unit changes the flow velocity of the gas supplied to the ventilation path according to the basis weight of the recording medium;
A drying apparatus according to any one of claims 1 to 3.
請求項1から3のいずれかに記載の乾燥装置。 The control unit changes the flow velocity of the gas supplied to the ventilation path according to the amount of ink ejected onto the recording medium.
A drying apparatus according to any one of claims 1 to 3.
前記制御部は、前記対向部の上下方向の高さを変更することによって、前記通風路の断面積を変更する、
請求項1から6のいずれかに記載の乾燥装置。 The air passage has a facing portion that faces the conveyed recording medium from above,
The control unit changes the cross-sectional area of the ventilation passage by changing the vertical height of the facing portion.
A drying apparatus according to any one of claims 1 to 6.
請求項1から7のいずれかに記載の乾燥装置。 A heating unit that heats at least one of the ink on the recording medium and the recording medium in order to dry the ink on the recording medium in the air passage,
A drying apparatus according to any one of claims 1 to 7.
請求項8に記載の乾燥装置。 The heating unit heats at least one of the ink on the recording medium and the recording medium with radiation.
A drying apparatus according to claim 8 .
請求項9に記載の乾燥装置。 The ventilation passage has a reflecting portion that reflects the radiation,
10. Drying apparatus according to claim 9.
前記制御部は、前記複数の通風路の断面積を変更することによって、前記複数の通風路に供給された前記気体の流速を変更する、
請求項1から10のいずれかに記載の乾燥装置。 The ventilation path comprises a plurality of ventilation paths arranged along the conveying direction of the recording medium,
The control unit changes the flow velocity of the gas supplied to the plurality of ventilation passages by changing the cross-sectional areas of the plurality of ventilation passages.
Drying apparatus according to any one of claims 1 to 10.
請求項1から11のいずれか一項に記載の乾燥装置と、
を備える画像形成装置。 an inkjet head that forms an image on a recording medium;
a drying apparatus according to any one of claims 1 to 11;
An image forming apparatus comprising:
前記気体の供給方向における前記通風路の断面積を変更する、
乾燥方法。 supplying a predetermined flow rate of gas to a ventilation path provided downstream of the inkjet head in the conveying direction of the recording medium;
changing the cross-sectional area of the ventilation passage in the gas supply direction;
drying method.
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JP2021201002A Pending JP2023086468A (en) | 2021-12-10 | 2021-12-10 | Drying device, image formation device, and drying method |
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2021
- 2021-12-10 JP JP2021201002A patent/JP2023086468A/en active Pending
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