JP6070312B2 - 画像記録装置 - Google Patents

Description

この発明は、回転ドラムの外周面に支持された記録媒体に吐出ヘッドから液体を吐出して画像を記録する画像記録装置に関し、特に回転ドラムを冷却する技術に関する。

特許文献１では、プリントヘッドからドラムの外周面にインクを吐出して画像を記録するプリンターが記載されている。このプリンターは、ドラムに着弾したインクをドラムによって冷却して固化させた後に、ドラムとニップを形成する印刷媒体にインクを転写して、印刷媒体に画像を印刷する。また、ドラムによってインクを効果的に冷却するために、ファンが生成する気流によってドラムが冷却されている。具体的には、軸方向に貫通してドラムに設けられた中空部に軸方向から対向するファンによって、中空部を通過する気流を生成することでドラムが冷却されている（図１１）。

米国特許第５５０２４７６号公報

ところで、円筒形のプラテン（回転ドラム）の外周面に巻き掛けた記録媒体に吐出ヘッドから液体を吐出することで、記録媒体に画像を記録する画像記録装置がある。このような画像記録装置では、装置内部の熱源によって回転ドラムが加熱すると、回転ドラムが熱膨張を起こして、回転ドラムと吐出ヘッドの間隔が変動し、記録媒体に着弾する液体の位置がずれてしまう場合があった。そこで、特許文献１の技術を適用して、ファンによって回転ドラムを冷却することが考えられる。

ただし、ファンによる回転ドラムの冷却を効果的に行うためには、ファンによって生成された気流が回転ドラムの中空部を大量かつ速やかに通過して、気流と回転ドラムとの熱交換が促進されることが求められる。これに対して、特許文献１の画像形成装置では、回転ドラムの中空部に、回転ドラムの外周縁（リム）を支持する複数のアームが回転軸から放射状に設けられている。そのため、記録媒体の搬送のために回転ドラムが回転すると、アームも回転する。この際、アームの回転方向は気流の方向に対して交差（概ね直交）するため、回転するアームが気流を巻き込んで、気流の通過を妨げてしまう。このような事情から、回転ドラムの中空部に対して大量かつ速やかな気流を生成することは必ずしも容易ではなく、回転ドラムを効率的に冷却することが難しい場合があった。

この発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、回転ドラムの外周面に支持された記録媒体に吐出ヘッドから液体を吐出して画像を記録する画像記録装置において、回転ドラムを効率的に冷却可能とする技術の提供を目的とする。

この発明にかかる画像記録装置は、上記目的を達成するために、円筒状をなした中空の外周部材の外周面に記録媒体を巻き掛けつつ回転する回転ドラムと、回転ドラムの外周面に対向して、回転ドラムの外周面に巻き掛けられた記録媒体に液体を吐出する吐出ヘッドと、回転ドラムの外周部材に囲まれた中空部を通過する気流を生成する気流生成部とを備え、回転ドラムは、当該回転ドラムの回転軸を通って回転軸の延在する軸方向に平行な軸部材と、当該回転ドラムの径方向へ軸部材から延びて外周部材を支持する板状の支持部材とを中空部内にさらに有して、軸部材を軸とする回転方向に回転し、支持部材は、当該支持部材を回転方向に貫通する通気孔を有することを特徴としている。

このように構成された発明（画像記録装置）では、回転ドラムは、円筒状をなした中空の外周部材の外周面に記録媒体を巻き掛ける。そして、回転ドラムの外周面に巻き掛けられた記録媒体に吐出ヘッドが液体を吐出することで、記録媒体に画像を記録することができる。また、回転ドラムの中空部（外周部材に囲まれた部分）を通過する気流を生成する気流生成部が設けられており、回転ドラムはこの気流によって冷却される。

ただし、回転ドラムは、その回転軸を通って当該回転軸の延在する軸方向に平行な軸部材と、その径方向へ軸部材から延びて外周部材を支持する板状の支持部材とを中空部内に有しており、軸部材を軸とする回転方向に回転する。したがって、回転ドラムの回転に伴って、中空部内にある支持部材も回転方向に回転する。しかも、支持部材の回転方向は、中空部を通過する気流の方向に交差（概ね直交）するため、回転する支持部材が気流を遮ってしまうおそれがあった。

これに対して、この発明では、支持部材を回転方向に貫通する通気孔が設けられている。したがって、気流生成部によって生成された気流は、回転方向に通気孔を抜けることで、回転方向に回転する支持部材に巻き込まれるのを回避しつつ、中空部を通過することができる。その結果、回転ドラムの中空部に対して大量かつ速やかな気流を生成して、回転ドラムを効率的に冷却することが可能となっている。

ところで、上述のとおり、回転ドラムの加熱が問題となるのは、回転ドラムの熱膨張によって回転ドラムと吐出ヘッドの間隔が変動する点にある。特に、回転ドラムの外周面の膨張は、回転ドラムと吐出ヘッドの間隔に大きく影響する。したがって、この外周面が形成された回転ドラムの外周部材を効率的に冷却することが重要となる。そこで、支持部材は、外周部材の内周面から軸部材へ向けて径方向に幅を有して、通気孔が設けられていないフィン機能部を有するように、画像記録装置を構成しても良い。このような構成では、フィン機能部以外に設けられた通気孔によって大量かつ速やかな気流を中空部に確保しつつも、外周部材に近い支持部材の部分（フィン機能部）には気流をしっかりと当てることができる。その結果、外周部材は、このフィン機能部を介して、大量かつ速やかな気流との間での熱交換を行うことができ、外周部材の効率的な冷却を図ることができる。

この際、径方向におけるフィン機能部の幅は、径方向における通気孔の幅以上の長さを有するように、画像記録装置を構成しても良い。このようにフィン機能部に幅を持たせることで、外周部材の効率的な冷却を確実に図ることができる。

あるいは、回転ドラムの半径をｒとしたとき、径方向において、回転ドラムの回転軸からの距離がｒ／２以内の支持部材の領域での通気孔の総面積は、回転ドラムの回転軸からの距離がｒ／２よりも長い支持部材の領域での通気孔の総面積よりも広いように、画像記録装置を構成しても良い。このような構成では、回転ドラムの中心に近い支持部材の領域に偏って通気孔が設けられるため、外周部材に近い支持部材の領域に対しては、気流が抜けずに吹き付けられることとなる。その結果、外周部材は、大量かつ速やかな気流との間での熱交換を行うことができ、外周部材の効率的な冷却を図ることができる。

なお、通気孔は、外周部材の内周面から軸部材の間で径方向に複数設けられているように、画像記録装置を構成しても良い。また、通気孔は、軸方向に複数設けられているように、画像記録装置を構成しても良い。このように複数の通気孔を設けることで、支持部材による気流の妨げを効果的に抑制することができ、回転ドラムの中空部に対して大量かつ速やかな気流を生成して、回転ドラムの冷却効率を向上させることができる。

ところで、回転ドラムの外周部材の効率的な冷却を図るという上述の観点からすると、回転ドラムは、外周部材の内周面に支持部材とは別の補助放熱部材をさらに有するように、画像記録装置を構成しても良い。このような構成では、外周部材に設けられた補助放熱部材に気流をしっかりあてることができ、外周部材は、補助放熱部材を介して、大量かつ速やかな気流との間での熱交換を行うことができ、外周部材の効率的な冷却を図ることができる。

この際、補助放熱部材は、外周部材の内周面の周方向に１周する円環形状を有するように、画像記録装置を構成しても良い。このように補助放熱部材を設けることで、補助放熱部材を介した気流と外周部材との熱交換を促進することができ、外周部材の効率的な冷却を確実に図ることができる。

この際、補助放熱部材は、気流が通過する気流方向へ傾いた壁面を気流方向の上流側に有するように、画像記録装置を構成しても良い。このような構成では、補助放熱部材が気流方向の上流側に有する壁面が気流方向へ傾いているため、補助放熱部材の壁面が気流を妨げることを抑制できる。

また、吐出ヘッドが記録媒体に吐出した液体に光を照射する光照射部をさらに備え、液体は、光が照射されると発熱しながら硬化する光硬化型の液体であり、光照射部は、記録媒体の回転ドラムに巻き掛けられた部分に光を照射するように、画像記録装置を構成しても良い。このような画像記録装置では、光硬化型の液体が硬化する際の発熱によって回転ドラムが加熱されて、回転ドラムと吐出ヘッドの間隔の変動が引き起こされる。そこで、この発明の上記構成を具備することで、回転ドラムの中空部に対して大量かつ速やかな気流を生成して、回転ドラムの冷却効率を向上させることが好適となる。

特に、光照射部が記録媒体の回転ドラムに巻き掛けられた部分に光を照射するために、光硬化型の液体の硬化時の発熱で回転ドラムが加熱されて、回転ドラムと吐出ヘッドの間隔が変動するといった問題が顕著となる場合がある。そこで、この発明の上記構成を具備することで、回転ドラムの冷却効率を向上させることが極めて好適となる。

本発明を適用可能な印刷装置の概略構成を模式的に例示する正面図。 図１に示した印刷装置の概略構成を模式的に例示する平面図。 図１に示した印刷装置の概略構成を部分的に例示した前方斜視図。 図１に示した印刷装置の概略構成を部分的に例示した後方斜視図。 回転ドラムの構成を部分的に例示した前方斜視図。 補助放熱部材の断面を模式的に例示したＹ方向部分断面図。

図１は、本発明を適用可能な印刷装置の概略構成を模式的に例示する正面図である。なお、図１や以下の図面では必要に応じて、装置各部の配置関係を明確にするために、印刷装置１の左右方向Ｘ、前後方向Ｙおよび鉛直方向Ｚに対応したＸＹＺ直交座標系を表示する。

印刷装置１では、繰出部２、プロセス部３および巻取部４が左右方向Ｘに配列されており、これら各機能部２、３、４がハウジング部材１０（外装部材）に収容されている。繰出部２および巻取部４はそれぞれ繰出軸２０および巻取軸４０を有している。そして、繰出軸２０および巻取軸４０にシートＳ（ウェブ）の両端がロール状に巻き付けられ、それらの間に張架されている。こうして張架された経路Ｐcに沿ってシートＳが繰出軸２０からプロセス部３に搬送されてプロセスユニット３Ｕによる印刷処理を受けた後、巻取軸４０へと搬送される。シートＳの種類は、紙系とフィルム系に大別される。具体例を挙げると、紙系には上質紙、キャスト紙、アート紙、コート紙等があり、フィルム系には合成紙、ＰＥＴ(Polyethylene terephthalate)、ＰＰ(polypropylene)等がある。なお、以下の説明では、シートＳの両面のうち、画像が記録される面を表面と称する一方、その逆側の面を裏面と称する。

繰出部２は、シートＳの端を巻き付けた繰出軸２０と、繰出軸２０から引き出されたシートＳを巻き掛ける従動ローラー２１とを有する。繰出軸２０は、シートＳの表面を外側に向けた状態で、シートＳの端を巻き付けて支持する。そして、繰出軸２０が図１の紙面において時計回りに回転することで、繰出軸２０に巻き付けられたシートＳが従動ローラー２１を経由してプロセス部３へと繰り出される。ちなみに、シートＳは、繰出軸２０に着脱自在な芯管（図示省略）を介して繰出軸２０に巻き付けられている。したがって、繰出軸２０のシートＳが使い切られた際には、ロール状のシートＳが巻き付けられた新たな芯管を繰出軸２０に装着して、繰出軸２０のシートＳを取り換えることが可能となっている。

プロセス部３は、繰出部２から繰り出されたシートＳを回転ドラム３０で支持しつつ、回転ドラム３０の外周面３０１aに沿って配置されたプロセスユニット３Ｕにより処理を適宜行って、シートＳに画像を印刷するものである。このプロセス部３では、回転ドラム３０の両側に前駆動ローラー３１と後駆動ローラー３２とが設けられており、前駆動ローラー３１から後駆動ローラー３２へと搬送されるシートＳが回転ドラム３０に支持されて、画像の印刷を受ける。

前駆動ローラー３１は、溶射によって形成された複数の微小突起を外周面に有しており、繰出部２から繰り出されたシートＳを裏面側から巻き掛ける。そして、前駆動ローラー３１は図１の紙面において時計回りに回転することで、繰出部２から繰り出されたシートＳを搬送経路の下流側へと搬送する。なお、前駆動ローラー３１に対してはニップローラー３１nが設けられている。このニップローラー３１nは、前駆動ローラー３１側へ付勢された状態でシートＳの表面に当接しており、前駆動ローラー３１との間でシートＳを挟み込む。これによって、前駆動ローラー３１とシートＳの間の摩擦力が確保され、前駆動ローラー３１によるシートＳの搬送を確実に行なうことができる。

回転ドラム３０は、Ｙ方向に平行な中心線を持つ円筒形状のドラムである。回転ドラム３０は、軸方向Ｙに貫通する中空部３００を有して、中空部３００を囲む外周部材３０１の外周面３０１aにシートＳを巻き掛ける。さらに回転ドラム３０は、その円筒形状の中心線を通って軸方向に延びる回転軸３０２を中空部３００内に有している。回転軸３０２は、図示を省略する支持機構によって回転自在に支持されており、回転ドラム３０は、回転軸３０２を中心に回転する。

このような回転ドラム３０の外周面３０１aに、前駆動ローラー３０から後駆動ローラー３２へと搬送されるシートＳが裏面側から巻き掛けられる。そして、回転ドラム３０は、シートＳとの間の摩擦力を受けてシートＳの搬送方向Ｄsに従動回転しつつ、シートＳを裏面側から支持する。ちなみに、プロセス部３では、回転ドラム３０への巻き掛け部の両側でシートＳを折り返す従動ローラー３３、３４が設けられている。これらのうち従動ローラー３３は、前駆動ローラー３１と回転ドラム３０の間でシートＳの表面を巻き掛けて、シートＳを折り返す。一方、従動ローラー３４は、回転ドラム３０と後駆動ローラー３２の間でシートＳの表面を巻き掛けて、シートＳを折り返す。このように、回転ドラム３０に対して搬送方向Ｄsの上・下流側それぞれでシートＳを折り返すことで、回転ドラム３０へのシートＳの巻き掛け部を長く確保することができる。

後駆動ローラー３２は、溶射によって形成された複数の微小突起を外周面に有しており、回転ドラム３０から従動ローラー３４を経由して搬送されてきたシートＳを裏面側から巻き掛ける。そして、後駆動ローラー３２は図１の紙面において時計回りに回転することで、シートＳを巻取部４へと搬送する。なお、後駆動ローラー３２に対してはニップローラー３２nが設けられている。このニップローラー３２nは、後駆動ローラー３２側へ付勢された状態でシートＳの表面に当接しており、後駆動ローラー３２との間にシートＳを挟み込む。これによって、後駆動ローラー３２とシートＳの間の摩擦力が確保され、後駆動ローラー３２によるシートＳの搬送を確実に行なうことができる。

このように、前駆動ローラー３１から後駆動ローラー３２へと搬送されるシートＳは、回転ドラム３０の外周面３０１aに支持される。また、プロセス部３では、回転ドラム３０に支持されるシートＳの表面に対してカラー画像を印刷するために、プロセスユニット３Ｕが設けられている。このプロセスユニット３Ｕは、回転ドラム３０の外周面３０１aに沿った円弧形状のユニット支持部材３５を有し、印刷ヘッド３６a〜３６e、ＵＶ照射器３７a、３７bをユニット支持部材３５で支持する。

搬送方向Ｄsに順番に並ぶ４個の印刷ヘッド３６a〜３６dは、イエロー、シアン、マゼンタおよびブラックに対応し、インクジェット方式で対応する色のインクをノズルから吐出する。これら４個の印刷ヘッド３６ａ〜３６ｄは回転ドラム３０の回転軸３０２から放射状に配置されて、回転ドラム３０の外周面３０１aに沿って並ぶ。そして、各印刷ヘッド３６a〜３６dは、ユニット支持部材３５によって回転ドラム３０に対して位置決めされ、若干のクリアランス（回転ギャップ）を空けて回転ドラム３０に対向する。これによって、各印刷ヘッド３６a〜３６dは、所定のペーパーギャップを空けて、回転ドラム３０に巻き掛けられたシートＳ表面に対向する。こうしてユニット支持部材３５によってペーパーギャップが規定された状態で、各印刷ヘッド３６a〜３６dがインクを吐出することで、シートＳ表面の所望の位置にインクが着弾して、シートＳ表面にカラー画像が形成される。

印刷ヘッド３６ａ〜３６ｄで使用するインクとしては、紫外線（光）を照射することで硬化するＵＶ（ultraviolet）インク（光硬化性インク）が用いられる。そこで、プロセスユニット３Ｕでは、インクを硬化させてシートＳに定着させるために、ＵＶ照射器３７ａ、３７ｂが設けられている。なお、このインク硬化は、仮硬化と本硬化の二段階に分けて実行される。４個の印刷ヘッド３６ａ〜３６ｄの各間には、仮硬化用のＵＶ照射器３７ａが配置されている。つまり、ＵＶ照射器３７ａは比較的弱い紫外線を照射することで、インクの形状が崩れない程度にインクを硬化（仮硬化）させるものであり、インクを完全に硬化させるものではない。一方、４個の印刷ヘッド３６ａ〜３６ｄに対して搬送方向Ｄsの下流側には、本硬化用のＵＶ照射器３７ｂが設けられている。つまり、ＵＶ照射器３７ｂは、ＵＶ照射器３７ａより強い紫外線を照射することで、インクを完全に硬化（本硬化）させるものである。こうして仮硬化・本硬化を実行することで、複数の印刷ヘッド３６ａ〜３６ｄが形成したカラー画像をシートＳ表面に定着させることができる。

さらに、ＵＶ照射器３７ｂに対して搬送方向Ｄsの下流側には、印刷ヘッド３６ｅが設けられている。この印刷ヘッド３６ｅは、透明のＵＶインクをインクジェット方式でノズルから吐出する。印刷ヘッド３６eは、ユニット支持部材３５によって回転ドラム３０に対して位置決めされ、若干のクリアランス（プラテンギャップ）を空けて回転ドラム３０に対向する。これによって、印刷ヘッド３６eは、所定のペーパーギャップを空けて、回転ドラム３０に巻き掛けられたシートＳ表面に対向する。こうしてユニット支持部材３５によってプラテンギャップが規定された状態で、印刷ヘッド３６eがインクを吐出することで、シートＳ表面の所望の位置にインクが着弾して、シートＳ表面のカラー画像が透明インクで覆われる。

このように印刷ヘッド３６ａ〜３６ｅ、ＵＶ照射器３７ａ、３７ｂがユニット支持部材３５に装着されて、プロセスユニット３Ｕが構成されている。なお、ユニット支持部材３５は、Ｙ方向に延びる２本のレール３５１にＸ方向から架け渡されており、印刷ヘッド３６a〜３６e、ＵＶ照射器３７a、３７bを伴ってレール３５１上をＹ方向に移動自在となっている。そして、シートＳへ印刷を実行する場合は、ユニット支持部材３５は回転ドラム３０へ対向する印刷位置Ｔa（図２）に位置決めされる。一方、印刷ヘッド３６a〜３６e、ＵＶ照射器３７a、３７bへ、作業者がメンテナンスを実行する場合は、ユニット支持部材３５は、回転ドラム３０からＹ方向へ外れた作業位置Ｔc（図２）に位置決めされる。これによって、回転ドラム３０から離れた作業位置Ｔcで、作業者が印刷ヘッド３６a〜３６e、ＵＶ照射器３７a、３７bへのメンテナンスを実行できる。なお、作業者による作業位置Ｔcへのアクセスは、ハウジング部材１０の後側（−Ｙ側）に設けられた開閉扉（図示を省略）を開けて実行される。

さらに、プロセス部３では、印刷ヘッド３６ｅに対して搬送方向Ｄsの下流側に、ＵＶ照射器３８が設けられている。このＵＶ照射器３８は強い紫外線を照射することで、印刷ヘッド３６ｅが吐出した透明インクを完全に硬化（本硬化）させるものである。これによって、カラー画像を覆う透明インクをシートＳ表面に定着させることができる。

プロセス部３によりカラー画像の形成されたシートＳは、後駆動ローラー３２によって巻取部４へと搬送される。この巻取部４は、シートＳの端を巻き付けた巻取軸４０の他に、巻取軸４０と後駆動ローラー３２の間でシートＳを裏面側から巻き掛ける従動ローラー４１を有する。巻取軸４０は、シートＳの表面を外側に向けた状態で、シートＳの端を巻き取って支持する。つまり、巻取軸４０が図１の紙面において時計回りに回転すると、後駆動ローラー３２から搬送されてきたシートＳが従動ローラー４１を経由して巻取軸４０に巻き取られる。ちなみに、シートＳは、巻取軸４０に着脱自在な芯管（図示省略）を介して巻取軸４０に巻き取られる。したがって、巻取軸４０に巻き取られたシートＳが満杯になった際には、芯管ごとシートＳを取り外すことが可能となっている。

ところで、印刷ヘッド３６a〜３６eから吐出されるＵＶインクは、紫外線の照射によって発熱しながら硬化する。そのため、ＵＶインクからの熱がシートＳを介して回転ドラム３０に伝導して、回転ドラム３０を熱膨張させる。その結果、回転ドラム３０と印刷ヘッド３６a〜３６eの間隔（プラテンギャップ）が変動するおそれがある。特に、図１に示すように、シートＳの回転ドラム３０に巻き掛けられた部分にＵＶランプ３７a、３７b、３８が紫外線を照射する印刷装置１では、ＵＶインクの硬化時の発熱で回転ドラム３０が加熱されてプラテンギャップが変動するといった問題が顕著となる場合がある。また、ＵＶインクからの熱以外にも、ＵＶランプ３７a、３７b、３８が発する熱によっても回転ドラムが加熱されるおそれがある。そこで、印刷装置１は、回転ドラム３０を冷却するために、回転ドラム３０の中空部３００を通過する気流を生成する気流生成機構を備える。続いては、図１に図２〜図４を加えて、気流生成機構を中心に説明を行う。

図２は、図１に示した印刷装置の概略構成を模式的に例示する平面図である。図３は、図１に示した印刷装置の概略構成を部分的に例示した前方斜視図である。図４は、図１に示した印刷装置の概略構成を部分的に例示した後方斜視図である。図３および図４では、ハウジング部材１０の上部が取り外されて印刷装置１の内部構成が示されるとともに、プロセスユニット３ＵやシートＳ等の装置各部の記載が省略されている。また図４では排気ファン６３を、フレーム部材８３に対して透視した状態で記載している。

図２から明らかなように、印刷装置１では、シートＳへの画像形成を行う印刷空間Ｒaと、Ｙ方向の後側（−Ｙ側）で印刷空間Ｒaに隣接する流路空間Ｒbと、Ｙ方向の後側（−Ｙ側）で流路空間Ｒbに隣接する作業空間Ｒcとが設けられている。そして、気流生成機構６は、図１に示した各構成（回転ドラム３０等）が配備された印刷空間ＲaをＹ方向に抜ける気流を、流路空間Ｒbを介して排出するものである。具体的には、気流生成機構６は、回転ドラム３０に対して軸方向Ｙの前側（＋Ｙ側）に設けられた４個の送風ファン６１と、回転ドラム３０に対して軸方向Ｙの後側（−Ｙ側）に設けられた６個の排気ファン６２、６３とを有する。

４個の送風ファン６１は、回転ドラム３０の回転中心線（円筒形状の中心線）を含んで水平な仮想平面Ｐ30に対して下方（印刷ヘッド３６a〜３６eが配置された仮想平面Ｐ30の上方に対して逆側）でＸ方向に並ぶ。各送風ファン６１は、回転ドラム３０の軸方向Ｙを向いて、中空部３００に対向する。ハウジング部材１０には、軸方向Ｙの前側（＋Ｙ側）から中空部３００に対向するルーバー１１が形成されており、各送風ファン６１は、ルーバー１１を介して装置１外部から取り入れた空気を回転ドラム３０の中空部３００に送風する。これら４個の送風ファン６１のうち、真ん中の２個の送風ファン６１は、両端の２個の送風ファン６１よりも下方にずらして配置されている。こうして、中空部３００の形状に応じて４個の送風ファン６１を配置することで、中空部３００に効率的に送風することが可能となっている。

６個の排気ファン６２、６３も、回転ドラム３０の回転中心線を含んで水平な仮想平面Ｐ30に対して下方に配置されている。これら排気ファン６２、６３は、回転ドラム３０の中空部３００から吸い込んだ空気を、流路空間Ｒbを介して装置１外部に排出する。６個の排気ファン６２、６３のうち、４個の排気ファン６２は、回転ドラム３０の軸方向Ｙに中空部３００の逆側を向いた状態で、印刷空間Ｒaと流路空間Ｒbの境界に配置されている。したがって、各排気ファン６２は、中空部３００から吸い込んだ空気を、軸方向Ｙに平行に流路空間Ｒbへ吐き出す。

一方、２個の排気ファン６３は、回転ドラム３０の軸方向Ｙに直交する水平方向Ｘに両外側を向いた状態で、水平方向Ｘにおける中空部３００の両端に対応して配置されている。したがって、水平方向Ｘの右側（−Ｘ側）の排気ファン６３は、中空部３００から吸い込んだ空気や排気ファン６２が吐き出した空気を、水平方向Ｘの右側（−Ｘ側）へ向けて流路空間Ｒbに沿って吐き出す。また、水平方向Ｘの左側（＋Ｘ側）の排気ファン６３は、回転ドラム３０の中空部３００から吸い込んだ空気や排気ファン６２が吐き出した空気を、水平方向Ｘの左側（＋Ｘ側）へ向けて流路空間Ｒbに沿って吐き出す。ハウジング部材１０には、水平方向Ｘにおける流路空間Ｒbの両端に対応する箇所にルーバー１２が設けられており、各排気ファン６３が吐き出した空気は、ルーバー１２を介して装置１外部へ出る。

このように送風ファン６１および排気ファン６２、６３を有する気流生成機構６が設けられている。そのため、印刷装置１内部では、回転ドラム３０の中空部３００を軸方向Ｙに抜けて流路空間Ｒbに空気が流れ込む気流Ｆaと、回転ドラム３０から流路空間Ｒbに流れ込んだ空気が水平方向Ｘへ向いて排出される気流Ｆbとが生成される。つまり、装置１外部から取り込まれた空気は、気流Ｆaに沿って軸方向Ｙへ移動した後に、気流Ｆbに沿って水平方向Ｘへ移動して、装置１外部へ出る。この際、水平方向Ｘへ向く排気ファン６３が気流Ｆaの先に配置されていることから、気流Ｆaから気流Ｆbへの気流の切り換えがスムーズに実行される。このように、排気ファン６３は、回転ドラム３０の中空部３００から空気を排気するだけでなく、気流を切り換える気流切換ファンとしても機能している。

また、印刷装置１では、印刷空間Ｒa、流路空間Ｒbおよび作業空間Ｒcを仕切るように配置されたフレーム部材８１、８２、８３が設けられている。フレーム部材８１、８２、８３は、Ｘ方向に延びる略平板形状を具備しており、Ｙ方向にこの順番で配置されている。フレーム部材８１は、ハウジング部材１０のＹ方向の前側（＋Ｙ側）のフロント部分と回転ドラム３０の間に配置され、Ｘ方向に並ぶ４個の開口８１１をルーバー１１と中空部３００の間に有する。そして、フレーム部材８１は、各開口８１１に嵌め込まれた送風ファン６１を保持する。フレーム部材８２は、印刷空間Ｒaと流路空間Ｒbとの境界に配置され、中空部３００に対向してＸ方向に並ぶ４個の開口８２１を有する。そして、フレーム部材８２は、各開口８２１に嵌め込まれた排気ファン６２を保持する。また、フレーム部材８２は、印刷空間Ｒaと流路空間Ｒbとの間を仕切って、中空部３００以外の箇所において空間Ｒa、Ｒb間の気流を遮る機能を果たす。フレーム部材８３は、流路空間Ｒbと作業空間Ｒcの境界に配置されており、流路空間Ｒbと作業空間Ｒcとの間を仕切って、空間Ｒb、Ｒc間の気流を遮る機能を果たす。

ちなみに、上述したとおり、印刷空間Ｒaの印刷位置Ｔaと作業空間Ｒcの作業位置Ｔcとの間で、ユニット支持部材３５は、印刷ヘッド３６a〜３６e、ＵＶ照射器３７a、３７bを伴ってＹ方向に移動自在である。こうして流路空間Ｔbを跨いで移動するユニット支持部材３５への干渉を防止するために、フレーム部材８２、８３は、これら機能部３５、３６e〜３６e、３７a、３７bの移動経路よりも低く構成されている。ただし、空間Ｒb、Ｒc間の気流をしっかりと遮るために、フレーム部材８３は、排気ファン６２、６３よりも高く構成されている。具体的には、フレーム部材８２、８３の高さは、Ｙ方向に回転ドラム３０と対向する範囲では、仮想平面Ｐ30の高さと同じになっている。

以上が、回転ドラム３０を冷却する気流Ｆa、Ｆbを生成する気流生成機構６の構成である。続いては、気流生成機構６の冷却対象である回転ドラム３０の一例について詳述する。図５は、回転ドラムの構成を部分的に例示した前方斜視図である。上述のとおり、回転ドラム３０は、軸方向Ｙに貫通する中空部３００を囲む外周部材３０１（リム）と、中空部３００内に配置されて軸方向Ｙに伸びる回転軸３０２とを有する。さらに、図５に示すように、回転ドラム３０は、回転軸３０２からその径方向へ放射状に延びて、回転方向Ｄs（周方向）に等角度を開けて並ぶ複数のアーム３０３（リブ）を中空部３００内に有する。そして、外周部材３０１の内周面３０１bが複数のアーム３０３によって回転軸３０２に接続される。こうして、外周部材３０１が複数のアーム３０３によって支持される。

アーム３０３は、回転ドラム３０の径方向の外側へ向かうに連れて薄くなる平板形状に構成され、軸方向Ｙにおいて外周部材３０１と同じ長さを有する。アーム３０３には、軸方向Ｙに長尺で径方向に幅Ｗaの長孔形状を有して回転方向Ｄsに貫通する通気孔３０３aが形成されている。通気孔３０３aは、アーム３０３において、軸方向Ｙおよび径方向のそれぞれに複数ずつ設けられて、二次元的に配列されている。さらに、アーム３０３の外側の領域には、通気孔３０３aが形成されていないフィン機能部３０３bが設けられている。このフィン機能部３０３bは、径方向において、外周部材３０１の内周面３０１bから回転軸３０２へ向けて幅Ｗbに渡って設けられており、通気孔３０３aの幅Ｗa以上の幅Ｗbを有する。軸方向Ｙにおいては、フィン機能部３０３bは、外周部材３０１の全長に渡って設けられている。

見方を変えると、回転ドラム３０の半径をｒとしたとき、通気孔３０３aは次のように設けられているとも言える。つまり、径方向において、回転ドラム３０の中心線からの距離がｒ／２以内のアーム３０３の領域Ｒ1での通気孔３０３aの総面積は、回転ドラム３０の中心線からの距離がｒ／２よりも長いアーム３０３の領域Ｒ2での通気孔３０３aの総面積よりも広い。こうして、回転ドラム３０の中心に近いアーム３０３の領域に偏って通気孔３０３aが設けられている。

さらに、回転ドラム３０は、周縁部３０１の内周面３０１bに形成された補助放熱部材３０４を有する。補助放熱部材３０４は、外周部材３０１の内周面３０１bにおいて回転方向Ｄs（周方向）へ１周する円環形状を有しており、軸方向Ｙに等間隔を空けて複数設けられて、図６に示す断面形状を有する。ここで、図６は、補助放熱部材の断面を模式的に例示したＹ方向部分断面図である。図６に示すように、複数の補助放熱部材３０４のぞれぞれは、外周部材３０１の内周面３０１bから突出して形成されて、内周面３０１bから同一の厚みＴ304を有する。各補助放熱部材３０４は、軸方向Ｙへの断面において、内周面３０１bから径方向に離れるにつれて細くなる台形状を有している。つまり、補助放熱部材３０４は、中空部３００を通過する気流Ｆaの上流側において、気流Ｆaの方向に傾いた壁面３０４aを有する。また、補助放熱部材３０４は外周部材の形状を維持する補強部材としての機能も有している。

そして、図５および図６のような構成を具備する回転ドラム３０の中空部３００を、気流生成部６により生成された気流Ｆaが通過する。その結果、気流Ｆaと回転ドラム３０との間で熱交換が行われて、回転ドラム３０が冷却され、プラテンギャップ（ペーパーギャップ）の変動が抑制される。こうして、シートＳへのインクの着弾位置を安定させて、良好な画像を形成することが可能となっている。

以上に説明したように、この実施形態では、回転ドラム３０は、円筒状をなした中空の外周部材３０１の外周面３０１aにシートＳを巻き掛ける。そして、回転ドラム３０の外周面３０１aに巻き掛けられたシートＳに印刷ヘッド３６a〜３６eがインクを吐出することで、シートＳに画像を記録することができる。また、回転ドラム３０の中空部３００（外周部材３０１に囲まれた部分）を通過する気流Ｆaを生成する気流生成部機構６が設けられており、回転ドラム３０はこの気流Ｆaによって冷却される。

ただし、回転ドラム３０は、その回転中心（回転軸）を通って当該回転中心の延在する軸方向Ｙに平行な回転軸３０２と、その径方向へ回転軸３０２から延びて外周部材３０１を支持するアーム３０３とを中空部３００内に有しており、回転軸３０２を中心とする回転方向Ｄsに回転する。したがって、回転ドラム３０の回転に伴って、中空部３００内にあるアーム３０３も回転方向Ｄsに回転する。しかも、アーム３０３の回転方向Ｄsは、中空部３０３を通過する気流Ｆaの方向に交差（概ね直交）するため、回転するアーム３０３が気流Ｆaを遮ってしまうおそれがあった。

これに対して、この実施形態では、アーム３０３を回転方向Ｄsに貫通する通気孔３０３aが設けられている。したがって、気流生成機構６によって生成された気流Ｆaは、回転方向Ｄsに通気孔３０３aを抜けることで、回転方向Ｄsに回転するアーム３０３に巻き込まれるのを回避しつつ、中空部３００を通過することができる。その結果、回転ドラム３０の中空部３００に対して大量かつ速やかな気流Ｆaを生成して、回転ドラム３０を効率的に冷却することが可能となっている。

ところで、上述のとおり、回転ドラム３０の加熱が問題となるのは、回転ドラム３０の熱膨張によって回転ドラム３０と印刷ヘッド３６a〜３６eの間隔が変動する点にある。特に、回転ドラム３０の外周面３０１aの膨張は、回転ドラム３０と印刷ヘッド３６a〜３６eの間隔に大きく影響する。したがって、この外周面３０１aが形成された回転ドラム３０の外周部材３０１を効率的に冷却することが重要となる。これに対してこの実施形態のアーム３０３は、外周部材３０１の内周面３０１bから回転軸３０２へ向けて径方向に幅Ｗbを有して、通気孔３０３aが設けられていないフィン機能部３０３bを有する。このような構成では、フィン機能部３０３b以外に設けられた通気孔３０３aによって大量かつ速やかな気流Ｆaを中空部３００に確保しつつも、外周部材３０１に近いアーム３０３の部分（フィン機能部３０３b）には気流Ｆaをしっかりと当てることができる。その結果、外周部材３０１は、このフィン機能部３０３bを介して、大量かつ速やかな気流Ｆaとの間での熱交換を行うことができ、外周部材３０１の効率的な冷却を図ることができる。

特に、径方向におけるフィン機能部３０３bの幅Ｗbは、径方向における通気孔３０３aの幅Ｗa以上の長さを有する。このようにフィン機能部３０３bに幅Ｗb（≧Ｗa）を持たせることで、外周部材３０１の効率的な冷却を確実に図ることができる。

また、この実施形態では、径方向において、回転ドラム３０の中心線からの距離がｒ／２以内のアーム３０３の領域での通気孔３０３aの総面積は、回転ドラム３０の中心線からの距離がｒ／２よりも長いアーム３０３の領域での通気孔３０３aの総面積よりも広い（ｒは回転ドラム３０の半径）。このような構成では、回転ドラム３０の中心に近いアーム３０３の領域に偏って通気孔３０３aが設けられるため、外周部材３０１に近いアーム３０３の領域に対しては、気流Ｆが抜けずに吹き付けられることとなる。その結果、外周部材３０１は、大量かつ速やかな気流Ｆaとの間での熱交換を行うことができ、外周部材３０１の効率的な冷却を図ることができる。

さらに、この実施形態では、外周部材３０１の内周面３０１bから回転軸３０２の間で径方向に複数の通気孔３０３aが各アーム３０３に設けられている。また、軸方向Ｙにおいても、複数の通気孔３０３aが各アーム３０３に設けられている。このように複数の通気孔３０３aを各アーム３０３に設けることで、アーム３０３による気流Ｆaの妨げを効果的に抑制することができ、回転ドラム３０の中空部３００に対して大量かつ速やかな気流Ｆaを生成して、回転ドラム３０の冷却効率を向上させることができる。

また、この実施形態では、外周部材３０１の内周面３０１bにアーム３０３とは別の補助放熱部材３０４がさらに設けられている。このような構成では、外周部材３０１に設けられた補助放熱部材３０４に気流Ｆaをしっかりあてることができ、外周部材３０１は、補助放熱部材３０４を介して、大量かつ速やかな気流Ｆaとの間での熱交換を行うことができ、外周部材３０１の効率的な冷却を図ることができる。

特に、この実施形態では、外周部材３０１の内周面３０１bの周方向に１周する円環形状に補助放熱部材３０４が形成されている。このように補助放熱部材３０４を設けることで、補助放熱部材３０４を介した気流Ｆaと外周部材３０１との熱交換を促進することができ、外周部材３０１の効率的な冷却を確実に図ることができる。

しかも、補助放熱部材３０４は、気流Ｆaが通過する方向へ傾いた壁面３０４aを気流Ｆaの方向の上流側に有する。このように、補助放熱部材３０４が気流Ｆa方向の上流側に有する壁面３０４aを気流Ｆaの方向へ傾けることで、補助放熱部材３０４の壁面４０４aが気流Ｆaを妨げることを抑制できる。

さらに、補助放熱部材３０４は、軸方向Ｙに複数設けられており、各補助放熱部材３０４は、外周部材３０１の内周面３０１bから同一の厚みＴ304を有する。このように複数の補助放熱部材３０４の厚みＴ304を揃えることで、補助放熱部材３０４が気流Ｆaを妨げることを抑制できる。

このように、本実施形態では、印刷装置１が本発明の「画像記録装置」の一例に相当し、回転ドラム３０が本発明の「回転ドラム」の一例に相当し、中空部３００が本発明の「中空部」の一例に相当し、外周部材３０１が本発明の「外周部材」の一例に相当し、外周面３０１aが本発明の「外周面」の一例に相当し、内周面３０１bが本発明の「内周面」の一例に相当し、回転軸３０２が本発明の「軸部材」の一例に相当し、アーム３０３が本発明の「支持部材」の一例に相当し、通気孔３０３aが本発明の「通気孔」の一例に相当し、フィン機能部３０３bが本発明の「フィン機能部」の一例に相当し、補助放熱部材３０４が本発明の「補助放熱部材」の一例に相当し、回転方向Ｄsが本発明の「回転方向」の一例に相当し、気流生成機構６が本発明の「気流生成部」の一例に相当し、気流Ｆaが本発明の「気流」の一例に相当し、印刷ヘッド３６a〜３６eが本発明の「吐出ヘッド」の一例に相当し、ＵＶランプ３７a，３７b，３８が本発明の「光照射部」の一例に相当し、シートＳが本発明の「記録媒体」の一例に相当し、ＵＶインクが本発明の「液体」の一例に相当する。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したものに対して種々の変更を加えることが可能である。例えば、上記実施形態では、回転ドラム３０を膨張させる熱としてＵＶインクの硬化反応熱を挙げて、本発明の適用事例について説明した。しかしながら、回転ドラム３０を膨張させる熱源はＵＶインクに限られない。したがって、モーターやアクチュエーターといった駆動源が熱源となる場合についても本発明を好適に適用することができる。よって、ＵＶインクを用いない印刷装置１も本発明の適用対象となり得る。

また、アーム３０３の形状、個数および配置態様等については、適宜変更が可能である。また、アーム３０３に設けた通気孔３０３aの形状、個数および配置態様等についても、適宜変更が可能であり、例えば通気孔３０３aがアーム３０３において占める面積関係は上記に限られない。

さらに、アーム３０３に設けたフィン機能部３０３bの配置態様も適宜変更が可能である。したがって、フィン機能部３０３bは、軸方向Ｙにおいて、外周部材３０１の全長に渡って設けられる必要はなく、部分的に設けられても良い。あるいは、フィン機能部３０３bを排することも可能である。

また、回転ドラム３０に設けられた補助放熱部材３０４の形状、個数および配置態様等についても適宜変更が可能である。あるいは、補助放熱部材３０４を排することも可能である。

また、気流生成機構６についても種々の変更が可能である。したがって、送風ファン６１や排気ファン６２、６３の個数および配置態様等についても適宜変更が可能である。あるいは、送風ファン６１のみや排気ファン６２のみで気流Ｆaを生成するように、気流生成機構６を構成してもよい。

さらに、印刷ヘッド３６a〜３６eやＵＶランプ３７a、３７b、３８の個数および配置態様等についても適宜変更が可能である。したがって、例えばＵＶランプ３７a、３７b、３８は、シートＳの回転ドラム３０への巻き掛け部に対向して配置される必要は必ずしもない。

１…印刷装置、 ３０…回転ドラム、 ３００…中空部、 ３０１…外周部材、 ３０１a…外周面、 ３０１b…内周面、 ３０２…回転軸、 ３０３…アーム、 ３０３a…通気孔、 ３０３b…フィン機能部、 ３０４…補助放熱部材、 Ｄs…回転方向、 ６…気流生成機構、 ６１…送風ファン、 ６２…排気ファン、 ６３…排気ファン、 Ｆa，Ｆb…気流、 ３６a〜３６e…印刷ヘッド、 ３７a，３７b，３８…ＵＶランプ、 Ｓ…シート

Claims (10)

1. 円筒状をなした中空の外周部材の外周面に記録媒体を巻き掛けつつ回転する回転ドラムと、
   前記回転ドラムの前記外周面に対向して、前記回転ドラムの前記外周面に巻き掛けられた前記記録媒体に液体を吐出する吐出ヘッドと、
   前記回転ドラムの前記外周部材に囲まれた中空部を通過する気流を生成する気流生成部と
   を備え、
   前記中空部は、前記回転ドラムの回転軸の延在する軸方向に貫通し、
   前記回転ドラムは、前記回転軸を通って前記軸方向に平行な軸部材と、当該回転ドラムの径方向へ前記軸部材から延びて前記外周部材を支持する板状の支持部材とを前記中空部内にさらに有して、前記軸部材を軸とする回転方向に回転し、
   前記支持部材は、当該支持部材を前記回転方向に貫通する通気孔を有することを特徴とする画像記録装置。
2. 前記回転ドラムの半径をｒとしたとき、前記径方向において、前記回転ドラムの回転軸からの距離がｒ／２以内の前記支持部材の領域での前記通気孔の総面積は、前記回転ドラムの回転軸からの距離がｒ／２よりも長い前記支持部材の領域での前記通気孔の総面積よりも広い請求項１に記載の画像記録装置。
3. 前記支持部材は、前記外周部材の内周面から前記軸部材へ向けて前記径方向に幅を有して、前記通気孔が設けられていないフィン機能部を有する請求項１または２に記載の画像記録装置。
4. 前記径方向における前記フィン機能部の幅は、前記径方向における前記通気孔の幅以上の長さを有する請求項３に記載の画像記録装置。
5. 前記通気孔は、前記外周部材の内周面から前記軸部材の間で前記径方向に複数設けられている請求項１ないし４のいずれか一項に記載の画像記録装置。
6. 前記通気孔は、前記軸方向に複数設けられている請求項１ないし５のいずれか一項に記載の画像記録装置。
7. 前記回転ドラムは、前記外周部材の内周面に前記支持部材とは別の補助放熱部材をさらに有する請求項１ないし６のいずれか一項に記載の画像記録装置。
8. 前記補助放熱部材は、前記外周部材の内周面の周方向に１周する円環形状を有する請求項７に記載の画像記録装置。
9. 前記補助放熱部材は、前記気流が通過する気流方向へ傾いた壁面を前記気流方向の上流側に有する請求項１ないし８のいずれか一項に記載の画像記録装置。
10. 前記吐出ヘッドが前記記録媒体に吐出した前記液体に光を照射する光照射部をさらに備え、
    前記液体は、前記光が照射されると発熱しながら硬化する光硬化型の液体であり、
    前記光照射部は、前記記録媒体の前記回転ドラムに巻き掛けられた部分に前記光を照射する請求項１ないし９のいずれか一項に記載の画像記録装置。
    

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