JP6087032B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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Description
図1〜図11を用いて、本発明の第1実施の形態に係る画像形成装置を説明する。
図1に示されるように、本実施の形態に係る画像形成装置10は、枚葉の記録媒体(用紙)Pに、光硬化型インクとしての水性UVインク(水性媒体を使用した紫外線硬化型インク)を用いてインクジェット方式により画像を形成する構成とされている。この画像形成装置10は、記録媒体Pを給紙する給紙部12と、記録媒体Pを搬送する搬送手段と、処理液付与部14と、処理液乾燥処理部16と、画像形成部18と、乾燥処理部21及び光照射部22を含むインク定着処理部20と、全体システムの制御を司る図示を省略した制御手段と、記録媒体Pを排紙する排紙部24とを主要部として備えている。
給紙部12は、給紙台30に積載された記録媒体Pを1枚ずつ処理液付与部14に給紙する構成とされている。給紙部12は、主として、給紙台30と、サッカー装置32と、給紙ローラ対34と、フィーダボード36と、前当て部38と、給紙ドラム40とを備えている。
処理液付与部14は、記録媒体Pの表面(画像形成面)に所定の処理液を付与する構成とされている。処理液付与部14は、主として、記録媒体Pを搬送する処理液付与ドラム42と、処理液付与ドラム42によって搬送される記録媒体Pの画像形成面に所定の処理液を付与する処理液付与ユニット44とを備えている。記録媒体Pの表面に付与する処理液は、搬送方向下流側に配設された画像形成部18において記録媒体Pに吐出(打滴)する光硬化型インク中の色材(顔料)を凝集させる機能を有する凝集剤である。このような処理液を記録媒体Pの表面に付与して光硬化型インクを吐出することにより、汎用の印刷用紙を用いた場合であっても、着弾干渉等を起こすことなく、高品位な画像を形成することができる。
処理液乾燥処理部16は、記録媒体Pの表面に付与された処理液を乾燥する構成とされている。処理液乾燥処理部16は、主として、記録媒体Pを搬送する処理液乾燥処理ドラム46と、用紙搬送ガイド48と、処理液乾燥処理ドラム46によって搬送される記録媒体Pの画像形成面に乾燥風を吹当てて乾燥させる処理液乾燥処理ユニット50とを備えている。
画像形成部18は、記録媒体Pの画像形成面にマゼンダ(M)、ブラック(K)、シアン(C)およびイエロー(Y)の各色の光硬化型インクの液滴を吐出して、記録媒体Pの画像形成面にカラー又はモノクロ画像を形成(印刷、記録又は描画)する構成とされている。画像形成部18は、主として、記録媒体搬送部としての画像形成ドラム52と、記録媒体押えローラ54と、液体吐出ヘッドとしてのインク吐出ヘッド56M、56K、56C、56Yと、インラインセンサ58と、ミストフィルタ60とを備えている。ここで、マゼンダ色のインクはインク吐出ヘッド56Mから吐出される。ブラック色のインクはインク吐出ヘッド56Kから、シアン色のインクはインク吐出ヘッド56Cから、イエロー色のインクはインク吐出ヘッド56Yからそれぞれ吐出される。なお、上記のように、各インク吐出ヘッド56M、56K、56Cおよび56Yから吐出させるインクには光硬化型インクが使用されている。光硬化型インクは、吐出後に、光(ここでは紫外線)を照射して硬化させている。
図1に示されるように、画像形成部18において、画像形成ドラム52の下部の周面52Sに対向して冷却ユニット110が設けられている。周面52Sは、画像形成ドラム52の周面上にあり、画像形成ドラム52の回転により、画像形成ドラム52の搬送範囲TR内から周方向へずれた搬送範囲TR外の範囲、つまり非搬送範囲NTの周面である。冷却ユニット110は、主として、気体圧縮機100と、誘導部102とを備えている。気体圧縮機100は、画像形成装置10の外部から供給される一次圧縮気体(106C)からこの一次圧縮気体よりも低温度の二次圧縮気体(108C)を吹出す構成とされている。誘導部102は、気体圧縮機100から吹出された二次圧縮気体を画像形成ドラム52の周面52Sに導き、少なくとも画像形成ドラム52の回転軸C方向に沿って二次圧縮気体を拡散させる構成とされている。つまり、気体圧縮機100から吹出された二次圧縮気体は、誘導部102を介して、回転動作中の画像形成ドラム52の周面52Sに吹付けられる構成とされている。なお、気体圧縮機100及び誘導部102の詳細な構成については、後述する。
インク定着処理部20は、記録媒体Pの画像形成面に残存する液体成分を除去し、画像形成後の記録媒体Pの後処理を行う構成とされている。インク定着処理部20は、主として、画像が記録された記録媒体Pを搬送するチェーングリッパ64と、チェーングリッパ64によって搬送される記録媒体Pにバックテンションを付与するバックテンション付与機構66と、チェーングリッパ64によって搬送される記録媒体Pを定着処理するインク定着手段としての乾燥処理部21及び光照射部22とを備えている。
乾燥処理部21は、チェーングリッパ64の搬送方向上流側において、チェーングリッパ64の内部に設けられた複数の乾燥処理ユニット68を備えている。複数の乾燥処理ユニット68は搬送方向に沿って配列されている。乾燥処理ユニット68は記録媒体Pの画像形成面に乾燥風(例えば熱風)を吹付ける構成とされている。乾燥処理ユニット68により乾燥風が吹付けられると、光硬化型インク中の水分量を光照射部22による光(紫外線)の照射前に減少させることができる。これにより、この後の光照射において光硬化型インクの硬化性を確保することができる。
光照射部22は、光硬化型インクを用いて形成された画像に、本実施の形態では光として紫外線(UV)を照射して、画像を定着させる構成とされている。光照射部22は、主として、チェーングリッパ64と、バックテンション付与機構66と、記録媒体Pに光を照射する照射ユニット74とを備えて構成されている。
排紙部24は一連の画像形成処理が行われた記録媒体Pを回収する構成とされている。排紙部24は、主として、光照射により光硬化型インクが定着された記録媒体Pを搬送するチェーングリッパ64と、記録媒体Pを積重ねて回収する排紙台76とを備えている。排紙台76には、記録媒体Pを整然と積重ねる図示を省略した用紙当て(前用紙当て、後用紙当て、横用紙当て等)が設けられている。また、排紙台76には、記録媒体Pを昇降可能な図示を省略した排紙台昇降装置が設けられている。排紙台昇降装置では、排紙台76に回収される記録媒体Pの増減に連動して昇降の駆動が制御され、最上位の記録媒体Pを常に一定の高さに位置する調整が行われる。
ここで、本実施の形態における光硬化型インクとしては、例えば光としての紫外線の照射により硬化する水性紫外線インクが使用されている。水性紫外線インクには、顔料と、ポリマー粒子と、活性エネルギー線により重合する水溶性の重合性化合物と、光重合開始剤とが含まれることが好ましい。このような水性紫外線インクは、紫外線が照射されて硬化すると、画像の耐擦性に優れ、画像の膜強度を高くできる。なお、色材として、水性紫外線インクに染料が含まれてもよい。
図2に示されるように、画像形成装置10が設置される室内160には、画像形成装置10の外部装置として圧縮気体発生源120が配設されている。圧縮気体発生源120は、気体を圧縮して一次圧縮気体106C(図6、図7等参照)を生成するコンプレッサである。一次圧縮気体106Cは、本実施の形態において、空気を圧縮して生成した圧縮空気である。一次圧縮気体106Cは図1に示される気体圧縮機100に供給される構成とされている。圧縮気体発生源120は、画像形成装置10に専用として設置されたコンプレッサ、画像形成装置10の他の装置にも圧縮空気を供給するコンプレッサ、画像形成装置10が設置された室内160に設備として組込まれたコンプレッサのいずれを使用してもよい。圧縮気体発生源120にはこの圧縮気体発生源120の動作を制御する制御装置122が接続されている。
図2に示されるように、室内160において、画像形成装置10の背面側には、画像形成装置10の外部装置としてのエアーステーション130が配設されている。エアーステーション130は、画像形成装置10の画像形成動作によって発生した装置内部の熱を室外162に排気する構成とされている。また、エアーステーション130は、圧縮気体発生源120の気体圧縮動作によって発生した熱も室外162に排気する構成とされている。
図3に示されるように、圧縮気体発生源120の制御装置122は、主として、漏電遮断器122Aと、電磁開閉器122Bと、スイッチング電源122Cとを備えている。漏電遮断器122Aは外部電源150に接続されている。外部電源150は3相交流200Vである。スイッチング電源122Cは漏電遮断器122Aに接続されている。電磁開閉器122Bは漏電遮断器122A、スイッチング電源122Cのそれぞれに接続されている。また、電磁開閉器122Bは排気ファン140に接続されており、電磁開閉器122Bのスイッチが投入されると、排気ファン140の動作が開始される。
図1に示される画像形成装置10の冷却ユニット110において、気体圧縮機100は、図4及び図5に示されるように、画像形成ドラム52の直下において周面52Sに対向して配設されている。詳しく説明すると、図4に示されるように、画像形成ドラム52の軸方向Cに沿って本実施の形態では2個の気体圧縮機100が設けられている。一方の気体圧縮機100は画像形成ドラム52の軸方向Cの片側(図4の左側)を冷却し、他方の気体圧縮機100は画像形成ドラム52の軸方向Cの他の片側(図4の右側)を冷却する構成とされている。本実施の形態において、2個の気体圧縮機100は搬送方向における位置を一致させて配置されている。気体圧縮機100は、回転軸Cからの垂線上であって画像形成ドラム52の直下に対向して配設されると、周面52Sとの離間距離を最も短く設定可能であるので、冷却効率の向上の点において好ましい。本実施の形態では、図5に示されるように、画像形成ドラム52の直下(垂線)よりも搬送方向下流側となる乾燥処理部21側へ寸法Dだけずれて気体圧縮機100が配設されている。寸法Dは画像形成ドラム52の半径よりも小さい寸法であり、ここでは数cm〜十数cmの範囲である。
図4、図5、図7、図8(A)、図8(B)及び図8(C)に示されるように、誘導部102は、気体圧縮機100の冷気吹出口100Eから吹出される二次圧縮気体108Cを画像形成ドラム52の周面52Sへ導き拡散させる構成とされている。詳しく説明すると、特に図8(A)及び図8(B)に示されるように、誘導部102は、回転軸Cに沿って吹出された二次圧縮気体108Cの流れを画像形成ドラム52の周面52Sへ向けて流れる二次圧縮気体108C1として導く誘導板102Aを備えている。本実施の形態において、搬送方向下流側から見て、誘導板102Aの周面52S側の表面と回転軸Cとがなす内角αが30度〜50度の範囲に設定されている。また、本実施の形態において、誘導板102Aは、幅方向を水平方向に一致させて設けられている。なお、誘導板102Aは、幅方向を画像形成ドラム52の周面52Sから鉛直に伸びる法線に対して直角に設定してもよい。
本実施の形態に係る画像形成装置10は、図1及び図5に示されるように、画像形成ドラム52が外周部に記録媒体Pを保持可能とし、画像形成ドラム52が回転すると回転軸Cに対する一方側から他方側へ記録媒体Pが搬送可能とされる。インク吐出ヘッド56M、56K、56Cおよび56Yは画像形成ドラム52が記録媒体Pを搬送する搬送範囲TR内で画像形成ドラム52の外周部に対向して設けられている。インク吐出ヘッド56M、56K、56Cおよび56Yは画像形成ドラム52が搬送可能とする記録媒体Pにインクを吐出して画像を形成可能とする。一方、画像形成ドラム52の外周部において搬送範囲TR内から周方向にずれた搬送範囲TR外の範囲(非搬送範囲NT)の周面52Sに気体圧縮機100から二次圧縮気体108Cが吹付けられる。
図12を用いて、本発明の第2実施の形態を説明する。なお、第2実施の形態において、第1実施の形態の構成要素と同一の構成要素には同一符号を付し、重複する説明は省略する。
以上、本発明を上記実施の形態を用いて説明したが、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能である。例えば、本発明は、一次圧縮気体106Cとして、空気以外に窒素等の気体を圧縮して形成することができる。また、本発明は、2個の気体圧縮機100に限定されるものではなく、1個又は3個以上の気体圧縮機100を備えてもよい。複数個の気体圧縮機100が配設される場合、それぞれの気体圧縮機100は画像形成ドラム52の回転軸C方向に沿って二次圧縮気体108Cを吹出す構成とされるが、搬送方向における位置はずれていてもよい。
52 画像形成ドラム(記録媒体搬送部)
52S 周面
56M、56K、56C、56Y インク吐出ヘッド(液体吐出ヘッド)
100 気体圧縮機
100E 冷気吹出口(吹出口)
102 誘導部
102A 誘導板
102B、102C 誘導壁
120 圧縮気体発生源
130 エアーステーション
142 ブロワ装置
Claims (12)
- 回転して、外周部に保持可能とされる記録媒体が回転軸に対する一方側から他方側へ搬送可能とされる記録媒体搬送部と、
前記記録媒体搬送部が前記記録媒体を搬送可能とする搬送範囲内で前記記録媒体搬送部の外周部に対向し、前記記録媒体搬送部が搬送可能とする前記記録媒体に液体を吐出して画像を形成可能な液体吐出ヘッドと、
前記記録媒体搬送部の外周部における前記搬送範囲内から周方向にずれた搬送範囲外の範囲に対向し、装置外部から供給される一次圧縮気体から前記一次圧縮気体よりも低温度の二次圧縮気体を生成し、前記搬送範囲外の範囲に前記二次圧縮気体を吹付ける気体圧縮機と、
を備えた画像形成装置。 - 前記気体圧縮機は、前記回転軸方向に沿って前記二次圧縮気体を吹出す吹出口を有し、
前記吹出口から吹出される前記二次圧縮気体を前記搬送範囲外の範囲へ導き、かつ少なくとも前記回転軸方向へ拡散させる誘導部が設けられている
請求項1に記載の画像形成装置。 - 前記誘導部は前記二次圧縮気体の流れを導く誘導板を有し、
誘導板の表面と前記回転体の回転軸がなす内角が30度〜50度の範囲とされている
請求項2に記載の画像形成装置。 - 前記誘導板の両端部に、前記記録媒体搬送部の周方向へ前記二次圧縮気体を誘導する誘導壁が立設されている
請求項3に記載の画像形成装置。 - 前記誘導部は、前記記録媒体搬送部の直下に設けられている
請求項2〜請求項4のいずれか1項に記載の画像形成装置。 - 前記誘導部は、前記記録媒体搬送部の直下よりも前記記録媒体の搬送方向下流側に設けられている
請求項2〜請求項4のいずれか1項に記載の画像形成装置。 - 前記誘導部は、
前記記録媒体搬送部の周面側へ突出して前記二次圧縮気体を導く湾曲面若しくは多角面、又は
前記記録媒体搬送部の周面とは反対側へ凹んで前記二次圧縮気体を導く湾曲面若しくは多角面を備えている
請求項2に記載の画像形成装置。 - 前記誘導部は、前記記録媒体搬送部の熱伝導率よりも低い熱伝導率を有する材料によって形成されている
請求項2〜請求項7のいずれか1項に記載の画像形成装置。 - 前記記録媒体搬送部は、回転しながら前記記録媒体を受取り、巻掛けることによって前記記録媒体を保持可能としている
請求項1〜請求項8のいずれか1項に記載の画像形成装置。 - 前記気体圧縮機が、装置外部に設けられ、かつ前記一次圧縮気体を供給する圧縮気体発生源に接続されている
請求項1〜請求項9のいずれか1項に記載の画像形成装置。 - 前記圧縮気体発生源は、装置外部に設けられ、かつ装置内部の熱を室外に排気するブロワ装置に接続され、前記ブロワ装置の動作に同期して前記気体圧縮機に前記一次圧縮気体を供給する構成とされている
請求項10に記載の画像形成装置。 - 前記気体圧縮機は、ボルテックス効果により前記一次圧縮気体から前記二次圧縮気体を生成する構成とされている
請求項1〜請求項11のいずれか1項に記載の画像形成装置。
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