JP7073854B2 - 乾燥装置、液体吐出装置、乾燥方法、及びプログラム - Google Patents

Description

本発明は、乾燥装置、液体吐出装置、乾燥方法、及びプログラムに関する。

従来から、液体吐出方式を用いたプリンタ等の液体吐出装置が普及し、近年は、ポスターや食品包装等の産業用途でも利用が広がっている。尚、液体吐出方式とは、記録媒体上に水性インク等の液体を吐出して画像を形成する方式である。

このような液体吐出方式を用いた液体吐出装置では、記録媒体上に付着した液体を速やかに乾燥させるために、様々な工夫がなされている。具体的には、例えば、記録媒体の裏面に接触しながら記録媒体を加熱するローラと、記録媒体の表面に熱風を送風して記録媒体を加熱する送風手段とを設け、記録媒体を乾燥させる技術が知られている。

上記従来の技術では、例えば、記録媒体の搬送が急遽停止された場合等には、記録媒体の一箇所が加熱され続けることになり、記録媒体に対し、変形等といったダメージを与える可能性がある。しかし、記録媒体に接触するローラや熱風の温度を低くすると、乾燥に時間がかかる。

開示の技術は、上記事情に鑑みてこれを解決すべくなされたものであり、記録媒体に与えるダメージを低減させることを目的とする。

開示の技術は、吐出された液体が付着した記録媒体を乾燥させる乾燥装置であって、搬送される前記記録媒体において、吐出された前記液体が付着した面に温風を送風して加熱する非接触加熱部と、前記記録媒体において、前記液体が付着した面の裏側の面と接触して前記裏側の面を加熱する接触加熱部と、前記温風の温度が第一の目標温度となるように、前記非接触加熱部を制御する送風制御部と、前記接触加熱部の表面温度が第二の目標温度となるように、前記接触加熱部を制御する温度制御部と、前記非接触加熱部を覆おうチャンバと前記記録媒体との間に設けられ、台座部と、スライド部とを有するシャッタと、前記スライド部を移動させる駆動部と、前記記録媒体の搬送が停止したことを検出する搬送状態検出部と、を有し、前記第一の目標温度は、前記第二の目標温度よりも高い温度であり、前記駆動部は、前記温風の温度が第一の目標温度となったとき、前記スライド部を移動させて、前記チャンバと前記記録媒体との間に開口部を形成し、前記記録媒体の搬送が停止した場合に、前記駆動部が前記スライド部を移動させて前記開口部を塞ぐ。

記録媒体に与えるダメージを低減させる。

第一の実施形態の液体吐出装置の概要を説明する図である。 第一の実施形態の乾燥ユニットについて説明する図である。 第一の実施形態の制御部のハードウェア構成の一例を示す図である。 第一の実施形態の乾燥ユニットの機能を説明する図である。 第一の実施形態の乾燥ユニットの動作を説明するフローチャートである。 フィルムの温度と伸びの関係を説明する図である。 面状ヒータの温度と液体の乾燥時間との関係を示す図である。 ドラムヒータの温度と液体の乾燥時間との関係の一例を示す図である。 加熱ローラと記録媒体の裏面が接触している状態を示す図である。 第一の実施形態の乾燥ユニットを説明する他の図である。 第二の実施形態の乾燥ユニットを説明する図である。

（第一の実施形態）
以下に図面を参照して、実施形態について説明する。図１は、第一の実施形態の液体吐出装置の概要を説明する図である。

本実施形態の液体吐出装置１００は、液体吐出ユニット１１０と、乾燥ユニット１２０と、供給ユニット１３０と、排出ユニット１４０と、搬送ユニット１５０とを有している。

液体吐出装置１００は、供給ユニット１３０から供給される記録媒体２０を矢印で示した搬送方向１０に沿って搬送ユニット１５０により搬送する。また、本実施形態の液体吐出装置１００は、搬送される記録媒体２０に対して液体（インク）を吐出し、記録媒体２０の表面に液体を付着させ、画像を形成する。

このように、本実施形態の液体吐出装置１００は、記録媒体２００上に、液体を吐出して画像を形成する画像形成装置と言える。

ここで、本実施形態の記録媒体２０は、巻き取り可能なロール状の連帳のフィルム等であっても良い。具体的には、例えば、記録媒体２０は、延伸ポリプロピレン（ＯＰＰ；Oriented Poly-Propylene）を材質とした食品包装等の軟包装用途で用いられるフィルムであっても良いし、紙等であっても良い。記録媒体２０は、液体を付着させて乾燥させることができるものであれば、どのような材質のものであっても良い。

本実施形態の液体吐出ユニット１１０から吐出される液体は、例えば水性インクである。水性インクは、溶剤と着色剤を主成分とし、溶剤として主に水を使用したインクである。水性インクは、「水性の液体」の一例である。

本実施形態の液体吐出ユニット１１０は、ブラック用液体吐出ヘッド１Ｋと、イエロー用液体吐出ヘッド１Ｙと、シアン用液体吐出ヘッド１Ｃと、マゼンタ用液体吐出ヘッド１Ｍとを有している。各液体吐出ヘッド１Ｋ～１Ｍは、それぞれブラック（Ｋ）、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、及びマゼンタ（Ｍ）の４色の液体を吐出する。尚、液体吐出ユニット１１０は、例えば、グリーン（Ｇ）、レッド（Ｒ）、ライトシアン（ＬＣ）及び／又はその他の色に対応する液体吐出ヘッドを更に備えてもよい。またブラック（Ｋ）のみの液体吐出ヘッドを備えてもよい。

本実施形態の乾燥ユニット１２０は、記録媒体２０に吐出された液体を乾燥させる乾燥装置である。本実施形態の乾燥ユニット１２０の詳細は後述する。

本実施形態の供給ユニット１３０は、記録媒体２０が巻き付けられた供給ローラと、供給ローラを回転させるモータと、モータを制御する制御ユニットとを有しており、記録媒体２０を保持するとともに、記録媒体２０を液体吐出ユニット１１０へ供給する。

排出ユニット１４０は、記録媒体２０を巻き付ける排出ローラと、排出ローラを回転させるモータと、モータを制御する制御ユニットとを有し、乾燥ユニット１２０によって乾燥された記録媒体２０を巻き取る。

搬送ユニット１５０は、駆動ローラ、及び従動ローラを含む複数の搬送ローラと、駆動ローラを回転させるモータと、モータを制御する制御ユニットと、搬送ローラに巻回されたベルト部材とを有している。本実施形態の搬送ユニット１５０は、供給ユニット１３０から供給された記録媒体２０を、液体吐出ユニット１１０に向けて搬送する。また、搬送ユニット１５０は、乾燥ユニット１２０によって乾燥された記録媒体２０を、排出ユニット１４０に向かって搬送する。

次に、図２を参照して、本実施形態の乾燥ユニット１２０について説明する。図２は、第一の実施形態の乾燥ユニットについて説明する図である。

本実施形態の乾燥ユニット１２０は、温風送風部１２１、温風吸入部１２２、溶剤回収部１２３、チャンバ１２４、シャッタ１２５、シャッタ駆動部１２６、加熱ローラ１２７、制御部２００を有する。

温風送風部１２１は、内部にヒータを有しており、記録媒体２０の表面２０ａに対して熱風を送風する。言い換えれば、本実施形態の温風送風部１２１は、記録媒体２０と接触せずに、記録媒体２０のうち、液体吐出ユニット１１０から吐出された液体が付着した面を加熱する非接触加熱部である。また、本実施形態の温風送風部１２１が有するヒータは、記録媒体２０と接触せずに加熱するための非接触ヒータである。

温風吸入部１２２は、温風送風部１２１から送風された温風を吸入する。尚、図２の例では、温風吸入部１２２は、一箇所に設けられたものとしたが、これに限定されない。温風吸入部１２２は、温風送風部１２１の両側に設けられても良い。

溶剤回収部１２３は、記録媒体２０に付着したインクが、温風によって気化した場合に、気化したインクを回収する。

チャンバ１２４は、共に温風送風部１２１と温風吸入部１２２とを覆っており、チャンバ１２４と記録媒体２０との間にシャッタ１２５が設けられている。

シャッタ１２５は、記録媒体２０に対する温風の吹き付けと遮断を行う。具体的には、シャッタ１２５は、スライド部１２５ａと、台座部１２５ｂとを有する。スライド部１２５ａは、シャッタ駆動部１２６によって駆動されて台座部１２５ｂ上をスライド（移動）することで、開口部１２５ｃを形成する。

尚、本実施形態のスライド部１２５ａは、複数であって、それぞれが連動して台座１２５ｂ上をスライドする。

また、本実施形態では、開口部１２５ｃは、複数であって、それぞれが、温風送風部１２１が温風を送風する送風口と対向する位置と、温風吸入部１２２が温風を吸引する吸引口と対向する位置と、に設けられていても良い。

本実施形態のシャッタ１２５では、複数のスライド部１２５ａが連動して移動することで、複数の開口部１２５ｃが形成され、温風送風部１２１からの温風の吹き付けと、温風吸入部１２２による温風の吸引が行われる。

本実施形態では、シャッタ１２５において、スライド部１２５ａがスライドして開口部１２５ｃが形成された状態である場合、温風送風部１２１から送風される温風が記録媒体２０の表面２０ａに吹き付けられ、表面２０ａが加熱される。また、本実施形態では、シャッタ１２５のスライド部１２５ａがスライドしておらず、開口部１２５ｃが形成されていな状態である場合、温風送風部１２１から送風される温風がチャンバ１２４とシャッタ１２５が形成する空間内に留まり、記録媒体２０に対する温風の吹き付けが遮断される。したがって、記録媒体２０の表面２０ａに対する加熱は停止される。つまり、本実施形態のスライド部１２５ａは、温風送風部１２１から記録媒体２０に対して送風される温風を遮る遮断部の役割を果たす。

シャッタ駆動部１２６は、制御部２００からの指示に応じて、シャッタ１２５のスライド部１２５ａの移動を制御する。言い換えれば、シャッタ駆動部１２６は、制御部２００からの指示に応じて、スライド部１２５ａを搬送方向又は搬送方向と反対方向にスライド移動させて、開口部１２５ｃを設けたり、開口部１２５ｃを無くしたりする。尚、スライド部１２５ａは、搬送方向と直行する方向に移動しても良い。

加熱ローラ１２７は、温風送風部１２１と対向する位置に設けられており、記録媒体２０の裏面２０ｂを支持する支持部である。本実施形態の加熱ローラ１２７は、内部に加熱ローラ１２７のドラムを加熱するドラムヒータが設けられており、記録媒体２０の裏面２０ｂを加熱する。よって、加熱ローラ１２７は、記録媒体２０の裏面２０ｂと接触しながら、裏面２０ｂを加熱する接触加熱部である。言い換えれば、加熱ローラ１２７は、記録媒体２０において、液体吐出ユニット１１０から吐出された液体が付着した面の裏面に接触して記録媒体２０を加熱する接触加熱部である。

制御部２００は、液体吐出装置１００の上位装置等の指示によって、乾燥ユニット１２０を制御する。具体的には、制御部２００は、温風送風部１２１から送風される温風の温度と、加熱ローラ１２７の表面の温度とを制御する。また、制御部２００は、搬送ユニット１５０による記録媒体２０の搬送が停止された場合や、乾燥ユニット１２０が起動された場合等に、シャッタ駆動部１２６を制御して、シャッタ１２５のスライド部１２５ａを動作させる。

以下に、図３を参照して、本実施形態の制御部２００について説明する。図３は、第一の実施形態の制御部のハードウェア構成の一例を示す図である。

本実施形態の制御部２００はＣＰＵ（Central Processing Unit）２０１と、ＲＡＭ(Random Access Memory)２０２と、ＲＯＭ(Read Only Memory)２０３と、外部Ｉ／Ｆ（Interface）２０４と、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）２０５とを有している。また制御部２００は、温風温度センサＩ／Ｆ２０６と、非接触ヒータＩ／Ｆ２０７と、ドラム温度センサＩ／Ｆ２０８と、ドラムヒータＩ／Ｆ２０９とを有している。これらは、システムバスＢを介して相互に接続されている。

ＣＰＵ２０１は、制御部２００の動作を統括的に制御する。ＣＰＵ２０１は、ＲＡＭ２０２をワークエリア、すなわち作業領域として、ＲＯＭ２０３、又はＨＤＤ２０５等に格納されたプログラムを実行する。これにより制御部２００全体の動作を制御し、後述する各種機能を実現する。尚、ＣＰＵ２０１で行う処理の一部、又は全部は、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）やＡＳＩＣ等の電子回路で実現してもよい。

外部Ｉ／Ｆ２０４は、制御部２００の上位装置を接続するためのインタフェースである。

制御部２００は、温風温度センサＩ／Ｆ２０６、非接触ヒータＩ／Ｆ２０７、ドラム温度センサＩ／Ｆ２０８、及びドラムヒータＩ／Ｆ２０９のそれぞれを介して、温風温度センサ２１０、温風送風部１２１の有する非接触ヒータ、ドラム温度センサ２１２、及びドラムヒータに接続されている。これにより、これらの各機器とのデータ、又は信号の送受を可能としている。

温風温度センサ２１０は、温風送風部１２１から送風される温風の温度を検出し、温風温度センサＩ／Ｆ２０６を介して制御部２００にフィードバックする。また、ドラム温度センサ２１２は、加熱ローラ１２７の表面温度を検出し、ドラム温度センサＩ／Ｆ２０８を介して制御部２００にフィードバックする。温風温度センサ２１０、及びドラム温度センサ２１２は、例えば非接触型の放射温度計等である。

本実施形態では、制御部２００が、ＲＯＭ２０３、又はＨＤＤ２０５等に格納されたプログラムを読み出して実行することで、後述する乾燥ユニット１２０の機能を実現する。

尚、制御部２００は、例えば、供給ユニット１３０、排出ユニット１４０、搬送ユニット１５０の有するモータの制御まで行っても良い。

次に、図４を参照して、本実施形態の乾燥ユニット１２０の機能について説明する。図４は、第一の実施形態の乾燥ユニットの機能を説明する図である。

本実施形態の制御部２００は、送風制御部２３１、ドラム温度制御部２３２、搬送状態検出部２３３、開閉制御部２３４を有する。

本実施形態の送風制御部２３１は、温風送風部１２１を制御する。具体的には、送風制御部２３１は、温風送風部１２１からの送風開始及び送風停止を制御する。

また、送風制御部２３１は、温風温度検出部２３５を有し、温風送風部１２１から送風される温風の温度が、予め設定された第一の目標温度（温風設定温度）となるように制御する。具体的には、送風制御部２３１は、温風温度検出部２３５が検出した温風の温度が、温風設定温度となるように、温風送風部１２１の有するヒータ（非接触ヒータ）の発熱の度合いを制御する。発熱の度合いとは、具体的には、例えば、温風送風部１２１の有するヒータによる消費電力等によって示されても良い。

本実施形態の温風温度検出部２３５は、温風温度センサ２１０から出力される温度を取得することで、温風の温度を検出する。温風温度センサ２１０は、温風送風部１２１から送風される温風が吹き付けられる位置に設置されていても良い。

ドラム温度制御部２３２は、ドラム温度検出部２３６を有し、加熱ローラ１２７の表面の温度が予め設定された第二の目標温度（ドラム設定温度）となるように制御する。具体的には、ドラム温度制御部２３２は、ドラム温度検出部２３６が検出した加熱ローラ１２７の表面温度が、ドラム設定温度となるように、加熱ローラ１２７の有するドラムヒータの発熱の度合いを制御する。

本実施形態のドラム温度検出部２３６は、ドラム温度センサ２１２から出力される温度を取得することで、加熱ローラ１２７の表面温度を検出する。ドラム温度センサ２１２は、例えば、加熱ローラ１２７の表面の近傍であり、且つ、記録媒体２０と接触しない位置に配置されていても良い。

搬送状態検出部２３３は、搬送ユニット１５０による記録媒体２０が行われていることを検出する。言い換えれば、搬送状態検出部２３３は、搬送ユニット１５０による記録媒体２０の搬送が停止したことを検出する。

開閉制御部２３４は、搬送状態検出部２３３の検出結果に応じて、シャッタ駆動部１２６に対してスライド部１２５ａをスライドさせる。具体的には、開閉制御部２３４は、搬送状態検出部２３３により、記録媒体２０の搬送が停止されたことが検出されると、シャッタ駆動部１２６により、シャッタ１２５の開口部１２５ｃを閉じるようにスライド部１２５ａをスライドさせる。

尚、本実施形態のシャッタ１２５は、開口部１２５ｃが閉じられた状態を初期状態としても良い。この場合、開閉制御部２３４は、乾燥ユニット１２０の起動後に、温風の温度が温風設定温度となったとき、シャッタ駆動部１２６によってスライド部１２５ａをスライドさせ、開口部１２５ｃを形成しても良い。

次に、図５を参照して、本実施形態の乾燥ユニット１２０の動作について説明する。図５は、第一の実施形態の乾燥ユニットの動作を説明するフローチャートである。尚、図５の例では、乾燥ユニット１２０が起動する前の初期状態では、開口部１２５ｃは塞がれているものとして説明する。

本実施形態の制御部２００は、乾燥ユニット１２０が起動したか否かを判定する（ステップＳ５０１）。ステップＳ５０１において、乾燥ユニット１２０が起動すると、制御部２００は、送風制御部２３１に温風設定温度を設定し、ドラム温度制御部２３２にドラム設定温度を設定し、それぞれにおいてヒータによる加熱を開始する（ステップＳ５０２）。

尚、温風設定温度と、ドラム設定温度は、例えば、ＲＯＭ２０３、又はＨＤＤ２０５等に予め格納されている。

続いて、制御部２００は、温風送風部１２１から送風される温風の温度が、温風設定温度となったか否かを判定する（ステップＳ５０３）。ステップＳ５０３において、温風の温度が温風設定温度となっていない場合、制御部２００は、温風温度検出部２３５によって温風の温度が温風設定温度となったことが検出されるまで、待機する。

ステップＳ５０３において、温風の温度が温風設定温度となった場合、制御部２００は、開閉制御部２３４によって、スライド部１２５ａをスライドさせて開口部１２５ｃを形成させる（ステップＳ５０４）。

続いて、制御部２００は、搬送状態検出部２３３により、記録媒体２０の搬送の停止が検出されたか否かを判定する（ステップＳ５０５）。尚、記録媒体２０の搬送が停止された場合には、搬送ユニット１５０から乾燥ユニット１２０に対して、搬送の停止が通知されても良い。

ステップＳ５０５において、記録媒体２０の搬送の停止を検出しない場合、制御部２００は、待機する。

ステップＳ５０５において、搬送の停止が検出された場合、制御部２００は、送風制御部２３１により、温風送風部１２１のヒータをオフさせ、ドラム温度制御部２３２によりドラムヒータをオフさせる（ステップＳ５０７）。

続いて、制御部２００は、開閉制御部２３４により、スライド部１２５ａを元の位置に戻すようにスライドさせて、開口部１２５ｃをふさぎ（ステップＳ５０８）、処理を終了する。

尚、本実施形態の制御部２００は、例えば、搬送ユニット１５０により、記録媒体２０の搬送の再開が通知された場合には、ステップＳ５０２に戻っても良い。

このように、本実施形態によれば、記録媒体２０の搬送が停止された場合には、シャッタ１２５の開口部１２５ｃをふさぎ、温風が記録媒体２０に吹き付けられないようにする。本実施形態では、この構成によって、例えば、記録媒体２０の搬送が緊急停止した場合等に、制御部２００の同じ領域に、一定時間以上の間温風が吹き付けられることを防止できる。したがって、本実施形態によれば、記録媒体２０に対するダメージを低減できる。

また、例えば、記録媒体２０の搬送が緊急停止した場合には、温風送風部１２１が冷風を送風する、といった冷却機能を有していた場合について考える。

この場合、冷風を記録媒体２０に吹き付けることで、ある程度は記録媒体２０に対するダメージを抑制できるが、加熱ローラ１２７の表面温度の下降速度が遅い場合には、記録媒体２０が過剰に加熱される可能性が高い。

これに対し、本実施形態では、シャッタ１２５を設け、記録媒体２０の搬送が停止した場合には、直ちに熱風を遮ることができる。

また、本実施形態では、記録媒体２０の搬送歩行と平行にスライド部１２５ａが動作する場合は、スライド部１２５ａを、温風送風部１２１の温風ノズル幅Ｈ（図２参照）と同じ距離だけ移動させれば良く、スライド部１２５ａの移動距離を短くすることができる。

また、スライド部１２５ａを記録媒体２０の搬送方向と直行する方向に移動させる場合は、スライド部１２５ａを、記録媒体２０の幅と同じ距離だけ移動させる。この場合、記録媒体２０の幅に応じて、温風流路を変更できるというメリットがある。

したがって、本実施形態のシャッタ１２５では、記録媒体２０の搬送方向に移動する第一のスライド部１２５ａと、記録媒体２０の幅方向に移動する第二のスライド部１２５ａとの両方が設けられていても良い。

また、本実施形態では、接触加熱部として、加熱ローラ１２７を有する構成としたが、これに限定されない。接触加熱部は、例えば、ドラムやベルト等であっても良い。本実施形態では、接触加熱部を温風送風部１２１と対向する位置に設けることで、記録媒体２０に吹き付けられる温風の風圧によって記録媒体２０が変形することを抑制できる。

さらに、本実施形態では、温風送風部１２１から出た温風は、記録媒体２０へ吹き付けられた後に、インク乾燥時の水等の溶剤を含む温風となり、温風吸入部１２２へ回収される。そして、この温風は、溶剤回収部１２３にて溶剤が回収され、乾燥空気となってまた記録媒体２０に吹き付けられる。本実施形態の乾燥ユニット１２０では、この循環を半閉空間であるチャンバ１２４内で行うことにより、外部の冷たい空気を温風循環系に入りにくくすることができる。このため、本実施形態によれば、温風の熱エネルギーを再利用して消費電力を抑制することが出来る。

また、本実施形態では、送風制御部２３１に設定される温風設定温度を、ドラム温度制御部２３２設定されるドラム設定温度よりも高い温度となるように設定する。

以下に、温風設定温度とドラム設定温度の関係について説明する。

本実施形態では、例えば、温風設定温度をドラム設定温度よりも低い温度とした。具体的には、例えば、温風設定温度を１００℃とし、ドラム設定温度を７０℃とした。

本実施形態では、温風設定温度とドラム設定温度とをこのように設定することで、温風（＝対流）からの熱のうち、記録媒体２０の加熱に用いられなかった熱を、記録媒体２０を介して加熱ローラ１２７に伝える（伝導）させることができる。

尚、本実施形態では、温度が１００℃であり、風速が２０ｍ／ｓｅｃ程度の温風を記録媒体２０に吹き付けても、加熱ローラ１２７の表面温度が７０℃以下に制御されていれば、記録媒体２０を変形させずに、インクを高速乾燥できるという実験結果が得られている。

ここで、本実施形態の記録媒体２０の乾燥特性について説明する。記録媒体２０に付着した液体４０を乾燥させるためには、液体４０が含有する水、及び溶剤を蒸発させる必要がある。水の蒸発に必要なエネルギーは大きいため、本実施形態では、乾燥ユニット１２０を用いた加熱により乾燥を促進させている。

例えば、液体を付着させる記録媒体２０が紙である場合、紙が熱により変色する温度は１４０℃程度で、また発火温度は３００℃以上であるため、これらの温度に到達するまでは、加熱しても問題は生じない。

しかし、液体を付着させる記録媒体２０がフィルムである場合、フィルムは紙と比較して熱に弱く、１００℃程度の加熱によって変形する場合がる。

以下に、図６を参照して、フィルムの温度と伸び（変形）の関係について説明する。図６は、フィルムの温度と伸びの関係を説明する図である。

図６では、搬送のために必要な張力をかけながら、フィルムを加熱した時のフィルムの変形量、すなわち伸びと、温度との関係を示している。図６の横軸は加熱の温度であり、縦軸はフィルムの伸びである。

フィルムの伸びは、元の長さの伸びの比率で表示されている。黒丸のマーク６１は、ＰＥＴ（Poly-Ethylene Terephthalate）を材質とするフィルムの場合であり、白丸のマーク６２は、ＯＰＰを材質とするフィルムの場合である。以下では、ＰＥＴを材質とするフィルムをＰＥＴフィルム、ＯＰＰを材質とするフィルムをＯＰＰフィルムと称する。

図６に示したように、ＰＥＴフィルムは温度が上がっても伸びは小さいが、ＯＰＰフィルムは８０℃を超えた温度から急激に伸びが大きくなっている。ＯＰＰフィルムの１００℃における伸び１％は、目視で確認できる程度の伸びである。またフィルムにおける場所毎での伸びの不均一性に伴い、フィルムに皺が発生する。従って伸びが１％を超えた状態になると、フィルムを食品包装等の実用的な用途では使用が難しくなる。

一方で、ＯＰＰフィルムは、食品包装等の軟包装用のフィルムとして従来から使用されることが多く、軟包装用の記録媒体としてのフィルムからＯＰＰフィルムを除くことはできない。従って、ＯＰＰフィルム等のフィルムを実用的な用途で使用するためには、フィルムを乾燥させるための加熱温度を、伸びが急激に大きくなる約８０℃以下とする必要がある。

但し、８０℃以下の加熱温度によれば、巻き取り可能な程度に、フィルムに付着した液体が乾燥する時間は例えば約７０秒である。フィルムの搬送速度が、例えば５０（ｍ／ｓ）である場合、フィルムに付着した液体が乾燥するまでの間、すなわち約７０秒の間に、フィルムが搬送される距離は５８ｍとなる。このような搬送距離を確保しようとすると、画像形成装置が巨大化してしまう。従って、フィルムの伸びを抑制しながら短時間で高速乾燥させることが重要となる。

そこで、本実施形態では、ドラム設定温度を８５℃未満に設定し、温風設定温度を１４０℃以上１６０℃以下に設定する。

このように設定することの作用について、図７を参照して説明する。図７は、面状ヒータの温度と液体の乾燥時間との関係を示す図である。図７では、フィルム（記録媒体）２０の表面２０ａを温風で加熱し、裏面２０ｂを面状ヒータによる伝熱で加熱した時の、面状ヒータの温度と液体の乾燥時間との関係を調べた実験結果の一例である。

言い換えれば、図７は、フィルム２０の表面２０ａを非接触ヒータで加熱し、またフィルム２０の裏面２０ｂを加熱ローラ１２７で伝熱した時の、加熱ローラ１２７の表面温度と液体の乾燥時間との関係の一例を、模擬的に調べたものである。

図７の横軸は、面状ヒータの温度を表し、縦軸はフィルムに付着した所定量の液体が乾燥するまでにかかった時間を表している。なお、以下では、「フィルムに付着した所定量の液体が乾燥するまでにかかった時間」を、単に「乾燥時間」と称する場合がある。

図７において、白丸のマーク７１は、温風の温度が１００℃の場合を示し、黒丸のマーク７２は、温風の温度が１５０℃の場合を示し、三角のマーク７３は、温風の温度が２００℃の場合を示している。

図７に示したように、面状ヒータの温度が高いほど、乾燥時間は短くなった。また温風温度が１００℃、及び１５０℃の時はともに、面状ヒータの温度が８５℃以上でフィルムに伸びが発生した。一方、温風温度が２００℃の時は、温風温度が１００℃、及び１５０℃の時と比較して面状ヒータの温度がより低い約３５℃の時に伸びが発生した。

つまり、図７は、温風温度が１５０℃付近、かつ面状ヒータの温度が７０℃付近において、フィルムに付着した液体が数秒程度の時間で乾燥し、好適であることを示している。

図８は、ドラムヒータの温度と液体の乾燥時間との関係の一例を示す図である。言い換えれば、図８では、フィルム２０の表面２０ａに付着した所定量の液体を、温風により１５０℃で加熱し、フィルム２０の裏面２０ａを加熱ローラ１２７で加熱した時の、加熱ローラ１２７の表面温度と液体の乾燥時間との関係の一例を示している。

黒丸のマーク８１は、液体の付着量が第１の条件の場合であり、白丸のマーク８２は、第１の条件より付着量が多い第２の条件の場合である。

図８は、温風送風部１２１が送風する温風の温度が１５０℃付近で、且つ、加熱ローラ１２７の表面温度が８５℃未満の状態において、フィルム２０に付着した液体が数秒程度の時間で乾燥し、好適であることを示している。また、図８では、例えば、加熱ローラ１２７の表面温度が８５℃未満の場合は、乾燥時間は８秒以下であり、加熱ローラ１２７の表面温度が７０℃以上８５℃未満の場合は、乾燥時間は６秒以下である。

ここで、発明者は、図７及び図８に一例を示した実験と同様の実験を、温風等の非接触による加熱温度と面状ヒータ等の接触による伝熱温度とを変化させながら実施した。そして、非接触による加熱温度が１４０℃以上１６０℃以下、且つ、接触による伝熱温度が８５℃未満において、実用的な乾燥時間である数秒という時間で乾燥できることを見出した。

尚、「実用的な乾燥時間である数秒」の範囲は、例えば加熱ローラ１２７の表面温度が８５℃未満の場合は、乾燥時間は８秒以下であり、加熱ローラ１２７の表面温度が７０℃以上８５℃未満の場合は、乾燥時間は６秒以下である。

上記のような作用が得られるメカニズムを、図９を参照して説明する。図９は、加熱ローラと記録媒体の裏面が接触している状態を示す図である。

図９では、加熱ローラ１２７の表面温度は７０℃とした。またフィルム２０の表面２０ａには液体４０が付着しており、温風送風部１２１は、液体４０に向けて１５０℃の温風を送風している。

液体４０の温度は、１５０℃の温風の熱により１００℃以上となり、乾燥が促進される。しかし、フィルム２０に対しては、接触している７０℃の加熱ローラ１２７の影響が支配的であり、フィルム２０の液体が吐出される面に１５０℃の温風の熱が送風されても、フィルム２０の温度は、伸びが発生しない８０℃以下の状態に維持される。

フィルム２０に対して接触している加熱ローラ１２７の表面温度が支配的になることは、例えば、加熱ローラ１２７の表面温度を１５℃程度にした場合、２００℃の温風をフィルムに送風してもフィルムは伸びないという実験結果によっても検証されている。

このようなメカニズムにより、加熱ローラ１２７の表面温度を８５℃未満に設定し、温風送風部１２１から送風される温風の温度を１４０℃以上１６０℃以下に設定することで、フィルム２０の伸びを抑制しながら、フィルム２０に付着した液体を高速乾燥させることができる。

以上説明してきたように、本実施形態によれば、記録媒体２０に与えるダメージを低減しつつ、記録媒体２０を高速乾燥させることができる。またフィルムに付着された液体を乾燥させることを目的とした、画像形成装置の大型化を防ぐことができる。

尚、本実施形態では、例えば、図１０に示すように、シャッタ１２５の開口部１２５ｃの大きさを変更しても良い。図１０は、第一の実施形態の乾燥ユニットを説明する他の図である。

図１０の例では、シャッタ１２５の開口部１２５ｃの一部がスライド部１２５ａによって塞がれた状態を示している。

本実施形態では、例えば、記録媒体２０のインクの付着量等に応じて、開口部１２５ｃを全て開口させるか、一部を塞ぐかを決定しても良い。

本実施形態の乾燥ユニット１２０は、例えば、液体吐出ユニット１１０から、記録媒体２０に対して吐出したインクの量（記録媒体２０に対するインクの付着量）を示す情報を受け付けて、インクの付着量が一定量未満であった場合は、開口部１２５ｃの一部を塞ぐようにしても良い。また、乾燥ユニット１２０は、液体吐出ユニット１１０から通知されたインクの付着量が一定量以上であった場合には、開口部１２５ｃを完全に開口させても良い。

（第二の実施形態）
以下に図面を参照して第二の実施形態について説明する。第二の実施形態は、複数の乾燥ユニット１２０連結して１つの乾燥ユニットを構成する点のみ、第一の実施形態と相違する。よって、以下の第二の実施形態の説明では、第一の実施形態との相違点についてのみ説明し、第一の実施形態と同様の機能構成を有するものには、第一の実施形態の説明で用いた符号と同様の符号を付与し、その説明を省略する。

図１１は、第二の実施形態の乾燥ユニットを説明する図である。本実施形態の乾燥ユニット１２０Ａは、乾燥部１２０－１、１２０－２、１２０－３と、制御部２００とを有する。

乾燥部１２０－１、１２０－２、１２０－３のそれぞれは、温風送風部１２１－１、１２１－２、１２１－３、温風吸入部１２２－１、１２２－２、１２２－３、溶剤回収部１２３－１、１２３－２、１２３－３を有する。また、本実施形態の乾燥ユニット１２０Ａは、チャンバ１２４－１、１２４－２、１２４－３、シャッタ１２５－１、１２５－２、１２５－３、シャッタ駆動部１２６－１、１２６－２、１２６－３、加熱ローラ１２７－２、１２７－１、１２７－３を有する。

本実施形態の乾燥部１２０Ａでは、記録媒体２０の搬送方向の上流側から順に、乾燥部１２０－１、１２０－２、１２０－３が配置されている。また、本実施形態の制御部２００は、乾燥部１２０－１～１２０－３のそれぞれにおいて、温風設定温度とドラム設定温度が設定される。尚、ここでも、温風設定温度がドラム設定温度よりも高い温度となるように、設定される。

また、本実施形態では、加熱ローラ１２７－１～１２７－３のそれぞれが有するドラムヒータ２１２に対し、同じドラム設定温度を設定するものとした。

また、本実施形態では、温風送風部１２１－１～１２１－３から送風される温風の温度は、温風送風部１２１－１から送風される温風の温度を最も高くし、温風送風部１２１－２、１２１－３と、徐々に温風の温度が低くなるようにしても良い。

本実施形態では、温風送風部１２１－１から送風される温風の温度をＴａとし、温風送風部１２１－２から送風される温風の温度をＴｂとし、温風送風部１２１－３から送風される温風の温度をＴｃとしたとき、Ｔａ≧Ｔｂ≧Ｔｃとなるように設定されれば良い。

また、本実施形態では、温風送風部１２１－１、１２１－２、１２１－３のそれぞれから送風される温風については、以下に説明する。

乾燥部１２０－１では、記録媒体２０付着したインク（液体）が流れない程度の予備乾燥を目的としている。記録媒体２０を乾燥させる際に、強風を吹き付けると、記録媒体２０に付着したインクが風圧で流れることで、形成した画像が流れてしまうことがある。乾燥部１２０－１では、このようなことがないように、予備乾燥を行う。具体的には、乾燥部１２０－１では、温風送風部１２１から送風される温風の風速を、乾燥部１２０－２、で送風される風速と同じか、それよりも遅くすることが好ましい。

乾燥部１２０－２では、予備乾燥が行われた記録媒体２０に対して、インク加熱と、水などの溶剤の蒸発潜熱を予め与えておくために、温風設定温度とドラム設定温度は、形成画像及び記録媒体２０にダメージを与えない程度の高温に設定する。

記録媒体２０は、乾燥部１２０－２まで搬送されたときは、乾燥部１２０－１によって、ある乾燥している。よって、乾燥部１２０－２では、強風が記録媒体２０に吹き付けられても、記録媒体２０のインクが流れることはない。そこで、乾燥部１２０－２では、温風送風部１２１から送風される温風の風速を、乾燥部１２０－１よりも速くするが好ましい。

乾燥部１２０－３では、インクの乾燥が進み、インク内部の水などの溶剤は記録媒体２０側へは移動できないため、温風側へと拡散する。このとき、記録媒体２０に付着したインクの表面の湿度が高いと、内部の乾燥が抑制されるため、強風により表面の湿気を吹き飛ばす。尚、溶剤の内部拡散は、インク内部と乾燥空気との湿度差が大きいほど進行するため、温風温度は高いほうが高速乾燥に適している。

本実施形態では、温風送風部１２１－１から送風される温風の風速をＶａとし、温風送風部１２１－２から送風される温風の風速をＶｂとし、温風送風部１２１－３から送風される温風の風速をＶｃとしたとき、Ｖｂ≧Ｖａ≧Ｖｃとなるように設定されれば良い。

尚、図１１の例では、乾燥ユニット１２０Ａは、３つの乾燥部１２０を有する構成としたが、これに限定されない。乾燥ユニット１２０Ａは、任意の数の乾燥部１２０を有していて良い。

また、複数の乾燥部１２０を有する乾燥ユニットでは、搬送方向の下流側の乾燥部１２０は、条件に応じて使用しなくても良いし、記録媒体２０と記録媒体２０に付着したインクの冷却に使用されても良い。

乾燥部１２０を冷却に使用する場合、温風送風部１２１から送風される風に加熱をせずに記録媒体２０に吹き付け、ドラム設定温度を、前段の乾燥部１２０の加熱ローラ１２７の表面温度よりも低く設定すればよい。このように、下流側の乾燥部から送風される風の温度を下げることで、乾燥ユニット全体の消費電力を削減することが可能になる。

また、本実施形態では、記録媒体２０の搬送方向と平行に乾燥部１２０を並べているが、これに限定されない。乾燥部１２０は、記録媒体２０の搬送方向と直行する方向に複数配置されても良い。記録媒体２０の搬送方向と直行する方向に配置された乾燥部１２０は、用紙幅に応じて一部未使用に設定することで消費電力を抑制することができる。

以上、各実施形態に基づき本発明の説明を行ってきたが、上記実施形態に示した要件に本発明が限定されるものではない。これらの点に関しては、本発明の主旨をそこなわない範囲で変更することができ、その応用形態に応じて適切に定めることができる。

１００ 液体吐出装置
１１０ 液体吐出ユニット
１２０ 乾燥ユニット
１３０ 供給ユニット
１４０ 排出ユニット
１５０ 搬送ユニット
１２１ 温風送風部
１２２ 温風吸入部
１２３ 溶剤回収部
１２４ チャンバ
１２５ シャッタ
１２５ａ スライド部
１２５ｂ 台座部
１２５ｃ 開口部
２００ 制御部
２１０ 温風温度センサ
２１２ ドラム温度センサ
２３１ 送風制御部
２３２ ドラム温度制御部
２３３ 搬送状態検出部
２３４ 開閉制御部
２３５ 温風温度検出部
２３６ ドラム温度検出部

特開２０１４－２３８１９１号公報

Claims (9)

1. 吐出された液体が付着した記録媒体を乾燥させる乾燥装置であって、
   搬送される前記記録媒体において、吐出された前記液体が付着した面に温風を送風して加熱する非接触加熱部と、
   前記記録媒体において、前記液体が付着した面の裏側の面と接触して前記裏側の面を加熱する接触加熱部と、
   前記温風の温度が第一の目標温度となるように、前記非接触加熱部を制御する送風制御部と、
   前記接触加熱部の表面温度が第二の目標温度となるように、前記接触加熱部を制御する温度制御部と、
   前記非接触加熱部を覆おうチャンバと前記記録媒体との間に設けられ、台座部と、スライド部とを有するシャッタと、
   前記スライド部を移動させる駆動部と、
   前記記録媒体の搬送が停止したことを検出する搬送状態検出部と、を有し、
   前記第一の目標温度は、前記第二の目標温度よりも高い温度であり、
   前記駆動部は、前記温風の温度が第一の目標温度となったとき、前記スライド部を移動させて、前記チャンバと前記記録媒体との間に開口部を形成し、前記記録媒体の搬送が停止した場合に、前記駆動部が前記スライド部を移動させて前記開口部を塞ぐ、乾燥装置。
2. 前記駆動部は、
   前記スライド部を前記記録媒体の搬送方向に移動させることで、前記スライド部を前記非接触加熱部と前記記録媒体との間まで移動させる、請求項１記載の乾燥装置。
3. 前記駆動部は、
   前記スライド部を前記記録媒体の搬送方向と直交する方向に移動させることで、前記スライド部を前記非接触加熱部と前記記録媒体との間まで移動させる、請求項１又は２記載の乾燥装置。
4. 前記第一の目標温度は、１４０℃以上１６０℃以下であり、
   前記第二の目標温度は、８５℃未満である、請求項１乃至３の何れか一項に記載の乾燥装置。
5. 前記第二の目標温度は、７０℃以上８５℃未満である、請求項４に記載の乾燥装置。
6. 前記チャンバに覆われており、前記記録媒体に送風された温風を回収する温風吸入部と、
   前記温風吸入部により回収された温風に含まれる溶剤を回収する溶剤回収部と、を有し、
   前記溶剤が回収された温風は、乾燥空気となって前記記録媒体に吹き付けられる、請求項１乃至５の何れか一項に記載の乾燥装置。
7. 液体を吐出させて記録媒体に付着させる液体吐出装置であって、
   吐出された前記液体が付着した記録媒体を乾燥させる乾燥装置を有し、
   前記乾燥装置は、
   搬送される前記記録媒体において、吐出された前記液体が付着した面に温風を送風して加熱する非接触加熱部と、
   前記記録媒体において、前記液体が付着した面の裏側の面と接触して前記裏側の面を加熱する接触加熱部と、
   前記温風の温度が第一の目標温度となるように、前記非接触加熱部を制御する送風制御部と、
   前記接触加熱部の表面温度が第二の目標温度となるように、前記接触加熱部を制御する温度制御部と、を有し、
   前記第一の目標温度は、前記第二の目標温度よりも高い温度である、液体吐出装置。
8. 吐出された液体が付着した記録媒体を乾燥させる乾燥装置による乾燥方法であって、前記乾燥装置が、
   非接触加熱部により、搬送される前記記録媒体において、吐出された前記液体が付着した面に温風を送風して加熱する手順と、
   接触加熱部により、前記記録媒体において、前記液体が付着した面の裏側の面と接触して前記裏側の面を加熱する手順と、
   前記温風の温度が第一の目標温度となるように、前記非接触加熱部を制御する手順と、
   前記記録媒体の表面温度が第二の目標温度となるように、前記接触加熱部を制御する手順と、
   前記非接触加熱部を覆おうチャンバと前記記録媒体との間に設けられ、台座部と、スライド部とを有するシャッタの前記スライド部を移動させる手順と、
   前記記録媒体の搬送が停止したことを検出する手順と、を有し、
   前記第一の目標温度は、前記第二の目標温度よりも高い温度であり、
   前記移動させる手順は、前記温風の温度が第一の目標温度となったとき、前記スライド部を移動させて、前記チャンバと前記記録媒体との間に開口部を形成し、前記記録媒体の搬送が停止した場合に、前記スライド部を移動させて前記開口部を塞ぐ、乾燥方法。
9. 吐出された液体が付着した記録媒体を乾燥させる乾燥装置により実行されるプログラムであって、前記乾燥装置に、
   非接触加熱部により、搬送される前記記録媒体において、吐出された前記液体が付着した面に温風を送風して加熱する処理と、
   接触加熱部により、前記記録媒体において、前記液体が付着した面の裏側の面と接触して前記裏側の面を加熱する処理と、
   前記温風の温度が第一の目標温度となるように、前記非接触加熱部を制御する処理と、
   前記接触加熱部の表面温度が第二の目標温度となるように、前記接触加熱部を制御する処理と、
   前記非接触加熱部を覆おうチャンバと前記記録媒体との間に設けられ、台座部と、スライド部とを有するシャッタの前記スライド部を移動させる処理と、
   前記記録媒体の搬送が停止したことを検出する処理と、を実行させ、
   前記第一の目標温度は、前記第二の目標温度よりも高い温度であり、
   前記移動させる処理は、前記温風の温度が第一の目標温度となったとき、前記スライド部を移動させて、前記チャンバと前記記録媒体との間に開口部を形成し、前記記録媒体の搬送が停止した場合に、前記スライド部を移動させて前記開口部を塞ぐ、プログラム。

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