JP7276705B2 - 冷却装置及び画像形成装置 - Google Patents
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Description
図1は、本実施形態におけるインクジェット記録装置の概略構成を示す模式図である。
本実施形態のインクジェット記録装置1は、主に、給紙部100、画像形成部200、乾燥部300、排紙部400から構成されている。インクジェット記録装置1においては、給紙部100から給紙されるシート材としての記録材である用紙Pに対し、画像形成部200で画像形成用の液体であるインクにより画像を形成する。そして、用紙上に付着したインクを乾燥部300において乾燥させた後、用紙を排紙部400から排紙する。
給紙部100は、主に、複数の用紙Pが積載される給紙トレイ110と、給紙トレイ110から用紙を1枚ずつ分離して送り出す給送装置120と、用紙を画像形成部200へ送り込むレジストローラ対130とから構成されている。給送装置120には、ローラやコロを用いた装置や、エア吸引を利用した装置など、あらゆる給送装置を用いることが可能である。給送装置120により給紙トレイ110から送り出された用紙は、その先端がレジストローラ対130に到達した後、レジストローラ対130が所定のタイミングで駆動することにより、画像形成部200へ給紙される。なお、本実施形態において、給紙部100は、画像形成部200へ用紙Pを送り出すものであれば、その構成に制限はない。
画像形成部200は、主に、給紙された用紙Pを受け取って用紙担持ドラム210へ渡す渡し胴201と、渡し胴201によって搬送された用紙Pを外周面に担持して搬送する用紙担持ドラム210と、用紙担持ドラム210に担持された用紙Pに向けてインクを吐出するインク吐出部220と、用紙担持ドラム210によって搬送された用紙Pを乾燥部300へ受け渡す渡し胴202とから構成されている。
乾燥部300は、主に、画像形成部200で用紙P上に付着したインクを乾燥させるための乾燥機構301と、画像形成部200から搬送されてくる用紙Pを搬送する搬送機構302とから構成されている。画像形成部200から搬送されてきた用紙Pは、搬送機構302に受け取られた後、乾燥機構301を通過するように搬送され、排紙部400へ受け渡される。乾燥機構301を通過する際、用紙P上のインクには乾燥処理が施され、これによりインク中の水分等の液分が蒸発し、用紙P上にインクが固着するとともに、用紙Pのカールが抑制される。
排紙部400は、主に、複数の用紙Pが積載される排紙トレイ410から構成されている。乾燥部300から搬送されてくる用紙Pは、排紙トレイ410上に順次積み重ねられて保持される。なお、本実施形態において、排紙部400は、用紙Pを排紙するものであれば、その構成に制限はない。
本実施形態のインクジェット記録装置1は、給紙部100、画像形成部200、乾燥部300、排紙部400から構成されているが、他の機能部を適宜追加してもよい。例えば、給紙部100と画像形成部200との間に画像形成の前処理を行う前処理部を追加したり、乾燥部300と排紙部400との間に画像形成の後処理を行う後処理部を追加したりすることができる。
また、「液体」は、ヘッドから吐出可能な粘度や表面張力を有するものであればよく、特に限定されないが、常温、常圧下において、または加熱、冷却により粘度が30mPa・s以下となるものであることが好ましい。より具体的には、水や有機溶媒等の溶媒、染料や顔料等の着色剤、重合性化合物、樹脂、界面活性剤等の機能性付与材料、DNA、アミノ酸やたんぱく質、カルシウム等の生体適合材料、天然色素等の可食材料、などを含む溶液、懸濁液、エマルジョンなどであり、これらは例えば、インクジェット用インク、表面処理液等の用途で用いることができる。
また、「印刷装置」は、液体吐出ヘッドとシート材とが相対的に移動する装置があるが、これに限定するものではない。具体例としては、液体吐出ヘッドを移動させるシリアル型装置、液体吐出ヘッドを移動させないライン型装置などが含まれる。
冷却装置10は、おもて面に用紙Pを担持して搬送する搬送ベルト7、搬送ベルト7を介して用紙Pの熱を吸熱する冷却部材11、冷却部材11に用紙Pを搬送ベルト7に押し付ける押し付け部材たる複数の加圧ローラ6、用紙Pを冷却する上流側の冷却手段としての第一冷却部20と、下流側の冷却手段としての第二冷却部30とを備えている。
また、ラジエータの冷却能力は、ラジエータが配置された周囲の温度に大きく依存するが、冷却液の温度が周囲の温度よりも十分に高いので、多少周囲の温度が変動しても、十分高い冷却能力を維持することができる。これにより、第一液冷装置21を、第二液冷装置31と同一のチラーとした場合に比べて、冷却装置のコストアップや消費電力を抑えて、用紙を良好に冷却することができる。
[変形例1]
図3は、変形例1の冷却装置の模式図である。
この変形例1は、冷却部材11の内部に第一冷却部20の冷却液が流れる第一流路管22と、第二冷却部30の冷却液が流れる第二流路管32とを形成したものである。かかる構成とすることで、冷却部材11と各流路管22,32との接触面積を大きくすることができ、冷却部材11が吸熱した用紙の熱をより効率よく冷却液に受け渡すことができる。
図4は、変形例2の冷却装置の模式図である。
この変形例2は、4つの冷却部材11a~11dを、用紙搬送方向に並べて配置したものである。そして、第一冷却部20の第一流路管22を、用紙搬送方向上流側の2つの冷却部材11a,11bに接触させ、第二冷却部30の第二流路管32を、用紙搬送方向下流側の2つの冷却部材11c,11dに接触させている。
図5は、4つの冷却部材11a~11dを、用紙搬送方向に並べて配置したものであり、上流側の冷却部材11aに第一冷却部20の第一流路管22を接触させ、下流側の冷却部材11bに第二冷却部30の第二流路管32を接触させている。
図6は、変形例3の冷却装置の模式図である。
この変形例3は、第一搬送ベルト7aと、第二搬送ベルト7bとを備え、各搬送ベルトのループ内側に冷却部材11a,11bを配置している。そして、第一搬送ベルト7aに配置された冷却部材11aに第一流路管22を接触させ、第二搬送ベルト7bに配置された冷却部材11bに第二流路管32を接触させている。この変形例3では、搬送ベルトは、2つであるが、3つ以上設けてもよい。また、流路管を各搬送ベルトに対応して設けているが、例えば、一つの搬送ベルトに複数の冷却部の流路管を配置したり、複数の搬送ベルトのうちひとつには、冷却部材や流路管を設けない構成としたりしてもよい。
このように、複数の搬送ベルトを用いることで、レイアウトの自由度の向上を図ることができる。
図7は、変形例4の冷却装置の模式図である。
この変形例4は、冷却部材を流路管に回転自在に支持されたローラとしたものである。用紙搬送方向上流側に配置された第一冷却ローラ111aは、第一流路管22に回転自在に支持されており、用紙搬送方向下流側に配置された第二冷却ローラ111bは、第二流路管32に回転自在に支持されている。また、この変形例4では、搬送ベルト7を介して第一冷却ローラ111aに当接する加圧ローラ6と、搬送ベルト7を介して第二冷却ローラ111bに当接する加圧ローラ6の2つの加圧ローラを備えている。
図8は、変形例5の冷却装置の模式図である。
この変形例5は、上搬送ベルト71を設け、用紙Pを搬送ベルト7と上搬送ベルト71とにより狭持して搬送するようにしたものである。
図8に示すように、上搬送ベルト71は、2つの張架ローラ51a,51bに張架されており、上搬送ベルト71のループ内側には、4つの加圧ローラ6が配設されている。2つの張架ローラ51a,51bいずれも従動ローラとして、上搬送ベルト71を搬送ベルト7と連れ回りする構成としてもよいし、2つの張架ローラ51a,51bのうちいずれかを駆動モータから駆動力が伝達され回転駆動する駆動ローラとして、上搬送ベルト71を回転駆動させる構成としてもよい。
(態様1)
搬送されるシートの熱を直接または間接的に吸熱して冷却する冷却部材11と、冷却部材に設けられて冷却液が流れる流路管22,32などの流路および冷却液を冷却する液冷装置21,31などの液冷手段を有する複数の冷却部など冷却手段とを備え、少なくとも各冷却手段の流路をシート搬送方向に並べて配置した冷却装置10において、シートの搬送方向下流側に配置された第二流路管32などの流路に流れる冷却液を冷却する第二液冷装置31などの下流側液冷手段として、シートの搬送方向上流側に配置された第一流路管22などの流路に流れる冷却液を冷却する第一液冷装置21などの上流側液冷手段の冷却能力よりも高い液冷手段を用いた。
特許文献1では、各冷却手段の液冷手段として、同一構成で冷却能力が同一のラジエータを用いている。シート搬送方向上流側に配置された流路を流れる冷却液は、定着装置などのシートを加熱する加熱手段を抜けた直後の温度が高いシートの熱を吸熱して高温となった冷却部材の熱を吸熱するため冷却液の温度が高くなる。従って、冷却液の温度と環境温度との温度差が大きくなり、ラジエータによる冷却液の冷却量が多くなる。一方、シート搬送方向下流側に配置された流路を流れる冷却液は、上流側の冷却部材により冷却され、温度がある程度低下したシートの熱を吸熱し、あまり温度が高くない冷却部材から吸熱するため、冷却液の温度があまり高くならない。その結果、冷却液の温度と環境温度との温度差が小さく、ラジエータによる冷却液の冷却量が少なくなる。その結果、冷却部材と冷却液との温度差が小さくなり、冷却部材を十分に冷やせず、下流側の冷却部材によるシートの冷却量が低下し、シートの冷却が不十分となるおそれがあった。
これに対し、態様1では、シートの搬送方向下流側に配置された流路に流れる冷却液を冷却する下流側液冷手段の冷却能力を、シートの搬送方向上流側に配置された流路に流れる冷却液を冷却する上流側液冷手段の冷却能力よりも高くしている。これにより、下流側液冷手段の冷却能力が、上流側液冷手段の冷却能力と同一の特許文献1に比べて、下流側液冷手段による冷却液の冷却量を多くすることができる。その結果、特許文献1に比べて、冷却部材と冷却液との温度差を大きくすることができ、特許文献1に比べて、冷却部材を冷すことができる。これにより、特許文献1に比べてシート搬送下流側でも良好に用紙を冷却することができ、シートを良好に冷却することができる。
態様1において、第二液冷装置31などの下流側液冷手段の冷却能力が、第一液冷装置21などの上流側液冷手段の冷却能力よりも4KW以上高い。
これによれば、実施形態で説明したように、下流側に配置された第二流路管32などの流路を流れる冷却液の温度を良好に低下させることができ、下流側においても、良好に用紙を冷却することができる。
態様1または2において、第二液冷装置31などの下流側液冷手段が、冷却液の熱を冷媒に吸熱させて、冷却液を冷却するチラーなどの吸熱手段である。
これによれば、実施形態で説明したように、冷却能力が、環境温度にさほど左右されることなく、所定の温度に冷却液を冷却することができ、かつ、冷却液を環境温度以下に冷却することができる。これにより、冷却部材と冷却液との温度差を安定的に大きくすることができ、下流側で良好に用紙に冷却することができる。
態様1乃至3いずれかにおいて、第一液冷装置21などの上流側液冷手段は、冷却液の熱を放熱して冷却液を冷却するラジエータなどの放熱手段である。
これによれば、実施形態で説明したように、第一液冷装置21などの上流側液冷手段を、チラーなどの吸熱手段としたものに比べて、装置のコストダウンを図ることができ、かつ、消費電力の低減を図ることができる。
また、上流側に配置された第一流路管22などの流路を流れる冷却液は、高温の用紙から熱を奪って高温となった冷却部材から熱を吸熱するため、冷却液の温度が、環境温度よりも十分に高い温度となる。従って、上流側液冷手段として安価で消費電力の低いラジエータを用いても、冷却液の熱を良好に放熱することができ、冷却液を良好に冷却することができる。
搬送されるシートの熱を直接または間接的に吸熱して冷却する冷却部材11と、冷却部材に設けられて冷却液が流れる流路管22,32などの流路および冷却液を冷却する液冷装置21,31などの液冷手段を有する複数の冷却部など冷却手段とを備え、少なくとも各冷却手段の流路をシート搬送方向に並べて配置した冷却装置10において、シートの搬送方向下流側に配置された第二流路管32などの流路に流れる冷却液を冷却する第二液冷装置31などの下流側液冷手段が、冷却液の熱を冷媒に吸熱させて、冷却液を冷却するチラーなどの吸熱手段であり、シートの搬送方向上流側に配置された第一流路管22などの流路に流れる冷却液を冷却する第一液冷装置21などの上流側液冷手段が、冷却液の熱を放熱して冷却液を冷却するラジエータなどの放熱手段である。
これによれば、実施形態で説明しように、第一液冷装置21などの上流側液冷手段としてラジエータなどの放熱手段を用いることで、上流側液冷手段としてチラーなどの吸熱手段を用いる場合に比べて、低コスト化を図ることができる。また、第一流路管22などの流路を流れる冷却液は、高温のシートから熱を奪って室温に対して十分に高い温度の冷却部材を冷却するため、冷却部材冷却後の冷却液の温度も室温よりも十分に高くなる。従って、液冷手段として放熱手段を用いても冷却液の温度を十分に下げることができる。また、冷却液が室温よりも低い温度に冷却できずとも、冷却部材と冷却液との温度差を十分い大きくすることができ、良好に冷却部材を冷却することができる。
また、第二液冷装置31などの下流側液冷手段として、チラーなどの吸熱手段を用いることで、冷却液を室温以下に冷却することが可能となる。これにより、上流側の冷却部材で装置内温度付近にまで低下したシートと冷却液との間の温度差を十分に大きくでき下流側でも良好にシートを冷却することができる。
これにより、装置のコストアップを抑えて、良好にシートを冷却することができる。
搬送されるシートの熱を直接または間接的に吸熱して冷却する冷却部材11と、冷却部材に設けられて冷却液が流れる流路管22,32などの流路および冷却液を冷却する液冷装置21,31などの液冷手段を有する複数の冷却部など冷却手段とを備え、少なくとも各冷却手段の流路をシート搬送方向に並べて配置した冷却装置10において、シートの搬送方向下流側に配置された第二流路管32などの流路に流れる冷却液を冷却する第二液冷装置31などの下流側液冷手段が、チラーであり、シートの搬送方向上流側に配置された第一流路管22などの流路に流れる冷却液を冷却する第一液冷装置21などの上流側液冷手段が、ラジエータである。
これによれば、実施形態で説明しように、第一液冷装置21などの上流側液冷手段としてラジエータなどの放熱手段を用いることで、上流側液冷手段としてチラーを用いる場合に比べて、低コスト化を図ることができる。また、第一流路管22などの流路を流れる冷却液は、高温のシートから熱を奪って室温に対して十分に高い温度の冷却部材を冷却するため、冷却部材冷却後の冷却液の温度も室温よりも十分に高くなる。従って、液冷手段としてラジエータを用いても冷却液の温度を十分に下げることができる。また、冷却液が室温よりも低い温度に冷却できずとも、冷却部材と冷却液との温度差を十分い大きくすることができ、良好に冷却部材を冷却することができる。
また、第二液冷装置31などの下流側液冷手段として、チラーを用いることで、冷却液を室温以下に冷却することが可能となる。これにより、上流側の冷却部材で装置内温度付近にまで低下したシートと冷却液との間の温度差を十分に大きくでき下流側でも良好にシートを冷却することができる。
これにより、装置のコストアップを抑えて、良好にシートを冷却することができる。
態様1乃至6いずれかにおいて、各冷却手段は、冷却液を流路と液冷手段との間で循環させる液送ポンプ23,33などの循環手段を備える。
態様1乃至7いずれかにおいて、搬送ベルト7を介して用紙Pなどのシートを冷却部材11に押し付ける加圧ローラ6などの押し付け部材を備える。
これによれば、実施形態で説明したように、用紙Pなどシートを、搬送ベルト7を介して冷却部材11に密着させることができ、用紙の熱を良好に冷却部材へ移動させることができる。
態様8において、押し付け部材が、シート搬送機能を併せ持つ上搬送ベルト71などのベルトである。
これによれば、変形例5で説明したように、用紙Pなどのシートを安定的に搬送することができ、かつ、シートを良好に搬送ベルト7を介して冷却部材11に密着させることができる。
態様1乃至9いずれかにおいて、冷却部材11の内部に流路管22,32などの流路を設けた。
これによれば、変形例1で説明したように、冷却部材11と流路管22,32などの吸熱部との接触面積を大きくすることができ、冷却部材の熱を良好に吸熱部に吸熱することができる。
態様1乃至10いずれかにおいて、冷却部材11は、シートの搬送方向に並んで複数設けられている。
これによれば、変形例2で説明したように、レイアウトの自由度の向上を図ることができる。
態様11において、複数の冷却手段の少なくともひとつは、流路管22,32などの流路を、複数の冷却部材に設けた。
これによれば、変形例2で説明したように、レイアウトの自由度の向上を図ることができる。また、各冷却部材についてひとつ以上の冷却手段を設ける構成に比べて、部品点数を削減することができ、装置のコストダウンを図ることができる。
態様11または12において、用紙Pなどのシートを搬送する複数の搬送ベルトそれぞれに、冷却部材を配置した。
これによれば、変形例3を用いて説明したように、レイアウトの自由度の向上を図ることができる。
態様1乃至13いずれかにおいて、冷却部材11は、ローラである。
これによれば、変形例4で説明したように、搬送ベルト7との摺動抵抗を抑制することができ、搬送ベルト7の摩耗を抑制することができる。
態様1乃至14いずれかにおいて、シートは、カットシートである。
これによれば、実施形態で説明したように、カットシートが所定の間隔を有して連続的に搬送されたとしても、シートを効率よく良好に冷却できる。
用紙Pなどのシートに画像を形成する画像形成手段と、シートを冷却する冷却装置10とを備えたインクジェット記録装置1などの画像形成装置において、冷却装置として、態様1乃至15いずれかの冷却装置を用いた。
これによれば、実施形態で説明したように、排紙トレイ410にスタックされた用紙Pのブロッキングの発生を防止することができる。また、シートの裏面に画像を形成する際に、画像形成手段が高温となるのを抑制することができ、画像形成手段の耐久性の低下を抑制することができる。
6 :加圧ローラ
7 :搬送ベルト
7a :第一搬送ベルト
7b :第二搬送ベルト
10 :冷却装置
11 :冷却部材
20 :第一冷却部
21 :第一液冷装置
22 :第一流路管
23 :第一液送ポンプ
30 :第二冷却部
31 :第二液冷装置
32 :第二流路管
33 :第二液送ポンプ
71 :上搬送ベルト
111a :第一冷却ローラ
111b :第二冷却ローラ
200 :画像形成部
300 :乾燥部
410 :排紙トレイ
P :用紙
S1 :第一吸熱領域
S2 :第二吸熱領域
Claims (15)
- 搬送されるシートの熱を直接または間接的に吸熱して冷却する冷却部材と、
前記冷却部材に設けられて冷却液が流れる流路および前記冷却液を冷却する液冷手段を有する複数の冷却手段とを備え、
少なくとも各冷却手段の流路をシート搬送方向に並べて配置した冷却装置において、
前記シートの搬送方向下流側に配置された流路に流れる冷却液を冷却する下流側液冷手段として、前記シートの搬送方向上流側に配置された流路に流れる冷却液を冷却する上流側液冷手段の冷却能力よりも高い液冷手段を用い、
前記冷却部材は、おもて面に前記シートを担持して搬送する搬送ベルトの裏面と接するように、前記搬送ベルトのループ内側に配設されており、
前記搬送ベルトを介して前記シートを前記冷却部材に押し付ける押し付け部材を備えることを特徴とする冷却装置。 - 請求項1に記載の冷却装置において、
前記下流側液冷手段の冷却能力が、前記上流側液冷手段の冷却能力よりも4KW以上高いことを特徴とする冷却装置。 - 請求項1または2に記載の冷却装置において、
前記下流側液冷手段が、前記冷却液の熱を冷媒に吸熱させて、前記冷却液を冷却する吸熱手段であることを特徴とする冷却装置。 - 請求項1乃至3いずれか一項に記載の冷却装置において、
前記上流側液冷手段は、前記冷却液の熱を放熱して前記冷却液を冷却する放熱手段であることを特徴とする冷却装置。 - 搬送されるシートの熱を直接または間接的に吸熱して冷却する冷却部材と、
前記冷却部材に設けられて冷却液が流れる流路および前記冷却液を冷却する液冷手段を有する複数の冷却手段とを備え、
少なくとも各冷却手段の流路をシート搬送方向に並べて配置した冷却装置において、
前記シートの搬送方向下流側に配置された流路に流れる冷却液を冷却する下流側液冷手段が、前記冷却液の熱を冷媒に吸熱させて、前記冷却液を冷却する吸熱手段であり、
前記シートの搬送方向上流側に配置された流路に流れる冷却液を冷却する上流側液冷手段が、前記冷却液の熱を放熱して前記冷却液を冷却する放熱手段であり、
前記冷却部材は、おもて面に前記シートを担持して搬送する搬送ベルトの裏面と接するように、前記搬送ベルトのループ内側に配設されており、
前記搬送ベルトを介して前記シートを前記冷却部材に押し付ける押し付け部材を備えることを特徴とする冷却装置。 - 搬送されるシートの熱を直接または間接的に吸熱して冷却する冷却部材と、
前記冷却部材に設けられて冷却液が流れる流路および前記冷却液を冷却する液冷手段を有する複数の冷却手段とを備え、
少なくとも各冷却手段の流路をシート搬送方向に並べて配置した冷却装置において、
前記シートの搬送方向下流側に配置された流路に流れる冷却液を冷却する下流側液冷手段が、チラーであり、
前記シートの搬送方向上流側に配置された流路に流れる冷却液を冷却する上流側液冷手段が、ラジエータであり、
前記冷却部材は、おもて面に前記シートを担持して搬送する搬送ベルトの裏面と接するように、前記搬送ベルトのループ内側に配設されており、
前記搬送ベルトを介して前記シートを前記冷却部材に押し付ける押し付け部材を備えることを特徴とする冷却装置。 - 請求項1乃至6いずれか一項に記載の冷却装置において、
各冷却手段は、前記冷却液を前記流路と前記液冷手段との間で循環させる循環手段を備えることを特徴とする冷却装置。 - 請求項1乃至7いずれか一項に記載の冷却装置において、
前記押し付け部材が、シート搬送機能を併せ持つベルトであることを特徴とする冷却装置。 - 請求項1乃至8いずれか一項に記載の冷却装置において、
前記冷却部材の内部に前記流路を設けたことを特徴とする冷却装置。 - 請求項1乃至9いずれか一項に記載の冷却装置において、
前記冷却部材は、シートの搬送方向に並んで複数設けられていることを特徴とする冷却装置。 - 請求項10に記載の冷却装置において、
複数の冷却手段の少なくともひとつは、前記流路が、複数の冷却部材に設けられていることを特徴とする冷却装置。 - 請求項10または11に記載の冷却装置において、
シートを搬送する複数の搬送ベルトそれぞれに、前記冷却部材を配置したことを特徴とする冷却装置。 - 請求項1乃至12いずれか一項に記載の冷却装置において、
前記冷却部材は、ローラであることを特徴とする冷却装置。 - 請求項1乃至13いずれか一項に記載の冷却装置において、
前記シートは、カットシートであることを特徴とする冷却装置。 - シートに画像を形成する画像形成手段と、
前記シートを冷却する冷却装置とを備えた画像形成装置において、
前記冷却装置として、請求項1乃至14いずれか一項に記載の冷却装置を用いたことを特徴とする画像形成装置。
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