JP7334500B2 - 画像形成装置及びユニット - Google Patents

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本発明は、画像形成装置及びユニットに関する。
画像形成等において、記録媒体を冷却する方法が知られている。
具体的には、まず、ポンプ等が、冷却液等を冷却部材が有する冷却液流路に流す。その上で、ベルトで挟持して搬送される記録媒体を冷却部材にベルトの内周面を接触させることで、効率的な冷却を実現する方法が知られている(例えば、特許文献1等を参照)。
しかしながら、従来の方法では、記録媒体を冷却する処理と、記録媒体が波打つ、いわゆるコックリング(Cockling)(ほかにも、「カックル」又は「ウェービング」等という場合もある。以下「コックリング」という。)を少なくするために行う記録媒体を加熱する処理とを切り替えて行う構成でない場合が多い。すなわち、記録媒体の種類等に応じて、冷却と加熱を切り替えることが望ましく、このような切り替えができない場合が多い。
本発明の一実施形態は、記録媒体の冷却と加熱を切り替える構成を実現することを目的とする。
上記の目的を達成するため、本発明の一実施形態は、画像形成装置が、
記録媒体を挟んで搬送する搬送部と、
前記記録媒体を冷却する冷却部と前記記録媒体を加熱する加熱部とを有する複数の加熱冷却部と、
前記冷却部による冷却と前記加熱部による加熱を切り替える切替部とを備え、
前記複数の加熱冷却部は、前記搬送部によって搬送される記録媒体の一方の面から前記冷却と前記加熱を行う第1の加熱冷却部と、前記搬送部によって搬送される記録媒体の他方の面から前記冷却と前記加熱を行う第2の加熱冷却部とを有し、前記第1の加熱冷却部と前記第2の加熱冷却部とが、前記搬送部による記録媒体の搬送方向の上流から下流にかけて交互となり、高さ方向に互いにずれた千鳥状に配置されている。
本発明の一実施形態によれば、記録媒体の冷却と加熱を切り替えることができる。
画像形成装置の全体構成例を示す図である。 画像形成装置が有するハードウェア構成例を示す図である。 ユニットの構成例を示す図である。 モジュールの構成例を示す図である。 モジュールの構成例を示す図である。 モジュールの構成例を示す図である。 ユニットの組み合わせ例を示す図である。
以下、本発明の各実施形態について、添付の図面を参照しながら説明する。なお、各実施形態に係る明細書及び図面の記載に関して、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重畳した説明を省略する。
<画像形成装置の例>
図1は、画像形成装置の全体構成例を示す図である。例えば、画像形成装置1は、図示するような全体構成で使用される。以下、記録媒体を「用紙P」とする例で説明する。また、以下の例では、画像形成装置1がインクジェット方式で用紙Pに対して画像形成を行う例で説明する。
図示するように、画像形成装置1は、例えば、給紙部100、画像形成部200、乾燥部300、及び、排紙部400等を有する構成である。
例えば、ユニットの例である、第1ユニットUT1及び第2ユニットUT2は、図示するように、筐体フレーム600等に内蔵される構成である。なお、図示する例では、ユニットを2つとする構成を例にするが、ユニットの数は、1つでもよいし、3つ以上でもよい。また、ユニットの設置位置は、図示する位置に限られず、他の設置位置でもよい。
図示するように、給紙部100が画像形成部200に給紙する用紙Pに対して画像形成部200が画像形成を行う。その後、乾燥部300は、画像形成が行われた用紙Pを乾燥する。例えば、第1ユニットUT1等は、乾燥の後、記録媒体の加熱又は冷却を行う。このように、第1ユニットUT1等が加熱又は冷却した用紙Pが排紙部400に排出される。
給紙部100は、例えば、複数枚の用紙Pを積載する搬入トレイ110と、搬入トレイ110から用紙Pを1枚ずつ分離して送り出す給送装置120と、用紙Pを画像形成部200へ送り込むレジストローラ対130とを有する構成である。
給送装置120は、例えば、ローラ若しくはコロを用いる装置、又は、エア吸引を利用した装置等の給送装置を用いることが可能である。そして、給送装置120により搬入トレイ110から送り出される用紙Pは、その先端がレジストローラ対130に到達すると、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へ送り出される。
画像形成部200は、用紙Pを外周面に担持して搬送する担持ドラム210と、担持ドラム210に担持された用紙Pに向けて液体を吐出する液体を付与する手段の例である液体吐出部220とを有する構成である。また、画像形成部200は、例えば、送り込まれた用紙Pを受け取って、担持ドラム210へ渡す胴体である受取胴201と、担持ドラム210によって搬送された用紙Pを乾燥部300へ受け渡す胴体である受渡胴202等を備える。
給紙部100から画像形成部200へ搬送されてきた用紙Pは、受取胴201の表面に設けられたシートグリッパによって先端が把持され、受取胴201の回転により搬送される。そして、受取胴201により搬送された用紙Pは、担持ドラム210との対向位置で担持ドラム210へ受け渡される。
また、担持ドラム210の表面にも、シートグリッパが設けられており、用紙Pの先端がシートグリッパによって把持される。さらに、担持ドラム210の表面には、複数の吸引孔が分散して形成されており、各吸引孔には、吸引装置211によって担持ドラム210の内側へ向かう吸い込み気流が発生する。
そして、受取胴201から担持ドラム210へ受け渡された用紙Pは、シートグリッパによって先端が把持され、かつ、吸い込み気流によって担持ドラム210の表面に吸着される。そのため、用紙Pは、担持ドラム210の回転により搬送される。
液体吐出部220は、例えば、C(シアン)、M(マゼンタ)、Y(イエロー)、K(ブラック)の4色の液体(インク)を吐出して画像形成を行う。したがって、液体吐出部220は、液体の色ごとに個別の液体を付与する手段である液体吐出ヘッド220C、220M、220Y、及び、220Kを有する構成である。なお、色は、上記の4色に限られない。例えば、色は、白色、金色又は銀色等の特殊な色でもよい。さらにまた、液体吐出部220は、更に液体吐出ヘッド、及び、表面コート液等の処理液を吐出する液体吐出ヘッド等を有してもよい。
液体吐出ヘッド220C、220M、220Y及び220Kは、画像データに応じた駆動信号に基づいて、それぞれの吐出動作が制御される。具体的には、担持ドラム210に担持された用紙Pが液体吐出部220との対向領域を通過すると、液体吐出ヘッド220C、220M、220Y及び220Kは、液体を吐出し、画像データが示す画像を画像形成する。
乾燥部300は、例えば、画像形成部200が画像形成した用紙Pを吸着して搬送する搬送機構302と、搬送機構302が搬送する用紙Pに対して液体を乾燥させるための温風を吹き付ける乾燥機構301等を有する構成である。
搬送機構302は、例えば、駆動ローラ及び従動ローラ等である。例えば、用紙Pは、駆動ローラ及び従動ローラの間に掛け回され、駆動ローラが駆動すると、用紙Pは、周回移動する。
このように、乾燥部300を通過する際に、用紙Pの上に付着した記録液を乾燥させると、記録液の水分が蒸発し、用紙Pに記録液が固着する。そのため、乾燥機構301等で用紙Pを乾燥させると、用紙Pのカールを抑制できる。
排紙部400は、複数の用紙Pが積載される排出トレイ410等を有する。そして、前段となる筐体フレーム600から搬送される用紙Pは、排出トレイ410上に順次積み重ねられて保持される。なお、排紙部400は、用紙Pを排紙できれば、図示する構成に限られない。
なお、全体構成は、図示する構成に限られず、例えば、給紙部100と画像形成部200の間に前処理部を更に加える全体構成であってもよい。さらに、第2ユニットUT2の後、又は、排紙部400の後等に、フィニッシャ等の後処理部を更に加える全体構成であってもよい。
前処理部は、例えば、液体と反応して滲みを抑制するための処理液を用紙Pに塗布する先塗り処理を行う装置等である。また、後処理部としては、例えば、用紙Pを反転させて再び画像形成部200へ送って用紙Pの両面に印刷するための反転搬送処理、又は、複数枚のシートを綴じる処理等を行う装置等である。
図2は、画像形成装置が有するハードウェア構成例を示す図である。例えば、画像形成装置1は、CPU(Central Processing Unit、以下「CPU1H1」という。)、記憶装置1H2、入力装置1H3、及び、出力装置1H4等を有するハードウェア構成である。図示するように、各ハードウェアは、例えば、バス及びケーブル等を介して、第1ユニットUT1及び第2ユニットUT2等に接続する構成である。
CPU1H1は、演算装置及び制御装置の例である。したがって、CPU1H1は、プログラム又は操作等に基づいて、記憶装置1H2等と協働して動作することで、処理を実行する。
記憶装置1H2は、例えば、メモリ等の主記憶装置等である。また、記憶装置1H2は、ハードディスク等の補助記憶装置を更に有してもよい。
入力装置1H3は、ユーザの操作又は外部装置からの入力等を入力する。例えば、入力装置1H3は、マウス、キーボード又はコネクタ等である。
出力装置1H4は、処理結果又は画像等を出力する。例えば、出力装置1H4は、ディスプレイ又はコネクタ等である。
なお、ハードウェア構成は、図示するような構成に限られない。すなわち、画像形成装置1は、外部又は内部に、インタフェース、演算装置、制御装置、記憶装置、入力装置又は出力装置等を更に有する構成でもよい。
<ユニットの構成例>
図3は、ユニットの構成例を示す図である。図示するように、第1ユニットUT1及び第2ユニットUT2は、複数のモジュールMDを有する構成である。以下、第1ユニットUT1と第2ユニットUT2が同一の構成である場合を例に説明する。ただし、第1ユニットUT1と第2ユニットUT2は、同一でなくともよい。例えば、ユニットごとに、モジュールの数等が異なってもよい。
例えば、搬送部は、図示するように、ベルト対602、第1ローラ606及び第2ローラ607等で実現する。
ベルト対602は、例えば、図示するように、用紙Pの表側に接触する、上ベルト611及び用紙Pの裏側に接触する、下ベルト612等で構成する。図示するように、上ベルト611と、下ベルト612とで用紙Pを挟んだ状態でベルト対602を動かすと、用紙Pを挟んで搬送することができる。
加熱冷却部は、例えば、モジュールMDによって実現する。そして、モジュールMDは、例えば、図示するように、搬送方向Yにおいて、上流から下流にかけて複数設置される。具体的には、図示するように、モジュールMDは、上向きと下向きが交互になる向きで千鳥状に配置されるのが望ましい。そして、第1ローラ606及び第2ローラ607は、図示するように、用紙PをモジュールMDに押し当てるような位置に配置されるのが望ましい。このような配置であると、より記録媒体を効果的に冷却又は加熱できる。
そして、各モジュールは、切替部の例であるCPU等と接続し、CPUによる切り替えによって加熱処理を行うか、又は、冷却処理を行うかを切り替える。
例えば、モジュールMDは、以下のような構成である。
図4は、モジュールの構成例を示す図である。図示するように、モジュールMDは、金属体の例である、ブロック635内に、冷却部の例である水路WAと、加熱部の例であるヒータHTとを有する構成である。
ブロック635は、例えば、アルミ等の金属で構成される。このように、ブロック635は、熱伝導率が高い材質が望ましい。図示するように、ブロック635は、曲率面を有する。この面に対して、用紙Pが押し付けられると、用紙Pを加熱又は冷却できる。
図示するように、ブロック635には、水路WAとヒータHTのいずれもが一体的に設置される。このように、水路WAとヒータHTが一体的に収まる構成であると、部品点数が少なくできる。
水路WAは、例えば、ポンプPMが供給する冷却水を流す構造である。すなわち、流体冷却部は、例えば、水路WA等で実現する。したがって、水路WAに冷却水が流れると、図示するように、ベルト対602でブロック635に接触する用紙Pを冷却することができる。
用紙Pにインク等の記録液が付着し、高温の状態で、用紙Pが重なった場合等に張り付いてしまう、いわゆるブロッキング(blocking)が発生する場合がある。このようなブロッキングが起きると、画像を形成する記録液が剥がれて、画質が低下したり、上に重なる記録媒体の裏面を汚したりする場合がある。そこで、画像形成装置は、記録媒体を冷却する。このように冷却が行われると、記録液の粘度を下げることができるため、ブロッキング等を少なくすることができる。
また、用紙Pが高温の状態で液体吐出ヘッドに送られると、ヘッド部が高温になり、吐出不良等の原因になる場合もある。したがって、用紙Pを冷却すると、後段の処理で不良を少なくできる。
コックリングは、用紙Pに記録液の水分又は有機溶剤等が染み込むと、記録媒体が波打つことで発生する現象である。特に、画像が形成される印字領域と、そうでない非印字領域との境界等で、コックリングは発生しやすい。このような現象は、記録液が多く染み込みことが多い印字領域と、基本的に記録液が吐出されない非印字領域とで、記録液の染み込みによる伸縮量が異なりやすいためである。したがって、このような境界領域等をより矯正する構成が望ましい。
コックリングによって、用紙Pが変形すると、乾燥の程度が異なる乾燥ムラが起きやすくなる。また、用紙Pが変形した状態で搬送されると、用紙詰まり等の搬送不良が起きやすくなる。さらに、用紙Pが変形した状態で画像形成が行われると、画像形成が行われる位置の精度が悪くなり、画質低下が起きやすくなる。そこで、コックリングを少なくすることで、後段で行われる処理で乾燥ムラ、搬送不良又は画質低下等を少なくできる。
なお、モジュールMDの構成は、図示する構成に限られない。例えば、水路WAとヒータHTとは、上下が逆な配置等でもよい。
ブロッキング及びコックリング等の現象は、記録媒体の種類、記録媒体に対して画像形成を行うのに用いられる記録液の液量、又は、記録媒体の厚み等によって発生のしやすさ、及び、程度が異なる。
例えば、記録媒体の種類は、坪量等により、コックリング等が起きやすい材質とそうでない材質がある。
記録液の液量は、例えば、液量が多いと、ブロッキング及びコックリング等が起きやすい。
記録媒体の厚みは、例えば、厚みが薄い記録媒体であると、コックリング等が起きやすい。
したがって、記録媒体の種類、記録液の液量、記録媒体の厚み、又は、これらの組み合わせに基づいて、加熱及び冷却が行われる順序、回数又は比率切り替えられるのが望ましい。
<変形例>
図5は、モジュールの構成例を示す図である。図において「A-A」を断面にすると、以下のような構成である。
図6は、モジュールの構成例を示す図である。モジュールMDは、図示するような構成であるのが望ましい。図示する例では、モジュールMDは、送風ファンFA1、排出ファンFA2、ヒートシンクHTS、及び、ダクトDU等を更に有する構成である。すなわち、空冷部は、例えば、送風ファンFA1、排出ファンFA2及びヒートシンクHTS等で実現する。
例えば、モジュールMDに対して用紙Pを接触させて冷却させると、モジュールMDの温度が上昇してしまう場合がある。特に、連続して複数の用紙Pを冷却した場合等である。このような場合には、例えば、送風ファンFA1、排出ファンFA2及びヒートシンクHTSによる空冷を行うのが望ましい。図示する例では、空気の流れFLは、送風ファンFA1から排出ファンFA2へ向かうように流される。
このように、冷却は、冷却水等の流体を用いる流体冷却に限られず、空冷も可能な構成であるのが望ましい。
また、図示するように、ヒータHTは、複数ある構成でもよい。
図7は、ユニットの組み合わせ例を示す図である。図示するように、ユニットは、複数あってもよい。例えば、各ユニットが冷却するか、又は、加熱するかはユニットごとに設定されてもよい。
例えば、記録媒体の種類によって、画像形成装置は、加熱した後、冷却するような設定でもよい。
また、ユニットが4つあるような場合等では、例えば、画像形成装置は、前段の2つのユニットで加熱し、かつ、後段の2つのユニットで冷却するような順序及び構成でもよい。同様に、例えば、画像形成装置は、加熱と冷却を交互に行う順序及び構成でもよい。
<記録媒体について>
記録媒体の種類は、用紙に限られない。すなわち、記録媒体は、用紙以外の材質であってもよい。すなわち、記録媒体は、例えば、紙、糸、繊維、布帛、皮革、金属、プラスチック、ガラス、木材、セラミックス等を含み、液体が一時的でも付着可能な材質であればよい。したがって、記録媒体の種類は、例えば、フィルム製品、衣料用等の布製品、壁紙、若しくは、床材等の建材、又は、皮革製品等に用いられる材料等でもよい。
また、記録媒体は、カット紙に限られず、ロール紙等でもよい。
<その他の実施形態>
なお、切替部は、CPU等に限られない。すなわち、切替部は、スイッチ等でもよい。さらに、切替部を実現する制御装置又は一部の装置等は、ユニット内にあってもよい。
また、画像形成装置は、インクジェット方式に限らず、記録媒体に向けて記録液を吐出する液体吐出ヘッドを備え、吐出された記録液によって文字又は図形等を画像形成するに限られず、パターン等を画像形成してもよい。
また、画像形成装置には、液体吐出ヘッドを移動させるシリアル型装置、又は、液体吐出ヘッドを移動させないライン型装置等が含まれる。
液体吐出ヘッドは、例えば、吐出孔(ノズル)から記録液を吐出・噴射する機能部品である。具体的には、記録液を吐出するアクチュエータは、例えば、圧電アクチュエータ(積層型圧電素子又は薄膜型圧電素子)、発熱抵抗体等の電気熱変換素子を用いるサーマルアクチュエータ、加熱方式、静電方式、又は、振動板と対向電極からなる静電アクチュエータ等である。
記録液は、例えば、インク等である。しかし、記録液の種類は、インクに限られない。つまり、記録液は、記録媒体に対して色を付けることができれば、インク以外の種類であってもよい。すなわち、記録液は、ヘッドから吐出可能な粘度又は表面張力であればよい。したがって、記録液は、常温、かつ、常圧下、又は、加熱、若しくは、冷却により粘度が30mPa・s以下であることが好ましい。より具体的には、水、若しくは、有機溶媒等の溶媒、染料、若しくは、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、若しくは、たんぱく質、カルシウム等の生体適合材料、又は、天然色素等の可食材料等を含む溶液、懸濁液、又は、エマルジョン等であり、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。
各装置は、1つの装置でなくともよい。すなわち、各装置は、複数の装置の組み合わせであってもよい。なお、図示する以外の装置が更に含まれる構成であってもよい。
なお、本発明に係る各処理の全部又は一部は、コンピュータ言語で記述され、コンピュータに制御方法を実行させるためのプログラムによって実現されてもよい。すなわち、プログラムは、画像形成装置又は画像形成システム等といったコンピュータに各処理を実行させるためのコンピュータプログラムである。
したがって、プログラムに基づいて制御方法が実行されると、コンピュータが有する演算装置及び制御装置は、各処理を実行するため、プログラムに基づいて演算及び制御を行う。また、コンピュータが有する記憶装置は、各処理を実行するため、プログラムに基づいて、処理に用いられるデータを記憶する。
また、プログラムは、コンピュータが読み取り可能な記録媒体に記録されて頒布することができる。なお、記録媒体は、磁気テープ、フラッシュメモリ、光ディスク、光磁気ディスク又は磁気ディスク等のメディアである。さらに、プログラムは、電気通信回線を通じて頒布することができる。
なお、本発明に係る実施形態は、複数の情報処理装置を有する画像形成システムによって実現されてもよい。また、画像形成システムは、各処理及びデータの記憶を冗長、分散、並列、仮想化又はこれらを組み合わせて実行してもよい。
以上、実施形態における一例について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されない。すなわち、本発明の範囲内で種々の変形及び改良が可能である。
1 画像形成装置
100 給紙部
110 搬入トレイ
120 給送装置
130 レジストローラ対
200 画像形成部
220 液体吐出部
220C 液体吐出ヘッド
220K 液体吐出ヘッド
220M 液体吐出ヘッド
220Y 液体吐出ヘッド
300 乾燥部
400 排紙部
600 筐体フレーム
602 ベルト対
611 上ベルト
612 下ベルト
635 ブロック
FA1 送風ファン
FA2 排出ファン
HT ヒータ
HTS ヒートシンク
MD モジュール
P 用紙
PM ポンプ
UT1 第1ユニット
UT2 第2ユニット
WA 水路
Y 搬送方向
特開2015-225103号公報

Claims (6)

  1. 記録媒体を挟んで搬送する搬送部と、
    前記記録媒体を冷却する冷却部と前記記録媒体を加熱する加熱部とを有する複数の加熱冷却部と、
    前記冷却部による冷却と前記加熱部による加熱を切り替える切替部とを備え、
    前記複数の加熱冷却部は、前記搬送部によって搬送される記録媒体の一方の面から前記冷却と前記加熱を行う第1の加熱冷却部と、前記搬送部によって搬送される記録媒体の他方の面から前記冷却と前記加熱を行う第2の加熱冷却部とを有し、前記第1の加熱冷却部と前記第2の加熱冷却部とが、前記搬送部による記録媒体の搬送方向の上流から下流にかけて交互となり、高さ方向に互いにずれた千鳥状に配置されている
    画像形成装置。
  2. 前記冷却部は、
    流体で前記記録媒体を冷却する流体冷却部を有する
    請求項1に記載の画像形成装置。
  3. 前記冷却部は、
    空冷で前記記録媒体を冷却する空冷部を有する
    請求項1又は2に記載の画像形成装置。
  4. 前記切替部は、
    前記記録媒体の種類、前記記録媒体に対して画像形成を行うのに用いられる記録液の液量、前記記録媒体の厚み、又は、これらの組み合わせに基づいて、加熱及び冷却を切り替える
    請求項1乃至3に記載のいずれか1項に記載の画像形成装置。
  5. 前記切替部の切り替えによって、前記加熱冷却部となるモジュールを有するユニットを複数有し、
    前記記録媒体の種類によって、複数の前記ユニットのうち、冷却する、又は、加熱する前記ユニットを設定する
    請求項1乃至4に記載のいずれか1項に記載の画像形成装置。
  6. 画像形成装置が有するユニットであって、
    記録媒体を挟んで搬送する搬送部と、
    前記記録媒体を冷却する冷却部と前記記録媒体を加熱する加熱部とを有する複数の加熱冷却部と、
    前記冷却部による冷却と前記加熱部による加熱を切り替える切替部とを備え、
    前記複数の加熱冷却部は、前記搬送部によって搬送される記録媒体の一方の面から前記冷却と前記加熱を行う第1の加熱冷却部と、前記搬送部によって搬送される記録媒体の他方の面から前記冷却と前記加熱を行う第2の加熱冷却部とを有し、前記第1の加熱冷却部と前記第2の加熱冷却部とが、前記搬送部による記録媒体の搬送方向の上流から下流にかけて交互となり、高さ方向に互いにずれた千鳥状に配置されている
    ユニット。
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