JP5401998B2 - 記録装置 - Google Patents

Description

本発明は、ファクシミリやプリンター等に代表される記録装置に関し、特に被記録媒体の乾燥を促進する乾燥装置を備えた記録装置に関する。

以下、記録装置の一例としてのインクジェットプリンターを例に説明する。インクジェットプリンターにおいては、特許文献１に示される様に、記録用紙をヒーターにより加熱することによって記録用紙に含まれる水分を蒸発させ、その水分を含む空気を排気装置により排気する構成を備えたものがある。また特許文献２には、温風を用紙に対して噴射することにより用紙に着弾したインクを乾燥させる乾燥手段を備えたプリンターが示されている。
特許第３０７５３２９号公報 特開２００２−２９２８４１号公報

ところで、例えば用紙幅をカバーする長さに構成された記録ヘッド（いわゆるラインヘッド）を用いて極めて高速な記録を実行する場合、記録用紙は高速に搬送される為、上記従来の乾燥手段では乾燥能力が不足する場合があった。

そしてこれを補うには乾燥温度や温風の噴射速度を上げる必要があるが、単に乾燥温度を上げるのでは装置の大型化を招き、また温風の噴射速度を上げると着弾したインクが紙面上で流れてしまい、記録品質の低下を招く虞がある。
そこで本発明はこの様な状況に鑑みなされたものであり、その目的は、装置の大型化や記録品質の低下を防止しながら乾燥能力のより一層の向上を図ることにある。

上記課題を解決するために、本発明の第１の態様に係る記録装置は、被記録媒体に記録を行う記録手段と、被記録媒体を搬送する搬送手段と、被記録媒体に対して過熱水蒸気を放出することにより被記録媒体の乾燥を促進する乾燥手段とを備えていることを特徴とする。

本態様によれば、記録装置は被記録媒体に対して過熱水蒸気を放出することにより被記録媒体の乾燥を促進する乾燥手段を備えているので、過熱水蒸気（１００℃で蒸発した飽和水蒸気を常圧のまま更に高温度に加熱した無色透明のＨ2Ｏガス）の作用により乾燥効率をより一層向上させることができ、装置の大型化や記録品質の低下を防止しつつ、乾燥能力の優れた記録装置を得ることができる。

本発明の第２の態様に係る記録装置は、被記録媒体に記録を行う記録手段と、被記録媒体を搬送する搬送手段と、前記記録手段の上流側に設けられ、被記録媒体を加熱し、更に被記録媒体に対して加湿空気を放出することにより被記録媒体の加湿を行う記録実行前処理部と、前記記録手段の下流側に設けられ、被記録媒体に対して過熱水蒸気を放出することにより被記録媒体の乾燥を促進する記録実行後処理部とを備えていることを特徴とする。

本態様によれば、記録装置は被記録媒体に対して過熱水蒸気を放出することにより被記録媒体の乾燥を促進する乾燥手段を備えているので、過熱水蒸気の作用により乾燥効率をより一層向上させることができ、装置の大型化や記録品質の低下を防止しつつ、乾燥能力の優れた記録装置を得ることができる。

また、記録実行前処理手段は、被記録媒体を加熱するので、過熱により後の乾燥を促進させることができるとともに、加熱に加えて被記録媒体の加湿を行うので、加熱により被記録媒体の水分が蒸発してもこれを補うことができ、加熱により被記録媒体が変形することを防止でき、もって記録品質の低下を防止することができる。

本発明の第３の態様は、第２の態様において、前記記録手段は、被記録媒体の搬送方向に沿って複数の記録ヘッドを備え、前記複数の記録ヘッドの間に、被記録媒体に対して過熱水蒸気を放出することにより被記録媒体の乾燥を促進する記録実行中処理部を備えていることを特徴とする。

本態様によれば、被記録媒体の搬送方向に沿って複数設けられた記録ヘッドの間に乾燥手段（記録実行中処理部）を備えているので、上流側で吐出されたインクの乾燥を或る程度促進させてから下流側でインクを吐出することでより一層の乾燥能力の向上を図ることができ、またより一層の記録品質の向上を図ることができる。

本発明の第４の態様は、第３の態様において、前記記録実行前処理部における被記録媒体の加熱温度Ｔ１と、前記記録実行中処理部における被記録媒体の加熱温度Ｔ２と、前記記録実行後処理部における被記録媒体の加熱温度Ｔ３と、のこれらの関係が、Ｔ１＜Ｔ２＜Ｔ３に設定されていることを特徴とする。

本態様によれば、前記温度Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、のこれらがＴ１＜Ｔ２＜Ｔ３となるよう設定されているので、記録完了後の乾燥（温度Ｔ３）の際の温度は高めに設定して乾燥を確実に行いつつ、記録実行前及び記録実行中の加熱（温度Ｔ１、Ｔ２）は温度を低めに設定して記録ヘッドへの悪影響を防止し、更に記録実行前の加熱（温度Ｔ１）は温度を低めに設定して被記録媒体の反りを防止し、もって記録品質の低下を防止することができる。

以下、図面に基づいて本発明の実施形態について説明する。図１は本発明に係る記録装置としてのインクジェットプリンター（以下「プリンター」と言う）１の要部側面図、図２は同平面図、図３及び図４はポストヒート部４の側断面図、図５は他の実施形態に係るプリンター１’の要部平面図である。

尚、以下では図１〜図５の左右方向を「用紙搬送方向」と言い、また図１〜図５において左方向を用紙搬送方向の「上流側」と言い、同右方向を「下流側」と言うこととする。また、用紙搬送方向と直交する方向（図２において上下方向）を「用紙幅方向」と言うこととする。

［第１実施形態］
以下、図１〜図４を参照しながら本発明の第１実施形態について説明する。
本実施形態に係るプリンター１は、用紙幅をカバーする長さに構成されたインクジェット式の記録ヘッド（記録手段）１０Ａ、１０Ｂを備える、いわゆるラインヘッド方式を採用する高スループットインクジェットプリンターであり、インク吐出ヘッドを用紙幅方向に往復動させることなく、被記録媒体の一例としての記録用紙Ｐを用紙搬送方向に移動させながら記録ヘッド１０Ａ、１０Ｂからインクを吐出して記録を実行する。

より詳しくは、プリンター１は用紙搬送方向の上流側から下流側に向かって「記録実行前処理部」としての加熱加湿手段９を備えたプレヒート部２と、「記録実行中処理部」としての乾燥手段１１Ａを備えた記録部３と、「記録実行後処理部」としての乾燥手段１１Ｂを備えたポストヒート部４と、のこれらを備えている。尚、プレヒート部２の更に上流側には図示を省略する給紙装置が設けられており、この給送装置から記録用紙Ｐがプレヒート部２へと給送されるようになっている。

プレヒート部２は記録用紙Ｐを搬送する搬送手段５と、記録用紙Ｐに対して加湿空気を放出することにより記録用紙Ｐの加熱と加湿を行う加熱加湿手段９と、を備えている。
搬送手段５は、図示を省略するモータにより駆動される駆動ローラー７と従動回転可能な従動ローラー８とを備えており、またこれらローラーに係回される搬送ベルト６を備えて構成されている。搬送ベルト６は、多数の吸引孔（図示せず）を有しており、吸引装置（図示せず）により前記吸引孔を介して記録用紙Ｐが吸着され、下流側へ確実に搬送される様になっている。

加熱加湿手段９は、１００℃で蒸発した飽和水蒸気を加熱せずにそのまま記録用紙Ｐに対して噴射することにより、記録用紙Ｐの加熱と加湿を行う。尚、この加熱加湿手段９の構成は、後に詳述する乾燥手段１１Ａ、１１Ｂとほぼ同じであるが、当該乾燥手段１１Ａ、１１Ｂは１００℃で蒸発した飽和水蒸気を更に高温度に加熱して過熱水蒸気とし、これを記録用紙Ｐに噴射して乾燥を促進するのに対し、加熱加湿手段９は１００℃で蒸発した飽和水蒸気を過熱水蒸気とせずにそのまま記録用紙Ｐに噴射して、記録用紙Ｐの加湿を行う点で異なる。

プレヒート部２の下流側に設けられる記録部３は、搬送手段５と、記録ヘッド１０Ａ、１０Ｂと、乾燥手段１１Ａと、を備えている。記録ヘッド１０Ａ、１０Ｂには、例えばイエロー、マゼンダ、シアン、ブラックなどの各色のインク吐出ノズル（図示せず）が、用紙搬送方向に色毎にずらして配設されており、各色用のインクタンク（図示せず）から、インク供給チューブ（図示せず）を介してインクが供給され、吐出される様になっている。

そして各インク吐出ノズルから必要量のインク滴が吐出されることにより、記録用紙Ｐ上に微小なインクドットが形成される。これを各色毎に行うことにより、搬送ベルト６に吸着された記録用紙Ｐを一度通過させるだけで、記録を完了させることができる様になっている。尚、記録部３が備える搬送手段５については、プレヒート部２が備える搬送手段５と同一構成であるので、その説明は省略する。

乾燥手段１１Ａは、搬送方向に沿って所定の間隔を空けて設けられた２つの記録ヘッド１０の間に設けられており、上流側の記録ヘッド１０Ａによりインク吐出された記録用紙Ｐに対して過熱水蒸気を噴射することにより、インクの乾燥を促進する。尚、この乾燥手段１１Ａの構成は、後に詳述する乾燥手段１１Ｂとほぼ同じであるが、当該乾燥手段１１Ｂと異なる点は、過熱水蒸気の温度が乾燥手段１１Ｂのそれと比べてやや低く設定される点にある（詳細は後述）。

乾燥手段１１Ａの搬送方向上流側及び下流側には遮蔽板２９が設けられており、遮蔽板２９によって、過熱水蒸気噴射口（図示せず）から噴射された過熱水蒸気が用紙搬送方向、特に記録ヘッド１０Ａ、１０Ｂの側に漏出しないように遮蔽されている。

これにより記録用紙Ｐから放出された水分を含む空気が記録ヘッド１０Ａ、１０Ｂの側に移動せず、或いはその移動が緩和され、記録ヘッド１０Ａ、１０Ｂやその周辺構成を結露させてしまうことをより防止している。また、インク滴の飛翔精度低下を防止して、記録品質低下の防止を図っている。

次に記録部３の下流側に設けられたポストヒート部３は、乾燥手段１１Ｂと、搬送手段５と、を備えている。乾燥手段１１Ｂは、上述したように記録ヘッド１０Ａ、１０Ｂによりインク吐出された記録用紙Ｐに対して過熱水蒸気を噴射することにより、インクの乾燥を促進する。ポストヒート部４が備える搬送手段５については、プレヒート部２及び記録部３が備える搬送手段５と同一構成であるので、その説明は省略する。

続いてポストヒート部４、特にそのうちの乾燥手段１１Ｂの構成について詳述する。尚、図３及び図４において白矢印は、流体（水蒸気）の移動方向を示している。
乾燥手段１１Ｂは、タンク１２と、蒸気生成装置１４と、チャンバー２１と、ノズルプレート２２と、を備えて構成されている。

タンク１２には水ｑが貯留されており、供給管１３を介して水ｑが蒸気生成装置１４へと供給される。供給された水ｑは、蒸気生成装置１４が備えるヒーター１８により蒸気となり、加湿ファン１５により取り入れられた循環ガス（後述する吸入口２３から取り入れられた、高温高湿の空気）と混合され、加湿空気となって供給管２０を介してチャンバー２１内に送られる。

尚、加湿ファン１５の近傍側には開閉可能な弁１６、１７が設けられており、乾燥実行時には図３に示す状態となって閉ループ（吸入口２３→供給管２４→加湿ファン１５→供給管２０→チャンバー２１→吸入口２３）を形成する。また、供給管２０は乾燥手段１１Ｂの上流側に設けられる乾燥手段１１Ａおよび加湿加熱手段９と接続しており、即ち本実施形態においてはタンク１２及び蒸気生成装置１４が、加熱加湿手段９、乾燥手段１１Ａ、１１Ｂ、のこれらの共通の構成要素として利用される。

次に、チャンバー２１の入口にはヒーター１９が設けられており、供給管２０を介して供給される飽和水蒸気を含む空気を再加熱して例えば１７０℃以上の過熱水蒸気とする。一方チャンバー２１の底面（記録用紙Ｐと対向する面）は、ノズルプレート２２により構成されており、このノズルプレート２２には、過熱水蒸気を放出する放出孔２２ａが複数形成され、この放出孔２２ａから記録用紙Ｐに向けて過熱水蒸気が放出され、記録用紙Ｐの乾燥を促進する様になっている。

尚、過熱水蒸気による乾燥方法とは、１００℃で蒸発した飽和水蒸気を常圧のまま更に高温度に加熱した無色透明のＨ2Ｏガス（ドライスチーム）を被乾燥物に当てることにより乾燥を行う方法であり、有効な乾燥能力を発揮させる為には所定の温度以上（１７０℃以上）になる様加熱することを必要とする。尚、温度を上げる程乾燥速度は高まるため必要に応じて温度調整を行う。符号２５は温度センサー、符号２６は湿度センサーを示しており、これらセンサーにより噴射される過熱水蒸気の温湿度をモニタし、過熱水蒸気の温度及び湿度コントロールを行う。尚、同様な温度センサー及び湿度センサーは、加熱加湿手段９及び乾燥手段１１Ａにも設けられている。

次に、ノズルプレート２２の周囲には吸入口２３が設けられており、放出された過熱水蒸気は排気ファン２８の作用により吸入口２３から回収され、排気管２４を介して蒸気生成装置１４へと送られ、循環利用される様になっている。

尚、蒸気生成装置１４において弁１６、１７は、記録用紙Ｐへの過熱水蒸気噴射時には図３に示すように設定されて閉ループを形成するが、図４に示すように切り換えられることにより、加湿ファン１５の逆転を介して飽和水蒸気を含む空気を装置内部から外部へ排出できるようになっている。

また、符号２７は図示を省略する駆動手段により開閉駆動されるシャッターを示しており、用紙の出入りに応じて開閉することで、過熱水蒸気が外部に漏出することを抑止し、ひいては装置内部の温度及び湿度を一定に保ちつつエネルギー効率の向上を図っている。尚、同様なシャッターを、加熱加湿手段９や乾燥手段１０Ａに設けても良い。

以上の様に本実施形態に係るプリンター１によれば、記録実行前にプレヒート部２により記録用紙Ｐを加熱するので、後のインク乾燥をより一層促進させることができるとともに、加熱に加えて加湿を行うので加熱により水分が蒸発してもこれを補うことができ、加熱により用紙が変形することを防止でき、もって記録品質の低下を防止することができる。

また、記録実行部２及びポストヒート部４において、記録用紙Ｐに対して過熱水蒸気を放出することによりインク乾燥を促進する乾燥手段１１Ａ、１１Ｂを備えているので、過熱水蒸気の作用により乾燥効率をより一層向上させることができ、装置の大型化や記録品質の低下を防止することができる。

更に、用紙搬送方向に沿って複数設けられた記録ヘッド１０Ａ、１０Ｂの間に乾燥手段１１Ａを備えているので、上流側の記録ヘッド１０Ａから吐出されたインクの乾燥を或る程度促進させてから下流側の記録ヘッド１０Ｂでインクを吐出することでより一層の乾燥効率向上を図るとともに、記録品質の向上を図ることができる。

加えて、加熱加湿手段９によって加熱された記録用紙Ｐの温度Ｔ１と、乾燥手段１１Ａによって加熱された記録用紙Ｐの温度Ｔ２と、乾燥手段１１Ｂによって加熱された記録用紙Ｐの温度Ｔ３と、のこれらの関係が、Ｔ１＜Ｔ２＜Ｔ３を満たすように、各手段が制御される様になっている。

即ち、記録完了後の乾燥（温度Ｔ３）の際の温度は高めに設定して乾燥を確実に行いつつ、記録実行前及び記録実行中の加熱（温度Ｔ１、Ｔ２）は温度を低めに設定して記録ヘッド１０Ａ、１０Ｂへの悪影響を防止し、更に記録実行前の加熱（温度Ｔ１）は温度を低めに設定して記録用紙Ｐの反りを防止し、もって記録品質の低下を防止することが可能となっている。

更に加えて、プレヒート部２、記録部３、ポストヒート部４、のそれぞれが専用の搬送手段５を備えているので、各部位での処理に応じた適切な用紙搬送速度を設定でき、用紙種類や記録内容に応じて幅広い条件で加熱及び加湿を行うことができる。

［第２実施形態］
続いてプリンター１の他の実施形態について図５を参照して説明する。図５は他の実施形態に係るプリンター１’の平面図である。尚、既に説明したプリンター１と同一の構成には同一符号を付しており、以下ではその説明は省略する。

図５において符号２’はプレヒート部、符号３’は記録部、符号４’はポストヒート部をそれぞれ示しており、また符号９’はプレヒート部２’が備える加熱加湿手段、符号１１Ａ’は記録部３’が備える乾燥手段、符号１１Ｂ’はポストヒート部４’が備える乾燥手段、をそれぞれ示している。

既に説明したプリンター１では、タンク１２及び蒸気生成装置１４が、加熱加湿手段９、乾燥手段１１Ａ、１１Ｂ、のこれらの共通の構成要素として利用されていたが、本実施形態ではそれぞれ専用のタンク１２及び蒸気生成装置１４を備えている。従ってプレヒート部２’、記録部３’、ポストヒート部４’、のそれぞれで温湿度条件を容易に細かく設定することができる。
以上説明した各実施形態は本発明の実施形態の一部を示すものであり、本発明の範囲がこれらに限られないことは言うまでもない。

本発明に係るプリンターの要部側面図。 本発明に係るプリンターの要部平面図。 ポストヒート部の側断面図。 ポストヒート部の側断面図。 本発明の他の実施形態に係るプリンターの要部平面図。

１ インクジェットプリンター、２ プレヒート部、３ 記録部、４ ポストヒート部、５ 搬送手段、６ 搬送ベルト、７ 駆動ローラー、８ 従動ローラー、９ 加熱加湿手段、１０ 記録ヘッド、１１Ａ、１１Ｂ 乾燥手段、１２ タンク、１３ 供給管、１４ 蒸気生成装置、１５ 加湿ファン、１６、１７ シャッター、１８、１９ ヒーター、２０ 供給管、２１ チャンバー、２２ ノズルプレート、２３ 吸入口、２４ 排気管、２５ 温度センサー、２６ 湿度センサー、２７ シャッター、２８ 排気ファン、２９ 遮蔽板、Ｐ 記録用紙

Claims (4)

1. 被記録媒体に記録を行う記録手段と、
   被記録媒体を搬送する搬送手段と、
   前記記録手段の上流側に設けられ、飽和水蒸気により被記録媒体を加湿する加湿手段と、
   前記記録手段の下流側に設けられ、前記飽和水蒸気を加熱した過熱水蒸気により被記録媒体の乾燥を促進する乾燥手段と、
   を備え、
   前記飽和水蒸気を生成する飽和水蒸気生成手段を有することを特徴とする記録装置。
2. 請求項１に記載の記録装置において、加湿手段、並びに、乾燥手段は、それぞれ前記搬
   送手段を備えることを特徴とする記録装置。
3. 請求項１または２に記載の記録装置において、前記記録手段は、被記録媒体の搬送方向
   に沿って複数の記録ヘッドを備え、
   前記複数の記録ヘッドの間に、被記録媒体に対して加熱した前記飽和水蒸気を放出することにより被記録媒体の乾燥を促進する記録実行中乾燥手段を備えている、
   ことを特徴とする記録装置。
4. 請求項３に記載の記録装置において、前記加湿手段における被記録媒体の加熱温度Ｔ１
   と、前記記録実行中乾燥手段における被記録媒体の加熱温度Ｔ２と、前記乾燥手段におけ
   る被記録媒体の加熱温度Ｔ３の関係が、Ｔ１＜Ｔ２＜Ｔ３に設定されていることを特徴と
   する記録装置。

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