画像形成装置及び加熱装置
【課題】加熱に要するエネルギーを抑えつつ、布体の熱収縮を抑えるとともに、熱収縮が発生したとしても矯正可能な画像形成装置及び加熱装置を提供する。
【解決手段】シート状の布体５０上にインクジェットヘッド３７によりインクを付着させ、このインクを加熱させて布体上に発色させる画像形成装置であって、布体５０の両面側にそれぞれ配置した加熱部材（第１ローラ群２３と第２ローラ群４３に係る各ヒートローラ２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，４３ａ，４３ｂ，４３ｃ）を、布体５０の対応する各面（両面）にそれぞれ接触させることにより、インクを加熱する。
【解決手段】シート状の布体５０上にインクジェットヘッド３７によりインクを付着させ、このインクを加熱させて布体上に発色させる画像形成装置であって、布体５０の両面側にそれぞれ配置した加熱部材（第１ローラ群２３と第２ローラ群４３に係る各ヒートローラ２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，４３ａ，４３ｂ，４３ｃ）を、布体５０の対応する各面（両面）にそれぞれ接触させることにより、インクを加熱する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、布体上に付着したインクを加熱して布体上に画像形成させる画像形成装置及び加熱装置に関し、例えば昇華性インク、熱定着性インク等を用いて布体上に画像を形成する画像形成装置、及び、布体を加熱してインクを昇華させたり、熱定着させる加熱装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
布体上でのカラー画像形成には、高品質の画像形成が可能であり、布体の種類の制限が少なく、かつ、耐久性の高い昇華性インク、熱定着性インクなどが用いられることが少なくない。例えば昇華性インクを用いた画像形成装置では、インクジェットヘッドその他の機器により昇華性インクが布体上に付着される。インクが付着した布体は、加熱ドラムなどの加熱手段によって加熱され、これによりインクが昇華して布体上で発色する（例えば特許文献１）。
【特許文献１】特開２００６−２６５８１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、一般に、インクを昇華させるには布体を高温にさらさなければならず、加熱のために布体の一面を加熱部材（例えばヒートローラやヒートドラム）に接触させる場合は、昇華とともに布体が熱収縮を起こしてしまって、プリント布の品質を低下させてしまうおそれがあった。
【０００４】
これに対して、熱収縮の発生を緩和するために、布体を加熱部材から離間する構成として、布体周囲の環境を高温として加熱することが検討されている。これによれば、布体を高温雰囲気で加熱するため、加熱部材に接触させる従来の加熱方法に比して、熱収縮の発生を抑えることができる。しかし、布体周囲の温度を昇華可能な温度とするためには、加熱部材の温度を昇華温度よりもさらに高い温度にする必要があることから、加熱に要するエネルギーが大きくなり、かつ、加熱部材と布体との距離に応じたエネルギーロスが発生してしまう。さらに、布体と加熱部材との間には、距離に応じた熱分布が生じており、加熱部材近傍では、昇華温度よりも高い温度となっているため、布体が加熱部材付近を通過すると熱収縮を起こす可能性が高くなる。また、布体の、加熱部材のない面を装置外方に露出させている場合には、加熱部材からの熱が装置外に逃げてしまいやすいため、加熱部材をより高温にしなければならないため、より多くのエネルギーが必要であって、エネルギーロスも大きくなる。
【０００５】
また、加熱部材としてヒートローラを用いる場合は、単一のヒートローラの曲面に沿うように、布体に張力がかけられるため、特定方向において熱収縮が発生しやすく、また、熱収縮により発生したしわを矯正することは困難であった。
【０００６】
さらにまた、ヒートローラやヒートドラム内に、通電発熱する金属の線状部材を設けた場合は、発熱を続けることによってヒートローラやヒートドラムが形状変化し、例えば図４に示すヒートドラム１００のように、ドラム１００の表面のうちの中央部分１０２が外側部分１０３、１０４よりも太くなる、いわゆる太鼓形に湾曲変形してしまい、湾曲状態にあるヒートドラムの軸線と平行とされる基準の直線１０１よりも表面中央が盛り上がる現象が発生する。このように変形したヒートローラを用いて布体を加熱すると、布体の幅方向（布体の面内において、送り方向に直交する方向）における温度分布が不均一となるため、布体にしわが生じてプリント布が弓状に変形し、品質が低下してしまう現象が発生していた。
【０００７】
そこで本発明は、加熱に要するエネルギーを抑えつつ、布体の熱収縮を抑えるとともに、熱収縮が発生したとしても矯正可能な画像形成装置及び加熱装置を提供することを目的とする。また、別の目的は、加熱部材の温度をインクが昇華し、あるいは定着する適正な温度とすることができ、これにより加熱部材に与えるエネルギーを小さくし、かつ、エネルギーロスを減少することにある。さらには、経時変化の少ない加熱部材を実現することによって、布体にしわが発生することを抑止することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明の画像形成装置においては、シート状の布体上にインクを付着させ、このインクを加熱して布体上において発色させる画像形成装置であって、布体の両面側にそれぞれ配置した加熱部材を、媒体の両面にそれぞれ接触させることにより、インクを加熱することを特徴としている。
【０００９】
本発明の画像形成装置において、加熱部材は、布体を搬送しつつ加熱するヒートローラを含むことが好ましい。
【００１０】
本発明の画像形成装置において、ヒートローラは、布体の一方の面に接する第１ヒートローラと、布体の他方の面に接する第２ヒートローラと、を含むとよい。
【００１１】
本発明の画像形成装置において、加熱部材は、複数の第１ヒートローラからなる第１ローラ群と、複数の第２ヒートローラからなる第２ローラ群と、を備えることが好ましい。
【００１２】
本発明の画像形成装置において、第１ローラ群を構成する複数の第１ヒートローラの回転軸は、第１鉛直線上に配置されており、かつ、第２ローラ群を構成する複数の第２ヒートローラの回転軸は、第２鉛直線上に配置されているとよい。
【００１３】
本発明の画像形成装置において、第１ローラ群を構成する複数の第１ヒートローラと、第２ローラ群を構成する複数の第２ヒートローラを、それぞれ同期する状態で回転可能とすることができる。
【００１４】
本発明の画像形成装置において、第１ローラ群を構成する複数の第１ヒートローラと、第２ローラ群を構成する複数の第２ヒートローラを、それぞれ同期する状態で回転可能とするとともに、これら第１ヒートローラと第２ヒートローラを相互に同径のもとし、それぞれ同一の駆動源にて駆動させるとよい。
【００１５】
本発明の画像形成装置において、第１ヒートローラと、第２ヒートローラは、布体の両面に交互に接触することができる。
【００１６】
本発明の画像形成装置において、第１ローラ群及び第２ローラ群は、互いに相対移動可能であり、この相対移動によって、第２ヒートローラを、鉛直線上に並置される複数の第１ヒートローラの間に配置した状態で、布体を搬送することができる。
【００１７】
本発明の画像形成装置において、第１ローラ群と第２ローラ群を互いに相対移動することによって、第２ローラ群のすべての第２ヒートローラの回転軸を、第１鉛直線上に配置した状態で、布体を搬送することができる。
【００１８】
本発明の画像形成装置において、第２ローラ群の第２ヒートローラと、第１ローラ群の第１ヒートローラと、は、交互に配置されていることが好ましい。
【００１９】
本発明の画像形成装置において、加熱部材は、布体のうちインクが付着していない面に、最初に接触するとよい。
【００２０】
本発明の画像形成装置において、ヒートローラの内部には、その回転軸の周りに巻回されて、通電により発熱する金属の線状部材が配され、線状部材の巻回密度は、回転軸方向中央よりも外側の方が密であることが好ましい。
【００２１】
本発明の加熱装置は、シート状の布体上に付着したインクを加熱して布体上に画像を形成する加熱装置であって、布体の両面側にそれぞれ配置した加熱部材を、布体に接触させることにより、インクを加熱することを特徴としている。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によると、布体の両面側にそれぞれ配置した加熱部材を、布体の両面にそれぞれ接触させることにより、インクを加熱しているため、加熱部材は昇華あるいは定着温度で足りることから、布体の加熱に要するエネルギーを小さくすることができ、エネルギーのロスも低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明の実施形態に係る画像形成装置１０について図１〜図３を参照しつつ詳しく説明する。
本実施形態に係る画像形成装置は、第１本体２０及び第２本体３０を備える。第１本体２０及び第２本体３０は基台（不図示）上に配置され、第１本体２０は第２本体３０に対して脱着可能に相対移動可能である。第１本体２０は、加熱部材として３本の第１ヒートローラ２３ａ、２３ｂ、２３ｃからなる第１ローラ群２３を備える。第２本体３０は、加熱部材として３本の第２ヒートローラ４３ａ、４３ｂ、４３ｃからなる第２ローラ群４３と、インクジェットヘッド３７と、を備える。インクジェットヘッド３７により昇華性インクが付着したシート状の布体５０は、第１ヒートローラ２３ａ、２３ｂ、２３ｃ及び第２ヒートローラ４３ａ、４３ｂ、４３ｃが、両面に接触することにより加熱され、これによってインクが昇華して布体５０上へ画像が形成される。
【００２４】
ここで、本発明に係る加熱装置は、画像形成装置１０のうち、第１ローラ群２３及び４３による布体５０の加熱に関わる部材から構成される。この加熱装置は、昇華性インクを用いた画像形成装置に限らず、加熱することにより布体上に画像を形成、又は、画像を定着することのできる装置、例えば、電子写真装置において加熱によってトナーを定着する定着器や、熱可塑性又は熱硬化性インクを用いた印刷装置、に適用することができる。
以下に、画像形成装置１０の各部材の詳細な構成について説明する。
【００２５】
第１本体２０は、加熱部材としての第１ローラ群２３、第１ローラ群２３を回転駆動するための駆動機構、及び、プリントした布体５０を所定長さで切るカット機構２７を備える。
第１ローラ群２３は、鉛直線２３Ｙ（第１鉛直線）上に回転軸がそれぞれ配置された第１ヒートローラ２３ａ、２３ｂ、２３ｃを備える。第１ヒートローラ２３ａ、２３ｂ、２３ｃは、この順序で、布体５０の搬送方向上流側から配置される。これら第１ヒートローラ２３ａ、２３ｂ、２３ｃは同一形状で同径のローラであって、鉛直方向において、第１本体２０と第２本体３０を合体したときに第２ヒートローラ４３ａ、４３ｂ、４３ｃと交互に配置できるような間隔をあけて配置されている。第１ヒートローラ２３ａ、２３ｂ、２３ｃの内部には、その回転軸の周りに巻回されて、電源部（不図示）からの通電により発熱する金属の線状部材（不図示）が配されている。この線状部材の巻回密度は、第１ヒートローラ２３ａ、２３ｂ、２３ｃそれぞれの回転軸方向中央よりも外側の方が密である。巻回密度をこのようにすると、使用を繰り返しても、第１ヒートローラ２３ａ、２３ｂ、２３ｃが熱収縮して、第１ヒートローラ２３ａ、２３ｂ、２３ｃの回転軸方向の中央部分が外側部分よりも太くなるように湾曲変形してしまうことを防止することができ、これにより高品質の印プリント物を安定して提供することができる。
【００２６】
第１ヒートローラ２３ａ、２３ｂ、２３ｃは、その表面への昇華性インクの付着を防止する観点からは、摩擦を軽減するような処理を施すことが好ましい。このような処理としては、例えば、ＳＵＳ（ステンレス鋼）への電解メッキ、テフロン（登録商標）コーティング、シリコーンコーティング、硬質クロムメッキがある。
【００２７】
第１ローラ群２３を回転駆動するための駆動機構は、スプロケット２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、第１駆動ベルト２６ａ、駆動ローラ２９（巻き取りローラ）、第２駆動ベルト２６ｂを備える。
【００２８】
第１駆動ベルト２６ａは、第１ヒートローラ２３ａ、２３ｂ、２３ｃそれぞれの両端部に設けたスプロケット２３ａ１、２３ｂ１、２３ｃ１、及びスプロケット２５ａ、２５ｂ、２５ｃに掛け回されている（図３）。スプロケット２５ａ、２５ｂ、２５ｃのうちのスプロケット２５ｃと、駆動ローラ２９には、第２駆動ベルト２６ｂが掛け回されている。駆動ローラ２９は、駆動部（不図示）（例えばステッピングモータ、サーボ機構）の動作により、その回転軸を中心に回転可能であり、この回転は第２駆動ベルト２６ｂを介してスプロケット２５ｃに伝達される。これによりスプロケット２５ｃが回転すると、第１駆動ベルト２６ａを介して第１ヒートローラ２３ａ、２３ｂ、２３ｃがそれぞれの回転軸の周りを回転する。ここで、各第１ヒートローラ２３a,２３b,２３cのそれぞれは、同一形状で同径からなり、さらに同一の駆動源からなる駆動ベルト２６aの駆動により、同期する状態で、それぞれ回転することが可能となる。第１ヒートローラ２３ａ、２３ｂ、２３ｃがこのように回転することにより、プリントする布体５０を一定の送り量で各ローラ２３a，２３b,２３cに接触加熱しつつ駆動ローラ２９側へ搬送することができる。なお、図３においては、第１ローラ群２３、４３以外の要素を一部省略している。
【００２９】
駆動ローラ２９は、インクジェットヘッド３７によりプリントされ、第１ローラ群２３及び４３により加熱された布体５０を巻き取る。駆動ローラ２９によって巻き取られる布体５０は、駆動ローラ２９の手前に配置されたカット機構２７により所定の長さにカットされる。カット機構２７は、ばね２７ｂの弾性により布体５０の張力を調整するテンションローラ２７ａと、テンションローラ２７ａに保持された布体５０をカットするブレード２７ｃと、を備える。
【００３０】
第１本体２０には、エアシリンダ６０の一端が固定されている。このエアシリンダ６０の他端は第２本体３０に固定されており、エアシリンダ６０を動作させることにより、第１本体２０は第２本体３０に対して脱着可能に相対移動する。すなわち、第１ローラ群２３と４３とが１本の鉛直線上に交互に配置されるように、第１本体２０と第２本体３０を合体することができ、また、第１ローラ群２３と４３を離間するように合体を解除することができる。なお、本実施形態では、第２本体３０が基台に固定され、第１本体２０が第２本体３０側へ移動するが、これに代えて、第２本体３０が第１本体２０側に移動することとしてもよい。
【００３１】
第２本体３０は、加熱部材としての４３、及び、布体５０にプリントするためのインクジェットヘッド３７のほか、布体供給ローラ３１、塗布装置３５、テンションローラ４５ａ、及び、噴霧器７０を備える。４３は、鉛直線４３Ｙ（第２鉛直線）上に回転軸がそれぞれ配置された第２ヒートローラ４３ａ、４３ｂ、４３ｃを備える。これら第２ヒートローラ４３ａ、４３ｂ、４３ｃは同一形状で同径のローラであって、鉛直方向において、第１本体２０と第２本体３０を合体したときに第１ヒートローラ２３ａ、２３ｂ、２３ｃと交互に配置できるような間隔をあけて配置されている。布体供給ローラ３１から供給された布体５０は、テンションローラ４５ａを経て、第１ローラ群２３、４３、及びテンションローラ４５ａが収容される加熱空間（加熱室）６５内で加熱された後に、駆動ローラ２９まで搬送される。
【００３２】
第２ヒートローラ４３ａ、４３ｂ、４３ｃの内部には、第１ヒートローラ２３ａ、２３ｂ、２３ｃと同様に、回転軸の周りに巻回されて、電源部（不図示）からの通電により発熱する金属の線状部材（不図示）が配されており、その巻回密度は、第２ヒートローラ４３ａ、４３ｂ、４３ｃそれぞれの回転軸方向中央よりも外側の方が密である。
【００３３】
第２ヒートローラ４３ａ、４３ｂ、４３ｃは、この順序で、布体５０の搬送方向上流側から配置される。さらに、第２ヒートローラ４３ａは、第１ヒートローラ２３ａよりも搬送方向上流側に配置されるとともに、第２ヒートローラ４３ａは、布体５０の非プリント面に接触する。したがって、布体５０は、昇華性インクが付着していない面が、最初にヒートローラ４３ａに接触する。このため、最初にプリント面が接触加熱される場合と比べて、ヒートローラに昇華性インクが転写されてしまう可能性を低減することができ、これにより、付着した昇華性インクが減ずることなく布体５０への発色に用いられることとなるから、高画質の画像を形成することができる。
【００３４】
第２ヒートローラ４３ａ、４３ｂ、４３ｃそれぞれの両端部に設けられたスプロケット４３ａ１、４３ｂ１、４３ｃ１（図３）には、従動ベルト４６ｂが巻き回されており、第２ヒートローラ４３ａ、４３ｂ、４３ｃのいずれかが回転軸を中心に回転すると、他の２つのローラも連動してこれに同期して回転する。すなわち、第２ヒートローラ４３a,４３b,４３c,のそれぞれも、相互に同一形状で同径からなり、かつ第１ヒートローラ２３a,２３b,２３cとも同一形状で同径からなるため、プリントする布体５０は、第１，第２の両ヒートローラ間において一定の送り量で接触加熱され、駆動ローラ２９側へ搬送可能となる。また本実施形態では、第２ヒートローラ４３側において、能動的に回転する駆動機構を設けておらず、第２本体３０に対する第１本体２０の合体（図２に示す状態）により、不図示の歯車伝達機構によって第１駆動ベルト２６aから従動ベルト４６bに伝達される。これにより、第１ヒートローラ群２３と第２ヒートローラ群４３のそれぞれを、同一の駆動源（駆動ローラ２９）で同速、同送り量にて同期回転させるようにしているが、第１ローラ群２３と第２ヒートローラ群４３のそれぞれが能動的に同期回転する機構を採用することもできる。
【００３５】
塗布装置３５は、布体５０に対して例えば滲み防止材を塗布するものであって、４３よりも布体供給ローラ３１側に配置される。塗布装置３５と４３との間にはインクジェットヘッド３７が配置される。このインクジェットヘッド３７は、圧電素子の駆動によって昇華性インクを布体５０に吐出するインクジェットヘッドである。圧電素子は駆動部（不図示）からの信号によって変形する。この駆動信号は、布体５０上に形成しようとする画像に対応するものであって、これにより、布体５０の搬送タイミングに合わせて、所望の画像の各画素に対応した位置に昇華性インクが付着する。なお、昇華性インクの布体５０への付着には、圧電素子以外の方式のインクジェットヘッドを用いることもでき、さらに、インクジェット以外の手法（例えば印刷）によって行うこともできる。
【００３６】
さらに、第２上段ローラ４３ｂと第２下段ローラ４３ｃとの間を搬送される布体５０に対する位置には噴霧器７０が配置されている。この噴霧器７０は、噴霧部７１、連結チューブ７２、及び、タンク部７３を備える。タンク部７３には、例えば、撥水剤、防炎剤、表面コート剤、ラミネート剤、吸臭剤、芳香剤、光触媒コート剤の液剤が収容されており、この液剤は、噴霧器７０を介して噴霧部７１に供給され、第１ローラ群２３及び第２ローラ群４３上を搬送される布体５０上に噴霧される。噴霧器７０は、布体５０上の昇華性インクの発色を阻害しないという観点からは、布体５０の搬送方向下流側に配置することが好ましい。また、噴霧器７０と同様の噴霧器を第１本体２０内にも設けると、複数の液剤を噴霧することができる。
【００３７】
布体供給ローラ３１から供給される布体５０は、ローラ３３を経て、テンションローラ４５ａに巻き回される。布体５０は、テンションローラ４５ａに連結したばね４５ｂの弾性により、張力が調整される。テンションローラ４５ａと第２ヒートローラ４３ａには、ベルト４６ａが巻き回されており、いずれかが回転軸の周りを回転すると、他方も連動して回転する。
【００３８】
第１ローラ群２３及び第２ローラ群４３のいずれかのローラには、該ローラに接触する状態で温度センサ（不図示）が設けられている。該温度センサは、第１ローラ群２３及び第２ローラ群４３に通電する電源部の動作を制御する制御部に接続されている。この制御部は、加熱空間６５の温度が昇華温度よりも高くなりすぎないように（例えば昇華温度よりも５°Ｃ以上高くならないように）、第１ローラ群２３及び第２ローラ群４３への通電量を制御する。また、第１ローラ群２３及び第２ローラ群４３から放たれる熱により加熱空間６５が暖められていることから、布体５０は、加熱空間に入ってから、第１ローラ群２３、第２ローラ群４３によって接触加熱される前に、加熱されて乾燥するため、従来のようにプリヒータを設ける必要がない。さらに、加熱空間６５は、例えばグラスウールのような保温材で囲むことが好ましい。これにより、第１ローラ群２３及び第２ローラ群４３から放たれる熱が加熱空間６５から外部へ逃げにくくなるため、第１ローラ群２３及び第２ローラ群４３へ供給する通電量を抑えることができる。
【００３９】
続いて、画像形成装置１０の動作について説明する。
まず、画像形成装置１０への布体５０のセットの際には、第１本体２０と第２本体３０は互いに離間している（図１）。したがって、第１ローラ群２３と第２ローラ群４３とは離間しており、布体供給ローラ３１から供給された布体５０は、ローラ３３、テンションローラ４５ａに巻き回された後に、第１ローラ群２３と第２ローラ群４３との間の空間を通って、第１下段ローラ２３ｃに巻き回される。さらに、布体５０は、テンションローラ２７ａを経て、先端が駆動ローラ２９に固定される。
【００４０】
この状態から、エアシリンダ６０を動作させて、第１本体２０を第２本体３０側へ移動させて、第１本体２０と第２本体３０とを合体する。これにより、鉛直線２３Ｙと鉛直線４３Ｙとが一致し、この鉛直線上において、第２ヒートローラ４３ａと第２上段ローラ４３ｂの間に第１上段ローラ２３ａが、第２上段ローラ４３ｂと第２下段ローラ４３ｃの間に第１中段ローラ２３ｂが、第２下段ローラ４３ｃの下方に第１下段ローラ２３ｃが、それぞれ配置される（図２、図３）。この配置の後に、テンションローラ４５ａ及びテンションローラ２７ａで張力を調整しつつ、第１ヒートローラ２３ａ、２３ｂ、２３ｃを駆動し、駆動ローラ２９で布体５０の先端を巻き取ることにより、布体５０に対して張力を与える。このとき、布体５０は、搬送方向上流から順に、第２ヒートローラ４３ａ、第１上段ローラ２３ａ、第２上段ローラ４３ｂ、第１中段ローラ２３ｂ、第２下段ローラ４３ｃ、第１下段ローラ２３ｃに接触している。布体５０は、第２ヒートローラ４３ａ、第２上段ローラ４３ｂ、第２下段ローラ４３ｃに対しては非プリント面が接触し、第１ヒートローラ２３ａ、２３ｂ、２３ｃに対してはプリント面が接触している。すなわち、第１ローラ群２３と第２ローラ群４３は、布体５０の両面に交互に接触している。なお、第１ヒートローラ２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、及び、第２ヒートローラ４３ａ、第２上段ローラ４３ｂ、第２下段ローラ４３ｃへの通電は、第１本体２０と第２本体３０との合体前に開始してもよいし、その後であってもよい。
【００４１】
温度センサによりローラの加熱温度が所定温度以上に達したことを検出したところで、布体５０の搬送を開始する。布体５０は、塗布装置３５においてバインダを塗布された後に、インクジェットヘッド３７において一方の面に昇華性インクが付着される。プリントされた布体５０は、加熱空間６５に入ったところで雰囲気加熱（環境加熱）を受けて乾燥する。
【００４２】
その後、布体５０は、第２ヒートローラ４３ａ、第１上段ローラ２３ａ、第２上段ローラ４３ｂ、第１中段ローラ２３ｂ、第２下段ローラ４３ｃ、第１下段ローラ２３ｃの順に接触して昇華温度に加熱される。布体５０は、第１ローラ群２３の回転駆動、及び、これにともなう第２ローラ群４３の従動回転に追随して、第１ヒートローラ２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、第２ヒートローラ４３ａ、第２上段ローラ４３ｂ、第２下段ローラ４３ｃに密着しつつ搬送される。これにより、布体５０は適度な接触圧で、第１ヒートローラ２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、第２ヒートローラ４３ａ、第２上段ローラ４３ｂ、第２下段ローラ４３ｃに接触することができることから、インクジェットヘッド３７により付着したインクは、第１ローラ群２３及び第２ローラ群４３の各ヒートローラへの転写を抑えられつつ、昇華して布体５０上に発色画像を形成する。したがって、布体５０上に汚れやにじみが発生することが少なくなり、高い画像品質を実現できる。また、接触加熱によってインクを昇華させているため、温度は昇華温度であれば足りることから、加熱に要するエネルギーを小さくすることができ、エネルギーロスも少ない。さらに、布体５０を昇華温度以上の高温にさらさないため、熱収縮が生じにくく、しわのない完成品を得ることができる。各ヒートローラを高温としないですむため、ヒートローラの形状を膨張により変化させることを少なくすることができる。
【００４３】
さらにまた、第１ローラ群２３及び第２ローラ群４３により、布体５０を順次逆方向に湾曲させつつ接触乾燥させ、かつ、両面を加熱するため、しわが発生したとしても容易に矯正することができる。
【００４４】
発色した布体５０には、噴霧器７０により液剤が噴霧される。噴霧された液剤は、加熱空間６５の温度によって、媒体５０上で硬化、又は、主剤が定着する。画像が形成され、液剤が塗布された媒体５０は、駆動ローラ２９によって巻き取られるとともに、カット機構２７において所定長さにカットされる。
【００４５】
以上のように構成されたことから、上記実施形態によれば、次の効果（１）〜（５）を奏する。
（１）布体５０を各ヒートローラに接触させて加熱するため、ヒートローラの温度は昇華性インクが昇華する温度（昇華温度）であればよい。このため、布体５０を加熱するのに要するエネルギーを小さくすることができ、エネルギーのロスも少なくてすむ。さらに、布体５０を昇華温度を超える高温にさらさなくてすむため、熱収縮が生じにくく、画質向上、しわのない完成品を提供することができる。
【００４６】
（２）布体５０が、各ヒートローラの同期回転に追随するように搬送されるため、布体５０上のインクがヒートローラに転写されて媒体５０の別の箇所を汚したりするなど、布体５０とヒートローラ間で汚れが転写されることが少なくなり、高い画像品質を実現することができる。
【００４７】
（３）第１ローラ群２３、第２ローラ群４３を構成する複数のヒートローラの間を布体５０が順次通過することにより、布体５０が両面から加熱されるため、しわができにくく、さらに、しわがあっても容易に矯正しやすい。しかもこれらローラ群を構成する各ローラがそれぞれ同一の駆動源にて同期回転するため、布体５０の送り量が一定となり高品質のプリントが可能となる。
【００４８】
（４）布体５０の周囲に第１ローラ群２３、第２ローラ群４３の各ヒートローラが配置され、かつ、これらが閉じた加熱空間６５内に収容されるため、布体５０の一方の面側が装置外部に露出する従来のものよりも、ヒートローラの加熱温度を低くすることができ、エネルギー消費が少なくてすむ。
【００４９】
（５）ヒートローラの温度を従来よりも低くすることができるため、太鼓上に湾曲化する膨張変化を少なくすることができ、これにより、布体５０の幅方向の品質を均一にすることができる
【００５０】
以下に変形例について説明する。
第１ローラ群２３、第２ローラ群４３を構成するヒートローラは、布体５０の両面を接触加熱することができれば、上述の実施形態のような数、形状でなくてもよい。例えば、第１ヒートローラ及び第２ヒートローラは一つずつでもよいし、同数でなくてもよい。また、ローラ以外の形状（例えば平板状）のものを含んでもよい。さらに、鉛直線２３Ｙ、鉛直線４３Ｙから外れた位置にあってもよい。
【００５１】
なお、上記実施形態において、第１ローラ群２３、第２ローラ群４３を構成する各ヒートローラにおいて、その加熱装置としてローラ内部の回転軸の周り巻回去れ、通電により発熱する金属の線状部材を採用するようにしている。しかし本発明はこうした加熱機構に限定されるものではなく、例えばローラ内部に加熱し、温度制御されたオイルを循環させる方式や、輻射熱方式によりローラ全体を内部から加熱するセラミックヒータなど、様々な加熱機構を採用することも可能である。また第１ローラ群２３、第２ローラ群４３を構成するヒートローラの配置についても、布体５０の両面を接触加熱することができれば、上述の実施形態とは異なるものとすることができる。例えば、被加熱面は、プリント面と非プリント面の両面が加熱されれば、これらを交互に加熱しなくてもよい。また、第１本体２０と第２本体３０とを合体したときに、鉛直線２３Ｙと鉛直線４３Ｙは一致しなくてもよい。
【００５２】
本発明について上記実施形態を参照しつつ説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、改良の目的または本発明の思想の範囲内において改良または変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の実施形態に係る画像形成装置の合体前の内部の状態を示す側面図である。
【図２】本発明の実施形態に係る画像形成装置の合体後の内部の状態を示す側面図である。
【図３】本発明の実施形態に係る画像形成装置の合体後の内部の状態を示す正面図である。
【図４】従来の画像形成装置のヒートローラの形状を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００５４】
１０ 画像形成装置
２３ 第１ローラ群
２３ａ 第１ヒートローラ
２３ｂ 第１ヒートローラ
２３ｃ 第１ヒートローラ
２３Ｙ 鉛直線（第１鉛直線）
３７ インクジェットヘッド
４３ 第２ローラ群
４３ａ 第２ヒートローラ
４３ｂ 第２ヒートローラ
４３ｃ 第２ヒートローラ
４３Ｙ 鉛直線（第２鉛直線）
５０ 布体
【技術分野】
【０００１】
本発明は、布体上に付着したインクを加熱して布体上に画像形成させる画像形成装置及び加熱装置に関し、例えば昇華性インク、熱定着性インク等を用いて布体上に画像を形成する画像形成装置、及び、布体を加熱してインクを昇華させたり、熱定着させる加熱装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
布体上でのカラー画像形成には、高品質の画像形成が可能であり、布体の種類の制限が少なく、かつ、耐久性の高い昇華性インク、熱定着性インクなどが用いられることが少なくない。例えば昇華性インクを用いた画像形成装置では、インクジェットヘッドその他の機器により昇華性インクが布体上に付着される。インクが付着した布体は、加熱ドラムなどの加熱手段によって加熱され、これによりインクが昇華して布体上で発色する（例えば特許文献１）。
【特許文献１】特開２００６−２６５８１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、一般に、インクを昇華させるには布体を高温にさらさなければならず、加熱のために布体の一面を加熱部材（例えばヒートローラやヒートドラム）に接触させる場合は、昇華とともに布体が熱収縮を起こしてしまって、プリント布の品質を低下させてしまうおそれがあった。
【０００４】
これに対して、熱収縮の発生を緩和するために、布体を加熱部材から離間する構成として、布体周囲の環境を高温として加熱することが検討されている。これによれば、布体を高温雰囲気で加熱するため、加熱部材に接触させる従来の加熱方法に比して、熱収縮の発生を抑えることができる。しかし、布体周囲の温度を昇華可能な温度とするためには、加熱部材の温度を昇華温度よりもさらに高い温度にする必要があることから、加熱に要するエネルギーが大きくなり、かつ、加熱部材と布体との距離に応じたエネルギーロスが発生してしまう。さらに、布体と加熱部材との間には、距離に応じた熱分布が生じており、加熱部材近傍では、昇華温度よりも高い温度となっているため、布体が加熱部材付近を通過すると熱収縮を起こす可能性が高くなる。また、布体の、加熱部材のない面を装置外方に露出させている場合には、加熱部材からの熱が装置外に逃げてしまいやすいため、加熱部材をより高温にしなければならないため、より多くのエネルギーが必要であって、エネルギーロスも大きくなる。
【０００５】
また、加熱部材としてヒートローラを用いる場合は、単一のヒートローラの曲面に沿うように、布体に張力がかけられるため、特定方向において熱収縮が発生しやすく、また、熱収縮により発生したしわを矯正することは困難であった。
【０００６】
さらにまた、ヒートローラやヒートドラム内に、通電発熱する金属の線状部材を設けた場合は、発熱を続けることによってヒートローラやヒートドラムが形状変化し、例えば図４に示すヒートドラム１００のように、ドラム１００の表面のうちの中央部分１０２が外側部分１０３、１０４よりも太くなる、いわゆる太鼓形に湾曲変形してしまい、湾曲状態にあるヒートドラムの軸線と平行とされる基準の直線１０１よりも表面中央が盛り上がる現象が発生する。このように変形したヒートローラを用いて布体を加熱すると、布体の幅方向（布体の面内において、送り方向に直交する方向）における温度分布が不均一となるため、布体にしわが生じてプリント布が弓状に変形し、品質が低下してしまう現象が発生していた。
【０００７】
そこで本発明は、加熱に要するエネルギーを抑えつつ、布体の熱収縮を抑えるとともに、熱収縮が発生したとしても矯正可能な画像形成装置及び加熱装置を提供することを目的とする。また、別の目的は、加熱部材の温度をインクが昇華し、あるいは定着する適正な温度とすることができ、これにより加熱部材に与えるエネルギーを小さくし、かつ、エネルギーロスを減少することにある。さらには、経時変化の少ない加熱部材を実現することによって、布体にしわが発生することを抑止することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明の画像形成装置においては、シート状の布体上にインクを付着させ、このインクを加熱して布体上において発色させる画像形成装置であって、布体の両面側にそれぞれ配置した加熱部材を、媒体の両面にそれぞれ接触させることにより、インクを加熱することを特徴としている。
【０００９】
本発明の画像形成装置において、加熱部材は、布体を搬送しつつ加熱するヒートローラを含むことが好ましい。
【００１０】
本発明の画像形成装置において、ヒートローラは、布体の一方の面に接する第１ヒートローラと、布体の他方の面に接する第２ヒートローラと、を含むとよい。
【００１１】
本発明の画像形成装置において、加熱部材は、複数の第１ヒートローラからなる第１ローラ群と、複数の第２ヒートローラからなる第２ローラ群と、を備えることが好ましい。
【００１２】
本発明の画像形成装置において、第１ローラ群を構成する複数の第１ヒートローラの回転軸は、第１鉛直線上に配置されており、かつ、第２ローラ群を構成する複数の第２ヒートローラの回転軸は、第２鉛直線上に配置されているとよい。
【００１３】
本発明の画像形成装置において、第１ローラ群を構成する複数の第１ヒートローラと、第２ローラ群を構成する複数の第２ヒートローラを、それぞれ同期する状態で回転可能とすることができる。
【００１４】
本発明の画像形成装置において、第１ローラ群を構成する複数の第１ヒートローラと、第２ローラ群を構成する複数の第２ヒートローラを、それぞれ同期する状態で回転可能とするとともに、これら第１ヒートローラと第２ヒートローラを相互に同径のもとし、それぞれ同一の駆動源にて駆動させるとよい。
【００１５】
本発明の画像形成装置において、第１ヒートローラと、第２ヒートローラは、布体の両面に交互に接触することができる。
【００１６】
本発明の画像形成装置において、第１ローラ群及び第２ローラ群は、互いに相対移動可能であり、この相対移動によって、第２ヒートローラを、鉛直線上に並置される複数の第１ヒートローラの間に配置した状態で、布体を搬送することができる。
【００１７】
本発明の画像形成装置において、第１ローラ群と第２ローラ群を互いに相対移動することによって、第２ローラ群のすべての第２ヒートローラの回転軸を、第１鉛直線上に配置した状態で、布体を搬送することができる。
【００１８】
本発明の画像形成装置において、第２ローラ群の第２ヒートローラと、第１ローラ群の第１ヒートローラと、は、交互に配置されていることが好ましい。
【００１９】
本発明の画像形成装置において、加熱部材は、布体のうちインクが付着していない面に、最初に接触するとよい。
【００２０】
本発明の画像形成装置において、ヒートローラの内部には、その回転軸の周りに巻回されて、通電により発熱する金属の線状部材が配され、線状部材の巻回密度は、回転軸方向中央よりも外側の方が密であることが好ましい。
【００２１】
本発明の加熱装置は、シート状の布体上に付着したインクを加熱して布体上に画像を形成する加熱装置であって、布体の両面側にそれぞれ配置した加熱部材を、布体に接触させることにより、インクを加熱することを特徴としている。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によると、布体の両面側にそれぞれ配置した加熱部材を、布体の両面にそれぞれ接触させることにより、インクを加熱しているため、加熱部材は昇華あるいは定着温度で足りることから、布体の加熱に要するエネルギーを小さくすることができ、エネルギーのロスも低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明の実施形態に係る画像形成装置１０について図１〜図３を参照しつつ詳しく説明する。
本実施形態に係る画像形成装置は、第１本体２０及び第２本体３０を備える。第１本体２０及び第２本体３０は基台（不図示）上に配置され、第１本体２０は第２本体３０に対して脱着可能に相対移動可能である。第１本体２０は、加熱部材として３本の第１ヒートローラ２３ａ、２３ｂ、２３ｃからなる第１ローラ群２３を備える。第２本体３０は、加熱部材として３本の第２ヒートローラ４３ａ、４３ｂ、４３ｃからなる第２ローラ群４３と、インクジェットヘッド３７と、を備える。インクジェットヘッド３７により昇華性インクが付着したシート状の布体５０は、第１ヒートローラ２３ａ、２３ｂ、２３ｃ及び第２ヒートローラ４３ａ、４３ｂ、４３ｃが、両面に接触することにより加熱され、これによってインクが昇華して布体５０上へ画像が形成される。
【００２４】
ここで、本発明に係る加熱装置は、画像形成装置１０のうち、第１ローラ群２３及び４３による布体５０の加熱に関わる部材から構成される。この加熱装置は、昇華性インクを用いた画像形成装置に限らず、加熱することにより布体上に画像を形成、又は、画像を定着することのできる装置、例えば、電子写真装置において加熱によってトナーを定着する定着器や、熱可塑性又は熱硬化性インクを用いた印刷装置、に適用することができる。
以下に、画像形成装置１０の各部材の詳細な構成について説明する。
【００２５】
第１本体２０は、加熱部材としての第１ローラ群２３、第１ローラ群２３を回転駆動するための駆動機構、及び、プリントした布体５０を所定長さで切るカット機構２７を備える。
第１ローラ群２３は、鉛直線２３Ｙ（第１鉛直線）上に回転軸がそれぞれ配置された第１ヒートローラ２３ａ、２３ｂ、２３ｃを備える。第１ヒートローラ２３ａ、２３ｂ、２３ｃは、この順序で、布体５０の搬送方向上流側から配置される。これら第１ヒートローラ２３ａ、２３ｂ、２３ｃは同一形状で同径のローラであって、鉛直方向において、第１本体２０と第２本体３０を合体したときに第２ヒートローラ４３ａ、４３ｂ、４３ｃと交互に配置できるような間隔をあけて配置されている。第１ヒートローラ２３ａ、２３ｂ、２３ｃの内部には、その回転軸の周りに巻回されて、電源部（不図示）からの通電により発熱する金属の線状部材（不図示）が配されている。この線状部材の巻回密度は、第１ヒートローラ２３ａ、２３ｂ、２３ｃそれぞれの回転軸方向中央よりも外側の方が密である。巻回密度をこのようにすると、使用を繰り返しても、第１ヒートローラ２３ａ、２３ｂ、２３ｃが熱収縮して、第１ヒートローラ２３ａ、２３ｂ、２３ｃの回転軸方向の中央部分が外側部分よりも太くなるように湾曲変形してしまうことを防止することができ、これにより高品質の印プリント物を安定して提供することができる。
【００２６】
第１ヒートローラ２３ａ、２３ｂ、２３ｃは、その表面への昇華性インクの付着を防止する観点からは、摩擦を軽減するような処理を施すことが好ましい。このような処理としては、例えば、ＳＵＳ（ステンレス鋼）への電解メッキ、テフロン（登録商標）コーティング、シリコーンコーティング、硬質クロムメッキがある。
【００２７】
第１ローラ群２３を回転駆動するための駆動機構は、スプロケット２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、第１駆動ベルト２６ａ、駆動ローラ２９（巻き取りローラ）、第２駆動ベルト２６ｂを備える。
【００２８】
第１駆動ベルト２６ａは、第１ヒートローラ２３ａ、２３ｂ、２３ｃそれぞれの両端部に設けたスプロケット２３ａ１、２３ｂ１、２３ｃ１、及びスプロケット２５ａ、２５ｂ、２５ｃに掛け回されている（図３）。スプロケット２５ａ、２５ｂ、２５ｃのうちのスプロケット２５ｃと、駆動ローラ２９には、第２駆動ベルト２６ｂが掛け回されている。駆動ローラ２９は、駆動部（不図示）（例えばステッピングモータ、サーボ機構）の動作により、その回転軸を中心に回転可能であり、この回転は第２駆動ベルト２６ｂを介してスプロケット２５ｃに伝達される。これによりスプロケット２５ｃが回転すると、第１駆動ベルト２６ａを介して第１ヒートローラ２３ａ、２３ｂ、２３ｃがそれぞれの回転軸の周りを回転する。ここで、各第１ヒートローラ２３a,２３b,２３cのそれぞれは、同一形状で同径からなり、さらに同一の駆動源からなる駆動ベルト２６aの駆動により、同期する状態で、それぞれ回転することが可能となる。第１ヒートローラ２３ａ、２３ｂ、２３ｃがこのように回転することにより、プリントする布体５０を一定の送り量で各ローラ２３a，２３b,２３cに接触加熱しつつ駆動ローラ２９側へ搬送することができる。なお、図３においては、第１ローラ群２３、４３以外の要素を一部省略している。
【００２９】
駆動ローラ２９は、インクジェットヘッド３７によりプリントされ、第１ローラ群２３及び４３により加熱された布体５０を巻き取る。駆動ローラ２９によって巻き取られる布体５０は、駆動ローラ２９の手前に配置されたカット機構２７により所定の長さにカットされる。カット機構２７は、ばね２７ｂの弾性により布体５０の張力を調整するテンションローラ２７ａと、テンションローラ２７ａに保持された布体５０をカットするブレード２７ｃと、を備える。
【００３０】
第１本体２０には、エアシリンダ６０の一端が固定されている。このエアシリンダ６０の他端は第２本体３０に固定されており、エアシリンダ６０を動作させることにより、第１本体２０は第２本体３０に対して脱着可能に相対移動する。すなわち、第１ローラ群２３と４３とが１本の鉛直線上に交互に配置されるように、第１本体２０と第２本体３０を合体することができ、また、第１ローラ群２３と４３を離間するように合体を解除することができる。なお、本実施形態では、第２本体３０が基台に固定され、第１本体２０が第２本体３０側へ移動するが、これに代えて、第２本体３０が第１本体２０側に移動することとしてもよい。
【００３１】
第２本体３０は、加熱部材としての４３、及び、布体５０にプリントするためのインクジェットヘッド３７のほか、布体供給ローラ３１、塗布装置３５、テンションローラ４５ａ、及び、噴霧器７０を備える。４３は、鉛直線４３Ｙ（第２鉛直線）上に回転軸がそれぞれ配置された第２ヒートローラ４３ａ、４３ｂ、４３ｃを備える。これら第２ヒートローラ４３ａ、４３ｂ、４３ｃは同一形状で同径のローラであって、鉛直方向において、第１本体２０と第２本体３０を合体したときに第１ヒートローラ２３ａ、２３ｂ、２３ｃと交互に配置できるような間隔をあけて配置されている。布体供給ローラ３１から供給された布体５０は、テンションローラ４５ａを経て、第１ローラ群２３、４３、及びテンションローラ４５ａが収容される加熱空間（加熱室）６５内で加熱された後に、駆動ローラ２９まで搬送される。
【００３２】
第２ヒートローラ４３ａ、４３ｂ、４３ｃの内部には、第１ヒートローラ２３ａ、２３ｂ、２３ｃと同様に、回転軸の周りに巻回されて、電源部（不図示）からの通電により発熱する金属の線状部材（不図示）が配されており、その巻回密度は、第２ヒートローラ４３ａ、４３ｂ、４３ｃそれぞれの回転軸方向中央よりも外側の方が密である。
【００３３】
第２ヒートローラ４３ａ、４３ｂ、４３ｃは、この順序で、布体５０の搬送方向上流側から配置される。さらに、第２ヒートローラ４３ａは、第１ヒートローラ２３ａよりも搬送方向上流側に配置されるとともに、第２ヒートローラ４３ａは、布体５０の非プリント面に接触する。したがって、布体５０は、昇華性インクが付着していない面が、最初にヒートローラ４３ａに接触する。このため、最初にプリント面が接触加熱される場合と比べて、ヒートローラに昇華性インクが転写されてしまう可能性を低減することができ、これにより、付着した昇華性インクが減ずることなく布体５０への発色に用いられることとなるから、高画質の画像を形成することができる。
【００３４】
第２ヒートローラ４３ａ、４３ｂ、４３ｃそれぞれの両端部に設けられたスプロケット４３ａ１、４３ｂ１、４３ｃ１（図３）には、従動ベルト４６ｂが巻き回されており、第２ヒートローラ４３ａ、４３ｂ、４３ｃのいずれかが回転軸を中心に回転すると、他の２つのローラも連動してこれに同期して回転する。すなわち、第２ヒートローラ４３a,４３b,４３c,のそれぞれも、相互に同一形状で同径からなり、かつ第１ヒートローラ２３a,２３b,２３cとも同一形状で同径からなるため、プリントする布体５０は、第１，第２の両ヒートローラ間において一定の送り量で接触加熱され、駆動ローラ２９側へ搬送可能となる。また本実施形態では、第２ヒートローラ４３側において、能動的に回転する駆動機構を設けておらず、第２本体３０に対する第１本体２０の合体（図２に示す状態）により、不図示の歯車伝達機構によって第１駆動ベルト２６aから従動ベルト４６bに伝達される。これにより、第１ヒートローラ群２３と第２ヒートローラ群４３のそれぞれを、同一の駆動源（駆動ローラ２９）で同速、同送り量にて同期回転させるようにしているが、第１ローラ群２３と第２ヒートローラ群４３のそれぞれが能動的に同期回転する機構を採用することもできる。
【００３５】
塗布装置３５は、布体５０に対して例えば滲み防止材を塗布するものであって、４３よりも布体供給ローラ３１側に配置される。塗布装置３５と４３との間にはインクジェットヘッド３７が配置される。このインクジェットヘッド３７は、圧電素子の駆動によって昇華性インクを布体５０に吐出するインクジェットヘッドである。圧電素子は駆動部（不図示）からの信号によって変形する。この駆動信号は、布体５０上に形成しようとする画像に対応するものであって、これにより、布体５０の搬送タイミングに合わせて、所望の画像の各画素に対応した位置に昇華性インクが付着する。なお、昇華性インクの布体５０への付着には、圧電素子以外の方式のインクジェットヘッドを用いることもでき、さらに、インクジェット以外の手法（例えば印刷）によって行うこともできる。
【００３６】
さらに、第２上段ローラ４３ｂと第２下段ローラ４３ｃとの間を搬送される布体５０に対する位置には噴霧器７０が配置されている。この噴霧器７０は、噴霧部７１、連結チューブ７２、及び、タンク部７３を備える。タンク部７３には、例えば、撥水剤、防炎剤、表面コート剤、ラミネート剤、吸臭剤、芳香剤、光触媒コート剤の液剤が収容されており、この液剤は、噴霧器７０を介して噴霧部７１に供給され、第１ローラ群２３及び第２ローラ群４３上を搬送される布体５０上に噴霧される。噴霧器７０は、布体５０上の昇華性インクの発色を阻害しないという観点からは、布体５０の搬送方向下流側に配置することが好ましい。また、噴霧器７０と同様の噴霧器を第１本体２０内にも設けると、複数の液剤を噴霧することができる。
【００３７】
布体供給ローラ３１から供給される布体５０は、ローラ３３を経て、テンションローラ４５ａに巻き回される。布体５０は、テンションローラ４５ａに連結したばね４５ｂの弾性により、張力が調整される。テンションローラ４５ａと第２ヒートローラ４３ａには、ベルト４６ａが巻き回されており、いずれかが回転軸の周りを回転すると、他方も連動して回転する。
【００３８】
第１ローラ群２３及び第２ローラ群４３のいずれかのローラには、該ローラに接触する状態で温度センサ（不図示）が設けられている。該温度センサは、第１ローラ群２３及び第２ローラ群４３に通電する電源部の動作を制御する制御部に接続されている。この制御部は、加熱空間６５の温度が昇華温度よりも高くなりすぎないように（例えば昇華温度よりも５°Ｃ以上高くならないように）、第１ローラ群２３及び第２ローラ群４３への通電量を制御する。また、第１ローラ群２３及び第２ローラ群４３から放たれる熱により加熱空間６５が暖められていることから、布体５０は、加熱空間に入ってから、第１ローラ群２３、第２ローラ群４３によって接触加熱される前に、加熱されて乾燥するため、従来のようにプリヒータを設ける必要がない。さらに、加熱空間６５は、例えばグラスウールのような保温材で囲むことが好ましい。これにより、第１ローラ群２３及び第２ローラ群４３から放たれる熱が加熱空間６５から外部へ逃げにくくなるため、第１ローラ群２３及び第２ローラ群４３へ供給する通電量を抑えることができる。
【００３９】
続いて、画像形成装置１０の動作について説明する。
まず、画像形成装置１０への布体５０のセットの際には、第１本体２０と第２本体３０は互いに離間している（図１）。したがって、第１ローラ群２３と第２ローラ群４３とは離間しており、布体供給ローラ３１から供給された布体５０は、ローラ３３、テンションローラ４５ａに巻き回された後に、第１ローラ群２３と第２ローラ群４３との間の空間を通って、第１下段ローラ２３ｃに巻き回される。さらに、布体５０は、テンションローラ２７ａを経て、先端が駆動ローラ２９に固定される。
【００４０】
この状態から、エアシリンダ６０を動作させて、第１本体２０を第２本体３０側へ移動させて、第１本体２０と第２本体３０とを合体する。これにより、鉛直線２３Ｙと鉛直線４３Ｙとが一致し、この鉛直線上において、第２ヒートローラ４３ａと第２上段ローラ４３ｂの間に第１上段ローラ２３ａが、第２上段ローラ４３ｂと第２下段ローラ４３ｃの間に第１中段ローラ２３ｂが、第２下段ローラ４３ｃの下方に第１下段ローラ２３ｃが、それぞれ配置される（図２、図３）。この配置の後に、テンションローラ４５ａ及びテンションローラ２７ａで張力を調整しつつ、第１ヒートローラ２３ａ、２３ｂ、２３ｃを駆動し、駆動ローラ２９で布体５０の先端を巻き取ることにより、布体５０に対して張力を与える。このとき、布体５０は、搬送方向上流から順に、第２ヒートローラ４３ａ、第１上段ローラ２３ａ、第２上段ローラ４３ｂ、第１中段ローラ２３ｂ、第２下段ローラ４３ｃ、第１下段ローラ２３ｃに接触している。布体５０は、第２ヒートローラ４３ａ、第２上段ローラ４３ｂ、第２下段ローラ４３ｃに対しては非プリント面が接触し、第１ヒートローラ２３ａ、２３ｂ、２３ｃに対してはプリント面が接触している。すなわち、第１ローラ群２３と第２ローラ群４３は、布体５０の両面に交互に接触している。なお、第１ヒートローラ２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、及び、第２ヒートローラ４３ａ、第２上段ローラ４３ｂ、第２下段ローラ４３ｃへの通電は、第１本体２０と第２本体３０との合体前に開始してもよいし、その後であってもよい。
【００４１】
温度センサによりローラの加熱温度が所定温度以上に達したことを検出したところで、布体５０の搬送を開始する。布体５０は、塗布装置３５においてバインダを塗布された後に、インクジェットヘッド３７において一方の面に昇華性インクが付着される。プリントされた布体５０は、加熱空間６５に入ったところで雰囲気加熱（環境加熱）を受けて乾燥する。
【００４２】
その後、布体５０は、第２ヒートローラ４３ａ、第１上段ローラ２３ａ、第２上段ローラ４３ｂ、第１中段ローラ２３ｂ、第２下段ローラ４３ｃ、第１下段ローラ２３ｃの順に接触して昇華温度に加熱される。布体５０は、第１ローラ群２３の回転駆動、及び、これにともなう第２ローラ群４３の従動回転に追随して、第１ヒートローラ２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、第２ヒートローラ４３ａ、第２上段ローラ４３ｂ、第２下段ローラ４３ｃに密着しつつ搬送される。これにより、布体５０は適度な接触圧で、第１ヒートローラ２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、第２ヒートローラ４３ａ、第２上段ローラ４３ｂ、第２下段ローラ４３ｃに接触することができることから、インクジェットヘッド３７により付着したインクは、第１ローラ群２３及び第２ローラ群４３の各ヒートローラへの転写を抑えられつつ、昇華して布体５０上に発色画像を形成する。したがって、布体５０上に汚れやにじみが発生することが少なくなり、高い画像品質を実現できる。また、接触加熱によってインクを昇華させているため、温度は昇華温度であれば足りることから、加熱に要するエネルギーを小さくすることができ、エネルギーロスも少ない。さらに、布体５０を昇華温度以上の高温にさらさないため、熱収縮が生じにくく、しわのない完成品を得ることができる。各ヒートローラを高温としないですむため、ヒートローラの形状を膨張により変化させることを少なくすることができる。
【００４３】
さらにまた、第１ローラ群２３及び第２ローラ群４３により、布体５０を順次逆方向に湾曲させつつ接触乾燥させ、かつ、両面を加熱するため、しわが発生したとしても容易に矯正することができる。
【００４４】
発色した布体５０には、噴霧器７０により液剤が噴霧される。噴霧された液剤は、加熱空間６５の温度によって、媒体５０上で硬化、又は、主剤が定着する。画像が形成され、液剤が塗布された媒体５０は、駆動ローラ２９によって巻き取られるとともに、カット機構２７において所定長さにカットされる。
【００４５】
以上のように構成されたことから、上記実施形態によれば、次の効果（１）〜（５）を奏する。
（１）布体５０を各ヒートローラに接触させて加熱するため、ヒートローラの温度は昇華性インクが昇華する温度（昇華温度）であればよい。このため、布体５０を加熱するのに要するエネルギーを小さくすることができ、エネルギーのロスも少なくてすむ。さらに、布体５０を昇華温度を超える高温にさらさなくてすむため、熱収縮が生じにくく、画質向上、しわのない完成品を提供することができる。
【００４６】
（２）布体５０が、各ヒートローラの同期回転に追随するように搬送されるため、布体５０上のインクがヒートローラに転写されて媒体５０の別の箇所を汚したりするなど、布体５０とヒートローラ間で汚れが転写されることが少なくなり、高い画像品質を実現することができる。
【００４７】
（３）第１ローラ群２３、第２ローラ群４３を構成する複数のヒートローラの間を布体５０が順次通過することにより、布体５０が両面から加熱されるため、しわができにくく、さらに、しわがあっても容易に矯正しやすい。しかもこれらローラ群を構成する各ローラがそれぞれ同一の駆動源にて同期回転するため、布体５０の送り量が一定となり高品質のプリントが可能となる。
【００４８】
（４）布体５０の周囲に第１ローラ群２３、第２ローラ群４３の各ヒートローラが配置され、かつ、これらが閉じた加熱空間６５内に収容されるため、布体５０の一方の面側が装置外部に露出する従来のものよりも、ヒートローラの加熱温度を低くすることができ、エネルギー消費が少なくてすむ。
【００４９】
（５）ヒートローラの温度を従来よりも低くすることができるため、太鼓上に湾曲化する膨張変化を少なくすることができ、これにより、布体５０の幅方向の品質を均一にすることができる
【００５０】
以下に変形例について説明する。
第１ローラ群２３、第２ローラ群４３を構成するヒートローラは、布体５０の両面を接触加熱することができれば、上述の実施形態のような数、形状でなくてもよい。例えば、第１ヒートローラ及び第２ヒートローラは一つずつでもよいし、同数でなくてもよい。また、ローラ以外の形状（例えば平板状）のものを含んでもよい。さらに、鉛直線２３Ｙ、鉛直線４３Ｙから外れた位置にあってもよい。
【００５１】
なお、上記実施形態において、第１ローラ群２３、第２ローラ群４３を構成する各ヒートローラにおいて、その加熱装置としてローラ内部の回転軸の周り巻回去れ、通電により発熱する金属の線状部材を採用するようにしている。しかし本発明はこうした加熱機構に限定されるものではなく、例えばローラ内部に加熱し、温度制御されたオイルを循環させる方式や、輻射熱方式によりローラ全体を内部から加熱するセラミックヒータなど、様々な加熱機構を採用することも可能である。また第１ローラ群２３、第２ローラ群４３を構成するヒートローラの配置についても、布体５０の両面を接触加熱することができれば、上述の実施形態とは異なるものとすることができる。例えば、被加熱面は、プリント面と非プリント面の両面が加熱されれば、これらを交互に加熱しなくてもよい。また、第１本体２０と第２本体３０とを合体したときに、鉛直線２３Ｙと鉛直線４３Ｙは一致しなくてもよい。
【００５２】
本発明について上記実施形態を参照しつつ説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、改良の目的または本発明の思想の範囲内において改良または変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の実施形態に係る画像形成装置の合体前の内部の状態を示す側面図である。
【図２】本発明の実施形態に係る画像形成装置の合体後の内部の状態を示す側面図である。
【図３】本発明の実施形態に係る画像形成装置の合体後の内部の状態を示す正面図である。
【図４】従来の画像形成装置のヒートローラの形状を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００５４】
１０ 画像形成装置
２３ 第１ローラ群
２３ａ 第１ヒートローラ
２３ｂ 第１ヒートローラ
２３ｃ 第１ヒートローラ
２３Ｙ 鉛直線（第１鉛直線）
３７ インクジェットヘッド
４３ 第２ローラ群
４３ａ 第２ヒートローラ
４３ｂ 第２ヒートローラ
４３ｃ 第２ヒートローラ
４３Ｙ 鉛直線（第２鉛直線）
５０ 布体
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シート状の布体上にインクを付着させ、このインクを加熱して前記布体上において発色させる画像形成装置であって、前記布体の両面側にそれぞれ配置した加熱部材を、前記布体の両面にそれぞれ接触させることにより、前記インクを加熱することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記加熱部材は、前記布体を搬送しつつ加熱するヒートローラを含む請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記ヒートローラは、前記布体の一方の面に接する第１ヒートローラと、前記布体の他方の面に接する第２ヒートローラと、を含む請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記加熱部材は、複数の前記第１ヒートローラからなる第１ローラ群と、複数の前記第２ヒートローラからなる第２ローラ群と、を備える請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記第１ローラ群を構成する複数の第１ヒートローラの回転軸は、第１鉛直線上に配置されており、かつ、前記第２ローラ群を構成する複数の第２ヒートローラの回転軸は、第２鉛直線上に配置されている請求項４に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記第１ローラ群を構成する複数の第１ヒートローラ、並びに前記第２ヒートローラ群を構成する複数の第２ヒートローラは、それぞれ同期する状態で回転可能としてなる請求項４に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記第１ローラ群を構成する複数の第１ヒートローラ、並びに前記第２ヒートローラ群を構成する複数の第２ヒートローラは、それぞれ同期する状態で回転可能とされ、かつ相互に同径のものとされ、それぞれ同一の駆動源にて駆動可能とされる請求項４に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記第１ヒートローラと、前記第２ヒートローラは、前記布体の両面に交互に接触する請求項３から請求項７のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記第１ローラ群及び前記第２ローラ群は、互いに相対移動可能であり、この相対移動によって、前記第２ヒートローラを、前記鉛直線上に並置される複数の前記第１ヒートローラの間に配置した状態で、前記布体を搬送する請求項４から請求項８のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記第１ローラ群と前記第２ローラ群を互いに相対移動することによって、前記第２ローラ群のすべての第２ヒートローラの回転軸を、前記第１鉛直線上に配置した状態で、前記布体を搬送する請求項４から請求項９のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１１】
前記第２ローラ群の第２ヒートローラと、前記第１ローラ群の第１ヒートローラと、は、交互に配置されている請求項４から請求項１０のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１２】
前記加熱部材は、前記布体のうち前記インクが付着していない面に、最初に接触する請求項１から請求項１１のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１３】
前記ヒートローラの内部には、その回転軸の周りに巻回されて、通電により発熱する金属の線状部材が配され、前記線状部材の巻回密度は、前記回転軸方向中央よりも外側の方が密である請求項２から請求項１２のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１４】
シート状の布体上に付着したインクを加熱して前記布体上に画像を形成する加熱装置であって、
前記布体の両面側にそれぞれ配置した加熱部材を、前記布体に接触させることにより、前記インクを加熱することを特徴とする加熱装置。
【請求項１】
シート状の布体上にインクを付着させ、このインクを加熱して前記布体上において発色させる画像形成装置であって、前記布体の両面側にそれぞれ配置した加熱部材を、前記布体の両面にそれぞれ接触させることにより、前記インクを加熱することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記加熱部材は、前記布体を搬送しつつ加熱するヒートローラを含む請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記ヒートローラは、前記布体の一方の面に接する第１ヒートローラと、前記布体の他方の面に接する第２ヒートローラと、を含む請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記加熱部材は、複数の前記第１ヒートローラからなる第１ローラ群と、複数の前記第２ヒートローラからなる第２ローラ群と、を備える請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記第１ローラ群を構成する複数の第１ヒートローラの回転軸は、第１鉛直線上に配置されており、かつ、前記第２ローラ群を構成する複数の第２ヒートローラの回転軸は、第２鉛直線上に配置されている請求項４に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記第１ローラ群を構成する複数の第１ヒートローラ、並びに前記第２ヒートローラ群を構成する複数の第２ヒートローラは、それぞれ同期する状態で回転可能としてなる請求項４に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記第１ローラ群を構成する複数の第１ヒートローラ、並びに前記第２ヒートローラ群を構成する複数の第２ヒートローラは、それぞれ同期する状態で回転可能とされ、かつ相互に同径のものとされ、それぞれ同一の駆動源にて駆動可能とされる請求項４に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記第１ヒートローラと、前記第２ヒートローラは、前記布体の両面に交互に接触する請求項３から請求項７のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記第１ローラ群及び前記第２ローラ群は、互いに相対移動可能であり、この相対移動によって、前記第２ヒートローラを、前記鉛直線上に並置される複数の前記第１ヒートローラの間に配置した状態で、前記布体を搬送する請求項４から請求項８のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記第１ローラ群と前記第２ローラ群を互いに相対移動することによって、前記第２ローラ群のすべての第２ヒートローラの回転軸を、前記第１鉛直線上に配置した状態で、前記布体を搬送する請求項４から請求項９のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１１】
前記第２ローラ群の第２ヒートローラと、前記第１ローラ群の第１ヒートローラと、は、交互に配置されている請求項４から請求項１０のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１２】
前記加熱部材は、前記布体のうち前記インクが付着していない面に、最初に接触する請求項１から請求項１１のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１３】
前記ヒートローラの内部には、その回転軸の周りに巻回されて、通電により発熱する金属の線状部材が配され、前記線状部材の巻回密度は、前記回転軸方向中央よりも外側の方が密である請求項２から請求項１２のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１４】
シート状の布体上に付着したインクを加熱して前記布体上に画像を形成する加熱装置であって、
前記布体の両面側にそれぞれ配置した加熱部材を、前記布体に接触させることにより、前記インクを加熱することを特徴とする加熱装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２００８−２１４８０５（Ｐ２００８−２１４８０５Ａ）
【公開日】平成２０年９月１８日（２００８．９．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−５４３４４（Ｐ２００７−５４３４４）
【出願日】平成１９年３月５日（２００７．３．５）
【出願人】（５９７１３１１１８）株式会社ジャパンネットワークサービス (4)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年９月１８日（２００８．９．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年３月５日（２００７．３．５）
【出願人】（５９７１３１１１８）株式会社ジャパンネットワークサービス (4)
【Ｆターム（参考）】
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