JP2002127623A - ラミネート装置及び画像記録装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、簡便かつ迅速なラミネート加工を
可能とし、生産性を向上させたラミネート装置及び画像
記録装置を提供することを目的としている。 【解決手段】 上記課題を解決するために、本発明に係
るラミネート装置及び画像記録装置の代表的な構成は、
画像を記録されたシートに樹脂膜を重ねる樹脂重畳手段
と、前記シートと前記樹脂膜とを加圧または加熱して定
着させる定着手段と、前記樹脂重畳手段のシート搬送方
向上流側に配置され、前記シートを加熱して乾燥させる
乾燥手段とを有し、前記乾燥手段の搬送方向下流側のシ
ート搬送経路と前記樹脂重畳手段との間に隔壁を設けた
ことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、インクジェット記
録装置などで記録されたシートを透明な樹脂層で積層す
るラミネート装置、及びこれを備えた画像記録装置に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、インクを吐出して画像を記録する
インクジェット方式のプリンタは、構造が簡単で小型、
かつ安価なことから多方面で広く使われている。しかし
インク滴をシート表面に塗布するだけの構成であること
から、水との接触による画像の流れ、紫外線による退色
などの記録後の劣化が甚だしく、長期間の保存には適さ
なかった。そこでシート表面に樹脂膜を定着手段により
加熱して溶融させた後に硬化させる、あるいは樹脂膜に
塗布された粘着物を溶着させた後に硬化させる等の方法
によって記録面に樹脂膜によるラミネート層を形成し、
長期保存を可能にする方法が実用化されている。

【０００３】しかし、インクジェットプリンタで記録さ
れた記録物には、シートが吸湿した水分とインク中に含
まれる水分若しくは溶剤（以下水分等という）とが大量
に含まれる。このためこれらの水分等が乾燥する前にラ
ミネート加工を行うと、次に述べるような水分による熱
容量、水蒸気の発生による影響などの問題が生じる。

【０００４】まず水分による熱容量の影響として、シー
トが含む水分の比熱はシート自体の比熱よりも大きいた
め、結果としてシートの比熱は大きくなり、シート表面
を定着可能な温度にするために必要な熱量が大きくな
る。

【０００５】またシート表面とラミネート材を溶着させ
るための温度が水分等の沸点温度以上になると水分等の
気化熱が大きく、定着手段の熱を奪って定着ローラの温
度を大きく下げてしまう。この結果として定着手段の種
類によっては、十分な定着が行えない場合が生じる。

【０００６】また水蒸気の発生による影響として、ラミ
ネート加工のためにシートを定着手段で加熱すると、シ
ート内の水分が気化する。この状態でラミネート材でシ
ート表面を覆うと行き場を失った水蒸気がシートとラミ
ネート材の境界面に挟まれ、シートとラミネート材との
溶着を妨げるため、十分な定着が行えない場合がある。

【０００７】そのため従来は、インクジェット記録装置
などで記録されたシートをラミネートする場合には、記
録後のシートを低湿度の室内で十分に乾燥させた上でラ
ミネート加工することとしていた。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかし、インクジェッ
トプリンタ等により記録されたシートを記録装置から取
り出し、後にラミネート加工するには、記録済みのシー
トに傷を付けることなく保管、乾燥する手段が必要とな
り、設備投資が増加するという問題がある。また保管、
乾燥のためのスペースが必要となるとともに、乾燥する
までラミネート加工をすることができないため生産性が
向上しないという問題もある。

【０００９】また、定着手段のシート搬送方向上流側に
水分等を飛ばすための乾燥手段を設けることにより、上
記問題を解決することも考えられる。しかし乾燥手段で
発生する水蒸気がラミネート部材に結露してしまうと、
上記問題が依然として発生することとなる。

【００１０】そこで本発明は、簡便かつ迅速なラミネー
ト加工を可能とし、生産性を向上させたラミネート装置
及び画像記録装置を提供することを目的としている。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明に係るラミネート装置及び画像記録装置の代
表的な構成は、画像を記録されたシートに樹脂膜を重ね
る樹脂重畳手段と、前記シートと前記樹脂膜とを加圧ま
たは加熱して定着させる定着手段と、前記樹脂重畳手段
のシート搬送方向上流側に配置され、前記シートを加熱
して乾燥させる乾燥手段とを有し、前記乾燥手段の搬送
方向下流側のシート搬送経路と前記樹脂重畳手段との間
に隔壁を設けたことを特徴とする。

【００１２】

【発明の実施の形態】［第一実施形態］本発明に係るラ
ミネート装置及び画像記録装置の第一実施形態につい
て、図を用いて説明する。図１は本実施形態にかかる画
像記録装置の全体構成図である。本実施形態においては
画像記録装置としてインクジェット記録装置を用いて説
明する。

【００１３】図１に示す画像記録装置は記録手段である
インクジェット記録ヘッド１を有し、シートＳにインク
を吐出することにより画像を記録する。シートＳは長尺
状のシートからなり、ロール状に巻かれて給送部２に格
納されており、シート搬送手段である搬送ローラ３によ
って間欠搬送しつつ画像を記録される。上面に画像を記
録されたシートＳはカッター４によって所定のサイズに
切断され、フラップ５によってスイッチバックパス６に
矢印Ａ方向に導かれる。そしてシートＳ後端がフラップ
５を通過すると、フラップ５を図に破線にて示す位置に
回動させると共に、反転ローラ７の回転方向を逆転させ
る。これによりシートＳは搬送方向の先後を逆転されて
矢印Ｂ方向に搬送され、記録面を上面にしたままラミネ
ート装置８に導かれる。また切断後のロール側のシート
Ｓは、搬送ローラ３及び給送部２内のロールが逆回転さ
れることにより、シート先端が記録準備位置に至るまで
引き戻される。

【００１４】ラミネート装置８は大別して乾燥手段９、
樹脂重畳手段10、定着手段11から構成されている。以下
にそれぞれについて説明する。

【００１５】乾燥手段９はシートＳを加熱しながら挟持
搬送し、乾燥させるものである。本実施形態にかかる画
像記録装置においてはインクジェット記録ヘッド１が画
像を記録したシートに後述する定着手段11によって透明
な樹脂膜（ラミネート材）をコーティングすることによ
り、光沢に富み耐候性に優れる記録物を作成することが
できる。しかし、従来の技術にて説明した如く、シート
が吸湿した水分とインク中に含まれる水分若しくは溶剤
（以下水分等という）がラミネート加工に不具合を生じ
るため、ラミネート加工の前にこの乾燥手段９によって
シートの水分等を蒸発させている。

【００１６】乾燥手段９は中空の乾燥加熱ローラ15内に
乾燥ヒータ15ａを有し、乾燥加熱ローラ15と乾燥加圧ロ
ーラ16により乾燥ニップ17を形成している。乾燥加熱ロ
ーラ15及び乾燥加圧ローラ16は表面がシリコンゴムによ
って構成されており、図示しない付勢手段によって付勢
されることにより圧接されて従動回転する。これにより
乾燥加熱ローラ15及び乾燥加圧ローラ16は共に乾燥ヒー
タ15ａによって加熱され、乾燥ニップ17の温度は約140
℃になっている。

【００１７】従ってシートＳは乾燥ニップ17によって挟
持搬送される際に加熱され、ニップ通過直後からシート
Ｓに含まれている水分が急激に蒸発する。すなわち両ロ
ーラによって挟持されている部分においては水蒸気の逃
げ場がないため加熱されても蒸発できず、ニップを通過
後に閉じこめられていた水蒸気が急激に蒸発する。そこ
で、この水蒸気が定着手段11に案内される前のラミネー
ト材に付着しないように、乾燥手段９の搬送方向下流側
のシート搬送経路と樹脂重畳手段10との間に隔壁29を設
けている。隔壁29については、後に詳述する。

【００１８】乾燥ニップ17を通過したシートＳは、定着
搬送ガイド18上を通り、樹脂重畳手段10によって樹脂膜
（ラミネート材）を担持する転写シート21を重ねられた
うえで、定着手段11へと搬送される。

【００１９】樹脂重畳手段10は巻出ロール19及び巻取ロ
ール20を有し、長尺の転写シート21を巻架している。転
写シート21はベース材上に表層材層及び粘着層からなる
樹脂膜（ラミネート材）が製膜されており、定着手段11
の定着加圧ローラ23と分離軸26とによってシート搬送経
路に沿って搬送される。

【００２０】巻出ロール19は転写シート21を巻き戻す方
向の回転駆動が可能であると共に、転写シートを巻き上
げる方向に対し所定トルクでの回転規制がかかる構成と
なっている。また巻取ロール20は転写シート21を巻き上
げる方向の回転駆動が可能であると共に、転写シート21
を巻き戻す方向に対し所定トルクでの回転規制がかかる
構成となっている。すなわち転写シート21には巻き上
げ、巻き戻しのいずれの方向にも張力が作用し、しわの
発生を防止している。転写シート21の幅はシートよりわ
ずかに広くなっており、双方の幅方向位置が多少ずれて
もシート全面を覆うことができる。

【００２１】定着手段11は中空の定着加熱ローラ22内に
定着ヒータ22ａを有し、定着加熱ローラ22と定着加圧ロ
ーラ23により定着ニップ24を形成している。定着加熱ロ
ーラ22は表面にシリコン系あるいはフッ素系の表面処理
がされており、定着加圧ローラ23は表面をシリコン系あ
るいはフッ素系のチューブで覆って構成している。この
定着加熱ローラ22の定着ヒータ22ａによって加熱するこ
とにより転写シート21の粘着層が軟化され、さらに定着
加圧ローラ23によって加圧されることによりシート表面
に粘着層が溶着される。

【００２２】定着手段11の搬送方向下流側にはアルミニ
ウム等の熱伝導性のよい材質からなる冷却部材25が配置
されており、加熱溶着されたシートＳ及び転写シート21
の双方を冷却する。これにより軟化した粘着層が十分な
剥離強度を有する温度まで下げ、ついで分離軸26によっ
て転写シート21からベース材のみを分離する。分離軸26
は半径5mm以下の小さい曲率で形成されており、シート
Ｓ及びこれに溶着した表層材層はその合成のために曲率
に倣うことができず直進しようとする。このとき各界面
の接着力はシート／粘着層＞粘着層／表層材層＞＞表層
材層／ベース材の関係になっており、ベース材と表層材
層との間に剥離が生じ、ベース材のみが分離軸を介して
巻取ロール20に巻き取られる。

【００２３】一方、ベース材と剥離したシートＳは粘着
層及び表層材層と一体となって排出ローラ27へと進み、
機外の排出トレイ28に排出される。すなわち、転写シー
ト21から粘着層、表層材層をシートＳに転写し、表面の
インク層を保護する保護膜が形成されて排出されること
となる。

【００２４】次に、隔壁29の役割およびシートの挙動に
ついて説明する。上記説明した如く隔壁29は、乾燥手段
９の搬送方向下流側のシート搬送経路と樹脂重畳手段10
との間に設けられており、乾燥手段９通過後のシートＳ
から発散される水蒸気が転写シート21に付着することを
防止するものである。

【００２５】隔壁29は図に示すように乾燥側隔壁29ａ、
定着側隔壁29ｂ、上方壁29ｃから構成されており、乾燥
手段９の搬送方向下流側のシート搬送経路とあわせてダ
クトを構成している。このダクトには装置本体前面から
入気され、装置本体背面側に配置された送風手段である
ファン30によって機外に排気されている。乾燥手段９通
過後のシートＳからは水蒸気が体積を急激に膨張させな
がらダクト内に放出されるが、ファン30によって効率的
に機外に排出することができる。

【００２６】これによりシートＳを乾燥させることが可
能であると共に、シートＳから発散された水蒸気が転写
シート21に結露することを防止することができる。なお
定着側隔壁29ｂのシート搬送経路近傍は密閉することが
できないため転写シート21が露出し、転写シート21の一
部に水蒸気が接触することとなるが、この部分の転写シ
ート21は定着加熱ローラ22によって加熱されて表面温度
が上昇しているために結露することはない。また実際に
は水蒸気の発生は乾燥ニップ17直後が最も多く、約50mm
程度離れている定着ニップ24では定着不良になるほどの
水蒸気は発生しない。また、ダクト内部で結露すること
は考えられるが、転写シート21に結露しなければ定着の
妨げとなることはない。

【００２７】なお、ダクトに関しては定着側隔壁29ｂに
よって転写シート21への結露を防止することができれ
ば、他の隔壁を省略することも可能である。

【００２８】上記の如く構成したことにより、シートＳ
が吸湿した水分とインク中に含まれる水分若しくは溶剤
（水分等）を少なくすることができる。従って定着部で
高温にしても水蒸気の発生が少なく、シートＳとラミネ
ート材との溶着が阻害されることがない。またあらかじ
め水分等を蒸発させることから定着手段11における水蒸
気の発生が少ないため、定着ニップ24で封止する際に閉
じ込められる水蒸気が少なく、シートＳと転写シート21
との密着性を損なわない。

【００２９】従って例えばインクジェット記録装置で記
録したシートについては、従来はインク中の水分が自然
乾燥するまで約１時間程度の放置が必要であったが、記
録後すぐにラミネート加工を行うことが可能となるた
め、生産性を向上させることができる。また乾燥のため
に室内の温度を低く保つ必要があったが、その管理も必
要なくなる。

【００３０】またシートの比熱が水分等を多く含む場合
に比べて小さくなり、かつ気化熱によって奪われる熱エ
ネルギーも小さくなる。従ってシート及びラミネート材
を定着加熱ローラ22に近い温度まで加熱することがで
き、粘着層を溶融させるに十分な熱エネルギーを供給さ
せることができる。換言すれば、同程度の温度まで加熱
する場合に、低出力の定着ヒータ22ａを用いることがで
きる。

【００３１】またシートＳが定着手段11に到達する前に
既に高温となっていることから、シートを短時間で定着
加熱ローラ22に近い温度にすることができ、定着ニップ
24を通過する短い時間（0.1〜0.3秒）で粘着層を溶融さ
せるに十分な温度まで加熱することができる。換言すれ
ば、同程度の温度まで加熱する場合に、低出力の定着ヒ
ータ22ａを用いることができる。

【００３２】［第二実施形態］次に、本発明に係るラミ
ネート装置及び画像記録装置の第二実施形態について図
を用いて説明する。図２は本実施形態にかかるラミネー
ト装置の構成図であって、上記第一実施形態と説明の重
複する部分については同一の符号を付して説明を省略す
る。

【００３３】上記第一実施形態においては乾燥手段９に
加熱、加圧を行うローラ対を用いて説明したが、本発明
はこれに限定されるものではなく、平板ヒータを用いる
ことでもよい。

【００３４】図２において矢印Ｄ方向から画像を記録さ
れたシートが搬送されると、ピックアップローラ対31が
シートを挟持し、乾燥手段32に搬送する。乾燥手段32は
乾燥のための平板ヒータ33と、シートＳと直接接触する
面がテフロン（登録商標）コーティングされた2mm厚の
アルミニウム製のプラテン34と、表面がシリコンゴムで
構成された乾燥加圧ローラ16とから構成されている。乾
燥加圧ローラ16は図示しない付勢手段によってプラテン
34に対して付勢され、乾燥ニップ35を形成している。乾
燥ニップ35は平板ヒータ33によって加熱され、約140℃
に保持されている。

【００３５】シートＳは乾燥ニップ35を通過する際に加
熱され、第一実施形態と同様に、ニップ通過直後からシ
ートに含まれている水分を急激に蒸発させる。すなわち
プラテン34によって加熱されている間は、シートＳは加
熱されるがゴムローラによるニップに挟まれているため
蒸気の逃げ場がなく蒸発できないが、乾燥ニップ35を通
過後に閉じ込められている水蒸気が急激に蒸発する。水
蒸気は第一実施形態と同様に、隔壁29と乾燥手段32の搬
送方向下流側のシート搬送経路とから構成されるダクト
内で発生し、装置本体前面から取り込まれた外気を介
し、装置後方側に設けたファン30によって機外に排出さ
れる。

【００３６】上記構成とすることにより、プラテン34の
熱容量が小さいため、平板ヒータ33に通電を開始してか
ら短い時間で乾燥ニップを所望の温度に制御することが
可能となる。

【００３７】［第三実施形態］次に、本発明に係るラミ
ネート装置及び画像記録装置の第三実施形態について図
を用いて説明する。図３は本実施形態にかかるラミネー
ト装置の構成図、図４は樹脂重畳手段を含むカートリッ
ジを説明する図であって、上記各実施形態と説明の重複
する部分については同一の符号を付して説明を省略す
る。

【００３８】上記第一及び第二実施形態においては巻出
ロール19及び巻取ロール20は装置本体に据え付けであっ
たが、本実施形態においては、図３に示すように樹脂重
畳手段10の巻出ロール19及び巻取ロール20をカートリッ
ジ化している。このカートリッジ36には定着手段11の定
着加熱ローラ22、冷却部材25、分離軸26も一体に構成さ
れており、装置本体に対して着脱可能に構成されてい
る。

【００３９】巻出ロール19、巻取ロール20、定着加熱ロ
ーラ22のそれぞれと装置本体には対応する図示しないカ
ップリングが設けられており、カートリッジ36の着脱に
従って駆動力の伝達、切断が行われる。また定着加熱ロ
ーラ22の定着ヒータ22ａの両端には給電端子が設けられ
ており、装置本体の図示しないコネクタに電気的に接
合、非接合される。分離軸26はカートリッジ36内で回動
可能に支持されており、図示しない付勢手段により転写
シート21の張架を解除する方向（図中矢印Ｅ方向）に付
勢されている。

【００４０】図４に示すようにカートリッジ36を装置本
体から取り出して裏返し、分離側のカートリッジ蓋37を
開くと、分離軸26は付勢手段によって矢印Ｅ方向に回動
し、転写シート21の張架が解除される。そしてさらに乾
燥側のカートリッジ蓋38を開くことにより、巻出ロール
19、巻取ロール20を容易に着脱、交換することが可能と
なる。また分離側のカートリッジ蓋37は閉じる際に図示
しないリンクを押し下げ、分離軸26を本来の分離可能な
位置に移動させる。一方、乾燥側の外壁であるカートリ
ッジ蓋38は、カートリッジ36を装置本体に装着した際に
定着側隔壁を兼ねるよう構成されている。

【００４１】定着加熱ローラ22はカートリッジ側板39に
図示しない耐熱性の軸受けによって支持されており、カ
ートリッジ側板39の外側に上記カップリング、給電端子
等が突出して配置されている。そしてカートリッジ36を
本体に装着した際には、定着加熱ローラ22は定着加圧ロ
ーラ23と相対し、上述した定着ニップ24を構成する。

【００４２】上記構成の如く樹脂重畳手段10及びその周
辺の構成部材をカートリッジ化することにより、ラミネ
ート用の転写シート21を簡単に補充、交換することがで
き、かつ乾燥手段32の搬送方向下流側から発生される水
蒸気が転写シート21に結露することを防ぐことができ
る。

【００４３】なお、上記各実施形態において樹脂膜（ラ
ミネート材）はベース材に担持させたものを転写させる
構成として説明したが、ベース材を用いない樹脂膜をシ
ートに積層し、定着後に所定長さで切断する構成であっ
ても、本発明を適用しその効果を得ることができる。

【００４４】また上記各実施形態において画像記録装置
にはインクジェット方式を採用した画像記録装置を用い
て説明したが、本発明はこれに限定するものではなく、
他の方式による画像記録装置であっても、シートが吸湿
した水分を蒸発させることにより本発明の効果を得るこ
とができる。

【００４５】また上記各実施形態においてラミネート装
置を画像記録装置に組み込まれたものとして説明してい
るが、画像記録装置と別体または独立の装置とすること
でもよい。

【００４６】

【発明の効果】上記説明した如く、本発明に係るラミネ
ート装置及び画像記録装置においては、樹脂重畳手段の
シート搬送方向上流側に乾燥手段を配置し、且つ乾燥手
段の搬送方向下流側のシート搬送経路と樹脂重畳手段と
の間に隔壁を設けたことにより、シートに含まれる水分
等をラミネート加工前に除去することができると共に、
樹脂膜に結露することを防止することができる。従って
確実かつ迅速なラミネート加工を行うことができる。

【００４７】また画像記録が行われた直後のシートに対
してラミネート加工を行うことができることから、記録
後に乾燥させるための時間及び設備を必要としないた
め、簡便かつ迅速に加工を行うことができ、生産性を大
幅に向上させることができる。

【００４８】またシートが吸湿した水分やインクの水分
等を少なくさせることによりシートの熱容量を減少させ
ることができるため、出力の小さな加熱手段を用いるこ
とができ、装置の生産コスト、消費電力の削減を図るこ
とができる。

【００４９】また樹脂重畳手段及びその周辺の構成部材
をカートリッジ化することにより、ラミネート用の樹脂
膜を簡単に補充、交換することができると共に、カート
リッジの外壁によって隔壁を兼ねることができ、さらに
簡易な構成によって本発明を実施することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第一実施形態にかかる画像記録装置の全体構成
図である。

【図２】第二実施形態にかかるラミネート装置の構成図
である。

【図３】第三実施形態にかかるラミネート装置の構成図
である。

【図４】樹脂重畳手段を含むカートリッジを説明する図
である。

【符号の説明】 Ｓ …シート １ …インクジェット記録ヘッド ２ …給送部 ３ …搬送ローラ ４ …カッター ５ …フラップ ６ …スイッチバックパス ７ …反転ローラ ８ …ラミネート装置 ９ …乾燥手段 10 …樹脂重畳手段 11 …定着手段 15 …乾燥加熱ローラ 15ａ …乾燥ヒータ 16 …乾燥加圧ローラ 17 …乾燥ニップ 18 …定着搬送ガイド 19 …巻出ロール 20 …巻取ロール 21 …転写シート 22 …定着加熱ローラ 22ａ …定着ヒータ 23 …定着加圧ローラ 24 …定着ニップ 25 …冷却部材 26 …分離軸 27 …排出ローラ 28 …排出トレイ 29 …隔壁 29ａ …乾燥側隔壁 29ｂ …定着側隔壁 29ｃ …上方壁 30 …ファン 31 …ピックアップローラ対 32 …乾燥手段 33 …平板ヒータ 34 …プラテン 35 …乾燥ニップ 36 …カートリッジ 37 …カートリッジ蓋 38 …カートリッジ蓋 39 …カートリッジ側板

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 画像を記録されたシートに樹脂膜を重ね
   る樹脂重畳手段と、 前記シートと前記樹脂膜とを加圧または加熱して定着さ
   せる定着手段と、 前記樹脂重畳手段のシート搬送方向上流側に配置され、
   前記シートを加熱して乾燥させる乾燥手段とを有し、 前記乾燥手段の搬送方向下流側のシート搬送経路と前記
   樹脂重畳手段との間に隔壁を設けたことを特徴とするラ
   ミネート装置。
2. 【請求項２】 前記隔壁は、前記乾燥手段の搬送方向下
   流側のシート搬送経路とあわせてダクトを構成すること
   を特徴とする請求項１記載のラミネート装置。
3. 【請求項３】 前記乾燥手段の搬送方向下流側のシート
   搬送経路近傍から装置外部に通気させる送風手段を有す
   ることを特徴とする請求項１記載のラミネート装置。
4. 【請求項４】 少なくとも前記樹脂重畳手段を、装置本
   体に対して着脱可能なカートリッジとすることを特徴と
   する請求項１記載のラミネート装置。
5. 【請求項５】 前記カートリッジの外壁の一部が前記隔
   壁の一部を構成することを特徴とする請求項４記載のラ
   ミネート装置。
6. 【請求項６】 シートに画像を記録する記録手段と、 前記シートを搬送するシート搬送手段と、 請求項１乃至５のいずれか１項記載のラミネート装置と
   を有することを特徴とする画像記録装置。