JP2004130591A - ラミネート装置 - Google Patents

Abstract

【課題】水蒸気の乾燥を迅速に行うことが可能なラミネート装置を提供する。
【解決手段】シートの表面に透明層をラミネートする定着手段３と、定着手段３よりもシート搬送方向上流側に配置され、前記シートを加熱するための乾燥加熱板１１と、乾燥加熱板１１に対向して配置され、前記シートの加熱面と反対側の面から発生する気体を装置外へ排出する排気ダクト１４及び排気ファン１５とを有することを特徴とする。
【選択図】　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はシートの表面に透明層をラミネートするラミネート装置であって、特に乾燥機構を備えるラミネート装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
インクジェットプリンタは、構造が簡単で、小型・安価なことから、近年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吐出するだけの構造であるため印刷後、水分により画像が流れたり、紫外線により退色する場合があり、長期間の保存には適さない場合があった。また画質の面で、銀塩写真に対し平滑性や光沢性、耐光性の面で若干劣っていた。
【０００３】
そこで、印刷シート表面に樹脂フイルムを加熱溶融後硬化させる、あるい樹脂フイルムに塗布された粘着物を加熱溶融後硬化させる、方法等（ラミネート）によって、印刷表面にラミネート層を形成し、長期保存を可能にする方法がラミネータとして実用化されている。
【０００４】
しかし、インクジェットプリンタでの印刷直後の印刷物には、インク中に含まれる水分が大量にシート表面に含まれるため、この水分が乾燥する前にラミネート加工を行うと以下のような不具合を生じる。
【０００５】
▲１▼定着ローラの温度低下
印刷シートを定着ローラに搬送して加熱する場合、印刷シートに含まれる水分が気化し、その気化熱で定着ローラの熱量が奪われ、印刷シートの加熱に必要な熱量（温度）が不足し、十分な定着が行えない場合がある。
【０００６】
▲２▼印刷シートの比熱増大
インクに含まれる水分の比熱は、印刷シートの比熱よりも大きいため、インクを大量に打ち込まれた印刷シートの比熱は大きくなる。このため、印刷シートを定着に必要な温度にするための熱量が不足し、十分な定着が行えない場合がある。
【０００７】
▲３▼水蒸気の発生
ラミネートのために印刷シートを定着手段で加熱すると、印刷シートに含まれる水分が気化する。この状態でラミネート材で印刷シート表面を覆うと、行き場を失った水蒸気が印刷シートとコーティング材の境界面に挟まれ、印刷シートとラミネート材が密着することを妨げる。すなわち十分な定着が行えない場合がある。
【０００８】
このような問題点は、インクジェットプリンタで印刷された印刷物に限らず、高温高湿環境下に放置された他の方法で印刷された印刷物に対しラミネートを施す場合でも、シート自身が吸湿する事により同様の問題が生じることがある。
【０００９】
そこで従来、多量の水分を含む印刷物をラミネートする場合は、ある程度、常温常湿環境下で自然乾燥させた後ラミネートする、またラミネート装置のラミネート定着器上流側に乾燥装置を組み込み、印刷物を強制的に乾燥させた後にラミネートを行う、といった方法が用いられていた。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、今後より高速度でのラミネート処理が望まれた場合、上記の乾燥方法により印刷物を乾燥させた後にラミネートを行う場合は以下の課題があった。
【００１１】
▲１▼自然乾燥させた場合、自然乾燥速度以上に乾燥速度を速くすることができない。
【００１２】
▲２▼ラミネート定着器上流側に乾燥装置を組み込んだ場合、印刷シートが乾燥装置を通過後、大量の水蒸気が短時間に発生するため、乾燥装置と定着器の間にある程度のスペースを設け発生する水蒸気を除去しなければならず、高速化の妨げとなる。
【００１３】
本発明は上記課題を解決するものであり、その目的は、水蒸気の乾燥を迅速に行うことが可能なラミネート装置を提供するものである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明に係る代表的な構成は、シートの表面に透明層をラミネートするラミネート手段と、前記ラミネート手段よりもシート搬送方向上流側に配置され、前記シートを加熱するための加熱手段と、前記加熱手段に対向して配置され、前記シートの加熱面と反対側の面から発生する気体を装置外へ排出する排気手段と、を有することを特徴とする。
【００１５】
【発明の実施の形態】
次に本発明の一実施形態に係るラミネート装置について図面を参照して説明する。
【００１６】
〔第１実施形態〕
図１は第１実施形態に係るラミネート装置の概略説明図である。このラミネート装置は乾燥手段１において搬送された印刷シート２を乾燥させ、ラミネート手段としての定着手段３で画像定着するとともに表面をラミネートする。そして、この印刷シート２を冷却手段４で冷却し、分離部５において転写シート３２と分離させ、更に排出ローラ６によって排出トレイ７へ排出するように構成されている。
【００１７】
次に各部の構成について具体的に説明する。
【００１８】
｛乾燥手段｝
まず、乾燥手段１の機能について説明する。
【００１９】
本実施形態におけるラミネート装置では、インクジェット記録ヘッドでインクを打ち込まれた印刷シート、または他の方法で印刷された印刷シートに、後述する定着手段３において透明層となる透明な樹脂をラミネートすることにより、光沢に富み耐候性に優れる印刷物を制作することができる。
【００２０】
しかし、インクには多量の水分が含まれているため、インクを大量に打ち込まれた印刷シートを印刷直後にラミネートするには、印刷物を乾燥しなければならない。また他の方法で印刷された印刷物においても、高温高湿下に放置されたものは多量の水分を吸湿しているため、こちらも乾燥させる必要がある。さらに乾燥時に発生する大量の水蒸気を除去しなければならない。
【００２１】
この問題点を解決するために設けられたのが乾燥手段１である。すなわち、インクを大量に打ち込まれた印刷シートや、高温高湿下に放置され多量の水分を吸湿した印刷シートをラミネートする前に、印刷シート中のインクに含まれる水分をラミネート可能なように蒸発させ、同時に発生する水蒸気を装置外へ排出するものである。
【００２２】
図１において、１１は不図示の加熱機構により印刷シートに接している面が高温に保たれた、印刷シートを裏側から加熱乾燥させる加熱手段としての乾燥加熱板であり、１２ａ，１２ｂは乾燥板１１に不図示の押圧機構によって押圧される乾燥加圧ローラである。また、１３は乾燥加熱板１１と乾燥加圧ローラ１２ａ，１２ｂによって形成される乾燥ニップである。
【００２３】
乾燥加圧ローラ１２ａ，１２ｂはニップ幅を大きくするために軸部分の外側に柔らかい発泡スポンジを備えたもので、その表面にはシート表側のインクが転写するのを防ぐため、離形性の良いＰＦＡ（テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体）チューブを巻装されている。
【００２４】
電源がＯＮされると乾燥加熱板１１は不図示の加熱機構により、一定の温度まで加熱される。そして、不図示のシート搬送手段により乾燥手段１へと搬送された印刷シート２は、乾燥ニップ１３に狭持される。加熱板１１と乾燥加圧ローラ１２ａ，１２ｂは加圧接触しているので、両者とも加熱した状態になっている。
【００２５】
なお、乾燥ニップ１３の温度は不図示のヒータ温度制御器により温度調整され、ラミネートに必要な乾燥量を得つつ、画質、シートの品質を損なわない程度の温度に加熱されている。
【００２６】
印刷シート２が乾燥手段１に挿入されると印刷シート２は、シート搬送方向上流側の加圧ローラ１２ａと下流側の加圧ローラ１２ｂによって乾燥板１１に押圧され、裏側から急激に加熱される。また加圧ローラ１２ａと加圧ローラ１２ｂの速度は、下流側の加圧ローラ１２ｂが上流側の加圧ローラ１２ａより若干速くなっており、このため印刷シート２は下流側の加圧ローラ１２ｂよって引っ張られテンションが与えられた状態になり、より乾燥加熱板１１に印刷シート２は密着し易くなっている。
【００２７】
さらに乾燥加熱板１１は印刷シート２に当たる面が凸になっており、より印刷シート２を乾燥加熱板１１に密着させ加熱する構造になっている。
【００２８】
印刷シート２が乾燥加熱板１１に密着して搬送される際に、シート表面から大量の水蒸気が発生するが、発生と同時に加熱板１１と対向してその上方に位置する排気手段としての排気ダクト１４から排気ファン１５を通じて外部へ排出されるように構成されている。
【００２９】
このように乾燥手段１では印刷シート２を乾燥させつつ同時に水蒸気の除去も行っている。
【００３０】
上記のように乾燥手段１を構成することで、定着時において以下のような作用効果が得られる。
【００３１】
▲１▼印刷シートに含まれる水分量が少なくなる。
【００３２】
定着で高温にしても水蒸気の発生が少なく、気泡の発生が防げる。また、定着で高温にしても気化熱で奪われる熱エネルギーが少なく、印刷シートを定着ローラに近い温度まで加熱でき、粘着層を変性さすに十分な熱エネルギーを供給できる。言い換えると、同量の熱エネルギーを与えるのであれば、定着ローラをより低い温度で使用できる。更に、印刷シートの比熱（熱容量）が小さくなり、前項と同様、印刷シートを定着ローラに近い温度まで加熱でき、粘着層を変性さすに十分な温度を維持できる。
【００３３】
▲２▼乾燥ニップ通過後の蒸気発生が少ない。
【００３４】
乾燥と同時に発生する水蒸気の排出も行われているため、乾燥手段１と定着手段３の距離を縮め、より工程の高速化をはかりつつ、定着ニップで封止するとき水蒸気の閉じ込めが無く印刷シートと転写シートの密着性を損なわない。
【００３５】
▲３▼印刷シートが高温になっている。
【００３６】
印刷シートが短時間で定着ローラに近い温度になるので、ニップを通過する短い時間（０．１〜０．３秒）で粘着層を変性さすに十分な温度を確保できる。言い換えると、印刷シートを同じ温度まで上昇するのであれば、定着ローラをより低い温度で使用できる。
【００３７】
｛定着手段｝
次にラミネート手段としての定着手段３について説明する。乾燥ニップ１３を通過した印刷シート２は、シートガイド３１を通り、先端が転写シート３２に当接する。転写シートは、図２に示すように、ベース材３２１上に表層材層３２２および粘着層３２３が製膜されており、印刷シート２に粘着層３２３を圧接・加熱することにより印刷シート２と一体化し、冷却後、ベース材３２１を剥離することによって、印刷シート表面を粘着層３２３を介し、表層材層３２２でコーティングするものである。
【００３８】
転写シート３２は、図１乃至図３に示すように、巻出しロール３３からガイドローラ３４、表面にシリコン系あるいはフッ素系の表面処置がされた定着加熱ローラ３５と表面がシリコンゴム製でフッ素系チューブで覆われている定着加圧ローラ３６からなる定着ニップ３７を介して巻取りロール３８に巻き取られる。
【００３９】
中空の定着加熱ローラ３５の中空部には定着ヒータ３９が挿入され、定着加熱ローラ３５を加熱するようになっている。巻取りロール３８は転写シート３２を巻上げる方向の回転駆動が可能であると同時に、転写シート３２を巻戻す方向に対して所定トルクでの回転規制かかかる構造となっている。これとは逆に、巻出しロール３３は転写シート３２を巻戻す方向の回転駆動が可能であると同時に、転写シート３２を巻上げる方向に対して所定トルクでの回転規制かかかる構造となっている。
【００４０】
すなわち、転写シート３２には巻上げ、巻戻し、いずれの方向にも張力が働き、シワの発生を防止している。また、転写シート３２の幅は印刷シート２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印刷シート２の全面を覆うことができるようになっている。
【００４１】
印刷シート２は、まず転写シート３２に当接した後、定着ニップ３７で転写シート３２と共に挿入され、加圧・加熱される。印刷シート２を、まず転写シート３２に当接させることにより、印刷シート２の先端が折れ曲がり、折り畳まった状態で加圧・加熱されることが防止される。
【００４２】
定着手段３においてコーティングされた印刷シート２は、その後、冷却手段４で冷却され、分離部５で曲率分離された後、排出ローラ６によって排出トレイ７に排出される。
【００４３】
｛定着加圧ローラのクリーニング｝
次に定着工程における定着加圧ローラ３６のクリーニングについて述べる。
【００４４】
定着ニップ３７に転写シート３２と共に印刷シート２が挿入される場合は、印刷シート２に対向する部分の転写シート３２上の粘着層３２３は印刷シート２に転写されるが、転写シート３２は印刷シート２より幅が広いため、印刷シート２の範囲外の粘着層３２３は定着加圧ローラ３６の表面に接触する。
【００４５】
さらに、連続して印刷シート２が挿入されたとしても、印刷シート２の重なりを防ぐことを考慮すると、印刷シート間をゼロにすることはできず、印刷シート間に相当する部分の粘着層３２３は定着加圧ローラ３６の表面に接触する。
【００４６】
定着加圧ローラ３６の表面はフッ素系チューブで覆われ、異物が付着し難く、付着しても除去しやすい表面性を持っているが、上記構成においては異物（粘着層の一部が付着したものなど）の付着を完全に防ぐことはできない。そして、定着加圧ローラ３６の表面に異物が付着すると、ローラの回転に伴い異物が転写シート３２の粘着層３２３に転写し、最終的には印刷シート２の表面に転写して印刷品位を損なう。
【００４７】
そこで、本実施形態では前記異物を拭き取るために、図４に示すように、定着加圧ローラ３６の表面に不織布を当接させ、異物を拭き取るクリーニング機構８を設けている。
【００４８】
クリーニング機構８は、ロール状に巻かれた不織布８１が巻出しロール８２から押し当てローラ８３を介し、巻取りロール８４に巻き取られる。押し当てローラ８３は発泡ゴム製で不図示の加圧部材により定着加圧ローラ３６に押圧されている。よって、不織布８１は定着加圧ローラ３６の表面に押圧されている。
【００４９】
上記構成において、定着加圧ローラ３６が回動すると、不織布８１は定着加圧ローラ３６表面に付着した異物ｄを繊維質間に取り込み、定着加圧ローラ表面の異物ｄを拭き取る。
【００５０】
巻取りロール８４は不図示の駆動機構により間欠回動可能で、定着加圧ローラ３６の表面に当接している部分の不織布８１に異物ｄが相当量付着した時点で不織布８１を巻き取る方向に回転し、新しい不織布面を定着加圧ローラ３６の表面との当接部に引き出す。この機構により、定着加圧ローラ３６の表面は常に異物ｄの付着の無い状態に保たれる。
【００５１】
前述のように定着手段３のシート搬送方向上流側に乾燥手段１を設け、乾燥手段１内部で印刷シート２の裏側（定着手段による加熱面と反対面側）から加熱を行うことで印刷シート２の乾燥を促し、同時に印刷シート２の表側（定着手段による加熱面側）より発生する水蒸気を外部へと排出する、という２つの工程を並行して行う。この結果、印刷シート２は乾燥手段１を通過直後から定着手段３へと挿入することができ、より高速での乾燥及び定着という課題を解決することができる。
【００５２】
〔第２実施形態〕
前述した第１実施形態においては、装置内部に印刷機構を設けなかったが、第２実施形態として、図５に示すように、前述した第１実施形態のラミネート装置よりもシート搬送方向上流側に、インクジェット記録ヘッド２１、シート搬送ローラ２２、シートカートリッジ２３及びカッター２４、とからなるインクジェット記録手段２０を配置し、一つの装置で印刷を行い印刷物にラミネートする例を示す。
【００５３】
シートカートリッジ２３の内部にロール状に巻かれている印刷シート２は、シート搬送ローラ２２によって精度良く間欠送りされ、この間欠送り速度に合わせインクジェット記録ヘッド２１がシート搬送方向に対して直角方向にスキャンしながらインクをシート表面に吐出することで、シート表面に画像が形成する。
【００５４】
尚、本実施形態の記録ヘッド２１はインクの吐出構成として、記録信号に応じて電気熱変換体に通電し、その熱エネルギーによってインクに生ずる膜沸騰を利用してインクに生ずる気泡の成長、収縮により、インクを吐出口から吐出して印刷を行うように構成している。このように、熱エネルギーによって気泡を成長収縮させてインクを吐出させることで、特に応答性に優れた液体の吐出が達成できる。
【００５５】
印刷終了後、印刷シート２は後端がカッター２４を通過する位置まで早送りされ、カットされる。カットされた印刷シート２は第１実施形態で説明したラミネート装置に送られ、乾燥手段１にて急速に乾燥された後、定着手段３でラミネートされ、排出トレイ７へと排出される。
【００５６】
一方、カッター２４でカットされたロール側の印刷シート２は印刷準備位置までシート搬送ローラ２２および印刷シートロールの逆回転により引き戻される。
【００５７】
上記のような構成にすることで、第１実施形態と同様の効果に加え、１つの装置でインクジェット記録手段による印刷および印刷物に対して印刷直後からラミネートを行うことができ、より一層の高速化が可能となる。
【００５８】
〔第３実施形態〕
この第３実施形態では、図６に示すように、前述した第１実施形態の乾燥手段１における乾燥加熱板１１に代えて、乾燥加熱ローラ１６を用いたことを特徴とする。他の部分は第１実施形態と同様である。
【００５９】
図６に示す乾燥加熱ローラ１６は不図示の駆動機構により回転駆動される。この乾燥加熱ローラ１６のアルミニウム製円筒軸１６ａにはハロゲンランプ１７が内装され、不図示の電源機構により点灯し、乾燥加熱ローラ１６を加熱する。また、第１実施形態同様、乾燥加圧ローラ１２ａ，１２ｂは不図示の加圧機構により乾燥加熱ローラ１６に押圧され、乾燥加熱ローラ１６とともに乾燥ニップ１３を形成している。
【００６０】
不図示のシート搬送機構により乾燥手段１へと搬送された印刷シート２は、乾燥ニップ１３に狭持される。乾燥加熱ローラ１６および乾燥加圧ローラ１２ａ，１２ｂは加圧接触しているので両者とも加熱した状態になっている。
【００６１】
また、乾燥ニップ１３の温度は不図示のヒータ温度制御器により温度調整され、ラミネートに必要な乾燥量を得つつ、画質、シートの品質を損なわない程度の温度に加熱されている。印刷シート２が乾燥手段１に挿入されると印刷シート２は、１本目の加圧ローラ１２ａと２本目の加圧ローラ１２ｂによって、図に示すように乾燥加熱ローラ１６に巻き付けるようにに押圧され、裏側から急激に加熱される。この時、印刷シート２の表面から大量の水蒸気が発生するが、発生と同時に排気ダクト１４から排気ファン１５を通じて外部へ排出されている。
【００６２】
このように乾燥加熱板１１の代わりに、乾燥加熱ローラ１６を用いても、第１実施形態と同様の効果を得ることができ、且つ乾燥加熱ローラ１６によって印刷シート２を搬送しながら乾燥させることができる。
【００６３】
〔他の実施形態〕
前述した第２実施形態では記録手段としてインクジェット記録方式を例示したが、これは小型な装置でカラー印刷物を容易に得られるため、これに光沢を付すラミネート装置を用いる記録装置として好適だからであるが、ラミネート装置を用いる記録装置はインクジェット記録装置に限定する必要はなく、電子写真方式等の他の記録手段を用いる構成にしてもよい。
【００６４】
また、本発明に係るラミネート装置は記録装置に用いる場合に限らず、シート表面に保護層をラミネートする場合であっても好適に用いることができる。
【００６５】
〔実施態様〕
最後に本発明を適用し得る好ましい実施態様を以下に列挙する。尚、本発明は下記実施態様に限定されるものではない。
【００６６】
［実施態様１］　シートの表面に透明層をラミネートするラミネート手段と、
前記ラミネート手段よりもシート搬送方向上流側に配置され、前記シートを加熱するための加熱手段と、
前記加熱手段に対向して配置され、前記シートの加熱面と反対側の面から発生する気体を装置外へ排出する排気手段と、
を有することを特徴とするラミネート装置。
【００６７】
［実施態様２］　前記加熱手段は、前記シートを加熱するための平板状の部材であって、該シートに接触する面が凸になっていることを乾燥加熱板を有することを特徴とする実施態様１記載のラミネート装置。
【００６８】
［実施態様３］　前記加熱手段は、ヒータを内蔵した回転可能な乾燥加熱ローラを有することを特徴とする実施態様１記載のラミネート装置。
【００６９】
［実施態様４］　シートに記録を行い、記録後のシート表面に透明層をラミネートする記録装置において、
シートに記録を行うための記録手段と、
前記記録手段よりもシート搬送方向下流側に配置された実施態様１乃至実施態様３のいずれかに記載のラミネート装置と、
を有することを特徴とする記録装置。
【００７０】
［実施態様５］　前記記録装置は、記録手段が信号に応じてインクを吐出して記録することを特徴とする実施態様４に記載の記録装置。
【００７１】
［実施態様６］　前記記録装置は、記録手段が信号に応じて電気熱変換体に通電し、該電気熱変換体の発する熱エネルギーによってインクを吐出することを特徴とする実施態様５記載の記録装置。
【００７２】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、シート中の水分が自然乾燥するまでの放置が不要になり、さらに、高速でのラミネートが可能となるので、生産性が向上する。
【００７３】
また、乾燥手段においてシートの乾燥と水蒸気の除去を同時に行えるため、ラミネート工程の高速化、及び装置の小型化が可能となるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係るラミネート装置の模式説明図である。
【図２】定着工程を示す説明図である。
【図３】定着工程を模式的に示す立体説明図である。
【図４】定着ローラへの異物付着と不織布での除去を示す説明図である。
【図５】本発明の第２実施形態に係る記録装置の模式説明図である。
【図６】本発明の第３実施形態に係るラミネート装置の模式説明図である。
【符号の説明】
ｄ　　…異物
１　　…乾燥手段
２　　…印刷シート
３　　…定着手段
４　　…冷却手段
５　　…分離部
６　　…排出ローラ
７　　…排出トレイ
８　　…クリーニング機構
１１　　…乾燥加熱板
１２ａ，１２ｂ　…乾燥加圧ローラ
１３　　…乾燥ニップ
１４　　…排気ダクト
１５　　…排気ファン
１６　　…乾燥加熱ローラ
１６ａ　…アルミニウム製円筒軸
１７　　…ハロゲンランプ
２０　　…記録手段
２１　　…記録ヘッド
２２　　…搬送ローラ
２３　　…シートカートリッジ
２４　　…カッター
３１　　…シートガイド
３２　　…転写シート
３３　　…巻出しロール
３４　　…ガイドローラ
３５　　…定着加熱ローラ
３６　　…定着加圧ローラ
３７　　…定着ニップ
３８　　…巻取りロール
３９　　…定着ヒータ
８１　　…不織布
８２　　…巻出しロール
８３　　…押し当てローラ
８４　　…巻取りロール
３２１　　…ベース材
３２２　　…表層材層
３２３　　…粘着層

Claims (1)

1. シートの表面に透明層をラミネートするラミネート手段と、
   前記ラミネート手段よりもシート搬送方向上流側に配置され、前記シートを加熱するための加熱手段と、
   前記加熱手段に対向して配置され、前記シートの加熱面と反対側の面から発生する気体を装置外へ排出する排気手段と、
   を有することを特徴とするラミネート装置。

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