JP2006151692A - 用紙加工システムを有する印刷装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、生産性を高め、低エネルギ消費を有し、皺寄り現象を受忍限度にまで抑えることができる印刷装置を与えることを目的とする。
【解決手段】本発明は、印刷用紙を印刷機構へ送る用紙送りシステムと、用紙に防皺加工をほどこす用紙加工システムとを有する印刷装置に係る。該装置は、周囲空気の湿度を検出するよう配置された湿度センサと、検出された湿度に応答して用紙加工システムを制御するよう適合された制御システムとを有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、印刷機構へ印刷用紙を送る用紙送りシステムと、用紙に防皺加工をほどこす用紙加工システムとを有する印刷装置に係る。

記録媒体として用紙又は同様の媒体が使用される印刷装置において、用紙に皺が寄る傾向が、深刻な問題となることがあり得る。皺寄り現象は、用紙及び同様の材料が、周囲空気から湿気を吸収し、湿度含有量に従って伸縮する傾向がある、という事実にかかわる。典型的には、伸縮は、同方性（ｕｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ）であり、特には、用紙の繊維が主に向きを合わせられた方向で行われる。用紙において湿度に変化がある際は、用紙のより多湿の部分がより乾いた部分よりも拡張し、必然的に皺又は襞の発生をもたらす。

例えば、特に大型印刷機である、インクジェット印刷装置の典型的な設定においては、用紙は平らなシート支持板上を断続的に前進し、一方でキャリッジは用紙にわたって前後に動き、キャリッジ上に取り付けられたインクジェットの印刷ヘッド部は、印刷された画像を形成するよう用紙上にインクの液滴を排出するよう加圧される。キャリッジは、比較的速い速度で動くため、用紙上に排出されたインクの液滴は、一定の収差を受け、何らかの異なる位置で用紙上に蒸着される。転位の量は、インクの液滴の移動距離に比例する。故に、皺が用紙上にある際、移動距離が均一ではなく、従って用紙上のインクの点の転位もまた不均一となり、印刷された画像の質が低下される。

熱溶解インクジェット印刷装置においては、インクは室温では硬質であり、典型的には液体インクの液滴が用紙上に噴出され得る前に、１００℃のオーダで融点を上回るまで加熱されなければならない。結果として、画像が印刷される際、用紙は、インクの高温によって熱せられ、用紙に吸収されていた水分の一部が蒸発する。これによって、印刷機構の域において紙の湿度変化がもたらされ、皺の発生が起こり得る。

印刷装置におけるかかる皺寄り現象に対処するよう、複数の措置が考えられ得る。例えば、用紙は、内因する湿度含有量を低減するよう熱せられ得、機械的手段が、用紙をシート支持板上で強制的に平らに保持するよう使用され得、及び／又は、遮蔽措置が、特に印刷装置のスタンバイ状態で、用紙が湿った周囲空気と接触することを防ぐよう使われ得る。しかしながら、どのような措置が皺寄り現象を軽減するよう取られても、かかる手段は一般的には、印刷装置の生産性に悪影響を及ぼし、及び／又はエネルギ消費の増加につながる。

米国特許第２００３／０１３７５７３号明細書（特許文献１）は、上述された種類のインクジェット印刷装置を開示する。該印刷装置は、用紙送りシステムを形成する真空ベルト、及び、真空ベルトに配置された加熱器を有する用紙加工システムを有する。

米国特許第２００４／０４１８９３号明細書（特許文献２）及び欧州特許第０３０７２５１号明細書（特許文献３）は、印刷機構において用紙の温度を調整するよう、制御された湿度センサ及び加熱器を有する印刷装置を開示する。
米国特許第２００３／０１３７５７３号明細書 米国特許第２００４／０４１８９３号明細書 欧州特許第０３０７２５１号明細書

本発明は、生産性を高めることができ、低エネルギ消費を有し、その上、皺寄り現象を受忍限度にまで抑えることができる印刷装置を与えることを目的とする。

これを達成するよう、本発明に従った印刷装置は、周囲空気の湿度を検出するよう配置された湿度センサ、及び検出された湿度に応答して用紙加工システムを制御するよう適合された制御システムを有し、用紙加工システムは、用紙が送られる方向において用紙送りシステムの送りローラの上流に配置される。

本発明は、紙の皺寄りの傾向は、印刷装置が動作する場所での周囲空気の湿度に依存するうであろうという考えに基づく。空気が比較的乾燥している際、皺寄り傾向は少なく、防皺加工は制限され得るか、完全に省かれ得、防皺加工に費やされる時間及びエネルギが少ない又は全くかからない。一方、周囲空気の湿度が上昇する際は、これは湿度センサによって検出され、用紙加工システムが自動的に働き、皺寄り現象を軽減し、高い印刷品質を保証するようにされる。

本発明のより特定の実施例及び更なる詳細は、従属請求項に記載される。

特定の一実施例では、印刷用紙は、印刷装置の用紙マガジンにおけるリールにまかれたエンドレスウェブの形状で与えられ、印刷工程中にリールから取られる。用紙送りシステムは、ガイド板を有し、該板は、用紙をリールから印刷機構までガイドするよう比較的狭い用紙送り経路を定義付ける。これが当てあまるのは特に、複数のリールを有し、異なる質又は幅の記録媒体から選択させ得る印刷装置の場合である。続いて、用紙送りシステムのガイド板は、多種のリールから用紙をガイドするよう複数の分岐を有する用紙送り経路を定義付け、かかる分岐は、用紙が印刷機構へと送られる経路を介して共通の経路へと統合する。

しかしながら、送りローラ等の機械的構成部品、所望の長さにウェブを切断する切断構造、及び同様のものは、用紙送り経路に配置されるべきであるため、用紙と接触するようにされる。全ての用紙送り経路がガイド板によって固定され得るわけではない。故に、用紙送り経路は、用紙がガイド板の間の狭い空間に収容される特定の部分と、用紙がより周囲空気に露出される他の部分を有する。結果的に、印刷装置がスタンバイ状態にある際、用紙のウェブは動かされず、用紙は、周囲空気に露出された送り経路のそれらの部分で主に湿度を吸収する。

本発明の望ましい一実施例では、用紙送り経路の狭い部分を定義付けるガイド板は、穿孔され、用紙は、かかる部分でも周囲空気に露出されるようにされる。結果として、スタンバイ状態で用紙送り経路でとまっていた用紙ウェブの部分は、より均一に周囲空気から湿度を吸収し、そのため用紙における湿度の変化は、大きくなりすぎることが防がれる。このことは、皺の生成を避ける役割をなす。

本発明の望ましい実施例は、図面を参照して説明される。

図１に示す通り、熱溶解インクジェット印刷装置は、フレーム１０（きわめて細い線で図示されるのみ）を有し、該フレームは、用紙マガジン１２と、フレーム１０の上側上で印刷機構１８に対して用紙のシート１６を送るよう適合された用紙送りシステム１４とを収容する。印刷機構１８では、シート１６は、真空システム（図示せず）を用いて穿孔されたシート支持板２０の平らな上方表面に対して、巻き込まれる。キャリッジ２２は、図１中の図面の法線の方向にシート１６をわたって前後に動くよう配置され、その底部側において、シート１６に面する多数の熱溶解インクジェット印刷ヘッド部２４を運ぶ。故に、印刷ヘッド部２４を加圧することによって、画像の帯は、キャリッジ２２の各経路において印刷される。続いてシート１６は、矢印Ａによって示された方向において適切な長さの段階分を進められ、次の帯が印刷され得るようにされる。搬出構造２６は、トレイ２８上にシートを排出する。該トレイは、図示された例では、すでに印刷されたシート３０を収容する。シート支持板２０は、冷却速度、及び用紙上に蒸着された熱溶解インクの固化を制御するよう温度制御される。

用紙マガジン１２は、エンドレスウェブ３４の形状で印刷用紙を夫々供給する６本のリールの一式３２を有する。リール３２は、３つのレベルに配置され、各リールからのウェブ３４は、夫々関連された一組の送りローラ３６を用いて引き出される。ガイド板３８の配置は、用紙マガジン上側上で共通の送り経路４２へと統合する狭い送り経路４０の分岐されたシステムを定義付ける。一組の送りローラ３６は選択的に駆動され、ウェブ３４を、リール３２のうちの選択された１つから共通の送り経路４２へと送るようにする。リール３２は、異なる品質の用紙、及びプラスチックフィルム等の紙ではない記録媒体でもあり得る。更に、リール３２上のウェブは幅が異なり得、印刷されたシートは、異なる形式、例えばＡ４縦書式からＡ０横書式までの範囲で作られ得る。

共通の送り経路４２から、選択されたウェブは、所望されたシートの長さにウェブを切断する切断構造４４を通って案内される。続いて、切断されたシート１６は、偏向のシステム、伸張ローラ４６、ガイド板４８をわたって、プラテン５０に案内され、プラテンからシート支持板２０上に繰り出される。

リール３２からプラテン５０までの途中、ウェブ３４及びシート１６は、夫々不可避的に周囲空気に露出され、その結果、特に周囲空気の相対湿度ＲＨが高い際に湿度を吸収する。図示された例では、用紙は、切断構造４４付近で周囲の空気に特に露出される。

用紙の湿度含有量が上昇する際、特に用紙中の繊維が主に方向付けられた方向に膨張する傾向がある。典型的には、これは、ウェブの長手方向に対して横断する方向である。シート１６は、かかる方向に膨張した後、シート支持板２０に達し、蒸着された熱溶解インクによって熱せられる際、用紙に含有される水分の一部は蒸発され、用紙はシートの幅方向に再度収縮する。故に、湿度変化が用紙に存在するため、シートの幅における随伴低減は、皺の発生につながる。これは、図２中に強調されて図示されている。点線は、シート１６のより多湿の部分５２とより乾燥した部分５４との間のおおよその境界を示す。より乾燥した部分５４の幅の収縮は、部分５２における皺５６の形成をもたらす。

特に印刷機構１８の区分においてかかる皺５６の発生を低減させるよう、加熱器６０は、プラテン５０の上流の用紙送り経路に与えられ、シート１６の湿度含有量は、印刷機構に入る前にすでに低減される。

加熱器６０は、湿度センサ６４に接続される電子制御システム６２によって制御される。図示された例では、センサ６４は、用紙が特に周囲空気に露出する用紙送り経路の一部分の近くの空気の湿度を検出し得る位置に配置される。故に、空気湿度が高い際、加熱器６０は、より効率的に用紙から湿気を排斥するよう、より高い温度に熱せられる。空気湿度がより低い際は、加熱器６０の温度は低減され得、エネルギ消費もまた低減される。例えば、４０％ＲＨである一定の閾値を下回ると、皺の量が受忍制限以内であるため、加熱器６０は完全にスイッチを切られ得る。

制御システム６２は、また、選択されたリール３２上の印刷媒体の品質（例えば用紙の重量）に依存して、検出された空気湿度と加熱器６０の温度との間の異なる関係を構築するようプログラムされ得る。例えば、加熱器のオン状態とオフ状態との間の切り替えに対する閾値は、変わり得る。

図３に図示される通り、用紙送り経路４０の多種の分岐の境界を示すガイド板３８は、十分小さく、ガイド板の間で用紙が潤滑に案内されることを保証する穿孔６６のパターンを有する。しかし、その一方で、該穿孔パターンは、ガイド板３８の間の狭い空間でも周囲空気に紙を露出させるには十分の大きさ及び数である。結果として、印刷装置がスタンバイ状態の際、ガイド板３８によって定義付けられた狭い経路の内側及び外側でウェブ３４の部分は、略同程度まで周囲空気に露出され、これは、スタンバイ期間中は用紙における湿度変化の展開を低減する役割をなす。これにより、印刷装置が再度動作を開始しシート１６がプラテン５０に送られる際、すでに紙に存在する皺の量を低減する。

印刷装置が熱溶解印刷装置ではなく、室温で液体であるインクで動作するインクジェット印刷装置である場合、温度変化及び湿度変化は熱インクによってもたらされず、ガイド板３８の穿孔のみが、受忍制限を下回るよう皺を抑えるのに十分であり得る。

本発明に従った熱溶解インクジェット印刷装置の用紙送りシステムの概略的な鉛直断面図である。 用紙における湿度変化によって引き起こされる皺の発生を図示する、用紙のシートの該略図である。 図１に図示された印刷装置における用紙送り経路を区切るガイド板の部分図である。

符号の説明

１０ フレーム
１２ 用紙マガジン
１４ 用紙送りシステム
１６ シート
１８ 印刷機構
２０ シート支持板
２２ キャリッジ
２４ 熱溶解インクジェット印刷ヘッド部
２６ 搬出構造
２８ トレイ
３０ 印刷されたシート
３２ リール
３４ エンドレスウェブ
３６ 送りローラ
３８ ガイド板
４０ 送り経路
４２ 共通送り経路
４４ 切断構造
４６ 伸張ローラ
４８ ガイド板
５０ プラテン
６０ 加熱器
６２ 電子制御システム
６４ センサ

Claims (7)

1. 印刷装置であって、
   印刷機構（１８）へ印刷用紙を送る（１６，３４）用紙送りシステム（１４）と、前記用紙に防皺加工をほどこす用紙加工システム（６０）とを有し、
   前記印刷装置が、周囲空気の湿度を検出するよう配置された湿度センサ（６４）と、前記検出された湿度に応答して前記用紙加工システムを制御するよう適合された制御システム（６２）とを有する、ことを特徴とし、
   前記用紙加工システム（６０）は、前記用紙が送られる方向で、前記用紙送りシステム（１４）の送りローラ（５０）の上流方向に配置される、
   印刷装置。
2. 前記制御システム（６２）が、前記検出された湿度が一定の閾値を下回る際に、前記用紙加工システム（６０）のスイッチを切るよう適合される、
   請求項１記載の印刷装置。
3. 前記用紙加工システムが、前記印刷用紙（１６）を前記印刷用紙が前記印刷機構（１８）に送られる前に熱するよう加熱器（６０）を有する、
   請求項１又は２記載の印刷装置。
4. 前記制御システム（６２）は、前記印刷機構に送られる印刷用紙の種類に依存して、前記検出された湿度と前記用紙加工システム（６０）の作業との間に異なる関係を構築するよう適合される、
   請求項１乃至３のうちいずれか一項記載の印刷装置。
5. 印刷用紙の複数のストックを蓄えるよう適合された用紙のマガジン（１２）を有し、前記用紙送りシステム（１４）は、前記用紙のマガジン（１２）の前記ストックのうちの１つから前記印刷機構（１８）まで選択的に用紙を送るよう適合される、
   請求項４記載の印刷装置。
6. 前記用紙送りシステム（１４）が、前記用紙が周囲空気に露出されている少なくとも１つの部分と、前記用紙がガイド板（３８）の間をガイドされる少なくとも１つの部分とを有する用紙送り経路を定義付け、前記ガイド板（３８）は、前記用紙が前記ガイド板の間でもまた周囲空気に露出されるよう、穿孔（６６）を備えられる、
   請求項１乃至５のうちいずれか一項記載の印刷装置。
7. 印刷用紙のエンドレスウェブを供給する少なくとも１つのリールを有する、
   請求項１乃至６のうちいずれか一項記載の印刷装置。

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