JP2008284733A - 印字装置 - Google Patents

Abstract

【課題】印字装置のスマッジ対策を充分に行うこと。
【解決手段】搬送される媒体２に対して印字部５でインクを噴出して印字する印字装置であって、搬送される媒体２が印字部５に到達するまでに通過する前段スペース内の、少なくとも印字部５で印字する媒体２の表面側に、媒体２が印字装置内の搬送路の構成物に接触することで発生するスマッジを抑制するスマッジ対策手段を有することを特徴とする。スマッジ対策手段は、例えば、ヒータユニット７、チョークスティック９、チョークローラ１０、インク吸収加工ブラシ１１、または、インク吸収加工ローラ１２として実現される。
【選択図】図１

Description

本発明は、印字装置に関する。

図６は、特許文献１に示される、高速で（例えば、１分あたり数百枚）帳票類を読み取り処理するスキャナの構成図である。例えば、医療機関が診療報酬を請求するレセプト媒体２の処理は、各医療機関から提出されたレセプト媒体２が処理機関に集められ、スキャナで読み取られて分類される。

スキャナは、ホッパ１に積載された媒体２をローラ３などで装置内部に引き込み、読み取り部４（表面読み取り部４ａ、裏面読み取り部４ｂ）により媒体２の画像イメージを取得する。印字部５（表面印字部５ａ、裏面印字部５ｂ）は、媒体２が画像イメージの取得処理済みであることを区別するため、媒体２にユニークな記号や番号を印字する。印字部５は、高速に（例えば、１分あたり数百枚）印字可能なインクを噴出するタイプの印字方式が用いられることが多い。印字された媒体２は、スタッカ６に排出される。

一方、高速にインクを噴出して印字する印字機構については、インク噴き付け媒体表面で未乾燥のインクが媒体搬送路の構成物と接触することで、印字かすれ、または、不鮮明な印字となるスマッジ（smudge）の発生が予見される。このスマッジを防ぐ対策をするインク乾燥機能を持った特許文献２，特許文献３の装置がある。

図７は、特許文献３に示される、加熱乾燥方式のインク噴出記録装置の構成図である。インク噴出記録装置は、印字面を表とすると、表面ヒータユニット７ａ内において、加熱熱源に加え、空気を印字された媒体２に対して流すことによる乾燥方法が示されている。
特開２００４−１１５２２７号公報 特開２０００−２３８９２７号公報 特開平８−２２４８７１号公報

ここで、投入される媒体２は多種多様な紙質であり、高速搬送する媒体２に印字するため、紙質によっては媒体２に向け噴出したインクが媒体２に吸収され難く、乾かないうちに搬送路に接触することがある。

したがって、従来の印字機構では、搬送路にインクを付着させ、後続媒体２を汚損したり、インクを吸収し難い媒体２に対してインク噴出したため媒体表面でインクが乾いていない状態で搬送ガイドなどに接触することで、塗り広げられたようになり、スマッジとなったりすることがある。媒体搬送路には通常、ローラや搬送路を構成する板金や成型部品（搬送ガイド）、媒体を押える板バネなどがあり、これらの構成物が直接媒体に接触する。

図６の装置は、スマッジを対策する機構を有さない。図７の装置は、スマッジを対策する機構として、印字面を表とすると、表面ヒータユニット７ａ（後段加熱手段）が後段スペースに設けられ、インク付着した媒体表面を加熱する。以下、媒体２がホッパ１から印字部５まで移動する場所を「前段スペース」とし、媒体２が印字部５からスタッカ６まで移動する場所を「後段スペース」とする。

狭い後段スペースに設けられた表面ヒータユニット７ａは、局所短時間加熱の加熱しか行えない。そのため、乾ききらない、または、熱源により媒体２の焦げ付きなどの焼損の恐れがあった。焦げ付きの回避のため空気を流す構成とするためには、機構追加が発生し装置が大型化してしまう。

そこで、本発明は、前記した問題を解決し、印字装置のスマッジ対策を充分に行うことを主な目的とする。

前記課題を解決するため、本発明は、搬送される媒体に対して印字部でインクを噴出して印字する印字装置であって、前記搬送される媒体が前記印字部に到達するまでに通過する前段スペース内の、少なくとも前記印字部で印字する前記媒体表面側に、該媒体が前記印字装置内の搬送路の構成物に接触することで発生するスマッジを抑制するスマッジ対策手段を有することを特徴とする。その他の手段は、後記する。

本発明により、印字装置のスマッジ対策を充分に行うことが可能になった。

表１は、本実施形態の特徴であるスマッジ対策手段を５つ列挙したものである。各スマッジ対策手段には、手段を特定する「番号」、手段の具体的な「加工内容」、その加工内容を実施するための「加工手段」、および、その加工内容を実施した結果の「効果」を対応づけている。例えば、対策（１）は、ヒータユニット７が媒体２への加熱を実施することにより、媒体自らが保持する熱量によりインクの水分を気化する効果により、インク乾燥におけるスマッジを対策することができる旨を記載している。

以下、スマッジ対策手段ごとに記載された図面を元に、その構成および効果を詳細に説明する。

図１は、対策（１）の印字装置を示す構成図である。この印字装置は、印字機構である印字部５の前段スペースに媒体２の印字領域を加熱するヒータユニット７（表面ヒータユニット７ａ、裏面ヒータユニット７ｂ）を設置する構成となる。ヒータユニット７は、公知の技術で、熱量を持った金属板などによる接触や、ハロゲン管、電熱線のような輻射熱によるものや、温風を吹き付けるもので構成される。

ホッパ１に搭載され搬送される媒体２は、前段スペースのヒータユニット７にて、印字前に加熱される。そして、印字部領域に媒体２が到達した時点で、乾燥に充分な熱量を持った媒体２にインクが噴出されると、媒体２自らの熱量によりインクの水分を気化させて、乾燥させる。つまり、前段スペースにおいて媒体２の印字面によらず両面から印字部領域を加熱し媒体自体に熱量を持たせることで噴出されたインクの乾燥を補助する。

これにより、乾いていないインクの搬送路付着、および、媒体上のスマッジ形成、後続媒体２に対して汚損された搬送路接触による二次的な媒体汚損などを予防する効果が期待できる。また、前段スペースでの媒体加熱が可能となるため、局所短時間加熱による媒体焼損の危険の回避効果が期待できるとともに、焼損防止の通風機構も不要となる。

図２は、対策（２）の印字装置を示す構成図である。この印字装置は、対策（１）の印字装置と比較すると、ヒータユニット７の代わりに、インク吸収用粉末を固形化したチョークスティック９（表面チョークスティック９ａ、および、裏面チョークスティック９ｂ）が設置されている。チョークスティック９は、前段スペースに配置され、印字される印字予定領域幅が媒体２に接する大きさで配置される。

チョークスティック９は、炭酸カルシウムなどで形成され、バネを用いた押圧力により媒体２に押し付けられる。なお、ホッパ１により搬送される媒体２の先端が突入する際には、図示しない昇降機構により少なくとも下流側のローラ３に係合するまで、チョークスティック９を搬送路外に退避している。もし、退避を実行しないまま媒体２の先端がチョークスティック９の側面に突入すると、媒体２の先端にジャムが発生してしまうからである。チョークスティック９は、媒体２に押し付けられることで媒体２との摩擦で容易に削れ、媒体表面に炭酸カルシウム粉末を薄く擦り付ける。チョークスティック９により、印字される媒体表面を加工することで、スマッジの形成および搬送路へのインク付着を回避する。なお、インク吸収用粉末は、炭酸カルシウムに限定しない。

対策（２）の印字装置では、前段スペースに配置されたチョークスティック９は、適切な押圧力で媒体２に接し、搬送される媒体２との摩擦でインク吸収用粉末としての炭酸カルシウム粉末が媒体表面の印字領域に薄く塗布された状態となる。この媒体２に対して印字部５にてインクが噴出されると、媒体表面に到達したインクのうち、媒体２に吸収されず未乾燥のインクは炭酸カルシウム粉末が吸収しインクを乾かす。

これにより、乾いていないインクの搬送路付着、および、媒体上のスマッジ形成、後続媒体２に対して汚損された搬送路接触による二次的な媒体汚損などを予防する効果が期待できる。また、媒体加熱が不要となるため、局所短時間加熱による媒体焼損の危険の回避効果が期待できるとともに、焼損防止の通風機構も不要となる。なお、炭酸カルシウムの塗布された面へのインク噴出量は、実験的に最適値を求めて設定してある。

図３は、対策（３）の印字装置を示す構成図である。対策（３）も対策（２）同様、印字される媒体表面に炭酸カルシウム粉末を塗布することで、スマッジの形成および搬送路へのインク付着を回避するものである。

対策（３）では、対策（２）のチョークスティック９の代わりに、チョークローラ１０（表面チョークローラ１０ａ、および、裏面チョークローラ１０ｂ）が、印字される印字予定領域幅が媒体２に接するように、前段スペースに設置されている。なお、ホッパ１により搬送される媒体２の先端が突入する際には、図示しない昇降機構により少なくとも下流側のローラ３に係合するまで、チョークローラ１０を搬送路外に退避している。チョークローラ１０は、駆動力のないローラ３で、搬送する媒体２を損傷しない程度の適切な保持力を持ち、適切な押圧力で媒体２に押し付けられ媒体２に対して滑りながら連れまわる構成（換言すると、軸を回転しないような負荷を与えないと滑らない構成）となる。素材は炭酸カルシウムなどで形成され、媒体２と滑りながら連れまわる際に、媒体２との摩擦で容易に削れ、媒体表面に炭酸カルシウム粉末を薄く擦り付ける。

対策（３）では、ホッパ１に搭載され搬送される媒体２は、前段スペースに配置されたチョークローラ１０が適切な押圧力で媒体２に接することで、搬送される媒体２との摩擦が生じる。その結果、炭酸カルシウム粉末が、媒体表面の印字領域に薄く塗布された状態となる。この塗布された媒体２に対して印字部５にてインクが噴出されると、媒体表面に到達したインクのうち、媒体２に吸収されず未乾燥のインクは炭酸カルシウム粉末が吸収しインクを乾かす。なお、炭酸カルシウムの塗布された面へのインク噴出量は、実験的に最適値を求めて設定してある。

これにより、乾いていないインクの搬送路付着、および、媒体上のスマッジ形成、後続媒体２に対して汚損された搬送路接触による二次的な媒体汚損などを予防する効果が期待できる。また、媒体加熱が不要となるため、局所短時間加熱による媒体焼損の危険の回避効果が期待できるとともに、焼損防止の通風機構も不要となる。

また、対策（２）がスティック状の形状で媒体２に押し付けていたのに対して、対策（３）では保持力を持ったローラ形状としたため、媒体２と引っかかることによる搬送障害（ジャムとも呼ばれる）を抑制できる。

図４は、対策（４）の印字装置を示す構成図である。対策（２）、対策（３）が、前段スペースにおいて印字領域に炭酸カルシウム粉末を塗布するための手段を配置していたのに対して、対策（４）では、インク吸収加工ブラシ１１（表面インク吸収加工ブラシ１１ａ、および、裏面インク吸収加工ブラシ１１ｂ）が配置される構成となる。

インク吸収加工ブラシ１１は、表面に無数の硬質な突起物を持つブラシとなる。適切な押圧力で媒体２に押し付けられ、搬送される媒体２の表面を引っかく。硬質なブラシが媒体２に接触するため、媒体表面では媒体２の素材であるパルプが毛羽立つことになる。

この引っかきにより毛羽立たせることをインク吸収加工と呼んでいる。表面インク吸収加工ブラシ１１ａ、および、裏面インク吸収加工ブラシ１１ｂの配置は、前段スペースである。なお、このインク吸収加工ブラシ１１は、印字部５の直近であることが望ましいが、少なくとも搬送時の負荷抵抗となるので、昇降機構を設けることになる。そして、ホッパ１により搬送される媒体２の先端が突入する際には、図示しない昇降機構により少なくとも下流側のローラ３に係合するまで、インク吸収加工ブラシ１１を搬送路外に退避している。

対策（４）では、ホッパ１に搭載され搬送される媒体２は、印字部５に到達する前に配置された表面インク吸収加工ブラシ１１ａ、および、裏面インク吸収加工ブラシ１１ｂは、表面に無数の硬質な突起物を持つブラシとなる。

適切な押圧力で媒体２に押し付けられ、搬送される媒体２の表面を引っかく。硬質なブラシが媒体２に接触するため、媒体表面では媒体２の素材であるパルプが毛羽立つことになる。この媒体２に対して印字部５にてインクが噴出されると、媒体表面に到達したインクは、無数のパルプの毛羽立ちにより媒体２に吸収されやすくなり媒体表面のインクを乾かす。

以上のように、対策（４）では、前段スペースにおいて表面に無数の硬質な突起物を持つブラシを配置し媒体２の表面を引っかくことで、媒体２の印字面のパルプを毛羽立たせ、噴出されたインクの吸収を補助する。これにより、乾いていないインクの搬送路付着、および、媒体上のスマッジ形成、後続媒体２に対して汚損された搬送路接触による二次的な媒体汚損などを予防する効果が期待できる。

また、対策（４）では、媒体加熱が不要となるため、局所短時間加熱による媒体焼損の危険の回避効果が期待できるとともに、焼損防止の通風機構も不要となる。

図５は、対策（５）の印字装置を示す構成図である。対策（５）も対策（４）同様、印字される媒体表面を加工することで、スマッジの形成および搬送路へのインク付着を回避するものである。

インク吸収加工ローラ１２（表面インク吸収加工ローラ１２ａ、および、裏面インク吸収加工ローラ１２ｂ）は、表面に無数の硬質な突起物を持つローラ３となる。適切な押圧力で媒体２に押し付けられ、搬送される媒体２との摩擦により連れまわる。表面にある無数の突起物は、硬質な素材で形成され媒体２と接触することで、媒体表面に無数の凹凸を形成する。この形成する加工をインク吸収加工とする。

表面インク吸収加工ローラ１２ａ、および、裏面インク吸収加工ローラ１２ｂは、駆動力があってもなくてもよい。適切な保持力を持ち、適切な押圧力で媒体２に押し付けられ媒体２に対して穴あけが実現できればよい。なお、ホッパ１により搬送される媒体２の先端が突入する際には、図示しない昇降機構により少なくとも下流側のローラ３に係合するまで、インク吸収加工ローラ１２を搬送路外に退避している。

対策（５）では、ホッパ１に搭載され搬送される媒体２は、印字部５に到達する前に配置された表面インク吸収加工ローラ１２ａ、および、裏面インク吸収加工ローラ１２ｂは、表面に無数の硬質な突起物があり、適切な押圧力で媒体２に接し、搬送される媒体２との摩擦で連れまわる（転動する）。

このとき、無数の突起物が媒体表面に無数の凹凸を形成した状態となる。この媒体２に対して印字部５にてインクが噴出されると、媒体表面に到達したインクは、無数の穴により媒体２に吸収されやすくなり媒体表面のインクを乾かす機能を持つ。

以上のように、対策（５）では、前段スペースにおいて無数の突起物を持つインク吸収加工ローラ１２を配することで、媒体２の印字面に無数の穴を開け、噴出されたインクの吸収を補助する。これにより、乾いていないインクの搬送路付着、および、媒体上のスマッジ形成、後続媒体２に対して汚損された搬送路接触による二次的な媒体汚損などを予防する効果が期待できる。また、媒体加熱が不要となるため、局所短時間加熱による媒体焼損の危険の回避効果が期待できるとともに、焼損防止の通風機構も不要となる。

また、対策（４）がブラシ状の形状で媒体２に押し付けていたのに対して媒体２と連れまわるローラ形状としたため、媒体２と引っかかることによる搬送障害（ジャム）になり難い効果が期待できる。

以上、対策（１）から対策（５）までを、順に説明した。これらの各対策は、図１などに示したように進行方向における表裏対応する箇所において、両面に表裏一対に同一種別の対策手段を設けることとした。しかし、片面（印刷面）だけに設けるだけでもスマッジ対策の効果は発生する。

さらに、各対策手段について、媒体を損傷しない範囲で、かつ、取得イメージに影響ない範囲で、同種または異種の対策手段を前段スペース内において直列に複数個並べることで、スマッジ対策効果が増加する。例えば、図１では、３つの対策手段（ヒータユニット７）を直列に並べる構成である。そして、前段スペースにおいて設置された各対策手段と、後段スペースにおいて設置された後段加熱手段を併用することでも、スマッジ対策効果が増加する。

ここで、各スマッジ対策手段の設置場所である前段スペースについて、詳細に説明する。印字機構が印字時に使用するインクのスマッジを抑制する手段は、搬送媒体２にインク噴射し印字する印字機構を備えたインクジェット記録装置だけでなく、印字機構とともに読み取り部４を備えたスキャナ装置にも適用が可能である。

図１などに示すように、スキャナ機能を備える印字装置では、ホッパ１から印字部５までの前段スペースの中に、スキャナ機能を実現するための読み取り部４が存在する。そして、ホッパ１から読み取り部４までの前段第１スペース、および、読み取り部４から印字部５までの前段第２スペースのうち、どちらの前段スペースにスマッジ対策手段を設置するかを説明する。

まず、各スマッジ対策手段の処理結果である媒体２への加工内容が、読み取り部４により読み取られた画像イメージに影響なければ、前段第１スペースにも各スマッジ対策手段を配置できる。一方、画像イメージに影響ある場合は、前段第２スペースに各スマッジ対策手段を配置することが望ましい。

なお、画像イメージへの影響として、例えば、対策（５）によって空けられる穴が、媒体上に記載された文字を隠すような陰影を生じさせる場合、影響があるとする。具体的には、加工された箇所に、影が現れることが想定される。そして、スキャナの読み取り照明が加工された箇所と平滑な場所に照射された場合に、平滑な場所の反射率が高いため、明るいイメージとなり、加工された場所は平滑な場所に比して暗くなる。一方、対策（１）によって加熱した結果、焦げ付きなどによる媒体２の変色が発生しないときは、影響がないとする。

さらに、各スマッジ対策手段のうち、どの手段を採用するかを選択するときには、媒体２の材質（紙質）を考慮することが望ましい。例えば、もともとインクを吸収しやすい媒体２に対しては、インク吸収加工を行う対策（４）（５）以外の対策が有効である。また、焦げ付き易い媒体２に対しては、加熱する対策（１）以外の対策が有効である。さらに、もともと毛羽立ちやすい媒体２に対しては、スマッジが発生しにくいので、省スペース、安価、または、省電力などの扱いやすいスマッジ対策手段を導入する方が望ましい。

ここで、各スマッジ対策手段を具体化するための詳細な説明を行う。

まず、対策（１）によって加熱するとき、加熱によって得られる乾燥能力は、熱源の熱密度と熱源設置に許容されるスペースとの積により決定される。後段スペースにのみ熱源設置を設置する図７の方式では、短区間で乾燥せざるを得ないため、熱密度を上げる必要があり、媒体の焦げ付きという懸念があった。一方、図１に示す対策（１）の方式では、前段スペースに熱源設置を設置することにより、熱源設置に許容されるスペースを広く確保することができ、熱源の熱密度をさほど上げなくても済む。

次に、対策（２）および対策（３）で使用するインク吸収用粉末の素材は、炭酸カルシウムとしたが、石膏など、インクを吸収する作用を得られる他の物質で代替可能である。さらに、インクが吸収された後の炭酸カルシウム粉末は、後段の処理では特に機能せず、媒体に付着した不要なゴミとなってしまうことがある。そこで、インクが吸収された後の粉末を媒体から除去する手段（例えば、風で吹き飛ばす、ブラシで掃き取る）を併せて用いてもよい。

そして、対策（５）によって、凹凸を媒体に加工するとき、インク吸収加工ローラ１２の具体例としてとして、インターネット＜ＵＲＬ：http://www.tsukadaneji.co.jp/product/product01.html＞に記載された株式会社塚田螺子製作所の「ノンスリップローラー」などのスパイクローラを想定すると、１つ１つの凹凸の大きさは、40μ〜200μとなる。また、媒体への加工度合いを軽減するために、貫通している孔よりは貫通していない凹凸の方が、望ましい。

本発明の一実施形態に関する対策（１）の印字装置を示す構成図である。 本発明の一実施形態に関する対策（２）の印字装置を示す構成図である。 本発明の一実施形態に関する対策（３）の印字装置を示す構成図である。 本発明の一実施形態に関する対策（４）の印字装置を示す構成図である。 本発明の一実施形態に関する対策（５）の印字装置を示す構成図である。 印字装置を示す構成図である。 加熱乾燥方式のインク噴出記録装置を示す構成図である。

符号の説明

１ ホッパ
２ 媒体
３ ローラ
４ 読み取り部
５ 印字部
６ スタッカ
７ ヒータユニット
９ チョークスティック
１０ チョークローラ
１１ インク吸収加工ブラシ
１２ インク吸収加工ローラ

Claims (7)

1. 搬送される媒体に対して印字部でインクを噴出して印字する印字装置であって、
   前記搬送される媒体が前記印字部に到達するまでに通過する前段スペース内の、少なくとも前記印字部で印字する前記媒体表面側に、該媒体が前記印字装置内の搬送路の構成物に接触することで発生するスマッジを抑制するスマッジ対策手段を有することを特徴とする
   印字装置。
2. 前記スマッジ対策手段は、前記搬送される媒体を加熱して、その媒体にインクを乾燥するための熱量を持たせる加熱手段であることを特徴とする
   請求項１に記載の印字装置。
3. 前記スマッジ対策手段は、前記搬送される媒体に押圧することでインク吸収用粉末を塗布する粉末塗布手段であることを特徴とする
   請求項１に記載の印字装置。
4. 前記粉末塗布手段は、ローラを前記搬送される媒体に押圧することで、前記搬送される媒体の進行方向に前記ローラを回転させ、インク吸収用粉末を塗布することを特徴とする
   請求項３に記載の印字装置。
5. 前記スマッジ対策手段は、前記搬送される媒体に突起物を引っかけることにより媒体を毛羽立たせる媒体加工手段であることを特徴とする
   請求項１に記載の印字装置。
6. 前記スマッジ対策手段は、前記搬送される媒体に突起物を押圧することにより媒体に凹凸を形成する媒体加工手段であることを特徴とする
   請求項１に記載の印字装置。
7. 前記印字装置は、さらに、前記搬送される媒体が前記印字部により印字された後の搬送先として通過する後段スペース内に、前記媒体にインクを乾燥するための熱量を持たせる後段加熱手段を有することを特徴とする
   請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載の印字装置。

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