JP2012091320A

JP2012091320A - インクジェット式記録装置及び印字方法

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Publication number: JP2012091320A
Application number: JP2010237951A
Authority: JP
Inventors: Hironori Numata; 洋典沼田
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2010-10-22
Filing date: 2010-10-22
Publication date: 2012-05-17
Anticipated expiration: 2030-10-22
Also published as: JP5724287B2

Abstract

【課題】インクジェット式記録装置における印字の高速化と低消費電力化を図った上で、立ち上がり特性の改善と効率的な運転を可能とする。
【解決手段】ロール状に巻かれた用紙１０の搬送路１１１のインクジェットヘッド１１０の下流側に設けられたチャンバー４１２と、このチャンバー４１２に接続された複数のダクト４１１，４１３を介して空気を循環させる用紙乾燥装置４００とを有し、用紙乾燥装置４００がヒートポンプ４０６を備え、前記チャンバー４１２は当該チャンバーを通って搬送される用紙１０を加熱する第１及び第２のヒータ５００，５１０を備え、各ヒータ５００の目標制御温度をチャンバー４１２の湿度及び温度に応じて変更する。
【選択図】図２

Description

本発明はインクジェット式記録装置及び印字方法に係り、特に、ロールに巻かれた紙類、布類、フィルム類、合成樹脂材などのシート状記録媒体にインクジェット方式で画像を形成（印字）する複写機、プリンタ、ファクシミリ、これらの機能を複合して有するデジタル複合機、印刷機などの画像形成装置を含むインクジェット式記録装置、及びこのインクジェット式記録装置で実行される印字方法に関する。

インクジェット式記録装置は、インクジェットヘッドによりインクの液滴をシート状記録媒体に吐出し、シート状記録媒体の内部に浸透させ、若しくは表面に付着させて画像を形成し、あるいは印字するようになっている。このようにインクジェット式記録装置では、インク滴を使用するため、印字部雰囲気が高湿度環境となるとともに、シート状記録媒体の印字部分のみならず当該記録媒体自体も湿気を帯びることになる。

一方、高速印字を行うインクジェット式記録装置では、ロール状に巻かれた連続紙（用紙）を引き出して印字した後、ロール状に巻き取ることが多いことから、巻き取る前に用紙を乾燥させておく必要がある。さもないと、印字したインクの付着による汚れ、かすれ、にじみなどが生じ、また、巻き取りにも支障が生じる虞もある。そのため、シート状記録媒体の乾燥方法が重要となる。

そこで、インクジェット記録装置ではないが、乾燥方法の一例として、特許文献１（特開２００６−１６９７１０号公報）には、文書細断機によって細断された古紙を再生する際に、ヒートポンプ方式の除湿乾燥機からドライヤーを使用する文書細断屑用古紙再生装置が記載されている。

また、特許文献２（特開２００１−１６９７１０号公報）には、熱風を発生させる熱風機、連続紙を乾燥させる乾燥本体、熱風を除湿する除湿機を備え、熱風機から発生する熱風を乾燥本体に導くことにより連続紙を乾燥し、乾燥本体に導かれた熱風を除湿器に導いて除湿し、再度熱風機に導くようにした発明が開示されている。

しかし、引用文献１記載の発明は、文書細断機によって細断された古紙を離解し、離解された再生パルプ懸濁液から再生紙を抄造する抄紙機のドライパート部の乾燥チャンバー内の雰囲気を除湿乾燥する除湿乾燥機にヒートポンプ方式のドライヤーを有する構成としたもので、印刷用紙の乾燥に使用されているわけではなく、高速印字のインクジェット式記録装置のシート状記録媒体の乾燥に使用することはできない。ヒートポンプ方式のドライヤーは単に乾燥手段として使用されているに過ぎない。

また、引用文献２記載の発明は、熱風を筐体に送り込み、この筐体内に連続紙を通過させて乾燥させることが記載されているだけで、消費電力も含め、効率的に乾燥させることについて特に配慮されているわけではなく、高速印字のインクジェット式記録装置に対応することは難しい。

いずれにしても、気体を使用して乾燥させる場合には、水分の蒸散によって乾燥させることから、被乾燥対象となる部材の温度あるいは熱容量によって蒸散速度が変化する。当然、部材の温度が高い方が蒸散速度は大きくなるが、温風による加熱は、被乾燥部材との非接触加熱であるため、当該部材への熱伝達効率が悪く、当然、蒸散効率も悪い。すなわち、インクジェット式記録装置に引用文献１あるいは２記載の乾燥装置を使用したとしても、印字速度を高速にすることができるが、印字されたシート部の乾燥処理が印字速度に追いつくことができず、印字速度の上限が乾燥処理の処理時間に依存することになる。また、ヒートポンプは立ち上がり特性が悪いことから効率的な運転が望まれるが、引用文献１及び２には、そのような配慮はされていない。

そこで、本発明が解決しようとする課題は、インクジェット式記録装置における印字の高速化と低消費電力化を図った上で、立ち上がり特性の改善と効率的な運転を可能とすることにある。

前記課題を解決するため、第１の手段は、インクを記録ヘッドにより吐出してシート状記録媒体上に印字画像を形成するインクジェット式記録装置であって、ロール状に巻かれた前記シート状記録媒体の搬送路の前記記録ヘッドの下流側に設けられた乾燥室と、前記乾燥室に接続された複数のダクトを介して気体を循環させる用紙乾燥装置と、を有し、前記用紙乾燥装置は、用紙から水分を移行させて戻ってきた含湿気体から水滴を分離し、高温に加熱した高温乾燥気体として前記乾燥室の気体供給側のダクトから前記乾燥室に供給し、当該乾燥室で前記シート状記録媒体の水分を当該高温乾燥気体側に移行させ、水分が移行した含湿気体を前記乾燥室の排気側のダクトから前記用紙乾燥装置内に戻すヒートポンプを備え、前記乾燥室は、当該乾燥室を通って搬送される前記シート状記録媒体を加熱する付加熱源を備えていることを特徴とする。

第２の手段は、第１の手段において、前記付加熱源が、搬送中の前記シート状記録媒体の非印字面に接触して前記シート状記録媒体を加熱するヒータであることを特徴とする。

第３の手段は、第２の手段において、前記ヒータが前記乾燥室の前記シート状記録媒体搬送方向上流側と下流側に独立して設置されていることを特徴とする。

第４の手段は、第２又は第３の手段において、前記ヒータが前記乾燥室の前記シート状記録媒体が搬送される面に設置されていることを特徴とする。

第５の手段は、第２又は第３の手段において、前記ヒータが前記乾燥室において前記シート状記録媒体を搬送する際に当該シート状記録媒体を案内するガイドローラ内に設けられていることを特徴とする。

第６の手段は、第１ないし第５のいずれかの手段において、前記付加熱源が、前記乾燥室に加熱空気を送り込む熱風送風装置であることを特徴とする。

第７の手段は、第１ないし第５のいずれかの手段において、前記付加熱源が、前記気体供給側のダクト出口に設けられ、当該ダクトから前記乾燥室に供給される高温乾燥気体を更に加熱するヒータであることを特徴とする。

第８の手段は、第１ないし第７のいずれかの手段において、前記乾燥室内の湿度を検出する湿度検出手段と、前記湿度検出手段の検出湿度に基づいて前記付加熱源の温度を制御する制御手段と、を更に備えていることを特徴とする。

第９の手段は、第８の手段において、前記湿度検出手段が前記排気側のダクト近傍に配置され、当該ダクトから前記ヒートポンプ側に戻される含湿気体の湿度を検出することを特徴とする。

第１０の手段は、第１ないし第９のいずれかの手段において、前記乾燥室内に供給される高温乾燥気体の温度を検出する温度検出手段と、前記温度検出手段の検出温度に基づいて前記付加熱源の温度を制御する制御手段と、を更に備えていることを特徴とする。

第１１の手段は、第１０の手段において、前記温度検出手段が前記付加熱源の前記気体供給方向上流側または下流側に設置されていることを特徴とする。

第１２の手段は、第８ないし第１１のいずれかの手段において、前記制御手段は印刷密度が低い場合に、高い場合よりも前記付加熱源の温度を下げる制御を行うことを特徴とする。

第１３の手段は、インクを記録ヘッドにより吐出してシート状記録媒体上に印字画像を形成するインクジェット式記録装置における印字方法であって、前記インクジェット式記録装置は、ロール状に巻かれた前記シート状記録媒体の搬送路の前記記録ヘッドの下流側に設けられた乾燥室と、前記乾燥室に接続された複数のダクトを介して気体を循環させる用紙乾燥装置と、を備え、前記用紙乾燥装置が、用紙から水分を移行させて戻ってきた含湿気体から水滴を分離し、高温に加熱した高温乾燥気体として前記乾燥室の気体供給側のダクトから前記乾燥室に供給し、当該乾燥室で前記シート状記録媒体の水分を当該高温乾燥気体側に移行させ、水分が移行した含湿気体を前記乾燥室の排気側のダクトから前記用紙乾燥装置内に戻すヒートポンプを含むとともに、前記乾燥室のシート状記録媒体搬送方向上流側と下流側にシート状記録媒体の非印字面と接触して加熱する第１及び第２の付加熱源がそれぞれ設けられ、
印字を開始するときに、データ格納部に格納された用紙印刷のための基準データを読み込み、
前記ヒートポンプのアイドリング運転を開始し、
印刷開始前に前記乾燥室内に供給される高温乾燥気体の温度を温度検出手段によって検出し、
検出された温度が印刷されたシート状記録媒体を乾燥可能な予め設定された温度より低い場合には、前記第２の付加熱源の温度を上げて、前記予め設定された温度より高い場合には第２の付加熱源の温度はそのままの状態で印刷を開始し、
前記乾燥室内の湿度を検出する湿度検出手段によって検出された湿度が印刷密度に応じて予め設定された湿度より高い場合には、そのまま印刷を実行し、前記予め設定された湿度より低い場合には前記第２の付加熱源の温度を下げて印刷を実行すること
を特徴とする。なお、後述の実施形態では、記録ヘッドはインクジェットヘッド１１０に、シート状記録媒体は用紙１０に、インクジェット式記録装置は符号インクジェット装置１に、ヒートポンプは符号４０６に、ロール状に巻かれたシート状記録媒体はロール紙２１，３１に、搬送路は符号１１１に、乾燥室はチャンバー４１２に、ダクトは第１及び第２のダクト４１１，４１３に、用紙乾燥装置は符号４００に、水滴は符号４０９に、高温乾燥気体は高温乾燥空気Ａｈに、含湿空気はＡｗに、気体供給側のダクトは第１のダクト４１１に、排気側のダクトは第２のダクト４１３に、付加熱源は第１ないし第４のヒータ５００，５１０，５２０，５５０及び熱風送風装置５２５に、ヒータが設けられたガイドローラは符号３１０ａに、湿度検出手段は湿度センサ４０５に、制御手段は制御部１２０に、温度検出手段は温度センサ５０３に、データ格納部は符号１２３に、それぞれ対応する。

本発明によれば、ヒートポンプと付加熱源を使用して用紙を加熱乾燥するようにしたので、インクジェット式記録装置における印字の高速化と低消費電力化を図った上で、立ち上がり特性の改善と効率的な運転を可能とすることができる。

本発明の実施形態における実施例１に係るインクジェット式記録装置全体のシステム構成を示す図である。図１のインクジェット式記録装置を拡大して示す概略構成図である。図２に示したインクジェット式記録装置の右側面図である。ヒートポンプの機能構成を示す概略構成図である。ヒートポンプを含むインクジェット式記録装置の制御構成を示すブロック図である。制御部が実行する用紙乾燥制御の制御手順の一例を示すフローチャートである。実施例２に係るインクジェット式記録装置を拡大して示す概略構成図である。図７に示したインクジェット式記録装置の右側面図である。実施例３に係るインクジェット式記録装置を拡大して示す概略構成図である。図９に示したインクジェット式記録装置の右側面図である。

本発明は、乾燥工程にヒートポンプとヒータを併用することを特徴としており、高速、かつ効率的な乾燥を可能としたものである。以下、本発明の実施形態について、実施例毎に図面を参照しながら説明する。

図１は本実施形態の実施例１に係るインクジェット式記録装置（以下、インクジェット装置とも称する。）全体のシステム構成を示す図である。同図において、本実施例１に係るシステムは、インクジェット装置１、給紙装置（アンワインダー）２及び巻き取り装置（リワインダー）３から基本的に構成され、これらの各装置１，２，３は用紙搬送方向に沿って給紙装置２、インクジェット装置１及び巻き取り装置３の順に直線上に配置されている。なお、本実施例１では、これらの装置は、それぞれ下面に設けた車輪４０によって同一水準の床面上に並置されている。

給紙装置２はロールに連続的に巻かれたロール紙２１を引き出しながらインクジェット装置１側に供給する。巻き取り装置３はインクジェット装置１で印字された用紙１０をロールに巻き取り、全シート部材を巻き取ってロール紙３１とし、巻き取ったロール紙３１を取り外し、後工程に送る。なお、ここでは、単に用紙１０と称しているが、この用紙１０はロールに巻かれた連続紙であり、ここでは、用紙１０は連続紙を意味している。また、本実施例１では、用紙１０はシート状記録媒体の１つとして代表して例示したもので、用紙１０は前述の記録媒体として使用される前述の紙類、布類、フィルム類、合成樹脂材からなるシート状の部材に敷衍することができる。

インクジェット装置１はインクジェットヘッドを備えたインクジェット作像部１００と、インクジェット作像部１００の用紙搬送方向上流側（前段）にあって、給紙装置２から給紙された用紙１０をインクジェット作像部１００に送るインフィードユニット２００と、インクジェット作像部１００で印字された用紙１０を巻き取り装置３側に送るアウトフィードユニット３００とを備えている。

図２は実施例１に係るインクジェット装置１を示す概略構成図で、図１におけるインクジェット装置１を拡大して示したものである。同図においてインフィードユニット２００は、複数のガイドローラ２１０、インフィードローラ２２０、ニップローラ２３０等を備え、給紙装置２からインフィードユニット２００側面に形成された給紙口２０１から連続紙を引き込む。インフィードユニット２００では、ガイドローラ２１０からインフィードローラ２２０とニップローラ２３０のニップに用紙１０を導き、複数のガイドローラ２１０によって所定の張力を付与した状態でインクジェット作像部１００に用紙１０を送り込む。

インクジェット作像部１００はインクジェットヘッド１１０及び後述の制御部１２０を備え、ホスト装置１３０からの指示に基づいて、用紙１０に対する作像及び給紙制御を実行する。インクジェットヘッド１１０は用紙搬送路１１１に対向する位置に配置され、高速で搬送される用紙１０に対してインク滴を吐出し、用紙１０上に印字画像を形成する。インクジェット作像部１００の前面側には、更にヒートポンプ４０６を備えた用紙乾燥装置４００（図３参照）が設置され、ヒートポンプ４０６の吹き出し口４０１からアウトフィードユニット３００を通り、吸い込み口４０２を経てヒートポンプ４０６に戻る送風経路４１０ａ，４１０ｂが設けられている。上流側の送風経路４１０ａは上流側の第１のダクト４１１、乾燥室（以下、「チャンバー」と称す。）４１２及び下流側の第２のダクト４１３、及び下流側の送風経路４１０ｂを含み、チャンバー４１２内に用紙１０の搬送路が形成されている。

チャンバー４１２はインクジェットヘッド１１０に対向する搬送路１１１の下流側に配置され、用紙１０の印字面の上部の空間にヒートポンプ４０６から送風される高温の乾燥空気が供給される。これにより、高温の乾燥空気が用紙表面と接触して用紙１０に対して乾燥と除湿が行えるように構成されている。チャンバー４１２内の用紙１０の非印字面が接触して搬送される部分には、用紙１０を加熱するための第１のヒータ５００が設けられている。また、第１のダクト４１１の内側には、チャンバー４１２内に送り込まれる後述の高温乾燥空気の温度を検出する温度センサ５０３が、第２のダクト４１３の内側にはチャンバー４１２内の雰囲気の湿度を検出する湿度センサ４０５がそれぞれ配されている。

アウトフィードユニット３００内には、前記チャンバー４１２内に通過させるためのガイドローラ３１０を含め、複数のガイドローラ３１０が設置され、アウトフィードユニット３００内の用紙搬送方向最下流側に設けられたアウトフィードローラ３２０及びニップローラ３３０によって搬送力が付与され、最後段のガイドローラ３１０を経て、排紙口３４０から巻き取り装置３側に送られ、巻き取り装置３でロール状に巻き取られる。また、チャンバー４１２内の最終段のガイドローラ３１０ａは内には第２のヒータ５１０が設置され、ヒートローラとしても機能する。第２のヒータ５１０を内蔵したガイドローラ３１０ａは、搬送する用紙１０の裏面に接触し、用紙１０を加熱する。本実施例１では、このようにして給紙装置２のロール先端から巻き取り装置３で巻き取られたロール後端までの連続紙に対して印字処理が行われる。なお、第１のヒータ５００が上流側のヒータに対応し、第２のヒータ５１０を内蔵したガイドローラ３１０ａが下流側のヒータに対応するが、チャンバー４１２内のシート搬送機構の構成若しくは配置により、逆の場合、或いは、いずれか一方のみで構成する場合もあり得るので、上流側と下流側のヒータの種類が本実施例に限定されるものではない。

図３は図２のインクジェット装置１の右側面図であり、一部アウトフィードローラ３２０及びガイドローラ３１０を破断し、チャンバー４１２と送風経路４１０ａ，４１０ｂ等の配置の状態を示している。

図３から分かるように、インクジェット作像部１００の前面にヒートポンプ４０６を備えた用紙乾燥装置４００が配置され、用紙乾燥装置４００では、ヒートポンプ４０６の吹き出し口４０１から送風される高温乾燥空気が上流側の送風経路４１０ａに案内され、アウトフィートユニット３００内のチャンバー４１２に供給され、チャンバー４１２から下流側の送風経路４１０ｂを通ってヒートポンプ４０６に戻る。すなわち、送風経路４１０ａ，４１０ｂはチャンバー４１２の用紙搬送方向最上流側と最下流側の周面の用紙搬送方向に直交する方向のほぼ中央部でそれぞれ第１のダクト４１１及び第２のダクト４１３により接合され、ヒートポンプ４０６から出た温風がヒートポンプ４０６に戻る循環経路が形成されている。

前述したが、チャンバー４１２の図２において下側の第１のヒータ５００の上面に沿って用紙１０の搬送路が形成され、用紙１０はチャンバー４１２内の最終段のガイドローラ３１０ａであるヒートローラからチャンバー４１２外に導かれる。用紙１０から湿気を奪った高温乾燥空気は前記最終段のガイドローラ（ヒートローラ）３１０ａの下流側から送風経路４１０ｂに導かれ、ヒートポンプ４０６内に戻る。なお、図３では、第１及び第２のダクト４１１，４１３は吐出側と吸入側でそれぞれ単数となっているが、それぞれの側で並列あるいはチャンバー４１２内の流速分布を均一化するような位置に並べて複数設けても良いことは言うまでもなく、その方が温風の循環効率が高くなる。なお、図１ないし図３に示した例は、温風が矢印Ｄ１で示すように用紙１０と同じ方向（順方向）に送られる例である。

図４はヒートポンプの機能構成を示す概略構成図である。ヒートポンプ４０６は、熱媒体を使用したヒートポンプであり、送風機４２０、冷却側及び加熱側の熱交換機４３０，４４０、圧縮機４５０、及び減圧機４６０を備え、これら各部は吹き出し口４０１及び吸い込み口４０２が形成されたケース４７０内に収納されている。また、冷却側の熱交換機４３０、減圧機４６０、加熱側の熱交換機４４０、圧縮機４５０はそれぞれの間の媒体管路４０３によって接続され、閉鎖された循環管路を形成している。熱媒体は図示矢印Ｄ３方向に循環し、チャンバー４１２に供給される高温乾燥空気は図示Ｄ４方向に循環する。

送風機４２０はチャンバー４１２に供給される温風の駆動源であり、冷却側の熱交換機４３０と加熱側の熱交換機４４０との間に配置され、吸い込み口４０２から吸い込まれた戻り側の含湿空気Ａｗを冷却側の熱交換機４３０から加熱側の熱交換機４４０に送り、加熱側の熱交換機４４０で所定の温度に加熱された高温乾燥空気Ａｈを吹き出し口４０１から送り出す。ヒートポンプ４０６の熱媒体は、減圧機４６０で減圧され、周辺温度よりも低温となって冷却側の熱交換機４３０に送られる。そして、冷却側の熱交換機４３０が冷やされ、吸い込み口４０２から吸い込まれた含湿空気（温風）Ａｗを水滴４０９と乾いた空気に分離する。

一方、冷却側の熱交換機４３０を通った熱媒体は圧縮機４５０側に送られ、圧縮機４５０で圧縮されて高温となる。高温となった熱媒体は加熱側の熱交換機４４０に送られ、冷却側の熱交換機４３０で除湿された空気と熱交換し、減圧機４６０に送られる。他方、加熱側の熱交換４４０を通った空気は、高温の乾燥空気Ａｈとなって吹き出し口４０１から送風経路４１０ａに送り出される。

すなわち、ヒートポンプ４０６は熱媒体が膨張と圧縮を繰り返して吸熱と放熱を行う過程で送風経路４１０ａ，４１０ｂを循環する空気と熱交換を行い、用紙１０から湿気を奪って吸い込み口４０２からヒートポンプ４０６側に導入される含湿空気Ａｗから水分を奪い、用紙１０を乾燥するに足る熱量を温風に供給し、チャンバー４１２側に５０℃〜１００℃の高温乾燥空気Ａｈとして送り出す。

なお、ヒートポンプ及びヒートポンプの熱交換原理は公知の技術であることから、ここでは詳細な説明は省略する。また、ヒートポンプの熱交換能力や送風能力は熱交換対象となる機器に応じて適宜設定されるべきものであるので、これらの詳細についてもここでの説明は省略する。

このように、ヒートポンプ４０６の送風機４２０によって高温乾燥空気Ａｈを吹き出し口４０１から上流側の送風経路４１０ａ、第１のダクト４１１を介してチャンバー４１２内に供給し、チャンバー４１２内で用紙１０を乾燥させた後、第２のダクト４１３及び下流側の送風経路４１０ｂを介して吸い込み口４０２から含湿空気Ａｗを回収し、回収した含湿空気Ａｗをヒートポンプ４０６によって再度高温乾燥空気Ａｈにして送り出すという循環経路を形成することにより高速印字を行うインクジェット装置１における用紙１０の乾燥が可能となる。なお、ここでいう高速印字とは例えば７５ｍ／ｍｉｎ〜１５０ｍ／ｍｉｎの搬送速度での印字を想定している。

その際、図２及び図３にも示すように用紙１０はチャンバー４１２内の第１のヒータ５００の上面に沿って搬送され、また、第２のヒータ５１０を内蔵するヒートローラに接触しながら搬送される。一方、高温乾燥空気Ａｈは用紙１０の印字面側を所定の相対速度で移動し、非印字面側から加熱された用紙１０に含まれる湿気を高温乾燥空気Ａｈ内に移行させる。なお、本実施例では、高温乾燥空気Ａｈは前記用紙の搬送方向と同方向で、用紙搬送速度（印字速度）より十分に大きい速度で送風される。十分に大きい速度とは、用紙１０からの湿気の高温乾燥空気Ａｈ内への移行が平衡状態を維持し、飽和水蒸気量に達しない状態で用紙表面の空気層が入れ替わることができるような用紙１０との相対速度となる速度であることが好ましい。

図５は本実施例におけるヒートポンプを含むインクジェット装置の制御構成を示すブロック図である。同図において、インクジェット装置１は、ホスト装置１３０と通信可能に接続された制御部１２０を備え、この制御部１２０には、第１のヒータ制御部５０５、第２のヒータ制御部５１５、操作パネル１４０、データ格納部１２３、減圧機４６０及び圧縮機４５０を駆動制御するためのモータドライバ１２４、及び送風機４２０を駆動制御するためのモータドライバ１２５、第１及び第２のヒータ５００，５１０をそれぞれ駆動する第１及び第２のヒータドライバ５０１，５１１が接続されている。また、第１のヒータ制御部５０５には、チャンバー出口の湿度を検出する湿度センサ４０５から検出出力が入力され、第２のヒータ制御部５１５には、チャンバー入口の温度を検出する温度センサ５０３からの検出出力が入力される。これにより、第１のヒータ制御部５０５は用紙１０から蒸発して温風内に移行した水分量に基づく湿度情報を取得し、制御情報をインクジェット装置１の制御部１２０に出力し、第２のヒータ制御部５１５は用紙１０の印字面に送られる高温乾燥空気Ａｈの温度情報を取得し、制御情報をインクジェット装置１の制御部１２０に出力する。

インクジェット装置１の制御部１２０では、データ格納部１２３に格納された用紙乾燥制御のための制御データを参照し、前記各制御部５０５，５１５からの制御情報に基づいてモータドライバ１２４，１２５を介して減圧機４６０及び圧縮機４５０、並びに送風機４２０を制御し、同時に第１のヒータ５００及び第２のヒータ５１０を制御する。操作パネル１４０はユーザーインターフェースであり、ユーザによる初期設定のためのキー、及び各種モードを設定するキー、動作を指示するキーなどを備えている。

なお、制御部１２０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ及びＲＡＭを備え、ＣＰＵはＲＯＭに格納されたプログラムコードを読み出し、読み出したプログラムコードをＲＡＭに展開し、当該ＲＡＭをワークエリア及びデータバッファとして使用しながら前記プログラムコードで定義された制御を実行する。また、第１及び第２のヒータ制御部５０１，５１５は、例えばＡＳＩＣから構成される。

図６は制御部１２０が実行する用紙乾燥制御の制御手順の一例を示すフローチャートであり、印刷開始時の制御手順である。この制御手順では、制御部１２０のＣＰＵは、データ格納部１２３に格納された用紙印刷のための基準データを読み込み（ステップＳ１）、この基準データに基づいて第１のヒータ制御部５０５が起動し、第１のヒータ５００がＯＮされる（ステップＳ２，Ｓ３）。次いで、ホスト装置１３０から印刷データを受信すると（ステップＳ４）、制御部１２０はすぐにヒートポンプ４０６の駆動を開始し（ステップＳ５，Ｓ６）、温度センサ５０３はチャンバー４１２内の温度検出を開始する（ステップＳ７）。第２のヒータ制御部５１５では、温度センサ５０３で検出した温度を予め設定された温度Ｔ℃と比較し（ステップＳ８）、当該温度Ｔ℃より低ければ第２のヒータ５１０に通電し（ステップＳ９，Ｓ１０）、制御部１２０はインクジェットヘッド１１０を駆動し印刷を開始させる（ステップＳ１１）。一方、前記温度Ｔ℃より高ければ、そのまま印刷を開始させる（ステップＳ１１）。

そして、印刷開始後のチャンバー４１２内の湿度を湿度センサ４０５から読み取り（ステップＳ１２）、予め設定された湿度Ｗ％以上であれば、そのままの条件で印刷を印刷データ終了まで印刷し、前記湿度Ｗ％より小さければ、ステップＳ１に戻って第１のヒータ５００の設定温度をデータ格納部に格納されているデータテーブルに基づいて変更し、ステップＳ２以降の処理を繰り返し、印刷を実行する。印刷が終了すると（ステップＳ１４）、次の印刷開始を待つ。

なお、ステップＳ８で設定温度Ｔ℃、例えば６０℃と比較するのは、ヒートポンプ４０６の立ち上げ時には、送風温度は余り上がっていないので、設定温度より低いのが常態であり、そのため、第２のヒータ５１０の温度を制御して初期設定温度、例えば１２０℃を維持するように制御する必要があるからである。一方、ヒートポンプ４０６の立ち上げが終了し、システム自体は運転状態にあるが、印刷は行われていないときに、新たに印刷ジョブが入力され、印刷を開始する際には、チャンバー４１２内の温度は高温になっているため、特に第２のヒータ５１０の温度を維持する必要がない。そこで、このヒートポンプ立ち上げ時の制御では、入口温度がＴ℃（例えば６０℃）より低温にならない限り、第２のヒータ５１０の温度制御は実行していない。

次に、本実施例に係るインクジェット装置１によって用紙幅１８ｉｎｃｈ、用紙秤量８１ｇ／ｍ^２、印刷速度７６ｍ／ｍｉｎで印刷する場合の例について説明する。

この例では、第１のヒータ５００の設定温度（目標とする制御温度（目標制御温度）：以下、同様）は６０℃であり、第２のヒータ５１０の設定温度は１２０℃である。この設定は用紙秤量、用紙幅、印刷速度などに応じて適宜ユーザが操作パネル１４０から設定することができる。また、ヒートポンプ４０６は１ｋＷの消費電力で約４ｋＷの加熱効果を得ることができる能力のものであり、ヒートポンプからの送風速度は前記印刷速度以上とする。

このような設定で印刷が実行される際、第１のヒータ５００の目標制御温度は６０℃であり、この温度を維持するように第１のヒータ制御部５０５によって制御される。印刷データを受信すると、ヒートポンプ４０６が動作を開始し、温度センサ５０３がチャンバー４１２の入口温度を検出する。温度センサ５０３の検出値が６０℃を超えると、第２のヒータ５１０の目標制御温度を８０℃に下げる。これは、前述のフローチャートで説明した場合と異なり、すでにヒートポンプ４０６の立ち上げが終了し、印刷が断続的に行われているため、１２０℃を維持すると、温度が上がり過ぎるためである。その後、印刷を開始し、湿度センサ４０５の検出データを読み込み、湿度が５０％以下となった場合には、第２のヒータ５１０の目標制御温度を６０℃にさらに下げる。湿度センサ４０５の検出データにより湿度が５０％以下になるのは、低印刷濃度（低カバレッジ）の場合であり、乾燥させる水分の絶対量が少ないことから、より低消費電力の制御で乾燥処理を行うことができる。

このように第１及び第２のヒータ５００，５１０を使用して用紙を加熱することにより、ヒートポンプ４０６の立ち上がり時間は３０分から３分以下に低減することができる。また、温度センサ５０３の検出値が６０℃を超えたときに第２のヒータ５１０を１２０℃制御から８０℃制御に切り換えるので、ヒートポンプ４０６の立ち上がりのために必要であった目標制御温度１２０℃と立ち上げ完了後の目標制御温度８０℃との差、
１２０℃−８０℃＝４０℃
に対応する熱量４ｋＷの低減が可能となる。また、この熱量低減により過剰な熱量を用紙に付与することがないので、用紙１０の印字品質を阻害することなく良好なインク乾燥が可能となる。

更に、前述のように温度センサ４０３によりチャンバー４１２内の湿度が５０％以下となると、第２のヒータ５１０の目標制御温度を６０℃に切り替えるので、
８０℃−６０℃＝２０℃
に対応する熱量２ｋＷの低減が更に可能となる。その際、印字密度に対し過剰の熱量が付与されることがないので、用紙１０の印字品質を阻害することなく良好なインク乾燥が可能となる。

実施例１では、ヒートポンプ４０６の立ち上がり特性を改善するために第１及び第２のヒータ５００，５１０を設け、当該第１及び第２のヒータ５００，５１０によって用紙１１の非印字面側から直接加熱し、用紙１０からの水分の蒸散を促していた。これに対し、本実施例２では、実施例１に加えて用紙印字面に供給される高温乾燥空気Ａｈの温度特性を改善し、さらに前記立ち上がり特性の向上を図った例である。

以下、本実施例２について図面を参照して説明する。なお、前述の実施例１と同一の各部には同一の参照符号を付し、重複する説明は適宜省略する。

図７は実施例２に係るインクジェット装置１の概略構成を示す図、図８はその右側面図で、前者は実施例１における図２に対応し、後者は実施例１における図３に対応する。本実施例２では、実施例１の用紙乾燥装置４００のチャンバー４１２の上部に熱風吹き付け装置５２５を設け、熱風吹き付け装置５２５で発生した熱風を送風経路５４０からダクト５４１を介してチャンバー４１２内に供給するもので、その他の各部は実施例１と実質的に同一に構成されている。

熱風吹き付け装置５２５は第３のヒータ５２０と第３のヒータ５２０の空気流入方向上流側に設けられた送風機５３０とを備え、用紙乾燥装置４００のケーシング４８０に設けられた開口４８１から外気を取り込み、第３のヒータ５２０を通る間に所定温度まで昇温させて、昇温した空気を前記ダクト５４１からチャンバー４１２内に吹き出す。そのため、本実施例では、図８に示すようにチャンバー４１２の高温乾燥空気供給側に高温の空気を供給するためのダクトが２個設けられ、一方はヒートポンプ４０６側からの第１のダクト４１１、他方は熱風吹き付け装置５２５側からの第３のダクト５４１であり、それぞれ独立して前記高温の空気が供給される。

その他の各部は実施例１と同一であり、各部は実施例１と同一の機能を有するので、重複する説明は省略する。また、システムの制御は前記第３のヒータ５２０に対してヒータ制御を行うヒータ制御部と送風機が設けられる点が異なるだけで、実施例１と同一である。

このように構成したインクジェット装置１によって実施例１と同様に用紙幅１８ｉｎｃｈ、用紙秤量８１ｇ／ｍ^２、印刷速度７６ｍ／ｍｉｎで印刷する場合、第１のヒータ及び第２のヒータ５００，５１０の目標制御温度は実施例１と同様に初期状態で６０℃及び１２０℃で、熱風送風装置２５０の第３のヒータ５２０で加熱された熱風は１００℃以上とし、ヒートポンプ４０６側から風速と同等の風速で第３のダクト５４１からチャンバー４１２内に噴出させると、ヒートポンプ４０６の立ち上げ時間を第１ないし第３のヒータ５００，５１０，５２０を使用しない場合に３０分かかっていたのに対し、１分以下に低減することができる。なお、熱風送風装置５２５は、温度センサ５０３の検知温度が６０℃を越えた時点で駆動を停止し、第２のヒータ５１０の目標制御温度を８０℃に切り換える。

このように制御することにより、実施例１と同様のヒートポンプ４０６の立ち上げに必要であった目標制御温度１２０℃から立ち上げ完了後の目標制御温度８０℃との差、
１２０℃−８０℃＝４０℃
に対応する熱量４ｋＷの低減が可能となるとともに、熱風送風装置の熱量２ｋＷを低減することが可能となる。

また、実施例１と同様に湿度センサ４０５の検出により湿度が５０％以下となった場合には、第２のヒータ５１０の目標制御温度を６０℃にさらに下げる。これにより、
８０℃−６０℃＝２０℃
に対応する熱量２ｋＷの低減が更に可能となる。その際、印字密度に対し過剰の熱量が付与されることがないので、用紙１０の印字品質を阻害することなく良好なインク乾燥が可能となる。

なお、本実施例は、印刷速度が７６ｍ／ｍｉｎで印刷した例であるが、印刷速度を４０ｍ／ｍｉｎ以下に落とした場合には、熱風送風装置５２５を前述の条件、すなわち、第３のヒータ５２０で加熱された熱風を１００℃以上、ヒートポンプ４０６側から風速と同等の風速で第３のダクト５４１からチャンバー４１２内に噴出させるだけで、第１及び第２のヒータ５００，５１０がなくとも、あるいは使用しなくとも十分な用紙乾燥と、迅速なヒートポンプ立ち上げが可能である。この場合、熱風送風装置５２５は、前述と同様に温度センサ５０３の検知温度が６０℃を越えた時点で駆動を停止する。

その他、特に説明しない各部は、前述の実施例１と同様に構成され、同様に機能する。

実施例１では、ヒートポンプ４０６の立ち上がり特性を改善するために第１及び第２のヒータ５００，５１０を設け、当該第１及び第２のヒータ５００，５１０によって用紙１１の非印字面側から直接加熱し、用紙１０からの水分の蒸散を促し、実施例２では、第１及び第２のヒータ５００，５１０に加え熱風送風装置５２５を併用するように構成した。本実施例３は、熱風送風装置５２５に代えて第１ダクト４１１出口に第４のヒータ５５０を設け、ヒートポンプ４０６の立ち上がり特性の向上を図った例である。

以下、本実施例３について図面を参照して説明する。なお、前述の実施例１と同一の各部には同一の参照符号を付し、重複する説明は適宜省略する。

図９は実施例３に係るインクジェット装置１の概略構成を示す図、図１０はその右側面図で、前者は実施例１における図２に対応し、後者は実施例１における図３に対応する。本実施例３では、実施例１の第１ダクト４１１出口に第４のヒータ５５０を設け、ヒートポンプ４０６から第１ダクト４１１を通ってチャンバー４１２内に導かれる高温乾燥空気Ａｈをさらに加熱してチャンバー４１２内に供給するもので、温度センサ５０３を前記第４のヒータ５５０よりも上流側に設け、第４のヒータ５５０に流入する高温乾燥空気Ａｈの温度を取得する点を除いて、他の各部は実施例１と同一に構成され、同一の機能を有するので、重複する説明は省略する。また、システムの制御は前記第４のヒータ５５０に対してヒータ制御を行うヒータ制御部が設けられる点が異なるだけで、実施例１と同一である。

このように構成したインクジェット装置１によって実施例１と同様に用紙幅１８ｉｎｃｈ、用紙秤量８１ｇ／ｍ^２、印刷速度７６ｍ／ｍｉｎで印刷する場合、第１のヒータ及び第２のヒータ５００，５１０の目標制御温度は実施例１と同様に初期状態で６０℃及び１２０℃で、第４のヒータ５５０の目標制御温度は１２０℃である。この条件でヒートポンプ４０６の立ち上げ時間を第１、第２及び第４のヒータ５００，５１０，５５０を使用しない場合に３０分かかっていたのに対し、１分以下に低減することができる。なお、第３のヒータ５５０は、温度センサ５０３の検知温度が６０℃を越えた時点で駆動を停止し、第２のヒータ５１０の目標制御温度を８０℃に切り換える。

このように制御することにより、実施例１と同様のヒートポンプ４０６の立ち上げに必要であった目標制御温度１２０℃から立ち上げ完了後の目標制御温度８０℃との差、
１２０℃−８０℃＝４０℃
に対応する熱量４ｋＷの低減が可能となるとともに、第３のヒータ５５０の熱量２ｋＷを低減することが可能となる。

なお、本実施例は、印刷速度が７６ｍ／ｍｉｎで印刷した例であるが、印刷速度を４０ｍ／ｍｉｎ以下に落とした場合には、第４のヒータ５５０を前述の条件、すなわち、第４のヒータ５５０の目標制御温度を１２０℃としてヒートポンプ４０６を運転するだけで、第１及び第２のヒータ５００，５１０がなくとも、あるいは使用しなくとも十分な用紙乾燥と、迅速なヒートポンプ立ち上げが可能である。この場合も第４のヒータ５５０は、前述と同様に温度センサ５０３の検知温度が６０℃を越えた時点でオフする。

なお、前記各実施例に示した図では、高温乾燥空気Ａｈは、用紙搬送方向と同方向に送風されるようになっているが、用紙搬送方向と対向する方向に送風しても良い。この場合、用紙搬送の搬送速度と逆方向なので、実際の送風速度は大きくなくとも、相対速度は大きくなる。そのため、送風速度をパラメータとした温度交換効率は逆方向送風の方が大きくなる。

また、前記乾燥室及び前記複数のダクトは熱伝導率が２Ｗ／（ｍ・Ｋ）以下の低熱伝導率の材質から構成することが望ましい。

また、前記実施例では、搬送速度（印刷速度）として７６ｍ／ｍｉｎの例が挙げられているが、本願発明のインクジェット装置１では、一般的には７５ｍ／ｍｉｎから１５０ｍ／ｍｉｎの印刷速度を想定し、前記乾燥室に供給される高温乾燥気体の温度として５０℃〜１００℃の範囲を想定している。

また、前記実施例では、印刷密度が高い場合には、第２のヒータ５１０の目標制御温度を高く、印刷密度が低い場合には、第２のヒータの目標制御温度を低くしているが、印刷密度が高い場合には、ヒートポンプ４０６の送風機４２０からの送風速度を印刷密度が低い場合より高速にする制御を併用することも可能である。

以上のように、本実施形態によれば、
（１）ヒートポンプ４０６の立ち上げ特性として、安定した温風を送風できるまで２０分以上の時間（例えば３０分）を要するが、用紙１０の非印字面側から第１及び第２のヒータ５００，５１０により用紙１０を直接加熱するので、ヒートポンプ４０６の立ち上がり特性を著しく向上させることが可能となり、インクジェット式記録装置の高速化と効率的な運転が可能となる。（実施例１）
（２）用紙１０の乾燥にヒートポンプ４０６と第１及び第２のヒータ５００，５１０を併用するので、高温乾燥空気（除湿空気）Ａｈによる確実な乾燥と低消費電量化の両立を図ることができる。（実施例１）
（３）印刷密度（印刷カバレッジ）情報に基づいて、第２のヒータ５１０の目標制御温度を６０℃に変更するので、更に低消費電力化を図ることができる。（実施例１，２，３）
（４）チャンバー４１２内に湿度センサ４０５を設け、チャンバー４１２内の湿度情報に基づいて第２のヒータ５１０の目標制御温度を下げるので、さらに低消費電力化が可能となるとともに、低湿度状況下での用紙１０の過乾燥による変形を防止することにより、印字製品の品質を保証することができる。（実施例１，２，３）
（５）ヒートポンプ４０６の立ち上げ特性として、安定した温風を送風できるまで２０分以上の時間（例えば３０分）を要するが、用紙１０の非印字面側から第１及び第２のヒータ５００，５１０により用紙１０を直接加熱し、熱風送風装置５２５によってさらに熱量をチャンバー４１２内に付与する（加熱する）ので、ヒートポンプ４０６の立ち上がり特性を実施例１よりもさらに向上させることが可能となり、インクジェット式記録装置の高速化と効率的な運転が可能となる。（実施例２）
（６）用紙１０の乾燥にヒートポンプ４０６に加えて、第１及び第２のヒータ５００，５１０及び熱風送風装置５２５を併用するので、高温乾燥空気（除湿空気）Ａｈによる確実な乾燥と低消費電量化の両立を図ることができる。その際、その際、低消費電力化については、前述の公知例のようなヒートポンプ４０６のみを使用した場合に比べて前記ヒータの目標制御温度の差に対応する低消費電力化を見込むことができる。（実施例２）
（７）ヒートポンプ４０６の立ち上げ特性として、安定した温風を送風できるまで２０分以上の時間（例えば３０分）を要するが、用紙１０の非印字面側から第１及び第２のヒータ５００，５１０により用紙１０を直接加熱し、第４のヒータ５５０によってさらにチャンバー４１２内に供給される高温乾燥空気Ａｈに熱量を付与し、加熱するので、ヒートポンプ４０６の立ち上がり特性を実施例１よりもさらに向上させることが可能となり、インクジェット式記録装置の高速化と効率的な運転が可能となる。（実施例３）
（８）用紙１０の乾燥にヒートポンプ４０６に加えて、第１及び第２のヒータ５００，５１０及び第４のヒータ５５０を併用するので、高温乾燥空気（除湿空気）Ａｈによる確実な乾燥と低消費電量化の両立を図ることができる。その際、その際、低消費電力化については、前述の公知例のようなヒートポンプ４０６のみを使用した場合に比べて前記ヒータの目標制御温度の差に対応する低消費電力化を見込むことができる。（実施例３）
等の効果を奏する。

１ジェット式記録装置
１０用紙
２１，３１ロール紙
１１０インクジェットヘッド
１１１搬送路
１２０制御部
１２３データ格納部
４００用紙乾燥装置
４０６ヒートポンプ
４０９水滴
４１１，４１３ダクト
４１２チャンバー（乾燥室）
４０５湿度センサ
５００第１のヒータ
５０３温度センサ
５１０第２のヒータ
５２０第３のヒータ
５２５熱風送風装置
５５０第４のヒータ
Ａｈ高温乾燥空気
Ａｗ含湿空気

特開２００２−３６１８５０号公報特開２０１０−８０３４０号公報

Claims

インクを記録ヘッドにより吐出してシート状記録媒体上に印字画像を形成するインクジェット式記録装置であって、
ロール状に巻かれた前記シート状記録媒体の搬送路の前記記録ヘッドの下流側に設けられた乾燥室と、
前記乾燥室に接続された複数のダクトを介して気体を循環させる用紙乾燥装置と、
を有し、
前記用紙乾燥装置は、用紙から水分を移行させて戻ってきた含湿気体から水滴を分離し、高温に加熱した高温乾燥気体として前記乾燥室の気体供給側のダクトから前記乾燥室に供給し、当該乾燥室で前記シート状記録媒体の水分を当該高温乾燥気体側に移行させ、水分が移行した含湿気体を前記乾燥室の排気側のダクトから前記用紙乾燥装置内に戻すヒートポンプを備え、
前記乾燥室は、当該乾燥室を通って搬送される前記シート状記録媒体を加熱する付加熱源を備えていること
を特徴とするインクジェット式記録装置。
請求項１記載のインクジェット式記録装置であって、
前記付加熱源が、搬送中の前記シート状記録媒体の非印字面に接触して前記シート状記録媒体を加熱するヒータであること
を特徴とするインクジェット式記録装置。
請求項２記載のインクジェット式記録装置であって、
前記ヒータが前記乾燥室の前記シート状記録媒体搬送方向上流側と下流側に独立して設置されていること
を特徴とするインクジェット式記録装置。
請求項２又は３記載のインクジェット式記録装置であって、
前記ヒータが前記乾燥室の前記シート状記録媒体が搬送される面に設置されていること
を特徴とするインクジェット式記録装置。
請求項２又は３記載のインクジェット式記録装置であって、
前記ヒータが前記乾燥室において前記シート状記録媒体を搬送する際に、当該シート状記録媒体を案内するガイドローラ内に設けられていること
を特徴とするインクジェット式記録装置。
請求項１ないし５のいずれか１項に記載のインクジェット式記録装置であって、
前記付加熱源が、前記乾燥室に加熱空気を送り込む熱風送風装置であること
を特徴とするインクジェット式記録装置。
請求項１ないし５のいずれか１項に記載のインクジェット式記録装置であって、
前記付加熱源が、前記気体供給側の管路内ダクト出口に設けられ、当該ダクトから前記乾燥室に供給される高温乾燥気体を更に加熱するヒータであること
を特徴とするインクジェット式記録装置。
請求項１ないし７のいずれか１項に記載のインクジェット式記録装置であって、
前記乾燥室内の湿度を検出する湿度検出手段と、
前記湿度検出手段の検出湿度に基づいて前記付加熱源の温度を制御する制御手段と、
を更に備えていることを特徴とするインクジェット式記録装置。
請求項８記載のインクジェット式記録装置であって、
前記湿度検出手段が前記排気側のダクト近傍に配置され、当該ダクトから前記ヒートポンプ側に戻される含湿気体の湿度を検出すること
を特徴とするインクジェット式記録装置。
請求項１ないし９のいずれか１項に記載のインクジェット式記録装置であって、
前記乾燥室内に供給される高温乾燥気体の温度を検出する温度検出手段と、
前記温度検出手段の検出温度に基づいて前記付加熱源の温度を制御する制御手段と、
を更に備えていることを特徴とするインクジェット式記録装置。
請求項１０記載のインクジェット記録装置であって、
前記温度検出手段が前記付加熱源の前記気体供給方向上流側または下流側に設置されていること
を特徴とするインクジェット式記録装置。
請求項８ないし１１のいずれか１項に記載のインクジェット記録装置であって、
前記制御手段は印刷密度が低い場合に、高い場合よりも前記付加熱源の温度を下げる制御を行うこと
を特徴とするインクジェット式記録装置。
インクを記録ヘッドにより吐出してシート状記録媒体上に印字画像を形成するインクジェット式記録装置における印字方法であって、
前記インクジェット式記録装置は、
ロール状に巻かれた前記シート状記録媒体の搬送路の前記記録ヘッドの下流側に設けられた乾燥室と、
前記乾燥室に接続された複数のダクトを介して気体を循環させる用紙乾燥装置と、
を備え、前記用紙乾燥装置が、用紙から水分を移行させて戻ってきた含湿気体から水滴を分離し、高温に加熱した高温乾燥気体として前記乾燥室の気体供給側のダクトから前記乾燥室に供給し、当該乾燥室で前記シート状記録媒体の水分を当該高温乾燥気体側に移行させ、水分が移行した含湿気体を前記乾燥室の排気側のダクトから前記用紙乾燥装置内に戻すヒートポンプを含むとともに、前記乾燥室のシート状記録媒体搬送方向上流側と下流側にそれぞれ第１及び第２の付加熱源が設けられ、
印字を開始するときに、データ格納部に格納された用紙印刷のための基準データを読み込み、
前記ヒートポンプのアイドリング運転を開始し、
印刷開始前に前記乾燥室内に供給される高温乾燥気体の温度を温度検出手段によって検出し、
検出された温度が印刷されたシート状記録媒体を乾燥可能な予め設定された温度より低い場合には、前記第２の付加熱源の温度を上げて、前記予め設定された温度より高い場合には第２の付加熱源の温度はそのままの状態で印刷を開始し、
前記乾燥室内の湿度を検出する湿度検出手段によって検出された湿度が印刷密度に応じて予め設定された湿度より高い場合には、そのまま印刷を実行し、前記予め設定された湿度より低い場合には前記第２の付加熱源の温度を下げて印刷を実行すること
を特徴とする印字方法。