JP2012101541A - プリンタ内で被印刷物のカーリングを低減する方法および被印刷物を印刷する装置 - Google Patents

Abstract

【課題】プリンタ内で被印刷物のカーリングを低減する方法を改良して、簡単に被印刷物のカーリングを低減するものを提供する。
【解決手段】被印刷物１２の少なくとも１つの印刷範囲１４，１６にインキを塗布し、被印刷物１２の、印刷範囲１４，１６と同じ面に配置された、被印刷物１２の少なくとも１つの非印刷部分範囲２８において、被印刷物１２の湿度を高める。
【選択図】図４

Description

本発明は、プリンタ内で被印刷物のカーリングを低減する方法であって、被印刷物の少なくとも１つの印刷範囲にインキを塗布するものに関する。

さらに本発明は、インキを用いて被印刷物を印刷する装置に関する。

インキを塗布することにより、湿気が被印刷物に導入されるので、被印刷物内で湿度差が生じる。より多量のインキが塗布されるほど、その範囲で被印刷物の湿度が高くなる。さらに被印刷物の湿度は、被印刷物の材料、特に材料の吸湿性に関係する。被印刷物として特に紙が用いられる。湿気の導入によりその範囲において被印刷物の繊維が膨張するので、被印刷物の湿度差に基づいて被印刷物に張力差が生じ、張力差により、カール（波打ち、湾曲部）発生、いわゆるカーリングが生じる。カーリングにより、印刷画像の品質に影響が及ぼされ、プリンタ内およびプリンタの下流側に配置された別の処理装置における被印刷物ウェブの走行動作に不都合な影響が及ぼされる。さらに湾曲した被印刷物は、扁平な被印刷物よりも視覚的に悪い印象を与える。

カーリングを低減する公知の方法では、被印刷物を、比較的大きな半径を有するローラの周りにガイドして、これにより被印刷物のカールを引っ張る。この方法の欠点は、しわが形成され得ることである。しわ形成を回避するか、または低減するために、比較的大きな半径を有するローラを使用する必要があり、被印刷物は、好適には４５°より小さな角度で変向されるようにガイドされる。その結果として多大な構造スペースが要求され、プリンタは複雑で手間が掛かる割高な構成を有している。

欧州特許公開第０７８７５９６号明細書および米国特許第５７６４２６３号明細書において、インクジェット式記録方法が公知であり、そこでは、被印刷物の片面に水溶性インキの印刷像が形成される。水溶性インキは、さらに湿し媒体および／またはカール防止媒体を含有している。反対側の面の印刷像が形成された箇所に、透明な液体の同じ印刷像が塗布される。透明な液体は、同じ湿し媒体および／または同じカール防止媒体を含有している。この方法の欠点によれば、印刷像を両面に塗布する必要があり、インキまたは透明な液体に、それぞれ特別な物質を添加する必要がある。

欧州特許公開第０７８７５９６号明細書 米国特許第５７６４２６３号明細書

したがって本発明の課題は、プリンタ内で被印刷物のカーリングを低減する方法ならびにインキを用いて被印刷物を印刷する装置を改良して、簡単に被印刷物のカーリングを低減するものを提供することである。

この課題を解決するために本発明の方法では、プリンタ内で被印刷物のカーリングを低減する方法において、被印刷物の少なくとも１つの印刷範囲にインキを塗布し、被印刷物の、印刷範囲と同じ面に配置された、被印刷物の少なくとも１つの非印刷部分範囲において、被印刷物の湿度を高める。

好適には、透明の液体、特に水、インキおよび／または洗浄液を非印刷部分範囲に塗布することにより、被印刷物の湿度を高める。

好適には、前調節された量の透明の液体を塗布し、その際、被印刷物が、印刷範囲と、透明の液体が塗布される非印刷部分範囲とにおいて、透明の液体を塗布したあとでほぼ同じ相対湿度を有するように、透明の液体の量を前調節する。

好適には、インキおよび透明の液体を、被印刷物の同じ面に塗布する。

好適には、画像範囲にインキを塗布し、非画像範囲に透明の液体を塗布する。

好適には、前記部分範囲に隣接する別の非印刷部分範囲に透明の液体と塗布し、その際、塗布される透明の液体の単位面積当たりの量は、別の部分範囲では前記部分範囲よりも少ない。

好適には、被印刷物を、湿潤室を通って搬送し、その際、湿潤室内の絶対空気湿度は、インキを被印刷物に塗布するプリントヘッドが位置する付近の絶対空気湿度よりも高い。

この課題を解決するために本発明の装置では、インキを用いて被印刷物を印刷する装置において、少なくとも１つのプリントヘッドを備えており、プリントヘッドは、被印刷物の少なくとも１つの印刷範囲にインキを塗布し、被印刷物の少なくとも１つの非印刷部分範囲で被印刷物の湿度を高めるための湿しユニットを備えており、少なくとも１つの非印刷部分範囲は、被印刷物の、印刷範囲と同じ面に配置されている。

好適には、湿しユニットは、透明の液体を少なくとも１つの非印刷部分範囲に塗布するための少なくとも１つの別のプリントヘッドを備えている。

被印刷物の少なくとも１つの非印刷部分範囲において被印刷物の湿度を高めることにより、印刷範囲と非印刷範囲との間の湿度差が低減される。これにより被印刷物内の張力差も低減されるので、カーリングが防止されるか、または少なくとも低減される。したがって、被印刷物を、カーリングを防止するかもしくは補償するために設けられる特別な要素を介してガイドする必要がない。これにより省スペースで簡単かつ安価なプリンタの構造が実現される。

被印刷物は、特に紙である。本発明の好適な態様では、巻紙が搬送方向に搬送されて印刷される。選択的に、シート状の記録担体、特に枚葉紙を印刷することもできる。少なくとも１つの非印刷範囲における被印刷物の湿度は、特に透明の液体を塗布することにより高まる。これにより湿気を非印刷部分範囲に局所的に塗布し、正確に調量できるので、印刷範囲に対する湿度差が解消されるか、または少なくとも低減される。透明の液体は、特に水であるので、安価な方法が達成される。被印刷物の湿度を高めるために、選択的に透明のインキおよび／または洗浄液を少なくとも１つの部分範囲に塗布してもよい。

本発明の好適な態様では、被印刷物の非印刷部分範囲だけでなく被印刷物の非印刷範囲全体が湿潤されるので、被印刷物全体がほぼ同じ湿度を有する。したがってカーリングは、被印刷物全体にわたって防止される。

透明の液体を塗布することにより、印刷像は変化しない。透明の液体は、特に着色材を含有していない。

本発明の好適な態様では、前調節された量の透明の液体が塗布され、その際、被印刷物が、印刷範囲と、液体が塗布される非印刷部分範囲とにおいて、液体を塗布したあとでほぼ同じ相対湿度を有するように、液体の量が前調節される。したがって湿度差が低減され、カーリングが防止される。

インキおよび液体は、被印刷物の同じ面に塗布される。液体は、特に少なくとも１つのプリントヘッドを用いて塗布される。インキおよび液体を同じ面に塗布することにより、被印刷物の片面にプリントヘッド、つまりインキを塗布するための少なくとも１つのプリントヘッドおよび液体を塗布するための少なくとも１つのプリントヘッド、を設ければよく、したがって省スペースで簡単な構造が実現される。

インキを用いて特に印刷像が被印刷物に塗布され、その際、印刷像の画像範囲にインキが塗布される。非画像範囲には液体が塗布される。したがってインキが塗布されない部分範囲に液体が塗布されるので、非印刷範囲における湿度が高まる。本発明の特に好適な態様では、印刷部分の別の部分範囲よりも少量のインキが塗布される印刷像の部分範囲にも液体が塗布されるので、この印刷範囲内でも被印刷物の湿度差が補償される。

さらに部分範囲に隣接する同様の別の非印刷部分範囲に液体が塗布され、その際、塗布される液体の単位面積当たりの量は、別の部分範囲では部分範囲よりも少ない。これにより高い湿度を有する範囲と低い湿度を有する範囲との間の突然の移行が形成されず、湿度差は複数の小さなステップで段階的に形成される。特に高い湿度を有する範囲、つまり印刷範囲と、大量の液体が塗布される範囲と、インキも液体も塗布されない範囲との間の連続的な移行が形成されている。このようにしてカーリングが防止される。

本発明の選択的な態様では、被印刷物は、湿潤室を通って搬送され、その際、湿潤室内の絶対空気湿度は、インキを被印刷物に塗布するプリント部分が位置する付近よりも高い。このようにして蒸気圧差に基づいて被印刷物内の湿度補償が補助される。湿潤室では、被印刷物と周辺空気との間の蒸気圧差が、インキが塗布される範囲よりも大きいので、湿度補償が迅速に進行する。このような態様では、液体の非印刷範囲への塗布を省略することができる。湿度補償は、蒸気圧差により行われ、蒸気圧差が高まることにより加速される。

本発明の別の思想では、本発明は、インキを用いて被印刷物を印刷する装置に関しており、印刷装置は、少なくとも１つのプリントヘッドを備えており、プリントヘッドは、被印刷物の少なくとも１つの印刷範囲にインキを塗布する。さらに印刷装置は、被印刷物の少なくとも１つの非印刷部分範囲において被印刷物の湿度を高める湿しユニットを備えている。これにより非印刷範囲の湿度が高まり、したがって非印刷範囲と印刷範囲との間の湿度差が低減されるので、カーリングが防止されるか、または少なくとも低減される。

好適な態様では、湿しユニットが、液体を少なくとも１つの非印刷部分範囲に塗布するための少なくとも１つの別のプリントヘッドを備えている。このようにして高い精度で液体を塗布して、調量することができる。液体を塗布するために、特にプリントヘッドが用いられ、プリントヘッドは、インキを塗布するプリントヘッドよりも単位面積当たり少数のノズルを有している。したがって簡単で安価な構造が達成される。

液体の塗布は、特にインキを被印刷物に塗布したあとで行われる。本発明の特に好適な態様では、液体の塗布は、インキを塗布した直後に行われるので、湿度差が迅速に補償され、カーリングが印刷当初から防止される。

プリンタは、特に被印刷物を乾燥するための乾燥ユニットを備えている。この場合、乾燥に際してできるだけ少量の湿気を被印刷物から除去して、したがってエネルギ必要量をできるだけ僅かに抑えるために、液体は、被印刷物を乾燥したあとで塗布される。

本発明の別の特徴および利点は、下記の発明を実施するための形態の記載から明らかである。

背景技術による方法で印刷された被印刷物ウェブの一部を示す図である。 図１のＡ−Ａ線に沿った被印刷物ウェブの断面図である。 本発明の第１の実施の形態による被印刷物ウェブを印刷する装置を示す概略図である。 図３に示す印刷装置を用いて印刷された被印刷物ウェブの一部を示す概略図である。 本発明の第２の実施の形態による方法に従って印刷された被印刷物ウェブの一部を示す図である。 本発明の第３の実施の形態による被印刷物ウェブを印刷する装置を示す概略図である。

以下に本発明の実施の形態を、図面を用いて具体的に説明する。

図１には、背景技術から公知の方法でインキ、特に水溶性インキが塗布された被印刷物ウェブ１２の一部分を示す。インキは、プリントヘッドを介して、両方の印刷範囲１４，１６において被印刷物ウェブ１２に塗布される。その際、インキの水分は、少なくとも部分的に被印刷物に進入するので、被印刷物ウェブは、印刷範囲１４，１６において、被印刷物ウェブ１２の非印刷範囲よりも高い湿度を有する。印刷範囲１４，１６では、相対湿度は特に７０％〜１００％であり、これに対して非印刷範囲では、相対湿度は単に３０％〜４０％である。

被印刷物内の湿度差により、被印刷物に張力差が生じることになり、これにより、図２の断面図で示すように、被印刷物１２のカーリングが生じる。印刷範囲１４，１６において被印刷物ウェブが波打ち（湾曲し）、これに対して印刷範囲１４，１６の間に配置された非印刷範囲はほぼ扁平に維持される。

図３には、インキ、特に水溶性インキを用いて被印刷物ウェブ１２を印刷する装置２６を概略的に示す。被印刷物ウェブ１２は、矢印Ｐ１の方向に搬送される。被印刷物ウェブ１２は、特に巻紙である。本発明の選択的な実施の形態では、ウェブ状の被印刷物ウェブ１２の代わりに、プレート状またはシート状の記録担体、特に枚葉紙を印刷することができる。

印刷装置２６は、少なくとも１つの第１のプリントヘッド２２を備えており、プリントヘッド２２を介して、インキが、印刷像に応じて被印刷物ウェブ１２に塗布される。その際、所望の印刷像に応じて、被印刷物ウェブ１２の複数の印刷範囲１４，１６にインキが塗布され、これに対して別の範囲は塗布されない。さらに印刷装置２６は、湿しユニット２４を備えており、湿しユニット２４は、被印刷物ウェブ１２の搬送方向Ｐ１にみてプリントヘッド２２の下流側に配置されている。湿しユニット２４は、少なくとも１つのプリントヘッドを備えており、プリントヘッドを介して、透明の液体、特に透明の水溶性液体を、被印刷物ウェブ１２に塗布することができる。

図４には、印刷装置２６を用いて印刷されたあとの状態で被印刷物ウェブ１２の一部分を示す。印刷範囲１４，１６に、プリントヘッド２２を介して印刷像に応じてインキが塗布される。次いで湿しユニット２４により、被印刷物ウェブ１２の、印刷範囲１４，１６を包囲する非印刷部分範囲２８に、液体が塗布される。これにより、部分範囲２８において被印刷物ウェブ１２の湿度が高まり、その結果、印刷範囲１４，１６と非印刷部分範囲２８との間の湿度差が低減される。これによりカーリングが防止されるか、または少なくとも低減される。

透明の液体として、好適には水が用いられる。選択的に、洗浄液および／または透明のインキを用いてもよい。湿しユニット２４のプリントヘッドは、とりわけ、インキを塗布するためのプリントヘッド２２よりも単位面積当たり少数のノズルを有している。これにより比較的簡単で安価な構造が実現される。湿しユニット２４を介して非印刷部分範囲２８に塗布される液体の量は、とりわけ、被印刷物ウェブ１２が印刷範囲１４，１６と非印刷部分範囲２８とにおいて、液体を塗布したあとでほぼ同じ相対湿度を有するように前調節される。

本発明の好適な実施の形態では、印刷画像の画像範囲にインキが塗布され、非画像範囲に液体が塗布される。したがって被印刷物ウェブ１２の全ての非印刷範囲が液体により湿潤され、したがって印刷範囲１４，１６に対して少なくともほぼ同じ相対湿度を有するようになる。本発明の特に好適な実施の形態では、印刷範囲１４，１６の部分範囲にも湿しユニット２４を介して液体が塗布可能である。このために、特に印刷像に応じて、印刷範囲１４，１６のどの部分範囲にどれ位の量のインキが塗布されるか求められる。インキが多量に塗布されるほど、より多量の湿気が、印刷範囲１４，１６のこの部分範囲にもたらされる。比較的少量のインキが塗布された部分範囲に液体を塗布することにより、印刷範囲１４，１６のこの部分範囲においても被印刷物ウェブ１２の湿度が高まるので、印刷範囲１４，１６内では、印刷範囲１４，１６のどの箇所にどれ位の量のインキが塗布されたかに応じて、ほぼ同じ相対湿度が作用するようになる。

本発明の選択的な実施の形態では、液体を、プリントヘッドの代わりに、被印刷物ウェブ１２の部分範囲に液体を所望に塗布することができる別の装置を用いて塗布してもよい。特にこのために個別のノズルが用いられ、ノズルを介して液体が噴射される。

液体の塗布は、特にインキを塗布した直後に行われる。したがって被印刷物ウェブ１２の湿度差は瞬時に補償されるので、しわ形成が回避される。

本発明の選択的な実施の形態では、印刷装置２６は、乾燥ユニットを備えており、乾燥ユニットを介して、被印刷物ウェブ１２は、印刷したあとで乾燥される。その際、好適には、湿しユニット２４は、被印刷物ウェブ１２の搬送方向Ｐ１にみて、乾燥ユニットの下流側に配置されているので、印刷範囲１４，１６は、液体が塗布されるまえに乾燥される。これにより印刷範囲１４，１６は、液体を塗布する際に、乾燥前よりも僅かな相対湿度を有するので、湿度差を補償するために少量の液体を塗布するだけでよい。さらに乾燥ユニットの下流側に湿しユニット２４を配置した構造が好適であり、比較的少量の液体が前もって被印刷物ウェブ１２に塗布されるので、乾燥のために比較的少量のエネルギを消費するだけでよい。乾燥後に、印刷範囲１４，１６における被印刷物ウェブ１２の相対湿度は３５％〜４０％であり、これに対して非印刷範囲では相対湿度は約１５％〜２０％である。

本発明の選択的な別の実施の形態では、被印刷物ウェブ１２は、両面印刷可能である。このために被印刷物ウェブ１２は、先ず第１面で印刷され、次いで反転され、第２面で印刷される。このような実施の形態では、液体は、特に第１面の印刷と第２面の印刷との間で導入されるので、第２面が印刷されるまえに、カーリングが防止されるか、または少なくとも低減される。したがって、インキ滴が様々な時点でかつ／または様々な角度で被印刷物ウェブ１２に塗布されることがカーリングの防止により回避されるので、第２面の印刷品質が改善される。さらに被印刷物ウェブ１２と、第２面を印刷するために設けられたプリントヘッドとの間の接触が回避されるので、プリントヘッドの耐用期間が長くなる。特に被印刷物ウェブ１２とプリントヘッドとの間の接触によるノズルの閉塞および／または擦過が回避される。

本発明の選択的な別の実施の形態では、部分範囲２８のみならず、被印刷物ウェブ１２の非印刷部分全体が液体で湿潤されるので、湿潤後に、被印刷物ウェブ１２全体が、ほぼ同じ相対湿度を有する。

図５には、本発明の第２の実施の形態に従って印刷された被印刷物ウェブ１２を概略的に示す。本発明の第２の実施の形態では、非印刷部分範囲２８に続く同様に非印刷の別の部分範囲３０も同様に湿しユニット２４により湿潤され、その際、別の部分範囲３０に液体が塗布される。部分範囲２８において、別の部分範囲３０に対して単位面積当たり比較的多量の液体が塗布される。この別の部分範囲３０により、被印刷物ウェブ１２の、高い相対湿度を有する部分範囲２８と、インキも液体も塗布されず、したがって低い相対湿度を有する部分範囲３２との間の移行部が、段階的に形成される。これにより張力差も低減され、カーリングが防止されるか、または少なくとも低減される。

本発明の選択的な実施の形態では、さらに別の部分範囲も、様々な量の液体で湿潤される。特に被印刷物ウェブ１２の、最高の相対湿度を有する部分範囲２８と、被印刷物ウェブ１２の、最低の相対湿度を有する部分範囲３２との間の段階的な移行が行われる。

図６には、本発明の第３の実施の形態による、インキを用いて被印刷物ウェブ１２を印刷する装置４０を概略的に示す。プリントヘッド２２を用いて、インキが、搬送方向Ｐ１に搬送される被印刷物ウェブ１２に塗布される。インキを塗布したあとで、被印刷物ウェブ１２は、空気調節された室４２として形成された湿しユニットを通って搬送される。空気調節された室４２には、高い絶対空気湿度が作用する。空気調節された室４２における絶対空気湿度は、特にプリントヘッド２２が配置された付近の湿度よりも高い。高い絶対空気湿度により、被印刷物ウェブ１２と、空気調節された室４２の内側において被印刷物ウェブ１２を包囲する空気との間の比較的大きな蒸気圧差が生じる。比較的大きな蒸気圧差に基づいて、被印刷物ウェブ１２内の湿度差が補償される。特に被印刷物ウェブ１２の非印刷部分範囲２８が、印刷範囲１４，１６よりも多量の湿気を周辺空気から吸収するので、被印刷物ウェブ１２の非印刷部分範囲２８における相対湿度が高まる。周辺空気から吸収される湿気の量は、特に被印刷物の吸湿性に関係する。

被印刷物ウェブ１２を湿潤するためにそのように空気調節された室４２を設けることにより、被印刷物ウェブ１２の湿度を補償するための自然経過が加速され、したがって大きな制御コストを掛けることなく被印刷物ウェブ１２全体にほぼ同じ相対湿度が得られる。空気調節された室４２における比較的高い絶対空気湿度は、特に水溶性の液体、たとえば水の蒸発または気化により達成される。

本発明の選択的な実施の形態では、湿しユニットは、湿潤された空気を被印刷物ウェブ１２に吹き付けるように形成されている。非印刷部分範囲２８において、被印刷物ウェブ１２は、印刷範囲１４，１６よりも多量の湿度を吸収するので、湿度差が補償されるか、または少なくとも低減される。

１２ 被印刷物ウェブ、 １４，１６ 印刷範囲、 ２２ プリントヘッド、 ２４ 湿しユニット、 ２６，４０ 印刷装置、 ２８，３０，３２ 部分範囲、 ４２ 空気調節された室、 Ｐ１ 搬送方向

Claims (9)

1. プリンタ内で被印刷物のカーリングを低減する方法において、
   被印刷物（１２）の少なくとも１つの印刷範囲（１４，１６）にインキを塗布し、
   被印刷物（１２）の、印刷範囲（１４，１６）と同じ面に配置された、被印刷物（１２）の少なくとも１つの非印刷部分範囲（２８）において、被印刷物（１２）の湿度を高めることを特徴とする、プリンタ内で被印刷物のカーリングを低減する方法。
2. 透明の液体、特に水、インキおよび／または洗浄液を非印刷部分範囲（２８）に塗布することにより、被印刷物（１２）の湿度を高める、請求項１記載の方法。
3. 前調節された量の透明の液体を塗布し、その際、被印刷物（１２）が、印刷範囲（１４，１６）と、透明の液体が塗布される非印刷部分範囲（２８）とにおいて、透明の液体を塗布したあとでほぼ同じ相対湿度を有するように、透明の液体の量を前調節する、請求項２記載の方法。
4. インキおよび透明の液体を、被印刷物（１２）の同じ面に塗布する、請求項２または３記載の方法。
5. 画像範囲にインキを塗布し、非画像範囲に透明の液体を塗布する、請求項２から４までのいずれか１項記載の方法。
6. 前記部分範囲（２８）に隣接する別の非印刷部分範囲（３０）に透明の液体を塗布し、その際、塗布される透明の液体の単位面積当たりの量は、別の部分範囲（３０）では前記部分範囲（２８）よりも少ない、請求項２から５までのいずれか１項記載の方法。
7. 被印刷物（１２）を、湿潤室（４２）を通って搬送し、その際、湿潤室（４２）内の絶対空気湿度は、インキを被印刷物（１２）に塗布するプリントヘッド（２２）が位置する付近の絶対空気湿度よりも高い、請求項１記載の方法。
8. インキを用いて被印刷物を印刷する装置において、
   少なくとも１つのプリントヘッド（２２）を備えており、該プリントヘッド（２２）は、被印刷物（１２）の少なくとも１つの印刷範囲（１４，１６）にインキを塗布し、被印刷物（１２）の少なくとも１つの非印刷部分範囲（２８）で被印刷物（１２）の湿度を高めるための湿しユニット（２４，４２）を備えており、少なくとも１つの非印刷部分範囲（２８）は、被印刷物（１２）の、印刷範囲（１４，１６）と同じ面に配置されていることを特徴とする、インキを用いて被印刷物を印刷する装置。
9. 湿しユニット（２４，４２）は、透明の液体を少なくとも１つの非印刷部分範囲（２８）に塗布するための少なくとも１つの別のプリントヘッドを備えている、請求項８記載の装置。

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