JP6916907B2 - 表刷り及び裏刷り兼用のインクジェットプリンタ - Google Patents

表刷り及び裏刷り兼用のインクジェットプリンタ Download PDF

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Description

本発明は、ウェブ状印刷基材に対して水性インクでシングルパス方式の画像形成をするためのインクジェットプリンタ及びそれを用いたインクジェット印刷方法に関する。
印刷基材を連続的に搬送しながら印刷するにあたっては、スキャン方式とシングルパス方式とがあるが、スキャンする必要がないため特にウェブ状印刷基材を連続的に搬送しながら印刷するにはシングルパス方式の方が高速印刷に向いている。水性インクでシングルパス方式の画像形成をするためのインクジェットプリンタとしては、例えば、特許文献1に記載されたものがある。
一方、ウェブ状印刷基材に対してシングルパス方式で印刷を行うにあたっては、用途によって表刷り及び裏刷りがある。
例えば、ウェブ状合成樹脂フィルムなどの透明なウェブ状印刷基材に裏刷りする場合には、各色(ブラック(K),シアン(C),マゼンタ(M),イエロー(Y)など)の印刷の後に白色(W)を印刷面側に印刷する。
例えば、ウェブ状の紙や不織布といった不透明なウェブ状印刷基材に表刷りする場合には、白色(W)を印刷面側に印刷した後に、各色(ブラック(K),シアン(C),マゼンタ(M),イエロー(Y)など)の印刷が行われる。
従来は、ウェブ状印刷基材に対してシングルパス方式で裏刷りを行うための裏刷り専用の印刷を行うインクジェットプリンタと、ウェブ状印刷基材に対してシングルパス方式で表刷りを行うための表刷り専用のインクジェットプリンタとをそれぞれ分けて準備し、裏刷りと表刷りをそれぞれのインクジェットプリンタで印刷を行うことが行われていた。
しかしながら、裏刷り専用のインクジェットプリンタと表刷りを行うための表刷り専用のインクジェットプリンタとをそれぞれ分けて準備するのでは、それだけ設備費用や設置面積が必要となる。例えば特許文献1に記載された表裏印字装置なども提案されているが、30m/分ぐらいの印刷速度になってくると、インクの乾燥不足などによるインク流れや色のにじみ、また、多色印刷の際の色の混色などが発生するという問題があり、特に白色を印刷する場合、他の色に比べてより多くのインクを必要するため、乾きにくく、なかなか印刷速度が上げられないという問題があった。
このため、ウェブ状印刷基材に対してシングルパス方式で表刷り及び裏刷りが可能であり、高速印刷が可能なインクジェットプリンタの出現が望まれていた。
WO2017/110441 特開2002−234214
本発明は、ウェブ状印刷基材に対して水性インクで画像形成するにあたって、ウェブ状印刷基材を高速で連続的に搬送しながら表刷り及び裏刷りのいずれも行うことができるようにした、表刷り及び裏刷り兼用のインクジェットプリンタ及びそれを用いたインクジェット印刷方法を提供することを目的とする。
上記課題を解決するため、本発明の表刷り及び裏刷り兼用のインクジェットプリンタは、ウェブ状印刷基材に対してシングルパス方式で水性インクを吐出することにより表刷り及び裏刷りのいずれも可能とした表刷り及び裏刷り兼用のインクジェットプリンタであって、前記ウェブ状印刷基材の連続的な搬送を行なう搬送機構と、表刷りの場合に、前記搬送機構によって搬送される前記ウェブ状印刷基材の表面に対してシングルパス方式で白色水性インクを吐出する第一白色インクジェットヘッドと、表刷りの場合に、前記第一白色インクジェットヘッドによって吐出された白色水性インクを乾燥する第一ドラム式乾燥ユニットと、表刷り及び裏刷りの場合に、前記搬送機構によって搬送される前記ウェブ状印刷基材の表面に対して非白色水性インクを吐出するシングルパス方式インクジェットヘッドと、裏刷りの場合に、前記搬送機構によって搬送される前記ウェブ状印刷基材の表面に対してシングルパス方式で白色水性インクを吐出する第二白色インクジェットヘッドと、裏刷りの場合に、前記第二白色インクジェットヘッドによって吐出された白色水性インクを乾燥する第二ドラム式乾燥ユニットと、を備えた、表刷り及び裏刷り兼用のインクジェットプリンタである。
前記第一ドラム式乾燥ユニット及び第二ドラム式乾燥ユニットが、前記ウェブ状印刷基材の出入り口を備えた断熱構造の筐体と、前記筐体内部に設置されたドラム体と、
前記筐体内部を加温するための加温機構と、を有するドラム式乾燥ユニットであり、
前記ドラム体の周面を前記ウェブ状印刷基材が搬送される間に白色水性インクが乾燥せしめられるようにするのが好適である。
本発明のインクジェット印刷方法の第一の態様は、前記インクジェットプリンタを用い、前記第一白色インクジェットヘッドによって吐出された白色水性インクを乾燥せしめ、ウェブ状印刷基材に対してシングルパス方式で水性インクによる表刷りを行うようにした、インクジェット印刷方法である。
また、本発明のインクジェット印刷方法の第二の態様は、前記インクジェットプリンタを用い、前記第二白色インクジェットヘッドによって吐出された白色水性インクを乾燥せしめ、ウェブ状印刷基材に対してシングルパス方式で水性インクによる裏刷りを行うようにした、インクジェット印刷方法である。
本発明によれば、ウェブ状印刷基材に対して水性インクで画像形成するにあたって、ウェブ状印刷基材を高速で連続的に搬送しながら表刷り及び裏刷りのいずれも行うことができるようにした、表刷り及び裏刷り兼用のインクジェットプリンタ及びそれを用いたインクジェット印刷方法を提供することができるという著大な効果を有する。
本発明によれば、ウェブ状印刷基材に対して水性インクで画像形成するにあたって、30m/分ぐらいの印刷速度であってもインクの乾燥不足などによるインク流れや色のにじみ、また、多色印刷の際の色の混色などが発生することなく印刷が可能である。
本発明の表刷り及び裏刷り兼用のインクジェットプリンタの一つの実施の形態を示す断面構造説明図であって、表刷りを行う場合を示す。 図1の裏刷り及び表刷り兼用のインクジェットプリンタで裏刷りを行う場合を示す。 本発明の表刷り及び裏刷り兼用のインクジェットプリンタを用いて、水性インクの色に応じて画像解像度が異なるようにした画像形成の例を示す模式図である。
以下に本発明の実施の形態を説明するが、これら実施の形態は例示的に示されるもので、本発明の技術思想から逸脱しない限り種々の変形が可能なことはいうまでもない。なお、同一部材は同一符号で表される。
図1及び図2において、符号10は本発明の表刷り及び裏刷り兼用のインクジェットプリンタを示す。
インクジェットプリンタ10は、ウェブ状印刷基材12に対してシングルパス方式で水性インクを吐出することにより表刷り及び裏刷りのいずれも可能とした表刷り及び裏刷り兼用のインクジェットプリンタである。
インクジェットプリンタ10は、前記ウェブ状印刷基材12の連続的な搬送を行なう搬送機構14と、表刷りの場合に、前記搬送機構14によって搬送される前記ウェブ状印刷基材12の表面16に対してシングルパス方式で白色水性インクを吐出する第一白色インクジェットヘッド20aと、表刷りの場合に、前記第一白色インクジェットヘッド20aによって吐出された白色水性インクを乾燥する第一ドラム式乾燥ユニット22aと、表刷り及び裏刷りの場合に、前記搬送機構14によって搬送される前記ウェブ状印刷基材12の表面に対して非白色水性インクを吐出するシングルパス方式インクジェットヘッド24a〜24dと、裏刷りの場合に、前記搬送機構14によって搬送される前記ウェブ状印刷基材12の表面16に対してシングルパス方式で白色水性インクを吐出する第二白色インクジェットヘッド20bと、裏刷りの場合に、前記第二白色インクジェットヘッド20bによって吐出された白色水性インクを乾燥する第二ドラム式乾燥ユニット22bと、を備えた表刷り及び裏刷り兼用のインクジェットプリンタである。
前記搬送機構14は、図示例では、巻き出しロールを備えた巻き出し部15と、巻き取りロールを備えた巻き取り部18によって構成されている。これら搬送機構14の基本的な構成については、特許文献1のものを採用できる。
なお、前記画像形成とは、インクジェットプリンタでの印刷は、吐出したインク滴のドット群によってデジタルイメージが作成されることから、吐出したインク滴のドット群によってデジタルイメージが作成されることを指す。従って、本願明細書において、印刷と画像形成とは同義である。
ウェブ状印刷基材12はウェブ状の印刷基材であれば良いものであるが、例えば、前記ウェブ状印刷基材としては透明なフィルムの他、紙や不織布などの不透明なウェブ状印刷基材も適用できる。フィルムの材質に特別の限定はないが、例えばフィルムのウェブ状印刷基材として、PET(ポリエチレンテレフタレート)、PVC(ポリ塩化ビニル)、PP(ポリプロピレン)、PE(ポリエチレン)、PS(ポリスチレン)、NY(ナイロン)などの合成樹脂を用いたフィルムなどが好適に使用できる。或いは、アルミニウムなどの金属をフィルム状とした、金属フィルムも好適に使用できる。
非白色水性インクを吐出するシングルパス方式インクジェットヘッド24a〜24dとしては、図示例では、インクジェットヘッド24aはB(ブラック)、インクジェットヘッド24bはC(シアン)、インクジェットヘッド24cはM(マゼンタ)、インクジェットヘッド24dはY(イエロー)の例を示し、各色のインク貯留タンク(図示は省略)を各々有しており、各インクジェットヘッド24a〜24dから各色の水性インクが吐出される構成となっている。第一白色インクジェットヘッド20a及び第二白色インクジェットヘッド20bからも同様にして白色の水性インクが吐出される構成となっている。これらのインクジェットヘッドとしては、公知の種々のシングルパス方式インクジェット吐出装置が適用可能である。例えば、特許文献1に記載のインクジェットヘッドを各インクジェットヘッドとして使用できる。
また、第一白色インクジェットヘッド20a及び第二白色インクジェットヘッド20b並びに非白色水性インクのインクジェットヘッド24a〜24dのインクジェットヘッドの解像度を水性インクの色に応じて変更せしめることが好適である。
図1に示した如く、前記シングルパス方式のインクジェットヘッド20a,20b,24a〜24dは、ライン状に並べられた複数のインクジェットノズルを有するインクジェットヘッドである。前記複数のシングルパス方式のインクジェットヘッド20a,20b,24a〜24dが、解像度が異なるインクジェットヘッドを備えていることが好適である。図示例では、シングルパス方式のインクジェットヘッド20a,20b,24a〜24dの各々を各色に対応させて解像度を予め設定したインクジェットヘッドとしてある。第一及び第二白色インクジェットヘッド20a,20bは解像度が360dpiのW(白色)、非白色水性インクのインクジェットヘッド24aは解像度が600dpiのB(ブラック)、非白色水性インクのインクジェットヘッド24bは解像度が600dpiのC(シアン)、非白色水性インクのインクジェットヘッド24cは解像度が600dpiのM(マゼンタ)、非白色水性インクのインクジェットヘッド24dは解像度が600dpiのY(イエロー)の例を示した。
このように解像度を設定するには、ライン状に設置される複数のインクジェットノズルの吐出口の大きさと吐出口の数(即ちノズルの本数)、そしてノズルの間隔を調整すれば解像度を決めることができる。
インクジェットヘッド20a,20b,24a〜24dの各色の解像度は必要に応じて適宜設定すればよく、特に制限はないが、第一白色インクジェットヘッド20a及び/又は第二白色インクジェットヘッド20bの解像度が、非白色水性インクのインクジェットヘッド24a〜24dの解像度より低いことが好適である。第一及び第二白色インクジェットヘッド20a,20bの解像度を、非白色水性インクのインクジェットヘッド24a〜24dの解像度より下げることにより、インクジェットヘッドのノズルの詰まりを防止し且つ高精細な印刷を可能とすることができる。
インクジェットヘッド20a,20b,24a〜24dのノズルからインクを吐出する方式としては特に制限はなく、例えば、ピエゾ素子による電圧印加により電圧を制御し、インクの吐出量を制御するピエゾ方式や、ヒータにより加熱によりインクを吐出するサーマル(バブル)方式、バルブによりインクを加圧してインクを吐出するバルブ方式等が好適である。
図3は、本発明の表刷り及び裏刷り兼用のインクジェットプリンタを用いて、水性インクの色に応じて画像解像度が異なるようにした画像形成の例を示す模式図であり、符号88は白色画像、符号90は非白色画像である。図3における画像形成の条件を下記表1に示す。
Figure 0006916907
表1に示す如く、図3では、第一及び第二白色インクジェットヘッド20a,20bの解像度を、非白色水性インクのインクジェットヘッド24a〜24dの解像度より低く設定して、画像形成を行なった例を示した。また、第一及び第二白色インクジェットヘッド20a,20bの液適量を、非白色水性インクのインクジェットヘッド24a〜24dの液適量より多く設定し、第一及び第二白色インクジェットヘッド20a,20bのノズルピッチを、非白色水性インクのインクジェットヘッド24a〜24dのノズルピッチよりも大に設定した。さらに、非白色水性インク(B,C,M,Y)に比べて固形分及び粘度が高い白色水性インク(W)を用いた。このようにすることにより、白色水性インクの乾燥がさらに早くなる。
図3に示した如く、第一及び第二白色インクジェットヘッド20a,20bの解像度を、非白色水性インクのインクジェットヘッド24a〜24dの解像度より低くすることにより、白色インクのインク滴が大きくなり、べた塗り印刷時にスジや濃度ムラが起こり難く、さらに、インクジェットヘッドのノズルの詰まりを防止することができる。さらにはまた、低解像度の方がインク滴が大きくなり濃度が上がるため単色で印刷をする部分の濃度を上げやすくなる。このため、従来は、例えば白色インクの場合には何回も白色を重ねて印刷をしたりしていたが、そのような重ね刷り印刷をする必要がなくなるという利点もある。
また、第一白色インクジェットヘッド20a及び第二白色インクジェットヘッド20b並びに非白色水性インクを吐出するインクジェットヘッド24a〜24dのインクジェットヘッドの隣には、水性インクが吐出されたウェブ状印刷基材12の少なくとも表面16を加温する表面加温部70a〜70fが設けられている。表面加温部70a〜70fとしては例えば特許文献1に記載された表面加温部を適用することができ、特許文献1に記載された温風吹き付け手段などを表面加温部70a〜70fとして適用できる。表面加温部として温風吹き付け手段を採用する場合、40℃〜80℃程度、例えば70℃の温風が前記ウェブ状印刷基材12の表面に当てられる。温風を当てる時間としては、印刷速度が30m/分の場合、1秒〜2秒程度であるが、温風の温度によっても適宜変更される。
また、ウェブ状印刷基材12を搬送するための種々のローラ26,28,30,32,34,36,38,40,42,44,46,48,50,52,54,56,58,60,61,62,64,66,68が設けられており、かかるローラを介してウェブ状印刷基材12が搬送されて、巻き取り部18へと送られる。
表刷りの場合に、前記第一白色インクジェットヘッド20aによって吐出された白色水性インクを乾燥する第一ドラム式乾燥ユニット22aは、前記ウェブ状印刷基材12の入り口72及び出口74を備えた断熱構造の筐体76と、前記筐体76内部に設置されたドラム体78と、前記筐体76内部を加温するための加温機構(図示は省略)と、を有するドラム式乾燥ユニットである。そして、前記ドラム体78の周面を前記ウェブ状印刷基材12が搬送される間に白色水性インクが乾燥せしめられる構成とされている。
裏刷りの場合に、前記第二白色インクジェットヘッド20bによって吐出された白色水性インクを乾燥する第二ドラム式乾燥ユニット22bは、前記ウェブ状印刷基材12の入り口80及び出口82を備えた断熱構造の筐体84と、前記筐体84内部に設置されたドラム体86と、前記筐体84内部を加温するための加温機構(図示は省略)と、を有するドラム式乾燥ユニットである。そして、前記ドラム体86の周面を前記ウェブ状印刷基材12が搬送される間に白色水性インクが乾燥せしめられる構成とされている。
かかる第一ドラム式乾燥ユニット22a及び第二ドラム式乾燥ユニット22bの加温機構としては、例えば公知の温風送風機構が挙げられる。第一ドラム式乾燥ユニット22a及び第二ドラム式乾燥ユニット22bの乾燥能力としては、ウェブ状印刷基材12を50℃〜100℃程度に加温できる能力を有するのが好適である。
このように、本発明の表刷り及び裏刷り兼用のインクジェットプリンタ10では、他の色に比べてより多くのインクを必要する白色を第一白色インクジェットヘッド20aから前記ウェブ状印刷基材12に吐出した場合でも、第一ドラム式乾燥ユニット22aを通過させるので、次の非白色水性インクをインクジェットヘッド24a〜24dから吐出する前に前記ウェブ状印刷基材12の表面を乾燥させることができる。
また、他の色に比べてより多くのインクを必要する白色を第二白色インクジェットヘッド20bから前記ウェブ状印刷基材12に吐出した場合でも、第二ドラム式乾燥ユニット22bを通過させるので、巻き取り部18でウェブ状印刷基材12を巻き取る前に前記ウェブ状印刷基材12の表面を乾燥させることができる。
<表刷り>
本発明の表刷り及び裏刷り兼用のインクジェットプリンタ10を用いて表刷りを行う場合には、図1のようにウェブ状印刷基材12が搬送されるようにセットする。
図1に示す表刷りの場合には、第一白色インクジェットヘッド20aのみを使用し、第二白色インクジェットヘッド20bは不使用となる。また、第一ドラム式乾燥ユニット22aを使用して白色インクを乾燥させる。第二ドラム式乾燥ユニット22bについては、必ずしも使用する必要はないが、インクジェットヘッド24a〜24dから吐出されたインクをすぐに乾燥させることができるので、必要に応じて、第二ドラム式乾燥ユニット22bは使用すればよい。
図1に示す表刷りの場合には、ウェブ状印刷基材12には第一白色インクジェットヘッド20aから白色インクが吐出された後、第一ドラム式乾燥ユニット22aで白色インクが乾燥せしめられる。そして、次に、インクジェットヘッド24a〜24dから非白色水性インクである各色のインクが吐出される。第二ドラム式乾燥ユニット22bを使用する場合には、第二ドラム式乾燥ユニット22bで乾燥せしめられた後、巻き取り部18でウェブ状印刷基材12が巻き取られる。第二ドラム式乾燥ユニット22bを使用しない場合には、インクジェットヘッド24a〜24dから非白色水性インクである各色のインクが吐出された後、巻き取り部18でウェブ状印刷基材12が巻き取られる。
このようにして、本発明のインクジェット印刷方法の第一の態様では、インクジェットプリンタ10を用い、前記第一白色インクジェットヘッド20aによって吐出された白色水性インクを乾燥せしめ、ウェブ状印刷基材12に対してシングルパス方式で水性インクによる表刷りを行うことができる。
<裏刷り>
本発明の表刷り及び裏刷り兼用のインクジェットプリンタ10を用いて裏刷りを行う場合には、図2のようにウェブ状印刷基材12が搬送されるようにセットする。図2の例では、図1の表刷りの場合と比べてローラ61が増えて、ローラ61にもウェブ状印刷基材12が巻回されているが、ローラへの巻回のさせ方が異なるだけで、基本的な装置構成は同じである。
図2に示す裏刷りの場合には、第二白色インクジェットヘッド20bのみを使用し、第一白色インクジェットヘッド20aは不使用となる。また、第二ドラム式乾燥ユニット22bを使用して白色インクを乾燥させる。第一ドラム式乾燥ユニット22aは不使用となる。
図2に示す裏刷りの場合には、ウェブ状印刷基材12にはインクジェットヘッド24a〜24dから非白色水性インクである各色のインクが吐出された後、第二白色インクジェットヘッド20bから白色インクが吐出される。そして、第二ドラム式乾燥ユニット22bで白色インクが乾燥せしめられるほか、非白色水性インクである各色のインクについても併せて乾燥せしめられる。その後、巻き取り部18でウェブ状印刷基材12が巻き取られる。
このようにして、本発明のインクジェット印刷方法の第二の態様では、インクジェットプリンタ10を用い、前記第二白色インクジェットヘッド20bによって吐出された白色水性インクを乾燥せしめ、ウェブ状印刷基材12に対してシングルパス方式で水性インクによる裏刷りを行うことができる。
このように、本発明では、一台のインクジェットプリンタ10があれば、ウェブ状印刷基材に対して水性インクで画像形成するにあたって、表刷り及び裏刷りのいずれも行うことができる。
10:本発明に係る表刷り及び裏刷り兼用のインクジェットプリンタ、12:ウェブ状印刷基材、14:搬送機構、15:巻き出し部、16:ウェブ状印刷基材の表面、18:巻き取り部、20a:第一白色インクジェットヘッド、20b:第二白色インクジェットヘッド、22a:第一ドラム式乾燥ユニット、22b:第二ドラム式乾燥ユニット、24a〜24d:非白色水性インクのインクジェットヘッド、26,28,30,32,34,36,38,40,42,44,46,48,50,52,54,56,58,60,61,62,64,66,68:ローラ、72,80:入り口、74,82:出口、76,84:筐体、78,86:ドラム体、88:白色画像、90:非白色画像。

Claims (3)

  1. ウェブ状印刷基材に対してシングルパス方式で水性インクを吐出することにより表刷り及び裏刷りのいずれも可能とした表刷り及び裏刷り兼用のインクジェットプリンタであって、
    前記ウェブ状印刷基材の連続的な搬送を行なう搬送機構と、
    表刷りの場合に、前記搬送機構によって搬送される前記ウェブ状印刷基材の表面に対してシングルパス方式で白色水性インクを吐出する第一白色インクジェットヘッドと、
    表刷りの場合に、前記第一白色インクジェットヘッドによって吐出された白色水性インクを乾燥する第一ドラム式乾燥ユニットと、
    表刷り及び裏刷りの場合に、前記搬送機構によって搬送される前記ウェブ状印刷基材の表面に対して非白色水性インクを吐出するシングルパス方式インクジェットヘッドと、
    裏刷りの場合に、前記搬送機構によって搬送される前記ウェブ状印刷基材の表面に対してシングルパス方式で白色水性インクを吐出する第二白色インクジェットヘッドと、
    裏刷りの場合に、前記第二白色インクジェットヘッドによって吐出された白色水性インクを乾燥する第二ドラム式乾燥ユニットと、
    前記第一白色インクジェットヘッド、前記シングルパス方式インクジェットヘッド及び前記第二白色インクジェットヘッドのそれぞれの下流側に設けられ、前記ウェブ状印刷基材の少なくとも表面を加温する複数の表面加温部と、
    を備え、
    前記第一ドラム式乾燥ユニット及び第二ドラム式乾燥ユニットが、
    前記ウェブ状印刷基材の出入り口を備えた断熱構造の筐体と、
    前記筐体内部に設置されたドラム体と、
    前記筐体内部を加温するための加温機構と、
    を有するドラム式乾燥ユニットであり、
    前記ドラム体の周面を前記ウェブ状印刷基材が搬送される間に前記白色水性インクが乾燥せしめられるようにされてなり、
    前記第一白色インクジェットヘッド及び前記第二白色インクジェットヘッドは、前記非白色水性インクを吐出するシングルパス方式インクジェットヘッドよりも液適量が多く、
    前記白色水性インクは、前記非白色水性インクよりも、固形分及び粘度が高い、表刷り及び裏刷り兼用のインクジェットプリンタ。
  2. 請求項1記載のインクジェットプリンタを用い、前記第一白色インクジェットヘッドによって吐出された白色水性インクを乾燥せしめ、ウェブ状印刷基材に対してシングルパス方式で水性インクによる表刷りを行うようにした、インクジェット印刷方法。
  3. 請求項1記載のインクジェットプリンタを用い、前記第二白色インクジェットヘッドによって吐出された白色水性インクを乾燥せしめ、ウェブ状印刷基材に対してシングルパス方式で水性インクによる裏刷りを行うようにした、インクジェット印刷方法。
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