JP7202940B2

JP7202940B2 - 印刷装置および印刷方法

Info

Publication number: JP7202940B2
Application number: JP2019054096A
Authority: JP
Inventors: 隆治山本; 雅彦武内; 雄基筒井; 潤一清水; 俊夫前田; 宙輝籠見
Original assignee: Screen Holdings Co Ltd
Current assignee: Screen Holdings Co Ltd
Priority date: 2019-03-22
Filing date: 2019-03-22
Publication date: 2023-01-12
Anticipated expiration: 2039-03-22
Also published as: WO2020195450A1; JP2020152036A

Description

この発明は、印刷装置および印刷方法に関し、特に、インクを乾燥させる技術に関する。

従来、長尺帯状の印刷用紙を長手方向に搬送しながら、印刷用紙へ向けてインクを吐出することにより画像を記録する印刷装置が知られている。この種の印刷装置では、インクの乾燥を促進するため、印刷用紙を加熱する、あるいは温風を吹き付ける乾燥方式が採用される場合がある。

例えば特許文献１には、複数の乾燥器から、温風を印刷用紙に吹き付けることによって、水性インクの溶媒を乾燥させる画像形成装置が開示されている。当該画像形成装置では、吸気口から給気された外気が乾燥器に供給され、さらに、乾燥器から印刷用紙に吹き付けられた温風が排気流路を介して外部に排出される。このように、蒸気を含んだ温風を排出することによって、再び印刷用紙に溶媒が戻ることを防いでいる。

特開２０１０－２０８１００号公報

しかしながら、上記従来技術では、印刷用紙に吹き付けられた温風が比較的高温のまま外部に放出される。この場合、余分な熱エネルギーをそのまま外部に排出することから、乾燥器において、必要以上に熱エネルギーを発生させる必要がある。このため、燃料費などのランニングコストが増大するとともに、環境に大きな負荷をかけるおそれがある。

そこで、本発明は、環境負荷を軽減しつつ、インクを効率良く乾燥させる技術を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、第１態様は、印刷媒体にインクジェット方式で画像を印刷する印刷装置であって、規定の搬送経路に対応する位置に配置され、前記印刷媒体を前記搬送経路に沿って搬送する搬送部と、前記搬送経路上に配置され、前記搬送部により搬送される前記印刷媒体に向けてインク滴を吐出するインク吐出部と、前記搬送経路上の前記インク吐出部よりも下流側に配置され、前記印刷媒体を加熱して乾燥するための熱源と、前記熱源を収容する乾燥室と、を有する乾燥部と、前記熱源による加熱に伴い前記印刷媒体から発生する流体を回収する流体回収部と、顕熱交換を行なう高温側流路および低温側流路を有する顕熱交換器と、前記流体回収部が回収した流体を前記高温側流路に導入する第１導入路と、前記高温側流路からの流体の温度を低下させる冷却部と、前記高温側流路からの流体を前記冷却部に導入する第２導入路と、前記冷却部からの流体を前記低温側流路に導入する第３導入路と、前記低温側流路からの流体を前記乾燥部の前記乾燥室内の雰囲気に導入する第４導入路とを備え、前記冷却部は、チラーを含む。

第２態様は、第１態様の印刷装置であって、前記乾燥部は、前記熱源を内装し前記印刷媒体を巻き付けて搬送するヒートローラを備える。

第３態様は、第１態様または第２態様の印刷装置であって、前記乾燥部は、前記第４導入路から導入された流体を含む流体を、前記熱源で加熱して前記乾燥部にて搬送される前記印刷媒体に向けて吹き付ける流体吹付部を備える。

第４態様は、第１態様から第３態様のいずれか１つの印刷装置であって、前記冷却部からの流体から液体成分を除去する液体除去部をさらに備える。

第５態様は、第４態様の印刷装置であって、前記液体除去部は、流体を回転させることによって液体成分を除去する。

第６態様は、第１態様から第５態様のいずれか１つの印刷装置であって、前記冷却部は、ペルチェ素子を含む。

第７態様は、印刷媒体にインクジェット方式で画像を印刷する印刷装置であって、規定の搬送経路に対応する位置に配置され、前記印刷媒体を前記搬送経路に沿って搬送する搬送部と、前記搬送経路上に配置され、前記搬送部により搬送される前記印刷媒体に向けてインク滴を吐出するインク吐出部と、前記搬送経路上の前記インク吐出部よりも下流側に配置され、前記印刷媒体を加熱して乾燥するための熱源と、前記熱源を収容する乾燥室と、を有する乾燥部と、前記熱源による加熱に伴い前記印刷媒体から発生する流体を回収する流体回収部と、顕熱交換を行なう高温側流路および低温側流路を有する顕熱交換器と、前記流体回収部が回収した流体を前記高温側流路に導入する第１導入路と、前記高温側流路からの流体の温度を低下させる冷却部と、前記高温側流路からの流体を前記冷却部に導入する第２導入路と、前記冷却部からの流体を前記低温側流路に導入する第３導入路と、前記低温側流路からの流体を前記乾燥部の前記乾燥室内の雰囲気に導入する第４導入路と、前記冷却部からの流体から液体成分を除去する液体除去部とを備え、前記液体除去部は、流体を回転させることによって液体成分を除去する。

第８態様は、印刷媒体にインクジェット方式で画像を印刷する印刷方法であって、ａ）規定の搬送経路に沿って前記印刷媒体を搬送する工程と、ｂ）前記工程ａ）によって搬送される前記印刷媒体にインクを吐出する工程と、ｃ）前記工程ｂ）の後、前記印刷媒体上の前記インクを、流体を加熱する熱源および前記熱源を収容する乾燥室を有する乾燥部で乾燥する工程と、ｄ）前記熱源による加熱に伴い前記印刷媒体から発生した流体を前記乾燥部から回収して顕熱交換器の高温側流路に導入する工程と、ｅ）前記高温側流路からの流体の温度を低下させる工程と、ｆ）前記工程ｅ）によって温度が低下した流体を前記顕熱交換器の低温側流路に導入する工程と、ｇ）前記高温側流路と前記低温側流路との間で顕熱交換する工程と、ｈ）前記低温側流路からの流体を前記乾燥部の前記乾燥室内の雰囲気に導入する工程と、ｉ）前記工程ｅ）の後、前記工程ｆ）の前に、流体を回転させることによって前記流体から液体成分を除去する工程とを含む。
第９態様は、印刷媒体にインクジェット方式で画像を印刷する印刷方法であって、ａ）規定の搬送経路に沿って前記印刷媒体を搬送する工程と、ｂ）前記工程ａ）によって搬送される前記印刷媒体にインクを吐出する工程と、ｃ）前記工程ｂ）の後、前記印刷媒体上の前記インクを、流体を加熱する熱源および前記熱源を収容する乾燥室を有する乾燥部で乾燥する工程と、ｄ）前記熱源による加熱に伴い前記印刷媒体から発生した流体を前記乾燥部から回収して顕熱交換器の高温側流路に導入する工程と、ｅ）前記高温側流路からの流体の温度をチラーによって低下させる工程と、ｆ）前記工程ｅ）によって温度が低下した流体を前記顕熱交換器の低温側流路に導入する工程と、ｇ）前記高温側流路と前記低温側流路との間で顕熱交換する工程と、ｈ）前記低温側流路からの流体を前記乾燥部の前記乾燥室内の雰囲気に導入する工程とを含む。

第１態様の印刷装置によると、乾燥部の熱源による加熱に伴い印刷媒体から発生する高温高湿の流体が顕熱交換器の高温側流路に導入され、その後冷却される。これにより、高温高湿の流体から飽和した液体成分を有効に除去できる。また、その冷却された流体が顕熱交換器の低温側流路に導入されることによって、高温側流路を通過する高温の流体との間で顕熱交換が行なわれる。これにより、熱源で発生した熱を有効に利用して、液体成分が除去された低温の流体から高温低湿の流体を得ることができる。この高温低湿の流体を乾燥部における乾燥室の雰囲気に導入する。この流体は顕著な温度低下が抑制されているので、乾燥部における印刷媒体の乾燥をサポートできる。したがって、熱源による流体の加熱量を低減できる。同時に、環境負荷を軽減でき、かつ低湿化によってインクを効率良く乾燥させることができる。
第１態様の印刷装置によると、チラーによって流体を省エネルギーで冷却できる。

第２態様の印刷装置によると、顕熱交換で加熱された流体によって、ヒートローラによる印刷媒体の乾燥をサポートすることができる。

第３態様の印刷装置によると、顕熱交換器で加熱された流体を含む流体を熱源で加熱して印刷媒体に吹き付けるので、熱源による流体の加熱をサポートすることができる。

第４態様の印刷装置によると、液体除去部を備えることによって、流体からの液体の分離を促進できる。

第５態様の印刷装置によると、流体を回転させることによる遠心力の作用によって流体から液体成分を有効に除去できる。

第６態様の印刷装置によると、ペルチェ素子によって流体の冷却を促進できる。

第８態様の印刷方法によると、インクを乾燥させた際に発生する高温高湿の流体が顕熱交換器の高温側流路に導入され、その後冷却される。これにより、高温高湿の流体から飽和した液体成分を有効に除去できる。また、その冷却された流体が顕熱交換器の低温側流路に導入されることによって、高温側流路を通過する高温の流体との間で顕熱交換が行なわれる。これにより、熱源で発生した熱を有効に利用して、液体成分が除去された低温の流体から高温低湿の流体を得ることができる。この高温低湿の流体を乾燥部に導入することによって、乾燥部における流体の顕著な温度低下を抑制でき、かつ湿度低下を図ることができる。したがって、熱源による流体の加熱量を低減できるために環境負荷を軽減でき、かつ低湿化によってインクを効率良く乾燥させることができる。

実施形態に係るインクジェット印刷システムの全体構成を模式的に示す構成図である。実施形態に係るヒートローラおよび流体吹付ユニットの構成を示す側面図である。実施形態に係る流体吹付ユニットの外観を示す正面図である。実施形態に係る流体吹付ユニットの外観を示す平面図である。実施形態に係る流体吹付ユニットの外観を示す左側面図である。図３の切断線１００－１００における流体吹付ユニットの側断面図である。図５の切断線１０１－１０１における流体吹付ユニットの正面断面図である。図５の切断線１０２－１０２における流体吹付ユニットの正面断面図である。流体の流れを模式的に示した流体吹付ユニットの概念図およびブロック図である。実施形態に係るインクジェット印刷装置を模式的に示す平面図である。実施形態に係る除湿部を示す概念図である。実施形態に係る顕熱交換器の内部構造を模式的に示す斜視図である。実施形態に係るミストセパレータを模式的に示す部分断面図ある。

以下、添付の図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。なお、この実施形態に記載されている構成要素はあくまでも例示であり、本発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。図面においては、理解容易のため、必要に応じて各部の寸法や数が誇張または簡略化して図示されている場合がある。

＜１．実施形態＞
図１は、実施形態に係るインクジェット印刷システム１の全体構成を模式的に示す構成図である。インクジェット印刷システム１は、インクジェット印刷装置３と、給紙部５と、排紙部７とを備えている。インクジェット印刷装置３は、シート状の連続紙ＷＰに印刷を行う。給紙部５は、連続紙ＷＰのロールを水平軸周りに回転可能に保持しており、インクジェット印刷装置３に対して連続紙ＷＰのロールから連続紙ＷＰを巻き出して供給する。排紙部７は、インクジェット印刷装置３で印刷された連続紙ＷＰを水平軸周りにロール状に巻き取る。連続紙ＷＰの供給側を上流側とし、連続紙ＷＰの排紙側を下流側とすると、給紙部５はインクジェット印刷装置３の上流側に配置されており、排紙部７はインクジェット印刷装置３の下流側に配置されている。連続紙ＷＰは印刷媒体の一例であり、インクジェット印刷装置３は印刷装置の一例である。インクジェット印刷装置３は、駆動ローラ９、印刷ユニット１５、乾燥部１７、検査部１９および駆動ローラ１３などを収容する筐体３０を備える。

インクジェット印刷装置３は、給紙部５からの連続紙ＷＰを取り込むための駆動ローラ９を上流側に備えている。駆動ローラ９により給紙部５から巻き出された連続紙ＷＰは、従動である回転可能な搬送ローラ１１等に沿って下流側の排紙部７に向かって搬送されていく。後述する検査部１９と排紙部７との間には、駆動ローラ１３が配置されている。この駆動ローラ１３は、後述する検査部１９を通過した連続紙ＷＰを排紙部７に向かって送り出す。

駆動ローラ９，１３および複数の搬送ローラ１１は、連続紙ＷＰの規定の搬送経路に対応する位置に配置され、連続紙ＷＰをその搬送経路に沿って搬送する搬送部の一例である。また、駆動ローラ９，１３および複数の搬送ローラ１１で連続紙ＷＰを搬送することは、搬送工程Ｓ１の一例である（図１参照）。

インクジェット印刷装置３は、駆動ローラ９と駆動ローラ１３との間に、上流側から順に、印刷ユニット１５と、乾燥部１７と、検査部１９とを備えている。また、駆動ローラ９，１３には、それぞれニップローラ２１が回転可能に設けられている。ニップローラ２１は、連続紙ＷＰを挟んで駆動ローラ９，１３の反対側から駆動ローラ９，１３を押圧することにより、連続紙ＷＰの搬送時におけるグリップ力を与えている。その押圧力は、例えば、エアシリンダで付与される。ニップローラ２１は、例えば、ゴムなどの弾性体で構成されている。

印刷ユニット１５は、インク滴を吐出するインクジェットヘッド２３を備えている。インクジェットヘッド２３の下面には、インク滴を吐出する多数のノズルが設けられている。複数のノズルは、搬送方向ＴＤに直交する搬送幅方向ＷＤ（図１における奥手前方向）に沿って、配列されている。これにより、インクジェットヘッド２３を搬送幅方向ＷＤに移動させることなく位置固定のままで、連続紙ＷＰに対して搬送幅方向ＷＤの全幅にわたって画像の印刷を行うことができる。インクジェットヘッド２３は、インク吐出部の一例である。また、インクジェットヘッド２３で連続紙ＷＰにインクと吐出することは、インク吐出工程Ｓ２の一例である（図１参照）。

印刷ユニット１５には、連続紙ＷＰの搬送方向ＴＤに沿って複数個のインクジェットヘッド２３が配置されている。例えば、上流側から順に、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）について個別に４個のインクジェットヘッド２３が配置されている。

乾燥部１７は、インクジェットヘッド２３で印刷された連続紙ＷＰに付着しているインク滴を乾燥させる。乾燥部１７は、回転駆動するヒートローラ２５と、流体吸排ユニット２７と、隔壁で囲まれた乾燥室２８とを備えている。ヒートローラ２５および流体吸排ユニット２７は、乾燥室２８内に配置されている。乾燥室２８の側面部には、連続紙ＷＰを乾燥室２８に導入するための導入口２８１と、連続紙ＷＰを乾燥室２８から排出するための排出口２８３とが設けられている。検査部１９は、印刷された部分に汚れや抜け等がないかを、例えば画像処理によって検出する。検査後の連続紙ＷＰは、排紙部７にロール状に巻き取られる。本実施形態では、ヒートローラ２５も、上記搬送部の一部としての機能を有する。

インクジェット印刷システム１は、制御部２９と操作部３１とを備えている。制御部２９は、インクジェット印刷システム１の各要素の動作を統括的に制御する。制御部２９は、図１中に概念的に示すように、ＣＰＵ等の演算処理部２９１、ＲＡＭ等のメモリ２９２、およびハードディスクドライブ等の記憶部２９３を備えたコンピュータである。記憶部２９３には、各要素の動作を制御することを含む印刷処理を実行するためのコンピュータプログラムＰがインストールされている。操作部３１は、インクジェット印刷システム１を操作するためのものであり、タッチパネルや各種スイッチなどで構成されている。オペレータは、操作部３１を操作して、連続紙ＷＰへの印刷条件や乾燥条件などのパラメータを指定できる。

乾燥部１７の詳細について図２～９を参照しつつ説明する。図２は、実施形態に係るヒートローラ２５および流体吹付ユニット３３の構成を示す側面図である。図３は、実施形態に係る流体吹付ユニット３３の外観を示す正面図である。図４は、実施形態に係る流体吹付ユニット３３の外観を示す平面図である。図５は、実施形態に係る流体吹付ユニット３３の外観を示す左側面図である。図６は、図３の切断線１００－１００における流体吹付ユニット３３の側断面図である。図７は、図５の切断線１０１－１０１における流体吹付ユニット３３の正面断面図である。図８は、図５の切断線１０２－１０２における流体吹付ユニット３３の正面断面図である。図９は、流体の流れを模式的に示した流体吹付ユニット３３の概念図およびブロック図である。

ヒートローラ２５は、搬送幅方向ＷＤに沿って延びる回転軸２５ａ周りに回転駆動する。ヒートローラ２５は、例えば、ハロゲンヒータやセラミックヒータなどの加熱手段である熱源１４７を内部に備えている。ヒートローラ２５は連続紙ＷＰを巻き付けつつ搬送方向ＴＤに回転することで連続紙ＷＰを加熱して乾燥する。ヒートローラ２５は、予め設定された乾燥条件に応じた所定の温度に加熱される。ヒートローラ２５は、ステンレス鋼板などの金属で構成されている。ヒートローラ２５は、外周面上の搬送経路に連続紙ＷＰを支持する。また、ヒートローラ２５は、連続紙ＷＰのインク滴が吐出された印刷面とは反対側の面と接触しつつ回転駆動することによって、連続紙ＷＰを加熱する。

流体吸排ユニット２７は、搬送経路を挟んでヒートローラ２５の反対側に配置されている。つまり、流体吸排ユニット２７は、ヒートローラ２５の外周面に沿って配置されている。流体吸排ユニット２７は、搬送経路にて連続紙ＷＰの全幅に向けて温風（流体）を吹き付け、吹き付けた温風（流体）の一部を回収する。本実施例における流体吸排ユニット２７は、下流側にあたるヒートローラ２５の左半円上に沿って配置されている。流体吸排ユニット２７は、流体吹付ユニット３３と、流体回収ユニット３５とを備えている。

本実施形態では、流体吸排ユニット２７は、３個の流体吹付ユニット３３と、４個の流体回収ユニット３５とを備えている。具体的には、隣接する流体吹付ユニット３３，３３の間、および、両側の流体吹付ユニット３３の外側に、流体回収ユニット３５が１つずつ配置されている（図２参照）。流体回収ユニット３５は、ヒートローラ２５の外周面に向けて開口する吸気口３６と、不図示のファンユニットとを備える。このファンユニットは、流体回収ユニット３５と第１導入ダクト６６（図１０、図１１参照）との間に設けられるとよい。このファンユニットの作用によって、流体回収ユニット３５は、流体吹付ユニット３３が搬送経路上の連続紙ＷＰに向かって吹き付けた温風を、吸気口３６を通じて回収する。

また、流体回収ユニット３５は、ファンユニットの作用によって、回収した温風を第１導入ダクト６６に送り込む。当該温風は、蒸発したインクの溶媒を多く含む高温多湿の流体である。インクジェット印刷装置３では、当該高温多湿の流体が第１導入ダクト６６を通じて除湿部６０に送られる。そして、除湿部６０において低湿化された後、第４導入ダクト６９を通じて各流体吹付ユニット３３に戻される。これにより、液体成分が除去された温風が流体吹付ユニット３３から連続紙ＷＰに吹き付けられる。したがって、連続紙ＷＰにおけるインク滴を効率良く乾燥させることができる。

なお、搬送幅方向ＷＤにおける吸気口３６からの吸気を均一に行なうため、吸気口３６開口幅（搬送方向ＴＤの幅）が、ファンユニットに近づくに連れて小さくなるようにしてもよい。

乾燥部１７と除湿部６０との間における流体の移動は、吸気ファン５７の作用、吹付ファン４３の作用によっておこなわれる。ただし、除湿部６０における流体の経路上（例えば、導入ダクト６６～６９のうち少なくとも１つの流路内）に、流体を圧送するファンが設けられもよい。

流体吹付ユニット３３は、一対の流体吹付部３７を備えている。流体吹付部３７は、ノズルケース３９と、送風ダクト４１と、吹付ファン４３とを備えている。流体吹付部３７は、アルミニウム製であることが好ましい。アルミニウムは鉄よりも熱伝導率が高いので、流体吹付部３７をアルミニウム製にすることは、搬送幅方向ＷＤにおける温風の温度分布を均等にすることに有利に作用する。

ノズルケース３９には、空気を加熱して搬送経路に向けて温風を吹き出す吹付口４５が形成されている。搬送幅方向ＷＤにおける吹付口４５の開口幅は、連続紙ＷＰの全幅を若干越える大きさを有する。吹付口４５は、連続紙ＷＰにおける、インクジェットヘッド２３からのインクが付着した面に向けられている。ノズルケース３９は、空気（流体）を加熱する熱源としてヒータ４７を内蔵している。本実施形態では、例えば、ヒータ４７として三本のシーズヒータを採用している。図８に示すように、三本のヒータ４７の長軸は、連続紙ＷＰの搬送幅方向ＷＤに平行とされており、両端部がそれぞれノズルケース３９の側板４９，４９に取り付けられている。側板４９には、逃がし穴５１が形成されている。逃がし穴５１は、ノズルケース３９から吹き出す温風の一部を外部へ逃がす。ノズルケース３９は、図６に示すように、搬送幅方向ＷＤから見た縦断面が逆三角形状を有する。

送風ダクト４１は、ノズルケース３９の上部に付設されている。送風ダクト４１は、搬送幅方向ＷＤの一端側に吹付ファン４３が取り付けられている。送風ダクト４１には、吹付ファン４３によって空気が送り込まれる。吹付ファン４３は、風量を多く得るために、例えば、複数個のファンを直列に組み合わせた二重反転ファンであることが好ましい。図８に示すように、送風ダクト４１は、内部に整流部材４２を備えている。整流部材４２は、吹付ファン４３から搬送幅方向ＷＤに遠ざかるに連れて、流路断面積を広げてある。これにより、吹付ファン４３から遠くなるに連れて流路抵抗を小さくすることができる。したがって、吹付ファン４３から送り込まれた空気を搬送幅方向ＷＤにわたってほぼ均等にノズルケース３９へ供給できる。

搬送方向ＴＤにおける一対の流体吹付部３７の間には、１個の送風ダクト５３が配置されている。送風ダクト５３は、図６に示すように、搬送幅方向ＷＤから見た縦断面が略三角形状を呈している。したがって、ノズルケース３９と組み合わせた際に、搬送方向ＴＤにおける長さを短縮でき、もって、流体吹付ユニット３３の小型化を図ることができる。

送風ダクト５３は、図６に示すように、一対の流体吹付部３７各々のノズルケース３９との間に空気層５５が介在するように取り付けられている。空気層５５は、送風ダクト５３とノズルケース３９の外側面同士を密着させることなく、それらの間に間隙を設ける。空気層５５を設けることによって、送風ダクト５３とノズルケース３９との間で、断熱できる。なお、空気層５５を厚くすることによって、断熱効果を向上できるが、流体吹付ユニット３３が大型化する。そこで、空気層５５の厚さは、例えば、約１ｍｍであることが好ましい。

図９に示すように、送風ダクト５３は、分岐管５６を介して２個の送風ダクト４１各々の一端側に接続されている。分岐管５６は、送風ダクト５３と２個の送風ダクト４１とを連通する。連通とは、ここでは、流体が流通できるように連結されている状態をいう。送風ダクト５３の他端側は、除湿部６０に接続された第４導入ダクト６９に接続されている。送風ダクト５３の他端部には、吸気ファン５７が取り付けられている。吸気ファン５７は、第４導入ダクト６９から流体を取り込んで、送風ダクト５３に送り込む。吸気ファン５７についても、上述した吹付ファン４３と同様に、例えば、二重反転ファンであることが好ましい。送風ダクト５３は、一対の流体吹付部３７で兼用しているので、流路断面積を従来例よりも大きくすることができる。

乾燥部１７における流体吹付ユニット３３が、熱源であるヒータ４７で加熱された流体を吹付口４５から連続紙ＷＰの印刷面に吹き付けることは、流体を連続紙ＷＰの周りに供給して連続紙ＷＰ上のインク滴を乾燥させる乾燥工程Ｓ３の一例である（図６参照）。

乾燥室２８における上部には、排気ダクト１７０が設けられている。排気ダクト１７０は、不図示のファンユニットの作用によって、乾燥室２８内の流体の一部を筐体３０の外部に排出する。

図１０は、実施形態に係るインクジェット印刷装置３を模式的に示す平面図である。図１１は、実施形態に係る除湿部６０を示す概念図である。除湿部６０は、筐体３０の一方の側部に設置される。

図１０に示すように、除湿部６０は、第１導入ダクト６６および第４導入ダクト６９を介して、乾燥部１７と流体のやりとりを行う。除湿部６０は、乾燥部１７で発生した流体から液体（主にインクの溶媒）を除去して低湿化し、その低湿化した流体を再び乾燥室２８内の雰囲気に戻す。図１１に示すように、除湿部６０は、顕熱交換器６１、冷却部６３、ミストセパレータ６５、乾燥部１７の流体回収ユニット３５と顕熱交換器６１とを連結する第１導入ダクト６６、顕熱交換器６１と冷却部６３とを連結する第２導入ダクト６７、冷却部６３およびミストセパレータ６５と顕熱交換器６１とを連結する第３導入ダクト６８、および顕熱交換器６１と流体吹付ユニット３３の送風ダクト５３とを連結する第４導入ダクト６９を備える。

図１２は、実施形態に係る顕熱交換器６１の内部構造を模式的に示す斜視図である。顕熱交換器６１は、乾燥部１７から第１導入ダクト６６を介して導入される流体ｆ１とミストセパレータ６５から第３導入ダクト６８を介して導入される流体ｆ２との間で顕熱交換を行う装置である。顕熱交換器６１は、波板６１１と平板６１３とを上下に交互に積層することによって構成されている。また、上下に隣接する波板６１１，６１１は、向きが直交するように積み重ねられている。このため、平板によって仕切られた互いに直交する高温側流路６１５と低温側流路６１７とが上下に交互に設けられた構造を有する。

高温側流路６１５と低温側流路６１７とを仕切る平板６１３は、伝熱性が高く、かつ湿気をほぼ通過させない樹脂または金属などで形成される。これによって、高温側流路６１５と低温側流路６１７との間で、潜熱交換が抑制された状態で顕熱交換が行われる。図１１に示す顕熱交換器６１は、高温側流路６１５と低温側流路６１７の向きが互いに直交する、直交流型の顕熱交換器である。なお、顕熱交換器６１の型はこれに限定されるものではなく、例えば、高温側流路６１５と低温側流路６１７が逆向きに対向する向流型であってもよい。

顕熱交換器６１における高温側流路６１５の入口側は、第１導入ダクト６６に接続されている。上述したように、第１導入ダクト６６は、流体回収ユニット３５に接続されている。すなわち、第１導入ダクト６６は、流体回収ユニット３５の内部と、高温側流路６１５とを連通する。第１導入ダクト６６は、乾燥部１７からの流体を高温側流路６１５に導入する第１導入路の一例である。また、乾燥部１７からの流体を高温側流路６１５に導入することは、第１の導入工程Ｓ４の一例である。（図１１参照）。

高温側流路６１５の出口側は、第２導入ダクト６７を介して、冷却部６３に接続されている。第２導入ダクト６７は、高温側流路６１５と、冷却部６３内とを連通させる。第２導入ダクト６７は、高温側流路６１５からの流体を冷却部６３に導入する第２導入路の一例である。

顕熱交換器６１における低温側流路６１７の入口側には、後述する冷却部６３で冷却され、ミストセパレータ６５で流体中のミストが除去された流体が第３導入ダクト６８を介して導入される。したがって、顕熱交換器６１における顕熱交換の作用によって、高温側流路６１５を通過する流体が冷却され、低温側流路６１７を通過する流体が加熱される。

第２導入ダクト６７には、排液管６７１が設けられている。高温側流路６１５に導入される流体は、低温側流路６１７との間の顕熱交換によって冷却される。すなわち、高温側流路６１５に導入された流体の温度は、温度Ｔ１（例えば、４０℃～８０℃）から温度Ｔ２（（例えば、１８℃～７４℃）に低下する。この温度低下によって、流体中に飽和した液体が発生する場合がある。発生した液体は、排液管６７１を通じて、排液管６７１の下方に配置された第１トレー６７３内に適宜回収される。

冷却部６３は、流体の流路となる冷却室６３１を有しており、冷却室６３１の内部には、複数のペルチェ素子６３３と第２トレー６３５が設けられている。複数のペルチェ素子６３３は、冷却室６３１の延びる方向に沿って配列されている。ペルチェ素子６３３の冷却面側は冷却室６３１内に向けられており、ペルチェ素子６３３の吸熱作用によって冷却室６３１内が冷却される。第２トレー６３５は、複数のペルチェ素子６３３の下側に配置されている。各ペルチェ素子６３３の駆動制御（具体的には、各ペルチェ素子６３３に印加する電圧の制御）は、制御部２９によって行なわれる。

第２導入ダクト６７から冷却室６３１内に流体が導入されると、ペルチェ素子６３３が吸熱することによって流体が強制的に冷却される。これにより、流体の温度は、高温側流路６１５を通過した直後の温度Ｔ２よりも低い温度Ｔ３（例えば、０℃～６９℃）に低下する。この温度低下によって流体中で発生した液体成分は、重力の作用によって、第２トレー６３５内に回収される。このように、ペルチェ素子６３３によって冷却を行なうことにより、流体からの液体の分離を促進できる。冷却部６３が高温側流路６１５からの流体の温度を低下させることは、冷却工程Ｓ５の一例である（図１１参照）。

冷却部６３で冷却された流体は、第３導入ダクト６８を介して顕熱交換器６１の低温側流路６１７に導入される。第３導入ダクト６８は、冷却部６３における冷却室６３１内と、低温側流路６１７とを連通させる。第３導入ダクト６８の一端は、冷却部６３の冷却室６３１における第２導入ダクト６７が接続された側面とは反対側の側面に連結されている。第３導入ダクト６８は、冷却部６３からの流体を低温側流路６１７に導入する第３導入路の一例である。

なお、図１１に示すように、冷却部６３が、ペルチェ素子６３３とともに、あるいは、ペルチェ素子６３３の代わりに、チラー６３７を備えていてもよい。チラー６３７は、冷却室６３１を通過する流体を冷却する「循環水」と、当該循環水を冷却する「フレオンガス」によって、冷却サイクルを構成する。チラー６３７を利用した場合、一般的には、省エネルギーで冷却室６３１における流体の冷却を効果的に行なうことができる。

具体的に、冷却室６３１を通過する流体で温められた循環水は、冷水器（熱交換器）に入り、フレオンガスを熱媒体にして冷却される。そして、冷水となって水槽に戻った循環水は、再び流体を冷却する冷却水として冷却室６３１に送られる。一方、冷水器で蒸発し、そして気化したフレオンガスは、コンプレッサーで圧縮される。高温・高圧状態になったフレオンガスは、凝縮器（ラジエーター）で冷却され、液化する。冷媒液となったフレオンガスは、膨張弁で絞られて冷却ガスとなり、冷水器に入る。そこで循環水から熱を奪って、冷媒が蒸発し、コンプレッサーに戻される。

図１３は、実施形態に係るミストセパレータ６５を模式的に示す部分断面図ある。ミストセパレータ６５は、第３導入ダクト６８の経路上に配置されており、第３導入ダクト６８を通過する流体中のミスト（液体）を除去する。ミストセパレータ６５は、流入部６５１と、サイクロン発生部６５２と、ハウジング６５３と、流出部６５４とを有する。ミストセパレータ６５は、流体から液体成分を除去する液体除去部の一例である。

ハウジング６５３は、底部を有する略円筒状に形成されている。サイクロン発生部６５２は、ハウジング６５３の内部に設けられている。サイクロン発生部６５２は、円筒部６５５と、鍔部６５６とを有する。円筒部６５５は、ハウジング６５３の中央部において配置されており、下側がハウジング６５３の内部に連通し、上側が流出部６５４に連通する。鍔部６５６は、円筒部６５５の外周部に設けられた円環状を有する。鍔部６５６の外周面はハウジング６５３の内壁に密着している。鍔部６５６には、周方向に沿って複数の貫通穴６５７が設けられている。円筒部６５５の外壁とハウジング６５３の内壁とには、隙間が形成されている。流出部６５４の入口は、円筒部６５５で覆われていることにより、流入部６５１からの流体が、流出部６５４に直接進入することが抑制されている。なお、円筒部６５５の鍔部６５６より上側の部分は、上側に向かうに連れて外径が次第に小さくなる円錐台状となっている。

ミストセパレータ６５の流入部６５１に導入された流体は、サイクロン発生部６５２の上部空間において、円筒部６５５における円錐台状の部分の周りを回転しつつ、鍔部６５６に設けられた複数の貫通穴６５７を通過する。これによって、流体の向きが下方に変更される。そして、流体は、ハウジング６５３の内壁と円筒部６５５の外壁との間をらせん状に旋回移動する。これにより、流体中の液体成分は、遠心力の作用によってハウジング６５３の内壁に叩きつけられた後、重力の作用によってハウジング６５３の底部に移動する。また、ハウジング６５３内に移動した気体成分は、円筒部６５５の内側を通じて流出部６５４に移動し、その後、流出部６５４から第３導入ダクト６８へ移動する。このように、流体を旋回させる流路を備えたミストセパレータ６５を設けることによって、流体中の液体成分を効果的に除去できる。

ミストセパレータ６５を通過した流体は、第３導入ダクト６８を通じて顕熱交換器６１の低温側流路６１７に導入される。このように、冷却部６３で冷却された流体を顕熱交換器６１の低温側流路６１７に導入することは、第２の導入工程Ｓ６の一例である（図１１参照）。低温側流路６１７に導入されるときの流体の温度Ｔ３は、高温側流路６１５に導入される流体の温度Ｔ１よりも低温である。このため、低温側流路６１７を通過する流体は、顕熱交換の作用によって加熱され、温度がＴ３からＴ４（例えば、３２℃～７７℃）に上昇する。この高温側流路６１５と低温側流路６１７との間で顕熱交換することは、顕熱交換工程Ｓ７の一例である（図１１参照）。なお、温度Ｔ３は、Ｔ１およびＴ２よりも低い温度である。また、温度Ｔ４は、Ｔ１およびＴ２よりも低く、かつＴ３よりも高い温度である。さらに、温度Ｔ４は常温（例えば、１５℃～３０℃）よりも高い温度である。

また、低温側流路６１７を通過した後の流体の湿度（例えば、１３％～３９％）は、低温側流路６１７を通過する前の流体の湿度（例えば、９０％～１００％）よりも低い。これは、低温側流路６１７を通過することによって、温度がＴ３からＴ４に上昇するためである。

低温側流路６１７を通過した流体は、第４導入ダクト６９を介して乾燥部１７の送風ダクト５３に導入される。第４導入ダクト６９は、一方側が低温側流路６１７に連通し、他方側が送風ダクト５３に連通する。第４導入ダクト６９は、低温側流路６１７からの流体を乾燥部１７に導入する第４導入路の一例である。また、低温側流路６１７からの流体を乾燥部１７に導入することは、第３の導入工程Ｓ８の一例である（図１１参照）。

また、各ファンが制御部２９に接続され、各ファンの動作が制御部２９に制御されてもよい。制御部２９は、流体に含まれる液体量を計測し、その液体量が規定の基準値となるように、各ファンの動作、ペルチェ素子６３３の動作を制御してもよい。流体中の液体量の計測手段として、例えば公知の湿度計を採用し得る。また、液体量の計測部位は、乾燥部１７と除湿部６０との間を移動する流体の移動経路上であれば特に限定されない。例えば、流体吹付部３７に比較的近い送風ダクト５３内または第４導入ダクト６９内の湿度を計測することによって、流体吹付部３７に供給される流体の湿度を有効に最適化できる。

本実施形態のインクジェット印刷装置３によれば、乾燥部１７で発生した高温高湿の流体が、顕熱交換器６１の高温側流路６１５に導入され、高温側流路６１５を通過した流体が冷却部６３で冷却される。このため、高温高湿の流体から飽和した液体成分を有効に除去できる。また、その液体成分が除去された低温の流体が顕熱交換器６１の低温側流路６１７に導入されることによって、高温側流路６１５を通過する高温の流体との間で顕熱交換が行なわれる。このため、乾燥部１７で発生した熱を有効に利用して、液体成分が除去された低温の流体から高温低湿の流体を得ることができる。この高温低湿の流体（常温よりも高温の流体）を乾燥部１７の流体吹付部３７に導入することによって、流体吹付部３７における流体の顕著な温度低下を抑制でき、かつ湿度低下を図ることができる。したがって、ヒータ４７による流体の加熱量を低減できることによって環境負荷を軽減できるとともに、乾燥部１７の低湿化によってインクを効率良く乾燥させることができる。また、連続紙ＷＰの周りに供給された高温の流体が流体回収ユニット３５によって回収されるため、排気ダクト１７０からの排気量を低減できる。この作用によっても、環境負荷を軽減できる。

＜２．変形例＞
以上、実施形態について説明してきたが、本発明は上記のようなものに限定されるものではなく、様々な変形が可能である。

例えば、上記実施形態では、乾燥部１７は、流体を加熱する熱源としてヒータ４７を備えている。しかしながら、ヒータ４７を備えることは必須ではない。例えば、上記実施形態の乾燥部１７では、ヒートローラ２５に内装された熱源１４７によってヒートローラ２５の表面付近で流体が加熱される。ヒートローラ２５からの熱でインク滴が加熱されることにより、高温高湿の流体が発生する。この流体を流体回収ユニット３５で回収し、除湿部６０を通すことによって、低湿化された流体を流体吹付ユニット３３の流体吹付部３７に供給できる。すなわち、流体吹付ユニット３３が低湿化された流体を連続紙ＷＰに吹き付けることによって、連続紙ＷＰ上のインク滴を効率良く乾燥させることができる。

上記実施形態では、第４導入ダクト６９から流体吹付け部３７の送風ダクト５３に顕熱交換器６１の低温側流路６１７で温度Ｔ４に加熱された流体を導入しているが、乾燥室２８内の雰囲気に導入するのであれば、第４導入ダクトによる流体の導入先は送風ダクト５３に限定されない。常温よりも高温の流体が乾燥室２８内の雰囲気に導入されているため、ヒートローラ２５または流体吹付ユニット３３による印刷媒体の乾燥をサポートすることができる。

上記実施形態では、顕熱交換器６１の高温側流路６１５に導入される流体が、流体吹付ユニット３３に隣接するとともに、連続紙ＷＰの直上に配置された流体回収ユニット３５で回収された流体としているが、乾燥部１７におけるその他の部位で回収された流体であってもよい。例えば、上記実施形態では、ヒートローラ２５の外周面付近に供給された流体が回収され、その流体が高温側流路６１５に導入される。しかしながら、乾燥部１７におけるヒートローラ２５の熱源（ハロゲンヒータまたはセラミックヒータ等）付近の流体が回収され、その流体が高温側流路６１５に導入されてもよい。

上記実施形態では、冷却部６３における流体の冷却手段として、ペルチェ素子６３３またはチラー６３７を利用しているが、ヒートポンプが利用されてもよい。

上記実施形態では、冷却部６３がペルチェ素子６３３等の冷却器で流体を強制的に冷却しているが、冷却部６３が樹脂製または金属製等の配管のみで構成されていてもよい。この配管を、温度Ｔ１よりも低い温度空間（例えば常温の空気中）に設置することによって、高温側流路６１５からの流体を当該配管内で自然冷却することができる。

上記実施形態において、第１導入ダクト６６にミストセパレータ６５が設けられてもよい。この場合、第１トレー６７３または第２トレー６３５などよって回収される廃棄液のインク量を有効に低減できる。

上記実施形態では、乾燥部１７が流体吹付ユニット３３を３個備えているが、本発明はこのような形態に限定されない。つまり、乾燥部１７が流体吹付ユニット３３を１個、または４個以上備えていてもよい。

上記実施形態では、乾燥部１７は、ヒートローラ２５を備えているが、ヒートローラ２５は必須ではない。ヒートローラ２５の代わりに熱源を有しないローラが設けられてもよい。

上記実施形態では、ノズルケース３９と送風ダクト５３との間に空気層５５を配置したが、空気層５５は必須ではない。

上記実施形態では、ノズルケース３９が逆三角形状を有し、送風ダクト５３が三角形状を有するが、これらの形状に限定されるものではない。

上記実施形態では、ノズルケース３９の側板４９には、逃がし穴５１が形成されているが、逃がし穴５１は必須ではない。

上記実施形態では、印刷媒体として連続紙ＷＰを例にとって説明したが、本発明はこのような印刷媒体に限定されない。他の印刷媒体としては、例えば、フィルムなどが挙げられる。

この発明は詳細に説明されたが、上記の説明は、すべての局面において、例示であって、この発明がそれに限定されるものではない。例示されていない無数の変形例が、この発明の範囲から外れることなく想定され得るものと解される。上記各実施形態および各変形例で説明した各構成は、相互に矛盾しない限り適宜組み合わせたり、省略したりすることができる。

１インクジェット印刷システム
１１搬送ローラ（搬送部）
１７乾燥部
２３インクジェットヘッド（インク吐出部）
２７流体吸排ユニット
３インクジェット印刷装置
３３流体吹付ユニット
３５流体回収ユニット
３７流体吹付部
４７ヒータ（熱源）
５７吸気ファン
６１顕熱交換器
６１５高温側流路
６１７低温側流路
６３冷却部
６３３ペルチェ素子
６３７チラー
６５ミストセパレータ（液体除去部）
６６第１導入ダクト
６７第２導入ダクト
６８第３導入ダクト
６９第４導入ダクト
９，１３駆動ローラ（搬送部）
Ｓ１搬送工程
Ｓ２インク吐出工程
Ｓ３乾燥工程
Ｓ４第１の導入工程
Ｓ５冷却工程
Ｓ６第２の導入工程
Ｓ７顕熱交換工程
Ｓ８第３の導入工程
ＷＰ連続紙（印刷媒体）

Claims

印刷媒体にインクジェット方式で画像を印刷する印刷装置であって、
規定の搬送経路に対応する位置に配置され、前記印刷媒体を前記搬送経路に沿って搬送する搬送部と、
前記搬送経路上に配置され、前記搬送部により搬送される前記印刷媒体に向けてインク滴を吐出するインク吐出部と、
前記搬送経路上の前記インク吐出部よりも下流側に配置され、前記印刷媒体を加熱して乾燥するための熱源と、前記熱源を収容する乾燥室と、を有する乾燥部と、
前記熱源による加熱に伴い前記印刷媒体から発生する流体を回収する流体回収部と、
顕熱交換を行なう高温側流路および低温側流路を有する顕熱交換器と、
前記流体回収部が回収した流体を前記高温側流路に導入する第１導入路と、
前記高温側流路からの流体の温度を低下させる冷却部と、
前記高温側流路からの流体を前記冷却部に導入する第２導入路と、
前記冷却部からの流体を前記低温側流路に導入する第３導入路と、
前記低温側流路からの流体を前記乾燥部の前記乾燥室内の雰囲気に導入する第４導入路と、
を備え、
前記冷却部は、チラーを含む、印刷装置。
請求項１の印刷装置であって、
前記乾燥部は、前記熱源を内装し前記印刷媒体を巻き付けて搬送するヒートローラ、を備える、印刷装置。
請求項１または請求項２の印刷装置であって、
前記乾燥部は、前記第４導入路から導入された流体を含む流体を、前記熱源で加熱して前記乾燥部にて搬送される前記印刷媒体に向けて吹き付ける流体吹付部、を備える、印刷装置。
請求項１から請求項３のいずれか１項の印刷装置であって、
前記冷却部からの流体から液体成分を除去する液体除去部、
をさらに備える、印刷装置。
請求項４の印刷装置であって、
前記液体除去部は、流体を回転させることによって液体成分を除去する、印刷装置。
請求項１から請求項５のいずれか１項の印刷装置であって、
前記冷却部は、ペルチェ素子を含む、印刷装置。
印刷媒体にインクジェット方式で画像を印刷する印刷装置であって、
規定の搬送経路に対応する位置に配置され、前記印刷媒体を前記搬送経路に沿って搬送する搬送部と、
前記搬送経路上に配置され、前記搬送部により搬送される前記印刷媒体に向けてインク滴を吐出するインク吐出部と、
前記搬送経路上の前記インク吐出部よりも下流側に配置され、前記印刷媒体を加熱して乾燥するための熱源と、前記熱源を収容する乾燥室と、を有する乾燥部と、
前記熱源による加熱に伴い前記印刷媒体から発生する流体を回収する流体回収部と、
顕熱交換を行なう高温側流路および低温側流路を有する顕熱交換器と、
前記流体回収部が回収した流体を前記高温側流路に導入する第１導入路と、
前記高温側流路からの流体の温度を低下させる冷却部と、
前記高温側流路からの流体を前記冷却部に導入する第２導入路と、
前記冷却部からの流体を前記低温側流路に導入する第３導入路と、
前記低温側流路からの流体を前記乾燥部の前記乾燥室内の雰囲気に導入する第４導入路と、
前記冷却部からの流体から液体成分を除去する液体除去部と、
を備え、
前記液体除去部は、流体を回転させることによって液体成分を除去する、印刷装置。
印刷媒体にインクジェット方式で画像を印刷する印刷方法であって、
ａ）規定の搬送経路に沿って前記印刷媒体を搬送する工程と、
ｂ）前記工程ａ）によって搬送される前記印刷媒体にインクを吐出する工程と、
ｃ）前記工程ｂ）の後、前記印刷媒体上の前記インクを、流体を加熱する熱源および前記熱源を収容する乾燥室を有する乾燥部で乾燥する工程と、
ｄ）前記熱源による加熱に伴い前記印刷媒体から発生した流体を前記乾燥部から回収して顕熱交換器の高温側流路に導入する工程と、
ｅ）前記高温側流路からの流体の温度を低下させる工程と、
ｆ）前記工程ｅ）によって温度が低下した流体を前記顕熱交換器の低温側流路に導入する工程と、
ｇ）前記高温側流路と前記低温側流路との間で顕熱交換する工程と、
ｈ）前記低温側流路からの流体を前記乾燥部の前記乾燥室内の雰囲気に導入する工程と、
ｉ）前記工程ｅ）の後、前記工程ｆ）の前に、流体を回転させることによって前記流体から液体成分を除去する工程と、
を含む、印刷方法。
印刷媒体にインクジェット方式で画像を印刷する印刷方法であって、
ａ）規定の搬送経路に沿って前記印刷媒体を搬送する工程と、
ｂ）前記工程ａ）によって搬送される前記印刷媒体にインクを吐出する工程と、
ｃ）前記工程ｂ）の後、前記印刷媒体上の前記インクを、流体を加熱する熱源および前記熱源を収容する乾燥室を有する乾燥部で乾燥する工程と、
ｄ）前記熱源による加熱に伴い前記印刷媒体から発生した流体を前記乾燥部から回収して顕熱交換器の高温側流路に導入する工程と、
ｅ）前記高温側流路からの流体の温度をチラーによって低下させる工程と、
ｆ）前記工程ｅ）によって温度が低下した流体を前記顕熱交換器の低温側流路に導入する工程と、
ｇ）前記高温側流路と前記低温側流路との間で顕熱交換する工程と、
ｈ）前記低温側流路からの流体を前記乾燥部の前記乾燥室内の雰囲気に導入する工程と、
を含む、印刷方法。