JP7347902B2 - 印刷装置及びインクジェットによる印刷方法 - Google Patents

Description

本発明は、インクジェット方式の印刷装置及び印刷方法に関し、特に印刷及び乾燥を並行して行うものに関する。

従来、ベルト搬送タイプにおいて、プリントヘッドと、搬送ベルトを静電気帯電する帯電手段及び除電手段を備えたインクジェットプリンタは知られている（例えば、特許文献１参照）。

また、ロール搬送タイプにおいて、インクジェットヘッドと印刷シートを静電気帯電する帯電装置及び除電装置とを備えた印刷装置は知られている（例えば、特許文献２参照）。さらに、複数のヘッドと、各ヘッド間に配置された送風ファンとを備えた装置が開示されている（例えば、特許文献３参照）。

実開平４－１２２０３８号公報 特開２０１０－９４９５３号公報 特許第５２３０４９０号公報

特許文献１のようなベルト搬送タイプでは、プリントヘッドを増設しやすくメンテナンス性もよいが、基材がベルトから浮きやすいというデメリットがある。また、ベルト素材に金属等を使用すると、加熱時に歪みが発生してしまうという問題がある。

一方、ロール搬送タイプでは、ロール上のヘッド設置数制限、メンテナンス性などに問題がある。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、インクの乾燥性を向上させて鮮明な文字及び画像を形成できるようにすることにある。

上記の目的を達成するために、この発明では、印字用紙をベルトに密着させた状態で加熱するようにした。

具体的には、第１の発明では、
印刷用紙を巻き出す巻出し部と、
上記巻出し部から巻き出された上記印刷用紙を巻き取る巻取り部と、
上記巻出し部から巻き出されてきた上記印刷用紙の表面側に印刷する複数のインクジェットヘッドと、
上流側のインクジェットヘッドと下流側のインクジェットヘッドとの間に設けられ、上流側のインクジェットヘッドによって表面に印刷された印刷用紙を該印刷用紙の裏面側から密着状に保持して加熱しながら搬送する加熱式搬送ベルトとを備えている。

上記の構成によると、加熱式搬送ベルトは、印刷用紙の裏面側から印刷用紙に密着して熱伝導効率をよくした状態で印刷用紙を加熱する。このため、表面側の印刷面を汚すことなく印刷用紙を浮かせずにインクをむらなく効率的に乾燥させることができる。また、加熱式搬送ベルトは、インクジェットヘッドを避けて配置されているので、加熱式搬送ベルトの熱によってインクジェットヘッドが加熱されて目詰まりしたり、インク粘度低下によってインクが漏れ出したりすることはない。

第２の発明では、第１の発明において、
上記加熱式搬送ベルトは、静電気帯電により、上記印刷用紙を密着状に保持するように構成されている。

上記の構成によると、印刷される表面側に触れて汚すことなく印刷用紙を密着させて効率よく加熱できる。また、加熱式搬送ベルトの素材として加熱時に歪みが生じてしまう金属以外を使用することができる。

第３の発明では、第１又は第２の発明において、
上記加熱式搬送ベルトの上流側には、上記巻出し部から巻き出されてきた上記印刷用紙を予め加熱して乾燥させるプレヒート部が設けられている。

上記の構成によると、通常６．５～７％程度の含水率の印刷用紙の含水率を予めプレヒート部で加熱し、ある程度乾燥させておくことで、インクジェットヘッドから吐出されたインクが染みこみやすくなってより鮮明な印刷が可能となる。

第４の発明では、第１から第３のいずれか１つの発明において、
上記加熱式搬送ベルトの上方には、該加熱式搬送ベルトよりも上流側の上記インクジェットヘッドで印刷された上記印刷用紙を乾燥させるインクジェット間乾燥部が設けられている。

上記の構成によると、加熱式搬送ベルトで加熱して乾燥するだけでなく、インクジェット間乾燥部で加熱することで、より効率よくインクの乾燥が行われる。

第５の発明では、第１から第４のいずれか１つの発明において、
上記加熱式搬送ベルトの下流側且つ上記複数のインクジェットヘッドの下流側には、下流側乾燥部が設けられ、該下流側乾燥部を通過した上記印刷用紙が上記巻取り部に巻き取られるように構成されている。

上記の構成によると、巻取り部に巻き取られる前に確実に印刷用紙のインクが乾燥する。

第６の発明では、第５の発明において、
最も上流側のインクジェットヘッドの下流側で且つ上記下流側乾燥部の上流側には、上記印刷用紙の印刷面側から接触するローラは設けられていない。

上記の構成によると、十分に乾いていない印刷面がローラに触れることはないので、ローラが汚れず、仕上がりのきれいな印刷が行われる。

第７の発明では、
印刷用紙を巻き出す巻出し工程と、
上記巻出し部から巻き出されてきた上記印刷用紙の表面側に複数のインクジェットヘッドによって印刷する印刷工程と、
上記複数のインクジェットヘッドの間において、上流側のインクジェットヘッドによって表面に印刷された印刷用紙を加熱式搬送ベルトによって該印刷用紙の裏面側から密着状に保持して加熱しながら搬送する加熱搬送工程と、
上記加熱搬送工程及び上記印刷工程を経た上記印刷用紙を巻き取る巻取り工程とを含む構成とする。

上記の構成によると、加熱式搬送ベルトは、印刷用紙の裏面側から印刷用紙に密着して熱伝導効率をよくした状態で印刷用紙を加熱する。このため、表面側の印刷面を汚すことなく印刷用紙を浮かせずにインクをむらなく効率的に乾燥させることができる。

第８の発明では、第７の発明において、
上記印刷工程の前に上記印刷用紙を約６０℃に加熱するプレヒート工程を含む。

上記の構成によると、インクジェットによる印刷の前に予め印刷用紙を加熱して含水率を積極的に低下させることができるので、その後のインクジェットによるインクが印刷用紙に迅速且つ確実に吸い込まれる。ここで、約６０℃というのは、厳密に６０℃である必要はなく、６０℃前後を理想とし、通常の紙の含水率６．５～７％を減少させることができる温度であればよい意味である。

以上説明したように、本発明によれば、巻出し部から巻き出されてきた印刷用紙を加熱式搬送ベルトによって印刷用紙の裏面側から密着状に保持して加熱しながら搬送するようにしたことにより、インクの乾燥性を向上させて鮮明な文字及び画像を形成できる。

本発明の実施形態に係る印刷装置の概略を示す正面図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

図１は本発明の実施形態のインクジェット方式の印刷装置１を示し、この印刷装置１は、印刷用紙Ｐを巻き出す巻出し部２を備えている。この巻き出し部２は、印刷用紙Ｐのロールを回転可能に支持するように構成されている。印刷用紙Ｐは、例えば紙素材よりなる。

また、印刷装置１は、巻出し部２から巻き出された印刷用紙Ｐを巻き取る巻取り部３を最下流側に備えている。巻出し部２は、印刷されていない紙のロールを回転可能に取付可能となっている。巻取り部３は、例えば、図示しない電動モータ等よりなる駆動装置によって、例えば、印刷用紙が１０～５０ｍ／ｍｉｎの搬送速度となるように駆動される。巻き出し部２から巻き出された印刷用紙Ｐは、適宜設けられた複数のガイドローラ４にガイドされながら、巻取り部３に巻き取られるようになっている。巻取り部３に巻き取られた印刷用紙は、一巻きのロールとして取り出される。

本実施形態では、まず、巻き出し部２から巻き出された印刷用紙Ｐは、ガイドローラ４の部分で、コロナ処理装置５によってコロナ処理される。このコロナ処理により印刷用紙の表面をコロナ放電照射により改質させることができる。コロナ処理装置５は、公知の直流高電圧発生装置、高周波電源装置等を含むが、このコロナ処理装置５はなくてもよい。

コロナ処理された印刷用紙Ｐは、複数のガイドローラ４がガイドされながら、プレヒート部６において、プレヒート処理が行われるようになっている。プレヒート部６は、例えば外径３００ｍｍのプレヒート用熱ロール７を備え、このプレヒート用熱ロール７は、約３０～１００℃に保たれている。プレヒート部６は、さらに蒸気吸引装置又は熱風装置８を備えていてもよい。

そしてプレヒート処理された印刷用紙Ｐは、ガイドローラ４にガイドされてインクジェット方式の、最も上流側のインクジェットヘッド９ａ，９ｂと、下流側のインクジェットヘッド９ｃ，９ｄによって印刷されるようになっている。インクジェットヘッドの個数や距離は特に限定されない。

印刷装置１は、上流側のインクジェットヘッド９ａ，９ｂで表面側に印刷された印刷用紙Ｐを加熱するインクジェット間乾燥部１０によって加熱されるようになっている。インクジェット間乾燥部１０は、印刷用紙Ｐの裏面側から密着状に保持して加熱しながら搬送する加熱式搬送ベルト１１を備えている。加熱式搬送ベルト１１は、静電気を帯電可能な絶縁部材を含み、駆動プーリ１２と従動プーリ１３との間に掛けられ、例えば、１０～５０ｍ／ｍｉｎの搬送速度で駆動されるようになっている。加熱式搬送ベルト１１は、図示しない直流高電圧発生装置、各種チャージング用電極等によって静電気が帯電されるようになっている。また、図示しないヒータなどの加熱装置により、約３０～１００℃に加熱されるようになっている。

インクジェット間乾燥部１０は、さらに印刷用紙Ｐを上方から乾燥させる第１乾燥部１４を備えている。第１乾燥部１４は、熱風乾燥などで方式は特に限定されないが、加熱式搬送ベルト１１による乾燥を補助するものであり、例えば、加熱式搬送ベルト１１の上方の長さ約４００ｍｍの部分に設けられている。またインクジェット間乾燥部１０は、例えば、約３０～１００℃で印刷用紙Ｐを加熱するように構成されているが、なくてもよい。加熱式搬送ベルト１１で印刷用紙Ｐを加熱して乾燥させるだけでなく、インクジェット間乾燥部１０で加熱することで、より効率よくインクの乾燥が行われる。

例えば、上流側のインクジェットヘッド９ａ，９ｂは、ガイドローラ４と、加熱式搬送ベルト１１の従動プーリ１３との間の２００ｍｍ程度の範囲に配置されている。下流側のインクジェットヘッド９ｃ，９ｄは、加熱式搬送ベルト１１の駆動プーリ１２と、その下流側の後述する最終乾燥用熱ロール１６との間の２００ｍｍ程度の位置に設けられている。上記のように２つのインクジェットヘッド９ａ，９ｂまたは２つのインクジェットヘッド９ｃ，９ｄを配置する場合には、約２００ｍｍの範囲に配置されるが、この値は機械の設計に応じて変更可能であり、例えば、熱や風の影響、機器接続部分等を考慮する場合には、約３００～７００ｍｍの範囲が必要となる。このように、加熱式搬送ベルト１１の真上には、インクジェットヘッド９ａ～９ｄは設けられていない。インクジェットヘッド９ａ～９ｄが加熱により目詰まり等を起こさないようにするためである。

そして、インクジェットヘッド９ａ～９ｄによって印刷された印刷用紙Ｐを加熱して乾燥させる、下流側乾燥部としての最終乾燥部１５が設けられている。最終乾燥部１５は、例えば、最終乾燥用熱ロール１６を含み、この最終乾燥用熱ロール１６は、例えば、外径３００～４００ｍｍ程度のもので、３０～１００℃程度に加熱されており、巻き付いた印刷用紙Ｐを加熱してインクを乾燥させる役割を果たす。最終乾燥部１５は、第２乾燥部１７を含んでいてもよく、この第２乾燥部１７は、熱風乾燥などで方式は特に限定されないが、最終乾燥用熱ロール１６による乾燥を補助するものであり、例えば、３０～１００℃で印刷用紙Ｐを加熱するように構成されている。この第２乾燥部１７は、あってもなくてもよい。

最終乾燥用熱ロール１６を通過した印刷用紙Ｐは、インクがすでに乾燥しているので、図１に示すように、その下流側では印刷用紙Ｐの表面側に接するようにガイドローラ４が設けられている。そして、最も上流側のインクジェット９ａの下流側で且つ最終乾燥用熱ロール１６の上流側には、印刷用紙Ｐの印刷面側から接触するローラは設けられていない。

－インクジェットによる印刷方法－
上記印刷装置１を用いて印刷用紙Ｐにインクジェットによって印刷を行う方法について説明する。

まず、巻出し工程で、印刷用紙Ｐを巻き出す。これは、巻取り工程において、駆動装置を駆動して印刷用紙Ｐを巻き取ることによって開始される。例えば、インクの塗布量がウエット状態で１０ｇ／ｍ^２のときに、搬送速度は約４４ｍ／ｍｉｎとなる。

次いで、コロナ処理工程で印刷用紙Ｐの表面にコロナ処理が行われる。このコロナ処理は省略してもよい。

次いで、プレヒート工程で、プレヒート用熱ロール７の外周で６０℃程度の加熱されると共に、熱風装置８によっても約６０℃に加熱される。これにより、印刷用紙Ｐは、通常の含水率よりも低い含水率に予め乾燥させられる。

次いで、第１印刷工程で、インクジェットヘッド９ａ，９ｂによって、印刷用紙Ｐに対して所定のインクが塗布される。このとき、通常６．５～７％程度の含水率の印刷用紙Ｐの含水率を予めプレヒート部６で加熱してある程度乾燥させられているので、インクジェットヘッド９ａ，９ｂから吐出されたインクが染みこみやすくなってより鮮明な印刷が可能となる。

次いで、加熱搬送工程において、上流側のインクジェットヘッド９ａ，９ｂによって印刷された印刷用紙Ｐが裏面側から密着状に保持されて例えば６０℃程度に加熱されながら搬送される。このとき、加熱式搬送ベルト１１は、静電気帯電により、印刷用紙Ｐを密着状に保持した状態で加熱するので、印刷される表面側に触れて汚すことなく印刷用紙Ｐを密着させて効率よく確実に加熱できる。また、静電気帯電を用いているので、加熱時に歪みが生じてしまう金属以外を使用することができる。この加熱搬送工程において、第１乾燥部１４により補助的に印刷用紙Ｐを約６０℃に加熱してもよい。

次いで、下流側のインクジェットヘッド９ｃ，９ｄによって印刷用紙Ｐの表面側に印刷が行われる。このとき、加熱搬送工程においてすでにインクが十分に乾燥させられているので、印刷用紙Ｐにおいてインクが混じったり滲んだりすることはない。

そして、最終乾燥工程において、最終乾燥用熱ロール１６の外周で約６０℃に加熱されると共に、第２乾燥部１７で約６０℃に乾燥させられる。これにより、印刷用紙Ｐのインクは、ほぼ完全に乾燥させられるので、ガイドローラ４の外周に印刷面が触れてもガイドローラ４を汚すことはない。

そして、巻取り工程において、ガイドローラ４を通過した印刷用紙Ｐは、インクが十分に乾燥した状態で巻取り部３に巻き取られる。本実施形態では、十分に乾いていない印刷面がローラに触れることはないので、ローラが汚れず、仕上がりのきれいな印刷が行われる。

このように、加熱式搬送ベルト１１は、印刷用紙Ｐの裏面側から印刷用紙Ｐに密着して熱伝導効率をよくした状態で印刷用紙Ｐを加熱する。このため、表面側の印刷面を汚すことなく印刷用紙Ｐを浮かせずにインクをむらなく効率的に乾燥させることができる。

また、加熱式搬送ベルト１１は、インクジェットヘッド９ａ～９ｄを避けて配置されているので、加熱式搬送ベルト１１の熱によってインクジェットヘッド９ａ～９ｄが加熱されて目詰まりすることはない。

したがって、本実施形態に係る印刷装置１によると、巻出し部２から巻き出されてきた印刷用紙Ｐを加熱式搬送ベルト１１によって印刷用紙Ｐの裏面側から密着状に保持して加熱しながら搬送するようにしたことにより、インクの乾燥性を向上させて鮮明な文字及び画像を形成できる。

（その他の実施形態）
本発明は、上記実施形態について、以下のような構成としてもよい。

すなわち、上記実施形態では、加熱式搬送ベルト１１において、静電気帯電により印刷用紙Ｐを加熱式搬送ベルト１１に密着させるようにしているが、吸引など別の方法で印刷用紙Ｐを密着させるようにしてもよい。

また、加熱式搬送ベルト１１は、それ自身が通電等により発熱する素材で構成されていてもよい。

なお、以上の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物や用途の範囲を制限することを意図するものではない。

１ 印刷装置
２ 巻出し部
３ 巻取り部
４ ガイドローラ
５ コロナ処理装置
６ プレヒート部
７ プレヒート用熱ロール
８ 熱風装置
９ａ，９ｂ 上流側のインクジェットヘッド
９ｃ，９ｄ 下流側のインクジェットヘッド
１０ インクジェット間乾燥部
１１ 加熱式搬送ベルト
１２ 駆動プーリ
１３ 従動プーリ
１４ 第１乾燥部
１５ 最終乾燥部（下流側乾燥部）
１６ 最終乾燥用熱ロール
１７ 第２乾燥部

Claims (8)

1. 印刷用紙を巻き出す巻出し部と、
   上記巻出し部から巻き出された上記印刷用紙を巻き取る巻取り部と、
   上記巻出し部から巻き出されてきた上記印刷用紙の表面側に印刷する複数のインクジェットヘッドと、
   上流側のインクジェットヘッドと下流側のインクジェットヘッドとの間に設けられ、上流側のインクジェットヘッドによって表面に印刷された印刷用紙を該印刷用紙の裏面側から密着状に保持して加熱しながら搬送する加熱式搬送ベルトとを備えており、
   上記加熱式搬送ベルトが、上記インクジェットヘッドを避けて配置されている
   ことを特徴とする印刷装置。
2. 請求項１に記載の印刷装置において、
   上記加熱式搬送ベルトは、静電気帯電により、上記印刷用紙を密着状に保持するように構成されている
   ことを特徴とする印刷装置。
3. 請求項１又は２に記載の印刷装置において、
   上記加熱式搬送ベルトの上流側には、上記巻出し部から巻き出されてきた上記印刷用紙を予め加熱して乾燥させる、熱ロールで構成されたプレヒート部が設けられている
   ことを特徴とする印刷装置。
4. 請求項１から３のいずれか１つに記載の印刷装置において、
   上記加熱式搬送ベルトの上方には、該加熱式搬送ベルトよりも上流側の上記インクジェットヘッドで印刷された上記印刷用紙を乾燥させるインクジェット間乾燥部が設けられている
   ことを特徴とする印刷装置。
5. 請求項１から４のいずれか１つに記載の印刷装置において、
   上記加熱式搬送ベルトの下流側且つ上記複数のインクジェットヘッドの下流側には、熱ロールで構成された下流側乾燥部が設けられ、該下流側乾燥部を通過した上記印刷用紙が上記巻取り部に巻き取られるように構成されている
   ことを特徴とする印刷装置。
6. 請求項５に記載の印刷装置において、
   最も上流側のインクジェットヘッドの下流側で且つ上記下流側乾燥部の上流側には、上記印刷用紙の印刷面側から接触するローラは設けられていない
   ことを特徴とする印刷装置。
7. 印刷用紙を巻き出す巻出し工程と、
   上記巻出し工程により巻き出されてきた上記印刷用紙の表面側に複数のインクジェットヘッドによって印刷する印刷工程と、
   上記複数のインクジェットヘッドの間において、複数のインクジェットヘッドを避けた位置で、上流側のインクジェットヘッドによって表面に印刷された印刷用紙を加熱式搬送ベルトによって該印刷用紙の裏面側から密着状に保持して加熱しながら搬送する加熱搬送工程と、
   上記加熱搬送工程及び上記印刷工程を経た上記印刷用紙を巻き取る巻取り工程とを含むことを特徴とするインクジェットによる印刷方法。
8. 請求項７に記載のインクジェットによる印刷方法において、
   上記印刷工程の前に熱ロールによって上記印刷用紙を約６０℃に加熱するプレヒート工程と、
   上記加熱搬送工程の後に、熱ロールで構成された下流側乾燥部によって上記印刷用紙を加熱する工程とをさらに含む
   ことを特徴とするインクジェットによる印刷方法。

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