JP5285207B2 - 印字装置 - Google Patents

Description

本発明は、連続紙の表裏の両面に、あるいは連続紙の一面に少なくとも２回にわたって、それぞれ時間差を有してインクジェット印字機にて印字するようにし、かつ各印字ごとに連続紙を乾燥部に通して乾燥するようにした印字装置に関するものである。

連続紙の表裏の両面にそれぞれ時間差を有してインクジェットプリンタの印字ヘッドにて印字すると共に、それぞれの印字ごとに連続紙を乾燥機に通して乾燥するようにした印字装置を本願の出願人が出願した（特許文献１参照）。

また連続紙を加熱する加熱体を備えた印字装置において、印字ヘッドのインク吐出ノズルの近傍に結露部材や吸湿部材を設けて、この部分での結露による印字障害の発生を防止するようにしたものもある（特許文献２参照）。

特開２００４−２２４００２号公報 特開平１−１５７８６０号公報

上記特許文献１にあっては、印字された後に、これの乾燥のために乾燥機に通紙されて加熱された連続紙が、再度インクジェットプリンタの印字ヘッドの下面に沿って通過する際に、このときの連続紙の温度よりも印字ヘッドの温度が低いために、その温度差が原因となって印字ヘッドのインク吐出ノズル面に結露による水滴が生じ、これによる印字障害が発生することがあった。

一方、特許文献２にあっては、印字ヘッドの対向部にて発生する水蒸気が、この印字ヘッドの近傍に設けられた結露部材や吸湿部材にて除去されるが、用紙が枚葉紙と連続紙の違いがあり、また用紙の搬送速度や印字量にも大きな違いがあり、搬送速度が速く、かつ印字量が多い連続紙を用いる印字装置では、結露量や吸湿反応速度等が連続紙の走行に追従できず、印字ヘッドにおける結露による印字障害の発生を防止することができなかった。

本発明は上記のことに鑑みなされたもので、印字と印字の間に、各印字ごとに連続紙を加熱しても、この乾燥熱の蓄熱によって連続紙が印字ヘッドのインク吐出面に対して高温になることがなく、したがってこのインク吐出ノズル面に温度差による結露が生じることがなく、また印字量が多く、かつ高速で搬送される連続紙であっても、印字ヘッド部にインク中の水分が水蒸気として発生することがなくなり、印字ヘッドのインク吐出ノズル面の結露による連続紙の印字障害の発生を防止できるようにした印字装置を提供することを目的とするものである。

上記目的を達成するために、連続紙の走行方向に印字ヘッドを配置してなる印字ユニット列を連続紙の幅方向に位置をずらせて平行に複数列設けると共に、上記各印字ユニット列を乾燥部と連続紙の走行方向を反転させながら幅方向に位置をずらすと共に、連続紙の裏表を反転させる反転装置を介して連続させ、１回目の印字を連続紙の表面に行い、２回目の印字を連続紙の裏面に行うようにし、上記各印字ユニット列を通る連続紙が並列状に巻き掛けられる乾燥ドラムにて構成された乾燥部の下流側に、上記乾燥部からの連続紙が並列状に巻き掛けられて回転可能にした冷却ローラにて、２回目の印字を受ける裏面を冷却するように構成した冷却ローラ装置を配置した構成になっている。

そして上記印字装置において、冷却ローラ装置の冷却ローラを少なくとも２本用い、この各冷却ローラに乾燥部からの連続紙をＳの字に巻き掛けて各冷却ローラごとに異なる面が巻き掛けられるようにした。また、上記印字装置において、複数の印字ユニット列のうちの最下流側の印字ユニット列の連続紙の乾燥部よりの下流側を、冷却ローラ装置をパスして外部へ排出させるようにした。

本発明によれば、印字ユニットにて印字される印字面が各印字ユニット列ごとに乾燥のために加熱されても、各印字ユニット列の連続紙が乾燥部を通過するつど冷却ローラ装置にて冷却することができ、高速で走行する連続紙であっても２回目以降の印字において、先の印字における乾燥部での加熱の影響を受けることなく印字でき、これにより２回目以降の印字における印字ヘッドのインク吐出面への結露を防止でき、連続紙の表裏の両面に、あるいは連続紙の一面に少なくとも２回にわたって、それぞれ時間差を有してインクジェット印字機にて高速で走行する連続紙に印字するようにし、かつ各印字ごとに乾燥部にて加熱乾燥するようにした印字装置において、２回目以降の印字を印字ヘッド周縁での結露発生による印字障害が発生することなく行うことができる。

また本発明によれば、冷却ローラ装置の冷却ローラが乾燥部を各印字ユニット列ごとに連続紙の幅方向にずれて通る各連続紙が軸方向に並列状に巻き掛け可能にしたことにより、複数列の連続紙を同一の冷却ローラにて冷却、排出でき、冷却ローラ装置を省スペースに構成することができる。そして複数の印字ユニット列のうちの冷却する必要のない最下流側の印字ユニット列で印字された連続紙を、冷却ローラ装置を通過させないで直接排出することもできる。

本発明を実施するための最良の実施の形態を図面に基づいて説明する。

図１、図２は連続紙の表裏の両面にそれぞれ時間差を有して水性インクを用いたインクジェット印字機にて印字を行う印字装置１を示すものであり、この印字装置１は機枠２の下部に乾燥部３と冷却ローラ装置４を、また上部に印字部５を有しており、機枠２の一側部（この実施の形態では左側部）に設けられた給紙部６から横方向に走行して供給された連続紙Ｗは、印字部５にてこれの表面と裏面とに順次時間をずらせて印字され、各面の印字ごとに乾燥部３にて乾燥されると共に冷却ローラ装置４にて冷却されて、機枠２の他側部（この実施の形態では右側部）に設けられた排出部７から排出され、これの下流側に設けられた図示しない巻取機にて巻き取られ、あるいは折機等の加工部で加工されるようになっている。

なお、この実施の形態での連続紙Ｗの表面、裏面の表現は単に連続紙Ｗの一方の面（第１面）、他方の面（第２面）を表わすにすぎないものである。

乾燥部３には従来公知の、例えば、内部に備えたヒータにて表面が所定の温度に加熱された乾燥ドラム３ａを用いたドラム型の乾燥機が用いられ、この乾燥ドラム３ａは連続紙Ｗの巻掛け走行に従って従動あるいは自動によって回転し、これの表面に接触する連続紙Ｗに印字された印字を乾燥するようになっている。

冷却ローラ装置４は、２本の冷却ローラ４ａ，４ｂにて構成されていて、上記乾燥部３よりの連続紙ＷがＳの字に巻き掛けられるようになっている。

印字部５は第１の印字ユニット列１０と、第２の面印字ユニット列１１とが連続紙Ｗの走行方向である横方向において略同一位置で、かつ上下方向に位置をずらせると共に、前後方向（連続紙Ｗの幅方向）に連続紙Ｗの幅より大きな寸法Ｌだけ位置をずらせて配置されている。そしてそれぞれの印字ユニット列１０，１１の下側に、各印字ユニット列に対向して連続紙Ｗが走行する印字経路が設けられている。なお、上記両印字ユニット列１０，１１は図示での便宜上、上下方向に位置をずらせて示したが、これは上下方向に同一位置でもよい。

各面の印字ユニット列１０，１１のそれぞれは、連続紙Ｗの走行方向に位置をずらせると共に、それぞれが下向きにして１台以上のインクジェット印字機の印字ヘッド１０ａ，１０ｂ，１０ｃ…、１１ａ，１１ｂ，１１ｃ…が用いられている。なお、図２は図１で示した構成をわかりやすく示した概略的な斜視図であり、この図では２台ずつのインクジェット印字機の印字ヘッド１０ａ，１０ｂ，１１ａ，１１ｂを示した。このインクジェット印字機は各１台ずつであってもよい。

印字部５の上側に位置する第１の印字ユニット列１０の上流側には給紙部６の給紙ローラ（プルローラ）１２からの連続紙Ｗを案内する入口ローラ１３が、またこれの下流側には乾燥部３の入口ローラ１４へ向けて連続紙Ｗを案内する出口ローラ１５が配置してあり、これらのローラにて上記した第１の印字ユニット列１０に対向する印字経路が構成されるようになっている。

また、印字部５の下側に位置する第２の印字ユニット列１１の上流側には後述する反転装置１６の出口ローラ１７からの連続紙Ｗを案内する入口ローラ１８が、またこれの下流側には乾燥部３の入口ローラ１４へ向けて連続紙Ｗを案内する出口ローラ１９が配置されていて、これらのローラにて上記した第２の印字ユニット列１１に対向する印字経路が構成されるようになっている。

反転装置１６はハの字状に配置される２本のターンバー２０，２１からなっている。この反転装置１６は冷却ローラ装置４の出口側と第２の印字ユニット列１１の入口ローラ１８との間に配置されていて、これを通過することにより、第１の印字ユニット列１０から乾燥部３及び冷却ローラ装置４を通過した連続紙Ｗを、同一面状となって走行方向を反転すると共に、上記寸法Ｌだけ連続紙Ｗの幅方向に位相をずらせて第２の印字ユニット列１１の入口ローラ１８へこれの出口ローラ１７を介して案内するようになっている。

乾燥部３の出口側には、乾燥部３の周囲を迂回して第１の印字ユニット列１０を通る方向と逆方向に連続紙Ｗを冷却ローラ装置４へ向けて走行させる第１・第２・第３・第４等の複数の出口側案内ローラ２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄが設けてある。そしてこの乾燥部３の周囲に設けたローラのうち、入口ローラ１４と、第１・第２・第３の出口側案内ローラ２２ａ，２２ｂ，２２ｃ及び冷却ローラ装置４の２本の冷却ローラ４ａ，４ｂは、第１・第２の各印字ユニット列１０，１１に対応して連続紙Ｗの幅方向にＬだけ位相がずれる２列の連続紙Ｗ，Ｗを並列に案内するダブル掛けローラとなっていて、それぞれがフリー回転するようになっている。

冷却ローラ装置４の両冷却ローラ４ａ，４ｂは、これの周面に巻き掛けられる連続紙Ｗを冷却するために、これの周面温度を低温に保つ必要があり、これの低温にするための手段の一例としては、この冷却ローラ４ａ，４ｂに水等の冷媒を循環させる。

図３にその一例を示す。なお、２本の冷却ローラ４ａ，４ｂは同一構成であるので、その一方の冷却ローラ４ａのみを断面して説明する。

冷却ローラ４ａは外筒２３と、この外筒２３内にステーにて同心状に配置される内筒２４と、内筒２４の軸心部に配置される管部材２５とからなっている。

そして外筒２３は、両端が端部材２３ａ，２３ｂにて閉じられていると共に、この端部材２３ａ，２３ｂに設けられた軸部にてフレームＦ_１，Ｆ_２に回転自在に支承されている。また、内筒２４も両端が側板２４ａ，２４ｂにて閉じられていて、この内筒２４の外側と外筒２３の内側にドーナツ状の冷却室２６が、また側板２４ａ，２４ｂのそれぞれの軸方向外側で上記冷却室２６に連通する空間２７ａ，２７ｂがそれぞれ形成されている。管部材２５は、内筒２４の側板２４ａ，２４ｂを貫通してこれに固着されていて、これの両端は上記空間２７ａ，２７ｂに開口されている。

上記外筒２３の一方の端部材２３ａには軸心部に貫通孔２８が設けてあり、この貫通孔２８に流入管２９が挿入されている。この流入管２９は、端部材２３ａの外側から上記管部材２５内にわたる長さになっている。この流入管２９の外径は、端部材２３ａの貫通孔２８の内側との間にドーナツ状の戻り通路３０ができるよう十分小径になっていて、この戻り通路３０にて外筒２３の内側の空間２７ａが外筒２３の端部材２３ａの端部に連通されている。

上記外筒２３の上記戻り通路３０を有する端部材２３ａの端部には、上記流入管２９の端部と、戻り通路３０とに個々に連通するスイベルジョイント３１がこの端部材２３ａに対して回転自在にして、図示しない支持部材にて支持されている。そしてこのスイベルジョイント３１には上記流入管２９に連通する流入路３２と、戻り通路３０に連通する戻り路３３が接続されている。流入路３２には水ポンプが、また戻り路３３には戻り水タンク（いずれも図示せず）が接続してある。

この冷却ローラ装置４においては、各冷却ローラ４ａ，４ｂの流入路３２，３２から流入した冷却水は、流入管２９、管部材２５、空間２７ｂ、冷却室２６、空間２７ａ、戻り通路３０を経て戻り路３３，３３へ循環し、この間に冷却ローラ４ａ，４ｂの外筒２３，２３の周面を冷却するようになっている。

上記構成における作用を以下に説明する。
あらかじめ他の印刷工程にて所定の模様に印刷がなされている連続紙Ｗを横方向に給紙部６より、給紙ローラ１２、さらに入口ローラ１３を経て印字部５の第１の印字ユニット列１０へ、例えば裏面を上側にして供給する。この第１の印字ユニット列１０では、マークセンサＭＳ１による検出信号に応じて作動するインクジェット印字機の印字ヘッド１０ａ，１０ｂ，…にて印字（１回目印字）される。

このようにして裏面側に印字された連続紙Ｗは、この第１の印字ユニット列１０の出口ローラ１５から入口ローラ１４を経て乾燥部３に入って乾燥される。ついでこの連続紙Ｗは、乾燥部３の出口側案内ローラ２２ａ，２２ｂ，２２ｃを経て、冷却ローラ装置４の両冷却ローラ４ａ，４ｂをＳ字状に通過し、この間に上記乾燥部３にて昇温された連続紙Ｗが冷却される。

このときの連続紙Ｗ、すなわち、乾燥部３及び冷却ローラ装置４を通過した連続紙Ｗは第１の印字ユニット列１０を通る方向（順行）に対して逆方向（逆行）になることにより第１の印字ユニット列１０による印字面に対して反転されていて、表面が上側となっている。この状態のまま折り返して第２の印字ユニット列１１へ供給されると反転して再び裏面が上方へ出てしまう。

反転装置１６では連続紙Ｗは、図２に示すように、２本のターンバー２０，２１にて手前側へ位相をずらしながら、同一面状のまま順行方向へ折り返される。これにより、反転装置１６の出口ローラ１７を出た連続紙Ｗは入口ローラ１８を経て、印字部４の第２の印字ユニット列１１へ反転されて供給され、ここで連続紙Ｗの表面に所定の印字がインクジェット印字機の印字ヘッド１１ａ，１１ｂ，…にて行われる。このときの印字もマークセンサＭＳ２からの検出信号によりタイミングがとられて印字（２回目印字）される。このときの印字は、第１の印字ユニット列１０の印字と、連続紙Ｗの走行方向では略同一で、かつ、これの下側へ、及び手前側へずれた位置で行われる。

したがって、表面に印字された連続紙Ｗは裏面に印字された連続紙Ｗに対して手前側へずれた状態で、第２の印字ユニット列１１の出口ローラ１９、入口ローラ１４を経て再び乾燥部３へ入って乾燥され、ついで冷却ローラ装置４にて冷却されてから排出ローラ２２ｄを経て排出経路に入り、ここから排出部７へ走行して排出される。

上記したように、裏面と表面のそれぞれに時間差を有してインクジェット印字機の印字ヘッドにて印字された連続紙Ｗは、各面の印字ごとにそれぞれの印字の直後で乾燥機３にて乾燥されると共に、冷却ローラ装置４にて冷却される。この冷却ローラ装置４による冷却時には、乾燥ドラム３ａにより加熱された用紙温度を冷却すると共に、用紙近傍に蒸気化して浮遊する含有水分の内の一部が除熱結露されて再度連続紙Ｗに吸収される。

以上のように、印字部５にて裏面に第１の印字が行われてから再び印字部５にて表面に第２の印字される連続紙Ｗは、これの近傍に浮遊する水蒸気量が減少されて、この第２の印字を行う印字ヘッド１１ａ，１１ｂ，…のインク吐出面への結露が防止される。

上記冷却ローラ装置４の冷却ローラ４ａ，４ｂは、これの外筒２３は、これによる冷却効果を高めるために薄い程よく、また材質も鋼、アルミ、銅等、熱伝導性のよい材料で構成されることが好ましい。

冷却ローラ４ａ，４ｂは、上記したように走行する連続紙Ｗのローラへの接触圧による連れ回り構造であってもよく、駆動源に連結されて駆動回転する構造でもよい。

さらに冷却ローラ４ａ，４ｂ内を循環する冷媒は、インクジェット印字機と連動して冷媒循環装置を稼動させるようにしてもよい。また、冷媒をインクジェット印字機の停止時における冷却ローラ４ａ，４ｂの表面への結露防止など、稼動状況に合わせて冷水、常温水、温水等循環経路を切り替えて循環通水するようにしてもよい。そしてさらに、走行途中の連続紙Ｗの紙面温度を測定し、これに合わせてこれらの循環装置の温度コントローラ等を制御するようにしてもよい。

冷却ローラ装置４の冷却ローラ４ａ，４ｂの本数は１本でもよく、また３本以上でもよく、連続紙Ｗの冷却ローラへの巻き付け角度は９０度以上が望ましい。

上記した実施の形態では、連続紙Ｗの裏面と表面の両面に印字する例を示したが、連続紙Ｗの一面に２回（複数回）にわたって印字するようにしてもよい。

この場合、図４に示すように反転装置１６ａを１本の裏表反転ローラ３４と、２本のターンバー３５ａ，３５ｂにて構成し、走行されてきた連続紙Ｗを裏表反転すると共に、寸法Ｌだけ連続紙Ｗの幅方向に位相をずらせるようにしたものを用いる。

この構成の反転装置１６ａが用いられることにより、連続紙Ｗは第１の印字ユニット列１０と第２の印字ユニット列１１へ同一面状となって走行して同一面上に両印字ユニット列１０，１１にて印字される。

また上記実施の形態では、２回目（最終回）の印字が行われた連続紙Ｗも冷却ローラ装置４を通して冷却してから出口側案内ローラ２２ｄより排出部７へ排出するようにした例を示したが、この２回目（最終回）の印字が行われた連続紙Ｗは、再び印字ヘッドに対向する必要はないので、冷却ローラ装置４を経ないで排出部７へ排出してもよい。

この場合、冷却ローラ装置４の手前側に他の出口側案内ローラ３６を設け、２回目（最終回）の印字が行われ、乾燥部３を出た連続紙Ｗをこの出口側案内ローラ３６より冷却ローラ装置４をバイパスして排出部７へ排出させる。

本発明の実施の形態を示す正面図である。 本発明の要部を示す斜視図である。 冷却ローラ装置の一例を示す一部破断面図である。 反転装置の他例を示す斜視図である。

符号の説明

Ｗ…連続紙、Ｆ_１，Ｆ_２…フレーム、１…印字装置、２…機枠、３…乾燥部、３ａ…乾燥ドラム、４…冷却ローラ装置、４ａ，４ｂ…冷却ローラ、５…印字部、６…給紙部、７…排出部、１０，１１…第１・第２の印字ユニット列、１２…給紙ローラ、１３，１４，１８…入口ローラ、１５，１７，１９…出口ローラ、１６，１６ａ…反転装置、２０，２１，３４ａ，３４ｂ…ターンバー、２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ，３５…出口側案内ローラ、２３…外筒、２３ａ，２３ｂ…端部材、２４…内筒、２４ａ，２４ｂ…側板、２５…管部材、２６…冷却室、２７ａ，２７ｂ…空間、２８…貫通孔、２９…流入管、３０…戻り通路、３１…スイベルジョイント、３２…流入路、３３…戻り路、３４…裏表反転ローラ、３５ａ，３５ｂ…ターンバー、３６…出口側案内ローラ。

Claims (3)

1. 連続紙の走行方向に印字ヘッドを配置してなる印字ユニット列を連続紙の幅方向に位置をずらせて平行に複数列設けると共に、上記各印字ユニット列を乾燥部と連続紙の走行方向を反転させながら幅方向に位置をずらすと共に、連続紙の裏表を反転させる反転装置を介して連続させ、１回目の印字を連続紙の表面に行い、２回目の印字を連続紙の裏面に行うようにし、
   上記各印字ユニット列を通る連続紙が並列状に巻き掛けられる乾燥ドラムにて構成された乾燥部の下流側に、上記乾燥部からの連続紙が並列状に巻き掛けられて回転可能にした冷却ローラにて、２回目の印字を受ける裏面を冷却するように構成した冷却ローラ装置を配置した
   ことを特徴とする印字装置。
2. 冷却ローラ装置の冷却ローラを少なくとも２本用い、この各冷却ローラに乾燥部からの連続紙をＳの字に巻き掛けて各冷却ローラごとに異なる面が巻き掛けられるようにしたことを特徴とする請求項１記載の印字装置。
3. 複数の印字ユニット列のうちの最下流側の印字ユニット列の連続紙の乾燥部よりの下流側を、冷却ローラ装置をパスして外部へ排出させるようにしたことを特徴とする請求項１または請求項２記載の印字装置。

Images