特開 2022-166276 画像形成装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022166276

(43)【公開日】2022-11-01

(54)【発明の名称】画像形成装置

(51)【国際特許分類】

   B41J 2/01 20060101AFI20221025BHJP

【ＦＩ】

B41J2/01 305

【審査請求】有

【請求項の数】11

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022132644

(22)【出願日】2022-08-23

(62)【分割の表示】P 2020508239の分割

【原出願日】2019-03-12

(31)【優先権主張番号】P 2018051710

(32)【優先日】2018-03-19

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(71)【出願人】

【識別番号】306037311

【氏名又は名称】富士フイルム株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001519

【氏名又は名称】弁理士法人太陽国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】光安 隆

(72)【発明者】

【氏名】荒木 実

(57)【要約】

【課題】印刷胴でのスリップを抑制し、画質の悪化を抑制することができる画像形成装置を提供する。
【解決手段】画像形成装置１０は、予め定められた搬送経路に沿って連続紙９０を搬送する搬送部２０と、搬送部２０に設けられ、連続紙９０が巻き掛けられる印刷胴４０であって、周方向に沿って延びる溝６０が軸方向に並んで形成された印刷胴４０と、印刷胴４０に巻き掛けられた連続紙９０に対してインクを吹付ける吐出部３０と、を備える。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

予め定められた搬送経路に沿って連続紙を搬送する搬送部と、
前記搬送部に設けられ、前記連続紙が巻き掛けられる印刷胴であって、周方向に沿って延びる溝が軸方向に並んで形成された印刷胴と、
前記印刷胴に巻き掛けられた前記連続紙に対してインクを吹付ける吐出部と、
を備え、
前記印刷胴は、サクションロールでない、
画像形成装置。

【請求項2】

前記溝の溝幅をＷ（ｍｍ）、溝深さをＤ（ｍｍ）、溝ピッチをＰ（ｍｍ）としたとき、
溝幅Ｗが０．１～２．０ｍｍである、
請求項１に記載の画像形成装置。

【請求項3】

溝幅Ｗおよび溝深さＤが以下の関係を満たす、
請求項２に記載の画像形成装置。
０．０５Ｗ≦Ｄ≦Ｗ

【請求項4】

溝幅Ｗ（ｍｍ）、溝深さＤ（ｍｍ）および溝ピッチＰ（ｍｍ）が以下の関係を満たす、
請求項２または請求項３に記載の画像形成装置。
Ｗ≦Ｐ≦ＷＤ／０．０２

【請求項5】

溝幅Ｗが０．４～０．６ｍｍであり、
溝深さＤが０．０３～０．１１ｍｍである、
請求項２～請求項４の何れか一項に記載の画像形成装置。

【請求項6】

溝深さＤが０．０３～０．０５ｍｍである、
請求項５に記載の画像形成装置。

【請求項7】

溝ピッチＰが０．４～０．６ｍｍである、
請求項５または請求項６に記載の画像形成装置。

【請求項8】

前記溝の凸部の曲率半径は、頂点部で最小値とされ、
前記溝の凸部最小曲率半径Ｒ１が０．３～０．５ｍｍである、
請求項２～請求項７の何れか一項に記載の画像形成装置。

【請求項9】

前記溝の凹部最小曲率半径Ｒ２が０．１～０．５ｍｍである、
請求項２～請求項８の何れか一項に記載の画像形成装置。

【請求項10】

前記溝の最大溝傾斜角θが６５度以下である、
請求項２～請求項９の何れか一項に記載の画像形成装置。

【請求項11】

前記溝は、螺旋状の溝である、
請求項１～請求項１０の何れか一項に記載の画像形成装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、画像形成装置に関する。

【背景技術】

【0002】

ロール紙などの連続紙に画像を形成する画像形成装置であって、搬送部によって搬送される連続紙にインクを吹付けるインクジェット方式の装置が知られている（例えば特許文献１）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１６－２６７２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上述のような装置の一部を変更して、搬送部に１つの印刷胴を設け、連続紙のうち印刷胴に巻き掛けられた部分にインクを吹付ける装置とした場合、印刷胴に対して連続紙が滑ると（つまり印刷胴でスリップが発生すると）、形成される画像の画質に悪影響が及ぶこととなってしまう。

【0005】

本開示は、印刷胴でのスリップを抑制し、画質の悪化を抑制することができる画像形成装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

第１の態様の画像形成装置は、予め定められた搬送経路に沿って連続紙を搬送する搬送部と、搬送部に設けられ、連続紙が巻き掛けられる印刷胴であって、周方向に沿って延びる溝が軸方向に並んで形成された印刷胴と、印刷胴に巻き掛けられた連続紙に対してインクを吹付ける吐出部と、を備える。

【0007】

なお、上述の「周方向に沿って延びる溝」とは、溝が延びる方向が周方向に平行な方向である場合の他、周方向に対して若干傾斜した方向である場合をも含む。

【0008】

第２の態様の画像形成装置は、第１の態様において、溝の溝幅をＷ（ｍｍ）、溝深さをＤ（ｍｍ）、溝ピッチをＰ（ｍｍ）としたとき、溝幅Ｗが０．１～２．０ｍｍである。

【0009】

第３の態様の画像形成装置は、第２の態様において、溝幅Ｗおよび溝深さＤが以下の関係を満たす。
０．０５Ｗ≦Ｄ≦Ｗ

【0010】

第４の態様の画像形成装置は、第２または第３の態様において、溝幅Ｗ（ｍｍ）、溝深さＤ（ｍｍ）および溝ピッチＰ（ｍｍ）が以下の関係を満たす。
Ｗ≦Ｐ≦ＷＤ／０．０２

【0011】

第５の態様の画像形成装置は、第２～第４の何れかの態様において、溝幅Ｗが０．４～０．６ｍｍであり、溝深さＤが０．０３～０．１１ｍｍである。

【0012】

第６の態様の画像形成装置は、第５の態様において、溝深さＤが０．０３～０．０５ｍｍである。

【0013】

第７の態様の画像形成装置は、第５または第６の態様において、溝ピッチＰが０．４～０．６ｍｍである。

【0014】

第８の態様の画像形成装置は、第２～第７の何れかの態様において、溝の凸部の曲率半径は、頂点部で最小値とされ、溝の凸部最小曲率半径Ｒ１が０．３～０．５ｍｍである。

【0015】

第９の態様の画像形成装置は、第２～第８の何れかの態様において、溝の凹部最小曲率半径Ｒ２が０．１～０．５ｍｍである。

【0016】

第１０の態様の画像形成装置は、第２～第９の何れかの態様において、溝の最大溝傾斜角θが６５度以下である。

【0017】

第１１の態様の画像形成装置は、第１～第１０の何れかの態様において、溝は、螺旋状の溝である。

【0018】

なお、溝の延在方向の位置によって各種寸法が変化している場合、各種寸法はその平均値で考える。

【発明の効果】

【0019】

本開示によれば、印刷胴でのスリップを抑制し、画質の悪化を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】実施形態に係る画像形成装置の全体構成を示す概略図である。

【図2】実施形態に係る印刷胴を示す模式的な図である。

【図3】実施形態に係る印刷胴に形成された溝を示す断面図（具体的には溝延在方向に直交する平面で切断した状態を示す断面図）である。

【図4】印刷胴に形成された溝の変形例を示す図である。

【図5】印刷胴の変形例を示す模式的な図である。

【図6】印刷胴の他の変形例を示す模式的な図である。

【発明を実施するための形態】

【0021】

以下、図１～図３を用いて、本開示の実施形態について説明する。

【0022】

図１に示す画像形成装置１０は、ロール紙などの連続紙９０の表面（片面）に画像を形成する装置であり、具体的にはインクジェット方式の印刷機である。なお、図１の下方向は重力方向と一致している。

【0023】

本実施形態の画像形成装置１０で使用する連続紙９０としては、以下のような連続紙９０を想定している。
すなわち、連続紙９０は、厚みが０．０５～０．４ｍｍ（より具体的には０．１～０．３ｍｍ）の上質紙、中質紙、塗工紙、アート紙、コート紙、軽量コート紙、インディアペーパー、色上質紙、ファンシーペーパー、新聞巻取紙または、厚みが０．００５～０．２５ｍｍ（より具体的には０．０１２～０．０５０ｍｍ）のＰＥＴ、ポリプロピレン、ナイロン、ポリエチレン、ＰＶＣを基材とする軟包装材またはラベルである。

【0024】

＜画像形成装置の全体構成＞
画像形成装置１０は、連続紙９０を予め定められた搬送路に沿って搬送する搬送部２０を有する。搬送部２０は、印刷胴４０や乾燥胴５０、その他のローラ２９を含む複数のローラを含んで構成されている。搬送部２０は、給紙部２１から巻取部２５に向けて、搬送経路に沿って連続紙９０を搬送する。

【0025】

画像形成装置１０は、給紙部２１、前処理部２２、印刷部２３、乾燥部２４および巻取部２５を有する。給紙部２１、前処理部２２、印刷部２３、乾燥部２４および巻取部２５は、搬送経路に沿ってこの順に配置されている。

【0026】

（給紙部２１）
給紙部２１では、連続紙９０が送り出される。給紙部２１は、予め連続紙９０が巻き付けられた巻出ロール２１Ａを有する。巻出ロール２１Ａは、モータ等で駆動される駆動ローラであり、駆動されることで連続紙９０を送り出す。給紙部２１は、巻出ロール２１Ａの繰り出し方向とは逆方向の回転や図示しないブレーキ機構などにより、連続紙９０に一定の張力を与えて繰り出す。

【0027】

（前処理部２２）
前処理部２２では、連続紙９０に対する印刷（インク吹付）前の前処理が行われる。具体的には、前処理部２２は、連続紙９０に対する印刷前の下塗りとして、酸プレコート液を塗工する工程と、塗工した酸プレコート液を乾燥させる工程と、が行われる。

【0028】

（印刷部２３）
印刷部２３では、連続紙９０にインクを吹付ける工程が行われる。

【0029】

印刷部２３は、連続紙９０が巻き掛けられる印刷胴４０と、印刷胴４０に巻き掛けられた連続紙９０にインクを吹付ける吐出部３０と、を有する。吐出部３０は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色のインク滴を連続紙９０の表面に吐出する吐出ヘッド３２Ｙ、３２Ｍ、３２Ｃ、３２Ｋを有する。各吐出ヘッド３２Ｙ～３２Ｋは、サーマル方式、圧電方式等の方式でインク滴を吐出する。

【0030】

なお、印刷胴４０の詳細については、後述する。

【0031】

（乾燥部２４）
乾燥部２４では、印刷部２３で吹き付けたインクを乾燥する乾燥工程が行われる。

【0032】

乾燥部２４は、連続紙９０が巻き掛けられる乾燥胴５０を有する。乾燥胴５０は、例えば、加熱ロールである。加熱ロールとしては、ロール表面を加熱させるため、ロール内部に加熱用ヒータが組み込まれたものが用いられる。また、乾燥胴５０は、吸着式のロールあってもよい。吸着式のロールとしては、例えば、ロール表面に連続紙を吸着するための吸着孔が設けられ、印刷機外部に設置された負圧発生装置（真空ポンプ、ブロア等）により吸引して搬送中の連続紙９０を保持するものが用いられる。

【0033】

また、乾燥部２４は、乾燥効率を向上させるために乾燥ボックス構造とされてもよい。すなわち、乾燥部２４は、乾燥胴５０などを収容する乾燥ボックス（図示省略）を有してもよい。

【0034】

また、乾燥部２４は、連続紙９０に温風を吹き付ける温風装置（図示省略）を有してもよい。温風装置は、熱風発生器、ノズル、乾燥ボックス内の熱風を循環させるための吸引用ブロアなどから構成される。

【0035】

（巻取部２５）
巻取部２５では、画像が形成された連続紙９０が巻き取られる。巻取部２５は、ロール形態に巻き取るための巻取ロール２５Ａを有する。巻取ロール２５Ａは、駆動ローラである。

【0036】

＜印刷胴＞
次に、図２～図４を用いて、印刷胴４０の詳細について説明する。

【0037】

印刷胴４０の径（直径）は、例えば５０～１３００ｍｍ（より具体的には２２５～７４３ｍｍ）であり、本実施形態では約４５０ｍｍである。

【0038】

印刷胴４０の材質は、特に限定されないが、ステンレス、炭素鋼、アルミニウムなどである。ステンレスとしては、ＳＵＳ（Steel Use Stainless）３０４、ＳＵＳ３１６、ＳＵＳ３１３などが用いられる。

【0039】

印刷胴４０は、硬度、耐食性、耐摩耗性を向上させるために表面処理が施されている。表面処理としては、硬質クロムメッキ、無電解ニッケルメッキ、アルマイトなどの表面処理が用いられる。

【0040】

本実施形態の印刷胴４０は、一例として、材質がステンレスとされ、硬質クロムメッキの表面処理が施されている。

【0041】

図２や図３に示すように、周方向に沿って延びる溝６０が軸方向に並んで形成されている。このため、連続紙９０と印刷胴４０との間に入り込む空気を溝６０に逃がすことができ、印刷胴４０の連続紙９０に対する保持力が向上される。したがって、印刷胴４０でのスリップが抑制され、画質の悪化が抑制される。また、印刷胴４０は、周面４２に吸引孔などが形成された吸引式のロール（サクションロール）でないため、製造コストを抑制できる。

【0042】

図２は、印刷胴４０の全体を示す模式的な図であり、図３は、溝延在方向に直交する平面で切断した状態を示す断面図である。図２に示すように、溝６０は、螺旋状の溝である。したがって、溝６０が延びる方向は、周方向に対して若干傾斜した方向となっている。また、図３において隣り合う複数の溝６０は互いに繋がっている。溝６０は、溝切り後、パフ仕上げをすることで形成されている。なお、図３に示す矢印Ｘ、Ｙ、Ｚは、それぞれ溝延在方向、溝幅方向一方側、印刷胴径方向外側を示す。

【0043】

溝６０は、凸部６２Ｂと凹部６２Ａとを含んで構成されている。凸部６２Ｂとは、溝６０の溝壁６２のうち、径方向外側（図３の上方向）に凸となっている部分である。凹部６２Ａとは、溝６０の溝壁６２のうち、径方向内側（図３の下方向）に凸となっている部分である。具体的には、図３に示すように、１つの溝６０は、溝６０の幅方向中央に位置する凹部６２Ａと、凹部６２Ａの幅方向両側に位置する凸部６２Ｂと、を含んで構成されている。

【0044】

凸部６２Ｂの曲率半径（図３に示す断面でみた曲率半径）は、その頂点部で最小値（以下「凸部最小曲率半径Ｒ１」という。）とされている。なお、頂点部とは、１つの溝６０の溝壁６２のうち、印刷胴４０の軸ＡＸ（図２参照）から最も遠い部分（最も径方向外側部分）を意味する。

【0045】

凹部６２Ａの曲率半径は、その底部で最小値とされている。なお、底部とは、溝壁６２のうち、印刷胴４０の軸ＡＸに最も近い部分（最も径方向内側部分）を意味する。

【0046】

溝６０は、溝延在方向に直交する断面（図３に示す断面）で、溝幅方向に対称の形状である。なお、当然製造誤差により、溝６０は、完全な対称の形状でなく、ほぼ対称の形状となる。

【0047】

（溝６０の寸法等）
本実施形態の溝６０は、印刷胴４０に巻き掛けられる連続紙９０の変形抑制、インクが印刷胴４０の周面４２に零れた際の清掃性などを考慮して、その各種寸法が設定されている。

【0048】

以下、溝６０の各種寸法について説明する前に、各種寸法について定義する（図３、図４参照）。
溝幅Ｗは、１つの溝６０における、溝壁６２の溝幅方向一方側端から溝幅方向他方側端までの距離（溝延在方向と印刷胴径方向の両方に垂直な方向の距離、つまり図３の左右方向の距離、つまりＹ方向）を意味する。
溝深さＤは、溝壁６２の頂点部と底部との距離（印刷胴径方向の距離、つまりＺ方向の距離）を意味する。
溝ピッチＰは、溝６０の溝幅方向一方側端と、その溝６０に隣り合う別の溝６０の溝幅一方側端との距離（溝延在方向と印刷胴径方向の両方に垂直な方向の距離、つまり溝幅方向の距離、つまりＹ方向の距離）を意味する。
なお、上記定義より、溝幅Ｗ≦溝ピッチＰの関係が常に成り立つ。

【0049】

溝幅Ｗは、印刷胴４０に巻き掛けられる連続紙９０の変形に影響を与える。連続紙９０が変形すると画質に悪影響となる。そこで、本実施形態では、溝幅Ｗが０．１～２．０ｍｍとされている。溝幅Ｗを２．０ｍｍ以下とすることで、連続紙９０の変形を抑制している。
連続紙９０の変形を抑制する観点から、溝幅Ｗは、０．１～１．０ｍｍとすることがより好ましく、０．１～０．６ｍｍとすることが更に好ましい。

【0050】

（溝幅と溝深さの比率）
溝幅Ｗに対する溝深さＤの比率（Ｄ／Ｗ）は、インクの清掃性に影響を与える。一方で、溝深さＤが小さいと溝断面積の確保が困難となり、印刷胴４０の保持力を確保できない。なお、インクの清掃は、例えば、印刷胴４０の周面４２を拭き取ることで行われる。
そこで、本実施形態では、Ｄ／Ｗが０．０５～１．０とされている。Ｄ／Ｗを０．０５以上とすることで溝断面積が確保され、Ｄ／Ｗを１．０以下とすることで清掃性が確保される。
溝幅Ｗと溝深さＤの比率（Ｄ／Ｗ）は、溝断面積確保と清掃性とを両立させる観点から、０．０５～０．３０がより好ましく、０．０５～０．２０が更に好ましい。

【0051】

溝ピッチＰは、印刷胴軸方向に並ぶ溝６０の数に影響を与え、結果、溝断面積に影響をあたえる。
そこで、本実施形態では、溝ピッチＰが、溝幅Ｗや溝深さＤとの間に以下の関係を満たすように設定されている。
Ｗ≦Ｐ≦Ｗ^２／０．０２
溝ピッチＰの上限値を設定することで、溝断面積を確保できるようになっている。なお、溝ピッチＰが溝幅Ｗよりも大きい構造とは、図４に示すような構造であり、隣り合う溝６０の間に平坦部４２Ａが形成される。
なお、溝ピッチＰの溝幅Ｗや溝深さＤとの関係は、溝断面積を確保して保持力を確保する観点から、Ｗ≦Ｐ≦ＷＤ／０．０２がより好ましく、Ｗ≦Ｐ≦ＷＤ／０．０３が更に好ましい。

【0052】

以上の点を考慮に入れて、本実施形態の溝６０は、具体的には、溝幅Ｗが０．４～０．６ｍｍとされ、溝深さＤが０．０３～０．１１ｍｍとされている。このため、連続紙９０の変形が抑制されて画質悪化が抑制されると共に、インクが零れた際の清掃性が確保される。なお、清掃性を更に向上させる観点から、溝深さＤを０．０３～０．０５ｍｍとすることが更に好ましい。
特に、図３に示す溝６０では、溝ピッチＰが０．４～０．６ｍｍとされ、溝ピッチＰと溝幅Ｗとが略同一（Ｐ＝Ｗ）である。すなわち、隣り合う溝６０の間に平坦部４２Ａ（図４参照）が形成されていない。このため、溝延在方向に直交する断面で見て、多くの溝６０を形成でき、溝断面積を多く確保できる。

【0053】

（その他の寸法等）
溝６０の凸部６２Ｂの最小曲率半径（凸部最小曲率半径Ｒ１）は、連続紙９０と印刷胴４０との接触による連続紙９０の劣化に影響を与える。本実施形態では、凸部６２Ｂの曲率半径が、その頂点部で最小値とされているためである。
そこで、本実施形態では、凸部最小曲率半径Ｒ１が０．１ｍｍ以上とされている。このため、連続紙９０と印刷胴４０との接触による連続紙９０の劣化が抑制されている。
なお、凸部最小曲率半径Ｒ１は、連続紙９０の劣化を抑制する観点から、より好ましくは０．２ｍｍ以上であり、更に好ましくは０．３ｍｍ以上である。

【0054】

溝６０の凹部６２Ａの最小曲率半径（凹部最小曲率半径Ｒ２）は、溝６０の内部にインクが入り込んだ際の清掃性に影響を与える。
そこで、本実施形態では、凹部最小曲率半径Ｒ２が０．１ｍｍ以上とされている。このため、溝６０に入り込んだインクを清掃しやすい。
なお、凹部最小曲率半径Ｒ２は、インク清掃性の観点から０．２ｍｍ以上がより好ましく、０．２５ｍｍ以上が更に好ましい。

【0055】

特に、本実施形態では、溝幅Ｗが０．４５～０．５５ｍｍ、溝ピッチＰが０．４５～０．５５ｍｍ、溝深さＤが０．０３５～０．０４５ｍｍ、凸部最小曲率半径Ｒ１が０．３５～０．４５ｍｍ、凹部最小曲率半径Ｒ２が０．２５～０．３５ｍｍとされている。

【0056】

また、最大溝傾斜角θは、インクの清掃性に影響を与える。なお、最大溝傾斜角θとは、溝延在方向に直交する断面（図３や図４に示す断面）で見たときの、溝幅方向（Ｙ方向）に対する溝壁６２の最大角度である。
そこで、本実施形態では、最大溝傾斜角θが６５度以下とされている。このため、インクの清掃（拭き取り）が容易である。
なお、最大溝傾斜角θは、インク清掃性の観点から４５度以下がより好ましく、３０度以下がより一層好ましく、２５度以下が更に好ましい。

【0057】

〔補足説明〕
以上、実施形態に係る画像形成装置について図面を基に説明したが、画像形成装置は、図示のものに限定されるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲内において適宜設計変更可能である。

【0058】

例えば、溝６０は、螺旋状の溝でなくてもよく、図５や図６に示すように、印刷胴４０の軸方向に隣り合う溝同士（６０Ａ、６０Ｂ、６０Ｃ）が繋がっていないものでもよい（隣り合う溝同士が分離されたものでもよい）。溝６０が延びる方向は、図５に示すように、周方向に平行な方向であってもよい。また、溝６０が延びる方向、図６に示すように、周方向に対して若干傾斜した方向であってもよい。何れにしても、印刷胴４０の周方向に沿って延びる溝６０となる。なお、溝６０が延びる方向の周方向に対する傾斜角は、１０度以下が好ましく、５度以下が更に好ましい。

【0059】

例えば、溝６０は、溝幅方向に対称の形状でなくてもよい。また、例えば、凸部６２Ｂの曲率半径が最小値をとるのは、その頂点部でなくてもよい。また、例えば、凹部６２Ａの曲率半径が最小値をとるのは、その底部でなくてもよい。

【0060】

２０１８年３月１９日に出願された日本国特許出願２０１８－０５１７１０の開示は、その全体が参照により本明細書に取り込まれる。
本明細書に記載された全ての文献、特許出願、及び技術規格は、個々の文献、特許出願、及び技術規格が参照により取り込まれることが具体的かつ個々に記された場合と同程度に、本明細書中に参照により取り込まれる。

【符号の説明】

【0061】

１０ 画像形成装置
２０ 搬送部
２３ 印刷部
３０ 吐出部
４０ 印刷胴
６０ 溝
６２ 溝壁
６２Ａ 凸部
６２Ｂ 凹部
９０ 連続紙
ＡＸ 印刷胴の軸
Ｗ 溝幅
Ｐ 溝ピッチ
Ｄ 溝深さ
Ｒ１ 凸部最小曲率半径
Ｒ２ 凹部最小曲率半径
θ 最大溝傾斜角

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】