(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体成分であるカルボキシル基を有する不揮発性有機化合物として、クエン酸、又は天然油に若干含まれる遊離脂肪酸を少なくとも含み、かつ、光重合開始剤を含んでいない印刷インクを、大気圧の空気中でかつ圧力制御を必要としない開放空間でプラズマ放電を前記印刷インクに付与することにより、脱水縮合反応によってエステル結合する反応を生じさせ、基材上で前記液体成分を固化した蝋状の物質に化学変化させ、基材に定着させるインク定着工程、を少なくとも含むことを特徴とするインク定着方法。
【請求項２】
前記プラズマ放電を０．０７〜２ＭＰａで行う請求項１に記載のインク定着方法。
【請求項３】
前記プラズマ放電を生じさせる電極が、電極間空間内に、少なくとも１００ｋＶ／ｃｍより大きい電界強度を有する放電部と、非放電部とが、複数形成されるよう構成された請求項１から２のいずれかに記載のインク定着方法。
【請求項４】
接地側電極が、厚み０．１〜１０ｍｍで誘電率が１０以下の誘電体によって、少なくとも一部が被覆された電極板である請求項１から３のいずれかに記載のインク定着方法。
【請求項５】
非接地側電極が、接地側電極との対向側に複数の突起部を有する電極板であり、かつ、前記接地側電極の電極面に対して垂直な面で形成される所望の断面形状における前記突起部の先端形状が、Ｒ０．５〜Ｒ１０ｍｍの曲部を少なくとも有する請求項１から４のいずれかに記載のインク定着方法。
【請求項６】
非接地側電極が、直径１〜２０ｍｍの円柱状及び円管状のいずれかの導電性材料を少なくとも用いて形成された請求項１から５のいずれかに記載のインク定着方法。
【請求項７】
非接地側電極が、直線状の複数の導電性部材を相互に電気的に接合させてなる電極、少なくとも１本の長尺な導電性部材を折曲し電気的に接合させてなる電極、及び、直線状の複数の導電性部材を相互に電気的に接合させたものと長尺な導電性部材を折曲させたものを組み合わせて電気的に接合させてなる電極、から選択されるいずれかであり、かつ、接地側電極との対向側に形成される複数の突起部の、接地側電極の電極面に対して垂直な面で形成される所望の断面形状における先端形状が、Ｒ０．５〜Ｒ１０ｍｍの曲部を少なくとも有する請求項１から６のいずれかに記載のインク定着方法。
【請求項８】
基材を搬送する搬送工程を含み、該搬送工程が、比誘電率１０以下で、厚み０．０３〜５．０ｍｍであるベルト部材により少なくとも行われる請求項１から７のいずれかに記載のインク定着方法。
【請求項９】
前記印刷インクが、Ｗ／Ｏエマルションインク、水性インク、及び油性インクのいずれかである請求項１から８のいずれかに記載のインク定着方法。
【請求項１０】
前記プラズマ放電により生じた副産物としてのガスを除去するガス除去工程を含み、
前記ガス除去工程が、電極に臨ませて配置し、電極付近の雰囲気を通気させるための排気ダクト、排気ファン、及び排気口のいずれかからなる風路と、
前記風路内に配設された、活性炭繊維、ゼオライト及び光触媒から選択される少なくとも一種からなるフィルタにより行われる請求項１から９のいずれかに記載のインク定着方法。
【請求項１１】
基材へのインク供給工程を含み、該インク供給工程が、孔版、平版、凸版、凹版、及びインクジェット方式の少なくともいずれかにより行われる請求項１から１０のいずれかに記載のインク定着方法。
【請求項１２】
請求項１から１１のいずれかに記載のインク定着方法に用いるインク定着装置であって、
基材に供給され、液体成分であるカルボキシル基を有する不揮発性有機化合物として、クエン酸、又は天然油に若干含まれる遊離脂肪酸を少なくとも含み、かつ、光重合開始剤を含んでいない印刷インクを、大気圧の空気中でかつ圧力制御を必要としない開放空間でプラズマ放電を前記印刷インクに付与することにより、脱水縮合反応によってエステル結合する反応を生じさせ、基材上で前記液体成分を固化した蝋状の物質に化学変化させ、基材上に定着させるインク定着手段、
を少なくとも有してなることを特徴とするインク定着装置。
【請求項１３】
請求項１２に記載のインク定着装置を備えてなることを特徴とする印刷装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エネルギー効率、作業性に優れ、処理工程が簡易であり、インクの定着性に優れ、人体や環境への安全性に優れたインク定着方法、エネルギー効率、作業性に優れ、装置がコンパクトで簡易であり、インクの定着性に優れ、人体や環境への安全性に優れたインク定着装置、及びこのインク定着装置を備えてなる印刷装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、孔版印刷装置やインクジェット印刷装置などの印刷装置において、高度なインク定着性要求に対してはＵＶ光硬化型インクを用いた印刷が行われており、該ＵＶ光の照射によりインクを硬化させる印刷装置が開示されている。前記ＵＶ光硬化型インクを用いた印刷装置では、印刷用紙に印刷された直後のＵＶ光硬化型インクを、ＵＶ光照射により比較的短時間で硬化し定着させることができ、例えば、連続印刷時のいわゆる「裏写り」などを防止することができる（特許文献１参照）。
また、前記ＵＶ光硬化型インクを用いた印刷装置では、ＵＶ光を照射するインク定着装置を印刷部の後段に設置し、ＵＶ光硬化型インクで印刷され印刷部から排出された印刷用紙を定着装置に搬送し、印刷用紙の印刷面に対してＵＶ光を照射して、ＵＶ光硬化型インクを硬化し定着させるという手法がなされてきた。
しかしながら、このようなインク定着装置では、ＵＶランプから発生される熱を強制冷却するための空冷ファンや熱排気ダクト、必要に応じて定着装置を開閉するためのシャッター機構、ＵＶ光の定着装置外部への漏れを防止するための遮断板など、多くの機構部品、構成要素を必要とするため、装置サイズが大きく、非常に広い設置面積が必要となる問題があった。
また、インクの定着性に関して、例えば、黒色など光透過性の低い色のＵＶ光硬化型インクでは、黄色や青色など光透過性の高い色のＵＶ光硬化型インクに比べて、インクを完全に定着させるためには大きな硬化エネルギーを必要とする。
従って、インク定着装置としては、前記黒色などの光透過性の低い（即ち、最も硬化しにくい）色のＵＶ光硬化型インクを硬化し定着させるのに十分で大きな硬化エネルギーを標準として照射する必要があり、これは電源装置のコスト高や維持運営コスト高を引き起こす問題があった。
【０００３】
更に、ＵＶ光硬化反応は、空気中の酸素により容易に阻害され、硬化特性が簡単に低下してしまうことが知られている。そのため、例えば、特許文献２は、紫外線域を含む帯域の光を透過可能な定着体と、該定着体と対向して配置された搬送体と、前記定着体と搬送体とをニップする加圧手段とを備えたインク定着装置において、光硬化型インクで印刷された記録媒体を、前記加圧手段によりニップされた前記定着体と搬送体との間に搬送し、該定着体と記録媒体の記録面とを密着させ、定着体を介して記録媒体に紫外線を照射して光硬化型インクを硬化し定着させる提案がされている。このように加圧手段によりニップすることにより、紫外線照射による光硬化型インクを硬化及び定着と、酸素遮断による硬化特性の向上とを、同時達成させることができる。
一方、通常使用されるＵＶ光硬化型インクは、未重合状態においては、モノマー、もしくはオリゴマーであり、皮膚刺激性があり、刺激臭を生じるため、人体に影響を及ぼすことがあり、硬化不良を生じないことが望ましい。
しかし、対象物の上に供給されたＵＶ光硬化型インクへの光の照射条件によってはインクの硬化不十分な部分、即ち、未定着インクを生じることがある。この未定着インクが、経時により移動脱落を生じると、印刷された画像の劣化だけでなく、印刷物に触れる人々や環境に影響を与えるおそれがある。特に、食品包装材料にＵＶ光硬化型インクで印刷を行う場合、未定着インクの存在が少しであっても、人体に影響を及ぼすおそれがある。
【０００４】
また、上記のようなＵＶ光硬化型インクを用いたインク定着装置とは別個に、被印刷体の一部へのマーキング、線などの部分印刷において、高顔料濃度の印刷インクを使用したり、印刷のインク膜厚を大きくする目的で、ＥＢ（電子線）を用いた硬化手段が提案されている。このＥＢ（電子線）の透過性はＵＶ光のように顔料濃度の影響を受けないため、高濃度で視認性の高い印刷物や塗装物を得ることが出来るというメリットがある。
しかしながら、ＥＢ（電子線）照射装置は、電子線の加速電圧が１５０ｋＶ以上と高いため、電子線が基材或いは下地面にも直接作用してしまい、基材の物性劣化を生じさせるという問題があった。
更には、マーキング、線などの基材の必ずしも被印刷体全面に一様にパターニングしない部分的印刷に対しては、被印刷部のみに電子線照射を行うのが理想的である。そのためには、従来のＥＢ（電子線）照射装置ではＥＢ（電子線）を集束したり、操作したりする必要があり、その結果大きな装置が必要であるが、実現は困難であるし、比較的小さい被照射物、マーキング、線などへの照射に用いるのには非効率であった。
【０００５】
また、対象物の密着性の改善、表面改質などを図る観点から、対象物の表面にプラズマ処理を行う提案がされている（特許文献３〜５参照）。例えば、特許文献３では、大気圧近傍の圧力下で、対向電極の少なくとも一方の対向面に固体誘電体を設置し、電界強度が１〜１００ｋＶ／ｃｍの電界を印加して、グロー放電プラズマ処理を行う方法が開示されている。
また、特許文献４では、電極間に印加する電圧の波形を休止時間のない交番電圧波形とするとともに、この交番電圧波形の立ち上がり時間を１００μｓｅｃ以下としたプラズマ処理が開示されている。
また、特許文献５では、一方の電極と他方の電極のそれぞれに正負が交互に繰り返すパルス波又は休止区間のない交番電圧を同時に印加するとともに、各電極に印加された電圧の極性を互いに正負逆で位相を重複させることによって放電空間に大気圧近傍の圧力下で放電を生じさせ、この放電により行われるプラズマ処理が開示されている。
しかしながら、これらの場合は、グローな均一のプラズマを得るための調整が複雑で手間がかかり、装置が巨大化するなどの問題があった。また、フィルムの密着性、成膜などの目的での使用は開示されているが、印刷装置でのインク定着のために使用することは何ら開示がない。
このような構成であることから、前記特許文献３〜５の発明では、電圧印加時の調整が困難で、放電の集中によるムダが生じ易く、対象物へのエネルギー線付与が不均一となることがあり、また、これらをインク定着に用いても好ましいインク定着効果が得られない可能性がある。
一方、光開始剤、光潜在性酸、光潜在性塩基などの光潜在性化合物（光重合開始剤）を含んだ印刷用インクを、プラズマ放電室で硬化するという技術開示されている（特許文献６参照）。
しかし、この場合、前記印刷用インクの硬化には、印刷インク成分として前記光潜在性化合物（光重合開始剤）が必須であること、またプラズマ放電室という特殊な減圧容器（より好ましくは、該減圧容器が、更に、吸気口、排気口を装備している態様）も必要で、加えてその減圧容器中を特定のガス（例えば、窒素、ヘリウム、アルゴン、ネオン、クリプトン、キセノン等）で雰囲気制御しなければならず、良好な効果を得るためには限られた条件範囲で行う必要があり、また定着のための装置や工程が複雑で大掛かりとなり、コスト高となるおそれがある。また、印刷用インクに光潜在性化合物という特殊な合成化学薬品を添加する必要があり、印刷用インクがコスト高となる問題がある。更に、光潜在性化合物の中には、皮膚刺激性がある物質が含まれ、前記のように未定着インクが残っていると、印刷物を介して皮膚に接触した場合に、人体に影響を及ぼす問題がある。また、定着性を向上させるために、光潜在性化合物の添加量を増やすと、感度が高くなり過ぎて、定着用の光以外の些細な刺激（例えば、α線などの宇宙性など）でも硬化反応を生じることがあり、保存時の安定性が低下する、印刷装置内での定着インクの固着を生じるなど、機上安定性に劣る問題もある。
また、光潜在性化合物が含まれていない印刷インクであって、しかも大気圧の空気中でかつ圧力制御を必要としない開放空間でプラズマを発生させ印刷インクを硬化（定着）するための電極構造、さらにはその際に必要となる搬送系手段、副産物としてのガス除去手段など、最適な周辺システムも含めた技術開示は何ら開示されていない。
【０００６】
したがって、エネルギー効率、作業性に優れ、処理工程が簡易であり、インクの定着性に優れ、人体や環境への安全性に優れたインク定着方法、エネルギー効率、作業性に優れ、装置がコンパクトで簡易であり、インクの定着性に優れ、人体や環境への安全性に優れたインク定着装置、及びこのインク定着装置を備え、低コストで高画質画像が得られる印刷装置は得られておらず、その速やかな提供が望まれているのが現状である。
【０００７】
【特許文献１】特開２００１−１７１２２１号公報
【特許文献２】特開２００４−１３６６７２号公報
【特許文献３】特許第３０４０３５８号公報
【特許文献４】特開２００２−５８９９５号公報
【特許文献５】特開２００４−１０３４２３号公報
【特許文献６】特表２００５−５２３８０３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、かかる現状に鑑みてなされたものであり、従来における前記諸問題を解決し、エネルギー効率、作業性に優れ、処理工程が簡易であり、インクの定着性に優れ、人体や環境への安全性に優れたインク定着方法、エネルギー効率、作業性に優れ、装置がコンパクトで簡易であり、インクの定着性に優れ、人体や環境への安全性に優れたインク定着装置、及びこのインク定着装置を備え、低コストで高画質画像が得られる印刷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】
【０００９】
前記課題を解決するための手段としては、以下の通りである。即ち、
＜１＞  カルボキシル基を有する不揮発性有機化合物を少なくとも含み、かつ、光重合開始剤を含んでいない印刷インクを、大気圧近傍の電極間放電を用いて基材に定着させるインク定着工程、を少なくとも含むことを特徴とするインク定着方法である。
該＜１＞に記載のインク定着方法においては、インク定着工程で、カルボキシル基を有する不揮発性有機化合物を少なくとも含み、かつ、光重合開始剤を含んでいない印刷インクを、大気圧近傍の電極間放電（以下、大気圧プラズマ放電と称することがある）を用いて基材に定着させるので、簡易で作業性に優れ、少ないエネルギーで効率的かつ低コストにインク定着を行える。また、未定着インクの発生を良好に防ぎ、インクの定着性、人体や環境への安全性にも優れる。
＜２＞  大気圧近傍が、０．０７〜２ＭＰａである前記＜１＞に記載のインク定着方法である。
＜３＞  電極間放電を生じさせる電極が、電極間空間内に、少なくとも１００ｋＶ／ｃｍより大きい電界強度を有する放電部と、非放電部とが、複数形成されるよう構成された前記＜１＞から＜２＞のいずれかに記載のインク定着方法である。
＜４＞  接地側電極が、厚み０．１〜１０ｍｍで誘電率が１０以下の誘電体によって、少なくとも一部が被覆された電極板である前記＜１＞から＜３＞のいずれかに記載のインク定着方法である。
＜５＞  接地側電極が、厚み０．１〜１０ｍｍで誘電率が１０以下の誘電体によって、全部が被覆された電極板である前記＜４＞に記載のインク定着方法である。
＜６＞  非接地側電極が、接地側電極との対向側に複数の突起部を有する電極板であり、かつ、前記接地側電極の電極面に対して垂直な面で形成される所望の断面形状における前記突起部の先端形状が、Ｒ０．５〜Ｒ１０ｍｍの曲部を少なくとも有する前記＜１＞から＜５＞のいずれかに記載のインク定着方法である。
＜７＞  非接地側電極が、直径１〜２０ｍｍの円柱状及び円管状のいずれかの導電性材料を少なくとも用いて形成された前記＜１＞から＜６＞のいずれかに記載のインク定着方法である。
＜８＞  非接地側電極が、直線状の複数の導電性部材を相互に電気的に接合させてなる電極、少なくとも１本の長尺な導電性部材を折曲し電気的に接合させてなる電極、及び、直線状の複数の導電性部材を相互に電気的に接合させたものと長尺な導電性部材を折曲させたものを組み合わせて電気的に接合させてなる電極、から選択されるいずれかであり、かつ、接地側電極との対向側に形成される複数の突起部の、接地側電極の電極面に対して垂直な面で形成される所望の断面形状における先端形状が、Ｒ０．５〜Ｒ１０ｍｍの曲部を少なくとも有する前記＜１＞から＜７＞のいずれかに記載のインク定着方法である。
＜９＞  基材を搬送する搬送工程を含み、該搬送工程が、比誘電率１０以下で、厚み０．０３〜５．０ｍｍであるベルト部材により少なくとも行われる前記＜１＞から＜８＞のいずれかに記載のインク定着方法である。
＜１０＞  ベルト部材が、クロロプレンゴム、ニトリルゴム、ブチルゴム、エチレンプロピレンジエンゴム、クロロスルホン化ポリエチレン、アクリルゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴム、天然ゴム、スチレンブタジエンゴム、４フッ化エチレン、ポリアミド、及びポリイミドから選択される少なくとも１種を含む前記＜９＞に記載のインク定着方法である。
＜１１＞  ベルト部材による基材の搬送終了時に、帯電状態の基材を除電するための除電工程を行う前記＜９＞から＜１０＞のいずれかに記載のインク定着方法である。
＜１２＞  除電工程が、除電ブラシ及び除電用イオナイザーのいずれかにより行われる前記＜１１＞に記載のインク定着方法である。
＜１３＞  インクが、Ｗ／Ｏエマルションインク、水性インク、及び油性インクのいずれかである前記＜１＞から＜１２＞のいずれかに記載のインク定着方法である。
＜１４＞  大気圧近傍の電極間放電により生じた副産物としてのガスを除去するガス除去工程を含む前記＜１＞から＜１３＞のいずれかに記載のインク定着方法である。
＜１５＞  ガス除去工程が、電極に臨ませて配置し、電極付近の雰囲気を通気させるための排気ダクト、排気ファン、及び排気口のいずれかからなる風路により少なくとも行われる前記＜１４＞に記載のインク定着方法である。
＜１６＞  ガス除去工程が、電極付近の雰囲気を通気させる風路内に配設された、活性炭繊維、ゼオライト及び光触媒から選択される少なくとも一種からなるフィルターにより行われる前記＜１５＞に記載のインク定着方法である。
＜１７＞  基材へのインク供給工程を含み、該インク供給工程が、孔版、平版、凸版、凹版、及びインクジェット方式の少なくともいずれかにより行われる前記＜１＞から＜１６＞のいずれかに記載のインク定着方法である。
＜１８＞  基材上の未定着のインクを検知して大気圧近傍の電極間放電を行うための作動制御工程を、更に含む前記＜１＞から＜１７＞のいずれかに記載のインク定着方法である。
＜１９＞  作動制御工程が、電気的な非接触センサー、磁気的な非接触センサー、及び光学的な非接触センサーの少なくともいずれかを用いて基材上の未定着インクを検知し、大気圧近傍の電極間放電の放電動作タイミングを制御する前記＜１８＞に記載のインク定着方法である。
該＜１９＞に記載のインク定着方法においては、電気的な非接触センサーにより、基材の静電容量が検出され、当該被検出物が基材のみの場合と未定着インク（以下、みなし未定着インクと称することがある）が存在する場合において、前記基材と未定着インクの誘電率の違いにより前記静電容量が変化することによって、基材の面上における未定着インクの存在が検知される。また、磁気的非接触センサーにより、印刷インクに含有されている微量な磁性体の存在によって発生する磁力線が感受され、磁力線の強度変化が電気抵抗変化に変換されることによって、基材の面上における未定着インクの存在が検知される。また、光学的な非接触センサーにより、印刷インクの光に対する反射率（吸収率）と紙の光に対する反射率（吸収率）の差異が検出され、スレッショルドライン（紙だけの場合の光反射率または光吸収率の下限値）を下回る値になった場合に、みなし未定着インクの存在が検知される。このインク定着手段の作動により、基材面上の未定着インクに対してエネルギー線付与部により活性エネルギー線が付与され、未定着インクが定着される。
＜２０＞  作動制御工程が、機械的手段と、電気的接点及び磁気的接点のいずれか、並びに、機械的手段と光学的センサー、の少なくともいずれかを用いて、基材の有無を検知することにより基材上の未定着インクを検知し、大気圧近傍の電極間放電の放電動作タイミングを制御する前記＜１９＞に記載のインク定着方法である。
該＜２０＞に記載のインク定着方法においては、基材の面始点を、例えば基材の搬送経路に設置した基材移動及び送りこみ用駆動部（駆動ローラ部等）と直結又は機械的機構を介して間接的に連結したカム機構からなる機械的手段が、そのカム機構の動作に伴って応答する電気的接点、磁気的接点、又は光学的センサーによって検出する。これによって、動作開始及び動作終了を基材の有無とみなし、さらに基材有を「みなし未定着インクの存在」、基材無を「みなし未定着インクの不在」と検知することによって、大気圧近傍の電極間放電（大気圧プラズマ放電）を作動する。または、基材の搬送経路中に機械スイッチを設置して基材通過時の基材との接触や重量変化を機械スイッチに連動した電気的接点、磁気的接点、又は光学的センサーにて検知し、これによって基材の有無判定とし、さらに基材有を「みなし未定着インク」の存在、基材無を「みなし未定着インクの不在」と検知することによって、大気圧近傍の電極間放電（大気圧プラズマ放電）を作動する。これらの検知によって電極間放電（大気圧プラズマ放電）が作動し、未定着インクが定着される。
＜２１＞  前記＜１＞から＜２０＞のいずれかに記載のインク定着方法を用いたインク定着装置であって、
基材に供給され、カルボキシル基を有する不揮発性有機化合物を少なくとも含み、かつ、光重合開始剤を含んでいない印刷インクを、大気圧近傍の電極間放電を用いて基材上に定着させるインク定着手段、
を少なくとも有してなることを特徴とするインク定着装置である。
該＜２１＞に記載のインク定着装置においては、カルボキシル基を有する不揮発性有機化合物を少なくとも含み、かつ、光重合開始剤を含んでいない印刷インクが、大気圧近傍の電極間放電により、基材上に定着される。その結果、エネルギー効率、作業性に優れ、装置がコンパクトで簡易であり、インクの定着性に優れ、人体や環境への安全性に優れたインク定着装置が得られる。
＜２２＞  大気圧近傍が、０．０７〜２ＭＰａである前記＜２１＞に記載のインク定着装置である。
＜２３＞  電極間放電を生じさせる電極が、接地側電極と非接地側電極との間で作られる電極間空間内に、少なくとも１００ｋＶ／ｃｍより大きい電界強度を有する放電部と、非放電部とが、複数形成されるよう構成された前記＜１１＞から＜２２＞のいずれかに記載のインク定着装置である。
＜２４＞  接地側電極が、厚み０．１〜１０ｍｍで誘電率が１０以下の誘電体によって、少なくとも一部が被覆された電極板である前記＜２１＞から＜２３＞のいずれかに記載のインク定着装置である。
＜２５＞  接地側電極が、厚み０．１〜１０ｍｍで誘電率が１０以下の誘電体によって、全部が被覆された電極板である前記＜２４＞に記載のインク定着装置である。
＜２６＞  非接地側電極が、接地側電極との対向側に複数の突起部を有する電極板であり、かつ、該突起部の、前記接地側電極の電極面に対して垂直な面で形成される所望の断面形状における先端形状が、Ｒ０．５〜Ｒ１０ｍｍの曲部を少なくとも有する前記＜２１＞から＜２５＞のいずれかに記載のインク定着装置である。
＜２７＞  非接地側電極が、直径１〜２０ｍｍの円柱状及び円管状のいずれかの導電性材料を少なくとも用いて形成された前記＜２６＞に記載のインク定着装置である。
＜２８＞  非接地側電極が、直線状の複数の導電性部材を相互に電気的に接合させてなる電極、少なくとも１本の長尺な導電性部材を折曲し電気的に接合させてなる電極、及び、直線状の複数の導電性部材を相互に電気的に接合させたものと長尺な導電性部材を折曲させたものを組み合わせて電気的に接合させてなる電極、から選択されるいずれかであり、かつ、接地側電極との対向側に形成される複数の突起部の、接地側電極の電極面に対して垂直な面で形成される所望の断面形状における先端形状が、Ｒ０．５〜Ｒ１０ｍｍの曲部を少なくとも有する前記＜２６＞から＜２７＞のいずれかに記載のインク定着装置である。
＜２９＞  基材の搬送手段を有し、該搬送手段が、比誘電率１０以下で、厚み０．０３〜５．０ｍｍのベルト部材を少なくとも有する前記＜２８＞に記載のインク定着装置である。
＜３０＞  ベルト部材が、クロロプレンゴム、ニトリルゴム、ブチルゴム、エチレンプロピレンジエンゴム、クロロスルホン化ポリエチレン、アクリルゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴム、天然ゴム、スチレンブタジエンゴム、４フッ化エチレン、ポリアミド、及びポリイミドから選択される少なくとも１種を含む前記＜２９＞に記載のインク定着装置である。
＜３１＞  ベルト搬送手段の搬送終了点に、帯電状態の基材を除電するための除電手段を設けた前記＜３０＞に記載のインク定着装置である。
＜３２＞  除電手段が、除電ブラシ及び除電用イオナイザーのいずれかである前記＜３１＞に記載のインク定着装置である。
＜３３＞  インクが、Ｗ／Ｏエマルションインク、水性インク、及び油性インクのいずれかである前記＜２１＞から＜３２＞のいずれかに記載のインク定着装置である。
＜３４＞  大気圧近傍の電極間放電により生じた副産物としてのガスを除去するガス除去手段を有する前記＜２１＞から＜３３＞のいずれかに記載のインク定着装置である。
＜３５＞  ガス除去手段が、電極に臨ませて配置し、電極付近の雰囲気を通気させるための排気ダクト、排気ファン、及び排気口のいずれかからなる風路を少なくとも備えてなる前記＜３４＞に記載のインク定着装置である。
＜３６＞  ガス除去手段が、電極付近の雰囲気を通気させる風路内に配設された、活性炭繊維、ゼオライト及び光触媒から選択される少なくとも一種からなるフィルターにより行われる前記＜３５＞に記載のインク定着装置である。
＜３７＞  基材へのインク供給手段を有し、該インク供給手段が、孔版、平版、凸版、凹版、及びインクジェット方式の少なくともいずれかである前記＜２１＞から＜３６＞のいずれかに記載のインク定着装置である。
＜３８＞  基材上の未定着のインクを検知して大気圧近傍の電極間放電を行うための作動制御手段を、更に有する前記＜２１＞から＜３７＞のいずれかに記載のインク定着装置である。
＜３９＞  作動制御手段が、電気的な非接触センサー、磁気的な非接触センサー、及び光学的な非接触センサーの少なくともいずれかを用いて基材上の未定着インクを検知し、大気圧近傍の電極間放電の放電動作タイミングを制御する前記＜３８＞に記載のインク定着装置である。
＜４０＞  作動制御手段が、機械的手段と、電気的接点及び磁気的接点のいずれか、並びに、機械的手段と光学的センサー、の少なくともいずれかを用いて、基材の有無を検知することにより基材上の未定着インクを検知し、大気圧近傍の電極間放電の放電動作タイミングを制御する前記＜３８＞に記載のインク定着装置である。
＜４１＞  前記＜２１＞から＜４０＞のいずれかに記載のインク定着装置を備えてなることを特徴とする印刷装置である。
該＜４１＞に記載の印刷装置においては、エネルギー効率、作業性に優れ、コンパクトで簡易な印刷装置が得られ、インクの定着性に優れた画像形成ができ、人体や環境への安全性にも優れた印刷ができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、従来における諸問題を解決でき、エネルギー効率、作業性に優れ、処理工程が簡易であり、インクの定着性に優れ、人体や環境への安全性に優れたインク定着方法、エネルギー効率、作業性に優れ、装置がコンパクトで簡易であり、インクの定着性に優れ、人体や環境への安全性に優れたインク定着装置、及びこのインク定着装置を備え、低コストで高画質画像が得られる印刷装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
（インク定着方法及びインク定着装置）
本発明のインク定着方法は、基材に供給されたインクを基材上に定着させるインク定着工程を少なくとも有してなり、更に必要に応じて、インク供給工程、ガス除去工程などの副産物の排出工程、基材の搬送工程、インク定着工程の作動制御工程、基材の入力工程、基材の出力工程、その他の工程を有してなる。
本発明のインク定着装置は、基材に供給されたインクを基材上に定着させるインク定着手段を少なくとも有してなり、更に必要に応じて、インク供給手段、ガス除去手段などの副産物の排出手段、基材の搬送手段、インク定着手段の作動制御手段、基材の入力手段、基材の出力手段、その他の手段を有してなる。
本発明のインク定着方法は、本発明のインク定着装置を用いて行われる。
また、前記インク定着方法では、面上に予め印刷インク（以下、単にインクと称することがある）が供給された基材に対してインク定着工程を施すものであってもよいし、何らインクの供給されていない基材に対してインク定着方法に入力し、前記インク供給工程などにより、基材の面上にインクを供給し、インク定着工程を施すものであってもよい。
また、前記インク定着装置には、面上に予めインクが供給された基材を導入するものであってもよいし、何らインクの供給されていない基材をインク定着装置に入力し、前記インク供給手段などにより、インク定着装置内で基材の面上にインクを供給する機構としてもよい。
以下、本発明の前記インク定着装置について説明する。本発明の前記インク定着方法については、該インク定着装置の説明を通じて明らかにする。
【００１２】
＜インク定着手段＞
前記インク定着手段は、基材の面上に大気圧近傍の電極間の放電（大気圧プラズマ放電）に伴う活性エネルギー線を付与するエネルギー線付与部を少なくとも有してなる。
【００１３】
−エネルギー線付与部−
前記エネルギー線付与部は、基材の面上に大気圧近傍の電極間の放電（大気圧プラズマ放電）に伴う活性エネルギー線を照射、接触などによって付与することにより、基材の面上への印刷インクの定着を確実に行うものである。基材の面上に大気圧近傍の電極間の放電（大気圧プラズマ放電）に伴う活性エネルギー線を照射、接触などによって付与することにより、カルボキシル基を有する不揮発性有機化合物を少なくとも含み、かつ、光重合開始剤を含んでいない印刷インクが硬化し、密着性、定着性に優れる定着が可能となる。
【００１４】
ここで、前記大気圧近傍とは、具体的には、海抜の違いなどによる大気圧を考慮して、インク定着時の雰囲気の圧力が、０．０７〜２ＭＰａ程度を意味するが、プラズマ放電の際に減圧などを何ら行わないものであればよく、これらに限定されるものではない。
該０．０７〜２ＭＰａの範囲外で電極間放電を行うと、プラズマ放電質などの特殊な減圧容器や作業工程を必要とし、煩雑でコスト高となることがある。
なお、上限値を２ＭＰａとしたのは、基材（用紙）を搬送ベルトで２００ｃｍ／秒の速度で０．５ｍｍの電極間隙を通過させた際に、当該電極間隙で局所的に発生する空気の流れにより生じる圧力が、およそ２ＭＰａであるため、この場合の雰囲気圧力を含める意味で規定したものである。
前記活性エネルギー線とは、前記大気圧近傍の電極間放電（大気圧プラズマ放電）に伴って生じたもので、電子線もしくは荷電粒子線であると推定している。
本発明で使用する印刷インクの構成成分は、カルボキシル基を有する不揮発性有機化合物が含まれ、かつ、光重合開始剤を含んでいないものであるが、これは大気圧近傍の電極間放電（大気圧プラズマ放電）中の電子又は荷電粒子が、強い電界によって加速されたのちに、前記印刷インク含有成分として存在するカルボキシル基を有する不揮発性有機化合物に衝突することで、化学的反応（詳細には、脱水縮合反応によってエステル結合する反応）を生じ、基材上で液体成分が固化した、即ち蝋状の物質に化学変化したと考えられる。
前記印刷インク定着前後の状態を、ＦＴＩＲ測定によって調べたところ、定着前には存在していなかったエステル結合のピークが、定着処理後に強く観測されたことから、上記のようなことが考えられる。
なお、実用上充分なインク定着性を呈する反応を得るには、電極間の電界強度が少なくとも１００ｋＶ／ｃｍより大きいことが好ましい。該電界強度が、１００ｋＶ／ｃｍ以下であると、インク定着が困難となることがある。
【００１５】
印刷インクが供給された基材の面上に大気圧近傍の電極間の放電（大気圧プラズマ放電）に伴う活性エネルギー線を効果的に照射、接触付与するには、該基材上で効率良く沿面放電を発生させる必要がある。
この場合の大気圧中の誘電体を挟んだ電極間放電とは、電極間に印加された高電圧によって、多数の微細なプラズマ柱（ストリーマとも言う）が電極間に生じたことによるものであるが、基材上の印刷インクを広範に定着させるためにはそのプラズマ柱（ストリーマとも言う）が一点集中して発生しないように電極構造を工夫する必要がある。細い針状の電極で放電を一点集中させて発生させ、それを基材面上を高速スキャンさせる方法も可能であるが、定着速度の低下、効率の低下、信頼性の低下を招くため実用的ではないと判断される。
そこで、均一にかつ広範な基材面へ活性エネルギー線を効果的に照射、接触付与するには、接地側電極から見た際に、接地されない電極との間に作られる電極間空間内に、放電の発生し易い電界強度の高い部分（以下、高放電部と称する）と、非放電部とがそれぞれ複数形成されるよう電極を構成するとともに、その電極間空間内に基材を搬送させて、該基材の全面が処理されるように構成するのが理想的である。なお、前記非放電部とは、放電の発生しづらく前記高放電部より電界強度の低い部分であって、放電が殆ど発生しないか又はゼロであることを意味する。
上記の構成において、複数存在する電界強度の高い放電部の中で優劣があると、その中で、更に最も電界強度が高いところに放電が集中することがある。従って、電界強度の高い放電部は、すべて同等の電界強度（即ち、一定値の電界強度）になるように設定されている必要があり、更に、その値としては、少なくとも１００ｋＶ／ｃｍより大きいことが好ましい。
【００１６】
また、前記接地側電極としては、例えば、金属板、金属板以外の導電性の部材など、導電性の電極板から形成され、該電極板の少なくとも一部、好ましくは全部が、厚み０．１〜１０ｍｍで、誘電率１０以下の誘電体によって被覆されていることが好ましい。このように誘電体によって被覆された電極版を接地側電極とすることは、放電による不具合を解消する上で特に重要である。
前記導電性部材としては、例えば、金属薄膜、酸化物半導体薄膜、導電性窒化物薄膜、導電性ホウ化薄膜、などの導電性薄膜が挙げられる。
前記金属薄膜に用いる金属としては、例えば、金、銀、白金、銅、アルミニウム、クロムなどが挙げられる。
前記酸化物半導体薄膜としては、例えば、酸化インジウム（Ｉｎ２Ｏ３）、酸化スズ（ＳｎＯ２）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化チタン（ＴｉＯ２）、及びこれら酸化物の複合系素材（例えば、酸化スズ＋酸化亜鉛：Ｚｎ２ＳｎＯ４、酸化インジウム＋酸化亜鉛：Ｉｎ２Ｏ３−ＺｎＯ、酸化インジウム＋酸化スズ：Ｉｎ２Ｏ３−ＳｎＯ２など）、などが挙げられる。
前記導電性窒化物薄膜としては、例えば、窒化チタン（ＴｉＮ）、窒化ジルコニウム（ＴｉＺｒ）、窒化ハフニウム（ＨｆＮ）、などが挙げられる。
前記導電性ホウ化薄膜としては、例えば、ホウ化ランタン（ＬａＢ６）、などが挙げられる。
前記導電性薄膜の形成方法としては、特に制限はなく、公知の方法を用いることができ、例えば、スパッタ法にて形成することができる。
【００１７】
また、前記電極板を被覆する誘電体として、誘電率が１０を超える材料を用いると、放電の集中が生じやすく、ムダなエネルギーを消費するばかりか、放電の集中によって基材に穴が開いたり、場合によっては発煙や燃焼を生じることがある。
前記誘電率１０以下の誘電体としては、例えば、雲母（４．５〜７．５）、ガラス（３．７〜１０）、パイレックスガラス（登録商標名、４．８）、酸化アルミナ（２．１４）、石英ガラス（３．５〜４．０）、硼珪酸ガラス（４．０〜５．０）などの無機材料が好ましく挙げられる。また、塩化ビニル樹脂（５．８〜６．４）、ウレタン（６．５〜７．１）、エポキシ樹脂（２．５〜６）、生ゴム（２．１〜２．７）、加硫ゴム（２．０〜３．５）、天然ゴム（２．７〜４．０）、鉱物油（２〜２．５）、３フッ化エチレン樹脂（２．４〜２．５）、４フッ化エチレン樹脂（２、登録商標名：テフロン）、フッ素樹脂（４．０〜８．０）、シリコーン樹脂（３．５〜５）、シリコーンゴム（３．０〜３．５）、全芳香族ポリイミド（３．２〜３．４）、半脂肪族ポリイミド（２．８〜３．０）、全脂肪族ポリイミド（２．５〜２．６）、ポリエステル樹脂（２．８〜８．１）、ポリカーボネート樹脂（２．９〜３．０）、紙（２．０〜２．５）などの有機材料が挙げられる。ただし、上記材料の例示中、カッコ内は各材料の誘電率を表す。
【００１８】
また、前記接地側電極として、厚み０．１〜１０ｍｍの誘電体で被覆された電極板を用いることは、印刷インク定着に効果のある沿面放電を安定して維持できることに加えて、不測の事態によってアーク放電を抑制するための安全機構となり得るため、好ましい。
前記誘電体の厚みが、０．１ｍｍ未満であると、薄すぎて、実用上、些細な製造作業ミスや取り扱い時のエラーなどで接地電極の金属部分が露出することがある。この場合、アーク放電が起き、金属電極損傷や周辺部材の発火や燃焼など引き起こすおそれがある。一方、前記誘電体の厚みが、１０ｍｍを超えると、実用的な印刷インク定着速度を得るためには、電源容量をより大きなものにする必要があり、コンパクト化や低コスト化が図れないことがある。
【００１９】
前記非接地側電極については、以下の（１）、（２）、及び（３）の少なくともいずれかの条件を満たすものであれば、本発明のインク定着に有効に用いることができる。
（１）非接地側電極が、対向する接地側電極との該対向側に、複数の突起部を有する金属、前記で述べたような金属薄膜などの導電性の電極板であり、かつ、対向する他方の接地側電極の電極面に対して垂直な面によってできる所望の断面形状における前記突起部の先端形状が、Ｒ０．５ｍｍ以上、Ｒ１０ｍｍ以下となっている部位を少なくとも有する。前記Ｒとは、曲率半径を表す。
前記先端形状が、Ｒ０．５ｍｍ未満であると、放電時に同時に発生するスパッタ現象が強く影響し、使用中にさらに削れて先端が鋭くなってしまい、放電集中が起きることがある。これは印刷インク定着のムラを生じさせるだけでなく、基材の損傷や発火のおそれを生じることがある。また、前記先端形状が、Ｒ１０ｍｍを超えると、放電の発生する場所が一定せず変動しやすくなり、基材面内を均一に処理するためには、より多くの面積の非接地側電極用の部材が必要となることがある。これは、高速で基材上の印刷インクを定着したい場合、その電極に必要な容積が大きくなることを意味しており、装置内にコンパクトに収納することができなくなる、即ち、装置サイズがムダに大きくなることがある。
（２）非接地側電極が、直径１ｍｍ以上、２０ｍｍ以下の円柱状及び円管状のいずれかの形状で、かつ、金属又は金属以外の導電性材料を少なくとも用いて形成されている。
前記円柱状又は円管状の導電性材料の直径が１ｍｍ未満であると、放電時に同時に発生するスパッタ現象が強く影響し、使用中にさらに削れて直径が部分的に細く鋭くなってしまい、放電集中が起きることがある。これは、印刷インク定着のムラを生じさせるだけでなく、基材の損傷や発火のおそれを生じることがある。また、前記直径が２０ｍｍを超えると、高速で基材の印刷インクを定着したい場合、その電極に必要な容積が大きくなり、装置内にコンパクトに収納することができなくなる、即ち、装置サイズがムダに大きくなることがある。
（３）非接地側電極が、少なくとも金属あるいは導電性の部材からなる導電性部材を用い、
（３−１）直線状に複数切り出した前記導電性部材を相互に電気的に接合させたもの、
（３−２）１本の長尺な前記導電性部材を折曲、即ち、折り返したり屈曲するなどしたものを１本、又は複数本を組み合わせて電気的に接合させたもの、
（３−３）直線状に複数切り出した導電性部材と、長尺な導電性部材を折曲させたものとを、それぞれ少なくとも１本以上組み合わせて電気的に接合させたもの、
のいずれかによって構成されたものであって、
かつ、接地側電極の電極面に対して垂直な面で形成される所望の断面形状における先端形状が、Ｒ０．５ｍｍ以上、Ｒ１０ｍｍ以下となっている部位を少なくとも有する。
前記（３−１）、（３−２）、及び（３−３）の非接地側電極において、前記先端形状が、Ｒ０．５ｍｍ未満では、放電時に同時に発生するスパッタ現象が強く影響し、使用中にさらに削れて先端部分が鋭くなってしまい、放電集中が起きることがある。これは印刷インク定着のムラを生じさせるだけでなく、基材の損傷や発火のおそれを生じることがある。また、先端形状が、Ｒ１０ｍｍを超えると、放電の発生する場所が一定せず変動し易くなり、基材面内を均一に処理するためには、より多くの非接地側電極用部材が必要となることがある。これは、高速で基材の印刷インクを定着したい場合、その電極に必要な容積が大きくなることを意味しており、装置内にコンパクトに収納することができなくなる、即ち、装置サイズがムダに大きくなることがある。
【００２０】
前記電極の具体例を図５〜図１０に示すが、上記要件を満たしていれば、必ずしも図に示された例にのみに限定されるものではない。
図５は、金属板９の全部が誘電体１０で被覆された接地側電極７の具体例であり、図５の（Ａ）は、該接地側電極７の斜視図を、図５の（Ｂ）はその断面図を示す。
図６は、金属板９の表面に突起１１を複数を設けて凹凸形状とした非接地側電極８の斜視図（Ａ）及びそのＸ−Ｘ’線断面図（Ｂ）である。
図７は、円管状の長尺な金属配管１２を、複数回折曲することにより形成した非接地側電極８の斜視図（Ａ）及びそのＸ−Ｘ’線断面図（Ｂ）である。該金属配管１２は、前述のように、直径１〜２０ｍｍが好ましい。
図８は、直線状に切り出した複数の金属板９と、導電線１３とを組み合わせて形成した非接地側電極８である。図８の（Ａ）は、該非接地側電極８の斜視図で、図８の（Ｂ）は、その製造工程を示す概念図であり、図８の（Ｃ）は、図８の（Ａ）のＸ−Ｘ’線断面図である。図８の（Ｃ）に示されるように、前記非接地側電極８は、直線状に切り出した金属板９の一側面側を削って、先端の断面形状が凸状となるように形成し、該金属板を複数並列に並べた後、これらが同電位となるよう、導電線１３で接続することにより、一体化している。前記金属板９の凸状の先端が、Ｒ０．５〜１０ｍｍとするのが好ましい。
図９は、円管状の長尺な金属配管１２を複数回折曲したものを、複数本組み合わせて形成した非接地側電極８である。その形成工程としては、図９の（Ａ）に示すように、長尺な金属管１２を複数回折曲する。次に、図９の（Ｂ）に示すように、前記折曲した金属間１２を複数本組み合わせ、電気的に同電位となるように、該複数の金属管１２どうしを配線１４により接続して一体化することにより、非接地側電極８を形成する。図９の（Ｃ）は、その断面図である。
図１０は、直線状に切り出した金属板９の一側面側を削って、先端の断面形状が凸状となるように形成し、該金属板９を導電線１３で複数並列に接続することにより一体化したもの（図１０の（Ａ））と、円管状の長尺な金属配管１２を複数回折曲したもの（図１０の（Ｂ））とを、各々複数組み合わせ、電気的に同電位となるように、これらを互いに配線１４により接続し、一体化することにより非接地側電極８を形成したものである（図１０の（Ｃ））。
【００２１】
基材（紙）の搬送方向に対して長尺な電極を用いたり、複数の電極を用いることは、電源コストを低下させることに対して極めて効果があることが、これまでの検討の結果わかっている。
基材（紙）上のインクを定着させるのには必要な放電量がある一定量あればよく（ただし、該放電量は、印刷インクの種類などによって差がある）、それを超えて多大な放電量があったとしても電極間に無効な電流を流すためだけに電力が使われたり、基材（紙）を損傷してしまうエネルギーとなってしまうだけで、インク定着に関しては全く意味がない。また、放電は広く浅く均一に、一定量を与える必要があると一般的に考えられている。
これまでの種々の検討から、一定の面積を持った電極からインク定着に寄与する放電量を引き出すことは限度があることがわかっている。限度を超えたものは無効な電流となったり、基材（紙）を損傷（発熱させて分解したり燃やしてしまうなど）したりしてしまう。
非接地電極の非放電部分を除いた金属または導体における単位面積当たり（１ｃｍ２当たり）の投入電力は最大約７Ｗであり、これを超えて電力を加えてもインク定着に寄与する放電は得られない。
投入電力について、更に最適化するにあたっては、印刷インクの組成や基材へのインク供給量、定着速度、誘電体の種類などによって調整する必要がある。
放電電極面積を変えないでインク定着に寄与する放電を増やそうとすると、電源周波数を高くしなければならないが、高圧で１００ｋＨｚ以上を与える電源は、電源自体が非常に大きなものとなってしまい、実用的でない。
低周波であっても（５０ｚ〜６０ｋＨｚ）、搬送方向に対して長尺な電極を用いたり、複数の電極を用いることによって、インク定着に有効な放電をより多く引き出すことができる。なお、このような長い距離の（複数の）電極間を高速に基材（紙）を搬送できるのはベルト部材を用いるのが最も適していると考えられる。該ベルト部材を用いた搬送手段（以下、ベルト搬送と称することがある）について、後に詳細に説明する。
【００２２】
−印刷インク−
本発明のインク定着方法及びインク定着装置で使用される印刷インクとしては、構成成分としてカルボキシル基を有する不揮発性有機化合物が含まれ、かつ、光重合開始剤を含んでいないインクであれば特に制限はなく、目標とする色相に応じて適宜材料を選択することができる。
前記印刷インクとしては、エマルションインク、水性インク、油性インクが挙げられる。これらに含まれる前記カルボキシル基を有する不揮発性有機化合物としては、油脂、ロウ類、高級脂肪酸、樹脂、樹脂の前駆体、エステル類、などが好適に挙げられる。これらの成分は、環境負荷低減及び有害物質の発生抑制などの観点からも好ましい。また、これらの成分は、１種単独で用いてもよいし、２種以上を併用してもよい。
このような印刷インクを使用し、大気圧近傍の電極間放電（大気圧プラズマ放電）を用いた活性エネルギー線を付与することによって、インクを基材に定着させることにより、有害物質発生の防止効果に優れるとともに、未定着インクが生じた場合でも、人体や環境への影響を良好に回避することができる。
【００２３】
前記水性インクとしては、前記成分の他に、水または水溶性有機溶剤、染料、顔料、分散剤を含んでなり、必要に応じて、界面活性剤、ｐＨ調整剤、粘度調整剤、防錆剤、防腐剤、防黴剤、酸化防止剤、還元防止剤、蒸発促進剤、浸透剤、キレート化剤、乾燥防止剤、有機アミンなどを含んでなる。また、前記水性インクの製造方法としては、特に制限はなく、目的に応じて公知の方法の中から適宜選択することができるが、例えば、有機溶剤又は水に、前記成分を分散させ、必要に応じて乳化して、インク化する。
【００２４】
前記油性インクとしては、前記成分の他に、有機溶剤又は油、染料、顔料、分散剤を含んでなり、必要に応じて、界面活性剤、粘度調整剤、防菌剤、潤滑剤、高分子分散剤、可塑剤、帯電防止剤、消泡剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤などを含んでなる。また、前記油性インクの製造方法としては、特に制限はなく、目的に応じて公知の方法の中から適宜選択することができるが、例えば、有機溶剤又は油成分に、前記成分を分散させ、必要に応じて乳化して、インク化する。
【００２５】
前記エマルションインクは、油相と水相とからなり、前記油相には、前記樹脂などから選択される成分の他に、有機白顔料、白色以外の着色顔料、体質顔料、無機系白顔料、分散剤、酸化防止剤、乳化剤、ゲル化剤、更その他の成分を含有してなる。また、前記水相には、有機白顔料、水、水溶性高分子化合物、抗菌剤、水の蒸発防止剤又は凍結防止剤、電解質、Ｏ／Ｗ樹脂エマルジョン、ｐＨ調整剤、その他の成分を含有してなる。また、前記エマルションインクの製造方法としては、特に制限はなく、目的に応じて公知の方法の中から適宜選択することができるが、例えば、常法により油相及び水相液を予め別々に調製し、前記油相中に水相を添加して、ディスパーミキサー、ホモミキサー、高圧ホモジナイザー等の公知の乳化機内で乳化させることにより製造することができる。
【００２６】
−−樹脂−−
前記樹脂としては、特に制限はなく、目標とする色相に応じて適宜選択することができ、例えば、アルキド樹脂、ロジン；重合ロジン、水素化ロジン、ロジンエステル、ロジンポリエステル樹脂、水素化ロジンエステル等のロジン系樹脂；ロジン変性アルキド樹脂、ロジン変性マレイン酸樹脂、ロジン変性フェノール樹脂等のロジン変性樹脂；マレイン酸樹脂；フェノール樹脂；石油樹脂；環化ゴム等のゴム誘導体樹脂；テルペン樹脂；重合ひまし油、などが挙げられ、これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。これらの中でも、アルキド樹脂が特に好ましい。
【００２７】
前記樹脂のインクにおける添加量としては、コスト及び印刷適正の観点から、１５〜６５質量％が好ましく、２５〜４５質量％がより好ましい。
前記樹脂の重量平均分子量は、定着性及び印刷適性から８，０００〜１６万が好ましく、３万〜８万がより好ましい。
前記樹脂の重量平均分子量が低い場合及び添加量が少ない場合には、定着性への効果が小さいことがあり、一方、重量平均分子量が高すぎたり、樹脂の添加量が多い場合にはインクの粘度が高くなり、インクが漏れるなどの印刷適性の問題が生じることがある。
【００２８】
−−樹脂の前駆体−−
前記樹脂の前駆体とは、モノマー、オリゴマー、分散体ポリマーなどである。前記前駆体としては、特に制限はなく、目標とする色相に応じて適宜選択することができ、例えば、モノマー、オリゴマー、分散体ポリマーなどが挙げられる。
前記モノマーとしては、取り扱いの安全性などを考慮して、単官能イミドアクリレート（ＨＨＰＩ−Ａ）、ニ官能アクリレート（ＮＤＤＡ、ＴＥＧＤＡ、ＴＣＤＤＡ、ＮＰＧ・ＰＯ・ＤＡ、ＴＰＧＤＡ、Ａ−ＢＰＥ４）、多官能アクリレート（ＴＭＰＴＡ、ＰＥＴＡ、ＴＨＥＩＣ−ＴＡ、ＤＴＭＰＴＡ、ＤＰＨＡ、ＴＭＰ・ＥＯ・ＴＡ）、などが挙げられる。
前記オリゴマーとしては、ポリエステル・アクリレート、ウレタンアクリレート、エポキシアクリレート、などが挙げられる。
前記分散体ポリマーとしては、スチレンアクリルポリマー（具体的製品としては、ジョンクリル６３、ジョンクリル６１Ｊ、ジョンクリルＨＰＤ７１、ジョンクリルＨＰＤ９６：ジョンソンポリマー株式会社製、などが挙げられる）、ポリアクリル酸ナトリウム（具体的製品としては、アクアリックＤＬシリーズ：株式会社日本触媒製、が挙げられる）、アクリル酸／マレイン酸共重合体塩（具体的製品としては、アクアリックＴＬシリーズ：株式会社日本触媒製、が挙げられる）、などが挙げられる。
前記樹脂の前駆体のインクにおける添加量としては、１５〜６５質量％が好ましく、２０〜４５質量％がより好ましい。
【００２９】
−−油脂−−
前記油脂とは、脂肪酸とグリセリンがエステル結合したものである。前記油脂としては、特に制限はなく、公知のものの中から目的に応じて適宜選択することができ、植物油脂、動物油脂、石油精製油脂、などが挙げられる。
前記植物油脂としては、例えば、アポカド油、アルモンド油（アーモンド油）、アルガン油、オリーブ油（オリブ油）、カロット油（キャロット油）、キューカンバー油、ククイナッツ油（キャンドルナッツ油）、グレープシード油（プドウ油）、ゴマ油、小麦胚芽油、コメ胚芽油（オリザオイル）、コメヌカ油（コメ油）、コーン油、サフラワー油、シアバター（シア脂）、シソ油、大豆油、茶油（茶実油、茶種子油）、月見草油、ツパキ油、トウモロコシ胚芽油（マゾラ油）、ナタネ油、パーシック油（杏仁油、桃仁油）、ハトムギ油、パーム油、パーム核油、ヒマシ油、硬化ヒマシ油（カスターワックス）、ヒマワリ油、サンフラワー油、へーゼルナッツ油、ポピー油、ボラジ油、マカデミアナッツ油、メドウホーム油、綿実油、モクロウ、ヤシ油、落花生油（ピーナツ油）、リンシード油、ローズヒップ油、などが挙げられる。
前記動物油脂としては、例えば、オレンジラフィー油、牛脂、タートル油（アオウミガメ油）、ミンク油、卵黄油、粉末卵黄油（水素添加卵黄油）、馬油、などが挙げられる。
前記石油精製油脂としては、鉱油、合成油などが挙げられる。
これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
前記油脂のインクにおける添加量としては、１５〜６５質量％が好ましく、２０〜４５質量％より好ましい。
【００３０】
−−ロウ類−−
前記ロウ類は、高級脂肪酸と高級アルコールのエステルである。前記ロウ類としては、特に制限はなく、公知のものの中から目的に応じて適宜選択することができ、例えば、カルナウバロウ、鯨ロウ、セラック、ホホバ油、ミツロウ、サラシミツロウ（白ロウ）、モンタンロウ（モンタンワックス）、ラノリン、ラノリン誘導体、還元ラノリン、硬質ラノリン、吸着精製ラノリン、硬化油、などが挙げられる。
これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
前記ロウ類ののインクにおける添加量としては、１５〜６５質量％が好ましく、２０〜４５質量％より好ましい。
【００３２】
−−高級脂肪酸−−
前記高級脂肪酸とは、天然の油脂およびロウの構成成分であり、一般式ＲＣＯＯＨなどで表される化合物である。前記高級脂肪酸としては、特に制限はなく、公知のものの中から目的に応じて適宜選択することができ、例えば、アラキドン酸、イソステアリン酸、ウンデシレン酸、オレイン酸、ステアリン酸、パルミチン酸、ベヘニン酸、ミリスチン酸、ラウリン酸、ラノリン脂肪酸、硬質ラノリン脂肪酸、軟質ラノリン脂肪酸、リノール酸、リノレン酸、などが挙げられる。
これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
前記高級脂肪酸のインクにおける添加量としては、１５〜６５質量％が好ましく、２０〜４５質量％がより好ましい。
【００３４】
−−エステル類−−
前記エステルとは、酸とアルコールとから脱水して得られる有機化合物であり、前記酸としては、脂肪酸、多塩基酸、ヒドロキシ酸などが挙げられ、前記アルコールとしては、低級アルコール、高級アルコール、多価アルコールなどが挙げられる。
前記エステル類としては、特に制限はなく、公知のものの中から目的に応じて適宜選択することができ、例えば、アセチル化ラノリン（酢酸ラノリン）、イソステアリン酸イソセチル（イソステアリン酸ヘキシルデシル）、イソステアリン酸コレステリル、エルカ酸オクチルドデシル（ＥＯＤ）、オクタン酸セチル（２−エチルヘキサン酸セチル）、オクタン酸セトステアリル（２−エチルヘキサン酸セトステアリル、イソオクタン酸セトステアリル）、オレイン酸オクチルドデシル、オレイン酸デシル、ジメチルオクタン酸ヘキシルデシル、ステアリン酸イソセチル（ステアリン酸ヘキシルデシル）、ステアリン酸コレステリル、ステアリン酸ブチル、長鎖−αヒドロキシ脂肪酸コレステリル（ＧＬコレステリル）、トリミリスチン酸グリセリン、乳酸セチル、乳酸ミリスチル、パルミチン酸イソプロピル（ＩＰＰ、イソプロピルパルミテート）、ヒドロキシステアリン酸コレステロール、ミリスチン酸イソトリデシル（ＭＩＴＤ）、ミリスチン酸イソプロピル（ｌＰＭ、イソプロピルミリステート）、ミリスチン酸オクチルドデシル（ＭＯＤ）、ミリスチン酸ミリスチル、ラウリン酸ヘキシル、ラノリン脂肪酸イソプロビル、ラノリン脂肪酸コレステリル、リンゴ酸ジイソステアリル、などが挙げられる。
これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
前記エステルのインクにおける添加量としては、１５〜６５質量％が好ましく、２０〜４５質量％がより好ましい。
【００３５】
このように、本発明のインク定着装置では、電極間の放電に伴う活性エネルギー線を用いることにより、従来のようなＵＶランプから発生される熱を強制冷却するための空冷ファンや熱排気ダクト、定着装置を開閉するためのシャッター機構、ＵＶ光の定着装置外部への漏れを防止するための遮断板、などを備える必要がなく、装置サイズを小さくして設置面積を節約できる。
また、光透過性の悪い色のインクであってもその特性に何ら影響されることなく硬化することができ、インクの種類などによらず、一定かつ低い硬化エネルギーを付与すればよいので、エネルギー効率に優れ、電源装置や維持運営の低コスト化が可能となる。
また、空気中の酸素により硬化反応が阻害されるなどの不具合がなく、阻害防止のための装置などが不要で、インク定着装置のコンパクト化、簡易化、及び処理効率の向上が可能となる。
また、油性インクでは、インクに含まれる油成分が大気中の酸素によって酸化されて硬化によって定着し乾燥するため、処理に時間がかかり、インクの滲みや、裏うつりなどを発生しやすく、印刷作業が困難になる不具合があったが、本発明のように、電極間の放電に伴う活性エネルギー線によりインク定着を行うことにより、油性インクに含まれる油成分の固化が促進され、インク定着を迅速かつ良好に行うことができる。
また、前記電極間の放電に伴う活性エネルギー線を用いることによって、紫外線光を用いた場合のように光の屈折、散乱及び反射などによる未照射部分が生じることがなく、未定着インクの発生を抑制して、人体や環境への影響を防止することができる。
【００３６】
＜インク供給手段＞
前記インク供給手段は、基材の面上に印刷インクを供給するものである。
該インク供給手段により、基材の面上に印刷インクを供給した後、前記インク定着手段を用いて、該印刷インクに対してエネルギー線付与部により活性エネルギー線を付与し、印刷インクを定着するものであってもよく、定着性に優れるインクの定着が可能となる。
また、予め印刷がされ、未定着インクが残留する可能性のある基材に対して、前記インク定着手段を用いて、活性エネルギー線を付与して前記未定着インクを定着させた後、当該インク供給手段により、新たな印刷を行うものであってもよく、先の印刷と後の印刷とのインクの混色を防止して、にじみのない鮮明な印刷が可能となる。
前記インク供給手段としては、特に制限はなく、公知のものの中から目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、孔版、平版、凸版、凹版、及びインクジェット方式などが挙げられる。特に、インクジェット方式によるものであれば、オフセット印刷、スクリーン印刷に比べて、インク供給手段をコンパクトに形成することができる。
【００３７】
＜排出手段＞
前記排出手段は、エネルギー線付与部による活性エネルギー線付与で生じる副産物を排出するものである。前記副産物としては、電極間の放電の際に生じるガス、電子線、光、基材からの脱ガス、インク定着時の反応などに伴って発生する種々のガスなどがあり、これらを除去するために、前記排出手段としては、ガス除去手段があり、このガス除去手段としては、ガス吸着手段、ガス解手段、ガス排気手段、などが挙げられる。なお、本発明では、低エネルギーで有害物質の発生の少ないインク定着が可能となるため、前記排出手段を設けていても、従来のインク定着装置で必要とされた空冷ファン、熱排気ダクト、シャッター機構、ＵＶ光の漏れ防止遮断板などに比べて、コンパクトで簡易なものとすることができる。
【００３８】
−ガス除去手段−
前記電極間の放電の際に生じるガス、基材からの脱ガス、インク定着の際に生じるガスとしては、例えば、オゾンガス、ＮＯｘガス、ＶＯＣガス（揮発性有機化合物ガス）などが挙げられ、これらは、人体や環境に影響を与えたり、人体に軽重を問わず刺激を与える可能性がある。
前記ガス排気手段としては、特に制限はなく、公知のものの中から目的に応じて適宜選択することができ、例えば、電極に臨ませて、排気ダクト、排気ファン、排気口などの風路を設けてもよい。この風路により、該電極付近の雰囲気を通気させて、前記ガスを除去することができる。
また、前記ガス吸着手段としては、前記風路内のいずれかの位置に、活性炭繊維、ゼオライト、光触媒などで形成したフィルターを配設し、これらにガスを吸着させてもよく、有害なガスの除去効果を更に高めて、人体への影響を極力防止することができる。前記フィルターは、活性炭繊維、ゼオライト、光触媒などを１種単独で用いて形成してもよいし、２種以上を組み合わせて形成してもよい。
また、前記ＮＯｘガスは、光触媒、ゼオライト、活性炭繊維の組み合わせによるガス吸着手段によって効果的に除去でき、ＮＯｘガスの優れた除去効果が得られる。また、この吸着されたＮＯｘガスを、光触媒効果により、ＮＯ３イオンに分解することができ、ＮＯｘガスの除去に効果的である。
また、前記ガス分解手段として、例えば、前記オゾンガスを、前記活性炭繊維と接触させることにより、効果的にＣＯ２に変化させることができる。従って、印刷機（定着機）の排気側の通気フィルタとして活性炭繊維を配置しておくことにより、オゾンガスの効率的な除去が可能となる。
また、前記ＶＯＣガスのガス吸着及び分解手段として、活性炭繊維に酸化チタンを添着したフィルターを用い、該フィルターによりＶＯＣガスを効果的に吸着することができる。次に、該フィルターに屋外の太陽光を照射したり、適宜の紫外線ランプ（殺菌灯）の下で紫外線を直接照射することにより、前記活性炭繊維に吸着されていたＶＯＣガスが酸化チタン触媒によってＣＯ２に分解され、ＶＯＣガスの効果的な除去が可能となるとともに、活性炭繊維の再生使用が可能となる。また、ゼオライトと酸化チタン光触媒の組み合わせも、前記ガスの吸着及び分解手段として有効である。
これらのガス吸着手段やガス分解手段は、特別な換気装置（強制ダクト排気設備）がないような事務オフィスにおいても、通常換気が可能な場所であれば、容易な実用化が可能となる。
また、前記ガス排気手段として、装置からの排気を簡易的なダクトによって屋外へ排出すことが有効であり、作業者によって上記の手段を用いても副生物に対して過敏に反応する場合などに好適である。
更に、前記オゾンガスやＮＯｘガスなどを発生させない環境を作ることも、人体への安全のために有効である。例えば、通気風路の放電電極の上流側に、シリコーンゴム製、ポリイミド製中空糸膜などで形成された、酸素遮断の中空糸タイプフィルターを設けて酸素を遮断し、放電電極付近の雰囲気を窒素で満たすことにより、酸素と活性エネルギー線との接触が防止され、前記オゾンガスやＮＯｘガスなどの発生を効果的に防止することができる。
【００３９】
＜入力手段＞
前記入力手段は、インク定着装置に基材を導入する手段であり、特に制限はなく、公知のものの中から目的に応じて適宜選択することができ、例えば、給紙トレイ、給紙バンク（箱）、ロール紙セット機構、ロール紙カット機構、基材供給台、基材供給トレイ、基材供給棚、などが挙げられる。
＜出力手段＞
前記出力手段は、インク定着装置でインク定着を完了した基材を排出する手段であり、特に制限はなく、公知のものの中から目的に応じて適宜選択することができ、例えば、収納トレイ、収納バンク（箱）、収納棚、巻き取り機構、折り重ね収納機構、などが挙げられる。
【００４０】
＜搬送手段＞
前記搬送手段は、インク定着装置内において基材を入力手段から出力手段に搬送する手段であり、該搬送手段により、基材がインク定着手段に搬送され、インク定着処理が行われる。
前記搬送手段としては、基材をインク定着手段に搬送可能であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、比誘電率１０以下で、厚み０．０３〜５．０ｍｍのベルト部材による搬送（ベルト搬送）を少なくとも行うものが好ましい。
前記ベルト部材として、比誘電率１０以下の材料を用い、該ベルト材料の厚みを０．０３〜５．０ｍｍとすることにより、大気圧近傍の電極間放電（大気圧プラズマ放電）した際に、インク定着に有効に作用する活性エネルギー線をより多く付与することが可能となる。
前記ベルト部材の材料としては、クロロプレンゴム、ニトリルゴム、ブチルゴム、エチレンプロピレンジエンゴム、クロロスルホン化ポリエチレン、アクリルゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴム、天然ゴム、スチレンブタジエンゴム、４フッ化エチレン、ポリアミド、及びポリイミドから選択される少なくとも１種を含むものが好ましい。これらは、１種単独で用いてもよいし、２種以上を併用してもよい。なお、これらの誘電率は、前記接地側電極を被覆する誘電体の説明中で述べたとおりである。
このような材料を用いることにより、前記ベルト部材の比誘電率を１０以下とすることができる。
なお、搬送時の終了点において基材をベルト表面から引き剥がしやすくするために、基材の帯電状態から除電するための除電手段を設けるのが好ましい。該除電手段としては、除電ブラシ、除電用のイオナイザーなどが好適に挙げられる。
前記搬送手段による基材の搬送速度としては、５０〜２００ｃｍ／秒が好ましく、１００〜２００ｃｍ／秒がより好ましい。前記搬送速度が、５０ｃｍ／秒未満であると、生産性が低く、生産ラインの低下を招くことがある。前記搬送速度が、２００ｃｍ／秒を超えると、大気圧近傍の電極間放電（大気圧プラズマ放電）した際に、インク定着に有効に作用する活性エネルギー線の付与が不充分となり、インクの定着性が低下することがある。
【００４１】
毎葉紙にインク印刷されたものを高速でかつ連続的に多数枚処理する必要性と、大気圧近傍の電極間放電（大気圧プラズマ放電）によるインク定着を同時に実現する観点から、前記ベルト搬送が最も低コストで効果的である。
放電は印刷インクを硬化させる一方で、基材をも帯電させる作用を有しており、基材をベルト部材上に載置してベルト搬送すると、基材はベルト部材上に隙間無く吸い付けられた状態となる。
この状態は、プラズマ放電電極間の狭い間隙を高速で基材（紙）を通過させるのに、極めて好都合である。
即ち、プラズマ放電電極の間隙はその電界強度を高くすることによって、インク定着効果も向上できるとが種々の検討からわかっており、そのためには電極間間隙を狭くする必要があった。
しかしながら極めて狭い間隙に基材を確実に通過させることは、基材（紙）に何も押圧力の働かないフリーな状態では通過が困難で、間隙を構成している電極に基材が衝突する現象が起きる結果、いわゆるジャム現象などの問題を発生させる。
また、基材（紙）の搬送手段として、複数のローラを用いたローラ搬送が一般的に用いられているが、このローラ搬送では、高速搬送の目的で、毎葉紙などの基材を軽く湾曲させて搬送させる方法がしばしば用いられている。しかし、本発明のような放電によるインク定着に、ローラ搬送を用いた場合は、その基材(紙)の湾曲分だけクリアランス（間隙）の余裕を放電電極間に設ける必要が生じる。このように電極間の間隙が広くなることは、一定の高圧電源を用いた場合には、電界強度が低下することになり、充分な活性エネルギー線付与を行うためには、結果として、電極間での基材の搬送速度を低下させざるを得なくなる。
また、高圧電源の出力電圧を高くすることは技術的に不可能ではないが、トランスなどを余裕をみて大きくする必要があり、電源は勿論、装置全体のコンパクト化や低コスト化が図れない。このような問題を解消するためにも、前記ベルト搬送が好適である。
前記ベルト搬送の更なる有利な点としては、基材がベルト面に吸着されて隙間無く一次的に固定されるので、電極を長尺とし、その間隙を狭幅とした場合でも、該長尺で瀬間幅な放電空間内において、基材を安定した状態で高速で移動させることができる。その結果、基材に活性エネルギー線を充分に付与して、優れたインク定着効果を、簡易に得ることができる。
【００４２】
このように、ベルト搬送を行うことにより、長尺で狭幅な放電空間内において、ジャム現象などを生じることなく、基材を高速かつ円滑に移送することができるので、極めて優れたインク定着効果を得ることができる。したがって、高速に多量枚数の印刷物についてインク定着処理を行うという要望に対して、解決する策としては最も優れた方法である。
なお、当然のことながら本動作は、基材を連続して印刷しインク定着処理を行う場合において、電極を長尺にすることが可能であることから、高速移送した場合でも活性エネルギー線の付与による定着時間が長くなるということであって、その時間そのものが、インク定着装置や印刷装置での高速処理・タクトタイムに対して与える悪影響は非常に軽微であり、実状からみても全く問題がないレベルである。また、ジャム現象などの問題が防止できる分、より効率的な処理が可能となる。
【００４３】
＜作動制御手段＞
前記作動制御手段は、前記インク定着手段の作動を制御するもので、例えば、基材の面上の未定着インクを検知又は検出し、未定着インクが存在する場合のみ、インク定着手段を作動させることにより、不必要なエネルギーの消費を防止して、エネルギー効率を向上させることが可能となり、維持運営の更なる低コスト化を可能とするものである。また、このような作動制御手段を備えることにより、比較的小さい被照射物、マーキング、線などの未定着インクに対して、効率よく活性エネルギー線を付与することができ、未定着インクを確実かつ効率的に硬化し定着させることができる。
【００４４】
前記作動制御手段としては、特に制限はなく、公知のものの中から目的に応じて適宜選択することができ、例えば、電気的な非接触センサー、磁気的な非接触センサー及び光学的な非接触センサーのいずれかを用いて未定着インクの存在を検知し、インク定着手段の動作タイミングを制御するものであってもよい。
前記電気的な非接触センサーは、静電容量センサーなどを用いて基材の静電容量を検出し、基材及びインク材料の有する誘電率の違いにより生じる前記静電容量の変化により、基材面上の未定着インクを検知する。
前記磁気的な非接触センサーは、インクに含まれる微量な磁性体による磁力線の強度変化を検出することにより、基材面上の未定着インクを検知する。
前記光学的な非接触センサーは、インクの光に対する反射率又は吸収率の差異を検出することにより、基材面上の未定着インクを検知する。
【００４５】
また、基材面上の全体に、均一に未定着インクが存在している場合には、前記作動制御手段としては、未定着インクそのものを検知するのではなく、基材の搬送手段の搬送経路に設置した、機械的手段と、電気的接点及び磁気的接点のいずれかとの組み合わせ、及び機械的手段と光学的センサーとの組み合わせから選択されるいずれかにより、基材が前記搬送手段によってインク定着手段を通過する始点及び終点を検知することにより、前記インク定着手段の動作タイミングを制御するものが好適である。基材の一部の未定着インク部分のみを検出する場合には、検出手段が複雑で精密なものとなることがあるが、本形態によっては、基材の始点と終点を検出すればよいので、作動制御手段を簡易なものとすることができる。
前記検知機構としては、前記基材の面始点を、例えば基材の搬送経路に設置した基材移動及び送りこみ用駆動部（駆動ローラ部等）と直結または機械的機構を介して間接的に連結したカム機構からなる機械的手段が、そのカム機構の動作に伴って応答する電気的接点または光学的センサーによって検出する。これによって、動作開始及び動作終了を基材の有無とみなし、さらに基材有を「みなし未定着インクの存在」、基材無を「みなし未定着インクの不在」と検知することによって、インク定着手段を作動する。または、基材の搬送経路中に機械スイッチを設置して基材通過時の基材との接触や重量変化を機械スイッチに連動した電気的接点、もしくは光学的センサーにて検知し、これによって基材の有無判定とし、さらに基材有を「みなし未定着インク」の存在、基材無を「みなし未定着インクの不在」とに検知することによって、インク定着手段を作動する。
このように、基材の始点を検知した時点で活性エネルギー付与部が作動し、基材の終点を検知した時点でエネルギー付与部を停止することにより、基材全体に活性エネルギー線を付与することができ、また、基材以外の部分に活性エネルギー線付与が行われることがなく、不必要なエネルギーの消費を防止して、エネルギー効率に優れるインク定着が可能となる。
【００４６】
以上説明したように、本発明のインク定着装置は、エネルギー効率、作業性に優れ、装置がコンパクトで簡易であり、インクの定着性に優れ、人体や環境への安全性に優れるため、例えば、本発明の印刷装置、プリンター、塗布装置、コーティングマシンなどに好適に用いられる。
【００４７】
ここで、本発明のインク定着装置について、図面を参照して更に詳しく説明する。
＜第一の実施形態＞
図１は、本発明の第一の実施形態におけるインク定着装置の概念図である。この第一の実施形態に係るインク定着装置は、インク供給手段とインク定着手段とを備えた構成であり、印刷機能を有する装置である。図１に示すインク定着装置１００は、基材６の入力手段１と出力手段２と、該入力手段１から出力部２に基材を搬送する搬送手段３（ポリイミド製の無端ベルト部材）とを備えている。この搬送手段３の経路に、基材６に印刷インクを供給するインク供給手段５を配置し、その下流側に、該インク供給手段５により基材６の面上に供給されたインクを定着させるためのインク定着手段の一つとして、電極間の放電に伴う活性エネルギー線を付与するエネルギー線付与部４を配置している。該エネルギー線付与部４は、前記搬送手段３の無端ベルト部材を挟んで、接地側電極７と非接地側電極８とを、０．５ｍｍの間隙を介して対向させて配置することにより構成されている。図１中の矢印は、基材６の流れを示している。
前記第一の実施形態では、入力手段１から入力された基材が、搬送手段部３によりインク供給手段５に搬送され、基材の面上にインクが供給された後、該基材面上のインクに対して、エネルギー線付与部４により活性エネルギー線が付与され、定着性に優れるインクの定着が行われた後、出力手段２により出力される。
また、このような構成の第一の実施形態のインク定着装置に、副産物の排出手段、インク定着手段の作動制御手段を設けてもよい。
また、第一の実施形態のインク定着装置は、エマルションインク、水性インク、油性インクの定着や乾燥に好適である。また、第一の実施形態のインク定着装置の用途としては、該インク定着装置を組み合わせることにより、重ね塗りができるカラー（多色）印刷に好適に用いることができる。
【００４８】
＜第二の実施形態＞
図２は、本発明の第二の実施形態におけるインク定着装置の概念図である。この第二の実施形態に係るインク定着装置は、面上に予めインクが付与された基材が入力され、インクの定着のみを行うタイプの装置であり、インク供給部を備えていない構成となっている。図２に示すインク定着装置１００は、基材の入力部１と、出力部２と、該入力部１から出力部２に基材を搬送する無端ベルト部材からなる搬送手段３を備え、該搬送手段３の経路に、インク定着手段の一つとして、前記搬送手段３の無端ベルト部材を挟んで、０．５ｍｍの間隙を介して対向させた、接地側電極７と非接地側電極８とからなるエネルギー線付与部４を配置している。図２中の矢印は、基材６の流れを示している。
前記第二の実施形態では、面上に予めインクが供給された基材６が入力部１から入力され、搬送部３によりエネルギー線付与部４に搬送され、該エネルギー線付与部４により、基材６面上のインクに対して活性エネルギー線が付与されることにより、定着性に優れるインクの定着が行われた後、基材６が出力手段２により出力される。
また、第二の実施形態のインク定着装置にも、副産物の排出手段、インク定着手段の作動制御手段を設けてもよい。
また、第二の実施形態のインク定着装置は、エマルションインク、水性インク、油性インクの定着や乾燥に好適である。また、第二の実施形態のインク定着装置の用途としては、印刷物のインクの定着、乾燥以外に、油絵などの美術品の乾燥及び定着に好適に用いることができる。また、活性エネルギー線の殺菌、消毒、乾燥作用により、食品包装材料への印刷に好適に用いることができる。
【００４９】
＜第三の実施形態＞
図３は、本発明の第三の実施形態におけるインク定着装置の概念図である。この第三の実施形態に係るインク定着装置１００は、基材６の入力手段１と、出力手段２と、ポリイミド製の無端ベルト部材からなる搬送手段３とを備え、該搬送手段３の経路にインク供給手段５を備え、該インク供給手段５の上流側に、インク定着手段として、接地側電極７と非接地側電極８とからなるエネルギー線付与部４を配置している。図３中の矢印は、基材６の流れを示している。
前記第三の実施形態では、入力部１から入力される基材６はすでに別の印刷装置又は同印刷装置で、それより前の時刻に別の印刷が施されたものであって、その少なくとも一部には未定着のインクが残留しているものとする。この未定着インクが残留した基材６が入力部１から、搬送部３によりエネルギー線付与部４に搬送され、該エネルギー線付与部４により基材６の面上に活性エネルギー線が付与され、前記未定着インクが定着される。この付与後に、基材６がインク供給手段５に搬送され、該基材６の面上へのインクの供給が行われた後、出力手段２により出力される。
また、第三の実施形態のインク定着装置にも、副産物の排出手段、インク定着手段の作動制御手段を設けてもよい。
また、第三の実施形態のインク定着装置は、インク定着機構を装備していない従来印刷装置を使って、既に印刷された基材に２色以上の多色刷りをしたい場合であって、混色を避けたい場合などに用いるのに好適である。
より具体的には、製品販促用のチラシ、サービス宣伝用のチラシなどを、まず、本社の従来の印刷装置で多量枚数を印刷しておく。ただし、この場合、印刷インクは、構成成分としてカルボキシル基を有する不揮発性有機化合物が含まれ、かつ、光重合開始剤を含んでいないものを使用する。次に、全国各地の支社や支店又は販売店などで、本発明の前記第三の実施形態のインク定着装置を使って、本社の印刷時には印刷されていなかった支社や支店・販売店の情報や地域の情報等を付加的に印刷するような場合が想定され、このような用途として好適に用いることができる。
【００５０】
＜第四の実施形態＞
図４は、本発明の第四の実施形態におけるインク定着装置の概念図である。この第四の実施形態に係るインク定着装置１００は、基材６の入力手段１と、出力手段２と、無端ベルト部材からなる搬送手段３とを備え、該搬送手段３の経路にインク供給手段５を備え、該インク供給手段５の上流側及び下流側に、インク定着手段として、エネルギー線付与部４ａ及び４ｂを各々配置している。図４中の矢印は、基材６の流れを示している。
前記第四の実施形態では、入力手段１から入力される基材６は、既に別の印刷装置で印刷が施されたか、又は同第四の実施形態の印刷装置で、当該印刷時より前の時刻に別の印刷が施されたものであって、その少なくとも一部には未定着のインクが残留しているものとする。この未定着インクが残留した基材６が入力手段１から、搬送部３によりエネルギー線付与部４ａに搬送され、該エネルギー線付与部４ａにより基材６の面上に活性エネルギー線が付与され、前記未定着インクが定着される。この付与後に、基材６がインク供給手段５に搬送され、該基材６の面上にインクが供給される。このインクが供給された基材６の面上の該インクに対して、更に下流側のエネルギー線付与部４ｂにより、基材６の面上に活性エネルギー線が付与されることにより、インクの定着が行われ、その後出力手段２により出力される。
また、第四の実施形態のインク定着装置にも、副産物の排出手段、インク定着手段の作動制御手段を設けてもよい。
また、第四の実施形態のインク定着装置は、定着機構を装備していない従来印刷装置を使って、既に印刷された基材に２色以上の多色刷りをしたい場合であって、混色を避けたく、更に手擦れ汚れ等を発生させたくない印刷などに用いるのに好適である。
また、より具体的に、第四の実施形態のインク定着装置の用途としては、前記第三の実施形態のインク定着装置の用途より、更に高速かつ確実な仕上げが必要なチケット、入場券、有価証券、商品券、証明書、保証書などの印刷に用いるのに好適である。
【００５１】
（印刷装置）
本発明の印刷装置は、前記発明のインク定着装置を少なくとも有してなり、必要に応じて、インク供給手段、入力手段、出力手段、副産物の排出手段などを有してなる。
本発明の印刷装置の実施の形態としては、前記インク定着装置で説明した、図１、図３、及び図４に示すような形態などが好適に挙げられる。
本発明の印刷装置は、前記本発明のインク定着装置を有していることから、エネルギー効率、作業性に優れ、装置がコンパクトで簡易であり、インクの定着性に優れ、人体や環境への安全性に優れたインクの定着が可能で、低コストで高画質画像が得られため、孔版印刷装置、インクジェット印刷装置、凸版印刷装置、オフセット印刷装置などに好適に用いられる。
【実施例】
【００５２】
以下、本発明の実施例を説明するが、本発明は、これらの実施例に何ら限定されるものではない。
【００５３】
−エマルションインクの調製−
まず、下記表１に記載の処方により着色剤、油成分、分散剤、樹脂、及び乳化剤を混合し、高速ディゾルバーにて攪拌した。その後、ビーズミル（ＬＭＺ２、アシザワ・ファインテック株式会社製）を用いて分散処理を行って油相を調製した。
次に、表１に記載の処方により着色剤、水溶性高分子、分散剤、凍結防止剤、及び防腐剤を混合し、この混合液を水に良く溶解させて水相を調製した。
次いで、乳化機（日光ケミカルズ株式会社製、乳化試験機ＥＴ−３Ａ型）を使用し、前記油相液を仕込んで液を撹拌しながら、徐々に前記水相液を添加した。以上により、Ｗ／Ｏエマルションインクを作製した。
【００５４】
【表１】
0005118823.tif 000002
上記表１の構成のＷ／Ｏエマルションインクに関して、油相成分の中に油成分として植物油の「大豆油」があるが、この油は植物天然油であるため、若干の遊離脂肪酸を含んでいる。該遊離脂肪酸中にカルボキシル基の成分が存在していることから、これが後述のインク定着手段により、大気圧近傍の電極間の放電（大気圧プラズマ放電）が与えられた際に、基材に定着する化学変化（効果）を生じさせると推測する。
【００５５】
−水性インクの調製−
以下のようにして、水性インクジェット用インクをそれぞれ調製した。なお、インクはシアン、マゼンタ、イエロー、及びクロの４色で１セットである。
まず、下記表２に記載の組成により、水に顔料、顔料分散剤、適宜添加剤等を投入し、ビーズミル（アシザワ・ファインテック社製、ミニゼーターＭＺ０３）を用いて顔料分散液を作製した。
次に、得られた顔料分散液を平均孔径３μｍのフィルターで濾過し、水性インクジェット用インクを調製した。
【００５６】
【表２】
0005118823.tif 000003
上記表２構成の水性インクに関して、添加剤の成分として「クエン酸」を含有している。該クエン酸中に、カルボンキシル基の成分が存在していることから、これが大気圧近傍の電極間の放電（大気圧プラズマ放電）が与えられた際に、基材に定着する化学変化（効果）を生じさせると推測する。
【００５７】
−油性インクの調製−
下記表３に記載の材料を、工業用攪拌機（３００ｒｐｍ、６０分）にて攪拌し、油性インクを調製した。該油性インクは揮発性溶剤を用いておらず、人体への影響がない成分構成となっている。
【表３】
0005118823.tif 000004
上記表３の構成の油性インクに関して、油相成分の中に油成分として、「ひまし油」が含有されているが、このひまし油は天然の油であるため、若干の遊離脂肪酸を含んでいる。この場合も、該遊離脂肪酸中にカルボキシル基の成分が存在していることから、これが大気圧近傍の電極間の放電（大気圧プラズマ放電）が与えられた際に、基材に定着する化学変化（効果）を生じさせると推測する。
【００５８】
（実施例１〜実施例８）
図１に示すような印刷装置を用いて、前記で調整したＷ／Ｏエマルションインクにより、図１３（Ａ）に示すように、普通ＯＡ用紙に幅７５ｍｍのベタ印刷を行い、得られたベタ印刷についてインク定着性の評価を行った。
前記図１の印刷装置は、インク供給部５の下流側に、搬送手段３であるポリイミド製無端ベルト部材を挟んで、０．５ｍｍの間隙を介して接地側電極７と非接地側電極８とを対向させて配置することにより、エネルギー線付与部４を構成している。
また、前記接地側電極７として、図１１に示すように、３００ｍｍ×１５０ｍｍのアルミ製平板の非接地側電極８と対向する側の一方面に、厚み約０．８ｍｍの硼珪酸ガラス板（９％のＢ２Ｏ３を含有したＳｉＯ２、誘電率：４．０〜５．０）を接着固定した電極を使用した。また、前記非接地側電極８は、図１２に示すように、長さ１，５００ｍｍ、直径１０ｍｍの円管状の長尺な金属配管１２（ＵＳ配管）を、３００ｍｍ×１５０ｍｍの同一平面内に収まるよう、４回折曲することにより形成した電極を使用した。
また、前記搬送手段３として、一対の回転ローラにより回転する、厚み０．０６ｍｍのポリイミド製無端ベルト部材を使用した。
【００５９】
＜印刷及びインク定着処理＞
図１に示す印刷装置では、搬送手段３により搬送されるＯＡ用紙（基材）に、表４に示すように、前記で調整された印刷インクがインク供給手段５により供給された後、０．２〜０．６秒後（インク供給直後）に、インク定着手段のエネルギー線付与部４にて、接地側電極７と非接地側電極８との間の大気圧プラズマ放電に伴う活性エネルギー線がＯＡ用紙のインクに対して付与されることにより、該インクの定着が行われる。各実施例で使用する電極の構造、誘電体の種類は前述のとおりで、電界波形は１５ｋＨｚの矩形波形であり、電界強度１００ｋＶ／ｃｍ、１２０ｋＶ／ｃｍ、１４０ｋＶ／ｃｍの変動を有するものを、表４に示す条件で付与した。また、印刷及びインク定着処理は、気温２０℃、湿度５０％の環境下で行った。また、各実施例でのベタ印刷の色（黒色、青色、赤色）、インクの供給量は表４に示すとおりであり、前記搬送手段３による用紙の搬送速度は、１００ｃｍ／秒である。
【００６０】
＜インク定着性の評価１（テープ剥離による評価）＞
前記で得られたベタ印刷の表面に、図１３に示すように、（Ｂ）マスキングテープ（ＮＩＴＴＯ社製、Ｎｏ７２０）を張り付け、（Ｃ）直径６ｃｍのウレタンローラを使用し、１．２ｇ／ｃｍ２の押し圧にてテープを押し付け、テープをＯＡ用紙上に固定する。次に、（Ｄ）テープを直角方向に引き剥がし、（Ｅ）該テープの粘着面に移動したインクの量に応じて、下記評価基準によりインク定着性を評価した。
−評価基準−
５・・・インクがテープ側にまったく移動せず（テープの粘着面が白い状態）、インク定着性に極めて優れている。
４・・・インクの一部がテープに移動するが（手法の粘着面がわずかに灰色に変色する状態）、インク定着性に優れている。
３・・・インクの半分がテープに移動するが（テープの粘着面が灰色の状態）、実用上問題がない。
２・・・インクの半分以上がテープに移動し（テープの粘着面が黒灰色の状態）、インク定着性に劣る。
１・・・インクが全てテープに移動し（テープを剥がした後にインクが残らない）、インク定着性に極めて劣る。
【００６１】
（実施例９〜実施例１２）
図２に示すようなインク定着装置を備えた印刷装置を使用して、実施例１と同様の環境下でインク定着処理を行った。実施例９〜１２では、ＯＡ用紙に予め、表４に示すように、前記で調整したカルボキシル基を有する不揮発性有機化合物が含まれ、かつ、光重合開始剤を含んでいないインクを供給し、８時間放置して、該インクをＯＡ用紙に十分に浸透拡散させた後、該ＯＡ用紙を図２に示すインク定着装置に入力し、エネルギー線付与４により、活性エネルギー線を付与し、インク定着を行った。得られたベタ印刷に対して、実施例１と同様の方法でインク定着性を評価した。結果を表４に示す。
また、実施例９、１０では、前記で調整したＷ／Ｏエマルションインクを用いて黒色のベタ印刷を行い、実施例１１、１２では、前記で調整した水性インクを用いて黒色のベタ印刷を行った。実施例９〜１２で使用する電極の電界強度、予め供給されたインクの供給量、種類などは表４に示すとおりである。
また、実施例９〜１２で使用する電極として、図２に示すように、エネルギー線付与部４として、図１１に示す接地側電極７と、図１２に示す非接地側電極８とを対向させて配置した。
また、前記搬送手段３として、厚み０．０６ｍｍのポリイミド製無端ベルト部材を使用し、該搬送手段３による用紙の搬送速度は、１００ｃｍ／秒とした。
【００６２】
（実施例１３〜実施例１６）
実施例１３〜実施例１６では、予め直前に普通ＯＡ用紙に、表４に示すように、前記で調整したカルボキシル基を有する不揮発性有機化合物が含まれ、かつ、光重合開始剤を含んでいない印刷インクで所定のテストパターンを、本発明の印刷装置とは別の従来の印刷機によって印刷されたものを２００枚用意しておく。
そして、図３に示すような印刷装置を使用して、下記のようなインク定着手段としてのエネルギー線付与部４により電圧を印加して、先に印刷されたテストパターンを定着した後、インク供給手段５を用いて、前記テストパターン印刷済みの普通ＯＡ用紙と同一面に、重ならないように別のテストパターンを印刷する。得られた後の印刷のテストパターン及び、先に印刷されたテストパターンについて、下記のようにしてインク定着性の評価を行った。
実施例１３〜１６で使用する電極の電界強度、インクの供給量、種類などは表４に示すとおりである。
また、実施例１３〜１６で使用する電極として、図３に示すように、インク供給手段５の上流側に、エネルギー線付与部４として、図１１と同様の接地側電極７と、図１２と同様の非接地側電極８とを、搬送手段３のベルト部材を挟んで対向させて配置した。
また、前記搬送手段３として、厚み０．０６ｍｍのポリイミド製無端ベルト部材を使用し、該搬送手段３による用紙の搬送速度は、１００ｃｍ／秒とした。
【００６３】
＜インク定着性の評価２（定着率による評価）＞
インク定着性は、１枚目、１０枚目、１００枚目、２００枚目について、先の印刷及び後の印刷のそれぞれのテストパターンに対してＭＯＮＯ消しゴム（株式会社トンボ鉛筆製）を１０Ｎ・ｃｍの荷重で押しつけ、５往復した結果のパターンの残留濃度をマクベス濃度計で測定し、その変化量から定着率を算出した。（先に印刷したパターンと、後に印刷したテストパターンを重ね合わせてインク同士の「にじみ」を評価するという場合、その度合いを検出が困難でかつ数値化し辛いという事情があるため。）
−評価基準―
消しゴムで消す前の濃度平均をａとし、消した後の濃度平均をｂとし、ｂ／ａ×１００（％）をインク定着率とした。先に印刷されたテストパターンの定着率と、後に印刷されたテストパターンの定着率、及びこれらの差を表４に示した。
この場合、定着が行われた先に印刷されたテストパターンの定着率が８０％以上で、かつ先に印刷されたテストパターン（本発明のインク定着手段により定着がされているもの）の残留濃度と、後に印刷されたテストパターン（本発明のインク定着手段により定着がされていないもの）の残留濃度の差が大きいほど（即ち、インク定着率の差が大きいほど）、先の印刷と後の印刷とでインクを重ねた時のインクの混色が防止でき、「にじみ」の発生の可能性が低いと評価することができ、本発明によるインク定着性が優れていることが判る。
【００６４】
（実施例１７〜実施例２２）
実施例１７〜実施例２２では、予め直前に普通ＯＡ用紙に、表４に示すように、前記で調整したカルボキシル基を有する不揮発性有機化合物が含まれ、かつ、光重合開始剤を含んでいない印刷インクで所定のテストパターンを、本発明の印刷装置とは別の従来の印刷装置によって印刷されたものを２００枚用意しておく。ここで、予め前記実施例１３のインク定着性の評価２と同様の方法で、１枚目、１０枚目、１００枚目、２００枚目の用紙を抜き取り、テストパターンの定着率を算出した後、当該用紙を元の場所に戻した。
そして、図４に示すような印刷装置を使用して、このテストパターン印刷済みの普通ＯＡ用紙の印刷面と同一面に、かつ重ならないように別のテストパターンを印刷した。
そして再び、１枚目、１０枚目、１００枚目、２００枚目について、後に新しく印刷されたテストパターンに対して、インク定着性の評価２と同様の方法で、１枚目、１０枚目、１００枚目、２００枚目について、定着率を算出した。結果を表４に示す。
実施例１７〜２２で使用する電極の電界強度、インクの供給量、種類などは表４に示すとおりである。
また、実施例１７〜２２で使用する電極として、図４に示すように、インク供給手段５の上流側に、エネルギー線付与部４ａとして、図１１と同様の接地側電極７ａと、図１２と同様の非接地側電極８ａとを、搬送手段３のベルト部材を挟んで対向させて配置し、インク供給手段５の下流側に、エネルギー線付与部４ｂとして、図１１と同様の接地側電極７ｂと、図１２と同様の非接地側電極８ｂとを、ベルト部材を挟んで対向させて配置した。
また、前記搬送手段３として、厚み０．０６ｍｍのポリイミド製無端ベルト部材を使用し、該搬送手段３による用紙の搬送速度は、１００ｃｍ／秒とした。
前記図４に示すような印刷装置では、先に印刷されたテストパターンと、後に印刷されたテストパターンの双方のインクを定着可能である。この場合、定着後の定着率が８０％以上であること、及び、定着前の先の印刷のテストパターンの定着率と、定着後の後の印刷のテストパターンの定着率との差が大きいほど、「にじみ」の発生の可能性が低く、本発明によるインク定着性が優れていることが判る。
【００６５】
（実施例２３〜実施例２５）
図１に示すような印刷装置を用いて、前記で調整した油性インクにより、実施例１と同様にして、図１３（Ａ）に示すように、普通ＯＡ用紙に幅７５ｍｍのベタ印刷を行い、得られたベタ印刷について、実施例１のインクの定着性１の評価と同様にして、インク定着性の評価を行った。結果を表４に示す。
実施例２３〜２５で使用する電極の構造、誘電体の種類は、実施例１と同様であり、電界強度、インクの供給量などは表４に示すとおりである。前記搬送手段３による紙送り速度は、１００ｃｍ／秒である。
【００６６】
（実施例２６〜実施例２８）
図２に示すようなインク定着装置を備えた印刷装置を使用して、前記で調整した油性インクにより、実施例１と同様の環境下でインク定着処理を行った。実施例９〜１２ではＯＡ用紙に予めカルボキシル基を有する不揮発性有機化合物が含まれ、かつ、光重合開始剤を含んでいないインクを供給し、８時間放置して、該インクをＯＡ用紙に十分に浸透拡散させた後、該ＯＡ用紙を図２に示すインク定着装置に入力し、エネルギー線付与４により、活性エネルギー線を付与し、インク定着を行った。得られたベタ印刷に対して、実施例１のインクの定着性１の評価と同様にして、インク定着性を評価した。結果を表４に示す。
実施例２６〜２８で使用する電極の構造、誘電体の種類は、実施例９と同様であり、電界強度、インクの供給量などは表４に示すとおりである。前記搬送手段３による紙送り速度は、１００ｃｍ／秒である。
【００６７】
（実施例２９〜実施例３０）
実施例２９〜３０では、ＯＡ用紙に予め、表４に示すように、前記で調整したカルボキシル基を有する不揮発性有機化合物が含まれ、かつ、光重合開始剤を含んでいない油性インクで所定のテストパターンを、本発明の印刷装置とは別の従来の印刷装置によって印刷されたものを２００枚用意しておく。ここで、予め前記実施例１３のインク定着性の評価２と同様の方法で、１枚目、１０枚目、１００枚目、２００枚目の用紙を抜き取り、テストパターンの定着率を算出した後、当該用紙を元の場所に戻した。
そして、図４に示すような印刷装置を使用して、このテストパターン印刷済みの普通ＯＡ用紙の印刷面と同一面に、かつ重ならないように別のテストパターンを印刷した。
そして再び、１枚目、１０枚目、１００枚目、２００枚目について、後に新しく印刷されたテストパターンに対して、インク定着性の評価２と同様の方法で、１枚目、１０枚目、１００枚目、２００枚目について、定着率を算出した。また、前記先に印刷したテストパターンにおける定着率と、今回印刷したテストパターンの定着率との差をにじみの評価とした。結果を表４に示す。
実施例２９〜３０で使用する電極の構造、誘電体の種類は、実施例１７と同様であり、電界強度、インクの供給量などは表４に示すとおりである。前記搬送手段３による紙送り速度は、１００ｃｍ／秒である。
【００６８】
【表４】
0005118823.tif 000005
【００６９】
＜有害ガス発生の評価＞
前記図１〜図４に示す各印刷装置を用いた実施例２、１０、１４及び１８について、有害ガス（オゾンガス及びＮＯｘ）の発生状態を、下記方法により評価した。結果を表５に示す。
印刷装置を外気から透明アクリル板で遮断密閉された実験ブース（幅１，２００ｍｍ×奥行き９００ｍｍ×高さ２，０００ｍｍ）内に設置し、最初に十分換気して清浄な雰囲気にしておいてから、ＯＡ用紙１，０００枚を処理したところで印刷装置を停止させ、実験ブース内の気体を以下の要領でサンプリングし、評価した。
実験ブース内には左右壁面付近と中央天井付近に設置した３台のファン（１台あたり６Ｗのファンで風量は約２．２ｍ３／分）があり、これにより印刷装置から出たガスを常時ブース内に均一に攪拌できるようになっている。
前記サンプリング用に、実験ブース内中央の天井から３０ｃｍの下位置に、内径９ｍｍのシリコンゴムチューブの先端が配置され、エアポンプによってブース外へ、付近のガスを取り出すことができる。
なお、実施例１０では、予めＯＡ紙にＷ／Ｏインク（黒色）で７５ｍｍ幅×２７０ｍｍ長さのベタ印刷を施した後に室温２０℃、湿度５０％で８時間放置したものを用いている。
実験ブースは、同紙を印刷装置にセットする直前まで十分な換気を行っており、前後の影響は出ないよう配慮している。
実施例２、１４及び１８については、印刷装置にそれぞれのインクとＯＡ紙をセットした状態で十分に換気を行った後、印刷開始直前に外気を遮断している。
（１）印刷装置を停止させた直後にエアポンプを駆動し、実験ブース内の雰囲気をサンプリングした。容量１０Ｌのテドラーバッグ（商品名、ガス導入用の栓口がついた多層構造のガス捕集袋でガスの透過及び吸着がない）に捕集した。
（２）ガスの種類毎に連続して雰囲気をサンプリングした。この場合、ＮＯｘ測定用、オゾン測定用、ＶＯＣガス測定用の計３袋をサンプリングした。
（３）ＮＯｘ測定については、堀場製作所ＡＰＮＡ３６０（化学発光方式）を用いて測定した。ＮＯｘ濃度測定器は、化学発光方式（測定装置自身が発生させたオゾンガスとＮＯｘガスの接触により発生する微弱発光をフォトンカウントする方法）で０．０００１ｐｐｍまでの感度があるものを使用した。
（４）オゾン測定については、理研計器ＳＣ−９０（定電位電解方式：範囲１ｐｐｍ、分解能０．０２ｐｐｍ）を用いて測定した。
（５）ＶＯＣガスについては、島津製作所ＧＣ―１４ＢＰＦ（ガスクロマトグラフ：範囲１０ｐｐｍ、分解能０．０１ｐｐｍ）を用いて測定した。
【００７０】
（比較例１）
実施例１と同様のＷ／Ｏエマルションインクを使用し、メタルハライド・ランプ（出力：１２０ｗ／ｃｍ、反射板：コールドミラー、照射距離：１１０ｍｍ、積算光量：１，２００ｍＪ／ｃｍ２）を用いた従来公知のインク定着機構を備えた印刷装置を用いて、実施例１と同様にして、ＯＡ用紙に幅７５ｍｍのベタ印刷を行い、その際に発生する有害ガスの発生状態を、実施例１と同様の方法と評価基準により評価した。また、実施例１と同様の方法と評価基準により、インク定着性も評価した。結果を表５に示す。
【００７１】
（比較例２）
実施例１と同様のＷ／Ｏエマルションインクを使用し、ＥＢ装置による電子線照射（加速電圧２００ＫＶ、照射幅４５０ｍｍ、吸収線量２７．０ｋＧｙ）を用いた従来公知のインク定着機構を備えた印刷装置を用いて、実施例１と同様にして、ＯＡ用紙に幅７５ｍｍのベタ印刷を行い、その際に発生する有害ガスの発生状態を、実施例１と同様の方法と評価基準により評価した。また、実施例１と同様の方法と評価基準により、インク定着性も評価した。結果を表５に示す。
【００７２】
【表５】
0005118823.tif 000006
【００７３】
表４〜５の結果から、インク定着手段が、基材の面上に電極間の放電に伴う活性エネルギー線を付与するエネルギー線付与部を、少なくとも有している実施例１〜３０では、酸素などにより定着を阻害されることがなくインクの定着性に優れ、短時間での定着が可能となり、未硬化インクの発生がなく、インクの脱落や有害ガスなどの発生による人体や環境への影響を良好に防止して、高画質画像を形成できることが判った。
更に、定着しにくい黒色であっても、少ないエネルギーでインク定着が可能で、大掛かりな装置や複雑な調整を必要とせず、インク定着装置及び印刷装置の簡易化とコンパクト化が可能で、かつ、効率的な処理が可能となることが判った。また、実施例２３〜３０のようにインク定着性の悪い油性インクを用いた場合でも、優れたインク定着効果が得られることが判った。
特に、電極強度が１００ｋＶ／ｃｍより大きい値の変動点を有する実施例２〜８、１０、１２、１４、１６、１８〜２０、２２及び２５〜３０では、インクの定着性に特に優れていることが判明した。
また、本発明の実施例においては、従来のインク定着機構を備えた印刷装置を使用した比較例１に比して、圧倒的にインク定着性に優れることが判明した。また、従来のインク定着機構を備えた印刷装置を使用した比較例２に比して、大気中で発生する人体に特に有害なＮＯｘガスとオゾンガスのいずれも少ないことが判り、環境への影響防止効果に優れることが判った。
【００７４】
（実施例３１）
実施例１において、図１の印刷装置に、下記のようなガス除去手段を設けた以外は、実施例１と同様にして、普通ＯＡ用紙に幅７５ｍｍのベタ印刷を行い、その際の有害ガスの発生状態を評価した。
−ガス除去手段−
図１の印刷装置の放電電極に臨ませて、電極に臨ませて、該放電電極付近の排気をするための風路（８Ｗ、直径１０ｃｍの排気ファン）を設置し、該風路の下流側に、フィルタを設置した。該フィルタとして、ユニチカ株式会社のアドール（活性炭繊維）１２．０ｇに、光触媒の酸化チタンを約５ｇ添着させて、１０ｃｍ角×厚み１ｃｍの形状に形成したものを、＃５０のステンレスメッシュに支持させたものを用いた。
実施例３５について、有害ガスの測定を行ったところ、ＮＯｘ濃度は約０．０５ｐｐｍ、オゾン濃度は約０．０１ｐｐｍ以下、ＶＯＣガス濃度は０．０１ｐｐｍ以下であった。
【００７５】
（実施例３２）
実施例３１において、ガス除去手段のフィルタとして、ユニチカ株式会社のアドール（活性炭繊維）１２．０ｇに、天然ゼオライトを約８．７ｇ添着させて、１０ｃｍ角×厚み１ｃｍの形状に形成したものを、＃５０のステンレスメッシュに支持させて形成したフィルタを用いた以外は、実施例３１と同様にして、ガス除去手段を形成した。該ガス除去手段を、図１の印刷装置に設け、実施例１と同様にして、普通ＯＡ用紙に幅７５ｍｍのベタ印刷を行い、その際の有害ガスの発生状態を評価した。
実施例３２について、有害ガスの測定を行ったところ、ＮＯｘ濃度は約０．０１ｐｐｍ以下、オゾン濃度は約０．０１ｐｐｍ以下、ＶＯＣガス濃度は０．０１ｐｐｍ以下であった。
【００７６】
上記実施例３１及び３２の結果より、本発明のエネルギー線付与部を設けた印刷装置に、更にガス除去手段を設けることにより、有害ガスの周囲への放出を、著しく低下できることが判った。
【００７７】
（実施例３３）
実施例３３では、図１４Ａに示すような除電ブラシ２１を設けた印刷装置１００を作製した。図１４Ａに示す印刷装置は、給紙側（入力手段１）からＯＡ用紙（基材６）を送り、インク供給手段５によって印刷した後に、エネルギー線付与部４の非接地側電極８と接地側電極７間に放電させた中を、ポリイミドの無端ベルト（搬送手段３）で搬送し、下流側に設けた引き剥がしツメ機構２０により、用紙が無端ベルトから分離され、用紙収納側（出力手段２）へ送られるという機構である。
そして、前記引き剥がしツメ機構２０により無端ベルトから用紙が分離される前に、除電ブラシ２１により、用紙に帯電した電荷の除電が行われる。除電ブラシ２１の除電効果は、図１４Ａに示すように、除電ブラシ２１の上流側と下流側に各々設けた表面電位計２２Ａ、２２Ｂを用いて、放電した電極間を通過させた直後と、除電ブラシにより除電を行った後の、用紙の表面電位を測定することにより数値化した。
【００７８】
図１４Ａの印刷装置において、無端ベルト部材は絶縁体であるが接地側電極７と接触している。また、引き剥がしツメ機構２１と回転ローラは、図示しない支持台、ボールベアリング等を介して電気的に接地されている。
また、前記除電ブラシ２１は、導電性のものが用いられ、本実施例３３では、日本蚕毛染色株式会社製の導電性繊維素材、サンダーロン（登録商標名）を使用した。このサンダーロンは、アクリル繊維及びナイロン繊維に、硫化銅を化学結合させた有機導電性繊維である。本実施例では、同素材を加工しアルミテープ付きタイプを用いたが、これは、複写機及びファクシミリ機用の除電ブラシに一般的に用いられている。除電ブラシ２１は、ブラシ先端部が無端ベルト上の用紙に接触するように取り付けられ、かつ、同除電ブラシ２１のアルミテープの部分が、アース接地されている。
前記引き剥がしツメ２０は、図１６Ａに示すように、１ｍｍのステンレス板の先端を、約２０°の角度で研磨して先端０．１Ｒとしたものを用いた。
【００７９】
＜表面電位の評価＞
前記表面電位計２２Ａ、２２Ｂとして、トレック株式会社製の高速表面電位計Ｍｏｄｅｌ３４１Ｂを用い、エネルギー線付与部４の放電電極間に印加された約２０ｋＶの電圧によって発生したストリーマ放電を通過した紙面（基材６）の表面電位を、除電ブラシ２１の前後でそれぞれ測定した。なお、除電ブラシ２１の除電効果のみを評価するため、インク供給手段５による印刷を行わず、印刷インクが付着していない用紙に対して、電圧を印加して電位の測定を行った。
測定条件を以下に示す。
温度：２４℃
湿度：４５％
使用紙（基材）：ＯＡ紙
通紙枚数：１００枚
印刷パターン：なし
ベルト搬送スピード：１，０００ｍｍ／ｓｅｃ（１００ｃｍ／秒）
測定位置１（表面電位計２２Ａの測定子のセット位置）：放電電極から３５ｍｍ下流の位置
測定位置２（表面電位計２２Ｂの測定子のセット位置）：放電電極から４２０ｍｍ下流の位置（除電ブラシ２１の位置から２００ｍｍ下流の位置）
なお、前記電圧の測定は、サンプリング周波数１ｋＨｚで行い、平均、最小、最大を求めている。
【００８０】
−測定結果（除電ブラシがある場合）−
測定位置１（除電前）では、平均値が８．７ｋＶ（最小＝５．３ｋＶ、最大９．９ｋＶ）であった。
測定位置２（除電後）では、平均値が０．５ｋＶ（最小＝０．２ｋＶ、最大０．９ｋＶ）であった。
【００８１】
（実施例３４）
図１４Ａに示す印刷装置を用いて、インク付与手段５により、下記条件で実際にテストパターンを印刷したこと以外は、実施例３３と同様にして、電圧を印加してインク定着を行ない、該インク定着後の用紙に対して除電ブラシ２１で除電を行い、実施例３３と同様にして、測定位置１（放電電極から３５ｍｍ下流の位置）と、測定位置２（放電電極から４２０ｍｍ下流の位置）で用紙の表面電圧を測定した。
測定条件を以下に示す。
温度：２３℃
湿度：５２％
使用紙（基材）：ＯＡ紙
通紙枚数：１００枚
印刷パターン：２５％濃度印刷（Ａ４サイズ全面、使用インク：前記で調製したＷ／Ｏエマルションインク、黒色）
ベルト搬送スピード：１，０００ｍｍ／ｓｅｃ（１００ｃｍ／秒）
前記印刷パターンにおける２５％濃度印刷について説明する。まず、１００％濃度印刷（黒ベタ印刷）とは、図１４Ｂの（１）に黒丸で示したような印刷パターンで、縦横６３．５μｍピッチで４０．０μｍのドット径のインクを転写した状態を意味し、該転写直後のインク厚みは、１ドット当たり平均３μｍである。
これに対して、本実施例で行った前記２５％濃度印刷とは、縦横６３．５μｍピッチにおいて、４０．０μｍのドット径で、図１４Ｂの（２）に黒丸で示したようなパターンでインクを転写した状態を意味し（ただし、白丸はインクを転写していない部位を示す）、該転写直後のインク厚みは、前記１００％濃度印刷と同様に、１ドット当たり平均３μｍである。
【００８２】
−測定結果（除電ブラシがある場合）−
測定位置１（除電前）では、平均値が６．５ｋＶ（最小＝３．４ｋＶ、最大９．９ｋＶ）であった。
測定位置２（除電後）では、平均値が０．２ｋＶ（最小＝０．１ｋＶ、最大０．９ｋＶ）であった。
【００８３】
（実施例３５）
図１４Ａに示す印刷装置から除電ブラシ２１を外したものを用い、実施例３３において、除電ブラシ２１による除電を行わなかったこと以外は、実施例３３と同様にして、用紙に電圧を印加し、測定位置１（放電電極から３５ｍｍ下流の位置）と、測定位置２（放電電極から４２０ｍｍ下流の位置）で用紙の表面電圧を測定した。
【００８４】
−測定結果（除電ブラシを外した場合）−
測定位置１では、平均値が８．９ｋＶ（最小＝６．６ｋＶ、最大１０．３ｋＶ）であった。
測定位置２では、平均値が４．７ｋＶ（最小＝２．０ｋＶ、最大５．９ｋＶ）であった。
【００８５】
（実施例３６）
図１４Ａに示す印刷装置から除電ブラシ２１を外したものを用い、実施例３４において、除電ブラシ２１による除電を行わなかったこと以外は、実施例３４と同様にして、用紙に２５％濃度印刷を行なった後、電圧を印加し、測定位置１（放電電極から３５ｍｍ下流の位置）と、測定位置２（放電電極から４２０ｍｍ下流の位置）で用紙の表面電圧を測定した。
【００８６】
−測定結果（除電ブラシを外した場合）−
測定位置１では、平均値が７．３ｋＶ（最小＝６．５ｋＶ、最大１０．１ｋＶ）であった。
測定位置２では、平均値が４．９ｋＶ（最小＝２．１ｋＶ、最大５．５ｋＶ）であった。
【００８７】
上記の測定結果より、除電を行なわない実施例３５及び３６に比べ、除電を行なった実施例３３及び３４では、除電ブラシ２１によって効果的に除電ができていることが判明した。したがって、本発明の大気圧近傍の電極間放電を用いて基材に定着させるインク定着手段（インク定着工程）に、更に除電手段（除電工程）を設けることで、インク定着などに優れるだけでなく、より円滑で高速なインク定着及び印刷が可能となる。
また、実施例３５及び３６のように、除電ブラシ２１を用いない用紙搬送では、静電気力に抗してベルト部材から用紙を円滑に引き剥がすには、図１６Ｂに示すように、引き剥がしツメ２１を常にベルト部材に接触させる必要があり、ベルト部材の疲労や回転ローラへの負荷が大きい。これに対して、除電ブラシ２１を設けた実施例３３及び３４では、図１４Ａの印刷装置における用紙搬送の際に、前記優れた除電効果により、図１６Ａに示すように、前記引き剥がしツメ２１と無端ベルト部材とを接触させず、約１．５ｍｍの間隙を設けてセットしたものを用いることができた。このような引き剥がしツメ２１を用いることにより、紙詰まりなどを生じることなく、円滑に用紙を搬送することができるとともに、ベルト部材の疲労や回転ローラへの負荷を低減して、搬送手段３の耐久性をも向上させることができる。
【００８８】
（実施例３７）
実施例３７では、図１５に示すように、除電手段として除電イオナイザー２３及び送風ダクト（ノズル）２４を設けた印刷装置１００を作製した。該印刷装置１００は、前記除電手段を変えた以外は、搬送手段３、エネルギー線付与部４などの機器構成は、図１４Ａに示す印刷装置と同じ構成としている。
前記図１５に示す印刷装置１００を用いて、実施例３３と同様にして、放電した電極間を通過させた直後と、除電イオナイザー２３により除電を行った後の、用紙の表面電位を測定し、除電効果を評価した。
前記除電イオナイザー２３として、本実施例３７ではヒューグルエレクトロニクス株式会社の７０ｋＨｚ〜８０ｋＨｚ高周波インライン方式エアーガン（ＭＯＤＥＬ−３０００Ｔ）を用いた。また、露点−４０℃の乾燥エアーを毎分約５リッター供給し、同イオナイザ−で＋、−のそれぞれイオンを発生させてバランスさせ、送風ダクト（ノズル）２４にて紙面上に均一に供給した。
【００８９】
＜表面電位の評価＞
表面電位計２２Ａ、２２Ｂとして、実施例３３と同様に、トレック株式会社製の高速表面電位計Ｍｏｄｅｌ３４１Ｂを用い、放電電極間に印加された約２０ｋＶによって発生したストリーマ放電を通過した紙面（基材６）の表面電位を、除電イオナイザー２３と送風ダクト（ノズル）２４の設置場所の前後でそれぞれ測定した。本実施例でも、除電イオナイザー２４の除電効果のみを評価するため、インク供給手段５による印刷を行わず、印刷インクが付着していない用紙に対して、電圧を印加して電位の測定を行った。
測定条件を以下に示す。
温度：２６℃
湿度：５２％
使用紙（基材）：ＯＡ紙
通紙枚数：１００枚
印刷パターン：なし
ベルト搬送スピード：１，０００ｍｍ／ｓｅｃ（１００ｃｍ／秒）
測定位置３（表面電位計２２Ａの測定子のセット位置）：放電電極から３５ｍｍ下流の位置
測定位置４（表面電位計２２Ｂの測定子のセット位置）：放電電極から４２０ｍｍ下流の位置（除電用イオナイザー送風ダクト（ノズル）２４の位置から約２００ｍｍ下流の位置）
なお、前記電圧の測定はサンプリング周波数１ｋＨｚで行い、平均、最小、最大を求めている。
【００９０】
−測定結果（除電イオナイザー２３及び送風ダクト（ノズル）２４がある場合）−
測定位置３（除電前）では、平均値が８．１ｋＶ（最小＝６．０ｋＶ、最大１０．５ｋＶ）であった。
測定位置４（除電後）では、平均値が０．０３ｋＶ（最小＝０．０ｋＶ、最大０．１３ｋＶ）であった。
【００９１】
（実施例３８）
図１５に示す印刷装置を用いて、インク付与手段５により、下記条件で実際にテストパターンを印刷したこと以外は、実施例３７と同様にして、電圧を印加してインク定着を行ない、該インク定着後の用紙に対して除電ブラシ２１で除電を行い、実施例３３と同様にして、測定位置３（放電電極から３５ｍｍ下流の位置）と、測定位置４（放電電極から４２０ｍｍ下流の位置）で用紙の表面電圧を測定した。
測定条件を以下に示す。
温度：２４℃
湿度：５７％
使用紙（基材）：ＯＡ紙
通紙枚数：１００枚
印刷パターン：２５％濃度印刷（Ａ４サイズ全面、使用インク：前記で調製したＷ／Ｏエマルションインク、黒色）
ベルト搬送スピード：１，０００ｍｍ／ｓｅｃ（１００ｃｍ／秒）
前記印刷パターンにおける２５％濃度印刷については、前記実施例３４で説明したとおりである。
【００９２】
−測定結果（除電イオナイザー２３及び送風ダクト（ノズル）２４がある場合）−
測定位置３（除電前）では、平均値が６．３ｋＶ（最小＝３．０ｋＶ、最大１０．０ｋＶ）であった。
測定位置４（除電後）では、平均値が０．０１ｋＶ（最小＝０．０ｋＶ、最大０．０５ｋＶ）であった。
【００９３】
（実施例３９）
図１５に示す印刷装置において、除電イオナイザー２３及び送風ダクト（ノズル）２４の駆動を停止して、除電を行わなかったこと以外は、実施例３７と同様にして、用紙に電圧を印加し、測定位置３（放電電極から３５ｍｍ下流の位置）と、測定位置４（放電電極から４２０ｍｍ下流の位置）で電圧を測定した。
【００９４】
−測定結果（除電イオナイザー＋送風ダクト（ノズル）の駆動を停止した場合）−
測定位置３では、平均値が９．９ｋＶ（最小＝８．３ｋＶ、最大１２．１ｋＶ）であった。
測定位置４では、平均値が６．７ｋＶ（最小＝５．１ｋＶ、最大７．９ｋＶ）であった。
【００９５】
（実施例４０）
図１５に示す印刷装置において、除電イオナイザー２３及び送風ダクト（ノズル）２４の駆動を停止して、除電を行わなかったこと以外は、実施例３８と同様にして、用紙に２５％濃度印刷を行なった後、電圧を印加してインク定着を行い、測定位置３（放電電極から３５ｍｍ下流の位置）と、測定位置４（放電電極から４２０ｍｍ下流の位置）で用紙の表面電圧を測定した。
【００９６】
−測定結果（除電イオナイザー＋送風ダクト（ノズル）の駆動を停止した場合）−
測定位置３では、平均値が６．６ｋＶ（最小＝４．０ｋＶ、最大１０．１ｋＶ）であった。
測定位置４では、平均値が６．７ｋＶ（最小＝４．０ｋＶ、最大９．９ｋＶ）であった。
【００９７】
上記測定結果より、除電を行なわない実施例３９及び４０に比べ、除電を行なった実施例３７及び３８では、除電イオナイザー２３及び送風ダクト（ノズル）２４によって、効果的に除電ができていることが判明した。したがって、本発明の大気圧近傍の電極間放電を用いて基材に定着させるインク定着手段（インク定着工程）に、更に除電手段（除電工程）を設けることで、インク定着などに優れるだけでなく、より円滑で高速なインク定着及び印刷が可能となる。
また、実施例３９及び４０においては、図１６Ｂのように、引き剥がしツメ２１を常にベルト部材に接触させる必要があるが、除電効果に優れる実施例３７及び３８では、図１６Ａに示すように、前記引き剥がしツメ２１と無端ベルト部材とを接触させず、約１．５ｍｍの間隙を設けてセットしたものを用いることができ、紙詰まりなどを生じることなく、円滑に用紙を搬送することができるとともに、ベルト部材の疲労や回転ローラへの負荷を低減して、搬送手段３の耐久性をも向上させることができる。
【００９８】
（実施例４１）
実施例４１では、図１７に示すように、作動制御手段を設けた印刷装置１００を作製した。この印刷装置は、図１４Ａに示すような印刷装置１００と同様に、除電ブラシ２１、本発明のインク定着手段としてのエネルギー線付与部４、インク付与手段５、ポリイミド製無端ベルト部材及び回転ローラからなる搬送手段３、引き剥がしツメ機構２０などを備えている。更に、インク供給手段５とエネルギー線付与部４との間に、用紙（基材６）の存在を検出し、エネルギー線４付与部の作動を制御するための作動制御手段として、同種類の非接触センサー２５Ａ、２５Ｂを２つ備えている。該非接触センサーとしては、電気的な非接触センサー、磁気的な非接触センサー、光学的な非接触センサーのいずれを用いてもよい。
【００９９】
前記非接触センサーは、１つでも充分であるが、２つ設置することにより、両センサーの出力信号の差分を取ることによって、ノイズに強くより感度を高め、信頼性を向上させることができる。また、実際の用紙の搬送スピードも感知できることから、インク定着に必要な放電を微細に制御することが可能となる。
給紙側（入力手段１側）に近いものを非接触センサー２５Ａ（以下、センサー２５Ａと称する）、放電電極に近いものを非接触センサー２５Ｂ（以下、センサー２５Ｂと称する）とする。
用紙が全く搬送されていないときは、センサー２５Ａもセンサー２５Ｂも用紙を検出しておらず、そのため両方の出力信号の差分を取ると、ほぼゼロとなる。
しかし、用紙が搬送されてセンサー２５Ａに到達したときは、もう一方のセンサー２５Ｂは、用紙を検出していないため、それぞれの出力信号の差分をとることにより出力信号が得られる。
更に、用紙が搬送されてセンサー２５Ｂに達した時は、センサー２５Ａもセンサー２５Ｂも用紙を検出し出力信号が出てくるが、両方の信号の差分は、再びゼロとなる。
用紙の搬送が進行し、用紙の終端に近づくと、今度はセンサー２５Ａ直下に用紙が存在しない状態で、センサー２５Ｂ直下には用紙が存在する状態となって、双方の信号の差分を取ると出力信号が得られる。
搬送が完全に進行し、用紙が搬送され終わると、センサー２５Ａ、センサー２５Ｂともに用紙を検出しない状態へ移り、両方の出力信号の差分を取るとゼロとなる。
即ち、差分信号の状態を観察すると、ゼロ状態→信号あり（入）→ゼロ状態→（用紙が放電電極間に入る）→信号あり（出）→ゼロ状態→（紙が用紙収納側即ち出力手段２へ搬送されていく）となり、差分の際にプラスかマイナスを判断するようにしておくと、プラス即ちＡ−Ｂ＞０で「入」、マイナス即ちＡ−Ｂ＜０で「出」の情報が得られ、これを作動制御のＯＮ、ＯＦＦ（即ち、放電電極のＯＮ、ＯＦＦ）に連携させることができる。なお、センサー位置と紙搬送速度によっては放電電極の作動開始及び停止時間とのずれが生じる可能性があるが、その場合は相当分の時間ずれを考慮して制御することが適当である。
【０１００】
実施例４１では、電気的非接触センサー２５Ａ、２５Ｂとして、株式会社ケーメックスの静電容量センサーを使用した。本センサーにより、ポリイミド製のベルト部材だけの場合の静電容量と、そのベルト部材上に搬送されているＯＡ用紙の静電容量の変化分を検知することが可能である。
【０１０１】
なお、実施例４１では、ポリイミドとＯＡ用紙の静電容量の変化により、用紙の有無を検出して作動制御を行っているが、未定着インクが用紙上に付着している場合と付着していない場合の静電容量の変化分を検出し、未定着インクが存在する場合のみ、放電電極を作動させるように制御することにより、ムダな電気の消費を抑制して、よりエネルギー効率に優れたインク定着が可能となる。
【０１０２】
また、磁性体を含むインクを用いた場合には、磁気的非接触センサーを用いるのが効果的である。この場合、ニッコーシ株式会社製の磁気センサー、ＭＲＳ−Ｈ−２１を用いることができる。該ＭＲＳ−Ｈ−２１は、ＩｎＳｂを用いた磁気抵抗素子で、インク中に含まれる磁性体を高感度で検出することができる。本センサーでは、用紙を検出するのではなく、未定着インキの存在を直接検出することができるので、よりムダのない作動制御が可能である。
また、光学的非接触センサーとしては、コーデンシ株式会社製の反射型のフォトインタラプター（ＳＧ１１３）を用いることができる。この素子は、赤外ＬＥＤとフォトトランジスタを組み合わせた構成となっており、対象物に対して赤外ＬＥＤで赤外光を照射し、その反射光を高感度にフォトトランジスタで受けることができる。そして、主にＯＡ紙とポリイミドの材質による赤外光反射率の違いを検出することによって作動制御を行うことができるが、更には印刷インクの種類によって反射率が異なることを利用して未定着インクなどを検出することにより、更に微細かつ精巧に作動制御することが可能である。
なお、インクの種類によって作動制御を行う場合は、定型印刷でそのインクによって印刷された部分が光学的非接触センサー（フォトインタラプター）の直下を必ず通過できるようにするか、光学的非接触センサー（フォトインタラプター）の数を増やして印刷された全領域をカバーするなどによって対応することができる。
【０１０３】
（実施例４２）
実施例４２では、図１８に示すように、接触センサー２５Ｃを用いた印刷装置を作製した。この印刷装置１００は、エネルギー線４付与部の作動を制御するための作動制御手段として、用紙供給側とインク供給手段５との略中間位置に接触センサー２５Ｃを設けたこと以外は、実施例４１の図１７に示す印刷装置と同様の構成としている。
前記接触センサー２５Ｃとしては、機械的手段と電気的接点、機械的手段と磁気的接点、機械的手段と光学的センサーの組み合わせのいずれを用いてもよい。
一例として、図１９Ａ及び１９Ｂに、機械的手段と電気的接点を用いたものを示す。まず、図１９Ａ（１）は、前記機械的手段（以下、機械的検知部、機械的要素と称することがある）の側面図であり、用紙搬送の際の紙重さを検出するために、該用紙の通過経路に設置されて、金属板を加工した作動片２６とばね２７とから構成されている。また、図１９（２）は、前記機械的手段と、電気的接点との模式図を示し、該電気的接点は、前記機械的検知部の裏面側にプラス極２８とマイナス極２９を基板配線状に形成したものを配置し、軽量の導電性ゴムシート材３０を機械的検知部の裏に貼りつけたものを用いて電気スイッチを構成した。用紙（基材６）が存在しない状態では、図１９Ａ（１）に示すように、作動片２６は、ばね２７により上部方向に付勢され、図１９Ａ（２）に示すように、導電性ゴムシート材３０とプラス極２８とマイナス極２９とが非通電状態で、電気スイッチはＯＦＦとなっている。
用紙が搬送され作動片２６の上面を通過すると、図１８Ｂ（１）及び（２）に示すように、用紙の自重で作動片（機械的検知部）２６が、ばねの付勢力に抗して押し下げられ、図１９Ｂ（２）に示すように、導電性ゴムシート材３０が基板配線のプラス極２８とマイナス極２９を導通することによって、通電状態（ＯＮ）となる。
このＯＮ信号を感知することにより、用紙の通過を認識して、エネルギー線付与部４が作動して、インク定着が行われる。
【０１０４】
前記接触センサーとして、機械的手段と磁気的接点を用いた実施例を図２０Ａ及び図２０Ｂに示す。この接触センサーの機械的検知部は、非磁性のステンレス板（作動片２６）で形成し、その裏面に磁性体（ゴム磁石）３１を貼り付けている。該磁性体３１の下方に望ませて、磁気センサー３２（ニッコーシ株式会社製磁気センサー、ＭＲＳ−Ｈ−２１はＩｎＳｂを用いた磁気抵抗素子）を設置している。該接触センサーでは、用紙の通過により前記作動片２６が押し下げられると、図２０Ｂに示すように、磁性体３１と磁気センサー３２との距離が近接し、その信号の変化を読み取ることで用紙検出が可能である。
また、前記接触センサーとして、機械的手段と光学的センサーを用いた実施例を図２１Ａ及び図２１Ｂに示す。この接触センサーは、機械的検知部（作動片２６）の裏面に、光反射用テープ（アルミ蒸着テープ）３３を貼りつけ、その下方に望ませて、反射型フォトインタラプター３４（コーデンシ株式会社製の反射型のフォトインタラプター、ＳＧ１１３）を設置している。該接触センサーでは、図２１Ｂに示すように、用紙の通過により前記作動片２６が押し下げられると、前記フォトインタラプター３４の発する赤外光が反射テープ３３に反射され、再びフォトインタラプター３４に内臓されたフォトダイオードに戻ることから、用紙の検出が可能である。また、用紙が通過していないときは、図２１Ａに示すように、反射テープ３３の貼りつけられた作動片２６が、前記赤外光をフォトインタラプター３４方向に反射する角度とは異なる角度となっているため、赤外光がフォトダイオードへ戻らず、用紙が存在しないことが認識できる。
【０１０５】
（実施例４３）
上記各実施例では、用紙（基材）の搬送手段３として、ポリイミド製の無端ベルト部材を用いているが、実施例４３は、図２２に示すように、搬送手段３として、ローラ部材を用いている。このような印刷装置１００では、用紙（生地６）が給紙側（入力手段１側）から、ローラ部材によってインク供給手段５に搬送されて印刷が行われ、更にローラ部材によって放電電極（エネルギー線付与部４）に搬送されてインク定着が行われ、次に、ローラ部材によって除電ブラシ２１により搬送されて除電が行われた後、用紙収納側（出力手段２）へと搬送される。
なお、このようにローラ部材で用紙を搬送する際は、搬送を容易とするため、用紙を搬送方向の中心部で、湾曲させて、撓みを形成することが、用紙にコシを付けてローラ部材で搬送し易くする観点から好ましい。
一方、本発明のインク定着に用いる放電電極は、電界強度を大きくする観点から、接地側電極と非接地側電極との間隙を狭くするのが好ましい。この場合、前記のように用紙を撓ませた場合、狭い間隙内を通過する際に、紙詰まりを生じる可能性があるため、接地側電極と非接地側電極との間隙を狭くするには限度がある。したがって、ローラ部材による搬送よりも、用紙を撓ませる必要のないベルト部材による搬送が、接地側電極と非接地側電極との間隙をより狭くすることができ、本発明のインク定着により好適に用いることができる。
【産業上の利用可能性】
【０１０６】
本発明のインク定着方法は、エネルギー効率、作業性に優れ、処理工程が簡易であり、インクの定着性に優れ、人体や環境への安全性に優れるので、印刷装置、プリンター、塗布装置、コーティングマシン、などに好適に用いられる。
本発明のインク定着装置は、エネルギー効率、作業性に優れ、装置がコンパクトで簡易であり、インクの定着性に優れ、人体や環境への安全性に優れるので、印刷装置、プリンター、塗布装置、コーティングマシン、などに好適に用いられる。
また、本発明の印刷装置は、前記本発明のインク定着装置を備えることにより、エネルギー効率、作業性に優れ、装置がコンパクトで簡易であり、インクの定着性に優れ、人体や環境への安全性に優れるので、低コストで高画質画像が得られる。そのため、例えば、輪転孔版印刷機などの孔版印刷装置、インクジェット印刷装置凸版印刷装置、オフセット印刷装置などに好適に用いられる。
【図面の簡単な説明】
【０１０７】
【図１】図１は、本発明のインク定着装置又は印刷装置の一例を示す模式断面図である。
【図２】図２は、本発明のインク定着装置の一例を示す模式図である。
【図３】図３は、本発明のインク定着装置又は印刷装置の一例を示す模式図である。
【図４】図４は、本発明のインク定着装置又は印刷装置の一例を示す模式図である。
【図５】図５は、本発明のインク定着装置などに用いられる接地側電極の一例を示す模式図であり、（Ａ）は、斜視図であり、（Ｂ）は、その断面図である。
【図６】図６は、本発明のインク定着装置などに用いられる非接地側電極の一例を示す模式図であり、（Ａ）は、斜視図であり、（Ｂ）は、そのＸ−Ｘ’線断面図である。
【図７】図７は、本発明のインク定着装置などに用いられる非接地側電極の一例を示す模式図であり、（Ａ）は、斜視図であり、（Ｂ）は、そのＸ−Ｘ’線断面図である。
【図８】図８は、本発明のインク定着装置などに用いられる非接地側電極の一例を示す模式図であり、（Ａ）は、斜視図であり、（Ｂ）は、その製造工程の一例を示す模式図であり、（Ｃ）は、（Ａ）のＸ−Ｘ’線断面図である。
【図９】図９は、本発明のインク定着装置などに用いられる非接地側電極の一例を示す模式図であり、（Ａ）は、折曲した金属配管の斜視図であり、（Ｂ）は、完成した非接地側電極の斜視図であり、（Ｃ）は、（Ｂ）のＸ−Ｘ’線断面図である。
【図１０】図１０は、本発明のインク定着装置などに用いられる非接地側電極の一例を示す模式図であり、（Ａ）は、折曲した金属配管の斜視図であり、（Ｂ）は、導電線で接続した金属板の斜視図であり、（Ｃ）は、完成した非接地側電極の斜視図である。
【図１１】図１１は、本発明の各実施例で用いた接地側電極の平面図である。
【図１２】図１２は、本発明の各実施例で用いた非接地側電極の平面図である。
【図１３】図１３（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）及び（Ｅ）は、インクの定着性の評価１の評価方法の手順を示す概略図である。
【図１４Ａ】図１４Ａは、除電ブラシを用いた本発明の印刷装置の一例を示す模式図である。
【図１４Ｂ】図１４Ｂの（１）は、１００％濃度印刷の印刷パターン（ドット）を表す模式図であり、（２）は、２５％濃度印刷の印刷パターン（ドット）を表す模式図である。
【図１５】図１５は、除電用イオナイザーを用いた本発明の印刷装置の一例を示す模式図である。
【図１６Ａ】図１６Ａは、引き剥がしツメの配置の一例を示す拡大図である。
【図１６Ｂ】図１６Ｂは、引き剥がしツメの配置の一例を示す拡大図である。
【図１７】図１７は、非接触センサーを用いた本発明の印刷装置の一例を示す模式図である。
【図１８】図１８は、接触センサーを用いた本発明の印刷装置の一例を示す模式図である。
【図１９Ａ】図１９Ａ（１）及び（２）は、機械的手段と電気的接点を用いた接触センサーのＯＦＦ状態を表す側面図である。
【図１９Ｂ】図１９Ｂ（１）及び（２）は、機械的手段と電気的接点を用いた接触センサーのＯＮ状態を表す側面図である。
【図２０Ａ】図２０Ａは、機械的手段と磁気センサーを用いた接触センサーのＯＦＦ状態を表す側面図である。
【図２０Ｂ】図２０Ｂは、機械的手段と磁気センサーを用いた接触センサーのＯＮ状態を表す側面図である。
【図２１Ａ】図２１Ａは、機械的手段と光学的センサーを用いた接触センサーのＯＦＦ状態を表す側面図である。
【図２１Ｂ】図２１Ｂは、機械的手段と光学的センサーを用いた接触センサーのＯＮ状態を表す側面図である。
【図２２】図２２は、ローラ部材を用いた本発明の印刷装置の一例を示す模式図である。
【符号の説明】
【０１０８】
１      入力手段
２      出力手段
３      搬送手段
４      エネルギー線付与部（インク定着手段）
５      インク供給手段
６      基材
７      接地側電極
８      非接地側電極
２１      除電ブラシ
２３      除電用イオナイザー
２６      作動片（機械的手段）
２８      プラス極（電気的接点）
２９      マイナス極（電気的接点）
３０      導電性ゴムシート材（電気的接点）
３１      磁性体（磁気的接点）
３２      磁気センサー（磁気的接点）
３３      光反射用テープ（光学的センサー）
３４      フォトインタラプター（光学的センサー）
１００      インク定着装置
【図１４Ｂ】
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【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４Ａ】
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【図１５】
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【図１６Ａ】
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【図１６Ｂ】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９Ａ】
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【図１９Ｂ】
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【図２０Ａ】
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【図２０Ｂ】
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【図２１Ａ】
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【図２１Ｂ】
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【図２２】
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