インクジェット捺染システム Nassenger− V の新技術
The New Technologies of the Nassenger-V Ink Jet Textile Printing System三觜

拓＊

Mitsuhashi, Taku

竹内寛＊

Takeuchi, Hiroshi

藤井洋

三＊Fujii, Yozo

要旨
インクジェット捺染プリンタシステムNassenger−Vを開発した。これは生産機としての要求に耐えうるように信頼性、生産性、画質を向上させた新しいプリンタシステムである。ここでは、専用に開発されたインクジェッ
トヘッド、布搬送ベルトシステムおよびインク射出を検出するシステムについて述べる。

Abstract
The new Nassenger-V inkjet textile printing system presents great advances in reliability, productivity, and print
quality to more fully deliver high performance in its com-Fig.1 Nassenger-V

mercial applications. Discussed in particular here are theNassenger-V’s newly designed ink jet print head, ink drop

クジェットプリンタの信頼性がさらに高くなり、プリン

detection system, and fabric conveying belt system.

ト柄のデザイン工程のデジタル化が進んでデジタルプリントとの整合がよくなったこと、さらに市場の要求がよ１

り生産力のあるものへと移ってきたことなどから、本格はじめに生産への活用段階に移ろうとしている。

インクジェット捺染は、ここ数年、急速に普及の兆し

本格的な生産機としての性能を満足することを目標とし、信頼性、生産性、品質を大幅に改良したインクをみせている。
インクジェット技術の捺染への応用の歴史は古く、短ジェット捺染システムNassenger−Vを開発した（Fig.１）。

納期化、小ロット対応、グラデーションや写真のようなNassenger−Vの基本性能をTable １にまとめた。基本仕多階調プリントなど、従来捺染では実現が困難な課題を様を達成するために、a新たに開発したインクジェット

解 決 す る 手 段 と し て 期 待 さ れ て き た 。 す で に インクヘッドの採用、s布帛のベルト搬送方式の採用、dインジェット捺染は先進的なユーザーによって小ロット、多ク滴検出器による不吐出検出、といった新しい技術を採品種の生産が行われている。ところが最近になってイン用した。これらの新規採用技術について説明する。

Table 1 Characteristics of Nassenger-V＊コニカミノルタテクノロジーセンター㈱
IJT 開発センター

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２

チングによって決定される＊２）。新開発ヘッドはチャネ

新開発インクジェットヘッド

ル、アクチュエータ、ノズルなどのディメンジョンを新捺染システムに要求される画質性能として粒状性、鮮たに設計して要求性能を満たすと同時に、チャネル内の鋭性、階調性、色再現範囲、濃度範囲などがあげられ気泡の排出性を向上させて安定吐出性能を向上させている。インクジェット捺染システムでは540dpi以上の解像度る。駆動波形も改良し、高い吐出周波数での安定な吐出であれば、実用上充分な粒状性、鮮鋭性、階調性が得らを実現している。

れることがわかっている＊１）。

ヘッド筐体は、ノズル数の増加や吐出周波数の上昇にNassenger−Vでは標準モードを540dpi×540dpiとし、こともなう発熱量の増加に対処するための放熱設計を改良のモードで40㎡/hのプリント速度を達成するため、256ノした。ヘッドのキャリッジへの取り付け機構も改良し、ズルヘッドを８色のインクの各色につき２ヘッドずつ、ユーザーによるヘッド交換を容易にしてメンテナンス性合計16ヘッドを使用することとしてヘッドを開発した。

を向上している。コンパクトな設計により、ノズル数がTable ２に新開発のインクジェットヘッドの基本特性を４倍となっているにもかかわらず、ヘッドを搭載するキャリッジはむしろ小さくなっている。

まとめた。

Fig.２に新開発ヘッドの外観を示す。
Table 2 Characteristics of the ink jet print head

方式は従来と同じシェアモードのピエゾオンデマンド方式である。高密度加工技術とアクチュエータの積層技術の開発により、90dpi、128チャネルのアクチュエータユニット２枚を精密に積層し、１ヘッドあたり180dpi、256Fig.2 Ink jet print head

ノズルとすることが可能となった。
吐出周波数は、プリント速度、プリント解像度、ノズル数、およびプリンタの機構上の非プリント時間から決定した。

３布帛ベルト搬送

吐出インク滴量は、最適な画質が得られる値として実

従来のプリンタはローラ搬送の為に布帛の厚さ、摩擦験的に決められる。すなわち、画像を形成するインク滴力により布帛毎に搬送量が異なっていた。このため使用量には解像度に応じた最適値が存在し、インク滴量が最する布帛種毎に搬送量を設定する必要があり、プリント適値より大きいと粒状性や鮮鋭性が低下するだけでな前の調整に手間がかかっていた。また薄い布帛や伸縮性く、にじみなどによる画質の劣化を引き起こす。インクのある布帛はその伸びやたわみが原因で高精度な搬送が滴量が最適値より小さいと充分な色再現範囲、濃度範囲困難であり、さらにプリント時にインクが裏抜けするこを得ることができず、さらにひどい場合はインクが付着とによる画像汚染の問題があった。

しない部分が白い線となってあらわれるために画質が大これらを解決するためにベルト搬送方式及び静電吸着きく劣化してしまう。最適なインク滴量は540dpi×540dpi板方式を採用した（Fig.３）。ベルト搬送方式は駆動ローでポリエステルに分散染料インクでプリントする場合にラとベルトにより搬送量が決定されるので、ベルト上のは18ng、綿に反応染料インクでプリントする場合は20ng

布帛の厚さに依存せず一定の搬送量での搬送が可能とであった。

なった。

これらの性能を満たすヘッドの構造は、コンピュータまた高画質化を目的としてプリント解像度（送り方シミュレーションにより設計された。ヘッドの基本性能向）を300dpiから540dpi、720dpiに変更したことによってはチャネル、アクチュエータ、ノズルなどのディメン

従来の搬送精度ではプリント画像の重なりや飛びが発生ジョンや、ピエゾ素子、構造材、接着剤などの特性、アしてしまう。そこで搬送精度向上のため駆動減速機構をクチュエータを駆動してインクを吐出させるための駆動

従来のウォームギア＋タイミングベルトからハーモニッ波形、およびこれらのパラメータとインク特性とのマックドライブ機構にしてDCサーボモータのPID制御を適正

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化した。その結果をFig.４に示す。各スキャン毎に送られこのベルト搬送方式ではインクの裏抜けするような薄る布の搬送量を縦軸にプロットした。搬送量の変動が従い布帛、あるいは意図的に布帛の裏地までインクを浸透来と比較して25%程度に抑制され、搬送精度が向上していさせる生地を作成する場合に、抜け出たインクはベルトることがわかる。

上に付着することになる。この裏抜けしたインクの付着したベルトは一周して次の布帛を汚染しないように完全に除去する必要がある。そこでベルト下部に多孔質体で構成されるベルトクリーニングローラを設け付着インクの完全除去を目指した（Fig.５）。
Fig.６はベルトにニップされるベルトクリーニングロー
ラのニップ量とクリーニング性（ベルト残留インク量）のグラフである。ニップ量を上げていくとベルトに残留するインク量が完全に除去されていることがわかる。

Fig.3 Schmetic diagram of belt feed system

Fig.6 Relation between pressure of cleaning roller and remaining
ink amount on belt

布帛をベルト上で搬送するために布帛とベルトを吸着させ、ベルトでの搬送性を高める必要がある。この吸着力がないとベルト上での布帛搬送は布帛の自重及び摩擦力に頼ることになり布帛の種類によらない安定した搬送Fig.4 Fluctuation of belt motion

性が望めない。そこで布帛とベルトを吸着させるために静電吸着板方式を採用した。静電吸着板はFig.７のようFig.7 Cross section of adhesion systemに、高圧の直流電圧を絶縁体層に埋め込まれた正負交互の電極に与え、これによってベルトと布帛の間に＋／−の電荷が生じ布帛が吸着する。Table ３は代表的な布帛のFig.5 Schmetic diagram of belt cleaning system

ベルトに対する吸着力である。ここでいう吸着力とは

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Table 3 Attractive force for fabric生じる場合があり、この状態でプリントを続行すると、スジムラ等の画質劣化の原因となる。インク滴検出が可能であれば、従来定期的に見込みクリーニングを行っていた状態から、ノズル欠時のみのクリーニングが可能となり、インク消費量の削減やプリント時間削減等の効果が期待されると共に、欠ノズルの補間を他ノズルで行うなど、信頼性は格段に向上する。
Fig.９に検出器とヘッド、インク受け皿の位置関係を示す模式外形図を示した。光源と対向し、受光素子と検出100mm×100mmの布帛片を搬送ベルト上に置き、この布回路部がシールドケースに納められている。Fig.10にイン帛片が動き出すまでの引っ張り力を示している。Fig.８はク滴検出の原理図を示した。光源と受光素子からなる光ポリエステル布帛を搬送したときの搬送量変動をプロッ路に並行にヘッドのノズル列が並ぶよう配置し、片端のトしたものである。静電吸着板を利用することで布帛をノズルからもう片端のノズルに向かい順次インク滴の吐吸着させ搬送性を向上させることが可能となった。

出を行い、光路を通過した際の陰影を受光素子で捉える事で、その飛翔の存在を１ノズルづつ確認する構成である。射出しないノズルは欠ノズルと判断される。

Fig.8 Deviation of fabric motion４

インク滴検出Fig.10 Mechanism of drop detection system

インクジェットヘッドのノズル数は高画質化、高速化と共に次第に増大してきており、Nassenger−Vではすべてのヘッドを合計すると4000ノズル以上となっている。
これら全てのノズルを常に良好な状態に保っておく事が理想であるが、何らかの原因で吐出不良（ノズル欠）を５まとめ

Nassenger−Vは以上述べてきた新規ヘッド、ベルト搬送系、インク滴検出をはじめとするプリンタ部分の大幅な改良による生産性の向上のほかにも、従来のNassengerの経験を活かして、ソフトウェアの改良や後処理などのオプション類の充実など、現場での操作性の向上を図ることが出来た。本格的なインクジェット捺染機として活用されることを期待している。
●参考文献
１）三觜拓、加藤孝行：日本画像学会誌、41、67（2002）２）竹内良夫：Konica Tech.Rep., 15、31（2002）

Fig.9 Schematic diagram of ink drop detection system

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