JP2015164786A - 画像記録装置及び方法、並びに、ニス塗布装置及び方法 - Google Patents
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Abstract
Description
図1は、画像記録装置の一実施形態を示す全体構成図である。
給紙部12は、主として、給紙台30と、サッカー装置32と、給紙ローラ対34と、フィーダボード36と、給紙ドラム38と、を備えて構成される。
処理液塗布部14は、用紙Pの画像記録面にインク中の色材成分を凝集させる機能を備えた処理液(インク凝集剤を含有した液体)を塗布する処理を行う。このような処理液を事前に塗布して画像を記録することにより、汎用の印刷用紙を使用した場合であっても高品質な画像を記録することが可能になる。処理液塗布部14は、主として、用紙Pの搬送手段を構成する処理液ドラム42と、用紙Pの表面に処理液を塗布する処理液塗布装置44と、を備えて構成される。
処理液乾燥部16は、用紙Pに塗布された処理液を乾燥させる処理を行う。処理液乾燥部16は、主として、用紙Pの搬送手段を構成する処理液乾燥ドラム46と、用紙Pの搬送をガイドする用紙搬送ガイド48と、用紙Pに向けて熱風を送風する処理液ドライヤ50と、を備えて構成される。
画像記録部18は、用紙Pの画像記録面に画像をインクジェット方式で記録する処理を行う。画像記録部18は、主として、用紙Pの搬送手段を構成する画像記録ドラム52と、用紙押さえローラ54と、用紙Pにシアン(C),マゼンタ(M),イエロ(Y),黒(K)の各色のインク(水性UVインク)の液滴を吐出するインクジェットヘッド56C,56M,56Y,56Kと、用紙Pに記録された画像を読み取るインラインセンサ58と、を備えて構成される。
画像後処理部20は、用紙Pに記録された画像の後処理(画像後処理)を行う。すなわち、画像表面を加熱してインクを乾燥させる処理(インク乾燥処理)、及び、インク乾燥後の画像表面にUV光を照射してUV硬化させる処理(インクUV硬化処理)を行う。画像後処理部20は、用紙Pの搬送手段を構成する画像後処理用チェーングリッパ64と、画像後処理用チェーングリッパ64によって搬送される用紙Pにインク乾燥処理を行うインク乾燥部20Aと、画像後処理用チェーングリッパ64によって搬送される用紙PにUV硬化処理を行うインクUV硬化部20Bと、を備えて構成される。
ニス塗布部22は、用紙Pに記録された画像の表面にニス(本実施の形態ではUVニス)を塗布する処理を行う。ニス塗布部22は、主として、用紙Pの搬送手段を構成するニスドラム65と、ニスドラム65によって搬送される用紙Pの画像表面にニスを塗布するニス塗布ユニット80と、を備えて構成される。
ニス後処理部24は、ニス塗布部22において画像表面に塗布されたニスの後処理を行う。すなわち、必要に応じてニスを硬化させる前にニスが塗布された画像表面を加熱する処理(ニス硬化前加熱処理)、及び、ニスが塗布された画像表面にUV光を照射してニスを硬化させる処理(ニス硬化処理)を行う。ニス後処理部24は、用紙Pの搬送手段を構成するニス後処理用チェーングリッパ66と、ニス後処理用チェーングリッパ66によって搬送される用紙Pに対してニス硬化前加熱処理を行うニス硬化前加熱部24Aと、ニス後処理用チェーングリッパ66によって搬送される用紙Pに対してニス硬化処理を行うニス硬化部24Bと、を備えて構成される。
排紙部26は、一連の処理が行われた用紙Pを回収する処理を行う。排紙部26は、用紙Pを積み重ねて回収する排紙台76を備えて構成される。
図2は、画像記録装置の制御系の概略構成を示すブロック図である。
図3は、本実施の形態の画像記録装置による給紙から排紙までの一連の処理の流れを示すフローチャートである。
〈インク乾燥時到達温度T1の取得方法〉
上記のように、インクドライヤ68が、ヒータと送風手段とで構成される場合、その加熱強度は、ヒータの点灯本数、点灯dutyにより制御することができる。そして、その加熱強度は、たとえば、用紙厚(用紙の厚さ)、用紙種(用紙の種類)、画像のインク量(用紙に記録する画像の総インク量)、表面記録/裏面記録の種別の少なくとも1つの情報をパラメータとして設定することが好ましい。すなわち、用紙厚、用紙種、画像のインク量、表面記録/裏面記録の種別によって、乾燥に必要な熱量は変わるので、これらの情報を利用して、インクドライヤ68の加熱強度を設定することが好ましい。これにより、適切にインクを乾燥させることができる。
上記のように、インク乾燥時に画像表面がワックス成分の融点以上に加熱された場合、ニスを硬化させる前に画像表面を加熱する。この場合、画像表面の温度がワックス成分の融点以上になるように加熱することにより、ニスの密着性を更に高めることができる。
上記実施の形態では、ニス塗布装置を画像記録装置に組み込み、インラインでニスを塗布する構成(インラインニスコート)としているが、画像記録装置とは別に単体のニス塗布装置として構成(オフラインニスコート)することもできる。
図6は、本実施の形態のニス塗布装置による給紙から排紙までの一連の処理の流れを示すフローチャートである。
<インクについて>
上述した画像記録装置10では、水性UVインクを用いる例で説明したが、発明の実施に際して、使用するインクの種類については、特に限定されない。したがって、必ずしも紫外線硬化型のインクである必要はなく、通常のインクを用いることができる。通常のインクを用いた場合には、画像後処理部20におけるインクUV硬化部20Bは省略することができる。
インク中に含有させるワックスとしては、天然ワックス及び合成ワックスを挙げることができる。
ニスには、印刷分野で用いられている一般的なニスを使用することができる。ただし、本発明では、必要に応じて、ニス硬化前にニスを加熱する必要があるので、活性光線効果型のニス(活性光線の照射により硬化するニス)を使用することが前提とされる。UVニスは、活性光線硬化型のニスの一例である。
ニスの塗布方法については、特に限定されず、上記実施の形態で説明したローラ塗布方式の他、スプレイ塗布方式などを採用することができる。
処理液については、使用するインクに応じて適宜選択される。処理液は、使用するインク中の顔料及び/又は自己分散性ポリマーの粒子を凝集させる機能を備えていればよい。なお、本発明の実施に際して、処理液の付与は必ずしも必要とされない。処理液の付与工程を省略する構成も可能である。
メディアには、記録媒体、印字媒体、被記録媒体、被画像形成媒体、受像媒体、被吐出媒体など様々な用語で呼ばれるものが含まれる。本発明の実施に際して、印刷媒体の材質や形状等は特に限定されず、枚葉のカット紙、シール用紙、OHPシート等の樹脂シート、フィルム、布、不織布、配線パターン等が形成されるプリント基板、ゴムシート、その他材質や形状を問わず、様々なシート体を用いることができる。また、連続用紙を切断して使用する構成も可能である。
上述の実施形態では、ラインヘッドを用いたライン方式を例示したが、インクジェットヘッドとしては、シリアルヘッドを用いたシャトル方式(ヘッドを用紙の幅方向に走査させながら記録する方式)を採用することもできる。
上述の実施形態では、停止したインクジェットヘッドに対して用紙を搬送する構成を例示したが、本発明の実施に際しては、停止した用紙に対してインクジェットヘッドを移動させる構成も可能である。
インクジェットヘッドにおける各ノズルから液滴を吐出させるための吐出用の圧力(吐出エネルギ)を発生させる手段は、ピエゾアクチュエータ(圧電素子)に限らない。圧電素子の他、静電アクチュエータ、サーマル方式(ヒータの加熱による膜沸騰の圧力を利用してインクを吐出させる方式)におけるヒータ(加熱素子)や他の方式による各種アクチュエータなど様々な圧力発生素子(吐出エネルギ発生素子)を適用し得る。ヘッドの吐出方式に応じて、相応のエネルギ発生素子が流路構造体に設けられる。
上記実施の形態の画像記録装置10では、熱源と送風手段とで構成される加熱手段(インクドライヤ68)によって、画像表面を加熱し、インクを乾燥させる構成としているが、インクを加熱乾燥させる構成は、これに限定されるものではない。この他、たとえば、ヒータ等の熱源からの輻射により画像表面を加熱して、インクを乾燥させる方式や、ブロアから吹き出される熱風を画像表面に当てて画像表面を加熱し、インクを乾燥させる方式などを採用することができる。輻射による加熱の場合は、ヒータの点灯本数、点灯dutyによって加熱強度を制御することができる。また、ブロアによる加熱の場合、温風の温度によって加熱強度を制御することができる。
ニス硬化前加熱についても、上記インクかの乾燥方式と同様に、ヒータ等の熱源からの輻射により画像表面を加熱する方式や、ブロアから吹き出される熱風を画像表面に当てて画像表面を加熱する方式などを採用することができる。
上記実施の形態では、メディアに対して画像をインクジェット方式で記録する場合を例に説明したが、メディアに対する画像の記録方式については、特に限定されない。インク付与後に加熱乾燥を要する形態の記録方式であれば、広く適用することができ、同様の効果を奏することができる。
試験は、図1の構成の画像記録装置(インラインニスコート)を用いて、次の条件で行った。
・インク:黒インク(ワックス含有量:2重量%)
・ワックス種:セロゾール524(商品面)(中京油脂株式会社製 融点:83℃)
・インク量:3.0pL
・ニス(UVニス):TG−2(商品名)(株式会社T&K TOKA社製)
評価は、次の方法で行った。
4:VERY GOOD OK 剥離なし、又は、用紙が破れる
3:GOOD OK(許容範囲内) 点状に剥離
2:BAD NG(許容範囲外) 部分的に剥離
1:VERY BAD NG 全面剥離
なお、4が最良であり、3以上を許容範囲内とした。
ワックス成分の融点の違いで効果に違いが現れるか確認するため、ワックス成分の融点を変えて、基本試験と同じ試験を行った(ワックス成分の融点以外は同じ条件で試験した。)。
ワックス種:セロゾール524(商品面)(中京油脂株式会社製)
(B)ワックス成分の融点:55℃
ワックス種:セロゾール920(商品面)(中京油脂株式会社製)
(C)ワックス成分の融点:102℃
ワックス種:ハイミクロンL−271(商品面)(中京油脂株式会社製)
なお、ワックス成分の融点は、DSC測定(示差走査熱量測定(Differential scanning calorimetry:DSC)による測定値である。
インラインニスコートとオフラインニスコートとで効果に違いが現れるか確認するための試験を行った。
ワックス種:セロゾール524(商品面)(中京油脂株式会社製)
(B)ワックス成分の融点:55℃
ワックス種:セロゾール920(商品面)(中京油脂株式会社製)
(C)ワックス成分の融点:102℃
ワックス種:ハイミクロンL−271(商品面)(中京油脂株式会社製)
図9において、表3−1は、ワックス成分の融点が83℃のときの試験結果、表3−2は、ワックス成分の融点が55℃のときの試験結果、表3−3は、ワックス成分の融点が102℃のときの試験結果である。
用紙厚、用紙種の融点の違いで効果に違いが現れるか確認するため、使用する用紙厚、用紙種を変えて基本試験と同じ試験を行った(用紙厚、用紙種以外は基本試験と同じ条件で試験した。)。
坪量:310gsm(g/m2)
用紙厚:0.34mm
(用紙B)NEW DV(商品名):北越紀州製紙製株式会社製
坪量:310gsm(g/m2)
用紙厚:0.38mm
(用紙C)マリコート(商品名):北越紀州製紙製株式会社製
坪量:310gsm(g/m2)
用紙厚:0.38mm
(用紙D)アイベストW(商品名):日本製紙株式会社製
坪量:210gsm(g/m2)
用紙厚:0.21mm
(用紙E)NEW DV(商品名):北越紀州製紙製株式会社製
坪量:450gsm(g/m2)
用紙厚:0.55mm
(用紙F)OKトップコート+(商品名):王子製紙株式会社製
坪量:127gsm(g/m2)
用紙厚:0.11mm
図10において、表4−1は、用紙Aの試験結果、表4−2は、用紙Bの試験結果、表4−3は、用紙Cの試験結果、表4−4は、用紙Dの試験結果、表4−5は、用紙Eの試験結果、表4−6は、用紙Fの試験結果である。
インク量の違いで効果に違いが現れるか確認するため、インク量を変えて基本試験と同じ試験を行った(インク量以外は基本試験と同じ条件で試験した。)。
(B)インク量:1.0pL
(C)インク量:5.0pL
図11において、表5−1は、インク量が3.0pLのときの試験結果、表5−2は、インク量が1.0pLのときの試験結果、表5−3は、インク量が5.0pLのときの試験結果である。
表面記録と裏面記録とで効果に違いが現れるか確認するため、表面記録と裏面記録とで基本試験と同じ試験を行った。
・インク:黒インク(ワックス含有量:2重量%)
・ワックス種:セロゾール524(商品名)(中京油脂株式会社製 融点:83℃)
・インク量:3.0pL
・ニス(UVニス):TG−2(商品名)(株式会社T&K TOKA社製)
評価は、次の方法で行った。
ワックス種:セロゾール524(商品名)(中京油脂株式会社製)
(B)ワックス成分の融点:55℃
ワックス種:セロゾール920(商品名)(中京油脂株式会社製)
(C)ワックス成分の融点:102℃
ワックス種:ハイミクロンL−271(商品名)(中京油脂株式会社製)
なお、ワックス成分の融点は、DSC測定(示差走査熱量測定(Differential scanning calorimetry:DSC)による測定値である。
ワックス種:セロゾール524(商品名)(中京油脂株式会社製)
(B)ワックス成分の融点:55℃
ワックス種:セロゾール920(商品名)(中京油脂株式会社製)
(C)ワックス成分の融点:102℃
ワックス種:ハイミクロンL−271(商品名)(中京油脂株式会社製)
図9において、表3−1は、ワックス成分の融点が83℃のときの試験結果、表3−2は、ワックス成分の融点が55℃のときの試験結果、表3−3は、ワックス成分の融点が102℃のときの試験結果である。
用紙厚、用紙種の違いで効果に違いが現れるか確認するため、使用する用紙厚、用紙種を変えて基本試験と同じ試験を行った(用紙厚、用紙種以外は基本試験と同じ条件で試験した。)。
Claims (14)
- ワックス成分を含有するインクを使用してメディアに画像を記録する画像記録部と、
前記画像記録部によって画像が記録された前記メディアの画像表面を加熱して、前記インクを乾燥させるインク乾燥部と、
前記インク乾燥部によって前記インクが乾燥された前記メディアの画像表面に活性光線硬化型のニスを塗布するニス塗布部と、
前記ニス塗布部によって前記ニスが塗布された前記メディアの画像表面に活性光線を照射して前記ニスを硬化させるニス硬化部と、
前記ニス塗布部によって前記メディアの画像表面に塗布された前記ニスを前記ニス硬化部によって硬化させる前に前記メディアの画像表面を加熱するニス硬化前加熱部と、
前記インク乾燥部によって前記インクを乾燥させたときの前記メディアの画像表面の到達温度をインク乾燥時到達温度T1として、前記インク乾燥時到達温度T1の情報を取得するインク乾燥時到達温度情報取得部と、
前記ワックス成分の融点TWの情報を取得する融点情報取得部と、
前記インク乾燥時到達温度T1と前記ワックス成分の融点TWとを比較し、T1≧TWのときに前記ニス硬化前加熱部を作動させて前記メディアの画像表面を加熱するニス硬化前加熱制御部と、
を備える画像記録装置。 - 前記ニス硬化前加熱制御部は、T1≧TWのときに前記メディアの画像表面を前記ワックス成分の融点TW以上に加熱する請求項1に記載の画像記録装置。
- 前記インク乾燥時到達温度情報取得部は、前記インク乾燥部で前記メディアの画像表面の温度を測定して、前記インク乾燥時到達温度T1の情報を取得する請求項1又は2に記載の画像記録装置。
- 前記インク乾燥時到達温度情報取得部は、
前記メディアの厚さの情報、前記メディアの種類の情報、前記メディアに付与するインク量の情報、表面記録/裏面記録の種別の情報の少なくとも1つの情報をインク乾燥時到達温度推定パラメータとして取得するインク乾燥時到達温度推定パラメータ取得部と、
前記インク乾燥時到達温度推定パラメータ取得部で取得される前記インク乾燥時到達温度推定パラメータに基づいて、前記インク乾燥時到達温度T1を推定するインク乾燥時到達温度推定部と、
を備える請求項1又は2に記載の画像記録装置。 - 前記インク乾燥時到達温度推定部は、前記インク乾燥時到達温度推定パラメータと前記インク乾燥時到達温度T1との関係が規定されたインク乾燥時到達温度推定テーブルを備え、前記インク乾燥時到達温度推定テーブルを参照して前記インク乾燥時到達温度T1を推定する請求項4に記載の画像記録装置。
- 前記画像記録部は、インクジェット方式で前記メディアに画像を記録する請求項1から5のいずれか1項に記載の画像記録装置。
- ワックス成分を含有するインクを使用して画像が記録された後、画像表面が加熱されて、前記インクが乾燥されたメディアの画像表面に活性光線硬化型のニスを塗布するニス塗布装置において、
前記メディアの画像表面に前記ニスを塗布するニス塗布部と、
前記ニス塗布部によって前記ニスが塗布された前記メディアの画像表面に活性光線を照射して前記ニスを硬化させるニス硬化部と、
前記ニス塗布部によって前記メディアの画像表面に塗布された前記ニスを前記ニス硬化部によって硬化させる前に前記メディアの画像表面を加熱するニス硬化前加熱部と、
前記インク乾燥部によって前記インクを乾燥させたときの前記メディアの画像表面の到達温度をインク乾燥時到達温度T1として、前記インク乾燥時到達温度T1の情報を取得するインク乾燥時到達温度情報取得部と、
前記ワックス成分の融点TWの情報を取得する融点情報取得部と、
前記インク乾燥時到達温度T1と前記ワックス成分の融点TWとを比較し、T1≧TWのときに前記ニス硬化前加熱部を作動させて前記メディアの画像表面を加熱するニス硬化前加熱制御部と、
を備えるニス塗布装置。 - 前記ニス硬化前加熱制御部は、T1≧TWのときに前記メディアの画像表面を前記ワックス成分の融点TW以上に加熱する請求項7に記載のニス塗布装置。
- 前記インク乾燥時到達温度情報取得部は、
前記メディアの厚さの情報、前記メディアの種類の情報、前記メディアに付与するインク量の情報、表面記録/裏面記録の種別の情報の少なくとも1つの情報をインク乾燥時到達温度推定パラメータとして取得するインク乾燥時到達温度推定パラメータ取得部と、
前記インク乾燥時到達温度推定パラメータ取得部で取得される前記インク乾燥時到達温度推定パラメータに基づいて、前記インク乾燥時到達温度T1を推定するインク乾燥時到達温度推定部と、
を備える請求項7又は8に記載のニス塗布装置。 - 前記インク乾燥時到達温度推定部は、前記インク乾燥時到達温度推定パラメータと前記インク乾燥時到達温度T1との関係が規定されたインク乾燥時到達温度推定テーブルを備え、前記インク乾燥時到達温度推定テーブルを参照して前記インク乾燥時到達温度T1を推定する請求項9に記載のニス塗布装置。
- ワックス成分を含有するインクを使用してメディアに画像を記録する画像記録工程と、
前記画像記録工程によって画像が記録された前記メディアの画像表面を加熱して、前記インクを乾燥させるインク乾燥工程と、
前記インク乾燥工程によって前記インクが乾燥された前記メディアの画像表面に活性光線硬化型のニスを塗布するニス塗布工程と、
前記ニス塗布工程で画像表面に前記ニスが塗布された前記メディアの画像表面に活性光線を照射して前記ニスを硬化させるニス硬化工程と、
を有する画像記録方法であって、
前記インク乾燥工程で前記インクを乾燥させたときの前記メディアの画像表面の到達温度をインク乾燥時到達温度T1とし、前記インク乾燥時到達温度T1と前記ワックス成分の融点TWとを比較して、T1≧TWであるか否かを判定する判定工程と、
T1≧TWのときに、前記ニス塗布工程によって前記メディアの画像表面に塗布された前記ニスを前記ニス硬化工程によって硬化させる前に前記メディアの画像表面を加熱するニス硬化前加熱工程と、
を更に有する画像記録方法。 - 前記ニス硬化前加熱工程は、T1≧TWのときに前記メディアの画像表面を前記ワックス成分の融点TW以上に加熱する請求項11に記載の画像記録方法。
- ワックス成分を含有するインクを使用して画像が記録された後、画像表面が加熱されて、前記インクが乾燥されたメディアの画像表面に活性光線硬化型のニスを塗布するニス塗布方法において、
前記メディアの画像表面に前記ニスを塗布するニス塗布工程と、
前記ニス塗布工程によって前記ニスが塗布された前記メディアの画像表面に活性光線を照射して前記ニスを硬化させるニス硬化工程と、
を有するニス塗布方法であって、
前記インクを乾燥させたときの前記メディアの画像表面の到達温度をインク乾燥時到達温度T1とし、前記インク乾燥時到達温度T1と前記ワックス成分の融点TWとを比較して、T1≧TWであるか否かを判定する判定工程と、
T1≧TWのときに、前記ニス塗布工程によって前記メディアの画像表面に塗布された前記ニスを前記ニス硬化工程によって硬化させる前に前記メディアの画像表面を加熱するニス硬化前加熱工程と、
を更に有するニス塗布方法。 - 前記ニス硬化前加熱工程は、T1≧TWのときに前記メディアの画像表面を前記ワックス成分の融点TW以上に加熱する請求項13に記載のニス塗布方法。
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