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

画像記録装置及び方法、並びに、ニス塗布装置及び方法 Download PDF

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Abstract

【課題】画像表面に塗布したニスの密着性を確保できる画像記録装置及び方法、並びに、ニス塗布装置及び方法を提供する。【解決手段】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、メディアの画像表面を加熱して、インクを乾燥させるインク乾燥工程と、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、ニスが塗布されたメディアの画像表面に活性光線を照射して硬化させるニス硬化工程と、を有する画像記録方法において、インクを乾燥させたときのメディアの画像表面の到達温度(インク乾燥時到達温度)T1と、インク中に含有されるワックス成分の融点TWとを比較し、T1≧TWのとき、ニス塗布工程で塗布したニスをニス硬化工程で硬化させる前に画像表面を加熱する。【選択図】 図3

Description

本発明は、画像記録装置及び方法、並びに、ニス塗布装置及び方法に係り、特にワックス成分を含有するインクを使用して画像を記録した後、画像表面にニスを塗布する画像記録装置及び方法、並びに、ニス塗布装置及び方法に関する。
メディア(記録対象)に記録した画像の耐擦過性を向上させる方法として、ワックス成分を含有するインク(ワックス成分含有インク)を使用して画像を記録する方法が知られている(たとえば、特許文献1など)。この方法によれば、ワックス成分が滑り剤として機能し、画像の耐擦過性が向上する。
また、画像記録後に画像表面をニス(ワニス)でコーティングする方法も耐擦過性を向上させる方法として知られている(たとえば、特許文献2など)。この方法によれば、耐擦過性の向上に加えて、画像の光沢性も向上できるという利点がある。このため、ワックス成分含有インクを使用して画像を記録し、更にその画像表面にニスを塗布することも行われる。
特開2013−8229号公報 特開2010−173286号公報
しかしながら、ワックス成分含有インクで記録した画像の表面にニスを塗布すると、ニスの密着性が悪く、ニスが剥がれやすくなることがあった。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、画像表面に塗布したニスの密着性を確保できる画像記録装置及び方法、並びに、ニス塗布装置及び方法を提供することを目的とする。
上記目的を達成するための手段は、次のとおりである。
第1の態様は、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、画像記録部によって画像が記録されたメディアの画像表面を加熱して、インクを乾燥させるインク乾燥部と、インク乾燥部によって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部と、ニス塗布部によってニスが塗布されたメディアの画像表面に活性光線を照射してニスを硬化させるニス硬化部と、ニス塗布部によってメディアの画像表面に塗布されたニスをニス硬化部によって硬化させる前にメディアの画像表面を加熱するニス硬化前加熱部と、インク乾燥部によってインクを乾燥させたときの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、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、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、インク乾燥時到達温度T1とワックス成分の融点TWとを比較し、T1≧TWのときにニス硬化前加熱部を作動させて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である。
ワックス成分を含有するインクを使用して記録した画像に塗布したニスが剥がれやすくなるのは、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ることに起因することを発明者は見出した。すなわち、画像表面がワックス成分の融点以上に加熱されると、ワックス成分がインク層の表面に偏在するようになり(ワックス成分がインク層の表面に浮き出してくる。)、その後に画像表面にニスを塗布すると、インク層の表面に偏在したワックス成分の作用によって、ニスの密着性が低下することを見出した。
したがって、メディアに画像を記録した後、インクを加熱乾燥する場合は、画像表面をワックス成分の融点以上に加熱しなければ、ニスの密着性は確保できる。
一方、使用するインクの種類やメディアの種類、記録する画像によっては、ワックス成分の融点以上に加熱しなければ、十分に乾燥できない場合もある。たとえば、水性インクを使用して、厚さの厚い用紙に記録する場合や、使用するインク量の多い画像を記録する場合には、画像表面をワックス成分の融点以上に加熱しなければ、十分に乾燥させることができず、インク膜(画像)の強度が不足する等の問題が発生する。
そこで、本態様では、ニスとして活性光線硬化型のニス(活性光線を照射して硬化させると硬化するニス)を使用し、画像表面をワックス成分の融点以上に加熱したときは、ニスを塗布した後、そのニスを硬化させる前に画像表面を加熱することとした。これにより、インク乾燥時に画像表面をワックス成分の融点以上に加熱しても、ニスが剥がれるのを防止できる。これは次の理由による。すなわち、ニスを塗布した後、ニスを硬化させる前に画像表面を加熱することにより、インク層の表面に偏在したワックス成分をニス層内に再溶解させることができ、インク層の表面に偏在したワックス成分を取り除くことができる。これにより、インク層とニス層との密着性を確保でき、ニスが剥がれ落ちるのを防止できる。
第2の態様は、第1の画像記録装置において、ニス硬化前加熱制御部は、T1≧TWのときにメディアの画像表面をワックス成分の融点TW以上に加熱する態様である。
本態様では、ニス硬化前に画像表面を加熱する場合(すなわち、T1≧TWの場合)、画像表面をワックス成分の融点TW以上に加熱する。これにより、インク層の表面に偏在したワックス成分をニス層内に効率よく再溶解させることができ、インク層の表面に偏在したワックス成分を効率よく取り除くことができる。これにより、ニスの密着性を更に高めることができる。
第3の態様は、第1又は2の態様の画像記録装置において、インク乾燥時到達温度情報取得部は、インク乾燥部でメディアの画像表面の温度を測定して、インク乾燥時到達温度T1の情報を取得する態様である。
本態様では、インク乾燥時到達温度T1の情報を取得する際、インク乾燥部でメディアの画像表面の温度を直接測定して取得する。これにより、インク乾燥時到達温度T1を正確に取得できる。なお、到達温度は最高到達温度である。
第4の態様は、第1又は2の態様の画像記録装置において、インク乾燥時到達温度情報取得部は、メディアの厚さの情報、メディアの種類の情報、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、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インク乾燥時到達温度推定パラメータに基づいて、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、を備える態様である。
本態様では、インク乾燥時到達温度T1の情報を取得する際、メディアの厚さの情報、メディアの種類の情報、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し、そのインク乾燥時到達温度推定パラメータからインク乾燥時到達温度T1を推定して取得する。すなわち、インク乾燥部でインクを加熱乾燥する場合、画像表面が何度になるかは、メディアの厚さやメディアの種類、メディアに付与するインク量などの情報から、ある程度推定できるので、これらの情報を利用して、インク乾燥時到達温度T1を推定する。これにより、インク乾燥部でメディアの画像表面の温度を直接測定しなくても、インク乾燥時到達温度T1の情報を取得することができる。
なお、「表面記録/裏面記録の種別の情報」とは、既に画像を記録しているメディアへの画像の記録であるか否かの情報と同義である。したがって、メディアの両面に画像を記録する場合において、裏面(既に画像が記録されている面(この面を表面とする)と反対側の面)に画像を記録する場合だけが裏面記録とされる(メディアの両面に画像を記録する場合において、表面に画像を記録する場合、及び、メディアの片面にだけ画像を記録する場合は表面記録とされる。)。
第5の態様は、第4の態様の画像記録装置において、インク乾燥時到達温度推定部は、インク乾燥時到達温度推定パラメータと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、インク乾燥時到達温度推定テーブルを参照してインク乾燥時到達温度T1を推定する態様である。
本態様では、あらかじめインク乾燥時到達温度推定パラメータと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用意し、このインク乾燥時到達温度推定テーブルを参照して、インク乾燥時到達温度T1を推定する。これにより、簡易迅速にインク乾燥時到達温度T1の情報を取得できる。
第6の態様は、第1から5のいずれか1の態様の画像記録装置において、画像記録部は、インクジェット方式でメディアに画像を記録する態様である。
本態様によれば、インクジェット方式(色材、機能材料を含む液体(インク)を液滴に分離し、画像信号(プリント信号)に応じて、メディアに向けて吐出し、色材・機能材料を対象物に付着、伝達させるマーキング方式)でメディアに画像が記録される。これにより、インクジェット方式で記録した画像の耐擦過性、光沢性を向上でき、品質、耐久性を向上させることができる。
第7の態様は、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、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、メディアの画像表面にニスを塗布するニス塗布部と、ニス塗布部によってニスが塗布されたメディアの画像表面に活性光線を照射してニスを硬化させるニス硬化部と、ニス塗布部によってメディアの画像表面に塗布されたニスをニス硬化部によって硬化させる前にメディアの画像表面を加熱するニス硬化前加熱部と、インク乾燥部によってインクを乾燥させたときの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、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、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、インク乾燥時到達温度T1とワックス成分の融点TWとを比較し、T1≧TWのときにニス硬化前加熱部を作動させて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である。
本態様では、インク乾燥時に画像表面をワックス成分の融点以上に加熱したメディアを処理対象とする場合、ニス塗布工程でニスを塗布してからニス硬化工程でニスを硬化させるまでの間に画像表面を加熱する。これにより、インク層の表面に偏在したワックス成分を取り除くことができ、インク層とニス層との密着性を確保できる。
第8の態様は、第7の態様のニス塗布装置において、ニス硬化前加熱制御部は、T1≧TWのときにメディアの画像表面をワックス成分の融点TW以上に加熱する態様である。
本態様では、ニス硬化前に画像表面を加熱する場合(すなわち、T1≧TWの場合)、画像表面をワックス成分の融点TW以上に加熱する。これにより、インク層の表面に偏在したワックス成分をニス層内に効率よく再溶解させることができ、インク層の表面に偏在したワックス成分を効率よく取り除くことができる。これにより、ニスの密着性を更に高めることができる。
第9の態様は、第7又は8の態様のニス塗布装置において、インク乾燥時到達温度情報取得部は、メディアの厚さの情報、メディアの種類の情報、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、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インク乾燥時到達温度推定パラメータに基づいて、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、を備える態様である。
本態様では、インク乾燥時到達温度T1の情報を取得する際、メディアの厚さの情報、メディアの種類の情報、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し、そのインク乾燥時到達温度推定パラメータからインク乾燥時到達温度T1を推定して取得する。これにより、インク乾燥時にメディアの画像表面の温度を直接測定していなくても、インク乾燥時到達温度T1の情報を取得できる。
第10の態様は、第9の態様のニス塗布装置において、インク乾燥時到達温度推定部は、インク乾燥時到達温度推定パラメータと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、インク乾燥時到達温度推定テーブルを参照してインク乾燥時到達温度T1を推定する態様である。
本態様では、あらかじめインク乾燥時到達温度推定パラメータと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用意し、このインク乾燥時到達温度推定テーブルを参照して、インク乾燥時到達温度T1を推定する。これにより、簡易迅速にインク乾燥時到達温度T1の情報を取得できる。
第11の態様は、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、画像記録工程によって画像が記録されたメディアの画像表面を加熱して、インクを乾燥させるインク乾燥工程と、インク乾燥工程によって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工程と、ニス塗布工程で画像表面にニスが塗布されたメディアの画像表面に活性光線を照射して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、インク乾燥工程でインクを乾燥させたときの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、インク乾燥時到達温度T1と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、ニス塗布工程によってメディアの画像表面に塗布されたニスをニス硬化工程によって硬化させる前に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である。
本態様では、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、メディアの画像表面を加熱して、インクを乾燥させるインク乾燥工程と、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、ニスが塗布されたメディアの画像表面に活性光線を照射して硬化させるニス硬化工程と、を有する画像記録方法において、インク乾燥時到達温度T1と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、、ニス塗布工程によってメディアの画像表面に塗布されたニスをニス硬化工程によって硬化させる前に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。これにより、インク乾燥時に画像表面をワックス成分の融点以上に加熱した場合であっても、インク層とニス層との密着性を確保でき、ニスが剥がれ落ちるのを防止できる。
第12の態様は、第11の態様の画像記録方法において、ニス硬化前加熱工程は、T1≧TWのときにメディアの画像表面をワックス成分の融点TW以上に加熱する態様である。
本態様では、ニス硬化前加熱工程で画像表面を加熱する場合、画像表面をワックス成分の融点TW以上に加熱する。これにより、インク層の表面に偏在したワックス成分をニス層内に効率よく再溶解させることができ、インク層の表面に偏在したワックス成分を効率よく取り除くことができる。これにより、ニスの密着性を更に高めることができる。
第13の態様は、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、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、メディアの画像表面にニスを塗布するニス塗布工程と、ニス塗布工程によってニスが塗布されたメディアの画像表面に活性光線を照射して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、インクを乾燥させたときの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、インク乾燥時到達温度T1と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、ニス塗布工程によってメディアの画像表面に塗布されたニスをニス硬化工程によって硬化させる前に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である。
本態様では、ニスを塗布するニス塗布工程と、ニスが塗布されたメディアの画像表面に活性光線を照射して硬化させるニス硬化工程と、ニスが塗布されたメディアの画像表面に活性光線を照射して硬化させる前にメディアの画像表面を加熱するニス硬化前加熱工程と、を有するニス塗布方法において、インク乾燥時到達温度T1と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、、ニス塗布工程によってメディアの画像表面に塗布されたニスをニス硬化工程によって硬化させる前に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。これにより、インク乾燥時に画像表面をワックス成分の融点以上に加熱したメディアにニスを塗布する場合であっても、インク層とニス層との密着性を確保でき、ニスが剥がれ落ちるのを防止できる。
第14の態様は、第13の態様のニス塗布方法において、ニス硬化前加熱工程は、T1≧TWのときにメディアの画像表面をワックス成分の融点TW以上に加熱する態様である。
本態様では、ニス硬化前加熱工程で画像表面を加熱する場合、画像表面をワックス成分の融点TW以上に加熱する。これにより、インク層の表面に偏在したワックス成分をニス層内に効率よく再溶解させることができ、インク層の表面に偏在したワックス成分を効率よく取り除くことができる。これにより、ニスの密着性を更に高めることができる。
本発明によれば、ワックス成分を含有するインクで記録した画像の表面に塗布したニスの密着性を確保できる。
画像記録装置の一実施形態を示す全体構成図 画像記録装置の制御系の概略構成を示すブロック図 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 ニス塗布装置の一実施形態を示す全体構成図 ニス塗布装置の制御系の概略構成を示すブロック図 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 ニスの密着性を評価する試験(試験1)の試験結果を示す表 ニスの密着性を評価する試験(試験2)の試験結果を示す表 ニスの密着性を評価する試験(試験3)の試験結果を示す表 ニスの密着性を評価する試験(試験4)の試験結果を示す表 ニスの密着性を評価する試験(試験5)の試験結果を示す表 ニスの密着性を評価する試験(試験6)の試験結果を示す表
以下、添付図面に従って本発明の好ましい実施の形態について詳説する。
《画像記録装置の全体構成》
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。
この画像記録装置10は、枚葉紙(以下「用紙」という)Pにインクジェット方式で画像を記録し、記録した画像の表面をニスでコートして出力する画像記録装置(インクジェット記録装置)であり、用紙Pを給紙する給紙部12と、用紙Pに処理液を塗布する処理液塗布部14と、塗布された処理液を乾燥させる処理液乾燥部16と、処理液を乾燥させた用紙Pに画像を記録する画像記録部18と、用紙Pに記録された画像の後処理を行う画像後処理部20と、後処理された画像表面にニスを塗布するニス塗布部22と、塗布されたニスを後処理するニス後処理部24と、用紙Pを排紙する排紙部26と、を備えて構成される。
なお、本実施の形態の画像記録装置10は、紫外線硬化型の水性インクの使用が可能な画像記録装置として構成される。ここで、水性インクとは、水及び水に可溶な溶媒に染料、顔料などの色材を溶解又は分散させたインクのことをいう。また、紫外線硬化型のインクとは、紫外線(UV;ultraviolet)の照射により硬化するインクのことをいう。紫外線硬化型の水性インク(水性UVインク)を使用して画像を記録する画像記録装置では、画像記録後の後処理(画像後処理)として、インクの乾燥処理(用紙Pの表面に残存する液体成分を除去する処理)、及び、インクのUV硬化処理(UV光を照射して硬化させる処理)が必要とされる。
また、本実施の形態の画像記録装置10は、紫外線硬化型のニス(UVニス)の使用が可能な画像記録装置として構成される。UVニスとは、UV光の照射により硬化するニスである。UVニスを使用する場合、ニス塗布後の後処理(ニス後処理)として、UV硬化処理(UV光を照射してUVニスを硬化させる処理)が必要とされる。
〈給紙部〉
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。
メディアである用紙Pは、積層した状態(いわゆる用紙束の状態)で給紙台30の上に載置される。用紙Pは、たとえば、汎用の印刷用紙が使用される。汎用の印刷用紙とは、いわゆるインクジェット専用紙ではなく、オフセット印刷などで一般的に使用される塗工紙などのセルロースを主体とした用紙のことである。
サッカー装置32は、給紙台30の上に積載された用紙Pを上から順に1枚ずつ引き上げて給紙ローラ対34に給紙する。
給紙ローラ対34は、サッカー装置32から給紙される用紙Pをフィーダボード36に向けて送り出す。
フィーダボード36は、給紙ローラ対34から送り出された用紙Pを受け、給紙ドラム38に向けて搬送する。
給紙ドラム38は、フィーダボード36によって搬送された用紙Pを受け取り、受け取った用紙Pを処理液塗布部14に向けて搬送する。給紙ドラム38は、用紙Pの先端をグリッパ38Aで把持して回転することにより、用紙Pを一定の搬送経路に沿って搬送する。
〈処理液塗布部〉
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。
処理液ドラム42は、給紙ドラム38から用紙Pを受け取り、受け取った用紙Pを処理液乾燥部16に向けて搬送する。処理液ドラム42は、用紙Pの先端をグリッパ42Aで把持して回転することにより、用紙Pを周面に巻き付けて搬送する。用紙Pは、画像記録面が外側に向けられた状態で処理液ドラム42に巻き掛けられて搬送される。
処理液塗布装置44は、処理液ドラム42によって搬送される用紙Pの画像記録面に処理液を塗布する。塗布方式は、特に限定されない。たとえば、塗布ローラを使用して塗布する方式(処理液が付与された塗布ローラを用紙Pの画像記録面に押し当てて、用紙Pの画像記録面に処理液を塗布する方式)を採用することができる。この他、インクジェット方式やスプレイ方式などの塗布方式を採用することもできる。
給紙ドラム38から処理液ドラム42に受け渡された用紙Pは、処理液ドラム42によって搬送される過程で処理液塗布装置44を通過し、その通過時に画像記録面に処理液が塗布される。
〈処理液乾燥部〉
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。
処理液乾燥ドラム46は、処理液ドラム42から用紙Pを受け取り、受け取った用紙Pを画像記録部18に向けて搬送する。処理液乾燥ドラム46は、用紙Pの先端をグリッパ46Aで把持して回転することにより、用紙Pを一定の搬送経路に沿って搬送する。用紙Pは、画像記録面(=処理液塗布面)が内側に向けられた状態で搬送される。
用紙搬送ガイド48は、処理液乾燥ドラム46による用紙Pの搬送経路に沿って配置され、用紙Pの搬送をガイドする。用紙Pは、この用紙搬送ガイド48の上を摺動しながら搬送される(処理液を塗布した画像記録面とは、反対側の面が用紙搬送ガイド48の上を摺動しながら搬送される。)。
処理液ドライヤ50は、処理液乾燥ドラム46によって搬送される用紙Pの画像記録面(=処理液塗布面)に熱風を吹き付け、画像記録面を加熱する。画像記録面を加熱するため、処理液ドライヤ50は、処理液乾燥ドラム46の内側に配置される。処理液ドライヤ50は、たとえば、ハロゲンヒータ、赤外線(IR;infrared radiation )ヒータ等の熱源と、その熱源によって熱せられた空気(気体、流体)を送風する送風手段(ファンあるいはブロア)と、を備えて構成される。処理液ドライヤ50をヒータと送風手段とで構成する場合、ヒータの点灯本数、点灯dutyによって、処理液ドライヤ50の加熱強度を制御することができる。
給紙ドラム38から処理液乾燥ドラム46に受け渡された用紙Pは、処理液乾燥ドラム46によって搬送される過程で画像記録面に処理液ドライヤ50からの熱風が吹き付けられる。これにより、画像記録面が加熱され、処理液中の溶媒成分が乾燥除去される。この結果、用紙Pの画像記録面にインク凝集層(処理液中に含まれるインク凝集剤の層)が形成される。
〈画像記録部〉
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。
画像記録ドラム52は、処理液乾燥ドラム46から用紙Pを受け取り、受け取った用紙Pを画像後処理部20に向けて搬送する。画像記録ドラム52は、用紙Pの先端をグリッパ52Aで把持して回転することにより、用紙Pを周面に巻き付けて搬送する。この際、用紙Pの平坦性(浮きやシワのないこと)を確保するため、用紙Pを画像記録ドラム52の周面に吸着させて搬送する。吸着は、画像記録ドラム52の周面に備えられた多数の吸着穴から吸引することにより行われる(いわゆる、負圧による吸引)。用紙Pは、画像記録面が外側に向けられた状態で画像記録ドラム52に巻き掛けられて搬送される。
用紙押さえローラ54は、用紙Pを画像記録ドラム52に向けて押し付けて、用紙Pを画像記録ドラム52の周面に密着させる。
インクジェットヘッド56C,56M,56Y,56Kは、そのノズル面に備えられた多数のノズルから画像記録ドラム52によって搬送される用紙Pの画像記録面に向けてインク液滴を吐出する。このインクジェットヘッド56C,56M,56Y,56Kは、ライン型のインクジェットヘッドで構成される。すなわち、最大の用紙幅に相当する長さのノズル列を有するインクジェットヘッドで構成される。これにより、シングルパス(1パス)で用紙Pの幅方向の全域に画像を記録することができる。
インクジェットヘッド56C,56M,56Y,56Kは、用紙Pの搬送経路上に一定の間隔をもって配置され(本例では、シアン、マゼンタ、イエロ、黒の順で配置)、かつ、そのノズル列が用紙Pの搬送方向と直交するように配置される。
インラインセンサ58は、ラインスキャナを含み、インクジェットヘッド56C,56M,56Y,56Kによって用紙Pの画像記録面に記録された画像を読み取る。なお、読み取りは、必要に応じて行われる。読み取られた画像から吐出不良の有無などが検査される。
処理液乾燥ドラム46から画像記録ドラム52に受け渡された用紙Pは、画像記録ドラム52によって搬送される過程でインクジェットヘッド56C,56M,56Y,56Kの下を通過する。そして、その通過時に各インクジェットヘッド56C,56M,56Y,56Kからインク液滴(C,M,Y,Kの各色のインク液滴)が吐出され、吐出されたインク液滴が画像記録面に打滴されて、画像記録面にカラー画像が記録される。インクジェットヘッド56C,56M,56Y,56Kを通過した用紙Pは、更にインラインセンサ58の下を通過し、その通過時に画像記録面に記録された画像が必要に応じて読み取られる。
〈画像後処理部〉
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。
画像後処理用チェーングリッパ64は、画像記録ドラム52から用紙Pを受け取り、受け取った用紙Pをニス塗布部22に向けて搬送する。画像後処理用チェーングリッパ64は、一定の走行経路に沿って走行する無端状のチェーン64Aを備え、そのチェーン64Aに備えられたグリッパ64Bによって用紙Pの先端を把持して、用紙Pを一定の搬送経路に沿って搬送する。用紙Pは、画像記録面が画像後処理用チェーングリッパ64の内側に向けられた状態で搬送される。
なお、図1において、符号72は、用紙Pの搬送をガイドするガイドプレート72である。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は、ガイドプレート72のガイド面の上を摺動しながら搬送される。この際、用紙Pは、ガイドプレート72のガイド面に備えられた多数の吸引穴から吸引されながらガイドプレート72のガイド面上を摺動する。これにより、一定の張力が付与されながら用紙Pが搬送される。
インク乾燥部20Aは、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の画像表面を加熱して、インクを乾燥させる処理を行う。本実施の形態では、画像表面に熱風を吹き付けて、画像を加熱し、インクを乾燥させる構成とされる。このため、インク乾燥部20Aは、熱風を送風するインクドライヤ68を備えて構成される。インクドライヤ68は、たとえば、ハロゲンヒータ、赤外線ヒータ等の熱源と、その熱源によって熱せられた空気を送風する送風手段(ファンあるいはブロア)と、を備えて構成される。上記のように、用紙Pは、画像記録面が画像後処理用チェーングリッパ64の内側に向けられて搬送される。このため、インクドライヤ68は、画像後処理用チェーングリッパ64の内側に配置される。インクドライヤ68をヒータと送風手段とで構成する場合、ヒータの点灯本数、点灯dutyによって、インクドライヤ68の加熱強度を制御することができる。
また、インク乾燥部20Aは、加熱された画像表面の温度をモニタするため、温度センサ70を備える。温度センサ70は、たとえば、放射温度計(物体から放射される赤外線や可視光線の強度を測定して、物体の温度を測定する温度計)で構成される。
インクUV硬化部20Bは、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の画像表面にUV光を照射して、インクをUV硬化させる処理を行う。このため、インクUV硬化部20Bは、UV光源を備えたUV照射装置69を備えて構成される。このUV照射装置69も画像後処理用チェーングリッパ64の内側に配置される。
用紙Pは、画像後処理用チェーングリッパ64によって搬送されることにより、まず、インク乾燥部20Aを通過する。そして、そのインク乾燥部20Aを通過する時に画像記録面に熱風が吹き付けられて、画像表面が加熱され、インクが乾燥される。インク乾燥部20Aを通過した用紙Pは、次いでインクUV硬化部20Bを通過する。そして、そのインクUV硬化部20Bを通過する時に画像記録面にUV光が照射される。これにより、インクが硬化し、画像が用紙Pに定着する。
〈ニス塗布部〉
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。
ニスドラム65は、画像後処理用チェーングリッパ64から用紙Pを受け取り、受け取った用紙Pをニス後処理部24に向けて搬送する。ニスドラム65の構成は、処理液ドラム42と同じであり、用紙Pの先端をグリッパ65Aで把持して回転することにより、用紙Pを周面に巻き付けて搬送する。この際、用紙Pは、画像記録面(=ニス塗布面)が外側に向けられて搬送される。
ニス塗布ユニット80は、主として、用紙Pの画像記録面にニスを塗布するニス塗布ローラ82と、ニス塗布ローラ82にニスを供給するニス供給ローラ84と、ニス供給ローラ84にニスを供給するニスチャンバー86と、を備えて構成される。
ニス塗布ローラ82は、ニスドラム65に対して当接/離間可能に設けられ、用紙Pの通過するタイミングに合わせて、ニスドラム65に当接/離間される。
ニス供給ローラ84は、ニス塗布ローラ82に対して当接/離間可能に設けられる。ニス塗布ローラ82は、ニス供給ローラ84が当接されることにより、その周面に一定の厚さでニスが付与(転写)される。
ニスチャンバー86は、ニス供給ローラ84の表面に一定の厚さでニスを供給する。このニスチャンバー86には、図示しないニス供給装置が接続され、ニスが循環供給される。
ニスチャンバー86からニス供給ローラ84に供給されたニスは、ニス供給ローラ84がニス塗布ローラ82に当接されることにより、ニス塗布ローラ82の表面に一定の厚さで供給される。そして、このニスが供給されたニス塗布ローラ82が、ニスドラム65によって搬送される用紙Pの画像記録面に当接されることにより、用紙Pの画像記録面にニスが一定の厚さで塗布される。
〈ニス後処理部〉
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。
ニス後処理用チェーングリッパ66は、ニスドラム65から用紙Pを受け取り、受け取った用紙Pを排紙部26に向けて搬送する。ニス後処理用チェーングリッパ66は、一定の走行経路に沿って走行する無端状のチェーン66Aを備え、そのチェーン66Aに備えられたグリッパ66Bによって用紙Pの先端を把持して、用紙Pを一定の搬送経路に沿って搬送する。用紙Pは、画像記録面がニス後処理用チェーングリッパ66の内側に向けられた状態で搬送される。
なお、図1において、符号75は、用紙Pの搬送をガイドするガイドプレート75である。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は、ガイドプレート75のガイド面の上を摺動しながら搬送される。この際、用紙Pは、ガイドプレート75のガイド面に備えられた多数の吸引穴から吸引されながらガイドプレート75のガイド面上を摺動する。これにより、一定の張力が付与されながら用紙Pが搬送される。
ニス硬化前加熱部24Aは、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の画像表面を加熱する処理を行う。このニス硬化前加熱部24Aによる加熱は選択的に行われ、ワックス含有インクを使用して画像を記録した場合において、インク乾燥部20Aで画像表面がワックス成分の融点以上に加熱された場合に行われる。したがって、ワックス含有インクを使用して画像を記録した場合であっても、インク乾燥処理時に画像表面がワックス成分の融点以上に加熱されなかった場合には加熱されない。この点については、後に詳述する。
本実施の形態において、ニス硬化前加熱部24Aは、画像表面に熱風を吹き付けて画像を加熱する構成とされる。このため、ニス硬化前加熱部24Aは、熱風を送風する加熱ユニット71を備えて構成される。加熱ユニット71は、たとえば、ハロゲンヒータ、赤外線ヒータ等の熱源と、その熱源によって熱せられた空気を送風する送風手段(ファンあるいはブロア)と、を備えて構成される。上記のように、用紙Pは、画像記録面がニス後処理用チェーングリッパ66の内側に向けられて搬送される。このため、加熱ユニット71は、ニス後処理用チェーングリッパ66の内側に配置される。加熱ユニット71をヒータと送風手段とで構成する場合、ヒータの点灯本数、点灯dutyによって、加熱ユニット71の加熱強度を制御することができる。
ニス硬化部24Bは、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の画像表面にUV光を照射して、ニスをUV硬化させる処理を行う。このため、ニス硬化部24Bは、UV光源を備えたUV照射装置73を備えて構成される。このUV照射装置73も画像後処理用チェーングリッパ64の内側に配置される。
用紙Pは、ニス後処理用チェーングリッパ66によって搬送されることにより、まず、ニス硬化前加熱部24Aを通過する。塗布したニスを加熱する場合は、このニス硬化前加熱部24Aを通過する時に画像表面が加熱される。ニス硬化前加熱部24Aを通過した用紙Pは、次いでニス硬化部24Bを通過する。そして、そのニス硬化部24Bを通過する時に画像記録面にUV光が照射される。これにより、ニスが硬化し、ニスが画像に定着する。
〈排紙部〉
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。
ニス後処理用チェーングリッパ66は、排紙台76の上で用紙Pを解放し、排紙台76の上に用紙Pをスタックさせる。排紙台76には、用紙Pが整然と積み重ねられるように、用紙当て(前用紙当て、後用紙当て、横用紙当て等)が備えられる。また、排紙台76は、図示しない排紙台昇降装置によって昇降可能に設けられる。排紙台昇降装置は、排紙台76にスタックされる用紙Pの増減に連動して、その駆動が制御され、最上位に位置する用紙Pが常に一定の高さに位置するように、排紙台76を昇降させる。
《画像記録装置の制御系の説明》
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2に示すように、画像記録装置10は、システムコントローラ200、通信部202、画像メモリ204、搬送制御部210、給紙制御部212、処理液塗布制御部214、処理液乾燥制御部216、画像記録制御部218、画像後処理制御部220、ニス塗布制御部222、ニス後処理制御部224、排紙制御部226、操作部230、表示部232等を備える。
システムコントローラ200は、画像記録装置10の各部を統括制御する制御手段として機能し、かつ、各種演算処理を行う演算手段として機能する。このシステムコントローラ200は、CPU(Central Processing Unit)200A及び、ROM(Read Only Memory)200B、RAM(Random Access Memory)200Cを内蔵している。
通信部202は、所要の通信インターフェースを備え、通信インターフェースと接続されたホストコンピュータ260との間でデータの送受信を行う。
画像メモリ204は、画像データを含む各種データの一時記憶手段として機能し、システムコントローラ200を通じてデータの読み書きが行われる。通信部202を介してホストコンピュータ260から取り込まれた画像データは、一旦画像メモリ204に格納される。
搬送制御部210は、画像記録装置10における用紙Pの搬送系250の動作(給紙部12から排紙部26までの用紙Pの搬送)を制御する。搬送系250には、図1で説明した給紙部12の給紙ドラム38、処理液塗布部14の処理液ドラム42、処理液乾燥部16の処理液乾燥ドラム46、画像記録部18の画像記録ドラム52、画像後処理部20の画像後処理用チェーングリッパ64、ニス塗布部22のニスドラム65、ニス後処理部24のニス後処理用チェーングリッパ66が含まれる(図1参照)。
給紙制御部212は、システムコントローラ200からの指令に応じて、給紙部12の動作を制御する。すなわち、指示された給紙速度で用紙Pが給紙されるように、給紙部12の動作を制御する。
処理液塗布制御部214は、システムコントローラ200からの指令に応じて、処理液塗布部14の動作を制御する。すなわち、用紙Pの通過に合わせて、指示された塗布量(塗布厚)で用紙Pに処理液が塗布されるように、処理液塗布装置44を制御する。
処理液乾燥制御部216は、システムコントローラ200からの指令に応じて、処理液乾燥部16の動作を制御する。すなわち、指示された加熱強度で画像表面を加熱するように、処理液ドライヤ50の動作を制御する。
画像記録制御部218は、システムコントローラ200からの指令に応じて、画像記録部18の動作を制御する。すなわち、用紙Pの通過に合わせて、指示された画像が記録されるように、インクジェットヘッド56C,56M,56Y,56Kによるインク滴の吐出を制御する。また、用紙Pの通過に合わせて、インラインセンサ58による画像の読み取りを制御する。
画像後処理制御部220は、インク乾燥部20Aの動作を制御するインク乾燥制御部220Aと、インクUV硬化部20Bの動作を制御するインクUV硬化制御部220Bと、を備えて構成される。
インク乾燥制御部220Aは、システムコントローラ200からの指令に応じて、インク乾燥部20Aの動作を制御する。すなわち、搬送される用紙Pの画像表面を指示された加熱強度で加熱するように、インクドライヤ68の動作を制御する。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、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/裏面記録の種別をパラメータとして設定することができる。なお、これらのパラメータの情報は、操作部230からユーザが入力する構成としてもよいし、自動で取得する構成としてもよい。一般に、これらの情報は、画像の記録に必要な情報として、画像記録前に入力される。また、画像のインク量については、記録する画像データの情報から求めることができる。
インクUV硬化制御部220Bは、システムコントローラ200からの指令に応じて、インクUV硬化部20Bの動作を制御する。すなわち、用紙Pの通過に合わせて、指示された光量のUV光が画像表面に照射されるように、UV照射装置69の動作を制御する。
ニス塗布制御部222は、システムコントローラ200からの指令に応じて、ニス塗布部22の動作を制御する。すなわち、用紙Pの通過に合わせて、指示された塗布量で画像表面にニスが塗布されるように、ニス塗布ユニット80の動作を制御する。
ニス後処理制御部224は、ニス硬化前加熱部24Aの動作を制御するニス硬化前加熱制御部224Aと、ニス硬化部24Bの動作を制御するニス硬化制御部224Bと、を備えて構成される。
ニス硬化前加熱制御部224Aは、システムコントローラ200からの情報に基づいて、ニス硬化前加熱部24Aの動作を制御する。上記のように、ニス硬化前加熱部24Aによるニスの加熱は、ワックス含有インクを使用して画像を記録した場合において、インク乾燥部20Aで画像表面がワックス成分の融点以上に加熱された場合に行われる。ニス硬化前加熱制御部224Aは、インク乾燥時における画像表面の到達温度(インク乾燥時到達温度)T1)の情報と、インクに含有されるワックス成分の融点TWの情報とを取得し、得られた情報に基づいて、ニス硬化前加熱部24Aの動作を制御する。すなわち、インク乾燥時到達温度T1と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し、T1≧TWのとき、加熱ユニット71を作動させて、画像表面を加熱する(塗布されたニスを硬化させる前に加熱する。)。この際、ニス硬化前加熱制御部224Aは、加熱した画像表面の温度が、ワックス成分の融点以上になるように(少なくともワックス成分の融点に到達するように)、加熱ユニット71の加熱強度を設定して、ニス硬化前加熱部24Aに画像表面を加熱させることが好ましい。
ニス硬化制御部224Bは、システムコントローラ200からの指令に応じて、ニス硬化部24Bの動作を制御する。すなわち、用紙Pの通過に合わせて、指示された光量のUV光が画像表面に照射されるように、UV照射装置73の動作を制御する。
排紙制御部226は、システムコントローラ200からの指令に応じて、排紙部26の動作を制御する。
操作部230は、操作ボタン、キーボード、タッチパネル等の操作部材を備え、その操作部材から入力された操作情報をシステムコントローラ200に送出する。システムコントローラ200は、この操作部230から送出された操作情報に応じて各種処理を実行する。
表示部232は、LCDパネル等の表示装置を備え、システムコントローラ200からの指令に応じて、装置の各種設定情報、異常情報などの情報を表示装置に表示させる。
インラインセンサ58で読み取られた画像の情報は、システムコントローラ200を介して予め決められたメモリ(たとえば、RAM200C)に記憶される。
温度センサ70で検出される温度の情報はインク乾燥時到達温度T1として、システムコントローラ200を介して予め決められたメモリ(たとえば、RAM200C)に記憶される。したがって、本実施の形態の画像記録装置10では、温度センサ70がインク乾燥時到達温度情報取得部として機能する。
なお、本実施の形態の画像記録装置10では、ワックス成分を含有するインクを使用する場合、そのワックス成分の融点の情報をユーザが操作部230を入力する。したがって、本実施の形態の画像記録装置10では、操作部230が融点情報取得部として機能する。操作部230から入力されたワックス成分の融点TWの情報は、システムコントローラ200を介して予め決められたメモリ(たとえば、RAM200C)に記憶される。
《画像記録方法》
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。
なお、ここでは、インクとして、ワックス成分を含有した水性UVインクを使用する場合を例に説明する。この場合、ユーザが、ワックス成分の融点TWの情報を操作部230から入力する。入力された情報は、システムコントローラ200のメモリに格納され、ニス硬化前加熱制御部224Aに出力される。
まず、給紙部12から用紙Pが給紙される(ステップS1:給紙工程)。
給紙された用紙Pは、処理液塗布部14に搬送され、画像記録面に処理液が塗布される(ステップS2:処理液塗布工程)。
処理液が塗布された用紙Pは、処理液乾燥部16に搬送され、塗布された処理液が乾燥される(ステップS3:処理液乾燥工程)。
処理液が乾燥された用紙Pは、画像記録部18に搬送され、画像記録面に画像が記録される(ステップS4:画像記録工程)。具体的には、インクジェットヘッド56C,56M,56Y,56Kから吐出されたインク液滴が、画像記録面に打滴され、画像記録面に画像が記録される。
画像が記録された用紙Pは、画像後処理部20に搬送され、画像記録面に記録された画像の後処理が行われる。具体的には、まず、インク乾燥部20Aにおいて、画像表面に熱風が吹き付けられて、インクが乾燥される(ステップS5:インク乾燥工程)。この際、画像表面の温度がインク乾燥時到達温度T1として温度センサ70で検出され、その情報がシステムコントローラ200に出力される。システムコントローラ200は、得られたインク乾燥時到達温度T1の情報をニス硬化前加熱制御部224Aに出力する。
インクが乾燥された用紙Pは、次いで、インクUV硬化部20Bにおいて、画像表面にUV光が照射され、インクが硬化される(ステップS6:インクUV硬化工程)。
以上により、画像記録面に記録された画像の後処理が完了する。
画像の後処理が行われた用紙Pは、ニス塗布部22に搬送され、画像表面にニス(UVニス)が塗布される(ステップS7:ニス塗布工程)。
ニスが塗布された用紙Pは、ニス後処理部24に搬送され、塗布されたニスの後処理が行われる。
ここで、ニスの後処理は、ニスのUV硬化であるが、インク乾燥時(ステップS6)に画像表面がワックス成分の融点以上に加熱されている場合は、硬化前(UV照射前)に画像表面が加熱され、その後、UV硬化される。具体的には、次の手順で加熱の有無が判定され、加熱が実施される。
インクに含有されるワックス成分の融点TWの情報は、あらかじめ操作部230から入力され、ニス硬化前加熱制御部224Aに送られる。また、インク乾燥時到達温度T1の情報は、システムコントローラ200を介してニス硬化前加熱制御部224Aに送られる。ニス硬化前加熱制御部224Aは、取得したインク乾燥時到達温度T1とワックス成分の融点TWとを比較し、T1≧TWであるか否かを判定する(ステップS8:判定工程)。そして、T1≧TWのとき、ニス硬化前加熱制御部224Aは、加熱ユニット71を作動させて、画像表面を加熱する(ステップS9:ニス硬化前加熱工程)。この際、ニス硬化前加熱制御部224Aは、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、加熱ユニット71を作動させて、画像表面を加熱することが好ましい。一方、T1<TWのとき、ニス硬化前加熱制御部224Aは、加熱ユニット71を作動させずに、用紙Pを通過させる。
このように、インク乾燥時(ステップS6)に画像表面が、ワックス成分の融点以上に加熱されているか否かを判定し、加熱されている場合(T1≧TWの場合)は、硬化前(UV照射前)にニス硬化前加熱部24Aによって画像表面を加熱し(ステップS9)、加熱されていない場合(T1<TWの場合)は、ニス硬化前加熱部24Aによって画像表面を加熱せずに通過させる。
ニス硬化前加熱部24Aを通過した用紙Pは、ニス硬化部24Bに搬送され、画像表面にUV光が照射されて、ニスが硬化される(ステップS10:ニス硬化工程)。
この後、用紙Pは、排紙部26に搬送されて、排紙台76に排紙される(ステップS11:排紙工程)。
このように、本実施の形態の画像記録装置10では、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、ニスの塗布後、ニスを加熱してから硬化させる。これにより、ニスの密着性を高めることができる。これは次のメカニズムによる。すなわち、画像表面をワックス成分の融点以上に加熱すると、インク層の表面にワックス成分が偏在することになるが(このインク層の表面に偏在したワックス成分がニスの密着性を低下させる原因になる。)、ニスを塗布した後、ニスを硬化させる前に画像表面を加熱して塗布したニスを加熱することにより、インク層の表面に偏在したワックス成分をニス層内に再溶解させることができ、インク層の表面に偏在したワックス成分を取り除くことができる。これにより、ニスの密着性を高めることができる。特に、ニス塗布後の加熱時に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、画像表面に偏在したワックス成分のニス層への拡散を加速でき、より効率よくインク層の表面に偏在したワックス成分を取り除くことができる。
《変形例》
〈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。
一方、このような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場合、その設定に使用したパラメータの情報を利用すれば、ある程度正確にインク乾燥時到達温度T1を推定することができる。したがって、用紙厚、用紙種、画像のインク量、表面記録/裏面記録の種別の少なくとも1つをパラメータとして、インク乾燥部20Aのインクドライヤ68の加熱強度を設定する場合は、その設定に用いたパラメータをインク乾燥時到達温度推定パラメータとして取得し、インク乾燥時到達温度T1を推定して取得する構成とすることもできる。これにより、インク乾燥部20Aに温度センサ70を設けなくても、インク乾燥時到達温度T1の情報を取得できる。
なお、この場合、インク乾燥時到達温度推定パラメータの取得は、システムコントローラ200で行い、その推定処理もシステムコントローラ200で行う。したがって、システムコントローラ200が、インク乾燥時到達温度推定パラメータ取得部、及び、インク乾燥時到達温度推定部として機能する。
推定処理は、たとえば、インク乾燥時到達温度推定パラメータとインク乾燥時到達温度T1との関係が規定されたテーブルをインク乾燥時到達温度推定テーブルとしてあらかじめ用意し、そのインク乾燥時到達温度推定テーブルを参照して、インク乾燥時到達温度T1を推定する構成とすることができる。インク乾燥時到達温度推定テーブルは、実験又はシミュレーションにより作成する。
このように、インク乾燥時到達温度推定パラメータを利用して、インク乾燥時到達温度T1を推定することにより、温度センサ70を用いなくてもインク乾燥時到達温度T1の情報を取得することができる。
〈ニス硬化前加熱部における加熱強度の設定方法〉
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。
しかしながら、加熱により画像品質が低下する場合は、加熱する温度を制限することが好ましい。たとえば、加熱により用紙変形(カックル、皺)、ニス塗布面の面状異常、白濁、ベタツキといった不具合が生じる場合には、加熱する温度を制限することが好ましい。
したがって、ニス硬化前に加熱する場合、その温度の上限は、これらの不具合が発生しない温度とされる。すなわち、これらの不具合が発生しないようにニス硬化前加熱部24Aにおける加熱強度を設定して加熱する。
また、上記のように、インク乾燥時到達温度T1は、インク乾燥時到達温度推定パラメータを利用して推定することができるので、この推定したインク乾燥時到達温度T1の情報を利用して、ニス硬化前加熱部24Aの加熱強度を設定することができる。この場合、インク乾燥時到達温度推定パラメータと設定する乾燥強度との関係が規定されたテーブルをあらかじめ用意し、そのテーブルを参照して、設定すべき乾燥強度を直接求める構成とすることもできる。
この他、ニス硬化前加熱部に画像表面の温度を測定する温度センサ(たとえば、放射温度計)を設け、この温度センサから出力をフィードバックして加熱強度を制御する構成とすることもできる。たとえば、加熱された画像表面の温度が、ワックスの融点TWとなるように加熱強度を制御することもできる。
《単体のニス塗布装置としての構成》
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4は、ニス塗布装置の一実施形態を示す全体構成図である。
このニス塗布装置300は、用紙Pを給紙する給紙部312と、用紙Pにニスを塗布するニス塗布部322と、塗布されたニスを後処理するニス後処理部324と、用紙Pを排紙する排紙部326と、を備えて構成される。給紙部312は、上述した画像記録装置10の給紙部12の構成と同じであり、ニス塗布部322、ニス後処理部324、排紙部326も上述した画像記録装置10のニス塗布部22、ニス後処理部24、排紙部26の構成と同じである。したがって、各部を構成する要素については、同一符号を付して、その説明は省略する。
本実施の形態のニス塗布装置300では、給紙部312からニス塗布部322に用紙Pが直接給紙される。給紙された用紙Pは、ニス塗布部322でニスが塗布されたのち、ニス後処理部324で所定の後処理がなされ、排紙部326で排紙される。
ニス後処理部324は、ニス硬化前加熱処理を行うニス硬化前加熱部324Aと、ニス硬化処理を行うニス硬化部324Bと、を備え、一定の条件下で、ニス硬化処理前に加熱処理(ニス硬化前加熱処理)を行う。すなわち、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用紙Pを処理する場合についてのみ、ニス硬化前加熱部324Aで画像表面を加熱する。これにより、塗布したニスの密着性を向上させることができる。
図5は、ニス塗布装置の制御系の概略構成を示すブロック図である。
図5に示すように、ニス塗布装置300は、システムコントローラ400、搬送制御部410、給紙制御部412、ニス塗布制御部422、ニス後処理制御部424、排紙制御部426、操作部430、表示部432等を備える。
システムコントローラ400は、ニス塗布装置300の各部を統括制御する制御手段として機能し、かつ、各種演算処理を行う演算手段として機能する。このシステムコントローラ400は、CPU400A及び、ROM400B、RAM400Cを内蔵している。
搬送制御部410は、ニス塗布装置300における用紙Pの搬送系450の動作(給紙部312から排紙部326までの用紙Pの搬送)を制御する。搬送系450には、図4で説明した給紙部312の給紙ドラム38、ニス塗布部322のニスドラム65、ニス後処理部324のニス後処理用チェーングリッパ66が含まれる。
給紙制御部412は、システムコントローラ400からの指令に応じて、給紙部312の動作を制御する。すなわち、指示された給紙で用紙Pが給紙されるように、給紙部312の動作を制御する。
ニス塗布制御部422は、システムコントローラ400からの指令に応じて、ニス塗布部322の動作を制御する。すなわち、用紙Pの通過に合わせて、指示された塗布量で画像表面にニスが塗布されるように、ニス塗布ユニット80の動作を制御する。
ニス後処理制御部424は、ニス硬化前加熱部324Aの動作を制御するニス硬化前加熱制御部424Aと、ニス硬化部324Bの動作を制御するニス硬化制御部424Bと、を備えて構成される。
ニス硬化前加熱制御部424Aは、システムコントローラ400からの情報に基づいて、ニス硬化前加熱部324Aの動作を制御する。ニス硬化前加熱制御部424Aは、インク乾燥時における画像表面の到達温度(インク乾燥時到達温度)T1)の情報と、インクに含有されるワックス成分の融点TWの情報とを取得し、得られた情報に基づいて、ニス硬化前加熱部24Aの動作を制御する。すなわち、インク乾燥時到達温度T1と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し、T1≧TWのとき、加熱ユニット71を作動させて、画像表面を加熱する(塗布されたニスを硬化させる前に加熱する。)。
ニス硬化制御部424Bは、システムコントローラ400からの指令に応じて、ニス硬化部324Bの動作を制御する。すなわち、用紙Pの通過に合わせて、指示された光量のUV光が画像表面に照射されるように、UV照射装置73の動作を制御する。
排紙制御部426は、システムコントローラ400からの指令に応じて、排紙部326の動作を制御する。
操作部430は、操作ボタン、キーボード、タッチパネル等の操作部材を備え、その操作部材から入力された操作情報をシステムコントローラ400に送出する。システムコントローラ400は、この操作部430から送出された操作情報に応じて各種処理を実行する。
表示部432は、LCDパネル等の表示装置を備え、システムコントローラ400からの指令に応じて、装置の各種設定情報、異常情報などの情報を表示装置に表示させる。
なお、ワックス成分の融点の情報は、ユーザが操作部430を入力する。したがって、本実施の形態のニス塗布装置300では、操作部430が融点情報取得部として機能する。操作部430から入力されたワックス成分の融点TWの情報は、システムコントローラ400を介してメモリ(たとえば、RAM400C)に記憶される。ニス硬化前加熱制御部424Aは、このメモリに記録された情報を読み出して、ニス硬化前加熱の要否を判定する。
インク乾燥時到達温度T1の情報も同様にユーザが操作部430を入力する。したがって、本実施の形態のニス塗布装置300では、操作部430がインク乾燥時到達温度情報取得部として機能する。操作部430から入力されたインク乾燥時到達温度T1の情報は、システムコントローラ400を介してメモリ(たとえば、RAM400C)に記憶される。ニス硬化前加熱制御部424Aは、このメモリに記録された情報を読み出して、ニス硬化前加熱の要否を判定する。
なお、インク乾燥時に用紙厚、用紙種、画像のインク量、表面記録/裏面記録の種別の少なくとも1つをパラメータとして乾燥装置の加熱強度を設定し、インクの乾燥処理を行った場合は、その設定に用いたパラメータをインク乾燥時到達温度推定パラメータとして取得し、インク乾燥時到達温度T1を推定して取得する構成とすることもできる。この場合、インク乾燥時到達温度推定パラメータの取得は、システムコントローラ400で行い、その推定処理もシステムコントローラ400で行う。したがって、システムコントローラ400が、インク乾燥時到達温度推定パラメータ取得部、及び、インク乾燥時到達温度推定部として機能する。
推定処理は、たとえば、インク乾燥時到達温度推定パラメータとインク乾燥時到達温度T1との関係が規定されたテーブルをインク乾燥時到達温度推定テーブルとしてあらかじめ用意し、そのインク乾燥時到達温度推定テーブルを参照して、インク乾燥時到達温度T1を推定する構成とすることができる。インク乾燥時到達温度推定テーブルは、実験又はシミュレーションにより作成する。
《ニス塗布方法》
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。
なお、処理対象の用紙(メディア)は、ワックス成分を含有するインクを使用して画像を記録し、記録後、画像表面を加熱乾燥させた用紙とする。
また、処理を開始する前提として、ニス塗布装置300には、ワックス成分の融点TWの情報、及び、インク乾燥時到達温度T1の情報が入力されているものとする。
まず、給紙部12から用紙Pが給紙される(ステップS21:給紙工程)。
給紙された用紙Pは、ニス塗布部322に搬送され、画像表面にニス(UVニス)が塗布される(ステップS22:ニス塗布工程)。
ニスが塗布された用紙Pは、ニス後処理部324に搬送され、塗布されたニスの後処理が行われる。
ニス後処理は、ニスのUV硬化であるが、処理対象とする用紙Pの画像表面が、インク乾燥時にワックス成分の融点以上に加熱されている場合は、硬化前(UV照射前)に画像表面が加熱される。
ニス硬化前加熱制御部424Aは、インク乾燥時到達温度T1の情報とワックス成分の融点TWの情報とを取得し、両者を比較して、T1≧TWであるか否かを判定する(ステップS23:判定工程)。そして、T1≧TWのとき、ニス硬化前加熱制御部424Aは、加熱ユニット71を作動させて、画像表面を加熱する(ステップS24:ニス硬化前加熱工程)。この際、ニス硬化前加熱制御部424Aは、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、加熱ユニット71を作動させて、画像表面を加熱する。一方、T1<TWのとき、ニス硬化前加熱制御部424Aは、加熱ユニット71を作動させずに、用紙Pを通過させる。
ニス硬化前加熱部324Aを通過した用紙Pは、ニス硬化部324Bに搬送され、画像表面にUV光が照射されて、ニスが硬化される(ステップS25:ニス硬化工程)。
この後、用紙Pは、排紙部326に搬送されて、排紙台76に排紙される(ステップS26:排紙工程)。
このように、本実施の形態のニス塗布装置300では、処理対象とする用紙Pの画像表面が、インク乾燥時にワックス成分の融点以上に加熱された場合、ニス塗布後にニス硬化前に画像表面を加熱する。これにより、インク層の表面に偏在したワックス成分を取り除くことができ、インク層とニス層との密着性を高めることができる。
なお、ニス硬化前に画像表面を加熱する時は、ワックス成分の融点以上に加熱することが好ましい。これにより、ニスの密着性を更に高めることができる。
また、加熱により画像品質が低下する場合は、加熱する温度を制限することが好ましい。たとえば、用紙変形(カックル、皺)、ニス塗布面の面状異常、白濁、ベタツキといった不具合が生じる場合には、加熱する温度を制限することが好ましい。
なお、本実施の形態のニス塗布装置300のように、ニスの塗布処理を独立して行う場合(いわゆるオフラインニスコートの場合)、加熱強度の制御は、用紙Pの搬送で行うことができる。すなわち、加熱強度を上げる場合は、用紙Pの搬送速度を上げ、加熱強度を下げる場合は、用紙Pの搬送速度を下げる。これにより、加熱時間が変化し、加熱強度が制御される。
《その他の実施の形態》
<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。
〈ワックスについて〉
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。
天然ワックスとしては、石油系ワックスであるパラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、ペトロラタム等、あるいは植物系ワックスであるカルナバワックス、キャンデリラワックス、ライスワックス、木ロウ等、更にまた動物植物系ワックスであるラノリン、みつろう等を挙げることができる。
また、合成ワックスとしては、合成炭化水素系ワックスであるポリエチレンワックス、フィッシャー・トロプシュワックス等、あるいは変性ワックス系であるパラフィンワックス誘導体、モンタンワックス誘導体、マイクロクリスタリンワックス誘導体等を挙げることができる。
ワックスの形態として、省エネルギの観点から画像形成に熱エネルギを使用しないために、固体ワックスではなく、液体の形態をとるワックスエマルジョン、特に水性ワックスエマルジョンの使用が好ましい。ワックスエマルジョンは、一般的にエマルジョンワックス(emulsifiable wax)ともいわれる。ワックスエマルジョンは、主に、界面活性剤を使用して、固体ワックス微粒子を水中に分散させたものである。たとえば、ポリエチレンワックスエマルジョン(ポリエチレンエマルジョンワックス)は、エチレンの重合による製造、あるいは一般成形用のポリエチレンを熱分解により低分子量化して製造するなどの方法により作られたポリエチレンワックスを酸化してカルボキシル基や水酸基を付加し、さらに界面活性剤を使用して乳化し、安定性の高い水性ワックスエマルジョンの形態にしたものである。
<ニスについて>
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。
なお、上述した画像記録装置10及びニス塗布装置300は、ニス硬化前加熱部を備えているので、油性ニス又は水性ニスを使用する場合には、ニス硬化前加熱部をニスの乾燥手段として用いることができる。
<ニスの塗布方法について>
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>
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。
<メディアについて>
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。
<インクジェットヘッドによる画像の記録方式について>
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。
<ヘッドと用紙を相対移動させる手段について>
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よるインク液滴の吐出方式について>
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。
〈インクの乾燥方式について〉
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。
また、上記実施の形態では、搬送される用紙Pの上側に加熱手段(インクドライヤ68)を配置して、用紙Pの画像表面を加熱する構成としているが、用紙Pの画像表面を加熱するための加熱手段の配置は、これに限定されるものではない。たとえば、用紙Pの搬送経路の側部や下部に加熱手段(インクドライヤ68)を配置して、用紙Pの画像表面を加熱する構成とすることもできる。
〈ニス硬化前の加熱方式について〉
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。
〈メディアに対する画像の記録方式について〉
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。
本発明の効果を確認するため、インク乾燥時到達温度とニス硬化前到達温度(ニス硬化前加熱部での画像表面の到達温度)とを変えてニスを塗布し、塗布されたニスの密着性を評価する試験を行った。
〈試験1:基本試験〉
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。
・用紙:アイベストW(商品名)(日本製紙株式会社製、坪量:310gsm(g/m)、用紙厚:0.34mm)
・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。
ニス塗布面にセロハンテープ(ニチバン株式会社製 幅:18mm)を約40mmの長さで貼り付け、垂直方向に引っ張り、インク層表面からニス層の剥離状態を評価した。
評価は次の四段階評価とした
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。
図7に示す表1は、試験結果を示す表である。
なお、同表において、着色されたマス目の評価結果は、ニス硬化前に加熱したときの評価結果であり、着色されていないマス目の評価結果は、ニス硬化前に加熱していないときの評価結果である。ニス硬化前に加熱していない条件で硬化前到達温度が異なるのは、インク乾燥処理後、成り行きで温度が低下するためである。
同表から、インク乾燥時到達温度がワックス成分の融点である83℃よりも低い条件であれば、ニス硬化前に加熱しなくても良好な密着性が得られることが確認できる。一方、インク乾燥時到達温度がワックス成分の融点である83℃を超える条件では、ニス硬化前に画像表面を加熱しないと、密着性が低下することが確認できる。しかし、インク乾燥時到達温度がワックス成分の融点である83℃を超える条件であっても、ニス硬化前に加熱すれば、密着性を改善できることが確認できる。特に、ニス硬化前にワックス成分の融点以上に加熱することにより、密着性を良好に改善できることが確認できる。
〈試験2:ワックスの融点を変えた場合〉
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。)。
試験に用いたワックス成分の融点(ワックス種)は、次のとおりである。
(A)ワックス成分の融点:83℃(基本試験と同じワックス種)
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。
図8において、表2−1は、ワックス成分の融点が83℃のときの試験結果、表2−2は、ワックス成分の融点が55℃のときの試験結果、表2−3は、ワックス成分の融点が102℃のときの試験結果である。
同表に示すように、ワックス成分の融点が異なるインクを用いた場合であっても、基本試験の結果と同じ傾向が示された。すなわち、インク乾燥時到達温度がワックス成分の融点よりも低い条件であれば、ニス硬化前に加熱しなくても良好な密着性が得られることが確認できる。一方、インク乾燥時到達温度がワックス成分の融点を超える条件では、ニス硬化前に画像表面を加熱しないと、密着性が低下するが、ニス硬化前に加熱すれば、密着性を改善できることが確認できる。特に、ニス硬化前にワックス成分の融点以上に加熱することにより、密着性を良好に改善できることが確認できる。
以上の結果から、ワックス成分の融点が変わった場合であっても同様の効果が得られることが確認できた。
〈試験3:オフラインニスコートの場合〉
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。
図4に示す構成のニス塗布装置(オフラインニスコート)を使用し、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(オフラインコートである点以外は基本試験と同じ条件で試験した。)。
ワックス成分の融点及びワックス種は、試験2と同じであり、次のとおりである。
(A)ワックス成分の融点:83℃(基本試験と同じワックス種)
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。
同表に示すように、オフラインコートでも同様の効果が得られ、かつ、ワックス成分の融点が変わった場合であっても同様の効果が得られることが確認できた。
〈試験4:用紙厚、用紙種を変えた場合〉
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。)。
試験に用いた用紙は、次のとおりである。
(用紙A)アイベストW(商品名):日本製紙株式会社製(基本試験と同じ用紙)
坪量:310gsm(g/m
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/m
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/m
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/m
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/m
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/m
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。
同表に示すように、用紙厚、用紙種が変わった場合であっても同様の効果が得られることが確認できた。
〈試験5:インク量を変えた場合〉
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。)。
試験したインク量は、次のとおりである。
(A)インク量:3.0pL(基本試験と同じインク量)
(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。
同表に示すように、用紙に記録した画像のインク量が変わった場合であっても同様の効果が得られることが確認できた。
〈試験6:表面記録と裏面記録の場合〉
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。
なお、表面記録とは、未使用の用紙に対する最初の画像の記録である。したがって、用紙の片側にだけ画像を記録する場合の他、用紙の両面に画像を記録する場合において、最初に画像を記録する場合が含まれる。裏面記録とは、既に片面に画像が記録されている用紙に対する画像記録済み面とは反対側の面への画像の記録(用紙の両面に画像を記録する場合における裏面側への画像の記録)のことである。
図12において、表6−1は、表面記録の試験結果(基本試験と同じ)であり、表6−2は、裏面記録の試験結果である。
同表に示すように、表面記録、裏面記録の別を問わず、同様の効果が得られることが確認できた。
10…画像記録装置、12…給紙部、14…処理液塗布部、16…処理液乾燥部、18…画像記録部、20…画像後処理部、20A…インク乾燥部、20B…インクUV硬化部、22…ニス塗布部、24…ニス後処理部。24A…ニス硬化前加熱部、24B…ニス硬化部、26…排紙部、30…給紙台、32…サッカー装置、34…給紙ローラ対、36…フィーダボード、38…給紙ドラム、38A…グリッパ、42…処理液ドラム、42A…グリッパ、44…処理液塗布装置、46…処理液乾燥ドラム、46A…グリッパ、48…用紙搬送ガイド、50…処理液ドライヤ、52…画像記録ドラム、52A…グリッパ、54…用紙押さえローラ、56C,56M,56Y,56K…インクジェットヘッド、58…インラインセンサ、64…画像後処理用チェーングリッパ、64A…チェーン、64B…グリッパ、65…ニスドラム、65A…グリッパ、66…ニス後処理用チェーングリッパ、66A…チェーン、66B…グリッパ、68…インクドライヤ、69…UV照射装置、70…温度センサ、71…加熱ユニット、72…ガイドプレート、73…UV照射装置、75…ガイドプレート、76…排紙台、80…ニス塗布ユニット、82…ニス塗布ローラ、84…ニス供給ローラ、86…ニスチャンバー、200…システムコントローラ、200A…CPU、200B…ROM、200C…RAM、202…通信部、204…画像メモリ、210…搬送制御部、212…給紙制御部、214…処理液塗布制御部、216…処理液乾燥制御部、218…画像記録制御部、220…画像後処理制御部、220A…インク乾燥制御部、220B…インクUV硬化制御部、222…ニス塗布制御部、224…ニス後処理制御部、224A…ニス硬化前加熱制御部、224B…ニス硬化制御部、226…排紙制御部、230…操作部、232…表示部、250…搬送系、260…ホストコンピュータ、300…ニス塗布装置、312…給紙部、322…ニス塗布部、324…ニス後処理部、234A…ニス硬化前加熱部、324B…ニス硬化部、326…排紙部、400…システムコントローラ、400A…CPU、400B…ROM、400C…RAM、410…搬送制御部、412…給紙制御部、422…ニス塗布制御部、424…ニス後処理制御部、424A…ニス硬化前加熱制御部、424B…ニス硬化制御部、426…排紙制御部、430…操作部、432…表示部、450…搬送系
特開2013−82209号公報 特開2010−173286号公報
第2の態様は、第1の態様の画像記録装置において、ニス硬化前加熱制御部は、T1≧TWのときにメディアの画像表面をワックス成分の融点TW以上に加熱する態様である。
第7の態様は、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、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、メディアの画像表面にニスを塗布するニス塗布部と、ニス塗布部によってニスが塗布されたメディアの画像表面に活性光線を照射してニスを硬化させるニス硬化部と、ニス塗布部によってメディアの画像表面に塗布されたニスをニス硬化部によって硬化させる前にメディアの画像表面を加熱するニス硬化前加熱部と、インクを乾燥させたときの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、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、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、インク乾燥時到達温度T1とワックス成分の融点TWとを比較し、T1≧TWのときにニス硬化前加熱部を作動させて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である。
画像記録ドラム52は、処理液乾燥ドラム46から用紙Pを受け取り、受け取った用紙Pを画像後処理部20に向けて搬送する。画像記録ドラム52は、用紙Pの先端をグリッパ52Aで把持して回転することにより、用紙Pを周面に巻き付けて搬送する。この際、用紙Pの平坦性(浮きやシワのないこと)を確保するため、用紙Pを画像記録ドラム52の周面に吸着させて搬送する。吸着は、画像記録ドラム52の周面に備えられた多数の吸穴から吸引することにより行われる(いわゆる、負圧による吸引)。用紙Pは、画像記録面が外側に向けられた状態で画像記録ドラム52に巻き掛けられて搬送される。
ニス硬化部24Bは、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の画像表面にUV光を照射して、ニスをUV硬化させる処理を行う。このため、ニス硬化部24Bは、UV光源を備えたUV照射装置73を備えて構成される。このUV照射装置73もニス後処理用チェーングリッパ6の内側に配置される。
なお、本実施の形態の画像記録装置10では、ワックス成分を含有するインクを使用する場合、そのワックス成分の融点の情報をユーザが操作部230入力する。したがって、本実施の形態の画像記録装置10では、操作部230が融点情報取得部として機能する。操作部230から入力されたワックス成分の融点TWの情報は、システムコントローラ200を介して予め決められたメモリ(たとえば、RAM200C)に記憶される。
ここで、ニスの後処理は、ニスのUV硬化であるが、インク乾燥時(ステップS)に画像表面がワックス成分の融点以上に加熱されている場合は、硬化前(UV照射前)に画像表面が加熱され、その後、UV硬化される。具体的には、次の手順で加熱の有無が判定され、加熱が実施される。
なお、本実施の形態のニス塗布装置300のように、ニスの塗布処理を独立して行う場合(いわゆるオフラインニスコートの場合)、加熱強度の制御は、用紙Pの搬送で行うことができる。すなわち、加熱強度を上げる場合は、用紙Pの搬送速度をげ、加熱強度を下げる場合は、用紙Pの搬送速度をげる。これにより、加熱時間が変化し、加熱強度が制御される。
・用紙:アイベストW(商品名)(日本製紙株式会社製、坪量:310gsm(g/m2)、用紙厚:0.34mm)
・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)(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。
(A)ワックス成分の融点:83℃(基本試験と同じワックス種)
ワックス種:セロゾール524(商品)(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)(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)(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。
(A)ワックス成分の融点:83℃(基本試験と同じワックス種)
ワックス種:セロゾール524(商品)(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)(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)(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。
〈試験4:用紙厚、用紙種を変えた場合〉
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)

  1. 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。
  2. 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。
  3. 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。
  4. 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。
  5. 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。
  6. 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。
  7. 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。
  8. 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。
  9. 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。
  10. 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。
  11. 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。
  12. 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。
  13. 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。
  14. 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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