JP2016518988A - 紙を選択的に炭化する装置及び方法 - Google Patents
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Abstract
Description
対象の紙を受け取る受け取り手段と、
前記対象の紙の表面の1つ又はそれより多い部分を選択的に、前記対象の紙の表面が少なくとも部分的に炭化して、それによって色が変わるレベルまで熱する少なくとも1つのレーザーと、
レーザーをコントロールするコントロール手段と
を含む少なくとも対象の紙(より好ましくは紙のシート)の一部を選択的に炭化する装置を提案する。
対象を受け取り手段で受け取るステップと、
選択的に前記対象の紙の一部又は複数の表面を、熱される部分が少なくとも部分的に炭化し、またそれにより変色するレベルに加熱する加熱手段をコントロール手段でコントロールするステップとを含む。この炭化反応は一方で、対象の紙の上で黒い顔料として作用する炭を作る。さらには、炭化反応によって作られた有機揮発物もまた対象の紙の上で凝縮され、そこで炭の接着剤として機能し、このようにして前記対象の紙の上に色落ちしにくい顔料を作る。
ポンプによって空気をどかすことによって部分的な減圧状態を作るステップと、
不活性ガスを、少なくとも対象の紙の熱される部分、又はその近くに導入するステップと、
水蒸気を、少なくとも対象の紙の熱される部分、又はその近くに導入するステップと、
対象の紙の、少なくとも熱される部分を、熱伝導バリアを使って周囲の大気から孤立させるステップと、
対象の紙の、少なくとも熱される部分を、ほぼ透明なカバーを使って周囲の大気から孤立させるステップと
のうち1つ又は複数のステップによって作られる。
レーザーのパワーを調整するステップと、
対象の紙の単位領域あたりのレーザー露光時間の調整ステップと、
前記対象の紙における加熱部分の圧縮率の調整ステップと、
レーザービームの焦点の調整ステップと
のうちの1つ又は複数のステップによって炭化をコントロールする。
少なくとも対象の紙の加熱領域から、ポンプで空気をどかすことによって部分的な減圧状態を作ること。
不活性ガスを、少なくとも対象の紙の熱される部分、又はその近くに導入すること。
水蒸気を、少なくとも対象の紙の熱される部分、又はその近くに導入すること。
対象の紙の、少なくとも熱される部分を、熱伝導バリア(thermally conductive barrier)を使って周囲の大気から孤立させること。
2 六角形ミラー
3 中空ガラスローラー
4 対象の紙
5 バッキングローラー
7 レンズシステム
8 ケーシング
9 ペーパートレイ
10 活性炭ローラー
11 フィルムヒーター
12 供給ローラー
25 矢印
28 タッチスクリーン
30 アウトプットトレイ
Claims (24)
- 対象の紙を受け取る受け取り手段と、前記対象の紙の表面の1もしくはそれ以上の箇所を選択的に熱し、前記表面の熱される箇所の少なくとも一部が炭化し、それによって変色するレベルとする少なくとも1つのレーザーと、前記レーザーをコントロールするコントロール手段とを含む、前記対象の紙、特に紙のシート、における表面の少なくとも一部を選択的に炭化する装置。
- 前記コントロール手段は、前記レーザーのパワーを調節し、及び、若しくは又は、選択的に前記レーザーのスイッチをオン及びオフにする、請求項1に記載の装置。
- 前記レーザーにおけるレーザービームは、ミラーを介して前記対象の紙上に前記レーザービームを集めるために構成されるフォーカスレンズへ向けて反射する、請求項1又は請求項2に記載の装置。
- 前記ミラーは動くことができ、該ミラーの動きは前記コントロール手段でコントロール可能な、請求項3に記載の装置。
- 前記受け取り手段は、対象の紙をレーザービームに応じて動かすことを含む、請求項1乃至4のいずれか1項に記載の装置。
- ほぼ透明なカバーが、前記レーザーと前記対象の紙の少なくとも熱される部分との間に配置されている、請求項1乃至5のいずれか1項に記載の装置。
- 前記ほぼ透明なカバーを少なくとも対象の紙の熱する部分にプレスするプレス手段を含む請求項6に記載の装置。
- 前記ほぼ透明なカバーはローラーで構成されており、前記レーザービームは、前記ほぼ透明なカバーの外側の表面に接している前記対象の紙を熱する前記透明のローラーを通って外側方向に通過する、請求項6又は7に記載の装置。
- 前記ほぼ透明なカバーは、該カバーのレーザー側に反射防止コーティングを含む、請求項6乃至請求項8のいずれか1項に記載の装置。
- 前記ほぼ透明なカバーは、該カバーの紙側に油をはじくコーティングを含んでいる、
請求項6乃至請求項9のいずれか1項に記載の装置。 - 前記対象の紙は、前記ほぼ透明なカバーとサポートとの間に挟まれており、該サポートは、好ましくはバッキングローラー及び、若しくは又は前記サポートを含み、より好ましくは、反射する材料を含む、請求項6乃至請求項10のいずれか1項に記載の装置。
- 少なくとも、前記レーザーで熱される対象の紙の一部をプレ加熱するためのプレ加熱手段が含まれる、請求項1乃至請求項11のいずれか1項に記載の装置。
- 活性炭サポートを含み、より好ましくは、前記サポートは活性炭ローラーである、請求項1乃至請求項12のいずれか1項に記載の装置。
- 対象の紙を受け取り手段に受けとるステップと、対象の紙の表面の1つ又はそれより多い熱される部分が、前記対象の紙を少なくとも部分的に炭化し、それにより変色するレベルにまで選択的に加熱するように加熱コントロール手段で加熱をコントロールするステップとを含む、対象の紙の表面の少なくとも一部を選択的に炭化する方法。
- 前記表面を加熱するステップはレーザーによる放射加熱ステップを含む、請求項14記載の方法。
- 前記レーザーは、前記対象の紙の近赤外線域の吸収ピークスペクトルとほぼ一致する波長の光を発する、請求項15記載の方法。
- 前記コントロール手段が、前記レーザーのパワーを調整し及び、若しくは又は選択的に前記対象の紙をレーザーにさらすために、選択的に前記レーザーのスイッチをオン及びオフにする請求項14乃至請求項16のいずれか1項に記載の方法。
- 前記コントロール手段は、前記対象の紙を前記レーザービームに選択的にさらすために、前記レーザービームの動きをコントロールする、請求項14乃至請求項17のいずれか1項に記載の方法。
- 前記受け取り手段は、前記レーザーに応じて前記対象の紙を動かす手段を含む、請求項14乃至請求項18のいずれか1項に記載の方法。
- 前記対象用紙の熱される部分は、低酸素環境で熱される、請求項14乃至請求項19のいずれか1項に記載の方法。
- 前記低酸素環境は、部分的な減圧はポンプによって空気をどかすことによって部分的な減圧状態を作るステップと、不活性ガスを少なくとも対象の紙の熱される部分、又はその近くに導入するステップと、水蒸気を少なくとも対象の紙の熱される部分、又はその近くに導入するステップと、対象の紙の少なくとも熱される部分を、熱伝導バリアを使って周囲の大気から孤立させるステップと、対象の紙の少なくとも熱される部分を、ほぼ透明なカバーを使って周囲の大気から孤立させるステップとのうち1つ又は複数のステップによって作られる、請求項20記載の装置。
- 前記低酸素環境が、ほぼ透明なカバーを前記対象の紙の上に置くことで作られ、前記レーザーは、前記ほぼ透明なカバーを通って前記対象の紙を熱し、前記ほぼ透明なカバーは好ましくは、対象の紙の少なくとも熱される部分に押し付けられている、請求項20及び請求項21のいずれか1項に記載の方法。
- 前記コントロール手段は、
レーザーのパワーを調整するステップと、
対象の紙の単位領域あたりのレーザー露光時間の調整ステップと、
前記対象の紙における加熱部分の圧縮率を調整するステップと、
レーザービームの焦点を調整するステップと
のうちの1つ又は複数のステップによって炭化をコントロールする、請求項14乃至請求項22のいずれか1項に記載の方法。 - 請求項1乃至請求項13のいずれか1項に記載の装置を使用する、請求項14乃至請求項23のいずれか1項に記載の方法。
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