JP2023008699A - 加熱装置、液体を吐出する装置、印刷装置 - Google Patents

加熱装置、液体を吐出する装置、印刷装置 Download PDF

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Abstract

Figure 2023008699000001
【課題】加熱不足を低減する加熱装置、液体を吐出する装置、印刷装置を提供する。
【解決手段】液体が付与された加熱対象であるシート材Pに対して紫外線を照射する紫外線照射手段521と、紫外線照射手段521の各UV-LED523の出力を制御するUV照射制御手段801とを備え、UV照射制御手段801は、シート材Pの液体付着領域Gの縁部Ga1、Ga2を除く領域では各UV-LED523の出力を第1強度となる第1出力W1で発光させ、縁部Ga1、Ga2では対向する各UV-LED523の出力を第1強度より強い第2強度となる第2出力W2で発光させ、縁部Ga1、Ga2に対する出力を、縁部Ga1、Ga2を除く領域に対する出力よりも強くする制御をする。
【選択図】図6

Description

本発明は液体を吐出する装置、印刷装置に関する。
印刷対象に液体を付与して印刷を行う印刷装置として、紫外線などの活性エネルギー線を液体が付与された加熱対象に照射して加熱乾燥を行なうようにしたものがある。
従来、複数発光ダイオード(複数LED)の少なくとも1つのアレイを含み、インクを部分硬化させて、インクの光沢を調整する部分硬化ステーションであって、複数LEDの各アレイの各LEDは、基板が、複数LEDの少なくとも1つのアレイのそばを通過しながら、各LEDから放出される第1放射の強度を変化させることを個々に対処可能である部分硬化ステーションを備え、インクの光沢を調整するようにしたものが知られている(特許文献1)。
特開2012-061853号公報
ところで、活性エネルギー線の照射による加熱は、活性エネルギー線が液体中に吸収されることで熱が発生して行われ、液体が付着していない余白領域(液体非付着領域)では熱が発生しない。ここで、熱は温度の高い方から低い方に流れる。そのため、液体付着領域の液体非付着領域との境界となる縁部(エッジ部)では、液体付着領域で発生した熱が液体非付着領域に逃げ、液体付着領域の縁部の加熱不足が発生するという課題がある。
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、加熱不足の発生を低減することを目的とする。
上記の課題を解決するため、本発明に係る加熱装置は、
液体が付与された加熱対象に対して活性エネルギー線を照射する手段と、
前記照射する手段の出力を制御する手段と、を備え、
前記制御する手段は、前記加熱対象の液体付着領域の縁部に対する前記出力を、前記液体付着領域の縁部を除く領域に対する前記出力よりも強くする制御をする
構成とした。
本発明によれば、加熱不足の発生を低減できる。
本発明の第1実施形態に係る液体を吐出する装置としての印刷装置の概略説明図である。 同印刷装置の吐出ユニットの平面説明図である。 加熱装置の側面説明図である。 同じく正面説明図である。 紫外線照射手段の一例の斜視説明図である。 第1実施形態における紫外線照射手段の出力制御の説明に供する説明図である。 同じく第1実施形態における紫外線照射手段の出力制御の説明に供する説明図である。 同じく第1実施形態における紫外線照射手段の出力制御の説明に供する説明図である。 本発明の第2実施形態に係る加熱装置おける紫外線照射手段の出力制御の説明に供する説明図である。 本発明の第3実施形態に係る加熱装置おける紫外線照射手段の出力制御の説明に供する説明図である。 本発明の第4実施形態に係る加熱装置における紫外線照射手段の出力制御の説明に供する説明図である。 本発明の第5実施形態に係る加熱装置における紫外線照射手段の出力制御の説明に供する説明図である。 比較例の加熱装置で加熱したときの乾燥性について評価結果の一例を説明する説明図である。 本発明の第6実施形態に係る加熱装置における紫外線照射の出力制御の説明に供する説明図である。 本発明の第7実施形態に係る加熱装置における紫外線照射の出力制御の説明に供する説明図である。 本発明の第8実施形態に係る加熱装置における紫外線照射の出力制御の説明に供する説明図である。 本発明の第9実施形態に係る加熱装置における紫外線照射の出力制御の説明に供する説明図である。 本発明の第10実施形態に係る加熱装置における紫外線照射の出力制御の説明に供する説明図である。
以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して説明する。本発明の第1実施形態に係る液体を吐出する装置としての印刷装置について図1及び図2を参照して説明する。図1は同印刷装置の概略説明図、図2は同印刷装置の吐出ユニットの平面説明図である。
印刷装置1は、シート材Pを搬入する搬入部10と、塗布部である前処理部20と、印刷部30と、第1乾燥部40と、第2乾燥部50と、反転機構部60と、搬出部70とを備えている。
印刷装置1は、搬入部10から搬入(供給)されるシート材Pに対し、前処理部20で必要に応じて塗布液としての前処理液を付与(塗布)し、印刷部30でシート材Pに対して所要の液体を付与して所要の印刷を行う。
そして、印刷装置1は、第1乾燥部40、第2乾燥部50でシート材Pに付着した液体を乾燥させた後、反転機構部60を介して、そのまま、又は、シート材Pの両面に印刷を行った後、シート材Pを搬出部70に排出する。
搬入部10は、複数のシート材Pを収容する搬入トレイ11(下段搬入トレイ11A、上段搬入トレイ11B)と、搬入トレイ11からシート材Pを1枚ずつ分離して送り出す給送装置12(12A、12B)とを備え、シート材Pを前処理部20に供給する。
前処理部20は、例えばインクを凝集させ、裏写りを防止する作用効果を有する処理液をシート材Pの印刷面に付与する処理液付与手段である塗布手段21などを備えている。
印刷部30は、シート材Pを周面に担持して回転する担持部材(回転部材)であるドラム31と、ドラム31に担持されたシート材Pに向けて液体を吐出する液体吐出部32を備えている。
印刷部30は、前処理部20から送り込まれたシート材Pを受け取ってドラム31との間でシート材Pを渡す渡し胴34と、ドラム31によって搬送されたシート材Pを受け取って第1乾燥部40に渡す受け渡し胴35を備えている。
前処理部20から印刷部30へ搬送されてきたシート材Pは、渡し胴34に設けられた把持手段(シートグリッパ)によって先端が把持され、渡し胴34の回転に伴って搬送される。渡し胴34により搬送されたシート材Pは、ドラム31との対向位置でドラム31へ受け渡される。
ドラム31の表面にも把持手段(シートグリッパ)が設けられており、シート材Pの先端が把持手段(シートグリッパ)によって把持される。ドラム31の表面には、複数の吸引穴が分散して形成され、吸引手段によってドラム31の所要の吸引穴から内側へ向かう吸い込み気流を発生させる。
そして、渡し胴34からドラム31へ受け渡されたシート材Pは、シートグリッパによって先端が把持されるとともに、吸引手段による吸い込み気流によってドラム31上に吸着担持され、ドラム31の回転に伴って搬送される。
液体吐出部32は、液体付与手段としての液体吐出手段である吐出ユニット33(33A~33E)を備えている。例えば、吐出ユニット33Aはシアン(C)の液体を、吐出ユニット33Bはマゼンタ(M)の液体を、吐出ユニット33Cはイエロー(Y)の液体を、吐出ユニット33Dはブラック(K)の液体を、吐出ユニット33Eはホワイト(W)の液体をそれぞれ吐出する。また、その他、金色(銀色)などの特殊な液体の吐出を行う吐出ユニットを使用することもできる。
吐出ユニット33は、例えば、図2に示すように、複数のノズル111を配列したノズル列を複数列有する複数の液体吐出ヘッド(以下、単に「ヘッド」という。)101をベース部材103に千鳥状に配置したフルライン型ヘッドを含むヘッドモジュール100を有している。
液体吐出部32の各吐出ユニット33は、印刷情報に応じた駆動信号によりそれぞれ吐出動作が制御される。ドラム31に担持されたシート材Pが液体吐出部32との対向領域を通過するときに、吐出ユニット33から各色の液体が吐出され、当該印刷情報に応じた画像が印刷される。
第1乾燥部40は、例えばIRヒータなどの加熱手段42を備え、搬送部41で搬送される液体が付与されたシート材Pに赤外線を照射して加熱乾燥する。第2乾燥部50は、例えば活性エネルギー線としての例えば紫外線を照射する加熱手段52を備え、第1乾燥部40を通過し、搬送部51で搬送される液体が付与されたシート材Pに紫外線を照射して加熱乾燥する。なお、搬送部41と搬送部51は同じ搬送手段の一部で構成されている。
反転機構部60は、第1乾燥部40及び第2乾燥部50を通過して一面に液体が付与されて乾燥されたシート材Pに対して両面印刷を行うときに、スイッチバック方式で、シート材Pを反転する反転部61と、反転されたシート材Pを印刷部30の渡し胴34よりも上流側に逆送する両面搬送部62とを備えている。
搬出部70は、複数のシート材Pが積載される搬出トレイ71を備えている。反転機構部60から搬送されてくるシート材Pは、搬出トレイ71上に順次積み重ねられて保持される。
なお、本実施形態では、シート材がカットシート材である例で説明しているが、連帳紙、ロール紙などの連続体(ウェブ)を使用する装置、壁紙などのシート材を使用する装置などにも本発明を適用することができる。
ここで、吐出ユニットから吐出する液体について説明する。
吐出ユニット33A~33Dは、活性エネルギー線としての紫外線の吸収波長領域で発熱する水性顔料インクを吐出する。つまり、C、M、Y、Kの各色のインク(白色以外のインク)として水性顔料インクを使用している。
水性顔料インクの典型的な成分構成としては、水及び他の高沸点溶剤が約90%であり、樹脂が約5%、そして顔料の色材が約5%であるが、これに限定されるものではない。顔料の色材として、具体的にKはカーボンブラック、Cは銅フタロシアニン、Mはキナクリドン、Yはモノアゾイエローなどを用いることができる。このような顔料の色材を使用することで、染料の色材を採用したインクと異なり、紫外線を照射しても退色しない鮮やかな印刷画像が得られる。
吐出ユニット33Eは、活性エネルギー線としての紫外線の吸収波長領域で重合を開始する紫外線硬化型インクを吐出する。つまり、Wのインク(白色インク)として紫外線硬化型インクを使用している。
紫外線硬化型インクは、紫外線重合開始剤や紫外線重合モノマーを含んでおり、紫外線光を照射することで、重合開始剤がラジカル又はカチオンの活性状態になり、これがモノマーと反応することでモノマーが重合して樹脂として硬化する。白色インクに紫外線硬化型インクを使用することで、白色部でのコックリングを抑制できる。
次に、加熱装置の一例について図3及び図4を参照して説明する。図3は同加熱装置の側面説明図、図4は同じく正面説明図である。
第2乾燥部50の加熱装置500は、搬送手段である搬送機構部501と、加熱手段52である紫外線照射部502を有している。加熱装置500によって第2乾燥部50を構成している。
搬送機構部501は、シート材Pを担持して搬送する搬送ベルト511を有している。搬送ベルト511は、駆動ローラ512と従動ローラ513との間に掛け回されて、周回移動する。なお、搬送機構部501は、本実施形態では、図1に示すように、印刷部30から反転機構部60に跨ってシート材Pを搬送する機構である。
搬送ベルト511は、内側に配置された吸引チャンバ514によって吸引される複数の開口を有するベルトである。例えば、メッシュベルト、吸引穴を有した平ベルトなどを使用している。吸引チャンバ514は、吸引ブロワ、ファンなどで吸引を行う。なお、搬送手段は、吸引方式で搬送するものに限らず、例えば静電吸着方式、グリッパによる把持方式などでシート材Pを搬送するものでもよい。
紫外線照射部502は、ハウジング503内に、複数の紫外線照射手段521が搬送方向に沿って配置されている。紫外線照射手段521は、搬送機構部501で搬送されるシート材Pに対して紫外線を照射して加熱する。
ハウジング503は、図3に示すように、搬送方向に沿う方向では搬送ベルト511との間に隙間を置いて配置され、図4に示すように、搬送方向と直交する方向では、高さ方向で搬送ベルト511よりも下方まで延びている部分503aを有している。
次に、紫外線照射手段の一例について図5を参照して説明する。図5は同紫外線照射手段の一例の斜視説明図である。
紫外線照射手段521は、照射面522に粒状のUV-LED523が格子状に並んで配置されている。各UV-LED523を同一の照度(強度)で発光させたときには、全体としては照射面522に沿って均一に発光している状態になる。紫外線光(UV光)の波長としてはピーク波長が395nmで、波長分布は半値全幅が約15nmのものを使用している。
次に、紫外線照射手段521による加熱について説明する。
ブラック、シアン、マゼンタ、イエローのプロセス色の顔料インク、オレンジ、グリーン、バイオレットなどの特色顔料インクは、紫外線波長領域(380~400nm)に吸収波長があり、発熱する。
したがって、シート材Pに付与された水性顔料インクに対して紫外線照射手段521から波長(380~400nm)の紫外線を照射することにより、水性顔料インク内の色材やインク内組成物の吸収波長領域に作用することで発熱し、加熱乾燥させることができる。
一方、ホワイトに水性顔料インクを使用した場合、紫外線の吸収波長領域(380~400nm)において、水性顔料インク内の色材やインク内組成物の吸収が少ない(反射率が高い)ため、発熱しにくく、乾燥が十分でない。また、ホワイトインクは、主に、白色でないメディアに対して、画像の白色部として、使用される。
つまり、水性顔料インクベースのホワイトインクは紫外線の吸収が少なく、発熱しない分、乾燥しにくいことから、搬送経路を汚したり、排出後に重なったシート材に付着、固着してシート材Pを分離するときに画像が剥がれたりするといった問題が生じる。
そこで、本実施形態では、ホワイトについては、紫外線硬化型インクを使用している。紫外線硬化型インクを使用することにより、紫外線照射手段521によって吸収波長領域(380~400nm)の紫外線を照射することで、モノマーが重合反応を起こして、硬化、乾燥可能になる。
これにより、ホワイトインクを使用する場合でも、白色部にコックリングが発生しない画像を得ることができ、また、搬送経路内を未乾燥のインクで汚すことがなくなる。
また、乾燥に用いる紫外線照射手段521は、一種類のユニットで、水性顔料インク(ブラック、シアン、マゼンタ、イエロー、オレンジ、グリーン、バイオレット)及びホワイトインクの両方に作用することができるので、装置の小型化と低コスト化につながる。
次に、図3に戻って、紫外線照射手段の出力制御に係わる部分について説明する。
本実施形態では、紫外線照射手段521の格子状に並んで配置されている複数のUV-LED523は、シート材Pの搬送方向と直交する方向(幅方向)において、UV-LED単位で出力(ON/OFF、及び、光量(照度又は強度)の調整)を制御可能としている。
なお、紫外線照射手段521の格子状に並んで配置されている複数のUV-LED523は、シート材Pの搬送方向と直交する方向(幅方向)において、所定数のUV-LEDをグループとして、グループ単位で出力(ON/OFF、及び、光量(照度又は強度)の調整)を制御可能とすることもできる。
UV照射制御手段801は、紫外線照射手段の出力を制御する手段であり、エッジ検出手段802の検出結果と、シート材検知手段803の検知結果に基づいて、各紫外線照射手段521の各UV-LED523の出力を制御する。
エッジ検出手段802は、画像データ及び印刷条件を入力して、シート材Pにおける画像(液体付着領域)のエッジを検出する。シート材検知手段803は、シート材Pの先端を検知する。
UV照射制御手段801は、加熱対象であるシート材Pの液体付着領域の縁部を除く領域に対向する紫外線照射手段521の各UV-LED523を第1強度(照度)となる第1出力W1で発光させる。また、UV照射制御手段801は、加熱対象であるシート材Pの液体付着領域の縁部に対向する紫外線照射手段521の各UV-LED523を第1強度よりも強い第2強度(照度)となる第2出力W2で発光させる。なお、上述したようにグループ単位で制御することもできる。
つまり、制御する手段としてのUV照射制御手段801は、シート材Pの液体付着領域の縁部に対する出力を、液体付着領域の縁部を除く領域に対する出力よりも強くする制御をする。
次に、本実施形態における紫外線照射手段の出力制御について図6ないし図8を参照して説明する。図6ないし図8は同説明に供する説明図であり、各図(a)はシート材の平面説明図、(b)又は(c)は紫外線照射手段の出力の説明図である。
ここでは、シート材Pにベタ画像が印刷されており、このベタ画像の印刷領域を液体付着領域Gとする。そして、液体付着領域Gにおいて、シート材Pの搬送方向下流側及び上流側のエッジを含む縁部をそれぞれ縁部Ga1,縁部Ga2とし、搬送方向と直交する幅方向のエッジ部を含む縁部を縁部Gb1、Gb2とする。なお、縁部は、液体付着領域Gのエッジを含む予め定めた領域であり、本実施形態では、液体付着領域の端部でもある。
まず、シート材Pの搬送方向下流側及び上流側の縁部Ga1、縁部Ga2に対して第2出力W2で紫外線照射を行う制御について図6を参照して説明する。
図6(b)に示すように、図6(a)に示すシート材Pの先端が紫外線照射手段521による紫外線照射開始位置に到達した時点t1で、UV照射制御手段801は紫外線照射手段521をONにし、第1出力W1で発光させる。UV-LED523を第1出力W1で発光させることにより、第1強度の紫外線が照射される(以下の説明でも同様である。)。
そして、シート材Pの液体付着領域Gの縁部Ga1が紫外線照射位置に到達した時点t2で、UV照射制御手段801は縁部Ga1に対向する紫外線照射手段521の各UV-LED523を第2出力W2で発光させる。UV-LED523を第2出力W2で発光させることにより、第2強度の紫外線が照射される(以下の説明でも同様である。)。
その後、シート材Pの液体付着領域Gの縁部Ga1が紫外線照射位置を通過した時点t3では、UV照射制御手段801は縁部Ga1に対向する各UV-LED523の出力を第1出力W1に戻し、紫外線照射手段521を第1出力W1で発光させる。
次いで、シート材Pの液体付着領域Gの縁部Ga2が紫外線照射位置に到達した時点t4で、UV照射制御手段801は縁部Ga2に対向する紫外線照射手段521の各UV-LED523を第2出力W2で発光させる。
その後、シート材Pの液体付着領域Gの縁部Ga2が紫外線照射位置を通過した時点t5では、UV照射制御手段801は縁部Ga2に対向する各UV-LED523の出力を第1出力W1に戻し、紫外線照射手段521を第1出力W1で発光させる。
そして、シート材Pの後端が紫外線照射手段521による紫外線照射終了位置に到達した時点t6で、UV照射制御手段801は紫外線照射手段521をOFFにする。
このようにして、液体付着領域Gの内、搬送方向下流側及び上流側の縁部Ga1、Ga2を除く領域に対して第1強度になる第1出力W1で紫外線を照射し、搬送方向下流側及び上流側の縁部Ga1、Ga2に対しては第1強度より強い第2強度になる第2出力W2で紫外線を照射する。つまり、シート材Pの搬送方向において、液体付着領域Gの縁部Ga1、Ga2に対する紫外線照射手段521のUV-LED523の出力を内側の領域に対する出力よりも強くしている。
これにより、液体付着領域Gの搬送方向下流側及び上流側の縁部Ga1、Ga2に十分な発熱を行わせることができ、加熱不足が低減する。
ここで、UV照射制御手段801による紫外線照射手段521のON/OFF、出力変更のタイミングについて説明する。
エッジ検出手段802は、画像データ及び印刷条件に基づいて、シート材Pの先端(下流端)から液体付着領域Gの下流端(エッジ)までの距離、液体付着領域Gの搬送方向の距離、液体付着領域Gの幅方向のエッジの位置或いはシート材Pの幅方向端からの距離などを検出して、UV照射制御手段801に与えている。
UV照射制御手段801は、エッジ検出手段802からの情報と、シート材検知手段803がシート材Pの先端を検知したタイミングと、シート材Pの搬送速度とに基づいて、シート材Pの先端を検知してから図6の時点t1~t6になるまでの時間を算出する。
例えば、シート材Pの先端位置が紫外線照射位置に搬送されるまでの時間、液体付着領域Gの縁部Ga1の下流端位置(エッジ)が紫外線照射位置に搬送されるまでの時間、液体付着領域Gの縁部Ga1が紫外線照射位置を搬送されている時間を算出する。また、液体付着領域Gの縁部Ga2の下流端位置(エッジ)が紫外線照射位置に搬送されるまでの時間、液体付着領域Gの縁部Ga2が紫外線照射位置を搬送されている時間を算出する。
そして、算出した時間に基づいて、時点t1~t6になったときに、UV照射制御手段801は、紫外線照射手段521の各UV-LED523のON/OFF、出力変更を行う。なお、ここでは、時間で管理する例で説明しているが、搬送ベルト511上で先端検知を行い、搬送ベルト511の移動距離をエンコーダで検出して、時点t1~t6に相当する距離で紫外線照射手段521の各UV-LED523のON/OFF、出力変更を行うようにすることもできる。
次に、シート材Pの幅方向の縁部Gb1,Gb2に対して第2出力W2で紫外線照射を行う制御について図7及び図8を参照して説明する。
図7(a)に示すシート材Pの搬送方向に沿う方向において、液体付着領域Gの縁部Gb(Gb1,Gb2)に対向する紫外線照射手段521の各UV-LED523の出力は図7(b)に示すように制御する。これに対し、シート材Pの液体付着領域Gの縁部Gbを除く領域に対向する紫外線照射手段521の各UV-LED523の出力は図7(c)に示すように制御する。また、図8(a)に示すシート材Pの搬送方向と直交する幅方向において、紫外線照射手段521の各UV-LED523の出力は図8(b)に示すように制御する。
つまり、液体付着領域Gの縁部Gbの領域では、図7(b)に示すように、シート材Pの先端が紫外線照射開始位置に到達した時点t1で、UV照射制御手段801は縁部Gbに対向する紫外線照射手段521の各UV-LED523をONにし、第1出力W1で発光させる。
そして、シート材Pが紫外線照射位置に到達した時点t2で、図8(b)にも示すように、UV照射制御手段801は縁部Gbに対向する紫外線照射手段521の各UV-LED523を第2出力W2で発光させる。このとき、第2出力W2にするUV-LED523の範囲は、エッジ検出手段802から与えられる液体付着領域Gの幅方向のエッジ位置から予め定めた所定の縁部幅に基づいて決定している。
その後、シート材Pの液体付着領域Gの縁部Gbが紫外線照射位置を通過した時点t3では、UV照射制御手段801は縁部Gbに対向する紫外線照射手段521の各UV-LED523の出力を第1出力W1に戻し、紫外線照射手段521を第1出力W1で発光させる。
そして、シート材Pの後端が紫外線照射手段521による紫外線照射終了位置に到達した時点t4で、UV照射制御手段801は縁部Gbに対向する紫外線照射手段521の各UV-LED523の出力をOFFにする。
これに対し、液体付着領域Gの縁部Gbを除く領域では、図7(c)に示すように、シート材Pの先端が紫外線照射開始位置に到達した時点t1で、UV照射制御手段801は縁部Gbを除く領域に対向する紫外線照射手段521の各UV-LED523をONにし、第1出力W1で発光させる。
そして、この第1出力W1を維持したまま、シート材Pの後端が紫外線照射終了位置に到達した時点t4で、UV照射制御手段801は縁部Gbを除く領域に対向する紫外線照射手段521の各UV-LED523をOFFにする。
このようにして、液体付着領域Gの内、搬送方向と直交する幅方向の縁部Gb1、Gb2を除く領域に対して第1強度になる第1出力W1で紫外線を照射し、幅方向の縁部Gb1、Gb2に対しては第1強度より強い第2強度になる第2出力W2で紫外線を照射する。つまり、シート材Pの搬送方向と直交する幅方向において、液体付着領域Gの縁部Gb1、Gb2に対する紫外線照射手段521のUV-LED523の出力を内側の領域に対する出力よりも強くしている。
これにより、液体付着領域Gの幅方向の縁部Gb1、Gb2に十分な発熱を行わせることができ、加熱不足が低減する。
上述した液体付着領域Gの搬送方向の縁部Ga1、Ga2及び幅方向の縁部Gb1、Gb2に対する制御を組み合わせることで、液体付着領域Gの全周縁部(縁部)に対して第2出力W2で紫外線を照射することができる。
また、ここでは、液体付着領域Gが矩形状である例で説明しているが、矩形状以外の形状、例えば外形状が曲線形状であっても、エッジに倣って第2出力W2にするUV-LED523を選択する倣い制御をすれば、同様に全周縁部に対して第2出力W2で紫外線を照射することができる。
次に、本発明の第2実施形態について図9を参照して説明する。図9は同実施形態に係る加熱装置おける紫外線照射手段の出力制御の説明に供する説明図であり、(a)はシート材の平面説明図、(b)は紫外線照射手段の出力の説明図である。
シート材Pの搬送方向下流側及び上流側の縁部Ga1,縁部Ga2に対して第2出力W2で紫外線照射を行う制御について説明する。
図9(b)に示すように、図9(a)に示すシート材Pの先端が紫外線照射開始位置に到達した時点t1で、UV照射制御手段801は紫外線照射手段521の各UV-LED523をONにし、第1出力W1で発光させる。
そして、シート材Pの液体付着領域Gの縁部Ga1が紫外線照射位置に到達する時点t3より前の時点t2で、UV照射制御手段801は縁部Ga1に対向する紫外線照射手段521の各UV-LED523を第2出力W2で発光させる。
ここでは、UV照射制御手段801は、シート材検知手段803がシート材Pの先端を検知してから縁部Ga1の下流端(エッジ)が紫外線照射位置に搬送されるまでの時間より短い予め定めた時間を経過したときを時点t2として紫外線照射手段521の縁部Ga1に対向する各UV-LED523の出力を変更する。
その後、シート材Pの液体付着領域Gの縁部Ga1が紫外線照射位置を通過した時点t4では、UV照射制御手段801は縁部Ga1に対向する各UV-LED523の出力を第1出力W1に戻し、紫外線照射手段521を第1出力W1で発光させる。
次いで、シート材Pの液体付着領域Gの縁部Ga2が紫外線照射位置に到達した時点t5で、UV照射制御手段801は縁部Ga2に対向する紫外線照射手段521の各UV-LED523を第2出力W2で発光させる。
その後、シート材Pの液体付着領域Gの縁部Ga2が紫外線照射位置を通過する時点t6より後の時点t7では、UV照射制御手段801は縁部Ga2に対向する各UV-LED523の出力を第1出力W1に戻し、紫外線照射手段521を第1出力W1で発光させる。
そして、シート材Pの後端が紫外線照射手段521による紫外線照射終了位置に到達した時点t8で、UV照射制御手段801は紫外線照射手段521をOFFにする。
このように、本実施形態では、液体付着領域Gの縁部Ga1、Ga2に対して第2出力W2で紫外線照射を行うとき、液体付着領域Gに隣接する液体非付着領域を含めて第2出力W2で紫外線照射を行う。つまり、液体付着領域Gの縁部Ga1、Ga2に隣接する液体非付着領域を含む領域に対する紫外線照射手段521のUV-LED523の出力を、液体付着領域Gの縁部Ga1、Ga2を除く領域に対する出力よりも強くする。
これにより、液体付着領域Gのエッジを含む縁部に対して確実に第2出力W2で紫外線を照射でき、エッジを含む縁部の加熱不足を低減できる。
次に、本発明の第3実施形態について図10を参照して説明する。図10は同実施形態に係る加熱装置おける紫外線照射手段の出力制御の説明に供する説明図であり、(a)はシート材の平面説明図、(b)は紫外線照射手段の出力の説明図である。
シート材Pの搬送方向下流側及び上流側の縁部Ga1、縁部Ga2に対して第2出力W2で紫外線照射を行う制御について説明する。
図10(b)に示すように、図10(a)に示すシート材Pの先端が紫外線照射開始位置に到達した時点t1で、UV照射制御手段801は縁部Ga1に対向する各UV-LED523をONにし、第2出力W2で発光させる。
つまり、シート材Pの液体付着領域Gの縁部Ga1が紫外線照射位置に到達する時点t2より前の時点t1で、UV照射制御手段801は縁部Ga1に対向する紫外線照射手段521の各UV-LED523をONにし、第2出力W2で発光させる。
ここでは、UV照射制御手段801は、シート材検知手段803がシート材Pの先端を検知してからシート材Pの先端が紫外線照射位置に搬送される時間が経過した時点t1から紫外線照射手段521をONにしている。
その後、シート材Pの液体付着領域Gの縁部Ga1が紫外線照射位置を通過した時点t3では、UV照射制御手段801は縁部Ga1に対向する紫外線照射手段521の各UV-LED523の出力を第1出力W1に戻し、紫外線照射手段521を第1出力W1で発光させる。
次いで、シート材Pの液体付着領域Gの縁部Ga2が紫外線照射位置に到達した時点t4で、UV照射制御手段801は縁部Ga2に対向する紫外線照射手段521の各UV-LED523を第2出力W2で発光させる。
その後、シート材Pの後端が紫外線照射終了位置に到達した時点t6で、UV照射制御手段801は紫外線照射手段521の出力をOFFにする。
つまり、シート材Pの液体付着領域Gの縁部Ga2が紫外線照射位置を通過した時点t5より後の時点t6まで、UV照射制御手段801は端部Ga2に対向する各UV-LED523の出力を第2出力W2にして第1強度よりも強い第2強度で紫外線を照射させる。
このように、本実施形態では、液体付着領域Gの縁部Ga1、Ga2に対して第2出力W2で紫外線照射を行うとき、液体付着領域Gに隣接する液体非付着領域を含めて第2出力W2で紫外線照射を行う。
これにより、確実に液体付着領域Gのエッジを含む縁部に対して第2出力W2で紫外線を照射でき、エッジを含む縁部の加熱不足を低減できる。また、第2実施形態に比べて、UV-LED523の出力変更の回数が少なくなる。
次に、本発明の第4実施形態について図11を参照して説明する。図11は同実施形態に係る加熱装置における紫外線照射手段の出力制御の説明に供する説明図である。
本実施形態では、紫外線照射手段521は、幅方向に複数(9個で図示する。)のUV-LED523が配置されている。ここでは、第1出力W1で発光させるUV-LED523を白抜き矩形(□)で図示し、第2出力W2で発光させるUV-LED523を塗りつぶし矩形(■)で図示している。
ここでは、図11(a)に示すように、シート材Pの液体付着領域Gの下流側の縁部が紫外線照射手段521の紫外線照射領域に入っており、このとき、液体付着領域Gの下流側の縁部に対向する各UV-LED523を第2出力W2で発光させる。
そして、液体付着領域Gの縁部が紫外線照射領域を通過した後、図11(b)に示すように、液体付着領域Gの幅方向の縁部に対向する各UV-LED523を第2出力W2で発光させる。
その後、図11(c)に示すように、液体付着領域Gの上流側の縁部が紫外線照射領域に入ってくると、液体付着領域Gの上流側の縁部に対向するUV-LED523を第2出力W2で発光させる。
搬送方向における紫外線照射手段521のUV-LED523の出力及び幅方向における紫外線照射手段521のUV-LED523の出力制御は、前記第1ないし第3実施形態で説明したようなタイミングで行うことができる。
次に、本発明の第5実施形態について図12を参照して説明する。図12は同実施形態に係る加熱装置における紫外線照射手段の出力制御の説明に供する説明図である。
本実施形態でも、紫外線照射手段521は、幅方向に複数のUV-LED523が配置されている。ここでも、第1出力W1で発光させるUV-LED523を白抜き矩形で図示し、第2出力W2で発光させるUV-LED523を塗りつぶし矩形で図示している。
また、本実施形態では、シート材P上にベタ画像の液体付着領域G1と、例えば「A」、「B」、「C」のテキスト画像の液体付着領域G2とが印刷されているものとする。
図12(a)に示すように、テキスト画像の液体付着領域G2が紫外線照射領域に入る手前又はテキスト画像(文字)の搬送方向先端位置から、液体付着領域G2に対向する各UV-LED523を第2出力W2で発光させる。液体付着領域G2に対応しない各UV-LED523は第1出力W1で発光させるか、OFFにしたままにする。
そして、図12(b)に示すように、文字列が複数行にわたって印刷されているときには、その文字列が印刷されている区間(搬送方向)中、対向するUV-LED523を第2出力W2で発光させる。ここでは、ベタ画像の液体付着領域G1の先端が紫外線照射領域に入ってくるので、液体付着領域G1の下流側の縁部に対向する各UV-LED523(図12(b)の上側4つ)も第2出力W2にして発光させる。
次いで、図12(c)に示すように、文字列の液体付着領域G2が紫外線照射領域を通過すると、液体付着領域G2に対応していたUV-LED523は第1出力W1又はOFFとする。一方、液体付着領域G1の幅方向の縁部に対向する各UV-LED523は第2出力W2を維持したままとし、液体付着領域G1の幅方向の縁部を除く領域に対向する各UV-LED523は第1出力W1に変更する。
その後、図12(d)に示すように、液体付着領域G1の上流側の縁部が紫外線照射領域に入ってくるので、上流側の縁部に対向する各UV-LED523を第2出力W2で発光させる。
そして、図12(e)に示すように、液体付着領域G1及びG2が紫外線照射領域を通過した後は、各UV-LED523は第1出力W1又はOFFとする。
このように、本実施形態では、テキストは液体付着領域の縁部と扱って第2出力で紫外線を照射することにより、加熱不足を防止できる。同様に、線画も液体付着領域の縁部と扱って第2出力で紫外線を照射することにより、加熱不足を防止できる。
次に、上記実施形態の作用効果について図13も参照して説明する。図13は比較例の加熱装置で加熱したときの乾燥性について評価結果の一例を説明する説明図である。
比較例では、紫外線照射手段521の各UV-LED523の出力を一定、例えば第1出力W1にして紫外線を照射する。この比較例の加熱装置を通過させたときの画像中央と画像エッジ、画像中央と文字の乾燥評価をおこなった。乾燥評価は、紫外線を照射して加熱乾燥させた後の画像の剥がれ具合をチェックし、独自の評価基準で画像の晴れ具合の判別をしている。
図13(a)は画像中央と画像エッジを評価した結果であり、画像中央は剥がれなかった(○)が、画像エッジは剥がれた(×)。また、文字は線であるため画像エッジに含まれる。画像エッジと同様の評価を行ったところ、図13(b)に示すように、画像エッジと同様に剥がれた(×)。
そこで、上記実施形態のように、画像エッジを含む縁部、文字に対して、強度の高い第2出力で紫外線を照射することによって、加熱不足がなくなり、剥がれなくなることが確認できた。
次に、本発明の第6実施形態について図14を参照して説明する。図14は同実施形態に係る加熱装置における紫外線照射の出力制御の説明に供する説明図である。
本実施形態では、図14(a)に示すように、シート材の搬送方向に沿って、搬送方向上流側から紫外線照射手段521A、521B、521C、521D、521Eの順に5つの紫外線照射手段521が配置されている。
そして、最上流の紫外線照射手段521Aから紫外線を照射するときには、図14(b)に示すように、液体付着領域Gの縁部では各UV-LED523を第2出力W2で発光させ、縁部を除く領域では各UV-LED523を第1出力W1で発光させる。
これに対して、最上流の紫外線照射手段521A以外の紫外線照射手段521B~521Eから紫外線を照射するときには、図14(c)に示すように、液体付着領域Gの縁部及び縁部を除く領域を含めて、各UV-LED523を第1出力W1で発光させる。
次に、本発明の第7実施形態について図15を参照して説明する。図15は同実施形態に係る加熱装置における紫外線照射の出力制御の説明に供する説明図である。
本実施形態でも、図15(a)に示すように、シート材の搬送方向に沿って、搬送方向上流側から紫外線照射手段521A、521B、521C、521D、521Eの順に5つの紫外線照射手段521が配置されている。
そして、紫外線照射手段521A~521Eから紫外線を照射するときには、図15(b)、(c)に示すように、液体付着領域Gの縁部では各UV-LED523を第2出力W2で発光させ、縁部を除く領域では各UV-LED523を第1出力W1で発光させる。
次に、本発明の第8実施形態について図16を参照して説明する。図16は同実施形態に係る加熱装置における紫外線照射の出力制御の説明に供する説明図である。
本実施形態でも、図16(a)に示すように、シート材の搬送方向に沿って、搬送方向上流側から紫外線照射手段521A、521B、521C、521D、521Eの順に5つの紫外線照射手段521が配置されている。
そして、最上流の紫外線照射手段521Aから紫外線を照射するときには、図16(b)に示すように、各UV-LED523を第1出力W1で発光させる。
次いで、紫外線照射手段521Bから紫外線を照射するときにが、図16(c)に示すように、液体付着領域Gの縁部では各UV-LED523を第2出力W2で発光させ、縁部を除く領域では各UV-LED523を第1出力W1で発光させる。
さらに、紫外線照射手段521C~521Eから紫外線を照射するときには、紫外線照射手段521Aと同様に、図16(b)に示すように、各UV-LED523を第1出力W1で発光させる。
次に、本発明の第9実施形態について図17を参照して説明する。図17は同実施形態に係る加熱装置における紫外線照射の出力制御の説明に供する説明図である。
本実施形態でも、図17(a)に示すように、シート材の搬送方向に沿って、搬送方向上流側から紫外線照射手段521A、521B、521C、521D、521Eの順に5つの紫外線照射手段521が配置されている。
そして、最上流の紫外線照射手段521A及び最下流の紫外線照射手段521Eから紫外線を照射するときには、図17(b)、(f)に示すように、液体付着領域Gの縁部では各UV-LED523を第2出力W2で発光させ、縁部を除く領域では各UV-LED523を第1出力W1で発光させる。
これに対し、紫外線照射手段521B、521C,521Dから紫外線を照射するときには、図17(c)、(d)、(e)に示すように、液体付着領域Gの縁部及び縁部を除く領域を含めて、各UV-LED523を第1出力W1で発光させる。
次に、本発明の第10実施形態について図18を参照して説明する。図18は同実施形態に係る加熱装置における紫外線照射の出力制御の説明に供する説明図である。
本実施形態でも、図18(a)に示すように、シート材の搬送方向に沿って、搬送方向上流側から紫外線照射手段521A、521B、521C、521D、521Eの順に5つの紫外線照射手段521が配置されている。
そして、紫外線照射手段521A、521C、521Eから紫外線を照射するときには、図18(b)、(d)、(f)に示すように、液体付着領域Gの縁部では各UV-LED523を第2出力W2で発光させ、縁部を除く領域では各UV-LED523を第1出力W1で発光させる。
これに対し、紫外線照射手段521B、521Dから紫外線を照射するときには、図17(c)、(e)に示すように、各UV-LED523を第1出力W1で発光させる。
以上のように複数の紫外線照射手段を搬送方向に並べて配置するとき、第1出力と第2出力を切り替える紫外線照射手段を一部にすることができる。第1出力と第2出力を切り替える紫外線照射手段を固定しないで、切り替えることによって、複数の紫外線照射手段を均等に使用することができる。
本願において、吐出される液体は、ヘッドから吐出可能な粘度や表面張力を有するものであればよく、特に限定されないが、常温、常圧下において、または加熱、冷却により粘度が30mPa・s以下となるものであることが好ましい。より具体的には、水や有機溶媒等の溶媒、染料や顔料等の着色剤、重合性化合物、樹脂、界面活性剤等の機能性付与材料、DNA、アミノ酸やたんぱく質、カルシウム等の生体適合材料、天然色素等の可食材料、などを含む溶液、懸濁液、エマルジョンなどであり、これらは例えば、インクジェット用インク、表面処理液、電子素子や発光素子の構成要素や電子回路レジストパターンの形成用液、3次元造形用材料液等の用途で用いることができる。
液体を吐出するエネルギー発生源として、圧電アクチュエータ(積層型圧電素子及び薄膜型圧電素子)、発熱抵抗体などの電気熱変換素子を用いるサーマルアクチュエータ、振動板と対向電極からなる静電アクチュエータなどを使用するものが含まれる。
また、「液体を吐出する装置」には、液体が付着可能なものに対して液体を吐出することが可能な装置だけでなく、液体を気中や液中に向けて吐出する装置も含まれる。
この「液体を吐出する装置」は、液体が付着可能なものの給送、搬送、排紙に係わる手段、その他、前処理装置、後処理装置なども含むことができる。
例えば、「液体を吐出する装置」として、インクを吐出させて用紙に画像を形成する装置である画像形成装置、立体造形物(三次元造形物)を造形するために、粉体を層状に形成した粉体層に造形液を吐出させる立体造形装置(三次元造形装置)がある。
また、「液体を吐出する装置」は、吐出された液体によって文字、図形等の有意な画像が可視化されるものに限定されるものではない。例えば、それ自体意味を持たないパターン等を形成するもの、三次元像を造形するものも含まれる。
上記「液体が付着可能なもの」とは、液体が少なくとも一時的に付着可能なものであって、付着して固着するもの、付着して浸透するものなどを意味する。具体例としては、用紙、記録紙、記録用紙、フィルム、布などの被記録媒体、電子基板、圧電素子などの電子部品、粉体層(粉末層)、臓器モデル、検査用セルなどの媒体であり、特に限定しない限り、液体が付着するすべてのものが含まれる。
上記「液体が付着可能なもの」の材質は、紙、糸、繊維、布帛、皮革、金属、プラスチック、ガラス、木材、セラミックスなど液体が一時的でも付着可能であればよい。
また、「液体を吐出する装置」は、液体吐出ヘッドと液体が付着可能なものとが相対的に移動する装置があるが、これに限定するものではない。具体例としては、液体吐出ヘッドを移動させるシリアル型装置、液体吐出ヘッドを移動させないライン型装置などが含まれる。
また、「液体を吐出する装置」としては、他にも、用紙の表面を改質するなどの目的で用紙の表面に処理液を塗布するために処理液を用紙に吐出する処理液塗布装置、原材料を溶液中に分散した組成液を、ノズルを介して噴射させて原材料の微粒子を造粒する噴射造粒装置などがある。
なお、本願の用語における、画像形成、記録、印字、印写、印刷、造形等はいずれも同義語とする。
1 印刷装置
10 搬入部
20 前処理部
30 印刷部
40 第1乾燥部
50 第2乾燥部
60 反転機構部
70 搬出部
500 加熱装置
501 搬送機構部
502 紫外線照射部
511 搬送ベルト
514 吸引チャンバ
521 紫外線照射手段
522 照射面
523 UV-LED
801 UV照射制御手段
802 エッジ検出手段

Claims (9)

  1. 液体が付与された加熱対象に対して活性エネルギー線を照射する手段と、
    前記照射する手段の出力を制御する手段と、を備え、
    前記制御する手段は、前記加熱対象の液体付着領域の縁部に対する前記出力を、前記液体付着領域の縁部を除く領域に対する前記出力よりも強くする制御をする
    ことを特徴とする加熱装置。
  2. 前記加熱対象の搬送方向と直交する方向において、前記液体付着領域の縁部に対する前記出力を内側の領域に対する前記出力よりも強くする
    ことを特徴とする請求項1に記載の加熱装置。
  3. 前記加熱対象の搬送方向において、前記液体付着領域の縁部に対する前記出力を内側の領域に対する前記出力よりも強くする
    ことを特徴とする請求項1又は2に記載の加熱装置。
  4. 前記液体付着領域の縁部に隣接する液体非付着領域を含む領域に対する前記出力を、前記液体付着領域の縁部を除く領域に対する前記出力よりも強くする
    ことを特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載の加熱装置。
  5. 前記加熱対象の搬送方向に複数の前記照射する手段が配置され、
    前記複数の照射する手段の内の一部の前記照射する手段について、前記液体付着領域の縁部に対する前記出力を、前記液体付着領域の縁部を除く領域に対する前記出力よりも強くする制御を行う
    ことを特徴とする請求項1ないし4のいずれかに記載の加熱装置。
  6. 前記加熱対象の搬送方向の上流側に配置された前記照射する手段について、前記液体付着領域の縁部に対する前記出力を、前記液体付着領域の縁部を除く領域に対する前記出力よりも強くする制御を行う
    ことを特徴とする請求項5に記載の加熱装置。
  7. 前記液体付着領域がテキスト及び線画の少なくともいずれかであるときは、前記出力を強くする制御をする
    ことを特徴とする請求項1ないし6のいずれかに記載の加熱装置。
  8. シート材の液体を付与する液体付与手段と、
    前記シート材を加熱対象として加熱する請求項1ないし7のいずれかに記載の加熱装置と、を備えている
    ことを特徴とする液体を吐出する装置。
  9. シート材の液体を付与する液体付与手段と、
    前記シート材を加熱対象として加熱する請求項1ないし7のいずれかに記載の加熱装置と、を備えている
    ことを特徴とする印刷装置。
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