JP6706973B2 - インクジェット印刷装置、画像形成装置、及びニス付与方法 - Google Patents

インクジェット印刷装置、画像形成装置、及びニス付与方法 Download PDF

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Description

本発明は画像形成装置、及びニス付与方法に係り、特にニス付与の後のブロッキングの改良技術に関する。
画像の耐擦性、画像の有機溶剤に対する耐性、又は画像と媒体との密着性を向上させることを目的として、画像が形成された媒体に保護層が形成される画像形成装置が知られている。
特許文献1は、クリアインクが用いられて画像の上に保護層が形成される画像形成装置が記載されている。特許文献1に記載の画像形成装置は、画像形成の後であり、保護層形成に先立ち、加熱、及び送風が用いられて画像を形成するインクの流動を抑制することで、むらの発生の防止が図られている。
また、特許文献1に記載の画像形成装置は、画像の上に保護層が形成された後に、画像、及び保護層に対して加熱処理が施されることで、画像と保護層との密着性、及び画像と媒体との密着性の向上が図られている。
なお、本明細書における媒体の用語は、特許文献1における記録媒体に相当する。本明細書における画像形成装置の用語は、特許文献1におけるインクジェット記録装置に相当する。
特許文献2は、記録媒体にクリアインクが付与され、クリアインクを加熱乾燥させることでクリアインクの粘度が予め決められた範囲とされ、この状態においてインクが付与されることで記録媒体に画像が形成される画像記録方法が記載されている。
特許文献2に記載の画像記録方法は、難浸透性の記録媒体、又は非浸透性の媒体に対して、インクの定着性が高い画像であり、粒状感が抑制された画像を得ることが可能である。なお、本明細書における媒体の用語は、特許文献2における記録媒体に相当する。
特開2015−182349号公報 特開2015−150694号公報
しかしながら、水性ニスが用いられた保護層が形成される場合、水性ニスが付与された媒体が積載されるとブロッキングが発生することがある。ブロッキングとは、媒体が積載された場合に媒体同士がくっついてしまう現象である。ブロッキングは、画像形成部の後段にニス付与部が配置されるオンライン方式のニス付与の場合、又は画像形成部の後段にニス付与部が直結して配置されるインライン方式のニス付与の場合に顕著に現れる。
特許文献1に記載の発明は、画像と保護層との密着性、及び画像と媒体との密着性を向上させることを目的とするものであり、媒体の表面のべたつきを抑制するものではない。
特許文献2に記載の発明は、保護層の粒状感を抑制するためにクリアインクの粘度範囲を規定しているものであり、保護層のべたつきに着目して、保護層のべたつきを抑制するものではない。
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、水性ニスが付与された媒体におけるブロッキングの発生が抑制される画像形成装置、及びニス付与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に、次の発明態様を提供する。
第1態様の画像形成装置は、媒体を媒体搬送方向に搬送させる媒体搬送部と、搬送される媒体にインクを用いて画像を形成する印刷部と、画像が形成された媒体に水性ニスを付与するニス付与部と、水性ニスが付与された媒体がニス付与部から出力された際における媒体に付与された水性ニスのべたつき度合いを表すべたつき評価値であり、水性ニスが付与された媒体の任意の位置を支点として振り子運動をさせた振り子の減衰振動率を用いて導出されるべたつき評価値が0.24以下となる処理が媒体に施される処理部と、ニス付与部を用いて水性ニスが付与された媒体であり、処理部を用いて処理が施された媒体を集積する集積部と、を備えた画像形成装置である。
第1態様によれば、水性ニスの表面物性であるべたつきを表すべたつき評価値が0.24以下とされることで、ブロッキングの発生が抑制可能である。
第2態様は、処理部は、べたつき評価値が0.20未満となる処理が媒体に施される構成とされてもよい。
第2態様によれば、水性ニスが付与された媒体が積載された場合のブロッキングが更に改善され、積載される媒体の数量を相対的に多くすることが可能である。また、一枚の媒体に使用されるインクの量を相対的に多くすることが可能である。
第3態様は、第1態様又は第2態様の画像形成装置において、媒体搬送方向について印刷部の下流側の位置であり、媒体搬送方向についてニス付与部の上流側の位置に配置される第一温度検出部であり、印刷部を用いて画像が形成され、ニス付与部を用いて水性ニスが付与される前の媒体の温度を検出する第一温度検出部を備え、処理部は、媒体搬送方向における印刷部の下流側の位置であり、媒体搬送方向におけるニス付与部の上流側の位置に配置される乾燥処理部であり、印刷部を用いて画像が形成され、かつ、ニス付与部を用いて水性ニスが付与される前の媒体に乾燥処理を施す乾燥処理部、及びニス付与部を用いて水性ニスが付与される前の媒体のべたつき評価値が0.24以下となる乾燥条件を適用して、乾燥処理部を用いて乾燥処理が施される媒体の温度を制御する乾燥処理制御部を備えた構成とされてもよい。
第3態様によれば、インクの乾燥処理条件が適宜設定されることによって、ニス付与部が用いられて付与される水性ニスのべたつきの制御が可能である。
第4態様は、第3態様の画像形成装置において、乾燥処理制御部は、第一温度検出部を用いて検出される媒体の温度が101℃以上となる乾燥条件を適用して、乾燥処理部の動作を制御する構成とされてもよい。
第4態様によれば、インクの乾燥処理が強化され、媒体の温度が相対的に高温化されることで、ニスのべたつきの原因となるインク中の溶媒の媒体への浸透が促進されるか、又はインク中の溶媒の揮発が促進される。
第5態様は、第3態様又は第4態様の画像形成装置において、媒体搬送方向についてニス付与部の下流側の位置であり、媒体搬送方向について集積部の上流側の位置に配置される第二温度検出部であり、ニス付与部を用いて水性ニスが付与され、集積部において集積される前の媒体の温度を検出する第二温度検出部を備え、処理部は、媒体搬送方向におけるニス付与部の下流側の位置であり、媒体搬送方向における集積部の上流側の位置に配置される冷却処理部であり、ニス付与部を用いてニスが付与された媒体に対して冷却処理を施す冷却処理部、及びニス付与部を用いて水性ニスが付与される前の媒体のべたつき評価値が0.24以下となる冷却条件を適用して、冷却処理部を用いて冷却処理が施される媒体の温度を制御する冷却処理制御部を備えた構成とされてもよい。
第5態様によれば、水性ニスの冷却条件が適宜設定されることによって、ニス付与部が用いられて付与される水性ニスのべたつきの制御が可能である。
第6態様は、第5態様の画像形成装置において、冷却処理制御部は、第二温度検出部を用いて検出される媒体の温度が40℃以下となる冷却条件を適用して冷却処理部の動作を制御する構成とされてもよい。
第6態様によれば、積載される媒体間のブロッキングは媒体が接着される際に発生しうるので、冷却処理後に集積部へ搬送される媒体の温度をブロッキングが発生しにくい温度とされることで、積載される媒体間のブロッキングの発生が抑制される。
第7態様は、第1態様又は第2態様の画像形成装置において、処理部は、印刷部を用いて画像が形成された媒体であり、ニス付与部におけるニス付与の前の媒体を移送する移送処理部、及び移送処理部における移送条件として、環境温度が15℃以上35℃以下、環境相対湿度が35パーセント以上65パーセント以下、及び移送期間が10分間以上の条件を設定する移送条件設定部を備えた構成とされてもよい。
第7態様によれば、移送処理部において画像が形成された媒体が移送されることで、画像を形成するインクの溶媒を媒体に浸透させることができ、媒体に水性ニスが付与された際の水性ニスへのインクの溶剤の混入が抑制され、水性ニスのべたつきが抑制される。
第7態様における環境温度は20℃以上30℃以下を適用可能である。第7態様における環境湿度は環境相対湿度が40パーセント以上60パーセント以下を適用可能である。
第8態様は、第1態様又は第2態様の画像形成装置において、処理部は、印刷部を用いて画像が形成された媒体であり、ニス付与部におけるニス付与の前の媒体を移送する移送処理部、及び移送処理部における移送条件として、環境温度が50℃以上、及び移送期間が90秒間以上の条件を設定する移送条件設定部を備えた構成とされてもよい。
第8態様によれば、媒体におけるインクの溶剤の粘度を低下させることで、媒体に水性ニスが付与された際の水性ニスへのインクの溶剤の混入が抑制され、水性ニスのべたつきが抑制される。
第9態様は、第1態様又は第2態様の画像形成装置において、処理部は、印刷部を用いて画像が形成された媒体であり、ニス付与部におけるニス付与の前の媒体を移送する移送処理部、及び移送処理部における移送条件として、環境温度が60℃以上、及び移送期間が10秒間以上の条件を設定する移送条件設定部を備えた構成とされてもよい。
第9態様によれば、媒体におけるインクの溶剤の粘度を低下させることで、媒体に水性ニスが付与された際の水性ニスへのインクの溶剤の混入が抑制され、水性ニスのべたつきが抑制される。
第10態様は、第3態様又は第4態様の画像形成装置において、処理部は、処理部を用いた処理の後の媒体に対してパウダーを噴霧するパウダー噴霧部、及び第一温度検出部を用いて検出された媒体の温度が101℃未満の場合にパウダー噴霧部を用いて処理部を用いた処理の後の媒体に対してパウダーを噴霧するパウダー噴霧制御部を備えた構成とされてもよい。
第10態様によれば、処理の後の媒体の温度が101℃未満の場合にも、積載部に積載される媒体間のブロッキングの発生が抑制される。
第10態様において、第一温度検出部を用いて検出された媒体の温度が101℃以上であってもパウダーが噴霧される場合、第一温度検出部を用いて検出された媒体の温度が101℃未満の場合は、第一温度検出部を用いて検出された媒体の温度が101℃以上の場合と比較してパウダーの噴霧量を増加させてもよい。
第11態様は、第5態様又は第6態様の画像形成装置において、処理部は、処理部を用いた処理の後の媒体に対してパウダーを噴霧するパウダー噴霧部、及び第二温度検出部を用いて検出された媒体の温度が40℃を超える場合にパウダー噴霧部を用いて処理部を用いた処理の後の媒体に対してパウダーを噴霧するパウダー噴霧制御部を備えた構成とされてもよい。
第11態様によれば、処理の後の媒体の温度が40℃を超える場合にも、積載部に積載される媒体間のブロッキングの発生が抑制される。
第11態様において、第二温度検出部を用いて検出された媒体の温度が40℃以下であってもパウダーが噴霧される場合、第二温度検出部を用いて検出された媒体の温度が40℃を超える場合は、第二温度検出部を用いて検出された媒体の温度が40℃以下の場合と比較してパウダーの噴霧量を増加させてもよい。
第12態様は、第1態様から第11態様のいずれか一態様の画像形成装置において、インクは、SP値が25(MPa)1/2以上の溶剤を含有する構成とされてもよい。
第12態様によれば、親水性を有する溶剤がインクに用いられることで、媒体に付与された水性ニスへのインクの溶剤の混入が抑制され、水性ニスのべたつきが抑制される。
第13態様は、第1態様から第12態様のいずれか一態様の画像形成装置において、インクは、分子量が100以下の溶剤を含有する構成とされてもよい。
第13態様によれば、分子量が100以下の相対的に低分子量の溶剤は、媒体に形成された画像を構成するインクの膜から抜け易いので、媒体に付与された水性ニスへのインクの溶剤の混入が抑制され、水性ニスのべたつきが抑制される。
第14態様のニス付与方法は、インクを用いて媒体に画像を形成する印刷工程と、印刷工程を用いて画像が形成された媒体にニス付与部を用いて水性ニスを付与するニス付与工程と、ニス付与工程において水性ニスが付与された媒体がニス付与部から出力された際における媒体に付与された水性ニスのべたつき度合いを表すべたつき評価値であり、水性ニスが付与された媒体の任意の位置を支点として振り子運動をさせた振り子の減衰振動率を用いて導出されるべたつき評価値が0.24以下となる処理が媒体に施される処理工程と、ニス付与工程において水性ニスが付与された媒体であり、処理工程において処理が施された媒体を集積する集積工程と、を含むニス付与方法である。
第14態様によれば、第1態様と同様の効果を得ることができる。
第14態様において、第2態様から第13態様で特定した事項と同様の事項を適宜組み合わせることができる。その場合、画像形成装置において特定される処理や機能を担う構成要素は、これに対応する処理や機能を担うニス付与方法の構成要素として把握することができる。
本発明によれば、水性ニスの表面物性であるべたつきを表すべたつき評価値が0.24以下とされることで、ブロッキングの発生が抑制可能である。
図1は画像形成装置の全体構成図である。 図2は図1に示された画像形成装置の制御系の概略構成が示されるブロック図である。 図3は図2に示されたコンピューターが実現する機能のブロック図である。 図4は第一実施形態に係る画像形成方法の手順が示されるフローチャートである。 図5は第二実施形態に係る画像形成方法の手順が示されるフローチャートである。 図6はオフライン方式のニス塗布が適用される画像形成システムの全体構成図である。 図7はオンライン方式のニス塗布が適用される画像形成システムの全体構成図である。 図8はべたつき評価値の導出に適用される減衰振動の測定原理の説明図である。 図9は減衰振動の模式図である 図10は期間経過と減衰振動率の変化が模式的に示された説明図である。 図11はオフライン方式のニス塗布におけるべたつき評価の評価結果が示された表である。 図12はオンライン方式のニス塗布におけるべたつき評価の評価結果が示された表である。 図13はインライン方式のニス塗布におけるべたつき評価の評価結果が示された表である。 図14はインクに使用される溶剤の一例が示された説明図である。 図15はインクに使用される溶剤の一例が示された説明図である。 図16はニスの種類が変更された場合のオフライン方式のニス塗布におけるべたつき評価の評価結果が示された表である。 図17はニスの種類が変更された場合のオンライン方式のニス塗布におけるべたつき評価の評価結果が示された表である。 図18はニスの種類が変更された場合のインライン方式のニス塗布におけるべたつき評価の評価結果が示された表である。 図19は図13の実験33について、インクの溶剤の種類、インクの溶剤の含有率、インクの溶剤のSP値、及びインクの溶剤の分子量が示された表である。 図20は図13の実験33においてインクの溶剤が変更された場合のニス塗布におけるべたつき評価の評価結果が示された表である。
以下、添付図面に従って好ましい実施の形態について詳説する。本明細書では、既に説明された構成には同一の符号を付して、説明が適宜省略されることとする。
[画像形成装置の説明]
<全体構成>
図1は画像形成装置の全体構成図である。図1に示されたインクジェット印刷装置1は、インラインでニスコートが可能な印刷装置として構成される。
インクジェット印刷装置1は、給紙部10、処理液塗布部20、処理液乾燥部30、印刷部40、インク乾燥部50、ニス塗布部60、ニス後処理部70、及び集積部80が備えられている。
また、図1に示されたインクジェット印刷装置1は、第一温度検出部92、第二温度検出部94、及びパウダー噴霧部96が備えられている。以下に、インクジェット印刷装置1の各部について詳細に説明がされる。
<給紙部>
給紙部10は、枚葉紙である用紙Pを一枚ずつ給紙する。図1に示されるように、給紙部10は、給紙装置11、フィーダーボード12、及び給紙ドラム13が備えられている。用紙Pは媒体の一態様である。
給紙装置11は、用紙Pを一枚ずつ給紙する。用紙Pは、用紙束の状態で給紙台の上にセットされ、上から順に一定の間隔で給紙される。
フィーダーボード12は、給紙装置11から給紙された用紙Pを受け取り、受け取った用紙Pを一定の搬送経路に沿って搬送して、給紙ドラム13に受け渡す。
給紙ドラム13は、フィーダーボード12から用紙Pを受け取り、受け取った用紙Pを一定の搬送経路に沿って搬送して、処理液塗布ドラム21に受け渡す。給紙ドラム13は、周面に備えられたグリッパーで用紙Pの先端を把持して回転することにより、用紙Pを周面に巻き掛けて搬送する。なお、グリッパーの図示は省略される。
<処理液塗布部>
処理液塗布部20は、用紙Pの印刷面に処理液を塗布する。処理液は、インク中の色材成分を凝集させる機能、又はインク中の色材成分を不溶化させる機能を有する液体である。処理液が塗布された用紙Pに対して印刷をすることにより、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の印刷が可能になる。
処理液塗布部20は、図1に示されるように、用紙Pを一定の搬送経路に沿って搬送する処理液塗布ドラム21、及び用紙Pに処理液を塗布する処理液塗布装置22が備えられている。
処理液塗布ドラム21は、給紙ドラム13から用紙Pを受け取り、受け取った用紙Pを一定の搬送経路に沿って搬送して、処理液乾燥ドラム31に受け渡す。処理液塗布ドラム21は、周面に備えられたグリッパーで用紙Pの先端を把持して回転することにより、用紙Pを周面に巻き掛けて搬送する。なお、グリッパーの図示は省略される。
処理液塗布装置22は、処理液塗布ドラム21が用いられて搬送される用紙Pの印刷面に処理液を塗布する。用紙Pの印刷面は、用紙Pの処理液塗布ドラム21が用いられて支持される面と反対側の面である。
処理液塗布装置22は、塗布ローラーを用いて処理液を塗布する。すなわち、処理液塗布装置22は、周面に処理液が供給された塗布ローラーを用紙Pの印刷面に押し当てて、用紙Pに処理液を塗布する。なお、処理液塗布装置22は処理液の塗布に限定されるものではなく、この他、インクジェット方式やスプレイ方式などの方式で処理液を付与することもできる。
処理液塗布部20は以上のように構成される。用紙Pは、処理液塗布ドラム21が用いられて搬送される過程において、処理液塗布装置22が用いられて印刷面に処理液が塗布される。
<処理液乾燥部>
処理液乾燥部30は、用紙Pに塗布された処理液を乾燥させる。図1に示される処理液乾燥部30は、用紙Pを一定の搬送経路に沿って搬送する処理液乾燥ドラム31、用紙Pの搬送をガイドする第一用紙ガイド32、及び用紙Pに向けて熱風を送風するドライヤー33が備えられている。
処理液乾燥ドラム31は、処理液塗布ドラム21から用紙Pを受け取り、受け取った用紙Pを一定の搬送経路に沿って搬送して、印刷ドラム41に受け渡す。処理液乾燥ドラム31は、周面に備えられたグリッパーが用いられて用紙Pの先端を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。なお、グリッパーの図示は省略される。
第一用紙ガイド32は、処理液乾燥ドラム31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、この第一用紙ガイド32の上を摺動しながら搬送される。
ドライヤー33は、処理液乾燥ドラム31が用いられて搬送される用紙Pの印刷面に熱風を吹き付けて、処理液が塗布された用紙Pの印刷面を加熱する。印刷面を加熱するため、ドライヤー33は、処理液乾燥ドラム31の内側に配置される。
ドライヤー33は、ハロゲンヒーター、又はIRヒーター等の熱源、及び熱源が用いられて熱せられた空気を送風するファン、又はブロワー等の送風手段を備えて構成される。なお、IRは赤外線を表すInfraredの省略語である。
ドライヤー33をヒーター、及びファンが用いられて構成される場合、ヒーターの点灯数、及びヒーターの点灯デューティー比の少なくともいずれか一方の調整により加熱強度が調節可能である。
処理液乾燥部30は、以上のように構成される。用紙Pは、処理液乾燥ドラム31が用いられて搬送される過程において印刷面にドライヤー33からの熱風が吹き付けられる。これにより、印刷面が加熱され、印刷面に塗布された処理液の溶媒成分が乾燥除去される。
<印刷部>
印刷部40は、用紙Pの印刷面にインクジェット方式が適用されて画像を印刷する。本明細書における印刷の用語、画像形成の用語は相互に読み替えが可能である。
図1に示される印刷部40は、用紙Pを一定の搬送経路に沿って搬送する印刷ドラム41、用紙押さえローラー42、用紙Pにシアンインクの液滴を吐出するインクジェットヘッド43C、用紙Pにマゼンタインクの液滴を吐出するインクジェットヘッド43M、用紙Pにイエローインクの液滴を吐出するインクジェットヘッド43Y、用紙Pにブラックインクの液滴を吐出するインクジェットヘッド43K、及び用紙Pに印刷された画像を読み取るスキャナー44が備えられている。
図1においてインクジェットヘッドを表す符号43に付されたアルファベットは、インクの色を表している。Cはシアン、Mはマゼンタ、Yはイエロー、Kはブラックを表している。
印刷ドラム41は、処理液乾燥ドラム31から用紙Pを受け取り、受け取った用紙Pを一定の搬送経路に沿って搬送し、第一チェーンデリバリー51に受け渡す。印刷ドラム41は、周面に備えられたグリッパーが用いられて用紙Pの先端を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。なお、グリッパーの図示は省略される。
用紙押さえローラー42は、用紙Pを印刷ドラム41の周面に押し付けて、印刷ドラム41の周面に密着させる。
インクジェットヘッド43C、インクジェットヘッド43M、インクジェットヘッド43Y、及びインクジェットヘッド43Kは、印刷ドラム41が用いられて搬送される用紙Pの印刷面に向けてインク液滴を吐出して画像を印刷する。
インクジェットヘッド43C、インクジェットヘッド43M、インクジェットヘッド43Y、及びインクジェットヘッド43Kは、一枚の用紙Pに対してシングルパスで印刷が可能なラインヘッドである。
ラインヘッドとは、インクジェットヘッド43C、インクジェットヘッド43M、インクジェットヘッド43Y、及びインクジェットヘッド43Kに具備されるノズル部が、用紙Pの搬送方向において、用紙Pの全長以上の長さに渡って配置されたインクジェットヘッドである。
なお、ノズル部の図示は省略される。ノズル部の構成例として、インクジェットヘッド43C、インクジェットヘッド43M、インクジェットヘッド43Y、及びインクジェットヘッド43Kの吐出面に形成されたノズル開口、ノズル開口と連通される連通流路、ノズル流路と連通される圧力室、及び圧力室に収容されているインクを加圧する加圧素子を備える構成が挙げられる。加圧素子には、圧電素子、又は加熱素子が適用可能である。
インクジェットヘッド43C、インクジェットヘッド43M、インクジェットヘッド43Y、及びインクジェットヘッド43Kは、印刷ドラム41による用紙Pの搬送経路上に一定の間隔をもって配置される。
インクジェットヘッド43C、インクジェットヘッド43M、インクジェットヘッド43Y、及びインクジェットヘッド43Kは、インク液滴を吐出させる複数のノズル部が備えられている。
インクジェットヘッド43C、インクジェットヘッド43M、インクジェットヘッド43Y、及びインクジェットヘッド43Kは、複数のノズル部がマトリクス配置された構造を適用することが可能である。
マトリクス配置とは、複数のノズル部を用紙Pの搬送方向と直交する方向について投影させた投影ノズル部群において、用紙Pの搬送方向と直交する方向のノズル部の配置間隔が等間隔となるノズル部の配置である。
本明細書における直交、又は垂直の用語は、90度を超える角度で交差する場合、又は90度未満の角度で交差する場合のうち、90度で交差する場合と同一の作用効果を奏する実質的な直交、又は垂直が含まれる。
また、本明細書における同一の用語は、相違があるものの、同一と同様の作用効果を得ることができる実質的な同一が含まれる。
インクジェットヘッド43C、インクジェットヘッド43M、インクジェットヘッド43Y、及びインクジェットヘッド43Kは、複数のヘッドモジュールを繋ぎ合わせた構造が適用可能である。
スキャナー44は、印刷ドラム41が用いられて搬送される用紙Pの印刷面に印刷された画像を読み取る。スキャナー44は、用紙Pの搬送方向に対して最も下流側の位置に配置されるインクジェットヘッド43Kの更に下流側の位置に配置される。なお、用紙Pの搬送方向は、媒体搬送方向に相当する。
印刷部40は、以上のように構成される。用紙Pは、印刷ドラム41が用いられて搬送される過程でインクジェットヘッド43C、インクジェットヘッド43M、インクジェットヘッド43Y、及びインクジェットヘッド43Kから吐出させたインク滴が印刷面に打滴され、印刷面にカラー画像が記録される。なお、スキャナー44は、必要に応じて印刷された画像の読み取りを行う。
<インク乾燥部>
インク乾燥部50は、印刷後の用紙Pを加熱して、インクを乾燥させる。図1に示されたインク乾燥部50は、用紙Pを一定の搬送経路に沿って搬送する第一チェーンデリバリー51、第一チェーンデリバリー51が用いられて搬送される用紙Pをガイドする第二用紙ガイド52、及び第一チェーンデリバリー51が用いられて搬送される用紙Pの画像表面を加熱する手段として第一加熱装置53が備えられている。
第一チェーンデリバリー51は、印刷ドラム41から用紙Pを受け取り、受け取った用紙Pを所定の搬送経路に沿って搬送して、ニス塗布ドラム61に受け渡す。第一チェーンデリバリー51は、一定の走行経路に沿って走行する一対の無端状のチェーンを備え、一対のチェーンに掛け渡されたグリッパーが用いられて用紙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。
なお、図1には第一チェーンデリバリー51を構成する一対のチェーンのうち、一方のチェーンが図示されている。また、グリッパーの図示は省略される。
第二用紙ガイド52は、第一チェーンデリバリー51が用いられて搬送される用紙Pの走行をガイドする。第二用紙ガイド52は、中空のボード形状を有し、用紙Pの搬送経路に沿って平坦なガイド面を有する。
用紙Pは、ガイド面の上を摺動しながら搬送される。ガイド面は、複数の吸引穴が形成されている。用紙Pは、各吸引穴に発生させた吸引圧力が付与されながらガイド面の上を摺動する。これにより、用紙Pに張力を与えながら搬送できる。
第一加熱装置53は、第一チェーンデリバリー51が用いられて搬送される用紙Pの印刷面を加熱して、画像を構成するインクを乾燥させる。図1には、第一加熱装置53の構成例として、複数本の棒状のヒーターが用紙Pの搬送方向に沿って一定の間隔で配置される構成が図示されている。
各ヒーターは、用紙Pの搬送方向と直交する方向に沿って配置される。ヒーターの例として、ハロゲンヒーター、又はIRヒーターが挙げられる。第一加熱装置53は、ヒーターの点灯数、及びヒーターの点灯デューティー比の少なくともいずれか一方の調整により加熱強度が調節可能である。
インク乾燥部50は、以上のように構成される。用紙Pは、第一チェーンデリバリー51が用いられて搬送される過程において、第一加熱装置53が用いられて用紙Pの印刷面が加熱され、インクが乾燥される。
インク乾燥部は処理部の一態様である。また、インク乾燥部は媒体搬送方向における印刷部の下流側の位置であり、媒体搬送方向におけるニス付与部の上流側の位置に配置される乾燥処理部の一態様である。
<ニス塗布部>
ニス塗布部60は、印刷後の用紙Pの画像の表面にニスを塗布する。図1に示されたニス塗布部60は、用紙Pを一定の搬送経路に沿って搬送するニス塗布ドラム61、及びニス塗布ドラム61が用いられて搬送される用紙Pの画像表面にニスを塗布するニスコーター90が備えられている。
ニス塗布ドラム61は、第一チェーンデリバリー51から用紙Pを受け取り、受け取った用紙Pを一定の搬送経路に沿って搬送し、第二チェーンデリバリー71に受け渡す。ニス塗布ドラム61は、周面に備えられたグリッパーが用いられて用紙Pの先端を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。なお、グリッパーの図示は省略される。
ニスコーター90の構成例として、ニス槽、汲み上げローラー、計量ブレード、複数の中間転写ローラー、及びニス塗布ローラーを備える構成が挙げられる。
ニス塗布部60は、以上のように構成される。印刷後の用紙Pをニスコートする場合、用紙Pは、ニス塗布ドラム61に搬送される過程で印刷面にニス塗布ローラーが押圧当接されて、印刷面にニスが塗布される。ニスの塗布はニスの付与の一態様である。ニス塗布部はニス付与部の一態様である。
<ニス後処理部>
ニス後処理部70は、ニス塗布部60が用いられて用紙Pに形成された画像の表面に塗布されたニスの後処理を行う。水性ニスが使用される場合は、ニスの後処理として用紙Pに形成された画像の表面に塗布されたニスに対して加熱乾燥処理が施される。
図1に示されたニス後処理部70は、用紙Pを一定の搬送経路に沿って搬送する第二チェーンデリバリー71、第二チェーンデリバリー71が用いられて搬送される用紙Pをガイドする第三用紙ガイド72、及び第二チェーンデリバリー71が用いられて搬送される用紙Pに形成された画像の表面を加熱してニスを乾燥させる第二加熱装置70Aが備えられている。
第二チェーンデリバリー71は、ニス塗布ドラム61から用紙Pを受け取り、受け取った用紙Pを一定の搬送経路に沿って搬送し、排紙位置で排紙する。第二チェーンデリバリー71は、一定の走行経路に沿って走行する一対の無端状のチェーンを備え、一対のチェーンに掛け渡されたグリッパーが用いられて用紙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。
なお、図1には第二チェーンデリバリー71を構成する一対のチェーンのうち、一方のチェーンが図示されている。また、グリッパーの図示は省略される。
第三用紙ガイド72は、第二チェーンデリバリー71が用いられて搬送される用紙Pの走行をガイドする。第三用紙ガイド72は、中空のボード形状を有し、用紙Pの搬送経路に沿って平坦なガイド面を有する。
用紙Pは、ガイド面の上を摺動しながら搬送される。ガイド面は、複数の吸引穴が形成されている。用紙Pは、各吸引穴に発生させた吸引圧力が付与されながらガイド面の上を摺動する。これにより、用紙Pに張力を与えながら搬送できる。
第二加熱装置70Aは、第二チェーンデリバリー71が用いられて搬送される用紙Pに形成された画像の表面を加熱して、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、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。
第二加熱装置70Aは、第一加熱装置53と同様の構成が適用可能であり、第一加熱装置53と同様の処理が適用可能である。
ニス後処理部70は、以上のように構成される。水性ニスが塗布された用紙Pは、第二チェーンデリバリー71が用いられて搬送される過程において、第二加熱装置70Aが用いられて画像の表面が加熱され、塗布されたニスを乾燥させる。
ニス後処理部70は、用紙Pに塗布されたニスを冷却する冷却処理部が備えられていてもよい。冷却処理部の構成例として、送風ファンが備えられる構成が挙げられる。ニスに対して冷却処理が施されることで、ニスの粘度を上昇させることができる。ニスの粘度を上昇させることで、インクの溶媒がニス中に混入されることが抑制され、ニスのべたつきの抑制が可能となる。
ニス後処理部は処理部の一態様である。図示されない冷却処理部は処理部に備えられる冷却処理部の一態様である。また、冷却処理部の制御部は冷却処理制御部の一態様である。
<集積部>
集積部80は、排紙される用紙Pを集積する。集積部80は集積装置81を備えて構成される。集積装置81は、所定の排紙位置で第二チェーンデリバリー71から開放される用紙Pを受け取り、排紙台の上に積み重ねて回収する。
<第一温度検出部>
図1に示された第一温度検出部92は、インク乾燥部50が用いられて乾燥処理が施された用紙Pの温度を検出する。第一温度検出部92が用いられて検出される用紙Pの温度の例として、用紙Pに形成される画像の表面温度が挙げられる。
図1に示された第一温度検出部92は、インク乾燥部50の用紙Pが排出される位置に対応する位置に配置される。すなわち、第一温度検出部92は、インク乾燥部50が用いられて乾燥処理が施された後の用紙Pであり、ニス塗布部60が用いられるニス塗布の前の用紙Pの温度の検出が可能な位置に配置される。第一温度検出部92は、非接触式の温度センサが適用可能である。
<第二温度検出部>
図1に示された第二温度検出部94は、ニス塗布部60が用いられてニスが塗布された用紙Pの温度を検出する。第二温度検出部94が用いられて検出される用紙Pの温度の例として、用紙Pに形成される画像に塗布されたニスの表面温度が挙げられる。
図1に示された第二温度検出部94は、ニス後処理部70の用紙Pが排出される位置に対応する配置されている。すなわち、第二温度検出部94は、ニス後処理部70が用いられてニスの後処理が施された後の用紙Pであり、集積部80に集積される前の用紙Pの温度の検出が可能な位置に配置される。第二温度検出部94は、非接触式の温度センサが適用可能である。
<パウダー噴霧部>
パウダー噴霧部96は、集積部80に集積される前の用紙Pにパウダーを噴霧する。図1に示されたパウダー噴霧部96は、用紙Pの搬送方向における第二温度検出部94の下流側の位置に配置されている。
図1に示されたパウダー噴霧部96は、印刷分野でブロッキング防止用のパウダー付与手段として用いられているパウダースプレーノズルが適用可能である。パウダー噴霧部96は、ブロワー式、又は電子噴霧式などの方式が適用可能である。
パウダーは、印刷分野で使用されているブロッキング防止パウダーを用いることが可能である。パウダーは、無機粒子、又は有機粒子のいずれであってもよい。パウダーの例として、シリコーン樹脂をコーティングした澱粉、シリカ、アクリル系樹脂、スチレン系樹脂、シリコーン系樹脂、及び金属酸化物からなる群から選ばれる材料の粒子が好ましい。
アクリル系樹脂の例として、ポリメチルアクリレート、及びポリメチルメタアクリレートが挙げられる。スチレン系樹脂の例として、ポリスチレンが挙げられる。金属酸化物の例として、酸化チタン、酸化マグネシウム、及び酸化アルミニウムが挙げられる。
インクジェット方式の画像形成に用いられるインクは、インクジェット方式以外の印刷分野で用いられる印刷用インクに比べて水の含有量が高い。そうすると耐擦性を高め、画像における画像欠陥の発生を防ぐためには、パウダーは疎水性であることが好ましい。例えば、シリコーン樹脂でコーティング処理した澱粉などの疎水処理されているパウダーが更に好ましい。
インクジェット印刷装置1は、以上のように構成される。なお、給紙部10のフィーダーボード12、給紙ドラム13、処理液塗布部20の処理液塗布ドラム21、処理液乾燥部30の処理液乾燥ドラム31、印刷部40の印刷ドラム41、インク乾燥部50の第一チェーンデリバリー51、ニス塗布部60のニス塗布ドラム61、及びニス後処理部70の第二チェーンデリバリー71は、インクジェット印刷装置1の全体としての用紙Pの搬送部を構成する。なお、搬送部は図2、及び図3に符号105が付されて図示される。
[画像形成装置の制御系の説明]
図2は図1に示された画像形成装置の制御系の概略構成が示されるブロック図である。インクジェット印刷装置1の全体の動作は、コンピューター100が用いられて制御される。コンピューター100は、CPU、RAM、及びROMが備えられている。
コンピューター100は、通信部101、操作部102、表示部103、及び記憶部104が接続される。なお、CPUは中央処理装置を表すCentral Processing Unitの省略語である。RAMはRandom Access Memoryの省略語である。ROMはRead Only Memoryの省略語である。
通信部101は、ホストコンピューター等の外部機器との間でデータの送受信を行う。通信部101は、公知の通信インターフェースが備えられている。操作部102は、マウス、又はキーボード等の入力デバイスが適用可能である。
表示部103は、液晶モニタ等の表示デバイスが適用可能である。記憶部104は、ハードディスク装置等の記憶デバイスが適用可能である。
コンピューター100が用いられて実行されるプログラム、及びインクジェット印刷装置1の各部の制御に必要な各種データは、ROM、又は記憶部104に記憶可能である。
図3は図2に示されたコンピューターが実現する機能のブロック図である。
図3に示されるように、コンピューター100は、予め準備された制御プログラムを実行することにより、搬送制御部110、給紙制御部111、処理液塗布制御部112、処理液乾燥制御部113、印刷制御部114、インク乾燥制御部115、ニス塗布制御部116、ニス後処理制御部117、集積制御部118、通信制御部120、パウダー噴霧制御部130、第一温度情報取得部132、乾燥条件設定部134、第二温度情報取得部136、及びニス後処理条件設定部138として機能する。
搬送制御部110は、搬送部105を制御して、用紙Pの搬送を制御する。具体的には、搬送制御部110は、各部に備えられた用紙Pの搬送手段の動作を制御して、予め決められた搬送速度を適用して、給紙部10から給紙される用紙Pを搬送する。搬送部105は媒体搬送部の一態様である。
給紙制御部111は、給紙部10を制御して、用紙Pの給紙を制御する。具体的には、給紙制御部111は、給紙部10を構成する要素の動作を制御して、予め決められた給紙タイミングにおいて、給紙台にセットされた用紙Pを一枚ずつ順次給紙する。
処理液塗布制御部112は、処理液塗布部20を制御して、用紙Pへの処理液の塗布を制御する。具体的には、処理液塗布制御部112は、処理液塗布部20を構成する各要素の動作を制御して、用紙Pに予め決められた厚さの処理液を塗布する。
処理液乾燥制御部113は処理液乾燥部30を制御して、用紙Pに塗布された処理液の乾燥を制御する。具体的には、処理液乾燥制御部113は処理液乾燥部30を構成する各要素の動作を制御して、用紙Pに塗布された処理液を乾燥させる。
印刷制御部114は、印刷部40を制御して、用紙Pに対する印刷を制御する。具体的には、印刷制御部114は、印刷部40を構成する各要素の動作を制御して、用紙Pに画像を印刷させる。
インク乾燥制御部115は、インク乾燥部50を制御して、インクの乾燥を制御する。具体的には、インク乾燥制御部115は、インク乾燥部50を構成する各要素の動作を制御して、印刷部40が用いられて用紙Pに付与されたインクを乾燥させる。インク乾燥制御部は乾燥処理制御部の一態様である。
乾燥条件設定部134は、ニスの種類、インクの種類に基づき、予め決められているべたつき評価値を満たすインク乾燥条件を設定する。インク乾燥制御部115は、乾燥条件設定部134が用いられて設定されたインク乾燥条件に基づきインク乾燥部50の動作を制御する。
インクジェット印刷装置1は、第一温度検出部92が用いられて検出された用紙Pの温度に基づき、インク乾燥部50がフィードバック制御される。すなわち、第一温度検出部92を用いて検出された用紙Pの温度は、第一温度情報取得部132を介して乾燥条件設定部134へ送られる。
乾燥条件設定部134は、第一温度情報取得部132を介して取得した用紙Pの温度情報に基づきインク乾燥条件を変更する。すなわち、乾燥条件設定部134は、第一温度情報取得部132を用いて検出された用紙Pの温度が予め決められているべたつき評価値を満たしていない場合に、インク乾燥条件を変更する。インク乾燥制御部115は変更されたインク乾燥条件に基づきインク乾燥部50の動作を制御する。
インク乾燥条件の設定には、インク乾燥条件の初期設定、及び予め設定されているインク乾燥条件の変更が含まれる。
ニス塗布制御部116は、ニス塗布部60を制御して、用紙Pへのニスの塗布を制御する。具体的には、ニス塗布制御部116は、ニス塗布部60を構成する各要素の動作を制御して、用紙Pに予め決められた厚さのニスを塗布する。
ニス後処理制御部117は、ニス後処理部70を制御して、用紙Pに塗布されたニスの後処理を制御する。具体的には、ニス後処理制御部117は、ニス後処理部70を構成する各要素の動作を制御して、用紙P塗布されたニスの乾燥度合いを調整する。また、ニス後処理制御部117は、図示されない冷却処理部が備えられる場合に、用紙Pに塗布されたニスの冷却度合いを調整する。
ニス後処理条件設定部138は、ニスの種類、インクの種類に基づき、予め決められているべたつき評価値を満たすニス後処理条件を設定する。ニス後処理制御部117は、ニス後処理条件設定部138が用いられて設定されたニス後処理条件に基づきニス後処理部70の動作を制御する。
インクジェット印刷装置1は、第二温度検出部94が用いられて検出された用紙Pの温度に基づき、ニス後処理部70がフィードバック制御される。すなわち、第二温度検出部94を用いて検出された用紙Pの温度は、第二温度情報取得部136を介してニス後処理条件設定部138へ送られる。
ニス後処理条件設定部138は、第二温度情報取得部136を介して取得した用紙Pの温度情報に基づきニス後処理条件を変更する。すなわち、第二温度情報取得部136を用いて検出された用紙Pの温度が予め決められているべたつき評価値を満たすものでない場合に、ニス後処理条件を変更する。ニス後処理制御部117は、変更されたニス後処理条件に基づきニス後処理部70の動作を制御する。
ニス後処理条件の設定には、ニス後処理条件の初期設定、及び予め設定されているニス後処理条件の変更が含まれる。
集積制御部118は、集積部80を制御して、用紙Pの集積を制御する。具体的には、集積制御部118は、集積部80を構成する各要素の駆動を制御して、ニス後処理部70から出力される用紙Pを集積させる。
通信制御部120は、図示されない外部機器との間のデータ通信を制御する。すなわち、通信部106は、通信制御部120から送出される指令信号に基づき、データの受信、及びデータの送信を実行する。
パウダー噴霧制御部130は、パウダー噴霧部96を制御して、用紙Pにパウダーを噴霧させる。すなわち、パウダー噴霧制御部130は、予め設定されているパウダー噴霧条件に基づきパウダー噴霧部96を動作させる。
更に、コンピューター100は、予め準備された制御プログラムを実行することにより、画像処理部140として機能する。
画像処理部140は、通信部106を介して取得された画像入力データに画像処理を施して、各色のドット配置が表されたドットデータを生成する。印刷制御部114は、ドットデータに基づいて、印刷部40の動作を制御する。
なお、図2、及び図3には機能ごとに各部が列挙されている。図2、及び図3に示された各部は適宜、統合、分離、兼用、又は省略が可能である。また、図2、及び図3に示された各部はハードウエアとソフトウエアとを適宜組み合わせて構成することができる。
[第一実施形態に係る画像形成方法の手順の説明]
図4は第一実施形態に係る画像形成方法の手順が示されるフローチャートである。画像形成方法が開始されると、インク乾燥条件設定工程S10において、図1に示されたインク乾燥部50に適用されるインク乾燥条件が設定される。
図4に示されたインク乾燥条件設定工程S10においてインク乾燥条件が設定された後に、ニス後処理条件設定工程S12へ進む。ニス後処理条件設定工程S12では、図1に示されたニス後処理部70に適用されるニス後処理条件が設定される。
図4に示されたニス後処理条件設定工程S12においてニス後処理条件が設定された後に、処理液塗布工程S14へ進む。処理液塗布工程S14では、図1に示された処理液塗布部20が用いられて用紙Pに処理液が塗布される。
図4に示された処理液塗布工程S14において用紙Pに処理液が塗布された後に、処理液乾燥工程S16へ進む。処理液乾燥工程S16では、図1に示された処理液乾燥部30が用いられて用紙Pに塗布された処理液を乾燥させる。
図4に示された処理液乾燥工程S16において用紙Pに塗布された処理液を乾燥させた後に、印刷工程S18へ進む。印刷工程S18では、図1に示された印刷部40において、処理液を乾燥させた用紙Pに対して印刷が実行される。
図4に示された印刷工程S18において印刷がされた後に、インク乾燥工程S20へ進む。インク乾燥工程S20では、図1に示されたインク乾燥部50が用いられて、図4に示された印刷工程S18において印刷がされた用紙Pに乾燥処理が施される。
インク乾燥工程S20において用紙Pを乾燥させた後に、ニス塗布工程S22へ進む。ニス塗布工程S22では、図1に示されたニス塗布部60が用いられて、インク乾燥処理が施された用紙Pに対して水性ニスが塗布される。
図4に示されたニス塗布工程S22において、用紙Pに対して水性ニスが塗布された後に、ニス後処理工程S24へ進む。ニス塗布工程S22はニス付与工程の一態様である。
ニス後処理工程S24では、図1に示されたニス後処理部70が用いられて、水性ニスが塗布された用紙Pに対してニス後処理が施される。
図4に示されたニス後処理工程S24において用紙Pに対してニス後処理が施された後に、集積工程S25へ進む。集積工程S25では、ニス後処理工程S24においてニス後処理が施された用紙Pが、図1に示された集積部80へ集積される。
図4に示された集積工程S25において用紙Pが集積されると、べたつき評価工程S26へ進む。べたつき評価工程S26では、ニスが塗布された際のべたつきを表すべたつき評価値が予め決められた範囲内であるか否かが判断される。
べたつき評価値は、図1に示された第一温度検出部92の検出温度、又は第二温度検出部94の検出温度との対応関係を有しているので、第一温度検出部92の検出温度、又は第二温度検出部94の検出温度が用いられて、べたつき評価値が予め決められた範囲内であるか否かが判断される。べたつき評価値と、第一温度検出部92の検出温度、又は第二温度検出部94の検出温度との対応関係の詳細は後述される。
べたつき評価工程S26において、ニスが塗布された際のべたつきを表すべたつき評価値が予め決められた範囲外の場合はNo判定とされる。No判定の場合は、インク乾燥条件変更工程S28へ進む。
インク乾燥条件変更工程S28では、図1に示されたインク乾燥部50のインク乾燥条件が変更される。すなわち、図1に示された第一温度検出部92の検出温度が、ニスの種類、インクの種類に応じて決められた範囲外の場合に、インク乾燥部50のインク乾燥強度が強められるインク乾燥条件に変更される。
図4に示されたインク乾燥条件変更工程S28において図1に示されたインク乾燥部50のインク乾燥条件が変更された後に、図4に示された後処理条件変更工程S30へ進む。後処理条件変更工程S30では、図示されない冷却処理部の冷却条件であるニス後処理条件が変更される。
すなわち、図1に示された第二温度検出部94の検出温度が、ニスの種類、インクの種類に応じて決められた範囲外の場合に、図示されない冷却処理部の冷却強度が強められる冷却条件に変更される。
なお、図4に示されたインク乾燥条件変更工程S28と、後処理条件変更工程S30の順序は入れ替え可能である。
図4に示された後処理条件変更工程S30において図1に示されたニス後処理部70のニス後処理条件が変更された後に、図4に示された印刷終了判断工程S32へ進む。
べたつき評価工程S26において、ニスが塗布された際のべたつきを表すべたつき評価値が予め決められた範囲内の場合はYes判定とされる。Yes判定の場合は、印刷終了判断工程S32へ進む。
印刷終了判断工程S32では、印刷を終了させるか否かが判断される。例えば、印刷された用紙Pの枚数が予め設定された枚数に達したと判断されると、印刷が終了される。一方、印刷された用紙Pの枚数が予め設定された枚数に達していないと判断されると、処理液塗布工程S14へ進む。
以降、処理液塗布工程S14から印刷終了判断工程S32までの各工程が繰り返し実行される。
べたつき評価工程S26におけるNo判定の場合に、べたつきの評価に用いられた用紙Pは、図1に示された集積部80においてブロッキングが発生する可能性がある。そこで、べたつきの評価に用いられた用紙Pは、追加のインク乾燥処理、又は追加のニス後処理が施されてもよい。
一方、べたつき評価工程S26におけるNo判定の場合に、べたつきの評価に用いられた用紙Pは、べたつき評価の評価条件が満たされていない用紙Pとして、べたつき評価の評価条件が満たされている用紙Pとは別に仕分けされてもよい。
本実施形態には、べたつき評価工程S26においてNo判定の場合に、インク乾燥条件、及びニス後処理条件の両者が変更される態様が例示されているが、インク乾燥条件、及びニス後処理条件の少なくともいずれか一方を変更することで、べたつき評価値を予め決められた範囲内とすることが可能である。
インク乾燥工程S20の後にべたつき評価工程が実行されてもよい。インク乾燥工程S20の後にべたつき評価工程が実行され、インク乾燥処理後の用紙Pがべたつき評価工程においてNo判定とされた場合に、ニス後処理工程S24において後処理が施されることで、ニス後処理工程S24の後のべたつき評価工程S26において、Yes判定とされる場合がありうる。
図4に手順が示された画像形成方法は、ニス塗布方法が含まれている。すなわち、図4に示されたインク乾燥条件設定工程S10、ニス後処理条件設定工程S12、インク乾燥工程S20、ニス塗布工程S22、ニス後処理工程S24、べたつき評価工程S26、インク乾燥条件変更工程S28、及び後処理条件変更工程S30を含むニス塗布方法を構成することが可能である。ニス塗布方法はニス付与方法の一態様である。
[第二実施形態に係る画像形成方法の手順の説明]
図5は第二実施形態に係る画像形成方法の手順が示されるフローチャートである。以下に主として、第一実施形態に係る画像形成方法との違いについて説明がされる。図5に手順が示された画像形成方法では、ニス後処理条件設定工程S12の後にパウダー噴霧条件設定工程S13が実行される。パウダー噴霧条件設定工程S13では、図1に示されたパウダー噴霧部96におけるパウダー噴霧条件が設定される。パウダー噴霧条件は、単位時間あたりのパウダーの噴霧量が適用可能である。
図5に示されたパウダー噴霧条件設定工程S13において、図1に示されたパウダー噴霧部96におけるパウダー噴霧条件が設定された後に、図4に示された処理液塗布工程S14へ進む。
また、図5に手順が示された画像形成方法では、べたつき評価工程S26においてNo判定の場合にパウダー噴霧条件変更工程S31へ進む。パウダー噴霧条件変更工程S31では、図1に示されたパウダー噴霧部96におけるパウダー噴霧条件が変更される。
すなわち、図5に示されたべたつき評価工程S26においてNo判定の場合に、図1に示されたパウダー噴霧部96が用いられて用紙Pに噴霧されるパウダーの量を相対的に増加させることにより、図1に示された集積部80におけるブロッキングの発生が抑制される。
図5に示されたパウダー噴霧条件変更工程S31におけるパウダー噴霧条件の変更には、パウダーが噴霧されないパウダー噴霧条件が、パウダーが噴霧されるパウダー噴霧条件に変更される態様が含まれている。
図4に手順が示された画像形成方法において、後処理条件変更工程S30の後に、図5に示されたパウダー噴霧条件変更工程S31が追加され、パウダー噴霧条件変更工程S31において、パウダーが噴霧されないパウダー噴霧条件が、パウダーが噴霧されるパウダー噴霧条件に変更される態様も可能である。
図5に手順が示された画像形成方法は、ニス塗布方法が含まれている。すなわち、図5に示されたインク乾燥条件設定工程S10、ニス後処理条件設定工程S12、パウダー噴霧条件設定工程S13、インク乾燥工程S20、ニス塗布工程S22、ニス後処理工程S24、べたつき評価工程S26、及びパウダー噴霧条件変更工程S31を含むニス塗布方法を構成することが可能である。
[オフライン方式のニス塗布の説明]
図6はオフライン方式のニス塗布が適用される画像形成システムの全体構成図である。図6には、オフライン方式のニス塗布が適用される画像形成システムの例として、インクジェット印刷装置300、及びニスコート装置400が具備されるインクジェット印刷システム200が示されている。
図6に示されたインクジェット印刷装置300は、図1に示されたインクジェット印刷装置1とニス塗布部60を備えていない点が相違している。ここでは、図1に示された構成要素の説明は省略される。
すなわち、図6に示されたインクジェット印刷システム200は、印刷とニスコートとが別々に行われる形態であり、それぞれの処理が完全に独立して行われるオフライン方式のニス塗布が適用される。オフライン方式のニス塗布では、印刷後に用紙Pが一旦集積される。また、印刷からニス塗布までの期間間隔が長くなる傾向にある。
インクジェット印刷装置300の集積部80から取り出された用紙束Pはニスコート装置400の給紙部410にセットされる。用紙束Pはニスコート装置400が用いられて水性ニスが塗布される。インクジェット印刷装置300からニスコート装置400への用紙束Pの移送は移送処理部の一態様である。
また、インクジェット印刷装置300からニスコート装置400への用紙束Pの移送における移送期間、環境温度、及び環境相対湿度の設定は、移送条件設定部が用いられる移送条件設定の一態様である。移送期間の設定は移送期間の設定の一態様である。
インクジェット印刷装置300からニスコート装置400への用紙束Pの移送における環境温度の設定の例として、15℃以上35℃以下が挙げられる。より好ましい環境温度の設定は20℃以上30℃以下である。環境相対湿度の設定の例として、35パーセント以上65パーセント以下が挙げられる。より好ましい環境相対湿度の設定は40パーセント以上60パーセント以下である。
図6に示されたニスコート装置400は、給紙部410、ニス塗布部460、ニス後処理部470、及び集積部480が備えられている。
ニスコート装置400における給紙部410、ニス塗布部460、ニス後処理部470、及び集積部480は、図1に示された給紙部10、ニス塗布部60、ニス後処理部70、及び集積部80と同様の構成、及び機能を有しているので、ここでの説明は省略される。
図6に示された給紙部410に具備される給紙装置411、フィーダーボード412、及び給紙ドラム413はそれぞれ、図1に示された給紙装置11、フィーダーボード12、及び給紙ドラム13と同様の構成、及び機能有しているので、ここでの説明は省略される。
図6に示されたニス塗布部460に具備されるニス塗布ドラム461、及びニスコーター490はそれぞれ、図1に示されたニス塗布ドラム61、及びニスコーター90と同様の構成、及び機能を有しているので、ここでの説明は省略される。
図6に示されたニス後処理部470に具備される第二加熱装置470A、第二チェーンデリバリー471、及び第三用紙ガイド472はそれぞれ、図1に示された第二加熱装置70A、第二チェーンデリバリー71、及び第三用紙ガイド72と同様の構成、及び機能を有しているので、ここでの説明は省略される。
図6に示された集積部480に具備される集積装置481は、図1に示された集積装置81と同様の構成、及び機能を有しているので、ここでの説明は省略される。
図6に示された第二温度検出部494、及びパウダー噴霧部496はそれぞれ、図1に示された第二温度検出部94、及びパウダー噴霧部96と同様の構成、及び機能を有しているので、ここでの説明は省略される。
図6に示されたインクジェット印刷システム200は、図2、及び図3に示されたインクジェット印刷装置1の制御系を、インクジェット印刷装置300の制御系と、ニスコート装置400の制御系とに分離させた構成が適用可能である。
図2に示されたコンピューター100、通信部101、操作部102、表示部103、記憶部104、及び搬送部105は、インクジェット印刷装置300、及びニスコート装置400の両者に具備される。
図6に示されたインクジェット印刷装置300、及びニスコート装置400は、図2に示されたコンピューター100、通信部101、操作部102、表示部103、記憶部104、及び搬送部105が共用されてもよい。
図6に示されたインクジェット印刷システム200は、図4、及び図5に示された画像形成方法、及び図4、及び図5に示された画像形成方法の構成要素であるニス塗布方法が適用可能である。
[オンライン方式のニス塗布の説明]
図7はオンライン方式のニス塗布が適用される画像形成システムの全体構成図である。図7には、オンライン方式のニス塗布が適用される画像形成システムの例として、インクジェット印刷装置300、ニスコート装置400、及び移送装置710が具備されるインクジェット印刷システム700が示されている。
なお、図7では、図6に示されたインクジェット印刷装置300の構成要素、及びニスコート装置400の構成要素は、符号の図示が省略されている。
図7に示されたインクジェット印刷装置300、及びニスコート装置400は、図6に示されたインクジェット印刷装置300、及びニスコート装置400と同様の構成、及び機能を有しているので、ここでの説明は省略される。
移送装置710は、コンベアー712が備えられている。コンベアー712が用いられてインクジェット印刷装置300の排紙位置から排紙される用紙Pは、ニスコート装置400へ移送される。
コンベアー712は、インクジェット印刷装置300の排紙位置から排紙される用紙Pを受け取り、用紙Pの搬送経路に沿って用紙Pを搬送し、ニスコート装置400の給紙部410に受け渡す。
ニスコート装置400の給紙部410は、コンベアー712から用紙Pを受け取り、順次、ニス塗布部460に給紙する。用紙Pの回収は、ニスコート装置400の集積部480で行われる。用紙Pは、ニスコート装置400の集積部480で束状に積み重ねられて回収される。
印刷が実行される場合は、インクジェット印刷装置300、及びニスコート装置400が連動して動作する。ニスが塗布されない場合は、ニスコート装置400のニス塗布機能、及びニス後処理機能を停止させてもよい。ニスが塗布されない場合、用紙Pは、ニスコート装置400のニス塗布部460、及びニス後処理部470を通過して、集積部480へ集積される。
移送装置710は、用紙Pを加熱する加熱処理部が備えられていてもよい。加熱処理部は、コンベアー712に内蔵されてもよい。移送装置710は移送処理部の一態様である。移送装置710の移送速度の設定、及び移送装置710に具備される加熱処理部の加熱条件の設定は、移送条件設定部が用いられる移送条件設定の一態様である。
図7に示されたインクジェット印刷システム700は、図2、及び図3に示されたインクジェット印刷装置1の制御系を、インクジェット印刷装置300の制御系と、ニスコート装置400の制御系とに分離させた構成が適用可能である。また、図7に示された移送装置710の制御部が具備される。
図2に示されたコンピューター100、通信部101、操作部102、表示部103、記憶部104、及び搬送部105は、インクジェット印刷装置300、及びニスコート装置400のいずれにも具備される。
図7に示されたインクジェット印刷装置300、及びニスコート装置400は、図2に示されたコンピューター100、通信部101、操作部102、表示部103、記憶部104、及び搬送部105が共用されてもよい。
図7に示されたインクジェット印刷システム700は、図4、及び図5に示された画像形成方法、及び図4、及び図5に示された画像形成方法の構成要素であるニス塗布方法が適用可能である。
オンライン方式のニス塗布とは、印刷とニス塗布とを一連の処理として連続的に行う形態である。オンラインによるニス塗布は、印刷装置とニスコート装置とを直列的が接続されることにより実施される。
すなわち、印刷装置から排紙される用紙をそのままニスコート装置に給紙することにより、連続した処理を可能にする。オンライン方式のニス塗布とは、印刷とニス塗布とが連続して行われる点で、図1に示されたインライン方式のニス塗布と共通するが、印刷とニス塗布とが別々の装置で行われる点で、インライン方式のニス塗布と相違する。
そして、この相違により、印刷後のインク乾燥処理の終了からニス塗布までの期間間隔がインライン方式のニス塗布よりも長くなる。なお、オンライン方式のニス塗布は、印刷装置から排紙される用紙が、そのままニスコート装置に給紙されるため、印刷後にインク乾燥処理が施された用紙がニス塗布前に集積されない、という点でオフライン方式のニス塗布と相違する。
[べたつきの評価の説明]
<べたつき評価値の導出の説明>
図8はべたつき評価値の導出に適用される減衰振動の測定原理の説明図である。図9は減衰振動の模式図である。べたつき評価値は水性ニスが塗布され、予め決められたニスの後処理が施された後の水性ニスのべたつき度合いを表す指標である。
図8に示されたべたつき測定装置800は、試料台802、シリンダーエッジ804、振り子806、検出器808、及びマグネット810が備えられている。
試料台802は、測定対象物である水性ニスが塗布された用紙Pが載置される。シリンダーエッジ804は、振り子806の一方の端部が連結される。シリンダーエッジ804は、用紙Pに塗布された水性ニスの上に載せられる。
振り子806は、用紙Pに塗布された水性ニスとシリンダーエッジ804との接点を支点として振り子運動が可能に支持される。図8に示された両矢印の曲線は、振り子806が振り子運動をする際の振り子806の移動方向を表している。
検出器808は、振り子運動をさせた振り子806の位置を検出する。検出器808は、非接触式渦電流変位センサが適用可能である。検出器808の詳細な構造の図示は省略されるが、検出器808は検出素子、及びドライバーが具備される。
マグネット810は、振り子806に振り子運動をさせる際に、振り子806に初期振動を付与する手段である。例えば、マグネット810の磁気力が用いられて、振り子806をマグネット810に吸着させる。
そして、マグネット810の磁気力が取り除かれ、マグネット810から振り子806が離されることで、振り子806を図8に示された両矢印の曲線が示す方向に振り子運動させることができる。
図9に示された減衰振動曲線820は、図8に示された振り子806を振り子運動させた期間における振り子の振幅の変化が表されている。図9の横軸は期間tである。横軸の単位は秒である。図9の縦軸は図8に示された振り子806の振幅Aである。縦軸の単位はミリメートルである。
べたつき評価値Sは以下の式(1)を用いて表される。
S={ln(A/A)+ln(A/A)+…+ln(An−1/A)}/n …(1)
なお、上記式(1)におけるA、A、A、…、An−1、Aは、図9に示された減衰振動曲線820の一番目からn番目まで振幅を表している。また、nは2以上の整数である。振幅An−1、及び振幅Aの図示は省略される。
図8、及び図9が用いられて説明がされた水性ニスのべたつき評価値は、株式会社エー・アンド・ディ社製、剛体振り子型物性試験装置、RPT−3000Wが用いられて測定することが可能である。なお、RPT−3000Wは型式である。
すなわち、用紙Pに塗布された水性ニスの任意の位置を支点とし、支点において重力方向について支持された振り子を振り子運動させた際の振り子の振幅の対数減衰振動率が、べたつき評価値として適用可能である。
株式会社エー・アンド・ディ社製、剛体振り子型物性試験装置、RPT−3000Wが用いられるべたつき評価値の測定条件は以下のとおりである。
水性ニスが塗布された用紙Pが、図8に示された試料台802に載置される際に使用されるスライドガラスのサイズに対応するサイズに裁断される。裁断された用紙Pがスライドガラスに載せられ、用紙Pがスライドガラスに固定される。用紙Pのスライドガラスへの固定は粘着テープが用いられてもよい。用紙Pが固定されたスライドガラスは図8に示された試料台802に載置されると測定が開始される。
測定環境は、環境温度が15℃以上35℃以下、環境相対湿度が35パーセント以上65パーセント以下を適用可能である。環境温度は20℃以上30℃以下としてもよい。環境相対湿度は40パーセント以上60パーセント以下としてもよい。
測定環境は、常温環境、及び常湿環境を適用してもよい。常温環境は、ISO 554-1976に定められた23℃を適用可能である。また、常湿環境は、ISO 554-1976に定められた相対湿度50パーセントを適用可能である。ISOは、国際標準化機構を表すInternational Organization for Standardizationの省略語である。
測定が開始されると、図8に示された振り子806の振り子運動における減衰振動率が取得される。図10は期間経過と減衰振動率の変化が模式的に示された説明図である。図10に符号840が付されて示されるように、振り子806の振り子運動における減衰振動率は、測定開始から一定期間が経過すると収束する。振り子806の振り子運動における減衰振動率が収束した値842が、べたつき評価値として取得される。
一方、図10に符号850が付されて示されるように、振り子806の振り子運動における減衰振動率が収束しない場合がありうる。振り子806の振り子運動における減衰振動率が収束しない場合は、予め決められた期間が経過した後の最大値852がべたつき評価値として取得される。予め決められた期間は20秒が適用可能である。つまり、予め決められた期間に発生した振動の数がnの最大値とされる。
以上説明がされたべたつき評価値の測定では、図1に示されたインクジェット印刷装置1から用紙Pが出力されたタイミングから2分以内にべたつき評価値の測定が開始されている。
[べたつきの評価の詳細な説明]
次に、べたつきの評価について詳細に説明がされる。
<測定条件>
図6に示されたインクジェット印刷装置300は、富士フイルム株式会社製、Jet Press720Sが適用される。図6に示されたニスコート装置400はトヨテック株式会社製、Digi−Coaterが適用される。
使用される処理液、インク、水性ニス、及び用紙は以下のとおりである。
処理液:C−FJ−CP 富士フイルム株式会社製
インク:C−WP−Q 富士フイルム株式会社製
ニス:HYDLITH2012−R1 DICグラフックス株式会社製
用紙:New−DV 310GSM 北越紀州製紙株式会社製
なお、GSMは用紙の厚みを表す単位である。1平方メートルあたり1グラムである用紙の厚みが1GSMである。GSMは平方メートル毎グラム、又はg/mと表記される場合がある。
<オフライン方式のニス塗布の場合>
図11はオフライン方式のニス塗布におけるべたつきの評価結果が示された表である。図11に評価結果が示されたべたつき評価には、図6に示されたインクジェット印刷システム200が適用可能である。
図11に示された実験1から実験6は、インク乾燥処理の終了からニス塗布までの期間が変えられた場合の、べたつき評価値とブロッキング性能との関係が表されている。べたつき評価値は上記式(1)が用いられて導出される。
印刷条件は次のとおりである。マゼンタインク、及びシアンインクが用いられ、上記の用紙十枚に対して、幅が50ミリメートルのブルー色のストライプ画像が形成される。一つのインク液滴の体積は5.2ピコリットルとされる。
ニスの塗布条件は次のとおりである。ニスの塗布量は1平方メートルあたり2.0グラム以上6.0グラム以下の任意の塗布量が適用される。用紙一枚あたりのニスの塗布量は同一量である。ニスの塗布量は1平方メートルあたり3.5グラム以上4.5グラム以下の任意の塗布量としてもよい。
用紙の集積条件は次のとおりである。上記の印刷条件が適用されて印刷がされた用紙十枚に対して予め決められた処理が施され、処理後の用紙十枚が重ねられる。用紙十枚の上に用紙五百枚の質量に相当する質量を有する重りが載せられる。
用紙十枚の上に重りが載せられてから六時間経過後に、用紙十枚のそれぞれのブロッキングの発生状態が確認される。ブロッキングの発生状態の確認は目視が適用される。図11に示されたブロッキング性能は、ブロッキングの発生状態が表されている。
ブロッキング性能は以下に示される四段階に評価される。ブロッキングが発生しない場合はAとされる。画像品質の観点から許容可能な範囲のブロッキングが発生する場合はBとされる。
運用方法の検討を条件として許容可能な範囲のブロッキングが発生している場合はCとされる。許容することができないブロッキングが発生している場合はDとされる。
図11におけるインク乾燥処理後の膜面温度は、図6に示された第一温度検出部92が用いられて検出された用紙Pに形成された画像表面の温度である。インク乾燥後の膜面温度は70℃とされる。
図11における排紙温度は、図6に示された第二温度検出部494が用いられて検出された用紙Pの温度である。排紙温度は50℃とされる。パウダーは噴霧されない。
図11に示されるように、インク乾燥処理の終了からニス塗布開始までの期間が10分以上の場合にブロッキングが発生しない。また、インク乾燥処理の終了からニス塗布開始までの期間が5分以上であれば、運用方法の検討を条件として許容可能な範囲のブロッキングが発生している。
換言すると、べたつき評価値が0.20以下であれば、運用方法の検討を条件として許容可能な範囲のブロッキングが発生するか、又はブロッキングが発生しない。したがって、べたつき評価値が0.20以下となる条件が適用されることで、用紙が集積される際のブロッキングの発生が抑制される。
また、べたつき評価値が0.18以下となる条件が適用されることで、用紙が集積される際のブロッキングの発生がより抑制される。
ニスのべたつきはニスの層へのインクの溶剤の混入が原因である。インク乾燥からニス塗布までの期間が相対的に長くなると、インクの層に留まっていたインクの溶剤の用紙への浸透が進行する。
そうすると、ニスが塗布された後におけるニスの層へ混入されるインクの溶剤の量が相対的に減らされることで、ニスのべたつきが抑制される。
なお、インク乾燥処理の終了からニス塗布開始までの期間を空ける処理は処理部の処理の一態様であり、移送処理部の移送の一態様である。つまり、図6に示されたオフライン方式のニス塗布が適用されるインクジェット印刷システム200において、用紙束Pの移送期間が10分以上とされる移送処理が施されることで、べたつき評価値が0.20以下とされる処理が可能である。
<オンライン方式のニス塗布の場合>
図12はオンライン方式のニス塗布におけるべたつき評価の評価結果が示された表である。なお、図12において図11と同一の条件が適用される項目の説明は、適宜省略される。
図12に評価結果が示されたべたつき評価には、図7に示されたインクジェット印刷システム700が適用可能である。
実際の図12に評価結果が示されたべたつき評価では、図6に示されたインクジェット印刷システム200が用いられて用紙に印刷がされ、印刷がされた用紙はオンライン方式のニス塗布において、図7に示された移送装置710が用いられる移送期間に相当する期間内に、ニスコート装置400が用いられてニスの塗布が実行される。
図12におけるインク乾燥処理の終了からニス塗布開始までの期間は、図7に示された移送装置710が用いられる移送期間に相当する期間である。
図12に示された実験11から実験25までは、インク乾燥処理の終了からニス塗布開始までの期間において、印刷がされた用紙に対して加熱処理が施される。加熱処理の条件は、ニス塗布の際の到達膜面温度と加熱期間の欄に示される。
実験11では、用紙に印刷された画像の表面温度を、一秒間に50℃から60℃まで上昇させている。すなわち、ニス塗布の際の到達膜面温度と加熱期間の欄は、スラッシュの左側の数値が用紙に印刷された画像の加熱処理後の表面温度であり、スラッシュの右側の数値が加熱処理期間である。用紙に印刷された画像の加熱処理後の表面温度が到達膜面温度である。
実験11から実験18は、ニス塗布の際の到達膜面温度と加熱期間を変えてブロッキングが評価されている。具体的には、ドライヤーが用いられてインク乾燥処理後の用紙に対して熱風が吹き付けられる。
実験11から実験14はドライヤーの加熱強度の設定が固定され、ドライヤーの動作期間が変えられている。実験15から実験18まではドライヤーの動作期間が5秒に固定され、ドライヤーの加熱強度の設定が変えられている。
実験11から実験18の評価結果によれば、加熱処理後の温度が高いほど、又は加熱処理期間が長いほど、べたつき評価値が相対的に小さくなる。べたつき評価値が小さいほど、ブロッキング性能が許容可能な範囲となり、ブロッキングの発生が抑制される。
換言すると、べたつき評価値が0.24以下であれば、運用方法の検討を条件として許容可能な範囲のブロッキングが発生するか、又はブロッキングが発生しない。したがって、べたつき評価値が0.24以下となる条件が適用されることで、用紙が集積される際のブロッキングの発生が抑制される。
既に説明がされているように、ニスのべたつきはニスの層へのインクの溶剤の混入が原因である。インク乾燥処理の後でありニス塗布開始の前に加熱処理が施されることで、インクの溶剤の粘度が低下する。インクの溶剤の粘度が低下することで、インクの溶剤の用紙への浸透が促進される。
そうすると、ニスが塗布された後におけるニスの層へ混入されるインクの溶剤の量が相対的に減らされることで、ニスのべたつきが抑制される。
図12に評価結果が示された実験19から実験25までは、印刷がされた用紙の印刷がされた面と反対側の裏側面が、ホットプレートが用いられて加温、又は保温される。実験19から実験25までのニス塗布の際の到達膜面温度と加熱期間の欄は、スラッシュの左側の数値がホットプレートの設定温度であり、スラッシュの右側の数値が加熱処理期間である。用紙に印刷された画像の加熱処理後の表面温度が到達膜面温度である。
ホットプレートの設定温度が50℃の場合は保温となる。ホットプレートの設定温度が60℃の場合は加温となる。
実験19から実験25の評価結果によれば、加熱処理後の温度が高いほど、又は加熱処理期間が長いほど、べたつき評価値が相対的に小さくなる。べたつき評価値が小さいほど、ブロッキング性能が許容可能な範囲となり、ブロッキングの発生が抑制される。
換言すると、べたつき評価値が0.24以下であれば、運用方法の検討を条件として許容可能な範囲のブロッキングが発生するか、又はブロッキングが発生しない。したがって、べたつき評価値が0.24以下となる条件が適用されることで、用紙が集積される際のブロッキングの発生が抑制される。
また、インク乾燥処理後であり、ニス塗布前に用紙に対して乾燥処理が施された結果、インク乾燥処理の終了後からニス塗布までの期間は、10分間であったものを1.2分間から3.4分間までの範囲に短縮させることが可能である。
<インライン方式のニス塗布の場合>
図13はインライン方式のニス塗布におけるべたつき評価の評価結果が示された表である。なお、図13において図11、及び図12と同一の条件が適用される項目の説明は、適宜省略される。
図13に評価結果が示されたべたつき評価には、図1に示されたインクジェット印刷装置1が適用可能である。図13に評価結果が示された実験31から実験42までの印刷条件、及び用紙の集積条件は次のとおりである。
オフライン方式のニス塗布と同じ画像が500枚の用紙について印刷される。印刷がされた500枚の用紙が積載され、六時間経過後に500枚の用紙から任意に抽出された用紙について、ブロッキングの発生状態が確認される。ブロッキングの発生状態の確認は目視が適用される。
図13に評価結果が示されたべたつき評価では、インク乾燥処理の終了からニス塗布までの期間は0.1分以下である。
図13に示された実験31から実験34までは、排紙温度が変えられている。排紙温度は、図1に示された第一温度検出部92が用いられて検出される用紙の温度である。図1に示されたインクジェット印刷装置1は、インク乾燥部50とニス塗布部60とが直結されているので、図13に評価結果が示された実験31から実験34までは排紙温度が変えられている。図1に示されるインクジェット印刷装置1は、ニス塗布後の用紙に対して冷却処理が施されない場合、排紙温度は45℃である。
排紙温度が45℃の場合のブロッキング性能はDであり、許容することができないブロッキングが発生している。一方、ニス塗布後の用紙に対して冷却処理が施され、排紙温度が40℃以下の場合のブロッキング性能はA、B、又はCであり、許容可能な範囲のブロッキングが発生しているか、ブロッキングが発生していない。
実験31から実験34までにおいて、ブロッキング性能がA、B、又はCとなる場合のべたつき評価値は0.24以下である。
図13に評価結果が示された実験35、及び実験36は、図1に示されたニス塗布ドラム61に冷却処理が施された場合である。すなわち、実験35、及び実験36は、印刷中におけるニス塗布ドラム61の周面の到達温度が相対的に低くされた場合のブロッキングが評価される。
ニス塗布ドラム61に対する冷却処理は、ニス塗布ドラム61の周面への冷風の吹き付けが適用される。ニス塗布ドラム61の内部に冷却水を循環させる水冷方式の適用も可能である。
実験35における排紙温度は35℃である。実験35におけるブロッキング性能はBである。実験36における排紙温度は30℃である。実験36におけるブロッキング性能はAである。
図1に示されたニス塗布ドラム61は、印刷中の印刷部40からの熱、又はインク乾燥処理後の用紙から熱が伝わり、徐々に周面の温度が上昇する。結果として、複数枚の印刷における後半の印刷の際にニス塗布ドラム61の周面が冷えにくくなる。そうすると、ニス塗布ドラム61の周面の温度が徐々に高くなる。
ニス塗布ドラム61の周面の温度が徐々に高くなることを改善するために、ニス塗布ドラム61の周面が冷却されることにより、ニス後処理部70、又は集積部80において必要とされる用紙の冷却が抑制される。
図13に評価結果が示された実験37から実験39は、インク乾燥処理が強化され、用紙に印刷された画像の表面温度が相対的に高温化された場合である。用紙に印刷された画像の表面温度が相対的に高温化されることによって、図1に示されたインク乾燥部50におけるインクの溶剤の用紙への浸透、又はインク溶剤の揮発が促進される。
図13に評価結果が示された実験40から実験42は、ニス塗布後の用紙が集積される前に、用紙に印刷された画像にパウダーが噴霧される場合である。実験40から実験42は、パウダーの噴霧量が変えられている。パウダーは、東邦精機株式会社製、クラウンが適用される。
パウダーの噴霧量が相対的に増加すると、積載される用紙間の接触が阻害されるため、べたつきが小さくなる。そうすると、ブロッキングの発生が抑制される。図13に示された用紙一枚あたりのパウダー噴霧量は、パウダーの消費量をパウダーが噴霧された用紙の枚数で除算して算出されている。
<べたつき評価のまとめ>
図11から図13に示された表のブロッキング性能がA、B、又はCの場合は、ブロッキングが許容可能である。すなわち、オフライン方式、オンライン方式、及びインライン方式のいずれについても、べたつき評価値が0.24以下の場合は、ブロッキング性能がA、B、又はCのいずれかである。
なお、図11に示されたべたつきの評価結果では、べたつき評価値が0.20の場合にブロッキング性能がCであり、べたつき評価値が0.26の場合にブロッキング性能がDである。べたつき評価値が0.20から0.26までの間にブロッキング性能がCとブロッキング性能がDとの境界が存在すると考えられる。
図12、及び図13に示されたべたつきの評価結果を考慮すると、オフライン方式の場合もべたつき評価値が0.24以下の場合は、ブロッキング性能がA、B、又はCのいずれかになることが予測される。
べたつき評価値が0.20未満の場合は、ブロッキング性能がA、又はBのいずれかである。図11に示された実験3はべたつき評価値が0.20であり、ブロッキング性能がCである。図13に示された実験33はべたつき評価値が0.19であり、ブロッキング性能がBである。
ブロッキング性能がBとブロッキング性能がCとの境界が、べたつき評価値0.19とべたつき評価値0.20との間に存在する。ブロッキング性能はべたつき評価値の増減に対して単調に増減しているので、べたつき評価値が0.20未満の場合にブロッキング性能がA、又はBになると考えられる。
インク乾燥処理後の膜面温度が監視され、インク乾燥処理後の膜面温度が、ブロッキング性能がA、B、又はCとなるインク乾燥処理後の膜面温度の範囲から外れた場合に、インク乾燥処理における処理温度がフィードバック制御されることで、インク乾燥処理後の膜面温度が、ブロッキング性能がA、B、又はCとなるインク乾燥処理後の膜面温度の範囲内に調整されることが可能である。
同様に、排紙温度が監視され、排紙温度が、ブロッキング性能がA、B、又はCとなる排紙温度の範囲から外れた場合に、ニス塗布の後のニスの後処理における処理温度がフィードバック制御されることで、排紙温度が、ブロッキング性能がA、B、又はCとなる排紙温度の範囲内に調整されることが可能である。
フィードバック制御は、インク乾燥処理後の膜面温度、及び排紙温度の少なくともいずれか一方に適用されればよい。
フィードバック制御に代わり、パウダーの噴霧の適用が可能である。パウダーが噴霧されていない場合は、パウダーが噴霧されることにより、ブロッキング性能がA、B、又はCとされることが可能である。
パウダーが噴霧されている場合は、パウダーの噴霧量が増加されることにより、ブロッキング性能がA、B、又はCとされることが可能である。パウダーの噴霧量は用紙一枚あたり0.01グラム以上であればよい。
所望のべたつきが実現されるインク乾燥処理後の膜面温度、又は排紙温度が予め導出されている場合は、予め導出されているインク乾燥処理後の膜面温度、又は排紙温度が設定される。
所望のべたつきが実現されるインク乾燥処理後の膜面温度、又は排紙温度が予め導出されていない場合は、所望のべたつきが実現されるインク乾燥処理後の膜面温度、又は排紙温度が実測され、実測されたインク乾燥処理後の膜面温度、又は排紙温度が設定される。
図13に示された実験38によれば、所望のべたつきが実現されるインク乾燥処理後の膜面温度は100℃以上である。また、図13に示された実験33、及び実験35によれば、所望のべたつきが実現される排紙温度は35℃以下である。
図11から図13に示されたニスのべたつき評価は、適正な量のニスが塗布されていれば、インク、及び処理液は上記の例に限定されない。ニスの塗布が可能なインク、及び処理液であり、インクジェット方式による印刷に適用可能なインク、及び処理液についても同様の評価結果が得られる。
ニスの適正な塗布量は、1平方メートルあたり2.0グラム以上6.0グラム以下である。ニスのより好ましい塗布量は1平方メートルあたり3.5グラム以上4.5グラム以下である。
<ニスの種類の違いとべたつき評価について>
図16はニスの種類が変更された場合のオフライン方式のニス塗布におけるべたつき評価の評価結果が示された表であり、図11に示された実験1から実験7までと同じ条件が適用された評価実験の評価結果である。
図16に示された実験101から実験107までは、ニスとしてDICグラフックス株式会社製、HYDLITH2019が適用されている。DICグラフックス株式会社製品カタログには、HYDLITH2012−R1は標準型の水性ニスと記載されている。また、同社製品カタログHYDLITH2019はボール紙専用の水性ニスと記載されている。
図16に示された実験101から実験107までと、図11に示された実験1から実験7までとを比較すると、実験5と実験105との組み合わせ、及び実験6と実験106との組み合わせ以外はべたつき評価値が相違しているものの、全ての組み合わせについて同様のブロッキング性能が得られている。
図17はニスの種類が変更された場合のオンライン方式のニス塗布におけるべたつき評価の評価結果が示された表であり、図12に示された実験11から実験25までと同じ条件が適用された評価実験の評価結果である。
図17に示された実験111から実験125までと、図12に示された実験11から実験25までとを比較すると、実験14と実験114との組み合わせ、実験15と実験115との組み合わせ、実験20と実験120との組み合わせ、及び実験21と実験121との組み合わせ以外はべたつき評価値が相違しているものの、全ての組み合わせについて同様のブロッキング性能が得られている。
図18はニスの種類が変更された場合のインライン方式のニス塗布におけるべたつき評価の評価結果が示された表であり、図13に示された実験31から実験42までと同じ条件が適用された評価実験の評価結果である。
図18に示された実験131から実験142までと、図13に示された実験31から実験42までとを比較すると、実験32と実験132との組み合わせ、実験33と実験133との組み合わせ、実験35と実験135との組み合わせ、実験36と実験136との組み合わせ、実験37と実験137、実験38と実験138との組み合わせ、及び実験40と実験140との組み合わせ以外はべたつき評価値が相違しているものの、全ての組み合わせについて同様のブロッキング性能が得られている。
なお、図18に示された実験134はブロッキング性能の評価がBであり、図13に示された実験34はブロッキング性能の評価がAである。ブロッキング性能の評価がBの場合は、ブロッキングが発生しているものの、ブロッキングは画像品質から許容可能な範囲であり、ブロッキングが発生していない場合である評価がAの場合と同様の評価である。
以上まとめると、ブロッキング性能について、図16から図18に示されたニス塗布におけるべたつき評価の評価結果は、図11から図13に示されたニス塗布におけるべたつき評価の評価結果と同様の結果が得られている。
図11から図13に示されたニス塗布におけるべたつき評価に使用された水性ニスと、図16から図18に示されたニス塗布におけるべたつき評価に使用された水性ニスとは、用途、及び機能が異なるものである。一方、両者はニス塗布におけるべたつきについて、同様の評価結果が得られている。
そうすると、図11から図13に示されたニス塗布におけるべたつき評価に使用された水性ニス、及び図16から図18に示されたニス塗布におけるべたつき評価に使用された水性ニスと、用途、及び機能が異なる他の水性ニスについても、ニス塗布におけるべたつきの同様の評価結果が得られると考えられる。
[インクの説明]
<SP値>
図14、及び図15はインク溶剤の説明図である。図14、及び図15には、インクの溶剤として適用可能な溶剤のSP値、分子量、及び構造が示されている。SP値とは、分子凝集エネルギーの平方根で表される値で、R.F.Fedors,Polymer Engineering Science,14,p147(1974)に記載の方法で計算することができる。単位は(MPa)1/2であり、25℃における値を指す。Mは10を表している。
また、水溶性有機溶剤の含有率は、液体クロマトグラフィー等の分析方法により定量測定することができる。なお、SP値は溶解パラメータと呼ばれることがある。SPは溶解パラメータを表すSolubility Parameterの省略語である。
インクの溶剤はSP値が25(MPa)1/2以上であることが好ましい。換言すると、インクは親水的な性質を有する溶剤が適用されることが好ましい。SP値が相対的に大きい溶剤は親水的な性質を有する。SP値が相対的に小さい溶剤は疎水的な性質を有する。
インクの溶剤が疎水的な性質を有する場合、ニスに対して可塑剤として作用する。そうすると、ニスがべたつき易くなる。そこで、親水的な性質を有する溶剤がインクに使用されることで、ニスのべたつきが抑制される。
<分子量>
インクの溶剤は分子量が100以下であることが好ましい。高分子量の溶剤はインクの膜から抜けにくい性質を有している。インクの膜から溶剤が抜けにくいと、ニスが塗布された際にインクの溶剤がニスに混入し易くなる。そこで、インクの溶剤は分子量が100以下の低分子量の溶剤が好ましい。
図14、及び図15に示された溶剤のうち、グリセリン、及びポリエチレングリコールなどが含有される溶剤が好ましいインクの溶剤の一例である。分子量は重量平均分子量を適用可能である。重量平均分子量の測定は後述される。
<インクの処方例>
先に説明がされたべたつき評価に適用されたシアンインク、及びマゼンタインクの処方は以下のとおりである。
シアンインク
・シアン顔料:2.5質量パーセント
・グリセリン:2.5質量パーセント
・MFTG:2.0質量パーセント
・PG:14.5質量パーセント
・カルナバワックス(セロゾール524中京油脂株式会社製):2.0質量パーセント
・自己分散性ポリマー微粒子:8.8質量パーセント
・イオン交換水:合計で100質量パーセントとなる残量
自己分散性ポリマー微粒子の一例として、アクリル系ラテックスが挙げられる。MFTGはMethyl Propylene Tri Glycolの省略語である。PGはpropylene glycolの省略語である。
マゼンタインク
・マゼンタ顔料:6.6質量パーセント
・グリセリン:2.5質量パーセント
・MFTG:2.0質量パーセント
・PG:14.4質量パーセント
・カルナバワックス(セロゾール524中京油脂株式会社製):2.0質量パーセント
・自己分散性ポリマー微粒子:5.1質量パーセント
・イオン交換水:合計で100質量パーセントとなる残量
<処理液の処方例>
先に説明がされたべたつき評価に適用された処理液の処方は以下のとおりである。
・マロン酸:9.0質量パーセント
・1,2,3−プロパントリカルボン酸:2.4質量パーセント
・DL−リンゴ酸:7.7質量パーセント
・燐酸(85パーセント):6.7質量パーセント
・ジエチレングリコールモノブチルエーテル:4.8質量パーセント
・トリプロピレングリコールモノメチルエーテル:4.8質量パーセント
・ベンゾトリアゾール:1.2質量パーセント
・イオン交換水:合計で100質量パーセントとなる残量
<インクの組成の説明>
次に、インクの組成について説明する。以下の説明におけるインク組成物は、インクと読み替えることが可能である。
インク組成物は、顔料を含んでなり、必要に応じて、更に分散剤や界面活性剤、その他の成分を用いて構成することができる。なお、画像の耐性を向上させるために、インク液の粘度や表面張力を高くすることによって、記録媒体上をインクがぬれ広がりにくくすることも可能である。例えば、下記の成分の中で、顔料や樹脂粒子などの分散粒子成分を増やすことは、インク液の粘度を高めるだけでなく、凝集を速め、凝集体自体の強度向上にも期待できるので、好ましい。
<顔料>
インク組成物は、色材成分として顔料の少なくとも一種を含有する。顔料としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、有機顔料、又は無機顔料のいずれであってもよい。顔料は、水に殆ど不溶であるか又は難溶である顔料であることが、インク着色性の点で好ましい。
<分散剤>
インク組成物は、分散剤の少なくとも一種を含有することができる。顔料の分散剤としては、ポリマー分散剤、又は低分子の界面活性剤型分散剤のいずれでもよい。また、ポリマー分散剤は、水溶性の分散剤、又は非水溶性の分散剤のいずれでもよい。
ポリマー分散剤の重量平均分子量は、3,000〜100,000が好ましく、より好ましくは5,000〜50,000であり、更に好ましくは5,000〜40,000であり、特に好ましくは10,000〜40,000である。なお、本明細書において、任意の数値をAとし、Aと異なる任意の数値をBとした場合のA〜Bは、A以上B以下を表している。
ポリマー分散剤の酸価としては、処理液が接触したときの凝集性が良好である観点から、100mgKOH/g以下が好ましい。更には、酸価は、25〜100mgKOH/gがより好ましく、25〜80が更に好ましく、30〜65が特に好ましい。ポリマー分散剤の酸価が25以上であると、自己分散性の安定性が良好になる。なお、mgKOH/gは油脂1グラム中に存在する遊離脂肪酸を中和する際に必要な水酸化カリウムの質量である。水酸化カリウムの質量はミリグラムを用いて表される。
ポリマー分散剤は、自己分散性と処理液が接触したときの凝集速度の観点から、カルボキシル基を有するポリマーを含むことが好ましく、カルボキシル基を有し、酸価が25〜80mgKOH/gのポリマーを含むことがより好ましい。
画像の耐光性や品質などの観点から、顔料と分散剤と含むことが好ましく、有機顔料とポリマー分散剤とを含むことがより好ましく、有機顔料とカルボキシル基を含むポリマー分散剤とを含むことが特に好ましい。また、顔料は、凝集性の観点から、カルボキシル基を有するポリマー分散剤に被覆され、水不溶性であることが好ましい。更に、凝集性の観点からは、後述の自己分散性ポリマーの粒子の酸価の方が、ポリマー分散剤の酸価よりも小さいことが好ましい。
顔料の平均粒子径としては、10〜200ナノメートルが好ましく、10〜150ナノメートルがより好ましく、10〜100ナノメートルが更に好ましい。平均粒子径は、200ナノメートル以下であると色再現性が良好になり、インクジェット法で打滴する際の打滴特性が良好になり、10ナノメートル以上であると耐光性が良好になる。また、色材の粒径分布に関しては、特に制限はなく、広い粒径分布又は単分散性の粒径分布のいずれであってもよい。また、単分散性の粒径分布を持つ色材を二種以上混合して使用してもよい。
なお、顔料粒子の平均粒子径及び粒径分布は、ナノトラック粒度分布測定装置UPA−EX150(日機装株式会社製)を用いて、動的光散乱法により体積平均粒径を測定することにより求められるものである。
顔料は、一種単独で、又は二種以上を組み合わせて使用してもよい。
顔料のインク組成物中における含有量としては、画像濃度の観点から、インク組成物に対して、1〜25質量パーセントであることが好ましく、2〜20質量パーセントがより好ましく、5〜20質量パーセントが更に好ましく、5〜15質量パーセントが特に好ましい。
<ポリマー粒子>
インク組成物は、ポリマー粒子の少なくとも一種を含有することができる。このポリマー粒子は、後述の処理液、又はこれを乾燥させた領域と接触した際に分散不安定化して凝集しインクを増粘させることによりインク組成物を固定化する機能を有し、インク組成物の記録媒体への定着性及び画像の耐擦過性をより向上させることができる。
凝集剤と反応するために、アニオン性の表面電荷を有するポリマー粒子が用いられ、充分な反応性、吐出安定性が得られる範囲で、広く一般に知られているラテックスが用いられるが、特に自己分散性のポリマー粒子を用いることが好ましい。
<自己分散性ポリマー粒子>
インク組成物は、ポリマー粒子として、自己分散性ポリマー粒子の少なくとも一種を含有することが好ましい。この自己分散性ポリマーは、後述の処理液又はこれを乾燥させた領域と接触した際に分散不安定化して凝集しインクを増粘させることによりインク組成物を固定化する機能を有し、インク組成物の記録媒体への定着性及び画像の耐擦過性をより向上させることができる。また、自己分散性ポリマーは、吐出安定性及び顔料を含む系の液安定性(特に分散安定性)の観点からも好ましい樹脂粒子である。
自己分散性ポリマーの粒子とは、他の界面活性剤の不存在下に、ポリマー自身が有する官能基(特に酸性基又はその塩)によって、水性媒体中で分散状態となり得る水不溶性ポリマーであって、遊離の乳化剤を含有しない水不溶性ポリマーの粒子を意味する。
自己分散性ポリマーの酸価としては、処理液が接触したときの凝集性が良好である観点から、50mgKOH/g以下が好ましい。更には、酸価は、25〜50mgKOH/gがより好ましく、30〜50が更に好ましい。自己分散性ポリマーの酸価が25mgKOH/g以上であると、自己分散性の安定性が良好になる。
自己分散性ポリマーの粒子は、自己分散性と処理液が接触したときの凝集速度の観点から、カルボキシル基を有するポリマーを含むことが好ましく、カルボキシル基を有し、酸価が25〜50mgKOH/gのポリマーを含むことがより好ましく、カルボキシル基を有し、酸価が30〜50mgKOH/gのポリマーを含むことがより好ましい。
自己分散性ポリマーの粒子を構成する水不溶性ポリマーの分子量としては、重量平均分子量で3000〜20万であることが好ましく、5000〜15万であることがより好ましく、10000〜10万であることが更に好ましい。重量平均分子量を3000以上とすることで水溶性成分量を効果的に抑制することができる。また、重量平均分子量を20万以下とすることで、自己分散安定性を高めることができる。
なお、重量平均分子量は、ゲル透過クロマトグラフ(GPC)で測定される。GPCは、HLC−8220GPC(東ソー株式会社製)を用い、カラムとして、TSKgeL SuperHZM−H、TSKgeL SuperHZ4000、TSKgeL SuperHZ2000(東ソー株式会社製、4.6mmID×15cm)を三本用い、溶離液としてTHF(テトラヒドロフラン)を用いる。また、条件としては、試料濃度を0.35毎分、流速を0.35ミリリットル毎分、サンプル注入量を10マイクロリットル、測定温度を40℃とし、IR検出器を用いて行なう。また、検量線は、東ソー株式会社製「標準試料TSK standard,polystyrene」:「F−40」、「F−20」、「F−4」、「F−1」、「A−5000」、「A−2500」、「A−1000」、「n−プロピルベンゼン」の八サンプルから作製する。
自己分散性ポリマーの粒子の平均粒子径は、体積平均粒子径で10ナノメートル〜400ナノメートルの範囲が好ましく、10〜200ナノメートルの範囲がより好ましく、10〜100ナノメートルの範囲が更に好ましい。体積平均粒子径は、10ナノメートル以上であると製造適性が向上し、1マイクロメートル以下であると保存安定性が向上する。
なお、自己分散性ポリマーの粒子の平均粒子径及び粒径分布は、ナノトラック粒度分布測定装置UPA−EX150(日機装株式会社製)を用いて、動的光散乱法により体積平均粒径を測定することにより求められるものである。
自己分散性ポリマーの粒子は、一種単独で、又は二種以上を混合して用いることができる。自己分散性ポリマーの粒子のインク組成物中における含有量としては、凝集速度や画像の光沢性などの観点から、インク組成物に対して、1〜30質量パーセントであることが好ましく、5〜15質量パーセントであることがより好ましい。
また、インク組成物中の顔料と自己分散性ポリマーの粒子との含有比率(例えば、水不溶性顔料粒子/自己分散性ポリマーの粒子)としては、画像の耐擦過性などの観点から、1/0.5〜1/10であることが好ましく、1/1〜1/4であることがより好ましい。
インク組成物は、水溶性有機溶媒の少なくとも一種を含有することができる。水溶性有機溶媒は、乾燥防止、湿潤あるいは浸透促進の効果を得ることができる。乾燥防止には、噴射ノズルのインク吐出口においてインクが付着乾燥して凝集体ができ、目詰まりするのを防止する乾燥防止剤として用いられ、乾燥防止や湿潤には、水より蒸気圧の低い水溶性有機溶媒が好ましい。また、浸透促進には、紙へのインク浸透性を高める浸透促進剤として用いることができる。
乾燥防止剤としては、水より蒸気圧の低い水溶性有機溶媒であることが好ましい。
乾燥防止剤は、一種単独で用いても、又は二種以上併用してもよい。乾燥防止剤の含有量は、インク組成物中に10〜50質量パーセントの範囲とするのが好ましい。
浸透促進剤としては、インク組成物を用紙により良く浸透させる目的で好適である。浸透促進剤は、一種単独で用いても二種以上併用してもよい。浸透促進剤の含有量は、インク組成物中に5〜30質量パーセントの範囲であるのが好ましい。また、浸透促進剤は、画像の滲み、紙抜け(プリントスルー)を起こさない量の範囲内で使用することが好ましい。
<水>
インク組成物は、水を含有するものであるが、水の量には特に制限はない。中でも、水の好ましい含有量は、10〜99質量パーセントであり、より好ましくは30〜80質量パーセントであり、更に好ましくは50〜70質量パーセントである。
<その他の添加剤>
インク組成物は、上記成分以外にその他の添加剤を用いて構成することができる。その他の添加剤としては、例えば、乾燥防止剤(湿潤剤)、褪色防止剤、乳化安定剤、浸透促進剤、紫外線吸収剤、防腐剤、防黴剤、pH調整剤、表面張力調整剤、消泡剤、粘度調整剤、分散剤、分散安定剤、防錆剤、及びキレート剤等の公知の添加剤が挙げられる。
<インクの溶剤の違いとべたつき評価について>
図19は図13の実験33について、インクの溶剤の種類、インクの溶剤の含有率、インクの溶剤のSP値、及びインクの溶剤の分子量が示された表である。図13、及び図19に示された実験33に適用されたインクは、インクの溶剤としてポリエチレングリコールが使用されている。ポリエチレングリコールの含有率は14.5質量パーセントである。また、ポリエチレングリコールのSP値は32.55(MPa)1/2であり、ポリエチレングリコールの分子量は76である。なお、実験33のPGはポリエチレングリコールを表している。また、質量%は質量パーセントを表している。
図20は図13の実験33においてインクの溶剤が変更された場合のニス塗布におけるべたつき評価の評価結果が示された表である。図20に示された実験51に適用されたインクは、エチレングリコールが14.5質量パーセント含まれている。エチレングリコールのSP値は36.48(MPa)1/2であり、エチレングリコールの分子量は60である。実験51は、ニス塗布におけるべたつき評価はAである。なお、実験51のEGはエチレングリコールを表している。
実験52に適用されたインクは、1,3−ブタンジオールが14.5質量パーセント含まれている。1,3−ブタンジオールのSP値は30.27(MPa)1/2であり、1,3−ブタンジオールの分子量は90.12である。なお、実験52のBDOはブタンジオールを表している。
実験53に適用されたインクは、2−ピロリドンが14.5質量パーセント含まれている。2−ピロリドンのSP値は25.85(MPa)1/2であり、2−ピロリドンの分子量は85.1である。図20に示された実験52、及び実験53は、ニス塗布におけるべたつき評価はBである。
実験54に適用されたインクは、GP−250が14.5質量パーセント含まれている。なお、GP−250は商品名である。GP−250のSP値は26.38(MPa)1/2であり、GP−250の分子量は250である。
実験55に適用されたインクは、ジエチレングリコールが14.5質量パーセント含まれている。ジエチレングリコールのSP値は30.62(MPa)1/2であり、ジエチレングリコールの分子量は106である。なお、実験55のDEGはジエチレングリコールを表している。
実験56に適用されたインクは、ジプロピレングリコールが14.5質量パーセント含まれている。ジプロピレングリコールのSP値は27.14(MPa)1/2であり、ジエチレングリコールの分子量は134.17である。なお、実験56のDPGはジプロピレングリコールを表している。実験54から実験56までは、ニス塗布におけるべたつき評価はCである。
実験57に適用されたインクは、ジエチレングリコールモノブチルエーテルが14.5質量パーセント含まれている。ジエチレングリコールモノブチルエーテルのSP値は21.51(MPa)1/2であり、ジエチレングリコールモノブチルエーテルの分子量は162.23である。なお、実験57のDEGmBEはジエチレングリコールモノブチルエーテルを表している。
実験58に適用されたインクは、トリプロピレングリコールモノメチルエーテルが14.5質量パーセント含まれている。トリプロピレングリコールモノメチルエーテルのSP値は20.43(MPa)1/2であり、トリプロピレングリコールモノメチルエーテルの分子量は206である。なお、実験58のTPGmMEはトリプロピレングリコールモノメチルエーテルを表している。実験57、及び実験58は、ニス塗布におけるべたつき評価はDである。
以上まとめると、SP値が25以上、且つ、分子量が100以下の溶剤を含有するインクのニス塗布におけるブロッキング性能の評価はA、又はBである。SP値が25以上、且つ、分子量が100以下の溶剤が含有されるインクが使用されることに起因して、好ましいブロッキング性能が得られる。
また、SP値が25以上、且つ、分子量が250以下の溶剤を含有するインクのニス塗布におけるブロッキング性能の評価はCである、SP値が25以上、且つ、分子量が250以下の溶剤を含有するインク使用されることに起因して、運用方法の検討を条件として許容可能な範囲のブロッキング性能が得られる。
なお、図19、及び図20に示された評価結果によれば、ブロッキング性能の評価がA、B又はCとなるインクの溶媒のSP値は25.85以上である。また、ブロッキング性能の評価がDとなるSP値は、21.51以下である。SP値の境界値は21.51を超える値であり、25.85以下の値になると考えられる。そこで、25.85以下の整数であり、25.85との差が最小となる整数である25が、SP値の境界値と規定されている。
[処理液の説明]
処理液は、既述のインク組成物中の成分を凝集させる凝集剤を少なくとも含み、必要に応じて、更に他の成分を用いて構成することができる。処理液を用いることで、インクジェット方式の印刷を高速化でき、高速印刷しても濃度、解像度の高い印刷性(例えば細線や微細部分の再現性)に優れた画像が得られる。また、処理液やインク組成物の処方を改善することにより、形成された画像自体の強度を高めることができ、高圧送風などによる画像の耐久性を補強することができる。
凝集剤としては、インク組成物のペーハー値を変化させることができる化合物であっても、多価金属塩であっても、ポリアリルアミン類であってもよい。インク組成物の凝集性の観点から、インク組成物のペーハー値を変化させることができる化合物が好ましく、インク組成物のペーハー値を低下させ得る化合物がより好ましい。
凝集後の固形成分と積堆成分(液体成分)が速やかに分離できる、あるいは、凝集体自体をよりリジッド化できる凝集剤を選ぶことが好ましい。このような凝集剤としては、有機酸が好ましく、2価以上の有機酸がより好ましく、二価以上三価以下の酸性物質が特に好ましい。二価以上の有機酸としては、その第1pKaが3.5以下の有機酸が好ましく、より好ましくは3.0以下の有機酸である。具体的には、例えば、リン酸、シュウ酸、マロン酸、クエン酸などが好適に挙げられる。
凝集剤は、一種単独で、又は二種以上を混合して用いることができる。
インク組成物を凝集させる凝集剤の処理液中における含有量としては、1〜50質量パーセントが好ましく、より好ましくは3〜45質量パーセントであり、更に好ましくは5〜40質量パーセントの範囲である。
処理液は、効果を損なわない範囲内で、更にその他の成分として他の添加剤を含有することができる。他の添加剤としては、例えば、乾燥防止剤(湿潤剤)、褪色防止剤、乳化安定剤、浸透促進剤、紫外線吸収剤、防腐剤、防黴剤、pH調整剤、表面張力調整剤、消泡剤、粘度調整剤、分散剤、分散安定剤、防錆剤、及びキレート剤等の公知の添加剤が挙げられる。なお、pHは水素イオン濃度を表している。pHはペーハー、又はピーエッチと呼ばれることがある。
インクとして、金属粒子が含有されたインク、又は樹脂粒子が含有されたインクなど、インクジェットヘッドが適用されて、液滴状態で吐出させることが可能なインクが適用可能である。
[作用効果の説明]
上記の如く構成されたインクジェット印刷システム、及びニス塗布方法によれば、べたつき評価値が0.24以下となるインク乾燥条件が適用されるインク乾燥処理、及びべたつき評価値が0.24以下となるニス後処理条件が適用されるニス後処理の少なくともいずれか一方の処理が実施されることで、ニスが塗布された用紙におけるべたつきが抑制される。
これまでに、ニスの表面物性を表すニスのべたつきに着目してブロッキングが改良された例はない。
べたつき評価値が0.20未満となるインク乾燥条件が適用されるインク乾燥処理、及びべたつき評価値が0.24未満となるニス後処理条件が適用されるニス後処理の少なくともいずれか一方の処理が実施されることで、ニスが塗布された用紙におけるべたつきがより制される。
べたつき評価値が0.20未満となるインク乾燥条件として、インク乾燥処理後の用紙に印刷された画像の表面温度が100℃以上となるインク乾燥条件が適用可能である。
べたつき評価値が0.20未満となるニス後処理条件として、ニス後処理後の用紙に塗布されたニスの表面温度が35℃以下となるニス後処理条件が適用可能である。ニス後処理として冷却処理が挙げられる。冷却処理はニス塗布の際に用紙が支持される面の冷却が適用可能である。
べたつき評価値が0.24以下となる条件として、インク乾燥処理の終了からニス塗布開始までの期間が5分間以上の条件が適用可能である。べたつき評価値が0.20未満となる条件として、インク乾燥処理の終了からニス塗布開始までの期間が10分間以上の条件が適用可能である。
べたつき評価値が0.24以下となる条件として、インク乾燥処理後の用紙の加熱処理において、加熱温度が50℃、加熱期間が60秒間以上の条件が挙げられる。べたつき評価値が0.20未満となる条件として、インク乾燥処理後の用紙の加熱処理において、加熱温度が60℃、加熱期間が10秒間以上の条件が挙げられる。
べたつき評価値が0.24以下となる条件として、ニス塗布後のパウダーの噴霧が挙げられる。べたつき評価値が0.20未満となる条件として、ニス塗布後のパウダーの噴霧におけるパウダー噴霧量の増加が挙げられる。
以上説明した本発明の実施形態は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜構成要件を変更、追加、削除することが可能である。本発明は以上説明した実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想内で当該分野の通常の知識を有するものにより、多くの変形が可能である。
1 インクジェット印刷装置
10 給紙部
11 給紙装置
12 フィーダーボード
13 給紙ドラム
20 処理液塗布部
21 処理液塗布ドラム
22 処理液塗布装置
30 処理液乾燥部
31 処理液乾燥ドラム
32 第一用紙ガイド
33 ドライヤー
40 印刷部
41 印刷ドラム
42 用紙押さえローラー
43、43C、43M、43Y、43K インクジェットヘッド
44 スキャナー
50 インク乾燥部
51 第一チェーンデリバリー
52 第二用紙ガイド
53 第一加熱装置
60 ニス塗布部
61 ニス塗布ドラム
70 ニス後処理部
70A 第二加熱装置
71 第二チェーンデリバリー
72 第三用紙ガイ
0 集積部
81 集積装置
90 ニスコーター
92 第一温度検出部
94 第二温度検出部
96 パウダー噴霧部
100 コンピューター
101 通信部
102 操作部
103 表示部
104 記憶部
105 搬送部
106 通信部
110 搬送制御部
111 給紙制御部
112 処理液塗布制御部
113 処理液乾燥制御部
114 印刷制御部
115 インク乾燥制御部
116 ニス塗布制御部
117 ニス後処理制御部
118 集積制御部
120 通信制御部
130 パウダー噴霧制御部
132 第一温度情報取得部
134 乾燥条件設定部
136 第二温度情報取得部
138 ニス後処理条件設定部
140 画像処理部
200 インクジェット印刷システム
300 インクジェット印刷装置
400 ニスコート装置
410 給紙部
411 給紙装置
412 フィーダーボード
413 給紙ドラム
460 ニス塗布部
461 ニス塗布ドラム
470 ニス後処理部
470A 第二加熱装置
471 第二チェーンデリバリー
472 第三用紙ガイド
480 集積部
481 集積装置
490 ニスコーター
494 第二温度検出部
496 パウダー噴霧部
700 インクジェット印刷システム
710 移送装置
712 コンベアー
800 べたつき測定装置
802 試料台
804 シリンダーエッジ
806 振り子
808 検出器
810 マグネット
820 減衰振動曲線
840 曲線
842 収束した値
850 曲線
852 最大値
P 用紙
S10からS32 ニス塗布方法の各工程

Claims (14)

  1. 媒体を媒体搬送方向に搬送させる媒体搬送部と、
    搬送される媒体の画像が形成される印刷面にインクを用いて画像を形成するインクジェットヘッドと、
    画像が形成された媒体の前記印刷面に水性ニスを付与するニス付与部と、
    水性ニスが付与された媒体が前記ニス付与部から出力された際における媒体に付与された水性ニスへの前記インクの溶剤の混入を原因とするべたつき度合いを表すべたつき評価値であり、水性ニスが付与された媒体の任意の位置を支点として振り子運動をさせた振り子の減衰振動率を用いて導出されるべたつき評価値が0.11以上0.24以下となる処理が媒体の前記印刷面に施される処理部であり、前記媒体搬送方向について前記インクジェットヘッドの下流側の位置であり、前記媒体搬送方向について前記ニス付与部の上流側の位置に配置される処理部と、
    前記ニス付与部を用いて水性ニスが付与された媒体であり、前記処理部を用いて処理が施された媒体を集積する集積部と、
    を備えたインクジェット印刷装置。
  2. 前記処理部は、前記べたつき評価値が0.11以上0.20未満となる処理が前記媒体の前記印刷面に施される請求項1に記載のインクジェット印刷装置。
  3. 前記媒体搬送方向について前記インクジェットヘッドの下流側の位置であり、前記媒体搬送方向について前記ニス付与部の上流側の位置に配置される第一温度検出部であり、前記インクジェットヘッドを用いて画像が形成され、前記ニス付与部を用いて水性ニスが付与される前の媒体の温度を検出する第一温度検出部を備え、
    前記処理部は、前記インクジェットヘッドを用いて画像が形成され、かつ、前記ニス付与部を用いて前記水性ニスが付与される前の媒体の前記印刷面に乾燥処理を施す乾燥処理部、及び前記ニス付与部を用いて水性ニスが付与される前の媒体の前記印刷面の前記べたつき評価値が0.11以上0.24以下となる乾燥条件を適用して、前記乾燥処理部を用いて乾燥処理が施される媒体の温度を制御する乾燥処理制御部を備えた請求項1又は2に記載のインクジェット印刷装置。
  4. 前記乾燥処理制御部は、前記第一温度検出部を用いて検出される媒体の温度が101℃以上となる乾燥条件を適用して、前記乾燥処理部の動作を制御する請求項3に記載のインクジェット印刷装置。
  5. 前記媒体搬送方向について前記ニス付与部の下流側の位置であり、前記媒体搬送方向について前記集積部の上流側の位置に配置される第二温度検出部であり、前記ニス付与部を用いて水性ニスが付与され、前記集積部において集積される前の媒体の温度を検出する第二温度検出部を備え、
    前記処理部は、前記媒体搬送方向における前記ニス付与部の下流側の位置であり、前記媒体搬送方向における前記集積部の上流側の位置に配置される冷却処理部であり、前記ニス付与部を用いてニスが付与された媒体の前記印刷面に対して冷却処理を施す冷却処理部、及び前記ニス付与部を用いて水性ニスが付与される前の媒体の前記印刷面の前記べたつき評価値が0.11以上0.24未満となる冷却条件を適用して、前記冷却処理部を用いて冷却処理が施される媒体の温度を制御する冷却処理制御部を備えた請求項1から4のいずれか一項に記載のインクジェット印刷装置。
  6. 前記冷却処理制御部は、前記第二温度検出部を用いて検出される媒体の温度が40℃以下となる冷却条件を適用して前記冷却処理部の動作を制御する請求項5に記載のインクジェット印刷装置。
  7. 前記処理部は、前記インクジェットヘッドを用いて画像が形成された媒体であり、前記ニス付与部におけるニス付与の前の媒体を移送する移送処理部、及び前記移送処理部における移送条件として、環境温度が15℃以上35℃以下、環境相対湿度が35パーセント以上65パーセント以下、及び移送期間が10分間以上の条件を設定する移送条件設定部を備えた請求項1又は2に記載のインクジェット印刷装置。
  8. 前記処理部は、前記インクジェットヘッドを用いて画像が形成された媒体であり、前記ニス付与部におけるニス付与の前の媒体を移送する移送処理部、及び前記移送処理部における移送条件として、環境温度が50℃以上、及び移送期間が90秒間以上の条件を設定する移送条件設定部を備えた請求項1又は2に記載のインクジェット印刷装置。
  9. 前記処理部は、前記インクジェットヘッドを用いて画像が形成された媒体であり、前記ニス付与部におけるニス付与の前の媒体を移送する移送処理部、及び前記移送処理部における移送条件として、環境温度が60℃以上、及び移送期間が10秒間以上の条件を設定する移送条件設定部を備えた請求項1又は2に記載のインクジェット印刷装置。
  10. 前記インクは、SP値が25(MPa)1/2以上の溶剤を含有する請求項1からのいずれか一項に記載のインクジェット印刷装置。
  11. 前記インクは、分子量が100以下の溶剤を含有する請求項1から10のいずれか一項に記載のインクジェット印刷装置。
  12. 媒体を媒体搬送方向に搬送させる媒体搬送部と、
    搬送される媒体にインクを用いて画像を形成する印刷部と、
    画像が形成された媒体に水性ニスを付与するニス付与部と、
    水性ニスが付与された媒体が前記ニス付与部から出力された際における媒体に付与された水性ニスのべたつき度合いを表すべたつき評価値であり、水性ニスが付与された媒体の任意の位置を支点として振り子運動をさせた振り子の減衰振動率を用いて導出されるべたつき評価値が0.24以下となる処理が媒体に施される処理部と、
    前記ニス付与部を用いて水性ニスが付与された媒体であり、前記処理部を用いて処理が施された媒体を集積する集積部と、
    前記媒体搬送方向について前記印刷部の下流側の位置であり、前記媒体搬送方向について前記ニス付与部の上流側の位置に配置される第一温度検出部であり、前記印刷部を用いて画像が形成され、前記ニス付与部を用いて水性ニスが付与される前の媒体の温度を検出する第一温度検出部と、
    を備え、
    前記処理部は、前記処理部を用いた処理の後の媒体に対してパウダーを噴霧するパウダー噴霧部、及び前記第一温度検出部を用いて検出された媒体の温度が101℃未満の場合に前記パウダー噴霧部を用いて前記処理部を用いた処理の後の媒体に対してパウダーを噴霧するパウダー噴霧制御部を備えた画像形成装置。
  13. 媒体を媒体搬送方向に搬送させる媒体搬送部と、
    搬送される媒体にインクを用いて画像を形成する印刷部と、
    画像が形成された媒体に水性ニスを付与するニス付与部と、
    水性ニスが付与された媒体が前記ニス付与部から出力された際における媒体に付与された水性ニスのべたつき度合いを表すべたつき評価値であり、水性ニスが付与された媒体の任意の位置を支点として振り子運動をさせた振り子の減衰振動率を用いて導出されるべたつき評価値が0.24以下となる処理が媒体に施される処理部と、
    前記ニス付与部を用いて水性ニスが付与された媒体であり、前記処理部を用いて処理が施された媒体を集積する集積部と、
    前記媒体搬送方向について前記ニス付与部の下流側の位置であり、前記媒体搬送方向について前記集積部の上流側の位置に配置される第二温度検出部であり、前記ニス付与部を用いて水性ニスが付与され、前記集積部において集積される前の媒体の温度を検出する第二温度検出部と、
    を備え、
    前記処理部は、前記処理部を用いた処理の後の媒体に対してパウダーを噴霧するパウダー噴霧部、及び前記第二温度検出部を用いて検出された媒体の温度が40℃を超える場合に前記パウダー噴霧部を用いて前記処理部を用いた処理の後の媒体に対してパウダーを噴霧するパウダー噴霧制御部を備えた画像形成装置。
  14. 媒体搬送方向に搬送させる媒体の画像が形成される印刷面インクジェットヘッドを用いてインクを付与して画像を形成する印刷工程と、
    前記印刷工程を用いて画像が形成された媒体の前記印刷面にニス付与部を用いて水性ニスを付与するニス付与工程と、
    前記ニス付与工程において水性ニスが付与された媒体が前記ニス付与部から出力された際における前記媒体に付与された水性ニスへの前記インクの溶剤の混入を原因とするべたつき度合いを表すべたつき評価値であり、水性ニスが付与された媒体の任意の位置を支点として振り子運動をさせた振り子の減衰振動率を用いて導出されるべたつき評価値が0.11以上0.24以下となる処理が、前記媒体搬送方向について前記インクジェットヘッドの下流側の位置であり、前記媒体搬送方向について前記ニス付与部の上流側の位置に配置される処理部を用いて前記媒体に施される処理工程と、
    前記ニス付与工程において水性ニスが付与された媒体であり、前記処理工程において処理が施された媒体を集積する集積工程と、
    を含むニス付与方法。
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