專利名稱：圖像形成裝置和圖像形成方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種通過將液滴噴射到記錄介質上而形成圖像的圖像形成裝置和圖像形成方法。
背景技術：
通常已知的是將墨滴從噴墨記錄頭噴射到記錄介質例如紙張上的圖像形成裝置。在這種圖像形成裝置中，例如當通過使用具有頁幅的寬度的線性噴墨記錄頭進行高速圖像形成時，在墨水繪制工藝之后需要加熱和干燥工藝，以確保紙張的圖像表面的耐摩擦性并且減少由墨水中的水分所引起的紙張的變形。日本專利申請公開(JP-A) No. 2006-142613公開了一種通過波長為700nm至IOOOnm的近紅外閃光燈對已經噴射到記錄介質上的墨滴進行加熱和干燥的裝置。此外，JP-A No. 2010-512256公開了一種通過波長為750nm至1400nm的近紅外燈(IR LED陣列或NIR陣列等)對已經噴射到紙張基材上的墨水進行加熱和干燥的裝置。而且，JP-A No. 2009-166262公開了一種這樣的裝置，其中墨水含有熔融溫度為40°C至130。C的熱熔性粒子，并且在圖像繪制之后，通過非接觸型紅外線加熱器或通過接觸型加熱膜將其上繪制有圖像的表面加熱到高于或等于40°C至130°C。在圖像形成裝置中，從干燥效率考慮，通過紅外線加熱器的加熱是特別優(yōu)選的。然而，當使用紅外線加熱器進行加熱時，紙張的在非圖像部分的熱破壞成為問題。即，紙張中包含的水分由空白部分的加熱所致而揮發(fā)，并且發(fā)生非圖像部分的紙張收縮，并且可以引起起皺(cockling)(波狀起伏)或皺折(wrinkles)。此外，當嘗試將噴墨記錄應用到商業(yè)印刷領域時，需要對在膠印機等中使用的通用涂布紙的適應性。然而，當將上述的干燥技術應用于通用涂布紙時，可能引起被稱作起泡(或灼傷起泡)的圖像表面的隆起。

發(fā)明內容
在考慮上述的情況下，本發(fā)明提供了一種可以在降低記錄介質的變形的同時抑制起泡的圖像形成裝置和圖像形成方法。本發(fā)明的第一方面是一種圖像形成裝置，所述圖像形成裝置包括液滴噴射裝置，所述液滴噴射裝置將液滴噴射到記錄介質上；和干燥裝置，所述干燥裝置將噴射到所述記錄介質上的液滴干燥，所述干燥裝置包括紅外線的峰值波長被設定為小于或等于1. 2 μ m的紅外線加熱器；其中在干燥的第一階段期間，即在由在所述記錄介質上的液滴產生的水分量大于或等于4. Og/m2的階段期間，使用所述干燥裝置在所述記錄介質的紙表面溫度變得不超過100°C的條件下進行加熱；和在干燥的第二階段期間，即在由在所述記錄介質上的液滴產生的水分量變得低于4. Og/m2之后的階段，使用所述干燥裝置進行加熱，使得所述記錄介質的紙表面溫度超過100°C。根據本發(fā)明的第一方面，干燥裝置包括紅外線的峰值波長被設定為小于或等于1. 2 μ m的紅外線加熱器。因此，紅外線難于被記錄介質吸收，降低了對記錄介質的熱破壞，并且降低了在記錄介質上發(fā)生起皺(波狀起伏)和皺折。此外，在其中由在記錄介質上的液滴產生的水分量大于或等于4. Og/m2的干燥的第一階段中，在記錄介質的紙表面溫度變得不超過100°C的條件下進行加熱。在干燥的第二階段中，在由在記錄介質上的液滴產生的水分量變得低于4. Og/m2之后，進行加熱，使得記錄介質的紙表面溫度超過100°C。由此，降低了對記錄介質的熱破壞，并且降低了在記錄介質上發(fā)生起皺和皺折。與這些一起的是，抑制了已經滲透到記錄介質內的水分歸因于加熱的急劇蒸發(fā)，并且抑制了在記錄介質上的被稱作起泡(或灼傷起泡)的圖像表面的隆起的發(fā)生。本發(fā)明的第二方面是根據第一方面的圖像形成裝置，其中所述記錄介質是用于印刷用途的通用涂布紙。根據上述的第二方面，即使當記錄介質是用于印刷用途的可以容易地產生起泡的通用涂布紙時，對記錄介質的熱破壞也得到了降低，并且在記錄介質發(fā)生起皺和皺折也得到了降低。此外，抑制了已經滲透到記錄介質內的水分歸因于加熱的急劇蒸發(fā)，并且抑制了在記錄介質上的被稱作起泡的圖像表面的隆起的發(fā)生。本發(fā)明的第三方面是根據本發(fā)明的第一或第二方面的圖像形成裝置，其中液滴是墨水，并且在將液滴噴射到記錄介質上之前，將墨水凝聚處理液涂敷到記錄介質上。根據本發(fā)明的上述第三方面，液滴是墨水，并且通過將墨水凝聚處理液在液滴被噴射到記錄介質上之前涂敷到記錄介質上，顏料等被分散在墨水凝聚體內，并且促進其與溶劑的分離。由此，水分往記錄介質中的滲透得到抑制，并且抑制了在紙張上發(fā)生起皺。本發(fā)明的第四方面是根據本發(fā)明的第一至第三方面中任一方面的圖像形成裝置，在液滴中包含多個由熱塑性樹脂形成的粒子。根據上述的第四方面，由于在液滴中含有眾多由熱塑性樹脂形成的粒子，當通過干燥裝置加熱時，樹脂形成涂膜，并且改善了膜表面的質量。本發(fā)明的第五方面是一種圖像形成方法，所述圖像形成方法包括將液滴噴射到記錄介質上；和干燥工藝，由此將噴射到所述記錄介質上的液滴暴露于紅外線的峰值波長被設定為小于或等于1. 2 μ m的紅外線加熱器；其中所述干燥工藝包括在其中由在記錄介質上的液滴所產生的水分量大于或等于4. Og/m2的干燥的第一階段期間，在所述記錄介質的紙表面溫度變得不超過100°C的條件下進行加熱；和在其中由在所述記錄介質上的液滴所產生的水分量變得低于4. Og/m2之后的干燥的第二階段期間，進行加熱，使得所述記錄介質的紙表面溫度超過100°C。根據上述的第五方面，當干燥噴射到記錄介質上的液滴時，對記錄介質的熱破壞得到減少，并且在記錄介質上發(fā)生起皺和皺折得到減少。此外，抑制了已經滲透到記錄介質內的水分歸因于加熱的急劇蒸發(fā)，并且抑制了在記錄介質上的被稱作起泡(或灼傷起泡)的圖像表面的隆起的發(fā)生。本發(fā)明的第六方面是根據本發(fā)明的第五方面的圖像形成方法，其中所述記錄介質是用于印刷用途的通用涂布紙。根據第六方面，即使當記錄介質是用于印刷用途的可以容易地產生起泡的通用涂布紙時，對記錄介質的熱破壞也得到了降低，并且在記錄介質發(fā)生起皺和皺折也得到了降低。此外，抑制了已經滲透到記錄介質內的水分歸因于加熱的急劇蒸發(fā)，并且抑制了在記錄介質上的被稱作起泡的圖像表面的隆起的發(fā)生。本發(fā)明的第七方面是根據本發(fā)明的第五或第六方面的圖像形成方法，其中液滴是墨水，并且在將液滴噴射到記錄介質上之前，將墨水凝聚處理液涂敷到記錄介質上。根據上面所述的上述第七方面，液滴是墨水，并且通過將墨水凝聚處理液在液滴被噴射到記錄介質上之前涂敷到記錄介質上，顏料等被分散在墨水凝聚體內，并且促進其與溶劑的分離。由此，水分往記錄介質中的滲透得到抑制，并且抑制了在紙張上發(fā)生起皺。本發(fā)明的第八方面是根據本發(fā)明的第五或第六方面的圖像形成方法，其中在液滴中包含多個由熱塑性樹脂形成的粒子。根據上述的第八方面，由于在液滴中含有眾多由熱塑性樹脂形成的粒子，當加熱時，樹脂形成涂膜，并且改善了膜表面的質量。由于本發(fā)明具有上述構造，因此在減少記錄介質的變形的同時可以抑制起泡。


下面參考附圖描述涉及本發(fā)明的一個示例性實施方案的實例。圖1是顯示涉及本發(fā)明的一個示例性實施方案的圖像記錄裝置的整體結構的示意圖；圖2是顯示涉及本發(fā)明的一個示例性實施方案的圖像記錄裝置的主體部分的示意圖；圖3是顯示IR(紅外)加熱器的波長和向紙張內的透過率的關系的圖；圖4是顯示用于實施干燥條件評價的評價用圖像形成裝置的框圖；和圖5是顯示在通過將墨水噴射到紙張上實施評價時的印刷樣品的圖。
具體實施方案整體結構下面參考圖1和圖2，描述本實施方案的用于實施圖像形成方法的噴墨型圖像形成裝置的一個實例。圖1是顯示整個裝置的示意圖(側視圖)，而圖2是用于強調頂(紅外)加熱器和溫熱空氣加熱器而畫出的示意圖(側視圖)。噴墨記錄裝置1是一種壓印滾筒(impression cylinder)直接繪制噴墨記錄裝置，其通過將多種顏色的墨水(液滴)從用作液滴噴射裝置的實例的噴墨頭172M、172K、172C和172Y噴射到紙張122上而形成理想的彩色圖像，所述紙張122被保持在圖像繪制部114的壓印滾筒(圖像繪制鼓170)上。噴墨記錄裝置1是一種在其上使用兩種液體反應(凝聚)方法的按需型圖像形成裝置，所述兩種液體反應(凝聚)方法通過在噴射墨水之前將處理液(墨水凝聚處理液)涂敷到用作記錄介質的紙張122上并且使處理液和墨水反應，從而在所述紙張122上進行圖像形成。噴墨記錄裝置1主要包括進紙部110、處理液涂敷部112、圖像繪制部114、干燥部116、固定部118和排紙部120。進紙部110是將紙張122進料到處理液涂敷部112的機構。作為切紙(cut paper)的紙張122被堆疊在進紙部110中。在進紙部110設置有進紙盤150，并且紙張122從進紙盤150逐一地進料到處理液涂敷部112。在噴墨記錄裝置1中，具有不同紙類型或尺寸(介質尺寸)的多種類型的紙張122可以被用作所述紙張122。注意本示例性實施方案描述了其中采用切紙作為所述紙張122的情況。處理液涂敷部112是將處理液涂敷到紙張122的記錄表面的機構。處理液包含色材凝聚劑，所述色材凝聚劑使在圖像繪制部114涂敷的墨水中的色材凝聚。處理液和墨水的彼此接觸促進了墨水分離成色材和溶劑。如圖1所示，處理液涂敷部112具有進紙滾筒152、處理液鼓巧4和處理液涂布裝置156。處理液鼓巧4是保持紙張122并且使紙張122旋轉并傳輸?shù)墓摹Ｔ谔幚硪汗?54的外周面上設置有爪形保持部(抓具)，并且紙張122的前端可以通過被夾在保持部的爪和處理液鼓154的外周面之間的紙張122保持。在處理液鼓154的外周面可以設置吸引孔，并且可以連接用于從吸引孔進行吸引的吸引部。由此，紙張122可以被緊緊地保持到處理液鼓154的周面。處理液涂布裝置156被設置在處理液鼓巧4的外側以面對其周面。處理液涂布裝置156包括其中儲存處理液的處理液容器；網紋傳墨輥，其一部分浸漬在處理液容器內的處理液中；以及橡皮輥，其壓制并接觸網紋傳墨輥和在處理液鼓巧4上的紙張122，并且在處理液測量之后，將處理液傳遞到紙張122上。根據這種處理液涂布裝置156，可以在測量的同時，將處理液涂布到紙張122上。在紙張122的傳輸方向上，在處理液涂布裝置156的下游側設置溫熱空氣加熱器158和頂加熱器160，用于干燥涂布在所述紙張122上的處理液。已經在處理液涂敷部112涂敷了處理液的紙張122經由中間傳輸部124(遞紙滾筒130)從處理液鼓IM傳送到圖像繪制部114的圖像繪制鼓170。圖像繪制部114具有圖像繪制鼓170和噴墨頭172M、172K、172C和172Y。與處理液鼓巧4相同的方式，圖像繪制鼓170在其外周面上具有爪形保持部(抓具)。將固定到圖像繪制鼓170的紙張122以其記錄表面朝外的方式傳輸，并且將墨水從噴墨頭172M、172K、172C和172Y涂敷至這個記錄表噴墨頭172M、172K、172C和172Y的每一個都是具有對應于在紙張122上的圖像形成區(qū)域的最大寬度的長度的實線型(full-line-type)噴墨記錄頭(噴墨頭)。在圖像形成區(qū)域的整個寬度內，噴墨頭172M、172K、172C和172Y各自的墨水噴射表面上都形成了噴嘴排，噴嘴排上排列了多個用于噴射墨水的噴嘴。噴墨頭172M、172K、172C和172Y各自被設定在垂直于紙張122的傳輸方向的方向(圖像繪制鼓170的旋轉方向)上延伸。相應顏色的墨水液滴被從相應的噴墨頭172M、172K、172C和172Y朝向紙張122的記錄表面噴射，所述紙張122被牢固地保持在圖像繪制鼓170上。由此，墨水接觸預先涂敷到處理液涂敷部112的記錄表面上的處理液，并且顏料和樹脂粒子被分散在墨水凝聚體內，并且形成凝聚體。由此防止了顏料在紙張122上的流動等，并且在紙張122的記錄表面上形成了圖像。其上在圖像繪制部114形成了圖像的紙張122經由中間傳輸部1 從圖像繪制鼓170傳送到干燥部116的干燥鼓176。干燥部116是將包含在由于凝聚行為而分離出的溶劑中的水分干燥的機構。如圖1所示，干燥部116具有干燥鼓176，和多個IR(紅外)加熱器178，以及設置在相應的頂加熱器178之間的溫熱空氣加熱器180，其用作下面描述的加熱裝置的實例。
與處理液鼓154的相同方式，干燥鼓176在其外周面上具有爪形保持部(抓具)，并且可以通過保持部保持紙張122的前端。從溫熱空氣加熱器180向紙張122吹出的溫熱空氣的溫度和空氣體積，以及各個頂加熱器的溫度通過溫度傳感器測量，并且作為溫度信息送至未示出的控制部。由控制部基于這種溫度信息適當調節(jié)溫熱空氣的溫度和空氣體積以及各個頂加熱器的溫度而實現(xiàn)各種干燥條件。注意，干燥鼓176的表面溫度可以被設置為大于或等于50°C。通過從紙張122的相反表面進行加熱，加速干燥并且可以在固定的同時防止圖像破壞。注意，干燥鼓176的表面溫度的上限沒有特別限制，但是從維護工作比如清潔附著到干燥鼓176的表面上的墨水等維護工作中的安全性(防止由于高溫而燃燒)考慮，優(yōu)選被設定為不超過75°C (并且更優(yōu)選不超過60°C )。此外，如上所述，已知的是處于越高的干燥筒溫度(干燥鼓176的表面溫度)(即，具有強干燥)的紙張122的膨脹和收縮越小。因此，在不會不利地影響上述安全性的范圍內，干燥鼓176的較高表面溫度可以抑制起皺效果。由于在紙張122被保持在干燥鼓176的外周面上而且紙張122的記錄表面面對外側(即，處于紙張122的記錄表面彎曲而變?yōu)橥钩鰝鹊臓顟B(tài))的同時將紙張122進行旋轉和傳輸，而且在旋轉和傳輸?shù)耐瑫r進行干燥，因此可以防止紙張122的皺折和突起的發(fā)生，并且可以由此防止不均勻干燥。已經在干燥部116進行了干燥處理的紙張122經由中間傳輸部128從干燥鼓176傳輸?shù)焦潭ú?18的固定鼓184。固定部118包括固定鼓184、第一固定輥186、第二固定輥188和在線傳感器190。類似于處理液鼓154，固定鼓184在其外周面處具有爪形保持部(抓具)，并且可以通過保持部保持紙張122的前端。由于固定鼓184的旋轉，紙張122被以其記錄表面朝外的方式進行傳輸，并且對該記錄表面進行通過第一固定輥186和第二固定輥188的固定處理和通過在線傳感器190的檢查。第一固定輥186和第二固定輥188是用于將樹脂粒子(尤其是，自分散聚合物粒子)熔融(welding)在墨水中并且通過將墨水加熱和加壓而使該墨水成為涂膜的輥構件，它們被構造成對紙張122進行加熱和施加壓力。具體地，第一固定輥186和第二固定輥188被設置使得加壓接觸固定鼓184，并且與固定鼓184 —起用作夾輥。由此，一方面，紙張122被夾緊在第一固定輥186、第二固定輥188之間，另一方面，固定鼓184在預定夾緊壓力(例如，0. 15MPa)下夾緊并且進行固定處理。而且，第一固定輥186和第二固定輥188用作加熱輥，其中鹵素燈被組裝在由具有良好的熱傳導性的金屬比如鋁等制成的管內，并且被控制到預定溫度(例如，60至80°C )。由于紙張122被這些加熱輥加熱，施加大于或等于使得包含在墨水中的樹脂粒子的溫度為樹脂粒子的玻璃化轉變溫度(Tg)所需要能量的熱能，并且樹脂粒子熔融。由此，進行向紙張122的凹處和凸起內的推入固定(push-in fixing)，并且平整圖像表面的不均勻性，并且獲得光澤。在線傳感器190是測量檢查圖案，和固定在紙張122上的圖像的水分量、表面溫度、光澤水平等的測量部，并且將CCD線傳感器(line sensor)等用于其中。
由于在圖像層即在干燥部116處形成的薄層內的樹脂粒子通過固定輥186和188加熱和加壓并且熔融，可以通過固定部118將樹脂粒子固定到紙張122。此外，由于固定鼓184的表面溫度被設定為大于或等于50°C，并且被保持在固定鼓184的外周面處的紙張122由相反表面加熱，因此干燥被加速，可以防止在固定時的圖像破壞，并且圖像密度可以通過升高圖像溫度的作用而增加。如圖1所示，排紙部120被設置在固定部118的傳輸方向下游側的記錄介質處。排紙部120具有排出盤192。遞紙滾筒194、傳輸帶196和張力輥198被設置在排出盤192和固定部118的固定鼓184之間，以使它們同時面對盤192和鼓184。紙張122通過遞紙滾筒194送往傳輸帶196，并且被排出到排出盤192。在排出盤192還設置有冷空氣噴嘴199，使得紙張122的冷卻可以通過從冷空氣噴嘴199吹出的冷空氣實施。此外，盡管在圖1中未顯示，但是除了上述組件之外，噴墨記錄裝置1還包括將墨水供應到各個噴墨頭172M、172K、172C和172Y的墨水儲存槽，以及將處理液供應給處理液涂敷部112的部分。噴墨記錄裝置1還具有對各個噴墨頭172M、172K、172C和172Y進行清潔(噴嘴表面的擦凈、吹掃、噴嘴的抽吸等)的維護部，檢測紙張122在介質傳輸路徑上的位置的位置檢測傳感器，檢測裝置的各個部的溫度的溫度傳感器，等等。圖1顯示的噴墨記錄裝置1可以包括在排出盤192使用的多個風干裝置，并且所述各個風干裝置可以在排紙部120和進紙部110之間移動。干燥部的細節(jié)圖2顯示干燥部116的細節(jié)。如上所述，干燥部116是對包含在由于凝聚行為而分散的溶劑中的水分進行干燥的機構，并且如圖2所示，具有干燥鼓176、多個頂加熱器178，以及設置在各個頂加熱器178之間的溫熱空氣加熱器180。紙張122經由中間傳輸部126(遞紙滾筒130)從圖像繪制鼓170傳遞到干燥部116的干燥鼓176。在本示例性實施方案中，溫熱空氣加熱器180和頂加熱器178沿著干燥鼓176的外周面交替設置，并且對干燥鼓176和正在傳輸?shù)募垙?22進行加熱。例如，沿著干燥鼓176的外周面延伸并且它們之間具有預定距離的鹵素加熱器等被用作頂加熱器178。此外，溫熱空氣加熱器180的結構使得，例如，熱空氣被送往干燥鼓176，這歸因于熱空氣加熱器202正設置在由軸流風扇200產生的空氣流中。為了防止在這時的加熱可以設置溫度傳感器204。沿著干燥部116中的干燥鼓176的周面布置多個溫度傳感器208以及多個光學式水分傳感器210，所述多個溫度傳感器208檢測通過干燥鼓176傳輸?shù)募垙?22的紙表面溫度，所述多個光學式水分傳感器210在不接觸的情況下檢測紙張122的水分量。光學式水分傳感器210任選地通過紅外線的反射檢測水分，并且可以以高速和非接觸的方式檢測水分量。基于在多個溫度傳感器208上測量出的紙張122的紙表面溫度以及在光學式水分傳感器210上檢測到的紙張122的水分量，從溫熱空氣加熱器180吹出到紙張122的溫熱空氣的溫度和空氣體積以及各個頂加熱器178的溫度在未示出的控制部中適當?shù)卣{節(jié)。將溫熱空氣吹送到紙張122的記錄表面上的溫熱空氣加熱器206可以在中間傳輸部126(遞紙滾筒130)處提供。通過在中間傳輸部126(遞紙滾筒130)提供溫熱空氣加熱器206，包含在由于凝聚行為而分散的溶劑中的水分可以在墨水通過噴墨頭172M、172K、172C和172Y噴射到紙張122上之后立即干燥。通常地，當通過頂加熱器進行加熱時，在非圖像部分的紙張122的熱損失成為問題。即，在紙張中包含的水分通過對空白部分的加熱而揮發(fā)，并且發(fā)生非圖像部分的紙張收縮，并且可以產生起皺(波狀起伏)或皺折。紅外線加熱器的波長和向紙張內的透過率之間的關系顯示在圖3中。如圖3中所示，由于紙張122對1.54!11至3.(^111的波長的吸收是高的，因此，在本示例性實施方案中，使用紅外線的峰值波長小于或等于1. 2 μ m并且優(yōu)選約0. 7 μ m至1. 2 μ m的近紅外線作為頂加熱器178。由此，可以減小頂加熱器178對紙張122的熱破壞，并且可以減少起皺和皺折的發(fā)生。此外，通過調節(jié)頂加熱器178的峰值波長和從溫熱空氣加熱器206和溫熱空氣加熱器180吹出的溫熱空氣的溫度和風速，在由紙張122上的墨水產生的水分量大于或等于4. Og/m2的干燥的初始階段，在紙張122的紙表面溫度變得不超過100°C的條件下進行加熱。此外，在由紙張122上的墨水產生的水分量變得低于4. Og/m2之后(干燥后期階段)，進行加熱，使得紙張122的紙表面溫度超過100°C。由此，減少了在紙張122上產生的起皺和皺折，并且抑制了在紙張122上產生的被稱作起泡(或灼傷起泡)的圖像表面的隆起。為了更詳細地描述上述干燥條件，在其中由在紙張122上的墨水產生的水分量大于或等于4. Og/m2的干燥的初始階段中，在紙張122的紙表面溫度變得不超過100°C的條件下進行加熱。然而，就在當由在紙張122上的墨水產生的水分量變得小于4. Og/m2時，紙張122的紙表面溫度不需要超過100°C。即，在由紙張122上的墨水產生的水分量變得小于4. Og/m2之后，使紙張122的紙表面溫度超過100°C。此外，在處于干燥的初始階段中的紙張122的紙表面溫度變得不超過100°C的條件下的上述加熱中，將已經滲透到紙張122內的水分蒸發(fā)時的溫度(100°C )設置為參比。即，當已經滲透到紙張122內的水分在干燥的初始階段激劇蒸發(fā)時，變得容易產生起泡(或灼傷起泡)。因此，通過使紙張122的紙表面溫度不超過100°C，抑制了水分的蒸發(fā)。在本示例性實施方案中，如上所述，在多個溫度傳感器208測定紙張122的紙表面溫度，并且在光學式水分傳感器210測定紙張122的水分量，并且減去預先作為數(shù)據儲存在未示出的控制器中的印刷之前紙張122保持的水分量，從而檢測由墨水產生的水分量。此外，基于紙張122的紙表面溫度和紙張122的水分量，從溫熱空氣加熱器180朝向紙張122吹出的溫熱空氣的溫度和空氣體積，以及各個頂加熱器178的溫度，都通過未示出的控制部而適當調節(jié)，并且由此實現(xiàn)了上述的干燥條件。例如，采用紅外線的峰值波長為1.2μπι的鹵素加熱器作為頂加熱器178。此外，在溫熱空氣加熱器180和206，例如，設定溫熱空氣的溫度為70°C，并且設定風速為5m/sec，并且可以調節(jié)溫熱空氣的溫度和風速。在圖像繪制部114，由熱塑性樹脂形成的眾多粒子可以被添加到從噴墨頭172噴射出的墨水中。通過將由熱塑性樹脂形成的粒子添加到墨水中，可以預期通過加熱和干燥工藝將樹脂形成為涂膜，并且這樣的粒子的添加在確保膜表面質量方面是有效的。在這種情況下，通過將膜表面從100°c加熱到120°c，獲得優(yōu)選的效果，盡管其還取決于由熱塑性樹脂形成的粒子的涂膜形成溫度?？蓱眉垙埖姆秶斒褂镁哂械屯笟舛鹊挠糜谟∷⒂猛镜耐ㄓ猛坎技堊鳛榧垙?22時，本示例性實
9施方案的圖像形成裝置1可以獲得特別優(yōu)選的結果。可以在涂布紙中使用的支持構件的實例是其主要組分是如下各項的原紙顏料和木漿比如化學紙漿例如LBKP、NBKP等，機械紙漿比如GP、PGW、RMP、TMP、CTMP、CMP、CGP等，廢紙漿比如DIP等，以及類似的支持構件。在原紙中，可以將粘結劑和一種或多種類型的各種不同添加劑，比如膠粘劑、固定劑、保留助劑、陽離子化劑、紙強度試劑等混合在一起。原紙是通過使用各種裝置比如長網造紙機(Rmrdrinier papermaking machine)、大桶造紙機(vat papermaking machine)、雙股線造紙機(twin-wire papermaking machine)等中的任一種制造的。支持構件的另一種實例是提供有使用淀粉、聚乙烯醇等的施膠處理或結合涂層的原紙。此外，支持構件的實例是涂布處理的紙，比如美術紙，涂布紙、鑄涂紙或在這種施膠處理時提供有涂層或提供有結合涂層的其它紙；等等。支持體的基本重量通常為約40至300g/m2，但并不是特別限定。在用于本發(fā)明的涂布紙中，涂層被施加在比如如上所述的支持體上。涂層由主要組分是顏料和粘結劑的涂層組合物形成，并且將至少一個涂層涂布到所述支持體上?？梢圆捎冒咨伭献鳛樯鲜鲱伭?。白色顏料的實例是無機顏料，比如輕質碳酸鈣、重質碳酸鈣、碳酸鎂、高嶺土、滑石、硫酸鈣、硫酸鋇、二氧化鈦、氧化鋅、硫化鋅、碳酸鋅、緞光白、硅酸鋁、硅藻土、硅酸鈣、硅酸鎂、合成無定形二氧化硅、膠體二氧化硅、氧化鋁、膠體氧化鋁、偽勃姆石、氫氧化鋁、鋅鋇白、沸石、水合埃洛石、氫氧化鎂等；以及有機顏料，比如苯乙烯系塑料顏料、丙烯?；邓芰项伭?，聚乙烯、微膠囊、脲樹脂、蜜胺樹脂等。上述粘結劑的實例是淀粉衍生物，比如氧化淀粉、醚化淀粉、淀粉磷酸酯；纖維素衍生物，比如羧甲基纖維素、羥乙基纖維素，等等；酪蛋白、明膠、大豆蛋白質、聚乙烯醇和其衍生物；各種皂化度的聚乙烯醇以及其各種類型的衍生物，比如硅烷醇改性的產物、羧甲基化的產物、陽離子化的產物，等等；共軛的二烯共聚物膠乳，比如聚乙烯基吡咯烷酮、馬來酸酐樹脂、苯乙烯-丁二烯共聚物、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯共聚物，等等；丙烯酰基系聚合物膠乳，比如丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯的聚合物和共聚物等；乙烯基系聚合物膠乳，比如乙烯乙酸乙烯酯共聚物等；或通過含有官能團比如羧基等的含官能團單體改性而獲得的這些各種類型聚合物的官能團改性的聚合物膠乳；水性粘合劑，比如熱固性合成樹脂，比如蜜胺樹脂、脲樹脂等，等等；丙烯酸類比如聚甲基丙烯酸甲酯等；酯酸；甲基丙烯酸酯的聚合物或共聚物樹脂；聚氨酯樹脂、不飽和聚酯樹脂、氯乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、聚乙烯醇縮丁醛、醇酸樹脂等的合成樹脂添加劑；等等。涂層中顏料和粘結劑的配比是相對于100重量份的顏料，粘結劑為3至70重量份并且優(yōu)選為5至50重量份。如果粘結劑相對于100重量份的顏料的配比少于3重量份，則由這種涂層組合物形成的墨水接受層的涂膜強度可能不足。另一方面，如果這種配比超過70重量份，則高沸點溶劑的吸收變得非常緩慢。此外，涂層中可以適當混合各種類型的添加劑，比如染料固定劑、顏料分散劑、增稠劑、流動性改進劑、消泡劑、發(fā)泡抑制劑、脫模劑、發(fā)泡劑、滲透劑、著色染料、著色顏料、熒光增白劑、紫外線吸收劑、抗氧化劑、防腐劑、抗真菌劑、耐水性添加劑、濕紙強度添加劑、干紙強度添加劑，等等。墨水接受層的涂布量不可能被明確規(guī)定，因為它根據所需的光澤、墨水吸收性、支持構件的類型等而不同，但是通常大于或等于lg/m2。此外，墨水接受層可以通過每一次涂布給定量并且涂布兩次而形成。通過以這種方式進行涂敷兩次，相比于以單次涂敷相同涂布量的情況，光澤得到了改善。涂層的涂敷可以通過使用各種類型的裝置中的任一種聯(lián)機或脫機進行，例如各種類型的刮刀涂布機、輥涂布機、氣刀涂布機、棒涂布機、棒刀涂布機、幕涂布機、短銷釘涂布機(short dowell coater)、施膠機，等等。此外，在涂敷涂層之后，墨水接受層的平坦化修飾可以通過使用比如砑光機裝置進行，所述砑光機裝置比如機械砑光機、TG砑光機、軟砑光機等。注意，涂層的數(shù)量可以適當?shù)馗鶕枰_定。涂布紙的實例是美術紙、高級涂布紙、中級涂布紙、高級輕重量涂布紙、中級輕重量涂布紙和輕涂布印刷紙。在美術紙的情況下，涂層的涂布量在兩個表面都是約40g/m2 ；在高級涂布紙和中級涂布紙的情況下，涂層的涂布量在兩個表面都是約20g/m2，在高級輕重量涂布紙和中級輕重量涂布紙的情況下，涂層的涂布量在兩個表面都是約15g/m2，并且在輕涂布印刷紙的情況下，涂層的涂布量在兩個表面都是小于或等于12g/m2。美術紙的實例是TOKUBISHI ART等。高級涂布紙的實例是U-LITE。美術紙的實例是TOKUBISHI ART (由Mitsubishi Paper Mills,Ltd.生產)，SATIN KINFUJI (由 Oji Paper Co. ,Ltd.生產)等等。涂布紙的實例是 OK TOP COAT(由 Oji Paper Co. ,Ltd.生產)，AUR0RA COAT(由 NipponPaper Industriesco. , Ltd.生產)禾口 RECYCLE COAT T_6 (由 Nippon Paper Industriesco.，Ltd.生產)。輕重量涂布紙的實例是 U-LITE(由 Nippon Paper Industries co.，Ltd.生產)，NEW V MATT(由 Mitsubishi Paper Mills, Ltd.生產)，NEW AGE(由 OjiPaper Co. ， Ltd. ^zfe ), RECYCLE MAT T-6 (由 Nippon Paper Industries co. ， Ltd. t產)和PISMMAT (由Nippon Paper Industries co. , Ltd.生產)。輕涂布印刷紙的實例^ AURORAL(由 Nippon Paper Industries co. ， Ltd. ^zfe ), KINMARI HI-L(由 HokuetsuPaper Mills, Ltd.生產)等。而且，鑄涂紙的實例是 SA KINFUJI PLUS (由 Oji Paper Co.，Ltd.生產)，HI-MCKINLEY ART(由 Gojo Paper Mfg.，Co.，Ltd.生產)。操作/效果如圖1所示，從進紙部110進料的紙張122沿著進紙滾筒152和旋轉的處理液鼓巧4的外周面?zhèn)鬏敗Ｔ谔幚硪和糠蟛?12處，處理液涂布裝置156將處理液(墨水凝聚處理液)涂布到沿著處理液鼓154的外周面?zhèn)鬏數(shù)募垙?22的記錄表面上。其上已經涂布處理液的紙張122經由中間傳輸部IM沿著圖像繪制鼓170的外周面?zhèn)鬏?。在圖像繪制部114處，各個顏色的噴墨頭172M、172K、172C和172Y將液滴(墨水)噴射到通過圖像繪制鼓170傳輸?shù)募垙?22的記錄表面上，并且在紙張122上形成圖像。此時，墨水接觸預先在處理液涂敷部112涂敷到記錄表面上的處理液，并且顏料和樹脂粒子被分散在墨水凝聚體內，并且形成凝聚體。由此，防止了顏料在紙張122上的流動等，并且在紙張122的記錄表面上形成圖像。此外，在其記錄表面上已經形成圖像的紙張122經由中間傳輸部1 沿著干燥鼓176的外周面?zhèn)鬏?。由于溫熱空氣從溫熱空氣加熱?06吹送到在中間傳輸部1 處的紙張122的記錄表面上，因此在墨水噴射之后包含在紙張122中的水分被干燥(包含在由于凝聚行為而分離的溶劑中的水分被降低)。在干燥部116，由于頂加熱器178的加熱和從溫熱空氣加熱器180吹出的溫熱空氣，在墨水噴射之后包含在通過干燥鼓176傳輸?shù)募垙?22中的水分被干燥(包含在通過凝聚行為而分離的溶劑中的水分被降低)。
其溫度由于頂加熱器178的加熱和從溫熱空氣加熱器180吹出的溫熱空氣而變高的紙張122，經由中間傳輸部1 沿著固定鼓184的外周面?zhèn)鬏?。在固定?18，由于紙張在壓力下與固定鼓184以及第一固定輥186和第二固定輥188接觸，因此在紙張122上形成的圖像被固定到紙張122上。此外，紙張122經過面對在線傳感器190的部分，并且測量在經過的紙張122上的檢查圖像(check pattern)，以及水分量、表面溫度、光澤程度等。已經通過在線傳感器190檢查的紙張122通過遞紙滾筒194以及傳輸帶196傳輸，并且排出到排出盤192。在此，當紙張122在圖像形成之后在干燥部116處干燥時(當紙張122的水分降低時)，可能由于在存在液滴水分的圖像部和在不存在液滴水分的非圖像部之間的水分量差別而在紙張122上產生起皺(波狀起伏)。S卩，如果紙張122被靜置在大氣中(噴墨記錄裝置1的外部)，即使干燥強度(干燥紙張122的強度的程度)不同，圖像繪制部的水分量也降低到預定值。然而，非圖像繪制部的水分量是根據干燥強度的幅度而不同的值。結果，在噴墨記錄裝置1的內部的干燥強度越強，則在圖像部和非圖像部之間的水分量差別越大，并且起皺可能變得更糟。此外，當在膠印機等中使用通用涂布紙作為紙張122時，可能產生被稱作起泡的圖像表面的隆起。這被認為原因在于通用涂布紙比高級紙具有更低的透氣度(5000秒至20，000秒的透氣度)，并且當已經滲透到紙張122內的水分通過加熱而蒸發(fā)時，水分沒有逃逸通往的地方，從而水分引起膜表面隆起。相反，在本示例性實施方案中，其峰值波長小于或等于1. 2 μ m并且優(yōu)選約0. 7 μ m至1. 2 μ m的近紅外線被用作頂加熱器178。由此，由于頂加熱器178所導致的紙張122的熱破壞可以得到降低，并且在紙張122上產生的起皺(波狀起伏)和皺折可以減少(見圖2)。此外，通過調節(jié)頂加熱器178的峰值波長和從溫熱空氣加熱器206和溫熱空氣加熱器180吹出的溫熱空氣的溫度和風速，在由紙張122上的墨水所產生的水分量大于或等于4. Og/m2的干燥的初始階段期間，在紙張122的紙表面溫度變得不超過100°C的條件下進行加熱。此外，在由紙張122上的墨水產生的水分量變得小于4. Og/m2之后(干燥后期)，進行加熱，使得紙張122的紙表面溫度超過100°C。由此，可以降低對紙張122的熱破壞，并且可以降低在紙張122上產生的起皺和皺折。與其一起的情況是，由于加熱而導致的已經滲透到紙張122內的水分的激劇蒸發(fā)得到了抑制，并且在紙張122上發(fā)生的被稱作起泡的圖像隆起可以得到抑制。而且，通過將由熱塑性樹脂形成的眾多粒子添加到由噴墨頭172M、172K、172C和172Y噴射出的液滴(墨水)中，可以預期通過加熱和干燥工藝將樹脂形成為涂膜，并且這樣的粒子的添加對于確保膜表面質量是有效的。在這種情況下，通過將膜表面從加熱到100°C至120°C而獲得優(yōu)選的效果，盡管其還取決于由熱塑性樹脂形成的粒子的涂膜形成溫度。實施例根據下列實施例進行評價，以通過本發(fā)明的圖像形成裝置評價干燥時水分量、起泡的發(fā)生和起皺的發(fā)生。用于評價的圖像形成裝置用于評價干燥時紙的水分量、起泡的發(fā)生和起皺的發(fā)生的圖像形成裝置300顯示在圖4中。如圖4所示，圖像形成裝置300包括其頂表面保持和傳輸紙張122的平臺302 ；通過未示出的驅動部使平臺302沿著導向部304A移動的移動裝置304 ；噴墨頭306，其以在平臺302的移動方向上從上游側朝向下游側的順序將墨水噴射到紙張122的記錄表面上；第一測量部308，其測量紙張122的溫度和水分量；溫熱空氣加熱器310，其將溫熱空氣吹出到紙張122的記錄表面上；具有多個頂加熱器312A的干燥裝置312，其干燥包含在紙張122內的水分；溫熱空氣加熱器314，其將溫熱空氣吹送到紙張122的記錄表面上；以及第二測量部316，其測量紙張122的溫度和水分量。其中設置有第一測量部308、溫熱空氣加熱器310、IR加熱器312A、溫熱空氣加熱器314和第二測量部316的范圍是干燥部320。通過移動裝置304移動其上保持有紙張122的平臺302，并且將墨水通過噴墨頭306噴射到紙張122上。之后，平臺302沿著干燥部320移動，直至到達面對第二測量部316的位置。以第一測量部308、溫熱空氣加熱器310、IR加熱器312A、溫熱空氣加熱器314和第二測量部316的順序移動平臺302。之后，將其上保持有紙張122的平臺302沿著干燥部320返回到第一測量部308，而且，重復使平臺302沿著干燥部320移動到第二測量部316的操作。即，在噴墨之后，紙張122沿著干燥部320往復地移動(往復地掃描)。在本示例性實施方案中，紙張122在通過噴墨頭306噴射墨水之后，沿著干燥部320向第二測量部316的移動被視為“1次通過(pass) ”，并且之后，紙張122沿著干燥部320返回到第一測量部308被視為“2次通過”。此外，紙張122沿著干燥部320移動到第二測量部316被視為“3次通過”，并且類似地，通過的次數(shù)隨后以這種方式增加。用于評價的印刷樣品如圖5所示，在用于評價的印刷樣品，用作圖像部分的被墨水打擊的部分123A在整個紙寬度內的中心部分相對于紙張122的由箭頭所示的紙纖維方向(抄紙方向)形成；用作非圖像部分的不被墨水打擊的部分12 設置在其兩側。紙張122具有150mm2的紙張尺寸，并且圖像尺寸為50mm寬和140mm長。實驗條件實驗條件設定如下。紙張涂布紙，由Oji Paper Co.，Ltd.生產，OK TOPCOAT+, 104. 7g/m2墨水黑色(如實施例中所述)墨水打擊1200X 1200dpi，液滴量6pL，密實地覆蓋整個表面，(墨水打擊量13.Og/m2，在墨水中的水分量10. 4g/m2)平臺傳輸速度500mm/sec
IR 加熱器Inc.生產，鹵素加熱器 QIR100V-500/L由 Heraeus KK 生產，碳加熱器 CRS100/300G溫熱空氣加熱器吹風機風速5m/SeC ；空氣溫度70°C溫度測量KeyenceFT-020水分量測量Karl Fischer方法預涂布預涂布在實施例中提及的液體(墨水凝聚處理液)預涂布打擊1200X 1200dpi，液滴量2pL，50%打擊(預涂布的施加量2. 2g/m2)在預涂布液體的涂敷之后，以上述傳輸速度進行2次掃描，并且通過使用溫熱空氣加熱器(吹風機)進行干燥。
測量水分量的方法紙張122的水分量通過下列方法測量沖出紙張122的用于測量的3cmX3cm大小部分，并且使用用于測量痕量水分的CA-200(由Mitsubishi Chemical Analytech Co.,Ltd.測量)裝置。測量出的水分量[g]除以所沖出的表面積，并且計算出每單位表面積的水分量[g/m2]。在此，預先單獨測量在印刷之前紙張122保持的水分量，并且通過減去這個水分量，表示由墨水產生的水分量。評價起泡的方法印刷的樣品由肉眼和在光學顯微鏡下觀察，并且判斷膜表面的隆起的不存在/存在。當沒有看到膜表面的隆起時將起泡評價為B，而當看到膜表面的隆起時將起泡評價為D (也包括其中隆起的頂上部分破裂的狀態(tài))。評價起皺的方法在圖5中所示的印刷樣品的測量位置330的150mm部分處測量印刷之后紙張122的ζ方向(上垂直方向)中的位移曲線。測量時使用由Keyence Corporation制造的激光位移傳感器LK-080。測量的位移曲線值是路徑積分，并且減去水平距離，由此測量出由于起皺而導致的曲線長度的增加量。這被稱作起皺量。起皺量當小于0.05mm時被評價為A，而當小于0. IOmm時被評價為B，當小于0. 20mm時被評價為C，并且當大于或等于0. 20mm時被評價為D。評價條件如表1所示，通過將頂加熱器312A的結構設定為條件1至條件9而進行測試。在所有的狀態(tài)下，頂加熱器312A的照射能的總量都是恒定的。表1
加熱器結構對加熱器施加的電壓峰值波長加熱器的數(shù)量每1次通過的電功率密度 [W/mm]通過的次數(shù)條件1鹵素加熱器165 V1.0 μπι3402次通過條件2鹵素加熱器165 V1.0 μιη2204次通過條件3鹵素加熱器165 V1.0 μτη1106次通過條件4鹵素加熱器100V1.2 μπι9402次通過條件5鹵素加熱器100V1.2 μιη6204次通過條件6鹵素加熱器100V1.2 μπι3106次通過條件7碳加熱器100V2.0 μιη9402次通過條件8碳加熱器100V2.0μιη6204次通過條件9碳加熱器100V2.0μηι3106次通過評價結果表2顯示了當在條件1至條件9進行實驗時，紙張122的紙表面溫度T、在紙張122
14的墨水所產生的水分量W的測量結果，以及起皺和起泡的評價結果。
權利要求
1.一種圖像形成裝置，所述圖像形成裝置包括液滴噴射裝置，所述液滴噴射裝置將液滴噴射到記錄介質上；和干燥裝置，所述干燥裝置將噴射到所述記錄介質上的液滴干燥，所述干燥裝置包括紅外線的峰值波長被設定為小于或等于1. 2 μ m的紅外線加熱器；其中A)在干燥的第一階段期間，即在由在所述記錄介質上的液滴產生的水分量大于或等于4. Og/m2的階段期間，使用所述干燥裝置在所述記錄介質的紙表面溫度變得不超過100°C的條件下進行加熱；和B)在干燥的第二階段期間，即在由在所述記錄介質上的液滴產生的水分量變得低于4. Og/m2之后的階段，使用所述干燥裝置進行加熱，使得所述記錄介質的紙表面溫度超過100°C。
2.根據權利要求1所述的圖像形成裝置，其中所述記錄介質包括用于印刷用途的通用涂布紙。
3.根據權利要求1或權利要求2所述的圖像形成裝置，其中所述液滴是墨水，并且在將所述液滴噴射到所述記錄介質上之前，將墨水凝聚處理液涂敷到所述記錄介質上。
4.根據權利要求1或權利要求2所述的圖像形成裝置，其中所述液滴包含多個由熱塑性樹脂形成的粒子。
5.一種圖像形成方法，所述圖像形成方法包括將液滴噴射到記錄介質上；和干燥工藝，其中將噴射到所述記錄介質上的液滴暴露于紅外線的峰值波長被設定為小于或等于1. 2 μ m的紅外線加熱器；其中所述干燥工藝包括A)在其中由在記錄介質上的液滴產生的水分量大于或等于4.Og/m2的干燥的第一階段期間，在所述記錄介質的紙表面溫度變得不超過100°C的條件下進行加熱；和B)在其中由在所述記錄介質上的液滴產生的水分量變得低于4.Og/m2之后的干燥的第二階段期間，進行加熱，使得所述記錄介質的紙表面溫度超過100°C。
6.根據權利要求5所述的圖像形成方法，其中所述記錄介質包括用于印刷用途的通用涂布紙。
7.根據權利要求5或權利要求6所述的圖像形成方法，其中所述液滴是墨水，并且在將所述液滴噴射到所述記錄介質上之前，將墨水凝聚處理液涂敷到所述記錄介質上。
8.根據權利要求5或權利要求6所述的圖像形成方法，其中所述液滴包含多個由熱塑性樹脂形成的粒子。
全文摘要
本發(fā)明提供一種圖像形成裝置和圖像形成方法。圖像形成裝置包括將墨水噴射到紙張上的噴墨頭，將噴射到紙張上的墨水干燥的IR加熱器，以及在IR加熱器之間的溫熱空氣加熱器。在IR加熱器處，紅外線的峰值波長被設定為小于或等于1.2μm。通過調節(jié)IR加熱器的溫度以及溫熱空氣加熱器的溫度和風速，在其中由紙張上的墨水所產生的水分量大于或等于4.0g/m2的干燥的初始階段期間，在紙張的紙表面溫度變得不超過100℃的條件下進行加熱，并且在由紙張上的墨水所產生的水分量變得低于4.0g/m2之后，進行加熱，使得紙張的紙表面溫度超過100℃。
文檔編號B41J2/01GK102555466SQ201110402
公開日2012年7月11日 申請日期2011年11月30日 優(yōu)先權日2010年12月16日
發(fā)明者千綿祐平 申請人:富士膠片株式會社