图像形成装置和图像形成方法

专利名称：图像形成装置和图像形成方法
技术领域：
本发明涉及一种通过将液滴喷射到记录介质上而形成图像的图像形成装置和图像形成方法。
背景技术：
通常已知的是将墨滴从喷墨记录头喷射到记录介质例如纸张上的图像形成装置。在这种图像形成装置中，例如当通过使用具有页幅的宽度的线性喷墨记录头进行高速图像形成时，在墨水绘制工艺之后需要加热和干燥工艺，以确保纸张的图像表面的耐摩擦性并且减少由墨水中的水分所引起的纸张的变形。日本专利申请公开(JP-A) No. 2006-142613公开了一种通过波长为700nm至IOOOnm的近红外闪光灯对已经喷射到记录介质上的墨滴进行加热和干燥的装置。此外，JP-A No. 2010-512256公开了一种通过波长为750nm至1400nm的近红外灯(IR LED阵列或NIR阵列等)对已经喷射到纸张基材上的墨水进行加热和干燥的装置。而且，JP-A No. 2009-166262公开了一种这样的装置，其中墨水含有熔融温度为40°C至130。C的热熔性粒子，并且在图像绘制之后，通过非接触型红外线加热器或通过接触型加热膜将其上绘制有图像的表面加热到高于或等于40°C至130°C。在图像形成装置中，从干燥效率考虑，通过红外线加热器的加热是特别优选的。然而，当使用红外线加热器进行加热时，纸张的在非图像部分的热破坏成为问题。即，纸张中包含的水分由空白部分的加热所致而挥发，并且发生非图像部分的纸张收缩，并且可以引起起皱(cockling)(波状起伏)或皱折(wrinkles)。此外，当尝试将喷墨记录应用到商业印刷领域时，需要对在胶印机等中使用的通用涂布纸的适应性。然而，当将上述的干燥技术应用于通用涂布纸时，可能引起被称作起泡(或灼伤起泡)的图像表面的隆起。

发明内容
在考虑上述的情况下，本发明提供了一种可以在降低记录介质的变形的同时抑制起泡的图像形成装置和图像形成方法。本发明的第一方面是一种图像形成装置，所述图像形成装置包括液滴喷射装置，所述液滴喷射装置将液滴喷射到记录介质上；和干燥装置，所述干燥装置将喷射到所述记录介质上的液滴干燥，所述干燥装置包括红外线的峰值波长被设定为小于或等于1. 2 μ m的红外线加热器；其中在干燥的第一阶段期间，即在由在所述记录介质上的液滴产生的水分量大于或等于4. Og/m2的阶段期间，使用所述干燥装置在所述记录介质的纸表面温度变得不超过100°C的条件下进行加热；和在干燥的第二阶段期间，即在由在所述记录介质上的液滴产生的水分量变得低于4. Og/m2之后的阶段，使用所述干燥装置进行加热，使得所述记录介质的纸表面温度超过100°C。根据本发明的第一方面，干燥装置包括红外线的峰值波长被设定为小于或等于1. 2 μ m的红外线加热器。因此，红外线难于被记录介质吸收，降低了对记录介质的热破坏，并且降低了在记录介质上发生起皱(波状起伏)和皱折。此外，在其中由在记录介质上的液滴产生的水分量大于或等于4. Og/m2的干燥的第一阶段中，在记录介质的纸表面温度变得不超过100°C的条件下进行加热。在干燥的第二阶段中，在由在记录介质上的液滴产生的水分量变得低于4. Og/m2之后，进行加热，使得记录介质的纸表面温度超过100°C。由此，降低了对记录介质的热破坏，并且降低了在记录介质上发生起皱和皱折。与这些一起的是，抑制了已经渗透到记录介质内的水分归因于加热的急剧蒸发，并且抑制了在记录介质上的被称作起泡(或灼伤起泡)的图像表面的隆起的发生。本发明的第二方面是根据第一方面的图像形成装置，其中所述记录介质是用于印刷用途的通用涂布纸。根据上述的第二方面，即使当记录介质是用于印刷用途的可以容易地产生起泡的通用涂布纸时，对记录介质的热破坏也得到了降低，并且在记录介质发生起皱和皱折也得到了降低。此外，抑制了已经渗透到记录介质内的水分归因于加热的急剧蒸发，并且抑制了在记录介质上的被称作起泡的图像表面的隆起的发生。本发明的第三方面是根据本发明的第一或第二方面的图像形成装置，其中液滴是墨水，并且在将液滴喷射到记录介质上之前，将墨水凝聚处理液涂敷到记录介质上。根据本发明的上述第三方面，液滴是墨水，并且通过将墨水凝聚处理液在液滴被喷射到记录介质上之前涂敷到记录介质上，颜料等被分散在墨水凝聚体内，并且促进其与溶剂的分离。由此，水分往记录介质中的渗透得到抑制，并且抑制了在纸张上发生起皱。本发明的第四方面是根据本发明的第一至第三方面中任一方面的图像形成装置，在液滴中包含多个由热塑性树脂形成的粒子。根据上述的第四方面，由于在液滴中含有众多由热塑性树脂形成的粒子，当通过干燥装置加热时，树脂形成涂膜，并且改善了膜表面的质量。本发明的第五方面是一种图像形成方法，所述图像形成方法包括将液滴喷射到记录介质上；和干燥工艺，由此将喷射到所述记录介质上的液滴暴露于红外线的峰值波长被设定为小于或等于1. 2 μ m的红外线加热器；其中所述干燥工艺包括在其中由在记录介质上的液滴所产生的水分量大于或等于4. Og/m2的干燥的第一阶段期间，在所述记录介质的纸表面温度变得不超过100°C的条件下进行加热；和在其中由在所述记录介质上的液滴所产生的水分量变得低于4. Og/m2之后的干燥的第二阶段期间，进行加热，使得所述记录介质的纸表面温度超过100°C。根据上述的第五方面，当干燥喷射到记录介质上的液滴时，对记录介质的热破坏得到减少，并且在记录介质上发生起皱和皱折得到减少。此外，抑制了已经渗透到记录介质内的水分归因于加热的急剧蒸发，并且抑制了在记录介质上的被称作起泡(或灼伤起泡)的图像表面的隆起的发生。本发明的第六方面是根据本发明的第五方面的图像形成方法，其中所述记录介质是用于印刷用途的通用涂布纸。根据第六方面，即使当记录介质是用于印刷用途的可以容易地产生起泡的通用涂布纸时，对记录介质的热破坏也得到了降低，并且在记录介质发生起皱和皱折也得到了降低。此外，抑制了已经渗透到记录介质内的水分归因于加热的急剧蒸发，并且抑制了在记录介质上的被称作起泡的图像表面的隆起的发生。本发明的第七方面是根据本发明的第五或第六方面的图像形成方法，其中液滴是墨水，并且在将液滴喷射到记录介质上之前，将墨水凝聚处理液涂敷到记录介质上。根据上面所述的上述第七方面，液滴是墨水，并且通过将墨水凝聚处理液在液滴被喷射到记录介质上之前涂敷到记录介质上，颜料等被分散在墨水凝聚体内，并且促进其与溶剂的分离。由此，水分往记录介质中的渗透得到抑制，并且抑制了在纸张上发生起皱。本发明的第八方面是根据本发明的第五或第六方面的图像形成方法，其中在液滴中包含多个由热塑性树脂形成的粒子。根据上述的第八方面，由于在液滴中含有众多由热塑性树脂形成的粒子，当加热时，树脂形成涂膜，并且改善了膜表面的质量。由于本发明具有上述构造，因此在减少记录介质的变形的同时可以抑制起泡。


下面参考附图描述涉及本发明的一个示例性实施方案的实例。图1是显示涉及本发明的一个示例性实施方案的图像记录装置的整体结构的示意图；图2是显示涉及本发明的一个示例性实施方案的图像记录装置的主体部分的示意图；图3是显示IR(红外)加热器的波长和向纸张内的透过率的关系的图；图4是显示用于实施干燥条件评价的评价用图像形成装置的框图；和图5是显示在通过将墨水喷射到纸张上实施评价时的印刷样品的图。
具体实施方案整体结构下面参考图1和图2，描述本实施方案的用于实施图像形成方法的喷墨型图像形成装置的一个实例。图1是显示整个装置的示意图(侧视图)，而图2是用于强调顶(红外)加热器和温热空气加热器而画出的示意图(侧视图)。喷墨记录装置1是一种压印滚筒(impression cylinder)直接绘制喷墨记录装置，其通过将多种颜色的墨水(液滴)从用作液滴喷射装置的实例的喷墨头172M、172K、172C和172Y喷射到纸张122上而形成理想的彩色图像，所述纸张122被保持在图像绘制部114的压印滚筒(图像绘制鼓170)上。喷墨记录装置1是一种在其上使用两种液体反应(凝聚)方法的按需型图像形成装置，所述两种液体反应(凝聚)方法通过在喷射墨水之前将处理液(墨水凝聚处理液)涂敷到用作记录介质的纸张122上并且使处理液和墨水反应，从而在所述纸张122上进行图像形成。喷墨记录装置1主要包括进纸部110、处理液涂敷部112、图像绘制部114、干燥部116、固定部118和排纸部120。进纸部110是将纸张122进料到处理液涂敷部112的机构。作为切纸(cut paper)的纸张122被堆叠在进纸部110中。在进纸部110设置有进纸盘150，并且纸张122从进纸盘150逐一地进料到处理液涂敷部112。在喷墨记录装置1中，具有不同纸类型或尺寸(介质尺寸)的多种类型的纸张122可以被用作所述纸张122。注意本示例性实施方案描述了其中采用切纸作为所述纸张122的情况。处理液涂敷部112是将处理液涂敷到纸张122的记录表面的机构。处理液包含色材凝聚剂，所述色材凝聚剂使在图像绘制部114涂敷的墨水中的色材凝聚。处理液和墨水的彼此接触促进了墨水分离成色材和溶剂。如图1所示，处理液涂敷部112具有进纸滚筒152、处理液鼓巧4和处理液涂布装置156。处理液鼓巧4是保持纸张122并且使纸张122旋转并传输的鼓。在处理液鼓154的外周面上设置有爪形保持部(抓具)，并且纸张122的前端可以通过被夹在保持部的爪和处理液鼓154的外周面之间的纸张122保持。在处理液鼓154的外周面可以设置吸引孔，并且可以连接用于从吸引孔进行吸引的吸引部。由此，纸张122可以被紧紧地保持到处理液鼓154的周面。处理液涂布装置156被设置在处理液鼓巧4的外侧以面对其周面。处理液涂布装置156包括其中储存处理液的处理液容器；网纹传墨辊，其一部分浸渍在处理液容器内的处理液中；以及橡皮辊，其压制并接触网纹传墨辊和在处理液鼓巧4上的纸张122，并且在处理液测量之后，将处理液传递到纸张122上。根据这种处理液涂布装置156，可以在测量的同时，将处理液涂布到纸张122上。在纸张122的传输方向上，在处理液涂布装置156的下游侧设置温热空气加热器158和顶加热器160，用于干燥涂布在所述纸张122上的处理液。已经在处理液涂敷部112涂敷了处理液的纸张122经由中间传输部124(递纸滚筒130)从处理液鼓IM传送到图像绘制部114的图像绘制鼓170。图像绘制部114具有图像绘制鼓170和喷墨头172M、172K、172C和172Y。与处理液鼓巧4相同的方式，图像绘制鼓170在其外周面上具有爪形保持部(抓具)。将固定到图像绘制鼓170的纸张122以其记录表面朝外的方式传输，并且将墨水从喷墨头172M、172K、172C和172Y涂敷至这个记录表喷墨头172M、172K、172C和172Y的每一个都是具有对应于在纸张122上的图像形成区域的最大宽度的长度的实线型(full-line-type)喷墨记录头(喷墨头)。在图像形成区域的整个宽度内，喷墨头172M、172K、172C和172Y各自的墨水喷射表面上都形成了喷嘴排，喷嘴排上排列了多个用于喷射墨水的喷嘴。喷墨头172M、172K、172C和172Y各自被设定在垂直于纸张122的传输方向的方向(图像绘制鼓170的旋转方向)上延伸。相应颜色的墨水液滴被从相应的喷墨头172M、172K、172C和172Y朝向纸张122的记录表面喷射，所述纸张122被牢固地保持在图像绘制鼓170上。由此，墨水接触预先涂敷到处理液涂敷部112的记录表面上的处理液，并且颜料和树脂粒子被分散在墨水凝聚体内，并且形成凝聚体。由此防止了颜料在纸张122上的流动等，并且在纸张122的记录表面上形成了图像。其上在图像绘制部114形成了图像的纸张122经由中间传输部1 从图像绘制鼓170传送到干燥部116的干燥鼓176。干燥部116是将包含在由于凝聚行为而分离出的溶剂中的水分干燥的机构。如图1所示，干燥部116具有干燥鼓176，和多个IR(红外)加热器178，以及设置在相应的顶加热器178之间的温热空气加热器180，其用作下面描述的加热装置的实例。
与处理液鼓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)，并且可以通过保持部保持纸张122的前端。从温热空气加热器180向纸张122吹出的温热空气的温度和空气体积，以及各个顶加热器的温度通过温度传感器测量，并且作为温度信息送至未示出的控制部。由控制部基于这种温度信息适当调节温热空气的温度和空气体积以及各个顶加热器的温度而实现各种干燥条件。注意，干燥鼓176的表面温度可以被设置为大于或等于50°C。通过从纸张122的相反表面进行加热，加速干燥并且可以在固定的同时防止图像破坏。注意，干燥鼓176的表面温度的上限没有特别限制，但是从维护工作比如清洁附着到干燥鼓176的表面上的墨水等维护工作中的安全性(防止由于高温而燃烧)考虑，优选被设定为不超过75°C (并且更优选不超过60°C )。此外，如上所述，已知的是处于越高的干燥筒温度(干燥鼓176的表面温度)(即，具有强干燥)的纸张122的膨胀和收缩越小。因此，在不会不利地影响上述安全性的范围内，干燥鼓176的较高表面温度可以抑制起皱效果。由于在纸张122被保持在干燥鼓176的外周面上而且纸张122的记录表面面对外侧(即，处于纸张122的记录表面弯曲而变为凸出侧的状态)的同时将纸张122进行旋转和传输，而且在旋转和传输的同时进行干燥，因此可以防止纸张122的皱折和突起的发生，并且可以由此防止不均勻干燥。已经在干燥部116进行了干燥处理的纸张122经由中间传输部128从干燥鼓176传输到固定部118的固定鼓184。固定部118包括固定鼓184、第一固定辊186、第二固定辊188和在线传感器190。类似于处理液鼓154，固定鼓184在其外周面处具有爪形保持部(抓具)，并且可以通过保持部保持纸张122的前端。由于固定鼓184的旋转，纸张122被以其记录表面朝外的方式进行传输，并且对该记录表面进行通过第一固定辊186和第二固定辊188的固定处理和通过在线传感器190的检查。第一固定辊186和第二固定辊188是用于将树脂粒子(尤其是，自分散聚合物粒子)熔融(welding)在墨水中并且通过将墨水加热和加压而使该墨水成为涂膜的辊构件，它们被构造成对纸张122进行加热和施加压力。具体地，第一固定辊186和第二固定辊188被设置使得加压接触固定鼓184，并且与固定鼓184 —起用作夹辊。由此，一方面，纸张122被夹紧在第一固定辊186、第二固定辊188之间，另一方面，固定鼓184在预定夹紧压力(例如，0. 15MPa)下夹紧并且进行固定处理。而且，第一固定辊186和第二固定辊188用作加热辊，其中卤素灯被组装在由具有良好的热传导性的金属比如铝等制成的管内，并且被控制到预定温度(例如，60至80°C )。由于纸张122被这些加热辊加热，施加大于或等于使得包含在墨水中的树脂粒子的温度为树脂粒子的玻璃化转变温度(Tg)所需要能量的热能，并且树脂粒子熔融。由此，进行向纸张122的凹处和凸起内的推入固定(push-in fixing)，并且平整图像表面的不均勻性，并且获得光泽。在线传感器190是测量检查图案，和固定在纸张122上的图像的水分量、表面温度、光泽水平等的测量部，并且将CCD线传感器(line sensor)等用于其中。
由于在图像层即在干燥部116处形成的薄层内的树脂粒子通过固定辊186和188加热和加压并且熔融，可以通过固定部118将树脂粒子固定到纸张122。此外，由于固定鼓184的表面温度被设定为大于或等于50°C，并且被保持在固定鼓184的外周面处的纸张122由相反表面加热，因此干燥被加速，可以防止在固定时的图像破坏，并且图像密度可以通过升高图像温度的作用而增加。如图1所示，排纸部120被设置在固定部118的传输方向下游侧的记录介质处。排纸部120具有排出盘192。递纸滚筒194、传输带196和张力辊198被设置在排出盘192和固定部118的固定鼓184之间，以使它们同时面对盘192和鼓184。纸张122通过递纸滚筒194送往传输带196，并且被排出到排出盘192。在排出盘192还设置有冷空气喷嘴199，使得纸张122的冷却可以通过从冷空气喷嘴199吹出的冷空气实施。此外，尽管在图1中未显示，但是除了上述组件之外，喷墨记录装置1还包括将墨水供应到各个喷墨头172M、172K、172C和172Y的墨水储存槽，以及将处理液供应给处理液涂敷部112的部分。喷墨记录装置1还具有对各个喷墨头172M、172K、172C和172Y进行清洁(喷嘴表面的擦净、吹扫、喷嘴的抽吸等)的维护部，检测纸张122在介质传输路径上的位置的位置检测传感器，检测装置的各个部的温度的温度传感器，等等。图1显示的喷墨记录装置1可以包括在排出盘192使用的多个风干装置，并且所述各个风干装置可以在排纸部120和进纸部110之间移动。干燥部的细节图2显示干燥部116的细节。如上所述，干燥部116是对包含在由于凝聚行为而分散的溶剂中的水分进行干燥的机构，并且如图2所示，具有干燥鼓176、多个顶加热器178，以及设置在各个顶加热器178之间的温热空气加热器180。纸张122经由中间传输部126(递纸滚筒130)从图像绘制鼓170传递到干燥部116的干燥鼓176。在本示例性实施方案中，温热空气加热器180和顶加热器178沿着干燥鼓176的外周面交替设置，并且对干燥鼓176和正在传输的纸张122进行加热。例如，沿着干燥鼓176的外周面延伸并且它们之间具有预定距离的卤素加热器等被用作顶加热器178。此外，温热空气加热器180的结构使得，例如，热空气被送往干燥鼓176，这归因于热空气加热器202正设置在由轴流风扇200产生的空气流中。为了防止在这时的加热可以设置温度传感器204。沿着干燥部116中的干燥鼓176的周面布置多个温度传感器208以及多个光学式水分传感器210，所述多个温度传感器208检测通过干燥鼓176传输的纸张122的纸表面温度，所述多个光学式水分传感器210在不接触的情况下检测纸张122的水分量。光学式水分传感器210任选地通过红外线的反射检测水分，并且可以以高速和非接触的方式检测水分量。基于在多个温度传感器208上测量出的纸张122的纸表面温度以及在光学式水分传感器210上检测到的纸张122的水分量，从温热空气加热器180吹出到纸张122的温热空气的温度和空气体积以及各个顶加热器178的温度在未示出的控制部中适当地调节。将温热空气吹送到纸张122的记录表面上的温热空气加热器206可以在中间传输部126(递纸滚筒130)处提供。通过在中间传输部126(递纸滚筒130)提供温热空气加热器206，包含在由于凝聚行为而分散的溶剂中的水分可以在墨水通过喷墨头172M、172K、172C和172Y喷射到纸张122上之后立即干燥。通常地，当通过顶加热器进行加热时，在非图像部分的纸张122的热损失成为问题。即，在纸张中包含的水分通过对空白部分的加热而挥发，并且发生非图像部分的纸张收缩，并且可以产生起皱(波状起伏)或皱折。红外线加热器的波长和向纸张内的透过率之间的关系显示在图3中。如图3中所示，由于纸张122对1.54!11至3.(^111的波长的吸收是高的，因此，在本示例性实施方案中，使用红外线的峰值波长小于或等于1. 2 μ m并且优选约0. 7 μ m至1. 2 μ m的近红外线作为顶加热器178。由此，可以减小顶加热器178对纸张122的热破坏，并且可以减少起皱和皱折的发生。此外，通过调节顶加热器178的峰值波长和从温热空气加热器206和温热空气加热器180吹出的温热空气的温度和风速，在由纸张122上的墨水产生的水分量大于或等于4. Og/m2的干燥的初始阶段，在纸张122的纸表面温度变得不超过100°C的条件下进行加热。此外，在由纸张122上的墨水产生的水分量变得低于4. Og/m2之后(干燥后期阶段)，进行加热，使得纸张122的纸表面温度超过100°C。由此，减少了在纸张122上产生的起皱和皱折，并且抑制了在纸张122上产生的被称作起泡(或灼伤起泡)的图像表面的隆起。为了更详细地描述上述干燥条件，在其中由在纸张122上的墨水产生的水分量大于或等于4. Og/m2的干燥的初始阶段中，在纸张122的纸表面温度变得不超过100°C的条件下进行加热。然而，就在当由在纸张122上的墨水产生的水分量变得小于4. Og/m2时，纸张122的纸表面温度不需要超过100°C。即，在由纸张122上的墨水产生的水分量变得小于4. Og/m2之后，使纸张122的纸表面温度超过100°C。此外，在处于干燥的初始阶段中的纸张122的纸表面温度变得不超过100°C的条件下的上述加热中，将已经渗透到纸张122内的水分蒸发时的温度(100°C )设置为参比。即，当已经渗透到纸张122内的水分在干燥的初始阶段激剧蒸发时，变得容易产生起泡(或灼伤起泡)。因此，通过使纸张122的纸表面温度不超过100°C，抑制了水分的蒸发。在本示例性实施方案中，如上所述，在多个温度传感器208测定纸张122的纸表面温度，并且在光学式水分传感器210测定纸张122的水分量，并且减去预先作为数据储存在未示出的控制器中的印刷之前纸张122保持的水分量，从而检测由墨水产生的水分量。此外，基于纸张122的纸表面温度和纸张122的水分量，从温热空气加热器180朝向纸张122吹出的温热空气的温度和空气体积，以及各个顶加热器178的温度，都通过未示出的控制部而适当调节，并且由此实现了上述的干燥条件。例如，采用红外线的峰值波长为1.2μπι的卤素加热器作为顶加热器178。此外，在温热空气加热器180和206，例如，设定温热空气的温度为70°C，并且设定风速为5m/sec，并且可以调节温热空气的温度和风速。在图像绘制部114，由热塑性树脂形成的众多粒子可以被添加到从喷墨头172喷射出的墨水中。通过将由热塑性树脂形成的粒子添加到墨水中，可以预期通过加热和干燥工艺将树脂形成为涂膜，并且这样的粒子的添加在确保膜表面质量方面是有效的。在这种情况下，通过将膜表面从100°c加热到120°c，获得优选的效果，尽管其还取决于由热塑性树脂形成的粒子的涂膜形成温度。可应用纸张的范围当使用具有低透气度的用于印刷用途的通用涂布纸作为纸张122时，本示例性实
9施方案的图像形成装置1可以获得特别优选的结果。可以在涂布纸中使用的支持构件的实例是其主要组分是如下各项的原纸颜料和木浆比如化学纸浆例如LBKP、NBKP等，机械纸浆比如GP、PGW、RMP、TMP、CTMP、CMP、CGP等，废纸浆比如DIP等，以及类似的支持构件。在原纸中，可以将粘结剂和一种或多种类型的各种不同添加剂，比如胶粘剂、固定剂、保留助剂、阳离子化剂、纸强度试剂等混合在一起。原纸是通过使用各种装置比如长网造纸机(Rmrdrinier papermaking machine)、大桶造纸机(vat papermaking machine)、双股线造纸机(twin-wire papermaking machine)等中的任一种制造的。支持构件的另一种实例是提供有使用淀粉、聚乙烯醇等的施胶处理或结合涂层的原纸。此外，支持构件的实例是涂布处理的纸，比如美术纸，涂布纸、铸涂纸或在这种施胶处理时提供有涂层或提供有结合涂层的其它纸；等等。支持体的基本重量通常为约40至300g/m2，但并不是特别限定。在用于本发明的涂布纸中，涂层被施加在比如如上所述的支持体上。涂层由主要组分是颜料和粘结剂的涂层组合物形成，并且将至少一个涂层涂布到所述支持体上。可以采用白色颜料作为上述颜料。白色颜料的实例是无机颜料，比如轻质碳酸钙、重质碳酸钙、碳酸镁、高岭土、滑石、硫酸钙、硫酸钡、二氧化钛、氧化锌、硫化锌、碳酸锌、缎光白、硅酸铝、硅藻土、硅酸钙、硅酸镁、合成无定形二氧化硅、胶体二氧化硅、氧化铝、胶体氧化铝、伪勃姆石、氢氧化铝、锌钡白、沸石、水合埃洛石、氢氧化镁等；以及有机颜料，比如苯乙烯系塑料颜料、丙烯酰基系塑料颜料，聚乙烯、微胶囊、脲树脂、蜜胺树脂等。上述粘结剂的实例是淀粉衍生物，比如氧化淀粉、醚化淀粉、淀粉磷酸酯；纤维素衍生物，比如羧甲基纤维素、羟乙基纤维素，等等；酪蛋白、明胶、大豆蛋白质、聚乙烯醇和其衍生物；各种皂化度的聚乙烯醇以及其各种类型的衍生物，比如硅烷醇改性的产物、羧甲基化的产物、阳离子化的产物，等等；共轭的二烯共聚物胶乳，比如聚乙烯基吡咯烷酮、马来酸酐树脂、苯乙烯-丁二烯共聚物、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯共聚物，等等；丙烯酰基系聚合物胶乳，比如丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯的聚合物和共聚物等；乙烯基系聚合物胶乳，比如乙烯乙酸乙烯酯共聚物等；或通过含有官能团比如羧基等的含官能团单体改性而获得的这些各种类型聚合物的官能团改性的聚合物胶乳；水性粘合剂，比如热固性合成树脂，比如蜜胺树脂、脲树脂等，等等；丙烯酸类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树脂；聚氨酯树脂、不饱和聚酯树脂、氯乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、聚乙烯醇缩丁醛、醇酸树脂等的合成树脂添加剂；等等。涂层中颜料和粘结剂的配比是相对于100重量份的颜料，粘结剂为3至70重量份并且优选为5至50重量份。如果粘结剂相对于100重量份的颜料的配比少于3重量份，则由这种涂层组合物形成的墨水接受层的涂膜强度可能不足。另一方面，如果这种配比超过70重量份，则高沸点溶剂的吸收变得非常缓慢。此外，涂层中可以适当混合各种类型的添加剂，比如染料固定剂、颜料分散剂、增稠剂、流动性改进剂、消泡剂、发泡抑制剂、脱模剂、发泡剂、渗透剂、着色染料、着色颜料、荧光增白剂、紫外线吸收剂、抗氧化剂、防腐剂、抗真菌剂、耐水性添加剂、湿纸强度添加剂、干纸强度添加剂，等等。墨水接受层的涂布量不可能被明确规定，因为它根据所需的光泽、墨水吸收性、支持构件的类型等而不同，但是通常大于或等于lg/m2。此外，墨水接受层可以通过每一次涂布给定量并且涂布两次而形成。通过以这种方式进行涂敷两次，相比于以单次涂敷相同涂布量的情况，光泽得到了改善。涂层的涂敷可以通过使用各种类型的装置中的任一种联机或脱机进行，例如各种类型的刮刀涂布机、辊涂布机、气刀涂布机、棒涂布机、棒刀涂布机、幕涂布机、短销钉涂布机(short dowell coater)、施胶机，等等。此外，在涂敷涂层之后，墨水接受层的平坦化修饰可以通过使用比如砑光机装置进行，所述砑光机装置比如机械砑光机、TG砑光机、软砑光机等。注意，涂层的数量可以适当地根据需要而确定。涂布纸的实例是美术纸、高级涂布纸、中级涂布纸、高级轻重量涂布纸、中级轻重量涂布纸和轻涂布印刷纸。在美术纸的情况下，涂层的涂布量在两个表面都是约40g/m2 ；在高级涂布纸和中级涂布纸的情况下，涂层的涂布量在两个表面都是约20g/m2，在高级轻重量涂布纸和中级轻重量涂布纸的情况下，涂层的涂布量在两个表面都是约15g/m2，并且在轻涂布印刷纸的情况下，涂层的涂布量在两个表面都是小于或等于12g/m2。美术纸的实例是TOKUBISHI ART等。高级涂布纸的实例是U-LITE。美术纸的实例是TOKUBISHI ART (由Mitsubishi Paper Mills,Ltd.生产)，SATIN KINFUJI (由 Oji Paper Co. ,Ltd.生产)等等。涂布纸的实例是 OK TOP COAT(由 Oji Paper Co. ,Ltd.生产)，AUR0RA COAT(由 NipponPaper Industriesco. , Ltd.生产)禾口 RECYCLE COAT T_6 (由 Nippon Paper Industriesco.，Ltd.生产)。轻重量涂布纸的实例是 U-LITE(由 Nippon Paper Industries co.，Ltd.生产)，NEW V MATT(由 Mitsubishi Paper Mills, Ltd.生产)，NEW AGE(由 OjiPaper Co. ， Ltd. ^zfe ), RECYCLE MAT T-6 (由 Nippon Paper Industries co. ， Ltd. t产)和PISMMAT (由Nippon Paper Industries co. , Ltd.生产)。轻涂布印刷纸的实例^ AURORAL(由 Nippon Paper Industries co. ， Ltd. ^zfe ), KINMARI HI-L(由 HokuetsuPaper Mills, Ltd.生产)等。而且，铸涂纸的实例是 SA KINFUJI PLUS (由 Oji Paper Co.，Ltd.生产)，HI-MCKINLEY ART(由 Gojo Paper Mfg.，Co.，Ltd.生产)。操作/效果如图1所示，从进纸部110进料的纸张122沿着进纸滚筒152和旋转的处理液鼓巧4的外周面传输。在处理液涂敷部112处，处理液涂布装置156将处理液(墨水凝聚处理液)涂布到沿着处理液鼓154的外周面传输的纸张122的记录表面上。其上已经涂布处理液的纸张122经由中间传输部IM沿着图像绘制鼓170的外周面传输。在图像绘制部114处，各个颜色的喷墨头172M、172K、172C和172Y将液滴(墨水)喷射到通过图像绘制鼓170传输的纸张122的记录表面上，并且在纸张122上形成图像。此时，墨水接触预先在处理液涂敷部112涂敷到记录表面上的处理液，并且颜料和树脂粒子被分散在墨水凝聚体内，并且形成凝聚体。由此，防止了颜料在纸张122上的流动等，并且在纸张122的记录表面上形成图像。此外，在其记录表面上已经形成图像的纸张122经由中间传输部1 沿着干燥鼓176的外周面传输。由于温热空气从温热空气加热器206吹送到在中间传输部1 处的纸张122的记录表面上，因此在墨水喷射之后包含在纸张122中的水分被干燥(包含在由于凝聚行为而分离的溶剂中的水分被降低)。在干燥部116，由于顶加热器178的加热和从温热空气加热器180吹出的温热空气，在墨水喷射之后包含在通过干燥鼓176传输的纸张122中的水分被干燥(包含在通过凝聚行为而分离的溶剂中的水分被降低)。
其温度由于顶加热器178的加热和从温热空气加热器180吹出的温热空气而变高的纸张122，经由中间传输部1 沿着固定鼓184的外周面传输。在固定部118，由于纸张在压力下与固定鼓184以及第一固定辊186和第二固定辊188接触，因此在纸张122上形成的图像被固定到纸张122上。此外，纸张122经过面对在线传感器190的部分，并且测量在经过的纸张122上的检查图像(check pattern)，以及水分量、表面温度、光泽程度等。已经通过在线传感器190检查的纸张122通过递纸滚筒194以及传输带196传输，并且排出到排出盘192。在此，当纸张122在图像形成之后在干燥部116处干燥时(当纸张122的水分降低时)，可能由于在存在液滴水分的图像部和在不存在液滴水分的非图像部之间的水分量差别而在纸张122上产生起皱(波状起伏)。S卩，如果纸张122被静置在大气中(喷墨记录装置1的外部)，即使干燥强度(干燥纸张122的强度的程度)不同，图像绘制部的水分量也降低到预定值。然而，非图像绘制部的水分量是根据干燥强度的幅度而不同的值。结果，在喷墨记录装置1的内部的干燥强度越强，则在图像部和非图像部之间的水分量差别越大，并且起皱可能变得更糟。此外，当在胶印机等中使用通用涂布纸作为纸张122时，可能产生被称作起泡的图像表面的隆起。这被认为原因在于通用涂布纸比高级纸具有更低的透气度(5000秒至20，000秒的透气度)，并且当已经渗透到纸张122内的水分通过加热而蒸发时，水分没有逃逸通往的地方，从而水分引起膜表面隆起。相反，在本示例性实施方案中，其峰值波长小于或等于1. 2 μ m并且优选约0. 7 μ m至1. 2 μ m的近红外线被用作顶加热器178。由此，由于顶加热器178所导致的纸张122的热破坏可以得到降低，并且在纸张122上产生的起皱(波状起伏)和皱折可以减少(见图2)。此外，通过调节顶加热器178的峰值波长和从温热空气加热器206和温热空气加热器180吹出的温热空气的温度和风速，在由纸张122上的墨水所产生的水分量大于或等于4. Og/m2的干燥的初始阶段期间，在纸张122的纸表面温度变得不超过100°C的条件下进行加热。此外，在由纸张122上的墨水产生的水分量变得小于4. Og/m2之后(干燥后期)，进行加热，使得纸张122的纸表面温度超过100°C。由此，可以降低对纸张122的热破坏，并且可以降低在纸张122上产生的起皱和皱折。与其一起的情况是，由于加热而导致的已经渗透到纸张122内的水分的激剧蒸发得到了抑制，并且在纸张122上发生的被称作起泡的图像隆起可以得到抑制。而且，通过将由热塑性树脂形成的众多粒子添加到由喷墨头172M、172K、172C和172Y喷射出的液滴(墨水)中，可以预期通过加热和干燥工艺将树脂形成为涂膜，并且这样的粒子的添加对于确保膜表面质量是有效的。在这种情况下，通过将膜表面从加热到100°C至120°C而获得优选的效果，尽管其还取决于由热塑性树脂形成的粒子的涂膜形成温度。实施例根据下列实施例进行评价，以通过本发明的图像形成装置评价干燥时水分量、起泡的发生和起皱的发生。用于评价的图像形成装置用于评价干燥时纸的水分量、起泡的发生和起皱的发生的图像形成装置300显示在图4中。如图4所示，图像形成装置300包括其顶表面保持和传输纸张122的平台302 ；通过未示出的驱动部使平台302沿着导向部304A移动的移动装置304 ；喷墨头306，其以在平台302的移动方向上从上游侧朝向下游侧的顺序将墨水喷射到纸张122的记录表面上；第一测量部308，其测量纸张122的温度和水分量；温热空气加热器310，其将温热空气吹出到纸张122的记录表面上；具有多个顶加热器312A的干燥装置312，其干燥包含在纸张122内的水分；温热空气加热器314，其将温热空气吹送到纸张122的记录表面上；以及第二测量部316，其测量纸张122的温度和水分量。其中设置有第一测量部308、温热空气加热器310、IR加热器312A、温热空气加热器314和第二测量部316的范围是干燥部320。通过移动装置304移动其上保持有纸张122的平台302，并且将墨水通过喷墨头306喷射到纸张122上。之后，平台302沿着干燥部320移动，直至到达面对第二测量部316的位置。以第一测量部308、温热空气加热器310、IR加热器312A、温热空气加热器314和第二测量部316的顺序移动平台302。之后，将其上保持有纸张122的平台302沿着干燥部320返回到第一测量部308，而且，重复使平台302沿着干燥部320移动到第二测量部316的操作。即，在喷墨之后，纸张122沿着干燥部320往复地移动(往复地扫描)。在本示例性实施方案中，纸张122在通过喷墨头306喷射墨水之后，沿着干燥部320向第二测量部316的移动被视为“1次通过(pass) ”，并且之后，纸张122沿着干燥部320返回到第一测量部308被视为“2次通过”。此外，纸张122沿着干燥部320移动到第二测量部316被视为“3次通过”，并且类似地，通过的次数随后以这种方式增加。用于评价的印刷样品如图5所示，在用于评价的印刷样品，用作图像部分的被墨水打击的部分123A在整个纸宽度内的中心部分相对于纸张122的由箭头所示的纸纤维方向(抄纸方向)形成；用作非图像部分的不被墨水打击的部分12 设置在其两侧。纸张122具有150mm2的纸张尺寸，并且图像尺寸为50mm宽和140mm长。实验条件实验条件设定如下。纸张涂布纸，由Oji Paper Co.，Ltd.生产，OK TOPCOAT+, 104. 7g/m2墨水黑色(如实施例中所述)墨水打击1200X 1200dpi，液滴量6pL，密实地覆盖整个表面，(墨水打击量13.Og/m2，在墨水中的水分量10. 4g/m2)平台传输速度500mm/sec
IR 加热器Inc.生产，卤素加热器 QIR100V-500/L由 Heraeus KK 生产，碳加热器 CRS100/300G温热空气加热器吹风机风速5m/SeC ；空气温度70°C温度测量KeyenceFT-020水分量测量Karl Fischer方法预涂布预涂布在实施例中提及的液体(墨水凝聚处理液)预涂布打击1200X 1200dpi，液滴量2pL，50%打击(预涂布的施加量2. 2g/m2)在预涂布液体的涂敷之后，以上述传输速度进行2次扫描，并且通过使用温热空气加热器(吹风机)进行干燥。
测量水分量的方法纸张122的水分量通过下列方法测量冲出纸张122的用于测量的3cmX3cm大小部分，并且使用用于测量痕量水分的CA-200(由Mitsubishi Chemical Analytech Co.,Ltd.测量)装置。测量出的水分量[g]除以所冲出的表面积，并且计算出每单位表面积的水分量[g/m2]。在此，预先单独测量在印刷之前纸张122保持的水分量，并且通过减去这个水分量，表示由墨水产生的水分量。评价起泡的方法印刷的样品由肉眼和在光学显微镜下观察，并且判断膜表面的隆起的不存在/存在。当没有看到膜表面的隆起时将起泡评价为B，而当看到膜表面的隆起时将起泡评价为D (也包括其中隆起的顶上部分破裂的状态)。评价起皱的方法在图5中所示的印刷样品的测量位置330的150mm部分处测量印刷之后纸张122的ζ方向(上垂直方向)中的位移曲线。测量时使用由Keyence Corporation制造的激光位移传感器LK-080。测量的位移曲线值是路径积分，并且减去水平距离，由此测量出由于起皱而导致的曲线长度的增加量。这被称作起皱量。起皱量当小于0.05mm时被评价为A，而当小于0. IOmm时被评价为B，当小于0. 20mm时被评价为C，并且当大于或等于0. 20mm时被评价为D。评价条件如表1所示，通过将顶加热器312A的结构设定为条件1至条件9而进行测试。在所有的状态下，顶加热器312A的照射能的总量都是恒定的。表1
加热器结构对加热器施加的电压峰值波长加热器的数量每1次通过的电功率密度 [W/mm]通过的次数条件1卤素加热器165 V1.0 μπι3402次通过条件2卤素加热器165 V1.0 μιη2204次通过条件3卤素加热器165 V1.0 μτη1106次通过条件4卤素加热器100V1.2 μπι9402次通过条件5卤素加热器100V1.2 μιη6204次通过条件6卤素加热器100V1.2 μπι3106次通过条件7碳加热器100V2.0 μιη9402次通过条件8碳加热器100V2.0μιη6204次通过条件9碳加热器100V2.0μηι3106次通过评价结果表2显示了当在条件1至条件9进行实验时，纸张122的纸表面温度T、在纸张122
14的墨水所产生的水分量W的测量结果，以及起皱和起泡的评价结果。
权利要求
1.一种图像形成装置，所述图像形成装置包括液滴喷射装置，所述液滴喷射装置将液滴喷射到记录介质上；和干燥装置，所述干燥装置将喷射到所述记录介质上的液滴干燥，所述干燥装置包括红外线的峰值波长被设定为小于或等于1. 2 μ m的红外线加热器；其中A)在干燥的第一阶段期间，即在由在所述记录介质上的液滴产生的水分量大于或等于4. Og/m2的阶段期间，使用所述干燥装置在所述记录介质的纸表面温度变得不超过100°C的条件下进行加热；和B)在干燥的第二阶段期间，即在由在所述记录介质上的液滴产生的水分量变得低于4. Og/m2之后的阶段，使用所述干燥装置进行加热，使得所述记录介质的纸表面温度超过100°C。
2.根据权利要求1所述的图像形成装置，其中所述记录介质包括用于印刷用途的通用涂布纸。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的图像形成装置，其中所述液滴是墨水，并且在将所述液滴喷射到所述记录介质上之前，将墨水凝聚处理液涂敷到所述记录介质上。
4.根据权利要求1或权利要求2所述的图像形成装置，其中所述液滴包含多个由热塑性树脂形成的粒子。
5.一种图像形成方法，所述图像形成方法包括将液滴喷射到记录介质上；和干燥工艺，其中将喷射到所述记录介质上的液滴暴露于红外线的峰值波长被设定为小于或等于1. 2 μ m的红外线加热器；其中所述干燥工艺包括A)在其中由在记录介质上的液滴产生的水分量大于或等于4.Og/m2的干燥的第一阶段期间，在所述记录介质的纸表面温度变得不超过100°C的条件下进行加热；和B)在其中由在所述记录介质上的液滴产生的水分量变得低于4.Og/m2之后的干燥的第二阶段期间，进行加热，使得所述记录介质的纸表面温度超过100°C。
6.根据权利要求5所述的图像形成方法，其中所述记录介质包括用于印刷用途的通用涂布纸。
7.根据权利要求5或权利要求6所述的图像形成方法，其中所述液滴是墨水，并且在将所述液滴喷射到所述记录介质上之前，将墨水凝聚处理液涂敷到所述记录介质上。
8.根据权利要求5或权利要求6所述的图像形成方法，其中所述液滴包含多个由热塑性树脂形成的粒子。
全文摘要
本发明提供一种图像形成装置和图像形成方法。图像形成装置包括将墨水喷射到纸张上的喷墨头，将喷射到纸张上的墨水干燥的IR加热器，以及在IR加热器之间的温热空气加热器。在IR加热器处，红外线的峰值波长被设定为小于或等于1.2μm。通过调节IR加热器的温度以及温热空气加热器的温度和风速，在其中由纸张上的墨水所产生的水分量大于或等于4.0g/m2的干燥的初始阶段期间，在纸张的纸表面温度变得不超过100℃的条件下进行加热，并且在由纸张上的墨水所产生的水分量变得低于4.0g/m2之后，进行加热，使得纸张的纸表面温度超过100℃。
文档编号B41J2/01GK102555466SQ201110402
公开日2012年7月11日 申请日期2011年11月30日 优先权日2010年12月16日
发明者千绵祐平 申请人:富士胶片株式会社