(57)【要約】      （修正有）【課題】印刷装置の記録媒体等の加圧ローラの温度の均一性を改善し、媒体のシワの発生を防止できる媒体処理装置を提供する。【解決手段】媒体処理装置の加圧ローラ１００として、空洞円筒部材１２０、エラストマー層１６０、およびエンドベル１７２を含み、エンドベル１７２は空洞円筒部材１２０の両端に配置される。空洞円筒部材１２０の内側壁１２４およびエンドベル１７２により空洞１４０が画定され、この空洞１４０には所定量の液体１８０が満たされ、この液体１８０が空洞円筒部材１２０から熱を吸収することにより空洞円筒部材１２０全体の温度を均一化し、高温に晒されたときの温度の上昇に対する耐性が向上し、また温度が変化しても加圧ローラ１００の寸法が安定し、媒体の温度を均一化し、シワの発生を防止する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
媒体処理装置のための加圧ローラであって、
第１の端、第２の端、内側円筒壁、および外側円筒壁を有する空洞円筒部材であって、前記内側円筒壁が、前記内側円筒壁の円周全体の周りの前記直径方向に対向する内側円筒壁の部分間に延在し、かつ前記空洞円筒部材の前記第１の端から前記第２の端まで延在する空洞を形成する、空洞円筒部材と、
前記外側円筒壁に近接して配置され、前記空洞円筒部材の前記第１の端から前記第２の端までの前記外側円筒壁を覆い、前記加圧ローラの外周面を画定するエラストマー層と、
前記空洞円筒部材の前記第１の端と密着して接続する第１のエンドベルと、
前記空洞円筒部材の第２の端と密着して接続する第２のエンドベルと、
前記空洞を９５％だけ満たす前記空洞内の液体の容積であって、前記空洞円筒部材と共にニップを形成する別のローラにより、前記空洞円筒部材に伝導される熱を吸収し、前記空洞円筒部材が回転すると、前記空洞円筒部材に吸収された前記熱を前記液体全体に広げて、前記ニップ内の前記空洞円筒部材の均一な熱膨張を可能にする液体の容積と、を含む加圧ローラ。
【請求項２】
前記空洞円筒部材の前記内側円筒壁が、
前記内側円筒壁から延在する少なくとも１つのフィンであって、前記液体を混ぜ前記空洞円筒部材により吸収された前記熱を前記空洞内で広げて、前記ニップ内の前記空洞円筒部材の均一な熱膨張を可能にするよう設定される、少なくとも１つのフィンをさらに含む、請求項１に記載の加圧ローラ。
【請求項３】
前記空洞円筒部材の前記内側円筒壁が、
前記内側円筒壁から延在する少なくとも１つのパドルであって、前記液体を混ぜ前記空洞円筒部材により吸収された前記熱を前記空洞内で広げて、前記ニップ内の前記空洞円筒部材の均一な熱膨張を可能にするよう設定される、少なくとも１つのパドルをさらに含む、請求項１に記載の加圧ローラ。
【請求項４】
前記空洞円筒部材が、ステンレス鋼を実質的に含む、請求項１に記載の加圧ローラ。
【請求項５】
前記エラストマー層が、ポリウレタンを実質的に含む、請求項１に記載の加圧ローラ。
【請求項６】
前記空洞円筒部材の前記第１の端および前記第２の端での前記エラストマー層の外側の直径は、前記空洞円筒部材の中央部分での前記エラストマー層の外側の直径より小さい、請求項１に記載の加圧ローラ。
【請求項７】
前記エラストマー層の前記外周面は、圧力により前記別のローラと接触して前記ニップを形成するよう設定される、請求項１に記載の加圧ローラ。
【請求項８】
印刷装置であって、
第１のローラと、
第２のローラであって、
第１の端、第２の端、内側円筒壁、および外側円筒壁を有する空洞円筒部材であって、前記内側円筒壁が、前記内側円筒壁の円周全体の周りの前記直径方向に対向する内側円筒壁の部分間に延在し、かつ前記空洞円筒部材の前記第１の端から前記第２の端まで延在する空洞を形成する、空洞円筒部材と、
前記外側円筒壁に近接して接続され、前記空洞円筒部材の前記第１の端から前記第２の端までの前記外側円筒壁を覆うエラストマー層と、
前記空洞円筒部材の前記第１の端と密着して接続する第１のエンドベルと、
前記空洞円筒部材の前記第２の端と密着して接続する第２のエンドベルと、
前記空洞を９５％だけ満たす前記空洞内の液体の容積であって、前記第２のローラの前記エラストマー層と共にニップを形成する前記第１のローラにより、前記空洞円筒部材に伝導される熱を吸収し、前記空洞円筒部材が回転すると、前記第１のローラから吸収された前記熱を前記液体全体に広げて、前記ニップ内の前記空洞円筒部材の均一な熱膨張を可能にする液体の容積と、を含む第２のローラと、
インク滴を媒体ウェブ上に吐出するよう設定される複数の印字ヘッドと、
前記インク滴が前記媒体ウェブ上に吐出された後、前記媒体ウェブを前記ニップに通過させて、前記インク滴を均し、前記媒体ウェブ上にインク画像を形成するよう設定される媒体搬送と、を含む印刷装置。
【請求項９】
前記第２のローラが、
前記内側円筒壁から延在する少なくとも１つのフィンであって、前記液体を混ぜ前記空洞円筒部材により吸収された前記熱を前記空洞内で広げて、前記ニップ内の前記空洞円筒部材の均一な熱膨張を可能にするよう設定される、少なくとも１つのフィンをさらに含む、請求項８に記載の印刷装置。
【請求項１０】
前記第２のローラが、
前記内側円筒壁から延在する少なくとも１つのパドルであって、前記液体を混ぜ前記空洞円筒部材により吸収された前記熱を前記空洞内で広げて、前記ニップ内の前記空洞円筒部材の均一な熱膨張を可能にするよう設定される、少なくとも１つのパドルをさらに含む、請求項８に記載の印刷装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、一般に画像形成装置用の加圧ローラに関し、具体的には、媒体内でのシワの発生を抑えるよう設定された加圧ローラに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、インクジェット印刷装置すなわちインクジェットプリンタは、少なくとも１つの印字ヘッドを含み、これらの印字ヘッドが記録面すなわち画像形成面上に液体インクの滴または噴流を吐出する。相転移インクジェットプリンタでは相転移インクを使用する。この相転移インクは、周囲温度では個体であるが、高温になると液相に変化する。次いで、印字ヘッドが、制御装置から受信する発射信号に応じて、溶解インクを印刷媒体上に、または画像受取り部上に吐出する。
【０００３】
直接転写プリンタでは、印字ヘッドが、紙のシート、または連続媒体ウェブなどの印刷媒体上にインク滴を直接吐出する。インク滴を印刷媒体上に吐出した後、プリンタが印刷媒体を、２つのローラの間に形成されたニップに通過させる。このニップにより、インク滴および印刷媒体に、圧力と、随意的には熱が加えられる。ニップの第１のローラ（一般には「拡散ローラ」と呼ばれる）は、印刷媒体の印刷面に接触し、第２のローラ（一般には「加圧ローラ」と呼ばれる）は、媒体を拡散ローラに対して押し付けてインク滴を均し、インクを印刷媒体に定着させる。
【０００４】
加圧ローラは、一般にはエラストマー層により覆われた鋼製の円筒の芯を含む。ほとんど連続した長時間の印刷中、加熱された拡散ローラおよび印刷媒体（同様に拡散する前に加熱された）との接触より、加圧ローラの温度は上昇する可能性がある。鋼製の芯の軸の長さに沿った温度の変化により、芯の軸に沿った数か所、特にその中央近くで、加圧ローラが膨張する可能性がある。ローラの不均一な膨張により、加圧ローラと拡散ローラの間の接触形状（「ニップ形状」としても知られている）が変化するおそれがある。このニップ形状の変化により、印刷媒体がニップを通過する際、特に連続媒体のプリンタでは、その印刷媒体内にシワが発生する可能性がある。定着器を通したときに印刷媒体内に発生するシワにより、印刷物に画像の不具合が発生するおそれがある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
加圧ローラ使用によりその温度が上昇することで、媒体上でインクが広がり易くなるが、同時にローラ上のエラストマー層の特性も変化する。例えば、いくつかの加圧ローラでは、エラストマー層を高温に加熱することにより、その弾性係数が低下し得る。さらに、弾性係数が下がることによりニップ形状に影響を及ぼし、上記に記載した媒体のシワの問題を悪化させる。したがって、加圧ローラの温度に対する耐性および均一性を改善することが所望される。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
一実施形態では、媒体処理装置の加圧ローラは、温度の均一性が改善され、高温に晒されたときの温度に対する耐性が向上し、温度が変化しても加圧ローラの寸法が非常に安定するようになった。この加圧ローラは、空洞円筒部材、エラストマー層、第１のエンドベル、第２のエンドベル、および液体の容積を含む。この空洞円筒部材は、第１の端、第２の端、内側円筒壁、および外側円筒壁を含む。この内側円筒壁は空洞を形成し、この空洞は、内側円筒壁の円周全体の周りの直径方向に対向する内側円筒壁の部分間に延在し、かつ空洞円筒部材の第１の端から第２の端まで延在する。エラストマー層は外側円筒壁に近接して配置され、この空洞円筒部材の第１の端から第２の端にかけて外側円筒壁を覆う。このエラストマー層が加圧ローラの外周面を画定する。第１のエンドベルが空洞円筒部材の第１の端と密着して接続し、第２のエンドベルは空洞円筒部材の第２の端と密着して接続する。空洞は液体の容積を含み、この液体により９５％だけ満たされる。空洞円筒部材とニップを形成するもう一方のローラから空洞円筒部材に伝導した熱をこの液体が吸収し、空洞円筒部材が回転すると、空洞円筒部材により吸収された熱が液体全体に広がり、ニップ内の空洞円筒部材の熱膨張を均一にすることができる。
【０００７】
他の実施形態では、印刷装置は、温度の均一性を改善し、高温に晒されたときの温度に対する耐性を向上させた加圧ローラを含み、温度が変化しても加圧ローラの寸法が非常に安定する。この印刷装置は、第１のローラ、第２のローラ、複数の印字ヘッド、および媒体搬送を含む。第２のローラは、空洞円筒部材、エラストマー層、第１のエンドベル、第２のエンドベル、および液体の容積を含む。この空洞円筒部材は、第１の端、第２の端、内側円筒壁、および外側円筒壁を有する。内側円筒壁は空洞を形成する。この空洞は内側円筒壁の円周全体の周りで直径方向に対向する内側円筒壁の部分間で延在し、かつ空洞円筒部材の第１の端から第２の端まで延在する。第２のローラのエラストマー層は、空洞円筒部材の外側円筒壁に近接して配置され、この空洞円筒部材の第１の端から第２の端にかけて外側円筒壁を覆う。第１のエンドベルが空洞円筒部材の第１の端と密着して接続し、第２のエンドベルは空洞円筒部材の第２の端と密着して接続する。空洞は液体の容積を含み、この液体により９５％だけで満たされる。第２のローラの空洞円筒部材とニップを形成する第１のローラにより、空洞円筒部材に伝達された熱をこの液体が吸収し、空洞円筒部材が回転すると、空洞円筒部材により吸収された熱が液体全体に広がり、ニップ内の空洞円筒部材の熱膨張を均一にすることができる。複数の印字ヘッドは媒体ウェブ上にインクの滴を吐出するよう設定され、その後、この媒体ウェブは媒体搬送により、ニップを通過してインク滴を均し、その媒体ウェブ上にインク画像を形成する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、液体を含んだ加圧ローラを備える連続給紙式直接転写プリンタの概略図である。
【図２】図２は、図１のプリンタの液体を含んだ加圧ローラの断面図である。
【図３】図３は、フィンを内部に有する液体を含んだ加圧ローラの断面図である。
【図４】図４は、パドルを内部に有する液体を含んだ加圧ローラの断面図である。
【図５】図５は、フィンを取り付けた個体の芯を有する液体を含んだ加圧ローラの断面図である。
【図６】図６は、パドルを取り付けた個体の芯を有する液体を含んだ加圧ローラの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
図１には、液体を含んだ加圧ローラ１００を有するインクジェットプリンタ５の概略図を示す。本開示の目的のため、このインクジェットプリンタは、１つ以上のインクジェット印字ヘッドを用いる。このインクジェット印字ヘッドは、紙、またはその他の種類の印刷媒体などの画像受取り部材、あるいは回転する画像形成ドラムまたは画像形成ベルトなどの間接印刷部材の上にインク滴を吐出する。
【００１０】
このプリンタ５は、制御装置５０を含み、この制御装置５０が画像データを処理して、制御信号を生成し、この制御信号によりインクジェットイジェクタはカラーインクを吐出する。カラーインクは、ブラック、またはその他の所望の色でよく、中には複数の異なるカラーインクを媒体に塗布するプリンタ構成もある。図１の構成では、プリンタ５は、シアン、マゼンタ、イエロー、およびブラック（ＣＭＹＫ）のインクを媒体ウェブ上に吐出してカラーインクの画像を形成する。
【００１１】
プリンタ５は、媒体供給・操作システムを含む、直接転写式および連続媒体式の相転移インクジェットプリンタの一例であり、この媒体供給・操作システムは、ウェブローラ８に取り付けられた媒体１０のスプールなどの媒体供給源から、長くほぼ連続した「下地」の媒体Ｗのウェブ（紙、プラスチック、またはその他の印刷可能材料）供給するよう設定される。片面印刷の場合、このプリンタ５は、媒体コンディショナ１６、印刷ゾーン２０、印刷済みウェブコンディショナ８０、および巻戻しユニット９０に一度だけ媒体ウェブＷを通過させる。片面印刷の動作では、媒体供給源１０がローラの幅をほぼカバーし、媒体がそのローラ上をプリンタ内で移動する。
【００１２】
両面印刷の動作の場合、媒体ウェブＷは、ウェブ反転器８４により反転され、その媒体の第２の面が上に向けられ、印刷ゾーン２０を形成する印字ヘッドユニット２１Ａ〜２１Ｄ、および印刷済みウェブコンディショナ８０を通過し、その後、この媒体は巻戻しユニット９０に巻き付けられる。両面印刷の動作では、ウェブは、印刷ゾーン２０および印刷済みウェブコンディショナ８０内で、各ローラ２６の全長の約半分を通過する。反転器８４により、媒体ウェブＷは反転し横方向にずれ、それにより、その後、媒体ウェブＷは各ローラ２６の全長のもう半分の上で移動し、印刷ゾーン２０および印刷済みウェブコンディショナ８０を通過する。これにより、この媒体ウェブＷの裏面が印刷され調整される。巻戻しユニット９０はこのウェブをローラ上に巻き付けるよう設定され、これにより、ウェブをプリンタから取り外し、続く処理を行う。
【００１３】
媒体ウェブＷは供給源１０から必要な分だけ伸ばされ、様々なモータ（図示せず）により、１つ以上のローラ１２および２６を回転し、媒体ウェブＷを移動させる。媒体コンディショナは、ローラ１２および余熱ヒータ１８を含む。プリンタ内を経路に沿って媒体が移動する際、ローラ１２および２６が伸ばされた媒体の張力を制御する。別の実施形態では、プリンタは、カットシートの媒体を印刷ゾーン内に搬送させる。この場合、媒体供給・操作システムは、カットシートの媒体をプリンタ内の所望の経路に沿って搬送させることができる好適な装置または構造を含む。余熱ヒータ１８により、印刷される媒体の種類、ならびに、使用されるインクの種類、色、数に対応する所望の画像特性に対して選択された最初の既定温度にウェブを到達させる。余熱ヒータ１８は、接触熱、放射熱、伝導熱、または対流熱を用いて、媒体を目標の予熱温度に到達させることができる。
【００１４】
媒体は、一連のカラー印字ヘッドモジュールすなわちユニット２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃ、および２１Ｄを含む印刷ゾーン２０内を搬送され、各印字ヘッドユニットは媒体の幅全体に渡って効率的に延在し、移動する媒体上にインクを直接吐出することができる。プリンタ５では、各印字ヘッド（カラー印刷で一般に使用される色ごとに１つの印字ヘッド）が単一の色のインクを吐出する。すなわち、印字ヘッドユニット２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃ、および２１Ｄがそれぞれ、シアン、マゼンタ、イエロー、およびブラック（ＣＭＹＫ）のインクを吐出する。
【００１５】
裏打ち部材２４Ａ〜２４Ｄ（一般には、バーまたはローラの形態をとる）は、各カラーモジュールに関連し、印字ヘッドユニットのほぼ反対に媒体の裏面と接して配置される。裏打ち部材の反対側の印字ヘッドユニットの印字ヘッドから所定の距離をあけた位置に、各裏打ち部材は媒体を配置する。裏打ち部材２４Ａ〜２４Ｄは随意的に、熱エネルギーを放射して媒体を所定の温度に加熱するよう設定され、種々の裏打ち部材を個々に制御することができる、あるいは一括して制御することができる。余熱ヒータ１８、印字ヘッド、裏打ち部材２４Ａ〜２４Ｄ（加熱される場合）、および周りの空気を組合せて、印刷ゾーン２０の経路の反対側の部分に沿って移動する媒体の温度を、印字ヘッドから吐出されるインクを媒体が受け取るための好適な所定の温度範囲内に維持する。
【００１６】
部分的に画像が形成された媒体ウェブＷが、印刷ゾーン２０の印字ヘッドから種々の色のインクを受け取るとき、プリンタ５が、温度媒体ウェブＷの温度を所定の範囲内に維持する。カラーモジュール２１Ａ〜２１Ｄ内の印字ヘッドは、一般には媒体ウェブＷの温度よりも著しく高い温度のインクを吐出する。したがって、媒体はインクにより加熱されるため、プリンタ５は温度制御装置を用いて、媒体ウェブの温度を所定の範囲内に維持する。例えば、空気ブロアまたはファンを用いて、媒体の温度の制御を容易にすることができる。このように、あらゆるインクを印刷ゾーン２０の印字ヘッドから噴射するために、プリンタ５は媒体ウェブＷの温度を好適な範囲内で維持する。媒体経路の部分に沿って、温度センサ（図示せず）を配置して、媒体の温度を制御することができる。
【００１７】
印刷ゾーン２０に続いて、１つ以上の「中間ヒータ」３０が媒体経路に沿って配置される。中間ヒータ３０は、接触熱、放射熱、伝導熱、および／または、対流熱を用いて、媒体の温度を制御することができる。媒体上のインクが定着器４０を通過するとき、中間ヒータ３０により媒体上のインクは所望の特性に適した温度に到達する。ある実施形態では、中間ヒータの目標温度の有効範囲は、約３５°〜約８０°である。中間ヒータ３０は、インクの温度と下地の温度とを互いに約１５℃以内に近づける効果を有する。インクの温度が低いと線はあまり広がらず、一方インクの温度が高いと媒体の非画像面からインク画像が見えてしまう。ある実施形態では、中間ヒータ３０は、下地とインクの温度を定着器の温度より０℃〜２０℃高く調整する。
【００１８】
中間ヒータ３０に続いて、定着組立体４０により、媒体に熱、および／または、圧力をかけて、画像を媒体に定着させる。定着組立体は、画像を媒体に定着させるための全ての好適な装置または機器を含み、これらの好適な装置には、高温の加圧ローラまたは非高温の加圧ローラ、放射ヒータ、加熱ランプなどが含まれる。図７の実施形態では、この定着組立体４０が拡散ローラ４２および加圧ローラ１００を含み、これらのローラにより、所定の圧力と、（実装形態によっては）熱が媒体にかけられる。定着組立体４０の機能は、圧力および（システムによっては）熱を用いて、ウェブＷ上の個々のインク小滴、インク小滴の筋、またはインクの線を均すことである。定着組立体４０は、インク滴を均して隣接する滴間の空間を埋め、媒体ウェブＷ上の画像の均一性を向上させる。インクの拡散に加えて、定着組立体４０は、インク層の粘着性、および／または、インクとウェブの密着性を増やすことにより、インク画像の媒体ウェブＷに対する定着性を向上させる。拡散ローラ４２は、発熱体４６などの加熱素子を用いて、ウェブＷを約３５℃〜約８０℃の範囲の温度に到達させることができる。
【００１９】
実際の一実施形態では、定着組立体４０内の拡散ローラ４２がインクの特性による最適温度、例えば、５５℃に維持される。一般に、ローラの温度が低いと線はあまり広がらず、ローラの温度が高いとインク画像の光沢が不完全となる可能性がある。ローラの温度が高過ぎると、インクがローラに移る可能性がある。実際の一実施形態では、加圧ローラ１００の両端に約３０００ポンドの力で、加圧ローラ１００は拡散ローラ４２に押し付けられる。下記に詳細に説明するが、定着組立体４０の加圧ローラ１００は、部分的に液体１８０で満たされて、加圧ローラ１００の温度均一性が高くなる。
【００２０】
定着組立体４０は、拡散ローラ４２に関連するクリーニング／オイル塗布ステーション４８を含むことができる。このステーション４８は、拡散ローラ４２の表面をクリーニングし、かつ／または、いくらかの離型剤またはその他の材料の層を拡散ローラ４２の表面に塗布して、拡散ローラ４２の表面にインクが付着しないようにする。
【００２１】
拡散器４２を通過した後、印刷済みの媒体は、ウェブ反転器８４に向かい、そこで反転され、印字ヘッド、中間ヒータ、定着器、および被覆ステーションからなる第２のパスを通るためにローラのもう半分の部分にずれることができる。あるいは、片面印刷の動作が終了した後、または両面印刷の動作の第２の面の印刷が終了した後、媒体ウェブＷはローラに巻き付けられ得、このシステムから取り外される。プリンタ５の一構成では、巻戻しユニット９０により、片面印刷済みの媒体または両面印刷済みの媒体をローラに巻き付けて、このシステムから取り外す。あるいは、カット、製本、丁合い、および／または、媒体のホチキス留めなどの作業を行うその他の処理ステーションに媒体は移動することができる。
【００２２】
図１の実施形態には、直接転写式連続媒体供給プリンタが示されているが、液体を含む加圧ローラは、その他の種類のプリンタにも使用可能であることは理解されたい。例えば、液体を含む加圧ローラは、間接プリンタまたはカットシート用画像形成装置内でも使用可能である。さらに、本明細書に記載される、液体を含む加圧ローラは、例えば、加熱した媒体をニップに通して搬送する高圧力のラミネート装置などのその他の媒体処理装置にも使用可能である。
【００２３】
図２には、プリンタ５の加圧ローラ１００の断面図が示される。この加圧ローラ１００は、空洞円筒部材１２０、エラストマー層１６０、第１のエンドベル１７２、および第２のエンドベル１７６を含む。空洞円筒部材１２０内の第１のエンドベル１７２と第２のエンドベル１７６との間には、空洞１４０が画定される。この空洞１４０は、所定の量の液体１８０を格納するよう設定され、この液体が空洞円筒部材１２０から熱を吸収する。
【００２４】
空洞円筒部材１２０は、内側壁１２４、外側壁１２８、第１の端１３２、および第２の端１３６を画定する。空洞円筒部材１２０の第１の端１３２および第２の端１３６は、それぞれ第１のエンドベル１７２および第２のエンドベル１７６を提供するよう設定され、これらのエンドベルは、空洞円筒部材１２０の内側壁１２４に溶接され得、さもなければ、空洞円筒部材１２０の内側壁１２４に密着して接続される。ある実施形態では、空洞円筒部材１２０と、エンドベル１７２および１７６は、ステンレス鋼、例えば、３０４型ステンレス鋼を実質的に含むが、別の実施形態ではその他の好適な材料を使用することも可能である。
【００２５】
空洞円筒部材１２０の内側壁１２４とエンドベル１７２および１７６により、空洞１４０が画定される。図２の実施形態では、空洞１４０は円筒の形状で、内側壁１２４の円周全体の周りの内側壁１２４の部分から内側壁１２４の直径方向に対向する部分に延在する。すなわち、空洞１４０は円筒形で、この空洞１４０の中には構成要素は含まれない。
【００２６】
この空洞１４０は、液体１８０で部分的に満たされるよう設定され、この液体１８０は、水、不凍液、またはその他の好適な液体でよい。エンドベル１７２および１７６の一方または両方は、栓（図示せず）を含むことができ、この栓により空洞１４０内に液体１８０を満たし、かつ空にすることができる。ある実施形態では、空洞１４０内の液体の量は加圧ローラのサイズおよび所望の熱特性により変化する可能性があるが、空洞１４０は約１．５ガロン（５．７リットル）の液体１８０で満たされるよう設定される。
【００２７】
エラストマー層１６０は、空洞円筒部材１２０の外側壁１２８を覆う。エラストマー層１６０は外周面１６４を含み、この外周面１６４は、図１の拡散ローラ４２などの拡散ローラと接触して、圧力ニップを形成するよう設定され、この圧力ニップを媒体ウェブが通過して、インクが均され、媒体ウェブに定着する。このエラストマー層１６０は、空洞円筒部材１２０の第１の端１３２と第２の端１３６で第１の厚さを有し、空洞円筒部材１２０の中央で第２の厚さを有する。一般には空洞円筒部材１２０の中央での厚さを、端１３２および１３６での厚さより厚くし、エラストマー層１６０の外周面１６４がクラウン形状になるようにする。ある実施形態では、エラストマー層１６０は、ローラの中心で２．５ミリメートルの厚さ、およびローラの端１３２および１３６で２．４７５ミリメートルの厚さを有するポリウレタンを実質的に含む。別の実施形態では、エラストマー層は、ニトリルブタジエンゴム（「ＮＢＲ」）などのその他の好適な材料を含むことができ、異なる厚さで形成され得る。
【００２８】
動作中、加圧ローラ１００はプリンタ５などのプリンタ内に取り付けられ、拡散ローラ４２などの拡散ローラと共にニップを形成するよう設定される。その上にインク画像が形成された媒体ウェブが、拡散ローラと加圧ローラ１００との間に形成されたニップを通過する。媒体ウェブが加熱され、媒体ウェブ上のインク画像も加熱した複数のインク滴を含むため、この両方により、熱が加圧ローラ１００に伝わる。インクと媒体ウェブからの熱は、エラストマー層１６０および空洞円筒部材１２０に吸収される。
【００２９】
液体を含まない加圧ローラでは、吸収された熱により、加圧ローラの温度が、特にローラの中央付近で上昇する可能性がある。ローラの温度が上昇すると、ローラに温度勾配が生じ、加圧ローラが部分的に膨張しローラの形状が変形してしまう。ローラの形状が変形することにより、加圧ローラと拡散ローラの間のニップは、シワを発生させずに媒体を通過させることができなくなる。具体的には、ローラの中央が膨張し易くなり、これにより加圧ローラは樽形状になる。加圧ローラの不均一な熱膨張により生じるクリープエネルギーの結果、ニップ内の軸速度に差が生じ、これにより、媒体がニップを通過するとき、その媒体にシワが発生する。個体インクが加圧ローラに付着し得ることにより、媒体と加圧ローラとの間の摩擦係数が下がる可能性があるため、個体インクの印刷では、この媒体のシワの問題は悪化する。加圧ローラと媒体の間の摩擦が低くなり、これとニップ内の速度の違いが組み合わさり、ニップ内で媒体にシワが発生してしまう。
【００３０】
さらに、加圧ローラ内の温度が上昇することにより、エラストマー層の弾性係数が下がる可能性がある。この弾性係数の低減に応じて、加圧ローラと拡散ローラとの間のニップ内で生じる圧力が下がり、媒体がニップを通過する際、この媒体が加圧ローラに対して保持される力がさらに弱まる。ニップの圧力が弱まることにより速度の差が発生し、これにより、クリープ力が発生し得、媒体に大きな影響を与え、媒体のシワの問題を悪化させる。
【００３１】
ニップを通過中の加熱された媒体に加圧ローラ１００が接触すると、この媒体からエラストマー層１６０と空洞円筒部材１２０に熱が伝わる。加圧ローラ１００内の液体１８０は、空洞円筒部材１２０とエラストマー層１６０から熱を吸収するよう設定される。液体１８０の体積熱容量は、空洞円筒部材１２０の体積熱容量よりも著しく大きく、これにより、加圧ローラ１００の熱容量全体を増加させる。したがって、加圧ローラ１００は印刷処理中の加圧ローラ１００の温度の上昇に耐えることができ、エラストマー層１６０の弾性係数に対する熱の影響を最小限にし、空洞円筒部材１２０の熱膨張を小さくする。
【００３２】
さらに、加圧ローラ１００と拡散ローラとの間のニップを媒体が通過するとき、加圧ローラ１００が中心軸の周りを回転し、これにより、空洞１４０内の液体１８０がかき混ぜられる。液体１８０が空洞１４０内で移動すると、空洞円筒部材１２０の軸に沿って液体１８０の加熱された部分が液体１８０の冷たい部分と混ざる。したがって、液体１８０は、空洞円筒部材１２０の軸に沿って、相対的に均一な温度となる。液体１８０の熱容量が空洞円筒部材１２０の熱容量より大きいため、空洞円筒部材１２０の温度は、空洞円筒部材１２０の軸全体の長さに沿って、液体１８０の温度に近くなり、空洞円筒部材１２０の温度の均一性が向上する。したがって、空洞円筒部材１２０の熱膨張は、空洞円筒部材１２０の軸の長さに沿って均一となり、これにより、ニップ形状は、空洞円筒部材１２０の温度の上昇により、影響を受けないで済む。この均一な熱膨張により、ニップは、媒体のシワを少なくするために形状を保持することができる。例えば、「クラウンではない」形状では、加圧ローラ１００の端１３２と端１３６に向けて媒体ウェブを引っ張ることにより、ニップ内で媒体がシワになることを防止する。
【００３３】
図３には、加圧ローラ２００の別の実施形態の断面図が示される。この加圧ローラ２００は、空洞円筒部材２２０、エラストマー層２６０、第１のエンドベル２７２、および第２のエンドベル２７６を含む。空洞２４０は、空洞円筒部材２２０内で第１のエンドベル２７２と第２のエンドベル２７６との間に画定される。空洞２４０は、所定の量の液体２８０を格納するよう設定され、この液体２８０が空洞円筒部材２２０から熱を吸収する。
【００３４】
空洞円筒部材２２０は、内側壁２２４、外側壁２２８、第１の端２３２、および第２の端２３６を画定する。空洞円筒部材２２０の第１の端２３２および第２の端２３６は、第１のエンドベル２７２および第２のエンドベル２７６が、それぞれ端２３２および端２３６で密空洞円筒部材２２０の内側壁２２４と密着して接続するよう設定される。この内側壁２２４は、複数のフィン２８４を含み、これらのフィンは内側壁２２４から突き出しており、空洞２４０の内側壁の円周上に、軸方向に沿って間隔を開けて配置される。加圧ローラ２００が回転すると、空洞２４０内の液体２８０がよく混ざるようフィン２８４は設定される。
【００３５】
空洞円筒部材２２０の内側壁２２４とエンドベル２７２および２７６により、空洞２４０が画定される。内側壁２２４から突き出したフィン２８４を除外すると、空洞２４０は円筒形である。空洞２４０は、空洞円筒部材２２０から熱を吸収し拡散させる液体２８０で部分的に満たされるよう設定される。
【００３６】
エラストマー層２６０は、空洞円筒部材２２０の外側壁２２８を覆う。このエラストマー層２６０は外周面２６４を含み、この外周面２６４が拡散ローラと接触して圧力ニップを形成するよう設定され、この圧力ニップを媒体ウェブが通過して、インクが均され、媒体ウェブに定着する。エラストマー層２６０は、空洞円筒部材２２０の第１の端２３２および第２の端２３６で第１の厚さを有し、空洞円筒部材２２０の中央で第２の厚さを有する。このエラストマー層２６０はクラウン形状を有する。つまり、エラストマー層２６０は、ローラ２００の中央がローラ２００の端２３２および２３６よりも厚い。
【００３７】
加圧ローラ２００は、図１および図２を参照して上記に説明した、加圧ローラ１００とほぼ同じように動作する。しかし、加圧ローラ２００が中心軸の周りを回転すると、フィン２８４により、空洞２４０内の液体２８０がかき混ざり易くなる。フィン２８４を用いて、液体２８０をかき混ぜることにより、液体２８０がさらに混ざり、吸収された熱が液体の容積２８０全体に渡って広がり、空洞円筒部材２２０およびエラストマー層２６０全体に渡る温度の均一性を向上させることができる。
【００３８】
図４には、加圧ローラ３００の別の実施形態の断面図が示される。この加圧ローラ３００は、空洞円筒部材３２０、エラストマー層３６０、第１のエンドベル３７２、および第２のエンドベル３７６を含む。空洞３４０は、空洞円筒部材３２０内で第１のエンドベル３７２と第２のエンドベル３７６との間に画定される。空洞３４０は、所定の量の液体３８０を格納するよう設定され、この液体３８０が空洞円筒部材３２０から熱を吸収する。
【００３９】
空洞円筒部材３２０は、内側壁３２４、外側壁３２８、第１の端３３２および第２の端３３６を画定する。空洞円筒部材３２０の第１の端３３２および第２の３３６端は、第１のエンドベル３７２と第２のエンドベル３７６がそれぞれ、端３３２および端３３６で空洞円筒部材３２０の内側壁３２４と密着して接続するよう設定される。内側壁３２４は、複数のパドル３８８を含み、これらのパドルは内側壁３２４から突き出ており、空洞３４０の内側壁の円周に沿って間隔を開けた異なる位置に配置され、空洞３４０の内側壁に沿って軸方向に延在する。またパドルは空洞３４０の内側壁で軸の長さに沿って間隔を開けた異なる位置に配置され、空洞３４０の内側壁の部分に沿って円周上に延在してもよい。加圧ローラ３００が回転するすると、空洞３４０内の液体３８０がよく混ざるようパドル３８８は設定される。
【００４０】
空洞円筒部材３２０の内側壁３２４とエンドベル３７２および３７６により、空洞３４０が画定される。空洞３４０は、内側壁３２４から突き出したパドル３８８を除外すると、円筒形である。空洞３４０は液体３８０で部分的に満たされるよう設定され、この液体３８０が空洞円筒部材３２０から熱を吸収する。
【００４１】
エラストマー層３６０は、空洞円筒部材３２０の外側壁３２８を覆う。エラストマー層３６０は外周面３６４を含み、この外周面３６４が拡散ローラと接触して圧力ニップを形成するよう設定され、この圧力ニップを媒体ウェブが通過して、インクが均され、媒体ウェブに定着する。エラストマー層３６０はクラウン形状を有する。つまり、エラストマー層３６０はローラ３００の中央の中央が、ローラ３００の端３３２および３３６よりも厚い。
【００４２】
加圧ローラ３００は、図１および図２を参照して上記に説明した加圧ローラ１００とほぼ同じように動作する。しかし、加圧ローラ３００が中心軸の周りを回転すると、パドル３８８により空洞３４０内の液体３８０がかき混ざり易くなる。パドル３８８を用いて、液体３８０をかき混ぜることにより、液体３８０がさらに混ざり、吸収された熱が液体の容積３８０全体に渡って広がり、空洞円筒部材３２０およびエラストマー層３６０全体に渡る温度の均一性を向上させることができる。
【００４３】
図５には、加圧ローラ４００の別の実施形態の断面図が示される。この加圧ローラ４００は、空洞円筒部材４２０、エラストマー層４６０、第１のエンドベル４７２、第２のエンドベル４７６、および個体棒４９２を含む。空洞４４０は、空洞円筒部材４２０内で第１のエンドベル４７２と第２のエンドベル４７６との間に画定される。空洞４４０は、所定の量の液体４８０を格納するよう設定され、この液体４８０が空洞円筒部材４２０から熱を吸収する。個体棒４９２は、空洞円筒部材４２０の中心を第１のエンドベル４７２から第２のエンドベル４７６まで軸方向に延在し、かつ複数のフィン４８４を含み、これらのフィンは個体棒４９２から外方向に突き出ている。個体棒４９２を含む加圧ローラ４００が回転すると、空洞４４０内の液体４８０がよく混ざるようフィン４８４は設定される。
【００４４】
空洞円筒部材４２０は、内側壁４２４、外側壁４２８、第１の端４３２、および第２の端４３６を画定する。空洞円筒部材４２０の第１の端４３２および第２の端４３６は、第１のエンドベル４７２および第２のエンドベル４７６がそれぞれ、端４３２および端４３６で空洞円筒部材４２０の内側壁４２４に密着して接続するよう設定される。
【００４５】
空洞円筒部材４２０の内側壁４２４と、エンドベル４７２および４７６と、個体棒４９２の外周面により空洞４４０が画定される。空洞４４０は、個体棒４９２から空洞４４０に突き出たフィン４８４を除外すると、環状の円筒の形状である。空洞４４０は液体４８０で部分的に満たされるよう設定され、この液体４８０が空洞円筒部材４２０から熱を吸収する。
【００４６】
エラストマー層４６０は、空洞円筒部材４２０の外側壁４２８を覆う。エラストマー層４６０は外周面４６４を含み、この外周面４６４が拡散ローラと接触して圧力ニップを形成するよう設定され、この圧力ニップを媒体ウェブが通過して、インクが均され、媒体ウェブに定着する。このエラストマー層４６０はクラウン形状を有する。つまり、エラストマー層４６０は、ローラ４００の中央がローラ４００の端４３２および４３６より厚い。
【００４７】
加圧ローラ４００は、図１および図２を参照して上記に説明した加圧ローラ１００とほぼ同じように動作する。しかし、加圧ローラ４００および個体棒４９２が中心軸の周りを回転すると、フィン４８４により空洞４４０内の液体４８０がかき混ざり易くなる。フィン４８４を用いて、液体４８０をかき混ぜることにより、液体４８０がさらに混ざり、吸収された熱が液体の容積４８０全体に渡って広がり、空洞円筒部材４２０全体に渡る温度の均一性を向上させることができる。
【００４８】
図６には、加圧ローラ５００の別の実施形態の断面図が示される。この加圧ローラ５００は、空洞円筒部材５２０、エラストマー層５６０、第１のエンドベル５７２、第２のエンドベル５７６、および個体棒５９２を含む。空洞５４０は、空洞円筒部材５２０内で第１のエンドベル５７２と第２のエンドベル５７６との間に画定される。空洞５４０は所定の量の液体５８０を格納するよう設定され、この液体５８０が空洞円筒部材５２０から熱を吸収する。個体棒５９２は、空洞円筒部材５２０の中心を第１のエンドベル５７２から第２のエンドベル５７６まで軸方向に延在し、かつ複数のパドル５８８を含み、これらのパドル５８８は個体棒５９２から外方向に突き出ている。個体棒５９２を含む加圧ローラ５００が回転すると、空洞５４０内の液体５８０がよく混ざるようパドル５８８は設定される。
【００４９】
空洞円筒部材５２０は内側壁５２４、外側壁５２８、第１の端５３２、および第２の端５３６を画定する。空洞円筒部材５２０の第１の端５３２および第２の端５３６はそれぞれ、第１のエンドベル５７２および第２のエンドベル５７６が、端５３２および端５３６で空洞円筒部材５２０の内側壁５２４に密着して接続するよう設定される。
【００５０】
空洞円筒部材５２０の内側壁５２４と、エンドベル５７２および５７６と、個体棒５９２の外周面とにより、空洞５４０は画定される。空洞５４０は、個体棒５９２から空洞５４０に突き出たパドル５８８を除外すると、環状の円筒の形状である。パドル５８８は、個体棒５９２の軸の長さの一部に沿って比較的直線に延在することができ、かつ、空洞５４０の内側壁に接触しない好適な距離だけ空洞５４０内に延在することができる。あるいは、パドル５８８は、個体棒５９２の外周全体または外周の一部に沿って円または螺旋のパターンで延在することができる。空洞５４０は液体５８０で部分的に満たされるよう設定され、この液体５８０が空洞円筒部材５２０から熱を吸収する。
【００５１】
エラストマー層５６０は、空洞円筒部材５２０の外側壁５２８を覆う。エラストマー層５６０は外周面５６４を含み、この外周面５６４は拡散ローラと接触して圧力ニップを形成するよう設定され、この圧力ニップを媒体ウェブが通過して、インクが均され、媒体ウェブ上に定着する。このエラストマー層５６０は、クラウン形状を有する。つまり、エラストマー層５６０は、ローラ５００の中央がローラ５００の端５３２および５３６よりも厚い。
【００５２】
加圧ローラ５００は、図１および図２を参照して上記に説明した加圧ローラ１００とほぼ同じように動作する。しかし、加圧ローラ５００および個体棒５９２が中心軸の周りを回転すると、パドル５８８により空洞５４０内の液体５８０がかき混ざり易くなる。パドル  ５８８を用いて、液体５８０をかき混ぜることにより、液体５８０がさらに混ざり、吸収された熱が液体の容積５８０全体に渡って広がり、空洞円筒部材５２０の軸の長さに沿った温度の均一性を向上させることができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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