(57)【要約】  受容体上に像様インクパターンを印刷する方法および装置。第１の画像形成部材は、その基材表面上に実質的に同じ大きさの一連のセルが配置されてなる。第１の画像形成部材は導電層を有する。インクジェットプリントヘッドは、第１の画像形成部材セルへとインクの液滴を所望の像様インクパターンに選択的に噴出する。第１の画像形成部材上の像様インクを分別してインク内の液体を分離する。受容体を第１の画像形成部材と機能的に関連しつつ搬送し、転写機構は受容体と第１の画像形成部材との間に圧力を印加するとともに静電界を形成して像様インクパターンを受容体に転写する。
2009538758.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
受容体上に像様インクパターンを印刷する印刷装置であって、
実質的に同じ大きさの一連のセルが第１の画像形成部材の基材表面上に配置されてなり、導電層を有する前記第１の画像形成部材と、
前記第１の画像形成部材の前記セルへとインクの液滴を所望の像様インクパターンに選択的に噴出するインクジェットプリントヘッドと、
前記第１の画像形成部材上の前記像様インクを分別してインク内の液体を分離する機構と、
受容体を前記第１の画像形成部材と機能的に関連しつつ輸送する輸送装置と、
前記受容体部材が前記第１の画像形成部材と機能的に関連している間、前記受容体と前記第１の画像形成部材との間に圧力を印加するとともに、静電界を形成して前記像様インクパターンを前記受容体に転写する転写機構とを備える印刷装置。
【請求項２】
前記第１の画像形成部材は非弾性である請求項１に記載の印刷装置。
【請求項３】
前記第１の画像形成部材の導電層は高導電率を有する材料を含む請求項１に記載の印刷装置。
【請求項４】
１００〜１，０００ボルトの電位差を形成することによって前記受容体に静電界を形成する請求項３に記載の印刷装置。
【請求項５】
前記セルは１４０〜１，２００ｌｐｉの密度を有する請求項２に記載の印刷装置。
【請求項６】
前記セルは４００〜８００ｌｐｉの密度を有する請求項２に記載の印刷装置。
【請求項７】
前記第１の画像形成部材は低表面エネルギーオーバーコートを含む請求項２に記載の印刷装置。
【請求項８】
前記第１の画像形成部材は弾性を有する請求項１に記載の印刷装置。
【請求項９】
前記弾性の第１の画像形成部材は１０１１Ω−ｃｍ未満の抵抗率を有する請求項８に記載の印刷装置。
【請求項１０】
前記弾性の第１の画像形成部材は１０１０Ω−ｃｍ未満の抵抗率を有する請求項８に記載の印刷装置。
【請求項１１】
前記セルは３０〜４００ｌｐｉの周期性を有する請求項８に記載の印刷装置。
【請求項１２】
３００〜３，０００ボルトの電位差を印加することによって前記弾性の第１の画像形成部材との間に静電界を形成する請求項８に記載の印刷装置。
【請求項１３】
前記第１の画像形成部材はローラであって、前記ローラの実質的に円周表面全体にわたって前記同じ大きさのセルが配置される請求項１の印刷装置。
【請求項１４】
前記第１の画像形成部材の前記同じ大きさのセルは、転写された像様インクパターンが高解像度を有することができるようなサイズである請求項１３の印刷装置。
【請求項１５】
前記第１の画像形成部材の前記同じ大きさのセルは、弾性材料で形成される請求項８に記載の印刷装置。
【請求項１６】
前記第１の画像形成部材は、弾性スリーブが前記同じ大きさのセルの下方の剛直な支持部材の上に取付けられてなる請求項８の印刷装置。
【請求項１７】
前記第１の画像形成部材と受容体との間に中間部材をさらに含み、前記中間部材は、像様インクパターンを前記第１の画像形成部材から受容し、次いで、前記像様パターンを受容体に前記転写機構の作用によって転写する請求項１の印刷装置。
【請求項１８】
前記中間部材は弾性を有する請求項１７に記載の印刷装置。
【請求項１９】
像様インクパターンは前記中間部材から前記受容体に熱転写される請求項１７に記載の印刷装置。
【請求項２０】
複数のモジュールをさらに含み、各モジュールは、実質的に同じ大きさの一連のセルを含む第１の画像形成部材と、前記第１の画像形成部材の前記同じ大きさのセルへとインクを像様に噴出することができるインクジェットプリントヘッドと、前記第１の画像形成部材上の前記像様のインクを分別してインク内の液体を分離する機構と、前記像様のインクが前記第１の画像形成部材から転写される受容体と、液体を減らした像様のインクを前記受容体に転写するために、受容体とニップを形成する転写部材とを有する請求項１に記載の印刷装置。
【請求項２１】
複数のモジュールをさらに含み、各モジュールは、実質的に同じ大きさの一連のセルを含む第１の画像形成部材と、前記第１の画像形成部材の前記同じ大きさのセルへとインクを像様に噴出することができるインクジェットプリントヘッドと、前記第１の画像形成部材上の前記像様のインクを分別してインク内の液体を分離する機構と、前記第１の部材から前記像様のインクを受容する中間部材と、前記像様のインクが前記第１の画像形成部材から転写される受容体と、液体を減らした像様のインクを前記受容体に転写するために、受容体とニップを形成する転写部材とを有する請求項１に記載の印刷装置。
【請求項２２】
液体中にマーキング粒子を有する絶縁性インクを、導電性の第１の画像形成部材の表面に配置された実質的に同じ大きさのセルへと、所望の像様インクパターンに噴出し、
像様インクを分別してその液体をマーキング粒子から分離し、
第１の画像形成部材と受容体との間での圧力および静電界の印加時に、像様インクパターンのマーキング粒子を受容体に転写することを含むインク画像印刷方法。
【請求項２３】
各セルに噴出されるインク量を変更して印刷される画像の濃度を制御する請求項２２に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般的にはインクジェット印刷装置を含む装置での画像印刷に関し、より詳しくは溶剤ベースのインクをパターン化基材上に付着させるインクジェット印刷に関する。
【背景技術】
【０００２】
グラフィックアートの印刷市場が今日、高速デジタル印刷機を求めていることはよく知られている。速度、画質および印刷コストについて慣用される印刷機に匹敵し始めたデジタル印刷機は情報のデジタル性を補い、各種データ印刷を可能にしようとしている。今日、ドライと液体の両方の調色システムを備えたいくつかの電子写真に基づく機器が存在する。ドライ調色システムは、画像立体性、処理幅に制限があること、一般的に高い印刷コスト、低い処理速度および高い処理複雑性といった欠点がある。液体に基づくシステムは処理幅に制限があることおよび高度な操作を要する複雑な処理といった欠点がある。
【０００３】
インクジェット印刷はデジタル印刷にとって選択技術の１つと言われてきたが、いくつかの問題も有している。全幅プリントヘッドが成功裏に開発されたとしても、約９５％が水である水ベースのインクジェットインクでは、シングルパスで高濃度を達成するのは困難であり、受容体（たとえば、紙）に染み込んでしわやさらなる乾燥のコストを引き起こし、癒着の問題を起こしやすく、これは印刷機等の効率化を達成するのに必要な全幅のシングルパス印刷モードによって悪化する。
【０００４】
癒着の問題は、インクジェットを介した高速印刷を試みる場合に、実に問題である。受容体上のインク滴が互いに接触すれば、表面張力がインク滴をにじみの液溜まりとしてしまい、画像の空間的完全性を破壊する。別の問題を解決するための手段としてではあるが、パターン化表面上に噴出することによって、いくつかの特許はこの問題に取り組んでいる。米国特許第６，１０９，７４６号公報(ジーンマーレ（Ｊｅａｎｍａｉｒｅ）ら)は、パターン化表面上に噴出し、米国特許第６，４４３，５７１号公報(シンコダ（Ｓｈｉｎｋｏｄａ）ら)、および米国特許第６，６４８，４７０号公報（コーレム（Ｋｏｒｅｍ））も同様である。しかし、これらのシステムは全て水ベースであり、濃度の問題を残したままで新たな問題：不完全な転写から残留着色剤がセル構造内に残るといった問題を増やした。
【０００５】
パターン化表面のセルから受容体にインクを転写することは、いわゆるグラビア印刷機で慣用される転写と類似する。印刷機インクは５０〜６０％の効率で転写するが、残留インクは単純に再生され（セルに補充する）、同じ画像を再度（他の色に対して）位置合わせして印刷する。しかし、非常に様々な印刷能力を有するデジタル印刷機は各画像が潜在的に異なることを前提としており、したがって残留インクの洗浄や除去が求められる。残留インクのセルを洗浄すれば（高速で非常に困難な作業である）、このことは本質的に印刷インクコストを倍増させ、プリンタにとっても一般的に望ましくないことなので、これを単純に廃棄することはできない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、高速で十分に様々なデジタル印刷を可能にするとともに、癒着、適切なシングルパス濃度、受容体上の過剰な水分、パターン化されたインク受容表面のセル内に残留する着色剤の問題を克服する方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、電子写真とインクジェット技術の組み合わせを用いて行うことができるデジタル印刷機に関する。これは、マイクロメータまたはサブマイクロメータサイズの帯電マーキング粒子が絶縁性溶剤中に分散されてなる特別に配合されたインクを、第１の画像形成部材上に噴出することによって行われうる。第１の画像形成部材のバイアス印加可能なパターン化基材（たとえば、均一にパターン化されたグラビアまたはアニロックスローラ）を形成する実質的に同じ大きさのセルに、インクを像様(image-wise)に噴出する。第１の画像形成部材を次に、受容体（たとえば、紙または中間体）と接触させ、電圧をこの接触ニップに印加し、第１の部材のセルから受容体へとマーキング粒子を移動させ受容体上に画像が得られるようにする。実質的に着色剤は全て受容体に移動し、セル内には透明な溶剤のみが残り、これは容易に洗浄および／または蒸発する。セル構造は癒着を防止し、インクの着色剤濃度は適切なシングルパス濃度を与え、紙受容体はニップからほぼ乾燥して出され、この方法は高速で行ってもよい。
【０００８】
本発明およびその目的および利益は以下に示す好ましい実施の形態の詳細な記載でより明らかとなるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明をここで添付の図面を参照してより具体的に記載する。本発明による実施形態では、前述のインクを、インクジェットプリントヘッド１０から、印刷される画像を規定する第１の画像形成部材６０の基材２０（以下により十分に記載する）上のパターン化された均一な一連の同じ大きさのセル（図２参照）に噴出する。本発明の実施の形態では、次に画像を受容体４０（たとえば、紙）に、受容体と画像を担持した第１の画像形成部材６０とを接触させ押し付け、パターン化基材２０のセル内のインク中のマーキング粒子を受容体のほうに移動させる電界を印加することによって、転写する（図１参照）。このようにして、実際には全てではなくとも、大部分のマーキング粒子を透明なインク溶剤を残して受容体に転写する。したがって、溶剤の大部分は受容体に染み込まず、この方法によって濃縮されたインクは十分な粘度を有し、高品質の紙受容体の表面を流れないようになる。このことは受容体表面に着色剤を濃縮させ、そして高濃度画像を達成することができる。必要に応じて第１の画像形成部材６０をその後に周知の方法を用いて洗浄することができる。この高効率の転写モードによって、実質的に全てのマーキング粒子を転写することができ、よってゴースト画像の形成を最小限にすることを記載すべきである。
【００１０】
本発明を実施するために、電界を第１の画像形成部材６０と受容体４０の間に形成しなければならない。これは周知の方法を用いて行うことができる。たとえば、電位差を第１の画像形成部材６０と加圧ローラ５０の間に電源３０によって形成することができる。場合によっては、電位差を第１の画像形成部材６０と導電性搬送ウェブとの間に、前述の２つの部材間に受容体を挟んだ状態で、形成することができる。
【００１１】
本発明の好ましい実施の形態では、第１の画像形成部材６０は高導電率を有する非弾性(noncompliant)材料を含む。好適な材料には、ニッケル、ステンレススチール、およびアルミニウムがある。必要に応じて、第１の画像形成部材を、低い表面エネルギー材料、たとえば、テフロン（登録商標）などの各種フッ素化炭化水素ポリマ、各種シリコン、亜鉛ステアレートなどの脂肪酸の塩等の薄層でオーバーコートしてもよい。これらの材料はインクの剥離性を向上させる一方、インク液滴の広がりを最小限にする役目を果たすことができる。高導電率を有する材料を用いて本発明の形態を実施する場合には、電源３０から１００ボルト〜１，０００ボルトの電圧を印加することによって電界を形成するのが好ましい。これより低い電圧ではインク液滴内のマーキング粒子を全て転写することができない場合がある。これより高い電圧では静電気放電を生じる場合がある。この実施形態では、均一な一連のセルの好ましいスクリーン密度(screen frequency)は１インチ当たり１４０〜１，２００ライン（ｌｐｉ）、より好ましくは４００〜８００ｌｐｉである。第１の画像形成部材の好ましい形状は筒状である。
【００１２】
本発明の別の好ましい実施形態では、第１の画像形成部材６０は、セラミック材料で覆われた導電性部材、たとえば、アルミニウム、ニッケルまたはステンレススチールからなるローラ、スリーブまたはプレートを含む。セラミック材料は、導電性でも絶縁性でもよい。次に、前述のような均一な一連のセルを、周知の方法、たとえば、レーザアブレーション等によってセラミック層内にまたはセラミック層を通って形成する。絶縁性セラミックの場合には、特に各セルの底部でのセラミックの厚さは十分に薄くして、インクの分別およびマーキング粒子の転写が可能なほど十分に強力な電界がインクに対して形成されるようにしなければならない。
【００１３】
また別の好ましい実施形態では、第１の画像形成部材６０は弾性材料、たとえば、エラストマを含む。好適なエラストマはポリウレタン、シリコン、または、天然および合成ゴム等である。エラストマは、インクに溶解し又はインクによって可塑化するものを選択すべきではない。また、エラストマはインク溶剤に浸漬したときに、著しく膨張すべきでもない。また、この第１の画像形成部材６０は、文献で周知のような好適な帯電剤を含み、第１の画像形成部材の電気抵抗が１０１１Ω−ｃｍ未満、好ましくは１０１０Ω−ｃｍ未満になるようにすべきである。また、第１の画像形成部材６０は粘着性を制御するために、たとえば、テフロン（登録商標）などのフッ素化炭化水素、各種シリコン、亜鉛ステアレートなどの脂肪酸の塩等の材料の薄いコーティングまたは薄層を有することができる。また、第１の画像形成部材６０は比較的剛直な材料（すなわち１０８Ｐａより大きいヤング率を有する材料）の薄層（５０μｍ未満）を有することができる。好適な材料には、各種セラミック状、革状またはガラス状ポリマ、または、たとえばダイアモンド状炭素、ＳｉＣ、ＳｉＯ２等の耐火性材料がある。本発明のこの形態を実施する場合には、前述の静電界を発生させるのに使用される印加電圧は、３００ボルトより大きく３，０００ボルト未満であるべきである。本発明のこの実施の形態では、第１の画像形成部材６０は０．１ｍｍ以上の厚さ、好ましくは少なくとも１．０ｍｍの厚さの弾性層を有するのが好ましい。この層は、１．０ＭＰａ〜１０．０ＭＰａのヤング率を有するべきであり、これはインストロン・テンシル・テスター（Ｉｎｓｔｒｏｎ Ｔｅｎｓｉｌ Ｔｅｓｔｅｒ）のような装置を用いて張力に関する応力−ひずみ曲線を測定し、ひずみゼロに戻って推定することによって決定される。また、この層は０．４〜０．５のポアソン比を有するのが好ましい。
【００１４】
本発明のこの形態を実施する場合には、均一な一連のセルを３０〜４００ｌｐｉに相当する周期性を有するパターンで配列させるのが望ましいが、このような部材を十分なセルサイズおよび形状の均一性を保って製造することができるならば、この周期性より高い、すなわち４００ｌｐｉより大きい値でもよい。
【００１５】
本発明で使用されるインクは慣用のインクジェットインクではない。むしろ、このインクは、係続中の米国特許出願第１１／４４５，７１２号公報に記載されるように、マーキング粒子が絶縁性溶剤中に懸濁してなるものである（その記載をここで参照して挿入する）。
【００１６】
好ましい実施形態では、画像を例えば紙である最終画像担持部材（受容体）に転写する。このことを図１および２に例示する。電子写真インクを、像様の手法で、全幅インクジェットヘッド１０から、第１の画像形成部材６０のパターン化表面２０（たとえば、グラビアまたはアニロックスローラ）上の均一な一連のセル上へと噴出する。上述のようにこの実施形態では、パターン化表面の好ましいセル（スクリーン）密度は１４０〜１，２００ｌｐｉ、より好ましくは４００〜８００ｌｐｉである。画像を受容する均一なセルのパターン化表面２０は高導電率を有する非弾性材料である。好適な材料には、ニッケル、クロムめっきスチールおよびアルミニウムがある。必要であれば、第１の画像形成部材６０を、低い表面エネルギー材料、たとえばテフロン（登録商標）などの各種フッ素化炭化水素ポリマ、各種シリコン、または、たとえば亜鉛ステアレート脂肪酸の塩等の薄層でオーバーコートすることができる。これらの材料はインクの剥離性を向上させる一方、インク液滴の広がりを最小限にする役目を果たすことができる。加圧ローラ５０は案内するバックアップローラであって、第１の画像形成部材６０に関してバイアスを印加してもよい。本発明のこの第１の形態を実施する場合には、電源３０から受容体ニップ４１に好ましくは１００ボルト〜２，０００ボルトの電圧を印加することによって転写電界を形成する必要がある。これより低い電圧ではセルからマーキング粒子を全て転写することができない場合がある一方、これより高い電圧では静電気放電を生じる場合がある。好ましい電圧は受容体４０の材料の誘電性に依存し、実験的に決定されうる。第１の画像形成部材の好ましい形状は筒状である。また、第１の画像形成部材６０用の洗浄サブシステム７０を含んでもよい。
【００１７】
静電気転写を使用するために、インクは、係続中の米国特許出願第１１／４４５，７１２号公報に記載されるような帯電マーキング粒子を含まなければならない。さらに、インクは絶縁性であるべきであり、すなわち、１０１０Ω−ｃｍより大きい、好ましくは１０１２Ω−ｃｍより大きい電気抵抗を有するべきであり、これは同係続中の米国特許出願に記載される方法を用いて決定される。
【００１８】
別の好ましい実施形態では、第１の画像形成部材６０は弾性テクスチャー層２０’（図３参照）を有する。第１の画像形成部材６０は、たとえばエラストマなどの弾性材料からなる被覆を有し、この被覆はテクスチャー層２０’を形成するパターン化表面とともに成形(cast)されてもよい。好適なエラストマには、ポリウレタン、シリコン、または、天然および合成ゴム等がある。エラストマはインクに溶解しまたはインクによって可塑化すべきでなく、インク溶剤に浸漬したときに著しく膨張すべきでもない。また、この第１の画像形成部材６０は、文献で周知のような好適な帯電剤を含み、前記部材の電気抵抗が１０１０Ω−ｃｍ〜１０６Ω−ｃｍになるようにすべきである。また、第１の画像形成部材６０は粘着性を制御するために、たとえばテフロン（登録商標）などのフッ素化炭化水素、各種シリコン、または、たとえば亜鉛ステアレートなどの脂肪酸の塩等の材料からなる薄いコーティングまたは薄層を有することができる。また、第１の画像形成部材６０は比較的剛直な材料（すなわち１０８Ｐａより大きいヤング率を有する材料）の薄層（５０μｍの厚さ未満）を有することができる。好適な材料には、各種セラミック状、革状またはガラス状ポリマ、または、たとえばダイアモンド状炭素、ＳｉＣ、ＳｉＯ２などの耐火性材料等がある。本発明のこの形態を実施する場合には、前述の第１の画像形成部材６０の弾性材料と金属性バックアップ加圧ローラ５０との間に静電界を発生させるのに使用される印加電圧は、３００ボルトより大きく３，０００ボルト未満であるべきである。本発明のこの実施の形態では、第１の画像形成部材６０は、０．１ｍｍ以上の厚さ、好ましくは少なくとも１．０ｍｍの厚さの弾性層を有するのが望ましい。この層は１．０ＭＰａ〜１０．０ＭＰａのヤング率を有するべきであり、これはインストロン・テンシル・テスター（Ｉｎｓｔｒｏｎ Ｔｅｎｓｉｌ Ｔｅｓｔｅｒ）のような装置を用いて張力における応力−ひずみ曲線を測定し、ひずみゼロに戻って推定することによって決定される。また、この層は０．４〜０．５のポアソン比を有するのが好ましい。本発明のこの形態を実施する場合には、均一な一連のセルを３０〜４００ｌｐｉに相当する周期性を有するパターンで配列させるのが望ましいが、ある仕様では、より高い周期性（すなわち４００ｌｐｉより大きい）が好適な場合もある。
【００１９】
本発明のまた別の好ましい実施形態では、画像を第１の画像形成部材６０から受容体４０に直接転写しない。図４に示すように、画像をまず第１の画像形成部材２０”上にインクジェットプリントヘッド１０’によって形成し、中間部材８０を第１の画像形成部材２０”に接触させ、マーキング粒子が第１の画像形成部材２０”から中間部材８０へと転写するような静電界を電源３１から印加することによって、中間部材８０へと転写する。中間部材８０はローラ形体であるが、中間体はウェブ形体であってもよい。それから、画像を中間部材８０から受容体４０に転写する。
【００２０】
このことは中間部材８０と受容体との間に圧力を印加しながら行うことができるが、帯電したマーキング粒子を中間部材から受容体へと移動させる電界を電源３０から中間部材８０およびバックアップ加圧ローラ５０に印加するのが好ましい。中間部材から最終画像受容体（たとえば、紙）への他の転写手段は、電子写真の文献で周知のような、熱転写または熱補助転写を用いて行うことができる。既述のとおり、中間部材８０は、上述したのと同じ機械特性および電気特性有する弾性材料を含む。このような材料は、１）後述するようにインクで一部満たされたセル内に突入することができ、インクの転写を可能にする、２）転写に関わる圧力下で広がることができ、制御可能な量のドットゲインを生じさせ、高濃度域の印刷を可能にする、および、３）多くの受容体の表面粗さに適合しより均一な転写を可能にする、といった理由のために好ましい。
【００２１】
中間部材８０の表面は、マーキング粒子の中間部材への粘着性を制御する材料を含むことができる。このような粘着性制御材料の例には、テフロン、亜鉛ステアレート、各種セラミック、またはゾル−ゲルがあるが、これらに限定されない。
【００２２】
中間部材８０は、０．１ｍｍ以上の厚さ、好ましくは少なくとも１．０ｍｍの厚さの弾性層を有するのが望ましい。この層は１．０ＭＰａ〜１０．０ＭＰａのヤング率を有するべきであり、これはインストロン・テンシル・テスター（Ｉｎｓｔｒｏｎ Ｔｅｎｓｉｌ Ｔｅｓｔｅｒ）のような装置を用いて張力に関する応力−ひずみ曲線を測定し、ひずみゼロに戻って推定することによって決定される。好適な材料には、各種ポリウレタン、シリコン、またはゴム等がある。インクに使用される溶剤中で著しく膨張性または軟化性である材料を選択すべきではない。このような材料は、１）後述するようにインクで一部満たされたセル内に突入することができ、インクの転写を可能にする、２）転写に関わる圧力下で広がることができ、制御可能な量のドットゲインを生じさせ、高濃度域の印刷を可能にする、および、３）多くの受容体の表面粗さに適合しより均一な転写を可能にする、といった理由のために好ましい。上記材料は０．４〜０．５のポアソン比を有するのがさらに好ましい。このことはドットゲインを制御することができる機能を促進することになる。
【００２３】
図５に示すように、多色印刷装置は複数の印刷装置モジュール１０ａ〜１０ｄ（このようなモジュールはそれぞれ図４に示すようなものである）を含み、各モジュールはそれぞれ異なる色のインクまたは別の特性（たとえば、無色の保護コーティングまたは特別のグロス）を有する。もちろん、多色印刷装置は、図１または３の印刷装置モジュールを適当に含むことができる。この場合、受容体上に印刷される最終画像は全体または一部が多色にでき、制御されたグロスまたは保護コーティングを有することができる。
【００２４】
典型的な印刷受容体では、画像濃度またはグレースケールは、標準スクリーンパターン（たとえば、１インチ当たり１５０ドット）に面積調整ドット(area-modulated dots)を形成することによって制御することができる。これはしばしば１５０ラインルールと呼ばれる。今日の場合のように、単一の第１の画像形成部材で様々な文書を印刷できなければならないシステムでは、これは明らかに不可能である。むしろ本明細書で上述したように、セル（図１および２における第１の画像形成部材６０の一連の基材２０）はサイズについて均一で位置について周期的である。本発明の実施では、グレースケールは各セルのインク量を変更し、さらにセルの幾分かのみを満たすことによって達成されることを記載すべきである。したがって、所定のセルに噴出されるインク量は、インク無しから完全にセルがインクで満たされるまでの間を連続的に変更することができる。事実上、インク量は各セルへと選択的に噴出される。
【００２５】
セル構造内に印刷する場合には、受容体を完全に覆うことができて高濃度印刷物を製造できるようにするために、インク液滴を制御可能に受容体上に広げることができることが重要である。この広がりはしばしば「ドットゲイン」と呼ばれ、受容体上に最終的に印刷されるドットは第１の画像形成部材上のセルへと最初に噴出されるドットより大きい。ドットゲインを制御する機能は重要である。なぜなら、ドットゲインが小さすぎると、インクが受容体を完全に覆うことができず、受容体にインクのない部分が表れることがあり印刷濃度を制限するであろうし、ドットゲインが大きすぎると、エッジが汚れるので鮮鋭度の損失につながるからである。さらに、インクが広がりすぎる場合には、正確に低濃度画像にする機能が損なわれるであろう。
【００２６】
静電転写を使用する場合には、インクは前述の係続中の米国特許出願に記載されるような帯電マーキング粒子を含むべきである。さらに、インクは絶縁性であるべきであり、すなわち、１０１０Ω−ｃｍより大きい、好ましくは１０１２Ω−ｃｍより大きい電気抵抗を有するべきであり、これは同係続中の米国特許出願に記載される方法を用いて決定される。
【００２７】
部分的に満たされたセルからのインクの転写を向上させるために、本発明の好ましい実施の形態は、図１に示すように、剛直な筒状支持体に固定された弾性基材上に均一にパターン化された一連のセルを使用することを含む。弾性基材２０が転写ニップ（ここで画像は受容体に転写される）に押し付けられるので、インクは部分的に満たされたセルからでも排出され、グレーレベルで表されるような所望レベルの画質を達成する。当業者は、セルの壁厚および弾性基材２０のジュロメータ、さらには転写ニップに印加される圧力を最適化して、所望レベルのドットゲイン、転写効率および最終画質を実現するものと理解するであろう。
【００２８】
弾性基材２０の表面エネルギーも最適化して、受容体への転写時およびその後の洗浄工程時の両方におけるセルからのインクの剥離性を向上させてもよい。多くの表面改良技術が存在し、たとえば、取付けられた化学部位に対するプラズマ処理は表面エネルギーを改良する。
【００２９】
静電転写の補助を用いる場合には、パターン化された第１の画像形成部材６０は導電層、たとえば、金属の筒またはスリーブを弾性部材の下方に含み、ローラにバイアス印加できるようにする。また、エラストマは導電性であり、１０１１Ω−ｃｍ未満、好ましくは１０９Ω−ｃｍ未満、より好ましくは１０６Ω−ｃｍ未満の抵抗を有するべきである。これは、電子写真機器における静電転写ローラに一般的に使用される適当な電荷輸送剤を用いて、エラストマを好適にドープすることによって達成することができる。さらに、受容体も電界を形成するのを好適に補助すべきである。たとえば、受容体を第１の画像形成部材６０に対して電気的に接地した金属ローラ５０を用いて加圧することができる。次に、弾性(compliant)の第１の画像形成部材の金属部材を好適な電源（たとえば、電源３０）に接続することによって、この金属部材にバイアス印加することができ、これにより第１の画像形成部材６０および受容体４０に電界を形成する。受容体方向にマーキング粒子が移動するように、電圧の極性を選択する。文献で周知のような同様の印加電界を与える他の電気的構成も、本発明での使用に好適である。
【００３０】
また、バックアップ加圧ローラ５０は他の要素、たとえば、薄いセラミック層または湿潤性または例えばテフロン等の粘着性制御フィルムを、このような層が十分に薄く転写域を形成することができるのであれば、含むことができる。他の要素の特性は電子写真業界で周知であり、当業界から直接入手することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】インクジェット装置、パターン化ローラおよびパターン化ローラに対して受容体を押し付けるバイアス転写ローラを含む本発明による印刷装置の概略図である。
【図２】パターン化ローラの画像受容表面上のパターン化アレイを示す図１の装置の部分斜視図である。
【図３】パターン化画像受容表面が導電性弾性エラストマである本発明による印刷装置の別の実施の形態の概略図である。
【図４】インクジェット装置、金属セル化ローラ、中間転写部材および受容体へのバイアス転写材を含む本発明による印刷装置の別の実施の形態の概略図である。
【図５】図４に示すような、印刷装置モジュールを複数用いた本発明による多色印刷装置の概略図である。
【図１】
2009538758.tif 000003
【図２】
2009538758.tif 000004
【図３】
2009538758.tif 000005
【図４】
2009538758.tif 000006
【図５】
2009538758.tif 000007
【国際調査報告】
2009538758.tif 000008
2009538758.tif 000009