(57)【要約】      （修正有）【課題】湿し水を蒸発させる電力消費を低減する。【解決手段】サーマルプリントヘッド（ＴＰＨ）３４は、可変リソグラフィシステムの任意に再作像可能な表面などのブランケット１２表面を選択的に予熱するように位置付けられる。次いで、ブランケットは、直ちに湿し溶液蒸気を含有するチャンバ３１４を通過する。ブランケットが加熱されていない場所でのみ蒸気が凝縮し、したがってインク供給の準備ができた画像を現像する。【選択図】図４
2019123235.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
任意に再作像可能な表面を有する可変データリソグラフィシステムを用いて印刷するのに有用な装置であって、
前記任意に再作像可能な表面に近接して配置されるサーマルプリントヘッド素子と、
前記サーマルプリントヘッドを選択的に一時的に高温に加熱するために、前記サーマルプリントヘッドに伝達可能に接続された駆動回路であって、
それによって、前記サーマルプリントヘッドに近接している前記任意に再作像可能な表面の部分が、前記サーマルプリントヘッドが前記高温であるときに、前記サーマルプリントヘッドによって加熱される、駆動回路と、
流動導管から提供される空中を浮遊する湿し流体を、凝縮領域に閉じ込めて、前記任意に再作像可能な表面に空隙を有する湿し流体層を形成することを支持する流動制御構造と、を備える装置。
【請求項２】
前記サーマルプリントヘッドが、
遠位端部を有する基板と、
前記遠位端部で前記基板によって担持される感熱素子と、を備え、
それによって、前記サーマルプリントヘッドが、前記基板の前記遠位端部が前記任意に再作像可能な表面により近くなるように、前記可変データリソグラフィシステム内に配置される、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記感熱素子が、発熱抵抗体のアレイを備える、請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記駆動回路が、前記サーマルプリントヘッド基板によってさらに担持されている、請求項２に記載の装置。
【請求項５】
前記サーマルプリントヘッドが、前記サーマルプリントヘッドが前記高温であるときに、前記任意に再作像可能な表面と物理的に接触するように配置される、請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記流動制御構造が、マニホールドからのガス流動を、前記凝縮領域内の前記任意に再作像可能な表面の方向に方向付けるように、前記マニホールド内に形成された少なくとも１つのノズルを有する前記マニホールドである、請求項５に記載の装置。
【請求項７】
前記サーマルプリントヘッドに近接している前記任意に再作像可能な表面の前記加熱された部分が、前記加熱された部分上の湿し流体の凝縮が抑制されるように前記凝縮領域内の温度を超える、請求項６に記載の装置。
【請求項８】
前記流動制御構造が、前記サーマルプリントヘッド素子に直接隣接し、かつ下流にある、請求項１に記載の装置。
【請求項９】
前記流動導管が、前記流動導管上の湿し流体の凝縮が抑制されるような温度に維持される、請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
前記流動導管を通して、空中を浮遊する状態の湿し流体を前記任意に再作像可能な表面に提供するように構成される、湿し流体リザーバをさらに備える、請求項８に記載の装置。
【請求項１１】
インクを受け取り、前記インクを印刷基材に転写するために、作像部材の任意に再作像可能な表面上に潜像を形成する方法であって、
前記任意に再作像可能な表面上に潜像を生成することを、
サーマルプリントヘッド素子を、前記任意に再作像可能な表面層に接触させて配置することと、
前記サーマルプリントヘッドを駆動して、前記サーマルプリントヘッドを選択的に一時的に高温に加熱し、それによって、前記サーマルプリントヘッドが前記高温であるときに、前記任意に再作像可能な表面の部分が加熱されることと、
流動制御構造および流動導管で、凝縮領域を閉じ込めて、前記任意に再作像可能な表面に空隙を有する湿し流体層を形成することを支持することと、
インクが、前記空隙を選択的に占有するように、前記任意に再作像可能な表面層上に前記インクを塗布して、それによって、インク供給された潜像を生成し、かつ前記インク供給された潜像を印刷基材に転写することとによって生成することを含む方法。
【請求項１２】
前記サーマルプリントヘッドが、前記任意に再作像可能な表面を、
前記基板の前記遠位端部が、前記任意に再作像可能な表面により近くなるように配置される感熱素子を備える、遠位端部を有する基板を使用することによって加熱する、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記感熱素子が、発熱抵抗体のアレイを含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記駆動回路が、前記サーマルプリントヘッド基板によってさらに担持されている、請求項１２に記載の方法。
【請求項１５】
前記サーマルプリントヘッドが、前記サーマルプリントヘッドが前記高温であるときに、前記任意に再作像可能な表面と物理的に接触するように配置される、請求項１１に記載の方法。
【請求項１６】
前記流動制御構造が、マニホールドからのガス流動を、前記凝縮領域内の任意に再作像可能な表面の方向に方向付けるように、前記マニホールド内に形成された少なくとも１つのノズルを有する前記マニホールドである、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記サーマルプリントヘッドに近接している前記任意に再作像可能な表面の前記加熱された部分が、前記加熱部分上の湿し流体の凝縮が抑制されるように前記凝縮領域内の温度を超える、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記流動制御構造が、前記サーマルプリントヘッド素子に直接隣接し、かつ下流にある、請求項１１に記載の方法。
【請求項１９】
前記流動導管が、前記流動導管上の湿し流体の凝縮が抑制されるような温度に維持される、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記任意に再作像可能な表面の前記湿し流体が、空中を浮遊する状態で湿し流体リザーバから受け取られる、請求項１８に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、マーキングおよび印刷システムに関し、より具体的には、サーマルプリントヘッドを用いるパターン化された予熱を使用する可変データリソグラフィシステムに関する。
【０００２】
オフセットリソグラフィは、今日一般的な印刷方法である。本明細書の目的で、「印刷」および「マーキング」という用語は互換性がある。典型的なリソグラフィプロセスにおいて、平版であってもよい印刷版、シリンダの表面、ベルトなどは、疎水性および親油性材料で形成される「画像領域」、ならびに親水性材料で形成される「非画像領域」を有するために、形成される。画像領域は、インクなどの印刷またはマーキング材料によって占有されている最終印刷物（すなわち、対象基材）上の部分に対応する領域であり、一方非印刷領域は、マーキング材料によって占有されていない最終印刷物上の部分に対応する領域である。
【０００３】
可変データリソグラフィ（デジタルリソグラフィまたはデジタルオフセットとも称される）印刷プロセスは、通常、作像ドラム上のシリコーン作像版を湿らせるために使用される湿し水で始まる。湿し水は、シリコーン版上に約１ミクロンほどの厚さである膜を形成する。ドラムは、画像画素が形成される位置で湿し水を除去するために、高出力レーザイメージャが使用される「露光」ステーションに回転する。これは、湿し水系の「潜像」を形成する。次いで、ドラムはさらに、リソグラフィ様インクが湿し水系の「潜像」に接触し、レーザが湿し水を除去した場所にインクが「現像」する「現像」ステーションに回転する。インクは、版および基材上のより良好な配置のために、通常は疎水性である。紫外線（ＵＶ）光を照射して、その結果インク中の光開始剤が、インクを部分的に硬化させて、紙などの印刷媒体への高効率転写のために準備することができる。次いで、ドラムは、インクが紙などの印刷媒体に転写される転写ステーションに回転する。シリコーン版は柔軟であるので、オフセットブランケットは、転写の促進のためには使用されない。インクが付着した紙にＵＶ光を照射して、紙上のインクを完全に硬化させることができる。インクは、紙上で１ミクロンほどのパイル高さである。
【０００４】
印刷版上での画像の形成は、通常、「ＤＭＤ」（デジタルマイクロミラーデバイス）とも称される、デジタル光プロジェクタ（ＤＬＰ）マルチミラーアレイを照射するために、それぞれ線形出力の高出力赤外線（ＩＲ）レーザを用いる作像モジュールを用いて行われる。ミラーアレイは、コンピュータプロジェクタや一部のテレビで一般的に使用されているものと類似している。レーザは、ミラーアレイに一定の照射を提供する。ミラーアレイは、個々のミラーを偏向させて、画像平面上に画素を形成して、シリコーン版上で湿し水を画素状に蒸発させる。画素がオンにされない場合、その画素のためのレーザ照射がシリコーン表面に当たらないように、しかし冷却された光ダンプヒートシンクに入るように、その画素のためのミラーは偏向する。単一のレーザおよびミラーアレイは、交差プロセス方向に約１インチの作像能力を提供する作像モジュールを形成する。したがって、単一の作像モジュールは、所与の走査線に対して画像の１インチ×１画素線を同時に作像する。次の走査線では、作像モジュールは、次の１インチ×１画素線セグメントを作像する。いくつかのレーザおよびいくつかのミラーアレイを備え、一緒に突き合わされたいくつかの作像モジュールを使用することによって、非常に広い交差プロセス幅のための作像機能が達成される。
【０００５】
湿し水を蒸発させる必要があるため、作像モジュールにおいて、レーザの電力消費が、システム全体の総電力消費の大部分を占める。そのため、作像モジュールのための様々な省電力技術が提案されている。例えば、印刷版上に形成される画像のサイズを縮小し、画素の深度を変更し、従来のラスタ出力スキャナ（ＲＯＳ）などの強力ではない画像作成源を代替する計画。最大５メートル／秒（５ｍ／ｓ）のプロセス速度要件で、１ミクロンの厚さの水膜を蒸発させるためには、従来の電子写真式ＲＯＳイメージャよりも１０万倍ほどの電力が必要である。加えて、交差プロセス幅の要件は、３６インチほどであり、走査ビームイメージャの使用は問題となる。したがって、印刷システムにおける電力消費を低減する特別なイメージャ設計が必要とされる。省電力の見落とされる部分は、非レーザイメージャの使用である。
【０００６】
上述した理由により、また本明細書を読んで理解することで当業者には明らかになるであろう下記の他の理由のために、当該技術分野において可変データリソグラフィシステムにおける電力消費を低減する必要性がある。
【０００７】
実施形態の態様によれば、本開示は、任意に再作像可能な表面などのブランケット表面を選択的に予熱するために配置されるサーマルプリントヘッド（ＴＰＨ）を用いる可変リソグラフィに関する。ブランケットは、次いで、直ちに湿し溶液蒸気を含有するチャンバを通過する。ブランケットが加熱されていない場所でのみ蒸気が凝縮し、したがってインク供給の準備ができた画像を現像する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】従来のインク系のデジタル印刷システムを示すシステムの構成図である。
【図２】一実施形態による凝縮系湿し流体およびサーマルプリントヘッドサブシステムを含む、可変リソグラフィのシステムの側面図である。
【図３】一実施形態によるサーマルプリントヘッド（ＴＰＨ）サブシステムの側面図である。
【図４】一実施形態によるサーマルプリントヘッドおよび空隙を有する湿し溶液膜を製造するための凝縮チャンバの位置を示す図である。
【図５】一実施形態による任意に再作像可能な表面のパターン化された予熱方法のフローチャートである。
【図６】一実施形態による基板および遠位端部を有する代表的なサーマルプリントヘッドを示す図である。
【図７】一実施形態によるパターン化された予熱および凝縮蒸気によって作成された湿し溶液膜を示す碁盤目状パターンである。
【０００９】
例示的な実施形態は、本明細書に記載されるような組成物、装置、およびシステムの精神および範囲内に含まれ得るようなすべての代替物、変形物、および等価物を包含することが意図される。
【００１０】
添付の図面を参照することにより、本明細書に開示されたプロセスおよび装置のより完全な理解を得ることができる。これらの図は、便宜性および既存の技術および／または現在の開発の実証の容易さに基づく図式表現に過ぎず、したがって、その組立体または構成要素の相対的なサイズおよび寸法を示すことを意図するものではない。図面において、同様のまたは同一の要素を指定するために、全体を通して同じ参照番号が使用されている。
【００１１】
一態様において、任意に再作像可能な表面を有する可変データリソグラフィシステムを用いて印刷するのに有用な装置であって、任意に再作像可能な表面に近接して配置されるサーマルプリントヘッド（ＴＰＨ）素子と、サーマルプリントヘッドを選択的に一時的に高温に加熱するために、サーマルプリントヘッドに伝達可能に接続された駆動回路であって、それによって、サーマルプリントヘッドに近接している任意に再作像可能な表面の部分が、サーマルプリントヘッドが高温であるときに、サーマルプリントヘッドによって加熱される、駆動回路と、流動導管から提供される空中を浮遊する湿し流体を、凝縮領域に閉じ込めて、任意に再作像可能な表面に空隙を有する湿し流体層を形成することを支持する流動制御構造とを備える装置。
【００１２】
別の態様において、サーマルプリントヘッドが、遠位端部を有する基板と、遠位端部で基板によって担持される感熱素子とを備え、それによって、サーマルプリントヘッドが、基板の遠位端部が任意に再作像可能な表面により近くなるように、可変データリソグラフィシステム内に配置される装置。
【００１３】
さらに別の態様において、感熱素子が、発熱抵抗体のアレイを備える装置。
【００１４】
別の態様において、駆動回路が、基板によってさらに担持されている装置。
【００１５】
別の態様において、サーマルプリントヘッドが、サーマルプリントヘッドが高温であるときに、任意に再作像可能な表面と物理的に接触するように配置される装置。
【００１６】
さらに別の態様において、流動制御構造が、マニホールドからのガス流動を、凝縮領域内の任意に再作像可能な表面の方向に方向付けるように、マニホールド内に形成された少なくとも１つのノズルを有するマニホールドであり、サーマルプリントヘッドに近接している任意に再作像可能な表面の加熱された部分が、加熱された部分上の湿し流体の凝縮が抑制されるように凝縮領域内の温度を超える装置。
【００１７】
さらに別の態様において、流動制御構造が、サーマルプリントヘッド素子に直接隣接し、かつ下流にある装置。
【００１８】
さらに別の態様において、流動導管は、流動導管上の湿し流体の凝縮が抑制されるような温度に維持され、流動導管を通して、空中を浮遊する状態の湿し流体を任意に再作像可能な表面に提供するように構成される、湿し流体リザーバをさらに備える。
【００１９】
さらに別の態様において、インクを受け取り、前記インクを印刷基材に転写するために、作像部材の任意に再作像可能な表面上に潜像を形成する方法であって、前記任意に再作像可能な表面上に潜像を生成することを：サーマルプリントヘッド素子を、前記任意に再作像可能な表面層に接触させて配置することと、サーマルプリントヘッドを駆動して、前記サーマルプリントヘッドを選択的に一時的に高温に加熱し、それによって、前記サーマルプリントヘッドが前記高温であるときに、前記任意に再作像可能な部分が加熱されることと、流動制御構造および流動導管で、凝縮領域を閉じ込めて、任意に再作像可能な表面に空隙を有する湿し流体層を形成することを支持することと、インクが、前記空隙を選択的に占有するように、前記任意に再作像可能な表面層上に前記インクを塗布して、それによって、インク供給された潜像を生成し、かつ前記インク供給された潜像を印刷基材に転写することとによって生成することを含む方法。
【００２０】
明確にするために、以下の説明において特定の用語が使用されるが、これらの用語は、図面に例示のために選択された実施形態の特定の構造のみを参照することを意図し、開示の範囲を画定または限定することを意図しない。以下の図面および以下の説明において、同様の数字の指定は同様の機能の構成要素を指すことを理解されたい。
【００２１】
「湿し流体」、「湿し溶液」、および「湿し水」という用語は、一般的に、表面エネルギーの変化をもたらす流体などの物質を指す。溶液または流体は、水蒸気によって、または部材を湿し流体で均一に濡らすための一連のローラを通る作像部材との直接的な接触によってなど、空中を浮遊する状態で一般に適用される水または水性の湿し水であってもよい。溶液または流体は、例えばシリコーン流体（Ｄ３、Ｄ４、Ｄ５、ＯＳ１０、ＯＳ２０など）、およびポリフッ素化エーテルまたはフッ素化シリコーン流体からなる非水性であってもよい。
【００２２】
量に関連して使用される「約」という修飾語は、記載された値を含み、文脈によって指示される意味を有する（例えば、少なくとも特定の量の測定に関連する誤差の程度を含む）。特定の値を使用する場合は、その値を開示することも考慮する必要がある。例えば、「約２」という用語はまた、値「２」を開示し、「約２〜約４」という範囲もまた、「２〜４」という範囲を開示する。
【００２３】
本発明の実施形態はこの点に限定されないが、本明細書で使用する「複数」および「複数」という用語は、例えば「複数」または「２つ以上」を含んでもよい。「複数（「ｐｌｕｒａｌｉｔｙ」または「ａ  ｐｌｕｒａｌｉｔｙ」）」という用語は、２つ以上の構成要素、装置、要素、部、パラメータなどを記述するために明細書全体にわたって使用されてもよい。例えば、「複数のステーション」は、２つ以上のステーションを含むことができる。「第１」、「第２」などの用語は、本明細書において順序、量、または重要性を示すものではなく、ある要素を別の要素と区別するために使用される。本明細書における「ａ」および「ａｎ」という用語は、量の限定を意味するのではなく、参照された項目のうちの少なくとも１つの存在を示す。
【００２４】
本明細書で使用する「印刷デバイス」または「印刷システム」という用語は、デジタル複写機またはプリンタ、スキャナ、画像印刷機、デジタルプロダクションプレス、文書処理システム、画像再生機、製本機、ファクシミリ機、多機能機などを指し、いくつかのマーキングエンジン、送り機構、走査組立体、ならびに紙送り装置、仕上げ機などの他の印刷媒体処理装置を含むことができる。印刷システムは、シート、ウェブ、マーキング材料などを取り扱うことができる。印刷システムは、任意の表面などの上にマークを付けることができ、入力シート上のマークを読み取る任意の機械、またはそのような機械の任意の組み合わせである。
【００２５】
「印刷基材」という用語は、一般に、プレカットまたはウェブのいずれかで供給される、通常フレキシブルで、時にはカールした紙、基材、プラスチックの物理的シート、または画像用の他の好適な物理的な印刷媒体基材を指す。
【００２６】
図１は、本開示の一実施形態による可変データリソグラフィ用のインク系のデジタル印刷システムを示す。システム１０は、異なる画像が、本実施形態においてはドラム上のブランケット、しかし等価的に版、ベルトなどでもよい、表面層上に作成され得るので、作像部材１２または任意に再作像可能な表面を備え、それは、以下にさらに詳細に議論される凝縮系湿し流体サブシステム１４、光学パターン化サブシステム１６、インク供給サブシステム１８、作像部材１２から基材２４にインク供給された画像を転写するための転写サブシステム２２、および最終表面洗浄サブシステム２６に囲まれている。他の任意の他の要素としては、レオロジー（複雑な粘弾性係数）制御サブシステム２０、厚さ測定サブシステム２８、制御サブシステム３０などが挙げられる。多くの追加的な任意のサブシステムも使用することができるが、本開示の範囲を超えている。上述のように、光学パターン化サブシステム１６は、複雑で高価であり、システム全体の総電力消費の大部分を占める。
【００２７】
図２は、一実施形態による凝縮系湿し流体または湿し水（ＦＳ）、およびサーマルプリントヘッドサブシステムを含む、可変リソグラフィのシステム２００の側面図である。図１のものと同一である可変リソグラフィのシステムの部分は、同一の参照番号で示され、図１に関連して上記に記載されたものと同一の部分の説明は省略されることに留意されたい。湿し流体サブシステム１４によって作像部材１２上に層を形成する前に、サーマルプリントヘッドサブシステム３４を用いて作像部材の部分を選択的に加熱することによって、潜像印刷パターンが作像部材１２上に形成される。サーマルプリントヘッドまたは他の加熱機構のいずれかによって熱が作像部材１２に加えられると、加熱によって、写真、ロゴ、文字などを生成する一連の画素が作像部材上に転写される。高温であるブランケットの部分は、次いで、ブランケット上に凝縮する蒸気にさらされ、熱により、熱が加えられた部分と一致する空隙を有する層がブランケット上に形成される。サーマルプリントヘッドサブシステム３４を制御する駆動回路３５に関する詳細は、本開示の範囲を超えているが、そのような駆動回路の実施形態は、当業者に利用可能であることが理解されるであろう。湿しサブシステム１４に対するサーマルプリントヘッドサブシステム３４の位置決めは、多くの要因に基づく。このような間隙２１０またはサブシステム間の距離は、蒸気チャンバ（以下の図４参照）内のブランケット１２の滞留時間、湿し流体溶液の化学組成、ブランケット１２の表面特性、および５０℃〜１，０００℃の範囲であり得るプリントヘッド３４によって加えられた熱に基づく。厚さデータおよび熱の強度データが使用されて、フィードバックを提供して、湿し流体の計量およびブランケットに加えられる熱を制御（制御器３００）することができる。
【００２８】
制御器３００は、デスクトップコンピュータ、ラップトップコンピュータ、ハンドヘルドコンピュータ、埋め込みプロセッサ、ハンドヘルド通信デバイス、または別のタイプの計算デバイスなどのようなデバイス内で実施することができる。制御器３００は、メモリ、プロセッサ、入力／出力デバイス、ディスプレイ、およびバスを含むことができる。バスは、制御器３００または計算デバイスの構成要素間の通信および信号の転送を可能にすることができる。
【００２９】
図３は、一実施形態によるサーマルプリントヘッド（ＴＰＨ）サブシステム３４の側面図である。
【００３０】
サーマルプリントヘッドサブシステムの多くの異なる実施形態が、本明細書で開示された機能を提供し得、サーマルプリントヘッドサブシステム（プリントヘッド）３４の説明は例示的なものであり、添付の特許請求の範囲の範囲によってのみ限定されることが理解されるであろう。プリントヘッド３４は、発熱素子４０に伝達可能に結合された駆動回路３８を担持する基板３６を備える。任意選択で、駆動回路が形成され、基板３６から分離して担持され得る。基板３６は典型的に、ヘッド発熱体４０から金属ヒートシンク３９に過剰な熱を効率的に取り除くことができる高熱伝導性セラミック材料から作製される。他の回路、４１などの機械的要素、および取り付け構成要素も、基板３６によって担持され得る。
【００３１】
図２、図４および図３に示される実施形態において、サーマルプリントヘッド３４は、浅い角度（θ）を有するワイパブレード構成において、その上に形成された上部層に接触圧力で接触するように、任意に再作像可能な表面１２に近接している。ほとんどの従来のサーマルプリントヘッドは、写真仕上げ用途のための単一のグレースケール画素を作成するために１２５〜２５６の電流パルスを使用するが、図３の構成（および図４および図２にも示されているように）において、ドットを形成するためにただ１つのパルスが必要である。このようなドットは、６００ｄｐｉまたは１２００ｄｐｉのドットサイズに対応することができる。熱エネルギーは再作像することが可能な表面に直接伝達されるので、サーマルプリントヘッド３４は、湿し流体が適用される前に上流の再作像可能な表面と接触する。
【００３２】
次に図６を参照すると、サーマルプリントヘッド３４の斜視図が示される。このような素子において、電流は、サーマルプリントヘッドサブシステム３４の近位端部にまたはその近くに配置されている電気抵抗素子４２のアレイを通過する。この抵抗は、通電された抵抗素子４２において局所的な温度上昇を引き起こす。温度上昇は、ブランケット１２の領域を加熱して、湿し溶液の適用後にインクまたは他のマーキング材料を受け取るための空隙を有する薄層をもたらす加熱領域を生成するのに十分である。１つの例において、プリントヘッド３４は、既製品の１２００ｄｐｉのサーマルプリントヘッドシステムからなり得る。フルプリントヘッド用の設計は、ワイドフォーマットなどの共通の電圧負荷を排除するために、基板３６の裏面に広い共通接地電極（図示せず）を含むことができる。代替的に、プリントヘッド３４は、ワイドフォーマットおよび高速操作のために最適化された専有のＯＥＭ設計からなり得る。
【００３３】
図６から理解されるように、サーマルプリントヘッド３４は、サーマルプリントヘッドの端部を横切って配置された複数の抵抗素子を含み、図７に示されているように、湿し流体が適用された後に、潜像を形成するために複数の平行な行を生成する。単一のサーマルプリントヘッドが、印刷システムの全画像幅に及ぶのに十分な横方向の幅を有することが望ましい。全画像幅に及ぶために複数のより狭いサーマルプリントヘッドを組み込むことが可能であり、その場合、各サーマルプリントヘッド４２は、湿し溶液の隣接する空隙が、湿し溶液が残らずに、再作像可能な表面上により大きな横方向の領域を形成するために、わずかに重なるように、隣接するサーマルプリントヘッドに密接していなければならない。
【００３４】
図４は、一実施形態によるサーマルプリントヘッドおよび空隙を有する湿し溶液膜を製造するための凝縮チャンバの位置を示す図である。
【００３５】
図４は、本開示の一実施形態の概略図を示す。「端部近傍」のＴＰＨ３４は、示されるようにブランケット１２の表面に接触するように配置されている。ＴＰＨ３２は、発熱素子のその線形アレイが交差プロセス方向に沿っているように配向している。ブランケット１２は、密接な接触３４２がＴＰＨ３４の全幅にわたって達成されるように適合している。ＴＰＨデバイスは、顕著な接触圧力下で動作するように意図されているので、これはその能力の妥当な用途である。ＴＰＨ３４の直接隣接および下流には、マニホールド（図示せず）などの流動制御構造および壁３１６を有する流動導管を有する湿し溶液または湿し水（ＦＳ）蒸気チャンバ３１４がある。このチャンバ３１４は、凝縮ゾーン３２２として知られている拘束された部分にわたってブランケットにさらされるＦＳ蒸気３１８の加熱された「曇」を含有する。チャンバ３１４の壁３１６は、高温（ＴＥＬＥＶ）に保たれる。したがって、ＦＳが凝縮するのに利用可能な唯一の表面はブランケット１２である。蒸気密度は、周囲温度（ＴＡＭＢ）であるときに蒸気３１８がブランケット１２上で急速に凝縮するように制御される。ブランケット表面が、パターン化された熱転写ゾーン３４５として知られている部分で高温であるとき、蒸気はブランケット表面上では凝縮しない。このプロセスを容易にするために、蒸気チャンバ内の空気流もまた制御され得る。
【００３６】
操作中、ブランケット表面１２は、ＴＰＨ３４の下を通過するときに周囲温度（ＴＡＭＢ）であり、そこで１００〜１０００℃の範囲の温度ＴＨに選択的に加熱される。ブランケット１２は、次いで、ＦＳ蒸気チャンバ３１４を通過する。予熱されなかったブランケット１２の部分は、ブランケット上にＦＳ凝縮３２を有するが、予熱された部分は、温度ＴＨが凝縮を支持しないので、ＦＳ凝縮を有さない。流動制御構造および流動導管で凝縮領域を閉じ込めることによって、任意に再作像可能な表面に空隙を有する湿し流体層を形成することを支持する。蒸気チャンバ内でのブランケットの滞留時間は、予熱された部分が、周囲温度（ＴＡＭＢ）のような凝縮が起こる温度まで冷却するための時間を有しないように選択される。したがって、ここでブランケット１２は、次にインク供給ニップに移動するときに、ブランケット上にＦＳの画像状にパターン化された層３２を有する。
【００３７】
以前に適用された湿し水（ＦＳ）の膜を直接加熱するのではなく、パターン化された熱伝達ゾーン３４５を用いることに利点がある。ＴＰＨによるＦＳ膜の直接加熱にはいくつかの懸念がある。ＴＰＨ接触ゾーンは膜層の均一性を乱すことがある。いずれの汚染粒子もＴＰＨニップの上流側に押し入り、ＦＳ膜に筋を生じさせる可能性がある。ＴＰＨの近傍で蒸発したＦＳを除去することは困難であり、ブランケット上に再凝縮につながる可能性がある。図４の実施形態は、これらの懸念を回避する。重大な設計上の課題は、ＦＳチャンバ内に、加熱部分３２２上に凝縮が生じないように十分に短い走行距離でブランケットの加熱されていない部分上に十分な膜厚を堆積させるＦＳ蒸気雲を提供することである。ブランケット１２の最上層の熱特性は、この挙動を可能にするように選択することができる。例えば、比較的低い熱伝導率を有するブランケット最上層は、横方向および半径方向の両方の熱伝導に抵抗する。
【００３８】
図５は、一実施形態による任意に再作像可能な表面のパターン化された予熱のための方法５００のフローチャートである。
【００３９】
方法５００は、加熱されてパターン化された画像を作成し、湿し流体またはＦＳを適用してインクを引き付けるかまたははじく空隙を有する層を形成し、次に今のインク供給された画像を紙のような印刷媒体に転写する操作を示す。操作中、ブランケット表面は、ＴＰＨの下を通過するときに周囲温度であり、そこで温度ＴＨに選択的に加熱される。ブランケットは、次いで、ＦＳ蒸気チャンバを通過する。予熱されなかったブランケットの部分は、ブランケット上にＦＳ凝縮を有するが、予熱された部分はＦＳ凝縮を有さない。方法５００は、作像部材上に熱画像を作成するために、発熱素子の線形アレイ（ＴＰＨ）を選択的に通電することによって工程５１０で開始する。次に方法５００は、工程５２０において、空中を浮遊する状態で湿し水を作像部材に適用する。工程５３０において、適切に加熱された蒸気チャンバの下でブランケットの移動により、作像部材上に湿し水の画像状にパターン化された層、すなわち熱エネルギーが加えられた空隙を有する層を形成させる。次いで、工程５４０において、インク供給後に画像状にパターン化されたものを印刷基材上に転写する。
【００４０】
図６は、一実施形態による基板および遠位端部を有する代表的なサーマルプリントヘッドを示す。
【００４１】
図６は、代表的なサーマルプリントヘッド（ＴＰＨ）デバイスを示す。サーマルプリントヘッドは、選択的に作動可能な選択的に作動可能な感熱素子４２のアレイを有し、圧力作動機構（図示せず）は、プロセス操作中にそれが回転するときに素子とブランケットとの熱接触を維持する。ＴＰＨデバイスの最も一般的な用途は、販売時点情報管理（ＰＯＳ）デバイス内であり、熱転写リボンまたはコーティングされた感熱紙と一緒に使用される。ＴＰＨは、基板３６、加熱パッドまたは素子４２の一般に線形アレイ、および制御器３００からのような外部で受信したデータに従って素子に通電するための電子機器からなる。これらの素子は、ＰＯＳなどの用途でリボンまたは媒体に直接接触しないように、ガラス被覆またはカプセル化されている。ＴＰＨデバイスは、最大４００ｄｐｉの解像度で利用可能であるが、特殊用途の場合は、６００〜１２００ｄｐｉの解像度を有することができる。解像度は、素子アレイに沿って測定される。一例において、発熱素子は、Ｋａｎｅｍａｔｓｕ  ＵＳＡのモデルＧ５０６７などの、既製品の１２００ｄｐｉのサーマルプリントヘッドシステムの一部を形成することができる。ＴＰＨデバイスは、厳密に抵抗加熱を介して作動し、総出力は、２００〜３００Ｗを超え得る。ほとんどのＴＰＨデバイスは、その基板の平坦な表面上にその素子を有している。これは、加熱ニップを形成するバッキングロールの直径が小さく、一般に２０ｍｍ未満に制限する傾向がある。いくつかのＴＰＨデバイスは、デジタルリソグラフィ作像の場合のように、はるかに大きな直径のバッキングロールを可能にする、基板の角部または端部にその発熱素子を有する。
【００４２】
図７は、一実施形態によるパターン化された予熱および凝縮蒸気によって作成された湿し溶液膜を示す碁盤目状パターン７００である。
【００４３】
図７は、本来の６００ｄｐｉのＴＰＨを用いる５×５碁盤目状パターンの形態で開示された実施形態を用いて生成された印刷媒体を示す。碁盤目状画像は依然としてはっきりとしており、７２０などの凝縮されたＦＳ膜厚は、インクを拒絶するのに十分な厚さであるとみなされ、一方７１０などの非凝縮ＦＳ膜はインクを受け入れる。図２、図３、および図５に記載されたように、この予熱作像モードに適合するために、任意の作像部材１２のようなブランケットの熱特性を最適化することにより、画質のさらなる改善が可能である。例えば、ブランケットの最上層は、ブランケットならびに加熱されていない部分への横方向への熱拡散率を低下させる、より低い熱伝導率を有する材料から作製することができる。
【００４４】
上に開示の変形物、ならびに他の特徴および機能、またはその代替物は、多くの他の異なるシステムまたは用途に望ましく組み合わされ得ることが理解されよう。また、現在不測の、または予期されていない様々な代替物、変更、変形、または改善が、当業者によってその後なされ得、以下の特許請求の範囲に包含されることも意図される。
【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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【図７】
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