(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
受像面を表面処理材料で処理する印刷システムに備えられるプリンタ清掃装置であって、
流体を保持するように構成された容器であって、その内部に、当該容器を第１の室および第２の室に分割するように配置された壁を備える、容器と、
流体を吸収するように前記容器の前記第１の室内に配置されたアプリケータと、
前記アプリケータへと動作可能に接続されたアクチュエータと、
前記受像面が前記アプリケータを通過した後に前記受像面に係合するように構成されたワイパーと、
前記アクチュエータへと動作可能に接続されたコントローラと、を備え、
前記コントローラが、前記アクチュエータを動作させることで、前記受像面に選択的に係合するように前記アプリケータを移動させて、前記アプリケータが前記容器内の前記第１の室からの流体を前記受像面に塗布するようにすると共に、前記受像面が前記容器の範囲外に移動することなく前記アプリケータに対向する位置から前記容器内の前記第２の室に対向する位置に移動するにつれて、前記ワイパーが前記受像面から前記流体および材料を除去して、前記ワイパーが前記受像面から除去した流体および材料が前記容器内の前記第２の室に連通する導管に誘導されるようにし、さらに、前記アクチュエータを動作させることで、前記受像面との係合から外れるように前記アプリケータを移動させるように構成されている、プリンタ清掃装置。
【請求項２】
前記容器内の前記第２の室に連通する前記導管へと流体に関して接続され、前記第２の室から前記導管を通って前記容器の前記第１の室へと流体および材料を移動させるポンプをさらに備える請求項１に記載のプリンタ清掃装置。
【請求項３】
前記ポンプと前記容器の前記第１の室との間に配置され、前記流体が前記容器の前記第１の室へ入る前に前記流体から材料を分離するフィルタをさらに備える請求項２に記載のプリンタ清掃装置。
【請求項４】
前記フィルタは、流体から材料を分離するために精密ろ過、限外ろ過、ナノろ過、および逆浸透のうちの少なくとも１つを提供するようにさらに構成される請求項３に記載のプリンタ清掃装置。
【請求項５】
前記フィルタが多孔質材料から成る、請求項３に記載のプリンタ清掃装置。
【請求項６】
前記コントローラがさらに、前記受像面の移動の方向とは反対の方向に前記アプリケータを回転させるように前記アクチュエータを動作させるように構成されている、請求項２に記載のプリンタ清掃装置。
【請求項７】
前記アプリケータが発泡体ローラおよび発泡体パッドのうちのいずれか１つを含む、請求項１に記載のプリンタ清掃装置。
【請求項８】
前記受像面が前記ワイパーを通過した後に前記受像面に向かって空気または熱をそれぞれ導くように配置されたエアナイフまたは加熱されたドライヤをさらに含む、請求項１に記載のプリンタ清掃装置。
【請求項９】
前記ワイパーが、実質的にエラストマから成る材料で形成されている、請求項１に記載のプリンタ清掃装置。
【請求項１０】
前記流体が、水または水と溶媒との組み合わせで実質的に構成されている、請求項１に記載のプリンタ清掃装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、広くには、プリンタの画像面を清掃するためのシステムに関し、より詳しくは、受像面を表面処理材料で処理するプリンタにおいて画像面を清掃するためのシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
表面処理材料を使用して受像面を処理するいくつかのインクジェット印刷システムまたはプリンタは、次の印刷サイクルのために表面処理材料のすべてを除去することなく画像面から特定の材料を除去するための清掃装置を備える。表面処理材料は、インク画像の形成を可能にし、インク画像の媒体への転写を容易にするために、受像面をサポートすべく適用されるあらゆる物質である。表面処理材料またはブランケットコーティングの例として、これらに限られるわけではないが、外皮コーティング、流動性コーティング、これらの組合せ、などが挙げられる。いくつかの以前から知られているシステムにおいては、画像面から材料を除去するために、ブレードクリーナが使用される。上質な画像を形成する画像面の能力を回復させるために画像面から除去される材料として、インク、表面処理物質、媒体くず、などが挙げられる。ブレードクリーナは、像形成面により大きな圧力をもたらすことができるがゆえにより効果的であるが、これらの圧力の結果として、画像形成面およびブレードクリーナの寿命が短くなる可能性がある。ブレードクリーナの使用のこれらの欠点は、プリンタシステムの稼働の経費を増大させる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ブレードクリーナに関する問題に対処するために、いくつかのこれまでに知られている水性インク印刷システムは、清掃対象の面の移動に逆らって回転し、表面から材料をスクラフ（ｓｃｒｕｆｆ）して運び去る発泡体ローラを使用している。水性インク印刷システムにおいて、発泡体ローラによって清掃される受像面は、回転ドラムまたはベルトなどの無端の支持面の周りに巻き付けられた材料のブランケット（ｂｌａｎｋｅｔ）である。画像の形成時にインクを付着させ、その後に媒体への転写時にインク画像を解放するブランケットの表面特性を向上させるために、ブランケットは、ブランケット表面に外皮を形成する表面処理材料で処理される。この表面処理材料は、インク画像が媒体へと転写され、先の像形成サイクルからの外皮および残留インクがブランケット表面から清掃された後で、ブランケットの表面へと適用される。理想的には、発泡体ローラの圧力は、インク層を分割および除去する一方で、外皮層については、外皮層を回復させることができるように水和させる（ｈｙｄｒａｔｉｎｇ）だけでなければならない。しかしながら、発泡体ローラによってブランケットへと加えられる圧力が大きすぎると、インク層の下の薄い外皮層も分割される。外皮層のこの分割により、遊離したインクの一部が、インクに対して親和性を有するとブランケット表面に接触しうる。結果として、インクがブランケット表面に付着し、外皮処理材料上のインクよりも除去しにくくなる。したがって、ブランケットの清掃が悪影響を受け、次の像形成サイクルにおいて画像の品質に悪影響が及ぶ可能性がある。
【０００４】
特定の以前から知られている水性インク印刷システムにおいては、清掃装置による像形成面の清掃の前に、インクが、媒体へのインク画像の転写を可能にするために、半湿潤の粘度まで乾燥させられる。多くの場合、半湿潤のインクは、インクの密度が小さいため清掃がより容易である。しかしながら、特定の場合には、インクが過度に乾燥する。過度に乾燥したインクは、機械の不具合に起因して、機械の動作において普通に発生しうる。例えば、媒体の搬送不良、制御の不良、および他の状況などの不具合により、印刷動作の最中に機械の運転停止が生じうる。これらの不具合の処理において、インク画像が所望よりも長くドライヤの下方に放置される可能性がある。余分な乾燥により、インクが過度に乾燥し、乾燥したインクの清掃がより困難になる可能性がある。過度の乾燥は、媒体へのインク画像の転写の効率も低下させ、清掃がより困難なインクをより大量にプリンタシステムの清掃装置へと持ち込むことになりかねない。これらの状況の発生を償うために、ブレードクリーナは乾燥したインクの除去に必要なより大きな圧力を加えることができるため、発泡体ローラクリーナよりもむしろブレードクリーナを採用することができるが、すでに述べた付随のリスクが存在する。
【０００５】
図５が、像形成面上の水性インクの種々の程度への乾燥について、清掃性能への影響を説明するグラフである。とくには、ブランケット表面のインクの乾燥のブレードクリーナの負荷への影響が試験されている。図５の線５０４が、過度に乾燥したインクを表し、線５０８が、半湿潤のインクを表し、線５１２は、未乾燥のインクを表している。図５のグラフの縦軸は、ブレードの負荷（単位は、ｇ／ｃｍ）を表し、グラフの横軸は、ブレードの作動角（単位は、度）を表している。これまでに知られている水性インク印刷システムにおいて、機械の操作者は、水のみを用いるのではなく、過度に乾燥したインクを除去するために、イソプロピルアルコールで湿らせたウエスに頼る。しかしながら、図５のグラフに見られるように、過度に乾燥したインク５０４を手作業によってブランケットから清掃するとき、清掃に必要な労苦は大幅に増える。したがって、像形成面の清掃を可能にするインクジェットプリンタにおける改善が望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
プリンタ清掃装置は、プリンタの清掃面からの材料の除去を可能にするように構成されている。プリンタ清掃装置は、表面処理材料で受像面を処理する印刷システムに含まれる。プリンタ清掃装置は、流体の供給源から流体を受け取るように構成されたアプリケータと、アプリケータに動作可能に接続されたアクチュエータと、受像面がアプリケータを通過した後に受像面に係合するように構成されたワイパーと、アクチュエータに動作可能に接続されたコントローラとを備える。コントローラは、ワイパーによる受像面からの流体および材料の除去を可能にするために選択的に受像面へと流体を適用すべくアクチュエータを動作させるように構成される。
【０００７】
表面処理材料を有する受像面からの材料の除去を可能にする新規な清掃方法。本方法は、アプリケータを受像面に接触するように移動させて受像面へと流体を選択的に適用するようにコントローラによってアクチュエータを動作させるステップを含む。本方法は、ワイパーを受像面に係合させて受像面から材料を除去することができるように、受像面がアプリケータを通過した後にワイパーで受像面をぬぐうステップをさらに含む。
【０００８】
材料の除去を可能にするプリンタ清掃装置の上述の態様および他の特徴が、以下の説明において解説され、添付の図面との関連において理解される。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、典型的な清掃装置を示している。
【図２】図２は、典型的な清掃装置が使用される典型的なプリンタシステムを示している。
【図３】図３は、清掃装置の使用の典型的なプロセスを示している。
【図４】図４は、図１に示した清掃装置の別の実施形態を示している。
【図５】図５は、ブランケット上のインクの種々の程度への乾燥について、清掃性能に及ぼす影響を説明するグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明の実施形態の全体的な理解のために、図面が参照される。図面においては、類似の参照番号が、類似の要素を指し示すために全体を通して使用されている。
【００１１】
図１は、表面処理材料で受像面を処理するプリンタにおいて使用される典型的な清掃装置１００を示している。プリンタ清掃装置１００は、流体１１６を吸収すべく容器１４０内に位置するアプリケータ１０４を備えている。アプリケータ１０４は、ブランケット１１２の表面に接触した状態を保ち、流体１１６の一部をブランケット１１２へと適用して、ブランケット１１２の表面の材料を水和させる。アプリケータ１０４によって加えられる圧力は、ブランケット１１２の表面の材料を水和させるのに充分であるが、外皮層を分割して遊離したインクがブランケット１１２の表面に付着することを可能にするには充分でない。
【００１２】
材料は、ブランケット１１２が画像を媒体へと転写するニップを通過した後にブランケット１１２の表面に担持されているあらゆる物質であってよい。表面１１２上の材料の例として、これらに限られるわけではないが、水性インク、半乾燥の水性インク、表面処理材料層または外皮層、くず、これらの組合せ、などが挙げられる。インクは、媒体へと転写される画像を生成するために受像面へと適用される任意の物質であってよい。流体１１６は、インクまたは表面処理材料などの材料を水和する任意の物質であってよい。流体１１６の例として、これらに限られるわけではないが、水、溶剤、水による溶媒の希釈液膨、などが挙げられる。アプリケータ１０４の例として、これらに限られるわけではないが、流体をブランケット１１２の表面へと塗り付け、あるいは噴き付けることを可能にするための発泡体パッド、発泡体ローラ、スプレー装置、などが挙げられる。図示の実施形態においては、アクチュエータ１１０がアプリケータ１０４へと動作可能に接続され、コントローラ１１４が、アクチュエータ１１０を動作させてアプリケータ１０４をブランケット１１２の表面の移動とは反対の方向に回転させるために、アクチュエータ１１０へと動作可能に接続される。あるいは、アプリケータ１０４は、ブランケット１１２の移動の方向に回転する自由に転がるローラであってよい。別の例において、アプリケータ１０４は、容器１４０の内部に配置された開放気泡の発泡体ローラであってよく、アプリケータ１０４は、容器の内部の水で飽和させられ、ブランケット１１２の表面へと水を適用すべく回転する。
【００１３】
ワイパー１０８が、水和させられた材料をブランケット１１２の表面から取り除くために充分な力でブランケット１１２の表面に接触し、したがってそれらの材料を、ワイパーに対して溜まるブランケット上の流体によってブランケットから運び去ることができる。ワイパー１０８は、ブランケット１１２に関して所定の角度に固定されている。一例においては、所定の角度が７５度であるが、他の角度も、ブランケットの表面から除去される材料の性質に応じて有用でありうる。ワイパー１０８は、ブランケットの表面を或る程度まで乾燥させることもできる。ワイパー１０８の例として、これらに限られるわけではないが、エラストマブレード、Ｓｙｎｚｔｅｃ２３８７０７  ７０ショアＡ硬度計などのポリウレタンブレード、乾式複写（ｘｅｒｏｇｒａｐｈｉｃ）ブレード、より高い硬度のポリウレタンブレード、ウレタンブレード、他のエラストマー、などが挙げられる。
【００１４】
図１に示されるクリーナ１００の動作において、コントローラ１１４は、アクチュエータ１１０がブランケット１１２の移動の方向とは反対の方向にアプリケータ１０４を回転させるときに、アプリケータ１０４を移動させて表面１１２に押し付けるようにアクチュエータ１１０を動作させる。アプリケータ１０４が表面１１２との接触から離れるとき、アプリケータ１０４は膨張し、流体の１１６一部および水和したインクをブランケット１１２の表面から吸収する。ブランケット１１２は、アプリケータ１０４を過ぎて移動を続け、ワイパー１０８に到達し、ワイパー１０８がブレードを充分な圧力で適用し、水和したインクおよび外皮層をブランケット１１２へと適用された流体と一緒に除去する。材料のこの組合せ１３６が、ハウジング１３２の容積を２つの室へと分割する壁１３８へと流れ、あるいは滴り落ちる。壁１３８は、除去された組合せ１３６を、ハウジング１３２の一方のチャンバの底部の導管１４４へと向ける。
【００１５】
ポンプ１２０が、除去された組合せ１３６を導管１４４およびフィルタ１２４を通って移動させ、インクおよび表面処理材料を流体１１６から分離する。ろ過後の流体１４８は、容器１４０へと戻される。一例においては、流体１１６の一部が、ろ過処理の際に、例えば蒸発によって失われる。したがって、別の供給源（図示せず）からの追加の流体１１６を、供給源１４０へともたらすことができる。フィルタ１２４からの分離された材料を、例えばフィルタ１２４、フィルタ１２４の内部のフィルタ媒体、別の容器１２８、などに集め、廃棄することができる。
【００１６】
フィルタ１２４は、組合せ１３６から材料を分離するために、精密ろ過、限外ろ過、ナノろ過、逆浸透、これらの組合せ、などを提供することができる。フィルタ１２４は、組合せ１３６から材料を分離するために、きわめて小さい孔サイズを有する多孔質のフィルタ媒体を備えることができる。一例においては、様々な孔サイズの異なるフィルタ媒体を、組合せ１３６から異なる材料をろ過するために使用することができる。例えば、フィルタ１２４は、約０．０１μｍ未満の孔サイズなど、きわめて小さい孔サイズを備える。さらに、フィルタ１２４は、約１０μｍ未満の孔サイズを有する表層フィルタを備える。外皮の成分はより大きく、インクのろ過に必要な孔を詰まらせる可能性があるため、外皮をろ過するためにより大きな孔サイズが必要となりうる。別の例においては、孔サイズが次第に小さくなる一連のフィルタが、組合せ１３６から異なる材料を効率的に分離するために、フィルタ１２４の内部に配置される。読者は、これらのパラメータが例示にすぎず、他の孔サイズまたはフィルタ材料を組合せ１３６から材料を分離するために使用できることを、理解すべきである。一例においては、フィルタ媒体の再使用を可能にすべく、フィルタを裏面から洗い流し、ろ過された材料をフィルタ媒体から除去するために、ろ過後の流体を容器１４０からフィルタ１２４を通って引き込むようにポンプ１２０を逆方向に動作させることができる。あるいは、フィルタを、これらに限られるわけではないが機械の使用、外部再生プロセス、あるいはフィルタ媒体の取り外しおよび洗浄、などの他の技術によって、裏面から洗い流すことができる。
【００１７】
図２が、典型的な清掃装置１００が使用される典型的なプリンタシステム２００を示している。コータ２１２が、ブランケット１１２の表面に外皮を形成する表面処理材料の層を適用する。ブランケット１１２および適用された材料は、ドライヤ２０８を用いて或る程度まで乾燥させられる。ドライヤ２０８を、これらに限られるわけではないが、エアナイフ、ブランケット１１２へと空気または熱を導く加熱されたドライヤ、これらの組合せ、などで実現することができる。ブランケット１１２は、ブランケット１１２の表面にインクを付着させてインク画像を形成するイメージャ２０４を通過する。さらなるドライヤ２２０が、インク画像を或る程度まで乾燥させるために使用される。次いで、或る程度まで乾燥させられたインク画像２１６が、ブランケット１１２と転写ローラ２３２とで形成されるニップに進入し、インク画像がニップを通過するときにニップを通過するように同期させられた媒体へとインクが転写される。その後に、ブランケット１１２は、上述のクリーナ１００のアプリケータ、容器、およびワイパーと同様の清掃装置１００の部分１０６を通過する。アプリケータが、受像面へと流体を付着させ、ワイパーが、上述のようにブランケットから流体およびインクを除去する。除去された流体および材料は、廃棄物槽１３２に集められ、ポンプ１２０が、除去された流体および材料を槽１３２から引き出してフィルタ１２４に通すことで、インクおよび外皮材料を取り除き、インクおよび外皮材料は廃棄物収集部１２８へと送られる。ろ過後の流体は、清掃部分１０６の容器へと戻される。さらに、フィルタ１２４は、分離された材料をフィルタから逆方向に洗い流して廃棄物容器１２８へと導くために、流体源２２８から清浄な流体１１６を受け取る。転写ローラ保守システム１０２が、転写ローラ２３２へと清掃用の流体を適用して、ローラから残余の材料を除去し、これらは廃棄物槽１３２に集められ、清掃部分１０６から集められる流体および材料と一緒にろ過される。
【００１８】
図３は、清掃装置１００を使用する典型的なプロセスを示している。アプリケータ１０４が、容器１４０から流体１１６を受け取る。コントローラ１１４が、アプリケータ１０４を移動させてブランケット１１２の表面に接触させるように、アクチュエータ１１０を動作させる。アプリケータ１０４が、流体１１６の一部をブランケット１１２に付着させる（ステップ３０４）。付着させられた流体１１６は、表面１１２上の材料を水和させる。ワイパー１０８が、水和した材料および流体１１６をブランケット１１２の表面から除去する（ステップ３０８）。除去された流体および材料は、集められて導管１４４へと向けられる（ステップ３１２）。ポンプ１２０が、除去された流体および材料を導管１４４およびハウジング１３２からフィルタ１２４へと移動させるために使用される（ステップ３１６）。フィルタ１２４が、材料から流体１１６を分離する（ステップ３２０）。ろ過された流体１１６は、容器１４０へと戻される（ステップ３２４）。次いで、分離された材料は、廃棄のために運び去られる。
【００１９】
図４が、インクを用いて画像を形成するプリンタにおいて用いられる清掃装置の別の実施形態１００’を示している。プリンタ清掃装置１００’は、ブランケット１１２から滴下しうる流体１１８を捕捉するための容器１４０内に位置する噴霧器１２２を備えている。流体１１８を、ろ過のためにポンプ１２０へと戻すことができ、あるいは廃棄物容器１２８へと戻すことができる。噴霧器１２２は、流体１４８をブランケット１１２へと噴き付け、ブランケット１１２の表面の材料を水和させる。噴き付けられる流体の圧力は、ブランケット１１２の表面の材料を水和させるのに充分であるが、外皮層を分割して遊離したインクがブランケット１１２の表面に付着することを可能にするのには、充分ではない。図示の実施形態においては、アクチュエータ１１０が噴霧器１２２へと動作可能に接続され、コントローラ１１４が、噴霧器を動作させるべくアクチュエータ１１０へと動作可能に接続される。ワイパー１０８が、水和させられた材料をブランケット１１２の表面から取り除くために充分な力でブランケット１１２の表面に接触し、したがってそれらの材料を、ワイパーに対して溜まるブランケット上の流体によってブランケットから運び去ることができる。ワイパー１０８は、上述したようにブランケット１１２に対して所定の角度に固定され、ブランケット１１２から水和した材料および流体を除去する。材料のこの組合せ１３６が、ハウジング１３２の容積を２つの室へと分割する壁１３８へと流れ、あるいは滴り落ちる。壁１３８は、除去された組合せ１３６を、ハウジング１３２の一方のチャンバの底部の導管１４４へと向ける。ポンプ１２０が、除去された組合せ１３６を導管１４４およびフィルタ１２４を通って移動させ、インクおよび表面処理材料を流体１４８から分離する。ろ過された流体１４８は、噴霧器１２２へと戻される。
【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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