(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクジェットプリンタであって、
前記インクジェットプリンタにおいてプロセス方向に移動するよう構成される画像受信表面を有するインダイレクト画像受信部材と、
前記画像受信表面への液体キャリア、湿潤剤、および吸収剤を含む親水性組成物を包含する容器を有する表面管理ユニットであって、前記インダイレクト画像受信部材へ前記親水性組成物を所定の厚さで塗布するよう構成される表面管理ユニットと、
前記湿潤剤の沸点よりも少なくとも５０℃低い温度を有する空気を前記画像受信表面へ送る乾燥器であって、前記表面管理ユニットが前記親水性組成物を前記画像受信表面へ塗布して前記吸収剤の乾燥層を形成した後に、前記空気を送って、前記親水性組成物の層から前記液体キャリアの少なくとも一部分を除去するよう、配置および構成される乾燥器と、
水性インクを吸収剤の前記乾燥層上へ排出して、前記画像受信部材の前記画像受信表面に水性インク画像を形成するよう構成される複数のインクジェットと、
前記画像受信部材と係合して転写定着ニップを形成する転写定着部材であって、前記転写定着部材は、吸収剤の前記乾燥層上の前記水性インク画像が前記転写定着ニップを通るときに、前記転写定着ニップを通過している印刷媒体に圧力を印加して、前記水性インク画像、前記水性インクを受ける吸収剤の前記乾燥層、および、前記湿潤剤を伴う吸収剤の前記乾燥層を、前記印刷媒体の表面へ転写定着するよう構成される、転写定着部材と、
を備え、
前記複数のインクジェットは、
第１の色の水性インクを前記乾燥層上へ排出するよう構成される第１の複数のインクジェットと、
第２の色の水性インクを前記乾燥層上へ、前記第１の複数のインクジェットが前記第１の色の前記水性インクを排出した後に排出するよう構成される、第２の複数のインクジェットと、
をさらに備え、
前記第１の複数のインクジェットと前記第２の複数のインクジェットとで位置決めされた第１の乾燥器であって、前記湿潤剤の沸点よりも少なくとも５０℃低い温度を有する空気を送って、前記第１の複数のインクジェットによって前記乾燥層上に形成された前記第１の色の前記水性インクから液体溶剤の一部分を除去することを、前記第２の複数のインクジェットが前記第２の色の水性インクを前記第１の色のインクの上に排出する前に行うように構成される第１の乾燥器と、
前記湿潤剤の沸点よりも少なくとも５０℃低い温度を有する空気を送って、前記乾燥層上に形成された前記第１の色の水性インクおよび前記第２の色の水性インクから液体溶剤の一部分を除去することを、前記第２の複数のインクジェットが前記乾燥層上に前記第２の色の水性インクを排出した後で行うように配置および構成される第２の乾燥器と、
をさらに備える、インクジェットプリンタ。
【請求項２】
インクジェットプリンタであって、
前記インクジェットプリンタにおいてプロセス方向に移動するよう構成される画像受信表面を有するインダイレクト画像受信部材と、
前記画像受信表面への液体キャリア、湿潤剤、および吸収剤を含む親水性組成物を包含する容器を有する表面管理ユニットであって、前記インダイレクト画像受信部材へ前記親水性組成物を所定の厚さで塗布するよう構成される表面管理ユニットと、
前記湿潤剤の沸点よりも少なくとも５０℃低い温度を有する空気を前記画像受信表面へ送る乾燥器であって、前記表面管理ユニットが前記親水性組成物を前記画像受信表面へ塗布して前記吸収剤の乾燥層を形成した後に、前記空気を送って、前記親水性組成物の層から前記液体キャリアの少なくとも一部分を除去するよう、配置および構成される乾燥器と、
水性インクを吸収剤の前記乾燥層上へ排出して、前記画像受信部材の前記画像受信表面に水性インク画像を形成するよう構成される複数のインクジェットと、
前記画像受信部材と係合して転写定着ニップを形成する転写定着部材であって、前記転写定着部材は、吸収剤の前記乾燥層上の前記水性インク画像が前記転写定着ニップを通るときに、前記転写定着ニップを通過している印刷媒体に圧力を印加して、前記水性インク画像、前記水性インクを受ける吸収剤の前記乾燥層、および、前記湿潤剤を伴う吸収剤の前記乾燥層を、前記印刷媒体の表面へ転写定着するよう構成される、転写定着部材と、
を備え、
吸収剤の前記乾燥層は、前記水性インク内の液体溶剤の一部分が、吸収層の前記乾燥層のうちの前記水性インクを受け取った領域に浸透して、吸収層の前記乾燥層の前記領域と前記画像受信表面との間の粘着性のレベルを低減できるように構成される、インクジェットプリンタ。
【請求項３】
インクジェットプリンタであって、
前記インクジェットプリンタにおいてプロセス方向に移動するよう構成される画像受信表面を有するインダイレクト画像受信部材と、
前記画像受信表面への液体キャリア、湿潤剤、および吸収剤を含む親水性組成物を包含する容器を有する表面管理ユニットであって、前記インダイレクト画像受信部材へ前記親水性組成物を所定の厚さで塗布するよう構成される表面管理ユニットと、
前記湿潤剤の沸点よりも少なくとも５０℃低い温度を有する空気を前記画像受信表面へ送る乾燥器であって、前記表面管理ユニットが前記親水性組成物を前記画像受信表面へ塗布して前記吸収剤の乾燥層を形成した後に、前記空気を送って、前記親水性組成物の層から前記液体キャリアの少なくとも一部分を除去するよう、配置および構成される乾燥器と、
水性インクを吸収剤の前記乾燥層上へ排出して、前記画像受信部材の前記画像受信表面に水性インク画像を形成するよう構成される複数のインクジェットと、
前記画像受信部材と係合して転写定着ニップを形成する転写定着部材であって、前記転写定着部材は、吸収剤の前記乾燥層上の前記水性インク画像が前記転写定着ニップを通るときに、前記転写定着ニップを通過している印刷媒体に圧力を印加して、前記水性インク画像、前記水性インクを受ける吸収剤の前記乾燥層、および、前記湿潤剤を伴う吸収剤の前記乾燥層を、前記印刷媒体の表面へ転写定着するよう構成される、転写定着部材と、
を備え、
前記乾燥層内の前記吸収剤が、前記水性インクからの液体溶剤の吸収に応じて膨張する材料をさらに含む、インクジェットプリンタ。
【請求項４】
前記乾燥層内の前記吸収剤は、前記水性インク内の着色剤に実質的に不浸透である、請求項３に記載のインクジェットプリンタ。
【請求項５】
前記液体キャリアは水である、請求項１から４のいずれか１つに記載のインクジェットプリンタ。
【請求項６】
吸収剤の残留乾燥層およびインクを、前記印刷媒体へ転写されない前記画像受信表面から除去することを、前記表面管理ユニットが前記親水性組成物を前記画像受信表面へ塗布する前に行うよう、配置および構成される洗浄ユニット、
をさらに備える、請求項１から４のいずれか１つに記載のインクジェットプリンタ。
【請求項７】
前記湿潤剤の前記沸点よりも少なくとも５０℃低い温度を有する空気を送り、吸収剤の前記乾燥層上に形成された前記水性インク画像から液体溶剤の一部分を除去するよう、配置および構成される別の乾燥器、
をさらに備える、請求項１から４のいずれか１つに記載のインクジェットプリンタ。
【請求項８】
前記表面管理ユニットは、１μｍ〜１０μｍの間の所定の厚さで前記親水性組成物の前記層を形成するよう構成される、請求項１から４のいずれか１つに記載のインクジェットプリンタ。
【請求項９】
前記乾燥器は、前記液体キャリアの前記一部分を前記親水性組成物の層から除去して、前記吸収剤の厚さが０．１μｍ〜１μｍである、吸収剤の前記乾燥層を形成するよう構成される、請求項１から４のいずれか１つに記載のインクジェットプリンタ。
【請求項１０】
前記乾燥器は、空気を前記湿潤剤の沸点より低い約５０〜約１００℃の範囲の温度まで加熱するよう、さらに構成される、請求項１から４のいずれか１つに記載のインクジェットプリンタ。
【請求項１１】
前記湿潤剤は、グリセロール、エチレングリコール、プロピレングリコール、またはグリセロールと、エチレングリコールもしくはプロピレングリコールのいずれかとの混合物である、請求項１から４のいずれか１つに記載のインクジェットプリンタ。
【請求項１２】
前記湿潤剤は、前記乾燥層の質量の約２０％〜約８５％である、請求項１から４のいずれか１つに記載のインクジェットプリンタ。
【請求項１３】
前記湿潤剤は、前記乾燥層の体積の約２０％〜約８５％である、請求項１から４のいずれか１つに記載のインクジェットプリンタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、一般的に、水性インダイレクトインクジェットプリンタに関し、具体的には、水性インクジェット印刷のための表面処理に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、インクジェット印刷機器またはプリンタは、液体インクの滴またはジェットを記録表面または画像形成表面上へ排出する少なくとも１つの印字ヘッドを含む。水性インクジェットプリンタは、顔料または他の着色剤が滞留または溶解する、水ベースまたは溶剤ベースのインクを適用する。水性インクが画像受信表面上へ印字ヘッドにより排出されると、水または溶剤は蒸発してインク画像を画像受信表面へ安定化させる。水性インクが直接的に媒体上へ排出されると、水性インクは、紙など多孔質である場合に媒体内へ浸透し、媒体の物理的特性を変化させる傾向がある。媒体に突き当たるインク滴の拡張は媒体表面特性および多孔性の関数であるため、印刷品質は不安定であり得る。この問題に対処するために、ドラムまたはエンドレスベルトに搭載されるブランケット上へインクを排出するインダイレクトプリンタが、開発されている。インクはブランケットで乾燥された後、媒体へ転写される。そのようなプリンタは、水性インクにおける水または溶剤と接触する媒体に応答して起こる、画像品質、滴の拡散、および媒体特性の変化を回避する。さらに、インダイレクトプリンタは、最終的なインク画像を保持するために使用される幅広い異なる種類の紙およびフィルムの使用により生じる他の媒体特性の変動の影響を削減する。
【０００３】
水性インクのインダイレクト印刷において、水性インクは、典型的にブランケットと称される中間画像化表面上へ排出され、インクは、紙のシートなどの媒体基板へ画像を転写定着する前に、ブランケットで部分的に乾燥される。良好な印刷品質を確保するために、ブランケットのインク滴は、乾燥前に拡散しなければならず、融合してはならない。そうでない場合、インク画像は荒くなり、欠失部分を有する。さらに、拡散が不足すると、印字ヘッドにおける欠損または不良インクジェットがインク画像において縞を生成する要因となり得る。水性インクの拡散は、高いエネルギー表面を有する材料により容易になる。しかしながら、インク画像のブランケットから媒体表面への転写を容易にするために、比較的に低い表面エネルギーを伴う表面を有するブランケットが望ましい。ブランケット表面の正反対で両立しないこれらの特性は、ブランケットの材料の選択を難しくする。インク滴の表面張力を削減することが役立つが、拡散は一般的に適切な画像品質に不十分なままである。ブランケットの表面エネルギーを高めるブランケット材料のオフライン酸素プラズマ処置が試行され、効果的であることが示される。そのようなオフライン処置の利点は、表面の汚染、摩耗、および経年に起因して、長続きしない可能性がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
インダイレクトの水性インクジェット印刷プロセスが直面する１つの課題は、印刷プロセス中のインク滴の拡散に関する。インダイレクト画像受信部材は、インダイレクト画像受信部材の表面から、最終的な印刷画像を受信する印刷媒体への、インクの転写を促す低い表面エネルギー材料から形成される。しかしながら、低い表面エネルギー材料は、さらに、画像受信表面の個々のインク滴の「連なり」を促す傾向がある。プリンタは、インク滴を印刷媒体へ転写する前に、水性インク滴を部分的に乾燥するので、水性インクが印刷プロセス中に拡散する可能性は有さない。結果として生じる印刷画像は粗く現れ、濃い線または濃い印刷領域が、最終的な印刷画像における連続的な特性の代わりに、一連のドットとして再現され得る。これらの問題に対処するために、水性インクジェットプリンタにおける表面管理ユニットは、液体キャリアおよび吸収剤を備える親水性組成物の層を画像受信表面へ塗布する。乾燥器は、表面管理ユニットが親水性組成物を画像受信表面へ塗布して吸収剤の乾燥層を形成した後に、液体キャリアの少なくとも一部分を親水性組成物の層から除去するよう配置および構成される。複数のインクジェットが水性インクを乾燥層上へ排出して水性インク画像を画像受信表面に形成した後、転写定着部材は画像受信部材を係合して転写定着ニップを形成し、転写定着ニップを通過して移動する印刷媒体へ圧力を印加して、水性インク画像および乾燥層の少なくとも一部分を印刷媒体の表面へ転写定着する。
【０００５】
この水性インクジェットプリンタは、一般的に良好に動作する。しかしながら、一部の印刷ジョブは、ニップにおける媒体へのインク画像の転写定着に影響を及ぼす問題を引き起こす。具体的には、上述のように構成されたプリンタにおける乾燥器および加熱器の調整により、ブランケットのインクの濃度に関連して親水性組成物およびインクから水が蒸発する。ブランケットのインク画像が異なるインク濃度を有する場合、問題が生じ得る。例えば、一部の画像は、エリアにおける各画素が着色剤を有する比較的に濃いエリアを有し、一方で他のエリアはハーフトーンであり、すなわち、エリアにおける一定割合の画素（例えば、５０パーセント）は着色剤を有し、残りの画素はインクを有さない。乾燥器および加熱器が、濃いエリアを確実に適切に乾燥させるよう制御される場合、ハーフトーンのエリアは完全に乾燥されてよい。その結果、画像の濃いエリアは良好に転写されることが多いが、ハーフトーンのエリアがあったとしても、部分的にしか転写されない場合がある。結果的に生じる画像における着色剤の逸脱は、画像品質全体に影響を及ぼす。親水性組成物の利点を保護できるようにすること、および、インク画像の全エリアがインク濃度に関わらず媒体へ転写可能となることが、有益であろう。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
１つの実施形態において、インダイレクトインクジェットプリンタは、高い沸点の湿潤剤を含む親水性組成物を使用することにより、親水性組成物が媒体へ転写可能となり、インク画像のエリア全てを各エリアにおけるインクの濃度に関わらず媒体へ移動可能となるようにする。プリンタは、インクジェットプリンタにおけるプロセス方向に移動するよう構成される画像受信表面を有するインダイレクト画像受信部材と、液体キャリア、湿潤剤、および吸収剤を備える親水性組成物の層を画像受信表面へ塗布するよう構成される表面管理ユニットと、湿潤剤の沸点より低い温度を有する空気を画像受信表面の方へ向かわせて、表面管理ユニットが親水性組成物を画像受信表面へ塗布して吸収剤の乾燥層を形成した後に、液体キャリアの少なくとも一部分を親水性組成物の層から除去するよう配置および構成される乾燥器と、水性インクを乾燥層上へ排出して水性インク画像を画像受信表面に形成するよう構成される複数のインクジェットと、画像受信部材を係合して転写定着ニップを形成する転写定着部材であって、転写定着部材は、乾燥層の水性インク画像が転写定着ニップを通過して、水性インク画像、水性インクを受ける乾燥層、および湿潤剤を伴う乾燥層を印刷媒体の表面へ転写定着する際、転写定着ニップを通過する印刷媒体へ圧力を印加するよう構成される、転写定着部材と、を含む。
【０００７】
別の実施形態において、インダイレクトインクジェットプリンタを動作させるための方法は、水性インクおよび高い沸点の湿潤剤を含む親水性組成物を使用することにより、親水性組成物が媒体へ転写可能となり、インク画像のエリア全てを各エリアにおけるインクの濃度に関わらず媒体へ移動可能となるようにする。方法は、インダイレクト画像受信部材の画像受信表面をプロセス方向へ、表面管理ユニット、乾燥器、複数のインクジェット、および転写定着ニップを通過してインクジェットプリンタを介して移動させることと、液体キャリア、湿潤剤、および吸収剤を備える親水性組成物の層を、画像受信表面へ表面管理ユニットで塗布することと、親水性組成物の層を、湿潤剤の沸点より低い温度を有する乾燥器からの空気で乾燥し、液体キャリアの少なくとも一部分を親水性組成物の層から除去して吸収剤の乾燥層を画像受信表面に形成することと、水性インクのインク滴を複数のインクジェットで排出して、水性インク画像を乾燥層に形成することと、および、圧力を転写定着部材でインダイレクト画像受信部材の画像受信表面へ印加し、水性インク画像、水性インクを受ける乾燥層、および湿潤剤を伴う乾燥層を、転写定着部材とインダイレクト画像受信部材との間の転写定着ニップを通過する印刷媒体の表面へ転写定着することと、を含む。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、シート媒体を印刷する水性インダイレクトインクジェットプリンタの概略図である。
【図２】図２は、連続ウェブを印刷する水性インダイレクトインクジェットプリンタの概略図である。
【図３】図３は、エンドレスベルトのインダイレクト画像受信部材を含むインクジェットプリンタの概略図である。
【図４】図４は、高い沸点の湿潤剤を含む親水性組成物をインクジェットプリンタにおけるインダイレクト画像受信部材の表面へ塗布する表面管理ユニットの概略図である。
【図５Ａ】図５Ａは、インクジェットプリンタにおけるインダイレクト画像受信部材の表面に高い沸点の湿潤剤を含む親水性組成物の側面図である。
【図５Ｂ】図５Ｂは、乾燥器が親水性組成物における液体キャリアの一部分を除去した後のインダイレクト画像受信部材の表面における乾燥された親水性組成物の側面図である。
【図５Ｃ】図５Ｃは、インダイレクト画像受信部材の表面における乾燥された親水性組成物に形成される水性インク画像の一部分の側面図である。
【図５Ｄ】図５Ｄは、プリンタにおける乾燥器が水性インクにおける水の一部分を除去した後であるが、湿潤剤がインダイレクト画像受信部材の表面の親水性組成物に残っている、乾燥された親水性組成物に形成される水性インク画像の一部分の側面図である。
【図５Ｅ】図５Ｅは、水性インク画像およびインクジェットプリンタにおける転写定着動作後に組成物に残る湿潤剤を伴う親水性組成物の乾燥層を受ける印刷媒体の側面図である。
【図６Ａ】図６Ａは、マルチカラー印刷プロセス中に吸収剤の乾燥層で被覆される画像受信表面の側面図である。
【図６Ｂ】図６Ｂは、乾燥層に形成されるマルチカラーインク画像のための部分的な乾燥プロセス後の図６Ａの画像受信表面の側面図である。
【図６Ｃ】図６Ｃは、マルチカラー印刷画像の印刷媒体への転写後の印刷媒体の側面図である。
【図７】図７は、水性インクを使用するインダイレクトインクジェットプリンタにおける印刷画像のためのプロセスのブロック図である。
【図８】図８は、低い表面エネルギーの画像受信表面に形成されるインク滴およびインダイレクト画像受信表面に形成される親水性組成物の層に形成されるインク滴の図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本実施形態を一般的に理解するために、図が参照される。図において、同様の参照番号は、全体を通して同様の要素を規定するために使用されている。本明細書において使用される場合、「プリンタ」、「印刷デバイス」または「画像化デバイス」という用語は、一般的に、印刷媒体に水性インクで画像を生成するデバイスを指し、デジタルコピー機、製本機、ファクシミリ機、多機能器など、任意の目的で印刷画像を生成する任意の類似の装置を包含してよい。画像データは、一般的に、インクジェット排出器を動作させて印刷媒体にインク画像を形成するために提供および使用される電子形態の情報を含む。これらのデータは、テキスト、グラフィックス、ピクチャーなどを含み得る。例えば、グラフィックス、テキスト、写真などのために着色剤で印刷媒体に画像を生成する動作は、一般的に、本明細書において印刷またはマーキングと称される。水性インクジェットプリンタは、インクにおける着色剤および／または溶剤の量と比べて相対的に水の割合が高いインクを使用する。
【００１０】
本明細書において使用される場合、「印字ヘッド」という用語は、インクジェット排出器を伴ってインク滴を画像受信表面上へ排出するよう構成される、プリンタにおけるコンポーネントを指す。典型的な印字ヘッドは、インクジェット排出器におけるアクチュエータを動作させる発射信号に応答して、１つ以上のインク色のインク滴を画像受信表面上へ排出する複数のインクジェット排出器を含む。インクジェットは、１つ以上の行および列の配列に配置される。一部の実施形態において、インクジェットは、印字ヘッドの面に沿って互い違いの斜めの行に配置される。様々なプリンタの実施形態は、インク画像を画像受信表面に形成する１つ以上の印字ヘッドを含む。一部のプリンタの実施形態は、印刷ゾーンに配置される複数の印字ヘッドを含む。中間画像化表面などの画像受信表面は、印字ヘッドを過ぎてプロセス方向に印刷ゾーンを介して移動する。印字ヘッドにおけるインクジェットは、インク滴を行に、画像受信表面に沿ってプロセス方向と垂直であるクロスプロセス方向に排出する。この明細書において使用される場合、「水性インク」という用語は、着色剤が溶液に存在している液体インク、水を含む液体溶剤を伴う懸濁剤または分散剤、および／または、１つ以上の液体溶剤を含む。「液体溶剤」または単純に「溶剤」という用語は、着色剤を溶液内へ溶解し得る合成物、または、着色剤の粒子を懸濁剤または分散剤に、着色剤を溶解することなく保持する液体であり得る合成物を、広範に含むために使用される。
【００１１】
本明細書において使用される場合、「親水性」という用語は、水性インクにおいて使用される水分子または他の溶剤を引き付ける任意の組成物または合成物を指す。本明細書において使用される場合、親水性組成物への参照は、親水性の吸収剤を保持する液体キャリアを指す。液体キャリアの例は、分散剤、懸濁剤、または、吸収剤の溶液を保持する、水またはアルコールなどの液体を含むが、それらに限定されない。その後、乾燥器は液体キャリアの少なくとも一部分を除去し、残りの固体またはゼラチン質段階の吸収剤は高い表面エネルギーを有して、水性インク滴における水の一部分を吸収する一方で、水性インク滴における着色料が吸収剤の表面全体へ拡散可能となる。本明細書において使用される場合、吸収剤の乾燥層への参照は、液体キャリアの全部または実質的な部分が組成物から乾燥プロセスを介して除去された後の親水性組成物の配列を指す。以下により詳細に記載されるように、インダイレクトインクジェットプリンタは、親水性組成物の層を画像受信部材の表面に水などの液体キャリアを使用して形成し、親水性組成物の層を塗布する。液体キャリアは、液体キャリアにおける吸収剤を画像受信表面へ搬送して親水性組成物の均一の層を画像受信表面に形成するメカニズムとして使用される。
【００１２】
本明細書において使用される場合、「吸収剤」という用語は、親水性組成物の一部であり、親水性の特性を有し、かつ、プリンタが画像受信表面を被覆する乾燥層または「スキン」内へ吸収剤を乾燥させた後、印刷プロセス中、水性インクにおける水および他の溶剤に対して実質的に不溶性である、材料を指す。プリンタは親水性組成物を乾燥し、液体キャリアの全部または一部分を除去して吸収剤の乾燥された「スキン」を画像受信表面に形成する。吸収剤の乾燥層は、画像受信表面上へ排出されるインク滴に対する高い表面エネルギーを有する。高い表面エネルギーは乾燥層の表面のインクの拡散を促し、高い表面エネルギーは水性インクを、移動する画像受信部材の適切な場所に印刷プロセス中に保持する。
【００１３】
水性インク滴が乾燥層において吸収剤と接触すると、吸収剤は水性インク滴における水および他の溶剤の一部分を吸収する。乾燥層の一部分における吸収剤は水および隆起を吸収するが、印刷動作中に実質的に影響を受けないままであり、溶解しない。水性インクと接触しない乾燥層の一部分における吸収剤は、画像受信表面に対して比較的に高い粘着性を有し、紙などの印刷媒体に対して比較的に低い粘着性を有する。水性インクから水および溶剤を吸収する乾燥層の一部分は、画像受信表面に対して低い粘着性を有し、インクにおける着色剤および他の高い粘着性のコンポーネントが画像受信表面と接触することを防ぐ。したがって、乾燥層における吸収剤は、インク滴の拡散を促して高い品質の印刷画像を形成し、水性インクを印刷プロセス中に適切な位置に保持し、潜在的なインク画像の画像受信部材から紙または別の印刷媒体への転写を促し、かつ、水性インク画像が印刷媒体へ転写された後に印刷媒体の画像受信表面からの分離を促す。
【００１４】
同時係属中である米国出願番号第１４／０３３，０９３号（整理番号１７７６−０５９９）および第１４／０３３，０４２号（整理番号１７７６−０６０７）に詳細に記載されるように、親水性組成物の層は、水などの液体キャリアに分散、懸濁、または、溶解される、スターチまたはポリ酢酸ビニルなどの材料から形成される。異なるレベルの乾燥器の動作に起因する組成物の乾燥の度合いにおける変動に対処するために、組成物は、さらに、高い沸点を有する湿潤剤を高い割合で含む。この明細書において使用される場合、「湿潤剤」は、水を保つ吸湿性の物体を指す。さらに、この明細書において使用される場合、「高い沸点」は、水の沸点より大幅に高く、かつ、水の沸点を超えて少なくとも２５℃である、沸騰温度を指す。１つの実施形態において、湿潤剤はグリセロールであるが、類似の特性を有する他の湿潤剤が、形成促進のためにブランケット２１の表面を処置してインク画像を転写するために使用され得る。親水性組成物は、画像受信表面へ液体として塗布され、画像受信表面に均一な層を形成することが可能となる。プリンタは、親水性組成物を乾燥させて液体キャリアの少なくとも一部分を親水性組成物から除去するが、湿潤剤は組成物に留まり、固体、半固体、高粘性またはゲル状の乾燥層を形成する。
【００１５】
図１は、高速の水性インク画像生成機器またはプリンタ１０を図示する。図示されるように、プリンタ１０は、中間回転部材１２の周囲に搭載されるブランケット２１の表面にインク画像を形成し、その後、ブランケット２１と転写定着ローラ１９との間に形成されるニップ１８を通過する媒体へインク画像を転写する、インダイレクトプリンタである。ブランケット２１の表面１４は、表面１４が湿潤剤を含む親水性組成物および印刷プロセス中に印刷媒体へ転写定着される水性インク画像を受けるので、ブランケット２１および回転部材１２の画像受信表面と称される。印刷サイクルが、ここでプリンタ１０を参照して説明される。この明細書において使用される場合、「印刷サイクル」は、印刷のために画像化表面を準備すること、準備された表面上へインクを排出すること、媒体へ転写するために画像の安定化および準備を行うたよう画像化表面のインクを処置すること、および、画像化表面から媒体へ画像を転写すること、を行うためのプリンタの動作を指す。
【００１６】
プリンタ１０は、以下に記載される直接的または間接的に動作するサブシステムおよびコンポーネントを支持するフレーム１１を含む。プリンタ１０は、図１において回転画像化ドラム１２として図示されるインダイレクト画像受信部材を含むが、支持エンドレスベルトとしても構成され得る。画像化ドラム１２は、ドラム１２の外周に搭載される外面ブランケット２１を有する。ブランケットは、部材１２が回転する際、方向１６に移動する。方向１７に回転可能な転写定着ローラ１９は、ブランケット２１の表面に負荷をかけて転写定着ニップ１８を形成し、その内部でブランケット２１の表面に形成されるインク画像が媒体シート４９上へ転写定着される。一部の実施形態において、ドラム１２（図示せず）における加熱器またはプリンタの別の位置における加熱器は、ブランケット２１の画像受信表面１４を、約５０℃〜７０℃の範囲の温度まで加熱する。上昇した温度は、親水性組成物を沈殿させるために使用される液体キャリアの部分的な乾燥、および、画像受信表面１４に沈殿する水性インク滴における水の部分的な乾燥を、湿潤剤の沸点に到達していない組成物に留まった状態で促す。
【００１７】
ブランケットは、比較的に低い表面エネルギーを有する材料により形成され、ブランケット２１の表面からニップ１８における媒体シート４９へのインク画像の転写が容易になる。そのような材料は、シリコーン、フルオロシリコーン、バイトン（Ｖｉｔｏｎ）などを含む。表面管理ユニット（ＳＭＵ）９２は、インク画像が媒体シート４９へ転写された後、ブランケット２１の表面に残る残留インクおよび親水性組成物を除去する。ブランケットの低いエネルギー表面は、そのような表面は高いエネルギー表面のようにインク滴を拡散しないので、良質なインク画像の形成に役立たない。その結果、ＳＭＵ９２は、高い沸点の湿潤剤を伴う親水性組成物の被覆をブランケット２１の画像受信表面１４へ塗布する。この親水性組成物は、液体インクから沈殿する固体を含む画像受信表面の水性インク滴を拡散するのに役立ち、インク画像のブランケットからの解放に役立つ。高い沸点の湿潤剤は、組成物の層が十分に粘着性を保ち、それにより、組成物により形成される層が同様に媒体へ転写するのに役立つ。
【００１８】
図４に描写される１つの実施形態において、ＳＭＵ９２は、液体キャリアにおける親水性組成物および湿潤剤を保持する容器４０８に部分的に浸水する、ドナーローラ４０４などの被覆塗布器を含む。ドナーローラ４０４は、画像受信表面１４のプロセス方向への移動に応答して回転する。ドナーローラ４０４は、液体の親水性組成物を容器４０８から取り出し、親水性組成物の層を画像受信表面１４に沈殿させる。以下に記載されるように、親水性組成物は、約１μｍ〜１０μｍの厚さを伴う均一な層として沈殿する。ＳＭＵ９２は、親水性組成物を画像受信表面１４に沈殿させ、親水性組成物の液体キャリアにおいて吸収剤の均一な分散を形成する。乾燥プロセス後、乾燥層は、プリンタがインク滴を印刷プロセス中に排出する前に、画像受信表面１４を実質的に被覆する吸収剤の「スキン」を形成する。一部の実例的な実施形態において、ドナーローラ４０４は、アニロックスローラまたはゴムなどの材料で作製される弾性ローラである。ＳＭＵ９２は、以下に詳細に記載されるコントローラ８０と動作可能に接続され、コントローラが、ドナーローラ、測定ブレードおよび洗浄ブレードを動作させて、親水性組成物をブランケットの表面上に選択的に沈殿および分散させ、未転写のインク画素をブランケット２１の表面から除去できるようになる。
【００１９】
プリンタ１０および２００は、熱を放射し、画像受信表面１４へ塗布される親水性組成物の方へ選択的に気流を向かわせる、乾燥器９６を含む。乾燥器９６は、液体キャリアの少なくとも一部分が親水性組成物から容易に蒸発するようにし、画像受信部材が印字ヘッドモジュール３４Ａ〜３４Ｄを通過して水性印刷画像を受ける前に、吸収剤の乾燥層を画像受信表面１４に残す。しかしながら、湿潤剤は溶液に留まる。
【００２０】
プリンタ１０および２００は、ブランケット表面１４および部材１２がセンサを過ぎて回転する際にブランケット表面へ塗布される被覆から反射される光を検出するよう構成される、イメージオンドラム（「ＩＯＤ」）センサとしても知られる、光センサ９４Ａを含む。光センサ９４Ａは、ブランケット２１に沿ってクロスプロセス方向に配置される個々の光検出器の線形配列を含む。光センサ９４Ａは、ブランケット表面１４および被覆から反射される光に対応するデジタル画像データを生成する。光センサ９４Ａは、画像受信部材１２がブランケット２１を方向１６に光センサ９４Ａを過ぎて回転させる際、「走査線」とも称される画像データの連続する行を生成する。１つの実施形態において、光センサ９４Ａにおける各光検出器は、さらに、赤、緑、および青（ＲＧＢ）の反射光色に対応する光の波長を感知できる３個の感知素子を備える。代替的に、光センサ９４Ａは、赤、緑、および青の光を放つ照明ソースを含み、別の実施形態において、センサ９４Ａは、白光をブランケット２１の表面上へ放つ照明ソースを有し、白光検出器が使用される。光センサ９４Ａは、光の補色を画像受信表面上へ放ち、異なるインク色の検出が光検出器の使用により可能となる。光センサ９４Ａにより生成された画像データは、コントローラ８０またはプリンタ１０および２００における他のプロセッサにより分析され、ブランケットの被覆の厚さおよびエリア被覆率を特定する。厚さおよび被覆率は、ブランケット表面および／または被覆からの屈折または拡散光反射のいずれかから特定され得る。９４Ｂ、９４Ｃ、および９４Ｄなどの他の光センサは類似して構成され、ブランケット２１の周囲の異なる位置に配置され、画像を乾燥する前の欠損または動作不能なインクジェットおよびインク画像形成（９４Ｂ）、画像転写のためのインク画像処置（９４Ｃ）、および、インク画像転写の効率性（９４Ｄ）など、印刷プロセスにおける他のパラメータを特定および評価し得る。代替的に、一部の実施形態は、媒体の画像品質の評価（９４Ｅ）に使用され得る追加的なデータを生成するために光センサを含み得る。
【００２１】
プリンタ１０は、印刷ゾーンを通過する空気の流れを生成および制御する、気流管理システム１００を含む。気流管理システム１００は、印字ヘッド空気供給器１０４および印字ヘッド空気還流器１０８を含む。印字ヘッド空気供給器１０４および還流器１０８は、コントローラ８０またはプリンタ１０における一部の他のプロセッサと動作可能に接続され、コントローラが印刷ゾーンを通過して流れる空気を管理可能となる。この気流の調整により、１つ以上の印字ヘッド配列全体または周囲で印刷ゾーンを通過し得る。気流の調整は、インクにおける蒸発した溶剤および水が印字ヘッドで液化することを防ぐのを助け、印刷ゾーンにおいて熱が弱まり、インクがインクジェットにおいて乾燥しインクジェットを詰まらせ得る可能性を削減するのを助ける。気流管理システム１００は、さらに、センサを含むことができ、印刷ゾーンの湿度および温度を検出して、空気供給器１０４および還流器１０８の温度、流れ、および湿度の正確な制御を可能とし、印刷ゾーン内の最適な環境を確保する。コントローラ８０またはプリンタ１０における一部の他のプロセッサでは、さらに、画像エリアにおけるインク被覆率またはシステム１００の動作の時間に関してシステム１００の制御が可能となり、画像が印刷されない場合、印刷ゾーンを空気だけが流れる。
【００２２】
高速の水性インクプリンタ１０は、さらに、水性インクの１つの色の少なくとも１つのソース２２を有する水性インク供給およびインク搬送サブシステム２０を含む。図示されるプリンタ１０はマルチカラー画像生成機器であるので、インク搬送システム２０は、水性インクの４個の異なる色ＣＹＭＫ（シアン、イエロー、マゼンタ、ブラック）を表す４個のソース２２、２４、２６、２８を含む。図１の実施形態において、印字ヘッドシステム３０は、印刷ボックスユニット３４Ａ〜３４Ｄとしても知られる複数の印字ヘッドモジュールのために支持を提供する印字ヘッド支持器３２を含む。各印字ヘッドモジュール３４Ａ〜３４Ｄは、ブランケットの幅に沿って効果的に延び、インク滴をブランケット２１の表面１４上へ排出する。印字ヘッドモジュールは、単一の印字ヘッドまたは互い違いの配置に構成された複数の印字ヘッドを含み得る。各印字ヘッドモジュールは、フレーム（図示せず）と動作可能に接続され、インク滴を排出してインク画像をブランケット表面１４の被覆に形成するよう配列される。印字ヘッドモジュール３４Ａ〜３４Ｄは、関連する電子機器、インク容器、および、インクを１つ以上の印字ヘッドへ供給するためのインク導管を含み得る。図示される実施形態において、導管（図示せず）は、ソース２２、２４、２６、および２８を印字ヘッドモジュール３４Ａ〜３４Ｄと動作可能に接続し、モジュールにおける１つ以上の印字ヘッドへのインクの供給を提供する。一般的に見られるように、印字ヘッドモジュールにおける１つ以上の印字ヘッドの各々は、単色のインクを排出し得る。他の実施形態において、印字ヘッドは２色以上のインクを排出するよう構成され得る。例えば、モジュール３４Ａおよび３４Ｂにおける印字ヘッドは、シアンおよびマゼンタのインクを排出し得る一方で、モジュール３４Ｃおよび３４Ｄにおける印字ヘッドはイエローおよびブラックのインクを排出し得る。図示されるモジュールにおける印字ヘッドは、相互にオフセットまたは互い違いである２つの配列に配置され、モジュールにより印刷される各色分離の解像度を向上させる。そのような配列により、１色のインクのみを排出する印字ヘッドの単一配列を有するだけの印刷システムの解像度の２倍で、印刷が可能となる。プリンタ１０は、各々が印字ヘッドの２個の配列を有する４個の印字ヘッドモジュール３４Ａ〜３４Ｄを含むが、代替的な構成は、異なる数の印字ヘッドモジュールまたはモジュール内の配列を含む。
【００２３】
ブランケット表面１４の印刷画像が印刷ゾーンを出た後、画像は画像乾燥器１３０の下を通過する。画像乾燥器１３０は、放射赤外線、放射近赤外線、および、強制的な熱気対流加熱器１３４などの加熱器、加熱空気ソース１３６として図示される乾燥器１３６、および、空気還流器１３８Ａおよび１３８Ｂを含む。赤外線加熱器１３４は、赤外線熱をブランケット２１の表面１４の印刷画像へ印加し、インクにおける水または溶剤を蒸発させる。加熱された空気ソース１３６は、加熱された空気をインク全体に向かわせ、水または溶剤のインクからの蒸発を補う。１つの実施形態において、乾燥器１３６は、乾燥器９６と同じ設計を伴う加熱された空気ソースである。乾燥器９６がプロセス方向に沿って配置され親水性組成物を乾燥させる一方で、乾燥器１３６はプロセス方向に沿って印字ヘッドモジュール３４Ａ〜３４Ｄの後に配置され、画像受信表面１４の水性インクを部分的に乾燥させる。その後、空気は空気還流器１３８Ａおよび１３８Ｂにより収集および排出されて、印刷エリアにおける他のコンポーネントへの気流の干渉を削減する。
【００２４】
さらに示されるように、プリンタ１０は、例えば、様々なサイズの１つ以上の紙媒体シートの束を保存する記録媒体供給および取扱システム４０を含む。記録媒体供給および取扱システム４０は、例えば、シートまたは基板供給ソース４２、４４、４６、および４８を含む。プリンタ１０の実施形態において、供給ソース４８は、画像受信基板を、例えばカット媒体シート４９の形態で保存および供給するための高容量紙供給器またはフィーダである。記録媒体供給および取扱システム４０は、さらに、媒体前調整器アセンブリ５２および媒体後調整器アセンブリ５４を有する基板取扱および搬送システム５０を含む。プリンタ１０は、選択的溶融デバイス６０を含み、印刷媒体が転写定着ニップ１８を通過した後、追加的な熱および圧力を印刷媒体へ印加する。図１の実施形態において、プリンタ１０は、文書保持トレイ７２、文書シート供給および取出デバイス７４、および、文書露光および走査システム７６を有する、原稿フィーダ７０を含む。
【００２５】
機器またはプリンタ１０の様々なサブシステム、コンポーネント、および機能の動作および制御は、コントローラまたは電子サブシステム（ＥＳＳ）８０を用いて行われる。ＥＳＳまたはコントローラ８０は、画像受信部材１２、印字ヘッドモジュール３４Ａ〜３４Ｄ（および、したがって、印字ヘッド）、基板供給および取扱システム４０、基板取扱および搬送システム５０、および、一部の実施形態においては、１つ以上の光センサ９４Ａ〜９４Ｅと、動作可能に接続される。ＥＳＳまたはコントローラ８０は、例えば、電子ストレージ８４を伴う中央処理ユニット（ＣＰＵ）８２およびディスプレイまたはユーザインタフェース（ＵＩ）８６を有する自律型の専用ミニコンピュータである。ＥＳＳまたはコントローラ８０は、例えば、画素配置および制御回路８９と共にセンサ入力および制御回路８８を含む。加えて、ＣＰＵ８２は、走査システム７６またはオンラインまたはワークステーション接続９０などの画像入力ソースと、印字ヘッドモジュール３４Ａ〜３４Ｄとの間で、画像データフローの読み込み、獲得、準備、および管理を行う。したがって、ＥＳＳまたはコントローラ８０は、以下に記載される印刷プロセスを含む他の機器のサブシステムおよび機能の全ての動作および制御を行うための主要なマルチタスクプロセッサである。
【００２６】
コントローラ８０は、プログラム化された命令を実行する汎用または専用プログラマブルプロセッサで実装され得る。プログラム化された機能を行うのに必要な命令およびデータは、プロセッサまたはコントローラと関連付けられるメモリに保存され得る。プロセッサ、それらのメモリ、およびインタフェース回路は、以下に記載される動作を行うようコントローラを構成する。これらのコンポーネントは、印刷回路カードに提供され得るか、または、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）における回路として提供され得る。回路の各々は別個のプロセッサで実装され得るか、または、複数の回路が同じプロセッサに実装され得る。代替的に、回路は、個別コンポーネントまたは超大規模集積（ＶＬＳＩ）回路に提供される回路で実装され得る。さらに、本明細書に記載される回路は、プロセッサ、ＡＳＩＣ、個別コンポーネント、またはＶＬＳＩ回路の組み合わせで実装され得る。
【００２７】
動作において、生成される画像のための画像データは、コントローラ８０へ、走査システム７６から送信されるか、または、印字ヘッドモジュール３４Ａ〜３４Ｄへ出力される印字ヘッド制御信号出力の処理および生成のためにオンラインまたはワークステーション接続９０を介して送信される。追加的に、コントローラ８０は、関連サブシステムおよびコンポーネント制御を、例えば、ユーザインタフェース８６を介するオペレータ入力から判定および／または受理し、それに応じて、それらの制御を実行する。結果として、適切な色の水性インクが印字ヘッドモジュール３４Ａ〜３４Ｄへ搬送される。追加的に、画素配置制御がブランケット表面１４と関連して遂行され、画像データに対応するインク画像を形成して、画像シート４９の形式であり得る媒体がソース４２、４４、４６、４８のうちの任意の１つにより供給され、ニップ１８へ決まった時間に搬送するための記録媒体搬送システム５０により取り扱われる。ニップ１８において、インク画像は、ブランケットおよび被覆２１から転写定着ニップ１８の媒体基板へ転写される。
【００２８】
図１におけるプリンタ１０および図２におけるプリンタ２００は、中間回転部材１２の周囲に搭載されるブランケット２１を有して記載されているが、画像受信表面の他の構成が使用され得る。例えば、中間回転部材は、水性インク画像が表面に形成可能となる外周内に統合される表面を有し得る。代替的に、ブランケットはエンドレスベルトとして構成され、部材１２が水性画像の形成のために図１および図２にある際に回転する。これらの構造の他の変形が、この目的で構成され得る。この明細書において使用される場合、「中間画像化表面」という用語は、これらの様々な構成を含む。
【００２９】
一部の印刷動作において、単一のインク画像がブランケット２１の表面１４全体を被覆し得るか（単一ピッチ）、または、複数のインク画像がブランケット２１に沈殿され得る（マルチピッチ）。マルチピッチの印刷アーキテクチャにおいて、画像受信部材の表面は複数のセグメントに区分化することができ、各セグメントは、文書ゾーン（すなわち、単一ピッチ）、および、ブランケット２１に形成される複数のピッチを分割する文書間ゾーンに、フルページ画像を含む。例えば、２個のピッチの画像受信部材は、ブランケット２１の外周の２個の文書間ゾーンにより分割される２個の文書ゾーンを含む。同様に、例えば、４個のピッチの画像受信部材は４個の文書ゾーンを含み、各々がブランケット２１の通過または回転中に単一の媒体シートに形成されるインク画像に対応する。
【００３０】
画像（単数または複数）がコントローラ８０の制御下でブランケットおよび被覆に形成されると、図示されるインクジェットプリンタ１０は、プリンタ内でコンポーネントを動作させ、ブランケット表面１４から媒体へ画像（単数または複数）を転写および定着させるためのプロセスを行う。プリンタ１０において、コントローラ８０はアクチュエータを動作させて媒体搬送システム５０における１つ以上のローラ６４を駆動し、媒体シート４９をプロセス方向Ｐに、転写定着ローラ１９と隣接する位置へ、その後、転写定着ローラ１９とブランケット２１との間の転写定着ニップ１８を介して移動させる。転写定着ローラ１９は、記録媒体４９の前側をブランケット２１および画像受信部材１２に対して押し付けるために、記録媒体４９の後側に対して圧力を印加する。さらに、転写定着ローラ１９は加熱され得るが、図１の例示的な実施形態において、転写定着ローラ１９は加熱されない。代わりに、媒体シート４９のための前調整器アセンブリ５２が、ニップへと通じる媒体経路に提供される。前調整器アセンブリ５２は、媒体シート４９を、画像の媒体への転写に役立ち、したがって、転写定着ローラの設計を簡易化するのに役立つ、所定の温度に調整する。加熱された媒体シート４９の後側に転写定着ローラ１９により生成される圧力により、画像受信部材１２から媒体シート４９上への画像の転写定着（転写および固定化）が容易になる。画像受信部材１２および転写定着ローラ１９の両方の回転または転がりは、画像を媒体シート４９上へ転写定着するだけでなく、ニップを介して媒体シート４９を搬送するのに役立つ。画像受信部材１２は回転し続け、印刷プロセスの反復が可能となる。
【００３１】
画像受信部材が転写定着ニップ１８を通過して移動した後、画像受信表面は、吸収剤の残留部分および少量の残留インクを画像受信表面１４から除去する洗浄ユニットを通過する。プリンタ１０および２００において、洗浄ユニットは、画像受信表面１４を係合する洗浄ブレード９５として具現化される。ブレード９５は、ブランケット２１に対する損傷の原因とならずに画像受信表面１４を拭き取る材料から形成される。例えば、洗浄ブレード９５は、プリンタ１０および２００において可撓性ポリマー材料から形成される。図３において以下に記載されるように、別の実施形態は、水と洗剤との混合物を塗布するローラまたは他の部材を含む洗浄ユニットを有し、画像受信部材が転写定着ニップ１８を通過して移動した後、残留材料を画像受信表面１４から除去する。本明細書において使用される場合、「洗剤」または洗浄剤という用語は、任意の界面活性剤、溶剤、または、画像受信表面に残る可能性がある吸収剤および任意の残留インクの乾燥部分を画像受信表面から除去するのに適した他の化学化合物、を指す。適切な洗剤の１つの例は、一般に石鹸に使用される化合物である、ステアリン酸ナトリウムである。別の例は、インク残留物を画像受信表面から除去するのに非常に有効な共通溶剤である、ＩＰＡである。
【００３２】
図２に示される実施形態において、同様のコンポーネントは、図１におけるプリンタの記載において使用される同様の参照番号で特定される。図１および図２のプリンタ間の１つの違いは、使用される媒体の種類である。図２の実施形態において、媒体ウェブＷは必要に応じて媒体２０４のロールからほどかれ、様々なモータ（図示せず）が１つ以上のローラ２０８を回転させてニップ１８を介して媒体ウェブＷを前進させ、それにより、媒体ウェブＷはプリンタからの除去のためにローラ２１２上へ巻かれ得る。代替的に、媒体は、媒体の切断、結合、照合、および／または、ステープル止めなどのタスクを行う他の処理ステーションへ向かい得る。プリンタ１０および２００の間の１つの他の違いは、ニップ１８である。プリンタ２００において、転写定着ローラは、媒体ウェブＷが継続的にニップに存在する際、ブランケット２１に対して持続的に押し付けられ続ける。プリンタ１０において、転写ローラは、ブランケット２１へ向かう、および、ブランケット２１から離れる、選択的な移動により、ニップ１８の選択的な形成が可能となるよう構成される。ニップ１８は、図１の実施形態においてニップでの媒体の到着と同期して形成されてインク画像を受け、媒体の後続端部がニップを離れる際にブランケットから分離されてニップを除去する。
【００３３】
図３は、インダイレクト画像受信部材がエンドレスベルト１３の形態である、別のインクジェットプリンタ３００の簡略化された概略図である。ベルト１３は、矢印３１６により示されるプロセス方向に移動し、ＳＭＵ９２、乾燥器９６、印字ヘッドモジュール３４Ａ〜３４Ｄ、および、インク乾燥器３５Ａ〜３５Ｄを通過して、吸収剤の乾燥層および乾燥層に形成される潜在的な水性インク画像を受ける。ベルト１３は、シリコーン、フルオロシリコーン、ヒドロフルオロエラストマー、および、シリコーンとヒドロフルオロエラストマーとの混成物および混合物など、低い表面エネルギー材料から形成される。プリンタ３００において、ベルト１３は、転写定着ニップ３８を形成する圧力ローラ３１９と３２０との間を通過する。媒体シート３３０などの印刷媒体は、インク画像と同時にニップ３１８を通過して移動する。インク画像および乾燥層における吸収剤の一部分は、ベルト１３から転写定着ニップ３１８における印刷媒体３３０へ搬送され、印刷画像を形成する。洗浄ユニット３９５は、乾燥層における吸収剤の残留部分をベルト１３から、転写定着動作の完了後に除去する。簡易化のために明確に記載されないが、プリンタ３００は、コントローラ、光センサ、媒体供給器、媒体経路、インク容器、および、インクジェットプリンタにおけるインクおよび印刷媒体の取扱いと関連付けられる他のコンポーネントを含むが、それらに限定されない、プリンタ１０および２００と類似の追加的なコンポーネントを含む。
【００３４】
図７は、高い沸点の湿潤剤を有する親水性組成物を使用する水性のインダイレクトインクジェットプリンタを動作させ、液体インク滴を乾燥層上へ排出する前に、インダイレクト画像受信部材の画像受信表面に親水性組成物における乾燥された吸収剤の乾燥された被覆または「スキン」層を形成する、プロセス７００を描写する。以下の説明において、作動または機能を行うプロセス７００への参照は、保存されたプログラム化された命令を実行してプリンタの他のコンポーネントと関連して作動または機能を行う、プリンタ１０および２００におけるコントローラ８０などのコントローラを指す。プロセス７００は、図示の目的のために、図１〜図３および図５Ａ〜図５Ｂのプリンタと関連して記載される。
【００３５】
プロセス７００は、プリンタが液体キャリアを伴う高い沸点の湿潤剤を有する親水性組成物の層を画像受信部材の画像受信表面へ塗布することで、開始される（ブロック７０４）。プリンタ１０および２００において、ドラム１２およびブランケット２１は、プロセス方向に、示された循環方向１６に沿ってプロセス７００中に移動して、親水性組成物を受ける。プリンタ３００において、エンドレスベルト１３は、プロセス方向の矢印３１６により示されるように環状に移動する。プリンタ１０および２００において、ＳＭＵ９２は、液体キャリアを伴う親水性組成物を画像化ドラム１２の表面１４へ塗布する。プリンタ３００において、ＳＭＵ９２は、親水性組成物を画像化ベルト１３の表面へ塗布する。
【００３６】
１つの実施形態において、液体キャリアは、水であるか、または、画像受信表面から部分的に蒸発し吸収剤の乾燥層を画像受信表面に残す、アルコールなどの別の液体である。図５Ａにおいて、インダイレクト画像受信部材の表面５０４は、高い沸点の湿潤剤を包含する親水性組成物５０８で被覆される。ＳＭＵ９２は、親水性組成物をブランケット２１の画像受信表面１４に沈殿させて、親水性組成物の均一な被覆を形成する。親水性組成物の被覆の厚さが厚ければ、画像受信表面を完全に覆う均一な層の形成が可能となるが、厚みのある被覆において液体キャリアの量が増加すると、液体キャリアを除去して吸収剤の乾燥層を形成するために追加的な乾燥時間または大型の乾燥器が必要となる。親水性組成物の被覆が薄ければ、より少量の液体キャリアの除去で乾燥層を形成できるが、親水性組成物の被覆が薄すぎる場合、被覆は画像受信表面を完全に覆わない可能性がある。図１〜図３の実施形態において、プリンタ１０、２００、および３００は、液体キャリアを伴う高い沸点の湿潤剤を有する親水性組成物を、約１μｍ〜１０μｍの間の厚さを伴う画像受信表面に形成する。
【００３７】
プロセス７００は、プリンタの乾燥器が動作され、液体のまま残る湿潤剤の沸騰温度に到達することなく、親水性組成物における液体キャリアの少なくとも一部分を除去して、吸収剤の乾燥層を画像受信表面に形成することで、続行する（ブロック７０８）。プリンタ１０、２００、および３００において、乾燥器９６は放射熱を印加し、ドラム１２またはベルト１３の画像受信表面上へ空気を循環するファンを選択的に含む。図５Ｂは、吸収剤５１２の乾燥層を描写する。乾燥器９６は、液体キャリアの一部分を除去し、これにより、画像受信表面に形成される乾燥層の厚さが減少する。プリンタ１０、２００、および３００において、乾燥層５１２の厚さは、異なる実施形態において約０．１μｍ〜３μｍであり、プリンタ１０、２００、および３００の実施形態において０．１〜０．５μｍの間である。
【００３８】
吸収剤５１２の乾燥層は、「スキン」層とも称される。乾燥層５１２は、印刷プロセス中に水性インクを受ける画像受信表面の一部分を実質的に被覆する均一な厚さを有する。上述したように、液体キャリアを伴う親水性組成物が液体キャリアにおける親水性材料の溶液、懸濁液、または分散液を含む一方で、吸収剤５１２の乾燥層は、画像受信表面５０４を被覆する連続的な配列を形成する。以下に詳細に記載されるように、水性インク滴が乾燥層５１２の一部分上へ排出されると、水性インクにおける水および他の溶剤の一部分は、乾燥層５１２に浸透する。乾燥層５１２の一部分は、液体の隆起を吸収するが、画像受信表面５０４に実質的には影響を受けないままである。
【００３９】
プロセス７００は、親水性のスキン層を伴う画像受信表面が、水性インク滴を乾燥層および画像受信表面上へ排出して潜在的な水性の印刷画像を形成する１つ以上の印字ヘッドを移動して通過することで、続行する（ブロック７１２）。プリンタ１０、２００、および３００における印字ヘッドモジュール３４Ａ〜３４Ｄは、ＣＭＹＫ色におけるインク滴を排出して印刷画像を形成する。水性インクにおける水が画像受信表面に形成される吸収剤の乾燥層と接触すると、乾燥層は急速に液体の水を吸収する。したがって、画像受信表面内へ排出される水性インクの各インク滴は、乾燥層における吸収剤が液体インク滴における水の一部分を吸収する際に膨張する。乾燥層５１２内への水の吸収により、さらに、乾燥層における水性インクと吸収剤との間の結合が促進し、液体インクを画像受信表面５０４の単一の位置に「ピン留め」または保持する。
【００４０】
図５Ｃに描写されるように、水性インク５２４を受ける乾燥層５１２の一部分は、領域５２０により描写されるように、水性インクおよび隆起から水を吸収する。領域５２０における吸収剤は、水および溶剤の吸収に応答して、インクおよび吸収剤の隆起における水および他の溶剤を吸収する。水性インク５２４は、顔料、樹脂、ポリマーなどの着色剤を含む。吸収剤５１２は、インク５２４における着色剤に対して実質的に不浸透であり、着色剤は、水性インクが拡散する乾燥層５１２の表面に留まる。乾燥層５１２は典型的に１μｍ未満の厚さであるので、乾燥層５２０における吸収剤は、水の一部分を水性インク５２４から吸収するのみであり、一方でインク５２４は水の大部分を保持する。
【００４１】
液体インクの拡散により、隣接する水性インク滴は、従来の低い表面エネルギーの画像受信表面で起こるように個々の滴がビーズ状になる代わりに、画像受信表面で統合することが可能となる。例えば、図８は、３個の印刷パターンの例を描写する。８０４Ａ〜８０４Ｂは、印刷媒体へ転写される水性インク滴の画像である。８０４Ｃは、高品質のインクジェット写真用紙上への水性インクジェットのダイレクト印刷の画像を示す。パターン８０４Ａは、低い表面エネルギーを伴う露出された画像受信表面に形成され、その後、普通紙へ転写されるインク滴を描写する。画像受信表面の低い表面エネルギーは、インク滴が、統合する代わりに「ビーズ状」になるか、または、個々の滴の形状に留まることを促進する。パターン８０４Ｃは、インクジェット印刷のために特別に被覆される高品質の紙へ直接的に噴出される印刷されたインク滴を描写する。パターン８０４Ｃにおけるインク滴はパターン８０４Ａにおける滴より大きい角度で拡散するが、紙はインクにおける着色剤の大部分を急速に吸収し、これにより、インクのかなりの濃度が減少する。加えて、拡散を促進するために、インクは基板の上部で、より多くの時間に渡り低い粘性の液体のまま留まる必要がある。インク滴の急速かつ完全な吸収により、インク滴の拡散の量が制限される。結果として、印刷パターンは非連続ラインを含むままである。従来技術のプリンタでは、高品質な印刷のために大量のインクで隙間を満たす必要がある。印刷パターン８０４Ｂは、印刷プロセスにおいて親水性のスキンを使用して形成される。図８に描写されるように、インク滴８０４Ｂは拡散する。これは、吸収剤が、画像受信部材のインク滴の拡散を促進する高い表面エネルギーを有するからである。さらに、スキンによる水／溶剤の低速の吸収、および、スキンの限定的な水吸収能力により、インクが拡散するのに時間がかかる。したがって、乾燥層により、既知のプリンタで必要なインクよりも少ないインクを使用して、パターン８０４Ｂに描写される実線およびパターンを印刷することが可能となる。
【００４２】
再び図７を参照すると、プロセス７００は、画像受信部材の水性インクの部分的な乾燥プロセスで続行する（ブロック７１６）。乾燥プロセスは、水の一部分を画像受信表面の水性インクおよび親水性スキン層から除去し、それにより、プリンタにおいて印刷媒体へ転写される水の量では、しわまたは印刷媒体の他の変形を生成しない。プリンタ１０および２００において、乾燥器１３６は、熱および空気の両方を画像受信表面１４の方へ向かわせ、印刷された水性インク画像を乾燥する。例えば、プリンタ１０および２００において、画像化ドラム１２およびブランケット２１は、約９０℃〜約１５０℃の範囲の温度まで加熱され、インクにおける多量の水および他の共溶剤を除去することにより、印刷プロセス中にインクを効果的に部分的に乾燥することが可能となる。しかしながら、インクのないエリアにおいて部分的に乾燥された吸収剤は、さらに、同じ強い乾燥にさらされる。既知のプリンタにおいて、インクのある広いエリアであるベタのエリアが、媒体への転写に適切な粘着状態まで乾燥されると、インクのない広いエリアである背景エリア５１２の表面処理被覆は、過度に乾燥して印刷媒体に対する粘着性を失う。したがって、インクのあるエリアとインクのないエリアとの間の移行領域において適度な乾燥が達成されるのは非常に困難であり、容易に過度な乾燥になり得る。結果として、転写の欠落は、ハーフトーンドット、細い線、および鋭いエッジなど、微細な構造におけるインクのはみ出しの原因となる。
【００４３】
媒体への転写を向上させて微細な構造およびハーフトーンの過度な乾燥を防ぐために、十分な量の高い沸点の湿潤剤が親水性組成物内へ導入される。一部の実施形態において、画像受信部材およびブランケットは、高い温度まで加熱され、インクおよび吸収剤の乾燥層からの液体の蒸発を促進するが、温度は湿潤剤の沸点より大幅に低いままであるため、湿潤剤は組成物に留まる。高い沸点の湿潤剤および親水性組成物における結合剤は、基板に対して非常に強い粘着性を有する高い粘性および粘着性の層を形成する。結果として、画像エリア、ハーフトーンエリア、および、組成物を包含する背景エリア、を含む全てのエリアは、転写に適切な状態にある。背景エリアにおけるスキンの転写に適切な状態は、媒体への転写におけるハーフトーンドットなどの微細な画像構造のはみ出しを防ぐロバスト測定を提供するのに重要であることを、理解するべきである。一部の実施形態において、湿潤剤は、部分的に乾燥したスキンの２０％〜８５％を構成する。他の実施形態において、湿潤剤は、転写前のスキンにおける４０％〜７０％重量を有する。
【００４４】
液体が蒸気圧および気流に起因する沸点未満で良好に蒸発することに、留意されたい。例えば、１８０℃の沸点を伴う湿潤剤は、画像化表面が１５０℃の温度に達すると、この温度が沸点を良好に下回っているとしても、十分な気流で被覆から除去され得る。高い転写性能のために被覆における十分な量の湿潤剤を維持するために、既に詳細に記載されているように、１つの実施形態において、インクおよび組成物の乾燥の最大温度は、高い沸点の湿潤剤の沸点を下回って５０〜１００℃より高い。例として、２９０℃であるグリセロールなどの湿潤剤の沸騰温度により、乾燥温度は、湿潤剤の沸点を下回って良好に維持されることが可能となる。一方で、１９７．３℃の沸点を伴うエチレングリコールは、乾燥温度が慎重に調整される場合にのみ、使用され得る。一部の実施形態において、湿潤剤は、グリセロール、様々なグリコール（エチレングリコール、プロピレングリコールなど）、または、それらの混合物を含む。したがって、湿潤剤は、組成物がニップを通過する媒体の一体感を保つ十分な粘着性を維持するのに役立つ。プリンタ３００は、印字ヘッドモジュール３４Ａ〜３４Ｄの各々が水性インク滴を排出した後に、ベルト１３の表面の潜在的な水性インク画像を乾燥する複数の乾燥器３５Ａ〜３５Ｄを含む。図５Ｄに描写されるように、乾燥プロセスは、部分的に乾燥層５２８および水性インク５３２を形成し、その両方が、図５Ｃの新たに印刷された水性インク画像と比較して、少量の水を保持する。
【００４５】
乾燥プロセスは水性インクの粘性を高め、水性インクの粘度を、低い粘性の液体から高い粘性の粘着材料へ変化させる。一部の実施形態において、水性インクにおける水の一部分を吸収する吸収剤は、さらに、水性インクの粘性を高める増粘剤として作用する。乾燥プロセスは、さらに、インク５３２の厚さ、および、インク５３２から水を吸収した吸収剤５２８の一部分、を削減する。印刷媒体への水性インク画像の転写に対する１つの共通する不良状態は、水性インク画像が分離する際に起こる。すなわち、インクの約半分のみが印刷媒体へインダイレクト画像受信表面から転写され、一方でインク画像の残留する一部分はインダイレクト画像受信部材に留まる。インク転写の不良は、典型的に、インク画像層の低い結合により生じる。これは、インク層が、画像受信表面および基板表面が分離されていると、転写ニップの出口で最も弱い分離力を有するからである。インク転写の効率性を高めるために、インク層またはインク／スキン組成物層の結合は、スキンとブランケット表面との間の結合より大幅に大きいのがよい。当技術分野において既知なように、インクの結合はインクの粘性に比例し、インクの厚さの３乗に反比例する。したがって、乾燥プロセスは、水性インクの結合性を大きく高める。高い度合いの結合性を伴うインク５３２における材料は、下層の吸収剤５２８に浸透しない樹脂またはポリマーを含む。吸収剤５２８の下層は、部分的に乾燥されたインク５３２を画像受信表面５０４から分離して、吸収剤５２８における含水量は、吸収剤５２８と画像受信表面５０４との間の結合を弱める。したがって、部分的に乾燥されたインク５３２および吸収剤５２８により、画像受信表面５０４から印刷媒体への印刷インクの効率的な転写が可能となる。追加的に、高い沸点の湿潤剤および部分的に乾燥された親水性組成物における結合剤は、高い粘性および粘着性の層を形成する。さらに以下に説明されるように、この粘着特性は、部分的に乾燥層の媒体への転写を助け、ベタの印刷エリアより乾燥している可能性が高いハーフトーンエリアにおけるインクの保護に役立つ。
【００４６】
プロセス７００は、プリンタが潜在的な水性インク画像を画像受信表面から、紙のシートなどの印刷媒体へ転写することで続行する（ブロック７２０）。この転写は、部分的に乾燥されたインク、および、湿潤剤を伴う部分的に乾燥された吸収剤を包含する全てのエリアを含む。プリンタ１０および２００において、ドラム１２の画像受信表面１４は、転写定着ローラ１９を係合してニップ１８を形成する。プリンタ１０における紙のシートまたはプリンタ２００における連続する紙など、印刷媒体は、ドラム１２と転写定着ローラ１９との間のニップを通過して移動する。プリンタ３００において、ベルト１３および印刷媒体３３０は、２個の圧縮ローラ３２０および３１９により形成されるニップ３１８を通過する。潜在的なインク画像は、ベルト１３の表面から転写され、ニップ３１８における印刷媒体３３０へ転写定着される。ニップにおける圧力は、潜在的な水性インク画像および乾燥層の一部分を印刷媒体へ転写する。転写定着ニップ１８を通過した後、印刷媒体は印刷された水性インク画像を保持する。図５Ｅに描写されるように、印刷媒体５３６は、インク画像５３２を被覆する吸収剤５２８を伴う印刷された水性インク画像５３２を印刷媒体５３６の表面に保持する。吸収剤５２８は、水性インク画像の擦り傷または他の物理的な損傷からの保護を提供する一方で、水性インク画像５３２は印刷媒体５３６で乾燥する。
【００４７】
図５Ｅに描写されるように、画像受信表面５０４は印刷されたインク画像５３２の元で形成される吸収剤５２８に対して低レベルの粘着性を有するので、水性インクおよびインクを吸収する乾燥層の一部分は、転写定着ニップにおける画像受信表面５０４から分離する。さらに、図５Ｅに描写されるように、乾燥層５１２は、転写定着動作の完了後に画像受信表面５０４から印刷媒体５３６へ転写される。これは、湿潤剤により、スキン５１２が印刷媒体に対して高い粘着性を維持できるからである。図示されるように、共に極端な事例は、すなわち、ベタのエリア５３２および背景エリア５１２は、媒体へ良好に転写される。ハーフトーン（図示せず）などの微細な構造を伴うエリアにおいて、インク／スキン材料は、２個の極端な事例の中間の段階に到達し、さらに、良好な効率性で媒体へ転写される。
【００４８】
プロセス７００中、プリンタは、乾燥層の残留部分およびインクを、画像受信表面から転写定着動作後に洗浄する（ブロック７２４）。１つの実施形態において、流体洗浄システム３９５は、例えば、画像受信表面の水と洗剤との機械的撹拌による組み合わせを使用して、吸収剤の残留部分をベルト１３の表面から除去する。流体洗浄システム３９５は、例えば、水と洗剤との組み合わせを使用して、吸収剤の残留部分をベルト１３の表面から除去する。プリンタ１０および２００において、水と共に使用され得る洗浄ブレード９５はブランケット２１を係合して、残留する吸収剤を画像受信表面１４から除去する。洗浄ブレード９５は、例えば、吸収剤の残留部分をブランケット２１から拭き取るポリマーブレードである。
【００４９】
印刷動作中、プロセス７００は、ブロック７０４を参照して上述された処理へ戻り、高い沸点を有する親水性組成物を画像受信表面へ塗布し、追加的な水性インク画像を印刷して、水性インク画像を印刷媒体へ、印刷プロセスにおける追加的な印刷ページのために転写定着する。プリンタ１０、２００、および３００の実例的な実施形態は、乾燥層を形成し、水性インク画像を印刷して、水性インク画像を印刷媒体へ、単一の回転またはインダイレクト画像受信部材の巡回において転写定着する、「単一パス」状態で動作する。代替的な実施形態において、インクジェットは、画像受信表面が２つ以上の回転または巡回を完了して乾燥層を形成し、印刷画像を印刷媒体へ転写定着する前に水性インク画像を受ける、マルチパス構成を適用する。
【００５０】
プロセス７００の一部の実施形態において、プリンタは、図５Ａ〜図５Ｂに描写されるインクなど、単一層のインクを使用して印刷画像を形成する。しかしながら、プリンタ１０、２００、および３００において、複数の印字ヘッドモジュールにより、プリンタは、複数色のインクで印刷画像を形成可能である。プロセス７００の他の実施形態において、プリンタは、複数のインク色を使用して画像を形成する。印刷画像の一部の領域において、複数色のインクは、画像受信表面の同じエリアにおいて重複してよい。例えば、図６Ａは、吸収剤６１２の乾燥層および吸収剤６２０の隆起部分を伴う画像受信表面５０４の図を提供する。図６Ａは、インクの４個の印刷層６２４、６２８、６３２、および６３６を描写する。１つの実施形態において、インク層６２４〜６３６は、それぞれブラック、シアン、マゼンタ、および、イエローインクに対応する。インク６２４の最下層はブラックインクであり、インクの他の層より前に乾燥層６１２に形成され、乾燥層６１２が高品質の拡散および滴保持をブラックインクへ提供可能となる。他の構成において、プリンタは、異なるインク色を順番に排出し、最初に形成される乾燥層における吸収剤に異なる色のインクを伴う印刷画像の一部分を形成する。上述したように、領域６２０における隆起した吸収剤は、液体インク６２４〜６３６における水および他の溶剤の一部を吸収するが、吸収剤の乾燥層は１μｍ未満の厚さであるので、液体インクは水の大部分を保持する。図６Ａにおいて、全ての４個の水性インク色は、プロセス７００に描写される部分的な乾燥より前に、画像受信表面５０４および乾燥層６１２に印刷される。図６Ｂは、それぞれがブラック、シアン、マゼンタ、およびイエローインクに対応する、部分的に乾燥されたインク６４４、６４８、６５２、および６５６の層を伴う吸収剤６４０の部分的に乾燥された部分を描写する。図６Ｃに描写されるように、プリンタは、マルチカラーの部分的に乾燥されたインク層６４４〜６５６、湿潤剤を伴う乾燥された吸収剤６４０および６１２を、印刷媒体６６０へ転写定着プロセス中に転写する。
【００５１】
図６Ａ〜図６Ｃのマルチカラー印刷の実施形態は、プリンタが部分的な乾燥プロセスを行う前に単一の吸収剤の乾燥層に複数色のインクを形成する、プロセス７００の実施形態に対応する。別の実施形態において、プリンタは、別の色のインクを画像受信表面に形成される吸収剤の単一層上へ排出する前に、各インク色の部分的な乾燥を行う。図３に描写されるように、プリンタ３００は、それぞれ印字ヘッドモジュール３４Ａ〜３４Ｄの各々からのインクの排出後に部分的な乾燥を行う乾燥器３５Ａ〜３５Ｄを含む。プロセス７００の別の実施形態において、プリンタは、印刷画像をマルチパス構成で形成する。マルチパス構成において、プリンタは、乾燥された吸収剤の単一層を形成し、単一色のインクを排出し、インクを部分的に乾燥し、画像を印刷媒体へ転写し、上述のプロセスを繰り返して複数のインク色を印刷媒体のカラー画像に後続の転写を介して統合する。例えば、ＣＭＹＫプリンタにおいて、プリンタは、各パスがＣＭＹＫインクの１つを伴う印刷に対応する、最大で４個のパスを行う。このプロセスにおいて、プリンタは、親水性組成物の新しい層を画像受信表面へ各パス中に塗布する。
【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５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図５Ｄ】
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【図５Ｅ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図７】
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【図８】
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