(57)【要約】【課題】印刷媒体の被覆工程の時間を短縮し、被覆の質を高める。【解決手段】印刷媒体に被覆を施すための印刷媒体被覆装置は、ウェブ供給部（１２）と、ウェブ巻き取り部（１４）と、通過する媒体通路（４０）を画定する融着器（１８）と、該融着器（１８）の下流において、通過する前記媒体通路を画定するウェブ冷却器（２０）と、前記ウェブ供給部から、前記媒体通路に沿って前記融着器および前記冷却器を通って、前記ウェブ巻き取り部まで走行する被覆材料ウェブ（１６）とを備える。【選択図】図３
2004142436.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
印刷媒体に被覆を施すための装置であって、
ウェブ供給部と、
　ウェブ巻き取り部と、
　通過する媒体通路を画定する融着器と、
　該融着器の下流において、通過する前記媒体通路を画定するウェブ冷却器と、
　前記ウェブ供給部から、前記媒体通路に沿って前記融着器および前記冷却器を通って、前記ウェブ巻き取り部まで走行する被覆材料ウェブと、
を備える印刷媒体被覆装置。
【請求項２】
前記冷却器は、互いに係合して冷却器ニップを形成する一対の冷却ローラを備え、前記冷却器ニップは、前記冷却器を通る前記媒体通路を画定する請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記冷却ローラの少なくとも１つは、能動的に冷却されることを特徴とする請求項２に記載の印刷媒体被覆装置。
【請求項４】
前記一対の冷却ローラは、互いにオフセットされ、それにより、前記被覆材料ウェブは、各冷却ローラの周囲を部分的に包むようになっていることを特徴とする請求項２に記載の印刷媒体被覆装置。
【請求項５】
前記冷却器は、前記被覆材料ウェブと接触するローラを備えることを特徴とする請求項１に記載の印刷媒体被覆装置。
【請求項６】
前記冷却器は、前記被覆材料ウェブと接触する能動的に冷却されるローラを備えることを特徴とする請求項１に記載の印刷媒体被覆装置。
【請求項７】
印刷媒体に被覆を施すための装置であって、
　媒体通路に近接した回転可能なウェブ供給スプールと、
　該ウェブ供給スプールで始まり、ウェブ巻き取りスプールで終わるウェブ通路に沿って前記ウェブ供給スプールの下流で前記媒体通路に近接した回転可能な該ウェブ巻き取りスプールと、
　前記供給スプールと前記巻き取りスプールとの間の前記媒体通路および前記ウェブ通路に沿って配置された融着器と、
　前記融着器と前記巻き取りスプールとの間で前記媒体通路に沿って配置された冷却器とを備え、
　前記媒体通路および前記ウェブ通路は、前記融着器および前記冷却器を通って互いに符合することを特徴とする印刷媒体被覆装置。
【請求項８】
印刷媒体に被覆を施すための装置であって、
　媒体通路に近接した被覆材料ウェブ搬送システムと、
　前記媒体通路に沿って動作する融着器と、
　該融着器の下流の前記媒体通路に沿って動作する冷却器とを備えることを特徴とする印刷媒体被覆装置。
【請求項９】
印刷媒体に被覆を施すための方法であって、
　前記印刷媒体に被覆材料を積層させる工程と、
　前記被覆材料を前記印刷媒体に融着させる工程と、
　該融着させることの後で、前記被覆材料を冷却する工程とを含む印刷媒体被覆方法。
【請求項１０】
印刷媒体に被覆を施すための方法であって、
　被覆材料および前記被覆材料を搬送する担体を有する被覆材料ウェブを提供する工程と、
　前記印刷媒体に前記被覆材料ウェブを積層する工程と、
　前記被覆材料を前記印刷媒体に融着する工程と、
　前記被覆材料を冷却する工程と、
　前記担体を前記被覆材料から剥離する工程と、
を含む印刷媒体被覆方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
　本発明は、印刷媒体に被覆を施すための印刷媒体被覆装置および印刷媒体被覆方法とに関する。
【背景技術】
【０００２】
　印刷された媒体に透明な可撓性材料の膜を被覆することが望まれる場合がある。このような被膜を、調合し、塗布して印刷された画像を保護し、印刷された画像を向上させるか、または（印刷された領域および印刷されていない領域の両方を含む）媒体全体にわたってより均一な光沢レベルを提供するのに役立つようにすることができる。被覆は、被覆材料を含む多層ウェブを媒体上に積層し、熱および圧力を加えて被覆材料を媒体に融着させることによって印刷媒体に施される。ウェブは、通常、被覆材料の膜／層、担体（裏打ちとも呼ばれる）、被覆材料と担体との間の解放層、および被覆材料が紙または他の印刷媒体に接着するを助ける被覆材料上の接着層を含む。
【０００３】
　図１に示されるような従来の片面被覆装置では、剥離バー２は、融着器４の下流の媒体通路３にわずかに突出し、被覆材料ウェブ５に圧力を加える。ウェブ５は、供給スプール６から巻き取りスプール７まで融着器４を通り抜ける。被覆材料ウェブ５および媒体シート８は、ウェブ５の被覆材料膜部分を印刷媒体シート８に向けて、融着器４を通して共に挟まれる。融着器４は、ウェブ／シート積層体に熱および圧力を加えて、接着層を溶融させ、被覆材料膜を印刷媒体に固着させ、解放層を軟化させる。ウェブ５の担体部分は、剥離バー２から巻き取りスプール７に向かって上向きに角度をなして離れる。剥離バー２によってウェブ５に加えられた点圧力は、ウェブ５の担体部分が、被覆膜からよりきれいに分離されるのに役立つ。
【０００４】
　接着／被覆材料は、融着器４の下流に向かって冷却すると、硬化して印刷媒体に永久的に固着する。担体が被覆材料から離れて引き剥がされる前に、接着／被覆材料ができるだけ硬化することが望ましい。剥離前に接着／被覆材料が硬化すればするほど、接着／被覆材料はより良好に印刷媒体に接着し、剥離によって被覆と媒体との間の結合が乱されることは少ない。従来の被覆装置は、受動冷却のみを用いる。受動冷却では、所望の冷却を可能にするため、融着器と剥離棒との間の距離は十分に長く、ウェブの速度は十分に遅くなくてはならない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は印刷媒体の被覆工程を改良し被覆工程の所要時間を短縮し、被覆の質を高めることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
　融着器と剥離棒との間のウェブを能動的に冷却することによって、剥離前に被覆材料結合部の硬化を促進するように、本発明の様々な実施形態が開発された。その結果、本発明の一実施形態は、ウェブ供給部、ウェブ巻き取り部、融着器、および融着器から媒体通路において下流にあるウェブ冷却器を含む印刷媒体被覆装置を対象とする。被覆材料ウェブは、媒体通路に沿って融着器および冷却器を通ってウェブ供給部からウェブ巻き取り部まで走行する。
【０００７】
　本発明の他の実施形態は、印刷媒体に被覆材料を積層すること、被覆材料を印刷媒体に融着させること、融着後に、被覆材料を冷却することを含む、印刷媒体に被覆を施す被覆方法に関する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明により、印刷媒体の被覆工程に要する時間が短縮され、また被覆の質も向上する。融着器と剥離棒との間の距離も比較的短く装置は小型となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
　図３は、本発明の一実施形態による、印刷媒体シートに被覆を施す装置を例示する。図３を参照すると、被覆装置１０は、被覆材料ウェブ供給スプール１２およびウェブ巻き取りスプール１４を有する。被覆材料ウェブ１６は、供給スプール１２から融着器１８および冷却器２０を通って、剥離棒２２上を巻き取りスプール１４まで走行する。ウェブ１６は、通常、紙および他のタイプの印刷媒体と共に用いるのに適した被覆膜を搬送する任意のウェブを示す。
【００１０】
　図２は、被覆装置１０において用いるのに適したウェブの一例を例示す断面図である。図２を参照すると、ウェブ１６は、接着剤の層２４、接着層２４上の被覆材料の層２６、担体２８（または裏打ちとも呼ばれる）、および担体２８と被覆材料の層２６との間に介在する解放層３０を有する。適当なウェブとしては、例えば、「有孔媒体に印刷され熱転写オーバーコートで被覆された画像（Images Printed On Porous Media And Coated With A Thermal Transfer Overcoat）」という名称で２００２年６月１１日に米国出願され本願出願人に譲渡された米国特許出願第１０／１６７，８９１号の明細書に記載されている透明な可撓性のフィルムウェブが挙げられる。
【００１１】
　融着器１８は、通常、ウェブ／媒体の積層体に熱もしくは圧力またはその両方を加えて被覆材料の層２６を紙または他の印刷媒体に結合させる任意の適切な装置を示す。図３に例示される実施形態では、融着器１８は、互いに回転して融着器ニップ３６を形成する一対の対向するローラ３２および３４を有する。レーザ印刷装置において用いられるロール型定着器などの従来の定着器は、被覆装置１０において融着器１８として使用できるように適応させることができる。図３に示され、図５にさらに詳細に示されるこのような融着器の１つの例では、ローラ３２は、加熱された融着器ローラとして構築され、ローラ３４は、迎合（コンプライアント：compliant）加圧ローラとして構築されている。
【００１２】
　紙または他の印刷媒体３８の全幅にわたる被覆が所望されるとき、通常は、ウェブ１６ならびに対応する供給部および巻き取りスプールは、図５に最もよく示されるように、印刷媒体とほぼ同じ幅である。印刷媒体シート３８は、媒体通路４０に沿って融着器１８を通って移動する。ウェブ１６は、供給スプール１２から融着器１８および冷却器２０を通って、剥離棒２２上をウェブ巻き取りスプール１４まで、ウェブ通路４２に沿って移動する。印刷媒体通路４０およびウェブ通路４２は、融着器ニップ３６で集束し、融着器１８および冷却器２０を通って互いに符合し、次に、使用済みのウェブ１６ａが巻き取りスプール１４に巻き取られる際に剥離棒２２で分岐する。ウェブ１６および媒体シート３８が融着器ニップ３６を通過する際にこれらに加えられる熱および圧力を組み合わせることによって、接着層２４はシート３８に溶融し、被覆材料の層２６をシート３８の上部に結合させ、解放層３０を軟化させる。冷却器２０は、ウェブ１６およびシート３８を冷却し、被覆材料の層２６とシート３８との間の結合部の硬化を促進する。硬化が促進されることにより、被覆材料の層２６とシート３８との間の結合は強くなり、担体２８が剥離棒２２において被覆材料の層２６からよりきれいに分離されることが可能になる。スプール１４に巻き取られた使用済みのウェブ１６ａは、担体２８および解放層３０の残物からなる。
【００１３】
　図３および図５の実施形態では、冷却器２０は、互いに回転して冷却器ニップ４８を形成する一対の対向するローラ４４および４６として構築される。冷却器２０は、熱をウェブ１６から逃すヒートシンクとして動作する。冷却ローラ４４および４６は、熱伝導材料の比較的大きな塊として構築され得る。この文脈において、「比較的大きい」とは、冷却ローラのサーマルマス（thermal mass）と、ウェブ／媒体積層体のサーマルマスとの間の関係を指す。あるいは、冷却ローラ４４および４６の一方または両方は、例えば、ローラを通して空気を循環させることによって、能動的に冷却され、所望のヒートシンクをウェブ１６に提供することができる。冷却面接触面積を広げるため、ローラが回転することは望ましい。対向するローラは、同時に接触し、ウェブ／シート積層体の両側から熱を逃す。
【００１４】
　冷却器２０の下流では、ウェブ１６は、剥離棒２２を通過する。剥離棒２２は、ウェブ１６の幅にわたって延在し、ウェブ通路４２にわずかに突出する。ウェブ通路４２は、とがった角度（好ましくは、６０度〜１３０度）で剥離棒２２において媒体通路４０から分岐し、担体２８が被覆材料の層２６からよりきれいに引き剥がされるようにする。
【００１５】
　冷却器２０に関連する様々な動作パラメータは、性能を最適化するために、必要または所望に応じて変更することができる。しかし、試験によると、融着ローラ３２および３４から５０ｍｍ間隔を置き、剥離棒２２から３５ｍｍ間隔を置いた、２ｍｍ厚のアルミニウム壁を有する冷却ローラ４４および４６は、空気が冷却ローラ４４および４６を通して、直接ウェブ１６にわたって吹き付けられるときに、所望の促進された冷却を提供することが示されている。
【００１６】
　図４および図６は、印刷装置５４に作用的に連結される印刷後の仕上げをする仕上げ装置５２に取り付けられたモジュラー被覆装置５０を例示する。図５は、被覆装置５０の融着器/冷却器モジュール５６の詳細図である。図４ないし図６を参照すると、モジュラー被覆装置５０は、上部モジュール５８および下部モジュール６０を有する。２つの印刷媒体通路が仕上げ装置５２を通して提供される。被覆媒体通路４０は、被覆モジュール５８および６０を通って走行し、迂回媒体通路４１は、被覆モジュール５８および６０を迂回する。媒体通路４０および４１は共に、シート３８を出力トレイ６２または他の下流仕上げ工程に対して排出する。
【００１７】
　上部モジュール５８は、ウェブ供給スプール１２、ウェブ巻き取りスプール１４、ならびに上部融着ローラおよび冷却ローラ３２および４４を収容する上部融着および冷却ユニット６４を有する。下部モジュール６０は、下部融着ローラおよび冷却ローラ３４および４６を収容する下部融着および冷却ユニット６６を有する。ウェブ１６は、供給スプール１２から融着および冷却ユニット６４を通って、遊びローラ６８および７０を周って巻き取りスプール１４まで走行する。出口駆動ローラ７２および関連のピンチローラ７４は、被覆装置５０から媒体シート３８を出力トレイ６２に向けて前進させる。上部被覆モジュール５８内のローラはそれぞれ、上部モジュールフレーム７６に搭載されるかまたは支持される。下部被覆モジュール６０におけるローラはそれぞれ、下部モジュールフレーム７８に搭載されるかまたは支持される。
【００１８】
　被覆装置５０の様々な構成要素は、構成要素をフレームに直接搭載するなどによってフレームに直接支持してよいし、あるいは構成要素は、構成要素を支持構造体またはフレームに搭載された他の構成要素に搭載するなどによってフレームに間接的に支持されてもよい。構成要素を支持するフレームは、上部モジュールフレーム７６および下部モジュールフレーム７８におけるようなモジュールフレーム、全体的な被覆装置フレーム、または被覆装置が仕上げ装置内外へ摺動するモジュラーユニットで構築されていない場合のような仕上げ装置フレームであり得る。
【００１９】
　図７は、仕上げ装置５２内外へ摺動し、各モジュールの取り付け、修理、および交換を容易にするように構成された上部モジュール５８および下部モジュール６０の斜視図である。
【００２０】
　図８は、モジュラー被覆装置５０の従動構成要素用の駆動列を例示する。図８に示される駆動列では、媒体通路４０ならびにウェブ通路４２（図８には図示せず）における主な構成要素はすべて、１つのモータによって駆動される。他の駆動列構成が可能であり、２つ以上のモータが、様々な構成要素を駆動するために用いられ得る。図８を参照すると、主要駆動ステッパモータ８０は、主要駆動ギア８２を時計回りに駆動する。ウェブ巻き取りスプール１４に連結されたウェブ巻き取りギア８４は、一対の反転スペーサギア８６および８８を通して主ギア８２から反時計回りに駆動される。出口駆動ローラ７２に連結された出口駆動ギア９０は、主ギア８２から直接反時計回りに駆動される。
【００２１】
　主ギア８２と同軸上で回転する中央駆動ギア９２は、モータ８０の付勢で時計回りに駆動される。上部融着ローラ３２に連結された上部融着ローラギア９４、および上部冷却ローラ４４に連結された上部冷却ローラギア９６は、中央駆動ギア９２から反時計回りに駆動される。下部融着ローラ３４に連結された下部融着ローラギア９８、および下部冷却ローラ４６に連結された下部冷却ローラギア１００は、中央スペーサギア１０２を通して、中央駆動ギア９２から時計回りに駆動される。
【００２２】
　図示されていないが、図８に例示される駆動列はまた、可動部品の適切な関係を維持するために必要であるかまたは望ましい場合に、いくつかの駆動素子間に介在するクラッチを含み得る。例えば、電磁スリップクラッチは、被覆ェブ１６および１６ａへの張力を制御するのを助けるために、巻き取りギア８４に含まれなければならない。
【００２３】
　図９に例示される冷却器２０の代替実施形態では、上部および下部冷却ローラ４４および４６は、互いにオフセットし、ウェブ／媒体積層体が各ローラの周囲を部分的に包んで、冷却表面の接触面積を増加させるようになっている。
【００２４】
　図１０に例示される冷却器２０の代替実施形態では、単一の冷却ローラ４４は、ローラ４４の反対側に隣接して位置する一対の遊びローラ４５および４７と連動して用いられる。遊びローラ４５および４７は、ローラ４４に対してウェブ／媒体積層体を保持し、ウェブ／媒体積層体がローラ４４を部分的に包み、冷却表面の接触面積を増加させるようになっている。
【００２５】
　図１１に例示される冷却器２０の代替実施形態では、冷却空気は、チャネル１０４を通してウェブ／媒体積層体にわたって吹き付けられる。
【００２６】
　上記の例示的な実施形態を参照しながら本発明を示し記載したが、他の形状、詳細、および実施形態が、添付の特許請求の範囲において定義される本発明の趣旨および範囲を逸脱せずになされ得ることを理解されたい。
【産業上の利用可能性】
【００２７】
印刷装置や印刷装置に関連して用いられる仕上げ装置に実施して至便である。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】印刷媒体に被覆を施す従来技術の装置を例示する図である。
【図２】被覆材料ウェブを例示する図である。
【図３】本発明の一実施形態による、ウェブ冷却器を含む、印刷媒体に被覆を施す装置を例示する図である。
【図４】印刷後の仕上げをする仕上げ装置に取り付けられた本発明の一実施形態によるモジュラー被覆装置を例示する図である。
【図５】図４に示されるような被覆装置の融着器および冷却器モジュールを例示する図である。
【図６】印刷装置に取り付けられた印刷後の仕上げをする仕上げ装置に取り付けられた本発明の一実施形態によるモジュラー被覆装置を例示する図である。
【図７】本発明の一実施形態による上部および下部被覆モジュールの斜視図である。
【図８】本発明の一実施形態によるモジュラー被覆装置の従動構成要素用の駆動列を例示する図である。
【図９】上部および下部ローラが互いにオフセットされた冷却器の一実施形態を例示する図である。
【図１０】冷却ローラ上のウェブ／媒体積層体を部分的に包むように遊びローラが用いられる、冷却器の一実施形態を例示する図である。
【図１１】ウェブ／媒体積層体上に冷却空気を導くために冷却空気チャネルが用いられる、冷却器の一実施形態を例示する図である。
【符号の説明】
【００２９】
１０  被覆装置
１２  ウェブ供給部（ウェブ供給スプール）
１４  ウェブ巻き取り部（ウェブ巻き取りスプール）
１６  被覆材料ウェブ
１８  融着器
２０  冷却器
２２  剥離棒
３８  印刷媒体
４０  媒体通路
４２  ウェブ通路
４５，４７  遊びローラ
５０  モジュラー被覆装置
５２  印刷後の仕上げ装置
５４  印刷装置
１０４  チャネル
【図１】
2004142436.tif 000003
【図２】
2004142436.tif 000004
【図３】
2004142436.tif 000005
【図４】
2004142436.tif 000006
【図５】
2004142436.tif 000007
【図６】
2004142436.tif 000008
【図７】
2004142436.tif 000009
【図８】
2004142436.tif 000010
【図９】
2004142436.tif 000011
【図１０】
2004142436.tif 000012
【図１１】
2004142436.tif 000013