(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
フレームと、前記フレームに装着された画像形成要素を有するプリンタのための画像転写機構であって、
前記フレームに対して可動の荷重アームと、
転写要素アームと、
前記転写要素アームに付着された転写要素と、
係合機構と、を具備し、
前記荷重アームは前記フレームに枢着された近位端部と、遠位端部とを有し、
前記転写要素アームは近位端部と遠位端部とを有し、前記転写要素アームはその近位端部において前記荷重アームに付着されるとともに、前記転写要素が、前記転写要素アームの近位端部寄りの位置で前記転写要素アームに付着されており、
前記係合機構は、前記転写要素アームの遠位端部に係合して、前記転写要素アームの遠位端部を前記画像形成要素の方へ移動させ、前記転写要素アームによる梃子の作用によって、前記転写要素を前記画像形成要素の方へ押しやる、プリンタのための画像転写機構。
【請求項２】
前記転写要素アームが長尺形状で、一端部を近位端部とし、他端部を遠位端部とするローラアームである、請求項１の画像転写機構。
【請求項３】
前記荷重アームが荷重方向に枢動すると、前記転写要素が前記画像形成要素の方へと押しやられるようになされており、
前記画像転写機構は前記荷重方向への前記荷重アームの枢動を制限する止めをさらに含んでいる、請求項２の画像転写機構。
【請求項４】
前記荷重アームの遠位端部に付着された荷重機構をさらに具備しており、前記荷重機構が前記荷重アームを押しやって前記荷重方向に枢動させるようになされている、請求項３の画像転写機構。
【請求項５】
前記ローラアームの遠位端部が係合方向に移動すると、前記ローラアームの近位端部が前記荷重機構によって印加される荷重に抗して前記荷重アームを押しやるように成されており、これによって追加の梃子の作用を生じて前記転写要素を前記画像形成要素の方へ押しやる、請求項４の画像転写機構。
【請求項６】
前記ローラアームの遠位端部が係合方向に移動すると、前記ローラアームの近位端部が前記荷重方向とは反対方向の非荷重方向に押しやるようになされている、請求項３の画像転写機構。
【請求項７】
前記ローラアームに付着された偏倚要素をさらに具備し、前記偏倚要素が前記転写要素を前記画像形成要素との係合位置から離れる方向に偏倚させるようになされている、請求項６の画像転写機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は画像形成要素を有するプリンタのための画像転写機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
種々の印刷技術において、ベルトやドラムのような中間画像形成要素の表面にマーキング材料が適用される。画像が最終的に適用されるべき印刷媒体（紙のような）が中間画像形成要素に押し付けられて、中間画像形成要素から印刷媒体に画像を転写する。静電複写（electrostatographic）またはゼログラフィック（xerographic）印刷を用いた一例では、インク（液体またはドライトナー）の画像が帯電した画像受容体上に形成される。印刷媒体が画像受容体に押し付けられて、画像を印刷媒体に転写する。続いて、その画像は、フューザローラで加圧することによって印刷媒体に融着される。相変化インクジェット印刷を用いた他の例では、画像形成ドラムの表面に画像を形成するために、インクが付着される。トランスフィックスローラ（transfix roller）が印刷媒体を画像支持ドラム面に圧着して、インク画像をドラム面から印刷媒体に転写しかつそのインク画像を印刷媒体にインク画像を溶着させる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
多くの状況において、印刷媒体の厚さに関係なく、印加される圧力が一定であることが望ましい。したがって、印刷媒体の厚さが異なることに基因する圧力器の変位が、印加される圧力の大きさを実質的に変化させてはならない。さらに、印加される圧力が印刷媒体の幅方向に平均化していることが望ましい場合が多い。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の１つの態様によれば、画像形成要素を有するプリンタのための画像転写機構が、回転軸を有する転写ローラと、プリンタ画像形成要素に転写ローラを選択的に押し付けるための、転写ローラに取り付けられた転写レバー機構を具備する。転写レバー機構は、転写ローラの回転軸に対して実質的に直交する少なくとも１つの方向における転写ローラの往復直線動自由度を与える。画像形成要素と転写ローラの間に配置された印刷媒体に転写ローラが当接した場合に転写ローラに荷重力を印加する荷重機構が転写レバー機構に装着されている。荷重機構の部分が、プリンタ内でより多くの空間が利用可能な位置に、転写ローラから幾分離れて、配置されうる。
【０００５】
本発明の他の態様によれば、プリンタ・フレームと、このプリンタ・フレームに装着された画像形成ドラムを有するプリンタのための画像転写機構が、近位端部および遠位端部を有するローラ・アームと、長手方向軸線を有する転写ローラと、近位端部および遠位端部を有する荷重アームを具備する。転写ローラの軸線はローラ・アームに回転可能に付着されている。ローラ・アームの近位端部は、荷重アームの近位端部と遠位端部との間で荷重アームに付着されている。荷重アームの近位端部はプリンタ・フレームに枢着されており、荷重アームの遠位端部に荷重力を印加する荷重機構が荷重アームを画像形成ドラムの方へと押しやる。係合機構がローラ・アームの遠位端部を画像形成ドラムの方へと選択的に押しやる。
【実施例】
【０００６】
プリンタ８（図１）は、印刷機構（図示せず）を入れるハウジングまたはシェルを具備している。本明細書での説明は、相変化インクジェット印刷機構に関する。しかし、印刷技術に習熟した人には、この印刷機構はゼログラフィックまたは他の静電印刷機構をも含みうることが分かるであろう。
【０００７】
相変化インクジェット・プリンタでは、インクは固形でプリンタに送られるのが典型的である。インク供給機構がインクを溶融させて液状にし、そしてその液状インクをインクジェットプリントヘッドに供給する。インクジェットプリントヘッドは、多数のインクジェットノズルから液状インクの滴を、典型的にはオイル塗布ドラム（oil-coated drum）である画像形成要素の表面に噴射する。プリントヘッドが画像形成要素の表面に画像を形成した後で、トランスフィックス機構が画像形成要素から紙、カード用紙、透明体、ビニル等の印刷媒体に画像を転写させる。ある種の実施場面では、印刷媒体に対する画像の転写と接着（固着）が同時に行われるので、この転写処理はトランスフィックス（transfix）と呼ばれる。本明細書では、印刷媒体に対する画像の転写と接着を同時に行うトランスフィックス機構を参照する。しかし、本明細書で記述される原理、構造および方法は、種々のタイプの転写および融着用ローラを含んでいて、調節された一定圧力が印加される種々の機構に適用することができる。
【０００８】
図２を参照すると、典型的な画像転写またはトランスフィックス機構９は、画像１１が形成された画像形成ドラム１０と、トランスフィックスローラ２０を具備しており、このトランスフィックスローラ２０は、ドラム１０とこのローラ２０との間に配置された媒体１２に圧力を印加するために用いられる。図２はこのトランスフィックス機構の端面図である。画像形成ドラムは、トランスフィックスローラ２０の軸線２２と実質的に平行に延長した幅を有する。トランスフィックスローラは画像形成ドラムの幅を横切って延長している。図２に示されたものと同一のものでありうる他のトランスフィックス機構が、画像ドラムの反対側に配置されている。
【０００９】
トランスフィックスローラ２０によって印加される圧力は、ドラム１０から媒体１２への画像の転写を改善する。トランスフィックスレバー機構がトランスフィックスローラ２０に力を伝達して、トランスフィックスローラが異なる厚さの媒体に適応しながら一定の圧力を印加する。
【００１０】
ドラム１０から媒体１２に画像１１を転写するために、トランスフィックスローラが、ローラアーム２１のような転写要素マウントを具備したトランスフィックスレバー構体によって画像形成ドラム１０の方へと押し付けられる。画像形成ドラムの軸（図示せず）はプリンタフレームに対して固定されている。トランスフィックスローラの軸はプリンタフレームに対して固定されていない。トランスフィックスローラ２０は、ローラピボットCでローラアーム２１に取り付けられた軸２２を有している。ローラアームは、トランスフィックスローラの軸が画像形成ドラムの軸に対して往復直線動するように、可動である。ローラアーム２１の近位端部２４は、そのローラアームとトランスフィックスローラをドラムの方へと押しやる荷重要素に付着されている。荷重要素はプリンタフレームに対して可動であり、ローラアームの近位端部はプリンタフレームに対して固定されていない。トランスフィックスローラの軸はそれに直交する方向に往復直線動可能であり、トランスフィックスローラが、本質的に任意の厚さの媒体に適合する、画像ドラムに対する位置を採ることができるようにする。トランスフィックスレバー機構がトランスフィックスローラを画像形成ドラムの方へと押し付けて、媒体の厚さに関係なくトランスフィックス力を印加する。
【００１１】
ローラアーム２１の遠位端部１９のような転写要素マウントの一部分は、トランスフィックス動作のために画像ドラムの方へとローラアームを選択的に押しやるための係合機構を具備している。１つの実施例では、その係合機構の一部分が、カム従動子ピボットD上で回転しかつ係合機構の他の部分を形成するトランスフィックスカム２８によって係合されるトランスフィックスカム従動子２７である。この係合機構は、ローラアームに係合力を印加して、そのローラアームを係合方向に移動させて、トランスフィックスローラが画像形成ドラムの方へと押しやられるようにすることができる。１つの実施例では、トランスフィックスカムが、約６０ポンド（約２７キログラム）までの係合力をローラアームに印加する。
【００１２】
荷重要素は、転写要素アームの他の部分を荷重方向に押しやって、転写要素が画像形成要素の表面の方へと押しやられるようにする。１つの実施例では、ローラアームとトランスフィックスローラを画像形成ドラムに押し付ける荷重要素は、遠位端部Fに荷重力F0を有する荷重アーム２３である。ローラアームの近位端部２４はアームピボットBにおいて荷重アーム２３に付着されている。荷重力F0を有する荷重アームがローラアームの近位端部とトランスフィックスローラをドラムの方へと押し付ける。画像形成要素に向かう荷重方向における荷重要素の移動は制限される。１つの実施例では、荷重アーム２３の移動範囲は、一側において荷重止めGによって制限される。転写要素マウントの一部分が付着されている荷重要素の移動に対すること制限は、画像形成要素の表面の方への転写要素マウント（およびトランスフィックスローラ）の移動を制限する。この制限は、画像形成機構がローラアームを係合方向に押しやっていない時に、トランスフィックスローラが画像形成要素の表面に圧力を印加するのをレバー機構に止めさせることができる
【００１３】
荷重アーム２３は、荷重機構３０がトランスフィックスローラの近傍から離れた位置に位置決めされるような長さを有する。トランスフィックスローラから離れた位置に荷重機構を位置決めすると、その荷重機構をトランスフィックスローラに隣接して位置決めしようとする時に生ずるおそれのある空間的制限が除去される。例えば、荷重機構は、ばねや他の荷重装置に対して十分な空間を有するプリンタハウジングの一部分に配置さえるのが有利である。
【００１４】
トランスフィックスローラは、それの軸２２を、係合される媒体の厚さに応じて画像形成ドラムの表面から異なる距離だけ往復直線動可能となされていることによって、厚さの異なる媒体に適合する。荷重要素に付着された転写要素マウントの部分（ローラアーム２１の近位端部）がトランスフィックスローラの往復直線動に適応する。荷重要素はプリンタフレームに対して可動であり、それが作用するローラアームの移動に適応する。１つの実施例では、荷重アーム２３の近位端部２５がフレーム枢動連結部Aを介してプリンタのフレーム２６に連結されている。荷重アームがフレーム枢動連結部Aで枢動すると、荷重アームの遠位端部Fが、荷重機構３０によって印加される荷重力F0に抗して変位される。
【００１５】
図２に示されているように、トランスフィックス機構は非係合位置にある。荷重アーム２３はプリンタフレームの固定部分上の固定止めG上に休止しており、これによって荷重要素がローラアームとトランスフィックスローラをドラムの方へと押し付けるのを阻止している。荷重機構３０は、荷重アーム２３の遠位端部Fにおける荷重付着部に荷重力F0を印加して、荷重アームを固定止めGに対接した状態に保持する。係合機構がローラアームを係合方向に押しやっていない時に、画像１１に対して、そして媒体１２の少なくとも一部分に対して、画像形成ドラムの表面とトランスフィックスローラの表面との間に空間を設けるように、ローラ偏倚ばね２９がトランスフィックスローラをドラム表面から離れた位置に保持する。ローラ偏倚ばね２９は、ローラアーム２１上のローラアーム偏倚連結点Iにおいてローラアームに連結されており、そのローラアームをドラム表面から離れる方向に偏倚させる。このローラ偏倚ばねは、カム従動子２７をトランスフィックスカム２８に対接させた状態でローラアームを所定の位置に保持して、トランスフィックスローラ２０が画像形成ドラム１０の表面と媒体１２から離間されるようにする。１つの実施例では、ローラ偏倚ばねの他端部がプリンタフレーム（図示せず）の固定部分に連結される。他の実施例では、ローラ偏倚ばねの他端部が荷重アーム偏倚連結点Hにおいて荷重アームに連結されてもよい。ローラ偏倚ばね２９によって与えられる偏倚力は、荷重力F0のほんの一部分にすぎない。１つの例では、ローラ偏倚ばね２９の力は、数ポンド（１０ポンド（約4.5キログラム）より小さく、特には５ポンド（約２２キログラム）より小さい）でもよい。
【００１６】
図３は、典型的なトランスフィックス機構を、係合した状態にあって、トランスフィックス力を印加して画像形成ドラムの表面に媒体１２を押し付けている状態で示している。画像形成ドラムが回転すると、この圧力が画像１１を媒体１２に転写させ、固着させる。トランスフィックス機構を係合させるためには、係合機構がローラアーム（およびトランスフィックスローラ）を画像形成ドラムの方へと押し付ける。１つの実施例では、トランスフィックスカム２８がピボットEのまわりで回転され、カム２８がカム従動子２７に係合して、ローラアーム２１の遠位端部１９を画像形成ドラムの方へと移動させる。ローラアームをそのように移動させると、トランスフィックスローラ２０が媒体１２に係合するまで、まずローラアームをピボットBにおいて近位端部２４のまわりて回転させる。トランスフィックスローラが媒体に係合し、トランスフィックスカム２８が回転してローラアームを押し付け続けると、ローラアームが、トランスフィックスローラ２０の軸２２であるピボットCのまわりで回転する。トランスフィックスローラ２０が圧力で変形する程度まで、アーム・ピボットBのまわりでさらに回転がおこなわれる。完全に係合した配向状態において、カム２８がローラアームの遠位端部に係合力を印加して、それがトランスフィックスローラ２０を画像形成ドラムの表面上の媒体に押し付ける。ローラアームによって与えられる梃子作用が、カムにより画像形成ドラム上の媒体に対してトランスフィックスローラ２０の力を生じさせるが、その力はローラアームの遠位端部におけるカム力よりもはるかに大きい。一例では、ローラアームの端部におけるカム力は約６０ポンド（約２７キログラム）でありうる。その梃子作用は、画像形成ドラム上の媒体に対するトランスフィックスローラ２０の力がカム力の複数倍、例えばカム力の大きさの５倍であるようになされている。
【００１７】
トランスフィックスローラが媒体に係合すると、ローラアームの近位端部が荷重アームを押し付けて、荷重機構によって印加される荷重力F0に抗して荷重アームを持ち上げ、そして荷重アームを荷重アーム・ピボットAのまわりで回転させる。トランスフィックス機構の構成が荷重力F0を梃入れして、画像形成ドラム上の媒体に対するトランスフィックスローラ２０の力が荷重アームの遠位端部に対する荷重力よりもはるかに大きい。一例では、荷重アームの遠位端部における荷重力F0は、約３０ポンド（約１３キログラム）でありうる。この梃子作用は、画像形成ドラム上の媒体に対するトランスフィックスローラ２０の力が荷重力F0の複数倍、例えば荷重力F0の大きさの１０倍であるようになされている。
【００１８】
トランスフィックス機構によってトランスフィックスローラの各端部に梃子作用が与えられた状態では、荷重アーム２３の遠位端部Fに作用する荷重機構によりトランスフィックスローラによって媒体１２に与えられる力は、荷重力F0の約１０倍である。上述のように、係合カムによって媒体に印加される力は、係合カムによって直接印加される力の約５倍である。従って、1対の荷重機構のそれぞれが３０ポンド（約１３キログラム）の荷重力F0を与え、かつ１ついの係合カムのそれぞれが６０ポンド（約２７キログラム）の係合力を与える実施例では、トランスフィックスローラが約６００ポンド（約２７０キログラム）の力を印加して、画像形成ドラムの表面に媒体を押し付けることができる。
【００１９】
一定の荷重力F0は、トランスフィックス機構が係合された場合に、媒体１２に対するトランスフィックス圧力が一定となるようにする。厚さの異なる媒体１２は、トランスフィックス機構が係合された場合に、荷重アーム２３の遠位端部Fに所定の位置範囲内の位置を採らせる。従って、荷重アームの遠位端部における荷重装着点の偏向は媒体１２の厚さに依存する。荷重アームの遠位端部Fに印加される荷重力F0は、偏向の大きさが変化しても変化しないのが理想的である。
【００２０】
荷重アーム２３の遠位端部Fで荷重力F0を印加するためには、種々の他の荷重機構を使用することができる。他の実施態様、荷重機構３０は、テンションばねまたは圧縮ばねのような単純なばねを具備していてもよい。特に、荷重アーム２３の動きによってばねが拡張しても、荷重アームの遠位端部における荷重力F0の大きさを著しく変化させることがないように、荷重機構は、ばね率の低い長い延長ばねを具備していてもよい。
【００２１】
装置の故障や停電が発生すると、トランスフィックス機構は非係合位置の初期設定となる。この非係合初期設定は媒体が詰まった場合に除去することができるように媒体を釈放し、またトランスフィックスローラが画像形成要素の表面に対してトランスフィックス力を完全に印加した状態に放置された場合に生ずる画面形成要素および／またはトランスフィックスローラに対する破損を回避する。
【００２２】
係合機構が停電にあうと、、係合力を解除することになる。例えば、通常、トランスフィックスカムを駆動するカムモータは、カム２８を図３に示されているように係合配向状態に保持するためには、電力が継続的に供給されることに依存する。カムモータが停電にあうと、トランスフィックスカム２８が回転して図２に示されている非係合配向状態となる。荷重機構３０によって荷重アーム２３の遠位端部に印加される荷重力F0が、荷重アームを固定止めGの方へとそしてそれに対して押し付ける。このようにローラアーム２１のピボットBと近位端部２４を下降させ、かつカム２８を回転させて非係合配向状態とすることによって、ローラ偏倚ばねがローラアーム２１を画像形成要素の表面から離れる方向に引っ張ることができる。
【００２３】
図４はトランスフィックスローラ機構の他の実施例を示している。図２および３に示された実施例に関して説明した部品に対応した部品は、物理的な外観は異なっているが、同じ番号を付してある。図４に示された実施例は図２および３に示された実施例と同じ態様で機能することが当業者には分かるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の実施例を組み込んだ典型的な相変化インクジェットプリンタの斜視図である。
【図２】本発明の１つ態様の実施例を組み込んだトランスフィックスローラ機構の一部断面図である。
【図３】図２のトランスフィックスローラ機構の一部断面図であり、画像形成ドラム上の印刷媒体と係合したトランスフィックスローラを示している。
【図４】本発明の態様を組み込んだトランスフィックスローラ機構の他の実施例の一部断面図である。
【符号の説明】
【００２５】
９  画像転写機構
１０  画像形成ドラム
１２  媒体
２０  トランスフィックスローラ
２１  ローラアーム
２３  荷重アーム
Ｇ    固定止め
２６  フレーム
２７  カム従動子
２８  トランスフィックスカム
２９  ローラ偏倚ばね
３０荷重機構
【図１】
0004731170.tif 000002
【図２】
0004731170.tif 000003
【図３】
0004731170.tif 000004
【図４】
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