(57)【要約】【課題】ロール油の量を監視して液量が所定のレベル以下に低下した場合に補充することにより液位を制御可能な印刷装置を提供する。【解決手段】画像転写印刷装置１０は、画像形成転写面を有する部材と、前記画像形成転写面上に液体層を塗布して中間転写面１２を生成するアプリケータアセンブリ１６を備え、前記アプリケータアセンブリ１６は、芯を有する多孔性部材を含み、前記芯は、内部に規定された開口部を有し、前記多孔性部材を飽和させるべく液体を供給する液体供給システムが前記芯に接続されている。【選択図】図１
2005153524.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像転写印刷装置であって、
画像形成転写面を有する部材と、
前記画像形成転写面上に液体層を塗布して中間転写面を生成するアプリケータアセンブリを備え、
前記アプリケータアセンブリは、芯を有する多孔性部材を含み、
前記芯は、内部に規定された開口部を有し、前記多孔性部材を飽和させるべく液体を供給する液体供給システムが前記芯に接続されている装置。
【請求項２】
請求項１に記載の画像転写印刷装置において、
相転移インク画像内の溶融した相転移インクを中間転写面上に沈積させるインクジェット印刷ヘッドと、
前記中間転写面から受像媒体へ前記相転移インクを転写する手段を更に備えた装置。
【請求項３】
印刷装置であって、
画像形成転写面を有する部材と、
前記画像形成転写面上に液体層を塗布して中間転写面を生成するアプリケータアセンブリを備え、
前記アプリケータアセンブリは、芯を有する多孔性部材を含み、
前記芯は、内部に規定された開口部を有し、前記多孔性部材を飽和させるべく液体を供給する液体供給システムが前記芯に接続されている装置。
【請求項４】
請求項３に記載の印刷装置において、
相転移インク画像内の溶融した相転移インクを中間転写面上に沈積させるインクジェット印刷ヘッドと、
前記中間転写面から受像媒体へ前記相転移インクを転写する手段を更に備えた装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般にインク画像を受像媒体に固定するためのドラムに関し、より具体的には、発泡オイルドナーロールを有するアプリケータアセンブリおよび油位を制御する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
固体インクプリンタにおける印刷の場合、用紙上へインクの液滴を供給する一般的な方法には、画像を直接用紙に印刷する、すなわち直接印刷として公知の方法がある。本願出願人による米国特許第５，３８９，９５８号「画像形成処理」に開示されている類の中間転写インクジェット記録方式を利用したインクジェット印刷システムは、相転移インクを用いる間接またはオフセットの印刷方式の一例である。中間転写面を規定する剥離剤の塗布が、アプリケータ装置内に収納されたウィックパッドにより実行される。画像形成の前に、アプリケータを上昇させて回転ドラムに接触させ、液体中間転写面を塗布または補充する。
【０００３】
液体中間転写面が塗布されたならば、アプリケータは格納され、印刷ヘッドがインク滴を射出して液体中間転写面上にインク画像を形成する。インクは固体の状態から溶けた溶融状態で適用される。ドラムが回転し続けるに伴い、インク画像は展性を有する（malleable）固体中間状態に冷却されることにより液体中間転写面上で固化する。画像形成が完了したならば、転写ローラーが動かされてドラムと接触し、ローラーと中間転写面／ドラムの湾曲面の間に加圧転写ニップを形成する。次いで、媒体シート等の最終受像基板が転写ニップへ送られ、インク画像が最終受像基板に転写される。
【０００４】
この標準オフセット処理において、剥離剤の塗布は全ての印刷に実行されなければならない。これにより、画像転写を容易にする剥離層を提供する。従って、用紙へのトナーの沈積と用紙の溶解が並行して（同時に）生起する典型的なレーザープリンタ処理とは異なり、本固体インク処理は逐次的に動作する。
【０００５】
【特許文献１】米国特許第５，３８９，９５８号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
既存のアプリケータアセンブリおよび注油方法は、含油した発泡または毛管媒体ロールを用いてニップを形成する画像ドラムと接触させることにより、油を孔隙からドラムに移し替える。次いで、ウレタン刃を用いて一定のレベルまで拭き取られる。既存の方法は、ある種の用途では油位が高くなり過ぎる結果をもたらす。油位が高ければ、オフセット、光沢の減少、コスト、発泡ロールの寿命短縮等、各種の問題を引き起こす。この問題に応えるべく本出願人は、画像ドラム上の油の測定に従来のＲＡＭを用いる方法を調査した。本出願人は、この方法は（シリコン油へのインクの可溶性により）汚染しやすく、発泡ロールシステムと比較して設計が高価であることを発見した。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、多孔性油ドナーロールが低い飽和度に充填されていて、ロール油の量を監視して液量が所定のレベル以下に低下した場合に補充することにより液位が制御されるシステムを用いて上述の問題を解決する。図に示す実施形態において、ロールをバネ荷重付きロッカーアームおよびセンサーで荷重することにより実現される。このロール設計は中心部に多孔点滴管を使用し、ロール内の油が補充可能であるため、ロールに油を充填しておいてロール交換まで印刷回数をカウントすることに依存する現行製品に用いる方法と比較してロールの寿命がはるかに長いことを本出願人が発見した。
【０００８】
本発明の目的、特徴および利点は、本発明の以下に詳述する開示、特に添付図面と合わせて検討することにより明らかになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
図１に、２段階定着処理を実行する本発明の画像形成装置１０の概略図を示す。ここに、高温溶融インクがエラストマまたは金属の転写面上に印刷されて受像基板（a receiving substrate）に転写され、次いで定着後処理のためフューザー内を移送される。本明細書を通じて同一参照番号は類似または同一部分を指し、図１を参照するに、適当な筐体および支持要素（図示せず）に支持されたインクジェットを有する印刷ヘッド１１が示されている。これは固定または可動的に利用して中間転写面１２上へインクを沈積させる。用いられるインクは、好適には、最初は固体状態にあり、次いで温度を摂氏約８５度〜約１５０度へ上げる熱エネルギーが加わることにより溶融状態に変化する。この範囲を超えて温度を上げると、インクの劣化または化学的分解が生じる。溶融インクは次いで、印刷ヘッド１１のインクジェットから中間転写面１２へラスタ式に供給されてインク画像が形成される。インク画像は次いで、中間温度まで冷却され、展性を有する（malleable）状態まで固化して受像基板または媒体２８へ移送され、次いで定着後処理が行われる。本処理の詳細を以下に述べる。
【００１０】
本発明に従い、図１に示すドラム１４には、剥離面を規定する外部弾性エラストマ層９が固定されている。中間転写面１２は、アプリケータアセンブリ１６との接触によりドラム１４上の外部弾性エラストマ層９に塗布される液体層である。一例として、アプリケータアセンブリ１６は、液体を塗布するための剥離液が含浸されたウィックローラー、およびドラム１４の表面上の液体を一貫して測定するための測定ブレード１８を含むが、これに限定されるものではない。中間転写面１２の形成に使用できる適当な剥離液として、水、フッ化油、グリコール、界面活性剤、鉱油、シリコン油、機能性油またはそれらの組み合せが含まれる。ドラム１４が軸支された軸の回りを図１に示す方向に回転するのに伴い、アプリケータアセンブリ１６はアプリケータアセンブリカムおよびカムフォロワ（図示せず）の動作により、ウィックローラーがドラム１４の表面と接触するまで持ち上げられる。
【００１１】
再び図１を参照するに、外部弾性エラストメリック層９の上に中間転写面１２を形成する剥離液が適当なヒーター機器１９により加熱される。ヒーター機器１９は、図に示すように配置された、またはドラム１４の内部に配置された放射抵抗ヒーターであっても良い。ヒーター機器１９は中間転写面１２の温度を室温から摂氏約２５度〜７０度以上の範囲まで上げて、印刷ヘッド１１からインクを受け入れる。この温度は、中間転写面１２で用いられる液体の特性および使用されるインクに依存し、サーミスタ４２を利用した温度コントローラ４０により調整される。次いでインクは、約８５度〜摂氏約１５０度の範囲の溶融状態で印刷ヘッド１１により液体中間転写面１２の露出面に供給されてインク画像２６を形成する。ヒーター機器１９が与える展性を有する中間状態温度まで冷却することによりインク画像２６が中間転写面１２に固化する。次いで、受像基板ガイド装置２０は、順方向送り機構（positive feed device：図示せず）からの紙や透明シート等の受像基板２８を渡してニップ２９内を通過させる。ローラー２３とドラム１４の対向する弓状面がニップ２９を形成する。一実施形態において、ローラー２３は、好適にはエラストマコーティング２２された鋼である金属芯を有する。外部弾性エラストマ層９を有するドラム１４は回転し続け、インク画像２６を含む中間転写面１２の湾曲面を、ローラー２３により形成されたニップ２９に入れ込む。次いでインク画像２６は自身の画像形態に変形され、受像基板２８に押圧されることにより定着する。
【００１２】
インク画像２６は、最初に外部弾性面８または硬質層９上の中間転写面１２に供給され、次いで受像基板または媒体２８上へ転着される。インク画像２６は、このようにローラー２３の弾性またはエラストマ面２２によりニップ２９内で加えられた圧力により基板２８に転写および定着される。単なる例として、加えられた圧力は、受像基板または媒体上で８００ｌｂｆ未満でもよい。ストリッパフィンガー２５（その中の１個のみ示す）をピボット回転可能なように画像化装置１０に取り付けて、中間転写面１２を形成する液体層の露出面から紙やその他の最終受像基板２８を除去しやすくしている。インク画像２６が受像基板２８に転写された後で、かつ次の画像形成の前に、アプリケータアセンブリ１６および測定ブレード１８が起動されてドラム１４と接触するまで上に持ち上げられ、液体中間転写面１２を補充する。
【００１３】
インク画像２６を固定する前に、ヒーター２１を用いて受像面２８を予熱することができる。ヒーター２１は、摂氏約６０度〜約２００度の範囲で加熱すべく設定することができる。ヒーター２１が摂氏約９０度〜約１００度の範囲まで受像媒体の温度を上げることが理論付けられている。しかし、受像基板２８の熱エネルギーは、受像基板２８への転写時にインク画像を溶かさないよう十分に低く保たれる。インク画像２６がニップ２９に入ると、自身の画像形態へ変形され、受像基板２８上のインク画像２６に対して加えられた圧力か、または圧力とヒーター２１および／またはヒーター１９により与えられた熱との組み合せのいずれかにより受像基板２８に付着する。さらに、転写および固定ローラー２３を摂氏約２５度〜約２００度の範囲の温度に加熱するヒーター２４を用いてもよい。ヒーター機器２１、２４はまた、用紙または受像基板ガイド装置２０、あるいは転写および固定ローラー２３で使用することができる。インク画像２６に加えられた圧力は、インク画像２６が受像基板２８に付着するのに十分でなければならず、すなわち１平方インチあたり約４５３．５９ｇ〜約９０７．１８ｋｇ（約１０〜約２０００ポンド）、より好適には６．４５平方ｃｍ（１平方インチ）あたり約３４０．１９ｋｇ〜約３８５．５５ｋｇ（約７５０〜約８５０ポンド）である。
【００１４】
ローラー２３と外部弾性層９およびドラム１４との接触により作られたニップ２９から排出された後、インク画像は次いで、温度コントローラ６０で温度制御することができる。この温度コントローラ６０は、受像基板２８およびインク画像２６の温度を、例えば摂氏５０度〜１００度の範囲に加熱、冷却、あるいは維持することができる。この場所で受像基板２８およびインク画像２６を加熱できる最高温度は、インクの溶融点または引火点および／または受像基板２８の溶融点または引火点に依存する。温度コントローラ６０は、インクおよび基板がニップ２９から排出される際にその温度を維持する絶縁体程度の簡単なものでも、熱エネルギーを加えたり除去したりするための加熱および／または冷却システムであってもよい。受像基板２８およびインク画像２６は次いでフューザー５２へ送られる。フューザー５２は、バックアップローラー４６およびフューザーローラー５０で構成される。バックアップローラー４６およびフューザーローラー５０は、好適には鋼またはアルミニウムの金属芯を有し、各々エラストマ層５４、５６で被覆されて良い。バックアップローラー４６は、インク画像２６が存在する、受像基板２８とインク画像２６の裏側と噛み合う。これによりインク画像２６が受像基板２８の表面に定着され、インク画像２６が延伸、平坦化、浸透され、受像基板２８に固着される。フューザーにより加えられた圧力は、例えば４４４．８２Ｎ〜約８８９６．４Ｎ（１００重量ポンド〜約２０００重量ポンド）の範囲にあってよい。
【００１５】
受像基板２８およびインク画像２６がフューザー５２に入る際に、それらの温度は、フューザーローラー５０とバックアップローラー４６により形成されたニップ５１にとどまる間、システムの過渡熱伝導による決定に従い変化する。バックアップローラー４６およびフューザーローラー５０の温度によるが、受像基板２８およびインク画像２６の厚さ全体にわたる過渡熱は、急冷または熱定着により制御することができる。受像基板２８およびインク画像２６が、フューザーローラー５０およびバックアップローラー４６より高温のフューザーニップ５１に送り込まれた場合、インク画像２６はより低い温度へ急冷される。これを急冷定着と称する。受像基板２８およびインク画像２６が、フューザーローラー５０およびバックアップローラー４６より低温のフューザーニップ５１に送り込まれた場合、インク画像２６はより高い温度、例えば摂氏７５度〜１００度まで加熱される。これを高温定着と称する。この処理により、第一のニップ２９では実現できない温度で、圧力を受像基板２８およびインク画像２６に加えることができる。これは、受像基板２８およびインク画像２６を高温、例えば摂氏８０度〜８５度から、より低い温度、例えばインク画像２６がフューザーから排出される際に不変であるように十分な粘着強度を有する摂氏５５度〜６５度へ急冷することにより実現される。
【００１６】
更に、上述の定着方法はまた、受像基板２８の表面近傍のインク画像２６がフューザーローラー５０の表面近傍のインク画像より熱くなるように第二のフューザーニップ５１を加熱することにより実現できる。これにより、フューザーローラー５０から剥離するのに十分冷却されたインク温度および受像基板２８の近傍でより高い温度が得られるため、延伸性、平坦性、浸透性および粘着性が向上する。フューザーローラー５０がローラーではなくベルトである場合、受像基板２８およびインク画像２６を、第二のフューザー５０およびバックアップローラー４６により形成されたニップ５１を過ぎた一定距離だけベルトに対して保持することができる。これにより、インクをベルトから剥離するのに十分低い温度まで冷却できる時間が得られる。フューザー５２の温度は、受像基板２８およびインク画像２６の温度と異なっていてよく、図１に示すようにヒーター４８およびサーミスタ５４からなる別個の制御システム５６により制御されることを理解されたい。フューザーローラー５０の表面から全ての用紙または受像基板を除去しやすいように、ストリッパフィンガー５８（その１個のみを図示）がフューザーローラー５０にピボット回転可能なように取り付けられている。次いでインク画像２６は、耐久性を保証するのに十分な強度と延性を有する室温まで冷却される。
【００１７】
ここで図２に示す本発明のアプリケータに注目すると、芯１０２に挿入された内部多孔点滴管１０５と共に芯１０２を有する発泡注油ロール１００が用意されている。発泡ロール１００の油位は、油量センサー１４０およびポンプ１１５と接続するコントローラ１２０により制御される。ロール内の油量が油量センサー１４０により決定される目標値以下に低下した場合、コントローラはポンプ１１５を起動して管１０３へ油を注入する。
【００１８】
本装置は、発泡ロールからの供給を測定することにより油位を制御する方法を提供しようとするものである。油飽和度が低いレベルにあるように発泡ロールが含油されている場合（すなわち完全には飽和していない）、画像ドラム／測定ブレードの組合せへの油の供給は少ないにもかかわらず、一定レベルで供給することが知られている。この方式の短所は、発泡ロールの開始油位が低い場合、ロールの寿命が極端に短くなる点である。本発明は、制御された速度でロールに油を供給すべく内部多孔点滴管を用いる仕組みを含み、ロール内の油量を判定して、油量が所定の油位より低下したならば油ポンプを起動させることにより油を供給する信号が生成される。
【００１９】
図４に、異なる種類の油が量を違えて充填された発泡ロールと、ＩＣＰ分析で測定されたコピー上の油との対比を示す。図からわかるように、２組の曲線がある。１組は滑らかな画像ドラム上に充填される発泡を減らした効果を示し、他方はテキスチャ付きドラム（textured drum）上のレベルが低下した様子を示す。分割処理固体インク（すなわちエラストマ画像ドラム用の固体インク）用のドラムはドローバック（drawback）等の画質問題の制御を容易にすべくテキスチャ付き表面を有する場合が多い。その結果（大部分は画像ドラム方式の毛管作用および測定ブレードによる）、テキスチャは必然的により多くの油を含有しようとする。本方法を採用することにより、固体インク画像ドラムへの注油を安価かつ確実に一定に行なえる解決策を提供しながら、ドラムにテキスチャを付与することで生じるいくつかの悪影響を効果的になくすことができる。
【００２０】
ロール内の油量が検出される多くの方法が可能である。そのような方法の一つを図３に示す。この方法は、油量センサー１４０を用いて、ロールの重量が変化して軽くなった場合、バネ１５０が、発泡ロールをカム１７０からずらせて回転させることにより、光センサー１６０により生じたセンサー光線を遮断するものである。これによりコントローラに信号が送られ、ポンプにポンプ動作を開始させるアルゴリズムを起動させる。
【００２１】
油量の変化を検出する各種の実現可能な代替手段を当業者が想起することが可能である点は明らかであり、上記はそのような一方法に過ぎない。他の方法として、発泡ロールを起動または停止させるトルクを測定して慣性の変化から油量の変化を計算してもよい。
【００２２】
本発明について、特定の実施形態に関して記述してきたが、本明細書に開示した本発明の概念から逸脱することなく、材料、部品やステップの構成に各種の変更、改造、変形を行えることは明らかである。従って、当業者が本開示を閲覧することで想起するであろうあらゆる変更、改造、および変形は添付の請求項の概念および広範な範囲に包含されるものである。本明細書で引用したあらゆる特許出願、特許その他の刊行物はその全文が引用されている。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】インクジェット印刷システムにおいて２段階定着処理を適用する場合の概略図である。
【図２】本発明のアプリケータを示す模式図である。
【図３】本発明で用いる油位センサーを示す模式図である。
【図４】本発明のアプリケータを用いた実験データを示す図である。
【符号の説明】
【００２４】
８  外部弾性面、９  外部弾性エラストマ層、１０  画像形成装置、１１  印刷ヘッド、１２  中間転写面、１４  ドラム、１６  アプリケータアセンブリ、１８  測定ブレード、１９  ヒーター、２０  受像基板ガイド装置、２１  ヒーター、２２  エラストマコーティング、２３  ローラー、２４  ヒーター、２５  ストリッパフィンガー、２６  インク画像、２８  最終受像基板、２９  ニップ、４０  温度コントローラ、４２  サーミスタ、４６  バックアップローラー、４８  ヒーター、５０  フューザーローラー、５１  ニップ、５２  フューザー、５４  エラストマ層、５６  エラストマ層、５８  ストリッパフィンガー、６０  温度コントローラ、１００  発泡注油ロール、１０２  芯、１０３  管、１０５  内部多孔点滴管、１１５  ポンプ、１２０  コントローラ、１４０  油量センサー、１５０  バネ、１６０  光センサー、１７０  カム。
【図１】
2005153524.tif 000003
【図２】
2005153524.tif 000004
【図３】
2005153524.tif 000005
【図４】
2005153524.tif 000006