JP2010094996A - 相転移インク画像形成装置用の加熱された折り畳みシステム - Google Patents

Abstract

【課題】相転移インクをその上に有する印刷媒体の折り畳み時における相転移インクの破損または剥落を防止しまたは低減する。
【解決手段】相転移インクをその上に有する印刷媒体を折り畳むための折り畳みシステムは、相転移インクをその上に有する印刷基材を搬送するように構成された媒体経路４４と、媒体経路４４に沿って配置され、印刷基材を折り畳むように構成された折り畳み装置４０と、印刷媒体上の相転移インクを折り畳み温度に加熱するように構成された折り畳みヒータ３８を備え、折り畳み温度は約２５℃より高く、相転移インクの溶融温度より低い。
【選択図】図３

Description

本開示は、一般的に画像形成装置に関し、特に、画像形成装置に使用されるシート折り畳みシステムに関する。

一般的に、インクジェット印刷装置またはプリンタは、少なくとも１つのプリントヘッドを有し、これは記録または画像形成媒体上に液滴を噴出しまたは液体インクを噴射する。相転移インクジェットプリンタは、大気温、たとえば、２５℃付近では固体相であるが、高温で液体相に転移する相転移インクを用いる。溶融したインクを次に、プリントヘッドによって、画像受容基材上に直接的に、または画像を画像受容基材に転写する前の中間画像形成部材上に間接的に、印刷媒体上に噴出する。画像受容基材上にインクが噴出されると、インク液滴は即座に固化して画像を形成する。

溶融した相転移インクを記録媒体に配置したら、記録媒体を転写、搬送、または仕上げ装置またはフィニッシャまで移動してもよい。「フィニッシャ」は、何らかの印刷後の付属装置、たとえば、１または複数のトレイ、ソータ、メールボックス、インサータ、インターポーザ、ステープラ、スタッカ、ホールパンチャ、コレータ、スティッチャ、バインダ、封筒スタッファ、郵便装置等であってもよい。さらに、フィニッシャには折り畳み装置が含まれてもよい。折り畳み装置は、印刷媒体の折り畳みを可能にするならば、いずれのハードウエア要素の組み合わせでもよい。シートの機械的折り畳みは、紙の当初の形状に戻ろうとする紙本来の傾向を本質的に取り除いた鮮明な折り目を形成するために、紙の厚さに適した圧力を印加しながら、ローラ間でシートを折り曲げることを含む。各種例示的実施の形態では、折り畳み装置は、たとえば、折り目ブレード、１以上の単純なバックルフォルダ、１組以上の駆動ローラ等のように、各種タイプの折り目を、シート毎を基準に各シートに制御可能に施すことができれば、いずれのハードウエア要素を含んでもよい。折り畳み装置が行う折り目のタイプには、これに限定されないが、ｃ−折り、ｚ−折りおよび半折りがあり得る。

米国特許出願公開第２００６／１８０２７３号明細書 米国特許出願公開第２００８／１０６０２５号明細書 米国特許出願公開第２００７／１２０３１２号明細書

しかし、相転移インクを用いて印刷された印刷媒体を折り畳む際に直面する問題の１つは、印刷媒体からインクが破損するまたは剥がれ落ちることである。たとえば、仕上げシステムでの折り畳み作業は、典型的に、むしろ高速で行われ、固体インク材料は折り畳み作業に十分に即座に対応することができないので、固体インクが破損しその後剥がれ落ちることになり得る。さらに、相転移インクは印刷媒体の表面上に主に配置される傾向にあるので、折り畳みによるインク破損または剥落につながり得る。したがって、印刷媒体を折り畳むことは、媒体表面上で固化した固化相転移インクを、破損させまたは媒体から剥落させることにつながり得る。

印刷基材の折り畳み時における相転移インクの破損または剥落を防止しまたは低減するために、その上に相転移インクを有する印刷基材を搬送するように構成された媒体経路を備える折り畳みシステムを開発した。この折り畳みシステムは、媒体経路に沿って配置され、印刷基材を折り畳むように構成された折り畳み装置を備える。折り畳みヒータは、印刷媒体上の相転移インクを折り畳み温度まで加熱するように構成される。折り畳み温度は、大気温より高く、相転移インクの溶融温度より低い。いくつかの実施の形態では、折り畳み温度は、大気温より高くインクのオフセット温度未満である。

本開示の前述の態様および他の特徴を、添付の図面と関連付けて、以下の記載で説明する。

相転移インク画像形成装置の実施の形態のブロック図である。 図１の相転移インク画像形成装置で実行され得る相転移インク印刷ステーションの実施の形態のブロック図である。 図１の相転移インク画像形成装置のフィニッシャで実行され得る折り畳みシステムのブロック図である。 バックル折り畳み装置の概略図である。 ブレード折り畳み装置の概略図である。 折り畳み装置と共に使用される折り畳みヒータのある実施の形態の概略図である。 折り畳み装置と共に使用され得る折り畳みヒータの別の実施の形態の概略図である。 折り畳み装置と共に使用され得る折り畳みヒータのさらに別の実施の形態の概略図である。

本実施の形態を全般的に理解するために、図面に対して符号を付す。図面では、同様の符号番号は全体的に同様の要素を示すために使用した。

ここで使用されるように、「画像形成装置」という用語は、一般的に、印刷媒体に画像を形成するための装置を言う。「印刷媒体」は、紙、プラスチック、または他の好適な画像用の物理的印刷媒体基材の物理的シートであり、予め切られていても、巻き取り紙でもよい。画像形成装置は各種他の部品、たとえば、フィニッシャ、用紙フィーダ等、を備え、複写機、プリンタ、または多機能装置として一体化されてもよい。「印刷ジョブ」または「文書」は通常、関連シートのセット、特定のユーザまたは関連からのオリジナル印刷ジョブシートのセットまたは電子文書ページ画像から複写された通常１以上のまとまったコピーセットである。一般的に画像は、マーキング装置によって印刷媒体上に与えられ、文字、図形、写真等を含み得る電子形態の情報を有する。

相転移インク画像形成装置２の実施の形態を図１に示す。例示的画像形成装置は印刷ステーション８を備え、これは、印刷媒体上に溶融した相転移インクを噴出して画像を形成する少なくとも１つの相転移インクプリントヘッドを有する。印刷ステーション８はフィーダ４とフィニッシャ１０の間に配置される。印刷ステーション８には、当技術分野で公知であるように、フィーダ４から印刷媒体が給送される。たとえば、フィーダ４は複数の印刷媒体源、たとえば、トレイ（図示せず）を備えてもよい。各フィーダトレイは、異なる性質、たとえば、粗さ、コート、重さ等を有する印刷媒体を含んでもよい。印刷媒体は、プリントヘッドモジュールが印刷することができれば、本質的にいかなるタイプの媒体でも、たとえば、高品質ボンド紙、低品質「コピー」紙、オーバーヘッド透明シート、高光沢紙等でもよい。画像形成装置は、必要に応じて、１以上の印刷ステーション、フィーダおよびフィニッシャを置き換えおよび／または交換できるモジュラアーキテクチャを有してもよい。場合によっては、印刷ステーション、フィーダおよびフィニッシャを単一の装置または機械内に一体化して配置してもよい。

印刷ステーション８は、相転移インク画像形成法を用いて印刷媒体上に画像を形成するように構成される。図２は、相転移インク画像形成装置の実施の形態のブロック図であり、これを印刷ステーションにおいて使用して、相転移インクで印刷媒体上に画像を形成することができる。相転移インク印刷ステーションはインク供給部１４を有し、これは固体インクスティックを受容し貯蔵する。ある実施の形態では、インク供給部は、特定の色の固体インクスティックを搭載し、給送し、溶融する専用チャネル（図示せず）を有する。個々のインクチャネルは、適当な色の固体インクスティックを、固体形態の相転移インクを液体形態に溶融または相転移させ、次いで液体の相転移インクをプリントヘッドに供給するために、インク溶融アセンブリ１８へと案内する。相転移インクは典型的に、室温、すなわち２５℃付近で固体である。インク溶融アセンブリは、固体インクをその液体または溶融形態へと相転移または溶融するように選択された溶融温度へと、相転移インクを加熱するように構成される。今日、プリントヘッドへと輸送するために固体インクを溶融するには、一般的相転移インクは典型的に、約１００℃〜１４０℃に加熱される。しかし、溶融温度は、相転移インクスティックを固体形態から液体形態へと相転移、すなわち溶融することができれば、いずれの温度でもよい。

溶融したインクを、重力、ポンプ動作、またはその両方によってプリントヘッドアセンブリ２０へと供給する。相転移インク印刷ステーション８は直接印刷装置であっても、オフセット印刷装置であってもよい。直接印刷装置では、インクは、プリントヘッド２０によって、直接記録媒体の表面上に放出される。図２の実施の形態は、間接またはオフセット印刷装置を示す。オフセット印刷装置では、インクは、ドラムの形態で示される（が、支持無端ベルトの形態でもよい）転写表面２８上に放出される。画像転写処理を促進するために、加熱された加圧ローラ３０が媒体３４をドラム２８上のインクに押し付け、インクをドラム２８から媒体３４へと転写する。加圧ローラおよび転写表面は、互いに転写またはトランスフィクシング（ｔｒａｎｓｆｉｘｉｎｇ）ニップを形成するような関係で配置され、このニップを通過するように媒体は給送される。媒体上のインク液滴を、ニップによって形成された圧力によって媒体内に押し入れ、媒体上に広げる。１以上の転写ドラムおよび加圧ローラを加熱して、印刷媒体を約３５℃〜約８０℃の範囲の定着温度にしてもよい。ある実用的実施の形態では、定着温度は約５５℃である。いくつかの相転移インクについては、約５７℃より高い定着温度では、インクがロールにオフセットする場合がある。

溶融した相転移インクを記録媒体上に配置したら、記録媒体を仕上げ装置またはフィニッシャ１０へと搬送、輸送または移動する。「フィニッシャ」は、何らかの印刷後の付属装置、たとえば、１または複数のトレイ、ソータ、メールボックス、インサータ、インターポーザ、フォルダ、ステープラ、スタッカ、ホールパンチャ、コレータ、スティッチャ、バインダ、封筒スタッファ、郵便装置等であってもよい。特に、フィニッシャ１０は印刷ステーション８から印刷媒体を受容する。フィニッシャ１０は、１または複数の印刷ジョブ、または印刷ジョブの一部の印刷媒体シートに各種仕上げを施すように構成され得る。仕上げには、たとえば、フィニッシャ装置を用いたパターン照合、製本またはホッチキス留めがあり得る。さらなる進んだ仕上げには、たとえば、他の製本技術、収縮包装、各種折り畳みフォーマット等があり得る。フィニッシャ１０はまた、複数の排紙トレイ（図示せず）を備え、特定の印刷媒体シートを選択された１または複数の排紙トレイに輸送する能力を備える。フィニッシャの特定の設計に依存して、印刷媒体を各種フィニッシャに案内する多くの経路、および異なる所望動作に対応した多くの印刷シート用排紙トレイがあってもよい。

印刷媒体搬送システム（図示せず）はフィーダ４、印刷ステーション８およびフィニッシャ１０を連結する。印刷媒体搬送システムは、画像形成装置２を通過する印刷媒体の移動を案内するための媒体経路のネットワークを有する。印刷媒体搬送システムは、駆動部材、たとえば、ローラ対、球状ニップ、エアジェット等を備えてもよい。搬送システムはさらに、駆動部材、ベルト、ガイドロッド、フレーム等（図示せず）用の関連モータを備えてもよく、これは、駆動部材と組み合わせることで、選択された経路に沿って選択された速度で印刷媒体を運搬するのを補助する。さらに、媒体搬送システムは、当技術分野で公知であるように、印刷媒体を処理に適した位置に案内するために、インバータ、リバータ、インターポーザ、バイパス経路等を備えてもよい。

仕上げシステムは、印刷媒体を折り畳むように構成された折り畳みシステム１２を備えてもよい。しかし、相転移インクを用いて印刷された印刷媒体を折り畳む際に直面する問題の１つは、印刷媒体からインクが破損するまたは剥がれ落ちることである。相転移インクは媒体表面に残る傾向にあり、それで相転移インクを用いて印刷媒体上に形成された画像が典型的に明るく鮮やかな色を示すことができるのだが、折り畳みによるインク破損または剥落が生じる場合がある。そして、相転移インクは主に印刷媒体の表面上に配置されるので、印刷媒体を折り畳むことで、固化した相転移インクが破損しまたは媒体から剥落することがあり、印刷媒体上の画像品位を低下させる。さらに、破損しまたは媒体から剥落したインクはフィニッシャの内部を汚し、印刷媒体を封筒に挿入するために折り畳めば、折り畳むことによるインクの薄片または破片が封筒内部を汚し得る。

印刷媒体上に画像を形成する固化した相転移インクが、記録媒体の折り畳み時に、破損または剥落するのを減らすまたは防止するために、印刷媒体または少なくともその上のインクを、媒体を折り畳む直前にまたは折り畳み時に、加熱するように構成された折り畳みヒータを備える折り畳みシステムを開発した。印刷媒体を折り畳む直前にまたは折り畳み時に、印刷媒体上の相転移インクを加熱することで、相転移インクを軟化させ、これによって、加熱されたインクは、折り畳み時に、砕けたり剥がれたりするよりむしろ移動して、媒体に接着するインクの能力が向上し、折り畳むことで視覚的に不具合な加工品を減らすようにする。

折り畳みシステムの折り畳みヒータは、インクを折り畳み温度まで加熱するために、印刷媒体またはその上の相転移インクに熱エネルギーを印加するように構成され、ここで折り畳み温度は、大気または室温より高く、相転移インクの溶融温度より低い。ある実施の形態では、折り畳み温度は約３５℃〜約８０℃の範囲のいずれかの温度である。折り畳み時にインクが破損および剥落するのを防ぐまたは低減する折り畳みヒータの能力は、折り畳み温度の大きさに伴って増大する。しかし、転写または定着アセンブリとの関連で前述したように、インク温度が高いほど、インクは表面、たとえば、ローラまたは媒体のガイドにオフセットすることになり得る。したがって、ある実施の形態では、折り畳みヒータが発生させる折り畳み温度は大気温度より高く、画像形成装置で使用される特定の相転移インクのオフセット温度より低い。オフセット温度は使用される相転移インクのタイプまたは配合に依存する。ある実用的な実施の形態では、折り畳み温度は約４０℃〜５０℃の間のいずれかの温度である。

図３は、前述の相転移インク画像形成装置のフィニッシャで実行され得る折り畳みシステムのブロック図である。折り畳みシステムは、折り畳みヒータと折り畳み装置を備える。折り畳みヒータ３８および折り畳み装置４０は媒体経路４４に沿って配置され、媒体経路４４は、折り畳みヒータおよび折り畳み装置に関して操作可能な位置に印刷媒体を案内するように構成される。媒体経路４４は、給紙セクション４８を備え、これは公知の方法で印刷媒体を印刷ステーションから、またはフィニッシャ内の別の仕上げシステムから受容する。また媒体経路は排紙セクション５０を備え、これは折り畳まれた印刷媒体を、たとえば、排紙トレイ（図２に図示せず）に案内するように構成される。

折り畳み装置４０はシートを折り畳むことができれば、いずれのハードウエア要素の組み合わせでもよい。シートの機械的折り畳みは、紙の当初の形状に戻ろうとする紙本来の傾向を本質的に取り除いた鮮明な折り目を形成するために、紙の厚さに適した圧力を印加しながら、ローラ間でシートを折り曲げることを含む。各種例示的実施の形態では、折り畳み装置４０は、たとえば、折り目ブレード、１以上の単純なバックルフォルダ、１組以上の駆動ローラ等のように、各種タイプの折り目を、シート毎を基準に各シートに制御可能に施すことができれば、いずれのハードウエア要素を含んでもよい。折り畳み装置４０が行う折り目のタイプには、これに限定されないが、ｃ−折り、ｚ−折りおよび半折りがあり得る。

紙に折り目を付けるには、主に２つの方法がある。これらは一般的に、「バックル折り」と「ナイフ折り」と呼ばれる。図４に示すように、バックルフォルダは、駆動ローラ５４，６０を用いて、紙Ｓのシートを折り目チャンバー６４を通してストップ６８まで移動させ、制御されたバックルが適当に設計された１組のバッフル内で折り目形成するといった機能を果たす。このバックルは一対の折り目ローラ５４，５８によるニップ内に引き込まれる。これらのローラは通常、シートとその幅の大部分で接触しており、高い垂直力を有してしっかりとした折り目をつける。ナイフフォルダは、図５に示すように、１以上のシートＳを１対の折り目ローラ５４，５８と隣接させ、シートＳの端部をストップ６８に接触させることによって位置合わせし、次いで、シートＳを折り目ニップ内に、「ナイフ型端部の」可動バー７０を図５に示すようにＡ方向に動かすことによって曲げる。図４および５に示すバックル折りおよびナイフ折り装置は、使用してもよいタイプの媒体折り畳み装置の例である。しかし、本開示の範囲から逸脱しないなら、いずれの現在または今後開発される折り畳み装置または設備を使用してもよい。

ある実施の形態では、印刷媒体と接触して折り畳み作業を行う１以上の折り畳み表面、たとえば、折り目ローラ、折り目ブレード等は、特定のハードウエア要素を折り畳み温度に加熱するように構成された加熱要素を備えてもよい。前述のように、折り畳み温度は約３５℃〜約８０℃の間の、ある特別な実施の形態では、約４０℃〜約５０℃の間のいずれかの好適な温度であり得る。図６に示すように、ブレードでの折り畳み作業を実行する折り畳み装置の実施の形態では、印刷媒体と折り目線で接触する折り目ブレード７０を折り畳み温度に加熱してもよい。この実施の形態では、折り目ブレード７０は熱伝導性材料、たとえば、アルミニウムで形成され、かつ内部ヒータ、たとえば、抵抗加熱ワイヤまたはトレース９０がブレード内に配置されてなるものでもよく、折り目ブレードを折り畳み温度に加熱するように構成される。しかし、折り目ブレードを、いずれの好適な方法で折り畳み温度に加熱してもよい。たとえば、折り目ブレードを外部ヒータまたは内部ヒータと外部ヒータの組み合わせによって加熱してもよい。場合によっては、ブレードが媒体の一部と接触してそこに折り目が形成される折り目ブレードの先端を、折り畳み温度に加熱してもよい。ここでブレードの温度は、インクのブレードへのオフセットが起こらず、ちょうどインクを軟化させるほど十分に加熱するものであるべきである。折り目ブレードを加熱するのに代えて、バックル折りまたはブレード折りのいずれかで使用される１以上の折り畳みローラを、公知の方法で折り畳み温度に加熱してもよい。いくつかの実施の形態では、折り畳み要素の接触表面、すなわち、折り目ブレードまたはローラ表面の表面特性を最適化して、印刷媒体から折り畳み要素へのインクオフセットを低減してもよい。たとえば、折り畳み表面を、剥離剤、たとえば、シリコンオイルで処理し、またはテフロン（登録商標）のような材料でコートして、折り畳み要素にオフセットするインクの能力を低減してもよい。

折り畳みの際にインクを加熱するために、加熱された折り目ブレードまたはナイフを使用する代わりに、またはこれに加えて、折り畳みヒータを、折り畳み装置の前の媒体経路に沿って設け、印刷媒体を予め定められた折り畳み温度にするように構成されてもよい。折り畳みヒータ３８は、接触、放射、伝導または対流熱により、印刷媒体およびその上のインクを折り畳み温度にすることができる。図７を参照すると、折り畳みヒータ３８のある実施の形態を示す。この実施の形態では、折り畳みヒータは加熱支持プレート８０を備え、これは熱伝導性材料、たとえば、アルミニウムで形成され、そこを通過する印刷媒体が比較的摩擦なくスライドすることができるように、かつ媒体を折り畳み温度に加熱するのに十分な熱エネルギーを伝えるように、比較的滑らかな表面を有する。図７のヒータ８０は、媒体の印刷されたまたはインクがある側上を加熱するように配置される。同様のヒータを用いて印刷媒体の両側を加熱してもよい。また、基材または媒体案内プレート８４は、ヒータプレートの反対側に配置される。ヒータプレート８０における熱エネルギーの発生はいずれの好適な方法、たとえば、抵抗加熱要素８８、加熱ランプ等によって達成されてもよい。折り畳みヒータのヒータ要素８８は、１以上のヒータ電源（図示せず）によって供給される電流に従って熱放射線を放出して、印刷媒体を加熱するように構成される。

媒体経路に沿って配置された折り畳みヒータまたは加熱された折り目ブレードまたは折り畳みローラの使用に代えてまたはこれらに加えて、断熱された加熱容器またはハウジング内に折り畳み装置を設けることによって、対流を用いて、印刷媒体を折り畳み温度に加熱してもよい。図８は、折り畳み装置４０と、少なくとも部分的に折り畳み装置を取り囲むまたは封入した断熱ハウジング９４の実施の形態の略断面図を示す。ハウジング９４は、複数の壁で形成されており、壁はいずれの好適な断熱材料、たとえば、プラスチックで形成されてもよい。ハウジング９４は入口開口９８を有し、これは折り畳み装置の給紙セクションに対応して、印刷媒体をハウジング内に配置された折り畳み装置へと搬送することを可能にする。またはハウジングは出口開口１００を有し、これによって折り畳まれた印刷媒体をフォルダハウジングから、たとえば、出口トレイへと搬出することを可能にする。ハウジングの壁は実質的に密閉された空間Ｂを規定し、そこに折り畳み装置４０が配置される。ハウジングは空間１８内の空気を加熱する加熱要素１０４を有する。ハウジング９４の内部を、印刷媒体を所望折り畳み温度にする程度にまで、実質的に均一に加熱するならば、いずれの好適な数およびタイプの加熱要素を用いてもよい。たとえば、ハウジングの内側空間を加熱する加熱要素は、１以上の放射ヒータを備えてもよい。

３８ 折り畳みヒータ、４０ 折り畳み装置、４４ 媒体経路、５４，５８ 折り目ローラ、７０ 折り目ブレード、８８ 加熱要素、９４ ハウジング、１０４ 加熱要素。

Claims (4)

1. 相転移インクをその上に有する印刷基材を搬送するように構成された媒体経路、
   媒体経路に沿って配置され、印刷基材を折り畳むように構成された折り畳み装置、および、
   印刷媒体上の相転移インクを折り畳み温度に加熱するように構成された折り畳みヒータを備え、折り畳み温度は約２５℃より高く、相転移インクの溶融温度より低い、
   相転移インクをその上に有する印刷媒体を折り畳むための折り畳みシステム。
2. 折り畳み装置は、折り畳みブレードおよび１対の折り畳みローラを有し、折り畳みブレードは媒体経路に隣接して配置され、印刷基材と予め定められた折り目線で接触し、印刷基材を折り目線で折り畳みローラが形成するニップ内に押し込む、請求項１の折り畳みシステム。
3. 折り畳みブレードは折り畳みヒータを有し、折り畳みブレードはその内部に加熱要素が配置されて成り、折り畳みブレードを折り畳み温度に加熱する、請求項２の折り畳みシステム。
4. 折り畳みヒータは折り畳み装置を少なくとも部分的に封入する断熱された加熱容器を備え、容器は、折り畳み装置が印刷基材を折り畳む前または折り畳む際に、加熱容器の内部を、印刷基材を折り畳み温度にする程度にまで加熱するために、少なくとも１つのヒータを備える、請求項１の折り畳みシステム。

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