JP2010224537A - 印刷に利用可能な装置およびその方法 - Google Patents

Abstract

【課題】印刷に利用可能な装置において媒体を表面から効率的に剥離させる。
【解決手段】印刷に使用可能な装置であって、第1ロール３３０と、内側表面３２４と外側表面３２２を有して第１ロール３３０と外側表面３２２とでニップ３０５を形成するベルト３２０と、ベルト３２０の内部に配置される剥離部材３４０とを備える。剥離部材３４０は第１ニードル軸受３７４を含み、第１ニードル軸受３７４をベルト３２０の内側表面３２４と接触させることにより、ニップ３０５に供給された媒体３６０をベルト３２０の外側表面３２２から剥離しやすくする。
【選択図】図３

Description

マーキング材を使用して媒体上に画像を形成する印刷装置がある。そのような印刷装置では、ニップを形成するロールおよびベルトを備えてもよい。媒体をニップに供給して加熱することにより、マーキング材の処理を行う。媒体は典型的にはベルトから剥離される。

米国特許出願公開第２００８／００３７０６９号明細書 米国特許出願公開第２００７／０１７２２７２号明細書 米国特許出願公開第２００７／０１６６０８４号明細書

媒体を表面から効率的に剥離することができる、印刷に利用可能な装置および方法を提供することが望ましい。

本発明に係る印刷に使用可能な装置は、第1ロールと、内側表面と外側表面を有して前記第１ロールと前記外側表面とでニップを形成するベルトと、前記ベルトの内部に配置される剥離部材とを備え、前記剥離部材は第１ニードル軸受を含み、前記第１ニードル軸受を前記ベルトの内側表面と接触させることにより、前記ニップに供給された媒体を前記ベルトの外側表面から剥離しやすくするものである。

図１は、印刷装置の例示の実施形態を示す図である。 図２は、薄い媒体の処理に使用する定着器の例示の実施形態を示す図である。 図３は、薄い媒体の処理に使用する定着器の例示の実施形態を示す図である。 図４は、図２に示す定着器の一部拡大図である。 図５は、図２に示す定着器の一部拡大図である。

開示された実施形態は、印刷に利用可能な装置を含む。この装置は第１ロールを備え、内側表面と外側表面を含むベルトを備え、前記第１ロールと前記ベルトの前記外側表面はニップを形成し、前記ベルトの内部に位置する剥離部材を備え、前記剥離部材は第１ニードル軸受を含み、前記第１ニードル軸受を前記ベルトの前記内側表面と接触させることにより、前記ニップに供給された媒体を前記ベルトの前記外側表面から剥離し易くする。

開示された実施形態はさらに、印刷に利用可能な装置を含む。この装置は第１ロールを備え、第２ロールを備え、前記第１ロールおよび前記第２ロール間に配置されたベルトを備え、前記ベルトは外側表面と内側表面を含み、前記第２ロールと前記ベルトの前記内側表面の間に位置する剥離部材を備え、前記剥離部材は前記ベルトの前記内側表面に対向する第１表面を有し、前記剥離部材は前記第２ロールに対向する第２表面を有し、前記剥離部材の前記第１表面は、前記ベルトの前記内側表面と接触する第１ニードル軸受を含み、前記剥離部材の前記第２表面は、前記第２ロールと接触する少なくとも１つのニードル軸受を含む。

開示された実施形態はさらに、印刷に利用可能な装置において媒体を表面から剥離する方法を含み、この装置は、第１ロール、内側表面と外側表面を含むベルト、および前記第１ロールおよび前記ベルトの前記外側表面によって形成されたニップを備える。この方法は、前記ニップにて前記媒体を前記ベルトの前記外側表面と接触する工程と、前記剥離部材を使用して前記ベルトから前記第１媒体を剥離する工程を備え、前記剥離部材は第１ニードル軸受を含み、前記第１ニードル軸受を前記ベルトの前記内側表面と接触させることにより、媒体を前記ベルトの前記外側表面から剥離し易くする。

ここで言う「印刷装置」とは、任意の目的で印刷出力機能を実行するあらゆる装置を包含する。そのような装置としては、例えばデジタルコピー機、製本機械、複合機などが挙げられる。この印刷装置は、トナーおよびインク（例えば液体インク、ゲルインク、熱硬化性インクおよび放射線硬化性インク）を含むさまざまな種類の固体および液体マーキング材を使用することができる。この印刷装置は、さまざまな熱や圧力等の条件を使用してマーキング材を処理し、媒体上に画像を形成することができる。

ここでいう「ニードル軸受（またはニードル支持部材）」とは、転り装置または移動装置の摩擦を軽減するのに役立つ、実質的に丸形断面を有する円筒ころを包含する。

図１は、米国特許出願公開第２００８／００３７０６９号に開示されるような例示の印刷装置１００を示す。印刷装置１００は異なる媒体種類の印刷に使用することができる。

印刷装置１００は直列に配置された２つの媒体供給モジュール１０２、媒体供給モジュール１０２に隣接するプリンタモジュール１０６、プリンタモジュール１０６に隣接するインバータモジュール１１４、およびインバータモジュール１１４に隣接して直列配置された２つのスタッカモジュール１１６を含んでいる。印刷装置１００において、媒体供給モジュール１０２はプリンタモジュール１０６に媒体を供給する。プリンタモジュール１０６では、トナーを一連の現像剤ステーション１１０から、帯電された感光体ベルト１０８へ転写することにより、感光体ベルト上にトナー画像を形成し、カラー印刷を行う。トナー画像は、用紙搬送路を通って供給されたそれぞれの媒体１０４に転写される。媒体は、定着ロール１１３および加圧ロール１１５を含む定着器１１２内を進み、定着ロール１１３および加圧ロール１１５はニップを形成して媒体を加熱、加圧することにより、トナー画像を媒体上に定着する。インバータモジュール１１４は、プリンタモジュール１０６を通過した媒体を操作して、媒体をスタッカモジュール１１６へ引き渡すか、あるいは媒体を反転させてプリンタモジュール１０６へ戻す。スタッカモジュール１１６では、印刷された媒体はスタッカカート１１８に積み上げられてスタック１２０を形成する。

印刷に利用可能な装置、および印刷に利用可能な装置における媒体の剥離方法を提供する。この装置の実施形態は、異なる種類の媒体上でマーキング材を処理するよう構成されている。この装置の実施形態はベルトを含む。ベルトを加熱して媒体に熱エネルギーを供給することができる。

図２は、印刷に利用可能な装置の例示の実施形態を示す。この装置は定着器２００である。定着器２００は、定着器２００において使用可能な異なる種類の媒体を剥離し易くするよう構成されている。定着器２００の実施形態は異なる種類の印刷装置において使用することができる。例えば、定着器２００は図１に示す印刷装置１００における定着器１１２の代わりに使用することができる。

図２に示すように、定着器２００は定着ロール２０２上に設けた連続ベルト２２０、外部ロール２０６、内部ロール２１０、２１４およびアイドラロール２１８を含む。ベルト２２０は外側表面２２２と内側表面２２４を有する。他の実施形態では、定着器２００が備えるベルト２２０を支持するロールの数は、４未満または４以上でもよい。

定着ロール２０２、外部ロール２０６、内部ロール２１０、２１４は、ベルト２２０と接触する外側表面２０４、２０８、２１２および２１６をそれぞれ有する。定着ロール２０２、外部ロール２０６、内部ロール２１０、２１４は、内部発熱体２５０、２５２、２５４および２５６をそれぞれ含んでいる。発熱体２５０、２５２、２３５４、２５６は、例えば軸方向に延在するランプであってもよい。発熱体は従来の方法で電源２７０に接続される。実施形態では、定着ロール２０２、外部ロール２０６、内部ロール２１０、２１４はそれぞれ、１つ以上の発熱体を備えてもよい。例えば、これらのロールはそれぞれ１個の長いランプと１個の短いランプを備えてもよい。電源２７０は従来の方法でコントローラ２７２に接続される。コントローラ２７２は、電源２７０の動作を制御して発熱体２５０、２５２、２５４、２５６への電圧供給を制御することにより、ベルト２２０を所望温度まで加熱する。

定着器２００はさらに、外側表面２３２を有する外部加圧ロール２３０を含み、外側表面２３２は図示のようにベルト２２０と係合する。加圧ロール２３０およびベルト２２０は、外側表面２３２と外側表面２２２の間にニップ２０５を形成する。実施形態では、加圧ロール２３０はコア、およびコアを覆う外側表面２３２を含む外層を備えてもよい。コアはアルミニウム等で構成することができ、外層は弾性的に変形可能な高分子材料で構成することができる。

定着ベルト２２０の実施形態は、例えば基層、基層上の中間層、中間層上の外層を備えてもよい。そのような実施形態では、基層は内側表面２２４を形成し、外層はベルト２２０の外側表面２２２を形成する。例示の実施形態におけるベルト２２０では、基層はポリイミドなどのような高分子材料で構成され、中間層はシリコンなどで構成され、外層は、デュポンエラストマーＬ．Ｌ．Ｃ．の登録商標「ヴァイトン（Ｖｉｔｏｎ）」として販売されているフルオロエラストマやポリテトラフルオロエチレン（テフロン（登録商標））などの高分子材料により構成される。

実施形態では、ベルト２２０の厚さは約０．１ｍｍから約０．６ｍｍであってもよい。例えば、ベルト２２０は、約５０μｍから約１００μｍの厚さを有する基層、約１００μｍから約５００μｍの厚さを有する中間層、約２０μｍから約４０μｍの厚さを有する外層を含んでもよい。ベルト２２０の幅は、典型的には約３５０ｍｍから約４５０ｍｍ、長さは約５００ｍｍから少なくとも約１０００ｍｍである。

図２は、媒体２６０を処理方向Ａに向かってニップ２０５に供給する様子を示す。定着ロール２０２は反時計回りに回転し、加圧ロール２３０は時計回りに回転することにより、処理方向Ａに向かって媒体２６０をニップ２０５へ搬送し、ベルト２２０を反時計回りに回転させる。媒体２６０は、例えば紙シートでもよい。典型的には、用紙は重量で分類される。軽量紙の重量は約７５ｇｓｍ以下であり、中量紙の重量は、約７５ｇｓｍから約１６０ｇｓｍであり、重量紙の重量は、１６０ｇｓｍ以上である。典型的には、低質量トナーは約０．８ｍｇ／ｃｍ²未満であり、高質量トナーは少なくとも約０．８ｍｇ／ｃｍ²である。用紙はコーティングを施したものでもコーティング無しのものでもよい。コーティングを施した媒体上でマーキング材を処理する場合には、コーティングを施してない媒体に比較して、より多くのエネルギー（厚さおよび坪量当たりで）を使用する。例えば、重量媒体上でトナーを定着させるには、軽量媒体に比べてより高い定着温度を使用する。

加圧ロール２３０の外側表面２３２は、定着ロール２０２上でベルト２２０と接触することによって、加圧ロール２３０に与えられた負荷Ｌ₁により変形する。定着ロール２０２の外側表面２０４もまた、外側表面２０４を形成する材料の硬度によっては、この接触によって変形する場合がある。例えば、外側表面２０４が弾性的に変形可能な材料により構成される場合、外側表面２０４もまた加圧ロール２３０との接触によって変形する場合がある。

「ニップ幅」とは、ニップ入口とニップ出口間の処理方向における距離である。ニップ幅は、滞留時間（ｄｗｅｌｌ）と処理速度の積（つまりニップ幅＝滞留時間×処理速度）として表現することができる。図２は、ニップ２０５に供給された媒体２６０が軽量紙のような軽量の媒体である場合を示す。例えばトナーのようなマーキング材２６２は、ベルト２２０に面する媒体２６０の上面に置かれる。媒体２６０はコーティングを施したものでもコーティング無しのものでもよい。この場合、ベルト２２０および加圧ロール２３０は狭いニップ幅を形成する。

図３は、重量用紙のような重量媒体３６０を定着器３００内のニップ３０５に供給する場合を示す。例えばトナーのようなマーキング材３６２は、ベルト２２０に面する媒体３６０の上面に置かれる。媒体３６０はコーティングを施したものでもコーティング無しのものでもよい。この場合、ベルト３２０と加圧ロール３３０間のニップ幅および圧力は、図２に示す軽量媒体の場合よりも大きい。

定着器３００は定着ロール３０２上に設けた連続ベルト３２０、外部ロール３０６、内部ロール３１０、３１４およびアイドラロール３１８を含む。ベルト３２０は外側表面３２２と内側表面３２４を有する。

定着ロール３０２、外部ロール３０６、内部ロール３１０、３１４は、ベルト３２０と接触する外側表面３０４、３０８、３１２および３１６をそれぞれ有する。定着ロール３０２、外部ロール３０６、内部ロール３１０、３１４は、内部発熱体３５０、３５２、３５４および３５６をそれぞれ含んでいる。発熱体は従来の方法で電源３７０に接続される。電源３７０は従来の方法でコントローラ３７２に接続される。コントローラ３７２は、電源３７０の動作を制御して発熱体３５０、３５２、３５４、３５６への電圧供給を制御することにより、ベルト３２０を希望温度まで加熱する。

定着器３００はさらに、外側表面３３２を有する外部加圧ロール３３０を備え、外側表面３３２は図示のようにベルト３２０と係合する。加圧ロール３３０およびベルト３２０は、外側表面３３２と外側表面３２２の間にニップ３０５を形成する。実施形態では、加圧ロール３３０はコア、およびコアを覆う外側表面３３２を含む外層を備える。定着器３００のさまざまな構成要素を形成する材料は、定着器２００に関する説明で示した材料と同じであってもよい。

剥離部材３４０は、ベルト３２０の内側表面３２４と定着ロール３０２の外側表面３０４の間に配置される。剥離部材はニップ３０５から約１０ｍｍ離れて配置してもよい。剥離部材３４０は第１ニードル軸受３７４を含んでもよく、第１ニードル軸受３７４は丸形断面を有してもよく、定着ロール３０２の軸芯方向に沿った長さを有してもよい。ニードル軸受３７４はベルト３２０の内側表面３２４上の摩擦を軽減するように、その軸芯に沿って回転してもよい。ニードル軸受３７４の直径は約１ｍｍから２ｍｍであってもよく、長さは約８ｍｍであってもよい。ニードル軸受３７４はステンレス鋼などで形成してもよい。

ニードル軸受３７４は、ベルト３２０の内側表面３２４と接触する剥離部材３４０の面積を減少することにより、ニードル軸受の存在がなければベルト３２０の内側表面３２４で生じる摩耗を軽減する。さらに、ニードル軸受３７４は丸形断面を有し、その軸芯に沿って回転することができるので、ベルト３２０の内側表面３２４の摩耗がさらに軽減される。

図４は、剥離部材３４０を含む定着器３００の一部を示す。剥離部材３４０は、ニードル軸受３７４を挿入可能な切欠部３７５を備えてもよい。切欠部３７５はニードル軸受３７４の形状に対応する寸法および形状を有してもよい。剥離部材３４０はまた、切欠部３７５内にニードル軸受３７４を保持するための保持部材を備えてもよい。ニードル軸受３７４は切欠部３７５内で回転してもよい。

図５に示すように、剥離部材３４０は、第１ニードル軸受３７４と、ニードル軸受３７６およびニードル軸受３７８のような少なくとも１つの第２ニードル軸受を含んでもよい。第１ニードル軸受３７４および少なくとも１つの第２ニードル軸受の直径は約１ｍｍであってもよい。ニードル軸受３７４は剥離部材３４０の第１表面に位置してもよく、ニードル軸受３７６および３７８は、定着ロール３０２の外側表面３０４と対向する剥離部材３４０の第２の表面に位置してもよい。ニードル軸受３７６および３７８は定着ロール３０２の外側表面３０４と接触してもよい。剥離部材３４０は、第１ニードル軸受３７４およびニードル軸受３７６、３７８を保持するための切欠部、および第１ニードル軸受３７４およびニードル軸受３７６、３７８を切欠部内に保持するための保持部材を備えてもよい。

剥離部材の実施形態はまた、定着ベルトと異なる構造および機能を有するベルトからの媒体の剥離を支援する印刷に利用可能な装置において使用することができる。剥離部材は、例えば印刷装置において画像の転写に使用する感光体ベルトからの媒体の剥離を補助するために、また印刷装置において媒体に転写された画像の搬送に使用する中間ベルトからの媒体の剥離を補助するために使用することができる。印刷に利用可能な装置は、印刷装置が有する１本以上のベルトから媒体を剥離するための１つ以上の剥離部材を含んでもよい。

上記では、電子写真式印刷において使用する定着装置に関して説明を行ったが、ここでの開示および請求項の内容は、媒体上のマーキング材に対して行われるあらゆる処理に対して適用可能であることは理解されるであろう。例えば、良好な印刷のために、マーキング材はトナー、液体またはゲルインク、および／または熱硬化性または放射線硬化インクで構成してもよく、そして／または、媒体は良好な印刷のために温度のような特定の処理条件を利用してもよい。任意の実施形態において、媒体上のインク処理に好適な熱、圧力、およびその他条件等の処理条件は、電子写真式の定着に好適な条件とは異なっていてもよい。

上述のさまざまな各実施形態ならびにその他の特徴および機能、またはその代替案を適宜に組み合わせることにより、他の多くの異なる装置または用途を得ることができるであろう。また、現状では予見し得ない、または予期せぬさまざまな代替案、変形、変更または改善は、当業者によっていずれ実施されるものであって、添付の特許請求の範囲内のものである。

１００ 印刷装置、１０２ 媒体供給モジュール、１０４，２６０ 媒体、１０６ プリンタモジュール、１０８ 感光体ベルト、１１２，２００，３００ 定着器、１１３，２０２，３０２ 定着ロール、１１５，２３０，３３０ 加圧ロール、２０５，３０５ ニップ、２０６，３０６，３３０ 外部ロール、２１０，２１４，３１０，３１４ 内部ロール、２２０，３２０ 連続ベルト、２２２，２３２，３０４，３０８，３１２，３１６，３２２，３３２ 外側表面、２２４，２３４，３２４ 内側表面、２６２ マーキング材、３４０ 剥離部材、３７４ 第１ニードル軸受、３７５ 切欠部、３７６，３７８ 第２ニードル軸受。

Claims (4)

1. 印刷に使用可能な装置であって、
   第1ロールと、内側表面と外側表面を有して前記第１ロールと前記外側表面とでニップを形成するベルトと、前記ベルトの内部に配置される剥離部材とを備え、
   前記剥離部材は第１ニードル軸受を含み、前記第１ニードル軸受を前記ベルトの内側表面と接触させることにより、前記ニップに供給された媒体を前記ベルトの外側表面から剥離しやすくすることを特徴とする装置。
2. 請求項１に記載の装置において、
   前記第１ニードル軸受を保持するために前記剥離部材に形成された切欠部と、前記切欠部内に前記ニードル軸受を保持する保持部材とをさらに備えることを特徴とする装置。
3. 請求項１に記載の装置において、
   前記第１ニードル軸受の直径は約１ｍｍであることを特徴とする装置。
4. 印刷に使用可能な装置であって、
   第１ロールと、第２ロールと、前記第１ロールおよび前記第２ロール間に配置されて外側表面および内側表面を有するベルトと、前記第２ロールと前記ベルトの前記内側表面との間に配置される剥離部材とを備え、
   前記剥離部材の第１表面は前記ベルトの前記内側表面に対向し、前記剥離部材の第２表面は前記第２ロールに対向し、前記剥離部材の第１表面は前記ベルトの内側表面と接触する第１ニードル軸受を含み、前記剥離部材の第２表面は前記第２ロールと接触する少なくとも１つのニードル軸受を含むことを特徴とする装置。

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