JP2015178272A - 水性インクジェット中間転写構造のための中間転写体（ｉｔｍ）の上の濡れ性を高めるコーティング - Google Patents

Abstract

【課題】低表面エネルギー材料の上で水性ラテックスインクの濡れ能および剥離能を高める方法および組成物を提供する。【解決手段】インクジェット印刷のための方法および装置が記載される。この方法は、転写部材の上に濡れ性を高めるコーティングを与えることを含む。濡れ性を高めるコーティング（ＷＥＣ）は、水と、酸処理されたワックス状トウモロコシカチオン性デンプンと、保水剤と、界面活性剤とを含む。濡れ性を高めるコーティングを乾燥させるか、または半分乾燥させ、膜を形成する。インク液滴が膜に放出され、膜の上にインク画像を形成する。インク画像を乾燥させ、インク画像および膜を記録媒体に転写する。【選択図】なし

Description

本開示は、一般的に、インクジェット転写固定装置および方法に関する。特に、本明細書には、低表面エネルギー材料の上で水性ラテックスインクの濡れ能および剥離能を高める方法および組成物が開示される。

液体インクまたは溶融した固体インクがインク放出口（例えば、ノズル、スリットおよび多孔性膜）から放出されるインクジェットシステムは、例えば、粒径が小さく、低コストであるという特徴に起因して、多くのプリンタで用いられている。それに加え、インクジェットプリンタは、紙基材だけではなく、例えば、繊維製品、ゴムなどの種々の他の基材にも印刷することができる。

印刷プロセス中、種々の中間媒体（例えば、転写ベルト、中間ブランケットまたはドラム）を使用し、生成した画像を最終基材に転写してもよい。中間転写固定プロセスでは、水性ラテックスインクを、中間ブランケットにインク放出し、熱を用い、インク膜を乾燥させる。その後、乾燥した画像を最終的な紙基材に転写固定する。このプロセスを適切に行うために、中間ブランケットは、２つの矛盾する要求事項を満たさなければならない。第１の要求事項は、ブランケットにインクを十分に広げなければならないことであり、第２の要求事項は、乾燥させた後に、ブランケットからインクを剥離すべきことである。水性インクが大量の水を含むため、このようなインク組成物は、高エネルギー（すなわち、４０ｍＪ／ｍ^２より大きい）親水性基材に非常によく濡れ、広がる。しかし、このような基材への高い親和性に起因して、水性インクは、これらの基材から十分に剥離しない。低い表面エネルギー（すなわち、約２０ｍＪ／ｍ^２以下）を有するシリコーンゴムは、この剥離の問題から逃れられる。しかし、シリコーンゴムの主な欠点は、水に対する親和性が低いため、これらの基材にインクが濡れず、広がらないことである。したがって、転写固定プロセスに理想的な中間ブランケットは、良好な品質の画像を生成するような最適な広がりと、紙に対し、画像を転写固定させるための最適な剥離特性とを有するだろう。ある解決策、例えば、インクに界面活性剤を添加し、インクの表面張力を下げることが提案されているが、これらの解決策には、さらなる問題がある。例えば、界面活性剤によって、インクの制御できない広がりが生じ、１ピクセルの線の縁が望ましくないほど波形になる。さらに、水性印刷ヘッドは、良好な吐出性能を満たさなければならない特定の最小表面張力の要求がある（すなわち、２０ｍＮ／ｍより大きい）。

したがって、転写固定プロセスにおいて直面する上の問題に対処するために、水性インクに望ましい広がり性および剥離特性を与える手法が必要である。

本明細書には、インクジェット印刷のための方法が開示される。この方法は、中間転写部材の上に濡れ性を高めるコーティングを与えることを含む。濡れ性を高めるコーティングは、水と、カチオン性デンプンと、保水剤と、界面活性剤とを含む。濡れ性を高めるコーティングを、厚みが約０．０５ミクロン〜約５ミクロンの膜になるまで乾燥させる。この方法は、インク液滴を放出し、膜の上にインクジェット画像を作成することを含む。この方法は、インクジェット画像および膜を記録媒体に転写することを含む。

本明細書には、転写部材を備えるインクジェットプリンタが記載される。転写部材に隣接する濡れ性向上ステーションは、転写部材の上に濡れ性を高めるコーティングを与える。濡れ性を高めるコーティングは、水と、カチオン性デンプンと、保水剤と、界面活性剤とを含む。プリンタは、転写部材に隣接し、濡れ性を高めるコーティングから作られる膜にインク液滴を放出し、濡れ性を高めるコーティングの上にインク画像を作成する印刷ヘッドを備える。プリンタは、転写部材に隣接し、前記印刷ヘッドの下流に配置され、転写部材とともに転写固定爪を形成する転写固定ロールを有する、転写固定ステーションを備える。プリンタは、記録媒体を転写固定爪に移動し、インク画像および濡れ性を高めるコーティングを記録媒体に転写する輸送デバイスを備える。

本明細書には、転写部材を備えるインクジェットプリンタが記載される。転写部材に隣接する濡れ性向上ステーションは、転写部材の上に濡れ性を高めるコーティングを与える。濡れ性を高めるコーティングは、水と、カチオン性デンプンと、保水剤と、界面活性剤とを含む。カチオン性デンプンは、アミロペクチンのヒドロキシル基が正に帯電した部分に置き換えられたアミロペクチンを９０重量％より多く含む。プリンタは、転写部材に隣接し、濡れ性を高めるコーティングから作られる膜にインク液滴を放出し、濡れ性を高めるコーティングの上にインク画像を作成する印刷ヘッドを備える。プリンタは、転写部材に隣接し、前記印刷ヘッドの下流に配置され、転写部材とともに転写固定爪を形成する転写固定ロールを有する、転写固定ステーションを備える。プリンタは、記録媒体を転写固定爪に移動し、インク画像および膜を記録媒体に転写する輸送デバイスを備える。

添付する図面は、本明細書に組み込まれ、本明細書の一部を構成するが、本教示のいくつかの実施形態を示し、本記載とともに、本教示の原理を説明するのに役立つ。

図１は、水性インク画像プリンタを示す概略図である。 図２は、コーティングされていないＢＯＰＰおよびＷＥＣでコーティングされたＢＯＰＰについて、インク液滴およびその広がりの写真を示す。 図３は、本明細書に記載するＷＥＣ配合物および非カチオン性デンプンＷＥＣ配合物を含むシリコーンブランケットの上のインク液滴およびその広がりの写真を示す。 図４は、本明細書に記載するＷＥＣ配合物および非カチオン性デンプンＷＥＣ配合物を含むシリコーンブランケットの表面に塗布した流体層およびその広がりを有するシリコーンブランケットの写真を示す。

厳格な構造の正確さ、詳細および縮尺を維持するのではなく、図面のいくつかの詳細を単純化し、実施形態を理解しやすくするように描かれることを注記すべきである。

本教示の実施形態を詳細に参照し、その例は、添付の図面に示される。可能な場合はどれも、図面全体で同じ部品または同様の部品を指すために同じ参照番号が使用される。

以下の記載では、記載の一部を形成する添付の図面を参照し、本教示を実施し得る具体的で例示的な実施形態を示すことによって示される。これらの実施形態を、当業者が本教示を実施することができるように十分に詳細に記載し、他の実施形態を利用してもよく、本教示の範囲を逸脱することなく変更を行ってもよいことが理解されるべきである。したがって、以下の記載は単なる例示である。

１つ以上の実施例の観点で示してきたが、添付の特許請求の範囲の精神および範囲から逸脱することなく、示されている実施例に対し、変更および／または改変を行ってもよい。それに加え、具体的な特徴が、いくつかの実施例の１つのみに対して開示されていてもよいが、このような特徴を、所望なように、任意の所与の機能または具体的な機能に有利な他の実施例の１つ以上の他の特徴と組み合わせてもよい。さらに、「〜を含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」、「含む（ｉｎｃｌｕｄｅ）」、「〜を有する（ｈａｖｉｎｇ）」、「有する（ｈａｓ）」、「伴う（ｗｉｔｈ）」という用語またはこれらの変形語をいずれかの詳細な記載および特許請求の範囲に使用する程度まで、このような用語は、「〜を含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」という語句と同様の様式で包括的であることを意図している。「〜の少なくとも１つ」という用語は、列挙した項目の１つ以上が選択可能であることを意味するために用いられる。

本実施形態の広い範囲を記載する数値範囲およびパラメータは概算値であるが、具体例に記載する数値範囲は、可能な限り正確に報告している。しかし、いかなる数値範囲も、それぞれの試験測定でみられる標準偏差から必然的に生じる特定の誤差を固有に含む。さらに、本明細書に開示するすべての範囲は、その範囲に包含される任意の部分範囲およびあらゆる部分範囲を包含することが理解されるべきである。例えば、「１０未満」という範囲は、最小値が０であり、最大値が１０である（境界値を含む）任意の部分範囲およびあらゆる部分範囲、すなわち、最小値が０以上であり、最大値が１０以下である任意の部分範囲およびあらゆる部分範囲（例えば、１〜５）を
含んでいてもよい。特定の場合には、パラメータとして述べられるような数値は、負の値であってもよい。この場合、「１０未満」であると述べられる値の例は、負の値、例えば、−１、−２、−３、−１０、−２０、−３０などを想定することができる。

図１は、高速水性インク画像製造機またはプリンタ１０を示す。示されているように、プリンタ１０は、転写部材１２（ブランケットまたは受け入れ部材または画像作成部材とも呼ばれる）の表面にインク画像を生成し、次いで、転写部材１２を用いて作られる爪１８を通過する媒体にインク画像を転写する間接的なプリンタである。プリンタ１０は、以下に記載する直接的または間接的に動くサブシステムおよび要素を支えるフレーム１１を備える。プリンタ１０は、ドラムの形態で示される転写部材１２を含むが、支持されている終端のないベルトとして構成されていてもよい。転写部材１２は、外側表面２１を有する。外側表面２１は、方向１６に移動可能であり、その上でインク画像が作られる。方向１７に回転可能な転写固定ローラー１９は、転写部材１２の表面２１に対して負荷をかけ、転写固定爪１８を形成し、その中で、表面２１に作られたインク画像が、記録媒体４９に転写固定される。

転写部材１２は、任意の適切な形状であってもよい。適切な形状の例としては、シート、膜、ウェブ、箔、細長片、コイル、円柱形、ドラム、終端のない細長片、円板、ドレルト（ドラムとベルトの中間形）、終端のないベルトを含むベルト、終端のないつなぎ目がある可とう性ベルトおよび終端のないつなぎ目がある可とう性画像作成ベルトが挙げられる。転写部材１２は、単一層または複数層であってもよい。

転写部材１２の表面２１は、爪１８において、表面２１から記録媒体４９へのインク画像の転写を容易にするために、表面エネルギーが比較的低い材料から作られる。このような材料としては、シリコーン、フルオロシリコーン、フルオロエラストマー、例えば、Ｖｉｔｏｎ（登録商標）が挙げられる。しかし、低エネルギー表面は、このような表面が、インク液滴を広げず、高いエネルギーの表面ではないため、良好な品質のインク画像を作成するのに役立たない。以下にさらに詳細に開示するのは、記録媒体４９上でのインク画像の適切な剥離を可能にしつつ、良好なインク画像を与えるインクの広がり能を高める方法および装置である。

一般的な記載を続けると、プリンタ１０は、転写部材１２が回転してセンサを通過するにつれて、転写部材１２の表面２１および表面２１に塗布されたコーティングから反射した光を検出するように構成された光学センサ９４Ａ（イメージオンドラム（「ＩＯＤ」）センサとしても知られる）を備えている。光学センサ９４Ａは、転写部材１２の表面２１を横切る方向に整列した個々の光学検出器が列になった線状の配列を含む。光学センサ９４Ａは、表面２１から反射した光に対応するデジタル画像データを作成する。光学センサ９４Ａは、転写部材１２が方向１６に回転し、光学センサ９４Ａを通るにつれて、「スキャンライン」と呼ばれる一列の画像データを作成する。一実施形態では、光学センサ９４Ａのそれぞれの光学検出器は、さらに、赤色、緑色、青色（ＲＧＢ）の反射光の色に対応する光の波長に感受性の３つの検知要素を含む。また、光学センサ９４Ａは、表面２１に赤色、緑色および青色に輝く照射源も含む。光学センサ９４Ａは、画像受け入れ表面で相補的な色の光が輝き、それぞれの光検出器でＲＧＢ要素を用い、異なるインク色を検出することができる。光学センサ９４Ａによって作られる画像データを、プリンタ１０内のコントローラ８０または他のプロセッサによって分析し、表面２１にあるインク画像および濡れ性を高めるコーティング（以下にさらに詳細に記載する）の厚みおよび被覆面積を特定する。ブランケット表面およびコーティングからの鏡面反射光または拡散光の反射から、厚みおよび被覆を特定することができる。他の光学センサ（例えば、９４Ｂ、９４Ｃおよび９４Ｄ）は、類似の構成であり、印刷プロセス中の他のパラメータ、例えば、インクジェットの欠けまたは動作不能、および画像乾燥前のインク画像の作成（９４Ｂ）、画像転写のためのインク画像の処理（９４Ｃ）およびインク画像の転写効率（９４Ｄ）を特定し、評価するために、表面２１の周囲の異なる位置に配置されていてもよい。または、ある実施形態は、媒体での画質を評価するために使用可能なさらなるデータを作成するために、光学センサを備えていてもよい（９４Ｅ）。

プリンタ１０は、表面２１が、印刷ヘッドモジュール３４Ａ〜３４Ｄによって作られる印刷ゾーンに入る直前の位置で、転写部材１２の表面２１の次に位置する表面エネルギーアプリケータ１２０をさらに備えていてもよい。表面エネルギーアプリケータ１２０は、例えば、コロトロン、スコロトロンまたは偏って帯電したローラーであってもよい。表面エネルギーアプリケータ１２０は、表面エネルギーアプリケータ１２０と表面２１との間に、この２つの構造の間にある空気をイオン化するのに十分な電場を放出し、負に帯電した粒子、正に帯電した粒子、または正および負に帯電した粒子の組み合わせを表面２１に塗布するような構成である。電場および帯電した粒子は、ブランケット表面およびコーティングの表面エネルギーを高める。表面２１の表面エネルギーを高めると、その後に、モジュール３４Ａ〜３４Ｄの印刷ヘッドによってインク液滴を放出し、表面２１に付着させ、融着させることができる。

プリンタ１０は、印刷ゾーンへの空気の流れを作り出し、制御する空気流管理システム１００を備えている。空気流管理システム１００は、印刷ヘッド空気供給部１０４と、印刷ヘッド空気戻り部１０８とを備える。印刷ヘッド空気供給部１０４と戻り部１０８は、プリンタ１０のコントローラ８０またはある種の他のプロセッサに操作可能に接続され、コントローラが、印刷ゾーンへ流れる空気を管理することができる。この空気流の制御によって、インク中の蒸発した溶媒および水が印刷ヘッド上で凝集するのを防ぐのに役立ち、印刷ゾーン中の熱を弱め、インクジェット内でインクが乾燥し、インクジェットが詰まり得る可能性を減らすのに役立つ。空気流管理システム１００は、さらに、印刷ゾーンの湿度および温度を検出するためのセンサを備えていてもよく、空気供給部１０４および戻り部１０８をもっと正確に制御することができ、印刷ゾーン内の最適条件を確保することができる。プリンタ１０内のコントローラ８０またはある種の他のプロセッサは、さらに、画像領域のインク被覆に関し、システム１００の制御を可能にしてもよく、または時間までは、画像が印刷されないときに空気のみが印刷ゾーンを通って流れるように、システム１００の操作を可能にしてもよい。

高速水系インクプリンタ１０は、さらに、ある色の水系インクの少なくとも１つの供給源２２を含む水系インク供給および運搬サブシステム２０を備える。示されているプリンタ１０が、多色画像製造機である場合、インクを運搬するシステム２０は、４種類の異なる色ＣＹＭＫ（シアン、イエロー、マゼンタ、ブラック）の水系インクをあらわす４種類の供給源２２、２４、２６、２８を備える。図１の実施形態では、印刷ヘッドシステム３０は、印刷ヘッド支持部３２を備えており、プリントボックスユニット（３４Ａ〜３４Ｄ）としても知られる複数の印刷ヘッドモジュールを支える。それぞれの印刷ヘッドモジュール３４Ａ〜３４Ｄは、転写部材１２の幅方向にわたって効果的に延び、表面２１にインク液滴を放出する。印刷ヘッドモジュールは、１個の印刷ヘッドまたは千鳥状の配列に構成された複数の印刷ヘッドを備えていてもよい。それぞれの印刷ヘッドモジュールは、フレーム（図示せず）に操作可能に接続し、インク液滴を放出するように整列し、表面２１の上にインク画像を作成する。印刷ヘッドモジュール３４Ａ〜３４Ｄは、１つ以上の印刷ヘッドにインクを供給するために、関連する電子機器、インク容器およびインク経路を備えていてもよい。示した実施形態において、経路（図示せず）は、印刷ヘッドモジュール３４Ａ〜３４Ｄに供給源２２、２４、２６および２８を操作可能に接続し、モジュール内の１つ以上の印刷ヘッドに対するインク供給部を提供する。一般的によく知られているように、印刷ヘッドモジュール内の１つ以上の印刷ヘッドは、それぞれ、１色のインクを放出することができる。他の実施形態では、印刷ヘッドは、２色以上のインクを放出するように構成されていてもよい。例えば、モジュール３４Ａおよび３４Ｂ中の印刷ヘッドは、シアンおよびマゼンタのインクを放出することができ、一方、モジュール３４Ｃおよび３４Ｄ中の印刷ヘッドは、イエローおよびブラックのインクを放出することができる。示されているモジュール中の印刷ヘッドは、モジュールによって印刷されるそれぞれの色の分離解像度を高めるために、互いに相殺する（すなわち、千鳥状の）２つの並びに配列される。このような配列によって、たった１色のインクのみを放出する印刷ヘッドの１つの並びを有する印刷システムのみの解像度の２倍で印刷することができる。プリンタ１０は、４個の印刷ヘッドモジュール３４Ａ〜３４Ｄを備えているが、それぞれ、２つの印刷ヘッドの並びを有し、交互に並ぶ構造は、異なる数の印刷ヘッドモジュールを有するか、またはモジュール内の並びを有する。

表面２１の上に印刷される画像が印刷ゾーンから出た後、画像が、画像乾燥部１３０の下を通る。画像乾燥部１３０は、赤外線ヒーター１３４、温風源１３６および空気戻り部１３８Ａおよび１３８Ｂを備える。赤外線型ヒーター１３４は、転写部材１２の表面２１に印刷した画像に赤外熱をあて、インク中の水または溶媒を蒸発させる。温風源１３６は、インクに温風を向かわせ、インクからの水または溶媒の蒸発を補助する。次いで、空気を集め、空気戻り部１３８Ａおよび１３８Ｂによって排気し、印刷領域中の空気の流れと他の要素との干渉を減らす。

さらに示されるように、プリンタ１０は、記録媒体を供給し、取り扱うシステム４０を備え、例えば、種々の大きさの紙印刷媒体の１つ以上の積み重ねを保存する。記録媒体を供給し、取り扱うシステム４０は、例えば、シートまたは基材の供給源４２、４４、４６および４８を備える。プリンタ１０の実施形態では、供給源４８は、例えば、記録媒体４９を切断した印刷媒体の形態で画像受け入れ基材を保存し、供給するための高容量紙供給部またはフィーダである。記録媒体を供給し、取り扱うシステム４０は、さらに、基材を取り扱い、輸送するシステム５０を備え、媒体プレコンディショナアセンブリ５２と媒体ポストコンディショナアセンブリ５４とを有する。プリンタ１０は、印刷媒体が転写固定爪１８を通った後、印刷媒体にさらなる熱および圧力を加えるための任意要素の融合デバイス６０を備える。一実施形態では、融合デバイス６０は、印刷媒体の上に作られる印刷画像の光沢度を調整する。図１の実施形態では、プリンタ１０は、書類保持トレイ７２と、書類シートを供給し、回復するデバイス７４と、書類を露出させ、スキャンするシステム７６とを含む元々の書類フィーダ７０を備える。

機械またはプリンタ１０の種々のサブシステム、要素および機能の操作および制御は、コントローラまたは電子サブシステム（ＥＳＳ）８０の助けを借りて行われる。ＥＳＳまたはコントローラ８０は、転写部材１２、印刷ヘッドモジュール３４Ａ〜３４Ｄ（したがって、印刷ヘッド）、基材を供給し、取り扱うシステム４０、基材を取り扱い、輸送するシステム５０、ある実施形態では、１つ以上の光学センサ９４Ａ〜９４Ｅに操作可能に接続する。ＥＳＳまたはコントローラ８０は、例えば、中央処理ユニット（ＣＰＵ）８２を含む自己内蔵型の専用のミニコンピュータであり、電子記憶部８４およびディスプレイまたはユーザインターフェース（ＵＩ）８６を備える。ＥＳＳまたはコントローラ８０は、例えば、センサ入力部および制御回路８８と、ピクセルの配置および制御回路８９とを含む。それに加え、ＣＰＵ８２は、画像入力源、例えば、スキャンシステム７６、またはオンラインまたはワークステーションの接続９０および印刷ヘッドモジュール３４Ａ〜３４Ｄの間の画像データフローを読み取り、捕捉し、作成し、管理する。このように、ＥＳＳまたはコントローラ８０は、以下に記載する印刷プロセスを含む他の機械サブシステムおよび機能のすべてを操作し、制御するための主なマルチタスクプロセッサである。

コントローラ８０は、プログラム化された命令を実行する汎用または特殊用途用のプログラム制御可能なプロセッサで実行することができる。プログラム制御された機能を発揮するのに必要な命令およびデータを、プロセッサまたはコントローラに関連するメモリに保存することができる。プロセッサ、そのメモリおよびインターフェース回路は、以下に記載する操作を行うためのコントローラを構成する。これらの要素は、印刷配線回路カードで与えられてもよく、または特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）の回路として与えられてもよい。それぞれの回路は、別個のプロセッサを用いて実行されてもよく、または複数の回路が同じプロセッサで実行されてもよい。または、回路を別個の要素で実行してもよく、または超大規模集積（ＶＬＳＩ）回路で与えられる回路で実行してもよい。また、本明細書に記載する回路は、プロセッサ、ＡＳＩＣ、別個の要素またはＶＬＳＩ回路の組み合わせで実行することができる。

操作中に、印刷ヘッドモジュール３４Ａ〜３４Ｄに対する印刷ヘッド制御シグナルの出力を処理し、作成するために、作成すべき画像のための画像データは、スキャンするシステム７６から、またはオンラインまたはワークステーションの接続９０によってコントローラ８０に送られる。さらに、コントローラ８０は、例えば、ユーザインターフェース８６を介するオペレータの入力から、関連するサブシステムおよび要素の制御を決定し、および／または受け入れ、したがって、このような制御を実行する。結果として、適切な色のための水性インクを印刷ヘッドモジュール３４Ａ〜３４Ｄに運ぶ。さらに、表面２１に対し、ピクセルの配置制御が行われ、画像データおよび媒体（記録媒体４９の形態であってもよい）に対応するインク画像を作成し、供給源４２、４４、４６、４８のいずれか１つによって供給され、爪１８にタイミングよく運ぶために、記録媒体輸送システム５０によって取り扱われる。爪１８において、インク画像は、転写部材１２の表面２１から、転写固定爪１８の媒体基材に転写される。

ある印刷操作において、１つのインク画像が、表面２１全体を覆ってもよく（シングルピッチ）、または複数のインク画像が、表面２１に堆積してもよい（マルチピッチ）。マルチピッチ印刷構造において、転写部材１２（画像受け入れ部材とも呼ばれる）の表面２１は、複数のセグメントに分けられていてもよく、それぞれのセグメントが、書類ゾーンの全ページ画像（すなわち、シングルピッチ）および表面２１に作られる複数のピッチに分けられる書類内のゾーンを含む。例えば、２ピッチの画像受け入れ部材は、表面２１の周囲に２つの書類内ゾーンによって分けられる２つの書類ゾーンを含む。同様に、例えば、４ピッチの画像受け入れ部材は、４つの書類ゾーンを含み、それぞれ、表面２１を通過または一巡りする間に１つの媒体シートに作られるインク画像に対応する。

１つ以上の画像が、コントローラ８０の制御下、表面に作られたら、図示したインクジェットプリンタ１０は、プリンタ内の要素を操作し、表面２１から媒体へ１つ以上の画像を転写し、固定するためのプロセスを行う。プリンタ１０では、コントローラ８０は、媒体輸送システム５０中の１つ以上のローラー６４を動かすためのアクチュエータを操作し、記録媒体４９を処理方向Ｐに転写固定ローラー１９に隣接する位置まで移動させ、次いで、転写固定ローラー１９と転写部材１２の表面２１との間にある転写固定爪１８を通って移動する。転写固定ローラー１９は、転写部材１２の表面２１に対して記録媒体４９の前側を押しつけるように、記録媒体４９の裏側に対して圧力を加える。転写固定ローラー１９も加熱してもよいが、図１の実施形態では、転写固定ローラー１９は加熱されない。その代わりに、記録媒体４９のためのプレヒーターアセンブリ５２が、爪に向かう媒体の経路に与えられる。プレコンディショナアセンブリ５２は、記録媒体４９を所定の温度に慣らし、画像を媒体に転写するのを助け、それによって、転写固定ローラーのデザインを単純化する。加熱した記録媒体４９の裏側に対し、転写固定ローラー１９によって作られる圧力は、転写部材１２から記録媒体４９への画像の転写固定（転写および融合）を容易にする。

転写部材１２および転写固定ローラー１９両方の回転または転がりによって、記録媒体４９に画像を転写固定するだけではなく、記録媒体４９が爪を通るのにも役立つ。転写部材１２は、回転し続け、コーティングおよび表面２１にあらかじめ塗布されている画像の転写固定プロセスが続く。

上に図示され、記載されるように、転写部材１２または画像受け入れ部材は、最初に、インクジェット画像を受け入れる。インクを乾燥させた後、転写部材１２は、爪１８における転写工程中に、画像を最終的な印刷基材へと剥離する。転写部材１２の表面２１が比較的低い表面エネルギーを有するとき、転写工程が改良される。しかし、低い表面エネルギーを有する表面２１は、転写部材１２に対し、望ましい初期のインク濡れ性（広がり）に反するように作用する。残念なことに、転写部材１２の表面２１には、２つの矛盾する要求事項がある。第１の要求事項は、インクを広げ、濡らす（すなわち、球状に丸まらない）高い表面エネルギーの表面を目標とする。第２の要求事項は、インク画像は、乾燥すると、最大の転写効率（目標は１００％）を達成するように、転写部材１２の表面２１との引力が最小限であることであり、これは、表面２１の表面エネルギーを最小にすることによって最もよく達成される。

さらに具体的には、最も良く剥離する転写部材１２の材料は、特に、シリコーン、フルオロシリコーンおよびフルオロエラストマーの群であり、例えば、Ｖｉｔｏｎ（登録商標）である。これらの材料は、すべて表面エネルギーが低いが、インクの濡れ性が悪い。または、ポリウレタンおよびポリイミドは、非常によく濡れるが、インクを簡単に離さないだろう。

濡れ性を高めるコーティング（ＷＥＣ）を与え、このコーティングを乾燥させ、転写部材１２の表面２１で表面エネルギーが大きなコーティングを作成することによって、転写部材１２の上で、インク画像の向上した濡れ性が得られる。インク画像を濡れ性を高めるコーティング膜に塗布する。乾燥した膜は、インクと相溶性ではなく、および／または、インクにコーティングが再び溶解するのを避けるのに十分なほど厚い。

図１に戻り、表面管理ユニット（ＳＭＵ）９２は、コーティングステーション（例えば、コーティングアプリケータ）、計量ブレードを備え、ある実施形態では、クリーニングブレードを備える。コーティングアプリケータは、さらに、所定容積の濡れ性を高める液を含む容器および弾性供与体をさらに含んでいてもよく、弾性供与体は、平滑または多孔性であってもよく、濡れ性を高めるコーティング材料および計量ブレードと接触するために容器に取り付けられる。濡れ性を高めるコーティングを、転写部材１２の表面２１に塗布し、表面２１の薄膜を作成する。ＳＭＵ９２は、コントローラ８０に操作可能に接続しており、コントローラが、供与部材、計量ブレードおよびクリーニングブレードを選択的に操作し、転写部材１２の表面２１にコーティング材料を堆積させ、分布させることができる。ＳＭＵ９２は、コーティングステーションと印刷ヘッドとの間に、濡れ性を高めるコーティングの膜生成を高める乾燥部を含んでいてもよい。

転写後、ＷＥＣおよびインクを記録媒体４９に固定し、ＷＥＣは、保護画像オーバーコートとして作用する。ＷＥＣの別の利点は、ＷＥＣが、それぞれの印刷サイクルの後に転写部材１２の表面２１を常に「新しくする」ため、多くの紙が接触した後、転写部材１２と関連する潜在的な寿命の課題がなくなることである。

犠牲濡れ性を高めるコーティング（ＷＥＣ）を記載する。この水性（ＷＥＣ）流体コーティングを表面２１に塗布し、表面２１で乾燥させ、固体膜を作成する。このコーティングは、転写部材１２の表面２１よりも表面エネルギーが高く、および／または親水性が高いだろう。それに加え、インク液滴を乾燥させる前に、このコーティングは、インクに再び溶解しない。

いくつかの実施形態では、ＷＥＣは、水と、アルファ化カチオン性デンプンと、保水剤と、界面活性剤とを含む。濡れ性を高めるコーティングを半分乾燥させるか、または乾燥させ、厚みが約０．０５ミクロン〜約５ミクロン、またはいくつかの実施形態では、０．０５ミクロン〜約２ミクロンの膜を作成する。

本発明で使用するカチオン性デンプンは、好ましくは、酸処理されたワックス状トウモロコシデンプンまたはワックス状穀物デンプンであるが、他のワックス状トウモロコシデンプンも選択肢の範囲内である。

いくつかの実施形態では、以下のＷＥＣ溶液の例は、すべて、酸処理されたカチオン性ワックス状トウモロコシ穀物デンプンを用いて調製されている。

カチオン性デンプンは、以下の構造１に示されるようなアミロペクチンで構成される。

構造１は、（Ｃ_６Ｈ_１２Ｏ_６）_ｍ単位について、１２〜３０個のα−１，４結合ごとに約１個のα−１，６結合を有し、ｍは、１２〜３０である。

ヒドロキシル基（−ＯＨ）の一部は、正に帯電した部分、例えば、構造２
によって置き換えられ、式中、Ｒ_１、Ｒ_２およびＲ_３は、それぞれ互いに独立して、水素、アルキル、アリールおよびアルキルアリールである。いくつかの実施形態では、カチオン性デンプンの正に帯電した部分は、三級または四級のアンモニウム化合物であり、通常は、デンプンと三級アミンまたは四級アミンとの反応によって得られ、２．３−エポキシプロピルトリメチルアンモニウムクロリドおよび（３−クロロ−２−ヒドロキシプロピル）トリメチルアンモニウムクロリドを含む。正に帯電した部分は、アミロペクチンと反応し、過度に分岐したアミロペクチン誘導体を形成する。

いくつかの実施形態では、カチオン性デンプンは、以下の構造
によってあらわされ、式中、Ｒ_１、Ｒ_２およびＲ_３は、上に記載したとおりである。

デンプンのアルファ化は、水および熱存在下、デンプン分子の分子内結合を破壊し、水素結合部位（ヒドロキシルの水素および酸素）がもっと多くの水を取り込むプロセスである。これにより、デンプン顆粒を不可逆的に溶解する。固体含有量が約１重量％〜約３５重量％のカチオン性デンプンスラリーを、脱イオン水を用いて調製した。次いで、バッチプロセスまたはジェットクッカーによって、デンプンスラリーをアルファ化するか、または熱する。バッチプロセスの場合、デンプンスラリーを約９３℃〜約９８℃に加熱し、この温度に約１５分〜約２０分維持した。

デンプンのカチオン化は、「置換度」（ＤＳ）によって測定される。置換度は、それぞれの無水グルコース単位のヒドロキシル基の平均数を示す。カチオン性デンプンの窒素含有量は、デンプン成分を基準として約０．１重量％〜約０．６０重量％である。いくつかの実施形態では、窒素含有量は、デンプン成分を基準として約０．２重量％〜約０．５５重量％または約０．２５重量％〜約０．５０重量％である。

調整可能なインク液滴の広がりは、配合物中の正に帯電した部分の量を調整することによって制御することができる。正に帯電した部分の量は、デンプン中の窒素量によって測定される。乾燥プロセス中のインクの後退および色のにじみは、画質が向上するようにカチオン性官能基によって効果的に制御することができる。いくつかの実施形態では、カチオン性デンプンを、任意要素の界面活性剤および任意要素の保水剤とともに、実施例に記載するようにシリコーンまたはフッ素化ゴム基材に塗布した。

いくつかの実施形態では、含水保水剤をＷＥＣに塗布することができる。保水剤の量は、乾燥ＷＥＣの約１重量％〜乾燥ＷＥＣの約８重量％である。いくつかの実施形態では、保水剤は、グリセロール、ソルビトールおよびグリコールからなる群から選択される。いくつかの実施形態では、保水剤とカチオン性デンプンの重量比は、約１：１〜５：１である。

いくつかの実施形態では、界面活性剤をＷＥＣに加える。界面活性剤の量は、乾燥ＷＥＣの約０．０１重量％〜乾燥ＷＥＣの約２．０重量％である。適切な界面活性剤としては、アニオン系界面活性剤（例えば、ラウリル硫酸ナトリウム（ＳＬＳ）、Ｄｅｘｔｒｏｌ ＯＣ−４０、Ｓｔｒｏｄｅｘ ＰＫ ９０、ラウリル硫酸アンモニウム、ラウリル硫酸カリウム、ミレス硫酸ナトリウムおよびジオクチルスルホコハク酸ナトリウムシリーズ）、非イオン系界面活性剤（スルフィノール１０４シリーズ、スルフィノール４００シリーズ、ダイノール６０４、ダイノール８１０、エンバイロジェム３６０、二級アルコールエトキシレートシリーズ、例えば、Ｔｅｒｇｉｔｏｌ １５−ｓ−７、テルギトール１５−ｓ−９、ＴＭＮ−６、ＴＭＮ−１００ｘおよびテルギトールＮＰ−９，Ｔｒｉｔｏｎ Ｘ−１００など）およびカチオン系界面活性剤が挙げられる（Ｃｈｅｍｇｕａｒｄ Ｓ−１０６Ａ、Ｃｈｅｍｇｕａｒｄ Ｓ−２０８Ｍ、Ｃｈｅｍｇｕａｒｄ Ｓ−２１６Ｍ）。ある種のフッ素化界面活性剤またはシリコーン界面活性剤を、ＰｏｌｙＦｏｘ ＴＭＰＦ−１３６Ａ、１５６Ａ、１５１Ｎ Ｃｈｅｍｇｕａｒｄ Ｓ−７６１ｐ、Ｓ−７６４ｐ Ｓｉｌｓｕｒｆ Ａ００８、Ｓｉｌｔｅｃ Ｃ−４０８、ＢＹＫ ３４５、３４６、３４７、３４８および３４９のような系で使用することができる。ポリエーテルシロキサンコポリマーＴＥＧＯ Ｗｅｔ−２６０、２７０ ５００など。アルキルベタインフルオロ界面活性剤またはアルキルアミンオキシドフルオロ界面活性剤、例えば、Ｃｈｅｍｇｕａｒｄ Ｓ−５００ Ｃｈｅｍｇｕａｒｄ Ｓ−１１１のようなある種の両性フッ素化界面活性剤も使用することができる。

いくつかの実施形態では、殺生物剤をＷＥＣに加える。ＷＥＣに適した殺生物剤としては、ＡＣＴＩＣＩＤＥＳ（登録商標）ＣＴ、ＡＣＴＩＣＩＤＥＳ（登録商標）ＬＡ １２０９およびＡＣＴＩＣＩＤＥＳ（登録商標）ＭＢＳが挙げられる。ＷＥＣ中の殺生物剤の量は、約０．１重量％〜約２重量％である。

ＷＥＣは、乾燥時の厚みが約０．１ミクロン〜約５ミクロン、または約０．１ミクロン〜約２．０ミクロンまたは約０．２ミクロン〜約０．７ミクロンの丈夫なコーティングを生成する。濡れ性を高めるコーティングは、転写部材１２の表面２１よりも高い表面エネルギーを有する。いくつかの実施形態では、乾燥後の濡れ性を高めるコーティングの表面エネルギーは、約１６ｍＮ／ｍ〜約約３０ｍＮ／ｍである。塗布中の濡れ性を高めるコーティングの粘度は、室温で、固体重量％が１０％で５００ｃｐ未満である。濡れ性を高めるコーティングを約５０℃〜約１２０℃の温度でコーティングする。濡れ性を高めるコーティングのｐＨは、５〜１０である。濡れ性を高めるコーティングの固体含有量は、約１重量％〜約１０重量％である。

具体的な実施形態を詳細に記載する。これらの例は、実例であることを意図しており、これらの実施形態に記載される材料、条件または処理パラメータに限定されない。あらゆる部は、特に指示のない限り、固体重量を基準とするパーセントである。

以下のＷＥＣ配合物を調製し、試験した。すべての実施例を、以下に記載するコーティング実験で同様に行った。

（実施例１）
１０％ Ｃａｒｇｉｌｌ＋３９Ｄデンプン（ワックス状トウモロコシカチオン性穀物デンプンである）を室温で脱イオン水に加えた。約９３℃〜約９８℃の温度に加熱することによってカチオン性デンプンスラリーをアルファ化した。カチオン性デンプンスラリーをこの温度に約１５分〜約２０分維持し、次いで、アルファ化したデンプンを室温まで冷却した。１５ｇの１０％ Ｃａｒｇｉｌｌ＋３９Ｄ溶液および５ｇのグリセロールを７９．９ｇの脱イオン水中で合わせ、混合することによってＷＥＣ溶液を調製した。次に、０．１ｇのラウリル硫酸ナトリウム（ＳＬＳ）界面活性剤をこの混合物に加え、１００ｇの溶液を製造した。

（実施例２）
１０％カチオン性デンプンＣａｒｇｉｌｌ＋３４Ｄを実施例１のようにアルファ化した。１３．５ｇの１０％ Ｃａｒｇｉｌｌ＋３４Ｄ溶液および５ｇのグリセロールを８１．４ｇの脱イオン水中で合わせ、混合することによって、ＷＥＣ溶液を調製した。次に、０．１ｇのラウリル硫酸ナトリウム（ＳＬＳ）界面活性剤をこの混合物に加え、１００ｇの溶液を製造した。

（実施例３）
１０％カチオン性デンプンＣａｒｇｉｌｌ＋３４Ｄを実施例１のようにアルファ化した。１５ｇの１０％ Ｃａｒｇｉｌｌ＋３９Ｄ溶液および５ｇのグリセロールを７９．９ｇの脱イオン水中で合わせ、混合することによって、ＷＥＣ溶液を調製した。次に、０．１ｇのＳｔｒｏｄｅｘ ＰＫ ９０をこの混合物に加え、１００ｇの溶液を製造した。

（実施例４）
２０％カチオン性デンプンＣａｒｇｉｌｌ＋３４Ｄを実施例１のようにアルファ化した。７．５ｇの１０％ Ｃａｒｇｉｌｌ＋３９Ｄ溶液および５ｇのグリセロールを８７．４ｇの脱イオン水中で合わせ、混合することによって、ＷＥＣ溶液を調製した。次に、０．１ｇのＳｔｒｏｄｅｘ ＰＫ ９０をこの混合物に加え、１００ｇの溶液を製造した。

（実施例５）
２０％カチオン性デンプンＣａｒｇｉｌｌ＋３４Ｄを実施例１のようにアルファ化した。３０ｇの１０％ Ｃａｒｇｉｌｌ＋３４Ｄ溶液を６９ｇの脱イオン水中で合わせ、混合することによって、ＷＥＣ溶液を調製した。次に、１ｇのＴｒｉｔｏｎ ＴＸ−１００界面活性剤をこの混合物に加え、１００ｇの溶液を製造した。

実施例１のＷＥＣ配合物を１．５％まで希釈した。このコーティングに５％グリセロールを加えた。２．５番のＭｅｙｅｒロッドを使用し、二軸配向したポリプロピレン（ＢＯＰＰ）膜またはＡＯ７００架橋剤を含むＶｉｔｏｎ ＧＦから作られたＶｉｔｏｎ膜にカチオン性デンプン溶液をコーティングした。濡れた膜の厚みは、約６ミクロン〜約７ミクロンであった。コーティングされた膜を乾燥器中、６０℃で３０秒間乾燥させた。乾燥膜の厚みは、約１００ｎｍ〜約３００ｎｍであった。

カチオン性デンプンＷＥＣに対するインクの接触角を、Ｆｉｂｒｏ ＤＡＴ１１００装置を用いて測定した。接触角を時間経過に伴って連続的に測定した。捕捉可能な最初の画像は、２０ミリ秒であった。ＢＯＰＰに対するＷＥＣの接触角は、約２８°〜３８°であった。コーティングされていないＢＯＰＰは、接触角が６０°より大きかった。接触角が大きいほど、インクの広がりが小さくなる。インク液滴の広がりは、ＷＥＣがコーティングされたＢＯＰＰを用いてかなり向上した。図２は、コーティングされていないＢＯＰＰおよびコーティングされたＢＯＰＰについて、インク液滴およびその広がりの写真を示す。同一の条件で、コーティングされたＢＯＰＰを用いると液滴はかなり良好に広がる。

実験用の黒色インクを用い、印刷を行った。印刷条件は、以下の条件を含んでいた。インク液滴の質量：６．８ｎｇ；インク液滴の速度：１０ｍ／ｓ；周波数：５ＫＨｚ；電圧：１９Ｖ。印刷ブランケットは、カチオン性デンプン溶液のコーティングと、対応する非カチオン性デンプンの比較例を含んでいた。ドットパターンおよび直線パターンの印刷中、Ｖｉｔｏｎブランケットを４０℃の温度に維持した。液滴吐出実験を行い、以下にさらに詳細に記載するように、濡れ性および画質の顕著な向上を示す。約１１０℃での紙への転写は、ほぼ１００％であった。

図３は、表面に塗布されたインクジェット液滴を有するシリコーンブランケットでのインク液滴およびその広がりの写真を示す。上に記載したようなデンプンを、ＷＥＣ配合物中で使用する非カチオン性デンプンと比較する。ドットの大きさは、本明細書に開示するＷＥＣでは約７５ミクロンであり、比較例のＷＥＣではドットの大きさは約５０であった。図４は、シリコーンブランケットの表面に塗布された上述の流体層を有するシリコーンブランケットを示す。図２および図３のような乾燥したＷＥＣを有するブランケット表面に同じインクジェット液滴を塗布し、図４に示す。線の幅は、本明細書に開示するＷＥＣでは約１２０ミクロンであり、一方、比較例のＷＥＣでは線の幅は約５８であった。したがって、本明細書に開示するＷＥＣは、他のＷＥＣよりも良好な広がりを示す。図３および図４の比較から明確に理解することができるように、濡れ性を高めるコーティングは、球状にまとまらないインクジェット形状を与える。

別の実験用インクを、エアブラシを用い、カチオン性デンプンがコーティングされたＶｉｔｏｎに塗布した。転写条件は、９９℃、５０ｐｓｉおよび滞留時間５秒であった。インクは、カチオン性デンプンがコーティングされたＶｉｔｏｎからＤｉｇｉｔａｌ Ｅｌｉｔｅ Ｇｌｏｓｓコーティング紙に１００％転写された。

ＷＥＣコーティングされたＢＯＰＰおよびコーティングされていないＢＯＰＰで印刷試験を行った。ＨＰオフィスジェット４２００プリンタを用い、コーティングされていないＢＯＰＰおよびカチオン性デンプンがコーティングされたＢＯＰＰに印刷した。カチオン性デンプンがコーティングされたＢＯＰＰは、優れた画質を与えた。

種々の上に開示した特徴および機能の改変物またはその代替物、および他の特徴および機能の改変物またはその代替物は、他の異なるシステムまたは用途に組み込まれてもよいことが理解されるだろう。種々の現時点でわかっていないか、または予想されていない代替物、改変、変形または改良は、当業者によって後でなされてもよく、これらも以下の特許請求の範囲に包含される。

Claims (7)

1. 転写部材と；前記転写部材に隣接し、転写部材の上に濡れ性を高めるコーティングを与え、この濡れ性を高めるコーティングが、水、カチオン性デンプン、保水剤および界面活性剤を含む、濡れ性を高めるコーティングステーションと；濡れ性を高めるコーティングを乾燥させるために前記転写部材に隣接し、転写部材の上に膜を形成する乾燥ステーションと；前記転写部材に隣接し、前記膜に水性インク液滴を放出する印刷ヘッドと；前記転写部材に隣接し、前記印刷ヘッドの下流に配置され、転写部材とともに転写固定爪を形成する転写固定ロールを有する、転写固定ステーションと；記録媒体を転写固定爪に移動し、インク画像および膜を記録媒体に転写する輸送デバイスとを備える、インクジェットプリンタ。
2. カチオン性デンプンは、アミロペクチンのヒドロキシル基が正に帯電した部分に置き換えられたアミロペクチンを９０重量％より多く含む、請求項１に記載のインクジェットプリンタ。
3. アミロペクチンは、
   によってあらわされ、式中、（Ｃ_６Ｈ_１２Ｏ_６）_ｍ単位について、１２〜３０個のα−１，４結合ごとに１個のα−１，６結合が存在し、ｍは、１２〜３０に等しい、請求項１に記載のインクジェットプリンタ。
4. 置き換えられた正に帯電した部分を有するアミロペクチンは、
   によってあらわされ、式中、Ｒ_１、Ｒ_２およびＲ_３は、水素、アルキル、アリールおよびアルキルアリールである、請求項３に記載のインクジェットプリンタ。
5. 正に帯電した部分に置き換えられたカチオン性デンプン中の窒素量は、約０．１％〜約０．６％である、請求項４に記載のインクジェットプリンタ。
6. 置き換えられた正に帯電した部分を有するアミロペクチンは、
   によってあらわされる、請求項１に記載のインクジェットプリンタ。
7. 転写部材と；前記転写部材に隣接し、転写部材の上に濡れ性を高めるコーティングを与え、この濡れ性を高めるコーティングが、水、カチオン性デンプン、保水剤および界面活性剤を含み、カチオン性デンプンが、アミロペクチンのヒドロキシル基が正に帯電した部分に置き換えられたアミロペクチンを９０重量％より多く含む、濡れ性を高めるコーティングステーションと；濡れ性を高めるコーティングを乾燥させるために前記転写部材に隣接し、転写部材の上に膜を形成する乾燥ステーションと；前記転写部材に隣接し、前記膜に水性インク液滴を放出する印刷ヘッドと；前記転写部材に隣接し、前記印刷ヘッドの下流に配置され、転写部材とともに転写固定爪を形成する転写固定ロールを有する、転写固定ステーションと；記録媒体を転写固定爪に移動し、インク画像および膜を記録媒体に転写する輸送デバイスとを備える、インクジェットプリンタ。