JP5826671B2 - 印刷装置 - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、一般的にプリンタおよび印刷機器、詳細には、蒸気および超微粒子が印刷機器から出てしまう前に、それらを凝縮および収集するように大きさが決められた機能を有する凝縮ユニットを含む印刷機器に関するものである。

最新の印刷機器には、放出を制限する要求を含む多くの要求がなされる。例えば、ＲＡＬ（ドイツ品質保証ラベル協会）は、現在のＲＡＬ ＵＺ１２２規格が２０１１年１２月３１日に失効するとき、コピー機用の超微粒子の制限を導入する可能性がある。このことは、Ｂｌｕｅ Ａｎｇｅｌのラベルを所持する、または、このラベルを所持したい開発段階にある職場の全ての製品に影響を与えるかもしれない。機器が新しい要求に対する準拠を示すことができないならば、このような機器は、西ヨーロッパにおける利益を生み出す入札市場において効果的に競争できない可能性がある。例えば、ＲＡＬは、印刷周期または同様に低い放出率の達成目標において、粒子数を５０，０００よりも少なくするという名目上の達成目標を設定することもあり得る。従って、印刷機器からの放出の制御が問題となる。

本発明の１つの例示的な印刷装置は、媒体供給部に隣接した用紙搬送路を含む。用紙搬送路は、印刷装置を貫いて印刷媒体を移動させる。さらに、マーキングエンジンが、用紙搬送路に隣接して位置付けられ、用紙搬送路は、印刷媒体をマーキングエンジンに供給する。マーキングエンジンは、印刷プロセスにおいて印刷媒体にマーキング材料を印刷し、印刷プロセスが蒸気および超微粒子を発生させる。

当業者によって理解されるように、マーキングエンジンは、印刷媒体と接するときに蒸気および超微粒子を発生させる発熱体を備えている。蒸気および超微粒子は、水蒸気、揮発性有機化合物、微粒子などのうちの少なくとも１つを含む。超微粒子の大きさは、一般的に、１００ナノメートル未満である。

それ故に、印刷装置は、用紙搬送路とマーキングエンジンとに隣接した導管組織を含む。導管組織内には、扇風機が位置付けられている。扇風機は、用紙搬送路およびマーキングエンジン付近から導管組織に蒸気および超微粒子を移動させる。さらに、導管組織内には、少なくとも１つの凝縮ユニットが設置されている。凝縮ユニットは、マーキングエンジン付近の領域よりも低温で維持される。より具体的には、凝縮ユニットは、蒸気を液状に凝縮して（蒸気および超微粒子よりも低温で維持される）液状の蒸気および超微粒子を収集するには十分な温度で維持される。いくつかの実施形態では、動力付きの冷却部材（冷蔵ユニット）を凝縮ユニットに熱接続でき、凝縮ユニットを周囲温度よりも低温で冷却し、蒸気および超微粒子の凝縮をさらに促進する。

凝縮ユニットは、基盤と、基盤から伸びる棒状部とを備え、（竿状部、針状部、カーボンナノチューブなどを含むことができる）棒状部は、蒸気および超微粒子を最大限凝縮および収集するように大きさが決められ、配置されている。あるいは、熱伝導性の網状材料を、棒状部の代わりに用いることができる。網状材料は、蒸気および超微粒子を最大限凝縮および収集するように大きさが決められた開口部を有している。

本実施形態による印刷機器の概略側面図である。 本実施形態による印刷機器の一部の概略透視図である。 本実施形態による印刷機器の一部の概略端面図である。 本実施形態による印刷機器の配管の概略透視図である。 本実施形態による印刷機器の凝縮ユニットの概略透視図である。 本実施形態による印刷機器の凝縮ユニットの概略透視図である。 本実施形態による印刷機器の凝縮ユニットの概略透視図である。 本実施形態による印刷機器の凝縮ユニットの概略透視図である。

上記したように、印刷機器からの放出の制御が問題になる。印刷機から放出された大量の超微粒子は、定着器の熱が紙に加えられるときに放たれる水蒸気である。超微粒子はまた、定着器の巻取り紙用オイルといった材料からなる揮発性有機化合物を含むことができる。これらの超微粒子は、通常、気相または液相（蒸気相）の中に存在し、冷却気流によって印刷機の外へ運ばれる。

従って、本発明の実施形態は、蒸気の凝縮によって、超微粒子を冷却面に合着させ、印刷機における収集槽内にこのような合着した超微粒子を収集して、印刷機から出て大気に入る超微粒子の放出量を低減する。

印刷機内での凝縮は、電気故障を引き起こし、用紙送りに問題が生じてしまう場合があるので、望ましくない。このことは、超微粒子に特徴的な蒸気の放出を制限するという要望と合致していないが、本発明の実施形態は、凝縮量を増やして合着量および排液量を制御する導管組織の表面を含み、機能不良のリスクを回避し、機械操作および信頼性を改善する。

図１は、本発明の実施形態によって用いられ、例えば、プリンタ、複写機、多機能装置などを含むことができる、コンピュータ制御された印刷機器１００を示す。印刷機器１００は、制御機器／プロセッサ１２４と、プロセッサ１２４に効果的に接続された少なくとも１つのマーキング機器（印刷エンジン）１１０と、シート供給部１０２からマーキング機器１１０に媒体シートを供給するために位置付けられた媒体経路１１６と、プロセッサ１２４、および、印刷機器の外部からコンピュータ制御されたネットワーク、に効果的に接続された通信ポート（入力／出力）１２６とを含む。印刷エンジンから様々なマーキングを受信した後、媒体シートは、適宜、印刷された様々なシートを折り畳む、綴じる、分類するなどできる仕上げ器１０８に移動できる。

さらに、印刷機器１００は、少なくとも１つの付属の機能部品（例えば、スキャナ／文書ハンドラ１０４、シート供給部１０２、仕上げ器１０８など）、および、外部電源１２８から（電源１２２を介して）供給された電力で動作するグラフィック・ユーザ・インターフェース・アセンブリ１０６を含むことができる。

入力／出力機器１２６は、多機能印刷機器１００への、および、多機能印刷機器からの通信に用いられる。プロセッサ１２４は、印刷機器の様々なアクションを制御する。（光学的な、磁気の、キャパシタに基づいた、などであってもよい）非一時的なコンピュータ記憶媒体１２０は、プロセッサ１２４によって読取り可能であり、プロセッサ１２４が実行する命令を記憶して、多機能印刷機器が本明細書において説明したようなその様々な機能を実施できる。

従って、プリンタ本体のハウジング１００は、電源１２２によって交流（ＡＣ）１２８から供給された電力で動作する、１つまたは複数の機能部品を備えている。電源１２２は、外部交流電源１２８に接続し、外部電力を、様々な部品に必要なタイプの電力に変換する。

当業者によって理解されるように、図１に示した印刷機器１００は、一例にすぎず、本発明の実施形態は、同様に、より少ない部品またはより多い部品を含む他のタイプの印刷機器にも適用可能である。例えば、限られた数の印刷エンジンおよび用紙搬送路を図１に示しているが、当業者には、はるかに多くの用紙搬送路および付加的な印刷エンジンを、本発明の実施形態によって用いられる任意の印刷機器内に含むことができるということを、理解されたい。

図２は、印刷機器の扉のいくつかが開いている場合に見られる、図１に示した印刷機器１００の一部の透視図である。部材番号２２０は、媒体経路１１６に沿って位置付けられた様々なローラ（転写ローラ、定着ローラなど）を示し、部材番号２２６は、任意の他の通常備え付けられた処理部材を表す。当業者によって理解されるように、マーキングエンジン１１０は、印刷媒体と接するときに蒸気および超微粒子を発生させる発熱体２２０、２２６を備えている。蒸気および超微粒子は、水蒸気、揮発性有機化合物、微粒子などを含む。超微粒子の大きさは、概して、１００ナノメートル未満である。

さらに、図３は、印刷構造１００の同じ部分を断面の端面図から示す。印刷機器１００のある内部部分は、他の内部部分よりも高温である。従って、部材番号２３０と表示された、印刷エンジン１１０を含む部分は、より高温の印刷領域を表し、一方、より低温の印刷領域は、部材番号２３２によって表されている。

部材番号１１０、２２０、２２６のいずれかは、超微粒子の放出を引き起こしてしまう。それ故に、本発明の実施形態は、導管組織２５０と、導管組織２５０内またはその近傍に位置付けられた扇風機２１４とを含む。図示したように、導管組織２５０は、用紙搬送路１１６およびマーキングエンジン１１０に隣接している。扇風機２１４は、（蒸気、超微粒子、他の異物などを含む）空気を導管組織２５０に引き込む。

さらに、図３に示したように、導管組織２５０内の扇風機２１４は、（印刷機器１００内の断熱壁である境界２１２を越えて）より高温のプリンタ領域２３０からより低温のプリンタ領域２３２に空気を引き込む。導管組織２５０内には、少なくとも１つの凝縮ユニット２５２が設置されている。図示したように、凝縮ユニット２５２を、マーキングエンジン１１０付近の領域よりも低温のプリンタの位置において維持できる。

より具体的には、凝縮ユニット２５２を、蒸気を液状に凝縮して（蒸気および超微粒子よりも低い温度で維持される）液状の蒸気および超微粒子を収集するには十分な温度で維持する。一例では、通常２５℃で湿度９０％（またはそれ以上）の定着器の出口の空気は、ほぼ２３℃で表面に凝縮する。当業者によって理解されるように、本発明の実施形態は、露点の原理に働きかけ、凝縮ユニット２５２を蒸気の露点よりも低い温度で維持する限り、蒸気は凝縮している。

蒸気が凝縮すると、蒸気は容器２３４に収集される。容器を、印刷機器１００から取り外すことができ、これによって、超微粒子を適切に処理できる。容器２３４は、専用の瓶であってもよいし、あるいは、廃棄されたトナー瓶といった多目的容器であってもよい（ここでは、トナーと水とを混合することによって、廃棄されたトナー瓶を交換するときにトナークラウド状態が生じる可能性を低減する）。

図４は、凝縮ユニット２５２を今まで以上に詳しく示した導管組織２５０の透視図を示す。図４に示したように、凝縮ユニット２５２を、より低温のプリンタ領域２３２内に位置付けるだけで、必要なより低い（導管組織２５０内の空気の露点よりも低い）温度で維持できる。あるいは、動力付きの冷却部材２５４（冷蔵ユニット）を、凝縮ユニット２５２に熱接続でき、凝縮ユニット２５２を周囲温度よりも低温で冷却し、蒸気および超微粒子の凝縮をさらに促進することによって、凝縮ユニット２５２は導管組織２５０のどこにでも取り付け可能になる。

図５〜図８は、本発明の実施形態によって用いられる凝縮ユニットの様々な例を示す。凝縮ユニット２５２のそれぞれは、基盤２６０を有している。図５〜図７は、基盤２６０から伸びる棒状部を示す。棒状部は、竿状部２６２（図５）、針状部２６４（図６）、カーボンナノチューブ２６６（図７）などを含むことができる。あるいは、棒状部の代わりに、熱伝導性の網状材料２６８（図８）を用いることができる。図５〜図８は凝縮ユニット２５２のいくつかの例を示しているが、当業者には、凝縮ユニット２５２が様々な多くの形態をとることができ、図面に示し、本明細書で述べた限られた数の凝縮ユニットが例にすぎず、以下の請求項が（用途に応じて異なる）このような凝縮ユニットの全ての潜在的な形態を含むことを意図しているということを、理解されたい。

いくつかの従来のシステムが、印刷機器の内部領域から蒸気を除去するために凝縮面を用いているが、このような従来のシステムは、超微粒子を効果的に除去していない。なぜなら、このような従来のシステムは、超微粒子を引き込むように配置され、大きさが決められ、形作られた表面を含んでいないからである。逆に、本発明の実施形態では、棒状部は、蒸気および超微粒子を最大限凝縮および収集するように配置され、大きさが決められ、形作られている。棒状部は、平面形状の表面領域よりも、冷却用に極めて多い表面領域を提供している。直径がより小さく、棒状部が互いに近接するにつれて、冷却に利用できる表面領域が増す。注目すべきことに、導管組織２５０を介した直通路が存在しないことにより微粒子の捕獲を補助するように、針状部２６４は、大量の気流の中にあり、導管２５０を「覆う」ように位置付けられ、正しい位置に配置されることができる。

同様に、網状材料２６８は、蒸気および超微粒子を最大限凝縮および収集するように大きさが決められた（ナノサイズの開口部である）開口部を有することができる。網状材料２６８は、繊細な鎖または繊維を組み込むことができる。このことは、鎖または繊維が熱転写特性を有している、すなわち、（金属）熱を効果的に伝導し、次に、網状部２６８が導管の断面全体を確実に覆う場合に可能である。超微細な微粒子が空気流と共に移動することと同様にブラウン運動のゆえに（不規則に）移動するとき、常に非常に小さい空隙を有する必要はなく、０．１μｍの隙間が効果的に機能することになる。

Claims (1)

1. 印刷装置であって、
   媒体供給部と、
   前記媒体供給部に隣接した用紙搬送路であって、前記媒体供給部から前記印刷装置を貫いて印刷媒体を移動させる前記用紙搬送路と、
   前記用紙搬送路に隣接したマーキングエンジンであって、前記用紙搬送路は、前記マーキングエンジンに前記印刷媒体を供給し、前記マーキングエンジンは、印刷プロセスにおいて前記印刷媒体にマーキング材料を印刷し、前記印刷プロセスが蒸気および超微粒子を発生させる、前記マーキングエンジンと、
   前記用紙搬送路と前記マーキングエンジンとに隣接した導管組織と、
   前記導管組織内の扇風機であって、前記用紙搬送路および前記マーキングエンジン付近から前記導管組織に前記蒸気および超微粒子を移動させる前記扇風機と、
   前記導管組織内の少なくとも１つの凝縮ユニットであって、前記凝縮ユニットは、前記蒸気および超微粒子を凝縮および収集するには十分な温度で維持され、前記凝縮ユニットは、基盤と、前記基盤から伸びるカーボンナノチューブからなる棒状部とを含み、前記カーボンナノチューブは、前記蒸気および超微粒子を最大限凝縮および収集するように大きさが決められている、前記凝縮ユニットとを含む、印刷装置。
   

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