JP6117119B2 - 水性インクジェットプリンタにおける画像表面処理のためのシステムおよび方法 - Google Patents

Description

この開示は、一般に、水性の間接インクジェットプリンタに関し、特に、水性インクジェット印刷のための表面処理に関する。

一般に、インクジェット印刷機またはプリンタが、記録表面または画像形成表面上に液体インクの滴または噴流を射出する少なくとも１つの印字ヘッドを含んでいる。水性インクジェットプリンタでは水性または溶剤型のインクを使用しており、このインクの中には、顔料または他の着色剤が浮遊していたり、または溶解していたりする。いったん印字ヘッドが受像表面上に水性インクを射出すると、水または溶剤を蒸発させて受像表面上のインク画像を安定させる。水性インクを直接媒体上に射出すると、媒体が紙などのような多孔性の場合には水性インクが媒体に染み込んで、媒体の物理的性質を変化させる傾向がある。媒体にぶつかるインク滴の広がりが媒体表面性状および多孔率の関数であることが原因で、印刷品質は一貫しないことになる。この問題に対処するために、ドラムまたはエンドレスベルトに取り付けたブランケット上にインクを射出する間接プリンタが開発されている。ブランケット上のインクを乾燥させて、その後、媒体に転写する。このようなプリンタは、水性インク内の水または溶剤との媒体接触に呼応して生じる画像品質の変化、滴の広がりの変化、および媒体特性の変化を防止する。また、間接プリンタは、最終インク画像を保持するのに使用する多種多様な種類の紙およびフィルムを使用することから生じる他の媒体特性の変化の影響もまた低減する。

水性インク間接印刷では、通常ブランケットと呼ぶ中間画像表面上に水性インクを噴出させて、一枚の紙などの媒体基板に画像をトランスフィックスする前にブランケット上のインクを部分的に乾燥させる。優れた印刷品質を確保するには、ブランケット上に噴出したインク滴は広がる必要があり、乾燥する前に合体してはならない。それ以外の場合は、インク画像は粒子が大きく見えて、欠失部分を有している。また、広がりがないと、印字ヘッド内の欠落したまたは故障したインクジェットがインク画像内に縞模様を作り出してしまう可能性もある。高エネルギー表面を有する材料が、水性インクの広がりを促進する。しかしながら、ブランケットから媒体基板へのインク画像の転写を容易にするには、表面エネルギーが比較的低い表面を有するブランケットが好ましい。ブランケット表面のこれらの正反対で矛盾する特性は、ブランケット用材料の選択を困難にする。インク滴の表面張力を低減することは役立つが、適切な画像品質を得るには、広がりがまだ依然として一般に十分ではない。ブランケットの表面エネルギーを高めるブランケット材料のオフライン酸素プラズマ処理がこれまでに試されて、有効であることが分かっている。このようなオフライン処理の利点は、表面汚染、摩耗、および長い間の経年劣化が原因で長続きしない可能性がある。

ブランケットに被覆材料を塗布することが、ブランケット表面をインク滴で濡らすことと、ブランケット表面からインク画像を解き放すことと、を促進する可能性がある。被覆材料は、ブランケット表面を濡らすこと、液体インクから固体を沈殿させること、インク内の着色剤に対する固体マトリクスを提供すること、および／または印刷された画像をブランケット表面から解き放すのを促進することを含む、さまざまな目的を有している。ブランケット表面上に被覆層を確実に形成することは難問である。被覆が薄すぎると、インク画像を支持するのに十分な層を形成できない可能性がある。被覆が厚すぎると、最終画像を有する媒体に過度の量の被覆を転写する可能性がある。いずれかの現象に起因する画像欠陥が、最終的な画像品質を著しく低下させる可能性がある。このため、ブランケットを被覆する問題を追加せずに、画像を形成するために高エネルギー表面を提供して、その後、画像を転写するために表面エネルギーを下げるブランケット表面の開発が望ましい。

水性インクジェットプリンタは、表面エネルギーアプリケータを用いて、水性インクジェットプリンタ内の画像表面の表面エネルギー調整を可能にするように構成されてきた。プリンタは、水性インクを射出するように構成された印字ヘッドを含み、低表面エネルギーの中間画像表面を有する回転部材を含み、この回転部材は電気接地に接続されており、回転部材は印字ヘッドの前で中間画像表面を回転させて、印字ヘッドが中間画像表面上にインクを射出して、印刷サイクルの間に水性インク画像を形成できるように回転部材は設置されている。乾燥器が、中間画像表面上に射出した水性インク画像を少なくとも部分的に乾燥させるように構成されており、転写ローラが、中間画像表面とともにニップを形成して、媒体がニップを通り抜けるときに、中間画像表面上の少なくとも部分的に乾燥した水性インク画像が媒体の方へ移動できるように構成されている。表面エネルギーアプリケータが、電場を発生させて、励起された粒子を作り出して中間画像表面の方へ導くように構成されている。表面エネルギーアプリケータは、水性インクを媒体に転写した後、および励起された粒子で処理する中間画像表面上に印字ヘッドが水性インクを射出する前に、励起された粒子を中間画像表面の方へ導くように設置されている。

図１は、シート媒体を印刷する水性の間接インクジェットプリンタの模式図である。 図２は、連続ウェブを印刷する水性の間接インクジェットプリンタの模式図である。 図３は、水性インクジェットプリンタ内の表面エネルギーアプリケータおよびその構成の模式図である。

本実施形態の一般的な理解のために、図面を参照する。図面では、類似の参照番号は、全体を通じて類似の要素を示すために使用されている。本明細書で使用する場合、用語「プリンタ」、「印刷装置」、または「画像装置」は、水性インクを用いて印刷媒体上に画像を作る装置を一般に指しており、目的に応じて印刷された画像を生成するデジタルコピー機、製本機械、ファクシミリ装置、多機能機、またはその種の他のものなどの任意の装置を含んでいてもよい。画像データは、インクジェットイジェクタを作動させて印刷媒体上にインク画像を形成するために提供して使用する電子的形態の情報を一般に含んでいる。これらのデータは、文字列、図形、絵、およびその種の他のものを含むことができる。例えば、図形、文字列、および写真などの、着色剤を用いて印刷媒体上に画像を作る操作を、本明細書では一般に印刷またはマーキングと呼ぶ。水性インクジェットプリンタは、インク内の着色剤および／または溶剤の量に対して水の割合が高いインクを使用する。

用語「印字ヘッド」は、本明細書で使用する場合、インクジェットイジェクタを用いて、受像表面上にインク滴を射出するように構成されているプリンタ内の構成要素を指している。典型的な印字ヘッドは、インクジェットイジェクタ内のアクチュエータを作動させる発射信号に呼応して１つ以上のインクの色のインク滴を受像表面上に射出する複数のインクジェットイジェクタを含んでいる。インクジェットを１つ以上の行と列の配列に配置する。いくつかの実施形態では、インクジェットを、印字ヘッドの表面を横切ってジグザグ状の斜列に配置している。さまざまなプリンタ実施形態が、受像表面上にインク画像を形成する１つ以上の印字ヘッドを含んでいる。いくつかのプリンタ実施形態が、印刷ゾーン内に配置した複数の印字ヘッドを含んでいる。中間画像表面などの受像表面が、印刷ゾーンを通って印字ヘッドのそばをプロセス方向に通り過ぎる。印字ヘッド内のインクジェットは、受像表面を横切ってプロセス方向に対して垂直なクロスプロセス方向に、インク滴を列をなして射出する。本明細書で使用する場合、用語「水性インク」は、水および／または１つ以上の溶剤といっしょに着色剤が溶解している液体インクを含んでいる。

図１は、高速水性インク画像製造機またはプリンタ１０を示している。図示のように、プリンタ１０は、中間回転部材１２のまわりに取り付けたブランケット２１の表面上にインク画像を形成して、その後、ブランケット２１とトランスフィックスローラ１９の間に形成されたニップ１８を通り抜ける媒体にインク画像を転写する間接プリンタである。今、プリンタ１０に関連して印刷サイクルを説明する。本明細書で使用する場合、用語「印刷サイクル」は、印刷に向けて画像表面を準備するプリンタの動作と、準備した表面上にインクを射出することと、画像を安定させて媒体への転写に向けて準備するために画像表面上のインクを処理することと、画像表面から媒体に画像を転写することと、を指している。

プリンタ１０は、直接的または間接的に作動するサブシステムおよび構成要素を支持するフレーム１１を含み、これらのサブシステムおよび構成要素については後述する。プリンタ１０はドラムの形で示した画像回転部材１２を含むが、この画像回転部材１２は支持されたエンドレスベルトとしても構成できる。画像回転部材１２は、画像回転部材１２の円周のまわりに取り付けた外側ブランケット２１を有している。画像回転部材１２が回転するときに、ブランケットは方向１６に動く。方向１７に回転可能なトランスフィックスローラ１９をブランケット２１の表面に接触させるように取り付けてトランスフィックスニップ１８を形成して、このトランスフィックスニップ１８の中で、ブランケット２１の表面上に形成されたインク画像を媒体シート４９上にトランスフィックスする。

ブランケットは比較的低い表面エネルギーを有する材料で形成して、ニップ１８内でインク画像がブランケット２１の表面から媒体シート４９に移動するのを容易にする。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、バイトン、およびその種の他のものがある。インク画像を媒体シート４９に転写した後にブランケット２１の表面上に残っている残りのインクを表面保守ユニット（ＳＭＵ）９２が除去する。ブランケットの低エネルギー表面は良質のインク画像の形成には役立たず、その理由は、このような低エネルギー表面は高エネルギー表面ほどにはインク滴を広げないためである。したがって、ＳＭＵ９２のいくつかの実施形態は、ブランケット表面に被覆もまた塗布する。被覆は、ブランケット表面を濡らすこと、液体インクから固体を沈殿させること、インク内の着色剤に対する固体マトリクスを提供すること、およびインク画像をブランケットから解き放すのを促進することを助ける。このような被覆としては、界面活性剤、でんぷん、およびその種の他のものがある。他の実施形態では、詳しく後述する表面エネルギーアプリケータ１２０がブランケット表面を処理する働きをして、ＳＭＵ９２による被覆の塗布を必要とせずにインク画像の形成を改善する。

ＳＭＵ９２は一定量の被覆材料を含む容器を有する塗布装置と、弾力性のあるドナーローラとを含むことができ、このドナーローラは滑らかであるか、または多孔性である可能性があり、被覆材料と接触するように容器内に回転自在に取り付けてある。ドナーローラは、シリコーンまたはグラフト化バイトンなどの材料で作られた弾性ローラであるか、またはアニロックスローラである可能性がある。ブランケット２１の表面に被覆材料を塗布して、ブランケット表面上に薄層を形成する。詳細に後述するコントローラ８０にＳＭＵ９２を作動的に接続して、コントローラ８０がドナーローラ、計量ブレード、および清掃ブレードを選択的に操作して、ブランケットの表面上に被覆材料を堆積させて分配するとともに、ブランケット２１の表面から未転写のインク画素を除去できるようにする。

プリンタ１０は、画像オンドラム（「ＩＯＤ」）センサとしても知られている光学センサ９４Ａを含み、この光学センサ９４Ａは、画像回転部材１２がセンサのそばを通り過ぎて回転するときに、ブランケット表面１４とブランケット表面に塗布された被覆とから反射する光を検出するように構成されている。光学センサ９４Ａは、ブランケット２１を横断してクロスプロセス方向に配置した個々の光検出器の線形配列を含んでいる。光学センサ９４Ａは、ブランケット表面１４と被覆とから反射する光に対応するデジタル画像データを生成する。受像部材１２がブランケット２１を光学センサ９４Ａのそばを通り過ぎて方向１６に回転させるとき、光学センサ９４Ａは「スキャンライン」と呼ばれる一連の画像データの列を生成する。一実施形態では、光学センサ９４Ａ内の各光検出器が、赤、緑、および青（ＲＧＢ）の反射光の色に対応する光の波長を検知できる３つの検出要素をさらに含んでいる。あるいは、光学センサ９４Ａが、赤色、緑色、および青色の光に輝く照明光源を含み、または他の実施形態では、光学センサ９４Ａがブランケット２１の表面上に白色光を当てる照明光源を有しており、白色光検出器を使用する。光検知器を用いて異なるインク色の検出を可能にするために、光学センサ９４Ａは受像表面上に補色の光を当てる。ブランケット上の被覆の厚さと、領域画線比率とを特定するために、光学センサ９４Ａが生成した画像データをコントローラ８０またはプリンタ１０内の他のプロセッサが分析する。厚さおよび画線比率は、ブランケット表面および／もしくは被覆からの反射光、または散乱光反射、のどちらかから特定できる。９４Ｂ、９４Ｃ、および９４Ｄなどの他の光学センサを同様に構成して、ブランケット２１の周囲の異なる位置に設置して、欠落したまたは正常に動作しないインクジェット、ならびに画像乾燥前のインク画像形成（９４Ｂ）、画像転写に向けてのインク画像処理（９４Ｃ）、およびインク画像転写の効率（９４Ｄ）などの印刷プロセス内の他のパラメータを特定して評価できる。あるいは、いくつかの実施形態が、媒体上の画像品質（９４Ｅ）の評価に使用できる追加のデータを生成する光学センサを含むことができる。

また、プリンタ１０は、印字ヘッドモジュール３４Ａ〜３４Ｄが形成する印刷ゾーンにブランケット２１の表面が入る直前の位置に、ブランケット表面に隣接して設置した表面エネルギーアプリケータ１２０を含んでいる。表面エネルギーアプリケータ１２０の構造および動作の詳細については後述する。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、またはバイアス帯電ローラなどである可能性がある。表面エネルギーアプリケータ１２０で使用するスコロトロンまたはコロトロンのコロノードが、ＡＣまたはＤＣ電力で作動するアプリケータ内の導体である可能性があり、または唯一ＡＣ電力だけが供給されるアプリケータ内の絶縁被覆された導体である可能性がある。絶縁被覆されたコロノードを有する装置を、ジコロトロンまたはジスコロトロンと呼ぶことがある。

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とブランケット２１の表面との間に、２つの構造物の間の空気をイオン化するのに十分な電場を発生させて、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、ブランケット表面および／または被覆に向かって振り注ぐように構成されている。電場および帯電した粒子は、ブランケット表面および／または被覆の表面エネルギーを高める。さらに、帯電した粒子の運動エネルギーが表面原子を押しのけて、化学結合をこわして表面エネルギーを増加させる可能性がある。ブランケット２１の表面の増加した表面エネルギーは、モジュール３４Ａ〜３４Ｄ内の印字ヘッドがその後射出するインク滴が、合体せずに、ブランケット表面２１に適切に広がることを可能にする。

プリンタ１０は空気流管理システム１００を含み、この空気流管理システム１００は印刷ゾーンを通る空気の流れを作り出して制御する。空気流管理システム１００は、印字ヘッド空気供給１０４と、印字ヘッド空気戻り１０８とを含んでいる。印字ヘッド空気供給１０４と、空気戻り１０８とは、コントローラ８０またはプリンタ１０内の他の何らかのプロセッサに作動的に接続して、コントローラが印刷ゾーンの中を流れる空気を管理できるようになっている。この空気流の調節は、印刷ゾーン全体として端から端までであるか、または１つ以上の印字ヘッド配列のまわりである可能性がある。空気流の調節は、蒸発したインク内の溶剤および水が印字ヘッド上に凝縮するのを防ぐのに役立つとともに、印刷ゾーン内の熱を軽減して、インクジェット内のインクが乾いてインクジェットを詰まらせる可能性を低減するのに役立つ。また、空気流管理システム１００は、印刷ゾーン内の湿度および温度を検出するセンサを含むこともでき、空気供給１０４および空気戻り１０８の温度、流れ、湿度のより正確な制御を可能にして、印刷ゾーンの中の最適な条件を確保できる。また、コントローラ８０またはプリンタ１０内の他の何らかのプロセッサは、画像領域内のインク画線比率に関してシステム１００の制御を可能にしたり、または時間に関してシステム１００の動作の制御を可能にして、画像を印刷中ではないときだけ空気が印刷ゾーンの中を通って流れるようにしたりすることさえ可能である。

また、高速水性インクプリンタ１０は、１色の水性インクの少なくとも１つの供給源２２を有する水性インク供給送出サブシステム２０を含んでいる。図示のプリンタ１０は多色画像製造機であるので、インク送出システム２０は、水性インクの異なる４色ＣＹＭＫ（シアン、イエロー、マゼンタ、ブラック）を表す４個の供給源２２、２４、２６、２８を含んでいる。図１の実施形態では、印字ヘッドシステム３０が印字ヘッド支持部３２を含み、この印字ヘッド支持部３２は、印刷ボックスユニット３４Ａ〜３４Ｄとしても知られている複数の印字ヘッドモジュールに対する支持を提供している。各印字ヘッドモジュール３４Ａ〜３４Ｄはブランケットの幅全体に事実上広がっており、ブランケット２１の表面１４上にインク滴を射出する。印字ヘッドモジュールは、単一の印字ヘッドまたはジグザグ配置に構成された複数の印字ヘッドを含むことができる。各印字ヘッドモジュールはフレーム（図示せず）に作動的に連結されて、連携してインク滴を射出してブランケット表面１４上の被覆上にインク画像を形成する。印字ヘッドモジュール３４Ａ〜３４Ｄは、１つ以上の印字ヘッドにインクを供給するための関連する電子回路、インク容器、およびインク導管を含むことができる。図示の実施形態では、導管（図示せず）は、供給源２２、２４、２６、および２８を印字ヘッドモジュール３４Ａ〜３４Ｄに作動的に連結して、モジュール内の１つ以上の印字ヘッドにインクを供給する。周知のように、印字ヘッドモジュール内の１つ以上の印字ヘッドのそれぞれは、単色のインクを射出できる。他の実施形態では、印字ヘッドが２色以上のインクを射出するように構成できる。例えば、モジュール内の印字ヘッド３４Ａおよび３４Ｂが青緑色および赤紫色のインクを射出できるときに、モジュール内の印字ヘッド３４Ｃおよび３４Ｄが黄色および黒色のインクを射出できる。図示のモジュール内の印字ヘッドは、２つの配列、すなわち、互いに位置をずらしたり、または互い違いのジグザグ状にしたりする配列で配置して、モジュールが印刷する各色分解の解像度を高める。このような配置は、１色のみのインクを射出する印字ヘッドの単一配列のみを有する印刷システムに比べて２倍の解像度で印刷できる。プリンタ１０は４個の印字ヘッドモジュール３４Ａ〜３４Ｄを含み、これらのモジュールのそれぞれは印字ヘッドの２つの配列を有しているが、他の構成はモジュールの中に異なる個数の印字ヘッドモジュールまたは印字ヘッド配列を含んでいる。

ブランケット表面１４上の印刷された画像が印刷ゾーンを出た後、印刷された画像は画像乾燥器１３０の下を通過する。画像乾燥器１３０は、放射赤外線、放射近赤外線および／または強制熱風対流加熱器１３４などの加熱器と、熱風源１３６と、空気戻り１３８Ａおよび１３８Ｂと、を含んでいる。赤外線加熱器１３４は、ブランケット２１の表面１４上の印刷された画像に赤外線加熱を作用させて、インク内の水または溶剤を蒸発させる。熱風源１３６は、インク全体を覆うように熱風を導いて、インクからの水または溶剤の蒸発を補う。その後、空気戻り１３８Ａおよび１３８Ｂが空気を集めて排出することにより、空気流が印刷領域内の他の構成要素を邪魔するのを低減する。

さらに示すように、プリンタ１０は、例えば、さまざまな大きさの紙媒体シートの１つ以上のスタックを格納する記録媒体供給取り扱いシステム４０を含んでいる。記録媒体供給取り扱いシステム４０は、例えば、シートまたは基板供給源４２、４４、４６、および４８を含んでいる。プリンタ１０の実施形態では、供給源４８は、例えば、カット媒体シート４９の形の受像基板を格納して供給するための大容量紙供給または給紙装置である。また、記録媒体供給取り扱いシステム４０は、媒体前処理アセンブリ５２と媒体後処理アセンブリ５４とを有する基板取り扱い搬送システム５０を含んでいる。プリンタ１０は、印刷媒体がトランスフィックスニップ１８を通り抜けた後に印刷媒体にさらなる熱と圧力とを加える任意の定着装置６０を含んでいる。図１の実施形態では、プリンタ１０は、文書保持トレイ７２と、文書シート供給検索装置７４と、文書露光走査システム７６とを有する原始文書給紙装置７０を含んでいる。

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、機械またはプリンタ１０のさまざまなサブシステム、構成要素、および機能の操作および制御を行っている。ＥＳＳまたはコントローラ８０は、受像部材１２、印字ヘッドモジュール３４Ａ〜３４Ｄ（したがって印字ヘッド）、基板供給取り扱いシステム４０、基板取り扱い搬送システム５０、およびいくつかの実施形態では、１つ以上の光学センサ９４Ａ〜９４Ｅに、作動的に接続されている。ＥＳＳまたはコントローラ８０は、例えば、電子記憶装置８４と、ディスプレイまたはユーザインタフェース（ＵＩ）８６とを備えた中央処理装置（ＣＰＵ）８２を有する内蔵型の専用ミニコンピュータである。ＥＳＳまたはコントローラ８０は、例えば、センサ入力制御回路８８および画素配置制御回路８９を含んでいる。さらに、ＣＰＵ８２は、走査システム７６、またはオンラインもしくはワークステーション接続９０などの画像入力源と、印字ヘッドモジュール３４Ａ〜３４Ｄとの間の画像データフローを読み取り、収集し、下処理して、管理する。したがって、ＥＳＳまたはコントローラ８０は、後述の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および制御するための基本マルチタスクプロセッサである。

コントローラ８０は、プログラムされた命令を実行する一般的なまたは特殊なプログラム可能プロセッサを用いて実現できる。プログラムされた機能を実行するのに必要な命令およびデータは、プロセッサまたはコントローラに関連するメモリ内に保存できる。プロセッサ、それらのメモリ、およびインタフェース回路は、後述する動作を実行するようにコントローラを構成する。これらの構成要素は、プリント基板カード上に提供したり、または特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）内の回路として提供したりすることができる。回路のそれぞれは個別のプロセッサを用いて実現でき、または同じプロセッサ上に複数の回路を実現できる。あるいは、回路は超大規模集積（ＶＬＳＩ）回路内に設けた個別の構成要素または回路を用いて実現できる。また、本明細書に記載の回路は、プロセッサ、ＡＳＩＣ、個別の構成要素、またはＶＬＳＩ回路の組み合わせを用いて実現できる。

動作について見ると、作り出す予定の画像の画像データを、走査システム７６から、またはオンラインもしくはワークステーション接続９０を介してコントローラ８０に送り、処理して、印字ヘッドモジュール３４Ａ〜３４Ｄに出力する印字ヘッド制御信号を生成する。さらに、コントローラ８０は、例えば、ユーザインタフェース８６を介したオペレータ入力から、関連するサブシステムおよび構成要素制御を決定し、および／または受け入れて、それらに応じて、このような制御を実行する。結果として、適切な色に対する水性インクを、印字ヘッドモジュール３４Ａ〜３４Ｄに送出する。さらに、画像データに対応するインク画像を形成するためにブランケット表面１４に対して画素配置制御を実行して、供給源４２、４４、４６、４８のうちのいずれか１つが、媒体シート４９の形である可能性がある媒体を供給して、記録媒体搬送システム５０が媒体を取り扱って、時間調節してニップ１８に送り出す。ニップ１８では、トランスフィックスニップ１８の中でブランケットおよび被覆２１から媒体基板にインク画像を転写する。

図１のプリンタ１０および図２のプリンタ２００では、中間回転部材１２のまわりに取り付けたブランケット２１を有すると記述しているが、他の構成の受像表面も使用できる。例えば、中間回転部材は、その円周に一体となった表面を有することができ、その表面上に水性インク画像を形成できる。あるいは、ブランケットをエンドレスベルトとして構成する可能性があり、図１および図２の中間回転部材１２を回転させるようにエンドレスベルトを回転させて、水性画像を形成する可能性がある。この目的のために、これらの構造の他の変形を構成できる。本明細書で使用する場合、用語「中間画像表面」は、これらのさまざまな構成を含んでいる。

いくつかの印刷動作では、単一のインク画像がブランケット２１の表面１４全体を覆うことができ（シングルピッチ）、または複数のインク画像をブランケット２１上に堆積できる（マルチピッチ）。マルチピッチ印刷アーキテクチャでは、受像部材の表面を複数の部分に分割でき、各部分は文書ゾーン内の全ページ画像（すなわち、シングルピッチ）と、ブランケット２１上に形成される複数のピッチを区切る文書間ゾーンと、を含んでいる。例えば、２ピッチの受像部材は、ブランケット２１の円周周囲の２つの文書間ゾーンで区切られた２つの文書ゾーンを含んでいる。同様に、例えば、４ピッチの受像部材は４個の文書ゾーンを含み、各文書ゾーンはブランケット２１の通過または回転の間に単一の媒体シート上に形成されるインク画像に対応している。

コントローラ８０の制御下で、いったん１つまたは複数の画像をブランケットおよび被覆上に形成すると、図示のインクジェットプリンタ１０は、プリンタの中の構成要素を作動させて、１つまたは複数の画像をブランケット表面１４から媒体に転写して定着させるためのプロセスを実行する。プリンタ１０内では、コントローラ８０がアクチュエータを作動させて媒体搬送システム５０内のローラ６４のうちの１つ以上を駆動して、トランスフィックスローラ１９に隣接する位置までプロセス方向Ｐに媒体シート４９を動かして、その後、トランスフィックスローラ１９とブランケット２１の間のトランスフィックスニップ１８の中を通って媒体シート４９を動かす。ブランケット２１と受像部材１２とに対して記録媒体４９のおもて側を押し付けるようにするために、トランスフィックスローラ１９は記録媒体４９のうら側に圧力を加える。また、トランスフィックスローラ１９は加熱できるが、図１の例示的実施形態では、トランスフィックスローラ１９は加熱されていない。その代わり、ニップにつながる媒体経路内に媒体シート４９用の予熱アセンブリ５２が設けてある。前処理アセンブリ５２は媒体への画像の転写を促進する所定の温度まで媒体シート４９の温度を高めて、このようにしてトランスフィックスローラの設計を簡素化する。加熱された媒体シート４９のうら側にトランスフィックスローラ１９が加えた圧力は、受像部材１２から媒体シート４９上へ画像をトランスフィックス（転写および定着）するのを促進する。受像部材１２とトランスフィックスローラ１９の両方の回転または転がりが、媒体シート４９上に画像をトランスフィックスするだけでなく、ニップを通して媒体シート４９を搬送するのを支援する。受像部材１２は、印刷プロセスを繰り返すことができるように回転し続ける。

図２に示す実施形態では、類似の構成要素は、図１のプリンタの説明で使用する類似の参照番号を用いて特定される。図１および図２のプリンタの１つの相違点は、使用する媒体の種類である。図２の実施形態では、必要に応じて媒体ウェブＷを媒体２０４のロールから巻き出して、図示していないさまざまなモータが１つ以上のローラ２０８を回転させてニップ１８を通じて媒体ウェブＷを推進して、媒体ウェブＷをプリンタから取り外すために、媒体ウェブＷをローラ２１２上に巻き取ることができる。あるいは、媒体を裁断すること、製本すること、落丁を調べること、および／またはホチキスでとじることなどの作業を行う他の処理ステーションに媒体を導くことができる。プリンタ１０および２００の他の１つの相違点は、ニップ１８である。プリンタ２００では、媒体ウェブＷがニップ内に連続的に存在するせいで、転写ローラをブランケット２１に押し付けたままの状態が継続している。プリンタ１０では、転写ローラがブランケット２１に近づいたり、離れたりを選択的に行えるように構成されており、ニップ１８を選択的に形成できるようになっている。図１の実施形態では、媒体がニップに到着するのと同期してニップ１８を形成してインク画像を受け取り、媒体の後縁部がニップから離れるときニップ１８をブランケットから切り離してニップを取り除く。

図３では、表面エネルギーアプリケータ１２０をさらに詳細に示している。表面エネルギーアプリケータ１２０は、その上に水性インクを射出するブランケット２１の表面に向かい合うように設置した帯電装置３０４と、ブランケット２１の反対側の電気接地に接続した電気接地電極３０８と、を含んでいる。図３に示す実施形態では、表面エネルギーアプリケータは電気接地に対して正または負のどちらかの１つの電位にあり、回転部材は電気接地に接続してあり、それにより回転部材および／またはブランケットの表面が異なる電位にあることを確保している。しかしながら、他の実施形態では、回転部材および表面エネルギーアプリケータが、同じかまたは異なる極性の異なる電位にある可能性がある。一実施形態では、帯電装置が、帯電装置からブランケット２１の表面に向かって広がる電場であり、かつ空気の絶縁破壊を引き起こすほど十分強い電場を発生させる。「空気の絶縁破壊」は、空気中の分子から電子をはぎ取る電気エネルギーを指す。電子を取り除くと、負に帯電した電子と、さまざまな反応種の正に帯電したイオンの両方を作り出す。例えば、電場により励起された空気中の酸素、窒素、または亜酸化窒素分子は、それらの分子からたたき出された電子を有しており、正に帯電したイオンを生成する。また、電子は中性原子と結合して負に帯電したイオンを作り出してもよい。また、電場は、一部のイオンおよび／または電子をブランケット表面の方へ導く起電力を生成する。電場によりイオン化された空気の領域をコロナと呼ぶ。

イオンおよび電子の付着がインク滴の広がりを増加させることが観察されている。このインク滴の広がりの増加は、さまざまな機構に起因すると考えられる。これらの機構のいくつかは、ブランケットの表面エネルギーの増加であり、これは、正に帯電したイオンだけの付着、負に帯電したイオンだけの付着、正および負に帯電したイオンの組み合わせの付着、ならびに／または負に帯電した電子の付着から生じたものである。インク滴の広がりの増加に寄与すると考えられている他の機構は、付着したイオンの一部と、ブランケットを形成する材料との間の化学的相互作用による化学結合の切断であり、またはブランケット材料の分子にぶつかるイオンの大きな運動エネルギーが化学結合を切断する。

帯電装置３０４は、大きなギャップの帯電装置または小さなギャップの帯電装置のどちらかである可能性がある。本明細書で使用する場合、「大きなギャップの帯電装置」は帯電装置の放射体がブランケット表面から０．５〜５ｍｍほど離れていることを意味している。本明細書で使用する場合、「小さなギャップの帯電装置」は帯電装置の放射体がブランケット表面に接触しているか、またはブランケット表面からたった５０μｍしか離れていないことを意味している。したがって、大きなギャップの帯電装置では、コロナは帯電装置の領域に通常局在しており、表面に接触していない。大きなギャップの帯電装置の実施例が、導電ピン、導線、または絶縁被覆ワイヤで作られたコロノード（コロナを生成する電極）を有する可能性があるコロトロンおよびスコロトロンを含んでいる。大きなギャップの帯電装置は、運動エネルギーが小さすぎてブランケット表面内の結合を切断できないほどの運動エネルギーで電荷を付着させると考えられている。小さなギャップの帯電装置は、接触および／または非接触式のバイアス帯電ローラを含んでいる。これらの装置は、帯電装置の表面と、ブランケットの表面の両方に「接触する」コロナを生成する。これらの種類の装置は、空隙内に非常に大きな電場を発生させ、この非常に大きな電場は、ブランケット表面上の結合を切断して表面に損傷を与える確率を高める大きな運動エネルギーのイオンを作り出す。また、帯電装置３０４は、ブランケット表面との接触を通じてブランケット表面を帯電させる摩擦電気装置である可能性がある。このような摩擦電気装置は、表面を帯電させるコロナを生成しない。その代わり、摩擦電気装置は、ブランケット表面と似ていない材料で作られており、摩擦電気装置とブランケット表面を接触させながら動かすことに呼応してブランケット表面上に静電荷を生成する。

帯電装置３０４の高電圧バイアスは、少なくとも５つのモードで運転できる。５つのモードは、（１）正バイアス電圧、（２）負バイアス電圧、（３）ＡＣ電圧のみ、（４）ＡＣ電圧と正ＤＣバイアス、および（５）ＡＣ電圧と負ＤＣバイアスである。第１のモードは、ブランケット表面上の正イオンの付着により、ブランケット表面上に正味の正の帯電を生成する。第２のモードは、ブランケット表面上の負イオンおよび電子の付着により、ブランケット表面上に正味の負の帯電を生成する。第４のモードは、ブランケット表面上の正および負イオンならびに電子の付着により、ブランケット表面上に正味の正の帯電を生成する。第５のモードは、ブランケット表面上の正および負イオンならびに電子の付着により、ブランケット表面上に正味の負の帯電を生成する。

ＡＣ電圧のみを使用するモードでは、ブランケット表面上の正味の帯電はゼロであるが、しかしながら、帯電装置はブランケット表面上に同量の正および負の荷電種を付着させる。この結果は、印字ヘッドからインク滴が射出されるとき、ブランケット表面上の帯電の存在がインク滴に影響を与えることができるとの理由から、有利である。具体的には、ブランケット表面上の帯電は、インク滴の尾部をインク滴の本体から切り離して、印字ヘッドの表面の方へ戻すようにする可能性がある。これらの切り離された尾部は、当技術分野で衛星として知られている。印字ヘッドの表面上の衛星の存在は詰まりを引き起こす可能性があり、またはそうでなければ、印字ヘッドの動作を妨げる可能性がある。帯電装置をＡＣ電圧モードのみで作動させるために、帯電装置は対称的なＡＣ電圧で通常作動させる。たとえブランケット表面を帯電させても、印字ヘッド表面の衛星の形成および印字ヘッド汚染に影響を与えるには電場は小さすぎる可能性がある。ギャップ内の電場は、表面電荷密度と、ブランケットの厚さと、ブランケットの電気特性（抵抗率および誘電率）と、ブランケットと印字ヘッドの間の空隙の大きさと、の強い関数である。ブランケットが導電性の場合および／または空隙の大きさに比べて誘電体厚（厚さ／誘電率）が小さい場合、電場は小さくなる。

表面エネルギーアプリケータ１２０がブランケットの表面エネルギーを高めるが、ブランケット上のインク滴の射出、それに続くインク画像の乾燥、およびインク画像の媒体への転写により、そのエネルギーの一部を使い果たす。このため、印刷サイクル毎に表面エネルギーアプリケータ１２０を作動させて、印刷のためにブランケットが印字ヘッドの反対側の位置に戻る前に、ブランケットの表面エネルギーを増加させる。インク画像がニップ１８に到着するまでに、表面の増加を少なくとも部分的に使い果たす結果、ブランケットの表面エネルギーがより低くなり、そのことがインク画像の転写を促進する。したがって、印字ヘッドの直前の位置で表面エネルギーアプリケータ１２０を使用することは、ブランケット表面がインク射出およびインク付着力に対して比較的高い水準にあることを可能にして、その後、ブランケット表面はインク画像の転写の促進を消失する可能性がある。言い換えれば、ブランケット表面へのインクの付着力が、媒体へのインクの転写効率を決定する。表面エネルギーがインクの付着力にどのくらい影響を与えるかは、ブランケット表面に接触する材料の状態（例えば、液体、固体、気体など）の関数である。したがって、上述の表面エネルギー処理は、インクの射出時の低粘度液体の付着力を非常に高める可能性があるが、しかしながら、この表面処理が、インクの転写時の部分的に乾いたインクの付着力に及ぼす影響は小さくなる可能性がある。言い換えれば、インクの付着力は、ブランケットの表面エネルギーの変更と、インクの状態（液体対半固体または「濡れた」固体）との相互作用に関連している可能性がある。

中間画像表面と、中間画像表面上に射出したインクとの画像データを生成するのに光学センサ９４Ａ〜９４Ｄのうちの１つ以上を使用できる。画像データの生成に使用するセンサは、帯電装置のバイアスの閉ループ制御を有効にするために乾燥ステーションの前後に設置できる。この閉ループ制御は、インク滴の広がりを測定するためにコントローラが画像データを処理することに関連して実現できる。その後、インク滴の広がり直径を、インク滴の広がりに対する所定の閾値と比較する。広がり直径が所定の閾値を下回ることに呼応して、帯電装置のバイアスを調整する。いくつかの実施形態では、広がり直径を上限閾値および下限閾値と比較して、広がり直径が上限閾値と下限閾値の間の範囲外にあることに呼応して、帯電装置を調整する。このプロセスは、液滴直径（液滴の広がり）が広がりの目標水準に達するまで繰り返すことができる。

Claims (2)

1. プリンタであって、
   水性インクを射出するように構成された印字ヘッドと、
   中間画像表面を有する回転部材であって、前記回転部材は前記印字ヘッドの前で前記中間画像表面を回転させるように設置されて、前記印字ヘッドが前記中間画像表面上にインクを射出して、印刷サイクルの間に水性インク画像を形成できるようにする回転部材と、
   前記中間画像表面上に射出した水性インク画像を少なくとも部分的に乾燥させるように構成された乾燥器と、
   前記中間画像表面とともにニップを形成して、媒体が前記ニップを通り抜けるときに、前記中間画像表面上の前記少なくとも部分的に乾燥した水性インク画像が前記媒体の方へ移動できるように構成された転写ローラと、
   電場を発生させて、励起された粒子を作り出して前記中間画像表面の方へ導くように構成された表面エネルギーアプリケータであって、前記表面エネルギーアプリケータは、前記水性インクを前記媒体に転写した後、および前記励起された粒子で処理する前記中間画像表面上に前記印字ヘッドが水性インクを射出する前に、前記励起された粒子を前記中間画像表面の方へ導くように設置される、表面エネルギーアプリケータと、
   前記中間画像表面の画像データを生成するように設置された光学センサと、
   前記光学センサと前記表面エネルギーアプリケータとに動作接続されたコントローラであって、前記コントローラは、前記光学センサが生成した前記画像データを処理して、前記中間画像表面上のインク滴に関するインク滴の広がりを測定し、前記測定されたインク滴の広がりが所定の閾値よりも小さいことに呼応して、前記表面エネルギーアプリケータに供給する電力を調整するように構成される、コントローラと、を含むプリンタ。
2. 前記コントローラは、前記測定されたインク滴の広がりが他の所定の閾値よりも大きいことに呼応して、前記表面エネルギーアプリケータに供給する電力を調整するようにさらに構成される、請求項１に記載のプリンタ。
   
   

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