JP7252812B2 - デジタル印刷デバイスのための湿し水蒸着装置および方法 - Google Patents

Description

本発明は、概して、デジタル印刷システムに関し、より具体的には、平版オフセット印刷システムで使用するための湿し水蒸着システムおよび方法に関する。

インク系のデジタル印刷システムは、シリコーン含有表面層などの再作像可能な表面層を有する作像部材を含むことができる、デジタル平版印刷用に構成された可変データ平版印刷システムである。関連技術のデジタルオフセット平版印刷システムでは、湿しシステムは、デジタルオフセット作像プレートの再作像可能表面上に湿し水の薄層を適用する。次いで、作像システムが、高出力レーザを使用して画像領域内の湿し水フィルムを蒸発させる。デジタルオフセット作像プレートの表面上に潜像が形成される。潜像は、蒸発後に残った適用された湿し水のパターンに対応する。

インク付けシステムを使用して、作像プレートの表面層上にインクの均一な層を適用することができる。典型的には、インク付けシステムのインカー形成ロール上に供給されたインクは、インクが形成ロールから作像プレート上に転写されるにつれて形成ロールから枯渇する。潜像を含む作像プレート表面の一部がインク付けシステムを通過すると、インクはレーザが湿し水を蒸発させたプレート領域上に堆積する。逆に、インクは、湿し水が残っているプレート領域によって拒絶される。次に、得られたインク画像は、圧力を介して紙または他の印刷媒体に転写される。そのようなシステムは、２０１１年４月２７日に、Ｔｉｍｏｔｈｙ Ｓｔｏｗｅらによって出願された「Ｖａｒｉａｂｌｅ Ｄａｔａ Ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ Ｓｙｓｔｅｍ」と題された米国特許出願公開第ＵＳ２０１２／０１０３２１２（Ａ１）号（「２１２公報」）に開示されており、それは、通常譲渡されている。

以下は、本教示の１つ以上の実施形態または例のいくつかの態様の基本的な理解を提供するための簡略化された要約を提示する。この概要は、広範囲の概要ではなく、また本教示の主要なまたは重要な要素を特定することも、本開示の範囲を描写することも意図されていない。むしろ、その主な目的は、後で提示される詳細な説明の前置きとして、単純に１つ以上の概念を簡略化された形態で提示することである。追加的な目的および利点は、図面の説明、本開示の詳細な説明、および特許請求の範囲においてより明白になるであろう。

本開示において具現化される前述および／または他の態様および有用性は、再作像可能表面を備える回転可能作像部材を有するインク系のデジタル画像形成装置を用いた印刷に有用な湿し水蒸着システムを提供することによって達成され得る。例示的な湿し水蒸着システムは、ドナーローラー、蒸気供給チャンバ、蒸気供給チャンバ出口、および蒸気バッフルを含む。ドナーローラーは、回転可能作像部材の再作像可能表面と転がり連通する表面を有することができる。蒸気供給チャンバは、湿し水蒸気源と流体連通する蒸気供給チャンバ内部を画定する。蒸気供給チャンバはドナーローラーに向かって下降して、湿し水蒸気を蒸気源からドナーローラーの表面に向かって送達する。蒸気供給チャンバ出口は、蒸気供給チャンバ内部がドナーローラーの表面と連通することを可能にするように構成される。蒸気バッフルは、蒸気供給チャンバと接触し、ドナーローラーの回転方向において蒸気供給チャンバの下流のドナーローラー表面の周りに延びることができる。蒸気バッフルは、湿し水蒸気を蒸気バッフルとドナーローラー表面との間の凝縮領域に閉じ込めるドナーローラー表面を用いて蒸気流路を画定して、ドナーローラー表面上での湿し水蒸気の凝縮を介してドナーローラー表面上に湿し水の液体層を形成することを支援する。ドナーローラーは、ドナーローラー表面から回転可能作像部材の再作像可能表面に湿し水の液体層を移動させるように構成される。本システムはまた、ドナーローラーの回転方向において蒸気バッフルの下流の蒸気収集マニホールドを有する蒸気再生真空を含み、蒸気再生真空は凝縮領域の下流の蒸気を除去するように構成される。

本明細書に示す態様によれば、インク系のデジタル画像形成装置を用いた印刷に有用な回転可能作像部材の再作像可能表面上に湿し水の凝縮物層を蒸着する例示的な湿し水蒸着方法は、湿し水蒸気源と流体連通する蒸気供給チャンバ内部を画定する蒸気供給チャンバを介して回転可能作像部材の再作像可能表面と転がり連通するドナーローラーの表面に向かって湿し水蒸気源から湿し水蒸気を送達するステップであって、蒸気供給チャンバは、ドナーローラーに向かって下降する、湿し水蒸気を送達するステップと、ドナーローラー表面に隣接して蒸気供給チャンバ出口を設けて、蒸気供給チャンバ内部とドナーローラー表面との間の蒸気連通を可能にするステップと、蒸気供給チャンバと接触して、ドナーローラーの回転方向において蒸気供給チャンバの下流のドナーローラー表面の周りに延びる蒸気バッフルを用いて、湿し水蒸気をドナーローラー表面に隣接する凝縮領域に閉じ込めるステップであって、閉じ込められた湿し水蒸気は、凝縮領域におけるドナーローラー表面上の湿し水の液体層に凝縮する、湿し水蒸気を閉じ込めるステップと、ドナーローラー表面から回転可能作像部材の再作像可能表面に湿し水の凝縮物層を移動するステップと、を含むことができる。

本明細書に記載の態様によれば、インク系のデジタル画像形成装置を用いた印刷に有用な湿し水蒸着システムは、回転可能作像部材と、ドナーローラーと、蒸気供給チャンバと、蒸気供給チャンバ出口と、加熱器と、蒸気バッフルと、を含むことができる。回転可能作像部材は、再作像可能表面を含むことができる。ドナーローラーは、回転可能作像部材の再作像可能表面と転がり連通する表面を有することができる。蒸気供給チャンバは、蒸気源と流体連通する蒸気供給チャンバ内部を画定することができ、蒸気供給チャンバはドナーローラーに向かって下降し、蒸気供給チャンバは湿し水蒸気源からドナーローラーの表面に向かって蒸気を送達するように構成される。蒸気供給チャンバ出口は、蒸気供給チャンバ内部がドナーローラーの表面と連通することを可能にするように構成される。蒸気バッフルは、蒸気供給チャンバと接触し、ドナーローラーの回転方向において蒸気供給チャンバの下流のドナーローラー表面の周りに延びて、湿し水蒸気を蒸気バッフルとドナーローラー表面との間の凝縮領域に閉じ込めるドナーローラー表面を用いて蒸気流路を画定して、ドナーローラー表面上での湿し水蒸気の凝縮を介してドナーローラー表面上に湿し水の液体層を形成することを支援する。ドナーローラーは、ドナーローラー表面から回転可能作像部材の再作像可能表面に湿し水の凝縮物層を移動させるように構成することができ、ここで湿し水蒸気は、ドナーローラー表面上の蒸気の凝縮前に、加熱された蒸気供給チャンバおよび蒸気バッフルを通過する。加熱器は、蒸気バッフルを加熱するように構成される。

例示的な実施形態が本明細書に記載される。しかしながら、本明細書に記載の装置およびシステムの特徴を組み込んだシステムは全て、例示的な実施形態の範囲および精神に包含されることが想定されている。

実施形態の一例による湿し水蒸着システムの、部分的に交差した側面図である。 図１に示した湿し水蒸着システムを使用したデジタル画像形成装置のブロック図である。 デジタル画像形成装置で使用するように構成された例示的な湿し水蒸着システムの動作を描写するフローチャートである。

本明細書に開示されるデバイス、システム、および方法の例示的な例が以下に提供される。デバイス、システム、および方法の実施形態は、以下に記載される例のうちの任意の１つ以上、および任意の組み合わせを含むことができる。しかしながら、本発明は、多くの異なる形態で具体化されてもよく、以下に記載される実施形態に限定されると解釈されるべきではない。それどころか、これらの例示的な実施形態は、この開示が徹底的かつ完全で、本発明の範囲を当業者に十分に伝えるように提供される。したがって、例示的な実施形態は、本明細書に記載されるような装置、機構、および方法の精神および範囲内に含まれ得るような全ての代替物、変形物、および等価物を包含することが意図される。

本開示の詳細を不必要に曖昧にすることのないように、周知の出発材料、処理技術、成分、設備、および他の周知の詳細の説明は単に要約されるか省略され得ることを最初に指摘する。したがって、詳細が他の点ではよく知られている場合、我々はそれらの詳細に関連する選択を示唆または指示するために本開示の適用に任せる。図面は、インク付け部材からデジタル作像部材の再作像可能表面にインク付けするための例示的な方法、装置、およびシステムの実施形態に関連する様々な例を示す。

本明細書では値の任意の数値範囲に関する場合、そのような範囲は、記載された範囲の最小値と最大値との間のありとあらゆる数および／または分数を含むと理解される。例えば、０．５～６％の範囲は、エンドポイント０．５％および６％、さらに０．６％、０．７％、および０．９％から、５．９５％、５．９７％、および５．９９％までの全ての中間値を明白に含む。文脈上明確に別段の指示がない限り、同じことが、本明細書に記載される数値的特性および／または元素範囲に相互に適用される。

量に関連して使用される「約」という修飾語は、記載された値を含み、文脈によって指示される意味を有する（例えば、少なくとも特定の量の測定に関連する誤差の程度を含む）。特定の値を使用する場合は、その値を開示することも考慮する必要がある。例えば、「約２」という用語はまた、値「２」を開示し、「約２～約４」という範囲もまた、「２～４」という範囲を開示する。

「媒体」、「印刷媒体」、「印刷基板」、および「印刷シート」という用語は、一般に、紙、ポリマー、マイラー材料、プラスチックの通常柔軟な物理的シート、または他の好適な物理的印刷媒体基材、シート、ウェブなどを指し、画像の場合、プレカットかウェブ供給かにかかわらない。「媒体」、「印刷媒体」、「印刷基板」、および「印刷シート」という列挙された用語はまた、当業者によって容易に理解されるように、織布、不織布、金属膜、および箔も含むことができる。

本明細書で使用される「印刷デバイス」または「印刷システム」という用語は、デジタル複写機もしくはプリンタ、スキャナ、画像印刷機、ゼログラフィーデバイス、静電写真デバイス、デジタルプロダクションプレス、文書処理システム、画像再生機、製本機、ファクシミリ機、多機能機、または一般的に印刷プロセスを実行するのに有用な装置などを指すことができ、いくつかのマーキングエンジン、送り機構、走査組立体、ならびに紙送り装置、仕上げ機などの他の印刷媒体処理装置を含むことができる。「印刷システム」は、シート、ウェブ、基材などを取り扱うことができる。印刷システムは、任意の表面上などに印を付けることができ、入力用紙上の印を読み取るいずれの機械であり得、またはそのような機械の任意の組み合わせである。

インク付けシステムまたはデバイスは、インク付けシステムが作像部材とも称される中央作像プレートの周りに配置されるように、デジタルオフセット画像形成アーキテクチャに組み込むことができる。作像部材は、シリンダーまたはドラムであり得る。作像部材の表面は、再作像可能であり、作像部材をデジタル作像部材にする。その表面も適合性がある。適合性表面は、例えば、シリコーンを備えることができる。紙パスアーキテクチャが作像部材の周囲に位置して、媒体転写ニップを形成することができる。

湿し水の層は、湿しシステムによって中央作像プレートの表面に適用することができる。デジタル蒸発ステップでは、中央作像プレートの表面に適用された湿し水層の特定の部分をデジタル蒸発システムによって蒸発させることができる。例えば、湿し水層の一部を、レーザパターニングによって蒸発させて潜像を形成することができる。蒸気除去ステップでは、蒸発した湿し水が凝縮して作像プレート上に戻るのを防止するために、蒸発した湿し水を蒸気除去デバイスによって集めることができる。

インク付けステップでは、インク付けシステムから、作像部材の表面またはブランケットとも称される中央作像プレートの表面に、インクを転写することができる。転写されたインクは、湿し水が蒸発した作像部材の表面の一部に付着する。画像転写ステップでは、転写されたインクを媒体転写ニップで紙などの媒体に転写することができる。

可変平版印刷プロセスでは、ゴーストを防止するために以前に作像されたインクを作像部材から除去しなければならない。画像転写ステップの後、作像部材の表面を洗浄システムによって洗浄することができる。例えば、粘着性の洗浄ローラーを使用して、作像部材の表面から残留インクおよび湿し水を除去することができる。

現在の湿し水システムの欠点は、温度に対する作像部材表面の感度である。現在、湿し水は、蒸着システムを介して作像部材表面に適用される。液体湿し水（例えば、Ｄ４－オクタメチルシクロテトラシロキサン、Ｄ５－シクロペンタシロキサン）は、熱い空気流（例えば、約１００℃）に霧化され、急速に蒸気に変換される。次いで、湿し水蒸気／空気混合物を、幅広く細いノズルまたはエアナイフを通して高速度（例えば、約７ｍ／ｓ）で噴出することができる。熱い蒸気混合物が比較的冷たい作像部材表面に出会うと、液体湿し水の薄い均一な層が表面上に凝縮する。作像部材の回転方向において湿し水気化器のすぐ下流に位置決めされた封じ込めシューまたはバッフルは、噴出された蒸気を作像部材表面の近くに閉じ込め、それによって蒸着滞留時間および効率を改善する。蒸気エアナイフまたは封じ込めシューと作像部材表面との間の間隙は、典型的には小さい（約０．２５～２ｍｍ）。

湿し水を適用する蒸気蒸着手法に伴う問題は、気化器および取り付けられた封じ込めシューが熱い（例えば、約１００℃）ことである。この熱は、気化器／封じ込めシューに隣接するより低温の環境に放射する。残念なことに、作像部材が静止しているときはいつでも、気化器／封じ込めシューが作像部材表面からかなりの量（例えば、少なくとも約７５ｍｍ）引っ込められていない限り、作像部材表面の一部分が気化器／封じ込めシューによって加熱される。作像部材表面のこの加熱部分は、作像部材表面の他の領域と比較して同量の湿し水蒸気を凝縮させず、これは、重大な画質欠陥、例えば、意図された画像を表さない望ましくない固形インク被覆の領域をもたらす。

上述した湿し水を適用する蒸気蒸着手法の別の欠点は、作像部材表面の温度に対するその感度である。凝縮する湿し水の量は、隣接する作像部材表面の温度に依存する。したがって、作像部材の表面温度が変化すると、蒸着した湿し水の量が変化する。それに応じて、作像部材表面温度が不均一であると、蒸着した湿し水の量は不均一になる。

蒸着した湿し水層の変化または不均一性は、画質性能に直接影響を与える。ある程度、この影響は、レーザパターニングが作像部材の上面をデジタル方式で加熱する場合に予想および所望され得る。湿し水層に潜像を生成させるのに使用されるレーザは、湿し流体の沸点、例えば、約１７５℃付近にある局所的な高温領域を作成する。しかしながら、作像部材表面温度の意図しない不均一性は望ましくない。例えば、複数の印刷に使用される場合、作像部材がより連続的な方法で回転していても、レーザによる作像部材表面の選択的加熱によって過渡加熱が引き起こされる場合がある。レーザによって作像部材表面に注入された熱は、一回転で消散しない場合があり、定常状態温度が達成されるまで表面温度を増加させる。表面温度が局所的に増加すると、「高温」ブランケット領域の直接蒸発システムの凝縮／蒸着速度が低減し、それによって局所的な画像欠陥が生じる。

本発明者らは、作像部材表面温度の不均一性が２℃である場合の画質のアーチファクトを観察した。そのような画質のアーチファクトを回避するのを助けるために、作像部材表面温度均一性は、良好な画質を保証するためにブランケット全体にわたって２℃未満、１℃未満、さらには約±０．５℃以内でさえ必要とされ得る。この要件は、関連技術の蒸気蒸着システムの使用では実現され得ない。

実施例では、蒸気蒸着システムと作像部材との間に位置決めされた中間ローラーが、作像部材の表面から蒸気蒸着を分離する。中間ローラーは温度制御することができる。作像ブランケットの温度にかかわらず、湿し水の均一な層は温度制御された中間ローラーの表面に凝縮するであろう。中間ローラー上に蒸着した湿し水層は分割され、作像部材表面上に蒸着するであろう。この凝縮物層の分割は、作像部材表面の温度とは独立しており、作像部材表面温度の変動が存在するときの現在の直接凝縮方法と比較して作像ブランケット上のより均一な湿し水層をもたらす。

気化チャンバを遠隔に設置することは、高温気化チャンバ／シューから作像部材表面への前述の熱移動を防止する。実施例の利点としては、作像部材の再作像可能表面上に湿し水凝縮物の均一な層を置くことができ、その後の印刷のゴーストが生じないことを確実にすることができる。湿し水層の厚さは、好ましくは約０．２ミクロン、より広範囲には約０．０５～約０．５ミクロンの範囲であり得る。中間ローラーは、作像ブランケット上への均一な厚さの湿し水の層を可能にし、これは多数の印刷サイクル後にゴースト画像形成を生じさせない。湿し流体および湿し水という用語は、互換的であると考えられることが理解される。

図１は、実施形態によるデジタル画像形成装置を使用した印刷に有用な例示的な湿し水蒸着システム１０を描写する。蒸着システム１０は、中間ドナーローラー１２、蒸気供給チャンバ１４、蒸気バッフル１６、および蒸気再生デバイス１８を含むことができる。図１は、表面２２を有するデジタル作像部材２０を備えて配置された湿し水蒸着システム１０を示す。

作像部材表面２２は、耐摩耗性および可撓性であり得る。表面２２は、再作像可能かつ順応性があり、弾性およびデュロメータ、ならびに異なるレベルの粗さを有する様々な異なる媒体の種類上にインクをコーティングするのに十分な可撓性を有することができる。再作像可能表面層の厚さは、例えば、約０．５ミリメートル～約４ミリメートルであり得る。表面２２は、インクに対して弱い接着力を有するべきであるが、再作像可能表面への均一なインク付けおよびそれに続く印刷基板へのインクの転写リフトを促進するために、インクとのさらに良好な親油性湿潤特性を有するべきである。

作像部材の軟質の順応性のある表面２２は、シリコーンを含むことができる。ポリウレタン、フルオロカーボンなどの混合物を含む他の材料を使用することができる。表面は、インク画像が印刷される印刷基板に適合するように構成することができる。水系湿し流体のような湿し水を効果的に濡らすために、シリコーン表面は親水性である必要はないが、疎水性であってもよい。シリコーングリコールコポリマーのような湿潤界面活性剤を湿し水に添加して、湿し水がシリコーン表面を湿らせることを可能にしてもよい。作像部材２０は、ロールまたはドラムであってもよく、または平坦なプレート、ベルトの表面、もしくは他の構造であってもよい。作像部材表面２２は、印刷動作を助けるために温度制御することができる。例えば、作像部材２０は、画像形成において、画像形成の装置の転写およびクリーニング動作を助けるために内部的に（例えば、冷却流体で）または外部的に（例えば、ブランケットチラーロール３８（図２）を介して）冷却することができる。

ドナーローラー１２は、作像部材表面２２と転がり連通して位置決めされた中間ロールである。このように、ドナーローラーは、ドナーローラーおよび作像部材が互いに回転すると、湿し水を作像部材表面に移動させるように構成される。ドナーローラー１２と回転可能作像部材２０の作像可能表面２２との間のこの転がり連通は、デジタル画像形成装置が動作しているか作像部材が回転しているかにかかわらず維持することができる。特定の理論に限定されないが、ドナーローラー１２は、作像部材の作像可能表面２２と直接相互作用するか、または１つ以上の追加の中間ローラーを介して作像可能表面と間接的に相互作用する、硬い平滑表面２４を有し得る。ドナーローラー１２は、例えばモータによって駆動することができ、あるいは作像部材または別の中間ローラーとの転がり接触を介して回転することができる。単一のローラーとして示されているが、ドナーローラー１２は複数のローラーを含み得ることが理解される。

ドナーローラー１２は、ローラー上への湿し水の凝縮速度または量を安定させるために温度制御されてもよい。例えば、必要に応じて１２冷却剤がドナーローラー内を流れて、ドナーローラーの表面を湿し水蒸気温度（例えば、１００℃以上）よりも十分に低い温度（例えば、約１０℃～約６０℃）に維持し、ドナーローラーに隣接する湿し水蒸気をドナーローラー上に凝縮させてもよい。ドナーローラー１２は、高い熱伝導率を有する材料（例えば、金属、ステンレス鋼、クロムメッキ鋼、アルミニウム、合金）で作ることができる。実施例において、ドナーローラー１２は、薄いポリマー層（例えば、シリコーン、エチレンプロピレンジエンモノマー（ＥＰＤＭ）、アクリロニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）、水素化アクリロニトリルブタジエンゴム（ＨＮＢＲ））で被覆された金属ローラーであってもよい。薄いポリマー層は１ｍｍ未満の厚さであってもよい。

蒸気供給チャンバ１４は、チャンバ内に蒸気供給チャンバ内部２６を画定することができる。蒸気供給チャンバ内部は、インク系のデジタル平版印刷に好適な流体溶液蒸気などの流体を含むことができる。蒸気供給チャンバ１４は、蒸気発生器のような蒸気源と流体連通する入口２８を含み、蒸気源から蒸気供給チャンバへの湿し水蒸気の流れを可能にする。蒸気供給チャンバ１４はドナーローラー１２に向かって下降して、蒸気源からドナーローラーの表面２２に向かって湿し水蒸気を送達する。湿し水蒸気は、例えば、蒸気供給チャンバ内部がドナーローラーの表面と連通することを可能にするように構成された蒸気供給チャンバ出口３０で、ドナーローラーの表面２２上に蒸着するために、蒸気供給チャンバ１４を通ってドナーローラー１２に矢印Ａの方向に流されてもよい。蒸気供給チャンバは、例えば、均一な湿し流体濃度、混合速度、および温度で湿し流体蒸気を表面１６上に蒸着させるように、チューブまたは導管の形状に構成することができる。

蒸気供給チャンバ１４は、金属（例えば、アルミニウム、ステンレス鋼、合金）などの高い熱伝導率を有する材料から作られてもよく、チャンバ内で湿し水が凝縮するのを防ぐために加熱されてもよい。特定の理論に限定されないが、蒸気供給チャンバ１４は機械的加熱器、例えばチャンバと接触する加熱要素５４を介して加熱されてもよい。加熱要素５４は、シリコーンヒートパッド、シリコーンゴム／ファイバーグラス加熱器、またはポリイミド加熱器などの可撓性の加熱要素であってもよい。加熱要素５４は、接着剤または他の機械的固定具を介して蒸気供給チャンバ１４に接合することができる。例えば、シリコーンヒートパッドを両面感圧テープで蒸気供給チャンバ１４の外部に接着することができる。加熱要素としてのカートリッジ加熱器を用いて、蒸気供給チャンバ１４を加熱することもできる。実施例では、蒸気供給チャンバは蒸気／空気混合物の温度（例えば、約１００℃）に加熱することができる。当然ながら、蒸着システム１０は、蒸気供給チャンバ１４を他の温度（例えば、約６０℃～１５０℃以上）でも意図したとおりに動作させることが発明者によって理解されるように、約１００℃の蒸気温度で動作することに限定されない。

さらに図１を参照すると、蒸気バッフル１６が、蒸気供給チャンバ１４から、蒸気供給チャンバ出口３０から提供される湿し水蒸気を蒸気バッフルおよび隣接するドナーローラー表面によって画定される凝縮領域３２に閉じ込めるドナーローラー表面２２に隣接しておよびその周りに延びて、ドナーローラー表面上での湿し水蒸気の凝縮を介してドナーローラー表面上に湿し水液体の層を形成することを支援することができる。すなわち、蒸気バッフルは、ドナーローラー表面を用いて蒸気流路３４を凝縮領域３２として画定することができる。蒸気バッフルは、ドナーローラー表面に面する円弧壁３６と、円弧壁からドナーローラー表面に向かって延びる境界壁（図示せず）とを含んでもよい。円弧壁３６はドナーローラー表面から約０．２５～２ｍｍ空間的にずらしてそれらの間に間隙を形成することができる。蒸気バッフル１６は、金属（例えば、アルミニウム、ステンレス鋼、合金）などの高い熱伝導率を有する材料、または蒸着システム１０の動作中にドナーローラー１２の周囲にその形状を保持する他の材料から作られてもよい。

蒸気バッフル１６上の蒸気凝縮は、ドナーローラー１２上の湿し水凝縮物の層の均一性を妨げ、画質に影響を及ぼす可能性がある。したがって、蒸気バッフルへの蒸気凝縮を最小限に抑えることが有益であろう。実施例では、蒸気バッフル１６は、加熱された蒸気供給チャンバ１４との接触を介して直接加熱するか、または導電的に加熱することができる。上述の蒸気供給チャンバの加熱と同様の方法で、蒸気バッフル１６は、機械的加熱器、例えばバッフルと接触する加熱要素５６を介して直接加熱することができる。加熱要素５６は、シリコーンヒートパッド、シリコーンゴム／ファイバーグラス加熱器、またはポリイミド加熱器などの可撓性の加熱要素であってもよい。加熱要素５６は、接着剤または他の機械的固定具を介して蒸気バッフル１６に接合することができる。例えば、シリコーンヒートパッドを両面感圧テープで蒸気バッフル１６の外部に接着することができる。加熱要素としてカートリッジ加熱器を用いて、蒸気バッフルを加熱することもできる。加熱要素５４および５６は別々の加熱器であるか、または１つの加熱器の一部として組み合わされてもよいことが理解される。蒸気バッフル１６は、蒸気／空気混合物の温度（例えば、約１００℃）、蒸気供給チャンバの温度、またはより包括的には約６０℃～１５０℃以上の温度に加熱することができる。蒸気供給チャンバ１４および蒸気バッフル１６について高熱伝導率材料が論じられているが、プラスチック、ファイバーグラス、または複合材料などの低熱伝導率材料を使用して、凝縮を最小限に抑えることができることが理解される。

特定の構成に限定されないが、蒸気バッフル１６は、蒸気供給チャンバと接触して、蒸気供給チャンバとの間の凝縮領域３２からの蒸気の漏れを回避することができる。蒸気バッフル１６は、図１および図２に示され、蒸気供給チャンバに取り付けられ、矢印Ｂで示されるドナーローラーの回転方向における蒸気供給チャンバの下流のドナーローラー表面２２の周りに延びている。蒸気バッフルは、蒸気供給チャンバの片側に限定されず、蒸気供給チャンバ出口３０を出る湿し水蒸気の凝縮のためにドナーローラーに隣接する湿し水蒸気を、湿し水凝縮物の層として表面２２上に閉じ込めるために、蒸気供給チャンバの上流側および／または他側に延びることもできることが理解される。

湿し水はＤ４またはＤ５湿し流体であってもよい。湿し水は、以下により詳細に記載されるように、表面張力を低減させるために、ならびにその後のレーザパターニングを支持するために必要な蒸発エネルギーを低下させるために、任意選択で少量のイソプロピルアルコールまたはエタノールを添加した水を含み得る。低表面エネルギー溶媒、例えば揮発性シリコーン油もまた、湿し水として役立ち得る。

動作中に、一部の湿し水蒸気が凝縮領域３２内で湿し水液体に凝縮しないことがあると考えられる。この過剰な湿し水蒸気が周囲に漏れるのを防ぐために、蒸気再生真空を蒸着システム１０に追加して過剰な湿し水を収集することができる。蒸気再生デバイス１８は、蒸気バッフル１６の出口で過剰の蒸気を収集するために使用され得る。過剰な蒸気を再生することにより、ドナーローラー１２および作像部材２０の界面に先立って、凝縮領域の外側の領域に湿し水が制御不能に蒸着するのを防止する。蒸気再生デバイス１８は、湿し水蒸気が周囲に入るのを防止することもできる。再生された湿し水蒸気は、凝縮、濾過、および再使用され、蒸着システム１０による湿し水の全体的な使用を低減させることができる。

蒸気再生デバイス１８は、真空源と流体連通する内部を有する蒸気収集マニホールド４０を有することができる。蒸気再生デバイス１８は、ドナーローラー１２の回転方向において蒸気バッフル１６の下流に位置決めされて、凝縮領域３２を出るときにドナーローラー表面２４上で凝縮しない過剰な湿し水蒸気を除去することができる。マニホールド４０は、凝縮領域の下流のドナーローラー表面２４を被覆するシールユニット４２を含み得る。シールユニット４２は、印刷中に処理方向Ｂに回転するドナーローラー１２との望ましくない摩擦を引き起こす可能性があるため、ドナーローラー表面に物理的に触れないことが好ましい。シールユニット１０２は、ドナーローラー表面に向かって延びるドナーローラーの表面２４を覆って蒸気バッフル１６に隣接して配設されたシェル壁４４を含み得る。

シェル壁４４は、蒸気バッフル１６を覆って輪郭が形成され、その間に、真空と流体連通する内部５０を有する蒸気収集マニホールド４０の蒸気抽出チャンバ４８に開口する過剰蒸気流路４６を画定することができる。図１に見られるように、過剰蒸気流路４６は、ドナーローラー１２から離れるように上昇して、過剰な湿し流体蒸気を、ドナーローラー表面２４から蒸気抽出チャンバ内部５０に送達することができる。蒸気再生装置は、過剰な湿し水蒸気を液体状態に凝縮させ、次いで湿し水液体を蒸気源に戻すことができる。

ドナーローラー１２上に蒸着された湿し水層は、ニップ５２で作像部材２０の再作像可能表面２２上に分割して蒸着する。この湿し水流体層の分割は、再作像可能表面２２に沿った温度変動とは独立して起こり、作像部材表面の温度変動が存在するときの現在の直接凝縮法と比較して、再作像可能表面上の湿し水のより均一な層をもたらす。デジタルレーザ画像化によるそのような温度変動は、約１℃～２０℃であってもよく、２０℃を超えてもよい。回転可能作像部材２０は、ドナーローラー上の湿し水を回転する作像部材の再作像可能表面２２上に吐出させて、ドナーローラー１２の回転方向とは反対方向に回転させることができる。ドナーローラー１２および回転可能作像部材２０は、印刷動作が行われているか作像部材が回転しているかにかかわらず、常にそれらの転がり連通を介して接触したままであってもよい。ニップ５２で分割した後にドナーローラー表面２４上に残っている湿し水凝縮物は全て、ドナーローラー表面上に残っていてもよく、ニップにおいてその後の分割において再作像可能表面２２に適用するために凝縮領域３２で追加の湿し水と混合することができる。

図２は、蒸着システム１０を含むデジタル画像形成装置１００を示す。デジタル画像形成装置は、光学パターニングサブシステム１０２と、インク付け装置１０４と、インク画像転写ステーション１０６と、レオロジー調整サブシステム１０８と、洗浄デバイス１１２と、をさらに含むことができる。図１および図２は、ローラーとして形成された構成要素を示しているが、他の好適な形態および形状が実施されてもよい。

光学パターニングサブシステム１０２は、この段階では作像部材回転矢印Ｃと同じ方向である印刷処理方向において湿し水蒸着システム１０の下流に設置され、例えば、レーザエネルギーを使用した画像状パターニングによって、湿し水の層において潜像を選択的にパターニングする。光学パターニングサブシステム１０２は、レーザエミッタとして示されているが、光エネルギーを送達して湿し水層をパターニングするために様々な異なるシステムを使用することができることを理解されたい。

光学パターニングサブシステム１０２による湿し水層のパターニングに続いて、再作像可能表面２２上のパターニングされた湿し水の層がインク付け装置１０４に提示される。インク付け装置１０４は、光学パターニングサブシステム１０２の下流に位置決めされて、パターニングされた湿し水の層と作像部材の再作像可能表面２２との上に均一なインク層を適用する。インク付け装置１０４は、再作像可能表面２２の作像された部分を表す蒸発パターンにインクを蒸着させることができるが、一方、湿し水のフォーマットされていない部分に蒸着したインクは、それらの部分の疎水性および／または疎油性の性質に基づいて付着しない。インク付け装置は、再作像可能表面の作像された部分のポケット内により良好に広がるようにインクの粘度を低下させるために、表面２２に適用される前にインクを加熱することができる。例えば、当業者にはよく理解されているように、インク付け装置の少なくとも１つのローラー１１４を加熱することができる。加熱ローラーは、アニロックスロールであってもよい。

印刷プロセス方向におけるインク付け装置１０４の下流には、作像部材表面２２から印刷基板１１８へインク画像１１６を転写するインク画像転写ステーション１０６がある。再作像可能表面２２の作像された部分のポケット内のインクが基板１１８と物理的に接触するように、基板１１８が作像部材２０と押圧ローラー１２２との間の転写ニップ１２０を通過するときに、転写が行われる。

レオロジー調整サブシステム１０８を使用して、所望に応じてデジタル画像形成装置１００の特定の位置でインクの粘度を増加させることができる。特定の理論に限定されないが、レオロジー調整サブシステム１０８は、ＵＶ硬化ランプ（例えば、標準レーザ、ＵＶレーザ、高出力ＵＶ ＬＥＤ光源）、波長可変光開始剤、または、インクを粘着性状態に部分的に硬化させるためにある量のＵＶ光（例えば、光子放射の数）にインクを曝す他のＵＶ源などの硬化機構を含み得る。硬化機構は、様々な形態の光学的または光硬化、熱硬化、電子ビーム硬化、乾燥、または化学硬化を含み得る。図２に描写する例示的な画像形成装置１００では、レオロジー調整サブシステム１０８がインク画像転写ステーション１０６の下流の基板１１８に隣接して位置決めされ、基板に転写されたインク画像を硬化させることができる。

この残留インクの除去は、最も好ましくは、作像部材の作像可能表面を掻き取るまたは磨耗させることなく行われる。そのように残っている流体残渣の除去は、インク画像転写ステーション１０６と蒸着システム１０との間の表面２２に隣接する何らかの形態の洗浄デバイス１１２を使用することによって成し得る。そのような洗浄デバイスは、作像部材表面２２と物理的に接触する接着性または粘着性のローラーのような少なくとも第１の洗浄部材を含むことができ、接着性または粘着性洗浄デバイス部材は表面から残留流体材料（例えば、インク、湿し液）を除去する。次いで、接着性または粘着性部材を、残留インクが接着性または粘着性部材から転写され得る平滑ローラー（図示せず）と接触させることができ、インクは、例えばドクターブレードまたは他の同様のデバイスによって平滑ローラーから剥ぎ取られて廃棄物として収集される。洗浄デバイス２４は、多くの種類の洗浄デバイスのうちの１つであり、再作像可能な印刷システムの作像部材の表面から残留インクおよび湿し水を除去するように設計された他の洗浄デバイスは、実施形態の範囲内にあると考えられることが理解される。例えば、当業者にはよく理解されているように、洗浄デバイスは、少なくとも１つのローラー、ブラシ、ウェブ、ベルト、粘着性ローラー、バフ研磨ホイールなどを含むことができる。

開示された実施形態は、デジタル画像形成装置を用いた印刷に有用な回転可能作像部材２０の再作像可能表面２２上に湿し水の凝縮物層を蒸着させるための例示的な方法を含み得る。図３は、そのような例示的方法のフローチャートを示す。図３に示されるように、本方法の動作は、ステップＳ２００で始まり、ステップＳ２１０に進む。

ステップＳ２１０において、蒸気源からの湿し水蒸気は、回転可能作像部材の再作像可能表面と転がり連通してドナーローラーの表面に向かって送達される。湿し水蒸気は、蒸気源と流体連通する蒸気供給チャンバ内部を画定する蒸気供給チャンバを介して送達することができる。蒸気供給チャンバは、ドナーローラーに向かって下降してもよい。本方法の動作はステップＳ２２０に進み、ここで蒸気供給チャンバ内部とドナーローラー表面との間の蒸気連通は、ドナーローラー表面に隣接して蒸気供給チャンバ出口を設けることによって可能にされる。本方法の動作は、ステップＳ２３０に進む。

ステップＳ２３０において、蒸気供給チャンバ内部を出る湿し水蒸気は、蒸気供給チャンバと接触し、かつドナーローラーの回転方向において蒸気供給チャンバの下流のドナーローラー表面の周りに延びる蒸気バッフルによって、ドナーローラー表面に隣接する凝縮領域に閉じ込められる。蒸気バッフルは、ドナーローラー表面から約０．２５～２ｍｍ離れて空間的に設置されて、凝縮領域を画定する間隙を形成してもよい。閉じ込められた湿し水蒸気が凝縮領域で凝縮して、間隙におけるドナーローラー表面上に湿し水の液体層を形成する。ドナーローラー表面の温度は、約１０℃～６０℃の温度に制御されて、高温湿し水蒸気（例えば、約１００℃）のより低温のドナーローラー表面上への凝縮を促進する。

本方法の動作はステップＳ２４０に進むことができ、ここでドナーローラーの回転方向における凝縮領域の下流の過剰な湿し水蒸気は、ドナーローラーの回転方向における蒸気バッフルの下流の蒸気収集マニホールドを有する蒸気再生真空で除去される。過剰な湿し水蒸気は、凝縮領域において湿し水の液体層に凝縮しない湿し水蒸気を含む。本方法の動作は、ステップＳ２５０に進む。

ステップＳ２５０では、湿し水の凝縮物層が、ドナーローラー表面と回転可能作像部材の再作像可能表面との間のニップにおいて、ドナーローラー表面から、回転可能作像部材の再作像可能表面に移動される。インク系のデジタル画像形成装置が印刷動作を実行している間に、回転可能作像部材をドナーローラーの回転方向とは反対方向に回転させ、ドナーローラー上の湿し水を回転画像部材の再作像可能表面上に吐出してもよい。印刷動作が行われているかどうかにかかわらず、ドナーローラーおよび回転可能作像部材は、常にそれらの転がり連通を介して接触したままであってもよい。ニップで分割した後にドナーローラー表面上に残っている湿し水凝縮物は全て、ドナーローラー表面上に残っていてもよく、ニップにおいてその後の分割において再作像可能表面に適用するために、凝縮領域で次の回転中に、追加の湿し水と混合することができる。動作はステップＳ２６０で停止してもよく、またはステップＳ２１０に戻って繰り返すことによって継続してもよく、そこで蒸気源からのより多くの湿し水蒸気がドナーローラーの表面２４に向かって送達される。

実行可能方法のステップの例示的に示された順序は、ステップに記載された機能を実施するための対応する一連の動作の一例を表す。示された例示的なステップは、開示された実施形態の目的を実行するために任意の合理的な順序で実行され得る。方法の開示されたステップに対する特定の順序は、図３および添付の説明における描写によって必ずしも示唆されないが、ただし、任意の特定の方法ステップが、任意の他の方法ステップの実行に必要な前提条件であると合理的に考えられる場合を除く。個々の方法ステップは、同時またはほぼ同時のタイミングで順番に、または並行して実行することができる。加えて、示されおよび説明された方法のステップの全てが、本開示による任意の特定のスキームに含まれる必要はない。

当業者は、開示された主題の他の実施形態が、多くの異なる構成のオフセットインクシステムに共通の多くの種類の画像形成要素を用いて実行し得ることを理解するであろう。例えば、デジタル平版印刷システムおよび方法は、論じられた実施形態に示すことができるが、その例は、アナログオフセットインクシステムおよび方法を含むアナログ画像形成システムおよび方法に適用することができる。これらは開示されたスキームに従って行われ得る変形の非限定的な例であることを理解されたい。言い換えれば、上記の説明および添付の図面から、特定の限定的な構成が暗示されるべきではない。

Claims (16)

1. 再作像可能表面を備える回転可能作像部材を有するインク系のデジタル画像形成装置を用いる印刷に有用な湿し水蒸着システムであって、
   前記回転可能作像部材の前記再作像可能表面と転がり連通する表面を有する薄いポリマー層で被覆された金属ローラーであるドナーローラーと、
   湿し水蒸気源と流体連通する蒸気供給チャンバ内部を画定する蒸気供給チャンバであって、前記蒸気供給チャンバが、前記ドナーローラーに向かって下降し、前記蒸気供給チャンバが、前記湿し水蒸気源から前記ドナーローラーの前記表面に向かって湿し水蒸気を送達するように構成された、蒸気供給チャンバと、
   前記蒸気供給チャンバ内部が前記ドナーローラーの前記表面と連通することを可能にするように構成された蒸気供給チャンバ出口と、
   前記蒸気供給チャンバと接触し、前記ドナーローラーの回転方向において、前記蒸気供給チャンバの下流の前記ドナーローラー表面の周りに延び、前記湿し水蒸気を蒸気バッフルと前記ドナーローラー表面との間の凝縮領域に閉じ込めるための前記ドナーローラー表面を用いて蒸気流路を画定して、前記ドナーローラー表面上での前記湿し水蒸気の凝縮を介して前記ドナーローラー表面上に前記湿し水の液体層を形成することを支援する蒸気バッフルであって、前記ドナーローラーが、前記ドナーローラー表面から前記回転可能作像部材の前記再作像可能表面に湿し水の前記液体層を移動させるように構成された、前記蒸気バッフルと、
   前記蒸気バッフルを６０℃～１５０℃に加熱するように構成された加熱器と、を備え、
   前記ドナーローラー表面が、約１０℃～６０℃に温度制御されている、システム。
2. 前記ドナーローラーの回転方向において前記蒸気バッフルの下流の蒸気収集マニホールドを有する蒸気再生真空をさらに備え、前記蒸気再生真空が、前記凝縮領域の下流の湿し水蒸気を除去するように構成された、請求項１に記載のシステム。
3. 前記蒸気流路が、前記蒸気バッフルと前記ドナーローラー表面との間に約０．２５～２ｍｍの間隙を形成する、請求項１に記載のシステム。
4. 前記ドナーローラーが、前記作像部材の回転にかかわらず、前記回転可能作像部材の前記再作像可能表面との前記転がり連通を維持するように構成された、請求項１に記載のシステム。
5. インク系のデジタル画像形成装置を用いる印刷に有用な回転可能作像部材の再作像可能表面上に、湿し水の液体層を蒸着させるための方法であって、
   湿し水蒸気源と流体連通する蒸気供給チャンバ内部を画定する、ドナーローラーに向かって下降する蒸気供給チャンバを介して、前記回転可能作像部材の前記再作像可能表面と転がり連通する、薄いポリマー層で被覆された金属ローラーである前記ドナーローラーの表面に向かって湿し水蒸気源から湿し水蒸気を送達することと、
   前記蒸気供給チャンバ内部と前記ドナーローラー表面との間の蒸気連通を可能にするために、前記ドナーローラー表面に隣接して蒸気供給チャンバ出口を設けることと、
   前記蒸気供給チャンバと接触して、前記ドナーローラーの回転方向において前記蒸気供給チャンバの下流の前記ドナーローラー表面の周りに延びる蒸気バッフルを用いて、前記湿し水蒸気を前記ドナーローラー表面に隣接する凝縮領域に閉じ込めることであって、前記閉じ込められた湿し水蒸気が、前記凝縮領域における前記ドナーローラー表面上の湿し水の前記液体層に凝縮する、閉じ込めることと、
   前記ドナーローラー表面から前記回転可能作像部材の前記再作像可能表面に湿し水の前記液体層を移動することと、
   前記蒸気バッフルを６０℃～１５０℃に加熱することと、を含み、
   前記ドナーローラー表面が、約１０℃～６０℃に温度制御されている、方法。
6. 前記ドナーローラーの回転方向において前記蒸気バッフルの下流の蒸気収集マニホールドを有する蒸気再生真空を用いて、前記ドナーローラーの前記回転方向における前記凝縮領域の下流の過剰な湿し水蒸気を除去することをさらに含み、前記過剰な湿し水蒸気が、前記凝縮領域における湿し水の前記液体層に凝縮しない、請求項５に記載の方法。
7. モータを用いて前記ドナーローラーを回転させることをさらに含む、請求項５に記載の方法。
8. 前記湿し水蒸気を前記凝縮領域に閉じ込めるステップが、前記凝縮領域を画定する間隙を形成するために、前記ドナーローラー表面から空間的に約０．２５～２ｍｍ離れて前記蒸気バッフルを設けることを含む、請求項５に記載の方法。
9. 前記インク系のデジタル画像形成装置が印刷動作を実行している間に、前記ドナーローラーの前記回転方向とは反対方向に前記回転可能作像部材を回転させることをさらに含む、請求項８に記載の方法。
10. 前記インク系のデジタル画像形成装置が前記印刷動作を実行しているかどうかにかかわらず、前記間隙を維持することをさらに含む、請求項９に記載の方法。
11. 前記作像部材の回転にかかわらず、前記ドナーローラーと前記回転可能作像部材の前記再作像可能表面との間の転がり連通を維持することをさらに含む、請求項９に記載の方法。
12. インク系のデジタル画像形成装置を用いた印刷に有用な湿し水蒸着システムであって、
    再作像可能表面を備える回転可能作像部材と、
    前記回転可能作像部材の前記再作像可能表面と転がり連通する表面を有する薄いポリマー層で被覆された金属ローラーであるドナーローラーと、
    湿し水蒸気源と流体連通する蒸気供給チャンバ内部を画定する蒸気供給チャンバであって、前記蒸気供給チャンバが、前記ドナーローラーに向かって下降し、前記蒸気供給チャンバが、前記湿し水蒸気源から前記ドナーローラー表面に向かって蒸気を送達するように構成された、前記蒸気供給チャンバと、
    前記蒸気供給チャンバ内部が前記ドナーローラーの前記表面と連通することを可能にするように構成された蒸気供給チャンバ出口と、
    前記蒸気供給チャンバと接触し、前記ドナーローラー表面を用いて蒸気流路を画定する前記ドナーローラーの回転方向において、前記蒸気供給チャンバの下流の前記ドナーローラー表面の周りに延び、前記湿し水蒸気を加熱蒸気バッフルと前記ドナーローラー表面との間の凝縮領域に閉じ込めるための前記ドナーローラー表面を用いて蒸気流路を画定して、前記ドナーローラー表面上での前記湿し水蒸気の凝縮を介して前記ドナーローラー表面上に前記湿し水の液体層を形成することを支援する前記加熱蒸気バッフルであって、前記ドナーローラーが、前記ドナーローラー表面から前記回転可能作像部材の前記再作像可能表面に湿し水の前記液体層を移動させるように構成され、前記湿し水が、前記ドナーローラー表面上の蒸気の凝縮のために前記蒸気供給チャンバおよび前記加熱蒸気バッフルを通過する、前記加熱蒸気バッフルと、
    前記蒸気バッフルを６０℃～１５０℃に加熱するように構成された加熱器と、を備え、
    前記ドナーローラー表面が、約１０℃～６０℃に温度制御されている、システム。
13. 前記ドナーローラーの回転方向において前記蒸気バッフルの下流の蒸気収集マニホールドを有する蒸気再生真空をさらに備え、前記蒸気再生真空が、前記凝縮領域の下流の湿し水蒸気を除去するように構成された、請求項１２に記載のシステム。
14. 前記ドナーローラーが、モータ駆動である、請求項１２に記載のシステム。
15. 前記蒸気流路が、前記蒸気バッフルと前記ドナーローラー表面との間に約０．２５～２ｍｍの間隙を形成する、請求項１２に記載のシステム。
16. 前記ドナーローラーが、前記作像部材の回転にかかわらず、前記回転可能作像部材の前記再作像可能表面との前記転がり連通を維持するように構成された、請求項１５に記載のシステム。

Images