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技術 電磁気インクを非電磁気インクの画像に塗布するシステムおよび方法

出願人 ゼロックスコーポレイション
発明者 ディヴィッド・エイ・マンテル
出願日 2016年2月16日 (4年10ヶ月経過) 出願番号 2016-027046
公開日 2016年9月5日 (4年3ヶ月経過) 公開番号 2016-159632
状態 特許登録済
技術分野 インクジェット(インク供給、その他)
主要キーワード 磁気特徴 電磁気材料 国家規格 オフセット部材 平面パッド 印刷済み媒体 媒体ウェブ プリント回路カード
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (8)

課題

電磁気インクと電磁気インクを用いた印刷を効率的に行うインクジェット印刷システムを提供する。

解決手段

インクジェットイジェクタにより、記録媒体上に陰像408が残るようにベタ背景404を形成し、その上に、電磁気インクを塗布する。その後、吸収材を記録媒体に接触させ、ベタの背景404から電磁気インクを取り除く。一方、陰像408内に塗布された電磁気インクは、吸収材に吸収されずに残ることから、一連文字からなる磁性特徴が残る。

概要

背景

一般に、インクジェットプリンタは、画像受取り部材の表面に液体インクの滴を吐出する少なくとも1つの印字ヘッドを含む。間接プリンタすなわちオフセットプリンタでは、インク画像印刷媒体転写される前に、インクジェットが、回転する画像受取り部材(回転する金属ドラムまたはエンドレスベルトなどの)の表面にインクを吐出する。直接プリンタでは、インクジェットは、印刷媒体(シートまたは連続ウェブの形態でよい)に直接インクを吐出する。相変化インクジェットプリンタでは、周囲温度では固体であるが高温になると液相に変化する相変化インクを用いる。溶解インクが媒体または画像受取り部材に吐出されると、プリンタの種類によっては、インクの小滴が素早く凝固してインク画像が形成される。

インクジェットプリンタは、様々な種類や色のインクを用いた広い範囲の文書印刷するために用いられる。いくつかの印刷文書は人間と機械の両方により読み取られる。例えば、小切手には、人間と自動小切手処理装置の両者が読取り可能な印刷テキストが含まれる。小切手処理機は、磁気インク文字認識MICR)技術を用いて、小切手に印刷されたルーティング番号口座番号など文字を素早く正確に識別する。MICR装置が読取り可能な磁気インクには、酸化鉄などの磁性粒子浮遊物が含まれ、これらは磁場を用いて検知可能である。MICR印刷の使用が広く普及し、これにより、小切手やその他の文書を自動で処理することが可能となっている。自動小切手処理機は、印刷された磁気インクの文字を用いて、文字認識高速で実行し、口座番号やルーティング番号を認識する。小切手の処理は、磁気インクでの印刷の一つの用途であるが、磁気インクは広い範囲の印刷文書に組み込むことができ、かつ非電磁気インクと併せても使用可能である。

概要

非電磁気インクと電磁気インクを用いた印刷を効率的に行うインクジェット印刷システムを提供する。インクジェットイジェクタにより、記録媒体上に陰像408が残るようにベタ背景404を形成し、その上に、電磁気インクを塗布する。その後、吸収材を記録媒体に接触させ、ベタの背景404から電磁気インクを取り除く。一方、陰像408内に塗布された電磁気インクは、吸収材に吸収されずに残ることから、一連の文字からなる磁性特徴が残る。A

目的

このようなロールはそれぞれ、規定された幅の紙で印刷基材長尺の給紙を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

この技術が所属する分野

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請求項1

デジタルプリンタを操作する方法であって、制御装置により、画像データを参照して、少なくとも1つのマーキング材料塗布器を操作して、マーキング材料で画像を形成するステップであって、前記マーキング材料により、ベタ背景領域、および液体インクで形成される特徴の陰像が形成される、ステップと、前記制御装置により、アクチュエータを操作して、部材を移動させて、前記画像を受け取った基材に接触させて、前記ベタの背景領域、および前記液体インクで形成される前記特徴の前記陰像に前記液体インクを塗布するステップと、前記基材上の前記ベタの背景領域から前記液体インクを取り除くステップと、を含む方法。

請求項2

前記マーキング材料塗布器を操作する前記ステップには、前記制御装置により、前記マーキング材料塗布器を操作して、非電磁気トナーで前記ベタの背景領域および前記陰像を形成することがさらに含まれる、請求項1に記載の方法。

請求項3

前記マーキング材料塗布器を操作する前記ステップには、前記制御装置により、少なくとも1つの印字ヘッドを操作して、非電磁気インク吐出して、前記非電磁気マーキング材料で前記ベタの背景領域および前記陰像を形成することがさらに含まれ、前記アクチュエータを操作する前記ステップには、前記部材を移動させて、前記基材に接触させて、前記ベタの背景領域および前記陰像に電磁気インクを塗布することがさらに含まれる、請求項1に記載の方法。

請求項4

前記液体インクを取り除く前記ステップには、制御装置により、アクチュエータを操作して、吸収部材を移動させて、前記ベタの背景領域、および液体インクで形成される前記特徴の前記陰像に接触させることがさらに含まれる、請求項1に記載の方法。

請求項5

前記画像データを参照して、前記マーキング材料塗布器を操作する前記ステップには、液体インクで形成される前記特徴の前記陰像を形成するために用いられるフォントを調整することがさらに含まる、請求項1に記載の方法。

請求項6

デジタルプリンタであって画像受取り面が少なくとも1つの印字ヘッドを処理方向に通過するとき、前記画像受取り面上に第1のインクを吐出するよう構成される少なくとも1つの印字ヘッドと、部材に動作可能に接続し、前記部材を移動させて前記画像受取り面に接触させて、前記ベタの背景領域、および前記第2のインクで形成される前記特徴の前記陰像に第2のインクを塗布するよう構成されるアクチュエータと、吸収部材に動作可能に接続し、前記吸収部材を移動させて前記画像受取り面と接触かつ接触解除させて、前記ベタの背景領域から前記第2のインクを取り除くよう構成されるアクチュエータと、前記アクチュエータ、および前記少なくとも1つの印字ヘッドに動作可能に接続する制御装置であって、画像データを参照して、前記少なくとも1つの印字ヘッドを操作して、前記第1のインクを塗布して、前記画像受取り面上にベタの背景領域、および前記第2のインクで形成される特徴の陰像を形成し、前記部材に動作可能に接続する前記アクチュエータを操作して、前記ベタの背景領域、および前記第2のインクで形成される前記特徴の前記陰像に前記第2のインクを塗布し、前記吸収部材に動作可能に接続する前記アクチュエータを操作して、前記ベタの背景領域から前記第2のインクを取り除くよう構成される制御装置と、を含むデジタルプリンタ。

請求項7

前記制御装置が、前記少なくとも1つの印字ヘッドを操作して、前記第2のインクと著しく対比される非電磁気インクで前記ベタの背景を形成するようさらに構成される、請求項6に記載のデジタルプリンタ。

請求項8

前記制御装置が、前記少なくとも1つの印字ヘッドを操作して、透明な非電磁気インクで前記ベタの背景を形成するようさらに構成される、請求項6に記載のデジタルプリンタ。

請求項9

デジタルプリンタであって、画像形成部材と、前記画像形成部材が、前記少なくとも1つの印字ヘッドを通過して処理方向に回転するとき、前記画像形成部材の表面上にマーキング材料を塗布するよう構成される少なくとも1つのマーキング材料塗布器と、ローラに動作可能に接続し、前記ローラを移動させて前記画像形成部材に係合かつ係合解除させて、前記ローラと前記画像形成部材との間にニップを選択的に形成するよう構成されるアクチュエータと、前記マーキング材料を前記画像形成部材の前記表面から前記媒体転写させるために前記画像形成部材と前記ローラとの間に形成される前記ニップ内媒体シートを移動させる媒体搬送部と、部材に動作可能に接続し、前記部材を移動させて前記媒体に係合させるよう構成される別のアクチュエータと、吸収部材に動作可能に接続し、前記媒体が前記ニップから離れた後、前記吸収部材を移動させて前記媒体に係合させるよう構成される別のアクチュエータと、前記アクチュエータ、および前記少なくとも1つのマーキング材料塗布器に動作可能に接続する制御装置であって、画像データを参照して、前記少なくとも1つのマーキング材料塗布器を操作して、前記マーキング材料を塗布して、前記画像形成部材の前記表面上にベタの背景領域、および液体インクで形成される特徴の陰像を形成し、前記ローラに動作可能に接続する前記アクチュエータを操作して、前記ニップを形成し、媒体が前記ニップを通過できるようにして、前記マーキング材料を前記画像形成部材の前記表面から前記媒体に転写させ、前記部材に動作可能に接続する前記アクチュエータを操作して、前記ベタの背景領域、および前記液体インクで形成される前記特徴の前記陰像に前記液体インクを塗布し、前記吸収部材に動作可能に接続する前記アクチュエータを操作して、前記ベタの背景領域から前記液体インクを取り除くよう構成される制御装置と、を含むデジタルプリンタ。

請求項10

前記少なくとも1つのマーキング材料塗布器が、前記画像受取り面上に非電磁気インクを吐出するよう構成される少なくとも1つの印字ヘッドをさらに含む、請求項9に記載のデジタルプリンタ。

技術分野

0001

本開示は、一般にインクジェットプリンタに関し、より詳細には、電磁気インクインク画像を形成するインクジェットプリンタに関する。

背景技術

0002

一般に、インクジェットプリンタは、画像受取り部材の表面に液体インクの滴を吐出する少なくとも1つの印字ヘッドを含む。間接プリンタすなわちオフセットプリンタでは、インク画像が印刷媒体転写される前に、インクジェットが、回転する画像受取り部材(回転する金属ドラムまたはエンドレスベルトなどの)の表面にインクを吐出する。直接プリンタでは、インクジェットは、印刷媒体(シートまたは連続ウェブの形態でよい)に直接インクを吐出する。相変化インクジェットプリンタでは、周囲温度では固体であるが高温になると液相に変化する相変化インクを用いる。溶解インクが媒体または画像受取り部材に吐出されると、プリンタの種類によっては、インクの小滴が素早く凝固してインク画像が形成される。

0003

インクジェットプリンタは、様々な種類や色のインクを用いた広い範囲の文書印刷するために用いられる。いくつかの印刷文書は人間と機械の両方により読み取られる。例えば、小切手には、人間と自動小切手処理装置の両者が読取り可能な印刷テキストが含まれる。小切手処理機は、磁気インク文字認識MICR)技術を用いて、小切手に印刷されたルーティング番号口座番号など文字を素早く正確に識別する。MICR装置が読取り可能な磁気インクには、酸化鉄などの磁性粒子浮遊物が含まれ、これらは磁場を用いて検知可能である。MICR印刷の使用が広く普及し、これにより、小切手やその他の文書を自動で処理することが可能となっている。自動小切手処理機は、印刷された磁気インクの文字を用いて、文字認識高速で実行し、口座番号やルーティング番号を認識する。小切手の処理は、磁気インクでの印刷の一つの用途であるが、磁気インクは広い範囲の印刷文書に組み込むことができ、かつ非電磁気インクと併せても使用可能である。

発明が解決しようとする課題

0004

磁気インクで印刷することは、特に、インクジェットを備える印字ヘッドを用いた印刷システムにおいて、困難であり得る。多くの場合、磁気インクを吐出する印字ヘッドに供給されるインクは内部の容器貯蔵される。磁気インクで印刷する特徴を含む画像を不定期で印刷する場合、容器内、またはその他の印字ヘッド内の導管内のインク内の磁性粒子がインクから分離して沈殿する可能性がある。このような沈殿により、磁気的に十分に活発粒子がインク内に入り、最終的には印刷画像に移り問題を引き起こす。それに加えて、媒体表面を前処理したり、あるいは、その他の種類のインクを媒体上に定着させたり延ばしたりすることで、磁気インクが適切に媒体に結合できなくなる可能性がある。したがって、インクジェット印刷システムにおける磁気インクでの印刷をより効率的にすることが望ましい。

課題を解決するための手段

0005

本開示の一実施形態では、インクジェット印刷システムにより印刷される画像内で、インクジェットの印字ヘッドにより電磁気インクが塗布される必要なしに、電磁気インクで特徴を形成することができる印刷方法が開示される。この方法には、制御装置により、画像データを参照して、少なくとも1つのマーキング材料塗布器を操作して、非電磁気マーキング材料で画像を形成するステップであって、この非電磁気マーキング材料により、ベタ背景領域、および電磁気インクで形成される特徴の陰像が形成される、ステップと、制御装置により、アクチュエータを操作して、部材を移動させて画像を受け取った基材に接触させて、ベタの背景領域、および電磁気インクで形成される特徴の陰像に電磁気インクを塗布するステップと、電磁気インクを基材上のベタの背景領域から取り除くステップと、が含まれる。

0006

インクジェットプリンタシステムにより印刷される画像内で、インクジェットの印字ヘッドにより電磁気インクが画像に塗布される必要なしに、電磁気インクで特徴を形成することができるデジタルインクジェットプリンタが開示される。このプリンタは、画像受取り面が少なくとも1つの印字ヘッドを処理方向に通過するとき、この画像受取り面に非電磁気インクを吐出するよう構成される少なくとも1つの印字ヘッドと、部材に動作可能に接続し、部材を移動させて画像受取り面に接触させて、ベタの背景領域、および電磁気インクで形成される特徴の陰像に電磁気インクを塗布するよう構成されるアクチュエータと、吸収部材に動作可能に接続し、吸収部材を移動させて画像受取り面と接触かつ接触解除させて、ベタの背景領域から電磁気インクを取り除くよう構成されるアクチュエータと、これらのアクチュエータ、および少なくとも1つのマーキング材料塗布器に動作可能に接続する制御装置と、を含む。この制御装置は、画像データを参照して、少なくとも1つの印字ヘッドを操作して、非電磁気インクを塗布して、画像受取り面にベタの背景領域、および電磁気マーキング材料で形成される特徴の陰像を形成し、部材に動作可能に接続するアクチュエータを操作して、ベタの背景領域、および電磁気インクで形成される特徴の陰像に電磁気インクを塗布し、吸収部材に動作可能に接続するアクチュエータを操作して、ベタの背景領域から電磁気インクを取り除くよう構成される。

0007

インクジェットプリンタシステムにより印刷される画像内で、インクジェットの印字ヘッドにより電磁気インクが画像に塗布される必要なしに、電磁気インクで特徴を形成することができる間接デジタルインクジェットプリンタが開示される。このプリンタは、画像形成部材と、画像形成部材が少なくとも1つの印字ヘッドを通過して処理方向に回転するとき、画像形成部材の表面に非電磁気インクを吐出するよう構成される少なくとも1つのマーキング材料塗布器と、ローラに動作可能に接続し、ローラを移動させて画像形成部材に係合かつ係合解除させて、ローラと画像形成部材との間にニップを選択的に形成するよう構成されるアクチュエータと、非電磁気インクを画像形成部材の表面から媒体に転写させるために画像形成部材とローラとの間に形成されるニップ内媒体シートを移動させる媒体搬送部と、部材に動作可能に接続し、部材を移動させて媒体に係合させるよう構成される別のアクチュエータと、吸収部材に動作可能に接続し、吸収部材を移動させて媒体に係合させるよう構成される別のアクチュエータと、これらのアクチュエータ、および少なくとも1つの印字ヘッドに動作可能に接続する制御装置と、を含む。この制御装置は、画像データを参照して、少なくとも1つのマーキング材料塗布器を操作して非電磁気マーキング材料を塗布して、画像形成部材の表面にベタの背景領域、および電磁気インクで形成される特徴の陰像を形成し、ローラに動作可能に接続するアクチュエータを操作して、ニップを形成し、媒体がニップを通過できるようにして、非電磁気マーキング材料を画像形成部材の表面からこの媒体に転写させ、部材に動作可能に接続するアクチュエータを操作して、ベタの背景領域、および電磁気インクで形成される特徴の陰像に電磁気インクを塗布し、吸収部材に動作可能に接続するアクチュエータを操作して、ベタの背景領域から電磁気インクを取り除くよう構成される。

図面の簡単な説明

0008

図1は、インクジェットの印字ヘッドからインクを吐出することなく、電磁気インクで画像特徴を形成する直接インクジェットプリンタの概略図である。
図2は、図1のプリンタで使用される電磁気インク用塗布器の概略図である。
図3は、インクジェットの印字ヘッドからインクを吐出することなく、電磁気インクで形成される特徴を含む画像を印刷するための処理のブロック図である。
図4Aは、非電磁気インクで形成された磁気特徴の陰像、およびベタの背景領域を示す図である。
図4Bは、図4Aの磁気特徴の陰像、およびベタの背景に塗布された電磁気インクを示す図である。
図4Cは、図4Bのベタの背景領域から電磁気インクが取り除かれた後のベタの背景領域、および磁気特徴の陰像内の電磁気インクを示す図である。
図5は、インクジェットの印字ヘッドから電磁気インクを吐出することなく、電磁気インクで画像特徴を形成する間接インクジェットプリンタの概略図である。

実施例

0009

本明細書で開示されるシステムおよび方法に関する環境、およびシステムおよび方法に関する詳細の一般的な理解を得るために図面を参照する。これらの図面では、全体を通して、同様の参照符号を使用して、同様の要素が示されている。

0010

本明細書で使用される用語「プリンタ」とは、1種類以上のマーキング材料すなわち着色剤を印刷媒体に塗布することにより、様々な画像を形成するよう構成される全てのデジタル装置のことを指す。プリンタの一般的な例として、電子写真方式のプリンタやインクジェットプリンタが挙げられ、インクジェットプリンタには3次元のインクジェットプリンタも含まれるが、これらには限定されない。種々のプリンタの実施形態では、様々なパターンの印刷画像を形成するために、インクやトナーなどの1種類以上のマーキング材料が使用される。画像受取り面とは、画像形成ドラム画像形成ベルト、3次元の物体を形成する材料を受け取るプラテン、または紙を含む様々な印刷媒体などの、マーキング材料を受け取る任意の面のことを指す。本明細書で使用される用語「非電磁気マーキング材料」とは、基材上に印刷画像を形成するために表面に塗布される、非定型電磁的、力学的、化学的、または光学的材料を含まない物質のことを指す。非電磁気マーキング材料は、電子写真用現像剤トナー粒子、または液体インクでよい。電磁気の特徴を有する文書を印刷するために使用可能な既知のインクには、UV硬化インク酸化インク、およびレーザインクなどがある。用語「基材」とは、印刷画像を保持する、紙などの印刷媒体のことを指す。本明細書に記載されるプリンタは、デジタルプリンタである。本明細書で使用される「デジタルプリンタ」とは、印刷される画像が、画像を基材上に形成する前に、修正、あるいは調整されることを可能にする電子画像データを生成、あるいは受信するプリンタのことを意味する。本明細書で使用される用語「電磁気インク」とは、そのインクで印刷される特徴の陰像に塗布される、非定型の電磁的、力学的、化学的、または光学的材料を含む組成を有するインクのことを指す。例えば、電磁気インクは、液体内に含まれる電磁気を帯びた粒子の浮遊物で構成され得る。いくつかの電磁気インクでは、水性または有機系溶剤の中に酸化鉄などの粒子の浮遊物が含まれている。その他の電磁気インクには、導電性インク、様々な硬度を付与する化学物質を含むインク、反射面などの光学特性を付与するインクなどがある。

0011

本明細書で使用されるMICRとは、磁気特徴が磁気インクで形成され、かつその磁気特徴が特別なフォントで印刷されて機械可読情報が作成され、これにより、文書処理が容易になる、文書印刷の処理のことを指す。磁気特徴を有する文書を印刷するために用いられるフォント、およびその他の特別なパラメータは、様々な規格により規定される。これらの規格には、米国で米国国家規格協会(ANSI)および米国銀行協会により公布されている規格、または国際標準化機構により公布されているISO1004−1995などの国際規格、または豪州銀行協会もしくは英国における支払清算サービス協会(Association for Payment Clearing Service)により公布されている規格が含まれるがこれらには限定されない。非電磁気インクおよび電磁気インクは、それぞれのインクの電磁気特性(MICRの場合は、MICRパターンの磁化)の著しい対比により特徴付けられる。電磁気材料で印刷された特徴は磁気特性を示し、これにより、MICR読取り処理による磁気パターンの検知が可能となり、一方、非電磁気マーキング材料で印刷された背景は磁気特性を示していないため、この場合、電磁気材料で満たされた陰像のパターンにより対比が示される。

0012

連続供給すなわち「ウェブ」プリンタは、紙などの連続ウェブの印刷基材上に画像を形成する。いくつかの構成では、連続供給プリンタは、個々のカットシートではなくプリンタ内を連続して移動する大きな重い紙のロールから画像基材材料を受け取る。通常、紙のロールは、予めカットされたシートよりも、印刷されるページ当たりのコストを安く供給可能である。このようなロールはそれぞれ、規定された幅の紙で印刷基材の長尺の給紙を提供する。基材の縁のスプロケット穴と係合する給紙装置を有するいくつかのプリンタでは、折畳み状のファンフォールド、またはコンピュータ形式ウェブ基材が使用可能である。媒体ウェブ上に画像を形成した後、そのウェブは、1つ以上の切断装置により様々なサイズの個々のシートに切り取られる。いくつかの実施形態では、タイムリーでコスト効率の良い方法で大量の画像を印刷するために、連続供給の印刷システムが用いられる。

0013

図1には、磁気インクと非電磁気インクの両方を用いて画像を印刷するよう構成された、直接シート式の連続媒体用相変化インクジェットプリンタ5の簡素化した概略図が示されている。媒体供給および操作システムは、ウェブローラ8に取り付けられた媒体10のスプールなどの媒体供給部から、「基材」(紙、プラスチック、またはその他の印刷可能な材料)の媒体14の長い(すなわち、実質的に連続した)ウェブを供給するよう構成されている。一般的な種類の基材の一つは非被覆紙である。非被覆紙は、セルロース繊維マトリクス(matrix of cellulose fibers)を含む。この非被覆紙は、多孔質で液体を吸収可能であり、吸収される液体には、紙に印刷される液体インクも含まれる。このプリンタ5は、給紙ローラ8、媒体調整器16、印刷ステーションすなわち印刷ゾーン20、および巻戻しユニット90を含む。媒体供給部10の幅は、ローラ12および26の幅をほぼ覆い、媒体がこれらのローラを横切ってプリンタ内を移動する。ウェブをプリンタから取り外し、その後の処理に備えるために、巻戻しユニット90は、ウェブを巻取りローラに巻き取るよう構成される。

0014

媒体は、必要に応じて供給部10から引き出され、1つ以上のローラを回転させる種々のモータ(図示せず)により進められ得る。媒体調整器は、ローラ12および予熱器18を含む。媒体が経路に沿ってプリンタ内を移動する際、引き出された媒体の張力は、これらのローラ12により調整される。予熱器18は初期所定温度にウェブを温めるが、この所定温度は、印刷される媒体の種類、ならびに、使用されるインクの種類、色、および数に対応する所望の画像特性に応じて選択される。この予熱器18は、接触熱、放射熱伝導熱、または対流熱を用いて、媒体を目標予熱温度(実際の実施形態では、約30℃〜約70℃の範囲)まで温めることができる。

0015

媒体は、一連印字ヘッドユニット21Aおよび21Bを含む印刷ゾーン20内を搬送される。各印字ヘッドユニットは、媒体の幅方向に効果的に延在し、移動する媒体にインクを直接塗布することができる(すなわち、中間部材またはオフセット部材を使用することなく)。印字ヘッドユニット21Aおよび21Bはそれぞれ、複数の印字ヘッドを含み、これらの印字ヘッドユニットは、媒体ウェブ14の上方でクロス処理方向に互い違いに配置される。一般に知られている通り、各印字ヘッドは単色のインクを吐出することができ、プリンタ5では、通常インクごとに1つ印字ヘッドが使用されている。

0016

プリンタ5内の印字ヘッドユニットはそれぞれ、「相変化インク」を使用することができる。この相変化インクは、室温では実質的に固体であり、相変化インク溶解温度まで加熱されると実質的に液体となり、画像受取り面に噴射される。相変化インク溶解温度は、固体の相変化インクを液体、または溶解した形態に溶かすことができる任意の温度でよい。一実施形態では、相変化インク溶解温度は約70℃〜140℃である。別の実施形態では、画像形成装置で使用されるインクには、UV硬化ゲルインクが含まれ得る。通常、ゲルインクは、印字ヘッドのインクジェットにより吐出される前に加熱される。本明細書で使用される「液体インク」とは、溶解した固体インク、加熱されたゲルインク、または水性インク、インク乳濁液、インク懸濁液、インク溶液などのその他のインクの既知の形態のことを指す。

0017

図1に示されている構成では、印字ヘッドユニット21Aおよび21Bは、非電磁気インクを媒体ウェブ14上に吐出する。これらの印字ヘッドユニットは、互い違いのアレイ内に配列される複数の印字ヘッドを含むことができ、これらの印字ヘッドが、多色印刷を行うために異なる色の非電磁気インクを吐出する。印刷ゾーン20では、媒体ウェブ14は、印字ヘッドユニット21Aおよび21Bを処理方向Pに通過して非電磁気インクを受け取り、その後、電磁気インク塗布器45を通過して電磁気インクを受け取る。

0018

プリンタの制御装置50は、印字ヘッドユニット21Aおよび21Bの向かい側の経路の一部の両側に配置されるローラの近くに取り付けられたエンコーダから速度データを受信して、ウェブが印字ヘッドを通過するときのウェブの位置を計算する。制御装置50は、これらのデータを用いて、印字ヘッド内のインクジェットを作動させるためのタイミング信号を生成し、これにより、印字ヘッドユニット内の印字ヘッドは、非電磁気インクのパターンの位置合わせに対して信頼性のある精度で、異なる色を吐出して、単色画像または多色画像を媒体上に形成することができる。制御装置50は、印刷される画像に対応する画像データを参照して発射信号を生成する。この画像データは、プリンタに送信され得る、または、プリンタの構成要素であるスキャナ(図示せず)により生成され得る、あるいは、電子的に、または光学的に生成され、プリンタに送信され得る。種々の別の実施形態では、プリンタ5は、異なる数の印字ヘッドユニットを含み、様々な色のインクを印刷することができる。

0019

裏当て部材24A、24B、および24Cはそれぞれ、印字ヘッドユニット21Aおよび21B、ならびに電磁気インク塗布器45に関連付けられる。裏当て部材24A、24B、および24Cは、通常、バーまたはロールの形態を取り、印字ヘッドまたは塗布器のほぼ反対側で媒体の裏面に接して配置される。各裏当て部材は、その裏当て部材の向かい側の印字ヘッドまたは塗布器から所定の距離の位置に媒体を配置させるために用いられる。各裏当て部材は、熱エネルギーを放出して媒体を所定の温度に加熱するよう構成され得る。実際の一実施形態では、裏当て部材は、約40℃〜約60℃の範囲の熱エネルギーを放出する。裏当て部材は、個々に、あるいは、まとめて制御可能である。予熱器18、印字ヘッド、裏当て部材24(加熱されている場合)、および周囲空気を組み合わせて、印刷ゾーン20の向かい側の経路の一部に沿って進む媒体を約40℃〜約70℃の所定の温度範囲内に維持する。

0020

部分的に画像形成された媒体ウェブ14が移動して、印刷ゾーン20の印字ヘッドおよび塗布器から様々な色のインクを受け取る際、プリンタ5は媒体ウェブ14の温度を所定の温度範囲内に維持する。印字ヘッドユニット21A内の印字ヘッドは、通常、媒体ウェブ14の温度よりも著しく高い温度で相変化インクを吐出する。その結果、インクにより媒体が加熱される。したがって、媒体温度を所定の範囲内に維持するために、その他の温度調整装置が用いられ得る。例えば、媒体の裏と表の空気温度および空気流量も媒体温度に影響を及ぼしかねない。したがって、媒体温度の制御を容易にするために、送風機または扇風機を用いることができる。このように、プリンタ5は、印刷ゾーン20の印字ヘッドから全てのインクを噴射するために、媒体ウェブ14の温度を適切な範囲内に維持する。温度センサ(図示せず)を媒体経路のこの部分に沿って配置して、媒体温度の調整を可能にすることもできる。

0021

媒体経路に沿った印刷ゾーン20を過ぎると、媒体ウェブ14は電磁気インク塗布器45を通過する。一実施形態では、電磁気インク塗布器45は、図2に示されるローラ204などの可動部材のアレイ、または、後述するパッドである。各ローラは、1対1の対応で、複数のアクチュエータ208のうちの1つに動作可能に接続し、各アクチュエータは制御装置50に動作可能に接続する。ウェブWが塗布器45を通過するとき、制御装置50は、アクチュエータ208を選択的に作動させたり作動停止させたりして、ローラをウェブと係合させたり係合解除させたりする。各ローラは、ローラのアレイ内の別のローラとは独立して動作する。ローラの動作により、ローラは図面の平面に係合したり係合解除したりする。ローラ204がウェブから係合解除すると、これらのローラ204は電磁気インクを保持する吸収層212と接触し、アクチュエータは、これらのローラを吸収層に対して回転させて、ローラの表面に電磁気インクを塗布するよう構成され得る。ウェブがローラを通過するとき、制御装置50がアクチュエータを作動させ、ローラがウェブと係合し回転する。この動作により、ローラからウェブに電磁気インクが転写される。別の実施形態では、ローラ204は、電磁気インクの内部容器を備えることができ、インクがこの容器からローラの外層に伝わるよう構成されている。さらに別の実施形態では、ローラ204は、電磁気インクを含む別の吸収部材を裏に備えた平面パッド実装することができ、この平面パッドがスタンプに電磁気インクを補充するためのスタンプパッドとして動作する。電磁気インク塗布器45は、媒体ウェブ14の印字ヘッドユニット21Aおよび21Bと同じ側に配置される。したがって、電磁気インク塗布器は、媒体ウェブ14上に印刷されたインク画像に電磁気インクを塗布する。吸収部材216は、アクチュエータ208に動作可能に接続する。制御装置50は、このアクチュエータ208に動作可能に接続して、吸収部材216を移動させて媒体に接触させて、非電磁気インクで印刷されたベタの背景領域に載っている電磁気インクを吸収するが、これについては、後程さらに詳しく説明する。

0022

媒体経路に沿って印刷ゾーン140を過ぎると、媒体ウェブはガイドローラ26を通過して、1つ以上の「中間ヒータ」30に移動する。中間ヒータ30は、接触熱、放射熱、伝導熱、および/または対流熱を用いて、媒体の温度を制御することができる。この中間ヒータ30は、媒体上のインクが拡散器40を通って送られる際、媒体に付着した相変化インクを所望の特性に対して適した温度に調整する。一実施形態では、中間ヒータに関する目標温度有効範囲は、約35℃〜約80℃である。中間ヒータ30は、インクの温度と基材の温度とを互いに約15℃以内で均一化させる効果を有する。インクの温度が低いと、線の拡散が小さくなり、インクの温度が高いと、透き通し印刷物の裏面から画像が見えてしまう状態)を招いてしまう。

0023

中間ヒータ30を過ぎると、媒体は定着組立体40に移動し、この定着組立体40は、熱および/または圧力を媒体に加えて、画像を媒体に定着させるよう構成される。定着組立体40は、加熱圧力ローラまたは非加熱圧力ローラ、放射ヒータ加熱ランプなど、画像を媒体に定着させるための全ての好適な装置または機器を含む。図1の実施形態では、この定着組立体は、画像側のローラ42および圧力ローラ44を含む。これらのローラにより、所定の圧力と熱(いくつかの実装形態では)が媒体ウェブに加えられる。定着組立体40の機能は、ウェブ上の小滴、小滴の筋、すなわちインクの線を捕え、圧力および熱(いくつかのシステムでは)により、それらのインクを延ばして、隣接する小滴間の空間を埋め、画像のベタを均一にすることである。インクを延ばすことに加えて、定着組立体40は、インク層粘着力を高め、かつ/またはインクとウェブの密着性を増すことにより、画像の耐久性も向上させる。約35℃〜約80℃の範囲の温度にウェブを加熱するために、一方のローラが発熱体46などの発熱体を備えることができる。別の実施形態では、定着組立体は、印刷ゾーンを通過後の媒体に非接触加熱(圧力を用いないで)を行うことによりインクを延ばすよう構成される。そのような非接触の定着組立体は、放射ヒータ、UV加熱ランプなどの全ての好適な種類のヒータを用いて、媒体を所望の温度に加熱する。

0024

実際の一実施形態では、定着組立体40内のローラ温度は、55℃などのインク特性に依存する最適温度に維持される。一般に、ローラ温度が低いと、線の拡散が小さくなり、ローラ温度が高いと、光沢が不完全となる。ローラ温度が高すぎると、インクがローラからオフセットされ得る。実際の一実施形態では、ニップの圧力は、約500psi/側〜約2000psi/側の範囲に設定される。ニップの圧力が低いと、線の拡散が小さくなり、ニップの圧力が高いと、圧力ローラの摩耗が大きくなり得る。

0025

定着組立体40は、画像側のローラ42に関連するクリーニングオイリングステーション48も含む。このステーション48は、ローラ表面をクリーニングし、かつ/またはいくつかの離型剤またはその他の材料の層をローラ表面に塗布する。離型剤の材料は、約10〜200センチポイズの粘度を有するアミノシリコーンオイルでよい。小量のオイルだけを必要とし、媒体に塗布されるオイルは、A4サイズのページに対して約1〜10mgだけである。一実施形態では、媒体の同じ部分に対してそれぞれの機能が同時に働く状態で、中間ヒータ30と定着組立体40を単一のユニットに組み合わせることが可能である。別の実施形態では、印刷されるときの媒体を高温に維持して、インクの拡散を可能にする。

0026

媒体経路内の経路を過ぎると、印刷済み媒体は、システムから取り外すために、ローラに巻き付けられ得る。巻戻しユニット90が、印刷済み媒体ウェブを巻取りローラに巻き付け、プリンタ5から取り外し、その後の処理が行われる。あるいは、媒体のカット、製本丁合い、および/またはホチキス留めなどの作業を行うその他の処理ステーションに媒体を誘導することができる。

0027

プリンタ5の種々のサブシステム、構成要素および機能の動作ならびに制御は、制御装置50を用いて実行される。この制御装置50は、プログラム命令を実行する汎用または専用のプログラマブルプロセッサを用いて実装可能である。プログラムされた機能を実行するために必要な命令およびデータは、プロセッサまたは制御装置に関連するメモリ内に格納される。プロセッサ、それらのメモリ、およびインターフェース回路が、制御装置および/または印刷エンジンを構成して、上記の機能、および後述する処理を実行する。これらの構成要素をプリント回路カード上に設けることができる、あるいは、特定用途向け集積回路ASIC)内の回路として設けることができる。各回路を個別のプロセッサを用いて実装することができる、または複数の回路を同じプロセッサ上で実装することができる。あるいは、これらの回路をVLSI回路内に設けられた個別部品または個別回路を用い実装することができる。また、本明細書に記載される回路をプロセッサ、ASIC、個別部品、またはVLSI回路の組み合わせを用いて実装することができる。

0028

印字ヘッドユニット21Aおよび21B内の印字ヘッドから吐出されるインクは、塗布器45により塗布される電磁気インクをはじく。つまり、印字ヘッドから吐出されるインクにより、電磁気インクとその下の媒体との間にバリアが形成され、これにより電磁気インクが媒体に吸収されることを防ぐ。したがって、非電磁気マーキング材料で、ベタの背景領域および電磁気インクが塗布される領域内の磁気特徴の陰像を印刷することにより、電磁気インクが媒体に付着して電磁気特徴が形成される。本明細書で使用される「電磁気特徴」とは、MICR規格のうちの1つなどの規格により規定された英数字グラフカル文字、および符号のことを指し、これらには電磁気インクで印刷されて、非定型の電磁気特性または光学特性を有する特徴が付与される。また、本明細書で使用される「陰像」とは、非電磁気マーキング材料で形成される電磁気特徴の外形のことを指し、「ベタの背景領域」とは、特定の量の非電磁気マーキング材料を受け取る、陰像が形成される領域のことを指し、この非電磁気マーキング材料により、視覚的に確認できる方法で、その領域に塗布される電磁気インクがその下の媒体に付着することを防ぐ。ベタの背景領域として印刷される領域は、単色、すなわち、「ベタ色」で形成される必要はない。したがって、ベタの背景領域は、多色の非電磁気マーキング材料で形成可能である。

0029

図3には、プリンタ5を操作して、非電磁気インクで磁気特徴の陰像を形成し、次いで、そのように印刷された領域に電磁気インクを塗布する、処理300が示されている。説明のため、処理300は図1のプリンタ5に関連して記載される。連続媒体プリンタ5を参照して処理300を説明するが、下記に記載されるカットシート媒体用プリンタなどのその他の印刷装置も、動作し処理300を実行するよう構成され得る。この処理300では、上記の制御装置50などの制御装置が、この制御装置に動作可能に接続するメモリ内に格納されるプログラム命令を実行し、プリンタの1つ以上の構成要素を操作して、この処理に記述される特定の機能または動作を実行する。

0030

処理300では、制御装置が印刷される画像に対応する電子画像データを受信する(ブロック304)。電子画像データは、プリンタに動作可能に接続するコンピュータまたはその他の電子装置から受信することができる、またはプリンタの構成要素であるスキャナから受信することができる。あるいは電子画像データを電子的に、あるいは光学的に生成し、制御装置に送信することもできる。この電子画像データには、複数の非電磁気画素および複数の電磁気インク画素が含まれる。次いで、制御装置は、電磁気インク画素が吐出される位置を囲む領域を特定する(ブロック308)。次いで、制御装置は、画像データを参照して、インクジェットイジェクタのための発射信号を生成し、これにより、インクジェットイジェクタは特定された領域を印刷して、ベタの背景領域および電磁気特徴の陰像を形成する(ブロック312)。発射信号を生成している間、制御装置は電磁気特徴の陰像を調整して、印刷中に発生し得るエラー補償することができる。例えば、ベタの背景領域の画素が電磁気特徴の領域に侵入する可能性がある、あるいは、印刷中に媒体が収縮する可能性がある、あるいは、電磁気インクがベタの背景領域の一部の下の媒体に吸収される可能性がある。これらのタイプのエラーは、例えば、電磁気特徴を表すために用いられるフォントを調整することにより補償することができる。この補償により、MICR規格のうちの1つなどの適応規格により規定されたこれらの特徴の見込み寸法を印刷される電磁気特徴が正確に表すよう、電磁気特徴の陰像を形成することができる。図4Aには、ベタの背景領域404、および電磁気インクで印刷された一連の文字から成る磁気特徴408の陰像の一例が示されている。このベタの背景領域404は、電磁気インクとうまく対比することができる色のマーキング材料で印刷される。一般に、電磁気インクはブラックまたはその他の暗い色であるため、ベタの背景領域は、イエローなどの明るい色、または媒体の色に依存する透明なマーキング材料で印刷される。もちろん、電磁気インクの色がブラックまたはその他の暗い色以外の色の場合、それらの色が磁気特徴の背景に対する適応規格の要求事項を満たしていれば、その他の色も使用可能である。対比には、色ではなく電磁気インクで生成されたパターンの所望の電磁気特性も含まれ、かつ、対比は、主に、これらの所望の電磁気特性によるものであり得る。印刷画像が、電磁気インク塗布器45に近づくと、制御装置50は、アクチュエータを操作してローラまたはパッドなどの部材を移動させて媒体の電磁気特徴に対応する領域に係合させ(ブロック316)、印刷済み領域の最後が到着する前に媒体から離す。電磁気インクが、1つ以上のローラにより、媒体に塗布されると、電磁気インクはベタの背景領域上には置かれるが、媒体の陰像には付着する。図4Bには、電磁気インク412を塗布した様子の一例が示されている。このように、電磁気インクで電磁気特徴が形成される。次いで、吸収ワイパを媒体に当てて、ベタの背景領域から電磁気インクを取り除く(ブロック320)。図4Cには、完成した画像領域に一例が示されている。次いで、ウェブは、前述した処理を施されるため、プリンタ内を進む。

0031

図5には、図3の方法を用いて電磁気特徴を形成する間接プリンタ500の図が示されている。印字ヘッド504は、画像形成部材512の中間転写面508に非電磁気インクを吐出する。制御装置は、前述した通り動作して、電磁気特徴が形成される領域を特定し、印字ヘッド504内のインクジェットを操作して、ベタの背景領域および電磁気特徴の陰像の鏡像を形成する。中間転写面508は、画像形成部材512(ドラムとして示されているが、プラテン、エンドレスベルト、またはその他の好適な設計でもよい)の支持表面に塗布された液体層である。プリンタ500では、この液体層は、塗布器組立体520内に含まれるウィッキングパッド516により塗布される。ドラム512は、アルミニウムニッケルまたはリン酸鉄を含む金属などの全ての好適な材料から形成され得るがこれらには限定されない。塗布器組立体520は、空気シリンダまたは電気駆動ソレノイドなどの好適な機構により、上方に移動してドラム512の表面に接触し、下方に移動してドラム512の表面およびその液体層508から離れるよう伸縮自在に取り付けられる。基材ガイド524は、押し込み式給紙装置(図示せず)から、紙などの画像受取り基材528を通過させ、ローラ532の弧状の表面と、ドラム512により支持された中間転写面508の弧状の表面との間に形成されるニップに基材を誘導する。ストリッパフィンガー536(一つだけ図示する)は、プリンタ500に枢動可能に取り付けられて、中間転写面508を形成する液体層の露出面から全ての紙またはその他の画像受取り基材媒体を取り除く補助をする。ローラ532はエラストマー被覆され、画像受取り基材528の裏面と係合する。ニップ内の圧力により、インク画像は延ばされ、平らとなり、付着し、画像受取り面の表面に定着する。ヒータ536、540、および544はそれぞれ、基材528、ローラ532、および表面508上のインク画像を加熱するよう設けられ得る。

0032

電磁気インク塗布器45は、制御装置が、アクチュエータを選択的に作動させて、ローラまたはパッドなどの部材を媒体に係合させ、磁気特徴の陰像(複数可)が形成された領域(複数可)に電磁気インクを塗布することができるよう配置される。媒体の裏面には、プラテン548またはその他の裏当て部材が設けられる。また、電磁気インクの塗布終了後、制御装置は別のアクチュエータを操作して、塗布器45の吸収部材に媒体を係合させて、ベタの背景領域に載った電磁気インクを取り除く。陰像領域内の電磁気インクは、媒体に吸収されているため、取り除かれない。次いで、媒体は、プリンタ500内を進み、既知の処理を施され、出力トレイに入れられる。

0033

上記の画像形成システムはインクジェットプリンタとして記載されているが、記載された方法およびシステムの原理は電子写真方式の印刷システムでも実施可能である。そのようなシステムでは、ベタの背景領域および磁気特徴の陰像を含む帯電画像を感光体ベルト上に形成する前に、ラスター画像を調整する。非電磁気トナーは、ベタの背景領域および陰像が配置されている領域に塗布される。したがって、非電磁気トナーを塗布する電子写真方式のシステムのトナー現像剤は、非電磁気インクを吐出してベタの背景領域および磁気特徴の陰像を形成する上記のインクジェットの印字ヘッドに対応する。上記の電磁気インク塗布器は、ベタの背景領域および陰像に電磁気インクを塗布するよう構成され、吸収部材は、陰像領域に電磁気インクを残し、ベタの背景領域から電磁気インクを取り除くことができる。

0034

陰像に塗布されるインクはMICR印刷で使用可能な電磁気インクとして記載されているが、本明細書に記載された方法およびシステムの原理は、その他の電子特性力学的特性化学的特性、または光学的特性を有するインクでも実施可能である。例えば、塗布器で導電性インクを陰像に塗布するために、この処理およびシステムを用いることができる。「導電性インク」とは、金属などの導電材料を含み、乾燥させたり、あるいは、さらなる処理が施されたりすると、導電トレースが形成されるインクのことを意味する。この例では、陰像は、固体インクまたはトナーなどの、非導電材料で形成される。導電性インクを単に乾燥させること以外の、導電性インクのさらなる処理には、レーザ焼結による媒体処理フラッシュ定着電子ビーム処理プラズマ処理カプセル封じエッチング、またはコーティングなどが含まれ得る。陰像に好適なインクを塗布し、陰像内のインクを後処理することにより形成されるパターン化膜のその他の所望の電子特性には、偏光材料、p型またはn型材料を有する半導性材料誘電材料反射材料、またはエレクトロルミネッセント材料を含むインクで形成されるパターンが含まれ得る。電磁気材料、力学的材料、化学的材料、または光学的材料を含むインクを塗布することは、より大きな素子、構成要素、または3次元構造を形成するためのその他の部品または層の組立の一部であり得る。特徴の陰像に塗布可能なその他のインクには、種々の化学物質に対して耐性がある材料、または様々な硬度を媒体に付与する材料が含まれる。

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