JPH02215535A - インクジェット・プリント・アセンブリ - Google Patents

インクジェット・プリント・アセンブリ

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JPH02215535A
JPH02215535A JP1325794A JP32579489A JPH02215535A JP H02215535 A JPH02215535 A JP H02215535A JP 1325794 A JP1325794 A JP 1325794A JP 32579489 A JP32579489 A JP 32579489A JP H02215535 A JPH02215535 A JP H02215535A
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paper
pen
inkjet
print
heater
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JP1325794A
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Kent D Vincent
ケント・ディー・ビンセント
John P Ertel
ジョン・ピー・アーテル
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Hewlett Packard Co
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は一般にプリンタに関し、特に水性インクが紙等
の多孔質用紙に供給されるインクジェット・プリンタに
関するものである。
〔産業上の利用分野〕
従来のインクジェット・プリンタは、プリントされる用
紙上にインク滴を被着（ｄｅｐｏｓ　ｉ　ｔ）　させる
ための、−ｇに「ペン」と呼ばれるインク供給デバイス
を備える。通常、インク滴にはある分量の水が含まれて
おり、これはプリント後、プリントされた用紙にインク
を永久に固着させるため蒸発させなければならない、多
くが１００％に近い比率で水を含む水性インクの利用が
増加すると同時に、幾つかのプリントに関する問題点が
生じてきた。
第１の問題点として、水含有率の高い水性インクは、用
紙のプリント表面に湿った繊維（ｗｅｔｔｅｄｆｉｂｅ
ｒｓ）を生じさせ、用紙表面上の乾燥繊維（ｄｒｉｅｄ
　ｆｉｂｅｒｓ）よりも大幅な範囲で拡がってしまう。
しばしば差分膨張と呼ばれるこのような作用にょって、
用紙中にしわのような膨らみ（ｗｒｉｎｋｌｅ−１ｉｋ
ｅ　ｂｕｌｇｅｓ）又はしわ（ｃｏｃｋｌｅｓ）が生ず
る０通常の用紙にプリントする場合、しわは水性インク
が被着された後、６００ミリ秒（ｍｓ）という速さで発
生することがある。
更に水含有率の高い水性インクによって用紙が乾燥しに
くくなる。従来、プリントされた用紙上のインクの乾燥
には用紙全体がプリントされた後、熱を加えることが必
要とされていた。しかし、水含有率の高い水性インクの
場合には幾つかの欠点が伴う０例えば、プリントされた
用紙がプリント位置から乾燥位置に移動する間、水含有
率の高い水性インクは極めて汚れやすい（ｓｍｅａｒｉ
ｎｇ）　ｅまた、乾燥が終了する前に水含有率の高い水
性インクは用紙繊維中へにじむことがしばしばある。こ
のようなにじみは用紙にプリントされたテキスト又は図
形の外観を損ない、プリントされた用紙表面の外観を損
なうことがある。
水含有率の高い最近の水性インクの多くは、またインク
ジェット・プリンタの効率をも損ねることがある。例え
ば、水分の多い水性インクを乾燥夕の乾燥デバイス（ｄ
ｒｉｅｒ）のサイズが大きくなる。
インクをより迅速に乾燥させるため、乾燥デバイスの温
度を上げることは可能であるが、プリントされた用紙を
焦がさずに温度を上昇させるには限度がある。
上記の問題点に加えて、それほどは目立たないが水含有
率の高い水性インクがインクジェット・プリンタに悪影
響を及ぼすことがある。例えば、インクジェット・プリ
ントは、通常、用紙表面を横切っである位置から次の位
置へと連続的に遂行されるが、ある位置におけるしわが
隣接する位置のプリント時にペン−用紙間隔（ｐｅｎ−
ｔｏ−ｓｈｅｅｔ）に悪影響を及ぼす、ペン−用紙間隔
は双方向インクジェット・プリント（ｂｉ−ｄｉｒｅｃ
ｔｉｏｎａｌ　ｉｎｋｊｅｔｐｒｉｎｔｉｎｇ）の場合
（即ち、用紙表面の右から左に及び左から右の両方向に
移動しながらインク滴のル１ 神（ｓｗａｔｈｓ）をプリントするインクジェット・プ
リンタ等）は特に重要である。双方向印刷の場合、ペン
−用紙間隔の距離が約±０．００６３５　Ｃ１１（０，
００２５ｉｎｃｈｅｓ）の許容差で一定に維持されない
とプリントに欠陥が生じてしまう。
〔発明の目的〕
これらの点に鑑み、本発明の目的は、インクジェット・
プリントにおいて、しわを最小限にし、水含有率の高い
水性インクが乾燥する以前ににじんだり、汚れたりする
ことを防ぐことを目的とする。
〔発明の概要〕
本発明は、インクジェット・ペンとインクジェット・ペ
ンから噴射されたインクがほぼ即座に上昇温度に露出さ
れるように用紙のプリント・ラインに沿った局部領域を
加熱する加熱手段を備えたインクジェット・プリント・
アセンブリを提供する。好適な一実施例では、加熱手段
は、インク供給の直前と直後に各プリント・ラインを加
熱するために取り付けた第１と第２のヒータから構成さ
れる。更に、インクジェット・ペンと２個のヒータはプ
リント中に用紙を横切って往復移動するように取り付け
られる。
他の実施例では、プリントされた用紙表面を加熱するた
め、インクジェット・ペンからある間隔を隔てた位置に
補助ヒータを設ける。好適には補助ヒータは、少くとも
１つが加熱された一組のローラ部材で構成され、用紙の
しわを取り除（ためプリントされた用紙に対してアイ口
る作用（ｉｒｏｎｉｎｇ　ａｃｔｉｏｎ）を与える。
〔発明の実施例〕
第１図に、「プリント・ヘッド」とも呼ばれるインクジ
ェット・ペン・カートリッジ２０を示す。
カートリッジ２０はガイド軸３０に滑動可能なように取
り付けられ、用紙５０の表面にプリント・ラインを形成
するように配列した単一又は複数個のインクジェット・
ペン４０を運搬する。より詳細には、ペン・カートリッ
ジ２０は、インクジェット・ペン４０が用紙表面と平行
に保ちながら、インクジェット・ペン４０が用紙エツジ
に対して垂直な方向で用紙５０上を往復移動できるよう
に、ガイド軸３０で支持される。（第１図においては、
横断運動はガイド軸３０の軸心線と平行に行われる。）
バンド又はベルト等のモータ駆動装置はペン・カートリ
ッジ２０を駆動するため機械的に連結され、ガイド軸３
０上でインク・カートリッジ２０を往復駆動させる。
第１図では、ペン・カートリッジ２０は用紙５０との近
接した間隔が保たれながら用紙表面と対面するインクジ
ェット・ペン４０のどちらかの側に隣接するように取り
付けられたワイヤ・フィラメント（ｗｉｒｅ　ｆｉｌａ
ｌｌＩｅｎｔ）型ヒータ等のヒータ６０を備える。
第１のヒータ６０と対向してインクジェット・ペン４０
の側部に隣接した少くとも１つの補助ヒータ７０を設置
することが好ましい、このように本実施例では、ヒータ
６０．７０の両方が用紙５０の表面と対面する。実際に
は、２個のヒータを隔離する必要はなく、インクジェッ
ト・ペンによるインク供給の直前と直後の両方に各プリ
ント・ラインを加熱し、インクジェット・ペンを包囲す
るように構成される単一のヒータでも良い。
以下に、第１図に示すインクジェット・プリント・アセ
ンブリの動作を述べる。最初に、インクジェット・プリ
ンタは双方向型であると仮定する。
よって、インクジェット・ペンは、ペン・カートリッジ
２０がガイド軸３０に沿って往復運動する間、インクジ
ェット・ペン４０は用紙５０の表面を横切りにプリント
される０列の行（ｒｏｍ）は、「プリント・ライン」と
呼ばれ、用紙を覆っている。通常、プリント方向が変わ
る毎に、プリントされた用紙はプリント・ライン間の間
隔が基本的に等しくなるようにインデキシングされる（
ｉｎｄｅｘ）　＊　　（第１図では、用紙のインデキシ
ングの方向は図面の平面に対して垂直である。） 第１図の実施例では、ヒータ６０．７０はペン・カート
リッジ２０に取り付けられているので、ヒータ６０．７
０はインクジェット・ペン４０がプリント・ライン上に
インクを被着させる前後に用紙５０の表面上の各プリン
ト・ラインのすぐ上方を通過する。
このようにインク・カートリッジ上の先行ヒータは用紙
表面の各プリント・ラインの前方の局部領域を対流的に
（ｃｏｎｖｅｃｔｉｖｅｌｙ）加熱する０次に、従動の
ヒータがインク供給のほぼ直後に（約５０ミリ秒内）、
各プリントされたラインを乾燥し始める。
従って、第１図に示す実施例は、ラインを形成するイン
ク滴が用紙繊維内に実質的ににじむ前に、または隣接す
るインク滴と溶は合う前に、又はしわが生じる前にプリ
ントされたラインを乾燥させる機能を果たす。
第１図のインクジェット・プリント・ヘッドの動作では
、プリント・ラインに沿って局部領域が加熱される温度
はヒータ６０．７０の温度によって制御される。通常、
各ヒータの温度は、ヒータ・フィラメントに印加される
電流を変えることによって制御される０例えば、普通紙
にプリントする場合、用紙表面上の局部領域は、通常、
約１６０℃の褐色化温度（ｂｒｏｗｎｉｎｇ　ｔｅｍｐ
ｅｒａｔｕｒｅ）には加熱されない。
第２図に、ヒータ６０．７０の一実施例を示す。図示す
る構造では、各ヒータは、電気的端子パッド１００間の
支持基板９０の平面上に延びる加熱フィラメント８０よ
り構成する。また、本実施例では、フィラメント８０は
一般に曲がりくねった（ｓｅｒｐｅｎｔｉｎｅ）又はジ
グザク状（ａ＋ｅａｎｄｅｒｉｎｇ）と表現できる抵抗
金属化（ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ　ｍｅｔａｌｌｉｚａｔ
ｉｏｎ）パターンを有する。支持基板９０は、フィラメ
ント８０からの熱がインクジェット・ペン４０及びペン
・カートリッジ２０のいずれかの寸法的歪みを生じさせ
ないように、電気的な及び熱的な絶縁材料から成ること
が好ましい。支持基板９０は、一般にセラミック・アル
ミナからなり、フィラメント８０は、一般にタングステ
ンより形成される。実際には、支持基板９０とフィラメ
ント８０をガラスの薄膜保護層でコーティングすること
が望ましい。
一般に、支持基板９０の平面表面は、プリントされる表
面と平行に取り付けられ、一般に、プリント・ラインか
ら約２ミリ又はそれ以下の高さに設置される。実際には
、このようなすきまは用紙表面の実質的に対流的な加熱
を放射加熱と同様に供給する。熱は主として強制的な対
流（ｆｏｒｃｅｄｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎ）で伝達される
ので、伝達機構はヒータと用紙表面間のすきまに空気を
吹き込むことによって増強することができる。
ヒータ６０．７０の動作を更に第３図によって詳述する
。第３図は、用紙表面上にインク滴１２０を選択的に被
着させながら、矢印Ａの方向に用紙を横切るインクジェ
ット・ペン４０が示されている。
（第３図では、用紙インデキシングの方向はページの内
部又は外部である。）進行方向Ａでは、ヒータ６０がペ
ン４０より先行し、各プリント・ラインに沿った局部類
−域を予熱する。各局部領域が予熱されると、表面湿気
が蒸発し、かつ用紙５００表面下に追いやる。このよう
に、インク滴１２０がペン４０から噴射されると、イン
ク滴は用紙表面上の加熱された乾いた繊維と接触し、即
座に乾燥し始める。
第３図は更にヒータ７０が進行方向Ａで各プリント・ラ
インに沿ってペン４０に追従することも示している。こ
のように、従動ヒータ７０は各プリント・ラインを形成
する被着されたインク滴１２０を蒸発によって乾燥させ
、かつ固着させる機能を有する。加えて、従動ヒータ７
０からの熱がインク滴からの液体結合剤を用紙表面の及
び表面下の用紙繊維内に押し込める。この後述の作用に
よって、プリントの外観を向上させ、プリントされた用
紙の連続的な処理、または移動の際にインクのよごれを
減少させる本質的な効果も得られる。更に、インクの水
分を用紙のバルク内に押し込めることによって２従動ヒ
ニタ７０はプリントされた用紙全体にわたって基本的に
均一な湿気プロファイルの再現を助け、よって用紙がし
わになる傾向を削減する。更に、ヒータ６０と７０はイ
ンクジェット・ペン付近の空気を対流的に加熱し、湿気
がペンの上に凝結することの防止に役立つ。
実際には、カートリッジに取り付けられるヒータ６０．
７０は、寸法が従来の固定ドライヤーよりも小型である
。カートリッジに設置されたヒータの寸法が小さい結果
、固定ドライヤーは用紙内に浸透した湿気を除去すると
いうかなり困難な機能を果たさなければならないのに対
して、カートリッジに設置されたヒータはよごれ（ｐｕ
ｄｄｌｉｎｇ）の防止に必要な程度に供給されたインク
を乾燥させる機能だけでよい、試験より、カートリッジ
に設置されたヒータを使用する際、表面湿気の蒸発と用
紙内へのより均一な湿度分布の組合せより、用紙のしわ
を実質的に大幅に軽減させることが明らかとされている
。実際の効果としては、カートリ・ンジに設置されたヒ
ータの使用により、インクジェット・プリンタに大型の
固定式ドライヤーを備える必要を減少軽減させ、あるい
は除去する。このよト速度を維持しながら、インクジェ
ット・プリンタの寸法を小型化することが可能となる。
第４図は、上述のカートリッジに設置されたヒータに参
照番号１３０で全体を示すローラー型ヒータを組合せた
他の実施例を示す、実際には、第４図に示した実施例は
、特に、グラフィックスをプリントする際に効果的に用
いられる０本実施例は、大きい、たくさんのインクが供
給される領域を有する。このような用途では、カートリ
ッジに設置されたヒータはよごれの防止に十分な程度に
インクを乾燥させることができるが、残留インク湿気を
除去し、且つ残留湿気によって形成されるしわを除去す
るためにプリントされた用紙を更に加熱しなければなら
ないことがしばしばある。
第４図に示した実施例では、ローラー型ヒータ１３０は
ガイド軸３０の方向に平行に延び、インクジェット・プ
リントの後の用紙と圧延接触（ｒｏｌｌｉｎｇｃｏｎｔ
ａｃｔ）するように配置された中空の、伸長した円筒部
材１３１である０本実施例では、円筒部材１３１は金属
製で、テフロン等の熱伝導性で非粘着性材料１４４で覆
われる。円筒部材１３１の軸に沿って、加熱ランプ１４
０が配設される。また、本実施例では、圧縮ローラー１
５０がローラー型ヒータ１３０と逆側の用紙の裏側に設
けられ、二つのローラーの間のニップ（ｎｉｐ）で用紙
がはさまれる。圧縮ローラー１５０はローラー型ヒータ
１３０に加えて、又はその代わりに加熱することができ
る。
次に第４図の実施例の動作を説明する。最初に、ローラ
ー型ヒータ１３０と圧縮ローラー１５０が共通の駆動機
構によって駆動され、同じ表面速度を有し、滑りを起こ
さずに用紙５０を駆動するのに十分に偏位されている（
ｂｉａｓｅｄ　ｔｏｇｅｔｈｅｒ）ことを前提とする。
また、用紙５０はカートリッジ２０上のインクジェット
・ペン４０と共に進行するカートリッジに設置されたヒ
ータ６０．７０の動作では完全に乾燥されていないが、
インク玉（ｂｅａｄｓ）がローラー型ヒータ１３０と、
圧縮ローラー１５０の間のニップの前方に形成されない
だけの十分な湿気が除去されたものとする。そして、ラ
ンプ１４０が活性化されてローラー型ヒータ１３０が放
射的に加熱されると（約１６０″Ｃ〜約１９０℃の温度
範囲）、用紙５０は、それがローラー型ヒータ１３０と
圧縮ローラー１５０の間のニップを通過する際、熱伝導
によって加熱される。用紙５０が加熱される温度は、一
般に、ローラーの温度と用紙の進行速度との関数である
。
ローラー１３０　トｘｓｏの間のニップにおける圧力と
熱が共にアイロン作用をもたらし、それが湿気を除去し
てプリントされた用紙を完全に乾燥させ、且つ用紙のし
わを平担にし、それにより、プリントされた用紙の外見
を受は入れ可能であることを保証する。
この際に再度強調してお（ことは、第４図の実施例では
カートリッジに設置されたヒータは、−般に、プリント
された用紙がローラー型ヒータ１３０で操作される以前
には、プリント・ラインを完全に乾燥させるようには動
作しないということである。その理由は、保持されるか
さのある湿気はローラー型１−夕によるしわの除去のた
めに重要であることが見い出されたからである。この作
用を説明すると、残留湿気が用紙中の繊維を膨張させ、
用紙の総容積が増加し、よって、部分的に乾燥された用
紙がローラー型ヒータで操作される際、繊維を再整列さ
せ、用紙を平坦化させるためのすきまを得ることができ
るからである。このようにカートリッジに設置されたヒ
ータとローラー型ヒータを組み合わせて使用することに
よって、しばしば相乗効果が得られる。これまで特定の
実施例と動作に基づいて本発明を説明してきたが、この
ような説明は全て発明を限定するものではなく、例示の
ためであることは明らかである。従って、当業者には、
発明を別途に実施、実現できることが明確であろう０例
えば、発明を実施するための最良の態様に関する前述の
説明は用紙へのインクジェット・プリントと関連してな
され、このような用途で発明の利点は最も実現されうる
が、別の形式のプリンタ及び多様な媒体と組み合わせて
も有益であることは証明可能である。
この発明の範囲内の別の実施例の特定の例として、当業
者はプリント・ヘッドが進行するのではなく、プリント
される移動用紙の幅全体にわたって固定的に延在する構
成でインクジェット・プリントを達成することができる
ことは明らかである。
このような実施例では、上述のヒータ６０．７０はプリ
ント・ヘッドの用紙進行方向の直前と直後に固定的に配
設される。
本発明の範囲内の更に別の実施例として、第４図の実施
例のローラ一部材１３０．１５０をインクリメンタルに
駆動させることが可能であることば当業者にとっては明
らかである。用紙がインクリメンタルに移動するとき（
即ち、用紙にインデキシングがなされるとき）、ローラ
一部材１３０　Ｘと１５０が連続駆動されることが望ま
れる場合、ローラ一部材が例共嘲失ローラーとプリント
位置との間にバッファをもたらす、例えば、経路コンプ
ライアンス・ループ等を追従するようにローラ一部材を
配置させることができる。
〔発明の効果〕 以上説明したように本願発明により水含有率の高い水性
インクを用い、インク汚れのない、高品質の高速プリン
トを可能とする。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の一実施例であるインクジェット・プリ
ント・アセンブリの正面図。 第２図は第１図の底面図。 第３図は第１図のインクジェット・プリント・アセンブ
リの動作説明図。 第４図は補助ヒータを組み合わせた第１図のインクジェ
ット・プリント・アセンブリの側面図。 ２０：ペン・カートリッジ ３０ニガイド軸 ４０：インクジェット・ベン ５０：用紙 ６０．７０　：ヒータ ８０、加熱フィラメント ９０　　支持基板 １００　：端子パッド １３０　、ローラー型ヒータ １４０：加熱ランプ １５０：圧縮ローラー 出願人　ヒユーレット・パラカード・カンパニー代理人
　弁理士　長谷用　次　男

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）用紙上にプリンタ・ラインを形成するインク滴を
    供給するインクジェット・ペン手段と、前記プリント・
    ラインに沿って前記用紙の局部領域を加熱する第１の加
    熱手段と、 プリントされる用紙表面付近で互いに隣接するように前
    記インクジェット・ペン手段と、前記第１加熱手段を支
    持する支持手段から成り、 前記インクジェット・ペン手段からの噴射直前にインク
    を前記第１加熱手段で前記プリント・ラインに沿って加
    熱することを特徴とするインクジェット・プリント・ア
    センブリ。
  2. （２）請求項第１項記載のインクジェット・プリント・
    アセンブリにおいて、 前記第１加熱手段は前記支持手段に取りつけられること
    を特徴とする。
  3. （３）請求項第１項記載のインクジェット・プリント・
    アセンブリは第２の加熱手段を含み、前記インクジェッ
    ト・ペン手段は前記第１加熱手段と前記第２加熱手段の
    間に配置されることを特徴とする。
  4. （４）請求項第１項記載のインクジェット・プリント・
    アセンブリは前記インクジェット・ペンからある間隔を
    あけた位置に補助加熱手段を設け、プリント後の用紙表
    面を加熱することを特徴とする。
  5. （５）インクジェット・プリンタのためのプリント・ア
    センブリにおいて、 ペン手段と、 前記ペン手段を用紙表面に対して平行に前後に移動させ
    、前記用紙表面上にプリント・ラインを形成するカート
    リッジ手段と、 プリント・ラインに沿った局部領域を加熱し、前記ペン
    手段と共に移動するよう前記カートリッジ手段に設置さ
    れた加熱手段から構成することを特徴とするプリント・
    アセンブリ。
  6. （６）請求項第５項記載のプリント・アセンブリにおい
    て、 前記加熱手段は前記ペン手段の画側に取りつけられた第
    １と第２のヒータを含み、前記ペン手段がプリント・ラ
    インを形成する直前と直後に前記プリント・ラインに沿
    った局部領域を加熱することを特徴とする。
  7. （７）請求項第５項記載のプリント・アセンブリにおい
    て、 前記ペン手段からある間隔をあけた位置に補助加熱手段
    を設け、プリント後の用紙表面を加熱することを特徴と
    する。
  8. （８）インク滴の列を用紙表面上に被着させ、連続的に
    プリント・ラインを形成し、プリントと同時に前記プリ
    ント・ラインを加熱するステップから成るインクジェッ
    ト・プリンタのプリント方法。
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