JPH09123438A

JPH09123438A - プリントマシン

Info

Publication number: JPH09123438A
Application number: JP8245649A
Authority: JP
Inventors: Thomas F Szlucha; エフ．スズルカトーマス; John H Looney; エイチ．ルーニージョン
Original assignee: Xerox Corp
Current assignee: Xerox Corp
Priority date: 1995-09-05
Filing date: 1996-08-28
Publication date: 1997-05-13
Also published as: DE69617338T2; US5742315A; EP0761449A2; EP0761449B1; EP0761449A3; DE69617338D1

Abstract

(57)【要約】【課題】インクの用紙への吸収性及び画像品質を向上
させるプリントマシンを提供する。【解決手段】セグメント化されたフレキシブルなヒー
タ５０はプリントマシン１０の用紙経路に隣接して配置
され、プリントの前及び間に記録媒体１６を加熱する。
セグメント化フレキシブルヒータ５０は、用紙を予熱す
る湾曲した第１の部分５２及びプリントゾーン３８にお
いて用紙を加熱する平坦な第２の部分５４を含み、ここ
で第２の部分５４は第１の部分５２によって生じる熱エ
ネルギーよりも高い温度を有する熱エネルギーを生じ
る。第１の部分５２は、駆動ロール３４及びピンチロー
ル３６を収容する開口を含み、第２の部分５４によって
加熱されたプリントゾーン領域３８へ記録媒体１６を移
動させる。フレキシブルヒータ５０の開口は、プリント
の前及び間に記録媒体１６の連続的な加熱を提供する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は一般にプリントマシ
ンに関し、より詳細には液体インクプリンタによって記
録媒体上に付着されたインクを乾燥させることに関す
る。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】多くの
液体インク及び特にサーマルインクジェットプリントに
おいて使用される液体インクは、着色剤又は染料、水な
どの通常水性液体ビヒクルである液体及び／又は低蒸気
圧溶剤を含む。インクは基体上に付着され、テキスト及
び／又はグラフィックスの形の画像を形成する。１度付
着されると、液体成分はインク及び用紙から除去され、
空気自然乾燥又は強制乾燥のいずれかによって着色剤を
基体上に定着させる。空気自然乾燥では、基体上に付着
されたインクの液体成分を蒸発させ、機械的な助けなし
に自然に基体に浸透させることができる。強制乾燥で
は、記録媒体は種々のタイプの熱エネルギーにさらさ
れ、これらには赤外加熱、導電加熱及びマイクロ波エネ
ルギーによる加熱が含まれうる。

【０００３】画像の強制乾燥は、画像形成プロセスの間
又は画像が記録媒体上に形成された後のいずれかに生じ
うる。更に、記録媒体を画像形成前に予熱し、インクの
付着に備えて記録媒体をプリコンディショニングするこ
とができる。記録媒体のプリコンディショニングは通
常、用紙などの記録媒体に存在しうる過度の湿気を取り
除くことによって記録媒体がインクを受け取る準備をす
る。このプリコンディショニングステップは、記録媒体
上に付着後インクを乾燥させるために必要な時間量を減
少させるだけでなく、このステップはまた、記録媒体に
残る過度の湿気から生じうる用紙のしわ及びカールを少
なくすることによって画像品質を向上させる。

【０００４】タンモアら(Tunmore et al.)の米国特許第
４，９８２，２０７号において、プリントシートを保持
しプリント経路を介して搬送するための回転プリントプ
ラテンを有するインクジェットプリンタ用のヒータ構造
が記載されている。このプラテンヒータは、シートを付
着させる真空孔を有する中空シェルを含む。加熱ホイル
が、シェルの内部周縁と熱伝導可能に取外し可能に取り
付けられている。

【０００５】シュウィーバートら(Schwiebert et al.)
の米国特許第５，４０６，３２１号は、インクジェット
プリンタ及びこのプリンタのための用紙プリコンディシ
ョニングプリヒータを記載している。用紙プリコンディ
ショニングプリヒータは湾曲面及び多目的用紙経路構成
要素を有し、用紙に対して方向反転を行う。用紙はプリ
ヒータと接触し、プリヒータは用紙を乾燥させて縮め、
プリント動作のために用紙をコンディショニングする。
プリヒータはヒータ要素を担持する薄いフレキシブルな
フィルムであり、これは空中に吊るされ、非常に低い熱
量を提供すると共に長いウォームアップ時間の必要性を
除去する。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の第１の態様によ
ると、経路に沿ってプリントゾーンを介して移動する記
録媒体上にプリントをするプリントマシンが提供され
る。プリントマシンは、記録媒体上にインクを付着する
プリントヘッド及びセグメント化されたフレキシブルな
ヒータを含む。セグメント化フレキシブルヒータは、経
路に隣接して配置されて記録媒体を加熱し、記録媒体を
予熱する第１加熱領域を定める第１の部分と、プリント
ゾーンにおいて記録媒体を加熱する第２加熱領域を定め
る第２の部分とを含む。

【０００７】本発明の第２の態様は、第１の態様におい
て、前記第１の部分が第１の温度を有する熱エネルギー
を生じ、前記第２の部分が前記第１の温度よりも高い第
２の温度を有する熱エネルギーを生じる。

【０００８】本発明の第３の態様は、第１の態様におい
て、前記プリントマシンが更に駆動ローラを含み、前記
駆動ローラが前記記録媒体と接触して前記記録媒体を前
記用紙に沿って進めることができるように前記セグメン
ト化フレキシブルヒータが開口を定める。

【０００９】

【発明の実施の形態】本明細書中に述べられる本発明
は、液体インクプリンタによって生成されるあらゆる画
像を乾燥させるために使用されうるが、本発明の説明は
図１に示されるようなインクジェットプリンタの環境に
おいて述べられる。図１は、サーマルインクジェットプ
リンタ１０の略立面側面図である。ブラック及び／又は
カラーインクをプリントする並進運動インクジェットプ
リントヘッド１２はキャリッジ１４によって支持されて
おり、キャリッジ１４は記録媒体１６、例えば用紙シー
ト又は透明紙を横切ってガイドレール１８上で往復運動
をする。異なるカラーをプリントする複数のプリントヘ
ッドも本発明の範囲に入る。記録媒体１６は記録媒体経
路２０に沿って移動し、プリンタを通過して矢印２０で
示される方向に移動する。記録媒体１６の単一シート
は、文書フィードロール２４によってトレイ２２からフ
ィード（送り出し）される。文書トレイ２２はバイアス
機構２６によってばねバイアスされ、バイアス機構２６
はトレイ２２によって保持される記録シートのスタック
の最上シートをフィードロール２４と強制的に接触させ
る。駆動ロール２４と接触した最上記録媒体１６は、駆
動ロール２４によってシュート２８へ搬送される。シュ
ート２８は内側ガイド部材３２から離間される外側ガイ
ド部材３０によって定められ、これらの各々は湾曲して
おり、従ってプリントヘッド１２によるプリントのため
に記録シート１６の方向を反転させる。記録媒体がシュ
ート２８を出ると、記録媒体１６は移動してピンチロー
ル３６と協働する駆動ロール３４のニップ内に入り、記
録シート１６をプリントゾーン３８に進める。

【００１０】プリントゾーン３８はプリントヘッド１２
の真下の領域であり、ここで、情報のスワスをプリント
しプリントヘッドの正面上に配列されるインクノズルの
アレイによってインクの液滴４０が付着される。プリン
トヘッドの正面は、記録媒体に対してほぼ平行である。
記録媒体１６に対して直交に移動するキャリッジ１４
は、インク液滴４０を記録媒体１６上に像様に付着す
る。プリントヘッド１２は、取り付けられたインクタン
ク又はインク供給チューブ（図示せず）のいずれかから
インクを受け取る。記録媒体上に付着された画像はテキ
スト及び／又はグラフィック画像を含むことができ、当
業者には既知であるように、これらの生成はコントロー
ラによって、プリントヘッド１２に結合されたリボンケ
ーブル４２を介して移動する電気信号に応答して制御さ
れる。記録媒体１６が駆動ロール３４及びピンチロール
３６の支配から完全に離れる前に、出口駆動ロール／ピ
ンチロールの組み合わせ（図示せず）又は他の既知の手
段が記録媒体１６の先端を捕え、プリントされた記録媒
体を保持する出力トレイ４４へ搬送する。

【００１１】液体インクを記録媒体１６に定着させるた
めには、記録媒体から湿気を取り除かなければならな
い。自然の空気によってインクを乾燥させることは可能
であるが、空気自然乾燥はしわ又はカールのような特定
の問題を生じる可能性があり、プリンタのプリントスル
ープットを減少させる可能性もある。従って、プリント
された記録媒体に熱エネルギーを加える強制乾燥が好ま
しい。プリント品質を向上させるため、本発明はセグメ
ント化フレキシブルヒータ５０を含み、これはシュート
２８の内部に沿って配置され、内側ガイドセクション３
２と接触してこれに支持され、プリントゾーン３８を介
して延びる。セグメント化フレキシブルヒータ５０は、
プリントされるべき面とは反対の記録媒体の面がフレキ
シブルヒータと直接接触するようにプリンタ１０内に配
置される。熱エネルギーは主に伝導によって伝えられ
る。内側ガイドセクション３２は、丸い孔のような開
口、直交配置されたスロット又は突起領域を含んでもよ
く、これによりウォームアップ時間が短縮される。

【００１２】セグメント化フレキシブルヒータ５０は、
用紙がプリントゾーン領域３８に入る前に用紙を予熱す
る第１の予熱領域５２が定められるようにプリンタ１０
内に配置される。プリントの間に記録媒体１６の裏面に
熱エネルギーを加える第２の加熱領域５４が、プリント
ゾーン３８において定められる。図１にみられるよう
に、プリントゾーン３８内に配置されるフレキシブルヒ
ータ５０の部分はほぼ平坦であり、従ってほぼ平坦で均
一な接触面を提供し、プリントの間にプリントゾーン３
８における記録媒体を支持する。表面が平坦であること
は、用紙及びヒータ間の適切な接触を確実にし、プリン
トヘッド１２と記録媒体との間のクリティカルな間隔を
維持するために必要とされる。

【００１３】予熱ゾーン５２及び加熱ゾーン５４内のフ
レキシブルヒータの平坦さを適切に維持するため、フレ
キシブルヒータ５０はプリントゾーン領域ヒータ支持部
５６によって支持されている。フレキシブルヒータ５０
の第１端部５８は装着部材６０に取り付けられ、装着部
材６０は内側ガイド部材３２に装着されている。フレキ
シブルヒータ５０の第２端部６２にはばね即ち伸長機構
６４（ここでは概略的に表されている）が取り付けら
れ、フレキシブルヒータを伸長させる。

【００１４】伸長機構６４はプリントゾーン３８におい
て必要な表面の平坦さを維持するだけでなく、プリント
ヘッド１２と記録媒体との間のクリティカルな間隔の維
持もする。フレキシブルヒータ５０を伸ばすことによっ
てヒータが伸長した状態で配置され、フレキシブルヒー
タが動作されると生じる熱膨張から起こりうる湾曲又は
平坦さのムラを減少させるか又は取り除く。

【００１５】概念的に、プリントゾーン内でシートの平
坦さを維持する機構が図２に示される。フレキシブルヒ
ータ５０は、伸長機構６４によって伸長下で配置され
る。伸長機構６４は、処理方向２０に対して垂直に配置
され、互いに対して平行である第１の支柱７０及び第２
の支柱７２の上をわたるようにフレキシブルヒータを伸
長させる。第１の支柱７０及び第２の支柱７２はプリン
トゾーン３８のいずれかの側部に配置され、フレキシブ
ルヒータ５０の幅を横切って延びる。フレキシブルヒー
タ５０は引っ張られ、これらの支持部表面の各々に垂直
な方向に張力が与えられる。フレキシブルヒータ５０は
第１の支柱７０及び第２の支柱７２の表面に物理的に取
り付けられていないため、ヒータの湾曲又はしわを生じ
ずにヒータは自由に伸長し収縮することができる。ヒー
タ５０は伸長部材と反対側の端部を有し、この端部は剛
性部材７４、あるいは例えばプリンタのフレームに取り
付けられる。

【００１６】図１に戻ると、プリントゾーン支持部５６
はフレキシブルヒータ５０を伸長させるために図２に示
される特徴を組み込む。支持部５６は、第１の支柱７０
に対応する第１の部分７６及び第２の支柱７２に対応す
る第２の部分７８を含む。本発明におけるいわゆる「支
柱」とは、フレームの一方の側部から他方の側部へとプ
リントゾーンの幅を延びるプラスチック押出品の単なる
隆起セクションである。従って、フレキシブルヒータ５
０はプリントゾーン３８において又はその前及びその終
わりの後で支持部５６の制御された平行領域と正確に接
触し、平坦な接触面を形成する。プリントゾーン３８内
に平坦な接触面を形成すると共に、フレキシブルヒータ
は、フレキシブルヒータの底面と、第１の部分７６及び
第２の部分７８の間に延びる支持部５６の第３の部分８
２との間に間隙８０を定めている。間隙８０は、プリン
トされる記録媒体の全幅にわたって及びその下で延びて
いる。支持部材５６がこの位置において伸長されたフレ
キシブルヒータと接触しないため、この間隙はプリント
ゾーン内のフレキシブルヒータの平坦さを維持するだけ
でなく全体の加熱効率も向上させ、ヒータのウォームア
ップ時間も最小にする。

【００１７】図３はプリンタ１０の部分略斜視図であ
り、ヒータ５０の付加の特徴を示している。セグメント
化ヒータ５０は、図１の第１予熱領域５０に対応する第
１の部分８３と、図１の第２加熱領域５４に対応する第
２の部分８４とを含む。第１の部分８３は内側ガイド部
材３２によって支持されており、内側ガイド部材３２は
図１のシュート２８を通過する間に記録媒体を予熱する
ために使用される湾曲した加熱面を生じる。第１の部分
８３は記録媒体を予熱し、応力のある用紙にプリントす
る場合に主に必要である。何故なら、水の吸収及び脱着
は用紙の内部応力を緩和させ、しわなどの歪みを生じう
るからである。予熱は過度の湿気を用紙から取り除き、
より寸法安定性のあるシートを生じると共にインクの用
紙への吸収性を向上させる。透明紙及び一定のコーティ
ング用紙は予熱を必要とせず、実際は、軟化のために過
度の予熱によって傷む可能性がある。従って、予熱領域
８３は別個に制御可能であり、これらのタイプの媒体が
プリントされている場合は動作が止められるか又は熱の
発生を極度に減少させることが可能である。

【００１８】フレキシブルヒータ５０の第２の部分８４
は、第１の部分８３よりも高い温度を有する熱エネルギ
ーを生じる。第２の部分８４は主要な乾燥機能を提供
し、プリントゾーンにおいてプリントヘッドによって付
着されたインクから液体を取り除く。理解されるよう
に、記録媒体が第２の部分８４をわたって移動する距離
は、記録媒体が第１の部分８３をわたって移動する距離
よりもずっと少ない。第１の部分８３において記録媒体
が経験する長い滞在時間は、あらゆる過度の湿気を用紙
から取り除く。第２の部分８４の機能は主に、プリント
の間に記録媒体に熱エネルギーを加え、過度の液体をイ
ンクから取り除くことである。従って、本発明による
と、高い熱エネルギーの短い滞在時間が低い熱エネルギ
ーの長い滞在時間の後に続き、これにより全てのタイプ
の記録媒体に対して正確に制御された乾燥を提供する。

【００１９】フレキシブルヒータ５０の第１の部分８３
は、第１の開口８５及び第２の開口８６を含む。第１の
開口８５及び第２の開口８６は、記録媒体の先端を捕ら
えるようにピンチローラの駆動ローラとの接触を可能に
することによって、プリントゾーンを介する記録媒体の
連続的な前進を提供する。

【００２０】ピンチロール及び駆動ロールを収容する開
口を設けることによって、これらのローラとプリントゾ
ーン加熱領域との間の領域がなお加熱されることが可能
なため、本発明によって予熱ゾーンに提供される加熱領
域の量は本発明のプリンタ構造に対して増大される。

【００２１】図４は、本発明の２つのセグメントからな
るフレキシブルヒータ５０を示す。フレキシブルヒータ
５０の構造は、ニクロム抵抗熱発生物質である薄い回路
線の流れから成る。この薄い層は、キャプトン(Kapton)
（ポリイミド）又はポリエステルのような耐熱ポリマー
の最上層と最下層との間に挟まれている。物質の選択は
主にヒータの動作温度に基づいている。

【００２２】ヒータの部分は、特定の電圧及び電力密度
に従って熱エネルギーを供給するように組織化されてい
る。例えば、好ましくは１インチの１０分の１よりも薄
い厚さを有するこの薄い構造により、ヒータが予熱セク
ションの半径に従うことができる。ヒータの中心部分
は、例えば０．００１インチよりも薄くなくてはならな
いため、蛇行状のニクロム要素が満足に作用する。この
構造における熱走行の方向づけはプリントヘッドの動作
に対して平行であり、用紙の動きに対して垂直である。
ニクロム要素をサンドイッチする層は、ヒータの中心部
分に対して支持を提供する。サンドイッチ物質の選択
は、動作温度によって主に決定される。キャプトン（ポ
リイミド）は、例えば３００Ｆ°よりも高い高温の動作
温度に対して使用される。一方ポリエステルは、例えば
約２００Ｆ°であるより低温の動作温度に対して使用さ
れうる。この構造の全体の厚さは０．００５インチより
も薄く、主にプラスチックから作られているため、この
ヒータは非常にフレキシブルである。

【００２３】述べられたフレキシブルヒータは、ホイル
ヒータとしても知られる。しかし、他のタイプのフレキ
シブルヒータも本発明の範囲内に入る。例えば、支持媒
体を横断するワイヤ抵抗要素、炭素充填フィルム、黒鉛
物質の走行によって光パターン化された金属フィルム又
は支持媒体上にスプレーされたもしくはドクターブレー
ドされた導電性物質のような、低熱量を有するあらゆる
フレキシブルヒータが許容可能である。

【００２４】ヒータ５０に取り付けられるのは接続部材
８８であり、これは電気接続リード線を含み、第１の部
分８３及び第２の部分８４を接続する。第１の部分８３
は用紙を予熱するために熱エネルギーを生じるため、コ
ントローラ／電流供給モジュール９０によって電流が第
１の部分８３に加えられる。第１の部分８３によって生
じる熱エネルギーが１平方インチあたり約２．５ワット
になるように、第１の部分８３に加えられる電流は所定
のレベルに設定される。この領域の温度は感知されず、
結果として、第１の部分８３によって生じる熱の温度を
維持するフィードバック信号は存在しない。しかし、こ
の部分は温度感知を含むことができる。一方、第２の部
分８４は埋め込みサーミスタ９２を含み、第２の部分８
４の温度を感知する。埋め込みサーミスタ９２はコント
ローラ／電流供給部９０に接続されており、コントロー
ラ／電流供給部９０は温度を示す電気信号を受け取る。
電流制御信号が、接続部材８８を介して第２の部分８４
へ戻される。

【００２５】サーミスタから受け取った電気信号は感知
された温度を示し、第２の部分８４の温度を第１の部分
８３の温度よりも熱い約５０〜７５Ｆ°に維持すること
を助長する。第２の領域８４によって生じる熱エネルギ
ーは、１平方インチあたり約５ワットである。

【００２６】第１の部分８３の用紙経路方向の直線距離
Ａは、約２．５インチである。第２の部分８４の用紙経
路方向の直線距離Ｂは、約１インチである。スワス幅、
用紙の長さ、加熱温度及び乾燥に影響を及ぼす他の既知
の要因によって、他の距離が可能である。第２の部分８
４は、用紙経路方向に対して垂直に情報の単一スワスを
プリントするプリントヘッドによって覆われる距離より
も少なくとも２倍の幅広さであることが理想的である。
プリントヘッドによって覆われる領域の量よりも第２の
部分８４を１スワスだけ広くすることによって、プリン
トヘッドによって付着されたインクは、１つのプリント
領域から次のプリント領域へと移る際に生じうるプリン
ト間の熱衝撃を受けない。プリントヘッドの実際のプリ
ントゾーンの１スワス前に配置されるプリントゾーン
は、より正確に制御可能な熱エネルギーの存在を記録媒
体上に提供する。直線距離Ｃは、インクが付着される用
紙の幅を適切に加熱するために十分幅広である。

【００２７】図１、図２及び図３の実施の形態は、フレ
キシブルヒータをエッジ５８で固定しエッジ６２を伸長
させるように示されたが、フレキシブルヒータの全ての
４つのエッジを伸長させることも可能である。従って、
ばね搭載機構は第２のエッジ６２だけでなく、第１のエ
ッジ５８、第１の側部エッジ９４及び第２の側部エッジ
９６にも適用されうる。これらのエッジは示されるよう
なせん孔を含み、ばね搭載デバイスをこれらのせん孔に
取り付けることが可能である。

【００２８】要約すると、用紙経路に沿って移動する記
録媒体上にプリントされた画像を乾燥させるセグメント
化フレキシブルヒータが述べられた。セグメント化フレ
キシブルヒータは用紙経路に隣接して配置され、用紙を
予熱するための第１の部分及びプリントゾーン内に配置
される用紙の部分を加熱するための第２の部分を含む。
従って、本発明によると、上述の目的及び利点を満たす
セグメント化フレキシブルドライヤーが提供されたこと
は明白である。本発明は特定の実施の形態と関連して述
べられたが、多くの代替物、変更及び変形が当業者には
明白であることが明らかであろう。例えば、セグメント
化フレキシブルヒータは２つの部分を有するものに限定
されず、２よりも大きいあらゆる数の部分を含んでもよ
い。同様に、予熱部分及びプリント領域部分のために選
択された温度は、プリントモード及び媒体のタイプの関
数として選択されうる。例えば、温度設定点を低くする
ことにより、裏に用紙がついていない透明紙に対して使
用可能である。別の例では、より高い温度設定点及びカ
ラー間のブリード性能の向上は、画像が２つ又はそれよ
り多くのパスにおいて形成されるマルチパスプリントを
使用する高品質プリントモードにおいて達成されうる。
これらの温度設定点は、使用される特定のインクに対し
て最適化される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のインクジェットプリンタの略立面側面
図である。

【図２】インクジェットプリントヘッド、セグメント化
フレキシブルヒータ及びヒータのための構造支持部の略
正面図である。

【図３】図１のインクジェットプリンタの部分斜視図で
ある。

【図４】図１のインクジェットプリンタにおいて使用さ
れるセグメント化フレキシブルヒータの平面図である。

【符号の説明】

１０プリンタ１２プリントヘッド１６記録媒体３４駆動ロール３８プリントゾーン５０セグメント化フレキシブルヒータ５２第１の予熱領域５４第２の加熱領域７６第１の部分７８第２の部分８５第１の開口８６第２の開口

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者ジョンエイチ．ルーニーアメリカ合衆国 14450 ニューヨーク州フェアポートウィートストーンサークル 65

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】経路に沿ってプリントゾーンを介して移
動する記録媒体上にプリントをするプリントマシンであ
って、前記記録媒体上にインクを付着するプリントヘッドを含
み、前記経路に隣接して配置され、前記記録媒体を加熱する
セグメント化されたフレキシブルなヒータを含み、前記
ヒータは前記記録媒体を予熱する第１の加熱領域を定め
る第１の部分と、プリントゾーンにおいて前記記録媒体
を加熱する第２の加熱領域を定める第２の部分とを含
む、プリントマシン。
【請求項２】前記第１の部分が第１の温度を有する熱
エネルギーを生じ、前記第２の部分が前記第１の温度よ
りも高い第２の温度を有する熱エネルギーを生じる、請
求項１に記載のプリントマシン。
【請求項３】前記プリントマシンが更に駆動ローラを
含み、前記駆動ローラが前記記録媒体と接触して前記記
録媒体を前記用紙に沿って進めることができるように前
記セグメント化フレキシブルヒータが開口を定める、請
求項１に記載のプリントマシン。