JPH11129462A - 液体インクプリンタ - Google Patents

液体インクプリンタ

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JPH11129462A
JPH11129462A JP10241931A JP24193198A JPH11129462A JP H11129462 A JPH11129462 A JP H11129462A JP 10241931 A JP10241931 A JP 10241931A JP 24193198 A JP24193198 A JP 24193198A JP H11129462 A JPH11129462 A JP H11129462A
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JP
Japan
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recording medium
ink
liquid ink
heating device
printer
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JP10241931A
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English (en)
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F Surucha Thomas
エフ．スルチャ トーマス
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Xerox Corp
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J11/00—Devices or arrangements  of selective printing mechanisms, e.g. ink-jet printers or thermal printers, for supporting or handling copy material in sheet or web form
    • B41J11/0015—Devices or arrangements  of selective printing mechanisms, e.g. ink-jet printers or thermal printers, for supporting or handling copy material in sheet or web form for treating before, during or after printing or for uniform coating or laminating the copy material before or after printing
    • B41J11/002—Curing or drying the ink on the copy materials, e.g. by heating or irradiating
    • B41J11/0024—Curing or drying the ink on the copy materials, e.g. by heating or irradiating using conduction means, e.g. by using a heated platen
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J11/00—Devices or arrangements  of selective printing mechanisms, e.g. ink-jet printers or thermal printers, for supporting or handling copy material in sheet or web form
    • B41J11/0015—Devices or arrangements  of selective printing mechanisms, e.g. ink-jet printers or thermal printers, for supporting or handling copy material in sheet or web form for treating before, during or after printing or for uniform coating or laminating the copy material before or after printing
    • B41J11/002—Curing or drying the ink on the copy materials, e.g. by heating or irradiating
    • B41J11/0021—Curing or drying the ink on the copy materials, e.g. by heating or irradiating using irradiation
    • B41J11/00216—Curing or drying the ink on the copy materials, e.g. by heating or irradiating using irradiation using infrared [IR] radiation or microwaves

Abstract

(57)【要約】 【課題】 液体インクを付着させて、パスに沿って移動
する記録媒体上に画像を形成するための、液体インクプ
リンタを提供する。 【解決手段】 液体インクプリンタ１０は、パスに近接
して配置され、プリントヘッド１２によって画定される
大きさを含むプリント領域５６における記録媒体１６上
にインク５８を付着させるのに適したプリントヘッド１
２と、パスに近接して配置され、正の温度係数材料を含
み、記録媒体１６を加熱するための熱エネルギーを発生
させる接触加熱装置７０とを含む。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、一般的に液体イン
ク印刷装置、特に自己制御接触ドライヤを有する液体イ
ンクプリンタに関する。
【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、特にサーマルインクジェットプリントに用
いられる液体インクは、着色材又は染料、及び典型的に
は水性液体ビヒクル（担体）である例えば水などの液
体、及び／又は低蒸気圧溶媒を含む。インクは基体上に
付着され、テキスト及び／又はグラフィックの形で画像
を形成する。付着されるとすぐに、着色材を基体に定着
させるため、液体成分は自然空気乾燥又は積極（アクテ
ィブ）乾燥のいずれかによりインク及び紙から取り除か
れる。自然空気乾燥の場合、基体上に付着されたインク
の液体成分は、機械的な補助なしに自然に蒸発し基体に
浸透する。積極乾燥の場合、記録媒体は、赤外線加熱、
伝導加熱及びマイクロ波エネルギーによる加熱を含む、
さまざまなタイプの熱エネルギーにさらされる。
【０００３】画像の積極乾燥は、画像形成の処理中に行
っても良いし、記録媒体上に画像が形成された後に行っ
ても良い。さらに、画像が形成される前に記録媒体を予
加熱して、インクの付着に備えて記録媒体を前調整する
ことができる。記録媒体の前調整では、典型的には例え
ば紙などの記録媒体に存在し得る余分な湿気を取り除い
て、記録媒体がインクを受け取ることができるように準
備する。この前調整ステップは、記録媒体上に付着され
るとすぐにインクを乾かすのに必要な時間を短縮するだ
けでなく、このステップはまた、記録媒体に過剰な湿気
が残っているとその結果生じることのある紙のしわ及び
カールを減少させて、画質を向上させる。
【０００４】ジョンソン(Johnson) らの米国特許第 5,2
74,400号は、インクジェットのプリントヘッドを高温動
作させるためのインクパスの幾何学的配置について述べ
ている。加熱装置は、プリント媒体を乾かすためにプリ
ント領域付近に位置決めされる。加熱装置は、プリント
ヒータ、及び、スクリーンを通してプリント媒体の下部
に熱を集中させるのに役立つ反射装置を含む。
【０００５】メディン(Medin) らの米国特許第 5,287,1
23号は、インクジェットプリント後にプリント媒体から
インクキャリヤを蒸発させるための加熱送風システムを
有する、カラーインクジェットプリンタについて述べて
いる。プリントヒータのハロゲン石英電球は、プリント
領域のヒータスクリーンに形成された開口パターンを通
しての放射熱伝達及び対流熱伝達によって、媒体の下側
を加熱する。
【０００６】シュビーベルト(Schwiebert)らの米国特許
第 5,500,667号は、比較的低温の装置におけるプリント
上の欠点を減少させるために、インクジェットプリンタ
においてプリント媒体を加熱する方法及び装置について
述べている。プリンタはプリント領域加熱装置を含み、
所定のプリント媒体に対していつも一定の状態であるそ
の加熱装置は、第１加熱レベルでエネルギーを付与す
る。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の１つの態様に従
って、液体インクを付着させて、パスに沿って移動する
記録媒体上に画像を形成するための、液体インクプリン
タを提供する。このプリンタは、パスに近接して配置さ
れ、プリントヘッドによって画定される大きさを含むプ
リント領域における記録媒体上にインクを付着させるの
に適したプリントヘッドと、パスに近接して配置され、
正の温度係数材料を含み、記録媒体を加熱するための熱
エネルギーを発生させる接触加熱装置とを含む。
【０００８】
【発明の実施の形態】ここに論じられた本発明は、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か
すのに用いることができるが、本発明の記述は、図１に
示されているようなインクジェットプリンタの環境にお
いて述べられている。
【０００９】図１は、側面から見たサーマルインクジェ
ットプリンタ１０の略図である。ブラック及び／又は色
インクの液滴を複数のノズルを通して付着させる、平行
移動するインクジェットプリントヘッド１２は、ハウジ
ング１４によって支持されていて、そのハウジング１４
は、例えば透明紙又は紙などの記録媒体１６を横切っ
て、ガイドレール１８及び支持棚２０に沿って前後に移
動する。異なるカラーをプリントする複数のプリントヘ
ッドは、異なるカラーをプリントするために分割された
単一のプリントヘッドと同様に、本発明の範囲内であ
る。ハウジング１４は、例えばブラック、シアン、マゼ
ンタ及びイエローなどのインクを中に含む、複数のイン
クタンク２２を支持する。これらの各インクは、図３で
示されているような別々のインクタンクに入れることが
できる。図３では、ブラックインクタンク２４、シアン
インクタンク２６、マゼンタインクタンク２８、及びイ
エローインクタンク３０が示されている。
【００１０】記録媒体１６は、記録媒体パスに沿って、
矢印３２で示された方向に移動する。記録媒体はそれぞ
れ、プリンタコントローラ（図示せず）が制御している
モータ３８で駆動するドキュメントフィードロール３６
によって、トレイ３４から送られる。ドキュメントトレ
イ３４は、積み重ねられた記録シート４２の１ばん上の
シートをフィードローラ３６と接触させる付勢メカニズ
ム４０によって、スプリング付勢される。駆動ローラ３
６と接触した１ばん上の記録媒体４４は、駆動ロールに
よってシュート４６に運搬され、そのシュート４６は、
外側ガイド部材４８と内側ガイド部材５０との間に位置
され、またこの両部材によって画定され、これらの部材
はそれぞれ、記録シートが逆方向に進むように湾曲して
おり、また、シートが出口位置５２でシュート４６を出
るように、反転弓状部に位置決めされている。記録媒体
が出口位置５２を出るとすぐに、反転弓状部は記録シー
トの先端エッジをプラテン５４上へ駆動し、これにより
記録シートをプラテン上に水平に位置させるのに十分な
力を生じさせる。また、ピンチロールと連動する駆動ロ
ールを出口位置５２に配置して、記録シートをプリント
領域５６に進めることも可能である。ここでＰＺで示さ
れたプリント領域５６の長さは、プリントヘッド１２の
長さによって画定される。
【００１１】プリント領域５６はプリントヘッド１２の
真下の領域を含み、そのプリントヘッド１２では、一帯
状(swath) の情報を記録媒体を横切ってプリントするイ
ンクノズルのアレイによって、インクの液滴５８が付着
される。プリントヘッド１２の前面は、実質的に記録媒
体に対して平行である。記録媒体が移動する方向に対し
て直角に移動するハウジング１４は、インク液滴５８を
シート上に画像様に付着させる。図示されているよう
に、プリントヘッド１２は複数のインクタンク２２から
インクを受け取る。また、プリンタの他の場所に設置さ
れたインク供給部に取り付けられている、１本の管又は
複数の供給管を通して、インクをプリントヘッド１２に
供給することも可能である。
【００１２】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み、このような画像の生
成は、当業者に知られているように、前述のコントロー
ラが、プリントヘッド１２につながっているケーブル６
０を通して送信される電気信号に応答することによっ
て、制御される。星型ホイール６２又は他の公知の駆動
メカニズムは、シートが駆動ローラ３６又は他の前進メ
カニズムと接触しなくなるとすぐに、記録シートの先端
エッジを支持プラテン６３において持ち上げ、プリント
ヘッド１２を通過したシートを引っ張る。
【００１３】液体インクを記録シートに定着させるため
には、湿気を記録媒体からだけでなくインクからも取り
除かなければならない。自然空気乾燥によってインクを
乾かすことも可能であるが、自然空気乾燥はしわ又はカ
ールといったようないくつかの問題を引き起こすことも
あり、またプリンタのプリント処理能力を下げることも
ある。従って、プリントされる記録媒体に対して熱エネ
ルギーを用いて乾かす積極乾燥の方が、多くの場合好ま
しい。プリンタ１０のプリント処理能力を上げるためだ
けでなく、プリントの質を向上させるために、本発明は
裏面接触加熱装置７０を含み、これは接触加熱装置につ
ながっている電源７２からケーブル７４を通して電力を
受け取る。加熱装置７０は、好ましくはドープ処理され
たＰＴＣセラミック材料のような正の温度係数（ＰＴ
Ｃ）材料で造られている。ＰＴＣ塗料もまた知られてい
る。本発明においては、このような塗料が、例えばセラ
ミック絶縁体のような支持絶縁体に塗られている。
【００１４】ＰＴＣセラミック材料は知られていて、ま
た、その特性である自己温度制御機能により一定の温度
で作動する。この種の加熱装置は、電源により供給され
る電力を有する電極プレートを通して駆動する、一対の
電極プレートの間にＰＴＣセラミック材料がはさまれた
構造になっている。その電極プレートは、セラミック材
料でできており熱を発生させる放熱プレートと、一定の
温度を保つように間接的に又は直接的に連結されてい
る。
【００１５】サーマルインクジェットの技術は、より速
いプリント速度へ、またより高い解像度へと向上してい
るので、制限しているパラメータの１つは、処理中にこ
すれて汚くなるのを防ぐため、又は、次にプリントされ
たシートの裏に画像が移るのを防ぐために、適当な時間
でインクを十分に乾かすことができないことである。サ
ーマルインクジェットの技術をカラープリンタに用いる
と、幾つかの帯状の異なる色インクが互いに隣接してプ
リントされるとき、その異なる色インクは互いに流入す
る傾向にあるため、乾燥の問題は悪化する。この問題は
相互カラーブリード（にじみ）と呼ばれている。
【００１６】前述したこれらの乾燥の問題に対して知ら
れている解決法の１つは、より速く乾くインク、すなわ
ち、より急速に紙に吸収されるインク製剤を開発するこ
とであった。あいにくこの方法を取ると、代わりに画質
が悪くなり、エッジがより不揃いになり、また、インク
の漏れの特性が増すことにより、画像がしみて裏側に透
けて見えてしまう。さらに、広範囲に付着したインクを
吸収すると記録シートは湿ったままの状態になり、非均
一領域の紙の繊維が膨張することによりしわが増えるだ
けでなく、よりシートに張りがなくなってしまう。他の
解決法は、熱エネルギーを蒸発を助けるために用いてい
る、積極ドライヤを使用する方法を含む。知られている
このような積極ドライヤは、例えば赤外ランプや抵抗加
熱コイルのような放射熱源を含む。
【００１７】それに対して、ＰＴＣ材料を用いている本
発明は、従来の抵抗加熱装置のデザインに関してかなり
の改良を提供する。温度が上がるにつれてＰＴＣ材料の
抵抗も強くなるため、このような材料は「自己制御」を
行う。これは、ＰＴＣ材料が熱くなればなるほど、電流
は一定の温度に達するまで下げられる、ということを意
味する。これにより、本発明の加熱装置は比較的一定の
温度を保つことができ、また、負荷の作用により自動的
に電力の使用を変えることができる。本発明の液体イン
クプリンタのデザインにおいて、このような加熱装置
は、広範囲にインクが付着することにより必然的に高ま
る乾燥に対する要求、及び／又は出力電力の増加によ
り、湿気をより多く含む紙及びそれに伴い必要とされる
熱エネルギーに対し、装置自体の温度を一定に保つよう
にすることにより対応する。この自己制御という特質は
また、結果として温度過昇安全防止装置の必要性をなく
す。さらに、本発明の加熱装置は、電力供給が必要とさ
れ供給された電圧の変化から生じる、入力電圧における
通常の変化に対しては、比較的反応しない。従って、Ｐ
ＴＣ抵抗材料を用いると結果として、さまざまなコスト
の高い温度感知要素や温度制御要素を省いた、極めてシ
ンプルでコストを抑えたデザインとなる。
【００１８】ＰＴＣセラミック材料は有用であるさまざ
まな特性を含んでいるが、液体インクの乾燥に対する要
求は極めて厳しいものであり、加熱装置７０により生じ
る温度、加熱装置の幅Ｗを横切って移動する紙に関する
休止時間、加熱装置自体の構造、及び支持構造は、従っ
て本発明の重要な態様である。
【００１９】加熱装置７０は、プリントヘッド１２によ
り画定されるプリント領域ＰＺ、及びプリントヘッドの
プリント幅の作用により決定される、幅Ｗを含む。幅Ｗ
全体はまた、プリンタのプリント速度の作用、又は、紙
がプリントヘッド１２をどのくらいの速さで通過するか
により決定される。加熱領域の幅Ｗは、プリントする前
にシートをいくらか予加熱させるため、また、きちんと
乾くように十分な休止時間をとるため、プリンタの幅よ
りも大きくなっている。比較的長い休止時間を伴うの
で、かなりの量のインクを蒸発させるのに十分なエネル
ギーが紙に伝わり、予加熱された部分は、液体インクの
乾燥を助けるのに十分な固有の熱エネルギーを含む。イ
ンクの付着する量が増加した又は広範囲にインクが付着
したアプリケーション、及び／又は複数のカラープリン
トがあるアプリケーションにおいては、前に付着したイ
ンクを乾かす時間を考慮して、同じ幅でプリントヘッド
を複数回通過させるのが望ましいかもしれない。おおよ
そ５秒から４５秒の休止時間が許容範囲であるとわかっ
た。
【００２０】一例として、１分につき８ページプリント
するプリンタにおいては、セラミック加熱装置の幅Ｗ
は、プリント領域の幅の少なくともおおよそ２．５倍が
好ましい。さらに、加熱装置７０の一部は、予加熱領域
としても知られているプリント領域の前に位置され、こ
の特定の実施の形態ではプリント領域の幅ＰＺのおおよ
そ１．５倍である、幅ＰＨを有する。プリント領域より
も広い予加熱領域を作ることによって、すぐ次にプリン
ト領域に先行する記録媒体の部分は絶えず加熱されて、
余分な湿気が取り除かれる。さらに、紙のこの部分はこ
のような熱エネルギーを含むので、付着したインクが乾
く割合は増加する。このような予加熱領域は、他に知ら
れている加熱方法では生じるしわやカールを減少させ
る、ということがわかった。
【００２１】１分につき８ページプリントする場合、プ
リントするシートはおおよそ１秒につき１インチから５
インチの速度で移動する。この速度においては、作動温
度、つまり加熱装置７０により発生されまた記録シート
により受け取られる温度は、おおよそ華氏２００度から
３５０度、好ましくはおおよそ華氏２００度から２５０
度である。電源７２はおおよそ５０ワットから１００ワ
ットの間の電力を供給し、この特定の温度で好ましくは
７５ワットの電力を供給している。比較的低い表面温度
が必要とされ生じるので、他に知られているドライヤの
デザインでは起こり得る、紙の焦げには無関係である。
従って予加熱領域を作ることによって、記録媒体はプリ
ントの乾燥を向上させるためプリント領域に入る前に前
調整される。
【００２２】ＰＴＣセラミック材料は多少壊れやすいの
で、セラミック加熱装置は図２に示されたように下側か
ら支持されるのが好ましい。例えば、ワイヤバスケット
８０は加熱装置７０を下側から支持していて、内側ガイ
ド５０及び既存のプラテン６３に結合されている。支持
部８０は、軽量部材で、支持部材８０がエネルギーを過
度に吸収しないようにあまり大きすぎないのが好まし
い。支持部に用いるこのような材料の１つは、アルミニ
ウムであろう。支持部８０は、十字に交差しクモの巣の
ような構造をした部材８２及び８４及び８６を有するバ
スケットとして示されているが、他に可能な支持構造も
また可能である。例えば、１本の中心レールが挿入さ
れ、両端がプリントプラテンに取り付けられた、加熱装
置の長さに沿って続くリセス（凹み）の中に、加熱装置
７０を備えることが可能である。
【００２３】図３は、分割された又は複数部品から成る
加熱装置７０を含む、本発明のもう１つの実施の形態を
示している。加熱装置は複数のエレメント９０を含み、
その各エレメントは、電流が１つのエレメントから隣の
エレメントへ流れるようにするための導電性パスをもた
らす接続部材によって、隣接したエレメントに接続され
ている。複数エレメント加熱装置の方が、図１及び２で
述べられたような単一エレメント加熱装置よりも安く生
産できる、ということがわかれば、複数エレメント加熱
装置７０は単一エレメント加熱装置の代わりに用いられ
るかもしれない。しかし、複数エレメント加熱装置が用
いられる場合、加熱装置の上部表面９２は、電流をもた
らすために電気接続部材が配置されている複数のくぼみ
を含む。これらのくぼみ９４があると、加熱装置７０の
表面全体はでこぼこになり、このような加熱装置の上を
通過する記録シートは、その加熱装置の上を進むのが遅
くなるかもしれない。従って、複数エレメント加熱装置
は被覆部材９６で覆われるか、又は境界を作って、記録
シートが実質的になめらかで平らな表面の上を通るよう
にする、ということが意図される。このような材料には
アルミニウム、又は、すぐ下に位置された加熱装置７０
から熱エネルギーを伝導するのに効果的な、また、比較
的なめらかな表面を形成することのできる、他に知られ
ているあらゆる材料が含まれる。また、セラミック材料
では記録シートが進むのに十分になめらかな表面を形成
することができない、ということがわかれば、図１及び
２に示された加熱装置７０は、加熱装置７０の上部表面
が比較的なめらかな表面になるような、類似した被覆部
分を含むことも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】自己制御接触ドライヤを有する液体インクプリ
ンタの略側面図である。
【図２】図１の液体インクプリンタの下側の略正面図で
ある。
【図３】自己制御接触ドライヤを有する液体インクプリ
ンタの、第２の実施の形態の略正面図である。
【符号の説明】
１０ プリンタ １２ プリントヘッド １６ 記録媒体 ５６ プリント領域 ５８ インク ７０ 加熱装置

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 液体インクを付着させて、パスに沿って
    移動する記録媒体上に画像を形成するための、液体イン
    クプリンタであって、 パスに近接して配置され、プリントヘッドによって画定
    される大きさを含むプリント領域における記録媒体上に
    インクを付着させるのに適した、プリントヘッドを有
    し、 パスに近接して配置され、正の温度係数材料を含み、記
    録媒体を加熱するための熱エネルギーを発生させる、接
    触加熱装置を有する、 液体インクプリンタ。
  2. 【請求項２】 前記正の温度係数材料はドープ処理され
    たセラミック材料を含む、請求項１の液体インクプリン
    タ。
  3. 【請求項３】 前記接触加熱装置は、記録媒体をおおよ
    そ華氏２００度から３５０度の温度まで加熱する熱エネ
    ルギーを発生させる、請求項１の液体インクプリンタ。
JP10241931A 1997-09-02 1998-08-27 液体インクプリンタ Pending JPH11129462A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

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US922013 1992-07-29
US08/922,013 US6132038A (en) 1997-09-02 1997-09-02 Liquid ink printer having a self regulating contact drier

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JPH11129462A true JPH11129462A (ja) 1999-05-18

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