KR20060028681A - 잉크젯 기록 방법 및 기록 매체 - Google Patents
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Abstract
정전 흡착으로 인해 이송 벨트에 부착되는 기록 매체에 잉크를 부여함으로써 기록 매체 상에 기록을 수행하는 잉크젯 기록 방법이 개시된다. 이 기록 방법에 있어서, 상기 정전 흡착은 상기 이송 벨트 상에 플러스, 마이너스 전하가 상기 이송 벨트가 이동하는 방향으로 교대로 부여되도록 상기 이송 벨트에 AC 바이어스를 인가하는 대전 수단에 의한 것이다. 상기 이송 벨트와 접촉하는 상기 기록 매체의 표면은 1×109 ~ 9×1012Ω 범위 내의 표면 저항률을 갖는다.
잉크젯 프린터(inkjet printer), 정전 흡착 (electrostatic attraction), 기록 매체(recording medium)
Description
본 발명은 일반적으로 잉크를 토출하여 기록 매체에 기록을 수행하는 잉크젯 기록 방법 및 그 잉크젯 기록 방법에 사용되는 기록 매체에 관한 것으로, 특히 무한 이송 벨트에 바이어스(bias)를 인가하여 정전 흡착력에 의해 기록 매체를 소정의 위치로 이송하고, 기록부(기록 헤드)로부터 기록 매체에 잉크(기록 액체)를 토출하여 기록을 수행하는 잉크젯 기록 방법 및 그 방법에 적절한 기록 매체에 관련된다.
기록 매체 상에 기록을 수행하기 위해 기록 매체(기록이 수행되는 재료)에 기록 헤드로부터 잉크를 토출하는 잉크젯 기록 방식은 고정밀 화상을 고속으로 기록할 수가 있어서, 팩시밀리, 복사기, 프린터에 채용되고 있다.
잉크젯 기록 방식에 있어서, 고품질 화상을 얻기 위해서는 잉크 방울을 기록 매체에 정확한 위치로 토출하고, 또한 기록 매체를 정확하게 이송하는 것이 필요하다. 잉크젯 기록 방식의 시리얼 프린터에서는 헤드가 스캐닝하는 동안 기록 매체는 정지한다. 기록 매체의 이송은 기록 매체의 이동과 정지를 반복함으로써 이루어진다. 기록 매체 이송의 이송 정확도란 소정의 양 만큼 이송된 후 정지되는 기록 매체의 위치 정확도를 말한다.
잉크젯 기록 방식에 의해 기록 매체 상에 화상을 형성하는 경우, 기록 매체로 보통지 또는 용지 베이스(paper base)에 잉크 흡수층이 형성된 코팅지(coated paper) 등을 사용하면, 용지가 잉크 내의 수분으로 인해 펴지는 현상이 발생한다. 이 현상을 코클링(cockling)이라 하는데, 이에 의해 용지는 물결 모양이 되어, 기록 헤드의 노즐과 용지의 표면 사이의 거리가 용지의 위치마다 일정하지 않게 된다. 코클링 현상이 심하면 최악의 경우, 용지는 기록 헤드의 노즐 면에 접촉될 수 있어서 노즐 면뿐만 아니라 용지 자체도 더럽혀지게 된다. 또한, 코클링 현상에 의해 잉크 방울이 잘못된 위치에 토출되는 경우가 발생할 수 있다.
따라서, 종래의 잉크젯 기록 방식에 의하면, 용지의 코클링을 흡수하는 홈(recess)을 구비한 플래튼(platen) 상에 인쇄가 수행되고, 용지를 누르기 위해 박차(spur)를 구비한다. 여기서 박차란 기어 모양의 부품으로 그 외부 표면에 원주방향으로 형성된 돌기를 갖는다. 박차는 하나 이상의 돌기의 작은 면적으로 용지의 이송을 보조하는 것이다. 그러나 일정한 경우, 이러한 박차로 인해 화상에 스크래치가 발생하는 문제가 있다.
또한, 종래의 잉크젯 기록 방식에서 용지는 롤러에 의해 이송된다. 2쌍의 롤러가 인쇄 영역에 샌드위치 모양으로 구비되는데, 한 쌍은 상기 박차와 롤러이고, 다른 한 쌍은 이송 롤러와 종동 롤러이다. 이러한 구성을 갖는 경우, 2쌍의 롤러에 용지가 맞물려 있을 때에만 용지 이송의 정확도가 보장된다.
최근에는 화상 인쇄 영역의 확대가 요구되고 있다. 이러한 인쇄 영역을 확보하기 위해, 일부 프린터는 일반 환경하에서 용지 이송의 정확도가 보장될 수 없는 상태, 즉 2쌍의 롤러 중 1쌍의 롤러에만 용지가 맞물려진 상태에서 인쇄를 수행한다. 2쌍의 롤러 중 1쌍의 롤러에만 용지가 맞물려 있으면, 용지 플로팅(floating)에 대처하고 용지 이송력을 확보하기가 불가능하여, 용지 이송 정확도를 보장할 수 없게 되어 화상 품질이 저하된다.
기록 매체 이송의 정확도를 높이기 위해, 현재는 정전 흡착력(electrostatic attraction force)에 의해 기록 매체를 이송하는 것 많이 채용되고 있다.
예를 들면, 일본특허공고 2873879호에서 기록 매체를 이송하는 정전 흡착 이송 부재 및 잉크보다 큰 전기 저항을 갖는 액체를 사용하여 정전 흡착 이송 부재를 세척하는 세척 부재를 갖는 잉크젯 기록 장치가 개시되어 있다. 이 세척 부재는 벨트, 드럼 등의 정전 흡착 이송 부재에 붙어있는 전도성 잉크를 세척하기 위해 구비되는데, 이에 의해 가능한 한 정전 흡착 이송 부재의 표면 저항이 저하되는 것이 방지한다.
이러한 잉크젯 기록 장치에는 구성이 복잡한 세척 부재를 포함하게 되어, 크기가 크고, 비용이 높아질 수 밖에 없다.
일본특허공보 2915450호에서 외부 표면에 50㎛ 두께의 특정의 고저항층을 갖고, 내부 표면이 아이들 롤러(idle roller)를 통해 그라운드(grounded) 되는 이송 벨트가 개시되어 있다. 이 이송 벨트의 외부 표면은 약 1500V로 대전되어 있다. 그 러나 이러한 이송 벨트를 사용하는 경우, 기록 매체에 다른 전원으로부터 마이너스 전하가 주입되기 때문에 2개의 다른 전원을 준비해야 하는 단점이 있다. 일본특허공보 3014815호에서는 이송 벨트 및 기록 매체에 다른 전하를 분리해서 주입하게 되어 있다.
또한, 일본특허공보 3124668호에서 이송 벨트에 정전 흡착을 제공하기 위한 정전 흡착 유닛이 개시되어 있다. 이 정전 흡착 유닛은 일정한 간격으로 배치된 1쌍의 전극, 이 전극 사이에 전압을 인가하기 위한 회로 및 1쌍의 전극 중 적어도 하나의 전극이 발열하도록 전류를 공급하기 위한 회로를 포함한다. 이 정전 흡착 유닛에 의하면, 1쌍의 전극에 전압을 인가함으로써 그 1쌍의 전극 사이에 정전력이 발생하여, 기록 매체가 이송 벨트에 흡착, 부착하게 된다. 이러한 정전 흡착 유닛은 이송 벨트에 전하를 직접 가하는 방식과는 차이가 있다.
한편, 플라스틱 필름 등의 표면 저항률이 높은 베이스 바디(base body)에 형성된 잉크 흡수층을 갖는 기록 매체는 정전 흡착 이송 벨트에 정전기적으로 흡착, 부착된 상태로 이송되는 경우, 이송 벨트로부터 기록 매체가 분리될 때 기록 매체의 표면 전하가 이동하기 어려워진다. 그 결과, 이송 벨트 상의 전하의 분리 방전(separating discharge)이 발생하게 된다. 이러한 분리 방전이 발생하면, 이송 벨트와 접촉하는 기록 매체의 표면이 대전된다. 결과적으로, 이송 중인 기록 매체는 용지 배지 트레이에 배지, 적재되어 있는 기록 매체에 정전기적으로 달라붙게 된다. 이는 이미 기록이 수행된 기록 매체를 밖으로 밀려나가게 하거나 이송 중인 기록 매체의 이송에 대한 저항을 발생시켜 기록 매체의 이송성에 악영향을 끼치게 된 다.
이와 같은 이송성에 대한 악영향의 문제는 상기 종래의 정전 흡착 장치에서는 아직 해결하지 못한 상태이다.
따라서, 본 발명의 일반적인 목적은 상기의 단점을 제거하는 잉크젯 기록 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 구체적인 목적은 정전 흡착력을 사용하여 기록 매체를 만족스럽게 이송하고, 플라스틱 필름 등의 베이스 바디에 제공되는 잉크 흡수층을 갖는 기록 매체 상에 기록을 수행하는 경우, 기록 후 배지 트레이부에서 기록 매체의 적재성이 향상되는 잉크젯 기록 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 구체적인 목적은 그러한 잉크젯 기록 방법에 적절한 기록 매체를 제공하는 것이다.
본 발명의 상기 하나 이상의 목적은 정전 흡착으로 인해 이송 벨트에 부착되는 기록 매체에 잉크를 부여함으로써 기록 매체 상에 기록을 수행하고; 상기 정전 흡착은 상기 이송 벨트 상에 플러스, 마이너스 전하가 상기 이송 벨트가 이동하는 방향으로 교대로 부여되도록 상기 이송 벨트에 AC 바이어스를 인가하는 대전 수단에 의한 것이며; 상기 이송 벨트와 접촉하는 상기 기록 매체의 표면은 1×109 ~ 9×1012Ω 범위 내의 표면 저항률(surface resistivity)을 갖는 것을 특징으로 하는 잉크젯 기록 방법에 의해 달성된다.
상기 잉크젯 기록 방법에 의하면, 기록 매체의 인쇄면 측에 박차(spur)를 구비하지 않고도 화상 품질을 향상시킬 수 있다. 또한, 기록 매체가 용지 베이스 상에 잉크 흡수층을 갖는 보통지 또는 코팅지인 경우 발생할 수 있는 코클링(cockling) 현상은 제어될 수 있다. 더 나아가, 기록 후의 기록 매체의 적재성을 향상시킬 수 있게 된다.
또한, 본 발명의 상기 하나 이상의 목적은 정전 흡착으로 인해 이송 벨트에 부착되는 기록 매체에 잉크를 부여함으로써 기록 매체 상에 기록을 수행하는 잉크젯 기록 방법에 사용되며; 상기 이송 벨트와 접촉하는 상기 기록 매체의 표면은 1×109 ~ 9×1012Ω 범위 내의 표면 저항률을 갖는 것을 특징으로 하는 기록 매체에 의해 달성된다.
상기 기록 매체에 의하면, 용지 수송을 순조롭게 할 수 있으며, 그 결과 좋은 화상 품질을 얻을 수 있다.
본 발명의 다른 목적, 특징, 장점은 첨부되는 도면과 아래의 상세한 설명으로부터 더욱 분명해질 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 라인 프린터(line printer)를 사용하는 잉크젯 기록 방법을 나타내는 구조도이다;
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 라인 헤드의 위치와 상기 용지 사이의 관계를 나타내는 도면이다;
도 3A 및 도 3B는 본 발명의 실시예에 따른 각각 상기 라인 헤드의 배면도 및 측면도이다;
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 2층(double-layer) 이송 벨트에 대한 흡착성 및 부착성을 나타내는 구조도이다;
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 대전 상태에 있는 상기 이송 벨트를 나타내는 구조도이다;
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 시리얼 프린터를 사용하는 잉크젯 기록 방법을 나타내는 구조도이다;
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 이송 롤러의 샤프트에 구비되는 로터리 인코더를 나타내는 도면이다;
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 상기 로터리 인코더를 설명하는 도면이다;
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 리니어 인코더(linear encoder)가 상기 이송 벨트 상에 형성되고, 반사형 센서가 상기 인코더를 판독하는 경우를 나타내는 구조도이다;
도 10A 및 10B는 본 발명의 실시예에 따른 상기 이송 벨트에 형성된 상기 리니어 인코더를 설명하는 도면이다;
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 상기 리니어 인코더의 평면도이다;
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 반사형 센서에 의한 인코더 판독의 일 예 를 나타내는 구조도이다;
도 13은 본 발명의 실시예에 따른 반사형 센서에 의한 인코더 판독의 다른 예를 나타내는 구조도이다;
도 14는 본 발명의 실시예에 따른 투과형(transmission) 센서에 의한 인코더 판독의 일 예를 나타내는 구조도이다;
도 15는 본 발명의 실시예에 따른 상기 반사형 센서와 모터 제어와의 관계를 나타내는 구조도이다;
도 16은 비교를 위해 단일층(single-layer) 이송 벨트에 대한 흡착성 및 부착성을 나타내는 구조도이다;
도 17은 비교를 위해 대전 상태에 있는 이송 벨트를 나타내는 구조도이다;
도 18은 본 발명의 실시예에 따른 시리얼-타입 헤드의 작동을 나타내는 도면이다;
도 19는 본 발명의 실시예에 따른 상기 이송 벨트에 AC 바이어스를 인가하기 위한 타이밍을 나타내는 흐름도이다;
도 20는 본 발명의 실시예에 따른 상기 이송 벨트에 AC 바이어스를 인가하기 위한 타이밍을 나타내는 흐름도이다;
도 21은 본 발명의 실시예에 따른 그립 롤러를 이용한 이송 유닛을 나타내는 구조도이다;
도 22는 본 발명의 실시예에 따른 상기 그립 롤러를 나타내는 구조도이다;
도 23은 본 발명의 실시예에 따른 타이밍 벨트부를 구비하는 이송 벨트를 나 타내는 구조도이다;
도 24는 본 발명의 실시예에 따른 도 23의 이송 벨트의 적용을 나타내는 구조도이다;
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 라인 프린터(line printer)를 사용하는 잉크젯 기록 방법을 나타내는 구조도이다. 도 1을 참조하면, 상기 라인 프린터는 용지(기록 매체)(11)를 매우 정확하게 이송할 수 있는 이송 벨트(21)에 대향하는 위치에 있는 라인 헤드(31)를 포함한다. 잉크는 각기 다른 위치에 배치된 잉크 탱크로부터 잉크 공급관(32)을 통해 상기 헤드(31)에 공급된다. 상기 용지(11)는 급지 롤러(12)에 의해 픽업되고, 용지 분리 패드(13)에 의해 분리된다. 각 분리된 1장의 용지(기록 매체)(11)는 이송 가이드(22)를 따라 이송되어, 상기 이송 벨트(21)와 선단 롤러(23) 사이에 끼이는 형태로 이송 롤러(24)의 회전에 의해 인쇄 위치에 이송된다.
도 2는 상기 헤드(31)의 위치와 상기 용지(11) 사이의 관계를 나타내는 도면이다. 도 2를 참조하면, 상기 헤드(31)의 폭은 상기 용지(11)의 폭을 커버(cover)하고, 헤드 구동 신호 라인(33)이 상기 헤드(31)에 연결되어 있다.
도 3A 및 도 3B는 각각 상기 헤드(31)의 배면도 및 측면도이다. 도 3A를 참조하면, 노즐 어레이(34)의 밀도는 형성되는 화상의 밀도와 일치한다. 상기 노즐 어레이(34)는 용지(11)가 이송되는 방향으로 배열되어 있다. 상기 헤드(31)가 멀티-칼라 인쇄를 지원하는 경우, 상기 헤드(31)는 각각 다른 칼라를 위한 최소 3개의 노즐 어레이를 포함한다. 도 3B를 참조하면, 상기 헤드(31)는 헤드 지지 프레임(35)에 의해 지지되어 있다.
도 4는 상기 이송 벨트(21)에의 흡착성 및 부착성을 나타내는 구조도이다.
도 4를 참조하면, 상기 이송 벨트(21)는 절연층(21a)과 전도층(21b)로 구성된 2층 구조이다. 바람직하게, 상기 절연층(21a)의 두께는 20 ~ 100 ㎛ 이고, 상기 전도층(21b)의 두께는 30 ~200 ㎛ 이다. 상기 절연층(21a) 및 전도층(21b) 모두 본질적으로 수지(resin) 또는 엘라스토머(elastomer)로 형성되어 있다. 용지가 접촉하는 측에 위치한 절연층(21a)은 도전 제어 재료(conduction control material)를 포함하지 않는 순수(pure) 수지 또는 엘라스토머로 1.0×1012Ω·㎝ 이상의 체적 저항률(volume resistivity) 가지도록 형성되어 있다. 상기 절연층(21a)은 대전 환경 관련하여 전하 안정성 견지에서 1.0×1015Ω·㎝ 이상의 체적 저항률을 갖는 것이 바람직하다. 상기 이송 벨트(21)의 소재로 일반적으로 알려진 것에는 PET(폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate)), PEI(폴리 에테르 아미드( polyetherimide)), PVDF(폴리 불화 비닐리덴(polyvinylidenefluoride)), PC(폴리카보네이트(polycarbonate)), ETFE(에틸렌 테트라플루로르화에틸렌 공중합체(ethylene-tetrafluoroethylene copolymer)), PTFE(폴리테트라플루오로 에틸렌( polytetrafluoroethylene)) 등이 있다. 이러한 소재는 모두 1.0×1015Ω·㎝ 이상의 체적 저항률을 달성하는 것이 가능하다. 상기 전도층(21b)은 1.0×105 ~ 107Ω·㎝의 체적 저항률을 가지도록 상기 순수 재료에 전도 제어 재료를 함유하여 형성되어 있다. 상기 전도 제어 재료에는 카본(carbon) 입자나 산화 아연, 산화 티타늄, 산화 몰리브덴, 산화 안티몬, 산화 인듐 등의 금속 산화물 또는 도핑 물질(dopant)이 있다.
상기의 구성을 갖는 이송 벨트(21)에 플러스 및 마이너스 AC 전압을 인가하면, 도 4에 도시된 것처럼 상기 이송 벨트(21)의 절연층(21a)에는 플러스(+) 띠와 마이너스(-) 띠가 교대로 형성되어 용지(11)를 통과하는 교체계(alternating fields)를 만들고, 이에 의해 이송 벨트(21)에 대한 용지(11)의 흡착력 및 부착력이 얻어진다.
도 5는 대전 상태에 있는 상기 이송 벨트(21)를 나타내는 구조도이다. 도 5를 참조하면, 이동하는 이송 벨트(21)의 절연층(21a) 측에 상기 대전 롤러(25)를 접촉시키고 상기 대전 롤러(25)에 1500 ~ 3500 V의 AC 전압을 인가함으로써, 상기 이송 벨트(21)는 대전된다.
도 1을 참조하면, 상기 이송 벨트(21)는 이송 롤러(24)를 향하는 방향으로 가압할 수 있도록 선단 롤러(23)가 이송 롤러(24)에 대향하는 위치 상태로 이송 롤러(24)와 텐션 롤러(26) 사이를 움직인다. 상기 용지(11)는 용지 적재 트레이(14)로부터 급지 롤러(12)에 의해 픽업되고, 용지 분리 패드(13)에 의해 이송 가이드(22)로 1장씩 가이드 된다. 이때, 상기 대전 롤러(25)에 의해 이송 벨트(21)로 전 하가 주입되어, 상기 용지(11)는 이송 벨트(21)에 정전력에 의해 흡착된다.
그러나 정전 흡착력은 흡착 대상에 대한 거리가 커지면, 극단적으로 저하되는 것이 잘 알려져 있다.
상기 용지(11)는 상기 선단 롤러(23)에 의해 이송 벨트(21)에 압착되어 효율적인 정전 흡착력을 받게 되어, 결과적으로 이송 벨트(21)와 용지(11) 사이에 틈이 없이 이송 벨트(21) 상에 겹쳐진 상태로 인쇄부로 이송된다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 시리얼 프린터를 사용하는 잉크젯 기록 방법을 나타내는 구조도이다. 도 6에서, 도 1의 구성요소와 동일한 구성요소는 동일한 참조 번호가 주어진다.
도 6을 참조하면, 용지(11)를 급지하는 급지 롤러(12)와 용지(11)를 1장씩 분리하는 용지 분리 패드(13)는 용지 공급부를 형성한다. 용지(11)는 이송 벨트(21)를 통해 선단 롤러(23)와 이송 롤러(24) 사이에 끼어 정확하게 급지될 수 있다. 상기 이송 벨트(21)는 인쇄부에서 하측으로부터 용지(11)를 지지한다. 상기 급지 롤러(12)에 의해 픽업된 용지(11)는 상기 용지 분리 패드(13)에 의해 1장씩 분리되고, 상기 이송 롤러(24)와 선단 롤러(23) 사이의 닙(nip)에 도달한다. 그런 후, 용지(11)는 헤드(31)에 의해 인쇄되는 위치로 이송되고, 상기 헤드(31)를 보유하는 캐리지(36)는 스캐닝하여, 용지(11)에 상기 헤드(31)의 노즐 해상도의 화상이 형성된다. 인쇄 종료 후, 상기 이송 롤러(24)를 회전시켜 다음 라인이 인쇄되는 위치까지 용지(11)를 소정량 이송한다. 상기 캐리지(36)는 용지를 스캐닝할 때, 캐리어 가이드(38)를 따라 이동하며, 캐리어 가이드 록(37)에 의해 그 이동이 정지된 다.
이러한 용지 이송 경로에 있어서, 도 7에 도시것 처럼 상기 이송 롤러(24)의 샤프트에 로터리 인코더(61a)가 구비되며, 또한 투과형 인코더 판독 센서(61b)가 구비된다. 즉, 상기 이송 롤러(24)의 회전은 상기 로터리 인코더(61a)로부터의 펄스로서 얻어진다. 도 8은 상기 로터리 인코더(61a)를 나타내는 도면이다. 도 8을 참조하면, 상기 로터리 인코더(61a)의 단부 상에 미세한 라인이 원주방향으로 형성되어 있다. 도 8에 확대되어 나타나듯이 인코더 피치는 일반적으로 100 LPI(line per inch), 150 LPI, 200 LPI 또는 300 LPI의 것이 알려져 있다.
상기 인코더 판독 센서(61b)로서는 인코더로부터의 실제 출력의 4배의 펄스를 출력하는 일반적인 인코더 판독 센서가 알려져 있다. 예를 들면, 회전당 2400 라인의 인코더의 경우, 인코더의 4배의 출력이 가능한 센서를 이용하면 9600 펄스를 얻을 수 있다. 상기 이송 롤러(24)를 구동하는 모터는 용지를 필요한 양(거리) 만큼 급지하도록, 상기 인코더(61a)의 출력을 기초로 펄스-관리 제어를 받는다. 용지(11)의 이송량의 최소 단위는 본 장치를 구비한 프린터에 의해 출력 가능한 최고 화상 밀도(해상도)가 된다. 예를 들면, 600 dpi 프린터의 경우, 이송의 최소 단위는 25.4 ㎜/600 = 42.3 ㎛ 이다. 실제로는 42.3 ㎛의 정수배의 양이 이송된다. 도 6의 프린터에서, 상기 이송 롤러(24)의 지름은 인코더(61a)의 1 출력 펄스당 이송이 최고 화상 밀도에 상당하도록 설정된다. 따라서, 제어 단위가 최고 화상 밀도가 되는 상태로 제어된다.
이것을 일 예로 나타내면 다음과 같다.
회전당 2400 펄스의 인코더(61a)의 출력에 4배인 신호를 기초로 제어된다고 가정한다. 이러한 경우, 상기 인코더(61a)의 회전으로부터 얻어지는 출력 펄스 수는 2400×4 = 9600 이다. 상기 프린터의 최고 화상 밀도가 1200 dpi 라면, 이송의 최소 단위는 25.4 ㎜/1200 = 21.2 ㎛ 가 된다. 상기 이송 롤러(24)가 1회전 할 때 상기 인코더(61a)도 1회전 하기 때문에, 64.5 ㎜의 롤러 지름(Φ)은 아래의 방정식으로부터 얻어진다.
(φ×π)/9600 = 21.2 ㎛ (1)
즉, 지름 64.5 ㎜의 이송 롤러(24)의 샤프트 상에 회전당 2400 펄스의 인코더(61a)를 구비함으로써, 펄스당 21.2 ㎛의 이송을 수행하는 이송 단위가 실현될 수 있다.
다르게는, 상기 이송 롤러(24)의 지름은 인코더(61a)의 1 펄스당 이송이 프린터의 최고 화상 밀도를 n(n = 정수 ≥ 2)으로 나눈 값이 되도록 설정될 수 있다. 이것이 일 예는 아래와 같다.
회전당 2400 펄스의 인코더(61a)의 출력에 4배인 신호를 기초로 제어된다고 가정한다. 이러한 경우, 상기 인코더(61a)의 회전으로부터 얻어지는 출력 펄스 수는 2400×4 = 9600 이다. 상기 프린터의 최고 화상 밀도가 1200 dpi 라면, 이송의 최소 단위는 25.4 ㎜/1200 = 21.2 ㎛ 가 된다. 이 경우, 제어 단위는 21.2 ㎛를 n으로(예를 들어, 2) 나눈 값, 즉 21.2/2 = 10.6 ㎛ 이다. 상기 이송 롤러(24)가 1 회전할 때 상기 인코더(61a)도 1 회전하기 때문에, 32.4 ㎜의 롤러 지름(Φ)은 아 래의 방정식으로부터 얻어진다.
(φ×π)/9600 = 10.6 ㎛ (2)
즉, 지름 32.4 ㎜의 이송 롤러(24)의 샤프트 상에 회전당 2400 펄스의 인코더(61a)를 구비함으로써, 펄스당 10.6 ㎛의 이송을 수행하는 이송 단위가 실현될 수 있다. 결과적으로, 제어상 1 펄스 오류가 있는 경우라도 그 오류에 의해 화상이 영향을 받지 않게 할 수 있다.
따라서, 높은 정확도(해상도)를 갖는 이송 제어가 가능해진다.
다음, 도 9는 리니어 인코더(linear encoder)(62a)가 상기 이송 벨트(21) 상에 형성되고, 반사형 센서(반사형 인코더 판독 센서)(62b)가 상기 인코더(62a)를 판독하는 경우를 나타내는 구조도이다. 도 9에서, 도 6의 구성요소와 동일한 구성요소는 동일한 참조 번호가 주어진다. 이 경우, 도 10A를 참조하면, 상기 리니어 인코더(62a)는 상기 이송 벨트(21)의 절연층(21a)의 단부에 그 길이 방향으로 구비된다. 도 10B는 상기 이송 벨트(21)와 이송 롤러(24) 등의 다른 부품과의 위치 관계의 일 예를 나타내는 도면이다. 도 11을 참조하면, 상기 리니어 인코더(62a)는 동일한 피치로 교대로 형성된 흑색부와 반사부를 갖는다.
도 12 및 도 13은 반사형 센서에 의해 인코더가 판독되는 여러 예를 나타내는 구조도이다. 도 12를 참조하면, 반사형 센서(161)의 발광부(예를 들면, LED)로부터 방출된 빛은 센서(LED)의 광로(163)를 따라 상기 인코더(160)의 반사부로부터 반사되어 반사형 센서(161)의 수광부로 입사된다. 도 13을 참조하면, 인코더(260)는 비 반사부(260a)와 반사부(260b)를 포함한다. 반사형 센서(261)의 발광부(예를 들면, LED)(261a)로부터 방출된 빛은 센서(LED)의 광로(263)를 따라 상기 인코더(260)의 반사부로부터 반사되어 반사형 센서(161)의 수광부(261b)로 입사된다.
한편, 도 14는 투과형(transmission) 센서(361)에 의한 인코더 판독의 한 예를 나타내는 구조도이다. 상기 투과형 센서(361)는 발광부(예를 들면, LED)(361a)와 수광부(361b)를 포함한다. 상기 발광부(361a)로부터 방출된 빛은 센서(LED)의 광로(363)를 따라 상기 인코더(360)의 투명부를 투과하여 상기 수광부(261b)로 입사된다.
도 15는 상기 반사형 센서(62b)와 모터 제어와의 관계를 나타내는 구조도이다. 상기 이송 롤러(24)를 구동하는 모터(301)는 상기 반사형 센서가 연결된 컨트롤러(302)에 연결된다. 상기 모터(301)는 필요한 양(거리)을 급지하도록 상기 센서(62b)를 통해 인코더(62a)의 출력에 근거하여 상기 컨트롤러(302)에 의한 펄스-관리 제어를 받는다.
인코더를 판독하기 위해 반사형 센서 또는 투과형 센서를 임의로 선택할 수 있다.
본 발명의 실시예에 의하면, 이송 벨트와 접촉하는 기록 매체 표면의 표면 저항률은 23℃/50% RH 조건하에서 1.0×109 ~ 9×1012Ω, 바람직하게는 1.0×109 ~ 9×1011Ω 이다.
일반적으로, 높은 표면 저항률의 베이스 바디(base body) 상에 형성된 잉크 흡수층을 갖는 기록 매체 상에 기록하는 경우, 이송 벨트와 접촉한 기록 매체의 표면(베이스 바디 표면)이 대전된다. 그 결과, 상기 기록 매체는 기록 후 화상이 형성된 이미 배지되어 용지 배지 트레이부에 적재되어 있는 기록 매체에 정전기적으로 달라붙게 된다. 이는 기록 후의 기록 매체를 밖으로 밀려나가게 하거나 이송 중인 기록 매체의 이송에 대한 저항을 발생시켜 기록 매체의 이송성에 악영향을 끼치게 된다.
한편, 본 발명의 실시예에 의하면, 이송 벨트와 접촉하는 기록 매체 표면의 표면 저항률은 9×1012Ω 이하로 설정된다. 그 결과, 상기 기록 매체의 접촉 표면의 표면 전위는 신속히 감쇠하여 상기 기록 매체의 이송성 및 적재성에 악영향을 끼치지 않게 된다. 또한, 본 발명의 실시예에 의하면, 기록 매체의 접촉 표면의 표면 저항률은 1×109Ω 이상으로 설정된다. 그 결과, 이송 벨트에 대한 충분한 정전 흡착력이 확보되어, 정전 흡착력 부족으로 인한 경사 이송이나 이송 정확도의 저하가 발생하지 않게 된다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예에 의하면, 상기 이송 벨트(21) 상에 부 스캐닝 방향에 평행하게 플러스, 마이너스 전하가 교대로 형성되도록, 상기 대전 롤러(25)에 AC 바이어스(bias)가 인가된다. 그 결과, 상기 용지(11)는 이송 벨트(21) 상에 플러스 전하로부터 마이너스 전하로의 전기력선(41)으로 표시되는 전기장에 의해 상기 이송 벨트(21)에 정전기적으로 고정되고 흡착력이 발생한 다.
즉, 교류 전류로 이송 벨트(21)에 전하를 인가함으로써, 이미 상기 이송 벨트(21) 상에 있는 전하의 이력(history)을 지우면서 상기 이송 벨트(21)를 대전시키는 것이 가능해진다. 또한, 실제 대전에 있어서는 이송 벨트와 대전물(기록 매체) 사이의 미세한 틈 환경(minute gap atmosphere)에서 방전이 발생하고, 동시에 전하가 인가되는 영역은 일정한 폭을 갖는다. 즉, 대전 폭을 정확하게 제어하려는 경우, 이송 벨트가 정지된 후에도 전하의 인가가 계속된다면 불확정 폭(uncertain width)에 대한 과거 이력이 지워질 수 있으며, 또한 상기 전하가 불필요한 방향으로 인가될 수도 있다. 더 나아가, 대전시 흐르는 전류는 비록 극히 작은 양이지만, 상기 이송 벨트 상에 열을 발생시켜 핀 홀(pin holes)의 생성을 유발하고, 리크(leak)를 초래할 수도 있다.
본 발명의 실시예에 의하면, 이송 벨트의 손상 위험성을 제거하기 위해, 이송 벨트에 대한 대전 폭을 정확하게 제어하는 것이 가능해진다.
한편, 도 16 및 도 17에 도시된 바와 같이 절연층으로만 형성된 단일층 이송 벨트(121)를 이용하는 경우, 용지(11)를 흡착하기 위한 상기 이송 벨트(121)의 정전 흡착력이 약해서, 상기 용지(11)의 이송이 확실하지 않을 수 있다.
본 발명의 실시예에 의하면, 잉크젯 기록 프린터(예를 들면, 도 6의 잉크젯 기록 프린터)가 화상 출력의 지시를 받게 되면, 상기 급지 롤러(12)와 용지 분리 패드(13)는 상기 용지 적재 트레이(14)에 놓인 용지(11)를 1장씩 분리하고 이송하고, 상기 용지 이송 가이드(22)가 각 용지(11)를 이송 벨트(21)에 가이드 한다. 이때, 앞서 설명한 것처럼, 상기 이송 벨트(21)는 대전 롤러(25)에 의해 플러스, 마이너스 교대로 대전된다. 상기 용지(11)는 이송 벨트(21)와 용지 누름 롤러(27)(도 6),이송 벨트(21)와 선단 롤러(23)의 사이를 높은 정확도로 이송된다. 도 18을 참조하면, 용지(11)가 헤드(31) 아래에 위치하면, 캐리지(36)는 화상을 형성하기 위해 화살표로 표시된 것처럼 주 스캐닝 방향을 따라 왕복 이동을 개시한다. 상기 캐리지(36)가 화상 형성을 위해 왕복 이동을 하면, 상기 이송 벨트(21)의 작동이 정지되어 상기 용지(11)는 정지 상태로 남는다. 상기 헤드(31) 아래의 용지(11)의 부분에 대한 인쇄가 종료되면, 상기 이송(구동) 롤러(24)는 다음 인쇄를 준비하기 위해 다시 구동되어 상기 이송 벨트(21)를 회전시킨다. 상기 용지(11)가 정지되면, 상기 캐리지(36) 및 헤드(31)가 작동하여 화상을 형성한다.
따라서, 상기 용지(11)에 화상이 형성되고, 용지(11)는 더 하류로 이동된다. 상기 이송 벨트(21)의 이동 방향은 상기 텐션 롤러(구동되는 롤러)(26)에 의해 변화한다. 상기 용지(11)는 텐션 롤러(26)의 곡률 및 용지(11)의 강성에 의해 이송 벨트(21)로부터 분리되어, 용지 배지 트레이(51)(출력 용지가 배지되는 부품)로 가이드 된다. 이때, 용지(11)의 이송력은 기본적으로 용지(11)와 이송 벨트(21) 사이의 정전 흡착력과 이송 벨트의 회전력에 의해 얻어진다. 화상을 형성할 때, 상기 용지(11)는 화상이 형성되는 표면 측으로부터의 압력의 필요성 없이 이송된다.
도 19는 용지(기록 매체)(11)가 정지하고 있는 때, 이송 벨트(21)에 AC 바이어스를 인가하기 위한 타이밍을 나타내는 흐름도이다. 도 19는 인쇄(쓰기) 작동의 전, 후에 용지(11)의 이송이 정지되고 있는 때, 상기 대전 롤러(25)에 AC 바이어스 를 인가하는 것을 보여준다. 먼저, 용지(11)의 이송을 개시한다(S1 단계). 대전 롤러(25)(이송 벨트(21))에 AC 바이어스의 인가를 개시한다(S2 단계). 용지(11)가 인쇄 대기 위치에 도달하면, AC 바이어스의 인가가 중단된다(S3 단계). 그 다음, 주 스캐닝 방향으로 인쇄가 수행된다(S4 단계). S4 단계의 인쇄가 종료되면, 대전 롤러(25)에 AC 바이어스의 인가가 다시 개시되면서, 이송 벨트(21)는 라인 피드(line feed)를 위해 회전하여 부 스캐닝 방향으로 이동한다(S5 단계). 용지(11)의 인쇄가 종료할 때까지, S4 단계 및 S5 단계를 반복한다(S6 단계). 그 다음, 용지를 배지한다(S7 단계). S1 단계와 S7 단계 사이에 수행되는 대전은 라인 피드 대전(line feed charging)이라 불린다.
다음으로, 도 20은 상기 이송 벨트(21)에 AC 바이어스를 인가하기 위한 타이밍을 나타내는 다른 흐름도이다. 도 20은 급지를 위한 용지 이송 시스템이 연속 작동하고 있는 때, 상기 대전 롤러(25)에 AC 바이어스를 인가하는 것을 보여준다.
이송 벨트(21)의 연속 회전을 개시하여 상기 이송 벨트(21)를 부 스캐닝 방향으로 이동시킨다(S11 단계). 상기 대전 롤러(25)에 AC 바이어스의 인가가 개시된다(S12 단계). 그 다음, 상기 이송 벨트의 회전과 AC 바이어스의 인가는 중단되고S13 단계), 용지(11)의 이송이 개시된다(S14 단계). 인쇄가 개시된다(S15 단계). S15 단계의 인쇄가 종료되면, 상기 이송 벨트(21)는 라인 피드를 위해 회전하여 부 스캐닝 방향으로 이동한다(S16 단계). 용지(11)에 대한 인쇄가 종료될 때까지, S15 단계 및 S16 단계를 반복한다(S17 단계). 그 다음, 용지를 배지하고, 상기 대전 롤러(25)에 AC 바이어스의 인가를 개시한다(S18 단계). S11 단계와 S13 사이의 대전 및 S18 단계에서의 대전은 프리피드 대전(prefeed charging)이라 불린다.
본 발명의 실시예에 의하면, 상기 이송 벨트(21)가 연속 작동하면서, 이송 벨트(21) 상에 전하를 저장하기 위해 AC 바이어스를 인가한다. 그 결과, 상기 이송 벨트(21) 상에 필요한 플러스, 마이너스 대전 영역이 정확하게 형성되고, AC 바이어스의 인가를 쉽게 제어할 수 있게 된다.
본 발명의 실시예에 의하면, 상기 이송 롤러(24) 및/또는 상기 텐션 롤러(26)의 표면상에 복수의 돌기가 구비될 수 있다.
도 21은 본 발명의 실시예에 따라 상기 이송 롤러(24) 대신에 그립 롤러(24a)를 이용한 이송 유닛을 나타내는 구조도이다. 도 22는 상기 그립 롤러(24a)를 나타내는 구조도이다.
상기 그립 롤러(24a)는 그 표면에 복수의 돌기(S)를 갖는다. 상기 그립 롤러(24a)를 이용하는 경우, 상기 그립 롤러(24a)의 돌기(S)가 이송 벨트(21) 또는 용지(11)에 맞물려, 그립 롤러(24a)와 이송 벨트(21) 또는 용지(11) 사이의 미끄럼(slippage)의 발생을 방지한다.
다음으로, 도 23은 타이밍 벨트부(211a)를 구비하는 이송 벨트(211)를 나타내는 구조도이다. 도 24는 상기 이송 벨트(211a)의 적용을 나타내는 구조도이다. 상기 이송 벨트(211)는 그 내부 표면의 적어도 일부에 상기 타이밍 벨트부(211a)가 형성된다. 상기 이송 롤러(24)의 적어도 일부에 타이밍 풀리가 구비되는 경우, 이송 롤러(24)와 이송 벨트(211) 사이에서 미끄러짐이 발생하지 않고, 상기 이송 벨트는 일 방향뿐만 아니라 역 이송시의 타 방향으로도 매우 정확한 이송이 실현된 다.
본 발명의 실시예에 의하면, 이송 벨트와 접촉하는 기록 매체 표면의 표면 저항률은 1×109 ~ 9×1012Ω 범위 내에 있다. 그러한 범위 내의 표면 저항률의 접촉 표면을 갖는 기록 매체는 기록 매체의 베이스 바디 내에 내적 첨가(internal addition)에 의해 대전 방지제(antistatic agent)를 함유함으로써 형성될 수 있다. 다르게는, 상기 기록 매체는 대전 방지제를 함유한 코팅액를 롤 코팅, 블레이드 코팅, 에어 나이프(air knife) 코팅 등에 의해 상기 기록 매체의 베이스 바디 상에 함유 또는 가함으로써 형성될 수 있다.
본 발명의 실시예에 사용되는 바람직한 대전 방지제 중 무기 대전 방지제로서는 염화 나트륨, 염화 칼륨, 영화 리튬, 황산 나트륨 등의 알칼리 금속 염과, 염화 칼슘, 염화 바륨 등의 알칼리 토금속 염과, 콜로이드 상태의 실리카, 콜로이드 상태의 알루미나 등의 콜로이드 상태의 금속 산화물과 산화 주석, 산화 티탄, 산화 아연 등의 미립자 금속 산화물을 포함하고; 유기 대전 방지제로서는 폴리에틸렌 술폰산 나트륨(poly(sodium ethylenesulfonate)), 스틸렌 무수 말레산 나트륨(sodium styrene maleic anhydride), 폴리 2-아크릴아미드-2-메틸 술폰산 나트륨(poly(2-acrylamide-sodium 2-methylsulfonate), 폴리비닐 젠질 트리메틸 암모늄 클로라이드(poly(vinylbenzyltrimethylammonium chloride)), 설파민산 나트륨(sodium sulfamate) 등의 유기 염류와 유기 전해질과 실록산(siloxane) 결합을 이용한 대전 방지제를 포함한다. 실록산 결합을 이용한 대전 방지제에는 실릴기 함유 비닐계 중 합체의 화학적 복합체가 바람직한데, 이는 이러한 화학적 복합체는 환경 조건에 대한 변화가 작고 플라스틱 필름에 대한 부착성이 우수하기 때문이다.
베이스 바디에 함유 또는 가해지는 대전 방지제의 양은 상기 베이스 바디의 재료 및 두께, 다른 첨가물의 타입 및 함유량, 베이스 바디의 성질에 근거하여 적절하게 제어되고, 특정한 값에 제한되지 않는다. 일반적으로, 전도성 재료(conductive material)의 함유량은 0.01 ~ 10 g/㎡, 바람직하게는 0.1 ~ 5 g/㎡ 범위 내에 있다.
본 발명의 실시예에 따른 기록 매체의 베이스 바디에 대한 특정한 제한이 있는 것은 아니다. 종래의 기록 매체로 사용되는 베이스 바디도 그대로 사용될 수 있다. 예를 들면, 폴리 올레핀계(polyolefin), 폴리스티렌계(polystyrene) 등의 합성지, 상질지(woodfree paper), 아트지(art paper), 코트지(coated paper), 캐스트 코트지(cast-coated paper), 벽지(wall paper), 뒷받침 용지(backing paper), 합성 수지 함침지(synthetic resin impregnated paper), 에멀션 함침지(emulsion impregnated paper), 함성 고무 라텍스 함침지(synthetic rubber impregnated paper), 합성 수지 함유지(synthetic resin containing paper), 판지(paperboard) 등, 셀룰로오스 섬유지(cellulose fiber paper), 폴리올레핀(polyolefin), 폴리 염화 비닐(polyvinyl chloride), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate), 폴리스티렌(polystyrene), 폴리 메타크릴레이트(polymethacrylate), 폴리카보네이트(polycarbonate) 등의 각종 투명 플라스틱 필름 또는 시트 등이 사용될 수 있다. 또한, 이러한 합성 수지에 백색 안료나 충전제 (filler)를 더하고 성막한 백색 불투명 필를 또는 발포시킨 발포 시트 등도 사용될 수 있다. 또한, 상기 베이스 재료 필름의 임의의 조합에 의한 적충체(layered body), 예를 들면 셀룰로오스 섬유지와 합성지의 적충체, 셀룰로오스 섬유지와 플라스틱 필름의 적충체 등에도 사용될 수 있다. 그러한 베이스 바디가 그 표면에 형성된 잉크 흡수층 또는 대전 방지제층에 대한 부착성이 부족한 경우에는 상기 베이스 바디의 표면상에 프라이머(primer) 처리 또는 코로나 방전(corona discharge) 처리를 하는 것이 바람직하다.
본 발명의 실시예에 사용되는 베이스 바디의 두께에 대한 특별한 제한이 있는 것은 아니다. 그러나, 촉감 및 탄력성을 고려해서 20 ~ 300 ㎛의 두께가 바람직하다. 본 발명에 따른 우수한 효과를 얻기 위해서는 40 ~ 250 ㎛의 두께가 더욱 바람직하다.
본 발명의 실시예에 따른 기록 매체는 잉크 흡수성이 있는 베이스 바디의 경우 상기 베이스 바디만으로도 구성될 수 있다. 그러나, 고품질의 화상을 얻기 위해서는 베이스 바디 상에 최소 1개의 잉크 흡수층이 형성되어 있는 것이 바람직하다. 일반적으로 잉크 흡수층에는 2가지 타입이 있는데, 하나는 주로 고체 입자로 형성되는 에어 갭 층(air gap layer)이고, 다른 하나는 주로 잉크에 함유된 물 또는 용매에서 팽창 또는 용해하는 폴리머(polymer)로 형성되는 타입이다. 본 발명의 실시예에 따른 기록 매체에는 상기 2가지 타입의 잉크 흡수층 모두 사용 가능하다.
다음으로, 본 발명에 따른 기록 매체 및 잉크의 실시예와 그 비교예를 설명한다. 그러나 본 발명은 아래 설명되는 실시예에 제한되는 것은 아니다.
[기록 매체의 제조]
(기록 매체 1)
먼저, 코팅액를 형성하기 위해 알루미늄 알콕시드(aluminum alkoxide)의 가수분해 및 펩티제이션(peptization)에 의해 합성된 고형분 18중량%의 알루미나 졸(alumina sol) 100g과 폴리비닐 알코올(polyvinyl alcohol) 6.2중량%의 수용액 32g을 혼합했다. 건조 후 코팅량이 26g/㎡이 되도록, 상기 코팅액에 바 코터(bar coater)를 사용하여 두께 100㎛의 투명한 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름(polyethylene terephthalate film)을 가하고, 건조시켰다. 그 결과, 스도뵈마이트 층(pseudoboehmite layer)(잉크 흡수층)이 형성되었다.
다음으로, 건조 후 실리카 겔(silica gel) 층의 양이 1g/㎡이 되도록, 흡수층이 형성된 표면 측에 반대 측상에 베이스 재료(폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름)의 표면(뒷면)에 10 ~ 20㎚의 주 입자 크기(primary particle size)의 실리카 졸(silica sol) 및 실라놀기(silanol group)를 포함하는 폴리비닐 알코올 중합체로 구성된 고형분 5중량%의 실리카 졸 코팅액(상품명 "R-폴리머 R-1130"; 제조사 "쿠라레이(Kuraray Co. Ltd.)")(중합체/SiO2 = 0.3)를 가하고, 상기 실리카 졸 코팅액를 건조하고, 140℃에서 열처리했다.
상기 잉크 흡수층 표면의 표면 저항률은 9×1011Ω이었고, 상기 뒷면의 저항률은 3×1012Ω이었다.
표면 저항률이 측정은 JIS K 6911에 근거하여 수행되었다. 구체적으로, 상기 측정은 100V 인가 전압으로 1분간 충전 후, 요코가와 휴렛 패커드 주식회사에 의해 제작된 "4329A 하이 레지스턴스 미터(HIGH RESISTANCE METER)" 및 "16008A 레지스터비티 셀(RESISTIVITY CELL)"을 사용하여 수행되었다. 기록 매체의 축축하게 함(humidification) 및 표면 저항률의 측정시 환경은 23±1℃ 및 50±2% RH 이었다. 이것은 이하 동일하였다.
(비교을 위한 기록 매체 1)
먼저, 코팅액를 형성하기 위해 알루미늄 알콕시드(aluminum alkoxide)의 가수분해 및 펩티제이션(peptization)에 의해 합성된 고형분 18중량%의 알루미나 졸(alumina sol) 100g과 폴리비닐 알코올(polyvinyl alcohol) 6.2중량%의 수용액 32g을 혼합했다. 건조 후 코팅량이 26g/㎡이 되도록, 상기 코팅액에 바 코터(bar coater)를 사용하여 두께 100㎛의 투명한 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름(polyethylene terephthalate film)을 가하고, 건조시켰다. 그 결과, 스도뵈마이트 층(pseudoboehmite layer)(잉크 흡수층)이 형성되었다. 그 다음, 상기 스도뵈마이트 층(pseudoboehmite layer)을 140℃에서 열처리했다.
상기 베이스 재료(base material) 뒷면의 표면 저항률은 2×1015Ω이었다.
(기록 매체 2)
[실록산(siloxane)을 사용한 대전 방지제의 제조]
부틸 메타크릴산(butyl methacrylate)(이하, "BMA") 100부, 아조비스 이소부티로니트릴(azobis isobutylonitrile)(이하, "AIBN") 3부 및 n-도데실 메르캅탄(n-dodecyl mercaptan) 2부를 용해한 용액을 100℃로 가열한 톨루엔(toluene) 90부에 더하고, 2시간 동안 반응시켰다. 그 결과, 분자량 5000의 BMA 폴리머가 얻어졌다. 그 다음으로, 상기 얻어진 BMA 폴리머 30부에 메틸 디메톡시 실란(methyldimethoxysilane) 2.5부, 염화 백금산(chloroplatinic acid) 0.0005부를 이소프로파놀(isopropanol)에 용해한 용액을 더하고, 90℃의 온도로 밀봉하여 8시간 반응시켜 실릴기(silyl group) 함유 BMA 폴리머를 얻었다. 또한, 이소프로파놀 100부, 물 25부, 오르토 에틸 실리케이트(ortho-ethyl silicate) 35부, 염산(hydrochloric acid) 0.5부를 혼합하고, 60℃의 온도로 5시간 반응시켜 폴리실록산(polysiloxane) 용액을 얻었다. 얻어진 실릴기 함유 BMA 폴리머 20부에 폴리실록산 용액 100부를 더하고 반응을 위해 실온에서 30분간 저어주었다. 상기 혼합물에 초산 에틸(ethyl acetate) 40부, n-부타놀(n-butanol) 20부, 시클로헥사논(cyclohexanone) 20부를 더하고, 24시간 방치하여 대전 방지제를 얻었다.
그 다음, 코팅액를 형성하기 위해 알루미늄 알콕시드(aluminum alkoxide)의 가수분해 및 펩티제이션(peptization)에 의해 합성된 고형분 18중량%의 알루미나 졸(alumina sol) 100g과 폴리비닐 알코올(polyvinyl alcohol) 6.2중량%의 수용액 32g을 혼합했다. 건조 후 코팅량이 26g/㎡이 되도록, 상기 코팅액에 바 코터(bar coater)를 사용하여 두께 100㎛의 투명한 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름 (polyethylene terephthalate film)을 가하고, 건조시켰다. 그 결과, 스도뵈마이트 층(pseudoboehmite layer)(잉크 흡수층)이 형성되었다.
다음으로, 건조 후 코팅량이 1g/㎡이 되도록, 베이스 재료(폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름)의 뒷면에 실록산 결합을 사용하는 상기 대전 방지제액을 가하고, 건조시켰다.
상기 베이스 재료 뒷면의 표면 저항률은 3×1010Ω 이었다.
(기록 매체 3)
먼저, 코팅액를 형성하기 위해 알루미늄 알콕시드(aluminum alkoxide)의 가수분해 및 펩티제이션(peptization)에 의해 합성된 고형분 18중량%의 알루미나 졸(alumina sol) 100g과 폴리비닐 알코올(polyvinyl alcohol) 6.2중량%의 수용액 32g을 혼합했다. 건조 후 코팅량이 26g/㎡이 되도록, 상기 코팅액에 바 코터(bar coater)를 사용하여 두께 100㎛의 투명한 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름(polyethylene terephthalate film)을 가하고, 건조시켰다. 그 결과, 스도뵈마이트 층(pseudoboehmite layer)(잉크 흡수층)이 형성되었다.
그 다음으로, 건조 후 코팅량이 5g/㎡이 되도록, 베이스 재료(폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름)의 뒷면에 하기의 조성을 가지는 코팅액 가하고, 건조시켰다.
조성:
퓸드 실리카(fumed silica) (에어로질(AEROSIL), 일본 에어로질 주식회사 (Nippon Aerosil Co., Ltd.) 제조) : 100부
폴리비닐 알코올(polyvinyl alcohol) (PVA-117, 쿠라레이 주식회사(Kuraray Co., Ltd.) 제조) : 50부
디메틸 디알릴 암모늄 염화물 호모폴리머(dimethyldiallylammonium chloride homopolymer) (SHALLOL DC902P, 다이-이치 코교 세이야쿠 주식회사(Dai-ichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.) 제조) : 6부
상기 베이스 재료 뒷면의 표면 저항률은 2×109Ω 이었다.
(비교을 위한 기록 매체 2)
건조 후 코팅량이 5g/㎡이 되도록, 비교을 위한 기록 매체 1의 뒷면에 하기의 조성을 가지는 코팅액을 가하고, 건조시켰다.
조성:
퓸드 실리카(fumed silica) (에어로질(AEROSIL), 일본 에어로질 주식회사(Nippon Aerosil Co., Ltd.) 제조) : 100부
폴리비닐 알코올(polyvinyl alcohol) (PVA-117, 쿠라레이 주식회사(Kuraray Co., Ltd.) 제조) : 50부
대전 방지 폴리머 (지르코늄 옥시클로라이드(zirconium oxychloride), 일본 경금속 주식회사(Nippon Light Metal Co., Ltd.) 제조) : 10부
상기 얻어진 기록 매체 뒷면의 표면 저항률은 4×108Ω이었다.
[잉크의 제조]
(잉크 1)
하기의 처방의 잉크 조성물을 제조하고, pH 9가 되도록 수산화 리튬(lithium hydroxide) 10% 수용액으로 조정하였다. 그런 후, 상기 잉크 조성물을 평균 구멍 지름 0.8㎛의 멤브레인 필터로 여과하여 잉크 조성물(잉크 1)을 얻었다.
처방 :
프탈로시아닌(phthalocyanine) 안료 함유 폴리머 미립자 : 8.0중량% (고형분으로)
트리에틸렌 글리콜(triethylene glycol) : 22.5중량%
글리세롤(glycerol) : 7.5중량%
2-피롤리돈(2-pyrolidone) : 5.0중량%
계면 활성제 CH3(CH2)12O(CH2CH2O)3CH2COOH : 2.0중량%
2-에틸-1,3-헥산디올 : 2.0중량%
프로젤(PROXEL) LV (방부제) : 0.2중량%
이온 교환 수 : 잔량
(잉크 2)
잉크 2의 제조는 하기 처방의 잉크 조성물을 이용하는 것을 제외하고는 잉크 1의 제조와 동일하다. 상기 잉크 조성물을 pH 9가 되도록 수산화 나트륨(sodium hydroxide)으로 조정하여 잉크 조성물(잉크 2)을 얻었다.
처방 :
디메틸 퀴나크리돈(dimethl quinacridone) 안료 함유 폴리머 미립자 : 8.0중량% (고형분으로)
프로필렌 글리콜(propylene glycol) : 30.0중량%
글리세롤(glycerol) : 10.0중량%
N-메틸-2-피롤리돈(N-methl-2-pyrolidone) : 2.0중량%
계면 활성제 CH3(CH2)12O(CH2CH2O)4CH2COOH : 2.0중량%
2,2,4-트리메틸-1,3-펜탄디올(2,2,4-trimethyl-1,3-pentanediol) : 2.0중량%
프로젤(PROXEL) LV (방부제) : 0.2중량%
이온 교환 수 : 잔량
(잉크 3)
잉크 3의 제조는 하기 처방의 잉크 조성물을 이용하는 것을 제외하고는 잉크 1의 제조와 동일하다. 상기 잉크 조성물을 pH 9가 되도록 수산화 리튬으로 조정하여 잉크 조성물(잉크 3)을 얻었다.
처방 :
모노아조(monoazo) 황색 함유 폴리머 미립자 : 8.0중량% (고형분으로)
1,3-부탄디올(1,3-butanediol) : 22.5중량%
글리세롤(glycerol) : 7.5중량%
2-피롤리돈(2-pyrolidone) : 5.0중량%
계면 활성제 CH3(CH2)12O(CH2CH2O)6CH2COOH : 2.0중량%
2,2,4-트리메틸-1,3-펜탄디올(2,2,4-trimethyl-1,3-pentanediol) : 2.0중량%
프로젤(PROXEL) LV (방부제) : 0.2중량%
이온 교환 수 : 잔량
그 다음으로, 상기 기록 매체 및 잉크 1 내지 잉크 3을 사용하여 도 6의 구성을 갖는 잉크젯 기록 장치로 기록을 수행하였다. 사용된 이송 벨트는 ETFE 수지 시트의 표면을 카본 블랙이 함유된 동일한 ETFE 수지의 전도성 수지액으로 코팅함으로써 40㎛ 두께의 ETFE 수지 시트(절연층)의 표면에 110㎛ 두께의 전도층을 형성한 것이다. 상기 이송 벨트의 절연층의 체적 저항률은 1×1015Ω·㎝이고, 상기 이송 벨트의 전도층의 체적 저항률은 2×105Ω·㎝이다. 상기 기록은 ±2.0kV의 대전 바이어스, 8㎜의 대전 폭 및 200㎜/s의 이송 벨트의 이동 속도로 수행된다.
결과적으로, 비교을 위한 기록 매체 1은 이송되면서 배지부로 이미 배지된 기록 매체에 정전기적으로 달라붙고, 기록 후의 기록 매체를 밖으로 밀어낸다. 이에 비해, 본 발명에 따른 기록 매체 1, 2 및 3은 배지부로 이미 배지된 기록 매체에 달라붙지 않고, 배지부에서의 적재성도 우수하였다.
비교을 위한 기록 매체 2의 경우, 이송 벨트에 대한 부착성이 부족하여 경사 이송이 발생하였다. 본 발명에 따른 기록 매체 2의 대전 방지제층은 베이스 바디에 대한 부착성이 우수하였다.
따라서, 본 발명의 잉크젯 기록 방법에 의하면, 기록 매체의 인쇄면 측에 박차(spur)를 구비하지 않고도 화상 품질을 향상시킬 수 있다. 또한, 기록 매체가 용지 베이스 상에 잉크 흡수층을 갖는 보통지 또는 코팅지인 경우 발생할 수 있는 코클링(cockling) 현상은 제어될 수 있다. 더 나아가, 기록 후의 기록 매체의 적재성을 향상시킬 수 있으며, 이송 벨트가 정지하고 있을 때는 대전 롤러에 AC 바이어스의 인가가 중단될 수 있다. 따라서, 이송 벨트 상의 전하를 제거하지 않고도 안정적으로 정전 흡착력이 수행될 수 있다. 또한, 이송 벨트 손상의 가능성도 줄어든다. 또한, 용지 이송시 대전 롤러에 AC 바이어스를 인가할 수 있다. 따라서, 인쇄 처리량에 영향을 받지 않고 안정적으로 정전 흡착력이 수행될 수 있다.
본 발명의 기록 매체에 의하면, 용지 수송을 순조롭게 할 수 있으며, 그 결과 좋은 화상 품질을 얻을 수 있다.
본 발명은 상기 구체적으로 개시된 실시예에 의해 제한되지 않으며, 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 변형 및 수정이 가능하다.
본 출원은 2003.6.3 출원된 일본우선권특허출원 2003-158507호 및 2004.5.31 출원된 2004-162241호에 근거하고 있으며, 그 전체 내용을 참조용으로 첨부한다.
Claims (5)
- 정전 흡착으로 인해 이송 벨트에 부착되는 기록 매체에 잉크를 부여함으로써 기록 매체 상에 기록을 수행하고;상기 정전 흡착은 상기 이송 벨트 상에 플러스, 마이너스 전하가 상기 이송 벨트가 이동하는 방향으로 교대로 부여되도록 상기 이송 벨트에 AC 바이어스를 인가하는 대전 수단에 의한 것이며;상기 이송 벨트와 접촉하는 상기 기록 매체의 표면은 1×109 ~ 9×1012Ω 범위 내의 표면 저항률을 갖는 것;을 특징으로 하는 잉크젯 기록 방법.
- 제1항에 있어서,상기 이송 벨트는 구동 롤러와 종동 롤러 사이에서 펼쳐지도록 결합하여, 기록 매체 이송 유닛으로부터 분리되고 이송되는 기록 매체를 화상 기록부에 이송하고;상기 기록 매체와 접촉하는 상기 이송 벨트의 적어도 일면이 절연층을 포함하는 것을 특징으로 하는 잉크젯 기록 방법.
- 제1항에 있어서, 이송 중인 상기 기록 매체가 정지하고 있을 때에는 상기 이송 벨트에 인가되는 AC 바이어스를 중단하는 것을 특징으로 하는 잉크젯 기록 방법.
- 제1항에 있어서, 상기 기록 매체를 이송하기 전, 상기 이송 벨트를 연속적으로 구동하면서 상기 이송 벨트에 AC 바이어스를 인가하는 것을 특징으로 하는 잉크젯 기록 방법.
- 정전 흡착으로 인해 이송 벨트에 부착되는 기록 매체에 잉크를 부여함으로써 기록 매체 상에 기록을 수행하는 잉크젯 기록 방법에 사용되며;상기 이송 벨트와 접촉하는 상기 기록 매체의 표면은 1×109 ~ 9×1012Ω 범위 내의 표면 저항률을 갖는 것을 특징으로 하는 기록 매체.
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