JP3075329B2 - インクジェットプリンタおよびその記録方法 - Google Patents
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Description
に向けて飛翔させる形式の記録装置に関するもので、特
に大規模高集積密度の印字ヘッドを作ることが容易なサ
ーマルインクジェットプリンタに最も効果的に適用され
るものである。
に気化させ、その膨張力によってインク液滴をオリフィ
スから吐出させる方式のインクジェット記録装置は特開
昭48−9622号公報、特開昭54−51837号公
報等によって開示されている。
抗体にパルス通電することであり、その具体的な方法が
日経メカニカル1992年12月28日号58ページ、
及びHewlett-Packard-Journal,Aug.1988で発表されてい
る。これら従来の発熱抵抗体の共通する基本的構成は、
薄膜抵抗体と薄膜導体を酸化防止層で被覆し、この上に
該酸化防止層のキャビテーション破壊を防ぐ目的で、耐
キャビテーション層を1〜2層被覆するというものであ
った。
ものとして、本出願人が先に出願した特開平6−718
88号公報に記載のように、前記酸化防止層と耐キャビ
テーション層を不要とする発熱抵抗体を用いて印字する
方法がある。この場合は、薄膜抵抗体がインクと直接接
触しているため、パルス加熱によるインクの急激な気化
とそれによるインクの吐出特性が大幅に改善され、熱効
率の大幅な改善と吐出周波数の向上を図ることができ
た。このような画期的な性能を実現できた最大の理由
は、耐パルス性、耐酸化性、耐電食性に優れたCr−S
i−SiO合金薄膜抵抗体とNi薄膜導体のみから構成
される発熱抵抗体を用いたことにあり、如何なる保護層
も必要としないことによる。
小さな投入エネルギでインク噴射が可能となったので、
この発熱抵抗体を駆動用LSIチップ上のデバイス領域
に近接して形成しても、もはやLSIデバイスを加熱し
て温度上昇をもたらすこともなく、非常に簡単な構成の
モノリシックLSIヘッドを実現することができるよう
になった。これについては本出願人が先に出願した特願
平4−347150号及び特願平5−90123号に記
載の通りである。この新しい技術によって、多くのイン
ク噴射ノズルを持つオンデマンド型インクジェットプリ
ントヘッドが高密度に、しかも2次元的に集積化して製
造することができるようになり、高速印刷の可能なフル
カラーインクジェットプリンタを実現させることができ
た。
た発泡消滅特性(特願平5−272451号)を利用す
れば、この発熱抵抗体面と垂直又はほぼ垂直方向にイン
ク滴を吐出させる方式のサーマルインクジェットプリン
トヘッドにおいては、新しい駆動方法によってクロスト
ークを大幅に低減できることが明らかとなった(特願平
6−49202号参照)。このことは、個別インク通路
の長さを短くしてインクの流路抵抗を小さくできること
を示しており、吐出インクの補充時間の短縮、すなわち
更なる印字速度の大幅な向上も達成できた。
後の記録媒体を高速乾燥させることが不可欠となる。し
かし、これについても本出願人が先に出願した特願平5
−90123号及び特願平6−100143号に記載の
通り、印刷される直前領域の記録媒体の表面をベルト式
プリヒータで圧接加熱乾燥させると共に、加熱乾燥され
ている記録媒体を吸着搬送しながらその表面に印刷する
ことによって効果的に高速乾燥させることが可能となっ
た。と同時に、記録媒体の種類とかその保管状態に左右
されない高品質の印字も可能となり、高価なインクジェ
ットプリンタ専用の記録媒体を用いることなくきれいな
フルカラー印刷を行うことができるようになった。
乾燥を行うことによって大量の水蒸気が発生するが、こ
れが周辺部品への付着水滴となって種々の問題を新たに
発生させる原因となっていた。
処理すると共に、印字品質をこの排気処理によって劣化
させない条件を明らかにすることにある。
ズルから対向する記録媒体へ向けてインクを吐出して記
録媒体上に印刷を行なうインクジェットプリンタにおい
て、前記記録媒体の搬送方向における印字ヘッドの上流
側において記録媒体を圧接加熱するプリヒータと、該プ
リヒータと印字ヘッドの間に設けられた第1の排気手段
と、印字ヘッド下流側であって該印字ヘッドに隣接して
設けられた第2の排気手段と、前記記録媒体を吸着搬送
させるべく印字ヘッドと対向する位置に設けられた吸着
搬送手段を設けることによって達成される。
を順次高速加熱するプリヒーティング工程と、加熱され
た該記録媒体を吸着固定搬送ベルトによって搬送しなが
ら印字する印字工程とを含むインクジェットプリンタの
記録方法において、該プリヒーティング工程後の記録媒
体近傍から排気を行なう第1排気工程と、印字工程直後
の記録媒体表面側からの排気を行う第2排気工程を更に
加えることによって達成される。
の排気によって発生する印字ヘッドと記録媒体表面との
間の空気流の流速を2m/s以下とし、該流速の速度分
布を記録媒体の全幅で±20%以下とし、局部的には±
5%/cm以下と設定することによって、印字品質を保証
することができる。
タは、まず、保管中に吸蔵された記録紙中の水分がプリ
ヒーティング直後に記録紙表面から蒸散するが、これを
記録紙の表側と裏側に設置された排気スリットからの吸
引によって排気するのでこの近傍の湿度を上昇させるこ
とがない。このようにして高温、乾燥状態にある記録紙
に水性インクを高速印刷すると、大量の水蒸気が発生す
るが、これを印字ヘッドの下流側に近接して設置されて
いる別の排気スリットからの吸引によって排気するので
やはりこの近傍の湿度の上昇を抑えることが可能とな
る。
向を乱さないことが不可欠な条件となるが、その詳細は
印字品質との関連も含めて実施例にて説明する。
の低い媒体の場合、プリヒーティング直後の排気は基本
的には不要であるが、印字ヘッドの上流側にもれ出てく
る水蒸気の排出には不可欠な排気となっている。
よって100℃以上に加熱され、真空吸着搬送手段2に
送られる。この時、記録媒体8が吸湿性のある記録紙の
場合、100℃以上に加熱されてプリヒータ3から離れ
た直後から吸湿していた水分を急速に放出するが、これ
を記録紙8の表面及び裏面から第1排気スリット6、
6′によって吸引排気する。なお、第1排気スリットは
紙幅と同等の長さを有するものである。勿論、この部分
で記録紙8が円滑に真空吸着搬送手段2に送られるよう
ガイドが設けられているが、図1にはこれが省略されて
いる。また、ベルト式プリヒータについては本出願人が
先に出願した特願平6−100143号に詳しく記載し
たので省略する。
れ、かつほぼ完全に乾燥した記録媒体(OHP用シート
も含む)8は、真空吸着搬送器2の搬送ベルト上に吸着
固定されてフルカラーラインヘッド1の直下に搬送され
てくる。フルカラーラインヘッド1はこの高温乾燥状態
にある記録媒体8に順次、水性インクを吐出して印刷す
るが、90〜95%が水である水性インクは急速にその
水分を蒸散させ、印字ヘッド1と記録媒体8にはさまれ
る狭い空間(高さ1〜2mm)は多量の水蒸気を含むこと
になる。この多量に水蒸気を含む前記空間の空気を第2
排気スリット7によって吸引排気する。第2排気スリッ
ト7も第1排気スリット同様、紙幅と同等の長さを有す
るものとなっている。前記第2排気スリット7の吸引排
気によって発生する前記空間内の空気流の流速をあらか
じめ測定しておき、また、その流速分布を局部的に乱し
た状態を作意的に作り出して印字評価した。その結果に
ついては後述する。
は本出願人が先に出願した特願平5−90123号、特
願平5−318272号、特願平6−49202号、他
に、また、真空吸着搬送手段2については同様に特願平
6−100143号、他に、また、ヘッドクリーナ4と
かヘッドキャップ5などについては同様に特願平6−6
5005号に詳しく記載しているのでその構造及び詳細
内容については省略する。
ーラインヘッドであって、210mmのA4用紙幅いっぱ
いに400dpiのインク吐出ノズルが3360個、直
線上に並んでおり、これが約1.6mm間隔で4列、平行
に並んで構成されている。インク吐出周波数は0〜15
KHZの間で可変であるので、印刷後の乾燥速度を度外
視すれば、このヘッド1の印字速度はA4用紙を100
ppm以上の速度でフルカラー印刷することも可能な性
能を持っている。
てはA4用紙を5〜20ppmの範囲で変えられるよう
にして印字評価したが、少なくともこの範囲で印刷速度
を変えても印字品質に差違は認められなかった。
2排気スリット7の吸引排気の条件を変えて印字した結
果について説明する。
気スリット7の吸引排気を行わずに印刷を繰り返すと、
5ppmという遅いフルカラー印刷の場合でも数分後に
はヘッド1の周辺の結露がひどく、記録媒体8上に水滴
が落下するのが認められた。
を行って印刷を繰り返すと結露は大幅に低減するが、記
録紙8の吸湿状態と印刷速度の組み合わせによっては結
露し、水滴落下さえ見られる場合があった。
及び第2排気スリット7からの吸引排気が適切に行われ
る場合には、このような結露は認められず、周辺機器へ
の悪影響も認められなかった。但し、第2排気スリット
7からの吸引排気量が多過ぎる場合、あるいは排気に乱
れやばらつきがある場合には、インク滴が記録媒体に付
着する位置に不正確さが生じ、結果的に印字品質を劣化
させることがある。この印字品質の劣化は、印字ヘッド
1と記録媒体8とに挾まれる狭い空間の空気流の流速が
2m/s以上になると認められるようになり、恐らくこ
れは乱流発生による飛翔インク滴の飛跡が不安定となる
ことによると考えられる。
場合でも、印字ヘッド1の両端に近い領域とか何らかの
障害物による乱流の発生がある場合には上記と同様の印
字品質の劣化が認められた。これはその流速分布を局部
的に乱した状態を作意的に作り出して印字した結果、局
部的にはこの流速変化量、すなわち単位あたりのヘッド
の長さ(ノズル配列の方向)に対する空気流の流速変化
が約±5%/cm以下、また印字ヘッド1の全長では±2
0%以下となるようにすることにより、ほぼ満足できる
印字品質とすることが出来ることが判明した。
単な整流板を設けることでこれらの流速分布条件を実現
させることは容易であり、その流速も、20ppmのフ
ルカラー印刷時でも1〜1.5m/sの流速で何らの結
露も発生しないことを確認している。
走査型ヘッドの場合、第2排気スリット7は印字ヘッド
1と記録媒体8とに挾まれる狭い空間からの排気と共
に、印字完了後の開かれた記録媒体8の表面からも排気
することになる。しかし、走査型ヘッド1への結露とい
う条件では先に説明したラインヘッドと本質的には変わ
らず、ほぼ同じ排気条件が必要となることを確認してい
る。
時における印字ヘッド周辺部への結露の問題を解消させ
ると共に、高い印字品質を劣化させることもなく、高信
頼、高速高品質プリンタを実現することができる。
例を示す断面図である。
Claims (3)
- 【請求項1】 複数個のノズルから対向する記録媒体へ
向けてインクを吐出して記録媒体上に印刷を行なうイン
クジェットプリンタにおいて、前記記録媒体の搬送方向
における印字ヘッドの上流側において記録媒体を圧接加
熱するプリヒータと、該プリヒータと印字ヘッドの間に
設けられた第1の排気手段と、印字ヘッド下流側であっ
て該印字ヘッドに隣接して設けられた第2の排気手段
と、前記記録媒体を吸着搬送させるべく印字ヘッドと対
向する位置に設けられた吸着搬送手段とを有することを
特徴とするインクジェットプリンタ。 - 【請求項2】 前記第2の排気手段の排気によって印字
ヘッドと記録媒体の間に発生する空気流の流速を2m/
s以下とし、該流速の速度分布が記録媒体の全幅で±2
0%以下とし、局部的には±5%/cm以下とすることを
特徴とする請求項1記載のインクジェットプリンタ。 - 【請求項3】 印字される直前領域の記録媒体を順次高
速加熱するプリヒーティング工程と、加熱された該記録
媒体を吸着固定搬送ベルトによって搬送しながら印字す
る印字工程とを含むインクジェットプリンタの記録方法
において、該プリヒーティング工程後に記録媒体近傍か
ら排気を行なう第1排気工程と、印字工程直後に記録媒
体表面側から排気を行う第2排気工程を更に加えること
を特徴とするインクジェットプリンタの記録方法。
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Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Family Applications (1)
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JP06137198A Expired - Fee Related JP3075329B2 (ja) | 1993-04-16 | 1994-06-20 | インクジェットプリンタおよびその記録方法 |
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Cited By (1)
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-
1994
- 1994-06-20 JP JP06137198A patent/JP3075329B2/ja not_active Expired - Fee Related
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