(57)【要約】      （修正有）【課題】磁気インクによる印刷の滲み・ブリードを改善するプリント装置を提供する。【解決手段】プリントゾーン内の記録媒体へ複数の磁気インク滴を吐出するステップ２１２と、記録媒体上のインク滴へ磁場を印加するステップ２１６と、を含み、磁場は磁気インク滴の粘度を増大させ、紙などの多孔質の記録媒体内への磁気インクの吸収率を低下させるかまたは排除する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
プリントゾーンを経由してプロセス方向へ記録媒体を移動するように構成された媒体経路と、
前記記録媒体の表面上へ複数の磁気インクの液滴を吐出するように構成された前記プリントゾーン内の複数のインクジェットと、
前記プリントゾーン内の前記複数のインクジェットから前記プロセス方向へ配置されているとともに、前記プロセス方向にほぼ平行に配向を有する磁場を前記記録媒体の前記表面上の前記複数の前記磁気インクの液滴へ印加することにて、前記記録媒体内へ延びる前記プロセス方向に対して垂直な方向へ前記磁気インクの粘度を増大させるように構成されている磁場発生器と、
を含むプリント装置。
【請求項２】
前記記録媒体が、多孔質の記録媒体である請求項１に記載のプリント装置。
【請求項３】
前記多孔質の記録媒体が紙である請求項２に記載のプリント装置。
【請求項４】
前記紙が非コート紙である請求項３に記載のプリント装置。
【請求項５】
前記磁場発生器が永久磁石である請求項１に記載のプリント装置。
【請求項６】
前記磁場発生器が電磁石である請求項１に記載のプリント装置。
【請求項７】
前記磁場発生器に動作可能に連結されたコントローラであって、
前記記録媒体が前記磁場発生器を通過する前に前記磁場発生器を活性化させ、
前記記録媒体の表面上の前記複数の前記磁気インクの液滴が前記磁場発生器を通過した後に前記磁場発生器を不活性化するように構成されているコントローラを更に含む請求項６に記載のプリント装置。
【請求項８】
前記磁場発生器から前記プロセス方向へ配置されているとともに記磁場が前記記録媒体の前記磁気インクに印加された後に前記磁気インクを前記記録媒体に定着させるべく加熱するように構成されているヒータを更に含む請求項１に記載のプリント装置。
【請求項９】
前記ヒータから前記プロセス方向へ配置されているとともに前記記録媒体に前記磁気インクを定着させるべく前記磁気インクと前記記録媒体とを加圧するように構成されているスプレッダを更に含む請求項８に記載のプリント装置。
【請求項１０】
前記磁場発生器は、前記磁場が前記プリントゾーン内の前記磁気インクに実質的に影響を与えるのを回避するために、前記複数のインクジェットから前記プロセス方向へ所定の距離をとって配置される、請求項１に記載のプリント装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に、基材上にインク画像を形成するための方法に関し、より詳細には、磁気インクにより紙または他の多孔質の基材へ画像をプリントするためのプロセスにおいてプリンタを使用することに関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェット撮像デバイスは、様々な種類や色のインクを用いて広範囲のドキュメントをプリントするために使用される。一部のプリントされたドキュメントは人および他の機械の両方によって読み出される。例えば、小切手は、人と自動小切手処理装置の両方にとって可読のプリントされたテキストを含む。小切手処理装置は、銀行番号や口座番号などの小切手にプリントされた文字を迅速かつ正確に識別するために磁気インク文字認識（ＭＩＣＲ）を使用する。磁気インクは、磁場を用いて検出可能な酸化鉄などの磁性粒子の懸濁液を含む。ＭＩＣＲプリントの使用は、広く普及しており、プリントされた磁気インク文字がスタンプや他のオーバープリントのプリント機能では視覚的に不鮮明であっても、小切手や他のドキュメントの自動処理を可能にする。自動化された小切手処理装置は、口座番号および銀行番号を識別するためにプリントされた磁気インク文字を用いて高速文字認識を実行する。小切手処理は、磁気インクプリントの一つのアプリケーションであるが、磁気インクは、広範囲のプリントされたドキュメントに組み入れてもよいし、非磁気インクと組み合わせて使用することもできる。
【０００３】
インクジェットプリンタによって磁気インクを使用する際、問題となるのは、磁気インクの非コート紙などの多孔質の記録媒体に吸収されるかまたは「ブリード」される磁気インクの傾向である。典型的な磁気インクは、極めて微細な磁性粒子の懸濁液を保持する液体溶媒を含む。液体溶媒および磁性粒子は、紙へ液滴形状で吐出され、紙の上で、溶媒が蒸発して磁性粒子が残留する。しかしながら、乾燥処理中、溶媒および磁性粒子は、紙の表面の近くで濃縮されて残留しない代わりに紙の繊維に吸収される。
【０００４】
図５は、従来技術のインクジェット５０４が多孔質の記録媒体５１４へ磁気インク滴５０８を吐出するプロセスを示す。最初、磁気インク滴５０８は、記録媒体５１４がインクジェット５０４を通ってプロセス方向Ｐへ移動するときに記録媒体５１４表面へ文字５１２を形成する。しかしながら、時間が経つにつれ、記録媒体５１４は溶媒および磁性粒子の一部を吸収する。インク５１８の一部が、前にプリントされた文字５１６から、多孔質の記録媒体５１４に滲出し、更に、文字５１６より前にプリントされたプリント文字５２０のより大きな部分５２４が多孔質の記録媒体５１４内へ滲出する。この視覚的に望ましくない現象に加えて、吸収されたインクが記録媒体５１４のより広い面積にわたって広がり、プリントされた文字や他のマーキングが磁気インクの吸収によって歪む。この歪みによって自動走査装置の磁気インクによって正確に符号化された情報を読む能力が低下するという問題があった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ブリードを減少させるかまたは排除するために、いくつかの磁気インクプリンタは、多孔率を下げ、磁気インクの吸収率を低下させるかまたは排除する働きをするワックスコート紙などの特別に処理された記録媒体を使用する。しかしながら、コート紙を使用した場合、ドキュメントのプリントコストが高くなり、磁気インクプリントシステムの汎用性を低下させるという問題があった。従って、磁気インクによりプリントされた画像の可読性を改善させるために磁気インクプリンタを改良することが有益とされる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
一実施形態において、磁気インクをプリントするための方法が開発されている。この方法は、プリントゾーンを介してプロセス方向へ記録媒体を移動させるステップと、プリントゾーン内の複数のインクジェットから記録媒体の表面上へ複数の磁気インク滴を吐出するステップと、プリントゾーン内の複数のインクジェットからプロセス方向に配置された磁場発生器を通過して記録媒体を移動させるステップと、磁気発生器によって、記録媒体の表面の磁気インクの複数の液滴へプロセス方向に対してほぼ平行に配向された磁場を印加し、記録媒体内へ延びるプロセス方向に対して垂直な方向へ記録媒体上の磁気インクの粘度を増大させるステップと、を含む。
【０００７】
別の実施形態において、磁気インクをプリントするように構成されたプリント装置が開発されている。プリント装置は、プリントゾーンを経由して記録媒体をプロセス方向へ移動させるように構成された媒体経路と、記録媒体の表面上へ複数の磁気インクの液滴を吐出するように構成されたプリントゾーン内の複数のインクジェットと、プリントゾーン内の複数のインクジェットからプロセス方向へ配置されているとともにプロセス方向にほぼ平行な配向を有する磁場を記録媒体の表面上の複数の磁気インク滴へ印加することにて記録媒体内へ延びるプロセス方向に対して垂直な方向へ磁気インクの粘度を増大させるように構成されている磁場発生器と、を含む。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】インクジェットプリンタを概略的に示す図である。
【図２】磁気インク画像をプリントするためのプロセスを示すブロック図である。
【図３】プリントされた磁気インクの粘度を変えるために磁場の印加による多孔質の記録媒体への磁気インクプリントを示す図である。
【図４】多孔質の記録媒体上にプリントされた磁気インク中の磁性粒子を示す図である。
【図５】従来技術における多孔質の記録媒体への磁気インクプリントを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本明細書において使用されるように、用語「プリンタ」は、受像面上に画像をプリントするように構成された任意のデバイスをさす。プリンタの一般的な例として、これらに限定されないが、ゼログラフィックプリンタやインクジェットプリンタが挙げられる。様々なプリンタの実施形態によれば、インクやトナーなどの一以上のマーキング剤が使用され、様々なパターンでプリント画像が形成される。「受像面」とは、イメージングドラム、イメージングベルト、または紙を含む様々な記録媒体などの（マーキング剤を受け取る）任意の表面をさす。「基材」という用語は、プリントされた画像を保持する紙などの記録媒体をさす。いくつかの実施形態において、プリンタはディジタルプリンタである。ディジタルプリンタは、オペレータが、例えば、市販入手可能な画像編集ソフトウェアを用いて、容易に基材にプリントされた画像を変更することを可能にする。
【００１０】
連続フィードまたは「ロール紙」プリンタは、紙などの連続ロール紙プリント基材上に画像を生成する。一部の構成において、連続フィードプリンタは、個別にカットされたシートではなく、プリンタを連続移動する紙の大きな重いロールから画像基材材料を受け取る。典型的に、紙のロールの方が、予めカットされたシートで提供されるよりもプリントページ当たりのコストが安い。このようなロールはそれぞれ、基材を画定された幅でプリントするために長尺の給紙を提供する。折畳み状のファンフォールドまたはコンピュータ形式のロール紙基材は、基材のエッジにスプロケット穴を係止させるフィーダを有するいくつかのプリンタにおいて使用することができる。媒体ロール紙上に画像を形成した後、一以上の切断装置によってロール紙は様々な大きさの個々のシートに切り分けられる。いくつかの実施形態において、タイムリー（適時）かつコスト効率の良い方法で大量の画像をプリントするために連続フィードプリントシステムが採用される。
【００１１】
本明細書中に使用されているように、用語「磁気インク」は、液体または相転移媒体中に磁性粒子を含有する懸濁液を含むインクをさす。一部の磁気インクは水性または有機系溶媒中に酸化鉄などの粒子の懸濁液を含む。別のタイプの磁気インクは、紫外線（ＵＶ）硬化性インクなどの相転移磁気インクである。相転移磁気インクは室温では固体状またはゲル状のいずれかに相転移し、相転移インクを介して分布される磁性粒子を含む。所定の溶融温度まで加熱されると、相転移インクが溶融して液状になり、この液体インク中に磁性粒子が懸濁される。インクジェットプリンタは、相転移磁気インクの液滴を受像面へ吐出しこの受像面において相転移インクはＵＶ光源に露光され記録媒体の表面上で固化する。
【００１２】
本明細書中で使用されるように、インク画像に適用される場合の用語「定着」は、インクで記録媒体を恒久的にマーキングするプロセスをさす。インクが溶剤を含む場合、定着プロセスは、インクを乾燥させて溶媒を蒸発させて顔料および磁性粒子を記録媒体の適正位置に磁性粒子を残すステップを含む。インクが相転移インクである場合、定着プロセスは、記録媒体上にインク液滴を広げて、プリントされたインク滴と記録媒体の間に耐性のある結合を形成するステップを含む。
【００１３】
図１は、ダイレクトツーシートの連続媒体、磁気インクと非磁気インクの両方を用いて画像をプリントするように構成されている相転移インクジェットプリンタ５を概略的に示す模式図である。媒体供給・取扱システムは、ロール紙ローラ８に取り付けられた媒体１０のスプールなどの媒体ソースから、長尺の（即ち、略連続的な）ロール紙媒体１４から成る「基材」（紙、プラスチック、または他のプリント可能な材料）を給紙するように構成されている。基材の一般的なタイプは非コート紙である。非コート紙はセルロースの複合繊維（ファイバマトリクス）を含む。非コート紙は多孔質であり、紙にプリントされる液体インクを含む液体を吸収することができる。プリンタ５は、給紙ローラ８、媒体調節器（調節器）１６、プリントステーションやプリントゾーン２０、および巻き戻しユニット９０を含む。媒体ソース１０は、媒体がプリンタを通過してその上を移動するローラ１２、２６の幅を実質的にカバーする幅を有する。巻き戻しユニット９０はロール紙を巻取りローラへ巻回し、ロール紙をプリンタから除去して次の処理に備える。
【００１４】
媒体は必要に応じてソース１０から引き出され一つ以上のローラを回転させる様々なモータ（図示せず）によって駆動される。媒体調節器はローラ１２と予熱器１８を含む。ローラ１２はプリンタを通る経路に沿って媒体が移動する際に巻き出される媒体の張力をコントロールする。代替的な実施形態において、媒体はカットシートの形状で経路に沿って搬送されるが、この際、媒体供給・取扱システムは、カットされた媒体シートが撮像デバイスを通過して予想経路に沿って搬送することを可能にする、任意の適切なデバイスまたは構造を含むことができる。予熱器１８は（プリントされる媒体の種類だけでなく使用するインクの種類、色、数に対応する所望の画像特性に応じて選択される）初期の所定温度になるまでロール紙を加熱する。予熱器１８は、具体的な一実施形態に於いて、約３０〜約７０℃の目標予熱温度にするために接触熱、輻射熱、伝導熱または対流熱を使用することができる。
【００１５】
媒体は一連の印字ヘッドユニット２１Ａ、２１Ｂを含むプリントゾーン２０を介して搬送される。印字ヘッドユニット２１Ａ、２１Ｂの各々は、媒体の幅方向に効率的に延在され移動中の媒体にインクを直接（即ち、中間部材やオフセット部材を用いることなく）着弾させることができる。印字ヘッドユニット２１Ａ、２１Ｂの各々は、媒体ロール紙１４に対してクロスプロセス方向に千鳥構成で配置された複数の印字ヘッドを含む。印字ヘッドの各々は単色インクを吐出することが一般的に知られており、プリンタ５に一般に使用されるインクの各々も同様である。
【００１６】
プリンタ５の印字ヘッドユニットの各々は「相転移インク」を使用することができ、これによって、室温ではインクが実質的に固化し、受像面へ噴射するために相転移インク溶融温度まで加熱された場合にはインクが実質的に液化する。相転移インクの溶融温度は、固体相転移インクを液状または溶融形状になるように溶融可能である任意の温度とすることができる。一実施形態において、相転移インク溶融温度は約７０℃〜１４０℃である。他の実施形態において、撮像デバイスにおいて利用されるインクはＵＶ硬化性ゲルインクを含むことができる。一般的に、ゲルインクは、印字ヘッドのインクジェットによって吐出される前に、加熱される。本明細書中において使用されるように、液体インクは、溶融された固体インク、加熱されたゲルインク、または、水性インク、エマルションインク、インク懸濁液、インク溶液などのインクの他の知られている形状をさす。
【００１７】
図１に示した構成において、印字ヘッドユニット２１Ａは媒体ロール紙１４上に非磁気インクを吐出し、印字ヘッドユニット２１Ｂは媒体ロール紙１４へ磁気インクを吐出する。別の実施形態において、プリンタは、多色刷りのために異なる色の非磁気インクを噴射するように構成されている印字ヘッドユニット２１Ａと同じ構成を有する多数の印字ヘッドユニットを含む。更に別の実施形態において、プリンタは非磁気インクと磁気インクの両方をプリントする代わりに磁気インクのみをプリントする。プリンタ５において、印字ヘッドユニット２１Ａは、必要に応じて、印字ヘッドユニット２１Ｂとは異なる形状のインクを吐出する。言い換えれば、印字ヘッドユニット２１Ｂは磁性粒子を担持する溶媒系磁気インクを吐出することができるが、印字ヘッドユニット２１Ａは、他の形状のインク、例えば、相転移インクまたは水性インクを吐出して、媒体ロール紙１４上に非磁気インク画像を形成することができる。プリントゾーン２０では、媒体ロール紙１４は、印字ヘッドユニット２１Ｂを通過して磁気インクを受け取る前に、印字ヘッドユニット２１Ａをプロセス方向Ｐへ通過して非磁気インクを受け取る。
【００１８】
プリンタのコントローラ５０は、経路の印字ヘッドユニット２１Ａおよび２１Ｂの反対側の部分のいずれかの側に配置されたローラの近くに取り付けられたエンコーダから速度データを受信してロール紙が印字ヘッドを経由して移動するときのロール紙の位置を計算する。コントローラ５０はこれらのデータを使用して印字ヘッドのインクジェットを起動させるタイミング信号を生成し４色が磁気インクパターンおよび非磁気インクパターンの見当合わせに対して確実な精度で吐出されて媒体に単色または多色画像を形成することを可能にする。発射信号によって作動するインクジェットはコントローラ５０によって処理された画像データに対応する。画像データは、プリンタへ送信され、プリンタの一部品であるスキャナ（図示せず）によって読み取られ、或いはそうでない場合、電子的または光学的に生成され、プリンタへ送信される。様々な他の実施形態において、プリンタ５は、異なる数の印字ヘッドユニットを含み、様々な異なる色のインクをプリントすることができる。
【００１９】
裏当て部材２４Ａ、２４Ｂはそれぞれ、印刷ヘッドユニット２１Ａ、２１Ｂの各々に関連付けられる。一般的に、裏当て部材２４Ａ、２４Ｂは棒またはロール状であり、媒体の裏側の印字ヘッドの実質的に反対側に配置される。各裏当て部材は、裏当て部材の反対側の印字ヘッドから所定の間隔をとって媒体を位置決めするように使用される。各裏当て部材は媒体を所定の温度へ加熱するために熱エネルギーを発するように構成することができる。具体的な一実施形態において、裏当て部材は、約４０℃〜約６０℃の熱エネルギーを発する。裏当て部材は個々にまたはまとめてコントロールすることができる。予熱器１８、印字ヘッド、裏当て部材２４（被加熱の場合）、および周囲空気は、所定の温度範囲約４０℃〜約７０℃でプリントゾーン２０の反対側の経路の一部に沿って媒体を維持するように結合される。
【００２０】
プリントゾーン２０の印字ヘッドから様々な色のインクを受け取るために、部分的に画像形成された媒体ロール紙１４が移動するときに、プリンタ５は媒体ロール紙１４の温度を所定の温度範囲内に維持する。印字ヘッドユニット２１Ａの印字ヘッドは一般的には媒体ロール紙１４の温度よりかなり高い温度で相転移インクを吐出する。これによって、インクは媒体を加熱する。よって、所定範囲内に媒体温度を維持するために他の温度調整装置を用いることができる。例えば、媒体の後ろおよび前面の空気温度、空気流量も媒体温度に影響を与え得る。このため、媒体温度の調整を容易にするために送風機や扇風機を利用することができる。これにより、プリンタ５は、媒体ロール紙１４の温度を適切な範囲に維持しながら、プリントゾーン２０の印字ヘッドからすべてのインクを吐出することができる。温度センサ（図示せず）は、媒体経路の関連部分に沿って位置決めされて媒体温度の調節を可能にすることができる。他のプリンタの実施形態では、ＭＩＣＲインクは、磁場発生器４５を通過した後で媒体ロール紙１４の表面上で乾燥する溶媒系液体インクである。溶剤系インク中の溶剤は蒸発によって乾燥し、プロセス経路に沿って配置された任意のヒータによって溶媒の蒸発が助長される。
【００２１】
媒体経路に沿ったプリントゾーン２０を過ぎると、媒体ロール紙１４は、磁場発生器４５を経由して移動する。一実施形態において、磁場発生器４５は、コントローラ５０に動作可能に連結された電磁石である。コントローラ５０は、電磁石４５を選択的に活性化または非活性化し、更に、電磁石４５が発生する磁場の強さを選択する。例えば、コントローラ５０は、磁気インクプリントを含むプリントジョブの開始時に電磁石４５を活性化し、プリンタ５のメンテナンス作業中、またはプリンタ５が磁気インクでのプリントを含まないプリントジョブを実行している場合、電磁石４５を非活性化する。別の実施形態では、磁場発生器４５は、コントローラ５０により直接操作されない永久磁石である。いずれの実施形態においても、磁場発生器は、媒体ロール紙１４の表面に約２００〜８００ガウスの磁場強度を有する磁場を生成する。
【００２２】
磁場発生器４５は、印字ヘッドユニット２１Ａ、２１Ｂのように媒体ロール紙１４の同じ側に配置されている。よって、磁場発生器は、媒体ロール紙１４のプリントされた側に対面し、媒体ロール紙１４上の磁気インクの磁性粒子をプロセス方向Ｐに整列させ、画像全体を方向６２に引き寄せる。磁場の強さは、磁性粒子をインクからまたは画像を媒体ロール紙１４の表面から分離させるには不十分であるが、磁場は媒体ロール紙１４の表面に対する磁気インクの全体的な粘度を増大させる。
【００２３】
磁場発生器は媒体ロール紙１４の表面にほぼ平行である磁場を発生する。以下により詳細に説明したように、磁気インク滴中の磁性粒子は磁場と整列し、媒体ロール紙１４のインク粘度は磁場への暴露により増大する。磁場発生器４５は、磁場がリザーバと印字ヘッドユニット２１Ｂ内の流体チャネル内の磁気インクまたは印字ヘッドユニット２１Ｂによって吐出された磁気インク滴の飛翔に影響を与えるのを回避するために、磁気ヘッドユニット２１Ｂからプロセス方向Ｐへ十分に距離をとって配置される。
【００２４】
プリント動作中、磁気インクは磁性流体と磁気粘性流体の両方の性質を含む。従来技術において知られているように、磁性流体と磁気粘性流体は共に、液体媒体中に鉄粒子のような磁性粒子の懸濁液を含む。一般的に、強磁性流体は、液体中のブラウン運動による懸濁液に残留可能である程度に数ナノメートルの大きさの小粒子を有している。一般的に、磁気粘性流体は、通常は過大であるためにブラウン運動による懸濁液中に残留不可能な約１ミクロン以上の大きさを有する大粒子を含む。一実施形態において、インク中の磁性粒子は約１０〜５００ｎｍの大きさをもって形成される。粒子は印字ヘッドのインクジェットも詰まりを回避する程度に小粒である。
【００２５】
インクの強磁性特性の一環として、磁場発生器は磁気インクに掃流力を印加するが、磁場の実用強度はインクの懸濁液から磁性粒子を引き出すには不十分である。インクの磁気粘性特性は、インク中の磁性粒子が磁場発生器から磁場の磁束線に沿って鎖状配置において整列するのを可能にする。磁性粒子の構成によって磁気インクの異方性粘度の増大が生じる。本明細書中に使用されているように、用語「異方性粘度」は、磁気インクを介して磁場の方向によって影響を受ける粘度の変化をさす。例えば、プリンタ５において、磁場発生器４５からの磁場はプロセス方向Ｐに平行に延びる磁力線を生成する。異方性粘度は磁場に対して垂直な方向へインクの粘度を増大させるが、磁場に平行な方向においてインクはより低い粘度を有する。
【００２６】
図３は、磁場発生器４５および記録媒体１４上の磁気インクをより詳細に示す図である。図３において、印字ユニット２１Ｂは媒体ロール紙１４の表面へインク滴３０４を吐出して磁気インク画像３０８を形成する。インク滴３０４は、「インフライト」のインク滴である。本明細書で使用されているように、用語「インフライト」は、これらの液滴が媒体ロール紙１４に着滴する前に印字ヘッドユニット２１Ｂのインクジェットプリンタから吐出されるインク滴をさす。印字ヘッドユニット２１Ｂは、図３の実施例において媒体ロール紙１４の表面へ３つの異なる磁気インク画像３１６、３１２、３０８を形成する。最初に、磁気インク画像３１６が形成され、２番目に、磁気インク画像３１２が形成され、３番目に、媒体ロール紙１４がプロセス方向Ｐへ移動する際に磁気インク画像３０８が形成される。磁気インク画像３０８、３１２、３１６は文字、シンボル、図形、または磁気インクの任意の他の配置であってよい。媒体ロール紙１４は非コート紙などの多孔質の記録媒体であり、媒体ロール紙１４はインク画像３１２においてインク３１４を吸収しインク画像３１６においてインク３１８を吸収する。
【００２７】
図３において、媒体ロール紙１４が、２つの磁石３４６および３４７を有する磁場発生器４５を通過する状態を概略的に示す。具体的には、例示目的のために磁力線３２０として示される磁石３４７のＮ極と磁石３４６のＳ極の間の磁場は、媒体ロール紙１４の表面に対してほぼ平行に延びる。磁場発生器４５は、媒体ロール紙１４が磁場発生器４５を通過する際、磁気インク画像３１６と３１２内の磁性粒子に磁場を印加する。画像３１６と３１２における磁性粒子は磁場に整列する。プリンタ５において、磁場発生器４５は、印字ヘッドユニット２１Ｂから、図３において距離３３２として示される所定の距離をとって、配置される。磁場発生器４５と印字ヘッドユニット２１Ｂとの間の距離は、磁場発生器からの磁場が印字ヘッドユニット２１Ｂの動作に実質的に影響を与えないための長さである。具体的に、磁場は、インフライトのインク滴３０４の動作に実質的な影響を及ぼさない。磁場発生器１４はまた、媒体ロール紙１４上の磁気インクがプリントされたインク画像が磁場を通過する際に液状で残留するように印字ヘッドユニット２１Ｂに十分に近接して配置される。
【００２８】
磁気インクは、両磁性粒子と、液相中に液体溶媒または相転移インクのいずれかと、を含む。外部磁場がない場合、磁気インクは、磁気インクの懸濁液中に形成される磁性粒子の略均一な分布を含む。磁気インクは、磁気粘性流体として振舞い、磁場の印加は、磁場に対して垂直な方向、例えば、多孔質の媒体ロール紙１４へインクが吸収および滲出する方向３４０において、磁気インクの粘度を増大させる。方向３４０におけるインクの粘度が増大するにつれて、多孔質の媒体ロール紙１４へのインクの吸収率が低下する。記録媒体１４が磁場を通過した後、磁気インクの磁場によって生じる粘度の増大が継続する期間は短いが、磁気インク画像が記録媒体１４へ定着されるための時間は十分に提供される。いったん定着すると、インク中の磁性粒子は記録媒体１４へ実質的に定着されたままになる。図３に示したように、磁気インクへ磁場を印加することは磁気インクの粘度を増大させるので、媒体ロール紙１４が吸収するインク画像３１２および３１６の磁気インクの体積３１４および３１８は、それぞれ、図５に示した従来技術の磁気インク画像５１２、５１６、５２０よりも小さい。
【００２９】
図４は、磁性粒子４１２が磁気インクに懸濁されることによって媒体ロール紙１４上に形成されたプリントされた磁気インク４０８を示す図である。一実施形態において、粒子４１２の平均粒子サイズは約１０〜５００ｎｍである。矢印３２０は磁場発生器４５からの磁場の方向を示す。図４において、磁気インク４０８内の磁性粒子４１２は磁場３２０に対して平行に形成される鎖状配置で整列される。異方性粘度における変化は、磁気インク４０８が、磁場３２０と磁性粒子４１２の対応する鎖状配置に対して垂直な方向３４０へ流れるように高い抵抗率（即ち、高粘度）を有していることを意味する。粘度の異方性増大は、磁気インク４０８が低抵抗率を有して磁場３２０および磁性粒子４１２に平行な方向、例えば、軸４２４に沿った方向へ流れることを可能にする。よって、プリンタ５のプリントプロセス中、磁場発生器４５は、インクが媒体ロール紙１４内へ吸収されつつも方向３４０におけるインク粘度を増大させる磁気インクの粘度の異方性増大を生じるが、インク４０８が軸４２４に沿った媒体ロール紙１４の表面を横切って広げりプリント画像を形成することを可能にする。
【００３０】
再び図１を参照するに、媒体経路に沿ったプリントゾーン２０を過ぎると、媒体ロール紙１４はガイドローラ２６を超えて一以上の「中間ヒータ」３０へ移動する。中間ヒータ３０は、媒体の温度をコントロールするために接触熱、輻射熱、伝導熱および／または対流熱を使用することができる。磁気インクが溶媒系のインクである実施形態では、中間ヒータ３０は、磁気インクにおける溶媒の蒸発を加速して媒体ロール紙１４の表面の磁気インクを乾燥させる。磁気インクが相転移インクである一実施形態では、中間ヒータ３０は、媒体上のインクがスプレッダ４０を介して給送される際、媒体上に配置されたインクを所望される特性に応じた温度になるように加熱する。一実施形態において、中間ヒータに対する目標温度の有効範囲は約３５℃〜約８０℃である。中間ヒータ３０はインクと基材温度を互いに１５℃以内で均等化させるという効果を有する。低インク温度の場合、ラインスプレッドの発生は抑制されるが、高インク温度の場合、滲み通し（プリントの裏側から画像が視認できる状態）を生じる。中間ヒータ３０は基材とインク温度をスプレッダの温度を上回る０℃〜２０℃まで調節する。
【００３１】
中間ヒータ３０の後には、定着アセンブリ４０が画像を媒体に定着させるために加熱および／または加圧するように構成されている。定着アセンブリは、媒体へ画像を定着させるための加熱または非加熱の圧力ローラ、輻射ヒータ、加熱ランプなどを含む任意のデバイスまたは装置を含む。図１の実施形態において、定着アセンブリは媒体に所定の圧力、一部のシステムでは、熱を印加する「スプレッダ」４０を含む。スプレッダ４０の機能は、本質的に、ロール紙１４上のインクの液滴、液滴のストリング、またはラインとなったものを取得し、これらを圧力、一部のシステムでは、熱によって塗りつけて、その結果、隣接した液滴間の隙間が埋められ、画像の濃さが均一になるようにすることである。スプレッダ４０は、インクを広げる他に、インク層の結合を高めおよび／またはインクとロール紙の粘着力を高めることにより、画像耐久性を改善することができる。スプレッダ４０は、媒体を加熱および加圧するために画像側ローラ４２と圧力ローラ４４などのローラを含む。ローラのいずれかはロール紙１４を約３５℃〜約８０℃の温度にする加熱素子４６などの加熱素子を含むことができる。他の実施形態において、定着アセンブリは、プリントゾーンの後に、媒体の非接触加熱（加圧なし）を用いて、インクを広げるように構成することができる。このような非接触の定着アセンブリは、媒体を所望の温度に加熱するために、ラジエントヒータ、ＵＶ加熱ランプなどの任意の好適なタイプのヒータを使用することができる。
【００３２】
具体的な実施形態において、スプレッダ４０内のローラ温度は、インクの特性に依存する最適温度、例えば、約５５℃に維持され、一般に、ローラ温度が低いほど線広がりが少なくなり、温度が高いほど光沢が不完全になる。ローラ温度が高すぎると、インクがローラからずれることもある。具体的な一実施形態では、ニップ圧力は、約５００〜約２０００ｐｓｉ／サイドの範囲で設定される。ニップ圧が低いほど線広がりが少なくなり、高いほど圧力ローラの寿命が短くなることがある。
【００３３】
また、スプレッダ４０は、画像側ローラ４２と関連付けられたクリーニング／オイリング（注油）ステーション４８を含む。ステーション４８は、ローラ表面へ何らかの潤滑油や他の材料の層をクリーニングしおよび／または付着させる。潤滑油の材料は約１０〜２００ｃＰの粘度を有するアミノシリコーン油であってよい。わずかな量の油しか必要とせず、媒体によって運ばれるオイルは、Ａ４サイズ１ページ当たりわずか約１〜１０ｍｇである。一実施形態では、中間ヒータ３０とスプレッダ４０を、そのそれぞれの機能が媒体の同じ部分に同時に実行される状態で、単一ユニット内で組み合わせることができる。他の実施形態では、インクの広がりを可能にするためにプリントされる場合、媒体は高温で維持される。
【００３４】
媒体パスを通過した後、プリントされた媒体は、システムから除去するためにローラに巻き取ることができる。巻き戻しユニット９０は、プリンタ５から除去し次の処理に備えるためにプリントされた媒体ロール紙を巻取りローラへ巻き付ける。或いは、媒体は、媒体の切断、接合、照合、および／またはホチキス止めのタスクを実行する他の処理ステーションへ進むことができる。
【００３５】
プリンタ５の様々なサブシステム、コンポーネント、および機能のオペレーションおよびコントロールはコントローラ５０の助けを借りて実行される。コントローラ５０は、プログラムされた命令を実行する汎用または専用のプログラマブルプロセッサを用いて実装することができる。プログラムされたファンクションを実行するために必要とされる命令およびデータはプロセッサまたはコントローラに関連するメモリに記憶される。プロセッサ、それらのメモリ、インタフェースサーキットリは、上述したファンクションを実行するためのコントローラおよび／またはプリントエンジンを構成する。これらのコンポーネントはプリント配線回路カード上へまたは特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）の回路として提供されることができる。回路の各々は、別体のプロセッサによって実装され得るか、または、複数の回路は同じプロセッサ上で実装することができる。或いは、回路は、ＶＬＳＩ回路に設けられた個別コンポーネントまたは回路によって実装することができる。また、本明細書に記載されている回路は、プロセッサ、ＡＳＩＣ、個別コンポーネント、またはＶＬＳＩ回路を組み合わせて実装されてもよい。
【００３６】
図２は、記録媒体上の磁気インク画像を形成するプリンタを動作させるためのプロセス２００を示す。以下の説明において、ファンションまたはアクションを実行するプロセス２００を言及することは、ファンクションまたはアクションを実行するためにプリンタの一以上のコンポーネントを操作するためにメモリに格納されているプログラミングされた命令を実行するコントローラをさす。プロセス２００は、例示目的のために、図１のプリンタ５に関して記載されている。プロセス２００は連続媒体プリンタ５について記載されているが、カットシート媒体プリンタを含む他のプリント装置を適切な磁場発生器を含むように構成することにてプロセス２００と一緒に使用することもできる。
【００３７】
プロセス２００において、プリンタはプリントゾーンを経由して記録媒体を移動させる（ブロック２０４）。プリンタ５において、記録媒体は長尺の媒体ロール紙１４であり、プリンタ５は、プリントゾーン２０を経由して、プロセス方向Ｐへ媒体ロール紙１４を移動させる。記録媒体がプリントゾーンを経由して移動する際、プリンタは、必要に応じて、非磁気インクにより記録媒体上にインク画像を形成する（ブロック２０８）。プリンタ５において、印字ヘッドユニット２１Ａは、必要に応じて非磁気インクにより媒体ロール紙１４上に画像を形成する複数の印字ヘッドを含む。プリンタ５は磁気インクをプリントするより先に非磁気インクをプリントするように構成されているが、他のプリンタは、非磁気インクをプリントした後に磁気インクをプリントするかまたは磁気および非磁気インクをほぼ同時にプリントするように構成されている。
【００３８】
プロセス２００中、プリンタは磁気インク滴を記録媒体上に吐出して磁気インク画像を形成する（ブロック２１２）。プリンタ５は、プリントゾーン２０を経由して、印字ヘッドユニット２１Ｂを通って、プロセス方向Ｐへ媒体ロール紙１４を移動させる。コントローラ５０は、磁気インク画像を形成するために、印字ヘッドユニット２１Ｂのインクジェットを用いて媒体ロール紙１４へ磁気インク滴を吐出するように複数の発射信号を生成する。一実施形態では、印字ヘッドユニット２１Ｂは、媒体ロール紙１４上の６００ＤＰＩ（インク当たりドット数）の解像度を有する磁気インク画像を形成する印字ヘッドのアレイを含む。コントローラ５０は、ディジタル画像データに関して発射信号を生成して磁気インクを用いて広範囲の文字、シンボル、図形を形成するように構成されている。磁気インク画像の例としては、銀行や金融業界で使用される小切手に形成される銀行番号や口座番号に対応する数字やシンボルが挙げられる。例えば、プリンタ５は、Ｅ−１３ＢまたはＣＭＣ−７の標準字体を使用して小切手に関連する番号やシンボルをプリントする。プリンタ５は、また、媒体ロール紙１４上へ広範囲のテキスト、図形、およびシンボルを形成するために磁気インク滴を吐出することができる。上述したように、プリンタ５は、また、必要に応じて、印字ヘッドユニット２１Ａにより媒体ロール紙１４上に非磁気インク滴を吐出する。プリンタ５は、非磁気インクと磁気インクの両方を含む複合インク画像を形成することができる。
【００３９】
プロセス２００は、記録媒体およびプリントされた磁気インク画像へ磁場を印加する（ブロック２１６）。プリンタ５において、記録媒体１４はプリントゾーン２０を出て、磁場発生器４５を連続的に通過する。上述したように、磁場発生器４５は永久磁石または電磁石のいずれかである。いずれかの実施形態では、媒体ロール紙１４上に形成された磁気インク中の磁性粒子は媒体ロール紙１４が磁場発生器４５を通過する際、磁場に整列する。
【００４０】
プロセス２００では次に、磁気インクが磁場の印加の後に記録媒体に定着される（ブロック２２０）。溶剤系磁気インクはインクが乾燥する際、記録媒体に定着される。乾燥プロセス中、磁気インク中の溶媒は媒体ロール紙１４から蒸発する。プリンタ５において、中間ヒータアセンブリ３０は、媒体ロール紙１４を加熱して、媒体ロール紙１４が巻き戻しユニット９０に入る前に乾燥プロセスを加速する。磁気インクが相転移インクである場合、プリントされたロール紙コンディショナ８０とスプレッダ４０は媒体ロール紙１４に磁気相転移インクを定着させる。
【００４１】
上述したように、磁場発生器４５が磁場に対して垂直方向に磁気インクの異方性粘度を増大させることで、奇体内への磁気インク画像のブリーディングを削減または除去し、磁性粒子を整列させようとする。その結果、磁性粒子は、プリンタ５が磁気インクを媒体ロール紙１４に定着させた後、媒体ロール紙１４の表面近傍に残留し、プリンタ５が磁気インク画像を多孔質の記録媒体に形成する場合であっても自動デバイスによって改良された可読性を有する磁気インク文字や他のマーキングを生成することができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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