(57)【要約】【課題】  光沢のあるプリント媒体を安価でシールして、ハロゲン化銀の写真プリントと実質的に区別がつかないプリント製品を提供する。【解決手段】  サーマルプリントヘッドとインクジェットプリントヘッドとが共にインクジェットプリンタに搭載され、インクジェットプリントヘッドは、プリント媒体のシート上に画像を形成するようインクジェットインクをプリントするように構成されており、プリント媒体は、微孔性のインク受取層上にシール可能な多孔性トップコートを備え、サーマルプリントヘッドは、画像のプリントに続いて、シール可能な多孔性トップコートに対して熱を供給することによって、シール可能な多孔性トップコートをシールしてシールしたトップコートを形成するようになっている。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
サーマルプリントヘッドとインクジェットプリントヘッドとが共にインクジェットプリンタに取り付けられ、前記インクジェットプリントヘッドは、プリント媒体のシート上に画像を形成するようインクジェットインクをプリントするように構成されており、前記プリント媒体は、微孔性のインク受取層上にシール可能な多孔性トップコートを備え、前記サーマルプリントヘッドは、前記画像のプリントに続いて、前記シール可能な多孔性トップコートに対して熱を供給することによって、前記シール可能な多孔性トップコートをシールするように構成し、シールされたトップコートを形成している組合せ体。
【請求項２】
前記インクジェットプリントヘッドは、キャリッジ上で支持され該キャリッジ上でプリントゾーンに沿って、プリント媒体の前進方向と垂直な走査軸を横切って移動し、前記サーマルプリントヘッドは、前記キャリッジ上で前記インクジェットプリントヘッドと共に配置され、前記画像のプリントに続いて前記シール可能な多孔性トップコートをシールするように構成されている、請求項１に記載の組合せ体。
【請求項３】
前記サーマルプリントヘッドは、
基部と、
該基部上に形成され、２つの両端部を備えた抵抗型加熱要素と、
それぞれ該抵抗型加熱要素の前記端部のそれぞれに接触する２つの電気接点と、
２つのコネクタおよび２つの導体であって、前記コネクタは前記導体によって前記電気接点にそれぞれ電気接続されている、２つのコネクタおよび２つの導体と、
前記抵抗型加熱要素、前記２つの電気接点および前記２つのコネクタの少なくとも一部を保護する保護被膜と
を備えている、請求項１に記載の組合せ体。
【請求項４】
前記抵抗型加熱要素は、プリントを行った領域のみに熱を加え、それによって、前記多孔性トップコートをシールするのに必要なエネルギーを最小にするよう構成されている、請求項３に記載の組合せ体。
【請求項５】
前記少なくとも１つのインク受取層は、少なくとも１つの顔料と少なくとも１つの結合剤とを有している、請求項１に記載の組合せ体。
【請求項６】
前記少なくとも１つの顔料は、高多孔性シリカ、アルミナ、アルミナの水和物、チタニア、ジルコニア、卑金属酸化物、炭酸塩、ガラスビード、およびハードボールからなる群から選択され、前記少なくとも１つの結合剤は、ゼラチン、ポリビニルピロリドン、水溶性セルロース誘導体、ポリビニルアルコールおよびその誘導体、ポリアクリルアミド、ポリアクリル酸、水溶性アクリル酸共重合体からなる群から選択され、前記少なくとも１つのインク受取層の多孔度は、２５ｃｍ3／ｍ2〜２８ｃｍ3／ｍ2の範囲である、請求項５に記載の組合せ体。
【請求項７】
前記シール可能な多孔性トップコートは、ゼラチン、ポリビニルピロリドン、水溶性セルロース誘導体、ポリビニルアルコールおよびその誘導体、ポリアクリルアミド、ポリアクリル酸、水溶性アクリル酸共重合体からなる群から選択される結合剤、または、薄膜を形成するラテックスを備える顔料、のどちらかを含み、前記トップコートの孔径は、約４ｎｍ〜１５ｎｍの範囲である、請求項１に記載の組合せ体。
【請求項８】
請求項１に記載のプリント媒体上にインクジェットインクをプリントする方法であって、
前記プリント媒体を設けるステップと、
該プリント媒体を、前記インクジェットプリンタ内に配置することであって、前記インクジェットプリンタは、前記インクジェットプリンタを通る前記プリント媒体の進行動作と垂直に移動する可動キャリッジ上に搭載された少なくとも１つのインクジェットプリントヘッドを有するステップと、
前記インクジェットインクの滴を、前記プリント媒体上に前記シール可能な多孔性トップコートを貫いてプリントするステップと、
前記プリント媒体が前記プリンタ内で前進しているときに、前記プリント媒体を加熱することであって、それにより前記シール可能な多孔性トップコートをシールし、前記シールしたトップコートを形成するステップと
を含む方法。
【請求項９】
前記加熱することは、プリントを行った領域のみに熱を加えることによって行われ、それによって、前記多孔性トップコートをシールするのに必要なエネルギーを最小にする、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記プリント媒体は光沢がある、請求項８に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インク受取層（ink-receiving layer）を備えた光沢のあるプリント媒体に関し、詳細には、その上の外側のシール可能な多孔性表面コート（outer sealable porous surface coat）をシールする方法（scheme）に関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェットプリントの処理を行なう間、（１）１つまたは複数の溶剤を備えるインクのビークル（ink vehicle）と、(２）染料または顔料等の着色剤とを備えるインクジェットインクが、インクジェット記録媒体のインクジェット受取層に導入される。具体的には、写真様の（例えば、ハロゲン化銀品質の）カラープリントを生成しようとする際、非吸収性の基部（substrates）上に１つまたは複数のインク受取層を備える、光沢のあるプリント媒体が開発されている。
【０００３】
インクジェット受取層は、プリントプロセスの間に与えられるインクのビークルを吸収する。しかし、インク受取層を非吸収性の基部に施すと、基部は吸収機能がないので、その結果、インク受取層が唯一の吸収および保護材料にならなければならない。
【０００４】
プリント媒体を積層構造にする（laminating）、またはトップコートもしくは薄膜を設けるといった、インク受取層を保護するためのさまざまな解決法が提示されている。トップコートの一例は、熱転写オーバーコート（ＴＴＯ）と呼ばれるものであり、これは、熱と圧力とを用いて媒体に定着する、別個の薄膜を用いる。これは、通常加熱したローラで行われる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
光沢のあるプリント媒体を安価でシールして、ハロゲン化銀の写真プリントと実質的に区別がつかないプリント製品を提供することが、必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本明細書で開示される実施形態によれば、両方ともインクジェットプリンタに搭載された（１）サーマルプリントヘッドと（２）インクジェットプリントヘッドとの組合せが提供される。インクジェットプリントヘッドは、プリント媒体のシート上に画像を形成するようインクジェットインクをプリントするように構成されている。プリント媒体は、微孔性のインク受取層上にシール可能な多孔性トップコートを含む。サーマルプリントヘッドは、画像のプリントに続いて、シール可能な多孔性表面コートに対して熱源を設けることによって、シール可能な多孔性トップコートをシールするようになっている。
【０００７】
さらに、本明細書における教示にしたがって、上記組合せはさらに、（３）微孔性のインク受取層の上のシール可能な多孔性表面コートを含む、プリント媒体、を含む。サーマルプリントヘッドは、上述したとおりである。
【０００８】
さらに本明細書における教示によれば、少なくとも１つのインク受取層とその上のシール可能な多孔性トップコートとを有するプリント媒体上にインクジェットインクをプリントする方法が提供される。本方法は、
光沢のあるプリント媒体を設けること、
光沢のあるプリント媒体を、インクジェットプリンタ内に配置することであって、インクジェットプリンタは、インクジェットプリンタを通る光沢のあるプリント媒体の進行動作と垂直に移動する可動キャリッジ上に搭載された少なくとも１つのインクジェットプリントヘッドを有する、配置すること、
インクジェットインクの滴を、光沢のあるプリント媒体上にシール可能な多孔性トップコートを貫いてプリントすること、
プリント媒体がプリンタ内で前進しているときに、光沢のあるプリント媒体を加熱することであって、それによりシール可能な多孔性トップコートをシールする、加熱すること
とを含む。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
次に、発明者らが現在考える最良の態様であって、本発明の具体的な実施形態について詳細に言及する。代替の実施形態についてもまた、適用可能なものとして簡単に説明する。
【００１０】
本発明の技術によれば、プリントヘッドによってインクジェットインクをプリントしてプリント媒体のシート上に画像を形成するインクジェットプリンタにおいて、サーマルプリントヘッドが設けられる。プリント媒体は、微孔性のインク受取層の上のシール可能な多孔性表面コートを備えている。サーマルプリントヘッドは、画像のプリントに続いて、シール可能な多孔性表面コートに対して熱を供給することによって、シール可能な多孔性表面コートをシールするようになっている。
【００１１】
カラーインクジェットプリント用の多層プリント媒体が開発されている。この多層プリント媒体は、内側または底部の微孔性のインク受取層と、外側または上部のシール可能な多孔性表面コートとを備えている。媒体上にプリントされるインクは、トップコート（topcoat）を通過し、内側のインク受取層に吸収されるか、またはこの層と反応するようになる。トップコートを加熱すると、孔が塞がって、内側のインク受取層と環境との間に保護層が形成されることになる。
【００１２】
本実施形態の基本的な考え方は、サーマルプリントヘッドをプリントゾーンの下流に取り付けて、前にプリントが行われた領域の上を通過するようにするということである。サーマルプリントヘッドは、プリントバーであってもよく、キャリッジまたはサーマルインクジェットプリントヘッドに取り付けられ、前にプリントが行われた領域の上をキャリッジが移動することによって走査を行うサーマルプリントヘッドであってもよい。プリントバーは、プリントゾーン全体にわたるサーマルプリントヘッドである。例えば、幅が８インチ（２０３．２ｍｍ）の媒体をプリントするには、プリントバーの長さは８インチになる。これは走査ヘッドよりもはるかに大きい（そしてより高価である）はずであるので、サーマルプリントヘッドほど好ましくはない。プリントと表面コートの熱によるシールとの間の時間は、プリントモードとプリント要素とサーマルプリントヘッドとの間の距離とによって決まることになる。
【００１３】
画像のプリント後に、あらかじめ熱転写オーバーコートを薄膜として施しておき、次に加熱したローラで画像に定着させる。加熱したローラは、同時に圧力も加えている。多層媒体には現像が行われている（being developed）ので、熱のみで定着させることができる。この場合、熱プリント要素（thermal printing element）がその熱を供給することができる。熱プリントバーは、加熱したローラよりもはるかに安価であるが、プリントゾーン全体に亘って設ける必要がある。他方、キャリッジに取り付けたサーマルプリントヘッドは、プリントパス（print passes）同士の間で媒体が前進する高さをカバーしさえすればよい。この前進距離は、サーマルインクジェットプリントヘッドのスワス高さ（swath height）をプリントパスの数で割ったものと略等しい。４パスのプリントモードで写真媒体上にプリントする１／２インチ（１２．７ｍｍ）のプリントヘッドについては、熱要素は、高さが１／８インチ（３．２ｍｍ）でさえあればよく、非常に安価になる場合がある。この場合、サーマルプリントヘッドは、プリントを行った領域のみに熱を加えるので、表面コートをシールするのに必要なエネルギーもまた、最小になる。
【００１４】
図１は、従来のインクジェットプリンタを通過しているプリント媒体１０を示す。インクジェットプリンタは、インクジェットプリントヘッド１２を備えており、このインクジェットプリントヘッド１２は、キャリッジ１４上に支持されて横方向に移動するようになっている。紙経路、ピックローラ、プラテン、駆動モーターおよび電子部品等を備えたインクジェットプリンタの細部は、当業者には既知であり、本明細書での説明を省略する。
【００１５】
プリント媒体１０は、矢印１６で示す媒体前進方向に沿って移動し、キャリッジ１４は、矢印１８で示す媒体前進方向１６と垂直な方向に往復移動するようになっている。インクジェットプリントヘッド１２が移動することによってプリントゾーン２０が確立されることになり、このプリントゾーン２０には文字およびその他の画像２２が形成されることになる。
【００１６】
本発明の技術によれば、サーマルプリントヘッド２４は、キャリッジ１４上の、プリントヘッド１２に続く位置に搭載されており、熱を発するサーマルプリントヘッド２４が、画像２２のプリント後に熱を発するようになっている。
【００１７】
サーマルプリントヘッド２４の一実施形態を、図２（平面図）および図３（断面図）に示す。サーマルプリントヘッド２４は、基部２８上に形成された抵抗型加熱要素２６を備えている。抵抗型加熱要素２６には、両端部２６ａ、２６ｂにおいて接点３０が接触している。接点３０はそれぞれ、導体（conductors）３４によってコネクタ３２に接続されている。保護層３６が、少なくとも抵抗型加熱要素２６と、接点３０と、導体３４の一部とを覆っている。そのようなサーマルプリントヘッド２４は当該技術分野において既知であり、ＨＰ２６７１Ａ、ＨＰ２６７３Ａ、およびＨＰ２６７１Ｇを含む、ヒューレット・パッカード社のさまざまな製品において用いられている。
【００１８】
サーマルプリントヘッド２４の抵抗型加熱要素２６の設計において、加熱要素のＹ方向の寸法は、サーマルインクジェットヘッドの上部から底部のノズルまでの距離をパスの数（プラス機械的なおよび紙前進の許容誤差）で割ったものと等しいかそれよりも大きくなければならない。オーバートラベル（overtravel）と衝撃の処理能力（impact throughput）とを増大させないようにするために、サーマルプリントヘッド２４は、サーマルインクジェットプリントヘッドを保持するキャリッジのＸ方向の寸法を超えるべきではない。その寸法であれば、形状は問題ではない。例えば、「Ｄ」字型または「Ｏ」字型のサーマルプリントヘッドであっても、長方形のサーマルプリントヘッドと全く同様に機能する。しかし、製造が容易で基部材料の使用状態の費用対効果が大きいので、ほとんど全部のサーマルプリントヘッドが長方形である。
【００１９】
したがって抵抗型加熱要素２６は、好ましくは形状が長方形であり、薄膜または厚膜の抵抗器、例えばタンタルアルミニウム（Ｔａ−Ａｌ）合金、カーボンペースト、またはその他の通常利用できる抵抗器材料で形成されている。薄膜および厚膜の抵抗器は、当該技術分野において既知である。基部２８は、例えばガラス、シリカ、アルミナ等のセラミック、またはその他の通常利用できる絶縁材料等の、絶縁材料で形成されている。接点３０は、これと同じ材料であってもよく、または異なる材料であってもよく、アルミニウムまたは金を含み、これは、例えば堆積（deposition）によってまたはペーストを施して焼くことによって形成されている。さらに、接点３０の上にはんだを形成して、フレックスケーブルまたは別個の線（wires）に永久的に接続してもよい。コネクタ３２は、これと同じであってもよく、または異なっていてもよく、アルミニウム、金またははんだを上に施した銅（copper with gold, or solder on top）、または、その他の従来の導体材料で形成されている。導体３４は、これと同じであってもよく、または異なっていてもよく、アルミニウムもしくは銅またはその他の従来の導体材料で形成されている。
【００２０】
接点３０、コネクタ３２および導体３４の材料として個々に何を選択するかは、さまざまな構成要素（components）同士の間の付着力（adhesion）および電気接続によって決められている。そのような選択は、当業者の能力の範囲内であると考えられ、過度の実験を必要とするものではない。サーマルプリントヘッド自体は既知であり、サーマル紙上へのプリントに用いられてきた。そのようなサーマルプリントヘッドの例は上述した。
【００２１】
保護層３６は、溶融ガラスまたはシリカ等のいかなる従来の表面安定化（パッシベーション）材料で形成されていてもよい。保護層３６は、通常、ペーストとして施され、次に加熱によって定着する。
【００２２】
上述のように、プリント媒体１０は少なくとも１つの微孔性のインク受取層を備えている。この層は通常、支持基部の上に形成され、シール可能な多孔性トップコートを備えている。
【００２３】
支持基部（図示せず）は通常、合成薄膜、例えばポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレン、ポリカーボネート、ポリエチレン、ナイロン、マイラー、等、または、樹脂を被膜した紙（例えば、通常、共有押出し成形によって高密度または低密度ポリエチレン、ポリプロピレン、またはポリエステルで被膜した、フォトベース紙（photobase paper））、等の、非透過性（空気を通さない）材料で形成されている。
【００２４】
微孔性のインク受取層は、１つまたは複数の顔料と１つまたは複数の結合剤とを有し、多孔度が２５〜２８ｃｍ3／ｍ2の範囲である。媒染剤および／またはポリマー等のその他の成分を付け加えてもよいが、これらは本説明と密接な関係にはない。
【００２５】
顔料は、高多孔性（highly porous）シリカ、アルミナ、アルミナの水和物（例えば、ベーマイト異性体（pseudo-boehmite））、チタニア（二酸化チタン、titania）、ジルコニア（酸化ジルコニウム、zirconia）、卑金属（base metal）酸化物、炭酸塩、ガラスビード、およびハードボール（hard ball）（薄膜を形成しないラテックス）からなる群から選択されている。顔料の主要な要件は、親水性の表面を有し（水性インクによって容易に湿潤するようにする）、表面積が大きい（吸収力を向上するために）、ということである。結合剤の表面の基本的な性質（アニオンを吸収することができる）は、さらなるおまけ（bonus）であり、その理由はアニオン系染料を固定するのに役立つからである（事実上インクジェットインクの調合物において用いるすべての染料がアニオン系である）。
【００２６】
インク受取層は、被膜層の強度を上げるために、１つまたは複数の結合剤を有している。この結合剤は、例えば、ゼラチン、ポリビニルピロリドン、水溶性セルロース誘導体、ポリビニルアルコールまたはその誘導体、ポリアクリルアミド、ポリアクリル酸、さまざまな水溶性アクリル酸共重合体、等、多数の水溶性ポリマーのうちのいずれであってもよい。ポリビニルアルコールまたはその水溶性／水分散性誘導体は、最も好ましい結合剤の実施形態である。
【００２７】
結合剤の量は、顔料とポリマー粒子１６とを結合するには十分であるが、粒子間の物理的な孔を塞ぐことはないよう、十分少なくあるべきである。結合剤の濃度は、約１〜５０重量％の範囲内であり、好ましくは約１〜１０重量％であり、残りが顔料である。
【００２８】
シール可能な多孔性トップコートは、サーマルプリントヘッド２４によってシール可能な材料で形成されている。そのような材料の例としては、上に挙げた結合剤のうちの少なくとも１つが含まれ、これは、インク受取層におけるものと同じであってもよく、または異なっていてもよい。別法として、および好ましくは、トップコートは薄膜を形成するラテックス顔料を含み、孔径は、ラテックス顔料の粒径分布に基づいて、約４〜１５ｎｍである。
【００２９】
ともに本願の譲受人に譲渡された、Radha Senによる「Sealable Topcoat for Porous Media」という名称の２００２年１２月４日出願の米国特許出願第１０／３１３，６８９号において、およびRadha Senによる「A Print Medium Including a Heat-Sealable Layer」という名称の２００３年３月１２日出願の米国特許出願第１０／３８７，６６１号において、本実施形態の実施において好適に用いられる多孔性トップコートの組成のさらなる例が教示されている。
【００３０】
米国特許出願第１０／３１３，６８９号出願において、ガラス転移温度（Ｔｇ）が６０°〜１００℃の範囲であり粒径が２５０ナノメートルよりも小さいポリマー粒子を含むアニオン系多孔性トップコートが、多孔性インク受容（receptive）被膜上に施される。次にトップコートを乾燥させ、その上に画像をプリントし、トップコートを、定着するまで加熱する。
【００３１】
米国特許出願第１０／３８７，６６１号出願において、プリント媒体上に、粒径が互いに異なりガラス転移温度が互いに異なる第１の構成要素と第２の構成要素とを備える熱シール可能な層が提供される。熱シール可能な層を、その上にプリントを行った後に、両方のガラス転移温度よりも高い温度まで加熱することによってシールする。
【００３２】
プリント媒体１０の構成によって、インクが確実に多孔性トップコートを貫いてインク受取層内へと達する。場合によっては、インク受取層が１つよりも多くてもよい。例えば、インク受取層を１つよりも多く用いて、被膜プロセスを促進してもよく、または光沢を出す層等の異なる機能（functionality）を施してもよい。しかし一般には、インクが吸収されるインク受取層は１つである。
【００３３】
図４ａないし図４ｃは、プリントを行いプリント媒体をシールすることに関係する、一連のステップを示す。図４ａに示すように、プリント媒体１０はインク受取層３８を備え、その上にシール可能なトップコート４０が形成される。インク受取層３８は、基部（図示せず）上に形成されている。
【００３４】
プリント媒体１０の上にインク４２でプリントが行われる。トップコート４０が多孔性なので、インク４２はインク受取層３８に達する。結果として生じる構成を図４ｂに示す。最後に、図４ｃに示すように、トップコート４０を熱でシールして、シールしたトップコート４０’を形成する。この熱と共に圧力を用いてもよいが、圧力は、本明細書における教示の利点を実現するのに必要だというわけではない。本質的に、多孔性の層４０は、その相変化温度まで加熱されると相変化を経て、多孔性材料から比較的非多孔性の材料４０’になる。最終製品は、別個の積層ステップを必要とすることなく、積層の効果と同様の効果を有する（simulates）。
【００３５】
本明細書における教示は、シール可能なトップコートを施した媒体を用いることができるプリンタにおける増分費用を少なくすることができる。このプリント媒体は、いったんトップコートをシールすると、従来のインクジェット媒体よりもはるかに耐水性および耐光性が良好である。その結果、低コストのプリンタから、ハロゲン化銀の写真プリントの耐久性を有するサーマルインクジェット出力を得ることができる。
【００３６】
これまで行われてきたことよりも優れた利点のひとつは、サーマルプリントヘッドのほうが加熱したローラよりもはるかに安価であり、加熱したローラよりも消費電力がはるかにすくないために、はるかに低コストのプリンタでの実施が可能である、ということである。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
少なくとも１つのインク受取層と共にシール可能な多孔性トップコートを用いること、および、トップコートをシールする機構（mechanism）は、光沢のあるプリント媒体のプリントにおいて用途を見出すと思われる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本明細書においてインクジェットプリンタと共に用いる、加熱要素、具体的にはサーマルプリントヘッド、の実施形態の概略図を示す。
【図２】図１のサーマルプリントヘッドの実施形態の平面図である。
【図３】サーマルプリントヘッドの実施形態の、図２の３−３線に沿った断面図である。
【図４】図４ａ〜図４ｃは、本発明の実施形態による、少なくとも１つのインク受取層とその上のシール可能な多孔性トップコートとを有するプリント媒体上にインクジェットインクをプリントし、トップコートをシールすることにおける、一連のステップのうちの一例を示す図である。
【図１】
2005119304.tif 000003
【図２】
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【図３】
2005119304.tif 000005
【図４】
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