JPH0473152A - インクジェット記録装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、画像信号に応じて記録ヘッドから被記録材へ
インクを吐出させて画像を形成するインクジェット記録
装置に関する。

〔従来の技術〕

プリンタ、複写機、ファクシミリ等の記録装置（記録手
段を有する装置）は、画像信号に基づいて、紙やプラス
チック薄板等の被記録材上にドツトパターンから成る画
像を記録していくように構成されている。

前記記録装置は、記録方式により、インクジェット式、
ワイヤドツト式、サーマル式、レーザービーム式等に分
けることができ、そのうちのインクジェット式（インク
ジェット記録装置）は、被記録材にインクを吐出させて
画像を記録するように構成されている。

このインクジェット記録装置は、インク液滴を吐出させ
て画像を記録するものであり、ノンインパクト方式であ
るため騒音が少なく、高信親性高画質化を図ることがで
き、多色のインクを使用してカラー画像を記録するのが
容易であるなどの利点を有している。

中でも、熱エネルギーを利用してインクを吐出させる膜
沸騰方式のインクジェット記録装置は、記録ヘッドに高
密度で吐出口を配列するマルチヘッド化が容易であり、
−層の高僧転性、高画質化および高速化が容易であると
いう利点を有している。

従来、インクジェット記録装置は、彩度の再現性が良好
であり、デイスプレィ用として、白色フィルムのコート
層側に正規の画像の鏡像を記録し、フィルム側から画像
を見ることを目的とした記録物（以下、バックプリント
フィルム−ＢＰＦ）や、ＯＨＰフィルムや、さらには、
装飾用の様々な被記録材が広く採用されている。

しかしながら、ＯＨＰフィルムの場合、ベース材はほと
んどインク吸収性が無いため、乾燥または加熱条件に関
し、温風ファンやプレートヒーター等を用いるなど、様
々な提案がなされていた。

また、非光透過性の被記録材を用いる場合でも、特願平
２−４２５１６号に示された装置が提案されていた。

（発明が解決しようとする技術的課題）しかしながら、
上記従来例では、コート層に全てのインクを瞬時に吸収
させるには不充分であり、また、インクを瞬時に蒸発さ
せるためには多量の熱量を必要としていた。

そのため、従来のインクジェット記録装置では、ＯＨＰ
フィルムや非光透過性の被記録材を使用する場合、短時
間で処理しなければならない高速化や、複数色の重打ち
のため打ち込み量が多くなるカラー化を行なうのが困難
であった。

また、特願平２−４２５１６号の装置で使用されたのと
同様の被記録材を用いる場合でも、インク打ち込み量が
多いと、記録後の透明化処理の時に、最表層が剥がれた
り、最表層とベース材との間に空気溜りが生したりする
などの問題があった。

本発明は、以上のような技術的課題に鑑みてなされたも
のであり、コーティングフィルムのコート層剥離強度お
よびインク透過性を向上させ、簡単に光透過性の記録物
（画像を記録した状態の被記録材）を出力することが可
能なインクジェット記録装置を提供することを目的とす
る。

〔課題解決のだめの手段］ 本発明は、画像信号に応じて記録ヘッドから被記録材へ
インクを吐出させて画像を形成するインクジェット記録
装置において、光透過性記録物を出力する際に、不透明
被記録材を透明化する透明化手段を、該インクの打ち込
み量により制御する構成とすることにより、コーティン
グフィルムのコート層剥離強度およびインク透過性を向
上させ、簡単に光透過性の記録物（画像を記録した状態
の被記録材）を出力することが可能なインクジェット記
録装置を提供するものである。

〔実施例〕

以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。

第１実施例： 第２図は本実施例のインクジェット記録装置において使
用するのに好適な特殊フィルム（コーティング層を有す
る被記録材）の構造を例示する縦断面図である。

本実施例では、本発明を、光透過性が低く、通常白色で
ある特殊フィルムを使用するカラーインクジェット記録
装置に適用する場合を説明する。

この特殊フィルムは、第２図に示すように、アンカー層
を含む基材３１としてのＰＥＴフィルム上に、インク保
持層３２としてのカチオン化ポリマー（ＰＶＡ）をコー
ティングし、その上層に白色のインク輸送層３３を約３
０μｍコーティングしたものである。

前記インク輸送層３３は、アイオノマーをバインダーと
して、活性剤とポリエチレン粒子とを混合したものから
成る。

前記インク輸送層３３は、通常では、多孔質材料であり
、光透過性が低く白色をしている。

しかし、該インク輸送層３３は、その融点の８０℃以上
で融解し平滑化すると、光透過性が向上し、フィルム自
体は透明に見えるようになる。

以下、このような特殊フィルムのことを加熱透明化フィ
ルムと称する。

第３図は、本実施例で使用されるフルカラーのインクジ
エｙ）記録装置の記録後処理部の構成を示す側面図であ
る。

このインクジェット記録装置の記録部には、プラック、
シアン、マゼンタ、イエローの各インク色の記録ヘッド
ＩＢ、ＩＣ，ＬＭ、ＩＹが所定の位置関係で配列されて
いる。

前記記録ヘッドＩＢ、ＩＣ，ＬＭ、ＩＹは、熱エネルギ
ーを利用してインクを吐出するインクジェット記録ヘッ
ドであって、熱エネルギーを発生するための電気熱変換
体を備えたものである。

また、前記インクジェット記録ヘッドＩＢ、ＩＣｌＩＭ
、ＩＹは、前記電気熱変換体によって印加される熱エネ
ルギーにより生じる膜沸騰による気泡の成長によって、
吐出口よりインクを吐出させ、記録を行なうものである
。

第４図は、前記記録ヘッドＩＢ、ＩＣｌＩＭ、ＩＹの任
意の一つのインク吐出部の構造を模式的に示す一部破断
斜視図である。

なお、以下、前記記録ヘッドＩＢ、ＩＣ，ＩＭ、ＩＹの
任意の一つ、または全体を記録ヘッド１で示す。

第４図において、記録ヘッド１の基板２１上には、半導
体と同様の製造工程（ｆ！膜成形法等）によって複数の
電気熱変換体２２およびこれらに対応する配線が形成さ
れている。

前記電気熱変換体２２は、図示のように、後述する各吐
出口および液路に対応する位置に配列されている。

前記基板２１上（該基板２１上の薄膜２３の上）には、
下面に所定間隔で平行に形成された複数の液路壁２４Ａ
を有する液路形成部材２４が接合されている。

さらに、前記液路形成部材２４の上面には、天板２５が
接合されている。

前記各液路壁２４Ａの間に液路２６が形成されるが、前
記液路形成部材２４は、各液路２６の内部の所定位置に
前記各電気熱変換体２２が配置されるような位置関係で
位置決め接合されている。

前記各液路壁２４Ａは所定の長さを有し、各液路２６の
後端は、前記液路形成部材２４と前記基板２１（または
薄膜２３）との間に形成される共通液室２７に連通して
いる。

一方、各液路２６の他端（先端）は、記録ヘッド１の吐
出口面（フェイス面）２８において、それぞれ吐出口２
９として開口している。

こうして、発熱抵抗体等の電気熱変換体２２に通ｔ（パ
ルス電圧の印加）してこれを発熱させることにより、液
路２６内のインクを膜沸騰させ、その時の加圧変位によ
り吐出口２９からインク滴を吐出させるインクジェット
記録ヘッドが構成されている。

第３図において、被記録材（前記コーティング層を有す
る特殊フィルムを含む）は、搬送ベルト２によって搬送
され、前記各記録ヘッドＩＢ、ＩＣｌＩＭ、ＩＹで各色
ごとに記録される。

記録後の被記録材（記録物）は、プレートヒーター３上
へ送り出され、ここで温められて透明化処理を施される
。

透明化処理のための温度は、インク輸送層３３の融点８
０°Ｃ付近の温度になるように設定されている。

この熱を記録物へ効率良く伝達するために、前記プレー
トヒーター３上の２箇所には祇押さえローラ４が配設さ
れている。

前記プレートヒーター３の後流側（排出側）には一対の
加圧加熱ローラ５．６が配設されており、前記プレート
ヒーター３を通過した記録物は、該加圧加熱ローラ５．
６によって加圧・加熱され、平滑化を含めた透明化処理
が施される。

ここで、一方の加圧加熱ローラ５は、肉厚４ｍのＨＴＵ
シリコンゴムローラを母体とし、その表層に２００μ顧
厚さのＨＴＵシリコンゴムをコーティングし、その周面
を鏡面仕上げした２層構造になっている。

他方の加圧加熱ローラ６は、肉厚１ｍのフン素樹脂ロー
ラである。

これら２個の加圧加熱ローラ５．６は約４０ｋｇのバネ
圧で互いに圧接され、その間に約９■のニップ（接触部
）が形成されている。

前記１対の加圧加熱ローラ５．６で平滑透明化された記
録物（インクを打ち込まれた被記録材）は排紙駆動ロー
ラ８および排紙従動ローラ９によって排紙トレイ１１上
へ排紙される。

下側の加圧加熱ローラ６にはヒーターが内蔵されており
、該ローラ６の表面温度はサーミスタフによって検知さ
れる。

また、上側の加圧加熱ローラ５の周面には、該ローラ表
面に付着するインクを拭い取るためのオイル含有クリー
ニングウェブ１０が圧接されている。

被記録材として第２図に示す構造のコーティングフィル
ムを使用する場合に、インク輸送層３３にインク残留が
あると、前記加圧加熱ローラ５．６にインク輸送層３３
がオフセットし、該インク輸送層の剥がれの原因となる
場合がある。

そのため、ＢＰＦフィルム用の場合と同様に、乾燥手段
が必要となる。

この乾燥手段を使用する場合も、あまり温度が高か過ぎ
ると、インク沸騰が生して画像面にブップツが生じたり
、コート層が中途半端に溶解して平滑化せずに沸騰泡を
取り込んで固化してしまうと、適切な透明化ができなく
なるという問題がある。

そこで、表層（インク輸送層３３）の融点８０°Ｃより
あまり高い温度でインクの水分を強制乾燥させることが
できないので、本発明者は、この点について考究した結
果、８０°Ｃ近傍でフィルムを加熱してインクの粘度を
低下させ、インク保持層３２によるインク吸収を促進さ
せる前乾燥手段を設けることが有効であることを解明し
た。

第１図は、本実施例（第１実施例）による記録物の透明
化処理を行なうための制御部の構成を示すブロック図で
ある。

なお、第１図中の透明化条件とは、透明化処理時の速度
、温度、あるいは風量、圧力等である。

この透明化条件は、操作盤で設定された信号によって決
定したり、あるいは、被記録材を検知または選択する信
号に基づいて透明化条件判定チーフルから決定したりす
ることができる。

第１図において、先ず、記録物の材質構造を示す信号、
すなわち、被記録材選択信号ｓ２が画像記録量判定回路
４１へ入力される。

該画像記録量判定回路４１では、画像信号等に基づいて
、記録量に対応するインク打ち込み量または打ち込み色
量等が判定され、前記被記録材選択信号Ｓｔとともに記
録量信号が被記録材透明化条件判定テーブル４２へ出力
される。

前記被記録材透明化条件判定テーブル４２で読み出され
た条件信号は透明化条件設定回路４３へ入力される。

一方、操作盤から入力された透明化条件設定信号Ｓ、は
、直接前記透明化条件設定回路４３へ入力される。

この透明化条件設定回路４３は、操作盤からの設定信号
Ｓ１が無い場合は、前記被記録材選択信号Ｓ２に基づい
て透明化条件を設定するが、該設定信号Ｓ、がある場合
はこれに基づいて透明化条件を設定する。

こうして設定された透明化条件に基づいて、透明化手段
４４の動作が制御される。

この透明化手段としては、例えば、記録物の送り速度に
関与する記録物搬送モーター、記録物の前乾燥を行なう
前記プレートヒーター３、記録物の平滑化および透明化
を行なう加圧加熱ローラ５．６、並びに、インク輸送層
３３からインク保持層３２へのインク吸収を促進させの
に適正な温度に維持するための温調ファンなどがある。

なお、前記透明化条件設定回路４３で設定された内容は
、適当な表示方法により、透明化条件状況表示４５にお
いて、使用者に知らされる。

以上説明したインクジェット記録装置においては、イン
クの打ち込み量に応して記録後処理部（透明化処理部）
での記録物の搬送速度が制御される。

例えば、通常３０μ−程度のコート層厚さに対し、１色
量たり打ち込み量８ｎ！／■２で記録する場合、同じ打
ち込み量で２色時以上打ち込むと膜膨れの問題が生しる
ことがある。

そこで、同一画素に２ドツト以上打ち込む場合には、通
常の２０ｍ／秒の速度をＬｏｗ／秒に減速する。

これにより、インク輸送層３３からインク保持層３２ヘ
インクを吸収する時間が長くなり、表層剥がれを防止す
ることができた。

第２実施例： 本実施例は、同一画素に２ドツト以上打ち込まない場合
である。

前述の実施例で説明した第３図のインクシエンド記録装
置を使用して、モノカラーモードを選択した場合、すな
わち、いずれかの１色のみで記録する場合１、あるいは
、領域別色指定モードのように同一画素部分に２色以上
打ち込まないことがわかっているモードの場合には、画
素ごとにインク打ち込み量を計算する必要が無いので、
その分透明化処理を余裕を持って行なうことができる。

例えば、前述のようにモノカラーモードを選択したり、
Ｎ域別色指定モードの記録を行なう場合には、処理速度
を１０閣／秒にし、それ以外の時には２０ｍ／秒にする
など、画素ごとの打ち込み量を計算すること無く、容易
に処理速度変更を検知することができる。

本実施例のような透明化処理手段によっても、コーティ
ングフィルムのコート層の剥がれ強度の向上（ｌ型性の
向上）および記録物の光透過性の向上を達成することが
できた。

第３実施例： 本実施例は、第３図に示すインクジェット記録装置にお
いて、インク打ち込み量に応じて、前記プレートヒータ
ー３上での前乾燥処理の速度を制御することにより、加
圧加熱ローラ５．６の温度制御を省略するものである。

すなわち、第３図のインクジェット記録装置においては
、インク打ち込み量に応じてプレートヒーター３上の前
乾燥処理速度を適宜制御し、その速度で加圧加熱ローラ
５．６を通して透明化処理すれば、該加圧加熱ローラ５
．６の温度を可変にしなくても、記録物に対して適正な
透明化処理および平坦化処理を施すことができ、安定し
た透明化フィルムを出力することができる。

したがって、本実施例によれば、加圧加熱ローラ５．６
の温度制御を省略する分制御系を簡単化することができ
た。

さらに、本実施例においては、前乾燥処理の速度変換手
段（記録物の送り速度変換手段）をヘッド温調用冷却フ
ァンと同期させ、該ファンがオンの時、すなわち、イン
ク打ち込み量が多い時に送り速度を低下（例えば、ＩＯ
ａ＊／秒）させるなど、インク打ち込み量を反映する間
接的なパラメーターによって制御することも可能であり
、このような構成によって制御系とともに動作手段の簡
略化を図ることも可能である。

以上説明した各実施例によれば、インク（液滴）打ち込
み量によって、記録後の透明化処理手段の速度、温度、
圧力または風量など、透明化処理に関与する条件を制御
するように構成したので、コーティングフィルムに記録
する場合、記録の種類や量に係わり無く、コート層の剥
がれ強度の向上（ｉｆｉｌ型性の向上）および記録物の
光透過性の向上を図ることができ、簡単に高品位の光透
過性記録物を出力し得るインクジェット記録装置が得ら
れた。

なお、以上の実施例では、本発明を、被記録材の紙幅方
向記録領域をカバーするライン型の記録へノドＩＢ、Ｉ
Ｃ，ＩＭ、ＩＹを用いるライン型のインクジェット記録
装置に適用する場合を例に挙げて説明したが、本発明は
、記録ヘッドがキャリ７ジに搭載されたシリアルスキャ
ン型のインクジェット記録装置など、他の型式のインク
ジェット記録装置に対しても同様に適用でき、同様の作
用効果を達成し得るものである。

また、以上の実施例では、４個の記録ヘッドを使用する
カラーインクジェット記録装置の場合を説明したが、本
発明は、１個の記録ヘッドを使用する単色記録用、ある
いは色彩が同じで濃度が異なる複数の記録ヘッドを使用
する諧調記録用のインクジェット記録装置など、記録へ
ノドの個数にも関係無く同様−に適用でき、同様の作用
効果を達成し得るものである。

本発明は、特に、インクジェット記録方式の中でも、キ
ャノン（株）が提唱するバブルジェット方式の記録ヘッ
ド、記録装置において、優れた効果をもたらすものであ
る。

その代表的な構成や原理については、例えば、米国特許
第４７２３１２９号明細書、同第４７４０７９６号明細
書に開示されている基本的な原理を用いて行なうのが好
ましい。

この方式は、所謂オンデマンド型、コンティニュアス型
のいずれにも適用可能であるが、特に、オンデマンド型
の場合には、液体（インク）が保持されているシートや
液路に対応して配置されている電気熱変換体に、記録情
報に対応していて核沸騰を越える急速な温度上昇を与え
る少なくとも一つの駆動信号を印加することによって、
電気熱変換体に熱エネルギーを発生せしめ、記録へノド
の熱作用面に膜沸騰させて、結果的にこの駆動信号に一
対一対応し液体（インク）内の気泡を形成出来るので有
効である。

この気泡の成長、収縮により吐出用開口を介して液体（
インク）を吐出させて、少なくとも一つの滴を形成する
。

この駆動信号をパルス形状とすると、即時適切に気泡の
成長収縮が行なわれるので、特に応答性に優れた液体（
インク）の吐出が達成でき、より好ましい。このパルス
形状の駆動信号としては、米国特許第４４６３３５９号
明細書、同第４３４５２６２号明細書に記載されている
ようなものが適している。

尚、上記熱作用面の温度上昇率に関する発明の米国特許
第４３１３１２４号明細書に記載されている条件を採用
すると、更に優れた記録を行なうことができる。

記録ヘッドの構成としては、上述の各明細書に開示され
ているような吐出口、液路、電気熱変換体の組み合わせ
構成（直線状液流路又は直角液流路）の他に熱作用部が
屈曲する頭載に配置されている構成を開示する米国特許
第４５５８３３３号明細書、米国特許第４４５９６００
号明細書を用いた構成も本発明に含まれるものである。

加えて、複数の電気熱変換体に対して、共通するスワン
トを電気熱変換体の吐出部とする構成を開示する特開昭
５９年第１２３６７０号公報や熱エネルギーの圧力波を
吸収する開孔を吐出部に対応させる構成を開示する特開
昭５９年第１３８４６１号公報に基づいた構成としても
本発明は有効である。

更に、記録装置が記録できる最大記録媒体の幅に対応し
た長さを有するフルラインタイプの記録ヘッドとしては
、上述した明細書に開示されているような複数記録ヘッ
ドの組み合わせによって、その長さを満たす構成や一体
的に形成された一個の記録ヘッドとしての構成のいずれ
でも良いが、本発明は、上述した効果を一層有効に発揮
することができる。

加えて、装置本体に装着されることで、装置本体との電
気的な接続や装置本体からのインクの供給が可能になる
交換自在のチップタイプの記録ヘッド、あるいは記録ヘ
ッド自体に一体的に設けられたカートリッジタイプの記
録ヘッドを用いた場合にも本発明は有効である。

又、本発明の記録装置の構成として設けられる、記録ヘ
ッドに対しての回復手段、予備的な補助手段等を付加す
ることは本発明の効果を一層安定できるので好ましいも
のである。

これらを具体的に挙げれば、記録ヘッドに対しての、キ
ャンピング手段、クリーニング手段、加圧或は吸引手段
、電気熱変換体或はこれとは別の加熱素子或はこれらの
組み合わせによる予備加熱手段、記録とは別の吐出を行
なう予備吐出モードを行なうことも安定した記録を行な
うために有効である。

更に、記録装置の記録モードとしては黒色等の主流色の
みの記録モードだけではなく、記録ヘッドを一体的に構
成するか複数個の組み合わせによってでもよいが、異な
る色の復色カラー又は、混色によるフルカラーの少なく
とも一つを備えた装置にも本発明は極めて有効である。

以上説明した本発明実施例においては、インクを液体と
して説明しているが、本発明では、室温で固体状である
インクであっても、室温で軟化状態となるインクであっ
ても用いることができる。

上述のインクジェット装置では、インク自体を３０’Ｃ
以上７０°Ｃ以下の範囲内で温度調整を行なってインク
の粘性を安定吐出範囲にあるように温度制御するものが
一般的であるから、使用記録信号付与時にインクが液状
をなすものであればよい。

加えて、積極的に熱エネルギーによる昇温をインクの固
形状態から液体状態への態度化のエネルギーとして使用
せしめることで防止するか、または、インクの蒸発防止
を目的として放置状態で固化するインクを用いるかして
、いずれにしても、熱エネルギーの記録信号に応した付
与によってインクが液化してインク液状として吐出する
ものや、被記録材に到達する時点で既に固化し始めるも
の等のような、熱エネルギーによって初めて液化する性
質のインク使用も本発明には適用可能である。

このような場合、インクは、特開昭５４−５６８４７号
公報あるいは特開昭６０−７１２６０号公報に記載され
るような、多孔質シートの凹部または貫通孔に液状また
は固形物として保持された状態で、電気熱変換体に対し
て対向するような形態としてもよい。

本発明においては、上述した各インクに対して最も有効
なものは、上述した膜沸騰方式を実行するものである。

〔発明の効果〕

以上の説明から明らかなごとく、本発明によれば、画像
信号に応して記録ヘッドから被記録材へインクを吐出さ
せて画像を形成するインクジェ・７ト記録装置において
、光透過性記録物を出力する際に、不透明被記録材を透
明化する透明化手段を、該インクの打ち込み量により制
御する構成としたので、コーティングフィルムのコート
層剥６強度およびインク透過性を向上させ、高品位の光
透過性記録物を簡単に出力し得るインクジェット記録装
置が提供される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるインクジェット記録装置の透明化
処理のための制御系を示すブロフク図、第２図は本発明
によって透明化処理するのに好適なコーティングフィル
ムの構造を示す部分断面図、第３Ｍは本発明によるイン
クジェット記録装置の一実施例の記録後処理部の構成を
示す部分側面図、第４図は第３図中の記録へ・７ドの要
部を模式的に示す一部破断斜視図である。 以下に、図面中の主要な構成部分を表す符号を列挙する
。 ｌ、ＩＢ、Ｉｃ、ＩＭ、Ｉ　Ｙ−−−−−一記録へ・ソ
ド、２−一一−−搬送ベルト、３−−一・プレートヒー
ター（前乾燥手段）　、４−−−一部押さえローラ、５
．６・加圧加熱ロー乞７−−−−サーミスタ（温度検出
器）、８．９−−一排紙ローラ、１１・−−−−−・排
紙トレイ、２２・・−−−−一電気熱変換体、２６−−
−−−−液路、２日吐出口面、２９−・・−吐出口、３
１−−−−一・基材、３２−−−−−インク保持層、３
３−・−・インク輸送層、Ｓ、−−一透明化条件設定信
号、Ｓｔ　−−−−−−・被記録材第１図 選択信号。 第２ 図 ν針泊

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）画像信号に応じて記録ヘッドから被記録材へイン
   クを吐出させて画像を形成するインクジェット記録装置
   において、光透過性記録物を出力する際に、不透明被記
   録材を透明化する透明化手段を、該インクの打ち込み量
   により制御することを特徴とするインクジェット記録装
   置。
2. （２）前記記録ヘッドが、熱エネルギーを利用してイン
   クを吐出する記録ヘッドであって、熱エネルギーを発生
   するための電気熱変換体を備えているインクジェット記
   録ヘッドであることを特徴とする請求項１に記載のイン
   クジェット記録装置。
3. （３）前記インクジェット記録ヘッドが、電気熱変換体
   によって印加される熱エネルギーにより生じる膜沸騰に
   よる気泡の成長によって、吐出口よりインクを吐出させ
   ることを特徴とする請求項２に記載のインクジェット記
   録装置。