JPS61219661A - リキツドジエツト記録装置 - 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】 〔発明の技術分野〕 本発明は、液状インクを搬送して記録を行なう新規な電
子印刷技術であるリキッドジェット記録装置に関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

従来、熱くよりインクを選択的に飛翔させ記録を行なう
サーマルインクジェット記録方式として次の方式がある
。その１つは、ノズル室内に設けられた圧電素子や発熱
抵抗素子の発熱によってバブル気泡）を瞬間的に発生さ
せ、その生ずるバブルの圧力によりインクをオリフィス
（あるいはノズル）より押し出す。加熱を止めるとバブ
ルは収縮しインクを引き戻す。するとインクの一部は戻
れずに外へ飛んでいくことによって記録を行う方式（％
公昭５６−９４２９参照）がある。又これはインクを必
要な時だけ噴出させるオンディマント方式と呼ばれるも
ので、むだなインクの消費がなく記録スピードも比較的
速いという特長を有している。しかしながら、その反面
ノズルの穴加工やインク室内への圧電素子や発熱抵抗素
子の配設叫記録ヘッドの製作が複雑であり、かつ装置の
休止に伴うインクの凝固が発生しそれに共ない目詰りを
起こし動作不良を起こすという最大の問題を有する為に
上述した特長を有するにもかかわらず、サーマルインク
ジェット記録方式を用いたプリンターは普及を見ないの
である。

一方このようなノズルを使わずにインクを飛翔させて記
録を行なおうとした記録装置（特開昭５１−１３２０３
６参照）が開示されている。これはインク液面下に発熱
抵抗素子を設けて急激な加熱を行なってバブルを発生さ
せ、このバブルの破壊にともなう衝撃により液面からイ
ンク飛沫を飛翔させて記録を行うものである。この方式
ではインクの目詰まりという問題は本質的には発生しな
いがインクの蒸発による環境汚染（悪臭叫）や装置とし
て構成上の制約が多い。さらには運搬、移動に伴なうイ
ンクのこぼれ、及び画質的にインク面と発熱部の距離を
一定に保つ事は困難である等、多数の問題を残したまま
であった。

つまり、インクジェット記録方式のように記録エネルギ
ーの小さいこと、粗い面への記録が可能であること、さ
らに感熱転写のように取り扱いが容易であると言うそれ
ぞれの長所を有する新規な記録技術の出現を待つもので
あった。

〔発明の目的〕

本発明は上記の要求に応えるべくなされたものでその目
的とするところは多数孔を有するインク支持体を用いて
液状インクを搬送し、との液状インクを記録ヘッドから
発生したエネルギーによって吐出させることにより記録
媒体に対して記録を行なう新規なリキッドジェット記録
装置を提供するものであって、特にインク支持体と記録
媒体を密着させて記録がなされても不必要な部分には何
ら記録（汚れ）を生じないリキッドジェット記録装置を
提供するものである。

〔発明の概要〕

本発明は液状インクを保持する多数孔を有するインク支
持体と、このインク支持体に保持されたインクに選択的
に熱又は電界を付与する記録ヘッドとを備え、 この記録ヘッドによって与えられた熱又は電界により前
記インク支持体に保持されたインクを吐出させ、この吐
出したインクを前記インク支持体を挾んで記録ヘッドと
対向し、前記インク支持体に密着加圧するように配置さ
れた記録媒体に付着させて記録を行なうリキッドジェッ
ト記録装置であって前記インク支持体は海綿状のインク
含浸層と前記多数孔に保持されたインクを前記記録媒体
から隔離するための隔離層とを有することを特徴とする
リキッドジェット記録装置を提供する。

〔発明の効果〕

本発明によれば、ノズルを全く使用しない故、従来問題
となっていたノズルの目詰りを皆無に等しくシ、たとえ
何らかの原因によって起ったとしても、１つの記録画素
に対して複数の孔が対応している故、記録画像の体勢に
は全く影響はない。

又、記録は、インクを保持するインク支持体と記録媒体
が密着してなされる故に実際にインクが吐出して記録媒
体に付着した点が理想的な位置となり、さらにインク支
持体のインク保持層が海綿状物質等の親水性材料からな
っている故に、密着の為の加圧によりここ、からインク
かにじみ出しインクが充填されなかった孔にも充満する
ように働く。

〔発明の実施例〕

以下本発明の一実施例を図面を参照して詳述する０ まず第３図を用いて本発明の記録原理について簡単に説
明する。図示しない記録紙はインク支持体（至）を挾ん
で熱ヘッド■と対向する位置に配設される。例えばこの
インク支持体■は電鋳によって作られたニッケル板にエ
ツチング処理により多数の孔が形成される。そしてイン
ク支持体（１）は、熱ヘッド（至）上に到る前の工程で
液体インク（以下インクと呼ぶ）をその孔に保持する。

この孔に保持されたインクは、図中矢印の方向に移動し
て行く。

インク支持体■が複数の発熱素子（至）を配役してなる
熱ヘッド（イ）に轟接する。ここで画１象信号に応じて
発熱素子＠が選択的に発熱される。この発熱素子鏝に接
触したインクはその内部に急激に気泡を生じ、孔より吐
出する。図中（至）は吐出しつつある状態を示している
。このように吐出したインクはインク支持体■を挾んで
熱ヘッド（イ）と対向する記録紙に転写され、記録画点
が得られるのである。

図中（至）はインク吐出後の孔を示している。更にイン
ク支持体（７）は図中矢印の方向へ進み、上記記録工程
を繰り返し記録紙に所望の画１象が得られるのである。

このようにインク支持体■に多数の孔を設けてインクを
搬送する方法は、１つの画素は複数の孔に光されたイン
クによってなされるノズルを使用しない記録方法である
。つまりノズルを使用しない故に、目′詰りは皆無に等
しい。文例らかの原因により目詰りしたとしても１画素
は複数孔に対応している故印刷の大勢には影響を及ぼさ
ない。さらに常にインク支持体■は新鮮なインクを搬送
する故インク内の気泡が発生することによる記録ミスも
ないという新規な記録方法である。

次に、第４図において、一実施例である上記記録原理を
使用したリキッドジェット記録装置をシリアルプリンタ
として用いた場合の全体構成とその動作について説明す
る。記録紙に）はプラテンローラ（４１）に巻き付けら
れている。このプラテンローラ（４１１の回転（より記
録紙が自在に搬送される。プラテンローラ６１）の軸は
、記録紙送りモータ（＠の軸とその各々の軸に設けられ
た各グーＩＪ　ｎ：Ｉ　＋４４）とベルト（４１によっ
て連結されている。そしてプラテンローラ０Ｄの回転は
記録紙送りモータ（６）の駆動に共なってなされる。一
方後述するインク支持体（機を収納したインクタンク用
カセット（４ηはキャリッジ咽に取り付けられており、
着脱自在となっている。

このインクタンク用カセット４７）が取り付けられたキ
ャリッジ禰はシャフト（ハ）によって案内移動される。

モータ鏝の軸に設けられたプーリ６１）とキャリッジ１
４υとがベルト６３によって接続されているのでキャリ
ッジ＋４８の移動はモータ■の駆動に共なって行われる
。又インクタンク用カセット＋４７）の中にはエンドレ
スのインク支持体（ハ）が巻き込まれておりこれにより
順次新しいインクを送り出す。この詳述は後段で示す。

このインク支持体（ハ）が熱ヘッド団と接している。こ
の熱ヘッド（へ）の発熱素子が選択的に発熱され、イン
ク内に気泡を生じる。この気泡によって吐出したインク
が記録紙に向い記録紙に）に付着することにより記録が
行われる。インク支持体（Ｉｌｅの巻き取りはリール５
４）の回転によって行われている。このリール（財）の
回転によりインク支持体に）は逐次新しいインクを供給
するのである。

第５図は上記インクタンク用カセット内で行われるイン
クの搬送原理を示す図である。記録紙■はプラテンロー
ラ旬の回転にともなって順次送られて来る。そしてイン
ク塗布ローラＩ３３と補助ローラ關はインク支持体１９
が図中矢印Ａの方向に移動するように回転する。まず、
インク支持体は図中（財）の位置ではインクは保持され
ておらずインク溜め６！５１に溜められているインクを
インク塗布ローラ１３によって塗布される。図中−の位
置ではインク支持体（６９にインクが保持されている状
態を示している。さらに矢印Ａ方向に進み熱ヘッド−の
発熱素子上にインクがインク支持体ＩＩによって搬送さ
れると、インクが熱ヘッド−の図示せぬ保護膜を　　　
□通して発熱素子に接する。するとこの発熱素子は信号
に応じて選択的に加熱され、この発熱素子上のインク支
持体ＩＩのインクが急激に突沸する。このように選択的
に加熱突沸したインクはプラテンローラ旬と熱ヘッド鏝
との協働関係により記録紙に付着し、記録画像σ１を形
成するのである。又イック支持体ＩＩ、記録紙−の移動
は熱ヘッドの信号に同期し、インク支持体器はエンドレ
スに上記工程を繰り返すのである。

次に第１図（ａ）　（ｂ）の記録部分の断面図を用いて
上述したインク支持体の構造を明らかにする。

第１図（ａ）において、配置関係は、プラテンローラ（
１）と熱ヘッド（２）との間に、記録紙（８）を搬入し
、熱ヘッド（２）と記録紙（８）との間にインク支持体
（旬を挾んでなる。この熱ヘッド（２）は、例えばセラ
ミック基板の主平面上に発熱素子として発熱抵抗体（５
）が設けられ、この発熱抵抗体（５）は保護膜（６）で
覆われている。

第１図（ｂ）は第１図（ａｌの部分を拡大した図である
。

インク支持体（４）は、インク保持層（７）をインク隔
離空間層（８）及びインク隔離層（９）が挾んでなる。

このインク、保持層（７）はインク親和性を有する紙・
布等のように多孔性弾性体の海綿物質からなる。インク
隔離空間層（８）及びインク隔離層（９）は共にインク
に対しインク非親和性を示す物質である。前者のインク
隔離空間層（９）は記録紙（８）がインク支持体（４）
に密着した時に、インク保持層（７）に含浸したインク
によって不必要に記録紙を汚さない為に設けられている
、後者のインク隔離層（９）は熱ヘッド（２）とインク
保持層（７）を隔離する為に設けられている。

記録方法について説明する。まず図中矢印方向から移動
して来たインク支持体（２）はそのインク保持層（７）
にインクを充填している。そして、熱ヘッド（２）上の
記録部分にこのインクを充填したインク支持体（４）が
くると、熱ヘッドとプラテンローラ（１）の加圧によっ
て、記録紙（８）とインク支持体（４）とが密着する。

すると、この加圧によってインク支持体（４）のインク
保持層（７）に含浸されていたインクがしみ出し、イン
クが充填されていなかった孔にもインクを充満する。つ
まりインク保持層（７）の海綿状物質の性質によりイン
クは常に熱ヘッド（２）上でインク保持層（７）に満た
されるのである。このインクの充填したインク支持体（
４）が熱ヘッド（２）の発熱素子（５）上に接すると、
この発熱素子（５）が画１象信号　　　　゛に応じて加
熱される。孔に充填されたインクが突沸状態となり、急
速に気泡がインク内に成長し記録紙（３）に飛翔して記
録画点を得る。図中αＯがその状態のインクを示す。こ
の一連の動作中記録紙（８）と接したインク支持体（４
）はそのインク隔離空間層（８）がインク保持層（７）
より十分厚いため、加熱されでいない孔のインクがしみ
出し記録紙（３）に付着することはない。さらにこれら
インク隔離空間層（８）にインク非親和剤を塗布すれば
、インクの侵入を効果的に防止でき記録紙（８）の不必
要なインクのしみ出しく汚れ等）をより完全になくすこ
とが可能となる。

〔発明の他の実施例〕

以上述べた実施例において、そのインク吐出方法として
熱ヘッドに設けられた発熱素子の熱エネルギーにより行
われていたがそれに限定されるものではなく第２図に示
す方法でもよい。それは、次の如くである。記録ヘッド
σＤには記録電極υが設けられてなる。この記録電極α
ａは記録信号に応じて通電を制御する図示しない記録電
極駆動回路と電源に接続されている。インク支持体（至
）は絶縁性海綿状物質であるインク保持層（１４）を絶
縁性インク隔離空間層αＯで挾んでなる、上方より見て
多数孔を設けたものであるこの孔はインク供給手段によ
ってインクを供給されるとインクを保持するインク保持
層Ｉとインクを記録紙ａｅより隔離するインク隔離空間
層αＯよりなる。記録紙αｅは導電性を有スルプラテン
ローラαりによって順次搬送される。

このプラテンローラαりは接地されている。

図中左側より、インク支持体の孔にインクが充たされ搬
送されてくる。この孔内でのインクはインク保持層（Ｉ
４）とインク隔離空間層αｅとの間で記録紙αｅに向っ
て凸のメニスカスを形成する。記録ヘッド（１１）の記
録電極０と、プラテンローラα７１を両側から、記録紙
αＱ及びインク支持体０が互いに密着するように加圧さ
れる。この時、記録電極■に電圧が印加されると、記録
電極と接するインク保持層の凸のメニスカスに電界が集
中する。この電界の作用により生じた静電力がインクの
表面張力に打ち勝ち、インクは記録紙αΩ上に飛翔し、
記録画点を得ることができるのである。

又インク支持体の構成は第２図（ａ）のものに限定され
るものではない。例えば第２図（ｂｌに示す如く絶縁性
海綿状物質のインク保持層（イ）を絶縁性インク隔離空
間層ので挾みさらにこのインク隔離空間層（ハ）の記録
紙＠側の表面に導電層（ハ）を設けてもよい。第２図（
ｂ）に用いられた番号で第２図（ａ）と等しいものは同
じ部分を示す。そうすることにより、より効果的に電気
力がインク吐出に作用する。つまり本発明の要旨を逸脱
しない範囲で種々変形できるのである。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）　（ｂ）は本発明に係る一実施例装置の記
録部を示す断面図、第２図（ａ）　（ｂｌは本発明に係
る他の実施例装置の記録部を示す断面図、第３図は本発
明の記録原理を示す為の図、第４図は本発明に係る記録
原理を用いてなされたプリンターを示す略構成図、第５
図はインク搬送原理を示す図である。 ｌ・・・プラテンローラ　２・・・熱ヘッド３・・・記
録紙　　　　　４・・・インク支持体５・・・発熱抵抗
素子　　６・・・保護膜７・・・インク保持層　　８・
・・インク隔離用空間層９・・・インク隔離層 代理人　弁理士　則　近　憲　佑 （ほか１名） 第　　１　図 （α） （ｂ） 第　　２　囚 第　　３　図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）液状インクを保持する多数孔を有するインク支持
   体と、このインク支持体に保持されたインクに選択的に
   熱又は電界を付与する記録ヘッドとを備え、この記録ヘ
   ッドによって与えられた熱又は電界により前記インク支
   持体に保持されたインクを吐出させ、この吐出したイン
   クを前記インク支持体を挾んで記録ヘッドと対向し、前
   記インク支持体に密着加圧する如く配置された記録媒体
   に、付着させて記録を行なうリキッドジェット記録装置
   であって、前記インク支持体は海綿状のインク含浸層と
   前記多数孔に保持されたインクを前記記録媒体から隔離
   するための隔離層とを有することを特徴とするリキッド
   ジェット記録装置。
2. （２）隔離層はインク含浸層の両面に形成されているこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のリキッドジ
   ェット記録装置。