JP2001353875A

JP2001353875A - インクジェット印刷装置

Info

Publication number: JP2001353875A
Application number: JP2000179698A
Authority: JP
Inventors: Ryoichi Imai; 良一今井
Original assignee: Riso Kagaku Corp
Current assignee: Riso Kagaku Corp
Priority date: 2000-06-15
Filing date: 2000-06-15
Publication date: 2001-12-25

Abstract

(57)【要約】【課題】ライン状のインクジェットデバイスを備えた
インクジェット印刷装置において、コゲ現象によるイン
クの突出不良を無くす。【解決手段】インクジェットデバイス３０の本体３２
に複数のインク流路３５を形成する。インクを熱吸収材
が含有されたものとし、各インク流路３５に対して印刷
する画像に応じて選択的にレーザ光Ｌを照射する。レー
ザ光Ｌが照射されたインクは熱吸収材により加熱され、
これにより、光が照射されたインク流路３５内のインク
はノズル孔３８から突出される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、インクジェット印
刷装置に関し、詳しくは印刷用紙の全幅に亘ってノズル
孔を有するライン状インクジェットデバイスを備えたイ
ンクジェット印刷装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般的なインクジェット印刷装置におい
ては、印刷用紙の搬送方向（副走査方向）に複数（３〜
１２８個）のノズル孔が形成されたインクジェットデバ
イスを有し、副走査方向に直交する主走査方向にインク
ジェットデバイスを走査させることにより印刷を行って
いる。このため、従来のインクジェット印刷装置におい
ては、インクジェットデバイスを往復駆動させるための
機構が必要であった。

【０００３】しかしながら、インクジェットデバイスの
往復移動機構を印刷装置に設けると、装置の構成が複雑
となるとともに、印刷時の騒音も大きく、また装置の機
械的寿命が短くなってしまうという問題がある。また、
往復走査を行う必要があることから、印刷に長時間を要
するものとなっている。さらに、インクジェットデバイ
スの主走査を繰り返すことにより、ノズルの数に応じた
幅を有する走査ラインを副走査方向に繋げて印刷用紙全
面に対して印刷を行うものであるため、各走査ラインの
つなぎ目が連続せず、印刷により得られた画像に主走査
方向に延在する縞模様が現れてしまうという問題もあ
る。

【０００４】このため、ノズル孔を主走査方向に印刷用
紙の幅分並設させたライン状インクジェットデバイスを
備えたインクジェット印刷装置が提案されている。この
ようなライン状のインクジェットデバイスを用いること
により、インクジェットデバイスを往復移動させる機構
が不要となるため、従来のインクジェット印刷装置にお
ける騒音、装置の寿命が短い、および印刷に長時間を要
するといった問題を解決できる。また、主走査を行う必
要がないため、走査ラインのつなぎ目が目立つことがな
くなり、これにより印刷画像への縞模様の発生も防止で
きる。

【０００５】ところで、上述したようなインクジェット
印刷装置（ライン状インクジェットデバイスを備えたも
のも含む）においては、下記のようにしてノズル孔から
インクが突出される。図２０はインクジェット印刷装置
におけるインクの突出を説明するための図であり、イン
ク流路の長軸に沿った断面図である。図２０に示すよう
に、インク流路１０１には不図示のインク供給手段から
インク１０２が供給され、ノズル孔１０３よりインクが
突出されるものである。また、インク流路１０１にはイ
ンク１０２を加熱するためのヒータ１０４が設けられて
いる。まず、図２０（ａ）に示すように、ヒータ１０４
によりインク流路１０１内のインクを加熱すると、ヒー
タ１０４から気泡１０５が発生する。さらに加熱を続け
ると図２０（ｂ）に示すように気泡１０５が成長する。

【０００６】気泡１０５が成長すると、図２０（ｃ）に
示すように気泡１０５の分のインクが矢印Ｂ，Ｃ方向に
押し退けられるが、インク流路１０１においては、ノズ
ル孔１０３に向けて与圧が作用しているため、インク１
０２は矢印Ｂ方向にのみ押し退けられる。これにより、
図２０（ｄ）および（ｅ）に示すように、インク滴１０
６が突出する。突出と同時に気泡１０５は収縮を始め
る。そして、図２０（ｆ）に示すように突出した分のイ
ンクが毛細管現象によりインク供給手段から供給され、
突出動作が終了する。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たようにインクを突出させるには、ヒータを用いてイン
クを加熱する必要があることから、ヒータの表面にイン
ク成分が付着するいわゆるコゲ現象が発生する。このた
め、長時間印刷を行っていると、コゲ現象によりインク
流路が詰まり、インクの突出不良を引き起こすという問
題がある。

【０００８】とくに、ライン状インクジェットデバイス
を備えたインクジェット印刷装置の場合、インク流路が
複数存在するため、コゲ現象が発生する蓋然性が高く、
その結果、インクの突出不良が発生し安いという問題が
ある。また、全てのインク流路のヒータを均一な性能を
有するように構成することは困難であることから、イン
ク流路毎にインクの突出性能に差異が生じてしまうおそ
れもある。また複数のヒータに電力を供給するための配
線が複雑なものとなるため、製造コストが増大し、その
結果装置が高価なものとなってしまうという問題があ
る。さらに、ヒータの配線が複雑であるため、ライン状
インクジェットデバイスのサイズが大型化してしまうと
いう問題もある。

【０００９】本発明は上記事情に鑑みなされたものであ
り、インクの突出不良のないインクジェット印刷装置を
提供することを目的とするものである。

【００１０】また、本発明は、安価に装置を構成できる
インクジェット印刷装置を提供することをも目的とする
ものである。

【００１１】さらに、本発明は、インクジェットデバイ
スを小型化できるインクジェット印刷装置を提供するこ
とをも目的とするものである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明によるインクジェ
ット印刷装置は、ノズル孔を有する複数のインク流路を
並設させてなるライン状インクジェットデバイスを備え
たインクジェット印刷装置において、前記各インク流路
に選択的に光を照射することにより、該各インク流路内
のインクを加熱して、該各インク流路に供給されたイン
クを前記ノズル孔から突出させる光照射手段を備えたこ
とを特徴とするものである。

【００１３】なお、本発明によるインクジェット印刷装
置においては、前記光を吸収して熱に変換する材料が前
記インクに含有されてなることが好ましい。

【００１４】この場合、前記各インク流路の所定位置に
のみ前記光を照射するよう、前記インク流路に照射され
る光を遮光する遮光部材が設けられてなることが好まし
い。

【００１５】また、本発明によるインクジェット印刷装
置においては、前記各インク流路の前記光が照射される
部分に、前記光を吸収して熱に変換する熱変換部材が設
けられてなることが好ましい。

【００１６】この場合、前記熱変換部材が、前記各イン
ク流路の所定位置にのみ設けられてなることが好まし
い。

【００１７】ここで、インク流路に光を照射するに際し
ては、照射位置がノズル孔の近傍であると、突出するイ
ンクの量が少なくなり、逆に光の照射位置からノズル孔
までの距離が長いと、インクとインク流路内壁との流動
摩擦が大きくなるため、インクの突出力が減少してしま
う。したがって、「所定位置」とは、その位置に光を照
射してインクを加熱することにより、適切な量のインク
を適切な突出力により突出可能な位置のことをいう。

【００１８】また、本発明によるインクジェット印刷装
置においては、前記各インク流路内のインクを前記イン
ク孔に向けて与圧する与圧手段をさらに備えることが好
ましい。

【００１９】さらに、本発明によるインクジェット印刷
装置においては、前記光照射手段は、レーザ光を発する
半導体レーザ光源と、該レーザ光源を前記各インク流路
が並設される方向に偏向する偏向手段とを備えてなるも
のとしてもよい。

【００２０】この場合、前記光照射手段は、前記レーザ
光の断面形状の長軸方向と前記各インク流路が延在する
方向とが一致するように、前記レーザ光を前記各インク
流路に照射する手段であることが好ましい。

【００２１】また、本発明によるインクジェット印刷装
置においては、前記光照射手段は、前記複数のインク流
路のそれぞれに光ビームを照射する複数の発光素子を、
前記各インク流路が並設される方向に並設した発光素子
アレイを備えてなるものとしてもよい。

【００２２】ところで、各インク流路の加工誤差によ
り、各インク流路を完全に同一寸法に形成することは困
難である。このため、各インク流路に同一光量の光を照
射しても、突出されるインクの量が全てのインク流路に
おいて同一とはならないものである。例えば、インク流
路が細ければ、インクと流路内壁との流動摩擦が増加し
てインクの突出力が低下し、その結果インク突出量が少
なくなる。したがって、各インク流路のインクに対する
加熱量を、インク流路毎に制御可能とすることが好まし
い。

【００２３】なお、「加熱量を制御する」とは、各イン
ク流路から突出されるインク量が略同一となるように、
各インク流路に加えられる熱量を制御することをいう。

【００２４】ここで、インク流路毎に加熱量を制御する
には、各インク流路に照射される光の光量を変更する方
法を採用できる。また、熱変換部材を用いた場合には熱
変換部材の受光面積をインク流路毎に変更する方法を採
用できる。さらに、遮光部材を用いた場合には遮光部材
による遮光面積をインク流路毎に変更する方法を採用で
きる。

【００２５】また、本発明によるインクジェット印刷装
置においては、前記ライン状インクジェットデバイスを
複数備え、該複数のライン状インクジェットデバイスの
それぞれに異なる色のインクを供給するものとしてもよ
い。

【００２６】一方、従来のインクジェット印刷装置にお
いては、フルカラー印刷の場合、イエロー、マゼンタ、
シアンの各色を混色して印刷を行っているが、印刷され
る画像のカラーバランスの調整は、各色のインクの突出
量を変更して各色のγ特性を変更することにより行って
いる。具体的には、各インク流路に設けられたヒータへ
の通電時間を制御して、インクの突出量を変更してい
る。ここで、本発明においては、各インク流路に光を照
射することによりインクを加熱してインクを突出させて
いるものである。したがって、各色のインクに対応した
インクジェットデバイスへの加熱量を、インクジェット
デバイス毎に制御してカラーバランスの調整を行うこと
が好ましい。

【００２７】

【発明の効果】本発明のインクジェット印刷装置によれ
ば、光照射手段によって各インク流路に光を照射するこ
とにより、各インク流路内のインクを加熱するようにし
たため、ヒータを用いてインクを加熱することによるコ
ゲ現象の発生を防止できる。したがって、コゲ現象によ
るインク突出不良を無くして、安定してインクを突出さ
せることができる。また、従来のインクジェット装置の
ようにヒータを設ける必要がないため、ヒータに電力を
供給するための配線が不要となり、これにより、装置の
製造コストを低減でき、さらにはヒータの配線が不要で
あることから、装置をコンパクトに構成することができ
る。

【００２８】また、インク流路の所定位置にのみ光を照
射することにより、適切にインクを突出させることがで
き、これにより、安定してインクを突出させることがで
きる。

【００２９】また、光を吸収して熱に変換する材料をイ
ンクに含有させることにより、インクを内部から加熱す
ることができるため、インクが突出されるまでの時間を
短縮することができ、これにより印刷の高速化を図るこ
とができる。

【００３０】さらに、インク流路内のインクをインク孔
に向けて与圧する与圧手段を設けることにより、インク
の逆流を防止でき、またノズル孔に空気が入り込むこと
を防止することができる。したがって、インクを安定し
て吐出させることができる。

【００３１】ところで、光照射手段として半導体レーザ
光源を用いた場合、レーザ光はガウシアンビームの伝搬
理論にしたがって広がり、その広がり角はビームウエス
トの半径に略反比例する。ここで、ビームウエストの大
きさは半導体レーザを構成する半導体の活性領域の寸法
により決定されるが、半導体レーザの活性層は非対称の
形状をなしているため、レーザ光源から発せられたレー
ザ光の断面は長円形状あるいは楕円形状となることが知
られている。このため、レーザプリンタにおいては、レ
ーザ光の断面を真円形状とするために、補正レンズが用
いられていたが、この補正レンズは非常に高価なもので
ある。本発明によれば、光照射手段として半導体レーザ
を用いても、各インク流路に照射されるレーザ光が重な
り合わなければ、レーザ光の断面を真円する必要はない
ため、補正レンズのような高価な手段を用いる必要がな
くなり、これにより装置を安価に構成することができ
る。

【００３２】この際、レーザ光の長軸方向をインク流路
が延在する方向と一致させることにより、インク流路ひ
いてはノズル孔の間隔を小さくすることができ、これに
より本発明によるインクジェット印刷装置により得られ
る画像の解像度を向上させることができる。

【００３３】また、ビームアレイにより各インク流路に
光を照射することにより、半導体レーザ光源を用いた場
合のように、レーザ光を偏向させるための手段を設ける
必要がなくなり、また、光路長も必要でないため、装置
を簡易かつコンパクトに構成することができる。さら
に、光ビームを走査する時間が不要となるため、印刷を
高速に行うことができる。

【００３４】また、各インク流路の加熱量をインク流路
毎に制御可能とすることにより、各インク流路の加工誤
差により、各インク流路から突出されるインク量が異な
るものとなる場合であっても、インク突出量を略同一の
ものとすることができる。したがって、インクの突出を
安定して行うことができる。

【００３５】さらに、複数のライン状インクヘッドデバ
イスを備え、各ライン状インクジェットデバイスのそれ
ぞれに異なる色のインクを供給することにより、カラー
印刷を行うことができる。この際、各インクジェットデ
バイスへの加熱量をインクジェットデバイス毎に制御可
能とすることにより、各色のインクジェットデバイスに
おけるインク突出量を制御してカラーバランスの調整を
行うことができる。

【００３６】

【発明の実施の形態】以下図面を参照して本発明の実施
形態について説明する。

【００３７】図１は本発明の第１の実施形態によるイン
クジェット印刷装置の構成を示す図である。図１に示す
ように、本発明の第１の実施形態によるインクジェット
印刷装置は、レーザ光Ｌを出射する半導体レーザからな
るレーザ光源１と、レーザ光Ｌを平行光とするためのコ
リメータレンズ２と、ポリゴンモータ３により矢印Ａ方
向に回転駆動されてレーザ光Ｌを反射偏向するポリゴン
ミラー４と、ポリゴンミラー４により反射偏向されたレ
ーザ光Ｌを後述するインクジェットデバイス３０上の主
走査方向（図１における矢印ｘ方向）に結像させるため
のｆθレンズ６と、ポリゴンミラー４により反射偏向さ
れたレーザ光Ｌの一部を矢印ｘ方向とは反対方向に反射
するミラー７と、ミラー７により反射されたレーザ光Ｌ
を検出する同期検知センサ８と、インクジェットデバイ
ス３０のインク供給口３１にインクを供給するインクタ
ンク９と、印刷用紙１０を副走査方向（矢印ｙ方向）に
搬送する一対の給紙ローラ１１と、給紙ローラ１１を駆
動する給紙モータ１２と、インクジェットデバイス３０
のインクが突出する部分と対向する位置にあるプラテン
ローラ１３と、印刷がなされた印刷用紙１０を案内する
ガイドローラ１４とを備えてなる。

【００３８】図２は本発明の第１の実施形態によるイン
クジェット印刷装置を駆動する駆動回路の構成を示す概
略ブロック図である。図２に示すように、この駆動回路
は、パソコンなどの外部機器２０からの指示によりイン
クジェット印刷装置を駆動するものであり、外部機器２
０と接続されるインターフェース回路２１と、ポリゴン
モータ３の回転を制御するためのポリゴンモータ制御回
路２２と、レーザ光源１を駆動するためのレーザ駆動回
路２３と、給紙モータ１２を駆動するためのモータ駆動
回路２４と、同期検知センサ８からの検出信号が入力さ
れ、ポリゴンモータ制御回路２２、レーザ駆動回路２３
およびモータ駆動回路２４を制御する制御回路２５と、
インターフェース回路２１、ポリゴンモータ制御回路２
２、レーザ駆動回路２３、モータ駆動回路２４および制
御回路２５に電力を供給する電源回路２６とを備える。

【００３９】図３はインクジェットデバイス３０の構成
を示す部分斜視図である。図３に示すように、インクジ
ェットデバイス３０は、本体３２と、ノズル孔板３３
と、ガラス板３４とを備える。本体３２には、複数のイ
ンク流路３５と、インク供給口３１から供給されるイン
クを保持するインク溜まり３６と、インク供給口３１か
ら供給されるインクが直接インク流路３５に供給されな
いようにするための複数のバリア３７とが形成されてい
る。ノズル孔板３３は本体３２のインク流路３５に連通
する側面に配設されるものであり、複数のインク流路３
５に対応する位置に複数のノズル孔３８が形成されてい
る。なお、ガラス板３４は各インク流路３５を分離する
ために本体３２に接着されている。

【００４０】ノズル孔３８およびインク流路３５のピッ
チは任意に設定することができるが、２００〜４００ｄ
ｐｉの密度を有するものとすることが好ましい。

【００４１】ここで、インク溜まり３６にはインクタン
ク９よりインクが供給されていることから、インク流路
３５内のインクにはノズル孔３８に向けて与圧が作用し
ていることとなる。

【００４２】また、インク溜まり３６に供給されたイン
クの圧力は、バリア３７により拡散されるため、インク
の圧力は各インク流路３５に均一に作用する。したがっ
て、インクは各インク流路３５に均一に充填されること
となる。

【００４３】レーザ光Ｌは、ガラス板３４を介してイン
ク流路３５における一点鎖線で示す部分に選択的に点
灯、消灯を繰り返して照射される。ここで、本実施形態
においては、インクとしてカーボンなどの熱吸収材を分
散させたものを使用する。

【００４４】ここで、インク流路３５にレーザ光Ｌを照
射するに際しては、照射位置がノズル孔３８の近傍であ
ると突出するインクの量が少なくなり、逆に照射位置か
らノズル孔３８までの距離が長いと、インクとインク流
路内壁との流動摩擦が大きくなるため、インクの突出力
が減少してしまう。したがって、適切な量のインクを適
切な突出力により突出可能な位置にレーザ光Ｌが照射さ
れることとなる。

【００４５】なお、インクジェットデバイス３０として
は、図３に示すものに限定されるものではない。図４は
インクジェットデバイスの他の態様を示す図であり、
（ａ）は正面図、（ｂ）は平面図である。図４に示すイ
ンクジェットデバイス３０Ａは、インク流路３５を断面
半円形状とし、ノズル孔板３３を使用することなく本体
３２にインク流路３５に連通するノズル孔３８を直接形
成したものである。また、バリア３７の形状を長円柱状
としたものである。なお、図４（ｂ）に示す一点鎖線が
レーザ光Ｌの主走査線である。このように、本体３２に
直接ノズル孔３８を形成することにより、インク流路３
５とノズル孔３８との位置合わせを行う必要がなくな
り、これによりインクジェットデバイス３０の加工を容
易に行うことができる。

【００４６】図５はインクジェットデバイスのさらに他
の態様を示す図であり、（ａ）は拡大正面図、（ｂ）は
平面図である。図５に示すインクジェットデバイス３０
Ｂは、２つのインク供給口３１ａ，３１ｂからインク溜
まり３６にインクを供給するようにし、小型のバリア３
７を複数設けたものである。なお、図５（ｂ）に示す一
点鎖線がレーザ光Ｌの主走査線である。

【００４７】図６はインクジェットデバイスのさらに他
の態様を示す図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は
（ａ）のＩ−Ｉ線断面図である。図６に示すインクジェ
ットデバイス５０は、レーザ光Ｌの進行方向にインクを
突出させるものであり、本体５２と、ガラス板５４とを
備える。本体５２には、複数のインク流路５５と、イン
ク供給口５１から供給されるインクを保持するインク溜
まり５６と、ノズル孔５８とが形成され、さらに、ノズ
ル孔５８に対応する位置にチェンバー６０が形成されて
いる。そして、チェンバー６０にレーザ光Ｌを照射する
ことにより、チェンバー６０内において気泡Ｂ３を発生
させて、ノズル孔５８よりインクを突出させるようにし
たものである。

【００４８】図６に示すインクジェットデバイス５０に
おいては、インク流路５５を比較的短くすることができ
るため、インク流路におけるインク詰まりの発生を防止
することができる。また、本体５２に直接ノズル孔５８
を形成することにより、インク流路５５とノズル孔５８
との位置合わせを行う必要がなくなり、これによりイン
クジェットデバイス５０の加工を容易に行うことができ
る。

【００４９】ここで、本実施形態によるインクジェット
デバイス３０からのインクの突出動作について説明す
る。図７はインクの突出動作を説明するための図であ
る。まず、図７（ａ）に示すように、ガラス板３４を介
してインク流路３５にレーザ光Ｌが照射されると、レー
ザ光Ｌはインクに分散されている熱吸収材により熱に変
換され、複数の核気泡Ｂ１が発生する。さらに加熱を続
けると図７（ｂ）に示すように核気泡Ｂ１が集まって膜
気泡Ｂ２となる。そして、膜気泡Ｂ２が成長すると、図
７（ｃ）に示すように膜気泡Ｂ２の分のインクが矢印
Ｂ，Ｃ方向に押し退けられる。ここで、インクジェット
デバイス３０にはインクタンク９からインクが供給され
ているため、インク流路３５内のインクにはインク孔３
８に向けて与圧が作用されていることとなる。したがっ
て、インク流路３５内のインクは矢印Ｂ方向にのみ押し
退けられる。なお、この時点すなわちインクが突出する
直前に、レーザ光Ｌのインク流路３５への照射を終了す
る。

【００５０】これにより、図７（ｄ）および（ｅ）に示
すように、ノズル孔３８からインク滴３９が突出する。
突出と同時に膜気泡Ｂ２は収縮を始める。そして、突出
した分のインクが毛細管現象によってインク流路３５に
供給され、突出動作が終了する。

【００５１】なお、本実施形態においては、レーザ光Ｌ
の発振波長と、インクに含有される熱吸収材の波長熱吸
収特性のピーク波長とを一致させることが好ましい。す
なわち、熱吸収材の波長熱吸収特性は、図８のグラフＧ
１に示すようにある特定の波長において最も高くなるこ
とから、レーザ光Ｌの発振波長の特性が図８のグラフＧ
２に示すようにグラフＧ１のピーク波長と一致するよう
にレーザ光源を選択することにより、インクを効率よく
加熱することができる。なお、あるいは、先にレーザ光
源を選択しておき、レーザ光の発振波長の特性とピーク
波長が一致する波長熱吸収特性を有する熱吸収材を選択
してもよい。

【００５２】次いで、本実施形態の動作について説明す
る。

【００５３】まず、外部機器２０から印刷すべき画像デ
ータＳ０がインターフェース回路２１を介して制御回路
２５に入力される。画像データＳ０は制御回路２５にお
いて画像処理が施されて、画像処理後の画像データに基
づいて、レーザ駆動回路２３が制御されて、レーザ光源
１の点灯および消灯の制御が行われる。一方、制御回路
２５からの指示によりポリゴンモータ制御回路２２およ
びモータ駆動回路２４が制御されて、ポリゴンモータ３
および給紙モータ１２が駆動される。この給紙モータ１
２の駆動により、給紙ローラ１１が駆動されて、印刷用
紙１０が矢印ｙ方向に副走査される。

【００５４】レーザ光源１から出射されたレーザ光Ｌは
コリメータレンズ２により平行光とされ、ポリゴンモー
タ３により矢印Ａ方向に回転駆動されるポリゴンミラー
４によって反射偏向され、さらにｆθレンズ６を透過し
てインクジェットデバイス３０を主走査する。なお、レ
ーザ光Ｌの一部はミラー７により反射されて同期検知セ
ンサ８において検知される。同期検知センサ８からは同
期信号が出力され、この同期信号は制御回路２５に入力
され、ここで主走査開始点を表す同期信号として利用さ
れる。

【００５５】レーザ光源１はレーザ光Ｌが照射されるイ
ンク流路３５の位置に応じてその点灯および消灯が制御
されており、レーザ光Ｌが照射されたインク流路３５か
らは、図７に示すようにインク滴３９が突出し、これに
より印刷用紙１０に対して印刷が行われる。

【００５６】このように、本実施形態においては、レー
ザ光Ｌによりインク流路３５内のインクを加熱するよう
にしたため、従来のインクジェット印刷装置のように、
ヒータを用いてインクを加熱することにより生じるコゲ
現象を防止できる。したがって、本実施形態によれば、
コゲ現象によるインク突出不良を無くして、安定してイ
ンクを突出させることができる。また、従来のインクジ
ェット装置のようにヒータを設ける必要がないため、ヒ
ータに電力を供給するための配線が不要となり、これに
より、装置の製造コストを低減でき、さらにはヒータの
配線が不要であることから、装置をコンパクトに構成す
ることができる。

【００５７】また、インク流路３５の所定位置（図３に
示す一点鎖線の位置）にレーザ光Ｌを照射することによ
り、適切にインクを突出させることができる。

【００５８】さらに、インク流路３５内のインクはイン
クタンク９によりインク孔３８に向けて与圧が作用され
ているため、インクの逆流を防止でき、またノズル孔３
８に空気が入り込むことを防止することができる。

【００５９】また、インクに熱吸収材が含有されている
ため、インクを内部から加熱することができ、これによ
り、インクの突出速度を向上させ、印刷の高速化を図る
ことができる。

【００６０】ここで、一般的に知られているように、半
導体レーザのようなシングルモードレーザから発せられ
るレーザ光は、ガウシアンビームの伝搬理論にしたがっ
て広がり、その広がり角はビームウエストの半径に略反
比例する。ここで、ビームウエストの大きさは半導体レ
ーザを構成する半導体の活性領域の寸法により決定され
るが、半導体レーザの活性層は非対称の形状をなしてい
るため、レーザ光源１から発せられたレーザ光Ｌの断面
は、図９（ａ）、（ｂ）に示すように、楕円形状または
長円形状（以下長円形状とする）となる。このため、上
記実施形態においては、コリメータレンズ２を使用し
て、レーザ光Ｌの断面を略真円となるようにしている
が、コリメータレンズ２は非常に高価である。

【００６１】したがって、コリメータレンズ２を使用す
ることなく、レーザ光源１から発せられた断面が楕円形
状または長円形状のレーザ光Ｌをそのまま用いて、イン
クジェットデバイス３０にレーザ光Ｌの照射を行うよう
にしてもよい。

【００６２】この場合、各インク流路３５に照射される
レーザ光Ｌが重なり合わなければよいが、図１０の一点
鎖線に示すように、レーザ光Ｌの断面の長軸方向とイン
ク流路３５が延在する方向とを一致させることが好まし
い。なお、図１０においては、バリア３７の形状を円柱
状としている。

【００６３】このように、レーザ光Ｌの断面の長軸方向
をインク流路３５が延在する方向と一致させることによ
り、インク流路３５ひいてはノズル孔３８の間隔を小さ
くすることができ、これにより、得られる画像の解像度
を向上させることができる。

【００６４】なお、インク流路３５におけるレーザ光Ｌ
の照射位置は、インクを適切に突出可能な位置とする必
要があるが、図１０に示すように断面が楕円形状または
長円形状のレーザ光Ｌをインク流路３５に照射した場
合、レーザ光Ｌの照射範囲がインク流路３５の広範囲に
亘ることから、適切にインクを突出させることができな
くなるおそれがある。このため、図１１に示すように、
インク流路３５の所望位置にのみレーザ光Ｌが照射され
るように、ガラス板３４に断熱マスク板４１を配設する
ことが好ましい。なお、図３に示すインクジェットデバ
イス３０にも同様に断熱マスク板４１を設けてもよい。

【００６５】また、上記実施形態においては、インクに
熱吸収材を含有させてレーザ光Ｌの照射によりインク自
身で熱を発生させているが、熱吸収材を含有しないイン
クを用いることもできる。この場合、図１２に示すよう
に、ガラス板３４のインク流路３５に対応する位置に光
を吸収して熱に変換する熱変換部材４２を設ければよ
い。

【００６６】ここで、熱変換部材４２は、炭素を含んだ
樹脂やガラスからなる。炭素を含んだガラスは、水にガ
ラス粉を分散させたガラスペーストに炭素微粒子を分散
させたものを焼成することにより形成できる。また、薄
い金属板に炭素微粒子を含んだ炭素系塗料を塗布するこ
とにより熱変換部材４２を形成してもよい。

【００６７】このように、熱吸収材を含有しないインク
を使用して、インクジェットデバイス３０に熱変換部材
４２を設けることによっても、レーザ光Ｌの熱変換部材
４２への照射によって、インク流路３５内のインクが加
熱されるため、上記図７に示すように気泡を発生させ
て、ノズル孔３８からインクを突出させることができ
る。

【００６８】なお、コリメータレンズ２を使用すること
なくレーザ光Ｌをインク流路３５に照射する場合におい
ては、図１３に示すように、インク流路３５上において
適切にインクを突出可能な所定位置に熱変換部材４２を
設けることが好ましい。

【００６９】ところで、各インク流路の加工精度の誤差
により、各インク流路を完全に同一寸法に形成すること
は非常に困難である。このため、同一光量の光を照射し
ても、突出されるインクの量が全てのインク流路におい
て同一とはならないものである。例えば、インク流路が
細ければ、インクと流路内壁との流動摩擦が増加して、
インクの突出力が低下し、その結果インク突出量が少な
くなる。したがって、各インク流路に照射される光の光
量すなわちインクへの加熱量を、インク流路毎に制御可
能とすることが好ましい。

【００７０】具体的には、熱吸収材を含有させたインク
を使用する場合には、インク流路３５の加工誤差に応じ
て、各インク流路３５に照射されるレーザ光Ｌの光量を
変更すべく、図１４に示すように断熱マスク板４１によ
り各インク流路３５毎にレーザ光Ｌの照射面積を変更す
る。ここで、各インク流路３５におけるレーザ光Ｌの照
射面積が大きいほどインクへの加熱量が大きくなること
から、細いインク流路３５ほどレーザ光Ｌの照射面積を
大きくすることにより、各インク流路３５から突出され
るインク量を略一定のものとすることができる。

【００７１】なお、熱吸収材を含有しないインクを使用
する場合には、インク流路３５の加工誤差に応じて、各
インク流路３５のインクに加えられる熱量を変更すべ
く、図１５に示すように各インク流路３５毎に熱変換部
材４２の面積を変更する。これにより、各インク流路３
５における熱変換部材４２の面積が大きいほどインクへ
の加熱量が大きくなることから、細いインク流路３５ほ
ど熱変換部材４２の面積を大きくすることにより、各イ
ンク流路３５から突出されるインク量を略一定のものと
することができる。

【００７２】なお、インク流路毎にレーザ光Ｌの光量を
変更することによっても、各インク流路３５に照射され
るレーザ光Ｌの光量を変更できる。

【００７３】また、上述した各インクジェットデバイス
においては、レーザ光源１から発せられるレーザ光Ｌを
インク流路３５に照射しているが、図１６に示すよう
に、レーザ光源１に代えて、各インク流路３５に対応す
る発光素子４６をライン状に配列した発光素子アレイ４
７を用いて各インク流路３５に光を照射してもよい。こ
のように、発光素子アレイ４７を使用することにより、
レーザ光Ｌを偏向させるためのポリゴンミラー４等を設
ける必要がなく、また、光路長も必要でないため、装置
を簡易かつコンパクトに構成することができる。さら
に、レーザ光Ｌを用いた場合と比較して、レーザ光Ｌを
走査する必要がないため、印刷を高速に行うことができ
る。

【００７４】次いで、本発明の第２の実施形態について
説明する。上記第１の実施形態においては、１つのイン
クジェットデバイス３０のみを使用して単色にて印刷を
行うインクジェット印刷装置について説明したが、第２
の実施形態によるインクジェット印刷装置は複数のイン
クジェットデバイスを使用してカラー印刷を行うもので
ある。図１７は、本発明の第２の実施形態によるインク
ジェット印刷装置の要部構成を示す図である。図１７に
示すように、本発明の第２の実施形態によるインクジェ
ット印刷装置は、レーザ光源１と、不図示のポリゴンモ
ータにより矢印Ｅ方向に回転駆動されるポリゴンミラー
４４と、シアン、マゼンタおよびイエローのそれぞれの
色に対応したインクを突出させるインクジェットデバイ
ス６１，６２，６３とを備えてなる。なお、インクジェ
ットデバイス６１，６２，６３の構成については、上記
図３から図６および図１０から図１５のいずれのものを
も採用することができる。

【００７５】ポリゴンミラー４４は、その回転軸Ｄに対
する傾斜角度が異なる３つの面４４ａ，４４ｂ，４４ｃ
をこの順序で連続して配列した６つの反射面を有する。
ここで、面４４ａの傾斜角度θ１は面４４ａに照射され
たレーザ光Ｌがインクジェットデバイス６１に向けて反
射される角度、面４４ｂの傾斜角度θ２は面４４ｂに照
射されたレーザ光Ｌがインクジェットデバイス６２に向
けて反射される角度（ここでは０度）、面４４ｃの傾斜
角度θ３は面４４ｃに照射されたレーザ光Ｌがインクジ
ェットデバイス６３に向けて反射される角度である。

【００７６】次いで、第２の実施形態の動作について説
明する。図１８は第２の実施形態の動作説明図である。
レーザ光源１から出射されたレーザ光Ｌは矢印Ｅ方向に
回転駆動するポリゴンミラー４４に照射される。ポリゴ
ンミラー４４の面４４ａに照射されたレーザ光Ｌは図１
８（ａ）に示すようにレーザ光Ｌに対して角度θ１の反
射角度により反射される。そしてこの反射光Ｌ１は、シ
アンに対応するインクジェットデバイス６１を走査し、
これにより、印刷用紙にはシアンのインクによる印刷が
行われる。

【００７７】ポリゴンミラー４４がさらに回転すると、
レーザ光Ｌはポリゴンミラー４４の面４４ｂに照射され
る。面４４ｂに照射されたレーザ光Ｌは図１８（ｂ）に
示すようにレーザ光Ｌに対して角度θ２（＝０度）の反
射角度により反射される。そしてこの反射光Ｌ２は、マ
ゼンタに対応するインクジェットデバイス６２を走査
し、これにより、印刷用紙にはマゼンタのインクによる
印刷が行われる。

【００７８】ポリゴンミラー４４がさらに回転すると、
レーザ光Ｌはポリゴンミラー４４の面４４ｃ照射され
る。面４４ｃに照射されたレーザ光Ｌは図１８（ｃ）に
示すようにレーザ光Ｌに対して角度θ３の反射角度によ
り反射される。そしてこの反射光Ｌ３は、イエローに対
応するインクジェットデバイス６３を走査し、これによ
り、印刷用紙にはイエローのインクによる印刷が行われ
る。

【００７９】以下、ポリゴンミラー４４の回転に応じて
インクジェットデバイス６１，６２，６３に対して反射
光Ｌ１〜Ｌ３が交互に走査されてカラー印刷が行われ
る。

【００８０】ここで、第２の実施形態においては、イン
クジェットデバイス６１，６２，６３から突出される各
色のインクが同一の走査ライン上に位置するように、印
刷用紙の副走査が制御される。

【００８１】なお、上記第２の実施形態においては、シ
アン、マゼンタおよびイエローの３色の印刷を行うイン
クジェット印刷装置について説明したが、これらの３色
にブラックを加えて４色の印刷を行うこともできる。

【００８２】また、上記第２の実施形態においては、イ
エロー、マゼンタ、シアンの各色を混色して印刷を行っ
ているが、印刷される画像のカラーバランスを調整する
ために、各色のインクに対応したインクジェットデバイ
ス６１，６２，６３に照射される光の光量を、インクジ
ェットデバイス毎に制御して、インクジェットデバイス
６１，６２，６３のインクの突出量を変更することが好
ましい。この制御の態様としては、熱吸収材を含有させ
たインクを使用する場合には、図１４に示すような断熱
マスク板４１により、レーザ光Ｌの照射面積をインクジ
ェットデバイス６１，６２，６３毎に変更する。また、
熱吸収材を含有しないインクを使用する場合には、図１
５に示すような熱変換部材４２の面積をインクジェット
デバイス６１，６２，６３毎に変更する。さらに、イン
クジェットデバイス６１，６２，６３毎にレーザ光Ｌの
光量を変更してもよい。

【００８３】さらに、上記第２の実施形態においては、
レーザ光源１を用いてインクジェットデバイス６１，６
２，６３にレーザ光Ｌを照射しているが、各インクジェ
ットデバイス６１，６２，６３に、図１６に示す発光素
子アレイ４７を設けることにより、各インクジェットデ
バイス６１，６２，６３に光を照射してもよい。

【００８４】次いで、本発明の第３の実施形態について
説明する。図１９は、本発明の第３の実施形態によるイ
ンクジェット印刷装置の構成を示す概略図である。な
お、図１９においては、図１に示す第１の実施形態によ
るインクジェット印刷装置と同一の構成については同一
の参照番号を付し、詳細な説明は省略する。図１９に示
すように、第３の実施形態によるインクジェット印刷装
置は、ポリゴンモータ４におけるレーザ光Ｌの反射位置
と反射されたレーザ光Ｌの走査位置との距離が、走査ラ
イン上において同一となるように湾曲されたインクジェ
ットデバイス７０を備え、インクジェットデバイス７０
の曲率に適合するように印刷用紙をも湾曲させて矢印ｙ
方向に副走査するようにしたものである。

【００８５】ここで、インクジェットデバイス７０は、
レーザ光Ｌの進行方向にインクを突出させるものであ
り、上記図６に示すタイプのインクジェットデバイスと
同様のものが用いられる。なお、このインクジェットデ
バイス７０としては、インクに熱吸収材を含有させたも
の、および熱吸収材が含有されていないインクを使用し
てレーザ光Ｌの走査位置に熱変換部材を設けるものであ
ってもよい。

【００８６】このように、第３の実施形態においては、
インクジェットデバイス７０を湾曲させるとともに、印
刷用紙をも湾曲させて印刷を行うものであるため、上記
第１の実施形態のように、高価なｆθレンズを設ける必
要がなくなり、これにより装置の製造コストを低減する
ことができる。また、ｆθレンズ特有の歪みもなくなる
ため、画像の直線性も良好なものとすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態によるインクジェット
印刷装置の構成を示す図

【図２】本発明の第１の実施形態によるインクジェット
印刷装置を駆動する駆動回路の構成を示す概略ブロック
図

【図３】インクジェットデバイスの構成を示す部分斜視
図

【図４】インクジェットデバイスの他の態様を示す図

【図５】インクジェットデバイスの他の態様を示す図

【図６】インクジェットデバイスの他の態様を示す図

【図７】インクの突出動作を説明するための図

【図８】熱吸収材の波長熱吸収特性、およびレーザ光の
発振波長を示すグラフ

【図９】レーザ光の断面形状を示す図

【図１０】長円形状の断面を有するレーザ光をインクジ
ェットデバイスに走査する状態を示す部分斜視図

【図１１】断熱マスク板を備えたインクジェットデバイ
スの構成を示す部分斜視図

【図１２】熱変換部材を備えたインクジェットデバイス
の構成を示す部分斜視図

【図１３】熱変換部材を備えたインクジェットデバイス
の構成を示す部分斜視図

【図１４】各インク流路へのレーザ光の照射面積を変更
するようにしたインクジェットデバイスの構成を示す部
分斜視図

【図１５】インク流路毎に熱変換部材の面積を変更する
ようにしたインクジェットデバイスの構成を示す部分斜
視図

【図１６】発光素子アレイによりインク流路に光を照射
するようにしたインクジェットデバイスの構成を示す部
分斜視図

【図１７】本発明の第２の実施形態によるインクジェッ
ト印刷装置の要部構成を示す図

【図１８】第２の実施形態の動作を説明するための図

【図１９】本発明の第３の実施形態によるインクジェッ
ト印刷装置の構成を示す図

【図２０】従来のインクジェットデバイスにおけるイン
クの突出動作を説明するための図

【符号の説明】

１レーザ光源２コリメータレンズ３ポリゴンモータ４，４４ポリゴンミラー６ｆθレンズ７ミラー８同期検知センサ９インクタンク１０印刷用紙１１給紙ローラ１２給紙モータ１３プラテンローラ１４ガイドローラ３０，３０ａ，３０ｂ，５０，６１，６２，６３，７０
インクジェットデバイス３１，５１インク供給口３２，５２本体３３ノズル孔板３４ガラス板３５，５５インク流路３６，５６インク溜まり３７バリア３８，５８ノズル孔４１断熱マスク板４２熱変換部材４６発光素子４７発光素子アレイ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 2C056 EA01 EA11 EA21 EA24 EB03 EB06 EC06 EC37 FA03 FA13 HA05 HA17 2C057 AF02 AF65 AF91 AG05 AG08 AG16 AG30 AG99 AH20 AL03 AL40 AM03 AM40 AN01 AR12 BA03 BA13

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ノズル孔を有する複数のインク流路を
並設させてなるライン状インクジェットデバイスを備え
たインクジェット印刷装置において、前記各インク流路に選択的に光を照射することにより、
該各インク流路内のインクを加熱して、該各インク流路
に供給されたインクを前記ノズル孔から突出させる光照
射手段を備えたことを特徴とするインクジェット印刷装
置。
【請求項２】前記光を吸収して熱に変換する材料が
前記インクに含有されてなることを特徴とする請求項１
記載のインクジェット印刷装置。
【請求項３】前記各インク流路の所定位置にのみ前
記光を照射するよう、前記インク流路に照射される光を
遮光する遮光部材が設けられてなることを特徴とする請
求項２記載のインクジェット印刷装置。
【請求項４】前記各インク流路の前記光が照射され
る部分に、前記光を吸収して熱に変換する熱変換部材が
設けられてなることを特徴とする請求項１記載のインク
ジェット印刷装置。
【請求項５】前記熱変換部材が、前記各インク流路
の所定位置にのみ設けられてなることを特徴とする請求
項４記載のインクジェット印刷装置。
【請求項６】前記各インク流路内のインクを前記イ
ンク孔に向けて与圧する与圧手段をさらに備えたことを
特徴とする請求項１から５のいずれか１項記載のインク
ジェット印刷装置。
【請求項７】前記光照射手段は、レーザ光を発する
半導体レーザ光源と、該レーザ光源を前記各インク流路
が並設する方向に偏向する偏向手段とを備えてなること
を特徴とする請求項１から６のいずれか１項記載のイン
クジェット印刷装置。
【請求項８】前記光照射手段は、前記レーザ光の断
面形状の長軸方向と前記各インク流路が延在する方向と
が一致するように、前記レーザ光を前記各インク流路に
照射する手段であることを特徴とする請求項７記載のイ
ンクジェット印刷装置。
【請求項９】前記光照射手段は、前記複数のインク
流路のそれぞれに光ビームを照射する複数の発光素子
を、前記各インク流路が並設される方向に並設した発光
素子アレイを備えてなることを特徴とする請求項１から
６のいずれか１項記載のインクジェット印刷装置。
【請求項１０】前記各インク流路内のインクに対す
る加熱量を、前記インク流路毎に制御可能としたことを
特徴とする請求項１から９のいずれか１項記載のインク
ジェット印刷装置。
【請求項１１】前記ライン状インクジェットデバイ
スを複数備え、該複数のライン状インクジェットデバイ
スのそれぞれに異なる色のインクが供給されてなること
を特徴とする請求項１から１０のいずれか１項記載のイ
ンクジェット印刷装置。
【請求項１２】前記各ライン状インクジェットデバ
イスのインクに対する加熱量を、前記インクジェットデ
バイス毎に制御可能としたことを特徴とする請求項１１
記載のインクジェット印刷装置。