JP2004291658A - カラーインクジェット記録装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】記録部26は、記録媒体Paの被記録部をカバーするように長尺化されたマルチノズル型インクジェット記録ヘッドを複数個配列し、該マルチノズル型インクジェット記録ヘッドのノズル面に相対する位置に搬送される記録媒体に対してインク液噴射記録を行う。記録ヘッドに連通手段24を介してインク容器27を接続してなるインク供給手段を有し、インク供給手段のうち少なくともインク容器27は、前記マルチノズル型インクジェット記録ヘッド26より下方に配置した。
【選択図】図6
Description
図1において、16は流路、17はノズル、18は共通液室、19は天井板、20は接合層、21は流路障壁である。この例では3ノズル分のみ示しているが、実際には、後述するように記録媒体の被印写幅をカバーするように長尺化されたマルチノズル型インクジェット記録ヘッドであり、矢印方向(記録媒体の被印写幅方向)にノズルが数千〜数万配列されている。
図2において、1は発熱体基板、2は第1電極(制御電極)、3は第2電極(アース電極)、4,5はボンディングパッド、7は基板、8は蓄熱層(SiO2)、9は発熱体(HfB2)、10は電極(Al)、11は保護層(SiO2)、12は電極保護層(Resin)、13はさらに別の保護層、14は発熱体部、15は電極部である。なお、煩雑を避けるため図2(A)には要部となる発熱体と電極部のみを示している。
また、この例のように、1つ1つの発熱体を独立に駆動するような構成ではなく、マトリックス駆動を行う構成としてもよい。このような発熱体9の列は、例えば、その配列密度は、400dpi〜2400dpiとされ、また、必要とされる記録媒体の印写幅に応じて、数千〜数万個設けられる。
本発明の実施例では、HfB2を2000Å(0.2μm)の厚さにスパッタリングした例を示した。
保護層11を構成する材料として有用なものには、例えば、酸化シリコン、窒化シリコン、酸化マグネシウム、酸化アルミニウム、酸化タンタル、酸化ジルコニウム等があげられ、電子ビーム蒸着やスパッタリング等の手法を用いて形成することができる。また、炭化ケイ素、酸化アルミニウム(アルミナ)等のセラミック材料も好適に用いられる材料である。
保護層11の膜厚は、通常0.01μm〜10μm、好適には0.1μm〜5μm、最適には0.1μm〜3μmとされるのが望ましい。本発明では、スパッタリングにより、SiO2を1.2μm形成した。
図3において、19は天井板、20は接合層、21は流路障壁、22はフォトレジスト、23はフォトマスクである。
(1)発熱体基板を用意する(図3(A))。
発熱体基板1は、基板7に発熱体9と発熱体9を保護絶縁する薄膜からなる保護層11が形成されている。
(2)発熱体基板にフォトレジストをコーティングする(図3(B))。
図3(A)に示した発熱体基板1の上に、例えば、粘度が1000〜2000cP(センチポアーズ)のフォトレジスト22をスピンコーティング、ディップコーティングあるいはローラーコーティングによって5μm〜30μm程度の厚さにコートする。この厚さは、最終的に流路障壁21の高さになり、発熱体9の配列密度(印写密度)によってその高さも変わってくる。20μm以上の厚さのフォトレジスト22の層を得たい場合には、液状のフォトレジストではなく、ドライフィルムタイプのフォトレジストを用いればよい。続いて、図3(B)に示すように、発熱体基板1面に設けたフォトレジスト22上に所定のパターンを有するフォトマスク23を重ね合わせた後、該フォトマスク23の上部から露光を行う。このとき、発熱体9の設置位置と前記パターンの位置合わせを行っておく必要がある。
フォトレジスト22、露光したフォトレジスト22の未露光部を炭酸ナトリウム水溶液などのアルカリ現像液により除去し、流路障壁21を形成する。除去部分は発熱体9を有する凹部となり、流路16、共通液室18を構成する。
(4)流路ならびに共通液室の天井となる基板を作成する(図3(D))。
流路16、共通液室18の天井となる基板は、接合層20とガラス基板とが接合したもので、ガラス基板は天井板19となる。
発熱体基板1と天井板19となるガラス基板とをフォトレジスト22と接合層20を向かい合わせて接合する。その際、熱硬化処理(例えば、150℃〜250℃で30分〜60分加熱)、または紫外線照射(例えば、50mW/cm2〜200mW/cm2、またはそれ以上の紫外線強度)を行い、耐インク性向上ならびに接合強度向上をはかる。
最後に、発熱体9側の開口近傍のy−y線部分を、ダイシングによって切断し、ノズル(吐出口)17を形成し、インクジェット記録ヘッドとして完成する。
なお、他の製作手段としては、流路ならびに共通液室部をポリサルフォン、ポリエーテルサルフォン、ポリフェニレンオキサイド、ポリプロピレン、ポリイミドなどの樹脂の一体成形で製作する方法がある。
また、流路先端部に樹脂フィルムを配し、エキシマレーザー等の手段で吐出口を穿孔し、ノズル形成を行う手段も好適に用いられる。エキシマレーザーによる吐出口穿孔方法はマスク形状によって任意の形状のノズルが形成できるので、丸形状にしたり、多角形、あるいは星型の放射状形状等、インク吐出特性との関係を考慮してその形状を決定できるので有利な方法といえる。この場合もポリサルフォン、ポリエーテルサルフォン、ポリフェニレンオキサイド、ポリプロピレン、ポリイミドなどの樹脂が良好に使用できる。
図4において、31はインク、32は気泡、33は吐出口、34は流路、35は発熱体基板、36は発熱体、37は第1電極(制御電極)、38は第2電極(アース電極)、39はインク滴である。発熱体36には、第1電極37、第2電極38を介し画像情報に応じて信号パルスが入力され、該入力パルスに応じてインク中で気泡32が発生し、該気泡の作用力により、流路34のインク31の一部が、吐出口33より、インク滴39として噴射され、記録媒体(例えば紙)に記録するというものである。
また上記説明はインクジェット記録ヘッドの製作方法も含めて、すべてサーマルインクジェット方式の例をもとに行ったが、ピエゾ素子を利用するようなインクジェット方式であってもよい。
記録部26は、各記録ヘッド70C、70M、70Y、70Bと、後述する加熱式定着装置76とを内蔵するヘッドブロック72を備えている。ヘッドブロック72は、記録媒体(用紙Pa)の搬送路に沿った両端部にそれぞれ設けられる突起部72Aを介して記録部26内部に支持されている。
また、記録ヘッドがイエロー、マゼンタ、シアンの3色の各インクジェット記録ヘッドからなるカラーインクジェット記録装置においては、色毎のインクジェット記録ヘッドをイエロー、マゼンタ、シアンの順に配列する。そしてこの際、3色の各インクジェット記録ヘッドにそれぞれの色のインクを供給するためのインク容器の配列もイエロー、マゼンタ、シアンの順にする。
なお、記録ヘッド70C、70M、70Y、70Bは、インクを吐出するものに限られることなく、例えば、少なくとも1つの記録ヘッドが、インクを不溶化する処理液を吐出するものであってもよい。あるいは、インク吐出前に用紙Paに用紙Pa上で画素が必要以上に広がったりにじんだりしないようにするための処理液を吐出するものであってもよい。
しかし、このインクが付着してから定着するまでの時間、つまり、定着速度は、被記録材の構成・物性に大きく依存されるだけでなく、外部雰囲気の状態によっても大きく左右される。また、自然に定着する速度は、物理特性によってある時間より短くすることはできない。
上述したように、インクが被記録材上に付着し浸透する速度は、また、使用するインクの組成によっても大きく変わる。
従来のシリアルスキャン記録装置では、そのような定着性は、記録速度の関係上ある程度簡単な構成で対処できるものが多かった。
加熱式定着装置76は、例えば図5に示されるように、搬送路における記録ヘッド70Bに対して下流側とし、かつ、比較的近い位置に対応して設けられている。今ここでは加熱式定着装置76として、ハロゲンヒータ84と、ハロゲンヒータ84からの熱線を反射させる反射板82とよりなる例を示す。
ここでは加熱式定着装置76として、加熱部としてのハロゲンヒータ84と、ハロゲンヒータ84からの熱線を反射させる反射板82と、ハロゲンヒータ84と搬送路との間を仕切る加熱部遮蔽部材86と、ハロゲンヒータ84からの熱の記録ヘッド70Bへの熱伝達を断つ断熱部としての断熱装置78とを含んで構成されているものを例としてあげたが、他の例としてセラミックヒータを利用しても良好に定着を行うことができる。
従来、いわゆる複写機と称するものは、一般に電子写真方式によるものを指している。このような電子写真方式は、広く普及してはいるものの、原理が複雑で装置も大変大掛かりなものになるという欠点がある。一方、インクジェット記録はその原理が簡単で、これを記録原理として複写装置を構成すると従来にはない画期的にシンプルな複写装置が実現できる。
スキャナ部102は、原稿Boの複写されるべき画像を読み取る原稿走査ユニット104と、原稿走査ユニット104を図6の矢印Sの示す方向、及びその反対方向に沿って移動可能に支持するガイドレール112と、図示が省略されるが、ガイドレール112に支持される原稿走査ユニット104を例えば、図6に実線で示される位置と二点鎖線で示される位置との間を所定の速度で往復動させる駆動部とを含んで構成されている。
原稿走査ユニット104が、駆動部により、透明な材料で作られる原稿台116上の原稿Boの画像を読取るべく矢印Sの方向に移動走査せしめられる場合、露光ユニット108内の露光ランプが点灯され、原稿Boからの反射光がロッドアレイレンズ106により導かれてラインセンサ110に集光される。ラインセンサ110は、その反射光があらわすカラー画像情報をカラー別に読取り、電気的なディジタル信号に変換し、それを後述するインクジェットプリンタ部118における制御ユニットに画像データとして供給する。従って、後述する記録部26における各カラー別の各記録ヘッドは、それぞれ、これらの画像データに基づく駆動制御パルス信号に応じて記録に用いられる液体、例えば、異なる色のインクの吐出を行うものとされる。
インクジェット記録方式ではインクの小液滴が飛翔され、それが紙等の記録用紙面に付着せしめられて記録を行うものなので、用紙Paは、インクが用紙面で必要以上ににじんで印字がぼけたりしないものであることが必要である。また、用紙Paは、用紙Paに付着したインクが、速やかにその内部に吸収されるような特質を有するものが好適とされる。用紙Paは、特に異なる色のインクが、短時間内に用紙Paにおける同一箇所に重複して付着した場合でもインクの流れ出しおよびしみ出しの現象がなく、しかも印字ドットの広がりを、画質の鮮明さを損なわない程度に抑えられるような特質を有するものが好適とされる。
上述した特質を満足する用紙としては、基紙の上に上述の特質が得られるようなコーティング(例えば、微粉ケイ酸)を施した用紙が用いられてもよい。
前述のように本発明では、インク容器27を装置の下部に配置し、電装系ユニット60やスキャナ部102が不慮の事故によって冠水(インク)し、それによって、破損/故障することを防いでいるが、ここでは、さらに他の安全策として、インク容器27を装置の電装系ユニット60やスキャナ部102から確実に離間するような構成例を示したものである。
図7は、第1の離間壁52Aを装置に配した例であり、図8は第2の離間壁52Bとし、インク容器27を完全に別室とした例である。
図8のように完全に別室となるような離間壁構造とすると、インク容器27へのインク補給等は、その部分のみ装置の側壁の開閉を行うだけでよい。よって、インク補給時に不必要な部分まで装置の内部を開ける必要がないので、インク漏れ、あるいはインク噴出等の不慮の事故による電装系ユニット60やスキャナ部102の保護がより確実なものとなる。
図6〜図8に本発明では底板51を設ける例を示した。このような底板51は、一般に電子写真方式の複写機あるいはプリンタ等を構成する場合、装置の剛性が維持できるのであれば設ける必要はない。しかしながら本発明では、インクという液体を大量に扱うので万が一インクが漏れた場合、漏れたインクが床に落ち、床を汚すので、それを防止するために底板51を設けている。このように底板51を設けると、万が一インクが漏れた場合でも底板51でインクの床への落下を阻止できるだけではなく、図6〜図8に示したように、インク容器27あるいはそれを保持するインク容器トレイ29やポンプ25等、本発明の記録装置、複写機を構成する部品/ユニットも設置できるというメリットがある。
Claims (1)
- 複数個のノズルを、記録媒体の被印写幅をカバーするように配列するとともに、1ノズルあたり30kHzまでの頻度でインクをオンデマンドで噴射するマルチノズル型インクジェット記録ヘッドを、各色に応じて独立して設けられたインク容器から供給される3色以上の複数色のインクを噴射するように複数個配列固定し、該複数個のマルチノズル型インクジェット記録ヘッドのノズル面に相対する位置でかつ隣接して前記記録媒体を搬送し、3色以上のインクの重ね合わせによるインク滴噴射記録を行うカラーインクジェット記録装置において、前記記録媒体の被印写面は、表面に印字ドットの広がりを抑える微粉をコーティングしてあるとともに、前記記録媒体の記録後の被記録面側から非接触加熱乾燥を行うための加熱乾燥手段を有し、該加熱乾燥手段は、前記記録媒体の被記録部の幅より大きい範囲をカバーする加熱能力を有し、前記記録媒体の搬送経路において前記マルチノズル型インクジェット記録ヘッドの下流側でかつ前記記録媒体の上側に配置したことを特徴とするカラーインクジェット記録装置。
Priority Applications (1)
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2004
- 2004-07-26 JP JP2004217471A patent/JP2004291658A/ja active Pending
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