JP2920945B2 - 印字記録方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、インクジェット方式による印字記録方法に
関する。

従来の技術 従来、普通紙への印字記録技術としては、ノズルから
インクの小滴を噴出して画像を形成するインクジェット
方式や、トナーロール上のワックスをサーマルヘッドの
熱によって溶かし、紙に転移することによって画像を形
成する熱転写方式などが知られている。

発明が解決しようとする課題 しかしながら、熱転写方式では、印字する面積に等し
い面積のドナーロールを必要とするため、１個のドナー
ロールでは少数のプリントしかできず、高速化のためラ
インプリンターとすると大型のドナーロールを必要とす
るため、小型化することができない。また、カラー画像
の形成のためには、色の数だけのドナーロールを必要と
するため、更に大型化するという欠点があった。

一方、インクジェット方式では、インクを使用するた
め小型化可能であるという長所を有しているが、インク
がノズルの先端で乾いて目詰まりを生じ易く、印字がで
きなくなって信頼性に劣るという問題があり、一方、目
詰まりを防止する目的で乾燥しにくいインクを使用する
と、紙への定着性が悪くなるという問題があった。ま
た、OHPシートのようにインクを吸収しない印字対象物
への印字ができないという欠点もあった。また多くのイ
ンクジェット方式では、ノズルを使用するため、精密で
高価な加工を行って小さな穴を形成した装置を使用する
必要があった。

本発明は、従来のインクジェット方式における上記の
ような問題点を改善することを目的としてなされたもの
である。

すなわち、本発明の目的は、記録ヘッドとしてスリッ
トを有するものを用いたインクジェットプリンターを使
用して印字を行う印字記録方法を提供することにある。

課題を解決するための手段及び作用 本発明のインクジェットプリンターによる印字記録方
法は、スリットの少なくとも一方の側の先端部に熱エネ
ルギーを付与する機構を有する記録ヘッドを備えたイン
クジェットプリンターを用い、該記録ヘッドに、常温で
液状であって加熱後冷却することによって固形樹脂状物
を形成するインクを供給し、スリットからインクの小滴
を印字対象物上に噴射して印字を行う印字記録方法であ
り、そして、スリットは、熱エネルギーが付与されない
場合、その先端がインクによって形成された固形樹脂状
物によって閉塞されており、該スリット先端部の所定の
部分に熱エネルギーを印加することによって固形樹脂状
物を溶融し、インクをスリットの加熱された部分から噴
射させることを特徴とする。

本発明において、インクとしては、常温で液状であっ
て加熱後冷却することによって固形樹脂状物を形成する
ものが用いられる。例えば、熱可塑性樹脂を揮発性溶剤
に溶解したもの、加熱によって反応を生じ、熱可塑性樹
脂を形成する液状物質、例えば液状モノマー組成物、或
いは混合し、加熱することによって反応して熱可塑性樹
脂よりなる固形樹脂状物を形成する二種以上の液状成分
よりなるものが使用される。これ等インクは、着色剤に
よって着色されていてもよい。

更に具体的に説明すると、熱可塑性樹脂を揮発性溶剤
に溶解したタイプのインクにおいて、熱可塑性樹脂とし
ては、ナイロン、ポリビニルブチラール、ポリカーボネ
ート等が使用でき、揮発性溶剤としてはメタノール、シ
クロヘキサノン、モノクロルベンゼン、塩化メチレン等
が使用できる。

また、加熱によって反応を生じ、熱可塑性樹脂を形成
する液状モノマー組成物よりなるインクとしては、メタ
クリル酸メチルと過酸化ベンゾイルの混合物、アクリル
ポリオールとイソシアネート等があげられる。

更に、混合し、加熱することによって反応して熱可塑
性樹脂よりなる固形樹脂状物を形成する二種以上の液状
成分よりなるインクとしては、メタクリル酸メチルと過
酸化水素水の組合わせ、スチレンモノマーと希硫酸の組
合わせ、シアノアクリル酸エステルと水の組合わせなど
が使用できる。

本発明の印字記録方法に使用するインクジェットプリ
ンターは、スリットの少なくとも一方の側の先端部に熱
エネルギーを付与する機構を有する記録ヘッドを備え、
そして記録ヘッドにインクを供給する機構と、該インク
に力を加える機構とを有している。

また、インクとして、混合し、加熱することによって
反応して熱可塑性樹脂よりなる固形樹脂状物を形成する
二種以上の液状成分よりなるインクを使用する場合に
は、インクジェットプリンターの記録ヘッドは、二種類
の液状インク成分を分離した状態でスリット先端部に導
入するための分離機構を有するものが使用される。

本発明に使用されるインクジェットプリンターにおい
て、記録ヘッドは、全てを一つのスリットで形成しても
よく、或いは、加工などの理由により、２ドット以上の
大きさの複数のスリットで構成されてもよい。

また、熱エネルギーを付与する機構としては、印字す
る部分を加熱できるものであれば如何なるものでもよ
い、例えば、複数の感熱素子を備え、所定の位置を加熱
するよう制御することができるサーマルヘッドが好まし
く使用できる。

本発明において、インクの噴出方法としては、圧電素
子を用いたオンデマンド方式に限らず、電磁気力によっ
てインクをスリットから紙に引き寄せる方法や、サーマ
ルヘッドや火花によって蒸発又は分解して気化させ、そ
の圧力によってインクを噴出させる方法など、噴出した
インクを再利用しないタイプの全てのインクジェット方
式を用いることができる。

また、インクに付与する圧力や電磁気力による引力
は、連続的に与える必要はない。例えば、パルス状に断
続的な圧力や引力を与えてもよく、その場合には、力が
加わったときにインクが飛翔し、力が加わらなくなった
ときに固形樹脂状物が形成される。このパルス状に断続
的な圧力や引力を与える方法は、インクに、蒸発速度の
遅い溶剤を使用した場合、或るいは反応速度の遅いモノ
マーを使用した場合に有利である。何故ならば、力を連
続的に加える場合よりも固化する時間を長くとることが
できるからである。

本発明の印字記録方法において、印字を行わない場合
は、スリット先端はインクによって形成された固形樹脂
状物によって閉塞されている。例えば、インクが熱可塑
性樹脂を揮発性溶剤に溶解したタイプの場合は、溶剤が
蒸発することによって残留した熱可塑性樹脂により、ま
た、インクが液状モノマー組成物である場合には、モノ
マーの熱による重合反応によって形成した熱可塑性樹脂
により、先端部が閉塞されている。また、インクが二種
以上の液状インク成分よりなる場合には、記録ヘッドに
供給された各成分が、スリット先端部で混合され、加熱
によって反応して熱可塑性樹脂を形成し、スリット先端
部を閉塞する。

印字の制御は、例えば圧電素子により圧力を付与して
インクを記録ヘッドに供給しながら、例えばサーマルヘ
ッド等の熱エネルギーを付与する機構によってスリット
の所定の部分を加熱することによって行う。サーマルヘ
ッドの熱によって、先端を塞いでいる固形樹脂状物が溶
融し、溶融した樹脂状物がスリットから噴出して紙等の
印字対象物上に飛翔し、そこで定着する。また、その際
スリットに新たに供給されたインクは、スリットの先端
部でサーマルヘッドの余熱によって固形樹脂状物にな
り、その部分が引き続き加熱されている場合には、その
まま印字対象物上に飛翔し、定着する。また、スリット
の加熱が停止された場合には、その場（スリット先端）
で固形樹脂状物を形成し、スリット先端を閉塞する。

また、二種以上の液状インク成分よりなるインクが供
給されている場合には、新たに供給された各液状インク
成分は、スリット先端部で混合して反応し、固形樹脂組
成物を形成する。そしてその部分が引き続き加熱されて
いる場合には、そのまま印字対象物上に飛翔し、定着す
る。また、スリットの加熱が停止された場合には、その
場（スリット先端）で固形樹脂状物を形成し、スリット
先端を閉塞する。

なお、本発明において、インクとして液状モノマー組
成物又は二種類の液状インク成分を使用する場合には、
反応を進行させるために、スリットの先端に光を当て
て、反応エネルギーを与えたり、或いは、スリット先端
部に反応を促進する触媒を設けることも可能である。

また、定着性をあげるために印字後、印字対象物上の
樹脂が柔らかな間にローラー等で圧力を加えてもよい。

実施例 以下、本発明の実施例を図面を参酌して説明する。

第１図及び第２図は、本発明の印字記録方法に使用す
るインクジェットプリンターの記録ヘッドの断面図で、
第１図は、スリット先端部が樹脂状固形物によって閉塞
している状態を示し、第２図は記録ヘッドからインクが
噴出している状態を示す。また第３図は印字が行われて
いる状態の記録ヘッドを印字対象物側から見た図であ
り、第４図は第１図の記録ヘッドの斜視図である。

図中、１は紙などの印字対象物、２はサーマルヘッ
ド、３はサーマルヘッドの発熱素子、４はサーマルヘッ
ドに対向するスリットの対向板、５はインク、６はイン
クにより形成された固形樹脂状物、７はインクに付加さ
れる圧力、８は反応中のインク又は溶融状態の樹脂状
物、９は飛翔している溶融状態の樹脂状物、10は印字対
象物に定着した固体樹脂状物よりなる定着インク像を表
わす。

この例において、インクとしては、例えば８−ナイロ
ン2gをメタノール10ccに溶解し、フタロシアニンを0.5g
添加することによって着色したインクを使用した。

印字を行っていない場合には、第１図に示すようにス
リットの先端が、溶剤が蒸発して固化した着色８−ナイ
ロンよりなる固形樹脂状物６で塞がれている。サーマル
ヘッドの所定の発熱素子を作動させて熱が付与される
と、その部分の固形樹脂状物６が溶融して溶融状態の樹
脂状物８となり、インクに加えられた圧力７によって飛
翔し、印字対象物１に達する（第２図参照）。その際、
固形樹脂状物を押出した液状のインクは、サーマルヘッ
ドからの熱によってメタノールが蒸発し、着色８−ナイ
ロンよりなる固形樹脂状物となる。そして、サーマルヘ
ッドから熱が引き続いて与えられている場合には、溶融
状態の樹脂状物８が飛翔し、印字が続けられる。また、
サーマルヘッドに熱が与えられず、冷却した場合には、
溶融状態の樹脂状態は固化し、固形樹脂状物６となっ
て、スリットの先端を塞ぐ。その際のスリットの状態を
印字対象物側から見ると、第３図に示すように、印字さ
れる部分では、スリット先端を塞いでいる固形樹脂状物
が溶融することによって穴があき、それ以外の部分では
固形樹脂状物によって閉塞されて、インクが噴出するこ
とができない。

第５図及び第６図は、本発明の他の印字記録方法に使
用するインクジェットプリンターの記録ヘッドの断面図
で、第５図は、スリット先端部が樹脂状固形物によって
閉塞している状態を示し、第６図は記録ヘッドからイン
クが噴出している状態を示す。また第７図は第５図の記
録ヘッドの斜視図である。

図中、１ないし４、６〜10は前記したものと同じもの
を意味し、5A及び5Bは、それぞれ二種類の液状インク成
分を示し、11はこれらのインク成分を混合しないように
分離するための仕切り板を示す。

上記の例において、液状インク成分5Aとしては、例え
ばメタクリル酸メチルを使用し、液状インク成分5Bとし
ては、濃度35％の過酸化水素水を使用し、これら二種類
の液状インク成分を5:1の割合で、仕切り板11で分離し
た状態で記録ヘッドに供給した。

印字を行っていない場合には、第５図に示すようにス
リットの先端が、混合により反応して形成されたメタク
リル樹脂よりなる固形樹脂状物６で塞がれている。サー
マルヘッドの所定の発熱素子を作動させて熱が付与され
ると、その部分の固形樹脂状物６が溶融し、インクに加
えられた圧力７によって溶融状態の樹脂状物８が飛翔
し、印字対象物１に達する（第６図参照）。その際、固
形樹脂状物を押出した液状インク成分5A及び5Bは、スリ
ット先端部において混合され反応してメタクリル樹脂が
形成される。そして、サーマルヘッドから熱が引き続い
て与えられている場合には、形成したメタクリル樹脂が
溶融した状態の樹脂状物９となって飛翔し、印字が続け
られる。また、サーマルヘッドに熱が与えられず、冷却
した場合には、溶融状態の樹脂状物は固化して、スリッ
トの先端を塞ぐ。その際のスリットの状態を印字対象物
側から見ると、第３図に示すように、印字される部分で
は、スリット先端を塞いでいる固形樹脂状物が溶融する
ことによって穴があき、それ以外の部分では固形樹脂状
物によって閉塞されて、インクが噴出することはできな
い。

なお、上記各実施例においては、インクを飛翔させる
ための力として、圧力を使用し、インクまたは液状イン
ク成分の後方から圧力を付与しているが、電磁気力等に
よる引力によってインクを飛翔させてもよい。

熱エネルギーを与える機構としては、サーマルヘッド
に限らず、印字する部分を加熱できるものであれば如何
なるものでもよい。

発明の効果 本発明は、先端部に熱エネルギーを付与する機構を有
するスリットを備えた記録ヘッドを使用し、インクとし
て常温で液状であって加熱後冷却することによって固形
樹脂状物を形成するものを用いて、インクジェット方式
により印字するから、スリットの先端は、印字を行わな
い場合には、インクによって形成された固形樹脂状物に
よって閉塞されており、印字を行う場合に溶融状態の樹
脂状物が形成される。したがって、本発明によれば、細
かなノズルや複雑な制御機構を必要とすることなく、ま
た印字操作を行わない場合にインクのだれ等を生じるこ
とがない。また、得られるプリントは、インクのにじみ
がなく、紙以外のもの、例えばOHPシート等にも印字が
可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は、本発明に使用するインクジェット
プリンターの記録ヘッドの断面図、第３図は印字が行わ
れている状態の記録ヘッドを印字対象物側から見た図、
第４図は第１図の記録ヘッドの斜視図であり、第５図及
び第６図は、本発明に使用する他のインクジェットプリ
ンターの記録ヘッドの断面図、第７図は第５図の記録ヘ
ッドの斜視図である。 １……印字対象物、２……サーマルヘッド、９……サー
マルヘッドの発熱素子、４……スリットの対向板、５…
…インク、5A、5B……液状インク成分、６……固形樹脂
状物、７……圧力、８……反応中のインク又は溶融状態
の樹脂状物、９……溶融状態の樹脂状物、10……定着イ
ンク、11……仕切り板。

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】スリットの少なくとも一方の側の先端部に
   熱エネルギーを付与する機構を有する記録ヘッドを備え
   たインクジェットプリンターを用い、該記録ヘッドに常
   温で液状であって加熱後冷却することによって固形樹脂
   状物を形成するインクを供給し、スリットからインクの
   小滴を印字対象物上に噴射して印字を行う印字記録方法
   であって、該スリットは、熱エネルギーが付与されない
   場合、その先端がインクによって形成された固形樹脂状
   物によって閉塞されており、該スリット先端の所定の部
   分に熱エネルギーを印加することによって固形樹脂状物
   を溶融し、インクをスリットの加熱された部分から噴射
   させることを特徴とするインクジェットプリンターによ
   る印字記録方法。
2. 【請求項２】インクが、熱可塑性樹脂を溶剤に溶解した
   ものであることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記
   載の印字記録方法。
3. 【請求項３】インクが、加熱により反応して固形樹脂状
   物を形成する液状物質であることを特徴とする特許請求
   の範囲第１項に記載の印字記録方法。
4. 【請求項４】インクが、混合し加熱すると反応して熱可
   塑性樹脂よりなる固形樹脂状物を形成する二種以上の液
   状インク成分よりなることを特徴とする特許請求の範囲
   第１項に記載の印字記録方法。
5. 【請求項５】記録ヘッドが、二種の液状インク成分を分
   離した状態でスリット先端部に導入するための分離機構
   を有するものであることを特徴とする特許請求の範囲第
   １項に記載の印字記録方法。
6. 【請求項６】熱エネルギーを付与する機構がサーマルヘ
   ッドであることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記
   載の印字記録方法。