JP3109873B2 - 噴射記録方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、常温で固体の記録媒体
を、被記録材に対して飛翔させて記録を行なう噴射記録
方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】噴射記録方法は、記録媒体（インク）の
小滴を飛翔させ、紙などの被記録材に付着させて記録を
行なうものである。噴射記録方法の中でも特に、本出願
人が特公昭６１−５９９１１号、特公昭６１−５９９１
２号、特公昭６１−５９９１４号において開示した、常
温で液体のインクを用い、熱エネルギーをこのインクに
作用させてインク内に泡を発生させ、インク内に発生し
た泡により液滴を吐出口（オリフィス）から吐出させる
方法によれば、記録ヘッドの高密度マルチオリフィス化
が容易に実現でき、高解像度、高品質の画像を高速で記
録できる。

【０００３】常温で液体のインクを用いた噴射記録方法
によれば、上記のもの以外に例えば以下のものがある。

【０００４】特公昭５４−１６１９３５号公報では、図
１３に示すように発熱体３０によって液室内のインク３
１をガス化させ、該ガス３２をインク滴３３と共に吐出
口より吐出させる方法が開示されている。該方法によれ
ば、ガス３２をノズルより噴出させることによってオリ
フィスの目詰まりを防止できるとしている。尚、３５は
電極である。

【０００５】また特開昭６１−１８５４５５号公報で
は、図１４に示すように小開口４０を有する板状部材４
１と発熱体ヘッド４２との微小間隔部４３に満たされた
液状インク４４を該発熱体ヘッドによって加熱し、（図
１４（ａ），（ｂ））、発生した気泡４５によって小開
口４０からインク滴４６を飛翔させると共に、該気泡を
形成していたガスをも該小開口４０より噴出させて（図
１４（ｃ））記録紙上に面像を形成する記録方法に関す
る記載がある。特開昭６１−２４９７６８号公報では、
図１５に示すように液状インク５０に熱エネルギーを作
用させて気泡を形成し、気泡の膨張力に基づいてインク
小滴５８を形成飛翔させると同時に該気泡を形成してい
たガスをも大開口５２より大気中に噴出させる記録方法
について記載されている。尚、５１は発熱体である。

【０００６】特開昭６１−１９７２４６号公報には、図
１６に示すようにフィルム６０に設けられた複数の孔６
１に充填されたインク６２を、発熱素子６３を有する記
録ヘッド６４で加熱してインク６２中に泡６７を発生さ
せ、インク滴６５を被記録材６５に飛翔させる記録方法
について記載されている。

【０００７】一方、噴射記録方法に用いられるインクに
は、被記録材上で速やかに乾燥定着するのに対し、ノズ
ル内では乾燥しにくくノズル詰まりを起こしにくい、と
いう矛盾した特性が要求される。

【０００８】この要求に対し、従来の常温固体のインク
には一般に水を主成分とし、これに乾燥防止、目詰まり
防止などの目的でグリコールなどの水溶性高沸点溶剤を
含有したものが一般的で、このようなインクを用いて普
通紙に記録を行なった場合、インクが速やかに乾燥定着
せず、印字直後の文字を手で触れるとインクが手につい
たり、文字が擦れて印字品位が低下するなどの問題があ
った。

【０００９】また、記録紙の種類によって、インクの浸
透性が大きく異なるため、従来の水を主成分としたイン
クを使用する場合、特定の記録紙しか使用できないとい
う問題点があった。特に近年は、オフィスで多く使用さ
れているコピー用紙、レポート用紙、ノート、便箋等の
いわゆる普通紙に対しても良好な記録を行なえることが
要求されている。

【００１０】この要求に対して、米国特許５，００６，
１７０号、特開昭５８−１０８２７１、特開昭６１−８
３２６８、特開昭６１−１５９４７０、特開昭６２−４
８７７４、あるいは特開昭５５−５４３６８号には、常
温で固体状のホットメルト型インクを加熱溶融して飛翔
される噴射記録方法が開示されている。

【００１１】しかしながら、常温で固体のインクは、加
熱溶融したとしても常温で液体の水系インクに比べ粘度
が高く、泡の発生及び膨張に対して大きな抵抗となる。
このため、常温で固体のインクを用いた従来の噴射記録
方法では、インク中に泡が発生しても、十分な吐出エネ
ルギーが得られずインクの吐出速度が遅かったり、ある
いは泡の形状が不均一になったりした。その結果、イン
クの小滴の体積が不均一になったりした。最悪の場合に
は、インクが吐出口から吐出しない場合もあった。

【００１２】また、被記録材上でインクが盛り上がるの
を防止するために、特開平１−２４２６７２号、特開平
２−５１５７０号には過冷却剤の添加された常温固体の
インクが開示されている。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、過冷却
剤の添加された常温固体の従来のインクは、インクの盛
り上がりは防止できるが完全定着するために時間がかか
り、記録像を形成した後十分に時間をおかないと、記録
像で手が汚れたり記録像が乱れたりする問題があった。

【００１４】また、噴射記録方法に使用する常温固体の
従来のインクとしては、上記のほか、特開平１−２３６
２８７号、特開平１−２６３１７０号及び特開平１−２
６３１７１号にそれぞれキシレノール、ジアセトアミ
ド、２，２−ジメチル−１−プロパノールを主要成分と
するインクが開示されているが、これら従来の固体イン
クでは、記録を行なわないまま加熱溶融状態に放置した
とき、インクの物性が変化したり、ノズル詰まりが起こ
り易く、また、記録紙によっては記録像がにじむことが
あった。

【００１５】そこで本出願人は特願平３−２４９２１７
により、上記の従来知られている記録技術を改良する提
案をすでに行なっている。

【００１６】特願平３−２４９２１７の方法によれば、
ノズル内の泡だまりによる吐出不良や、吐出したインク
小滴の体積の不均一、またインク小滴の被記録材上の着
弾位置精度の悪さなど、従来知られている記録技術によ
る問題点を解決することができた。

【００１７】本願は前記特願平３−２４９２１７を発展
させたものであり、記録媒体の温度をその熱溶解温度以
上で制御するための記録ヘッドの加熱手段を、吐出手段
たる泡形成のための熱エネルギー発生手段と同一の基板
上に、好ましくは同一の膜構成で形成することで、より
簡単な機構でかつエネルギー効率良く、前記特願平３−
２４９２１７記載の記録方法を得ることのできる記録方
法を提供するものである。

【００１８】

【課題を解決するための手段】本発明の噴射記録方法
は、常温固体の記録媒体の温度を制御するために記録ヘ
ッドを加熱する手段と、加熱溶解した前記記録媒体を吐
出させるための熱エネルギーを与える吐出手段を同一基
板上に有する記録ヘッドを用い、加熱溶解した前記記録
媒体に記録信号に応じた熱エネルギーを付与することに
より前記記録媒体内に泡を発生させ、前記泡の内圧が外
気圧以下であるとき、前記泡を吐出口より外気と連通さ
せて前記記録媒体を吐出し記録を行うことを特徴とする
噴射記録方法である。

【００１９】本発明の噴射記録方法は、後に記述するよ
うに、常温（５℃〜３５℃）で固体の記録媒体（イン
ク）を加熱溶融し、溶融した記録媒体に記録信号に応じ
た熱エネルギーを付与することにより吐出口（オリフィ
ス）から吐出させて記録を行なうものである。

【００２０】溶融状態にある記録媒体に、記録信号に応
じた熱エネルギーが付与されると、記録媒体内に泡が発
生し、この泡の発生により記録媒体を吐出口から吐出さ
せる吐出エネルギーが生ずる。

【００２１】図１に示す装置は、本発明の記録方法を実
施するための装置で（後に更に詳しく説明する）、タン
ク２１に収容された記録媒体は供給路２２を通って記録
ヘッド２３に供給される。記録ヘッド２３は、図に示す
記録ヘッドが使用できる。タンク２１、供給路２２及び
記録ヘッド２３には、加熱手段２０、２４および基板１
上に設けられた加熱手段３０の熱により装置内の記録媒
体が液状に保たれる。加熱手段２０、２４は、記録媒体
の融点よりも１０℃〜５０℃高い温度に設定すると良
い。また加熱手段２４と３０の駆動を組み合せることに
よって記録ヘッド内の記録媒体温度は、記録媒体の融点
以上好ましくは融点よりも１０℃以上高い温度に設定す
ると良い。記録ヘッド２３には駆動回路２５より記録信
号が送られ、記録信号に応じて記録ヘッド２３の吐出エ
ネルギー発生手段（例えばヒーター）が駆動する。

【００２２】ヘッド２３は、図２に示すように、基板１
上に平行に並べられた壁８と、液室１０を形成する壁１
４とが設けられている。更に、壁８、１４の上には天板
４が配置される。図２の（ａ）では、記録ヘッドの内部
を見やすくするため、天板４を壁８、１４から離して示
してある。天板４にはインク供給口１１が形成され、イ
ンク供給口１１より液室１０に溶融した記録媒体が流入
する。壁８と壁８の間は、溶融した記録媒体が通るノズ
ル１５となっており、各ノズル１５の途中の基板１上に
は記録媒体に記録信号に応じた熱エネルギーを付与する
ためのヒーター２が設けられている。ヒーター２からの
熱エネルギーにより記録媒体に泡が発生し、記録媒体が
ノズル１５の吐出口５から吐出する。

【００２３】本発明の記録方法では、熱エネルギーの付
与により記録媒体に発生した泡が膨張して所定の大きさ
になったところで吐出口５を突き抜け外気と連通する。
以下、この点について説明する。

【００２４】図３は記録ヘッド２３に設けられた１本の
ノズル１５の断面で、図３は（ａ）は発泡前の状態を示
す。まず加熱手段２４と３０に電流を流し、常温で固体
の記録媒体３を溶解する。このとき加熱手段３０には、
その破壊を防ぐために、パルス状の電圧を連続的に印加
することで電流を供給すると良い。記録媒体３を液化し
た後、ヒーター２に瞬間的に電流を流しパルス的にヒー
ター２近傍の記録媒体３を加熱すると、記録媒体３は急
激な沸騰を起こし勢い良く泡６が発生し、膨張をはじめ
る（図３（ｂ））。泡６は膨張を続け、特にイナータン
ス（慣性）の小さい吐出口５側へ成長し、更に吐出口５
から突き抜け外気と連通する（図３（ｃ））。泡６より
吐出口５側の記録媒体３は、この瞬間までに泡６から与
えられた運動量のために前方へ飛び出し、やがて独立な
小滴７となって紙などの被記録材へ飛翔する（図３
（ｄ））。記録媒体３が飛び出した後、ノズル１５先端
部に生じた空隙には、後方の記録媒体３の表面張力とノ
ズル壁との濡れによって新たな記録媒体３が満たされ、
吐出前の状態に戻る。

【００２５】記録ヘッド２３は従来の記録ヘッドに比
べ、ヒーター２の位置を吐出口５の方向に近づけた位置
に設けてある。これは泡を外気と連通させるために最も
簡便にとれる構成である。ヒーター２の発生する熱エネ
ルギー量、インク物性、記録ヘッド２３の各部の大きさ
（吐出口５とヒーター２間の距離、吐出口５や、ノズル
１５の幅及び高さ）などを所望に応じて選択することに
より泡を外気と連通させることができる。

【００２６】ヒーター２を吐出口５にどれくらい近づけ
たら泡が外気と連通するかについては一概には言えない
が、ヒーター２の吐出口側の端から吐出口までの距離
（図９に示す記録ヘッドの場合は、ヒーター２の表面か
ら吐出口５までの距離）が５μｍ以上８０μｍ以下、更
には１０μｍ以上６０μｍ以下であることが好ましい。

【００２７】泡を外気と確実に連通させるために、吐出
口の高さＨ（図２（ａ）参照）をヒーターのところで測
定したノズルの幅Ｗと等しいか、より小さくすることが
好ましい。

【００２８】また、泡を外気と連通させるためには、ヒ
ーター２の幅を、ノズルの幅の５０％〜９５％、更には
７０％〜９０％とするのが好ましい。更には加熱手段２
４によって溶融状態にあるインク粘度が１００ｃｐｓ以
下であることが好ましい。また、泡が外気と連通しない
場合に達するであろう泡の最大体積もしくは泡の最大体
積の７０％以上、より好ましくは８０％以上の体積のと
きに泡が外気と連通するようにすることは好ましいもの
である。

【００２９】本発明では、記録媒体中に生じた泡が外気
と連通するため、泡と吐出口５との間にある記録媒体が
実質的に全て吐出する。従って、吐出する小滴の体積は
常に一定となる。従来の噴射記録方法では、通常、記録
媒体中に生じた泡は外気と連通せず、最大に成長した後
は収縮して消滅する。従来のように、記録媒体中に生じ
た泡が外気と連通しない場合、泡と吐出口５との間にあ
る記録媒体は全てが吐出せず部分的に吐出するにすぎな
い。

【００３０】また、泡が外気と連通せずに最大に達した
後、収縮する噴射記録方法では、泡が収縮しても完全に
は消滅せずにヒーター上に残る場合があった。このよう
にヒーター上に小泡が残ると、次の小滴吐出の際に、ヒ
ーター上に残った小泡のために泡の発生及び成長が正し
く行なわれないという問題がある。この点、泡を外気と
連通させる本発明の噴射記録方法では、泡と吐出口の間
にある記録媒体が全て吐出するためヒーター上に小泡が
残ることがない。

【００３１】本発明の記録方法では、記録ヘッド２３の
ヒーター２から吐出口５までのイナータンスが小さいた
め、生起した泡の運動量が効率良く小滴７に享受され
る。このため、従来の記録方法では吐出しにくかったも
の、即ち常温で固体の記録媒体を融点以上に加熱して液
化したもののように、粘度の高いものでも安定的に吐出
することが可能である。また、本発明の記録方法では、
記録媒体内に発生した泡が記録媒体の吐出時に外気と連
通するため、記録媒体の吐出スピードが非常に速くな
る。このため、記録媒体の小滴は被記録材上の目的のポ
イントに正確に付着すると共に、固体の記録媒体でも被
記録材上でも盛り上がることがなく薄く付着する。固体
の記録媒体が、被記録材上で薄く付着するという利点
は、多色のカラー画像を形成するために記録媒体を被記
録材上で重ねて付着させる場合に特に有効である。

【００３２】また本発明では、ヒーター２より生起され
た泡が吐出口５より外気と連通するときに、泡の内圧が
外気圧以下の条件で連通させる。

【００３３】図４は、泡の内圧（グラフａ）と泡の体積
（グラフｂ）の関係を示したグラフである。但し、図４
は泡が外気と連通しない場合のグラフである。図４にお
いて、時刻Ｔ＝ｔ０で、ヒーター２にパルス電流を流す
と記録媒体中に泡が発生して泡の内圧が急激に上昇す
る。泡は発生と同時に膨張を開始する。

【００３４】泡の膨張は、ヒーター２への電流印加が終
了してもすぐには終らず、しばらくの間続く。その結果
泡の内圧は急激に低下して時刻Ｔ＝ｔ１で外気圧以下に
なる。泡はある程度膨張を続けた後、収縮し消滅する。

【００３５】従って、図５に示すように、時刻Ｔ＝ｔ１
以降の時間、例えば時刻ｔａで泡を外気と連通させれ
ば、連通する直前の泡の内圧は外気圧以下となる。

【００３６】泡の内圧が外気圧以下の条件で泡を外気と
連通させて小滴を吐出させると、記録に不要なミスト状
の記録媒体が飛散するのを防ぐことができ、被記録材や
装置内を汚すことがない。

【００３７】従来から、噴射記録方法では記録を行なう
小滴以外に、スプラッシュしたミスト状の記録媒体（以
下、スプラッシュあるいはミストという）がしばしば吐
出し問題となっていた。本発明によれば、泡を外気と連
通する際に泡の内圧を外気圧よりも低くすることでスプ
ラッシュやミストを防ぐことができる。

【００３８】なお、本発明の記録方法のための泡の内圧
と外気圧との大小関係は、泡の内圧を直接測定するのは
難しいため、以下のようにして判定するとよい。

【００３９】即ち、記録媒体が発泡を開始してから泡が
外気と連通するまでの時間における泡の体積Ｖｂを測定
し、Ｖｂの二次微分ｄ²Ｖ_b／ｄｔ²を求めることによっ
て泡の内圧と外気圧との大小関係を知ることができる。
ｄ²Ｖ_b／ｄｔ²＞０であれば泡の内圧は外気圧よりも高
く、ｄ²Ｖ_b／ｄｔ²≦０であれば泡の内圧は外気圧以下
である。図６で説明すると、発泡開始Ｔ＝ｔ０よりＴ＝
ｔ１までは泡の内圧は外気圧よりも高くｄ²Ｖ_b／ｄｔ²
＞０となり、Ｔ＝ｔ１より泡が外気と連通するまでの時
間Ｔ＝ｔａまでは泡の内圧は外気圧以下であり、ｄ²Ｖ_b
／ｄｔ²≦０となる。以上のようにＶｂの二次微分ｄ²Ｖ
_b／ｄｔ²を求めることで泡の内圧と外気圧との大小関係
を知ることができる。

【００４０】また、上記のＶｂを測定するかわりに、泡
が発生してから記録媒体の小滴が飛翔するまでの間（図
３の（ａ）から（ｃ）の間）において、吐出口５から突
出した記録媒体３ａ（図３（ｂ）参照。以下、記録媒体
吐出部３ａ）のＶｄを測定して、Ｖｄの二次微分ｄ²Ｖ_d
／ｄｔ²を求めることによっても泡の内圧と外気圧の大
小関係を知ることができる。即ち、ｄ²Ｖ_d／ｄｔ²＞０
であれば泡の内圧は外気圧よりも高く、ｄ²Ｖ_d／ｄｔ²
≦０であれば泡の内圧は外気圧以下である。

【００４１】各時刻における記録媒体突出部３ａの体積
は、図７のようにストロボやＬＥＤ、レーザーなどの光
源２００を用いて、パルス光で記録媒体突出部３ａを照
明しながら顕微鏡２０１で観察することによって測定す
ることができる。即ち、一定周波数で連続して小滴を吐
出している記録ヘッドに対して、その駆動パルスに同期
してかつ所定のディレイ時間をおいてパルス光を発光さ
せることにより、所定時刻における記録媒体突出部３ａ
の投影形状を測定できる。このときパルス光のパルス幅
は測定に十分な光量が確保できる範囲でできるだけ小さ
いほうがより正確に測定を行なうことができる。記録媒
体突出部３ａの体積は、一方向からの測定からでも換算
することができるが、さらに正確に求めるために、図７
に示すように、小滴の吐出方向をｘとし、ｘ軸と直交
し、しかも互いに直交する２方向ｙ，ｚ方向から同時に
記録媒体突出部３ａの投影形状を測定することが望まし
い。このとき顕微鏡２０１での測定方向ｙまたはｚの何
れか一方は、吐出口５の並び方向に平行な方向が望まし
い。

【００４２】このように測定した２方向からの画像につ
いて、図８（ａ）及び図８（ｂ）に示すようにｘ座標値
に対する記録媒体突出部３ａの幅ａ（ｘ），ｂ（ｘ）を
測定する。これらの値から次式に従って計算することに
よって所定時刻の記録媒体突出部３ａの体積Ｖｄを求め
ることができるのである。なお、下記の式は記録媒体突
出部３ａのｙ−ｚ断面を楕円で近似したもので、記録媒
体突出部３ａや泡６の体積計算には十分な精度で求める
ことができる。

【００４３】 Ｖｄ＝（π／４）∫ａ（ｘ）・ｂ（ｘ）ｄｘ こうして、光源２００からのパルス光の点灯ディレイ時
間を０から順に変えていくことによって、泡が発生して
から記録媒体の小滴が飛翔するまでの間におけるＶｄの
変化を求めることができる。

【００４４】ノズル１５内の泡体積Ｖｂの測定も図７に
示した方法を応用して行なうことができる。但し、泡の
体積Ｖｂを測定するためには、記録ヘッドの外側から泡
が観察できるように、記録ヘッドの一部を透明な部材で
構成する必要がある。

【００４５】記録媒体突出部３ａや泡６の挙動を観察す
るためには、約０．１μｓｅｃ程度の時間分解能が必要
なため、パルス光源２００としては赤外ＬＥＤが好まし
く、また光源のパルス幅は５０ｎｓｅｃが好ましい。顕
微鏡２０１には赤外線カメラを接続し画像を撮影するの
が好ましい。

【００４６】また、泡の吐出口５方向先端の移動速度の
一次微分値が負の条件で泡を該吐出口５より外気と連通
させることにより、更にインクミストやスプラッシュを
防止できる。

【００４７】更に、図３（ｂ）を参照して吐出エネルギ
ー発生手段であるヒーター２の吐出口５側端部から気泡
の吐出口とは反対側の端部までの距離１ａを、ヒーター
の吐出口５とは反対側の端部から気泡の吐出口とは反対
側の端部までの距離１ｂに対して泡が外気と連通する直
前において１ａ／１ｂ≧１、好ましくは１ａ／１ｂ≧
２、より好ましくは１ａ／１ｂ≧４とすることにより、
記録媒体吐出後に吐出口近傍に生じた空隙部に新たな記
録媒体が満たされるまでの時間を短縮することができ、
より一層の高速記録が可能になる。１ａ／１ｂは例えば
ヒーター２の位置を吐出口５に近付ければ大きくなる。

【００４８】図９は記録ヘッドの他の例をしめすもの
で、吐出口５がノズル１５の横方向に設けられている。
図９の記録ヘッドを使用した場合も、図３の記録ヘッド
と同様に泡６は外気と連通する。即ち、図９（ａ）に示
す発泡前の状態から、加熱手段２４、３０により記録媒
体３を溶融した後、ヒーター２に通電するとヒーター２
上に泡６が発生する（図９（ｂ））。その後、泡６は膨
張を続け（図９（ｃ））、泡６と外気とが連通して小滴
７が吐出口５から飛び出す（図９（ｄ））。

【００４９】次に、常温（５℃〜３５℃）で固体の記録
媒体（インク）について説明する。

【００５０】本発明では、先に詳述したように、常温固
体の記録媒体を加熱溶融し、溶融した記録媒体に記録信
号に応じた熱エネルギーを付与することにより吐出口５
から吐出させて記録を行なう。従って、本発明の常温固
体の記録媒体は、熱溶融性固体物質と着色剤とを少なく
とも含有し、更に必要に応じて物性を調整するための添
加剤或はアルコール等の常温で液体の有機溶剤等を含有
するものである。

【００５１】本発明の記録媒体は、その融点が３６℃〜
２００℃の範囲にあるものが望ましい。３６℃を下回る
場合は、室温の変化によっては記録媒体が溶けて手など
を汚すおそれがあり、２００℃を越える場合には、記録
媒体を液化するために大きなエネルギーが必要となる。
より好ましくは、その融点が３６℃〜１５０℃の範囲が
望ましい。

【００５２】更に本発明の記録方法は、熱エネルギーの
作用により記録媒体を吐出させ記録を行なうので、熱エ
ネルギーを吐出エネルギーへと効率良く変換させるため
の成分として、沸点（７６０ｍｍＨｇ）が１５０℃〜３
７０℃の物質も含有させることが望ましい。

【００５３】本発明の常温固体の記録媒体に含有する熱
エネルギーを吐出エネルギーへ効率良く変換する熱溶融
性固体物質としては、例えばアセトアミド、ｐ−バニリ
ン、ｏ−バニリン、ジベンジル、ｍ−アセトトルイジ
ン、安息香酸フェニル、２，６−ジメチルキノリン、
２，６−ジメトキシフェノール、ｐ−メチルベンジルア
ルコール、ｐ−ブロモアセトン、ホモカテコール、２，
３−ジメトキシベンズアルデヒド、２，４−ジクロルア
ニリン、ジクロロキシリレン、３，４−ジクロロアニリ
ン、４−クロロ−ｍ−クレゾール、ｐ−ブロモフェノー
ル、シュウ酸ジメチル、１−ナフトール、ジブチルヒド
ロキシトルエン、１，３，５−トリクロロベンゼン、ｐ
−ｔｅｒｔ−ペンチルフェノール、デュレン、ジメチル
−ｐ−フェニレンジアミン、トラン、スチレングリコー
ル、プロピオンアミド、炭酸ジフェニル、２−クロロナ
フタレン、アセナフテン、２−ブロモナフタレン、イン
ドール、２−アセチルピロール、ジベンゾフラン、ｐ−
クロロベンジルアルコール、２−メトキシナフタレン、
チグリン酸、ｐ−ジブロモベンゼン、９−ヘプタデカノ
ン、１−テトラデカナミン、１，８−オクタンジアミ
ン、グルタル酸、２，３−ジメチルナフタレン、イミダ
ゾール、２−メチル−８−ヒドロキシキノリン、２−メ
チルインドール、４−メチルビフェニル、３，６−ジメ
チル−４−オクチン−ジオール、２，５−ジメチル−３
−ヘキシン−２，５−ジオール、２，５−ジメチル−
２，５−ヘキサンジオール、エチレンカーボネート、
１，８−オクタンジオール、１，１−ジエチル尿素、ｐ
−ヒドロキシ安息香酸ブチル、２−ヒドロキシナフトエ
酸メチル、８−キノリノール、ステアリルアミンアセテ
ート、１，３−ジフェニル−１，３−プロパンジオン、
ｍ−ニトロ安息香酸メチル、しゅう酸ジメチル、フタラ
イド、２，２−ジエチル−１，３−プロパンジオール、
８−キノリノール、Ｎ−ｔｅｒｔ−ブチルエタノールア
ミン、グリコール酸、ジアセチルモノオキシム及びアセ
トンオキシム等の一種又は二種以上を混合して用いるこ
とができる。

【００５４】更に下記のようなワックス類、樹脂類等を
含有してもよい。

【００５５】カルナウバワックス、パラフィンワック
ス、サゾールワックス、マイクロクリスタリンワック
ス、エステルワックス等のワックス類、ステアリン酸、
パルミチン酸等の脂肪酸類、セチルアルコール、ステア
リルアルコール等の高級アルコール類、１，８−オクタ
ンジオール、１，１０−デカンジオール、１，１２−ド
デカンジオール等のジオール類、そのほか脂肪酸エステ
ル類、芳香族エステル、芳香族アルコール等の芳香族化
合物、ポリアミド樹脂類、ポリエステル樹脂類、ポリウ
レタン樹脂類、エポキシ樹脂類、ポリオレフィン樹脂
類、ポリアクリル樹脂類等。

【００５６】上記の熱溶融性固体物質は、種類によって
吐出特性に特に優れたものや、保存性に特に優れたも
の、あるいは被記録材上でのにじみが極端に少ないもの
など色々と特徴がある。従って、使用目的に応じて上記
熱溶融性固体物質の中から適宜選択して記録媒体に使用
することができる。

【００５７】本発明の記録媒体において、熱溶融性固体
物質の含有量は、記録媒体に対して５０〜９９重量％、
さらには６０〜９５重量％が好ましい。

【００５８】また本発明の記録媒体には、必要に応じて
常温で液体の有機溶剤、例えば１−ヘキサノール、１−
ヘプタノール、１−オクタノール等のアルコール類、エ
チレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレン
グリコール、トリエチレングリコール等の多価アルコー
ル類、その他ケトン類、ケトアルコール類、アミド類、
エーテル類等のものを含有することもできる。これら有
機溶剤は、記録媒体中に発生する泡を大きく成長させ
る。

【００５９】必要に応じて含有する有機溶剤は記録媒体
に対して０〜１０重量％含有するのが好ましい。

【００６０】本発明の記録媒体に含有する着色剤として
は、従来公知の直接染料、酸性染料、塩基性染料、分散
染料、建染染料、硫化染料、油溶性染料等の各種染料お
よび顔料が有効である。特に好ましく使用しうる染料と
しては、次に示すカラーインデックス記載の油溶性染料
が挙げられる。

【００６１】Ｃ． Ｉ． Ｓｏｌｖｅｎｔ Ｙｅｌｌｏ
ｗ １，２，３，４，６，７，８，１０，１２，１３，
１４，１６，１８，１９，２１，２５，２５：１，２
８，２９，３０，３２，３３，３４，３６，３７，３
８，４０，４２，４３，４４，４７，４８，５５，５
６，５８，６０，６２，６４，６５等 Ｃ． Ｉ． Ｓｏｌｖｅｎｔ Ｏｒａｎｇｅ １，２，
３，４，４：１，５，６，７，１１，１６，１７，１
９，２０，２３，２５，３１，３２，３７，３７：１，
３８，４０，４０：１，４５，５４，５６，５９，６
０，６２，６３，６７，６８，７１，７２，７３，７
４，７５等 Ｃ． Ｉ． Ｓｏｌｖｅｎｔ Ｒｅｄ １，２，３，
４，７，８，１３，１４，１７，１８，１９，２３，２
４，２５，２６，２７，２９，３０，３３，３５，３
７，４１，４２，４３，４５，４６，４７，４８，４
９，４９：１，５２，６８，６９，７２，７３，７４，
８０，８１等 Ｃ． Ｉ． Ｓｏｌｖｅｎｔ Ｖｉｏｌｅｔ ２，３，
８，９，１０，１１，１３，１４，２１，２１：１，２
４，３１，３２，３３，３４，３６，３７，３８，４
５，４６，４７ Ｃ． Ｉ． Ｓｏｌｖｅｎｔ Ｂｌｕｅ ２，４，５，
７，１０，１１，１２，２２，２５，２６，３５，３
６，３７，３８，４３，４４，４５，４８，４９，５
０，５１，６３，６４，６６，６７，６８，７０等 Ｃ． Ｉ． Ｓｏｌｖｅｎｔ Ｇｒｅｅｎ １，３，
４，５，７，８，９，２０，２６，２８，２９，３０，
３２，３３等 Ｃ． Ｉ． Ｓｏｌｖｅｎｔ Ｂｒｏｗｎ １，１：
１，２，３，４，５，６，１２，１９，２０，２２，２
５，２８，２９，３１，３７，３８，４２，４３，４
４，４８，４９，５２，５３，５８等 Ｃ． Ｉ． Ｓｏｌｖｅｎｔ Ｂｌａｃｋ ３，５，
６，７，８，１３，２２，２２：１，２，３，２６，２
７，２８，２９，３３，３４，３５，３９，４０，４
１，４２，４３，４５，４６，４７，４８，４９，５０
等 更に、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、酸化亜鉛、リト
ポン、酸化チタン、クロムエロー、カドミウムエロー、
ニッケルチタンエロー、ネープルスエロー、黄色酸化
鉄、ベンガラ、カドミウムレッド、硫化水銀カドミウ
ム、紺青、群青等の無機顔料やカーボンブラック、アゾ
系顔料、フタロシアニン系顔料、トリフェニルメタル系
顔料、バッド系顔料等の有機顔料も好ましく用いられ
る。好ましく使用できる顔料のカラーインデックスＮ
ｏ．を以下に示す。

【００６２】Ｃ． Ｉ． Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｙｅｌｌｏ
ｗ １，２，３，５，１２，１３，１４，１５，１７，
８３ Ｃ． Ｉ． Ｖａｔ Ｙｅｌｌｏｗ １ Ｃ． Ｉ． Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｏｒａｎｇｅ １，５，
１３，１６，１７，２４ Ｃ． Ｉ． Ｖａｔ Ｏｒａｎｇｅ ３ Ｃ． Ｉ． Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｒｅｄ １，２，３，
４，５，７，９，１２，２２，２３，３７，３８，４
８，４９，５０，５１，５３，５７，５８，６０，６
３，８１，８３，８８，１１２ Ｃ． Ｉ． Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｖｉｏｌｅｔ １，３，
１９，２３ Ｃ． Ｉ． Ｖａｔ Ｖｉｏｌｅｔ ２ Ｃ． Ｉ． Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｂｌｕｅ １，２，１
５，１６，１７ Ｃ． Ｉ． Ｖａｔ Ｂｌｕｅ ４ Ｃ． Ｉ． Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｇｒｅｅｎ ２，７，
８，１０ Ｃ． Ｉ． Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｂｌａｃｋ １ 着色剤の含有量は、記録媒体に対して１〜２０重量％、
さらには３〜１５重量％が好ましい。

【００６３】

【実施例】次に、以下に本発明に関し実施例を用いて説
明する。

【００６４】（実施例１）図１０に示すパターン構成の
基板を用い、図２と同様の構造をもつ記録ヘッドを用い
て、図１に示す装置により画像形成を行った。この記録
ヘッドは、基板１上に各液流路１５を隔てるように配置
された壁８と、それに接するガラス天板４と、各流路１
５に設けられたヒーター２より構成されている。ヒータ
ー２は図示しない電極によって画信号に応じて通電され
る。流路１５、オリフィス５で構成されるノズルは高さ
２７μｍ，幅４０μｍ、ヒーター２は幅３２μｍ，長さ
４０μｍの大きさであり、ヒーター２はオリフィス５か
らヒーターのオリフィス側端までが２０μｍの位置に配
置されており、流路１５は４００ｄｐｉ密度で４４本配
置している。

【００６５】図１０に示す基板１上には、共通電極３１
と個別電極３２に接続された吐出手段としての４４個の
ヒーター２と、インクとは直接接触しない場所に吐出手
段とは別の２個の加熱手段３０が設けられている。しか
し、記録媒体の発泡温度と融点が大きくはなれているの
であれば、加熱手段３０は記録媒体と接する場所に配置
されていても、全く問題はない。加熱手段３０は幅１６
０μｍ，長さ１３３０μｍであり、加熱手段１個当たり
の抵抗は約１１０Ωである。また、ヒーター２と加熱手
段３０とは図１０のＡ−Ａ′断面図、図１１のように同
じ膜構成をもつ。すなわち、基板１は、Ｓｉ基板上に下
層から順に、ＳｉＯ₂、ＨｆＢ₂（ヒーター材料）、Ａｌ
（電極材）、ＳｉＯ₂のそれぞれ所定の厚さの膜を薄膜
工程により積層し、同じ一連のフォトリソ／エッチング
工程によりヒーター２と加熱手段３０を同時に形成する
ことで得た。

【００６６】 Ｃ． Ｉ． Ｓｏｌｖｅｎｔ Ｂｌａｃｋ ３ ４重量部 エチレンカーボネート（Ｔｍ＝３９℃） ４８重量部 １，１２−ドデカンジオール（Ｔｍ＝８２℃） ４８重量部 上記成分を９５℃容器中で撹拌し、均一に溶解混合さ
せ、加熱したまま孔径０．４５μｍのテフロン製フィル
タで濾過した後、冷却し固体状態のインクを得た。該イ
ンクを記録ヘッドを９５℃に昇温した状態でインク供給
口より供給した。

【００６７】また、記録ヘッドのノズルＮｉのヒーター
２への通電条件は印加電圧１６．０ｖ、パルス幅２．５
μｓｅｃとし、１．０ｍｓｅｃごとに吐出信号を印加し
た。また、加熱手段３０には、加熱手段２４の熱エネル
ギーとともに記録ヘッド内のインクを溶解温度より２０
℃以上高い温度に保つように、ヒーター２へ印加した同
形の電気信号のオン、オフを繰り返した。

【００６８】以上の条件により、被記録材（市販のコピ
ー紙）上に対してインクを吐出させたところ、良好な吐
出が得られ、またインクの定着時間は短く記録の５秒後
に画像を手でこすっても汚れは発生しなかった。また、
記録ヘッド内のインクを融点より約２０℃高い温度で溶
解状態に保つために加熱手段２４、３０に電源よりした
単位時間当たりエネルギー量は、加熱手段２４を単独で
駆動した場合より小さかった。

【００６９】（実施例２）基板上の加熱手段の形および
配置を図１１とは変えた、図１２の基板を用いても実施
例１と同様の効果を得た。

【００７０】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、記録ヘッドの基板上に設けられた記録媒体の
加熱手段より熱エネルギーを供給し、常温固体の記録媒
体を加熱溶融し、記録信号に応じた熱エネルギーを付与
することにより記録媒体内の泡を発生させ、泡を吐出口
より外気と連通させて記録媒体を小滴として吐出するこ
とで、従来場合によっては安定した吐出が得られにくか
った常温で固体系のインクを安定に吐出することが可能
となった。

【００７１】なお本発明は、上記のインク組成、記録ヘ
ッドの形状、ノズル密度などの形状値、さらに１ドット
を形成するための小滴個数、ドット密度などの数値に限
定されるものではなく、本発明の思想にそう記録方法を
用いることで所定の効果を得ることができる。また、基
板上のパターンの種類、被記録材の融点によっては、記
録ヘッドの加熱には外部接続の加熱手段２４を用いず、
基板上の加熱手段３０のみを駆動させることも考えられ
る。また、加熱手段を基板の中心軸付近や基板の中央付
近に配置することも考えられる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の記録方法に使用する記録装置の一例を
示す概略図である。

【図２】図１に示す記録装置で使用する記録ヘッドの一
例を示す概略図である。

【図３】本発明の記録原理を示すために、記録媒体を供
給した記録ヘッドの一例を示す断面図である。

【図４】泡が外気と連通しない場合の、泡の内圧変化と
泡の体積変化の例を示したグラフである。

【図５】泡が外気と連通する場合の、泡の内圧変化と泡
の体積変化の例を示したグラフである。

【図６】泡が外気と連通する場合の、泡の内圧変化、泡
の体積変化さらに泡の体積変化率の例を示したグラフで
ある。

【図７】吐出口から突出した記録媒体の体積を測定する
方法の一例を示す斜視図である。

【図８】図７に示した測定方法による測定結果の一例を
示す図である。

【図９】本発明の記録方法の原理を示すために、記録媒
体を供給した記録ヘッドの他の例を示す断面図である。

【図１０】本発明による実施例１で用いた記録ヘッドの
配線構造を説明するための図である。

【図１１】図１０のＡ−Ａ′断面の構造を説明するため
の図である。

【図１２】本発明による他の実施例で用いた記録ヘッド
の配線構造を説明するための図である。

【図１３】従来の記録方法の一例を示す断面図である。

【図１４】従来の記録方法の他例を示す断面図である。

【図１５】従来の記録方法の他例を示す断面図である。

【図１６】従来の記録方法の他例を示す断面図である。

【符号の説明】

１ 基板 ２ ヒーター ３ インク ４ 天板 ５ オリフィス ６ 泡 ７ 小滴 ８、１４ 壁 １０ 液室 １１ インク供給口 １５ ノズル ２０、２４ 加熱手段 ２１ タンク ２２ 供給路 ２３ 記録ヘッド ２５ 駆動回路 ２６ 温度制御回路 ２７ 被記録材 ３０ 加熱手段 ３１、３３ 共通電極 ３２ 個別電極

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−135375（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−249768（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−185455（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−33648（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B41J 2/05 B41J 2/015 B41J 2/01

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 常温固体の記録媒体の温度を制御するた
   めに記録ヘッドを加熱する手段と、加熱溶解した前記記
   録媒体を吐出させるための熱エネルギーを与える吐出手
   段を同一基板上に有する記録ヘッドを用い、加熱溶解し
   た前記記録媒体に記録信号に応じた熱エネルギーを付与
   することにより前記記録媒体内に泡を発生させ、前記泡
   の内圧が外気圧以下であるとき、前記泡を吐出口より外
   気と連通させて前記記録媒体を吐出し記録を行うことを
   特徴とする噴射記録方法。
2. 【請求項２】 前記記録ヘッドを加熱する手段と前記吐
   出手段が同一基板上に同一の膜構成で形成され、前記加
   熱する手段の駆動により前記記録媒体加熱溶解する温度
   以上で前記記録ヘッドの温度を制御することを特徴とす
   る請求項１記載の噴射記録方法。