JP3185729B2 - 画像形成装置及び画像形成方法 - Google Patents
画像形成装置及び画像形成方法Info
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
- B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
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- B41J2202/00—Embodiments of or processes related to ink-jet or thermal heads
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- B41J2202/05—Heads having a valve
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- Ink Jet Recording Methods And Recording Media Thereof (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、記録液を画像支持
体に付着させて画像を形成する画像形成装置および画像
形成方法に関するものである。
体に付着させて画像を形成する画像形成装置および画像
形成方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、記録液にエネルギーを与えて微小
液滴化して飛翔させ、その液滴を画像支持体上に付着さ
せるいわゆるインクジェット方式の画像形成装置が数多
く提案されている。このインクジェット方式の画像形成
装置には、各色ごとに単一または数本のノズルを用い、
画像支持体上を走査して記録するスキャン型や、アレイ
状に配置した多数のノズルを用いるアレイ型などがあ
る。インクジェット方式に用いられている記録液を飛翔
させるメカニズムとしては、例えばキャビティー内記録
液にパルス圧力などの外力を作用させて、ノズルから記
録液の粒子を噴射させるものがある。パルス圧力はピエ
ゾトランスデューサーの変形もしくは、記録液の加熱、
沸騰による気泡の圧力で作られる。
液滴化して飛翔させ、その液滴を画像支持体上に付着さ
せるいわゆるインクジェット方式の画像形成装置が数多
く提案されている。このインクジェット方式の画像形成
装置には、各色ごとに単一または数本のノズルを用い、
画像支持体上を走査して記録するスキャン型や、アレイ
状に配置した多数のノズルを用いるアレイ型などがあ
る。インクジェット方式に用いられている記録液を飛翔
させるメカニズムとしては、例えばキャビティー内記録
液にパルス圧力などの外力を作用させて、ノズルから記
録液の粒子を噴射させるものがある。パルス圧力はピエ
ゾトランスデューサーの変形もしくは、記録液の加熱、
沸騰による気泡の圧力で作られる。
【0003】このような従来のインクジェット方式で
は、ピエゾトランスデューサーの変形もしくは記録液の
加熱による気泡の圧力で記録液を飛翔させなければなら
ないため、粘度が1〜3mPa・s程度の低粘度の記録
液を使用している。しかし、このような低粘度の記録液
を使用し、普通紙などの用紙に記録を行なった場合、記
録液が用紙に着弾した際に用紙の繊維に沿って記録液が
滲んでしまうフェザリングが発生したり、印字されたド
ット形状がノズル径に比べ大きく不均一になってしま
う。また、異なる色の記録液を用いて記録を行なった場
合、隣接するドット間で接触した際に、滲みから混色し
てブリーディングが発生するなど、根本的な問題を抱え
ている。
は、ピエゾトランスデューサーの変形もしくは記録液の
加熱による気泡の圧力で記録液を飛翔させなければなら
ないため、粘度が1〜3mPa・s程度の低粘度の記録
液を使用している。しかし、このような低粘度の記録液
を使用し、普通紙などの用紙に記録を行なった場合、記
録液が用紙に着弾した際に用紙の繊維に沿って記録液が
滲んでしまうフェザリングが発生したり、印字されたド
ット形状がノズル径に比べ大きく不均一になってしま
う。また、異なる色の記録液を用いて記録を行なった場
合、隣接するドット間で接触した際に、滲みから混色し
てブリーディングが発生するなど、根本的な問題を抱え
ている。
【0004】このような問題を解決する一つの方策が例
えば特開昭64−63185号公報に開示されている。
図13は、従来の滲みを低減したインクジェット方式の
画像形成装置の一例における記録方法の説明図である。
図中、41は先打ち液用ヘッド、42は記録液用ヘッ
ド、43は画像支持体、44は先打ち液滴、45は記録
液滴である。まず図13(A)において、先打ち液用ヘ
ッド41を用いて先打ち液滴44を飛翔させ、画像支持
体43に着弾させる。先打ち液は、記録液を不溶化させ
る液体である。次に図13(B)において、記録液用ヘ
ッド42から記録液滴45を飛翔させ、先に着弾した先
打ち液上に記録液を着弾させる。これによって図13
(C)に示すように両液が混ざり、記録液が不溶化して
用紙内部への滲みが防止される。しかし、この方式でも
滲み防止に対する効果が不十分なばかりか、記録液を不
溶化させる先打ち液を先に着弾させるため、その先打ち
液によって用紙自体にしわが生じてしまうなどの2次障
害を生じさせてしまう。
えば特開昭64−63185号公報に開示されている。
図13は、従来の滲みを低減したインクジェット方式の
画像形成装置の一例における記録方法の説明図である。
図中、41は先打ち液用ヘッド、42は記録液用ヘッ
ド、43は画像支持体、44は先打ち液滴、45は記録
液滴である。まず図13(A)において、先打ち液用ヘ
ッド41を用いて先打ち液滴44を飛翔させ、画像支持
体43に着弾させる。先打ち液は、記録液を不溶化させ
る液体である。次に図13(B)において、記録液用ヘ
ッド42から記録液滴45を飛翔させ、先に着弾した先
打ち液上に記録液を着弾させる。これによって図13
(C)に示すように両液が混ざり、記録液が不溶化して
用紙内部への滲みが防止される。しかし、この方式でも
滲み防止に対する効果が不十分なばかりか、記録液を不
溶化させる先打ち液を先に着弾させるため、その先打ち
液によって用紙自体にしわが生じてしまうなどの2次障
害を生じさせてしまう。
【0005】上述の問題は、特に低粘度の記録液を用い
た場合に発生する問題であった。これらの問題を抜本的
に解決するには、高粘度化された記録液を使用すればよ
い。しかし、上述のようなピエゾトランスデューサーの
変形もしくは記録液の加熱による気泡の圧力で記録液を
飛翔させるインクジェット方式では、高粘度の記録液を
飛翔させることができなかったり、あるいは飛翔させる
ためには多大なエネルギーを必要とする。そのため、こ
のようなインクジェット方式とは異なる方式が開発され
ている。
た場合に発生する問題であった。これらの問題を抜本的
に解決するには、高粘度化された記録液を使用すればよ
い。しかし、上述のようなピエゾトランスデューサーの
変形もしくは記録液の加熱による気泡の圧力で記録液を
飛翔させるインクジェット方式では、高粘度の記録液を
飛翔させることができなかったり、あるいは飛翔させる
ためには多大なエネルギーを必要とする。そのため、こ
のようなインクジェット方式とは異なる方式が開発され
ている。
【0006】その代表的な方式の一つとして、記録液を
特殊なホットメルトタイプにした方式がある。この方式
では、常温では固体の記録液を用い、記録ヘッドのノズ
ル近傍で記録液を常時加熱して粘度を下げておき、記録
液を曳糸状に噴射させるものである。しかしこの方式で
使用できる記録液の粘度は10mPa・s程度までが限
界である。さらに、記録液を常時加熱させるための熱エ
ネルギーを必要とするという問題もある。
特殊なホットメルトタイプにした方式がある。この方式
では、常温では固体の記録液を用い、記録ヘッドのノズ
ル近傍で記録液を常時加熱して粘度を下げておき、記録
液を曳糸状に噴射させるものである。しかしこの方式で
使用できる記録液の粘度は10mPa・s程度までが限
界である。さらに、記録液を常時加熱させるための熱エ
ネルギーを必要とするという問題もある。
【0007】高粘度の記録液を使用できる別の方法とし
て、例えば特開平5−8384号公報には、圧電材から
なる分極体の内部に多数の曲状の個別インク路を一定間
隔を置いてアレイ状に形成し、この個別インク路の隔壁
に個別電極および共通電極を形成しておき、電極に電圧
を印加することで、この隔壁にアレイ方向の大きな変位
を起こさせる。これによって、隣接する個別インク路の
容積を増大させて記録液を充足し、その後、変位した記
録液壁がもとに戻る反動で増大した記録液室内の記録液
を噴出させることが開示されている。この文献中には高
粘度のインクが使用可能であることが記載されてはいる
が、詳細な記載はない。この文献に開示される内容から
推測すると、圧電材による変位を曲状にして大きく増大
させたとしても、10mPa・s以上の粘度では、生じ
た変位からの振動が記録液自体に吸収されてしまい、噴
射させるのは不可能であると考えられる。また、隔壁の
変位によって隣接する個別インク路の体積も変化するた
め、その体積変動による記録液量の変化や、液滴の着弾
位置のバラツキが発生して、記録された画像の品質が低
下する恐れがある。
て、例えば特開平5−8384号公報には、圧電材から
なる分極体の内部に多数の曲状の個別インク路を一定間
隔を置いてアレイ状に形成し、この個別インク路の隔壁
に個別電極および共通電極を形成しておき、電極に電圧
を印加することで、この隔壁にアレイ方向の大きな変位
を起こさせる。これによって、隣接する個別インク路の
容積を増大させて記録液を充足し、その後、変位した記
録液壁がもとに戻る反動で増大した記録液室内の記録液
を噴出させることが開示されている。この文献中には高
粘度のインクが使用可能であることが記載されてはいる
が、詳細な記載はない。この文献に開示される内容から
推測すると、圧電材による変位を曲状にして大きく増大
させたとしても、10mPa・s以上の粘度では、生じ
た変位からの振動が記録液自体に吸収されてしまい、噴
射させるのは不可能であると考えられる。また、隔壁の
変位によって隣接する個別インク路の体積も変化するた
め、その体積変動による記録液量の変化や、液滴の着弾
位置のバラツキが発生して、記録された画像の品質が低
下する恐れがある。
【0008】高粘度の記録液を使用できるさらに別の方
法として、例えば特開平4−257485号公報に記載
されているように、記録液を飛翔させないで画像支持体
に付着させるようにして、高粘度な記録液を印字する方
法がある。図14は、従来の記録液を付着させる方式の
画像形成装置の一例を示す概略断面図である。図中、5
1は記録ヘッド、52はインク室、53は電界印加電
極、54は画像支持体である。記録ヘッド51にはイン
クを保持するインク室52があり、また画像支持体54
と接する部分にインク室52と連通する吐出口が形成さ
れている。この吐出口には電界印加電極53が設けられ
ている。この電界印加電極53に画像信号に応じた電界
を印加して、吐出口から記録液の吐出量を制御する。使
用可能なインクの粘度は50〜1000mPa・sとあ
る。
法として、例えば特開平4−257485号公報に記載
されているように、記録液を飛翔させないで画像支持体
に付着させるようにして、高粘度な記録液を印字する方
法がある。図14は、従来の記録液を付着させる方式の
画像形成装置の一例を示す概略断面図である。図中、5
1は記録ヘッド、52はインク室、53は電界印加電
極、54は画像支持体である。記録ヘッド51にはイン
クを保持するインク室52があり、また画像支持体54
と接する部分にインク室52と連通する吐出口が形成さ
れている。この吐出口には電界印加電極53が設けられ
ている。この電界印加電極53に画像信号に応じた電界
を印加して、吐出口から記録液の吐出量を制御する。使
用可能なインクの粘度は50〜1000mPa・sとあ
る。
【0009】図15は、従来の記録液を付着させる方式
の画像形成装置の一例における記録時の不具合の説明図
である。図15(A)において電界印加電極53に印加
する電界を制御して、インクを画像支持体54に付着さ
せる。その後、次の画素を形成するため、画像支持体5
4あるいは記録ヘッド51を相対移動させると、粘度の
高いインクの場合、単に相対移動に伴う剪断力ではイン
クが途切れず、図15(B)に示すようにインクが糸を
曳いた状態を必ず生じさせてしまう。また、記録ヘッド
51が画像支持体54に直接接触しているため、画像支
持体54上に付着したインクを吐出口の先端で擦ってし
まうなどの問題がある。これではせっかく高粘度のイン
クを用いても、画質を向上させることはできない。さら
に、インクとして電気粘性を有するものしか使用でき
ず、極めて特殊な材料領域に限定されてしまう。さら
に、電気粘性効果でインクの流れを制御しているため、
装置本体の電源が切断された場合はインクの流出量を制
御できなくなり、インクが吐出口から漏れだしてしまう
可能性があるといった、根本的な問題を抱えている。
の画像形成装置の一例における記録時の不具合の説明図
である。図15(A)において電界印加電極53に印加
する電界を制御して、インクを画像支持体54に付着さ
せる。その後、次の画素を形成するため、画像支持体5
4あるいは記録ヘッド51を相対移動させると、粘度の
高いインクの場合、単に相対移動に伴う剪断力ではイン
クが途切れず、図15(B)に示すようにインクが糸を
曳いた状態を必ず生じさせてしまう。また、記録ヘッド
51が画像支持体54に直接接触しているため、画像支
持体54上に付着したインクを吐出口の先端で擦ってし
まうなどの問題がある。これではせっかく高粘度のイン
クを用いても、画質を向上させることはできない。さら
に、インクとして電気粘性を有するものしか使用でき
ず、極めて特殊な材料領域に限定されてしまう。さら
に、電気粘性効果でインクの流れを制御しているため、
装置本体の電源が切断された場合はインクの流出量を制
御できなくなり、インクが吐出口から漏れだしてしまう
可能性があるといった、根本的な問題を抱えている。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述した事
情に鑑みてなされたもので、広範囲な粘度の記録液を使
用でき、しかも記録ドットが高精度に低エネルギーで形
成でき、また記録ドットの滲みも低減した高画質の画像
が高速に得られる画像形成装置および画像形成方法を提
供することを目的とするものである。
情に鑑みてなされたもので、広範囲な粘度の記録液を使
用でき、しかも記録ドットが高精度に低エネルギーで形
成でき、また記録ドットの滲みも低減した高画質の画像
が高速に得られる画像形成装置および画像形成方法を提
供することを目的とするものである。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明は、記録液を押し
出し開口部から押し出し、画像支持体に付着させて記録
を行なう。押し出し開口部には、該押し出し開口部を外
側から横切る方向に移動して前記押し出し開口部を開閉
し、かつ、非記録時には前記押し出し開口部を閉塞し、
記録時には前記押し出し開口部を開放するように移動し
て前記記録液を流出させるとともに、所定のタイミング
で、前記押し出し開口部を閉塞するように移動して流出
している記録液を切断して前記押し出し開口部を閉塞す
るシャッターを設け、ドットを記録するときのみ押し出
し開口部を開放する。また、記録液が押し出された後、
シャッターを閉めることで流出している記録液を切断し
て流出を止める。このように、押し出し開口部を外側か
ら横切る方向に移動して押し出し開口部を開閉するシャ
ッターを設けることで、記録液の押し出し量の制御が可
能になるとともに、印字中に記録液の流出が必要でない
時間や画像形成装置の待機中の時間でも押し出し開口部
をシャッターで閉塞することで、記録液の乾燥を防ぐこ
とが可能になる。本発明では記録液は飛翔せず、押し出
されて連続的に流出するため、粘度の高い記録液でも記
録に必要なエネルギーを、記録液滴を飛翔させる場合に
比べて小さく抑えることが可能となる。そのため、使用
可能な記録液の粘度の範囲を広げることができ、しかも
低エネルギーで画像を形成することができる。特に粘度
の高い記録液の使用が可能なため、記録ドットの滲みを
防止でき、フェザリングやブリーディングを防止するこ
とが可能である。
出し開口部から押し出し、画像支持体に付着させて記録
を行なう。押し出し開口部には、該押し出し開口部を外
側から横切る方向に移動して前記押し出し開口部を開閉
し、かつ、非記録時には前記押し出し開口部を閉塞し、
記録時には前記押し出し開口部を開放するように移動し
て前記記録液を流出させるとともに、所定のタイミング
で、前記押し出し開口部を閉塞するように移動して流出
している記録液を切断して前記押し出し開口部を閉塞す
るシャッターを設け、ドットを記録するときのみ押し出
し開口部を開放する。また、記録液が押し出された後、
シャッターを閉めることで流出している記録液を切断し
て流出を止める。このように、押し出し開口部を外側か
ら横切る方向に移動して押し出し開口部を開閉するシャ
ッターを設けることで、記録液の押し出し量の制御が可
能になるとともに、印字中に記録液の流出が必要でない
時間や画像形成装置の待機中の時間でも押し出し開口部
をシャッターで閉塞することで、記録液の乾燥を防ぐこ
とが可能になる。本発明では記録液は飛翔せず、押し出
されて連続的に流出するため、粘度の高い記録液でも記
録に必要なエネルギーを、記録液滴を飛翔させる場合に
比べて小さく抑えることが可能となる。そのため、使用
可能な記録液の粘度の範囲を広げることができ、しかも
低エネルギーで画像を形成することができる。特に粘度
の高い記録液の使用が可能なため、記録ドットの滲みを
防止でき、フェザリングやブリーディングを防止するこ
とが可能である。
【0012】また、粘度の高い記録液を用いた場合、押
し出し開口部から押し出された記録液は連続している。
そのため、そのまま例えば画像支持体を相対移動させる
と記録液が糸を曳き、画像支持体に記録されたドットに
長い尾が形成されてしまう。しかし本発明ではシャッタ
ーを閉めることによってこの記録液の糸曳きを遮断する
ことができるので、糸曳きによる画質の劣化を防止する
ことができる。
し出し開口部から押し出された記録液は連続している。
そのため、そのまま例えば画像支持体を相対移動させる
と記録液が糸を曳き、画像支持体に記録されたドットに
長い尾が形成されてしまう。しかし本発明ではシャッタ
ーを閉めることによってこの記録液の糸曳きを遮断する
ことができるので、糸曳きによる画質の劣化を防止する
ことができる。
【0013】さらに、記録液を押圧しているため、シャ
ッターを開けてから記録液が押し出し開口部から押し出
されて画像支持体に記録液が付着するまでの時間は非常
に短く、高速な記録が可能である。
ッターを開けてから記録液が押し出し開口部から押し出
されて画像支持体に記録液が付着するまでの時間は非常
に短く、高速な記録が可能である。
【0014】
【発明の実施の形態】図1は、本発明の画像形成装置の
実施の一形態を示す概略構成図、図2は、同じく記録ヘ
ッドの断面図、図3は、図2の拡大断面図、図4は、図
3と直交する方向の拡大断面図である。図中、1は記録
ヘッド、2は加圧部、3はシャッター駆動部、4は制御
部、5はスペーサ、6は画像支持体、7は搬送ベルト、
8はベルト搬送ロール、11は固化液タンク、12は固
化液付与ロール、13は固化液層厚調整ブレード、14
は固化液掻き取り部材、21は記録液室、22は押し出
し開口部、23はシャッター、24は押圧部材、25は
シャフト、26はガイドレールである。
実施の一形態を示す概略構成図、図2は、同じく記録ヘ
ッドの断面図、図3は、図2の拡大断面図、図4は、図
3と直交する方向の拡大断面図である。図中、1は記録
ヘッド、2は加圧部、3はシャッター駆動部、4は制御
部、5はスペーサ、6は画像支持体、7は搬送ベルト、
8はベルト搬送ロール、11は固化液タンク、12は固
化液付与ロール、13は固化液層厚調整ブレード、14
は固化液掻き取り部材、21は記録液室、22は押し出
し開口部、23はシャッター、24は押圧部材、25は
シャフト、26はガイドレールである。
【0015】図1に示した例では、カラー画像を形成す
る画像形成装置を示しており、4色の記録液に対応して
4つの記録ヘッド1を有している。一例としては、記録
ヘッドYはイエローの記録液を、記録ヘッドMはマゼン
タの記録液を、記録ヘッドCはシアンの記録液を、記録
ヘッドBLはブラックの記録液を、それぞれ画像支持体
6に付着させて記録を行なうものである。もちろん、使
用する記録液の色はこれらに限定されるものではない
し、5色以上あるいは3色以下でもよく、もちろん単色
のみであってもよい。また、全部または一部に同色の異
なる性質を有する記録液を用いることも可能である。ま
た、図1に示した例では、記録液による画像形成の後、
固化液を塗布して定着を促進する機構を付加している。
る画像形成装置を示しており、4色の記録液に対応して
4つの記録ヘッド1を有している。一例としては、記録
ヘッドYはイエローの記録液を、記録ヘッドMはマゼン
タの記録液を、記録ヘッドCはシアンの記録液を、記録
ヘッドBLはブラックの記録液を、それぞれ画像支持体
6に付着させて記録を行なうものである。もちろん、使
用する記録液の色はこれらに限定されるものではない
し、5色以上あるいは3色以下でもよく、もちろん単色
のみであってもよい。また、全部または一部に同色の異
なる性質を有する記録液を用いることも可能である。ま
た、図1に示した例では、記録液による画像形成の後、
固化液を塗布して定着を促進する機構を付加している。
【0016】記録ヘッド1には、図2に示すように密閉
された記録液室21が設けられており、記録液が真空の
状態であらかじめ圧入されている。記録液室1内を加圧
状態とするため、記録ヘッドの材質は内部および外部か
らの圧力変形などが発生しないよう、ガラス粒子を含有
した強化プラスチックやアルミニウムなどの軽さと強度
が両立できる材質で構成されている。使用する記録液と
しては、粘度が10mPa・sから1000Pa・s
(=1000000mPa・s)程度の範囲のものを用
いることができる。それぞれの記録ヘッド1に収容され
る記録液は、それぞれの色を発色するように少なくとも
1種類以上の着色剤を含んでいる。
された記録液室21が設けられており、記録液が真空の
状態であらかじめ圧入されている。記録液室1内を加圧
状態とするため、記録ヘッドの材質は内部および外部か
らの圧力変形などが発生しないよう、ガラス粒子を含有
した強化プラスチックやアルミニウムなどの軽さと強度
が両立できる材質で構成されている。使用する記録液と
しては、粘度が10mPa・sから1000Pa・s
(=1000000mPa・s)程度の範囲のものを用
いることができる。それぞれの記録ヘッド1に収容され
る記録液は、それぞれの色を発色するように少なくとも
1種類以上の着色剤を含んでいる。
【0017】記録液の消費に合わせて記録液室21内の
圧力を維持するため、記録液室21内の記録液は押圧部
材24によって押圧されている。モータ2の回転により
シャフト25が直線方向に駆動され、この押圧部材24
が記録液を押圧する。これによって高粘度の記録液を着
実に押し出すことが可能になる。しかし基本的には記録
液室21内の高粘度の記録液が確実に押圧できればよ
く、他の方法、例えば記録液室21がチューブ式のよう
に変形可能になっており、そのチューブの後端を押し出
し開口部22にむかって絞りながら巻き込んでいく方法
など、種々の方法を用いることができる。
圧力を維持するため、記録液室21内の記録液は押圧部
材24によって押圧されている。モータ2の回転により
シャフト25が直線方向に駆動され、この押圧部材24
が記録液を押圧する。これによって高粘度の記録液を着
実に押し出すことが可能になる。しかし基本的には記録
液室21内の高粘度の記録液が確実に押圧できればよ
く、他の方法、例えば記録液室21がチューブ式のよう
に変形可能になっており、そのチューブの後端を押し出
し開口部22にむかって絞りながら巻き込んでいく方法
など、種々の方法を用いることができる。
【0018】記録ヘッド1の先端には、記録液室21内
の記録液を流出させるための押し出し開口部22が設け
られている。このとき、上述のように記録液として高粘
度の記録液を使用する場合、できるだけ管壁抵抗を少な
くさせることが重要である。そのため図3、図4に示す
ように、押し出し開口部22(記録液室21から開口端
までの記録液の供給経路)の断面積を均一とし、距離が
できるだけ短くなるように構成している。これによっ
て、押し出し開口部22までは大きな断面積のまま記録
液が押圧され、押し出し開口部22の短い区間のみ流路
抵抗が高くなるだけとなる。そのため、記録液の供給圧
力は小さくて済む。
の記録液を流出させるための押し出し開口部22が設け
られている。このとき、上述のように記録液として高粘
度の記録液を使用する場合、できるだけ管壁抵抗を少な
くさせることが重要である。そのため図3、図4に示す
ように、押し出し開口部22(記録液室21から開口端
までの記録液の供給経路)の断面積を均一とし、距離が
できるだけ短くなるように構成している。これによっ
て、押し出し開口部22までは大きな断面積のまま記録
液が押圧され、押し出し開口部22の短い区間のみ流路
抵抗が高くなるだけとなる。そのため、記録液の供給圧
力は小さくて済む。
【0019】この例では図2に示すように1つの記録ヘ
ッド1に多数の押し出し開口部22を設け、共通の記録
液室21から記録液を供給している。多数の押し出し開
口部22の配置は、ほぼ直線状、あるいは千鳥状など、
任意である。例えば70.5μmの間隔(配置密度36
0dpi)で、3008個の押し出し開口部22を配置
することができる。このときの印字可能幅は212mm
である。
ッド1に多数の押し出し開口部22を設け、共通の記録
液室21から記録液を供給している。多数の押し出し開
口部22の配置は、ほぼ直線状、あるいは千鳥状など、
任意である。例えば70.5μmの間隔(配置密度36
0dpi)で、3008個の押し出し開口部22を配置
することができる。このときの印字可能幅は212mm
である。
【0020】押し出し開口部22にはシャッター23が
設けられている。シャッター23はシャッター駆動部3
によって駆動され、図3に示すようにガイドレール26
に従って摺動する。シャッター23は、記録を行なわな
いときには押し出し開口部22を閉塞し、乾燥を防ぐ。
また、記録時には押し出し開口部22を開放して記録液
を流出させるとともに、所定のタイミングで閉塞し、流
出している記録液を切断する。これによって記録液の糸
曳きを防止することができる。シャッター駆動部3は、
例えば圧電素子やリニアモータ等で構成され、シャッタ
ー23を直線的に駆動する。
設けられている。シャッター23はシャッター駆動部3
によって駆動され、図3に示すようにガイドレール26
に従って摺動する。シャッター23は、記録を行なわな
いときには押し出し開口部22を閉塞し、乾燥を防ぐ。
また、記録時には押し出し開口部22を開放して記録液
を流出させるとともに、所定のタイミングで閉塞し、流
出している記録液を切断する。これによって記録液の糸
曳きを防止することができる。シャッター駆動部3は、
例えば圧電素子やリニアモータ等で構成され、シャッタ
ー23を直線的に駆動する。
【0021】制御部4は、画像情報を取り込み、画像情
報に従ってシャッター駆動部3を制御し、シャッター2
3を駆動する。また、記録液の消費に従ってモータ2を
制御し、押圧部材24による記録液室21内の加圧力を
調節する。
報に従ってシャッター駆動部3を制御し、シャッター2
3を駆動する。また、記録液の消費に従ってモータ2を
制御し、押圧部材24による記録液室21内の加圧力を
調節する。
【0022】図1に示した例では、画像支持体6は、ベ
ルト搬送ロール8によって駆動される搬送ベルト7に従
って給送される。画像支持体6としては、紙、布、プラ
スチック、皮、金属板など、記録液の付与が可能な被記
録媒体であるならばいかなるものでもよい。また、搬送
ベルト7が画像支持体6を兼ねて中間転写体として機能
し、各記録ヘッド1によって搬送ベルト7上に形成され
た画像を被記録媒体に転写する構成としてもよい。ま
た、画像支持体6は移動せず、記録ヘッド1側が移動す
る構成や、両者が相反する方向に移動する構成でもよ
い。
ルト搬送ロール8によって駆動される搬送ベルト7に従
って給送される。画像支持体6としては、紙、布、プラ
スチック、皮、金属板など、記録液の付与が可能な被記
録媒体であるならばいかなるものでもよい。また、搬送
ベルト7が画像支持体6を兼ねて中間転写体として機能
し、各記録ヘッド1によって搬送ベルト7上に形成され
た画像を被記録媒体に転写する構成としてもよい。ま
た、画像支持体6は移動せず、記録ヘッド1側が移動す
る構成や、両者が相反する方向に移動する構成でもよ
い。
【0023】各記録ヘッド1には、画像支持体6との微
小な間隔を維持するため、スペーサ5が設けられてい
る。このスペーサ5は、押し出し開口部22と、その押
し出し開口部22と対向する画像支持体6とが一定の距
離を置いて設置されるように設けられる。スペーサ5
は、画像支持体6の搬送方向と平行に設けられている。
このように構成することで、押し出し開口部22の先端
で直接印字したドットを擦るようなことを回避できると
ともに、シャッター23が駆動する際も印字されたドッ
トを擦るようなことはなくなる。図2に示すように多数
の押し出し開口部22を設けた長尺の記録ヘッド1で
は、押し出し開口部22に設けられたシャッター23の
両端にスペーサ5を設置することによって、シャッタ2
3の動作を円滑にし、画像への影響をなくしている。ま
た、カラー印字の場合には記録ヘッド1が画像支持体6
の搬送方向に複数設置されることになるが、このスペー
サ5によって画像支持体6の搬送方向に対する浮きを防
止することができる。
小な間隔を維持するため、スペーサ5が設けられてい
る。このスペーサ5は、押し出し開口部22と、その押
し出し開口部22と対向する画像支持体6とが一定の距
離を置いて設置されるように設けられる。スペーサ5
は、画像支持体6の搬送方向と平行に設けられている。
このように構成することで、押し出し開口部22の先端
で直接印字したドットを擦るようなことを回避できると
ともに、シャッター23が駆動する際も印字されたドッ
トを擦るようなことはなくなる。図2に示すように多数
の押し出し開口部22を設けた長尺の記録ヘッド1で
は、押し出し開口部22に設けられたシャッター23の
両端にスペーサ5を設置することによって、シャッタ2
3の動作を円滑にし、画像への影響をなくしている。ま
た、カラー印字の場合には記録ヘッド1が画像支持体6
の搬送方向に複数設置されることになるが、このスペー
サ5によって画像支持体6の搬送方向に対する浮きを防
止することができる。
【0024】さらに図1に示す構成では、固化液を塗布
して記録液の定着を促進する機構を付加している。固化
液タンク11には固化液が貯蔵されている。固化液付与
ロール12は、膜圧制御ブレード13を介して固化液タ
ンク11から固化液を画像支持体6に供給する。固化液
の付与後、固化液付与ロール12に残った固化液は、固
化液掻き取り部材14によって掻き取られる。この固化
液を塗布する機構は、不要な場合には設ける必要はな
い。
して記録液の定着を促進する機構を付加している。固化
液タンク11には固化液が貯蔵されている。固化液付与
ロール12は、膜圧制御ブレード13を介して固化液タ
ンク11から固化液を画像支持体6に供給する。固化液
の付与後、固化液付与ロール12に残った固化液は、固
化液掻き取り部材14によって掻き取られる。この固化
液を塗布する機構は、不要な場合には設ける必要はな
い。
【0025】本発明の画像形成装置の実施の一形態にお
ける動作の概要を説明する。ベルト搬送ロール8によっ
て搬送ベルト7が駆動され、画像支持体6が記録ヘッド
1まで給送される。制御部4は、画像情報を取り込み、
画像情報に従ってシャッター駆動部3を制御して、画像
支持体6上に記録液による画像を形成させる。
ける動作の概要を説明する。ベルト搬送ロール8によっ
て搬送ベルト7が駆動され、画像支持体6が記録ヘッド
1まで給送される。制御部4は、画像情報を取り込み、
画像情報に従ってシャッター駆動部3を制御して、画像
支持体6上に記録液による画像を形成させる。
【0026】図5は、本発明の画像形成装置の実施の一
形態におけるドット形成時の動作の一例を示す概略図で
ある。上述のように、各記録ヘッド1の記録液室21内
の記録液は、押圧部材24によって常に加圧されてい
る。しかし記録を行なわない間は、図5(A)に示すよ
うにシャッター23を閉じ、押し出し開口部22を閉塞
しているため、記録液は押し出し開口部22から流れ出
さず、そのまま保持される。また、シャッター23によ
って押し出し開口部22が閉塞されることによって、記
録液室21内の記録液の乾燥を防止しており、押し出し
開口部22に固化した記録液が詰まるなどの不具合を防
止している。
形態におけるドット形成時の動作の一例を示す概略図で
ある。上述のように、各記録ヘッド1の記録液室21内
の記録液は、押圧部材24によって常に加圧されてい
る。しかし記録を行なわない間は、図5(A)に示すよ
うにシャッター23を閉じ、押し出し開口部22を閉塞
しているため、記録液は押し出し開口部22から流れ出
さず、そのまま保持される。また、シャッター23によ
って押し出し開口部22が閉塞されることによって、記
録液室21内の記録液の乾燥を防止しており、押し出し
開口部22に固化した記録液が詰まるなどの不具合を防
止している。
【0027】画像情報に応じて記録液によって画像支持
体6上にドットを形成する際には、制御部4はシャッタ
ー駆動部3を制御してシャッター23を駆動する。これ
によって図5(B)に示すようにシャッター23が開
き、これにより押し出し開口部22が開放される。上述
のように記録液は押圧部材24により加圧されているた
め、シャッター23の開放によって、記録液は押し出し
開口部22から押し出される。押し出された記録液のメ
ニスカスの先端が対向する画像支持体6に付着した後、
あるいは所定量の記録液が流出した時点で、制御部4は
シャッター駆動部3を制御してシャッター23を駆動
し、シャッター23によって押し出し開口部22を閉塞
する。この構成では、記録液の押圧を停止しないので、
押し出し開口部22を開放したままでは押し出し開口部
22からの記録液の流出は止まらない。そのため、シャ
ッター23を閉めることによって、記録液の流出を停止
させている。また、このような構成によって、記録液に
対する加圧力を制御しなくてよく、構成が非常に簡単に
なっている。
体6上にドットを形成する際には、制御部4はシャッタ
ー駆動部3を制御してシャッター23を駆動する。これ
によって図5(B)に示すようにシャッター23が開
き、これにより押し出し開口部22が開放される。上述
のように記録液は押圧部材24により加圧されているた
め、シャッター23の開放によって、記録液は押し出し
開口部22から押し出される。押し出された記録液のメ
ニスカスの先端が対向する画像支持体6に付着した後、
あるいは所定量の記録液が流出した時点で、制御部4は
シャッター駆動部3を制御してシャッター23を駆動
し、シャッター23によって押し出し開口部22を閉塞
する。この構成では、記録液の押圧を停止しないので、
押し出し開口部22を開放したままでは押し出し開口部
22からの記録液の流出は止まらない。そのため、シャ
ッター23を閉めることによって、記録液の流出を停止
させている。また、このような構成によって、記録液に
対する加圧力を制御しなくてよく、構成が非常に簡単に
なっている。
【0028】また、シャッター23を閉じることによっ
て、押し出し開口部22から連続して流出していた記録
液はシャッター23により分断される。記録液は画像支
持体6に接触して画像支持体6との間に付着力が生じて
おり、分断された記録液により画像支持体6上に記録液
滴が形成される。このようにして、図5(C)に示すよ
うにそれまで押し出し開口部22から押し出された記録
液のみが画像支持体6上に付着し、図5(D)に示すよ
うに画像支持体6上に記録液によるドットが形成され
る。このとき、シャッター23によって記録液を分断し
ているので、記録液が糸を曳くことはなく、画像支持体
6上には良好な形状のドットが形成される。
て、押し出し開口部22から連続して流出していた記録
液はシャッター23により分断される。記録液は画像支
持体6に接触して画像支持体6との間に付着力が生じて
おり、分断された記録液により画像支持体6上に記録液
滴が形成される。このようにして、図5(C)に示すよ
うにそれまで押し出し開口部22から押し出された記録
液のみが画像支持体6上に付着し、図5(D)に示すよ
うに画像支持体6上に記録液によるドットが形成され
る。このとき、シャッター23によって記録液を分断し
ているので、記録液が糸を曳くことはなく、画像支持体
6上には良好な形状のドットが形成される。
【0029】このようなドットの形成は、画像情報に応
じて各押し出し開口部22において行なわれる。また、
画像支持体6が搬送ベルト7とともに移動しながらこの
ようなドットの形成が行なわれ、画像支持体6上に2次
元の画像が形成される。さらに、このような画像形成が
それぞれの記録ヘッド1で行なわれることによって、画
像支持体6上にはカラー画像が形成される。
じて各押し出し開口部22において行なわれる。また、
画像支持体6が搬送ベルト7とともに移動しながらこの
ようなドットの形成が行なわれ、画像支持体6上に2次
元の画像が形成される。さらに、このような画像形成が
それぞれの記録ヘッド1で行なわれることによって、画
像支持体6上にはカラー画像が形成される。
【0030】このドットが形成された画像支持体6は、
搬送ベルト7によりさらに搬送される。画像支持体6上
に形成された記録液によるドットは、使用する記録液が
高粘度の場合や、画像支持体6の吸湿性が悪い場合に
は、記録液が乾燥するまでに長時間を要する場合があ
る。このような不具合を解消し、高速な記録を行なうた
め、画像支持体6の進行方向には固化液を付与する機構
が配置されている。固化液付与ロール12の表面には固
化液タンク11から固化液が供給され、膜圧制御ブレー
ド13によって均一な厚さに制御される。そして画像支
持体6の表面に固化液付与ロール12が接触し、ドット
が形成されている画像支持体6の表面に均一に固化液が
付与される。画像支持体6上の記録液は、固化液と接触
すると瞬時に固化し、画像支持体6上に定着する。その
ため、記録液の乾燥を待つことなく記録動作を行なうこ
とができるので、高速な記録動作が可能となる。
搬送ベルト7によりさらに搬送される。画像支持体6上
に形成された記録液によるドットは、使用する記録液が
高粘度の場合や、画像支持体6の吸湿性が悪い場合に
は、記録液が乾燥するまでに長時間を要する場合があ
る。このような不具合を解消し、高速な記録を行なうた
め、画像支持体6の進行方向には固化液を付与する機構
が配置されている。固化液付与ロール12の表面には固
化液タンク11から固化液が供給され、膜圧制御ブレー
ド13によって均一な厚さに制御される。そして画像支
持体6の表面に固化液付与ロール12が接触し、ドット
が形成されている画像支持体6の表面に均一に固化液が
付与される。画像支持体6上の記録液は、固化液と接触
すると瞬時に固化し、画像支持体6上に定着する。その
ため、記録液の乾燥を待つことなく記録動作を行なうこ
とができるので、高速な記録動作が可能となる。
【0031】次に、上述の本発明の画像形成装置の実施
の一形態における各部の構成について、具体例も交えな
がらさらに詳細に説明してゆく。まず、記録液の供給に
関して説明する。上述のように、押し出し開口部22か
ら記録液を押し出すため、記録液室21内の記録液を押
圧部材24によって常に所定の押圧力で押圧している。
この例における押圧機構は、モータ2の回転によりシャ
フト25を直線方向に駆動し、シャフト25によって押
圧部材24に押圧力を伝達するものである。これによっ
て高粘度の記録液を着実に押し出し開口部22から押し
出すことが可能になる。モータ2の具体例としては、本
多電子製/EF300/MMF2.8L小型モーターを
使用し、駆動電圧はDC40Vで5Vのリモート電圧に
よって64D(デシマル)の分解能で駆動することがで
きる。
の一形態における各部の構成について、具体例も交えな
がらさらに詳細に説明してゆく。まず、記録液の供給に
関して説明する。上述のように、押し出し開口部22か
ら記録液を押し出すため、記録液室21内の記録液を押
圧部材24によって常に所定の押圧力で押圧している。
この例における押圧機構は、モータ2の回転によりシャ
フト25を直線方向に駆動し、シャフト25によって押
圧部材24に押圧力を伝達するものである。これによっ
て高粘度の記録液を着実に押し出し開口部22から押し
出すことが可能になる。モータ2の具体例としては、本
多電子製/EF300/MMF2.8L小型モーターを
使用し、駆動電圧はDC40Vで5Vのリモート電圧に
よって64D(デシマル)の分解能で駆動することがで
きる。
【0032】モータ2の回転時間は、記録する画像情報
によって制御される。すなわち、印字する画像、密度に
よって記録液の消費量が異なるため、記録液の消費量に
合わせてモータ2を駆動する必要がある。ここでは一例
として、画像密度に応じたいくつかの駆動時間のパター
ンを予め設定しておき、パターンを選択してモータ2を
駆動することができる。図6は、印字する画像密度のパ
ターンとモータ2の駆動時間との関係の一例を示すグラ
フである。例えばパターンを5種類とし、パターン5は
画像密度が80〜100%、パターン4は画像密度が7
9〜60%、パターン3は画像密度が59〜40%、パ
ターン2は画像密度が39〜15%、パターン1は画像
密度が14〜1%とする。そしてそれぞれ図5に示すよ
うに、画像密度が高いパターンほどモータ2の駆動時間
が長くなるように、モータ2の駆動時間を設定してお
く。記録時には、入力された画像情報から画像密度を求
め、その画像密度に応じたパターンを選択し、対応する
駆動時間だけモータ2を駆動すればよい。これによっ
て、記録液の消費量に応じて記録液室21内の記録液を
押圧することができ、記録液室21内の圧力を制御する
ことができる。もちろん、記録液の消費量を検知して消
費量だけのパルスをモータ2に与えるなど、種々の制御
方法を適用できる。
によって制御される。すなわち、印字する画像、密度に
よって記録液の消費量が異なるため、記録液の消費量に
合わせてモータ2を駆動する必要がある。ここでは一例
として、画像密度に応じたいくつかの駆動時間のパター
ンを予め設定しておき、パターンを選択してモータ2を
駆動することができる。図6は、印字する画像密度のパ
ターンとモータ2の駆動時間との関係の一例を示すグラ
フである。例えばパターンを5種類とし、パターン5は
画像密度が80〜100%、パターン4は画像密度が7
9〜60%、パターン3は画像密度が59〜40%、パ
ターン2は画像密度が39〜15%、パターン1は画像
密度が14〜1%とする。そしてそれぞれ図5に示すよ
うに、画像密度が高いパターンほどモータ2の駆動時間
が長くなるように、モータ2の駆動時間を設定してお
く。記録時には、入力された画像情報から画像密度を求
め、その画像密度に応じたパターンを選択し、対応する
駆動時間だけモータ2を駆動すればよい。これによっ
て、記録液の消費量に応じて記録液室21内の記録液を
押圧することができ、記録液室21内の圧力を制御する
ことができる。もちろん、記録液の消費量を検知して消
費量だけのパルスをモータ2に与えるなど、種々の制御
方法を適用できる。
【0033】モータ2の回転によって得られる押圧部材
24の押圧力は、比較的小さくてよい。それは、上述の
ように記録液室21の断面積を押し出し開口部22の直
前まで大きくし、また、断面積の小さい押し出し開口部
22の長さをできるだけ短くすることによって実現して
いる。図7は、記録液の粘度と必要とする圧力の関係の
一例を示すグラフである。図7において、白丸で示した
点aは本発明の方式を用いた場合を示し、黒丸で示した
点b〜dは従来のインクジェット方式と同様にノズルか
ら記録液を飛翔させる場合を示している。ここでは実験
的に、記録液を噴射させるエネルギーをエアーによる圧
力で比較した。従来のインクジェット方式では低粘度の
記録液を用いているため、記録液を飛翔させるためのエ
ネルギーは小さい。しかし、本発明で用いるような20
00mPa・s程度の粘度の記録液を用いた場合、図7
に示すように非常に大きなエネルギーが必要となる。本
発明では、図7中の点aで示したように、高粘度の記録
液を用いた場合でも従来のインクジェット方式と同程度
の小さなエネルギーで記録液を押し出すことができる。
すなわち、本発明では上述のような構成とすることによ
って、従来と同様のエネルギーで高粘度の記録液を使用
することができる。
24の押圧力は、比較的小さくてよい。それは、上述の
ように記録液室21の断面積を押し出し開口部22の直
前まで大きくし、また、断面積の小さい押し出し開口部
22の長さをできるだけ短くすることによって実現して
いる。図7は、記録液の粘度と必要とする圧力の関係の
一例を示すグラフである。図7において、白丸で示した
点aは本発明の方式を用いた場合を示し、黒丸で示した
点b〜dは従来のインクジェット方式と同様にノズルか
ら記録液を飛翔させる場合を示している。ここでは実験
的に、記録液を噴射させるエネルギーをエアーによる圧
力で比較した。従来のインクジェット方式では低粘度の
記録液を用いているため、記録液を飛翔させるためのエ
ネルギーは小さい。しかし、本発明で用いるような20
00mPa・s程度の粘度の記録液を用いた場合、図7
に示すように非常に大きなエネルギーが必要となる。本
発明では、図7中の点aで示したように、高粘度の記録
液を用いた場合でも従来のインクジェット方式と同程度
の小さなエネルギーで記録液を押し出すことができる。
すなわち、本発明では上述のような構成とすることによ
って、従来と同様のエネルギーで高粘度の記録液を使用
することができる。
【0034】次に、記録液が押し出される押し出し開口
部22付近の構造について説明する。上述したように、
押し出し開口部22は壁抵抗を減らすため記録液室21
から開口端までが短くなるように設けられている。また
この押し出し開口部22の近傍には、シャッター23を
移動させるためのガイドレール26も設けられている。
このガイドレール26のような微細な構造を形成し、ま
た押し出し開口部22の長さを短くすることによる強度
低下を防ぐため、この押し出し開口部22が形成される
部材としては、例えば加工精度の良いステンレス材等を
用いることができる。
部22付近の構造について説明する。上述したように、
押し出し開口部22は壁抵抗を減らすため記録液室21
から開口端までが短くなるように設けられている。また
この押し出し開口部22の近傍には、シャッター23を
移動させるためのガイドレール26も設けられている。
このガイドレール26のような微細な構造を形成し、ま
た押し出し開口部22の長さを短くすることによる強度
低下を防ぐため、この押し出し開口部22が形成される
部材としては、例えば加工精度の良いステンレス材等を
用いることができる。
【0035】図8は、押し出し開口部22付近の濡れ性
に起因した問題の説明図である。押し出し開口部22を
貫通孔として形成しただけで使用すると、図8(A)に
示すように、記録液が押し出された直後に押し出し開口
部22の開口端の周りに記録液が広がってしまうという
問題が発生する場合がある。この現象は、押し出し開口
部22の開口端の周囲の濡れ性に起因している。この開
口端の周囲に対して予め撥水処理を施しておくことによ
って、図8(B)に示すように、記録液の周囲への広が
りを防止することができる。撥水処理としては、例え
ば、シリコンオイルなどの濡れにくい材料を表面に塗布
しておいたり、あるいは表面をフッソ加工しもよい。も
ちろん、他の方法でもよい。
に起因した問題の説明図である。押し出し開口部22を
貫通孔として形成しただけで使用すると、図8(A)に
示すように、記録液が押し出された直後に押し出し開口
部22の開口端の周りに記録液が広がってしまうという
問題が発生する場合がある。この現象は、押し出し開口
部22の開口端の周囲の濡れ性に起因している。この開
口端の周囲に対して予め撥水処理を施しておくことによ
って、図8(B)に示すように、記録液の周囲への広が
りを防止することができる。撥水処理としては、例え
ば、シリコンオイルなどの濡れにくい材料を表面に塗布
しておいたり、あるいは表面をフッソ加工しもよい。も
ちろん、他の方法でもよい。
【0036】画像支持体6上に形成される記録液のドッ
ト径は、この押し出し開口部22の開口径で制御するこ
とができる。図9は、押し出し開口部の開口径と画像支
持体上に形成されるドット径との関係の一例を示すグラ
フである。ここでは、図9(A)に示す押し出し開口部
22の開口径aを50μm〜180μmまで変化させて
画像支持体6上に形成されたドットの外径を測定した。
ここで、画像支持体6としては富士ゼロックス社製のJ
紙(普通紙)を使用し、図9(A)におけるシャッター
23の厚さbを15μm、シャッター23と画像支持体
6とのギャップCは40μmに固定した。なお、シャッ
ター23はステンレス材を使用し、シャッター駆動部3
として圧電素子を使用して、駆動電圧は150Vで1パ
ルスのみの印加した。また、記録液としては粘度が17
00mPa.sの記録液を使用した。
ト径は、この押し出し開口部22の開口径で制御するこ
とができる。図9は、押し出し開口部の開口径と画像支
持体上に形成されるドット径との関係の一例を示すグラ
フである。ここでは、図9(A)に示す押し出し開口部
22の開口径aを50μm〜180μmまで変化させて
画像支持体6上に形成されたドットの外径を測定した。
ここで、画像支持体6としては富士ゼロックス社製のJ
紙(普通紙)を使用し、図9(A)におけるシャッター
23の厚さbを15μm、シャッター23と画像支持体
6とのギャップCは40μmに固定した。なお、シャッ
ター23はステンレス材を使用し、シャッター駆動部3
として圧電素子を使用して、駆動電圧は150Vで1パ
ルスのみの印加した。また、記録液としては粘度が17
00mPa.sの記録液を使用した。
【0037】図9において、画像支持体6上に形成され
たドット径と押し出し開口部22の開口径とが同じであ
ることを目標とし、この場合を破線で示している。ま
た、画像支持体6上に形成されたドット径のバラツキの
目標を暫定的に±10%とし、ハッチングを施して示し
ている。このバラツキの目標は、従来のインクジェット
方式におけるバラツキとほぼ同等である。
たドット径と押し出し開口部22の開口径とが同じであ
ることを目標とし、この場合を破線で示している。ま
た、画像支持体6上に形成されたドット径のバラツキの
目標を暫定的に±10%とし、ハッチングを施して示し
ている。このバラツキの目標は、従来のインクジェット
方式におけるバラツキとほぼ同等である。
【0038】図9を見てもわかるように、押し出し開口
部22の開口径が100μm以下では、画像支持体6上
に形成されたドット径は、ほぼバラツキの目標を満足し
ており、50μm以下では押し出し開口部22の開口径
とほぼ同様の大きさとなった。例えば上述のように36
0dpiの密度で押し出し開口部22を設ける場合のピ
ッチは70.5μmであるから、押し出し開口部22の
開口径はこれよりも小さくなる。この範囲では、押し出
し開口部22の開口径によって、画像支持体6上に形成
するドット径を十分制御可能である。また、画像支持体
6上に形成されたドット径が押し出し開口部22の開口
径とほぼ同じであることは、従来のインクジェット方式
では記録されたドット径がノズル径のほぼ2倍近く広が
ってしまうのに比べて、非常に記録ドット径を制御しや
すいことを示している。このように本発明の画像形成装
置では、画像支持体6上に形成するドット径を小径化す
る際に適している。
部22の開口径が100μm以下では、画像支持体6上
に形成されたドット径は、ほぼバラツキの目標を満足し
ており、50μm以下では押し出し開口部22の開口径
とほぼ同様の大きさとなった。例えば上述のように36
0dpiの密度で押し出し開口部22を設ける場合のピ
ッチは70.5μmであるから、押し出し開口部22の
開口径はこれよりも小さくなる。この範囲では、押し出
し開口部22の開口径によって、画像支持体6上に形成
するドット径を十分制御可能である。また、画像支持体
6上に形成されたドット径が押し出し開口部22の開口
径とほぼ同じであることは、従来のインクジェット方式
では記録されたドット径がノズル径のほぼ2倍近く広が
ってしまうのに比べて、非常に記録ドット径を制御しや
すいことを示している。このように本発明の画像形成装
置では、画像支持体6上に形成するドット径を小径化す
る際に適している。
【0039】図10は、使用する記録液の粘度と形成さ
れるドット径との関係の一例を示すグラフである。上述
の例では押し出し開口部22の開口径を変化させたが、
今度は押し出し開口部22の開口径を固定し、記録液の
粘度を変化させてみる。ここでは、押し出し開口部22
の開口径が49μmと100μmの場合について調べ
た。他の条件は図9と同様である。また、画像支持体6
上に形成されたドット径と押し出し開口部22の開口径
とが同じであることを目標としている。
れるドット径との関係の一例を示すグラフである。上述
の例では押し出し開口部22の開口径を変化させたが、
今度は押し出し開口部22の開口径を固定し、記録液の
粘度を変化させてみる。ここでは、押し出し開口部22
の開口径が49μmと100μmの場合について調べ
た。他の条件は図9と同様である。また、画像支持体6
上に形成されたドット径と押し出し開口部22の開口径
とが同じであることを目標としている。
【0040】図10からわかるように、従来のインクジ
ェット方式で用いられている粘度1mPa・s程度の記
録液では、画像支持体6上記録液のメニスカスが接触し
た際に滲みが瞬時に発生し、ドット径が250μm程度
まで広がってしまって、目標と大きくかけ離れてしまっ
た。このような現象は、10mPa・s未満の粘度の記
録液において発生した。しかし、例えば1Pa・s〜1
00Pa・sといった高粘度の記録液では、いずれも目
標値に近いドット径が得られた。なお、1000Pa.
sより粘度の高い記録液では、粘度が高すぎて供給速度
が遅くなり、記録ドットがかすれてしまうため使用でき
なかった。
ェット方式で用いられている粘度1mPa・s程度の記
録液では、画像支持体6上記録液のメニスカスが接触し
た際に滲みが瞬時に発生し、ドット径が250μm程度
まで広がってしまって、目標と大きくかけ離れてしまっ
た。このような現象は、10mPa・s未満の粘度の記
録液において発生した。しかし、例えば1Pa・s〜1
00Pa・sといった高粘度の記録液では、いずれも目
標値に近いドット径が得られた。なお、1000Pa.
sより粘度の高い記録液では、粘度が高すぎて供給速度
が遅くなり、記録ドットがかすれてしまうため使用でき
なかった。
【0041】このように、本発明では10mPa.s〜
1000Pa.sの広範囲の粘度の記録液を使用するこ
とが可能である。このような高粘度の記録液の使用を可
能とすることによって、画像支持体6上でのにじみ等に
よるフェザリングやブリーディングなどを低減し、高画
質の画像を得ることができる。また、使用できる粘度の
幅が広いため、記録液の選択の自由度が高くなる。
1000Pa.sの広範囲の粘度の記録液を使用するこ
とが可能である。このような高粘度の記録液の使用を可
能とすることによって、画像支持体6上でのにじみ等に
よるフェザリングやブリーディングなどを低減し、高画
質の画像を得ることができる。また、使用できる粘度の
幅が広いため、記録液の選択の自由度が高くなる。
【0042】次に、押し出し開口部22に設けられたシ
ャッター23について説明する。このシャッター23に
要求される機能は、上述のように、押し出し開口部22
の気密性の確保と、高粘度の記録液を切断することであ
る。高粘度の記録液を切断する際には、特にシャッター
23に記録液が付着しないことが重要である。そのた
め、シャッター23としては例えばステンレス材料に表
面がフッソ加工されたものなどを用いることができる。
しかし後述するように、記録液を切断する際の記録液の
付着は、シャッター23の駆動速度が大きく影響するた
め、このような記録液が付着しない構成は、印字停止中
の付着防止の効果が大きい。
ャッター23について説明する。このシャッター23に
要求される機能は、上述のように、押し出し開口部22
の気密性の確保と、高粘度の記録液を切断することであ
る。高粘度の記録液を切断する際には、特にシャッター
23に記録液が付着しないことが重要である。そのた
め、シャッター23としては例えばステンレス材料に表
面がフッソ加工されたものなどを用いることができる。
しかし後述するように、記録液を切断する際の記録液の
付着は、シャッター23の駆動速度が大きく影響するた
め、このような記録液が付着しない構成は、印字停止中
の付着防止の効果が大きい。
【0043】このシャッター23にはガイドプレートが
設けられ、そのガイドプレートが図3に示したようにガ
イドレール26と嵌合し、ガイドレール26に沿って移
動する。この時、ガイドプレ―トのガイドレール26と
の嵌合部は、例えば図3に示すようにT字型やL字型に
しておくことによって、シャッター23の閉鎖時に記録
液の押圧力に対抗することができ、また気密性を確保し
て記録液自体の乾燥を防止することができる。
設けられ、そのガイドプレートが図3に示したようにガ
イドレール26と嵌合し、ガイドレール26に沿って移
動する。この時、ガイドプレ―トのガイドレール26と
の嵌合部は、例えば図3に示すようにT字型やL字型に
しておくことによって、シャッター23の閉鎖時に記録
液の押圧力に対抗することができ、また気密性を確保し
て記録液自体の乾燥を防止することができる。
【0044】次に、このシャッター23を駆動するシャ
ッター駆動部3の機構について説明する。このシャッタ
ー駆動部3がシャッター23を駆動するための素子とし
て、例えば電気振動変換素子を用いることができ、例え
ば積層型圧電素子を用いることができる。この積層型圧
電素子は、体積当たりの変位量が10cm3 あたり10
0N・mと大きいのが特徴であり、大きな変位量を得る
ことができる。また、この積層型圧電素子は、直列に素
子が積層されている事から駆動エネルギーの損失が少な
く、トルクが高いため粘度の高い記録液滴の流出量を容
易に制御することが可能になる。圧電素子の構造として
は積層タイプが一般的だが、ほかにπ型などもある。ど
ちらの構造でも本発明への適用は可能であるが、変位量
を稼ぐにはπ型が適している。圧電素子の使用により、
シャッター23の周波数応答も高く設定させることが可
能であり、連続駆動周波数を高めることで高速印字を可
能にすることができる。
ッター駆動部3の機構について説明する。このシャッタ
ー駆動部3がシャッター23を駆動するための素子とし
て、例えば電気振動変換素子を用いることができ、例え
ば積層型圧電素子を用いることができる。この積層型圧
電素子は、体積当たりの変位量が10cm3 あたり10
0N・mと大きいのが特徴であり、大きな変位量を得る
ことができる。また、この積層型圧電素子は、直列に素
子が積層されている事から駆動エネルギーの損失が少な
く、トルクが高いため粘度の高い記録液滴の流出量を容
易に制御することが可能になる。圧電素子の構造として
は積層タイプが一般的だが、ほかにπ型などもある。ど
ちらの構造でも本発明への適用は可能であるが、変位量
を稼ぐにはπ型が適している。圧電素子の使用により、
シャッター23の周波数応答も高く設定させることが可
能であり、連続駆動周波数を高めることで高速印字を可
能にすることができる。
【0045】このシャッター駆動部3に用いる素子の具
体例としては、記録ヘッド1の構造から、直列の積層型
の圧電素子で住友金属工業製のタイプ90Aを使用する
ことができる。構造は両端にセラミック部があり、30
0Vまでの電圧印加が可能である。また最大電圧時の最
大変位量は90μmである。このシャッター駆動部3と
して用いる素子は、基本的に変位量として印字記録ドッ
ト径と同程度の変位を稼げて、応答周波数が1kHz以
上50乃至100kHzまで拡張可能であればよく、上
述した電気振動変換素子に限るものではない。
体例としては、記録ヘッド1の構造から、直列の積層型
の圧電素子で住友金属工業製のタイプ90Aを使用する
ことができる。構造は両端にセラミック部があり、30
0Vまでの電圧印加が可能である。また最大電圧時の最
大変位量は90μmである。このシャッター駆動部3と
して用いる素子は、基本的に変位量として印字記録ドッ
ト径と同程度の変位を稼げて、応答周波数が1kHz以
上50乃至100kHzまで拡張可能であればよく、上
述した電気振動変換素子に限るものではない。
【0046】次にこのシャッター駆動部3によって駆動
するシャッター23の駆動速度について説明する。図1
1は、シャッター駆動速度と記録されたドット径の縦横
比の関係の一例の説明図である。上述の図9と同様に、
図9(A)に示すシャッター23の厚さbを15μm、
シャッター23と用紙とのギャップcを40μmに固定
した。また、粘度1700mPa・sの記録液を使用し
た。また、画像支持体6に記録されたドット径の縦横比
は、図11(A)に示すように、シャッター23の移動
方向のドットの直径をV、移動方向に直交する方向のド
ットの直径をHとするとき、V/Hとした。
するシャッター23の駆動速度について説明する。図1
1は、シャッター駆動速度と記録されたドット径の縦横
比の関係の一例の説明図である。上述の図9と同様に、
図9(A)に示すシャッター23の厚さbを15μm、
シャッター23と用紙とのギャップcを40μmに固定
した。また、粘度1700mPa・sの記録液を使用し
た。また、画像支持体6に記録されたドット径の縦横比
は、図11(A)に示すように、シャッター23の移動
方向のドットの直径をV、移動方向に直交する方向のド
ットの直径をHとするとき、V/Hとした。
【0047】図11(B)に示したように、シャッター
23の駆動速度は記録されるドット径に影響し、シャッ
ター23の駆動速度が100mm/secより小さい
と、記録ドットの縦横比は1.0より大きくなり、シャ
ッター23の駆動方向に記録ドットの形状が延びてしま
うことが判明した。また、シャッター23の駆動速度が
100mm/sec以上であれば記録ドットの縦横比は
ほぼ1.0となり、記録ドットの形状はほぼ円形に保た
れることがわかる。また、この駆動速度域以上では、シ
ャッター23によって高粘度の記録液を切断しても、シ
ャッター23への記録液滴の付着がなくなる。すなわ
ち、シャッター駆動部3によってシャッター23を10
0mm/sec以上の速度で駆動すれば、記録液がシャ
ッター23に付着せず、また記録ドットはほぼ円形とな
る。また、記録液が良好にシャッター23によって分断
されることから、糸曳きを防止することができる。この
とき、シャッター23の表面に離型性を向上させる表面
処理を施すと効果的ではあるが、記録時の記録液の付着
に関してはシャッター23の駆動速度(液滴の切断速
度)が支配的である。
23の駆動速度は記録されるドット径に影響し、シャッ
ター23の駆動速度が100mm/secより小さい
と、記録ドットの縦横比は1.0より大きくなり、シャ
ッター23の駆動方向に記録ドットの形状が延びてしま
うことが判明した。また、シャッター23の駆動速度が
100mm/sec以上であれば記録ドットの縦横比は
ほぼ1.0となり、記録ドットの形状はほぼ円形に保た
れることがわかる。また、この駆動速度域以上では、シ
ャッター23によって高粘度の記録液を切断しても、シ
ャッター23への記録液滴の付着がなくなる。すなわ
ち、シャッター駆動部3によってシャッター23を10
0mm/sec以上の速度で駆動すれば、記録液がシャ
ッター23に付着せず、また記録ドットはほぼ円形とな
る。また、記録液が良好にシャッター23によって分断
されることから、糸曳きを防止することができる。この
とき、シャッター23の表面に離型性を向上させる表面
処理を施すと効果的ではあるが、記録時の記録液の付着
に関してはシャッター23の駆動速度(液滴の切断速
度)が支配的である。
【0048】次に、固化液を用いた記録液の定着機構に
ついて説明する。固化液と接触することによって記録液
が固化するように、記録液も調製しておく必要がある。
ここでは記録液には多糖類高分子を含有させておく。そ
して固化液として金属塩水溶液を用い、画像支持体6上
に形成された記録液のドットに固化液を付着させる。水
に溶解された金属塩が水に溶解された多糖類高分子の中
へ拡散しつつ、瞬時に溶媒である水を保持してゲル化
し、画像支持体6上に固定される。
ついて説明する。固化液と接触することによって記録液
が固化するように、記録液も調製しておく必要がある。
ここでは記録液には多糖類高分子を含有させておく。そ
して固化液として金属塩水溶液を用い、画像支持体6上
に形成された記録液のドットに固化液を付着させる。水
に溶解された金属塩が水に溶解された多糖類高分子の中
へ拡散しつつ、瞬時に溶媒である水を保持してゲル化
し、画像支持体6上に固定される。
【0049】記録液に含有させる多糖類高分子として
は、例えばアルギンもしくはアルギン酸もしくはアルギ
ン酸一価金属塩もしくはカラゲーナンなどがよい。アル
ギン酸は、褐藻類から抽出される天然の多糖類高分子
で、ワカメや昆布などに含まれている。主としてアルギ
ン酸はナトリウム塩として食品、医薬品、化粧品などの
各分野で水溶性の増粘性として、或いはカルシウムを添
加してゼリーとして、或いは酵素の固定化ビーズとして
など多種多様に用いられている。アルギン酸ナトリウム
塩の構造はβ−1、4−D−マンヌロン酸(M)とα−
1、4−L−グルロン酸(G)の重合体からなるナトリ
ウム塩である。アルギン酸ナトリウムはカルシウムウム
はカルシウムなどの多価金属塩とキレートを形成し水分
を取り込んでゲルとなる。これらが連鎖して高分子にな
るとGM,MM,GGの比率によりゲル形成能は著しく
異なる。GGクラスタ領域は分子が曲げられており、そ
こに固化用液体の一成分であるカルシウムイオンが入っ
てエッグボックス型の構造が形成され、強固な高分子が
形成される。形成されるゲルは、アルギン酸の分子量の
増大とともに皮膜形成能力が高まり、水や油に溶解しな
い膜が形成される。分子量は10000以上、好ましく
は50000以上が適している。
は、例えばアルギンもしくはアルギン酸もしくはアルギ
ン酸一価金属塩もしくはカラゲーナンなどがよい。アル
ギン酸は、褐藻類から抽出される天然の多糖類高分子
で、ワカメや昆布などに含まれている。主としてアルギ
ン酸はナトリウム塩として食品、医薬品、化粧品などの
各分野で水溶性の増粘性として、或いはカルシウムを添
加してゼリーとして、或いは酵素の固定化ビーズとして
など多種多様に用いられている。アルギン酸ナトリウム
塩の構造はβ−1、4−D−マンヌロン酸(M)とα−
1、4−L−グルロン酸(G)の重合体からなるナトリ
ウム塩である。アルギン酸ナトリウムはカルシウムウム
はカルシウムなどの多価金属塩とキレートを形成し水分
を取り込んでゲルとなる。これらが連鎖して高分子にな
るとGM,MM,GGの比率によりゲル形成能は著しく
異なる。GGクラスタ領域は分子が曲げられており、そ
こに固化用液体の一成分であるカルシウムイオンが入っ
てエッグボックス型の構造が形成され、強固な高分子が
形成される。形成されるゲルは、アルギン酸の分子量の
増大とともに皮膜形成能力が高まり、水や油に溶解しな
い膜が形成される。分子量は10000以上、好ましく
は50000以上が適している。
【0050】また、カラゲーナンは紅藻類から抽出され
る海藻多糖類である。カラゲーナンの科学構造は分子量
が数十万から数百万の直鎖状高分子で、D−ガラクトー
ス、3、6−アンヒドロ−D−ガラクトース、および硫
酸基からなっている。硫酸基の含有量により、κ型、λ
型、ι型の3種類がある。生成されるゲルの力学的強度
が強い点でκ型が好ましい。これはもう一方の固化液の
一つでありカリウムやセシウムなどの1価または多価の
カチオンイオンの存在で瞬時にゲル化する。カラゲーナ
ンはらせん構造を分子鎖中に持っている。このらせん構
造の部分がカチオンイオンを介して凝集し、ゲルを形成
するといわれている。
る海藻多糖類である。カラゲーナンの科学構造は分子量
が数十万から数百万の直鎖状高分子で、D−ガラクトー
ス、3、6−アンヒドロ−D−ガラクトース、および硫
酸基からなっている。硫酸基の含有量により、κ型、λ
型、ι型の3種類がある。生成されるゲルの力学的強度
が強い点でκ型が好ましい。これはもう一方の固化液の
一つでありカリウムやセシウムなどの1価または多価の
カチオンイオンの存在で瞬時にゲル化する。カラゲーナ
ンはらせん構造を分子鎖中に持っている。このらせん構
造の部分がカチオンイオンを介して凝集し、ゲルを形成
するといわれている。
【0051】このようにして形成されたゲルが水を保持
するため、例えば画像支持体6として紙を使用した場
合、紙の繊維中へ移動した水による紙の波打ちやカール
を防止することができる。また、多糖類高分子の水溶液
は粘調であり、紙の繊維に沿って浸透してフェザリング
を発生したり、液滴同士の結合によるブリーディングな
どの混色、にじみを発生することがない。さらに固化し
た多糖類高分子は耐水性、耐熱性が高く、記録されたド
ットは画像支持体6上で安定している。
するため、例えば画像支持体6として紙を使用した場
合、紙の繊維中へ移動した水による紙の波打ちやカール
を防止することができる。また、多糖類高分子の水溶液
は粘調であり、紙の繊維に沿って浸透してフェザリング
を発生したり、液滴同士の結合によるブリーディングな
どの混色、にじみを発生することがない。さらに固化し
た多糖類高分子は耐水性、耐熱性が高く、記録されたド
ットは画像支持体6上で安定している。
【0052】具体例として、記録液はスペシャルブラッ
クBayer A−SF(Bayer社製)1.5wt
%、ナトリウムスルホン酸ホルマリン縮合物0.1wt
%をイオン交換水に分散し、続いて分子量80000の
アルギン酸ナトリウム(和光純薬工業製)5wt%を添
加分散して黒の記録液を調製した。これは粘調な液体で
あり、粘度1800mPa・sである。また固化液とし
ては、塩化カルシウムの10wt%水溶液(pH7.
8)を調製した。
クBayer A−SF(Bayer社製)1.5wt
%、ナトリウムスルホン酸ホルマリン縮合物0.1wt
%をイオン交換水に分散し、続いて分子量80000の
アルギン酸ナトリウム(和光純薬工業製)5wt%を添
加分散して黒の記録液を調製した。これは粘調な液体で
あり、粘度1800mPa・sである。また固化液とし
ては、塩化カルシウムの10wt%水溶液(pH7.
8)を調製した。
【0053】図12は、定着機構における記録液滴の定
着過程の一例の説明図である。図中、31は記録液滴、
32はゲル化した記録液滴である。図1および図12に
示す定着機構の例では、固化液付与ロール12の少なく
とも表面は固化液を保持可能に構成されており、固化液
タンク11内の固化液を保持して画像支持体6へ供給す
る。例えば固化液付与ロール12の表面は発泡状のスポ
ンジによって構成することができ、固化液タンク11に
スポンジを浸漬させることによって、スポンジに固化液
を含浸保持させることができる。そのまま固化液付与ロ
ール12を回転させ、画像支持体6に接触あるいは多少
押圧することによって、固化液を画像支持体6上に塗布
することができる。これは固化液の粘度が記録液に比べ
て低いために可能となる方法の一つである。
着過程の一例の説明図である。図中、31は記録液滴、
32はゲル化した記録液滴である。図1および図12に
示す定着機構の例では、固化液付与ロール12の少なく
とも表面は固化液を保持可能に構成されており、固化液
タンク11内の固化液を保持して画像支持体6へ供給す
る。例えば固化液付与ロール12の表面は発泡状のスポ
ンジによって構成することができ、固化液タンク11に
スポンジを浸漬させることによって、スポンジに固化液
を含浸保持させることができる。そのまま固化液付与ロ
ール12を回転させ、画像支持体6に接触あるいは多少
押圧することによって、固化液を画像支持体6上に塗布
することができる。これは固化液の粘度が記録液に比べ
て低いために可能となる方法の一つである。
【0054】あるいは、固化液付与ロール12の表面を
親固化液性を有する材質とし、固化液タンク11におい
て固化液を固化液付与ロール12に保持させた後、膜厚
制御ブレード13で固化液の膜厚を調整し、画像支持体
6上に塗布することもできる。具体的にはシリコンゴム
を被覆したロールなどを用いることができる。この場
合、固化液が粘調であってもよい。
親固化液性を有する材質とし、固化液タンク11におい
て固化液を固化液付与ロール12に保持させた後、膜厚
制御ブレード13で固化液の膜厚を調整し、画像支持体
6上に塗布することもできる。具体的にはシリコンゴム
を被覆したロールなどを用いることができる。この場
合、固化液が粘調であってもよい。
【0055】図12(A)に示すように、記録ヘッド1
によって画像支持体6上に記録液滴31が形成された状
態で画像支持体6が搬送されてくると、図12(B)に
示すように固化液を保持した固化液付与ロール12によ
って画像支持体6上に固化液が塗布される。この固化液
の塗布によって記録液滴31は瞬時にゲル化し、ゲル化
した記録液滴32が強固に画像支持体6に固着する。こ
のようにして、図12(C)に示すようにゲル化した記
録液滴32による画像が画像支持体6上に形成されるこ
とになる。このとき、定着のためのエネルギーを必要と
ぜず、高速に記録ドットのずれがなく滲みもない画像を
得ることができる。
によって画像支持体6上に記録液滴31が形成された状
態で画像支持体6が搬送されてくると、図12(B)に
示すように固化液を保持した固化液付与ロール12によ
って画像支持体6上に固化液が塗布される。この固化液
の塗布によって記録液滴31は瞬時にゲル化し、ゲル化
した記録液滴32が強固に画像支持体6に固着する。こ
のようにして、図12(C)に示すようにゲル化した記
録液滴32による画像が画像支持体6上に形成されるこ
とになる。このとき、定着のためのエネルギーを必要と
ぜず、高速に記録ドットのずれがなく滲みもない画像を
得ることができる。
【0056】
【実施例】上述のような本発明の画像形成装置の印字性
能を確認するために、プリントテストを行った。用いた
装置は図1ないし図4に示す構成であり、記録ヘッド1
の材質は、記録液室21がウレタン樹脂、押し出し開口
部2を形成する部分がステンレスである。押し出し開口
部2の並び方向の長さが212mmである。押し出し開
口部2の直径は70.5μmである。シャッター駆動部
3としては積層型の圧電素子(住友金属工業製タイプ9
0A)を用い、シャッター駆動速度を200mm/se
cとした。画像支持体6の搬送速度を150mm/se
cとした。
能を確認するために、プリントテストを行った。用いた
装置は図1ないし図4に示す構成であり、記録ヘッド1
の材質は、記録液室21がウレタン樹脂、押し出し開口
部2を形成する部分がステンレスである。押し出し開口
部2の並び方向の長さが212mmである。押し出し開
口部2の直径は70.5μmである。シャッター駆動部
3としては積層型の圧電素子(住友金属工業製タイプ9
0A)を用い、シャッター駆動速度を200mm/se
cとした。画像支持体6の搬送速度を150mm/se
cとした。
【0057】ここでは固化液を用いて画像を定着させる
ものとし、黒の記録液としてスペシャルブラックBay
er−A−SF1.5wt%を使用し、アルギン酸ナト
リウム5wt%を分散させた。固化液は、塩化カルシウ
ムの10%水溶液(pH7.8)を使用した。固化液付
与ロール12としては、φ10mmのアルミニウム材で
ゴム硬度が5〜7程度のシリコンゴムで被覆されている
ものを用いた。膜厚調整ブレード13としては、厚さ1
mmのシリコンゴムを用いた。
ものとし、黒の記録液としてスペシャルブラックBay
er−A−SF1.5wt%を使用し、アルギン酸ナト
リウム5wt%を分散させた。固化液は、塩化カルシウ
ムの10%水溶液(pH7.8)を使用した。固化液付
与ロール12としては、φ10mmのアルミニウム材で
ゴム硬度が5〜7程度のシリコンゴムで被覆されている
ものを用いた。膜厚調整ブレード13としては、厚さ1
mmのシリコンゴムを用いた。
【0058】このような条件にてプリントテストを実施
したところ、滲みのない高品位の画像が得られ、従来か
ら問題であった記録液の糸曳きや記録ヘッドによるこす
れ、さらには記録液を飛翔させる際に発生していた記録
ドットのバラツキなどは発生しなかった。また、記録速
度も十分高速であった。
したところ、滲みのない高品位の画像が得られ、従来か
ら問題であった記録液の糸曳きや記録ヘッドによるこす
れ、さらには記録液を飛翔させる際に発生していた記録
ドットのバラツキなどは発生しなかった。また、記録速
度も十分高速であった。
【0059】次に、上述の印字機構を変えずに記録液の
みを変更した。黒の記録液として、スペシャルブラック
Bayer−A−SF1.5wt%、ナトリウムスルホ
ン酸ホルマリン縮合物0.1wt%をイオン交換水に分
散し、つづいて分子量800000のkカルギーナン
(和光純薬工業製)2wt%を添加分散して調製した。
固化液は上述と同様の塩化カルシウム水溶液である。画
像支持体6として、富士ゼロックス社製のJ紙(普通
紙)を用い、印字したのち、固化液を付与して記録物を
得た。この場合にも、滲みのない高品位の画像が高速に
得られた。
みを変更した。黒の記録液として、スペシャルブラック
Bayer−A−SF1.5wt%、ナトリウムスルホ
ン酸ホルマリン縮合物0.1wt%をイオン交換水に分
散し、つづいて分子量800000のkカルギーナン
(和光純薬工業製)2wt%を添加分散して調製した。
固化液は上述と同様の塩化カルシウム水溶液である。画
像支持体6として、富士ゼロックス社製のJ紙(普通
紙)を用い、印字したのち、固化液を付与して記録物を
得た。この場合にも、滲みのない高品位の画像が高速に
得られた。
【0060】さらに、黒以外の色の記録液として、上述
のスペシャルブラックBayer−A−SFをそれぞれ
アッシドブルー9、ダイレクトレッド227、ダイレク
トイエロー87に置き換えてシアン記録液、マゼンタ記
録液、イエロー記録液を調製した。画像支持体6上に図
1に示すような順序でこれらのカラー記録液と黒記録液
を印字したのち、定着機構にて固化液として塩化カルシ
ウム水溶液を塗布してカラー画像構成物が固定された記
録物を得た。この場合にも、プリントテスト結果は、滲
みのない高品位の画像が高速に得られた。
のスペシャルブラックBayer−A−SFをそれぞれ
アッシドブルー9、ダイレクトレッド227、ダイレク
トイエロー87に置き換えてシアン記録液、マゼンタ記
録液、イエロー記録液を調製した。画像支持体6上に図
1に示すような順序でこれらのカラー記録液と黒記録液
を印字したのち、定着機構にて固化液として塩化カルシ
ウム水溶液を塗布してカラー画像構成物が固定された記
録物を得た。この場合にも、プリントテスト結果は、滲
みのない高品位の画像が高速に得られた。
【0061】本発明は、複写機、プリンター、ワープ
ロ、プロッター、ファクシミリ、印刷機等、種々の画像
形成装置に応用することができる。
ロ、プロッター、ファクシミリ、印刷機等、種々の画像
形成装置に応用することができる。
【0062】
【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、従来のインクジェット方式で用いられていた
記録液よりも粘度の高い記録液を用いることができるの
で、フェザリングやブリーディング等の滲みを減少させ
ることができ、また高粘度の記録液を画像支持体に付着
させたときに発生する糸曳きや記録ヘッドによるこすれ
もなく、高品位の記録画像を得ることができる。また、
使用可能な記録液の粘度の幅が広く、使用可能な記録液
の範囲を広げることができる。さらに、従来のインクジ
ェット方式のように、記録液滴を飛翔させないので、記
録に要するエネルギーが少なくて済み、また記録ドット
の形成を正確に行なうことができる。さらに、押圧力に
よって記録液が押し出し開口から押し出されて画像支持
体に到達するまでの応答時間は短く、高速に記録を行な
うことができる。本発明によれば、このように種々の効
果がある。
によれば、従来のインクジェット方式で用いられていた
記録液よりも粘度の高い記録液を用いることができるの
で、フェザリングやブリーディング等の滲みを減少させ
ることができ、また高粘度の記録液を画像支持体に付着
させたときに発生する糸曳きや記録ヘッドによるこすれ
もなく、高品位の記録画像を得ることができる。また、
使用可能な記録液の粘度の幅が広く、使用可能な記録液
の範囲を広げることができる。さらに、従来のインクジ
ェット方式のように、記録液滴を飛翔させないので、記
録に要するエネルギーが少なくて済み、また記録ドット
の形成を正確に行なうことができる。さらに、押圧力に
よって記録液が押し出し開口から押し出されて画像支持
体に到達するまでの応答時間は短く、高速に記録を行な
うことができる。本発明によれば、このように種々の効
果がある。
【図1】 本発明の画像形成装置の実施の一形態を示す
概略構成図である。
概略構成図である。
【図2】 本発明の画像形成装置の実施の一形態におけ
る記録ヘッドの断面図である。
る記録ヘッドの断面図である。
【図3】 本発明の画像形成装置の実施の一形態におけ
る記録ヘッドの拡大断面図である。
る記録ヘッドの拡大断面図である。
【図4】 本発明の画像形成装置の実施の一形態におけ
る記録ヘッドの別の方向の断面を示す拡大断面図であ
る。
る記録ヘッドの別の方向の断面を示す拡大断面図であ
る。
【図5】 本発明の画像形成装置の実施の一形態におけ
るドット形成時の動作の一例を示す概略図である。
るドット形成時の動作の一例を示す概略図である。
【図6】 印字する画像密度のパターンとモータの駆動
時間との関係の一例を示すグラフである。
時間との関係の一例を示すグラフである。
【図7】 記録液の粘度と必要とする圧力の関係の一例
を示すグラフである。
を示すグラフである。
【図8】 押し出し開口部22付近の濡れ性に起因した
問題の説明図である。
問題の説明図である。
【図9】 押し出し開口部の開口径と画像支持体上に形
成されるドット径との関係の一例を示すグラフである。
成されるドット径との関係の一例を示すグラフである。
【図10】 使用する記録液の粘度と形成されるドット
径との関係の一例を示すグラフである。
径との関係の一例を示すグラフである。
【図11】 シャッター駆動速度と記録されたドット径
の縦横比の関係の一例の説明図である。
の縦横比の関係の一例の説明図である。
【図12】 定着機構における記録液滴の定着過程の一
例の説明図である。
例の説明図である。
【図13】 従来の滲みを低減したインクジェット方式
の画像形成装置の一例における記録方法の説明図であ
る。
の画像形成装置の一例における記録方法の説明図であ
る。
【図14】 従来の記録液を付着させる方式の画像形成
装置の一例を示す概略断面図である。
装置の一例を示す概略断面図である。
【図15】 従来の記録液を付着させる方式の画像形成
装置の一例における記録時の不具合の説明図である。
装置の一例における記録時の不具合の説明図である。
1…記録ヘッド、2…加圧部、3…シャッター駆動部、
4…制御部、5…スペーサ、6…画像支持体、7…搬送
ベルト、8…ベルト搬送ロール、11…固化液タンク、
12…固化液付与ロール、13…固化液層厚調整ブレー
ド、14…固化液掻き取り部材、21…記録液室、22
…押し出し開口部、23…シャッター、24…押圧部
材、25…シャフト、26…ガイドレール、31…記録
液滴、32…ゲル化した記録液滴。
4…制御部、5…スペーサ、6…画像支持体、7…搬送
ベルト、8…ベルト搬送ロール、11…固化液タンク、
12…固化液付与ロール、13…固化液層厚調整ブレー
ド、14…固化液掻き取り部材、21…記録液室、22
…押し出し開口部、23…シャッター、24…押圧部
材、25…シャフト、26…ガイドレール、31…記録
液滴、32…ゲル化した記録液滴。
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B41J 2/015 B41J 2/01 B41J 2/205 B41M 5/00
Claims (15)
- 【請求項1】 記録液を保持する記録液室と、該記録液
室内の記録液を加圧する加圧手段と、前記記録液室に設
けられた押し出し開口部と、該押し出し開口部を外側か
ら横切る方向に移動して前記押し出し開口部を開閉し、
かつ、非記録時には前記押し出し開口部を閉塞し、記録
時には前記押し出し開口部を開放するように移動して記
録液を流出させた後、前記押し出し開口部を閉塞するよ
うに移動して流出している記録液を切断して前記押し出
し開口部を閉塞するシャッターと、該シャッターを画像
情報に応じて開閉駆動するシャッター駆動手段を有する
ことを特徴とする画像形成装置。 - 【請求項2】 前記押し出し開口部は、記録液によって
画像が形成される画像支持体と所定の距離をおいて対向
配置されることを特徴とする請求項1に記載の画像形成
装置。 - 【請求項3】 前記押し出し開口部の周辺に該押し出し
開口部と前記画像支持体とを前記所定の距離だけ離間さ
せるスペーサーを有しており、該スペーサーと前記画像
支持体とが接触するように配置されることを特徴とする
請求項2に記載の画像形成装置。 - 【請求項4】 前記シャッター駆動手段は、電気振動変
換素子を用いて構成されていることを特徴とする請求項
1に記載の画像形成装置。 - 【請求項5】 前記シャッター駆動手段は、画像情報に
応じて前記押し出し開口部を開放するように前記シャッ
ターを駆動し、所定量の記録液が流出された後に前記押
し出し開口部を閉塞するように前記シャッターを駆動す
ることを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。 - 【請求項6】 前記シャッター駆動手段は、前記シャッ
ターを閉じる際に100mm/sec以上の速度でシャ
ッターを移動させることを特徴とする請求項1に記載の
画像形成装置。 - 【請求項7】 前記記録液は、粘度が10mPa・sか
ら1000Pa・sの範囲であって、少なくとも1種類
以上の着色剤を含むことを特徴とする請求項1ないし請
求項5のいずれか1項に記載の画像形成装置。 - 【請求項8】 前記押し出し開口部、前記シャッター、
前記シャッター駆動手段を、複数の記録液ごとに複数組
設けたことを特徴とする請求項1ないし請求項7のいず
れか1項に記載の画像形成装置。 - 【請求項9】 さらに記録液を固化する固化液を画像支
持体上の記録液に付与する記録液固化手段を有すること
を特徴とする請求項1ないし請求項8のいずれか1項に
記載の画像形成装置。 - 【請求項10】 前記記録液は、少なくとも多糖類高分
子を含有することを特徴とする請求項9記載の画像形成
装置。 - 【請求項11】 前記多糖類高分子は、アルギンもしく
はアルギン酸もしくはアルギン酸一価金属塩もしくはカ
ラゲーナンであることを特徴とする請求項10に記載の
画像形成装置。 - 【請求項12】 前記固化液は、金属塩水溶液であるこ
とを特徴とする請求項9に記載の画像形成装置。 - 【請求項13】 記録液を保持する記録液室と、前記記
録液室に設けられた押し出し開口部と、該押し出し開口
部を外側から横切る方向に移動して前記押し出し開口部
を開閉し、かつ、非記録時には前記押し出し開口部を閉
塞し、記録時には前記押し出し開口部を開放するように
移動して記録液を流出させた後、前記押し出し開口部を
閉塞するように移動して流出している記録液を切断して
前記押し出し開口部を閉塞するシャッターと、該シャッ
ターを画像情報に応じて開閉駆動するシャッター駆動手
段を有する画像形成装置における画像形成方法におい
て、前記記録液室内の記録液を加圧しておき、印字信号
に応じて前記押し出し開口部を開放するように前記シャ
ッターを移動して前記押し出し開口部を開放し、前記記
録液室内の記録液を前記押し出し開口部から流出させ、
流出された記録液の先端が画像支持体に付着した後に、
前記押し出し開口部を閉塞するように前記シャッターを
移動して流出している記録液を切断して前記押し出し開
口部を閉塞することを特徴とする画像形成装置における
画像形成方法。 - 【請求項14】 前記画像支持体に付着した記録液に対
して、さらに固化液を付与することを特徴とする請求項
13に記載の画像形成方法。 - 【請求項15】 複数の記録液を用い、各記録液による
前記画像支持体への画像形成を行なった後に、前記固化
液を付与することを特徴とする請求項14に記載の画像
形成方法。
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