JP3397623B2

JP3397623B2 - インクジェット記録方法およびその方法を適用した記録装置

Info

Publication number: JP3397623B2
Application number: JP07607697A
Authority: JP
Inventors: 浩行前田; 秀美久保田; まさ子下村; 勲木村
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1996-03-27
Filing date: 1997-03-27
Publication date: 2003-04-21
Anticipated expiration: 2017-03-27
Also published as: JPH10315474A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、インクジェット記
録方法およびその方法を適用した記録装置に関し、特に
記録画像の色表現性向上に貢献できるインクが用いられ
るインクジェット記録方法およびその方法を適用した記
録装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】インクジェット記録方法は、種々な方式
により記録液であるインクを飛翔的液滴となして紙等被
記録材上に着弾させ、ドット記録を行うもので、非接触
式であるために低騒音で、しかも高密度高速記録が可能
なことと、特に普通紙等の被記録材に対しても現像や定
着などの格別な処理を要せず、装置としても量産に適し
廉価で得られることから近年ではその用途が広く普及し
つつある。殊に、オンデマンド型のインクジェット記録
装置はそのカラー化が容易で、しかも装置自体の小型
化、簡略化が可能なことから、将来の需要について有望
視されている。また、上述のようなカラー化の普及につ
れて、被記録材（以下では記録シートと呼ぶ）上に記録
される画像の色表現性がますます求められるようになっ
た。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明者等
は、さきに、特願平６−２５９０２３号において、記録
液（以下ではインクという）に使用される染料や顔料な
どの色材および液媒体について提案を行い、熱を受けた
ときに増粘性を有する物質、さらに狭義には、転移温度
以上で熱可逆的にゲル化する感温性高分子、すなわち、
転移温度以上でゲル化し、転移温度未満に戻ると液体状
態に復帰してインクを使用可能とする感温性高分子や、
曇点を有する物質を含むインクを用いることで、記録シ
ート上にてその粘性を急激に高めるようになして、安定
した表面定着を行うことにより色表現性の向上が達成さ
れるようにした。また、その粘性を急激に高める一方法
として、記録シートを加熱制御することを提案した。

【０００４】しかしながら、インクを吐出する記録ヘッ
ドと記録シートとの間の距離は数ミリ以下と極めて狭い
ために、上記のような記録シート加熱制御手段を用いる
だけでは、加熱された記録シートからの輻射熱が、対向
して記録動作中の記録ヘッドのインク吐出口周辺部に伝
達され、吐出口周辺部やインク液路内の温度上昇を招き
易い。特に、加熱制御された記録シートの対向位置で記
録ヘッドが長時間にわたって記録動作をしていると、吐
出口周辺部温度がインク中の熱を受けたときに増粘性を
有する物質や曇点を有する物質の反応温度にまで高めら
れてしまうことによって、吐出口周辺部やインク液路内
に上記の熱を受けたときに増粘性を有する物質がゲル化
して析出、または、曇点を有する物質がエマルジョンを
形成してインク粘度を上昇させ、インクの吐出を妨げる
ことがあった。

【０００５】本発明の目的は、上述のような問題に着目
し、上述のインク使用のために記録シートが記録位置で
加熱されるものにおいて、記録ヘッドのインク吐出口周
辺部の温度上昇を、加熱された記録シート上に記録ヘッ
ドが存在する時間に基づいて判断すると共に吐出機能が
妨げられる前にその温度を低める動作を行うことによ
り、上記インクにより良好な記録画像が得られるように
するインクジェット記録方法およびその方法を適用した
記録装置を提案および提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めに、本発明インクジェット記録装置は、被記録材を記
録位置に導き、記録後排出する搬送手段と、この搬送手
段により記録位置に導かれた被記録材を所定の温度範囲
に加熱する加熱手段と、インクをインク吐出口から吐出
して記録を行う記録ヘッドと、この記録ヘッドが記録の
ために加熱された被記録材に対向する位置に存在する時
間を計時するヘッド存在計時手段と、記録ヘッドのイン
ク吐出口周辺部の温度が前記インク中の熱を受けたとき
に増粘性を有する物質および／または曇点を有する物質
の粘度が急上昇する温度を越えることにより、この記録
ヘッドの吐出機能が損われるのを防止するために、該記
録ヘッドが前記加熱された被記録材に対向する位置に存
在する時間が所定時間に達したときに、前記加熱された
被記録材に対向しない位置へ前記記録ヘッドを移動させ
ることによって、前記存在時間を制御する制御手段と、
を具備することを特徴とするものである。

【０００７】また、その装置によるインクジェット記録
方法は、記録装置に送給された被記録材を加熱し、前記
加熱された被記録材に記録ヘッドを対向させた状態で、
前記加熱された被記録材に向けて前記記録ヘッドのイン
ク吐出口からインクを吐出して記録動作を行う記録方法
において、前記記録動作中において、前記記録ヘッドの
インク吐出口の周辺部の温度が所定範囲となるように、
前記記録ヘッドが前記加熱された被記録材に対向する位
置に存在する時間を制御する制御工程を有し、前記制御
工程では、前記記録動作中において、前記加熱された被
記録材に対向する位置における前記記録ヘッドの存在時
間が所定時間に達したときに、前記加熱された被記録材
に対向しない位置へ前記記録ヘッドを移動させることに
より、前記存在時間を制御することを特徴とするもので
ある。

【０００８】この方法において、記録ヘッドのインク吐
出口周辺部の温度を所定範囲に制御するのに、記録ヘッ
ドが加熱された被記録材に対向する位置に存在する時間
を制御することによって、実現することができる。しか
し、例えば、冷却ファンやペルチェ素子により記録ヘッ
ドを冷却するように構成すれば、記録ヘッドが加熱され
た被記録材に対向する位置に存在し続けても、記録ヘッ
ドのインク吐出口周辺部の温度を所定範囲に制御するこ
とは可能である。

【０００９】本発明によれば、加熱された被記録材上に
インクを吐出して記録を行うにあたり、被記録材の温度
を検出しつつ、一方では記録ヘッドが記録領域に存在す
る時間を計時し、記録ヘッドのインク吐出口周辺部温度
が吐出機能の妨げとなる前にインク吐出口周辺部を冷却
して記録を行うので、安定かつ色表現性の高い記録画像
を得ることができる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施例を詳細か
つ具体的に説明するが、その説明に先立ち、本発明に適
用するインクの特性について述べておく。本発明に適用
するインクは、好ましくは、所定の温度範囲において熱
を受けたときに増粘性を有する物質および／または曇点
を有する物質を含むインクである。しかし、本発明はこ
れに限定されることなく、一般的な色剤と溶媒との組合
せを含むインクを使用する場合にも適用可能である。

【００１１】本発明に用いる熱を受けたときに増粘性を
有する物質と曇点を有する物質について説明する。はじ
めに、熱を受けたときに増粘性を有する物質とは、典型
的には高分子であり、転移温度以下におけるインク中で
は溶解解離している水溶性高分子が、転移温度以上にな
ると高分子同士が会合すなわち１つの分子のように結合
を起こすことによってインクの粘度を増加させ、再び転
移温度未満になると前記会合が解除されてインクの粘度
を低下させる物質である。しかして、この時の高分子の
会合率は温度によって変化するため、転移温度以上での
インクの粘度は温度変化に応じて変化する。そして、こ
の会合した高分子を含むインクが所定の温度範囲に加熱
された被記録材であるシート上に着弾した時、会合した
高分子の粘度が高められるために記録シートの表面部分
に留まることになる。また、会合していない高分子は、
水性インク中に溶解しているため粘度が低くなり記録シ
ート内に浸透する。

【００１２】よって、会合した高分子の割合が多いほ
ど、記録シート表面部分に留まる高分子が多くなり、こ
の会合した高分子に色材を結合させることで、記録シー
トの表面部分に密度の高い色材層を形成することができ
る。

【００１３】また、この記録シート上に留まる高分子の
量を温度変化により変化させ、記録シートの表面部分の
色材層厚みを変化させることにより中間色の形成能力を
高め色再現性向上を達成させることが可能となる。

【００１４】さらに、この増粘性を有する物質を用いる
ことで、インクが被記録材に浸透する程度をコントロー
ルすることができるので、インクの色材が被記録材の上
部に残るようにして発色性を高めることができるように
なる。

【００１５】一方の曇点を有する物質とは、それ自身が
熱可逆的増粘性を有し、重量平均分子量が比較的低い分
子量であって挙動変化の速い界面活性剤である。また、
ここでいう曇点とは、透明であった溶液が温度の変化に
より曇りを生じる温度のことを意味する。しかして、曇
点以上でインクの粘度が温度変化に応じて変化する。こ
の特性を利用して、この界面活性剤を含有するインクは
熱可逆型の増粘性高分子を含有したインクと同じような
上記記録方法を用いることにより、記録シート表面部分
に密度の高い色材層を形成することができる。

【００１６】以下に、本発明のインクジェット記録装置
に用いられるインクに好適な“熱を受けたときに増粘性
を有する物質の代表例として熱可逆型の増粘性高分子に
ついて説明する。

【００１７】熱可逆型の増粘性高分子は、上述したよう
にその水溶液や水懸濁液等が一定の温度（転移温度）以
上のときに増粘し、かつ温度−粘度の関係が可逆的であ
る高分子であって、本発明で使用する上記高分子の好ま
しい具体例としては、窒素含有環を有する活性水素化合
物のアルキレンオキシド付加物のビニル系カルボン酸エ
ステル（ａ）を構成単位とし、かつこのビニル系カルボ
ン酸エステル（ａ）が５０重量％以上含有されている水
溶性ビニル系重合体（Ａ）等が挙げられ、さらに好まし
くは、上記ビニル系カルボン酸エステル（ａ）が、（置
換）モルホリンのエチレンオキシドおよび／またはプロ
ピレンオキシド１〜２０モル付加物のメタクリル酸エス
テルまたはアクリル酸エステルである化合物等が挙げら
れる。

【００１８】なお、上記窒素含有環を有する活性水素化
合物としては、窒素含有環とこれにアルキレンオキシド
が付加するための活性水素を有する化合物であり、例と
して、窒素含有脂環式化合物、例えばアジリジン環を有
するもの（アジリジン、２−メチルアジリジン等）、ピ
ロリジン環を有するもの（ピロリジン、２−メチルピロ
リジン、２−ピロリドン、スクシンイミド等）、ピペリ
ジン環を有するもの（ピペリジン、２−メチルピペリジ
ン、３，５−ジメチルピペリジン、２−エチルピペリジ
ン、４−ピペリジノピペリジン、４−ピロリジノピペリ
ジン、エチルピペコリネート等）、ピペラジン環を有す
るもの（１−メチルピペラジン、１−メチル−３−エチ
ルピペラジン、モルホリン環を有するもの；モルホリ
ン、２−メチルモルホリン、３，５−ジメチルモルホリ
ン等）、及びε−カプロラクタム、窒素含有不飽和環状
化合物（３−ピロリン、２，５−ジメチル−３−ピロリ
ン、２−ヒドロキシピリジン、４−ピリジルカルビノー
ル、２−ヒドロキシピリミジン等）等が挙げられる。

【００１９】これらのうち、好ましいものは、窒素含有
脂環式化合物であり、さらに好ましくはピペリジン環を
有するものおよびモルホリン環を有するものであって、
最も好ましいものはモノホリン環を有するものである。

【００２０】また、本発明におけるアルキレンオキシド
としてはエチレンオキシド、プロピレンオキシド及びブ
チレンオキシドが好適である。

【００２１】さらにまた、かかる熱可逆型の増粘性高分
子の転移温度の調整には、アルキレンオキシドの種類や
その付加モル数を調節することで容易であり、例えば、
エチレンオキシドの場合は、付加モル数を多くすると転
移温度は上昇し、プロピレンオキシドやブチレンオキシ
ドの場合は付加モル数の増加で転移温度は低くなる。ア
ルキレンオキシドの付加モル数としては１〜２０モルが
好ましく、より好ましくは１〜５モルである。

【００２２】上記ビニル系カルボン酸エステル（ａ）
は、上述したアルキレンオキシド付加物とビニル系カル
ボン酸との混合エステルであり、ビニル系カルボン酸と
しては、メタクリル酸、アクリル酸（以下、これらを総
称して（メタ）アクリル酸と称す）、アクリル酸、マレ
イン酸、ビニル安息香酸、及びこれらの誘導体が好まし
く、特に好ましくは、（メタ）アクリル酸、及び（メ
タ）アクリル酸誘導体が挙げられる。

【００２３】さらに、上述の水溶性ビニル系重合体
（Ａ）は、上記ビニル系カルボン酸エステル（ａ）の１
種類以上の重合体、または、ビニル系カルボン酸エステ
ル（ａ）の１種類以上と他のビニル系モノマー（ｂ）と
の共重合体で、ビニル系カルボン酸エステル（ａ）の１
種類以上をその構成単位として５０重量％以上含有すれ
ばよい。

【００２４】他のビニル系ポリマー（ｂ）としては、例
えばヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、ポリエチ
レングリコールモノ（メタ）アクリレート、（メタ）ア
クリルアミド、Ｎ−ヒドロキシメチル（メタ）アクリル
アミド、Ｎ−ビニル−２−ピロリドン、（メタ）アクリ
ル酸、（無水）マレイン酸、スチレンスルホン酸、Ｎ，
Ｎ−ジメチルアミノエチル（メタ）アクリレート、Ｎ，
Ｎ−ジエチルアミノプロピル（メタ）アクリレート、メ
チル（メタ）アクリレート、ブチル（メタ）アクリレー
ト、グリシジル（メタ）アクリレート、Ｎ−ブチル（メ
タ）アクリルアミド、Ｎ−シクロヘキシル（メタ）アク
リルアミド、（メタ）アクリルニトリル、スチレン、酢
酸ビニル、塩化ビニル、ブタジエン、イソプレン等が好
適である。

【００２５】なお、水溶性ビニル系重合体（Ａ）を構成
するモノマーでは、ビニル系カルボン酸エステル（ａ）
の構成比により、増粘の温度幅が変化する。そこでこの
温度幅をできる限り小さくするためには、ビニル系カル
ボン酸エステル（ａ）の構成比を、水溶性ビニル系重合
体（Ａ）全体の好ましくは５０重量％以上、より好まし
くは、７０重量％以上であることが望ましい。

【００２６】また、上記高分子を水溶液とした場合、一
定の転移温度までは温度上昇にともなって粘度は低下す
るが、転移温度を越えると高い勾配で粘度は上昇する。
その上、温度−粘度関係がヒステリシスをほとんど持た
ないのが特徴である。

【００２７】また、転移温度は前述のように、熱可逆型
の増粘性高分子を構成するビニル系カルボン酸エステル
（ａ）中のアルキレンオキシドの種類や付加モル数を変
化させることで容易に任意の温度に調整できるため、温
度上昇特性がヘッド形態や記録方法等によって変化する
種々の記録ヘッドに適用可能である。

【００２８】ただし、熱可逆型の増粘性高分子の転移温
度は、インク中の塩、界面活性剤、溶剤などの添加成分
の種類、量によって変化するので、適用するインクとし
てはその組成での転移温度を用いる必要がある。

【００２９】また、本発明においては、インク中に添加
する熱可逆型の増粘性高分子の分子量および添加量をイ
ンクジェット記録用インク粘度の許容範囲内（２０ｍＰ
ａ・ｓ以下）に納める必要があるため、上記高分子の重
量平均分子量は２０００以上５０万以下の範囲が良い。
ただし、重量平均分子量が５０万を越えると、分子鎖が
長くなりすぎ、再溶解速度が低下したり、曳糸性が出る
ので好ましくない。そこで、重量平均分子量が比較的低
分子量の範囲、例えば重量平均分子量が２０００程度の
ような場合には、増粘効果が弱いので、その添加量を多
くする必要があり、好ましくは、２〜１０重量％添加す
る。また、重量平均分子量が比較的高分子量の範囲、例
えば重量平均分子量が５０万に近い場合には、少量の添
加で十分な増粘効果を示すため、好ましい添加量として
は、添加量を０．００５〜５重量％である。つまり、熱
可逆型の増粘性高分子の好ましい添加量は、熱可逆型増
粘効果を最大限に引き出しつつ、かつ、インク全体の粘
度がインクジェット記録用インク粘度の許容範囲を越え
ないようにすることである。なお、本発明において、重
量平均分子量が異なる熱可逆型の増粘性高分子を混合使
用しても本発明の効果は十分に得られる。

【００３０】また、本発明で使用する曇点を有する物質
とは、典型的には界面活性剤であり、この界面活性剤を
含有した水溶液や水懸濁液などが一定の温度（曇点Ｔ
ｃ）以上で増粘して曇りを生じ、粘度の極大点温度Ｔｐ
を持ち、かつ、極大点温度Ｔｐ以上の温度では粘度が下
降する特性を有し、温度−粘度の関係が可逆的の界面活
性剤をいう。また、その界面活性剤としては、以下に示
す化合物が使用に好適である。（Ａ）下記一般式（１）
に示される、高級アルコール−エチレンオキシド付加型
界面活性剤

【００３１】

【化１】 R-O-(-CH₂-CH₂-O-)_n-H …（１）（Ｒは炭素数８以上２２以下のアルキル基、ｎは６以上
２０以下の整数）（Ｂ）下記一般式（２）に示される、
プロピレングリコール−エチレンオキシド付加型界面活
性剤

【００３２】

【化２】

【００３３】（式中、ｍは２０以上８０以下の整数、ｎ
は５以上２００以上の整数）上記界面活性剤を水溶液と
した場合、曇点Ｔｃまでは温度上昇にともなって粘度は
ほとんど変化せず一定であり、曇点Ｔｃを越えると高い
勾配で粘度が上昇するが、さらに、温度を上昇させると
粘度の極大点温度Ｔｐがあり、そのときの温度Ｔｐ以上
では粘度が下降し、その粘度の下降速度、すなわち再溶
解速度が増粘速度とほぼ等しく、温度−粘度関係がヒス
テリシスをほとんど持たない特徴がある。

【００３４】また、曇点Ｔｃは界面活性剤分子を構成す
るアルキレンオキシドの種類や付加モル数を変化させる
ことで、任意の温度に容易に調整できるため、温度上昇
特性が形態や記録方法などによって変化するような、種
々の記録ヘッドに適用可能である。

【００３５】ただし、曇点Ｔｃは併用する高分子、イン
ク中の塩、他の界面活性剤、溶剤などの添加成分の種
類、量によって変化するので適用するインク組成に応じ
た曇点Ｔｃを利用するようにする。

【００３６】本発明では、添加する界面活性剤の構成官
能基として、分子構造においてそのインクジェット記録
用インク粘度を許容範囲内（２０ｍＰａ・ｓ以下）に納
める必要があり、一般式（１）の界面活性剤では上述の
ようにＲが炭素数８以上２２以下のアルキル基、ｎが６
以上２０以下の整数の範囲のものが好ましい。

【００３７】さらに、一般式（２）の界面活性剤ではプ
ロピレングリコール部が疎水部として機能し、ｍは２０
以上８０以下の整数であり、親水部であるエチレンオキ
シドはｎが５以上２００以下（全分子中の１０〜８０ｗ
ｔ％）の整数の範囲のものが好ましい。

【００３８】なお、エチレンオキシドの全分子中の比率
を上げていくと曇点Ｔｃが上昇するので、エチレンオキ
シド比率、プロピレンオキシド比率を変えることで曇点
Ｔｃを自由に設定可能である。

【００３９】また、上記界面活性剤のインク中への添加
量は比較的その分子量が小さいため添加量範囲が広く設
定できるが、０．１〜１０重量％の範囲が好ましい。

【００４０】０．１重量下の場合は増粘効果が弱く、１
０重量％以上ではインクの粘度が高くなりすぎること
と、紙などへの浸透性が高くなりすぎて発色性を低下さ
せるので好ましくはない。

【００４１】また、一般式（１），（２）に示す異なる
界面活性剤を混合使用してもそれぞれの曇点が近いもの
であれば本発明の効果は十分に得られる。

【００４２】なお、以上に述べた化合物はそれぞれ単体
で使用してもよいし、また、混合して使用しても効果に
影響は与えない。

【００４３】本発明のインクに用いる色材は公知のもの
でよく、以下に述べるような直接染料、酸性染料、塩基
性染料、反応性染料、食品用色素の水溶性染料、顔料、
又は、分散染料の不溶性色素を用いることができる。

【００４４】例えば、水溶性染料としては、Ｃ．Ｉ．ダ
イレクトブラック，−１７，−１９，−２２，−３２，
−３８，−５１，−６２，−７１，−１０８，−１４
６，−１５４；Ｃ．Ｉ．ダイレクトイエロー，−１２，
−２４，−２６，−４４，−８６，−８７，−９８，−
１００，−１３０，−１４２；Ｃ．Ｉ．ダイレクトレッ
ド，−１，−４，−１３，−１７，−２３，−２８，−
３１，−６２，−７９，−８１，−８３，−８９，−２
２７，−２４０，−２４２，−２４３；Ｃ．Ｉ．ダイレ
クトブルー，−６，−２２，−２５，−７１，−７８，
−８６，−９０，−１０６，−１９９；Ｃ．Ｉ．ダイレ
クトオレンジ，−３４，−３９，−４４，−４６，−６
０；Ｃ．Ｉ．ダイレクトバイオレット，−４７，−４
８；Ｃ．Ｉ．ダイレクトブラウン，−１０９；Ｃ．Ｉ．
ダイレクトグリーン，−５９等の直接染料、Ｃ．Ｉ．ア
シッドブラック，−２，−７，−２４，−２６，−３
１，−５２，−６３，−１１２，−１１８，−１６８，
−１７２，−２０８；Ｃ．Ｉ．アシッドイエロー，−１
１，−１７，−２３，−２５，−２９，−４２，−４
９，−６１，−７１；Ｃ．Ｉ．アシッドレッド，−１，
−６，−８，−３２，−３７，−５１，−５２，−８
０，−８５，−８７，−９２，−９４，−１１５，−１
８０，−２５４，−２５６，−２８９，−３１５，−３
１７；Ｃ．Ｉ．アシッドブルー，−９，−２２，−４
０，−５９，−９３，−１０２，−１０４，−１１３，
−１１７，−１２０，−１６７，−２２９，−２３４，
−２５４；Ｃ．Ｉ．アシッドオレンジ，−７，−１９；
Ｃ．Ｉ．アシッドバイオレット，−４９等の酸性染料、
Ｃ．Ｉ．リアクティブブラック，−１，−５，−８，−
１３，−１４，−２３，−３１，−３４，−３９；Ｃ．
Ｉ．リアクティブイエロー，−２，−３，−１３，−１
５，−１７，−１８，−２３，−２４，−３７，−４
２，−５７，−５８，−６４，−７５，−７６，−７
７，−７９，−８１，−８４，−８５，−８７，−８
８，−９１，−９２，−９３，−９５，−１０２，−１
１１，−１１５，−１１６，−１３０，−１３１，−１
３２，−１３３，−１３５，−１３７，−１３９，−１
４０，−１４２，−１４３，−１４４，−１４５，−１
４６，−１４７，−１４８，−１５１，−１６２，−１
６３；Ｃ．Ｉ．リアクティブレッド，−３，−１３，−
１６，−２１，−２２，−２３，−２４，−２９，−３
１，−３３，−３５，−４５，−４９，−５５，−６
３，−８５，−１０６，−１０９，−１１１，−１１
２，−１１３，−１１４，−１１８，−１２６，−１２
８，−１３０，−１３１，−１４１，−１５１，−１７
０，−１７１，−１７４，−１７６，−１７７，−１８
３，−１８４，−１８６，−１８７，−１８８，−１９
０，−１９３，−１９４，−１９５，−１９６，−２０
０，−２０１，−２０２，−２０４，−２０６，−２１
８，−２２１；Ｃ．Ｉ．リアクティブブルー，−２，−
３，−５，−８，−１０，−１３，−１４，−１５，−
１８，−１９，−２１，−２５，−２７，−２８，−３
８，−３９，−４０，−４１，−４９，−５２，−６
３，−７１，−７２，−７４，−７５，−７７，−７
８，−７９，−８９，−１００，−１０１，−１０４，
−１０５，−１１９，−１２２，−１４７，−１５８，
−１６０，−１６２，−１６６，−１６９，−１７０，
−１７１，−１７２，−１７３，−１７４，−１７６，
−１７９，−１８４，−１９０，−１９１，−１９４，
−１９５，−１９８，−２０４，−２１１，−２１６，
−２１７；Ｃ．Ｉ．リアクティブオレンジ，−５，−
７，−１１，−１２，−１３，−１５，−１６，−３
５，−４５，−４６，−５６，−６２，−７０，−７
２，−７４，−８２，−８４，−８７，−９１，−９
２，−９３，−９５，−９７，−９９；Ｃ．Ｉ．リアク
ティブバイオレット，−１，−４，−５，−６，−２
２，−２４，−３３，−３６，−３８；Ｃ．Ｉ．リアク
ティブグリーン，−５，−８，−１２，−１５，−１
９，−２３；Ｃ．Ｉ．リアクティブブラウン，−２，−
７，−８，−９，−１１，−１６，−１７，−１８，−
２１，−２４，−２６，−３１，−３２，−３３等の反
応染料；Ｃ．Ｉ．ベーシックブラック，−２；Ｃ．Ｉ．
ベーシックレッド，−１，−２，−９，−１２，−１
３，−１４，−２７；Ｃ．Ｉ．ベーシックブルー，−
１，−３，−５，−７，−９，−２４，−２５，−２
６，−２８，−２９；Ｃ．Ｉ．ベーシックバイオレッ
ト，−７，−１４，−２７；Ｃ．Ｉ．フードブラック，
−１，−２等が挙げられる。

【００４５】なお、これら上記の色材の例は、本発明の
インクに対して特に好ましいものであるが、本発明のイ
ンクに使用する色材は上記色材に特に限定されるもので
はない。

【００４６】また、以下に示すような顔料も本発明の効
果に影響を与えないので使用可能である。

【００４７】すなわち、カーボンブラック（三菱化成製
のＮｏ．２３００，Ｎｏ．９００，ＭＣＦ８８，Ｎｏ．
３３，Ｎｏ．４０，Ｎｏ．４５，Ｎｏ．５２，ＭＡ７，
ＭＡ８，＃２２００Ｂ，ＭＡ−１００、コロンビヤカー
ボン社製Ｒａｖｅｎ１２５５，Ｒａｖｅｎ１０６０、キ
ャボット社製Ｒｅｇａｌ３３００Ｒ，Ｒｅｇａｌ６６０
Ｒ，ＭｏｇｕｌＬ、ＤＥＧＵＳＳＡ社製Ｃｏｌｏｒ
ＢｌａｃｋＦＷ１８，Ｐｒｉｎｔｅｘ３５，Ｐｒｉｎ
ｔｅｘＵなど）、のカーボンブラックの表面を酸化処
理、プラズマ処理したもの、不溶性アゾ系顔料、溶性ア
ゾ系顔料、フタロシアニン系顔料、イソインドリノン系
高級顔料、キナクリドン系高級顔料、ジオキサンバイオ
レット、ペリノン・ペリレン系高級顔料などの有機顔
料、さらに、群青（ウルトラマリン）、紺青（プルシア
ンブルー）、チタニウムイエロー、モリブデンレッドな
どの無機顔料等が挙げられる。

【００４８】さらに、上記顔料に分類される色材材料と
して、染料を体質顔料に染めつけた、いわゆる染色レー
キも本発明の色材として使用可能である。

【００４９】この様な色材は、インク中において一般に
は、インク全量に対して約０．１〜２５重量％を占める
割合で使用することが好ましい。

【００５０】液媒体としては、水、及び必要に応じて水
溶性有機溶剤を使用する。

【００５１】水溶性有機溶剤としては、メチルアルコー
ル、エチルアルコール、イソプロピルアルコール、ｎ−
ブチルアルコール、イソブチルアルコール、ｓｅｃ−ブ
チルアルコール、ｔｅｒｔ−ブチルアルコール、ｎ−ペ
ンタノール等の炭素数１〜５のアルキルアルコール類、
ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド等のアミ
ド類、アセトン、ジアセトンアルコール等のケトンまた
はケトール類、テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエ
ーテル類、ポリエチレングリコール、ポリプロピレング
リコール等のポリアルキレングリコール類、エチレング
リコール、プロピレングリコール、ブチレングリコー
ル、トリエチレングリコール、１，２，６−ヘキサント
リオール、チオジグリコール、ヘキシレングリコール、
ジエチレングリコール等のアルキレングリコール類、エ
チレングリコールメチルエーテル、ジエチレングリコー
ルモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノメ
チルエーテル等の多価アルコールの低級アルキルエーテ
ル類、その他、グリセリン、Ｎ−メチル−２−ピロリド
ン、１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノン、モノエ
タノールアミン、トリエタノールアミン、スルホラン、
ジメチルサルフォキサイド、尿素、１，３−ビス（β−
ヒドロキシエチル）尿素などが挙げられる。

【００５２】これら水溶性有機溶剤のインク中に占める
割合は特に制限はないが、一般的にはインク全量の１〜
８０重量％、好ましくは２〜６０重量％が好ましい範囲
である。

【００５３】また、インク中の水の含有量は、上記溶剤
の種類や組成等に依存して広い範囲で決定されるが、一
般的にはインク全量に対して１０．０〜９８．０重量
％、好ましくは３５．０〜９５．０重量％の範囲で使用
される。

【００５４】この他、本発明のインクは、インクの特性
を損なうことが無ければ必要に応じて、分散剤、粘度調
節剤、ＰＨ調節剤、防腐剤、酸化防止剤、湿潤剤、他の
界面活性剤などの添加剤を含有することもできるが、生
産コストを重視するならば用いる必要はない。なお、上
述の添加剤としては例えば、ポリビニルアルコール、セ
ルロース類、水溶性樹脂等の粘度調節剤、ジエタノール
アミン、トリエタノールアミン類等の表面張力調節剤、
緩衝液によるｐＨ調節剤、防カビ剤などを挙げることが
できる。

【００５５】さらに、本発明のインクは、２５℃におけ
る粘度が１〜２０ｍＰａ・ｓ、表面張力が２０ｍＮ／ｍ
以上、ｐＨが６〜１０程度の物性を有するのが好まし
い。

【００５６】以上のようなインクは、本発明にかかるイ
ンクジェット記録に用いられる際、色表現性を高めるた
めに効果的なものである。

【００５７】続いて、上述したようなインクを用いてイ
ンクに吐出エネルギを供給し、インク滴を吐出させて記
録を行う本発明にかかるインクジェット記録ヘッドおよ
びインクジェット記録装置の構成例を図１〜図６を参照
しつつ説明する。なお、以下に例示するが、本発明のイ
ンクジェット記録装置の記録ヘッドは、熱エネルギーを
用いてインクを吐出する構成のヘッドばかりでなく、ピ
エゾ素子の運動エネルギーを用いてインクを吐出する構
成の記録ヘッドも使用可能である。

【００５８】図１はそのインクジェット記録装置の構成
の一例を示す。ここで、１は記録ヘッドユニットであ
り、２は記録ヘッドユニット１を搭載し、サイド軸３に
沿って移動走査するキャリッジ、４はキャリッジ２に連
結され、キャリッジ２を移動させるタイミングベルト、
５はそのキャリッジ駆動モータである。不図示の記録シ
ートは送給部６から送給ローラ７によって送出され、記
録ヘッドユニット１のインク吐出面対向位置に導かれ
て、ここで記録が行われた上、キャリッジ２による１回
の主走査毎に搬送手段（不図示）によるシート送りがな
され、排出ローラ８によって装置外に排出される。

【００５９】また、１０は記録ヘッドユニット１の記録
ヘッドインク吐出面にかかわり記録ヘッドに対して吐出
機能の維持・回復を行う吐出回復部、１１はそのインク
吐出面の掃拭を行うブレード部材、１２はブレード部材
１１によって拭き取られたインクを吸収保持するインク
吸収体、１３はインク吐出面に接して、インクの蒸発を
抑制すると共に、昇温した記録ヘッドの吐出口周辺部の
熱をとったり、不図示の吸引手段によりインク吐出口か
ら排出されるインクを受け取るキャップ部材である。な
お、キャップ部材１３としては後述するようにヘッド冷
却に好適なように吸熱性の高い材料によって形成される
ことが望ましい。かくして、ブレード部材１１、インク
吸収体１２およびキャップ部材１３によって構成される
吐出回復部１０により記録ヘッドのインク吐出口面に付
着したインクやごみ等あとの記録の妨げとなるものを清
掃除去すると共に、増粘インクの吸引による回復動作が
行われ、また、後述するようにインク吐出口周辺部の冷
却にも貢献する。

【００６０】２０は記録シートを記録位置に保持するプ
ラテンである。本例では記録シートを記録位置で加熱す
ることにより記録シート上に吐出された上述のインク中
に含まれる高分子同士を会合させると共に浸透溶材を蒸
発させて、色材層の厚さを変化させ、色表現性の向上を
図るようにしている。そこで、かかる加熱温度としては
インク中の熱可逆型の増粘性高分子および／または曇点
を有する界面活性剤の転移温度もしくは曇点以上かつ被
記録材が変質するような温度未満の範囲に保持する必要
がある。ここで述べる被記録材が変質する温度とは、被
記録材が熱により黄変したり変形したりする温度のこと
である。このような加熱手段としては、例えばプラテン
２０自体若しくはその裏面側にシート加熱部（ここでは
不図示）を設けることにより記録開始指令と同時にシー
ト加熱部を作動し、記録シートを所定の温度範囲に加熱
する。なお、このようなシート加熱部としては、サーマ
ルヘッド、赤外線ヒータ、ランプヒータ、ヒータ用コイ
ル等適切に温度制御が可能なものであれば、どのような
形態のものであってもよい。前記所定の温度範囲は、プ
ラテン上にセラミックヒータを設けて、直接記録シート
を加熱する場合は、例えば、２５℃〜２００℃、記録媒
体を空気を介して遠赤外線ヒータにより加熱する場合
は、例えば、２５℃〜８０℃である。

【００６１】図２は記録ヘッドユニット１に組込まれる
インクカートリッジ３１の構成例を示す。インクカート
リッジ３１はその筐体３２内に可撓性材料例えばインク
に直接触れる内面がポリオレフィン好ましくはポリエチ
レン等で形成され、内部にインクを収容するインク袋３
３と逆に記録ヘッド側から排出されたインクを収容する
廃インク吸収体３４とを保持するものである。また、３
５はインク袋３３と一体に形成され、インク袋３３から
インクを記録ヘッド側に供給するための栓体であり、例
えば弾性体で形成されていて、この栓体３５に針状の供
給口（不図示）が差し込まれることで記録ヘッド側に接
続され、インクを供給することができる。なお、インク
カートリッジはこのようなものに限らず、記録ヘッド部
４１とインク収容部（インクタンク部）４２とが一体に
構成される図３に示すようなものもある。この図に示す
記録ヘッドユニット１において、４３はその内部のイン
クタンク部４２に連通する大気連通口である。

【００６２】続いて、記録ヘッド部４１の構成を図４に
従って説明する。図４においてその（Ｂ）は（Ａ）のＡ
−Ａ′断面図でありその（Ｃ）は外観の概要を示す。図
４の（Ａ）に示すように記録ヘッド部４１は、発熱素子
基板４４上に設けられる液路４５と液路４５内のインク
４６に吐出エネルギとして熱エネルギを発生する発熱素
子４７と、液路４５上を覆蓋する天板４８とで構成され
るもので、４９はインク吐出口、４６Ａはインク吐出口
４９から吐出され記録シートＰに向けて飛翔するインク
滴である。なお、発熱素子基板４４は酸化シリコン，窒
化シリコン，炭化シリコン等で形成される保護層４４
Ａ、アルミニウム，金，アルミニウム−銅合金等で形成
される電極４４Ｂ、ＨｆＢ2 ，ＴａＮ，ＴａＡｌ等の高
融点材料で形成される発熱抵抗体層４４Ｃ、熱酸化シリ
コン，酸化アルミニウム等で形成される蓄熱層４４Ｄお
よびシリコン，アルミニウム，窒化アルミニウム等放熱
性の良い材料で形成される基板材４４Ｅによって構成さ
れている。

【００６３】図５は力学的な吐出エネルギ発生素子とし
て圧電素子を用いた記録ヘッド部４１の構成例を示す。
ここで、５０は圧電素子、５１は圧電素子５０の伸縮に
応じて振動する振動板、５２は基体、５３は基体５２に
形成され圧電素子５０の伸縮による振動板５１の変位を
許容するための空間、５４はインク吐出口４６が形成さ
れているオリフィスプレートであり、オリフィスプレー
ト５４はステンレスやニッケル等の金属材料で形成され
ていて、複数のインク吐出口４６が穿設されている。ま
た、振動板５１はステンレス，ニッケル，チタンなどの
金属フィルムや高弾性樹脂フィルム等で形成される。一
方、圧電素子５０はチタン酸バリウム，ＰＺＴなどの誘
電材料で形成されるものである。なお、液路４５は不図
示の共通液室に連通しており、これらは感光性樹脂材な
どを用いた公知の半導体技術により作製される。

【００６４】このような構成になる記録ヘッド部４１で
は、各液路４５の吐出口４６対向位置に配設されている
圧電素子５０がパルス状電圧の駆動信号により選択的に
駆動されて、発生するひずみ応力により振動板５１を変
位させる。そして、その変位によって液路４５内のイン
クを加圧し、インク吐出口４６からインク滴となして吐
出させるものである。

【００６５】なお、以上に述べたインクジェット記録装
置では、基本的構成のみで、カラー記録にかかる構成に
ついては述べなかったが、公知のカラー記録装置として
構成可能なものである。

【００６６】ついで、本発明にかかる記録制御用の回路
構成を図６に示す。６１はその制御部、６２は本発明に
かかる制御を含め種々の制御用プログラムが格納されて
いる記録装置ＲＯＭ、６３は記録データ等が一時格納さ
れるリフレッシュ可能な記録装置ＲＡＭである。また、
制御部６１はドライバ６４を介してキャリッジ駆動モー
タ５や搬送モータ等のモータ類６５を駆動すると共にヘ
ッドドライバ６６を介して記録ヘッド部４１を駆動し、
記録を行う。

【００６７】６７は記録位置に保持される記録シートＰ
を所定の温度範囲に加熱する記録シート加熱手段、６８
は加熱された記録シートの温度を検出する記録シート温
度検出手段、さらにまた、６９は記録ヘッド部４１が記
録シート加熱手段６７により加熱された状態の記録シー
トＰに沿って記録を継続する時間（存在時間）を計時す
る手段（以下でヘッド存在計時手段という）である。な
お、ヘッド存在計時手段６９としては、記録シート加熱
手段６７の設置領域に沿って記録ヘッドにより継続して
記録が行われる時間を計時するものであれば良い。

【００６８】７０はヘッド冷却手段であり、ヘッド冷却
手段７０としては図１に示したヘッド回復部１０による
インク吸収動作を利用してもよく、その冷却動作につい
てはさらに後で詳述する。なお、記録シート加熱手段６
７は、先に図１の説明のところで述べたように例えば記
録シートを保持するプラテン２０自体またはその裏面側
に配設されたものである。

【００６９】

【実施例】続いて、本発明の実施例について述べること
とする。なお、下記に示す表１および表２は、実施例に
適用したインク中の熱可逆型増粘特性を有する高分子お
よび効果的に増粘を可能とする曇点を有する界面活性剤
の例を示す。

【００７０】

【表１】

【００７１】

【表２】

【００７２】なお、インクの作成手順は、あらかじめ適
切な濃度（１０〜４０％）の高分子イオン交換水水溶液
をそれぞれ調製しておいて、以下に述べる方法で作成し
た。すなわち、それぞれ、高分子水溶液にイオン交換
水、溶剤、染料水溶液、および曇点を有する界面活性剤
をその順に攪拌しながら添加し、各組成物の所定の濃度
に調製し、３時間攪拌した後、ポアサイズ０．４５μｍ
のメンブレンフィルターで濾過して、表３に示す例１〜
７のインクを作製した。

【００７３】

【表３】

【００７４】まず、比較例として、上記の表３に示すイ
ンクを用いて記録シートを加熱して記録を行う従来の手
順を、図７に示す。従来は、このフローに示すように記
録開始の信号によって、まずステップＳ１０１で被記録
材（記録シート）を記録シート加熱手段６７によって加
熱し、ステップＳ１０２でその記録シートに対する連続
記録が終了したか否かを判断するだけで、記録の終了を
待つまで記録ヘッドによる記録が継続された。しかし、
このような方法では本発明に適用するインクの安定した
色表現性を十分に具現化することができない場合があっ
たことは、先に述べた通りである。

【００７５】図８は本実施例による制御動作の手順を示
す。まず、記録開始指令（または電源投入）に応じてス
テップＳ１で記録シート加熱手段６７によるシート加熱
を行い、ステップＳ２で記録シートの温度を温度検出手
段６８により検出する。なお、記録シート自体の温度を
検出する代りに記録シート加熱手段６７自体の加熱温度
を検出するようにしてもよい。かくして、記録シートを
インク中の熱を受けたときに増粘性を有する物質（熱可
逆型の増粘性高分子）および／または曇点を有する界面
活性剤の転移温度もしくは曇点以上かつ被記録材が変質
する温度未満の温度範囲に保持し、続いてステップＳ３
に進み、本実施例で使用するインクの特性に応じて許容
される記録ヘッド存在時間を例えばテーブルから読み出
して設定する。かくして、ステップＳ４においてキャリ
ッジ３を駆動してその主走査中に記録を行うと共に、記
録ヘッド部１が加熱された記録シート４９の対向位置に
ある時間をヘッド存在計時手段６９により計時する。

【００７６】なお、その計時にあたっては、連続走査回
数を走査中のキャリッジ速度および加速度に基づいて算
出可能であるが、一般には走査方向の切換え時での待ち
時間を含めて連続的に記録が行われている時間に複数の
シート送り回数が行われる時間を含めてタイマにより計
時されるようにすればよく、その計時手段としては本発
明の要旨から逸脱しない限りどのような手段であっても
よい。

【００７７】そして、次のステップＳ５でヘッド存在計
時手段６９により計時された存在時間がステップＳ３で
設定された時間に到達したか否かを判断し、否定の判断
であれば到達する迄走査を継続する。また、存在時間が
設定時間に到達したとの判断の場合は、これ以上記録ヘ
ッドによる記録を継続したのでは記録ヘッドのインク吐
出口周辺部に感温ゲル化高分子が析出して記録を妨げる
おそれがあるので、ステップＳ６に進みキャリッジ３を
駆動して記録ヘッドユニット１をキャップ部材１３の対
向位置に導く。かくして、キャップ部材１３によりイン
ク吐出口面を覆蓋することでインク吐出口周辺部を冷却
する。あるいは、さらに吸引手段によるインク吸引回復
動作を行うことで、あらたなインクを各液路に導き、イ
ンク吐出口周辺部を冷却するようにしてもよい。

【００７８】また、ステップＳ６で、インク吸引回復動
作にかえて記録ヘッド部４１を駆動することにより全イ
ンク吐出口４９からインクを吐出させる予備吐出を行
い、その吐出によって、昇温したインクを記録ヘッドか
ら排出することでインク吐出口周辺部を冷却するように
してもよい。かくして、ステップＳ７に進み、ここでイ
ンク吐出口周辺部の温度が許容値、つまりインク中の高
分子が析出しない温度となったか否かを判断し、その温
度低下を待つ。ただし、ステップＳ６からステップＳ８
への動作の間、被記録材への加熱を中断するか、ステッ
プＳ６からステップＳ８への動作時間を短時間で行うこ
とが必要である。もし、これらを行わなければ、被記録
材への熱が蓄積され、それにより被記録材が変質するお
それがあるからである。ステップＳ８では記録を終了し
たか否かを判断し、記録が終了していなければステップ
Ｓ２に戻って以下のステップを繰返えす。また、ステッ
プＳ８で記録終了との判断であれば、この制御のフロー
を終了する。

【００７９】表４に上述のインクを用い、さらに上述の
手順に従って記録を行った場合の性能評価を示す。な
お、その評価にあたっては、被験者１０人によるパネル
テストを行い、記録開始から終了まで記録品位を損うこ
との無かったと１０人中全員が評価したものを「○」、
記録品位が少しでも低下したと１０人中１人でも評価し
た場合は「△」とした。また、記録シート加熱手段とし
ては、記録シートの表面温度が１〜７の各例のインク中
に含まれる界面活性剤の曇点Ｔｃとなるようにその温度
を調整した。また、プラテン２０に組込まれる加熱手段
から記録シート表面迄の距離を０．５ｍｍとし、記録シ
ートには事務用標準紙である電子写真用ＮＰ紙（キヤノ
ン販売（株）：カタログ名ＬｏｔＮｏ．ＯＫＫ１０）
を使用した。

【００８０】

【表４】

【００８１】なお、上述の実施例においては、インクと
して所定の温度範囲において熱を受けたときに増粘性を
有する物質および／または曇点を有する物質を含むイン
クを使用した場合について説明したが、本発明はこれに
限定されることなく、一般的な色剤と溶媒との組合せを
含むインクを使用する場合にも適用可能である。すなわ
ち、このような一般的なインクを使用した場合であって
も、本発明によればインク吐出口周りの温度上昇を、吐
出機能が妨げられる前に抑制するように制御できる。よ
って、長時間インクの吐出が行われない吐出口があった
としても、昇温によりインク中の溶媒の蒸発が促進され
て粘性が高まりインクの流動性が低くなって吐出しにく
い状況ひいては不吐出が生じるおそれを低減することが
できる。

【００８２】（その他）なお、本発明は、特にインクジ
ェット記録方式の中でも、インク吐出を行わせるために
利用されるエネルギとして熱エネルギを発生する手段
（例えば電気熱変換体やレーザ光等）を備え、前記熱エ
ネルギによりインクの状態変化を生起させる方式の記録
ヘッド、記録装置において優れた効果をもたらすもので
ある。かかる方式によれば記録の高密度化，高精細化が
達成できるからである。

【００８３】その代表的な構成や原理については、例え
ば、米国特許第４７２３１２９号明細書，同第４７４０
７９６号明細書に開示されている基本的な原理を用いて
行うものが好ましい。この方式は所謂オンデマンド型，
コンティニュアス型のいずれにも適用可能であるが、特
に、オンデマンド型の場合には、液体（インク）が保持
されているシートや液路に対応して配置されている電気
熱変換体に、記録情報に対応していて核沸騰を越える急
速な温度上昇を与える少なくとも１つの駆動信号を印加
することによって、電気熱変換体に熱エネルギを発生せ
しめ、記録ヘッドの熱作用面に膜沸騰を生じさせて、結
果的にこの駆動信号に一対一で対応した液体（インク）
内の気泡を形成できるので有効である。この気泡の成
長，収縮により吐出用開口を介して液体（インク）を吐
出させて、少なくとも１つの滴を形成する。この駆動信
号をパルス形状とすると、即時適切に気泡の成長収縮が
行われるので、特に応答性に優れた液体（インク）の吐
出が達成でき、より好ましい。このパルス形状の駆動信
号としては、米国特許第４４６３３５９号明細書，同第
４３４５２６２号明細書に記載されているようなものが
適している。なお、上記熱作用面の温度上昇率に関する
発明の米国特許第４３１３１２４号明細書に記載されて
いる条件を採用すると、さらに優れた記録を行うことが
できる。

【００８４】記録ヘッドの構成としては、上述の各明細
書に開示されているような吐出口，液路，電気熱変換体
の組合せ構成（直線状液流路または直角液流路）の他に
熱作用部が屈曲する領域に配置されている構成を開示す
る米国特許第４５５８３３３号明細書，米国特許第４４
５９６００号明細書を用いた構成も本発明に含まれるも
のである。加えて、複数の電気熱変換体に対して、共通
するスリットを電気熱変換体の吐出部とする構成を開示
する特開昭５９−１２３６７０号公報や熱エネルギの圧
力波を吸収する開孔を吐出部に対応させる構成を開示す
る特開昭５９−１３８４６１号公報に基いた構成として
も本発明の効果は有効である。すなわち、記録ヘッドの
形態がどのようなものであっても、本発明によれば記録
を確実に効率よく行うことができるようになるからであ
る。

【００８５】さらに、記録装置が記録できる記録媒体の
最大幅に対応した長さを有するフルラインタイプの記録
ヘッドに対しても本発明は有効に適用できる。そのよう
な記録ヘッドとしては、複数記録ヘッドの組合せによっ
てその長さを満たす構成や、一体的に形成された１個の
記録ヘッドとしての構成のいずれでもよい。

【００８６】加えて、上例のようなシリアルタイプのも
のでも、装置本体に固定された記録ヘッド、あるいは装
置本体に装着されることで装置本体との電気的な接続や
装置本体からのインクの供給が可能になる交換自在のチ
ップタイプの記録ヘッド、あるいは記録ヘッド自体に一
体的にインクタンクが設けられたカートリッジタイプの
記録ヘッドを用いた場合にも本発明は有効である。

【００８７】また、本発明に記録装置の構成として設け
られる、記録ヘッドに対しての回復手段、予備的な補助
手段等を付加することは本発明の効果を一層安定できる
ので、好ましいものである。これらを具体的に挙げれ
ば、記録ヘッドに対してのキャッピング手段、クリーニ
ング手段、加圧或は吸引手段、電気熱変換体或はこれと
は別の加熱素子或はこれらの組み合わせによる予備加熱
手段、記録とは別の吐出を行なう予備吐出モードを行な
うことも安定した記録を行なうために有効である。

【００８８】また、搭載される記録ヘッドの種類ないし
個数についても、例えば単色のインクに対応して１個の
みが設けられたものの他、記録色や濃度を異にする複数
のインクに対応して複数個数設けられるものであっても
よい。すなわち、例えば記録装置の記録モードとしては
黒色等の主流色のみの記録モードだけではなく、記録ヘ
ッドを一体的に構成するか複数個の組み合わせによるか
いずれでもよいが、異なる色の複色カラー、または混色
によるフルカラーの少なくとも一つを備えた装置にも本
発明は極めて有効である。

【００８９】さらに加えて、以上説明した本発明実施例
においては、インクを液体として説明しているが、室温
やそれ以下で固化するインクであって、室温で軟化もし
くは液化するもの、あるいはインクジェット方式ではイ
ンク自体を３０℃以上７０℃以下の範囲内で温度調整を
行ってインクの粘性を安定吐出範囲にあるように温度制
御するものが一般的であるから、使用記録信号付与時に
インクが液状をなすものであればよい。加えて、積極的
に熱エネルギによる昇温をインクの固形状態から液体状
態への状態変化のエネルギとして使用せしめることで防
止するか、またはインクの蒸発防止を目的として放置状
態で固化するインクを用いるかして、いずれにしても熱
エネルギの記録信号に応じた付与によってインクが液化
し、液状インクが吐出されるものや、記録媒体に到達す
る時点ではすでに固化し始めるもの等のような、熱エネ
ルギによって初めて液化する性質のインクを使用する場
合も本発明は適用可能である。このような場合のインク
は、特開昭５４−５６８４７号公報あるいは特開昭６０
−７１２６０号公報に記載されるような、多孔質シート
凹部または貫通孔に液状又は固形物として保持された状
態で、電気熱変換体に対して対向するような形態として
もよい。本発明においては、上述した各インクに対して
最も有効なものは、上述した膜沸騰方式を実行するもの
である。

【００９０】さらに加えて、本発明の液体噴射記録ヘッ
ドを使用する記録機構を備えた記録装置の形態として
は、コンピュータ等の情報処理機器の画像出力端末とし
て用いられるものの他、リーダ等と組合せた複写装置、
さらには送受信機能を有するファクシミリ装置の形態を
採るもの等であってもよい。

【００９１】図９は本発明の記録装置をワードプロセッ
サ、パーソナルコンピュータ、ファクシミリ装置、複写
装置としての機能を有する情報処理装置に適用した場合
の概略構成を示すブロック図である。

【００９２】図中、１８０１は装置全体の制御を行なう
制御部で、マイクロプロセッサ等のＣＰＵや各種Ｉ／Ｏ
ポートを備え、各部に制御信号やデータ信号等を出力し
たり、各部よりの制御信号やデータ信号を入力して制御
を行なっている。１８０２はディスプレイ部で、この表
示画面には各種メニューや文書情報およびイメージリー
ダ１８０７で読み取ったイメージデータ等が表示され
る。１８０３はディスプレイ部１８０２上に設けられた
透明な感圧式のタッチパネルで、指等によりその表面を
押圧することにより、ディスプレイ部１８０２上での項
目入力や座標位置入力等を行なうことができる。

【００９３】１８０４はＦＭ（ＦｒｅｑｕｅｎｃｙＭ
ｏｄｕｌａｔｉｏｎ）音源部で、音楽エディタ等で作成
された音楽情報をメモリ部１８１０や外部記憶装置１８
１２にデジタルデータとして記憶しておき、それらメモ
リ等から読み出してＦＭ変調を行なうものである。ＦＭ
音源部２８０４からの電気信号はスピーカ部１８０５に
より可聴音に変換される。プリンタ部１８０６はワード
プロセッサ、パーソナルコンピュータ、ファクシミリ装
置、複写装置の出力端末として、本発明記録装置が適用
されたものである。

【００９４】１８０７は原稿データを光電的に読取って
入力するイメージリーダ部で、原稿の搬送経路途中に設
けられており、ファクシミリ原稿や複写原稿の他各種原
稿の読取りを行なう。１８０８はイメージリーダ部１８
０７で読取った原稿データのファクシミリ送信や、送ら
れてきたファクシミリ信号を受信して復号するファクシ
ミリ（ＦＡＸ）の送受信部であり、外部とのインターフ
ェース機能を有する。１８０９は通常の電話機能や留守
番電話機能等の各種電話機能を有する電話部である。

【００９５】１８１０はシステムプログラムやマネージ
ャプログラムおよびその他のアプリケーションプログラ
ム等や文字フォントおよび辞書等を記憶するＲＯＭや、
外部記憶装置１８１２からロードされたアプリケーショ
ンプログラムや文書情報さらにはビデオＲＡＭ等を含む
メモリ部である。

【００９６】１８１１は文書情報や各種コマンド等を入
力するキーボード部である。

【００９７】フロッピィディスクやハードディスク等を
記憶媒体とする外部記憶装置で、この外部記憶装置１８
１２には文書情報や音楽或は音声情報、ユーザのアプリ
ケーションプログラム等が格納される。

【００９８】図１０は図９に示す情報処理装置の模式的
外観図である。

【００９９】図中、１９０１は液晶等を利用したフラッ
トパネルディスプレイで、各種メニューや図形情報およ
び文書情報等を表示する。このディスプレイ１９０１上
にはタッチパネル１８０３の表面を指等で押圧すること
により座標入力や項目指定入力を行なうことができる。
１９０２は装置が電話器として機能するときに使用され
るハンドセットである。キーボード１９０３は本体と脱
着可能にコードを介して接続されており、各種文書情報
や各種データ入力を行なうことができる。また、このキ
ーボード１９０３には各種機能キー１９０４等が設けら
れている。１９０５は外部記憶装置２１２へのフッピー
ディスクの挿入口である。

【０１００】１９０６はイメージリーダ部１８０７で読
取られる原稿を戴置する用紙戴置部で、読取られた原稿
は装置後部より排出される。またファクシミリ受信等に
おいては、インクジェットプリンタ１９０７より記録さ
れる。

【０１０１】なお、上記でディスプレイ部１８０２はＣ
ＲＴでもよいが、強誘電性液晶を利用した液晶ディスプ
レイ等のフラットパネルが望ましい。小型、薄型化に加
え軽量化が図れるからである。

【０１０２】上記情報処理装置をパーソナルコンピュー
タやワードプロセッサとして機能する場合、キーボード
部２１１から入力された各種情報が制御部１８０１によ
り所定のプログラムに従って処理され、プリンタ部１８
０６に画像として出力される。

【０１０３】ファクシミリ装置の受信機として機能する
場合、通信回線を介してＦＡＸ送受信部１８０８から入
力したファクシミリ情報が制御部１８０１により所定の
プログラムに従って受信処理され、プリンタ部１８０６
に受信画像として出力される。

【０１０４】また、複写装置として機能する場合、イメ
ージリーダ部１８０７によって原稿を読取り、読取られ
た原稿データが制御部１８０１を介してプリンタ部１８
０６に複写画像として出力される。なお、ファクシミリ
装置の受信機として機能する場合、イメージリーダ部１
８０７によって読取られた原稿データは、制御部１８０
１により所定のプログラムに従って送信処理された後、
ＦＡＸ送受信部１８０８を介して通信回線に送信され
る。

【０１０５】なお、上述した情報処理装置は図１１に示
すようにインクジェットプリンタを本体に内蔵した一体
型としてもよく、この場合は、よりポータブル性を高め
ることが可能となる。同図において、図１０と同一機能
を有する部分には、対応する符号を付す。

【０１０６】以上説明した多機能型情報処理装置に本発
明の記録装置を適用することによって、高品位の記録画
像を高速かつ低騒音で得ることができるため、上記情報
処理装置の機能をさらに向上させることが可能となる。

【０１０７】

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明インク
ジェット記録方法およびその方法を適用した記録装置に
よれば、記録装置に送給された被記録材をインク中の熱
を受けたときに増粘性を有する物質および／または曇点
を有する物質の転移温度もしくは曇点以上かつ被記録材
が変質する温度未満の温度範囲に加熱し、この所定の温
度範囲において熱を受けたときに増粘性を有する物質お
よび／または曇点を有する物質を含むインクを、記録ヘ
ッドのインク吐出口から記録装置に送給された被記録材
に向けて吐出して記録を行い、この記録ヘッドのインク
吐出口周辺部の温度が加熱された被記録材からの輻射熱
による温度上昇により、記録ヘッドの吐出状態が、損わ
れるのを抑制するように前記記録ヘッドのインク吐出口
周辺部の温度を所定の範囲に制御するので、記録ヘッド
のインク吐出口周辺部に、例えば過度の昇温によって高
分子等がゲル化して析出したり増粘付着するのを防止
し、本発明にかかるインクの特性を十分に発揮させて色
表現性の高い記録を得ることができる。

【０１０８】特に、電子写真用紙のような事務用普通紙
を使用して、高発色が得られ、フェザーリングや混色を
防止することができる。

【０１０９】さらにまた、普通紙以外の被記録材に対し
てもその表面の粗さの影響を受けることなく、十分な定
着が得られるように記録することが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の適用が可能なインクジェット記録装置
の構成例を示す斜視図である。

【図２】本発明の適用が可能なインクカートリッジの構
成例を示す断面図である。

【図３】本発明の適用が可能な記録ヘッドユニットの構
成例を示す斜視図である。

【図４】本発明の適用が可能な記録ヘッド部の構成例を
断面図（Ａ）、（Ａ）のＡ−Ａ′線断面図（Ｂ）および
外観の斜視図（Ｃ）によって示す説明図である。

【図５】本発明の適用が可能な記録ヘッド部の他の構成
例を示す断面図である。

【図６】本発明にかかる制御用回路の構成を示すブロッ
ク図である。

【図７】従来例による記録時の制御動作の手順を示すフ
ローチャートである。

【図８】本発明の実施例による記録時の制御動作の手順
を示すフローチャートである。

【図９】本発明の記録装置を情報処理装置に適用した場
合の概略構成を示すブロック図である。

【図１０】図９に示す情報処理装置の一例を示す模式的
外観図である。

【図１１】図９に示す情報処理装置のインクジェットプ
リンタを本体に内蔵した構成例の模式的外観図である。

【符号の説明】

１記録ヘッドユニット２キャリッジ５キャリッジ駆動モータ１０吐出回復部１１ブレード部材１３キャップ部材２０プラテン４１記録ヘッド部４７発熱素子４９インク吐出口Ｐ被記録材（記録シート）５０圧電素子５１振動板６１制御部６２ＲＯＭ６３ＲＡＭ６７記録シート加熱手段６８記録シート温度検出手段６９ヘッド存在計時手段７０ヘッド冷却手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩＣ０９Ｄ 133/14 Ｂ４１Ｊ 3/04 １０１Ｚ 171/02 １０１Ｙ１０２Ｚ (72)発明者木村勲東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (56)参考文献特開平７−258590（ＪＰ，Ａ) 特開平３−178442（ＪＰ，Ａ) 特開平８−39884（ＪＰ，Ａ) 特開平６−171074（ＪＰ，Ａ) 特開平６−171075（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B41J 2/05 B41J 2/01 B41J 2/175 B41M 5/00 C09D 11/00 C09D 133/14 C09D 171/02

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】記録装置に送給された被記録材を加熱
し、前記加熱された被記録材に記録ヘッドを対向させた状態
で、前記加熱された被記録材に向けて前記記録ヘッドの
インク吐出口からインクを吐出して記録動作を行う記録
方法において、前記記録動作中において、前記記録ヘッドのインク吐出
口の周辺部の温度が所定範囲となるように、前記記録ヘ
ッドが前記加熱された被記録材に対向する位置に存在す
る時間を制御する制御工程を有し、前記制御工程では、前記記録動作中において、前記加熱
された被記録材に対向する位置における前記記録ヘッド
の存在時間が所定時間に達したときに、前記加熱された
被記録材に対向しない位置へ前記記録ヘッドを移動させ
ることにより、前記存在時間を制御することを特徴とす
るインクジェット記録方法。
【請求項２】前記インクは、前記所定の温度範囲にお
いて熱を受けたときに増粘性を有する物質および／また
は曇点を有する物質を含むことを特徴とする請求項１に
記載のインクジェット記録方法。
【請求項３】前記記録ヘッドが熱エネルギーを用いて
吐出駆動する構造の記録ヘッドであって、前記記録ヘッ
ドのインク吐出口周辺部の温度が、インクの吐出駆動に
伴う発熱によっても上昇することを特徴とする請求項１
または２に記載のインクジェット記録方法。
【請求項４】前記制御工程では、前記加熱された被記
録材に対向する位置における前記記録ヘッドの存在時間
が所定時間に達したとき、前記加熱された被記録材に対
向しない位置へ前記記録ヘッドを移動させることにより
記録を中断させ、前記記録ヘッドのインク吐出口周辺部
が許容温度となったら記録を再開させることを特徴とす
る請求項１ないし３のいずれかに記載のインクジェット
記録方法。
【請求項５】前記加熱された被記録材に対向する位置
における前記記録ヘッドの存在時間が、前記インク中の
熱を受けたときに増粘性を有する物質および／または曇
点を有する物質の粘度が急上昇する温度にまで前記記録
ヘッドのインク吐出口周辺部の温度が上昇する時間に達
したときに、該記録ヘッドのインク吐出口面を吸熱性の
高い材料でキャッピングして冷却することを特徴とする
請求項１に記載のインクジェット記録方法。
【請求項６】前記加熱された被記録材に対向する位置
における前記記録ヘッドの存在時間が、前記インク中の
熱を受けたときに増粘性を有する物質および／または曇
点を有する物質の粘度が急上昇する温度にまで前記記録
ヘッドのインク吐出口周辺部の温度が上昇する時間に達
したときに、該記録ヘッドのインク吐出口面をキャッピ
ングした後、温度上昇していない前記インクを前記イン
ク吐出口から吸引および／または吐出させることによ
り、該インク吐出口周辺部を冷却することを特徴とする
請求項１に記載のインクジェット記録方法。
【請求項７】前記記録ヘッドが前記加熱された被記録
材に対向する位置に存在していない間、前記被記録材を
加熱する動作を中断することを特徴とする請求項４に記
載のインクジェット記録方法。
【請求項８】前記熱を受けたときに増粘性を有する物
質が、その水溶液や水懸濁液が一定の温度以上のときに
増粘するとともに温度と粘度との関係が可逆的である熱
可逆型の増粘性高分子であることを特徴とする請求項
２、５、６のいずれかに記載のインクジェット記録方
法。
【請求項９】前記熱可逆型の増粘性高分子は、窒素含
有環を有する活性水素化合物のアルキレンオキシド付加
物であるビニル系カルボン酸エステルを、５０重量％以
上含有する水溶性ビニル系重合体であることを特徴とす
る請求項８に記載のインクジェット記録方法。
【請求項１０】前記曇点を有する物質は、非イオン型
界面活性剤であることを特徴とする請求項２、５、６の
いずれかに記載のインクジェット記録方法。
【請求項１１】前記被記録材が加熱制御される前記所
定の温度範囲は、前記熱を受けたときに増粘性を有する
物質および／または曇点を有する物質の転移温度もしく
は曇点以上かつ被記録材が変質する温度未満の温度範囲
となるように、前記被記録材の温度を制御することを特
徴とする請求項２、５、６、８〜１０のいずれかの項に
記載のインクジェット記録方法。
【請求項１２】前記インクの温度は、前記記録ヘッド
から吐出されるまで前記熱を受けたときに増粘性を有す
る物質および／または曇点を有する物質の転移温度もし
くは曇点未満であることを特徴とする請求項１１に記載
のインクジェット記録方法。
【請求項１３】前記記録ヘッドは、力学的エネルギを
作用して前記インクを前記インク吐出口からインク滴と
して吐出させることを特徴とする請求項１、２、４ない
し１２のいずれかに記載のインクジェット記録方法。
【請求項１４】被記録材を記録位置に導き、記録後排
出する搬送手段と、該搬送手段により前記記録位置に導かれた被記録材を所
定の温度範囲に加熱する加熱手段と、インクをインク吐出口から吐出して記録を行う記録ヘッ
ドと、該記録ヘッドが記録のために前記加熱された被記録材に
対向する位置に存在する時間を計時するヘッド存在計時
手段と、該記録ヘッドのインク吐出口周辺部の温度が前記インク
中の熱を受けたときにインクの粘度が急上昇する温度を
越えることにより、該記録ヘッドの吐出機能が損われる
のを防止するために、該記録ヘッドが前記加熱された被
記録材に対向する位置に存在する時間が所定時間に達し
たときに、前記加熱された被記録材に対向しない位置へ
前記記録ヘッドを移動させることによって、前記存在時
間を制御する制御手段と、を具備することを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項１５】前記インクは、前記被記録材に向けて
熱を受けたときに増粘性を有する物質／または曇点を有
する物質を含むことを特徴とする請求項１４に記載のイ
ンクジェット記録装置。
【請求項１６】記録時における前記記録ヘッドの前記
加熱された被記録材に対向する位置に存在する時間が、
前記インク中の熱を受けたときに増粘性を有する物質お
よび／または曇点を有する物質の粘度が急上昇する温度
にまで前記記録ヘッドのインク吐出口周辺部の温度が上
昇する時間に達したときに、該記録ヘッドのインク吐出
口面を吸熱性の高い材料でキャッピングして冷却するこ
とを特徴とする請求項１５に記載のインクジェット記録
装置。
【請求項１７】記録時における前記記録ヘッドの前記
加熱された被記録材に対向する位置に存在する時間が、
前記インク中の熱を受けたときに増粘性を有する物質お
よび／または曇点を有する物質の粘度が急上昇する温度
にまで前記記録ヘッドのインク吐出口周辺部の温度が上
昇する時間に達したときに、該記録ヘッドのインク吐出
口面をキャッピングした後、温度上昇していない前記イ
ンクを、前記インク吐出口から吸引および／または吐出
させることにより、該インク吐出口周辺部を冷却するこ
とを特徴とする請求項１５に記載のインクジェット記録
装置。
【請求項１８】前記インクは染料や顔料などの色材と
液媒体を含むことを特徴とする請求項１４ないし１７の
いずれかに記載のインクジェット記録装置。
【請求項１９】前記熱を受けたときに増粘性を有する
物質が、その水溶液や水懸濁液が一定の温度以上のとき
に増粘するとともに温度と粘度との関係が可逆的である
熱可逆型の増粘性高分子であることを特徴とする請求項
１５ないし１８のいずれかに記載のインクジェット記録
装置。
【請求項２０】前記熱可逆型の増粘性高分子は、窒素
含有環を有する活性水素化合物のアルキレンオキシド付
加物であるビニル系カルボン酸エステルを５０重量％以
上含有する水溶性ビニル系重合体であることを特徴とす
る請求項１９に記載のインクジェット記録装置。
【請求項２１】前記曇点を有する物質は、非イオン型
界面活性剤であることを特徴とする請求項１５ないし２
０のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
【請求項２２】前記被記録材が加熱される前記所定の
温度範囲は、前記熱を受けたときに増粘性を有する物質
および／または曇点を有する物質の転移温度もしくは曇
点以上かつ被記録材が変質する温度未満であることを特
徴とする請求項１５ないし２１のいずれかに記載のイン
クジェット記録装置。
【請求項２３】前記インクの温度は前記記録ヘッドか
ら吐出されるまで前記熱を受けたときに増粘性を有する
物質および／または曇点を有する物質の転移温度もしく
は曇点未満であることを特徴とする請求項２２に記載の
インクジェット記録装置。
【請求項２４】前記記録ヘッドは、熱エネルギを利用
して前記インクを前記インク吐出口からインク滴として
吐出させることを特徴とする請求項１４ないし２３のい
ずれかに記載のインクジェット記録装置。
【請求項２５】前記記録ヘッドは、力学的エネルギを
作用して前記インクを前記インク吐出口からインク滴と
して吐出させることを特徴とする請求項１４ないし２３
のいずれかに記載のインクジェット記録装置。