JPH02179748A

JPH02179748A - インク記録装置

Info

Publication number: JPH02179748A
Application number: JP33326988A
Authority: JP
Inventors: Soichiro Mima; 美間　総一郎; Hiroshi Onishi; 宏大西; Yuji Takashima; 祐二高島; Takahiko Nanko; 孝彦南光
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1988-12-29
Filing date: 1988-12-29
Publication date: 1990-07-12

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は、液状インクの小滴を記録用紙に向けて吐出、
あるいは突出させて記録を行なう、インク記録装置に関
するものである。

従来の技術従来のインク記録装置は２つの方式に大別される。その
１つは、微小なインク滴を連続して噴射、飛翔させてお
き、それらの中から記録に必要なインク滴のみを選択し
て記録用紙上に誘導、付着させて記録を行う、いわゆる
コンティニュアス方式であり、他の１つは、記録に必要
なときのみ、インク滴を被記録面に向けて噴射、飛翔さ
せて記録を行う、いわゆるオンデマンド方式である。

ところで、後者の方式を実施するためのインク記録装置
の１つが、例えば特開昭５４−５ｔ８３７号公報に示さ
れている。第４図はこの従来のインク記録装置の構成を
示すものであり、２１はインク、２２は出口、２３はイ
ンク２１の供給口、２４はインク２１を加熱する発熱体
、２５は気泡、２６はインク液室である。

以上のように構成された従来のインク記録装置において
は、供給口２３から供給されたインク液室２６内の液状
のインク２１を発熱体２４で加熱してインク゛液室２６
内に気泡２５を発生させ、その体積増加による圧力上昇
によって出口２２からインク２１を吐出、飛翔させて記
録を行う。

発明が解決しようとする課題しかしながら前記のような構成では、次のような課題を
有している。すなわち、圧力発生に発熱体を用いた場合
、発熱体がインクに接した状態で加熱、冷却のサイクル
を繰り返している間に、発熱体上に堆積物が発生し、初
）υ）のインク滴吐出性能が変化し、プリンタの印字不
良を起こす。この堆積物はインクが発熱体に焦げ付いた
ものであり、インクに含まれる有機物質である染料など
の色材、各種添加物などが熱的に分解したカーボンが主
であるが、焦げの厚みが厚くなると気泡発生が不均一に
なり発熱体に熱機械的疲労を与え、発熱体が切断される
。従ってブリンクの印字品質及び発熱体の寿命を損ねる
原因になっている。

またインクの性能を考えた場合、加熱により気泡を発生
させ、その圧力を出口の方向に伝えるためには、蒸発し
易いインクで、しかも圧力損失が少なく圧力伝達の忠実
な低粘度インクが好ましい。

一方、インクを出口から飛翔して記録用紙に定着させる
ためには、出口の目づまりがないように乾燥が遅く、ま
た吐出が安定し、紙の上でにじみにくいように高粘度の
インクが望ましい。特に、安価な記録用紙は表面が粗く
インクかにじみ易いため、記録用紙を自由に選択するた
めには高粘度で定着性の良いインクが必要である。従来
は圧力発生、吐出、定着の特性をそれぞれ良好にするよ
うなインクの設計を行っていたため、各々の特性がすべ
て最良になる設計は不可能であり、発熱体寿命、気泡発
生感度、印字品質が各々不十分であった。また、記録用
紙としてにじみ難い専用紙を使う必要があった。

本発明はかかる点に鑑み、発熱体表面のインクの焦げ付
きをなくシ、圧力発生、吐出、定着における各種性能を
高めることによって、発熱体寿命、記録感度、印字品質
、記録用紙自由選択性などの特性を向上させたインク記
録装置を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段第１の発明は、インクを内部に有し、前記インクを出す
出口を備えたインク室と、加圧液を内部に有する加圧室
と、前記加圧液及びまたは加圧液の蒸気が通過してイン
ク室に入り、かつ前記インク室と前記加圧室とを分離す
る隔壁とを備えたことを特徴とするインク記録装置であ
る。

また第２の発明は、固形分を含むインクを内部に有し、
前記インクを出す出口を備えたインク室と、加圧液を内
部に有する加圧室と、前記インク中の固形分がインク室
に通過せず、前記インク室と前記加圧室とを分離する隔
壁とを備えたことを特徴とするインク記録装置である。

作用本発明は上記した構成により、使用する液体をインクと
加圧液とに分離した。従って、インクと加圧液とは異な
った液で良い。記録信号を加えると、加圧室内の圧力が
上昇し、その圧力が隔壁を介してインク室のインクに伝
わり、インク室内のインクは出口から吐出あるいは突出
し記録用紙に定着する。従って、インクの目的は記録用
紙に向かって吐出、あるいは突出、定着することであり
、例えば、内部に色材を含み、出口の目づまりがないよ
うに乾燥が遅く、また吐出が安定し、紙の上でにじみに
くいように高粘度のインクを用いる。

この結果、表面が粗くインクかにじみ易い安価な記録用
紙を使用することができる。

一方、加圧液は、その圧力をインク室のインクに伝える
ことを目的とし、例えば、色材を含まず、しかも圧力損
失が少なく圧力伝達の忠実な低粘度の液体を用いる。従
って、記録感度が向上する。

さらに、発熱体の加熱により気泡を発生させて加圧液の
圧力を高める場合、発熱体が加圧液に接した状態で加熱
、冷却のサイクルを繰り返しても、発熱体上に色材や増
粘剤などの添加物の焦げ付きによる堆積物が発生せず、
プリンタの印字品質及び発熱体の寿命を損ねることがな
い。インクを加圧液と分離して、その形態を例えば粒子
状に構成してから吐出、飛翔させれば、インクに与える
エネルギーは吐出、飛翔に要するエネルギーだけでよく
、インク室の他のインクから分離するエネルギーは必要
ない。従ってさらに高感度の記録が可能になる。

実施例第１図は本発明の第１の実施例におけるインク記録装置
の断面構造図を示すものである。

第１図において、１はインク、２は加圧液、３はインク
１の出口、４はインク１の供給口、Ｓはインク室、６は
加圧室、７は発熱体、８はインク室５と加圧室６とを隔
てる隔壁である。発熱体７は加圧室６の壁面に設けられ
、加圧液２に接しており、隔壁８を挟んで出口３と対向
している。インク１は、従来の記録法にもおいて使用さ
れているインクと同様に化学的物理的に安定であるほか
、記録濃度が十分であること、貯蔵寿命が良好であるこ
となどの特性を与えるように物性が調整される。インク
１の組成物は色材と溶剤と添加剤である。インク１の溶
剤は水または水・アルコール系が好適である。加圧液２
はトルエン、ベンゼン、ヘキサン等の低粘度、低沸点で
、水・アルコール系と非混合性の有機溶剤である。

隔壁８は例えばポリエチレンテレフタレート系繊維によ
る超極！ＩＩＩ！ａ維膜であり、油性材料は通過させる
が水性材料は通過させない性質を持つ。発熱体７は通常
感熱記録分野において使用されている、いわゆるサーマ
ルヘッドが好ましい。

以上のように構成された本実施例のインク記録装置にお
いて、以下その動作を説明する。

第１図（ａ）は発熱体７が加熱動作を起こさない状態を
示すもので、この状態において、１つのインク滴を吐出
記録するために発熱体７に所定値の電圧を印加すると、
ジュール熱によって、発熱体７の表面温度が上昇する。

発熱体７表面に接する加圧液２はその熱により膜沸騰を
起こし、蒸気による気泡９を発熱体７表面に生じ、気泡
９の体積分が加圧液２内に余分に増加するので、第１図
（ｂ）のように加圧液２の１部が隔壁を通過してインク
室５に侵入する。従ってインク１の圧力が高まり、その
結果、インク１を出口３から吐出、飛翔させて記録用紙
（図示せず）に記録を行う。

発熱体７への電圧の印加を停止すると気泡９が急速に冷
却され液体に戻ることにより収縮し、インク室５に侵入
した加圧液２は′加圧室６に戻る。このとき吐出したイ
ンク１の体積に相当するインク１が供給口４から出口側
へ新たに供給されて（ａ）の状態が復現される。

隔壁８は油性材料を通過させ水性材料を通過させないた
め、加圧／＆２は加圧室６に戻るがインク１は加圧室６
に入らない。従って以上の動作を繰り返してもインク１
と加圧液２とは完全に分離されている。隔壁８の透過時
の抵抗の少ない構成にすれば、非常に圧力の伝達の効率
が高い。また、第１図の構成では、気泡９の圧力波が供
給口４の側に伝搬しに＜＜、出口３のインク１のみに伝
わるため、印加エネルギーが有効に利用されて記録感度
が向上する。

本実施例の記録装置の発熱体７にパルス状の記録電圧を
印加して、インク１を記録用紙に記録することができた
。記録に要するエネルギーは約０６ＩＪ／ｃｍ２であり
、インク１の記録紙上でのインクにじみもなく、また繰
り返し記録を行なっても発熱体７表面に堆積物を生じさ
せることがない。

以上のようにこの実施例によれば、使用する液体をイン
ク１と加圧液２とに分離し、発熱体寿命、記録感度、印
字品質などの特性を向上させたインク記録装置を得るこ
とができる。

第２図は本発明の他の実施例におけるインクジェット記
録装置の断面構造図を示すものである。

インク１は、第１図の実施例と同様でよいが、加圧液１
０は、水・アルコール系のインクと非混合性の有機溶剤
、及び、アセ］・ン、メタノールなどの、低沸点、低粘
度で水Φアルコール系インクと混合性の有機溶剤の中か
ら選択される。隔壁１０は例えば多孔性の金属、セラミ
ック、高分子等の膜であり、適度の撥液性により、気体
のみを透過し、インク１と加圧液９を透過しない。　、
の実施例の動作は第１の実施例とほぼ同じであるが、第
２図（ａ）に示す状態から発熱体７の加熱によって生じ
た気泡９は加圧室６の内部圧力を高め、第２図（ｂ）に
示すように気泡である加圧液１０の蒸気の一部が隔壁を
通過してインク室５に侵入する。インク室５に侵入した
気泡９はインク室５の圧力を高め、その結果、インク１
を出口３から吐出、飛翔させて記録用紙（図示せず）に
記録を行う。発熱体７への電圧の印加を停止すると気泡
９が急速に冷却され液体に戻ることにより収縮し、イン
ク室５に侵入した気泡９が加圧室６に戻る。

従って以上の動作を繰り返してもインク１は加圧室６に
は入らず、従って色材などを含んだインクと加圧ｔ＆１
０との混合は生じない。

この実施例では、隔壁１１を透過するものが気体である
ため、圧力が高効率、高速で伝わる。以上のようにこの
実施例によれば、さらに毘速、高感度記録の可能なイン
ク記録装置を得ることができる。なお、この実施例では
多孔質膜を隔壁に用いているが、同様の機能を持つもの
であれば、単孔を設けた隔壁など、他の構成でも良い。

第３図は本発明のさらに他の実施例におけるインク記録
装置の断面構造図を示すものである。１２はインク１に
含まれる染料保持粒子、顔料などの固形分の色材である
。インク１は色材１２と加圧液２との混合液である。加
圧液２は水または水−アルコール系溶剤である。隔壁１
３は半透膜であり、加圧液２を透過し、固形分の色材１
２を透過しない。この実施例の動作は第１の実施例とほ
ぼ同じであるが、第３図（ａ）に示す状態から発熱体７
の加熱によって生じた気泡９は加圧室６の内部圧力を高
め、第３図（ｂ）のように加圧液２の一部が隔壁を通過
してインク室５に侵入する。

インク室５に侵入した加圧液２は色材１２と混合してイ
ンク１になる。従ってインク１の体積が増し、圧力が高
まり、その結果、インク１を出口３から吐出、飛翔させ
て記録用紙（図示せず）に記録を行う。発熱体７への電
圧の印加を停止すると気泡９が急速に冷却され液体に戻
ることにより収縮し、インク室５に侵入した量の加圧／
４１２が色材１２と分離して加圧室６に戻る。隔壁１３
は加圧液を通過させ色材を通過させないため、色材１２
はインク室５に残る。従って以上の動作を繰り返しても
インク１の色材１２は加圧室５には入らない。

この実施例では、加圧液２は隔壁を自由に通過でき、し
かも供給口４から供給されるインク１に加圧液２が含ま
れるため、加圧室６内の加圧液２はその体積が温度変化
などで変わることがあっても常に調整されて一定体積、
一定圧力に保たれる。

従って加圧室６の特性が安定し、安定した記録特性が得
られる。以上のようにこの実施例によれば、さらに高印
字品質のインク記録装置を得ることができる。

以上のようにこれらの実施例によれば、発熱体寿命、記
録感度、印字品質などの特性を向上させたインク記録装
置を得ることができる。

なお、本実施例において熱エネルギー供給手段としてヒ
ーターである発熱体を用いた場合を例に取り説明したが
、レーザー光や発光ダイオードアレイの光などにより加
圧液に熱エネルギーを供給してもよい。

また、本実施例では圧力供給手段として熱エネルギー供
給手段により気泡を発生させているが、圧電素子などの
ように印加電圧に応じて変形する素子を用いてもよい。

この場合はインクの性能を考えると、素子の圧力を出口
の方向に伝えるためには、圧力損失が少なく圧力伝達の
忠実な低粘度インクが好ましい。

一方、インクを出口から飛翔して記録用紙に定着させる
ためには、出口の目づまりがないように乾燥が遅く、ま
た吐出が安定し、紙の上でにじみにくいように高粘度の
インクが望ましい。従ってインクの組成物と加圧液の組
成物とが異なることにより記録感度、印字品質などが向
上する。

また、本実施例ではインクを出口から吐出させて記録用
紙に飛翔、付着させる方式を述べたが、出口からインク
をわずかに突出した状態で出口のインクを記録用紙に接
触させて記録させる方式でも良い。その場合は、インク
を粒子状に分離、飛翔させるエネルギーは必要なく、イ
ンクを出口から所定の寸法だけ隆起、突出させるエネル
ギーだけでよい。従ってさらに高感度で記録ができる。

発明の効果以上のよ゛うに本発明によれば、インク記録装置におい
て、発熱体表面のインクの焦げ付き等をなくシ、圧力発
生、吐出あるいは突出、定着における各種性能を高める
ことによって、圧力発生手段の寿命、記録感度、印字品
質、記録用紙自由選択性などの特性を向上させたインク
記録装置を提供することができ、その実用的効果は大き
い。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例におけるインク記録装置
の断面構造図、第２図、第３図は本発明の他の実施例に
おけるインク記録装置の断面構造図、第４図は従来のイ
ンク記録装置の断面構造図である。１・・・インク、２・・・加圧液、３・・・出口、４・
・・供給口、　５・・・インク室、６・・・加圧室、７
・・・発熱体、　８１１．１３・・・隔壁、　１２・・
・色材。代理人の氏名　弁理士　粟野重孝　はか１８第第図 ■ 手続補正書輸発）平成元年６月ｙ口第図事件の表示昭和８３年特許願第３３３２６９号発明の名称インク記録装置補正をする者事件との関係　　　　　　特　　　許　　　出　　　願
　　人住　所　　大阪府門真市大字門真１００６番地名
　称　（５８２）松下電器産業株式会社代表者　　　　
谷　　井　　昭　　雄

Claims

【特許請求の範囲】

（１）インクを内部に有し、前記インクを出す出口を備
えたインク室と、加圧液を内部に有する加圧室と、前記
加圧液及びまたは加圧液の蒸気が通過して前記インク室
に入り、前記インク室と前記加圧室とを分離する隔壁と
を備えたことを特徴とするインク記録装置。
（２）固形分を含むインクを内部に有し、前記インクを
出す出口を備えたインク室と、加圧液を内部に有する加
圧室と、前記インク中の固形分が前記インク室に通過せ
ず、前記インク室と前記加圧室とを分離する隔壁とを備
えたことを特徴とするインク記録装置。
（３）加圧液を加熱して気泡を発生させる熱エネルギー
供給手段を加圧室内に設けた請求項１または２記載のイ
ンク記録装置。