JPH0286453A - インクジェット記録装置 - Google Patents

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］ この発明は、インクジェット記録装置に係り、特に、少
なくとも静電エネルギが含まれたエネルギ信号によって
インクを飛翔させるようにしたインクジェット記録装置
の改良に関する。

［従来の技術］ 従来のインクジェット記録装置において静電エネルギを
利用したものとしては、例えば、ヘッド本体に所定のイ
ンクが充填されるスリット状のインク室を形成し、この
インク室の吐出口に面したインク吐出部の一側には画素
密度に応じた電極群が配列されてなる電極アレイを設け
る一方、上記インク室のインク吐出口に対向した部位に
は対向電極を設け、電極アレイの各電極と対向′ｉＲ極
との間に画像情報に応じた制御信号を印加することによ
り、電極アレイに面したインクに静電信号を印加し、イ
ンク面と対向電極の間に画像パターンに対応した静電界
を形成し、この静電誘引力によって、対向電極の手前側
に配置された記録シートに向かってインクを飛翔させる
静電型タイプが知られている（特開昭５６−３７１６３
号）。また他の例としては、本願発明者らが開発した熱
静電型タイプ、具体的には、ヘッド本体に所定のインク
が充填されるスリット若しくは透孔状のインク室を形成
し、このインク室のインク吐出口に面したインク吐出部
の一側には画素密度に応じた発熱抵抗体群が配列されて
なる発熱抵抗体アレイ等を設ける一方、インク面から記
録シート側へ向けて−様な静電界を作用させるべくイン
クに対して静電信号が印加される静電信号印加手段を設
け、発熱抵抗体アレイ等によって画像情報に応じた熱信
号をインクの各単位領域に印加すると共に、静電信号印
加手段からの所定の静電誘引力によって加熱されたイン
クの各単位領域を画像パターンに応じて記録シート側へ
飛翔させる様にしたもの（特開昭６２−２２５３８８号
）が既に知られている。

［発明が解決しようとする課題］ この種のインクジェット記録装置においては、記録ヘッ
ド側の電極アレイと対向電極との間に形成された静電界
の静電誘引力により、インク吐出部に保持されたインク
をインク吐出口より柱状に隆起させ、このインク柱の先
端が記録シートに接触付着することにより印字ドツトを
形成している。

そのため、安定した印字ドツトを得るには、インクが付
着する記録シート面と、ヘッド本体のインク吐出口との
距離を常に一定に保持し、インク柱を一定の断面直径で
記録シートに接触付着させる必要が生じる。

ところが、従来の装置においては、インク吐出口と対向
電極との間の空隙が一定となるように記録ヘッドと対向
電極を位置決めしているので、インク吐出口と対向電極
の間を通過する記録シートの種類が替わりシート厚が変
化すると、インクが付着する記録シート面とインク吐出
口の距離が変化してしまう。このため、記録シートの厚
さが替わると印字ドツト径が変化し、常に安定したドツ
ト径の印字を得られないという問題点を有していた。

また、仮に使用される記録シートの厚さが一定の場合で
も、装置稼働時における記録装置自体の振動等によって
、インクが付着する記録シート面とインク吐出口との間
隙が微妙に変化してしまい常に安定したドツト径の印字
を得られないという問題点も有していた。

また、上記装置においては、対向電極に対してヘッド本
体をμｍ単位で正確に位置決め固定する必要があり、装
置組立てに大変手間がかかるという問題点も有していた
。

さらに、上記装置においては、インク吐出口に面して記
録シートが搬送され印字を行うので、記録シートの紙粉
等がインク吐出口に付着して目づまりを起こし、印字不
能に陥ることがあるという問題点も有していた。

本発明は、この様な問題点に鑑みてなされたものであり
、その目的とするところは、記録シートの厚みに関係な
く常に安定した印字が可能であり、且つ、装置組立ての
容易なインクジェット記録装置を提供するものである。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成する為に、本発明のインクジェット記録
装置は、インク吐出口が開設されたインク室を有するヘ
ッド本体と、上記インク室のインク吐出口に面したイン
ク吐出部に保持されたインクの各単位領域に対し画像情
報に応じた少なくとも静電エネルギを含むエネルギ信号
を印加するエネルギ印加手段と、上記記録ヘッドから所
定距離をおいて設けられ、画像情報に応じて記録ヘッド
より飛翔するインクを一時的に受容した侵に、このイン
クを記録シートへ転写する中間転写体とを備え、ヘッド
本体側に配されるスペーサ部材が中間転写体に圧接配置
され、ヘッド本体と中間転写体との間隙が一定に保たれ
ることを特徴とするものである。

この様な技術的手段において、上記記録ヘッドのヘッド
本体としては、インク室を有し、規制部材が設けられて
いるものであればヘッド本体の構成部材やインク室の形
状等適宜設計変更して差支えなく、インク室のインク吐
出口の具体的態様についてもスリット、透孔のいずれで
もよい。

また、上記間隙規制手段としてのスペーサ部材は、中間
転写体と記録ヘッド本体の間隙を一定に保持するもので
あれば形状や形成方法等適宜選択して差支えなく、例え
ば形状としては、インク吐出口長さ方向に沿って連続し
て形成してもよいし、間隔をおいて多数の島状に形成し
てもよいし、ヘッド本体の両端部のみに形成しても良い
。また、その形成方法としては、ヘッド本体をスペーサ
部材も含めて形成した後に切削加工する方法、スペーサ
部材としてガラスを用い印刷手法でヘッド本体の端部に
盛り形成する方法、フィルムや金属部材をヘッド本体に
接着する方法等適宜選択することできる。なお、中間転
写体の外周部材に付着したインクが、外周部材の回動に
よりスペーサ部材に接触しないようにするために、スペ
ーサ部材はインク吐出口に対して中間転写体の回転方向
上流側に形成するのが好ましい。

また、上記スペーサ部材を中間転写体に圧接配置する方
法としては、ヘッド本体に配されたスペーサ部材を中間
転写体に圧接して、ヘッド本体と中間転写体の間隙を常
に一定に保つものであるならば、ヘッド本体を中間転写
体に対して付勢するものや、中間転写体をヘッド本体に
対して付勢するもの等適宜選定して差支えない。

また、上記エネルギ印加手段としては記録ヘッドのタイ
プに応じて適宜選定して差支えなく、例えば熱静電タイ
プであれば、熱信号印加手段と静電信号印加手段とを組
合せたものになり、この場合、熱信号印加手段としては
、画素密度に応じて複数の発熱抵抗体が配されてなる発
熱抵抗体アレイを用いて間接的にインクを加熱する用に
してもよいし、輻射線を加熱源として画素密度毎にイン
クを加熱する用にしてもよいし、所定の抵抗率を持つイ
ンク自体を直接通電加熱して加熱する等適宜選択して差
支えなく、一方、上記静電信号印加手段についても熱信
号印加手段で加熱されたインクの単位領域を記録シーツ
側へ飛翔させる程度の静電誘引力を一様に生じさせるも
のであれば適宜設計変更して差支えない。また、静電タ
イプについては、インク吐出部のうち画素密度に対応し
たインクの単位領域を画像情報に応じて選択的に飛翔さ
せることができるものであれば、インク吐出部に画素密
度に応じて制御電極を配設し、各電極を介して対応する
インクの単位領域に画像情報に応じた静電信号を印加す
るもの等適宜設計変更して差支えない。

また、上記中間転写体としては、接触付着するインクを
受容し且つ記録シートへインクを転移する中間体として
の機能を有しているのであれば、形状又は構成等適宜設
計変更して差支えない。このとき、中間転写体としては
、静電エネルギ印加手段の一要素である静電誘導用電極
を搬送用駆動部材として兼用しても良いし、静電誘導用
電極と別個の搬送用駆動部材を設けるようにしてもよい
。

また、静電エネルギ印加手段の一要素である静電誘導用
電極は、通常、ヘッド本体のインク吐出口に対向する位
置に配設され、しかも、中間転写体の外周部材は静電誘
導用電極とヘッド本体との間に配置されるため、中間転
写体の外周部材に前記電極とヘッド本体側電極との間の
火花放電を抑止する処理を施すことが好ましい。例えば
、２０〜１（ｔｏμｍ程度の厚みのテフロン、ポリエス
テル、ポリウレタン、ポリカーボネート、ポリイミド等
の樹脂の絶縁層を設けたり、又はこれらの樹脂中にカー
ボンブラックや酸化スズ等の導電性微粒子を分散させて
、体積抵抗率が１０　　Ωｃｍ〜１０１２Ωｃｍ程度に
なるような高抵抗層を設けることが挙げられるが、記録
シートとの接触などに伴う中間転写体の外周部材への帯
電を防止するという観点からすれば、高低抗層を設ける
ことが好ましい。また、上記中間転写体外周部材として
は、インクの記録シートへの転移効率を良くすると共に
中間転写体へのインクの固着を防止するために、インク
離型性の良い部材が好ましい。また、中間転写体には、
必要に応じて転写体表面を清掃するためのクリーニング
手段を設けることが好ましい。

［作用］ 上記の様に構成されたインクジェット記録装置によれば
、ヘッド本体のインク吐出口より飛翔したインクは一時
的に中間転写体に付着し、その後に中間転写体より記録
シートへ転写される。このとき、ヘッド本体に配された
スペーサ部材が中間転写体に圧接することにより、飛翔
インクの付着面である中間転写体の表面とヘッド本体の
インク吐出口との間隙がスペーサ部材の高さに応じて常
に一定となり、中間転写体表面に形成されるインクドツ
ト径は一定となる。

また、記録シートは中間転写体を介して印字をされるの
で、インク吐出口に直接面して記録シートを搬送する必
要がなくなる。

〔実施例］ 以下、添附図面に基づいてこの発明の詳細な説明する。

第１図及び第２図においては、熱静電型のインクジェッ
ト記録装置にこの発明を適用したものであり、回動可能
な固定手段により記録装置本体に固定されたヘッド本体
２と、ヘッド本体２のインク室に保持されるインク３に
対して熱エネルギを印加する熱エネルギ印加手段４と、
インク３面と中間転写体１９との間に所定の静電界を形
成せしめる静電エネルギ印加手段６と、ヘッド本体２の
インク吐出口１０に対向する位置に配設され、印字のた
めの中間媒体として作用するロール状の中間転写体１９
とを備えている。

まず上記ヘッド本体２は、第２図及び第３図に示すよう
に、ガラスからなる厚さ約３＃ｌの絶縁基板７と、約６
０ｕｍ厚のＳ　ｉ　Ｏ２層３４を形成したアルミナセラ
ミックスからなる厚さ約１姻の絶縁基板８で持って構成
されており、その上方側の絶縁基板７の壁面には、第２
図に示すようにサンドブラスト法により深さ約１ｓｌ＋
の凹部９が形成されている一方、下方側絶Ｒ基板８には
、その先端側を除き外周様に沿って厚さ約５０μｍのポ
リエステルフィルム製のコ字状スペーサ（図示せず）が
配設されており、これら絶縁基板７．８が上記スペーサ
を介して接着されてインク吐出部１１とインク保持部１
２とで構成されるスリット状空間１を確保している。

絶縁基板７の先端部のインク吐出口１０近傍には、第３
図に斜線部で示すように、インク吐出口１０か６１（１
０〜２００ｕＴｒＬの距離Ａで高さ１００〜３００　μ
ｍのスペーサ用突起２５がインク吐出口１０の長さ方向
全長に沿って形成されており、スペーサ用突起２５のイ
ンク吐出口１０と逆の側面には中間転写体１９の回動が
スムーズに行なわれるようにテーパ一部が設けられてい
る。上記スペーサ用突起２５は、スペーサ用突起２５を
含めて絶縁基板７を形成した後にダイシングソーにより
不要部分を切削除去して形成される。

上記のように構成されるヘッド本体２は、ヘッドホルダ
ー２６に固定される一方、ヘッドホルダー２６はバネ部
材２７とこのバネ部材２７を貫通するビン部材２８によ
って支持体２９に一軸移動可能に保持付勢されている。

上記支持体２９はヘッド本体２の交換やメンテナンス等
を容易にするために、ビン部材３０によって装置本体に
対して回動可能に保持され、ヘッド本体２のインク吐出
口１０が中間転写体１９に対して正対するように位置決
めネジ３１によって固定位置を調整可能である。従って
、ヘッド本体２はバネ部材２７の作用によって中間転写
体１９の方向に付勢され、インク吐出口１０の側方端部
に位置するスペーサ用突起２５が中間転写体１９の外周
面に常に圧接する構造となっている。

一方、上記熱エネルギ印加手段４は、反応性スパッタリ
ング法により着膜し、フォトリソエツチング法により形
成して画素密度（例えば８ドツト／ＩＮＲ）毎に約３０
０八属のＴａ２Ｎ薄膜よりなる発熱抵抗体１３を配列し
てなる発熱体アレイで構成され、各発熱抵抗体１３はス
リット状空間１の−側面開口縁に面して配設されており
、各発熱抵抗体１３には夫々、Ｎｉ−Ｃｒ約５００人、
ＡＵ約１．ｃｚｍを順次連続的に一様蒸着し、これを７
オトリソエツチング法により形成した一対の通電用電極
１４が接続されている。そして、上記各通電用電極１４
間には画像制御信号に応じて開閉動作するスイッチング
素子１５が接続されている。尚、符号１６は高周波スパ
ッタリング法により形成されて上記発熱抵抗体１３及び
各通電用電極１４を絶縁被覆する２μｍ厚み程度のＳ　
ｉ　０２等の絶縁層、１７は各発熱抵抗体１３への通電
用電源である。

また、上記静電エネルギ印加手段６は、第２図及び第３
図に示すように絶縁層１６上に、Ｃｒを約５００人、Ｃ
Ｕを約１００００人、及びＣｒを約５００人類次蒸着し
て形成されたヘッド側電極１８と、上記インク３面から
適宜離れて配置されたロール状のアルミニウム製静電誘
導用電極２１と、ヘッド側電極１８及び静電誘導用電極
２１間に介装されてインク３面から静電誘導用電極２１
側へ向かう静電界を形成する静電誘導用電源２０とで構
成されている。尚、上記ヘッド側電極１８はアースされ
ている。

さらに、上記中間転写体１９は、装置構成を簡略化する
ために、芯材として上記静電誘導用電極２１を用い、そ
の外周面にフッ素系樹脂の絶縁［２２を約５０μｍの膜
厚で塗膜形成したものであり、ヘッド本体２との対向位
置以外の個所（本実施例ではヘッド本体２の正反対側個
所）で記録シート５と接触してこれと周速で回動するも
のである。尚、符号２４はクリーニング部材であり、中
間転写体１９の外周面に付着している残留インクや紙粉
等を除去すると共に、中間転写体１９の外周面に帯電し
ている電荷を取除く働きをする。

さらに、符号２３は中間転写体１９に接触転勤する記録
シート５のピンチロールであり、このピンチロール２３
は、アルミニウム製の芯材３２にゴム硬度４０°のシリ
コンゴム３３を５ｍｌ厚に形成したものであり、第一揺
動体３５に回転可能に保持される一方、紙づまりの除去
やメンテナンス等を考慮して、第一揺動体３５は第二揺
動体３６と共にビン部材３７で装置本体に対し回転可能
に固定されている。上記両揺動体３５，３６の自由端側
はビン部材３９によって移動可能に連結されており、上
記ビン部材３９には圧縮状態のコイルスプリングからな
るバネ部材３８が介装され、第一揺動体３５に保持され
ているピンチロール２３がバネ部材３８の弾性力によっ
て２００ｇｒ／αの線圧で中間転写体１９に圧接するも
のである。

従って、この実施例に係るインクジェット記録装置によ
れば、記録すべき画像に対し鏡像関係にある画像の情報
に応じた０、２ｍＪ〜０．６ｓＪの駆動パルスが然エネ
ルギ印加手段４の発熱抵抗体１３に印加されると、発熱
抵抗体１３が発熱し、これに対応したインク３単位領域
が然エネルギを受けて加熱される。すると、この加熱さ
れたインク３単位領域においては、インク３の粘度及び
表面張力が低下すると共にその導電率が向上する。一方
、上記熱エネルギ印加手段４の駆動タイミングに同期し
て、２．０にＶ、　　０．６１１ＳｅＣの静電制御パル
スが静電エネルギ印加手段６の静電誘導用電極２１に印
加されると、インク３面と静電誘導用電極２１との間に
静電界が形成され、この静電界に基づいて加熱されたイ
ンク３単位領域が静電誘導用電極２１を具備する中間転
写体１９に向かって飛翔動作し、中間転写体１９表面に
インクドツト３０が形成される。中間転写体１９表面に
形成されたインクドツト３０は、必要とする画像に対し
鏡像関係にある画像に対応したものであり、記録シート
５をゴム製ピンチロール２３で中間転写体１９に圧接し
、中間転写体１９上に形成されたインクドツト３０を記
録シート５へ転写することによって必要とする記録画像
を得ることができる。

このとき、このインクジェット記録装置においては、記
録ヘッド本体２のインク吐出口１０の側方端部にスペー
サ用突起２５が設けられると共にヘッド本体２が中間転
写体１９に対して付勢され、スペーサ用突起２５が中間
転写体１９表面に圧接するので、飛翔インクの付着面で
ある中間転写体１９表面とインク吐出口１Ｇとの間隙が
常にスペーサ用突起２５の高さに応じて一定に保持され
る。

従って、中間転写体上には常に一定した径のインクドツ
トが形成され、これを記録シートへ転写することにより
、各種記録シート上に安定した記録画像が形成される。

これに対し比較例として、軸固定された中間転写体の回
転軸に対してスペーサ用突起が設けられていないヘッド
本体を位置決め固定して記録装置を構成し、その印字性
の試験を行った。この比較例の記録装置においては、中
間転写体の回転軸の偏心により生じる中間転写体表面と
インク吐出口との間隙の変動が、中、間転写体上に形成
されるインクドツト径に周期的な変化を与えてしまい、
記録シートに転写された記録画像は濃度ムラや印字不良
を継続的に生じて安定上だ記録画像を得ることができな
かった。

これにより、本実施例におけるインクジェット記録装置
のヘッド本体にスペーサ用突起を設けることの有効性が
確認された。

［発明の効果〕 以上説明してきたように、請求項１ないし４いずれかに
記載のインクジェット記録装置によれば、ヘッド本体の
インク吐出口に対向する位置に中間転写体を配し、ヘッ
ド本体より飛翔するインクを一時的に中間転写体表面に
付着させ、この付着インクを記録シートに転写すること
により、記録シートの厚さに関係なく常に一定した径の
印字ドツトをＲ録シート上に得ることが可能である。

また、ヘッド本体に配されたスペーサ部材を中間転写体
表面に圧接配置することにより、装置組立て時における
ヘッド本体と中間転写体との位置決めを容易に行うこと
ができる。

更に、スペーサ部材は中間転写体とヘッド本体のインク
吐出口の間隙の変化を吸収解消しこの間隙を一定に保持
するので、中間転写体表面には常に一定したインクドツ
トが形成され、これを記録シートに転写することにより
安定した記録画像を得ることができる。

更に、記録シートがヘッド本体のインク吐出口に而して
搬送されないので、記録シートの紙粉等がインク吐出口
に付着することがなく、インク吐出口の目づまりによる
誤印字を防止することができる。

更に、請求項２に記載されているインクジェット記録装
置によれば、中間転写体に接触付着したインクがヘッド
本体に設けられたスペーサ部材に接触しないので、画像
劣化のない良好な画像を得ることができる。

また、請求項３に記載されているインクジェット記録装
置によれば、インク吐出口に対向する中間転写体表面が
インク吐出口の長さ方向に沿って撓むことがなく、中間
転写体表面にはその長さ方向全域にわたって常に一定し
たインクドツトが形成される。

また、請求項４に記載されているインクジェット記録装
置によれば、ヘッド本体のインク吐出口に対向する位置
に配設される静電エネルギ印加手段の一要素である静電
誘導用電極を、絶縁層又は高抵抗層を備えた中間転写体
の外周部材によりヘッド側Ｉｉ極より遮蔽し、両電極間
の火花放電の発生を有効に抑えることが可能になるので
、放電ノイズに基づくインクのご飛翔や火花の熱に基づ
くインクの飛散、ヘッド本体の熱破損を有効に防止する
ことができる。特に、中間転写体の外周部材に高抵抗層
を設ける場合には、記録シートとの接触等に伴い上記外
周部材が一時的に帯電したとしても、高抵抗層を介して
帯′ｉ１１電荷を除去することができ、中間転写体の帯
電現象によるインクドツトの転写効率の低下を防止する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明におけるインクジェット記録装置の第一
実施例を示す概略図、第２図は第一実施例に係るインク
ジェット記録装置においてその一部を透視図にした要部
斜視図、第３図は第一実施例に係るインクジェット記録
装置の作動状態を示す要部断面図、第４図は第一実施例
に係るインクジェット記録装置のヘッド本体インク吐出
口近傍を示す斜視図である。 ［符号説明１ １ニスリット状空間 ３：インク ５：記録シート ７．８：絶縁基板 ２：ヘッド本体 ４：熱エネルギ印加手段 ６：静電エネルギ印加手段 １０：インク吐出口 １３：発熱抵抗体 １９：中間転写体 ２２；絶縁層 ２４；クリーニング部材 ２５ニスペーサ用突起 ２９：支持体 ３６：第二揺動体

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）インク吐出口が開設されたインク室を有するヘッ
   ド本体と、上記インク室のインク吐出口に面したインク
   吐出部に保持されたインクの各単位領域に対し画像情報
   に応じた少なくとも静電エネルギを含むエネルギ信号を
   印加するエネルギ印加手段と、上記ヘッド本体のインク
   吐出口と対向する位置に所定距離をおいて設けられ、画
   像情報に応じて記録ヘッドより飛翔するインクを一時的
   に受容した後に、このインクを記録シートへ転写する中
   間転写体とを備え、ヘッド本体側に配されるスペーサ部
   材が中間転写体に圧接配置されて、ヘッド本体と中間転
   写体との間隙が一定に保たれる間隙規制手段を設けたこ
   とを特徴とするインクジェット記録装置。
2. （２）スペーサ部材は、インク吐出口に対して中間転写
   体回転方向の上流側に設けられていることを特徴とする
   請求項１記載のインクジェット記録装置。
3. （３）スペーサ部材は、インク吐出口の長さ方向略全長
   に沿つて設けられていることを特徴とする請求項１又は
   ２記載のインクジェット記録装置。
4. （４）中間転写体の外周部材は、エネルギ印加手段の一
   部を構成し且つヘッド本体のインク吐出口に対向する位
   置に配設される静電誘導用電極を、ヘッド本体より遮蔽
   する絶縁層又は高低抗層を備えていることを特徴とする
   請求項１記載のインクジェット記録装置。