JPH03284948A - インクジェット記録装置および記録方法 - 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】 本発明はインクジェットプリンタに関し、特に普通紙を
記録媒体として用いるインクジェットプリンタに関する
。 ［従来の技術］ インクジェット記録装置は、記録時における騒音が極め
て小さいこと、高密度の記録が可能であること等の多く
の利点を有してあり、近年注目の度合が益々高まってい
る。 また、インクジェット記録装置は、記録媒体として普通
紙の選択が可能であるという大きな利点を有する。 下、フェザリングと呼ぶ）という問題点があった。 また、紙へのインクの拡散、浸透が速（、インクの溶媒
が乾燥しないうちにインクの染料までが紙の内部に浸透
してしまい、紙上の印写濃度が落ちてしまうという問題
点があった。 また、普通紙による紙のケバ、紙粉などがインクジェッ
トヘッドのオリフィス面に付着し、不吐出を起こすとい
う問題点があった。さらに、フルカラープリンタにおい
ては普通紙の浸透性により、各色の境界線における混色
（にじみ）が起こるという問題点があった。 特殊なコート紙を使用すれば、このような問題はないが
、費用の増加を招（。 ［発明が解決しようとする課題］ しかし、従来技術においては記録媒体を普通紙にすると
、インクの紙への浸透が普通紙の繊維に沿って広がり、
均一な円型のドツト形状にはならず、ドツトからひげが
飛び出した形状になる（以［課題を解決するための手段
］ 本発明は上記問題点を解決するためになされたものであ
る。すなわち、本発明インクジェット配録装置は記録媒
体が普通紙であるインクジェット記録装置において、イ
ンクジェットヘッドから吐出されたインク滴を受けて記
録すべき情報を仮に記録するための撥水性を有する中間
記録媒体と、該中間記録媒体上のインク滴中の水分を蒸
発させて染料濃度を高めるための加熱手段と、前記記録
媒体な前記中間記録媒体に圧接して、該中間記録媒体上
に仮に記録された情報を前記記録媒体に転写するための
圧接手段とを具えたことを特徴とする。 本発明記録方法は記録媒体として普通紙を用い、インク
ジェットヘッドから撥水性を有する中間記録媒体の表面
にインクを吐出して仮に記録を行い、該中間記録媒体上
のインク滴の水分を蒸発させて染料濃度を高め、しかる
後、前記中間記録媒体上に仮に記録された情報な前記記
録媒体に転写することを特徴とする。 ［作　用１ 本発明においては、撥水性のドラム、例えばポリエチレ
ンテレフタレートフィルムを巻いたドラム上にインクを
吐出して記録を行い、乾燥器にて水分を蒸発し、染料濃
度を上げてから普通紙に転写する構成にすることにより
、吐出されたインク滴の紙へのフェザリングをなくし、
均一の円型の小さなドツト径を形成し、高解像度化が可
能となる。また、紙上に染料が残留した濃度の高い画像
が形成できる。また、紙のケバ、紙粉の発生を妨げ、不
吐出の発生の恐れを軽減することができる。 さらに、フルカラープリンタにおいては、１色ごとに吐
出、蒸発を繰り返してから普通紙に転写するため、前述
したようにフェザリングをな（し、そのため、各色の境
界線における混色（にじみ）をな（し、良好の画像を出
力することができる。 ［実施例］ 以下、本発明を実施例に基づいて詳細に説明する。 実ＪＵ糺１ 第１図は本発明インクジェット記録装置の第１の実施例
の構成を示す要部断面図である。図中、ｌは従来用いら
れているインクジェットヘッドであり、このヘッド構造
は圧電素子により駆動、吐出するもの、熱エネルギーに
よりノズル内に気泡を発生させ、その発泡エネルギーに
より吐出するものなど様々な方式のヘッドを用いること
が可能である。 ２は中間記録媒体となる円筒形のドラムであり、表面が
撥水効果を示す、すなわちインクとの濡れ性の良（ない
、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）のフィルムが
巻かれていて、図の例では時計回りに回転する。インク
ジェットヘッドｌによる印字位置の後には、乾燥器３が
配設してあり、印字後のインクの水分の乾燥を可能にす
る。４はドラム２に圧接されたローラを示し、ドラム２
と逆方向に回転することによって、記録紙５を図中矢印
の方向へ搬送することが可能である。またインクジェッ
トヘッドｌと同一キャリッジ上にクリーナー６が搭載さ
れていて、ドラム２と圧接されている。 第１図に示した装置の動作を第２図に示す動作手順を追
って説明する。 まず、第２図Ｓｌにて１画像臼字情報に従ってインクジ
ェットヘッドｌによりドラム２上にインクを吐出し、記
録する。インクジェットヘッドとドラム２との間の距離
は印字後の紙のボコつきが発生しないため従来の方式の
ヘッド−紙間距離と同等、もしくは近づけることができ
る。すなわち、印字精度を向上させることができる。吐
出記録された液滴はドラム２のＰＥＴフィルムの撥水効
果によりフィルム内部に浸透せず、表面にとどまったま
まになる。表面にとどまった液滴は均一な円形かつ小径
を保ったまま、Ｓ２にて乾燥器３により強制乾燥させら
れるが完全には乾燥させない、乾燥方式として熱板を用
いるもの、温風を吹き付けるものなど様々な方式を用い
ることができる０強制乾燥された液滴はインクの組成の
大部分を占める水分が蒸発し、実質的にインク滴の染料
濃度が大幅に上昇したものとなる。染料濃度が上昇した
（水分が蒸発した）インク滴はドラム２とローラ４の圧
接によって搬送されてきた記録紙５へ転写される（第２
図、　Ｓ３）　。 記録紙５に転写した後、まだドラム上に付着しているイ
ンク滴の残りはインクジェットヘッドｌと同一のキャリ
ッジに搭載されたクリーナー６によってクリーニングさ
れる（第２図、Ｓ４）。クリーナー６は水分を十分吸収
できるような多孔質物質より成り、揮発性の高いアルコ
ール類を含ませるとより高いクリーニング性が期待でき
る。表面をクリーニングされたドラム２は再び清浄な表
面を得て、縁り返しインクジェットヘッド１により吐出
、記録を続けることができる。 第３図は本発明実施例および従来例によるドツト形成の
状態を比較して示したものである。図中（ａ）は従来の
普通紙インクジェット記録における記録紙とインク滴の
様子を示している。インクジェット記録用インクは純水
、染料の他にヘッドの目詰まりを防ぐためにグリコール
類、グリコールエーテル類、ピロリドン類などの含窒素
溶媒を配合しているものが多い。ヘッドから吐出されて
記録紙に付着した直後のインク滴と記録紙の間の接触角
は一般的に非常に小さ（濡れ性が良い。インク中の成分
が染料と純水のみであれば純水の蒸発速度が速く、短時
間に定着し、染料が記録紙の表面近傍に残留した印字濃
度の高いドツトが形成されるが、前述したように、目詰
まり防止のため、不揮発性の溶媒を配合しているため、
蒸発速度が遅（なり、記録紙内部に浸透し、吸収容量の
少ない普通紙では、紙の繊維に沿ってインクが拡散する
。その結果、第３図（ｔｌに示すように均一な円形のド
ツト形状にはならず、ドツトからひげが飛び出したよう
な形状になってしまうフェザリングを生ずる。 また、インク自体の染料濃度を上げてしまうと、吐出に
影響が出てきたり、ヘッド内でのインクの固着が問題と
なったり、インクの流動性が悪くなってしまうなど、イ
ンク自体の染料濃度を上げるのは限界がある。 第３図（ｃ）は本発明におけるドラム表面とインク滴の
様子を示している。ドラム表面のＰＥＴフィルムの撥水
効果により、インク滴とドラムとの間の接触角が太き（
なり、第３図（ａ）に比べて濡れ性が悪い、そのため、
第３図（ａ）の場合と同一容置のインク滴であれば、イ
ンク滴の表面張力によりドツト径がかなり小さくなる。 さらにインク滴はフィルム表面にとどまっているため、
従来例とは異なって浸透、拡散されずにドツト形状は均
一な円形になる。このインク滴を乾燥器により水分を蒸
発させると、インク滴はさらに小さ（なりインク滴に含
まれた染料濃度は上昇する（第３図（ｄ））。 インク滴容量がより小さくなり、染料濃度が上昇したイ
ンク滴な記録紙（普通紙）上に転写すると第３図（ｅ）
のようになる。すなわち、ドラム上に形成していた時の
ドツト径（第３図（ｄ））よりも若干広がるが、インク
滴中の水分がかなり蒸発しているため、紙白への浸透、
拡散が少なくなりフェザリングが発生せず、円形を保つ
ことが可能である。また、第３図（ｄ）に示したように
、乾燥後のインクの状態は第３図（ａ）に示した従来法
における記録紙上のインクの状態に比較してドツト径が
格段と小さいため、第３図（ｅ）に示した紙上における
ドツトにおいてもかなり小さなドツトを形成することが
できる。 普通紙に転写されたインク滴は水分をほとんど含んでい
ないので、インク内の染料が表面近傍に残留している。 その結果従来のコート紙並の濃、度を保証することがで
きる。また、水分をほとんど含んでいないことにより、
転写後の普通紙を定着させるための定着器は不要となる
。 さらに、ドツト径を小さ（することができるので、複数
回印写等、装置構成を応用すれば出力機器の解像度を高
（することができる。そうすることにより印字物の高濃
度部、および文字部分では高い印字濃度が保証できる。 また、ドツト径が小さくしかも円形であることにより、
擬似中間調の階調性が付けやす（、かつハイライト部で
のドツトの粒状性が低減し、高品位のグラフィック画像
が出力することができる。 実ｌｕ汁λ 第４図は本発明の他の実施例の動作を示したものである
。この実施例は基本構成が第１図の実施例と同じでクリ
ーニング効果を向上させるためにクリーナーにアルコー
ル類等を含浸させた場合の応用例を示したものである。 揮発性の高いアルコール類等を含浸させるとドラム上の
残インクの洗浄力は増すが、クリーナー中のアルコール
類はすぐ揮発して洗浄力が徐々に劣化してしまう、そこ
でキャリッジがホームポジションに戻った時に、クリー
ナーをクリーニングする。 まず第２図に示した実施例と同様にインクジェットヘッ
ドによりドラム上にインクを吐出し、記録する（Ｓ５）
。シリアルヘッドのインクジェット記録ではマルチノズ
ル中の吐出していないノズルの不吐出を防ぐ目的で、通
常、ある規定回数（またはライン数、時間など）を計測
して、その規定回数ごとに全ノズルのインクをダミーで
吐出する方法がとられている。Ｓ６にてまず規定回数を
計測し、規定回数に到達したらインクジェットヘッドと
クリーナーが搭載されているキャリッジがホームポジシ
ョンへ戻る（Ｓ７）　、ホームポジションにてインクジ
ェットヘッドは全ノズルのダミー吐出を行い（Ｓ８）　
、蒸発したアルコール類をクリーナーに塗布、補給し、
クリーナーのクリーニングをする（Ｓ９）。 その工程が終了するとまた吐出、記録をはじめる。つま
り、定期的に行うダミー吐出の時間を利用して同時にク
リーナーのクリーニングをも行うことが可能である。こ
のような計測および制御には特別の装置を必要とせず、
従来のインクジェット記録装置が具えている計測手段、
制御手段を利用することができる。 夫り炭ユ 第５図に示した実施例は第１図の実施例とクリーナーの
構成が異なっている。すなわち、転写効率があまり良く
ない場合に用いたウェブ方式の例で、クリーニングシー
ト７（アルコールを含浸させても良い）をローラ８およ
び９に巻き付はローラ８，９を回転させることによって
ドラム２上をクリーニングする。その際、クリーニング
シート７の速度とドラム２の回転速度を異ならせること
によって拭きとり効果が発揮できる。 犬凰ＩＬ 第６図に本発明をフルカラープリンタに応用した時のブ
ロック図を、第７図にその制御および動作のフローチャ
ートを示す。第６図において、ＩＯは第７図のフローを
制御する制御装置である。 第７図において、まずＳＩＯにてＹ、　Ｍ、　Ｃ，Ｂｋ
のうち１色分の画像情報に従って、対応する色のインク
をドラム上に吐出し、記録する。その後、第１図の実施
例と同様に強制蒸発を行い、インク滴の染料濃度を上昇
させる（Ｓｌ１）　。 Ｓ１２において金色（すなわち３色、あるいは４色）の
インクの吐出、記録が行われたか否かを判断して、まだ
吐出する色があるのならばＳ１３にて、クリーナーをド
ラムから離脱して吐出、記録したインク滴による画像を
ドラム上に保存する。 そしてＳＩＯに戻り、異なる色のインクを吐出、記録す
る。吐出、蒸発を繰り返し、Ｓ１２にて全色分の吐出、
記録が終了したならば、　Ｓ１４にて記録紙（普通紙）
をドラムに圧接し、ドラム上の記録を記録紙に転写し、
その後Ｓ１５にてドラム上をクリーニングする。第６図
に示した制御装置ｌＯは、通常のインクジェットプリン
タにおいて用いられている制御装置に、上述した機能を
付加することによって実現される。 以上の動作手順により、フルカラープリンタにおいても
高精細可能な微小の円形のドツト径が得られることはも
ちろんのこと、普通紙カラープリンタで問題となる境界
線等における混色（にじみ）も１色ごと吐出、蒸発を繰
り返してから転写することにより、大幅に改善すること
ができる。 １ペ一ジ分の印字領域を確保するためにドラムの代わり
にフィルム上のベルトを使用しても良い。 また、多色記録を行う場合は、染料濃度の低いインクか
ら順番に吐出し、記録する方法を用いても良い。 なお、以上、述べてきた実施例によると、転写後の紙上
の画像はドラム上の画像ζ鏡像関係になるので、ドラム
上への吐出、記録を出力したい画像の鏡像関係とする。 （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
バブルジェット方式の記録ヘッド、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。 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４７４０７９
６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（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跪を生じさせて、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（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４３４
５２６２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
。 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４４５９６００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５
９−１２３６７０号公報や熱エネルギの圧力波を吸収す
る開孔な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（行うことができるようになるからである。 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。 加えて、上側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。 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、配録とは
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。 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。 さらに加えて１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３
０℃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５
４−５６８４７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。 さらに加えて、本発明インクジェット記録装置の形態と
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、り一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。 ［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば、記録媒体を普通
紙としたインクシェド記録装置において、　ＰＥＴフィ
ルムを巻いたドラム上にインクを吐出して記録を行い、
乾燥器にて水分を蒸発し、染料濃度を上げてから普通紙
に転写する構成にすることにより吐出されたインク滴の
紙へのフェザリングをなくし、均一の円型の小さなドツ
ト径を形成し、高解像度化が可能である。また、紙上に
染料が残留した濃度の高い画像が形成できる。ま・た、
紙のケバ、紙粉の発生を防ぐことができ、不吐出の発生
の恐れを軽減することができる。また、紙の吸湿による
ボコつきが無いため、ヘッドキャップを短（することが
できて、印字精度は向上する。 さらに、フルカラープリンタにおいては、１色ごとに吐
出、蒸発を繰り返してから普通紙に転写するため、前述
したようにフェザリングをなくし、そのため、各色の境
界線における混色（にじみ）をなくし、良好の画像が出
力することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明実施例の要部断面図、 第２図は本発明実施例の動作例を示すフローチャート。 第３図は本発明実施例および従来法によるインク滴の状
態とドツト形状を比較して示す図、第４図は本発明の他
の実施例の動作例を示すフローチャート、 第５図は本発明のさらに他の実施例の要部断面図。 第６図は本発明実施例のブロック図、 第７図はその制御および動作の例を示すフローチャート
である。 ｌ・・・インクジェットヘッド、 ２・・・ドラム、 ３・・・乾燥器、 ４・・・ローラ、 ５・・・記録紙、 ６・・・クリーナー ７・・・クリーニングシート。 ８・・・ローラ、 ９・・・ローラ、 ｌＯ・・・制御装置。 Ｓ発 ドラム （ｂ） 第 ５ 図 ０ 第 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）記録媒体が普通紙であるインクジェット記録装置に
   おいて、 インクジェットヘッドから吐出されたインク滴を受けて
   記録すべき情報を仮に記録するための撥水性を有する中
   間記録媒体と、 該中間記録媒体上のインク滴中の水分を蒸発させて染料
   濃度を高めるための加熱手段と、 前記記録媒体を前記中間記録媒体に圧接して、該中間記
   録媒体上に仮に記録された情報を前記記録媒体に転写す
   るための圧接手段と を具えたことを特徴とするインクジェット記録装置。 ２）前記中間記録媒体の表面を洗浄するための洗浄手段
   を具えたことを特徴とする請求項１に記載のインクジェ
   ット記録装置。 ３）前記洗浄手段が前記インクジェットヘッドと同一の
   キャリッジに搭載されていることを特徴とする請求項２
   に記載のインクジェット記録装置。 ４）前記中間記録媒体はポリエチレンテレフタレート系
   材料からなることを特徴とする請求項１ないし３のいず
   れかの項に記載のインクジェット記録装置。 ５）前記インクジェット記録装置が多色記録装置である
   ことを特徴とする請求項１ないし４のいずれかの項に記
   載のインクジェット記録装置。 ６）記録媒体として普通紙を用い、 インクジェットヘッドから撥水性を有する中間記録媒体
   の表面にインクを吐出して仮に記録を行い、 該中間記録媒体上のインク滴の水分を蒸発させて染料濃
   度を高め、 しかる後、前記中間記録媒体上に仮に記録された情報を
   前記記録媒体に転写することを特徴とするインクジェッ
   ト記録方法。 ７）洗浄部材を前記インクジェットヘッドと同一キャリ
   ッジに搭載し、前記中間記録媒体上を走査してその表面
   を洗浄することを特徴とする請求項６に記載のインクジ
   ェット記録方法。 ８）前記洗浄部材の洗浄を前記インクジェットヘッドの
   ダミー吐出と同期して行うことを特徴とする請求項６ま
   たは７に記載のインクジェット記録方法。 ９）多色記録に際し、１色ごとのインク吐出記録および
   乾燥を繰り返し、その間は洗浄部材を前記中間記録媒体
   から開放し、全色の吐出記録および乾燥後に普通紙へ転
   写することを特徴とする請求項６ないし８のいずれかの
   項に記載のインクジェット記録方法。