JPH05131633A - 記録方法 - Google Patents

記録方法

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JPH05131633A
JPH05131633A JP3296797A JP29679791A JPH05131633A JP H05131633 A JPH05131633 A JP H05131633A JP 3296797 A JP3296797 A JP 3296797A JP 29679791 A JP29679791 A JP 29679791A JP H05131633 A JPH05131633 A JP H05131633A
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JP
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recording
ether
oil
recording medium
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JP3296797A
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Osamu Hiruko
Kazuo Ota
Hideo Yasutomi
英雄 保富
和夫 太田
修 蛭子
Original Assignee
Minolta Camera Co Ltd
ミノルタカメラ株式会社
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Publication date
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    • B41J2002/061Ejection by electric field of ink or of toner particles contained in ink

Abstract

(57)【要約】 【目的】 インクを記録媒体に付着させる記録方法に関
し、消費電力を小さくできるとともに、インクの劣化や
印字ヘッドの割れが生じ難くできるうえ、印字濃度の濃
化、印字速度の高速化、耐光性や耐水性の向上を図れ、
しかも、にじみ(フェザリング)が発生し難くなる記録
方法を提供することを目的とする。 【構成】 多数の小孔を有するインク担持体1に液状の
油系顔料分散インク2を担持させて記録媒体6に対向す
る位置に送り込み、上記油系顔料分散インク2に油系顔
料分散インク2を沸騰させない程度の熱エネルギーと電
気エネルギーとを印加することによりインク担持体1か
らこれに対向する記録媒体6に油系顔料分散インク2を
移動させる構成とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【0001】

【産業上の利用分野】本発明は、インク担持体に保持さ
れたインクを記録媒体に付着させることによって文字や
画像の記録を行う記録方式に関する。

【0002】

【従来の技術】従来より、インク担持体に保持されたイ
ンクを記録媒体に付着させる記録方法としては、例えば
特開昭55−65590号公報に開示されているよう
に、インク担持体に固体のインクを保持させ、このイン
クを熱エネルギーによって溶融させるとともに電気エネ
ルギーによって記録媒体に向けて移動させることによ
り、画像等の記録を行う方法が知られている。

【0003】また、特開昭62−64554号公報に開
示されているように、インク担持体に保持された液体の
インクを熱エネルギーによって沸騰させ、その圧力によ
り記録媒体に飛翔させて記録を行う方法も知られてい
る。この種の方法においては、水性染料を水等の溶媒に
溶かしたインクが用いられている。

【0004】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記特
開昭55−65590号公報に記載されているように固
体のインクを溶融させる記録方法では、インクの溶融に
要する熱エネルギーを発生させるために多くの電力を消
費するうえ、インクへの熱エネルギーの印加を開始して
からインクが溶融するまでの時間が長くかかるため、記
録速度を速くすることが困難であるという問題点を有し
ていた。

【0005】また、特開昭62−64554号公報に開
示されているようにインクを沸騰させて飛翔させる記録
方法では、水性染料を溶媒に溶かしたインクが相当高温
に加熱されるため、インクの変色や焦げ付きが生じやす
いうえ、インクを加熱するヘッド等の酸化による劣化や
インクの沸騰時に発生する衝撃波による損傷を招きがち
であるという問題点を有していた。

【0006】本発明は上記の点に鑑み、小さい消費電力
で高速な記録を行うことができ、しかも、インクの変色
などの劣化、およびインクに熱エネルギーを印加するた
めのヘッド等の劣化や損傷を防止することのできる記録
方法の提供を目的としている。

【0007】

【課題を解決するための手段】本発明方法は、上記の目
的を達成するため、多数の小孔を有するインク担持体に
液状の油系顔料分散インク(以下、適宜インクと略す
る)を担持させ、上記油系顔料分散インクに熱エネルギ
ーと電気エネルギーとを印加することによりインクを低
粘度化させるとともにインク担持体からこれに対向する
記録媒体に移動させることを特徴とする。

【0008】上記インク担持体としては、例えば、ナイ
ロン、テフロン、ポリプロピレン、ポリエステル、金属
等のメッシュ、フィルター材フィルム、多孔質セラミッ
クフィルムや多数の孔を有するポリマーフィルムなどが
適用できる。また、油系顔料分散インクとしてはカーボ
ンブラックを実質有機溶媒等の分散媒に分散させたもの
などが用いられ、このインクのインク担持体への保持を
容易にするためには、粘度が常温で4〜200cp程度
のものが好ましい。

【0009】

【作 用】上記の構成により、記録媒体に対向する位置
に送りこまれた液状の油系顔料分散インクは、熱エネル
ギーの印加によって低粘度化するとともに、電気エネル
ギーの印加による吸引力によって記録媒体に移動する。

【0010】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づき具体的
に説明する。 〔原理の説明〕図1及び図2は本発明方法の原理図であ
り、1はインク担持体、2はインク担持体1に担持され
た油系顔料分散インク、3は電荷注入電極、4はサーマ
ルヘッド、5はサーマルヘッド4の発熱素子、6は記録
媒体としての記録紙、7は吸引電極としてのバイアスプ
ラテンローラであり、電荷注入電極3と逆極性の電圧が
印加される。バイアスプラテンローラ7の表面は絶縁コ
ート8で被覆される。また、サーマルヘッド4は図示し
ない絶縁保護層で覆われている。

【0011】更に、必要に応じて、電荷注入電極3とバ
イアスプラテンローラ7との間に直流パルス電圧、交流
電界あるいは不平等交流電界が印加される。インク担持
体1と記録紙6との最小間隔は例えば0.4mm(400
μm)に設定される。なお、インク担持体1は電気的に
浮いた状態に保たれる。図1に示すように、多数の小孔
を有するインク担持体1に液状の油系顔料分散インク2
(例えば常温粘度:4〜200cp、常温表面張力:2
5〜55dyne/cm)を担持させて記録紙6に対向
する位置に送り込みながら、電荷注入電極3、バイアス
プラテンローラ7間に直流電圧1.5KVを印加して電
気エネルギーのみを作用させる。この状態ではインク2
の表面張力、粘性抵抗等の抗力と電気エネルギーにより
インク2をバイアスプラテンローラ7に吸引する力とが
均衡し、インク2はインク担持体1からわずかに記録紙
6側に吸引される程度で、インク担持体1から記録紙6
に飛ぶことはない。

【0012】サーマルヘッド4には記録のドットに対応
する発熱素子5が設けられ、各発熱素子5を印字パター
ン情報に対応してオンオフ制御するサーマルヘッド駆動
回路と同期をとりながらバイアスプラテンローラ7を回
転させて記録紙6を例えば0.2〜10cm/sec の搬送
速度で送る。発熱素子5がオンになるとインク2の温度
が沸騰しない程度、例えば50〜170℃程度に昇温
し、インク2の表面張力、粘性抵抗が共に低下し、(例
えば粘度:1〜60cp、表面張力15〜40dyne
/cm)電気エネルギーによってインク2をバイアスプ
ラテンローラ7側に吸引する力との均衡が破れて、イン
ク2がインク担持体1からバイアスプラテンローラ7に
向かって飛ばされ、バイアスプラテンローラ7の手前に
位置する記録紙6に付着し、記録紙6の表面で乾燥して
定着される。

【0013】発熱が停止されると、インク2の温度が低
下し、インク2の表面張力、界面張力、粘性抵抗が上昇
して加熱前の均衡状態が回復され、インク2の飛翔は停
止される。インク2は図2に示すように、糸状に記録紙
6側に吸引され、インク担持体1と記録紙6との間に形
成されるインク柱2aの体積分のインク2が記録紙6に
移動して1ドットを形成する。

【0014】記録紙6に画像を形成するためには、この
ようにインク2に一様に電気的エネルギーを印加し、要
所のみに熱エネルギーを印加する方法の他に、インク2
に一様に熱エネルギーを印加して、対向電極の要所のみ
に電圧を印加する方法、インク2の要所のみに熱エネル
ギーと電気エネルギーとを印加する方法等が考えられ
る。

【0015】電荷注入電極3とバイアスプラテンローラ
7との間に交流を印加する場合には、インク2が振動し
て切れがよくなり、尾引きしなくなるので、解像度をよ
り高くすることが容易になる。なお、インク担持体1は
記録紙6に移動したインク2に対応する量のインク2を
補充すれば繰り返し使用することができる。インク担持
体1をメッシュで構成する場合には、インク2が記録紙
6側に移動した箇所にはその周囲から毛細管現象によっ
て補充されるが、インク2の粘度が比較的高い場合には
その補充速度が遅くなるので、インク担持体1をインク
溜め内のインク2に浸漬したり、インクパッドに接させ
たりすることにより迅速にインク2の補充が行える。合
成樹脂フィルムでインク担持体1を構成する場合には、
隣接する小孔どうしの間に毛細管がないので、インク担
持体1をインク溜め内のインク2に浸漬したり、インク
パッドに接させたりすることにより、インク担持体1を
再使用できる。

【0016】〔インク担持体1の説明〕上記インク担持
体1としては、後述するように、ポリイミドフィルム、
ポリアミドフィルム等の合成樹脂フィルムに公知のエキ
シマーレーザ、エッチング等により多数の小孔を貫通状
に形成したものや、多孔質セラミックフィルムやフィル
ター材フィルムやステンレス薄板をパターンエッチング
したものを使用することが可能であるが、ここでは、ナ
イロン繊維、フッ素樹脂繊維、カーボン含有レーヨンス
テンレス糸等を編成あるいは織成したメッシュを用い、
繊維の隙間にインクが充填されるようにしている。

【0017】この場合、メッシュの糸径は20〜150
μmとすることがドット再現性を高めるとともに記録濃
度を高める上で好ましい。また、メッシュの開口サイズ
(目開き)は5〜200μmとすることがドット再現性
を高めるとともに記録濃度を高める上で好ましい。。フ
ィルター材フィルムや多孔質セラミックフィルムを用い
る場合はファインポア径が200Å〜50μmで、厚み
が5〜200μmのものが好ましい。

【0018】このようなメッシュとしては、例えば表1
に示す各品番(TANAKA SANJIRO C
O.,LTD.扱いの商品名Nytalの各品番)の市
販品、あるいは表2に示す各品番の市販品を使用するこ
とができる。

【0019】

【表1】

【0020】

【表2】

【0021】なお、メッシュを構成する繊維の断面形
状、素材、編織組織等を変更することによってメッシュ
のインク担持量を変更することが可能であるが、ここで
は、コストアップを避けるため、表1、表2に例示した
市販品の中からポリエステル繊維を平織状に組織した表
2の品番195Tを使用した。また、酸化アルミニウム
のパウダーをバインダーレジンで固めて得られるセラミ
ック多孔質フィルムを用いてもよい。この場合、さらに
セラミック多孔質フィルムの表面に導電層を蒸着によっ
て形成することにより、電荷注入電極3を省略してもよ
い。

【0022】インク担持体1全体の形状としては、図3
の(a)に示すように無端帯形に形成してもよく、ある
いは、図3の(b)に示すように帯状に形成してリール
カートリッジに装填するようにしてもよい。また、イン
ク担持体1は、インクタンク9に収容したインク2に浸
漬したり、インクタンク9に付設した塗布ローラ10あ
るいはインクパッドに接触させることによりインク2を
担持するようにしてある。無端帯形に形成する場合はイ
ンク担持体1を循環させることによりインク担持体1を
繰り返し使用することができ、リールカートリッジに装
填する場合は、往復させることによりインク担持体1を
繰り返し使用することができる。

【0023】〔油系顔料分散インク2の説明〕 (油系顔料分散インク2の概略の説明)上記油系顔料分
散インク2は、顔料及び分散剤を分散媒中に分散させた
ものであり、他に必要に応じてマスキング剤、香料等の
添加剤やにじみ防止剤等を添加することは妨げない。

【0024】尚、このインクは空気中の水蒸気等の混入
により若干の水分を含む場合もあるが、実質的には油系
のものである。上記油系顔料分散インク2は、常温粘度
が4〜200cpであることが好ましい。また、上記油
系顔料分散インク2は、沸騰しない程度に50〜170
℃程度まで加熱されるが、この加熱された状態での粘度
は1〜30cpであることが好ましい。

【0025】更に、上記油系顔料分散インク2の加熱後
の電気抵抗は103 〜109 Ω・cmであることが好まし
い。なお、このような加熱後の電気抵抗値を得るために
は、油系顔料分散インク2の常温における電気抵抗が1
3 〜1010Ω・cmであることが好ましい。なお、上記
油系顔料分散インク2の表面張力は、常温では25〜5
5dyne/cmであることが好ましい。

【0026】また、上記油系顔料分散インク2を50〜
170℃に加熱した状態での表面張力は15〜40dyne
/cmであることが好ましい。なお、油系顔料分散インク
の成分は原則として沸点がサーマルヘッド4による加熱
温度よりも高いことが必要であるが、製造上の理由等に
より多少沸点の低いものが混入していても、沸騰によっ
て大きな衝撃を生じるほどでなければよい。 (分散媒の説明)分散媒としては、沸点150℃以上、
好ましくは180℃以上の沸点を有する有機溶媒が適用
され、炭素数4以下の脂肪族低級アルコール等のアルコ
ール系溶剤、複素環化合物、エチレングリコールモノア
ルキルエーテル、ジエチレングリコールモノアルキルエ
ーテル、トリエチレングリコールモノアルキルエーテ
ル、プロピレングリコールモノアルキルエーテル、ジプ
ロピレングリコールモノアルキルエーテル、トリプロピ
レングリコールモノアルキルエーテル等のグリコールエ
ーテル系溶剤、エステル系有機溶剤、アルキルセロソル
ブの中の少なくとも1種を用いることができる。

【0027】アルコール系溶剤としては、メタノール、
エタノール、n−プロピルアルコール(プロパノール−
(1)ともいう)、イソプロピルアルコール(イソプロ
パノールまたはプロパノール−(2)ともいう)、n−
ブチルアルコール(ブタノール−(1)ともいう)、イ
ソブチルアルコール(2−メチルプロパノール−(1)
ともいう)、sec−ブチルアルコール(ブタノール−
(2)またはメチルエチルカルビノールともいう)、t
ert−ブチルアルコール(2−メチルプロパノール−
(2)またはトリメチルカルビノールともいう)等の炭
素数4以下の脂肪族低級アルコール、n−アミルアルコ
ール、イソアミルアルコール、sec−アミルアルコー
ル、n−ヘキサノール、エチレングリコール、ジエチレ
ングリコール、トリエチレングリコール、プロピレング
リコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレング
リコール等をその例として挙げることができる。

【0028】エチルグリコールモノアルキルエーテルと
しては、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチ
レングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコー
ルモノプロピルエーテル、エチレングリコールモノイソ
プロピルエーテル、エチレングリコールモノブチルエー
テル、エチレングリコールモノイソプロピルエーテル、
エチレングリコールモノイソブチルエーテル、エチレン
グリコールモノヘキシルエーテル、エチレングリコール
モノフェニルエーテル等をその例として挙げることがで
きる。

【0029】ジエチレングリコールモノアルキルエーテ
ルとしては、ジエチレングリコールモノメチルエーテ
ル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチ
レングリコールモノプロピルエーテル、ジエチレングリ
コールモノイソプロピルエーテル、ジエチレングリコー
ルモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノイソ
ブチルエーテル、ジエチレングリコールモノヘキシルエ
ーテル、ジエチレングリコールモノフェニルエーテル等
をその例として挙げることができる。

【0030】トリエチレングリコールモノアルキルエー
テルとしては、トリ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エチルエーテル、ト
リエチレングリコールモノプロピルエーテル、トリエチ
レングリコールモノイソプロピルエーテル、トリエチレ
ングリコールモノブチルエーテル、トリエチレングリコ
ールモノイソブチルエーテル、トリエチレングリコール
モノヘキシルエーテル、トリエチレングリコールモノフ
ェニルエーテル等をその例として挙げることができる。

【0031】プロピレングリコールモノアルキルエーテ
ルとしては、プロピレングリコールモノメチルエーテ
ル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピ
レングリコールモノプロピルエーテル、プロピレングリ
コールモノイソプロピルエーテル、プロピレングリコー
ルモノブチルエーテル、プロピレングリコールモノイソ
ブチルエーテル、プロピレングリコールモノヘキシルエ
ーテル、プロピレングリコールモノフェニルエーテル等
をその例として挙げることができる。

【0032】ジプロピレングリコールモノアルキルエー
テルとしては、ジプロピレングリコールモノメチルエー
テル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、ジ
プロピレングリコールモノプロピルエーテル、ジプロピ
レングリコールモノイソプロピルエーテル、ジプロピレ
ングリコールモノブチルエーテル、ジプロピレングリコ
ールモノイソブチルエーテル、ジプロピレングリコール
モノヘキシルエーテル、ジプロピレングリコールモノフ
ェニルエーテル等をその例として挙げることができる。

【0033】トリプロピレングリコールモノアルキルエ
ーテルとしては、トリプロピレングリコールモノメチル
エーテル、トリプロピレングリコールモノエチルエーテ
ル、トリプロピレングリコールモノプロピルエーテル、
トリプロピレングリコールモノイソプロピルエーテル、
トリプロピレングリコールモノブチルエーテル、トリプ
ロピレングリコールモノイソブチルエーテル、トリプロ
ピレングリコールモノヘキシルエーテル、トリプロピレ
ングリコールモノフェニルエーテル等がその例として挙
げられる。

【0034】エステル系有機溶剤としては、ジメチルア
ジベート、ジ−2−エチルヘキシルアジベート、ジブチ
ルアジベート、ジイソブチルアジベート、ジイソデシル
アジベート、ジブチルグリコールアジベート、ジ−2−
エチルヘキシルアゼレート、ジブチルセバケート、ジ−
2−エチルヘキシルセバケート、メチルアセチルリシノ
レート、ジエチルマレエート、ジブチルマレエート、ジ
−2−エチルヘキシルマレエート、ジブチルフマレー
ト、ジ−2−エチルヘキシルフマレート、トリメチルホ
スヘート、トリエチルホスヘート、トリブチルホスヘー
ト、トリ−2−エチルヘキシルホスヘート、トリブトキ
シエチルホスヘート等をその例として挙げることができ
る。

【0035】アルキルセロソルブとしては、メチルセロ
ソルブ、エチルセロソルブ、イソプロピルセロソルブ、
ブチルセロソルブ等をその例としてあげることができ
る。また、上記以外にエタノール:イソプロパノール
7:3(重量比)の混合溶剤、メチルイソブチルケト
ン:酢酸ブチルケトン1:1(重量比)の混合溶剤等も
溶剤として使用できる。

【0036】上記以外に、少量の上記エチレングリコー
ルモノアルキルエーテルのアセテート、上記プロピレン
グリコールモノアルキルエーテルのアセテート、ジエチ
レングリコールモノメチルエーテルのアセテート、ジエ
チレングリコールモノエチルエーテルのアセテート、ジ
プロピレングリコールモノメチルエーテルのアセテー
ト、ジプロピレングリコールモノエチルエーテルのアセ
テート等を分散媒に添加することは妨げない。

【0037】(顔料の説明)顔料の色は特に限定され
ず、例えば黒色、黄色、オレンジ色、赤色、バイオレッ
ト、青色、緑色、ブラウン等の顔料を使用することが可
能である。各色をカラーインデックス(C.I.)で示
すと、C.I.黄色顔料24、86、93、94、10
8、109、110、117、125、137、13
8、147、153、154、166、168、C.
I.オレンジ顔料36、43、51、55、59、6
1、赤色顔料97、122、123、149、168、
177、178、180、187、190、192、2
09、215、216または217、220、223、
224、226、227、228、240、バイオレッ
ト顔料19、23、29、30、37、40、50、青
色顔料15、15:1、15:3、15:4、15:
6、22、60、64、緑色顔料7、36、ブラウン顔
料23、25、26、黒色顔料7等である。

【0038】黒色顔料としては、カーボンブラックと、
ピグメントブラックを表面処理した黒色加工顔料とが代
表的である。カーボンブラックとしては、一次粒子径が
100mμ、揮発分21.0%のチャンネルブラック、
一次粒子径が200mμ、揮発分15.0%のチャンネ
ルブラック、一次粒子径が35mμ、揮発分6.0%の
チャンネルブラック、一次粒子径が40mμ、揮発分
0.7%のチャンネルブラック、一次粒子径が18m
μ、揮発分3.0%のファーネスブラック、及び黒色加
工顔料等を使用することができる。黒色加工顔料として
は、ピグメントブラック7をスチレン−マレイン酸共重
合体で表面したもの、ピグメントブラックをセルロース
誘導体にて表面処理したもの、ピグメントブラック7を
塩化ビニール−酢酸ビニール共重合物で表面処理したも
の等がその例として挙げられる。

【0039】青色顔料としては、例えばピグメントブル
ー1をスチレン−マレイン酸共重合物で表面処理した青
色加工顔料、ピグメントブルー15を塩化ビニール−酢
酸ビニール共重合物で表面処理した青色加工顔料、バッ
トブルー4を塩化ビニール−酢酸ビニール共重合物で表
面処理した青色加工顔料等を使用することができる。赤
色顔料としては、ピグメントレッド15を塩化ビニール
−酢酸ビニール共重合物で表面処理した赤色加工顔料、
ピグメントレッド220を塩化ビニール−酢酸ビニール
共重合物で表面処理した赤色加工顔料等を使用すること
ができる。

【0040】(分散剤の説明)分散剤としては、天然あ
るいは合成の樹脂、界面活性剤等が使用される。分散剤
として使用される樹脂は、カーボンブラック等の分散性
および記録紙への定着性を高めるために0.5〜30重
量%、好ましくは1〜10重量%程度溶解配合され、ポ
リメタクリル酸エステル樹脂、ポリアクリル酸エステル
樹脂、アクリル酸エステル−アクリル酸共重合体樹脂、
ポリビニルピロリドン、ボリビニルブチラール樹脂等の
ビニル系樹脂、炭化水素樹脂、フェノール樹脂、キシレ
ン樹脂、ケトン樹脂、アルキド樹脂、ポリアミド樹脂、
ポリエステル樹脂、マレイン酸系樹脂、セルロース系樹
脂、ロジン系樹脂、ゼラチン、カゼイン、セラック等が
その例として挙げられる。

【0041】また、界面活性剤は20重量%以下、好ま
しくは15重量%以下程配合され、ポリオキシエチレン
アルキルエーテル、ポリオキシアルキルフェニルエーテ
ル、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル、ポリオキシエ
チレン−ポリオキシプロピレンブロック共重合体等のノ
ニオン系界面活性剤、グリコールエーテルエステル、高
級アルコール硫酸化エステル塩、ポリオキシエチレンア
ルキルフェノールエーテルサルフェートアンモニウム塩
(例えば、第1工業製薬株式会社製、商品名:ハイテノ
ールNO8)、ポリオキシエチレン付加物の硫酸化エス
テル塩、脂肪酸アルキルアミドのアルキル硫酸化塩、ポ
リオキシエチレンアルキルエーテルの燐酸エステル(旭
電化工業株式会社製、商品名:アデカコールE)等のア
ニオン系界面活性剤、ハロゲン化高級アルキルアンモニ
ウム等のカチオン系界面活性剤等をその例として挙げる
ことができる。

【0042】(インク製造方法)上記油系顔料分散イン
ク2の製造方法は、通常のマーキングペン用インキの製
造方法によればよく、例えばカーボンブラック、分散剤
としての樹脂、分散媒、添加剤、分散剤、にじみ防止剤
等を攪拌機を用いて混合攪拌して後、ボールミル、ロー
ルミル等によって混練し、更に、必要に応じて必要な組
成物を再添加し、混合攪拌することによって製造され
る。

【0043】組成物の混合攪拌に使用される装置として
は、ボールミル、ロールミルの他に、ベイントコンディ
ショナー(例えばレッドデビル社製)、循環式超音波ホ
モジナイザー(例えば日本精機株式会社製)、サンドミ
ル(例えばIGARASHIKIKAI SEIZO
CO.,LTD.製、1/8GL単筒式サンドグライン
ダー)、アトライター(例えば三井三池工業製)、超音
波分散機(例えば神明台工業株式会社製、U0300F
B−S型、UT−20)、攪拌装置(特殊機化工業株式
会社製、T.K. AUTO HOMO MIXER)
等がその例として挙げられる。

【0044】なお、ロールミルを使用する場合には、マ
スターバッチ方式で高固形分混練後、上記分散機等で溶
剤希釈分散してもよい。また、組成物の混合攪拌を行う
環境としては、清浄で、乾燥した雰囲気で行うことが好
ましい。更に、上記工程中の任意の工程において、また
は、最終工程として、濾過により粗大粒子を除去しても
よいし、低真空中で脱泡処理してもよい。

【0045】分散時間としては、使用する装置、各組成
物の素材等によって異なり、10分ないし60時間程度
が適当である。 〔電荷注入電極3の説明〕電荷注入電極3は、余剰のイ
ンク2をしごき取るしごき板に兼用され、直流電源の例
えば正電極に接続されたプレート状の導体で構成され
る。インク2の電気抵抗(体積抵抗)が1010Ω・cmを
上回る場合には、印字スピードとのかねあいからできる
限り発熱素子5に近付ける必要がある。

【0046】電荷注入電極3からインク2に与えられる
電荷量(注入電荷量)と、記録紙6に付着したインク2
のドット径との関係は、例えば図4に示すようになって
いる。必要な記録濃度を得るためには、ドット径が10
μm以上であることが必要であると考えるので、図4か
ら注入電荷量を5nq/dot 以上とすべきであることが分
かる。もっとも、インク2の濃度階調によって、注入電
荷量の最小値は異なってくる。

【0047】注入電荷量の最大値は、サーマルヘッド4
の絶縁耐圧(=印加電圧上限値)と消費電力のトータル
から逆算して決定される。例えばサーマルヘッド4の絶
縁耐圧が1.5KVである場合には注入電荷の最大値は
約1μC/dot (0.9962μq/dot )となり、し
たがって、300dpi(12dot /mm)でA4版の記
録紙6に全ドット打ち(ベタ黒)すると、印字速度を1
2枚/分とすれば、消費電力は4.54W〜900Wと
なる。しかし、サーマルヘッド4の消費電力が数百Wで
あるとすると、トータルの消費電力を1KW以下に抑え
るため、注入電荷量の最大値は約半分の0.5μC/do
t 程度以下とされる。

【0048】〔サーマルヘッド4の説明〕サーマルヘッ
ド4はフッ素系アクリル樹脂(熱硬化タイプ)、フッ素
系メラミン樹脂、フッ素系ポリエステル等を用いて作ら
れ、幅はA4版の記録紙6の幅よりも大きく形成され
る。そして、その先端は半円柱状に形成され、インク担
持体1がその先端を所定の角度にわたって摺接しながら
移動するようしてある。また、その先端には幅方向に所
定の間隔を置いて多数の発熱素子5が埋設される(サイ
ドタイプ)。発熱素子5の間隔は解像度に対応して8do
t/mm(200dpi)、12dot/mm(300dpi)、
16dot/mm(400dpi)などとされる。また、各発
熱素子5の表面は膜厚3μmのフッ素樹脂(商品名:テ
フロン)層、膜厚3μmのTa2 O層、膜厚1μmのS
iO2 層などからなる保護膜で被覆されている。この保
護膜にフッ素樹脂層を用いることにより、撥インク性が
与えられるとともに、表面滑性を与えてインク担持体1
の摺接抵抗を軽減させている。なお、サーマルヘッド4
の表面を導電性にするなどして電荷注入電極を兼ねるよ
うにしてもよい。すなわち、油系顔料分散インクの絶縁
性が高い場合には、分極によって帯電させることになる
ので、バイアスプラテンローラ7に最も近い位置にある
サーマルヘッドで電荷注入電極7を兼ねることにより、
低い電圧で大きな電界を発生させることが容易になる。

【0049】サーマルヘッド4の記録周波数は400H
z、印加電圧は24V、パルス幅は500μsec、印
加電力は0.2W/dot、室温25℃においてパルス
印加時のヘッド平均表面温度120℃、インク表面平均
温度85℃となるようにしている。 〔バイアスプラテンローラ7の説明〕バイアスプラテン
ローラ7は、図6の(a)に示すように、円筒状あるい
は円柱状に形成されその表面には絶縁層コート8が形成
される。

【0050】すなわち、バイアスプラテンローラ7の表
面には公知の熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、光硬化性樹
脂、光導電性樹脂等の樹脂を絶縁層コート8として0.
05〜500μmの膜厚に塗布して絶縁性を持たせてい
る。熱可塑性樹脂としては、ポリエステル樹脂、ポリア
ミド樹脂、ポリブタジエン、アクリル樹脂、エチレン−
酢酸ビニル共重合体、イオン交換オレフィン共重合体
(アイオノマー)、スチレン−ブタジエンブロック共重
合体、ポリカーボネート、塩化ビニル−酢酸ビニル共重
合体、セルロースエステル、ポリイミド等がその例とし
て挙げられる。

【0051】熱硬化性樹脂としては、エポキシ樹脂、ウ
レタン樹脂、シリコーン樹脂、フェノール樹脂、メラミ
ン樹脂、キシレン樹脂、アルキッド樹脂等がその例とし
て挙げられる。光硬化性樹脂としては、ポリ−N−ビニ
ルカルバゾール、ポリビニルピレン、ポリビニルアント
ラセン等を挙げることができる。

【0052】これらの樹脂の中では、シリコーン樹脂、
アクリル樹脂、メラミン樹脂、ポリカーボネート、ポリ
ブタジエン、エポキシ樹脂等が好ましい。なお、これら
の樹脂は体積抵抗が1×1014Ω・cm以上あることが好
ましい。バイアスプラテンローラ7は、記録紙6の搬送
を円滑にするため、上記のようにローラ状に形成してい
るが、このバイアスプラテンローラ7に替えてプレート
状の吸引電極7’を設けてもよい。この吸引電極7’の
先端部は、記録紙6を確実に吸引電極7’に接触させる
ため、例えば図6の(b)に示すように先端を丸めた三
角形状、あるいは図6の(c)に示すように先端を丸め
たエッジ形状に形成することが好ましく、また、吸引電
極7’の先端の丸みの部分に所定の角度範囲にわたって
記録紙6を摺接させることが好ましい。また、図6の
(d)に示すように、先端を櫛歯のピッチが発熱素子5
のピッチと同等あるいはそれ以下の櫛歯形状形成するこ
とも可能である。更に、バイアスプラテンローラ7に替
えて例えば図6の(e)に示すように、例えばポリイミ
ドフィルム7aに銅(Cu)あるいはアルミニウム(A
l)線7bを発熱素子5のピッチと同等あるいはそれ以
下のピッチでストライプ状に形成し、このポリイミドフ
ィルム3aを円滑に曲げた吸引電極7’を用いることも
可能である。この場合、記録紙6を吸引電極7’の先端
の丸みの部分に所定の角度範囲にわたって摺接させるこ
とにより、記録紙6を確実に吸引電極7’に接触させる
ことができる。このようにして記録紙6を確実にバイア
スプラテンローラ7あるいはこれに代わる吸引電極7’
に接触させると、解像度が高められ、ドット欠けの発生
を確実に防止できる。

【0053】この実施例に係るインクジェット記録方法
は、多数の小孔を有するインク担持体1に液状の油系顔
料分散インク2を担持させて記録紙6に対向する位置に
送り込み、上記油系顔料分散インク2に油系顔料分散イ
ンク2に熱エネルギーと電気エネルギーとを印加するこ
とによりインク担持体1からこれに対向する記録紙5に
油系顔料分散インク2を移動させている。

【0054】すなわち、液状の油系顔料分散インク2を
使用するので、インク担持体1にインクを担持させるた
めにインクを加熱する必要はなく、インク溶解槽やイン
ク溶解のための電力を消費する必要はなくなる。また、
記録時には、インク2を沸騰させない程度の熱エネルギ
ーを加えるので、固体インクを液化する場合や液状イン
クを沸騰させる場合に比べて、印加すべき熱エネルギー
を少なくでき、熱エネルギーを発生させるために消費す
る電力が少なくて済む。

【0055】更に、記録時には、比較的少量の熱エネル
ギーでインク2の表面張力、界面張力、粘性抵抗等を大
幅に低下させることができ、インク2を記録紙6に飛ば
すための電気エネルギーを減少させることができる。ま
た、記録時に油系顔料分散インクや印字ヘッドが受ける
熱負荷が軽減され、インク2の焦げつきや変色の発生、
印字ヘッドの割れの発生が防止される。

【0056】加えて、染料の代わりに顔料を溶媒に分散
させているので、印字濃度が高められるとともに、にじ
み(フェザリング)が少なくなる。その上、顔料として
油性顔料を使用しているので、定着速度が高められると
ともに、耐光性や耐水性が高められる。もちろん、イン
ク2を溜めるノズルやスリットはないので、これらが目
詰まりするおそれはない。

【0057】本発明の他の実施例においては、図6の
(e)に示す吸引電極7’が用いられるとともに、サー
マルヘッド4が一様にインク担持体1及びこれに担持さ
さたインク2を加熱するように構成され、吸引電極7’
の所要の線にマイナス電圧を印加して画像を形成される
ようにしている。図8は本発明の他の実施例に係るカラ
ープリンターの構成を示し、この実施例では、無端ベル
ト状のインク担持体1がモータで駆動される駆動軸13
とそれの横側方に配置されたサーマルヘッド4とにわた
って巻掛けてある。

【0058】インク担持体1は、メッシュで構成され、
インク2の色数に対応して設けられる4つのインク担持
部1BL、1C、1M、1Yと4つのヘッドクリーニン
グ部12とが交互に設定される。各インク担持部1B
L、1C、1M、1Yの長さは使用される記録紙6の最
大長さ(例えばA4記録紙6の横幅)と同じ長さ有
し、、各ヘッドクリーニング部12はサーマルヘッド4
をクリーニングするとともに、隣接するインク担持部1
BL、1C、1M、1Yのインク2どうしが混ざること
を防止する混色防止部に兼用されている。

【0059】インク担持体1は図上、右回り方向に回動
され、その下側には、インク担持体1の回動方向の上手
から下手に順に並べて、ヘッドクリーニング部12を清
掃するクリーナ14と各色のインク2BL、2C、2
M、2Yを対応するインク担持部1BL、1C、1M、
1Yに塗布する黒色インクパッド13BL、シアン色イ
ンクパッド13C、マゼンタ色インクパッド13M、黄
色インクパッド13Yが設けられる。

【0060】クリーナ14はインク担持体1の回動に同
調して、ヘッドクリーニング部12が接近すると上昇
し、ヘッドクリーニング部12がクリーナ14の上側を
移動する間はヘッドクリーニング部12に接触してこれ
を清掃し、ヘッドクリーニング部12がクリーナ14の
上側を通過しきると下降してインク担持体1から離れる
ようにしてある。

【0061】黒色インクパッド13BL、シアン色イン
クパッド13C、マゼンタ色インクパッド13M、黄色
インクパッド13Yも、クリーナ14と同様にインク担
持体1の回動に同調して、対応するインク担持部1B
L、1C、1M、1Yが接近すると上昇し、対応するイ
ンク担持部1BL、1C、1M、1Yが上側を移動する
間は、そのインク担持部1BL、1C、1M、1Yに接
触して対応する各色のインク2BL、2C、2M、2Y
を塗布し、対応するインク担持部1BL、1C、1M、
1Yが通過しきると下降してインク担持体1から離れる
ようにしてある。また、黒色インクパッド13BL、シ
アン色インクパッド13C、マゼンタ色インクパッド1
3M、黄色インクパッド13Yは、それぞれ上面がイン
ク担持体1の全幅にわたって部分的に開口されたケース
15aと、このケース15a内で昇降する塗布ローラ1
5bとを備え、各インクパッド13BL、13C、13
M、13Yが上昇して塗布ローラ13bがインク担持体
1に接触するとともに、塗布ローラ15bの下周面がケ
ース15a内のインク2BL、2C、2M、2Yに浸漬
されながら回転し、塗布ローラ15bに付着したインク
2BL、2C、2M、2Yがインク担持体1の各インク
担持部1BL、1C、1M、1Yに送り出される。ま
た、各インクパッド13BL、13C、13M、13Y
が下降して塗布ローラ15bがインク担持体1から離れ
た時には、塗布ローラ15bがケース15a内のインク
2BL、2C、2M、2Yから抜け上がるとともに、ケ
ース15aの上面開口を閉塞し、インク2BL、2C、
2M、2Yが塗布ローラ15bの一部分に濃厚に付着し
たり、塗布ローラ15b内を毛細管現象により通過して
ケース15a外に滲みだしたり、分散媒等が蒸発して組
成が変わったりすることを防止するようにしている。

【0062】各油系顔料分散インク2としては、黒、シ
アン色、マゼンタ色並びに黄色の各色の油性顔料を分散
剤とともに分散媒中に分散させたものが使用される。も
ちろん、マスキング剤、香料等の添加剤やにじみ防止剤
を添加することは妨げない。サーマルヘッド4には発熱
素子5と電荷注入電極3とが埋設され、これらの表面は
公知の熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、光硬化性樹脂、光
導電性樹脂等の樹脂を0.05〜500μmの膜厚に塗
布して絶縁性を持たせるとともに、サーマルヘッド4の
先端面に摺接するインク担持体1の摺動抵抗を減少させ
ている。

【0063】上記電荷注入電極3にはプラス300Vの
バイアス電圧が印加され、サーマルヘッド4に対向して
配置されたバイアスプラテンローラ7にはマイナス1K
Vの逆バイアス電圧が印加される。記録紙6としては、
いわゆる、普通紙が使用され、各色の印字が終わるごと
に送り方向を反転され、あるいは、循環された後、次の
色の印字が行われるようにしてある。

【0064】その他の構成は前例と同様に構成してあ
り、各色ごとにみればその作用も前例と同様であり、多
色記録が可能なことを除けば、前例と同様の効果を得る
ことができる。上記各実施例においては、メッシュから
なるインク担持体1を使用しているが、インク担持体1
として多数の小孔を形成した合成樹脂フィルムを使用す
ることができる。この場合、合成樹脂フィルムの素材と
しては、膜厚10〜500μmのポリイミドフィルム、
ポリアミドフィルム等の合成樹脂フィルム、例えば、膜
厚15μm、25μm、50μm、75μm、100μ
m、125μm、150μmの市販のポリイミドフィル
ム(東レ株式会社製、商品名カプトンフィルム)を使用
することができる。

【0065】また、小孔の開口サイズ(目開き)は直径
10〜200μmの円形(あるいは10〜200μm平
方の角形)とすることがドット再現性を高めるとともに
記録濃度を高める上で好ましい。合成樹脂フィルムから
なるインク担持体1に小孔を形成する方法としては、例
えばラムダフィジックス社製LPX205iCC型のエ
キシマーレーザを使用し、図9に示すように、マスクM
で絞り、凸レンズfで収束させてインク担持体1上に結
像させるマスクイメージ法を採用することができる。こ
の場合の加工条件は、例えば波長248nm、パルスエ
ネルギー1.5J/cm3 、加工時間10Hz;100パ
ルス/25μmとされる。

【0066】加工する孔の平面形状としては、(a)円
形、(b)正方形、(c)正三角形、(d)楕円形、
(e)六角形、その他の多角形あるいはこれらを複合し
た形状等が考えられる。複数の形状を複合させる場合、
大きさが異なる同じ形状の孔を形成する場合と、同じ大
きさで形状が異なる平面形状を重複させる場合と、大き
さ及び形状が異なる平面形状を重複させる場合等が考え
られる。

【0067】尚、小孔を形成する場合、複数の小穴を碁
盤目に配列させてもよいし、千鳥状に配列させてもよ
い。また、六角形の小穴を蜂の巣状に配列させてもよ
い。また、加工する孔の膜厚方向への断面形状は、図1
2に示すように、(a)円筒形、(b)先太りテーパ
形、(c)先細りテーパ形、(d)鼓形、(e)段付円
筒形、(f)チャンファ付円筒形等が考えられる。

【0068】図9は本発明のさらに他の実施例が適用さ
れる記録装置の構成図である。この記録装置は、インク
タンク9内の油系顔料分散インク2を板状のセラミック
多孔質フィルムから形成されるインク担持体1に毛管現
象によって浸透させ、記録位置(サーマルヘッド4とバ
イアスプラテンローラとの間)に供給するように構成し
たものである。

【0069】サーマルヘッド4は同図の紙面奥行方向に
配列された発熱素子5を有し、各発熱素子5は、ドライ
ブ回路20により、同期信号および画像信号に応じて個
別に駆動される。インク担持体1のセラミック多孔質フ
ィルムは、酸化アルミニウムのパウダーをバインダ−レ
ジンで固めたものであり、厚さ70μmの板状に形成さ
れている。セラミック多孔質フィルムの表面には、図示
しない電荷注入電極層が蒸着により形成されている。こ
の電荷注入電極層は、多数のファインポアを有するセラ
ミック多孔質フィルムに蒸着されることにより、電荷注
入電極層自体もファインポアを有する状態となる。ただ
し、電荷注入電極層の全面にわたって電気的な導通状態
が保たれる。なお、電荷注入電極層は、セラミック多孔
質フィルムのプラテンローラ7側に形成してもよいし、
サーマルヘッド4側に形成してもよい。

【0070】バイアスプラテンローラ7と上記電荷注入
電極との間には所定の電圧が印加され、図1と同様の作
用により、記録紙6への記録が行われる。なお、インク
担持体1を複数設け、選択的に記録位置に移動させるこ
とにより、単一のサーマルヘッド4でフルカラー化を図
るようすることもできる。

【0071】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、多数の
小孔を有するインク担持体に液状の油系顔料分散インク
を担持させて記録媒体に対向する位置に送り込み、上記
油系顔料分散インクに熱エネルギーと電気エネルギーと
を印加することにより油系顔料分散インクを抵抗粘度化
させるとともにインク担持体からこれに対向する記録媒
体に移動させることにより、インクに与える熱エネルギ
ーは液状のインクの粘度を低下させる程度でよいので、
消費電力を小さく抑えるとともに、高速な記録を行うこ
とができ、また、インクに熱エネルギーを印加するため
のヘッド等の劣化や損傷を防止することができる。

【0072】しかも、インクを高温に加熱しないことと
相まって、油系顔料分散インクを用いるので、インクの
変色などの劣化も防止されるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図1】本発明方法のインク供給方法の原理図である。

【図2】本発明方法の原理図である。

【図3】インク担持体の全体形状を例示する模式図であ
る。

【図4】注入電荷量と付着後インク径との関係を示す特
性図である。

【図5】バイアスプラテンローラ及びこれに代わって使
用される吸引電極の説明図である。

【図6】本発明の他の実施例に係るカラープリンターの
構成図である。

【図7】インク担持体を構成する合成樹脂フィルムに小
孔を形成するマスクイメージ法の原理図である。

【図8】インク担持体の小孔の膜厚方向断面形状図であ
る。

【図9】本発明のさらに他の実施例が適用される記録装
置の構成図である。

【符号の説明】

1 インク担持体 2 油系顔料分散インク 3 電荷注入電極 4 サーマルヘッド 5 発熱素子 6 記録紙(記録媒体) 7 バイアスプラテンローラ

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 多数の小孔を有するインク担持体に液状
    の油系顔料分散インクを担持させて記録媒体に対向する
    位置に送り込み、上記油系顔料分散インクに熱エネルギ
    ーと電気エネルギーとを印加することにより油系顔料分
    散インクを抵抗粘度化させるとともにインク担持体から
    これに対向する記録媒体に移動させることを特徴とする
    記録方法。
  2. 【請求項2】 インクに一様に電気エネルギーを印加
    し、熱エネルギーを要所に印加して所要の記録を記録媒
    体上に形成することを特徴とする請求項1に記載の記録
    方法。
  3. 【請求項3】 インクに一様に熱エネルギーを印加し、
    インクの局所あるいは記録媒体の要所に電気エネルギー
    を印加して所要の記録を記録媒体上に形成することを特
    徴とする請求項1に記載の記録方法。
JP3296797A 1991-11-13 1991-11-13 記録方法 Pending JPH05131633A (ja)

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