JPS61219662A - インクジエツト記録装置 - 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】 〔発明の技術分野〕 本発明は、液状インクを搬送して記録を行なう新規な電
子印刷技術であるリキッドジェット記録装置に関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

従来より普通紙上に記録する方法としては、１子写真法
、インクジェット法および熱転写法がある。電子写真法
は粉体トナーを扱うこと、感光体拭き取りブラシ、現像
剤の消耗品があることによりメインテナンスの点で欠陥
があった。しかし記録速度、画質の点で最つとも優れた
方法であり、多くの裏務機器に応用されている。インク
ジェット法の中には熱転写法と同様、熱によりインクを
吐出させる方法があり、装置の小型化および省記轍エネ
ルギーに成功しているが、インクジェット法の最大の欠
点であるインクの凝固、インクの目詰り等による記録の
不安定性は何ら除かれてはいない。この目詰りの発生し
ないインクジェット法としては多数のノズルを一つのス
リット状にした静電加速型スリットジェット記録方式（
画像成子学会子種８１−０７−４参照）が発表されてい
るが。

このスリット幅も８０μ程度の従来のスズル径と同様小
さいものが必要であり、ノズルの目詰りから完全に開放
されたものではない。またノズルがスリット状のため、
インクが飛翔した後のインク表面の液面振動周期が長く
、その結果隣接した飛翔点の振動による相互干渉が長く
続き、４ｍ８ｅＣ／ライン桿度の記録速度が限界であっ
た。一方熱転写法は各種の記録技術の中で最とも安定し
た記録技術であり、また記録方法が簡単なことから装置
も小型化できる方法である。

このような従来の記録技術を支える周辺技術の進歩にと
もない、電子写真法の高速・高画質、インクジェット法
の省記録エネルギー、熱転写法の取り扱い容易性等％種
々の利点を有する新規な記録法がＯ，Ａ機器などの装置
に要求されるようになった＠ 〔発明の目的〕 この発明の目的は上記要求に応えるべくなされたもので
多孔性を有するインク浸透性インク供給シートを用い、
このインク供給シートに浸透したインクを記録ヘッドに
より吐出させて記録を行なう新規なインクジェット記録
装置を提供することにある。

〔発明の概要〕

本発明は インクを供給タンクからのインクを常に保持し続ける如
く設けられたインク浸透性物質と、インクを隔離する部
材からなり、多数の微小孔を有するインク供給シートと
、 このインク供給シートに保持されたインクを選択的に熱
エネルギー又は静電気力を与える記碌ヘッドとを具備し
、 この記録ヘッドによって与えられた熱エネルギー又は静
電気力により前記インク供給シートのインクを吐出させ
、このインク供給シートを挟んで記録ヘッドに対向すべ
く配電された記録媒体に記録するインクジェット記録装
置であって前記インク供給タンク、インク供給シート及
び記録ヘッドを一体化し、 前記インク供給シートと記録ヘッドの相対位置が静止状
態のまま記録し得ることを特徴とするインクジェット記
録装置を提供する。

〔発明の効果〕

本発明によれば、ノズルを全く使用しない故、従来問題
となっていたノズルの目詰りを皆無に等しくシ、たとえ
何らかの原因によって起ったとしても、１つの記録画素
に対して複数の孔が対応している故、記録画像の体勢に
は全く影響はない。

更に、熱ヘッドとインク供給シートの相対位置を全く変
えずにしかも、インクは常に充填された状態故、連続か
つ安定な記録が行い得る。

〔発明の実施例〕

以下本発明の一実施例を図面を参照して詳述する。

まず第７図を用いて本発明の基本となる記録原理につい
て簡単に説明する。

図示しない記録媒体はインク供給シートＣｏｏ）　を挟
んで熱ヘッド（７２）と対向する位置に配設される。

例えばこのインク支持体（７０）は電搗によって作られ
たニッケル板にエツチング処理により多数の孔が形成さ
れる。そしてインク供給シート（７ｏ）は、熱ヘッド（
７２）上に到る前の工程で液体インク（以下インクと呼
ぶ）をその孔に保持する。この孔に保持されたインクは
１図中矢印の方向に移動して行く。インク供給シート（
７０）が複数の発熱素子（７４）を配設してなる熱ヘッ
ド（７２）ζこ当接する。ここで画像信号に応じて発熱
素子（７４）が選択的に発熱される。この発熱素子（７
４）に接触したインクはその１内部に急激に気泡を生じ
、孔より吐出する。図中（７６）は吐出しつつある状態
を示している。このように吐出したインクはインク供給
シー）−（７０）を挾んで熱ヘッド（７２）と対向する
記録媒体に転写され、Ｃ＠画点が得られるのである。図
中（７８）はインク吐出後の孔を示している。更にイン
クシート　　　　□（７０）は図中矢印の方向へ進み、
上記記録工程を繰り返し記録媒体に所望の画像が得られ
るのである。

このようにインク供給シート（７０）に多数の孔を設け
てインクを搬送する方法は、１つの画素は複数の孔に充
されたインクによってなされ、ノズルを使用しない記録
方法である。つまりノズルを使用しない故に、目詰りは
皆無に等しい。又何らかの原因によりいくつかの孔が目
詰りしたとしても１画素は複数孔に対応している故印刷
の大勢には影響を及ぼさない。さらに常にインク供給シ
ート（７０）は新鮮なインクを搬送する故インク内の気
泡が発生することによる記録ミスもないという新規な記
録方法である。

第１図（ａｌは本発明に関る装置の記録部を示す図、（
１）ｌはインク供給シートの断面斜視図である。上述し
たインク供給シートは多数の微小孔を有するインク浸透
性物質からなるシートの両面にインク隔離用多孔性シー
トを設けてなる。熱ヘッドからの熱エネルギーによって
インクを飛翔させ記録を行なう。

第１図（ａ）においては熱ヘッド（８）とインク供給シ
ーｌ）は密着している。インク供給シート（１）からイ
ンク飛翔後に直ちにインク供給シート（１）のインク浸
透性物質（３）の浸透圧によりインクを供給するインク
供給タンク（１のは熱ヘッド（８）に接近して配置され
る。記録媒体（９）は、インク供給シート（１）を挟ん
で熱ヘッド（８）と対向して設けられる。インク供給タ
ンク（１０）のインク供給口（１６）力ら　出た液体イ
ンク（１１）はインク供給シート（１）の多数の微小孔
（１５）を通してインク浸透性物質（３）に達する。こ
のインク浸透性物質はインク親和性の海綿状物質で出来
ており、インクの浸透圧によりインク供給タンク（１の
からの液体インク（１１）は記啼ヘッドである熱ヘッド
（８）に直ちに達する。熱ヘッド（８）に達した液体イ
ンク（１１）はインク親和性材料で達成された熱へクド
ｆ８）側のインク併給シートのインク隔離用多孔性シー
ト（２）中の微小孔（Ｂ）ｊこ充満する。一方記録媒体
（９）側のインク隔離用多孔性シート（４）はインク非
親和性の材料でＷＩＩｆｔ、され、その微小孔（］５）
は液体インク（１１）で満たされることはない。

前記インク供給シート中の微小孔は第１図（ｂ）　に示
すようにインク浸透性物質（３）をも貫通した孔００で
ある。このように多数の微小孔に充満した液体インクは
、記録ヘッドである熱ヘッド（８）の熱素子（７）によ
り人力信号に応じ選択的に急激に熱せられ。

液体インクの突沸が生じ、貫通した微小孔（１５）を通
してインクが飛翔する。この飛翔したインク滴（【２）
は記録媒体（９）に付着し記録が終了する。このインク
が飛翔した後、インクがなくなったインクンート中の微
小孔にはインク供給タンク（１のの液体インクが、イン
ク供給シート中のインク浸透性物質（３）によるインク
の浸透圧によりて、微小孔の四方から直ちに充満され、
次の記録が可能となる。

次に本発明に関も丸施例装置の全体概念図を第２図に示
す。上述したインク供給シート（１）は矢印Ｂの方向に
移動可能であり、必要に応じインク供給シート（１）の
新しい面を熱ヘツド部に供給できる。

それはインク供給シート（１）中の微小孔にゴミ又はイ
ンクの凝固による目詰りが生じた場合にこのインク供給
シート（１）を移動し、新しいインク供給シート面を使
用することができる。

このインク供給シート（１）を通し、インク供給タンク
（１の中の液体インクが記録ヘッドである熱ヘッド（８
）の熱素子部に達する。この熱素子に達したインクは、
信号に応じ選択的に熱せられ、インク供給シート中の貫
通した微小孔を通し飛翔し、記録媒体（９）に付着し、
画像（２υが得られる。この記録媒体（９）は熱ヘッド
に加えられる信号と同期して矢・印Ａの方向に移動する
。

このように熱ヘッド（８）とインク供給シート１１）の
相対位置は全く変わらず、しかもインクは常Ｉこ充填さ
れた状襲故に連続かつ安定な記録が行なえるのである。

〔発明の他の実′ｔＩＡ列〕

上述したインク供給シートではインク浸透性物質（３）
が全て連続しているので、液体インクがその浸透圧によ
り全てのインク供給シート中にインクが供給されてしま
い、不必要な部分にも充填されてしまう。必要な部分の
みにインクを供給するには第３図のインク供給シートの
断面図に示すようにインク供給シートのインク浸透性物
質を必要な長さに分離することにより可能となる。この
インり供給シートのインク浸透性物［（３）は、インク
供給タンクと記録ヘッド間をカバーできる長さく３υに
分離されている。つまり（３２）でインクを保持するイ
ンク浸透性物質＋３）と全く分離しています。このイン
ク浸透性物質の切断部は図のようにインクの流出を防ぐ
ために樹脂等（３３）でおおわれていることが好ましい
。（１のは貫通した孔である。

次に本発明をシリアルプリンタに応用した場合の機構部
を含む実施例を第４図を用いて示す。第４図（ａ）はイ
ンク供給シートの目詰り自動検出方法を、第４図［ｂ）
はインク供給シートの自動送り機構を。

第４図（Ｃ）はシリアルプリンタの略構成を示した図で
ある。

初めに目詰り自動検出方法を第４図（ａ）を用い詳細に
説明する。インク供給シート（１）を通して図示しない
インク供給タンクから供給された液体タンクが熱ヘッド
（８）の各熱素子（７）に順番に与えられた信号により
インク滴（１２）が飛翔する。この信号に同期して光源
である発光ダイオード（１０１）の獣１０３　）が発光
し、レンズ（１０２）により集光されて、飛翔している
インク滴（Ｌ２）を照射する。インク供給シートに目詰
りがなくインクが飛翔する場合には、前記信号と同期し
て作動しているフォトダイオード（１０６）には、飛翔
しているインク滴（１２）により光が遮断され信号が出
ない。一方インク供給シートに目詰りが生じ熱素子（７
）上のインクが飛翔しない場合には、光が遮断されるこ
とがないため検出器のフォトダイオードには信号が生ず
る。このようにしてヘッドの熱素子を一ライン走査する
ことにより、目詰りがあるかないかを判定できる。

目詰りが発生したことを知らせる信号が生じた場合には
第４図（ｂ）に示すインク供給シート送り機構（１１１
）、（１１２）を作動させる信号がその機構を駆動させ
るソレノイドコイル（１１３）に送られる。この信号に
よりインク供給シート（１）の送り機構が動作し、イン
ク供給シート（１）が（１１０）によりて巻き取られ、
矢印りの方向に送られ、熱ヘッド（８）に新しいインク
供給シートの面が送り出されるっこれら一連の動作はシ
Ｉ）　Ｔ′ルプリンタのヘッド機構部を乗せたキャリッ
ジがホームポジションの位置にあるときに行なわれる。

第４図（ｂ）に示した機構は第４図（ｃ）で示すキャリ
ッジ（１２１）に乗せられている。

シリアルプリンタの動作を第４図（ｃ）を用いて説明す
る。

キャリッジ（１２１）にはインク供給シートのカートリ
ッジ（１２０）と熱ヘッド（８）とインク供給タンク（
１のとインク供給シートの送り機構（図示せず）が乗せ
られている。このキャリッジ（１２１）が図に示すホー
ムポジションにあるときに前記目詰り検出が働き、目詰
りが生じていない状態で記録をスタートする。このキャ
リッジ全体は駆動モーター（１２６）により送りベル）
　（１２７）を介して移動する。

このときに記録を行なっていく。記録が一行終了すると
キャリッジ（１２１）は元の位置に戻り、それと同時に
記録媒体（９）が送りモーター（１２５）とベルト（１
２４）およびプラテンローラ（１２３）によりて送られ
る。このようにして順次記録が行なわれてＧ−く。

これら一連のインク供給シートの送り方はこの前記の方
法に限定されることはなく、シートを微少量づつ常に送
り出して常に新しい面を出すようにしてもよく、また一
枚記録ごとに微少量送り出すようにしてもよい。また使
用者が印字に欠陥を見い出したときにリセットキー等の
キーを押すことによりシートを送り出すようにしてもよ
い。本発明ではＣれらのシートの送り出しに関する徨々
の方法は限定するものではない。

以上においてインクの飛翔はインクに熱を付加すること
によっていたが、第５図の静電気力で記録を行なう記録
装置の記録部を示す図のようなものでもよい。記録ヘッ
ド（４２）には記録電極（４３ンが設けられている。こ
の記録電極（４３）は、記録信号に応じて記録電極（４
３）への通電を制卸する駆動回路に接続されている。記
録媒体（４６）の背面には導電性プラテンローラー（４
５）があり、接地されている。また記録ヘッド（４２）
の近傍にインク供給タンク（４４）が設けられている。

次に記録動作について説明する。インク供給タンク（４
４）中の液体インクは、インク供給シート（４１）中の
インク浸透性物質全通して、インクの浸透圧により記録
ヘッド（４２９部に送られる。このとき。

記録電極（４３）に電圧が印加されると、記録電極（４
３）と接したインク供給シートの微細孔（４５）中のイ
ンクメニスカスに電界が集中する。この電界の作用によ
り生じた静電力がインクの表面張力に打ち勝つことによ
り、インクは記録媒体（４６）に飛翔し、記録を行なう
ことができる。このインクの飛翔した後の微細孔には、
上述したようにその孔の四方からインク浸透性物質を通
してインクが供給されつぎの記録が行なわれる。こうす
ることにより上述した時と同じ効果を奏する。

以上のインク供給シート中の微細孔は、記録ヘッドの一
つの記録素子に対して複数の孔が対応するよう−こ設け
られるのが良い。このようにすること−こよって１つの
孔の目詰りによる画点の欠落は大幅に減少することがで
きる。

次に本発明をカラー記録に応用した実施例を第６図の模
式図を用いて説明する。各記録ステージはイエロー（５
１）　、マゼンタ（５２ン、シアン（５３）の三原色の
ステージからなる。それぞれのステージにはインク供給
タンク（５７λ（５８λ（５９）と熱ヘッド（５４）％
（５５）　、（５６）とインク供給シート（６０）、（
６１）、（６２）からなる。各インク供給タンクには三
原色のイエ〇−，マゼンタ、シアンの液体インクが入り
ており、各インク供給シートを通して記録ヘッドまでイ
ンクが供給される。記録媒体（６３）は矢印Ｃの方向に
移動する間に各ステージで飛翔したインク（６５ハ（６
６）、（６７）により重ね合せて記録されカラー画像が
形成される。このようにすることにより、従来熱転写で
行なわれていたように記録媒体を一色ごとにもとの位置
に戻す必要もなく高速化がはかれる。また本発明により
ノズルを使用することがないため、液体インクを使用し
ているにもかかわらず目詰りが生じない、さらにカラー
記録に液体インクを使用することが可能となり、インク
の色の選定範囲が広がり、カラー表現領域が広がる。

この発明は上記の例に限定されるものでなく、インクの
浸透圧を利用し、かつノズルの役目をする微細孔を有す
るインク供給シートを使用し、インク供給シートに目詰
りが生じた時に移動させて新しい面を出して使用する方
法は、要旨を逸脱しない範囲でこの特許に含まれるもの
である。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）は本発明に係る実施例装置の記録部を示す
図、第１図（ｂ）はインク供給シートの断面斜視図、第
２図は本発明に係る実施例装置の全体概念図、第３図は
本発明に係る他の実施例のインク供給シートの断面図、
第４図（ａ）はインク供給シートの目詰り１勿検出装置
、第４図（ｂ）はインク供給シートの自動送り機構を示
す図、佛４図（Ｃ）は本発明に係るシリアルプリンタの
略構成図、第５図は本発明の他の実施例装置の記録部を
示す図、第６図は本発明に係るカラー記録方法を示す模
式図、第７図は本発明に係る記録原理を示す図である。 １・・・インク供給シート、８・・・熱ヘッド、９・・
・記録紙、１０・・・インク供給タンク、１２・・・飛
翔インク。 代理人弁理士　　則　近　憲　佑（ほか１名）（とｌン 第　　１１！１ □Ａ 第　　２　　図 第　　３　　図 惰５図 第６図 第　　７　　図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）インクを供給するインク供給タンクと、このイン
   ク供給タンクからのインクを常に保持し続ける如く設け
   られたインク浸透性物質と、インクを隔離する部材から
   なり、多数の微小孔を有するインク供給シートと、 このインク供給シートに保持されたインクを選択的に熱
   エネルギー又は静電気力を与える記録ヘッドとを具備し
   、 この記録ヘッドによって与えられた熱エネルギー又は静
   電気力により前記インク供給シートのインクを吐出させ
   、このインク供給シートを挟んで記録ヘッドに対向すべ
   く配置された記録媒体に記録するインクジェット記録装
   置であって、 前記インク供給シート及び記録ヘッドを一体化し、 前記インク供給シートと記録ヘッドの相対位置が静止状
   態のまま記録し得ることを特徴とするインクジェット記
   録装置。