JPS62191157A - サ−マルインクジエツト方式記録装置 - 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】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、ノンインパクト式記録装置に関し、特に記鋒
材としてのインク液を急速加熱し気泡圧力で噴出させる
のに光エネルギーを用いた新規なインクジェット方式配
置装置に関する。

（従来の技術） 記録装置にはインパクト式とノンインパクト式とがある
が、騒音が少ないのはノンインパクト式のもので、電子
写真方式、静電方式、熱転写方式、インクジェット方式
等がある。

従来インクジェット方式記録装置として、特開昭４８−
９６２２号や特公昭５６−９４２９号が提案されており
、いずれも毛細管ノズル内のインク液を記録時にノズル
から外に噴出させ記録紙に付着させるものである。この
方式の記録装置の欠点は、装置の休止時にノズル内のイ
ンク液が凝固してしまい、毛細管ノズルの目詰りにより
記録動作時にインク液が噴出せず記録不良が生じること
である。

そこで、このような毛細管ノズルを使わずにインク液を
飛翔させるインクジェット方式記録装置として、特開昭
５１−１３２０３６号が提案されている。

これはインク液面下に発熱素子を設けて急激な加熱を行
うことにより気泡を発生させ、この気泡の破裂に伴う衝
撃により液面からインク滴を飛翔させるものである。

この方式ではインクの目詰りという問題は発生しない。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、この方式では加熱手段として、電気抵抗
素子を用いるため、通電後、電気抵抗素子が発熱するま
での加熱時間が数１０マイクロ秒乃至数ミＩＪ秒必要で
あり、しかも熱伝導によるエネルギーロスが多く、熱効
率が悪いため、高速度の記録ができない。

記録スピードの点では、むしろ先に述べたノズル内のイ
ンクを必要な時にだけ噴出させるオンディマント方式の
方が優れている。

このように、これ迄のインクジェット方式では、夫々に
一長一短があり、インク液の凝固目詰りを起こさず、し
かもオンディマント方式で高速記録のできる装置がなか
った。

〔発明の構成〕

（問題点を解決するための手段と作用）本発明は、上記
問題点を解決するために、インク液加熱手段としてレー
ザービーム等の光エネルギーを用いたものであり、 インク液を極めて短時間内に加熱することができる熱効
率の良好さに加え光ビームの走査性とが相俟って、高速
なサーマルインクジェット方式記録装置を達成したもの
である。

（実施例） 以下図面を用いて、本発明と説明する。

第１図は本発明によるサーマルインクジェット方式記録
装置の主要部実施例を示す概略説明図である。

図において、（１）はインク等の記録液を保持する記録
液保持部材で、ポリエステル又はポリイミド等の耐熱性
の高い透明基板で構成される。本実施例では記録液保持
部材（１）はフィルムベルト状に構成されており、駆動
源（図示せず）からの動力により回転するローラ一手段
（２，３，４）により矢印（５）方向にエンドレスに回
動する構造になっている。

この保持部材（１）は回動しつつ、記録液塗布器（６）
内に設けられた記録液塗布用ローラー（７）に接触して
、器（６）内に蓄えられている水性インク等の記録液（
８）が表面に塗布される。

塗布された記録液の厚さは、水性インクの場合、１０乃
至５０ミクロンメートルになるよう制御されるのが望ま
しい。

インクが表面に塗布された記録液保持部材（１）は、記
録用紙（９）と対向して移動するよう駆動される。本実
施例では、記録用紙（９）は、ロール紙（１０）として
保持されており、プラテンローラー（１１）によりイン
ク保持部材（１）との位置を規制されつ〜、ローラー（
１２）、（ｔ３）により排紙口へ送出される。記録用紙
（９）は、インク保持部材（１）とはｙ等速で移動する
ことが重要であり、プラテンローラー（１１）により位
置規制されるインク面との最近接距離が１００乃至１０
００ミクロンメートルになるようにインク保持部材（１
）と記録用紙（９）を対向移動させる。

インク保持部材（１）を介して、記録紙（９）の対向位
置に、光エネルギー照射手段を備ける。

この光エネルギー照射手段には、レーザー光発光装置（
１４）と光学変調装置（１５）、回転多面鏡を有する光
走査装置（１６）及び結像レンズ光学装置（１７）が含
まれる。すなわち、発光装置（１４）から射出された出
力４乃至８Ｗのレーザー光は、ＩＭＨｚ程度の画像信号
により変調装置（１５）で変調された後、モーター（図
示せず）により回転する回転多面鏡（１６）により走査
され、さらに結像レンズ系（１７）によりインク保持部
材（１）上に所望のスポットサイズに集光される。

第２図は、記録液保持部材（１）と集光された光ビーム
スボッ）　（１８）との関係を説明するための図であり
、図示のようにビーム（１８）が複数のインク液保持用
小孔（１９）にまたがって照射されるようにビーム径を
制御することが好ましい。

図を簡明にするため小孔（１９）は空状態に示している
が、実動作時には、ここにインク液が保持されるのであ
る。

この小孔（１９）は例えば径が３０乃至５０ミクロンで
深さを１０乃至１００ミクロン程度にして、これら小孔
（１９）をできるだけ稠密に設けたものが良い。実施例
では、集光されたビーム（１８）のスポット径は約８０
乃至１２０ミクロンメートルの円形状で、同時に少くと
も２個以上の複数のインク保持孔（１９）を照射するこ
とで、万一、一部の孔内にインクが入らなかった場合に
も、同時に照射される他の小孔に保持されているインク
液が吐出することで記録ミスを防止できるようにするこ
とが重要である。

第３図は、記録液保持部材の具体例を説明する断面図で
ある。第３Ａ図は、ポリエステル、ポリイミド等の樹脂
あるいはガラス等の透光性基板（３０）の上にインク液
塗布層（３１）を設けるものであり、第３Ｂ図は透光性
基板（３０）の表面に光吸収発熱層（３２）を設け、そ
の上にインク液塗布層（３１）を設けたもので、いずれ
も第１図に述べた光ビーム（１３）の照射を受けた部分
のインク液が過熱され気泡（３２）を生じ、その圧力に
よりインク液（３３）を吐出させるものである。吐出し
たインク液（３３）は対向する記録紙（９）に付着記録
する。第３Ｃ図は、第２図に説明した記録液保持部材の
断面図であり、透光性基板（３０）に小孔（１９）が−
面に稠密に設けられている。図は、小孔（１９）を溝孔
状にした例であるが、貫通孔でありても良い。この小孔
（１９）内にインク液（３１）が保持される。このイン
ク液保持孔（１９）と照射ビーム（１８）との関係は先
に説明したように少くとも２個以上の小孔（１９）を光
ビーム（１８）が同時に照射するようにビームスポット
径（Ｒ）　力制御される。

第３Ａ図の例ではインク液（３１）自身に光吸収性が要
求される。従って黒色インク等が好ましい。

又、第３Ｂ図のように光吸収層（３２）を設けると熱吸
収効率が高く、その部分がヒータの役割をするため、透
光性インク液も使用できる。即ち、通常、赤色や黄色等
のインク液はレーザービームを透過してしまうが、第３
Ｂ図の構成にすれば、これら透光性インク液も使用でき
、カラー記録が可能となる。

さらに、第３Ｃ図の場合は、インク保持小孔（１９）内
にインク液（３１）があるため、インクの吐出時にエネ
ルギーが四方に分散されずに吐出方向に集中するため吐
出指向性が良好となり、インク飛翔距離を大きくしたり
、画像の鮮鋭度が向上する等の点が優れている。

本実施例では元ビームは約１０　秒でオン・オフされる
。照射されるエネルギーは約２乃至４ワツトであり、イ
ンク滴の吐出のため吸収されるエネルギーは約２０乃至
４０エルグであり、これは従来のサーマルインクジェッ
トにおける１ドツトあたり６０乃至２００エルグに比し
、極めて高効率である。

第４図は、本発明のサーマルインクジェット方式記録装
置の他の実施例を示すもので、この実施例の特徴は記録
液保持部材として、ガラス基板（４０）上に複数の細溝
部（４１）を設けたものをインク液（８）中に浸す構造
にしたもので、細溝の基板厚さ方向の深さくＤ）は１０
乃至１００ミクロン、幅（Ｗ）は５０乃至１００ミクロ
ン程度で必要に応じて設定できる。この細溝部内に毛管
現象によりインク液（８）を吸い上げるのである。

溝（４１）内に吸い上げられたインク液（８）は光ビー
ム（１８）により加熱され、インクが気化して気泡を急
激に生じつつ急膨張するため、その圧力によりインク滴
が吐出されて、対向して設けられた記録紙に付着するの
は縞１図の実施例での説明と同様であるので詳細は省略
するが、この実施例の構成にすると、インク液の供給が
自動的に行える極めて小型の記録部を形成できるため、
インク供給部をカートリッジ化する等のメリットがある
。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、インク液の加熱吐
出に光ビームを用いるため過熱時間が１マイクロ秒以下
と短かく、熱伝導によりエネルギーロスも極めて小ない
ため、高速度で高効率しかも記録ミスの少ないサーマル
インクジェット方式記録装置が提供される。

【図面の簡単な説明】

第１図、は本発明の記録装置を説明する概念図、第２図
は本発明の記録液保持部材と光ビームの関係を説明する
図、第３Ａ図乃至第３Ｃ図は本発明の記録液保持部材の
断面図、第４図は本発明の記録部の他の実施例を示す斜
視図である。 記録部材・・・９、記録液保持部材・・・１、インク供
給部・・・７、光源・・・１４、照射光ビーム・・・１
８゜第３Ａ図　　　　第３Ｂ図 第３０因

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）記録紙等の記録部材に対向してインク等の記録液
   を保持する透明基体から成る記録液保持部材と、 この記録液保持部材を介して前記記録部材に対向配置さ
   れる光エネルギー照射手段とを具備し、前記光エネルギ
   ー照射手段により照射された光ビームに対応した部分の
   記録液を過熱して気泡を発生させ、この気泡圧力により
   記録液を前記保持部材から吐出させて、対向する記録部
   材に付着させることを特徴とするサーマルインクジェッ
   ト方式記録装置。
2. （２）前記記録液保持部材は記録液を保持する多数の小
   孔を有しており、前記光ビームは、少くとも２個以上の
   前記小孔を同時に照射することを特徴とする特許請求の
   範囲第１項記載のサーマルインクジェット方式記録装置
   。