JPS62259862A - インクジエツト記録方法 - 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、インクヘッド内のインクを、熱エネルギと静
電場の電界との協働により記録体に飛・翔させて画像を
形成するインクジェット記録刃・法に関する。

「従来の技術」 ノンインパクト記録法は、記録時における騒音が少ない
ので、電子的画像情報をハードコピー化する方法として
、関心を集めている。

それらの中で、普通紙に記録でき、しかも定着という特
別な処理なしに記録のできるインクジェット法は、極め
て有用な記録法とされている。

しかしながら、□従来実用化されているインクジェット
法は、インクを密閉する部材に圧力パルスを印加して、
吐出口（オリフィス）からインクを噴射させて記録する
ものである。従って、動作機構上、インク吐出装置を小
型化することができない。また必要な画像密度の印加を
行うために、インク吐出装置を機械的に走査する必要が
あるので記録を高速化することができなかった。

上述したインクジェットの欠点を改良し、高速記録を可
能にする方法として、磁性インクジェット法、平面イン
クジェット法および熱バブルジェット法等が提案されて
いる。

上記の磁性インクジェット法は、磁性電極アレイ近傍に
磁性インクを設け、磁界によるインクの盛り上がりを利
用し、画像密度に対応するインク吐出状態を形成し、静
電界で磁性インクを飛翔させるものである。

次に平面インクジェット法は、電極アレイと平行なスリ
ット状のインク溜めにインクを配し、記録紙を介して対
向する電極と電極アレイ間に形成される電界パターンに
応じて、インクを飛翔させるようにしている。

さらに熱バブルジェット法は、熱エネルギを与えられた
インクが急激に加熱されて膜面沸騰を生じ、オリフィス
内に気泡（バブル）が急激に形成されることによる圧力
上昇でインクを噴射するものである。

「発明が解決しようとする問題点」 前述した磁性インクジェット法においては、インクに含
有されている磁性粉の発色により、インクジェット本来
の特徴であるカラー化が難しいという問題点がある。

次の平面インクジェット法は、微細なオリフィスが不要
となってインクの目詰まりを改善できるが、インク飛翔
のためにかける電圧が高いので、隣接、近傍電極間の電
圧リークを防止するために、電極アレイを時分割駆動す
る必要があって、それ程高速化が計れないという問題が
ある。

さらに熱バブルジェット法においては、インクに膜面沸
騰を起こさせるために、発熱体を急速に加熱昇温させる
必要があり、インクの熱変質や、加熱手段として設けら
れている発熱抵抗体保護−の熱劣化を生じ易いという実
用上の欠点を有している。

そこで本発明では、かかる従来のインクジニット法の欠
点である低速性を改善し、また、前述の如く提案されて
いる高速インクジェット法の欠点を排除した新規な高速
インクジェット法を提供するものである。

Ｆ問題点を解決するための手段」 本発明では、インク収容室のインクにパルス状の電圧を
印加すると同時またはこれに先行して画像情報に応じた
熱エネルギをインクに選択的に加え、上記エネルギに対
応した液面の変調をインクに発生させてエネルギ印加部
のインクを記録体に飛翔することにより画像が形成され
るようになっている。

「実施例」 以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。

第１図に示す記録ヘッドは、第１の板部材２と、左右の
壁ｌＮ５ａ、３ｂを有する第２の板部材３とを備えてい
る。壁板３ａ、３ｂの後端面を第１の板部材２の内面に
固着させて、画板部材２．３を適宜の間隙をもって対向
させてスリットを形成することにより、記録ヘッド１に
は、吐出口（オリフィス）４を有するインク収容室５が
形成されている。

第１の板部材２の吐出口４の近傍における内面２ａに、
複数の発熱体アレイ７が構成されている。

各発熱体６には、板部材２の内面に設けられた複数の帰
路電極８．９の一端がそれぞれ接続されている。第２の
板部材３の内面３Ｃには、複数の誘導電極１１が発熱体
６と対向して設けられている。

記録ヘッド１の吐出口４の近傍には、矢印方向に回転自
在の対向電極１２が配設されており、この対向電極１２
は、インク収容室５内の誘導電極１１に電気的に接続さ
れている。記録体１３は、矢印方向に搬送されて記録ヘ
ッド１と対向電極１２との間を通過する。

前記発熱体アレイ７を形成するためには、第１の板部材
２の内面に、ガラス屓が乗ったセラミック基板（図示略
）を着設し、このセラミック基板上に、発熱抵抗体６、
通電用の帰路１橢８．９および絶層体層（図示略）が順
次積層される。

上記発熱体としては、窒化クンタルを反応性スパッタリ
ング法により蒸着し、ホトリソエツチング法により、各
画素ドツト毎に分離して形成したものである。帰路電極
８．９は、ニッケルクロム、金を、一様に順次蒸着した
のち、ホトリソエツチング法により分割して形成される
。絶縁体層は、二酸化ケイ素をスパッタリング法により
蒸着してなっている。誘導電極１１は、クローム、銅お
よびクロームを順次蒸着したのち、ホトリソエツチング
して形成されている。

発熱体アレイの発熱体６には、画像情報に対応した電圧
が印加されて発熱し、画像情報に対応する位置のインク
を急激に昇温させる。発熱体６に対する通電は、短時間
内の大電流とする。加熱された位置のインクは、加熱に
より体積が膨張するとともに、インク内におけるインク
の気化、たとえば気泡の発生等によっても膨張して、イ
ンクの液面が隆起する液面変調が生ずる。

インクに対する熱エネルギの供給と同時または順次に、
誘導電極１１と対向電極１２間に静電場が印加されて、
加熱された箇所のインクに作用する。

誘導電極１１と対向電極１２との間に電界を作用させた
ときに、インク収容室５内のインクに生じるＥＨＤ波（
電気流体力学波）の成長速度は、インクの粘性により異
なる。このインクの粘性は、インクの温度により左右さ
れる。

前記インクの収容室５内の供給されるインクは、常温で
は大きな粘性を有し、かつ加熱されると粘性が減少する
特性を有している。十分なＳ／Ｎ比を有する印字を高速
で行うには、使用するインクの加熱時と非加熱時におけ
る粘性の変化が大きくかつ加熱による熱膨張が大きいこ
とが良い結果を得られるという事実が見出された。特に
発熱体６の位置する加熱部が、インクの表面に近い所に
存在するときにより大きい熱膨張効果が見られた。

この原因としては、インクの液面が熱膨張して隆起の核
（隆起の中心部に形成される尖った突部）が液面に形成
され、この隆起の核に電界の集中を生じ、これによる静
電引力により液面の隆起速度が高められるためである。

インク収容室５内のインクにおいて１、加熱時のインク
の沸騰による気泡が発生するような状態においても同様
に、気泡の直上部において高速度で液面の隆起を生じ、
この隆起の核に対する電界の集中がインクの熱膨張を高
速化している。

インクの加熱に対応した画素状の電界集中の作用は、単
に電界をインクに強めたのに比べて、加熱部と非加熱部
とのＳ／Ｎ比が高められる効果を有していて、インクの
粘度の変化が、従来のそれよりも小さくても、従来の記
録装置と同様のＳ／Ｎ比を有する印字を行うことができ
る。これにより、インクに対する加熱量を小さくして低
い温度コントラストを可能とし；記録時における印字エ
ネルギの低減、および高速印字が可能となっている。

第２図は記録ヘッドの変形例を示している。記録ヘッド
１５は、第１の板部材２と、複数の壁板１６ａを画素単
位のピッチで内面に形成された第２の板部材１６を備え
ている。各４ｆ１６ａの端面を第１の板部材２の内面に
固着することにより、画板部材２．１６間には、複数の
独立したインク収容室１７が形成されている。第１の板
部材２の内面には、前記記録ヘッド１と同様に発熱体６
が設けられている。また第２の板部材１６の内面にも各
インク収容室１７毎に誘導電極１１が設けちれている。

第３図は前記ヘッドのさらに別の変形例を示している。

記録ヘッド１８の第２の板部材１９：ま、左右の壁板１
９ａと、板部材１９の内面に画素単位のピッチで形成さ
れた短い壁ｌｆｆ１１９ｂとを備えている。第２の壁板
１９を上記のように形成することにより、画板部材２．
１９には、一部分が独立し、かつ全体としては一体とな
っている＞ｘ　ｈのインク収容室２１が形成されている
。両板部材２．１９の内面には前記記録ヘッド１と同線
の発熱彼６および誘導電極がそれぞれ設けられている。

上記画記録ヘッド１５．１８のように？ｔ　Ｔｌのイン
ク収容室１７．２１を形成して画素単位の変調を付加し
たものにおいては、第１図の平行ス’Ｊ　ント状のイン
ク収容室５を有する記録ヘッド１に比べて、加熱時にお
けるインクの液面の変調がより効果的に生じて、高速度
で高品位の記録を行うことができる。

口発明の効果」 以上述べたように本発明によれば、パルス状の電界をイ
ンクに印加すると同時またはこれに先立って、画像情報
に対応した熱エネルギをインクに加えて、インクの熱膨
張または気化により液面が隆起する液面変調をインクに
生ぜしめ、液面の隆起部への電界の集中作用により、Ｓ
／Ｎ比の高い高品位の記録を高速度で行うことが可能と
なる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に用いられるインクジェット記録ヘッド
の一実施例を示す斜視図、第２図は記録ヘッドの変形例
を示す平面図、第３図は記録ヘッドの別の変形例を示す
平面図である。 １・・・・・・記録ヘッド、 ２・・・・・・第１の板部材、 ３・・・・・・第２の板部材 ４・・・・・・吐出口、 ５・・・・・・インク収容室、 ６・・・・・・発熱体、 ７・・・・・・発熱体アレイ、 ８．９・・・・・・帰路電極、 １１・・・・・・誘導電極、 １２・・・・・・対向電極、 １３・・・・・・記録体。 出　　願　　人 富士ゼロックス株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、適宜の間隔をもって対向している一対の板部材の両
   側端を接合することにより、長尺のインク吐出口を有す
   るスリット状のインク収容室を形成し、インク収容室内
   のインクにパルス状の電界を印加すると同時またはこれ
   に先行して、画像情報に応じた熱エネルギを、上記吐出
   口の長手方向に沿うインクに選択的に加え、上記エネル
   ギに対応した液面の変調をインクに発生させてエネルギ
   印加部のインクを記録体に飛翔させて画像を形成するこ
   とを特徴とするインクジェット記録方法。 ２、印加したエネルギによるインクの液面の変調が、イ
   ンクの熱膨張によることを特徴とする特許請求の範囲第
   １項記載のインクジェット記録方法。 ３、印加したエネルギによるインクの液面の変調が、加
   熱により生ずるインクの気化によることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項記載のインクジェット記録方法。