JPS63122582A - 記録装置及び記録方法 - 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〉 本発明は例えばプリンター、電子タイプライタ−、ファ
クシミリ＋ＴＪ１子黒板等の各種事務機に使用されるイ
ンクフィルムを使用せずに直接熱記録を実施し得る記録
装置及び記録方法に関するものである。

〈従来の技術〉 今日、情報処理の記録方法としては感熱転写記録方法が
主流となっている。この記録方法は熱溶融性インクを支
持体上に塗布形成してなるインクフィルムを使用し、該
インクフィルムを記録ヘッドによって画像パターン状に
加熱し、溶融したインクを記録紙に転写するものである
。この方法によれば使用する装置を小型軽量にし得ると
共に、ｆ通紙に記録が可能である特徴がある。

〈発明が解決しようとする問題点シ しかし、上記感熱転写記録方法は一度使用したインクフ
ィルムを使い捨てにしなければならない為に、ランニン
グコストが高くなり、また使用済みインクフィルムの処
理が煩雑となる等の欠点がある。

〈問題点を解決するための手段〉 そこで上記欠点を改善するものとして、例えば第６図に
示す如り、ｒ！５熱記録に使用する記録ヘッド１′の発
熱体４にインク３が通過する為のインク通過孔５を設け
てなるものがある（特開昭５９−１１８４９３号公報、
特開昭５９−２２５９９０号公報、特開昭６０−４０９
３号公報、特開昭６０−４６２６４号公報、特開昭６０
−２０６６７７号公報）。

この記録ヘッド１゛を使用した場合、ハウジング２内に
半固体インク３を充填して発熱体４を発熱させると、該
発熱体近傍のインクが軟化して粘性を下げる為にインク
が前記通過孔５を通過する。

従って前記通過孔５をアレイ状に形成し、夫々の発熱体
４に選択的な発熱１３号を与えることによって記録紙９
上にインク像を転写記録することが出来る。

上記方法によれば、インクフィルムを使用する必要がな
いので、ランニングコストを低く出来、またフィルムを
介さずに直接インクを加熱し得るので熱エネルギー効率
も良い等の利点がある。

本発明は上記発明を更に発展させたものであってその手
段は、インクを収納可能なハウジングと、該ハウジング
に設けられると共に画信号に応じて選択的に発熱する発
熱体と、該発熱体を貫通するインク通過孔と、前記発熱
体或いはその周辺部上に被記録媒体との間に所定の間隙
を保持する為の間隙保持手段とを設けて構成したことを
特徴とする記録装置、及びインクと接したインク通過孔
を有する発熱体上または近傍に間隙保持手段を設け、該
間隙保持手段と被記録媒体とを接触させて該発熱体表面
と被記録媒体との間に一定の間隙を保持し、これらを相
対的に移動させると共に該発熱体を選択的に発熱させ、
インクを溶融又は低粘度化してインク通過孔から流出せ
しめると共に前記間隙の中に流出したインクを広げて、
被記録媒体上にインク通過孔の孔径よりも大きな記録ド
ツトを転写することを特徴とする記録方法に関するもの
である。

く作用〉 上記手段によれば、記録装置の間隙保持手段を被記録媒
体に接触させることによって、記録装置の発熱体と被記
録媒体とを一定間隔で非接触状態に保つと共に両者を相
対的に移動しながら発熱体を画像信号に応じて発熱させ
ることが出来、これによってインク通過孔近傍のインク
が低粘度化して該通過孔を通過して下方に流下されると
共にこの流下したインクが広がって被記録媒体上に付着
し、記録される。

従って、発熱体と被記録媒体は非接触状態に保たれてい
るので、被記録媒体上に記録されたインク像は発熱体に
よる摺擦を受けず、これによって被記録媒体上に転写さ
れた該インク像が尾引き又はカブリを発生することがな
く、しかも記録インクドツトが広がって径が太き（なる
ので隣接する記録ドツトが相互に繋がり鮮明な記録画像
が形成される。

〈実施例〉 次に上記手段を通用した記録装置及び記録方法の一実施
例を説明する。

第１図は本発明の装置の模式断面図、第２図はその要部
の外観斜視図、第３図（Ａ）乃至（Ｄ）は記録プロセス
の説明図である。

図に於いて、ｌは記録装置であり、インク３を収納する
ハウジング２とこのハウジング２の一端に設けられたヘ
ッド基板６等から成っている。

ヘッド基板６は０．２ｍ厚のＡ１１ａｓセラミツク板か
ら成っており、この基板６上には第２図に示す如く、１
．２鰭ピツチで０．２鶴輻のＡＵ製ライン状電極８が配
列されている。その上にはＰｕＯｘより成るシート抵抗
１００〜２００Ω／１ｍ！ｉｉ素の発熱抵抗体４が設け
られ、これに隣接してガラスより成るスペーサ７が設け
られている。

尚、前記電極８１発熱抵抗体４．スペーサ７は全て所謂
厚膜技術により形成される。

そして、この発熱抵抗体４には電極８の各電極間中央に
対応する位置に孔径０．２〜０．３１のインク通過孔５
が夫々１．２　ｍピンチで設けられている。

このインク通過孔は基板６をも貫通しておりレーザー加
工によって形成される。

また各電極８はスルーホール１３を通して裏電極１２に
導通し、さらにこの裏電極１２はリード線１１を経て図
示されない外部のドライバーへと繋がっており、該電極
８の夫々隣合う電極間に画像信号に応じた電圧信号を印
加することにより、各画素に対応した発熱抵抗体４を選
択的に発熱するように構成されている。

本記録装置１にて記録する場合には、第１図の如（、基
板６上のスペーサ７を被記録媒体たる記録紙９に接触さ
せることにより、発熱抵抗体４と記録紙９との間にギャ
ップ１５を形成する。このギャップ１５は２０〜３０μ
が適当であり、このギャップ値が得られるようにスペー
サ７の厚さを決める。

本例では発熱抵抗体４の厚さが〜１０μである為、スペ
ーサ７の厚さは３０〜４０μになっている。さらに記録
時には搬送ローラｌＯにより記録紙９は図中矢印方向に
搬送されていく。

尚、記録紙９としてはここでは電子黒板用シートを用い
ている。

また、ハウジング２内に充填されているインク３につい
て説明すると、ここでは以下の組成からなる高粘性の又
は半固体の熱溶融性インクを使用した。

芳香族系石油樹脂（目方ネオポリマー３）　６８ｗｔ％
エチルセルソルブ　　　　　　　　　　　２２れ％ニグ
ロシン染料　　　　　　　　　　　　３れ％シリコンオ
イル（東芝シリコンＴ　Ｓ　Ｆ４１０）　７ｗｔ％この
インクは常温では１０’〜１０’　　［ＣＰＳ）の高粘
度を有しているが〜１５０℃程度の高温では〜１０（Ｃ
ＰＳ］まで低粘度化する性質を有している。

次に上述の記録装置による記録のプロセスを第３図を基
に説明する。

（Ａ）は初期状態を表しており、インク３はハウジング
２内及びインク通過孔５内を満たし、発熱抵抗体４上を
も覆っている。しかしギャップ１５の存在により発熱抵
抗体４上のインクは記録紙９に対して非接触に保たれて
いる。またこの時インクの粘度は非常に高い為にインク
通過孔５をインク３は殆ど通過出来ない。

ここで、前記した如く電極８（第２図参照）を通して、
任意の画素に対応した発熱抵抗体に電圧パルスが加えら
れると、該発熱抵抗体が選択的に発熱（〜１５０℃以上
）し、これにより周囲のインクが溶融し、低粘度化する
。そして（Ｂ）に示される如くインク通過孔５からイン
クの流出が始まり、発熱抵抗体４と記録紙９とのギャッ
プ１５内でインクは広がっていく。

やがて（Ｃ）に示される如く該溶融インクは発熱抵抗体
の存在する領域−杯にまで広がるが、このとき発熱抵抗
体の発熱も終了し、これと同時に放熱が始まり、該放熱
と共にインクは再び高粘度化する為、インクの流出は停
止するが、該ギャップ内のインク層の放熱は発熱抵抗体
を経由した基板側へと、記録媒体側へと両方向に生じる
。従うて該インク層の中央部の高粘度化（固化）が一番
遅れる。このことから（Ｄ）に示される如く、記録紙９
の移動と共にこの中央部で該インク層が分離する。そし
て記録紙９上に記録ドツト１４が形成され、それと共に
発熱抵抗体側の状態は（Ａ）の初期状態に戻る。

尚、インクがインク通過孔５より流出してギャップ１５
内に広がっていく際の該通過孔へのインクの供給は、イ
ンク自重によるインク頭圧によって行われている。

このようなプロセスを画像信号に応じて繰り返すことに
よって記録紙９上には、前記インク通過孔５よりも大き
なしっかりした記録ドツト１４が連続的に形成され、イ
ンク画像が形作られる。

１例として、前記プロセス及び記録装置に於いて、１ｉ
ｉ！ｉ素に対応した各発熱抵抗体への印加電圧パルスに
ついては２４　Ｖ　Ｘ　４０ｍ５ｅｃ＋　デユーティ５
０％とし、記録紙９の送りスピードは１０ｍｍ／ｓｅｃ
とした場合に、隣接した記録ドツト１４が相互に繋がっ
た非常に視認性の良い鮮明な画像が得られた。

但し、本例では前記した如く画素ピンチは１．２■嘗、
インク通過孔径は０．２〜０．３ｍｍであり、前記条件
にて得られた記録ドツト１４の径は１．２〜１．６層１
であった。

また前記したように発熱抵抗体４と記録紙９とは所定の
ギャップ１５にて非接触状態に保たれているため、記録
ドツト１４は発熱抵抗体４．基板６等にて摺擦されるこ
となく容易にギャップ１５内をすり抜けて出てくること
が出来る。従って尾引き及びカプリ等のない非常に良好
な記録トン）１４が得られる。

また本例ではハウジング２が熱良導体であるアルミニウ
ムで構成されている為、これがヒートシンクの役目をも
果たしており、基板６の蓄熱を防止している。

ところで前述の実施例に於いては発熱体４として酸化ル
テニウムを使用したが、これは通電によって発熱し得る
ものであれば、この材質に限定されるものでなく、前記
の他にも例えば窒化タンクルやニッケルクロム等を耐熱
基板上に設けて構成したものであっても良い、また電極
も前記実施例の金の他に、例えばアルミニウム、ニッケ
ル、クロム等或いは各種合金または胴等を使用しても良
い、更に基板６についてもＡｌｘ（ｈに限定される訳で
はなく、表面に絶縁石を施したＡＩ、　Ｆｅ等の各種金
属板、ポリイミド等の各種耐熱性樹脂及びマグネシア、
ジルコニア等のその他各種セラミック等から構成される
ものでも良い。

また前述の実施例ではインクの自重圧によりインク通過
孔５に対してインクの供給を行っていたが、より高粘度
のインクを使用する場合、又はより高速化を図る場合等
はハウジング２内に外気圧よりも高い圧力（ゲージ圧０
．１気圧〜１．０気圧）を印加すると良い。

更に前記発熱体４に印加する電圧パルスの大きさやスペ
ーサの厚さ、インク通過孔の大きさ及び１画素当たりの
数等も前述の実施例に限定されるものでなく、使用する
インクの種類や諸条件によって適宜変更すれば良いこと
は当然である。

更に被記録媒体としては、前述の実施例では電子黒板用
シートを使用したが、通常の紙等であっても良いことは
勿論である。

次に記録袋ｒ！ｌ■に充填するインク３については前述
の実施例に限られる訳ではなく各種の熱溶融性インクが
使用し得る。この熱溶融性インクは熱溶融性バインダー
中に着色剤を分散、或いは溶解させてなるもので、熱溶
融性バインダーにエラストマー類、有機溶媒、パラフィ
ン類、油剤等を添加して溶融粘度や粘着力等を調整する
。

熱溶融性バインダーは従来より使用されている天然、或
いは合成のワックス樹脂等の各種バインダーが単独で、
または二種以上混合して用いられる。

熱溶融性インクを熱溶融性バインダーと共に構成する着
色剤としては、例えばカーボンブラック等の印刷或いは
他の記録方法に一般的に用いられる染顔料が全て用いら
れ、これらの染顔料は単独で、または二種以上混合して
用いられる０着色剤含有量は上記インク中に於いて１〜
４０重景％が好ましい。

ところで、第４図（Ａ）、　　（Ｂ）は発熱抵抗体の別
の実施例であり、ここでは発熱抵抗体４の表面にインク
通過孔５から放射状に伸びるグレーグ１６が設けられて
いる。この場合、インク通過孔５を通過したインク３は
このグレーグ１６に沿って広がって行くため、前述した
記録プロセスに於けるギャップ１５内にインクが広がっ
て行く工程がより促進され、より大きな記録ドツトが得
られる。

又、上記実施例に於いてはスペーサ７を発熱抵抗体４に
隣接して設けたが、ごのスペーサ７は第５図の外観図に
示す如く、発熱抵抗体４上に所定のピッチで複数に分割
して設けることも可能である。この場合にはスペーサ７
は夫々電極８と同じ１．２１ピフチで設けられ、かつそ
の厚さは２０〜３０μであり、前記発熱抵抗体４を各画
素毎に区分して構成している。

〈発明の効果〉 本発明は上述の如く、発熱体と被記録媒体とを間隙保持
手段を用いて一定間隔で非接触状態に保ち該発熱体の発
熱により近傍のインクを低粘度化してインク通過孔を通
過させ、被記録媒体上に記録するようにしたので、発熱
体と被記録媒体との間隙内でインク通過孔を通過したイ
ンクを広げて寸法の大きな記録ドツトを被記録媒体上に
転写し、これによって記録ドツトを相互に繋げて鮮明な
画像を得ることが出来、更に記録直後の記録ドツトが発
熱体等により摺擦されず該記録ドツトに尾引きやカブリ
が生じ難く、鮮明な画像記録を行うことが出来る等の特
徴を有するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る一実施例の断面図、第２図は該実
施例の外観図、第３図（Ａ）乃至（Ｄ）は記録プロセス
の説明図、第４図（Ａ）（Ｂ）及び第５図は夫々他側の
説明図、第６図は基本的実施例を示す断面図である。 １は記録装置、２はハウジング、３はインク。 ４は発熱抵抗体、５はインク通過孔、６はヘッド基板、
７はスペーサ、８は電極、９は記録紙、　１４は記録ド
ツト、　１５はギャップ、１６はグレーグである。 第１図 ３図 ＣＤ） 第４図 （Ａ） ＣＢ） 第６図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）インクを収納可能なハウジングと、該ハウジング
   に設けられると共に画信号に応じて選択的に発熱する発
   熱体と、該発熱体を貫通するインク通過孔と、前記発熱
   体或いはその周辺部上に被記録媒体との間に所定の間隙
   を保持する為の間隙保持手段とを設けて構成したことを
   特徴とする記録装置。
2. （２）間隙保持手段を複数に分割されたスペーサで構成
   したことを特徴とした特許請求の範囲第１項記載の記録
   装置。
3. （３）インクと接したインク通過孔を有する発熱体上又
   は近傍に間隙保持手段を設け、該間隙保持手段と被記録
   媒体とを接触させて該発熱体表面と該被記録媒体との間
   に一定の間隙を保持し、これらを相対的に移動させると
   共に、該発熱体を選択的に発熱させ、前記インクを溶融
   又は低粘度化して前記インク通過孔から流出せしめると
   共に前記間隙の中に流出したインクを広げることにより
   、前記被記録媒体上に該インク通過孔の孔径よりも大き
   な記録ドットを転写することを特徴とする記録方法。