JP2001246750A

JP2001246750A - 記録ヘッドおよび記録方法

Info

Publication number: JP2001246750A
Application number: JP2000058979A
Authority: JP
Inventors: Eiki Hirano; 栄樹平野; Takaaki Miyamoto; 孝章宮本; Keisuke Hashimoto; 圭介橋本
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2000-03-03
Filing date: 2000-03-03
Publication date: 2001-09-11

Abstract

(57)【要約】【課題】濃度むらを抑制して良好な印画を行うことが
できる記録ヘッドおよび記録方法を提供する。【解決手段】記録液保持部９に記録液８が供給される
と、記録液８は、多孔性構造体９１の毛管力によって加
熱領域９１１と非加熱領域９１２に供給され、保持さ
れ、インクメニスカス１５を形成する。インクメニスカ
ス１５の端部の位置が境界線２０で固定されるため、イ
ンクカートリッジ２９の液面高さが変動して記録液８の
背圧が変化しても、加熱領域９１１における記録液８の
厚さが所定範囲内に維持され、記録濃度を一定に維持す
ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、画像や文字情報に
応じて記録液を選択的に加熱することにより転写部から
記録液を液滴化して対向する被転写体に移行させる記録
ヘッドおよび記録方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年のハードコピーのカラー化に対する
ニーズの高まりに対応して、様々な方式のカラープリン
タが開発されている。これらの記録方式の中で、画像情
報に応じて、ピエゾ方式、サーマル方式（バブルジェッ
ト（登録商標））などの方法で記録液の小滴を記録ヘッ
ドに設けられたノズルから飛翔させ被転写体である記録
部材に付着せしめ、記録を行うオンデマンド型インクジ
ェット記録方式（インクジェット方式）が、高画質の画
像を簡単な装置で手軽に出力する方法として急激に普及
が拡大している。インクジェット方式の液滴の大きさ
は、ノズル先端開口のサイズで決まるため、画素内で濃
度階調をつけることが原理的に困難である。このため
に、濃淡の表現は面積階調、すなわち転写面積の大小に
よらざるを得ず、したがって画像の解像度が低下してし
まう。このため、銀塩写真に匹敵する高品位な画像を再
現することは困難である。

【０００３】この問題を解決するために２つの方法がと
られている。すなわち、第１の方法は、１つの色につい
て濃度の異なる２種類のインクを用意し、階調再現範囲
を広げる方法である。この第１の方法は、要するに同じ
色についてプリンタヘッドを２つ用意するということで
ある。したがって、この第１の方法では、プリンタの製
造コストがかかり、また、プリンタのサイズが大きくな
ってしまう。一方、第２の方法は、液滴サイズを微小化
することによって人間の目に粒状感を与えない様にする
方法である。この第２の方法は、液滴サイズを微小化す
ることで記録紙上のドット径が微小化されるため、確か
に粒状感は低下するが、小さくなったドット径に応じて
プリンタヘッドの解像度、すなわち単位長さ当りのノズ
ル数を増やさなければならないというデメリットが生じ
る。例えば、人間の目には粒状感が無くなるといわれて
いる１０μｍ程度のドット径を実現するためには、２０
００ｄｐｉ以上の解像度が要求される。このように高い
解像度でプリンタヘッドを製作することは、配線や実装
の困難を伴い高コストになってしまう。また、２０００
ｄｐｉ以上の解像度に対応した画像のデータを用意する
ことは、膨大なメモリーを要し、コスト高を招くととも
にデータ変換に時間を要するために印画時間が長くなら
ざるを得ない。したがって、上記した第１の方法ではプ
リンタの小型化が難しく、コストがかかるという問題
が、第２の方法ではコストがかかり、印画時間が長時間
となるという問題が生じてしまう。したがって、これら
の問題を解消するとともに、銀塩写真と同等以上の解像
度と階調性をもつインクジェット方式の実現が切望され
ていた。

【０００４】そして、最近、このような問題を解決する
記録方法が発明された（特開平８−１６９１７１号公
報）。この記録方法では、記録ヘッドの記録液飛翔部
（例えば記録液加熱部）に多孔性構造体（例えば、多数
の微細な柱状体から構成されている）を形成し、記録液
を記録液飛翔部に供給し、例えば加熱により記録液の状
態を変化させて液滴を生成させ、この液滴を記録ヘッド
と対向配置された被記録体へ移行させるようにしてい
る。この記録方法によれば、上記多孔性構造体を記録液
飛翔部に設けることによって、その表面積が増加し、記
録液を上記多孔性構造体の毛細管現象により記録液飛翔
部へと常時供給し、かつそこに保持することができる。
そして、この状態で液滴化手段である例えば加熱手段に
より記録情報に応じた熱量を記録液に選択的に加えるこ
とによって、記録液の一部を沸騰させて圧力上昇を起こ
し、画像情報に応じた量の記録材を微小な液滴にして被
記録体上に移行させることができる。この記録方法は、
従来のインクジェット方式と比較して、上記の多孔性構
造体のもつ微細孔からこれに対応して従来のインクジェ
ット方式のノズルに比べてずっと小さいサイズの液滴
（マイクロドット）を多数形成することができ、かつ、
記録液飛翔部へ印加する、記録情報に対応した加熱エネ
ルギー等の印加エネルギーに応じて液滴の生成数（すな
わち飛翔する液滴量）を自由に制御することができる。
したがって、多値濃度階調が可能となり、銀塩方式の画
像と同等若しくはそれ以上の画質を持つ記録（例えば、
フルカラー画像）を得ることができる。さらに、この記
録方法は、液滴サイズが微小であるにも関わらず、液滴
が３００ｄｐｉ〜６００ｄｐｉ程度の解像度でばら撒か
れるため、ヘッドの解像度を液滴径に応じて上げていく
必要が無い。すなわち、この記録方法は、オンデマンド
で非常に微小な記録液的の転写が可能である独特の構造
を持つヘッドを使用して、少なくとも１色当たり１画素
内で１２８階調若しくはそれ以上の濃度階調表現を可能
としている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た記録ヘッドの記録液飛翔部に多孔性構造体を形成した
記録方法は、優れた特性を有しているが、なお改善すべ
き問題点を有している。すなわち、インク液（記録液）
層と大気との間で形成されるメニスカスは、公知のイン
クジェット方式とは異なりノズルあるいはオリフィスと
呼ばれる孔の周囲の形状で規定されていないので、イン
クの圧力変動に伴いその形状が変動しやすく、そのた
め、加熱手段上のインクの厚さが変わって吐出に必要な
熱エネルギーが変動する。その結果、画像には多数の濃
度むらが発生してしまう。本発明は、このような従来技
術の課題を解決しようとするものであり、その目的とす
るところは、濃度むらを抑制して良好な印画を行うこと
ができる記録ヘッドおよび記録方法を提供することにあ
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するため、記録液を流動可能に保持する記録液保持部
と、前記記録液保持部に保持されている前記記録液を加
熱する加熱手段とを有する転写部が設けられ、前記記録
液保持部に対向して被転写体が設けられ、前記記録液保
持部に保持されている前記記録液を前記加熱手段で加熱
し、前記記録液保持部から前記被転写体に向けて飛翔さ
れることによって前記記録液の転写部から被転写体への
移行が行なわれるように構成された記録ヘッドにおい
て、前記加熱手段により加熱される前記記録液の厚さを
所定範囲内に維持する記録液厚さ調整手段を設けたこと
を特徴とする。そのため、本発明の記録ヘッドによれ
ば、記録液厚さ調整手段によって加熱手段上の記録液の
厚さが所定範囲内に維持されるため、記録液の飛翔に必
要な熱エネルギーが変動せず、被転写体に形成される画
像における濃度むらの発生が抑制され、良好な印画を行
うことができる。

【０００７】また、本発明は、記録液保持部に保持され
ている記録液を加熱し、液滴化して記録液保持部から被
転写体へ飛翔させることによって記録液の転写部から被
転写体への移行を行う記録方法において、前記加熱され
る記録液の厚さを所定範囲内に維持するようにしたこと
を特徴とする。そのため、本発明の記録方法によれば、
加熱される記録液の厚さが所定範囲内に維持されるた
め、記録液の飛翔に必要な熱エネルギーが変動せず、被
転写体に形成される画像における濃度むらの発生が抑制
され、良好な印画を行うことができる。

【０００８】

【発明の実施の形態】次に本発明の実施の形態について
図面を参照して説明する。以下では、本発明の記録ヘッ
ドの実施の形態について説明することで本発明の記録方
法の説明を兼ねることにする。図１は第１の実施の形態
における記録ヘッドの全体構成図、図２は第１の実施の
形態における記録ヘッドの構成を示す分解斜視図、図３
は第１の実施の形態における記録ヘッドの要部であるヒ
ータチップの縦断面図、図４は第１の実施の形態におけ
る記録ヘッドの転写部の平面図、図５は図４の転写部の
ＸＸ線断面図、図６は第１の実施の形態の記録ヘッドを
搭載した画像形成装置の要部構成を示す斜視図、図７は
第１の実施の形態における記録液の液面高さに対するヒ
ータ上の記録液厚さおよび記録濃度の実測結果の一例を
示す線図である。

【０００９】図１、図２、図３を参照して記録ヘッドの
構成について説明する。記録ヘッド１００は、ヒータチ
ップ１、エッジ３、接着シート６、流路板７、ドライバ
ＩＣ１０、転写部１１、アルミベース１２、フレキシブ
ルハーネス１６、記録液導入口１７などを備えて構成さ
れている。アルミベース１２は、断面矩形の角柱状を呈
し、その長手方向に延在する帯状の上面１２Ａには厚さ
を有する帯板状のヒータチップ１の下面が固定されてい
る。ヒータチップ１は、シリコン製であり、その上面１
Ａには、射出成形で形成されヒータチップ１の長手方向
に延在する流路板７が帯板状の接着シート６を介して接
着されている。

【００１０】流路板７は、後で詳述するようにアルミベ
ース１２の長手方向に沿って直線状に配列された複数個
の転写部１１へ記録液８を供給する供給路７Ａをヒータ
チップ１の上面１Ａおよび接着シート６の上面６Ａとの
間で構成するものである。そして、流路板７には、非晶
質フッ素樹脂（例えば商品名：サイトップ、旭硝子社
製）をディッピングコートした撥液処理が施されてお
り、供給路７Ａを含む記録液８に接する箇所が記録液８
に対して７０度以上の接触角を有するように構成されて
いる。記録液導入口１７は、ヒータチップ１を厚さ方向
に貫通する孔部から構成され、流路板７の供給路７Ａに
連通され、図６に示されているインクカートリッジ２９
から供給される記録液８を供給路７Ａに導入するように
構成されている。ドライバＩＣ１０は、転写部１１の各
ヒータ２（図３乃至図５）を駆動するためのものであ
り、ヒータチップ１の上面１Ａのうち転写部１１が設け
られている縁部と反対側の縁部近傍にヒータチップ１の
長手方向に沿って直線的に並んでマウントされている。
フレキシブルハーネス１６は、上記ドライバＩＣ１０に
駆動信号を供給するためのものである。本例では、図３
に示されているように、転写部１１からヒータチップ１
の長手方向と直交する方向に３５０μｍ離間したヒータ
チップ１の部分（縁部）には、この転写部１１の部分と
被転写体である印画紙との間に適切なギャップ（例えば
１００μｍ）を設けるためのエッジ３が設けられてい
る。印画紙は上記エッジ３に適切な角度で当接されるこ
とで上記ギャップが形成されるようになっている。

【００１１】図３、図４及び図５に示されているよう
に、ヒータチップ１は、断熱層として厚さ３μｍの酸化
シリコン層１９を持つ厚さ６２５μｍの６インチシリコ
ン基板をベースに、半導体リソグラフィープロセスを用
いて製造される。製作プロセスの詳細な説明は特開平９
−１８３２３５号公報に記載されている。ヒータチップ
１の上面１Ａに構成される転写部１１には、ヒータチッ
プ１の長手方向に沿って直線状に３００ｄＰｉ（８４．
７μｍ）の間隔でポリシリコン製のヒータ２が１２１６
個設けられている。各ヒータ２は、記録液８を加熱して
液滴化し、被転写体に飛翔させるための加熱手段を構成
するものであり、酸化シリコン層１９の上面１９Ａに平
面視矩形状を呈するヒータ本体２Ａとその対向する両側
部からヒータチップ１の長手方向と直交する方向に延在
される接続部２Ｂ、２Ｃとを有している。

【００１２】図５に示されているように、酸化シリコン
層１９の上面１９Ａには、各ヒータ２に信号電圧を印加
するための個別アルミ電極１３と共通アルミ電極１４が
設けられており、個別アルミ電極１３とヒータ２の接続
部２Ｂ部分はスルーホール１８Ａを介して電気的に接続
され、共通アルミ電極１４とヒータ２の接続部２Ｃの部
分はスルーホール１８Ｂを介して電気的に接続される。
そして、ヒータ２、個別アルミ電極１３、共通アルミ電
極１４の上部は酸化シリコンからなる上面層１９１が延
在されている。この上面層１９１の上面１９２には、記
録液８を流動可能に保持する記録液保持部９が設けられ
ている。図４に示されているように、記録液保持部９
は、個別アルミ電極１３と、スルーホール１８Ａと、接
続部２Ｂと、ヒータ本体２Ａと、共通アルミ電極１４の
部分のうち、後で述べる境界線２０よりも個別アルミ電
極１３側にある部分とを覆う領域に形成される多孔性構
造体９１（記録液保持体）から構成されている。この多
孔性構造体９１は、壁面９２から一辺が３μｍの正方形
の断面を有する高さ６μｍの酸化シリコン製の柱状体５
が６μｍの間隔で格子状に立設されて構成されている。
記録液８は多孔性構造体９１の壁面９２上でこれら柱状
体５の毛管力によって流動可能に保持される。なお、柱
状体５の間隔と太さは上記に限定されるものではなく、
例えば柱状体５の間隔と太さは０．１μｍ乃至１０μｍ
に設定することができる。そして、多孔性構造体９１の
うち、ヒータ本体２Ａによって加熱されるヒータ本体２
Ａ上の領域を加熱領域９１１とし、この第１領域９１１
に接続されヒータ本体２Ａで加熱されない第１領域９１
１以外の領域を非加熱領域９１２（特許請求の範囲の記
録液供給路領域に相当）とする。ここで、加熱領域９１
１で保持されている記録液８がヒータ本体２Ａの加熱に
よって液滴化されて飛翔されて減少すると、非加熱領域
９１１で保持されている記録液８が加熱領域９１１へ流
動され、速やかに記録液８の補充、供給がなされる。

【００１３】境界線２０は、撥液領域４（特許請求の範
囲の撥液部に相当）と加熱領域９１１および非加熱領域
９１２とを区画する線であり、撥液領域４は、境界線２
０を介して多孔性構造体９の壁面９２に接続されてい
る。この撥液領域４は、記録液８をはじく性質を有し、
例えば前述した非晶質フッ素樹脂によって構成される。
また、撥液領域４と記録液保持部９とは、境界線２０が
加熱領域９１１および非加熱領域９１２に接する位置に
形成されるように構成されている。

【００１４】上述した多孔性構造体９と撥液領域４を同
時に形成するプロセスの手順の一例を下記に挙げる。サイトップ（旭硝子社製ＣＴＬ−８０５ＮＭＤ）塗布１２０℃、６０秒乾燥２５０℃、６０分キュアーＡｒプラズマ照射１０秒間、ＲＦ１００Ｗ、１０Ｐａ、
Ａｒ１００ｓｃｃｍレジスト塗布ＰＲエッチング：ＣＨＦ３／ＣＦ４／Ａｒ１分間＠サイト
ップＣＨＦ３／ＣＦ４／Ａｒ１３．５分間＠柱状体加工Ｏ₂プラズマアッシング１０分間モノエタノールアミン３０％・ジメチルスルホキシド７
０％８５℃、１０分ＰＡ乾燥水洗なお、上記プロセスによって構成された記録ヘッドにお
いて、撥液処理がなされていない非加熱領域９１２の表
面に対する記録液８の接触角は３２度であり、撥液領域
４表面に対する記録液８の接触角は７５度であった。

【００１５】記録液８は、例えば図６に示されているイ
ンクカートリッジ２９からインクチューブを通り、アル
ミベース１２およびヒータチップ１に設けられたインク
導入孔１７を経由して流路板７の供給路７Ａに導入さ
れ、多孔性構造体９の毛管力によってヒータチップ１の
転写部１１に自発的に導入される。転写部１１に導入さ
れた記録液８は、撥液領域４ではじかれ、撥液領域４と
加熱領域９１１および非加熱領域９１２とを区画する境
界線２０を境にインクメニスカス１５の一方の端部が固
定される。また、同様に撥液処理がなされている流路板
１７の供給路１７Ａの端部２１でインクメニスカス１５
の他方の端部が固定される。インクメニスカス１５の曲
率は記録液８の背圧で決定される。したがって、転写部
１１とインクカートリッジ２９の相対位置による水頭圧
によってインクメニスカス１５の形状は大きく変わる。
ここで、メニスカス１５の一方の端部が撥液領域４の境
界線２０の位置で固定されるので、この境界線２０の近
傍にある記録液８の厚さはほとんど変動しない。

【００１６】したがって、上記構成によれば、ドライバ
ＩＣに入力された駆動信号に対応した信号電圧が個別ア
ルミ電極１３と共通アルミ電極１４を介してヒータ２の
ヒータ本体２Ａに印加され、ヒータ本体２Ａが加熱され
る。その結果、ヒータ本体２Ａによって加熱された加熱
領域９１１の記録液８が液滴化され、転写部１１に対向
して設けられた被転写部に飛翔されるようになってい
る。

【００１７】なお、この第１の実施の形態において、撥
液領域４と供給路７Ａの撥液処理は上述したサイトップ
を用いる処理に限定されるものではなく、その他の撥液
処理を任意に採用できることはいうまでもない。

【００１８】次に、図６を参照して画像形成装置２００
の構成について説明する。画像形成装置２００は、紙送
り機構と画像記録デバイスを備えている。画像記録デバ
イスは、フレキシブルハーネス１６、冷却フィン２３、
インクカートリッジ２９、記録ヘッド１００などを備え
て構成され、紙送り機構はプラテンローラ２２、給紙ロ
ーラ２４、２５、排紙ローラ２６、用紙トレイ２７、被
転写体である印画紙２８などを備えている。

【００１９】記録ヘッド１００は、プラテンローラ２２
によって搬送される印画紙２８の搬送方向と直交する方
向に、印画紙２８の搬送方向と直交する幅方向の寸法以
上で延在され、イエロー、マゼンタ、およびシアン各色
に対応して設けられている。これら記録ヘッド１００
は、それぞれシリコンゴムの表面層を有する直径１６ｍ
ｍのプラテンローラ２２に対向して配置されている。用
紙トレー２７中の印画紙２８は、印画紙２８を挟むよう
に支持する給紙ローラ２４、２５によって記録ヘッド１
００に向かって搬送される。記録ヘッド１００によって
記録がなされた印画紙２８は、排紙ローラ２６によって
排紙される。記録ヘッド１００は、前述したようにフレ
キシブルハーネス１６を介してヘッド駆動回路基板（図
略）などに接続されている。記録ヘッド１００の裏側の
冷却フィン２３と図略の加温用ヒータによって、動作時
の記録ヘッド１００は常に一定の温度範囲内に保持され
るようになっている。

【００２０】また、本発明の記録ヘッドおよび記録方法
においては、インクカートリッジ２９の数やドット数、
およびこれに対応した加熱手段や転写部の数は種々変形
可能である。また、印画紙２８の搬送方向と直交する幅
方向の寸法よりも短い記録ヘッドを用い、主走査方向へ
の紙送りと、主走査方向と直交する記録ヘッドの副走査
方向のシリアルスキャンによって画像を記録するように
構成することも可能である。

【００２１】次に、上述のように構成された記録ヘッド
１００を図６に示されている画像形成装置２００に適用
した場合の作用効果について説明する。前述したように
インクカートリッジ２９から記録ヘッド１００の転写部
１１の記録液保持部９に記録液８が供給されると、記録
液８は、多孔性構造体９１（記録液保持体）の毛管力に
よって加熱領域９１１と非加熱領域９１２に供給され、
保持され、インクメニスカス１５を形成する。ここで、
インクカートリッジ２９の液面高さ（記録ヘッド１００
の位置を基準位置とする）を変動させて、加熱領域９１
１における記録液８の厚さと、印画紙に対する記録濃度
の変化とを測定した。図７は、横軸にインクカートリッ
ジ２９の液面高さを、縦軸に加熱領域９１１における記
録液８の厚さと、印画紙に対する記録濃度をプロットし
た線図である。この図７に示されているように、インク
カートリッジ２９の液面高さを変動させても、加熱領域
９１１における記録液８の厚さは、図７で黒丸の記号で
示されているように、ほぼ６μｍで維持され、壁面９２
から柱状体５の上端までの高さとほぼ等しい。そして、
その結果、記録ヘッド１００を駆動して印画紙に転写を
行った結果を示す図７で正方形の記号で示されている記
録濃度もほとんど変化していないことがわかる。すなわ
ち、インクメニスカス１５の端部の位置が境界線２０で
固定されるため、インクカートリッジ２９の液面高さが
変動して記録液８の背圧が変化しても、加熱領域９１１
における記録液８の厚さが所定範囲内に維持されてい
る。その結果、記録濃度を一定に維持することができ
る。

【００２２】また、記録液供給路領域をなす非加熱領域
９１２にゴミや紙粉が付着したとしても、インクメニス
カス１５の端部が上記のように境界線２０の位置で固定
されているため、加熱領域９１１における記録液８の厚
さが所定範囲内に維持され、上記と同様に記録濃度を一
定に維持することができる。なお、本発明者の実験によ
れば、記録濃度を一定に保持する場合に、加熱領域９１
１の記録液８の厚さは２μｍ以上、２５μｍ以下の範囲
で維持した場合に良好な結果を得た。これは第２、第３
の実施の形態においても同様であった。

【００２３】次に、第２の実施の形態について説明す
る。図８は、第２の実施の形態における記録ヘッドの転
写部の平面図、図９は第２の実施の形態における記録液
の液面高さに対するヒータ上の記録液厚さおよび記録濃
度の実測結果の一例を示す線図である。図８からも明ら
かなように、第２の実施の形態では、撥液領域４と加熱
領域９１１および非加熱領域９１２とを区画する境界線
２０がヒータチップ１の長手方向に延在する直線を呈
し、境界線２０の一部がヒータ本体２Ａと接続部２Ｂの
接続縁部と一致している点である。また、撥液領域４と
記録液保持部９とは、境界線２０が加熱領域９１１およ
び非加熱領域９１２に接する位置に形成されるように構
成されている。この場合も、第１の実施の形態と同様
に、メニスカス１５の一方の端部は撥液領域４の境界線
２０で固定されるため、メニスカス１５の形状が記録液
８の背圧の変動により変化しても、図９に示されている
ように、加熱領域９１１の記録液８の厚さは変動せず、
記録濃度の変化も少ない。

【００２４】また、記録液供給路領域をなす非加熱領域
９１２にゴミや紙粉が付着したとしても、インクメニス
カス１５の端部が上記のように境界線２０の位置で固定
されているため、加熱領域９１１における記録液８の厚
さが所定範囲内に維持され、上記と同様に記録濃度を一
定に維持することができることも第１の実施の形態と動
揺である。

【００２５】次に、第３の実施の形態について説明す
る。図１０は、第３の実施の形態における記録ヘッドの
転写部の平面図、図１１は第３の実施の形態における記
録液の液面高さに対するヒータ上の記録液厚さおよび記
録濃度の実測結果の一例を示す線図である。図１０から
も明らかなように、第３の実施の形態では、加熱領域９
１１の回りを囲むように第１非加熱領域９１２Ａが環状
に延在され、第１非加熱領域９１２Ａに間隔をおいてヒ
ータチップ１の長手方向に直線的に延在する第２非加熱
領域９１２Ｂが設けられ、第１非加熱領域９１２Ａと第
２非加熱領域９１２Ｂとの間が第３非加熱領域９１２Ｃ
によって接続され、第２非加熱領域９１２Ｂに導入され
た記録液８が第３非加熱領域９１２Ｃを介して第１非加
熱領域９１２Ａと加熱領域９１１に供給されるように構
成されている。そして、撥液領域４は、これら第１、第
２、第３非加熱領域９１１Ａ、９１１Ｂ、９１１Ｃに接
続して設けられている。したがって、境界線２０は、撥
液領域４と、これら第１、第２、第３非加熱領域９１１
Ａ、９１１Ｂ、９１１Ｃとを区画するように形成されて
いる。また、撥液領域４とこれら第１、第２、第３非加
熱領域９１１Ａ、９１１Ｂ、９１１Ｃとは、境界線２０
が加熱領域９１１の近傍位置に形成されるように構成さ
れている。この場合も、第１、第２の実施の形態と同様
に、メニスカス１５の一方の端部は撥液領域４の境界線
２０で固定されるため、メニスカス１５の形状が記録液
８の背圧の変動により変化しても、図９に示されている
ように、加熱領域９１１の記録液８の厚さは変動せず、
記録濃度の変化も少ない。

【００２６】また、記録液供給路領域をなす非加熱領域
９１２にゴミや紙粉が付着したとしても、インクメニス
カス１５の端部が上記のように境界線２０の位置で固定
されているため、加熱領域９１１における記録液８の厚
さが所定範囲内に維持され、上記と同様に記録濃度を一
定に維持することができることも第１、第２の実施の形
態と同様である。

【００２７】次に、上記第１乃至第３の実施の形態に対
する比較例について説明する。図１２は、比較例におけ
る記録ヘッドの転写部の平面図、図１３は比較例におけ
る記録液の液面高さに対するヒータ上の記録液厚さおよ
び記録濃度の実測結果の一例を示す線図である。図１２
からも明らかなように、比較例では、加熱領域９１１と
撥液領域４との間隔を広げている。具体的には、ヒータ
２のヒータ本体２Ａから図５におけるエッジ３側に対し
て５０μｍ離間した位置に境界線２０が位置するように
撥液領域４を配置した点が第１の実施の形態と異なって
いる。この場合、撥液領域４と加熱領域９１１との間が
離れているため、メニスカス１５の一方の端部が撥液領
域４の境界線２０で固定されるものの、メニスカス１５
の形状が記録液８の背圧の変動により変化してしまう。
このため、図１３に示されているように、加熱領域９１
１の記録液８の厚さが大きく変動し、記録濃度の変化も
大きくなってしまう。また、記録液供給路領域をなす非
加熱領域９１２にゴミや紙粉が付着した場合には、加熱
領域９１１における記録液８の厚さが変動され、記録濃
度を一定に維持することができない。

【００２８】なお、上述した第１乃至第３の実施の形態
で使用した記録液と印画紙について説明しておく。記録
液は、染料、溶媒、および必要に応じて添加される添加
剤から構成され、転写感度、熱安定性、画像品位、保存
安定性を最適化するように材料の選択と組成成分の比が
調合される。本発明に適した染料は適当な気化速度を有
し、かつ十分な耐熱性を有し、かつ後述する溶媒に対す
る十分な溶解性を有し、かつ人体に対する毒性が低く、
かつ印画紙上での十分な保存安定性を有していればどの
ような染料でも使用できる。具体的には、分散染料、油
溶性染料、塩基性染料、などが好ましい。これらの染料
は、気化残滓の低減と熱分解物の転写部への付着を防止
するため、昇華精製法、再結晶法、ゾーンメルティング
法、カラム精製法など何らかの手段で精製してから使用
することが望ましい。

【００２９】この発明に適した記録液の溶媒は融点が５
０度未満で、かつ沸点が１５０度以上５００度未満の範
囲にあり、かつ熱分解温度が沸点より高く、かつ上記染
料に対する相溶性が高く、かつ人体に対する毒性が低
く、かつ無色であればどのような化合物でも使用でき
る。具体的にはフタル酸ジメチル、フタル酸ジエチル、
フタル酸ジブチル、フタル酸ジヘプチル、フタル酸ジオ
クチル、フタル酸ジイソデシルなどのフタル酸エステル
類、セバシン酸ジブチチル、セバシン酸ジオクチル、ア
ジピン酸ジオクチル、アジピン酸ジイソデシル、アゼラ
イン酸ジオクチル、テトラヒドロフタル酸ジオクチルな
どの脂肪酸２塩基エステル類、リン酸トリクレジル、リ
ン酸トリオクチルなどのリン酸エステル類、アセチルク
エン酸トリブチル、ブチルフタリルビｔルグリコレート
など一般にプラスティック用可塑剤と称される有機化合
物などが使用できる。

【００３０】甚句の物性値を調整するために、必要に応
じて界面活性剤、粘度調整剤、防腐剤など適当な添加剤
を添加できる。ただし、これらの添加剤は溶媒および染
料と同程度の沸点を持つ必要がある。具体的には界面活
性剤としてフッ素化した脂肪酸エステル、シリル化した
脂肪酸エステル、シリコーンオイルなどが使用できる。
粘度調整剤としてはグリセリン、テトラエチレングリコ
ールなどが使用できる。記録液は上記の染料を５重量％
以上、好ましくは１０％以上、さらに好ましくは２０重
量％以上、上記の溶媒に溶解して作製する。このとき溶
解度を上げるために、２種以上の染料を混合して使用し
てもよい。同時に２種以上の溶媒を混合して使用しても
よい。添加剤は必要に応じて添加する。第１乃至第３の
実施の形態においては、を記録液として用いた。

【００３１】次に印画紙について説明する。本発明に適
した印画紙は、ＰＰＣ用紙などの普通紙、アート紙など
の上質紙などであるが、特に階調性と濃度が高い高品質
の画像を得るためには分散染料または油溶性染料を発色
させる樹脂として、ポリエステル、ポリカーボネート、
アセテート、ＣＡＢ、ポリ塩化ビニルなどを基紙上に塗
布して作製した専用紙も使用できる。記録液の吸収速度
を向上させるためには、シリカ、アルミナのような多孔
質顔料の添加も効果が大きい。特に高品位で記録するた
めには、ＰＥＴフィルムなどフィルムベースに光沢性を
持つために０．１μｍ以下のサイズの多孔質顔料を添加
した受像層を有する印画紙が、平滑性、発色性、光沢
性、記録液吸速度の点で優れている。えられた画像の保
存安定性を向上させるために、受像層中に紫外線吸収材
やラジカルクエンチャーなどの添加物を入れるのも効果
があるが、あるいは、転写後の印画紙に樹脂フィルムを
ラミネートすることも有効である。

【００３２】上述した第１乃至第３の実施の形態におい
ては、ヒータ２によって特許請求の範囲の加熱手段が構
成され、ヒータ２と撥液部４と記録液保持部９とによっ
て特許請求の範囲の記録液厚さ調整手段が構成されてい
る。

【００３３】

【発明の効果】以上説明したように本発明の記録ヘッド
は、記録液を流動可能に保持する記録液保持部と、前記
記録液保持部に保持されている前記記録液を加熱する加
熱手段とを有する転写部が設けられ、前記記録液保持部
に対向して被転写体が設けられ、前記記録液保持部に保
持されている前記記録液を前記加熱手段で加熱し、前記
記録液保持部から前記被転写体に向けて飛翔されること
によって前記記録液の転写部から被転写体への移行が行
なわれるように構成された記録ヘッドにおいて、前記加
熱手段により加熱される前記記録液の厚さを所定範囲内
に維持する記録液厚さ調整手段を設けた。そのため、本
発明の記録ヘッドによれば、記録液厚さ調整手段によっ
て加熱手段上の記録液の厚さが所定範囲内に維持される
ため、記録液の飛翔に必要な熱エネルギーが変動せず、
被転写体に形成される画像における濃度むらの発生が抑
制され、良好な印画を行うことができる。

【００３４】また、本発明は、記録液保持部に保持され
ている記録液を加熱し、液滴化して記録液保持部から被
転写体へ飛翔させることによって記録液の転写部から被
転写体への移行を行う記録方法において、前記加熱され
る記録液の厚さを所定範囲内に維持するようにした。そ
のため、本発明の記録方法によれば、加熱される記録液
の厚さが所定範囲内に維持されるため、記録液の飛翔に
必要な熱エネルギーが変動せず、被転写体に形成される
画像における濃度むらの発生が抑制され、良好な印画を
行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施の形態における記録ヘッドの全体構
成図である。

【図２】第１の実施の形態における記録ヘッドの構成を
示す分解斜視図である。

【図３】第１の実施の形態における記録ヘッドの要部で
あるヒータチップの縦断面図である。

【図４】第１の実施の形態における記録ヘッドの転写部
の平面図である。

【図５】図４の転写部のＸＸ線断面図である。

【図６】第１の実施の形態の記録ヘッドを搭載した画像
形成装置の要部構成を示す斜視図である。

【図７】第１の実施の形態における記録液の液面高さに
対するヒータ上の記録液厚さおよび記録濃度の実測結果
の一例を示す線図である。

【図８】第２の実施の形態における記録ヘッドの転写部
の平面図である。

【図９】第２の実施の形態における記録液の液面高さに
対するヒータ上の記録液厚さおよび記録濃度の実測結果
の一例を示す線図である。

【図１０】第３の実施の形態における記録ヘッドの転写
部の平面図である。

【図１１】第３の実施の形態における記録液の液面高さ
に対するヒータ上の記録液厚さおよび記録濃度の実測結
果の一例を示す線図である。

【図１２】比較例における記録ヘッドの転写部の平面図
である。

【図１３】比較例における記録液の液面高さに対するヒ
ータ上の記録液厚さおよび記録濃度の実測結果の一例を
示す線図である。

【符号の説明】

１００……記録ヘッド、４……撥液部、２……ヒータ、
８……記録液、９……記録液保持部、９１……多孔性構
造体、９１１……加熱領域、９１２……非加熱領域、１
１……転写部。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】記録液を流動可能に保持する記録液保持
部と、前記記録液保持部に保持されている前記記録液を
加熱する加熱手段とを有する転写部が設けられ、前記記録液保持部に対向して被転写体が設けられ、前記記録液保持部に保持されている前記記録液を前記加
熱手段で加熱し、前記記録液保持部から前記被転写体に
向けて飛翔されることによって前記記録液の転写部から
被転写体への移行が行なわれるように構成された記録ヘ
ッドにおいて、前記加熱手段により加熱される前記記録液の厚さを所定
範囲内に維持する記録液厚さ調整手段を設けた、ことを特徴とする記録ヘッド。
【請求項２】前記記録液保持部は多孔性構造体から構
成され、前記多孔性構造体は壁面を有し、前記記録液は
前記壁面上で流動可能に保持されることを特徴とする請
求項１記載の記録ヘッド。
【請求項３】前記記録液保持部から前記被転写体への
記録液の飛翔は、前記記録液が前記加熱手段で加熱され
液滴化されることで行なわれることを特徴とする請求項
１記載の記録ヘッド。
【請求項４】前記記録液厚さ調整手段は、前記記録液
保持部に接続され前記記録液をはじく撥液部を備え、前
記記録液保持部で保持される記録液が前記撥液部ではじ
かれることによって前記記録液のメニスカスの境界が前
記記録液保持部と前記撥液部とを区画する境界線の位置
で固定され、前記記録液厚さ調整手段による前記加熱手
段により加熱される前記記録液の厚さの所定範囲内での
維持は、前記記録液の背圧が変化して前記メニスカスの
曲率が変わっても前記メニスカスの境界が前記境界線の
位置で固定されることにより行なわれることを特徴とす
る請求項１記載の記録ヘッド。
【請求項５】前記記録液保持部は前記記録液を収容す
る記録液カートリッジに連通され、前記記録液の背圧は
前記記録液カートリッジに収容されている記録液の液面
の高さに対応して変動されることを特徴とする請求項４
記載の記録ヘッド。
【請求項６】前記記録液保持部は加熱手段により加熱
される加熱領域と、加熱されない非加熱領域を有し、前
記非加熱領域は、前記加熱領域に接続され前記記録液を
前記加熱領域に供給する記録液供給路領域であることを
特徴とする請求項１記載の記録ヘッド。
【請求項７】前記撥液部および前記記録液保持部は、
前記境界線が前記加熱領域に接する位置または加熱領域
の近傍の位置に形成されるように構成されていることを
特徴とする請求項６記載の記録ヘッド。
【請求項８】前記撥液部は前記境界線を介して前記記
録液供給路領域と前記加熱領域の双方に接続されている
ことを特徴とする請求項６記載の記録ヘッド。
【請求項９】前記加熱領域はその全周が前記記録液供
給路領域に囲まれ、前記撥液部は前記境界線を介して前
記記録液供給路領域にのみ接続されていることを特徴と
する請求項６記載の記録ヘッド。
【請求項１０】前記所定範囲は２μｍ以上、２５μｍ
以下であることを特徴とする請求項１記載の記録ヘッ
ド。
【請求項１１】前記記録液の前記加熱手段による液滴
化は、前記記録液が加熱により沸騰または気化すること
によって行なわれることを特徴とする請求項１記載の記
録ヘッド。
【請求項１２】前記記録液保持部は前記壁面から互い
に間隔をおいて立設された多数の微小な柱状体によって
構成されていることを特徴とする請求項２記載の記録ヘ
ッド。
【請求項１３】前記柱状体の太さと各柱状体間の間隔
がそれぞれ０．１μｍ乃至１０μｍであることを特徴と
する請求項１２記載の記録ヘッド。
【請求項１４】前記加熱手段は、電流が流れることに
よって発熱する抵抗加熱手段から構成されていることを
特徴とする請求項１記載の記録ヘッド。
【請求項１５】前記撥液部はフッ素樹脂によって構成
されていることを特徴とする請求項４記載の記録ヘッ
ド。
【請求項１６】記録液保持部に保持されている記録液
を加熱し、液滴化して記録液保持部から被転写体へ飛翔
させることによって記録液の転写部から被転写体への移
行を行う記録方法において、前記加熱される記録液の厚さを所定範囲内に維持するよ
うにした、ことを特徴とする記録方法。
【請求項１７】前記記録液をはじく撥液部が前記記録
液保持部に接続して設けられ、前記記録液保持部で保持
される記録液が前記撥液部ではじかれることによって前
記記録液のメニスカスの境界が前記記録液保持部と前記
撥液部とを区画する境界線の位置で固定され、前記加熱
領域に保持されている記録液の部分の厚さの所定範囲内
での維持は、前記記録液の背圧が変化して前記メニスカ
スの曲率が変わっても前記メニスカスの境界が前記境界
線の位置で固定されることにより行なわれることを特徴
とする請求項１６記載の記録方法。