JPH0234784B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は液体噴射記録法及びその装置、殊には
記録液体を液滴状として飛翔させて記録する液体
噴射記録法を用いた液体噴射記録装置に関する。

ノンインパクト記録法は、記録時に於ける騒音
の発生が無視し得る程度に極めて小さいという点
に於いて、最近関心を集めている。その中で、高
速記録が可能であり、而も被記録部材として所謂
普通紙に特別の定着処理を必要とせずに記録の行
える所謂インクジエツト記録法（液体噴射記録
法）は、極めて有力な記録法であつて、これ迄に
も様々な方式が考案され、改良が加えられて商品
化されたものもあれば、現在も尚実用化への努力
が続けられているものもある。

この様なインクジエツト記録法は、所謂インク
と称される記録液体の液滴（droplet）を飛翔さ
せ、被記録部材に付着させて記録を行うものであ
つて、この液滴の発生法及び発生された液滴の飛
翔方向を制御する為の制御方法によつて幾つかの
方式に大別される。

先ず第１の方式は、例えばUSP3606429に開示
されているもの（Teletype方式）であつて、液
流の発生を静電吸引的に行い、必要に応じて発生
した液流をそのまま被記録部材上に付着させるか
又はその飛翔方向を電界制御し、被記録部材上に
液滴を付着させて記録を行うものである。

第２の方式は、例えばUSP3596275（Sweet方
式）、USP3298030（Lewis and Brown方式）等
に開示されている方式であつて、連続振動発生法
によつて帯電量の制御された液滴流を発生させ、
この発生された帯電量の制御された液滴流を、一
様の電界が掛けられている偏向電極間を飛翔させ
ることで、被記録部材上に記録を行うものであ
る。

具体的には、記録ヘツドを構成する一部であつ
て、ピエゾ振動素子の付設されているノズルの吐
出オリフイスの前に、記録信号が印加され得る様
に構成した帯電電極を所定距離だけ離して配置
し、前記ノズル内には加圧された液体を供給し、
前記ピエゾ振動素子に一定周波数の電気信号を印
加することでピエゾ振動素子を機械的に一定周期
で振動させ、前記オリフイスより噴射される液体
を液滴流と成す。この時前記帯電電極によつて、
噴射する液体には電荷が静電誘導されて、形成さ
れる液滴は記録信号に応じた電荷量で帯電され
る。帯電量の制御された液滴は、一定の電界が一
様に掛けられている偏向電極間を飛翔する時、負
荷された帯電量に応じて偏向を受け、記録信号を
担う液滴のみが記録部材上に付着し得る様にされ
ている。

第３の方式は例えばUSP3416153に開示されて
いる方式（Hertz方式）であつて、ノズルとリン
グ状の帯電電極間に電界を掛け、連続振動発生法
によつて、液滴を発生し、霧化させて記録する方
式である。即ちこの方式ではノズルと帯電電極間
に掛ける電界強度を記録信号に応じて変調するこ
とによつて液滴の霧化状態を制御し記録画像の階
調性を出して記録する。

第４の方式は、例えばUSP3747120に開示され
ている方式（Stemme方式）で、この方式は前記
３つの方式とは根本的に原理が異なるものであ
る。

即ち、前記３つの方式は、何れも形成した液滴
を飛翔している途中で電気的に制御し、記録信号
を担つた液滴を選択的に被記録部材上に付着させ
て記録を行うのに対して、該Stemme方式は、記
録信号に応じて必要時毎にオリフイスより液滴を
吐出飛翔させて記録するものである。

詰り、Stemme方式は、記録液体としての液体
を液滴として吐出オリフイスを有する記録ヘツド
に付設されているピエゾ振動素子に電気的な記録
信号を印加し、この電気的記録信号をピエゾ振動
素子の機械的振動に変え、該機械的振動に従つて
前記オリフイスより液滴を吐出飛翔させて被記録
部材に付着させることで記録を行うものである。

これ等、従来の４つの方式は各々に特長を有す
るものであるが又、他方に於いて本質的な又は解
決され得る可き点が存在する。

即ち、第１乃至第３の方式は液滴又は液滴流の
発生の直接的エネルギーが電気的エネルギーであ
り、又液滴の偏向制御も電界制御である。その為
に第１の方式に於いては構成上はシンプルである
が、液滴又は液滴流の発生に高電圧を要し、又記
録ヘツドのマルチオリフイス化、特に高密度での
マルチオリフイス化が困難であるので高速記録に
は不向きである。

第２の方式は、記録ヘツドのマルチオリフイス
化が低密度では可能で比較的高速記録に向くが、
構成上複雑であり、又液滴流の飛翔方向の電気的
制御が高度で困難であること、被記録部材上にサ
テライトドツトが生じ易いこと等の問題点があ
る。

第３の方式は吐出された液滴を露化することに
よつて階調性に優れた画像が記録され得る特長を
有するが、他方霧化状態の精密、的確な制御が困
難であること、記録画像にカブリが生ずること及
び記録ヘツドのマルチオリフイス化が困難で、高
速記録には不向きであること等の諸問題点が存す
る。

第４の方式は、第１乃至第３の方式に較べ利点
を比較的多く有する。即ち、構成上シンプルであ
ること、ドロツプオンデマンド（drop−on
demand）で液滴をノズルの吐出オリフイスより
吐出して記録を行う為に、第１乃至第３の方式の
様に吐出飛翔する液滴の中、画像の記録に要さな
かつた液滴を回収することが不要である事及び第
１乃至第２の方式の様に、記録液体として導電性
の液体を使用する必要性がなく記録液体を構成す
る物質の選択上の自由度が大である事等の大きな
利点を有する。而乍ら、一方に於いて、記録ヘツ
ドの加工上に問題があること、所望の共振数を有
するピエゾ振動素子の小型化が極めて困難である
事等の理由から記録ヘツドの小型化及びマルチオ
リフイス化が難しく又ピエゾ振動素子の機械的振
動という機械的エネルギーによつて液滴の吐出飛
翔を行うので高速記録には向かない事、等の欠点
を有する。

この様に従来法には、構成上、高速記録化上記
録ヘツドの製造上及びマルチオリフイス化、殊
に、高密度マルチオリフイス化上、サテライトド
ツトの発生及び記録画像のカブリ発生等の点に於
いて一長一短があつて、その長所を利する用途に
しか適用し得ないという制約が存在していた。

従つて、本発明は上記の諸点に鑑み、構造的に
シンプルであつてマルチオリフイス化、殊に高密
度でのマルチオリフイス化を容易にし、高速記録
が可能であつて、サテライトドツトの発生がな
く、カブリのない画像の得られる液体噴射記録法
及びその記録法を具現化する装置を提供すること
を主たる目的とする。

又、別には高解像度で鮮明であり高品質の画像
が得られ、装置化した場合に生産コストが低くコ
ンパクトである、操作性が極めて簡便である液体
噴射記録法及びその装置を提供することも目的と
する。

本発明によれば、液体を吐出するためのオリフ
イスと該オリフイスに連通し熱作用部を有する液
体流路と前記熱作用部に対応して設けられた電磁
波の照射部分とを有し、前記液体流路を構成する
部材の前記照射部分の厚みが薄くされた記録ヘツ
ドと、前記電磁波を発生する為の電磁波発生手段
と、該電磁波を前記照射部分に照射する為に、該
電磁波の進路に配置された光学手段と、前記オリ
フイスに対向する位置を通つて被記録部材を搬送
するための搬送手段とを有する液体噴射記録装置
が提供される。

本発明に適用される液体噴射記録法は、高密度
マルチオリフイス化記録法を容易に実現し得るの
で超高速記録が可能であつて、サテライトドツト
の発生がなく、カブリのない鮮明で良質の記録画
像が得られるばかりか、吐出される液体の量及び
液滴の大きさを、発生する熱エネルギーの単位時
間当りの量、直接的には照射する電磁波の単位時
間当りの量を制御することで任意に制御すること
が出来るので、任意の段階性を有する画像が得ら
れる等々の特長を有し、又、その記録法を具現化
する装置は、構造上極めてシンプルであつて、微
細加工が容易に出来る為にその主要部である記録
ヘツド自体を従来に較べて格段に小型し得、又そ
の構造上のシンプルさと加工上の容易さから高速
記録には不可欠な高密度マルチオリフイス化が極
めて容易に実現し得る事、更に加うればマルチオ
リフイス化に於いて、その記録ヘツドの吐出オリ
フイスのアレー（array）構造を所望に従つて任
意に設計し得、従つて、記録ヘツドを被記録面の
幅を覆う長さの所謂フルライン（full line）化と
することも極めて容易に成し得る事、等々顕著な
特長を有する。

以下、本発明を図面に従つて具体的に説明す
る。

本発明の概要を第１図を以つて説明する。

第１図は本発明の基本原理を説明する為の説明
図である。

ノズル１内には、ポンプ等の適当な加圧手段に
よつて所望の圧力を印加されてそれ自体でも吐出
オリフイス２より吐出される様な、又はそれだけ
ではオリフイス２より吐出されない程度の圧力Ｐ
が加えられている記録液体としての液体３が供給
されている。今、オリフイス２よりｌの距離のノ
ズル１内にある液体３ａが幅△ｌの部分（熱作用
部）に於いて電磁波照射に基づく熱エネルギーの
作用を受けると液体３ａの急峻な状態変化によ
り、照射される電磁波のエネルギー量に応じてノ
ズル１の幅ｌ内に存在する液体３ｂの一部分又は
全部がオリフイス２より吐出されて被記録部材４
方向に液滴状となつて飛翔して、被記録部材４上
の所定位置に付着する。

この点を、更に具体的に述べれば、熱作用部△
ｌにある液体３ａに電磁波照射に基づく熱エネル
ギーが作用されると、熱作用部△ｌ内にある液体
３ａに於いて、瞬時的に気泡が生じることを含む
急峻な状態変化を起し、該状態変化に基く作用力
によつて、幅ｌ内に存在する液体３ｂの一部又は
全部がオリフイス２より吐出される。而して、電
磁波照射が停められるか又は液供給側から吐出オ
リフイス２方向への液体３の移動が起るか、或い
は吐出した分だけの液体が熱作用部△ｌに瞬時に
補給されれば、液体３ａ中に生じた気泡はその体
積を瞬時に減小され、消滅するか又は殆ど無視し
得る程度の体積まで減小される。

吐出された分の液体は、気泡の体積の収縮作用
によつて、又は、ノズル１中の毛管作用力によつ
て、或いは強制的加圧によつて、又は、これ等の
２つ以上の複合作用によつてノズル１内に補給さ
れる。

形成される液滴５の大きさは、電磁波照射に基
いて生ずる熱エネルギーの量、ノズル１内に存在
する液体の熱エネルギーの作用を受ける部分３ａ
の幅△ｌの大きさ及び△ｌ内にある液体３ａの体
積、ノズル２が円筒の場合にはその幅ｌの部分に
於ける平均内径ｄ、或いは、ノズル２が円筒以外
の場合には幅ｌの部分での平均断面積、オリフイ
ス２の位置より熱エネルギーの作用を受ける位置
までの距離ｌ、液体に加えられる圧力Ｐ、液体の
比熱、熱伝導率、及び熱膨張係数、気化熱等に依
存する。従つて、これ等の要素の中の制御出来る
何れか一つ又は二つ以上を変化させることによ
り、液滴５の大きさを容易に制御することが出
来、所望に応じて任意の液滴径、スポツト径を以
つて被記録部材４上に記録することが可能であ
る。殊に距離ｌを任意に変化させ得ることは、記
録時に電磁波の照射位置を所望に応じて適宜変更
し得ることであつて、従つて、電磁波照射に基い
て発生する熱エネルギーの単位時間当りの量を変
化させなくとも形成される液滴５の大きさを記録
時に任意に制御して記録することが出来、階調性
のある記録画像が容易に得られる。

本発明に於いて、ノズル１の熱作用部△ｌに照
射される電磁波は時間的に、連続して照射させて
も良いし、又パルス的にON−OFFして不連続に
照射させても良いが連続記録を行う場合、液滴発
生周波数の向上の為には、パルス状で不連続して
繰返し照射するのが良い。

本発明に於いては、熱作用部△ｌにある液体に
照射される電磁波に基いて生ずる熱エネルギーを
時間的に不連続して作用させることにより照射す
る電磁波に記録情報を担わせることが出来る。即
ち記録情報信号に従つて熱作用部△ｌに電磁波を
照射することによつて、熱作用部△ｌにある液体
３ａに於いて、前記信号に応じた状態変化を起さ
せ形成される液滴５の何れにも記録情報を担わせ
る事が出来、従つてそれ等の総てを被記録部材４
に付着させて記録を行うことが出来る。詰り、所
謂drop−on demamdの記録法を実行することが
出来る。

この場合に電磁波はパルス的に照射され、この
時のパルスの振幅及び幅を所望に応じて任意に選
択し、又変化させることが容易に出来るので、液
滴の大きさ及び単位時間当りに発生する液滴の個
数N₀を極めて容易に制御することが出来る。

照射する電磁波に記録情態を担わせないで、不
連続的に熱作用部△ｌに照射する場合には、ある
一定の周波数で繰り返えし照射する。

この場合の周波数は、使用される液体の種類及
びその物性、ノズルの形状、熱作用部△ｌ内にあ
る液体の体積、ノズル内への液体供給速度、オリ
フイス径、記録速度等を考慮して所望に応じて適
宜決定されるものであるが、通常0.1〜1000KHz、
好適には１〜1000KHz、最適には２〜500KHzと
されるのが望ましい。

この場合には液体３に加わる圧力は、電磁波照
射されない状態で、オリフイス２より液体３が吐
出する程度以上にされていてもよいし、又は、そ
れだけでは吐出されない程度にされていてもよ
い。いずれの圧力においても熱作用部△ｌでは電
磁波の照射に基いて液体３ａが熱作用を受けて、
気泡を発生し、その気泡の体積変化の繰返し、か
つ又は発生する気泡の体積変化の繰返しに基く振
動によつて、所望の径及び液滴発生周波数で液滴
流を形成することが可能である。

その様な状態で形成された液滴は、別の手段例
えば、電荷制御、電界制御或いは空気流制御等で
記録情報に従つて制御されて記録が実行される。

本発明に於いて、電磁波照射に基いて、熱エネ
ルギーを発生させ、該熱エネルギーによつて液体
に急峻な状態変化、例えば気化に基づく気泡の発
生を含む状態変化を起こさせることは、熱作用部
△ｌにある液体自体に電磁波を吸収させて発熱さ
せるか、又は電磁波を吸収して発熱する熱変換体
を熱作用部△ｌに設け、該熱変換体の発生する熱
エネルギーを熱作用部△ｌにある液体に作用させ
ることによつて実現される。熱変換体は、ノズル
１の熱作用部△ｌの内壁面又は外壁面に直接接触
して設けても良いし、又は、間に熱伝導効率の良
い物質を介在させて設けても良いが、何れの場合
にも、熱変換体から発生された熱エネルギーを液
体３ａに効果的に作用させ得る様に構成配置され
る。

又、別には、ノズル１の少なくとも熱作用部△
ｌの壁自体を熱変換体で構成しても良い。熱変換
体は、照射する電磁波の波長によつて、選択さ
れ、その電磁波の波長領域に吸収領域のある材料
で構成される。この様な電磁波吸収材料が、それ
自体に被膜性、接着性がある場合には、そのまま
ノズル１の熱作用部△ｌの外壁の所定部分に塗膜
形成すれば良いし、又電磁波吸収材料だけでは被
膜性、接着性がないか又は弱い場合には、被膜
性、接着性があつて且つ耐熱性のある適当は結着
剤中に混合分散させて塗膜形成すれば良い。

電磁波吸収材料としては、通常知られている多
くの染料、顔料が採用され、例えば電磁波として
赤外線を採用する場合には、赤外線吸収発熱剤と
しての染料、顔料が挙げられる。その様なものと
しては、殊に赤外線吸収度の高い染料や顔料が好
適なものとして挙げられ、具体的には染料として
例えば水溶性ニグロシン、変性水溶性ニグロシ
ン、水溶性にされ得るアルコール可溶性ニグロシ
ン、等が、顔料としてはカーボンブラツク、群
青、カドミウムイエロー、ベンガラ、クロムイエ
ロー等の無機顔料、及びアゾ系、トリフエニルメ
タン系、キノリン系、アントラキノン系、フタロ
シアニン系等の有機顔料等が好適なものとして示
される。

電磁波吸収材料を分散させて塗膜形成する結着
剤としては、ポリテトラフルオルエチレン、ポリ
フルオルエチレンプロピレン、テトラフルオルエ
チレン、パーフルオルアルコキシ置換パーフルオ
ルビニル共重合体等の耐熱性弗素樹脂又はその他
の成膜性のある耐熱性合成樹脂が好適なものとし
て挙げられる。

熱変換体の厚さは、採用される電磁波の強度、
形成される熱変換体の発熱効率及び使用される記
録液体の種類等によつて適宜決定されるが、通常
の場合0.1〜10³μ、好適には1.0〜500μとされるの
が望ましい。

ノズル形成材料としては、上記の様に、熱変換
体が設けられるタイプの記録ヘツドの場合には、
強度の熱伝導性及び熱膨張係数を有するものが使
用され、ノズルの厚みも電磁波が照射された部分
の直下にある記録液体に、熱変換体が発生した熱
エネルギーが効率良く、有効に伝達される様に、
例えば薄く加工する等の工夫をするのが好まし
い。

記録液体に電磁波を吸収させて発熱させるタイ
プの記録ヘツドの場合には、ノズル形成材料とし
ては、照射する電磁波に対して透過性の良い材料
が選択される。

ノズルを構成する材料としては、熱作用部△ｌ
に於いて発生させる熱エネルギーによつて非可逆
的な変形を受けずに、該熱エネルギーが効率良く
ノズル内にある液体に作用し得るものであつて、
前記の条件を満足するものであれば、大概のもの
が好ましく採用される。その様な材料として代表
的なものを挙げれば、セラミツクス、ガラス、金
属、耐熱プラスチツク等が好適なものとして例示
される。殊に、ガラスは加工上容易であること、
適度の耐熱性、熱膨張係数、熱電導性を有してい
るので好適な材料の１つである。

又、所謂フオトセラムの商品名で市販されてい
る様な感光性セラミツクス、又は感光性のガラス
は、エツチング等の処理法で加工が出来るので、
殊に高密度マルチオリフイス記録ヘツドを作成す
る上で好適な材料の１つに挙げられる。

ノズルの断面形状は、例えばガラスフアイバー
を採用する場合の如く円筒状ノズルの様に円形で
なくとも、例えば四角形、半円形の形状であつて
も良い。殊に、熱変換体を付設する様な場合の記
録ヘツドに於いては、熱作用部に於せる、熱変換
体の付設される面は、平面である様なノズル形状
が好ましいものである。

この点からすれば、マルチオリフイス記録ヘツ
ドの場合、平面性の良い板状のものにエツチング
処理法によつて、必要本数の溝を設け、これに別
の板を溝を被う様に接着することで各ノズルを形
成することが出来るので、感光性のセラミツクス
或いは感光性のガラスが好適である。

本発明に於いて採用される電磁波としては、供
給、伝達及び制御、更に熱変換効率が大きい、装
置的にも小型化し得る等の利点からレーザ光が採
用される。

採用するレーザとしては、使用する記録液体の
種類、熱変換体を構成する材料、熱作用部のレー
ザが照射される部分の材質等によつて、所望する
波長を有し、所望するパワーの得られるものが適
宜選択して採用される。

本発明に於いて、有効に採用されるレーザとし
ては、Nd³⁺をドープしたCaWO₄レーザー、
YAGレーザ、ガラスレーザ等の固体レーザ、
SeOCl₂やPOCl₃にNa₂O₃又はNaCl₃を溶かしてロ
ツド形の容器に入れて使用される無機液体レー
ザ、フタロシアニン色素、ローダミン色素のエタ
ノール及びメタノール溶液等を使用する色素レー
ザ、He−Xeレーザ、HE−Neレーザ、Arイオン
レーザ、N₂レーザ、COレーザ、H₂Oレーザ、
HCNレーザ等の気体レーザ、GaAsのpn接合レ
ーザ、CdSeレーザ、CdSレーザ、Cd₃P₂レーザ、
InSbレーザ等の半導体レーザが挙げられる。

これ等のレーザの中で、本発明に於いては殊に
赤外域に発振波長のある赤外線レーザは好適とさ
れる。

第２図には、本発明の液体噴射記録法を具現化
する為の一好適な装置の構成の模式的概略図が示
される。

レーザー発振器２０１より発生されたレーザー
光は、光変調器２０２に於いて、光変調器駆動回
路２０３に入力されて電気的に処理を受けて出力
される記録情報信号に従つてパルス変調される。
パルス変調されたレーザー光は走査器２０４を通
り、集光レンズ２０５によつて記録ヘツド２０６
を構成する要素の一つであるノズル２０７の所定
位置に焦点が合う様に集光され、ノズル２０７の
レーザー光の照射を受けた部分を加熱するか又
は／及びノズル２０７内にある記録液体２０８を
直接加熱する。

レーザー光をノズル２０７の壁に集光させて加
熱し、この時の熱エネルギーを液体貯蔵槽２１２
より供給されてノズル２０６内部を満たしている
記録液体２０８に作用させて状態変化を起させる
場合には、ノズル２０７のレーザー光照射部をレ
ーザー光を効率良く吸収して発熱する物質で構成
したり、或いは、その様な物質をノズル２０７の
外表面に塗布又は巻きつける等の方法によつて設
けても良い。

この様な場合の具体的な例としては、例えばカ
ーボンブラツク等の赤外線吸収発熱剤を適な樹脂
結着剤と共に、ノズル２０７のレーザー光照射部
に塗布して設ける等がある。

第２図に示す実施態様に於ける顕著な特長は、
走査器２０４によつてレーザー光の照射位置を任
意に変更することにより、ノズル２０６より吐出
される記録液体の液滴２０９の大きさを制御する
ことが出来、従つて被記録部材２１０に形成され
る画像濃度を任意に調整することが出来ることで
ある。

更に別の特長は、液滴２０９が記録情報信号に
従つてオリフイス２１１より、帯電されることな
く、吐出飛翔して被記録部材２１０上に付着する
為、例えば被記録部材２１０が移送によつて帯電
されている場合でも、その影響を全く受けないと
いうことである。

更に又、別には電磁波としてのレーザー光を非
接触でノズル２０７又は／及び記録液体２０８に
作用させ得るので、記録ヘツド２０６の構造は極
めてシンプル化及び低コスト化し得、従つて、殊
に記録ヘツド２０６のマルチオリフイス化の場合
には、このメリツトが最大限に発揮され得る。

このマルチオリフイス化記録ヘツドを使用する
場合、複雑な電気的回路を記録ヘツドの各ノズル
毎に設けることなく単に多数並べられたノズルの
各々にレーザー光を照射するだけで各ノズル内の
記録液体に熱エネルギーを作用させ得るので、記
録ヘツドの保守の点からも極めてメリツトが大き
い。

光変調器２０２としては、一般的にレーザー記
録分野に於いて使用されている光変調器の多くを
用いる事が出来るが、高速記録の場合には、殊に
音響光学変調器（AOM）、電気光学変調器
（EOM）が有効であり、これ等には、変調器をレ
ーザー共振器外部に置く外部光変調方式と、その
内部に置く内部変調方式があるが本発明に於いて
は、両方式とも適用され得る。

走査器２０４には、機械式と電子式があり、記
録速度に応じて各々適した方式のものが採用され
る。

機械式走査器としては、ガルバノメーターや電
歪素子、磁歪素子をミラーと連動させたもの、高
速モーターにミラー（回転多面鏡）、レンズ或い
はホログラムを連動させたものがあり、前者は低
速記録、後者は高速記録に適している。

電子式走査器としては、音響光学素子、電気光
学素子、光IC素子等が挙げられる。

第３図には、本発明の装置の更に別の好適な実
施態様の模式的説明図が示される。

第３図に於いて、３０１は記録ヘツドで、記録
液体３０２を吐出する為のオリフイス３０３を有
するノズル３０４から構成されている。記録ヘツ
ド３０１内部には、液体貯蔵槽３０５よりポンプ
３０６によつて所定の圧力が加えられて、記録液
体３０２が供給されている。この場合の圧力は液
体３０２がこの状態でオリフイス３０７より充分
吐出し得る程度のものである。

記録液体３０２に熱エネルギーを作用させて、
液滴３０７を形成するにはレーザー発振器３０８
より出力されたレーザー光を場合によつては光変
調器３０９によつて所望の周波数のパルス光に変
調し、走査器３１０及び集光レンズ３１１によつ
て記録ヘツド３０１の所定位置に集光する様に照
射することによつて成される。

第２図の実施態様の場合、光変調器３０９及び
走査器３１０、集光レンズ３１１は必ずしも要す
るものではなく、レーザー発振器３０８より出力
されたレーザー光を直接記録ヘツド３０１の所定
位置に照射しても良い。レーザー発振器３０８と
しては、連続発振、パルス発振のいずれでも使用
することが出来る。

レーザー光の熱作用による記録液体３０２の状
態変化によつて、オリフイス３０３より吐出され
て形成される液滴３０７は、記録情報信号に応じ
て、円筒状又は平行平板状の帯電電極３１２（図
では円筒状）によつて帯電される。

この時の液滴３０７の帯電量は、記録情報信号
を信号処理手段３１３で処理することによつて、
該信号処理手段３１３より出力され、帯電電極３
１２に供給される信号に従つて決定される。帯電
電極３１２中を通過して来た液滴は二枚一組の平
行平板の偏向電極３１４間を通過する時、該偏向
電極３１４間に高圧電源３１５によつて掛けられ
ている電界によつて、その帯電量に従つて偏向を
受ける。

第３図に於いては、偏向電極３１４間で偏向を
受けた液滴が被記録部材３１７に付着され、偏向
を受けなかつた液滴はガター３１６に衝突して、
再使用される可く回収される。

ガター３１６によつて捕獲された記録液体は瀘
過器３１８によつて不純物が除去され再び液体貯
蔵槽３０５に回収される。

第４図ａ図は、本発明の装置の更に別の実施態
様の構成を説明する為の模式的斜視図である。図
に於いてレーザー発振器４０１より発振されたレ
ーザービームは、音響光学的変調器４０２の入口
開口に導かれる。変調器４０２に於てレーザービ
ームは変調器４０２への記録情報信号の入力に従
つて強弱の変調を受ける。変調を受けたレーザー
ビームは反射鏡４０３によつてその光路をビーム
エキスパンダー４０４方向に屈曲され、ビームエ
キスパンダー４０４に入射する。変調を受けたレ
ーザービームは、ビームエキスパンダー４０４に
より平行光のままビーム径が拡大される。次いで
ビーム径の拡大されたレーザービームはポリゴン
４０５に入射される。ポリゴン４０５はヒステリ
シスシンクロナスモーター４０６の回転軸に取付
けられていて定速回転する様になつている。ポリ
ゴン４０５により水平に掃引されるレーザービー
ムはｆ−θレンズ４０７により、反射鏡４０８を
介してフルライン高密度マルチオリフイス記録ヘ
ツド４０９の先端に整列されているノズル列４１
０の各ノズルの所定位置に結像される。レーザー
ビームのノズル列４１０への結像によつて、各ノ
ズル内にある記録液体は熱エネルギーの作用を受
け各ノズルのオリフイスから記録液体の液滴が吐
出飛翔して被記録部材４１１上に記録が行われ
る。記録ヘツド４０９の各ノズルには供給管４１
２及び共通液室部材４１３の内部に設けられた共
通液室を介して液体貯蔵槽４１４より記録液体が
供給される。被記録部材４１１は図に於いてはシ
ート状のものが採用されており、多数枚の被記録
部材４１１が収容されてあるカセツト４１５よ
り、記録信号に同期して、図示されていないが、
記録分野に於いて通常、使用されているシート供
給手段によつて供給され、シート搬送手段によつ
てドラム４１６上を搬送される。

一走査記録開始の信号は、レーザービームが検
知手段４１７によつてヘツド４１５端部に於いて
検知されることで、検知手段４１７より出力され
る検知信号に基いて発生され、走査が開始され
る。

第４図ｂに、第４図ａの装置において使用され
る記録ヘツド４０９のノズル列４１０側から観た
模式的斜視図が、第４図ｃには、その部分拡大斜
視図が、第４図ｄには線XYでの切断面図が各々
示される。

記録ヘツド４０９の前面には、全長300mmに渡
つて、オリフイス密度10本／mmでノズル列４１０
が設けられている。

ノズル列４１０の設けられてあるノズル列部材
４１９の上面には、ノズル４２０の各々の熱作用
部の所定位置にレーザビームが集光されて照射さ
れる様に照射部４１８が設けられてある。

ノズル列４１０は、ノズル列部材４１９におい
て互いに平行に隔絶された液体流路４２４を形成
し、ノズル列４１０を構成するノズル４２０の
各々のオリフイスからは照射部４１８の各ノズル
４２０に相当する部分にレーザビームが照射され
る毎に、液滴が被記録部材４１１表面に向つて吐
出飛翔する。

液体流路４２４の各々は共通液室部材４１３の
内部に設けられてある共通液室に連通しており、
共通液室より必要に応じてノズル４２０内に液体
がスムースに供給される構造と寸法に定められて
ある。

ノズル列部材４１９は、ノズル４２０を所定数
所望のピツチで設ける為に、液体流路４２４を形
成する溝が、形成するノズル数に相等してエツチ
ング処法によつて設けられた溝板４２１と、ノズ
ル４２０の各各の熱作用部にレーザビームを照射
する為の照射面４１８が設けられた溝蓋４２２で
構成されており、溝板４２１と溝蓋４２２とは精
度良く位置決めされて適当な接着剤を使用して接
合されている。

ノズル４２０の構造は、第４図ｃに示す線XY
で切断した切断面図を示す第４図ｄにおいて断面
構造として示される。

オリフイス４２５−３より所定の位置に設けら
れた熱作用部４２６−３の上部には、熱作用部４
２６−３に効率良く、有効にレーザビームが照射
される様な寸法と構造と材質が決定されて照射部
４１８が設けられてある。

第４図ｄに示されるノズル構造においては、溝
蓋４２２の一部に、エツチング、機械的切削等の
方法で溝を設けて、肉厚を薄くすると共に、レー
ザビームに対して透過性の良い材料を選択し又、
反射防止の為のコーテイング処理をし、且つ、溝
板４２１の、熱作用部４２６−３の底面部にレー
ザビームを吸収して発熱する機能を有する熱変換
体４２７−３が設けられてある。

今、レーザビーム４２８が照射部４１８を通じ
て熱変換体４２７−３に集光する様に照射される
と、熱変換体４２７−３はレーザビームを吸収し
て発熱し、該熱が熱作用部４２６−３にある液滴
に作用する。熱作用を受けた液体は、急峻な状態
変化を起し、該状態変化に基く作用力で液滴が吐
出オリフイス４２５−３より吐出飛翔する。

液体流路４２４−３を満たす液体がレーザビー
ムを吸収して発熱し、急峻な状態変化を充分起す
場合には、熱変換体４２７−３は設ける必要はな
く、照射部４１８をレーザビーム４２８に対して
透過性の良い材料で構成してやりさえすれば充分
である。

又、第４図ｄに示すノズル構造においては溝蓋
４２２と照射部４１８とを同一の材料で形成して
あるが、照射部４１８に要求される特性と機能を
満足する材料と寸法で照射部４１８を溝蓋４２２
とは別の材質で設けても良い。

而乍ら、図に示す様に工作上の容易さ、低コス
ト化の点から一体化構造とした方が好適である。
熱変換体４２７−３は、照射部４１８側に設けて
も良い。この場合、照射部４１８自体を熱変換体
で構成すれば照射部４１８でのレーザビームのエ
ネルギーロスを一層除去することが出来るので好
都合である。

又、熱作用部４２６−３の液滴自体にレーザビ
ームを吸収させて発熱させる場合には、レーザー
ビームのエネルギーを効率良く使用する意味で熱
作用部４２６−３の底面部（レーザビームの入射
側と反対側）にレーザビームを反射する部分、例
えば金属面又は鏡面等で構成した反射部材を設け
ておけば、熱作用部４２６−３の液体を透過した
レーザービームが該反射部材で反射され、再び液
体中を進行することで吸収され、エネルギー効率
の向上を計ることが出来る。

第５図は、第４図ｂに示した記録ヘツドを使用
し、本発明の装置をコンピユータのout put装置
５００として応用した場合の模式的説明図であ
る。レーザ発振器５０１より発振されたレーザビ
ームは変調器５０２によつて外部信号に従つて強
弱の変調を受ける。変調器５０２には公知の音響
光学効果を利用した音響光学変調素子又は電気光
学効果を利用した電気光学素子が用いられる。ま
たレーザ発振器５０１が半導体レーザの場合、あ
るいはガスレーザ等においても電流変調が可能な
型あるいは変調素子を発振光路中に組み込んだ型
の内部変調型のレーザに使用するにあたつては変
調器５０２は省略され、直接ビームエキスパンダ
ー５０３に導かれる。

変調器５０２からのレーザビームはビームエキ
スパンダー５０３により平行光のままビーム径が
拡大される。さらにビーム径が拡大されたレーザ
ビームは鏡面を１個ないし複数個有する多面体回
転鏡５０４に入射される。多面体回転鏡５０４は
高精度の軸受け（例えば空気軸受）に支えられた
軸に取り付けられ、定速回転のモータ５（例えば
ヒステリシスシンクロナスモーター、D.C.サーボ
モータ）により駆動される多面体回転鏡５０４に
より、水平に掃引されるレーザビームはｆ−θ特
性を有する結像レンズ５０６により照射位置調節
ミラー５０７を経て記録ヘツド５０８の熱作用部
に結像される。

又レーザビームは記録ヘツド５０８の端部に設
けられた光検出器５０９によつてビーム位置が検
出され、記録ヘツド５０８の各ノズルに同期して
レーザビームは変調されて照射し、記録液滴を吐
出させる。一方用紙収納カセツト５１０に収納さ
れた記録用紙５１１はピツクアツプローラ５１
２、給紙ガイド５１３によつて回転ローラー５１
４に導かれ記録される。記録された用紙は排紙ロ
ーラ５１５、排紙ガイド板５１６、および排紙ロ
ーラ５１７によつて排紙トレー５１８上に排紙さ
れる。

第５図の装置を用い、以下の条件で記録を連続
的に行つたところ、いずれの場合も極めて鮮明で
高品質の画像が得られた。

オリフイス密度 10本／mm YAGレーザパワー 50W 副走査スピード 33.3mm／sec 記録速度 6.3秒／A4版

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の原理を説明する為の模式的
説明図、第２図、第３図は各々本発明に適用され
る記録法を具現化する為の装置の好適な実施態様
の構成を示す模式的説明図、第４図ａは更に別の
実施態様例を示す模式的説明図、第４図ｂ，ｃ，
ｄは各々第４図ａで使用される記録ヘツドの構成
を説明する為のものであつて、第４図ｂは記録ヘ
ツド全体の模式的斜視図、第４図ｃは部分拡大斜
視図、第４図ｄは線分XYで切断した切断面図、
第５図は更に別の実施態様例を示す模式的説明図
である。 １……ノズル、２……オリフイス、３……液
体、４……被記録部材、５……液滴、２０１……
レーザ発振器、２０２……光変調器、２０３……
光変調駆動回路、２０５……集光レンズ、２０６
……記録ヘツド、２０７……ノズル、２０８……
記録液体、２０９……液滴、２１０……被記録部
材、２１１……オリフイス、３０１……記録ヘツ
ド、３０２……記録液体、３０３……オリフイ
ス、３０４……ノズル、３０５……液体貯蔵槽、
３０６……ポンプ、３０７……液滴。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 液体を吐出するためのオリフイスと該オリフ
   イスに連通し熱作用部を有する液体流路と前記熱
   作用部に対応して設けられた電磁波の照射部分と
   を有し、前記液体流路を構成する部材の前記照射
   部分の厚みが薄くされた記録ヘツドと、前記電磁
   波を発生する為の電磁波発生手段と、該電磁波を
   前記照射部分に照射する為に、該電磁波の進路に
   配置された光学手段と、前記オリフイスに対向す
   る位置を通つて被記録部材を搬送するための搬送
   手段とを有することを特徴とする液体噴射記録装
   置。