JPH06106720A - インクジェット記録装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 熱溶融性インクを使用するインクジェット記
録装置に関し、加熱機構や加圧機構を設ける必要がな
く、装置を小型化し、コストを低減することを目的とす
る。 【構成】 熱溶融性インクを加熱して溶融させ、ノズル
からインクを噴射し、記録媒体上に記録を行うインクジ
ェット記録装置において、噴射されたインクが記録媒体
１５に付着した時点における、該インクと該記録媒体１
５との接触角θが、所定値以下となるように、該インク
の噴射速度を変更する手段７０ａ，７０ｂ，８０ａ，８
０ｂを備えるようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、熱溶融性インクを使用
するインクジェット記録装置に関する。記録装置（プリ
ンタ）にはインパクト型とノンインパクト型に大別され
るが、パーソナルレベルのプリンタでは低騒音および取
扱いの容易さからノンインパクト型が主流を占めてい
る。ノンインパクト型プリンタとしてはインクジェッ
ト、サーマル、レーザーの各方式がある。その内でイン
クジェット方式はインクを粒子化して噴射させ常に定量
のインクで記録することから、印刷は鮮明でカラー印刷
にも有利であり、非接触なので騒音も非常に少ないとい
う利点がある。

【０００２】しかし、このインクジェット方式でも、欠
点として、字の滲み易さと、乾燥しにくさがあげられ
る。この問題を解決する手段として、固体インクを用い
る記録法が考案されており、これは、ホットメルトタイ
プと呼ばれるインクジェット記録法である。この記録法
によれば、常温では固相状態にある固体インクを加熱、
融解して印字するので、吐出したインクは、印字直後に
凝固する。したがって、従来の水性インクに比べて、滲
んだり、乾燥するまで時間が掛かったりすることがな
い。

【０００３】

【従来の技術】固体インクを用いる従来のインクジェッ
ト記録装置においては、記録ヘッドに取り付けられてい
る加熱装置によりホットメルトインクを加熱して液化さ
せる。そして記録ヘッドが左右に走査しながらインクを
ノズルから噴射する。噴射したインクはインク粒子を形
成し、飛翔し、記録媒体に付着して、記録媒体上にイン
ク液滴を形成する。この液滴は自然冷却により固化して
定着して、記録媒体上にドットパターンによる記録を行
う。１行を記録すると記録媒体が記録ヘッドの走査方向
と垂直な方向に１行分走査する。この一連の動作の繰り
返しにより、記録媒体上に記録データに基づいて記録が
行われる。この場合、インクと濡れにくい記録媒体に印
字を行ったとき、インクが厚く固まっていた。そのた
め、インクの定着が悪く、インク粒が剥がれ落ちてしま
ったりするという問題があった。それを解消するには、
インクを平坦化するために、加圧機構や加熱機構を設け
る必要があった。

【０００４】加熱機構の場合には、加熱機構によって加
熱された記録媒体上において、飛翔中冷却されたインク
は再び溶融し、記録媒体に浸透、定着する。また、加圧
機構の場合には、加圧機構の加圧によって機械的にイン
クが記録媒体上に定着される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】固体インクを用いる従
来のインクジェット記録装置にあっては、インクの定着
が悪く、インク粒子が剥がれ落ちてしまうという欠点を
解消するために、加熱機構や加圧機構を設ける必要があ
り、装置が大型化し、コストもかかるという問題点があ
った。

【０００６】本発明は、このような従来の問題点に鑑み
てなされたものであって、加熱機構や加圧機構を設ける
必要がなく、装置を小型化し、コストを低減することが
できる、固体インクを用いたインクジェット記録装置を
提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明は、熱溶融性インクを加熱して溶融させ、ノ
ズルからインクを噴射し、記録媒体上に記録を行うイン
クジェット記録装置を対象とし、噴射されたインクが記
録媒体１５に付着した時点における、該インクと該記録
媒体１５との接触角θが、所定値以下となるように、該
インクの噴射速度を変更する手段７０ａ，７０ｂ，８０
ａ，８０ｂを備えたことを特徴とする。

【０００８】また、本発明は、少なくとも２色以上の熱
溶融性カラーインクを加熱して溶融させ、溶融させたカ
ラーインクを重ねてノズルからカラーインクを噴射し、
記録媒体上に記録を行うインクジェット記録装置を対象
とし、噴射されたカラーインクが記録媒体１５に付着し
た時点における、該インクと該記録媒体１５との接触角
θが、所定値以下となるように、該カラーインクの噴射
速度を変更する手段７０ａ，７０ｂ，８０ａ，８０ｂを
備えたことを特徴とする。

【０００９】

【作用】このような構成を備えた本発明のインクジェッ
ト記録装置によれば、駆動電圧を例えば７５Ｖ以上にす
ることによって、インクと記録媒体の接触角を所定値以
下、例えば３０度以下にすることができ、記録媒体に付
着したインクの凸形状を平坦化することができ、インク
の厚みが少なく、定着性のよい良好な印字を得ることが
できる。

【００１０】また、色を重ねて印字するときは、駆動電
圧を例えば３０Ｖ以上にすることによって、インクと記
録媒体の接触角を所定値、例えば２５度以下にすること
ができ、記録媒体に付着したインクの凸形状を平坦化す
ることができ、インクの厚みが少なく、定着性のよい良
好な印字を得ることができる。その結果、熱溶融性イン
クを使用するインクジェット装置において、従来のよう
に、加熱機構や加圧機構を設ける必要がなく、装置の小
型化を図ることができ、コストを低減することができ
る。

【００１１】

【実施例】インク粒子を記録媒体に小さな接触角で付着
させるためには、インク粒子を高速で記録媒体に付着さ
せればよい。図１（ａ）は、低速にて噴射したインク粒
子１１ａが、記録媒体１５に付着した時点における該イ
ンク粒子１１ａの状態を断面図にて示したものである。
また、図１（ｂ）は、高速にて噴射したインク粒子１１
ｂが、記録媒体１５に付着した時点における該インク粒
子１１ｂの状態を断面図にて示したものである。

【００１２】低速にて噴射したインク粒子１１ａは、媒
体に衝突した直後インク滴は変形するが、最終的にはイ
ンク物性と記録媒体との濡れ性により決定される接触角
θａにて安定する。図１（ａ）は安定した時点における
該インク粒子１１ａの状態を示したものである。一方、
高速にて噴射したインク粒子１１ｂは、媒体に衝突した
時のインク滴の変形が大きく、インク物性と記録媒体と
の濡れ性により決定される接触角θａを維持することが
できず、θａよりも小さい接触角θｂにて安定する。図
１（ｂ）は安定した時点における該インク粒子１１ｂの
状態を示したものである。

【００１３】図１（ａ）及び図１（ｂ）に示すように、
高速にて記録媒体１５に付着した時点におけるインク粒
子１１ｂの接触角θｂは、低速にて記録媒体１５に付着
したインク粒子１１ａの接触角θａよりも小さくなる。
ここで、インク粒子の接触角とインクの粒子速度の間に
成り立つ関係について、図２にて説明する。

【００１４】図２は、縦軸にインク粒子の接触角θ
（度）、横軸に該インクの粒子速度（ｍ／秒）をとり、
インクの粒子速度に対するインク粒子の接触角の変化を
グラフに示したものである。図２のように、インク粒子
の接触角は、該インクの粒子速度を大きくするに従って
小さくなる特徴を持っている。発明者らの実験によれ
ば、インクと記録媒体との接触角を所定値、例えば３０
度以下にすると、インクの厚みが少なく、定着性のよい
良好な印字を得ることができた。また、色を重ねて印字
するときに、インクと記録媒体との接触角を所定値、例
えば２５度以下にすると、インクの厚みが少なく、定着
性のよい良好な印字を得ることができた。

【００１５】そこで次に、インクジェット記録装置にお
いて、インクの粒子速度を変化させるための条件につい
て説明する。粒子速度の高低は、インクジェット記録装
置の印字駆動部における駆動電圧値、駆動電圧のパルス
幅が深く係わっている。そこで、駆動電圧の値、駆動電
圧のパルス幅、インク粒子の噴射速度に与える影響につ
いて、図３および図４にて説明する。

【００１６】図３は、縦軸にインク粒子の噴射速度（ｍ
／秒）、横軸に駆動電圧値（Ｖ）をとって、駆動電圧値
に対するインク粒子の噴射速度の変化をグラフにしたも
のである。図３のように、駆動電圧値が大きくなるとと
もに、インク粒子の噴射速度は高速になる。このことは
即ち、インクジェット記録装置において、印字駆動部に
おける駆動電圧値を大きくすることにより、インク粒子
の噴射速度を高速にすることができることを意味してい
る。

【００１７】本発明者らは、鋭意実験の結果、駆動電圧
を７５Ｖ以上に設定した時、インクと記録媒体との接触
角が３０度以下になることを確認した。また、駆動電圧
を９０Ｖ以上に設定した時、インクと記録媒体との接触
角が２５度以下になることを確認した。図４は、縦軸に
インク粒子の噴射速度（ｍ／秒）、横軸に駆動電圧のパ
ルス幅をとり、駆動電圧のパルス幅に対するインク粒子
の噴射速度の変化をグラフにしたものである。図７のよ
うに、駆動電圧のパルス幅が大きくなるとともに、イン
ク粒子の噴射速度は高速になる。このことは即ち、イン
クジェット記録装置において、印字駆動部における駆動
電圧のパルス幅を大きくすることにより、インク粒子の
噴射速度を高速にすることができることを意味してい
る。

【００１８】以上のことから、インクジェット記録装置
において、インク粒子の噴射速度を高速から低速まで可
変とするためには、インクジェット記録装置に、 （１）インク粒子を噴射させる駆動電圧値を可変とする
機構。 （２）インク粒子を噴射させる駆動電圧のパルス幅を可
変とする機構。 のうちいずれか１つを設けることによって実現すること
ができる。

【００１９】勿論２つの機構を１台のインクジェット記
録装置に設けてもよい。以下の実施例では、１台のイン
クジェット記録装置に、上記２つのうちいずれか１つを
設けた例について説明した。まず、本発明によるインク
ジェット記録装置の概略図を図５に示す。インクジェッ
ト記録装置は、上位装置からの印字信号に従って、キャ
リッジ１２に支承されたインクジェットヘッド２０をガ
イド１３に沿って左右に摺動させるとともに、インク粒
子をノズルから記録紙（記録媒体）１５に噴射し、印字
を行うものである。１６は加熱装置であり、熱溶融性イ
ンクを加熱して、溶融させる。

【００２０】第１実施例として、インク粒子を噴射させ
る駆動電圧値を可変とする機構を設けたインクジェット
記録装置について説明する。図６に、第１実施例におけ
るインクジェット記録装置の主要部のブロック図を示
す。図６において、２０はインク粒子を噴射するインク
ジェットヘッド、２１は該インクジェットヘッド２０を
駆動する印字駆動部、２２は該印字駆動部２１への電圧
源、７０ａは該印字駆動部２１に印加する電圧を可変に
する制御部、そして、８０ａは電圧値を変更するスイッ
チを示す。

【００２１】図６のように、第１実施例によるインクジ
ェット記録装置は、インクジェットヘッド２０を駆動す
る印字駆動部２１に印加する電圧値を可変にするため、
制御部７０ａに可変抵抗等を設けた。装置外部よりスイ
ッチ８０ａを操作することにより、印字駆動部２１に印
加する電圧値を変更し、ノズルから噴射されるインク粒
子の速度を高速にするものである。

【００２２】図７に、第２実施例におけるインクジェッ
ト記録装置の主要部のブロック図を示す。図７におい
て、２０はインク粒子を噴射するインクジェットヘッ
ド、２１は該インクジェットヘッド２０を駆動する印字
駆動部、２２は該印字駆動部２１への電圧源、２３は基
本パルスを供給するクロック回路、７０ｂは該印字駆動
部２１に印加する電圧のパルス幅を可変にする制御部、
そして、８０ｂは電圧のパルス幅を変更するスイッチを
示す。

【００２３】図７のように、第２実施例によるインクジ
ェット記録装置は、制御部７０ｂに、パルス幅を設定で
きるような、例えばディップスイッチを接続したカウン
タ回路及びフリップフロップ等を設け、２３から供給さ
れる基本パルス幅を変更して印字駆動部２１に印加でき
るようにした。そして、装置外部よりディップスイッチ
８０ｂを操作することにより、印字駆動部２１に印加す
る電圧のパルス幅を変更し、ノズルから噴射されるイン
ク粒子の速度を高速にするものである。

【００２４】本発明によるインクジェット記録装置で
は、第１実施例の装置を使用し、印字駆動部に印加する
電圧値を７５Ｖに設定し、インクの粒子速度５ｍ／秒と
し、接触角を３０度として、記録を行い、インクの凸形
状を平坦化することで、インクの厚みの少ない良好な記
録結果が得られた。

【００２５】

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明によれ
ば、インク粒子の噴射速度を高速に設定することによ
り、記録紙上におけるインク粒子の接触角を所定値以下
にしたため、記録紙に付着したインクの凸形状を平坦化
し、インクの厚みが少なく、高品位な記録を得ることが
でき、かつ、加熱機構や加圧機構を設ける必要がなく、
装置を小型化することができ、コストを低減することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は低速にて記録紙に付着した時点におけ
るインク粒子の断面図 （ｂ）は高速にて記録紙に付着した時点におけるインク
粒子の断面図

【図２】インクの粒子速度と該インク粒子の接触角との
関係を示すグラフ

【図３】駆動電圧値とインク粒子の噴射速度との関係を
示すグラフ

【図４】駆動電圧のパルス幅とインク粒子の噴射速度と
の関係を示すグラフ

【図５】本発明によるインクジェット記録装置の概略図

【図６】第１実施例におけるインクジェット記録装置主
要部のブロック図

【図７】第２実施例におけるインクジェット記録装置主
要部のブロック図

【符号の説明】

１１ａ：低速にて記録媒体に付着したインク粒子 １１ｂ：高速にて記録媒体に付着したインク粒子 １２：キャリッジ １３：ガイド １５：記録紙（記録媒体） １６：加熱装置 ２０：インクジェットヘッド ２１：印字駆動部 ２２：印字駆動部への電圧源 ２３：クロック回路 ７０ａ，７０ｂ：制御部 ８０ａ，８０ｂ：スイッチ θａ：低速にて記録媒体に付着したインク粒子の接触角 θｂ：高速にて記録媒体に付着したインク粒子の接触角

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 朽網 道徳 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (72)発明者 笹生 浩 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】熱溶融性インクを加熱して溶融させ、ノズ
   ルからインクを噴射し、記録媒体上に記録を行うインク
   ジェット記録装置において、 噴射されたインクが記録媒体（１５）に付着した時点に
   おける、該インクと該記録媒体（１５）との接触角θ
   が、所定値以下となるように、該インクの噴射速度を変
   更する手段（７０ａ，７０ｂ，８０ａ，８０ｂ）を備え
   たことを特徴とするインクジェット記録装置。
2. 【請求項２】少なくとも２色以上の熱溶融性カラーイン
   クを加熱して溶融させ、溶融させたカラーインクを重ね
   てノズルからカラーインクを噴射し、記録媒体上に記録
   を行うインクジェット記録装置において、 噴射されたカラーインクが記録媒体（１５）に付着した
   時点における、該インクと該記録媒体（１５）との接触
   角θが、請求項１の所定値よりも小さい所定値以下とな
   るように、該カラーインクの噴射速度を変更する手段
   （７０ａ，７０ｂ，８０ａ，８０ｂ）を備えたことを特
   徴とするインクジェット記録装置。