(57)【要約】【課題】インクジェットヘッドによりインクを記録媒体に吐出して画像を記録するインクジェット記録装置において、より高速な印刷を行う。【解決手段】インクが充填され、温度変化により開口側に向かって凹状から凸状に変形する底壁部１０ａを有する凹部を多数線状に配列してインク装填部を構成し、インク装填部および記録媒体の少なくともいずれか一方をインク装填部の長さ方向と異なる方向に搬送するとともに、上記凹部１０の底壁部１０ａの温度を変化させ、その底壁部１０ａを凹部の開口側に向かって凹状から凸状に変形させることによりインクを吐出させて記録を行う。【選択図】          図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクを記録媒体に吐出して記録を行うインクジェット記録装置において、
インクが充填される、温度変化により開口側に向かって凹状から凸状に変形する形状記憶材からなる底壁部を有する凹部と、
前記底壁部の温度を変化させる温度可変手段とを有し、
該温度可変手段により前記底壁部の温度を変化させて前記底壁部を前記凹部の開口側に向かって凹状から凸状に変形させることにより前記インクを吐出させて記録を行うことを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項２】
多数の前記凹部が線状に配列されたインク装填部と、
前記インク装填部および前記記録媒体の少なくともいずれか一方を前記インク装填部の長さ方向と異なる搬送方向に搬送する搬送手段とを有し、
該搬送手段により前記前記インク装填部および前記記録媒体の少なくともいずれか一方を前記搬送方向に搬送しながら前記記録を行うことを特徴とする請求項１記載のインクジェット記録装置。
【請求項３】
多数の発熱体が線状に配列された前記温度可変手段と、該温度可変手段に対向して設けられた、前記凹部が多数２次元状に配列されたインク装填部と、
該インク装填部を前記発熱体の配列方向に略直交する方向に対して所定の角度θ（０°＜θ＜９０°）傾けた方向に移動させる移動手段と、
前記温度可変手段およびインク装填部と前記記録媒体との少なくともいずれか一方を前記発熱体の配列方向に略直交する方向に搬送する搬送手段とを有し、
前記搬送手段により前記温度可変手段および前記インク装填部と前記記録媒体との少なくともいずれか一方を前記略直交する方向に搬送させるとともに、前記インク装填部を前記移動手段により前記傾けた方向に移動させることにより前記発熱体に対応した位置に順次異なる前記凹部を線状に位置させながら前記記録を行うことを特徴とする請求項１記載のインクジェット記録装置。
【請求項４】
前記温度可変手段を構成する複数の発熱体の各発熱体が、複数の前記凹部の底壁部の温度を変化させるものであることを特徴とする請求項１から３いずれか１項記載のインクジェット記録装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インクジェットヘッドによりインクを記録媒体に吐出して画像を記録するインクジェット記録装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、コンピュータなどにより編集された画像データやスキャナなどにより読み取られた画像データに基づいてインクジェットヘッドからインクを記録媒体に吐出することにより画像を記録するインクジェット記録装置が種々提案されている。
【０００３】
上記のようなインクジェット記録装置としては、たとえば、インクが充填される微小チェンバーを備えたインクジェットヘッドを備え、そのインクジェットヘッドの微小チェンバー内に設けられた発熱ヒーターを熱源としてバブルを発生させて突発膨張力によりインクを記録媒体に向けて突出飛行させることにより印字を行う、いわゆるバブルジェット（登録商標）方式のインクジェット記録装置が提案されている。バブルジェット（登録商標）方式のインクジェット記録装置においては、上記インクジェットヘッドを記録媒体に対して相対的に主走査方向および副走査方向に移動させることにより記録媒体全面に印刷が施される。
【０００４】
また、アクチュエータとして形状記憶合金を用いたインクジェットヘッドを備えたインクジェット記録装置も種々提案されている（特許文献１〜特許文献６参照）。上記のようなインクジェット記録装置におけるインクジェットヘッドは、インクを吐出するためのノズルが外壁の一部に設けられたインク室を有し、そのインク室の一部は高温で所定の形状に記憶させた形状記憶合金で構成されている。そして、この形状記憶合金を常温から高温、またはその逆に変態させることでインク室の容積が縮小・拡大し、これによりインク室に充填されているインクがノズルを介して記録媒体に向かって飛翔することにより印刷が行われる。
【０００５】
そして、上記のようなインクジェット記録装置においては、より高速に印刷を行うことができるものが要求されており、その方法の一つとしてインクジェットヘッドにおけるノズルを主走査方向にライン状に配列し、そのインクジェットヘッドまたは記録媒体を副走査方向に移動させることにより印刷を行う方法が考えられる。
【０００６】
【特許文献１】
特開平６−９１８６５号公報
【０００７】
【特許文献２】
特開２０００−２８９１９８号公報
【０００８】
【特許文献３】
特開２００１−１００５３号公報
【０００９】
【特許文献４】
特開２００１−３８８９８号公報
【００１０】
【特許文献５】
特開２００１−２１２９６０号公報
【００１１】
【特許文献６】
特開２００１−１８３９１号公報
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、バブルジェット（登録商標）方式のインクジェット記録装置において、上記のようにノズルをライン状に配列した場合、コゲーションやインク乾燥などによりインクの流路やノズル出口が詰まるおそれがあるので、そのような場合、白線が発生して画像全体の画質を劣化させてしまう。なお、コゲーションとは長時間インクの突出を行った際に、インクを構成している染料、溶媒、無機物などの不純物などの酸化物、炭化物がヒーター上に堆積することによりインクの突出不良を引き起こす現象のことをいう。
【００１３】
また、形状記憶合金を用いたインクジェットヘッドを備えたインクジェット記録装置においても、上記のようにノズル出口の詰まりのおそれがあるとともに、さらに、上記のように形状記憶合金の変態を利用してインクを突出させようとした場合、形状記憶合金の変態によるインク室の容積の変化は微小なものであるため、インクの突出力が弱く、その結果、インクの吐出速度が遅くなるため高速な印刷が困難となる問題がある。
【００１４】
本発明は、上記のような事情に鑑み、インクジェットヘッドによりインクを記録媒体に吐出して画像を記録するインクジェット記録装置において、より高速印刷することができるインクジェット記録装置を提供することを目的とするものである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明のインクジェット記録装置は、インクを記録媒体に吐出して記録を行うインクジェット記録装置において、インクが充填される、温度変化により開口側に向かって凹状から凸状に変形する形状記憶材からなる底壁部を有する凹部と、底壁部の温度を変化させる温度可変手段とを有し、温度可変手段により底壁部の温度を変化させて底壁部を凹部の開口側に向かって凹状から凸状に変形させることによりインクを吐出させて記録を行うことを特徴とするものである。
【００１６】
ここで、上記「形状記憶材」としては、たとえば、形状記憶合金や形状記憶樹脂などがある。
【００１７】
また、上記「温度可変手段」は、凹部の底壁部を加熱するものでもよいし、冷却するものでもよい。
【００１８】
また、上記インクジェット記録装置においては、多数の凹部が線状に配列されたインク装填部と、インク装填部および記録媒体の少なくともいずれか一方をインク装填部の長さ方向と異なる搬送方向に搬送する搬送手段とを有するものとし、搬送手段によりインク装填部および記録媒体との少なくともいずれか一方を搬送方向に搬送しながら上記記録を行うようにすることができる。
【００１９】
ここで、上記「多数の凹部が線状に配列された」とは、多数の凹部が線状に配列されたものであれば如何なる配列の仕方でもよく、たとえば、一直線状に凹部が配列されたものや、一直線状に凹部が配列されてなるものが複数列配列されたものや、一直線状に凹部が配列されてなるものが千鳥状に複数列配列されたものなどがある。また、上記「千鳥状」とは、隣接する列の凹部同志が半ピッチずつずれている状態に限らず、所定の距離ずつずれている状態も含むものとする。
【００２０】
また、上記インクジェット記録装置においては、多数の発熱体が線状に配列された温度可変手段と、温度可変手段に対向して設けられた、凹部が多数２次元状に配列されたインク装填部と、インク装填部を前記発熱体の配列方向に略直交する方向に対して所定の角度θ（０°＜θ＜９０°）傾けた方向に移動させる移動手段と、温度可変手段およびインク装填部と記録媒体との少なくともいずれか一方を発熱体の配列方向に略直交する方向に搬送する搬送手段とを有するものとし、搬送手段により温度可変手段およびインク装填部と記録媒体との少なくともいずれか一方を上記略直交する方向に搬送させるとともに、インク装填部を移動手段により上記傾けた方向に移動させることにより発熱体に対応した位置に順次異なる凹部を線状に位置させながら上記記録を行うようにすることができる。
【００２１】
また、上記インクジェット記録装置においては、温度可変手段を構成する複数の発熱体の各発熱体を、複数の凹部の底壁部の温度を変化させるものとすることができる。
【００２２】
【発明の効果】
本発明のインクジェット記録装置によれば、インクが充填された凹部の底壁部の温度を変化させ、その底壁部を凹部の開口側に向かって凹状から凸状に変形させることによりインクを吐出させて記録を行うようにしたので、インクの吐出速度を早くすることができ、高速な印刷を行うことができる。上記のようにインクの吐出速度を早くすることができるのは、上記底壁部が凹状から凸状に変形する際には、底壁部の外周部分において圧縮応力が生じ、底壁部はこれを解消させるようと変形するため、底壁部が平坦形状から凸状になるときの形状変化の速度が早くなるからである。また、上記凹部は微小に構成することが可能なので、ノズルからインクを吐出する場合に比べると一度に吐出するインク量を減らすことができ、その分インクの乾燥が速く、インクが混ざり合うことなく高速な印字を行うことができる。また、バブルジェット（登録商標）方式に比べると温度変化に対する応答速度も速くなるので、高速な印刷が可能となる。また、従来方式のインクジェットプリンターのようにノズル出口の詰まりの問題を回避することができるので、凹部をライン状に配列することが可能であり、高速な印刷を行うことが可能である。
【００２３】
また、バブルジェット（登録商標）方式のインクジェット記録装置に比べると底壁部に与える温度変化は小さいものでよいので温度可変手段の電力を削減することができる。また、上記のように電力の小さい温度可変手段でよいので、たとえば、安価なサーマルヘッドを利用することができ、コストの削減を図ることができる。
【００２４】
また、上記インクジェット記録装置において、多数の凹部が線状に配列されたインク装填部および記録媒体の少なくともいずれか一方を搬送手段により搬送しながら上記記録を行うようにした場合には、いわゆる従来のシリアル方式のインクジェット記録装置に比べるとインクジェットヘッドを走査する必要がないので、より高速な印字を行うことが可能である。また、上記のような走査を行うことがないので静音にて印刷動作を行うことができる。
【００２５】
また、上記インクジェット記録装置において、温度可変手段を、多数の発熱体が線状に配列されたものとし、温度可変手段およびインク装填部と記録媒体との少なくともいずれか一方を発熱体の配列方向に略直交する方向に搬送させるとともに、凹部が多数２次元状に配列されたインク装填部を発熱体の配列方向に略直交する方向に対して所定の角度θ（０°＜θ＜９０°）傾けた方向に移動させることにより発熱体に対応した位置に順次異なる凹部を線状に位置させながら上記記録を行うようにした場合には、上記インク装填部を上記発熱体の配列方向に対して略直交する方向に移動させる場合と比較すると、上記のような場合にはインク装填部の上記配列方向の幅を温度可変手段および記録媒体の幅以上にする必要があるのに対し、上記のようにインク装填部を傾けた方向に移動させるようにした場合にはインク装填部の上記配列方向の幅を温度可変手段および記録媒体の幅よりも狭くすることができ、その分の材料を削減しコストの削減を図ることができる。また、インク装填部を上記発熱体の配列方向に移動させる場合と比較すると、発熱体に対応した位置に短時間でインクの充填された凹部を位置させることができ、印刷動作の高速化を図ることができる。
【００２６】
また、上記インクジェット記録装置において、温度可変手段を構成する発熱体を、複数の凹部の温度を変化させるものとした場合には、たとえば、一つの凹部からその動作不良によりインクが吐出されなかったとしても、その他の凹部からのインクの吐出により発熱体に対応した位置に印字を施すことが可能である。また、画像を構成する１画素を、複数の凹部の各凹部から吐出されたインクにより印刷される微小画素により形成するようにすることができるので、たとえば、カラー印刷などに利用した場合には、隣接する画素の上記微小画素同志が多少混ざり合うようになるため、自然な混色階調（グラデーション）を得ることができ、原理的には銀塩写真画質に近づけることができる。また、従来のバブルジェット（登録商標）方式における１画素を形成するインク量と比べると上記微小画素を形成するインク量の方が少ないのでインクの乾燥が早く、これによりいわゆる裏移り（印刷後の記録媒体の上に次に印刷された記録媒体が重ねられることにより前の印刷後の記録媒体の印刷面のインクが、次に重ねられる記録媒体の裏面に転写してしまう現象）を減少させることができる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明のインクジェット記録装置の一実施形態について説明する。
【００２８】
まず、本インクジェット記録装置のインクジェットヘッドに用いられるインク装填部について説明する。図１（ａ）は本インクジェット記録装置のインクジェットヘッドに用いられるインク装填部２０の一部の斜視図、図１（ｂ）は、図１（ａ）に示すインク装填部２０のｂ−ｂ線断面図である。図２は、図１（ａ）に示すインク装填部２０の上面図である。
【００２９】
図１および図２に示すように、インク装填部２０には、インクが充填される多数の凹部１０が設けられている。そして、インク装填部２０は、図２に示すように、凹部１０がＸ、Ｙ方向に２次元状に多数設けられた、Ｘ方向に帯状に延びるエンドレスベルトの形状をなしている。インク装填部２０における凹部１０は、図２に示すようにＸ方向に所定のピッチで配列され、隣接するＸ方向に延びるライン間において凹部１０同志が千鳥状に位置するように構成されている。
【００３０】
そして、上記凹部１０の底壁部１０ａは、形状記憶材から形成されるものであり、所定の変態温度以下の場合には、図３（ａ）に示すように、その底壁部１０ａが開口側に向かって凹状となるように記憶されている。また、加熱され所定の変態温度よりも高くなった場合には、図３（ｃ）に示すように、底壁部１０ａが開口側に向かって凸状に変形するように記憶されている。
【００３１】
ここで、まず、上記のように底壁部１０ａの形状を記憶する方法について説明する。図４（ａ）に示すように、凹部１０の底壁部１０ａは常温においては平坦形状である。そして、上記のような平坦形状の底壁部１０ａに対し、図４（ｂ）に示すように、密閉した環境で空気圧を矢印Ｐ方向に加えるとともに、底壁部１０ａを第１の変態温度Ｔ１（常温＜Ｔ１）まで加熱することにより、底壁部１０ａを凹状に変形させ記憶させる。次に、さらに底壁部１０ａを第２の変態温度Ｔ２（常温＜Ｔ１＜Ｔ２）まで加熱するとともに、底壁部１０ａの矢印Ｐ’方向から高温の圧搾空気を加えることにより底壁部１０ａの形状を凸状に変形させ記憶させる。上記のようにして、高温環境にて底壁部１０ａを凹状と凸状とに形状を記憶する工程を行うことで形状を記憶する。そして、上記のようにして形状の記憶された底壁部１０ａは常温では凹形状であり、上記第２の変態温度Ｔ２以上に加熱されることにより凸状に変形する。なお、上記第２の変態温度Ｔ２は所定の温度範囲、たとえば、１０℃〜３０℃程度の幅をもつものであり、その温度範囲は使用する形状記憶材料によって異なる。また、上記凹部１０の作用の詳細については、後述する。
【００３２】
また、上記形状記憶材料としては、たとえば、形状記憶合金、形状記憶樹脂、または形状記憶繊維を用いることができる。そして、上記形状記憶合金としては、チタンとニッケルの金属化合物であるＴｉＮｉ合金が使用できる。ＴｉＮｉ合金を使用することにより、他の銅系や鉄系の形状記憶合金と比べると優れた形状記憶の特性を得ることができる。また、ＴｉＮｉ合金は、組成が０．１％と違うと変態温度が約１０℃変化するため、組成を正確に制御できる粉末冶金法で製造されたものを利用するのが望ましい。
【００３３】
次に、上記のように構成されたインク装填部２０を有する本インクジェット記録装置の構成について説明する。
【００３４】
本インクジェット記録装置は、図５に示すように、上記のように構成されたエンドレスベルトの形状のインク装填部２０と、インク装填部２０における凹部１０の底壁部１０ａを加熱する温度可変手段３０と、インク装填部２０を矢印Ａ方向に移動させる移動ローラ４１と、インク充填部２０の凹部１０に充填されるインクが貯留されたインク皿５０とを備えている。そして、上記移動ローラ４１のうちのインク皿５０内に存在しない２つの移動ローラのいずれか一方には移動ローラ４１を回転させる駆動モータ（図示省略）が設けられており、この駆動モータにより移動ローラ４１の一つが回転させることによりインク装填部２０を矢印Ａ方向に移動させる。なお、上記移動ローラ４１および駆動モータが、請求項に記載の移動手段に該当する。
【００３５】
そして、本インクジェット記録装置においては、図５に示すように、温度可変手段３０が、記録媒体４０の搬送方向であるＹ’方向に対して略直角方向に延設されるとともに記録媒体４０に対向して設置され、インク装填部２０が、記録媒体４０と温度可変手段３０との間に、インク装填部２０における凹部１０の開口側が記録媒体４０の記録面に向くように記録媒体４０に対向して配置されている。
【００３６】
また、上記温度可変手段３０の平面図を図６（ａ）に、図６（ａ）に示す温度可変手段３０における発熱部３１の一部拡大図を図６（ｂ）に示す。温度可変手段３０は、図６（ａ）に示すように、帯形状からなる厚膜サーマルヘッドであり、線状に延びる発熱部３１を有している。そして、発熱部３１は、図６（ｂ）に示すように、多数の発熱体３２が上記線状方向に多数配列されてなるものである。
【００３７】
また、インク装填部２０における凹部１０は、発熱体３２の大きさよりも小さいものであり、１つの発熱体３２により複数の凹部１０が加熱されるように設けられている。つまり、記録媒体に記録される画像を構成する画素は、複数の凹部１０から吐出されたインクにより印刷されることになる。
【００３８】
また、図７に、図５に示す本インクジェット記録装置の７−７線断面図を示す。図７に示すように、本インクジェット記録装置は、記録媒体４０をＹ’方向に搬送する搬送手段６０を備えており、搬送手段６０は駆動モータ（図示省略）により矢印Ｒ方向に回転する搬送ローラ６１と、搬送ローラ６１の回転により記録媒体４０を搬送するガイドローラ６２および搬送ベルト６３とを備えている。また、本インクジェット記録装置には、上記搬送手段６０とともに記録媒体４０を矢印Ｙ’方向に搬送するガイド７０も設けられている。なお、ガイド７０は、インク装填部２０から吐出されたインクの記録媒体４０への付着を妨げないように、インク装填部２０に対向する部分には存在しないように設けられている。また、図５においては、記録媒体４０を搬送するための上記搬送手段６０などは図示省略してある。
【００３９】
また、図８に、図５に示す本インクジェット記録装置をＺ方向から見た図を示す。図８に示すように、本インクジェット記録装置におけるインク装填部２０は、その移動方向（矢印Ａ方向）が、上記Ｙ’方向に対して所定の角度θ（０°＜θ＜９０°）傾いた方向となるように配されている。そして、図８に示すように、上記角度θは、温度可変手段３０の発熱部３１により加熱される凹部１０が記録媒体の幅Ｈの範囲にわたって存在するように設定されている。
【００４０】
なお、上記のようにインク装填部２０を角度θ傾いた方向に配するようにした理由は、以下のとおりである。たとえば、図９に示すように、記録媒体４０の搬送方向（矢印Ｙ’方向）とインク装填部２０の移動方向（矢印Ａ１方向）とが同じ方向になるようにインク装填部２０、温度可変手段３０、移動ローラ４１およびインク皿５０を構成するようにすることもできるが、上記のような構成を採用した場合には、インク装填部２０のその移動方向に直交する方向の幅として、記録媒体４０と同じ幅が必要となる。
【００４１】
また、図１０（ａ）〜（ｄ）にインク装填部２０の移動方向（矢印Ａ２方向）を記録媒体の搬送方向であるＹ’方向に直交する方向にした場合における印字の作用を時系列で表した図を示す。上記のようにインク装填部２０の移動方向（矢印Ａ２方向）を記録媒体の搬送方向であるＹ’方向に直交する方向にした場合には、図１０（ａ）に示すように１ラインの印字（Ｌ１）を終了した後、次のライン（Ｌ２）の印字を行うためには、図１０（ｂ）〜図１０（ｄ）に示すように距離ｄ１分矢印Ａ方向にインク装填部２０を移動させる必要がある。したがって、高速な印字が困難となる。
【００４２】
上記のような場合に対し、本実施形態のようにインク装填部２０を角度θ傾いた方向に配するようにした場合における印字の作用を時系列に表した図を図１１（ａ）〜図１１（ｄ）に示す。図１１（ａ）〜図１１（ｄ）に示すように、インク装填部２０を角度θ傾いた方向に配するようにした場合には、インク装填部２０のその移動方向に直交する方向の幅を記録媒体４０の幅より狭くすることができ、コストの削減を図ることができる。
【００４３】
また、図１１（ａ）〜図１１（ｄ）に示すように、１ライン（たとえば、Ｌ１）の印字を終了した後、次のライン（Ｌ２）の印字を行うのに、インク装填部２０をＹ’方向に直交する方向に距離ｄ２分移動させるだけでよく、つまり、距離ｄ２分の移動だけで温度可変手段３０の発熱体３２に対応した位置にインクの充填された凹部１０を位置させることができるので、印刷動作の高速化を図ることができる。なお、図１０および図１１は、印字の作用を模式的に表したものであり、図１０および図１１における１ラインの黒四角の点は、その範囲の凹部１０にインクが充填されていることを示し、白四角の点は、その範囲の凹部１０にインクが充填されていないことを示す。また、上記四角の１つの点は、凹部１０の１つを示すものではなく、１つの発熱体３２の発熱範囲を示すものである。したがって、本実施形態では、上述したように上記四角の１つの点の範囲に複数の凹部１０が存在することになる。また、本発明のインクジェット記録装置は、本実施形態のようにインク装填部２０を角度θ傾いた方向に配することが望ましいが、図９および図１０のような構成のものを排除するものではない。
【００４４】
また、本実施形態のインクジェット記録装置は、図１２に示すように、インク装填部２０と記録媒体４０とが間隔ｄを空けて非接触な状態となるように構成されており、インク装填部２０の凹部１０から吐出した複数のインク滴が記録媒体４０に着弾する構成になっている。なお、上記間隔ｄは１ｍｍ以内の距離とすることが望ましい。
【００４５】
次に、本インクジェット記録装置の作用について説明する。
【００４６】
まず、図５に示すように、インク装填部２０の一部がインク皿５０に貯留されたインクに浸され、インク装填部２０の凹部１０内にインクが充填される。そして、移動ローラ４１によりインク装填部２０が矢印Ａ方向に移動されるとともに、搬送手段６０により印刷の施される記録媒体４０が矢印Ｙ’方向に搬送される。そして、インク装填部２０において凹部１０にインクが充填された部分および記録媒体４０における所望の印刷位置が発熱部３１の位置まで搬送され、発熱部３１が発熱して印刷が行われる。このとき、温度可変手段３０には、外部から印刷内容に基づいた印刷データが入力されており、発熱部３１は、その入力された印刷データに基づいて選択的に発熱体３２を発熱させる。そして、発熱部３１の発熱体３２によりインク装填部２０の凹部１０の底壁部１０ａが加熱され、その温度が所定の変態温度以上になったとき、凹部１０の底壁部１０ａは凹状から凸状に変化する。凹部１０の底壁部１０ａの形状が凹状から凸状に変化する際には、図１（ｂ）に示すように、一旦底壁部１０ａが平坦になった後に凸状に変化するが、この際、底壁部１０ａには、矢印Ｂ方向に圧縮応力が働き、その圧縮応力がＣ点に集中する。そして、この圧縮応力を解消させようとして底壁部１０ａが平坦形状から凸状に変化するので、短時間で底壁部１０ａが平坦形状から凸状に変化し、その変化した勢いで凹部１０に充填されたインクが、図１（ｃ）に示すように吐出される。つまり、上記のように加熱することにより形状が凹状から凸状に変化しようとするとその動作がトリガーとなって一気に動作することになる。要は、石油缶のフタなどをぺコンぺコンと音を鳴らせる現象と同じく、これらの現象が短時間で起こるので、形状記憶の材料自体の形状が、元の形状に変化する自由変形には時間がかかるが、上記のように熱をトリガーとして動作させ応力を解消させようとする力が働くので単位時間当りの動作時間が速くなる。
【００４７】
そして、インク装填部２０の凹部１０から吐出されたインクは記録媒体４０の表面に着弾し、印字が施される。ここで、この印字の際には、上述したように１つの発熱体３２により複数の凹部１０が加熱される。したがって、図１３に模式的に示すように、１つの発熱体３２の発熱領域８０に対応した記録媒体４０の範囲に複数の凹部１０から吐出されたインク滴８１が着弾することになる。そして、図１３に示すように、凹部１０の底壁部１０ａ全体が発熱体３２により加熱された場合におけるインク滴の吐出の仕方と、凹部１０の底壁部１０ａの一部が発熱体３２により加熱された場合におけるインク滴の吐出の仕方とはそれぞれ異なり、記録媒体４０に着弾するインク量および着弾後の大きさも異なることになる。また、たとえば、従来のバブルジェット（登録商標）方式などにおいては、図１４（ａ）に示すように、１つの発熱体の発熱領域８０に対して１つの大きなインク滴が記録媒体に着弾することになるが、本インクジェット記録装置においては、図１４（ｂ）に示すように、１つの発熱領域８０に対して、上記１つの大きなインク滴の量よりも少ない量の複数のインク滴がそれぞれ記録媒体に着弾することになるので、そのインクの厚さＤ２も従来方式による場合のインクの厚さＤ１よりも薄くなる。したがって、インクの乾燥が早く、これによりいわゆる裏移り（印刷後の記録媒体の上に次に印刷された記録媒体が重ねられることにより、前の印刷後の記録媒体の印刷面のインクが、次に重ねられる記録媒体の裏面に転写してしまう現象）を減少させることができる。
【００４８】
そして、上記のようにして１ラインの印刷が施された後には、記録媒体４０が１ラインの幅だけＹ’方向に搬送されるとともに、インク装填部２０が搬送ローラ２０により矢印Ａ方向に所定の距離だけ移動し（たとえば、図１１のように印字される場合には、ｄ２／ｓｉｎθだけ矢印Ａ方向に移動し）、再びインクの充填された別のラインの凹部１０が発熱部３１上に配置される。そして、上記と同様にして発熱部３１の発熱体３２が選択的に発熱し、インク装填部２０の凹部１０からインクが吐出されることにより、印字が施される。そして、上記のように記録媒体４０のＹ’方向への搬送とインク装填部２０の矢印Ａ方向への移動とを繰り返すことにより、記録媒体４０の全面に印刷が施される。
【００４９】
また、上記実施形態は単色印刷を行うものであるが、上記のようなインク装填部２０を複数設けることによりカラー印刷を施すものとすることもできる。具体的には、図１５に示すように、インク装填部２１および温度可変手段３５からなるシアン用インクジェットヘッド９１と、インク装填部２２および温度可変手段３６からなるマゼンダ用インクジェットヘッド９２と、インク装填部２３および温度可変手段３７からなるイエロー用インクジェットヘッド９３と、インク装填部２４および温度可変手段３８からなるブラック用インクジェットヘッド９４とを、記録媒体４０の搬送方向であるＹ’方向について平行に等間隔で配列し、記録媒体４０のＹ’方向への搬送にともなってそれぞれの色について順次印字するようにすればよい。図１６は、図１５に示すカラー印刷用インクジェット記録装置の１６−１６線断面図である。なお、図１６における搬送手段６０およびガイド７０は上記実施形態のものと同様あり、これらは図１５においては一部のみを示している。また、図１５においては、インク装填部２１，２２，２３，２４は一部のみを示し、その他の部分および移動ローラやインク皿などは図示省略してある。
【００５０】
また、上記実施形態におけるインクジェット記録装置においては、温度可変手段は、１ラインの発熱部３１の発熱体３２を同じタイミングで発熱させるようにしてもよいし、１ラインの発熱部３２をたとえば２分割したり、４分割したりして所定の分割数に区切り、その分割された領域毎に異なるタイミングで発熱体３２を発熱させるようにしてもよい。
【００５１】
また、上記実施形態におけるインクジェット記録装置において、インク装填部２０の凹部１０と温度可変手段３０の発熱体３２とは、インク装填部２０の凹部１０の底壁部１０ａを上記のように変形させることができれば接触させていてもよいし、非接触でもよい。また、図１７に示すように、発熱体３２と凹部１０の底壁部１０ａとの間に固体、液体またはゲルからなる熱伝導層１１を設けるようにしてもよい。上記のように熱伝導層１１を設けるようにすれば、凹部１０の底壁部１０ａを均一に温度変化させることができ、印字動作をより安定したものとすることができる。
【００５２】
また、上記実施形態のインクジェット記録装置においては、インク装填部２０を形状記憶材のみから構成するようにしたが、これに限らず他の材料との組み合せにより構成するようにしてもよい。たとえば、インク装填部２０を、図１８（ａ）に示すように、形状記憶材からなる形状記憶層２０ａと形状記憶をしない通常の金属からなる金属層２０ｂとを重ね合わせたものにより形成するようにしてもよい。具体的には、まず、上記の２つの層を重ね合わせた後、金属層２０ｂにエッチングなどにより凹部１０を形成した後、その凹部１０の底壁部１０ａが図１８（ａ）に示すように凹状になるように加工する。次に、上記実施形態におけるインク装填部２０の形状記憶過程と同様にして、高温状態において底壁部１０ａの形状を凸状にして記憶させる。上記のようにして形成したインク装填部２０は、常温状態においては、図１８（ａ）に示すように、凹部１０の底壁部１０ａの形状が凹状になった状態で安定している。そして、インク装填部２０の凹部１０の底壁部１０ａが加熱され、その温度が所定の変態温度以上になったとき、凹部１０の底壁部１０ａは凹状から凸状に変化する。このとき、図１８（ｂ）に示すように、底壁部１０ａには、矢印Ｂ’方向に圧縮応力が働き、その圧縮応力がＣ’点に集中する。そして、この圧縮応力を解消させようとして底壁部１０ａが、図１８（ｃ）に示すように、平坦形状から凸状に変化して凹部１０に充填されたインクが吐出される。上記のようにしてインクが吐出された後には、底壁部１０ａの加熱が停止され、底壁部１０ａの温度が所定の変態温度より低くなったときには、底壁部１０ａの金属層２０ｂの部分が凹形状に戻ろうとするため、底壁部１０ａは再び図１８（ｄ）に示すように平坦状になる。そして、この状態においても上記と同様に、底壁部１０ａには、矢印Ｂ’方向に圧縮応力が働くので、底壁部１０ａはこの圧縮応力を解消させようとして図１８（ｅ）に示すように、平坦形状から凹状に変化し安定する。上記のようにインク装填部２０を２層構造にした場合には、底壁部１０ａの形状記憶層２０ａに形状を記憶する過程として、上記実施形態の場合のように凹状の記憶と凸状の記憶との両方を行う必要がなく、１回の形状記憶過程だけで済むので製造工程を簡略化することができる。
【００５３】
また、上記実施形態では、形状記憶材からなる形状記憶層２０ａと金属からなる金属層２０ｂとの組み合せ例を示したが、図１８における２０ｂ側に高温時に膨張係数が大きい金属を使用し、２０ａ側には膨張係数が小さな金属を使用する構成とすることもできる。使用できる材料としては、鋼材上に銅合金粉末を散布し、高温で加熱することで拡散接合させた「銅合金系バイメタル」、また、銅材に燒結した多孔質の銅鋼材に樹脂材料を含浸することで強固に結びつけた「樹脂系バイメタル」、また、銅材とアルミ合金を重ねて高圧力をかけ、電子レベルで接着させる「アルミ系合金バイメタル」などが挙げられる。これらの材料選択によりコストの削減の効果が期待できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のインクジェット記録装置の一実施形態におけるインク装填部の一部斜視図（ａ）、図１（ａ）に示すインク装填部のｂ−ｂ線断面図（ｂ）
【図２】図１（ａ）に示すインク装填部の上面図
【図３】本発明のインクジェット記録装置の一実施形態におけるインク装填部の凹部の作用を説明する図
【図４】図３に示すインク装填部の凹部の底壁部の形状記憶過程を説明する図
【図５】本発明のインクジェット記録装置の一実施形態の概略構成図
【図６】図５に示すインクジェット記録装置の温度可変手段の平面図（ａ）、図１０（ａ）に示す温度可変手段における発熱部の一部拡大図（ｂ）
【図７】図５に示すインクジェット記録装置の一実施形態の７−７線断面図
【図８】図５に示すインクジェット記録装置の一実施形態をＺ方向から見た図
【図９】本発明のインクジェット記録装置のその他の実施形態を示す図
【図１０】本発明のインクジェット記録装置のその他の実施形態を示す図
【図１１】図５に示すインクジェット記録装置の印字の作用を説明する図
【図１２】インク装填部と記録媒体との位置関係を示す図
【図１３】温度可変手段の発熱体の発熱領域とインク装填部の凹部の大きさとの関係を説明する図
【図１４】バブルジェット（登録商標）方式のインクジェット記録装置により印字した場合のインク滴（ａ）と本発明のインクジェット記録装置により印字した場合のインク滴（ｂ）とを比較する図
【図１５】本発明のインクジェット記録装置によりカラー印刷を行う場合の実施形態の概略構成図
【図１６】図１４に示すカラー印刷用インクジェット記録装置の１５−１５線断面図
【図１７】本発明のインクジェット記録装置におけるインク装填部のその他の実施形態を示す図
【図１８】本発明のインクジェット記録装置におけるインク装填部のその他の実施形態を示す図
【符号の説明】
１０    凹部
１０ａ    底壁部
１１    熱伝導層
２０〜２４    インク装填部
２０ａ    形状記憶層
２０ｂ    金属層
３０，３５〜３８    温度可変手段
３１    発熱部
３２    発熱体
４０    移動ローラ
５０    インク皿
６０    搬送手段
６１    搬送ローラ
６２    ガイドローラ
６３    搬送ベルト
７０    ガイド
８０    発熱領域
８１    インク滴
９１    シアン用インクジェットヘッド
９２    マゼンダ用インクジェットヘッド
９３    イエロー用インクジェットヘッド
９４    ブラック用インクジェットヘッド
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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