JPH01202460A - インクジェットプリンタ - 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、熱溶融性インクを加熱溶融する加熱手段と、
吐出口から溶融インクを吐出させるための吐出駆動手段
と、この吐出駆動手段を画像信号に応じて作動させる吐
出制御手段とを備え、画像記録用の媒体であるインクを
加熱溶融させた後に吐出させることで、階調度の高い記
録が可能な高濃度のインクを使用しての記録や、さらに
は電子写真法による複写機、或いは、感熱転写型や感熱
昇華型の各種のプリンタで使用される着色トナーや各種
のインクを転用しての記録を可能にしたインクジェット
プリンタに関する。

〔従来の技術〕

上述したインクジェットプリンタとして、従来、ノズル
状の吐出口付のホルダ内に固形の導電性インク（カーボ
ンインク）を保持するとともに、そのホルダと記録紙と
の間に電極を設け、この電極と固形の導電性インクとの
間への高電圧印加でそれら両者間にスパーク（アーク放
電）を発生させて爆発させることにより、固形の導電性
インクの先端部分を溶融させるとともに吐出口から記録
紙に向けてその溶融インクを吐出させるように構成した
ものが知られている（例えば、特開昭６１−１３７１６
８号公報参照）。

［発明が解決しようとする課題〕 しかし、上述した従来のインクジェットプリンタには次
のような問題があった。

つまり、電極と固形の導電性インクとの間にスパーク発
生用の高電圧を印加することで吐出口から溶融インクを
吐出させるための駆動力を与える吐出駆動手段によって
、固形の導電性インクの先端部分を溶融させるた−めの
加熱手段が兼用されており、手段の兼用による構成の簡
略化を図ることは可能であったものの、固形の導電性イ
ンクの溶融がスパークのエネルギーによって行われるも
のであったから、そのエネルギー量が、周囲の電場、記
録紙の電気容量、周囲の雰囲気（温度・湿度）等の違い
に影響されて一定なものになりにくく、１回のスパーク
で溶融吐出されるインクの量にバラツキが生じる結果、
吐出されるインク量がバラクいて記録画像の画質の低下
を招来する虞があった。また、そのことと、固形の導電
性インクの溶融吐出にスパーク発生用の非常に高い駆動
電圧を必要とすることから、ライン化して記録の高速化
を図ることがむつかしかった。

さらに、使用可能なインクが導電性のものに限られてお
り、市場には導電性のカラーインクが少ないことから、
容易にカラー化することがむつかしかった。

本発明の目的は、上記実情に鑑み、階調度の高い記録が
行えるとともに、吐出されるインク量のバラツキが少な
く、カラー化が容易で、しかも記録速度の高速化が図れ
るインクジェットプリンタを提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 本発明によるインクジェットプリンタの特徴構成は、加
熱手段により加熱溶融された溶融インクを吐出口に定量
供給するための供給具を、吐出口の近傍に設けたことに
ある。

〔作　用〕

つまり、熱溶融性インクを加熱手段によって溶融して用
いることで高濃度のインクの使用を可能にし、そのこと
によって、階調度の高い記録を可能にしながら、その種
の高濃度のインクが溶融状態で粘度の高いものであるに
拘らず、吐出口近傍の供給具によって溶融インクが吐出
口に定量供給されるから、その定量の溶融インクを吐出
駆動手段によって吐出口から吐出させることによって、
吐出されたインク量をほぼ一定にすることができるとと
もに、吐出駆動手段が高速で作動された場合であっても
、必要量の溶融インクを強制的に、かつ、確実に吐出口
に供給することが可能になり、記録動作の応答性を高め
ることができる。

〔実施例］ 以下、図面に基づいて、本発明の詳細な説明する。

第１図および第２図に示すように、記録紙（Ｐ）を挾ん
で、スリット状の吐出口（１ａ）を有するインクヘッド
本体（１）と、その吐出口（１ａ）とほぼ平行姿勢の対
向電極（２）とを振り分けて配設し、インクジェットプ
リンタの記録ヘッド（Ｈ）を構成しである。

インクヘッド本体（１）の内部には、溶融されて記録用
の媒体となる熱溶融性インク（３）が充填されている。

そして、インクヘッド本体（１）の吐出口（１ａ）部分
に位置し、その熱溶融性インク（３）を加熱によって溶
融させるためのヒータ（４ａ）を内蔵するローラ（４）
が、吐出口（１ａ）を殆ど閉塞する状態で、かつ、吐出
口（１ａ）の長手方向に沿った軸芯（×１）周りで回動
自在にインクヘッド架台（５）に支持されている。この
ローラ（４）は、ピアノ線状の微小径ローラであり、そ
の−端に連設されたプーリ（４八）がベルト（６）を介
して、回動駆動用のモータ（７）に連動連結されており
、このモータ（７）の駆動によりローラ（４）を定速で
回動させるとともに前記ヒータ（４ａ）を作動させるこ
とにより、前記熱溶融性インク（３）の所定量を溶融し
、ローラ（４）の回動に伴なってその溶融インクを吐出
口（１ａ）に定量的にかつ強制的に供給することができ
るように構成されている。

また、インター・ラド本体（１）の吐出口（１ａ）の下
側の内周壁には、吐出口（１ａ）の長手方向に沿って、
所定間隔毎に、前記溶融インクに電荷を注入するための
複数の電極（８）が埋設状態に付設されている。各電極
（８）は、画像信号がドツト単位で入力される各別のド
ライバ（９）を介して、電源（１０）に接続されている
。

そして、画像の記録にあたっては、上記各電極（８）に
画像信号に応じたパルス信号を順次印加することで溶融
インクに所定の電荷を注入すると同時に、前記対向電極
（２）に上記パルス信号とは極性が逆のパルス信号を印
加することによって、対向電極（２）との間に生じるク
ーロン力で溶融インクを柱状に引き寄せるように吐出口
（１ａ）から吐出させて記録紙（Ｐ）に付着させ、記録
紙（Ｐ）上に、前記複数の電極（８）の設置間隔に対応
する間隔で、ドツト単位での画像の記録を行うことがで
きるように構成しである。

すなわち、インクヘッド本体（１）に付設された複数の
電極（８）とそれに対する電源（１０）、および、記録
紙（Ｐ）に対してインクヘッド本体（１）の吐出口（１
ａ）とは反対側に設けた対向電極（２）とそれに対する
電源（１１）により、吐出口（１ａ）から溶融インクを
吐出させるための吐出駆動手段（ＳＤ）を構成している
。また、複数の電極（８）に対する各別のドライバ（９
）が、その吐出駆動手段（ＳＤ）を画像信号に応じて作
動させる吐出制御手段（ＳＤ）を構成している。

そして、本実施例の記録ヘッド（Ｈ）においては、上述
のように複数の電極（８）と対向電極（２）とに対する
電圧印加でそれら両電極間（８）　、　（２）に生じる
クーロン力によって溶融インクを引き寄せるようにして
吐出口（１ａ）から吐出させる構成であるから、両電極
（８）　、　（２）への印加電圧を制御して両電極（８
）、（２）間の電界強度を適宜変更することで、吐出口
（１ａ）から吐出される溶融インクの量を、連続的に（
アナログ的に）変更することが可能となり、記録ドツト
における濃度階調を面積階調法によって行うことができ
る。

従って、熱溶融性インクを溶融して用いることで階調度
を高めることができる高濃度のインクの使用が可能であ
ることと相俟って、極めて階調度の高い記録を行うこと
ができるのである。

また、本実施例の記録ヘッド（Ｈ）は、その吐出口（１
ａ）をスリット状に形成しであるから、吐出口（１ａ）
がドツト単位で仕切られておらず、仕切のための微細な
加工が不要であることから吐出口（１ａ）の長手方向に
対する記録ドツトの密度を容易に高めることができ、ま
た、そのライン状の吐出口（１ａ）が連通していること
によって溶融インクの詰りを少なくでき、密度の高い記
録を、記録ヘッド（Ｈ）の加工面、ならびに、メンテナ
ンス面において有利に得ることができる。

前記熱溶融性インク（３）は、具体的には、電子写真法
により記録を行う複写機やプリンタで記録用の媒体とし
て用いられるトナーであり、トナーをインクジェット式
の記録用媒体に転用することで、その汎用化を図ってい
る。

そして、前述のように、熱溶融性インク（３）としての
トナーを加熱手段である、ヒータ（４ａ）により必要な
量だけ溶融させて記録に用いることで、加熱が長時間に
及ぶことを回避してトナーの品質の低下を最小限に抑え
つつ、供給具であるローラ（４）の定速回動に伴なって
その周面に表面張力で付着した溶融インクの所定量を吐
出口（１ａ）に強制的に供給することで、吐出駆動手段
（ＳＤ）によって吐出口（１ａ）から吐出されるインク
量を常にほぼ一定に維持し、記録紙（Ｐ）上でのドツト
径を揃えることで品質の高い画像が得られるようにする
とともに、溶融インクの確実な供給によって記録の高速
化に対応できるように構成しである。なお、第２図中（
１２）はヒータ（４ａ）用の電源である。

さらに、前記ローラ（４）が吐出口（１ａ）のほぼ全体
を閉塞する状態に設けられ、その回動に伴なって、ロー
ラ（４）の表面に付着の溶融インクを吐出口（１ａ）の
内周壁との隙間を通して吐出口（１ａ）に供給するよう
に構成されているから、溶融インクが外気に接触するこ
とを少なくするとともに、ローラ（４）の回動でインク
ヘッド本体（１）内の溶融インクを撹拌して、前述のよ
うに高濃度のインクの使用を可能にしながらも、インク
ヘッド本体（１）内での溶融インクの固化を防止し、長
期間にわたって溶融インクをトラブル少なく吐出するこ
とができるように構成しである。

〔別実施例〕

次に、本発明の別の実施例を列記する。

〈１〉対向電極（２）としては、先の実施例で説明した
電源（１１）によってその全てに同一の電位が印加され
る構成に替えて、吐出口（１ａ）に設けた複数の電極（
８）に複数の電極が各別に対向する、いわゆるマルチス
タイラス式に構成したものであってもよい。

〈２〉吐出駆動手段（ＳＤ）としては、先の実施例で説
明した記録紙（Ｐ）を挾んで互いに対向する電極（８）
　、　（２）間での電圧印加で溶融インクを吐出する構
成に替えて、吐出口（１ａ）部分に設けた一対の電極へ
の電圧印加で溶融インクを吐出する構成とする等、種々
の構成の適用が可能である。

〈３〉先の実施例では、周面が平滑なローラ（４）を例
に取って説明したが、供給具（Ｓ）とじてのローラ（４
）を、以下のように構成してもよい。なお、先の実施例
を含め、ローラ（４）が駆動回転される方向は、時計回
りであっても反時計回りであってもよい。

＜３−１＞第３図に示すように、吐出口（１ａ）に付設
の複数の電極（８）の設置間隔と等しい間隔で形成され
た溝（４ｂ）を周面に有するローラ（４）とする。この
構成の場合、溝（４ｂ）の両側部分においてローラ（４
）の周面を吐出口（１ａ）の内壁に接触させることで、
溶融インクの横流れによる画質低下を防止できる。

また、溝（４ｂ）の巾と深さとを適宜変更することで、
ドツトの径を変更することも可能である。

＜３−２＞第４図に示すように、吐出口（ｌａ）に付設
の複数の電極（８）の設置間隔と等しい間隔で、溶融イ
ンクになじむ親インク性部（４ｘ）と溶融インクをはじ
く疎インク性部（４ｙ）とが交互に位置するように表面
処理したローラ（４）とする。この場合にも、溶融イン
クの横流れによる画質低下を防止できる。

＜３−３＞第５図に示すように、吐出口（１ａ）の長手
方向に沿った複数の溝（４Ｃ）を周面に有するローラ（
４）とする。この構成の場合、溝（４Ｃ）の両側部分に
おいてローラ（４）の周面を吐出口（１ａ）の内壁に接
触させることで、−層溶融インクの固化を防止すること
ができ、より高濃度のインクの使用が可能になる。

＜３−４＞第６図に示すように、ローラ（４）を撚線か
ら形成する。

〈４〉さらに、供給具（Ｓ）として、ローラ（４）に替
えて、第７図に示すような吐出口（１ａ）の幅とほぼ同
じ幅を有する板材（１３）を、吐出口（１ａ）の長手方
向に沿った軸芯周りで回動自在に設ける構成としてもよ
（、供給具（Ｓ）の形状や材質或はそれにより溶融イン
クを吐出口に定量供給するための駆動構造等、その具体
的構成は適宜変更自在である。

〈５〉第８図に示すように、供給具（Ｓ）としてのロー
ラ（４）に加えて、インクヘッド（１）内での溶融イン
クの撹拌用に専用のローラ（１４）を設けてもよい。こ
の構成の場合、熱溶融性インクが加熱により溶融されて
液化する境界部分におけるインクの凝集を防止してより
一層溶融インクの供給をスムースに行うことができる。

〈６〉先の実施例では、加熱手段としてのヒータ（４ａ
）を供給具（Ｓ）であるローラ（４）に内蔵したものを
説明したが、それに替えて、加熱手段をローラ（４）と
は別に設けてもよい。その設置箇所は、第９図に示すよ
うにインクヘッド本体（１）の内周壁であってもよく、
また、第１０図に示すようにインクの供給経路中であっ
て、熱溶融性インクを溶融させるための熱エネルギーの
伝達が、万遍なく、かつ、効率よく行われるように構成
したものであってもよい。さら１こ、図示はしないが、
インクヘッド本体（１）の全体をヒータに構成してもよ
い。

〈７〉先の実施例では、吐出口（１ａ）がスリット状で
、その内部に設けた複数の電極（８）に、ドットに対応
する画像信号を入力する構成のものを説明したが、それ
に替えて、吐出口（１ａ）がドツトに対応して複数箇設
けられた構成としてもよい。この場合、供給具（Ｓ）と
しては、先の実施例と同様のローラ（４）を、各吐出口
（ｌａ）の全てを貫通するように設けてもよく、それに
替えて、第１１図に示す板材（１５）を、吐出口（１ａ
）の並び方向にほぼ直交する方向に沿った軸芯周りで回
動自在な状態で各吐出口（１ａ）毎に設ける構成として
もよい。

く８〉吐出口（１ａ）に設けた複数の電極（８）は、先
の実施例で説明した吐出口（ｌａ）の下側の内周壁に埋
設状態に付設したものに替えて、第１２図に示すように
、吐出口（１ａ）の下側の内周壁から突出する状態に蒸
着によって付設した構成としてもよい。また、複数の電
極（８）は、図示はしないが、吐出口（１ａ）の上側の
内周壁に設けてもよく、さらに、溶融インクの供給経路
中に設けることで溶融インクを吐出口（１ａ）から吐出
させるためのエネルギーの伝達が、万遍なく、かつ、効
率よく行われるように構成してもよい。

〈９〉インクヘッド本体（１）およびその吐出口（１ａ
）の具体的構成については適宜変更自在であり、例えば
、吐出口（ｌａ）をスリット状にする場合であっても、
溶融インクの横流れによる画質低下を防止するために、
第１３図に示すように、吐出口（１ａ）の上下にガイド
（１ｂ）を付設したり、第１４図に示すように、吐出口
（１ａ）からインクヘッド本体（１）の内部にわたる上
下のガイド（１ｂ）を設けたりしてもよい。なお、第１
３図および第１４図において、他の構成は先に説明した
種々の構成と同様であるので、同一番号を付すのみとし
、説明は省略する。

〔発明の効果〕

以上述べてきたように、本発明によるインクジェットプ
リンタは、加熱溶融されたインクを吐出口近傍に設けた
供給具によって吐出口に定量供給して、吐出されるイン
ク量を揃ったものにすることを可能にしたものであるか
ら、高濃度のインクの使用を可能にしたことによる高い
階調度での記録や、固形、ブロックケーキ状、高粘度の
ペースト状、或いは、粉状のインクの使用を可能にした
ことによる電子写真用のトナーをはじめ各種のインクの
汎用化を達成しながらも、記録動作の応答性を高めると
ともに記録画像における画素を構成するドツト径をほぼ
一様にでき、高品質の画像を高速で得ることのできるイ
ンクジェットプリンタにできた。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明に係るインクジェットプリ
ンタの実施例を示し、第１図は記録ヘッド部分の斜視図
、第２図は要部の概略構成図である。第３図ないし第１
４図はそれぞれ別の実施例を示し、第３図ないし第６図
は供給具の斜視図、第７図ないし第１０図はインクヘッ
ド本体の垂直断面図、第１１図はインクヘッド本体の水
平断面図、第１２図はインクヘッド本体の垂直断面図、
第１３図及び第１４図はインクヘッド本体の斜視図であ
る。 （１ａ）・・・・・・吐出口、（３）・・・・・・熱溶
融性インク、（４）・・・・・・供給具、（４ａ）・・
・・・・加熱手段、（ＳＯ）・・・・・・吐出駆動手段
、（ＳＣ）・・・・・・吐出制御手段。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 熱溶融性インクを加熱溶融する加熱手段と、吐出口から
   溶融インクを吐出させるための吐出駆動手段と、この吐
   出駆動手段を画像信号に応じて作動させる吐出制御手段
   とを備えたインクジェットプリンタにおいて、前記溶融
   インクを前記吐出口に定量供給するための供給具を、前
   記吐出口の近傍に設けてあるインクジェットプリンタ。