JPH02125744A - インクジェット式記録装置 - 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】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明はインクジェット式記録装置に関する。

（従来の技術） 紙類などに印刷記録する記録方式を分類すると、インパ
クト方式とノンインパクト方式とに分類される。ノンイ
ンパクト方式を採用した記録装置は、本質的にインパク
ト方式を採用したものに比べて低騒音であり、小形化を
図れるなどの利点を備えている。

ところで、ノンインパクト方式を採用した記録装置は更
にいくつかに分類されるが、この中にインクジェット記
録方式を採用した記録装置がある。

このインクジェット式記録装置は、基本的にはノズルか
らインク粒子を噴射して記録媒体に衝突させることによ
り記録媒体上にドツトを形成させるようにした本ので、
カラー記録が容易であるという格別な利点を備えている
。しかしその反面、ノズルが目詰まりを起こし易く、記
録装置としての安定性に欠けるといった問題があった。

そこで最近では、目詰まりを大幅に低減できるようにし
たインクジェット式記録装置が提案されている。第８図
は、典型的なインクジェット式記録装置の主要部を概略
的に示すものである。このインクジェット式記録装置は
、紙類などの記録媒体１の記録面２に近接して図中実線
矢印３で示す方向に走行するようにフィルム４を配置し
ている。

このフィルム４には数１０〔μｍ〕ピッチで直径数ｌＯ
〔μｍ〕の小孔５が多数設けられている。そして、記録
面２と対向する位置には、フィルム４の前記記録面２と
対向する面とは反対の面に接触して各小孔５にインク６
を充填するインク供給機構、例えばインク供給棒７が配
置されている。また、フィルム４の送行方向を基準にし
てインク供給棒７よシ先方位置には、フィルム４の前記
記録面２と対向する面とは反対の面に接触するようにサ
ーマルヘッド８が配置されている。このサーマルヘッド
８のフィルム４への接触面には、フィルム４の幅方向に
多数の発熱素子が所定ピッチで設けられている。そして
、インク供給棒７とサーマルヘッド８とはフィルム４の
走行速度より遅い速度で、例えばフィルム４の送行方向
と同方向に移動制御される。すなわち、この記録装置は
、インク供給棒７でフィルム４の各小孔５にインク６を
充填しておき、この充填されているインク６にサーマル
ヘッド８でヒートパワーを与えて気泡化させ、この気泡
化によって形成されたインク粒子９を記録面２に衝突さ
せるようにしている。サーマルヘッド８のフィルム４と
の接触面にはフィルム４の幅方向に複数の発熱素子が装
着されているので、これらのうちの所望の発熱素子を発
熱させれば、その発熱素子上を通過する小孔５に充填さ
れているインク６のみがインク粒子９となって記録面２
に衝突することになる。従って、フィルム４に設けられ
た小孔５からドツトイメージに対志するインク６のみを
記録に使うことができる。この記録装置で使用されるサ
ーマルヘッド８は、公知の熱転写式記録装置におけるサ
ーマルヘッドと同じ動作を行うものであり、またフィル
ム４は同記録装置におけるインクリボンに対応するもの
である。

しかし、このようなインクジェット式記録装置にちって
も次のような問題があった。すなわち、この記録方式で
フィルムの孔の中のインクを噴射させるためには、サー
マルヘッドの発熱素子の温度をおよそ３００℃〜４００
℃まで極めて短い時間に上昇させなければならない。そ
のためには、サーマルヘッドの発熱素子に数μｓ〜数１
０μＳの間に比較的高い電圧を印加しなければならない
。

このような厳しい条件下で繰返し記録を行っていくと発
熱素子が破壊する恐れがあり、安定な記録を行うことが
できない。

（発明が解決しようとする課題） 以上のように従来のインクジェット式記録装置において
は、サーマルヘッドの発熱素子に極めて短い時間に高い
電圧を印加しなければならず、発熱素子が破壊する恐れ
があった。本発明はこの問題を解決し、サーマルヘッド
の発熱素子にそれ程高い電圧を印加しなく８ても安定し
た記録が行えるインクジェット式記録装置の提供を目的
とする。

〔発明の構成〕

（課題を解決する丸めの手段） 上記の目的を達成するために本発明においては、複数の
孔を有し、記録媒体に近接して設けられたフィルムと、
このフィルムの面に略垂直に駆動されるサーマルヘッド
とを有し、フィルムの孔に供給されたインクを、サーマ
ルヘッドの駆動による慣性力とサーマルヘッドのヒート
パワーとによりて噴射させるインクジェット式記録装置
とした。

（作用） 以上のようにすれば、フィルムの孔に供給されたインク
は、サーマルヘッドのヒートパワーのみならず、サーマ
ルヘッドの駆動による慣性力にも助けられる形で記録面
に衝突する。従って、サーマルヘッドの発熱素子にそれ
程高い電圧を印加しなくても安定した記録が行えるイン
クジェット式記録装置が提供される。

（実施例） 以下、図面に従って本発明を説明する。

第１図は本発明の一実施例に係るインクジェット式記録
装置の外観を示すものである。フレーム１０の両端部に
立設された支持壁１１ａ、１ｌｂＫは、ここでは図示し
ない軸受がそれぞれ同軸的に装置されており、これら軸
受によって軸１２が回転自在に支持されている。軸１２
の前記支持壁１１ａ、ｆｉｂ間に位置する部分には、外
周面に記録紙１３を巻き付けた回転ドラム１４が装着さ
れており、記録紙１３はその両端が配置紙押え１５によ
り固定されることにより巻き付けた状態を保っている。

そして軸１２は、支持壁１１ａに支持されたモータ１６
の回転軸に連結している。

モータ１６は記録時に一方向に回転駆動される。

回転ドラム１４の下方には、軸１２と平行に案内軸１７
が配置してあシ、この案内軸１７０両端はそれぞれ支持
壁１１ａ　、　１　ｌｂに固定されている。また案内軸
１７の近傍には、この案内軸１７と平行にキャリッジ送
りネジ１８が配置してあシ、このキャリッジ送りネジ１
８の両端は支持壁１１ａ、ｌｌｂに取り付けられた図示
しない軸受によって回転自在に支持されている。そして
、キャリッジ送りネジ１８の一端側は支持壁１１ａに固
定されたキャリッジ送シ用モータ１９の回転軸に連結さ
れている。案内軸１７とキャリッジ送りネジ１８とには
キャリッジ２０が装着され、キャリッジ送りネジ１８か
ら移動力が与えられると共に案内軸１７によって円滑な
移動が保持されるようになっている。

回転ドラム１４の真下位置には、フィルム２２がインク
タンク２３上に張設されている。フィルム２２の前記回
転ドラム１４に対向している面と反対の面には、サーマ
ルヘッド２１と、このサーマルヘッド２１を囲むように
インクタンク２３を配置してインク２４をフィルム２２
の孔２６に供給するインク供給機構が設けられている。

第２図はインク供給機構の断面図を示すものであるが、
この図のようにサーマルヘッド２１が矢印２８の方向に
変位したときにインク２４が漏れないようにインクタン
ク２３にシール部材２９ａ　、２９ｂを設けである。ま
た、インク２４は図示しないメインインクタンクよ）常
時使用した量だけインクタンク２３に供給されるように
なっている。これが４色分、すなわちＹ（イエロー）１
Ｍ（マゼンタ）　、　Ｃ（シアン）、ＢＫ（ブラック）
の各色分だけ設けられている。フィルム２２としては、
本方式においてはフィルム２２は動かなくても記録でき
るため、サーマルヘッド２１も従来のものと同様にフィ
ルム２２の幅方向に多数の発熱素子を配列したものが用
いられている。また、サーマルヘッド２１の発熱素子２
７上にあるフィルム２２の孔２６は発熱素子１つに対し
て１つの孔または複数の孔が対応する関係に配電されて
いる。

尚、キャリッジ駆動用モータ１９は、記録動作中、図示
しない制御系によって回転ドラム１４が１回転するごと
にキャリッジ２０を第１図中右方へ移動させるように制
御され、またサーマルヘッド２１の各発熱素子は図示し
ないヘッドドライバによって発熱制御される。

以上のような構成とすると、記録原理そのものは従来の
ものと変わらないが、サーマルヘッド２１の各発熱素子
に印加する電圧を少なくしてもインクを噴射させること
ができる。以下、発明に係るインクジェット式記録装置
の動作について説明する。

第３図はインクの噴射状態を示したものである。

同図（ａ）は記録を行わない状態におけるものであり、
サーマルヘッド２１はフィルム２２とは接触しておらず
、イ／り２４を介して離れている。記録を行うときは同
図（ｂ）に示すようにサーマルヘッド２１がフィルム２
２の面に垂直に変位する。このとき、サーマルヘッド２
１と接触するフィルム２２の孔２６からは、サーマルヘ
ッド２１の変位によシ発生する圧力の影響からインクタ
ンク２３中のイ／り２４が一部突出する。そしてインク
２４はインクメニスカス３０を形成する。インクメニス
カス３０にはサーマルヘッド２１の変位による慣性力が
働いておシ、図示しない記録紙方向への運動成分が含ま
れている。このとき同図（Ｃ）に示すように記録情＠に
応じた発熱素子２７に電圧を印加すると、インクメニス
カス３０内には気泡３１が発生して結果的に慣性力と蒸
気圧の力とが作用し、同図（ｄ）のように大きく成長す
る。そして同図（ｅ）のようにインク粒子３２となって
記録紙方向へ飛翔する。この時サーマルヘッド２１は元
の位置まで戻される。このより］な一連の動作を連続し
て行うことにより記録紙への印字が達成される。

また、電圧が印加されない発熱素子に対向して発生した
インクメニスカスは、同図（ｅｌの時点でインク粒子と
ならずにインクタンク２３内に再び吸収される。

このように、サーマルヘッド２１を変位させることによ
って発生した慣性力と、発熱素子２７で発生した気泡３
１の蒸気圧の力とを併用させてインク２４を噴射させる
ようにしであるため、従来のように発熱素子２７で発生
した気泡の蒸気圧の力のみでインク２４を噴射させる場
合に比べ、発熱素子２７に印加する電圧が小さくてすみ
、従来はど発熱素子２７の温度を上げなくてもインク２
４を噴射させることができる。従って発熱素子が破壊す
る可能性が極めて小さくなる。

更に、サーマルヘッド２１の変位量を変えることにより
、噴射するインク粒子３２の大きさを変えることができ
る。すなわち、第４図、第５図に示すようにサーマルヘ
ッド２１がフィルム２２に接触するまでのギャップδが
大きくなるにつれて噴射インク粒子径ｄは大きくなる。

従って、サーマルヘッド２１が変位する量を任意に変え
れば、任意の大きさのインク粒子を噴射させることがで
きるため、階調記録における階調数を増やすことができ
る。

第６図、第７図は、前述したサーマルヘッド２１の駆動
原理を示したものである。図のように積層型の圧電素子
３２を用いれば、サーマルヘッド２１を矢印の方向に微
小量変位させることができ、また変位量を任意に変化さ
せることができる。

同様にボイスコイルモータ３３を用いても同じような動
作を実現することができる。

〔発明の効果〕

以上のように本発明によれば、サーマルヘッドの発熱素
子にそれ程高い電圧を印加しなくても安定した記録が行
えるインクジェット式記録装置が実現する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係るインクジェット式記録
装置の外観図、第２図はインク供給に係る機構を示す断
面図、第３図は本発明におけるインクの噴射状態を示す
模式図、第４図はギャップδとインク粒子径ｄとの関係
を示すグラフ、第５図は同じくギャップδとインク粒子
径ｄとの関係を示す模式図、第６図乃至第７図はサーマ
ルヘッド駆動に係る本発明の実施例を示す図、第８図は
一般的なインクジェット式記録装置の印字部分を示す図
である。 ２１・・・サーマルヘッド、２２・・・フィルム、２４
・・・インク、２６・・・孔。 代理人　弁理士　　則　近　憲　佑 同　　松山光之 第 図 ３フ （ａ） （Ｃ） （ｄン （ｅ） 第 図 第 図 第 図 第 図 第 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 複数の孔を有し、記録媒体に近接して設けられたフィル
   ムと、 前記フィルムの面に略垂直に駆動されるサーマルヘッド
   とを有し、 前記フィルムの前記孔に供給されたインクを、前記サー
   マルヘッドの駆動による慣性力と前記サーマルヘッドの
   ヒートパワーとによって噴射させることを特徴とするイ
   ンクジェット式記録装置。