JPH02235643A - 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１ 《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係り、特にフィ
ルムに形成した小孔に充填されるインクをヒートパワー
で記録媒体に噴出させて記録を行うインクジェット式記
録装置に関する。

（従来の技術） ＩＩｉ類等に印明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
インパクト方式による記録装置は、本質的に、インパク
ト方式の記録装置に比べて低騒音で、小形化を図れる等
の利点を備えている。

ところで、ノンインバク゛ト方式記録ｆＩＩＩの一つで
あるインクジェット式記録装置は、樋本的にはノズルか
らインク粒子を噴出して記録媒体に衝突させることによ
り記録媒体上にドットを形成させるようにしたもので、
カラー記録が容易という利点があるが、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問題
があった。

そごで、近年、ノズルの目詰まりを大幅に緩和できるよ
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５図はイのインクジェット式記録＠繭の基本構成を示
す概略図である。この図に示すように、フィルム１が、
紙類等の記録媒体２の記録面２ａに近接して走行《図で
は左から右方向）自在に配置されている。フィルム１に
は、数十μ−ピッチで直径数十μ腸の小孔１ａが多数設
けられており、記録面２ａと反対側の面には、小孔１ａ
にインク３を充填するインク供給手段としてインク供給
棒４が当接されている。また、フィルム１の移動方向く
左から右方向》を基厚にしてインク供給棒４より前方側
で記録面２ａと反対側の面には、サーマルヘッド５が当
接されている。

サーマルヘッド５のフィルム１との接触面には、フィル
ム１の幅方向に多数の発熱素子５ａが所定ピッチで設け
られており、インク供給棒４とサーマルヘッド５は、例
えばフィルム１の移動ｈ向と同方向に移動制御される。

尚、図では省略したが、ノイルム１と記録媒体２にはそ
れぞれの移動機構が連結されている。

従来の本発明が適用されるインクジェット式記録装置は
上記のように構成されており、インク供給棒４でフィル
ム１の各小孔１ａにインク３を充填し、このインク３に
サーマルヘッド５でヒートパワーを与えて気泡化して、
気泡化されたインク粒子６を記録面２ａに噴出させるこ
とにより配録が行われる（以下、この様な記録方式をサ
ーマルインクジェット記録方式という）。

即ち、サーマルヘッド５のフィルム１との接触面に、フ
ィルム１の幅方向に複数の発熱素子５ａが装着されてい
るので、これらのうらの所望の発熱素子５ａを付勢する
ことにより、付勢された発熱素子５ａ上を通過する小孔
１ａに充頃されでいるインク３だけがインク粒子６とな
って記録面２ａに噴出して、ドットイメージに対応する
インク３だけを記録に使うことができる。

また、サーマルヘッド５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い、フィルム１は同
装置におけるインクリボンに対応する。

ここで、前記したサーマルインクジェット記録１フ式に
よる小孔１ａ内のインク３の状態を第６図（ａ　）〜（
＋　）を参照して説明する。フィルム１の小孔１ａに充
填ざれたインク３ｋ、サーマルヘッド５の発熱素子５ａ
でヒートパワーを与えることにより、インク３内に気泡
７が形成される《第６図（ａ　）〜（Ｃ）》。そして、
気泡７が上部のインク液校を押出しで、いわゆる蒸気ド
ーム８が形成され、この蒸気ドーム８が崩壊してインク
粒子６が吐出する（第６図（ｄ　）〜（ｅ）》。インク
粒子６が吐出した後、発熱素子５ａはしばらくの間露出
して空気と接触した状態となり、その後、小孔１ａの周
囲からインク３が滲出してぎて、再び発熱素子５ａはイ
ンク３で覆われて元の状態になる（第６図（［）〜（ｉ
））。

（発明が解決しようとする課題） ところで、前記したサーマルインクジェット記録方式で
は、インク粒子６が吐出した後、周囲からインク３が侵
入してくるまで発熱素子５ａが露出する（第６図（ｆ　
）参照》。そして、インク３が無い状態で記録しようと
するとインク粒子６が吐出せず“空打ち゛′となるばか
りか、発熱素子５ａの温度が必要以トに上界して発熱索
子５ａが劣化し寿命が低下する問題があった。

本発明は上記した課題を解決する目的でなされ、記録時
にインク粒子が記録媒体へ叶出しない゛空打ち″を防止
して八品質な記録を行うことができるインクジェット式
記録＠置を提供しようとするものである。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 前記した課題を解決するために本発明は、多数の小孔を
有し、記Ｂｔｓ体に近接して走行するように設けられた
フィルムと、該フィルムの前記小孔にインクを供給する
インク供給手段と、該インク供給手段によりインクが供
給されている前記フィルムの小孔にヒートパワーを与え
て前記小孔内のインクを前記記録媒体に向けて噴出させ
るサーマルヘッドとを有するインクジェット式記録装置
において、前記フィルムの移動速度が主走査方向配録速
度より速くなるよう制御を行う制御手段を具備したこと
を特徴とする。

また、多数の小孔を有し、記録媒体に近接して設けられ
たフィルムと、該フィルムの前記小孔にインクを供給す
るインク供給手段と、前記フィルムが静止している時に
前記インク供給手段によりインクが供給されている１ｒ
ｉ配フィルムの小孔にヒートパワーを与えて前記小孔内
のインクを前記記録媒体に向けて噴出させるサーマルヘ
ッドとを有するインクジェット式記録装置において、記
録時に、前記サーマルヘッドのヘッド駆動周波数が２０
０Ｈｚ以下になるよう制御を行うｖ１６１１手段を具備
したこを特徴とする。

（作用） 本発明によれば、記録時に、常にイン゜クをフィルムの
小孔に充填させることができ、゛空打ち″のない高品質
な記録を行うことができる。

（実施例） 以下、本発明を図示の実施例に基づいて詳細に説明する
。

第１図は、本発明の請求項（１》に係るインクジェット
式記録装四を示す構成図である。この図に示すように、
所定の幅でエンドレスに形成されたポリイミド等から成
るフィルム１０は、２個のローラ１１ａ．１ｌｂにより
回転自在に支持されており、ローラ１１ａに連結したモ
ータ１２の駆動によって移動する。フィルム１０には、
数十μ−ピッチで直径数十μ−に形成された多数の小孔
１０ａが、例えば正三角形状に千鳥配置されている。

また、フィルム１０の下部は、インク供給用バット１３
に注入されたインク１４に浸透されており、フィルム１
０の内側には、サーマルヘッド１５の発熱素子１５ａが
密着されている。発熱素子１５ａは、サーマルヘッド１
５の幅方向に所定のピッチで多数設けられている。

モータ１２とサーマルヘッド１５には、それぞれフィル
ム送りドライバ１６とヘッドドライバ１７を介して制御
回路１８が接続されており、この制御回路１８によって
、フィルム１０の移動速度がサーマルヘッド１５の配ぽ
速度（主走査方向記録速度）より速くなるように制御さ
れる（Ｒ細は後述する）。

また、フィルム１０の前方には、プラテンローラ１９に
よって移動自在に支持された紙類等の記録媒休２０が近
接して配設されており、記録媒休１０の記録面２０ａと
フィルム１０の内側に設けたサーマルヘッド１５とが対
向している。記録媒体２０は、不図示の移動ｍｉｓでフ
ィルム１０と同方向（矢印方向），に移動する。

次に、前記した本発明に係るインクジェット式配録装置
の動作について説明する。記録媒体２０に記録を行うに
は、先ず、インク１４に浸透しているフィルム１０の下
部で小孔１０ａにインク１４を充填し、モータ１２を駆
動してローラ１１ａ，１１ｂの回転によりフィルム１０
を矢印方向に移励さゼて、記録媒体２０を不図示の移動
機構でフィルム１０と同方向（矢印方向）に移動させる
。

そして、フィルム１０の移動によりインク１４を充填し
た小孔１０ａがサーマルヘッド１５の位置にくると、・
サーマルヘッド１５に電圧を印加して所望の発熱素子１
５ａにヒートパワーを与えて小孔１０ａ内のインク１４
を気泡化し゜、粒子化されたインク粒子を記録面２０ａ
に噴出してドットパターンに合わせた記録を行う（第６
図（ａ　）〜（ｉ＞参照）。

この時、サーマルヘッド１５の記録速度、即ち発熱素子
１５ａへの電圧印加信号（駆動信号）の周波数（ヘッド
駆動周波数）をｆ，記録されるドットピッチを交とした
場合、サーマルヘッド１５の主走査方向記録速ｒ！ｌｖ
は、 ｖ−ｆ−吏　・・・《１》 となる。よって、本発明では０》式で求められる主走査
記録速度以上の速度でフィルム１０を走行させるように
、１１御回路１８からフィルム送りドライバ１６にＩｌ
ｌ　ａ信号を出力してモータ１２の駆動をＩｌ１御し、
フィルム１０の移動を制御する。　第３図は、フィルム
１０の移動速度と紀録濃度との関係を示したグラフであ
る。ここでグラフ中の各記録速度は、シリアル配録方式
で記録を行う時の主走査方向記録速度で、８　ｄｏｔｓ
／　ｓｒｓの解像度で記録した時の傭．であり、各々の
配録速度に対応するヘッド駆動周波数は、記録速度８　
０　ａｓ／　ｓｅｃの場合では６００Ｈｚ　、４０ｍｍ
／ｓｅｃの場合では３００Ｈｚ　，　２０１１／ＳｅＧ
の場合では１５０ＨＺである。

このグラフから明らかなように、ヘッド駆動周波数が１
５０ＨＺの場合、フィルム移動速度が記＆１速度以下で
も記録濃度は低下しないのに対し、ヘッド駆動周波数が
３００Ｈｚ　．６００ＨＺの場合では、フィルム移動速
度が配録速度より遅くなると、記録濃度はｌｔｉ端に低
下するのが分かる。また、ヘッド駆動周波数が２００Ｈ
ｚ（フィルム静止時の駆動周波数限界値）より高い時に
は、フィルム１０を記録速度と等速以上で移動させる必
要がある事が分かる。更に、フィルム１０を記録速度以
上で移動させると、フィルム１０とサーマルヘッド１５
の闇にわずかな隙間（この隙間はフィルム１０の高速移
動により、フィルム１０が浮き上がることにより形成さ
れる。）が形成され、この隙間に溜ったインク１４が噴
出されるため、記録濃度が瀧くなるとともに安定した記
録が行なえる。この作用、効果は、フィルム１０を記録
速度以上で移動させた場合にはじめて得られるものでそ
のメリットは大きい。また、ヘッド駆動周波数が２００
Ｈｚ　　（フィルム静止時の駆動周波数限界値》より低
い時には、フィルム１０を記録速度より遅く移動させて
も良い。

尚、測定に使用したフィルム１０は、厚さ１５μ―，小
孔１０ａの怪が３０μ請で、各小孔１０ａの中心間距離
が４５μ僧の正三角形状の千Ｑ配タであるｒ．また、サ
ーマルヘッド１５のフィルム１０へのヘッド押付け力は
１ｇ／ＩｌｌＩｌである。このように小孔１０ａを配置
したフィルム１０を、１ＯＯμＩＸＩＯＯμ一の発熱素
子１５によって実験した結果、最も良好な記録を行うこ
とができた。

第２図は、本発明の請求項（２》に係るインクジェット
式記録装置を示す構成図である。この図に示すように、
ポリイミド等から成るフィルム３０は、ヘッドカートリ
ッジ３１によって固定されている。

ノイルム３０には、数十μ−ピッチで直径数十μ霞に形
成された多数の小孔３０ａが、例えば三角形状に千鳥配
置されている。また、フィルム３０の内側には、ヘッド
カートリッジ３１に固定されたサーマルヘッド１５の発
熱素子１５ａが密着され、その周囲にーインク１４が充
填されている。発熱素子１５ａは、サーマルヘッド１５
の幅方向に所定のピッチで多数設けられている。サーマ
ルヘッド１５には、ヘッドドライバ１７を介して制御回
路１８が接続されており、この制御回路１８によって、
サーマルヘッド１５のヘッド駆動周波数が２　０　０　
Ｈ　ｚ以下になるように制御される（詳細は後述する）
。

また、フィルム３０の前方には４プラテンローラ１９に
よって移動自在に支持された紙類等の記録媒体２０が近
接して配設されており、記録媒体２０の記録面２０ａと
フィルム３０の内側に設けたサーマルヘッド１５とが対
向している。記録媒体２０は、不図示の移動機構で移動
する。

次に、前記した本発明に係るインクジェット式記録装欝
の動作について説明する。記録媒体２０に記録を行うに
は、先ず、フィルム３０の小孔３０ａにインク１４を充
填し、記録媒体２０を不図示の移動機溝で移動させる，
この時、フィルム３０は静止している。そして、リーマ
ルヘッド１５に電圧を印加して所望の発熱素子１５ａに
ヒートパワーを与えて小孔３０ａ内のインク１４を気泡
化し、気泡化されたインク粒子を記録面２０ａに噴出し
てドットパターンに合わせた記録を行う（第６図（ａ　
）〜（ｆ）参照）。

第４図は、フィルム３０がサーマルヘッド１５上に静止
している時の、フィルム３０の小孔３０ａへのインク充
填時間とサーマルヘッド１５のフィルム３０へのヘッド
押付け力との関係を示したグラフである。このグラフか
ら明らかなように、ヘッド押付け力が大きいほどインク
充填時間（小孔３０ａからインク１４が噴出してサーマ
ルヘッド１５の発熱素子１５ａが再びインク１４で覆わ
れるまでの時間）が長くなる。これはヘッド押付け力が
大きいほどサーマルヘッド１５とフィルム３０のギャッ
プ（隙間）が小さくなってインク１４が滲みにくくなる
ためである。また、印加エネルギ密度が大きいほどイン
ク充填時間が長くなる。

これは、印加エネルギ密度が大きいほど噴出するインク
１４の吊が多く、発熱素子１５ａで露出する部分が多く
なるためである。更に、インク１４の充填には少なくと
も５　１ｓｅｃ程度要する事が分かる。よって、記録時
にフィルム３０が静止している場合、サーマルヘッド１
５の記録速度、即ち発熱素子１５ａへの電圧印加信号（
駆動信号）の周波数（ヘッド駆動周波数）の限界値は２
００ＨＺとなる。

尚、測定に使用したフィルム３０は、厚さ１５μ−、小
孔３０ａの径が３０μ−で、小孔３０ａの中心間距離が
４５μ−の正三角形状の配置である。このように小孔３
０８Ｇ：紀１ｆしたフィルムを、１００μ鵬×１００μ
一の発熱素子１５ａによって実験した結果、最も良好な
記録を行うことができた。

［発明の効果］ 以上、実施例に基づいて具体的に説明したように、本発
明のインクジェット式記録装置は前記したように構成さ
れているので、以下に記載されるような効果を奏する。

請求項《１》のインクジェット式記録装置では、フィル
ムの移動速度が主走査方向記録速度より速くなるようＭ
　ｌ２ｌされるので、記録時に、フィルムのインクを充
填した小孔が常にサーマルヘッドの発熱素子近傍に移動
し、記録ａｒｍの低下を防止して高品質な記録を高速で
行うことができる。

また、請求項（２）のインクジェット式記録装置では、
ヘッド駆動周波数を２００ＨＺ　　（フィルム静止時の
ヘッド駆動周波数限界値）以下にすることにより、常に
フィルムの小孔にインクが充填されるので，インクが噴
出しない゛゜空打ち”が防止され、＾品質な記録を行う
ことができる。更に、記録時にインクが噴出しない゛空
打ち”が防止されるので、サーマルヘッドの発熱素子の
ａｌｔが必要以上に上邦することはなく、装置の寿命が
長くなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の請求項《１》に係るインクジェット
式記録＠鱈を示す構成図、第２図は、本発明の請求項《
２》に係るインクジェット式記録装置を示す構成図、第
３図は、フィルム移動速度と記録濃度との関係を示すグ
ラフ、第４図は、サーマルヘッドのフィルムへの押付け
力とインク充填時間との関係を示すグラフ、第５図は、
インクジェット式記録装置の基本構成を示す概略図、第
６図は、フィルムの小孔に充填されるインクの噴出状態
を示す説明図である。 １０．３０・・・フィルム　１０ａ．３０ａ・・・小孔
１２・・・モータ　１４・・・インク １５・・・サーマルヘッド　１５ａ・・・発熱素子１６
・・・フィルム送りドライバ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）多数の小孔を有し、記録媒体に近接して走行する
   ように設けられたフィルムと、該フィルムの前記小孔に
   インクを供給するインク供給手段と、該インク供給手段
   によりインクが供給されている前記フィルムの小孔にヒ
   ートパワーを与えて前記小孔内のインクを前記記録媒体
   に向けて噴出させるサーマルヘッドとを有するインクジ
   ェット式記録装置において、前記フィルムの移動速度が
   主走査方向記録速度より速くなるよう制御を行う制御手
   段を具備したことを特徴とするインクジェット式記録装
   置。
2. （２）多数の小孔を有し、記録媒体に近接して設けられ
   たフィルムと、該フィルムの前記小孔にインクを供給す
   るインク供給手段と、前記フィルムが静止している時に
   前記インク供給手段によりインクが供給されている前記
   フィルムの小孔にヒートパワーを与えて前記小孔内のイ
   ンクを前記記録媒体に向けて噴出させるサーマルヘッド
   とを有するインクジェット式記録装置において、記録時
   に、前記サーマルヘッドのヘッド駆動周波数が２００Ｈ
   ｚ以下になるよう制御を行う制御手段を具備したこを特
   徴とするインクジェット式記録装置。