JPH0441249A - 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） この発明は、紙などの記録媒体にヒートパワーでインク
を噴射させて印刷記録する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は、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と比較して低騒音であり
小型化を図れるという利点を備えている。

このノンインパクト方式を採用した記録装置は、さらに
いくつかに分類されるが、そのうちの一つにインクジェ
ット方式を採用したものかある。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さ
せて記録媒体に衝突させることにより、記録媒体上にド
ツトを形成するようにしたものであり、カラー記録か容
易であるという格別な利点を備えている。しかしその半
面、ノズルの目詰まりを起こしやすく、記録装置として
の安定性に欠けるといった欠点を有している。

そこで、近時、目詰まりを大幅に低減することかできる
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１３図及び第１４図は、このようなインクジェット
式記録装置の主要部の典型的な例を概略的に示す図であ
る。この記録装置では、紙類などの記録媒体１の記録面
２に近接して、矢印３で示す方向に走行するフィルム４
を配置している。このフィルム４には数十μｍピッチで
直径数十μｍの小孔５が多数設けられている。そして、
各小孔５にインク６を充填するインク供給機構としての
インク供給棒７が、フィルム４の記録面２と対向する面
とは反対側の面に接触して配設されている。また、イン
ク供給棒７のフィルム走行方向下流側には、フィルム４
のインク供給棒７が接触している面と同じ面に接触する
ようにサーマルヘッド８か配設されている。このサーマ
ルヘッド８のフィルム４に接触する面には、フィルム４
の幅方向に複数の発熱素子８ａが所定ビ・ソチで設けら
れている。そして、インク供給棒７とサーマルヘッド８
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の走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、この充填されたインク６
にサーマルヘッド８によってヒートパワーを与えてこれ
を気泡化させ、この気泡が破裂することによって形成さ
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。この場合に、サーマルへ・ンド８のフィルム４との
接触面には複数の発熱素子が設けられているので、これ
らのうち所望の発熱素子を発熱させれば、その発熱素子
上を通過する小孔に充填されているインクのみがインク
粒子９となって記録面２に衝突する。従って、フィルム
４に設けられた小孔５のうち記録信号に対応する部分の
インク６のみを記録に用いることができる。この記録装
置において、サーマルへ・ソド８は、公知の熱転写式記
録装置におけるサーマルへ・ソドと同じ動作を行うもの
であり、またフィルム４は同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あって
も次のような問題点を有している。すなわち、この記録
装置では、第１４図に示すように、サーマルヘッド８の
１つの発熱素子８ａに複数ノ小孔５か対応しており、こ
の複数の小孔から同時にインク６が記録面２に向かって
噴射する原理になっているため、記録面２上では、複数
の小さなドツト（マイクロドツト）の集合体で記録上の
ドツトを形成することになる。つまり、この記録方式で
は複数のマイクロドツトの集合体が、他のインクジェッ
ト記録方式の１つのドツトに相当している。この場合に
、発熱素子のピッチか必ずしもフィルムに設けられた小
孔のピッチと同期しておらず、しかもフィルムが走行し
ているので、発熱素子上に存在する小孔の数は常に一定
になるとは限らない。従って、記録面に形成される記録
上の１ドツトとしてのマイクロドツトの集合体は一定の
大きさになるとは限らず、安定した記録が行えない恐れ
がある。また、フィルムを走行させる機構や余分なイン
クを拭き取る機構を設けなければならず、装置か複雑に
なるという問題点もある。

（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、発熱素子上に存在する小孔の数は常に一定になる
とは限らず、従ってマイクロドツトの集合体として形成
されるドツトの大きさが一定にならず、安定した記録が
行えない恐れかある。また、フィルム走行機構等が必要
であり装置が複雑になってしまう。

この発明は、このような点を考慮してなされたものであ
り、安定した記録を行うことかでき、複雑な機構を必要
としないインクジェット式記録装置を提供することを目
的とする。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 上記目的を達成するために、本発明では、記録媒体に近
接して設けられ、多数の小孔を有するフィルムと、この
フィルムの小孔にインクを供給するインク供給機構と、
前記小孔に供給されたインクを加熱する複数の発熱素子
を有し、この発熱素子のヒートパワーによって前記記録
媒体にインクを噴射させるサーマルヘッドを備えたヘッ
ドユニットとを有するインクジェット式記録装置であっ
て、前記フィルムのインク供給部分が前記サーマルヘッ
ドに略接触固定され、前記小孔のピッチｐと前記発熱素
子のピッチＰとがＰｍｎｐ　（ただし、ｎは整数）で表
される関係を有するインクジェット式記録装置を提供す
る。

（作用） このような装置においては、フィルムを走行させる必要
がなく、しかも発熱素子のピッチが小孔のピッチの整数
倍となっているので、発熱素子上にある小孔の数を一定
にすることができる。従って、マイクロドツトの集合体
で形成されるドツトの大きさを一定にすることができ、
安定な記録を行うことができる。また、フィルムを走行
させる機構、余分なインクを拭き取る機構等の複雑な機
構が不要となる。

（実施例） 以下、添付図面を参照して、この発明の詳細な説明する
。

第１図はこの発明の一実施例に係るインクジェット式記
録装置を示す斜視図である。図中参照符号１０はフレー
ムを示し、このフレーム１０の両端部には支持壁１１ａ
、ｌｌｂが立設されている。

これら支持壁１１ａ、ｌｌｂには、夫々図示しない軸受
が設けられており、これら軸受によって軸１２が回転可
能に支持されている。軸１２の支持壁１１ａ、ｌｌｂの
間には回転ドラム１４が装着されており、このドラム１
４には記録紙１３が巻き付けられている。この記録紙１
３は記録紙押さえ１５によってドラム１４に固定されて
いる。そして、軸１２は支持壁１１ａに支持されたモー
タ１６の回転軸に連結されている。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
が配設されており、この案内軸１７の近傍には、この案
内軸１７と平行にキャリッジ送りねじ１８か配設されて
いる。このキャリッジ送りねじ１８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可
能に支持されテオリ、その一端側は支持壁１１ａに固定
されたキャリッジ送り用モータ１９の回転軸に連結され
ている。

案内軸１７及びキャリッジ送りねじ１８には、キャリッ
ジ２ｏが移動可能に装着されている。このキャリッジ２
ｏは、モータ１９による送りねじ１８の回転により矢印
４ｏ方向に沿って移動される。この際に、案内軸１７に
より円滑な移動が確保される。

キャリッジ２ｏは、回転ドラム１４の真下に設けられて
おり、４つのヘッドユニット２０ａ。

２０ｂ、２０ｃ、２０ｄで構成されている。これらヘッ
ドユニットはいずれも同一の構成を有しており、夫々、
Ｙ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、ＢＫ
（ブラック）の各色に対応するものである。

一つのヘッドユニットは、第２図及びＮ３図の平面図及
び側断面図に示すように、開口部を上に向けて配設され
たインクタンク２３と、このタンク２３の開口部に張設
されたフィルム２２と、インクタンク２３に囲まれるよ
うに、かつその先端がフィルム２２に接触するように設
けられたサーマルヘッド２１とを備えている。サーマル
ヘッド２１のフィルム２２と接触する先端部にはフィル
ム幅方向に複数の発熱素子２つが設けられている。

インクタンク２３中には、各色のインク２４が満たされ
ており、図示しないインク供給機構により常時使用した
量だけのインクがタンク２３に供給される。すなわち、
インク２４は常にタンク２３中に満たされている状態に
なっていて、フィルム２２が常時インク２４と接触する
ことになる。

なお、サーマルヘッド２１とタンク２３の底部とはシー
ル部材２８ａ、２８ｂによりシールされている。

サーマルヘッド２１の互いに隣接する２つの側面には、
タンク２３の下方位置に、微小変位機構としての２つの
積層型圧電素子２６ａ、２６ｂが設けられている。これ
ら積層型圧電素子２６ａ１２６ｂによって、サーマルヘ
ッド２１を互いに直交する２つの方向２７ａ、２７ｂに
微小変位することができ、これにより後述するように記
録濃度を変化させる。

サーマルヘッド２１の発熱素子２９は、第４図に示すよ
うに、従来のものと同様に、フィルム２２の幅方向に多
数配列されている。そして、この発熱素子２９は一定の
ピッチＰで配置されている。発熱素子２９には電極３１
ａ、３１ｂが接続されており、これら電極３１ａ、３１
ｂを介して電力が供給され、記録信号に対応して発熱す
る。

これら発熱素子２９は図示しないヘッドドライバによっ
て発熱制御される。

フィルム２２には、多数の小孔３０か形成されており、
上述したようにフィルム２２がインク２４と常時接触し
ているので、この小孔３０には常にタンク２３中のイン
ク２４が充填されている。

小孔３０は、第５図に示すように、発熱素子のピッチＰ
と同じかそれよりも小さい一定のピッチｐで設けられて
おり、発熱素子２９のピッチＰとの関係がＰｍｎｐ　（
ただし、ｎは整数）になるように設定されている。

なお、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が一回転する毎
にキャリッジ２０を第１図右方に移動させるように制御
される。

このように構成されたインクジェット式記録装置におい
ては、従来の装置と同様の原理で記録される。すなわち
、ドラム１４をモータ１６により回転させながら、記録
信号に基づいて、各ヘッドユニットのサーマルヘッド２
１を記録信号に対応して動作させる。この場合に、フィ
ルム２２の小孔３０は、上述したように常にインク２４
で満たされており、記録信号に応じて発熱された発熱素
子２９によって、その素子に対応する部分の小孔中のイ
ンクが加熱される。これにより、加熱された小孔中のイ
ンクが膨張して破裂し、インク粒子が記録紙１３に噴射
されて記録される。

この場合に、上述したように、発熱素子２９のピッチＰ
とフィルム２２の小孔３０のピッチｐとは、Ｐ＝ｎｐ（
ただし、ｎは整数）の関係にあり、しかもフィルム２２
は固定されているため、−の発熱素子上に存在する小孔
の数を一定にすることができる。例えば第６図に示すよ
うに、発熱素子２つのピッチＰと小孔３０のピッチｐと
の関係をＰ−３ｐとした場合、発熱素子上の小孔の数は
すべて８個になり、この状態で記録を行うと、どの発熱
素子に対応する部分からも同じ数の小孔からインクか噴
射され、記録紙１３に形成されるどのドツトも同し数の
マイクロドツトから構成されることになる。従って、発
熱素子間でドツトの大きさのばらつきか生じることなく
、記録紙上に均一なドツトか形成され、安定した記録を
行うことができる。

すなわち、第７図に示すように、発熱素子２９のピッチ
Ｐか、小孔３０のピッチｐの整数倍になっていない場合
には、各発熱素子上にある小孔の数や配置が一定になら
す、フィルムを走行させるとさらにそのバラツキが助長
されるが、この発明のような構成にすることにより、こ
のような問題か解消される。

さらに、この装置では、発熱素子２９のピッチＰと小孔
３０のピッチｐとの関係をＰ＝ｎｐのままにして、サー
マルヘッドをフィルム２２の面に平行な方向に移動させ
ることにより、記録濃度を変化させることかできる。す
なわち、上述したように積層型圧電素子２６ａ、２６ｂ
によりサーマルヘッド２１を方向２７ａ、２７ｂに沿っ
て微小変位させることにより、各発熱素子上の小孔の数
を変化させることかできる。例えば、Ｐ−３ｐの関係か
成立している場合、第８図乃至第１２図に示すように、
各発熱素子上の小孔の数を４個乃至８個の間で変化させ
ることができる。その結果、インクか噴射して形成され
るドツトを構成するマイクロドツトの数が変化し、記録
濃度を変化させることかできる。従来は、記録濃度を変
化させる場合、フィルムの小孔の大きさを変えるか、又
はフィルムの厚みを変える必要があり繁雑であったが、
この装置ではサーマルヘッドを微小変位させるたけて記
録濃度を変化させることができるので、極めて便利であ
る。そして、このように濃度調節を行うことにより所望
の濃度で記録を行うことができる。

この場合に、サーマルヘッド２１とタンク２３の底部と
の間にシール部材２８ａ、２８ｂか設けられているので
、サーマルヘッド２１を移動させても、インク２４が漏
れる恐れがない。

ここでは、サーマルヘッドを移動させて濃度を変化させ
る例を示したが、サーマルヘッドを固定し、フィルムを
微小変位させて濃度変化させることもできる。なお、こ
こでは微小変位機構として積層型圧電素子を用いたが、
これに限るものではない。

［発明の効果コ この発明によれば、フィルムの小孔のピッチｐとサーマ
ルヘッドの発熱素子のピッチＰとをＰ＝ｎｐ（ただし、
ｎは整数）で表される関係になるようにし、さらにフィ
ルムを走行させないようにしたので、ドツト毎のばらつ
きかない安定した記録を行うことができる。また、フィ
ルム走行機構等の複雑な機構か不要となる。

さらに、サーマルヘッド又はフィルムを移動させる機構
を設けることにより、発熱素子上の小孔の数を変えるこ
とができ、これにより記録濃度を容易に変化させること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例に係るインクジェット式記
録装置を示す斜視図、第２図は第１図の装置のヘッドユ
ニットを示す平面図、第３図はその側断面図、第４図は
第１図の装置に用いられるサーマルヘッドの発熱素子の
ピッチＰを示す図、第５図は第１図の装置に用いられる
フィルムに形成された小孔のピッチを示す図、第６図は
この発明に係る装置における発熱素子と小孔との位置関
係を示す図、第７図は従来装置における発熱素子と小孔
との位置関係を示す図、第８図乃至第１２図はサーマル
ヘッドを微小変位させて記録濃度を変化させる例を示す
図、第１３図及び第３４図は従来のインクジェット記録
装置の基本構成を示す斜視図である。 １３；記録紙（記録媒体）、２ｏ；キャリッジ、２０ａ
、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ　；ヘッドユニット、２１；
サーマルヘッド、２２；フィルム、２３；インクタンク
、２４：インク、２９：発熱素子、３０；小孔 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 第３図 第 図 ３゜ 第 図 第 図 第 図 第 図 第 １゜ 図 第 図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）記録媒体に近接して設けられ、多数の小孔を有す
   るフィルムと、このフィルムの小孔にインクを供給する
   インク供給機構と、前記小孔に供給されたインクを加熱
   する複数の発熱素子を有し、この発熱素子のヒートパワ
   ーによって前記記録媒体にインクを噴射させるサーマル
   ヘッドを備えたヘッドユニットとを有するインクジェッ
   ト式記録装置であって、前記フィルムのインク供給部分
   が前記サーマルヘッドに略接触固定され、前記小孔のピ
   ッチｐと前記発熱素子のピッチＰとがＰ＝ｎｐ（ただし
   、ｎは整数）で表される関係を有することを特徴とする
   インクジェット式記録装置。
2. （２）前記サーマルヘッド又は前記フィルムをフィルム
   面に平行な方向に沿って移動させる移動機構を設けたこ
   とを特徴とする請求項１に記載のインクジェット式記録
   装置。