JPH05212864A - インクジェット式記録装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 薄いフィルム状のインク保持体上に、印字文
字を形成する１個のドットとほぼ同じ大きさの複数の小
孔を縦方向に１列に並べた小孔列を複数列設け、この小
孔列をサーマルヘッドの発熱部の前で往復運動させ、サ
ーマルヘッドに近接してインク供給部を設け、サーマル
ヘッドの発熱部をインク保持体の運動に同期して付勢
し、インク保持体を搭載したキャリッジをインク保持体
の往復運動に同期させて印字文字の１ドット分ずつ移動
させるようにする。 【効果】 インク保持体に微細な孔を密接して加工する
必要がなくなるため製造が容易となり、しかも充分な印
字濃度を確保しかつ印字濃度のばらつきを小さくするこ
とができる。また、記録ヘッドを小型にすることができ
るため、記録装置の大きさを小さくすることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はインクジェット式記録装
置に関し、特にインク保持体に保持したインクを加熱す
ることによって記録用紙に対して噴射させて記録を行う
インクジェット式記録装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】パーソナルコンピュータ（パソコン）や
ワードプロセッサ（ワープロ）等の情報機器と出力装置
として使用するプリンタは、高速で動作し、しかも印字
品質が高いことが要求されており、この要求に応えるた
め、レーザープリンタが次第に普及してきている。しか
しながら、レーザープリンタは、光学部品を多く含み、
構成部品の数も多いために高額であり、従って一般家庭
において使用される迄には至っておらず、一般家庭にお
いては、おおむね熱転写プリンタが使用されている。熱
転写プリンタは、印字速度が遅く、またインクリボンの
消費量が多いためにランニングコストが高いという欠点
を有している。このため、レーザープリンタと熱転写プ
リンタとの中間に位置するものとして、インクジェット
プリンタが注目されてきており、そのうちの一つの方式
として、バブルジェット方式のインクジェットプリンタ
が急速に市場に出てきている。

【０００３】インクジェットプリンタは、文字を構成す
るための縦方向のドット列に対応して配置した微細なノ
ズルにインクを供給し、ノズル内に保持したインクを加
圧してインク滴を記録用紙に対して噴射させて記録を行
うようにしたものである。

【０００４】ノズル内のインクに対する加圧手段として
は、大別して圧電方式とバブル方式とがある。これらの
うち、前者の圧電方式のものは、インクに対する加圧手
段として、インク流路の一部に圧電材料を設け、圧電材
料に電圧を与えることによって変形させ、この圧電材料
の変形によってインク流路の容積を急激に変化させ、こ
のインク流路の容積の変化によってインクを噴射させる
ようにしたものが一般的である。後者のバブル方式のも
のは、インク流路の一部に加熱源を設け、この加熱源を
動作させることによってインクを加熱し、インクの中に
バブル（泡）を発生させてこのバブルの力によってイン
クを噴射させるようにしたものである。

【０００５】いずれの方式も、最終的にはインクを加圧
するものであるが、バブル方式の方が構成が簡単である
ため、最近では、バブル方式のインクジェットプリンタ
が主流となっており、ノート型パソコン等にも使用でき
る超小型のインクジェットプリンタとして一般家庭でも
購入できる価格帯で市販されるようになってきている。

【０００６】ノンインパクト記録装置としてのインクジ
ェットプリンタ（インクジェット式記録装置）は、上述
のように、圧電方式またはバブル方式によってインク流
路内のインクを加圧してノズルからインクを噴射させ、
インク滴を記録用紙に付着させてドットを形成し、ドッ
トの集合体として文字を形成するものである。このよう
なノズルからインクを噴射させ方式のものは、ノズルが
乾燥して目詰りが発生し易く、記録装置としての安定性
に欠けている。この欠点を解消するための方式として、
有孔フィルムとサーマルヘッドとを組合わせたベーパー
・ジェット・プリンティング（ＶＪＴ）方式のものが提
案されている（特公昭６０−７１２６０参照）。

【０００７】ＶＪＴ方式のインクジェット式記録装置の
基本的な構造は、多数の微細孔を設けた有孔フィルムに
インクを泌込ませ、この有孔フィルムをサーマルヘッド
の上に持っていき、サーマルヘッドを動作させることに
よってその発熱素子上のインクを急速に加熱し、このと
き発生するバブルによって有孔フィルムの微細孔からイ
ンクを噴射させるようにしたものである。

【０００８】図５は、上述のような従来のインクジェッ
ト式記録装置の一例を示す斜視図、図６は図５の例の有
孔フィルムの詳細を示す正面図、図７は図５の例におけ
る有孔フィルムからのインクの吐出状態を示す断面図、
図８は図５の例における印字ドッドの形成状態を示す正
面図である。

【０００９】図５において、記録用紙５９は、プラテン
５８に装着されて上方に搬送される。この記録用紙５９
の前方に近接して配置されている有孔フィルム５１は、
ポリイミド樹脂によってエンドレステープ状に形成され
ており、左方（矢印ＦＡ方向）に走行する。有孔フィル
ム５１には、印字文字を構成するドットの１個よりも小
さい微細な小孔が網目状に多数設けられている。

【００１０】すなわち、図６に示すように、有孔フィル
ム５１には、多数の小孔６１が設けられており、各小孔
６１の直径は数１０μｍ、隣接する小孔６１間の間隔
（ピッチ）も数１０μｍとなっている。

【００１１】このように構成された有孔フィルム５１
は、モータおよびギヤ（共に図示省略）によって駆動さ
れ、ガイドローラ５３ａ〜５３ｃに案内されて矢印ＦＡ
方向に走行する。この有孔フィルム５１の走行経路の途
中にインクタンク５６とインク供給ローラ５２とが設け
られており、これらから有孔フィルム５１に設けた小孔
６１にインクを供給して充填させる。また、有孔フィル
ム５１の走行経路の途中に、記録用紙５９に対面した位
置に、サーマルヘッド５５が設けてある。有孔フィルム
５１とその走行系およびインクタンク５６とインク供給
ローラ５２およびサーマルヘッド５５は、キャリッジ５
７上に載置されており、キャリッジ５７は、有孔フィル
ム５１の走行方向ＦＡと反対方向（矢印ＣＡ方向）に移
動する。このように構成されたインクジェット式記録装
置は、インク供給ローラ５２からインクを供給されて走
行している有孔フィルム５１に対して、サーマルヘッド
５５の指定の発熱素子を動作させることによって、その
発熱素子に対応する小孔６１を加熱すると、該当する小
孔６１に充填されているインクが急速に加熱されてバブ
ルが発生し、このバブルによってその小孔６１のインク
がインク滴として噴射される。

【００１２】図７は図５の例における有孔フィルムから
のインクの吐出状態を示す断面図で、（ａ）〜（ｃ）の
順序に動作する。

【００１３】図７（ａ）に示すようにサーマルヘッド５
５の発熱部６３と接触している有孔フィルム５１の小孔
６１内に充填されているインク６２は、発熱部６３によ
って加熱されると、図７（ｂ）に示すようにバブル６４
を発生する。このバブル６４が更に発達すると、図７
（ｃ）に示すようにインク滴６５を吐出する。このイン
ク滴６５は、記録用紙５９（図５参照）に向って飛翔
し、記録用紙５９に付着してドットを形成することによ
って記録を行う。

【００１４】記録用紙５９上におけるドットの形成状態
は、図８に示すように、有孔フィルム５１の小孔６１と
サーマルヘッド５５の発熱部６３との相対的な位置によ
って変化し、図８（ａ−１）に示すような位置関係のと
きは、図８（ａ−２）に示すように、８個のインク滴６
５によって１個の印字ドット６６ａが形成され、図８
（ｂ−１）に示すような位置関係のときは、図８（ｂ−
２）に示すように、７個のインク滴６５によって１個の
印字ドット６６ｂが形成される。

【００１５】このようなエンドレステープ状の有孔フィ
ルムを使用したＶＪＴ方式のインクジェット式記録装置
は、有孔フィルムを走行させ、更に有孔フィルムとサー
マルヘッドとインク供給とを移動させる必要があり、特
に有孔フィルムを安定に走行させるために広いスペース
を必要とするため、記録ヘッドが大型になり、しかも有
孔フィルムの走行系全体が複雑になるという問題点を有
している。

【００１６】この問題を解消するため、円板状有孔フィ
ルム（ディスク）を用いるものもある（特公昭６１−２
２２７５４参照）。この方式のものは、円板状に形成し
たフィルムの外周部に、エンドレステープ状の有孔フィ
ルムと同様な網目状の微細な小孔を多数設けて記録用紙
とサーマルヘッドとの間に配設し、それをフィルムの中
心を軸として回転させるようにしたものである。

【００１７】この場合の印字動作は、エンドレステープ
状の有孔フィルムと同様に、サーマルヘッドの発熱部と
接触しているディスクの小孔に充填されているインクが
加熱されてバブルを発生し、それによってインク滴が噴
射されて記録用紙に向って飛翔し、記録用紙の印紙面に
付着してドットを形成することによって記録を行う。従
って、小孔を有するディスクがエンドレステープ状の有
孔フィルムの役割を果し、フィルム系全体を小型にする
ことができる。

【００１８】

【発明が解決しようとする課題】上述したような従来の
ＶＪＴ方式のインクジェット式記録装置は、エンドレス
テープ状の有孔フィルムを用いる場合も、円板状有孔フ
ィルム（ディスク）を用いる場合も、いずれの場合も有
孔フィルムの小孔とサーマルヘッドの発熱部との位置に
無関係に発熱部を付勢している。従って常に確実にイン
クを噴射させて記録結果を印字濃度のばらつきのないも
のとするためにはは、有孔フィルムに設ける小孔の大き
さを、記録用紙上の１ドットの大きさよりも相当に小さ
なものとし、更に小孔の設置密度を高くして１ドットが
複数の小孔に対応するように構成する必要がある。

【００１９】このためには、有孔フィルムに設ける小孔
の大きさほ相当小さなものとし、また隣接する小孔間の
間隔（ピッチ）も狭くしなければならないが、一方有孔
フィルムは、必要なインクを保持している必要があるた
め、相当の厚さが必要である。小孔の直径を有孔フィル
ムの厚さに比して小さくすることは加工上限界があり、
またピッチを狭くすると有孔フィルムの強度上の問題を
発生する。従って、例えば、５０μｍの厚さのフィルム
を使用した場合、小孔の直径は２５μｍ、ピッチは４５
μｍが限界である。

【００２０】従って、３００ＤＰＩ（１インチに３００
ドット）の印字品質を達成するためには、１個のドット
の大きさは、一辺が８０μｍ程度でなければならず、こ
のため、現状の有孔フィルムでは、１個のドットに対し
て４〜７個の小孔を対応させるのが限度であり、サーマ
ルヘッドの発熱部を付勢するたタイミングによって印字
濃度が大幅にばらつくという欠点を有している。

【００２１】また、記録ヘッドの大きさも大型となり、
円板状有孔フィルム（ディスク）の場合も、円板の直径
を大きくしなければないため、記録ヘッドの大きさをそ
れほど小さくすることができず、また、ディスクを回転
させるモータをディスクの中心に配置しなければならな
いため、高さが高い記録ヘッドとなって小型化に限界が
あるという問題点も有している。

【００２２】

【課題を解決するための手段】本発明のインクジェット
式記録装置は、印字文字を形成するドットの１個の大き
さとほぼ同じ大きさの複数の小孔を縦方向に１列に並べ
た少なくとも１列の小孔列を有し記録用紙に近接して平
行に設けた薄いフィルム状のインク保持体と、前記イン
ク保持体の両端を保持する２個のインク保持体支持部
と、前記２個のインク保持体支持部の間に設けられて前
記インク保持体と接触して前記小孔列の指定された小孔
を加熱す発熱部を有するサーマルヘッドと、前記サーマ
ルヘッドに隣接して配設され前記インク保持体の前記小
孔に対してインクを供給する少なくとも１個のインク供
給部と、前記インク保持体の前記小孔列を往復運動させ
る往復機構部と、前記記録用紙に対向して配設され前記
インク保持体および前記インク供給部および前記サーマ
ルヘッドを搭載して前記記録用紙と平行に運動するキャ
リッジとを備え、前記サーマルヘッドの前記発熱部を前
記インク保持体の運動に同期して付勢し、前記キャリッ
ジを前記インク保持体の往復運動に同期させて印字文字
の１ドット分ずつ移動させるようにしたものである。

【００２３】

【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。

【００２４】図１は本発明の第一の実施例を示す斜視
図、図２は図１の実施例のインク保持体の詳細を示す正
面図、図３は図１の実施例におけるインク保持体の動作
を示す断面図である。

【００２５】図１をおいて、薄いフィルム状のインク保
持体１は、多数の小孔を有しており、その両端を２個の
インク保持体支持部２によって保持され、プラテン８に
装着されている記録用紙９に近接して平行に配設されて
おり、モータ３によって駆動される往復機構部４によっ
て左右方向（矢印Ｆ方向）に往復運動を行う。２個のイ
ンク保持体支持部２の中央には、インク保持体１の背面
に接触してサーマルヘッド５が設けられており、サーマ
ルヘッド５の両側には、インク供給部６が設けてある。
インク供給部６もインク保持体１に接触している。イン
ク保持体１およびインク保持体支持部２およびモータ３
および往復機構部４およびサーマルヘッド５およびイン
ク供給部６は、キャリッジ７に搭載されており、キャリ
ッジ７は、ガイドシャフト１０ａおよび１０ｂに案内さ
れてプラテン８と平行に（矢印Ｇ方向）に運動する。

【００２６】インク保持体１は、図２に示すように、複
数の小孔を縦方向に一列に並べた２列の小孔列１２ａお
よび１２ｂを有しており、小孔列１２ａおよび１２ｂの
各小孔の大きさは、印字文字を形成する１個のドットと
同じ大きさとなっている。

【００２７】インク保持体１が静止しているときは、小
孔列１２ａおよび１２ｂは、サーマルヘッド５の中心に
設けてある発熱部１３に対して左右対称の位置（間隔
Ａ）にあり、その位置にインク供給部６が設けてある。
このように構成したインク保持体１を２個のインク保持
体支持部２によって保持し、小孔列１２ａおよび１２ｂ
が交互にサーマルヘッド５の発熱部１３の位置にくるよ
うに左右に往復運動を行わせる。

【００２８】インク保持体１の動作は、図３（ａ）〜
（ｆ）に示す順序に動作する。

【００２９】すなわち、インク保持体１が静止すると、
小孔列１２ａおよび１２ｂは、（ａ）に示すように、サ
ーマルヘッド５の中心に対して左右対称の位置にあり、
その位置で各小孔に対してインク供給部６からインクが
充填される。次に（ｂ）に示す状態となり、インクを充
填された左側の小孔列１２ａがサーマルヘッド５の中心
の発熱部の位置にくる。この状態でサーマルヘッド５の
中心の発熱部を付勢すると、（ｃ）に示すように、小孔
列１２ａの加熱された小孔からインク滴１４ａが噴射さ
れる。次に、インク保持体１を左方に移動させて小孔列
１２ａおよび１２ｂをサーマルヘッド５の中心に対して
左右対称の位置（（ａ）に示す状態と同じ状態）にする
と、（ｄ）に示すように、小孔列１２ａが左側のインク
供給部６の位置にくるので、その状態で小孔列１２ａの
インク滴１４ａを吐出して空となった小孔に対して再び
インクを充填する。次に、更にインク保持体１を左方に
移動させて、（ｄ）に示すように、小孔列１２ｂをサー
マルヘッド５の中心の発熱部の位置に持ってくる。この
状態で再びサーマルヘッド５の発熱部を付勢すると、
（ｆ）に示すように、小孔列１２ｂの加熱された小孔か
らインク滴１４ｂが噴射される。この後、インク保持体
１を右方に移動させて（ａ）に示した状態とし、右側の
インク供給部６によってインク滴１４ｂを吐出して空と
なった小孔に対して再びインクを充填する。この動作を
反復し、インク保持体１の動作の半サイクルに対してキ
ャリッジ７を印字文字の１ドット分だけ右に移動させこ
とにより、所望の文字を記録することができる。

【００３０】このように、インク保持体１の往復運動と
サーマルヘッド５に対する付勢とを同期させ、印字文字
の１ドットの大きさと同じ大きさの小孔から印字文字の
１ドット分のインク滴を吐出させることによって文字を
記録することができるため、従来のように、小孔を微細
にかつ高密度に加工する必要がなくなり、しかも充分な
印字濃度を確保することができる。

【００３１】インク保持体１の往復運動とサーマルヘッ
ド５に対する付勢とを同期させる手段としては、例え
ば、磁気マーカ等の検出媒体をインク保持体１に設け、
これを磁気マークセンサ等を用いて検出してインク保持
体１の小孔列１２ａまたは１２ｂがサーマルヘッド５の
発熱部１３に位置に来たとき、発熱部１３を付勢するよ
うにすることによって、完全に同期させることができ
る。

【００３２】図４は本発明の第二の実施例のインク保持
体を示す正面図である。

【００３３】本実施例のインク保持体２１は、２列の小
孔列２４ａおよび２４ｂとを、サーマルヘッド２５の中
心に設けてある発熱部２３に対して左右対称の位置に設
けてあることは図２のインク保持体と同じであるが、縦
方向に関しては、右側の小孔列２４ｂを、左側の小孔列
２４ａに対して、隣接する小孔間の間隔（ピッチ）Ｐの
半分（１／２Ｐ）だけ下方にずらしており、インク保持
体２１を搭載しているキャリッジを、インク保持体２１
の動作の半サイクルに対してだけ右に移動させことによ
って所望の文字を記録させる。

【００３４】このように構成することにより、小孔列２
４ａおよび２４ｂの隣接する小孔間の間隔（ピッチ）Ｐ
を、印字文字の２ドット分とすることができるため、印
字文字のドットのピチを小さくすることが可能になり、
例えば、小孔間のピッチＰを１２７μｍとすることによ
って、４００ＤＰＩの高品質の文字を記録することがで
きる。

【００３５】本発明は、上述した実施例に限定されるも
のではない。すなわち、上述した実施例においては、イ
ンク供給部をインク保持体の左右の静止点に配置してい
るが、必ずしもこのようにする必要はなく、インク保持
体の往復運動の中間地点に設けておくことができる。イ
ンク供給部を可能な限りサーマルヘッドに接近させるか
サーマルヘッドと一体に構成することにより、インク保
持体の往復運動の振幅を小さくすることが可能となり、
インク保持体の駆動源として、モータのみならず、圧電
アクチューエータや電磁ソレノイド等も使用できるよう
になり、記録ヘッドを更に小型にすることが可能とな
る。また、インク保持体上の小孔列の位置をサーマルヘ
ッドの発熱部に対して左右対称の位置とする必要はな
く、磁気マーカと磁気マークセンサとを設けて小孔列の
位置を検出するようにすることにより、インク保持体の
往復運動の振幅内で、任意の位置とすることができる。
従って小孔列の数を３列以上とし、インク保持体の往復
運動の速度を遅くすることができ、インク保持体の駆動
源としてのアクチューエータの選定の自由度を広くする
ことができる。

【００３６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のインクジ
ェット式記録装置は、薄いフィルム状のインク保持体上
に、印字文字を形成する１個のドットとほぼ同じ大きさ
の複数の小孔を縦方向に１列に並べた小孔列を複数列設
け、この小孔列をサーマルヘッドの発熱部の前で往復運
動させ、サーマルヘッドに近接してインク供給部を設
け、サーマルヘッドの発熱部をインク保持体の運動に同
期して付勢し、インク保持体を搭載したキャリッジをイ
ンク保持体の往復運動に同期させて印字文字の１ドット
分ずつ移動させるようにすることにより、従来のよう
に、インク保持体に微細な孔を密接して加工する必要が
なくなるため製造が容易となり、しかも充分な印字濃度
を確保しかつ印字濃度のばらつきを小さくすることがで
きるという効果がある。また、記録ヘッドを小型にする
ことができるため、記録装置の大きさを小さくすること
ができるという効果もある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一の実施例を示す斜視図である。

【図２】図１の実施例のインク保持体の詳細を示す正面
図である。

【図３】図１の実施例におけるインク保持体の動作を示
す断面図である。

【図４】本発明の第二の実施例のインク保持体を示す正
面図である。

【図５】従来のインクジェット式記録装置の一例を示す
斜視図である。

【図６】図５の例の有孔フィルムの詳細を示す正面図で
ある。

【図７】図５の例における有孔フィルムからのインクの
吐出状態を示す断面図である。

【図８】図５の例における印字ドッドの形成状態を示す
正面図である。

【符号の説明】

１ インク保持体 ２ インク保持体支持部 ３ モータ ４ 往復機構部 ５ サーマルヘッド ６ インク供給部 ７ キャリッジ ８ プラテン ９ 記録用紙 １０ａ ガイドシャフト １０ｂ ガイドシャフト １２ａ 小孔列 １２ｂ 小孔列 １３ 発熱部 １４ａ インク滴 １４ｂ インク滴 ２１ インク保持体 ２３ 発熱部 ２４ａ 小孔列 ２４ｂ 小孔列 ２５ サーマルヘッド ５１ 有孔フィルム ５２ インク供給ローラ ５３ａ〜５３ｃ ガイドローラ ５５ サーマルヘッド ５６ インクタンク ５７ キャリッジ ５８ プラテン ５９ 記録用紙 ６１ 小孔 ６２ インク ６３・６３ａ・６３ｂ 発熱部 ６４ バブル ６５ インク滴 ６６ａ・６６ｂ 印字ドット

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 印字文字を形成するドットの１個の大き
   さとほぼ同じ大きさの複数の小孔を縦方向に１列に並べ
   た少なくとも１列の小孔列を有し記録用紙に近接して平
   行に設けた薄いフィルム状のインク保持体と、前記イン
   ク保持体の両端を保持する２個のインク保持体支持部
   と、前記２個のインク保持体支持部の間に設けられて前
   記インク保持体と接触して前記小孔列の指定された小孔
   を加熱す発熱部を有するサーマルヘッドと、前記サーマ
   ルヘッドに隣接して配設され前記インク保持体の前記小
   孔に対してインクを供給する少なくとも１個のインク供
   給部と、前記インク保持体の前記小孔列を往復運動させ
   る往復機構部と、前記記録用紙に対向して配設され前記
   インク保持体および前記インク供給部および前記サーマ
   ルヘッドを搭載して前記記録用紙と平行に運動するキャ
   リッジとを備えることを特徴とするインクジェット式記
   録装置。
2. 【請求項２】 印字文字を形成するドットの１個の大き
   さとほぼ同じ大きさの複数の小孔を縦方向に１列に並べ
   た少なくとも１列の小孔列を有し記録用紙に近接して平
   行に設けた薄いフィルム状のインク保持体と、前記イン
   ク保持体の両端を保持する２個のインク保持体支持部
   と、前記２個のインク保持体支持部の間に設けられて前
   記インク保持体と接触して前記小孔列の指定された小孔
   を加熱す発熱部を有するサーマルヘッドと、前記サーマ
   ルヘッドに隣接して配設され前記インク保持体の前記小
   孔に対してインクを供給する少なくとも１個のインク供
   給部と、前記インク保持体の前記小孔列を往復運動させ
   る往復機構部と、前記記録用紙に対向して配設され前記
   インク保持体および前記インク供給部および前記サーマ
   ルヘッドを搭載して前記記録用紙と平行に運動するキャ
   リッジとを備え、前記サーマルヘッドの前記発熱部を前
   記インク保持体の運動に同期して付勢し、前記キャリッ
   ジを前記インク保持体の往復運動に同期させて印字文字
   の１ドット分ずつ移動させるようにしたことを特徴とす
   るインクジェット式記録装置。