JPS6357246A - 記録装置のサ−マルヘツド - 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、ノズルの目詰りを防止したインクジェット方
式の記録装置のサーマルヘッドに関する。

（従来の技術） 従来、ノンインパクト記録方式としては、静電方式、感
熱方式、感熱転写方式、電子写真方式およびインクジェ
ット方式などの様々な方式が提案され知られている。

上述の様々な方式の中でも、インクジェット方式は、低
騒音で比較的に高速記録ができ、装置の小型化が可能で
カラー化が容易であるという数々の長所を有している。

インクジェット方式もインク滴発生手段から、連続噴射
型、間歇噴射型、オンデンマンド型およびインクミスト
型などに大別される。しかし、装置の簡易性などの理由
から、現在ではオンデマン１〜型が主流となっている。

例えば第９図に示すようなグールド式と第１０図の（ａ
　）と（ｂ）に示すようなバブルジェット方式などが実
用化されている。

すなわち、第９図に示したグールド式は、例えばプラス
チックホース５０１の一端にガラスノズル５０３が連結
され、ガラスノズル５０３の先端部はオリフィス５０５
となっている。プラスチックホース５０１内の一部には
フィルタ５０７が装着されている。プラスチックホース
５０１の他端からインク５０９が供給され、ガラスノズ
ル５０３の外周部に設けた円筒形圧電振動子（ピエゾ）
５１１の径方向の収縮によってインクが圧縮して圧力に
よってインクを取出し表面張力によってインク滴５１３
を形成するものである。

また、第１０図の（ａ　）に示したバブルジェット式の
一例として、セラミック基板５１５にガラス製枠体が被
せられて一体化されている。セラミック基板５１５の長
さ方向に適宜間隔で複数の溝５１９が形成しである。そ
の溝５１９の前方におけるセラミック基板５１５には電
極５２１が設けてあり、かつ複数の溝５１９の下部にお
ける一部には、発熱抵抗素子５２３が設りである。前記
複数の溝５１９に対向したガラス製枠体５１７の下部に
ノズル用のオリフィス５２５が形成してあり、ガラス製
枠体５１７の後方の一部にはインク供給口５２７が穿設
しである。而して、インク供給口５２７からインクを供
給し、電極５２１で電圧を印加すると、第１８図の（ｂ
　）に示すように、発熱抵抗素子５２３により、インク
を気化して気泡を形成する。電圧の印加をとめると、イ
ンクが冷えて収縮してインク滴が形成されてオリフィス
５２５から噴出させるものである。

（発明が解決しようとする問題点） 前述した従来のインクジェット方式中の圧電振動子を用
いた方式にしても、発熱抵抗素子を用いた方式にしても
、いずれも微小径のノズルを用いるものであった。この
ため、ノズルの目詰り、ノズル内の気泡滞留という問題
があり、また、ノズルの高集積化も困難であるという欠
点を有しているのである。

本発明の目的は、上記事情に鑑み問題を改善するために
提案されたもので、ノズルの目詰り、ノズル内の気泡滞
留を防止すると共に、高印字を可能にした記録装置のサ
ーマルヘッドを提供することにある。

［発明の構成］ （問題点を解決するための手段） 本発明は上記目的を達成するために、インクを保持する
ための多数の小孔又は凹部を記録媒体に形成せしめると
共に、インクの保持された小孔又は凹部をサーマルヘッ
ドに配置された発熱素子で選択的に加熱し発生する気泡
の圧力により小孔又は凹部に充填されたインクを噴出し
て被記録材に塗布する記録装置において、前記サーマル
ヘッドが記録媒体と接触する部分が、前記サーマルヘッ
ドの発熱素子を有する面より下方へ水平に対して鋭角を
なしていると共に、前記サーマルヘッドと記録媒体との
接触部の側方の部分は、前記サーマルヘッドの発熱素子
を有する面を含む同一平面をなして構成される。

く作用） 本発明は上記の構成手段とすることにより、サーマルヘ
ッドの発熱素子と例えばフィルムなどの記録媒体とがほ
ぼ完全に密着するようになり、かつ前記記録媒体が蛇行
せず移動されるから、高印字ができる。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する
。

まず、本実施例における記録装置の記録原理について説
明すると、第１図は記録装置の記録原理を説明する説明
図である。第１図において、例えば１０〜２００μｍ径
の微小孔１を多数形成した金属又は耐熱性の合成樹脂な
どよりなる記録媒体としてのフィルム３にインク５を保
持し微小孔１にインク５を充填する。微小孔１がサーマ
ルヘッド７に配置された発熱素子９部に到達した時、そ
の発熱素子９に電圧を印加して瞬発的に発熱させ、前記
微小孔１に充填されたインク５を急速加熱し、発生する
気泡の圧力により、インク滴１１を噴出させ被記録材ど
しての記録用紙に記録を行なうものである。

第２図には本実施例における記録装置１３の全体側面図
が示されている。第２図において、記録装置１３は箱型
形状のベース１５に被記録材としての記録用紙１７が収
納されたカセット１つのカセット収納部２１．記録用紙
１７を搬送する搬送部２３．記録用紙１７に記録する記
録部２５および記録用紙１７を排紙する排紙部２７など
から構成されている。

カセット収納部２１について説明すると、第２図におい
て、記録用紙１７を収納したカセット１９は記録装置１
３の右上方から傾斜したガイド２９に沿って挿入され、
ガイド２９の底部である受は部２９Ａに装着される。カ
セット１９の有無はガイド２９の傾斜部のほぼ中央裏側
に取付けられたカセット検知センサ３１により検知され
、又記録用紙１７の有無は図示省略の紙検知センサによ
り検知される。

記録用紙１７を搬送する搬送部２３について説明する。

第２図において、記録装置１３に接続された図示省略の
制御装置からの記録命令によって図示省略の給紙モータ
が駆動し、給紙ローラ３３が回転して記録用紙１７をカ
セット１９より給紙する。給紙された記録用紙１７は給
紙ガイド３５゜３アに案内され、上アライニングローラ
３９と下アライニングローラ４１との転接部に記録用紙
１７の先端が到達する。

記録用紙１７はアライニングローラ３９と下アライニン
グローラ４１との転接部に突き当り整位される。給紙開
始後、一定時間経過してから、上アライニングローラ３
９および下アライニングローラ４１が回転を開始して記
録用紙１７を挾持し搬送する。

次に、記録装置１３の記録部２５および排紙部２７につ
いて説明する。第３図は第２図における■矢印部分の拡
大側面断面図であり、第４図は第３図の上フレームの側
面図である。第３図において、記録部ガイド４．３．４
５およびヘッドローラ４７は、上アライニングローラ３
９を支点として回動可能なアーム４つに取付けられてい
る。また、ヘッドローラ４７の両端には第５図の（Ｃ）
に示す如くがイドローラ４７Ａが取付けられている。

記録部ガイド４５の上面には、例えば厚さ、０゜１〜０
．２ｍｍのステンレス製の薄板よりなる記録部ガイド部
材５１が取付けられており、記録ガイド部材５１の先端
部はヘッドローラ４７と常時圧接している。前記アーム
４９には、角穴５３が形成してあり、角穴５３には、カ
ムシャフト５５が貫通しである。

カムシャフト５５の一端には、第４図に示す如く、ビン
５７を設けたリング５９が固定してあり、そのリング５
９はカムシャフト５５と一体的に回転するようになって
いる。リング６１は上フレーム６３に固定されたロータ
リーダンパ６５の軸に回転可能に支持され、切欠き６７
にはビン５７が嵌合しである。リンク６１の細端に設け
られた切欠き６９と、上フレーム６３の上部に設けられ
た突起部７１との間には、引張ばね７３が懸架されてい
る。

さらに、リンク６１の下方部側には、第４図において、
左方へリンク７５が連結してあり、リンク７５はビン７
７により、上フレーム６３に固定されたソレノイド７９
のプランジャ８１に連結している。ざらに、第３図にお
いてアーム４つと上フレーム６３の突起部８３との間に
は、引張ばね８５が懸架されている。

アーム４９の回動機構について説明する。第５図の（ａ
　）はアーム４９が上方に位置した時の状態図、第５図
の＜ｂ＞はアーム４９が下方に位置した時の状態図であ
る。非記録時には、第５図の（ａ　）に示すように、ア
ーム４つは上方に位置して、サーマルヘッド７の発熱素
子９に密着しているフィルム３とへラドローラ４７との
間隙は、第５図のくａ）に示す如く、Ｇ１に保持されて
いる。

記録用紙１アが記録部ガイド４３．４５に案内され、記
録用紙１７の先端がヘッドローラ４７と記録ガイド部材
５１とに挾持される。

さらに、記録用紙１７が記録部ガイド部材５１の先端を
通過するまで、フィルム３とヘッドローラ４７との間隙
はＧ１に保持される。本実施例においては、例えば、間
隙Ｇ１は約０．７５ｍｍとしている。

記録用紙１７の先端が記録部ガイド部材５１の先端を通
過し、一定時間経過後、第４図に示されたソレノイド７
９に電圧を印加し励磁する。ソレノイド７９はプランジ
ャー８１を吸引し、リンク７５を第４図において左方向
に移動する。リンク６１は引張ばね７３の張力に抗して
支持軸回りに右回転すなわち時計方向回りに回転し、ビ
ン５７を左方向に回動すなわち反時計方向回りに回動し
リング５９は左回転すなわち反時計方向回りに回転する
ことになる。

したがって、リング５つと一体的に回転するカムシャフ
ト５５も左回転すなわち反時計方向回りに回転し、第５
図の（ｂ）に示すように、アーム４９は上アライニング
ローラ３９を支点として左方向すなわち反時泪方白目り
に回動し下方に位置する。

この時、第５図の（Ｃ）〜（ｇ）に示すように、ヘッド
ローラ４７の両端に取付けられたガイドローラ４７Ａが
サーマルヘッド７の両端部に接触し、ヘッドローラ４７
と記録部ガイド部材５１とに挾持搬送された記録用紙１
７は、第５図の（ｄ　’）に示す如くフィルム３との間
隙をＧ２と一定に保つのである。ここで、サーマルヘッ
ド７は、第５図の（ｅ）〜（１））のごとく、サーマル
ヘッド７上の発熱素子９を含む水平面と同−平面部分第
５図の（ｅ　）において、Ｂ、Ｃの部分に、前記水平面
とθ°なる鋭角をなした部分第５図の（ｅ　）において
Ａ部分のような形状をしている。

前記フィルム３は第５図の（ｅ）におけるＡ分を移動す
るため、フィルム３と発熱素子９がほぼ完全に密着し、
かつ第５図の（ｅ）のＡ部とＢ部。

Ａ部と０部の境界部は段付きになっているため、フィル
ム３が蛇行しにくくなっている。

なお、第５図の（ｈ）に示すように、フィルム３のサー
マルヘッド７との長手方向の全長は、（Ｎ＋に＋Ｍ）＜
Ａとなっている。

また、ヘッドローラ４７に取付けられているガイドロー
ラ４７Ａは、サーマルヘッド７上の発熱素子９を含む水
平面上の平面部分第５図の（ｅ）においてＢ、Ｃ部分に
接するため、発熱素子９を＝１１− 基準として長手方向に亘って、常に均一に記録用紙１７
とフィルム３との間隙を保つことができる。

また、カムシャフト５５の外周は角穴５３の一辺と離反
する。この後、記録用紙１７に記録が開始される。した
がって、記録時には、フィルム３と記録用紙１７との間
隙はＧ２に保持されることになる。

記録用紙１７への記録が終了し、一定時間経過後、第４
図に示すソレノイド７９への電圧印加は停止される。リ
ンク６１は引張ばね７３の張力により支持軸回りに左回
転すなわち反時計方向回りに回転して、ビン５７を第４
図において右方向に回動し、リング５９は右回転すなわ
ち時計方向回りに回転する。

したがって、カムシャフト５５も右回転すなわち時計方
向回りに回転して、カムシャフト５５の外周は角穴５３
の一辺に当圧し、アーム４９を上アライニングローラ３
９を支点として右方向すなわち時計方向に回動する。第
５図の（ａ　）に示すように、アーム４９は再び上方に
位置する。この時、リンク６１はロータリーダンパ６５
により粘性抵抗力を受けるため、急激に回動することは
ない。

以上のような構成とすることにより、記録用紙１７の先
端および後端が屈曲してフィルム３に接触し、フィルム
３に付着した余剰インクによって汚されることはなく、
又記録時に、記録用紙１７とフィルム３との間隙を設定
値に確実に保持することができ、高品質の記録が可能で
ある。

ヘッドローラ４７と記録部ガイド部材５１によって記録
用紙１７を発生素子９の近傍まで挟持でき、しかも、記
録部ガイド部材５１によりインク５の噴出路が遮断され
ることなく、確実に行なうことができる。

記録装置１３の排紙部２７について説明する。

第５図の（ｂ）において、記録部ガイド部材５１の先端
を通過した記録用紙１７は、第３図に示す排紙ガイド８
７．８９に案内される。第５図の＜ａ　）に示すように
、排紙ガイド８７の先端は水平方向より上方に角度αだ
け曲げられており、又排紙ガイド８７とフィルム３との
間隙は、第５図の（ａ　）および（ｂ）に示す如く、Ｒ
に設定されている。本実施例においては、例えばαを１
０〜４５°、［−Ｒ＞ＲＧｌとなるようにしている。

上記構成とすることにより、記録用紙１７の先端は排紙
ガイド８７の先端とへラドローラ４７との間隙より上方
に侵入することはなく、記録用紙１７は確実に排紙ガイ
ド８７．８９で案内されることになる。

排紙ガイド８９には、図示省略の多数の小孔が形成して
あり、排紙ガイド８つはダクト回動部９１の上部に固定
されている。ダクト回動部９１は、ダクト本体９３にピ
ボット９５を支点として回動可能に支持されている。ダ
クト回動部９１はその底部がダクト本体９３の右側面傾
斜部に当圧することによって固定される。ダクト本体９
３は、ブロワ９７の上面に固定され、ブロワ９７は下フ
レーム９９に固定されている。

また、第３図に示すように、排紙経路には、第１の上ピ
ンチローラ１０１および図示省略の第１の下ピンチロー
ラ、第２の上ピンチローラ１０３および図示省略の第２
の下ピンチローラが設けてあり、記録用紙１７の両側に
存在する数ｍｍの非記録部の一方を挾持し搬送するよう
になっている。

ブロワ９７内の下方部に設【プられてファン１０５が回
転すると、ブロワ９７の右開口部へ空気が流入し、ブロ
ワ９７の上開口部より流出する。空気はダクト本体９３
の下開口部よりダクト本体９３へ流入し、一部はダクト
本体９３の上部に、−部はダクト回動部９１の上部に送
風される。ダクト回動部９１の上部に送風された空気は
、排紙ガイド８つに形成された図示省略の小孔より流出
する。ダクト本体９３の上部には、小孔を多数形成した
排紙ガイド１０７が固定してあり、ダクト本体９３の上
部に送風された空気も、この排紙ガイド１０７に形成さ
た図示省略の小孔より流出する。

記録部ガイド部材５１の先端を通過した記録用紙１７は
、排紙ガイド８９の小孔より流出される空気の圧力によ
って、排紙ガイド８７に圧着されながら搬送される。同
時に、記録用紙１７の非２緑部は、第１の上ピンチロー
ラ１０１および図示省略の第１の下ピンチローラに挾持
され、続いて、第２の上ピンチローラ１０３および図示
省略の第２の下ピンチローラにより挾持されて搬送され
る。

上記のごとく、記録用紙１７は搬送されるから、記録用
紙１７は排紙ガイド８９に接触することなく搬送される
と共に、記録用紙１７に記録された未乾燥の記録画像を
乱すことがない。また、空気を吹きイ」けることによっ
て、記録用紙１７の記録画像が速やかに乾燥されること
になる。

さらに、記録用紙１７は排紙ガイド８７，１０７で案内
され、上排紙ローラ１０９と下排紙ローラ１１１とに挾
持され、第２図に示されている記録装置１３の左側部に
設けられた排紙トレイ１１３に排紙される。

第６図の（ａ　）は記録装置１３の排紙部２７の斜視図
、第６図の（ｂ）は星形プレートの外形図である。下排
紙ローラ１１１は、第６図の（ｂ）に示されているよう
に、先端にピッチ角βで、鋭角Ｔの突起部１１５を形成
した星形プレート１１７と、第６図の（ａ　）に示す如
く、適当な間隔に配置したカラー１１９と、上排紙ロー
ラ１０９に転接する複数例えば２個の基準ローラ１２１
から構成されている。記録用紙１７の記録面は星形プレ
ート１１７により点状に支持される。

上記構成に」；っで記録用紙１７には、過度の圧力が加
わることなく、上排紙ローラ１０９と下排紙ローラ１１
１とに挾持搬送されるため、記録用紙１７の未乾燥の記
録画像を乱すことがない。

第２図および第３図に示すように、上排紙ローラ１０９
および下排紙ローラ１１１の直前には、上フレーム６３
に取イ］けられた排紙スイッチ１２３が設けてあり、記
録用紙１７の先端および後端を検知して、記録用紙１７
が第２図に示す排紙トレイ１１３に確実に排紙されたか
どうか確認できる。

記録装置１３の記録部２５および排紙部２７の駆動系統
について説明する。

第７図は記録装置１３の記録部２５および排紙部２７に
おける駆動系の正面図および第８図は第７図の平面図で
ある。第７図および第８図において、上アライニングロ
ーラギア１２５はギア１２７．１２９を介してプーリ１
３１に接続されている。プーリ１３１には、さらにベル
ト１３３．プーリ１３５．プーリ１３７およびベルト１
３９を介して記録用紙搬送モータギア１４１に接続され
ていて、記録用紙搬送モータ１４３の駆動力を伝達する
ようになっている。

ヘッドローラプーリ１４５はベルト１／１７を介して上
アライニングローラギア１２５と同軸の第１の上アライ
ニングローラプーリ１４９に接続しである。第１の上ピ
ンチローラプーリ１５１はベルト１５３を介して、第１
の上アライニングローラプーリ１４つと同軸の第２の上
アライニングローラプーリ１５５に接続している。第２
のピンチローラギア１５７はギア１５９を介して第１の
上ピンチローラプーリ１５１と同軸の第１の上ピンチロ
ーラギア１６１に接続しである。さらに、上排紙ローラ
ギア１６３はギア１６５を介して前記第２のピンチロー
ラギア１５７に接続しである。

上記構成による駆動系統で、前述した上アライニングロ
ーラ３９．ヘッドローラ４７．第１の上ピンチローラ１
０１．第２の上ピンチローラ１０３および上排紙ローラ
１０９は、記録用紙搬送モータ１４３の駆動開始と共に
、同期して同方向に、同回転数で回転することになる。

なお、本発明は前述の実施例に限定されることなく、適
宜変更することにより、その伯の態様で実施し得るもの
である。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、インクを保持する
ための多数の小孔又は凹部を記録媒体に形成せしめると
共に、インクの保持された小孔又は凹部をサーマルヘッ
ドに配置された発熱素子で選択的に加熱し発生ずる気泡
の圧力により小孔又は凹部に充填されたインクを噴出し
て被記録材に塗布し記録してなる記録装置において、前
記サーマルヘッドが記録媒体と接触する部分が、前記サ
ーマルヘッドの発熱素子を有する面より下方へ水平に対
して鋭角をなしていると共に、前記サーマルヘッドと記
録媒体との接触部の側方の部分は、前記サーマルヘッド
の発熱素子を有する面を含む同一平面をなしていること
により、前記発熱素子と前記記録媒体とがほぼ完全に密
着するようになり、かつ蛇行せずに記録媒体を移動でき
るようになったため、高印字ができるという効果を奏す
る。

また、本発明はノズルを用いていないため、ノズルの目
詰りやノズル内の気泡滞留が防止される。

【図面の簡単な説明】

第１図は記録原理を説明するための説明図、第２図は本
発明を実施した一実施例を示す記録装置の側面図、第３
図は第２図における■矢印部分の拡大側面断面図、第４
図は第３図における記録装置の上フレームの側面図であ
る。 第５図の（ａ）はアームが上方に位置した非記録時の状
態図、第５図の（ｂ）はアームが下方に位置した記録時
の状態図、第５図の（Ｃ）はサーマルヘッドのへラドロ
ーラの両端に取付けたガイドローラの位置図、第５図の
（ｄ）はサーマルヘッドとガイドローラ部の詳細図、第
５図＜ｅ　＞はサーマルヘッドの形状図、第５図の（ｆ
）はサーマルヘッドの詳細図、第５図の（ａ　）はサー
マルヘッドのフィルムとの状態図および第５図の（ｈ）
はフィルムの説明図である。 第６図の（ａ　）は記録装置の排紙部の斜視図、第６図
の（ｂ）は星型プレートの外形図である。 第７図は記録装置の記録部および排紙部における駆動系
統の正面図、第８図は第７図の平面図である。 第９図は従来におけるインクジェット方式のうちのクー
ルド式の説明図、第１０図の（ａ）と（ｂ　）は従来に
おけるインクジェット方式のうちのバブルジェット方式
の説明図、（ａ　）は分解図、（ｂ）はインク滴形成の
説明図である。 １・・・微小孔　　　　　　３・・・フィルム５・・・
インク　　　　　　７・・・サーマルヘッド９・・・発
熱素子　　　　　１７・・・記録用紙４７・・・ヘッド
ローラ　　４７Ａ・・・ガイドローラ５１・・・記録部
ガイド部材

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）インクを保持するための多数の小孔又は凹部を記
   録媒体に形成せしめると共に、インクの保持された小孔
   又は凹部をサーマルヘッドに配置された発熱素子で選択
   的に加熱し発生する気泡の圧力により小孔又は凹部に充
   填されたインクを噴出して被記録材に塗布する記録装置
   において、前記サーマルヘッドが記録媒体と接触する部
   分が、前記サーマルヘッドの発熱素子を有する面より下
   方へ水平に対して鋭角をなしていると共に、前記サーマ
   ルヘッドと記録媒体との接触部の側方の部分は、前記サ
   ーマルヘッドの発熱素子を有する面を含む同一平面をな
   していることを特徴とする記録装置のサーマルヘッド。