JP2001205809A

JP2001205809A - プリンタヘッド

Info

Publication number: JP2001205809A
Application number: JP2000024789A
Authority: JP
Inventors: Akihito Miyazaki; 明仁宮崎
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2000-01-28
Filing date: 2000-01-28
Publication date: 2001-07-31

Abstract

(57)【要約】【課題】転写部に対して常に安定したインク供給を行
うことにより、転写濃度が高い高品位の印字を可能とす
る。【解決手段】ヘッドチップ３上に形成された凹凸構造
を有するインク転写部１５に毛管現象によって保持され
たインクを、記録する情報に応じて加熱手段により加熱
することによって、インクを被記録体に向けて飛翔させ
て、上記被記録体に情報を記録するプリンタヘッドにお
いて、ヘッドチップ３と、シート体７と、ヘッドチップ
３と上記シート体７との間に配され、ヘッドチップ３の
幅方向に所定の間隔をあけてインク供給路を形成する複
数のガイドとをプリンタヘッドに設け、インク供給路の
インク流出端１４に形成されるインクの各メニスカス１
２の位置を、ヘッドチップ３に対してシート体７を移動
させることによりヘッドチップ３上においてそれぞれ変
位可能とさせる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、印画紙等の被記録
体に文字や画像等の情報を記録するプリンタに関し、特
に、凹凸構造の毛管現象により保持されたインクを加熱
することによって、このインク（の微小液滴或いは気化
物）を被記録体に向けて飛翔させて、被記録体に情報を
記録するプリンタに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、例えば、パーソナルコンピュータ
等で処理したカラー画像や、ビデオカメラ、電子スチル
カメラ等で撮像したカラー画像をプリントアウトして、
鑑賞その他の目的に供することが行われている。このた
め、高品位なフルカラー画像が得られるプリンタに対す
るニーズが高まっており、特に、個人向けや、例えば、
「スモールオフィス」或いは「ホームオフィス」と呼ば
れる小規模なオフィス向けの比較的廉価なプリンタに対
しても、高品位なフルカラー画像が得られることが要求
され始めている。

【０００３】カラープリント方式としては、従来、昇華
型熱転写方式（染料拡散熱転写方式）、溶融熱転写方
式、インクジェット方式、電子写真方式、熱現像銀塩方
式等が提案されているが、これらの中で、特に、高画質
の画像を比較的簡単な装置で手軽に出力できるものとし
て、染料拡散熱転写方式とインクジェット方式が挙げら
れる。

【０００４】染料拡散熱転写方式は、適当なバインダ樹
脂中に高濃度の転写染料を分散させてなるインクをイン
クリボン又はシートに塗布してインク層を形成し、これ
を、転写された染料を受容する染着樹脂がコーティング
された、いわゆる、熱転写用紙に一定の圧力で密着さ
せ、そのインクリボン又はシート上から感熱プリンタヘ
ッド（サーマルヘッド）により熱を加えることによっ
て、その熱量に応じてインクリボン又はシートのインク
層から熱転写用紙に転写染料を熱転写させるものであ
る。

【０００５】サーマルヘッドはプラテンローラに対向し
て配置されており、それらの間を、例えば、インク層が
形成されたインクリボン又はシートと熱転写用紙とが、
回転するプラテンローラによりサーマルヘッドに押し付
けられた状態で走行する。そして、印刷すべき画像に応
じ、サーマルヘッドによって選択的に加熱されたインク
層中のインクが、そのインク層に接して加熱された熱転
写用紙の染着樹脂中に熱拡散し、例えば、ドットパター
ンでの転写が行われる。

【０００６】この操作を、例えば、減法混色の三原色で
あるイエロ（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）に分
解された画像信号についてそれぞれ繰り返すことによ
り、連続的な階調を持つフルカラー画像を得ることがで
きる。

【０００７】この染料拡散熱転写方式は、プリンタの小
型化及び保守が容易で、かつ、即時性を備え、銀塩カラ
ー写真並みの高品位な画像を得ることができる優れた技
術である。しかしながら、この方式では、インクリボン
又はシートの使い捨てに起因する多量の廃棄物の発生と
高いランニングコストが大きな欠点であった。また、熱
転写用紙を使用する必要があり、この点でもコスト高に
なるという問題があった。

【０００８】一方、インクジェット方式は、例えば、特
公昭６１−５９９１１号公報や特公平５−２１７号公報
等に示されているように、静電引力方式、連続振動発生
方式（ピエゾ方式）、サーマル方式（バブルジェット方
式）等の方法でプリンタヘッドに設けられたノズルから
インクの小滴を噴出させ、それをプリンタ用紙等に付着
させて印刷を行うものである。

【０００９】したがって、この方式では、普通紙転写が
可能であり、また、インクリボン等を使用しないので、
ランニングコストが低く、さらに、インクリボン等を使
用する場合のような廃棄物の発生が殆どない。

【００１０】しかしながら、このインクジェット方式
は、銀塩写真と比較すると画像品位が極めて低い点が課
題とされている。最近では、吐出するインク滴のサイズ
を２〜３種類に変調したり、薄い色のインクを用いてイ
ンク濃度を２〜３種類持つことにより同一画素内で数ス
テップの濃度階調を実現する方式も実現しているが、イ
ンクジェット方式では、原理的に同一画素内での連続的
な濃度階調が困難であり、銀塩写真に匹敵するような高
画質の画像を印刷することが難しい。また、画像品位を
上げるためには、単位画素の面積を小さくすることが有
効であるが、単位がその面積を小さくすると、記録時間
が非常に長くなってしまうという問題があった。

【００１１】その他、溶融熱転写方式は、普通紙転写が
可能であるが、やはり、インクリボン又はシートを使用
するので、その使い捨てに起因する多量の廃棄物の発生
と高いランニングコストの問題があった。また、画像品
位も銀塩写真には及ばなかった。

【００１２】また、熱現像銀塩方式は、高画質である
が、やはり、専用の印画紙と使い捨てのリボン又はシー
トを使用するためにランニングコストが高くなり、さら
に、この方式では、装置コストが高いという問題もあっ
た。

【００１３】また、電子写真方式は、ランニングコスト
は低く、転写速度も高いが、画像品位が銀塩写真に及ば
ないのみならず、装置コストが著しく高いという問題が
あった。

【００１４】以上のように、上述した各方式では、画
質、ランニングコスト、装置コスト、転写時間等の要求
を全て満足することができなかった。そこで、それらの
要求を全て満たし得るカラープリント方式として、例え
ば、特開平９−１８３２３５号公報や特開平９−１８３
２３９号公報等にて開示されるような熱転写記録方式が
提案されている。

【００１５】この熱転写記録方式では、プリンタヘッド
のインク転写部において、記録する情報に応じた熱量を
選択的にインクに加えることにより、加熱したインクを
インク蒸気を含む主に直径１０μｍ以下のインクミスト
としてインク転写部より飛翔させ、飛翔したインクを、
例えば、５０〜３００μｍ程度の間隔を存してプリンタ
ヘッドと対向配置されたプリンタ用紙等の被記録体表面
に付着させて印刷を行う。

【００１６】プリンタヘッドのインク転写部には、例え
ば、幅又は径が３μｍ程度、高さ６μｍ程度の多数の柱
状体を互いに３μｍ程度の微小間隔で立設配置した凹凸
構造によるインク保持構造が設けられている。そして、
このインク保持構造の下方にヒータが設けられて、イン
ク保持構造に保持されたインクを記録する情報に応じて
加熱することができるようになされている。

【００１７】熱転写記録方式では、プリンタヘッドのイ
ンク転写部が以上のような構造とされていることによっ
て、次のような効果が得られる。すなわち、（１）毛管現象によりインクが自発的にヒータ上に供給
される。

【００１８】（２）大きな表面積により、インクを効率
的に加熱することができる。

【００１９】（３）凹凸構造の凸部の高さを適宜に設定
することにより、常に所定量のインクをヒータ上に保持
させることができる。

【００２０】（４）液体の表面張力は一般に負の温度係
数を持つので、局所的に加熱されたインクは、温度の低
い外周部へ向かう力を受けるが、インク保持構造により
その移動が最小限に抑制されて、転写感度の低下が防止
される。

【００２１】したがって、熱転写記録方式では、インク
保持構造によりインクを安定的に保持しながら、保持さ
れたインクをヒータにより記録する情報に応じて加熱
し、その熱量に応じた量のインクを適切に飛翔させるこ
とができるとともに、上述したインクジェット方式と比
較して、小さいサイズのインク液滴を多数飛翔させるこ
とができるので、画素内での多値濃度階調が可能とな
る。この結果、例えば、銀塩カラー写真に匹敵する高品
位の画像を得ることができる。

【００２２】また、この方式では、インクリボン等を使
用する必要がないので、ランニングコストが低く、さら
に、普通紙に対し吸収性の良いインクを用いること、又
は、普通紙にインク受容層をコーティングすることで普
通紙と同等の非常に安価な記録紙への転写も可能となる
ので、ランニングコストも低くてすむ。

【００２３】また、この方式は、インクを加熱すること
によって生じるインク液滴の飛翔を利用して印刷を行う
ものであるため、インクを加熱するプリンタヘッドの転
写部をプリンタ用紙等の被転写体に高い圧力で押し付け
ることは勿論、接触させる必要もない。したがって、こ
の方式では、他の熱転写方式では往々にして起こり得
た、インクリボン等のインク加熱部とプリンタ用紙等と
の熱融着の問題も生じない。

【００２４】すなわち、この熱転写記録方式では、上述
した染料拡散熱転写方式と同様に、プリンタの小型化及
び保守容易性、即時性、並びに、画像の高品位性等を実
現することができる上に、インクリボン等の不使用によ
る廃棄物の低減及びランニングコストの低下を達成で
き、さらには、普通紙使用による低コスト化も可能であ
る。

【００２５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
熱転写記録方式においては、高速印字でインクの飛翔量
が多くなった場合やヘッドの温度が上昇してインクの表
面張力が低下した場合には、インク転写部に対するイン
クの供給量が不足し、図２７に示すようにヒータ真上の
インクが枯渇しやすい。そして、インクの供給不足が生
じるとヒータ周辺でコゲが生じ易くなり、高濃度の転写
濃度が得られなくなり転写能力が低下するだけでなく、
プリンタヘッド自体の耐久性も低下してしまうという問
題がある。

【００２６】したがって、本発明は、上述した従来の問
題点に鑑みて創案されたものであり、転写部に対して常
に安定したインク供給が行われ、転写濃度が高い高品位
の印字が可能なプリンタヘッドを提供することを目的と
する。

【００２７】

【課題を解決するための手段】本発明に係るプリンタヘ
ッドは、ヘッドチップ上に形成された凹凸構造を有する
インク転写部に毛管現象によって保持されたインクを、
記録する情報に応じて加熱手段により加熱することによ
って上記インクを被記録体に向けて飛翔させて上記被記
録体に情報を記録するプリンタヘッドにおいて、プリン
タヘッドは、ヘッドチップと、シート体と、ヘッドチッ
プとシート体との間に設けられてヘッドチップの幅方向
に所定の間隔をあけてインク供給路を形成する複数のガ
イドとを備え、インク供給路のインク流出端に形成され
るインクの各メニスカスの位置は、ヘッドチップに対し
てシート体を移動させることによりヘッドチップ上にお
いてそれぞれ変位可能とされることを特徴とするもので
ある。

【００２８】本発明に係るプリンタヘッドは、ヘッドチ
ップと、シート体と、ヘッドチップとシート体との間に
設けられてヘッドチップの幅方向に所定の間隔をあけて
インク供給路を形成する複数のガイドとを備え、ヘッド
チップに対してシート体を移動させる。したがって、こ
のプリンタヘッドでは、インク供給路のインク流出端に
ヘッドチップとシート体とガイドとにより形成されるイ
ンクの各メニスカスの位置がヘッドチップ上において調
整される。

【００２９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して詳細に説明する。

【００３０】本発明を適用したプリンタヘッド１は、図
１及び図２に示すように、ヘッドベース２を備えてい
る。なお、図１は、プリンタヘッド１の全体をインク転
写部１５側から見た斜視図であり、図２は、インク転写
部１５を上にした状態のプリンタヘッド１の縦断面図で
ある。

【００３１】ヘッドベース２は、例えば、アルミニウム
等が板状に成形されてなり、プリンタヘッド１のベース
を構成するとともに、プリンタヘッド１に蓄積された熱
を放熱するヒートシンクとして機能する。

【００３２】ヘッドベース２の一方の主面には、その一
端側に、インク転写部１５を有するヘッドチップ３が、
例えば伝熱性の接着剤等により接合されている。また、
ヘッドベース２の一方の主面の他端側には、プリント配
線基板４が接合されており、このプリント配線基板４上
に、画像データ等に応じた駆動信号に基づいてヘッドチ
ップ３のインク転写部１５に設けられたヒータを駆動す
るためのドライバＩＣ５が実装されている。

【００３３】ここで、ヘッドベース２は、プリント配線
基板４が接合される部分の厚みが、ヘッドチップ３が接
合される部分に比べてやや薄くなるように成形されてお
り、プリント配線基板４がヘッドベース２に接合された
状態において、プリント配線基板４に実装されたドライ
バＩＣ５の上面とヒータチップ４２の上面とがほぼ同じ
高さ位置に位置するようになされている。

【００３４】また、ドライバＩＣ５とプリント配線基板
４は、ワイヤボンディングにより接続されており、この
ドライバＩＣ５とプリント配線基板４の接続部分を保護
するために、ドライバＩＣ５及びその接続部分には、例
えば、シリコン系のコーティング材ＪＣＲ（ジャンクシ
ョン・コーティング・レジン）等よりなる保護材６が塗
布され、熱硬化されている。

【００３５】ヘッドチップ３上には、プリント配線基板
４に隣接する基端側３ａと先端部３ｂとを除く部分に、
ニッケルシート７が熱圧着等により接着されている。そ
して、このニッケルシート７上からプリント配線基板４
上に跨って、例えばステンレス等よりなるインクカバー
８が取り付けられている。このインクカバー８は、ヘッ
ドチップ３のインク転写部１５に供給するインクを保持
しておくためのものであり、その内部にはインクが充填
される。

【００３６】このプリンタヘッド１では、インクカバー
８の内部に充填されたインクが、ヘッドチップ３の基端
側３ａから、ヘッドチップ３に形成されたインク供給路
１１に供給され、このインク供給路１１を経由してヘッ
ドチップ３の先端部３ｂへと導かれて、ヘッドチップ３
の先端部３ｂに形成されたインク転写部１５に供給され
るようになされている。このとき、ヘッドチップ３上に
はニッケルシート７が接着されており、その上面が閉塞
した状態とされているので、インク供給路１１を通るイ
ンクは、その毛管現象によってインク転写部１５に自発
的に供給されることになる。インク供給路１１は、ヘッ
ドチップにシートレジスト１０を張り付け、エッチング
されることにより複数の溝状の凹部が形成される。そし
て、エッチングにより残された凸部にニッケルシート７
を張り付けることにより図３に示すように所定の空間が
形成され、この空間がインク供給路１１として用いられ
る。

【００３７】ここで、インク供給路１１のインク流出端
では、図４に示すようにヘッドチップとニッケルシート
７とシートレジスト１０の凸部とによりインクがメニス
カス１２を形成している。そして、このプリンタヘッド
においては、このメニスカス１２の位置を調整可能とさ
れている。

【００３８】このプリンタヘッドでは、ニッケルシート
７をインク供給路１１におけるインク流入側１３及びイ
ンク流出側１４にインク供給路１１と平行に可動とされ
ている。すなわち、ニッケルシート７が図４における矢
印Ａ方向及び矢印Ｂ方向に可動とされている。ニッケル
シート７を矢印の方向に移動させることにより、インク
のメニスカス１２の位置を変位させることができる。

【００３９】例えば、ニッケルシート７を矢印Ａ方向、
すなわち転写部１５に近づく方向に移動させた場合に
は、インクのメニスカス１２は、図５に示すようにニッ
ケルシート７の先端部に押し出されて矢印Ａ方向に、す
なわち転写部１５方向に押し出されることとなる。

【００４０】そして、図５に示すようにメニスカス１２
の位置を、メニスカス１２の先端部が転写部１５を覆う
位置に変位させることにより、転写部１５では毛管現象
の他にメニスカス１２形成部のインクによりインクが能
動的に供給されることとなり、転写部１５をインクで満
たすことができる。これにより、高速印字でインクの飛
翔量が多くなった場合やヘッドの温度が上昇してインク
の表面張力が低下した場合においても、転写部１５にお
いてインクが枯渇することなく、十分な量のインクが転
写部１５に供給されることとなる。そして、転写濃度の
むらの発生を防止することができ、常に安定した転写が
可能となる。

【００４１】また、転写部１５からのインクの飛翔量が
少なくなった場合には、ニッケルシート７を矢印Ｂ方
向、すなわち転写部１５から遠ざかる方向に移動させる
ことにより、通常の印字状態に戻すことができる。ここ
で、通常の印字状態とは、転写部１５へのインクの供給
が毛管現象のみにより行われている状態をいう。すなわ
ち、ニッケルシート７の位置を図５に示す状態から図４
に示す状態に戻すことにより、メニスカス１２は、ニッ
ケルシート７の先端部に引っ張られて矢印Ｂ方向、すな
わち転写部１５から遠ざかる方向に引っ張られることと
なる。そして、メニスカス１２の先端部の位置がメニス
カス１２が転写部１５を覆わない位置に変位した位置ま
で、ニッケルシート７を移動させる。これによりメニス
カス１２は、転写部１５を覆うことがなくなるため、転
写部に対する能動的なインクの供給は行われず通常の印
字状態とされ、転写部１５では毛管現象のみによりイン
クが供給されることとなる。

【００４２】ここで、ニッケルシート７を移動させる方
法としては、例えばバイモルフ１６を用いることができ
る。バイモルフ１６としては、例えば図６及び図７に示
すようなパラレル型のものを用いることができる。これ
は、二枚のシート状の圧電素子を貼り合わせたものであ
る。このバイモルフ１６に図８に示すように配線を施し
てバイモルフ制御系１７を形成し、端子間に電圧をかけ
ることにより、バイモルフ１６は、図９に示すように湾
曲する。

【００４３】このようなバイモルフ１６を図１０に示す
ようにニッケルシート７の転写部１５と反対側の端部
に、バイモルフ１６が転写部１５側に湾曲するようにニ
ッケルシート７の主面がバイモルフ１６の主面に垂直に
固着する。

【００４４】そして、バイモルフ１６の端子間に電圧を
かけることによりバイモルフ１６を図１１に示すように
矢印Ａ方向、すなわち転写部１５に近づく方向に湾曲さ
せ、ニッケルシート７を転写部１５側に押し出し、メニ
スカス１２の位置を変位させる。

【００４５】図１０に示す構成とした場合には、バイモ
ルフ１６に電圧をかけない状態、すなわちバイモルフ１
６が湾曲していない状態が通常の印字状態とされる。し
たがって、バイモルフ１６の端子間に電圧をかけてメニ
スカス１２の位置をメニスカス１２の先端部が転写部１
５を覆う位置に変位させることにより、転写部１５では
毛管現象の他にメニスカス１２形成部のインクによりイ
ンクが能動的に供給されることとなる。

【００４６】そして、バイモルフ１６に印可する印加電
圧や振動数を選択することにより、ニッケルシート７を
所望の量だけ移動させることができ、メニスカス１２の
位置を所定量だけ移動させることができるため、転写部
１５にインクを能動的に供給することが可能となる。

【００４７】また、バイモルフ１６を、図１２に示すよ
うにニッケルシート７の転写部１５と反対側の端部に、
バイモルフ１６が転写部１５と反対側に湾曲するように
ニッケルシート７の主面垂直に固着する構造としても良
い。この場合には、バイモルフ１６に電圧をかけない状
態、すなわち、バイモルフ１６が湾曲していない状態
で、メニスカス１２の位置が、メニスカス１２の先端部
が転写部１５を覆う位置とされ、転写部１５では毛管現
象の他にメニスカス１２形成部のインクによりインクが
能動的に供給されることとなる。

【００４８】そして、バイモルフ１６の端子間に電圧を
かけることによりバイモルフ１６を図１３に示すように
矢印Ｂ方向、すなわち転写部１５から遠ざかる方向に湾
曲させ、ニッケルシート７を転写部１５と反対側に引っ
張る。これにより、メニスカス１２は、ニッケルシート
７の先端部に引っ張られ、変位させられる。このとき、
ニッケルシート７は、メニスカス１２の先端部の位置が
メニスカス１２が転写部１５を覆わない位置に変位する
所定の位置まで移動させられる。これにより、通常の印
字状態とされる。

【００４９】また、ニッケルシート７を移動させる方向
は、インク供給路と平行な方向に限定されることはな
く、ニッケルシート７は、図１４に示す矢印Ｃ方向、す
なわちヘッドチップの厚み方向に可動とされても良い。

【００５０】この場合には、図１５に示すようにヘッド
チップと反対側にバイモルフ１６が湾曲するように、ニ
ッケルシート７のヘッドチップと反対側の主面に、ニッ
ケルシート７のヘッドチップと反対側の主面とバイモル
フ１６の主面とを対向させてバイモルフ１６を固着す
る。

【００５１】この場合には、バイモルフ１６に電圧をか
けない状態、すなわち、バイモルフ１６が湾曲していな
い状態で、メニスカス１２の位置が、メニスカス１２の
先端部が転写部１５を覆う位置とされ、転写部１５では
毛管現象の他にメニスカス１２形成部のインクによりイ
ンクが能動的に供給されることとなる。

【００５２】そして、バイモルフ１６の端子間に電圧を
かけることによりバイモルフ１６を矢印Ｃ方向、すなわ
ち、ヘッドチップの厚み方向であって、ヘッドチップか
ら離間する方向に湾曲させることにより、ニッケルシー
ト７をヘッドチップから離間する方向に引っ張る。これ
により、メニスカス１２は、ニッケルシート７の先端部
に引っ張られ、変位させられる。このとき、ニッケルシ
ート７は、メニスカス１２の先端部がメニスカス１２が
転写部１５を覆わない所定の位置にまで移動させられ
る。これにより、通常の印字状態とされる。

【００５３】したがって、本発明によれば、ニッケルシ
ート７を始動させることによりインク供給路のインク流
出端に形成されるメニスカスの位置を制御する。そし
て、転写部１５の一部をメニスカスにより覆うことによ
り毛管現象に依存しない能動的なインク供給が可能とな
る。そのため、高速印字でインクの飛翔量が多くなった
場合やヘッドの温度が上昇してインクの表面張力が低下
した場合においても、転写部１５に対してインクを安定
して供給することが可能となり、転写濃度の高い高品質
の転写が可能となる。また、転写部１５に対して常に十
分な量のインクが供給されるため、インクの供給不足に
起因するヒータ周辺でのコゲの発生を抑制することがで
き、コゲに起因するプリンタヘッド自体の耐久性の低下
を防止することもできる。

【００５４】また、ニッケルシート７を移動させる方法
としては、上述したバイモルフ１６を用いた方法に限定
されることはなく、積層ピエゾ素子等を用いることもで
きる。

【００５５】ヘッドチップ３の先端部３ｂには、図１６
に示すように、多数のインク転写部１５が、ＳｉＯ₂等
よりなる隔壁２１を介して、幅方向に隣接して設けられ
ている。これらインク転写部１５は、印画紙１００に向
けてインクを飛翔させる部分であり、１つのインク転写
部１５が印刷する画像の１ドット分に対応している。ヘ
ッドチップ３には、例えば、２５６のインク転写部１５
が約８４．７μｍの周期で設けられており、３００ｄｐ
ｉの解像度の画像を２５６ドット分１度に印刷できるよ
うになされている。

【００５６】インク転写部１５には、それぞれ、図１７
に示すように、多数の突起２２が隔壁２１と同一の材料
により形成されている。これら突起２２は、例えば、高
さが約６μｍで、縦横それぞれ約３μｍの正方形の断面
を有する四角柱状に形成され、例えば、中心間距離が約
６μｍとなるように、個々のインク転写部１５にマトリ
クス状に配置されている。なお、図１７は、１つのイン
ク転写部１５を拡大して示す斜視図である。

【００５７】個々のインク転写部１５は、これら多数の
突起２２と隣接する突起２２間の凹部とからなる凹凸構
造による毛管現象によって、インク転写部１５に供給さ
れたインクを保持するようにしている。

【００５８】なお、この凹凸構造の突起２１の形状は、
上述した四角柱に限定されるものではないが、凹凸構造
に有効に毛管現象を生じさせるために、円、楕円又は三
角形、四角形を含む多角形の断面を有する柱状、錐状、
錐台状に形成されていることが望ましい。

【００５９】また、凹凸構造の突起２２の大きさ及び間
隔は、上述した例に限定されるものではないが、突起２
２の高さが余り小さいと、凹凸構造による毛管現象が減
少してインクの保持量が少なくなり、インクの飛翔効率
が低下する。一方、突起２２の高さが余り大きいと、イ
ンク表面への熱伝導が遅くなり、インクの飛翔効率が低
下する。また、突起２２の幅が余り小さいと、突起２２
の強度が低下して印刷中時に突起２２に欠損が生じてイ
ンクの安定的な飛翔を阻害する場合がある。一方、突起
２２の幅が大きすぎる場合、或いは、突起２２の中心間
距離が小さすぎる場合は、インクの液面の面積が狭くな
り、インクの飛翔効率が低下する。また、突起２２の中
心間距離が余り大きいと、凹凸構造による毛管現象が減
少する。したがって、凹凸構造の突起２２の大きさ及び
間隔は、これらの点を考慮して、適切に設定することが
望ましい。例えば、凹凸構造の突起２２は、その高さが
１〜５０μｍ、幅が１〜１０μｍ、中心間距離が２〜４
０μｍの範囲内で、個々のインク転写部１５にそれぞれ
配置されていることが望ましい。

【００６０】また、ヘッドチップ３には、その基端部３
ａから、その先端部に設けられた各インク転写部１５の
近傍に亘って、インク転写部１５の突起２２と略同じ高
さの突条２３が形成されている。そして、この突条２３
と隔壁２１との間の領域が、インクカバー８の内部に充
填されたインクをインク転写部１５に供給するためのイ
ンク供給路１１とされている。

【００６１】ヘッドチップ３の先端部３ｂに設けられた
各インク転写部１５には、図１８乃至図２０に示すよう
に、凹凸構造の下方に位置して、この凹凸構造による毛
管現象によって当該インク転写部１５に保持されたイン
クを加熱するためのヒータ２４がそれぞれ配設されてい
る。これらヒータ２４は、例えばポリシリコン膜等より
なり、略正方形の平面形状で縦横寸法がそれぞれ２０μ
ｍ程度となるように形成されている。そして、これらヒ
ータ２４には、このヒータ２４を駆動するための個別電
極２５と共通電極２６とがそれぞれ接続されている。な
お、図１８は、ヘッドチップ３の１つのインク転写部１
５が設けられた部分を拡大して示す平面図であり、図１
９は、図１８におけるＸ１−Ｘ２断面図であり、図２０
は、図１８におけるＹ１−Ｙ２断面図である。

【００６２】ここで、以上のような構造のヘッドチップ
３を作製する方法の一例について説明する。

【００６３】以上のような構造のヘッドチップ３を作製
する際は、例えば、先ず、厚さが６５０μｍ程度のシリ
コン基板２７をベースとして、このシリコン基板２７上
に、ＳｉＯ₂膜等よりなる断熱層２８が形成される。そ
して、この断熱層２８上のヒータ２４を形成する位置及
び個別電極２５と共通電極２６とを形成する位置に、ポ
リシリコン膜２９が形成される。このポリシリコン膜２
９は、リソグラフィ技術によってパターニングされ、各
インク転写部１５のヒータ２４を形成する位置と、個別
電極２５及び共通電極２６を形成する位置にのみ形成さ
れる。

【００６４】個別電極２５が形成される位置と共通電極
２６が形成される位置に形成されたポリシリコン膜２９
上には、さらにアルミニウム膜３０が積層形成される。
このアルミニウム膜３０が積層形成されたポリシリコン
膜２９が、個別電極２５及び共通電極２６として機能す
ることになる。一方、アルミニウム膜３０が形成されな
いポリシリコン膜２９がヒータ２４として機能すること
になる。

【００６５】ポリシリコン膜２９やアルミニウム膜３０
が形成された断熱層２８上には、ＳｉＯ₂膜等よりなる
保護膜３１が形成される。そして、この保護膜３１上
に、上述した各インク転写部１５を仕切る隔壁２１や凹
凸構造の突起２２、突条２３等が形成される。

【００６６】これら隔壁２１や突起２２、突条２３等
は、例えば、ＣＶＤ（化学気相成長）法等により保護膜
３１上に形成された厚膜のＳｉＯ₂膜等が、所定のパタ
ーンのエッチングマスクを用いて、ＲＩＥ（Reactive I
on Etching）法等により異方性エッチングされることに
より形成される。なお、凹凸構造の突起２２を形成する
方法としては、以上のような方法の他に、例えば、エン
ボス加工により形成する方法や、感光性樹脂を用いたフ
ォトエッチングにより形成する方法、感光性樹脂をマス
クとして用いたウェットエッチングにより形成する方
法、電気化学反応を応用した電解メッキプロセスにより
形成する方法等が挙げられる。これらの中でも、特に、
電解メッキプロセスにより凹凸構造の突起２２を形成す
るようにした場合は、比較的時間のかかる工程である厚
膜のＳｉＯ₂膜を成膜する工程、メタルマスクを形成す
る工程、ＳｉＯ₂膜をエッチングする工程等を行う必要
がないので、非常に短時間で凹凸構造を形成することが
可能となり、工程時間を短縮して量産性を向上させると
ともに、製造コストの削減を図ることが可能となる。

【００６７】以上のように作製されたヘッドチップ３
は、上述したように、ヘッドベース２の一方の主面に接
合される。そして、このヘッドチップ３上に上述したニ
ッケルシート７が接着されることにより、インク供給路
１１となる部分の上面が閉塞される。このとき、ニッケ
ルシート７は、上述したようにヘッドチップ３の基端側
３ａと先端部３ｂとを除く部分に接着されるので、ヘッ
ドチップ３の先端部３ｂに設けられたインク転写部１５
は、外部に露呈した状態とされる。

【００６８】また、ヘッドチップ３の基端側３ａにはイ
ンクカバー８が取り付けられ、このインクカバー８の内
部にインクが充填される。インクカバー８の内部に充填
されたインクは、ヘッドチップ３の他端側４２ａからヘ
ッドチップ３に設けられたインク供給路１１に流れ込
み、このインク供給路１１による毛管現象によって、ヘ
ッドチップ３の先端部３ｂに設けられたインク転写部１
５に自発的に供給されることになる。そして、インク転
写部１５に供給されたインクは、インク転写部１５の凹
凸構造による毛管現象によって、凹凸構造の突起２２と
ほぼ同じ高さで、このインク転写部１５に保持されるこ
とになる。

【００６９】以上のように、熱転写記録方式のプリンタ
ヘッド１では、ヘッドチップ３に設けられたインク転写
部１５にインクが自発的に供給され、常に所定の量のイ
ンクがインク転写部１５に保持されることになる。

【００７０】インク転写部１５に保持されたインクは、
各インク転写部１５毎に設けられたヒータ２４が、画像
データ等に応じた駆動信号に基づいて駆動されることに
よって、このヒータ２４により加熱される。そして、ヒ
ータ２４により加熱されたインクは、インク転写部１５
において対流を生じさせることになる。

【００７１】熱転写記録方式のプリンタヘッド１では、
このインク転写部１５におけるインクの対流によって、
例えば、流動したインクが凹凸構造の突起２２に衝突す
ることにより、或いは、流動したインク同士が衝突する
こと等により、インクの一部をインク蒸気（気化物）を
含む主に直径１０μｍ以下のインクミスト（微小液滴）
として、インク転写部１５からプリンタヘッド１の外部
に飛翔させるようにしている。

【００７２】ここで、インク転写部１５に保持されたイ
ンクに対流を生じさせる要因としては、ヒータ２４によ
る加熱によって生じるインクの表面張力の不均一性が挙
げられる。また、ヒータ２４による加熱によって、イン
クを構成する成分が沸騰し、これによりインクの体積が
膨張することも、インクに対流を生じさせる一因と考え
られる。また、ヒータ２４によりインク内の溶存空気が
加熱されて、このインク内の溶存空気が膨張し、又は膨
張するとともに破裂することも、インクに対流を生じさ
せる一因と考えられる。また、ヒータ２４による加熱に
よって、インク自体が熱膨張することも、インクに対流
を生じさせる一因と考えられる。さらに、ヒータ２４に
よる加熱によって、インク転写部１５の凹凸構造が熱膨
張することも、インクに対流を生じさせる一因と考えら
れる。

【００７３】熱転写記録方式のプリンタヘッド１では、
上述したように、ヘッドチップ３に設けられたインク転
写部１５を、図２１に示すように、フラットテーブル２
上に設置された印画紙１００に対して、例えば５０〜３
００μｍ程度のヘッドギャップを介して対向させる。そ
して、インク転写部１５がヘッドギャップを介して印画
紙１００に対向した状態で、インク転写部１５に設けら
れたヒータ２４を、画像データ等に応じた駆動信号に基
づいて駆動するようにしている。これにより、インク転
写部１５に保持されたインク１０１がヒータ２４によっ
て加熱され、加熱されたインク１０１の一部がインク蒸
気を含むインクミストとしてインク転写部１５から飛翔
し、このインク転写部１５に対向する印画紙１００に付
着することになる。なお、インク転写部１５と印画紙１
００との間のヘッドギャップを常に所定の値に維持する
には、例えば、図２２に示すように、ヘッドチップ３の
インク転写部１５を形成した側の角部を、プリンタヘッ
ド１の幅方向に亘って面取り加工を施し、面取り加工を
施したヘッドチップ１０の角部を印画紙１００に所定の
角度をなして当接させながら印刷を行うようにすれば良
い。

【００７４】ここで、インク転写部１５に設けられたヒ
ータ２４を駆動する動作の一例について説明する。イン
ク転写部１５に設けられたヒータ２４を駆動する際は、
先ず、印刷する画像等の情報に応じた駆動パルスが、プ
リント配線基板４上に設けられたドライバＩＣ５を介し
て、プリンタヘッド１のインク転写部１５に設けられた
ヒータ２４に印加される。このヒータ２４に印加される
駆動パルスは、例えば、デューティが８０％で矩形の５
０ＫＨｚの駆動パルスである。

【００７５】ヒータ２４に印加される駆動パルスの一例
を図２３に示す。この図２３に示した例では、６ｍｓｅ
ｃが１画素に相当し、その中に間隔が２０μｓｅｃ、Ｏ
Ｎ時間が１６μｓｅｃの単位パルスが画像等の階調情報
に応じて０〜２５５回繰り返されてヒータ２４に印加さ
れるようになっている。単位パルスの繰り返し数ｎは、
転写濃度の濃さにしたがって多くなる。

【００７６】ヒータ２４に駆動パルスが印加されると、
この駆動パルスの繰り返し数ｎに応じてヒータ２４の温
度が上昇し、インク転写部１５に保持されたインク１０
１が加熱される。これにより、インク転写部１５に保持
されたインク１０１の一部が、ヒータ２４による加熱量
に応じた量だけ、インク蒸気を含むインクミストとして
インク転写部１５から飛翔し、インク転写部１５からヘ
ッドギャップを介して対向する印画紙１００に付着す
る。

【００７７】熱転写記録方式のプリンタヘッド１におい
ては、以上のように、インク転写部１５から飛翔させて
印画紙１００に付着させるインク１０１の量を、ヒータ
２４に印加する駆動パルスの単位パルスの繰り返し数ｎ
によって正確に制御されるので、同一画素内での連続的
な濃度階調を表現することが可能である。例えば、図２
３に示した駆動パルスをヒータ２４に印加する場合は、
原理的に２５６階調の滑らかな階調表現が可能となる。

【００７８】ここで、以上のように構成される熱転写記
録方式のプリンタヘッドに使用されるインク１０１につ
いて説明する。熱転写記録方式のプリンタヘッドに使用
されるインク１０１は、染料、溶媒、及び必要に応じて
添加される添加剤から構成され、転写感度・熱安定性・
画像品位・保存安定性を最適化するように材料の選択と
組成成分の比が調合される。

【００７９】上記プリンタヘッド１に適した染料は適当
な気化速度を有し、かつ十分な耐熱性を有し、かつ後述
する溶媒に対する十分な溶解性を有し、かつ人体に対す
る毒性が低く、かつ印画紙１００上での十分な保存安定
性を有していればどのような染料でも使用できる。具体
的には、分散染料、油溶性染料、塩基性染料等が好まし
い。特に好ましい染料としては、特開平８−２４４３６
３号公報、特開平８−２４４３６４号公報、特開平８−
２４４３６６号公報に記載されているジシアノスチリル
系イエロ染料、トリシアノスチリル系マゼンタ染料、ア
ントラキノン系マゼンタ染料、アントラキノン系シアン
染料が挙げられる。これらの染料は、気化残滓の低減と
熱分解物の記録部への付着を防止するため、昇華精製
法、再結晶法、ゾーンメルティング法、カラム精製法
等、何らかの手段で精製してから使用することが望まし
い。

【００８０】上記プリンタヘッドに適したインク１０１
の溶媒は融点が５０℃未満で、かつ沸点が１５０℃以上
５００℃未満の範囲にあり、かつ熱分解温度が沸点より
高く、かつ上記染料に対する相溶性が高く、かつ人体に
対する毒性が低く、かつ無色であればどのような化合物
でも使用できる。具体的にはフタル酸ジメチル、フタル
酸ジエチル、フタル酸ジブチル、フタル酸ジヘプチル、
フタル酸ジオクチル、フタル酸ジイソデシル等のフタル
酸エステル類、セバシン酸ジブチチル、セバシン酸ジオ
クチル、アジピン酸ジオクチル、アジピン酸ジイソデシ
ル、アゼライン酸ジオクチル、テトラヒドロフタル酸ジ
オクチル等の脂肪酸２塩基酸エステル類、リン酸トリク
レジル、リン酸トリオクチル等のリン酸エステル類、ア
セチルクエン酸トリブチル、ブチルフタリルブチルグリ
コレート等一般にプラスティック用可塑剤と称される有
機化合物類等が使用できる。

【００８１】また、インク１０１には、このインク１０
１の物性値を調整するために、必要に応じて界面活性
剤、粘度調整剤、防腐剤等、適当な添加剤を添加するこ
とができる。ただし、これらの添加剤は、溶媒及び染料
と同程度の沸点を持つ必要がある。具体的には界面活性
剤としては、フッ素した化脂肪酸エステル、シリル化し
た脂肪酸エステル、シリコンオイル等を使用することが
できる。また、粘度調整剤としては、グリセリン、テト
ラエチレングリコール等を使用することができる。

【００８２】インク１０１は、上述した溶媒に対して、
上述した染料を５重量％以上、好ましくは１０重量％以
上、さらに好ましくは２０重量％以上の割合で溶解して
作製する。このとき、染料の溶解度を上げるために、２
種以上の染料を混合して使用しても良い。また、溶媒に
おいても、２種以上を混合して使用しても良い。そし
て、添加剤は、必要に応じて添加すれば良い。

【００８３】次に、上記熱転写記録方式のプリンタヘッ
ドにおいて、被記録体として用いて好適な印画紙１００
について説明する。上記熱転写記録方式のプリンタヘッ
ドに適した印画紙１００は、ＰＰＣ用紙などの普通紙、
アート紙などの上質紙などであるが、特に階調性と濃度
が高い高品質の画像を得るためには、分散染料又は油溶
性染料を発色させる樹脂として、ポリエステル、ポリカ
ーボネート、アセテート、ＣＡＢ、ポリ塩化ビニルなど
を基紙上に塗布して作製した専用紙も使用することがで
きる。インク１０１の吸収速度を向上させるためには、
シリカ、アルミナのような多孔質顔料を添加することに
より大きな効果が得られる。特に高品位の記録、例え
ば、平滑性、発色性、光沢性、インク吸収速度という観
点から言えば、ＰＥＴフィルム等、フィルムベースに光
沢性を持たせるために０．１μｍ以下のサイズの多孔質
顔料を添加した受像層を有する印画紙１００が優れてい
る。転写された画像の保存安定性を向上させるために
は、受像層中に紫外線吸収剤やラジカルクエンチャー等
の添加物を添加することにより効果が得られる。また、
転写後の印画紙１００に樹脂フィルムをラミネートする
ことも有効である。

【００８４】以上詳細に説明したように、本発明を適用
した熱転写記録方式のプリンタヘッドでは、プリンタヘ
ッド１のインク転写部１５にインク１０１が自発的に供
給され、常に所定量のインク１０１がインク転写部１５
に安定的に保持されるので、ヒータ２４による加熱量に
応じた量のインク１０１をインク転写部１５から適切に
飛翔させて、高品位な画像等の印刷を行うことが可能で
ある。

【００８５】また、このプリンタヘッドでは、インク転
写部１５に保持したインクをヒータ２４により加熱する
ことによって、このインクの一部をインク蒸気（気化
物）を含む主に直径１０μｍ以下のインクミスト（微小
液滴）として、インク転写部１５から飛翔させるように
しているので、ヒータ２４による加熱量を制御すること
によって、画素内での多値濃度階調を表現することが可
能となる。

【００８６】以上は、プリンタヘッド１を印画紙１００
が送られる方向と直交する方向に走査させることによっ
て、１ライン分の印刷を行うようにしたプリンタヘッド
１を例に説明したが、本発明はこの例に限定されるもの
ではなく、例えば、印画紙１００の幅と同程度の大型の
プリンタヘッド１とし、プリンタヘッド１を走査させる
ことなく１ライン分の印刷を１度に行うように構成され
ていても良い。

【００８７】また、以上は、インク転写部１５の凹凸構
造下方に、駆動信号に基づいて駆動されるヒータ２４を
設け、このヒータ２４によりインク転写部１５に保持さ
れたインク１０１を加熱する、いわゆる抵抗体加熱方式
によりインク１０１を加熱する例について説明したが、
インク１０１を加熱する方法はこの例に限定されるもの
ではなく、１ＫＨｚ以下の周波数で駆動することが可能
な加熱方法であればいかなる手法を適用しても良い。

【００８８】具体的には、インク１０１を加熱する手法
としては、例えば、インク転写部１５の一部或いはイン
ク転写部１５に保持されたインク１０１の一部に電磁波
を吸収する電磁波吸収体を設け、この電磁波吸収体にプ
リンタヘッド１の外部から電磁波を照射することにより
インク１０１を加熱する電磁波加熱方式を適用すること
ができる。電磁波加熱方式を適用した具体的な例として
は、例えば、インク転写部１５の一部或いはインク転写
部１５に保持されたインク１０１の一部をレーザ光のエ
ネルギーを熱に変換する光熱変換材料より構成し、収束
したレーザ光をこの光熱変換材料に照射してインク１０
１を加熱する方法が挙げられる。

【００８９】以上、本発明は上記に限定されることな
く、本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能であ
る。

【００９０】

【実施例】以下、本発明の効果を確認するための具体的
な例について説明する。

【００９１】実施例まず、既述した実施の形態に従い、図１６及び図１７に
示す転写部構造の転写部１５を備えたプリンタヘッド実
験装置を作製した。

【００９２】プリンタヘッド実験装置図は、図２４及び
図２５に示すようにメインベース４１に取り付けられた
ヘッドベース取り付け台４２には、ヘッドベースが所定
の位置に取り付けられ、ヘッド固定用ネジ４３で固定さ
れている。

【００９３】ヘッドベースには既述した実施の形態に従
い、図１６及び図１７に示す転写部構造の転写部１５を
備えた図２に示すプリンタヘッドが構成されている。そ
して、ニッケルシート７をバイモルフ１６に固定された
スライダー４６として構成し、インク供給路に平行な方
向に可動としてある。また、ヘッドは、コネクタ４７を
介して図示しないコントローラにて駆動する。

【００９４】同じく、メインベース４１上には、３軸
（Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向）に可動とされたステ
ージ４４が取り付けられている。そして、このステージ
４４には、バイモルフ１６を固定するためのバイモルフ
固定部４５が設けられており、図２４に示すように、バ
イモルフ１６をメインベース４１に対して垂直方向に支
持している。また、バイモルフ固定部４５で支持された
バイモルフ１６には、メインベース４１の主面とスライ
ダー４６の主面とが略平行となるようにスライダー４６
の一端が固定されている。スライダー４６の転写部１５
側の端部位置は、従来のプリンタヘッドと同様にメニス
カスが転写部の一部を覆わない位置とされている。そし
て、バイモルフ１６は、図示しないバイモルフ制御系１
７により制御され、端子間に所定の電圧を印可すること
により図における矢印Ｄ方向、すなわち転写部１５に近
づく方向に所定の量だけ湾曲する構成とされている。バ
イモルフ１６が矢印Ｄ方向に湾曲することにより、バイ
モルフ１６に固定されたスライダー４６は、所定の量だ
け矢印Ｄ方向に移動させられ、これによりスライダー４
６の、バイモルフ１６と固定された側と反対側の端部に
おいて形成されたメニスカス１２の位置が所定量だけ矢
印Ｄ方向に移動する構成とされている。これによりメニ
スカス１２先端部が転写部１５を覆い、毛管現象に依存
せずにインクが供給される。バイモルフは、１００Ｖ、
１５Ｈｚの直流電流により制御した。

【００９５】次にインクの調製を行った。特開平８−２
４４３６４号公報に記載されているトリシアノスチリル
系マゼンタ染料のアミノ基をブチル基に置換した染料を
カラムで精製した後に、染料１部に対して、フタル酸ジ
ブチル（ＤＢＰ）を７部（染料濃度：１２．５重量％）
加えて、超音波攪拌機で完全に溶解するまで攪拌しマゼ
ンタインクを作製した。

【００９６】このインクを上記で作製したプリンタヘッ
ド実験装置に導入すると、インクは毛管力により自発的
にチューブを通過して、ヘッドの記録部の柱構造に達し
てメニスカス１２を形成した。ヒータ中心部におけるイ
ンク液面の厚さは６μｍであった。

【００９７】また、転写部１５に対向する位置に、開口
部を転写部１５と対向するように綿を詰めたガラスパイ
プ（図示せず）を配置した。こうすることにより、転写
部１５より飛翔するインクを綿に染み込ませて回収する
ことができる。

【００９８】このプリンタヘッド実験装置のヒータに対
して、図２３に示すデューティ９０％で矩形の１２ＭＨ
zの駆動パルスを与えて転写部１５のインクを周期的に
加温した。１つの画素に対して画像データに応じて最大
２５５回このパルスを引加し、ドット周期は、１２ｍｓ
ｅｃとした。印可する電力は１つのヒータあたり１８０
ｍＷである。

【００９９】以上の条件において駆動パルスを１５００
０発打ち、ガラスパイプにインクを回収した。そして、
綿に染み込んだインクをアセトンに溶解し、これを均一
に印画紙に塗布することにより、インクを印画紙に転写
した。印画紙は、表面に数μｍの多孔質構造を有し、油
溶性染料及び溶媒と相性の良いバインダ樹脂が用いられ
ているピーチコート紙（日清紡製）を使用した。これに
より、通常の印画と比較することができる。

【０１００】比較例既述した実施の形態に従い、図１６及び図１７に示す転
写部構造の転写部１５を備えた図２に示すプリンタヘッ
ドを作製し、このプリンタヘッドを組み込むことにより
プリンタを構成した。

【０１０１】次にインクの調製を行った。特開平８−２
４４３６４号公報に記載されているトリシアノスチリル
系マゼンタ染料のアミノ基をブチル基に置換した染料を
カラムで精製した後に、染料１部に対して、フタル酸ジ
ブチル（ＤＢＰ）を７部（染料濃度：１２．５重量％）
加えて、超音波攪拌機で完全に溶解するまで攪拌しマゼ
ンタインクを作製した。

【０１０２】このインクを上記で作製したプリンタに導
入すると、インクは毛管力により自発的にチューブを通
過して、ヘッドの記録部の柱構造に達してメニスカス１
２を形成した。ヒータ中心部におけるインク液面の厚さ
は６μｍであった。

【０１０３】印画紙は、表面に数μｍの多孔質構造を有
し、油溶性染料及び溶媒と相性の良いバインダ樹脂が用
いられているピーチコート紙（日清紡製）を使用した。
また、印画紙とプリンタの転写部１５とは、１５０μｍ
のギャップを形成するように配置した。

【０１０４】上記において作製したプリンタを用いて印
画を行った。このプリンタのヒータに対して、図２３に
示すデューティ９０％で矩形の１２ＭＨzの駆動パルス
を与えて転写部１５のインクを周期的に加温した。１つ
の画素に対して画像データに応じて最大２５５回このパ
ルスを引加し、ドット周期は、１２ｍｓｅｃとした。印
可する電力は１つのヒータあたり１８０ｍＷである。パ
ルスをヒータに加えることにより、転写部１５のインク
が最大約０．１１ｐｌのミストや霧として噴出し、１５
０μｍのギャップを飛翔して印画紙に付着する。印画紙
に付着したインクは直ちに吸収・発色した。パルス印加
時間は大変短いので、１画素を形成する時間（周期）毎
にヘッドの柱構造による毛管力によりインク液面は完全
に初期の状態に戻り、次の画素を印字できる。

【０１０５】実施例及び比較例の転写結果をマクベス濃
度計で測定した階調数と反射濃度との関係を図２６に示
す。なお、測定は、６３階調、１２７階調、１９１階
調、２５５階調について行った。

【０１０６】図２６からわかるように、従来のプリンタ
ヘッドの構成の比較例の場合には、高階調において転写
濃度が飽和してしまい、高い転写濃度が得られていな
い。これは、高速印字でインクの飛翔量が多くなったた
め、インク転写部１５に対するインクの供給量が不足し
たためであると考えられる。それに対して、バイモルフ
１６をニッケルシート７に固定し、メニスカス１２の位
置の制御を行った実施例の場合には、高階調においても
転写濃度が飽和することなく、高い転写濃度が得られて
いる。これは、実施例のプリンタヘッド実験装置では、
バイモルフ１６を湾曲させることでニッケルシート７の
位置を移動させてメニスカス１２の位置を制御すること
により、毛管現象に依存することなく転写部１５にイン
クを供給することができるため、高速印字を行った場合
においても転写部１５においてインクの供給不足が生じ
ることなく転写部１５には常に安定してインクが供給さ
れたためであると考えられる。

【０１０７】これらのことより、本発明を適用すること
により、転写部１５に安定してインクが供給され、その
結果として高品位の高濃度の印画が可能となることがわ
かる。

【０１０８】

【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
係るプリンタヘッドは、ヘッドチップ上に形成された凹
凸構造を有するインク転写部１５に毛管現象によって保
持されたインクを、記録する情報に応じて加熱手段によ
り加熱することによって、インクを被記録体に向けて飛
翔させて、被記録体に情報を記録するプリンタヘッドに
おいて、ヘッドチップと、シート体と、ヘッドチップと
上記シート体との間に設けられてヘッドチップの幅方向
に所定の間隔をあけてインク供給路を形成する複数のガ
イドとを備える。

【０１０９】そして、ヘッドチップに対してシート体を
移動させることにより、ヘッドチップとシート体とガイ
ドとによりインク供給路のインク流出端に形成されるイ
ンクのメニスカス１２の位置をヘッドチップ上において
調整することができるため、転写部１５に対して常に必
要な量のインクを安定して供給することが可能となり、
インク転写部１５に対するインクを供給量が不足するこ
とを防止することができる。

【０１１０】したがって、本発明によれば、転写濃度が
高い高品位の印字が可能なプリンタヘッドを提供するこ
とを目的とする。

【図面の簡単な説明】

【図１】プリンタヘッドを転写部側から見た斜視図であ
る。

【図２】転写部を上にした状態のプリンタヘッドの縦断
面図である。

【図３】インク供給路の流出側近傍の斜視図である。

【図４】通常の印字状態におけるインク供給路の流出側
近傍の縦断面図である。

【図５】メニスカスを転写部側に移動させた状態を示す
インク供給路の流出側近傍の縦断面図である。

【図６】バイモルフの側面図である。

【図７】バイモルフの平面図である。

【図８】バイモルフとバイモルフ制御系との一構成例を
示した概略構成図である。

【図９】バイモルフが湾曲した状態を概略的に示す概略
構成図である。

【図１０】ニッケルシートにバイモルフとバイモルフ制
御系とを固着した状態を概略的に示す縦断面図である。

【図１１】バイモルフが湾曲し、メニスカスが転写部の
一部を覆った状態を概略的に示す縦断面図である。

【図１２】メニスカスが転写部の一部を覆った状態でニ
ッケルシートにバイモルフとバイモルフ制御系とを固着
した状態を概略的に示す縦断面図である。

【図１３】バイモルフが湾曲し、メニスカスの位置が移
動した状態を概略的に示す縦断面図である。

【図１４】メニスカスが転写部の一部を覆った状態を示
す縦断面図である。

【図１５】バイモルフの主面とニッケルシートの主面と
が対向するようにバイモルフをニッケルシートに固着し
た状態を概略的に示す縦断面図である。

【図１６】インク転写部近傍の拡大平面図である。

【図１７】インク転写部近傍の拡大斜視図である。

【図１８】インク転写部近傍の拡大平面図である。

【図１９】図１８におけるＸ１−Ｘ２断面図である。

【図２０】図１８におけるＹ１−Ｙ２断面図である。

【図２１】プリンタヘッドを印画紙に対抗させて転写を
行う状態を示した縦断面図である。

【図２２】ヘッドチップ先端を印画紙に当接させた状態
を示した縦断面図である。

【図２３】ヒータに印可される駆動パルスの一例を示し
た図である。

【図２４】本発明を適用したプリンタヘッド実験装置の
側面図である。

【図２５】本発明を適用したプリンタヘッド実験装置の
平面図である。

【図２６】本実施例及び比較例のプリンタヘッド実験装
置及びプリンタでの転写結果の印字濃度変化を示した特
性図である。

【図２７】転写部においてインクが枯渇した状態を示す
縦断面図である。

【符号の説明】

１プリンタヘッド、２ヘッドベース、３ヘッドチ
ップ、７ニッケルシート、１０シートレジスト、１
１インク供給路、１２メニスカス、１５転写部、１
６バイモルフ、１７バイモルフ制御系

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ヘッドチップ上に形成された凹凸構造を
有するインク転写部に毛管現象によって保持されたイン
クを、記録する情報に応じて加熱手段により加熱するこ
とによって、上記インクを被記録体に向けて飛翔させ
て、上記被記録体に情報を記録するプリンタヘッドにお
いて、上記プリンタヘッドは、ヘッドチップと、シート体と、
上記ヘッドチップと上記シート体との間に設けられヘッ
ドチップの幅方向に所定の間隔をあけてインク供給路を
形成する複数のガイドとを備え、上記インク供給路のインク流出端に形成される上記イン
クの各メニスカスの位置は、上記ヘッドチップに対して
シート体を移動させることにより上記ヘッドチップ上に
おいてそれぞれ変位可能とされることを特徴とするプリ
ンタヘッド。
【請求項２】上記シート体は、バイモルフを用いて移
動させられることを特徴とする請求項１記載のプリンタ
ヘッド。
【請求項３】上記シート体は、積層ピエゾを用いて移
動させられることを特徴とする請求項１記載のプリンタ
ヘッド。
【請求項４】上記シート体を上記インク供給路と平行
な方向に移動することを特徴とする請求項１記載のプリ
ンタヘッド。
【請求項５】上記シート体を上記ヘッドチップの厚み
方向に移動することを特徴とする請求項１記載のプリン
タヘッド。