JP2638879B2 - インクジェットプリンタ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、熱溶融性インクを加熱溶融する加熱手段
と、吐出口から溶融インクを吐出させるための吐出駆動
手段と、この吐出駆動手段を画像信号に応じて作動させ
る吐出制御手段とを備え、画像記録用の媒体であるイン
クを加熱溶融させた後に吐出させることで、階調度の高
い記録が可能な高濃度のインクを使用しての記録や、さ
らには電子写真法による複写機、或いは、感熱転写型や
感熱昇華型の各種のプリンタで使用される着色トナーや
各種のインクを転用しての記録を可能にしたインクジェ
ットプリンタに関する。

〔従来の技術〕

上述したインクジェットプリンタとして、従来、ノズ
ル状の吐出口付のホルダ内に固形の導電性インク（カー
ボンインク）を保持するとともに、そのホルダと記録紙
との間に電極を設け、この電極と固形の導電性インクと
の間への高電圧印加でそれら両者間にスパーク（アーク
放電）を発生させて爆発させることにより、固形の導電
性インクの先端部分を溶融させるとともに吐出口から記
録紙に向けてその溶融インクを吐出させるように構成し
たものが知られている（例えば、特開昭61−137168号公
報参照）。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、上述した従来のインクジェットプリンタには
次のような問題があった。

つまり、電極と固形の導電性インクとの間にスパーク
発生用の高電圧を印加することで吐出口から溶融インク
を吐出させるための駆動力を与える吐出駆動手段によっ
て、固形の導電性インクの先端部分を溶融させるための
加熱手段が兼用されており、手段の兼用による構成の簡
略化を図ることは可能であったものの、固形の導電性イ
ンクの溶融がスパークのエネルギーによって行われるも
のであったから、そのエネルギー量が、周囲の電場、記
録紙の電気容量、周囲の雰囲気（温度・湿度）等の違い
に影響されて一定なものになりにくく、１回のスパーク
で溶融吐出されるインクの量にバラツキが生じる結果、
吐出されるインク量がバラツいて記録画像の画質の低下
を招来する虞があった。本発明は、上記の問題点に鑑み
てなされたものであり、高品位な画像形成を行うことが
できるインクジェットプリンタを提供することをその目
的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明によるインクジェットプリンタは、インクを記
録媒体に向けて吐出するための吐出口を有するとともに
この吐出口を充たすように熱溶融性インクを収容する容
器と、少なくとも前記吐出口近傍のインクを加熱溶融す
る加熱手段と、前記吐出口から溶融インクを吐出させる
ための吐出駆動手段と、この吐出駆動手段を画像信号に
応じて作動させる吐出制御手段と、前記容器内の吐出口
近傍に配置され、容器内の溶融インクを撹拌するととも
に前記吐出口に定量供給する供給具とを備えたことを特
徴とする。

〔作 用〕

本発明のインクシェットプリンタにおいては、容器が
吐出口を充たすように熱溶融性インクを収容する。そし
て、加熱手段が少なくとも吐出口近傍のインクを加熱溶
融する。この溶融インクを供給具が撹拌するとともに吐
出口に定量供給する。吐出制御手段は画像信号に応じて
吐出駆動手段を作動させ、吐出口に供給された溶融イン
クを吐出口から記録媒体に向けて吐出させる。

〔実施例〕

以下、図面に基づいて、本発明の実施例を説明する。

第１図および第２図に示すように、記録紙（Ｐ）を挾
んで、スリット状の吐出口（1a）を有するインクヘッド
本体（１）と、その吐出口（1a）とほぼ平行姿勢の対向
電極（２）とを振り分けて配設し、インクジェットプリ
ンタの記録ヘッド（Ｈ）を構成してある。

インクヘッド本体（１）の内部には、溶融されて記録
用の媒体となる熱溶融性インク（３）が充填されてい
る。そして、インクリヘッド本体（１）の吐出口（1a）
部分に位置し、その熱溶融性インク（３）を加熱によっ
て溶融させるためのヒータ（4a）を内蔵するローラ
（４）が、吐出口（1a）を殆ど閉塞する状態で、かつ、
吐出口（1a）の長手方向に沿った軸芯（X₁）周りで回動
自在にインクヘッド架台（５）に支持されている。この
ローラ（４）は、ピアノ線状の微小径ローラであり、そ
の一端に連設されたプーリ（4A）がベルト（６）を介し
て、回動駆動用のモータ（７）に連動連結されており、
このモータ（７）の駆動によりローラ（４）を定速で回
動させるとともに前記ヒータ（4a）を作動させることに
より、前記熱溶融性インク（３）の所定量を溶融し、ロ
ーラ（４）の回動に伴なってその溶融インクを吐出口
（1a）に定量的にかつ強制的に供給することができるよ
うに構成されている。

また、インクヘッド本体（１）の吐出口（1a）の下側
の内周壁には、吐出口（1a）の長手方向に沿って、所定
間隔毎に、前記溶融インクに電荷を注入するための複数
の電極（８）が埋設状態に付設されている。各電極
（８）は、画像信号がドット単位で入力される各別のド
ライバ（９）を介して、電源（10）に接続されている。

そして、画像の記録にあたっては、上記各電極（８）
に画像信号に応じたパルス信号を順次印加することで溶
融インクに所定の電荷を注入すると同時に、前記対向電
極（２）に上記パルス信号とは極性が逆のパルス信号を
印加することによって、対向電極（２）との間に生じる
クーロン力で溶融インクを柱状に引き寄せるように吐出
口（1a）から吐出させて記録紙（Ｐ）に付着させ、記録
紙（Ｐ）上に、前記複数の電極（８）の接地間隔に対応
する間隔で、ドット単位での画像の記録を行うことがで
きるように構成してある。

すなわち、インクヘッド本体（１）に付設された複数
の電極（８）とそれに対する電源（10）、および、記録
紙（Ｐ）に対してインクヘッド本体（１）の吐出口（1
a）とは反対側に設けた対向電極（２）とそれに対する
電源（11）により、吐出口（1a）から溶融インクを吐出
させるための吐出駆動手段（SD）を構成している。ま
た、複数の電極（８）に対する各別のドライバ（９）
が、その吐出駆動手段（SD）を画像信号に応じて作動さ
せる吐出制御手段（SD）を構成している。

そして、本実施例の記録ヘッド（Ｈ）においては、上
述のような複数の電極（８）と対向電極（２）とに対応
する電圧印加でそれら両電極間（８），（２）に生じる
クーロン力によって溶融インクを引き寄せるようにして
吐出口（1a）から吐出させる構成であるから、両電極
（８），（２）への印加電圧を制御して両電極（８），
（２）間の電界強度を適宜変更することで、吐出口（1
a）から吐出される溶融インクの量を、連続的に（アナ
ログ的に）変更することが可能となり、記録ドットにお
ける濃度階調を面積階調法によって行うことができる。
従って、熱溶融性インクを溶融して用いることで階調度
を高めることができる高濃度のインクの使用が可能であ
ることと相俟って、極めて階調度の高い記録を行うこと
ができるのである。

また、本実施例の記録ヘッド（Ｈ）は、その吐出口
（1a）をスリット状に形成してあるから、吐出口（1a）
がドット単位で仕切られておらず、仕切りのための微細
な加工が不要であることから吐出口（1a）の長手方向に
対する記録ドットの密度を容易に高めることができ、ま
た、そのライン状の吐出口（1a）が連通していることに
よって溶融インクの詰りを少なくでき、密度の高い記録
を、記録ヘッド（Ｈ）の加工面、ならびに、メンテナン
ス面において有利に得ることができる。

前記熱溶融性インク（３）は、具体的には、電子写真
法により記録を行う複写機やプリンタで記録用の媒体と
して用いられるトナーであり、トナーをインクジェット
式の記録用媒体に転用することで、その汎用化を図って
いる。

そして、前述のように、熱溶融性インク（３）として
のトナーを加熱手段であるヒータ（4a）により必要な量
だけ溶融させて記録に用いることで、加熱が長時間に及
ぶことを回避してトナーの品質の低下を最小限に抑えつ
つ、供給具であるローラ（４）の定速回動に伴ってその
周面に表面張力で付着した溶融インクの所定量を吐出口
（1a）に強制的に供給することで、吐出駆動手段（SD）
によって吐出口（1a）から吐出されるインク量を常にほ
ぼ一定に維持し、記録紙（Ｐ）上でのドット径を揃える
ことで品質の高い画像が得られるようにするとともに、
溶融インクの確実な供給によって記録の高速化に対応で
きるように構成してある。なお、第２図中（12）はヒー
タ（4a）用の電源である。

さらに、前記ローラ（４）が吐出口（1a）のほぼ全体
を閉塞する状態に設けられ、その回動に伴なって、ロー
ラ（４）の表面に付着の溶融インクを吐出口（1a）の内
周壁との隙間を通して吐出口（1a）に供給するように構
成されているから、溶融インクが外気に接触することを
少なくするとともに、ローラ（４）の回動でインクヘッ
ド本体（１）内の溶融インクを撹拌して、前述のように
高濃度のインクの使用を可能にしながらも、インクヘッ
ド本体（１）内での溶融インクの固化を防止し、長期間
にわたって溶融インクをトラブル少なく吐出することが
できるように構成してある。

上記実施例では、電子写真式のに用いられるトナーを
熱溶解性インクとして転用する旨を述べたが、記録ヘッ
ド（Ｈ）を複数設け、それぞれの記録ヘッド（Ｈ）に異
なる色のトナーを充填することで容易にカラー化が可能
である。

〔別実施例〕

次に、本発明の別の実施例を列記する。

〈１〉対向電極（２）としては、先の実施例で説明した
電源（11）によってその全てに同一の電位が印加される
構成に替えて、吐出口（1a）に設けた複数の電極（８）
に複数の電極が各別に対向する、いわゆるマルチスタイ
ラス式に構成したものであってもよい。

〈２〉吐出駆動手段（SD）としては、先の実施例で説明
した記録紙（Ｐ）を挾んで互いに対向する電極（８），
（２）間での電圧印加で溶融インクを吐出する構成に替
えて、吐出口（1a）部分に設けた一対の電極への電圧印
加で溶融インクを吐出する構成とする等、種々の構成の
適用が可能である。

〈３〉先の実施例では、周面が平滑なローラ（４）を例
にとって説明したが、供給具（Ｓ）としてのローラ
（４）を、以下のように構成してもよい。なお、先の実
施例を含め、ローラ（４）が駆動回転される方向は、時
計回りであっても反時計回りであってもよい。

〈３−１〉第３図に示すように、吐出口（1a）に付設の
複数の電極（８）の設置間隔と等しい間隔で形成された
溝（4b）を周面に有するローラ（４）とする。この構成
の場合、溝（4b）の両側部分においてローラ（４）の周
面を吐出口（1a）の内壁に接触させることで、溶融イン
クの横流れによる画質低下を防止できる。また、溝（4
b）の巾と深さとを適宜変更することで、ドットの径を
変更することも可能である。

〈３−２〉第４図に示すように、吐出口（1a）に付設の
複数の電極（８）の設置間隔と等しい間隔で、溶融イン
クになじむ親イク性部（4x）と溶融インクをはじく疎イ
ンク性部（4y）とが交互に位置するように表面処理した
ローラ（４）とする。この場合にも、溶融インクの横流
れによる画質低下を防止できる。

〈３−３〉第５図に示すように、吐出口（1a）の長手方
向に沿った複数の溝（4c）を周面に有するローラ（４）
とする。この構成の場合、溝（4c）の両側部分において
ローラ（４）の周面を吐出口（1a）の内壁に接触させる
ことで、一層溶融インクの固化を防止することができ、
より高濃度のインクの使用が可能になる。

〈３−４〉第６図に示すように、ローラ（４）を撚線か
ら形成する。

〈４〉さらに、供給具（Ｓ）として、ローラ（４）に替
えて、第７図に示すような吐出口（1a）の幅とほぼ同じ
幅を有する板材（13）を、吐出口（1a）の長手方向に沿
った軸芯周りで回動自在に設ける構成としてもよく、供
給具（Ｓ）の形状や材質或はそれにより溶融インクを吐
出口に定量供給するための駆動構造等、その具体的構成
は適宜変更自在である。

〈５〉第８図に示すように、供給具（Ｓ）としてのロー
ラ（４）に加えて、インクヘッド（１）内での溶融イン
クの撹拌用に専用のローラ（14）を設けてもよい。この
構成の場合、熱溶融性インクが加熱により溶融されて液
化する境界部分におけるインクの凝集を防止してより一
層溶融インクの供給をスムースに行うことができる。

〈６〉先の実施例では、加熱手段としてのヒータ（4a）
を供給具（Ｓ）であるローラ（４）に内蔵したものを説
明したが、それに替えて、加熱手段をローラ（４）とは
別に設けてもよい。その設置箇所は、第９図に示すよう
にインクヘッド本体（１）の内周壁であってもよく、ま
た、第10図に示すようにインクの供給経路中であって、
熱溶融性インクを溶融させるための熱エネルギーの伝達
が、万遍なく、かつ、効率よく行われるように構成した
ものであってもよい。さらに、図示はしないが、インク
ヘッド本体（１）の全体をヒータに構成してもよい。

〈７〉先の実施例では、吐出口（1a）がスリット状で、
その内部に設けた複数の電極（８）に、ドットに対応す
る画像信号を入力する構成のものを説明したが、それに
替えて、吐出口（1a）がドットに対応して複数個設けら
れた構成としてもよい。この場合、供給具（Ｓ）として
は、先の実施例と同様のローラ（４）を、各吐出口（1
a）の全てを貫通するように設けてもよく、それに替え
て、第11図に示す板材（15）を、吐出口（1a）の並び方
向にほぼ直交する方向に沿った軸芯周りで回動自在な状
態で吐出口（1a）毎に設ける構成としてもよい。

〈８〉吐出口（1a）に設けた複数の電極（８）は、先の
実施例で説明した吐出口（1a）の下側の内周壁に埋設状
態に付設したものに替えて、第12図に示すように、吐出
口（1a）の下側の内周壁から吐出する状態に蒸着によっ
て付設した構成としてもよい。また、複数の電極（８）
は、図示はしないが、吐出口（1a）の上側の内周壁に設
けてもよく、さらに、溶融インクの供給経路中に設ける
ことで溶融イクを吐出口（1a）から吐出させるためのエ
ネルギーの伝達が万遍なく、かつ、効率よく行われるよ
うに構成してもよい。

〈９〉インクヘッド本体（１）およびその吐出口（1a）
の具体的構成については適宜変更自在であり、例えば、
吐出口（1a）をスリット状にする場合であって、溶融イ
ンクの横流れによる画質低下を防止するために、第13図
に示すように、吐出口（1a）の上下にガイド（1b）を付
設したり、第14図に示すように、吐出口（1a）からイン
クヘッド本体（１）の内部にわたる上下のガイド（1b）
を設けたりしてもよい。なお、第13図および第14図にお
いて、他の構成は先に説明した種々の構成と同様である
ので、同一番号を付すのみとし、説明は省略する。

〔発明の効果〕

以上の説明で明らかなように、本発明のインクジェッ
トプリンタによれば、加熱手段は吐出口近傍の熱溶融性
インクを加熱溶融する。また、供給具は熱溶融されたイ
ンクを撹拌するとともに吐出口に定量供給する。したが
って、吐出口から吐出されるインク量を一定にすること
ができ、吐出されるインク量のバラツキに起因する画質
の低下を防止することができる。したがって、高品位な
画像形成ができるインクジェットプリンタを提供するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明に係るインクジェットプリ
ンタの実施例を示し、第１図は記録ヘッド部分の斜視
図、第２図は要部の概略構成図である。第３図ないし第
14図はそれぞれ別の実施例を示し、第３図ないし第６図
は供給具の斜視図、第７図ないし第10図はインクヘッド
本体の垂直断面図、第11図はインクヘッド本体の水平断
面図、第12図はインクヘッド本体の垂直断面図、第13図
及び第14図はインクヘッド本体の斜視図である。 （1a）……吐出口、（３）……熱溶融性インク、（４）
……供給具、（4a）……加熱手段、（SD）……吐出駆動
手段、（SC）……吐出制御手段。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】インクを記録媒体に向けて吐出するための
   吐出口を有するとともにこの吐出口を充たすように熱溶
   融性インクを収容する容器と、少なくとも前記吐出口近
   傍のインクを加熱溶融する加熱手段と、前記吐出口から
   溶融インクを吐出させるための吐出駆動手段と、この吐
   出駆動手段を画像信号に応じて作動させる吐出制御手段
   と、前記容器内の吐出口近傍に配置され、容器内の溶融
   インクを撹拌するとともに前記吐出口に定量供給する供
   給具とを備えたインクジェットプリンタ。