JP3531435B2

JP3531435B2 - プリンタヘッド及びプリンタ

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Publication number: JP3531435B2
Application number: JP23452297A
Authority: JP
Inventors: 稔河野; 栄樹平野
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1997-08-29
Filing date: 1997-08-29
Publication date: 2004-05-31
Anticipated expiration: 2017-08-29
Also published as: JPH1170677A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、インクを気化又は
溶発させてプリンタ用紙等の被転写体に転写する、所
謂、染料気化型熱転写方式のプリンタヘッド及びプリン
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の得られることが要求
され始めている。

【０００３】カラープリンタ方式としては、従来、昇華
型熱転写方式（又は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たインク層をインク
リボン又はシートに塗布し、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、所謂、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
ート上から感熱ヘッド（サーマルヘッド）により熱を加
えて、その熱量に応じインクリボン又はシートから熱転
写用紙に転写染料を熱転写させるものである。

【０００５】この操作を、例えば、滅法混色の三原色で
あるイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）に
分解された画像信号について夫々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。

【０００６】図２５に、この方式によるプリンタのサー
マルヘッド周辺部の構成を示す。

【０００７】サーマルヘッド１０１は、プラテンローラ
１０２に対向して配置され、それらの間を、例えば、ベ
ースフィルム１０３ｂ上にインク層１０３ａを設けたイ
ンクシート１０３と、紙１０４ｂの表面に染着樹脂層
（染料受容層）１０４ａをコーティングした熱転写用紙
１０４とが、回転するプラテンローラ１０２によりサー
マルヘッド１０１に押し付けられた状態で走行する。

【０００８】そして、印刷すべき画像に応じ、サーマル
ヘッド１０１により選択的に加熱されたインク層１０３
ａ中のインクが、そのインク層１０３ａに接して加熱さ
れた熱転写用紙１０４の染着樹脂層１０４ａ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。

【０００９】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、且つ、即時性を備え、銀塩カラ
ー写真並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有り、この点でもコスト高にな
るという問題が有った。

【００１０】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有った。また、画像品位も銀
塩写真には及ばなかった。

【００１１】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、更に、この方
式では、装置コストが高いという問題も有った。

【００１２】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射させ、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。

【００１３】従って、普通紙転写が可能であり、また、
インクリボン等も使用しないので、ランニングコストが
低く、更に、インクリボン等を使用する場合のような廃
棄物の発生が殆ど無い。最近では、特に、サーマル方式
が、簡易にカラー画像を印刷できることから、普及が拡
大している。

【００１４】しかし、このインクジェット方式では、画
素内の濃度階調が原理的に困難であり、上述した染料拡
散熱転写方式で得られるような、銀塩写真に匹敵する高
画質の画像を短時間で再現することは困難であった。即
ち、従来のインクジェット方式では、インクの１液滴が
１画素を構成するので、原理的に画素内階調が困難であ
り、このため、高画質の画像形成ができなかった。イン
クジェットの高解像度を利用してディザ法による擬似階
調の表現も試みられているが、染料拡散熱転写方式と同
等の画質は得られず、しかも、転写速度は著しく低下す
る。

【００１５】最近では、薄めたインクを使用して、画素
内で２乃至３階調を得るインクジェット方式も出現した
が、特に、自然画のような画像の場合、銀塩写真や染料
拡散熱転写方式と同等の画像品位を得ることは困難であ
った。

【００１６】他方、電子写真方式は、ランニングコスト
は低く、転写速度も速いが、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かった。

【００１７】即ち、以上に説明した方式では、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
満たすものが無かった。

【００１８】そこで、それらの要求を全て満たし得るカ
ラープリンタ方式として、所謂、染料気化型熱転写方式
が提案された（例えば、特開平７−８９１０７号公報及
び特開平７−８９１０８号公報参照）。

【００１９】この方式では、プリンタヘッドの転写部に
おいてインクを加熱して、気化又はアブレーション（ab
lation：「溶発」と称する。）によりインクを飛翔さ
せ、それを、例えば、５０〜１００μｍ程度のギャップ
を介して対向配置されたプリンタ用紙等の被転写体表面
に付着させて転写を行う。

【００２０】転写部には、例えば、幅又は径が２μｍ程
度、高さ６μｍ程度の多数の柱状体を互いに２μｍ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、このインク保持構造の下にヒータが設け
られて、気化部が構成されている。

【００２１】このようなインク保持構造を転写部に設け
ることにより、次のような効果が得られる。即ち、（１）毛管現象によりインクが自発的に気化部に供給さ
れる。（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。（３）柱状体の高さを適宜に設定することにより、常に
所定量のインクを気化部に保持させることができる。（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。

【００２２】従って、このようなインク保持構造を設け
ることにより、気化部での加熱に応じた量のインクを気
化又は溶発させて、プリンタ用紙等に転写することがで
き、インク転写量の連続的な制御、即ち、画素内での濃
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。

【００２３】また、インクリボン等を使用する必要が無
いので、ランニングコストが低く、更に、普通紙に対し
吸収性の高いインクを用いることで普通紙転写も可能と
なるので、普通紙の使用による低コスト化も可能とな
る。

【００２４】また、この方式は、インク、即ち、染料の
気化又は溶発を利用したものであるため、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
も無く、従って、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発生しない。

【００２５】

【発明が解決しようとする課題】この染料気化型熱転写
方式は、既述した染料拡散熱転写方式と同様、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
位性等の特長を備えた上に、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、更には、普通紙使用にによる低コスト化も可能な優
れた技術である。

【００２６】しかしながら、この方式による従来のプリ
ンタには、まだ改善の余地が有った。

【００２７】即ち、この方式のプリンタでは、上述した
ように、プリンタヘッドの転写部において、気化部で消
費した量のインクが、上述したインク保持構造における
毛管現象により自発的にその気化部に補充されるように
なっている。ところが、この転写部にインクを供給する
ためにこの転写部に隣接して設けられたインク供給路に
おいて常に充分な量のインクが保持されていないと、そ
のインク供給路から転写部へのインクの供給が間に合わ
ず、結果として、インクの気化量に対し供給量が不足し
て、転写濃度の低下が生じたり、インクの連続的な供給
が継続できなくなって、転写画像にインク切れによる白
すじが発生したりすることが有った。

【００２８】そこで、本発明の目的は、上述した染料気
化型熱転写方式の特長を充分に活かすべく、転写部にイ
ンクを供給するためのインク供給路において常に充分な
量のインクを保持させることができる構造のプリンタヘ
ッド及びプリンタを提供することである。

【００２９】

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
本発明のプリンタヘッドは、対向して配された被転写体
にインクを転写するインク転写部と、このインク転写部
にインクを供給するためのインク供給路とを有するプリ
ンタヘッドであって、前記インク転写部が、インクを加
熱して気化又は溶発させるためのヒータと、少なくとも
このヒータ上に設けられ、且つ、複数の微小間隙を有し
ていて、それらの微小間隙に毛管現象によりインクを侵
入させて保持するインク保持構造体とを備え、前記イン
ク供給路が、インクの表面張力によってインク液面を所
定高さに保持するインク液面保持手段を備えている。

【００３０】また、本発明のプリンタは、対向して配さ
れた被転写体にインクを転写するインク転写部と、この
インク転写部にインクを供給するためのインク供給路と
を有するプリンタヘッドを備えたプリンタであって、前
記インク転写部が、インクを加熱して気化又は溶発させ
るためのヒータと、少なくともこのヒータ上に設けら
れ、且つ、複数の微小間隙を有していて、それらの微小
間隙に毛管現象によりインクを侵入させて保持するイン
ク保持構造体とを備え、前記インク供給路が、インクの
表面張力によってインク液面を所定高さに保持するイン
ク液面保持手段を備えている。

【００３１】

【発明の実施の形態】以下、本発明を好ましい実施の形
態に従い説明する。

【００３２】〔第１の実施の形態〕図８に、本発明の第
１の実施の形態によるプリンタヘッドの外観の概略斜視
図を、図９に、このプリンタヘッドによりプリンタ用紙
等の用紙に転写を行う状態の概略断面図を夫々示す。ま
た、図１０に、このプリンタヘッドの下面図を、図１１
に、プリンタヘッドのインク貯留部のカバーを外した状
態の下面図を夫々示す。

【００３３】これらの図に示すように、プリンタヘッド
１は、ヒートシンクを兼ねた、例えば、アルミニウム
（Ａｌ）製のヘッドベース３を有している。このヘッド
ベース３の下面先端部寄りの部分には、後述する転写部
等を、例えば、シリコン基板上に形成したヒータチップ
４が、例えば、シリコーン系の接着剤により接着されて
いる。図９に一点鎖線Ａで示す位置が、各転写部におけ
るインクの飛翔中心である。なお、このヒータチップ４
の接着部には、ヒータチップ４が均一に接着されるよう
に、ヘッドベース３表面に溝３１が設けられ、ヒータチ
ップ４を接着する際の余分な接着剤が、この溝３１に逃
げるようになっている。

【００３４】ヘッドベース３には、また、発熱駆動用の
ドライバーＩＣ５１（図９及び図１１参照）等を搭載し
たプリント基板５が、やはり、例えば、シリコーン系の
接着剤により接着されている。図９に明示するように、
このヘッドベース３のプリント基板５の取付け部は、プ
リント基板５の厚さ分だけ低い凹所に形成され、その凹
所にプリント基板５を取り付けた時に、そのプリント基
板５上に実装されているドライバーＩＣ５１を含む高さ
が、そのプリント基板５に並行して取り付けられている
ヒータチップ４の上面とほぼ同じ高さとなるように構成
されている。

【００３５】また、ヒータチップ４上の電極パターン４
１（図１１参照）とドライバーＩＣ５１との接続部、及
び、ドライバーＩＣ５１とプリント基板５上の配線パタ
ーン５４（図１１参照）との接続部には、夫々の接続部
における、図示省略した、例えば、接続用のボンディン
グワイヤを保護するために、例えば、シリコーン系のコ
ーティング材ＪＣＲ（Junction Coating Resin) ５２が
塗布され、熱硬化されている。

【００３６】図８〜図１０に示すように、プリント基板
５の一部とヒータチップ４の一部を覆う領域には、カバ
ー６が、やはり、例えば、シリコーン系の接着剤により
接着されている。一方、図９及び図１１に示すように、
ヘッドベース３及びプリント基板５には、それらを貫通
したインク導入孔７が設けられている。そして、例え
ば、図外のインクタンクから、図示省略したフレキシブ
ルパイプ等を経て供給されたインク８が、このインク導
入孔７を通って、カバー６内に形成されたインク貯留部
６１に供給され、そのインク８が、更に、このインク貯
留部６１から、図１１に示すように、ヒータチップ４上
に、多数の隔壁４２と蓋材４３とにより構成された多数
のインク供給路を経て、ヒータチップ４先端部の各転写
部（不図示）に供給される。

【００３７】図９に示すように、印刷時、プリンタヘッ
ド１は、例えば、ヒータチップ４が設けられている側の
ヘッドベース３の先端部３ａを用紙２に接触させた状態
で、用紙２に対し所定角度傾斜して保持される。従っ
て、インクの飛翔中心Ａにおける転写部（不図示）と用
紙２との間隔が常に一定、例えば、５０〜５００μｍの
ギャップに保たれる。

【００３８】この時、図８及び図９に明示するように、
プリンタヘッド１に取り付けられるカバー６には、この
プリンタヘッド１と用紙２との間の傾斜角度に対応した
傾斜面６ａが予め設けられていて、このカバー６が印刷
の邪魔にならないように配慮されている。

【００３９】なお、図９〜図１１中、符号５３は、プリ
ント基板５の配線を、図外の、例えば、ＦＰＣ（Flexib
le Print Circuit) に接続するためのコネクタである。

【００４０】図１に、ヒータチップ４の先端部に設けら
れた転写部及びその付近の詳細を平面図で示す。また、
図５に、ヘッドベース３に取り付けられたヒータチップ
４の部分をカバー６を一部破断した状態の斜視図で示
す。更に、図６に、主としてヒータチップ４の部分の概
略断面図を、図７に、その転写部の拡大概略断面図を夫
々示す。

【００４１】図６及び図７に示すように、ヒータチップ
４は、例えば、シリコンからなる基板４４を有してお
り、この基板４４上に、酸化シリコン（ＳｉＯ₂）膜４
５を介して、ヒータとなる高抵抗ポリシリコン膜４６が
形成されている。なお、基板４４として、例えば、石英
基板のような絶縁基板を用いる場合には、ＳｉＯ₂膜４
５等の絶縁膜を設けず、基板４４上に直接ポリシリコン
膜４６を形成しても良い。

【００４２】図７に示すように、このポリシリコン膜４
６の上には、例えば、アルミニウム（Ａｌ）の配線パタ
ーンからなる共通電極４１ａと個別電極４１ｂが夫々形
成されている。図４に、これらの共通電極４１ａと個別
電極４１ｂのパターン形状を、図１に対応した平面図で
示す。この図４において、各電極４１ａ、４１ｂの下に
もポリシリコン膜４６が形成されている（図７参照）。
即ち、ポリシリコン膜４６は、その上に電極が存在する
部分では、配線の一部として機能し、その上に電極が存
在しない部分４６ａが、抵抗加熱によるヒータとして機
能する。そして、印刷すべき画像情報に応じて共通電極
４１ａと個別電極４１ｂにより選択されたヒータ部４６
ａが加熱され、その上のインクを気化又は溶発させて、
用紙２（図９参照）等の被転写体に転写する。

【００４３】例えば、１つのヒータチップ４内に、２０
μｍ×２０μｍ程度の大きさのヒータ部４６ａが約８
４．７μｍの周期で２５６個形成され、これにより、１
個のヒータが１ドットの転写に対応するので、３００ｄ
ｐｉの解像度が実現される。

【００４４】図６及び図７に示すように、ヒータチップ
４上には、電極４１ａ、４１ｂ上を含む全面に保護膜と
してＳｉＯ₂膜４７が形成されている。そして、図１及
び図７に示すように、各転写部Ｔを取り囲むとともに、
各転写部Ｔにインクを供給するための供給路Ｓを画定す
る隔壁４７ａと、各転写部Ｔにおいてインク保持構造を
構成する柱状体４７ｂとが、このＳｉＯ₂膜４７の夫々
一部として形成されている。即ち、例えば、ＣＶＤ（化
学気相成長）法により所定膜厚に形成したＳｉＯ₂膜４
７を、所定パターンのエッチングマスクを用いて所定深
さだけ、例えば、ＲＩＥ（Reactive Ion Etching) 法に
より異方性エッチングすることで、隔壁４７ａと各柱状
体４７ｂ並びにそれら以外の保護膜の部分が同時に形成
されている。

【００４５】図１に示すように、各転写部Ｔには、例え
ば、９本×９本の正方マトリックス状に柱状体４７ｂが
形成され（但し、図１では、７本×７本を示してい
る。）、そのうち中央の３本×３本がヒータ部４６ａ上
に位置している。各柱状体４７ｂの大きさは、例えば、
幅が０．２〜１０μｍ程度、高さが２〜１５μｍ程度と
し、これらを、例えば、０．２〜１０μｍ程度の間隔で
配置する。なお、各柱状体４７ｂの形状は、図示の例の
ような四角柱状に限らず、例えば、円柱状等でも良い。

【００４６】図１に示すように、各転写部Ｔにインクを
供給するための供給路Ｓは、各転写部Ｔにおける柱状体
４７ｂと同じ高さの隔壁４７ａにより夫々画定されてい
る。そして、図１及び図６に示すように、インク貯留部
６１からこれらの供給路Ｓにインクを供給するためのイ
ンク流路が、例えば、シートレジストのパターンで構成
された隔壁４２と、例えば、ニッケル（Ｎｉ）シートで
構成された蓋材４３とにより夫々トンネル状に形成され
ている（図５参照）。

【００４７】この時、図１及び図６に示すように、転写
部Ｔの側では、シートレジストからなる隔壁４２が、転
写部Ｔのヒータ部４６ａの中心から、例えば、１００μ
ｍ程度後退した位置まで設けられており、また、蓋材４
３は、その隔壁４２の端部から更に、例えば、１００μ
ｍ程度後退した位置まで設けられている。このように構
成することにより、転写部Ｔへの過剰なインク供給が防
止される。即ち、図６に示すように、インク貯留部６１
から供給されるインク８は、まず、蓋材４３の出口端近
傍で、その濡れ性及び表面張力の作用により、蓋材４３
の壁面に沿って液面が上昇し、そこから次第に液面が低
くなるような状態で流れる。また、隔壁４２の端部近傍
でも同様の現象が起こり、隔壁４２の端部壁面から次第
に液面が低くなるような状態でインク８が流れる。従っ
て、これらの隔壁４２や蓋材４３が転写部Ｔにあまり近
過ぎると、転写部Ｔに過剰のインクが供給される虞が有
る。転写部Ｔ、特に、ヒータ部４６ａ上に必要以上のイ
ンクが供給されると、インクを気化又は溶発するために
要するエネルギーが大きくなって、転写効率が低下して
しまう。また、この隔壁４２及び蓋材４３を夫々後退さ
せて設ける構成は、これらの隔壁４２及び蓋材４３が、
転写部Ｔに対向配置される用紙２（図９参照）等の被転
写体に接触しないようにするという意味も有る。

【００４８】図１に示すように、シートレジストからな
る隔壁４２により区画されたインク流路を流れてきたイ
ンク８は、その液面の低下に従い、各転写部Ｔの手前の
供給路Ｓを区画する隔壁４７ａ上で分離され、各供給路
Ｓに流れ込む。そして、各転写部Ｔにおいては、図７に
示すように、隔壁４７ａ及び柱状体４７ｂの上面とほぼ
同じ高さでインク８が保持される。このように、各転写
部Ｔに、柱状体４７ｂからなるインク保持構造を設ける
ことにより、各転写部Ｔに常に一定量のインク８を保持
させることができる。

【００４９】また、各転写部Ｔにおいて、ヒータ部４６
ａの加熱により消費されたインクは、柱状体４７ｂの存
在による毛管現象によりヒータ部４６ａ上に自発的に補
充される。上に説明したインク貯留部６１から各転写部
Ｔまでのインク８の流れは、全て、このインク８の自発
的な流れに因る。

【００５０】図１に示すように、この第１の実施の形態
では、各転写部Ｔの手前の供給路Ｓ内において、その供
給路Ｓを区画する一対の隔壁４７ａ間のほぼ中央位置
に、補助壁４７ｃを設けている。この補助壁４７ｃは、
例えば、ＳｉＯ₂膜４７により、上述した隔壁４７ａ及
び柱状体４７ｂと同時に形成される。従って、この補助
壁４７ｃは、上述した隔壁４７ａ及び柱状体４７ｂとほ
ぼ同じ高さを有する。

【００５１】以下、この補助壁４７ｃの作用について説
明する。

【００５２】各転写部Ｔにおけるインクの保持は、相対
する固体壁間の毛管現象に因る。例えば、図３（ａ）に
示すように、２枚の垂直な隔壁間に在る液体は、その液
体が隔壁面を濡らす場合、液体と隔壁面との間の接触
角、液体の表面張力及び隔壁間の距離によって決まる高
さｈまで液面が引き上げられる。この第１の実施の形態
の場合には、各転写部Ｔにおける隔壁４７ａ及び柱状体
４７ｂの高さが上述のｈよりも低いため、図７に示すよ
うに、ほぼ隔壁４７ａ及び柱状体４７ｂの高さでインク
８の液面が保持される。

【００５３】一方、図３（ｂ）に示すように、隔壁間の
間隔が広い場合には、夫々の垂直壁面における液体と壁
面との間の接触角及び液体の表面張力で決まる高さｈ′
から次第に液面が低下し、壁面から距離ｘの所で液面が
底面に接する状態となる。この状態がインクの供給路途
中に発生すると、その部分にインクの途切れた所ができ
てしまい、インクの供給切れを生じる。

【００５４】図２（ｂ）に示すように、各転写部Ｔに隣
接する供給路Ｓに補助壁を設けない場合には、それらの
供給路Ｓを画定する各一対の隔壁４７ａ間の間隔ｄ₁が
広いために、この供給路Ｓの途中で、上述した図３
（ｂ）の状態が発生し、転写部Ｔに対するインクの供給
切れを起こすことが有った。即ち、図３（ｃ）にインク
流路各部位における液面の変化を示すように、インク
は、蓋材の有る部分のインク流路から、蓋材が無く、シ
ートレジストの隔壁のみで構成されたインク流路を経て
供給路Ｓに供給されるが、供給路Ｓの幅が広いために、
図示の如く、転写部Ｔとの間にインクの途切れた部分が
形成され、このために、転写部Ｔに対するインクの供給
が滞ることが有った。

【００５５】そこで、この第１の実施の形態では、図１
及び図２（ａ）に示すように、各供給路Ｓを区画する一
対の隔壁４７ａ間のほぼ中央位置に、補助壁４７ｃを設
けている。このような補助壁４７ｃを設けることによ
り、図２（ａ）に示すように、補助壁４７ｃと隔壁４７
ａ間の間隔ｄ₂は、補助壁４７ｃを設けない場合の一対
の隔壁４７ａ間の間隔ｄ₁の半分よりも小さくなる。従
って、図３（ｄ）に示すように、供給路Ｓの途中でのイ
ンクの液面が上昇し、転写部Ｔへの連続的なインクの供
給が可能となる。

【００５６】実際に、転写部Ｔに柱状体４７ｂを設けな
いプリンタヘッドを試作し、隔壁４７ａの高さを種々に
変更して、その隔壁４７ａからのインクの裾幅ｘ（図３
（ｂ）参照）を測定したところ、次のような結果が得ら
れた。なお、供給路Ｓにおける一対の隔壁４７ａ間の距
離は約６０μｍとした。〔表１〕隔壁の高さインクの裾幅ｘ ─────────────────────── 約３．０μｍ約７．６μｍ約４．７μｍ約２０．７μｍ約７．２μｍ約３０μｍ以上なお、隔壁４７ａの高さが約７．２μｍの時は、供給路
Ｓから転写部Ｔに至るまで、インクの途切れた箇所が無
く、ｘの正確な測定はできなかった。また、本来なら、
インクが隔壁と接する点での液面の高さｈ′（従って、
インクの裾幅ｘ）は、隔壁の高さによらず一定のはずで
あるが、この実験の構成の場合、供給路Ｓの転写部Ｔと
は反対の側は、液面が高い（約２５μｍ）トンネル状の
インク流路に繋がっているため、隔壁４７ａの高さに応
じて、インク液面の高さ、従って、インクの裾幅ｘが変
化する結果となった。

【００５７】この〔表１〕の結果から、隔壁４７ａ等の
高さを、例えば、５μｍ程度とする場合、その隔壁４７
ａから２０μｍ×２＝４０μｍ程度以上離れないよう
に、柱状体４７ｂや補助壁４７ｃを設ければ良いことが
分かる。但し、実際には、インクの表面張力が負の温度
依存性を持っているため、これよりも更に近接させて配
置するのが好ましい。

【００５８】隔壁４７ａや柱状体４７ｂ等の高さを高く
すれば、インク供給の点では有利であるが、気化部にお
けるインク液面が上昇してインク量が増えるので、その
気化に必要なエネルギーが大きくなり、また、例えば、
ＳｉＯ₂膜４７の成膜やエッチングが困難になるという
問題も生じる。従って、実用的には、隔壁４７ａや柱状
体４７ｂ等の高さは、例えば、５〜６μｍ程度が適当で
ある。

【００５９】この第１の実施の形態のプリンタヘッド１
に使用するインク８は、染料、溶媒、及び、必要に応じ
て添加する添加剤から構成し、転写感度、熱安定性、画
像品位、保存安定性等を最適化するように、それらの材
料及び配合比を決定する。

【００６０】インクの溶媒は、例えば、その融点が５０
℃未満で、且つ、沸点が２５０℃以上、５００℃未満の
範囲に在り、更に、熱分解温度が沸点よりも高いものを
用いる。融点が５０℃以上の溶媒を用いると、その溶媒
と染料を混合して作るインクが、例えば、室温での保存
時に凝固してしまう虞が有る。また、溶媒の沸点が２５
０℃未満であると、プリンタヘッドの転写部近傍の大気
への露出部分において、インクから溶媒だけが選択的に
揮発してしまう虞が有る。更に、溶媒の沸点が５００℃
以上であると、インクの気化の効率が悪くなって、転写
感度が低下するだけでなく、インクが気化する前に熱分
解過程が進行する虞が有る。また、溶媒の分子量は、４
５０以下であることが好ましい。この分子量が大き過ぎ
ると、気化時の膨張率が小さくなり過ぎて、転写感度が
低下する虞が有る。更に、溶媒は、例えば、アート紙の
繊維質に自発的に吸収される性質を持つことが、普通紙
転写の観点から好ましい。

【００６１】また、この溶媒に、例えば、５wt％以上の
染料を溶解させるためには、２５℃での溶媒の溶解度パ
ラメータ（Ｊ．Ｈ．ヒルデブランドにより定義）の値が
７．５〜１０．５の範囲であることが好ましい。この溶
解度パラメータが１０．５より大きいと、染料の溶解度
が低くなり過ぎるとともに、空気中の水分を吸収して転
写感度の再現性が悪化する虞が有る。一方、この溶解度
パラメータが７．５より小さいと、やはり染料の溶解度
が低くなり過ぎる虞が有る。更に、溶媒は、引火点が１
５０℃以上で、且つ、人体に対する毒性が低く、無色で
あることが好ましい。

【００６２】この溶媒として使用可能な材料には、例え
ば、フタル酸ジメチル、フタル酸ジエチル、フタル酸ジ
ブチル、フタル酸ジイソブチル、フタル酸ジヘキシル、
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
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、一般にプラスチック用
可塑剤と称される有機化合物類；エチルナフタレン、プ
ロピルナフタレン、ヘキシルナフタレン、オクチルベン
ゼン等の芳香環とアルキル鎖が組み合わさった有機化合
物類等が有る。

【００６３】また、インクに用いる染料は、例えば、沸
点が２５０℃以上、５００℃未満の範囲に在り、且つ、
熱分解温度が沸点より高いものとする。この染料の沸点
が２５０℃未満であると、プリンタヘッドを予備加熱し
た際、インクの一部が気化して用紙等の被転写体の地汚
れを引き起こす虞が有る。一方、この染料の沸点が５０
０℃以上であると、染料の気化の効率が悪くなって、転
写感度が低下するだけでなく、インクが気化する前に熱
分解過程が進行する虞が有る。更に、染料は、プロセス
カラーとして適当な色相を持ち、上述した溶媒に対する
モル吸光係数が１００００以上で、且つ、人体に対する
毒性が低く、上述した溶媒との共存下で、光に対する耐
性が高いものであることが好ましい。

【００６４】また、この染料は、上述した２５℃での溶
解度パラメータの値が７．５〜１０．５の範囲に在り、
且つ、空気中で２００℃に加熱した時の気化速度が１×
１０^-4ｇ／ｍ²sec 以上であり、更に、その条件で気化
しない残留分の割合が０．１％以下であるのが好まし
い。この染料の溶解度パラメータが上記範囲外である
と、染料が、上述した溶媒に５wt％以上溶解しない。ま
た、染料の耐熱性が低く、或いは、染料中に不揮発性不
純物が多量に有って、空気中で２００℃に加熱した時の
残留分の割合が０．１％以上であると、転写部のインク
保持構造にインクの劣化物が蓄積して、プリンタヘッド
の目詰まりを引き起こす虞が有る。

【００６５】この染料としては、例えば、本出願人が先
に特開平８−２４４３６３号公報、特開平８−２４４３
６４号公報及び特開平８−２４４３６６号公報において
提案した、下記〔化１〕に一般式を示すジシアノスチリ
ル系イエロー染料、

【００６６】

【化１】

【００６７】下記〔化２〕に一般式を示すトリシアノス
チリル系マゼンタ染料、

【００６８】

【化２】

【００６９】下記〔化３〕に一般式を示すアントラキノ
ン系シアン染料、

【００７０】

【化３】

【００７１】等を用いることができる。

【００７２】これらの染料は、例えば、空気中で２００
℃に加熱した時の残留分の割合を０．１％以下に抑える
ために、昇華精製法、再結晶法、ゾーンメルティング
法、カラム精製法等の手段で精製してから使用するのが
望ましい。

【００７３】また、インクの各種物性値を調整するため
に、必要に応じて、界面活性剤、粘度調整剤等、適当な
添加剤を添加しても良い。但し、それらの添加剤は、溶
媒や染料と同程度の沸点を持つ必要が有る。例えば、界
面活性剤として、フッ素化脂肪酸エステル、シリコーン
オイル等を用いることができる。

【００７４】インクは、例えば、５０℃以下の温度範囲
で、上述した溶媒に、上述した染料を５wt％以上、好ま
しくは、１０wt％以上、より好ましくは、２０wt％以
上、溶解させて作製する。この時、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、
同時に、溶媒も２種以上を混合して使用しても良い。添
加剤は、必要に応じて添加する。インクは、毛管現象に
より効率良く転写部に供給されるために、その表面張力
が、２５℃で、１５ｍＮ／ｍ以上であるのが好ましい。

【００７５】このプリンタ方式に適した用紙は、例え
ば、ＰＰＣ用紙等の普通紙、アート紙等の上質紙である
が、特に、階調性と濃度が高い高品質の画像を得るため
に、例えば、分散染料又は油溶性染料の発色を促進する
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、ポリ塩化ビニル等を表面にコーティング
した専用紙を使用しても良い。また、例えば、インクの
吸収速度を向上させるために、シリカ、アルミナ等の多
孔質顔料の添加も効果的である。

【００７６】図２３及び図２４に、この第１の実施の形
態のプリンタヘッドをシリアル方式のプリンタ及びライ
ン方式のプリンタに夫々用いる例を示す。

【００７７】図２３のシリアル方式のプリンタの場合に
は、図示の如く、用紙２の送り方向（図中、Ｘ方向）と
直角の方向（図中、Ｙ方向）に沿って、イエロー
（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）の各色用のプリ
ンタヘッド１を配置する。なお、これに、更に、黒用の
プリンタヘッドを加えても良い。各プリンタヘッド１
は、例えば、連結材１５を介して送り軸１３に取り付け
られた可動片１４に固定される。そして、図外の駆動源
による送り軸１３の回転により、各プリンタヘッド１
が、図中、Ｙ方向に往復動する。一方、用紙２は、各プ
リンタヘッド１による１ラインの走査毎に、送りローラ
１１により、図中、Ｘ方向に送られ、各プリンタヘッド
１とプラテン１２とに挟まれた位置で、各プリンタヘッ
ド１による印刷が行われる。

【００７８】図２４のライン方式のプリンタの場合に
は、図示の如く、用紙２の送り方向（図中、Ｘ方向）と
直角の方向（ライン方向）に延びるプリンタヘッド１
を、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）の
各色毎に配置する。なお、これに、更に、黒用のプリン
タヘッドを加えても勿論良い。用紙２は、送りローラ１
１により、図中、Ｘ方向に送られ、各プリンタヘッド１
とプラテン１２とに挟まれた位置で、各プリンタヘッド
１によるライン単位の印刷が行われる。

【００７９】以上に説明した第１の実施の形態によるプ
リンタヘッドでは、図１及び図２（ａ）に示すように、
転写部Ｔに隣接する供給路Ｓ内に、補助壁４７ｃからな
るインク液面保持手段を設け、この供給路Ｓ内において
インクの途切れが起こらないようにしている。従って、
転写部Ｔで消費されたインクの補充が、インクの自発的
な流れだけによっても確実に行われ、インクの供給切れ
による印刷不良の発生が防止される。

【００８０】〔第２の実施の形態〕図１２に、本発明の
第２の実施の形態によるプリンタヘッドの転写部付近の
構成を示す。

【００８１】この第２の実施の形態では、例えば、図２
に示した第１の実施の形態とほぼ同様の構成において、
図１２に示すように、転写部Ｔにおける柱状体４７ｂに
よるインク保持構造のパターンを、供給路Ｓを画定する
一対の隔壁４７ａと補助壁４７ｃとの間の部分にまで延
長して設けている。

【００８２】従って、その延長部分Ｅにおける柱状体４
７ｂにより、供給路Ｓにおいても、転写部Ｔとほぼ同じ
高さにインク液面を保持することができ、供給路Ｓにお
けるインク保持量を多くすることができて、転写部Ｔへ
のインクの供給をより確実に行うことができる。

【００８３】〔第３の実施の形態〕図１３に、本発明の
第３の実施の形態によるプリンタヘッドの転写部付近の
構成を示す。

【００８４】この第３の実施の形態では、例えば、図２
に示した第１の実施の形態おける補助壁の部分を、図１
３に示すように、転写部Ｔにおける柱状体４７ｂによる
インク保持構造のパターンの延長部分Ｅにより構成して
いる。

【００８５】この構成においては、供給路Ｓ内の、上述
した第１の実施の形態の補助壁に相当する箇所におい
て、転写部Ｔとほぼ同じ高さにインク液面を保持するこ
とができ、また、その補助壁に相当する箇所と隔壁４７
ａとの間の部分においてもインク液面を上昇させること
ができる。

【００８６】〔第４の実施の形態〕図１４に、本発明の
第４の実施の形態によるプリンタヘッドの転写部付近の
構成を示す。

【００８７】この第４の実施の形態では、図示の如く、
プリンタヘッドの転写部Ｔの付近を、隔壁４７ａ及び供
給路Ｓの部分も含めて、全て、柱状体４７ｂによるイン
ク保持構造のパターンで埋め尽くしている。隔壁４７ａ
は、転写部Ｔの前端側にのみ設けられている。

【００８８】この構成では、転写部Ｔ及び供給路Ｓを含
むかなり広い領域にインクを保持することができるの
で、インクの保持量が非常に多くなり、また、インクが
基本的にどの方向にも流れ得るので、インク補充の融通
性が高くなり、各転写部Ｔにおけるインクの供給切れを
より確実に防止することができる。反面、使用されずに
残る無駄なインクが多くなり、その残ったインクによる
目詰まり等が発生し易いという欠点も有る。

【００８９】〔第５の実施の形態〕図１５に、本発明の
第５の実施の形態によるプリンタヘッドの転写部付近の
構成を示す。

【００９０】この第５の実施の形態では、図示の如く、
転写部Ｔに隣接する供給路Ｓ自体の幅を狭くして、そこ
におけるインク液面の保持を達成している。但し、この
場合には、供給路Ｓ自体の幅をあまり狭くし過ぎると、
そこに保持されるインクの絶対量が逆に減少する虞が有
り、また、インクの流れにも支障を来す虞が有るので、
供給路Ｓ自体の幅ｄ₃は、少なくとも４０μｍ程度は確
保するのが好ましい。

【００９１】〔第６の実施の形態〕図１６に、本発明の
第６の実施の形態によるプリンタヘッドの転写部付近の
構成を示す。

【００９２】この第６の実施の形態では、例えば、図２
に示した第１の実施の形態とほぼ同様の構成において、
図１６に示すように、補助壁４７ｃの前端部を、転写部
Ｔにおけるヒータ部４６ａにできるだけ近付けて配置し
ている。この場合、図示の如く、転写部Ｔにおいてヒー
タ部４６ａの直上位置に形成される気化部と補助壁４７
ｃの前端部との間に、少なくとも１列の柱状体４７ｂを
介在させるのが好ましい。これにより、気化部において
消費されたインクの補充を好適に行うことができる。

【００９３】〔第７の実施の形態〕図１７に、本発明の
第７の実施の形態によるプリンタヘッドの転写部付近の
構成を示す。

【００９４】この第７の実施の形態では、図１６に示し
た第６の実施の形態とほぼ同様の構成において、図１７
に示すように、補助壁４７ｃの前端部を先細の形状に構
成している。これにより、気化部へのインクの流れがス
ムーズになり、インクの供給を好適に行うことができ
る。

【００９５】〔第８の実施の形態〕図１８に、本発明の
第８の実施の形態によるプリンタヘッドの転写部付近の
構成を示す。

【００９６】この第８の実施の形態では、例えば、図１
に示した第１の実施の形態とほぼ同様の構成において、
図１８に示すように、転写部Ｔ間の部分の隔壁４７ａを
無くして、転写部Ｔが互いに連通するようにしている。
このように構成することにより、隣接する転写部Ｔ間を
インクが流れることができ、例えば、或る転写部Ｔに対
する本来のインク供給経路に支障が生じて、その転写部
Ｔへのインクの供給が行われなくなったような場合で
も、隣接する転写部Ｔからその転写部Ｔへインクが供給
されるので、印刷不良を引き起こすことが回避される。

【００９７】以上に説明した第１〜第８の実施の形態に
よれば、転写部Ｔに隣接する供給路Ｓにおいてもインク
８の液面が所定高さに保持されるので、その供給路Ｓか
ら転写部Ｔへのインクの供給が、インク８の自発的な流
れに頼るだけであっても、常に確実且つ円滑に行われ
る。従って、転写部Ｔへのインク８の供給不足による濃
度ムラや、転写部Ｔへのインク８の供給切れに起因する
印刷時の白すじの発生等を防止することができる。

【００９８】次に、図１９〜図２２を参照して、本発明
の第９〜第１１の実施の形態を説明する。

【００９９】図１９（ａ）に示すように、転写部Ｔにお
いて、ヒータ部４６ａの直上位置の気化部Ｖに、転写部
Ｔの他の部分と同様に柱状体４７ｂが整列配置されてい
ても、転写が安定に進行している時には、図１９（ｂ）
に示すように、気化部Ｖの中心部分にはインク８が殆ど
無く、インク８の気化は、その大部分が、気化部Ｖの境
界付近で起こる。即ち、ヒータ部４６ａの中心部では、
その周囲よりも温度が高くなるので、この温度分布によ
る表面張力の不均一性により、ヒータ部４６ａの中心部
のインク８が外側に移動し、この結果、気化部Ｖの中心
部分にはインク８が殆ど無くなる。

【０１００】一方、例えば、熱による劣化物の付着等に
より柱状体４７ｂの表面性が変化して、インク８との間
の濡れ性が良くなると、例えば、図１９（ｃ）に示す中
央の転写部Ｔのように、インク８が気化部Ｖの中心部分
にまで侵入し、その転写部Ｔによる転写感度が急激に増
大する。又、同図に示すように、転写部Ｔ間で、インク
８の侵入先端位置、即ち、インク８の無い部分の面積及
び周囲長が不均一になる。

【０１０１】このように、転写部Ｔによって気化部Ｖへ
のインク８の侵入度合いが異なると、印刷の画素間で濃
度ムラが発生し、得られる印刷画像の品位が低下する。
また、個々の転写部Ｔにおいても、インク８の侵入先端
位置に再現性が無いと、各転写部Ｔの転写感度特性（ガ
ンマ特性）が不安定になり、やはり、濃度ムラの原因と
なる。

【０１０２】以下に説明する第９〜第１１の実施の形態
は、主として、この問題を解決するための構成である。

【０１０３】〔第９の実施の形態〕図２０に、本発明の
第９の実施の形態によるプリンタヘッドの転写部付近の
構成を示すが、この第９の実施の形態では、図示の如
く、転写部Ｔの気化部Ｖにおいて、柱状体４７ｂを、本
来の配置パターンから所定数、欠落させて配置してい
る。

【０１０４】即ち、本来の配置パターンでは、図１９に
示すように、ヒータ部４６ａ上のやや内側位置に３本×
３本の柱状体４７ｂが配置されるが、この第９の実施の
形態では、図２０（ａ）に示すように、そのうちの中央
の５本を欠落させ、四隅の４本だけを残している。これ
により、気化部Ｖの中心部に比較的広い間隙が形成さ
れ、図２０（ｂ）及び（ｃ）に示すように、その気化部
Ｖの中心部へは殆どインク８が行かないようになってい
る。一方、気化部Ｖの境界部分では、柱状体４７ｂによ
りインク８が所定高さに保持され、常に均一な転写が行
われる。

【０１０５】このように、各転写部Ｔにおいて、気化部
Ｖの中心部に意図的にインク８を行かさないように構成
することにより、図２０（ｃ）に示すように、インク８
の侵入先端位置が、いずれの転写部Ｔにおいても常にほ
ぼ同一となり、また、個々の転写部Ｔでのその再現性も
向上する。この結果、印刷画像における濃度ムラが大幅
に低減する。

【０１０６】〔第１０の実施の形態〕図２１に、本発明
の第１０の実施の形態によるプリンタヘッドの転写部付
近の構成を示すが、この第１０の実施の形態では、図示
の如く、気化部Ｖ及びその周辺における柱状体４７ｂの
配置パターンを他の部分とは異ならせている。

【０１０７】即ち、転写部Ｔにおける柱状体４７ｂの基
本配置パターンは９本×９本の正方マトリックス状であ
るが、ヒータ部４６ａ上の気化部Ｖでは、その基本配置
パターンのピッチよりも大きなピッチで４本の柱状体４
７ｂを配置している。また、この気化部Ｖの四辺に隣接
する９本の柱状体４７ｂのうち、各辺の中央に位置する
４本の柱状体４７ｂを、夫々、気化部Ｖ寄りに偏位させ
て、気化部Ｖ内の４本の柱状体４７ｂとの間隔を調整し
ている。

【０１０８】このような構成によっても、気化部Ｖの中
心部に比較的広い間隙が形成されるので、図２１（ｂ）
に示すように、その気化部Ｖの中心部へは殆どインク８
が行かず、一方、気化部Ｖの境界部分では、柱状体４７
ｂによりインク８が所定高さに保持されて、常に均一な
転写が行われる。

【０１０９】〔第１１の実施の形態〕図２２に、本発明
の第１１の実施の形態によるプリンタヘッドの転写部付
近の構成を示すが、この第１１の実施の形態では、図２
２（ａ）に示すように、気化部Ｖの中心部に、他の柱状
体４６ｂよりも大きく、且つ、ヒータ部４６ａの大きさ
よりも少し小さい断面形状を有する四角柱状の無垢の柱
状体４７ｄを設けている。

【０１１０】従って、図２２（ｂ）及び（ｃ）に示すよ
うに、この柱状体４７ｄの外壁面が、気化部Ｖの中心部
へのインク８の侵入を阻止するインク侵入防止壁として
機能すると同時に、この外壁面と、その周囲の柱状体４
７ｂとの間に所定高さのインク８が保持されて、常に均
一な転写が行われる。

【０１１１】なお、柱状体４７ｄは、その中心部に空隙
を有する中空の断面形状であっても良い。

【０１１２】以上に説明した第９〜第１１の実施の形態
においては、供給路Ｓ内に設けた補助壁４７ｃにより、
既述した第１の実施の形態と同様の効果が得られる。更
に、これら第９〜第１１の実施の形態では、インク８の
気化が気化部Ｖの周縁部でのみ起こり、気化部Ｖの中心
部には、インク８が侵入し難い、或いは、侵入しないよ
うに構成しているので、気化部Ｖで気化するインクの量
を常に一定に保つことができ、その経時時な変化を防止
することができる。この結果、印刷時の画素間での濃度
ムラを小さくすることができ、経時的な画像品位の低下
を抑制することができる。

【０１１３】

【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。

【０１１４】実施例１既述した第１の実施の形態に従い、図１及び図２（ａ）
に示すような柱状体配置の転写部Ｔを備えたプリンタヘ
ッドを作製した。各柱状体４７ｂは、縦横が約３μｍ×
約３μｍ、高さが約６μｍの直方体形状で、これを、約
６μｍの中心間距離で、９本×９本の正方マトリックス
状に配置した。隣接する転写部Ｔ同士は、柱状体４７ｂ
と同じ約６μｍの高さで且つ幅が約２５μｍの隔壁４７
ａにより互いに分離し、転写部Ｔ毎に供給路Ｓを設け
た。更に、各供給路Ｓのほぼ中央位置に、高さ約６μ
ｍ、幅約１０μｍの補助壁４７ｃを配置した。

【０１１５】印刷に用いるインクとして、下記〔化４〕
に示すジシアノスチリル系イエロー染料、

【０１１６】

【化４】

【０１１７】下記〔化５〕に示すトリシアノスチリル系
マゼンタ染料、

【０１１８】

【化５】

【０１１９】下記〔化６〕に示すアントラキノン系シア
ン染料、

【０１２０】

【化６】

【０１２１】を、夫々、フタル酸ジブチルに室温で約１
０wt％溶解し、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シア
ン（Ｃ）の各色のインクを作製した。

【０１２２】プリンタヘッドを３個用意し、夫々のヘッ
ドにインクを導入すると、インクは、インク貯留部（図
９の符号６１）から、各供給路を通り、各転写部に自発
的に移動した。

【０１２３】各色のインクの入った３個のプリンタヘッ
ドをシリアル方式のプリンタに組み込み、用紙をセット
した。用紙は、ピーチコート用紙（日清紡社製）を用い
た。用紙と各プリンタヘッドの転写部との間隔は約１５
０μｍに調整し、印刷を行った。

【０１２４】印刷データは、各プリンタヘッドと用紙を
相対的に移動させながら、各ヒータ部への駆動パルスの
１ドット当たりのオン時間を１６段階で変化させ、これ
により、１６階調の画像を印刷した。

【０１２５】マクベス濃度計で測定した最高感度は、イ
エロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）につき、
夫々、約１．８、約１．９、約１．８であった。また、
１個のプリンタヘッドの２５６個のヒータ部を同一条件
で駆動した時のマイクロデンシトメータ（サカタインク
ス社製）で測定した最大濃度ムラは約１．９％以内であ
った。更に、隣接画素間の濃度ムラは約０．９％以内で
あった。

【０１２６】また、１〜１６階調のいずれにおいても、
２５６個のヒータ部間の濃度ムラに大きな差は無く、均
一な転写画像が得られた。

【０１２７】比較例１供給路Ｓ内に補助壁を設けなかった以外は、上述の実施
例１と同一構造のプリンタヘッドを作製し、実施例１と
同一の条件で印刷を行った。

【０１２８】マクベス濃度計で測定した最高感度は、イ
エロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）につき、
夫々、約１．８、約１．９、約１．８であった。

【０１２９】１〜１６階調のうち、特に、ヒータオン時
間の長い高濃度の転写の際、インクの供給の途切れた転
写部が生じ、転写画像に白抜けのすじとなる部分が数カ
所発生した。結果として、均一な転写画像は得られなか
った。

【０１３０】実施例２既述した第２の実施の形態に従い、図１２に示すような
柱状体配置の転写部Ｔを備えたプリンタヘッドを作製し
た。各柱状体４７ｂは、縦横が約３μｍ×約３μｍ、高
さが約６μｍの直方体形状で、これを、約６μｍの中心
間距離で、基本的に、９本×９本の正方マトリックス状
に配置した。隣接する転写部Ｔ同士は、柱状体４７ｂと
同じ約６μｍの高さで且つ幅が約２５μｍの隔壁４７ａ
により互いに分離し、転写部Ｔ毎に供給路Ｓを設けた。
更に、各供給路Ｓのほぼ中央位置に、高さ約６μｍ、幅
約１０μｍの補助壁４７ｃを配置した。また、柱状体４
７ｂは、補助壁４７ｃの一部と並立する部分まで延長し
て配置した。

【０１３１】実施例１と同一の条件で印刷を行ったとこ
ろ、マクベス濃度計で測定した最高感度は、イエロー
（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）につき、夫々、
約１．８、約１．９、約１．８であった。また、１個の
プリンタヘッドの２５６個のヒータ部を同一条件で駆動
した時の最大濃度ムラは約１．９％以内であった。更
に、隣接画素間の濃度ムラは約０．９％以内であった。

【０１３２】また、１〜１６階調のいずれにおいても、
２５６個のヒータ部間の濃度ムラに大きな差は無く、均
一な転写画像が得られた。

【０１３３】実施例３既述した第３の実施の形態に従い、図１３に示すような
柱状体配置の転写部Ｔを備えたプリンタヘッドを作製し
た。各柱状体４７ｂは、縦横が約３μｍ×約３μｍ、高
さが約６μｍの直方体形状で、これを、約６μｍの中心
間距離で、基本的に、９本×９本の正方マトリックス状
に配置した。隣接する転写部Ｔ同士は、柱状体４７ｂと
同じ約６μｍの高さで且つ幅が約２５μｍの隔壁４７ａ
により互いに分離し、転写部Ｔ毎に供給路Ｓを設けた。
そして、各供給路Ｓのほぼ中央位置に、補助壁の代わり
に、３列の柱状体４７ｂを延長して配置した。

【０１３４】実施例１と同一の条件で印刷を行ったとこ
ろ、マクベス濃度計で測定した最高感度は、イエロー
（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）につき、夫々、
約１．８、約１．９、約１．８であった。また、１個の
プリンタヘッドの２５６個のヒータ部を同一条件で駆動
した時の最大濃度ムラは約１．９％以内であった。更
に、隣接画素間の濃度ムラは約０．９％以内であった。

【０１３５】また、１〜１６階調のいずれにおいても、
２５６個のヒータ部間の濃度ムラに大きな差は無く、均
一な転写画像が得られた。

【０１３６】実施例４既述した第４の実施の形態に従い、図１４に示すような
柱状体配置を備えたプリンタヘッドを作製した。即ち、
転写部Ｔ及び供給路Ｓを含む領域の全面に、実施例１と
同様の柱状体４７ｂを配置し、転写部Ｔ間及び供給路Ｓ
間を分離する隔壁は設けなかった。但し、プリンタヘッ
ドの前端側のみ、インクがチップのエッジに流れ出すの
を防止するため、柱状体４７ｂと同じ約６μｍの高さで
且つ幅が約１５μｍの隔壁４７ａを設けた。

【０１３７】実施例１と同一の条件で印刷を行ったとこ
ろ、マクベス濃度計で測定した最高感度は、イエロー
（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）につき、夫々、
約２．１、約２．２、約２．１であった。また、１個の
プリンタヘッドの２５６個のヒータ部を同一条件で駆動
した時の最大濃度ムラは約１．９％以内であった。更
に、隣接画素間の濃度ムラは約０．９％以内であった。

【０１３８】また、１〜１６階調のいずれにおいても、
２５６個のヒータ部間の濃度ムラに大きな差は無く、均
一な転写画像が得られた。

【０１３９】実施例５既述した第９の実施の形態に従い、図２０（ａ）に示す
ような柱状体配置の転写部Ｔを備えたプリンタヘッドを
作製した。即ち、各転写部Ｔにおいて、ヒータ部４６ａ
上の中央の５本を除いたパターンに柱状体４７ｂを設け
た以外は、実施例１と実質的に同一構造のプリンタヘッ
ドを作製した。

【０１４０】実施例１と同一の条件で印刷を行い、その
転写動作中のインクの動きを観察すると、図２０（ｃ）
に示すように、全ての転写部Ｔにおいて、インク８はほ
ぼ同じ面積だけ周囲に移動していた。

【０１４１】また、マクベス濃度計で測定した最高感度
は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）に
つき、夫々、約１．７、約１．８、約１．６であった。
また、１個のプリンタヘッドの２５６個のヒータ部を同
一条件で駆動した時の最大濃度ムラは、夫々、約０．６
％以内、約０．７％以内、約０．６％以内であった。更
に、隣接画素間の濃度ムラは、夫々、約０．４％以内、
約０．４％以内、約０．３％以内であった。

【０１４２】また、Ａ６換算で１００枚転写した後の最
高感度は、夫々、約１．８、約２．０、約１．７にな
り、最大濃度ムラは、夫々、約０．８％以内、約０．８
％以内、約０．７％以内、隣接画素間の濃度ムラは、夫
々、約０．５％以内、約０．６％以内、約０．４％以内
になった。

【０１４３】実施例６既述した第１０の実施の形態に従い、図２１（ａ）に示
すような柱状体配置の転写部Ｔを備えたプリンタヘッド
を作製した。即ち、各転写部Ｔにおいて、ヒータ部４６
ａ上及びそれに隣接する柱状体４７ｂの配置パターンを
変えた以外は、実施例１と実質的に同一構造のプリンタ
ヘッドを作製した。

【０１４４】実施例１と同一の条件で印刷を行い、その
転写動作中のインクの動きを観察すると、図２１（ｂ）
に示すように、全ての転写部Ｔにおいて、インク８はほ
ぼ同じ面積だけ周囲に移動していた。

【０１４５】また、マクベス濃度計で測定した最高感度
は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）に
つき、夫々、約１．６、約１．７、約１．６であった。
また、１個のプリンタヘッドの２５６個のヒータ部を同
一条件で駆動した時の最大濃度ムラは、夫々、約０．７
％以内、約０．７％以内、約０．６％以内であった。更
に、隣接画素間の濃度ムラは、夫々、約０．４％以内、
約０．５％以内、約０．３％以内であった。

【０１４６】また、Ａ６換算で１００枚転写した後の最
高感度は、夫々、約１．８、約１．９、約１．６にな
り、最大濃度ムラは、夫々、約０．９％以内、約０．９
％以内、約０．７％以内、隣接画素間の濃度ムラは、夫
々、約０．６％以内、約０．７％以内、約０．５％以内
になった。

【０１４７】実施例７既述した第１１の実施の形態に従い、図２２（ａ）に示
すような柱状体配置の転写部Ｔを備えたプリンタヘッド
を作製した。即ち、各転写部Ｔにおいて、ヒータ部４６
ａ上に、縦横が約１６μｍ×約１６μｍ、高さが約６μ
ｍの直方体形状の柱状体４７ｄを設けた以外は、実施例
１と実質的に同一構造のプリンタヘッドを作製した。

【０１４８】実施例１と同一の条件で印刷を行い、その
転写動作中のインクの動きを観察すると、図２２（ｃ）
に示すように、全ての転写部Ｔにおいて、インク８は、
ヒータ部４６ａの周縁部上にのみ侵入した。

【０１４９】また、マクベス濃度計で測定した最高感度
は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）に
つき、夫々、約１．８、約１．９、約１．７であった。
また、１個のプリンタヘッドの２５６個のヒータ部を同
一条件で駆動した時の最大濃度ムラは、夫々、約０．５
％以内、約０．６％以内、約０．５％以内であった。更
に、隣接画素間の濃度ムラは、夫々、約０．３％以内、
約０．４％以内、約０．３％以内であった。

【０１５０】また、Ａ６換算で１００枚転写した後の最
高感度は、夫々、約２．０、約２．０、約１．８にな
り、最大濃度ムラは、夫々、約０．８％以内、約０．９
％以内、約０．７％以内、隣接画素間の濃度ムラは、夫
々、約０．５％以内、約０．５％以内、約０．４％以内
になった。

【０１５１】

【発明の効果】本発明においては、対向して配された被
転写体にインクを転写するインク転写部と、このインク
転写部にインクを供給するためのインク供給路とを有
し、前記インク転写部が、インクを加熱して気化又は溶
発させるためのヒータと、少なくともこのヒータ上に設
けられ、且つ、複数の微小間隙を有していて、それらの
微小間隙に毛管現象によりインクを侵入させて保持する
インク保持構造体とを備えているプリンタヘッドの前記
インク供給路に、インクの表面張力によってインク液面
を所定高さに保持するインク液面保持手段を設けてい
る。

【０１５２】従って、インク供給路にも常に充分な量の
インクを保持させておくことができ、インクの自発的な
流れだけによっても、インク転写部への継続的なインク
供給を支障無く行うことができる。この結果、印刷画像
における濃度ムラや白すじ等の発生を防止することがで
きる。

【０１５３】また、印刷すべき画像データに応じて各ヒ
ータに供給するエネルギーを制御することにより、イン
クの気化又は溶発量を連続的に制御することが可能であ
るため、光学濃度が充分に高く且つ多値濃度階調が可能
な高品位の画像を得ることができる。

【０１５４】更に、本発明のプリンタヘッド及びプリン
タは、基本的に、熱転写方式であるため、小型化、保守
容易性、即時性、画像の高品位性、高階調性等の特長を
有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態によるプリンタヘッ
ドの転写部付近の概略平面図である。

【図２】本発明の第１の実施の形態によるプリンタヘッ
ド及び従来のプリンタヘッドの転写部付近の拡大概略平
面図である。

【図３】インク液面の変化を示す概略図である。

【図４】本発明の第１の実施の形態によるプリンタヘッ
ドの電極パターンを示す概略平面図である。

【図５】本発明の第１の実施の形態によるプリンタヘッ
ドの先端部の外観を示す一部破断斜視図である。

【図６】本発明の第１の実施の形態によるプリンタヘッ
ドの先端部の構造を示す概略断面図である。

【図７】本発明の第１の実施の形態によるプリンタヘッ
ドの転写部の構造を示す拡大概略断面図である。

【図８】本発明の第１の実施の形態によるプリンタヘッ
ドの外観を示す概略斜視図である。

【図９】本発明の第１の実施の形態のプリンタヘッドに
よる印刷方法を示す概略断面図である。

【図１０】本発明の第１の実施の形態によるプリンタヘ
ッドの概略下面図である。

【図１１】本発明の第１の実施の形態によるプリンタヘ
ッドのカバーを外した状態の概略下面図である。

【図１２】本発明の第２の実施の形態によるプリンタヘ
ッドの転写部付近の拡大概略平面図である。

【図１３】本発明の第３の実施の形態によるプリンタヘ
ッドの転写部付近の拡大概略平面図である。

【図１４】本発明の第４の実施の形態によるプリンタヘ
ッドの転写部付近の拡大概略平面図である。

【図１５】本発明の第５の実施の形態によるプリンタヘ
ッドの転写部付近の拡大概略平面図である。

【図１６】本発明の第６の実施の形態によるプリンタヘ
ッドの転写部付近の拡大概略平面図である。

【図１７】本発明の第７の実施の形態によるプリンタヘ
ッドの転写部付近の拡大概略平面図である。

【図１８】本発明の第８の実施の形態によるプリンタヘ
ッドの転写部付近の概略平面図である。

【図１９】本発明の第１の実施の形態によるプリンタヘ
ッドの転写部付近の拡大概略平面図及び断面図である。

【図２０】本発明の第９の実施の形態によるプリンタヘ
ッドの転写部付近の拡大概略平面図及び断面図である。

【図２１】本発明の第１０の実施の形態によるプリンタ
ヘッドの転写部付近の拡大概略平面図である。

【図２２】本発明の第１１の実施の形態によるプリンタ
ヘッドの転写部付近の拡大概略平面図及び断面図であ
る。

【図２３】シリアル方式のカラープリンタの構成を示す
概略図である。

【図２４】ライン方式のカラープリンタの構成を示す概
略図である。

【図２５】従来の昇華型熱転写方式のプリンタの構成を
示す概略図である。

【符号の説明】

１…プリンタヘッド、２…用紙、３…ヘッドベース、３
ａ…先端部、４…ヒータチップ、５…プリント基板、６
…カバー、７…インク導入孔、８…インク、４１…電極
パターン、４１ａ…共通電極、４１ｂ…個別電極、４２
…隔壁、４３…蓋材、４４…シリコン基板、４５…Ｓｉ
Ｏ₂膜、４６…ポリシリコン膜、４６ａ…ヒータ部、４
７…ＳｉＯ₂膜、４７ａ…隔壁、４７ｂ…柱状体、４７
ｃ…補助壁、４７ｄ…柱状体、５１…ドライバーＩＣ、
６１…インク貯留部、Ａ…飛翔中心、Ｔ…転写部、Ｓ…
供給路、Ｅ…延長部分、Ｖ…気化部

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B41J 2/325 B41J 2/05

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】対向して配された被転写体にインクを転
写するインク転写部と、このインク転写部にインクを供
給するためのインク供給路とを有するプリンタヘッドで
あって、前記インク転写部が、インクを加熱して気化又は溶発さ
せるためのヒータと、少なくともこのヒータ上に設けら
れ、且つ、複数の微小間隙を有していて、それらの微小
間隙に毛管現象によりインクを侵入させて保持するイン
ク保持構造体とを備え、前記インク供給路が、インクの表面張力によってインク
液面を所定高さに保持するインク液面保持手段を備えて
いる、プリンタヘッド。
【請求項２】前記インク転写部において、前記インク
保持構造体が、前記ヒータ上を含む所定領域に設けられ
ている、請求項１に記載のプリンタヘッド。
【請求項３】前記インク液面保持手段が、前記インク
供給路を画定する一対の隔壁のうちの少なくとも一方
と、前記一対の隔壁間に設けられた補助壁とにより構成
されている、請求項１に記載のプリンタヘッド。
【請求項４】前記一対の隔壁のうちの少なくとも前記
一方と前記補助壁との間に、前記インク保持構造体の延
長部分が設けられている、請求項３に記載のプリンタヘ
ッド。
【請求項５】前記インク液面保持手段が、前記インク
供給路内に延長して設けられた前記インク保持構造体の
延長部分により構成されている、請求項１に記載のプリ
ンタヘッド。
【請求項６】前記インク保持構造体の延長部分が、前
記インク供給路の実質的に全域に設けられている、請求
項５に記載のプリンタヘッド。
【請求項７】前記インク保持構造体が、複数の柱状体
を互いに近接配置して構成されており、前記複数の微小
間隙が、それらの柱状体間に互いに連続した状態で形成
されている、請求項１に記載のプリンタヘッド。
【請求項８】対向して配された被転写体にインクを転
写するインク転写部と、このインク転写部にインクを供
給するためのインク供給路とを有するプリンタヘッドを
備えたプリンタであって、前記インク転写部が、インクを加熱して気化又は溶発さ
せるためのヒータと、少なくともこのヒータ上に設けら
れ、且つ、複数の微小間隙を有していて、それらの微小
間隙に毛管現象によりインクを侵入させて保持するイン
ク保持構造体とを備え、前記インク供給路が、インクの表面張力によってインク
液面を所定高さに保持するインク液面保持手段を備えて
いる、プリンタ。
【請求項９】前記インク転写部において、前記インク
保持構造体が、前記ヒータ上を含む所定領域に設けられ
ている、請求項８に記載のプリンタ。
【請求項１０】前記インク液面保持手段が、前記イン
ク供給路を画定する一対の隔壁のうちの少なくとも一方
と、前記一対の隔壁間に設けられた補助壁とにより構成
されている、請求項８に記載のプリンタ。
【請求項１１】前記一対の隔壁のうちの少なくとも前
記一方と前記補助壁との間に、前記インク保持構造体の
延長部分が設けられている、請求項１０に記載のプリン
タ。
【請求項１２】前記インク液面保持手段が、前記イン
ク供給路内に延長して設けられた前記インク保持構造体
の延長部分により構成されている、請求項８に記載のプ
リンタ。
【請求項１３】前記インク保持構造体の延長部分が、
前記インク供給路の実質的に全域に設けられている、請
求項１２に記載のプリンタ。
【請求項１４】前記インク保持構造体が、複数の柱状
体を互いに近接配置して構成されており、前記複数の微
小間隙が、それらの柱状体間に互いに連続した状態で形
成されている、請求項８に記載のプリンタ。