JPH11291528A

JPH11291528A - 記録装置

Info

Publication number: JPH11291528A
Application number: JP9188398A
Authority: JP
Inventors: Akihito Miyazaki; 明仁宮崎
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1998-04-03
Filing date: 1998-04-03
Publication date: 1999-10-26

Abstract

(57)【要約】【課題】プリンタヘッドの温度が一定に保たれ、これ
によって染料の転写濃度にむらがなく、安定した印字が
可能な記録装置を提供すること。【解決手段】ヘッドチップ３１を形成する面とは反対
側のヘッドベース２の面にフィルム状ヒータ６０を設
け、この近傍の数ケ所に温度センサー６２を配置してヘ
ッドベース２の温度を測定し、この温度測定情報に基づ
いてヘッドベース２の温度を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、記録装置に関し、
特に、印画紙等の被記録体に対向する記録ヘッドと、気
化性染料等の記録材を前記被記録体へ飛翔させるための
記録材飛翔部とを有するプリンタヘッド又はプリンタに
関するものである。

【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
カメラ等の画像記録において、高品位なフルカラー画像
が得られるプリンタの要求が高い。

【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とが挙
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１７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７０は、プラテンローラ７
１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７２ｂ上にインク層７２ａを設けたインクシー
ト７２と、紙７３ｂの表面に染着樹脂層（染料受容層）
７３ａをコーティングした熱転写用紙７３とが、回転す
るプラテンローラ７１によりサーマルヘッド７０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７０により選択的に加熱されたインク層７２ａ中
のインクが、そのインク層７２ａに接して加熱された熱
転写用紙７３の染着樹脂層７３ａ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。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。

【００１４】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。

【００１５】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。

【００１６】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）。

【００１７】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、蒸発、アブレーショ
ン、又は表面張力波によりインクを飛翔させ、それを、
例えば、５０〜２００μｍ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
転写を行うものである。

【００１８】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。

【００１９】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。

【００２０】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。

【００２１】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。

【００２２】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利点を有している。

【００２３】上記したようにこの記録ヘッドでは、被記
録体に染料を定着させてドットを形成する上で、各染料
飛翔部（加熱部又は転写部）間の間隔がドット間隔とな
る。換言すれば、１つの染料飛翔部が１ドットに相当
し、ドット間隔が印画される画像の解像度を左右し、ド
ット間隔が狭いと高解像度が得られる。

【００２４】即ち、各染料飛翔部間の間隔（ドット間
隔）を狭めることが１つの対策であるが、上記の記録ヘ
ッドでは、１つの染料飛翔部に対し１つの染料供給路か
ら染料を供給しているので、解像度の高い画像を実現す
るために各染料飛翔部間の間隔を狭めることは、各染料
供給路間の間隔を狭めることになる。

【００２５】このため、染料供給路の断面を縮小しなけ
れば、上記間隔を狭めることは困難となる。これでは、
染料供給路が狭隘化し、転写に必要な十分な量の染料を
染料飛翔部に供給できなくなるおそれが生じる。更に、
染料供給部を含めてヘッドの製造方法が複雑化し易く、
また高精度化が要求されることに伴って製造の歩留りが
低下したり、コストの上昇も招くことがある。

【００２６】

【発明に至る経過】そこで、本出願人は、上記した染料
飛翔部構造による利点を活かしつつ、上記の問題点を解
消した記録装置を特願平７−３５４１１５号（平成７年
１２月２９日出願）、特願平９−２０７９７９号（平成
９年８月１日出願）において既に提案している。

【００２７】即ち、これらの先願の記録装置における上
記問題点の解消策の共通点は、被記録体に染料を飛翔さ
せる染料飛翔部を有する記録ヘッドが、染料を供給する
ための共通の染料供給路から分岐した分岐路を有し、記
録紙に対して相対的に傾斜して接触し、この状態で染料
飛翔部と記録紙との間が所定の間隔に保つように構成さ
れていることである。

【００２８】図１８（ａ）は、上記した記録ヘッド５０
を示す断面図、（ｂ）は下方から見た斜視図である。こ
の記録ヘッド５０においては、ヒートシンクを兼ねたア
ルミニウム製のベース２上にプリント基板６及びヘッド
チップ３１がシリコン系の接着剤により接着され、更に
その上に、カバー７が取り付けられて同じ接着剤により
接着されている。

【００２９】図１８（ａ）に示すように、ベース２のプ
リント基板６の取り付け部はプリント基板６の厚さだけ
薄く形成され、そこにプリント基板６を取り付けた状態
で、プリント基板６上に実装されている発熱体駆動用の
ドライバＩＣ５を含む高さが、プリント基板６に並列し
て取り付けられているヘッドチップ３１の上面とほぼ同
じ高さとなっている。

【００３０】ヘッドチップ３１の接着部には、ヘッドチ
ップ３１が均一に接着されるように、ベース２上に溝９
が設けられ、ヘッドチップ３１を接着する際の余分な接
着剤がこの溝９に逃げるようになっている。そして、ヘ
ッドチップ３１上の電極とドライバＩＣ５との接続部、
及びドライバＩＣ５とプリント基板６上の配線との接続
部は、接続用のボンディングワイヤを保護するために、
シリコー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）４を塗布し、熱硬化してあ
る。

【００３１】図１８（ａ）に示すように、プリント基板
６にはベース２を貫通した染料導入孔８が設けられ、液
状の染料２５はベース２側からカバー７とベース２との
間に導入される。そして、プリント基板６の一部及びヘ
ッドチップ３１の一部を覆うようにカバー７が接着、封
止され、このカバー７の内面が染料導入孔８から導入さ
れる染料２５を受けて、上記した分岐路へ染料２５を供
給する共通の染料供給路を形成している。

【００３２】そして、この記録ヘッド５０は、図１８
（ａ）に示すように、先願のうち特願平７−３５４１１
５号においては、ヘッドチップ３１が設けられている側
のベース２の一端２ａを記録紙１２に接触させることに
より、記録紙１２に対して所定の角度（例えば１４°）
を保ち、図示の如く染料飛翔部の中心Ｃ₁と記録紙１２
との間隔を一定に保つことができるようになっている。

【００３３】このような記録ヘッドは、ヘッドギャップ
は小さいほど濃度、安定性、解像度などは向上する。現
状では２００μｍ以下のギャップ長が適切であるという
結果が得られている。従って、先願のうち特願平９−２
０７９７９号においては、ベース２５の一端２ａの両側
にピン（図示省略）を設けてギャップ長が正確に既定さ
れている。

【００３４】図１８（ａ）において示す実線の矢印Ｓは
印画時の記録ヘッド５０の走査方向であり、破線の矢印
Ｓ’は印画後の戻りの方向を示している。従って、印画
の際は、プリント基板６の先端部に設けたコネクタ１１
を経由して送られる画像データに対応した信号によって
発熱体を加熱し、染料飛翔部から染料２５を気化させ、
記録紙１２に飛翔させる。プリント基板６上の配線は、
コネクタ１１を介して可撓性のＦＰＣ（フレキシブル・
プリント・サーキット）（図示省略）に接続される。

【００３５】ヘッドチップ３１の先端部には染料飛翔部
が形成され、共通の染料供給路１０から分岐路を経由し
て供給される染料２５が、毛細管現象によって染料飛翔
部に設けられた小柱体群からなる染料収容部へ吸引保持
され、ヒータで加熱されて気化し、染料飛翔部部中心線
Ｃ₁に沿って飛翔して記録紙１２へ転写される。

【００３６】印字の際はＳ方向へ走査し、印字後はまた
元の位置へ戻る。この間に１行分が紙送りされ、再びＳ
方向へ走査して次行の印字がなされ、このような動作が
繰り返される。そして、このプリンタヘッドはシリアル
型又はライン型のヘッドとして作製されて使用される。

【００３７】図１９は、従来のシリアル方式プリンタに
用いられた１例を示す概略図であり、（ａ）は正面図、
（ｂ）はその側面図を示している。このプリンタにおい
ては、ヘッド送り軸２１の駆動により、これに螺合して
いる可動部２３がＹ方向（印画時）とＹ’方向（戻り）
とを往復動し、可動部２３に連結され、スキャン方向に
並列配置されたシアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロ
ー（Ｙ）の染料を備えたヘッド５１が、テーブル２２Ａ
の上面をピンチローラ４８とキャプスタン４９とによっ
て、ヘッド５１の走査方向に直交する方向に引っ張られ
て記録紙１２に記録する。

【００３８】また、図２０は、従来のライン方式プリン
タに用いられた１例を示す概略図であり、（ａ）は正面
図、（ｂ）はその側面図を示している。このプリンタに
おいては、Ｙ、Ｍ、Ｃのそれぞれの染料を容した幅方向
に長尺の染料タンクを具備したヘッド５２が、それぞれ
個別のヘッド支持部２１Ａに固定して設けられており、
ピンチローラ４８とキャプスタン４９とによって引っ張
られてプラテン２２上を走行する記録紙１２に記録す
る。

【００３９】また、図２１は記録紙１２をドラム８０に
巻きつけるタイプの４色用シリアル方式プリンタに用い
られた一例を示す概略図であり、（ａ）は正面図、
（ｂ）はその側面図を示している。また、図２２は図２
１と同じく、記録紙１２をドラム８０に巻きつけるタイ
プの４色用ライン方式プリンタに用いられた一例を示す
概略図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）はその側面図を
示している。そして、これらの場合も送り軸２１に螺合
している可動部８１、８２が往復動し、スキャン別に配
置された染料を備えたヘッド８３、８４によって記録さ
れる。

【００４０】この先願発明は、ヘッド本体に取り付けた
染料タンクからの染料のスムーズな供給を可能にするた
めにプリンタヘッド５０が傾斜し、その一端のエッジ部
又は、この両端に設けたピンによって記録紙１２の浮き
上がりを防止すると共に、染料飛翔部と記録紙１２とを
所定の間隙に保ち、飛翔する染料の転写効率が高められ
るという優れた特徴を有している。しかし、本発明者は
更に検討を加えた結果、なお、改善すべき問題点を有し
ていることを発見した。

【００４１】

【発明が解決しようとする課題】即ち、染料を加熱して
気化し飛翔させる上記したプリンタヘッドは、印字のた
めのスキャンの際には、染料を加熱するためにヒータが
ＯＮして急速に温度が上昇し、戻りの際はヒータがＯＦ
Ｆとなり温度が急速に降下する。

【００４２】このようなスキャンに伴うヒータのＯＮ、
ＯＦＦの連続による温度の上昇と下降との繰り返しによ
って、ヘッド自体の温度が徐々に上昇する。即ち、スキ
ャン始め（ヒータＯＮ）−スキャン終り（ヒータＯＦ
Ｆ）−戻り−スキャン始め（ヒータＯＮ）−スキャン終
り（ヒータＯＦＦ）−…における各スキャンの始終時点
の温度がそれぞれ徐々に上昇する。従って、図２３に示
すように、これらの温度を結ぶグラフは後上りの鋸刃状
を呈する。

【００４３】しかも、この温度はヘッド上の位置によっ
て異なる。図２４はヘッド上の３ポイントＡ、Ｂ、Ｃの
位置（図１参照）における上記の如きスキャン始めとス
キャン終了時の温度を測定したデータであり、このデー
タをプロットして示したグラフが図２３である。このグ
ラフによりスキャン中（印字中）は温度が上昇し、戻る
間に冷却していることが分かる。

【００４４】このようにヘッド自体の温度が上昇し、し
かもその温度が変化することにより染料の粘度が一定せ
ず、転写濃度にもむらが生じる。従って、ヘッドの冷却
装置の必要性があるものの、ファンによる冷却は、気化
部における染料の正常な飛翔を妨げる結果を招くため、
これ以外の効果的な早急な対策が求められていた。

【００４５】本発明は、上記の事情に鑑みてなされたも
のであって、プリンタヘッドの温度が一定に保たれ、こ
れによって転写濃度にむらがなく、安定した印字が可能
な記録装置を提供することを目的とするものである。

【００４６】

【課題を解決するための手段】即ち、本発明は、被記録
体に対向配置され、記録材を加熱して前記被記録体へ飛
翔させるための記録材飛翔部を記録ヘッド本体に有する
記録装置において、前記記録ヘッド本体を加熱するため
の加熱手段と、この加熱手段による前記記録ヘッド本体
の加熱温度を測定するための温度測定手段とが前記記録
ヘッド本体に設けられていることを特徴とする記録装置
に係るものである。

【００４７】本発明によれば、記録ヘッド本体を加熱す
るための加熱手段と、この記録ヘッドの温度を測定する
温度測定手段とがこの記録ヘッド本体に設けられている
ので、温度測定手段による測定温度情報に基づいて記録
ヘッド本体の加熱温度を制御すれば、記録ヘッド本体の
温度を一定に保つことができる。その結果、濃度むらの
ない安定した印字を行うことができると共に、上記加熱
手段に加える電気エネルギーがそのまま印字濃度に反映
し、記録材の飛翔に要するエネルギーを節約することが
でき、更に高濃度の印字が可能となる。

【００４８】

【発明の実施の形態】上記の記録装置においては、前記
温度測定手段による測定温度情報に基づいて、前記加熱
手段の加熱温度を制御するための温度制御手段が設けら
れていることが望ましい。

【００４９】また、前記加熱手段が、前記記録材飛翔部
とは反対側の前記記録ヘッド本体上に長尺状のフィルム
状ヒータとして構成され、このフィルム状ヒータに沿っ
て前記温度測定手段が配置されていることが望ましい。

【００５０】そして、前記温度測定手段が、前記加熱手
段の位置に関して、記録ヘッド走査方向の上流側及び／
又は下流側において、前記走査方向に交差する方向にお
ける前記記録ヘッド本体の中央部及びこの両側にそれぞ
れ設けられていることが望ましい。

【００５１】また、前記被記録体と前記記録ヘッドとの
間隙を規定するための間隙規定手段が前記記録ヘッド本
体の両側縁部に設けられていることが望ましい。

【００５２】また、前記走査方向において、前記記録ヘ
ッド本体と前記被記録体との間隙が漸次大きくなるよう
に形成され、前記被記録体に対して前記記録ヘッドの前
記記録材飛翔部を下向きに対向させて記録を行うことが
望ましい。

【００５３】そして、前記記録ヘッドが、前記記録材を
供給するための共通の記録材供給路と、この供給路から
分岐して前記記録材飛翔部へ前記記録材を供給するため
の分岐路とを有していることが望ましい。

【００５４】この場合、前記共通の記録材供給路が前記
記録ヘッド本体とこれに設けたカバー部との間に形成さ
れ、前記記録ヘッド本体と前記カバー部との間に複数の
隔壁が設けられ、これらの隔壁間に前記分岐路が形成さ
れていることが望ましい。

【００５５】そして、前記記録材が、前記記録材飛翔部
と非接触状態で対向配置された前記被記録体へ飛翔する
ようにすることが望ましい。

【００５６】以下、図面を参照しながら本発明の好まし
い実施の形態を説明する。

【００５７】図１は、本実施の形態によるプリンタヘッ
ド１の概略図を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は平面
図、（ｃ）は（ａ）の右側面（Ａ斜視）図、（ｄ）は底
面（Ｂ斜視）図である。

【００５８】図示の如く、本実施の形態のプリンタヘッ
ド１の本体は、図１８により既述した洗願発明における
プリンタヘッドと同様に構成する。また、共通の部位に
ついては共通の符号を用いる。

【００５９】従って、このプリンタヘッド１もヒートシ
ンクを兼ねたアルミニウム製のベース２上にプリント基
板６及びヘッドチップ３１をシリコン系の接着剤により
接着し、更にその上に、カバー７が取り付けられて同じ
接着剤により接着する。

【００６０】そして、ヘッドチップ３１上の電極とドラ
イバＩＣとの接続部、及びドライバＩＣとプリント基板
６上の配線との接続部（いずれも図示省略）は、接続用
のボンディングワイヤを保護するために、シリコーン系
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）を塗布し、熱硬化する。

【００６１】また、プリント基板６にはベース２を貫通
した染料導入孔を設け、液状の染料はベース２側からカ
バー７とベース２との間に導入する。そして、プリント
基板６の一部及びヘッドチップ３１の一部を覆うように
カバー７を接着、封止し、このカバー７の内面が染料導
入孔から導入される染料を受けて、分岐路へ染料を供給
する共通の染料供給路を形成する。

【００６２】そして、図１に示すように、ヘッドチップ
３１を設ける側のベース２の一端２ａを記録紙１２に接
触させ、更にこの一端２ａの両側に車輪３５を設けるこ
とにより、記録紙１２に対して所定の角度（例えば１４
°）を保つと共に、染料飛翔部の中心と記録紙１２との
間隔を一定に保つようにする。

【００６３】ヘッドチップ３１の先端部には染料気化部
を形成し、共通の染料供給路から分岐路を経由して供給
される染料が、毛細管現象によって気化部に設けた小柱
体群からなる染料収容部へ吸引保持され、ヒータで加熱
されて気化し、気化部中心線に沿って飛翔して記録紙１
２へ転写される。

【００６４】しかし、本実施の形態のプリンタヘッド１
は、図１に示すように、ヘッドチップ３１にほぼ対応す
る反対側のヘッドベース２上に、ヒータ６０を設けてヘ
ッドベース２を加熱し、染料飛翔部１３の反対面の３ポ
イントＡ、Ｂ、Ｃ及び、これに対応する反対側のベース
２上の３ポイントＤ、Ｅ、Ｆに温度センサー（例えばサ
ーミスタ）６２を設け、この温度センサー６２による温
度検知結果を配線６２ａを介して後述するコンパレータ
に出力して、ヒータ６０による加熱を制御し、ヘッドベ
ース２の温度を一定に保つように構成することが特筆す
べき特徴である。

【００６５】図２（ａ）は、このヒータ６０を示す概略
図であるが、例えば金属箔抵抗素子からなる発熱体６０
ａの両端に正の電極６１ａと負の電極６１ｂとで配線６
１し、フィルム状に形成した長尺体のヒータ６０を形成
する。

【００６６】また、図２（ｂ）に示すように、例えば熱
伝導性の高い金属板６７に発熱体としてのコイル６８を
埋設し、このコイルの両端に正の電極６１ａと負の電極
６１ｂとで配線６１し、面状ヒータ６０Ａを形成しても
よい。

【００６７】図３は、上記したヒータ６０及び温度セン
サー６２によるヘッドベース２の温度制御機構を示す回
路図である。

【００６８】即ち、温度測定手段を構成する温度センサ
ー６２からの出力は、温度制御手段を構成するコンパレ
ータ６３に入力されて電圧の状態を識別し、規準温度６
４と比較してヒータ６０によるヘッドベース２の加熱状
態を判定する。そして、規準温度よりヘッドベース２の
温度が低ければ、ヒータ回路を構成する電源回路６５へ
コンパレーター６３から信号が出力され、ヒータ６０を
作動させる。

【００６９】プリンタヘッドによる良好な印字条件とな
るヘッドベース２の温度は通常４０〜８０℃であり、染
料の種類や粘度及びヘッドギャップ等の条件に応じて、
温度設定を４０〜８０℃から選び、放熱等の条件を整え
ておけばヒータ６０と温度センサー６２で構成される温
度サーボを確立することができ、図４に示すように、本
実施の形態によるプリンタヘッド１の本体の温度である
ヘッドベース２の温度を例えばほぼ６７℃に保つことが
できる。

【００７０】但し、染料飛翔部１３側の温度センサー６
２の設置場所Ａ、Ｂ、Ｃ（図１（ｂ）参照）は、染料加
熱用ヒータの影響を受け易いので、ヘッドベースの一端
２ｂ寄りに設け、染料加熱用ヒータの影響を少なくする
ことが好ましい。

【００７１】本実施の形態のプリンタヘッド１のヘッド
チップ３１にも既述した先願発明と同様に２５６個の気
化部１３が形成される。図５はその一部分を示す概略拡
大図である。

【００７２】即ち、図示の如く、ヘッドチップ３１の先
端からの距離Ｌ₁が１００μｍの位置に、間隔Ｌ₂が８
４．７μｍピッチ（３００ＤＰＩ相当）で合計２５６個
の染料飛翔部１３が長さａ及び幅ｂがそれぞれ４０μｍ
の寸法に形成される。更に、それぞれの染料飛翔部１３
には、１個のヒータが設けられ、このヒータの加熱によ
り染料を気化、飛翔させて１ドットを転写するので３０
０ＤＰＩの解像度を得ることができる。

【００７３】図６は、図５の一部分を更に拡大し詳細に
示した平面図である。

【００７４】図示の如く、ヘッドチップ３１の上面の一
部は、保護のためにＮｉシート３２で覆われ、その内側
には染料導入路を形成するためのシートレジスト３４が
ライン状に形成される。

【００７５】また、ヘッドチップ３１には、染料を加熱
し気化するための複数のヒータ１４と、各ヒータにそれ
ぞれ画像信号に基づいた信号電圧を印加し通電するため
の配線、及び各ヒータに染料を供給するための染料導入
路がリソグラフィープロセスにより形成される。

【００７６】個々のヒータ１４は２０μｍ×２０μｍの
大きさのポリシリコンによって形成され、このヒータ１
４には画像信号に基づいた信号電圧を印加し通電するた
めのアルミニウム製の個別電極１５と共通電極１６とが
接続される。

【００７７】図７は、図６における１個の染料飛翔部１
３近傍を抽出して更に拡大図示した平面図である。ま
た、図８は、図７のVIII−VIII線断面図、図９は、図７
のIX−IX線断面図である。

【００７８】染料飛翔部１３は、隔壁１７により互いに
隔てられており、隔壁１７に囲まれて凹状に形成された
染料収容部１８に染料が収容される。また、ヒータ１４
上及びその周囲には、保護膜であるＳｉＯ₂を介して直
径が２μｍ、間隔が２μｍ、高さが６μｍの微細な円柱
状の小柱体１９が１３×１３本の群をなして染料飛翔部
１３の構成要素の一つとして設けられる。

【００７９】この小柱体１９の高さは、染料収容部１８
の底面からその上面までの高さ、即ち、各ヒータ１４後
との染料収容部１８を取り囲む隔壁１７の高さと同じ高
さとなるように設けられ、しかも、各小柱体１９は多孔
質構造となるように互いに微小間隙をもって設けられ
る。従って、多孔質構造が毛細管作用を生じ、そのため
各小柱体１９は染料収容部１８内で染料を保持すること
ができる。

【００８０】それと共に、ヒータ１４で染料を加熱した
場合、温度上昇に伴って染料の表面張力が低下するが、
毛細管作用により染料がヒータ１４の表面付近から逃げ
ることを防止することができる。このため、画像転写の
際に、必要な染料が連続的に供給される。

【００８１】この気化部１３を更に拡大すれば、図１０
及び図１１のような構造になる。即ち、図１０は図８の
拡大断面図、図１１は図９の拡大断面図である。

【００８２】ヘッドチップ３１の材料としては、放熱特
性が優れている（熱伝導率が高い）シリコンウエハが用
い、この上に熱酸化法或いはＣＶＤ（化学的気相成長
法）等によって厚さが１〜２μｍ程度のＳｉＯ₂層４１
を成膜するので、このＳｉＯ_２層は後述するヒーター１
４の蓄熱層として機能する。

【００８３】上記ＳｉＯ_２層４１上には、減圧ＣＶＤ
法等によって抵抗体（発熱体）となるポリシリコン層４
２が厚さ０．４μｍ程度に設けられ、このポリシリコン
層４２は、リンをドープすることによってシート抵抗が
４ｋΩ程度になるように成膜される。

【００８４】そして、ポリシリコン層４２上にはチタン
を若干ドープしたアルミニウム層４３をスパッタ法によ
って厚さ０．７μｍ程度に設けられる。この層としては
アルミニウム以外にも、金、銅、白金等の金属を使用す
ることができる。

【００８５】そして、アルミニウム層４３上には、保護
膜としてのＳｉＯ₂層４４をＣＶＤ法により０．５μｍ
程度の厚さに設け、更に、この上にＳｉＯ₂層４５がＣ
ＶＤ法によって６μｍ程度の厚さに設け、このＳｉＯ₂
層４５の一部分が小柱体１９に形成する。

【００８６】以上、図１０及び図１１についての層構成
を概略的に述べたが、これらの層によって図示したよう
な形状になるには、この製造工程において、それぞれの
層の成膜後に所定の加工工程を経て、一部分を除去する
などしてこの染料飛翔部１３は形成される。

【００８７】ヘッドチップ３１上にはこのような構造の
染料飛翔部１３が２５６個設けられ、それぞれの染料飛
翔部１３に設けるヒータ１４は個別電極１５及び共通電
極１６間での通電で昇温し、染料収容部１８内の染料２
５を加熱する。そして、各ヒータ１４は、画像情報に応
じた信号が個別電極１５から供給されることによって作
動する。

【００８８】図１２は、本実施の形態のヘッドによるイ
エロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）それぞれ
の染料を収容した染料貯留槽２４を備えたプリンタヘッ
ド１を配したシリアル型プリンタを示す斜視図である。
そして、各プリンタヘッドは、フレキシブルハーネスを
介してヘッド駆動回路基板（図示省略）に接続される。

【００８９】このシリアル型プリンタには、縦方向（Ｘ
方向）に記録紙１２を搬送する回転自在の紙送りローラ
ー２０と、Ｘ方向と直交する方向（Ｙ方向）にプリンタ
ヘッド１をスキャンするためのヘッド送り軸２１が設け
られ、ヘッド送り軸２１は画像情報に応じてモータ（図
示省略）により自在に回動し、可動部２３を介してプリ
ンタヘッド１をスキャンできるようになっている。そし
てこれらの縦方向の紙送りと横方向のヘッドスキャンは
交互に行うように構成される。

【００９０】また、プリンタヘッド１には、それぞれ２
５６個のヒータ１４が設けられているので、１回のスキ
ャンで２５６ライン分の印画を行う性能を有している。
しかも、１回のスキャンが終了した時点で、紙送りロー
ラー２０でプラテン２２上の記録紙１２を２５６ライン
分送り、各色のヘッド１が記録紙１２上の所定の位置か
ら印画を開始するように、１色毎に順次タイミングを変
えて印画を開始できるので、１回のスキャンでカラー画
像を印画することができる。

【００９１】また、ライン方式の場合は、図１３に示す
ように、記録紙１２の幅に対応する長さのプリンタヘッ
ド１Ｄを各色毎にＸ方向に縦列に配し、このプリンタヘ
ッド１Ｄに同じくＹ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ
（シアン）の３色の染料をそれぞれ収容した染料貯留槽
２４Ａを具備する。

【００９２】従って、このプリンタヘッド１Ｄに対向配
置され、このプリンタヘッド１Ｄとプラテン２２との間
に挟まれた記録紙１２に対してプリンタヘッド１Ｄによ
って印画が行われ、所定の印画後に記録紙１２は送りロ
ーラ２０により矢印Ｘ方向へ移動しながら逐次印画が行
われる。

【００９３】図１４〜図１６はシリアル型プリンタを取
り付けた実験機４６の一部分を示し、図１４は正面図、
図１５は平面図、図１６は側面図である。この機械にお
いて、図１４に示したように各部材が配置され、モータ
４７によって駆動される。

【００９４】本実施の形態によれば、ヘッドベース２に
ヒータ６０を設けてヘッドベース２を加熱し、更に、こ
のヒータ６０の近傍等の要所数ケ所に温度センサー６２
を設置してヘッドベース２の温度を測定させ、この測定
温度をコンパレータ６３によって規準加熱温度と対比し
てヒータ６０をＯＮ：ＯＦＦするようにヒータ６０にフ
ィードバックをかけ、これによってヒータ６０によるヘ
ッドベースの加熱温度を制御するのでヘッドベース２の
温度を一定に保つことができる。そして、基準温度を高
めに設定しておけばスキャンに伴う染料加熱用ヒータに
よる温度変化の影響を受けることはない。

【００９５】従って、スキャン中に伴うプリンタヘッド
の往復動においてもヘッド本体の温度が変化することな
く、安定した印字を行うことができる。また、ファンに
よる冷却を行わないので染料飛翔部１３に気流を生じさ
せることもなく、ヘッドギャップを大きなアブレーショ
ンを利用する場合の印字には特に有効的である。

【００９６】上記した本実施の形態は本発明の技術的思
想に基づいて種々変形することができる。

【００９７】例えば、ヒータ６０の構造や形状及び材料
は、上記以外の適宜のものとしてよく、プリンタヘッド
を構成する各部分の材料には、他の適宜の材料を使用す
ることができる。

【００９８】また、染料についても、例えばイエロー、
マゼンタ、シアンの３色として（更には黒を加えた）フ
ルカラーの記録を行うほか、２色印刷、１色のモノカラ
ー又は白黒の記録を行うことができる。

【００９９】また、上記したようなヒータによるプリン
タヘッドの加熱機構は、上記した形式のプリンタヘッド
以外のプリンタヘッド及びダイ塗布方式等による磁性塗
料の塗布にも適用することが可能である。

【０１００】

【発明の作用効果】上記した如く、本発明は、被記録体
に対向配置され、記録材を加熱して前記被記録体へ飛翔
させるための記録材飛翔部を記録ヘッド本体に有する記
録装置において、前記記録ヘッド本体を加熱するための
加熱手段と、この加熱手段による前記記録ヘッド本体の
加熱温度を測定するための温度測定手段とが前記記録ヘ
ッド本体に設けられているので、温度測定手段による測
定温度情報に基づいて記録ヘッド本体の加熱温度を制御
すれば、記録ヘッド本体の温度を一定に保つことができ
る。その結果、濃度むらのない安定した印字を行うこと
ができると共に、上記の加熱手段に加える電気エネルギ
ーがそのまま印字濃度に反映し、記録材の飛翔に要する
エネルギーを節約することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態によるプリンタヘッドの概
略図を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は平面図、（ｃ）
は右側面（Ａ斜視）図、（ｄ）は底面（Ｂ斜視）図であ
る。

【図２】同、プリンタヘッドのヒータを示し、（ａ）は
フィルム状ヒータの平面図、（ｂ）は他の面状ヒータの
平面図である。

【図３】同、プリンタヘッドの温度制御機構の回路図で
ある。

【図４】同、プリンタヘッドによるスキャン中のプリン
タヘッド本体の温度状態を示すグラフである。

【図５】同、プリンタヘッドの気化部の一部分を示す拡
大概略平面図である。

【図６】図５の一部分を更に拡大した詳細な平面図であ
る。

【図７】図６における一つの気化部を更に拡大した平面
図である。

【図８】図７のVIII−VIII線断面図である。

【図９】同７のIX−IX線断面図である。

【図１０】図８の拡大図である。

【図１１】図９の拡大図である。

【図１２】シリアル型プリンタを示す斜視図である。

【図１３】ライン型プリンタを示す斜視図である。

【図１４】シリアル型プリンタを取り付けた実験機の正
面図である。

【図１５】同、平面図である。

【図１６】同、側面図である。

【図１７】従来例によるプリンタの要部の概略正面図で
ある。

【図１８】先願発明によるプリンタヘッドを示し、
（ａ）は断面図、（ｂ）は下方から見た斜視図である。

【図１９】従来例によるシリアル型プリンタを示し、
（ａ）は概略正面図、（ｂ）はその側面図である。

【図２０】同、ライン型プリンタを示し、（ａ）は概略
正面図、（ｂ）はその側面図である。

【図２１】同、他のシリアル型プリンタを示し、（ａ）
は概略正面図、（ｂ）はその側面図である。

【図２２】同、他のライン型プリンタを示し、（ａ）は
概略正面図、（ｂ）はその側面図である。

【図２３】先願発明によるプリンタヘッド本体の温度変
化を示すグラフである。

【図２４】同、プリンタヘッド本体の温度状況を示すデ
ータである。

【符号の説明】

１…プリンタヘッド、２…ヘッドベース、２ａ…端部、
２ｂ…エッジ部、４…コーティング材（ＪＣＲ）、５…
ドライバーＩＣ、６…プリント基板、７…カバー、８…
染料導入孔、９…溝、１０…染料供給路、１１…コネク
タ端子、１２…記録紙、１３…染料飛翔部、１４…ヒー
タ、１５…個別電極、１６…共通電極、１７…隔壁、１
８…染料収容部、１９…小柱体、２０…送りローラー、
２１…ヘッド送り軸、２２…プラテン、２３…可動部、
２４、２４Ａ…貯留槽、２５…染料、３１…ヘッドチッ
プ、３２…Ｎｉシート、３４…シートレジスト、３５…
車輪、４１、４４、４５…ＳｉＯ₂層、４２…ポリシリ
コン層、４３…アルミニウム層、６０、６０Ａ…フィル
ム状ヒータ、６０ａ…発熱体、６１、６２ａ…配線、６
１ａ…正の電極、６１ｂ…負の電極、６２…温度センサ
ー、６３…コンパレータ、６４…規準温度、６５…電源
回路、６６…設定温度、Ｆ…走査方向（往路）、Ｆ’…
走査方向（復路）、Ｌ…距離、Ｃ₁…気化部中心

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被記録体に対向配置され、記録材を加熱
して前記被記録体へ飛翔させるための記録材飛翔部を記
録ヘッド本体に有する記録装置において、前記記録ヘッ
ド本体を加熱するための加熱手段と、この加熱手段によ
る前記記録ヘッド本体の加熱温度を測定するための温度
測定手段とが前記記録ヘッド本体に設けられていること
を特徴とする記録装置。
【請求項２】前記温度測定手段による測定温度情報に
基づいて、前記加熱手段の加熱温度を制御するための温
度制御手段が設けられている、請求項１に記載した記録
装置。
【請求項３】前記加熱手段が、前記記録材飛翔部とは
反対側の前記記録ヘッド本体上に長尺状のフィルム状ヒ
ータとして構成され、このフィルム状ヒータに沿って前
記温度測定手段が配置されている、請求項１に記載した
記録装置。
【請求項４】前記温度測定手段が、前記加熱手段の位
置に関して、記録ヘッド走査方向の上流側及び／又は下
流側において、前記走査方向に交差する方向における前
記記録ヘッド本体の中央部及びこの両側にそれぞれ設け
られている、請求項３に記載した記録装置。
【請求項５】前記被記録体と前記記録ヘッドとの間隙
を規定するための間隙規定手段が前記記録ヘッド本体の
両側縁部に設けられている、請求項１に記載した記録装
置。
【請求項６】前記走査方向において、前記記録ヘッド
本体と前記被記録体との間隙が漸次大きくなるように形
成されている、請求項４に記載した記録装置。
【請求項７】前記被記録体に対して前記記録ヘッドの
前記記録材飛翔部を下向きに対向させて記録を行う、請
求項１に記載した記録装置。
【請求項８】前記記録ヘッドが、前記記録材を供給す
るための共通の記録材供給路と、この供給路から分岐し
て前記記録材飛翔部へ前記記録材を供給するための分岐
路とを有している、請求項１に記載した記録装置。
【請求項９】前記共通の記録材供給路が前記記録ヘッ
ド本体とこれに設けたカバー部との間に形成され、前記
記録ヘッド本体と前記カバー部との間に複数の隔壁が設
けられ、これらの隔壁間に前記分岐路が形成されてい
る、請求項８に記載した記録装置。
【請求項１０】前記記録材が、前記記録材飛翔部と非
接触状態で対向配置された前記被記録体へ飛翔するよう
にした、請求項１に記載した記録装置。