JPS5987162A - 熱印刷ヘツド - 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】 〔発明の利用分野〕 本発明は熱印刷ヘッドに係り、特に高速印刷高精細印刷
、低保守性を達成するだめに好適な熱印刷ヘッドの構造
に関するものである。

〔従来技術〕

一般に、通信機器や電子創算機の端末出力機器として用
いられている、電気（ｇ号に従って図形や文字を印刷す
る装置（プリンタ）には種々のものが存在する。プリン
タの性能への課題としては一般的に、（３）高速化、（
２）高精イロ１化、（３つ印刷の高精度化（入力された
′市気信号に忠実な図形を出力する）、（リカラー化な
どがあげられる。

これらの要求を満たす印刷方式としては、非衝撃式印刷
方式の一つであるインクジェット方式（インクを印刷す
る紙に吠きつけて印刷する）が有望とされている。

以下、図面を用いて従来例を説明する。第１図は、電荷
制御によってインクジェット印刷を行なう方式の例であ
る。

液体インク１は、タンク２内に蓄えられており、ポンプ
ろを経由して超音波振動子（図示せず）により加振され
た状態のヘッド４へ送られる。ヘッド４の先端にはノズ
ルが設けられており、インクは超音波撮動により、ノズ
ルから常時噴出している。ノズル周辺には、鑞荷印加プ
レート５が配置されており、ここに高′成圧を印加して
インク滴に電荷を与える。さらに、インり列６は、電圧
を印加しである偏向プレート７内の電界によりインク滴
のもつ電荷がカを受は飛ぶ方向が変更される。印刷を一
時停止させるには、偏向プレート７によって、回収板９
ヘインク列を向ければよい１、インクはタンク２へ戻さ
れる。

この方式は、液体インクを用いるため、そのインクの取
扱、常時インクを噴出させるためにインクの蒸発等に伴
うノズルの目づます等ノ問題があった。

第２図は、空気流と超音波振動子を用いてインク滴の咳
１出を制御したインクジェット印Ａｌ１１１を行なう方
式の例である。

液体インク１は、タンク（図示せず）より一定圧力でヘ
ッド１ｏへ送られる。ヘッド先端のノズル１１では、イ
ンクの表面張力とインクの送りの圧力とが平衡してイン
クは移動しない。ノズル１１の先では、空気流１２（空
気ポンプ等は図示せず）がスリット１３を径て記録紙８
へ向けて流れている。ヘッド１ｏには、振動板１４を介
して超音波振動子１５が取付けられている。超音波振動
子１５を駆動すると、ノズル１１先端ではインク表面の
平衡が崩れ、インク１はインク＃ｉ１６となってヘッド
１０を飛び出す。さらにインク滴１６は、空気流１２に
よって記録紙８へ運ばれ、印刷が行なわれる。

この方式は、１度に１ドツトしか印刷できないため高速
印字に不向きでインク滴が記録紙に衡突したときに、イ
ンク滴がはね反って周囲に飛び散り、所定の印刷場所以
外にインクが付着することがある。また、液体インクを
用いるために、インクの変質に伴うノズルの目づまり等
の問題がある。

第３図は、導電性固体インクを用いてインクの目づまり
の問題を解決した方式の例を示すものである。

導電性固体インク１７は、ヘッドリ内にバネ１９により
ノズル２０方向におさえられた状態で保持されている。

ノズル２ｏの前方には、電極２１が設けられている。高
電圧発生都２２により、導電性固体インク１７と電極２
１との間に高電圧放電２６を発生させると、導電性同体
インク１７が発熱し液体となって記録紙８に付着し、印
刷が行なわれる。

この方式は、１個のヘッドで１ドツトしか印刷すること
ができず、多数同時に印字するＫは同数のヘッドを並べ
る必要があり、機構が複雑化する。

上記した従来の方式の欠点ヲマとめると、次のようにな
る。

（１）液体インクを用いて、常時ノズルからインク滴を
噴出させ、その方向を制御し印刷を行なう方式において
は、 （ａ）　　単一ドツトのみの印刷のため、高速印刷には
不向き。

（ｂ）　　インクの蒸発、粘度の変化により、７′ズル
の目づまりの問題が生ずる。

（ｃ）　　液体インクの取扱い（保守、補充等）が困難
である。

（２）　、−＋、液体インクを用いて、必要なときにノ
ズルからインク滴を噴出させて印字を行なうようにした
方式においては、 （ａ）　　複数ドツトを同時に印刷することが困難であ
り、印刷速度が遅くなる。

（ｂ）　　印刷時に、インク滴が記録紙と衡突し、イン
クが飛散する。所定以外の場所にインクが付着し、印字
精度が劣る。

（３）導電性固体インクを用い、液体インクの取扱上の
問題を解決した方式においては、（ａ）　　複数ドツト
を同時に印刷することが困難であり、印刷速度が遅くな
る。ノズルを多数並べることも可能であるが、機構が複
雑化し、実用的でない。

＋ｂ）　　電極付近にインクが付着し、一定量だけ印刷
する毎に掃除を行なう必要がある。

従って、複数ドツトを同時に印刷できる高速印刷が可能
で、印刷部分以外にインクが飛散せず高精度、高精細印
刷を行なうことのできる、保守の簡便な印字ヘッドが要
望される。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、上述の欠点全解決し、複数ノズルによ
る高速印字、インクの取扱容易化。

印刷の肯祠度化、低コスト化などの要求を満たす熱印刷
ヘッドを提供することにある。

〔発明の概要〕

上記目的？！ｌ−達成するために、本発明は熱溶融性固
体インクと加熱冷却機構を採用し、複数のインク使用量
の異なるノズルへのインク供給厭均−化を行なった。こ
の方法により、固体インクを用いた単一のヘッドで、複
数ドツトを印刷する機構を完成した。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の一実施例を図面を用いて説明する。

第５図は、本発明による熱印刷ヘッドの一実施例を示す
ものである。印刷ヘッド２４内には、熱溶融性固体イン
ク２５がバネ２６により、印刷ヘッドノズル２７方向へ
押し付けられた状態で保持されている。印刷ヘッド２４
は、隣接する断熱層２８に狭まれた加熱部２９をもち、
熱溶融性固体インク２５は、加熱部２９付近で液化部分
ろ０を形成する。加熱部は、温度調整機構（図示せず）
により均一温度に保たれる。さらに、印刷ヘッドノズル
２７部付近では、インクは放熱部３１により冷却され、
再び固体化する。放熱は、放熱板あるいはペルチュ効果
等（図示せず）により行なう。

バネ２６の押す力とローラ３２がら記録紙８を介して与
えられる反力とにより、印刷ヘッドノズル２７部では、
熱溶融性同体インクが記録紙８と接触している。印字ヘ
ッドノズル２７の先端に設けられた発熱素子（詳細は後
述）によって印字が行なわれ、消せされたインクは、バ
ネ２６のカにより液体部分３０が前進し補給される。

ここで１．仮にローラ３２と印刷ヘッド２４が離れると
、バネ２６に蓄えられた圧力により固体インクがノズル
２７より連続的に押し出される。従ってノズルの目づま
りの問題は起きない。また、ローラ３２と印刷ヘッド２
４とを離す必要が生じるのは、修理等の場合で、この場
合加熱部２９を停止して冷却した後に行なうので問題は
生じない。

一般の使用状態においては、インクのノズルからの流出
の問題は生じない。

第５図は、第４図に示す印刷ヘッドノズル２７の先端部
分の拡大図であり、（ａ）　、　（ｂ）　、　（ｃ）の
順に印字動作を説明するものである。

（ａ）において、熱溶融性固体インク２５は、記録紙８
に押し付けられており、インクは固体のため記録紙には
付着しない。また、記録紙８は矢印易の方向に走査（移
動）している。ノズル先端には、発熱素子６４（抵抗発
熱体、ＰＴＣヒータ、サーミスタ等）が設けてあり、熱
溶融性固体インク２５と接触している。

（ｂ）は、印刷動作を示すものである。発熱素子５４を
駆動し、熱浴融性固体インク２５先端を加熱すると、先
端には液化部分３５が形成され、記録紙８の繊維に吸着
される。このようにして印刷動作を行なう。

（Ｃ）は、印刷後、再び初期状態に戻ることを示すもの
である。印刷部分ろ６は、記録紙８に付着した状態で、
記録紙８の走査と共に移動するＣ１次に熱溶融性固体イ
ンク２５は、液体部分３０方向から受ける圧力により記
録紙に接する位１ｕまで進み、ローラ６２によって停止
する。次に液体部分ろ０は、印刷に使用された箪と等し
い量たけノズル先端方向へ補充され、放熱部３１によっ
て冷却され固体化し、元の（ａ）の状態に戻る。

液化したインクを印刷ノズルへ供給するため一定圧力で
使用量の異なる複数のノズルへのインクの供給が可能と
なる。

第６図は、複数のノズルを同一ヘッド内に構成しだ一実
施例の一部分の断面図を含む斜視図を示すものである。

印刷ヘッド２４内には、複数の印刷ノズル２７が設けら
れており、ローラ６２と平行に並んでいる。

各ノズルへのインクの供給は、バネ２６が熱溶融性固体
インク２５を押し、液化部分３０に圧力を加えることに
より行なわれる。すなわち、各ノズルのインクの使用量
は、印刷した図形に従って異なるが、使用量に応じて液
化部分３Ｕが補充きれ、常にインクはノズル先端で記録
紙と接し印字可能な状態に保たれる。熱溶融性同体イン
ク２５の補充は、印刷ヘッド２４後部の補充フタろ７よ
り行なう。固体のため取扱いは容易である。

第７図は第６図に示す印刷ヘッドの横方向断面図を含む
斜視図を示すものである。印刷ヘッドも４先端には、複
数のノズル２７が設けてあり、補充フタろ７方向より装
填された固体インクは、加熱部２９により洛北され、各
ノズル２７へそれぞれ分配される。

本実施例においては、−列に並んだ複数のノズルをもつ
印刷ヘッドを示したが、複数列あるいは一定間隔毎に設
けたものでも構成可能である。

〔発明の効果〕

本発明によれば、一つの固体インク装填部に連続する複
数の印刷ノズルへの固体インクの供給を可能とし、固体
インクを用いた複数ドツト同時印刷による高速印刷を可
能とした。

まだ、複数のノズルを一つの印刷ヘッドに収めることが
可能となり、機構の小形化と保守の簡易化を達成した。

インクの色を違えた複数の印刷ヘッドを並べることによ
り、他の方式よりも容易にカラー化を達成することが可
能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図は従来の液体インクを用いるインクジェ
ット式印刷ヘッドの断面図、第３図は従来の固体インク
を用いるインクジェット式印刷ヘッドの断面図、第４図
は本発明による熱印刷ヘッドの一実施例の断面図、第５
図は第４図ヘッド先端の拡大説明図、第６図は、４４４
図ヘッドの複数ノズル構成を示す断面を含む斜視図第７
図は第６図の横方向断面を含む序゛１祝図である。 ８・・・記録紙　２４・・印刷ヘッド　２５・熱溶融性
同体インク　２９・・加熱部　ろ１　放熱部代理人弁理
士　薄　１）利　１．悴・、＼。 囁１図 晰２１ 囁３７ ０２−

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 熱溶融性同体インクを用い普通紙に印刷を行うだめの熱
   印刷ヘッドにおいて、単一または複数の固体インク装填
   部と、該固体インク装填部の一つごとに連続する複数の
   ノズルと、該同体インク装填部から該ノズルへ固体イン
   クを供給するだめの加熱冷却手段と、印刷時に該ノズル
   から紋紙へ該同体インクを供給するだめの加熱冷却手段
   を設けたことを特徴とする熱印刷ヘッド。