JPS61219654A - インクジエツト記録装置 - 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】 本発明は熱的、にインクの飛翔により記録を行なうイン
クジェット記録装置に関するもので特に、ノズルを用い
ずフィルム状のインク支持体によりインクを供給する全
く新規なインクジェット記録従来、液状のインクを飛翔
させて記録を行なうインクジェット記録方式には多数の
提案がなされている。例えば電気機械的振動により連続
的に噴出されるインク滴を静電気で偏向させて記録する
加圧振動型と呼ばれるもの、あるいは静電気的にインク
滴を引き出す静電加速型、圧電素子を使う圧力パルス型
、ヒーターにより沸騰するインク蒸気の圧力を利用する
バブルジェット型、磁気力を応用した磁性インク型など
がある。しかしながら従来のこれらの方式では液状イン
クを供給する手段として毛細管状あるいは平行平面スリ
ット状のノズルを使用しており、次のような欠点を有し
ている。

（１）　　インクに混入するゴミ、あるいはインク内の
溶解物質の析出などにより、ノズルがつまり易い。

（２）　　ノズル先端を：インク滴が付着する、いわゆ
る「インクだれ」（二よる記録画質の低下が生じる。

（３）　　ノズル開口端からの蒸発によりインク濃度や
粘度が変化して記録画質が不安定【：なる。

このような問題点に対し、ノズルを使用せず、代りに稠
密に穿孔されたフィルムを使用し、穿孔部分に表面張力
によって膜状に付着したインクな運搬して発熱体に接触
させ、瞬間的に沸騰する力により熱的にインクの飛翔を
行なう方式（特願昭５８−１７８２０１参照）が考えら
れている。この方式ではノズルを使用しない為、高安定
性が得られる反面、飛翔するインクが通常のインクジェ
ットの様に安定した粒滴状（＝ならず、大小様々な複数
のインク滴が多方向（：分散する為に画点の不鮮明さや
解像度の劣化を生ずる難点がある。又、この現象を防ぐ
為にはインクフィルムと記録紙を密着させることが最良
であるが、たとえ密着させたとしても記録画点以外の部
分でもインクが記録紙に付着してしまい通常のフィルム
では何ら解決策にならない。

さらにこの方式は突出した構造の発熱体を使用する必要
があり、熱記録で一般に使われている平面状基板に発熱
体が配置されるサーマルヘッドでは使用できないという
欠点がある。

〔発明の目的〕

この発明はノズルを全く使用せずに熱的にインクの飛翔
を行なう親思なインクジェット方式の上述した欠点を改
良するもので記録紙とインクフィルムを接触させた状態
でも記録ドツト以外ではインクが記録紙に付着すること
がないインクジェット記録装置を提供することを目的と
する。

〔発明の概要〕

本発明はインク支持体と、このインク支持体にインクを
供給するインク供給手段と、このインク供給手段からの
インクを保持するインク支持体に選択的に熱エネルギー
を付加する記録ヘッドとを具備し、この記録ヘッド（：
より付加された熱又は電界によって、前記インク支持体
に保持されたインクを、このインク支持体を挾んで記録
ヘッドと対向すべく設けられた記録媒体に吐出させるこ
とにより記録を行なうインクジェット記録装置であって
、前記インク付着性が異なる複数の膜状物質の層からな
り、その厚み方向に貫通孔をその内部にインクジェット
記録装置を提供する。

〔発明の効果〕

本発明によれば記録紙とインクフィルムとを密着あるい
は加圧しながら接触させて記録することが可能となり、
解像度劣化を生じない鮮明な画点形状の新しいインクジ
ェット記録方式を実現することができる。

さらに記録紙とインクリボンを接触した状態で記録がで
きるので、従来のインクジェット記録のようにプラテン
に記録紙を密着させて保持する機構とヘッドを保持する
機構とを別々に離しながらかつ一定の距離間隔を保つ必
要がなくなり、プラテンとサーマルヘッド間に圧力を加
えて記録紙とインクリボンを挾み込むことができる。し
たがって機構は簡略化、小型化し、更に高精度で安定し
た記録が望める。

〔発明の実施例〕

以下本発明の一実施例を図面を参照して詳述する。

まず第１０図を用いて本発明の記録原理について簡単に
説明する。

図示しない記録紙はインク支持体（至）を挾んでサーマ
ルヘッドＯａと対向する位置に配設される。例えばこの
インク支持体（至）は電鋳によって作られたニッケル板
にエツチング処理により多数の孔が形成される。そして
インク支持体（至）は、熱ヘツドＣ３３上に到る前の工
程で液体インク（以下インクと呼ぶ）をその孔に保持す
る。この孔に保持されたインクは１図中矢印の方向に移
動して行く。インク支持体ωが複数の発熱素子（ロ）を
配設してなるサーマルヘッドＧ３に当接する。ここで画
像信号に応じて、発熱素子（財）が選択的に発熱される
。この発熱素子Ｃ３４）に接触したインクはその内部に
急激に気泡を生じ、孔より吐出する。図中（至）は吐出
しつつある状態を示している。このように吐出したイン
クは、インク支持体（至）を挾んでナーマルへラド０２
と対向する記録紙に転写され、記録画点が得られるので
ある。図中（至）はインク吐出後の孔を示している。更
にインク支持体（至）は図中矢印の方向へ進み、上記記
録工程を繰り返し、記録紙に所望の画像が得られるので
ある。このよう櫨：インク支持体（至）に多数の孔を設
けてインクを搬送する方法は、１つの画素は複数の孔に
充されたインクによってなされ、ノズルを使用しない記
録方法である。つまりノズルを使用しない故に、目詰り
は皆無に等しい。

又何らかの原因によりいくつかの孔が目詰りしたとして
も１画素は複数孔に対応している故印刷の大勢には影響
を及ぼさない。さら（：、常にインク支持体（３Ｉは新
鮮なインクを般送する故インクの気泡が発生すること（
二よる記録ミスもないという新規な記録方法である。

次に＄２図第３図を用いて、本発明に係る記録方法につ
いて述べる。第２図は上述した記録原理を含むシリアル
プリンタを構成した図である。第３図は第２図の記録部
の部分拡大図である。尚、前記インク支持体を以下イン
クリボンと呼ぶ。インクリボン（３）はキャリッジ（６
）に塔載されたカセット（５）に、一対のボビンに巻か
れた状態で収納されている。又、サーマルヘッド（２）
、インク供給ローラ（４）も同様ζ：キャリッジ（６）
に保持されている。

記録時の動作は次のような一連の動作によって行われる
。まず、記録期間に入る前に記録紙（１）の左端とサー
マルヘッド（２）が一致する位置（二復帰させられたキ
ャ９ツｖ　（６）は主走査用タイミングベルト（９）を
介して伝えられる主走査用パルスモータ（７）の駆動力
によって記録紙（１）の幅方向へ移動させられる。それ
と同時にカセット（５）に収納されているインクリボン
（３）は一方のボビンからくり出されもう一方のボビン
（二巻き取られる。その際、充分な量のインクが含浸さ
れたスポンジ状の一対のインク供給ローラ（４）の間に
挾まれながら通過してインクを供給される。そして、記
録紙（１）へ圧接する動作を行なうサーマルヘッド（２
）の発熱体部分に到達すると、記録信号に応じた位置の
インクだけを放出し、通過する。サーマルヘッド（２）
の発熱体を駆動するパルス信号は主走査用パルスモータ
（７）のステップ回転動作のトリガーとなるクロックと
同期していて記録画像が記録紙（１）の紙面上の所定位
置に記録されるよう制御されている。このようにしてキ
ャリッジ（６）は記録紙（１）の右端まで移動し終ると
次のラインの記録の為に左端へ復帰する動作へ移行する
。復帰動作期間にサーマルヘッド（２）は記録紙（１）
へインクリボン（４）を圧接する動作から解除される。

そして副走査用タイミングベルト（１０を介して伝えら
れる副走査用パルスモータ（８）の駆動力により、プラ
テンローラαＤが回転し、記録紙（１）を副走査方向ヘ
ナーマルヘッド（２）の記録幅分だけ移動させられる。

以上の動作をくり返すことにより記録が行われる。

第１図は本発明の方法を示すための記録部断面図である
。インクリボン（３）は例えば親水化処理されたポリエ
ステルシートからなる親水層αジと例えばポリフルオロ
カーボンからなる疎水層（ｔｏの２層構造を形成してい
る。インク供給ローラ（４）の回転と圧力によってイン
クリボン（３）の穿孔部分（Ｌ？）に圧入されたインク
α乃はインクリボン（３）が移動してローラから離れる
際に疎水層からインクがはじかれ、インクはより濡れ易
い親水層だけに付着した膜状態になる。この状態を保持
しつつ記録部へ運ばれたインクリボンはサーマルヘッド
（２）により記録紙（１）へ圧接されても発熱体α湧が
発熱しない限り記録紙（１）へ移動、記録されることは
ない。その理由はインクリボン（３）の記録紙側は疎水
層である為インクαをと記録紙（１）の間（二空隙が生
ずるからである。

従がって本発明のプリンタでは従来のサーマルヘッド、
即ち平板の主平面に発熱体を設けたサーマルヘッドも好
適に使用でき同一の穿孔部分内でもサーマルヘッド（２
）の発熱体（１３に接触する側の層はインクが膜状に付
着している親水層である。このインクは記録信号に応じ
て発熱体α騰が発熱すると発熱体０と接する部分あるい
は近傍から沸騰する。

そして発生した蒸気の体積膨張による圧力により残りの
インクが記録紙（２）側へ吹き飛ばされ、記録紙（１）
表面に付着し、記録が行われる。その記録画点は第４図
に示したようにほぼ穴の形状と同じで、シャープな画点
α力が得られる。尚、第２図、図中番号と等しい番号は
同じ部分を示す。

本発明による利点は本発明が適用されない均質な一層構
造のインクリボンを使用する例の第８図、第９図と対比
することＣ；より明確になる。すなわち第８図の構造の
インクリボン（３）では、記録紙（すと接触させるとサ
ーマルヘッド（２）の発熱体０が発熱しなくてもインク
側が、記録紙（１）と対向する面にまで浸出しており記
録紙面に付着してしまうので、離れて配置する必要があ
る。しかも、このように離れた配置状態で発熱体α階を
発熱させるとインクは多数の液滴に分裂し多方向へ飛散
する。したがって記録ドツトの形状は第９図のごとく分
散した不定形状で大きさもインクリボンの穿孔形状より
大きくなり解像度的にも、画質的にも悪い画点となる。

以上の比較かられかるように一層構造のインクリボンの
場合には記録紙とインクリボンを分離しなければならず
、しかもあまり離れても画質劣化をまねく為、適度に近
接した配置としなければならない点や記録紙をプラテン
に保持する機構とインクリボンをサーマルヘッドに押し
当てる機構とを分離した構造としなければならない点な
ど、機構的にも欠点がある。

しかしながら本発明になるインクリボンを使うことによ
ってこれらの欠点は解決することができる。すなわち、
プラテンとサーマルヘッドの間（＝記録紙、インクリボ
ンを挾み圧接することが可能となる為、機構的（：精度
、強度、部品点数、太きさなどで簡略化、節約化ができ
、動作の安定化と高信頼性、装置の小型化が実現できる
。さらに記録紙とインクリボンが密着した状態で記録が
できるので不安定な画点形状や解像劣化などの欠点を持
たない記録方式を実現できる。

〔発明の他の実施例〕

上記実施例においては、インクリボンの構成を疎水層を
このインクリボンの記録紙側の表面にもうける場合につ
いて述べたが、これに限定される訳ではない。

例えば、第６図のインクジェット記録装置の・記録部断
面図に示すように、インクリボン（３）を親水性のフィ
ルム物質α９の両面（二線水性のフィルム物質−で構成
された３層構造のものを用いてもよい。

このようにすれば、上述した効果に加えインクが供給さ
れた時点で、インク保持を、両側の疎水性のフィルム物
質（Ｌｅによりインクリボンの程中央でなし安定した搬
送ができる。又サーマルヘッドの摺動によってインクリ
ボンに保持されたインクがサーマルヘッドに付着して取
り去られる現象が全く無くなり、発熱体の突出した構造
のサーマルヘッドではない、発熱体０を平板状にした平
板型サーマルヘッドα枠を用いることが可能となる。尚
αυはプラテンローラ、（１）は記録紙を示す。

又、以上詳述した実施例は、シリアルプリンタについて
のものであるが、このようにインクリボンを３層構造に
することで、＄５図に示すラインプリンタの記録部の概
念模式図のように、プロチンローラａ１）とナーマルヘ
ッドα綽で記録紙（１）、インクリボン（３）を挾む形
でラインプリンタにも使用できる。（４）はインク供給
ローラである。

インクリボンの構造は、第７図に示すような、（ａ）は
親水性のフィルム物質へ９と疎水性のフィルム物質αｅ
を３層構造にしたものＪｂ）は４Ｉｉｉ構造、（ｃ）は
５層構造でもよい等本発明の要旨を逸脱しない範囲で種
々変形できる。

【図面の簡単な説明】 第１図は、本発明（二係る装置の記録部を示す拡大図、
第２図は、第１図を含むシリアルプリンタの構成図、第
３図は第１図の記録部を説明する図、第４図は本発明に
係る装置による記録画点を示す図、第５図は本発明に係
る装置をラインプリンタに用いた概念模式図、第６図は
、本発明に係る他の実施例装置の記録部を示す拡大図、
第７図は、インクリボンの他の実施例を示す断面図、第
８図は、従来装置の記録部を示す拡大図、第９図は、従
来装置１；よる記録画点を示す図、第１０図は１本発明
１：係る記録原理を示す図である。 １、・・・記録紙　　　　　２．・・・ナーマルヘッド
３、・・・インクリボン　　４．・・・インク供給ロー
ラ１２、・・・記録画点　　　　１３．・・・発熱体１
４、・・・インク　　　　　１５．・−親水層１６、・
・・疎水層　　　　　１７．−・穿孔部分代理人　弁理
士　則　近　憲　佑（ほか１名）第２図 ″　　　　　第　　３　　図 ｔｌ 第　　４　　図 第５図 （α）　　　　　　　　　　　（ｂ＞　　　　　　　　
　（Ｃ）第　　７　　図 ｔｌ 第９図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）インク支持体と、 このインク支持体にインクを供給するインク供給手段と
   、 このインク供給手段からのインクを保持するインク支持
   体に選択的に熱エネルギーを付加する記録ヘッドとを具
   備し、 この記録ヘッドにより付加された熱又は電界によつて、
   前記インク支持体に保持されたインクを、このインク支
   持体を挾んで記録ヘッドと対向すべく設けられた記録媒
   体に吐出させることにより記録を行なうインクジェット
   記録装置であつて、前記インク支持体がインク付着性が
   異なる複数の膜状物質の層からなり、その厚み方向に貫
   通孔をその内部にインクを保持しうる如く設けたことを
   特徴とするインクジェット記録装置。
2. （２）インク支持体は少なくとも記録媒体に対向する側
   の層を、インク付着性の劣る物質で構成し、このインク
   支持体を前記記録媒体を前記記録媒体と、記録ヘッドと
   で圧接され得ることを特徴とする特許請求の範囲第１項
   記載のインクジェット記録装置。
3. （３）インク支持体の少なくとも一方の面を形成する層
   は疎水性の膜状物質であり、インクは水性インクを使用
   することを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のイン
   クジェット記録装置。