JPS61220860A

JPS61220860A - インクジエツト式記録装置

Info

Publication number: JPS61220860A
Application number: JP60064438A
Authority: JP
Inventors: Yuji Suzuki; 祐司鈴木; Shunsuke Hattori; 俊介服部
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1985-03-28
Filing date: 1985-03-28
Publication date: 1986-10-01
Also published as: EP0201177B1; DE3679861D1; US4652893A; EP0201177A2; EP0201177A3

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】〔発明の技術分野〕本発明は、インクジェット式記録装置に係り。

特にフィルム上に塗られたインクの粒子をヒートパワー
で記録媒体に向けて噴射させて記録を行うようにしたイ
ンクジェット式記録装置の改良に関する。

〔発明の技術的背景とその問題点３紙類等に印刷記録する記録方式を分類すると。

インパクト方式とノンインパクト方式とに分類される。

ノンインパクト方式を採用した記録装置は。

本質的に、インパクト方式を採用したものに比べて低騒
音で、小形化を図れる等の利点を備えている。

ところで、ノンインパクト方式を採用した記録装置は、
さらに幾つかに分類されるが、この中にインクジェット
記録方式を採用した記録装置がある。このインクジェッ
ト記録装置は、基本的には。

ノズルからインク粒子を噴射して記録媒体に衝突させる
ことにより記録媒体上にドツトを形成させるようにした
もので、カラー記録が容易であると言う格別な利点を備
えている。しかし９反面、ノズルが目詰まりを起こし易
く、記録装置としての安定性に欠ける問題があった。

そこで、最近では目詰まりを大幅に緩和できるようにし
たインクジェット式記録装置が提案されている。第１１
図は、このインクジェット式記録装置の主要部を概略的
に示すものである。このインクジェット式記録装置は１
紙類等の記録媒体１の記録面２に近接して図中実線矢印
３で示す方向に走行するようにフィルム４を配置してい
る。このフィルム４には数１０［μｍ］ピッチで直径数
１０［μ７ＦＬ］の小凹部または小孔５が多数設けられ
ている。そして、前記記録面２と対向する位置には、フ
ィルム４の上記記録面２と対向している面とは反対側に
位置している面に接触して各小孔５にインク６を充填す
るインク供給機構、たとえばインク供給棒７が配置され
ている。また、フィルム４の走行方向を基準にしてイン
ク供給棒７より前方位置には、フィルム４の前記記録面
２と対向している面とは反対側に位置している面に接触
する関係にサーマルヘッド８が配置されている。

このサーマルヘッド８のフィルム４への接触面には、フ
ィルム４の幅方向に多数の発熱素子が所定ピッチで設け
られている。そして、インク供給棒７とサーマルヘッド
８とはフィルム４の走行速度より遅い速度で、たとえば
フィルム４の走行方向と同方向に移動制御される。すな
わち、この記録装置は、インク供給棒７でフィルム４の
各小孔５にインク６を充填しておき、この充填されてい
るインク６にサーマルヘッド８でヒートパワーを与えて
気泡化させ、この気泡化によって形成されたインク粒子
９を記録面２に衝突させるようにしている。サーマルヘ
ッド８のフィルム４との接触面にはフィルム４の幅方向
に複数の発熱素子が装着されているので、これらのうち
の所望の発熱素子を付勢すれば、付勢された発熱素子上
を通過する小孔５に充填されているインク６のみがイン
ク粒子９となって記録面２に衝突することになる。した
がって、フィルム４に設けられた小孔５からドツトイメ
ージに対応するインクのみを記録に使うことができる。

この記録装置で使用されるサーマルヘッド８は、公知の
熱転写式記録装置におけるサーマルヘッドと同じ動作を
行ない、また、フィルム４は同記録装置におけるインク
リボンに対応する。

しかしながら、上記のように構成されたインクジェット
記録装置にあっても次のような問題が残されていた。す
なわち、従来のこの種の記録装置は、フィルム４の一方
の面にサーマルヘッド８を常に所定の圧力で接触させる
ようにしている。このため、サーマルヘッド８の摩耗量
が多く、これが原因して長寿命化できない問題があった
。また。

フィルム４とサーマルヘッド８とが常に接触しているの
で、摩擦熱でフィルム４の温度が上昇し。

これが原因して記録に必要のないインクまでも吐出させ
てしまい、記録精度を低下させる問題もあった。

〔発明の目的〕

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、そ
の目的とするところは、多数の小孔または多数の小凹部
を有したフィルムと、このフィルムにインクを供給する
機構と、サーマルヘッドとを組み合わせたものにおいて
、サーマルヘッドの長寿命化を図れるとともに精度の高
い記録を行うことができるインクジェット式記録装置を
提供することにある。

〔発明の概要〕

本発明によれば、サーマルヘッドを支持するとともに外
部から与えられた位置制御信号に対応させて上記サーマ
ルヘッドの位置を記録媒体の記録面と直交する方向に移
動させる支持機構と、入力記録情報に応じた位置制御信
号を前記支持機構に与える位置制御信号付与手段とを備
えたインクジェット式記録装置が提供される。

さらに詳しく述べると、上記位置制御信号付与手段は、
たとえば入力記録信号がない期間には前記サーマルヘッ
ドを前記フィルムから離す位置制御信号あるいは入力記
録情報レベルに対応した位置制御信号を送出する構成と
なっている。

〔発明の効果〕

本発明によれば、入力記録情報に応じて、サーマルヘッ
ドの位置が、たとえば入力記録情報のないときにはフィ
ルムから離れるように制御されたり、あるいは入力記録
情報のレベルに対応した位置に制御される。つまり、フ
ィルムとサーマルヘッドどの関係位置は、入力記録信号
に応じた状態に保持される。したがって、従来の装置の
ようにフィルムに対しサーマルヘッドが常に一定の接触
圧で接触しているものに比べてサーマルヘッドの摩耗を
充分小さな値に抑えることができる。このため、サーマ
ルヘッドの長寿命化を図ることができる。また、フィル
ムの温度上昇も抑制できるので、フィルムの温度上昇に
よって起り易い記録精度の低下も防止することができる
。また、サーマルヘッドの位置を入力記録情報のレベル
に対応させて制御することも容易に行なえるので９階調
記録を行なうこともでき、記録品位を高めることができ
る。

〔発明の実施例〕

以下０本発明の実施例を図面を参照しながら説明する。

第１図は１本発明の一実施例に係るインクジェット式記
録装置の外観を示すものである。

同図において、１１はフレームであり、このフレーム１
１の両端部には支持壁１２ａ、１２ｂが平行に立設され
ている。支持壁１２ａ、１２ｂには図示しない軸受がそ
れぞれ同軸的に装着されており、これら軸受によって軸
１３が回転自在に支持されている。軸１３の前記支持！
！１２ａ。

１２ｂ間に位置する部分の外周には記録紙１４を送り出
すためのゴムローラ１５が装着されている。

ゴムローラ１５の下方には、上記ゴムローラ１５に記録
紙１４を選択的に押し付ける図示しないピンチローラが
設けてあり、また上記ピンチローラより送り方向前方位
置には記録紙１４の送り出し方向を規制する規制部材１
６が設けられている。

そして、前記軸１３は、プーリ１７．ゴムベルト１８、
プーリ１９を介して前記支持壁１２ａに支持された紙送
り用モータ２０に連結されている。

なお、上記紙送り用モータ２０は後述する関係に制御さ
れる。

しかして、ゴムローラ１５の側面に対向する位置には、
ゴムローラ１５と平行する関係に案内軸２１が配置して
あり、この案内軸２１の両端はそれぞれ前記支持壁１２
ａ、１２ｂに固定されている。案内軸２１にはキャリッ
ジ２２が案内軸２１の軸心線方向に摺動自在に装着され
ている。キャリッジ２２は、支持壁１２ａと１２ｂとの
間の空間に張設されたゴムベルト２３の一部分に結合さ
れている。そして、ゴムベルト２３はプーリ２４を介し
てキャリッジ駆動用のモータ２５に連結されている。こ
のモータ２５は後述する関係に駆動制御される。

キャリッジ２２の上面にはリール駆動軸２６ａ。

２６ｂが突設してあり、これらリール駆動軸２６ａ、２
６ｂはキャリッジ２２の背面側に固定された図示しない
リール駆動モータに連結されている。そして、キャリッ
ジ２２の上面には、フィルムカセット２７が装着されて
いる。このフィルムカセット２７は、前、述した記録紙
１４側に位置する部分に開口Ｐを有したケース２８と、
このケース２８内に前記リール駆動軸２６ａ、２６ｂと
嵌合する関係に収容され上記リール駆動軸２６ａ。

２６ｂから常に一方向の回転力を受ける図示しない一対
のリールと、これらリールおよび前記開口Ｐを通る経路
に配設され上記リールの回転に伴って常に一方向にエン
ドレス状態で走行するフィルム２９とで構成されている
。そして、前記キャリッジ２２の縁部で前記開口Ｐの部
分には、フィルム２９の前記記録紙１４に対向している
面とは反対側に位置している面に接触するサーマルヘッ
ド３０と、フィルム２９の走行方向を基準にしてサーマ
ルヘッド３０より手前位置に配置され上記フィルム２９
にインクを供給するインク供給機構３１、と、フィルム
２９の走行方向を基準にしてサーマルヘッド３０の前方
位置に配置されフィルム２９を加熱することによってフ
ィルム２９に付着しているインクを蒸発させて除去する
図示しないインク除去機構とが設けられている。上記サ
ーマルヘッド３０とインク供給機構３１とは、より具体
的には第２図に示す位置関係に配置されている。

フィルム２９としては、第１１図に示した従来のものと
同様に多数の小孔を有したものが用いられており、また
、サーマルヘッド３０も従来のものと同様に、フィルム
２９０幅方向に多数の発熱素子を配列したものが用いら
れている。

前記サーマルヘッド３０は第３図に示すように。

支持機構としてのバイモルフ圧電素子３２の一端に固定
されており、このバイモルフ圧電素子３２の他端は取り
付はベース３３を介してキャリッジ２２に固定されてい
る。そして、サーマルヘッド３０の各発熱素子およびバ
イモルフ圧電素子３２は第４図に示すヘッド制御装置３
４によって付勢される。ヘッド制御装置［３４は９発熱
素子と同数の入力記録情報３５をレシーバ３６で受け、
この受信された信号を比較回路３７を介してヘッドドラ
イバー３８に導入している。ヘッドドライバー３８は、
各入力記録情報が導入されると、この導入されている期
間だけ対応する発熱素子に給電するように構成されてい
る。また、前記比較回路３７は、全ての入力記録情報が
零になった期間だけ信号Ｓを送出する。この信号Ｓは、
電圧発生装置３９に導入される。この電圧発生装置３９
は。

信号Ｓが導入されている期間だけ出力電圧を発生し、こ
の電圧をバイモルフ圧電素子３２に印加する。バイモル
フ圧電素子３２は電圧が印加されるとサーマルヘッド３
０をフィルム２９から離す方向に変位するように設けら
れている。第３図中５０は、各発熱素子への給電用ケー
ブルを示している。

なお、フィルム２９の走行速度はキャリッジ２２の移動
速度より大きく設定されている。また。

キャリッジ駆動用のモータ２５は図示しない制御系によ
ってキャリッジ２２を案内軸２１に沿って往復動させる
ように制御され、また１紙送り用のモータ２０は図示し
ない制御系によってキャリッジ２２が折返し位置に至っ
た時点で記録紙１４を所定ピッチ移動させるように制御
される。

このような構成であると、記録原理そのものは従来のも
のと変わらないがサーマルヘッド３０の摩耗を抑制でき
るとともに記録精度の向上を図ることができる。すなわ
ち、ヘッド制御装置３４の比較回路３７は、全ての記録
情報が零の期間、信号Ｓを出力する。この信号Ｓが出力
されると、この信号Ｓが出力されている期間だけ電圧発
生装置３９の出力端に電圧が発生する。この電圧はバイ
モルフ圧電素子３２に印加される。この結果、バイモル
フ圧電素子３２は、フィルム２９からサーマルヘッド３
０を離す方向に変位する。したがって、サーマルヘッド
３０は、記録情報のない期間。

つまり記録する必要のない間はフィルム２９に接触しな
いことになる。このため、常時、サーマルヘッド３０が
所定の圧力でフィルム２９に接触しているものに比べて
サーマルヘッド３０の摩耗を少なくでき、それだけサー
マルヘッド３０の長寿命化を図ることができる。また、
非記録時には。

サーマルヘッド３０がフィルム２９から離れているので
、摩擦熱によって起こるフィルム２９の温度上昇も抑制
される。このため、フィルム２９が温度上昇したときに
起こる記録精度の低下も防止することができ、結局、前
述した効果を発揮することになる。

なお１本発明は、上述した実施例に限定されるものでは
なく種々変形することができる。すなわち、サーマルヘ
ッド３０の位置を可変に支持する支持機構としては、第
５図に示すように積層バイモルフ圧電素子４０を用いて
もよいし、また第６図に示すようにボイスコイルモータ
４１を用いてもよい。さらにまた、サーマルヘッド３０
の位置を可変できることを有効に利用して階調記録を行
なわせるようにしてもよい。すなわち、サーマルヘッド
３０に装着されている各発熱素子が付勢されたときの各
発熱素子の表面温度は第７図に示すように、フィルム２
９の走行方向中央部が最も高く１両端部が最も低くなる
。一方、第８図に示すように、フィルム３ｏに設けられ
た各小孔４２は。

１つの発熱素子４３上に複数個が位置する間隔および大
きさに設けられている。前述のように１発熱素子４３の
表面温度は中央部が最も高く１両端部が最も低いので、
この発熱素子４３から各小孔４２内のインクに与えられ
るヒートパワーも発熱素子４３の中央部に位置する部分
が最も大きく。

両端部に位置する部分が最も小さくなる。このため、各
小孔４２から噴射されるインク滴の射程距離も第８図に
示すように中央のインク滴４４ａの射程距離が最も長く
０両端のインク？１ｉ４４ｂの射程距離が最も短くなる
。したがって、記録紙を第８図中４５で示す位置に設定
したときには噴射された全てのインク滴を記録紙に衡突
させることができ、これによって濃い記録が実現でき、
また。

記録紙を第８図中４６で示す位置に設定したときには噴
射されたインク滴のうちの一部のインク滴だけを記録紙
に衝突させることができ、これによって淡い記録を実現
できることになる。本発明では、サーマルヘッド３０の
位置を可変できるようにしているので、入力記録情報３
５のレベルに応じてサーマルヘッド３０を進退させ、サ
ーマルヘッド３０と記録紙との間の距離を入力記録情報
３５のレベルに応じた値に保つことによって階調記録を
実現できる。この階調記録は、入力記録情報の平均レベ
ルを求める回路を設けるとともに上記回路の出力に応じ
てサーマルヘッド３ｏの位置を制御することによって簡
単に実現できる。そして、この場合には、第１図に示し
た実施例と同様な効果が得られるとともに記録品位を高
めることができる。また、上述した各側は、フィルムを
一方向のみに走行させさせる例であるが９本発明は両方
向に走行させる場合にも適用できる。また。

上述した各側は、シリアルプリンタ方式を採用してフィ
ルムをエンドレス走行させたときの例であるが１本発明
はこれに限られるものではなく、ラインプリンタ方式を
採用したものにも適応できる。

また、フィルムにインクを供給する手段としては第９図
に示す構造を採用してもよい。すなわち。

同図に示すように、記録面と平行するように張設固定さ
れたフィルム２９ａの下端縁に樋状に形成されたインク
溜め５１が取り付けられている。上記インク溜め５１内
に下端部が侵入する関係にサーマルヘッド３０ａが配置
してあり、このサーマルヘッド３０ａは支持部材５２１
図示しない位置制御ｆｔ機構を介して図示しないキャリ
ッジに支持されている。そして、サーマルヘッド３０ａ
のインク溜め５１内に侵入している部分で、かつインク
溜め５１の延びる方向に位置する両側面には下端に近付
くにしたがってサーマルヘッド３０ａの形状を末広りと
する曲率面５３が形成されている。

このような構成であると、第１０図（ａ）に示すように
サーマルヘッド３０ａが図中実線矢印５４で示す方向に
移動すると、インク溜め５１内に収容されているインク
５５が曲率面５３による案内作用でフィルム２９ａの表
面に沿って上昇する。

したがって、自動的にインク５５の供給を行なわせるこ
とができる。同様に、第１０図（ｂ）に示すように、サ
ーマルヘッド３０ａが図中実線矢印５６で示す方向に移
動した場合にもインク５５を自動的にフィルム２９ａに
供給することができる。

そして、この場合には、インク供給時に起り易い摩擦損
をなくすことができる。また、フィルムからインクを除
去する機構は、加熱気化方式に限らず拭き取り方式のも
のでもよい。、その他９本発明の要旨を逸脱しない範囲
で種々変形することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係るインクジェット式記録
装置の外観図、第２図は同記録装置における要部の各要
素配置を示す図、第３図は同記録装置におけるサーマル
ヘッド支持機構の斜視図。第４図は同記録装置のヘッド制御装置の構成説明図、第
５図および第６図はサーマルヘッド支持機構のそれぞれ
異なる変形例を説明するための図。第７図および第８図はそれぞれ階調記録を行なえる理由
を説明するための図、第９図ははインク供給機構の変形
例を示す斜視図、第１０は同インク供給機構の動作を説
明するための図、第１１図は本発明が対象としているイ
ンクジェット式記録装置の基本構成を示す概略図である
。１１・・・フレーム、１４・・・記録紙、２９・・・フ
ィルム。３０・・・サーマルヘッド、３１・・・インク供給機構
。３２・・・支持機構としてのバオモルフ圧電素子。３４・・・ヘッド制御装置、３９・・・電圧発生装置。４２・・・小孔、４３・・・発熱素子。４４ａ、４４ｂ・・・インク滴。出願人代理人　弁理士　鈴江武彦第２図第３図第４図第５図１１７図第６図隼８図Ｑ、４４ａ第９図第１１図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）多数の小孔または多数の小凹部を有し、記録媒体
に近接して走行するように設けられたフィルムと、この
フィルムの上記小孔または小凹部にインクを供給するイ
ンク供給機構と、前記フィルムの前記インクの供給され
ている部分に接触してヒートパワーで上記フィルム上の
インク粒子を前記記録媒体に向けて噴射させるサーマル
ヘッドとを備えたインクジェット式記録装置において、
前記サーマルヘッドを支持するとともに外部から与えら
れた位置制御信号に対応させて上記サーマルヘッドの位
置を前記記録媒体の記録面と直交する方向に移動させる
支持機構と、入力記録情報に応じた位置制御信号を前記
支持機構に与える位置制御信号付与手段とを具備してな
ることを特徴とするインクジェット式記録装置。
（２）前記支持機構は、圧電素子を主体にして構成され
ていることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のイ
ンクジェット式記録装置。
（３）前記支持機構は、ボイスコイルモータで構成され
てなることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のイ
ンクジェット式記録装置。
（４）前記位置制御信号付与手段は、前記入力記録情報
が与えられていない期間、前記サーマルヘッドを前記フ
ィルムから離す位置制御信号を送出するものであること
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
ト式記録装置。
（５）前記位置制御信号付与手段は、前記入力記録情報
のレベルに対応した位置制御信号を送出するものである
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
ェット式記録装置。