JPS62218137A - サ−マルインクジエツトプリンタの構造 - 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】 〔概要〕 本発明は、サーマルインクジェットプリンタにおける印
字の効率化、印字品質の向上を図ることを目的としたも
ので、往復印字方式の採用により目的の達成を図ってい
る。

〔産業上の利用分野〕

本発明はサーマルインクジェットプリンタの改良に関す
る。

サーマルインクジェットプリンタにおいては、フィルム
に多数形成された小孔をノズルにして、該小孔に供給さ
れたインクをサーマルヘッドにより加熱、噴出させるこ
とにより印字が行われる。

〔従来の技術〕

従来のサーマルインクジェットプリンタの要部を第１１
図に示す。図中、■はインクカセット（インク室）、２
はフィルム、３はサーマルヘッドである。インクカセッ
ト１は、内部にインク４を収納し、サーマルヘッド３と
共に、プラテン２１に沿って移動可能なキャリア（図示
せず）に取り付けられている。フィルム２は、エンドレ
スのもので、第１２図に示すように多数の小孔を所定の
位置に備えている。小孔５の大きさは、サーマルヘッド
３のヒータ部の数分の１程度の小さなものである。この
フィルム２はインクカセット１内に設けられたフィルム
駆動ローラ６により駆動されてインク４内を通過し、そ
の際に該フィルム２の小孔５内にインクが供給される。

７．８は第１１図に示すようにインクカセット１の上部
開口部９の付近に設けられたサーマルヘッド３の左右で
フィルム２を案内するガイド部材、１０はフィルム２に
適当な張力を付与するためのテンションローラである。

このプリンタによる印字は、サーマルヘッド３とインク
カセット１を支持するキャリアを移動させて所定時機に
サーマルヘッド３の所定のヒータ素子１１に通電し、該
通電されたヒータ素子１１に対向する小孔５内のインク
を加熱し第１２図に示すように噴出させることにより行
われる。１２は噴出するインクである。第１２図におい
て、斜線を記入しない小孔はインクが噴出した後のもの
で、斜線を記入した小孔は印字前かまたは印字に使用さ
れずにインクが残っているものである。この印字に際し
、小孔５は小径で１つのヒータ素子１１に対し複数のイ
ンクで満たされた小孔５が対向するようになっているの
で、何らかの原因で１部の小孔５に目詰まりを生じても
印字の大勢に影響を及ぼすことはない。

この印字時におけるインク噴出のメカニズムは第１３図
（ａ）〜（幻に示す通りである。

第１３図（ａ）；　　ヒータ素子１１に対する通電によ
り、これに接した小孔５内のインク１０１の中央付近か
ら気化膨張が始まる。

第１３図（ｂ）；　　気化作用が進行する。普通、気泡
１０２とヒータ素子１１の間にインクが残る。

第１３図（Ｃ）；　　気泡とヒータ素子１１の間の液層
がさらに気化し、気泡１０２が大きくなる。

第１３図（ｄ）；　　インク噴出を開始する。

第１３図（ｅ）；　　インク噴出が進行する。

第１３図（ｒ）；　　インク噴出がさらに進行する。

第１３図（ａ；　インクが完全に噴出される。

このような構成作用を有するサーマルインクジェットブ
リンクは、従来用いられているインクジェットプリンタ
に比べて次の利点を有している。

■インクをノズルから噴出させるインク室が存在しない
ため、滞留する気泡の問題はない。

■従来問題となっているノズル目詰りを原理的に解消し
ている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

このようなサーマルインクジェットプリンタにおける印
字能率を向上させるためには、往復印字方式（キャリア
の往復時にそれぞれ印字を行う）の採用が望ましい。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は上述の要望を実現するためのもので、そのため
の手段として、多数の小孔を有するエンドレスのフィル
ムリボンと、前記フィルムをプラテンに近接する位置を
通り移動させるフィルム駆動系と、前記フィルムの小孔
内にインクを供給する供給手段と、前記プラテンとの間
に前記フィルムを挟み、所定時機に前記フィルムを加熱
し小孔内のインクを噴出させて印字を行わせるサーマル
ヘッドとを備え、前記フィルム、前記インク供給手段、
及び前記サーマルヘッドが前記プラテンに沿って進退可
能なキャリッジに設けられたサーマルインクシェフ）プ
リンタにおいて、次の構成を採用している。

前記フィルム駆動系は、 前記プラテンと平方に固定されたラックと、前記キャリ
ッジに設けられて前記ラックと係合するギアと、 前記キャリッジに設けられ前記ギアに駆動されて前記フ
ィルムを移動させるフィルム駆動用部材とより構成され
、 前記インク供給手段は、 前記サーマルヘッドの両側の手前で前記フィルムの小孔
内にそれぞれインクを供給するように設けられている。

〔作用〕

キャリア往復動時にそれぞれ印字が行われるため、印字
の効率化が図れる。また、フィルムの駆動は、特別な駆
動源を必要とせず、キャリアの移動と連動して行われる
。

〔実施例〕

以下、第１図乃至第１θ図に関連して本発明の詳細な説
明する。

第１図は、本発明に係るサーマルインクジェットプリン
タの構造を示す斜視図で、図中、２１はプラテン、２２
はキャリッジ、２３はサーマルヘッド、２４はフィルム
、２５はフィルム駆動系、２６はインク供給手段である
。

キャリッジ２２は、ステーシャフト２７Ａ、２７Ｂに案
内されプラテン２１に沿って矢印Ａ、　　Ｂ方向に移動
可能である。

サーマルヘッド２３は、プラテン２１に近接する位置で
キャリッジ２２に取り付けられており、そのプラテン２
１例の表面には、複数のヒータ素子が設けられている。

フィルム２４は、多数の小孔２４ａ　（一部のみ記入）
を備え、キャリッジ２２にそれぞれ回転自在に設けられ
たフィルム駆動用プーリ　（フィルム駆動用部材）２８
．各ガイドローラ２９，３０゜３１に掛は渡されてサー
マルヘッド２３の表面ニ接し走行するようになっている
。３２はフィルム２４に張力を付与するテンションロー
うである。

フィルム駆動系２５は、ラック３３と、アイドルギア３
４と、ギア３５とより構成されている。

ラック３３は、プラテン２１に平行に固定され、プラテ
ン２１側の一側面に多数の歯３３ａを等間隔に備えてい
る。アイドルギア３４は、キャリッジ２２に回転自在に
支持されて、ラック３３と噛合している。ギア３５は、
フィルム駆動用プーリ２８と同軸に固定され、アイドル
ギア３４と噛合している。このようにフィルム駆動用プ
ーリ２８と同軸のギア３５は、アイドルギア３４を介し
ラック３３と係合しているので、キャリッジ２２の矢印
Ａ、　Ｂ方向への移動時に、フィルム駆動用ブー　Ｉ７
２８はキャリッジ２２の移動に連動して正。

逆方向に回転し、これにより、フィルム２４は、サーマ
ルヘッド２３の表面に沿って相対的に移動する。このフ
ィルム２４の相対的移動は、キャリフジ２２の移動方向
と異なる方向に行われる。すなわち、フィルム２４は、
キャリッジ２２が矢印Ａ方向に移動するときは矢印ａ方
向に相対的に移動し、キャリッジ２２が矢印Ｂ方向に移
動するときは矢印す方向に相対的に移動する。なお、ア
イドルギアを介在させない場合は、フィルム２４はキャ
リッジ２２と同方向に移動する。

インク供給手段２６は、インクタンク３６に一対のクリ
ーニング部３７Ａ、３７Ｂを設けて構成されている。サ
ーマルへラド２３の表面に進入するフィルム２４にはイ
ンクタンク３６からインクが供給され、サーマルヘッド
２３を通過してインクタンク３６に進入するフィルム２
４は、該インクタンク３６の出口部分のクリーニング部
により清掃される。

このように、本考案では、フィルム２４は、キャリッジ
２２の矢印Ａ、　Ｂ方向への進退動作に連動して特別な
駆動源を必要とせずにサーマルヘッド２３上を相対的に
矢印ａ、ｂ方向に移動するようになっており、しかも該
フィルム２４には、その矢印ａ、ｂ方向への相対移動時
に印字前のインク供給がそれぞれ行われるようになって
いるため、低コストで印字能率を向上させることが可能
である。

そして、第１図の構成のプリンタに次の各種の手段を採
用すれば、それぞれ独自の優れた効果を奏することが可
能である。

（１）フィルム移送をスプロケット方式にする。

このため、図示を省略するがフィルムの側部にスプロケ
ット穴を等間隔に連続形成するとともに、この穴と係合
するスプロケットホイールをフィルム駆動用部材として
使用する。これにより、フィルｌ、のスリップを防止す
ることができる。すなわち、一度インクを噴出した小孔
がヒータ素子と対向することはなくなり、印字品質が向
上する。

（２）フィルムと発熱体が直接、接触しないようにする
。

このため、第２図または第３，４図のフィルムガイド構
造を採用する。

第２図の場合は、サーマルヘッド４１の両端に突状のフ
ィルムガイド４２を設け、このフィルムガイド４２の表
面上をフィルム２４が摺動するようにする。４３はヒー
タ素子である。

第３．４図の場合は、サーマルヘッド２３は第１図のま
まとし、フィルム４４に凸状のガイド部４５を設ける。

４４ａは小孔である。

いずれの場合も、フィルムの小孔形成部分が直接ヒータ
素子に接触しないため、フィルム摺動時のヒータ素子の
摩耗を防止することができる。

なお、フィルムガイド４２．ガイド部４５の突出量はわ
ずかで良い。

（３）フィルムの小孔の配列により印字品質を向上させ
る。

従来、フィルムの小孔は、ランダムまたは千鳥状におい
ていて、第１１図に示すように１つのヒータ素子に対し
複数の小孔が対応している。

そこで、このフィルム２４の小孔２４ａを、第５図に示
すように、サーマルヘッド２３の各ヒータ素子４３に幅
方向で対応させて設けるようにすれば、印字に際し各ヒ
ータ素子４３から幅方向で外れた部分でのインク粒子の
噴出はなくなり、印字品質は向上する。

（４）フィルムの小孔に対するインク供給をサーマルヘ
ッドによる印字部の直前で行い、供給されたインクがガ
イドローラ３０．３１等の他の部材にとられないように
する。

このためには、第１図と異なるインク供給手段が必要で
、その具体例を第６図乃至第８図に示す。

第６図はインク供給手段を示す平面図、第７図は第６図
の■−■矢印図、第８図は第６図の（イ）部の詳細を示
す断面図で、図中、５１はガイドローラ（第１図のガイ
ドローラ３１に相当）、５２はインクタンク、５３は連
結パイプである。ガイドローラ５１は、スリット状のイ
ンク通路５４を備えており、連結パイプ５３はガイドロ
ーラ５１とインクタンク５２を連結している。インクタ
ンク５２内のインクは、連結パイプ５３．インク通路５
４を通りフィルム２４の小孔内に供給される。

これにより、矢印ａ方向に相対的に移動するフィルム２
４による印字が可能になる。本例では第１図のガイドロ
ーラ３１に相当する部分でインクを供給するものを図示
したが、実際には同様の手段をガイドローラ３０に相当
する部分にも設けて、矢印す方向に移動するフィルム２
４による印字を可能にする。

このようなインク供給手段を設けることによって、フィ
ルムは、インクの供給を受けた後、他のガイドを通らず
ヘッド部に行（ため、インクが途中で他にとられること
はなく、印字品質は向上する。また、フィルム停止時に
は、インクの表面張力によりインクが流れ出さないため
、インク層にフィルムを通す場合に必要としていたシー
ル部は不要である。さらに、フィルム裏面からインクを
供給するので、フィルム表面にはインクがつがず、用紙
を汚すことはない。

なお、図示を省略するが、インク通路をサーマルヘッド
自体の印字部の直前に設け、これとインクタンクを連結
パイプにより連結してインクを供給するようにしても良
い。

（５）最終ガイドローラとサーマルヘッドの間（サーマ
ルヘッドの直前）にインク拭き取り用ブレードを設け、
フィルム表面の清掃を行う。

第９図は、その−例を示すもので、６１はインク拭き取
り用ブレードである。ブレード６１は、シリコンゴム等
のフィルム２４を傷っけない材料で形成され、ガイドロ
ーラ３１とサーマルヘッド２３０間で先端部がフィルム
２４の表面に接している。

従来は、フィルム裏面のインクがガイドローラ部でフィ
ルム表面に押し出され、これにより、用紙１０３が汚れ
る恐れがあったが、第９図の場合は矢印ａ方向に相対移
動するフィルム２４の表面を印字直前に清掃し、用紙汚
れが防止される。なお、実際にはサーマルヘッド２３と
ガイドローラ３０の間にもブレードを設けて、フィルム
２４が矢印す方向に移動する際の用紙汚れを防止する。

なお、図示を省略するが、フィルム２４の移動方向に応
じて、サーマルへラド２３を通過したフィルム２４に接
するブレードをフィルムから退避させるようにすれば、
ブレードによるフィルム損傷を防止することができる。

第１０図はブレードの変形例で、ブレード６２は先端が
複数個に分割されて、それぞれフィルム２４に接するよ
うになっている。

（６）サーマルヘッドに対するフィルムの相対移動速度
を遅くする。

従来はフィルムの１つの小孔について、サーマルヘッド
による加熱によってバブルが一回放出されるごとにイン
クがすべて放出されると考えられていたが、実験結果よ
り、小孔の周りについていたインクが、インクが放出さ
れた小孔にしみ込み、−回のインク供給に対し３０〜４
０ドツト印字できることが確認されてきたため、フィル
ムの１つの孔に対してサーマルヘッドによる加熱によっ
てバブルを複数回放出することが可能である。従って、
フィルムの相対移動速度を遅くしても印字品質は低下せ
ず、これにより、サーマルヘッドとフィルムの摩耗を防
止するとともに、インクの有効利用を図ることができる
。

（７）フィルムの用紙側を疏水性にするとともに、ヘッ
ド側を親水性にすることによって印字品質の向上を図る
ことができる。これは、このようにすることによって、
用紙側ではフィルム小孔内のインクが表面で連結せず、
また、ヘッド側ではフィルム、ヘッドがインクによりシ
ールされ、バブル発生時にバブルが隙間から逃げるのを
防止することができるためである。

〔発明の効果〕

以上述べたように、本発明によれば、低コストで印字の
効率化を図ることが可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例のサーマルインクジェットプリ
ンタの構造を示す斜視図、 第２図及び第３図は同他のフィルムガイド構造をそれぞ
れ示す断面図、 第４図は第３図のフィルムの斜視図、 第５図は本発明の実施例のフィルムの小孔配置の一例を
示す正面図、 第６図は同インク供給手段の他の例を示す平面図、 第７図は第６図の■−■矢印図、 第８図は第６図の（イ）部詳細を示す断面図、第９図は
本発明の実施例のインク拭き取り用ブレードの配置を示
す平面図、 第１０図は同インク拭き取り用ブレードの他の例を示す
平面図、 第１１図は従来のサーマルインクジェットプリンタの要
部を示す正面図、 第１２図は同印字要領説明図、 第１３図はサーマルインクジェットプリンタにおけるイ
ンク噴出メカニズム説明図で、図中、 ２１はプラテン、 ２２はキャリッジ、 ２３．４１はサーマルヘッド、 ２４．４４はフィルム、 ２４８．４４ａは小孔、 ２５はフィルム駆動系、 ２６はインク供給手段、 ２８はフィルム駆動用プーリ　（フィルム駆動用部材）
、 ３３はラック、 ３４はアイドルギア、 ３５はギア、 ３６はインクタンク、 ３７Ａ、３７Ｂはクリーニング部、 ４３はヒータ素子である。 本究明の実施例の他のフィルムがイト構造を示す断面図
第２図 第４図 本究明の実施例のフィルムの小孔配置の一例を示す正面
図第５図 第６図　　　第７図 第６Ｇ！ａの（イ）部詳細を示す断面図第８図 本究明の実施例のインク拭き取り用プレートの配置を示
す平面図第９図 ツム

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 多数の小孔を有するエンドレスのフィルムと、前記フィ
   ルムをプラテンに近接する位置を通し移動させるフィル
   ム駆動系と、 前記フィルムの小孔内にインクを供給するインク供給手
   段と、 前記プラテンに近接する位置で前記プラテンとの間に前
   記フィルムを挟み、所定時機に前記フィルムを加熱し小
   孔内のインクを噴出させて印字を行わせるサーマルヘッ
   ドとを備え、 前記フィルム、前記インク供給手段、及び前記サーマル
   ヘッドが、前記プラテンに沿って進退可能なキャリッジ
   に設けられたサーマルインクジェットプリンタにおいて
   、 前記フィルム駆動系が、 前記プラテンと平行に固設されたラックと、前記キャリ
   ッジに設けられて前記ラックと係合するギアと、 前記キャリッジに設けられ前記ギアに駆動されて前記フ
   ィルムを移動させるフィルム駆動用部材とにより構成さ
   れ、 前記インク供給手段が、 前記サーマルヘッドの両側の手前で前記フィルムの小孔
   内にインクをそれぞれ供給するように設けられたことを
   特徴とするサーマルインクジェットプリンタの構造。