JPS61197246A

JPS61197246A - 記録装置

Info

Publication number: JPS61197246A
Application number: JP60037510A
Authority: JP
Inventors: Mitsuaki Kamiyama; 神山　三明; Tadayoshi Ono; 大野　忠義; Yasuo Hosaka; 保坂　靖夫; Yuji Suzuki; 祐司鈴木
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1985-02-28
Filing date: 1985-02-28
Publication date: 1986-09-01
Also published as: DE3606659C2; US4725860A; DE3606659A1

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、インクジェット装置に係わり、特に熱的にイ
ンクの飛翔を行なうインクジェット式の記録装置に関す
る０〔発明の技術的背景とその問題点〕従来、記録方式としてインパクト方式からノンインパク
ト方式まで種々な方式が提案されてきた。インパクト方
式に比べて騒音の少ないノンインパクト方式には、電子
写真方式、静電方式、サーマル力式、インジェット方式
等があシ、中でも、静粛でかつ低パワー、小型化が容易
で、カラー化も容易、しかも構成要素が安いという利点
を多数兼ね備えたインクジェット方式は非常罠優れた記
録方式である。一般にインクジェット方式は、微小なイ
ンク小滴を毛細管ノズルから噴出させる事によって記録
用紙に印字する方式であり、インク室内の圧電素子の振
動を利用してインク液の圧力を瞬間的に高めてノズルよ
りインクを噴出させる手段（％開昭４８−９６２２号）
、あるいはインク室内に発熱素子を設けて、インク室内
に気泡を発生させてインク液の圧力を上昇させてインク
をノズルから噴出させる手段（％公昭５６−９４２９号
）等が提案されている。これらは、インクを必要な時だ
け噴出させるオンディマント方式と呼ばれるもので、無
駄なインクの消費がなく記録スピードも比較的速い特長
を有している反面、ノズルの孔加工やインク室内への圧
電素子や発熱素子の配設等、記録ヘッドの製作が複雑で
あり、更に装置の休止に伴うインク液の凝固が発生し、
目詰りによる動作不良を起こすという大きな問題がある
。−刀、このようなノズルを使わずにインクを飛翔させ
て記録を行なう手段としては、特開昭５１−１３２０３
６に開示されているように、インク液面下に発熱素子を
設けて急激な加熱を行なうことにより、気泡を発生させ
、この気泡の破裂に伴う衝撃によシ液面からインク滴を
飛翔させる方法が提案されている０この方式でＦｉ、イ
ンクの目詰シという問題は本質的に発生しないが、イン
クの蒸発による環境汚染や装置構成上の制約が多く、運
搬、移動に伴うインクこぼれ等の問題があること、およ
び画質的にはインク面と発熱部の距離を一定に保つのが
困難な為、インク滴の状態が不安定となりやすく不満足
なものであった。また、ノズルを使わない手段として、
特願昭５８−１７８２（１０）号の発明が提案されてい
る０この発明は、フィルム中の孔をノズルとして用い、
サーマルヘッド等の発熱素子をフィルムに当接させ加熱
を行なうことにより、孔に入ったインク中に気泡を発生
させ、インクを噴出させる方法である０ところが、この
フィルムは金属フィルムの為、熱効率が悪く、サーマル
ヘッドを摩耗するという問題が生じる０〔発明の目的〕本発明は上記事情にもとづいてなされたもので、熱効率
がよく、記録ヘッドの摩耗を防止できる記録装置を提供
することを目的とする。

〔発明の概要〕

本発明は上記目的を達成するために記録装置に使用する
記録媒体を少なくとも２層構造とした。そして、その記
録媒体の記録ヘッド側を断熱材料および／または低摩擦
材料で構成した。

〔発明の実施例〕

以下、本発明を図示の一実施例を参照しながら説明する
。

第１図は、本発明の一実施例であるインクジェット装置
の主要部の基本構成を説明する図である。記録媒体とし
てのフィルムｌは、後で詳細ｖｉ？、ＢＡを行なうベル
ト状のエンドレスフィルムであり、複数の孔２を有して
いる。孔２の径はフィルムの厚みに関係し、フィルム厚
が５０μｍ程度の時、孔の最大径／ｒｉ５（１０）１ｍ
程度となる〇このフィルムｌはフィルム維持の為のロー
ラ３Ａ、３Ｂによって支えられて矢印方向に回転進行す
る。フィルム１の孔２はインク供給部４を通過する時に
、孔２の中に記録用インク５を充填する。この充填され
たインクはインク層５人を形成し、フィルムｌの回転進
行によって発熱素子６を配列してなる記録ヘッドとして
のサーマルヘッド７に対応する位置（記録部８という０
）に運ばれ、発熱素子６の発熱によシ、孔２内のインク
が記録紙（被記録材）９に次々と噴出。

転移して記録が行なわれる。サーマルヘッド７は、内部
に発熱素子６を選択的に発熱させる駆動回路を納めてお
り、これにより回路構造が単純化される。ここで記録紙
９はプラテンローラｌＯと紙スレを防ぐためのローラ１
１Ａ、１１Ｂで支えられ、記録部８に対して０．１〜０
．５ｍｍ離間対向されている。またブレード１２はイン
ク供給部４を通過後にフィルム１に付着した不要なイン
クをかき落とすためのものである０カツター１３はロー
ル状の記録紙を所望の長さにするためのものであるＱこ
の様に構成されたモノクロ・ラインプリンタにおいて記
録はライン方向に形成されたサーマルヘッドフ列の選択
された発熱素子６ＫｔＥＥ印加することによシ行なわれ
る。

第２図は、第１図の記録部８を説明するための拡大図で
あるｏフィルムｌは厚さが１０〜６０μｍであシ直径１
５〜６０μｍの孔２を有してい“、０この孔のや罠記録
用インク５が充填されて、フィルム１と等厚のインク層
５Ａが形成される。このインク層５Ａがサーマルヘッド
７０発熱素子６０発熱部に接触すると、加熱によシイン
ク層５人の内部に気泡が発生し、その圧力で孔２をノズ
ルとしてインク滴５Ｂが記録用紙上に噴出されて転移さ
れる０このインク噴出の状態を概念的に示した図が第３図（ａ
）〜げ）である。フィルム１は厚さ８〜５０μｍのニッ
ケルあるいはステンレス等の金属フィルム層ＩＡと、三
７ツ化エチレン、四フッ化エチレン、六フン化エチレン
等のフッ素樹脂。

ポリイミド、ボリグロピレン、ポリフェニレンオキサイ
ド等の耐熱性あるいは潤滑性にすぐれた樹脂または８ｉ
０２．ＳｉＣ、ＳｉＮ、Ｂ４Ｎ３　　等のセラミックを
２〜２０μｍｙ＃に塗工あるいは接着した断熱材料層Ｉ
Ｂとから構成されている。

（ａ）ではサーマルヘッド７０発熱素子６は発熱以前で
あり、孔２内のインク層５人は変化していない。次の（
ｂ）において、発熱が開始され発熱素子６が１５０〜２
００℃に達すると発熱部に接したインク層５Ａの一部に
気泡１４が発生しはじめる。以下（Ｃ）では気泡１４は
急激に膨張し、（ｄ）ではインク滴５Ｂが形成され、更
に（ｅ）ではインク滴５Ｂが噴出され、げ）で記録紙９
に衝突、吸収される。この加熱工程において、断熱材料
／ｉ＃ｌＢは発熱素子６からの熱がフィルム１に漏れる
量を最少限にする機能を有し、無駄な電力を省くことに
寄与する。実際にフィルムとして１５μｍのニッケルフ
ィルムを用いたものと、このフィルムに三７ツ化エチレ
ンを約５μｍ塗布して用いたフィルムとの比較では、後
者は前者に比べて約１０分の１以下の電力しか必要とし
なかった。

またフィルム１とサーマルヘクト７との間隙を軟質の材
料が密封する為、インク内部に発生した気泡１４による
圧力がフィルム１とサーマルヘッド７との間隙から抜け
るのを防止して、インク滴５Ｂの飛翔力を最大限に保つ
機能も有する。よってインク滴の噴出力が改善されフィ
ルムと記録用紙の間隙をＱ、　ｌ　ｍｍ程度遠ざけても
同等の画質が得られた。

更にサーマルヘッド７とフィルム１との摩耗も低減され
る為、高価なサーマルヘッドの摩耗も軽減して長寿命化
できるという効果本ある。

第３図においては、断熱材料層を用いたが、代わシにフ
ッ素樹脂、ポリイミド、ボリグロピレン、ポリフェニレ
ンオキサイド等の樹脂またはこれらの樹脂を基材とした
塗料からなる低摩擦材料層であってもよいし、更にフッ
素樹脂。

ポリイミド等の樹脂からなる断熱低摩擦材料層であれば
一層好ましい。

第４図（ａ）ｉｂ）及び第５図（ａ）、　ｆｂ）はサー
マルヘッドとフィルム中の孔との位置関係を示す説明図
である０第４図はサーマルヘッド７Ａ１個につき孔２も
１個が対応する場合であり、第５図はサーマルヘッド７
Ｂ１個につ含孔２が複数個ある場合を示している。１個
のサーマルヘッドに対して複数個の孔を対応させる刀が
ノズルとなる孔の目詰りの発生に対して記録の信頼性は
高い。またサーマルヘッドとノズル用の孔の位置の対応
に気を配った機構とする必要もない。

つまり複数のどれかの孔が必ずサーマルヘッドに対応す
る位置にくる為、タイミングミスに伴う記録の不良が発
生しない０第６図は、本発明の他の実施例であるカラー記録を行な
うラインプリンタの説明図である０基本的構成は、第１
図に示すモノクロ・ラインプリンタと同様であシ、各原
色用に設けである０６１ｙ、６４ｙはＹ（イエロー）色
用のフィルムとインク供給部、５１ｍ、６４ｍはＭ（マ
ゼンタ）色用のフィルムとインク供給部ｓ　６１　ｃ　
＊６４ＣはＣ（ンアン）色用のフィルムとインク供給部
、６　ｌ　ｂｌｋ、　６４　ｂｌｋはＢＬＫ（ブラック
）色を原色のひとつとして用いる場合のフィルムとイン
ク供給部である０　６８　ｙ　ｅ　６８　ｍ　。

６８ｃ、６８ｂｌｋは各々サーマルヘッド、駆動回路か
らなる記録部であり、記録用紙９０走行と維持の役目を
果たすプラテンｌＯに対向して設けられている。記録用
紙９の走行にタイミングを合わせて、Ｙ色１Ｍ色、０色
、ＢＬＫ色の記録部６８ｙ、６８ｍ、６８ｃ、６８ｂｌ
ｋでドツトパターンによって記録すると、網点方式また
は重ね合わせ方式でマルチカラーまたはフルカラー表示
ができる。

第７図は、本発明の他の実施例であるモノクロ・シリア
ルプリンタの説明図である０基本的構成は第１図に示す
モノクロ・ラインプリンタと同様であり＋ａ）において
フィルム７１はインク供給部等とともにカセット７０内
に収納され、このカセット７０はキャリッジ７３に支え
られ駆動ベルト７６を介してモーター７９によって記録
紙９の巾方向に記録タイミングを考慮して移動する。記
録部７８の様子を説明する図が（ｂ）でありフィルム７
１の孔７２に、インク含浸スポンジ７４よシインク７５
が供給され、サーマルヘッド７７の加熱によりインク滴
７５Ｂが記録紙９に噴出され記録が行なわれる。また、
ここで各々Ｙ色、Ｍ色、０色、ＢＬＫ色用のカセットを
記録用紙の巾方向に設けることでカラー・シリアルプリ
ンタとしても使用できる。

このように本発明は、モノクロ・ラインプリンタ、モノ
クロシリアルプリンタ、カラｍ−ラインプリンタ、カラ
一拳シリアルプリンタを構成できる。

また、以上の実施例において、フィルムの孔は第３図（
ａ）に示すような平行状であったが、第８図（ａ）、ｌ
ｂ）の様なテーパ状の孔でもよく、また必ずしも貫通し
ている必要はなく　［ｃ）　、　（ｄ）、　（ｎ。

（ｇ）の様にテーパ状の凹部、ｔｅ）、　ｔｂ）の様に
平行状の凹部でもよい。フィルムの孔または凹部の密度
は、記録する密度及びサーマルヘッドの密度に応じて適
当に決定することができる０そしてこれらの孔または凹
部をインクジェットのノズルとして用いる為、ノズルの
目詰りについては完全に解消できる０さらにフィルム中
に孔または凹部を複数形成する為、記録密度は従来のイ
ンクジェット方式に比べてはるかに高めることができる
。さらに気泡の圧力を利用する為に。

インクの噴出力は従来のピエゾ等の圧電素子よりも大き
く、記録スピードも高まる。

なお、本実施例においてはフィルムをベルト状にして構
成したが、往復移動式に構成しても閤じ効果が得られる
。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、インクジェット方
式の記録装置において、熱効率が向上し、記録ヘッドの
摩耗を防止できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例であるインクジェット装置
の主要部の基本構成の説明図、第２図は、第１図におけ
る記録部の説明図、第３図は第１図及び第２図における
インクの噴出状態を概念的に示す説明図、第４図はｔａ
）、　（ｂ）及び第５図＋ａ）　、　ｆｂｌは本発明の
一実施例に適用されるフィルム中の孔と記録ヘッドの位
置関係を示す説明図、第６図は本発明の他の実施例であ
るカラｍ−ラインプリンタの説明図、第７図１８）、ｉ
ｂ）は本発明の他の実施例であるモノクロ・シリアルグ
リン）の説明図、第８図は本発明の一実施例に適用され
るフィルムに形成される孔または凹部の断面図であるＯ１・・・フィルム（記録媒体）、ＩＡ・・・金属フィル
ム層、ＩＢ・・断熱材料層、２・・・孔（孔または凹部
）、３Ａ、３Ｂ・・ローラ（移動機構）、４・・インク
供給部、５・・・記録用インク、６・・・発熱素子、７
・・・サーマルヘッド（記録ヘッド、駆動回路）、９・
・記録用紙（被記録材）、１０・・・プラテンローラ（
送り機構）、ｌ　ＩＡ、ＩＩＢ・・・ローラ（送り機構
）０代理人　弁理士　則　近　憲佑（ほか１名）第　２　図第３図！第４図第６図第７図（ａ）第８図（ａ）　／　　　（ｂ）

Claims

【特許請求の範囲】

（１）複数の孔または凹部を有する記録媒体と、この記
録媒体を移動させる移動機構と、前記記録媒体の孔または凹部に記録用インクを供給する
インク供給部と、前記記録媒体の一面に当接され、発熱素子を有する記録
ヘッドと、この記録ヘッドの発熱素子を選択的に発熱させる駆動回
路と、前記記録媒体を介して記録ヘッドに対向して設けられた
被記録材を送る送り機構とを備え、前記記録媒体が少な
くとも２層から成ることを特徴とする記録装置。
（２）記録媒体は記録ヘッドが当接する側が断熱材料で
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
記載の記録装置。
（３）断熱材料はフッ素樹脂、ポリイミド、ポリプロピ
レン、ポリフェニレンオキサイド等の樹脂またはＳｉＯ
＿２、ＳｉＣ、ＳｉＮ、Ｂ＿４Ｎ＿３等のセラミックで
あることを特徴とする特許請求の範囲第２項記載の記録
装置。
（４）記録媒体は記録ヘッドが当接する側が低摩擦材料
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
項記載の記録装置。
（５）低摩擦材料はフッ素樹脂、ポリイミド、ポリプロ
ピレン、ポリフェニレンオキサイド等の樹脂またはこれ
らの樹脂を基材とした塗料であることを特徴とする特許
請求の範囲第４項記載の記録装置。
（６）記録媒体は記録ヘッドが当接する側が断熱低摩擦
材料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項記載の記録装置。
（７）断熱低摩擦材料はフッ素樹脂、ポリイミド等の樹
脂であることを特徴とする特許請求の範囲第６項記載の
記録装置。
（８）記録媒体は金属フィルムを基材として構成されて
いることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の記録
装置。
（９）金属フィルムの基材は片面が被記録材と対向する
ことを特徴とする特許請求の範囲第８項記載の記録装置
。
（１０）発熱素子は記録媒体の各孔または凹部に対応し
て設けられていることを特徴とする特許請求の範囲第１
項記載の記録装置。
（１１）発熱素子は記録媒体の複数の孔または凹部に対
応して設けられていることを特徴とする特許請求の範囲
第１項記載の記録装置。
（１２）記録ヘッドを被記録材の巾方向に複数個形成し
、記録媒体の巾を被記録材の巾と同じ巾とし、ラインプ
リンタとしたことを特徴とする特許請求の範囲第１項記
載の記録装置。
（１３）記録ヘッドを被記録材の進行方向に複数個形成
し、記録媒体の移動方向を前記記録ヘッドの並びに対し
て直角方向とし、シリアルプリンタとしたことを特徴と
する特許請求の範囲第１項記載の記録装置。
（１４）記録媒体、移動機構、インク供給部及び記録ヘ
ッド等の記録用要素をイエロー、マゼンタ、シアンの三
原色またはブラックを含めた四色分形成し、カラープリ
ンタとしたことを特徴とする特許請求第１項記載の記録
装置。
（１５）記録媒体の孔または凹部の断面形状は、平行状
またはテーパ状に形成されていることを特徴とする特許
請求の範囲第１項記載の記録装置。