JP2002001982A - インクジェット記録装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 印字品質を高く維持できるとともに装置全体
の小型化ができるインクジェット記録装置を提供するこ
と。 【解決手段】 主走査方向に移動可能なキャリッジ２に
複数のサブインクタンク７，８，９，１０及び印字ヘッ
ド１２を搭載し、前記サブインクタンク７〜１０に供給
手段を介してインクを供給する複数のメインインクタン
ク３，４，５，６を備え、少なくとも一つのサブインク
タンク７〜１０と少なくとも一つのメインインクタンク
３〜６を共に記録紙Ｐ搬送経路上に配置し、かつ少なく
とも一つのメインインクタンク３〜６と少なくとも一つ
のサブインクタンク７〜１０の一部が高さ方向にオーバ
ーラップする位置関係としてそれぞれ配置する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、キャリッジに備え
た印字ヘッドからインクを吐出させて印字するインクジ
ェット記録装置に係り、特にインクの吐出の最適化を図
るとともに装置全体を小型化できるようにしたインクジ
ェット記録装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】インクジェット記録装置は、記録紙の給
紙方向と直交する主走査方向に往復移動するキャリッジ
に圧電素子等によってインクを吐出する印字ヘッドを備
え、この印字ヘッドにインクを供給するというのがその
基本的な構成である。そして、インクはキャリッジと別
体としたメインインクタンクに貯留され、このメインイ
ンクタンクからキャリッジに搭載されたサブインクタン
クまでの間をキャリッジの移動に追従して変形する可撓
性の供給チューブにより流路接続し、メインインクタン
クからインクをサブインクタンクを経由して印字ヘッド
に供給可能としている。なお、カラー印字の場合では、
インクはブラック，イエロー，マゼンタ，シアンの４色
のものが使用され、メインインクタンクはこれらの４種
のインクをそれぞれ区切って貯留する構成を持ち、サブ
インクタンク及び供給チューブもそれぞれ４個ずつ配置
される。

【０００３】従来では、設計上の制約から、メインイン
クタンクは印字ヘッドとサブインクタンクとを装着した
キャリッジよりも上または下に配置されたものが殆どで
ある。また、搬送される記録紙に干渉しないように、記
録紙の搬送路から離して配置される例も多い。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、メインイン
クタンクとサブインクタンクとの間の高低の差がある
と、メインインクタンク内のインク量に応じて印字ヘッ
ドに加わる水頭圧の変化が大きくなり、印字ヘッドによ
る記録紙への印字の品質に大きな影響を及ぼす。そし
て、メインインクタンクのインク取出し口と印字ヘッド
の高さにも差ができるので、メインインクタンクが印字
ヘッドよりも高い位置にあると、メインインクタンクを
交換するときに、供給チューブ内に気泡が発生しやすく
なり、同様に印字品質に影響を与える。逆に、メインイ
ンクタンクが印字ヘッドよりも低い位置関係であると、
重力によって供給チューブからインク漏れを発生しやす
くなる。

【０００５】一方、メインインクタンクとサブインクタ
ンクとの間に高低差があると、インクをメインインクタ
ンクからサブインクタンクに送る供給チューブは上下に
引き回すように配置することになる。このため、供給チ
ューブが長くなってインクに対する管路抵抗が増えるこ
とになり、インクの安定した供給に支障をきたす。ま
た、供給チューブの中で最も高い部分に気泡が溜まりや
すくなり、この気泡を境に供給チューブ内でインクが途
切れてしまい、インクの供給が不安定となって印字品質
が低下してしまう。このことは、印字ヘッドのノズルの
設けられた微小孔１個当たりの吐出量が１〜１５ピコリ
ットルで２０ＫＨｚ以上の高速印字時に顕著に表れてく
る問題である。

【０００６】更に、メインタンクを記録紙の搬送路から
離して配置するものでは、装置の幅が大きくなり小型化
に対応できない。

【０００７】そこで、本発明は、印字品質を高く維持で
きるとともに装置全体の小型化ができるインクジェット
記録装置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、主走査方向に
移動可能なキャリッジに複数のサブインクタンク及び印
字ヘッドを搭載し、前記サブインクタンクに供給手段を
介してインクを供給する複数のメインインクタンクを備
えるインクジェット記録装置であって、少なくとも一つ
の前記サブインクタンクと少なくとも一つの前記メイン
インクタンクを共に記録紙搬送経路上に配置し、かつ少
なくとも一つの前記メインインクタンクと少なくとも一
つの前記サブインクタンクの一部が高さ方向にオーバー
ラップする位置関係としてそれぞれ配置したことを特徴
とする。

【０００９】本発明によれば、メインインクタンクと記
録紙の搬送面の上方でキャリッジに搭載されるサブイン
クタンクとを相対的に同じレベルであって且つ両タンク
の一部が高さ方向にオーバラップするように配置するの
で、これらのタンクが占める高さ方向の嵩を抑えること
ができ、装置の薄型化が可能となる。また、メインイン
クタンクと印字ヘッドまでの水頭差の変化が小さくなる
ので、印字ヘッドからのインクの吐出力が一様化され、
高品質の印字が得られる。

【００１０】

【発明の実施の形態】請求項１に記載の発明は、主走査
方向に移動可能なキャリッジに複数のサブインクタンク
及び印字ヘッドを搭載し、サブインクタンクに供給手段
を介してインクを供給する複数のメインインクタンクを
備えるインクジェット記録装置であって、少なくとも一
つのサブインクタンクと少なくとも一つのメインインク
タンクを共に記録紙搬送経路上に配置し、かつ少なくと
も一つのメインインクタンクと少なくとも一つのサブイ
ンクタンクの一部が高さ方向にオーバーラップする位置
関係としてそれぞれ配置したことを特徴とするインクジ
ェット記録装置であり、装置全体を薄型化できるととも
に、印字ヘッドからのインクの吐出力を一様化して高品
質の印字が得られるという作用を有する。メインインク
タンクとサブインクタンクが共に記録紙搬送経路上に配
置したので、インク供給手段を短くして管路抵抗を小さ
くできることにより、印字ヘッドからインクを安定吐出
できる。

【００１１】請求項２に記載の発明は、供給手段は、メ
インインクタンクとサブインクタンクの配置レベル内で
ほぼ水平に配管されていることを特徴とする請求項１記
載のインクジェット記録装置であり、供給手段をさらに
短くして管路抵抗を小さくできるとともに供給手段には
高低差が殆どないので気泡が溜まることもなく、印字ヘ
ッドからのインクを安定吐出できるという作用を有す
る。

【００１２】請求項３に記載の発明は、メインインクタ
ンクは、キャリッジの移動方向に平行に配置されている
ことを特徴とする請求項１または２記載のインクジェッ
ト記録装置であり、メインタンクを複数個配列する場合
でもキャリッジの移動ストローク範囲内に含ませるよう
にすることで、装置を小型化できるという作用を有す
る。

【００１３】請求項４に記載の発明は、供給手段は、可
撓性の供給チューブであることを特徴とする請求項１か
ら３のいずれかに記載のインクジェット記録装置であ
り、キャリッジの移動に伴って可撓性の供給チューブが
変形するのでインクの詰まり等を発生することなく印字
ヘッドからインクを安定吐出できるという作用を有す
る。

【００１４】請求項５に記載の発明は、少なくとも一つ
のメインインクタンクと少なくとも一つのサブインクタ
ンクの記録装置の設置面からの高さがほぼ同じ高さに配
置されたことを特徴とする請求項１記載のインクジェッ
ト記録装置であり、メインインクタンクとサブインクタ
ンクをほぼ同じ高さの配置とすることで装置の高さ寸法
を小さくできるという作用を有する。

【００１５】請求項６に記載の発明は、少なくとも一つ
のメインインクタンクのインク供給口の位置をサブイン
クタンクの高さ範囲内に配置したことを特徴とする請求
項１記載のインクジェット記録装置であり、メインイン
クタンクとサブインクタンクとの間の水頭差を小さくで
きるので、水頭圧の変化を小さくでき、安定したインク
の吐出ができるという作用を有する。

【００１６】以下、本発明の実施の形態を図面に基づい
て説明する。

【００１７】図１は本発明のインクジェット記録装置の
要部を示す斜視図、図２は同平面図、図３及び図４はそ
れぞれ図２のＡ−Ａ線矢視及びＢ−Ｂ線矢視による縦断
面図である。

【００１８】図１において、インクジェット記録装置
は、図１において一点鎖線で示す記録紙の搬送方向に対
して直交する姿勢としたフレーム１を備え、このフレー
ム１に組み込んだガイド軸１ａにキャリッジ２を記録紙
の搬送方向と直交する方向に移動可能に取り付けてい
る。このキャリッジ２はフレーム１に設けるキャリッジ
駆動モータによって走行する無端のベルト（いずれも図
示せず）に連接され、ベルトの走行により図２において
左右方向に移動する。なお、このようなキャリッジ駆動
モータ及びベルトによるキャリッジ２の駆動は従来周知
のものである。

【００１９】インクジェット記録装置に給紙される記録
紙Ｐは、図３及び図４に示すようにフレーム１に組み込
まれて回転駆動される給紙ローラ１ｂによって搬送さ
れ、その下流に配置されたガイドブロック１ｃ及びガイ
ドローラ１ｄに案内されながら一定速度で送られる。

【００２０】フレーム１の記録紙Ｐの進入側にはブラッ
ク，イエロー，マゼンタ，シアンのインクをそれぞれ貯
留したメインインクタンク３，４，５，６を一体に固定
している。一方、キャリッジ２にはこれらのメインタン
ク３〜５にそれぞれ流路を接続したサブインクタンク
７，８，９，１０を搭載している。

【００２１】図３及び図４において、メインインクタン
ク５は偏平な長方形状の断面形状を持ち、その内部に流
路接続のためのニードル５ａをインクの流出口として差
し込み、このニードル５ａには可撓性の供給チューブ１
１ｃが連通接続されている。ニードル５ａは内部を中空
とした注射針のようなものであり、メインインクタンク
５内のインクを供給チューブ１１ｃに送り出す。他のメ
インインクタンク３，４，６も全く同様の構造を持ち、
それぞれのニードルに供給チューブ１１ａ，１１ｂ，１
１ｄが接続されている。

【００２２】図３に示すように、サブインクタンク９の
下面には、圧電素子等のアクチュエータによってインク
を吐出するための印字ヘッド１２が連結されている。こ
の印字ヘッド１２はサブインクタンク９に流路を接続す
るとともに下端部にノズルを配置したもので、従来周知
のようにノズルに設ける微小な吐出孔による毛細管現象
よってインクをメインインクタンク５から吸引し、圧電
素子等のアクチュエータへの電圧印加によってノズルの
吐出孔からインク滴を吐出する。他のサブインクタンク
７，８，１０にも同様の印字ヘッドが装着される。そし
て、印字ヘッド１２及びサブインクタンク７，８，１０
にそれぞれ装着される印字ヘッドに通電するため、フレ
ーム１側に配置した回路基板（図示せず）に導通するフ
レキシブル基板１３ａ，１３ｂを各印字ヘッドに接続す
る。図示の例では、フレキシブル基板１３ａ，１３ｂは
４本縦方向に配列した供給チューブ１１ａ〜１１ｄを挟
んで配置され、相互の静電容量の増加を抑制して圧電素
子等のアクチュエータへの電圧印加を最適化している。

【００２３】ここで、図３から明らかなように、メイン
インクタンク５はキャリッジ２に搭載したサブインクタ
ンク９及び印字ヘッド１２の高さ方向に一部がオーバー
ラップするレベルに配置されている。そして、メインイ
ンクタンク５からインクを供給するニードル５ａはサブ
インクタンク９の高さ方向の範囲に含まれている。した
がって、メインインクタンク５がサブインクタンク９よ
りも高いまたは低いレベルに配置される場合に比べる
と、メインインクタンク５内のインクと印字ヘッド１２
のノズルの吐出端との間のレベル差を小さくでき、水頭
差を小さく抑えることができる。このような構成は、そ
の他のメインインクタンク３，４，６とサブインクタン
ク７，８，１０の組合せにおいても全く同様である。

【００２４】以上の構成において、記録紙Ｐが給紙ロー
ラ１ｂによって図２の一点鎖線で示す方向に一定速度で
給紙されるとき、キャリッジ２はガイド軸１ａに沿って
左右方向に移動する。すなわち、キャリッジ２は主走査
方向に移動し記録紙Ｐはこれと直交する副走査方向に移
動し、制御部からの印字信号による印字ヘッドの圧電素
子等のアクチュエータへの電圧印加によりインクが吐出
されて記録紙Ｐ上に印字される。

【００２５】図３に示したように、メインインクタンク
５はキャリッジ２に搭載したサブインクタンク９の一部
にオーバーラップするレベルに配置され、これらのタン
ク５，９の間の水頭差を小さくしている。このため、メ
インインクタンク５内のインク量の大小に関係なく印字
ヘッド１２に作用する水頭圧の変化も小さくなり、印字
ヘッド１２からのインクの吐出が最適化され、記録紙Ｐ
への印字品質を高く維持できる。

【００２６】また、メインインクタンク５を交換すると
きでも、メインインクタンク５とサブインクタンク９と
の間のレベル差がないので、メインインクタンク５を取
り外したときにサブインクタンク９側への気泡の混入が
なく、ニードル５ａからのインク漏れも発生しない。

【００２７】更に、メインインクタンク３〜６をサブイ
ンクタンク７〜１０の配置レベルの中に含ませているの
で、供給チューブ１１ａ〜１１ｄは上下に屈曲すること
なくほぼ水平の配管とすることができる。このため、供
給チューブ１１ａ〜１１ｄを短くできるので、サブイン
クタンク７〜１０までの管路抵抗を小さくできインクを
安定供給できる。そして、供給チューブ１１ａ〜１１ｄ
がほぼ水平姿勢に保たれるので、流路中に気泡が溜まる
ことがなく、高い印字品質が得られる。

【００２８】また、メインインクタンク３〜６は記録紙
Ｐの搬送面の上方に並ぶように配置されているので、搬
送面の側方に配置する構成に比べると図２に示すように
左右の幅方向の寸法を短くできる。そして、メインイン
クタンク３〜６及びサブインクタンク７〜１０もほぼ同
じレベルとなるような配置なので、高さ方向の嵩も小さ
く抑えられる。したがって、インクジェット記録装置の
全体を薄くしてしかも小型化することができる。

【００２９】なお、以上の実施の形態において、メイン
インクタンク３〜６及びサブインクタンク７〜１０はい
ずれも容器状のものとしているが、袋状または管状のも
のやスポンジで代表される多孔質体を用いてもよい。ま
た、図５に示すように、メインインクタンクの大きさは
全てが同じ大きさである必要はなく、インクの消費量が
多い特定色のメインインクタンクを大きくしてもよい。
図５の例ではブラックのメインインクタンク３を他のも
のより大きくしている。更に、図６に示すように、特定
色のメインインクタンクすなわちブラックのメインイン
クタンク３を記録紙搬送経路外に配置してもよい。

【００３０】

【発明の効果】本発明では、メインインクタンクとサブ
インクタンクの配置関係によって、メインインクタンク
内のインクの量による水頭の変化の影響を抑えるととも
に気泡等の混入が防止できるので、高品質の印字が可能
となり特に高速印字において効果的である。また、メイ
ンインクタンクを記録紙の搬送面の上側に配置するの
で、装置幅方向を短くできると同時に、メインとサブの
タンクのそれぞれをほぼ同じレベルとするので高さ方向
の寸法も短くでき、装置全体の小型化が実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のインクジェット記録装置の要部を示す
斜視図

【図２】本発明のインクジェット記録装置の要部を示す
平面図

【図３】図２のＡ−Ａ線矢視による縦断面図

【図４】図２のＢ−Ｂ線矢視による縦断面図

【図５】消費量の多いインクのメインインクタンクを大
型にしたときの要部の縦断面図

【図６】消費量の多いインクのメインインクタンクと記
録紙搬経路外まで配置した例を示す要部の縦断面図

【符号の説明】

１ フレーム １ａ ガイド軸 １ｂ 給紙ローラ １ｃ ガイドブロック １ｄ ガイドローラ ２ キャリッジ ３，４，５，６ メインインクタンク ５ａ ニードル ７，８，９，１０ サブインクタンク １１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ 供給チューブ １２ 印字ヘッド １３ａ，１３ｂ フレキシブル基板 Ｐ 記録紙

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 緒方 弘之 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 中島 弘章 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Ｆターム(参考） 2C056 EA23 EA26 FA10 HA52 KB13 KB37 KC02 KC04

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】主走査方向に移動可能なキャリッジに複数
   のサブインクタンク及び印字ヘッドを搭載し、前記サブ
   インクタンクに供給手段を介してインクを供給する複数
   のメインインクタンクを備えるインクジェット記録装置
   であって、少なくとも一つの前記サブインクタンクと少
   なくとも一つの前記メインインクタンクを共に記録紙搬
   送経路上に配置し、かつ少なくとも一つの前記メインイ
   ンクタンクと少なくとも一つの前記サブインクタンクの
   一部が高さ方向にオーバーラップする位置関係としてそ
   れぞれ配置したことを特徴とするインクジェット記録装
   置。
2. 【請求項２】前記供給手段は、前記メインインクタンク
   と前記サブインクタンクの配置レベル内でほぼ水平に配
   管されていることを特徴とする請求項１記載のインクジ
   ェット記録装置。
3. 【請求項３】前記メインインクタンクは、前記キャリッ
   ジの移動方向に平行に配置されていることを特徴とする
   請求項１または２記載のインクジェット記録装置。
4. 【請求項４】前記供給手段は、可撓性の供給チューブで
   あることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載
   のインクジェット記録装置。
5. 【請求項５】少なくとも一つの前記メインインクタンク
   と少なくとも一つの前記サブインクタンクの記録装置の
   設置面からの高さがほぼ同じ高さに配置されたことを特
   徴とする請求項１記載のインクジェット記録装置。
6. 【請求項６】少なくとも一つの前記メインインクタンク
   のインク供給口の位置を前記サブインクタンクの高さ範
   囲内に配置したことを特徴とする請求項１記載のインク
   ジェット記録装置。