JP3205440B2 - インクジェット記録装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複数の記録ノズルによ
り飛翔液滴を形成してカラー記録を行うインクジェット
記録装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】インクジェット記録法は、種々の方式に
より記録用インクの吐出液滴を形成し、これを紙等の被
記録材に付着させて記録を行う記録法である。

【０００３】このような記録法を適用した記録装置のな
かでも、記録ヘッドの高密度マルチオリフィス化に好適
な構造を有する装置として、例えば吐出液滴形成のため
のエネルギーに熱エネルギーを利用するタイプのインク
ジェット記録装置を挙げることができる。

【０００４】このような記録装置においては、各色のイ
ンクを吐出するための複数個の記録ヘッド（記録ノズ
ル）を設けることにより、容易にカラー記録を行うこと
ができる。

【０００５】図６はこのようなカラー記録を行うインク
ジェット記録装置の要部を模式的に示す構成図である。
ここでは、ブラックの記録を行う記録ヘッド１とマゼン
タの記録を行う記録ヘッド２の二つの記録ヘッド１，２
を設けた例を示してあり、各記録ヘッド１，２は図の矢
印方向Ａに移動して被記録材３にカラー記録を行うよう
になっている。また、各記録ヘッド１，２と被記録材３
との間隔ｄ１，ｄ２は等しく（ｄ１＝ｄ２）構成されて
いる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来のインクジェット記録装置にあっては、次に
述べるような問題点があった。

【０００７】すなわち、一般に上記のようなカラー記録
装置においては、複数の記録ヘッドが被記録材に対して
移動しながら記録を行うが、ここで、被記録材として例
えば紙を用いると、記録時に紙のインクを打ち込まれた
部分は、図６に示すようにインクを吸収してふくらむ。
したがって、複数の記録ヘッドを用いて順次記録を行う
場合、２番目以降の記録ヘッドは、それ以前の記録ヘッ
ドによって記録が行われインクを吸収してふくらんだ記
録面を通過する可能性があり、この時、ヘッド表面が記
録面に触れて記録面を汚す恐れがあった。また、この時
記録面と接触することにより、記録ヘッドにゴミが付着
したり、キズがついたりして、記録ヘッドの性能が損わ
れたり、寿命が短くなることもあった。

【０００８】これを防ぐ方法として、複数の記録ヘッド
を搭載したキャリッジを被記録材から充分遠ざけて配置
する方法があるが、この場合、液滴の吐出方向や吐出速
度のバラツキによる画像の乱れが大きくなり、記録品位
が著しく損われる。

【０００９】本発明は、上記のような問題点に着目して
なされたもので、記録品位を大きく損うことなく、記録
面の汚れを防止できるとともに、記録ヘッドの寿命を延
ばすことが可能なインクジェット記録装置を提供するこ
とを目的としている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明のインクジェット
記録装置は、各々単色のインクを吐出する複数のインク
ジェット記録ヘッドを被記録材に対する相対移動方向に
沿って配列し、該複数のインクジェット記録ヘッドを用
いて前記被記録材にカラー記録を行うインクジェット記
録装置であって、前記相対移動方向に関して先頭側に位
置して第１色のインクを吐出するとともに被記録材に対
して第１の間隔をもって配される第１のインクジェット
記録ヘッドと、前記第１のインクジェット記録ヘッドよ
りも前記相対移動方向に関して後側に位置して第２色の
インクを吐出するとともに被記録材に対して第２の間隔
をもって配される第２のインクジェット記録ヘッドと、
を有し、前記第２の間隔は前記第１の間隔よりも長いよ
うに構成したものである。

【００１１】また、上記被記録材との間隔が最も短いイ
ンクジェット記録ヘッドを用いてブラックインクによる
記録を行うようにし、被記録材との間隔が最も長いイン
クジェット記録ヘッドを用いてイエローインクによる記
録を行うようにしたものである。

【００１２】また、上述のインクジェット記録ヘッド
は、熱エネルギーを利用してインクを吐出するものであ
って、該熱エネルギーを発生するための電気熱変換体を
備えるようにしたものである。

【００１３】

【作用】本発明によれば、被記録材に対する相対移動方
向に関して先頭側に位置するインクジェット記録ヘッド
と被記録材との間隔を短く、その後側に位置するインク
ジェット記録ヘッドと被記録材との間隔を長くすること
により、印字記録品位の低下を抑えつつ、記録ヘッドと
記録面との接触による記録面の汚れを防止するととも
に、記録ヘッドの寿命を延ばすことができる。

【００１４】

【実施例】図１は本発明の第１実施例を示す構成図であ
り、インクジェットカラー記録装置の要部を模式的に示
している。図において、１はブラックの記録を行うため
の記録ヘッド（記録ノズル）、２はマゼンタの記録を行
うための記録ヘッド、３は被記録材で、ｄ１は記録ヘッ
ド１と被記録材３との間隔、ｄ２は記録ヘッド２と被記
録材３との間隔を示し、ｄ２＞ｄ１となっている。すな
わち、ここでは２色記録の場合であるが、１行中の記録
順序で最初に記録を行う記録ヘッド１と被記録材３との
間隔ｄ１が最も短く、最後に記録を行う記録ヘッド２と
被記録材３との間隔ｄ２が最も長くなるように構成され
ている。また図の矢印Ａは、記録ヘッド１，２の移動方
向を示している。

【００１５】上記構成において、カラー記録を行うと、
まず記録ヘッド１からブラックのインクが吐出され、被
記録材３はそのインクを吸収してふくらむ。この時のふ
くらみ量は、例えば通常の記録用紙であれば、１．０mm
程度である。したがって、ｄ２は１．４mm程度であるの
で、次の記録ヘッド２は被記録材３には接触しない。ま
た、ｄ１は被記録材３の平面度、記録ヘッド１の取付け
精度等を考慮して、０．５〜１．０mm程度に設定するこ
とができる。

【００１６】ここで、上記のような２色記録の装置で
は、主たる記録はブラックで行われ、マゼンタによる記
録は副次的なものである。このため、間隔ｄ１，ｄ２を
上記の程度に抑えることにより、記録品位を大きく損う
ことなく、記録面の汚れを防止することができる。

【００１７】また、記録ヘッド１，２が１ライン（行）
の記録を行った後、復方向（Ａと反対方向）へ移動する
時には、既に被記録材３は１ライン分送られていて、新
しい記録面が表われているため、記録ヘッド１，２と被
記録材３が接触する恐れはなく、記録ヘッド１，２の寿
命を延ばすことができる。

【００１８】図２は本実施例の第２実施例の構成を示す
図である。この実施例は、３色のインクを用いてカラー
画像を形成するように構成されており、図中４はイエロ
ーの記録を行うための記録ヘッド、５はシアンの記録を
行うための記録ヘッドで、ｄ２，ｄ４，ｄ５は各色の記
録ヘッド２，４，５と被記録材３との間隔を示し、ｄ４
＞ｄ２＞ｄ５となっている。

【００１９】上記記録ヘッド４と被記録材３との間隔ｄ
４は、記録ヘッド５と２でシアンとマゼンタが打ち込ま
れた時の被記録材３のふくらみ（通常の記録用紙の場合
は１．６mm程度）より大きな値となっている。この時、
ｄ４＞ｄ２＞ｄ５となっているため、記録ヘッド４から
吐出されたイエローのインクによって記録された画像
は、吐出方向の曲がりや吐出速度のバラツキによる影響
が記録ヘッド２，５による画像に比べて増幅されたもの
となる。

【００２０】しかし、シアンやマゼンタに比べてイエロ
ーは人間の目に目立ちにくく、印字品位の許容レベルが
低い。したがって、本実施例のように、記録ヘッド４を
イエローの記録に用いることにより、総合的な記録品位
を落とすことなく、記録面の汚れを防止することができ
る。

【００２１】図３は本発明の第３実施例を示したもので
ある。これは、上記第２実施例にブラックを加えた４色
のインクを用いてカラー画像を形成する装置の例を示し
ており、各記録装置１，２，４，５と被記録材３との間
隔ｄ１，ｄ２，ｄ４，ｄ５は、ｄ４＞ｄ２＞ｄ５＞ｄ１
となっている。そして、被記録材３との間隔ｄ１が最も
短い記録ヘッド１を用いてブラックの記録を行い、被記
録材３との間隔ｄ４がもっとも長い記録ヘッド４を用い
てイエローの記録を行うようになっている。

【００２２】ここで、一般的なカラープリンタは、イエ
ロー，マゼンタ，シアン，ブラックのインクを搭載して
おり、本発明をこのようなカラープリンタに応用した場
合でも、最も記録品位の許容レベルが高いブラックの記
録ヘッド１を被記録材３に近く、最も記録品位の許容レ
ベルが低いイエローの記録ヘッド４を被記録材３から遠
く配置することにより、総合的な記録品位を落とすこと
なく、記録面の汚れを防止することができる。

【００２３】図４は本発明の第４実施例を示したもので
ある。この実施例は、上記第３実施例を改良したもの
で、各記録ヘッド１，２，４，５と被記録材３との間隔
は、ｄ４＞ｄ２＝ｄ５＞ｄ１となっている。

【００２４】一般的に、カラー画像記録を行う場合、ブ
ラックと他の色を高デューティ（ｄｕｔｙ）で重ね合わ
せることは少ない。したがって、ｄ２＝ｄ５としても実
用上問題はない。この場合、ｄ４，ｄ２を図３の実施例
よりも短くできるので、更に記録品位を向上させること
ができる。

【００２５】なお、以上の各実施例は、記録ヘッドが被
記録材に対して走査する、いわゆるシリアルスキャンタ
イプの記録装置のみならず、ラインプリンタにも全く同
様に適用することができる。

【００２６】図５は本発明の第５実施例を示したもので
ある。この実施例では、四つの記録ヘッド１，２，４，
５はキャリッジ６に取り付けられており、単色記録時に
は、図５の（ａ）のように各色の記録ヘッド１，２，
４，５と被記録材３との間隔は等しくなっている。

【００２７】そして、混色の記録信号が送られてくる
と、不図示の回転機構（モータ等）によってキャリッジ
６が被記録材３に対して相対的に角度θだけ回転し、四
つの記録ヘッド１，２，４，５と被記録材３との間隔は
等しくなくなり、最初に記録を行う記録ヘッド１よりも
最後に記録を行う記録ヘッド４のほうが遠くなり、後か
ら記録を行う記録ヘッドが被記録材３と接触しないよう
になる。

【００２８】したがって、上述の各実施例と同様、記録
品位を大きく損うことなく、記録面の汚れを防止できる
とともに、記録ヘッド１，２，４，５の寿命を延ばすこ
とができる。

【００２９】

【００３０】

【００３１】なお、本発明は、特にインクジェット記録
装置の中でも、インクの吐出を行わせるために利用され
るエネルギーとして熱エネルギーを発生する手段を備
え、前記熱エネルギーによりインクの状態変化を生起さ
せる方式の記録ヘッド，記録装置において、優れた効果
をもたらすものである。かかる方式によれば記録の高密
度化，高精細化が達成できるからである。

【００３２】その代表的な構成や原理については、例え
ば、米国特許第４７２３１２９号明細書、同第４７４０
７９６号明細書に開示されている基本的な原理を用いて
行うものが好ましい。この方式は所謂オンデマンド型，
コンティニュアス型のいずれにも適用可能であるが、特
に、オンデマンド型の場合には、液体（インク）が保持
されているシートや流路に対応して配置されている電気
熱変換体に、記録情報に対応していて核沸騰を越える急
速な温度上昇を与える少なくとも一つの駆動信号を印加
することによって、電気熱変換体に熱エネルギーを発生
せしめ、記録ヘッドの熱作用面に膜沸騰させて、結果的
にこの駆動信号に一体一対応し液体（インク）内の気泡
を形成できるので有効である。この気泡の成長，収縮に
より吐出用開口を介して液体（インク）を吐出させて、
少なくとも一つの滴を形成する。この駆動信号をパルス
形状とすると、即時適切に気泡の成長，収縮が行われる
ので、特に応答性に優れた液体（インク）の吐出が達成
でき、より好ましい。このパルス形状の駆動信号として
は、米国特許第４４６３３５９号明細書、同第４３４５
２６２号明細書に記載されているようなものが適してい
る。なお、上記熱作用面の温度上昇率に関する発明の米
国特許第４３１３２４４号明細書に記載されている条件
を採用すると、更に優れた記録を行うことができる。

【００３３】また、記録ヘッドの構成としては、上述の
各明細書に開示されているような吐出口，液路，電気熱
変換体の組み合わせ構成（直線状液流路または直角液流
路）のほかに熱作用部が屈曲する領域に配置されている
構成を開示する米国特許第４５５８３３３号明細書，米
国特許第４４５９６００号明細書を用いた構成も本発明
に有効である。加えて、複数の電気熱変換体に対して、
共通するスリットを電気熱変換体の吐出部とする構成を
開示する特開昭５９−１２３６７０号公報や熱エネルギ
ーの圧力波を吸収する開孔を吐出部に対応させる構成を
開示する特開昭５９−１３８４６１号公報に基づいた構
成としても本発明は有効である。

【００３４】更に、実施例ではシリアルタイプのインク
ジェット記録装置を示したが、記録可能な最大幅に対応
した長さを有するフルラインタイプの記録ヘッドに対し
ても本発明は有効に適用できる。フルラインタイプの記
録ヘッドとしては、上述した明細書に開示されているよ
うな複数記録ヘッドの組み合わせによって、その長さを
満たす構成や一体的に形成された一個の記録ヘッドとし
ての構成のいずれでも良いが、本発明は、上述した効果
を一層有効に発揮することができる。

【００３５】また、本発明のインクジェット記録装置の
構成として設けられる、記録ヘッドに対しての回復手
段，予備的な補助手段を付加することは本発明の効果を
一層安定できるので好ましいものである。これらを具体
的に挙げれば、記録ヘッドに対しての、キャッピング手
段，クリーニング手段，加圧あるいは吸引手段、電気熱
変換体あるいはこれとは別の加熱素子あるいはこれらの
組み合わせによる予備加熱手段、記録とは別の吐出を行
う予備吐出モードを行うことも安定した記録を行うため
に有効である。

【００３６】以上説明した本発明実施例においては、イ
ンクを液体として説明しているが、室温やそれ以下で凝
固するインクであって、室温で軟化もしくは融解するも
のや、あるいは、上述のインクジェットではインク自体
を３０℃以上７０℃以下の範囲で温度調整を行ってイン
クの粘性を安定吐出範囲にあるように温度制御するもの
が一般的であるから、使用記録信号付与時にインクが液
状をなすものであれば良い。加えて、熱エネルギーによ
る昇温を防止するため、積極的にインクの固体状態から
液体状態への相変化のエネルギーとして使用せしめるか
または、インクの蒸発防止を目的として放置状態で固化
するインクを用いるかして、いずれにしても熱エネルギ
ーの記録信号に応じた付与によってインクが液化してイ
ンク液状として吐出するものや記録媒体に到達する時点
ではすでに固化し始めるもの等のような、熱エネルギー
によって初めて液化する性質のインク使用も本発明には
適用可能である。本発明においては、上述した各インク
に対して最も有効なものは、上述した膜沸騰方式を実行
するものである。

【００３７】また、本発明は電気を力に変換させてイン
クを吐出させるピエゾジェット方式等、記録媒体と非接
触に記録ヘッドを配設させ、インクを噴射させて記録す
る記録方式等のインクジェット方式において有効であ
る。

【００３８】更に加えて、本発明の記録装置の形態とし
ては、上述のようなワードプロセッサやコンピュータ等
の情報処理機器の出力端末として一体あるいは別体に設
けられるもののほかスキャナー等と組み合わせた複写装
置、さらには送信受信機能を有するファクシミリ装置の
形態をとるものであっても良い。

【００３９】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、被記録
材に対する相対移動方向に関して先頭側に位置するイン
クジェット記録ヘッドと被記録材との間隔を短く、その
後側に位置するインクジェット記録ヘッドと被記録材と
の間隔を長くするようにしたため、記録品位を大きく損
うことなく、記録面の汚れを防止することができるとと
もに、記録ヘッドの寿命を延ばすことができるという効
果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第１実施例を示す構成図

【図２】 本発明の第２実施例を示す構成図

【図３】 本発明の第３実施例を示す構成図

【図４】 本発明の第４実施例を示す構成図

【図５】 本発明の第５実施例を示す構成図

【図６】 従来例を示す構成図

【符号の説明】

１ 記録ヘッド（ブラック） ２ 記録ヘッド（マゼンタ） ３ 被記録材 ４ 記録ヘッド（イエロー） ５ 記録ヘッド（シアン）

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 各々単色のインクを吐出する複数のイン
   クジェット記録ヘッドを被記録材に対する相対移動方向
   に沿って配列し、該複数のインクジェット記録ヘッドを
   用いて前記被記録材にカラー記録を行うインクジェット
   記録装置であって、 前記相対移動方向に関して先頭側に位置して第１色のイ
   ンクを吐出するとともに被記録材に対して第１の間隔を
   もって配される第１のインクジェット記録ヘッドと、 前記第１のインクジェット記録ヘッドよりも前記相対移
   動方向に関して後側に位置して第２色のインクを吐出す
   るとともに被記録材に対して第２の間隔をもって配され
   る第２のインクジェット記録ヘッドと、 を有し、 前記第２の間隔は前記第１の間隔よりも長いことを特徴
   とするインクジェット記録装置。
2. 【請求項２】 被記録材との間隔が最も短いインクジェ
   ット記録ヘッドを用いてブラックインクによる記録を行
   うことを特徴とする請求項１に記載のインクジェット記
   録装置。
3. 【請求項３】 被記録材との間隔が最も長いインクジェ
   ット記録ヘッドを用いてイエローインクによる記録を行
   うことを特徴とする請求項１又は２に記載のインクジェ
   ット記録装置。
4. 【請求項４】 インクジェット記録ヘッドは、熱エネル
   ギーを利用してインクを吐出するものであって、該熱エ
   ネルギーを発生するための電気熱変換体を備えているこ
   とを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のイン
   クジェット記録装置。