JP3382511B2 - インクジェットプリント装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、インク等の液体を
吐出口から小滴として吐出させ、この吐出液滴を紙や布
帛、不織布、ＯＨＰ用紙などの被プリント媒体に付着さ
せてプリントを行うインクジェットプリント装置に関
し、特に工業用の捺染装置のように大きな幅の被プリン
ト媒体に、長時間、あるいは連続的にプリントを行うイ
ンクジェットプリント装置に関する。

【０００２】本発明の具体的な適用機器は、捺染装置、
大判プリンタなどを挙げることができる。

【０００３】なお、本明細書および添付の図面で述べる
「プリント」とは、紙などの被プリント媒体に対してイ
ンクを付与する動作のみならず、広く媒体に対して顔料
や染料を含む適宜の液体を付与することを含む意味で用
いるものである。

【０００４】

【従来の技術】インクジェットプリント装置は、ランニ
ングコストが低く、静粛でかつ高速プリントを行うこと
ができる点から、プリンタ、ファクシミリ、複写機など
のプリント部として多く用いられており、そのプリント
方式はプリントヘッドに形成した複数のインク吐出口か
らプリントデータ信号に基づいてインクを吐出し、その
液滴を被プリント媒体に付着させてプリントするもので
ある。

【０００５】一般的に、インクジェットプリント装置に
用いられるインクは、温度により粘度が変化する。イン
ク粘度が変化すると、プリント動作時のインク吐出量が
変化し、被プリント媒体に付着するインクのドット径が
変化する。このドット径の変化は、インク粘度の変化が
小さければ、人間の目には認識されないため、実質的に
は問題にならないが、インク粘度の変化が大きい場合に
は、濃度の変化として認識され所望のプリント濃度を得
ることができないという問題がある。

【０００６】また、同一のプリント媒体上で、場所によ
りドット径が変化した場合、人間の目には、いわゆ濃度
むらとして認識されるという問題がある。このため、イ
ンクの温度をある程度の範囲（人間の目で濃度変化が認
識できない範囲）内に制御することは、プリント品質の
安定化と簡易的な制御によるコストダウンを両立させる
上で望ましいことである。

【０００７】インクの温度制御方法としては、実際に
は、プリントヘッドの温度制御として行われる。プリン
トヘッドの温度変化の要因としては、装置周辺の環境温
度の変化も考えられるが、インクジェットプリント装置
は、一般的に常温（２０〜２５℃程度）で、使用される
ことが多く、環境温度は、比較的安定している。むし
ろ、プリントヘッドの温度変化の要因の多くは、プリン
トヘッド駆動時の発熱による昇温である。例えば、シリ
アルプリンタの場合、１走査でのプリント開始時とプリ
ント終了時とではプリントヘッドに蓄積される熱量が異
なるため、プリント開始部近傍とプリント終了部近傍と
ではドット径が異なることがある。

【０００８】一般的に、Ａ４サイズ幅のプリンタなど被
プリント媒体のプリント幅が比較的狭いプリンタや、プ
リント速度の比較的遅いプリンタにおいては、プリント
ヘッドにヒータおよび温度検出センサを設け、プリント
ヘッド内の温度検出センサの信号に基づいて前記ヒータ
の駆動の制御によるプリントヘッドの温度の適正化を行
う程度で、プリント開始部近傍とプリント終了部近傍と
でのドット径のばらつきを人間の目では認識できない程
度に抑えることができる。

【０００９】しかしながら、プリント幅が広いプリンタ
やプリント速度の速いプリンタにおいては、プリント開
始部近傍とプリント終了部近傍とでのドット径のばらつ
きはさらに大きくなるので、このような制御方法のみで
は、ドット径のばらつきは、濃度むらとして人間の目に
認識されるようになり、プリント品位を低下させるとい
う問題がある。

【００１０】このような問題の改善策として、水などの
特定の冷却用の液体をプリントヘッドに接触させること
でプリントヘッドを所定の適正温度範囲内に制御する方
法がある。これは、水などの特定の液体をポンプで吸い
込み、加圧して吐出させ、チューブなどの液体の経路を
介してプリントヘッドに接触させ冷却するようにしてい
る。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、かかる
加圧液体を用いる場合、チューブ等の経時変化による劣
化や不測の事態により、前記経路に大気とのリークが発
生すると、液体は経路より外部に漏出し、被プリント媒
体に付着する恐れがある。液体がプリント前の被プリン
ト媒体やプリント後の被プリント媒体に付着すると、ど
ちらの場合でも、プリント画像を汚すことになる。

【００１２】また、一般的に、液体をポンプで吸い込
み、加圧し吐出するとポンプの発熱のため液体の温度は
上昇する。この温度上昇分をδｔｐとすると、温度制御
手段によって、温度Ｔに温度制御された液体をポンプで
吸い込み、吐出すると、ポンプより吐出された液体の温
度は、Ｔ＋δｔｐとなる。

【００１３】冷却液貯留部に貯留されている液体を温度
制御手段により温度Ｔに温度制御して、インクジェット
ヘッドの液体通路に給送し、インクジェットヘッドを温
度制御する場合、仮に、温度Ｔに温度制御した液体をポ
ンプで吸い込みつつ吐出してインクジェットヘッドに給
送すると、インクジェットヘッドに給送される液体の温
度はＴ＋δｔｐとなり、所望の温度である温度Ｔでイン
クジェットヘッドを温度制御できない。温度Ｔ＋δｔｐ
で、インクジェットヘッドを温度制御するようにしてよ
いとも考えられるが、温度Ｔや温度上昇分δｔｐの値は
一般的に一定ではなく、ばらつきがある。そのため、温
度Ｔに温度制御した液体をポンプで吸い込み、吐出して
インクジェットヘッドに給送すると、ポンプでの昇温分
δｔｐだけ温度のばらつきが大きくなる。

【００１４】また、プリントヘッドの温度制御用流体の
供給管が直接プリントヘッドに接触して配置されている
場合には、プリント時のプリントヘッドの走査方向の往
復運動に伴って供給管も走査方向に動かされるので、供
給管は頻繁に屈曲され、これによって生じる振動がプリ
ントヘッドに伝達される結果、走査速度が不安定とな
り、プリント時のインク濃度ムラ等の発生原因になる。

【００１５】さらにまた、流体の循環のために負圧ポン
プが用いられると、この負圧ポンプの吸引による負圧に
よって供給管が潰れないよう供給管は十分な剛性が必要
となるために、供給管の屈曲による振動がさらに大きく
なって画像の品質に対してより大きな悪影響を及ぼすこ
とになる。

【００１６】本発明の目的は、液体の漏出を防止して被
プリント媒体の汚れを防ぐことができ、また、インクジ
ェットヘッドの温度制御を高精度で行い、高品位なプリ
ントを行うことのできるインクジェットプリント装置を
提供することにある。

【００１７】また、本発明の他の目的は、ヘッドの往復
運動時に発生する振動の影響を低減し、インクの吐出を
安定させて画像品位を向上するようにしたプリント装置
を提供することにある。

【００１８】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明の一形態は、インクジェットヘッドに接し
て液体を流す液体通路が設けられたインクジェットプリ
ント装置において、前記液体を貯留するための液体貯留
部と、前記液体貯留部に設けられ、当該液体貯留部に貯
留されている液体の温度を、前記インクジェットプリン
ト装置を設置する環境温度とほぼ等しい設定温度に制御
するための温度制御手段と、前記液体を送給するための
ポンプと、前記温度制御手段によって前記設定温度に制
御された前記液体貯留部に貯留された液体を、前記ポン
プを用いて当該液体貯留部から前記インクジェットヘッ
ドに接する前記液体通路へ給送した後に当該ポンプを経
て前記液体貯留部へ還流させる液体還流経路と、を有す
ることを特徴とする。

【００１９】

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を詳細に説明する。

【００２１】図１および図２は、本発明の一実施の形態
に係るインクジェットプリント装置を示す図であり、図
１はインクジェットプリント装置本体の主要部断面図、
図２はインクジェットプリント装置本体の斜視図であ
る。

【００２２】図１および図２に示すインクジェットプリ
ント装置は、被プリント媒体Ａに画像等をプリントする
プリンタ部１００、被プリント媒体Ａを所定量（プリン
ト長Ｌ）だけ間欠的に搬送する搬送部２００、ロール状
の連続する被プリン媒体Ａを繰り出すための繰り出し部
３００、プリント後の被プリント媒体Ａを巻き取りがで
きる状態まで乾燥する乾燥部４００、乾燥後の被プリン
ト媒体Ａを巻き取るための巻き取り部５００の各部から
主に構成される。

【００２３】被プリント媒体Ａは、繰り出しローラ３１
０の回転に伴なって巻き出され、中間ローラ３２０およ
び３３０を介してプリンタ部１００に対向する位置に設
けられた搬送部２００により水平方向に搬送される。

【００２４】搬送部２００は、被プリント媒体Ａの搬送
経路上にあって、プリンタ部１００よりも上流側に設け
た搬送ローラ２１０と、プリンタ部１００よりも下流側
に設けたベルト駆動ローラ２２０とを有し、これらロー
ラ間にエンドレス状の搬送ベルト２３０を巻き回すとと
もに、一対のプラテンローラ２４０により、被プリント
媒体Ａの被プリント面となる範囲において搬送ベルト２
３０を平坦に規制し、適正な張力で展張するよう構成さ
れている。搬送ベルト２３０外周面には、粘着層が設け
られており、被プリント媒体Ａを貼り付けて搬送し、プ
リンタ部１００に対向する位置まで導き、プリンタ部１
００によってプリントが行われる。その後、送りローラ
５２０により、被プリント媒体Ａは、搬送ベルト２３０
より剥がされ、ヒータなどにより構成された乾燥部４０
０で、乾燥され、中間ローラ５３０、５４０を介して巻
き取りローラ５１０によって巻き取られる。

【００２５】図２においてプリンタ部１００には、上述
した被プリント媒体Ａの搬送方向とは異なる方向、例え
ば直交する主走査方向に、一対の平行な走査レール１０
１、１０２がフレーム１０３に対して設けられており、
走査レール１０１、１０２上にはボールベアリング１１
１０を介して、複数個のプリントヘッド１０００を搭載
したヘッドキャリッジ１１００が摺動可能に支持されて
いる。

【００２６】なお、ヘッドキャリッジ１１００は、不図
示の駆動ベルトを介してプリンタ部１００のフレーム１
０３に固定された不図示の駆動モータにより駆動され
る。ヘッドキャリッジ１１００は、走査レール１０１、
１０２上を、図中矢印Ｐ１およびＰ２方向に往復動し、
プリントヘッド１０００により、連続する被プリント媒
体Ａに対し、（一走査のプリント）＝（所定のプリント
長Ｌ）×（被プリント媒体Ａの幅Ｗ）の範囲で繰り返し
てプリント動作を行う。

【００２７】プリントヘッド１０００は、主走査方向に
直交する方向、すなわち、被プリント媒体の搬送方向に
２列、各カラーに対応して１列当たり複数個配列されて
おり、画像データに対し、搬送部上流側の１列目のプリ
ントヘッド１０００と下流側の２列目のプリントヘッド
１０００に５０％ずつデータを振り分けてプリントし、
全体の画像データをプリントする。すなわち、上流側の
プリントヘッド１０００で５０％の画像データをプリン
トし、被プリント媒体Ａが間欠送りされることによっ
て、下流側のプリントヘッド１０００により残りの５０
％の画像データをプリントし、上流側および下流側のプ
リントヘッド１０００それぞれのプリント画像を重ね合
わせている。

【００２８】図３はプリントヘッド１０００およびこれ
に取付けられた液体通路としての水管１０４０の内部構
造を示す斜視図である。プリントヘッド１０００は、複
数の微細なインク吐出口１００１、このインク吐出口１
００１に連なるインク路１００２、このインク路１００
２に供給するインクを一時的に貯留した共通液室１００
３、インク路１００２の一部に設けられる電気熱変換素
子１００４、この電気熱変換素子１００４に電力を供拾
するための電極配線１００５を基板１００６上に備えて
いる。

【００２９】このような熱エネルギーを利用してインク
路１００２内のインクに気泡を生じさせ、該気泡の生成
に伴なってインク吐出口１００１からインク滴を吐出さ
せる方式のプリントヘッドは、インク吐出口１００１を
高密度に配列することができるために高解像度のプリン
トを行うことに適したものである。また、プリントヘッ
ドのコンパクト化も容易であり、かつ最近の半導体分野
における技術の進歩と信頼性の向上が著しいＩＣ技術や
マイクロ加工技術の長所を十二分に活用でき、高密度実
装化が容易で、製造コストも安価である等の利点を有し
ている。

【００３０】プリントヘッド１０００には、インク供給
装置２０００（図２参照）から色や濃度の異なるインク
をプリントヘッド１０００内部の共通液室１００３に送
り込むためのそれぞれのインク供給経路と、良好なイン
ク吐出状態を得るべくプリントヘッド１０００を適正な
温度に制御するために冷却用液体を流通させる水管１０
４０が基板１００６の裏面が冷却用液体が直接に基板１
００６の裏面に接するように取り付けられている。

【００３１】図２に示すように、インク供給装置２００
０は、本実施の形態では使用するインク色に対応して、
合計８個のインクタンク２１００ａ〜２１００ｈを有
し、各インクタンクごとの供給ポンプにより、プリンタ
部１００内に這い回されたインク給送チューブを介し
て、それぞれ対応するプリントヘッド１０００に各イン
クを供給する。このインク供給において、プリント時に
は毛細管現象により、プリントヘッド１０００からの吐
出に応じて、インク供給が行われる。

【００３２】なお、各インクは、例えば、同じ色でも、
濃いインクと淡いインクのように実質的に色の異なるも
のは、別のインクとしてそれぞれのインクタンクに貯留
されている。

【００３３】本実施の形態では、上述したように、１色
のインクに対し２個のプリントヘッドを対応させてい
る。従って、ヘッドキャリッジ１１００には、プリント
ヘッドが、８色（濃度の異なるインクは別の色として）
×２個／色＝１６個搭載されている。すなわち、上流側
のプリントヘッド１０００と、それに対応する下流側位
置のプリントヘッド１０００には、同じ色のインクを供
給することになる。

【００３４】回復動作部３０００は、プリントヘッド１
０００が確実な吐出安定性を得るための回復動作等を行
うものであり、インクの粘度増加を防止するためにプリ
ントヘッド１０００の吐出口面を覆うキャッピング部３
１００、プリントヘッド１０００の吐出口表面に付着す
るインク滴等を払拭するための不図示のワイピング部、
プリントヘッド１０００の内に発生する増粘インクを除
去するためのインク吐出を受けるための不図示の予備吐
出部、洗浄液を供給する不図示の洗浄液タンク部、その
廃液を吸引および吐出する不図示のポンプ部、該ポンプ
部より吐出された廃液を受容し排出する不図示の排出部
を具える。

【００３５】図１に示す冷却液循環装置４０００は、冷
却液貯留タンク４１００内の水等の冷却液Ｗを所望の温
度に制御して、冷却液給送ポンプ４２００によりプリン
トヘッド１０００に取付けられた水管１０４０に給送
し、再び冷却液貯留タンク４１００に環流する装置であ
る。

【００３６】以下、この冷却液循環装置４０００の一実
施の形態を図１、図２および図４を参照して説明する。

【００３７】本実施の形態では、室温２５℃、冷却液Ｗ
の設定温度Ｔを２５±０．５℃とする。

【００３８】冷却液貯留タンク４１００内には、冷却器
４１１０、ヒータ４１２０、温度センサ４１３０が設け
られており、冷却器４１１０には、冷却液貯留タンク４
１００外に設けられた圧縮機４１１２、凝縮器４１１
４、キャピラリチューブを介してHFC ‐ｌ３４ａなどの
冷媒が循環されるように構成されている。また、冷却液
貯留タンク４１００には、冷却液Ｗが、一定量貯留され
ている。

【００３９】冷却液貯留タンク４１００の底面には、接
続口が設けられており、この接続口はスプリングホース
などの屈曲性を有し負圧でも潰れない往路メインチュー
ブ１０５１を介してヘッドキャリッジ１１００に搭載さ
れた往路マニホルド１０５６と連結されている。往路マ
ニホルド１０５６には、１６本の往路サブチューブ１０
５２が連結され、それぞれプリントヘッド１０００の水
管１０４０の入口側に連結されている。かかる往路メイ
ンチューブ１０５１、往路マニホルド１０５６および往
路サブチューブ１０５２でもって、第１連結路が構成さ
れる。

【００４０】１６個の水管１０４０の出口側にはそれぞ
れ復路サブチューブ１０６２が連結され、復路マニホル
ド１０６６に連結されている。復路マニホルド１０６６
は、さらに、渦流ポンプなどの脈動のない冷却液給送ポ
ンプ４２００の吸込側と復路メインチューブ１０６８を
介して連結されており、かかる復路サブチューブ１０６
２、復路マニホルド１０６６および復路メインチューブ
１０６８でもって、第２連結路が構成される。

【００４１】冷却液給送ポンプ４２００の吐出口は、冷
却液貯留タンク４１００の側面に設けられた接続口に給
送チューブ１０７１を介して接続されており、この給送
チューブ１０７１が第３連結路を構成している。

【００４２】なお、図４において、４５００は本発明の
インクジェットプリント装置の温度制御を司るコントロ
ーラであり、マイクロコンピュータ等により構成され
る。

【００４３】冷却動作開始を指示する信号をコントロー
ラ４５００のＣＰＵが受信すると、ＣＰＵは温度センサ
４１３０から令却液Ｗの温度を検知する。冷却液Ｗの温
度が設定温度の下限２４．５℃より低ければ、ヒータ駆
動回路はスイッチ４１２２をオンとしてヒータ４１２０
を駆動する。冷却液Ｗの温度が設定温度の下限２４．５
℃になった段階で、ヒータ４１２０の駆動は停止され
る。また、冷却液Ｗの温度が設定温度の下限２４．５℃
より高けれぱ、ヒータ駆動回路はヒータ４１２０を駆動
しない。

【００４４】冷却液Ｗの温度が設定温度の上限２５．５
℃よりも、高けれぱ、温度センサ４１３０がＣＰＵに報
知し、圧縮機４１１２および凝縮器４１１４の空冷用フ
ァンが、動作する。気化したＨＦＣ−ｌ３４ａは圧縮機
４１１２により高温高圧にされ、冷媒経路内を給送され
る。高温高圧にされ気化したＨＦＣ−ｌ３４ａは、沸点
が高く、液化し易くなっており、凝縮器４１１４で強制
的に空冷用ファンにより冷却され、液化する。液化した
ＨＦＣ−ｌ３４ａはキャピラリチューブで減圧され、冷
却器４１１０に給送される。冷却器４１１０に給送され
た液化ＨＦＣ−ｌ３４ａは低圧であるため、沸点が低く
気化し易くなっており、冷却器４１１０に接している冷
却液Ｗより熱を奪い、再び、気化し、圧縮機４１１２に
環流される。このような冷媒の循環により、熱を奪われ
た冷却液Ｗは、その温度が低下する。

【００４５】冷却液Ｗの温度が設定温度の上限２５．５
℃よりも低くなると、CPU は温度センサ４１３０からこ
れを検知し、圧縮機４１１２を停止して冷媒の給送を停
止する。また、凝縮器の空冷用ファンを停止し、その結
果、冷却器４１１０内の冷媒は気化したままであり、冷
却器４１１０に接している冷却液Ｗより熱を奪えないた
め、冷却液Ｗの温度は低下しない。冷却動作中は、この
ような温度制御が繰り返えされる。

【００４６】また、コントローラ４５００が冷却液給送
ポンプ４２００の運転開始を指示する信号を送信する
と、冷却液給送ポンプ４２００は、運転を始め、復路メ
インチューブ１０６８内の冷却液Ｗを吸い込み始める。
すると、復路マニホルド１０６６、復路サブチューブ１
０５２および水管１０４０内の圧力が順次低下し負圧と
なって、冷却液貯留タンク４１００内に貯留された設定
温度Ｔの冷却液Ｗは、往路メインチューナ１０５１、往
路マニホルド１０５６および往路サブチューブ１０５２
を介して、プリントヘッド１０００の水管１０４０に給
送され、プリントヘッド１０００の温度制御が行われ
る。

【００４７】前述のように、設定温度Ｔは、２５℃であ
り、室温も２５℃であるため、冷却液Ｗは、往路メイン
チューブ１０５１、往路マニホルド１０５６および往路
サブチューブ１０５２を通過しているときに、熱の移動
がなく、設定温度Ｔの冷却液Ｗを水管１０４０に給送で
きる。

【００４８】このように、冷却液Ｗの設定温度と室温と
を同じ、または、ほぼ同じにすることにより、プリント
ヘッド１０００にほぼ設定温度の冷却液Ｗを給送できる
ので、プリントヘッド１０００を精度良く温度制御でき
る。

【００４９】なお、設定温度と室温との差が、大きくな
ればなるほど、冷却液Ｗと室内との間で移動する熱が多
くなり、設定温度Ｔと異なる温度の冷却液Ｗが、水管１
０４０に給送されることになって、プリントヘッド１０
００を所望の温度に温度制御するのが困難になる。環境
温度の温度制御の精度と冷却液の設定温度への温度制御
の精度とを考慮すれば、環境温度と設定温度との差を５
℃以内に制御することは、さほど、困難なことではな
く、十分実用的であり好ましい。

【００５０】また、冷却液給送ポンプ４２００は、脈動
のない渦流ポンプなどのポンプであるため、水管１０４
０を通過する冷却液Ｗは、常に流量が一定であり、ま
た、前述のように、冷却液Ｗは、設定温度Ｔで温度制御
されているので、プリントヘッド１０００を冷却する冷
却能力は一定となり、プリントヘッド１０００を精度良
く温度制御できる。

【００５１】水管１０４０に、給送された冷却液Ｗは、
プリントヘッド１０００の熱を奪い、温度Ｔ＋δＴｈと
なり、復路サブチューブ１０６２、復路マニホルド１０
６６および復路メインチューブ１０６８を介して、冷却
液給送ポンプ４２００の吸込口に入る。冷却液給送ポン
プ４２００内に入った温度Ｔ＋δＴｈの冷却液Ｗは、冷
却液給送ポンプ４２００の発熱により、さらに昇温し、
温度Ｔ＋δＴｈ＋δｔｐとなり、冷却液給送ポンプ４２
００の吐出口より、冷却液貯留タンク４１００の側面に
吐出される。そして、前述のような温度制御により、設
定温度Ｔに温度制御され、再び、冷却液給送ポンプ４２
００より、往路メインチューブ１０５１に吸い込まれる
という、動作を繰り返す。このように、設定温度Ｔに温
度制御された冷却液Ｗを冷却液給送ポンプ４２００に吸
い込む経路の途中に水管１０４０を配することにより、
水管１０４０に設定温度Ｔの冷却液Ｗを給送することが
でき、プリントヘッド１０００を精度良く温度制御でき
る。

【００５２】また、往路メインチューブ１０５１、往路
マニホルド１０５６、往路サブチューブ１０５２、水管
１０４０、復路サブチューブ１０６２、復路マニホルド
１０６６および復路メインチューブ１０６８を流れてい
る冷却液Ｗの圧力は、負圧であるため、これら、冷却液
経路のいずれか、あるいは、その接続部などに、経年変
化による材料の劣化や不測の事態により、大気とのリー
クが発生しても、冷却液Ｗの漏れは、発生せず、直下に
ある被プリント媒体Ａへの冷却液Ｗの付着によるプリン
ト画像の汚染を防止できる。

【００５３】次に、この発明に係るプリント装置の他の
好適な実施の形態を図５〜図８を参照して詳細に説明す
る。なお、特にことわりのない限り前実施の形態と同一
機能部位には同一符号を付し、重複説明を避ける。

【００５４】本実施の形態では、図６に明示されるよう
に、プリンタ部１００のフレーム１０３の内部には、前
実施の形態と同様に布地等の被プリント媒体Ａの搬送方
向に直交した主走査方向Ｓに延びる一対の平行なガイド
レール１０１，１０２が設けられており、このガイドレ
ール上にボールベアリング１１１０を介して主キャリッ
ジ１０１０と補助キャリッジ１０２０とが摺動自在に設
けられている。そして、これら主キャリッジ１０１０と
補助キャリッジ１０２０が連動して主走査方向Ｓに往復
移動できるように構成されている。これら主キャリッジ
１０１０と補助キャリッジ１０２０は同期して往復移動
することに限らず、個別に往復移動するようにも勿論で
きる。本実施例においては、フレーム１０３の一方の側
壁に取り付けられた駆動モータ（図示しない）によって
駆動ベルト（図示しない）を介して同期して駆動される
よう構成されている。

【００５５】さらに、主キャリッジ１０１０の内部下面
には、布地Ａに対して画像形成を行うためのプリントヘ
ッド１０００が複数個設けられており、主キャリッジ１
０１０が主走査方向Ｓに往復移動しながらカラープリン
トを行うことができる。また、プリントヘッド１０００
には、インク供給装置２０００から色や濃度の異なるイ
ンクをプリントヘッド１０００の共通液室に供給するた
めのインク供給通路と、良好なインク吐出状態を得るた
めにプリントヘッド１１００を適切な温度に制御するた
めの冷却用流体を流通させる水管１０４０が取り付けら
れている。

【００５６】プリントヘッド１０００に取り付けられる
水管１０４０と冷却液循環装置４０００との間には、複
数個のプリントヘッド１０００の水管１０４０の入口側
に冷却液を分配するための往路マニホルド１０５６と、
水管１０４０の出口側からの冷却液を回収する復路マニ
ホルド１０６６とが設けられている。本実施の形態で
は、これら往路マニホルド１０５６および復路マニホル
ド１０６６が補助キャリッジ１０２０の下部に配設され
ている。

【００５７】図７と図８はこの発明のプリント装置の他
の実施の形態における第１の例を示すもので、図示の主
キャリッジ１０１０には所定方向（本実施例では搬送方
向Ｆ）に複数個のインク吐出口が配列されたプリントヘ
ッド１０００が主走査方向Ｓと直交して配置されてい
る。なお、本実施例ではカラープリントを可能とするた
めに主走査方向Ｓに色を異にするインクに対応したプリ
ントヘッドが１０００ａ，１０００ｂ…と順に複数個設
けられている。また、主走査方向Ｓに直交して２段階に
プリントヘッド１０００が設けられているのは、前述の
ように、各段のプリントヘッド１０００のプリント領域
をプリントヘッド１０００によってそれぞれ分担させて
高速プリントを行うことができるようにするためであ
る。

【００５８】また、先に述べたように構成される冷却液
循環装置４０００において、所定温度に温度制御された
冷却液Ｗは、冷却液貯留タンク４１００から往路メイン
チューブ１０５１を経て往路マニホルド１０５６に送ら
れ、この往路マニホルド１０５６から、各プリントヘッ
ド１０００に取り付けられた水管１０４０のそれぞれの
一端に接続された往路サブチューブ１０５２ａ，１０５
２ｂ…を介して、水管１０４０ａ，１０４０ｂ…に送ら
れる。こうして各水管１０４０ａ，１０４０ｂに隣接し
たプリントヘッド１０００ａ，１０００ｂを効果的に冷
却する。プリントヘッド１０００ａ，１０００ｂを冷却
した後の冷却液Ｗは水管１０４０ａ，１０４０ｂ…の他
端から復路サブチューブ１０６２ａ，１０６２ｂを経て
復路マニホルド１０６６に送られて集められ、この復路
マニホルド１０６６から復路メインチューブ１０６８を
経て冷却液循環装置４０００の冷却液供給ポンプ４２０
０に戻される。ここにおいて、往路メインチューブ１０
５１と復路メインチューブ１０６８は、循環経路内の流
路抵抗を低減するために極力内径断面積の大きな管路が
好適である。また、これに加えて、供給メインチューブ
１０５１と復路メインチューブ１０６８は、負圧によっ
て管路が潰れないような、例えばスプリングホースのご
とくある程度の剛性を有した管路材料であることが必要
である。

【００５９】これに対して、復路マニホルド１０５６と
復路マニホルド１０６６および各水管１０４０ａ，１０
４０ｂ…とを接続する供給サブチューブ１０５２ａ，１
０５２ｂ…および復路サブチューブ１０６２ａ，１０６
２ｂ…は小径の管材料で、例えばウレタンチューブのよ
うな屈曲性に優れた材質の管材料を用いるのが好適であ
る。従って、補助キャリッジ１０２０が、主走査方向Ｓ
の移動による往路メインチューブ１０５１と復路メイン
チューブ１０６８の屈曲が原因で振動しても、往路サブ
チューブ１０５２と復路サブチューブ１０６２は屈曲部
分において振動を吸収するので、この振動が主キャリッ
ジ１０１０に伝達されず、プリントヘッド１０００に何
等影響を及ぼすことがなく、良好なインクの吐出を行う
ことができる。

【００６０】往路マニホルド１０５６と復路マニホルド
１０６６はそれぞれクランプ部材１０５３，１０５３に
よってトレイ１０８２の上に固着されている。このトレ
イ１０８２には両端に一対のロック機構付のスライドレ
ール１０８４が設けられており、スライドレール１０８
４の一側端が補助キャリッジ１０２０の底部に固着され
ている。また、これらスライドレール１０８４は通常は
補助キャリッジ１０２０の下部の一定位置（図７，図８
の状態）に固定されており、ロック機構を解錠すること
によってトレイ１０８２は補助キャリッジ１０２０に対
し主走査方向Ｓに相対移動することができる。これは、
プリントヘッド１０００を交換する際に主キャリッジ１
０１０と補助キャリッジ１０２０との間に十分なアクセ
ス用空間を確保するためである。さらに、トレイ１０５
２の両側端には一対の軸１０８７が対向して設けられて
おり、これら軸１０８７はそれぞれ主キャリッジ１０１
０に設けられた一対のガイド部材１０８５の長孔１０８
８に係合している。通常は図８に示されるように軸１０
８７と長孔１０８８は接触しないように構成配置されて
おり、これによって補助キャリッジ１０２０の振動がガ
イド部材１０８５を介して主キャリッジ１０１０に直接
に伝達されないようにされている。また、往路および復
路マニホルド１０５６および１０６６を搭載したトレイ
１０８２は、主キャリッジ１０１０と補助キャリッジ１
０２０の離間時に、トレイ１０８２に設けられた軸１０
８７がガイド部材１０８５によって引張られるために、
トレイ１０８２は主キャリッジ１０１０に追従して同時
に引き出すことができる。

【００６１】また、本発明のプリント装置の他の実施の
形態の第２の例が図９に示されている。図示されるよう
に、この第２の例は、以下に示す以外の構成は先に説明
した第１の例と同じである。この第２の例において、循
環経路のうち片側、すなわち復路側のみに復路マニホル
ド１０６６が設けられている。もう一方の往路側の循環
経路では往路マニホルド１０５６が補助キャリッジ１０
２０以外の所定位置に設けられ、この往路マニホルド１
０５６と各水管１０４０と複数の往路サブチューブ１０
５２を介して直結されている。ここで、往路サブチュー
ブ１０５２はその途中がクランプ部材１０８６によって
下部のトレイ１０８２に固着されている。従って、先の
第１の例の場合と同様に、補助キャリッジ１０２０の往
復運動に伴う往路サブチューブ１０５２と復路メインチ
ューブ１０６８の屈曲による振動等が発生しても、これ
らの振動は好適に吸収されるので、プリントヘッド１０
００が搭載された主キャリッジ１０１０側への振動の伝
達を防止することができる。

【００６２】上述したように、往路および復路メインチ
ューブ１０５１および１０６８は内径が大きくて剛性が
必要とされるために、屈曲性の点でやや不利であり、屈
曲時の負荷によって補助キャリッジ１０２０の往復移動
に支障を来すような場合に、その負荷の軽減を図る手段
としてこの第２の例が有効である。ただし、この場合
に、循環径路の内径断面積の小さい経路が長くなること
によって、循環経路内の流路抵抗が大きくなると考えら
れるために、先の第１の実施例と同等の流量を得るには
冷却液供給ポンプ４２００の容量を大きくすることが必
要である。

【００６３】また、別の例として、先の第１の実施例で
はサブチューブ１０５２，１０６２を補助キャリッジ１
０２０の下部に設けていたが、この位置に限ることな
く、補助キャリッジ１０２０の上下いずれの側に設けて
も良い。また、プリントヘッド１０００は第１の例のよ
うな４系列２段の構成に限らず、より一層高精細な印字
を可能とするために８系列、１２系列…と多系列に設け
ることができる。

【００６４】（その他）なお、本発明は、特にインクジ
ェット記録方式の中でも、インク吐出を行わせるために
利用されるエネルギとして熱エネルギを発生する手段
（例えば電気熱変換体やレーザ光等）を備え、前記熱エ
ネルギ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。

【００６５】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液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１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を発生せ
しめ、記録ヘッドの熱作用面に膜沸騰を生じさせて、結
果的にこの駆動信号に一対一で対応した液体（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１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
４３４５２６２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４３１３１２４号明細書に記載されて
いる条件を採用すると、さらに優れた記録を行うことが
できる。

【００６６】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
の組合せ構成（直線状液流路または直角液流路）の他に
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４４
５９６００号明細書を用いた構成も本発明に含まれるも
のである。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号公報に基いた構成として
も本発明の効果は有効である。すなわち、記録ヘッドの
形態がどのようなものであっても、本発明によれば記録
を確実に効率よく行うことができるようになるからであ
る。

【００６７】さらに、記録装置が記録できる記録媒体の
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。そのよう
な記録ヘッドとしては、複数記録ヘッドの組合せによっ
てその長さを満たす構成や、一体的に形成された１個の
記録ヘッドとしての構成のいずれでもよい。

【００６８】加えて、上例のようなシリアルタイプのも
のでも、装置本体に固定された記録ヘッド、あるいは装
置本体に装着されることで装置本体との電気的な接続や
装置本体からのインクの供給が可能になる交換自在のチ
ップタイプの記録ヘッド、あるいは記録ヘッド自体に一
体的にインクタンクが設けられたカートリッジタイプの
記録ヘッドを用いた場合にも本発明は有効である。

【００６９】また、本発明の記録装置の構成として、記
録ヘッドの吐出回復手段、予備的な補助手段等を付加す
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、加圧或
は吸引手段、電気熱変換体或はこれとは別の加熱素子或
はこれらの組み合わせを用いて加熱を行う予備加熱手
段、記録とは別の吐出を行なう予備吐出手段を挙げるこ
とができる。

【００７０】また、搭載される記録ヘッドの種類ないし
個数についても、例えば単色のインクに対応して１個の
みが設けられたものの他、記録色や濃度を異にする複数
のインクに対応して複数個数設けられるものであっても
よい。すなわち、例えば記録装置の記録モードとしては
黒色等の主流色のみの記録モードだけではなく、記録ヘ
ッドを一体的に構成するか複数個の組み合わせによるか
いずれでもよいが、異なる色の複色カラー、または混色
によるフルカラーの各記録モードの少なくとも一つを備
えた装置にも本発明は極めて有効である。

【００７１】さらに加えて、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
やそれ以下で固化するインクであって、室温で軟化もし
くは液化するものを用いてもよく、あるいはインクジェ
ット方式ではインク自体を３０℃以上７０℃以下の範囲
内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を用いてもよ
い。加えて、熱エネルギによる昇温を、インクの固形状
態から液体状態への状態変化のエネルギとして使用せし
めることで積極的に防止するため、またはインクの蒸発
を防止するため、放置状態で固化し加熱によって液化す
るインクを用いてもよい。いずれにしても熱エネルギの
記録信号に応じた付与によってインクが液化し、液状イ
ンクが吐出されるものや、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、熱エネルギの付与
によって初めて液化する性質のインクを使用する場合も
本発明は適用可能である。このような場合のインクは、
特開昭５４−５６８４７号公報あるいは特開昭６０−７
１２６０号公報に記載されるような、多孔質シート凹部
または貫通孔に液状又は固形物として保持された状態
で、電気熱変換体に対して対向するような形態としても
よい。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。

【００７２】さらに加えて、本発明インクジェット記録
装置の形態としては、コンピュータ等の情報処理機器の
画像出力端末として用いられるものの他、リーダ等と組
合せた複写装置、さらには送受信機能を有するファクシ
ミリ装置の形態を採るもの等であってもよい。

【００７３】

【発明の効果】本発明の一形態によれば、インクジェッ
トヘッドに接して液体を流す液体通路が設けられたイン
クジェットプリント装置において、前記液体を貯留する
ための液体貯留部と、前記液体貯留部に設けられ、当該
液体貯留部に貯留されている液体の温度を、前記インク
ジェットプリント装置を設置する環境温度とほぼ等しい
設定温度に制御するための温度制御手段と、前記液体を
送給するためのポンプと、前記温度制御手段によって前
記設定温度に制御された前記液体貯留部に貯留された液
体を、前記ポンプを用いて当該液体貯留部から前記イン
クジェットヘッドに接する前記液体通路へ給送した後に
当該ポンプを経て前記液体貯留部へ還流させる液体還流
経路と、を有することにより、第１連結路、液体通路、
第２連結路、およびこれらの接続部に不測の事態により
リークが発生しても、液体を漏らすことがなく、被プリ
ント媒体を汚染する恐れがない。

【００７４】本発明の好ましい形態によれば、前記液体
貯留部に貯留されている液体の温度を制御する温度制御
手段を備えたので、温度制御手段により所望の温度に温
度制御した液体をほぽそのままの温度でインクジェット
ヘッドの液体通路に給送することができ、インクジェッ
トヘッドを精度良く温度制御できる。

【００７５】また、本発明の好ましい形態のポンプを無
脈動のポンプとすることにより、インクジェットヘッド
に流量一定な状態で前記液体を供給できるので、冷却能
力を一定にすることができ、インクジェットヘッドを精
度良く温度制御できる。

【００７６】さらに、本発明のさらに好ましい形態によ
れば、前記温度制御手段により温度制御される前記液体
の設定温度は、前記インクジェットプリント装置を設置
する環境温度とほぼ等しいので、温度制御手段により所
望の温度に温度制御した液体をほぼそのままの温度でイ
ンクジェットヘッドに給送することができ、インクジェ
ットヘッドを精度良く温度制御できる。その結果、精度
の良いインクジエットヘッドの温度制御を行うことがで
き、このように高精度な温度で制御されたインクジェッ
トヘッドは、吐出量がほぼ一定となり、濃度のばらつき
のないプリント画像を提供でき、例えば、高品位な捺染
物およびこれを用いた衣類などの加工品を得ることがで
きる。

【００７７】また、本発明の他の形態によれば、インク
ジェットプリントヘッドによるプリント時に、キャリッ
ジの往復移動に伴うプリントヘッドの温度制御用流体の
循環経路の屈曲に起因する振動を低減し、もし発生して
もこのような振動は補助キャリッジにおいて吸収、除去
されて、プリントヘッド側が搭載された主キャリッジに
何等伝達されることがなく、常に安定したインクの吐出
ができる。

【００７８】また、本発明の好ましい実施の形態では、
マニホルドおよび／またはサブチューブが固定されたト
レイが主キャリッジと補助キャリッジの離間時に、プリ
ントヘッドを搭載する主キャリッジ側に追従して同時に
引き出されるために、主キャリッジと補助キャリッジ、
あるいはプリント装置全体の保守点検および／またはプ
リントヘッドの交換を容易に行うことができる。さら
に、本発明の他の好ましい実施の形態では、マニホルド
までのメインチューブは太さと剛性等の許容範囲を広げ
ることができるだけでなく、マニホルドとプリントヘッ
ドの間のサブチューブを必要最小限の長さとすることが
できるために、循環経路内の流路抵抗を軽減して循環効
率を向上することもできる。さらに、本発明のプリント
装置は、プリントヘッドの本数や管路の種類と本数、ま
た、流体の種類にも関係なく適用できるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態に係るインクジェットプ
リント装置の概略構成を示す側面図である。

【図２】図１に示すインクジェットプリント装置の斜視
図である。

【図３】上記装置で用いられるプリントヘッドの内部構
造を示す斜視図である。

【図４】上記装置の温度制御系を示すブロック線図であ
る。

【図５】本発明の他の実施の形態に係るインクジェット
プリント装置を示す側面概要図である。

【図６】図５のインクジェットプリント装置を示す斜視
図である。

【図７】図５のインクジェットプリント装置の第１の例
での主キャリッジと補助キャリッジの平面図である。

【図８】図７のインクジェットプリント装置の一部断面
した側面図である。

【図９】図５のインクジェットプリント装置の第２の例
での主キャリッジと補助キャリッジの平面図である。

【符号の説明】

１ 布地 １１ 巻出しローラ １２ 中間ローラ １３ 中間ローラ １４ 貼付ローラ １５ 送りローラ １６ 乾燥手段 １７ 中間ローラ １８ 中間ローラ １９ 巻取りローラ １００ プリンタ部 １１０ 搬送ローラ １２０ ベルト駆動ローラ １３０ 搬送ベルト １４０ プラテンローラ １０００ プリントヘッド １０１０ 主キャリッジ １０２０ 補助キャリッジ １０３０ ガイドレール １０３１ ボールベアリング １０５６ 供給マニホルド １０６６ 復路マニホルド １０８２ トレイ １０５３ クランプ部材 １０８４ ロック付スライドレール １０８５ ガイド部材 １０５７ 軸 １０５８ 孔 １０５１ 往路メインチューブ １０６８ 復路メインチューブ １０５２ （供給側）分岐管 １０６２ （排出側）分岐管 １０４０ 水管 １２００ 吸引回復機構 １３００ インク供給装置 ４０００ 冷却液循環装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平８−150711（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−156353（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−47692（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B41J 2/175 B41J 2/05

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 インクジェットヘッドに接して液体を流
   す液体通路が設けられたインクジェットプリント装置に
   おいて、 前記液体を貯留するための液体貯留部と、 前記液体貯留部に設けられ、当該液体貯留部に貯留され
   ている液体の温度を、前記インクジェットプリント装置
   を設置する環境温度とほぼ等しい設定温度に制御するた
   めの温度制御手段と、 前記液体を送給するためのポンプと、 前記温度制御手段によって前記設定温度に制御された前
   記液体貯留部に貯留された液体を、前記ポンプを用いて
   当該液体貯留部から前記インクジェットヘッドに接する
   前記液体通路へ給送した後に当該ポンプを経て前記液体
   貯留部へ還流させる液体還流経路と、 を有することを特徴とするインクジェットプリント装
   置。
2. 【請求項２】 前記設定温度と前記環境温度との差は５
   ℃以内であることを特徴とする請求項１に記載のインク
   ジェットプリント装置。
3. 【請求項３】 前記液体還流路は、前記液体貯留部と前
   記液体通路とを連結する第１連結路と、前記液体通路と
   前記ポンプとを連結する第２連結路と、前記ポンプと前
   記液体貯留部とを連結する第３連結路と、を含むことを
   特徴とする請求項１または２に記載のインクジェットプ
   リント装置。
4. 【請求項４】 前記ポンプは無脈動のポンプであること
   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
   ジェットプリント装置。
5. 【請求項５】 前記ポンプは渦流ポンプであることを特
   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
   ットプリント装置。