JPH03234623A - インクジェット記録装置 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、複写機、ファクシミリ、コンピュータ、ワー
ドプロセッサあるいはこれらの複合機器等としてのイン
クジェット記録装置に関する。

［従来の技術］ インクを記録ヘッドから吐出させて、文字や画像等の情
報記録を行なうインクジェット記録装置が広く知られて
いる。

この種の装置では、被記録材としては主に斤通紙やプラ
スチックシートなどが使用可能であり、特に他の記録方
式に比へて動作騒音が小さく、基本的な機械的構造が簡
単かつ廉価で済む利点かあり、コンピュータ、ワードプ
ロセッサなとの記録出力装置として各方面で採用されて
きた。

しかし、この種の装置ではインクを記録ヘッドの吐出口
から直接吐出させて記録を行なう構成をとるものか多く
、このような構成をとるものにあっては、インクをつね
に吐出可能な状態に保つために各種の構成を付加する場
合かあった。

加えて：複数の吐出口か形成された記録ヘッドを搭載し
て記録を行なうインクジェット装置では吐出口により使
用頻度に差があり、このため特定の吐出口における吐出
インターバルが非常に長くなる場合があったにのように
、吐出回数が小ない、ないしは吐出間隔が長い吐出口近
傍に存在するインクは、湿度や温度などの周囲環境の条
件によって、乾燥による粘度上昇か生しる場合かあり、
吐出口からのインク吐出か不安定になったり、また吐出
不能になりたりすることかあった。

そこで、従来、インクシェツト記録装置では、所定のイ
ンターバルで記録に寄与しないインク吐出、いわゆる空
吐出か行なわれていた。

また、記録ヘットの吐出口面をキャップ手段によって覆
った状態で、加圧あるいは吸引力を加えて吐出［１から
インクを排出させる回復動作等も行なわれていた。

［発明か解決しようとする課題］ ト述した従来のインクシェツト記録装置では、通常、被
記録材と記録ヘッドのオリフィス面との距離は０．５＋
ｎｌ１１−１．０ｍ＋ｎ程度であり、キャッピングを行
なうには記録ヘッドまたは被記録材搬送手段を移動させ
て、キャッピング手段と当接させねばならず、装置が複
雑になり、かつ大型化するとともに、記録ヘッドの位置
精度を確保するためにコストがかさむという不具合があ
った。

また、記録の終了とともに記録ヘッドまたは被記録材搬
送手段を移動させキャッピングを行ない、再度の記録の
開始とともに再度記録ヘッドまたは被記録材搬送手段を
移動させ記録可能状態にせしめる必要があるので、記録
開始から記録終了までの時間、いわゆるファーストプリ
ントタイムが大きくなる、つまりは記録速度が遅くなる
という不具合があった。

本発明は、このような事情に鑑みなされたものであり、
その目的は、コンパクトかつ低コストで、しかも記録速
度が早いインクジェット記録装置を提供することにある
。

〔課題を解決するための手段〕

本発明者等は、前述の目的を達成するために検討を重ね
た結果、被記録材の搬送手段を利用してキャッピング手
段を構成できるとの知見を得た。

本発明は、この知見に基づいてなされたものであって、 記録ヘッドと対向して配置された被記録材搬送手段によ
り前記記録ヘッドに沿って移動する被記録材に、前記記
録ヘッドよりインクを吐出させて記録を行なうインクジ
ェット記録装置において、該インクジェット記録装置は
、前記記録ヘッドの側面を囲むように装着された筒状部
材を備えており、 該筒状部材と前記被記録材搬送手段とを相対移動させて
当接させる駆動手段とを備えたことを特徴とする。

前記記録ヘッドは、前記被記録材の記録幅の全幅にわた
って、複数のインク吐出口を備えているフルラインタイ
プの記録ヘッドであることが可能である。

前記被記録材搬送部材はベルト状部材であり、該ベルト
状部材と前記筒状部材と前記記録ヘッドとによって閉空
間が構成されるものとすることができる。

また、前記被記録材搬送部材はドラム状部材であり、該
ドラム状部材と前言己筒状部材と前記記録ヘッドとによ
って閉空間が構成されるものとすることもできる。

さらに、前記記録ヘッドは、熱エネルギーを利用して吐
出口からインクを吐出させるもので、熱エネルギーを発
生させる手段として電気熱変換体を仔しているものが好
ましい。

［作用］ 筒状部材と被記録材搬送手段とを相対的に移動させ当接
すると、これら筒状部材と被記録材搬送手段により略閉
空間が形成される。記録ヘットは、そのノズルが、この
略閉空間によりキャッピングされるので、インク中の水
分の蒸発か防止される。すなわち、筒状部材と被記録材
搬送手段によりキャッピング手段か構成される。

また、筒状部材を被記録材搬送手段から退避させるたけ
で、記録ヘッドまたは被記録材搬送手段を移動させるこ
となく記録を行なうことかできるので、そのためのふく
ざいな装置が不要となり、小型化か可能となる。

［実施例］ 次に、本発明の実施例について図面を参照して説明する
。

第１図は本発明の一実施例を示す。

ここで、ｌａ、ｌｂ、ｌｃ、ｌｄは４本のフルラインタ
イプの記録ヘッドで、図示しないがそれぞれ下面に１６
ドツト／ｍｍの間隔で３４５６個のノズルが設けてあり
、ヘッドドライバー２０の制御により、それぞれ２１６
ｍｍ幅の記録を順次ラインごとに行なう。また各記録ヘ
ッドｌａ、ｌｂ。

ｌｃ、ｌｄはそれぞれブラック、シアン、マゼンタ、イ
エローの４色のインクに対応し、ノズルの被記録材搬送
方向（矢印×方向）の間隔が一定になるように２本のホ
ルダー２にて固定保持されている。各記録ヘッドｌａ、
ｌｂ、ｌｃ、ｌｄは、熱エネルギーを利用して図示しな
い吐出口からインクを吐出させるもので、それぞれ熱エ
ネルギーを発生させる手段として図示しない電気熱変換
体を存している。

３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄは非記録時に、各記録ヘッドｌ
ａ、ｌｂ、ｌｃ、ｌｄの図示しないノズルからのインク
中の水分の蒸発を防止するための筒状部材であるキャッ
プであり、各ホルダー２にそれぞれ内蔵された駆動手段
であるキャップ移動手段２５により、後述するベルト６
の面に対して垂直方向すなわち−Ｆ下方向へ同時に移動
可能となっている。

４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄは各記録ヘッドｌａ。

ｌｂ、ｌｃ、ｌｄに対応したインクタンクで、インクは
４本のインク供給チューブ５ａ、５ｂ。

５ｃ、５ｄを経て各記録ヘッドｌａ、ｌｂ。

１ｃ、１ｄにそれぞれ導かれる。インクの供給は、各記
録ヘッドｌａ、ｌｂ、ｌｃ、ｌｄの図示しないノズルの
毛細管現象を利用しており、各インクタンク４ａ、４ｂ
、４ｃ、４ｄの水頭は、それぞれノズル面より一定距離
低く設定されている。６は被記録材２７を搬送するため
の被記録材搬送手段であるシームレスのベルトで、表面
に５０μｒａｉｄ度の厚さの高低抗層（ＩＱ１４Ωｃｍ
程度）を有し、内面は該ベルト６を引き回すための複数
のアイドルローラー９ａ、９ｂによりアースされており
、一方の帯電器１２ａにより表面が１５００Ｖ程度に帯
電させられている。被記録材２７は他方の帯電器１２ｂ
によりマイナス電荷を注入されベルト６表面に静電吸着
することにより搬送される。

各帯電器１２ａ、１２ｂは帯電器ドライバー２２により
それぞれ駆動される。ベルト６は、ベルト駆動ローラー
７に接続されたモータードライバー２１に駆動されるベ
ルトモーター８ｂにより、被記録材２７を矢印Ｘ方向へ
移動させる方向に回転させられる。１０はベルト６に一
定のテンションを付与するテンションローラーである。

ｌｌａおよびｆｌｂは被記録材２７をベルト６側の帯電
器１２ｂの前後でそれぞれベルト６に圧接し、吸着を強
めるピンチローラ−で、ベルト６で給紙された被記録材
２７を受は止めガイド１３内でループさせ、被記録材２
７先端の矢印Ｘ方向との直交性を向上させるレジストロ
ーラー相当部（以下、「レジスト部」という。）として
の機能をも持っている。被記録材２７は、カセット２６
より、モータードライバー２３に駆動される給紙モータ
ー８ａに接続された給紙ローラー１６により１枚ずつ送
り出され、搬送ローラー１４およびピンチローラ−１５
に狭まれて、断連のレジストへ導かれる。１７はクリー
ニングユニットで、ベルト６Ｆの紙粉および空吐出され
たインク等を除去する。１８は記録済みの被記録材２７
を積載する排紙トレイである。制御回路１９は、ヘッド
ドライバー２０、モータードライバー２１．２３、帯電
器ドライバー２２およびキャッピング移動手段を制御す
る制御手段である。

第２図は各記録ヘッドｌａ、ｉｂ、ｌｃ、ｌｄと各キャ
ップ３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄの部分の拡大図であって（
Ａ）は記録動作中の状態を示し、各キャ”／ブ３ａ、３
ｂ、３ｃ、３ｄヘルド６からそれぞれ退避した状態であ
り、（Ｂ）は非記録時（キャッピング時）の状態を示す
。各キャップ３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄがベルトにそれぞ
れ当接し、図示しないノズル口からのインク中の水分の
蒸発は各キャップ３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄとベルト６と
各記録ヘッドｌａ、ｌｂ、ｌｃ、ｌｄとによりそれぞれ
形成された略閉空間により防止される。

次に、第１図および第２図に示すインクジェット記録装
置の動作について述べる。

第３図は木実流側の記録動作を示すフローチャートであ
る。

第２図（Ｂ）の状態から電源がオンされると（ステップ
３１）、まず各キャップ３ａ、３ｂ。

３ｃ、３ｄがホルダー２に内蔵されたキャップ移動手段
２５により１ｍｍ程度持ち、ヒげられる（ステップ３２
）。

次に空吐出イに号がある場合は、全ノズルより所定の回
数空吐出が行なわれる（ステップ３３）。

空吐出は通常、電源投入時および連続給紙の紙間で行な
うが、記録むら等が発生した場合にはユーザーがボタン
操作にて信号の人力を行なえるよう構成されている。空
吐出を行なうときにはベルト６が移動しベルト６上に吐
出が行なわれる。ヘルド６上へ空吐出されたインクはク
リーニングユニット１７で拭き取られる。

次に給紙モーター８ａがオンしくステップ３４）、カセ
ット２６の中の被記録材２７が１枚、給紙ローラー１６
にてピックされ、ガイド１３に導かれ、搬送ローラー１
４およびピンチローラ−１５に狭まれる。被記録材２７
先端はレジスト部直前の図示しないフォトセンサーによ
り、その通過を検知され、先端かレジスト都連したレジ
スト終了後、所定の時間後に給紙モーター８ａがオフす
る（ステップ３５）。このとき余分に送られた被記録材
２７は、山形のガイド１３の空間内でループを作り、被
記録材２７の腰により先端がレジスト部にならい、搬送
方向との直交性が確保される。

次に、ベルトモーター８ｂおよび各帯電器１２ａ、１２
ｂがオンしくステップ３６）、被記録材２７はピンチロ
ーラ−１１ａによりベルト６に圧接されながら、各帯電
器１２ａ、１２ｂの間に導かれる。ベルト６は一方の帯
電器１２ａにより表面が１５００Ｖ程度に帯電されてお
り、被記録材２７には他方の帯電器１２ｂによりマイナ
ス電荷が注入され、ベルト６表面のプラス電荷との静電
気力により、被記録材２７はベルト６に吸着される。ま
た、各帯電器１２ａ、１２ｂ通通後のピンチローラ−１
１ａの圧接により吸着はより確実になる。ベルトモータ
ー８ｂの起動と同期して、被記録材２７の送りはカウン
トされ、被記録材２７先端がそれぞれの記録ヘッドｌａ
、ｌｂ、ｌｃ。

１ｄに達した時点で、各色の記録が行なわれる（ステッ
プ３７）、。

記録の終了した被記録材２７は、ベルトモーター８ｂの
部位にてベルト６から曲率分離され、排紙トレイ１８に
排出される。排紙が終了した後ベルトモーター８ｂはオ
フし、各帯電器１２ａ。

１２ｂもオフする（ステップ３８）。

ここで、次の記録が行なわれない場合は、各キャ”／プ
３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄが下がり（ステップ３９）、各
キャ”／ブ３ａ、３ｂ、３ｃ。

３ｄとベルト６とで閉じた小空間が形成され、電源がオ
フされる（ステップ４０）。

また、次のページの記録が行なわれる場合は、空吐出信
号の有無を検出し、信号有りの場合は紙間でヘルド６上
への空吐出をしたのちに、また、信号無しの場合にはす
ぐに、給紙モーター８ａがオンし、１枚目同様の記録シ
ーケンスが繰り返される。ヘルド６トへ空吐出されたイ
ンクはクリーニンクユニット１７で拭き取られる。この
場合１枚ごとに空吐出か行なわれるわけで、１回の空吐
出は数パルス行なえばよく充分紙間のスペースで行なう
ことか可能であり、連続給紙におけるスルーフット、す
なわち記録速度を損なわない。

本実施例においては、被記録材の搬送手段としてベルト
による静電吸着を用いたが、これはベルトによるエアー
吸着、ドラムを用いた方式など、他の方式を用いる場合
にも同様の効果か得られる。

また、空吐出を毎回行なったか、空吐出を行なう必要か
あるのは１〜２分記録が行なわれなかった場合であり、
装置の記録スピードに応じて数枚〜数十枚おきに行なっ
てもよい。

キャップは、記録ヘッドことに設けたが、全記録ヘッド
で構成されるヘッドユニットに対し設けても同様の効果
が得られる。

さらに、本発明は、フルラインタイプの記録ヘッドのみ
ならず、シリアルタイプの記録ヘットでも応用可能であ
る。

本発明は、特にインクシェツト記録方式の中でもバブル
ジェット方式の記録ヘッド、記録装置に於いて、優れた
効果をもたらすものである。

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４７４０７９６号明細
書に開示されている基本的な原理を用いて行なうものか
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）か保持されている
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ト
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
信号に一対一対応し液体（インク）内の気泡を形成出来
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
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か行なわれるので、特に応
答性に優ねた液体（インク）の吐出か達成てき、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遺している。尚、上記
熱作用面の温度上昇率に関する発明の米国特許第４３１
３１２４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なうことができる。

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（直線状液流路又は直角液流路）の他に熱作用部か
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
号明細書に記載のものでもよい。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年第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
に対応せる構成を開示する特開昭５９年第１３８４６１
号公報に基づいた構成としても本発明は有効である。

更に、記録装置が記録できる最大記録媒体の幅に対応し
た長さを有するフルラインタイプの記録ヘッドとしては
、」二連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。

加えて、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。

又、本発明の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、記録ヘットに対
しての、キャビング手段、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による予備加熱手段、記録とは別の
吐出を行なう予備吐出モードを行なうことも安定した記
録を行なうために有効である。

更に、記録装置の記録モードとしては黒色等の主流色の
みの記録モートたけてはなく、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ってでもよいか、異な
る色の複色カラー又は、混色によるフルカラーの少なく
とも一つを備えた装置にも本発明は極めて有効である。

［発明の効果コ 以上説明したように、本発明は、筒状部材と被記録材搬
送手段を用いてキャッピング手段を構成するので、装置
がコンパクトになり、コストが下がり、また、記録の開
始とともに再度記録ヘッド自体を移動させ記録可能状態
にせしめる必要が無いので、記録開始から記録終了まで
の時間、いわゆるファーストプリントタイムが小さくな
る、つまりは記録速度を早くすることができる効果があ
るインクシェツト記録装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のインクジェット記録装置を
示す要部斜視図、第２図は記録ヘッドとキャップの部分
の拡大図であって、（Ａ）は記録動作中の状態を示す部
分断面図、（Ｂ）は非記録時（キャッピング時）の状態
を示す部分断面図、第３図は本実施例の記録動作を示す
フローチャートである。 ｌａ、ｌｂ、ｌｃ、１ｄ−−−記録ヘッド、２−−−−
−−ホルダー ３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ−−−キャップ、４ａ、４ｂ、
４ｃ、４ｄ−−−インクタンク、５ａ、５ｂ、５ｃ、５
ｄ−−−インク供給チューブ６・・・・・・ベルト、 ７・・・・・・ベルト駆動ローラー ８　ａ　−−−給紙モーター ８　ｂ−・・ベルトモーター ９ａ、９ｂ−−−アイドルローラー １０・・・テンションローラー １１ａ、ｌｌｂ”−ピンチローラ− １２ａ、１２ｂ−−−帯電器、 １３・・・・・・ガイド、 １４・・・・・・搬送ローラー １５−・・・・・ピンチローラ− １６−・・・・・給紙ローラー １７−−−−−・クリーニングユニット、１８・・・・
・・排紙トレイ、 １９−−−−−−制御回路、 ２０・・・・・・ヘッドドライバー ２１−−−−−−モータードライバー ２２−−−−−帯電器ドライバー ２３−−−−−モータードライバー ２５−−−−−−キャップ移動手段、 ２６−−−−−カセット、 ２７−−−−−−記録紙。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）記録ヘッドと対向して配置された被記録材搬送手
   段により前記記録ヘッドに沿って移動する被記録材に、
   前記記録ヘッドよりインクを吐出させて記録を行なうイ
   ンクジェット記録装置において、 該インクジェット記録装置は、前記記録ヘッドの側面を
   囲むように装着された筒状部材を備えており、 該筒状部材と前記被記録材搬送手段とを相対移動させて
   当接させる駆動手段とを備えたことを特徴とするインク
   ジェット記録装置。
2. （２）前記記録ヘッドは、前記被記録材の記録幅の全幅
   にわたって、複数のインク吐出口を備えているフルライ
   ンタイプの記録ヘッド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記録装置。
3. （３）前記被記録材搬送部材はベルト状部材であり、該
   ベルト状部材と前記筒状部材と前記記録ヘッドとによっ
   て閉空間が構成されることを特徴とする請求項１また２
   に記載のインクジェット記録装置。
4. （４）前記被記録材搬送部材はドラム状部材であり、該
   ドラム状部材と前記筒状部材と前記記録ヘッドとによっ
   て閉空間が構成されることを特徴とする請求項１また２
   に記載のインクジェット記録装置。
5. （５）前記記録ヘッドは、熱エネルギーを利用して吐出
   口からインクを吐出させるもので、熱エネルギーを発生
   させる手段として電気熱変換体を有していることを特徴
   とする請求項１、２、３または４に記載のインクジェッ
   ト記録装置。