JPH06262816A - 記録装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】記録ヘッド１を搭載するキャリッジ２を加速ま
たは減速する時における該キャリッジ２の回転変位によ
る記録品位の低下を防止する。 【構成】記録用紙１０に記録を行なう記録ヘッド１と、
記録ヘッド１を搭載して被記録材１０に沿って移動する
キャリッジ２と、記録ヘッド１およびキャリッジ２から
成る移動部を案内支持する案内支持手段３、４とを備
え、前記移動部１、２はその合成重心位置を貫く位置に
おいて前記案内支持手段３、４に支持されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は記録手段により被記録材
に記録を行う記録装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】プリンター、複写機、ファクシミリ等の
機能を有する記録装置、あるいはコンピューターやワー
ドプロセッサ等を含む複合機やワークステーションの出
力機器として用いられる記録装置は、画像情報に基づい
て用紙やプラスチック薄板（ＯＨＰなど）等の被記録材
（記録媒体）に画像（文字や記号なども含む）を記録し
ていくように構成されている。前記記録装置は、使用す
る記録手段の記録方式により、インクジェット式、ワイ
ヤドット式、感熱式、熱転写式、レーザービーム式等に
分けることができる。

【０００３】被記録材の搬送方向（副走査方向）と交叉
する方向に主走査する記録方式を採るシリアルタイプの
記録装置においては、被記録材を所定の記録位置にセッ
トした後、被記録材に沿って移動（主走査）するキャリ
ッジ上に搭載した記録手段（記録ヘッド）によって画像
（文字や記号等を含む）を記録し、１行分の記録を終了
した後に所定量の紙送り（副走査）を行ない、その後に
次の行の画像を記録（主走査）するという動作を繰り返
すことにより、被記録材の所望範囲に画像が記録され
る。一方、被記録材を搬送方向に送る副走査のみで記録
するラインタイプの記録装置においては、被記録材を所
定の記録位置にセットし、一括して１行分の記録を連続
的に行ないながら所定量の紙送り（ピッチ送り）を行な
い、被記録材の全体に画像が記録される。

【０００４】そのうち、インクジェット式（インクジェ
ット記録装置）は、記録手段（記録ヘッド）から被記録
材にインクを吐出して記録を行なうものであり、記録手
段のコンパクト化が容易であり、高精細な画像を高速で
記録することができ、普通紙に特別の処理を必要とせず
に記録することができ、ランニングコストが安く、ノン
インパクト方式であるため騒音が少なく、しかも、多色
のインクを使用してカラー画像を記録するのが容易であ
るなどの利点を有している。

【０００５】特に、熱エネルギーを利用してインクを吐
出するインクジェット式の記録手段（記録ヘッド）は、
エッチング、蒸着、スパッタリング等の半導体製造プロ
セスを経て、基板上に製膜された電気熱変換体、電極、
液路壁、天板などを形成することにより、高密度の液路
配置（吐出口配置）を有するものを容易に製造すること
ができ、一層のコンパクト化を図ることができる。ま
た、ＩＣ技術やマイクロ加工技術の長所を活用すること
により、記録手段の長尺化や面状化（２次元化）が容易
であり、記録手段のフルマルチ化および高密度実装化も
容易である。

【０００６】上記記録装置のうちでも、被記録材に沿っ
て記録ヘッドを往復移動させながら記録を行なうシリア
ルタイプの記録装置では、記録手段である記録ヘッドと
この記録ヘッドを搭載する部材であるキャリッジとで移
動部が構成されているが、この移動部の案内位置と移動
力の作用する位置が、移動部の中心と一致していなかっ
た。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】このため、上記従来の
記録装置では、移動方向以外に記録ヘッドが回転し記録
品位の劣化が起こるという不都合があった。また、案内
機構のガタを狭めて記録品位の向上を図ろうとすると移
動力の増大および機構の複雑化をもたらすという不都合
があった。

【０００８】本発明はこのような技術的課題に鑑みてな
されたものであり、本発明の目的は、加速時または減速
時における移動部の回転を回避して記録品位の高い記録
装置を提供することである。

【０００９】

【課題解決のための手段】請求項１の発明は、記録手段
により被記録材に記録を行なう記録装置において、前記
記録手段を搭載する搭載手段と、前記記録手段および搭
載手段とからなる移動部を案内支持する案内支持手段と
を備え、前記移動部はその合成重心位置を貫く位置にお
いて前記案内支持手段に取り付けられている構成とする
ことにより、上記目的を達成するものである。また、請
求項２の発明は、上記構成に加えて、前記案内支持手段
が前記移動部を案内する案内部材と移動部の移動力を伝
達する伝達部材とから成る構成とすることにより、一層
効率よく上記目的を達成するものである。

【００１０】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。図１は本発明を適用した記録装置の一実施例の概
略構成を示す模式的斜視図である。なお、本実施例は記
録装置がインクジェット記録装置である場合を示す。図
１において、記録手段（記録ヘッド）１はキャリッジ２
に搭載されており、該キャリッジ２は装置本体に設置さ
れた２本のガイドレール３、４に沿って主走査方向に往
復移動可能に案内支持されている。装置本体の一端部に
はキャリッジ２を移動させるためのキャリッジモータ５
が装着されており、他端部にはアイドラプーリ６が配設
されている。そして、キャリッジモータ５のモータプー
リ７と前記アイドラプーリ６との間には前記ガイドレー
ル３、４と平行なタイミングベルト８が張設されてお
り、該タイミングベルト８の一部はキャリッジ２に連結
されている。また、前記タイミングベルト８は、アイド
ラプーリ６の部分に設けられたテンションバネ９によっ
て所定の張力を付与されている。

【００１１】こうして、キャリッジモータ５の正転およ
び逆転によってキャリッジ２を往復移動させるととも
に、該キャリッジモータ５の回転量によってキャリッジ
２の位置（記録ヘッド１の位置）を制御するように構成
されている。そして、キャリッジ２の移動中に記録ヘッ
ド１の吐出口から被記録材１０に向けてインクを吐出す
ることにより、記録が行なわれる。なお、本実施例の記
録手段（記録ヘッド）１は、吐出インクを供給するため
のインクタンクを一体化した交換可能なインクカートリ
ッジ（またはヘッドカートリッジ）で構成されている。

【００１２】前記記録ヘッド１は、熱エネルギーを利用
してインクを吐出するインクジェット記録手段であっ
て、熱エネルギーを発生するための電気熱変換体を備え
たものである。また、前記記録ヘッド１は、前記電気熱
変換体によって印加される熱エネルギーにより生じる膜
沸騰による気泡の成長、収縮によって生じる圧力変化を
利用して、吐出口よりインクを吐出させ、記録を行なう
ものである。

【００１３】図２は、前記記録手段（記録ヘッド）１の
インク吐出部の構造を模式的に示す部分斜視図である。
図２において、被記録材１０と所定の隙間（例えば、約
０．５〜２．０ミリ程度）をおいて対面する吐出口面５
１には、所定のピッチで複数の吐出口５２が形成され、
共通液室５３と各吐出口５２とを連通する各液路５４の
壁面に沿ってインク吐出用のエネルギーを発生するため
の電気熱変換体（発熱抵抗体など）５５が配設されてい
る。本例においては、記録ヘッド１は、前記吐出口５２
がキャリッジ２の走査方向と交叉する方向に並ぶような
位置関係で、該キャリッジ２に搭載されている。こうし
て、画像信号または吐出信号に基づいて対応する電気熱
変換体５５を駆動（通電）して、液路５４内のインクを
膜沸騰させ、その時に発生する圧力によって吐出口５２
からインクを吐出させる記録ヘッド１が構成されてい
る。

【００１４】図１において、記録ヘッド１の吐出口面５
１と対向する位置には、被記録材１０の幅を略カバーす
る長さのプラテン１１が前記ガイドレール３、４と平行
に設けられている。このプラテン１１は、記録位置にお
いて被記録材１０を正しい記録位置に保持し、被記録材
１０の変形を防止したり、被記録材１０と吐出口面５１
との間隙を適正に維持するなどの機能を有している。前
記プラテン１１の記録位置より通紙上流側の位置には、
前記ガイドレール３、４と平行に搬送ローラ１２が配設
されている。

【００１５】前記搬送ローラ１２には、不図示のピンチ
ローラホルダーに回転自在に軸支されたピンチローラ１
３が圧接され、自動給紙装置１４から送り出された被記
録材１０を該搬送ローラ１２と該ピンチローラ１３によ
って記録位置（吐出口面５１と対向する位置）へ搬送す
るように構成されている。前記ピンチローラ１３は搬送
ローラ１２に圧接されて従動回転するものであり、該ピ
ンチローラ１３の圧接力は、板バネ等によりピンチロー
ラホルダーを介して付与される。

【００１６】前記プラテン１１の記録位置より通紙下流
側の位置には、記録位置を通過した被記録材１０を排出
するための排紙ローラ１５および拍車（不図示）が設け
られており、ここでも、該排紙ローラ１５と該拍車との
間の摩擦搬送力により、被記録材１０を送り出す（搬送
する）ように構成されている。前記拍車は、排紙ローラ
１５に圧接されて従動回転するものであり、この拍車の
圧接力は板バネ等により拍車ホルダー等（不図示）を介
して付与される。なお、前記ピンチローラ１３および前
記拍車は、紙詰まり等に際して被記録材１０を取り出す
場合には、レバー操作等により離隔（開放）させること
ができる。

【００１７】前記排紙ローラ１５は、被記録材１０を記
録ヘッド１の前で搬送する時に、該被記録材１０の弛み
を除去し、記録位置の誤差発生や被記録材１０の記録ヘ
ッド１への接触を防止する機能を有している。そのた
め、該排紙ローラ１５は、通常、その周速を搬送ローラ
１２の周速より若干速く設定され、該搬送ローラ１２と
同期駆動される。

【００１８】図１において、キャリジ２の移動範囲内で
あって前記プラテン１１の右側の記録領域外の位置に
は、回復装置１６が配設されている。この回復装置１６
には記録ヘッド１の吐出口面５１を密閉するためのキャ
ップ１７が設けられている。前記回復装置１６は、吐出
口面５１を密閉した状態で吸引ポンプ等によって前記キ
ャップ１７内に負圧を発生させ、記録ヘッド１の吐出口
内の増粘インク、気泡、ゴミ等をインクと共に吸い出す
ことにより、記録ヘッド１のインク吐出性能を回復させ
るためのものである。前記キャップ１７は、吐出口面５
１に対して密着および離反する方向に移動可能であり、
前述した回復動作の他に、非記録時に密着させて吐出口
５２内のインク乾燥やゴミ侵入を防止するためにも使用
される。なお、前記自動給紙装置１４、前記搬送ローラ
１２、前記排紙ローラ１５および前記回復装置１６など
の駆動は、例えば、搬送モータ（紙送りモータ）１８を
駆動源とし、ギア列およびクラッチ等から成る伝動機構
（不図示）を介して行なうこともできる。

【００１９】そこで、前記キャップ１７の記録領域側の
位置、すなわち該キャップ１７と前記プラテン１１との
間の位置には、記録ヘッド１の吐出口面５１に付着した
インクや紙粉等の異物を除去（拭き取り清掃）するため
のクリーニング機構２０が配設されている。

【００２０】図３は本発明を適用した記録装置における
移動部の案内支持手段の第１実施例を示す横断面図であ
り、図４は図３の案内支持手段の平面図である。図３お
よび図４において、記録装置１はキャリッジ２に搭載さ
れ記録時に所定方向に適宜移動されるようになってい
る。キャリッジ２は２つの平行な案内部材３および４に
支持されている。すなわち、２つの案内部材３および４
は、直線案内機構を構成している。記録ヘッド１とキャ
リッジ２とからなる移動部は、記録ヘッド１およびキャ
リッジ２の合成重心位置を貫く位置に配設された移動力
伝達部材２５に取り付けられている。このように、移動
部の案内位置および移動力が作用する位置が、移動部の
重心位置と一致しているので、移動部とりわけ記録ヘッ
ドが移動方向以外に回転するこもなく、記録品位は向上
する。

【００２１】図５は本発明を適用した記録装置における
移動部の案内支持手段の第２実施例を示す横断面図であ
り、図６は図５の案内支持手段の平面図である。この第
２実施例の構成は前述の第１実施例の構成と基本的に同
じであるが、案内部材と移動力伝達部材を兼ねたねじ部
材２３を備えている点で相違している。このように、第
２実施例においても、移動部の案内位置および移動力が
作用する位置が、移動部の重心位置と一致しているの
で、移動部とりわけ記録ヘッドが移動方向以外に回転す
るこもなく、記録品位は向上する。

【００２２】なお、本発明は、記録装置がインクジェッ
ト記録装置の場合、例えば、ピエゾ素子等の電気機械変
換体等を用いる記録手段（記録ヘッド）を使用するもの
に適用できるが、中でも、熱エネルギーを利用してイン
クを吐出する方式のインクジェット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。

【００２３】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
行なうのが好ましい。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、記録手段（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に対応し液
体（インク）内の気泡を形成出来るので有効である。

【００２４】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なわれるので、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４
４６３３５９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。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４３１３１
２４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。

【００２５】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４
４５９６００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させる構成を
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。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なうことができるようにな
るからである。

【００２６】また、シリアルタイプのインクジェット記
録装置であれば、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。

【００２７】また、本発明に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または予備的な補
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、前述のようなキャッピング
手段、クリーニング手段、吸引回復手段の他に、加圧式
の回復手段、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。

【００２８】また、使用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。

【００２９】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、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であればよい。加えて、
積極的に熱エネルギー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ーとして使用せしめ
ることで防止するか、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、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、熱エネルギー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。

【００３０】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６０−７１２６０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
に液状また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。

【００３１】さらに加えて、本発明によるインクジェッ
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
等と組み合わせた複写装置、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。

【００３２】

【発明の効果】以上の説明から明らかなごとく、請求項
１の発明によれば、記録手段により被記録材に記録を行
なう記録装置において、前記記録手段を搭載する搭載手
段と、前記記録手段および搭載手段とからなる移動部を
案内支持する案内支持手段とを備え、前記移動部はその
合成重心位置を貫く位置において前記案内支持手段に取
り付けられている構成としたので、加速時または減速時
における移動部の回転を回避して記録品位を向上させ得
る記録装置が提供される。請求項２の発明によれば、上
記構成に加えて、前記案内支持手段が前記移動部を案内
する案内部材と移動部の移動力を伝達する伝達部材とか
ら成る構成としたので、一層効率よく、加速時または減
速時における移動部の回転を回避して記録品位を向上さ
せ得る記録装置が提供される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用した記録装置の一実施例の概略構
成を示す模式的斜視図である。

【図２】図１中の記録手段のインク吐出部の構造を模式
的に示す部分斜視図である。

【図３】本発明を適用した記録装置における移動部およ
び案内支持手段の第１実施例を示す横断面図である。

【図４】図３の移動部および案内支持手段の平面図であ
る。

【図５】本発明を適用した記録装置における移動部およ
び案内支持手段の第２実施例を示す横断面図である。

【図６】図５の移動部および案内支持手段の平面図であ
る。

【符号の説明】

１ 記録手段（記録ヘッド） ２ キャリッジ ３ 案内部材（ガイドレール） ４ 案内部材（ガイドレール） ５ キャリッジモータ ８ タイミングベルト １０ 被記録材 １１ プラテン １２ 搬送ローラ １４ 自動給紙装置 １５ 排紙ローラ １６ 回復装置 １７ キャップ １８ 搬送モータ ２０ クリーニング機構

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 記録手段により被記録材に記録を行な
   う記録装置において、前記記録手段を搭載する搭載手段
   と、前記記録手段および搭載手段とからなる移動部を案
   内支持する案内支持手段とを備え、前記移動部はその合
   成重心位置を貫く位置において前記案内支持手段に取り
   付けられていることを特徴とする記録装置。
2. 【請求項２】 前記案内支持手段は、前記移動部を案
   内する案内部材と移動部の移動力を伝達する伝達部材と
   から成ることを特徴とする請求項１の記録装置。
3. 【請求項３】 前記記録手段が、インクを吐出するた
   めに利用される熱エネルギーを発生する電気熱変換体を
   備えているインクジェット記録手段であることを特徴と
   する請求項１の記録装置。
4. 【請求項４】 前記記録手段が、前記電気熱変換体が
   発生する熱エネルギーによりインクに生じる膜沸騰を利
   用して、吐出口よりインクを吐出させることを特徴とす
   る請求項３の記録装置。