JPH07195707A - インクジェット記録装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 インクジェット記録装置本体を小型化して、
キャリッジモーターへの負荷を低減する。 【構成】 キャリッジ１の主走査方向に対して直角な記
録ヘッド２の両側に、カラーインクカートリッジ１０と
ブラックインクカートリッジ１１とが配置されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はインクジェット記録装置
に関し、より詳細には、インクタンクの配置に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、インクジェット記録ヘッドユニ
ットは、インク滴を吐出させる記録ヘッドと、インクを
貯蔵するインクタンクおよび記録ヘッドとインクタンク
とを接続するインク供給手段とにより構成されている。
このような構成においては、複数色の記録ヘッドユニッ
トを設けることにより、容易にカラー化が可能である。
また、同一色の複数の記録ヘッドユニットを設けること
により、記録画像の高密度化や高速化が可能となる。し
かしながら、多数の記録ヘッドユニットを設けると、イ
ンクジェット記録装置が大型化してしまうという問題点
がある。

【０００３】そこで、図６に示すようにインクタンクを
記録ヘッドと共にキャリッジ１上に配置し、インク供給
手段を短くすることが考えられる。図６において、キャ
リッジ１はリードスクリュー４，ガイド軸５上を不図示
のキャリッジモーターと連動したリードスクリュー４と
によって主走査方向に往復移動する。キャリッジ１上に
は、記録ヘッドおよびインクタンクが一体となった記録
ヘッドユニット１２が固定されている。この記録ヘッド
ユニット１２から吐出されるインク滴は記録ヘッド２に
対向する普通紙等の被記録媒体６上に着弾し画像を形成
する。被記録媒体６は排紙モーターと、連動する給紙ロ
ーラー７と排紙ローラー８および紙押さえ板９とによっ
て記録動作と連動して排紙されていく。

【０００４】図７は、図６に示すＺ方向より見たインク
ジェット記録装置の模式図であり、記録装置をＡ〜Ｄの
領域に分けて示すものである。図７において、Ａで示す
領域は記録ヘッドユニットの走査領域、Ｂで示す領域は
記録ヘッドのポンプやキャップ等からなる回復系が設け
られた領域であり、この領域の少なくとも一部はキャリ
ッジ１の加速または減速領域に対応した領域となる。Ｃ
で示す領域はインクジェット記録装置本体の紙送り系等
の機械部品および基板、モータ等の電気部品の実装に必
要な最低限の領域であり、その長さＬＣは被記録媒体の
幅である。また、Ｄで示す領域はＢと同様の領域であ
る。

【０００５】従来、インクタンクオンキャリッジ型の記
録ヘッドユニットとしては、特開昭５６−８２２６号公
報や、特開平３−１０１９７２号公報等が知られてい
る。しかしながら、特開昭５６−８２２６号公報では、
図８に示すように記録ヘッド１００とインクタンク１０
１が被記録媒体に対して直角方向に直列に配置されてい
るため吐出方向を下方にした場合、図７に示すＬＡの寸
法が大きくなってしまうという問題点があった。また、
キャリッジが滑らかに走査するためには、キャリッジ上
に記録ヘッドユニットが均一な重量バランスで配置され
ていることが好ましい。しかし、本従来例では重量バラ
ンスが良好でないという問題点があった。

【０００６】特開平３−１０１９７２号公報では、図９
に示すように記録ヘッド１００の一つの面に対しインク
タンク１０１がキャリッジの主走査方向に配置されてい
る。このような構成においては、キャリッジが加速また
は減速する領域（図７のＬＢまたはＬＤのいずれかの寸
法）よりもインクタンクが小さければ、インクジェット
記録装置の大型化を招来することはないが、カラーイン
クジェット記録装置のように、例えば、４色のインクタ
ンクが設けられている場合や、大容量のインクタンクを
有する場合には、図７に示すＬＢまたはＬＤのどちらか
の寸法が重量バランスを良好に保つという記録ヘッドユ
ニットの制約により大きくなってしまい、インクジェッ
ト記録装置が大型化してしまうという恐れがあった。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】このようにインクタン
クオンキャリッジ型のインクジェット記録装置におい
て、記録ヘッドユニットの制約により記録装置本体が大
型化してしまう問題点と、キャリッジ上の重量バランス
が悪いために、キャリッジの滑らかな動きを阻害した
り、キャリッジモーターに対する負荷が増大してしまう
問題点とがある。

【０００８】そこで、本発明の目的は、上述した従来の
問題点を解消し、装置本体が大型化することなく、キャ
リッジモーターへの負荷が低減されたインクジェット記
録装置を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、本発明のインクジェット記録装置は、記録ヘ
ッドを用い、該記録ヘッドより被記録媒体にインク滴を
吐出して記録を行うインクジェット記録装置において、
インクを貯蔵する少なくとも２つのインクタンクと、前
記記録ヘッドと前記少なくとも２つのインクタンクとを
搭載したキャリジとを有し、前記少なくとも２つのイン
クタンクが、前記キャリジの主走査方向に対して直角な
前記記録ヘッドの両側に配置されていることを特徴とす
る。

【００１０】

【作用】本発明によれば、インクタンクをキャリッジの
主走査方向に対して直角なヘッド面の両側に配置するこ
とにより、インクジェット記録装置の大型化を最小限に
抑えることができ、かつ、キャリッジ上における重量の
バランスも良好でキャリッジの移動に悪影響を与えるこ
とはない。また、装置の構成、取扱上の自由度も大きく
なる。

【００１１】

【実施例】以上、図面を参照しつつ本発明の実施例を詳
細に説明する。

【００１２】（実施例１）図１は、本発明の一実施例に
係るカラーインクジェット記録装置の斜視図である。図
６と同様の構成については、同一の符号を付しその説明
は省略する。

【００１３】本実施例においては、キャリッジ１上には
記録ヘッド２が着脱可能に固定され、またカートリッジ
ガイド３に沿って着脱自在のカラーインクカートリッジ
１０，ブラックインクカートリッジ１１が装着され、イ
ンクが記録ヘッド２に供給される。

【００１４】図２はキャリッジ２上に搭載された本発明
のインクジェット記録ヘッドユニットの詳細を示す斜視
図である。本実施例では、記録ヘッド２のキャリッジの
主走査方向に対して直角な一方の面にカラーインクカー
トリッジ１０と他方の面にブラックインクカートリッジ
１１とが設けられている。

【００１５】また、図３は記録ヘッド２の詳細を示す斜
視図である。

【００１６】２０１はインクジェット吐出にかかわるヒ
ーター等が形成されたシリコン基板、２０２は記録ヘッ
ド２の駆動回路が集積されたプリント基板である。２０
３はシリコン基板２０１とプリント基板２０２とが備え
られたアルミニウムプレートである。２０４，２０５，
２０６および２０７は、カラーインクカートリッジ１
０，ブラックインクカートリッジ１１からのインクをデ
ィストリビューター２０８を通じて記録ヘッド２の吐出
口に供給するためのパイプである。２Ｙ，２Ｍ，２Ｃお
よび２ＢＫは、それぞれ、イエロー、マゼンタ、シアン
およびブラックのインクを吐出するノズル群である。本
発明に係る記録ヘッド２は、それぞれの色のノズルを一
列に配置している。

【００１７】図４に上記のノズル群２Ｙ，２Ｍ，２Ｙお
よび２ＢＫの内部の詳細を示す斜視図である。

【００１８】シリコン等からなる基板２２１上に電気熱
エネルギー変換素子（吐出ヒーター）２２３を、電気配
線と共に半導体と同様の工程を経て等間隔に形成し、各
吐出ヒーター２２３の間に樹脂層を積層して隔壁２２８
を形成する。各隔壁２２８の上に板状の液路形成部材２
２７を接合し、その上に、ガラス等からなる天板２２５
を接合しノズル２２２，液路２２６および共通液室２２
４を形成する。

【００１９】以上のような構成においては、カラーイン
クカートリッジ１０およびブラックインクカートリッジ
１１のそれぞれがキャリッジが加速および減速する領域
よりも小さければ（図７においてＢＫカートリッジがＬ
Ｂよりも小さく、カラーカートリッジがＬＤよりも小さ
ければ）、インクジェット記録装置の大型化を招来する
ことはない。また、インクタンクの大きさが、キャリッ
ジが加速または減速する領域よりも大きい場合でも、図
７に示すＢおよびＤにおける２つの加速・減速領域を有
効に使っているので、本装置の大型化を最小限に抑える
ことができる。そしてキャリッジ上の記録ヘッドユニッ
トの形態は、インクタンクが記録ヘッドを挟み込むよう
な形態となるので、重量のバランスも良好でキャリッジ
の移動にも悪影響を与えることはない。さらに、本実施
例のようにブラックとカラーのインクタンクを別々に交
換可能とした構成では、２つのインクタンクを離して配
置することにより、インクタンクの位置決めやストッパ
などの機械機構の取りつけの自由度が大きくかつよりユ
ーザーの取り扱いやすい構成とすることが可能となる。

【００２０】（実施例２）図５は、Ｙ，Ｍ，Ｃ，ＢＫ一
体型のインクカートリッジの一実施例に係る斜視図であ
る。

【００２１】本実施例では、ノズルと反対側のアルミニ
ウムプレート２０３およびプリント基板２０２の一角が
切りかかれており、この部分で記録ヘッドの両面にある
カラーカートリッジおよびブラックカートリッジが接続
され、一体のインクカートリッジ１３となる。また、本
実施例では、Ｙ，Ｍ，Ｃ，ＢＫ一体型のインクカートリ
ッジとしたが、単色のインクカートリッジでも同様の構
成とすればヘッドの両面にインクカートリッジを配置す
ることができる。

【００２２】本実施例においては、上記実施例１と同様
に装置の大型化を最小限に抑えることができるととも
に、キャリッジ上の重量のバランスも良い。さらに、装
置の機械的構成を考慮に入れると図７におけるＬＢおよ
びＬＤの寸法がキャリッジが加速または減速する領域よ
りも広くなる場合でも、本実施例の構成であれば両面の
タンクの構成比を変えることにより、装置の小型化に対
しても最も効率の良いヘッド形態とすることが容易に可
能である。

【００２３】これについて、図１０を参照してより詳細
に説明する。

【００２４】図１０（Ａ）および（Ｂ）はそれぞれ図８
および図９に示した従来の記録ヘッドを用いたインクジ
ェット記録装置の各領域を示す図であり、図７と同様の
図である。これに対し図１０（Ｃ）は、本実施例の記録
ヘッドおよびインクカートリッジの配置構成を用いた場
合のインクジェット記録装置の各領域を示す図である。

【００２５】図１０（Ｃ）から明らかなように、本例に
よれば、ポンプ，キャップ，給、排紙モータ等の配設領
域である領域ＢおよびＤの図中水平方向の長さに合わせ
て、インクタンク１０１の幅（図中水平方向の長さ）を
変えることができる。例えば、領域Ｂに関してキャリッ
ジの加減速領域の最右端を（従ってタンク１０１の最右
端を）領域Ｂの最右端に合わせ、これによって増加また
は減少するインクタンクの容積は、ヘッド１００の左側
のタンク容積で調整することができる（この調整容積と
領域Ｄとの関係も考慮しなければならないが）。このよ
うに、本実施例によれば、領域ＢおよびＤの幅を有効に
利用し、これによって装置の小型化を実現することがで
きる。

【００２６】これに対し、図（Ａ）および（Ｂ）に示す
構成では、以上に示したようなインクタンク容積の調整
をすることはできないため、装置の小型化等には一定の
限界がある。

【００２７】（実施例３）上記の実施例においては、イ
ンクタンクは容易に着脱可能な形態であったが、記録ヘ
ッドとインクタンクが一体となった形態であってもよ
い。また、インクタンクに収納されるインクは、Ｙ，
Ｍ，Ｃ，ＢＫまたは単色のインクであったが、これに制
限されるものではなく、例えば、Ｒ（レッド），Ｇ（グ
リーン），Ｂ（ブルー）等のインクであってもよい。

【００２８】（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。

【００２９】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。

【００３０】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。

【００３１】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。

【００３２】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。

【００３３】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。

【００３４】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。

【００３５】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。

【００３６】

【発明の効果】本発明によれば、インクタンクをキャリ
ッジの主走査方向に対して直角なヘッド面の両側に配置
することにより、インクジェット記録装置の大型化を最
小限に抑えることができ、かつ、キャリッジ上における
重量のバランスも良好でキャリッジの移動に悪影響を与
えることはない。また、装置の構成、取扱上の自由度も
大きくなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係るカラーインクジェット
記録装置の斜視図である。

【図２】本発明のインクジェット記録ヘッドユニットの
詳細を示す斜視図である。

【図３】記録ヘッドの詳細を示す斜視図である。

【図４】ノズル群の内部の詳細を示す斜視図である。

【図５】インクカートリッジの一実施例に係る斜視図で
ある。

【図６】従来のインクジェット記録装置の斜視図であ
る。

【図７】図６のＺ方向から見た正面図である。

【図８】従来の記録ヘッドユニットの断面図である。

【図９】従来の他の記録ヘッドユニットの断面図であ
る。

【図１０】（Ａ），（Ｂ）および（Ｃ）は、本発明の装
置のコンパクト化を従来例と比較して示す模式図であ
る。

【符号の説明】

１ キャリッジ ２ 記録ヘッド ３ カートリッジ ４ リードスクリュー ５ ガイド軸 ６ 被記録媒体 ７ 給紙ローラー ８ 排紙ローラー ９ 紙押さえ板 １０ カラーインクカートリッジ １１ ブラックインクカートリッジ ２０１ シリコン基板 ２０２ プリント基板 ２０３ アルミニウムプレート ２０４，２０５，２０６，２０７ パイプ ２０８ ディストリビューター ２２１ 基板 ２２２ ノイズ ２２３ 吐出ヒーター ２２５ 天板 ２２６ 液路 ２２７ 液路形成部材 ２２８ 隔壁

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 記録ヘッドを用い、該記録ヘッドより被
   記録媒体にインク滴を吐出して記録を行うインクジェッ
   ト記録装置において、 インクを貯蔵する少なくとも２つのインクタンクと、 前記記録ヘッドと前記少なくとも２つのインクタンクと
   を搭載したキャリジとを有し、 前記少なくとも２つのインクタンクが、前記キャリジの
   主走査方向に対して直角な前記記録ヘッドの両側に配置
   されていることを特徴とするインクジェット記録装置。
2. 【請求項２】 前記インクジェット記録装置は、熱エネ
   ルギーを利用して記録液に気泡を生成させ、該気泡の生
   成に基づいて記録液滴を吐出す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。