JPH0747689A

JPH0747689A - 記録装置

Info

Publication number: JPH0747689A
Application number: JP19226793A
Authority: JP
Inventors: Sankou Yamaguchi; 産興山口
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1993-08-03
Filing date: 1993-08-03
Publication date: 1995-02-21

Abstract

(57)【要約】【構成】被記録材に記録を行うための記録手段を搭載
し摺動軸上を記録方向に移動可能なキャリッジと、該記
録手段にインクを供給するための複数、特にカラー記録
を行うための４本のインク供給チューブを備えた記録装
置、特に膜沸騰によりインクを吐出させる電気熱変換体
を備えたインクジェット記録装置において、インク供給
チューブが被記録材の記録面に対して平行方向に列設さ
れており、摺動軸を通り記録面に対し垂直な面内で折り
返されてキャリッジに接続されている。【効果】被記録材搬送方向におけるレジストレーショ
ンのずれを最小限に抑えることができるので、高品位の
画像を得ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、曲げられた複数本のイ
ンク供給チューブが取り付けられたキャリッジを移動さ
せて記録を行う記録装置に関し、特に、被記録材搬送方
向におけるレジストレーションのずれを最小限に抑える
ことができる記録装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】インクジェット記録装置は記録ヘッドの
オリフィス（インク吐出口）から画像信号に応じて被記
録材に直接インクを吐出することによって記録を行うも
のである。このインクジェット記録装置でカラー記録を
行うためには、それぞれ色の異なるインク（イエロー、
マゼンタ、シアン、ブラック）を吐出する４個の記録ヘ
ッドを設け、各記録ヘッドから吐出する異なる色インク
を重ね合わせて記録を行う。

【０００３】上記従来のインクジェット記録装置のうち
でも、シリアル型のカラー記録装置にあっては、図３及
び図４に示すように、複数の記録ヘッド７がキャリッジ
１の移動方向に並べて搭載されている。キャリッジ１は
摺動軸２上を移動するようになっている。また、４色の
インクを記録手段に供給するためのインク供給チューブ
４は被記録材５の記録面に対して垂直方向に４本列設さ
れ、該記録面と平行な面内で折り返されてキャリッジに
接続されている。インクは各インクタンク（図示せず）
から、キャリッジ内部（図示せず）を通り、前記４個の
記録ヘッドに各々供給されるようになっている。記録は
前記キャリッジ１を被記録材５の幅方向に移動させなが
ら行う構造になっている。

【０００４】このシリアル記録装置にあっては、記録に
際して、キャリッジ１を摺動軸２に沿わせ、且つガイド
部材３でガイドしながら移動させるが、４本のインク供
給チューブ４は被記録材５の記録面と垂直な方向に並列
に並べられ、かつ、記録面に平行な面内で曲げられてキ
ャリッジ１に取り付けられていため、曲げられた前記イ
ンク供給チューブ４は元に戻ろうとする力、即ち復元力
を生じ、これは、キャリッジ１を摺動軸２の軸方向と垂
直な方向に作用する成分となる。即ち、キャリッジ１と
摺動軸２との間には、摺動可能となるように、僅かな隙
間が設けられているので、前記復元力が生ずると、キャ
リッジ１は、摺動軸２に沿って移動する際に図４の矢印
ａに示すように微小に傾けられ、これに伴って記録ヘッ
ド７も微小に傾く。また、前記復元力は、キャリッジ１
のホームポジションＡから離れるにつれて次第に増加
し、キャリッジ移動終点Ｂに於いて最大となる。

【０００５】この記録ヘッド７の傾きは、近似的に被記
録材５の搬送方向の傾きとなり、これは、被記録材５の
記録に際して変位となって現れる。

【０００６】この変位は微小なものであるが、特にカラ
ー記録にあっては複数の記録ヘッド間に距離があるた
め、記録の際、各記録ヘッド７が被記録材５に記録する
位置に差が生じ、キャリッジ１がこれのホームポジショ
ンＡを離れるに従って増幅される。従って、前記のよう
にインク供給チューブ４をキャリッジ１に取り付けてい
ると、各記録ヘッドの見かけ上の位置は、図５に示すよ
うに被記録材搬送方向に於いてレジストレーションのず
れが生じ、鮮明なカラー画像が得られなくなってしま
う。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の従来
技術の有する問題点に鑑み、インク供給チューブとキャ
リッジとの位置関係を変え特定の構成とすることによっ
て、インク供給チューブの復元力により生ずるレジスレ
ーションのずれを最小限に抑え、特にカラー画像品位を
向上させることを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成する本
発明は、被記録材に記録を行うための記録手段を搭載し
摺動軸上を記録方向に移動可能なキャリッジと、該記録
手段にインクを供給するための複数のインク供給チュー
ブを備えた記録装置において、インク供給チューブが被
記録材の記録面に対して平行方向に列設されており、摺
動軸を通り記録面に対し垂直な面内で折り返されてキャ
リッジに接続されていることを特徴とする記録装置であ
る。複数のインク供給チューブを記録面に対して平行に
列設し摺動軸を通る垂直面内で折曲げることにより、被
記録材搬送方向におけるレジストレーションのずれを最
小限に抑えることができるので、高品位の画像を得るこ
とができる。

【０００９】また、本発明は、記録手段が、信号に応じ
てインクを吐出して記録を行うインクジェット記録方式
である上記の記録装置、またはインク吐出用の熱エネル
ギーを発生するための電気熱変換体を備えている該記録
装置である。インクを噴射させて記録する方式、特に電
気熱変換体を備えたものでは、上記の効果が顕著とな
る。更に、電気熱変換体が、インクに膜沸騰生じさせ吐
出口より吐出させるものものの場合は、特に有効であ
る。

【００１０】また、本発明は、記録手段が、カラー記録
を行うための４本のインク供給チューブを有する上記の
記録装置である。カラー記録では通常４色であるので、
４本のチューブを用いる装置においては、実用上極めて
有益である。

【００１１】

【作用】前述のように配置することにより、キャリッジ
１が摺動軸２に沿って往復運動し、インク供給チューブ
の復元力がキャリッジに作用する。ここで、４本のイン
ク供給チューブが被記録材の記録面と平行になるように
並列に並べられ、且つ、摺動軸を通り被記録材の記録面
に対して垂直な面内で曲げられてキャリッジに取り付け
られていることから、該復元力はキャリッジの被記録材
搬送方向へは殆ど作用しないので、記録ヘッド７の傾き
は殆ど生じない。更にインク供給チューブ４の復元力に
よる摺動軸２を中心としたキャリッジ１の回転運動も阻
止される。キャリッジ１は、インク供給チューブ４の復
元力によって、被記録材５の記録面に対して垂直な方向
の微小な傾きは生ずるが、これは記録画像の品位に殆ど
影響しない。このため、インク供給チューブ４の復元力
による被記録材搬送方向の位置変位は最小限となり、結
果的にレジストレーションのずれが最小限に抑えられる
ので、カラー画像品位の低下は生じない。

【００１２】

【実施例】次に、前記手段をカラーインクジェット記録
装置に適用した本発明の実施例を図１及び図２を参照し
て説明する。尚、図３は、記録装置側断面説明図であ
り、図４は、正面説明図である。

【００１３】図１及び図２に於いて、１はキャリッジで
あり、摺動軸２に摺動可能であって回転可能に嵌合し、
ガイド３に係止している。インク供給チューブ４は４本
（イエロー：４ａ、マゼンタ：４ｂ、シアン：４ｃ、ブ
ラック：４ｄ）のインク供給チューブで構成されてお
り、被記録材５の記録面と平行になるように並列に並べ
られた状態で曲げられており、且つ、被記録材５と垂直
になるような摺動軸２の延長線上及びその近傍に配置さ
れるようにキャリッジ１に取り付けられている。また、
前記キャリッジ１には、駆動用ベルト６が接続され、こ
のベルト６は、摺動軸２の両端近傍に配置したプーリ
（図示せず）間に掛け渡され、前記プーリには、キャリ
ッジモータ（図示せず）が連結している。従って、キャ
リッジモータを正逆駆動すると、キャリッジ１が、摺動
軸２に沿い、ガイド部材３でガイドされながら往復運動
する。

【００１４】更に前記キャリッジ１には記録手段となる
記録ヘッド７を搭載している。この記録ヘッドは画信号
に応じてインクを吐出するインクジェット記録ヘッドで
あり、これをキャリッジ１の移動方向へ４個並べて搭載
してあり、各記録ヘッド４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄが画信
号に応じて各々イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック
の各色インクを吐出するようになっている。前記記録ヘ
ッド７は微細なオリフィス、液路及びこの液路の一部に
設けられるエネルギー作用部と、該作用部にある液体に
作用させる液滴形成エネルギーを発生するエネルギー発
生手段を備えている。このようなエネルギーを発生する
エネルギー発生手段としてはピエゾ素子等の電気機械変
換体を用いた記録方法、レーザー等の電磁波を照射して
発熱させ、該発熱作用で液滴を吐出させるエネルギー発
生手段を用いた記録方法、あるいは発熱抵抗体を有する
発熱素子等の電気熱変換体によって液体を加熱して液体
を吐出させるエネルギー発生手段を用いた記録方法等が
ある。

【００１５】その中でも熱エネルギーによって液体を吐
出させるインクジェット記録方法に用いられる記録ヘッ
ドは、記録用の液滴を吐出して吐出用液滴を形成するた
めの液体吐出口（オリフィス）を高密度に配列すること
ができるため高解像度の記録をすることが可能である。
その中でも電気熱変換体をエネルギー発生手段として用
いた記録ヘッドは、コンパクト化も容易であり、且つ最
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、製造コストも安価なこと
から有利である。

【００１６】この記録装置は、キャリッジ１を摺動軸２
及びガイド部材３に沿って移動させると共に、この移動
に同期して記録ヘッド７の電気熱変換体に画信号に応じ
た通電をすることにより、プラテン（図示せず）で支持
された被記録材５に各色インクを吐出してカラー記録を
行うものであり、一行記録が終了すると被記録材５を図
示しないモーターによって駆動する搬送ローラー対８
ａ，８ｂ及び排出ローラー９ａ，９ｂで一行搬送し、次
行以下を同様に記録するものである。

【００１７】次に前記キャリッジ１と摺動軸２及びイン
ク供給チューブ４の関係について説明する。

【００１８】前記インク供給チューブ４は、各色ヘッド
にインクを供給するために４本のインク供給チューブ
（イエロー：４ａ、マゼンタ：４ｂ、ブラック：４ｃ、
シアン：４ｄ）から構成されており、表面をカバーで覆
うことで結束されている。また、前記インク供給チュー
ブ４は被記録材５の記録面と平行になるように並列に並
べられた状態で曲げられており、且つ、被記録材搬送方
向と垂直になるような摺動軸２の延長線上、若しくはそ
の近傍に位置するようにキャリッジ１に取り付けられて
いる。

【００１９】前記のように配置することにより、キャリ
ッジ１が摺動軸に沿って往復運動する場合、キャリッジ
１は、インク供給チューブ４の復元力によって、被記録
材５の記録面に対して垂直な方向の微小な傾きは生ずる
が、被記録材搬送方向への傾きは殆ど無くなり、更にイ
ンク供給チューブ４の復元力による摺動軸２を中心とし
たキャリッジ１の回転運動も阻止される。このため、イ
ンク供給チューブ４の復元力による被記録材搬送方向の
位置変位は最小限となり、結果的にレジストレーション
のずれが最小限に抑えられ、カラー画像品位の低下は生
じない。

【００２０】前述した実施例では、４本のインク供給チ
ューブ（イエロー：４ａ、マゼンタ：４ｂ、ブラック：
４ｃ、シアン：４ｄ）から成るカラー記録装置を示した
が、本来、色の三原色であるイエロー、マゼンタ、シア
ンでもカラー記録は可能であること、また、それに附随
してコストダウン等のため前記３色でカラー記録する記
録装置に於いても、前記４本のインク供給チューブの構
成を３本又は２本にしても同様の効果が得られる。

【００２１】本発明は、特にインクジェット記録方式の
中でも、熱エネルギ−を利用して飛翔液滴を形成し、記
録を行うインクジェット記録方式の記録ヘッド、記録装
置に於いて、優れた効果をもたらすものである。

【００２２】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おり、本発明はこれらの基
本的な原理を用いて行なうものが好ましい。この記録方
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。この記録方式を簡単に説明する
と、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
して液体（インク）に核沸騰現象を越え、膜沸騰現象を
生じる様な急速な温度上昇を与えるための少なくとも一
つの駆動信号を印加することによって、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を生じさせ
る。この様に液体（インク）から電気熱変換体に付与す
る駆動信号に一対一対応した気泡を形成出来るため、特
にオンデマンド型の記録法には有効である。この気泡の
成長、収縮により吐出孔を介して液体（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。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４３１３１２４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。

【００２３】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孔、液流路、電気熱変換
体の組み合わせた構成（直線状液流路又は直角液流路）
の他に、米国特許第４５５８３３３号明細書、米国特許
第４４５９６００号明細書に開示されている様に、熱作
用部が屈曲する領域に配置された構成を持つものも本発
明に含まれる。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孔とする構成を
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
た構成においても本発明は有効である。更に、本発明が
有効に利用される記録ヘッドとしては、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のフルラインタ
イプの記録ヘッドがある。このフルラインヘッドは、上
述した明細書に開示されているような記録ヘッドを複数
組み合わせることによってフルライン構成にしたもの
や、一体的に形成された一個のフルライン記録ヘッドで
あっても良い。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。

【００２４】又、本発明の記録装置に、記録ヘッドに対
する回復手段や、予備的な補助手段等を付加すること
は、本発明の記録装置を一層安定にすることができるの
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
手段を付加することも安定した記録を行なうために有効
である。

【００２５】更に、記録装置の記録モードとしては黒色
等の主流色のみを記録するモードだけではなく、記録ヘ
ッドを一体的に構成したものか、複数個の組み合わせて
構成したものかのいずれでも良いが、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。

【００２６】以上説明した本発明実施例においては、液
体インクを用いて説明しているが、本発明では室温で固
体状であるインクであっても、室温で軟化状態となるイ
ンクであっても用いることができる。上述のインクジェ
ット装置ではインク自体を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良い。
加えて、熱エネルギーによるヘッドやインクの過剰な昇
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積極的に防止するか又
は、インクの蒸発防止を目的として放置状態で固化する
インクを用いることも出来る。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
ーの付与によって初めて液化する性質を持つインクの使
用も本発明には適用可能である。このようなインクは、
特開昭５４−５６８４７号公報あるいは特開昭６０−７
１２６０号公報に記載されているような、多孔質シート
の凹部又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
も良い。

【００２７】本発明において、上述した各インクにたい
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。

【００２８】図６は本発明により得られた記録ヘッドを
インクジェットヘッドカートリッジ(IJC) として装着し
たインクジェット記録装置(IJRA)の一例を示す外観斜視
図である。図において、120 はプラテン124 上に送紙さ
れてきた記録紙の記録面に対向してインク吐出を行なう
ノズル群を具えたインクジェットヘッドカートリッジ(I
JC) である。116 はIJC 120 を保持するキャリッジＨＣ
であり、駆動モータ117 の駆動力を伝達する駆動ベルト
118 の一部と連結し、互いに平行に配設された２本のガ
イドシャフト119Aおよび119Bと摺動可能とすることによ
り、IJC 120 の記録紙の全幅にわたる往復移動が可能と
なる。126 はヘッド回復装置でありIJC120 の移動経路
の一端、例えばホームポジションと対向する位置に配設
される。伝動機構123 を介したモータ122 の駆動力によ
って、ヘッド回復装置126 を動作せしめ、IJC 120 のキ
ャッピングを行なう。このヘッド回復装置126 のキャッ
プ部126AによるIJC 120のキャッピングに関連させて、
ヘッド回復装置126 内に設けた適宜の吸引手段によるイ
ンク吸引もしくはIJC 120 へのインク供給経路に設けた
適宜の加圧手段によるインク圧送を行ない、インクを吐
出口より強制的に排出させることによりノズル内の増粘
インクを除去する等の吐出回復処理を行なう。また、記
録終了時等にキャッピングを施すことによりIJC が保護
される。130はヘッド回復装置126 の側面に配置され、
シリコンゴムで形成されるワイピング部材としてのブレ
ードである。ブレード131 は、ブレード保持部材131Aに
カンチレバー形態で保持され、ヘッド回復装置126 と同
様、モータ122 および伝導機構123 によって動作し、IJ
C 120 の吐出面との係合が可能となる。これにより、IJ
C 120 の記録動作における適切なタイミングで、あるい
はヘッド回復装置126 を用いた吐出回復処理後に、ブレ
ード131 をIJC 120 の移動経路中に突出させ、IJC 120
の移動動作に伴ってIJC 120 の吐出面における結露、濡
れあるいは塵埃等をふきとるものである。

【００２９】

【発明の効果】以上、説明したように、複数のインク供
給チューブを記録面に対して平行に列設し摺動軸を通る
垂直面内で折曲げたことにより、被記録材搬送方向にお
けるレジストレーションのずれを最小限に抑えることが
できるので、高品位の画像を得ることができる。また、
かかる記録装置において、インクを噴射させて記録する
方式、特に電気熱変換体を備えたものでは、上記の効果
が顕著となる。更に、電気熱変換体が、インクに膜沸騰
生じさせ吐出口より吐出させるものものの場合は、特に
有効である。また、カラー記録では通常４色であるの
で、４本のチューブを用いる装置においては、実用上極
めて有益である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係るインクジェット記録装
置の記録部の側断面模式図である。

【図２】図１に示した記録装置の記録部の正面模式図で
あり、キャリッジの移動によるインク供給チューブの動
きを示す。図中ＡまたはＢにおける断面が図１に示した
側断面模式図である。

【図３】従来技術に係る記録装置の側断面模式図であ
る。

【図４】図３に示した従来技術に係る記録装置の平面模
式図であり、キャリッジの移動によるインク供給チュー
ブの動きを示す。図中ＡまたはＢにおける断面が図３に
示した側断面模式図である。

【図５】従来技術の記録装置による被記録材搬送方向の
レジストレーションのずれを示す説明図である。

【図６】本発明に係わる記録装置の一例を示す斜視図で
ある。

【符号の説明】

１キャリッジ２摺動軸３ガイド部材４インク供給チューブ５被記録材６ベルト７記録ヘッド８ａ，８ｂ搬送ローラー９ａ，９ｂ排出ローラー１１６キャリッジ１１７駆動モータ１１８駆動ベルト１１９Ａ、１１９Ｂガイドシャフト１２０インクジェットヘッドカートリッジ１２２クリーニング用モータ１２３伝動機構１２４プラテン１２６キャップ部材１３０ブレード１３０Ａブレード保持部材

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被記録材に記録を行うための記録手段を
搭載し摺動軸上を記録方向に移動可能なキャリッジと、
該記録手段にインクを供給するための複数のインク供給
チューブを備えた記録装置において、インク供給チュー
ブが被記録材の記録面に対して平行方向に列設されてお
り、摺動軸を通り記録面に対し垂直な面内で折り返され
てキャリッジに接続されていることを特徴とする記録装
置。
【請求項２】記録手段が、信号に応じてインクを吐出
して記録を行うインクジェット記録方式である請求項１
記載の記録装置。
【請求項３】記録手段が、カラー記録を行うための４
本のインク供給チューブを有する請求項１または２記載
の記録装置。
【請求項４】記録手段が、インク吐出用の熱エネルギ
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２記載の記録装置。
【請求項５】電気熱変換体が、インクに膜沸騰生じさ
せ吐出口より吐出させるものであることを特徴とする請
求項４記載の記録装置。