JPH06126944A - インクジェット記録装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 装置が簡略化され廉価なインクジェット記録
装置を提供する。 【構成】 被記録媒体１を支持するプラテンローラ３
と、このプラテンローラ３の近傍に配設された可撓性部
材４と、記録ヘッド２のオリフィス面２ａと可撓性部材
４との距離を決定する部材２ａとを具備する。

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、複数の吐出口から記録液滴を吐
出して被記録媒体に画像を形成するフルラインタイプの
インクジェット記録装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、インクジェット記録装置は吐出口
（以下、オリフィスと言う）と被記録媒体との距離が画
像の形成に大きな影響を与えることから、記録ヘッドの
正確な位置決めを実現するために種々の工夫が行われて
いる。例えば、図１０に示すように被記録媒体１の裏面
から、ファン４１を用いて被記録媒体１を搬送ベルト３
１に付勢し、記録ヘッド２のオリフィス面２ａと被記録
媒体１との距離を決めたものが知られている。

【０００３】ここで、５および６は、それぞれ、搬送ベ
ルト３１の駆動ローラおよび従動ローラであり、搬送ロ
ーラ５および従動ローラ６が図中矢線ｂ方向に回転する
ことに伴ない、搬送ベルト３１を矢線の方向に搬送す
る。また、搬送ベルト３１には貫通穴３ａが複数配設さ
れており、搬送ベルト３１の内側に配置してあるファン
４１が回転するのに伴い、図中に示した空気の流れ（矢
印）を生成せしめ、貫通穴３ａを通して被記録媒体１を
搬送ベルト３１に接触させる。更に、記録ヘッド２は図
１０の奥行方向、すなわち、被記録媒体１の搬送方向に
対して直角方向の全幅にわたって、インク路が形成され
ている、いわゆる、フルラインタイプのインクジェット
記録ヘッドであって、この装置において被記録媒体１に
画像を形成中に記録ヘッド２が移動することはない。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
従来例においては、ファン４１や搬送ベルト３１を具備
しなくてはならないため、装置のコストが高くなるとと
もに、装置がコンパクトに構成できないという問題点が
あった。

【０００５】さらに、インクジェット記録装置において
は、通常、インク路中のインクの吐出回復動作を必要と
するために、記録ヘッド自身を移動させる必要があり、
位置が固定されたプラテンの円周上またはその近辺に移
動する記録ヘッド２を位置決めして、画像を形成するこ
とは、記録ヘッドを移動させるためにインクジェット記
録装置を構成する部品間の振動や部品精度の問題から、
複雑かつ高価なものになってしまうという問題点があっ
た。

【０００６】そこで、本発明の目的は上述した問題点を
解消し、装置が簡略化され廉価なインクジェット記録装
置を提供することにある。

【０００７】

【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
ッドのオリフィスから被記録媒体に記録液滴を吐出して
記録を行なうインクジェット記録装置において、前記被
記録媒体を支持するプラテンローラと、該プラテンロー
ラの近傍に配設された可撓性部材と、前記記録ヘッドの
オリフィス面と前記可撓性部材との距離を決定する部材
とを具備したことを特徴とする。

【０００８】

【作用】本発明によれば、被記録媒体を支持するプラテ
ンローラに接触する可撓性部材をプラテンローラの近傍
に配設し、可撓性部材と記録ヘッドのオリフィス面との
距離を決定する部材を配設したので、記録ヘッドの位置
が被記録媒体に対して正確に位置決めされなくとも記録
ヘッドがある位置に従って、可撓性部材がオリフィス面
と記録ヘッドとの距離を位置決めする。その結果、可撓
性部材が弾性変形することにより、記録ヘッドと可撓性
部材との距離が精度良く確保され、さらに弾性変形した
可撓性部材に沿って被記録媒体が変形することにより、
オリフィス面と被記録媒体との距離が精度良く決定され
る。

【０００９】

【実施例】以下、図面を参照しつつ本発明の実施例を詳
細に説明する。

【００１０】実施例１ 図１は本発明に係るインクジェット記録装置の記録部の
第１の態様を示す模式的断面図である。

【００１１】図中、１は被記録媒体、２は記録ヘッドで
ある。ここで、記録ヘッド２は被記録媒体１の搬送方向
に対して直角方向に被記録媒体１の全幅にわたり画像を
形成することのできる複数のオリフィスが形成されたい
わゆるフルラインタイプのインクジェット記録ヘッドで
ある。図中、２ｂは記録ヘッド２のオリフィスを概略的
に表したものである。３は被記録媒体１を支持するプラ
テンローラであり、通常、ゴム等の材料からなり被記録
媒体１に対して摩擦係数が高い材料が外周上に設けられ
る。だが、プラテンローラ３の金属性の芯金に粉体・塗
装等を施すことにより、被記録媒体１に対しての摩擦係
数を上昇させても一向構わない。ここで、プラテンロー
ラ３は不図示の軸受等を用いて、回動自在に固設されて
いる。次に、４は可撓性部材により形成されたガイドで
ある。以下文中ではこのガイドを可撓性部材４と略記す
る。ここで、可撓性部材４の材質は金属，プラスチック
等の可撓性材料であれば何でも構わないが、被記録媒体
１に対しての摩擦係数が低く、可撓性部材の厚さの平滑
性が良く、クリープ疲労性が低く、耐摩耗性が良い等の
条件を満たす材料が好しい。本実施例においては、ステ
ンレスの圧延鋼板を用いた。

【００１２】さて、図２に、記録ヘッド２が回復動作を
行うかまたは、待期時等で記録時に配置される場所から
退避した時の可撓性部材４の形状を示す。図２におい
て、可撓性部材４は平滑な平面形状になっている。ま
た、図２において、可撓性部材４とプラテンローラ３は
接触している状態として表しているが、可撓性部材４と
プラテンローラ３は接触していなくとも構わない。

【００１３】再び、図１に戻ると、図１は記録動作時の
状態を表すものであるが、記録ヘッド２の移動形式は回
転移動であっても良いし、平行移動等であっても構わな
い。ここで、記録ヘッド２には記録ヘッド２のオリフィ
ス面２ｃとの高さが定められている突起部２ａが設けら
れ、記録ヘッド２が移動すると、突起部２ａは可撓性部
材４に接触する。そして、図１に示したように可撓性部
材４を変形させる。さて、この時の可撓性部材４の変形
量は、プラテンローラ３の中心と可撓性部材４の距離を
γ（図２参照）とすると、図１において、可撓性部材４
の変形量はｈで表されることになる。この時、可撓性部
材４が変形している箇所を４ａを用いて表す。このよう
な構成のため被記録媒体１をプラテンローラ３と可撓性
部材４で挟んで搬送させる時、プラテンローラ３と可撓
性部材４との接触点ｂ（図１参照）を過ぎると、被記録
媒体１は可撓性部材４の壁面に沿って搬送される。これ
は被記録媒体１が腰を有することに起因するものであ
り、言いかえれば、被記録媒体１の平面性を可撓性部材
４の変形部である４ａにおいて強制的に曲率を持たせた
ためである。このため、被記録媒体１は可撓性部材４の
変形部４ａの最終端４ｂを通過した後は、最終端４ｂ部
の曲率の接線方向、すなわち、図中矢印ｄの方向に搬送
される。ここで、可撓性部材４の最終端４ｂの位置は、
記録ヘッド２に配設されている突起部２ａによって決定
される。

【００１４】このため、被記録媒体１上に画像が形成さ
れる点、図中ａとオリフィス面２ｃとの距離δ（図１参
照）は、矢印ｄの角度により僅かに影響を受ける。だが
可撓性部材４の変形量ｈの大きさにかかわらず、すなわ
ち、記録ヘッド２の位置にかかわらず一定の値を持つこ
とになる。

【００１５】被記録媒体１がカールなどをしている場
合、オリフィス面２ｂ（図１参照）に被記録媒体１が擦
ってしまわないために、また、被記録媒体１とオリフィ
ス面２ｂとの距離が広くなりすぎないように、可撓性部
材４の先端部４ｂと、オリフィス面２ｂとの図中、矢印
ｅ方向の距離は短かければ短いほど好ましい。通常、数
百μｍから数mmのオーダが用いられるが、本実施例にお
いては、１mm前後に設定した。

【００１６】さて、本実施例においては、記録ヘッド２
と可撓性部材４との距離を決定する手段として、記録ヘ
ッド２に配設した突起部２ａを用いたが、突起部は可撓
性部材４側に配設しても構わないし、また、それとは別
の部材として、記録ヘッド２と可撓性部材４との間に介
在させても構わない。さらに、突起部２ａは、図１にお
いて、奥行き方向、すなわち、被記録媒体１の搬送方向
に対して直角方向に全幅にわたって形成しても良いし、
突起部２ａを部分的に設けても構わない。だが、被記録
媒体１の搬送方向に対して直角方向に被記録媒体１の中
心に対称的に突起部２ａを配設することが望しい。

【００１７】図３および図４は、それぞれ、図１のＡ方
向および図２のＡ方向から見たときの正面図である。

【００１８】図３において、矢線ｂ方向に示すように、
記録ヘッド２の回転方向がばらついていても可撓性部材
４は、図３に示されるように、このばらつきに対応して
変形し、結局、オリフィス面２ｂと被記録媒体１との距
離を正確に位置決めできることになる。

【００１９】本実施例においては、被記録媒体１の搬送
力はｂ点（図１参照）のみで決まるため、被記録媒体１
の後端部の末端まで記録しようとする時には、図１中、
オリフィス面２ｂとプラテンローラ３の中心との距離β
（図１参照）を小さく配置することが望しい。

【００２０】実施例２ 図５は、本発明に係るインクジェット記録装置の記録部
の第２の態様を示す模式的断面図である。

【００２１】図５において図１と同一の構成は同一の符
号を付し説明は省略する。

【００２２】実施例１においては、可撓性部材４の変形
量によりｂ点（図１参照）での可撓性部材４のプラテン
ローラ３への押圧力もばらついてしまう。さらに、図３
に示した場合には、被記録媒体１の斜行の要因となるこ
とがあった。本実施例においてはバックアップローラ８
を被記録媒体１の上面に配設し、バックアップローラ８
はバネ（不図示）等で一定の圧力でプラテンローラ３を
押圧した。本実施例において、バックアップローラ８は
その軸方向に分断されており、可撓性部材４には、バッ
クアップローラ８がプラテンローラ３を押圧することが
できるように連通穴が複数個空いている。このような構
成のため、可撓性部材４の変形量にかかわらずほぼ一定
の搬送力がバックアップローラ８とプラテンローラ３と
により付与される。

【００２３】実施例３ 図６は、本発明に係るインクジェット記録装置の記録部
の第３の態様を示す模式的断面図である。

【００２４】また、図７は図６の状態から記録ヘッド２
を回復動作のために移動したときの状態を示す。

【００２５】なお、図６において、図１および図５と同
一の構成には同一の符号を付して説明は省略する。

【００２６】本実施例においては実施例１および実施例
２と比較して可撓性部材４に曲率を持たせたものであ
る。これによりオリフィス面２ｃと被記録媒体１との間
隔がより安定して確保することができる。

【００２７】実施例４ 図８は、本発明に係るインクジェット記録装置の記録部
の第４の態様を示す模式的断面図である。

【００２８】本図においても、図１および図５と同一の
構成には同一の符号を付して説明は省略する。

【００２９】実線を用いて表されるバックアップローラ
８′は、可撓性部材４とプラテンローラ３とに接触する
部分の近傍に別のバックアップローラ８′を配置したも
のであり、２点鎖線を用いて表されるバックアップロー
ラ８′はバックアップローラ８の位置により、さらに被
記録媒体１の搬送方向である下流側に配置されている。

【００３０】図８においては、被記録媒体１に付与され
る搬送力を生じさせる点ｂから記録位置までの距離βを
小さくしやすい構成になるので、被記録媒体１の後端部
の記録をプラテンローラ３の搬送力によって行うことが
でき、安定した画像を得ることができる。

【００３１】本実施例によれば図８の距離βを、実施例
１および実施例２より短くすることができる。

【００３２】図９は、本発明の記録部が設けられている
インクジェット記録装置の模式的斜視図である。

【００３３】本図において、１０はインクカートリッジ
であり、このカートリッジ１０は、押さえ部材１１によ
りキャリッジ１２の上に固定されており、これらはシャ
フト１３に沿って長手方向に往復可能となっている。さ
らに、電気的接続は配線基板に設けた接続パッドに、キ
ャリッジ１２上のコネクタを結合させればよい。

【００３４】記録ヘッドより吐出された記録液滴は、記
録ヘッドと微少間隔をおいてプラテンローラ１４に記録
面を規制された被記録媒体１５に到達し、被記録媒体１
５上に画像を形成する。

【００３５】記録ヘッドには、ケーブル１６およびこれ
に結合する端子を介して吐出信号が供給される。カート
リッジ１０は、用いるインク色等に応じて、１ないし複
数個（図では２個）を設けることができる。

【００３６】また、１７はキャリッジ１２をシャフト１
３に沿って走査させるためのキャリッジモータ、１８は
キャリッジモータ１７の駆動力をキャリッジ１２に伝達
するワイヤである。また、１９はプラテンローラ１４に
結合して被記録媒体を搬送させるためのフィードモータ
である。

【００３７】（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。

【００３８】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。

【００３９】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。

【００４０】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。

【００４１】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。

【００４２】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。

【００４３】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。

【００４４】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。

【００４５】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。

【００４６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
被記録媒体を支持するプラテンローラに接触する可撓性
部材をプラテンローラの近傍に配設し、可撓性部材と記
録ヘッドのオリフィス面との距離を決定する部材を配設
したので、記録ヘッドの位置が被記録媒体に対して正確
に位置決めされなくとも記録ヘッドがある位置に従っ
て、可撓性部材がオリフィス面と記録ヘッドとの距離を
位置決めする。その結果、可撓性部材が弾性変形するこ
とにより、記録ヘッドと可撓性部材との距離が精度良く
確保され、さらに弾性変形した可撓性部材に、被記録媒
体が可撓性部材に沿って変形することにより、オリフィ
ス面と被記録媒体との距離が精度良く決定される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るインクジェット記録装置の記録部
の第１の態様を示す模式的断面図である。

【図２】図１に示した記録ヘッドの位置から移動した状
況を示す模式的断面図である。

【図３】図１のＡ方向から見た時の正面図である。

【図４】図２のＡ方向から見た時の正面図である。

【図５】本発明に係るインクジェット記録装置の記録部
の第２の態様を示す模式的断面図である。

【図６】本発明に係るインクジェット記録装置の第３の
態様を示す模式的断面図である。

【図７】図６に示した位置より記録ヘッドが移動した状
況を示す模式的断面図である。

【図８】本発明に係るインクジェット記録装置の記録ヘ
ッドの第４の態様を示す模式的断面図である。

【図９】本発明に係るインクジェット記録装置の一例を
示す模式的断面図である。

【図１０】従来のインクジェット記録装置の記録部を示
す模式的断面図である。

【符号の説明】

１ 被記録媒体 ２ 記録ヘッド ３ プラテンローラ ４ 可撓性部材 ５ 駆動ローラ ６ 従動ローラ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 記録ヘッドのオリフィスから被記録媒体
   に記録液滴を吐出して記録を行なうインクジェット記録
   装置において、 前記被記録媒体を支持するプラテンローラと、該プラテ
   ンローラの近傍に配設された可撓性部材と、前記記録ヘ
   ッドのオリフィス面と前記可撓性部材との距離を決定す
   る部材とを具備したことを特徴とするインクジェット記
   録装置。
2. 【請求項２】 前記可撓性部材の曲率が前記プラテンロ
   ーラの曲率よりも大きい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. 【請求項３】 前記プラテンローラに対向する前記被記
   録媒体の記録面が筒状部材により押下されていることを
   特徴とする請求項１に記載のインクジェット記録装置。
4. 【請求項４】 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ないし３のいずれかの項に記載のインクジェット記
   録装置。