JPH07242036A - インクジェット記録装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 インクの色や階調等が同種あるいは異種のも
のを吐出する記録ヘッドを自在に組み合わせてキャリッ
ジに搭載し、双方向の走査時に記録が可能なインクジェ
ット記録装置を提供する。 【構成】 複数のインク吐出口（Ｎ１〜）を被記録材
（３）の対向位置で走査方向（Ａ⇔Ｂ）とは直交する方
向に対して対称配置した２つの記録ヘッド（１，２）を
キャリッジ（１２）に交換自在に搭載し、２つの記録ヘ
ッドを個別に駆動して記録を行うようにした。

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、詳しくは、ホスト装置から入力される記録デ
ータに基づいて、被記録材上に記録するインクジェット
記録装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、パーソナルコンピュータの普及
や、コンピュータグラフィック、ＣＡＤ（Ｃｏｍｐｕｔ
ｅｒ Ａｉｄｄｅｄ Ｄｅｓｉｇｎ）などの普及で手軽
に画像や印字等の記録情報が扱えるようになり、その出
力用に手軽な記録装置の需要が高まっている。記録装置
の記録方式にも色々あり、レーザビーム電子写真方式、
静電写真方式、リソグラフィー記録方式、熱転写記録方
式、ワイヤードット記録方式、インクジェット記録方式
等が知られている。それぞれに特徴があるが、特に小型
で廉価で入手できかつ高精細な記録が得られるものの１
つにインクジェット記録方式がある。

【０００３】図４にインクジェット記録方式による記録
装置の構成例を示す。ここで、１１はインクを吐出して
記録を行うインクジェット記録ヘッドあるいはインクタ
ンクが記録ヘッドと一体型に構成され、交換自在なカー
トリッジ式のインクジェット記録ヘッドであり、１２は
かかる記録ヘッド１１を搭載し、案内軸１３Ａ，１３Ｂ
に沿って移動するキャリッジ、１４はキャリッジ１２に
両端部が連結され、キャリッジ１２を移動させるタイミ
ングベルト、１５はベルト駆動モータである。また、１
６は不図示の被記録材（以下では記録シートという）を
記録ヘッド１１のインク吐出面対向位置に保持するプラ
テン、１７は記録シートの送給装置、１８は送給装置１
７から記録シートを１枚ずつ送給する送給ローラ、ま
た、１９は送給ローラ１８の軸を駆動すると共にキャリ
ッジ１２による記録ヘッド１１の一走査分の記録が行わ
れるたびにシート送り装置（不図示）を駆動するモー
タ、２０はモータ１９の駆動伝達機構である。

【０００４】なお、カラー記録の場合は、キャリッジ１
２にカラー記録用の複数の記録ヘッドが搭載されるもの
で、それぞれの記録ヘッドからシアン，マゼンタ，イエ
ロー，ブラックなど各色のインクが記録シートに向けて
吐出され、カラー記録が記録シート上に形成される。ま
た、いずれの記録であっても通常の記録動作では、キャ
リッジ１２による記録ヘッド１１の一走査ごとに記録ヘ
ッド１１に配列されるインク吐出口列の全幅に相当する
分だけ走査とは直交する方向にシート送りがなされるも
のである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来のインクジェット記録装置においては、キャリ
ッジ１２の往復運動の双方で記録動作を行おうとする
と、インク滴がインク吐出口から吐出される際に、イン
クタンクからインク液路へのインクの供給等様々な要因
からキャリッジ１２の移動方向によって必ずしも同等の
条件で行われず、往動と復動とで吐出特性に差ができて
しまい、往復での記録結果を完全に一致させることがで
きない。そこで、１行毎に独立した文字の記録などの場
合であれば問題ないが、連続した画像データの記録のよ
うな場合は、記録速度を犠牲にしても１方向に限ってし
か記録を行うことができないという問題があった。

【０００６】さらには被記録材が通常の記録紙やそれ以
外の、たとえば和紙や布などの場合、インクの種類、ド
ット径や、記録順を工夫することで微妙な色合いを表現
したり、特殊な色同士の組み合わせを利用して記録を行
うなどの応用が考えられる。しかし通常の画像記録装置
では、特殊なインク色を頻繁に交換して使用したり、ド
ット径の異なるインクジェット記録ヘッドを自在に組み
合わせて使用する等の自由度が低く、前述のように微妙
な表現結果を得るために自由にインク色やヘッドを組み
合わせて記録を行おうとすると制限が多かった。

【０００７】本発明の目的は、インク色等が同種あるい
は異種のものを出力する記録ヘッドを自在に組み合わせ
てキャリッジに搭載ししかも双方向の走査時に記録を実
施することが可能であり、微妙な表現を容易に具現化す
ることのできるインクジェット記録装置を提供すること
にある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めに、本発明は、記録ヘッドをキャリッジに搭載して走
査し、該走査中に前記記録ヘッドを駆動して該記録ヘッ
ドに配設された複数のインク吐出口から被記録材に向け
てインクを吐出し、記録を行うインクジェット記録装置
において、前記複数のインク吐出口を前記被記録材の対
向位置で前記走査方向とは直交する方向に対して対称配
置した２つの記録ヘッドを前記キャリッジに交換自在に
搭載し、前記２つの記録ヘッドを個別に駆動して記録を
行うようにしたことを特徴とするものである。

【０００９】

【作用】本発明によれば、インク吐出口が対称配置され
た２つの記録ヘッドを交換自在にキャリッジに搭載する
ことができるので、異なる色のインク、あるいは階調の
異なるインクの吐出が可能な記録ヘッド等を自由に組み
合わせて記録を行うことが可能であり、しかも、被記録
材に対して双方の記録ヘッドに対称配置されたインク吐
出口から同一点に着弾が可能なことから、上述の組み合
わせ時に２つの記録ヘッドを自在に交換することができ
る。

【００１０】また、走査の往動時と復動時との双方で、
吐出特性に差異を生じることなく、同じ条件に合わせて
２つの記録ヘッドを分けて駆動し、記録を行わせること
が可能である。

【００１１】

【実施例】以下に、図面に基づいて本発明の実施例を詳
細かつ具体的に説明する。

【００１２】図１は本発明の第１の実施例を示す。本例
は、異種、例えば異色のインクを吐出する２つのインク
ジェット記録ヘッドを１つのキャリッジに搭載するもの
で、ここで、１は例えば黒色のインクを収容したタンク
と一体型のカートリッジ式インクジェット記録ヘッド、
２は例えば赤色のインクを収容したタンクと一体型のカ
ートリッジ式記録ヘッドである。なお、本例の場合、記
録ヘッド１と２とはそれぞれのインク吐出口面１Ａと２
Ａとを隣接させる形でキャリッジ３上に対称配置され、
かつ同一のインク吐出機能を具えている。また、個々の
記録ヘッド１，２を自在に交換し、全く同じように駆動
することができ、キャリッジ１２の往復移動中、例えば
往動時には記録ヘッド１により、また復動時には記録ヘ
ッド２によりそれぞれ記録シート３に向けてインクを吐
出させ記録を行うことができる。

【００１３】図２は例えば記録ヘッド２をインク吐出面
２Ａ側から見て示すものであり、本例の場合、インク吐
出面１Ａおよび２Ａには矢印Ａ，Ｂで示す走査方向に対
して角度θ°を保つように６４個のインク吐出口（Ｎ１
〜Ｎ６４）からなる列が配設されている。図３はこのよ
うな２つのインクジェット記録ヘッド１および２をそれ
ぞれの吐出面側から見て示すものである。なお図３にお
いて、矢印ＣおよびＤは各記録ヘッド１，２に設けられ
ているインク吐出口（Ｎ１〜Ｎ６４）からインクを吐出
させる際の駆動順序を方向と共に示したものである。

【００１４】このように構成したインクジェット記録装
置における記録動作を図１〜図３を参照しつつ説明す
る。いま、例えばキャリッジ１２による矢印Ｂ方向の走
査中に記録ヘッド２のインク吐出面２Ａに配設されたイ
ンク吐出口（Ｎ１〜Ｎ６４）からそれぞれ赤色インクを
吐出して記録を行う場合、その移動過程で記録シート３
に向けて最初にインクが吐出される位置と最後にインク
が吐出される位置とではキャリッジ１２の移動に応じて
位置がずれてくる。そこで、本例ではインク吐出口Ｎ６
４から矢印Ｄ方向（図３参照）に順次インクを吐出させ
るようになし、キャリッジ１２がインク吐出口列の長さ
をＬとした時にＬＣ_OSθ分だけ移動した時にインク吐出
口Ｎ１からインクが吐出されるようにタイミングを制御
することで、Ｎ６４からＮ１までのインク吐出口から吐
出され、記録シート３上に記録されるドットを走査方向
とは直角な方向の同一線上に形成することができる。

【００１５】以上に述べたことはキャリッジ１２による
矢印Ａ方向の走査中に記録ヘッド１によって黒色インク
による記録時にも適用される。すなわち、この場合は記
録ヘッド１において、インク吐出口Ｎ１からインク吐出
を開始し、上述のタイミングでキャリッジ１２の移動に
合わせてインク吐出口Ｎ６４から最後にインクを吐出さ
せるようにすることで、同様な記録が可能である。かく
してＡおよびＢで示す走査方向に対して、記録ヘッド１
の方のインク吐出口Ｎ１〜Ｎ６４と記録ヘッド２の方の
インク吐出口Ｎ１〜Ｎ６４とからのインク吐出を上述の
タイミングを配慮して行うことにより２つの記録ヘッド
１，２を往動時と復動時とに交互に駆動し、記録を実施
することが可能となる。なお、記録ヘッド１のインク吐
出口列と記録ヘッド２のインク吐出口列との間には所定
の間隔が存在するので、その間隔に対応するタイミング
は往動時と復動時とでずらす必要のあることはいうまで
もない。

【００１６】かくして２つの記録ヘッド１，２に対称配
置されたインク吐出口、例えば記録ヘッド１のインク吐
出口Ｎ１と記録ヘッド２のインク吐出口Ｎ６４との双方
から吐出されたインク滴を記録シート３上の同一点に着
弾させることができる。

【００１７】また、上述の実施例では２つの記録ヘッド
１，２によって黒色と赤色との２つのカラーを吐出させ
るようにしたが、かかる色の組み合わせは自在であって
よく、さらには各記録ヘッドに配設されるインク吐出口
列をそれぞれ複数組に組分けし、組別のインク吐出口か
ら異なるインクを吐出させてカラー記録を実施すること
も可能である。また、２つの記録ヘッドから階調の異な
るインクを吐出させてもよい。

【００１８】上述のように構成した第１の実施例によれ
ば、２つの記録ヘッドの各インク吐出面に対称配置され
たインク吐出口からインクを吐出させるにあたり、それ
ぞれのインク吐出エネルギー発生素子、例えば電気熱変
換素子を駆動する駆動順序を適切に規定制御すること
で、異なるインクによる記録を実施することができ、あ
るいは記録ヘッドの交換によりインクジェットの径を異
ならせて記録することも可能である。

【００１９】ついで、本発明の第２実施例について説明
する。

【００２０】第１の実施例では２つの記録ヘッド１，２
に異種のインクを供給して記録を行うようしたが、第２
の実施例は同種のインクを用い、例えば往動時には記録
ヘッド１のインク吐出口Ｎ１〜Ｎ６４のうちからこの順
序に従って選択的にインクを吐出させて記録を行い、復
動時には記録ヘッド２のインク吐出口Ｎ１〜Ｎ６４のう
ちからこの順序に従って選択的にインクを吐出させて記
録を行うものである。この場合、インク吐出口は記録ヘ
ッド１と２とでは図３に示したと同様、対称位置でしか
も吐出順序が逆方向となるように配設されているので、
インクが吐出されるときの条件を記録ヘッド１と２とで
全く同一とすることができ、往復走査の双方で記録を行
わせることが可能となる。

【００２１】従って、本実施例によれば、例えばインク
吐出口の数を双方共同じピッチで２倍となして対称配置
し、双方の記録ヘッド１，２に１行分の記録を分担させ
て１行分がこれまでの２倍となるように記録を実施する
ことも可能であり、あるいは、往動時には記録ヘッド１
により記録を行い、そのあと直ちにシート送りして復動
時には記録ヘッド２により記録を行うようにすることも
可能である。

【００２２】上述のように第２実施例によれば、記録ヘ
ッドの移動方向によって吐出特性に差異が生じるような
虞がなく、記録を実施することができ、記録情報の種類
の如何に拘らず双方向記録が可能となる。

【００２３】（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。

【００２４】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。

【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。

【００２６】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。

【００２７】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。

【００２８】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。

【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、被記録材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。

【００３０】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。

【００３１】なお、以上に述べた実施例では記録ヘッド
１および２をインクタンクと一体型のカートリッジ式の
ものとして説明したが、本発明の適用はこれに限らず、
記録ヘッドとインクタンクとが別に配設されるものに対
しても可能であることはいうまでもない。

【００３２】また、インク吐出口の列も２つの記録ヘッ
ドにおいて対称配置される限り、それぞれ１列に限らず
複数列であってもよい。

【００３３】

【発明の効果】以上述べてきたように、本発明によれ
ば、複数のインク吐出口を前記被記録材の対向位置で前
記走査方向とは直交する方向に対して対称配置した２つ
の記録ヘッドを前記キャリッジに交換自在に搭載し、前
記２つの記録ヘッドを個別に駆動して記録を行うように
したので、個々の記録ヘッドを記録の種類、例えば階調
を要する画像、あるいはカラー記録画像、印字等に応じ
て自在に交換することができると共に、記録ヘッドの不
使用時に使用されるキャッピング機構を双方の記録ヘッ
ドのインク吐出面に纏めて構成することができる。ま
た、２つの記録ヘッドが個別に駆動されるときのインク
吐出順序は、前記インク吐出口の配列順序に従って設定
されており、前記走査方向に応じて一方の記録ヘッドと
他方の記録ヘッドとでは前記インク吐出順序が逆になる
ので、往復走査時に記録を行うことが可能となり、記録
全体の速度向上に貢献できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるインクジェット記録ヘッドの搭載
状態を模式的に示す上面図である。

【図２】本発明にかかる記録ヘッドのインク吐出面上に
おけるインク吐出口配置の一例を示す説明図である。

【図３】本発明にかかる記録ヘッドの搭載状態を被記録
材側から見て示す側面図である。

【図４】本発明の適用が可能なインクジェット記録装置
の構成例を示す斜視図である。

【符号の説明】

１，２ 記録ヘッド １Ａ，２Ａ インク吐出面 ３ 被記録材（記録シート） １２ キャリッジ Ｎ１〜Ｎ６４ インク吐出口

フロントページの続き (72)発明者 正木 友章 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 笠原 隆史 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 記録ヘッドをキャリッジに搭載して走査
   し、該走査中に前記記録ヘッドを駆動して該記録ヘッド
   に配設された複数のインク吐出口から被記録材に向けて
   インクを吐出し、記録を行うインクジェット記録装置に
   おいて、 前記複数のインク吐出口を前記被記録材の対向位置で前
   記走査方向とは直交する方向に対して対称配置した２つ
   の記録ヘッドを前記キャリッジに交換自在に搭載し、前
   記２つの記録ヘッドを個別に駆動して記録を行うように
   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】 前記複数のインク吐出口は前記走査方向
   とは直交する方向に対して所定の傾きを有する線上に配
   設され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. 【請求項３】 前記２つの記録ヘッドは前記複数のイン
   ク吐出口が配設される吐出口面同士を近接させるように
   して前記キャリッジに搭載されることを特徴とする請求
   項１または２に記載のインクジェット記録装置。
4. 【請求項４】 前記２つの記録ヘッドは異種のインクを
   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。
5. 【請求項５】 前記２つの記録ヘッドが個別に駆動され
   るときのインク吐出順序は、前記インク吐出口の配列順
   序に従って設定されており、前記走査方向に応じて一方
   の記録ヘッドと他方の記録ヘッドとでは前記インク吐出
   順序が逆になることを特徴とする請求項１ないし４のい
   ずれかの項に記載のインクジェット記録装置。
6. 【請求項６】 前記２つの記録ヘッドは、それぞれ、吐
   出エネルギーとして利用される熱エネルギーを発生する
   電気熱変換素子を有することを特徴とする請求項１ない
   し５のいずれかの項に記載のインクジェット記録装置。