JPH0725038A - インクジェット記録装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 記録ヘッドに接続する電線の本数の減少と記
録に要する電力の低減を齎らす構造を有するインクジェ
ット記録装置を提供する。 【構成】 本発明は、複数個の記録ヘッドを１個のキャ
リッジ上に搭載した記録装置において、記録ヘッドへの
信号線、電源供給線を共用し、キャリッジの１回走査ご
とに記録ヘッドを選択して記録動作をする、またそれぞ
れ別種のインクを吐出する複数個のヘッドを１個のキャ
リッジに搭載した場合、同様に繰り返し全ヘッドの記録
動作をする、さらに、それぞれ別種のインクを吐出する
複数個のノズル群を有するヘッドをキャリッジに搭載す
る場合も同様の動作をする、これを特徴としている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はプリンタ、複写機、ファ
クシミリ、コンピュータ、ワードプロセッサあるいはこ
れらの複合機器としてのインクジェット記録装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】図７（ａ）は、従来例の記録ユニットへ
の信号線、電源供給線を示す概略図、（ｂ）は、本例の
動作手順説明図である。

【０００３】インクジェット記録装置では、多色印刷を
行うなどの目的で、複数の記録ヘッドを搭載する場合が
あり、それらの記録ヘッドを同時に駆動して記録するの
に十分な容量を持った電源が用意され、記録ヘッドには
多数の電源供給線や信号線が接続されている。

【０００４】このような構成を持った実際のインクジェ
ット記録装置の例を、本発明の一実施例を示す図２のイ
ンクジェット記録装置の斜視図、図３の断面図および図
７（ａ）の従来例の概略図を用いて説明する。

【０００５】装置は記録装置部２と電気回路部３に大き
く分けられる。記録装置部２は紙送りローラ４、排紙ロ
ーラ５、キャリッジ６などからなり、矢印ａの方向ある
いは矢印ｂの方向から挿入された用紙７が紙送りローラ
４によってキャリッジ６の前面に送られる。キャリッジ
６は紙送り方向に対して直角方向かつ用紙７の紙面に沿
って往復移動し、搭載した記録ユニット８の記録ヘッド
９よりインクを吐出して記録を行う。この時キャリッジ
６は、記録ヘッド９のインク吐出面を用紙７の紙面に正
対させつつ紙面から一定の間隔を保たせるように往復移
動する。

【０００６】ここで例えば一方の記録ユニット８は使用
頻度の高い黒色インク用、もう一方の記録ユニット８₁
の記録ヘッド９₁ にはＹ：イエロー，Ｍ：マゼンタ，
Ｃ：シアンの三色インク用のマルチヘッドを搭載して適
宜使い分けることにより、多色印刷を行うことができ
る。

【０００７】あるいは、各色ごとにそれぞれ記録ユニッ
ト８を搭載する場合も同様である。

【０００８】電気回路部３は回路基板１０と不図示の電
源部からなり、記録装置部２の駆動、制御を行う。この
うち、記録ヘッドの駆動、制御はキャリッジ６の動きを
妨げないように長さに余裕を持たせたフラットケーブル
等によって回路基板１０と記録ヘッド９を電気的に接続
することによって行われ、図７（ａ）に示すように各色
に対して個別に制御用の信号線などが必要である。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】以上のような装置を用
いて複数の記録ヘッドを同時に駆動して記録を行う場
合、それぞれの記録ヘッドを個別に制御する必要がある
ので、制御部から記録ヘッドへの信号線の本数は記録ヘ
ッドが一個の場合と比べて大幅に増加する。また、電源
も全ての記録ヘッドを同時に駆動するのに十分な容量が
必要であり、電源供給線の本数も必要に応じて増やさな
ければならない。

【００１０】このように信号線、電源供給線等の電線の
本数が増えることにより、コストアップ、装置内部の電
線引き回しの困難、電磁気的ノイズの影響の増加などの
問題が発生する。また、電源装置も容量が大きいものが
必要になるので、コストや装置の小型化などの点で不利
になる。

【００１１】本発明の目的は、以上のような問題点を解
決した、記録ヘッドに接続する電線の本数の減少と記録
に要する電力の低減を齎らす構造を有するインクジェッ
ト記録装置を提供することである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明のインクジェット
記録装置は、複数個の記録ヘッドを１個のキャリッジ上
に搭載し、キャリッジと共に記録ヘッドを往復移動可能
に構成されたものにおいては、各記録ヘッドを駆動する
信号線、電源供給線を共用し、キャリッジが１回走査す
る毎に一部個数の記録ヘッドを選択して記録動作を行う
ことを特徴としており、また、それぞれ別種のインクを
吐出する複数個の記録ヘッドを１個のキャリッジ上に搭
載し、キャリッジと共に記録ヘッドを往復移動可能に構
成されたものにおいては、各記録ヘッドを駆動する信号
線、電源供給線を共用し、キャリッジが１回走査する毎
に一部個数の記録ヘッドを選択して記録動作を行うこと
を繰り返して、複数回の走査により全記録ヘッドの記録
動作を行うことを特徴としており、さらに、それぞれ別
種のインクを吐出する複数個のノズル群を有する記録ヘ
ッドをキャリッジ上に搭載し、キャリッジと共に記録ヘ
ッドを往復移動可能に構成されたものにおいては、各ノ
ズル群を駆動する信号線、電源供給線を共用し、キャリ
ッジが１回走査する毎に一部個数のノズル群を選択して
記録動作を行うことを繰り返して、複数回の走査により
全ノズル群の記録動作を行うことを特徴としている。

【００１３】なお、これらのインクジェット記録装置
は、いずれも、その記録ヘッドが熱エネルギーを利用し
て吐出口からインクを吐出させるものであり、かつ前記
熱エネルギをー発生させる手段として電気熱変換体を有
していることが好ましい。

【００１４】

【作用】前述のような問題点を解決するため、キャリッ
ジの片道移動ごとに１個のヘッドの記録を行うことを必
要な回数繰り返すようにする。例えば、四色の多色印刷
を行う場合、キャリッジの往路で第１色、帰路で第２色
のヘッドを駆動してインクの吐出を行う。第３色、第４
色も同様に記録する。この場合二往復で四色の記録が完
了し、その後紙送りを行う。これを繰り返すことによ
り、紙面に四色印刷が可能である。

【００１５】このようにすると、駆動される記録ヘッド
は常に１個のみなので、記録ヘッドを駆動するための信
号線、電源供給線を各記録ヘッドごとに用意する必要は
なく、記録ヘッド１個分の信号線、電源供給線と記録ヘ
ッド選択用の信号線を接続すればよい。信号線、電源供
給線は全ての記録ヘッドで共用されるが、記録ヘッド選
択信号によって選択された記録ヘッドのみが有効になる
ので、動作に支障はない。

【００１６】また、記録ヘッドを駆動するための電源
も、１個の記録ヘッドの分の容量があれば十分である。

【００１７】これにより、記録ヘッドに接続する電線の
本数の削減、記録に要する電源の小規模化が達成され、
前述の課題が解決される。

【００１８】

【実施例】図１の（ａ）は、本発明のインクジェット記
録装置の一実施例の、記録ユニットへの信号線、電源供
給線等を示す概略図、（ｂ）は、本実施例の動作手順説
明図、図２は、本実施例の斜視図、図３は、図２の面Ａ
−Ａ概略断面図である。

【００１９】図２、図３に示す各部分の一般的構造、動
作については既に便宜上従来例を説明したことと共通で
あるのでここでは説明を省略することとする。

【００２０】図１（ａ）では４個の印字ヘッドでそれぞ
れ異なる色のインクを吐出する場合を想定しているが、
電気回路部に接続される電線は、記録ヘッド選択用信号
線１３及び記録ヘッド１個分の制御用信号線１１と電源
供給線１２のみである。

【００２１】制御用信号線１１はすべての記録ヘッドで
共用されており、電源は記録ヘッド選択用信号線１３か
らの情報によって選択された１個の記録ヘッドに供給さ
れるようになっている。そして、図１（ｂ）に示すよう
にまずキャリッジが片道移動する間に第１の記録ヘッド
（例えばＹ：イエロー）により記録を行い、方向を反転
してキャリッジが戻るときに第２の記録ヘッド（例えば
Ｍ：マゼンタ）により印字する。さらに第３、第４の記
録ヘッド（例えばＣ：シアン、黒）も同様に、キャリッ
ジの往復移動の片道ごとに順に記録ヘッドの選択を切り
換えて記録することにより多色印刷が可能である。この
時、インクの打ち込み順のちがいによる色味の変化を避
けるため、常に一定の順序でヘッドを切り換えることが
望ましい。

【００２２】このような構成、記録方法を用いることに
より、電線の本数を従来よりも大幅に減らすことができ
る上、同時に複数のヘッドを駆動する必要がないので電
源の容量も小さいもので済む。従ってコストダウン、装
置の小型化に効果があり、また、電磁的ノイズの発生源
になりにくく、逆に外来の電磁的ノイズによる影響も受
けにくくなるという利点が得られ、しかも記録結果は従
来と同等の物が得られる。

【００２３】次に、第２の実施例について説明する。

【００２４】図４は、第２の実施例の記録ユニットへの
信号線、電源供給線等を示す概略図である。この例は、
単色の記録ヘッドと、３色のマルチヘッドを１個のキャ
リッジに搭載した場合を想定している。この時のマルチ
ヘッドのように、記録ヘッドが種類の異なるインクを吐
出する複数のノズル群を有する場合でも、本発明を用い
れば第１の実施例と同様の効果が得られる。

【００２５】なお、キャリッジ上にマルチヘッドを１個
だけ搭載して、必要な複数の種類のインクを得る場合に
本発明を用いることももちろん可能であり、この場合に
は、信号線の本数の減少は期待できないが、電極の容量
を少なく抑える効果は得られる。

【００２６】次に、第３の実施例について説明する。

【００２７】図５の（ａ）は、第３の実施例の記録ユニ
ットへの信号線、電源供給線等を示す概略図、（ｂ）
は、本実施例の動作手順説明図である。この例では、第
１の実施例のように一色づつインクを吐出するのではな
く、キャリッジに搭載した半数づつ吐出を行うものであ
る。

【００２８】この場合、第１の実施例ほど大きな効果は
期待できない。しかし、第１の実施例の欠点である記録
速度が従来と比較してかなり遅くなるという問題が解決
できる。

【００２９】一般に、多色印刷を行う場合、色を重ねる
順番を変えると色味が代わってしまうので、従来の例に
おいても、往復記録はできなかった。つまり、図７
（ｂ）の従来例の動作手順説明図に示すようにキャリッ
ジの往路と復路で、色の重なり順が逆になってしまうこ
とにより１行ごとに色味が代わるのを防ぐため、１方向
のみで記録を行う結果、キャリッジ１往復当り１行の記
録速度になる。

【００３０】本実施例の場合、図５（ｂ）に示すように
往路で半数の色を記録、帰路で残りを記録することがで
き、往路と復路で色を入れ替えない限り重なり順が変わ
ることがないので、結局従来例と同等の記録速度及び記
録結果が得られ、しかも従来例より少ない電線、小さい
電源容量で済むという利点がある。

【００３１】次に、第４の実施例にについて説明する。

【００３２】図６は、第４の実施例の記録ユニットへの
信号線、電源供給線等を示す概略図である。この例は、
単色用ヘッドとマルチヘッドを組み合わせた第２の実施
例に類似しているが、マルチヘッドの各ノズル群を同時
に駆動できるように信号線の数を増やしている。このた
め、第２の実施例の場合よりも効果が少なくなってしま
うが、第３の実施例と同様、記録速度を低下させずに済
むという利点がある。また、使用頻度や色の濃度の点か
ら単色用ヘッドは黒、マルチヘッドにはＹ，Ｍ，Ｃの３
色が割り当てられるものと思われるが、この場合マルチ
ヘッドの記録方向は一定にする必要があるが、黒色は前
述の打ち込み順による影響がないものと考えられるの
で、印刷内容の都合により記録方向が逆になってもかま
わない。

【００３３】なお、本発明は、特にインクジェット記録
方式の中でもバブルジェット方式の記録ヘッド、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。

【００３４】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。

【００３５】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。

【００３６】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。

【００３７】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。

【００３８】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。

【００３９】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。

【００４０】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、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うこ
とも安定した記録を行うために有効である。

【００４１】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。

【００４２】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
−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。

【００４３】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。

【００４４】

【発明の効果】以上説明したように本発明は、複数のヘ
ッドを１個のキャリッジに搭載して記録を行う場合に回
路基板と記録ヘッドを接続する電線の本数を大幅に減ら
すことができるので、コストダウン、組立性の向上、電
磁気的ノイズの影響の減少などに効果がある。

【００４５】また、すべてのヘッドを同時に駆動する必
要がないのでヘッド駆動用の電源の容量も小さくて済む
効果もある。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は、本発明のインクジェット記録装置の
一実施例の、記録ユニットへの信号線、電源供給線等を
示す概略図、（ｂ）は、本実施例の動作手順説明図であ
る。

【図２】本実施例の斜視図である。

【図３】図２の面Ａ−Ａ概略断面図である。

【図４】第２の実施例の記録ユニットへの信号線、電源
供給線等を示す概略図である。

【図５】（ａ）は、第３の実施例の記録ユニットへの信
号線、電源供給線等を示す概略図、（ｂ）は、本実施例
の動作手順説明図である。

【図６】第４の実施例の記録ユニットへの信号線、電源
供給線等を示す概略図である。

【図７】（ａ）は、従来例の記録ユニットへの信号線、
電源供給線を示す概略図、（ｂ）は、本例の動作手順説
明図である。

【符号の説明】

１ インクジェット記録装置本体 ２ 記録装置部 ３ 電気回路部 ４ 紙送りローラ ５ 排紙ローラ ６ キャリッジ ７ 用紙 ８，８₁ 〜８₃ 記録ユニット ９，９₁ 〜９₃ 記録ヘッド １０ 回路基板 １１，１１₁ 〜１１₃ 記録ヘッド制御用信号線 １２，１２₁ 〜１２₃ 記録ヘッド電源供給線 １３ 記録ヘッド選択用信号線

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ４１Ｊ 3/04 １０４ Ｄ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数個の記録ヘッドを１個のキャリッジ
   上に搭載し、該キャリッジと共に前記記録ヘッドを往復
   移動可能に構成されたインクジェット記録装置におい
   て、各記録ヘッドを駆動する信号線、電源供給線を共用
   し、前記キャリッジが１回走査する毎に一部個数の記録
   ヘッドを選択して記録動作を行うことを特徴とするイン
   クジェット記録装置。
2. 【請求項２】 それぞれ別種のインクを吐出する複数個
   の記録ヘッドを１個のキャリッジ上に搭載し、該キャリ
   ッジと共に前記記録ヘッドを往復移動可能に構成された
   インクジェット記録装置において、各記録ヘッドを駆動
   する信号線、電源供給線を共用し、前記キャリッジが１
   回走査する毎に一部個数の記録ヘッドを選択して記録動
   作を行うことを繰り返して、複数回の走査により全記録
   ヘッドの記録動作を行うことを特徴とするインクジェッ
   ト記録装置。
3. 【請求項３】 それぞれ別種のインクを吐出する複数個
   のノズル群を有する記録ヘッドをキャリッジ上に搭載
   し、該キャリッジと共に前記記録ヘッドを往復移動可能
   に構成されたインクジェット記録装置において、各ノズ
   ル群を駆動する信号線、電源供給線を共用し、前記キャ
   リッジが１回走査する毎に一部個数のノズル群を選択し
   て記録動作を行うことを繰り返して、複数回の走査によ
   り全ノズル群の記録動作を行うことを特徴とするインク
   ジェット記録装置。
4. 【請求項４】 前記記録ヘッドが熱エネルギーを利用し
   て吐出口からインクを吐出させるものであり、かつ前記
   熱エネルギをー発生させる手段として電気熱変換体を有
   している請求項１ないし３のいずれか一項記載のインク
   ジェット記録装置。