JP2005138601A - カラーインクジェット記録装置及びカラーインクジェット複写装置 - Google Patents

Abstract

【課題】複数個のインク吐出口が記録媒体の被印写幅をカバーするように長尺化されたマルチノズル型インクジェット記録装置において、装置内で大量に使用されるインクが不慮の事故によって飛散するようなことがあっても、装置内部を汚したり、装置の電気系統を破損しないような装置構成を提案する。
【解決手段】記録部２６は、記録媒体Ｐａの被記録部をカバーするように長尺化されたマルチノズル型インクジェット記録ヘッドを複数個配列し、該マルチノズル型インクジェット記録ヘッドのノズル面に相対する位置に搬送される記録媒体に対してインク液噴射記録を行う。記録ヘッドに連通手段２４を介してインク容器２７を接続してなるインク供給手段を有し、インク供給手段のうち少なくともインク容器２７は、前記マルチノズル型インクジェット記録ヘッド２６より下方に配置した。
【選択図】図６

Description

本発明は、カラーインクジェット記録装置及び該カラーインクジェット記録装置を用いたカラーインクジェット複写装置に関し、さらに詳しくは、記録媒体幅全域にインク吐出口を配列してなるマルチノズル型インクジェット記録ヘッドに対するインク供給手段及びその設置装置に特徴を有するカラーインクジェット記録装置及び該カラーインクジェット記録装置を用いたカラーインクジェット複写装置に関する。

記録媒体の記録面に対してインクを吐出して付着させることにより、記録動作を行うインクジェット記録装置が、広く実用に供されている。インクジェット記録装置においては、一般に、インクを記録媒体の記録面に対して吐出するインク吐出口形成面を有する記録ヘッドを備えている。

記録ヘッドは、例えば画像データに応じて供給される駆動制御信号に基づいて制御される電気機械変換体の圧力または電気熱変換体の加熱エネルギーにより形成されたインク滴を、インク吐出口形成面を通じて記録媒体の記録面に対して吐出するものである。記録ヘッドにおいては、高画質化及び記録速度の高速化を図るためにそのインク吐出口形成面に形成されるインク吐出口が、例えば４００ｄｐｉ〜６００ｄｐｉのように比較的高密度に配列されるとともに、そのインク吐出口数も数十〜数百のものが実現されている。ところで、近年、より一層の高速化を目的として、インク吐出口が記録媒体の全記録領域、例えば記録媒体の全幅にわたって形成される、いわゆるマルチノズル化され長尺化したものが検討されつつある。

このような長尺化した記録ヘッドにおいては、インク吐出口（ノズル、オリフィス）の数が数千〜数万にもおよび、使用されるインクの量も、従来の数十〜数百程度のものとは比較にならない。このような大容量のインクを使用する記録ヘッドが長尺化されたインクジェット記録技術は、まだ開発が始まったばかりで、そのインク供給手段等はまだ不明かつ研究的要素を含んだものであり技術が確立していない。とりわけ、不慮の事故が発生した場合の装置全体の安全性確保というような点についてはこれからの課題である。

本発明は、上述のごとき実情に鑑みてなされたもので、その目的は、複数個のインク吐出口が記録媒体の被印写幅をカバーするように長尺化されたマルチノズル型インクジェット記録装置において、装置内で大量に使用されるインクが不慮の事故によって飛散するようなことがあっても、装置内部を汚したり、装置の電気系統を破損しないような装置構成を提案することにある。

本発明は、前記目的を達成するためになされたもので、請求項１の発明は、画像データに基づいて表面に印写ドットの広がりを抑える微粉をコーティングしてある記録媒体の被記録面に対して記録動作を行う記録手段と、該記録手段に前記記録媒体を所定のタイミングで搬送する記録媒体搬送手段と、記録後の被記録面を乾燥する手段と、前記記録手段にインクを供給するインク供給手段とからなるカラーインクジェット記録装置において、前記記録手段は、複数個のノズルを４００〜２４００ｄｐｉの配列密度で前記記録媒体の被記録部をカバーするように長尺化して配列するとともに、１ノズルあたり３０ｋＨｚまでの頻度でインクをオンデマンドで噴射するマルチノズル型インクジェット記録ヘッドを、３色以上の複数色のインクを各色に応じて噴射するように複数個配列固定したものであり、該マルチノズル型インクジェット記録ヘッドのノズル面に相対する位置に搬送される前記記録媒体の微粉コーティング面に対して３色以上のインクの重ね合わせによるインク滴噴射記録を行う記録手段であって、前記記録媒体搬送手段は、前記記録媒体に記録する時ならびに記録後の被記録面を乾燥する時に、前記記録媒体をフラット搬送する手段であり、前記記録後の被記録面を乾燥する手段は、前記記録媒体の被記録部の幅より大きい範囲をカバーする加熱能力を有し、前記記録媒体の搬送経路において前記マルチノズル型インクジェット記録ヘッドの下流側でかつ前記記録媒体の上側に配置するとともに非接触加熱する手段であり、前記記録手段にインクを供給するインク供給手段は、インク容器とポンプとそれらを前記記録部につなげるチューブとよりなり、このうち少なくともインク容器は、前記マルチノズル型インクジェット記録ヘッドより下方に配置したことを特徴としたものである。

請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記インク容器を、各色毎に独立載置構造とした部材に空隙を介して載置したことを特徴としたものである。

請求項３の発明は、請求項１もしくは２の発明において、前記カラーインクジェット記録装置は、イエロー，マゼンタ，シアン，ブラックのそれぞれの色のインクを噴射する前記マルチノズル型インクジェット記録ヘッドにインクを供給するためのインク容器を離間、保持手段に載置するとともに、前記各色のインク容器群の交換もしくはそれらへのインク補給は、前記カラーインクジェット記録装置の前記インク容器群が配置される部分の側壁を開閉して行うことを特徴としたものである。

請求項４の発明は、請求項１乃至３のいずれか１に記載のカラーインクジェット記録装置に、原稿台上に載置される原稿画像を読み取り、画像データを形成するスキャナ部と、該スキャナ部からの画像データを、前記前記記録手段に送るデータ送付手段を設けたカラーインクジェット複写装置において、前記スキャナ部は、露光光源とラインセンサを組み合わせた原稿走査ユニットよりなり、前記インク容器およびインク供給路ならびにマルチノズル型インクジェット記録ヘッドよりなるインクの存在領域より上方に離れた領域において、露光移動走査を行うスキャナ部であることを特徴としたものである。

請求項５の発明は、請求項１乃至４のいずれか１の発明において、前記記録媒体は給紙部に積載されるとともに、該給紙部は、前記インク容器より上部に配置されることを特徴としたものである。

請求項６の発明は、請求項１乃至５のいずれか１の発明において、装置の底部に底板を設けたことを特徴としたものである。

記録媒体の被印写幅をカバーするように長尺化され、大量にインク消費を行うマルチノズル型カラーインクジェット記録装置において、水に弱い電気系統部品・ユニットを消耗品であるインク容器より上方に配置するようにしたので、予期せぬ不慮の事故等によって、インク容器からインクが漏れても、装置内を汚したり、装置の電気系統が破損することがないので、信頼性の高い長尺化されたマルチノズル型カラーインクジェット記録装置を実現することができる。

図１は、本発明のインクジェット記録装置に使用されるマルチノズル型インクジェット記録ヘッドの一例を説明するための部分斜視図である。ここで示したインクジェット記録ヘッドの構造は、４００〜２４００ｄｐｉといった高密度配列が容易に実現できるサーマルインクジェットの例であるが、必ずしもこの構造に限定されるものではない。
図１において、１６は流路、１７はノズル、１８は共通液室、１９は天井板、２０は接合層、２１は流路障壁である。この例では３ノズル分のみ示しているが、実際には、後述するように記録媒体の被印写幅をカバーするように長尺化されたマルチノズル型インクジェット記録ヘッドであり、矢印方向（記録媒体の被印写幅方向）にノズルが数千〜数万配列されている。

図２は、サーマルインクジェット記録ヘッドに使用される発熱体基板を示したものであり、図２（Ａ）は斜視図、図２（Ｂ）は図２（Ａ）のＡ−Ａ線矢視断面図で、発熱体部近傍の詳細を示す断面図である。
図２において、１は発熱体基板、２は第１電極（制御電極）、３は第２電極（アース電極）、４，５はボンディングパッド、７は基板、８は蓄熱層（ＳｉＯ₂）、９は発熱体（ＨｆＢ₂）、１０は電極（Ａｌ）、１１は保護層（ＳｉＯ₂）、１２は電極保護層（Ｒｅｓｉｎ）、１３はさらに別の保護層、１４は発熱体部、１５は電極部である。なお、煩雑を避けるため図２（Ａ）には要部となる発熱体と電極部のみを示している。

発熱体基板１は、図２（Ｂ）に示すように、アルミナ等のセラミック、ガラスあるいはＳｉ等の基板７上に、スパッタリング等の薄膜形成技術やフォトエッチング等のパターン形成技術により、蓄熱層（ＳｉＯ₂）８、発熱体（ＨｆＢ₂）９、電極（Ａｌ）１０、保護層（ＳｉＯ₂）１１、電極保護層１２、別の保護層１３を順次形成し、表面部に発熱部１４と電極部１５を構成している。各発熱体９は、図２（Ａ）に示すように、それぞれ第１電極（制御電極）２、第２電極（アース電極）３に接続され、また、それぞれの電極は、その端部に第１電極２にはボンディングパッド４を、第２電極３にはボンディングパッド５を有し、該ボンディングパッド４，５は、他の画像情報入力手段（図示せず）に接続され、各々の発熱体９は独立に駆動可能である。なお、第２電極３は、複数個の発熱体９、すなわち第１電極２に対して１つの共通の第２電極とすることも可能である。
また、この例のように、１つ１つの発熱体を独立に駆動するような構成ではなく、マトリックス駆動を行う構成としてもよい。このような発熱体９の列は、例えば、その配列密度は、４００ｄｐｉ〜２４００ｄｐｉとされ、また、必要とされる記録媒体の印写幅に応じて、数千〜数万個設けられる。

基板７上には蓄熱層８を形成する。この蓄熱層８は、後述の発熱体９で発生した熱が基板７の方へ逃げないようにするためのものである。つまり発生した熱を効率良くインクの方に伝達し、インク中で安定した気泡を発生させるようにするためのものである。通常、蓄熱層８としては、ＳｉＯ₂が用いられ、ＳｉＯ₂をスパッタリング等の成膜技術を用い１μｍ〜５μｍの膜厚に形成する。

図２（Ｂ）に示すように、蓄積層（ＳｉＯ₂）８の上には発熱体９の層が形成されるが、該発熱体９を構成する材料として有用なものには、タンタル−ＳｉＯ₂の混合物、窒化タンタル、ニクロム、銀−パラジウム合金、シリコン半導体、あるいはハフニウム、ランタン、ジルコニウム、チタン、タンタル、タングステン、モリブデン、ニオブ、クロム、バナジウム等の金属の硼化物があげられる。金属の硼化物のうち最も特性の優れているのは、硼化ハフニウム（ＨｆＢ₂)であり、次いで、硼化ジルコニウム、硼化ランタン、硼化タンタル、硼化バナジウム、硼化ニオブの順となっている。

発熱体９は、前述の材料を用いて、電子ビーム蒸着やスパッタリング等の手法により形成することができる。発熱体９の膜厚は、単位時間当りの発熱量が所望通りとなるように、その面積や材質及び熱作用部分の形状及び大きさ、さらには実際面での消費電力等にしたがって決定されるものであるが、通常の場合、膜厚は、０.００１μｍ〜５μｍ、好適には０.０１μｍ〜１μｍとされる。
本発明の実施例では、ＨｆＢ₂を２０００Å（０.２μｍ）の厚さにスパッタリングした例を示した。

電極１０を構成する材料としては、通常使用されている電極材料の多くのものが有効に使用され、具体的には、例えば、Ａｌ、Ａｇ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｃｕ等があげられる。これらを使用して、蒸着等の手法で所定位置に所定の大きさ、形状、厚さで設けられる。本発明では、Ａｌをスパッタリングにより１.４μｍ形成した。

保護層１１に要求される特性は、耐インク腐食性や、気泡の消滅による衝撃力からの保護（耐キャビテーション性）であるとともに、発熱体９で発生させた熱を、感熱紙やインクリボン、あるいは記録液体であるインクに効果的に伝達することである。
保護層１１を構成する材料として有用なものには、例えば、酸化シリコン、窒化シリコン、酸化マグネシウム、酸化アルミニウム、酸化タンタル、酸化ジルコニウム等があげられ、電子ビーム蒸着やスパッタリング等の手法を用いて形成することができる。また、炭化ケイ素、酸化アルミニウム（アルミナ）等のセラミック材料も好適に用いられる材料である。
保護層１１の膜厚は、通常０.０１μｍ〜１０μｍ、好適には０.１μｍ〜５μｍ、最適には０.１μｍ〜３μｍとされるのが望ましい。本発明では、スパッタリングにより、ＳｉＯ₂を１.２μｍ形成した。

図２（Ｂ）には、さらに電極保護層１２や別の保護層１３の例を示しているが、電極保護層１２としてＲｅｓｉｎ層を２μｍ形成した。これは必要に応じて設けられるが必ずしも必要ではなく省略してもよい。保護層１３の材料は、耐キャビテーション性を考慮してタンタル（Ｔａ）が好適に用いられる。発熱体領域では気泡発生によるキャビテーション衝撃力が加わるため、破壊から保護するために、Ｔａをスパッタリングにより４０００Å（０.４μｍ）形成することにより、良好な性能が得られる。

このような発熱体基板１を用いてインクジェット記録ヘッドを構成することができるが、具体的には図３に示すような工程で製作することができる。
図３において、１９は天井板、２０は接合層、２１は流路障壁、２２はフォトレジスト、２３はフォトマスクである。

インクジェット記録ヘッドの製作工程を、図３（Ａ）〜図３（Ｆ）によって説明する。
（１）発熱体基板を用意する（図３（Ａ））。
発熱体基板１は、基板７に発熱体９と発熱体９を保護絶縁する薄膜からなる保護層１１が形成されている。
（２）発熱体基板にフォトレジストをコーティングする（図３（Ｂ））。
図３（Ａ）に示した発熱体基板１の上に、例えば、粘度が１０００〜２０００ｃＰ（センチポアーズ）のフォトレジスト２２をスピンコーティング、ディップコーティングあるいはローラーコーティングによって５μｍ〜３０μｍ程度の厚さにコートする。この厚さは、最終的に流路障壁２１の高さになり、発熱体９の配列密度（印写密度）によってその高さも変わってくる。２０μｍ以上の厚さのフォトレジスト２２の層を得たい場合には、液状のフォトレジストではなく、ドライフィルムタイプのフォトレジストを用いればよい。続いて、図３（Ｂ）に示すように、発熱体基板１面に設けたフォトレジスト２２上に所定のパターンを有するフォトマスク２３を重ね合わせた後、該フォトマスク２３の上部から露光を行う。このとき、発熱体９の設置位置と前記パターンの位置合わせを行っておく必要がある。

（３）流路障壁を形成する（図３（Ｃ））。
フォトレジスト２２、露光したフォトレジスト２２の未露光部を炭酸ナトリウム水溶液などのアルカリ現像液により除去し、流路障壁２１を形成する。除去部分は発熱体９を有する凹部となり、流路１６、共通液室１８を構成する。
（４）流路ならびに共通液室の天井となる基板を作成する（図３（Ｄ））。
流路１６、共通液室１８の天井となる基板は、接合層２０とガラス基板とが接合したもので、ガラス基板は天井板１９となる。

（５）基板を流路障壁に接合する（図３（Ｅ））。
発熱体基板１と天井板１９となるガラス基板とをフォトレジスト２２と接合層２０を向かい合わせて接合する。その際、熱硬化処理（例えば、１５０℃〜２５０℃で３０分〜６０分加熱）、または紫外線照射（例えば、５０ｍＷ／ｃｍ²〜２００ｍＷ／ｃｍ²、またはそれ以上の紫外線強度）を行い、耐インク性向上ならびに接合強度向上をはかる。

（Ｆ）吐出口を形成する（図３（Ｆ））。
最後に、発熱体９側の開口近傍のｙ−ｙ線部分を、ダイシングによって切断し、ノズル（吐出口）１７を形成し、インクジェット記録ヘッドとして完成する。
なお、他の製作手段としては、流路ならびに共通液室部をポリサルフォン、ポリエーテルサルフォン、ポリフェニレンオキサイド、ポリプロピレン、ポリイミドなどの樹脂の一体成形で製作する方法がある。
また、流路先端部に樹脂フィルムを配し、エキシマレーザー等の手段で吐出口を穿孔し、ノズル形成を行う手段も好適に用いられる。エキシマレーザーによる吐出口穿孔方法はマスク形状によって任意の形状のノズルが形成できるので、丸形状にしたり、多角形、あるいは星型の放射状形状等、インク吐出特性との関係を考慮してその形状を決定できるので有利な方法といえる。この場合もポリサルフォン、ポリエーテルサルフォン、ポリフェニレンオキサイド、ポリプロピレン、ポリイミドなどの樹脂が良好に使用できる。

次に、このようなインクジェット記録ヘッドによるインク噴射の原理を、図４によって簡単に説明する。
図４において、３１はインク、３２は気泡、３３は吐出口、３４は流路、３５は発熱体基板、３６は発熱体、３７は第１電極（制御電極）、３８は第２電極（アース電極）、３９はインク滴である。発熱体３６には、第１電極３７、第２電極３８を介し画像情報に応じて信号パルスが入力され、該入力パルスに応じてインク中で気泡３２が発生し、該気泡の作用力により、流路３４のインク３１の一部が、吐出口３３より、インク滴３９として噴射され、記録媒体（例えば紙）に記録するというものである。

ここで、信号パルスの継続時間は、数μｓ〜１０数μｓが望ましく、長くても３０μｓまでとされる。これは、いったん発熱体３６上に気泡３２が発生すると、その後は発熱体３６の熱を気泡３２がブロックしてしまうため、気泡３２の大きさはほとんど変化することがなく、不必要に長時間通電しても、無駄になるだけでなく、発熱体３６を破損せしめるからである。通電を止めた後、気泡３２は、発熱体基板３５および周囲のインク３１により、熱を奪われ、収縮して消滅する。この説明から明らかなように、本発明にインク噴射原理に作用する気泡３２は、非常に短時間の間に急激に加熱されることによって得られる気泡であり、伝熱工学の分野で、いわゆる膜沸騰と呼ばれている現象の気泡であり、発生〜消滅の繰り返し再現性が非常に良いものである。

また、他の吐出原理として、図４に示した発熱体３６の位置を吐出口３３に近づけ、より微小なインク滴を吐出するようにしたり、あるいは発生した気泡が吐出口３３の外側までせり出す、あるいは破裂するようにしてもよい。
また上記説明はインクジェット記録ヘッドの製作方法も含めて、すべてサーマルインクジェット方式の例をもとに行ったが、ピエゾ素子を利用するようなインクジェット方式であってもよい。

図５は、本発明のような複数個のインク吐出口が記録媒体の被印写幅をカバーするように長尺化されたマルチノズル型インクジェット記録装置の記録部を示すものである。
記録部２６は、各記録ヘッド７０Ｃ、７０Ｍ、７０Ｙ、７０Ｂと、後述する加熱式定着装置７６とを内蔵するヘッドブロック７２を備えている。ヘッドブロック７２は、記録媒体（用紙Ｐａ）の搬送路に沿った両端部にそれぞれ設けられる突起部７２Ａを介して記録部２６内部に支持されている。

記録ヘッド７０Ｃ、７０Ｍ、７０Ｙ、７０Ｂは、それぞれ順次、用紙Ｐａの搬送路の上流側から下流側に向けて所定の相互間隔をもって配されている。その際、記録ヘッド７０Ｃ、７０Ｍ、７０Ｙ、７０Ｂは、これらのヘッドのすべての吐出口面によって形成される平面の平面度が数十μ程度以内になるようにヘッドブロック７２に位置決め固定されている。

各記録ヘッド７０Ｃ、７０Ｍ、７０Ｙ、７０Ｂは、それぞれ例えば、前述のようなサーマルインクジェット方式とされ、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラックのインクを吐出するものである。即ち、各記録ヘッド７０Ｃ、７０Ｍ、７０Ｙ、７０Ｂは、その吐出口に通じる液流路に電気熱変換体としてのヒータを有し、そのヒータによりインクが加熱されることにより形成されるインク滴を吐出するものである。各記録ヘッド７０Ｃ、７０Ｍ、７０Ｙ、７０Ｂは、用紙Ｐａの搬送方向に対し略直交する方向に沿って配列される複数の吐出口を有している。複数の吐出口は、用紙Ｐａの記録面における搬送方向に対し略直交する方向の全幅に亘って形成されている。

各記録ヘッド７０Ｃ、７０Ｍ、７０Ｙ、７０Ｂは、インク供給路２４に接続され、後述するインク容器からインク供給を受ける。なお図では１本のラインで示しているが、インク供給路２４は各色で独立していることはいうまでもない。ここでインク供給路２４には耐インク腐食性が要求され、テフロン（登録商標）、ポリエチレン等の樹脂チューブや、ステンレスパイプ等が用いられる。

各記録ヘッド７０Ｃ、７０Ｍ、７０Ｙ、７０Ｂの記録動作は、同一の１枚の用紙Ｐａに対してそれぞれ行うものとされ、例えば、１番目に記録ヘッド７０Ｃが記録し、２番目に、記録ヘッド７０Ｃが記録した記録面に重ね、または、新たな位置に記録し、３番目に記録ヘッド７０Ｙがさらに同様に記録し、そして、最後に記録ヘッド７０Ｂが、記録するものとされる。
また、記録ヘッドがイエロー、マゼンタ、シアンの３色の各インクジェット記録ヘッドからなるカラーインクジェット記録装置においては、色毎のインクジェット記録ヘッドをイエロー、マゼンタ、シアンの順に配列する。そしてこの際、３色の各インクジェット記録ヘッドにそれぞれの色のインクを供給するためのインク容器の配列もイエロー、マゼンタ、シアンの順にする。
なお、記録ヘッド７０Ｃ、７０Ｍ、７０Ｙ、７０Ｂは、インクを吐出するものに限られることなく、例えば、少なくとも１つの記録ヘッドが、インクを不溶化する処理液を吐出するものであってもよい。あるいは、インク吐出前に用紙Ｐａに用紙Ｐａ上で画素が必要以上に広がったりにじんだりしないようにするための処理液を吐出するものであってもよい。

このようなインクジェット記録方式においては、被記録材に対して付着されたインクが被記録部材中に浸透することにより、そのインクが被記録部材に対して定着する。あるいは、付着されたインクは、インクの溶媒の蒸発プロセスを経て被記録材上に定着される。
しかし、このインクが付着してから定着するまでの時間、つまり、定着速度は、被記録材の構成・物性に大きく依存されるだけでなく、外部雰囲気の状態によっても大きく左右される。また、自然に定着する速度は、物理特性によってある時間より短くすることはできない。
上述したように、インクが被記録材上に付着し浸透する速度は、また、使用するインクの組成によっても大きく変わる。

通常、インクの組成に関しては、そのインクの被記録材に対する浸透性の大小によって区別されることが多い。一般的には、浸透性が高いインクは、被記録材に対する浸透速度が速いため定着性という観点からみると、有利であるが、反面、浸透し過ぎるために、被記録材に対するにじみが多く画像品位が低下することが問題となる。また、インクが被記録材中に深く浸透するため、画像濃度の低下にもつながりやすい。

これに対して、浸透性の低いインクを使用すると、上述したように、浸透するまでに時間を要し、定着性という観点からいうと、本発明のような高速性が要求される記録媒体の被印写幅をカバーするように長尺化されたマルチノズル型インクジェット記録ヘッドを用いた装置においては、多色印字の場合、各インク色間でのインクの混色やにじみ、被記録材の排出時の画像のこすれ、いわゆる、耐擦過性の問題が生ずる。よって、定着性、画像濃度、にじみ、耐擦過性を考慮した装置の構成が重要となる。
従来のシリアルスキャン記録装置では、そのような定着性は、記録速度の関係上ある程度簡単な構成で対処できるものが多かった。

しかし、特に本発明の実施例のような高速記録及びカラー記録が行われてくると、上述したように、被記録材に打ち込まれたインクを所望の状態に被記録材上に定着させるために定着速度の短縮化と効率化を行うための以下に述べられるような加熱式定着装置７６が必要となる。
加熱式定着装置７６は、例えば図５に示されるように、搬送路における記録ヘッド７０Ｂに対して下流側とし、かつ、比較的近い位置に対応して設けられている。今ここでは加熱式定着装置７６として、ハロゲンヒータ８４と、ハロゲンヒータ８４からの熱線を反射させる反射板８２とよりなる例を示す。

この例のように本発明では、記録媒体（用紙Ｐａ）の被印写面側を非接触加熱している。つまり、印写部を表面から加熱するようにしているので、水等のインク中の揮発成分を効率的に乾燥させることができる。
ここでは加熱式定着装置７６として、加熱部としてのハロゲンヒータ８４と、ハロゲンヒータ８４からの熱線を反射させる反射板８２と、ハロゲンヒータ８４と搬送路との間を仕切る加熱部遮蔽部材８６と、ハロゲンヒータ８４からの熱の記録ヘッド７０Ｂへの熱伝達を断つ断熱部としての断熱装置７８とを含んで構成されているものを例としてあげたが、他の例としてセラミックヒータを利用しても良好に定着を行うことができる。

また、以上の実施例では印写後に加熱／乾燥させるように説明したが、前述のような各種加熱手段を印写前の記録媒体Ｐａの搬送経路中に配し、記録媒体Ｐａをあらかじめ加熱した状態にしておいてから印写を行う方法も、効果的なインク乾燥を行ううえで良い方法である。

次に、本発明のように記録媒体の被印写幅をカバーするように長尺化されたマルチノズル型インクジェット記録ヘッドを適用したカラーインクジェット複写装置の全体の構成を説明する。
従来、いわゆる複写機と称するものは、一般に電子写真方式によるものを指している。このような電子写真方式は、広く普及してはいるものの、原理が複雑で装置も大変大掛かりなものになるという欠点がある。一方、インクジェット記録はその原理が簡単で、これを記録原理として複写装置を構成すると従来にはない画期的にシンプルな複写装置が実現できる。

図６は、本発明のカラーインクジェット複写装置を示しており、カラーインクジェット複写装置は、その原稿台１１６上に載置される原稿Ｂｏにおいて複写される面の画像を読み取ることにより、その原稿Ｂｏについて順次、画像データを形成するスキャナ部１０２と、スキャナ部１０２からの画像データに基づいて記録媒体としての用紙Ｐａの記録面に対してインクを吐出し付着させることにより、記録動作を行う記録部２６と、記録部２６の下方に配され、記録部２６の記録動作に応じて所定のタイミングで用紙Ｐａを後述する排紙搬送部１３６に搬送する搬送部１３４と、搬送部１３４により搬送される印刷された用紙Ｐａ’を排紙トレー１３８上に排出する排紙搬送部１３６と、給紙部１３０からの用紙Ｐａを１枚づつ記録部２６に搬送する給紙搬送部１３２と、記録部２６の各記録ヘッドに対して回復処理を選択的に行う回復処理装置１４０とを含んで構成されている。

このようなカラーインクジェット複写装置において、記録部２６、スキャナ部１０２、給紙部１３０等の駆動／制御は、電装系ユニット６０によって行われる。ここで、電装系ユニット６０は水に対して弱いので、できるだけインク等の水分から離れたところに設置されるのが望ましい。本発明では、この点に鑑み、電装系ユニット６０をインク容器２７よりも上になるような構成としている。これにより、万が一、インク容器２７からインクが漏れたりしても、電装系ユニット６０はインク容器２７よりも上にあるので、電装系ユニット６０がインクに浸かり、それによって電装系ユニット６０を故障に至らしめるという事故を回避できる。

図６には、電装系ユニット６０がインク容器２７よりも上にあり、さらに記録部２６よりも上にある例を示したが、このような故障／事故回避の基本的な考え方は、大量のインクを収容するインク容器２７が一番下に配置されるということである。記録部２６もインクが漏れる恐れがないわけではないので、図６のように電装系ユニット６０を記録部２６よりも上に配置することが望ましいが、最も危険なものを一番下に配置することにより、不慮の事故による電装系ユニット６０の冠水（インク）を防ぐのである。

なお、記録部２６は、前述のように各色のインクを吐出する記録ヘッド７０Ｃ、７０Ｍ、７０Ｙ、７０Ｂよりなり、それらはインク供給路２４に接続された各色のインク容器２７からインク供給を受ける。また、インク容器２７は、イエロー用インク容器２７Ｙ、マゼンタ用インク容器２７Ｍ、シアン用インク容器２７Ｃ、ブラック用インク容器２７Ｂよりなり、それらはインク容器トレイ２９に載置される。ここで、インク容器トレイ２９は、それぞれのインク容器が離間して載置されるように、独立障壁構造となっている。図６では低い独立障壁構造を示しているが、必ずしもこの構造に限定されるものではなく、例えばインク容器の上部もすべて覆うようにした各色完全に独立障壁構造とすることも良い方法である。

このような構造とすることにより、例えばインクがなくなって、インク補給を行う場合や、インク容器そのものを交換する場合等に、インク容器からインクがこぼれたり、あふれたりして周囲を汚したり、あるいは噴出したインクが隣のインク容器を汚したりすることを防止することができる。特に、各色完全に独立障壁構造とした場合、仮に何らかの予期せぬ理由によって、インクが噴出したりした場合に、隣のインク容器にインクが混じってしまうというような事態も回避することができる。

なお、本発明では、大量にインクを使用するので、そのインク供給にポンプ２５を設けることが望ましい。記録ヘッドの駆動周波数（インク滴吐出頻度）を非常に遅くして（例えば１ノズルあたり、数Ｈｚ〜数百Ｈｚ）使用するような場合は、ポンプ手段を用いなくても、毛管作用によってインクが供給できるが、１ノズルあたり、数ｋＨｚ〜３０ｋＨｚで駆動して使用するような場合には、ポンプ手段によって、記録ヘッドに強制的にインクを供給させる必要がある。

図６は、記録ヘッドとインク容器をつなぐインク供給路２４の途中にポンプ２５を設けた例を示している。いうまでもないが、このポンプ２５も詳細構造は示さないが、各色ごとに独立駆動、供給できるようになっている。
スキャナ部１０２は、原稿Ｂｏの複写されるべき画像を読み取る原稿走査ユニット１０４と、原稿走査ユニット１０４を図６の矢印Ｓの示す方向、及びその反対方向に沿って移動可能に支持するガイドレール１１２と、図示が省略されるが、ガイドレール１１２に支持される原稿走査ユニット１０４を例えば、図６に実線で示される位置と二点鎖線で示される位置との間を所定の速度で往復動させる駆動部とを含んで構成されている。

原稿走査ユニット１０４は、ロッドアレイレンズ１０６と、カラー情報の読み取りセンサであるカラーイメージセンサとしての等倍型色分解のラインセンサ１１０と、ランプ光源等の露光ユニット１０８とを主要な構成要素として含んで構成されている。
原稿走査ユニット１０４が、駆動部により、透明な材料で作られる原稿台１１６上の原稿Ｂｏの画像を読取るべく矢印Ｓの方向に移動走査せしめられる場合、露光ユニット１０８内の露光ランプが点灯され、原稿Ｂｏからの反射光がロッドアレイレンズ１０６により導かれてラインセンサ１１０に集光される。ラインセンサ１１０は、その反射光があらわすカラー画像情報をカラー別に読取り、電気的なディジタル信号に変換し、それを後述するインクジェットプリンタ部１１８における制御ユニットに画像データとして供給する。従って、後述する記録部２６における各カラー別の各記録ヘッドは、それぞれ、これらの画像データに基づく駆動制御パルス信号に応じて記録に用いられる液体、例えば、異なる色のインクの吐出を行うものとされる。

本発明においては、前述のように、スキャナ部１０２は水に弱いランプ光源等より構成されており、前述の電装系ユニット６０のインクによる故障／事故回避の基本的な考え方を適用すべきである。すなわち、図６より明らかなように、本発明ではスキャナ部１０２は、大量のインクを収容するインク容器２７より上になるようにレイアウトされている。また、インク滴噴射を行う記録部２６よりも上に配置して、不慮の事故によるスキャナ部１０２の冠水（インク）およびそれに起因する破損／故障を防いでいる。

給紙部１３０に積載されて収容される所定の規格サイズの用紙Ｐａは、図示が省略される駆動モータが作動状態とされるとき、１枚ずつピックアップローラユニット１３０ＲＡにより、取り出され、それが給紙搬送部１３２に供給される。
インクジェット記録方式ではインクの小液滴が飛翔され、それが紙等の記録用紙面に付着せしめられて記録を行うものなので、用紙Ｐａは、インクが用紙面で必要以上ににじんで印字がぼけたりしないものであることが必要である。また、用紙Ｐａは、用紙Ｐａに付着したインクが、速やかにその内部に吸収されるような特質を有するものが好適とされる。用紙Ｐａは、特に異なる色のインクが、短時間内に用紙Ｐａにおける同一箇所に重複して付着した場合でもインクの流れ出しおよびしみ出しの現象がなく、しかも印字ドットの広がりを、画質の鮮明さを損なわない程度に抑えられるような特質を有するものが好適とされる。

これらの特質は、電子写真式の複写機等で使用される普通紙と呼ばれる複写用紙等やその他一般の記録用紙として用いられているものでは充分に満足されていない場合もある。これらの用紙においては、一色のみの印字もしくは２色の重ね合せの場合、画像品位としてある程度満足できるものが得られるときが多いが、しかし、例えば、３色以上のインクの重ね合せによるフルカラー画像を印字記録する際のように用紙に付着するインクの量が増える場合、充分満足できる画像品位の記録が得られていないこともある。
上述した特質を満足する用紙としては、基紙の上に上述の特質が得られるようなコーティング（例えば、微粉ケイ酸）を施した用紙が用いられてもよい。

本発明のインクジェット複写機は、記録媒体の被記録部の幅より大きい範囲をカバーするようなインクの加熱式定着装置を有するので、定着能力に余裕がある。よって瞬時のインクの乾燥／定着を行うことができるので、連続印写／複写時にも未乾燥インクの裏写りが起こることなく、高速、高画質、高品質の印写／複写物を得ることができる。特に、複数個のインク吐出口が記録媒体の被印写幅をカバーするように長尺化されたマルチノズル型インクジェット原理によるものは、その原理上大変高速な印写／複写が可能であるが、本発明のように定着能力に余裕があるような構成とすることにより、その能力を十分に発揮できる高速複写機が実現できる。

図７、図８は本発明の他の実施例を説明するための図である。
前述のように本発明では、インク容器２７を装置の下部に配置し、電装系ユニット６０やスキャナ部１０２が不慮の事故によって冠水（インク）し、それによって、破損／故障することを防いでいるが、ここでは、さらに他の安全策として、インク容器２７を装置の電装系ユニット６０やスキャナ部１０２から確実に離間するような構成例を示したものである。
図７は、第１の離間壁５２Ａを装置に配した例であり、図８は第２の離間壁５２Ｂとし、インク容器２７を完全に別室とした例である。
図８のように完全に別室となるような離間壁構造とすると、インク容器２７へのインク補給等は、その部分のみ装置の側壁の開閉を行うだけでよい。よって、インク補給時に不必要な部分まで装置の内部を開ける必要がないので、インク漏れ、あるいはインク噴出等の不慮の事故による電装系ユニット６０やスキャナ部１０２の保護がより確実なものとなる。

次に、本発明のさらに他の実施例を説明する。
図６〜図８に本発明では底板５１を設ける例を示した。このような底板５１は、一般に電子写真方式の複写機あるいはプリンタ等を構成する場合、装置の剛性が維持できるのであれば設ける必要はない。しかしながら本発明では、インクという液体を大量に扱うので万が一インクが漏れた場合、漏れたインクが床に落ち、床を汚すので、それを防止するために底板５１を設けている。このように底板５１を設けると、万が一インクが漏れた場合でも底板５１でインクの床への落下を阻止できるだけではなく、図６〜図８に示したように、インク容器２７あるいはそれを保持するインク容器トレイ２９やポンプ２５等、本発明の記録装置、複写機を構成する部品／ユニットも設置できるというメリットがある。

本発明のカラーインクジェット記録装置に適用されるマルチノズル型インクジェット記録ヘッドを示す部分斜視図である。 マルチノズル型インクジェット記録ヘッドの一実施例として適用されるサーマルインクジェット記録ヘッドの発熱体基板を説明するための図である。 サーマルインクジェット記録ヘッドの製作工程を説明するための図である。 サーマルカラーインクジェット記録ヘッドの動作説明をするための図である。 本発明のマルチノズル型カラーインクジェット記録装置の記録部及びその周辺部分を示す側断面図である。 本発明のマルチノズル型カラーインクジェット記録装置を利用した複写装置を示す側断面図である。 本発明のマルチノズル型カラーインクジェット記録装置を利用した複写装置の他の実施例を示す側断面図である。 本発明のマルチノズル型カラーインクジェット記録装置を利用した複写装置のさらに他の実施例を示す側断面図である。

符号の説明

１…発熱体基板、２…第１電極（制御電極）、３…第２電極（アース電極）、４，５…ボンディングパッド、７…基板、８…蓄熱層（ＳｉＯ₂）、９…発熱体（ＨｆＢ₂）、１０…電極（Ａｌ）、１１…保護層（ＳｉＯ₂）、１２…電極保護層（Ｒｅｓｉｎ）、１３…別の保護層、１４…発熱部、１５…電極部、１６…流路、１７…ノズル、１８…共通液室、１９…天井板、２０…接合層、２１…流路障壁、２２…フォトレジスト、２３…フォトマスク、２４…インク供給路、２５…ポンプ、２６…記録部、２７…インク容器、２７Ｙ…イエロー用インク容器、２７Ｍ…マゼンタ用インク容器、２７Ｃ…シアン用インク容器、２７Ｂ…ブラック用インク容器、２９…インク容器トレイ、３１…インク、３２…気泡、３３…吐出口、３４…流路、３５…発熱体基板、３６…発熱体、３７…第１電極（制御電極）、３８…第２電極（アース電極）、３９…インク滴、５１…底板、５２Ａ…第１の離間壁、５２Ｂ…第２の離間壁、６０…電装系ユニット、７２…ヘッドブロック、７２Ｙ…イエローインク用ヘッドブロック、７２Ｍ…マゼンタインク用ヘッドブロック、７２Ｃ…シアンインク用ヘッドブロック、７２Ｂ…ブラックインク用ヘッドブロック、７８…断熱装置、８０…空気層、８４…ハロゲンヒータ、１０２…スキャナ部、１０４…原稿走査ユニット、１０６…ロッドアレイレンズ、１０８…露光ユニット、１１０…ラインセンサ、１１２…ガイドレール、１１６…原稿台、１１８…インクジェットプリンタ部、１３０…給紙部、１３２…給紙搬送部、１３４…搬送部、１３６…排紙搬送部、１３８…排紙トレー、１４０…回復処理装置。

Claims (6)

1. 画像データに基づいて表面に印写ドットの広がりを抑える微粉をコーティングしてある記録媒体の被記録面に対して記録動作を行う記録手段と、該記録手段に前記記録媒体を所定のタイミングで搬送する記録媒体搬送手段と、記録後の被記録面を乾燥する手段と、前記記録手段にインクを供給するインク供給手段とからなるカラーインクジェット記録装置において、前記記録手段は、複数個のノズルを４００〜２４００ｄｐｉの配列密度で前記記録媒体の被記録部をカバーするように長尺化して配列するとともに、１ノズルあたり３０ｋＨｚまでの頻度でインクをオンデマンドで噴射するマルチノズル型インクジェット記録ヘッドを、３色以上の複数色のインクを各色に応じて噴射するように複数個配列固定したものであり、該マルチノズル型インクジェット記録ヘッドのノズル面に相対する位置に搬送される前記記録媒体の微粉コーティング面に対して３色以上のインクの重ね合わせによるインク滴噴射記録を行う記録手段であって、前記記録媒体搬送手段は、前記記録媒体に記録する時ならびに記録後の被記録面を乾燥する時に、前記記録媒体をフラット搬送する手段であり、前記記録後の被記録面を乾燥する手段は、前記記録媒体の被記録部の幅より大きい範囲をカバーする加熱能力を有し、前記記録媒体の搬送経路において前記マルチノズル型インクジェット記録ヘッドの下流側でかつ前記記録媒体の上側に配置するとともに非接触加熱する手段であり、前記記録手段にインクを供給するインク供給手段は、インク容器とポンプとそれらを前記記録部につなげるチューブとよりなり、このうち少なくともインク容器は、前記マルチノズル型インクジェット記録ヘッドより下方に配置したことを特徴とするカラーインクジェット記録装置。
2. 前記インク容器を、各色毎に独立載置構造とした部材に空隙を介して載置したことを特徴とする請求項１に記載のカラーインクジェット記録装置。
3. 前記カラーインクジェット記録装置は、イエロー，マゼンタ，シアン，ブラックのそれぞれの色のインクを噴射する前記マルチノズル型インクジェット記録ヘッドにインクを供給するためのインク容器を離間、保持手段に載置するとともに、前記各色のインク容器群の交換もしくはそれらへのインク補給は、前記カラーインクジェット記録装置の前記インク容器群が配置される部分の側壁を開閉して行うことを特徴とする請求項１もしくは２に記載のカラーインクジェット記録装置。
4. 請求項１乃至３のいずれか１に記載のカラーインクジェット記録装置に、原稿台上に載置される原稿画像を読み取り、画像データを形成するスキャナ部と、該スキャナ部からの画像データを、前記前記記録手段に送るデータ送付手段を設けたカラーインクジェット複写装置において、前記スキャナ部は、露光光源とラインセンサを組み合わせた原稿走査ユニットよりなり、前記インク容器およびインク供給路ならびにマルチノズル型インクジェット記録ヘッドよりなるインクの存在領域より上方に離れた領域において、露光移動走査を行うスキャナ部であることを特徴とするカラーインクジェット複写装置。
5. 前記記録媒体は給紙部に積載されるとともに、該給紙部は、前記インク容器より上部に配置されることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１に記載のカラーインクジェット記録装置あるいはカラーインクジェット複写装置。
6. 装置の底部に底板を設けたことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１に記載のカラーインクジェット記録装置あるいはカラーインクジェット複写装置。