JP2007307772A - 液体吐出装置、画像形成装置、ヘッド用冷却ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】複数のヘッドを均一に冷却可能な液体吐出装置、画像形成装置、ヘッド用冷却ユニットの提供。
【解決手段】複数の液体吐出ヘッド２を冷却するヘッド用冷却ユニット１は、複数の液体吐出ヘッド２にそれぞれ熱的に接続された複数の受熱部材１１Ａ、１１Ｂと、各受熱部材１１Ａ、１１Ｂに接続された１つの放熱部材１２と、各受熱部材１１Ａ、１１Ｂに接続されて冷媒液を循環させるポンプからなる複数の液駆動手段１３Ａ、１３Ｂと、放熱部材１２と複数の液駆動手段１３Ａ、１３Ｂとの間に接続されて冷媒液を貯留する１つのバッファタンク１４と、これらの受熱部材１１Ａ、１１Ｂ、放熱手段１２、液駆動手段１３Ａ、１３Ｂ、バッファタンク１４間を接続する配管部材を備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は液体吐出装置、画像形成装置及びヘッド用冷却ユニットに関する。

一般に、プリンタ、ファックス、コピア、プロッタ、或いは、これらの内の複数の機能を複合した画像形成装置としては、例えば、記録液（液体）の液滴を吐出する液体吐出ヘッドで構成した記録ヘッドを含む液体吐出装置を用いて、媒体（以下「用紙」ともいうが材質を限定するものではなく、また、被記録媒体、記録媒体、転写材、記録紙なども同義で使用する。）を搬送しながら、液体としての記録液（以下、インクともいう。）を用紙に付着させて画像形成（記録、印刷、印写、印字も同義語で用いる。）を行なうものがある。

なお、「画像形成装置」は、紙、糸、繊維、布帛、皮革、金属、プラスチック、ガラス、木材、セラミックス等の媒体に液体を吐出して画像形成を行う装置を意味し、また、「画像形成」とは、文字や図形等の意味を持つ画像を媒体に対して付与することだけでなく、パターン等の意味を持たない画像を媒体に付与することをも意味する。また、「液体」とは、記録液、インクに限るものではなく、吐出されるときに流体となるものであれば特に限定されるものではない。また、「液体吐出装置」とは液体吐出ヘッドから液体を吐出する装置を意味し、画像形成を行うものに限定されない。

液体吐出ヘッドとしては、個別流路（以下「加圧液室」という。）内の液体であるインクを加圧する圧力を発生するための圧力発生手段（アクチュエータ手段）として圧電素子などで構成される圧電アクチュエータを用いたもの、発熱抵抗体などで構成されるサーマルアクチュエータを用いたもの、静電力を発生する静電アクチュエータを用いたものなどが知られている。

このような液体吐出ヘッドを用いた画像形成装置においては、液体吐出ヘッドを駆動することによってヘッドが発熱し、記録液の物性や粘度に影響を及ぼすと、画像品質が低下するなどの不都合を生じる。特に、アクチュエータ手段として発熱抵抗体を用いるサーマル型ヘッドにあっては、滴吐出に使用されなかった熱エネルギーはヘッド内へ熱蓄積されることなり、ヘッドの温度上昇が顕著である。そのため、ヘッドの冷却を行うための種々の技術が提案されている。

例えば、特許文献１にはインクを吐出させるエネルギーを発生するエネルギー変換手段の熱を伝導される放熱手段と、放熱手段を支持する筐体とを有し、筐体と放熱手段との間に外気に通じる空間を設けた記録ヘッドが記載されている。
特開２００２−１４４５４０号公報

特許文献２には記録ヘッド内に冷却水を循環させて記録ヘッドを冷却することが記載されている。
特開２００４−０４２４１７号公報

特許文献３にはヘッドを駆動するドライバの温度を測定して、ドライバの温度が閾値以上になると同時に印字動作を一時停止することによりドライバを冷却する冷却動作に入るようにした装置が記載されている。
特開２００４−０１７３２３号公報

特許文献４にはキャリッジに、ゴム製のチューブと、このチューブの両端に接続されたアルミニウム製の管と、この管に固定されてベースプレートに接触しているアルミニウム製の板とからなる流路部材を固定し、このチューブと管の内部に水などの液体を循環させてヘッドを冷却することが記載されている。
特開平１０−０００７７５号公報

特許文献５にはプリントヘッドはプリントヘッド冷却システムを有し、プリントヘッド冷却システムは、貫通して形成されるチャネルを有し、プリントヘッドが熱接触するように取り付けられる少なくともひとつの冷却支持バーと、冷却媒体を支持バーのチャネルを通じて連続して循環する手段とを備えて、プリント動作中にプリントヘッドによって生成される熱は支持バーを経由して循環する媒体に伝熱されるプリンタが記載されている。
特開平１０−２７８２５１号公報

特許文献６には、水等の冷媒を循環させてヘッドを冷却する方式として、ヘッドの熱発生部に固着させた冷媒が通過可能にしたジグザグ配管よりなる熱吸収部と、冷媒が通過可能なフレキシブルチューブ及び固定チューブと、間隙があるように配管したラジエータと、冷媒を循環させるポンプとを備え、冷媒を循環させて、熱吸収部でヘッドの熱を奪い、ラジエータで放熱する冷却装置が記載されている。
特開平１０−０４４３９７号公報

ところで、液体吐出ヘッドを備える画像形成装置においては、記録速度の高速化、高画質のために液体を吐出するノズル（吐出口）の高密度化、多ノズル化、ライン型ヘッドなどのヘッド自体の長尺化が進み、発生する熱エネルギーが増大する傾向にあるが、他方、熱の拡散するスペースは減少してきている。このため、昇温に対してはますます不利な状況が進む傾向にあり、せっかく記録速度を速くしても、冷却のためにすぐに記録動作を休止しなければならないという状態になりかねず、出力時間はロスすることとなる。

しかも、画像形成装置においては、単色の画像を形成することは少なく、複数の液体吐出ヘッド（記録ヘッド）を備えてカラー画像を形成できるようにしたものが一般的であり、複数の液体吐出ヘッドを冷却するための構成が望まれている。

この場合、上述した特許文献６に記載の冷却装置は単数ヘッドの場合には有効であるが、複数ヘッドになった場合に各ヘッド毎に冷却装置を備えるのでは構成が複雑になり、また、熱吸収部以外を１つの装置で兼用しようとすると冷媒の循環にムラに生じて複数のヘッドを均一に冷却することができないと課題が生じる。

また、特にパーソナルユースの画像形成装置にあっては液体吐出ヘッドが損傷した場合には装置全体を廃棄するなどしていたが、オフィスユースの画像形成装置や複合機タイプの画像形成装置にあっては液体吐出ヘッドが損傷したからといって装置全体を廃棄するようなことはできず、液体吐出ヘッドの交換が必須になってくる。

そのため、液体吐出ヘッドを交換するときにヘッドを冷却する冷却装置が交換の妨げにならないようにする必要も生じてくる。

本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、複数のヘッドを均一に冷却可能な液体吐出装置、画像形成装置、ヘッド用冷却ユニットを提供することを目的とする。

上記の課題を解決するため、本発明に係る液体吐出装置は、複数の各ヘッドにそれぞれ熱的に接続された複数の受熱部材と、各受熱部材に接続された１つの放熱部材と、各受熱部材に接続されて冷媒液を循環させる複数の液駆動手段と、放熱部材と複数の液駆動手段との間に接続されて冷媒液を貯留する１つのバッファタンクと、受熱部材、放熱部材、液駆動手段及びバッファタンクを接続する配管部材とを含む冷却手段を備えている構成とした。

本発明に係る液体吐出装置は、液体を吐出する複数のヘッドを備える液体吐出装置において、各ヘッドに熱的に接続された一体的な受熱部材と、この受熱部材に接続された１つの放熱部材と、受熱部材に接続されて冷媒液を循環させる複数の液駆動手段と、放熱部材と複数の液駆動手段との間に接続されて冷媒液を貯留する１つのバッファタンクと、受熱部材、放熱部材、液駆動手段及びバッファタンクを接続する配管部材とを含む冷却手段を備えている構成とした。

ここで、各ヘッドに熱的に接続された一体的な受熱部材は櫛歯状であることが好ましい。

これらの本発明に係る液体吐出装置において、配管部材の少なくとも一部はフレキシブルチューブであることが好ましい。また、放熱部材は、受熱部の位置より装置筐体内の内壁面に近い位置に設置されている、あるいは、放熱部材は、装置筺体内壁面に熱的に接続されていることが好ましい。

また、冷却手段をユニット化した冷却ユニットが装置本体に着脱可能に装着されていることが好ましい。この場合、冷却ユニットとヘッドとを一体的に装置本体から取り外す構成、冷却ユニットをヘッドと別体で装置本体から取り外す構成とすることができる。

本発明に係る画像形成装置は、液体を吐出して画像を形成する複数のヘッドを備える本発明に係る液体吐出装置を含むものである。

本発明に係るヘッド冷却ユニットは、熱を発生するヘッドを冷却するヘッド用冷却ユニットであって、各ヘッドにそれぞれ熱的に接続された複数の受熱部材と、各受熱部材に接続された１つの放熱部材と、各受熱部材に接続されて冷媒液を循環させる複数の液駆動手段と、放熱部材と複数の液駆動手段との間に接続されて冷媒液を貯留する１つのバッファタンクと、受熱部材、放熱部材、液駆動手段及びバッファタンクを接続する配管部材とを備えている構成とした。

ここで、配管部材の少なくとも一部はフレキシブルチューブであることが好ましい。

本発明に係る液体吐出装置によれば、複数の各ヘッドにそれぞれ熱的に接続された複数の受熱部材と、各受熱部材に接続された１つの放熱部材と、各受熱部材と放熱部材との間に接続されて冷媒液を循環させる複数の液駆動手段と、放熱部材と複数の液駆動手段との間に接続されて冷媒液を貯留する１つのバッファタンクと、受熱部材、放熱部材、液駆動手段及びバッファタンクを接続する配管部材とを含む冷却手段を備えている構成としたので、複数のヘッドに対する冷媒液の温度を均質化できて、複数のヘッドを均一に冷却することができ、安定して液体を吐出することできる。

本発明に係る液体吐出装置によれば、液体を吐出する複数のヘッドを備える液体吐出装置において、各ヘッドに熱的に接続された一体的な受熱部材と、この受熱部材に接続された１つの放熱部材と、受熱部材と放熱部材との間に接続されて冷媒液を循環させる複数の液駆動手段と、放熱部材と複数の液駆動手段との間に接続されて冷媒液を貯留する１つのバッファタンクと、受熱部材、放熱部材、液駆動手段及びバッファタンクを接続する配管部材とを含む冷却手段を備えている構成としたので、複数のヘッドに対する冷媒液の温度を均質化できて、複数のヘッドを均一に冷却することができ、安定して液体を吐出することできる。

本発明に係る画像形成装置によれば、複数のヘッドを備える本発明に係る液体吐出装置を備えているので、高い品質のカラー画像を高速で安定して記録することができる。

本発明に係るヘッド用冷却ユニットによれば、熱を発生するヘッドを冷却するヘッド用冷却ユニットであって、各ヘッドにそれぞれ熱的に接続された複数の受熱部材と、各受熱部材に接続された１つの放熱部材と、各受熱部材と放熱部材との間に接続されて冷媒液を循環させる複数の液駆動手段と、放熱部材と複数の液駆動手段との間に接続されて冷媒液を貯留する１つのバッファタンクと、受熱部材、放熱部材、液駆動手段及びバッファタンクを接続する配管部材とを備えている構成としたので、複数のヘッドを均一に冷却することができる。

以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して説明する。まず、本発明に係るヘッド用冷却ユニットについて図１を参照して説明する。なお、図１は同冷却ユニットの概略斜視説明図である。
このヘッド用冷却ユニット１は、複数（ここでは２個で説明する。）の液体吐出ヘッド２Ａ、２Ｂ（区別しないときは「液体吐出ヘッド２」という。）を冷却するユニットである。

液体吐出ヘッド２は、例えば、図２に示すように、液体の滴（液滴）を吐出する複数のノズル２１を形成したノズル板２２と、ノズル２１が連通する個別流路２３及び各個別流路２３に記録液を供給する共通流路２４を形成する流路板２５と、流路板２５の一面に接合した発熱素子基板２６と、流路板２５の他面に接合した蓋基板２７とを備え、発熱素子基板２６には各個別流路２３に対応して発熱素子２８、図示しないが、発熱素子２８を駆動するための配線や発熱素子２８を保護するための保護膜などが設けられている。

そして、この液体吐出ヘッド２においては、発熱素子２８に駆動信号を与えることによって個別流路２３内で膜沸騰による気泡を発生させ、この気泡の成長、収縮によって生じる圧力変化を利用してノズル２１から液滴を吐出させる。なお、この液体吐出ヘッド２は個別流路２３内での記録液の流れの方向と液滴吐出方向を同じにするエッジシュータ方式のヘッドであり、蓋基板２７の側面に後述する受熱部材を配置することができるので好ましい。

そして、ヘッド用冷却ユニット１は、複数の液体吐出ヘッド２にそれぞれ熱的に接続された複数の受熱部材１１Ａ、１１Ｂと、各受熱部材１１Ａ、１１Ｂに接続された１つの放熱部材１２と、各受熱部材１１Ａ、１１Ｂに接続されて冷媒液を循環させるポンプからなる複数の液駆動手段１３Ａ、１３Ｂと、放熱部材１２と複数の液駆動手段１３Ａ、１３Ｂとの間に接続されて冷媒液を貯留する１つのバッファタンク１４と、これらの受熱部材１１Ａ、１１Ｂ、放熱手段１２、液駆動手段１３Ａ、１３Ｂ、バッファタンク１４間を接続する配管部材を備えている。

ここで、配管部材は、受熱部材１１Ａと液駆動手段１３Ａとの間の経路を構成する金属パイプ１５Ａ１、フレキシブルチューブ１６Ａ１、金属パイプ１５Ａ２と、受熱部材１１Ａと放熱手段１２との間の経路を構成する金属パイプ１５Ｂ３、フレキシブルチューブ１６Ａ２、金属パイプ１５Ａ４と、受熱部材１１Ｂと液駆動手段１３Ｂとの間の経路を構成する金属パイプ１５Ｂ１、フレキシブルチューブ１６Ｂ１、金属パイプ１５Ｂ２と、受熱部材１１Ｂと放熱手段１２との間の経路を構成する金属パイプ１５Ｂ３、フレキシブルチューブ１６Ｂ２、金属パイプ１６Ｂ４と、放熱手段１２とバッファタンク１４との間の経路を構成する金属パイプ１７と、バッファタンク１４と液駆動手段１３Ａとの間の経路を構成する金属パイプ１８Ａと、バッファタンク１４と液駆動手段１３Ｂとの間の経路を構成する金属パイプ１８Ｂとで構成している。

そして、受熱部材１１Ａ、１１Ｂ及びフレキシブルチューブ１６Ａ１、１６Ａ２、１６Ｂ１、１６Ｂ（区別しないときは「フレキシブルチューブ１６」又は「フレキシブルチューブ１６Ａ、１６Ｂ」という。）を除く各部を固定フレーム１９に取り付けてユニット化している。

受熱部材１１と液体吐出ヘッド２とは、柔軟熱伝導部材（例えば、Ｓｉゴムに酸化アルミなどの熱伝導性のフィラーを混入したもの）を介して接続する。また、バッファタンク１４は、フレキシブルチューブ１６Ａ、１６Ｂからの透湿などによって冷媒液が減少したとしても、十分に循環経路内の冷却が可能となるような水量を確保できる容積にしている。

さらに、受熱部材１１と液駆動手段１３の間、受熱部材１１と放熱部材１２との間の配管部材の少なくとも一部をフレキシブルチューブで接続することで受熱部材１１と液体吐出ヘッド２との着脱が容易になり、その他の配管部分を金属パイプで構成して、配管全体に占める金属配管部分の割合をできるだけ大きくすることで、配管部分からの透湿による冷媒液の減少を抑えることが可能となる。

また、配管部材と各部の接続部分には、適当な継手、抜け防止用の締付バンド（板状、コイルバネ状）が用いられる。さらに、接続部分は、漏水防止のため樹脂でコーティングしてもよい。透湿の少ないフレキシブルチューブとしては、ブチルゴムが最も好ましい。また、フレキシブルチューブに保護パイプを取り付けると座屈対策として有効である。

このように構成した冷却ユニット１においては、液駆動手段１３を駆動することによってこのユニット１内に封入された冷媒液が、受熱部材１１、放熱部材１２、バッファタンク１４、液駆動手段１３及び配管部材で構成される循環経路を循環し、液体吐出ヘッド２で発生する熱が受熱部材１１Ａ、１１Ｂ内の冷媒に伝達され、受熱した冷媒は放熱部材１２に送られて冷媒から熱が放出され、更にバッファタンク１４に送られて冷媒の温度が均一化された後、２つの液駆動手段１３Ａ、１３Ｂに吸引され、再度受熱部材１１Ａ、１１Ａに送られる。

このように、放熱手段１２と複数の液駆動手段１３Ａ、１３Ｂとの間に冷媒を貯留するバッファタンク１４を介装しているので、複数の受熱部材１１Ａ、１１Ａに送られる冷媒の温度を均一化でき、複数の受熱部材１１Ａ、１１Ｂによる各液体吐出ヘッド２Ａ、２Ｂに対する冷却効果を均一化することができるので、各液体吐出ヘッド２Ａ、２Ｂから安定して液体を吐出することができる。

次に、本発明に係る液体吐出装置の一例について図３及び図４を参照して説明する。なお、図３は同装置の要部模式的斜視説明図、図４は同装置からヘッド用冷却ユニットを取り外した状態を説明する要部模式的斜視説明図である。また、ここでは、図示を簡単にするために１ヘッド構成としている。
ヘッド用冷却ユニット１は、前述したように放熱部材１２、液駆動手段１３、バッファタンク１４及び配管部材の内のフレキシブルチューブ１６及びフレキシブルチューブ１６を受熱部材１１に接続する金属パイプ１５Ａ２、１５Ａ３を除く金属配管部分（金属パイプ１５Ａ１、１５Ａ４、１５Ｂ１、１５Ｂ４、１７、１８Ａ、１８Ｂの部分）を固定プレート１９に固定することで、冷媒の循環経路を開放することなくユニット化している。

そこで、ヘッド用冷却ユニット１の固定プレート１９を液体吐出装置の本体（装置本体）を構成する筺体（フレーム）３０に着脱自在に固定している。この場合、ヘッド用冷却ユニット１は、放熱部材１２が受熱部材１１よりも筐体３０内の内壁に近い位置に配置し、或いは、放熱部材１２を筺体３０の内壁面に熱的に接続して取付けることによって、放熱部材１２による放熱効率が向上し、冷却効率を向上することができる。

このようにヘッドを冷却する冷却装置をヘッド用冷却ユニット１としてユニット化し、装置本体に対して着脱自在に装着することにより、メンテナンス時には、ヘッド用冷却ユニット１を液体吐出ヘッド２と一体で、或いは、受熱部材１１を液体吐出ヘッド２から取り外して液体吐出ヘッド２と別体で（図４に示す状態）、容易に、ユニット全体を装置筺体３０から取り外すことができ、液体吐出ヘッド２の交換を容易に行うことができるようになる。

次に、本発明に係る液体吐出装置の他の例について図５及び図６を参照して説明する。なお、図５は同装置のヘッド周りの要部説明図、図６は同装置の記録ヘッドからヘッド用冷却ユニットを取り外した状態を説明する要部説明図である。
この液体吐出装置は、例えば、ブラック（Ｋ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）の各色の液滴を吐出する４個の液体吐出ヘッドからなるライン型の記録ヘッド４２ｋ、４２ｍ、４２ｙ、４２ｃをヘッド支持体４３に支持して配置している、

そして、ヘッド冷却ユニット１は、固定プレート１９を構成するサブプレート１９ａに一体に設けた受熱部材支持プレート１９ｋ、１９ｍ、１９ｙ、１９ｃにそれぞれ４個の記録ヘッド４２に対応する受熱部材１１ｋ、１１ｍ、１１ｙ、１１ｃを取り付け、図示しない液駆動手段、放熱部材との間で、前述したようにサブプレート１９ａに固定した金属パイプ１５ｋ１、１５ｋ２、１５ｍ１、１５ｍ２、１５ｙ１、１５ｙ２、１５ｃ１、１５ｃ２及びフレキシブルチューブ１６ｋ１、１６ｋ２、１６ｍ１、１６ｍ２、１６ｙ１、１６ｙ２、１６ｃ１、１６ｃ２を介して接続している。

この液体吐出装置において、ヘッド交換などを行うときには、ヘッド用冷却ユニット１の受熱部材１１を各記録ヘッド４２から取り外した状態にして、図６に示すように全体を持ち上げることにより、ヘッド用冷却ユニット１を取り外し、その後記録ヘッド４２をヘッド支持部材４３から取り外す。

或いは、図５に示すように、ヘッド用冷却ユニット１の受熱部材１１と各記録ヘッド４２とを熱的に接続したまま、ヘッド用冷却ユニット１とヘッド支持部材４３を一体的に装置本体から取り外した後、図６に示すようにヘッド用冷却ユニット１の受熱部材１１を各記録ヘッド４２から取り外して、記録ヘッド４２とヘッド用冷却ユニット１とを分離する。

次に、本発明に係る液体吐出装置の更に他の例について図７及び図８を参照して説明する。なお、図７は同装置のヘッド周りの要部説明図、図８は同装置の記録ヘッドからヘッド用冷却ユニットを取り外した状態を説明する要部説明図である。
この液体吐出装置は、例えば、ブラック（Ｋ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）の各色の液滴を吐出する液体吐出ヘッドからなる記録ヘッド６２ｋ、６２ｍ、６２ｙ、６２ｃを備え、これらの記録ヘッド６２には記録液を供給する記録液供給パイプ６４ｋ、６４ｍ、６４ｙ、６４ｃが接続されている。

記録ヘッド６２は、例えば図９に示すように、サイドシュータタイプのヘッドであり、発熱素子基板７１と、流路基板７２と、ノズル基板７３とが接合されて、ノズル基板７３に形成したノズル７４が連通する個別流路７５及び個別流路７５に記録液を供給する共通流路７６が形成され、発熱素子基板７１上には個別流路７５で膜沸騰による気泡を発生させるための発熱素子７７、及び、図示しないが、発熱素子７７に駆動電圧を与える共通電極及び個別配線電極並びに駆動回路が形成されている。そして、発熱素子基板７１を通じて共通流路７６に外部から記録液を供給する記録液供給パイプ６４が接続されている。

そして、これらの複数の記録ヘッド６２に対して冷却ユニットの一体的な櫛歯形状の１つの受熱部材１１を熱的に接続している。なお、受熱部材１１はフレキシブルチューブ１６ａ、１６ｂ及び図示しない金属パイプを介して液駆動手段、放熱部材に接続されている。

このように構成すれば、複数の記録ヘッド６２の記録液供給パイプ６４を避けつつ簡単な構成で受熱部材１１を複数の記録ヘッド６２に熱的に接続することができるとともに、記録ヘッド６２に対して受熱部材１１を接続し、或いは、取り外す作業も容易になる。

次に、本発明に係る液体吐出装置の更にまた他の例について図１０及び図１１を参照して説明する。なお、図１０は同装置のヘッド周りの斜視説明図、図１１は同装置の記録ヘッドからヘッド用冷却ユニットを取り外した状態を説明する斜視説明図である。
この液体吐出装置は、例えば、ブラック（Ｋ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、レッド（Ｒ）、ブルー（Ｂ）、グリーン（Ｇ）の各色の液滴を吐出する複数のノズル列を有する記録ヘッド８２を備え、記録ヘッド８２には各色の記録液を供給する記録液供給パイプ８４ｋ、８４ｍ、８４ｙ、８４ｃ、８４ｒ、８４ｂ、８４ｇが接続されている。

このように１ヘッドで２以上の異なる色の液滴を吐出する記録ヘッド８２を用いる場合には、上述し異なるヘッドで異なる色の液滴を吐出する記録ヘッドの場合よりも記録液供給パイプ８４の間隔が狭くなるので、櫛歯状に一体的に形成した１つの受熱部材１１を用いて冷却を行う構成とすることが有効である。

次に、本発明に係る液体吐出装置を含む画像形成装置の一例について図１２を参照して説明する。なお、図１２は同装置の機構部の全体構成を説明する概略構成図である。
この画像形成装置は、媒体の印字領域幅以上の長さのノズル列（ノズル４を並べたもの）を有するフルライン型ヘッドからなる記録ヘッドを搭載したライン型画像形成装置である。

この画像形成装置は、例えばブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の各色の液滴を吐出する、フルライン型の４個の液体吐出ヘッドで構成した記録ヘッド１０１ｋ、１０１ｃ、１０１ｍ、１０１ｙ（色を区別しないときには「記録ヘッド１０１）という。）を備え、各記録ヘッド１０１はノズル４を形成した面を下方に向けて図示しないヘッドホルダに装着している。そして、各記録ヘッド１０１には図示しないヘッド用冷却ユニットの受熱部材１１をそれぞれ熱的に接続している。

また、各記録ヘッド１０１に対応してヘッドの性能を維持回復するための維持回復機構１０２を備え、パージ処理、ワイピング処理などのヘッドの性能維持動作時には、記録ヘッド１０１と維持回復機構１０２とを相対的に移動させて、記録ヘッド１０１のノズル面に維持回復機構１０２を構成するキャッピング部材などを対向させる。

なお、ここでは、記録ヘッド１０１は、用紙搬送方向上流側から、ブラック、シアン、マゼンダ、イエローの順に各色の液滴を吐出する配置としているが、配置及び色数はこれに限るものではない。また、ライン型ヘッドとしては、各色の液滴を吐出する複数のノズル列を所定間隔で設けた１又は複数のヘッドを用いることもできるし、ヘッドとこのヘッドに記録液を供給する記録液カートリッジを一体とすることも別体とすることもできる。

給紙トレイ１０３は、用紙１０４を載置する底板１０５と、用紙１０４を給送するための給紙コロ（半月コロ）１０６を備えている。底板１０５はベース１０８に取り付けられた回転軸１０９を中心に回転可能であって、加圧ばね１１０によって給紙コロ１０６側に付勢されている。なお、給紙コロ１０６に対向して、用紙１０４の重送を防止するため、人工皮、コルク材等の摩擦係数の大きい材質からなる図示しない分離パッドが設けられている。また、底板１０５と給紙コロ１０６の当接を解除する図示しないリリースカムが設けられている。

そして、この給紙トレイ１０３から給紙された用紙１０４を搬送ローラ１１２とピンチローラ１１３との間に送り込むために用紙１０４を案内するガイド部材１１０、１１１を設けている。

搬送ローラ１１２は、図示しない駆動源によって回転されて、送り込まれる用紙１０４を記録ヘッド１０１に対向して配置したプラテン１１５に向けて搬送する。プラテン１１５は、記録ヘッド１０１と用紙１０４とのギャップを維持することができるものであれば、剛体構造体でもよいし、搬送ベルトなどを用いることもできる。

プラテン１１５の下流側には、画像が形成された用紙１０４を排紙するための排紙ローラ１１６及びこれに対向する拍車１１７を配置し、排紙ローラ１１６によって画像が形成された用紙１０４を排紙トレイ１１８に排紙する。

また、排紙トレイ１１８と反対側には、用紙１０４を手差し給紙するための手差しトレイ１２１と、手差しトレイ１２１に載置された用紙１０４を給紙する給紙コロ１２２を配置している。この手差しトレイ１２１から給紙される用紙１０４はガイド部材１１１に案内されて搬送ローラ１１２とピンチローラ１１３との間に送り込まれる。

この画像形成装置においては、待機状態では、リリースカムが給紙トレイ１０３底板１０５を所定位置まで押し下げ、底板１０５と給紙コロ１０６との当接を解除している。そして、この状態で、搬送ローラ１１２が回転されることによって、この回転駆動力が図示しないギア等により給紙コロ１０６及び図示しないリリースカムに伝達されて、リリースカムが底板１０５から離れて底板１０５が上昇し、給紙コロ１０６と用紙１０４が当接し、給紙コロ１０６の回転に伴って用紙１０４がピックアップされて給紙が開始され、図示しない分離爪によって一枚ずつ分離される。

そして、給送コロ１０６の回転によって用紙１０４がガイド部材１１０、１１１に案内されて搬送ローラ１１２とピンチローラ１１３との間に送り込まれ、搬送ローラ１１２によって用紙１０４がプラテン１１５上に送り出される。その後、用紙１０４の後端は給紙コロ１０６のＤカット部に対向して当接が解除され、搬送ローラ１１２によってプラテン１１５上に搬送される。なお。給紙コロ１０６と搬送ローラ１１２との間に、補助的に、搬送回転対を設けることもできる。

このようにしてプラテン１１５上を搬送される用紙１０４に対して、記録ヘッド１から液滴を吐出して画像を形成し、画像が形成された用紙１０４は排紙ローラ１１６によって排紙トレイ１１８に排紙される。なお、画像形成時における紙搬送の速度と液滴吐出のタイミングは図示しない制御部によって制御される。

また、プラテン１１５は、記録ヘッド１０１と用紙１０４とのギャップを維持することができるものであれば、剛体構造体でもよいし、搬送ベルトなどを用いることもできる。

このように、本発明に係るライン型液体吐出ヘッドを含む液体吐出装置を備えることによって、高速で高画質画像を形成することができ、しかもノズル数の増加による液体吐出ヘッドの発熱を有効に抑制することができる。

なお、上記実施形態では本発明に係る液体吐出装置をプリンタ構成の画像形成装置に適用した例で説明したが、これに限るものではなく、例えば、プリンタ／ファックス／コピア複合機などの画像形成装置にも適用することができる。また、記録液以外の液体を用いる液体吐出装置や画像形成装置にも適用することができる。

本発明に係るヘッド用冷却ユニットの概略斜視説明図である。 液体吐出ヘッドの一例を示す斜視説明図である。 本発明に係る液体吐出装置の一例の説明に供する斜視説明図である。 同じくヘッド用冷却ユニットを取り外した状態の斜視説明図である。 本発明に係る液体吐出装置の他の例の説明に供するヘッド周りの説明図である。 同じくヘッド用冷却ユニットを取り外した状態の斜視説明図である。 本発明に係る液体吐出装置の更に他の例の説明に供するヘッド周りの説明図である。 同じくヘッド用冷却ユニットを取り外した状態の斜視説明図である。 液体吐出ヘッドの他の例を示す斜視説明図である。 本発明に係る液体吐出装置の更にまた他の例の説明に供するヘッド周りの説明図である。 同じくヘッド用冷却ユニットを取り外した状態の斜視説明図である。 本発明に係る液体吐出装置を備えた本発明に係る画像形成装置の一例を示す概略構成図である。

符号の説明

１…冷却ユニット
２、２Ａ、２Ｂ…液体吐出ヘッド
１１、１１Ａ、１１Ｂ…受熱部材
１２…放熱部材
１３Ａ、１３Ｂ…液駆動手段
１４…バッファタンク
１５Ａ１〜１５Ａ４、１５Ｂ１〜１５Ｂ４、１７、１８Ａ、１８Ｂ…金属パイプ
１６Ａ１、１６Ａ２、１６Ｂ１、１６Ｂ２、１６ａ、１６ｂ、１６ｋ、１６ｍ、１６ｙ、１６ｃ…フレキシブルチューブ
１９…固定プレート
３０…装置本体の筺体
１０１…記録ヘッド（液体吐出ヘッド）

Claims (12)

1. 液体を吐出する複数のヘッドを備える液体吐出装置において、
   各ヘッドにそれぞれ熱的に接続された複数の受熱部材と、
   各受熱部材に接続された１つの放熱部材と、
   各受熱部材に接続されて冷媒液を循環させる複数の液駆動手段と、
   前記放熱部材と前記複数の液駆動手段との間に接続されて冷媒液を貯留する１つのバッファタンクと、
   前記受熱部材、放熱部材、液駆動手段及びバッファタンクを接続する配管部材と
   を含む冷却手段を備えていることを特徴とする液体吐出装置。
2. 液体を吐出する複数のヘッドを備える液体吐出装置において、
   各ヘッドに熱的に接続された一体的な受熱部材と、
   この受熱部材に接続された１つの放熱部材と、
   前記受熱部材に接続されて冷媒液を循環させる複数の液駆動手段と、
   前記放熱部材と前記複数の液駆動手段との間に接続されて前記冷媒液を貯留する１つのバッファタンクと、
   前記受熱部材、放熱部材、液駆動手段及びバッファタンクを接続する配管部材と
   を含む冷却手段を備えていることを特徴とする液体吐出装置。
3. 請求項２に記載の液体吐出装置において、前記受熱部材は櫛歯状であることを特徴とする液体吐出装置。
4. 請求項１ないし３のいずれかに記載の液体吐出装置において、前記配管部材の少なくとも一部はフレキシブルチューブであることを特徴とする液体吐出装置。
5. 請求項１ないし４のいずれかに記載の液体吐出装置において、前記放熱部材は、前記受熱部の位置より装置筐体内の内壁面に近い位置に設置されていることを特徴とする液体吐出装置。
6. 請求項１ないし４のいずれかに記載の液体吐出装置において、前記放熱部材は、装置筺体内壁面に熱的に接続されていることを特徴とする液体吐出装置。
7. 請求項１ないし６のいずれかに記載の液体吐出装置において、前記冷却手段をユニット化した冷却ユニットが装置本体に着脱可能に装着されていることを特徴とする液体吐出装置。
8. 請求項７に記載の液体吐出装置において、前記冷却ユニットと前記ヘッドとを一体的に装置本体から取り外すことを特徴とする液体吐出装置。
9. 請求項７に記載の液体吐出装置において、前記冷却ユニットを前記ヘッドと別体で装置本体から取り外すことを特徴とする液体吐出装置。
10. 複数のヘッドから液体を吐出して画像を形成する画像形成装置において、請求項１ないし９のいずれかに記載の液体吐出装置を含むことを特徴とする画像形成装置。
11. 複数のヘッドを冷却するヘッド用冷却ユニットであって、
    各ヘッドにそれぞれ熱的に接続された複数の受熱部材と、
    各受熱部材に接続された１つの放熱部材と、
    各受熱部材に接続された複数の液駆動手段と、
    前記放熱部材と前記複数の液駆動手段との間に接続されて前記冷媒液を貯留する１つのバッファタンクと、
    前記受熱部材、放熱部材、液駆動手段及びバッファタンクを接続する配管部材と
    を備えていることを特徴とするヘッド用冷却ユニット。
12. 請求項１１に記載のヘッド用冷却ユニットにおいて、前記配管部材の少なくとも一部はフレキシブルチューブであることを特徴とするヘッド用冷却ユニット。
    

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