JP2774598B2 - インクジェット記録装置 - Google Patents

インクジェット記録装置

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JP2774598B2 JP22326289A JP22326289A JP2774598B2 JP 2774598 B2 JP2774598 B2 JP 2774598B2 JP 22326289 A JP22326289 A JP 22326289A JP 22326289 A JP22326289 A JP 22326289A JP 2774598 B2 JP2774598 B2 JP 2774598B2
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2202/00Embodiments of or processes related to ink-jet or thermal heads
    • B41J2202/01Embodiments of or processes related to ink-jet heads
    • B41J2202/21Line printing

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  • Ink Jet (AREA)
  • Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔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する。
〔従来の技術〕
従来、記録装置のうちでも記録液を記録ヘッドから吐
出させて、文字や画像等の情報記録を行うインクジェッ
ト記録方式が広く知られている。
この種の記録装置は他の記録方式に比べて特に動作騒
音が小さく、また基本的な機械的構造が簡単かつ廉価で
済む上に、更にカラー化が容易であるという利点があり
広く一般に研究,開発されつつあり、最近においてはよ
り一層の高速化を計るために、ライン型の記録ヘッドを
用いたインクジェット記録装置が考案されている。
ところで、インクジェット記録方式はヘッドの維持温
度により吐出状況が変化するため温度を一定に制御する
必要があり、特に、熱エネルギーによる記録液体の相変
化を利用したバブルジェット式のインクジェット記録用
ライン型記録ヘッドにおいては、記録ヘッドの局部的駆
動によってもヘッドに位置的温度むらや、時間的温度む
らが生じないように温度を均一化するための温度制御が
要求される。
そこで、本発明者らは第3図に示すようにライン型記
録ヘッド1にヒートパイプ2を装着し、このヒートパイ
プ2に加熱手段3と強制的に放熱させる手段4とを設け
て、記録ヘッド1の適宜の位置に配設した温度センサー
5の出力により加熱手段3と強制放熱手段4とをコント
ローラ6により制御するようになして、記録ヘッド1に
位置的および時間的温度変化が発生しないよう確実に温
度制御ができることを確認した。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかしながら、カラー記録のように複数のライン型記
録ヘッドが設けられる場合、各ヘッドは個別に駆動され
るので、個々の記録ヘッドを上述の着想によって制御し
なければならず制御が複雑になる。
そこで、第4図に示すように、複数の記録ヘッド1A,1
B,1Cおよび1Dにヒートパイプ2A,2B,2Cおよび2Dをそれぞ
れ装着した上、これらを共通の強制放熱手段4に導い
て、強制放熱手段4に放熱フィン41を配設し、共通のフ
ァン42によって冷却することが考えられる。しかしこの
場合、相互の記録ヘッド間で熱が授受されるために全体
を冷却すると、所望以外の記録ヘッドが温度低下して記
録のみだれが生じるという問題点があった。
本発明の目的は、上述した課題の着目し、その解決を
図るべく、効率よく複数の記録ヘッドの温度を均等化し
て制御することのできるコンパクトな温度制御手段を具
えたカラーインクジェット記録装置を提供することにあ
る。
〔課題を解決するための手段〕
本発明は、複数の記録ヘッドから被記録部材上にイン
クを吐出させて記録を行うインクジェット記録装置にお
いて、前記複数の記録ヘッドの夫々に対応して設けら
れ、対応する前記記録ヘッドとの間で熱の授受が可能で
あり、かつ対応する前記記録ヘッドとの間の熱の授受が
行われる領域から延在する延出部を有する複数の熱伝達
部材と、前記複数の熱伝達部材の夫々における延出部の
複数を収納保持し、かつ前記複数の延出部の夫々を介し
て前記複数の熱伝達部材との間で熱交換が可能な熱媒体
用の液が封入された容器と、前記熱媒体用の液の温度を
制御する制御手段とを備えたことを特徴とする。
〔作用〕
本発明によれば、容器中の熱媒体用の液の温度を制御
することにより、その熱媒体用の液と、複数の記録ヘッ
ドの夫々に対応する複数の熱伝達部材とを介して、それ
ら複数の記録ヘッドを効率よく温度制御する。
〔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。
第1図は本発明の一実施例を示す。ここで、11A,11B,
11Cおよび11Dは例えば、ブラック、シアン、マゼンタお
よびイエロー用の記録ヘッドあり、個々の記録ヘッドは
第2図に示すように構成される。すなわち、記録ヘッド
11は基板部材12上に構成されており、記録ヘッド11の被
記録材と対向する面には複数のインク吐出口13がライン
状に配列されていて、各インク吐出口に不図示の流路が
連通し、更に各流路には記録信号に応じて選択的に熱エ
ネルギーを発生させる電気・熱変換素子、が配設されて
いる。また、各流路には不図示の共通液室からインクが
供給される。14は基板部材12に取付けられ、記録ヘッド
11を支持している支持部材である。更にまた、記録ヘッ
ド11の共通液室には記録ヘッド11とは別に設けられた不
図示のインク溜からインクが供給される。
上述のような構成による記録ヘッド11A,11B,11Cおよ
び11Dには第1図に示すようにヒートパイプ2A,2B,2Cお
よび2Dがそれぞれに併設されていて、これらの記録ヘッ
ド11A〜11Dの配列方向とは直角の矢印方向に移動される
被記録材7上に、各記録ヘッドから異なる色のインクが
吐出されて記録が行われる。8はヒートパイプ2A〜2Dと
の間で熱の変換が行われる熱媒体用の液が充填されてい
る液媒体容器であり、液媒体容器8にはその一面に放熱
し易いように凹凸に形成された放熱部9が設けられてい
て、その放熱部9の下面側に放熱部を介して液媒体容器
8中に充填された熱媒体の液を冷却するための送風ファ
ン10が配設してある。
また、各ヒートパイプ2A〜2Dはそれぞれの端部が液媒
体容器8に向けて延在されており、20A〜20Dはそれぞれ
の延在部であり、これらの容器8を貫通する部分には液
密に保持するためのシール15がそれぞれに設けられてい
る。16は熱媒体の液を加熱するためのヒータ、17は容器
8中の溶媒体を撹拌して液温の均一化を図ると共に、ヒ
ートパイプ2A〜2Dとの間の効率的熱交換が得られるよう
にするための撹拌器、17Aはその撹拌用羽根車、17Bは撹
拌用モータである。
液媒体容器8内の熱媒体液は温度センサ18によってそ
の温度が検出されており、その検出信号がコントローラ
19に入力されることによって液温を常に一定に保つよう
にコントローラ19ではヒータ16および送風ファン10をオ
ン・オフ制御する。
このように本実施例によれば、熱媒体としての液を収
容した1つの容器8を介し複数のヒートパイプ2A〜2Dを
均一に加熱あるいは冷却してその間の温度の平均化を図
り、以て、記録ヘッド1A〜1Dの温度制御を可能とするば
かりでなく各記録ヘッドの温度を平均化することができ
るもので、例えば、1つの記録ヘッド1Aだけで記録が行
われ他の記録ヘッド1B,1Cおよび1Dでは記録を行わない
ような場合でも、記録ヘッド1Aで発生した熱が間接的に
他の記録ヘッド1B〜1Dに伝達されることになり、効率の
よい電力使用で各記録ヘッドに記録に適正な温度を保た
せることができる。
また、カラー記録を実施するような場合には、通常の
場合3色か同時に吐出されることはない。なぜならば一
般に3色使用の場合はUCR(アンダー・カラー・リムー
バル)処理として黒色インクに置きかえられるからであ
る。従って、放熱のために使用される電力の設定にあた
っては使用される記録ヘッドを3本以下に限定してよ
く、いたずらに大出力の放熱手段を設けなくてすむ。
なお、各記録ヘッド11A〜11Dにそれぞれのヒートパイ
プ2A〜2Dを一体化して設け、ユニット化することにより
液媒体容器8への装着が容易となり、また、シール11に
ゴムシート等の可撓性材料を使用することにより、記録
ヘッド11A〜11Dの位置調整を容易とすることができる。
また、各記録ヘッド11A〜11Dを対応するヒートパイプ2A
〜2Dと一体化して、液媒体容器8に着脱自在とすること
により、その交換も容易となる。
更にまた、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
り、記録パターンによって一層記録の良否が生じること
が予測されるからである。
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4740796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流路に
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446335
9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。
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4459600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、記録を確
実に効率よく行いうるからである。
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。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。
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なうことも安定
した記録を行なうために有効である。
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。
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
形態を採るものであってもよい。
〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明によれば、容器中の熱媒
体用の液の温度を制御することにより、その熱媒体用の
液と、複数の記録ヘッドの夫々に対応する複数の熱伝達
部材とを介して、それら複数の記録ヘッドを温度制御す
るため、1つの容器中における熱媒体用の液の温度制御
によって、複数の記録ヘッドの温度をエネルギー効率よ
くかつ均等に制御することができて、装置のコンパクト
化、およびコストの低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例による構成を一部破砕して示
す斜視図、 第2図は本発明にかかる記録ヘッドの1つを取出して示
す斜視図、 第3図および第4図は従来の単色およびカラー用のイン
クジェット記録ヘッドに対するそれぞれ温度制御手段の
構成を示す斜視図である。 2A〜2D……ヒートパイプ、 7……被記録材、 8……液媒体容器、 9……放熱部、 10……送風ファン、 11,11A〜11D……記録ヘッド、 16……ヒータ、 17……撹拌器、 18……温度センサ、 19……コントローラ、 20A〜20D……延在部。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 谷中 俊之 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 高宮 誠 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 ▲高▼橋 美彦 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 山本 恒介 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 (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) B41J 2/175 B41J 2/05

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】複数の記録ヘッドから被記録部材上にイン
    クを吐出させて記録を行うインクジェット記録装置にお
    いて、 前記複数の記録ヘッドの夫々に対応して設けられ、対応
    する前記記録ヘッドとの間で熱の授受が可能であり、か
    つ対応する前記記録ヘッドとの間の熱の授受が行われる
    領域から延在する延出部を有する複数の熱伝達部材と、 前記複数の熱伝達部材の夫々における延出部の複数を収
    納保持し、かつ前記複数の延出部の夫々を介して前記複
    数の熱伝達部材との間で熱交換が可能な熱媒体用の液が
    封入された容器と、 前記熱媒体用の液の温度を制御する制御手段と を備え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】前記制御手段は、前記熱媒体用の液を加熱
    する加熱手段および冷却する冷却手段と、前記加熱媒体
    用の液の温度を検出する検出手段と、該検出手段によっ
    て検出された温度に基づいて前記加熱手段または前記冷
    却手段の駆動を制御する駆動制御手段とを有することを
    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】前記記録ヘッドは、インクを吐出するため
    に利用される熱エネルギーを発生する吐出エネルギー発
    生体として熱エネルギー発生素子を備えており、前記熱
    エネルギーによって生成する気泡により生ずる急激な圧
    力変化を利用することでインクを吐出することを特徴と
    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】前記記録ヘッドには、前記被記録部材の全
    幅にわたって前記吐出口が設けられていることを特徴と
    する請求項1から3のいずれかに記載のインクジェット
    記録装置。
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US5623292A (en) * 1993-12-17 1997-04-22 Videojet Systems International, Inc. Temperature controller for ink jet printing
KR100490358B1 (ko) * 2002-10-01 2005-05-17 일리정공 주식회사 잉크젯 프린터/플로터용 잉크 예열장치

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