JPH0386553A - インクジェット記録装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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にヒートバイブ２を装着し、このヒートバイブ
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Ｃ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ＩＡ、
ＩＢ、ＩＧおよびｌＯにヒートバイブ２Ａ、２８．２Ｇ
および２０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〕

かかる目的を達成するために、本発明は、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なうイン
クジェット記録装置において、記録ヘッドとの間で熱の
授受が可能な熱伝達部材と、熱伝達部材の記録ヘッドと
の間の熱の授受が行なわれる領域から延在された延在部
を収容保持し、延在部を介して熱伝達部材との間に熱交
換が可能な熱媒体用の液が封入された容器と、熱媒体用
の液の温度を制御する制御手段とを具えたことを特徴と
するものである。

〔作用） 本発明によれば、制御手段により加熱手段および冷却手
段を介して容器中の熱媒体用液の温度が制御され、熱媒
体用液および熱伝達部材を介して熱の相互授受により複
数の記録ヘッドにおける温度が常に均等に保たれるよう
にすることができるもので、１組の温度制御手段、加熱
手段および冷却手段により効率よく複数の記録ヘッドの
温度を制御することができる。

〔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、１
１１１．ＩＩＧおよび１１０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
吐出口に不図示の液路が連通し、更に各液路には記録信
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、各液路には不図示
の共通液室からインクが供給される。１４は基板部材１
２に取付けられ、記録へラド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とは別に設けられに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ＩＩＡ、ｌｉＢ。

１１Ｇおよび１１０には第１図に示すようにヒートバイ
ブ２＾、２Ｂ、２．０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ＩＩＡ〜１１０の配列方向
とは直角の矢印方向Ｃ移動される被記録材７．Ｊ：、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はヒートバイブ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、液媒体客器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９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ｌＯが
配設しである。

また、各ヒートバイブ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、２０＾〜２００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中の液媒体を撹拌して液温の均一化を
図ると共に、ヒートバイブ２＾〜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
ｌＯ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バイブ２Ａ〜２０
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ｌへ〜ｌＯ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１＾だけで
記録が行われ他の記録ヘッド１Ｂ、ＩＣおよび１０では
記録を行わないような場合でも、記録ヘッドＩＡで発生
した熱が間接的に他の記録ヘッドＩＢＮ１０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ｔｌｃｌｌ　（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
木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ＩＩＡ〜１１０にそれぞれのヒート
バイブ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ＩＩＡ　−１１０の位置調整を容易と
することができる。

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４７４０７９８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は、
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７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。

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５
９−１２３６７０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
く行いつるからである。

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、一体内に形成され
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、上側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、ソ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） 以上説明してきたように、本発明によれば、記録ヘッド
の間で熱の授受が可能な熱伝達部材と、その各熱伝達部
材の記録ヘッドとの間の熱の授受が行われる領域から延
在された延在部を収容保持し延在部を介して熱伝達部材
との間に熱交換が可能な熱媒体用の液が封入された容器
と、熱媒体用液の温度を制御する制御手段とを具えｋの
で、（１）１つの加熱手段および冷却手段により複数の
記録ヘッドの温度を均等に制御することが可能となり、
装置のコンパクト化、コスト低減を図ることができる。

（２）使用する電力の効率化を図ることができ、特に冷
却用の電力が少なくてすむ。

（３）記録ヘッドを熱伝達部材と一体化して容器に着脱
自在とすることができ、その交換が容易である。

など種々の効果が得られる。

【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。 ２八〜２Ｄ　　・・・　ヒートバイブ、７　・・・　被
記録材、 ８　・・・　液媒体容器、 ９　・・・　放熱部、 ＩＯ・・・　送風ファン、 １１、ＩＩＡ〜１１０　　　・・・　記録ヘッド、１６
　　・・・　ヒータ、 １７　　・・・　撹拌器、 １８　　・・・　温度センサ、 １ｇ　　・・・　コントローラ、 ２０＾〜２００　　・・・　延在部。 参殆明に力゛１゛４詑錬ヘアドの１フを駄本して示す斜
旬訓幻第２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）記録ヘッドから被記録部材上にインクを吐出させて
   記録を行なうインクジェット記録装置において、 前記記録ヘッドとの間で熱の授受が可能な熱伝達部材と
   、 該熱伝達部材の前記記録ヘッドとの間の熱の授受が行な
   われる領域から延在された延在部を収容保持し、該延在
   部を介して前記熱伝達部材との間に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 を具えたことを特徴とするインクジェット記録装置。 ２）前記記録ヘッドは、複数備えられており、その各々
   には前記熱伝達部材が設けられ、前記各々の熱伝達部材
   の前記延在部は、熱交換可能な熱媒体用の液が封入され
   た容器内に、それぞれ封入されてい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）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よ
   って、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。 ４）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、前記熱エネギー
   によつ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に記載のインクジェット記録装置。 ５）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。