JPH0358849A

JPH0358849A - インクジェット記録装置

Info

Publication number: JPH0358849A
Application number: JP19421089A
Authority: JP
Inventors: Hidejiro Kadowaki; 門脇　秀次郎; Takeshi Doi; 健土井; Masafumi Wataya; 雅文綿谷; Toshiyuki Yanaka; 俊之谷中; Yoshihiko Takahashi; 高橋　美彦; Makoto Takamiya; 誠高宮; Tsunesuke Yamamoto; 恒介山本
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1989-07-28
Filing date: 1989-07-28
Publication date: 1991-03-14
Anticipated expiration: 2012-09-24
Also published as: JP2656834B2

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）本発明は互いに平行に配列されるライン型記録ヘッドユ
ニットを被記録材の送り方向と直交して配設し、所定の
タイミングで各記録ヘッドユニットから所定個所にイン
クを吐出させてカラー記録を行なうようにしたインクジ
ェット式多色記録装置に関するものである。

（従来の技術）インクを記録ヘッドから吐出させて文字や画像などを被
記録材（例えば連続紙あるいはカット紙）に記録するイ
ンクジェット式記録装置は、他の形式の記録装置に比べ
て騒音が小さく、機械的構造が基本的に簡単かつ低コス
トであるという利点があり、多色記録装置として広く採
用されている。とくに近年、記録速度をあげるために、
被記録材の全幅にわたってライン型記録ヘッドユニット
を配設し、所要個所に対応するオリフィスからインクを
吐出するようにしたインクジェット式多色記録装置が提
唱されている。ここでは、インクの吐出状況はヘッド基
盤の温度変化に敏感に対応するので、記録ヘッドユニッ
トの全記録領域にわたって、一定温度を維持するような
制御が必要である。とくに、熱エネルギーによってイン
クのｌ夜相変化を活用し、熱バブルインクジェットのよ
うな、熱エネルギーを用いるインクジェット方式を採用
したライン型記録ヘッドユニットでは、記録ヘッドが局
部的な印字あるいは画像記録を行っても、それによって
ヘッド全体に温度むらや時間的な温度変化が生じないよ
うに均一で一定な温度状態を維持する制御が必要である
。

（発明が解決しようとする課題）そこで、本発明者らは第５図にみられるように、ライン
型記録ヘッド１にヒートパイプ２を併設した構造の記録
ヘッドユニットを提唱した。ここでは、記録ヘッド１は
、被記録材Ａに向けてその幅方向に多数のオリフィスを
並設しており、各オリフィスに供給されるインクに熱エ
ネルギーを印加する素子を備えているが、一方、全体と
しての温度の平衡のために、併設したヒートパイプ２に
は加熱手段３、放熱手段および冷却手段４、君度検出手
段５などが設けられていて、上記温度検出手段５の検出
結果に基いて、制御手段６が働いて、加熱手段３あるい
は冷却手段４を駆動するようになっている。

しかしながら、多色記録装置では、このような記録ヘッ
ドユニットを被記録材Ａ上で多数、並列配置しなければ
ならない。このため、全体として複雑な構成となり、コ
スト高を免れない。とくに、放熱手段および冷却手段４
は、放熱フィン、送風機などを用いるために大きくなり
、コスト高となるだけでなく、記録ヘッドユニット間の
間隔を広くせざるを得ない。このため高精度にレジスト
レーション（色を重さねて記録する時の位置づれ）合わ
せを行うことが難しく、装置全体も大型化するという問
題がある。

そこで第６図に示すように、多色記録装置では各ヒート
パイプ２ａ〜２ｄの記録領域外への延長部分２ａ′〜２
ｄ’に共通する放熱手段４１およびこれを冷却する冷却
手段４２を設けて、１つにブロック化した強制放熱手段
４ｏを構成することがなされている。ここでは、各記録
ヘッド１ａ〜１ｄにそれぞれ上記ヒートパイプ２ａ〜２
ｄが併設されており、また、記録領域内において、それ
ぞれヒートパイプ２ａ〜２ｄには加熱手段３ａ〜３ｄお
よび温度検出手段５ａ〜５ｄが設けられている。このよ
うにすれば、各記録ヘッドユニットの相対間隔は可及的
に狭くできるので、レジストレーションの面で有利とな
る。しかし、ここで問題になるのは、各記録ヘッド１ａ
〜１ｄの使用が片寄った場合、例えば黒色の単色による
記録がなされる時には当該記録ヘッドの検出温度で冷却
手段４２の制御信号が制御されるがら、使用されていな
い記録ヘッドについても、その対応するヒートパイプが
冷却される結果を招く。この時、それらの温度検出手段
は、対応する記録ヘッドの温度低下を検知して制御手段
６に与えるがら、それらについては加熱手段を働がせる
こととなり、全体としては、冷却と加熱が同時に行なわ
れて電カロスが大きくなるという問題が残る。

（発明の目的）本発明は上記事情にもとづいてなされたもので、全体と
しての構成がシンプルで、加熱、冷却が全ヒートパイプ
について共通して行なわれ、電力ロスのない、しかも、
各記録ヘッドユニットの相対間隔を可及的に狭くできる
ように工夫したインクジェット式多色記録装置を提供し
ようとするものである。

（課題を解決するための手段）このため、本発明では、互いに平行に配列される複数の
記録ヘッドユニットから所定のタイミングで所定個所に
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、前記各記録ヘッドに併設された第１のヒー
トパイプを前記記録ヘッドによる記録領域外にまで延在
させ、該延在した複数の第１のヒートパイプの夫々と前
記記録領域外で連接する第２のヒートパイプを設けてい
る。

（イ乍　用）このような構成では、各記録ヘットユニットのヒートパ
イグの温度は、第２のヒートパイプを介して互いに平均
化されており、この温度を検出して、加熱手段か冷却手
段を稼動させれば、全ての記録ヘッドについて同じよう
な条件で温度制御が実現され、電力ロスもなく、また、
構造的にもシンプルとなり、各記録ヘッド間の間隔を比
較的狭く設定でき、レジストレーションが取り易くなる
。

（実施例）以下、本発明の一実施例を図面を参照して具体的に説明
する。第１図においで、符号１１Ａ〜１１Ｄはブラック
、シアン、マゼンタ、イエローなどの色インクのための
記録ヘッドユニットであって、その長平方向を被記録材
Ａの送り方向と直交する方向に向けて、互いに所定間隔
で並列配置されている。各ヘッドユニットは第２図にみ
られるように、被記録材Ａの幅方向に並ぶ多数の才リフ
ィス１２を設けたインクチャンバｌ３を基板１４に設け
ている記録ヘッド１５と、該記録ヘッドｌ５のインクチ
ャンバ１３に第１の領域で１６ａで連接するの平偏な型
の第Ｉのヒートパイプ１６とより構成されており、支持
部材１７を介して、装置フレーム（図示せず）に取付け
られている。また、上記オリフィス１２にはインクに熱
エネルギーを印加する素子（図示せず）が少なくとも１
個配設してあって、この素子の温度制御で、インクの吐
出を図るようにしている。そして、上記オリフィス１２
はインクチャンバｌ３を経由してインク供給手段（図示
せず）に連通されている。上記ヒートパイプ１６は内部
に金網などよりなるウィックを内壁面に備えており、記
録ヘッドの記録領域外へ延在した第２の領域１６ｂを、
両者が互いに直交するように、すなわち９０度位相の異
なる方向で偏平に形成してある（第３図参照）。

そして、上記第２の領域１６ｂを挟むようにして、平板
型の第２のヒートパイプ１８．１９が、全ての記録ヘッ
ドユニットＩＩＡ〜ＬＩＤのヒートパイプ１６に跨って
配設してあって、上記第１のヒートパイプｌ６の平偏な
面に連接している。

このヒートパイプｌ８上にはヒータなどの板状の加熱手
段２０が設けられ、またその下面には第１のヒートパイ
プｌ６間に位置して温度検出手段２ｌが設けられている
。更に上記ヒートパイプｌ９下にはくし歯状の放熱フィ
ンを持った放熱手段２２が設けられていて、これには送
風機などの空冷で、強制放熱させる冷却手段２３が対応
して配設されている。

なお、上記ヒートパイプ１８あるいは１９は、第４図に
示すように、内部上下面に金網ウィック２７．２７’を
、中間に所定間隔で焼結金属ウィック２４を配設した公
知の構成をなし、その上下の熱板２５．２５’　をそれ
ぞれ前述のように第１のヒートパイプ１６の平偏面（す
なわち第２の領域１６ｂ），加熱手段２ｏ、放熱手段２
２に連接している。また、上記温度検出手段２１の出力
信号は制御手段２６に取込まれ、これに従って加熱手段
２０あるいは冷却手段２３へ稼動信号が与えられるよう
になっている。

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（電気熱変換体）を備えており、
前記熱エネルギーによって生成する気泡より生ずる＠．
ａな圧力変化を利用することでインクを吐出する。この
ような構成でぱ、各記録ヘッドユニットＩＩＡ〜ＬＩＤ
での温度変化は、各ヒートパイプ１６を介してヒートパ
イプ１８および１９にもたらされ、伝熱によって均等化
される。そして、このヒートパイプｌ８の温度を検出し
て、上記ヒートパイプ１８を加熱するか、ヒートパイプ
ｌ９を冷却するかして、その温度変化を各ヒートパイプ
１６に伝え、各記録ヘッドｌ５の温度制御に供する。こ
のような働きのため電力ロスがなく、しかも、構造的に
は加熱手段２０、放熱手段２２、冷却手段２３などが共
用されることでシンプルとなり、各記録ヘッドユニット
ＩＩＡ〜１ｌＤの相互間隔も可及的に狭くできるのでレ
ジストレーションが仕易くなるなどの利点がある。

なお、本実施例のような多色式の記録装置では、３色以
上が同時に記録されることはなく（なぜなら、３色の合
成はブラック１色で済むから）、シたがって、記録ヘッ
ドユニットの同時吐出は２色以下であって、このため放
熱についての電力設計上、有利である。また、ヒートパ
イプ１８．１９のうち、一方を熱伝導性の良好な金属材
料に置き換えてもよい。あるいは上記ヒートパイプ１８
あるいは１９は複数本の偏平なバイブ状のものを並設し
て構或してもよい。

また、熱エネルギー制御でインクを吐出する形式のイン
クジェット方式について説明したが、他の方式のインク
ジェット多色記録装置にも、本発明の技術は適用できる
ことは勿論である。

以上のように本発明は、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、記録装置に於
いて、優れた効果をもたらすものである。その代表的な
構成や原理については、例えば米国特許第４７２３　１
　２９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なうものが好ましい。

この方式はいわゆるオンデマンド型、コンティニュアス
型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、核沸騰を得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ーを発生せしめ、記録ヘッドの熱
作用面に核沸騰させて、結果的にこの駆動信号に一対一
対応し液体（インク）内の気泡を形成できるので有効で
ある。この気体の成長、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、少なくとも一つの液を形
成させる。

この駆動信号をパルス形状とすると、即時適切に気泡の
戒長、収縮が行なわれるので、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４３　１　３　１　２
４号明細書に記載されている条件を採用すると、更に優
れた記録を行なうことができる。記録ヘッドの構成とし
ては、上述の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み合わせ（直線状液流路または直角
液流路）のほか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年第１　２３６７０号公報
や熱エネルギーの圧力波を吸収する開口を吐出部に対応
せる横成を開示する特開昭５９年第１３８４６１号公報
に基すいた構成としても本発明の効果は有効である。更
に，記録装置が記録できる最大記録媒体の場合に対応し
た長さを有するフルラインタイプの記録ヘッドとしては
、上述した明細書に開示されているような、複数記録ヘ
ッドに組み合わせによって、その長さを満たす構成や、
一体的に形成された一個の記録ヘッドとしての構成のい
ずれでもよいが、本発明は、上述した効果を一層有効に
発揮する。とが、きる。加えて、装置本体に装着される
ことで、装置本体との電気的接続や、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回復手段、予備的な補助手
段などを付加する事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。これらを具体的に上げれば記録
ヘッドに対してのキャッピング手段、クリーニング手段
、加圧あるいは吸引手段、電気熱変換体あるいはこれと
は別の加熱素子あるい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。

更に記録装置の記録モードとしては黒色などの主流色の
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ってでも良いが、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きわめて有効で
ある。

（発明の効果）本発明は以上詳述したようになり、全体として加熱手段
、放熱手段、冷却手段などが共通されることで構成がシ
ンプルとなり、電力ロスがなくなり、コスト低減が図れ
ると共に、しかも各記録ヘッドユニットリ相対的間隔を
狭めることができ、したがってレジストレーションが仕
易くなるなどの利益が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す要部の斜視図、第２図
は記録ヘッドの斜視図、第３図は第１ヒートパイプの斜
視図、第４図は第２ヒートパイプの断面図、第５図およ
び第６図は先きに提唱したインクジェット式多色記録装
置の各構成を示す要部の斜視図である。１ｌＡ〜１１Ｄ・・・記録ヘッドユニット、ｌ２・・・
オリフィス、１３・・・インクチャンバ、１４・・・基
板、１５・・・記録ヘッド、１６・・・第１のヒートパ
イプ、１６ａ・・・第１の領域、１６ｂ・・・第２の領
域、１７・・・支持部材、１８．１９・・・第２のヒー
トバイプ、２０・・・加熱手段、２１・・・温度検出手
段、２２・・・放熱手段、２３・・・冷却手段、２６・
・・制御手段。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）互いに平行に配列される複数の記録ヘッドから所
定のタイミングで所定個所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、前記各記録ヘッドに併設された第１のヒートパイプを前
記記録ヘッドによる記録領域外にまで延在させ、該延在
した複数の第１のヒートパイプの夫々と前記記録領域外
で連接する第２のヒートパイプを設けたことを特徴とす
るインクジェット記録装置。
（２）前記第２のヒートパイプは、前記複数の第１のヒ
ートパイプの夫々を挟み込むように１対設けられ、一方
の前記第２のヒートパイプには加熱手段と前記第２のヒ
ートパイプの温度を検出する温度検出手段が備えられ、
他方の前記第２のヒートパイプには放熱手段が備えられ
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）前記第１のヒートパイプは、平偏型であり、前記
記録ヘッドユニットと接触する第１領域と前記第２のヒ
ートパイプと接触する第２領域を有しており、前記第１
領域と前記第２領域とは直交し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。
（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、前記熱エネル
ギーによって生成する気況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）前記インクジェット記録ヘッドには、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２、３、４のいずれかに記載のイ
ンクジェット記録装置。