(57)【要約】【課題】  特に低温状態でプリンタを使用する際に、インクタンク内のインクを保温することでインク吐出の安定化を図り、また、ヘッド部が高温になるのを防ぐことができる記録装置の提供。【解決手段】  熱伝導性の高い部材をヒータ部とインクタンクの間に設けることで、吐出の際の漏れ熱をインクタンクへ伝導させインクタンク内のインクを保温する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクを加熱しその発泡によって前記インク滴を吐出させる為のインク加熱手段と、インクを保存しておくインク保存手段とを備え、前記インク加熱手段から前記インク保存手段へと熱エネルギーを伝達する熱伝達手段を備えることを特徴とする記録装置。
【請求項２】
前記インク保存手段を、熱伝達手段との接触面積がより大きくなるように形成することを特徴とする請求項１に記載の記録装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は記録装置に関し、特に記録ヘッドから被記録材に対し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関する。
【背景技術】
【０００２】
プリンタ、複写機、ファクシミリ等の記録装置は、画像情報に基づいて、紙やプラスチック薄板等の被記録材上にドットパターンからなる画像を記録していくように構成されている。前記記録装置は、記録方式により、インクジェット式、ワイヤドット式、サーマル式、レーザービーム式等に分けることができ、そのうちのインクジェット式（インクジェット記録装置）は、記録ヘッドの吐出口からインク（記録液）滴を吐出飛翔させ、これを被記録材に付着させて記録するように構成されている。
【０００３】
近年、数多くの記録装置が使用されるようになり、これらの記録装置に対して、高速記録、高解像度、高画像品質、低騒音などが要求されている。このような要求に応える記録装置として、前記インクジェット記録装置を挙げることができる。記録ヘッドから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では、上記要求を満たすために必要なインク吐出の安定化、インク吐出量の安定化は、吐出部のインクの温度に影響される部分が大きい。すなわち、インクの温度が低過ぎるとインクの粘度が上がり通常の吐出エネルギーでは吐出できなくなり画像品質の低下を招いてしまう。また、粘度が高いことによってインクのリフィルが遅くなり吐出周期の高速化が妨げられ記録の高速化が妨げられる。
【０００４】
また、寒冷地など記録装置が特に低温の環境において使用される場合はインクタンク内のインクの温度が低下することによってインクタンク内及びヘッド内の吐出用ヒータまでの流路をインクが流れにくくなり十分にインクの供給ができなくなり、画像品質の低下や記録の高速化が妨げられるといったことが発生する。これらはインク成分である染料素材、顔料素材に比較的粘度の高い物を使用した場合に顕著に現れる。この対策として、従来のプリンタでは吐出用ヒータとは別に保温用のサブヒータを設けるという手段が用いられてきた。しかし、この方法ではコストアップという問題があり、インクタンク内のインクを保温することはできない。
【０００５】
現在、記録装置の高速化、高画質化の手段としてノズル数の増加がよく用いられている。
【０００６】
特に高速化を実現するには同時に吐出するノズル数を増やすことが効果的である。
【０００７】
しかし、熱エネルギーを利用して飛翔的液滴を形成して記録を行うインクジェット方式の記録装置、すなわち、インクの膜沸騰による気泡成長によりインク液滴を吐出させるものに於いては、同時に吐出するノズル、すなわち、同時に加熱するヒータの数が増えるほど、インクに伝導されずヒータ周辺へ漏れ出す熱エネルギーが大きくなりヒータ周辺のヘッド温度が上昇してしまう。それによって吐出の際のパラメータ設定がシビアになり、安定吐出が難しくなってしまう。
【０００８】
そこで、従来は、特許文献１に記載されているようなヘッド部に放熱専用のフィンを設けることで放熱を図ったり、ファンを設けて冷却を促すといった手段が用いられてきた。しかし、いずれもコストアップに繋がってしまう恐れがある。
【特許文献１】特開平８−２５８２５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
そこで本発明は上述の２つの問題点を解決するためのものであり、漏れ熱エネルギーによって高温になったヘッドの温度低下を促すと共に、インクタンク内のインクを保温する記録装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は上記目的を達成するために、記録ヘッド内の吐出用ヒータと、インクを格納するインクタンク、前記吐出用ヒータと前記インクタンクに隣接又は接触するように設けられた熱伝導手段とをインクジェットプリンタに備具するものである。
【００１１】
詳しくは、前記吐出用ヒータがインクを吐出するために発熱した際に発生する漏れ熱（インクに伝導しなかった熱）エネルギーが前記熱伝導手段を伝導し、前記インクタンク内のインクを加熱することでインクタンク内のインクを保温するものである。
【００１２】
すなわち、本発明の技術内容は以下の構成を備えることにより前記課題を解決できた。
【００１３】
（１）インクを加熱しその発泡によって前記インク滴を吐出させる為のインク加熱手段と、インクを保存しておくインク保存手段とを備え、前記インク加熱手段から前記インク保存手段へと熱エネルギーを伝達する熱伝達手段を備えることを特徴とする記録装置。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、複雑な仕組みを持つことなくインクタンク内のインクを環境温度よりも高い温度に保温され、環境温度が低い状況でもインクタンク内及びヘッド内の吐出用ヒータまでの流路をインクが流れやすくなり十分なインク供給ができるようになる。また、記録ヘッドの吐出用ヒータ周辺部の過度な昇温を抑えることができる。その結果、画像品質の安定化や記録の高速化が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施例について図面を参照して詳細に説明する。
【００１６】
図１は、本発明が実施もしくは適用される好適なインクジェット記録装置ＩＪＲＡの構成を示す斜視図である。
【００１７】
図１において、５００１はインクタンク（ＩＴ）であり、５０１２はそれに結合された記録ヘッド（ＩＪＨ）である。図２に示すように、５００１のインクタンクと５０１２の記録ヘッドで一体型の交換可能なカートリッジ（ＩＪＣ）を形成するものである。５０１４は、そのカートリッジ（ＩＪＣ）をプリンタ本体に取り付けるためのキャリッジ（ＨＣ）であり、５００３はそのキャリッジを副走査方向に走査するためのガイドである。
【００１８】
５０００は、Ｐで示す被印字物を主走査方向に走査させるためのプラテンローラである。５０２４は、装置内の環境温度を測定するための温度センサである。なお、キャリッジ５０１４には、記録ヘッド５０１２に対して駆動のための信号パルス電流やヘッド温調用電流を流すためのフレキシブルケーブル（図示せず）が、プリンタをコントロールするための電気回路（上記温度センサ５０１２等）を具備したプリント板（図示せず）に接続されている。
【００１９】
図２は交換可能なカートリッジを示し、５０２９はインク滴を吐出するためのノズル部である。
【００２０】
さらに、上記構成のインクジェット記録装置ＩＪＲＡを詳細に説明する。
【００２１】
この記録装置ＩＪＲＡは駆動モータ５０１３の正逆回転に連動して駆動力伝達ギア５０１１、５００９を介して回転するリードスクリュー５００５の螺旋溝５００４に対して係合するキャリッジＨＣはピン（不図示）を有し、矢印ａ，ｂ方向に往復移動される。５００２は紙押え板であり、キャリッジ移動方向にわたって紙をプラテン５０００に対して押圧する。
【００２２】
５００７、５００８はフォトカプラでキャリッジＨＣのレバー５００６のこの域での存在を確認してモータ５０１３の回転方向切換等を行うためのホームポジション検知手段である。５０１６は記録ヘッドの前面をキャップするキャップ部材５０２２を支持する部材で、５０１５はこのキャップ内を吸引する吸引手段であり、キャップ内開口５０２３を介して記録ヘッド５０１２の吸引回復を行う。
【００２３】
５０１７は、クリーニングブレードで、５０１９はこのブレード５０１７を前後方向に移動可能にする部材であり、本体支持板５０１８にこれらは支持されている。ブレードは、この形態でなく周知のクリーニングブレードが本例に適用できることはいうまでもない。また、５０２１は、吸引回復の吸引を開始するためのレバーで、キャリッジＨＣと係合するカム５０２０の移動に伴って移動し、駆動モータからの駆動力がクラッチ切換等の公知の伝達手段で移動制御される。
【００２４】
これらのキャッピング、クリーニング、吸引回復は、キャリッジＨＣがホームポジション側領域にきたときに、リードスクリュー５００５の作用によってそれらの対応位置で所望の処理が行えるように構成されているが、周知のタイミングで所望の作動を行うようにすれば、本例にはいずれも適用できる。
【００２５】
図３は記録ヘッド５０１２の詳細を示すものであり、支持体５３００の上面に半導体製造プロセスにより形成されたヒータボード５１００が設けられている。
【００２６】
符号５２００は前記支持体５３００上に配設された配線基板であって、該配線基板５２００と吐出用（メイン）ヒータ５１１３とがワイヤーボンディング等により配線されている（配線は不図示）。５１１４は吐出用ヒータ５１１３によって加熱されて発生したバブルである。５１１５は吐出されたインク液滴を示す。５１１２は吐出用のインクが記録ヘッド内に流入するための共通液室である。
【００２７】
以下、本発明の実施例を図面を参照して具体的に説明する。
【００２８】
図４は、本発明が適用可能なインクジェット記録装置の概略図である。
【００２９】
ここで、８ａはインクジェットカートリッジであり、上方にインクタンク部、下方に記録ヘッド８ｂ（図示せず）を有し、記録ヘッド８ｂを駆動するための信号などを受信するためのコネクタを設けてある。９はキャリッジで、４個のカートリッジ（それぞれ異なった色のインクを収納しており、例えばブラック、シアン、マゼンタ、イエローなど）を位置決めして搭載する。更に、記録ヘッドを駆動するための信号などを伝達するためのコネクタホルダーを設けてあり、記録ヘッド８ｂと電気的に接続される。
【００３０】
９ａはキャリッジ９の主走査方向に延在し、キャリッジ９を摺動自在に支持する走査レール、９ｃはキャリッジ９を往復動させるための駆動力を伝達する駆動ベルトである。また、１０ｃおよび１０ｄは、記録ヘッドによる記録位置の前後に配置されて記録媒体の挟持搬送を行うための搬送ローラ対、１１は紙などの記録媒体で、記録媒体１１の被記録面を平坦に規制するプラテン（不図示）に圧接されている。
【００３１】
この時キャリッジ９に搭載されたインクジェットカートリッジ８ａの記録ヘッド８ｂはキャリッジ９から下方へ突出して記録媒体搬送用ローラ１０ｃ、１０ｄ間に位置し、記録ヘッド部の吐出口形成面は、プラテン（不図示）の案内面に圧接された被記録材１１に平行に対向するようになっている。なお、駆動ベルト９ｃは主走査モータ６３（図５参照）によって駆動され、搬送ローラ対１０ｃ、１０ｄは副走査モータ６４（図示せず）によって駆動される。
【００３２】
本例のインクジェット記録装置においては、回復系ユニットを図１の左側にあるホームポジション側に配設してある。回復系ユニットにおいて、３００は記録ヘッド８ｂを有する複数のインクジェットカートリッジ８ａにそれぞれ対応して設けたキャップユニットであり、キャリッジ９の移動にともなって図中左右方向にスライド可能であるとともに、上下方向に昇降可能である。そしてキャリッジ９がホームポジションにあるときには記録ヘッド８ｂと接合してこれをキャッピングし、記録ヘッド８ｂの吐出口内のインクが蒸発して増粘・固着して吐出不良になるのを防いでいる。
【００３３】
又、回復系ユニットにおいて、５００はキャップユニット３００に連通したポンプユニットであり、記録ヘッド８ｂが万一吐出不良になった場合、キャップユニット３００と記録ヘッド８ｂとを接合させて行う吸引回復処理などに際して負圧を生じさせるのに用いる。さらに、回復系ユニットにおいて、４０１はゴムなどの弾性部材で形成されたワイピング部材としてのブレード、４０２はブレード４０１を保持するためのブレードホルダーである。
【００３４】
ここでは、キャリッジ９に搭載された４個のインクジェットカートリッジはブラックインク（以下Ｋと略す）、シアンインク（以下Ｃと略す）、マゼンタインク（以下Ｍと略す）、イエローインク（以下Ｙと略す）を用いており、この順にインクを重ね合わせるようにした。カラー中間色はＣ，Ｍ，Ｙの各色のインクドットを適当に重ね合わせることにより実現できる。即ち、赤はＭとＹ、青はＣとＭ、緑はＣとＹを重ね合わせることにより実現できる。黒はＣ，Ｍ，Ｙの３色を重ねることにより実現できるが、この時の黒の発色が悪いのと精度良く重ねることが困難なため、有彩色の縁どりが生じるのと単位時間当たりのインクの打ち込み密度が高くなりすぎる。そこで、黒だけは別に打ち出す（黒インクを用いる）ようにしている。
【００３５】
（制御構成）
次に、上述した装置構成の各部の記録制御を実行するための制御構成について、図５を参照して説明する。
【００３６】
同図において、６０はＣＰＵ、６１はＣＰＵ６０が実行する制御プログラムを格納するプログラムＲＯＭ、６２は各種データを保存しておくバックアップＲＡＭである。６３は記録ヘッド搬送のための主走査モータ、６４は記録用紙搬送のための副走査モータで、ポンプによる吸引動作にも用いられる。
【００３７】
６５はワイピング用ソレノイド、６６は給紙制御に用いる給紙ソレノイド、６７は冷却用のファン、６８は紙幅検知動作のときにＯＮする紙幅検知用ＬＥＤである。６９は紙幅センサ、７０は紙浮きセンサ、７１は給紙センサ、７２は排紙センサ、７３は吸引ポンプの位置を検知する吸引ポンプ位置センサである。７４はキャリッジのホームポジションを検知するキャリッジＨＰセンサ、７５はドアの開閉を検知するドアオープンセンサである。
【００３８】
７８は４色のヘッドに対する記録データの供給制御を行うゲートアレイ、７９はヘッドを駆動するヘッドドライバ、８ａは４色分のインクカートリッジ、８ｂは４色分の記録ヘッドであり、ここでは８ａ，８ｂとしてブラック（Ｂｋ）を代表して示す。インクカートリッジ８ａは、インクの残量を検知するインク残量センサ８ｆを有する。ヘッド８ｂは、インクを吐出させるためのメインヒータ８ｃ、ヘッド温度を検出する温度センサ８ｅを有する。
【実施例１】
【００３９】
次に、上記の記録装置に本発明を実施した記録ヘッドを図６に示す。
【００４０】
支持体５３００の上面に半導体製造プロセスにより形成されたヒータボード５１００が設けられている。符号５２００は前記支持体５３００上に配設された配線基板であって、該配線基板５２００と吐出用（メイン）ヒータ５１１３とがワイヤーボンディング等により配線されている（配線は不図示）。５１１４は吐出用ヒータ５１１３によって加熱されて発生したバブルである。５１１５は吐出されたインク液滴を示す。５１１２は吐出用のインクが記録ヘッド内に流入するための共通液室である。５４００はインク５４１０を充填するインクタンクであり、共通液室５１１２にインクを供給する。
【００４１】
熱伝導体５５００は、ノズル部５０２９からインクタンク５４００の間に設けられている。また、熱伝導体５５００は、共通液室５１１２との接するように設けられている。なお、熱伝導体５５００の端部は図６に示すように、吐出用ヒータの上側に設けられている。
【００４２】
このように、熱伝導体５５００は吐出用ヒータ５１１３が吐出の為に加熱した際にインクに伝導されなかった熱エネルギーをインクタンク５４００内のインク５４１０に伝導する役割を果たす。熱伝導体５５００の素材としては熱伝導率の高い銅、金等が適切である。熱伝導体５５００を伝導した熱エネルギーはインクタンクを経てインクへと伝導し、インクを温める。同時に熱エネルギーを逃がしたヒータ周りの記録ヘッド温度の上昇を抑える。
【実施例２】
【００４３】
実施例１では熱伝導体５５００がインクタンクと接するように配置されていたが、インクへの熱エネルギー伝導の効率をより向上させる為に図７に示すようにインクタンクの形状を変形させたものである。具体的には、インクタンクと熱伝導体の接触部分がより大きくなるようにインクタンクに凹部を設け、そこに熱伝導体５５００が入り込むような形状にすることである。そうすることで、吐出用ヒータの漏れ熱エネルギーをより無駄なくインクタンク内のインクに伝導することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明のインクジェット記録装置の構成を示す斜視図
【図２】交換可能なカートリッジを示す図
【図３】記録ヘッドの詳細を示す図
【図４】本発明が適用可能なインクジェット記録装置の概略図
【図５】記録装置各部の記録制御を実行するための制御構成を示す図
【図６】実施例１の記録ヘッドを示す図
【図７】実施例２の記録ヘッドを示す図
【符号の説明】
【００４５】
５０００  プラテン
５００１  インクタンク
５００３  ガイド
５００４  螺旋溝
５００５  リードスクリュー
５００６  レバー
５００７  フォトカプラ
５００８  フォトカプラ
５０１２  記録ヘッド
５０１３  駆動モータ
５０１４  キャリッジ
５０１５  吸引手段
５０１７  クリーニングブレード
５０１８  本体支持板
５０２０  カム
５０２２  キャップ部材
５０２３  キャップ内開口
５０２４  温度センサ
５０２９  ノズル部
Ｐ        被印字物
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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