JP2723998B2 - Image recording device - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は画像記録装置に関する。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to an image recording apparatus.
記録液を記録ヘッドから吐出させて文字や画像などの
情報記録を行なう液体噴射記録装置(インクジェット記
録装置)が広く知られている。2. Related Art A liquid jet recording apparatus (inkjet recording apparatus) that discharges a recording liquid from a recording head to record information such as characters and images is widely known.
この種の装置の被記録材には主として紙やプラスチッ
クシートなどが使用され、特に他の記録方式に比して動
作騒音が小さく、基本的な機械的構造が簡単かつ廉価で
済む利点があり、コンピュータ、ワードプロセッサなど
の記録出力装置として各方面で採用されてきた。Paper and plastic sheets are mainly used as the recording material of this type of apparatus, and in particular, there is an advantage that operation noise is small as compared with other recording methods, and a basic mechanical structure is simple and inexpensive. It has been adopted in various fields as a recording output device such as a computer and a word processor.
しかしながら、この種の装置においては、記録液体
(以下、インクと称する)の吐出状態の変化が直ちに記
録画像の乱れとなって現われてくるので、安定して画像
記録を行なうためには、このインクの吐出状態の安定化
が重要となる。一方、インクの吐出状態は、記録ヘッド
の吐出開口部(以下、オリフィスと称する)内部のイン
クの粘性およびインクに熱エネルギーを印加した際に、
インクの相変化により生じる泡の生成過程、最大容積に
大きく依存し、さらに、このインクの粘性変化は非記録
動作の時間とインク温度に、また、泡の生成過程、最大
容積は主としてやはりインク温度に依存するため、最終
的に、インクの吐出状態を安定化するにはインクの温度
を制御することが重要となっている。However, in this type of apparatus, a change in the ejection state of a recording liquid (hereinafter, referred to as ink) immediately appears as a disturbance in a recorded image. It is important to stabilize the discharge state. On the other hand, when the ink is ejected, the viscosity of the ink inside the ejection opening (hereinafter, referred to as an orifice) of the recording head and the application of thermal energy to the ink,
The bubble formation process and the maximum volume caused by the phase change of the ink greatly depend on the maximum volume. Furthermore, the viscosity change of this ink depends on the time of the non-printing operation and the ink temperature, and the bubble generation process and the maximum volume are also mainly the ink temperature. In the end, it is important to control the temperature of the ink in order to stabilize the ink ejection state.
そこで、記録ヘッドに、内部に設けた熱作動流体によ
って熱伝導を行なうヒートパイプを装着し、該記録ヘッ
ドの温度にしたがって、該ヒートパイプを介し該記録ヘ
ッドを加熱または放熱することによって、長尺の記録ヘ
ッドの均一な温度制御を行なう方法が考えられていた。Therefore, by attaching a heat pipe that conducts heat by a heat working fluid provided inside the recording head and heating or radiating the recording head through the heat pipe according to the temperature of the recording head, the recording head is elongated. A method of controlling the temperature of the recording head uniformly has been considered.
ここで、記録ヘッドにヒートパイプが装着された従来
の画像記録装置について、第8図を参照して説明する。Here, a conventional image recording apparatus in which a heat pipe is mounted on a recording head will be described with reference to FIG.
この画像記録装置では、不図示の搬送手段によって矢
示A方向に搬送される被記録部材41の上方に、該搬送方
向Aに対向して、ヒートパイプ32が装着された記録ヘッ
ド31が配置されている。In this image recording apparatus, a recording head 31 equipped with a heat pipe 32 is disposed above a recording member 41 conveyed in a direction indicated by an arrow A by a conveying unit (not shown), facing the conveyance direction A. ing.
記録ヘッド31は、支持部材3上に、インクに熱エネル
ギーを与える不図示の複数の電気熱変換素子が長手方向
に並置された基板部材34が接着され、さらに、基板部材
34上には、不図示の複数のオリフィスがその長手方向に
並設されて、該オリフィスそれぞれにインク流路を通し
てインクを供給する共通液室を備えたインク室35が取付
けられている。この記録ヘッド31は、基板部材34上にイ
ンク室35が取付けられると、インク室35の各オリフィス
には少なくとも1個の電気熱変換素子が同じ様に対応す
る構成となっている。インク室35の共通液室には不図示
のインク溜から適宜にインクが供給されている。記録ヘ
ッド31は、不図示の印字制御部からの画像信号によって
電気熱変換素子が駆動されて各オリフィスからインクを
吐出して被記録部材41に画像を記録する。The recording head 31 has a substrate member 34 on which a plurality of electrothermal conversion elements (not shown) that apply thermal energy to ink are juxtaposed in the longitudinal direction on the support member 3.
A plurality of orifices (not shown) are arranged in the longitudinal direction of the orifice 34, and an ink chamber 35 having a common liquid chamber for supplying ink to each of the orifices through an ink flow path is provided. When the ink chamber 35 is mounted on the substrate member 34, the recording head 31 is configured such that at least one electrothermal conversion element similarly corresponds to each orifice of the ink chamber 35. The common liquid chamber of the ink chamber 35 is appropriately supplied with ink from an ink reservoir (not shown). The recording head 31 drives an electrothermal conversion element in response to an image signal from a printing control unit (not shown), and discharges ink from each orifice to record an image on the recording member 41.
また、記録ヘッド31には、長さが該記録ヘッド31より
長いヒートパイプ32が記録ヘッド31の、電気熱変換素子
の配置方向に沿って支持部材33側で一体的に装着されて
おり、その一端が記録ヘッド31の側方へ突出した突出部
となっている。A heat pipe 32 having a length longer than that of the recording head 31 is integrally attached to the recording head 31 on the support member 33 side along the direction in which the electrothermal transducers are arranged. One end is a protrusion protruding to the side of the recording head 31.
ヒートパイプ32には、記録ヘッド31の中央部に相当す
る部分にヒータ38が、また、突出部には放熱フィン39
が、それぞれ取付けられており、この放熱フィン39と記
録ヘッド31とは同一高さに位置している。放熱フィン39
はその下方に設置されたファン40からの送風により、ヒ
ートパイプ32を介して伝えられる記録ヘッド31の熱を放
散する。さらに、ヒートパイプ32の記録ヘッド31への装
着部で、該記録ヘッド31の中央部に相当する部分に、記
録ヘッド31の温度を検出する温度センサ37が取付けられ
ている。The heat pipe 32 has a heater 38 at a portion corresponding to the center of the recording head 31, and a radiation fin 39 at a protruding portion.
The heat radiation fins 39 and the recording head 31 are located at the same height. Heat radiation fins 39
Dissipates the heat of the recording head 31 transmitted via the heat pipe 32 by the air blown from the fan 40 installed below the head. Further, a temperature sensor 37 for detecting the temperature of the recording head 31 is attached to a portion corresponding to a central portion of the recording head 31 in a portion where the heat pipe 32 is attached to the recording head 31.
上述した温度センサ37、ヒータ38およびファン40はコ
ントローラ36に接続されており、このコントローラ36
は、温度センサ37が検出した温度にしたがって、ヒータ
38あるいはファン40への入力電力あるいはON−OFF時間
間隔を調節し、ヒートパイプ32を介して記録ヘッド31の
温度を所定の温度に保つ構成となっている。The above-described temperature sensor 37, heater 38, and fan 40 are connected to a controller 36.
Is a heater according to the temperature detected by the temperature sensor 37.
The input power to the 38 or the fan 40 or the ON-OFF time interval is adjusted to maintain the temperature of the recording head 31 at a predetermined temperature via the heat pipe 32.
しかしながら、上述した従来の技術は、記録動作中、
発熱する記録ヘッドとヒートパイプに取付けられて、該
ヒートパイプを介して記録ヘッドの熱を放散する放熱手
段とが同一高さに位置しているため、記録ヘッドの発熱
量が増大してヒートパイプの最大熱輸送量を越えた場
合、ヒートパイプによる放熱部分から発熱部分への熱伝
導が困難となって、強いてはヒートパイプのドライアウ
ト状態を引き起す結果となり、記録画像に濃度ムラが発
生して正常な画像形成を行なえないという欠点がある。However, the above-described conventional technique has a problem that during a recording operation,
Since the recording head that generates heat and the heat radiating means attached to the heat pipe and dissipating the heat of the recording head through the heat pipe are located at the same height, the amount of heat generated by the recording head increases and the heat pipe If the maximum heat transfer amount exceeds the maximum heat transfer amount, it becomes difficult to conduct heat from the heat radiating portion to the heat generating portion by the heat pipe, which may cause a dry-out state of the heat pipe, resulting in density unevenness in the recorded image. And it is impossible to form a normal image.
本発明は、上記従来の技術の有する欠点に鑑みてなさ
れたもので、記録ヘッドの温度上昇を防止して常に正常
な記録を行ない得る画像記録装置を提供することを目的
とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-described drawbacks of the related art, and has as its object to provide an image recording apparatus capable of preventing a rise in the temperature of a recording head and always performing normal recording.
本発明の画像記録装置は、熱エネルギーにより記録液
を吐出する記録ヘッドに装着されたヒートパイプの少な
くとも一端に、前記記録ヘッドへの装着部分より上方へ
屈曲した屈曲部が設けられ、該屈曲部に放熱手段を備え
たものであり、 また、ヒートパイプの屈曲部が記録ヘッドの側方へ突
出しているものがある。In the image recording apparatus of the present invention, at least one end of a heat pipe attached to a recording head that ejects a recording liquid by thermal energy is provided with a bent portion that is bent upward from a portion attached to the recording head. In some cases, a bent portion of the heat pipe protrudes to the side of the recording head.
記録動作中、発熱する記録ヘッドの熱によって気化す
る、ヒートパイプ内の熱作動流体が、ヒートパイプの端
部に設けられた放熱手段により凝縮されて液化すると、
液化した熱作動流体は、放熱手段が設けられたヒートパ
イプの端部が、記録ヘッドの装着部より上方へ屈曲され
ているため、下方で発熱部となる記録ヘッド側へ容易に
移動することになり、熱作動流体の移動が活発になって
ヒートパイプの熱輸送力が向上する。During the recording operation, the heat working fluid in the heat pipe, which is vaporized by the heat of the recording head that generates heat, is condensed and liquefied by the heat radiating means provided at the end of the heat pipe,
Since the liquefied thermal working fluid has the end of the heat pipe provided with the heat dissipating means bent upward from the mounting portion of the recording head, it can easily move to the side of the recording head which is a heat generating portion below. Thus, the movement of the thermal working fluid becomes active, and the heat transport power of the heat pipe is improved.
次に、本発明の実施例について図面を参照して説明す
る。Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
第1図は本発明の一実施例を示す斜視図である。 FIG. 1 is a perspective view showing one embodiment of the present invention.
本実施例の画像記録装置は、不図示の搬送手段によっ
て搬送方向Aに搬送される被記録部材11の上方に、該搬
送方向Aに対向して、ヒートパイプ2が装着された記録
ヘッド1が配置されている。In the image recording apparatus of the present embodiment, a recording head 1 having a heat pipe 2 mounted thereon is disposed above a recording member 11 conveyed in a conveying direction A by a conveying unit (not shown), facing the conveying direction A. Are located.
記録ヘッド1は、第2図に示すように、支持部材3上
に、不図示の複数の電気熱変換素子が長手方向に並置さ
れた基板部材4が接着され、さらに、基板部材4上に
は、複数のオリフィス12が長手方向に並設されて、該オ
リフィス12にインク流路を介してインクを供給する共通
液室を備えたインク室5が取付けられている。この記録
ヘッド1は、インク室5の各オリフィス12に、少なくと
も1つの電気熱交換素子が同じ様に対応しており、ま
た、インク室5の共通液室には不図示のインク溜から適
宜インクが供給され、不図示の印字制御部からの画像信
号によって電気熱交換素子が駆動されて、その熱エネル
ギーによって各オリフィス12からインクを吐出して被記
録部材11に画像を形成する構成となっている。As shown in FIG. 2, the recording head 1 has a substrate member 4 on which a plurality of electrothermal conversion elements (not shown) are juxtaposed in the longitudinal direction on a support member 3, and further has a substrate member 4. A plurality of orifices 12 are arranged side by side in the longitudinal direction, and an ink chamber 5 having a common liquid chamber for supplying ink to the orifice 12 via an ink flow path is attached. The recording head 1 has at least one electric heat exchange element corresponding to each orifice 12 of the ink chamber 5 in the same manner. Is supplied, the electric heat exchange element is driven by an image signal from a printing control unit (not shown), and the thermal energy discharges ink from each orifice 12 to form an image on the recording member 11. I have.
さらに、記録ヘッド1には、一端が屈曲して、その屈
曲部に放熱フィン9が取付けられたヒートパイプ2が、
一体的に装着されている。Further, the recording head 1 has a heat pipe 2 having one end bent and a radiation fin 9 attached to the bent portion.
It is attached integrally.
本実施例のヒートパイプ2は、長さが記録ヘッド1の
長手方向の長さより長く、その一端は、該ヒートパイプ
2が記録ヘッド1に装着された際、ヒートパイプ2の記
録ヘッド1への装着部より上方に、位置するように屈曲
されている。さらに、このヒートパイプ2には、第3図
に示すように、記録ヘッド1の中央部に相当する部分
に、ヒータ8が、また、屈曲した端部に放熱フィン9が
取付けられている。このヒートパイプ2は、第1図に示
すように、放熱フィン9が取付けられた端部側が記録ヘ
ッド1の側方へ突出し、かつ、該放熱フィン9が、ヒー
トパイプ2の記録ヘッド1への装着部より上方に位置す
るように、記録ヘッド1に装着される。The length of the heat pipe 2 of the present embodiment is longer than the length of the recording head 1 in the longitudinal direction, and one end of the heat pipe 2 is connected to the recording head 1 when the heat pipe 2 is mounted on the recording head 1. It is bent so as to be located above the mounting portion. Further, as shown in FIG. 3, the heat pipe 2 is provided with a heater 8 at a portion corresponding to a central portion of the recording head 1 and a radiation fin 9 at a bent end. As shown in FIG. 1, the end of the heat pipe 2 to which the heat radiating fins 9 are attached protrudes to the side of the recording head 1, and the heat radiating fins 9 are connected to the recording head 1 of the heat pipe 2. The recording head 1 is mounted so as to be located above the mounting portion.
また、ヒートパイプ2と記録ヘッド1との接着部で、
該記録ヘッド1の中央部に相当する部分に温度センサ7
が、さらに、ヒートパイプ2の側面で記録ヘッド1の中
央部に相当する部分にヒータ8が、それぞれ配置されて
おり、温度センサ7が検出した温度に基づいて、コント
ローラ6がヒータ8あるいは放熱フィン9の下側に設け
られているファン10を駆動し、記録ヘッド1を所定の規
定温度に保つ構成となっている。Also, at the bonding portion between the heat pipe 2 and the recording head 1,
A temperature sensor 7 is provided at a portion corresponding to the central portion of the recording head 1.
In addition, heaters 8 are respectively arranged at portions corresponding to the central portion of the recording head 1 on the side surfaces of the heat pipe 2, and the controller 6 controls the heater 8 or the radiation fins based on the temperature detected by the temperature sensor 7. By driving a fan 10 provided below 9, the recording head 1 is maintained at a predetermined specified temperature.
次に、本実施例の動作について説明する。 Next, the operation of the present embodiment will be described.
まず、記録動作開始を指示する不図示のスイッチをON
すると、温度センサ7が記録ヘッド1の温度を検出す
る。ここでは、記録動作が行なわれる前であるため、記
録ヘッド1の温度は前述の規定温度に達しておらず、コ
ントローラ6がヒータ8を駆動し、ヒートパイプ2を介
して記録ヘッド1を加熱する。First, a switch (not shown) for instructing the start of the recording operation is turned on.
Then, the temperature sensor 7 detects the temperature of the recording head 1. Here, since the printing operation is not performed, the temperature of the printing head 1 has not reached the above-mentioned specified temperature, and the controller 6 drives the heater 8 to heat the printing head 1 via the heat pipe 2. .
このヒータ8からの加熱によってヒートパイプ2内の
熱作動流体が蒸発してヒートパイプ2内で均一に広がり
潜熱を放出する。このとき、ヒートパイプ2の記録ヘッ
ド1の支持部材3との接着面側は、温度が低いため凝縮
部となり、蒸発して広がった熱作動流体を凝縮して均一
な熱流束を受けることになり記録ヘッド1は均一に温度
上昇する。The heating from the heater 8 causes the thermal working fluid in the heat pipe 2 to evaporate and spread uniformly in the heat pipe 2 to release latent heat. At this time, the adhesive surface side of the heat pipe 2 with the support member 3 of the recording head 1 becomes a condensing part because of its low temperature, and condenses the thermal working fluid that has evaporated and spread, thereby receiving a uniform heat flux. The temperature of the recording head 1 rises uniformly.
ここで、第4図に、この加熱による支持部材3の長手
方向の温度変化を該支持部材3の複数箇所で測定した実
測データを示す。また、第5図には、同一条件でヒート
パイプ2の代りにヒートパイプ2と同じ大きさのアルミ
ニウム基板を用いて得られた実測データを示す。Here, FIG. 4 shows actual measurement data obtained by measuring a temperature change in the longitudinal direction of the support member 3 due to the heating at a plurality of locations of the support member 3. FIG. 5 shows actual measurement data obtained using the same size aluminum substrate as the heat pipe 2 instead of the heat pipe 2 under the same conditions.
両図共に、横軸はヒータ8をONしてからの時間を表わ
し、縦軸は支持部材3とヒートパイプ2との接着面の温
度を表わしている。ここでは、温度の測定を、ヒータ8
の直下の位置、ヒータ8の直下位置から長手方向に10cm
離れた位置、ヒータ7の直下位置から長手方向に20cm離
れた位置の3点で行ない、規制温度を50℃とし、ヒータ
直下位置の温度が50℃になるようヒータ8を適宜にON−
OFFしている。室温は28℃で、ヒータ8がONされる前
は、支持部材3の温度は室温と同じである。両図から明
らかなように、本実施例のヒートパイプ2を使用した場
合、理想的な支持部材3の加熱温度制御が達成されてい
ることがわかる。すなわち、ヒートパイプとしてアルミ
ニウム基板を用いた場合は、第5図に示すように、長手
方向に最大10℃程度の温度差を生じるのに対し、ヒート
パイプ2を用いると第4図に示すように、長手方向にほ
とんど温度差を生じない。さらに、ヒータ8のON−OFF
にしたがって生じる温度の振動も、アルミニウム基板を
用いた場合は第5図に示すように規定温度(50℃)を中
心に±約7〜8℃の温度振動を示すのに対し、ヒートパ
イプ2を用いると第4図に示すように±1℃以内の振動
に抑えることができる。In both figures, the horizontal axis represents the time since the heater 8 was turned on, and the vertical axis represents the temperature of the bonding surface between the support member 3 and the heat pipe 2. Here, the measurement of the temperature is performed by the heater 8.
10 cm in the longitudinal direction from the position directly below the heater 8
The operation is performed at three points, that is, at a distant position and a position 20 cm apart from the position directly below the heater 7 in the longitudinal direction.
OFF. The room temperature is 28 ° C., and before the heater 8 is turned on, the temperature of the support member 3 is the same as the room temperature. As is clear from both figures, when the heat pipe 2 of this embodiment is used, it is understood that the ideal heating temperature control of the support member 3 is achieved. That is, when an aluminum substrate is used as the heat pipe, as shown in FIG. 5, a maximum temperature difference of about 10 ° C. occurs in the longitudinal direction, whereas when the heat pipe 2 is used, as shown in FIG. In addition, there is almost no temperature difference in the longitudinal direction. Further, ON-OFF of the heater 8
When the aluminum substrate is used, the temperature vibration of ± 7 to 8 ° C. around the specified temperature (50 ° C.) as shown in FIG. When used, the vibration can be suppressed to within ± 1 ° C. as shown in FIG.
上述したようにして、記録ヘッド1の温度が規定温度
に達すると、不図示異の回復手段によりオリフィス12内
部のインク量の調整が行なわれ、いよいよ被記録部材11
が不図示の搬送手段によって搬送方向Aに搬送される。
被記録部材11が記録ヘッド1のオリフィス12の対向位置
に達すると、画像信号にしたがって、インクに熱エネル
ギーが印加されて、オリフィス12からインクを吐出す
る。吐出したインクは、対向する被記録部材11に到達す
ると吸収され、画像を形成する。As described above, when the temperature of the recording head 1 reaches the specified temperature, the amount of ink inside the orifice 12 is adjusted by a recovery means (not shown), and finally the recording member 11
Is transported in the transport direction A by transport means (not shown).
When the recording member 11 reaches a position facing the orifice 12 of the recording head 1, thermal energy is applied to the ink according to an image signal, and the ink is ejected from the orifice 12. The ejected ink is absorbed when it reaches the opposing recording member 11, and forms an image.
さて、この画像形成が進行すると、インクに印加され
た熱エネルギーのうち記録ヘッド1内に残留した熱によ
り、記録ヘッド1は昇温し、支持部材3の温度も昇温す
る。そして、温度センサ7からの検出温度が規定温度か
ら許容量以上に上昇すると、コントローラ6は、ファン
10をONして放熱フィン9に風を送り、ヒートパイプ2を
介して記録ヘッド1の放熱を開始する。このとき、ヒー
トパイプ2の支持部材3との接着面は温度が高いため、
いわゆる蒸発部となり、支持部材3からの熱流束の流入
が大きい部分、すなわち高温部分からは多くの熱作動流
体が蒸発し、熱流束の流入が小さい部分、すなわち低温
部分からは少量の熱作動流体が蒸発し、それぞれの蒸発
量に応じた熱量を奪って熱作動流体を蒸気にする。ま
た、全く熱流束の流入がない部分は、凝縮部となるた
め、一旦蒸気になった熱作動流体が凝縮され、そのとき
の潜熱を該凝縮部で吸収する。熱作動流体の蒸気部分に
は全く熱抵抗がなく熱の移動が瞬時に行なわれるため、
この蒸発部の熱作動流体と蒸気部の界面温度の均一化
は、瞬時的に行なわれ、支持部材3からヒートパイプ2
へ流入する熱流束が場所ムラを持つ場合でも、この界面
温度はほぼ均一に保持される。したがって、画像信号に
応じて、場所ムラを持った熱流束が支持部材3に流れ込
んでも、ヒートパイプ2内部の温度均一化の作用によっ
て、支持部材3は、均一な温度に保たれることになる。
そして、この界面温度を均一化してまだあり余る熱量
は、瞬時に放熱フィン9の部分ぴ運ばれて、凝縮されて
熱量を発生する。発生した熱量は放熱フィン9を通し、
ファン10より送られる空気流に伝達され空気中に放出さ
れる。このとき、放熱フィン9が取付けられた、ヒート
パイプ2の端部では、凝縮した熱作動流体が液状に戻
り、液状となった熱作動流体は、該端部が屈曲して記録
ヘッド1より高い位置となっているので、ヒートパイプ
2内のウィックを通って低い位置の、発熱部となってい
る記録ヘッド1の方へ容易に流れていく。そして、再び
記録ヘッド1の熱によって蒸気となって放熱フィン9側
へ運ばれて熱を放出することになり、これらの繰り返し
により放熱効果がより向上する。As the image formation progresses, the temperature of the recording head 1 rises due to the heat remaining in the recording head 1 among the thermal energy applied to the ink, and the temperature of the support member 3 also rises. When the temperature detected by the temperature sensor 7 rises from the specified temperature to an allowable amount or more, the controller 6
10 is turned on to send air to the radiating fins 9 to start radiating heat from the recording head 1 via the heat pipe 2. At this time, since the surface of the heat pipe 2 bonded to the support member 3 has a high temperature,
It becomes a so-called evaporating section, and a large amount of heat working fluid evaporates from a portion where the heat flux from the support member 3 is large, that is, a high temperature portion, and a small amount of heat working fluid is small from a portion where the heat flux is small, that is, a low temperature portion. Evaporates and takes the heat amount corresponding to each evaporation amount to turn the thermal working fluid into steam. In addition, a portion where no heat flux flows in becomes a condensing portion, so that the thermal working fluid once turned into steam is condensed, and the latent heat at that time is absorbed by the condensing portion. Since the steam portion of the thermal working fluid has no thermal resistance and heat is transferred instantaneously,
This uniformization of the interface temperature between the thermal working fluid in the evaporating section and the steam section is performed instantaneously, and the heat pipe 2
This interface temperature is maintained substantially uniform even when the heat flux flowing into the substrate has unevenness in place. Therefore, even if the heat flux having unevenness in the location flows into the support member 3 according to the image signal, the temperature of the support member 3 is maintained at a uniform temperature by the action of uniforming the temperature inside the heat pipe 2. .
The excess amount of heat that has been made uniform at the interface temperature is immediately transferred to the radiating fins 9 and condensed to generate heat. The amount of generated heat passes through the radiation fins 9,
The air is transmitted to the air flow sent from the fan 10 and released into the air. At this time, at the end of the heat pipe 2 where the radiation fins 9 are attached, the condensed thermal working fluid returns to a liquid state, and the thermal working fluid in the liquid state is bent at a higher end than the recording head 1. Since it is located at the position, it flows easily through the wick in the heat pipe 2 toward the recording head 1 which is a heat generating portion at a lower position. Then, the heat of the recording head 1 turns into vapor again and is conveyed to the radiating fins 9 to release the heat. The repetition of these operations further improves the heat radiation effect.
第6図は記録ヘッドを全吐出させたとき、ファン10を
適宜ON−OFFし適正な放熱によって支持部材3の温度規
定温度近傍に制御した場合の実測データであり、第7図
は記録ヘッド1の半分のオリフィス3を吐出、その他の
半分を非吐出状態にした場合の同様の実測データであ
る。両図とも、横軸は時間、縦軸は支持部材3とヒート
パイプ2の界面温度である。室温は26℃としヒータ8で
支持部材3を加熱し、40℃に制御した後、吐出動作を開
始した時刻を原点に取ってある。ファン10は、支持部材
3の温度が41℃を越えるとONし、41℃以下ではOFFす
る。FIG. 6 shows actual measurement data when the fan 10 is turned on and off as appropriate and the temperature of the support member 3 is controlled close to the specified temperature by appropriate heat radiation when the recording head is fully discharged, and FIG. Is the same measured data when half the orifice 3 is ejected and the other half is in the non-ejected state. In both figures, the horizontal axis represents time, and the vertical axis represents the interface temperature between the support member 3 and the heat pipe 2. After setting the room temperature to 26 ° C. and heating the support member 3 by the heater 8 to control the temperature to 40 ° C., the time when the discharging operation is started is set as the origin. The fan 10 turns on when the temperature of the support member 3 exceeds 41 ° C., and turns off when the temperature of the support member 3 falls below 41 ° C.
さて、全吐出の場合は、第6図に示すように、適宜フ
ァン10をON−OFFすることによって、ほぼ、安定して一
定の温度に保持できる。もちろん、この場合、長手方向
にほとんど温度ムラを持たないことは言うまでもない。
次に、半分吐出、半分非吐出の場合は、第7図に示すよ
うに、支持部材3の温度はその差1℃程度に安定して保
たれる。この温度差は、ヒートパイプ2の内部の、いわ
ゆるウィックの熱抵抗によるものであり、蒸気−熱作動
流体界面は均一な温度となっているが、このウィックを
隔てて、ヒートパイプ2の表面までくると、この温度差
が生じるのである。しかし、この非吐出部と吐出部の支
持部材3における1℃の温度差は画像記録においてほと
んど問題ない程度の温度差であり、この意味で、ヒート
パイプ2を介し、記録ヘッド1の放熱を行なうと、支持
部材3、すなわち記録ヘッド1の温度を理想的に、ほぼ
均一に制御できることになる。そして、画像記録動作中
は、コントローラ6が、温度センサ7の検出温度にした
がって適宜、ファン10をON−OFFすることにより、支持
部材3の温度を上述のごとく、ほぼ均一に規定温度近傍
に安定して保持することができる。By the way, in the case of full discharge, as shown in FIG. 6, by turning on and off the fan 10 as appropriate, it is possible to maintain a stable and almost constant temperature. Needless to say, in this case, there is almost no temperature unevenness in the longitudinal direction.
Next, in the case of half discharge and half non-discharge, as shown in FIG. 7, the temperature of the support member 3 is stably maintained at the difference of about 1 ° C. This temperature difference is due to the thermal resistance of the so-called wick inside the heat pipe 2, and the vapor-thermal working fluid interface has a uniform temperature, but is separated from the wick to the surface of the heat pipe 2. Then, this temperature difference occurs. However, the temperature difference of 1 ° C. between the non-ejection portion and the ejection portion supporting member 3 is a temperature difference that causes almost no problem in image recording, and in this sense, the recording head 1 is radiated through the heat pipe 2. Thus, the temperature of the support member 3, that is, the temperature of the recording head 1 can be ideally and substantially uniformly controlled. During the image recording operation, the controller 6 turns on and off the fan 10 as appropriate according to the temperature detected by the temperature sensor 7 to stabilize the temperature of the support member 3 almost uniformly near the specified temperature as described above. Can be held.
以上詳述した如く、記録ヘッド1にヒートパイプ2を
装着し、該記録ヘッド1の温度にしたがって、該ヒート
パイプ2を介して該記録ヘッド1を加熱または放熱する
ことによって、長尺の記録ヘッド1を均一に一定の温度
に保つことが可能となる。これによって、インクの吐出
状態が飛躍的に安定し、画像の安定性が大きく向上する
ことになる。As described above in detail, the heat pipe 2 is mounted on the recording head 1, and the recording head 1 is heated or radiated through the heat pipe 2 in accordance with the temperature of the recording head 1, so that a long recording head is provided. 1 can be uniformly maintained at a constant temperature. As a result, the ejection state of the ink is remarkably stabilized, and the stability of the image is greatly improved.
さらに、本実施例においては、放熱フィン9とファン
10の設置位置を記録画像域外としているため、ファン10
からの強い空気流を画像域と分離でき、吐出するインク
の飛翔経路を乱すことなく、放熱を行なうことができ、
これによってさらに、画像の安定性が高まるという効果
もある。Further, in this embodiment, the radiation fin 9 and the fan
Because the installation position of 10 is outside the recorded image area, fan 10
Strong air flow from the image area can be separated from the image area, heat can be dissipated without disturbing the flight path of the ejected ink,
This also has the effect of increasing the stability of the image.
本実施例では、一方の端部を上方へ曲げ加工している
が、両端を上方へ曲げ加工してもよい。In this embodiment, one end is bent upward, but both ends may be bent upward.
また、本実施例で示したような形状のヒートパイプ
は、曲げたパイプにより作成してもよいし、ストレート
タイプを作成後、曲げ加工してもよい。Further, the heat pipe having the shape as shown in the present embodiment may be formed by a bent pipe, or may be formed by forming a straight type and then bending.
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
おいて、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、コンテイニュアス型いずれにも適
用可能であるが、特にオンデマンド画の場合には、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交換体に、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、該電気熱交換体に熱
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。As described above, the present invention brings about an excellent effect particularly in a recording head and a recording apparatus of a bubble jet method among ink jet recording methods. Regarding the typical configuration and principle, it is preferable to use the basic principle disclosed in, for example, US Pat. Nos. 4,723,129 and 4,740,796. This method can be applied to both so-called on-demand type and continuous type. In particular, in the case of an on-demand image, an electric device arranged corresponding to a sheet or liquid path holding a liquid (ink) is used. By applying at least one drive signal to the heat exchanger which provides a rapid temperature rise corresponding to the recording information and obtains nucleate boiling, the heat exchanger generates heat energy, and the thermal action of the recording head This is effective because nucleate boiling is caused on the surface, and as a result, bubbles in the liquid (ink) can be formed in one-to-one correspondence with the drive signal. By discharging the liquid (ink) through the discharge opening by the growth and contraction of the gas, at least one liquid is formed.
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4313124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、液路電気熱交換体の組み合わせ
構成(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
の電気熱交換体に対して共通するスリットを電気熱交換
体の吐出部とする構成を開示する特開昭59年第123670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
対応させる構成を開示する特開昭59年第138461号公報に
基ず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
ドの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、上述た効果を一層有効に発揮
することができる。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の回復手段、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、電気熱交換体あるいはこれ
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。When the drive signal is formed into a pulse shape, the growth and shrinkage of the bubble are performed immediately and appropriately, so that the ejection of liquid (ink) having particularly excellent responsiveness can be achieved, which is more preferable. As the pulse-shaped drive signal, those described in US Pat. Nos. 4,463,359 and 4,434,262 are suitable. If the conditions described in the specification of US Pat. No. 4,313,124 relating to the temperature rise rate of the heat acting surface are adopted, more excellent recording can be performed. As the configuration of the recording head, in addition to the combination configuration of the discharge port and the liquid path electric heat exchanger (a linear liquid flow path or a right-angled liquid flow path) as disclosed in the above specification, the heat acting portion is bent. A configuration using U.S. Pat. No. 4,558,333 and U.S. Pat. No. 4,459,600, which disclose a configuration arranged in a region where the region is located, is also included in the present invention. In addition, JP-A-59-123670 discloses a configuration in which a slit common to a plurality of electric heat exchangers is used as a discharge unit of the electric heat exchanger, and an opening that absorbs pressure waves of heat energy is provided in the discharge unit. The effect of the present invention is also effective as a configuration based on JP-A-59-138461 which discloses a configuration corresponding to the above. Further, as a full line type recording head having a length corresponding to the width of the maximum recording medium that can be recorded by the recording apparatus,
As disclosed in the above specification, any combination of a plurality of recording heads may be used to satisfy the length or a single recording head integrally formed. The above effects can be more effectively exerted. In addition, it is provided integrally with a replaceable chip-type recording head or the recording head itself, which can be electrically connected to the apparatus main body and supplied with ink from the apparatus main body by being attached to the apparatus main body. The present invention is also effective when a cartridge type recording head is used. Further, it is preferable to add recovery means for the printhead provided as a configuration of the printing apparatus, preliminary auxiliary means, and the like, since the effects of the present invention can be further stabilized. If these are specifically raised, capping means for the recording head, cleaning means, pressurizing or suction means, preheating means using an electric heat exchanger or another heating element or a combination thereof, and separate from recording It is also effective to perform a preliminary ejection mode in which the ejection is performed to perform stable printing. Further, the printing mode of the printing apparatus is not limited to a printing mode of only a mainstream color such as black, and may be configured integrally with a printing head or by a combination of a plurality of printing heads. The present invention is very effective for an apparatus having at least one of the full colors.
以上説明したように本発明によれば下記のような効果
がある。As described above, the present invention has the following effects.
(1)記録ヘッドに装着されたヒートパイプの端部を、
該記録ヘッドへの装着部分より上方へ屈曲させて、該屈
曲部に放熱手段を設けているので、放熱部分から記録動
作中発熱部となる記録ヘッドへの熱作動流体の移動が容
易に行なわれ、ヒートパイプの熱輸送量を増大させるこ
とができる。(1) Insert the end of the heat pipe attached to the recording head
Since the heat radiating means is provided at the bent portion by being bent upward from the portion to be attached to the recording head, the movement of the thermal working fluid from the heat radiating portion to the recording head which becomes the heat generating portion during the recording operation can be easily performed. As a result, the heat transport amount of the heat pipe can be increased.
(2)ヒートパイプの熱輸送量が増大することにより、
熱作動流体の移動の均一化が向上するため、ヒートパイ
プを介して行なう記録ヘッドの加熱あるいは放熱などの
温調効果が向上して高精度で安定した記録ヘッドの温度
制御が可能となり、記録ヘッドにおける温度差がなくな
って、インク吐出状態が安定し、濃度ムラのない高画質
の画像記録を行なうことができる。(2) By increasing the heat transport amount of the heat pipe,
Since the uniformity of the movement of the thermal working fluid is improved, the temperature control effect such as heating or heat radiation of the recording head through the heat pipe is improved, and the recording head can be controlled with high accuracy and stability. , The ink discharge state is stabilized, and high-quality image recording without density unevenness can be performed.
(3)ヒートパイプの屈曲部が記録ヘッドの側方へ突出
している場合、放熱手段が記録ヘッドの記録液吐出域外
に位置することになるため、放熱手段に含まれる送風機
による記録液の飛翔経路の乱れが無くなり、画像形成の
信頼性がさらに向上する。(3) When the bent portion of the heat pipe protrudes to the side of the recording head, the heat radiating means is located outside the recording liquid discharge area of the recording head. Therefore, the flight path of the recording liquid by the blower included in the heat radiating means. And the reliability of image formation is further improved.
第1図は本発明の画像記録装置の一実施例を示す斜視
図、第2図は記録ヘッド1の構成を示す斜視図、第3図
は第1図の画像記録装置で使用したヒートパイプ2を示
す斜視図、第4図は第1図に示す画像記録装置の記録開
始時のヒートパイプ2の温度変化を示す図、第5図は第
1図に示す画像記録装置においてヒートパイプとしてア
ルミニウム基板を用いた場合の温度変化を示す図、第6
図は第1図に示す画像記録装置において記録ヘッド1の
全オリフィスから吐出を行なった場合の温度変化を示す
図、第7図は第1図に示す画像記録装置において記録ヘ
ッド1の半分のオリフィスから吐出を行なった場合の温
度を示す図、第8図は従来例を示す斜視図である。 1……記録ヘッド、 2……ヒートパイプ、 3……支持部材、4……基板部材 5……インク室、 6……コントローラ、 7……温度センサ、 8……ヒータ、9……放熱フィン、 10……ファン、11……被記録部材、 12……オリフィス。FIG. 1 is a perspective view showing an embodiment of the image recording apparatus of the present invention, FIG. 2 is a perspective view showing the configuration of a recording head 1, and FIG. 3 is a heat pipe 2 used in the image recording apparatus of FIG. FIG. 4 is a diagram showing a temperature change of the heat pipe 2 at the start of recording of the image recording apparatus shown in FIG. 1, and FIG. 5 is an aluminum substrate as a heat pipe in the image recording apparatus shown in FIG. FIG. 6 is a diagram showing a temperature change when using
FIG. 7 is a diagram showing a temperature change when the ejection is performed from all the orifices of the recording head 1 in the image recording apparatus shown in FIG. 1. FIG. 7 is a diagram showing a half orifice of the recording head 1 in the image recording apparatus shown in FIG. FIG. 8 is a perspective view showing a conventional example in which the temperature is obtained when the ink is discharged from the nozzle. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Recording head, 2 ... Heat pipe, 3 ... Support member, 4 ... Substrate member 5 ... Ink chamber, 6 ... Controller, 7 ... Temperature sensor, 8 ... Heater, 9 ... Radiation fin , 10… fan, 11… recorded member, 12… orifice.
───────────────────────────────────────────────────── 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 (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 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Toshiyuki Yanaka 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Inside Canon Inc. (72) Inventor Yoshihiko Takahashi 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Canon Inside (72) Inventor Kosuke Yamamoto 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Canon Inc. (72) Inventor Makoto Takamiya 3-30-2, Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Canon Inc.
Claims (2)
ヘッドに装着されたヒートパイプの少なくとも一端に、
前記記録ヘッドへの装着部分より上方へ屈曲した屈曲部
が設けられ、該屈曲部に放熱手段を備えたことを特徴と
する画像記録装置。At least one end of a heat pipe attached to a recording head for discharging a recording liquid by thermal energy,
An image recording apparatus, comprising: a bent portion that is bent upward from a portion attached to the recording head; and a heat radiating unit is provided in the bent portion.
へ突出していることを特徴とする請求項1記載の画像記
録装置。2. The image recording apparatus according to claim 1, wherein the bent portion of the heat pipe projects to the side of the recording head.
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