JP3156561B2 - インクジェット記録装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、インクジェットヘ
ッドをその駆動回路とともに交換できるインクジェット
記録装置に関し、更に詳細には、駆動回路が発生する熱
を放出する放熱部材をキャリッジに設けて交換部品の簡
素化を図ったインクジェット記録装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来より、インクジェットヘッドのノズ
ルからインクを被記録体に噴射して印刷記録を行うイン
クジェット記録装置が用いられている。この種のインク
ジェット記録装置では、記録領域に沿って移動可能なキ
ャリッジを設け、このキャリッジにインクジェットヘッ
ド及びこれにインクを供給するインクタンクを搭載する
ようにしている。そしてこのインクジェットヘッド及び
インクタンクを脱着可能とすることにより、インクを使
いきったときやインクジェットヘッドが故障したとき、
及び色を変更するときに容易に交換できるようにしてい
る。

【０００３】一方、インクジェットヘッドでは熱対策が
必要となる。インクジェットヘッドではノズルに連通す
るインク室を圧電素子等で加圧することによりインクの
噴射を行うので、圧電素子等を駆動するためのドライバ
ＩＣ（駆動回路）を備えており、このドライバＩＣが熱
を発生するからである。熱対策が不十分だと、例えば、
ドライバＩＣ自体の機能が損なわれる恐れがあり、また
その熱により、インクの粘度が低下して、噴射特性が変
わり所望の印刷品質が得られなくなる。さらにインクが
乾燥して固化しノズルからの噴射ができなくなる等の問
題点を生じることとなる。

【０００４】そこで従来のインクジェット記録装置で
は、例えば特開平５−８４９１１号公報に記載されてい
るもののように、ドライバＩＣを有するインクジェット
ヘッドに熱伝導性のよい金属製の放熱部材（ヒートシン
ク）を付設して１つのユニット（インクジェットユニッ
ト）とし、このインクジェットユニットをキャリッジに
脱着可能な交換部品としていた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、近年の
インクジェット記録装置では記録解像度の向上のために
インクジェットヘッドのノズル数が増加し、また、記録
速度の高速化のために駆動周波数が増大しているのでド
ライバＩＣの発熱量が著しく増大し、このためヒートシ
ンクに求められる熱容量も大きくなっている。従って、
ヒートシンクを大型化するか、あるいは熱伝導性や放熱
性に優れる高価な材料を使用する必要があり、さらにコ
ストアップを招く。また、交換部品であるインクジェッ
トユニットと共にその高価な材料も使い捨てにすること
は、コスト問題や環境問題において好ましいものではな
い。

【０００６】本発明は前記従来の問題点を解消するため
になされたものであり、請求項１の発明は、放熱部材を
キャリッジ側に設け、もって交換部品であるインクジェ
ットヘッドのユニットの重量やコストを減少させたイン
クジェット記録装置を提供することを目的とする。

【０００７】そして請求項２の発明は、請求項１の発明
においてさらに、固定部品である放熱部材と交換部品側
に設けられた発熱体である駆動回路とを密着させて放熱
効率をよくしたインクジェット記録装置を提供すること
を目的とする。

【０００８】そして請求項３の発明は、請求項１または
請求項２の発明においてさらに、交換部品であるインク
ジェットヘッドと駆動回路を基板上の配線パターンで接
続するとともにそれらをその基板に支持してユニットを
構成し、交換部品の構造を簡単にしたインクジェット記
録装置を提供することを目的とする。

【０００９】そして請求項４の発明は、請求項１乃至請
求項３のいずれかの発明においてさらに、ユニットをキ
ャリッジに装着するとき、キャリッジ上の信号ケーブル
にユニットを接続すると同時に、放熱部材にユニットの
駆動回路を接触させ、交換作業を容易にしたインクジェ
ット記録装置を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
請求項１に係る発明は、インクジェットヘッドのノズル
からインクを被記録体に噴射して記録を行うインクジェ
ット記録装置において、前記インクジェットヘッドとそ
の駆動回路とを含むユニットを脱着可能に装着するキャ
リッジと、このキャリッジに設けられた放熱部材とを備
え、そしてこの放熱部材を、前記キャリッジに前記ユニ
ットを装着したときに前記駆動回路に接する位置に設け
たことを特徴とする。

【００１１】そしてここでいうユニットには、インクジ
ェットヘッドとその駆動回路との他、インクジェットヘ
ッドに供給するインクを内蔵するインクタンクをも含め
てもよい。

【００１２】このインクジェット記録装置では、ユニッ
トをキャリッジに装着するとインクジェットヘッドの駆
動回路がキャリッジに設けられた放熱部材に接触する。
従って、インクジェットヘッドを駆動することにより駆
動回路が発する熱は放熱部材に伝達され、この放熱部材
を介して放散される。これにより熱害が防止される。ユ
ニットを交換する際には放熱部材はキャリッジに残り、
新たなユニットに対しても同じ放熱部材が同様に機能す
る。従ってユニットには放熱機能のための手段を備える
必要がない。

【００１３】また請求項２に係る発明は、請求項１に係
るインクジェット記録装置であって、前記キャリッジに
前記ユニットを装着したときに前記放熱部材を前記駆動
回路に押圧する押圧手段を更に設けたことを特徴とす
る。この押圧手段は、例えば、板バネやコイルバネ等の
バネまたはゴム等により実現できる。

【００１４】このインクジェット記録装置では、キャリ
ッジにユニットを装着しているときには、押圧手段によ
り放熱部材が駆動回路に押圧され、放熱部材と駆動回路
との密着が図られる。これにより、駆動回路の発生熱の
放熱部材への伝達がより確実に行われる。

【００１５】また請求項３に係る発明は、請求項１また
は請求項２に記載のインクジェット記録装置であって、
前記インクジェットヘッドとその駆動回路とを支持する
基板と、この基板上に設けられ前記インクジェットヘッ
ドとその駆動回路とを接続する配線パターンとを前記ユ
ニットに備えたことを特徴とする。

【００１６】このインクジェット記録装置では、基板上
の配線パターンでインクジェットヘッドと駆動回路とが
接続されるとともに、基板によってそれらが支持され
る。これにより、交換部品がユニット化され、構造が簡
単になる。

【００１７】また請求項４に係る発明は、請求項１乃至
請求項３のいずれかに記載のインクジェット記録装置で
あって、前記キャリッジは、記録領域に沿って移動可能
であり、かつ前記ユニットとの対向面に、前記駆動回路
と接続可能な接点を有する信号ケーブルと、前記放熱部
材とを備えることを特徴とする。

【００１８】このインクジェット記録装置では、交換部
品であるユニットをキャリッジに装着するとき、インク
ジェットヘッド及び駆動回路がキャリッジ上の信号ケー
ブルに接続させられるのと同時に駆動回路が放熱部材に
接触させられる。これにより交換作業を容易に行うこと
ができる。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係るインクジェッ
ト記録装置を具体化した実施の形態について、図面を参
照しつつ説明する。

【００２０】図１の概略斜視図において、インクジェッ
ト記録装置は、被記録体、例えば印刷用紙Ｓを複数のロ
ーラ６２で搬送する搬送機構と、インクジェットヘッド
をその印刷用紙Ｓの記録領域に沿って上記搬送方向と直
角方向に移動するキャリッジ機構とを備えている。

【００２１】キャリッジ機構は、印刷用紙Ｓと平行なガ
イドロッド６４及びガイドレール６６に摺動可能に支持
されたキャリッジ９を備えている。そのキャリッジ９に
は、ヘッドユニット１１とインクタンク３０とが脱着可
能に搭載されている。ヘッドユニット１１は後述するよ
うにインクジェットヘッドを下向きつまり印刷用紙Ｓと
対向する向きに備えており、印刷用紙Ｓにインクを吐出
して印刷記録を行うものである。キャリッジ９は、ＣＲ
モータ６８によりベルト７０を介して駆動されるように
なっている。

【００２２】キャリッジ９へのヘッドユニット１１及び
インクタンク３０の取付機構について、図２により説明
する。図２は、ヘッドユニット１１及びインクタンク３
０を外した状態のキャリッジ９と、インクジェットヘッ
ド１０を含む一体ユニットであるヘッドユニット１１と
を示している。キャリッジ９へのインクジェットヘッド
１０の脱着は、ヘッドユニット１１全体を脱着すること
により可能である。この図２には、インクタンク３０は
示していない。

【００２３】キャリッジ９は上面に、記録データ発生装
置（図示しない）に接続された可撓性の信号ケーブル４
８の端部が押圧手段、例えばバックアップゴム１７を介
して取り付けられている。そのバックアップゴム１７上
の信号ケーブル４８の端部には、後述するヘッドユニッ
ト１１の基板１２との電気接触のための接点１６が形成
されている。またキャリッジ９の上面には、上方へ開口
した凹部２０が設けられ、その内部に、放熱部材として
の金属製のヒートシンク１８が出没方向に移動可能に取
り付けられている。この凹部２０の開口縁２０ａは内側
へ張出して形成され、ヘッドユニット１１が外されてい
るとき、その開口縁２０ａがヒートシンク１８の下側突
出縁に係止して、ヒートシンク１８の脱出が防止される
ようになっている。キャリッジ９にはこの他、キャリッ
ジ９にヘッドユニット１１を取り付けたときにインクヘ
ッド１０を通すための孔９Ａが設けられている。

【００２４】ヒートシンク１８の材質は、金属類のうち
でも熱伝導率のよいアルミニウムまたはそれを主成分と
する合金などが適している。このヒートシンク１８は、
キャリッジ９にヘッドユニット１１を取り付けたときに
ヘッドユニット１１のドライバＩＣ１３に接触する位置
に設けられている。そしてヒートシンク１８とキャリッ
ジ９との間には押圧手段、例えば板バネ１９が備えられ
ており、ヘッドユニット１１を取り付けたときにヒート
シンク１８をドライバＩＣ１３に押圧するようにされて
いる。

【００２５】一方、ヘッドユニット１１は、インクジェ
ットヘッド１０と、そのインクジェットヘッド１０を駆
動する駆動回路が設けられたドライバＩＣ１３と、これ
らを保持すると共に必要な配線パターンが設けられた基
板１２とを有している。インクジェットヘッド１０及び
ドライバＩＣ１３は、基板１２上の配線パターンに接続
されている。

【００２６】基板１２上の配線パターンは、キャリッジ
９にヘッドユニット１１を取り付けたときに信号ケーブ
ル４８の接点１６と接触して、記録データ発生装置から
供給されるデータ信号をドライバＩＣ１３に供給するも
のである。インクジェットヘッド１０は下方に向けて開
口する多数の噴射ノズルを有しており、ドライバＩＣ１
３からデータ信号に基づいて駆動され、噴射ノズルから
選択的にインクを吐出するものである。

【００２７】そして、基板１２の裏面には、インクタン
ク３０を保持するためのタンク保持部１４が取り付けら
れ、そのタンク保持部１４にはインクタンク３０からイ
ンクの供給を受ける受インクポート１５が設けられてい
る。なお、ヘッドユニット１１にはヒートシンク１８に
相当するものは設けられていない。

【００２８】ヘッドユニット１１をキャリッジ９に取り
付けた状態及びインクタンク３０を図３に示す。インク
タンク３０は内部にインクを貯蔵しており、ヘッドユニ
ット１１の受インクポート１５へインクを供給する送イ
ンクポート３１が設けられている。ヘッドユニット１１
とインクタンク３０とは、公知のようにキャリッジ９に
対しそれぞれ独立した固定手段（図示しない）によって
脱着可能に装着されるようになっている。

【００２９】次に、このインクジェット記録装置の作用
を説明する。

【００３０】ヘッドユニット１１をキャリッジ９に取り
付けると、図３に示すようにインクジェットヘッド１０
が孔９Ａを通して突出する。この状態でインクジェット
ヘッド１０が印刷用紙Ｓに対面することが可能である。
このとき、ヘッドユニット１１の基板１２とキャリッジ
９の接点１６とが接触し、基板１２に設けられた配線パ
ターンを介して記録データ発生装置からのデータ信号を
ドライバＩＣ１３に伝達できる状態となる。ここでバッ
クアップゴム１７の弾性により基板１２と接点１６とが
互いに押し付けられ、電気接触の確実が図られている。
またこのとき、ヘッドユニット１１のドライバＩＣ１３
とキャリッジ９のヒートシンク１８とが接触し、ドライ
バＩＣ１３の作動による発熱がヒートシンク１８に伝達
される状態となる。ここで、ヒートシンク１８とドライ
バＩＣ１３とは、キャリッジ９側とヘッドユニット１１
側とにもともと別々に設けられているものであるが、板
バネ１９がヒートシンク１８をドライバＩＣ１３に向け
て押圧しており、接触の確実が図られている。

【００３１】この状態で更にインクタンク３０をキャリ
ッジ９上のヘッドユニット１１に取り付けると、インク
ジェット記録装置の基本動作である印刷記録が可能とな
る。印刷記録は次のように行われる。

【００３２】即ち、ローラ６２の回転により印刷用紙Ｓ
が搬送され、記録される行がインクジェットヘッド１０
に対面する位置に来るまで送られそこで停止させられ
る。そしてＣＲモータ６８によりキャリッジ９を移動し
つつインクジェットヘッド１０が記録データ発生装置か
ら送られる記録データに従いインクを吐出して印刷記録
が行われる。１行分の記録が終了するとローラ６２によ
り印刷用紙Ｓが１行分送られ、後続する行について記録
が続行される。

【００３３】かかる印刷記録の際のインクジェットヘッ
ド１０の制御は、記録データ発生装置から信号ケーブル
４８及び接点１６を介して伝送された記録データに基づ
き、ドライバＩＣ１３が種々の演算をすることにより行
う。このドライバＩＣ１３は、インクジェットヘッド１
０の制御のための演算処理によりかなりの熱を発生する
が、この熱はドライバＩＣ１３に接触しているヒートシ
ンク１８に伝達され、そして大気に放散される。そして
ヒートシンク１８とドライバＩＣ１３との接触が板バネ
１９の弾力により確実であるため、ドライバＩＣ１３か
らヒートシンク１８への熱の伝達効率が高く、ドライバ
ＩＣ１３が過度に高温となることはない。従って、ドラ
イバＩＣ１３自体の機能が損なわれたり、またその熱に
よりインクの特性が変わって印刷品質が低下したり、印
刷記録ができなくなる等の弊害が防止されている。

【００３４】そしてこのインクジェット記録装置では前
記のように、キャリッジ９に対しヘッドユニット１１及
びインクタンク３０の脱着が可能である。インクタンク
３０が空になったときは、ヘッドユニット１１はそのま
までインクタンク３０のみ交換する。インクジェットヘ
ッド１０が故障したり、印刷するインクの色を変更する
ときは、インクタンク３０及びヘッドユニット１１を共
に交換する。即ちヘッドユニット１１及びインクタンク
３０は交換部品である。ここでヒートシンク１８は、交
換部品であるヘッドユニット１１やインクタンク３０に
は含まれておらずキャリッジ９側に取り付けられている
ので、交換後も同じものがそのまま使用される。このヒ
ートシンク１８は金属製であり重量物であるが、交換部
品に含まれていないので、交換部品の重量が軽く低コス
トである。

【００３５】以上詳細に説明したように、本実施の形態
にかかるインクジェット記録装置では、キャリッジ９に
良熱伝導性金属のヒートシンク１８が設けられ、キャリ
ッジ９にヘッドユニット１１を装着するとドライバＩＣ
１３に接触するようにされているので、印刷記録を行う
ときのドライバＩＣ１３の発生熱は、このヒートシンク
１８に伝達されそして大気に放散される。従って、ドラ
イバＩＣ１３自体の機能が損なわれたり、インクの特性
が変わって印刷品質が低下したり印刷記録ができなくな
ることはない。ここで、ヒートシンク１８が交換部品で
あるヘッドユニット１１等ではなくキャリッジ９側に取
り付けられ、ヘッドユニット１１等を交換しても同じヒ
ートシンク１８がそのまま使用されるようになってお
り、また信号ケーブル４８もキャリッジ９側に取り付け
られ基板１２と接触するようになっているので、ヘッド
ユニット１１等の交換部品が軽量である。このため交換
作業がしやすくまた部品コストも低い、優れたインクジ
ェット記録装置が実現されている。

【００３６】また、ヒートシンク１８は板バネ１９を介
してキャリッジ９に取り付けられているので、キャリッ
ジ９にヘッドユニット１１を装着しているときには板バ
ネ１９の弾力によりヒートシンク１８がドライバＩＣ１
３に押し付けられて密着し、ドライバＩＣ１３からの熱
伝達の効率がよい。

【００３７】なお、本発明は前記実施の形態に限定され
るものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種
々の改良、変形が可能であることは勿論である。例えば
前記実施の形態において、ヒートシンク１８をドライバ
ＩＣ１３に押し付ける手段として板バネ１９を用いた
が、かわりにコイルバネやゴム等を用いてもかまわな
い。

【００３８】また、ヒートシンク１８をキャリッジ９側
に設けると共にヘッドユニット１１側にはこれに相当す
るものを設けないこととしたが、ヒートシンクを２分割
し一方をキャリッジ９側に設けもう一方をヘッドユニッ
ト１１側に設けることとしてもよい。この場合でも、ヒ
ートシンクのすべてがヘッドユニット側に設けられてい
た従来のインクジェット記録装置より優れている。

【００３９】

【発明の効果】以上説明したことから明かなように請求
項１の発明によれば、放熱部材をキャリッジ側に設け、
もって交換部品の重量やコストを減少させたインクジェ
ット記録装置が提供されている。

【００４０】そして請求項２の発明によれば、固定部品
である放熱部材と交換部品側に設けられた発熱体である
駆動回路とを密着させて熱の吸収効率をよくしたインク
ジェット記録装置が提供されている。

【００４１】また請求項３の発明によれば、インクジェ
ットヘッドと駆動回路を基板上の配線パターンで接続す
るとともにそれらを基板に支持してユニットを構成し
て、交換部品の構造を簡単にしたインクジェット記録装
置が提供されている。

【００４２】さらに請求項４の発明によれば、ユニット
をキャリッジに装着するとき、キャリッジ上の信号ケー
ブルにユニットを接続すると同時に放熱部材にユニット
の駆動回路を接触させて交換作業を容易にしたインクジ
ェット記録装置が提供されている。

【図面の簡単な説明】

【図１】インクジェット記録装置の概略構成を示す図で
ある。

【図２】キャリッジとヘッドユニットとの構成を分離状
態で示す断面図である。

【図３】キャリッジとヘッドユニットとを装着状態で示
すとともにインクタンクをも示す断面図である。

【符号の説明】

９ キャリッジ １０ インクジェットヘッド １１ ヘッドユニット １２ 基板 １３ ドライバＩＣ（駆動回路） １６ 接点 １８ ヒートシンク（放熱部材） １９ 板バネ（押圧手段） ４８ 信号ケーブル Ｓ 印刷用紙（被記録体）

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 インクジェットヘッドのノズルからイン
   クを被記録体に噴射して記録を行うインクジェット記録
   装置であって、 前記インクジェットヘッドとその駆動回路とを含むユニ
   ットを脱着可能に装着するキャリッジと、 このキャリッジに設けられた放熱部材とを有し、 前記放熱部材は、前記キャリッジに前記ユニットを装着
   したときに前記駆動回路に接する位置に設けられている
   ことを特徴とするインクジェット記録装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載のインクジェット記録装
   置であって、 前記キャリッジに前記ユニットを装着したときに前記放
   熱部材を前記駆動回路に押圧する押圧手段を設けたこと
   を特徴とするインクジェット記録装置。
3. 【請求項３】 請求項１または請求項２に記載のインク
   ジェット記録装置であって、 前記インクジェットヘッドとその駆動回路とを支持する
   基板と、 この基板上に設けられ前記インクジェットヘッドとその
   駆動回路とを接続する配線パターンとを前記ユニットに
   備えたことを特徴とするインクジェット記録装置。
4. 【請求項４】 請求項１乃至請求項３のいずれかに記載
   のインクジェット記録装置であって、 前記キャリッジは、記録領域に沿って移動可能であり、
   かつ前記ユニットとの対向面に、前記駆動回路と接続可
   能な接点を有する信号ケーブルと、前記放熱部材とを備
   えることを特徴とするインクジェット記録装置。