JP2005088209A - 記録装置 - Google Patents

Abstract

【課題】インク吐出口でのメニスカスを破壊することなく記録媒体の除去が可能な記録装置を得る。
【解決手段】第１筐体２８８と第２筐体２９０との間に用紙搬送路１０４が構成される。記録ヘッド４４を備えた第１筐体は、それぞれの記録ヘッド４４でのインク吐出口８４の並び方向と平行な筐体回動軸２９２周りに回動して、第２筐体２９０から離間する。それぞれの記録ヘッド４４では、記録ヘッド４４内の水頭差が、それぞれの記録ヘッド４４のインク吐出口８４において一定となり、インク吐出口８４内のメニスカスが維持される。
【選択図】図２

Description

本発明は、記録装置に関し、さらに詳しくは、記録媒体へインクを吐出して記録を行うインクジェット記録装置や、それらの機能を備えるファクシミリ、複写機、プリンタ複合機、ワークステーション等の出力機器として用いられる記録装置に関する。

近年、オフィスにおけるカラー文書の普及はめざましく、そのための様々な出力機器が提案されている。特に、小型化が可能で低価格なインクジェット方式が様々な出力機器に使用されている。

インクジェット方式で用いられる記録ヘッドは、エネルギ発生手段と、エネルギ発生手段で発生したエネルギをインク吐出力に変換するエネルギ変換手段と、インク吐出力によってインク滴を吐出するインク吐出口と、インク吐出口に連通してインクを供給するインク供給路とから構成される。エネルギ発生手段としては、ピエゾ素子等の電気機械変換体を用いてインク滴を吐出させる手段や発熱抵抗体を有する電気熱変換素子によってインクを加熱して気泡を発生させ、この気泡の生成によってインク滴を吐出させる手段等がある。

電気熱変換素子を利用する記録ヘッドでは、電気熱変換素子が小型であるためインク吐出口を高密度で配置することが可能であるだけでなく、その製造技術として半導体集積回路製造技術を転用することが可能であるため、高精度のインク吐出口を多数備えた記録ヘッドを小型化することができ、低コストで製造可能になる。

しかしながら、現在、主に普及しているのは記録媒体を搬送しながら記録ヘッドを往復運動させて１バンドずつ印字を行うシリアルスキャンと呼ばれる印字方式である。この方式は小型・低コストであるが、記録媒体全体にわたって画像を形成するためには記録ヘッドのスキャンが複数回必要となり、印字速度が遅いという欠点がある。印字速度を向上させるためにはスキャン回数を低減させる必要があり、記録ヘッドの長尺化が必須となる。これを極限まで推し進めたものが記録媒体幅の記録ヘッドで行なう非走査の印字方式である。この印字方式は、記録媒体の幅とほぼ同一の長さにわたって多数の吐出口を配列した記録媒体幅対応の記録ヘッドを備えたインクジェット記録装置であり、固定された記録ヘッドに対して記録媒体が移動することによって記録が行われる。

このように、記録媒体幅対応の非走査型の記録ヘッドによって記録媒体を連続搬送しつつ印字するインクジェット記録装置が提案されている。

ところで、記録装置では、装置内で記録媒体詰まりが生じることがある。詰まった記録媒体を除去して短時間で復旧させるるためには、詰まった記録媒体の除去を行いやすい構造とすることが望まれる。インクジェット記録装置では、記録ヘッドを備えた第１筐体と、記録ヘッドと対向配置されて記録媒体の搬送路を構成する第２筐体とを備えたものが多く、このような構造では、第１筐体と第２筐体とを相対的に回動させて（いわゆる「ワニ口」）、記録媒体を除去しやすくすることが多い。例えば、特許文献１では、記録ヘッドを備えた下部枠体に対し上部枠体を回動中心まわりに開閉可能に取りつけた画像形成装置が開示されている。

一般に、インクジェット記録装置の記録ヘッドは、外部の大気圧に対して記録ヘッドの内部をある負圧範囲内に保つことにより、内部のインクが外部に溢れないよう設計されている。しかし、記録ヘッドが、上記した上部筐体などの内部に配設されている場合には、前述の回動動作を不用意に行うと記録ヘッド内の負圧が過剰になり、インク吐出口でのメニスカスが破壊されることがある。このメニスカスの破壊により、インク吐出口から空気が記録ヘッド内に引き込まれ，インクタンクへ逆流する恐れがある。

このようなメニスカスの破壊を防止するために、上部筐体を移動する前に、記録ヘッドへインクを供給するインク供給路を閉止して記録ヘッド内を密閉することが考えられるが、構成が複雑化する。
特開平９−８６０１４号公報

本発明は、上記事実を考慮し、インク吐出口でのメニスカスを破壊することなく記録媒体の除去が可能な記録装置を得ることを課題とする。

上記課題を解決するため、請求項１に記載の発明では、インク吐出面にインク吐出口が形成された記録ヘッドを備えた第１筐体と、前記インク吐出面と対向して記録媒体が搬送される搬送路を構成する第２筐体と、前記第１筐体を前記第２筐体から離間可能とし、離間状態で前記記録ヘッド内の水頭差を所定範囲内となるように第１筐体を移動させる移動手段と、を有することを特徴とする。

この記録装置では、第１筐体と第２筐体との間で構成される搬送路で記録媒体が搬送されつつ、記録ヘッドのインク吐出口からインク滴が吐出され、記録媒体に画像が記録される。第１筐体は、第２筐体に対し移動手段によって離間可能とされているので、たとえば搬送路で紙詰まりを起こした記録媒体を容易に除去できる。しかも、第１筐体は離間状態で、記録ヘッド内の水頭差が所定範囲となるように離間される。このため、記録ヘッド内での負圧も一定範囲内に保たれ、インク吐出口でのメニスカスの破壊が防止される。

移動手段による第１筐体の移動は、たとえば、請求項２に記載のように、所定の筐体回動軸を中心とする回動を含むようにすることができる。回動軸の軸方向は、インク吐出口が形成されたインク吐出面と交差する方向（インク吐出面の法線方向を含む）であってもよいが、インク吐出面と平行な方向とすることが好ましい。これにより、第１筐体と第２筐体とは、いわゆる「ワニ口」状に離間するので、搬送路が大きく開放され、紙の除去を容易に行うことが可能になる。なお、この移動は、請求項３に記載のように、平行移動を含んでいてもよい。このように平行移動させることで、離間動作に際して第１筐体と第２筐体と（あるいはこれらの筐体に備えられた各種の部材）が不用意に接触することを防止できる。

請求項４に記載の発明では、請求項２又は請求項３に記載の発明において、前記記録ヘッドの前記インク吐出口が所定の延在方向に延在するように複数形成され、前記所定軸と前記インク吐出口の延在方向とが平行とされていることを特徴とする。

したがって、第１筐体が第２筐体に対して所定軸を中心に回動しても、インク吐出口の延在方向では、上下差が生じない。このように、所定軸とインク吐出口の延在方向とを平行にするだけの簡単な構成で、インク吐出口でのメニスカスの破壊を確実に防止できる。

なお、インク吐出口の延在方向としては、インク吐出口が一直線状に配列されている場合には、この配列方向と一致する。また、インク吐出口が二次元的に配列されている場合（いわゆるマトリックス配置など）では、第１筐体の離間状態でそれぞれのインク吐出口の間に生じる高低差のうち最大のものを考慮し、最大の高低差となっているそれぞれのインク吐出口を結ぶ方向を延在方向とすれば、インク吐出口でのメニスカスの破壊を確実に防止できる。

請求項５に記載の発明では、請求項２〜請求項４のいずれかに記載の発明において、前記第１筐体に備えられ、前記記録ヘッドに供給されるインクを保持するインク保持手段、を有することを特徴とする。

このように、インク保持手段を第１筐体に備えることで、記録ヘッドへのインク供給を効率的に行うことができる。この構成において、請求項６に記載のように、インク保持手段を平面視したときの長手方向が前記所定軸と平行になるように配列すれば、インク保持手段の内部での圧力変動をより小さくすることができる。また、請求項７に記載のように、インク保持手段を前記所定軸と平行な懸架軸まわりに回動可能に前記第１筐体に対して支持する支持手段、を有する構成とすると、第１筐体を回動させてもインク保持手段の姿勢は変化しないので、記録ヘッドのインク吐出口でのメニスカスの破壊を確実に防止できる。

請求項８に記載の発明では、請求項１〜請求項７のいずれかに記載の発明において、前記第２筐体に、前記記録ヘッドをメンテナンスするメンテナンス手段、が備えられていることを特徴とする。

これにより、記録ヘッドをメンテナンスし、最良のインク吐出状態に維持することが可能となる。

なお、本発明の記録装置において画像記録の対象となる「記録媒体」には、記録装置がインク滴を吐出する対象物であれば広く含まれる。また、インク滴が記録媒体上に付着されることで得られる記録媒体上のドットのパターンが、本発明の記録装置で得られる「画像」あるいは「記録画像」に広く含まれる。したがって、本発明の記録装置は、記録用紙上への文字や画像の記録に用いられるものに限定されない。また、記録媒体には、記録用紙やＯＨＰシートなどが含まれるのはもちろんであるが、これら以外にも、たとえば、配線パターン等が形成される基板などが含まれる。また、「画像」には、一般的な画像（文字、絵、写真など）のみならず、上記したような配線パターンや３次元物体、有機薄膜などが含まれる。吐出する液体も着色インクに限定されるわけではない。例えば、高分子フィルムやガラス上に着色インクを吐出して行うディスプレイ用のカラーフィルターの作製、溶融状態のハンダを基板上に吐出して行う部品実装用のバンプの形成、有機ＥＬ溶液を基板上に吐出させて行うＥＬディスプレイパネルの形成、溶融状態のハンダを基板上に吐出して行う電気実装用のバンプの形成など、様々な工業的用途を対象とした液滴噴射装置一般に対して、本発明の記録装置を適用することが可能である。

本発明は上記構成としたので、インク吐出口でのメニスカスを破壊することなく記録媒体の除去が可能となる。

［基本構成］
まず、本発明の記録装置の基本的構成について説明する。

インクジェット記録装置１０は、図１に示すように、用紙を送り出す用紙供給部１２と、用紙の姿勢を制御するレジ調整部１４と、インク滴を吐出して用紙に画像形成する記録ヘッド部１６と、記録ヘッド部１６のメンテナンスを行なうメンテナンス部１８とを備える記録部２０と、記録部２０で画像形成された用紙を排出する排出部２２とから基本的に構成される。

用紙供給部１２は、用紙が積層されてストックされているストッカ２４と、ストッカ２４から１枚ずつ枚葉してレジ調整部１４に搬送する搬送装置２６とから構成されている。

レジ調整部１４は、ループ形成部２８と用紙の姿勢を制御するガイド部材３０が備えられており、この部分を通過することによって用紙のコシを利用してスキューが矯正されると共に搬送タイミングが制御されて記録部２０に進入する構成である。

排出部２２は、記録部２０で画像が形成された用紙を排紙ベルト３１を介してトレイ３２に収納するものである。

図２には、記録部２０の構成が示されている。記録部２０は、記録ヘッド部１６が備えられた第１筐体２８８と、メンテナンス部１８が備えられた第２筐体２９０と、を有しており、第１筐体２８８と第２筐体２９０とが、筐体回動軸２９２を中心として回動可能とされている。第１筐体は、通常は図２に二点鎖線で示すように、第２筐体に接近した位置（以下、この位置を「記録可能位置」という）で第２筐体２９０と平行になっており、記録ヘッド部１６とメンテナンス部１８の間に、用紙Ｐが搬送される用紙搬送路１０４が構成されている（搬送方向を矢印Ｈで示す）。スターホイール７０と搬送ロール１００（いずれも図１参照）とで用紙を挟持しつつ連続的に（停止することなく）搬送する。そして、この用紙に対して、記録ヘッド部１６からインク滴が吐出され当該用紙に画像が形成される。第１筐体２８８を第２筐体２９０に対して回動させると、図２に実線で示すように、第１筐体２８８が上方へと移動し（いわゆる「ワニ口」）、第２筐体２９０から分離した分離位置に至る。この状態では、用紙ジャムの場合に、容易にジャムした用紙を取り出すことができる。

図２から分かるように、記録ヘッド４４は、第１筐体２８８内において、用紙の搬送方向に沿って１又は複数配置されている。たとえば、いわゆるフルカラーの画像を記録するための、ＹＭＣＫの各色に対応して、少なくとも４つの記録ヘッドが配置される。図２に示した例では、各色２つずつ、合計で８つの記録ヘッド４４を配置している。それぞれの記録ヘッド４４は、筐体回動軸２９２の軸方向と同方向に並ぶ複数のインク吐出口８４を有している。インク吐出口８４の並び方向の長さ、すなわち印字領域幅は、このインクジェット記録装置１０での画像記録が想定される用紙Ｐの用紙最大幅ＰＷよりも長くされており、記録ヘッド４４を紙幅方向に移動させることなく用紙Ｐの全幅にわたる画像記録が可能とされている（図７参照）。

記録ヘッド４４内には、所定量のインクが貯留されており、このインクがインク吐出口８４から用紙に向かって吐出される。そして、インク吐出口８４では、所定の負圧によって、インク液面のメニスカスが維持されて、不用意なインク漏れが防止されている。インク吐出口８４の並び方向と筐体回動軸２９２の軸方向とを一致させることで、第１筐体２８８が分離位置となっているときの記録ヘッド４４内の水頭差が、それぞれの記録ヘッド４４のインク吐出口８４において一定となる。記録ヘッド４４内の負圧が一定範囲内に保たれ、インク吐出口８４内のメニスカスが維持されるので、不用意なインク漏れが確実に防止される。

しかも、記録ヘッド４４内の負圧を一定範囲内に維持するための密閉機構などが不要であり、構成を簡略化することができる。

図３には、本発明の基本的構成として、図２に示した構成に加えて、サブタンク３４を備えた記録部２０’が示されている。

この記録部２０’の第１筐体２８８には、記録ヘッド４４のそれぞれに一対一で対応するサブタンク３４が備えられている。メインタンク６８（後述する図６参照）にあらかじめ貯留されたインクが、このサブタンク３４に送られて一時的に保持され、さらにサブタンク３４から、対応する記録ヘッド４４へとインクが送られる。このように、サブタンク３４を第１筐体２８８に設けると、第１筐体２８８を分離位置へと移動させたときに、対応する記録ヘッド４４とサブタンク３４との高さの差が一定範囲内に維持されるので、インク吐出口８４とサブタンク３４の液面との水頭差も一定範囲内に維持することができる。

また、サブタンク３４は、図３から分かるように、平面視したときに略長方形状とされ、その長手方向が、筐体回動軸２９２の軸方向と一致するように第１筐体２８８に取り付けられている。したがって、第１筐体２８８を分離位置へと移動させた状態で、サブタンク３４内の圧力変動を少なくすることができる。

図４（Ａ）には、図３に示した基本的構成において、さらにサブタンク３４をサブタンク懸架軸２９４によって回動可能に第１筐体２８８に取り付けた記録部２０’’が示されている。サブタンク懸架軸２９４は筐体回動軸２９２に平行とされて、サブタンク本体３４Ｂから上方に延出された一対の保持片３４Ｈに挿通されている。第１筐体２８８が記録可能位置にあるときは、サブタンク３４は重力によって、サブタンク本体３４Ｂが筐体回動軸２９２の鉛直下方に位置する姿勢を保っている。そして、第１筐体２８８を分離位置へと移動させると、サブタンク３４が重力によって、第１筐体２８８に対して相対的にサブタンク懸架軸２９４周りに回動し、サブタンク本体３４Ｂが筐体回動軸２９２の鉛直下方に位置する姿勢を維持する。これにより、第１筐体２８８が回動位置にある状態での、インク吐出口８４とサブタンク３４の液面との水頭差を一定範囲内に維持することができる。

なお、サブタンク懸架軸２９４は、インク吐出口８４の延在方向の延長線上に位置していることが好ましいが、延長線上にない場合であっても、延長線からのずれが所定範囲内であれば、インク吐出口８４とサブタンク３４の液面との水頭差を一定範囲内に維持することができる。

図５には、図２〜図４に示したものとはさらに異なる記録部２１の基本的構成が示されている。この記録部２１では、図４に示した記録部２０’’に対し、さらに、第１筐体２８８が、昇降ガイドポスト２９６に支持されている。そして、昇降ガイドポスト２９６に沿って第２筐体２９０と平行状態を維持したまま移動（この例では昇降）するようになっている。

したがって、たとえば、まず第１筐体２８８を上昇させ、その後、筐体回動軸２９２周りに回動させて離間位置へと移動させることが可能である。第１筐体２８８を第２筐体２９０に対して上昇させることなく回動させると、それぞれの筐体どうしが、あるいは筐体内の部材が干渉してしまうおそれがある場合に、このようにまず第１筐体２８８を上昇させると、部材の干渉を防止することができる。また、第１筐体２８８を上昇させることで、回動のみを行う構成と比較して、第２筐体２９０との間を大きく離間させることができ、詰まった用紙の除去等を行いやすくなる。

なお、第１筐体２８８の回動と昇降とは、それぞれ独立して行うことが可能であり、第１筐体２８８を第２筐体２９０に対して回動させた後、上昇させてもよい。

［実施形態］
次に、本発明の実施形態について説明する。なお、この実施形態では、図５に示した基本的構成を採用している。

図６には、本実施形態のインクジェット記録装置１０のインク供給部６４、メンテナンス部１８及び記録ヘッド部１６が示されている。また、図１６〜図１９には、このインクジェット記録装置１０の記録部２１の具体的構成が示されている。

図１６〜図１９に示すように、記録部２１は、第１筐体２８８と第２筐体２９０とを有している。第２筐体２９０は、床面などの設置面に設置されるようになっており、その内部に、メンテナンス部１８が備えられている（図１６〜図１９では、メンテナンス部１８の一部であるメンテナンス装置８１を部分的に示している）。第２筐体２９０の、用紙搬送方向両側からは一対の昇降ガイドポスト２９６が立設されており、この昇降ガイドポスト２９６に第１筐体２８８が、ホルダ２８９を介して昇降可能に支持されている。さらに第２筐体２９０の用紙搬送方向両側からは、図示しない駆動モータで駆動される一対の昇降駆動用ネジ軸２９８が立設されて、ホルダ２８９に螺合されている。したがって、昇降駆動用ネジ軸２９８の回転によって、第１筐体２８８を、第２筐体２９０との平行状態を維持したまま、上昇（図１８及び図１９参照）又は降下（図１６及び図１７参照）させることができる。

ホルダ２８９の間には、用紙搬送方向と直交する方向に筐体回動軸２９２が掛け渡されており、この筐体回動軸２９２に、第１筐体２８８が回動可能に支持されている。第１筐体２８８は、図１９に示すように上昇した位置から回動して、所定の傾斜角となる（離間位置）。第１筐体２８８が記録可能位置にあるとき、第１筐体２８８と第２筐体２９０との間に、用紙Ｐが搬送される用紙搬送路１０４が構成される。なお、ホルダ２８９と第１筐体２８８との間には、ダンパー（図示省略）を設けて、第１筐体２８８の回動時の負荷を軽減させることが好ましい。このダンパーとしては、ガスダンパー、コイルバネ、板バネ等を適用できる。また、第１筐体２８８の回動は、たとえば所定の回動角度（３０°、４５°など）で選択固定できるようにすることが好ましく、任意の回動角度で固定できるようにすることがより好ましい。

したがって、第１筐体２８８を第２筐体２９０に対して、昇降駆動用ネジ軸２９８の回転によって上昇させ、その後、筐体回動軸２９２まわりに回動させて、離間位置とすることが可能である。このように、第１筐体２８８を第２筐体２９０に対しまず上昇させることで、第１筐体２８８と第２筐体２９０とが、あるいはこれら筐体内に備えられた部材どうしが、第１筐体２８８の回動時に干渉することを防止できる。第１筐体２８８の上昇ストロークは、このように干渉を防止できることができる程度であれば十分である。たとえば本実施形態の場合では、上昇ストロークの上限を２００ｍｍ程度としているが、５０ｍｍ以上あれば上記の干渉を防止できる。基本的には、これ以上の上昇ストロークがあれば十分であり、任意の位置で停止（固定）可能とすることが好ましい。

第１筐体２８８には、用紙搬送方向に沿って複数の記録ヘッド４４が固定されている。それぞれの記録ヘッド４４には、後述するように、用紙搬送方向と直交する方向（すなわち、筐体回動軸２９２と平行）に、複数の単位ヘッド４０が備えられており、さらにそれぞれの単位ヘッド４０には、用紙搬送方向と直交する方向にそって、複数のインク吐出口８４が形成されている（図８〜図１３参照）。用紙搬送路１０４を連続的に搬送される用紙Ｐに対し、インク吐出口８４からインク滴を吐出することで、用紙Ｐ上に画像が記録される。

図６に示すように、インク供給部６４は、あらかじめインクが貯留されたメインタンク６８と、このメインタンク６８からインクが送られて、一時的に保持されるサブタンク３４とを有している。サブタンク３４は、記録ヘッド４４のそれぞれと一対一で対応するように第１筐体２８８に設けられている。本実施形態のインクジェット記録装置１０は、搬送方向に４色分（あるいはそれ以上、本実施形態では８つ）の記録ヘッド４４を所定間隔で配列し、それぞれイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）のインク滴を吐出する構成とされており、フルカラーの画像を記録することができる構成であり、サブタンク３４は、各記録ヘッド４４ごとに、あるいは記録ヘッドアレイ４２Ａ、４２Ｂごとに設けられ、メインタンク６８は、各色ごとに（したがって、少なくとも４つ）設けらる。

図１６に示すように、サブタンク３４は、インクが保持される略箱状のサブタンク本体３４Ｂと、サブタンク本体３４Ｂから上方に突設された一対の保持片３４Ｈとで構成されている。一方、第１筐体２８８からは、筐体回動軸２９２と平行なサブタンク懸架軸２９４が、インク吐出口８４の延在方向の延長線上に延出されており、保持片３４Ｈにこのサブタンク懸架軸２９４が挿通されている。サブタンク３４はサブタンク懸架軸２９４周りに回動（自由回転）可能となっており、第１筐体２８８の傾斜角度に関わらず、自重によってサブタンク本体３４Ｂがサブタンク懸架軸２９４の鉛直下方に位置する。

図６から分かるように、メインタンク６８とサブタンク３４とは、メイン供給路７２及びメイン帰還路７４で連通されており、メイン供給路７２に設けられたメインポンプ７６によって、メインタンク６８からサブタンク３４へインクを送ると共に、サブタンク３４からメインタンク６８へとインクを帰還させることができる。

サブタンク３４には、インク循環路３６が、インク供給路３５及びインク帰還路３７を介して接続されており、サブポンプ３８の駆動によって、サブタンク３４のインクをインク循環路３６内に循環させることができる。

サブタンク３４内には、オーバーフロー壁６２が立設されており、内部がインク保持室３４Ｓとインク帰還室３４Ｒとに分けられている。メイン供給路７２、インク供給路３５及びメイン帰還路７４は、インク保持室３４Ｓの下方に接続され、メイン帰還路７４は、インク帰還室３４Ｒの下方に接続されている。

サブタンク３４の上蓋には大気連通孔５０が形成されており、サブタンク３４内が大気圧に維持されるようになっている。そして、単位ヘッド４０のインク吐出口８４（図８等参照）と、サブタンク３４のインク保持室３４Ｓの液面との間に所定の高低差を設けるように記録ヘッド４４及びサブタンク３４を配置することで、これらの間に水頭差を発生させている。特に、本実施形態では、オーバーフロー壁６２を設けたことで、インク保持室３４Ｓのインク液面は、これよりも上方には達しないようになっているので、常に安定して水頭差を維持することができる。

図６に示すように、サブタンク３４のインク保持室３４Ｓは、インクの液面を検出する液面センサ７８が設けられている。液面センサ７８で検出された液位の情報はインク供給コントローラー６０に送られ、この情報を基に、メインポンプ７６が制御されるようになっている。

なお、メイン供給路７２、メイン帰還路７４、インク供給路３５、インク循環路３６、インク帰還路３７及び個別流路４８としては、耐インク性があり、インクからの圧力（場合によっては負圧）に対して不用意につぶれない程度の剛性のある材料で構成されたチューブとすることが好ましい。さらに、メインポンプ７６やサブポンプ３８としてローラーポンプを使用した場合には、外力によって適度にチューブが潰される（局所的に凹んだり、屈曲したりする）程度の柔軟性（弾性）を備えている必要がある。具体的なチューブの材料例としては、各種ゴム系、樹脂系のチューブが使用できるが、耐インク性に富むＰＶＤチューブ、タイゴンチューブ（「タイゴン」はサンゴバン・ノートン社の商品名）やラテックスチューブ、ポリエチレンチューブなどが好ましい。また、上記したようにローラーポンプなどチューブをしごくタイプのポンプを使用する場合は、軟らかいシリコンチューブを使うことが好ましい。なお、メイン供給路７２、メイン帰還路７４、インク循環路３６及び個別流路４８のそれぞれに適したチューブの材料を使い分けても良い。

記録ヘッド４４は、記録ヘッド４４のノズル面４０Ａからインク滴を吐出可能なインクジェット記録ヘッドであれば、インクの種類およびインク滴の吐出方式を問わない。なお、単位ヘッド４０のインク滴の吐出方式はインクジェット方式に限らず、用紙に対して非接触で直接色材を転移させるタイプであればその方式は問わない。インクジェット方式が代表的であるが、公知の方式であればいずれの方式も適用可能である。また、インクジェット方式においてもサーマルインクジェット方式、ピエゾ式インクジェット、連続流型インクジェット、静電吸引型インクジェット等、方式に限定されない。

また、使用するインクも水性インク、油性インク、常温で固形のいわゆるソリッドインク、溶剤インク等いずれも適用可能である。インク中の色材も顔料・染料を問わない。

記録ヘッド４４の印字領域は、図７に示すように、印字される用紙Ｐのうち用紙最大幅ＰＷに対応して設定されている。ここで、印字領域とは、用紙の両端から印字しないマージンを引いた記録領域のうち最大のものが基本となるが、一般的には印字対象となる用紙最大幅ＰＷよりも大きくとっている。これは、用紙が搬送方向に対して所定角度傾斜して（スキューして）搬送されるおそれがあること、また縁無し印字の要請が高いためである。

なお、記録ヘッド４４は、モノシリックな長尺な記録ヘッドチップから構成しても、複数の短尺な記録ヘッドチップ（以下、単位ヘッドという）から構成しても良い。

例えば、単位ヘッド４０がノズル配列方向端部までノズル５８が形成されているタイプ（図８参照）であれば、単位ヘッド４０をノズル配列方向に連続して配置することによって、図９に示すような記録ヘッド４４をコンパクトに構成できる。また、両端にはノズル５８が形成されていない単位ヘッド４０ (図１０参照）を用いる場合には、単位ヘッド４０をノズル配列方向に一定間隔をおいて共通基板４６Ａ、４６Ｂに複数配置した記録ヘッドアレイ４２Ａ、４２Ｂを搬送方向に複数配置する(図１１参照）ことによって、用紙幅に対応して間断なく印字可能な記録ヘッド４４とすることができる。この場合には、単一の共通基板４６の両面に記録ヘッドアレイ４２Ａ、４２Ｂを構成する(図１２参照）ことによって、小型化を一層図ることもできる。

なお、単位ヘッド４０のノズル配列は一直線状であるが、これに限定されるものではない。例えば、図１３に示すように、千鳥状にノズル５８を配列することも可能である。

図６に示すように、単位ヘッド４０のそれぞれには、個別流路４８と接続される接続流路５６が設けられている。個別流路４８と接続流路５６のそれぞれの接続部分には、脱着ユニット１２２が設けられており、単位ヘッド４０がそれぞれ独立して、個別流路４８に容易に脱着できるようになっている。

一方、記録ヘッド４４に対して対向配置されるメンテナンス装置８１は、図１４に示すように、それぞれの単位ヘッド４０に対応しインク滴を収納可能なキャップ手段（インク収容手段）８０と、記録ヘッド４４のノズル面４０Ａを清掃可能な清掃手段８８とを備えている。キャップ手段８０は、記録ヘッド４４から吐出される液滴を収容して保持する機能を有する。このために、例えば、記録ヘッド４４のノズル面４０Ａ（図６等参照）に対応するように形成された凹部８２Ａを有する受け部材８２と、受け部材８２の凹部８２Ａの底に配設されインクを保持するインク吸収体８６とから構成されており、受け部材８２をノズル面４０Ａに密着させて気密状態とすることができる。

図６に示すように、受け部材８２の下方には、１つの記録ヘッド４４全体で共通の第１チャンバー２１２が配置されており、受け部材８２と第１チャンバー２１２とが、排出路開閉弁２１６を備える第１排インク流路２１４で接続されている。

第１チャンバー２１２からはさらに、順に第２チャンバー２１８及び第３チャンバー２２０が、第２排インク流路２２２および吸気流路２２４によって接続されている。第１チャンバー２１２の排インクは、インク帰還路２２６に設けられた帰還用弁２２８を開き、さらに切替弁２２９を切り替えてメインタンク６８（又はサブタンク３４）に帰還させるか、あるいは、第２排インク流路２２２によって第２チャンバー２１８に送ったのち、排出用弁２３０を開いて排出路２３２から外部に排出することができる。

第３チャンバー２２０内は、吸気管２３４を介して吸気ポンプ２３６が接続されており、吸気弁２３８を開閉することで、第３チャンバー２２０内に負圧が発生されるようになっている。この負圧が、第２チャンバー２１８及び第１チャンバー２１２を経て、受け部材８２に作用するようになっている。

なお、第１チャンバー２１２及び第３チャンバー２２０には、大気開放弁２４０、２４２が設けられており、こららチャンバーの内部を大気圧に開放することができる。

排出路開閉弁２１６、帰還用弁２２８、排出用弁２３０、吸気弁２３８、大気開放弁２４０、２４２はすべて、メンテナンス・コントローラー２４４によって制御されるようになっている。
清掃手段８８は、記録ヘッド４４のノズル面４０Ａのゴミ、埃、インクを除去してインク滴の吐出性能を一定に維持するためのものである。

清掃手段８８は、図１４に示すように、ワイパー９２と、ワイパー９２を保持する保持部材９０と、清掃手段８８を昇降および幅方向に移動させる移動手段３１２(図１５参照）とから構成される。

移動手段３１２によってワイパー９２が記録ヘッド４４のノズル面４０Ａに摺接しながらノズル面４０Ａに沿って移動する(図１５（Ｃ）参照）ことによって、ノズル面全体の清掃を行なうものである。この際、記録ヘッド４４と対向する位置にはキャップ手段８０が配置されているため、清掃手段８８は記録ヘッド４４（ノズル面４０Ａ）とキャップ手段８０の間を移動することになる。例えば、図１４に示すように、清掃手段８８の保持部材９０をアーチ型として、ワイパー９２を記録ヘッド４４のノズル面４０Ａに圧接させた状態でキャップ手段８０を跨いで移動させる構成が考えられる。

ワイパー９２の移動（摺接）方向は、例えば、用紙搬送方向や用紙搬送方向に直交する幅方向とすれば良い。また、移動は一方向だけでなく、往復動作させても良い。

このような構成とされた本実施形態では、メイン供給路７２、メイン帰還路７４及びメインポンプ７６によって構成されたメイン循環手段により、メインタンク６８のインクがサブタンク３４との間で循環されつつ、サブタンク３４に供給される。

さらに、インク供給路３５、インク循環路３６、インク帰還路３７及びサブポンプ３８によって構成されるサブ循環手段により、サブタンク３４のインクが循環されつつ、単位ヘッド４０のそれぞれに供給される。そして、用紙を用紙搬送路において連続的に搬送させつつ、単位ヘッド４０のインク吐出口８４からインク滴を吐出して、用紙に画像を記録する。

また、第２筐体２９０には、メンテナンス部１８が備えられているので、記録ヘッド４４に対し、所定のメンテナンス動作（ワイピング、ダミージェット、インク吸引など）や、非画像記録時のキャッピング等を行って、記録ヘッド４４を良好な吐出状態に維持することができる。

画像記録の途中で、用紙搬送路１０４内に用紙が詰まることがあるが、この場合には、まず、昇降駆動用ネジ軸２９８を回転させて第１筐体２８８を上昇させ、さらに、筐体回動軸２９２周りに回動させて第２筐体２９０から離間した離間位置へと移動させる。第１筐体２８８と第２筐体２９０との間が大きく開放されるので、詰まった用紙を容易に取り除くことができる。

ここで、本発明では、記録ヘッド４４のインク吐出口８４の延在方向を、筐体回動軸２９２の軸方向と一致させている。このため、第１筐体２８８を離間位置へと移動させた状態でも、インク吐出口８４の両端で高さの差が生じない。一般的に、インク吐出口でメニスカスを維持して非印字時にインクが溢れでないために記録ヘッド４４内は所定の負圧（たとえば、０．４５ｋＰａ〜１．００ｋＰａ）に保たれるよう設計される。この負圧が大きくなるとインク吐出口８４で形成されているメニスカスが破壊され、インク吐出口から記録ヘッド４４内へ空気が記録ヘッド内に引き込まれ、さらに場合によっては、サブタンク３４へ逆流するおそれがある。しかし、本発明では、上記したように、第１筐体２８８が離間位置にあるときでも、インク吐出口８４の両端で高さの差が生じておらず、同じ負圧に維持される。このため、メニスカスの破壊が防止され、空気が引きこまれることもない。特に本発明のように、用紙最大幅ＰＷ（図２〜図５、図７参照）以上の幅を有する記録ヘッド４４を使用した構成では、インク吐出口８４の並び方向と交差する方向の回動軸周りに第１筐体を回動させると、両端のインク吐出口８４で高さに差が生じるため異なる負圧が発生し、メニスカスが破壊されやすくなる。しかし、本発明では、記録ヘッド４４が用紙最大幅ＰＷ以上の幅を有しているにも関わらず、確実にメニスカスの破壊を防止できる。

また、サブタンク３４を平面視したときに、その長手方向が筐体回動軸２９２の軸方向と平行になっているので、第１筐体２８８を離間位置にしたときのサブタンク３４内での圧力変動を小さくする（実質的にほとんど発生させない）ことが可能となる。

加えて、サブタンク３４は、筐体回動軸２９２と平行で、且つインク吐出口８４の延在方向に一致するサブタンク懸架軸２９４周りに自由回転可能とされている。第１筐体２８８を筐体回動軸２９２周りに回転させてもサブタンク３４の姿勢が変化せず、サブタンク懸架軸２９４とサブタンク３４内のインク液面までの距離（この距離が水頭差と一致している）を一定に保つことができるので、インク吐出口８４でのメニスカス破壊を確実に防止できる。

なお、かかる効果を奏するためには、必ずしもサブタンク懸架軸２９４がインク吐出口８４の延在方向と厳密に一致している必要はない。この点につき、以下に詳述する。

図２０には、ノズル面４０Ａに本来与えたい水頭差ＷＨが示されている。これから分かるように、単位ヘッド４０のインク吐出口８４が形成されたノズル面４０Ａと、サブタンク３４内のインク液面ＬＳとの高さの差が、水頭差ＷＨとなっている。また、図２１には、第１筐体２８８が記録可能位置（図１７参照）にあるとき、サブタンク３４の回動中心である筐体回動軸２９２が、インク吐出口８４から水平方向にｙ、鉛直方向にｚだけ離れた様子が示されている（ここでは、用紙Ｐが搬送される向きにｙ軸を、鉛直上向きにｚ軸をとっている）。なお、図２１において、ｙ＝０、ｚ＝０とした状態が、筐体回動軸２９２がインク吐出口８４の延在方向と一致した状態であり、この場合には、水頭差ＷＨがサブタンク懸架軸２９４とサブタンク３４内のインク液面までの距離Ｄと一致している。以下では計算上、ｙ＝０の場合を除外する。

まず、図２１から分かるように、インク吐出口８４とサブタンク懸架軸２９４とを結ぶ線分Ｌ１を考えると、この線分Ｌ１の長さは、√（ｙ²＋ｚ²）となる。また、この線分Ｌ１がｙ軸と成す角をθとすると、θ＝ｔａｎ^-1（ｚ／ｙ）となる。

ここで、図１９に示すように、第１筐体２８８を筐体回動軸２９２周りに角度Θだけ回転させると、図２２に示すように、インク吐出口８４とサブタンク懸架軸２９４との高低差ｄは、ｄ＝［√（ｙ²＋ｚ²）］×ｓｉｎ（Θ−θ）となる。したがって、インク吐出口８４に作用する水頭差ＷＨＲは、
ＷＨＲ＝Ｄ＋ｄ
＝Ｄ＋［√（ｙ²＋ｚ²）］×ｓｉｎ（Θ−θ）
となる。以上から、設計上の水頭差ＷＨの上限値をＷＨＵ、下限値をＷＨＬとして、サブタンク懸架軸２９４が、第１筐体２８８の回動に際して、
ＷＨＬ≦ＷＨＲ≦ＷＨＵ
の関係を満たす位置（ｙ，ｚ）にあればよいことが分かる。

なお、本実施形態では、さらに、サブタンク３４に設けたオーバーフロー壁６２により、インク保持室３４Ｓのインクの余剰分をオーバーフローさせ、液面を一定に維持するようにしているので、サブタンク３４の容量や形状に関わらず、記録ヘッド４４のインク吐出面との間で常に一定の水頭差ＷＨを得ることができる。インク吐出口でのインクのメニスカスが安定するので、インクの吐出状態（吐出方向やインク滴体積など）も安定し、高画質の画像を記録できる。

しかも、メインタンク６８からサブタンク３４へのインク供給を連続的に行うことができるので、サブタンク３４内（インク保持室３４Ｓ）でのインク液面を振動させることもない。

オーバーフローしたインクは、インク帰還室３４Ｒからメインタンク６８へと帰還され、インクジェット記録装置１０内で再利用できるので、インクの無駄が生じない。

なお、上記の水頭差ＷＨを一定範囲に維持するためには、インク保持室３４Ｓのインク量が少なくなりすぎないようにする必要がある。本実施形態では、インク保持室３４Ｓに設けた液面センサ７８によってインク液面を検知するようにしているので、インク保持室３４Ｓの液面が所定高さ以下にならないように必要に応じてメインポンプ７６を駆動し、メインタンク６８からインクを供給することができる。たとえば、一般的にインク吐出口において安定してメニスカスを形成できる水頭圧は、前述のように概ね０．４５ｋＰａ〜１．００ｋＰａの範囲であるため、インク保持室３４Ｓとしては、この範囲に対応可能な深さを有していればよい。そして、液面センサ７８によってインク保持室３４Ｓのインク液面を検知し、その下限が上記範囲を下回ることが無いように、メインポンプ７６を駆動してメインタンク６８からサブタンク３４へインク供給を行い、インク保持室３４Ｓのインク液面を一定範囲内に維持すればよい。

本発明の記録装置を示す概略構成図である。 本発明の記録装置の基本的構成の一例を示す概念図である。 本発明の記録装置の図２とは異なる基本的構成を示す概念図である。 本発明の記録装置の図２及び図３とは異なる基本的構成を示す概念図である。 本発明の記録装置の図２〜図４とは異なる基本的構成を示す概念図である。 本発明の記録装置を示す概略構成図である。 本発明の実施形態に係る記録装置の印字領域の説明図である。 本発明の実施形態に係る単位ヘッドのバリエーションの説明図である。 本発明の実施形態に係る記録ヘッドのバリエーションの説明図である。 本発明の実施形態に係る単位ヘッドのバリエーションの説明図である。 本発明の実施形態に係る記録ヘッドのバリエーションの説明図である。 本発明の実施形態に係る記録ヘッドのバリエーションの説明図である。 本発明の実施形態に係る単位ヘッドのバリエーションの説明図である。 本発明の記録装置で適用可能なメンテナンス装置を示す斜視図である。 （Ａ）〜（Ｃ）は、図１４に示すメンテナンス装置の動作説明図である。 本発明の実施形態の記録装置の記録部を示す正面図である。 本発明の実施形態の記録装置の記録部を記録可能状態で示す側面図である。 本発明の実施形態の記録装置の記録部を第１筐体が上昇した状態で示す側面図である。 本発明の実施形態の記録装置の記録部を離間状態で示す側面図である。 インク吐出口が形成されたノズル面とサブタンクのインク液面との高低差で生じる水頭圧を示す説明図である。 インク吐出口とサブタンクのインク液面との位置関係を第１筐体が記録可能位置にある状態で示す説明図である。 インク吐出口とサブタンクのインク液面との位置関係を第１筐体が分離位置にある状態で示す説明図である。

符号の説明

１０ インクジェット記録装置
１６ 記録ヘッド部
１８ メンテナンス部
２０ 記録部
２１ 記録部
３４ サブタンク（インク保持手段）
３４Ｂ サブタンク本体
３４Ｈ 保持片
４０Ａ ノズル面（インク吐出面）
４０ 単位ヘッド
４４ 記録ヘッド
５８ ノズル
８０ キャップ手段（メンテナンス手段）
８１ メンテナンス装置（メンテナンス手段）
８４ インク吐出口
８８ 清掃手段（メンテナンス手段）
１０４ 用紙搬送路
２８８ 第１筐体
２９０ 第２筐体
２９２ 筐体回動軸
２９４ サブタンク懸架軸
２９６ 昇降ガイドポスト
２９８ 昇降駆動用ネジ軸
Ｄ 水頭差
ＬＳ インク液面
Ｐ 用紙
ＰＷ 用紙最大幅
ＷＨ 水頭差

Claims (8)

1. インク吐出面にインク吐出口が形成された記録ヘッドを備えた第１筐体と、
   前記インク吐出面と対向して記録媒体が搬送される搬送路を構成する第２筐体と、
   前記第１筐体を前記第２筐体から離間可能とし、離間状態で前記記録ヘッド内の水頭差を所定範囲内となるように第１筐体を移動させる移動手段と、
   を有することを特徴とする記録装置。
2. 前記移動手段による前記第１筐体の移動が、所定の筐体回動軸を中心とする回動を含んでいることを特徴とする請求項１に記載の記録装置。
3. 前記移動手段による前記第１筐体の移動が、第２筐体に対する平行移動を含んでいることを特徴とする請求項２に記載の記録装置。
4. 前記記録ヘッドの前記インク吐出口が所定の延在方向に延在するように複数形成され、
   前記所定軸と前記インク吐出口の延在方向とが平行とされていることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の記録装置。
5. 前記第１筐体に備えられ、前記記録ヘッドに供給されるインクを保持するインク保持手段、を有することを特徴とする請求項２〜請求項４のいずれかに記載の記録装置。
6. 前記インク保持手段が、このインク保持手段を平面視したときの長手方向が前記所定軸と平行になるように配列されていることを特徴とする請求項５に記載の記録装置。
7. 前記インク保持手段を前記所定軸と平行な懸架軸まわりに回動可能に前記第１筐体に対して支持する支持手段、
   を有することを特徴とする請求項５又は請求項６に記載の記録装置。
8. 前記第２筐体に、前記記録ヘッドをメンテナンスするメンテナンス手段、が備えられていることを特徴とする請求項１〜請求項７のいずれかに記載の記録装置。

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