JP2019098674A - 記録装置および記録ヘッドの補修方法 - Google Patents

Abstract

【課題】インクの流路に開いた穴を容易に封止することのできる構造を備える記録ヘッドを提供すること。【解決手段】ロール紙に対面する複数の吐出口１１２からインクを吐出して当該ロール紙に画像形成する記録ヘッド１１１であって、吐出口に供給するインクの液室１１１ｔを有する流路形成部材１２１と、吐出口が形成されている吐出チップ１２５と、流路形成部材および吐出チップの内部に形成されて液室と吐出口との間をインクが流通可能に連通されている流路１２２、１２７とを備えて、吐出チップおよび流路形成部材の接着面を囲むように流路の外側に位置して封止材を保持する供給通路１２９が形成されている。【選択図】図４

Description

本発明は、吐出口に連通するインクの流路の補修の容易な記録装置および記録ヘッドの補修方法に関する。

吐出口からインクを吐出する記録ヘッドは、例えば、ロール紙やカット紙などの記録媒体に画像形成するプリンタ、複写機、ファクシミリ等が備えるインクジェット記録装置に搭載されている。このインクジェット記録装置は、低騒音、低ランニングコストで、小型化が容易で、カラー化も容易であることから広く応用されている。

この記録ヘッドは、コンピュータやワードプロセッサ等の複合型電子機器やワークステーションなどの出力機器から受け取った画像データに基づいて、吐出口内における瞬間的な圧力変化を起こさせることによってインクを吐出口から飛翔させて画像形成する。また、記録ヘッドは、タンク内に貯留するインクを吐出口から吐出するのと同時に、そのタンク内に負圧を発生させてインクの補充を行っている。

ところで、記録ヘッドでは、各種の要因による圧力変動で吐出口から吐出するインク滴にバラツキが生じて画像品質が悪化してしまう場合がある。このため、特許文献１には、その圧力変動を吸収するダンパ室をインクの流路に形成する記録ヘッドが記載されている。この特許文献１に記載の記録ヘッドでは、ダンパ室を形成する隔壁部材に衝撃などにより外部に連通する穴など（連通部）が開いてしまうとダンパ効果が低下することから、その穴の形成時に補修材を染み出させて塞ぐことが開示されている。

特開２０１０−２１４７５１号公報

しかしながら、この特許文献１に記載のような記録ヘッドにあっては、収容する補修材が固化あるいは増粘などする場合があり、また、開いた穴から染み出るという機能に任せていると、その開いた穴から補修材が十分に染み出ることができない可能性がある。すると、確実に穴の補修を完了することができないなどの状況が発生してしまい信頼性に欠ける。また、補修材が不用意に漏れ出てしまうと、インクの流路など必要な通路・空間を塞いでしまう可能性もある。

そこで、本発明は、インクの流路に生じた外部との連通部を容易に封止することのできる、記録ヘッドおよびインクジェット記録装置並びにこれらのインク吐出品質の回復方法を提供することを目的としている。

上記課題を解決する記録装置の発明の一態様は、記録媒体に対面する複数の吐出口からインクを吐出して当該記録媒体に画像形成する記録装置であって、前記吐出口が形成されている吐出チップと、該吐出チップにインクを供給する流路を形成する流路形成部材であって、該流路形成部材の前記吐出チップに対する接続部と外部とを連通させる封止流路を含む流路形成部材と、を含む記録ヘッドと、前記吐出チップと前記流路形成部材との接続部を外部から吸引可能な吸引手段と、を有することを特徴とするものである。

上記課題を解決する記録ヘッドの補修方法の発明の一態様は、吐出口が形成されている吐出チップと、該吐出チップにインクを供給する流路を形成する流路形成部材であって、該流路形成部材の前記吐出チップに対する接続部と外部とを連通させる封止流路を含む流路形成部材と、を含む記録ヘッドの補修方法であって、前記封止流路に外部から封止材を注入する工程と、前記吐出口と前記接続部とのうち少なくともいずれか一方に負圧を付与する吸引工程と、を含むことを特徴としている。

このように本発明の一態様によれば、インクの流路に生じた外部との連通部を容易に封止することのできる、記録装置および記録ヘッドの補修方法を提供することができる。

図１は、本発明の一実施形態に係る記録ヘッドを搭載のインクジェット記録装置のインクの処理系統を説明する概念模式図である。 図２は、そのシステムの制御系統を説明するブロック図である。 図３は、記録ヘッドを示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）はＡ−Ａ断面側面図である。 図４は、課題を説明する図であり、（ａ）は状態図、（ｂ）は組み立て構造図である。 図５は、記録ヘッドのインクの吐出構造を示す拡大縦断面図である。 図６は、本発明の一実施形態に係る記録ヘッドの補修方法を説明するフローチャートである。 図７は、記録ヘッドの補修箇所を説明する拡大縦断面図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態について詳細に説明する。図１〜図７は本発明の一実施形態に係る記録ヘッドを搭載するインクジェット記録装置の一例であるプリンタおよびその補修方法を説明する図であり、図１はそのプリンタの要部構成を説明する概念模式図である。

図１において、プリンタ１００は、例えば、記録媒体としてロール状に巻かれたロール紙を引き出して（繰り出して）、インクジェット記録方式により画像形成する印刷装置である。プリンタ１００は、例えば、図２に示すＰＣ（Personal Computer）端末のホスト装置Ｈが接続されている。プリンタ１００は、そのホスト装置Ｈから送られてくる画像データに基づいて、記録ヘッド１１１の図５に示す吐出口（ノズル）１１２から画像形成位置のロール紙Ｐに向けて各色インクを吐出することにより画像形成する。

ここで、本実施形態では、記録媒体の一例として、ロール状に巻かれたロール紙Ｐを一例にして説明するが、これに限るものではなく、例えば、所定のサイズにカット済みのカット紙など他の形態であってもよい。また、本実施形態は、記録媒体として、紙に限らず、例えば、不織布を含む布材、ＯＨＰ（overhead projector）シート等の樹脂薄板、さらには皮革や金属板などを処理可能なプリンタなどに適用してもよいことは言うまでもない。

記録ヘッド１１１は、インクジェット記録方式が採用されて、インクカートリッジ１１６のインクタンク１１６ｔ内の各色インクを吐出することによりロール紙Ｐに画像形成する。この記録ヘッド１１１は、キャップ１１３を備えて、吐出するインクの品質を、後述するインク処理系統１４１により一定に維持するようになっている。

この記録ヘッド１１１は、ロール紙Ｐに対面する下面がインクの吐出口１１２（図５を参照）の形成面１１１ａが位置するように設置されている。記録ヘッド１１１は、その吐出口１１２の形成面１１１ａがロール紙Ｐに近接して対面する位置に移動し、その吐出口１１２から粒状のインク、すなわち、インク滴を吐出してロール紙Ｐに画像形成する記録動作を実行する。なお、後述するように、図１には吐出口１１２を一例として模式的に１つのみ図示するが、記録ヘッド１１１の形成面１１１ａに複数配列されているのはいうまでもない。

また、記録ヘッド１１１は、複数個のインクの吐出口（ノズル）１１２がロール紙Ｐの搬送方向Ｄ（図３を参照）と直交する紙幅Ｗ方向を主走査方向としてノズル列とするように整列されている。すなわち、記録ヘッド１１１は、ロール紙Ｐの画像形成領域の紙幅Ｗ一杯を主走査方向としてカバーする、所謂、フルラインヘッドの長尺形態に形成されて、その搬送方向Ｄを副走査方向として画像形成するようになっている。

ここで、記録ヘッド１１１は、吐出口１１２の近接位置に設置されている図５に示す電熱変換素子（ヒータ）１１８ｈに通電して急加熱することによって瞬間的に気泡（バブル）を発生させて吐出口１１２からインク滴を吐出させる所謂、サーマル方式を採用する。この記録ヘッド１１１には、吐出口１１２付近を予熱などするヒータ１１８ｓが設置されている。なお、記録ヘッド１１１は、サーマル方式に限らず、例えば、インクの吐出口の容量を瞬間的に変化させる圧電素子（ピエゾ素子）を設置して、吐出口１１２からインク滴を吐出させる所謂、ピエゾ方式を採用してもよいことはいうまでもない。

また、プリンタ１００は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）およびブラック（Ｋ）の各色インク毎に別個の記録ヘッド１１１Ｙ、１１１Ｍ、１１１Ｃ、１１１Ｋ（図２を参照）を備えている。この記録ヘッド１１１Ｙ、１１１Ｍ、１１１Ｃ、１１１Ｋは、ロール紙Ｐの搬送方向Ｄの上流側から下流側に向かって順次に並ぶように並列されている。これにより、記録ヘッド１１１は、ロール紙Ｐの搬送に合わせてイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）およびブラック（Ｋ）の各色インクを吐出して重ねることによりロール紙Ｐの一面側にフルカラー画像を記録形成することができる。なお、ブラック（Ｋ）の「Ｋ」は「Ｂｋ」を意味していて、青色（Ｂ）と混同しないようにしている。

この記録ヘッド１１１は、吐出口１１２の形成されている下面側の形成面１１１ａを覆う着脱可能なキャップ１１３が、その形成面１１１ａを清浄に保つ機構として設置されている。なお、記録ヘッド１１１の形成面１１１ａを清浄にする機構としては、例えば、その形成面１１１ａを拭き取る不図示のブレードなどが設置される場合もある。

キャップ１１３は、記録ヘッド１１１と同様に移動可能に支持されている。キャップ１１３は、記録ヘッド１１１の形成面１１１ａに対面する位置に移動して着脱可能に設置されている。キャップ１１３は、記録ヘッド１１１の形成面１１１ａに取り付けられることにより、吐出口１１２の形成面１１１ａ側に密閉状態となる閉塞空間１１３ｓを形成する。キャップ１１３は、記録ヘッド１１１Ｙ、１１１Ｍ、１１１Ｃ、１１１Ｋのそれぞれに配置されて、各色インクの吐出口１１２の開口する形成面１１１ａ側を覆うように準備されている。これにより、キャップ１１３は、記録ヘッド１１１の形成面１１１ａが外気から遮断されることにより、無用な付着物や乾燥の促進をできるだけ回避して清浄に保つことができる。

インクカートリッジ１１６は、各色インク毎に準備されて記録ヘッド１１１の上部に位置するように設置されている。インクカートリッジ１１６は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）およびブラック（Ｋ）の各色インク毎に設置されて、それぞれのインク色に対応する記録ヘッド１１１Ｙ、１１１Ｍ、１１１Ｃ、１１１Ｋに貯留するインクを適宜に供給する。

このインクカートリッジ１１６は、内部のインクタンク１１６ｔが記録ヘッド１１１に該当色のインクを供給可能に、所謂、接続部材１１７を介して接続されている。インクカートリッジ１１６は、画像形成（印刷）動作で記録ヘッド１１１内のインクが消費されて内圧が低下したときに、接続部材１１７を介してインクタンク１１６ｔ内のインクが適宜に吸引されて補充するようになっている。

そして、記録ヘッド１１１は、図２に示す後述の制御ユニット１５０による制御処理に従って、インクカートリッジ１１６から内部の液室１１１ｔに補充される該当色のインクを吐出口１１２からインク滴として吐出し、ロール紙Ｐに画像形成する。記録ヘッド１１１は、液室１１１ｔ内のインクの液面高さが残量センサ１１９により検出されて、その液面高さ情報を受け取った後述の制御ユニット１５０から適宜にインクカートリッジ１１６の交換指示等がなされる。記録ヘッド１１１は、インクカートリッジ１１６の交換後に、インク処理系統１４１が機能してそのインクカートリッジ１１６から該当色のインクが充填される。なお、記録ヘッド１１１は、主走査方向に整列されている複数の吐出口１１２に液室１１１ｔが共通にインク供給可能に連通されて選択的にヒータ１１８ｈが加熱されることによりインク滴を吐出させるようになっている。

インク処理系統１４１は、記録ヘッド１１１やキャップ１１３などにチューブ１４２が接続されて構築されている。インク処理系統１４１は、記録ヘッド１１１とインクカートリッジ１１６と同様に、各色インク毎に準備されている。

このインク処理系統１４１は、チューブ１４２を介して記録ヘッド１１１やキャップ１１３に、インクカートリッジ１１６と、バッファータンク１４３と、ポンプ１４４と、廃インクタンク１４５と、が各種バルブにより切り換えられて機能可能に接続されている。なお、ポンプ１４４は、チューブ１４２内のインクをバッファータンク１４３側から吸引して廃インクタンク１４５に向かって流動させることからチューブポンプが多用されている。また、バッファータンク１４３から廃インクタンク１４５までは、各色インク毎に分ける必要はなく、共通になるようにチューブ１４２により接続されている。

インクカートリッジ１１６は、記録ヘッド１１１の液室１１１ｔとの間にリフィル弁１６５が介在して開閉することによって、チューブ１４２を介して連通または遮断されるように接続されている。なお、インクカートリッジ１１６のインクタンク１１６ｔ内の圧力を大気圧に維持する空気抜き１１６ａが設置されている。

バッファータンク１４３は、記録ヘッド１１１の液室１１１ｔとの間に供給弁１６６が、また、キャップ１１３との間に回復弁１６７が介在して、それぞれ開閉することによって、チューブ１４２を介して連通または遮断されるように接続されている。また、バッファータンク１４３は、ポンプ１４４の介在するチューブ１４２を介して、廃インクタンク１４５に連通するように接続されている。

このバッファータンク１４３は、内圧を調整するバッファ弁１６８が設置されている。同様に、キャップ１１３にも、記録ヘッド１１１の形成面１１１ａに取り付けた際に内部に形成される閉塞空間１１３ｓの内圧を調整する解放弁１６９が設置されている。

この構造により、記録ヘッド１１１では、リフィル弁１６５を開にして他を閉にすることで、液室１１１ｔのインクが画像形成動作で消費されて負圧にされたとき、インクカートリッジ１１６のインクが適宜に吸引補充する補充処理が行われる。記録ヘッド１１１では、残量センサ１１９の検出情報に基づいてリフィル弁１６５と供給弁１６６を開にして他を閉じた状態でポンプ１４４を稼働させることで、液室１１１ｔを減圧してインクカートリッジ１１６のインクを吸引充填する充填処理が行われる。

また、記録ヘッド１１１では、待機時間等に応じて、リフィル弁１６５と共に回復弁１６７を開けて他を閉じた状態でポンプ１４４を稼働させることで、キャップ１１３内を減圧し吐出口１１２からバッファータンク１４３にインクを吸引する回復処理が行われる。すなわち、ポンプ１４４と回復弁１６７が吸引機構を構成している。同様に、記録ヘッド１１１では、バッファ弁１６８を開けて供給弁１６６と回復弁１６７とを閉じた状態でポンプ１４４を稼働させることで、バッファータンク１４３に溜まるインクを吸引して廃インクタンク１４５に排出する排出処理が行われる。なお、この記録ヘッド１１１の吐出口１１２の形成面１１１ａは、付着したインク等の異物を拭き取るワイパーを備える場合もある。

制御ユニット１５０は、図２に示すように、ＣＰＵ１５１に、プログラムＲＯＭ１５２と、イメージメモリ１５３と、ワークＲＡＭ１５４と、操作パネル１５５とが各種情報をやり取り可能に接続されている。ＣＰＵ１５１は、プログラムＲＯＭ１５２内に格納されている制御プログラムを実行し、ワークＲＡＭ１５４のワークエリアに一時記憶する残量センサ１１９を含むセンサ情報など各種情報に基づいてプリンタ１００の全体を統括制御する。これにより、ＣＰＵ１５１は、ホスト装置Ｈから受け取る画像データをロール紙Ｐにインクジェット記録方式により記録する画像形成処理を実施する。なお、ＣＰＵ１５１が制御プログラムで利用する各種情報としては、センサ情報の他、操作パネル１５５から入力される各種設定指示情報やプログラムＲＯＭ１５２内の各種テーブル情報や固有のパラメータ情報などが含まれる。

この制御ユニット１５０は、ホスト装置Ｈがインターフェイスコントローラ１５６を介して各種情報をやり取り可能にＣＰＵ１５１に接続されている。また、プリンタ１００を構成するロール紙Ｐの給紙搬送や画像記録などの各種駆動ユニットに設置されている、残量センサ１１９を含む各種センサが入力ポート１５７を介してセンサ情報を取得可能にＣＰＵ１５１に接続されている。

また、制御ユニット１５０は、各色記録ヘッド１１１（１１１Ｙ、１１１Ｍ、１１１Ｃ、１１１Ｋ）が記録ヘッド制御回路１５８を介して各種情報をやり取り可能にＣＰＵ１５１に接続されている。この記録ヘッド制御回路１５８は、ＣＰＵ１５１から送られてくる画像データに基づく各色インク毎の駆動信号を生成して記録ヘッド１１１Ｋ、１１１Ｃ、１１１Ｍ、１１１Ｙを制御することにより、適宜に各色インクを吐出させる。なお、ＣＰＵ１５１は、記録ヘッド制御回路１５８を介して記録ヘッド１１１側の各種情報、例えば、記録ヘッド１１１の移動やキャップ１１３の取付などを検知するセンサ情報を受け取って、後述するモータ群の駆動を制御するようになっている。

そして、制御ユニット１５０のＣＰＵ１５１は、ホスト装置Ｈから印刷命令と共に受け取る画像データをイメージメモリ１５３にビットマップ展開して一時記憶させつつ記録ヘッド１１１に処理させる各色画像データを中継する。このＣＰＵ１５１は、その各色画像データを割り当てた各色記録ヘッド１１１Ｋ、１１１Ｃ、１１１Ｍ、１１１Ｙを記録ヘッド制御回路１５８により駆動制御することにより、ロール紙Ｐに向けて各色インクを順次に吐出させて画像形成する。なお、ロール紙Ｐ上には、記録ヘッド１１１Ｋから記録ヘッド１１１Ｃ、１１１Ｍ、１１１Ｙへと順次に、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）およびイエロー（Ｙ）の各色インクが選択的に吐出されて重ねられることによりフルカラー画像が形成される。

また、ＣＰＵ１５１は、出力ポート１５９を介してモータ駆動部１６１に各種情報を出力可能に接続されている。そのモータ駆動部１６１には、上述したロール紙Ｐの給紙搬送や画像記録する制御処理で使用する各種モータが駆動信号を受取可能に接続されている。モータ駆動部１６１は、昇降モータ１３３と、キャッピングモータ１３４と、ポンプモータ１４４ｍとがＣＰＵ１５１からの各種指示に基づく駆動信号を受け取り可能に接続されている。昇降モータ１３３は記録ヘッド１１１をインク吐出位置やキャップ１１３の取付位置に鉛直方向に昇降して移動させる。キャッピングモータ１３４は記録ヘッド１１１をロール紙Ｐの搬送方向にスライドさせてインク吐出位置とキャップ１１３の取付位置との間を移動させる。ポンプモータ１４４ｍはポンプ１４４の回転駆動力を出力して稼働させる。これにより、モータ駆動部１６１は、例えば、ＣＰＵ１５１からのロール紙Ｐの搬送指示に基づく駆動信号を生成して、搬送モータ１３８を駆動させることにより、記録ヘッド１１１による画像形成領域にロール紙Ｐを引き出して通過させるように搬送させる。モータ駆動部１６１は、キャップ１１３の着脱指示に基づく記録ヘッド１１１の昇降信号やスライド信号を生成し、昇降モータ１３３とキャッピングモータ１３４を駆動させることにより、記録ヘッド１１１のノズル形成面１１１ａにキャップ１１３を着脱させる。

ところで、記録ヘッド１１１は、図３（ａ）に示すように、ロール紙Ｐの紙幅Ｗ一杯の主走査方向に長尺なフルラインヘッドで、図３（ｂ）に示すように、そのロール紙Ｐの搬送方向Ｄの副走査方向に短尺な形態に形成されている。記録ヘッド１１１は、吐出口１１２が液室１１１ｔの下部に位置してその主走査方向に連続するように整列されている。記録ヘッド１１１は、液室１１１ｔが内部に形成されている流路形成部材１２１と、吐出口１１２が形成されている吐出チップ１２５とを備えている。

流路形成部材１２１は、内部の液室１１１ｔを吐出チップ１２５内の吐出口１１２に向かって連通させるように開口する流路１２２（図５を参照）が樹脂成形により形成されている。吐出チップ１２５は、図４に示すように、流路形成部材１２１の流路１２２の開口１２２ａに接続する位置に設置されているシリコン製チップにより構成されている。

この吐出チップ１２５は、熱膨張率などを共通にするように同一材料の流路チップ１２６ａと回路チップ１２６ｂとが２枚合わせにされて構築されて、それらの接合面１２６ｓに吐出口１１２が形成されている。流路チップ１２６ａは、流路形成部材１２１の流路１２２の開口１２２ａに連続して回路チップ１２６ｂとの接合面１２６ｓまで貫通する流路１２７が形成されている。

この流路チップ１２６ａは、回路チップ１２６ｂとの接合面１２６ｓに、その流路１２７から下方に連続して記録ヘッド１１１の形成面１１１ａに開口する吐出口１１２が形成されている。

回路チップ１２６ｂは、その流路チップ１２６ａの一面側接合面１２６ｓに臨む流路１２７や吐出口１１２を形成するように接合されている。この回路チップ１２６ｂは、図２の記録ヘッド制御回路１５８を介してＣＰＵ１５１により制御される。接合面１２６ｓで吐出口１１２の内部に設けられた吐出ヒータ１１８ｈを駆動することによってインクを加熱発泡させ、その圧力によってインク滴を吐出口１１２から吐出する。また、サブヒータ１１８ｓは、吐出チップ１２５内部に貯留されたインクを加温するときに駆動する。

また、吐出用ヒータ１１８ｈやサブヒータ１１８ｓを駆動することにより、回路チップ１２６ｂと共に流路チップ１２６ａを加熱することが可能であり、流路形成部材１２１との接着面１１１ｇをも加熱することができる。

この記録ヘッド１１１は、流路形成部材１２１が樹脂材料により作製されて、吐出チップ１２５がシリコン基板により作製されて、それぞれの流路１２２、１２７が流通抵抗を少なくインクを流通可能に連通するように位置決めされて接着剤で接着接続されている。また、この流路形成部材１２１と吐出チップ１２５は、異種材料であることから熱的影響に応じた変形量が異なって、例えば、図４（ａ）に示すように分かり易く図示すると、流路形成部材１２１と吐出チップ１２５との対向面形状が異なって液密に接着することが難しい。このことから、記録ヘッド１１１では、図４（ｂ）に示すように、吐出チップ１２５の両端部が流路形成部材１２１にボルトＢによりネジ止めして固定されている。

しかしながら、この記録ヘッド１１１の流路形成部材１２１と吐出チップ１２５との接着面（接続部）１１１ｇは、流路形成部材１２１の樹脂材料と吐出チップ１２５のシリコン基板とで膨張率に差があって、ヒータ１１８ｈの加熱による熱的影響が大きい。このため、記録ヘッド１１１は、ネジ止めと接着剤による流路形成部材１２１と吐出チップ１２５との間の接続強度が長期の使用に伴って維持不能になって接着面１１１ｇに隙間が生じる場合がある。また、その吐出チップ１２５の吐出口１１２付近のヒータ１１８ｈの急加熱で発生する気泡による熱膨張応力が繰り返し負荷されることによっても、その接着面１１１ｇが劣化して隙間を生じる場合がある。さらに、この流路形成部材１２１の液室１１１ｔから吐出チップ１２５の吐出口１１２に向かって流動するインクは、プリンタ１００の待機時にも流路１２２、１２７内に留まる。このことから、記録ヘッド１１１では、そのインクに含まれる成分が流路形成部材１２１と吐出チップ１２５との接着面１１１ｇに侵入して化学的作用を伴うことによっても、その接着面１１１ｇが劣化して隙間を生じる場合がある。

この記録ヘッド１１１は、その流路形成部材１２１と吐出チップ１２５との間の接着面１１１ｇの劣化が進行して隙間が連続することにより、流路１２２、１２７を外部に連通させる漏れ通路（貫通穴）１１１ｒが形成される場合がある。この場合には、流路１２２、１２７の液密な接続状態が維持不能になってしまう。

すると、記録ヘッド１１１の定常使用状況で行われる上述の補充（リフィル）処理や充填処理では、その接着面１１１ｇに形成された隙間の漏れ通路１１１ｒから外気が侵入して液室１１１ｔが負圧にならずにインクが吸引されない状況が発生する。なお、記録ヘッド１１１の回復処理でも、同様に、その漏れ通路１１１ｒから吐出口１１２に連通する流路１２２、１２７内に外気が侵入可能であるので、液室１１１ｔのインクを吸引できずに吐出口１１２のインクのリフレッシュが不十分になる場合がある。

このとき、具体的には、記録ヘッド１１１内のインクの液面が充填処理の必要な高さまで降下していると残量センサ１１９の検出情報からＣＰＵ１５１が判断したときに、上述の充填処理を行うが、液室１１１ｔが負圧にならずにインクが吸引充填されない。

このため、この充填処理が継続あるいは繰り返されてポンプ１４４の故障に繋がる場合がある。また、この充填処理の実行中には画像形成処理が中断されることから連続印字したいユーザにとっての遅延時間となってストレスを与えてしまう。さらに、不十分なインク量のままでのヒータ１１８ｈの加熱が繰り返されて、所謂、空焚き状態になって故障の原因となってしまう。

そこで、記録ヘッド１１１は、流路形成部材１２１と吐出チップ１２５との液密な接着状態を維持するネジ止め箇所、言い換えると、接着面１１１ｇの劣化が進み易い長手方向両端部に、図３に示すように、封止材の供給通路（補修空間）１２９が形成されている。この供給通路１２９は、図５に示すように、供給口１２９ａと、連通路１２９ｂと、連絡路１２９ｃとを備えて、流路形成部材１２１の流路１２２の下側に位置するように配置されている。供給通路１２９の供給口１２９ａは、ロール紙Ｐの紙幅Ｗ一杯の主走査方向に長尺なフルラインヘッド構造の記録ヘッド１１１の両端部に開口されている。連通路１２９ｂは、記録ヘッド１１１の吐出口１１２の複数本分の長さに形成されて流路形成部材１２１の流路１２２の下側の接着面１１１ｇに開口している。連絡路１２９ｃは、供給口１２９ａを連通路１２９ｂに繋げて連通させるように形成されている。すなわち、流路形成部材１２１の底面部１２１ａ自体が補修空間の供給通路１２９を外側に形成する外装部材として機能し、主に、供給通路１２９の連通路１２９ｂが流路１２２、１２７の外側に位置する補修空間として機能する。

この記録ヘッド１１１は、流路形成部材１２１と吐出チップ１２５との接着面１１１ｇ側に位置する流路１２２、１２７の角部が切り欠かれて溜まり空間１１１ｓが形成されている。この溜まり空間１１１ｓは、後述する封止処理において、供給通路１２９内の封止材を流路１２２、１２７側の減圧吸引により漏れ通路１１１ｒ内に進入させて封止する補修作業の品質を維持する。すなわち、溜まり空間１１１ｓは、補修作業時に、漏れ通路１１１ｒから流出する封止材が凸形状で硬化（固化）してインクの流動性を妨げないように、また、封止材が流路１２７側に流れ込んでしまうことを未然に防止する。ここで、溜まり空間１１１ｓは、後述するように、ポンプ１４４が稼働してキャップ１１３内を減圧することにより流路１２２、１２７内に吸引する封止材を十分に溜め込むことができる容積（容量）を有するように形成されている。この溜まり空間１１１ｓに溜まる封止材の容量Ｑｗは、ハーゲン-ポアズイユの法則を利用する次式（１）によって推定することができる。
Ｑｗ＝πＲ⁴（Ｐ１−Ｐ２）／８ηｗＬ ・・・（１）
Ｑｗ：体積流量 Ｒ：漏れ通路１１１ｒの想定半径
Ｐ１：供給通路１２９内圧力（大気圧） Ｐ２：キャップ１１３（流路１２２）内圧力
ηｗ：封止剤粘度 Ｌ：漏れ通路１１１ｒの長さ

この算出式（１）に含まれる各種係数は、プリンタ１００の各部構造に基づいて予め準備して設定しておけばよい。例えば、漏れ通路１１１ｒの想定半径Ｒは流路形成部材１２１と吐出チップ１２５との接着面１１１ｇの厚さの半分程度とすればよい。供給通路１２９内圧力Ｐ１は大気圧とし、キャップ１１３（流路１２２）内圧力Ｐ２はポンプ１４４の吸引力に応じた値を設定すればよい。封止剤粘度ηｗは使用する封止材の粘度を設定し、漏れ通路１１１ｒの長さＬは流路１２２と供給通路１２９間の厚さ程度を設定しておけばよい。

この構造により、記録ヘッド１１１は、流路形成部材１２１と吐出チップ１２５とを接続する接着面１１１ｇの隣接位置に供給通路１２９の連通路１２９ｂが位置して、供給口１２９ａから所定の封止材などをその連通路１２９ｂに供給保持可能に準備されている。ここで、本実施形態では、連通路１２９ｂを流路形成部材１２１と吐出チップ１２５との接着面１１１ｇの下側にのみに図示しているが、これに限るものではなく、その吐出チップ１２５の外側から接着面１１１ｇの上側にも回りこませて隣接させてもよい。

また、ＣＰＵ１５１は、プログラムＲＯＭ１５２内の制御プログラムに従って、ホスト装置Ｈから受け取る画像データをロール紙Ｐに記録する画像形成処理を実行する際に、記録ヘッド１１１の流路１２２、１２７の補修処理（補修方法）を並行して実行する。この補修処理では、上述の充填処理の繰り返し頻度状況を取得して、その頻度状況が予め設定されている補修要となる状況に該当する場合に、操作パネル１５５に補修処理が必要な旨のメッセージを表示出力する。そのメッセージを確認したユーザが、その補修処理の指示の下、記録ヘッド１１１をプリンタ（装置本体）１００から外して再セットしたことを検知したときに、上述の回復処理と同様に、回復弁１６７を開けて他を閉めた状態でポンプ１４４を稼働させる。これにより、供給通路１２９の連通路１２９ｂに供給充填保持されている封止材が、キャップ１１３内から吐出口１１２内も減圧されて流路１２２側に向かうように漏れ通路１１１ｒ内に吸引されて、その漏れ通路１１１ｒが閉塞される。この後に、ＣＰＵ１５１は、ヒータ１１８ｈ、１１８ｓに電力を所定時間だけ通電して加熱させることにより、その漏れ通路１１１ｒに吸引された封止材を早期に硬化させて液密性を迅速に確保することができる。

詳細には、ＣＰＵ１５１は、プログラムＲＯＭ１５２内の制御プログラムに従って画像データの画像形成処理と並行して、図６のフローチャートに示す補修処理（補修方法）に係る制御処理を実行する。

まず、ＣＰＵ１５１は、画像形成処理の実行時間を積算計時する設定時間内での上述の充填処理が設定頻度状況を超えている、言い換えると、充填処理が設定回数以上実行されているか否かを各色の記録ヘッド１１１毎に繰り返し確認する（ステップＳ１１）。例えば、ＣＰＵ１５１は、液室１１１ｔの容積一杯にインクを充填する処理後に、少ない画像データ処理量であるにも拘わらずに、設定回数を超えて充填処理が繰り返される場合に、設定頻度状況を超えていると判断する。また、ＣＰＵ１５１は、充填処理後に残量センサ１１９の検出する液室１１１ｔ内のインクの液面高さが復帰しない場合なども、設定頻度状況を超えていると判断するようにしてもよい。

ステップＳ１１において設定頻度状況を超えて充填処理が繰り返される記録ヘッド１１１の存在を確認したＣＰＵ１５１は、該当の液室１１１ｔ内のインクの全量を吸引するインク抜き制御処理を実行する（ステップＳ１２）。このとき、ＣＰＵ１５１は、該当の記録ヘッド１１１にキャップ１１３を取り付けて供給弁１６６と回復弁１６７を開けて他を閉じた状態でポンプ１４４を稼働させることで、液室１１１ｔ内のインク抜きを実行する。

次いで、ＣＰＵ１５１は、記録ヘッド１１１からキャップ１１３を外した後に、プリンタ１００から該当の記録ヘッド１１１を取り外し可能な状態にする準備処理を実行する（ステップＳ１３）。

この後に、ＣＰＵ１５１は、該当の記録ヘッド１１１がプリンタ１００から外されたか否かを繰り返し確認して（ステップＳ１４）、その記録ヘッド１１１の取り外し後には、該当の記録ヘッド１１１が再セットされたか否か繰り返し確認する（ステップＳ１５）。このとき、記録ヘッド１１１は、取り外したユーザによって、ヒータ１１８ｈの加熱熱量で早期に硬化可能な所定粘度の熱硬化性の樹脂材料の封止材（補修材）が供給通路１２９の供給口１２９ａから注入されて連通路１２９ｂ内に充填保持されている。

ステップＳ１４において該当の記録ヘッド１１１の再セットを確認したＣＰＵ１５１は、キャップ１１３を記録ヘッド１１１に取り付けて閉塞空間１１３ｓを密閉した後に、回復弁１６７を開けてリフィル弁１６５と供給弁１６６とを閉じる（ステップＳ１６）。

次いで、ＣＰＵ１５１は、ポンプ１４４を稼働させることによって、キャップ１１３内の閉塞空間１１３ｓを減圧して吐出口１１２から流路形成部材１２１側の流路１２２内の吸引を予め設定されている時間だけ継続した後にその吸引を停止する（ステップＳ１７）。これにより、流路形成部材１２１と吐出チップ１２５との間の接着面１１１ｇに形成された漏れ通路１１１ｒは、吐出口１１２側が減圧されることによって供給通路１２９内の封止材が吸引されて液密に封止される。この吸引時間は、流路１２２に連通する漏れ通路１１１ｒの全長を確実に封鎖することのできる容量の封止材を吸引可能な必要十分な時間を設定すればよい。

次いで、ＣＰＵ１５１は、吐出チップ１２５のヒータ１１８ｈ、１１８ｓへの通電を開始して予め設定されている時間だけ継続した後にその通電を遮断して吐出チップ１２５の加熱を停止する（ステップＳ１７）。これにより、流路形成部材１２１と吐出チップ１２５との間の接着面１１１ｇに形成された漏れ通路１１１ｒ内に吸引させた封止材を迅速かつ効率よく硬化させて固化させることができ、早期に液密性を復帰させることができる。なお、このヒータ１１８ｈ、１１８ｓによる加熱は必須ではなく、例えば、漏れ通路１１１ｒ内の封止剤を自然硬化させるようにしてもよいが、ヒータ１１８ｈなどを利用して早期に硬化させて閉塞処理を迅速に完了する方が好適である。

したがって、記録ヘッド１１１は、流路形成部材１２１と吐出チップ１２５との接着面１１１ｇが劣化して流路１２２、１２７を外部に連通させる漏れ通路１１１ｒが形成されても、その漏れ通路１１１ｒを封止材により液密に閉塞する補修処理がなされる。このため、記録ヘッド１１１は、漏れ通路１１１ｒの形成に起因して繰り返される充填処理が頻発する状況から快適な画像記録形成可能な状態に復帰することができる。

このとき、記録ヘッド１１１は、図７に示すように、流路１２２に連通する漏れ通路１１１ｒ内に封止材Ｆを吸引（進入）させて封止する補修作業で、余分な封止材Ｆｅを溜まり空間１１１ｓ内に溜め込むことができる。このため、その余分な封止材Ｆｅが、流路１２２、１２７内の流通空間を狭くしてインクの流動の妨げになることがなく、また、流路１２７側に溢れて吐出口１１２に流れ込み、インクの吐出品質を劣化させてしまうことを防止することができる。このように、記録ヘッド１１１は、溜まり空間１１１ｓを備えるので、余裕を持ってポンプ１４４を必要十分な時間だけ稼働させることができ、封止材が足りずに漏れ通路１１１ｒが再形成され易い状態で補修処理を終了させてしまうことを回避することができる。

このように、本実施形態のプリンタ１００の記録ヘッド１１１においては、供給通路１２９の連通路１２９ｂ内に封止材を充填保持させて、インクの回復処理と同様な補修作業で、密閉不能にする漏れ通路１１１ｒを容易に封止して補修することができる。したがって、流路１２２、１２７を外部に連通させる漏れ通路１１１ｒを容易に封止することができ、インクの充填処理や回復処理などを実行可能に復帰させてインクの吐出品質を維持することができる。

ここで、本実施形態の他の態様として、図示することは省略するが、補修空間としては、供給通路１２９のように流体を流動させる流路の形態に限るものではなく、底面部１２１ａを備えることなく、樹脂材料の補修材を保持可能な凹形状に窪む角部としてもよい。

本発明の実施形態を開示したが、当業者によっては本発明の範囲を逸脱することなく変更が加えられうることは明白である。すべてのこのような修正及び等価物が次の請求項に含まれることが意図されている。

１００……プリンタ（インクジェット記録装置）
１１１、１１１Ｃ、１１１Ｋ、１１１Ｍ、１１１Ｙ……記録ヘッド
１１１ａ……形成面
１１１ｇ……接着面（接続部）
１１１ｒ……漏れ通路（貫通穴）
１１１ｓ……溜まり空間
１１１ｔ……液室
１１２……吐出口
１１３……キャップ
１１３ｓ……閉塞空間
１１６……インクカートリッジ
１１８ｈ、１１８ｓ……ヒータ
１１９……残量センサ
１２１……流路形成部材
１２１ａ……底面部（外装部材）
１２２、１２７……流路
１２５……吐出チップ
１２９……供給通路（補修空間）
１２９ｂ……連通路
１４１……インク処理系統
１４３……バッファータンク
１４４……ポンプ（吸引機構）
１５０……制御ユニット
１５１……ＣＰＵ
１５５……操作パネル
１６５……リフィル弁
１６６……供給弁
１６７……回復弁（吸引機構）
１６８……バッファ弁
１６９……解放弁
Ｆ……封止材（補修材）
Ｐ……ロール紙（記録媒体）

Claims (8)

1. 記録媒体に対面する複数の吐出口からインクを吐出して当該記録媒体に画像形成する記録装置であって、
   前記吐出口が形成されている吐出チップと、
   該吐出チップにインクを供給する流路を形成する流路形成部材であって、該流路形成部材の前記吐出チップに対する接続部と外部とを連通させる封止流路を含む流路形成部材と、
   を含む記録ヘッドと、
   前記吐出チップと前記流路形成部材との接続部を外部から吸引可能な吸引手段と、
   を有することを特徴とする記録装置。
2. 前記吸引手段は、前記接続部と前記吐出口とを吸引可能であることを特徴とする請求項１に記載の記録装置。
3. 前記吐出チップを加熱するヒータを備え、
   該ヒータは、前記流路形成部材との前記接続部も加熱可能に配置されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の記録装置。
4. 前記吸引手段は、前記吐出口の周囲に当接して密閉可能なキャップと、該キャップにより密閉された空間を吸引する吸引機構と、を備えることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の記録装置。
5. 前記封止流路に封止材を注入した後に、前記吸引手段により前記吐出口と前記接続部とのうち少なくともいずれか一方に負圧を付与することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の記録装置。
6. 前記記録ヘッドが前記吐出チップを加熱するヒータを備え、
   負圧を付与したあとに前記ヒータによる加熱を行うことを特徴とする請求項５に記載の記録装置。
7. 吐出口が形成されている吐出チップと、
   該吐出チップにインクを供給する流路を形成する流路形成部材であって、該流路形成部材の前記吐出チップに対する接続部と外部とを連通させる封止流路を含む流路形成部材と、
   を含む記録ヘッドの補修方法であって、
   前記封止流路に外部から封止材を注入する工程と、
   前記吐出口と前記接続部とのうち少なくともいずれか一方に負圧を付与する吸引工程と、
   を含むことを特徴とする記録ヘッドの補修方法。
8. 前記記録ヘッドが前記吐出チップを加熱するヒータを備え、
   前記封止材として熱硬化性を有する材料を用いることによって、
   前記ヒータが前記吐出チップを加熱して前記流路形成部材との前記接続部に形成される貫通穴を塞ぐ前記封止材を固化させることを特徴とする請求項７に記載の記録ヘッドの補修方法。

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