JP4301897B2 - 記録ヘッドユニットおよびこれを用いるインクジェット記録装置 - Google Patents

Description

本発明は、記録ヘッドユニットおよびこれを用いるインクジェット記録装置に関し、より具体的には、記録ヘッドを搭載したキャリッジを走査しつつ、吐出信号に基づいて記録ヘッドの吐出口からインクを吐出して記録を行う、シリアル型のインクジェット記録装置とこれに用いられる記録ヘッドユニットに関する。なお、ここで、記録ヘッドユニットとは、記録ヘッド本体に加えて、他の構成部分を同一キャリッジ上に組み付けたユニットを指すものとする。

周知のように、インクジェット記録方式は、カラー画像を出力するための、構造が簡単で、装置の小型化が容易な方式として、広く利用されている。
通常、インクジェット記録方式による記録装置（インクジェットプリンタ）には、静電駆動方式，サーマルヘッド方式あるいは電気機械変換素子（ピエゾ）方式等が用いられている。一方、このインクジェットプリンタに使用される記録体（インク）としては、一般に、溶媒中に着色粒子を分散させたものが用いられている。上述の記録方式を用い、記録用紙等の被記録体にインクを飛翔させることで、記録（印刷）が行われる。

ここで、記録に用いられる記録ヘッドとしては、複数個の吐出口が所定間隔で形成されたものが用いられ、この記録ヘッドをキャリッジに搭載し、このキャリッジと被記録体とを相対的に２次元的に走査して記録を行う、シリアルタイプの記録ヘッドが用いられる場合が多い。
このシリアルタイプの記録ヘッドにおいては、記録ヘッドに供給するためのインクを収納するインクタンクはインクジェットプリンタ本体に固定され、可撓性のチューブを介して記録ヘッドと接続される場合が多い。

このように構成されるインクジェットプリンタにおける記録ヘッドへのインク供給機構においては、キャリッジの走査領域に応じて十分な余裕を持たせる必要上、上記インクタンクと記録ヘッドとを接続するチューブが長いものとなり、その処理が煩雑になるとともに、このチューブ内に滞留するインクの量が増すことに起因する、その慣性力による記録ヘッドへの影響（具体的には、液面の変動）を無視することができなくなるという問題点が生じる。

これらの問題点のうち、前者のチューブの処理については、チューブをケーブルベアと呼ばれる保持部材に保持させて移動させることで、一応の解決策がとられているが、後者の、チューブ内に滞留するインクの慣性力による記録ヘッドへの影響については、いろいろな方法が提案されてはいるものの、必ずしも満足すべき結果が得られているとはいい難いという状況である。

例えば、特許文献１に開示されているインクジェット記録装置は、記録ヘッドを搭載するキャリッジとは別の、第２のキャリッジにインクサブタンクを取り付け、このサブタンクからポンプでインクを記録ヘッドに供給するようにしたものである。この装置においては、記録ヘッドから回収されるインクは、上記第２のキャリッジに取り付けたインクサブタンクに戻すように構成されている。

特許第３０２９４９８号公報

上述の、特許文献１に開示されている装置では、記録ヘッドを搭載するキャリッジとは別に、第２の、インクサブタンクを取り付けるためのキャリッジを設けて、これら２つのキャリッジを同期させて走査するように駆動しているが、このように構成することは、装置の構造並びに駆動制御方法を複雑にするという点では好ましいことではない。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、従来の技術における問題を解消し、インクタンクと記録ヘッドとを接続するチューブの処理を簡略化可能とするとともに、このチューブ内に滞留するインクの慣性力による記録ヘッドへの影響（具体的には、インク流量の変動，液面・メニスカス位置の変動等）を、無視できる程度にまで軽減させるようにした記録ヘッドユニットの構造、並びにこれを組み込んだインクジェット記録装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明に係る記録ヘッドユニットは、記録媒体に対して相対的に２次元走査記録を行う記録ヘッドと、この記録ヘッドに、装置本体に設置されたインクタンクからインクを供給するとともに、前記記録ヘッドに供給されたインクを回収することによりインク循環を行うインク循環系とを有するインクジェット記録装置に用いられる記録ヘッドユニットであって、前記記録ヘッドに対して、所定のインク液面高さを保持するための前記記録ヘッドに対し上方に位置するインク供給サブタンクと前記記録ヘッドに対し下方に位置するインク回収サブタンクとを、前記記録ヘッドを搭載し前記記録媒体を走査するキャリッジ上に設け、前記インク供給サブタンクおよびインク回収サブタンクは、それぞれが上下方向位置調整可能に構成されたことを特徴とする。

ここで、前記インク供給サブタンクおよびインク回収サブタンクは、その内部に、所定のインク液面位置を規定する規定部材を有しており、かつ、前記規定部材のインク液面側に整流部が形成されていることが好ましい。
また、前記インク液面位置を規定する規定部材は、前記インク供給サブタンクおよびインク回収サブタンク内に設けられた、前記記録ヘッドの移動（主走査）方向に垂直な板状の仕切り部材により構成されることが好ましい。

また、前記板状の仕切り部材は複数枚配置され、それぞれにインク流通のための貫通孔が設けられていることが好ましい。
さらに、前記インク液面位置を規定する規定部材は、前記インク供給サブタンクおよびインク回収サブタンク内のインク底部排出口に設けられた筒状の仕切り部材により構成されることが好ましい。

また、本発明に係るインクジェット記録装置は、記録媒体に対して走査記録を行う記録ヘッドに、装置本体に設置されたインクタンクからインクを供給するとともに、前記記録ヘッドに供給されたインクを回収することによりインク循環を行うように構成されたインクジェット記録装置であって、請求項１〜５のいずれか１項に記載の記録ヘッドユニットを備え、この記録ヘッドユニットを、記録媒体に対して相対的に２次元走査させて記録を行うことを特徴とする。

本発明によれば、インクタンクと記録ヘッドとを接続するチューブの処理を簡略化可能とするとともに、このチューブ内に滞留するインクの慣性力による記録ヘッドへの影響（具体的には、インク流量の変動，液面・メニスカス位置の変動等）を、無視できる程度にまで軽減させるようにした記録ヘッドユニット、並びにこれを組み込んだ、安定した記録が可能なインクジェット記録装置を実現できるという顕著な効果が得られる。

また、静電式インクジェット記録で使用される着色剤を含む粒子を分散したインクを用いても、必要流量に対し多量のインクを送液しても、サブタンクにより液面は安定しているので、送液系内のインク粒子の沈澱を防止できるという効果も得られる。

以下、添付の図面に基づいて、本発明の実施の形態を詳細に説明する。

図５は、本発明の一実施形態に係る記録ヘッドユニットを備えた静電式インクジェットプリンタの概略全体構成を示す模式図である。本実施形態に係るインクジェットプリンタは、搬送手段によって搬送される記録媒体Ｐに対して、画像形成手段によって、入力された画像データに応じて４色のインク滴を吐出してインク粒子像を形成し、この記録媒体Ｐ上に形成されたインク粒子像を定着して、フルカラー画像を記録するものである。

図５に示すインクジェットプリンタ６０は、記録媒体Ｐに片面４色印刷を行う装置であり、記録媒体Ｐの保持・搬送手段５０として、給紙トレイ５２，フィードローラ６２，搬送ローラ対６４，ローラ６６ａ，６６ｂおよび６６ｃとこれに巻回された搬送ベルト６８，静電吸着手段（帯電装置）７０，除電手段７２，剥離手段７４，ガイド７８および定着・搬送手段７６を有し、画像形成手段として、記録ヘッド（吐出ヘッド）ユニット８０，インク循環系８２，ヘッドドライバ８４および記録媒体位置検出手段８６を有し、さらに、溶媒回収手段として、排出ファン９０および溶媒回収装置９２を有し、さらにこれらの構成要素を内包するための筐体６１を備えている。

まず、記録媒体Ｐの保持・搬送手段について説明する。
記録媒体Ｐの保持・搬送手段５０は、記録前の記録媒体Ｐを保持する給紙トレイ５２，フィードローラ６２および記録後の記録媒体Ｐを保持する排出トレイ５４を備えている。給紙トレイ５２は、その先端部が給紙トレイ５２の装着部（筐体６１の左側面下部）内に挿入され、この装着部の所定位置に着脱可能なものである。給紙トレイ５２が装着部に完全に装着された状態では、その挿入方向の先端部が装着部の奥端部に接触し、給紙トレイ５２の項端部は筐体６１の外部に突出した状態となる。また、フィードローラ６２は、給紙トレイ５２の装着部の奥部近傍に配置されている。

給紙トレイ５２内には、記録前の記録媒体Ｐが複数枚積層されてストックされている。画像の記録時には、フィードローラ６２により、記録媒体Ｐが給紙トレイ５２から１枚ずつ取り出され、記録媒体Ｐの搬送手段に供給される。
排出トレイ５４は、記録媒体Ｐの排出部（筐体６１の左側面中央部）の近傍に、その先端部側（記録媒体Ｐの搬送方向側）が筐体６１の外部に位置し、その後端部側が筐体６１の内部に位置するように配設されている。また、給紙トレイ５２は、その先端部が後端部より低くなるように、所定の傾斜角度で配設されている。記録後の記録媒体Ｐは、搬送手段により搬送されて排出部から排出され、排出トレイ５４内に順次積層されてストックされる。

次に、搬送手段についてさらに詳細に説明する。
搬送手段は、給紙トレイ５２から１枚ずつ取り出された記録媒体Ｐを静電吸着し、給紙トレイ５２から排出トレイ５４まで所定の経路に沿って搬送するものであり、搬送ローラ対６４と、搬送ベルト６８と、ローラ６６ａ，６６ｂおよび６６ｃと、導電性プラテン５６と、記録媒体Ｐの静電吸着手段（帯電装置）７０および除電手段７２と、剥離手段（分離爪）７４と、ガイド７８および定着・搬送手段７６とを備えている。

搬送ローラ対６４の近傍には、図示されていないが、記録媒体Ｐに付着した塵埃や紙粉等の異物を除去する異物除去手段を設けることが好ましい。ここで異物除去手段としては、公知の吸引除去，吹き飛ばし除去，静電除去等の非接触法や、ブラシ，ローラ等による接触法によるものの１つあるいは複数を組み合わせて使用すればよい。また、搬送ローラ対６４を微粘着ローラで構成し、さらに搬送ローラ対６４のクリーナを設けて、搬送ローラ対６４による記録媒体Ｐのフィード時に塵埃・紙粉等の異物を除去してもよい。

上記搬送ローラ対６４は、記録媒体Ｐの搬送経路上の、フィードローラ６２と搬送ローラ対６４との間の位置に設けられている。
フィードローラ６２により給紙トレイ５２から取り出された記録媒体Ｐは、この搬送ローラ対６４により挟持搬送され、搬送ベルト６８上の所定の位置に供給される。

記録媒体Ｐの静電吸着手段（帯電装置）７０は、スコロトロン帯電器７０ａと、負の高圧電源７０ｂとを備えている。スコロトロン帯電器７０ａは、記録媒体Ｐの搬送経路上の搬送ローラ対６４と画像形成手段の記録ヘッドユニット８０との間の位置で、搬送ローラ対６４により、記録媒体Ｐが供給される位置の搬送ベルト６８の表面に対向する位置に配置されている。また、負の高圧電源７０ｂの負側の端子はスコロトロン帯電器７０ａに接続され、その正側の端子は接地されている。

記録媒体Ｐの表面は、負の高圧電源７０ｂに接続されたスコロトロン帯電器７０ａにより所定の負の高電位に均一に帯電され、常に一定のＤＣバイアス電圧（一例を挙げれば、約−１.５ｋＶ）が印加された状態となる。これにより、記録媒体Ｐは、搬送ベルト６８の絶縁性を有する表面上に静電吸着される。
搬送ベルト６８は、ループ状のエンドレスベルトであり、３つのローラ６６ａ，６６ｂおよび６６ｃによって三角形状に張架されている。また、記録ヘッドユニット８０に対向する位置にある搬送ベルト６８の内側（裏面側）には、平板状の導電性プラテン５６が配置されている。

搬送ベルト６８は、ローラ６６ａ，６６ｂおよび６６ｃによって、張架されて移動するものであり、ローラ６６ａ，６６ｂおよび６６ｃのうち少なくとも１つは、図示されていない駆動源と連結されている。
搬送ベルト６８は、記録媒体Ｐが静電吸着される側の面（表面）が絶縁性、ローラ６６ａ，６６ｂおよび６６ｃと接触する側の面（裏面）が導電性のものである。図示例においては、ローラ６６ａ，６６ｂおよび６６ｃのうちローラ６６ｂが導電性ローラとされ、このローラおよび導電性プラテン５６が接地されている。これにより、記録ヘッドユニット８０に対向する位置にある搬送ベルト６８は、記録ヘッド８０ａの対向電極として機能する。

なお、搬送ベルト６８は、公知の方法により蛇行が抑制されていることが好ましい。蛇行抑制方法としては、例えば、ローラ６６ｃをテンションローラとし、前述の搬送ベルト位置検出手段６９の出力、すなわち搬送ベルト６８の幅方向の検知位置に応じて、ローラ６６ｃの軸をローラ６６ａおよびローラ６６ｂの軸に対して傾けることにより、搬送ベルト６８の幅方向の両端でテンションを変えて蛇行を抑制する方法等が用いられる。また、ローラ６６ａ，６６ｂおよび６６ｃをテーパ形やクラウン形、あるいはその他の形状とすることで、蛇行を抑制してもよい。

静電吸着手段７０によって帯電された記録媒体Ｐは、搬送ベルト６８によって後述する記録ヘッド８０ａの位置まで搬送される。記録ヘッド８０ａによる記録ヘッドユニット８０では、記録媒体Ｐの帯電電位をバイアスとし、記録ヘッド８０ａに記録信号電圧が印加され、バイアス帯電電位に記録信号電圧が重畳されることにより、インクジェット（インク滴）が吐出され、記録媒体Ｐに画像が形成される。この際、搬送ベルト６８に加熱手段を設け、記録媒体Ｐの温度を高めることで、記録ヘッド８０ａから吐出されたインク滴の記録媒体Ｐ上での定着を促進することができ、また、滲みをより一層抑制して、画質の向上を図ることができる。

画像が形成された記録媒体Ｐは、除電手段７２により除電され、記録媒体Ｐが、搬送ベルト６８から分離されやすくなったところで、剥離手段（分離爪）７４により搬送ベルト６８から剥離されて定着・搬送手段７６へ搬送される。
本実施例において、除電手段７２は、コロトロン除電器７２ａと、交流電源７２ｂと、直流高圧電源７２ｃとを有し、直流高圧電源７２ｃの他方の端子は接地されている。図示例の除電手段７２は、コロトロン除電器７２ａおよび交流電源７２ｂを用いる、いわゆるＡＣコロトロン除電器を使用しているが、これ以外にも、例えばスコロトロン除電器，固体チャージャ，放電針等の種々の手段や方法などが利用でき、また、前述の静電吸着手段７０のように、導電性ローラや導電性プラテンを用いる構成も好適に使用される。
また、剥離手段７４としては、剥離用ブレード，逆回転ローラ，エアナイフ等、公知の技術が各種利用可能である。

搬送ベルト６８から剥離された記録媒体Ｐは、ガイド７８に案内されて、定着・搬送手段（定着ローラ対）７６に送られ、インクジェット（インク滴）によって形成された画像が形成される。本実施例においては、定着・搬送手段７６として、ヒートローラおよび搬送ローラからなるローラ対を用い、記録媒体Ｐを搬送するとともに、記録媒体Ｐに形成された画像を接触加熱して定着している。なお、定着手段を搬送ローラ対からなる搬送手段とは別に設けて、他の定着手段や定着方法によって定着を行うようにしてもよい。

加熱定着の方式としては、上述のヒートローラ定着以外に、赤外線またはハロゲンランプやキセノンフラッシュランプによる照射、あるいはヒータを利用した熱風定着等の一般的な加熱定着を挙げることができる。
なお、加熱定着を行う際、記録媒体Ｐとしてコート紙やラミネート紙を用いた場合には、急激な温度上昇により紙の内部の水分が急激に蒸発し、紙の表面に凹凸が発生する、ブリスターと呼ばれる現象が起きることがある。これを防止するためには、複数の定着器を配置し、紙が徐々に昇温するように，各定着器の電力供給および記録媒体Ｐまでの距離の一方または両方を変えるのが好ましい。

なお、少なくとも記録ヘッド８０ａから吐出されるインクジェットによる画像形成から、定着・搬送手段７６による定着までの行程では、記録媒体Ｐの画像形成面には何も接触しないように保つことが好ましい。
画像が定着された記録媒体Ｐは、排紙トレイ５４に排出され、排紙トレイ５４内に順次積層されてストックされる。

次に、上述のインクジェットプリンタ６０における画像形成手段および画像記録方法について説明する。

本実施形態に係るインクジェットプリンタ６０における画像形成手段は、インクジェットを吐出する記録ヘッド８０ａ，この記録ヘッド８０ａのインクの供給および回収を行うインク循環系８２，図示されていないコンピュータ，ＲＩＰ（Raster Image Processor ）等の外部機器からの出力画像信号により記録ヘッド８０ａを駆動するヘッドドライバ８４，記録媒体Ｐにおける画像形成（記録）位置を決定するために記録媒体Ｐを検出する記録媒体位置検出手段８６により構成される。

記録ヘッド８０ａは、フルカラー画像の記録を行うためのシアン（Ｃ），マゼンタ（Ｍ），イエロー（Ｙ），黒（Ｋ）の４色の記録ヘッドの結合体であり、ヘッドドライバ８４からの信号に従って、インク循環系８２によって供給されるインクをインク滴として吐出して、搬送ベルト６８によって所定速度で搬送されている記録媒体Ｐに画像を形成（記録）する。ここで、各色の記録ヘッドは、搬送ベルト６８の搬送方向に配列されている。

ここでは、記録ヘッド８０ａとして、各色につき複数のノズル（各ノズルは、１つのインク滴を吐出する１単位の吐出ノズルに対応する）が所定の間隔で記録媒体Ｐの搬送方向と直交する方向（幅方向）に配列されたマルチチャンネルヘッドを使用している。
図示例のインクジェットプリンタ６０は、記録ヘッド８０ａに対して、搬送ベルト６８によって記録媒体Ｐを搬送することによって主走査を行う。図示例のインクジェットプリンタ６０は、このような構成とすることで、記録ヘッドをシリアルスキャンするタイプのものに比べて、高速での画像形成が可能となっているものであるが、本発明はこれに限定されるものではない。

記録ヘッド８０ａとしてマルチチャンネルヘッドを用いた場合には、搬送ベルト６８に記録媒体Ｐを保持させた状態で、搬送ベルト６８を回転させることにより、記録ヘッド８０ａに対して、記録媒体Ｐを搬送して主走査を行うとともに、記録ヘッド８０ａを搬送ベルト６８の幅方向に移動させて副走査を行うことによって、記録媒体Ｐ上に画像が形成される。従って、記録媒体Ｐの全面に画像が形成されるためには、記録媒体Ｐを担持した状態で搬送ベルト６８が複数回回転する。すなわち、複数回の主走査が行われる。なお、この場合の記録ヘッド８０ａの副走査方法は、記録ヘッド８０ａのノズル密度と描画解像力の関係，インターレースの方法等により選択されればよい。

こうして、マルチチャンネルヘッドを用いる記録ヘッド８０ａによって、記録媒体Ｐの全面に形成された画像は、記録媒体Ｐが定着・搬送手段７６によって挟持搬送されることにより、定着・搬送手段７６によって定着される。

なお、上述の例のインクジェットプリンタ６０においては、マルチチャンネルヘッドを用いる記録ヘッド８０ａによって、記録媒体Ｐの全面を走査する例を説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、記録媒体Ｐと記録ヘッド８０ａとを相対的に移動させて、記録ヘッド８０ａによって記録媒体Ｐの全面を走査できれば、どのような走査方法を用いてもよい。例えば、搬送ベルト６８の幅方向に記録ヘッド８０ａを移動させて主走査を行い、搬送ベルト６８によって記録媒体Ｐを搬送して副走査を行ってもよい。または、記録ヘッド８０ａを固定したまま、搬送ベルト６８をその長手方向に搬送するとともに、搬送ベルト６８自体をその幅方向に移動させて副走査を行ってもよい。

ここで、本実施形態の最大の特徴である、記録ヘッド８０ａ周辺（すなわち、記録ヘッドユニット８０）を説明する。
図１は、１つの記録ヘッド８０ａ周辺の構成を示す記録ヘッドユニット８０の拡大斜視図であり、図中の矢印Ｘ方向が搬送ベルト６８の搬送方向である。図示例の記録ヘッドユニット８０は、搬送ベルト６８の搬送方向（矢印Ｘ方向）に直交する方向に配置されたガイドレール４０ａ，４０ｂに沿って、図示されていないモータにより駆動されるボールねじなどの駆動手段４２により、移動（主走査）される構造となっている。

図１に示す記録ヘッドユニット８０では、板状の支持部材８０ｂ上に、記録ヘッド８０ａ，インク供給サブタンク１０，インク回収サブタンク１２並びにこれらのサブタンクを、支持部材８０ｂ上で鉛直方向上下に移動させて、記録ヘッド８０ａにかかる圧力を調整するためのサブタンク位置調整機構（供給サブタンク側２０，回収サブタンク側２２）が配置されており、また、図示されていないインクタンク（メインタンク），ポンプとの間にはインク供給流路３０およびインク回収流路３３が、また、記録ヘッド８０ａとの間にはインク供給流路３０ａおよびインク回収流路３２が接続されている。なお、３２ｂはインク供給サブタンク１０からインクタンクへのドレン配管を示しており、３２ａはインク回収サブタンク１２からインクタンクへのドレン配管を示している。

上述の、サブタンク位置調整機構（供給サブタンク側２０，回収サブタンク側２２）は、例えば、図１に例示したような、ボールねじをモータ２０ａ，２２ａにより駆動する方式のものを用いることができるが、これに限定されるものではなく、他の方式による位置調整機構が各種利用できる。なお、このサブタンク位置は、基本的には頻繁に変更するものではないので、手動で調整するように構成しても問題ない。

図２に、上述のサブタンクのうち、インク供給サブタンク１０を例に挙げて、その詳細な構成を説明する。
図２（ａ）は、インク供給サブタンク１０を示す斜視図、同（ｂ）は同（ａ）のＡ−Ａ断面図、同（ｃ）は同（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。図からも明らかなように、本実施形態に係るインク供給サブタンク１０は、その側面にインク供給口１０ａ，記録ヘッド８０ａへのインク送出口１０ｂ，ドレン１０ｃ並びに大気連通口１０ｄを備えて構成される。なお、上記インク供給口１０ａには、前記メインタンクからのインク供給流路３０が、また、インク送出口１０ｂには、記録ヘッド８０ａへのインク供給流路３０ａが、それぞれ接続されている。

また、図２（ｂ）および同（ｃ）に示されているように、インク供給サブタンク１０の内側には、インク液面を規定する設定板１０ｅが設けられており、この設定板１０ｅの中ほどには、インク液面がインク表面張力によって変動することを抑制するための整流部１０ｆが設けられている。なお、この整流部１０ｆの切り欠きの形状，大きさなどは、状況を見て適宜決定してよい。
なお、図示は省略したが、インク回収サブタンク１２も、上述のインク供給サブタンク１０と略同様の構成を有しており、記録ヘッドユニット８０の外部との間には、図１に示すような配管接続がなされている。

上述のように構成される本実施形態に係る記録ヘッドユニット８０は、以下のように作用する。すなわち、比較的小さなサイズ（例えば、１０ｃｍ角程度）の支持部材８０ｂ上に、記録ヘッド８０ａ，インク供給サブタンク１０並びにインク回収サブタンク１２を配置し、これらの各配管接続口をこの支持部材８０ｂ上で接続して記録ヘッドユニットを構成しているので、記録ヘッドユニット内のインク総量が従来の構造の場合に比較して大幅に減少し、記録ヘッドの主走査時にインクが受ける慣性力も大幅に低減する。これに伴って、インクの慣性力が記録ヘッド８０ａに与える影響（インク流量の変動，メニスカス位置の変動等）も大幅に低減される。

図３は、インク供給サブタンクの他の構成例を示すものである。
図３（ａ）は、本実施形態に係るインク供給サブタンク１０Ａを示す斜視図、同（ｂ）は同（ａ）のＡ−Ａ断面図、同（ｃ）は同（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。図からも明らかなように、本実施形態に係るインク供給サブタンク１０Ａは、その側面にインク供給口１０ａ，記録ヘッド８０ａへのインク送出口１０ｂ，大気連通口１０ｄ並びにドレン１０ｇを備えて構成される。図２に示した実施形態に係るインク供給サブタンク１０との差異は、ドレン１０ｇの構成にある。すなわち、本実施形態に係るインク供給サブタンク１０Ａのドレン１０ｇは、図２に示した実施形態に係るインク供給サブタンク１０の設定板１０ｅに代わって、設定筒１０ｇ’が設けられており、この設定筒１０ｇ’の中ほどには、インク液面変動を抑制するための整流部１０ｈが設けられている。

なお、図２に示した実施形態に係るインク供給サブタンク１０の設定板１０ｅ，図３に示した実施形態に係るインク供給サブタンク１０Ａの設定筒１０ｇ’は、いずれもその高さ（長さ）を変更できるように、簡単に交換可能としておくことが好ましい。この理由は、インク供給サブタンク１０（１０Ａ）およびインク回収サブタンク１２の位置調整機構の調整可能範囲を超えるような圧力調整が必要になった場合に、それに対応可能とするためである。

また、上述の、インク供給サブタンク１０（１０Ａ）もしくはインク回収サブタンク１２内に滞留するインクの慣性力による記録ヘッドへの影響については、これをできるだけ小さくするために、基本的には、キャリッジの移動による慣性力の影響を受ける方向（つまり、キャリッジの移動する方向＝走査方向）の寸法を小さくすることが有効である。なお、この場合、タンクの容積については、上と直交する方向の長さを調整して確保することになる。また、図４に示すようなタンク構成とすることも有効である。

図４（ａ）は、その第１の構成例を示すものであり、同（ｂ）は、その第２の構成例を示すものである。
図４（ａ）に示す第１の構成例は、キャリッジの移動方向に沿って、インク供給サブタンク１０（１０Ａ）内に、仕切り板１０ｊを複数枚配置したものである。この仕切り板１０ｊは、キャリッジの移動時におけるインクの慣性による移動距離を小さくするために設けられているもので、各仕切り板１０ｊには適宜の位置（図示例では、底部近く）にインクの流通のための貫通孔１０ｋが設けられている。なお、この仕切り板１０ｊの厚みや設置枚数，貫通孔１０ｋの位置や大きさ等は、適宜決定してよい。

次に、図４（ｂ）に示す第２の構成例では、第１の構成例に示した仕切り板１０ｊに代わって、多孔質材料で構成される仕切りブロック１０ｍを配置したものである。この仕切りブロック１０ｍを構成する材料は、インクの通常の流れは阻害しないが、急速な移動に対しては抵抗となる程度のインク通過許容性を有するものである。ここで、この仕切りブロック１０ｍの大きさは、インク供給サブタンク１０（１０Ａ）のインク送出口１０ｂの近傍をカバーしていることが好ましく、また、その高さは、インク供給サブタンク１０（１０Ａ）内のインク液面の高さより高いことが好ましい。
なお、第１の構成例に示した仕切り板１０ｊを、上述のような適度のインク通過許容性を有する材料で構成することも有効である。この場合には、貫通孔１０ｋは特に設ける必要はない。

図１に示した基本構成、すなわち、記録ヘッドユニット８０において、板状の支持部材８０ｂ上に、記録ヘッド８０ａ，インク供給サブタンク１０（１０Ａ），インク回収サブタンク１２並びにサブタンク位置調整機構を配置した構成に加えて、図２〜図４に例示したようなサブタンクの構成を採用した場合には、チューブ内およびサブタンク内に滞留するインクの慣性力による記録ヘッドへの影響をより小さく押さえられるので、これに伴って、インクの慣性力が記録ヘッドに与える影響（インク流量の変動，メニスカス位置の変動等）を大幅に低減できるという効果が得られる。

図５に戻って、インクジェットプリンタの他の部分について説明を続ける。
インク循環系８２は、記録ヘッド８０ａの各色の吐出ヘッドのインク流路にインク吐出に十分な量のインクを流すためのものであり、４色（Ｃ，Ｍ，Ｙ，Ｋ）の各色のインクタンク，ポンプおよび補給用インクタンク（図示されていない）等を有するインク循環装置８２ａと、このインク循環装置８２ａの各色のインクタンクから、記録ヘッド８０ａの各色のインク流路に、それぞれの色のインクを供給するインク供給系８２ｂと、記録ヘッド８０ａの各色のインク流路からインクをインク循環装置８２ａに回収するインク回収系８２ｃとを有する。

インク循環系８２は、インク循環装置８２ａによって、インクタンクからインク供給系８２ｂを介して記録ヘッド８０ａに各色毎にインクを供給し、かつ、インク回収系８２ｃを介して記録ヘッド８０ａから各色毎にインクをインクタンクに回収して循環させることができるものであればどのようなものでもよい。インクタンクは、画像記録用のインクを貯溜しており、このインクがポンプにより汲み出されて記録ヘッド８０ａに供給される。記録ヘッド８０ａからインクが吐出されることにより、インク循環系８２で循環しているインクの濃度が低下するので、インク循環系８２では、インク濃度検出器によってインク濃度を検出し、検出したインク濃度に応じて補給用インクタンクから適宜インクを補充して、インク濃度を所定の範囲に保つことが好ましい。

また、インクタンクには、インクの固形成分の沈殿・濃縮を抑制するための攪拌装置や、インクの温度変化を抑制するためのインク温度管理装置が備えられることが好ましい。この理由は、温度管理をしないと、環境温度の変化等によりインク温度が変化して、インクの物性が変化することによりインク滴のドット径が変化し、高画質な画像が安定して形成できなくなる可能性があるからである。一方、攪拌装置としては、回転羽，超音波振動子，循環ポンプ等が使用できる。
インクの温度制御方法としては、記録ヘッド８０ａ，インクタンク，インク配管系等に、ヒータやペルチェ素子等の発熱素子または冷却素子を配し、各種の温度センサ（サーモスタット等）により制御する公知の方法が使用できる。

ヘッドドライバ８４は、外部装置から画像データを受け取り、種々の処理を行うシステム制御部（図示されていない）から画像データを受け取り、その画像データに基づいて記録ヘッド８０ａを駆動する。上述のシステム制御部は、コンピュータや前述のＲＩＰ，画像スキャナ，磁気ディスク装置，画像データ伝送装置等の外部装置から、受け取った画像データを色分解するとともに、分解されたデータに対して適当な画素数，階調数に分割演算し、スクリーニング処理，網点面積率の演算等を行って、ヘッドドライバ８４が記録ヘッド８０ａを駆動するためのヘッド駆動データ演算部である。

また、システム制御部は、搬送ベルト６８による記録媒体Ｐの搬送タイミングに合わせた記録ヘッド８０ａ（記録位置制御手段８８）の移動、および記録ヘッド８０ａによるインクの吐出タイミングの制御を行う。インクの吐出タイミングの制御は、記録位置制御手段８８の出力や、搬送ベルト６８または搬送ベルト６８の駆動手段に配置したエンコーダ等からの出力信号を利用して行われる。
記録媒体位置検出手段８６は、記録ヘッド８０ａによるインク滴の吐出位置に搬送されてくる記録媒体Ｐを検出するためのもので、フォトセンサ等の公知の検出手段を用いることができる。

記録位置制御手段８８は、記録ヘッド８０ａを載置・固定して、搬送ベルト６８の幅方向に移動させ、記録媒体Ｐへの幅方向の画像形成位置を調整するものである。すなわち、記録位置制御手段８８は、記録媒体Ｐの所定の位置に画像を形成するための微調整、および、記録ヘッド８０ａとしてマルチチャンネルヘッドを用いた場合の副走査のために、搬送ベルト位置検出手段６９が検知した搬送ベルト６８の位置と、ヘッドドライバ８４からの画像信号とに応じて、記録ヘッド８０ａを移動させるものである。

なお、図示例のインクジェットプリンタ６０には、溶媒回収手段として、排出ファン９０および溶媒回収装置９２が設けられているが、これらは、記録媒体Ｐ上に吐出されたインク滴から蒸発した分散溶媒を回収するためのものであり、本発明には直接関係がないので、詳細は省略する。

以上、実施形態を示して説明したように、本発明に係る記録ヘッドユニットによれば、インクタンクと記録ヘッドとを接続するチューブの処理を簡略化可能とするとともに、このチューブ内に滞留するインクの慣性力による記録ヘッドへの影響（具体的には、インク流量の変動，液面・メニスカス位置の変動等）を大幅に低減できるという効果が得られるものである。
また、上述のような記録ヘッドユニットを用いる本発明に係るインクジェット記録装置によれば、前述のようなインク流量の安定，液面・メニスカス位置の安定化により、安定した記録が可能になるという効果が得られるものである。

なお、上記各実施形態はいずれも本発明の一例を示したものであり、本発明はこれらに限定されるべきものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において適宜の変更または改良を行ってもよいことはいうまでもない。

本発明の一実施形態に係る記録ヘッドユニット８０の拡大斜視図である。 一実施形態に係るインク供給サブタンクを示す図であり、（ａ）は全体構成を示す斜視図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図、（ｃ）は（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。 他の実施形態に係るインク供給サブタンクを示す図であり、（ａ）は全体構成を示す斜視図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図、（ｃ）は（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。 （ａ），（ｂ）は、他の実施形態に係るインク供給サブタンクを示す断面図である。 本発明の一実施形態に係る記録ヘッドユニットを備えた静電式インクジェットプリンタの概略全体構成を示す模式図である。

符号の説明

１０，１０Ａ インク供給サブタンク
１０ａ インク供給口
１０ｂ インク送出口
１０ｃ,１０ｇ ドレン
１０ｄ 大気連通口
１０ｅ 設定板
１０ｆ，１０ｈ 整流部
１０ｇ’ 設定筒
１０ｊ 仕切り板
１０ｋ 貫通孔
１０ｍ 仕切りブロック
１２ インク回収サブタンク
２０，２２ サブタンク位置調整機構
３０，３０ａ インク供給流路
３２，３２ａ，３３ インク回収流路
４０ａ，４０ｂ ガイドレール
５０ 保持・搬送手段
５２ 給紙トレイ
５４ 排出トレイ
５６ 導電性プラテン
６０ インクジェットプリンタ
６１ 筐体
６２ フィードローラ
６４ 搬送ローラ対
６６ａ，６６ｂ，６６ｃ ローラ
６８ 搬送ベルト
７０ 静電吸着手段（帯電装置）
７２ 除電手段
７４ 剥離手段
７６ 定着・搬送手段
７８ ガイド
８０ 記録ヘッドユニット
８０ａ 記録ヘッド
８０ｂ 支持部材
８２ インク循環系
８４ ヘッドドライバ
８６ 記録媒体位置検出手段
８８ 記録位置制御手段
９０ 排出ファン
９２ 溶媒回収装置
Ｐ 記録媒体

Claims (6)

1. 記録媒体に対して走査記録を行う記録ヘッドと、この記録ヘッドに、装置本体に設置されたインクタンクからインクを供給するとともに、前記記録ヘッドに供給されたインクを回収することによりインク循環を行うインク循環系とを有するインクジェット記録装置に用いられる記録ヘッドユニットであって、
   前記記録ヘッドに対して、所定のインク液面高さを保持するための前記記録ヘッドに対し上方に位置するインク供給サブタンク、および前記記録ヘッドに対し下方に位置するインク回収サブタンクとを、前記記録ヘッドを搭載し前記記録媒体を走査するキャリッジ上に設け、
   前記インク供給サブタンクおよびインク回収サブタンクは、それぞれが上下方向位置調整可能に構成されたことを特徴とする記録ヘッドユニット。
2. 前記インク供給サブタンクおよびインク回収サブタンクは、その内部に、所定のインク液面位置を規定する規定部材を有しており、かつ、前記規定部材のインク液面側に整流部が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の記録ヘッドユニット。
3. 前記インク液面位置を規定する規定部材は、前記インク供給サブタンクおよびインク回収サブタンク内に設けられた、前記記録ヘッドの移動（主走査）方向に垂直な板状の仕切り部材により構成されることを特徴とする請求項２に記載の記録ヘッドユニット。
4. 前記板状の仕切り部材は複数枚配置され、それぞれにインク流通のための貫通孔が設けられていることを特徴とする請求項３に記載の記録ヘッドユニット。
5. 前記インク液面位置を規定する規定部材は、前記インク供給サブタンクおよびインク回収サブタンク内のインク底部排出口に設けられた筒状の仕切り部材により構成されることを特徴とする請求項２に記載の記録ヘッドユニット。
6. 記録媒体に対して走査記録を行う記録ヘッドに、装置本体に設置されたインクタンクからインクを供給するとともに、前記記録ヘッドに供給されたインクを回収することによりインク循環を行うように構成されたインクジェット記録装置であって、
   請求項１〜５のいずれか１項に記載の記録ヘッドユニットを備え、
   この記録ヘッドユニットを、記録媒体に対して相対的に２次元走査させて記録を行うことを特徴とするインクジェット記録装置。

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