JP7057189B2

JP7057189B2 - 記録装置

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Publication number: JP7057189B2
Application number: JP2018066377A
Authority: JP
Inventors: 剛佐伯; 聡明時沢; 尭阿部; 祐未向山
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Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2018-03-30
Filing date: 2018-03-30
Publication date: 2022-04-19
Anticipated expiration: 2038-03-30
Also published as: US20190299650A1; JP2019177487A; US10654283B2

Description

本発明は、記録装置に関する。

タンクからインクを記録ヘッドに供給し、記録ヘッドからタンクへインクを回収することで、インクを循環させながら記録動作を行うインクジェット記録装置がある。特許文献１には、貯留タンクからプリントヘッドへインクを供給する供給路と、プリントヘッドから貯留タンクにインクを回収する回収路と、大気と連通する大気連通路とが設けられたインク循環系を有するインクジェット記録装置が開示されている。また、供給路と回収路とには、インクを循環させるためのポンプが設けられている。

特開２０１１－２４０６２８号公報

インクジェット記録装置の小型化を実現するため、インク循環系のユニットのコンパクト性が求められている。コンパクト性を確保するため、大気と連通する大気連通路は、タンクの空気層に近い位置に設けられることが好ましく、典型的には、タンクの重力方向の上方に設けられることが好ましい。供給路、回収路、および大気連通路等の各流路には、流路に作用する機能部品が接続される。機能部品としては、例えば、流路を開閉するための駆動弁がある。

大気連通路をタンクの重力方向の上方に設ける場合、その大気連通路に作用する機能部品の存在によって、インク循環系のユニットのコンパクト性が阻害されてしまう場合がある。例えば、大気連通路の重力方向の上方に機能部品が配置されると、インク循環系のユニットの全体が、機能部品の大きさだけ重力方向に大きくなってしまう。

本発明は、コンパクト性を高めた記録装置を提供することを目的とする。

本発明の一態様に係る記録装置は、インクを吐出する記録ヘッドと、前記インクを収容するインクタンクと、前記インクタンクから前記記録ヘッドへ供給されるインクを案内する供給流路と、前記記録ヘッドから前記インクタンクへ回収されるインクを案内する回収流路と、を有し、前記インクタンクの重力方向の下方に設けられたインク流路プレートと、前記インクタンクの重力方向の上方に設けられ、前記インクタンクを大気と連通するための大気連通流路を有する大気連通プレートと、前記インク流路プレートの重力方向の上方に設けられ、前記供給流路および前記回収流路の少なくとも一方の流路に機能する第１の機能部品と、前記大気連通プレートの重力方向の下方に設けられ、前記大気連通流路に機能する第２の機能部品と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、コンパクト性を高めた記録装置を提供することができる。

記録装置が待機状態にあるときの図である。記録装置の制御構成図である。記録装置が記録状態にあるときの図である。記録装置がメンテナンス状態にあるときの図である。インク循環系の流路構成を説明する図である。吐出口と圧力室とを説明する図である。インクタンクユニットとインク供給ユニットの斜視図である。インクタンクユニットとインク供給ユニットの斜視図である。サブユニットの斜視図である。インク供給ユニットの斜視図である。インク流路プレートの構成を説明する斜視図である。インク流路プレートの構成を説明する斜視図である。サブタンクの縦断面を示す図である。大気連通プレートの構成を説明する斜視図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。なお、以下の実施形態は本発明を限定するものではなく、また、本実施形態で説明されている特徴の組み合わせの全てが本発明の解決手段に必須のものとは限らない。なお、同一の構成については、同じ符号を付して説明する。また、実施形態に記載されている構成要素の相対配置、形状等は、あくまで例示であり、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。

＜＜実施形態１＞＞
図１は、本実施形態で使用するインクジェット記録装置１（以下、記録装置１という）の内部構成図である。図において、ｘ方向は水平方向、ｙ方向（紙面垂直方向）は後述する記録ヘッド８において吐出口が配列される方向、ｚ方向は鉛直方向（重力方向）をそれぞれ示す。

記録装置１は、プリント部２とスキャナ部３を備える複合機であり、記録動作と読取動作に関する様々な処理を、プリント部２とスキャナ部３で個別にあるいは連動して実行することができる。スキャナ部３は、ＡＤＦ（オートドキュメントフィーダ）とＦＢＳ（フラットベッドスキャナ）を備えており、ＡＤＦによって自動給紙される原稿の読み取りと、ユーザによってＦＢＳの原稿台に置かれた原稿の読み取り（スキャン）を行うことができる。なお、本実施形態はプリント部２とスキャナ部３を併せ持った複合機であるが、スキャナ部３を備えない形態であってもよい。図１は、記録装置１が記録動作も読取動作も行っていない待機状態にあるときを示す。

プリント部２において、筐体４の鉛直方向下方の底部には、記録媒体（カットシート）Ｓを収容するための第１カセット５Ａと第２カセット５Ｂが着脱可能に設置されている。第１カセット５ＡにはＡ４サイズまでの比較的小さな記録媒体が、第２カセット５ＢにはＡ３サイズまでの比較的大きな記録媒体が、平積みに収容されている。第１カセット５Ａ近傍には、収容されている記録媒体を１枚ずつ分離して給送するための第１給送ユニット６Ａが設けられている。同様に、第２カセット５Ｂ近傍には、第２給送ユニット６Ｂが設けられている。記録動作が行われる際にはいずれか一方のカセットから選択的に記録媒体Ｓが給送される。

搬送ローラ７、排出ローラ１２、ピンチローラ７ａ、拍車７ｂ、ガイド１８、インナーガイド１９およびフラッパ１１は、記録媒体Ｓを所定の方向に導くための搬送機構である。搬送ローラ７は、記録ヘッド８の上流側および下流側に配され、不図示の搬送モータによって駆動される駆動ローラである。ピンチローラ７ａは、搬送ローラ７と共に記録媒体Ｓをニップして回転する従動ローラである。排出ローラ１２は、搬送ローラ７の下流側に配され、不図示の搬送モータによって駆動される駆動ローラである。拍車７ｂは、記録ヘッド８の下流側に配される搬送ローラ７及び排出ローラ１２と共に記録媒体Ｓを挟持して搬送する。

ガイド１８は、記録媒体Ｓの搬送経路に設けられ、記録媒体Ｓを所定の方向に案内する。インナーガイド１９は、ｙ方向に延在する部材で湾曲した側面を有し、当該側面に沿って記録媒体Ｓを案内する。フラッパ１１は、両面記録動作の際に、記録媒体Ｓが搬送される方向を切り替えるための部材である。排出トレイ１３は、記録動作が完了し排出ローラ１２によって排出された記録媒体Ｓを積載保持するためのトレイである。

本実施形態の記録ヘッド８は、フルラインタイプのカラーインクジェット記録ヘッドであり、記録データに従ってインクを吐出する吐出口が、図１におけるｙ方向に沿って記録媒体Ｓの幅に相当する分だけ複数配列されている。記録ヘッド８が待機位置にあるとき、記録ヘッド８の吐出口面８ａは、図１のように鉛直下方を向きキャップユニット１０によってキャップされている。記録動作を行う際は、後述するプリントコントローラ２０２によって、吐出口面８ａがプラテン９と対向するように記録ヘッド８の向きが変更される。プラテン９は、ｙ方向に延在する平板によって構成され、記録ヘッド８によって記録動作が行われる記録媒体Ｓを背面から支持する。記録ヘッド８の待機位置から記録位置への移動については、後に詳しく説明する。

インクタンクユニット１４は、記録ヘッド８へ供給される４色のインクをそれぞれ貯留する。インク供給ユニット１５は、インクタンクユニット１４と記録ヘッド８を接続する流路の途中に設けられ、記録ヘッド８内のインクの圧力及び流量を適切な範囲に調整する。本実施形態では循環型のインク供給系を採用しており、インク供給ユニット１５は記録ヘッド８へ供給されるインクの圧力と記録ヘッド８から回収されるインクの流量を適切な範囲に調整する。

メンテナンスユニット１６は、キャップユニット１０とワイピングユニット１７を備え、所定のタイミングにこれらを作動させて、記録ヘッド８に対するメンテナンス動作を行う。

図２は、記録装置１における制御構成を示すブロック図である。制御構成は、主にプリント部２を統括するプリントエンジンユニット２００と、スキャナ部３を統括するスキャナエンジンユニット３００と、記録装置１全体を統括するコントローラユニット１００によって構成されている。プリントコントローラ２０２は、コントローラユニット１００のメインコントローラ１０１の指示に従ってプリントエンジンユニット２００の各種機構を制御する。スキャナエンジンユニット３００の各種機構は、コントローラユニット１００のメインコントローラ１０１によって制御される。以下に制御構成の詳細について説明する。

コントローラユニット１００において、ＣＰＵにより構成されるメインコントローラ１０１は、ＲＯＭ１０７に記憶されているプログラムや各種パラメータに従って、ＲＡＭ１０６をワークエリアとしながら記録装置１全体を制御する。例えば、ホストＩ／Ｆ１０２またはワイヤレスＩ／Ｆ１０３を介してホスト装置４００から印刷ジョブが入力されると、メインコントローラ１０１の指示に従って、画像処理部１０８が受信した画像データに対して所定の画像処理を施す。そして、メインコントローラ１０１はプリントエンジンＩ／Ｆ１０５を介して、画像処理を施した画像データをプリントエンジンユニット２００へ送信する。

なお、記録装置１は無線通信や有線通信を介してホスト装置４００から画像データを取得しても良いし、記録装置１に接続された外部記憶装置（ＵＳＢメモリ等）から画像データを取得しても良い。無線通信や有線通信に利用される通信方式は限定されない。例えば、無線通信に利用される通信方式として、Ｗｉ－Ｆｉ（ＷｉｒｅｌｅｓｓＦｉｄｅｌｉｔｙ）（登録商標）やＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）が適用可能である。また、有線通信に利用される通信方式としては、ＵＳＢ（ＵｎｉｖｅｒｓａｌＳｅｒｉａｌＢｕｓ）等が適用可能である。また、例えばホスト装置４００から読取コマンドが入力されると、メインコントローラ１０１は、スキャナエンジンＩ／Ｆ１０９を介してこのコマンドをスキャナ部３に送信する。

操作パネル１０４は、ユーザが記録装置１に対して入出力を行うための機構である。ユーザは、操作パネル１０４を介してコピーやスキャン等の動作を指示したり、印刷モードを設定したり、記録装置１の情報を認識したりすることができる。

プリントエンジンユニット２００において、ＣＰＵにより構成されるプリントコントローラ２０２は、ＲＯＭ２０３に記憶されているプログラムや各種パラメータに従って、ＲＡＭ２０４をワークエリアとしながら、プリント部２が備える各種機構を制御する。コントローラＩ／Ｆ２０１を介して各種コマンドや画像データが受信されると、プリントコントローラ２０２は、これを一旦ＲＡＭ２０４に保存する。記録ヘッド８が記録動作に利用できるように、プリントコントローラ２０２は画像処理コントローラ２０５に、保存した画像データを記録データへ変換させる。記録データが生成されると、プリントコントローラ２０２は、ヘッドＩ／Ｆ２０６を介して記録ヘッド８に記録データに基づく記録動作を実行させる。この際、プリントコントローラ２０２は、搬送制御部２０７を介して図１に示す給送ユニット６Ａ、６Ｂ、搬送ローラ７、排出ローラ１２、フラッパ１１を駆動して、記録媒体Ｓを搬送する。プリントコントローラ２０２の指示に従って、記録媒体Ｓの搬送動作に連動して記録ヘッド８による記録動作が実行され、印刷処理が行われる。

ヘッドキャリッジ制御部２０８は、記録装置１のメンテナンス状態や記録状態といった動作状態に応じて記録ヘッド８の向きや位置を変更する。インク供給制御部２０９は、記録ヘッド８へ供給されるインクの圧力が適切な範囲に収まるように、インク供給ユニット１５を制御する。メンテナンス制御部２１０は、記録ヘッド８に対するメンテナンス動作を行う際に、メンテナンスユニット１６におけるキャップユニット１０やワイピングユニット１７の動作を制御する。

スキャナエンジンユニット３００においては、メインコントローラ１０１が、ＲＯＭ１０７に記憶されているプログラムや各種パラメータに従って、ＲＡＭ１０６をワークエリアとしながら、スキャナコントローラ３０２のハードウェアリソースを制御する。これにより、スキャナ部３が備える各種機構は制御される。例えばコントローラＩ／Ｆ３０１を介してメインコントローラ１０１がスキャナコントローラ３０２内のハードウェアリソースを制御することにより、ユーザによってＡＤＦに搭載された原稿を、搬送制御部３０４を介して搬送し、センサ３０５によって読み取る。そして、スキャナコントローラ３０２は読み取った画像データをＲＡＭ３０３に保存する。なお、プリントコントローラ２０２は、上述のように取得された画像データを記録データに変換することで、記録ヘッド８に、スキャナコントローラ３０２で読み取った画像データに基づく記録動作を実行させることが可能である。

図３は、記録装置１が記録状態にあるときを示す。図１に示した待機状態と比較すると、キャップユニット１０が記録ヘッド８の吐出口面８ａから離間し、吐出口面８ａがプラテン９と対向している。本実施形態において、プラテン９の平面は水平方向に対して約４５度傾いており、記録位置における記録ヘッド８の吐出口面８ａも、プラテン９との距離が一定に維持されるように水平方向に対して約４５度傾いている。

記録ヘッド８を図１に示す待機位置から図３に示す記録位置に移動する際、プリントコントローラ２０２は、メンテナンス制御部２１０を用いて、キャップユニット１０を図３に示す退避位置まで降下させる。これにより、記録ヘッド８の吐出口面８ａは、キャップ部材１０ａと離間する。その後、プリントコントローラ２０２は、ヘッドキャリッジ制御部２０８を用いて記録ヘッド８の鉛直方向の高さを調整しながら４５度回転させ、吐出口面８ａをプラテン９と対向させる。記録動作が完了し、記録ヘッド８が記録位置から待機位置に移動する際は、プリントコントローラ２０２によって上記と逆の工程が行われる。

図４は、記録装置１がメンテナンス状態のときの図である。記録ヘッド８を図１に示す待機位置から図４に示すメンテナンス位置に移動する際、プリントコントローラ２０２は、記録ヘッド８を鉛直方向において上方に移動させるとともにキャップユニット１０を鉛直方向下方に移動させる。そして、プリントコントローラ２０２は、ワイピングユニット１７を退避位置から図４における右方向に移動させる。その後、プリントコントローラ２０２は、記録ヘッド８を鉛直方向下方に移動させメンテナンス動作が可能なメンテナンス位置に移動させる。

一方、記録ヘッド８を図３に示す記録位置から図４に示すメンテナンス位置に移動する際、プリントコントローラ２０２は、記録ヘッド８を４５度回転させつつ鉛直方向上方に移動させる。そして、プリントコントローラ２０２は、ワイピングユニット１７を退避位置から右方向に移動させる。その後プリントコントローラ２０２は、記録ヘッド８を鉛直方向下方に移動させて、メンテナンスユニット１６によるメンテナンス動作が可能なメンテナンス位置に移動させる。

＜インク供給ユニット（インク循環系）＞
図５は、本実施形態のインクジェット記録装置１で採用するインク供給ユニット１５を含む図である。図５を用いて本実施形態のインク循環系の流路構成を説明する。インク供給ユニット１５は、インクタンクユニット１４から供給されたインクを記録ヘッド８（ヘッドユニット）へ供給する。図５では、１色のインクについての構成を示しているが、実際にはこのような構成が、インク色ごとに用意されている。インク供給ユニット１５は、基本的に図２で示したインク供給制御部２０９によって制御される。以下、インク供給ユニット１５の各構成について説明する。

インクは、主にサブタンク１５１と記録ヘッド８との間を循環する。記録ヘッド８では、画像データに基づいてインクの吐出動作が行われ、吐出されなかったインクが再びサブタンク１５１に回収される。

所定量のインクを収容するサブタンク１５１は、記録ヘッド８へインクを供給するための供給流路Ｃ２と、記録ヘッド８からインクを回収するための回収流路Ｃ４とに接続されている。すなわち、サブタンク１５１、供給流路Ｃ２、記録ヘッド８、および回収流路Ｃ４によってインクが循環する循環経路が構成される。また、サブタンク１５１は、空気が流れる空気流路Ｃ０に接続されている。空気流路Ｃ０は、大気開放弁Ｖ０が大気と連通している大気連通流路である。

サブタンク１５１には複数の電極ピンで構成される液面検知手段１５１ａが設けられている。インク供給制御部２０９は、これら複数のピン間の導通電流の有無を検知することによって、インク液面の高さ、即ちサブタンク１５１内のインク残量を把握することができる。減圧ポンプＰ０（タンク内減圧ポンプ）は、サブタンク１５１のタンク内部を減圧するための負圧発生源である。大気開放弁Ｖ０は、サブタンク１５１の内部を大気に連通させるか否かを切り替えるための弁である。

メインタンク１４１は、サブタンク１５１へ供給されるインクを収容するタンクである。メインタンク１４１は、記録装置本体に対して着脱可能な構成である。サブタンク１５１とメインタンク１４１とを接続するタンク接続流路Ｃ１の途中には、サブタンク１５１とメインタンク１４１の接続を切り替えるためのタンク供給弁Ｖ１が配されている。

インク供給制御部２０９は、液面検知手段１５１ａによってサブタンク１５１内のインクが所定量より少なくなったことを検知すると、大気開放弁Ｖ０、供給弁Ｖ２、回収弁Ｖ４、およびヘッド交換弁Ｖ５を閉じる。またインク供給制御部２０９は、タンク供給弁Ｖ１およびサブタンク減圧弁Ｖ６を開く。この状態において、インク供給制御部２０９は減圧ポンプＰ０を作動させる。すると、サブタンク１５１の内部が負圧となりメインタンク１４１からサブタンク１５１へインクが供給される。液面検知手段１５１ａによってサブタンク１５１内のインクが所定量を超えたことを検知すると、インク供給制御部２０９は、タンク供給弁Ｖ１およびサブタンク減圧弁Ｖ６を閉じ減圧ポンプＰ０を停止する。

供給流路Ｃ２は、サブタンク１５１から記録ヘッド８へインクを供給するための流路であり、その途中には供給ポンプＰ１と供給弁Ｖ２とが配されている。記録動作中は、供給弁Ｖ２を開いた状態で供給ポンプＰ１を駆動することにより、記録ヘッド８へインクを供給しつつ循環経路においてインクを循環することができる。記録ヘッド８によって単位時間あたりに吐出されるインクの量は画像データに応じて変動する。供給ポンプＰ１の流量は、記録ヘッド８が単位時間あたりのインク消費量が最大となる吐出動作を行った場合にも対応できるように決定されている。また、供給流路Ｃ２には、サブタンク１５１へのインクの逆流を防止する逆止弁Ｖ７が配されている。逆止弁Ｖ７は、一方向からのインクの流れのみを許容する弁である。

リリーフ流路Ｃ３は、供給弁Ｖ２の上流側であって、供給ポンプＰ１の上流側と下流側とを接続する流路である。リリーフ流路Ｃ３の途中には差圧弁であるリリーフ弁Ｖ３が配される。リリーフ弁は、駆動機構によって開閉されるのではなく、ばね付勢されており、所定の圧に達すると弁が開くように構成されている。例えば、供給ポンプＰ１からの単位時間あたりのインク供給量が、記録ヘッド８の単位時間あたりの吐出量と回収ポンプＰ２の単位時間あたりの流量（インクを引く量）との合計値よりも多い場合は、リリーフ弁Ｖ３は、自身に作用する圧力に応じて開放される。これにより、供給流路Ｃ２の一部とリリーフ流路Ｃ３とで構成される巡回流路が形成される。リリーフ流路Ｃ３の構成を設けることにより、記録ヘッド８に対するインク供給量が、記録ヘッド８でのインク消費量に応じて調整され、循環経路内の圧力を画像データによらず安定させることができる。

回収流路Ｃ４は、記録ヘッド８からサブタンク１５１へインクを回収するための流路であり、その途中には回収ポンプＰ２と回収弁Ｖ４と吸引弁Ｖ８と逆止弁Ｖ９、Ｖ１０とが配されている。回収流路Ｃ４には、さらにバッファ室Ｂ１、Ｂ２が配されている。回収ポンプＰ２は、循環経路内にインクを循環させる際、負圧発生源となって記録ヘッド８よりインクを吸引する。回収ポンプＰ２の駆動により、記録ヘッド８内のＩＮ流路８０ｂとＯＵＴ流路８０ｃの間に適切な圧力差が生じ、ＩＮ流路８０ｂとＯＵＴ流路８０ｃの間でインクを循環させることができる。記録ヘッド８内の流路構成については後に詳しく説明する。

逆止弁Ｖ９と逆止弁Ｖ１０は、記録ヘッド８へのインクの逆流を防止する弁である。本実施形態では、予備的に２つの逆止弁を設けている。また回収弁Ｖ４は、記録動作を行っていないとき、すなわち循環経路内にインクを循環させていないときの逆流を防止するための弁でもある。本実施形態の循環経路では、サブタンク１５１は記録ヘッド８よりも鉛直方向において上方に配置されている（図１参照）。このため、供給ポンプＰ１や回収ポンプＰ２を駆動していないとき、サブタンク１５１と記録ヘッド８との水頭差によって、サブタンク１５１から記録ヘッド８へインクが逆流してしまうおそれがある。このような逆流を防止するため、本実施形態では回収流路Ｃ４に逆止弁Ｖ９、逆止弁Ｖ１０、および回収弁Ｖ４を設けている。

なお、供給弁Ｖ２も、記録動作を行っていないとき、すなわち循環経路内にインクを循環させていないときに、サブタンク１５１から記録ヘッド８へのインクの供給を防止するための弁としても機能する。

吸引弁Ｖ８は、記録ヘッド８をキャップユニット１０（図５では不図示）によってキャップして吸引する動作が行われる際に閉じるように、インク供給制御部２０９によって制御される。吸引時に流路内のインクが必要以上にキャップユニット１０内に引き込まれないようにするためである。吸引時には、供給弁Ｖ２およびヘッド交換弁Ｖ５も閉じるように、インク供給制御部２０９によって制御される。

バッファ室Ｂ１、Ｂ２は、流路内のインク中の気泡の膨張および収縮による影響を低減させるための部品である。バッファ室Ｂ１、Ｂ２は、圧縮ばねとフィルムなどの可撓性部材を備えており、圧縮ばねの伸縮に応じてフィルムが膨張したり収縮したりする。インクが循環していない状態において温度変化などによって流路内のインク中の気泡が膨張したり収縮したりする場合、バッファ室Ｂ１、Ｂ２は、流路中の気泡の体積変化に応じて追従して膨張したり収縮したりして、容積が変わる。これにより、気泡が膨張したり収縮したりすることによって、吐出口にかかる圧が変わってしまうことに起因する、吐出口におけるインク漏れや吐出口からの空気の引き込みを防止できる。本実施形態では、膨張用と収縮用とで２つのバッファ室Ｂ１、Ｂ２を備えている。

ヘッド交換流路Ｃ５は、供給流路Ｃ２とサブタンク１５１の空気室（インクが収容されていない空間）とを接続する流路であり、その途中にはヘッド交換弁Ｖ５が配されている。ヘッド交換流路Ｃ５の一端は、供給流路Ｃ２における記録ヘッド８の上流に接続され、供給弁Ｖ２より下流側に接続される。ヘッド交換流路Ｃ５の他端は、サブタンク１５１の上方に接続してサブタンク１５１内部の空気室と連通する。ヘッド交換流路Ｃ５は、記録ヘッド８を交換する際や記録装置１を輸送する際など、使用中の記録ヘッド８からインクを引き抜くときに利用される。ヘッド交換弁Ｖ５は、記録ヘッド８にインクを充填するとき、および、記録ヘッド８からインクを引き抜くとき以外は閉じるように、インク供給制御部２０９によって制御される。

次に、記録ヘッド８内の流路構成について説明する。供給流路Ｃ２より記録ヘッド８に供給されたインクは、フィルタ８３を通過した後、第１の負圧制御ユニット８１と、第２の負圧制御ユニット８２とに供給される。第１の負圧制御ユニット８１は、弱い負圧（大気圧との圧力差が小さい負圧）に制御圧力が設定されている。第２の負圧制御ユニット８２は、強い負圧（大気圧との圧力差が大きい負圧）に制御圧力が設定されている。これら第１の負圧制御ユニット８１と第２の負圧制御ユニット８２における圧力は、回収ポンプＰ２の駆動により適正な範囲で生成される。

インク吐出部８０には、複数の吐出口が配列された記録素子基板８０ａが複数配置され、長尺の吐出口列が形成されている。第１の負圧制御ユニット８１より供給されるインクを導くための共通供給流路８０ｂ（ＩＮ流路）と、第２の負圧制御ユニット８２より供給されるインクを導くための共通回収流路８０ｃ（ＯＵＴ流路）も、記録素子基板８０ａの配列方向に延在している。さらに個々の記録素子基板８０ａには、共通供給流路８０ｂと接続する個別供給流路と、共通回収流路８０ｃと接続する個別回収流路が形成されている。このため、個々の記録素子基板８０ａにおいては、相対的に負圧の弱い共通供給流路８０ｂより流入し、相対的に負圧の強い共通回収流路８０ｃへ流出するような、インクの流れが生成される。個別供給流路と個別回収流路との経路中に、各吐出口に連通し、インクが充填される圧力室が設けられており、記録を行っていない吐出口や圧力室においてもインクの流れが生じる。記録素子基板８０ａで吐出動作が行われると、共通供給流路８０ｂから共通回収流路８０ｃへ移動するインクの一部は吐出口から吐出されることによって消費されるが、吐出されなかったインクは共通回収流路８０ｃを経て回収流路Ｃ４へ移動する。

図６（ａ）は記録素子基板８０ａの一部を拡大した平面模式図であり、図６（ｂ）は、図６（ａ）の断面線ＶＩｂ－ＶＩｂにおける断面模式図である。記録素子基板８０ａには、インクが充填される圧力室１００５とインクを吐出する吐出口１００６が設けられている。圧力室１００５において、吐出口１００６と対向する位置には記録素子１００４が設けられている。また、記録素子基板８０ａには、共通供給流路８０ｂと接続する個別供給流路１００８と、共通回収流路８０ｃと接続する個別回収流路１００９とが吐出口１００６毎に複数形成されている。

上述した構成により、記録素子基板８０ａでは、相対的に負圧の弱い（圧力の絶対値が高い）共通供給流路８０ｂより流入し、相対的に負圧の強い（圧力の絶対値が低い）共通回収流路８０ｃへ流出するインクの流れが生成される。より詳しくは、共通供給流路８０ｂ→個別供給流路１００８→圧力室１００５→個別回収流路１００９→共通回収流路８０ｃの順にインクが流れる。記録素子１００４によってインクが吐出されると、共通供給流路８０ｂから共通回収流路８０ｃへ移動するインクの一部は吐出口１００６から吐出されることによって記録ヘッド８の外部へ排出される。一方、吐出口１００６から吐出されなかったインクは、共通回収流路８０ｃを経て回収流路Ｃ４へ回収される。

記録動作を行うとき、インク供給制御部２０９は、タンク供給弁Ｖ１とヘッド交換弁Ｖ５とサブタンク減圧弁Ｖ６とを閉じ、大気開放弁Ｖ０、供給弁Ｖ２、回収弁Ｖ４、および吸引弁Ｖ８を開き、供給ポンプＰ１および回収ポンプＰ２を駆動する。これにより、サブタンク１５１→供給流路Ｃ２→記録ヘッド８→回収流路Ｃ４→サブタンク１５１の循環経路が確立する。供給ポンプＰ１からの単位時間あたりのインク供給量が記録ヘッド８の単位時間あたりの吐出量と回収ポンプＰ２における単位時間あたりの流量の合計値よりも多い場合は、供給流路Ｃ２からリリーフ流路Ｃ３にインクが流れ込む。これにより、供給流路Ｃ２から記録ヘッド８に流入するインクの流量が調整される。

記録動作を行っていないとき、インク供給制御部２０９は、供給ポンプＰ１および回収ポンプＰ２を停止し、大気開放弁Ｖ０、供給弁Ｖ２、回収弁Ｖ４、および吸引弁Ｖ８を閉じる。これにより、記録ヘッド８内のインクの流れは止まり、サブタンク１５１と記録ヘッド８の水頭差による逆流も抑制される。また、大気開放弁Ｖ０を閉じることで、サブタンク１５１からのインク漏れやインクの蒸発が抑制される。

記録ヘッド８からインクを引き抜くとき、インク供給制御部２０９は、大気開放弁Ｖ０、タンク供給弁Ｖ１、供給弁Ｖ２、回収弁Ｖ４、および吸引弁Ｖ８を閉じ、ヘッド交換弁Ｖ５を開き、減圧ポンプＰ０を駆動する。これにより、サブタンク１５１内が負圧状態になり、記録ヘッド８内のインクは、ヘッド交換流路Ｃ５を経由してサブタンク１５１へ回収される。このように、ヘッド交換弁Ｖ５は、通常の記録動作や待機時には閉じられており、記録ヘッド８からインクを引き抜く際に開放される弁である。なお、記録ヘッド８への充填においてヘッド交換流路Ｃ５にインクを充填する際もヘッド交換弁Ｖ５は開放される。

＜インク供給ユニットの配置＞
図７および図８は、インクタンクユニット１４と、インク供給ユニット１５とを含む斜視図である。インクタンクユニット１４の各色のメインタンク１４１から供給チューブ１４２を介してインク供給ユニット１５にインクが供給される。即ち、供給チューブ１４２内に、メインタンク１４１からサブタンク１５１へインクを供給するタンク接続流路Ｃ１が形成されている。図７に示すように、インクタンクユニット１４の重力方向の下方にインク供給ユニット１５が配されている。以下、単に「上方」および「下方」という場合、重力方向（ｚ方向）の上方および下方を示すものとする。インク供給ユニット１５の配置構成については後述する。インク供給ユニット１５においては、連環チューブ１５９が、供給流路Ｃ２と回収流路Ｃ４とで、それぞれ備えられている。連環チューブ１５９内は、各色のインクに応じて流路が区分されている。すなわち、一方の連環チューブ１５９内には、各色に対応する供給流路Ｃ２が形成されており、他方の連環チューブ１５９には、各色に対応する回収流路Ｃ４が形成されている。連環チューブ１５９は、記録ヘッド８（図７および図８では不図示）に接続される。図７および図８には、インク供給ユニット１５の上方部分に大気連通プレート１５４が配されている。大気連通プレート１５４の詳細は後述する。

図９（ａ）は、インク供給ユニット１５を構成するサブユニット１５０の斜視図である。図９（ｂ）は、図９（ａ）の大気連通プレート１５４がサブユニット１５０から分離された状態の斜視図である。サブユニット１５０は、インク色ごとに備えられる。ここでは任意のインク色に対応するサブユニット１５０を示している。サブユニット１５０は、サブタンク１５１と、サブタンク１５１の下方に配されたインク流路プレート１５２と、サブタンク１５１の上方に配された大気連通プレート１５４とを備える。インク流路プレート１５２上には、メインタンク１４１に接続される供給チューブ１４２（図７および図８参照）を接続するチューブ接続部１５１１が配されている。インク流路プレート１５２内に形成されているタンク接続流路Ｃ１を通じてサブタンク１５１へインクが供給される。また、インク流路プレート１５２内には、サブタンク１５１から記録ヘッド８へインクを供給する供給流路Ｃ２、および、記録ヘッド８からサブタンク１５１へインクを回収する回収流路Ｃ４が形成されている。大気連通プレート１５４内には、空気が流れる空気流路Ｃ０が形成されている。

図９に示すように、本実施形態では、インク流路プレート１５２の上方に、サブタンク１５１および第１の機能部品群１５３が配されている。第１の機能部品群１５３とは、流路に作用する第１の機能部品を総称したものである。第１の機能部品群１５３に含まれる第１の機能部品は、例えば、駆動機構によって流路の開閉を行うための駆動弁、差圧弁、逆止弁、循環に用いる循環ポンプ（供給ポンプＰ１、回収ポンプＰ２）、バッファ室Ｂ１、Ｂ２である。第１の機能部品群１５３に含まれる駆動弁は、例えばタンク供給弁Ｖ１、供給弁Ｖ２、回収弁Ｖ４、ヘッド交換弁Ｖ５、および吸引弁Ｖ８である。第１の機能部品群１５３に含まれる差圧弁は、例えばリリーフ弁Ｖ３である。逆止弁も差圧弁の一種であり、逆止弁Ｖ７、逆止弁Ｖ９、および逆止弁Ｖ１０も差圧弁に含まれる。このように、第１の機能部品群１５３は、タンク接続流路Ｃ１、供給流路Ｃ２、リリーフ流路Ｃ３、回収流路Ｃ４、およびヘッド交換流路Ｃ５に作用する第１の機能部品を含む。なお、供給流路Ｃ２と、リリーフ流路Ｃ３およびヘッド交換流路Ｃ５との接続部は、インク流路プレート１５２内に設けられている（不図示）。

また、図９に示すように、本実施形態では、大気連通プレート１５４の下方に、第２の機能部品群１５５が配されている。第２の機能部品群１５５とは、流路に作用する第２の機能部品を総称したものである。第２の機能部品群１５５に含まれる第２の機能部品は、例えば、駆動機構によって流路の開閉を行うための駆動弁である。第２の機能部品群１５５に含まれる駆動弁は、例えば大気開放弁Ｖ０およびサブタンク減圧弁Ｖ６である。このように、第２の機能部品群１５５は、空気流路Ｃ０に作用する第２の機能部品を含む。

図９に示すサブタンク１５１、インク流路プレート１５２、大気連通プレート１５４、第１の機能部品群１５３、および第２の機能部品群１５５は、インク色ごとにそれぞれ備えられている。本実施形態においては、メインタンク１４１、サブタンク１５１、インク流路プレート１５２、大気連通プレート１５４、第１の機能部品群１５３、および第２の機能部品群１５５を、全てのインク色において共通の構成とすることができる。サブユニット１５０の構成を全てのインク色において共通のものとすることで、インク色ごとの構成のサブユニット１５０を用意する場合に比べて、サブユニット１５０のコストを削減することができる。なお、ここで説明した第１の機能部品群１５３および第２の機能部品群１５５に含まれる機能部品は一例であり、これらの一部が備わっていなくてもよく、また、この例以外の機能部品が備わっていてもよい。

図１０は、インク供給ユニット１５の斜視図である。インク供給ユニット１５は、インク色ごとのサブユニット１５０（図１０では、一色分のサブユニット１５０のみを示す）に加え、さらに流路集約プレート１５６を備えている。本実施形態では、同じ配置構成のサブユニット１５０が、水平方向のｙ方向に、同じ向きで並んで配される。

サブタンク１５１は、インク流路プレート１５２の一方の概略端部の上方に配される。即ち、サブタンク１５１とインク流路プレート１５２との接続部（以下、第一接続部１５１２という。図１１も参照。）は、サブタンク１５１の下面に設けられている。インク流路プレート１５２内においては、サブタンク１５１と接続する第一接続部１５１２から水平方向（ｘ方向）に延在するように流路（供給流路Ｃ２および回収流路Ｃ４）が形成されている。なお、流路は、全体としてｘ方向に延在しているものであり、途中で他の方向に案内されるものであってもよい。図１０に示すように、インク流路プレート１５２の第一接続部１５１２が設けられた端部のｘ方向の反対側の端部には、インク流路プレート１５２内の流路を流路集約プレート１５６に接続する接続部（以下、第二接続部１５６１という）が設けられている。

流路集約プレート１５６は、各サブユニット１５０のインク流路プレート１５２の上方に、各第二接続部１５６１を横断するように配されている。流路集約プレート１５６内には、各第二接続部１５６１へ送出されるインクまたは各第二接続部１５６１から送出されるインクを、概略水平方向（ｙ方向）に案内する流路が形成されている。図１０に示すように、流路集約プレート１５６内には、ｚ方向に全ての流路が並んで配されている。流路集約プレート１５６は、連環チューブ１５９（図７、図８参照）と接続する第三接続部１５９１を備える。

このように、供給流路Ｃ２および回収流路Ｃ４は、インク流路プレート１５２、流路集約プレート１５６、および連環チューブ１５９内に形成されている。

＜インク流路プレートの配置＞
図１１は、インク流路プレート１５２の構成を説明する斜視図である。図１１（ａ）は、インク流路プレート１５２を重力方向の下方から見た図である。図１１（ｂ）は、図１１（ａ）の表面のフィルム部材を透過して、流路を可視化した図である。図１１（ｃ）は、インク流路プレート１５２を重力方向の上方から見た図である。図１１（ｃ）は、インク流路プレート１５２上に配置されているサブタンク１５１および第１の機能部品群１５３を分離した状態の図を示している。

図１２は、インク流路プレート１５２上にサブタンク１５１および第１の機能部品群１５３を配した斜視図である。図１２には、図５で示す駆動弁、差圧弁、逆止弁、バッファ室、および循環ポンプに対応する部品を、図５と同じ符号で示している。図１２（ｂ）は、図１２（ａ）のＸＩＩＢ部の分解斜視図である。レバーホルダ１５７内に、駆動弁が配されている。なお、図示していないが、サブタンク１５１内に、サブタンク１５１内の上方に通じる流路が形成されており、例えばヘッド交換流路Ｃ５は、インク流路プレート１５２からサブタンク１５１内の流路を通じてサブタンク１５１内の上方の空気室と接続される。

図１２に示すように、第１の機能部品群１５３は、インク流路プレート１５２の上方に配されている。第１の機能部品群１５３は、流路の開閉制御や、流路を流れるインクの流量の制御を行う部品である。このため、インク流路プレート１５２内に形成されている流路に対応する位置の上方に配されている。このように、本実施形態では、インクの流れに関連する流路（タンク接続流路Ｃ１、供給流路Ｃ２、リリーフ流路Ｃ３、回収流路Ｃ４、およびヘッド交換流路Ｃ５）に作用する第１の機能部品群１５３をインク流路プレート１５２の上方に集約して配している。以下、このような配置を採用している理由を説明する。

本実施形態のインク供給ユニット１５は、循環するインクを収容するサブタンク１５１を備えている。このサブタンク１５１は、図１２などに示すように、ｚ方向に長い楕円形のタンクである。

図１３は、サブタンク１５１の縦断面を示す図である。サブタンク１５１には、３本の液面検知手段１５１ａ（電極ピン）が挿入されている。サブタンク１５１内の液体が収容される領域は、円筒または楕円筒の形状であり、幅Ｗは略８０ｍｍ程度、高さＨは、略１００ｍｍ程度とすることができる。このように、本実施形態では、ｚ方向（重力方向、高さ方向）に長い形状のサブタンク１５１が使用される。このようなサブタンク１５１が用いられる理由は、液面検知手段１５１ａによってサブタンク１５１内のインクの残量の検知の精度を高めるためである。サブタンク１５１がｘ方向またはｙ方向（水平方向）に長い形状のものを用いると、単位インク量の増減に対して高さ方向の変化量が小さくなってしまう。すなわち、サブタンク１５１内のインクの残量の検知の精度が粗くなってしまう。そこで、インクの残量の検知の精度を高めるため、サブタンク１５１は、ｚ方向に長い形状のものが用いられる。サブタンク１５１としてｚ方向に長い形状のものが用いられると、その長さに対応して、サブタンク１５１が配置されている領域に隣接する水平方向の領域上に空間が生じる。本実施形態では、サブタンク１５１によって生じるｚ方向（重力方向）の長さに対応する空間を有効に利用する。

有効利用の一例として、本実施形態では、まずインク供給ユニット１５のインクの流れに関連する流路をインク流路プレート１５２に集約している。また、インク供給ユニット１５の空気の流れに関連する流路を大気連通プレート１５４内に形成している。そして、インク流路プレート１５２の上方にサブタンク１５１を配し、サブタンク１５１の上方に大気連通プレート１５４を配している（図９参照）。このように、サブタンク１５１を、大気連通プレート１５４とインク流路プレート１５２とで重力方向において挟み込むようにすることで、インク供給ユニット１５のサイズを重力方向に拡大させずに済む。従って、インク供給ユニット１５をコンパクトに構成することができる。さらに、本実施形態では、インク流路プレート１５２の上方に、第１の機能部品群１５３を配している。より詳細には、第１の機能部品群１５３は、インク流路プレート１５２の上方であって、サブタンク１５１が配されていない領域に配されている。即ち、第１の機能部品群１５３は、サブタンク１５１とインク流路プレート１５２と大気連通プレート１５４とによって形成されている、サブタンクに隣接する水平方向の空間領域に集約して配されている。このようにサブユニット１５０の配置を構成することで、サブタンク１５１によって生じるｚ方向（重力方向）の空間を有効に利用することができる。

＜大気連通プレートの配置＞
図１４は、大気連通プレート１５４の構成を説明する図である。図１４（ａ）は、大気連通プレート１５４を重力方向の上方から見た斜視図である。図１４（ａ）では、第２の機能部品群１５５は図示を省略している。図１４（ｂ）は、第２の機能部品群１５５が配された大気連通プレート１５４を、重力方向の下方から見た斜視図である。即ち、大気連通プレート１５４がサブタンク１５１と接続される場合には、図１４（ｂ）の状態から裏返した状態で、接続されることになる。図１４（ｂ）では説明のために、重力方向の下方から見た状態の図を示している。図１４（ｃ）は、図１４（ｂ）の分解斜視図である。大気連通プレート１５４には、減圧ポンプＰ０と接続するためのポンプ接続部１５４１と、サブタンク１５１と接続するサブタンク接続部１５４２と、大気と連通する大気連通孔１５４３と、第２の機能部品群１５５とが配されている。サブタンク接続部１５４２は、サブタンク１５１の重力方向の上面と接続される。

大気連通プレート１５４は、サブタンク１５１の重力方向の上方に配される（図９も参照）。この大気連通プレート１５４の重力方向の下方には、空気流路Ｃ０に作用する第２の機能部品群１５５が配されている。一般に、流路に作用する機能部品は、図９のインク流路プレート１５２に示すように、流路の重力方向の上方に配される。しかしながら、本実施形態では、大気連通プレート１５４の重力方向の下方に、空気流路Ｃ０に作用する第２の機能部品群１５５が配されている。即ち、サブタンク１５１とインク流路プレート１５２と大気連通プレート１５４とによって形成されている、サブタンクに隣接する水平方向の空間領域に、第２の機能部品群１５５が集約して配されている。

このように、本実施形態では、サブタンク１５１を、大気連通プレート１５４とインク流路プレート１５２とで重力方向において挟み込むように配置する。さらに、サブタンク１５１と、大気連通プレート１５４と、インク流路プレート１５２とによって、サブタンク１５１に隣接する水平方向に生じた空間領域に、第１の機能部品群１５３と第２の機能部品群１５５とを集約して配置している。このため、インク供給ユニット１５の重力方向の長さ（サイズ）が、サブタンク１５１の重力方向のサイズ（より詳細には、大気連通プレート１５４およびインク流路プレート１５２の重力方向のサイズを加えたサイズ）に概略対応するサイズに収まる。従って、重力方向のサイズをコンパクトにしたインク供給ユニット１５を提供することが可能となる。仮に、第２の機能部品群１５５が大気連通プレート１５４の重力方向の上方に配されてしまうと、第２の機能部品群１５５の重力方向のサイズ分だけ、インク供給ユニット１５の重力方向のサイズが大きくなってしまう。本実施形態によれば、インク供給ユニット１５が重力方向に大型化することを抑制することができる。また、重力方向に長い形状のサブタンク１５１によって生じたスペースを有効利用することができる。

なお、本実施形態では、第１の機能部品群１５３と第２の機能部品群１５５とが平面視において重複する場合（ｚ方向から見て重なる場合）であっても、ｚ方向に隙間が生じる構成となっている。しかしながら、第１の機能部品群１５３の重力方向のサイズと第２の機能部品群１５５の重力方向のサイズとの合計が、サブタンク１５１の重力方向のサイズ（高さＨ）を超えていてもよい。この場合、インク流路プレート１５２上の第１の機能部品群１５３の配置をずらすか、大気連通プレート１５４の下方の第２の機能部品群１５５の配置をずらせばよい。

また、以上の説明は、主に流路に作用する第１の機能部品群１５３および第２の機能部品群１５５がサブタンク１５１のｚ方向（重力方向）の範囲内に配される例を説明したが、他の部品が配されてもよい。例えば、駆動弁やポンプを駆動するための、不図示のモータやギアなどの駆動機構が、このサブタンク１５１のｚ方向（重力方向）の範囲内に配されてもよい。

８記録ヘッド
１５１サブタンク
１５２インク流路プレート
１５３第１の機能部品群
１５４大気連通プレート
１５５第２の機能部品群

Claims

インクを吐出する記録ヘッドと、
前記インクを収容するインクタンクと、
前記インクタンクから前記記録ヘッドへ供給されるインクを案内する供給流路と、前記記録ヘッドから前記インクタンクへ回収されるインクを案内する回収流路と、を有し、前記インクタンクの重力方向の下方に設けられたインク流路プレートと、
前記インクタンクの重力方向の上方に設けられ、前記インクタンクを大気と連通するための大気連通流路を有する大気連通プレートと、
前記インク流路プレートの重力方向の上方に設けられ、前記供給流路および前記回収流路の少なくとも一方の流路に機能する第１の機能部品と、
前記大気連通プレートの重力方向の下方に設けられ、前記大気連通流路に機能する第２の機能部品と、
を備えることを特徴とする記録装置。
前記第１の機能部品は、
駆動機構によって流路の開閉を行うための駆動弁、
第一の方向からの所定の圧が生じた場合に流路の開閉を行う差圧弁、
前記供給流路に配され、駆動機構によって駆動される第１の循環ポンプ、
前記回収流路に配され、駆動機構によって駆動される第２の循環ポンプ、および、
流路中の空気の体積変化に応じて容積が変わるバッファ室のうちの少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項１に記載の記録装置。
前記第２の機能部品は、駆動機構によって流路の開閉を行うための駆動弁を含むことを特徴とする請求項２に記載の記録装置。
前記第１の機能部品および前記第２の機能部品は、前記インクタンクの重力方向の長さの範囲内に設けられていることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の記録装置。
前記駆動機構は、前記インク流路プレートの前記重力方向の上方かつ前記大気連通プレートの前記重力方向の下方に設けられていることを特徴とする請求項２または３に記載の記録装置。
前記駆動機構は、前記インクタンクの重力方向の長さの範囲内に設けられていることを特徴とする請求項２または３に記載の記録装置。
前記インクタンクと前記大気連通流路との接続部は、前記インクタンクの重力方向の上面に設けられていることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の記録装置。
前記インクタンクと前記供給流路及び前記回収流路との接続部は、前記インクタンクの重力方向の下面に設けられていることを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の記録装置。
前記第１の機能部品は、前記インク流路プレートの重力方向の下方に設けられておらず、前記第２の機能部品は、前記大気連通プレートの重力方向の上方に設けられていないことを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載の記録装置。
前記インクタンクは、水平方向の長さよりも重力方向の長さが大きい形状であり、液面の高さを検知する液面検知手段を備えることを特徴とする請求項１から９のいずれか一項に記載の記録装置。
前記液面検知手段は、重力方向の長さが異なる複数の電極ピンを含むことを特徴とする請求項１０に記載の記録装置。