JP7140619B2 - インク供給ユニット、インクジェット記録装置及び製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、インク供給ユニット、インクジェット記録装置及び製造方法に関する。

従来インクジェット記録装置には、インクタンクから記録ヘッドへインクを供給するインク供給ユニットを有するものがある。インク供給ユニットは、インクが流れる流路と、インクの流れを制御するポンプ、バルブなどの要素部品から構成される。特許文献１には、インク流路と、要素部品へのインクの出入口を形成した平板状の部品に、インク流路を封止するシール部材と当て板、要素部品を締結したインク供給ユニットが開示されている。

特開２０００－４３２８３号公報

しかしながら、特許文献１の構成では、要素部品の数に応じて締結箇所が増えた場合、締結部品の増加によるインク供給ユニットの大型化の虞がある。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、要素部品の数に依らず小型化を実現可能な供給ユニットを提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明に係るインク供給ユニットは、インクタンクから記録ヘッドへインクを供給するインク供給ユニットであって、インクを供給するためのポンプを含みレーザ光吸収材で構成される当接部を有する要素部品と、前記当接部と当接可能な第１面と、前記第１面と反対の第２面と、前記第１面と前記第２面を貫通する開口部を囲い前記第２面から突出した流路形成部と、を有するプレートと、前記開口部を封止するための封止部材と、前記当接部が前記開口部の周囲の前記第１面に当接した第１当接箇所に対して前記第２面側からレーザ照射された後、前記封止部材が前記流路形成部と当接した第２当接箇所に対して前記第２面側からレーザ照射されることで形成されるインク流路と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、要素部品の数に依らず小型化を実現可能な供給ユニットを提供することができる。

インクジェット記録装置が待機状態にあるときの図である。 インクジェット記録装置の制御構成図である。 インクジェット記録装置が記録状態にあるときの図である。 インクジェット記録装置がメンテナンス状態にあるときの図である。 インク供給ユニットの構成を示す模式図である。 記録ヘッドの詳細構成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。 サブ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。 インク流路プレートと要素部品の接続方法を示す断面模式図である。 インク流路プレートの開口を封止する封止方法を示す断面模式図である。 二次材によってインク流路プレートの開口を封止する封止方法を示す断面模式図である。

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。但し、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。尚、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。

〔第１実施形態〕
図１は、本実施形態のインクジェット記録装置（以下、記録装置）１の内部構成図である。以降、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する方向、ｚ方向は鉛直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で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の上流側と下流側に配され、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、記録ヘッド８の上流側に配され、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、搬送経路における最下流に配され、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、記録媒体Ｓを所定方向に案内する。拍車７ｂのうち、搬送ローラ７または排出ローラ１２と対向する位置に設けられたものは、搬送ローラ７または排出ローラ１２と記録媒体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（ラインヘッド）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が図１に示す待機位置にあるとき、記録ヘッド８の吐出口面８ａはキャップユニット１０によってキャップされている。このキャップユニット１０の位置をキャッピング位置とも称する。記録ヘッド８が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内のインクの圧力およ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。メンテナンスユニット１６については後に詳しく説明する。

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が受信した記録対象となる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（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｆｉｄｅｌｉｔｙ）（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（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ）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の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（制御手段）２０２は、これを一旦ＲＡＭ２０４に保存する。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ことで、記録ヘッド８が記録動作に利用できるようにする。

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に示す第１給送ユニット６Ａ、第２給送ユニット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、ユーザがＡＤＦに搭載した原稿を、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下降させながら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７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、まず記録ヘッド８を鉛直方向において斜め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、まず記録ヘッド８を約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＞
図５は、インク供給ユニット１５の周辺構成を含む模式図である。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から記録ヘッド８へインクを供給する構成である。図５では１色のインクについての構成を示すが、記録装置１には同様の構成がインクの色（例えば、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラック）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は再びサブタンク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。即ち、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の上方は、空気が流れる空気流路Ｃ０に接続されている。

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、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。インクが供給されたサブタンク１５１は、下方にインクが貯留されるインク室を有し、上方にインクが貯留されない空気室を有する。減圧ポンプＰ０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の内部と大気の連通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。そして、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、駆動式の供給弁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にインクを供給することができる。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設定されていて、当該流量に対応可能な駆動量で供給ポンプＰ１が駆動される。

また、供給流路Ｃ２には、記録ヘッド８からサブタンク１５１へのインクの逆流を防止する第１逆止弁Ｖ７が配されている。第１逆止弁Ｖ７は、一方向からのインクの流れを許容し、その逆方向への流れを規制する弁であり、弁の上流側と下流側の圧力差に応じて開閉する。以上より、供給流路Ｃ２には、サブタンク１５１に近い方から順に第１逆止弁Ｖ７と供給ポンプＰ１と供給弁Ｖ２が配されている。

リリーフ流路Ｃ３は、一端が第１逆止弁Ｖ７と供給ポンプＰ１の間に接続され、他端が供給ポンプＰ１と供給弁Ｖ２の間に接続される流路であり、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Ｖ３は、駆動機構によって開閉されるのではなく、ばね等の付勢手段によって弁が閉じられており、所定の圧に達すると付勢力に抗して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に対してかかるインク供給圧が記録ヘッド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とバッファ室遮断弁Ｖ８と第２逆止弁Ｖ９と第３逆止弁Ｖ１０とが配されている。回収流路Ｃ４にはさらに、第１バッファ室Ｂ１と第２バッファ室Ｂ２と回収ポンプＰ２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からＯＵＴ流路８０ｃへインクを循環させることができる（図６参照）。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。

第２逆止弁Ｖ９と第３逆止弁Ｖ１０は、サブタンク１５１から記録ヘッド８へのインクの逆流を防止する弁である。本実施形態の循環経路では、サブタンク１５１はヘッドユニット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とヘッドユニット８の水頭差によって、サブタンク１５１からヘッドユニット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に第２逆止弁Ｖ７を設けている。本実施形態では予備として２つの逆止弁を設けているが、１つ以上設けられていればよい。

回収弁Ｖ４は、回収ポンプＰ２と第２逆止弁Ｖ９の間に設けられ、供給弁Ｖ２と同じように駆動式の弁であり記録動作を行うときに開放される。また、記録動作を行っていないときは回収弁Ｖ４が閉塞されるため、第２逆止弁Ｖ９と第３逆止弁Ｖ１０のようにインクの逆流を防ぐ逆止弁としての機能を果たす。

バッファ室遮断弁Ｖ８は、記録ヘッド８をキャップユニット１０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。これは、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。なお、キャップユニット１０による吸引時には、供給流路Ｃ２においても、供給弁Ｖ２およびヘッド交換弁Ｖ５を閉じるように、インク供給制御部２０９によって制御される。

第１バッファ室Ｂ１および第２バッファ室Ｂ２は、流路内のインクに含まれる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。第１バッファ室Ｂ１および第２バッファ室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に含まれる気泡が膨張したり収縮したりする場合、第１バッファ室Ｂ１および第２バッファ室Ｂ２は気泡の体積変化に応じて膨張したり収縮したりする。これにより、気泡の膨張や収縮によって吐出口にかかる圧力が変化して、吐出口にからのインク漏れや空気の引き込みを抑制することができる。本実施形態では、膨張用と収縮用とで２つのバッファ室を備えているが、両方の機能を持った１つのバッファ室を設けてもよい。

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において記録ヘッド８より上流側であって供給弁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の重力方向上方に接続されてサブタンク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、第１の負圧制御ユニット８１よりも強い負圧（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。

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、およびバッファ室遮断弁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。このように供給過多となったインクがリリーフ流路Ｃへ流れることで、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。

一方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、およびバッファ室遮断弁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からサブタンク１５１へ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、およびバッファ室遮断弁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からサブタンク１５１へインクを引き抜く際に開放される弁である。尚、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（ａ）および図７（ｂ）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（ｂ）に示すように、インクタンクユニット１４の重力方向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とのそれぞれに対して備えられている。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。即ち、一方の連環チューブ１５９ａ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１５９ｂ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１５９ａ、１５９ｂは、記録ヘッド８（図７（ａ）および図７（ｂ）では不図示）に接続される。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。

図８（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８（ｂ）は、図８（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８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１又は複数の機能部品（第１の機能部品群１５３と称する）が配されている。第１の機能部品群１５３とは、インクの流路に作用する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、又はヘッド交換流路Ｃ５に作用する機能部品を含む。尚、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、大気連通プレート１５４の下方に、１又は複数の機能部品（第２の機能部品群１５５と称する）が配されている。第２の機能部品群１５５とは、空気の流路に作用する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。この駆動弁は、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に作用する機能部品を含む。

図８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にかかるコストを低減できる。尚、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良く、また、これら以外の機能部品が備わっていても良い。

＜流路プレート＞
図９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９（ａ）は、インク流路プレート１５２を下方から見た図である。図９（ｂ）は、図９（ａ）の表面の封止部材１５６を透過して、流路を可視化した図である。図９（ｃ）は、インク流路プレート１５２を上方から見た図である。図９（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１０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１０においては、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１０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。

図１１は、サブタンク１５１および第１の機能部品群１５３とインク流路プレート１５２の接続方法を示す断面模式図である。以下で、サブタンク１５１と第１の機能部品群１５３をまとめて要素部品とも称する。インク流路プレート１５２は全体がレーザ光透過材によって構成され、要素部品が配置される面を第１面１５２ａ、その反対の面を第２面１５２ｂとする。

サブタンク１５１は、インク流路プレート１５２の第１面１５２ａに向けて突出する第１突出部（当接部）１５１ａがレーザ光吸収材で構成される。本実施形態では、第１突出部１５１ａだけでなく、第１突出部１５１ａが配されるサブタンク１５１の下部もレーザ光吸収材で構成される。

同様に、第１の機能部品群１５３は、インク流路プレートの第１面１５２ａに向けて突出する第２突出部（当接部）１５３ａがレーザ光吸収材で構成される。サブタンク１５１と同様、本実施形態では、第２突出部１５３ａが配される第１の機能部品群１５３の下部もレーザ光吸収材で構成される。

インク流路プレート１５２には貫通する開口部１５８が複数設けられ、第２面１５２ｂ側には開口部１５８を囲うように配され突出した流路形成部１５９を有する。第１突出部１５１ａおよび第２突出部１５３ａは、開口部１５８と接続することで要素部品とインク流路プレート１５２の間でインクが連通可能となる。

本実施形態では、第１突出部１５１ａおよび第２突出部１５３ａがインク流路プレート１５２の開口部１５８周囲の第１面１５２ａと当接した状態で、その当接箇所に対して第２面側から矢印Ａの向きにレーザ光を照射する。これにより、図１１において点線で示す当接箇所が熱溶着されて接続される。このように、まず、要素部品とインク流路プレート１５２の第１面１５２ａをレーザ光によって接続する。

図１２は、インク流路プレート１５２の開口部１５８を封止する封止方法を示す図である。要素部品とインク流路プレート１５２が接続された後、開口部１５８を囲う流路形成部１５９に対して封止部材１５６を溶着して開口部１５８を封止する。これにより、インク流路プレート１５２のインク流路が完成する。図１２においては、封止部材１５６として薄膜フィルムを用いた例を示す。

本実施形態では、インク流路プレート１５２の流路形成部１５９と封止部材１５６が当接した状態で、図１２において点線で示す当接箇所に対して矢印Ａの向きにレーザ光を照射する。これにより、インク流路プレート１５２と封止部材１５６とが熱溶着されて、インク流路が形成される。

なお、封止部材１５６のうちインク流路プレート１５２と対向する面は、インク流路プレート１５２と同種材料によって構成される。一方、封止部材１５６のうちインク流路プレート１５２と対向しない面は、ガスバリア性の高い材料であることが好ましい。これにより、流路を流れるインクに空気が混入するのを抑制することができる。

このように、サブタンク１５１および第１の機能部品群１５３等の要素部品がインク流路プレート１５２の一方の面（第１面１５２ａ）に集約して配置される構成にすることで、レーザ照射を一方向から行うことができる。また、インク流路プレート１５２の開口部１５８を一方向からのレーザ照射によって全て封止することができ、製造工程における組立工数を削減することができる。また、接着方法をレーザによる熱溶着にすることで、ごみの混入や部品の変形を低減することができる。

〔その他の実施形態〕
第１実施形態では、封止部材１５６として薄膜フィルムを用いた例を示したが、基板状の部材であってもよい。図１３を用いて、薄い基板状の封止部材１５６を用いた場合の接着方法を説明する。第１実施形態と異なり、インク流路プレート１５２の第２面１５２ｂに、開口部１５８とは別に溝部１５７を設ける。溝部１５７は、開口部１５８のように流路を形成するためではなく、基板状の封止部材１５６とインク流路プレート１５２を接続するために設けられる。すなわち、溝部１５７は要素部品とは連通しない。

図１３に示すように、溝部１５７に対して、矢印Ｂの向きにインク流路プレート１５２と同じ材料（２次材）を射出成形で流し込む。これにより、２次材を介してインク流路プレート１５２と封止部材１５６が熱溶着されて接続され、封止部材１５６が基板状の場合も信頼性の高い接着を行うことができる。

なお、図１３に示す例では、プレート材料にはレーザ透過色である透明又は乳白色のＰＰ（ポリプロピレン）を用い、要素部品底部の材料にはレーザ吸収色である黒色のＰＰ（ポリプロピレン）を用いる。しかしながら、プレート材料と要素部品底部の材料はこれに限らず、プレートにレーザ透過色の材料を用い、要素部品底部にレーザ吸収色の材料を用いればよい。

組み合わせの第１例としては、プレートにＰＰＥ＋ＰＳ（ポリフェニレンエーテル＋ポリスチレン）を用い、要素部品底部にＰＰＥ＋ＰＳ（ポリフェニレンエーテル＋ポリスチレン）を用いるものがある。さらに組み合わせの第２例として、プレートにＰＰＥ＋ＰＳ（ポリフェニレンエーテル＋ポリスチレン）を用い、要素部品底部にＰＰＥ＋ＰＰ（ポリフェニレンエーテル＋ポリプロピレン）を用いるものがある。組み合わせの第３例として、プレートにＰＰ（ポリプロピレン）を用い、要素部品底部にＰＰＥ＋ＰＰ（ポリフェニレンエーテル＋ポリプロピレン）を用いるものも挙げられる。いずれの組み合わせの例においても、プレート材料が透明又は乳白色であり、要素部品底部の材料は黒色である。

１５ インク供給ユニット
１５１ サブタンク
１５１ａ 第１突出部（当接部）
１５２ インク流路プレート
１５２ａ 第１面
１５２ｂ 第２面
１５３ 第１の機能部品群
１５３ａ 第２突出部（当接部）
１５６ 封止部材
１５８ 開口部

Claims (9)

1. インクタンクから記録ヘッドへインクを供給するインク供給ユニットであって、
   インクを供給するためのポンプを含みレーザ光吸収材で構成される当接部を有する要素部品と、
   前記当接部と当接可能な第１面と、前記第１面と反対の第２面と、前記第１面と前記第２面を貫通する開口部を囲い前記第２面から突出した流路形成部と、を有するプレートと、
   前記開口部を封止するための封止部材と、
   前記当接部が前記開口部の周囲の前記第１面に当接した第１当接箇所に対して前記第２面側からレーザ照射された後、前記封止部材が前記流路形成部と当接した第２当接箇所に対して前記第２面側からレーザ照射されることで形成されるインク流路と、を備えることを特徴とするインク供給ユニット。
2. 前記封止部材は、前記プレートと対向する面が前記プレートと同種材料で構成された薄膜フィルムであることを特徴とする請求項１に記載のインク供給ユニット。
3. 前記プレートは前記第２面に溝部を有し、
   前記封止部材は前記プレートと同種材料で構成された基板であり、
   前記溝部に対して前記同種材料を射出成形で流し込むことで前記プレートと前記基板が接続されていることを特徴とする請求項１に記載のインク供給ユニット。
4. 前記要素部品は、前記インクタンクから供給されるインクを収容するサブタンクを含むことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のインク供給ユニット。
5. 前記要素部品は、駆動機構によって駆動される弁を含むことを特徴とする請求項４に記載のインク供給ユニット。
6. 前記サブタンクと前記記録ヘッドとの間でインクが循環されることを特徴とする請求項４または５に記載のインク供給ユニット。
7. 前記プレートは透明又は乳白色であり、前記当接部は黒色であることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載のインク供給ユニット。
8. 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供給されるインクを吐出する記録ヘッドと、
   請求項１から７のいずれか１項に記載のインク供給ユニットと、を備えるインクジェット記録装置。
9. インクをインクタンクから記録ヘッドへ供給するためのポンプを含みレーザ光吸収材で構成される当接部を有する要素部品と、
   前記当接部と当接可能な第１面と、前記第１面と反対の第２面と、前記第１面と前記第２面を貫通する開口部を囲い前記第２面から突出した流路形成部と、を有するプレートと、
   前記開口部を封止するための封止部材と、を備えるインク供給ユニットの製造方法であって
   前記当接部が前記開口部の周囲の前記第１面に当接した第１当接箇所に対して前記第２面側からレーザ照射する第１工程と、
   前記封止部材が前記流路形成部と当接した第２当接箇所に対して前記第２面側からレーザ照射する第２工程と、を有することを特徴とする製造方法。

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