(57)【要約】      （修正有）【課題】記録媒体幅方向に複数の小型ヘッドがそれぞれの端部に重なりを持つように交互に配置されて仮想的な長尺ヘッドを構成し、各ヘッドが個々に且つ、容易な着脱で交換可能で、記録媒体搬送方向の幅を小さくできる長尺ヘッドを備える画像形成装置の提供。【解決手段】複数の小型のヘッドモジュール５７を記録媒体幅方向で互い違いの位置に着脱自在にヘッドマウント３０へ装着し、インク経路は、複数配列されたヘッドモジュール群に対して記録媒体搬送方向の上流又は下流のいずれか片方からインクを供給し、併せてヘッドマウント３０にヘッドモジュール５７を駆動する基板２４を搭載して構成される、画像形成装置の提供。【選択図】図１６
2006205689.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクジェット方式のヘッドモジュールを記録媒体搬送方向と略直行方向に複数配列したヘッドモジュール群を少なくとも１つ有し、前記ヘッドモジュールにインクを供給するインク経路を有し前記記録媒体に画像を記録する画像形成装置であって、
前記インク経路は、前記複数配列されたヘッドモジュール群に対して前記記録媒体搬送方向の上流側又は下流側のいずれか片方からインク供給する事を特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
インクヘッド方式のヘッドモジュールを記録媒体搬送方向と略直行方向に複数配列したヘッドモジュール群を少なくとも１つを有し、前記ヘッドモジュールにインクを供給するインク経路を有し前記記録媒体に画像を記録する画像形成装置であって、
前記ヘッドモジュール群と併行して前記記録媒体搬送方向の上流又は下流のいずれか片方の１つの前記ヘッドモジュール群を構成する全ての前記ヘッドモジュールにインクを供給する共通な前記インク経路の一部を配列した事を特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
前記ヘッドモジュール群は、前記ヘッドモジュールを個々に固定する固定部材を有することを特徴とする前記第１項又は第２項記載の画像形成装置
【請求項４】
前記ヘッドモジュールは、前記固定部材に対して記録媒体の記録面に向けて略直行する向きで挿入され、記録面側に向かって開口したインクポートを有するとともに、
前記固定部材は、前記インク経路を有し、前記インク経路は前記インクポート位置に対応してインクポート側へ向けて開口したインクジョイントを有する事を特徴とする前記第３項記載の画像形装置。
【請求項５】
前記ヘッドモジュール群は、前記記録媒体搬送方向に略垂直方向に所定の間隔を有して配列する少なくとも２列のヘッドモジュール列を有する事を特徴とする前記第１又は第２項記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記所定の間隔に前記ヘッドモジュールへのインク系路を配置した事を特徴とする前記第５項記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記共通なインク経路の一部に近い側の前記ヘッドモジュール列を構成する前記へドモジュールの前記間隔を通り前記共通なインク経路の一部に遠い側の前記ヘッドモジュール列にインクを供給するインク径路を有することを特徴とする前記第６項記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記インク径路は開閉可能な弁を有する事を特徴とする第１又は第２項記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記ヘッドモジュール群は、前記ヘッドに信号を供給する共通の電気基板を有することを特徴とする前記第１又は第２項記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記ヘッドモジュールは前記固定部材に対して少なくとも弾性部材にて固定されることを特徴とする第３項記載の画像形成装置。
【請求項１１】
前記固定部材は前記インク径路の温度調整をする温度制御部材を有することを特徴とする第３項記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高速な画像形成を実現するラインヘッドを備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、黒色又は複数色のインクを吐出する噴射ノズルが複数列ライン上に配置され、高速な画像形成を実現するラインヘッドを備えたプリンタがある。このラインヘッドは、搬送される記録媒体の幅以上に亘って複数の噴射ノズルが対峙するように配置され、その記録媒体が１回通過するだけで記録媒体全幅にわたって画像形成が可能である。ラインヘッドとしては、一列の長いヘッドで構成されるタイプもあるが、このようなヘッドでは生産歩留まりが悪く、ヘッドのコストが高くなるという問題がある。
【０００３】
この様な問題を解決するものとして、複数個の小型ヘッドを記録媒体幅方向に並べて仮想的にラインヘッドを形成する技術が提案されている。特許文献１では、小型のヘッドチップを千鳥に並べて配置し、共通のノズルプレートで被覆してラインヘッドを構成している。短いヘッドチップを繋いでいるため、個々のヘッドチップの歩留まりは改善され、かつ共通のノズルプレートで被覆しているために、各ヘッドチップ間の位置精度はノズルプレートに設けられたノズル穴位置で決めることが出来るという利点を有している。しかしながら、画像形成装置に組み込まれた後でノズルの詰まりやジャムによるダメージ等で、吐出できないノズルが生じた場合には、ラインヘッド全体を交換しなければならなかった。またインクはラインヘッドと共に使い捨てるカートリッジ構成であり、インクが無くなればヘッドも交換しなければならなかった。
【０００４】
また特許文献２では、複数のヘッドを千鳥に記録媒体幅方向へ並べる例が開示されている。しかし、個々のヘッドブロックに形成された吐出口にインクを供給するインク供給経路については不図示であり、その示唆も説明されていない。
【特許文献１】特開２００１−３２２２９２公報
【特許文献２】特開２００４−３０６６２６１公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前述した特許文献１に開示されている画像形成装置においては、ラインヘッドが一体構成のモジュールとなっており、プリンタに組み込まれた後でノズルの詰まりやジャムによるダメージ等で、吐出できないノズルが生じた場合には、ラインヘッド全体を交換しなければならない。さらに、インクはラインヘッドと共に使い捨てるカートリッジ構成であり、インクが無くなればヘッドも交換しなければならない。
【０００６】
また、特許文献２においては、個々のヘッドを千鳥配置した構成であり、個々のヘッドにインクを供給するためのチューブや電気信号を供給するための制御配線が多数存在し、各ヘッドの着脱や調整が煩雑になっている。この着脱や調整についてはなんら開示されていない。
【０００７】
そこで本発明は、記録媒体幅方向に複数の小型ヘッドがそれぞれの端部に重なりを持つように交互に配置されて仮想的な長尺のラインヘッドを構成し、各ヘッドが個々に且つ、容易な着脱で交換可能な記録ヘッド部を備える画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は上記課題を解決するために、インクジェット方式のヘッドモジュールを記録媒体搬送方向と略直行方向に複数配列したヘッドモジュール群を少なくとも１つ有し、前記ヘッドモジュールにインクを供給するインク経路を有し前記記録媒体に画像を記録する画像形成装置であって、前記インク経路は、前記複数配列されたヘッドモジュール群に対して前記記録媒体搬送方向の上流側又は下流側のいずれか片方からインク供給する画像形成装置を提供する。
【０００９】
また、本発明はインクヘッド方式のヘッドモジュールを記録媒体搬送方向と略直行方向に複数配列したヘッドモジュール群を少なくとも１つを有し、前記ヘッドモジュールにインクを供給するインク経路を有し前記記録媒体に画像を記録する画像形成装置であって、前記ヘッドモジュール群と併行して前記記録媒体搬送方向の上流又は下流のいずれか片方の１つの前記ヘッドモジュール群を構成する全ての前記ヘッドモジュールにインクを供給する共通な前記インク経路の一部を配列する画像形成装置を提供する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、記録媒体幅方向に複数の小型ヘッドがそれぞれの端部に重なりを持つように交互に配置されて仮想的な長尺のラインヘッドを構成し、各ヘッドが個々に且つ、容易な着脱で交換可能な記録ヘッド部を備える画像形成を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、図面を参照して本発明の各実施形態について詳細に説明する。
【００１２】
図１乃至図４は、本発明の第１の実施形態に係る画像形成装置に搭載する記録ヘッド部の外観構成を示す。まず、図１には、インクを吐出する部分のピエゾ構成の一例を示す。この構成は、同じ特性で分極方向が異なる２枚のピエゾ板１５，１６を貼り合わせる。これらのピエゾ板１５，１６は同じ長さであり、この例では、１５０dpi間隔で約３００の吐出ノズルが配置できるように、幅Ｗ＝約６０mmの長さを想定している。また厚さについては、ピエゾ１５がｔ１＝１５０μmとし、ピエゾ１６はｔ２＝３００μmとしている。これらを併せた厚みは、約４５０μmとなり、短辺方向の長さｈは、約３．５mmとしている。張り合わされたピエゾ１５，１６は異なる特性のピエゾ１７に接着されて、図２に示すようなピエゾ１８を構成する。ピエゾ１８は、ピエゾ１５，１６がピエゾ１７に接着された後、突出した部分が無く直方体形状を成すように、予めピエゾ１７には切欠が設けてある。このピエゾ１８は、例えば、幅６０mm、厚さ１mm、短辺１４mmになる。
【００１３】
ピエゾ１５，１６とピエゾ１７は、硬度がほぼ等しく、静電容量と圧電定数が異なって構成される。この例では、ピエゾ１５，１６の方がピエゾ１７よりも圧電定数が大きく静電容量も大きくなるように設定されている。
【００１４】
次に図３及び図４を参照して、ベース２の構成について説明する。  
図４は、ベース２を斜め上から見た外観構成を示し、図３は、ベース２の断面構成を示している。このベース２は、窒化アルミニウム等からなり、略直方体の中央部に表裏対称に低い面を有するように形成される。外形の平面に対して、接着基準部２ａが平行に掘り下げられて形成される。両側から掘り下げられているため、接着基準部２ａの厚みは、約１mmとしている。接着基準部２ａ，２ｂ，２ｃの三方で囲まれて掘り下げられた部分は、ピエゾ１８が嵌合するように、ピエゾ１８の外形とほぼ同じ形状を成している。
【００１５】
ピエゾ１８は、接着基準部２ｃ，２ｂの各面に押しつけられつつ、ピエゾ１５側を外側にして両面に対象に貼り付けられる。接着基準部２ａの底面には、両側に取り付けられるピエゾ１８を連結してインクを供給するための、穴２ｄが複数個開口されている。また、ピエゾ１８のピエゾ１７にも、この穴２ｄに位置が合うように有底孔１７ａが設けられている。有底孔１７ａの深さは、少なくともピエゾ１６の表面よりも深く貫通しない範囲に形成される。
【００１６】
図５は、両側からピエゾ１８が貼り付けられたベース２の外観構成を示し、図６は、その断面構成を示す。貼り付けられた際に、ピエゾ１７の上面１７ｂとベース２の中央部２ｈの面とは段差が無く同一面となるように構成されている。また、ベース２の両面に貼られたピエゾ１８は、互いに平行であり且つベース２の外周とも平行となっている。
【００１７】
図７乃至図８は、複数の溝が形成されたピエゾ１８が設けられたベース２の構成例を示す。ここで図９は、溝が形成されたベース２を斜め上から見た外観構成を示す斜視図、図７は溝に沿った断面構成を示す図、図８は溝が形成されたベース２の溝断面を正面から見た図である。
【００１８】
このピエゾ１８は、インクを吐出するための図７に示すような溝１９が例えば、ダイヤモンドカッターを用いた切削により形成される。切削の基準としては、図８に示すベース２のＸＹ基準面（Ｘ基準面２ｇ、Ｙ基準面２ｅ）とする。溝を掘る前に、このＸＹ基準面を基準として、メッキ前の電極マスクパターンが形成される。この電極マスクパターンはベース２中央部からピエゾ１７に掛かるように形成される。この例では、後述するメッキ処理により付与されるメッキ部分以外にマスクパターンを作成する。
【００１９】
次に図８に示される如く、ピエゾ１８の一方は、Ｘ基準面２ｇからＸ方向に距離Ｌが離れた位置を起点としてピッチＰで溝１９が掘られる。ピエゾ１８の他方、Ｘ基準面２ｇから距離Ｌ＋Ｐ／２が離れた位置を起点として、ピッチＰで溝１９が掘られる。これらのピッチＰは１５０dpiを設定しているため、約１６９μmとなる。これらのピエゾ１８に形成される溝１９のずれ量は、Ｐ／２であるため、約８４．５μmとなっている。溝１９の幅は約８０μm、深さ３００μmとしている。これらの溝１９を形成するためのダイヤモンドカッターの直径は、約２０mm程度が好ましく、溝１９の底面は図７に示すように一部が円弧状になっている。複数形成された溝１９中の一部は、穴１７ａと連通している。この構成によれば、ベースの穴２ｄを介して両面に貼られたピエゾ１８は穴１７ａと溝１９を通して連通する。
【００２０】
次に図１０及び図１１は、メッキ処理が施されたベースの外観構成を示す。前述した溝１９を形成したベース２に対して、パターンが形成される。即ち、ドライブＩＣ３が搭載される部分を挟んで入力側のパターンと、出力側として、各溝１９に電気的に接続される電極パターン４が形成される。また電極は、ダイヤモンドカッターで切削された溝の内壁、及び底部に設けられる。従って、各溝１９は、それぞれに独立した電極を有している。
【００２１】
これらの電極を形成した後、図１１に示すようにベース２１には、インクポート８を有し中央部に凹部２０ａが設けられたカバー２０と、中央部に凹部２１ａを有するカバー２１をそれぞれ接着剤で貼り付ける。その際に、接着剤が溝１９にはみ出さないように接着剤量が管理される。
【００２２】
これらのカバー２０，２１は、図１３に示すように各溝１６の開放端２０ｃ及び２１ｃに位置決めして接着される。さらに、カバー２０のインクポート８の逆側（接着されている内側）には、カバー２１と同等な凹部が設けてあり、更にフィルター２２が溶着してある。
【００２３】
カバー２０，２１の凹部２０ａの側面２０ｂ、２１ｂは後述するノズルプレート１が接着される溝開放端２０ｃ、２１ｃからＮ＝約１mmの位置に設定される。溝１９の底面においては、少なくともこのカバーの凹部の形成されていない平面部に対向する部分はフラットで、ダイヤモンドカッターによる半径Ｒが付かない様に切削される。溝１９とカバー２０，２１に囲まれた幅８０μm、深さ３００μm、長さ１mmの範囲が、インクを吐出するための駆動部として使われるチャンネルとなる。
【００２４】
その他の溝部分はカバー２０，２１の凹部２０ａ，２１ａと対向し、チャンネルと比べて広い空間を形成する。この部分が、各チャンネルにインクを供給するために共通インク室となる。凹部２０ａ，２１ａの深さは約０．５mm。カバー２０ａの場合は溝１９と対向したフィルター２２までの距離が深さ０．５mmとなる。カバー２０の厚さは２mmとし、カバー２１の厚さは１．５mmとしている。
【００２５】
また、本実施形態でピエゾ１８の材質としているＰＺＴと、ベース２の材質としている窒化アルミニウムは、その熱膨張係数がほぼ等しい。窒化アルミニウムは硬く、強度的にもＰＺＴと比較して強い特性を有している。これら異種材料が貼り合わせられることで、窒化アルミニウムが外力に対してピエゾを強度的に補強し、且つ熱膨張時に際しても、もろくかけやすいピエゾに対して、熱膨張差によるストレスを緩和するように工夫されている。
【００２６】
またこれらの熱膨張係数は略同等であり、ＰＺＴにおいては、５×１０−６／℃程度であり、窒化アルミニウムにおいては、３．５×１０−６／℃程度である。この程度の差であれば、長さ６０mmのピエゾ１８であっても、３０℃の温度差で２．７μmしか熱膨張差が無く、動作においては問題とはならない。少なくとも、１５×１０−６／℃以下の熱膨張率の材質をベース２として採用することで、経験的には、−２０℃〜＋６０℃までの温度変化に対して、ピエゾが破損する事態は発生しなかった。
【００２７】
次に図１２及び図１３に示すように、溝１９の開放端部にノズルプレート１を接着する。ノズルプレート１は、例えば、厚さ５０μmのポリイミドフィルムで作られる。ノズルプレート１と反対側の端部には、給電部材１０が設けられる。これらは、例えば、接着剤を用いて取り付けられる。給電部材１０は、フレキシブルケーブル１０ｂを曲げた形状のもので、一端が表面のドライブＩＣ３に接続しているパターン５ｂと接続され、他端がベース２裏面のドライブＩＣ３と接続さしている。その中央部には、パターン部に外側へ向けて凸加工された突起形状部１０ａを持っている。これらの突起部１０ａには、ヘッドモジュール５７にプリンタ側から電力が供給するために、または信号を供給するために接点が形成されている。その内側には発泡弾性部材が設けられ、給電部材１０のエンボス１０ａを画像形成装置本体（プリンタ本体）側へ弾性力で押圧するような働きをしている。
【００２８】
次に、ノズルプレート１に対して、レーザー加工を用いてインクを吐出するための複数のノズル穴を開口する。これらのノズル穴は、直径２５μm前後の大きさである。図８に示したベース２の外形基準面２ｅ，２ｇをＸ，Ｙ基準としてレーザー加工機にセットする。図１４に示すように、レーザー加工により２列のピエゾ１８に対応するノズル１ａを開口する。レーザー加工機の送り位置精度は１μm程度の誤差しかないため、例えば溝１９を形成する際に、多少の位置ずれが生じていた場合でも、実際にインクを吐出するノズル１ａの位置を、基準からより正確に加工することが出来る。また、２列のノズル列を１回の装着で加工するため、装着の角度誤差が多少生じた場合でも２列の列間での着弾位置は精度良く維持される。
【００２９】
以上のような製造工程により、２列の片方に３００ノズル、両列で６００ノズルが開口されたヘッドモジュールが構成される。これら２列のノズル間隔は２．７mmで平行に精度良く、８４．５μmずれて、ピッチ１６９μmで設けられている。またカバー２０に設けられたインクポート８から供給されるインクは、カバー２０内側の凹部に満たされ、フィルター２２でインク中のゴミが濾過されて、共通インク室内へ入る共通インク室は穴１７ａと２ｄにより反対側に配置されるピエゾ１８の溝とつながっており、両側のピエゾ１８にそれぞれ設けた溝１９へインクを供給することが可能である。
【００３０】
さらに、ヘッドモジュールのベース２には、図示しない画像形成装置の記録ヘッド部に装着するために、図１４に示すような加工を加える。ベース２には、凸部２Ｋ、凹部２Ｌが設けられる。前述した図３乃至図１３においては、その他の特徴部分を説明するために、凸部２Ｋ及び凹部２Ｌは図示されていない。凸部２Ｋの形成位置は、図１５に示すように、インクポート８よりも高さが高くなるように設定されている。そのため、ヘッドモジュールを装置から脱着する際に、インクが付着しているインクポート８が後述する基板２４等と接触し、インクによるショートやコンタミが発生しないように工夫されている。
【００３１】
次ぎに、図１６（ａ）〜（ｄ）を参照して、ヘッドモジュールを画像形成装置の記録ヘッド部への装着過程について説明する。記録ヘッド部側には、ヘッドマウント３０が設けられており、穴に上部からヘッドモジュールを落とし込むようにして装着する。ノズルプレート１側から穴に挿入すると、モジュールをＸ，Ｙ方向に押しつけるバネ２５，２６が内面側に設けられており、前述したヘッド加工時の基準面をヘッドマウント３０の基準面３０ａ，３０ｂ，３０ｃへ押圧する。
【００３２】
図１７は、モジュールを装着するためのヘッドマウント３０のヘッド挿入口を正面からみた図である。図１８は、ヘッドマウント３０の側面に設けられるレバー２８の一端が、穴３０ｄよりヘッドモジュール挿入空間（挿入口）３６へ突出しており、ヘッドモジュール５７の２Ｌ部に嵌合する。図１７に示される４箇所の挿入口３６のうちの右上に配置される挿入口には、ヘッドモジュール５７が挿入された状態が示されている。ヘッドモジュール５７を手でバネ２８ａに抗するように押し下げると、ベース突起部２Ｋがヘッドマウント３０のガイドリブ３０ｂから外れ、バネ２５によってガイドリブ３０ｂとベース部２ｅとが接触するまで、バネ２６の弾性力によって押されつつ当接する。このようにして、ヘッドモジュール５７はＹ方向における位置決めが成される。またバネ２５によって、ヘッドマウント穴３０ｃにベース部（基準面）２ｇが突き当てられ、Ｘ方向が位置決めされる。手を離すと、レバー２８によって、ヘッドモジュール５７が図上方へ持ち上げられ、凸部２Ｋがガイドリブ３０ａに当接して、高さ方向Ｚが位置決めされる。挿入されたヘッドモジュール５７は、給電部材１０のエンボス１０ａが基板２４の電極と接触し、ヘッドモジュール５７に電力と信号が供給される。
【００３３】
ヘッドマウント３０には、ヘッドモジュール挿入方向から外れた位置で、上流側下方にインクバス２７が設けられている。このインクバス２７は、図１９に示されるインクボトル５０からサブタンク５１を介して、接合部材３５で接続される。インクバス２７の最上部には、インクジョイント２７ａが配置され、手で挿入されたヘッドモジュールは、ベース部２ｅがヘッドマウントの３０ａに押しつけられる際に、インクポート８がインクジョイント２７ａと嵌合される仕組みである。インクジョイント２７ａはゴムのような弾性部材で形成され、インクポート８と連結されることによって、インクを漏れることなくヘッドモジュールへ補給することが可能である。
【００３４】
図１７，１９に示す様に記録媒体４４の搬送方向に対して略垂直で、記録媒体４４の幅方向に平行なそれぞれ２個のヘッドモジュール５７を有する２列のヘッドモジュール列と、それらにインクを供給するインク経路であるインクバス２７を有する１つのヘッドマウント３０で１つのヘッドモジュール群を構成している。インクバス２７は、１つのヘッドモジュール群に含まれる４つのヘッドモジュール５７に対してインクを供給する共通のインク経路であり、４つのヘッドジュール５７に対して図１９に示すように、記録媒体４４の搬送方向の上流のみに位置している。高さ方向の最上位置にインクボトル５０が設けられ、インク補給電磁弁５２の開閉によって随時サブタンク５１へインクが補給される。サブタンク５１には図示されない液面検出センサーが設けられており、サブタンク内インク液面高さを一定にするように制御している。その際の液面高さは、ヘッドモジュール５７のノズル面１ａから下方に１０cm程度下がった位置にある。サブタンク５１内は大気開放電磁弁５３によって通常は大気に開放されている。サブタンク５１からインクバス２７へはチューブでインク流路が連結されている。インクバス２７はヘッドのノズル面１ａよりは上方に配置される。サブタンク５１とインクバス２７の間には補給経路弁５４が設けられている。
【００３５】
また、サブタンク５１に圧縮空気を送り込む加圧ポンプ５５が途中に加圧弁５６を設けてサブタンク５１と連結される。インクバス２７にはインクジョイント２７ａが最上面からヘッドモジュール方向へ突出している。ヘッドモジュール５７が挿入され、ベース凸部２Ｋがリブ２３ｂから外れ、バネ２５によってベース２ｅ面がリブ２３ｂと当接位置決めされるときに、インクポート８が前記インクジョイント２７ａと嵌合して連結される。少なくともインクジョイント２７ａはゴム等の弾性部材で成型されており、インクポート８と嵌合すると、その弾性力でインクが漏れない構成である。
【００３６】
インクバス２７の上部には基板２４がヘッドマウント３０に設けられており、この一連のヘッド装着動作で、バネ２５に押されたヘッドモジュール５７の給電部１０が基板２４に押しつけられ、電源と信号ラインが接続される仕組みである。給電部１０には弾性部材１０ｃがあり、バネ２５の力でこの弾性部材１０ｃをたわめることで、エンボス１０ａが基板のパターンと強く接触して給電並びに信号線の接続が実現される。
【００３７】
次ぎに、本発明の第２の実施形態について説明する。  
図２０は、ヘッドモジュール５７の異なる形態による装着方法を示す図である。前述した第１の実施形態とは、３箇所が異なっている。第１の箇所は、インクポート８の向きが、途中でＬ字状に曲がり、開口がノズルプレート１側を向いている。第２の箇所は、給電部１０がベース２に対して、ノズルプレート１と逆の端面に設けられている。第３の箇所は、カバー２１がドライブＩＣ３を覆い、給電部１０近傍まで一端が延長された形状を成している。
【００３８】
図２１は、このヘッドモジュール５７を給電部１０側から見た図である。中央に２列一点鎖線で書かれた平行な線１ａは反対側にあるノズルプレート１に設けられた噴射可能なノズル列位置を透視して示している。
【００３９】
このモジュールにおいても、ノズル列間隔は２.７mmであり、インクポート８の突出部を除く部分の厚みは６.５mmである。ベース２の両端部は、中央部よりも高く設定され、約８mmの厚さである。前述の如く、基準面２ｅに対して、ノズル列１ａは平行に加工される。また、基準面２ｇからＸ方向ノズルまでの位置精度は±５μm以内としている。
【００４０】
図２２乃至図２６は、複数のヘッドモジュール５７を記録媒体幅方向に装着位置決め可能なヘッドマウント３０の構成例を示す図である。このヘッドマウント３０は、１色のインクを使う複数ヘッドモジュール５７を保持可能である。ヘッド挿入方向から見て、ヘッドモジュール５７を装着するための穴３６が平行で互い違いに４箇所設けられている。ヘッドモジュール５７を装着した際に、隣接するヘッドモジュール５７の端部同士が重なり合う位置に設定されている。これは後述するように、ヘッドモジュール５７が記録ヘッド部に装着された際に、記録媒体幅方向と直交する方向において、隙間無くノズルが配列されるようにするため、ノズル列のインク吐出タイミングをずらすことにより、記録媒体幅方向に隙間が無い直線を描くことが出来る。
【００４１】
図２３はヘッドモジュール５７を挿入する前の状態を示し、Ｙ方向の位置決めは位置決め部３６ｃ、Ｘ方向の位置決めは位置決め部３６ｂ、インク噴射方向であるＺ方向の位置決めは位置決め部３６ａ（図２５（ａ））である。バネ２５とバネ２６が穴３６内部に突出しており、それぞれ位置決め部３６ｃと位置決め部３６ｂに向けてヘッドモジュール５７を押圧する働きがある。穴３６はインクポート８部分を逃げた形状になっており、その最下部にインクジョイント２７ａが設けられている。
【００４２】
ヘッドマウント３０はダイキャスト、あるいは押し出し材で作成され、精度を要する所部分のみ切削加工して作成される。例えば、前述した位置決めに使用される位置決め部３６ａ、３６ｂ、３６ｃは、複数の穴３６部にわたって同時に加工し、互いの穴間での位置精度良く加工できるようにしている。図２２は、このようにして切削加工を加えたヘッドマウント３０の各穴３６にヘッドモジュール５７を挿入した状態を示している。ノズル列は、隣接するヘッドモジュール５７と記録媒体搬送方向に重なるように、あるいは記録媒体幅方向にドットピッチが等間隔（８４．５μm）になるように位置決めされている。言い換えれば、その様な精度になるように穴３６の突き当て位置決め基準３６ｂを精度良く加工している。ヘッドモジュール５７側もベース部２ｇからノズル１ａ端部までの寸法と精度が等しくなるように加工されている。
【００４３】
さらに、１つの穴３６内にある両端部の突き当て基準３６ｃを結ぶ線が、全ての穴３６ｃに対して平行になるように精度良く加工している。ヘッドモジュール５７側も、突き当てられる両端部の面２ｅに対して、２列のヘッド列が平行になるように加工されている。従って、ヘッドマウントに挿入され、位置決めされた複数のヘッドモジュール５７に含まれるノズル列は、全て平行となる。このようにヘッドモジュール５７を千鳥配置した場合、記録媒体搬送方向の隣接ヘッド間距離は１１mmと短い間隔で構成することが出来る。
【００４４】
図２５（ｂ）はヘッドマウント３０内にヘッドモジュール５７が挿入された状態での断面を示している。ヘッドマウントの最下部には、インクバス２７が一列記録媒体幅方向に伸びて配置されている。そのインクバス２７の最上面には、インクポート８に対応する位置にインクジョイント２７ａが設けられている。インクジョイント２７ａは弾性を有するゴムで形成されており、インクポート８が挿入されることにより、ヘッドモジュール５７とインクバスがインク漏れなく連結させることができる。
【００４５】
インクバス２７は、記録媒体幅方向へ複数配置されたヘッドモジュール列の片側に配置される。その端部には、プリンタ本体との連結が可能なインク接合部材３５が設けられる。装置本体にはインクをヘッドに供給するインクチューブがあり、このインク接合部材３５につなぐことで、インクバス２７を経て、インクジョイント２７ａより全ヘッドモジュール５７へインク供給が可能となる。
【００４６】
ヘッドマウント３０の長手側壁にはヘッド駆動基板３８が配置される。また、各ヘッドモジュール５７の上面を覆うように、ヘッドマウント３０の上面にはフタ３７が配置され、ヘッドマウント３０に対して、支点３７ａを中心に開閉自在に設けられる。支点の他端側にはフック３７ｂが複数設けられており、フタ３７を閉じたときには、フック３７ｂがヘッドマウント３０の図示されない凹部と係合して閉じた状態を維持可能に構成される。前記ヘッド駆動基板３８はフレキシブルな基板であり、その一部がフタ３７の内側へ伸びて固定されている。
【００４７】
フタ３７の内側のヘッド駆動基板３８はフタ３７を閉じた状態で、電極が給電部１０と接触し、ヘッドモジュール５７がヘッド駆動基板３８と接続される。前述の如く弾性部材１０ｃがその弾性力でエンボス１０ａを基板へ押圧し、正常な接触が保たれる。その反力でヘッドモジュール５７はＺ方向の位置決めである３６ａにその突き当て部分２ｍ(図２７)を当接されて位置決めされる。
【００４８】
図２４は、フタ３７とヘッド駆動基板３８を付けた状態を上部から見た図である。ヘッド駆動基板３８の一部３８ａのみがフタ３７側ではなく、ヘッドマウント３０の上面に貼り付け固定される。この部分にはヘッドが千鳥配置されているためにヘッドモジュール５７が配置されない部分で、フタ３７もこの部分はヘッドマウント３０の上面を覆わない形状になっている。つまり、ヘッド駆動基板３８に設けられたコネクタ３８ｂがフタ３７の開閉で覆われない基板３８ａ部分に設けられている。コネクタ３８ｂはプリンタ本体から、ヘッドマウントに搭載される複数のヘッド全体を駆動するヘッド駆動基板３８へ、信号と電力を供給するための接続コネクタである。
【００４９】
ヘッドインクモジュール内部のインクは、温度によって粘度が変化する。ヘッドモジュール５７から吐出されるインクの吐出速度や吐出ドロップ体積を最適な値に常に保つためには、ノズル１ａ近傍の温度にあわせて最適化した電圧をヘッドモジュール５７に印加する必要がある。基板３８へ供給される電力としては、このコネクタ３８ｂに例えば３６ボルトが供給される。ヘッドモジュール５７からのインク噴射の特性を最適に制御するために、ヘッドの温度をサーミスタ２３（図２０）で検出してその温度に適した電圧にヘッド駆動基板３８で電圧を作って供給している。ヘッド基板３８には供給された３６Ｖを例えば２０ボルトに落とすためのドロッパーや電源安定化のためのコンデンサ等高さが１０mm程度もある素子が搭載される。図２６（ｂ）に素子４０が示される。ヘッドマウント３０を記録媒体搬送方向に色の数だけ並べることでカラー印刷に対応する。従って、前述のように搬送方向の寸法が大きくなると、色間距離が長くなり、記録媒体の斜行に対して色毎の着弾ズレに影響する。そのためにも、背の高い素子の配置が重要である。本実施例では、記録媒体幅方向にジグザグに配置されたヘッドモジュール５７の１つおきに配置されたヘッド間に生ずるスペースを利用して背の高い素子をヘッド駆動基板３８からヘッドマウント３０内部に向かって配置したものである。このように、ヘッドマウント３０の投影面積内に背の高い素子４０を配置することによって、各色間の距離を最小に構成している。また、この背の高い素子は各ヘッドへ供給する電圧を微調整する回路を搭載している。従って、各ヘッドへの距離が近い部分に素子４０を配置することが出来たので電圧降下も少なく、ノイズに対しても強いというメリットがある。
【００５０】
また、インク接合部３５の上下には、温度制御パイプの継ぎ手３４が設けられている。２箇所の継ぎ手から温度調節された純水が図示されないポンプによって入出される。継ぎ手３４はヘッドマウント３０に埋め込まれているパイプ３９に連結されている。パイプ３９は銅等の熱伝導性の良い金属で作製されており、放熱のためにヘッドマウント３０と接触している。パイプ内部を流れる純水は、図示しないチラー等の温調装置により液温度制御されている。
【００５１】
通常、ピエゾ１８の熱伝導率は２〜５W/(mK)と低いのに対し、ベース２は窒化アルミであるため、熱伝導率は１７０〜１８０W/(mK)と非常に大きいのが特徴である。この両者は、熱膨張係数がほとんど等しく（５×１０−６／℃）、貼り合わせても温度変化による割れ、ひずみは発生しにくい。同時に、薄い平板状のピエゾ１８に対して平行に窒化アルミニウムが設けられているため、ピエゾ１８で発生した熱は、速やかにベース２へ吸収される。逆にベース２の方が暖かい場合には、ピエゾ１８がベース２によって加温される。
【００５２】
ヘッドによる発熱はチャンネル部分の変形によって生じる熱と、ドライブＩＣ３の駆動によって生じる熱がほとんどである。その中でも、ドライブＩＣ３による発熱が大半を占める。チャンネルでの発熱は、駆動されて吐出されるインクによっても奪われ、余り大きくは温度上昇しない。ドライブＩＣ３の発熱は、直接窒化アルミに貼り付けているため、熱伝導性良くベース２に吸収される。一般にドライブＩＣ３の耐熱温度は１００℃以下と言われている。
【００５３】
ベース２は、ヘッドマウント３０に装着され、位置決めされた状態で、その面２ｅが面３６ｃに押し当てられて位置決めされる。そのことにより、ドライブＩＣ３で発生する熱は、この接触面よりヘッドマウント３０に伝導される。ヘッドマウント３０には前述の如く、パイプ３９が埋め込まれ、温調された液が循環しているため、パイプ３９を介して熱交換される。この循環する液はピエゾ１８のチャンネル部分を一定温度にすべく温調された純水が循環される。例えば、５０℃に保ちたい場合にはヘッドに設けられたサーミスタ２３が５０℃に相当する抵抗値を示すように、循環液の温度を制御する。複数ヘッドがある場合には、その平均値が５０℃になるように制御する。電源を入れた直後には、ヘッドやヘッドマウントは例えば室温である２５℃と同じ温度である。この場合には、循環水でヘッドマウントが加温され、ヘッドマウントを介してベース２が加温され、最終的にはピエゾ１８も加温されて目標とする温度に近づく。逆に連続して画像形成を行った場合には、ドライブＩＣ３やピエゾ１８から発熱がある。この発熱分は逆にベース２からヘッドマウント３０を経て、循環水によって冷却される。
【００５４】
その他の発熱源としては、ヘッド駆動基板３８がある。電源を備えているため、この基板においても発熱する。発熱の多い素子は前述の如く、ヘッドマウント３０に互い違いに配置された複数ヘッドの、ヘッドが無い部分、あるいはインクポート８を避けたスペース部分に、ヘッドマウント３０内へ埋め込まれるように配置されている。実際には素子４０とヘッドマウント３０とは熱伝導性の良い充填剤でその隙間を埋められて配置されている。従って、素子４０からの発熱も充填剤を介してヘッドマウント３０に吸収され、近傍に配管されているパイプ３９によって冷却される。
【００５５】
記録媒体４４の搬送方向に対して、略垂直で記録媒体４４の幅方向に平行なそれぞれ２個のヘッドモジュール５７を有する２列のヘッドモジュール列とそれらにインクを供給するインク経路であるインクバス２７、ヘッド駆動基板３８、温度制御用のパイプ３９とを有する１つのヘッドマウント３０で１つのヘッドモジュール群を構成する。
【００５６】
ヘッドマウント３０は、色毎に複数列独立して作られる。１つのヘッドマウント内部では各ヘッドモジュール５７の相互位置決め精度はヘッドモジュール５７のベース２に対するノズル位置精度とヘッドマウント３０の精度で保証される。
【００５７】
しかしながら、各ヘッドマウント３０の位置は保証されないため、調整が必要になる。例えば図２９に示されるように、ヘッドマウント３０の長手両端に調整部が設けられている。一端はＶ字状に形成されたヘッドマウント３０にＶ字状の斜面３３を有している(図２３)。斜面３３には、図２８に示すような調整ビス４３-1が取り付けられている。斜面３３は、調整ビス４３-1が接触するＶ字状部分の斜面３３が約５度の勾配を有している。調整ビス４３-1の胴部にも同じく５度のテーパ４３-1ａが設けてあり、調整ビス４３-1を回して進めることで、調整ビス４３-1胴部のテーパ４３ａがＶ字状部の斜面３３を押し下げてずらし、ヘッドマウント３０全体がバネ４１に抗してバネ４１側へ移動する。逆に調整ビス４３をゆるめる方向へ回すと、調整ビス４３胴部のテーパ４３-１ａが上へ上がり、ヘッドマウント３０全体はバネ４１に押されてＶ字状部が突き当たり、バネ４１と反対側へ移動する。この調整によりヘッドマウント３０は長手方向へ移動調整可能となる。
【００５８】
同様に、調整ビス４３-２は穴３２にもはまっており、穴の上辺が５度のテーパになっている。穴のテーパと調整ビス４３−２とが押圧されるように、バネ４２でヘッドマウント全体は押圧されている。同様に調整ビス４３-２を締めたり、ゆるめたりすることにより、ヘッドマウント３０は他端の調整ビス４３-２とＶ字状部分を回転中心として回動し、角度調整可能である。この２つの調整ビス４３-２によって、ヘッドマウント３０は長手方向の位置と、一端を中心とする角度を調整可能にして画像形成装置（記録ヘッド部）本体に固定される。
【００５９】
両端部の調整ビス４３-１，４３-２を結ぶ線は、互い違いに配置された複数のヘッドのノズル列１ａに対して、ほぼ平行で且つ互い違いの中央を通る位置に配置される。この配置によって、調整ビス４３-２の移動量に対する角度調整量を効率よく行うことが出来る。また、バネ４２はヘッドマウント３０の投影面積内に凹部を設け、そこを押すようにしているため、短手方向の幅を増やすことなく配置可能である。
【００６０】
図３０は、記録媒体搬送方向に各色ヘッドマウント３０を並べた図である。ヘッドマウントは、シアン、ブラック、マゼンタ、イエローの順に記録媒体搬送方向に平行に配置される。ノズル１ａと対向して記録媒体４４が約１mmの距離隔てて平行に搬送されるように、吸引ベルト搬送手段４５が配置される。
【００６１】
図２７に示した構成では、インクポート８を除く部分の厚みが約６.５mmである。従って、互い違いの配置構成のヘッド間隙間に隣接するヘッドのインクポート８が配置されるため、このインクポート部分の厚みを無視して記録媒体搬送方向ヘッド間距離L２（図３０）を設定することが可能である。本実施形態では、１つのヘッドマウント中の記録媒体搬送方向ヘッド間距離Ｌ２を約１１mmにすることができる。また、隣接するヘッドマウントピッチＬ１を約３５mmにすることができる。
【００６２】
また、図３１は、カラー画像を形成するために複数の前述したヘッドマウント３０を配置し、ヘッドモジュール着脱方向から見た状態を示す図である。
【００６３】
この構成において、平行に対峙するフレーム４６、４８に対して、ブロック状の角材バー４７、４９がそれぞれ固定されている。ヘッドマウント３０はその上に長手方向の両端を懸架するようにして固定される。前述した調整ビス４３-１，４３-２が両端部に設けられており、それぞれのヘッドマウント３０は長手方向と回転方向に調整可能である。下方には吸引ベルト搬送手段４５があり、穴３６に上方より挿入されたヘッドモジュール５７はヘッドマウント３０によって位置決めされ、そのノズルプレート面１は、吸引ベルト搬送手段４５と対向する。インクを補給する為のインク接合部材３５と冷却液を循環させるための継ぎ手３４へは、フレーム４８の外側から図示されない穴を通して接合可能である。
【００６４】
次に、このように構成された記録ヘッド部による画像形成について説明する。  
まず、記録媒体４４は、吸引ベルト搬送手段４５に吸着されて、色毎に並んだヘッドマウント３０の下を通過する。最初にブラック（Black）インクを入れたヘッドマウント、次にシアン（Cyan）、マゼンタ（Magenta）、イエロー（Yellow）の順に通過し、４色のインクが順次吐出されて画像が完成する。ヘッドが駆動されることによって発生した発熱は、チャンネル部分の熱は一部がインクによって奪われ、記録媒体４４上に排出される。その他は、ベース２の貼り付け基準面２ａに伝導される。
【００６５】
また３００dpiを成すために両面に貼り付けられたピエゾ１８から発生する熱は、中央部に挟まっているベース２へ伝導される。ドライブＩＣ３の部分での発熱は、ベース２へ流れ、熱抵抗が最も少ない、すなわち厚みが厚い部分２ｅへ流れ、ヘッドマウント３０との接触面からヘッドマウント３０へ伝導される。ヘッドマウント３０にはパイプ３９が熱伝導性の良いグリス等を介して接触させておき、パイプ３９内部を冷却溶媒が循環することによって、ヘッドマウント３０が過熱による支障が生じないように冷却される。
【００６６】
各ヘッドモジュール５７には、サーミスタ２３で検出され、多少の温度差は個々のヘッドに与える電圧を制御することにより、各ヘッドから吐出されるインクドロップの体積を一定にするべく制御できる。その制御範囲が±５℃であるとすると、その範囲を超えないように、冷却溶媒の循環をON／OFFして温度制御される。
【００６７】
その制御対象は、ヘッドマウント毎に、全ヘッドモジュール５７の平均温度と、最大温度、最小温度を参照して制御される。すなわち、全ヘッドが±５℃の範囲に入っているときには、その平均温度が中心になるように冷却媒体を制御する。最大温度が範囲から越える場合には、その最大温度が範囲内に入るように制御する。一方、最低温度よりも下回る場合には、冷却媒体を加温し、ヘッドマウント３０を過熱して、ベース２を加温してやり、各モジュールヘッドが±５℃に入るように制御する。
【００６８】
各ヘッドへ供給されるインクは、図示しないインクボトルからチューブでインク接合部３５へ連結され、インクバス２７から各ヘッドモジュール５７のインクポート８を経由してチャンネルへ供給される。インクバス２７は互い違いに千鳥配置されるヘッドモジュール５７に対して記録媒体搬送方向の上流側片側にのみ延在し、ヘッド間の隙間からヘッドの中央にあるインクポートへインクを供給する様に配置されている。このため、ヘッドモジュール５７がコンパクトに構成されている。インクバス２７は千鳥配置ヘッドモジュールに対して記録媒体搬送方向の下流側片側にのみ延在させても良い。ヘッドモジュール５７内では、一対の貼り合わせられたピエゾ１８を繋ぐ穴１７ａ、２ｄを通って、両方のピエゾ１８へ供給される。
【００６９】
サブタンク５１はヘッドのノズル穴１ａに対して負圧をかけるように配置されているため、サイフォンの原理によって、インクバス２７からノズル１ａまでは負圧に保たれ、ノズル１ａにはメニスカスが形成される。
【００７０】
前述の如く、１つのヘッドモジュール５７を構成するヘッドアレーの間隔は２.７mmと近いので、記録媒体４４が多少斜行した場合であっても、着弾するドロップ位置はドットピッチの半ピッチずれで収まり、大きな誤差にはならない。
【００７１】
４色のヘッドモジュール５７にはそれぞれヘッド駆動基板３８が設けられており、各ヘッドモジュール５７への電源供給するための素子が各ヘッドモジュール５７近傍に配置されているため、電圧降下も少なく、電磁ノイズにも強い構成となっている。その電源を作り出す素子４０も、ヘッドマウント３０のインクポート８が通過する部分の間に埋め込まれるように配置される。その結果、電源が発生する熱も、同時にパイプ３９から冷却溶媒によって除去される。
【００７２】
次に、ヘッドモジュール５７に故障が発生した場合の交換手順を説明する。  
生じる故障としては、ノズル１ａの詰まり、あるいは電気的な断線、ドライブＩＣの破損等がある。まず、フック３７ｂを外して、支点３７ａ中心に回動させてフタ３７を開き、手で該当したヘッドモジュール５７のみを上方へ引き抜く。インクポート８がインクバス２７のインクジョイント２７ａを外れると容易に引き抜くことが出来る。
【００７３】
インクバス２７内部は負圧になっているため、１つでもヘッドモジュール５７を外すとインクジョイント２７ａから空気が入り、インクが落ちてしまう。そこで、インクボトルから接合部３５に至るまでの間に補給経路弁５４を設け、補給経路弁５４を閉じてからヘッドモジュール５７を外すようにすればインクバス２７の内部からサブタンク５１側へインクが流れ落ちてしまうことは防止できる。インクポート８との接合部が上部なので、弁の有無にかかわらず、インク供給手段であるインクバス２７から装置内にインクがこぼれる事は無い。また、ヘッドモジュール５７のインクポート８がどこにも触ることなく、周囲を汚さずに取り出すことが可能である。
【００７４】
また取り出し中のヘッドモジュール５７においては、図２０に示したように、ノズル１ａからインクポート８の開口部までの高さＨを低く設定すれば、ノズルにかかる正圧は少なくなり、ノズルからインクが垂れることはない。例えばノズルの穴径が４０μm以下でインクの粘度が４ＣＰより大きく高さＨが４cm以下であればノズルから正圧によってインクが垂れてくるまでには３分以上を要し、ヘッドモジュール５７を十分に外し終える時間である。望ましくは、高さＨが２cm以下となる位置にインクジョイント２７ａとインクポート８開口を配置すれば、放置されたインクがノズルから垂れることは無い。また、インクポート８側の内径がφ４mm以下であれば、インクポート側からインクが垂れることは無い。
【００７５】
次に、新規ヘッドを挿入する場合を説明する。  
新規ヘッドは、前述の如く、ノズルの位置は外形基準である面２ｅ、２ｇ、２ｍ（図２７参照）に対して、約５μm以内の誤差で作られている。従って、面２ｅを背面からバネ２５で、面２ｇを他端側からバネ２６で押圧されて、ヘッドマウント３０の位置決め部３６ｃ、３６ｂに突き当てられる。最後に、フタ３７を閉じることにより、フタ３７に設けられたヘッド駆動基板３８の接点部分が、ヘッドモジュール最上部に設けられた給電部材１０を押す。
【００７６】
さらに、フタ３７が閉じられた状態で、弾性部材１０ｃの弾性力により、ヘッドモジュール５７は外形基準面２ｍがヘッドマウント３６ａに押しつけられて高さ方向の位置が決まる。同時にその弾性力によって、エンボス１０ａがヘッド基板３８の接点と押圧され、電源供給と信号供給が可能になる。また、ヘッドモジュール５７を押し下げて挿入する過程で、インクポート８はインクバス２７のインクジョイント２７ａに嵌合する。このようにして、ヘッドモジュール５７を入れ換えることで、新規ヘッドモジュールが他のヘッドモジュールとの位置精度を保って配置されることが可能である。
【００７７】
この後、サブタンク５１の大気開放弁５３（インク補給弁５２はインク補給仕以外には常に閉じている）を閉じ、次に先ほど閉じた補給経路弁５４を開放する。その結果インクバス２７からはインクがサブタンク５１へ落下することはない。この状態で、加圧ポンプ５５を加圧し加圧弁５６を開放することにより、サブタンク５１の内部が正圧となり、サブタンク５１内部のインクはインクバス２７内へ補給される。
【００７８】
そして、インクバスに補給されたインクは、新たに交換されて取り付けられたヘッドの内部にある空気、ジョイント２７ａ部分にある空気を押し出す。気泡は全てヘッドのノズルから押し出される。インクはヘッド内部に充填されたところで、サブタンク５１の大気開放電磁弁５３を開放することで、ヘッドのノズル部分に負圧がかかり、メニスカスが形成されて印字可能状態となる。
【００７９】
以上は、サブタンク５１側に加圧することで流路内の気泡を除去する方法を説明した。勿論、これに限定されるものではなく、ノズルプレート１側にキャップを当てて密封し、キャップ内を負圧にすることでノズルからインクを吸引するといった既知のヘッドメンテナンス手段によって、インクバス２７の中のインクが、新規に交換されたヘッドモジュール５７内部へ充填される方式でも良い。電磁弁を用いて開閉を制御する方法以外に、マニュアルで弁を開閉し、流路内のインクがサブタンク５１へ落ちないようにしても良い。
【００８０】
複数のヘッドを千鳥配置に並べ、各ヘッドのインク供給口を吐出幅の中央近傍に設け、全ヘッドへのインク供給経路をインクバスという形で千鳥配置の片側にのみ配置し、インクバスから遠い側のヘッドへは近い側のヘッド間隙間を通してインク供給可能としたため、複数ヘッドを有するラインヘッドの記録媒体搬送方向幅を小さくでき、その結果複数色の間隔を短くできた。
【００８１】
インクバスを記録媒体からの距離で見た場合に、ヘッドのノズルとインクポートの間に配置し、上からヘッドを挿入することでインクバスとヘッドが勘合する配置としたため、ヘッド脱着に際して、インク供給経路が干渉することなく、容易にヘッドを脱着することができる。
【００８２】
インクポート開口とノズルの距離を４cm以内とし、インクポートの内径をφ４mm以下とする位置にインクバスを配置したため、ヘッドの脱着に際して、インクポート開口や、ヘッドのノズルからインクが垂れることを防止出来る。
【００８３】
ヘッドマウントに交換可能に配置された複数のヘッドモジュール５７に対し、交換されたヘッドへインクを充填する加圧もしくは吸引手段があって、ヘッドマウントへのインク経路補給弁を閉じてヘッド交換し、交換後に加圧、もしくは吸引手段にてインクをノズルへ供給する圧力を発生させた状態で前記弁を開くように制御することで、複数ヘッドに連結するインクバスへの空気混入を最小限とすることが出来、交換ヘッドへのインク充填も最小限の廃液量で可能となる。
【００８４】
サブタンク５１の大気開放電磁弁５３を閉じてから補給経路弁を開くことで、インクバス２７内のインクがサブタンク５１側へ落ちてしまうことを防止でき、効率よく交換したヘッドモジュール５７へインクを充填することが出来、交換ヘッドへのインク充填も最小限の廃液量で可能となる。
【００８５】
以上の構成により、以下のような効果を得ることができる。
【００８６】
１．複数のヘッドを記録媒体搬送方向と直行する方向に複数配列し前記記録媒体搬送方向の上流側または下流側のいずれか片方に前記複数のヘッドモジュール５７へのインク供給手段を配置したため複数ヘッドを有するラインヘッドの記録媒体搬送方向幅を小さくでき、その結果複数色の間隔を短くできる。
【００８７】
２．インクバスを記録媒体からの距離で見た場合に、ヘッドのノズルとインクポートの間に配置し、上からヘッドを挿入することでインクバスとヘッドが勘合する配置としたため、ヘッド脱着にさいしてインク供給経路が干渉することなく、容易にヘッドを脱着できる。
【００８８】
３．ヘッドマウントに交換可能に配置された複数のヘッドモジュール５７に対し、交換されたヘッドへインクを充填する加圧もしくは吸引手段があって、ヘッドマウントへのインク供給弁を閉じてヘッド交換し、交換後に加圧、もしくは吸引手段にてインクをノズルへ供給する圧力を発生させた状態で前記弁を開くように制御することで、複数ヘッドに連結するインクバスへの空気混入を最小限とすることが出来、交換ヘッドへのインク充填も最小限の廃液量で可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００８９】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る画像形成装置に搭載する記録ヘッド部のピエゾ構成の一例を示す図である。
【図２】第１の実施形態に係る画像形成装置に搭載する記録ヘッド部のピエゾを斜め上から見た外観構成を示す図である。
【図３】図２に示したピエゾの断面構成を示す図である。
【図４】ピエゾを取り付けるベースを斜め上から見た外観構成を示す図である。
【図５】ピエゾが取り付けられたベースを斜め上から見た外観構成を示す図である。
【図６】図５に示したピエゾが取り付けられたベースの断面構成を示す図である。
【図７】溝が形成されたベースの断面構成を示す図である。
【図８】溝が形成されたベースの溝断面を正面から見た図である。
【図９】溝が形成されたベースを斜め上から見た外観構成を示す図である。
【図１０】メッキ処理が施されたベースの外観構成を示す図である。
【図１１】メッキ処理が施されたベースに取り付けられるカバーを示す図である。
【図１２】メッキ処理が施されたベースに取り付けられるノズルプレート及び給電部材を示す図である。
【図１３】溝の開放端部へのノズルプレートの取り付けについて説明するための図である。
【図１４】ノズルプレートにノズルを開口することについて説明するための図である。
【図１５】図１４に示したヘッドモジュールの断面構成を示す図である。
【図１６】ヘッドモジュールを画像形成装置の記録ヘッド部への装着過程について説明するための図である。
【図１７】モジュールを装着するためのヘッドマウントのヘッド挿入口を正面から見た図である。
【図１８】ヘッドマウントの側面に設けられるレバーの構成例を示す図である。
【図１９】画像形成するためのインクの供給について説明するための概念図である。
【図２０】第２の実施形態におけるヘッドモジュールの異なる装着形態について説明するための図である。
【図２１】第２の実施形態におけるヘッドモジュールを給電部側から見た図である。
【図２２】複数のヘッドモジュールを記録媒体幅方向に装着位置決め可能なヘッドマウントの構成例を示す図である。
【図２３】ヘッドモジュールを挿入前の状態のヘッドマウントの構成例を示す図である。
【図２４】フタとヘッド駆動基板を付けた状態のヘッドマウントの構成例を示す図である。
【図２５】ヘッドマウント内にヘッドモジュールが未挿入状態及び挿入状態の断面構成を示す図である。
【図２６】ヘッドモジュールが挿入された状態のヘッドマウントの断面構成を示す図である。
【図２７】ヘッドモジュールを斜め上から見た外観構成を示す図である。
【図２８】調整ビスの外観を示す図である。
【図２９】ヘッドマウントの位置調整について説明するための図である。
【図３０】記録媒体搬送方向に各色ヘッドマウントを並べた状態を示す図である。
【図３１】カラー画像を形成するヘッドマウントの構成例を示す図である。
【符号の説明】
【００９０】
１…ノズルプレート、１ａ…ノズル、２…ベース、２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｅ，２ｆ，２ｇ，２ｋ，２Ｌ，２ｍ…基準面、２ｄ…穴、３…ドライブＩＣ、４…電極パターン、５ａ，５ｂ…パターン、８…インクポート、１０…給電部材、１０ａ…エンボス、１０ｂ…フレキシブルケーブル、１０ｃ…弾性部材、１５，１６…ピエゾ板、１７，１８…ピエゾ、１７ａ，３２，３６…穴、１９…溝、２０，２１…カバー、２３…サーミスタ、２３ｂ…ガイドリブ、２４…基板、２５，２６…バネ、２７…インクバス、２７ａ…インクジョイント、２８…レバー、２８ａ…バネ、２８ｂ…軸、３０…ヘッドマウント、３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３６ａ，３６ｂ，３６ｃ…位置決め部、３３…カム、３４…継ぎ手、３５…インク接合部材、３７…フタ、３７ａ…支点、３７ｂ…フック、３８…ヘッド駆動基板、３８ｂ…コネクタ、３９…パイプ、４０…素子、４１，４２…バネ、４３…調整ビス、４４…記録媒体、４５…吸引ベルト搬送手段、４６，４８…フレーム、４７，４９…角材バー、５０…ボトル、５１…サブタンク、５２…インク補給電磁弁、５３…大気開放電磁弁、５４…補給経路弁、５５…加圧ポンプ、５６…加圧弁、５７…ヘッドモジュール。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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