液体吐出ヘッドユニット及び画像形成装置
【課題】他のヘッドに影響を与えることなく所要のヘッドを交換することが難しい。
【解決手段】複数のヘッドユニット２０１のヘッドタンク２１２は連結管７０を介して上流側から下流側まで直列に接続され、ヘッドタンク２１２の供給管部７８内にはインク収容部８０の供給口８１と供給開口７９が対向する位置と対向しない位置とで回転可能な供給管７７と、排出管部８４内にはインク収容部８０の排出口８２と排出開口８５が対向する位置と対向しない位置とで回転可能な排出管８３とが設けられ、連結管７０の一端部は供給管７７と一体のリング７５に連結及び取り外し可能に接続され、連結管７０の他端部は排出管８３と一体のリング８６と連結及び取り外し可能に接続される。
【解決手段】複数のヘッドユニット２０１のヘッドタンク２１２は連結管７０を介して上流側から下流側まで直列に接続され、ヘッドタンク２１２の供給管部７８内にはインク収容部８０の供給口８１と供給開口７９が対向する位置と対向しない位置とで回転可能な供給管７７と、排出管部８４内にはインク収容部８０の排出口８２と排出開口８５が対向する位置と対向しない位置とで回転可能な排出管８３とが設けられ、連結管７０の一端部は供給管７７と一体のリング７５に連結及び取り外し可能に接続され、連結管７０の他端部は排出管８３と一体のリング８６と連結及び取り外し可能に接続される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は液体吐出ヘッドユニット及び画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
プリンタ、ファクシミリ、複写装置、プロッタ、これらの複合機等の画像形成装置として、例えばインク液滴を吐出する液体吐出ヘッド（液滴吐出ヘッド）からなる記録ヘッドを用いた液体吐出記録方式の画像形成装置としてインクジェット記録装置などが知られている。
【０００３】
特に、ライン型画像形成装置（以下、単に「インクジェット記録装置」ともいう。）において、複数のヘッドを並べて構成したライン型記録ヘッドを備え、記録ヘッドの各ヘッドに対するインクの供給を、２以上のヘッドに共通の分配部材を用いて行うものが知られている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−２６２８７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上述したように、複数のヘッドを並べて構成したライン型記録ヘッドを構成した場合、一部のヘッドに不良が発生したときには、当該不良になったヘッドのみを交換できるようにすることが好ましい。
【０００６】
そして、この場合、交換するヘッドを取り外すことで、他の正常なヘッドの負圧などに影響に与えないようにする必要がある。
【０００７】
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、他のヘッドに影響を与えることなく特定のヘッドのみを容易に交換できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するために、本発明に係る液体吐出ヘッドユニットは、
液滴を吐出する液体吐出ヘッド及び液体吐出ヘッドに液体を供給するヘッドタンクとを有する複数のヘッドユニットが並べて配置され、
前記ヘッドタンクは、前記液体を収容する液体収容部と、前記液体収容部に外部から前記液体を供給する供給管部と、前記液体収容部から外部に前記液体を排出する排出管部と、を有し、
前記複数の液体吐出ヘッドの各ヘッドタンクは、前記供給管部が、隣り合う前記ヘッドタンクの前記排出管部と連結管にて接続されて、最上流側のヘッドタンクから最下流側のヘッドタンクまで直列に接続され、
前記連結管は、前記ヘッドタンクの前記供給管部及び前記排出管部に連結及び取り外し可能に取り付けられ、
前記ヘッドタンクには、前記供給管部及び前記排出管部を開閉する開閉手段を有し、
前記複数のヘッドタンクのうちの所要のヘッドタンクを取り外すとき、前記開閉手段にて、前記所要のヘッドタンクの前記供給管部及び前記排出管部と、前記所要のヘッドタンクに隣り合う上流側の前記ヘッドタンクの前記排出管部と、下流側の前記ヘッドタンクの前記供給管部とををそれぞれ閉じた状態にして、前記所要のヘッドタンクを取り外すことが可能である
構成とした。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、他のヘッドに影響を与えることなく特定のヘッドのみを容易に交換できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明に係る液体吐出ヘッドユニットを備える画像形成装置の一例を示す説明図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る液体吐出ヘッドユニット及びインク供給排出系を説明する説明図である。
【図３】３つのヘッドユニットが連結管を介して接続されている状態の正面説明図である。
【図４】同じくヘッドユニットの交換の説明に供するヘッドユニット取り外し後の状態を示す説明図である。
【図５】ヘッドユニットのヘッドタンクの排出側の連結部の作用説明に供する斜視説明図である。
【図６】同じく断面説明図である。
【図７】本発明の第２実施形態における液体吐出ヘッドユニットの説明に供する３つのヘッドユニットが連結管を介して接続されている状態の正面説明図である。
【図８】同じくヘッドユニットの交換の説明に供するヘッドユニット取り外し後の状態を示す説明図である。
【図９】本発明の第３実施形態における排出側の連結部を作用説明とともに示す断面説明図である。
【図１０】本発明の第４実施形態の第１例を作用説明とともに示す説明図である。
【図１１】本発明の第４実施形態の第２例の説明に供する説明図である。
【図１２】比較例のヘッドユニットを取り外す前の状態を示す説明図である。
【図１３】同じくヘッドユニットを取り外した状態の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して説明する。まず、本発明に係る液体吐出ヘッドユニットを備える画像形成装置の一例について図１を参照して説明する。
【００１２】
この画像形成装置は、ライン型画像形成装置であり、被記録媒体である用紙１に液滴を吐出して画像を形成する画像形成部１０１と、用紙１を搬送する搬送手段（部）である搬送機構１０３と、用紙１を給紙部１０４と、排紙トレイ２８などを備えている。
【００１３】
画像形成部１０１は、液滴を吐出する複数のヘッドを直列（ノズル配列方向）に並べて配列した後述する本発明に係る液体吐出ヘッドユニット２００から構成される複数（ここでは４個とする。）の記録ヘッド１９を、用紙搬送方向に並べて配置している。これらの記録ヘッド１９によって、例えば、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色のインク滴を吐出する。
【００１４】
ここでは、複数の記録ヘッド１９の各ヘッドそれぞれ２列のノズル列を有し、２つの記録ヘッド１９、１９を各ヘッドが千鳥状になるように配置することで、している。これにより、一方の記録ヘッド１９の一方のノズル列と他方の記録ヘッド１９の他方のノズル列を使用して同じ色の液滴を吐出させ、一方の記録ヘッド１９の他方のノズル列と他方の記録ヘッド１９の一方のノズル列を使用して他の同じ色の液滴を吐出させることで、全体として１つの色について用紙幅相当分のノズル列を構成している。
【００１５】
搬送機構１０３は、入口ローラ１３と出口ローラ２３とを有している。入口ローラ１３は、モータ１７によって、モータプーリ１６、タイミングベルト１５、タイミングプーリ１４を介して回転駆動される。出口ローラ２３は、モータ２７によって、モータプーリ２６、タイミングベルト２５、タイミングプーリ２４を介して回転駆動される。
【００１６】
また、入口ローラ１３に対向して拍車１２が配置され、出口ローラ２３に対向して拍車２２が配置されている。さらに、画像形成部１０１に対向して印写受け皿２０が配置され、画像形成部１０１と出口ローラ２３との間にはガイド板２１が配置されている。
【００１７】
この画像形成装置においては、給紙部１０４の給紙トレイ２に収容された用紙は、搬送を解除する位置と搬送を行う位置との移動可能なピックアップローラ３により一枚ずつピックアップされて、分離ローラ対４に搬送され、分離ローラ対４で確実に一枚に分離される。分離された用紙１は、搬送経路を経由して中間搬送ローラ対５に送られた後、ローラ対６に送られる。
【００１８】
ローラ対６は、用紙１が送られてくるときには停止しており、ローラ対６のニップ位置の上流側で用紙１の先端が接したことを前センサ７で検知すると、搬送ローラ対５の搬送も一時停止し、ループを描いた状態の用紙１の先端の位置合わせが行われる。
【００１９】
その後、再度ローラ対６が回転されて、後センサ８を通過することで、所定位置に用紙１の先端が到達したことが検知される。そして、搬送ローラ対９を通過した後、ガイド板１０、１１間を通じて、入口ローラ１３と拍車１２との間に送られ、記録ヘッドユニット１０１の下方を搬送される。
【００２０】
そして、用紙１の先端がヘッド前センサ１８を通過したタイミングを検出することにより、用紙１の所望の位置から記録ヘッド１９によって液滴が吐出されて画像が形成される。
【００２１】
この画像が形成された用紙１はガイド板２１で案内され出口ローラ２３と拍車２２との間を経て排紙トレイ２８に排紙される。
【００２２】
なお、印写受け皿２０は、適宜印刷タイミングの合間で記録ヘッド１９から吐出される画像形成に寄与しない空吐出滴を受け止める。また、この部位において用紙１を案内するガイド部材は図示を省略しているが、例えば、ガイド板２１を記録ヘッド１９び下方まで延長し、ノズル位置では液滴が掛からないスリットを設ける等の構造とすることができる。
【００２３】
また、入口ローラ１３と出口ローラ２３は、１つのモータでタイミングベルトや歯車、或いはその両方の駆動伝達手段を用いて同期させて駆動させることもできる。
【００２４】
次に、本発明の第１実施形態に係る液体吐出ヘッドユニットについて図２を参照して説明する。図２は同液体吐出ヘッドユニット及びインク供給排出系を説明する説明図である。
【００２５】
液体吐出ヘッドユニット２００は、複数（ここでは６個とする）のヘッドユニット２０１を共通のヘッドベース２０２に直列に並べてアレイ化して搭載している。
【００２６】
各ヘッドユニット２０１は、液滴を吐出する複数のノズルを有する液体吐出ヘッド２１１と、この液体吐出ヘッド２１１に液体（インク）を供給するヘッドタンク２１２とをスペーサ６１を介して一体化して構成している。このヘッドユニット２０１は、ヘッドブラケット６３に取り付けられ、ヘッドブラケット６３がねじ６４などでヘッドベース２０２に取付けられている。
【００２７】
各ヘッドユニット２０１のヘッドタンク２１２は、隣り合うヘッドタンク２１２と連結管７０を介して順次直列に接続され、最も上流側（メインタンク３０側）から最も下流側（廃液タンク４１側）まで一連のインク供給経路も構成している。
【００２８】
そして、最上流側のヘッドタンク２１２は、連結管５１及びジョイント５０を介してサブタンク３５に接続され、サブタンク３５は供給ポンプ３２を有する供給路３３を介してメインタンク３０に接続されている。
【００２９】
他方、最下流側のヘッドタンク２１２は、廃液管３７及びジョイント３６を介して、廃液ポンプ３９を有する廃液管３８に接続され、廃液管３８の他方は廃液タンク４１に臨んでいる。廃液タンク４１には大気開放弁４３を有する大気開放通路４４が設けられている。
【００３０】
このように構成した液体吐出ヘッドユニット２００及びインク供給排出系においては、メインタンク３０に貯留されたインク５００は、供給ポンプ３２によって供給路３３を介してサブタンク３５に送液される。このとき、図示しないインク量検出手段によってサブタンク３５のインク量を検出しながら、サブタンク３５のインク量が所定量に維持されるように送液を行う。
【００３１】
サブタンク３５に供給されたインクは、サブタンク３５から最上流側のヘッドユニット２０１のヘッドタンク２１２に供給され、最上流側のヘッドタンク２１２から連結管７０を経て次段のヘッドユニット２０１のヘッドタンク２１２に供給され、同様にして、最下流側のヘッドユニット２０１のヘッドタンク２１２までインクが供給される。
【００３２】
そして、最下流側のヘッドユニット２０１のヘッドタンク２１２から排出されるインクは廃液ポンプ３９にて吸引されて廃液タンク４１に廃液４２として排出される。廃液タンク４１は適宜内圧があがらないように大気開放通路４４が大気開放弁４３にて大気に開放される。
【００３３】
次に、ヘッドユニットについて図３を参照して説明する。図３は３つのヘッドユニットが連結管を介して接続されている状態の正面説明図である。
【００３４】
ヘッドユニット２０１（２０１Ａ〜２０１Ｃ）は、上述したように、液体吐出ヘッド２１１とヘッドタンク２１２とを一体化したものであり、ヘッドタンク２１２からスペーサ６１内に設けた供給路６０を介して液体吐出ヘッド２１１にインクが供給される。
【００３５】
ヘッドタンク２１２は、インク収容部８０と、インク収容部８０にインクを供給する供給管部７８と、インク収容部８０からインクを排出する排出管部８４と形成するタンクケース２１３を有している。
【００３６】
インク収容部８０内の底部には、液体吐出ヘッド２１１に供給するインクから異物を捕集するフィルタ９２が設けられている。
【００３７】
インク収容部８０には、ヘッドユニットの配列方向の一側部の底部にインクを供給する供給口８１が設けられ、他側部の上部にインクを排出する排出口８２が設けられている。
【００３８】
ここで、ヘッドタンク２１２の供給管部７８側には、上流側のヘッドタンク２１２との間を連結する連結管７０が連結部２２１によって連結及び取り外し可能に接続される。
【００３９】
この連結部２２１において、連結管７０の端部には流れの方向を水平方向から垂直方向下向きに変えるためのＬ字管７１が取付けられ、Ｌ字管７１の先端部にはヘッドタンク２１２に挿入して連結し、引き抜いて取り外すための挿入管７４が下方を向けて取付けられている。
【００４０】
この挿入管７４の外周にはフランジ部７２が設けられ、フランジ部７２には連結管７０の連結及び取り外し方向に沿って一部が直線状に切り欠かれた切り欠き部７３が形成されている。
【００４１】
一方、ヘッドタンク２１２の供給管部７８の上部には、挿入管７４の外周に嵌め込まれることで挿入管７４の周囲を密閉するリング７５が設けられている。このリング７５の外周にはレバー７６が一体に設けられている。
【００４２】
また、リング７５と一体構造で内部に供給路７７ａを形成する供給管７７が、供給管部７８内に回転可能に嵌め込まれて配置され、供給管７７の下端部には供給路７７ａに通じ、インク収容部８０の供給口８１に対向可能な供給開口７９が設けられている。
【００４３】
これらのリング７５及び供給管７７は一体で管状の回転部材を構成し、レバー７６を回転することで、一体として回転して、供給管７７の供給開口７９が供給口８１と対向する位置（開位置）に回転させることで、供給管７７内の供給路７７ａを通じて供給口８１からインク収容部８０へのインク供給が可能になり、供給管７７の供給開口７９が供給口８１と対向しない位置（閉位置）に回転させることで、供給管７７の供給開口７９は供給管部７８の壁面にて閉じられて供給口８１に通じない状態になる。
【００４４】
つまり、リング７５及び供給管７７、供給管部７８の壁面によって開閉手段としての所謂コック栓を構成している。
【００４５】
なお、図３では、ヘッドユニット２０１Ｂ、２０１Ｃは供給開口７９が閉じられている状態（閉位置にある状態）、ヘッドユニット２０１Ａは供給開口７９が開いている状態（開位置にある状態）を示している。
【００４６】
また、レバー７６を供給管７７の供給開口７９がインク収容部８０の供給口８１に対向する開位置にしたときに、レバー７６は連結管７０側のフランジ部７２の切り欠き部７３に対向して、連結管７０の取り外し方向への移動が可能になる。
【００４７】
これに対し、レバー７６を供給管７７の供給開口７９がインク収容部８０の供給口８１に対向しない閉位置にしたときに、レバー７６は連結管７０側のフランジ部７２の切り欠き部７３に対向せず、フランジ部７２に係わり合って連結管７０の取り外し方向への移動を規制する。
【００４８】
つまり、レバー７６とフランジ部７２によって、開閉手段が供給管部を開いているとき（供給管７７の供給開口７９を供給口８１に通じさせているとき）に連結管７０の取り外しを規制し、開閉手段が供給管部を閉じているとき（供給管７７の供給開口７９を供給口８１に通じさせていないとき）に連結管７０の取り外しを可能にする規制手段を構成している。
【００４９】
また、ヘッドタンク２１２の排出管部８４側には、下流側のヘッドタンク２１２と連結するための連結管７０が連結部２２２によって連結及び取り外し可能に接続される。
【００５０】
この連結部２２２において、連結管７０の端部には流れの方向を垂直方向上向きから水平方向に変えるためのＬ字管９１が取付けられ、Ｌ字管９１の後端部にはヘッドタンク２１２に挿入して連結し、引き抜いて取り外すための挿入管９０が下方を向けて取付けられている。
【００５１】
この挿入管９０の外周にはフランジ部８８が設けられ、フランジ部８８には連結管７０の連結及び取り外し方向に沿って一部が直線状に切り欠かれた切り欠き部８９が形成されている。
【００５２】
一方、ヘッドタンク２１２の排出管部８４の上部には、挿入管９０の外周に嵌め込まれることで挿入管９０の周囲を密閉するリング８６が設けられている。このリング８６の外周にはレバー８７が一体に設けられている。
【００５３】
また、リング８６と一体構造で内部に排出路８３ａを形成する排出管８３が、排出管部８４内に回転可能に嵌め込まれて配置され、排出管８３の下端部には排出路８３ａに通じ、インク収容部８０の排出口８２に対向可能な排出開口８５が設けられている。
【００５４】
これらのリング８６及び排出管８３は一体で管状の回転部材を構成し、レバー８７を回転することで、一体として回転して、排出管８３の排出開口８５が排出口８２と対向する位置（開位置）に回転させることで、排出管８３内の排出路８３ａを通じて排出口８２からインク収容部８０内のインク排出が可能になり、排出管８３の排出開口８５が排出口８２と対向しない位置（閉位置）に回転させることで、排出管８３の排出開口８５は排出管部８４の壁面にて閉じられて排出口８２に通じない状態になる。
【００５５】
つまり、リング８６及び排出管８３、排出管部８４の壁面によって開閉手段としての所謂コック栓を構成している。
【００５６】
なお、図３では、ヘッドユニット２０１Ａ、２０１Ｂは排出開口８５が閉じられている状態（閉位置にある状態）、ヘッドユニット２０１Ｃは排出開口８５が開いている状態（開位置にある状態）を示している。
【００５７】
また、レバー８７を排出管８３の排出開口８５がインク収容部８０の排出口８２に対向する開位置にしたときに、レバー８７は連結管７０側のフランジ部８８の切り欠き部８９に対向して、連結管７０の取り外し方向への移動が可能になる。
【００５８】
これに対し、レバー８７を排出管８３の排出開口８５がインク収容部８０の排出口８２に対向しない閉位置にしたときに、レバー８７は連結管７０側のフランジ部８８の切り欠き部８９に対向せず、フランジ部８８に係わり合って連結管７０の取り外し方向への移動を規制する。
【００５９】
つまり、レバー８７とフランジ部８８によって、開閉手段が排出管部を開いているとき（排出管８３の排出開口８５を排出口８２に通じさせているとき）に連結管７０の取り外しを規制し、開閉手段が排出管部を閉じているとき（排出管８３の排出開口８５を排出口８２に通じさせていないとき）に連結管７０の取り外しを可能にする規制手段を構成している。
【００６０】
次に、ヘッドユニットの交換について図４も参照して説明する。図４はヘッドユニット取り外し後の状態を示す説明図である。ここでは、３つのヘッドユニット２０１Ａ〜２０１Ｃのうちの真ん中のヘッドユニット２０１Ｂを交換するものとする。
【００６１】
まず、図３に示すように、ヘッドユニット２０１Ｂの連結部２２１、２２２のレバー７６、８７を図示の位置にして供給管７７の供給開口７９、排出管８３の排出開口８５が閉じられた状態にする。また、上流側のヘッドユニット２０１Ａの連結部２２２のレバー８７を図示の位置にして排出管８３の排出開口８５が閉じられた状態にする。また、下流側のヘッドユニット２０１Ｃの連結部２２１のレバー７６を図示の位置にして供給管７７の供給開口７９が閉じられた状態にする。
【００６２】
その後、図４に示すように、ヘッドユニット２０１Ｂを上流側ヘッドユニット２０１Ａとの連結管７０及び下流側ヘッドユニット２０１Ｃとの連結管７０を含めて、ヘッドベース２０２から取り外す。
【００６３】
このとき、交換するヘッドユニット２０１Ｂは供給側と排出側の両端で閉じられている状態になるので、取り外しても、ヘッドタンク２１２のインク収容部８０内に大気圧が掛からないので、インクが液体吐出ヘッド２１１のノズルから垂れ落ちることがなくなる。
【００６４】
また、上流側のヘッドユニット２０１Ａの排出側も閉じられているので、ヘッドユニット２０１Ａの排出側から連結管７０がはずされても、ヘッドタンク２１２のインク収容部８０内に大気圧が掛からないので、インクが液体吐出ヘッド２１１のノズルから垂れ落ちることがなくなる。
【００６５】
同様に、下流側のヘッドユニット２０１Ｃの供給側も閉じられているので、ヘッドユニット２０１Ｃの供給側から連結管７０がはずされても、ヘッドタンク２１２のインク収容部８０内に大気圧が掛からないので、インクが液体吐出ヘッド２１１のノズルから垂れ落ちることがなくなる。
【００６６】
このように、直列接続された複数のヘッドユニット２０１から他のヘッドユニットに影響を与えることなく、特定のヘッドユニット、例えば吐出不良を生じたヘッドユニット２０１を取り外して、容易に交換することができる。
【００６７】
ここで、図１２及び図１３に示す比較例について説明する。図１２は同比較例のヘッドユニットを取り外す前の状態を示す説明図、図１３はヘッドユニットを取り外した状態の説明図である。
【００６８】
この比較例は、隣り合うヘッドユニット５０１のヘッドタンク５１２の一方の排出側排出管部５５６と他方の供給側供給管部５５３とを、途中でジョイント５５９にて連結された排出側連結管５５８Ｂと供給側連結管５５８Ａを介して連結したものである。
【００６９】
この比較例において例えば中央のヘッドユニット５０１Ｂを交換するときには、ジョイント５５９を取り外すことになる。
【００７０】
このとき、ヘッドユニット５０１Ｂの供給側及び排出側はいずれも大気に開放されてインク収容部５８０に大気圧がかかり、液体吐出ヘッド２１１からインクが垂れるため、液体吐出ヘッド２１１のノズル面をキャップ部材５６６にてキャッピングしなければならない。
【００７１】
また、上流側のヘッドユニット５０１Ａも排出側が大気開放されるので、同様に、インク収容部５８０に大気圧がかかり、液体吐出ヘッド２１１からインクが垂れるため、液体吐出ヘッド２１１のノズル面をキャップ部材５６６にてキャッピングしなければならない。
【００７２】
さらに、下流側のヘッドユニット５０１Ｃも供給側が大気開放されるので、同様に、インク収容部５８０に大気圧がかかり、液体吐出ヘッド２１１からインクが垂れるため、液体吐出ヘッド２１１のノズル面をキャップ部材５６６にてキャッピングしなければならない。
【００７３】
このように比較例の液体吐出ヘッドユニットにあっては、特定のヘッドユニットの交換を行うときには、キャップ部材によるキャッピングが必要になり、交換作業が面倒になる。
【００７４】
次に、ヘッドユニット２０１のヘッドタンク２１２の排出側の連結部２２２の作用の詳細について図５及び図６を参照して説明する。図５は同作用説明に供する斜視説明図、図６は同じく断面説明図である。
【００７５】
図５（ａ）及び図６（ａ）では、レバー８７の回転位置は、排出開口８５がインク収容部８０の排出口８２と対向する開位置にある。これにより、インク収容部８０のインクは排出開口８５を通じて連結管７０に流れることができる。
【００７６】
このとき、レバー８７と連結管７０側のフランジ部８８の切り欠き部８９とは回転方向の異なる位置にある。そして、レバー８７はフランジ部８８の上面側に突き出した規制部材である突き出し部８７ａを有している。このため、連結管７０を取り外そうとすると、フランジ部８８とレバー８７の突き出し部８７ａが干渉し（規制され）、いわば鍵が掛けられた状態になって、連結管７０をヘッドタンク２１２から外すことができない。
【００７７】
この状態から、図５（ｂ）及び図６（ｂ）に示すように、レバー８７を突き出し部８７ａが連結管７０のフランジ部８８の切り欠き部８９に対向する位置まで回転させる。これにより、排出開口８５がインク収容部８０の排出口８２と対向しない位置まで回転されて、排出開口８５が閉じ、インク収容部８０から排出開口８５にインクは排出されない。
【００７８】
また、レバー８７の突き出し部８７ａが連結管７０のフランジ部８８の切り欠き部８９に対向することで、いわば鍵が外された状態になり、連結管７０を外すことができる状態（規制が解除された状態）になる。
【００７９】
そこで、図５（ｃ）及び図６（ｃ）に示すように、連結管７０をヘッドタンク２１２の排出側から取り外すことができる。
【００８０】
なお、説明は省略するが、供給側の連結部２２１の作用も上記と同様である。
【００８１】
次に、本発明の第２実施形態における液体吐出ヘッドユニットについて図７及び図８を参照して説明する。
【００８２】
本実施形態では、隣り合う２つのヘッドユニット２０１の排出側と供給側を連結する連結管７０を、高さ方向で、排出側（上流側）が低く、供給側（下流側）が高くなるように傾斜させて配置している。
【００８３】
このように構成することで、インクの充填作業を行うときに、流路内に滞留した気泡が、浮力により、傾斜した連通管７０内を上方向，即ち下流側方向に向けて移動し易くなる。これによって、気泡は、効率よく次段のヘッドユニット２０１に流れ、気泡を下流側への一方方向に流すことが可能となるため、気泡排出性が向上し、インク充填を短時間で行うことができる。したがって、効率的にヘッドユニットの交換作業を行うことができる。
【００８４】
次に、本発明の第３実施形態について図９を参照して説明する。図９は同実施形態における排出側の連結部を作用説明とともに示す断面説明図である。
【００８５】
本実施形態では、Ｌ字管９１に球状弁体９４を内蔵している。球状弁体９４は、較的比重の大きい，金属や、ガラス，セラミックス，弾性ゴム，エラストマ，樹脂等からなる球体形状の弁体である。フランジ８８の内径は球状弁体９４にと閉じることができる大きさに形成している。
【００８６】
そして、Ｌ字管９１内には球状弁体９４を退避させる退避凹部９３が設けられている。また、球状弁体９４には、挿入管９０からヘッドタンク２１２の排出管８３内に進入する連動線部材９５が設けられ、連動線部材９５の下端部には排出管８３の底部に当たり接する突き当て部９６が設けられている。連動線部材９５は比較的剛直な材質、具体的には球状弁体９４の重力荷重では座屈しない程度の剛性のある樹脂や金属ワイヤ等で形成されている。
【００８７】
このように構成したので、図９（ａ）に示すように、レバー８７の回転位置は、排出開口８５がインク収容部８０の排出口８２と対向する位置にあり、レバー８７の突き出し部８７ａと連結管７０側のフランジ８８の切り欠き８９とは回転方向の異なる位置にあるため、連結管７０をヘッドタンク２１２から外すことができない。
【００８８】
このとき、球状弁体９４は、連動線部材９５の突き当て部９６が排出管８３の底部に突き当たり、Ｌ字管９１内を上方に押し上げられて退避凹部９３に収容された状態になる。
【００８９】
したがって、Ｌ字管９１内の流路の断面積は狭まることが無く流体抵抗は通常の状態になっている。
【００９０】
これに対し、図９（ｂ）に示すように、レバー８７を突き出し部８７ａと連結管７０側のフランジ８８の切り欠き８９が対向する位置まで回転させることにより、連結管７０をヘッドタンク２１２から外すことができる状態になる。そこで、連結管７０を取り外しと、球状弁体９４は重力によって下方へ移動し、挿入管９０の内周部で形成された弁座９７に嵌り、挿入管９０の流路を閉じる。
【００９１】
また、再度，連結管７０を接続するときには、図９（ａ）の状態に戻る。
【００９２】
このように、取り外すヘッドユニット２０１の供給側に接続された連結管７０の上流側端部が球状弁体９４によって自動的に閉じられるので、取り外すヘッドユニット２０１の供給側の連結部２２１のレバー７６で供給開口７９を閉じる操作を忘れても、ヘッドタンク２１２のインク収容部８０内が大気開放されないため、インクの漏れ出しを防ぐことができる。
【００９３】
なお、供給側の連結部２２１についても同様に構成することができる。
【００９４】
次に、本発明の第４実施形態の第１例について図１０を参照して説明する。図１０は同実施形態を作用説明とともに示す説明図である。
【００９５】
本実施形態では、図１０（ａ）に示すように、ヘッドユニットのヘッドタンクには連結管３０７を連結する供給側連結部３０１と排出側連結部３０２とが設けられている。そして、連結管３０７の連結部分には弾性部材３１１が嵌め込まれている。この弾性部材３１１は、連結部３０１、３０２のリング状の凹部を有するキャップ部材３１２内に嵌め込まれている。
【００９６】
弾性部材３１１は、図１０（ｂ）に実線で示すように、折り返された状態では内部開口３１４が広がり、同図に破線で示すように、折り返しが伸ばされた状態では内部開口３１４が縮小する。
【００９７】
したがって、連結管３０７を連結部３０２に連結するときには、弾性部材３１１を折り返して内部開口３１４を広げて流路を確保することができる。これに対し、連結管３０７を連結部３０２から取り外すときには、弾性部材３１１を折り返しを伸ばして内部開口３１４を縮めることで、流体抵抗を高くする。
【００９８】
これによって、連結管３０７を上流側のヘッドタンクから取り外しても内部のインクが連結管３０７から漏れ出すことを抑えることができる。なお、この場合、ヘッドタンクの連結部３０１、３０２には別途開閉弁を設けて、ヘッドタンク内が大気開放されることを防止している。
【００９９】
次に、本発明の第４実施形態の第２例について図１１を参照して説明する。図１１は同実施形態の説明に供する説明図である。ここでは、便宜上、図の連結部３０２側を開いた状態、連結部３０１側を閉じた状態で示している。
【０１００】
本実施形態では、連結管３２７の両端部に連結部３０１、３０２と連結する内部に球状弁体３２９を有するバルブ部３２８を設けている。
【０１０１】
このバルブ部３２８の球状弁体３２９は、例えば、ヘッドタンクの連結部３０２に嵌め込んだときに、バルブ部３２８内の球状弁体３２９が連結部３０２で押し上げられて、連結部３０２と連結管３２７との間の流路を開く。
【０１０２】
これに対し、連結管３２７のバルブ部３２８を連結部３０１から取り外したときには、バルブ部３２８内の球状弁体３２９が重力で下降して連結管３２７の流路を閉じる。
【０１０３】
これによって、連結管３０７を上流側のヘッドタンクから取り外しても内部のインクが連結管３０７から漏れ出すことを抑えることができる。なお、この場合、ヘッドタンクの連結部３０１、３０２には別途開閉手段を設けて、ヘッドタンク内が大気開放されることを防止している。
【符号の説明】
【０１０４】
１ 用紙
４ 給紙カセット
１９ 記録ヘッド
１３ 入口ローラ
２３ 出口ローラ
２８ 排紙トレイ
７０ 連結管
７２ フランジ部
７３ 切り欠き部
７４ 挿入管
７５ リング
７６ レバー
７７ 供給管
７８ 供給管部
７９ 供給開口
８０ インク収容部
８１ 供給口
８２ 排出口
８３ 排出管部
８５ 排出開口
８６ リング
８７ レバー
８８ フランジ部
８９ 切り欠き部
９０ 挿入管
２００ 液体吐出ヘッドユニット
２０２ ヘッドユニット
２１１ 液体吐出ヘッド
２１２ ヘッドタンク
【技術分野】
【０００１】
本発明は液体吐出ヘッドユニット及び画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
プリンタ、ファクシミリ、複写装置、プロッタ、これらの複合機等の画像形成装置として、例えばインク液滴を吐出する液体吐出ヘッド（液滴吐出ヘッド）からなる記録ヘッドを用いた液体吐出記録方式の画像形成装置としてインクジェット記録装置などが知られている。
【０００３】
特に、ライン型画像形成装置（以下、単に「インクジェット記録装置」ともいう。）において、複数のヘッドを並べて構成したライン型記録ヘッドを備え、記録ヘッドの各ヘッドに対するインクの供給を、２以上のヘッドに共通の分配部材を用いて行うものが知られている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−２６２８７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上述したように、複数のヘッドを並べて構成したライン型記録ヘッドを構成した場合、一部のヘッドに不良が発生したときには、当該不良になったヘッドのみを交換できるようにすることが好ましい。
【０００６】
そして、この場合、交換するヘッドを取り外すことで、他の正常なヘッドの負圧などに影響に与えないようにする必要がある。
【０００７】
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、他のヘッドに影響を与えることなく特定のヘッドのみを容易に交換できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するために、本発明に係る液体吐出ヘッドユニットは、
液滴を吐出する液体吐出ヘッド及び液体吐出ヘッドに液体を供給するヘッドタンクとを有する複数のヘッドユニットが並べて配置され、
前記ヘッドタンクは、前記液体を収容する液体収容部と、前記液体収容部に外部から前記液体を供給する供給管部と、前記液体収容部から外部に前記液体を排出する排出管部と、を有し、
前記複数の液体吐出ヘッドの各ヘッドタンクは、前記供給管部が、隣り合う前記ヘッドタンクの前記排出管部と連結管にて接続されて、最上流側のヘッドタンクから最下流側のヘッドタンクまで直列に接続され、
前記連結管は、前記ヘッドタンクの前記供給管部及び前記排出管部に連結及び取り外し可能に取り付けられ、
前記ヘッドタンクには、前記供給管部及び前記排出管部を開閉する開閉手段を有し、
前記複数のヘッドタンクのうちの所要のヘッドタンクを取り外すとき、前記開閉手段にて、前記所要のヘッドタンクの前記供給管部及び前記排出管部と、前記所要のヘッドタンクに隣り合う上流側の前記ヘッドタンクの前記排出管部と、下流側の前記ヘッドタンクの前記供給管部とををそれぞれ閉じた状態にして、前記所要のヘッドタンクを取り外すことが可能である
構成とした。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、他のヘッドに影響を与えることなく特定のヘッドのみを容易に交換できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明に係る液体吐出ヘッドユニットを備える画像形成装置の一例を示す説明図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る液体吐出ヘッドユニット及びインク供給排出系を説明する説明図である。
【図３】３つのヘッドユニットが連結管を介して接続されている状態の正面説明図である。
【図４】同じくヘッドユニットの交換の説明に供するヘッドユニット取り外し後の状態を示す説明図である。
【図５】ヘッドユニットのヘッドタンクの排出側の連結部の作用説明に供する斜視説明図である。
【図６】同じく断面説明図である。
【図７】本発明の第２実施形態における液体吐出ヘッドユニットの説明に供する３つのヘッドユニットが連結管を介して接続されている状態の正面説明図である。
【図８】同じくヘッドユニットの交換の説明に供するヘッドユニット取り外し後の状態を示す説明図である。
【図９】本発明の第３実施形態における排出側の連結部を作用説明とともに示す断面説明図である。
【図１０】本発明の第４実施形態の第１例を作用説明とともに示す説明図である。
【図１１】本発明の第４実施形態の第２例の説明に供する説明図である。
【図１２】比較例のヘッドユニットを取り外す前の状態を示す説明図である。
【図１３】同じくヘッドユニットを取り外した状態の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して説明する。まず、本発明に係る液体吐出ヘッドユニットを備える画像形成装置の一例について図１を参照して説明する。
【００１２】
この画像形成装置は、ライン型画像形成装置であり、被記録媒体である用紙１に液滴を吐出して画像を形成する画像形成部１０１と、用紙１を搬送する搬送手段（部）である搬送機構１０３と、用紙１を給紙部１０４と、排紙トレイ２８などを備えている。
【００１３】
画像形成部１０１は、液滴を吐出する複数のヘッドを直列（ノズル配列方向）に並べて配列した後述する本発明に係る液体吐出ヘッドユニット２００から構成される複数（ここでは４個とする。）の記録ヘッド１９を、用紙搬送方向に並べて配置している。これらの記録ヘッド１９によって、例えば、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色のインク滴を吐出する。
【００１４】
ここでは、複数の記録ヘッド１９の各ヘッドそれぞれ２列のノズル列を有し、２つの記録ヘッド１９、１９を各ヘッドが千鳥状になるように配置することで、している。これにより、一方の記録ヘッド１９の一方のノズル列と他方の記録ヘッド１９の他方のノズル列を使用して同じ色の液滴を吐出させ、一方の記録ヘッド１９の他方のノズル列と他方の記録ヘッド１９の一方のノズル列を使用して他の同じ色の液滴を吐出させることで、全体として１つの色について用紙幅相当分のノズル列を構成している。
【００１５】
搬送機構１０３は、入口ローラ１３と出口ローラ２３とを有している。入口ローラ１３は、モータ１７によって、モータプーリ１６、タイミングベルト１５、タイミングプーリ１４を介して回転駆動される。出口ローラ２３は、モータ２７によって、モータプーリ２６、タイミングベルト２５、タイミングプーリ２４を介して回転駆動される。
【００１６】
また、入口ローラ１３に対向して拍車１２が配置され、出口ローラ２３に対向して拍車２２が配置されている。さらに、画像形成部１０１に対向して印写受け皿２０が配置され、画像形成部１０１と出口ローラ２３との間にはガイド板２１が配置されている。
【００１７】
この画像形成装置においては、給紙部１０４の給紙トレイ２に収容された用紙は、搬送を解除する位置と搬送を行う位置との移動可能なピックアップローラ３により一枚ずつピックアップされて、分離ローラ対４に搬送され、分離ローラ対４で確実に一枚に分離される。分離された用紙１は、搬送経路を経由して中間搬送ローラ対５に送られた後、ローラ対６に送られる。
【００１８】
ローラ対６は、用紙１が送られてくるときには停止しており、ローラ対６のニップ位置の上流側で用紙１の先端が接したことを前センサ７で検知すると、搬送ローラ対５の搬送も一時停止し、ループを描いた状態の用紙１の先端の位置合わせが行われる。
【００１９】
その後、再度ローラ対６が回転されて、後センサ８を通過することで、所定位置に用紙１の先端が到達したことが検知される。そして、搬送ローラ対９を通過した後、ガイド板１０、１１間を通じて、入口ローラ１３と拍車１２との間に送られ、記録ヘッドユニット１０１の下方を搬送される。
【００２０】
そして、用紙１の先端がヘッド前センサ１８を通過したタイミングを検出することにより、用紙１の所望の位置から記録ヘッド１９によって液滴が吐出されて画像が形成される。
【００２１】
この画像が形成された用紙１はガイド板２１で案内され出口ローラ２３と拍車２２との間を経て排紙トレイ２８に排紙される。
【００２２】
なお、印写受け皿２０は、適宜印刷タイミングの合間で記録ヘッド１９から吐出される画像形成に寄与しない空吐出滴を受け止める。また、この部位において用紙１を案内するガイド部材は図示を省略しているが、例えば、ガイド板２１を記録ヘッド１９び下方まで延長し、ノズル位置では液滴が掛からないスリットを設ける等の構造とすることができる。
【００２３】
また、入口ローラ１３と出口ローラ２３は、１つのモータでタイミングベルトや歯車、或いはその両方の駆動伝達手段を用いて同期させて駆動させることもできる。
【００２４】
次に、本発明の第１実施形態に係る液体吐出ヘッドユニットについて図２を参照して説明する。図２は同液体吐出ヘッドユニット及びインク供給排出系を説明する説明図である。
【００２５】
液体吐出ヘッドユニット２００は、複数（ここでは６個とする）のヘッドユニット２０１を共通のヘッドベース２０２に直列に並べてアレイ化して搭載している。
【００２６】
各ヘッドユニット２０１は、液滴を吐出する複数のノズルを有する液体吐出ヘッド２１１と、この液体吐出ヘッド２１１に液体（インク）を供給するヘッドタンク２１２とをスペーサ６１を介して一体化して構成している。このヘッドユニット２０１は、ヘッドブラケット６３に取り付けられ、ヘッドブラケット６３がねじ６４などでヘッドベース２０２に取付けられている。
【００２７】
各ヘッドユニット２０１のヘッドタンク２１２は、隣り合うヘッドタンク２１２と連結管７０を介して順次直列に接続され、最も上流側（メインタンク３０側）から最も下流側（廃液タンク４１側）まで一連のインク供給経路も構成している。
【００２８】
そして、最上流側のヘッドタンク２１２は、連結管５１及びジョイント５０を介してサブタンク３５に接続され、サブタンク３５は供給ポンプ３２を有する供給路３３を介してメインタンク３０に接続されている。
【００２９】
他方、最下流側のヘッドタンク２１２は、廃液管３７及びジョイント３６を介して、廃液ポンプ３９を有する廃液管３８に接続され、廃液管３８の他方は廃液タンク４１に臨んでいる。廃液タンク４１には大気開放弁４３を有する大気開放通路４４が設けられている。
【００３０】
このように構成した液体吐出ヘッドユニット２００及びインク供給排出系においては、メインタンク３０に貯留されたインク５００は、供給ポンプ３２によって供給路３３を介してサブタンク３５に送液される。このとき、図示しないインク量検出手段によってサブタンク３５のインク量を検出しながら、サブタンク３５のインク量が所定量に維持されるように送液を行う。
【００３１】
サブタンク３５に供給されたインクは、サブタンク３５から最上流側のヘッドユニット２０１のヘッドタンク２１２に供給され、最上流側のヘッドタンク２１２から連結管７０を経て次段のヘッドユニット２０１のヘッドタンク２１２に供給され、同様にして、最下流側のヘッドユニット２０１のヘッドタンク２１２までインクが供給される。
【００３２】
そして、最下流側のヘッドユニット２０１のヘッドタンク２１２から排出されるインクは廃液ポンプ３９にて吸引されて廃液タンク４１に廃液４２として排出される。廃液タンク４１は適宜内圧があがらないように大気開放通路４４が大気開放弁４３にて大気に開放される。
【００３３】
次に、ヘッドユニットについて図３を参照して説明する。図３は３つのヘッドユニットが連結管を介して接続されている状態の正面説明図である。
【００３４】
ヘッドユニット２０１（２０１Ａ〜２０１Ｃ）は、上述したように、液体吐出ヘッド２１１とヘッドタンク２１２とを一体化したものであり、ヘッドタンク２１２からスペーサ６１内に設けた供給路６０を介して液体吐出ヘッド２１１にインクが供給される。
【００３５】
ヘッドタンク２１２は、インク収容部８０と、インク収容部８０にインクを供給する供給管部７８と、インク収容部８０からインクを排出する排出管部８４と形成するタンクケース２１３を有している。
【００３６】
インク収容部８０内の底部には、液体吐出ヘッド２１１に供給するインクから異物を捕集するフィルタ９２が設けられている。
【００３７】
インク収容部８０には、ヘッドユニットの配列方向の一側部の底部にインクを供給する供給口８１が設けられ、他側部の上部にインクを排出する排出口８２が設けられている。
【００３８】
ここで、ヘッドタンク２１２の供給管部７８側には、上流側のヘッドタンク２１２との間を連結する連結管７０が連結部２２１によって連結及び取り外し可能に接続される。
【００３９】
この連結部２２１において、連結管７０の端部には流れの方向を水平方向から垂直方向下向きに変えるためのＬ字管７１が取付けられ、Ｌ字管７１の先端部にはヘッドタンク２１２に挿入して連結し、引き抜いて取り外すための挿入管７４が下方を向けて取付けられている。
【００４０】
この挿入管７４の外周にはフランジ部７２が設けられ、フランジ部７２には連結管７０の連結及び取り外し方向に沿って一部が直線状に切り欠かれた切り欠き部７３が形成されている。
【００４１】
一方、ヘッドタンク２１２の供給管部７８の上部には、挿入管７４の外周に嵌め込まれることで挿入管７４の周囲を密閉するリング７５が設けられている。このリング７５の外周にはレバー７６が一体に設けられている。
【００４２】
また、リング７５と一体構造で内部に供給路７７ａを形成する供給管７７が、供給管部７８内に回転可能に嵌め込まれて配置され、供給管７７の下端部には供給路７７ａに通じ、インク収容部８０の供給口８１に対向可能な供給開口７９が設けられている。
【００４３】
これらのリング７５及び供給管７７は一体で管状の回転部材を構成し、レバー７６を回転することで、一体として回転して、供給管７７の供給開口７９が供給口８１と対向する位置（開位置）に回転させることで、供給管７７内の供給路７７ａを通じて供給口８１からインク収容部８０へのインク供給が可能になり、供給管７７の供給開口７９が供給口８１と対向しない位置（閉位置）に回転させることで、供給管７７の供給開口７９は供給管部７８の壁面にて閉じられて供給口８１に通じない状態になる。
【００４４】
つまり、リング７５及び供給管７７、供給管部７８の壁面によって開閉手段としての所謂コック栓を構成している。
【００４５】
なお、図３では、ヘッドユニット２０１Ｂ、２０１Ｃは供給開口７９が閉じられている状態（閉位置にある状態）、ヘッドユニット２０１Ａは供給開口７９が開いている状態（開位置にある状態）を示している。
【００４６】
また、レバー７６を供給管７７の供給開口７９がインク収容部８０の供給口８１に対向する開位置にしたときに、レバー７６は連結管７０側のフランジ部７２の切り欠き部７３に対向して、連結管７０の取り外し方向への移動が可能になる。
【００４７】
これに対し、レバー７６を供給管７７の供給開口７９がインク収容部８０の供給口８１に対向しない閉位置にしたときに、レバー７６は連結管７０側のフランジ部７２の切り欠き部７３に対向せず、フランジ部７２に係わり合って連結管７０の取り外し方向への移動を規制する。
【００４８】
つまり、レバー７６とフランジ部７２によって、開閉手段が供給管部を開いているとき（供給管７７の供給開口７９を供給口８１に通じさせているとき）に連結管７０の取り外しを規制し、開閉手段が供給管部を閉じているとき（供給管７７の供給開口７９を供給口８１に通じさせていないとき）に連結管７０の取り外しを可能にする規制手段を構成している。
【００４９】
また、ヘッドタンク２１２の排出管部８４側には、下流側のヘッドタンク２１２と連結するための連結管７０が連結部２２２によって連結及び取り外し可能に接続される。
【００５０】
この連結部２２２において、連結管７０の端部には流れの方向を垂直方向上向きから水平方向に変えるためのＬ字管９１が取付けられ、Ｌ字管９１の後端部にはヘッドタンク２１２に挿入して連結し、引き抜いて取り外すための挿入管９０が下方を向けて取付けられている。
【００５１】
この挿入管９０の外周にはフランジ部８８が設けられ、フランジ部８８には連結管７０の連結及び取り外し方向に沿って一部が直線状に切り欠かれた切り欠き部８９が形成されている。
【００５２】
一方、ヘッドタンク２１２の排出管部８４の上部には、挿入管９０の外周に嵌め込まれることで挿入管９０の周囲を密閉するリング８６が設けられている。このリング８６の外周にはレバー８７が一体に設けられている。
【００５３】
また、リング８６と一体構造で内部に排出路８３ａを形成する排出管８３が、排出管部８４内に回転可能に嵌め込まれて配置され、排出管８３の下端部には排出路８３ａに通じ、インク収容部８０の排出口８２に対向可能な排出開口８５が設けられている。
【００５４】
これらのリング８６及び排出管８３は一体で管状の回転部材を構成し、レバー８７を回転することで、一体として回転して、排出管８３の排出開口８５が排出口８２と対向する位置（開位置）に回転させることで、排出管８３内の排出路８３ａを通じて排出口８２からインク収容部８０内のインク排出が可能になり、排出管８３の排出開口８５が排出口８２と対向しない位置（閉位置）に回転させることで、排出管８３の排出開口８５は排出管部８４の壁面にて閉じられて排出口８２に通じない状態になる。
【００５５】
つまり、リング８６及び排出管８３、排出管部８４の壁面によって開閉手段としての所謂コック栓を構成している。
【００５６】
なお、図３では、ヘッドユニット２０１Ａ、２０１Ｂは排出開口８５が閉じられている状態（閉位置にある状態）、ヘッドユニット２０１Ｃは排出開口８５が開いている状態（開位置にある状態）を示している。
【００５７】
また、レバー８７を排出管８３の排出開口８５がインク収容部８０の排出口８２に対向する開位置にしたときに、レバー８７は連結管７０側のフランジ部８８の切り欠き部８９に対向して、連結管７０の取り外し方向への移動が可能になる。
【００５８】
これに対し、レバー８７を排出管８３の排出開口８５がインク収容部８０の排出口８２に対向しない閉位置にしたときに、レバー８７は連結管７０側のフランジ部８８の切り欠き部８９に対向せず、フランジ部８８に係わり合って連結管７０の取り外し方向への移動を規制する。
【００５９】
つまり、レバー８７とフランジ部８８によって、開閉手段が排出管部を開いているとき（排出管８３の排出開口８５を排出口８２に通じさせているとき）に連結管７０の取り外しを規制し、開閉手段が排出管部を閉じているとき（排出管８３の排出開口８５を排出口８２に通じさせていないとき）に連結管７０の取り外しを可能にする規制手段を構成している。
【００６０】
次に、ヘッドユニットの交換について図４も参照して説明する。図４はヘッドユニット取り外し後の状態を示す説明図である。ここでは、３つのヘッドユニット２０１Ａ〜２０１Ｃのうちの真ん中のヘッドユニット２０１Ｂを交換するものとする。
【００６１】
まず、図３に示すように、ヘッドユニット２０１Ｂの連結部２２１、２２２のレバー７６、８７を図示の位置にして供給管７７の供給開口７９、排出管８３の排出開口８５が閉じられた状態にする。また、上流側のヘッドユニット２０１Ａの連結部２２２のレバー８７を図示の位置にして排出管８３の排出開口８５が閉じられた状態にする。また、下流側のヘッドユニット２０１Ｃの連結部２２１のレバー７６を図示の位置にして供給管７７の供給開口７９が閉じられた状態にする。
【００６２】
その後、図４に示すように、ヘッドユニット２０１Ｂを上流側ヘッドユニット２０１Ａとの連結管７０及び下流側ヘッドユニット２０１Ｃとの連結管７０を含めて、ヘッドベース２０２から取り外す。
【００６３】
このとき、交換するヘッドユニット２０１Ｂは供給側と排出側の両端で閉じられている状態になるので、取り外しても、ヘッドタンク２１２のインク収容部８０内に大気圧が掛からないので、インクが液体吐出ヘッド２１１のノズルから垂れ落ちることがなくなる。
【００６４】
また、上流側のヘッドユニット２０１Ａの排出側も閉じられているので、ヘッドユニット２０１Ａの排出側から連結管７０がはずされても、ヘッドタンク２１２のインク収容部８０内に大気圧が掛からないので、インクが液体吐出ヘッド２１１のノズルから垂れ落ちることがなくなる。
【００６５】
同様に、下流側のヘッドユニット２０１Ｃの供給側も閉じられているので、ヘッドユニット２０１Ｃの供給側から連結管７０がはずされても、ヘッドタンク２１２のインク収容部８０内に大気圧が掛からないので、インクが液体吐出ヘッド２１１のノズルから垂れ落ちることがなくなる。
【００６６】
このように、直列接続された複数のヘッドユニット２０１から他のヘッドユニットに影響を与えることなく、特定のヘッドユニット、例えば吐出不良を生じたヘッドユニット２０１を取り外して、容易に交換することができる。
【００６７】
ここで、図１２及び図１３に示す比較例について説明する。図１２は同比較例のヘッドユニットを取り外す前の状態を示す説明図、図１３はヘッドユニットを取り外した状態の説明図である。
【００６８】
この比較例は、隣り合うヘッドユニット５０１のヘッドタンク５１２の一方の排出側排出管部５５６と他方の供給側供給管部５５３とを、途中でジョイント５５９にて連結された排出側連結管５５８Ｂと供給側連結管５５８Ａを介して連結したものである。
【００６９】
この比較例において例えば中央のヘッドユニット５０１Ｂを交換するときには、ジョイント５５９を取り外すことになる。
【００７０】
このとき、ヘッドユニット５０１Ｂの供給側及び排出側はいずれも大気に開放されてインク収容部５８０に大気圧がかかり、液体吐出ヘッド２１１からインクが垂れるため、液体吐出ヘッド２１１のノズル面をキャップ部材５６６にてキャッピングしなければならない。
【００７１】
また、上流側のヘッドユニット５０１Ａも排出側が大気開放されるので、同様に、インク収容部５８０に大気圧がかかり、液体吐出ヘッド２１１からインクが垂れるため、液体吐出ヘッド２１１のノズル面をキャップ部材５６６にてキャッピングしなければならない。
【００７２】
さらに、下流側のヘッドユニット５０１Ｃも供給側が大気開放されるので、同様に、インク収容部５８０に大気圧がかかり、液体吐出ヘッド２１１からインクが垂れるため、液体吐出ヘッド２１１のノズル面をキャップ部材５６６にてキャッピングしなければならない。
【００７３】
このように比較例の液体吐出ヘッドユニットにあっては、特定のヘッドユニットの交換を行うときには、キャップ部材によるキャッピングが必要になり、交換作業が面倒になる。
【００７４】
次に、ヘッドユニット２０１のヘッドタンク２１２の排出側の連結部２２２の作用の詳細について図５及び図６を参照して説明する。図５は同作用説明に供する斜視説明図、図６は同じく断面説明図である。
【００７５】
図５（ａ）及び図６（ａ）では、レバー８７の回転位置は、排出開口８５がインク収容部８０の排出口８２と対向する開位置にある。これにより、インク収容部８０のインクは排出開口８５を通じて連結管７０に流れることができる。
【００７６】
このとき、レバー８７と連結管７０側のフランジ部８８の切り欠き部８９とは回転方向の異なる位置にある。そして、レバー８７はフランジ部８８の上面側に突き出した規制部材である突き出し部８７ａを有している。このため、連結管７０を取り外そうとすると、フランジ部８８とレバー８７の突き出し部８７ａが干渉し（規制され）、いわば鍵が掛けられた状態になって、連結管７０をヘッドタンク２１２から外すことができない。
【００７７】
この状態から、図５（ｂ）及び図６（ｂ）に示すように、レバー８７を突き出し部８７ａが連結管７０のフランジ部８８の切り欠き部８９に対向する位置まで回転させる。これにより、排出開口８５がインク収容部８０の排出口８２と対向しない位置まで回転されて、排出開口８５が閉じ、インク収容部８０から排出開口８５にインクは排出されない。
【００７８】
また、レバー８７の突き出し部８７ａが連結管７０のフランジ部８８の切り欠き部８９に対向することで、いわば鍵が外された状態になり、連結管７０を外すことができる状態（規制が解除された状態）になる。
【００７９】
そこで、図５（ｃ）及び図６（ｃ）に示すように、連結管７０をヘッドタンク２１２の排出側から取り外すことができる。
【００８０】
なお、説明は省略するが、供給側の連結部２２１の作用も上記と同様である。
【００８１】
次に、本発明の第２実施形態における液体吐出ヘッドユニットについて図７及び図８を参照して説明する。
【００８２】
本実施形態では、隣り合う２つのヘッドユニット２０１の排出側と供給側を連結する連結管７０を、高さ方向で、排出側（上流側）が低く、供給側（下流側）が高くなるように傾斜させて配置している。
【００８３】
このように構成することで、インクの充填作業を行うときに、流路内に滞留した気泡が、浮力により、傾斜した連通管７０内を上方向，即ち下流側方向に向けて移動し易くなる。これによって、気泡は、効率よく次段のヘッドユニット２０１に流れ、気泡を下流側への一方方向に流すことが可能となるため、気泡排出性が向上し、インク充填を短時間で行うことができる。したがって、効率的にヘッドユニットの交換作業を行うことができる。
【００８４】
次に、本発明の第３実施形態について図９を参照して説明する。図９は同実施形態における排出側の連結部を作用説明とともに示す断面説明図である。
【００８５】
本実施形態では、Ｌ字管９１に球状弁体９４を内蔵している。球状弁体９４は、較的比重の大きい，金属や、ガラス，セラミックス，弾性ゴム，エラストマ，樹脂等からなる球体形状の弁体である。フランジ８８の内径は球状弁体９４にと閉じることができる大きさに形成している。
【００８６】
そして、Ｌ字管９１内には球状弁体９４を退避させる退避凹部９３が設けられている。また、球状弁体９４には、挿入管９０からヘッドタンク２１２の排出管８３内に進入する連動線部材９５が設けられ、連動線部材９５の下端部には排出管８３の底部に当たり接する突き当て部９６が設けられている。連動線部材９５は比較的剛直な材質、具体的には球状弁体９４の重力荷重では座屈しない程度の剛性のある樹脂や金属ワイヤ等で形成されている。
【００８７】
このように構成したので、図９（ａ）に示すように、レバー８７の回転位置は、排出開口８５がインク収容部８０の排出口８２と対向する位置にあり、レバー８７の突き出し部８７ａと連結管７０側のフランジ８８の切り欠き８９とは回転方向の異なる位置にあるため、連結管７０をヘッドタンク２１２から外すことができない。
【００８８】
このとき、球状弁体９４は、連動線部材９５の突き当て部９６が排出管８３の底部に突き当たり、Ｌ字管９１内を上方に押し上げられて退避凹部９３に収容された状態になる。
【００８９】
したがって、Ｌ字管９１内の流路の断面積は狭まることが無く流体抵抗は通常の状態になっている。
【００９０】
これに対し、図９（ｂ）に示すように、レバー８７を突き出し部８７ａと連結管７０側のフランジ８８の切り欠き８９が対向する位置まで回転させることにより、連結管７０をヘッドタンク２１２から外すことができる状態になる。そこで、連結管７０を取り外しと、球状弁体９４は重力によって下方へ移動し、挿入管９０の内周部で形成された弁座９７に嵌り、挿入管９０の流路を閉じる。
【００９１】
また、再度，連結管７０を接続するときには、図９（ａ）の状態に戻る。
【００９２】
このように、取り外すヘッドユニット２０１の供給側に接続された連結管７０の上流側端部が球状弁体９４によって自動的に閉じられるので、取り外すヘッドユニット２０１の供給側の連結部２２１のレバー７６で供給開口７９を閉じる操作を忘れても、ヘッドタンク２１２のインク収容部８０内が大気開放されないため、インクの漏れ出しを防ぐことができる。
【００９３】
なお、供給側の連結部２２１についても同様に構成することができる。
【００９４】
次に、本発明の第４実施形態の第１例について図１０を参照して説明する。図１０は同実施形態を作用説明とともに示す説明図である。
【００９５】
本実施形態では、図１０（ａ）に示すように、ヘッドユニットのヘッドタンクには連結管３０７を連結する供給側連結部３０１と排出側連結部３０２とが設けられている。そして、連結管３０７の連結部分には弾性部材３１１が嵌め込まれている。この弾性部材３１１は、連結部３０１、３０２のリング状の凹部を有するキャップ部材３１２内に嵌め込まれている。
【００９６】
弾性部材３１１は、図１０（ｂ）に実線で示すように、折り返された状態では内部開口３１４が広がり、同図に破線で示すように、折り返しが伸ばされた状態では内部開口３１４が縮小する。
【００９７】
したがって、連結管３０７を連結部３０２に連結するときには、弾性部材３１１を折り返して内部開口３１４を広げて流路を確保することができる。これに対し、連結管３０７を連結部３０２から取り外すときには、弾性部材３１１を折り返しを伸ばして内部開口３１４を縮めることで、流体抵抗を高くする。
【００９８】
これによって、連結管３０７を上流側のヘッドタンクから取り外しても内部のインクが連結管３０７から漏れ出すことを抑えることができる。なお、この場合、ヘッドタンクの連結部３０１、３０２には別途開閉弁を設けて、ヘッドタンク内が大気開放されることを防止している。
【００９９】
次に、本発明の第４実施形態の第２例について図１１を参照して説明する。図１１は同実施形態の説明に供する説明図である。ここでは、便宜上、図の連結部３０２側を開いた状態、連結部３０１側を閉じた状態で示している。
【０１００】
本実施形態では、連結管３２７の両端部に連結部３０１、３０２と連結する内部に球状弁体３２９を有するバルブ部３２８を設けている。
【０１０１】
このバルブ部３２８の球状弁体３２９は、例えば、ヘッドタンクの連結部３０２に嵌め込んだときに、バルブ部３２８内の球状弁体３２９が連結部３０２で押し上げられて、連結部３０２と連結管３２７との間の流路を開く。
【０１０２】
これに対し、連結管３２７のバルブ部３２８を連結部３０１から取り外したときには、バルブ部３２８内の球状弁体３２９が重力で下降して連結管３２７の流路を閉じる。
【０１０３】
これによって、連結管３０７を上流側のヘッドタンクから取り外しても内部のインクが連結管３０７から漏れ出すことを抑えることができる。なお、この場合、ヘッドタンクの連結部３０１、３０２には別途開閉手段を設けて、ヘッドタンク内が大気開放されることを防止している。
【符号の説明】
【０１０４】
１ 用紙
４ 給紙カセット
１９ 記録ヘッド
１３ 入口ローラ
２３ 出口ローラ
２８ 排紙トレイ
７０ 連結管
７２ フランジ部
７３ 切り欠き部
７４ 挿入管
７５ リング
７６ レバー
７７ 供給管
７８ 供給管部
７９ 供給開口
８０ インク収容部
８１ 供給口
８２ 排出口
８３ 排出管部
８５ 排出開口
８６ リング
８７ レバー
８８ フランジ部
８９ 切り欠き部
９０ 挿入管
２００ 液体吐出ヘッドユニット
２０２ ヘッドユニット
２１１ 液体吐出ヘッド
２１２ ヘッドタンク
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液滴を吐出する液体吐出ヘッド及び液体吐出ヘッドに液体を供給するヘッドタンクとを有する複数のヘッドユニットが並べて配置され、
前記ヘッドタンクは、前記液体を収容する液体収容部と、前記液体収容部に外部から前記液体を供給する供給管部と、前記液体収容部から外部に前記液体を排出する排出管部と、を有し、
前記複数の液体吐出ヘッドの各ヘッドタンクは、前記供給管部が、隣り合う前記ヘッドタンクの前記排出管部と連結管にて接続されて、最上流側のヘッドタンクから最下流側のヘッドタンクまで直列に接続され、
前記連結管は、前記ヘッドタンクの前記供給管部及び前記排出管部に連結及び取り外し可能に取り付けられ、
前記ヘッドタンクには、前記供給管部及び前記排出管部を開閉する開閉手段を有し、
前記複数のヘッドタンクのうちの所要のヘッドタンクを取り外すとき、前記開閉手段にて、前記所要のヘッドタンクの前記供給管部及び前記排出管部と、前記所要のヘッドタンクに隣り合う上流側の前記ヘッドタンクの前記排出管部と、下流側の前記ヘッドタンクの前記供給管部とをそれぞれ閉じた状態にして、前記所要のヘッドタンクを取り外すことが可能である
ことを特徴とする液体吐出ヘッドユニット。
【請求項２】
前記開閉手段は、前記供給管部又は前記排出管部にそれぞれ設けられた、内部に内部の供給路又は排出路を有する管状の回転部材を有し、
前記回転部材の前記供給路又は排出路に前記連結管が連結され、
前記回転部材には前記内部の供給路又は排出路に通じる供給開口又は排出開口が設けられ、
前記回転部材は、少なくとも、前記供給開口又は前記排出開口が前記液体収容部の供給口又は排出口に通じる開位置と、前記供給開口又は前記排出開口が前記液体収容部の供給口又は排出口に通じない閉位置との間で、回転可能に設けられている
ことを特徴とする請求項１に記載の液体吐出ヘッドユニット。
【請求項３】
前記連結管側の端部には外周にフランジ部が設けられ、
前記フランジ部には前記連結管の連結及び取り外し方向に沿って切欠部が形成され、
前記開閉手段の回転部材には、前記連結管側のフランジ部の前記切り欠き部に対向しない位置では前記フランジ部に係わり合って前記連結管の取り外し方向への移動を規制し、前記連結管側のフランジ部の前記切り欠き部に対向する位置では前記連結管の取り外し方向への移動を可能にする規制部材が設けられている
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の液体吐出ヘッドユニット。
【請求項４】
前記連結管と前記ヘッドタンクとの間には、前記開閉手段が前記供給管部及び前記排出管部を開いているときに前記連結管の取り外しを規制し、前記開閉手段が前記供給管部及び前記排出管部を閉じているときに前記連結管の取り外しを可能にする規制手段が設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の液体吐出ヘッドユニット。
【請求項５】
前記連結管側の端部には、前記連結管を前記ヘッドタンクに連結したときに流路を開き、前記連結管を前記ヘッドタンクから取り外したときに流路を閉じる弁手段が設けられていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の液体吐出ヘッドユニット。
【請求項６】
前記連結管は、上流側よりも下流側が高さ方向に高くなるように傾斜して配置されていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の液体吐出ヘッドユニット。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれかに記載の液体吐出ヘッドユニットを備えていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１】
液滴を吐出する液体吐出ヘッド及び液体吐出ヘッドに液体を供給するヘッドタンクとを有する複数のヘッドユニットが並べて配置され、
前記ヘッドタンクは、前記液体を収容する液体収容部と、前記液体収容部に外部から前記液体を供給する供給管部と、前記液体収容部から外部に前記液体を排出する排出管部と、を有し、
前記複数の液体吐出ヘッドの各ヘッドタンクは、前記供給管部が、隣り合う前記ヘッドタンクの前記排出管部と連結管にて接続されて、最上流側のヘッドタンクから最下流側のヘッドタンクまで直列に接続され、
前記連結管は、前記ヘッドタンクの前記供給管部及び前記排出管部に連結及び取り外し可能に取り付けられ、
前記ヘッドタンクには、前記供給管部及び前記排出管部を開閉する開閉手段を有し、
前記複数のヘッドタンクのうちの所要のヘッドタンクを取り外すとき、前記開閉手段にて、前記所要のヘッドタンクの前記供給管部及び前記排出管部と、前記所要のヘッドタンクに隣り合う上流側の前記ヘッドタンクの前記排出管部と、下流側の前記ヘッドタンクの前記供給管部とをそれぞれ閉じた状態にして、前記所要のヘッドタンクを取り外すことが可能である
ことを特徴とする液体吐出ヘッドユニット。
【請求項２】
前記開閉手段は、前記供給管部又は前記排出管部にそれぞれ設けられた、内部に内部の供給路又は排出路を有する管状の回転部材を有し、
前記回転部材の前記供給路又は排出路に前記連結管が連結され、
前記回転部材には前記内部の供給路又は排出路に通じる供給開口又は排出開口が設けられ、
前記回転部材は、少なくとも、前記供給開口又は前記排出開口が前記液体収容部の供給口又は排出口に通じる開位置と、前記供給開口又は前記排出開口が前記液体収容部の供給口又は排出口に通じない閉位置との間で、回転可能に設けられている
ことを特徴とする請求項１に記載の液体吐出ヘッドユニット。
【請求項３】
前記連結管側の端部には外周にフランジ部が設けられ、
前記フランジ部には前記連結管の連結及び取り外し方向に沿って切欠部が形成され、
前記開閉手段の回転部材には、前記連結管側のフランジ部の前記切り欠き部に対向しない位置では前記フランジ部に係わり合って前記連結管の取り外し方向への移動を規制し、前記連結管側のフランジ部の前記切り欠き部に対向する位置では前記連結管の取り外し方向への移動を可能にする規制部材が設けられている
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の液体吐出ヘッドユニット。
【請求項４】
前記連結管と前記ヘッドタンクとの間には、前記開閉手段が前記供給管部及び前記排出管部を開いているときに前記連結管の取り外しを規制し、前記開閉手段が前記供給管部及び前記排出管部を閉じているときに前記連結管の取り外しを可能にする規制手段が設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の液体吐出ヘッドユニット。
【請求項５】
前記連結管側の端部には、前記連結管を前記ヘッドタンクに連結したときに流路を開き、前記連結管を前記ヘッドタンクから取り外したときに流路を閉じる弁手段が設けられていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の液体吐出ヘッドユニット。
【請求項６】
前記連結管は、上流側よりも下流側が高さ方向に高くなるように傾斜して配置されていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の液体吐出ヘッドユニット。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれかに記載の液体吐出ヘッドユニットを備えていることを特徴とする画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１３−５２６３２（Ｐ２０１３−５２６３２Ａ）
【公開日】平成２５年３月２１日（２０１３．３．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１９３３８７（Ｐ２０１１−１９３３８７）
【出願日】平成２３年９月５日（２０１１．９．５）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年３月２１日（２０１３．３．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月５日（２０１１．９．５）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
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