KR102475789B1 - 잉크젯 기록 장치 - Google Patents

Abstract

잉크젯 기록 장치는, 기록 헤드와, 잉크 탱크와, 공급 유로와, 공급 유로 내에 배치되는 공급 펌프, 기록 헤드로부터 잉크를 회수하고 잉크 탱크에 잉크를 공급하도록 구성된 회수 유로, 공급 유로의 제2 위치에 공급 유로의 제1 위치를 접속하는 릴리프 유로로서, 제1 위치는 공급 유로에 있어서 공급 펌프의 하류측에 위치되고 제2 위치는 공급 유로에 있어서 공급 펌프의 상류측에 위치되는, 릴리프 유로, 및 릴리프 유로 내에 배치되고, 공급 유로 내에서 펌핑된 잉크의 압력이 미리 정해진 값보다 큰 경우에, 공급 유로 내의 잉크가 제1 위치에서 제2 위치로 유동하게 릴리프 유로를 개방하도록 구성된 차압 규제 밸브를 포함한다.

Description

잉크젯 기록 장치{INKJET RECORDING APPARATUS}

본 발명의 양태는 대체로 기록 헤드를 사용해서 화상을 기록하는 잉크젯 기록 장치에 관한 것이다.

일본 특허 출원 공개 제2010-155449호에 개시된 잉크젯 기록 장치는 잉크를 토출하는 풀라인 타입의 잉크젯 헤드와 잉크젯 헤드에 공급되는 잉크를 수용하는 잉크 탱크를 구비한다. 잉크 탱크와 잉크젯 헤드는 잉크 공급로와 잉크 환류로를 통해 서로 접속되어 있고, 따라서 잉크 탱크와 잉크젯 헤드 사이를 잉크가 순환하도록 구성된다.

그러나, 일본 특허 출원 공개 공보 제2010-155449호에 개시된 잉크 순환 구성을 고밀도화된 기록 헤드에 채용하는 경우에, 기록 헤드로부터 토출되는 잉크량이 많은 경우, (잉크를 가압하고 공급하는) 공급 펌프에 의해 공급되는 잉크량이 부족하게 될 수도 있다. 또한, 반대로, 기록 헤드로부터 토출되는 잉크량이 적은 경우, 공급 펌프에 의해 공급되는 잉크량이 과다하게 될 수도 있다.

본 발명의 양태는 대체로 잉크를 순환할 수 있는 구성에서도, 기록 헤드로부터 토출되는 잉크량에 관계없이 안정된 토출 성능을 유지할 수 있는 잉크젯 기록 장치에 관한 것이다.

본 발명의 양태에 따르면, 잉크젯 기록 장치는, 잉크를 토출하도록 구성된 기록 헤드, 기록 헤드에 공급될 잉크를 저장하도록 구성된 잉크 탱크, 잉크 탱크로부터 기록 헤드에 잉크를 공급하도록 구성된 공급 유로, 공급 유로 내에 배치되고 공급 유로 내의 잉크를 펌핑하도록 구성된 공급 펌프, 기록 헤드로부터 잉크를 회수하고 잉크 탱크에 잉크를 공급하도록 구성된 회수 유로, 공급 유로의 제2 위치에 공급 유로의 제1 위치를 접속하는 릴리프 유로로서, 제1 위치는 공급 유로에 있어서 공급 펌프의 하류측에 위치되고 제2 위치는 공급 유로에 있어서 공급 펌프의 상류측에 위치되는, 릴리프 유로, 및 릴리프 유로 내에 배치되고, 공급 유로 내에서 펌핑된 잉크의 압력이 미리 정해진 값보다 큰 경우에, 공급 유로 내의 잉크가 제1 위치로부터 제2 위치로 유동할 수 있도록, 릴리프 유로를 개방하도록 구성된 차압 규제 밸브를 포함한다.

본 발명의 추가의 특징, 장점 및 양태는 첨부 도면을 참조하여 예시적인 실시예들에 대한 다음의 설명으로부터 명확해질 것이다. 특정 실시예 또는 실시예의 세트와 관련하여 본 명세서에 설명된 특징들 중 임의의 특징은 상기 정의된 본 발명의 가장 광범위한 양태들에 의해 부여된 것 이외의 어떠한 제한없이 하나 이상의 다른 실시예들의 특징들과 결합될 수도 있다는 것을 이해해야 한다. 특히, 다른 실시예들로부터의 특징들은 필요에 따라 결합될 수 있거나, 단일 실시예에서의 개별 실시예들로부터의 요소들 또는 특징들의 조합이 유익할 때 조합될 수 있다.

도 1은 잉크젯 기록 장치가 대기 상태에 있을 때의 상태를 도시하는 도면.
도 2는 잉크젯 기록 장치의 제어 구성도.
도 3은 잉크젯 기록 장치가 기록 상태에 있을 때의 상태를 도시하는 도면.
도 4a, 도 4b 및 도 4c는 제1 카세트로부터 급송된 기록 매체의 반송 경로도.
도 5a, 도 5b 및 도 5c는 제2 카세트로부터 급송된 기록 매체의 반송 경로도.
도 6a, 도 6b, 도 6c 및 도 6d는 기록 매체의 이면에 기록 동작을 행하는 경우의 반송 경로도.
도 7은 잉크젯 기록 장치가 메인터넌스 상태에 있을 때의 상태를 도시하는 도면.
도 8a 및 도 8b는 메인터넌스 유닛의 구성을 도시하는 사시도.
도 9는 잉크 공급 유닛을 도시하는 도면.
도 10a, 도 10b 및 도 10c는 릴리프 밸브의 구성을 도시하는 도면.
도 11a 및 도 11b는 기록 헤드의 잉크 토출부의 구성을 도시하는 도면.
도 12a, 도 12b 및 도 12c는 기록 헤드의 제1 부압 제어 유닛의 구성을 도시하는 도면.
도 13a 및 도 13b는 기록 헤드에 의해 수행되는 기록 동작에서 잉크 공급 유닛 내부의 잉크의 유동을 도시하는 도면.

도 1은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 잉크젯 기록 장치(이하, "기록 장치"라 함)(1)의 내부 구성도이다. 이하, 다음의 도면들에서, x 방향은 수평 방향을 나타내고, y 방향(지면에 수직한 방향)은 후술하는 기록 헤드(8)에서 토출구가 배열하는 방향을 나타내고, z 방향은 연직 방향을 나타낸다.

기록 장치(1)는, 프린트 유닛(2)과 스캐너 유닛(3)을 포함하는 복합기이며, 기록 동작과 판독 동작에 관한 각종 처리를 프린트 유닛(2)과 스캐너 유닛(3)이 개별 방식으로 또는 서로 연동해서 작동하도록 함으로써, 실행할 수 있다. 스캐너 유닛(3)은, 자동 급지기(ADF)와 평판 스캐너(FBS)를 포함하고 있고, ADF에서 자동 급지되는 원고의 판독과, 유저에 의해 FBS의 원고대에 놓인 원고의 판독을 행할 수 있다. 또한, 본 예시적인 실시예에서, 기록 장치(1)는 프린트 유닛(2)과 스캐너 유닛(3) 양자 모두를 포함하는 복합기이지만, 스캐너 유닛(3)을 포함하지 않도록 구성될 수 있다. 도 1은 기록 장치(1)가 기록 동작도 판독 동작도 수행하지 않고 있는 대기 상태에 있을 때의 상태를 도시한다.

프린트 유닛(2)에서, 섀시(4)의 연직 방향 하방의 저부에는, 각각 기록 매체(커트 시트)(S)를 수용하도록 구성되는 제1 카세트(5A)와 제2 카세트(5B)가 착탈가능하게 장착된다. 제1 카세트 5A에는 A4 사이즈까지의 상대적으로 작은 기록 매체와, A3 사이즈까지의 상대적으로 큰 기록 매체가 제1 카세트(5A)와 제2 카세트( 5B)에 각각 놓여 있다. 제1 카세트 (5A) 근방에는, 수용되고 있는 기록 매체를 1매씩 분리해서 급송하도록 구성되는 제1 급송 유닛(6A)이 설치된다. 유사하게, 제2 카세트(5B) 근방에는, 제2 급송 유닛(6B)이 설치된다. 기록 동작이 행해지는 때에는 카세트 중 어느 한 쪽으로부터 선택적으로 기록 매체(S)가 급송된다.

반송 롤러(7), 배출 롤러(12), 핀치 롤러(7a), 박차(7b), 가이드(18), 이너 가이드(19) 및 디버터(플래퍼)(11)는, 기록 매체(S)를 미리 정해진 방향으로 안내하도록 구성되는 반송 기구이다. 반송 롤러(7)는 기록 헤드(8)의 상류측과 하류측에 배치되고, (도시하지 않은) 반송 모터에 의해 구동되는 구동 롤러이다. 핀치 롤러(7a)는 기록 헤드(8)의 상류측에 배치되고, 반송 롤러(7)와 연동해서 기록 매체(S)를 닙핑하면서 회전하는 종동 롤러이다. 배출 롤러(12)는 반송 경로에서의 최하류측에 배치되고, (도시하지 않은) 반송 모터에 의해 구동되는 구동 롤러이다. 박차(7b)는 기록 헤드(8)의 하류측에 배치되고, 기록 매체(S)를 미리 정해진 방향으로 안내한다. 박차(7b) 중, 반송 롤러(7) 또는 배출 롤러(12)와 대향하여 배치되는 일부는, 반송 롤러(7) 또는 배출 롤러(12)와 연동해서 기록 매체(S)를 닙핑하면서 기록 매체(S)를 반송한다.

가이드(18)는 기록 매체(S)의 반송 경로에 설치되고, 기록 매체(S)를 미리 정해진 방향으로 안내한다. 이너 가이드(19)는 y 방향으로 연장되는 부재이고, 만곡된 측면을 갖고, 측면을 따라 기록 매체(S)를 안내한다. 디버터(11)는 양면 기록 동작 중에, 기록 매체(S)가 반송되는 방향을 전환하는데 사용되는 부재이다. 배출 트레이(13)는 기록 동작이 완료된 후 배출 롤러(12)에 의해 배출된 기록 매체(S)를 적재 유지하기 위한 트레이이다.

본 예시적인 실시예의 기록 헤드(8)는 풀라인 타입의 컬러 잉크젯 기록 헤드이며, 기록 데이터를 따라서 잉크를 토출하는 복수의 토출구가, 도 1에서의 y 방향을 따라서 기록 매체(S)의 폭에 대응하는 사이즈로 배열되고 있다. 기록 헤드(8)가 도 1에 도시한 대기 위치에 있을 때, 기록 헤드(8)의 토출구면(8a)는 캡 유닛(10)에 의해 캡핑된다. 이 캡 유닛(10)의 위치를 "캡핑 위치"라고도 칭한다. 기록 헤드(8)가 기록 동작을 행할 때는, 후술하는 프린트 컨트롤러(202)에 의해, 토출구면(8a)이 플래튼(9)과 대향하는 방식으로 기록 헤드(8)의 배향이 변경된다. 플래튼(9)은 y 방향으로 연장되는 평판으로 구성되고, 기록 헤드(8)에 의해 기록 동작이 행해지는 기록 매체(S)를 그 배면으로부터 지지한다. 기록 헤드(8)의 대기 위치로부터 기록 위치로의 이동에 대해서는 상세히 후술한다.

잉크 탱크 유닛(14)은 기록 헤드(8)에 공급되는 4색의 잉크를 저류한다. 잉크 공급 유닛(15)은 잉크 탱크 유닛(14)과 기록 헤드(8)를 접속하는 유로의 도중에 설치되고, 기록 헤드(8) 내부의 잉크의 압력 및 유량을 적절한 범위로 조정한다. 본 예시적인 실시예에서는, 순환형 잉크 공급 시스템을 채용하고 있어, 잉크 공급 유닛(15)이 기록 헤드(8)에 공급되는 잉크의 압력과 기록 헤드(8)로부터 회수되는 잉크의 유량을 각각의 적절한 범위로 조정한다.

메인터넌스 유닛(16)은 캡 유닛(10)과 와이핑 유닛(17)을 포함하고, 미리 정해진 타이밍에 캡 유닛(10)과 와이핑 유닛(17)을 작동시켜서 기록 헤드(8)에 대한 메인터넌스 동작을 행한다. 메인터넌스 동작에 대해서는 상세히 후술한다.

도 2는 기록 장치(1)에서의 제어 구성을 도시하는 블록도이다. 제어 구성은 주로 프린트 유닛(2)을 포괄적으로 제어하는 프린트 엔진 유닛(200)과, 스캐너 유닛(3)을 포괄적으로 제어하는 스캐너 엔진 유닛(300)과, 기록 장치(1) 전체를 포괄적으로 제어하는 컨트롤러 유닛(100)에 의해 구성된다. 프린트 컨트롤러(202)는 컨트롤러 유닛(100)의 메인 컨트롤러(101)의 지시에 따라서 프린트 엔진 유닛(200)의 각종 기구를 제어한다. 스캐너 엔진 유닛(300)의 각종 기구는 컨트롤러 유닛(100)의 메인 컨트롤러(101)에 의해 제어된다. 이하 제어 구성의 상세에 대해서 설명한다.

컨트롤러 유닛(100)에서, 중앙 처리 유닛(CPU)에 의해 구성되는 메인 컨트롤러(101)는 판독 전용 메모리(ROM)(107)에 저장되어 있는 프로그램과 각종 파라미터에 따라, 랜덤 액세스 메모리(RAM)(106)를 워크 에어리어로 사용하면서 기록 장치(1) 전체를 제어한다. 예를 들어, 호스트 인터페이스(I/F)(102) 또는 와이어리스 I/F(103)를 통해 호스트 장치(400)로부터 인쇄 작업이 입력되면, 메인 컨트롤러(101)로부터의 지시에 따라 화상 처리 유닛(108)이 수신한 화상 데이터에 대하여 미리 정해진 화상 처리를 실시한다. 그리고, 메인 컨트롤러(101)는 프린트 엔진 I/F(105)을 통해 화상 처리를 실시한 화상 데이터를 프린트 엔진 유닛(200)에 송신한다.

또한, 기록 장치(1)는 무선 통신 또는 유선 통신을 통해 호스트 장치(400)로부터 화상 데이터를 취득할 수 있고, 또는 기록 장치(1)에 접속된 외부 저장 장치(예를 들면, 유니버설 시리얼 버스(USB) 메모리)으로부터 화상 데이터를 취득할 수 있다. 무선 통신 또는 유선 통신에 이용되는 통신 방법은 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 무선 통신에 이용되는 통신 방법으로서, Wi-Fi(Wireless Fidelity)(무선 피델리티)(등록 상표)와 Bluetooth(등록 상표)이 적용 가능하다. 또한, 유선 통신에 이용되는 통신 방법으로서는, 예를 들어, 유니버설 시리얼 버스(USB)가 적용 가능하다. 또한, 예를 들어, 호스트 장치(400)로부터 판독 커맨드가 입력되면, 메인 컨트롤러(101)는 스캐너 엔진 I/F(109)을 통해 이 커맨드를 스캐너 유닛(3)에 송신한다.

조작 패널(104)은 유저가 기록 장치(1)에 대하여 입출력을 행하는데 사용하기 위한 기구이다. 유저는 조작 패널(104)을 사용하여 카피나 스캔과 같은 동작을 지시하거나, 인쇄 모드를 설정하거나, 기록 장치(1)에 대한 정보를 인식하거나 할 수 있다.

프린트 엔진 유닛(200)에서, CPU에 의해 구성되는 프린트 컨트롤러(202)는, ROM(203)에 저장되어 있는 프로그램 또는 각종 파라미터에 따라, RAM(204)을 워크 에어리어로 이용하면서, 프린트 유닛(2)이 포함하는 각종 기구를 제어한다. 컨트롤러 I/F(201)를 통해 각종 커맨드나 화상 데이터가 수신되면, 프린트 컨트롤러(202)는 이것을 일시적으로 RAM(204)에 저장한다. 프린트 컨트롤러(202)는 화상 처리 컨트롤러(205)로 하여금 저장된 화상 데이터를 기록 데이터로 변환시키게 하고, 따라서 기록 헤드(8)가 기록 동작에 기록 데이터를 이용할 수 있게 만든다.

기록 데이터가 생성되면, 프린트 컨트롤러(202)는 헤드 I/F(206)를 통해 기록 헤드(8)가 기록 데이터에 기초하는 기록 동작을 수행하게 만든다. 이 때, 프린트 컨트롤러(202)는 반송 제어 유닛(207)을 통해 도 1에 도시한 제1 급송 유닛(6A), 제2 급송 유닛(6B), 반송 롤러(7), 배출 롤러(12) 및 디버터(11)를 구동하고, 따라서 기록 매체(S)를 반송한다. 프린트 컨트롤러(202)로부터의 지시에 따라, 기록 매체(S)의 반송 동작에 연동해서 기록 헤드(8)에 의한 기록 동작이 실행되어, 인쇄 처리가 행해진다.

헤드 캐리지 제어 유닛(208)은 기록 장치(1)의 메인터넌스 상태 또는 기록 상태와 같은 동작 상태에 따라서 기록 헤드(8)의 배향 또는 위치를 변경한다. 잉크 공급 제어 유닛(209)은 기록 헤드(8)에 공급되는 잉크의 압력이 적절한 범위 내에 들어가는 방식으로, 잉크 공급 유닛(15)을 제어한다. 메인터넌스 제어 유닛(210)은 기록 헤드(8)에 대한 메인터넌스 동작을 행할 때에, 메인터넌스 유닛(16)에서의 캡 유닛(10)과 와이핑 유닛(17)의 동작을 제어한다.

스캐너 엔진 유닛(300)에서는, 메인 컨트롤러(101)가 ROM(107)에 저장되어 프로그램 또는 각종 파라미터에 따라, RAM(106)을 워크 에어리어로 사용하면서, 스캐너 컨트롤러(302)의 하드웨어 리소스를 제어한다. 이에 의해, 스캐너 유닛(3)이 포함하는 각종 기구가 제어된다. 예를 들어, 컨트롤러 I/F(301)를 통해 메인 컨트롤러(101)가 스캐너 컨트롤러(302)에 포함되는 하드웨어 리소스를 제어하고, 따라서 유저가 ADF에 탑재한 원고를, 반송 제어 유닛(304)을 통해 반송한 다음에 센서(305)에 의해 판독한다. 그리고, 스캐너 컨트롤러(302)는 판독한 화상 데이터를 RAM(303)에 저장한다. 또한, 프린트 컨트롤러(202)는 상술한 방식으로 취득된 화상 데이터를 기록 데이터로 변환하고, 따라서 기록 헤드(8)에, 스캐너 컨트롤러(302)로 판독한 화상 데이터에 기초하는 기록 동작을 실행시키는 것이 가능하다.

도 3은 기록 장치(1)가 기록 상태에 있을 때의 상태를 도시한다. 도 1에 도시한 대기 상태와 비교하면, 캡 유닛(10)이 기록 헤드(8)의 토출구면(8a)으로부터 이격하고, 토출구면(8a)이 플래튼(9)과 대향하고 있다. 본 예시적인 실시예에서, 플래튼(9)의 평면은 수평 방향에 대하여 약 45도 기울어 있고, 기록 위치에서의 기록 헤드(8)의 토출구면(8a)도 플래튼(9)에 대한 거리가 일정하게 유지되는 방식으로 수평 방향에 대하여 약 45도 기울어 있다.

기록 헤드(8)를 도 1에 도시한 대기 위치에서 도 3에 도시한 기록 위치로 이동할 때, 프린트 컨트롤러(202)는 메인터넌스 제어 유닛(210)을 사용하여, 캡 유닛(10)을 도 3에 도시한 퇴피 위치까지 강하시킨다. 이에 의해, 기록 헤드(8)의 토출구면(8a)은 캡 유닛(10)의 캡 부재(10a)로부터 분리된다. 그 후, 프린트 컨트롤러(202)는 헤드 캐리지 제어 유닛(208)을 사용해서 기록 헤드(8)의 연직 방향의 높이를 하강시키면서 기록 헤드(8)를 45도 만큼 회전시키고, 따라서 토출구면(8a)을 플래튼(9)과 대향시킨다. 기록 동작을 완료하고, 기록 헤드(8)가 기록 위치에서 대기 위치로 이동할 때, 프린트 컨트롤러(202)에 의해 상술한 공정과 반대의 공정이 행해진다.

다음에, 프린트 유닛(2)에서의 기록 매체(S)의 반송 경로에 대해서 설명한다. 기록 커맨드가 입력되면, 프린트 컨트롤러(202)는, 먼저, 메인터넌스 제어 유닛(210) 및 헤드 캐리지 제어 유닛(208)을 사용하여, 기록 헤드(8)를 도 3에 도시한 기록 위치로 이동시킨다. 그 후, 프린트 컨트롤러(202)은 반송 제어 유닛(207)을 사용하여, 제1 급송 유닛(6A) 및 제2 급송 유닛(6B) 중 어느 하나를 구동시키고, 따라서 기록 매체(S)를 급송한다.

도 4a, 도 4b 및 도 4c는 제1 카세트(5A)에 수용되고 있는 A4 사이즈의 기록 매체(S)가 급송될 때의 반송 경로를 도시하는 도면이다. 도 4a 내지 도 4c 및 그 다음의 도면들에서, 반송되는 기록 매체(S)는 점선에 의해 나타낸다. 제1 카세트(5A) 내에 최상위 적재된 기록 매체(S)는, 제1 급송 유닛(6A)에 의해 제2 최상위 기록 매체와 그 다음의 기록 매체로부터 분리되고, 이어서 반송 롤러(7)와 핀치 롤러(7a) 사이에 닙핑되면서, 플래튼(9)과 기록 헤드(8) 사이의 기록 영역(P)을 향해 반송된다. 도 4a는 기록 매체(S)의 선단이 기록 영역(P)에 도달하기 직전에 얻어진 반송 상태를 도시한다. 기록 매체(S)의 이동의 방향은 제1 급송 유닛(6A)에 의해 급송된 다음에 기록 영역(P)에 도달하는 시간 동안, 수평 방향(x 방향)으로부터, 수평 방향에 대하여 약 45도 만큼 기울어진 방향으로 변경된다.

기록 영역(P)에서는, 기록 헤드(8)에 설치되는 복수의 토출구로부터 기록 매체(S)를 향해서 잉크가 토출된다. 잉크가 부여되는 영역의 기록 매체(S)는, 플래튼(9)에 의해 그 배면이 지지되어 있어, 토출구면(8a)과 기록 매체(S) 사이의 거리가 일정하게 유지되고 있다. 잉크가 부여된 기록 매체(S)는, 반송 롤러(7)와 박차(7b)에 의해 안내되면서, 선단이 도 4a에서 우측으로 기울고 있는 디버터(11)의 좌측을 통과하고, 가이드(18)를 따라 기록 장치(1)의 연직 방향 상방으로 반송된다. 도 4b는 기록 매체(S)의 선단이 기록 영역(P)을 통과해서 연직 방향 상방으로 반송되는 상태를 도시한다. 기록 매체(S)의 진행 방향은, 기록 매체(S)가 수평 방향에 대하여 약 45도 기울어진 기록 영역(P) 위를 통과한 후에, 반송 롤러(7)와 박차(7b)에 의해 연직 방향 상방으로 변경되고 있다.

기록 매체(S)는 연직 방향 상방으로 반송된 후, 배출 롤러(12)와 박차(7b)에 의해 배출 트레이(13)에 배출된다. 도 4c는 기록 매체(S)의 선단이 배출 트레이(13)에 배출되는 상태를 도시한다. 기록 매체(S)는 기록 헤드(8)에 의해 화상이 기록된 면을 아래로 배치한 상태에서 배출되고, 이어서 배출 트레이(13) 상에 유지된다.

도 5a, 도 5b 및 도 5c는 제2 카세트(5B)에 수용되어 있는 A3 사이즈의 기록 매체(S)가 급송될 때의 반송 경로를 도시하는 도면이다. 제2 카세트(5B) 내에 최상위 적재된 기록 매체(S)는, 제2 급송 유닛(6B)에 의해 제2 최상위 기록 매체와 그 다음의 기록 매체로부터 분리되고, 이어서 반송 롤러(7)와 핀치 롤러(7a) 사이에 닙핑되면서, 플래튼(9)과 기록 헤드(8) 사이의 기록 영역(P)을 향해서 반송된다.

도 5a는 기록 매체(S)의 선단이 기록 영역(P)에 도달하기 직전에 얻어진 반송 상태를 도시한다. 기록 매체(S)가 제2 급송 유닛(6B)에 의해 급송되어 기록 영역(P)에 도달할 때까지의 반송 경로에는, 복수의 반송 롤러(7), 복수의 핀치 롤러(7a) 및 이너 가이드(19)가 배열되기 때문에, 기록 매체(S)는 S자 방식으로 만곡되어서 플래튼(9)까지 반송된다.

그 다음의 반송 경로는, 도 4b 및 도 4c에 도시한 A4 사이즈의 기록 매체(S)의 경우의 반송 경로와 유사하다. 도 5b는 기록 매체(S)의 선단이 기록 영역(P)을 통과한 다음에 연직 방향 상방으로 반송되는 상태를 도시한다. 도 5c는 기록 매체(S)의 선단이 배출 트레이(13)에 배출되는 상태를 도시한다.

도 6a, 도 6b, 도 6c 및 도 6d는 A4 사이즈의 기록 매체(S)의 이면(제2 면)에 대하여 기록 동작(양면 기록)을 행하는 경우의 반송 경로를 도시한다. 기록 장치(1)는 양면 기록을 행하는 경우, 제1 면(표면)에 기록을 행한 후에 제2 면(이면)에 기록 동작을 행한다. 제1 면에 기록을 행하기 위한 반송 공정은 도 4a 내지 도 4c에 도시한 반송 공정과 유사하고, 따라서 여기서는 그 설명을 생략한다. 이하, 도 4c에 도시한 상태 후에 행해지는 반송 공정에 대해서 설명한다.

기록 헤드(8)에 의해 행해진 제1 면에 대한 기록 동작이 완료되고 기록 매체(S)의 후단부가 디버터(11)를 통과하면, 프린트 컨트롤러(202)는, 반송 롤러(7)을 역회전시키고, 따라서 기록 매체(S)를 기록 장치(1)의 내부로 반송한다. 이때, 디버터(11)는, (도시하지 않은) 액추에이터에 의해 그 선단이 도 6a에서 좌측으로 기울어지는 방식으로 제어되어, 기록 매체(S)의 선단(제1 면에 행해진 기록 동작에서의 후단부)은 디버터(11)의 우측을 통과한 다음에 연직 방향 하방으로 반송된다. 도 6a는 기록 매체(S)의 선단(제1 면에 행해진 기록 동작에서의 후단부)이 디버터(11)의 우측을 통과하는 상태를 도시한다.

그 후, 기록 매체(S)는 이너 가이드(19)의 만곡한 외주부를 따라 반송된 다음에, 다시 기록 헤드(8)와 플래튼(9) 사이의 기록 영역(P)으로 반송된다. 이때, 기록 헤드(8)의 토출구면(8a)에 기록 매체(S)의 제2 면이 대향한다. 도 6b는 제2 면에 대한 기록 동작을 위해서, 기록 매체(S)의 선단이 기록 영역(P)에 도달하기 직전에 얻어진 반송 상태를 도시한다.

그 다음의 반송 경로는, 도 4b 및 도 4c에 도시한 제1 면에 대한 기록의 경우에서의 반송 경로와 유사하다. 도 6c는 기록 매체(S)의 선단이 기록 영역(P)을 통과해서 연직 방향 상방으로 반송되는 상태를 도시한다. 이때, 디버터(11)는 (도시하지 않은) 액추에이터에 의해 선단이 우측으로 기운 위치로 이동하게 제어된다. 도 6d는 기록 매체(S)의 선단이 배출 롤러(12)을 통과한 다음에 배출 트레이(13)에 배출되는 상태를 도시한다. 또한, A3 사이즈의 기록 매체(S)의 양면 기록의 경우에도, 유사한 반송 작동이 행해진다.

다음에, 기록 헤드(8)에 대한 메인터넌스 동작에 대해서 설명한다. 도 1을 참조하여 또한 설명한 바와 같이, 메인터넌스 유닛(16)은 캡 유닛(10)과 와이핑 유닛(17)을 포함하고, 미리 정해진 타이밍에 이들 유닛을 작동시켜서 메인터넌스 동작을 행한다.

도 7은 기록 장치(1)가 메인터넌스 상태일 때의 상태를 도시하는 도면이다. 기록 헤드(8)를 도 1에 도시한 대기 위치부터 도 7에 도시한 메인터넌스 위치로 이동할 때, 프린트 컨트롤러(202)는 먼저 기록 헤드(8)를 연직 방향에서 비스듬히 상방으로 이동시키고 또한 캡 유닛(10)을 연직 방향 하방으로 이동시킨다. 그리고, 프린트 컨트롤러(202)는 와이핑 유닛(17)을 퇴피 위치로부터 도 7에서의 우로 이동시킨다. 그 후, 프린트 컨트롤러(202)는 기록 헤드(8)를 연직 방향 하방으로 이동시키고, 따라서 기록 헤드(8)를 메인터넌스 동작이 가능한 메인터넌스 위치로 이동시킨다.

한편, 기록 헤드(8)를 도 3에 도시한 기록 위치부터 도 7에 도시한 메인터넌스 위치로 이동할 때, 프린트 컨트롤러(202)는 먼저 기록 헤드(8)를 약 45도 만큼 회전시키면서 기록 헤드(8)를 연직 방향 상방으로 이동시킨다. 그리고, 프린트 컨트롤러(202)는 와이핑 유닛(17)을 퇴피 위치로부터 우로 이동시킨다. 그 후, 프린트 컨트롤러(202)는 기록 헤드(8)를 연직 방향 하방으로 이동시키고, 따라서 기록 헤드(8)를 메인터넌스 유닛(16)에 의해 행해지는 메인터넌스 동작이 가능한 메인터넌스 위치로 이동시킨다.

도 8a는 메인터넌스 유닛(16)이 대기 위치에 있는 상태를 도시하는 사시도이며, 도 8b는 메인터넌스 유닛(16)이 메인터넌스 위치에 있는 상태를 도시하는 사시도이다. 도 8a는 도 1에 도시한 메인터넌스 유닛(16)의 위치에 대응하고, 도 8b는 도 7에 도시한 메인터넌스 유닛(16)의 위치에 대응한다. 기록 헤드(8)가 대기 위치에 있을 때, 메인터넌스 유닛(16)은 도 8a에 도시한 대기 위치에 있고, 캡 유닛(10)은 캡핑 위치에 있고, 와이핑 유닛(17)은 메인터넌스 유닛(16) 내부에 수납되고 있다. 캡 유닛(10)은 y 방향으로 연장되는 상자형의 캡 부재(10a)를 포함하고, 캡 부재(10a)를 기록 헤드(8)의 토출구면(8a)에 밀착시킴으로써, 토출구로부터의 잉크의 증발을 방지할 수 있다. 또한, 캡 유닛(10)은 예를 들어 캡 부재(10a)에 예비 토출 동안 토출된 잉크를 회수하고, 회수한 잉크를 (도시하지 않은) 흡인 펌프에 흡인시키는 기능을 또한 갖는다.

한편, 도 8b에 도시한 메인터넌스 위치에서, 캡 유닛(10)은 연직 방향 하방에 위치된 퇴피 위치로 이동하고 있고, 와이핑 유닛(17)은 메인터넌스 유닛(16)으로부터 인출되고 있다. 와이핑 유닛(17)은 두 개의 와이퍼 유닛, 즉 블레이드 와이퍼 유닛(171)과 진공 와이퍼 유닛(172)을 포함하고 있다.

블레이드 와이퍼 유닛(171)에는, 토출구면(8a)을 x 방향을 따라서 와이핑하는데 사용되는 블레이드 와이퍼(171a)가 토출구의 배열 영역에 상당하는 길이만큼 y 방향으로 배치된다. 블레이드 와이퍼 유닛(171)을 사용해서 와이핑 동작을 행할 때, 와이핑 유닛(17)은 기록 헤드(8)가 블레이드 와이퍼(171a)에 접촉 가능한 높이에 위치 결정된 상태에서, 블레이드 와이퍼 유닛(171)을 x 방향으로 이동시킨다. 이 이동에 의해, 예를 들면, 토출구면(8a)에 부착되는 잉크는 블레이드 와이퍼(171a)에 의해 와이핑된다.

블레이드 와이퍼(171a)가 수납될 때의 메인터넌스 유닛(16)의 입구에는, 블레이드 와이퍼(171a)에 부착된 잉크를 제거함과 함께 블레이드 와이퍼(171a)에 웨트 액을 부여하는데 사용되는 웨트 와이퍼 클리너(16a)가 장착된다. 이에 의해, 블레이드 와이퍼(171a)는 메인터넌스 유닛(16)에 수납될 때마다, 웨트 와이퍼 클리너(16a)에 의해 부착물이 제거되고 웨트 액이 도포된다. 그리고, 다음에 토출구면(8a)을 와이핑했을 때에 웨트 액을 토출구면(8a)에 전달하여, 토출구면(8a)과 블레이드 와이퍼(171a) 사이의 미끄럼성을 향상시키고 있다.

한편, 진공 와이퍼 유닛(172)은, y 방향으로 연장되는 개구부를 갖는 평판(172a)과, 개구부 내부를 y 방향으로 이동 가능한 캐리지(172b)와, 캐리지(172b) 상에 장착된 진공 와이퍼(172c)를 갖는다. 진공 와이퍼(172c)는, 캐리지(172b)의 이동에 따라 토출구면(8a)을 y 방향으로 와이핑 가능하게 배열된다. 진공 와이퍼(172c)의 선단은, (도시하지 않은) 흡인 펌프에 접속되는, 내부에 형성된 흡인구를 갖는다. 이로 인해, 흡인 펌프를 작동시키면서 캐리지(172b)를 y 방향으로 이동하면, 예를 들어 기록 헤드(8)의 토출구면(8a)에 부착된 잉크는, 진공 와이퍼(172c)에 의해 옆으로 와이핑되면서 흡인구에 흡인된다. 이때, 평판(172a)의 개구부의 양단에 설치된 위치 결정 핀(172d)은 진공 와이퍼(172c)에 대한 토출구면(8a)의 위치 정렬에 이용된다.

도 9는 기록 장치(1)에 채용하는 잉크 공급 유닛(15)을 도시하는 도면이다. 잉크 공급 유닛(15)은 잉크 탱크 유닛(14)으로부터 기록 헤드(8)에 잉크를 공급하도록 구성된다. 여기에서는, 하나의 색의 잉크에 관한 구성을 나타내고 있지만, 다중의 잉크 색을 갖는 시스템에서 동일한 구성이 잉크 색마다 제공될 수도 있다는 것을 알 수 있을 것이다. 잉크 공급 유닛(15)은, 기본적으로 도 2에 도시한 잉크 공급 제어 유닛(209)에 의해 제어된다. 이하, 잉크 공급 유닛(15)의 각 구성 요소에 대해서 설명한다.

잉크는 주로 서브 탱크(잉크 탱크)(151)와 기록 헤드(8)(기록 헤드(8)는 여기서 헤드 유닛(8)이라 칭할 수도 있음) 사이를 순환한다. 헤드 유닛(8)은 화상 데이터에 기초하여 잉크의 토출 동작을 행하고, 토출되지 않은 잉크는 서브 탱크(151)에 의해 회수되고 복원된다.

미리 정해진 양의 잉크를 수용하는 서브 탱크(151)는, 헤드 유닛(8)에 잉크를 공급하는데 사용되는 공급 유로(C2)와, 헤드 유닛(8)으로부터 잉크를 회수하는데 사용되는 회수 유로(C4)에 접속되고 있다. 따라서, 잉크가 순환하는 순환 경로에는 서브 탱크(151), 공급 유로(C2), 헤드 유닛(8) 및 회수 유로(C4)가 설치된다.

서브 탱크(151)에는 복수의 핀으로 구성되는 액면 검지 유닛(151a)이 설치된다. 잉크 공급 제어 유닛(209)은, 복수의 핀 사이에서의 도통 전류의 유무를 검지함으로써, 잉크 액면의 높이, 즉 서브 탱크(151) 내에 수용된 잉크 잔량을 파악할 수 있다. 감압 펌프(P0)는, 서브 탱크(151)의 내부를 감압하기 위한 부압 발생원이다. 대기 개방 밸브(V0)는, 서브 탱크(151)의 내부가 대기와 연통하는 것(예를 들어 대기에 노출되는 것)을 허용하도록 폐쇄 상태로부터 개방으로 전환될 수도 있는 밸브이다.

메인 탱크(141)는, 서브 탱크(151)에 공급되는 잉크를 수용하는 탱크이다. 메인 탱크(141)는 가요성 부재로 구성되고, 가요성 부재의 용적 변화에 의해 서브 탱크(151)에 잉크가 충전된다. 메인 탱크(141)는, 기록 장치(1)의 본체에 대하여 제거가능하게 부착되도록 구성된다. 탱크 공급 밸브(V1)는 서브 탱크(151)와 메인 탱크(141) 사이의 접속을 개방 또는 폐쇄하는데 사용된다. 서브 탱크(151)와 메인 탱크(141)를 접속하는 탱크 접속 유로(C1)의 도중에, 탱크 공급 밸브(V1)가 배치되지만, 그러나 탱크 공급 밸브(V1)는 물론 탱크 접속 유로(C1)의 어디에도 배치될 수 있다.

상술한 구성을 채용하여, 잉크 공급 제어 유닛(209)은, 액면 검지 유닛(151a)에 의해 서브 탱크(151) 내에 수용된 잉크량이 미리 정해진 양보다 적은 것을 검지하면, 대기 개방 밸브(V0), 공급 밸브(V2), 회수 밸브(V4) 및 릴리프 밸브(V3)를 폐쇄한다. 이 상태에서, 잉크 공급 제어 유닛(209)은, 탱크 공급 밸브(V1)를 개방하고, 감압 펌프(P0)를 작동시킨다. 이어서, 서브 탱크(151)의 내부가 부압이 되어, 메인 탱크(141)로부터 서브 탱크(151)에 잉크가 공급된다. 액면 검지 유닛(151a)에 의해 서브 탱크(151) 내에 수용된 잉크량이 미리 정해진 양을 초과한 것을 검지하면, 잉크 공급 제어 유닛(209)은, 탱크 공급 밸브(V1)를 폐쇄하고 감압 펌프(P0)를 정지시킨다.

공급 유로(C2)는, 서브 탱크(151)로부터 헤드 유닛(8)에 잉크를 공급하는데 사용되는 유로이다. 다른 예에서는, 공급 펌프(P1)와 공급 밸브(V2)는 공급 유로(C2)의 다른 곳에 배치될 수 있지만, 공급 펌프(P1)와 공급 밸브(V2)가 공급 유로(C2)의 도중에 배치된다. 기록 동작 동안, 공급 밸브(V2)를 개방한 상태에서 공급 펌프(P1)를 구동하고, 따라서 헤드 유닛(8)에 잉크를 공급하면서 순환 경로에서 잉크를 순환할 수 있다. 헤드 유닛(8)에 의해 단위 시간당 소비되는 잉크량은 화상 데이터에 따라서 변동한다. 따라서, 공급 펌프(P1)의 유량은, 헤드 유닛(8)에서의 단위 시간당 잉크 소비량이 최대가 되는 토출 동작을 행한 경우에도 대응할 수 있도록 결정되고 있다.

릴리프 유로(우회 경로)(C3)는, 공급 펌프(P1)의 상류측과 하류측을 접속하도록 바람직하게는 공급 밸브(V2)의 상류측(또는 공급 펌프(P1)의 하류측)에서 시작하여 공급 펌프(P1)의 하류측에서 끝나는 유로이다. 차압 규제 밸브로서의 역할을 하는 릴리프 밸브(V3)는, 릴리프 유로(C3)의 다른 곳에 배치될 수 있지만, 릴리프 유로(C3)의 도중에 배치된다. 바람직하게는, 공급 펌프(P1)로부터의 단위 시간당 잉크 공급량이 헤드 유닛(8)의 단위 시간당 토출량과 회수 펌프(P2)에서의 단위 시간당의 유량의 합계 값보다도 많은 경우에는, 릴리프 밸브(V3)는 개방된다. 그 결과, 공급 유로(C2)의 일부와 릴리프 유로(C3)에 의해 순회 유로가 형성될 수도 있다는 것을 알 수 있을 것이다. 상술한 릴리프 유로(C3)의 구성을 설치함으로써, 헤드 유닛(8)에 대한 잉크 공급량은 헤드 유닛(8)에서의 잉크 소비량에 따라서 조정될 수 있다. 이것은 결과적으로 화상 데이터에 상관없이(즉, 화상 데이터를 인쇄하는데 필요한 잉크량에 상관없이) 순환 경로 내의 유압을 안정화시킨다.

도 10a, 도 10b 및 도 10c는 릴리프 밸브(V3)의 구성의 상세를 도시한다. 도 10a는 릴리프 밸브(V3)의 외관 사시도이며, 도 10b 및 도 10c는 도 10a의 선 A-A를 따라 취해진 단면도이다. 도 10b에 도시한 바와 같이, 릴리프 밸브(V3)의 내부에는, 시일 부재(1001), 슬라이더(1002), 및 스프링(1003)이 설치된다. 또한, 릴리프 밸브(V3)로 잉크가 유입하는 유입구(1004)와, 릴리프 밸브(V3)로부터 잉크가 유출하는 유출구(1005)가 릴리프 밸브(V3)에 설치된다.

도 10b는 슬라이더(1002)가 스프링(1003)의 바이어싱력에 의해 시일 부재(1001)에 압박되는 상태를 도시한다. 이 상태에서, 유입구(1004)는 슬라이더(1002)와 시일 부재(1001) 사이에 형성된 시일에 의해 폐쇄된다. 릴리프 유로(C3)에 (그리고 이에 의해 시일 부재(1001)에 미리 정해진 값 이상의 압력이 가해지면, 슬라이더(1002)는 시일을 파손하고 이에 의해 유입구(1004)를 개방하도록 스프링(1003)의 바이어싱에 저항하여 이동하고/미는 방향으로 가해진 압력에 의해 이동된다(도 10c는 이 개방 상태를 도시한다). 도 10c에 도시한 바와 같이, 유입구(1004)의 개방의 결과로서, 잉크가 유입구(1004)를 통해 릴리프 밸브(V3)로 유입한 다음에, 유출구(1005)를 통해 유출할 수 있다. 유출구(1005)로부터 유출하는 잉크는 릴리프 유로(우회 경로)(C3)를 통해, 공급 펌프(P1)의 상류측에서 공급 유로(C2)로 복귀한다. 유입구(1004)를 밀봉하도록 스프링(1003)에 의해 가해진 힘은 슬라이더(1002)를 개방 상태로 변위시키는데 필요한 압력의 양을 결정/설정할 수 있다는 것을 알 수 있을 것이다.

회수 유로(C4)는, 헤드 유닛(8)으로부터 서브 탱크(151)로 회수된 잉크를 안내하는데 사용되는 유로이다. 회수 펌프(P2)와 회수 밸브(V4)는 이들 구성 요소들이 회수 유로(C4)의 다른 곳에 배치될 수도 있지만, 회수 유로(C4)의 도중에 배치된다. 순환 경로 내에 잉크를 순환시킬 때, 회수 펌프(P2)는 헤드 유닛(8)으로부터 잉크를 흡인하는 부압 발생원으로서의 역할을 한다. 회수 펌프(P2)의 구동에 의해, 헤드 유닛(8)의 IN 유로(80b)와 OUT 유로(80c) 사이에 적절한 압력차가 발생하여, IN 유로(80b)로부터 OUT 유로(80c)로 잉크가 이동한다. 헤드 유닛(8) 내의 유로 구성에 대해서는 상세히 후술한다.

회수 밸브(V4)는, 회수 유로(C4)를 통해 서브 탱크(151)로부터 헤드 유닛(8)으로 잉크가 유동하는 것을 방지하는데 사용되는 밸브이고, 회수 밸브(V4)는 기록 동작을 행하지 않고 있을 때, 이 유동을 정지시키는데 사용될 수 있다. 즉, 순환 경로 내에 잉크를 순환시키고 있지 않을 때에, 회수 밸브(V4)는 회수 유로(C4)를 통해 서브 탱크(151)로부터 헤드 유닛(8)으로 잉크가 유동하는 것을 멈추게 하는데 사용될 수 있다. 본 예시적인 실시예에 채용된 순환 경로에서는, 서브 탱크(151)가 바람직하게는 헤드 유닛(8)보다도 연직 방향 상방에 배치된다(도 1 참조). 따라서, 회수 펌프(P2)를 구동하지 않고 있을 때, 서브 탱크(151)와 헤드 유닛(8)의 수두차로 인해, 회수 유로(C4)에서 서브 탱크(151)로부터 헤드 유닛(8)으로 잉크가 역류할 수도 있는데, 즉 예를 들어 수두압차 및 가능하게는 중력 공급 유동의 작용하에, 회수 유로(C4)에서 서브 탱크(151)로부터 헤드 유닛(8)으로 잉크가 유동할 수도 있다. 이러한 역류를 방지하기 위해서, 본 예시적인 실시예에서는 회수 유로(C4)에 회수 밸브(V4)를 설치하고 있다.

유사하게, 공급 밸브(V2)는 또한 기록 동작을 행하지 않고 있을 때, 즉 순환 경로 내에 잉크를 순환시키지 않고 있을 때에, 공급 유로(C2)에서 서브 탱크(151)로부터 헤드 유닛(8)으로의 잉크의 공급을 방지하는데 사용되는 밸브로서도 기능한다.

헤드 교환 유로(C5)는, 일단부에서 공급 유로(C2)에 그리고 타단부에서 서브 탱크(151)의 공기층(즉, 잉크가 수용되어 있지 않은 부분)에 접속되는 유로이다. 헤드 교환 밸브(V5)는, 헤드 교환 유로(C5) 내의 어느 곳에도 배치될 수 있지만, 헤드 교환 유로(C5)의 도중에 배치된다. 헤드 교환 유로(C5)의 일단부는 헤드 유닛(8)의 상류인 위치에서 공급 유로(C2)에 접속된다. 헤드 교환 유로(C5)의 타단부는 서브 탱크(151) 내부의 공기층과 접속되도록 서브 탱크(151)의 상부 부분에 접속된다. 헤드 교환 유로(C5)는, 헤드 유닛(8)을 교환할 때나 기록 장치(1)를 수송할 때, 헤드 유닛(8)으로부터 잉크를 회수하는데 사용된다.

헤드 교환 밸브(V5)는, 예를 들어, 기록 장치(1)에 잉크를 초기 충전할 때 및/또는 헤드 유닛(8)으로부터 잉크를 회수할 때를 제외하고는 폐쇄되도록, 잉크 공급 제어 유닛(209)에 의해 제어된다. 헤드 교환 유로(C5)는, 바람직하게는 공급 밸브(V2)의 하류측에서 공급 유로(C2)에 접속된다. 따라서, 상술한 공급 밸브(V2)는 바람직하게는 공급 유로(C2)가 헤드 교환 유로(C5)에 접속하는 지점과, 공급 유로(C2)가 릴리프 유로(C3)에 접속하는 지점 사이에서 공급 유로(C2) 내에 설치된다.

다음에, 헤드 유닛(8) 내의 유로 구성에 대해서 설명한다. 공급 유로(C2)를 통해 헤드 유닛(8)에 공급된 잉크는, 필터(83)를 통과한 후, 약한 부압을 발생하는 제1 부압 제어 유닛(제1 압력 제어 유닛)(81)과, 상대적으로 강한 부압을 발생하는 제2 부압 제어 유닛(제2 압력 제어 유닛)(82)에 공급된다. 제1 부압 제어 유닛(81)과 제2 부압 제어 유닛(82)에 의해 발생되는 압력은, 회수 펌프(P2)의 구동에 의해 생성된다.

잉크 토출부(80)에는, 각각 복수의 토출구가 배열된 복수의 기록 소자 기판(80a)이 긴 토출구 열을 형성하도록 배열된다. 각각의 기록 소자 기판(80a) 상에는, 각각 잉크를 열 에너지에 의해 발포시키는 발열 소자인, 기록 소자(2323)(도 11b 참조)가 형성된다. 헤드 유닛(8)은 또한 제1 부압 제어 유닛(81)으로부터 공급되는 잉크를 안내하기 위한 공통 공급 유로(80b)(IN 유로)와, 제2 부압 제어 유닛(82)로부터 공급되는 잉크를 유도하기 위한 공통 회수 유로(80c)(OUT 유로)를 갖는다. 이들 공통 유로는 기록 소자 기판(80a)의 열을 가로질러 연장될 수도 있다. 공통 공급 유로(80b)는 공급 유로(C2)에 접속되고 있다. 공통 회수 유로(80c)는 공급 유로(C2) 및 회수 유로(C4)의 양쪽에 접속되고 있다.

도 11a는 기록 소자 기판(80a)의 일부를 확대한 평면 개략도이며, 도 11b는 도 11a의 단면선 X-X를 따라 취해진 단면 개략도이다. 기록 소자 기판(80a)에는, 잉크가 충전되는 압력실(2402)과 잉크를 토출하는 토출구(2311)가 설치된다. 압력실(2402)에서, 토출구(2311)와 대향하는 위치에는 기록 소자(2323)가 설치된다. 또한, 기록 소자 기판(80a)에는, 각각 공통 공급 유로(80b)에 접속되는 복수의 개별 공급 유로(2321)와, 각각 공통 회수 유로(80c)에 접속되는 복수의 개별 회수 유로(2322)가 개별 토출구(2311)에 대해 형성된다.

채용된 상술한 구성에 의해, 기록 소자 기판(80a)에서는, 상대적으로 부압이 약한(압력이 높은) 공통 공급 유로(80b)로부터 유입하고, 상대적으로 부압이 강한(압력이 낮은) 공통 회수 유로(80c)로 유출하는 잉크의 유동이 생성된다. 보다 상세하게는, (i) 공통 공급 유로(80b)로부터→(ii) 개별 공급 유로(2321)로→(iii) 압력실(2402)로→(iv) 개별 회수 유로(2322)로→(v) 공통 회수 유로(80c)로의 순서로 잉크가 유동한다. 기록 소자(2323)에 의해 잉크가 토출되면, 공통 공급 유로(80b)로부터 공통 회수 유로(80c)로 이동하는 잉크의 일부는 토출구(2311)로부터 토출되고, 따라서 헤드 유닛(8)의 외부로 배출된다. 한편, 토출구(2311)로부터 토출되지 않은 잉크는, 공통 회수 유로(80c)를 통해 회수 유로(C4)에 회수된다.

도 12a, 도 12b 및 도 12c는 헤드 유닛(8)에 설치된 제1 부압 제어 유닛(81)을 도시한다. 도 12a 및 도 12b는 외관 사시도이며, 특히 도 12b는 제1 부압 제어 유닛(81)의 내부를 도시하기 위해서 가요성 필름(232)을 생략한 상태를 도시한다. 도 12c는 도 12a의 선 XIVC-XIVC을 따라 취해진 단면을 도시한다. 각각 차압 규제 밸브인 제1 부압 제어 유닛(81)과 제2 부압 제어 유닛(82)은, 제어 압력(스프링의 초기 하중)의 차이를 제외하고는 동일한 구성을 갖기 때문에, 제2 부압 제어 유닛(82)의 설명은 생략한다.

제1 부압 제어 유닛(81)은, 도 12b에 도시한 수압판(231)과 수압판(231) 주위의 공간을 밀봉하는 가요성 필름(232)에 의해, 제1 압력실(233)이 내부에 형성된다. 가요성 필름(232)은 도 12b에서 도시한 원형 에지 및 수압판(231)에 대하여 용착되고 있다. 제1 압력실(233) 내의 잉크 증감에 따라, 가요성 필름(232)과 가요성 필름(232)에 용착된 수압판(231)이 상하로 변형된다.

제1 압력실(233)의 잉크 공급 방향에서의 상류측에는, 공급 펌프(P1)에 접속되는 제2 압력실(238)과, 수압판(231)에 연결되는 샤프트(234)와, 샤프트(234)에 연결되는 밸브(235)와, 밸브(235)에 끼워 맞춰지는 오리피스(236)가 설치된다. 본 예시적인 실시예의 오리피스(236)는, 제1 압력실(233)과 제2 압력실(238) 사이의 경계에 설치된다. 또한, 밸브(235), 샤프트(234), 및 수압판(231)은 바이어싱 부재(스프링)(237)에 의해 연직 방향 상방으로 바이어싱된다.

제1 압력실(233) 내의 압력 절댓값이 제1 임계값 이상일 때(제1 임계값보다 부압이 약할 때)는, 바이어싱 부재(237)의 바이어싱력에 의해 밸브(235)가 오리피스(236)로 이동되고, 따라서 제1 압력실(233)과 제2 압력실(238)의 접속을 차단하고 있다. 한편, 제1 압력실(233) 내의 압력 절대값이 제1 임계값 미만이 되었을 때, 즉 제1 압력실(233)에 제1 임계값보다 강한 부압이 가해졌을 때, 가요성 필름(232)은 수축해서 하방으로 변형된다. 이에 의해, 수압판(231)과 밸브(235)가 바이어싱 부재(237)의 바이어싱에 저항해서 하방으로 변형되고, 밸브(235)와 오리피스(236)가 서로 이격하고, 제1 압력실(233)과 제2 압력실(238)이 서로 접속된다. 이 접속에 따라서, 공급 펌프(P1)에 의해 공급된 잉크가 제1 압력실(233)을 향해서 유입한다.

제1 부압 제어 유닛(81)은 상술한 차압 규제 밸브의 구성을 갖고, 따라서 유입 압력과 유출 압력을 일정하게 유지하도록 제어를 행한다. 제2 부압 제어 유닛(82)은, 제1 부압 제어 유닛(81) 보다 강한 부압을 발생시키고, 따라서 바이어싱력이 제1 부압 제어 유닛(81)의 바이어싱력 보다 큰 바이어싱 부재(237)를 채용하고 있다.

도 13a 및 도 13b는 헤드 유닛(8)에 의해 행해지는 기록 동작 중의 잉크 공급 유닛(15)을 도시하는 도면이다. 실선으로 나타낸 유로 상에 설치된 밸브는 개방하고 있어 잉크의 유동이 형성되어 있으나, 점선으로 나타낸 유로 상에 설치된 밸브는 폐쇄되어 잉크나 공기가 유동하지 않고 있다. 먼저, 헤드 유닛(8)에 의한 기록 동작을 행할 때, 잉크 공급 제어 유닛(209)은, 탱크 공급 밸브(V1)와 헤드 교환 밸브(V5)를 폐쇄한다. 또한, 공급 제어 유닛(209)은 대기 개방 밸브(V0), 공급 밸브(V2), 및 회수 밸브(V4)를 개방하고, 공급 펌프(P1) 및 회수 펌프(P2)를 구동한다. 이러한 방식으로, 서브 탱크(151)로부터→ 공급 유로(C2)로→ 헤드 유닛(8)으로→ 회수 유로(C4)로→서브 탱크(151)로 통과하는 순환 경로가 형성된다.

여기서, 공급 펌프(P1)에 의한 단위 시간당 잉크 공급량은, 헤드 유닛(8)이 토출가능한 최대의 잉크량(이하, "미리 정해진 토출량"이라 함)을 제공하도록 설정되어 있다. 헤드 유닛(8)이 단위 시간당 토출가능한 최대의 잉크량은, 예를 들어, "각 토출구의 토출량×단위 시간당 토출 빈도×토출구의 개수"에 의해 정의된다. 또한, 본 예시적인 실시예에서는, 공급 유로(C2)로부터 헤드 유닛(8)을 통해 회수 유로(C4)로 잉크를 순환시키고 있기 때문에, 순환을 위해서 회수 펌프(P2)에 의해 회수 유로(C4)에 회수되는 잉크량(이하, "순환 유량"이라 함)에 대응하는 잉크량을 공급 펌프(P1)로부터 공급할 필요가 있다. 회수 유로(C4)에서 유동하는 잉크의 순환 유량은, 회수 펌프(P2)의 구동량에 따라서 정해지고, 본 예시적인 실시예에서는 일정한 순환 유량을 유지하도록 구성된다. 따라서, 회수 펌프(P2)는, 거의 일정한 유량을 회수 가능하도록 미리 정해진 양으로 구동되고 있다.

상술한 방식으로, 공급 펌프(P1)에 의한 단위 시간당 잉크 공급량은, 미리 정해진 토출량과 회수 유로(C4)에 유동하는 순환 유량과의 합계값을 제공하도록 설정되어 있다. 바람직하게는, 공급 펌프(P1)가 일정량으로 구동된다. 즉, 공급 펌프(P1)와 회수 펌프(P2) 모두, 거의 일정한 구동량으로 구동됨으로써 잉크의 공급 및 회수를 행하고, 따라서 순환 경로에서 잉크를 순환시키고 있다.

도 13a는 대량의 잉크가 헤드 유닛(8)으로부터 토출될 필요가 있는 기록 동작을 행하고 있을 때의 잉크 유동을 도시한다. 이때, 공급 펌프(P1)로부터 공급되는 잉크의 미리 정해진 토출량의 대부분을 헤드 유닛(8)으로부터 토출해서 배출한다. 따라서, 부압 제어 유닛에는 토출 동작에 의해 발생하는 부압과 회수 펌프(P2)에 의해 발생하는 부압이 가해지고, 따라서 바이어싱 부재(237)에 저항해서 밸브(235)가 개방된 상태를 유지한다. 즉, 공급 펌프(P1)로부터 공급되는 잉크의 미리 정해진 토출량과 순환 유량의 합계값 이상의 잉크량이 헤드 유닛(8)에 공급되는 상태를 유지한다. 잉크의 토출량이 많은 경우에는, 헤드 유닛(8)에서 미리 정해진 토출량의 잉크가 토출되어, 각 토출구에서 강한 부압이 발생하기 때문에, 릴리프 밸브(V3)를 개방하는데 필요한 미리 정해진 값 이상의 압력이 릴리프 밸브(V3)에 가해지지 않고, 따라서 릴리프 밸브(V3)가 개방되지 않는다. 따라서, 릴리프 유로(C3)에서, 릴리프 밸브(V3)의 전방에서 잉크의 유동은 차단되고, 이 상태에서 릴리프 유로(C3)를 통해 잉크가 유동하지 않는다.

도 13b는 헤드 유닛(8)으로부터의 잉크의 토출량이 상대적으로 적은 기록 동작을 행하고 있을 때의 잉크의 유동을 도시한다. 이때, 공급 펌프(P1)로부터 공급되는 잉크의 미리 정해진 토출량의 대부분은 토출되지 않는다. 따라서, 부압 제어 유닛에는 토출 동작에 의해 발생하는 작은 부압과 회수 펌프(P2)에 의해 발생하는 부압만이 걸려서, 바이어싱 부재(237)에 저항해서 밸브(235)가 개방된 상태는 유지되기 어려워진다. 그 결과, 과잉 잉크가 공급 펌프(P1)로부터 공급될 수도 있고, 약한 부압이 토출구에서 발생할 수도 있다. 이 상태에서, 릴리프 밸브(V3)를 개방하는데 필요한 미리 정해진 압력 이상의 압력이 릴리프 밸브(V3)에 가해질 수도 있다. 결과적으로, 도 10c에 도시한 바와 같이, 릴리프 밸브(V3)의 유입구(1004)가 개방될 수도 있고, 공급 유로(C2) 내의 과잉 잉크가 릴리프 유로(C3)를 통해 유동하여, 압력이 해제될 수 있다.

릴리프 유로(C3)와 릴리프 밸브(V3)가 설치되지 않으면, 부압 제어 유닛과 공급 펌프(P1) 사이에서 잉크의 압력이 증대하고, 유로 파괴나 잉크 누설이 발생할 수도 있다. 본 예시적인 실시예에서와 같이 릴리프 유로(C3)와 릴리프 밸브(V3)를 설치함으로써, 유리하게는 헤드 유닛(8)에서의 토출량에 상관없이, 잉크 순환이 가능하게 충분히 낮은 레벨을 유지하도록 유로 내의 압력을 적정하게 유지할 수 있다. 또한, 공급 펌프(P1) 및 회수 펌프(P2)에서는 거의 일정한 구동을 유지할 수 있고, 토출량에 대응하는 복잡한 제어를 행할 필요도 없어지고, 간이한 구성으로 안정된 토출 성능을 유지할 수 있다. 즉, 공급 펌프(P1) 및 회수 펌프(P2)는 토출량의 변화에 대해 조정하도록 스로틀될 필요가 없다. 대신에, 이들은 고정된 양(예를 들어, 최대량)으로 구동될 수 있고, 릴리프 유로(C3) 및 릴리프 밸브(V3)는 토출될 필요가 있는 잉크량에 상관없이 잉크를 순환시킬 수 있도록 공급 유로 내의 압력을 조정하는데 사용될 수 있다.

또한, 본 예시적인 실시예에서는, 기록 헤드(8)의 압력실(2402) 내의 잉크도 순환하는 구성을 채용했지만, 본 예시적인 실시예는 이에 한정되지 않고, 기록 헤드(8)의 공통 액실 내의 잉크만을 순환하는 구성에도 적용할 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 예시적인 실시예에 따르면, 잉크를 순환시키는 구성에서, 풀라인 타입의 기록 헤드로부터 토출되는 잉크량에 상관없이 안정된 통출 성능을 유지할 수 있는 잉크젯 기록 장치가 제공될 수 있다.

본 발명을 예시적인 실시예를 참고하여 설명하였지만, 본 발명은 개시된 예시적인 실시예로 한정되지 않음을 이해해야 한다. 이하의 청구항의 범위는 이러한 모든 변형과 동등한 구조 및 기능을 포함하도록 최광의로 해석되어야 한다.

Claims (15)

1. 잉크젯 기록 장치이며,
   잉크를 토출하기 위한 토출구, 상기 토출구와 연통하는 압력실, 공급 유로에 접속되어 상기 압력실에 잉크를 공급하도록 구성된 공통 공급 유로, 상기 공급 유로 및 회수 유로에 접속되어 상기 압력실로부터 잉크를 회수하도록 구성된 공통 회수 유로, 상기 공통 공급 유로에 배치되어 압력을 제어하도록 구성된 제1 압력 제어 유닛과, 상기 공통 회수 유로에 배치되어 압력을 제어하도록 구성된 제2 압력 제어 유닛을 포함하는 기록 헤드에 공급될 잉크를 저장하도록 구성된 잉크 탱크;
   상기 잉크 탱크로부터 상기 기록 헤드에 잉크를 공급하도록 구성된 상기 공급 유로;
   상기 공급 유로 내에 배치되고 상기 공급 유로 내의 잉크를 펌핑하도록 구성된 공급 펌프;
   상기 공급 유로의 제2 위치에 상기 공급 유로의 제1 위치를 접속하는 릴리프 유로로서, 상기 제1 위치는 상기 공급 유로에 있어서 상기 공급 펌프의 하류측에 위치되고 상기 제2 위치는 상기 공급 유로에 있어서 상기 공급 펌프의 상류측에 위치되는, 릴리프 유로; 및
   잉크를 공급함으로써 상기 압력실의 외부로부터 상기 압력실의 내부로 그리고 상기 압력실의 내부로부터 상기 압력실의 외부로 잉크를 순환시켜, 잉크를 기록 헤드의 압력실로 공급하기 위한 상기 공통 공급 유로로부터 상기 공통 회수 유로로 잉크가 흐르도록 구성된 순환 유닛을 포함하고,
   상기 공통 회수 유로는, 상기 압력실과 연통되고 상기 토출구 및 상기 공통 공급 유로와 상이하고, 상기 공통 회수 유로를 통과한 적어도 일부 잉크는 압력실을 통과하지 않고 상기 공통 공급 유로에 제공되는, 잉크젯 기록 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 기록 헤드로부터 잉크를 회수하고 상기 잉크 탱크에 상기 회수된 잉크를 공급하도록 구성된 회수 유로를 더 포함하는 잉크젯 기록 장치.
3. 제2항에 있어서,
   상기 공급 펌프는 상기 기록 헤드로부터 토출될 미리 정해진 잉크량과 상기 회수 유로 내의 제2 미리 정해진 양의 잉크 유동을 포함하는 합계값 이상인 잉크 유량을 상기 공급 유로에 제공하도록 구성되는, 잉크젯 기록 장치.
4. 제3항에 있어서,
   토출될 상기 미리 정해진 잉크량은 상기 기록 헤드로부터 단위 시간당 토출되는 최대의 잉크량인, 잉크젯 기록 장치.
5. 제1항에 있어서,
   상기 릴리프 유로 내에 배치되고, 상기 공급 유로 내에서 상기 펌핑된 잉크의 압력이 미리 정해진 값보다 큰 경우에, 상기 공급 유로 내에서 잉크가 상기 제1 위치로부터 상기 제2 위치로 흐를 수 있도록 상기 릴리프 유로를 개방하도록 구성된 릴리프 밸브를 더 포함하는 잉크젯 기록 장치.
6. 제5항에 있어서,
   상기 릴리프 밸브는 상기 기록 헤드로부터 토출될 잉크량이 미리 정해진 잉크량보다 적은 경우에 개방하는, 잉크젯 기록 장치.
7. 제1항에 있어서,
   상기 기록 헤드는 상기 토출구에 대응하는 기록 소자 및 상기 기록 소자에 대향하는 영역인 상기 압력실을 포함하는, 잉크젯 기록 장치.
8. 제1항에 있어서,
   상기 제2 압력 제어 유닛은 상기 제1 압력 제어 유닛보다도 더 강한 부압을 발생시키는, 잉크젯 기록 장치.
9. 제8항에 있어서,
   상기 기록 헤드의 상기 순환 유닛은 상기 제1 압력 제어 유닛과 상기 제2 압력 제어 유닛을 포함하는, 잉크젯 기록 장치.
10. 제8항에 있어서,
    상기 기록 헤드는, 상기 토출구의 각각에 대해, 상기 공통 공급 유로에 접속되는 개별 공급 유로와, 상기 공통 회수 유로에 접속되는 개별 회수 유로를 포함하고,
    상기 순환 유닛에 의해 상기 공통 공급 유로와 상기 개별 공급 유로를 통해 상기 압력실에 잉크가 공급되고, 상기 개별 회수 유로와 상기 공통 회수 유로를 통해 상기 압력실로부터 잉크가 회수되는, 잉크젯 기록 장치.
11. 제5항에 있어서,
    상기 릴리프 밸브는, 잉크가 유입하는 유입구와, 잉크가 유출하는 유출구와, 시일 부재와, 상기 시일 부재에 접속되는 슬라이더와, 상기 슬라이더 및 상기 시일 부재를 상기 유입구에 대하여 바이어싱하도록 구성된 바이어싱 부재를 포함하고,
    상기 공급 펌프에 의해 발생하는 압력이 미리 정해진 값 이상이 되면, 상기 바이어싱 부재에 의해 가해지는 바이어싱에 저항해서 상기 슬라이더가 이동함으로써 상기 유입구가 개방되는, 잉크젯 기록 장치.
12. 제7항에 있어서,
    상기 토출구 및 상기 기록 소자는 서로 대향하여 배열되고,
    상기 압력실은 상기 토출구 및 상기 기록 소자 사이에 배치되는, 잉크젯 기록 장치.
13. 제1항에 있어서,
    상기 순환 유닛은 상기 공급 펌프를 포함하는, 잉크젯 기록 장치.
14. 제2항에 있어서,
    상기 순환 유닛은 상기 공급 유로, 상기 압력실 및 상기 회수 유로를 포함하는 순환로에 잉크를 순환시키는, 잉크젯 기록 장치.
15. 제1항에 있어서,
    상기 공급 유로로부터 상기 공통 회수 유로로 통과한 적어도 일부 잉크는 상기 압력실을 통과하지 않는, 잉크젯 기록 장치.

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