JP2006056088A

JP2006056088A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2006056088A
Application number: JP2004239078A
Authority: JP
Inventors: Shino Maekawa; 紫野前川; Hirotoshi Eguchi; 裕俊江口; Takashi Kimura; 隆木村; Tomoki Kato; 知己加藤; Masamune Kusunoki; 雅統楠; Mikio Ohashi; 幹夫大橋
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2004-08-19
Filing date: 2004-08-19
Publication date: 2006-03-02

Abstract

【課題】高粘度記録液を用いて、高い画像濃度、十分な発色性、色再現性等の確保、文字滲み、色境界滲み、両面印刷性、乾燥性にすぐれた画像形成を行う場合に、ヘッド内圧力変動によるノズルダウンが生じて、安定した画像形成を行うことができない。
【解決手段】記録ヘッド１４にインクを供給するサブタンク１５に設けたフィルタ２０６の流体抵抗を小さくして、液体吐出ヘッド内圧力変動をＰ、流体抵抗をＲ、記録液流量をＱとしたとき、液体吐出ヘッド内圧力変動Ｐが、Ｐ＝Ｒ×Ｑ＜５００ｍｍＡｑの条件を満足するように圧力を調整した。
【選択図】図７

Description

本発明は画像形成装置に関し、特に液体吐出ヘッドを使用する画像形成装置に関する。

プリンタ、ファクシミリ装置、複写装置、プリンタ／ファックス／コピア複合機等の画像形成装置として、記録液の液滴を吐出する液体吐出ヘッドで構成した記録ヘッド（画像形成手段）を用いて、用紙を搬送しながら、記録液の液滴（以下、インク滴ともいう。）を用紙に付着させて画像形成（記録、印刷、印写も同義語で用いる。）を行なうインクジェット記録装置が知られている。

液体吐出ヘッドとしては、圧電素子などの電気機械変換素子を用いる液室内の記録液を振動板を介して加圧することで液滴を吐出させる圧電型のもの、流路内に配設した発熱抵抗体などの電気熱変換素子を用いてインクの膜沸騰でバブルを発生させて液滴を吐出させるサーマル型のもの、液室の壁面を形成する振動板を静電力で変形させることで液滴を吐出させる静電型のものなどが用いられる。

ところで、インクジェット記録装置の高速化を図るには、ノズル数の増加、駆動周波数の高周波数化を行うことになり、これによって液体吐出ヘッド内での記録液の流量が増大し、その結果、液室内の圧力変動が大きくなって、ノズルダウン（吐出不能）又はノズルダウンに至らなくとも吐出滴に何らかの不具合が発生する。

この場合、記録液の流量を減少させるには、ノズル数を少なくする、駆動周波数を低くすることになるが、これはインクジェット記録装置の高速化を妨げることになる。

そこで、特許文献１に記載されているように、記録液流量を減少させることなく、液室内の圧力変動を小さくするために、液体吐出ヘッドに記録液を供給するサブタンクの内部に圧力ダンパー部を設けるようにしたものがある。
特開２００１−１９９０７７号公報

一方、インクジェット記録装置においては、普通紙に対する高速、高画質記録を実現するために、高粘度の記録液（高粘度インク）を使用する傾向にある。つまり、インクジェット記録で、特に普通紙上に印字した場合には、画像の色再現性、耐久性、耐光性、インク乾燥性、文字滲み（フェザリング）、色境界滲み（カラーブリード）、両面印刷性等、インクジェット記録特有の画質劣化問題が顕在化し、普通紙に高速印字を行う場合に、これら全ての特性を満足して印刷することは極めて難しい課題となっている。

また、通常、インクジェット記録で使用される記録液（インク）は、水を主成分とし、これに着色剤、及び目詰まり防止等の目的でグリセリン等の湿潤剤を含有したものが一般的である。着色剤としては、染料と顔料とがあり、優れた発色性や安定性が得られる点から、カラー色部には、従来から染料系インクが用いられる場合が多い。しかし、染料系インクを用いて得られる画像の耐光性、耐水性等の堅牢性は着色剤に顔料を利用したものに対して劣るものであり、特に、耐水性については、インク吸収層を有するインクジェット専用記録紙を使用すれば、ある程度の改善を図ることは可能となるが、普通紙を使用した場合には満足の得られるものとはなっていない。

そこで、普通紙を使用した場合での上記染料系インクに対する問題点を改善するために、着色剤として、有機顔料、カーボンブラック等を用いる顔料系インクの使用が普通紙への印字について検討、あるいは実用化されている。顔料は、染料とは異なり水への溶解性がないため、通常は、顔料を分散剤とともに混合し、分散処理して水に安定分散させた状態の水性インクとして用いられる。顔料を用いることで、耐光性や耐水性の向上は得られるものの、他の画質特性を同時に満足することは難しく、特に、普通紙に高速印字しようとした場合には、高い画像濃度、十分な発色性、色再現性等を得ることが困難で、文字滲み、色境界滲み、両面印刷性、インク乾燥性（定着性）等も十分に満足の得られるものとはなっていない点が未だある。

そのため、従来、顔料系インクを使用して普通紙上に印字した場合に生じる問題点を解決するために、特許文献２、特許文献３などに記載されているようなインクジェット記録方法が提案されている。
特開平６−１７１０７２号公報特開２０００−３５５１５９号公報

上記の特許文献２には、インクとして顔料と高分子分散剤と樹脂エマルジョンとを含み、１００％Ｄｕｔｙ印字時の記録紙上の単位面積当たりの固形分付着量を適正範囲に調整することにより、顔料インク特有の顔料凝集による印字ムラを紙種に依らず低減させ、印字滲みが無く、印字濃度の高い画質が得られるインクジェット記録方法が開示されている。

また、上記の特許文献３には、インク組成物として顔料表面に分散基を有する単独で水性溶媒に分散可能なように表面処理された顔料と、浸透剤とを含ませたインクでもって、記録媒体側への単位面積当たりのインク組成物吐出量を調整することにより、印字画像の不規則な滲み発生を抑え、また吐出されたインク組成物を記録媒体上で素早く乾燥させて、高い印字濃度の確保と、良好な印字画像が得られるインクジェット記録方法が開示されている。

上述した特許文献１に記載されているように、記録液流量を減少させることなく、液室内の圧力変動を小さくするために、液体吐出ヘッドに記録液を供給するサブタンクの内部に圧力ダンパー部を設けるようにしたものにあっても、このダンパー効果だけでは、記録速度の高速化に伴う液体吐出ヘッド内での記録液の流量増大による液室内の圧力変動の増大、これに伴うノズルダウン（吐出不能）などは十分に解決できないという課題がある。

また、特許文献２に記載されているようなインクジェット記録方法にあっては、普通紙のようなサイズ化された紙に対して、その使用するインクの接触角が７０°以上と非常に高いため、印字濃度の向上や文字滲みの低減等の改善は見られるものの、１００％Ｄｕｔｙで記録紙上に印字しようとした場合には、単位面積当たりの固形分付着量が数１０ｎｇ／ｍ^２程度も必要となり、インク定着性（乾燥性）の面で不具合を発生する。特に、複数枚の紙を重ねて高速印字する場合には、紙間でインク転写による紙汚れ問題が発生するため高速印字は不向きである。また、紙種によっては、１００％Ｄｕｔｙ印字の際に、その高い接触角のためにベタ部や文字部等に紙の地肌の白スジ等が発生してしまう問題を有している。更に、カラーの色境界部分では、その高い接触角のために隣接に印字されたドット同士の間で液滴状のままカラーブリードの問題が発生しやすくなっているという課題がある。

さらに、特許文献３に記載のインクジェット記録方法にあっては、浸透剤を使用しているため、インク乾燥性（定着性）の面で画質的に有利であり、複数枚の紙を重ねて高速印字する場合には紙間でのインク転写による紙汚れ問題が発生しにくいことから高速印字には向いている。しかし、インク組成物の構成中に浸透剤を使用しているために、普通紙に印字した場合には、染料系インクのような文字滲み現象が発生し、特に普通紙の場合、紙の深さ方向へもインクが浸透するため、インクの裏抜け現象により、普通紙での両面印刷には不向きであるという課題がある。

また、顔料系インクによる普通紙印字で発生する問題点をインク構成によって解決する目的で、顔料、水溶性有機溶剤、炭素数８以上のポリオールまたはグリコールエーテル、および水を少なくとも含んでなる、顔料濃度が６ｗｔ％以上で、かつインク粘度が２ｍＰａ・ｓ（２５℃）以上、好ましくは、５ｍＰａ・ｓ（２５℃）以上のインクを用いることにより、普通紙上へ印字した場合でも、良好な色調（十分な発色性、色再現性を有する）、高い画像濃度、文字・画像にフェザリング現象やカラーブリード現象のない鮮明な画質、両面印刷にも耐え得るインク裏抜け現象の少ない画像、高速印刷に適した高いインク乾燥性（定着性）、耐光性、耐水性などの高い堅牢性を有した画像等、これら画像特性に対して、十分満足の得られる高画質画像を印字にすることも知られている。

このインク構成は、画像濃度、発色性、色再現性、文字にじみ、色境界にじみ、両面印刷性、定着性等を改善する上で、きわめて効果的なものである。

しかしながら、普通紙での高画質化に効果のある高粘度インクを使用すると、印字中のヘッド内圧力変動が大きくなり、場合によっては、ノズルダウンを引き起こすことがあり、ノズルダウンが発生すると、画像に白スジが現れるなど、高画質画像を形成できなくなるという課題がある。

本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、高粘度記録液を使用してもノズルダウンを生じない画像形成装置を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するため、本発明に係る画像形成装置は、記録液の液滴を吐出する液体吐出ヘッドと、この液体吐出ヘッドに記録液を供給する記録液供給装置とを備え、記録液として２５℃における粘度が２ｍＰａ・ｓ以上である記録液を使用して画像を形成する画像形成装置において、液体吐出ヘッド内圧力変動をＰ、流体抵抗をＲ、記録液流量をＱとしたとき、液体吐出ヘッド内圧力変動Ｐが、Ｐ＝Ｒ×Ｑ＜５００ｍｍＡｑ（（１）式）を充足するように調整する圧力調整手段を備えた構成とした。

ここで、圧力調整手段が、記録液流量をＱ、液滴滴体積をｍ、駆動周波数をｆ、駆動ノズル数をｎ、としたとき、Ｑ＝ｍ×ｆ×ｎ（（２）式）で表わされる記録液流量Ｑを、Ｑ＜０．１ｍｌ／ｓの関係を充足するように調整する手段であることが好ましい。

また、記録液供給装置は、液体吐出ヘッドに記録液を供給するサブタンクと、このサブタンクに記録液を供給する記録液カートリッジとを備えていることが好ましい。この場合、サブタンクは、記録液の負圧を維持しながら記録液残量に応じて変形する液収容室を有していることが好ましい。

さらに、圧力調整手段は、サブタンク内に設けられた、液体吐出ヘッドに記録液とともに異物が流れていくのを阻止するためのフィルタ部材であることが好ましく、このフィルタ部材の面積が７０ｍｍ^２以上であることが好ましい。

あるいは、記録液供給装置は、液体吐出ヘッドに記録液を供給するインクタンクであることが好ましい。

本発明に係る液体吐出ヘッドによれば、個別液室に連通する共通液室を形成したフレーム部材の一部が個別液室を形成する流路板のノズル板接合面の周縁部を覆っている構成としたので、ノズルカバーを廃止することができ、構成が簡単になり、生産性が向上し、ヘッドコストの低減を図れる。

本発明に係る画像形成装置によれば、液体吐出ヘッド内圧力変動Ｐが上記（１）式を充足するように調整する圧力調整手段を備えたので、高粘度の記録液を使用して画像形成を行う場合でもノズルダウンを生じることが防止され、安定して高速で高画質の画像を形成することができる。

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。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。図１は本発明に係る画像形成装置の一例を示す同画像形成装置を前方側から見た斜視説明図である。
この画像形成装置は、装置本体１と、装置本体１に装着した用紙を装填するための給紙トレイ２と、装置本体１に装着され画像が記録（形成）された用紙をストックするための排紙トレイ３とを備えている。

装置本体１の上側には上面カバー５を開閉可能に設けている。また、装置本体１の前面４の一端部側には、前面４から前方側に突き出し、上面カバー５よりも低い位置にカートリジ装填部６を有し、このカートリッジ装填部６の上面に操作キーや表示器などの操作部７を配置している。カートリッジ装填部６は、その前面に開閉可能な前カバー８を備えて、この前カバー８を開状態にすることにより液体補充手段としての記録液カートリッジであるインクカートリッジ１０の脱着を行えるようにしている。

次に、この画像形成装置の機構部について図２及び図３を参照して説明する。なお、図２は同機構部の全体構成を説明する概略構成図、図３は同機構部の要部平面説明図である。
この画像形成装置の機構部は、図示しない左右の側板に横架したガイド部材であるガイドロッド１１とステー１２とでキャリッジ１３を主走査方向に摺動自在に保持し、図示しない主走査モータによって図３でキャリッジ主走査方向（矢示方向）に移動走査する。

このキャリッジ１３には、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｂｋ）の各色のインク滴を吐出する４個のインクジェットヘッドからなる記録ヘッド１４を複数のインク吐出口を主走査方向と交叉する方向に配列し、インク滴吐出方向を下方に向けて装着している。

記録ヘッド１４を構成するインクジェットヘッドとしては、圧電素子などの圧電アクチュエータ、発熱抵抗体などの電気熱変換素子を用いて液体の膜沸騰による相変化を利用するサーマルアクチュエータ、温度変化による金属相変化を用いる形状記憶合金アクチュエータ、静電力を用いる静電アクチュエータなどをインクを吐出するためのエネルギー発生手段として備えたものなどを使用できるが、ここでは、圧電アクチュエータ（圧電素子）をエネルギー発生手段に用いたヘッドを搭載している。

また、キャリッジ１３には、記録ヘッド１４に各色のインクを供給するための各色の液体容器であるサブタンク１５を搭載している。このサブタンク１５にはインク供給チューブ１６を介して前述した各色のメインタンク（インクカートリッジ）１０からインクが補充供給される。ここで、インクカートリッジ１０は、それぞれ各色に対応してイエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｂｋ）の各色のインクを収容している。これらの記録ヘッド１４にインクを供給するためのサブタンク１５と、このサブタンク１５にインクを補充供給するインクカートリッジ１０とによって、記録液供給装置であるインク供給装置を構成している。

一方、給紙トレイ３の用紙積載部（圧板）２１上に積載した用紙２２を給紙するための給紙部として、用紙積載部２１から用紙２２を１枚ずつ分離給送する半月コロ（給紙コロ）２３及び給紙コロ２３に対向し、摩擦係数の大きな材質からなる分離パッド２４を備え、この分離パッド２４は給紙コロ２３側に付勢されている。

そして、この給紙部から給紙された用紙２２を記録ヘッド１４の下方側で搬送するための搬送部として、用紙２２を静電吸着して搬送するための搬送ベルト３１と、給紙部からガイド２５を介して送られる用紙２２を搬送ベルト３１との間で挟んで搬送するためのカウンタローラ３２と、略鉛直上方に送られる用紙２２を略９０°方向転換させて搬送ベルト３１上に倣わせるための搬送ガイド３３と、押さえ部材３４で搬送ベルト３１側に付勢された先端加圧コロ３５とを備えている。また、搬送ベルト３１表面を帯電させるための帯電手段である帯電ローラ３６を備えている。

ここで、搬送ベルト３１は、無端状ベルトであり、搬送ローラ３７とテンションローラ３８との間に掛け渡されて、図３のベルト搬送方向に周回するように構成している。帯電ローラ３６は、搬送ベルト３１の表層に接触し、搬送ベルト３１の回動に従動して回転するように配置され、加圧力として軸の両端に各２．５Ｎをかけている。

また、搬送ベルト３１の裏側には、記録ヘッド１４による印写領域に対応してガイド部材４１を配置している。このガイド部材４１は、上面が搬送ベルト３１を支持する２つのローラ（搬送ローラ３７とテンションローラ３８）の接線よりも記録ヘッド１４側に突出している。これにより、搬送ベルト３１は印写領域ではガイド部材４１の上面にて押し上げられてガイドされるので、高精度な平面性が維持される。

さらに、記録ヘッド１４で記録された用紙２２を排紙するための排紙部として、搬送ベルト３１から用紙２２を分離するための分離爪５１と、排紙ローラ５２及び排紙コロ５３とを備え、排紙ローラ５２の下方に排紙トレイ３を備えている。ここで、排紙ローラ５２と排紙コロ５３との間から排紙トレイ３までの高さは排紙トレイ３にストックできる量を多くするためにある程度高くしている。

また、装置本体１の背面部には両面給紙ユニット６１が着脱自在に装着されている。この両面給紙ユニット６１は搬送ベルト３１の逆方向回転で戻される用紙２２を取り込んで反転させて再度カウンタローラ３２と搬送ベルト１１との間に給紙する。また、この両面給紙ユニット６１の上面には手差し給紙部６２を設けている。

さらに、図３に示すように、キャリッジ１３の走査方向の一方の非印字領域には、記録ヘッド１４のノズルの状態を維持し、回復するための信頼性維持手段である維持回復機構７１を配置し、他方の非印字領域には空吐出受け部材８１を配置している。

維持回復機構７１には、記録ヘッド１４のノズル面をキャピングするためのキャッピング手段であるキャップ部材７２ａ、７２ｂ、７２ｃ、７２ｄと、ノズル面をワイピングするためのワイピング手段であるワイパーブレード７３と、空吐出受け部材７４などを備えている。

次に、この画像形成装置で用いている記録ヘッド１４を構成する液体吐出ヘッドの一例について図４及び図５を参照して説明する。なお、図４同ヘッドの液室長手方向に沿う断面説明図、図５は同ヘッドの液室短手方向に沿う断面説明図、図６は同ヘッドの要部平面説明図である。

この液体吐出ヘッドは、単結晶シリコン基板で形成した流路板１４１と、この流路板１４１の下面に接合した振動板１４２と、流路板１４１の上面に接合したノズル板１４３とを有し、これらによって液滴であるインク滴を吐出するノズル１４５がノズル連通路１４５ａを介して連通するインク流路である加圧室１４６、加圧室１４６にインクを供給するための共通液室１４８にインク供給口１４９を介して連通する流体抵抗部となるインク供給路１４７を形成している。

そして、振動板１４２の外面側（液室と反対面側）に各加圧室１４６に対応して加圧室１４６内のインクを加圧するための圧力発生手段（アクチュエータ手段）である電気機械変換素子としての積層型圧電素子１５２を接合し、この圧電素子１５２をベース基板１５３に接合している。また、圧電素子１５２の間には加圧室１４６、１４６間の隔壁部に対応して支柱部１５４を設けている。ここでは、圧電素子部材にハーフカットのダイシングによるスリット加工を施すことで櫛歯状に分割して、１つ毎に圧電素子１５２と支柱部１５４して形成している。支柱部１５４も構成は圧電素子１５１と同じであるが、駆動電圧を印加しないので単なる支柱となる。

さらに、振動板１４２の外周部はフレーム部材１４４にギャップ材を含む接着剤１５０にて接合している。このフレーム部材１４４には、共通液室１４８となる凹部、この共通液室１４８に外部からインクを供給するためのインク供給穴５１を形成している。

ノズル板１４３は各加圧室４６に対応して直径１０〜３５μｍのノズル１４５を形成し、流路板１４１に接着剤接合したもので、ノズル面（吐出方向の表面：吐出面）には、図示しない撥水性の表面処理を施した撥水処理層を設けている。

圧電素子１５２は、厚さ１０〜５０μｍ／１層のチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）の圧電層１６１と、厚さ数μｍ／１層の銀・パラジューム（ＡgＰd）からなる内部電極層１６２とを交互に積層したものであり、内部電極１６２を交互に端面の端面電極（外部電極）である個別電極１６３、共通電極１６４に電気的に接続したものである。なお、圧電素子部材の一端面の端面電極はハーフカットによるダイシング加工で分割されて個別電極１６３となり、他端面の端面電極は切り欠き等の加工による制限で分割されずにすべての圧電素子１５２で導通した共通電極１６４となる。

そして、圧電素子１５２の個別電極１６３には駆動信号を与えるために半田接合又はＡＣＦ（異方導電性膜）接合若しくはワイヤボンディングでＦＰＣケーブル１６５を接続し、このＦＰＣケーブル１６５には各圧電素子１５２に選択的に駆動波形を印加するための駆動回路（ドライバＩＣ）を接続している。また、共通電極１６４は、圧電素子の端部に電極層を設けて回し込んでＦＰＣケーブル１６５のグラウンド（ＧＮＤ）電極に接続している。

このように構成したインクジェットヘッドにおいては、例えば、記録信号に応じて圧電素子１５２に駆動波形（１０〜５０Ｖのパルス電圧）を印加することによって、圧電素子１５２に積層方向の変位が生起し、振動板１４２を介して加圧室１４６内のインクが加圧されて圧力が上昇し、ノズル１４５からインク滴が吐出される。

その後、インク滴吐出の終了に伴い、加圧室１４６内のインク圧力が低減し、インクの流れの慣性と駆動パルスの放電過程によって加圧室１４６内に負圧が発生してインク充填行程へ移行する。このとき、前述したサブタンク１５から供給されたインクは共通液室１４８に流入し、共通液室１４８からインク供給口１４９を経て流体抵抗部１４７を通り、加圧室１４６内に充填される。

なお、流体抵抗部１４７は、吐出後の残留圧力振動の減衰に効果が有る反面、表面張力による最充填（リフィル）に対して抵抗になる。流体抵抗部１４７の流体抵抗値を適宜に選択することで、残留圧力の減衰とリフィル時間のバランスが取れ、次のインク滴吐出動作に移行するまでの時間（駆動周期）を短くできる。

次に、サブタンク１５の一例について図７及び図８を参照して説明する。なお、図７は同サブタンクの正断面説明図、図８は同サブタンクの側断面説明図である。
サブタンク１５は、記録液（インク）を収容する液収容室２０１を形成するタンクケース２０２を有し、このタンクケース２０２の開口部は可撓性を有するフィルム（可撓性フィルム）２０３で覆うことにより、液収容室２０１の１つの壁面を可撓性フィルム２０３で形成し、この可撓性フィルム２０３とタンクケース２０１との間に圧縮ばね２０４を介装している。これにより、液収容室２０２は、インクの負圧を維持しながら、インク残量に応じて変形することができる。

また、タンクケース２０２には液収容室２０１内のインクを記録ヘッド１４に供給する供給口２０５を有し、このインク供給口２０５の液収容室２０１側に、記録ヘッド１４に供給するインクに異物が含まれているときでも、この異物が記録ヘッド１４に流れ込まないようにを除去するためのフィルタ部材２０６を設けている。

このサブタンク１５には、図９に示すように、インクカートリッジ１０からインク供給チューブ１６を介してインクが補充供給される。

すなわち、この画像形成装置では、記録ヘッド１４にインクを供給する記録液供給装置は、記録ヘッド１４にインクを供給するサブタンク１５と、このサブタンク１５にインクを補充供給するインクカートリッジ１０とを備えた構成としている。このように、サブタンクとインクカートリッジとを含む記録液供給装置を使用することにより、サブタンクに液収容室内の圧力変動を抑えるような可撓性フィルムと、流体抵抗をある一定の値より小さくしたフィルタ部材を備えることができ、このフィルタ部材を本発明における圧力調整手段として使用することで、印字中の記録ヘッド（液体吐出ヘッド）内圧力変動をノズルダウンしない範囲に抑えることができる。

このように構成した画像形成装置においては、給紙トレイ２から用紙２２が１枚ずつ分離給紙され、略鉛直上方に給紙された用紙２２はガイド２５で案内され、搬送ベルト３１とカウンタローラ３２との間に挟まれて搬送され、更に先端を搬送ガイド３３で案内されて先端加圧コロ３５で搬送ベルト３１に押し付けられ、略９０°搬送方向を転換される。

このとき、図示しない高圧電源から帯電ローラ３６に対してプラス出力とマイナス出力とが交互に繰り返すように、つまり交番する電圧が印加され、搬送ベルト３１が交番する帯電電圧パターン、すなわち、周回方向である副走査方向に、プラスとマイナスが所定の幅で帯状に交互に帯電されたものとなる。このプラス、マイナス交互に帯電した搬送ベルト３１上に用紙２２が給送されると、用紙２２が搬送ベルト３１に静電的に吸着され、搬送ベルト３１の周回移動によって用紙２２が副走査方向に搬送される。

そこで、キャリッジ１３を移動させながら画像信号に応じて記録ヘッド１４を駆動することにより、停止している用紙２２にインク滴を吐出して１行分を記録し、用紙２２を所定量搬送後、次の行の記録を行う。記録終了信号又は用紙２２の後端が記録領域に到達した信号を受けることにより、記録動作を終了して、用紙２２を排紙トレイ３に排紙する。

また、印字（記録）待機中にはキャリッジ１３は維持回復機構７１側に移動されて、キャップ７２ａ〜７２ｄで記録ヘッド１４をキャッピングされ、ノズルを湿潤状態に保つことによりインク乾燥による吐出不良を防止し、また、ノズル吸引を行ってノズルの状態を回復し、さらに、記録開始前、記録途中などに記録と関係しないインクを吐出する空吐出などの回復動作を行って安定した吐出性能を維持する。

次に、記録ヘッドにインクを供給する記録液供給装置の他の例について図１０及び図１１を参照して説明する。なお、図１０は記録液供給装置であるインクタンクの側断面説明図、図１１は同インクタンクの平断面説明図である。
このインクタンク３００は、フレーム３０１、３０１を補強材としてシート３０２を袋上に形成して内部を液収容室３０３としている。そして、液収容室３０３内にはバネユニット３０５を配設している。このバネユニット３０５は、シート３０２の凸形状の頂部の面に対向させて接着した２枚の圧力板３０６、３０６と、圧力板３０６、３０６間に配置したバネ３０７、３０７とを有し、バネ３０７、３０７の付勢力で圧力板３０６、３０６を離間する方向に付勢している。圧力板３０６、３０６はシート３０２の凸形状の頂部の形状を常に平面に保ち、また、この部分を他の部分よりも剛性の高い部分としている。

このように構成したインクタンク３００は、図１２（ａ）に示すように液収容室３０３内のインク量が減少すると、図１２（ｂ）に示すように、バネユニット３０５の圧力板３０６、３０６を介してバネユニット３０５全体によって変形が制御されていないシート３０２の可動部分３０２ａが最初にくぼみ始め、それに伴ってバネユニット３０５のバネ３０７が徐々に縮みはじめる。

このシート３０２の変形によって、バネユニット３０５の圧力板３０６は、シート３０３に接着されているため、図１２（ｂ）、（ｃ）に示すように、平行状態のまま接近して、最終的に、図１２（ｄ）に示すように、インクタンク３００が完全につぶれた状態となる。

これに対して、図１３（ａ）に示すように、バネユニット３０５を有さないで、フレーム３０１とシート３０２単体で構成されるインクタンク３００´は、比較的好ましくない。つまり、凸形状は有するものの、バネユニット３０５を用いないシート３０２単体によるインクタンク３００´は、液収容室３０３内のインクが消費されると、シート３０２の最も面積の広い部分である平面部３０３ｂ及び３０３ｃが変形し始める。

このとき、図１３（ｂ）に示すように、３０３ｂ、３０３ｃはそれぞれ異なる形状で変化したり、変形に時間差を生じたりすることがある。

更にインク量が減少すると、図１３（ｃ）に示すように、シート３０２の凸形状における稜線部３１０がシート３０２の平面部分よりも剛性を有するため変形せずに残り、最後に、図１３（ｄ）に示すように、その稜線部３１０が倒れて、平面部３０２ｂと３０２ｃが接触し完全に潰れた状態になる。

また、シート単体とフレームから構成される図１３に示す比較例のインクタンクの場合には、インクの消費やその逆の補充によるタンク内圧力の変化が繰り返される場合の形状安定性が比較的低い。つまり、タンクの潰れ方の繰り返し性が悪いため、インクを消費したときに、同じ消費量であっても負圧が毎回変化してしまう。また、環境温度やシートの材料や成型による影響を受け易いといえる。

次に、本発明で使用されるインク（記録液、以下「本インク」という。）の一例について説明する。
本インクは、次の（１）ないし（１０）で構成され、印字するための着色剤として、顔料を使用し、それを分解、分散させるための溶剤とを必須成分とし、更に、添加剤として、湿潤剤、界面活性剤、エマルジョン、防腐剤、ｐＨ調整剤とを使用する。湿潤剤１と湿潤剤２とを混合するのは各々湿潤剤の特徴を活かすためと、粘度調整が容易にできるためである。

（１）顔料（自己分散性顔料）６ｗｔ％以上
（２）湿潤剤１
（３）湿潤剤２
（４）溶性有機溶剤
（５）ニオンまたはノニオン系界面活性剤
（６）炭素数８以上のポリオールまたはグリコールエーテル
（７）エマルジョン
（８）防腐剤
（９）ｐＨ調製剤
（１０）純水

上記の各インク構成要素について、より具体的に説明する。
（１）の顔料に関しては、特にその種類を限定することなく、無機顔料、有機顔料を使用することができる。無機顔料としては、酸化チタン及び酸化鉄に加え、コンタクト法、ファーネス法、サーマル法などの公知の方法によって製造されたカーボンブラックを使用することができる。また、有機顔料としては、アゾ顔料（アゾレーキ、不溶性アゾ顔料、縮合アゾ顔料、キレートアゾ顔料などを含む）、多環式顔料（例えば、フタロシアニン顔料、ぺリレン顔料、ぺリノン顔料、アントラキノン顔料、キナクリドン顔料、ジオキサジン顔料、チオインジゴ顔料、イソインドリノン顔料、キノフラロン顔料など）、染料キレート（例えば、塩基性染料型キレート、酸性染料型キレートなど）、ニトロ顔料、ニトロソ顔料、アニリンブラックなどを使用できる。

これらの顔料のうち、水と親和性の良いものが好ましく用いられる。顔料の粒径は、０．０５μｍから１０μｍ以下が好ましく、さらに好ましくは１μｍ以下であり、最も好ましくは０．１６μｍ以下である。

インク中の着色剤としての顔料の添加量は、６〜２０ｗｔ％程度が好ましく、より好ましくは８〜１２ｗｔ％程度である。

本インクにおいて好ましく用いられる顔料の具体例としては、以下のものが挙げられる。黒色用としては、ファーネスブラック、ランプブラック、アセチレンブラック、チャンネルブラック等のカーボンブラック（C.I.ピグメントブラック７）類、または銅、鉄（C.I.ピグメントブラック１１）、酸化チタン等の金属類、アニリンブラック（C.I.ピグメントブラック１）等の有機顔料が挙げられる。

また、カラー用としては、C.I.ピグメントイエロー１（ファストイエローG）、３、１２（ジスアゾイエローAAA）、１３、１４、１７、２４、３４、３５、３７、４２（黄色酸化鉄）、５３、５５、８１、８３（ジスアゾイエローHR）、９５、９７、９８、１００、１０１、１０４、４０８、１０９、１１０、１１７、１２０、１３８、１５３、C.I.ピグメントオレンジ５、１３、１６、１７、３６、４３、５１、C.I.ピグメントレッド１、２、３、５、１７、２２（ブリリアントファーストスカレット）、２３、３１、３８、４８：２（パーマネントレッド２B（Ba））、４８：２（パーマネントレッド２B（Ca））、４８：３（パーマネントレッド２B（Sr））、４８：４（パーマネントレッド２B（Mn））、４９：１、５２：２、５３：１、５７：１（ブリリアントカーミン６B）、６０：１、６３：１、６３：２、６４：１、８１（ローダミン６Gレーキ）、８３、８８、１０１（べんがら）、１０４、１０５、１０６、１０８（カドミウムレッド）、１１２、１１４、１２２（キナクリドンマゼンタ）、１２３、１４６、１４９、１６６、１６８、１７０、１７２、１７７、１７８、１７９、１８５、１９０、１９３、２０９、２１９、C.I.ピグメントバイオレット１（ローダミンレーキ）、３、５：１、１６、１９、２３、３８、C.I.ピグメントブルー１、２、１５（フタロシアニンブルーR）、１５：１、１５：２、１５：３（フタロシアニンブルーE）、１６、１７：１、５６、６０、６３、C.I.ピグメントグリーン１、４、７、８、１０、１７、１８、３６等がある。

その他、顔料（例えばカーボン）の表面を樹脂等で処理し、水中に分散可能としたグラフト顔料や、顔料（例えばカーボン）の表面にスルホン基やカルボキシル基等の官能基を付加し水中に分散可能とした加工顔料等が使用できる。

また、顔料をマイクロカプセルに包含させ、該顔料を水中に分散可能なものとしたものであっても良い。

本インクの好ましい態様によれば、ブラックインク用の顔料は、顔料を分散剤で水性媒体中に分散させて得られた顔料分散液としてインクに添加されるのが好ましい。好ましい分散剤としては、従来公知の顔料分散液を調整するのに用いられる公知の分散液を使用することができる。

分散液としては、例えば以下のものが挙げられる。ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、アクリル酸−アクリロニトリル共重合体、酢酸ビニル−アクリル酸エステル共重合体、アクリル酸−アクリル酸アルキルエステル共重合体、スチレン−アクリル酸共重合体、スチレン−メタクリル酸共重合体、スチレン−アクリル酸−アクリル酸アルキルエステル共重合体、スチレン−メタクリル酸−アクリル酸アルキルエステル共重合体、スチレン−α−メチルスチレン−アクリル酸共重合体、スチレン−α−メチルスチレン−アクリル酸共重合体−アクリル酸アルキルエステル共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体、ビニルナフタレン−マレイン酸共重合体、酢酸ビニル−エチレン共重合体、酢酸ビニル−脂肪酸ビニルエチレン共重合体、酢酸ビニル−マレイン酸エステル共重合体、酢酸ビニル−クロトン酸共重合体、酢酸ビニル−アクリル酸共重合体等が挙げられる。

本インクの好ましい態様によれば、これらの共重合体は重量平均分子量が３，０００〜５０，０００であるのが好ましく、より好ましくは５，０００〜３０，０００、最も好ましくは７，０００〜１５、０００である。分散剤の添加量は、顔料を安定に分散させ、本発明の他の効果を失わせない範囲で適宣添加されて良い。分散剤としては１：０．０６〜１：３の範囲が好ましく、より好ましくは１：０．１２５〜１：３の範囲である。

着色剤に使用する顔料は、記録用インク全重量に対して６ｗｔ％〜２０ｗｔ％含有し、０．０５μｍ〜０．１６μｍ以下の粒子径の粒子であり、分散剤により水中に分散されていて、分散剤が、分子量５，０００から１００，０００の高分子分散剤である。水溶性有機溶剤が少なくとも１種類にピロリドン誘導体、特に、２−ピロリドンを使用すると画像品質が向上する。

（２）〜（４）の湿潤剤１、２と、水溶性有機溶剤に関しては、本インクの場合、インク中に水を液媒体として使用するものであるが、インクを所望の物性にし、インクの乾燥を防止するために、また、溶解安定性を向上するため等の目的で、例えば下記の水溶性有機溶剤が使用される。これら水溶性有機溶剤は複数混合して使用してもよい。

湿潤剤と水溶性有機溶剤の具体例としては、例えば以下のものが挙げられる。エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、テトラエチレングリコール、ヘキシレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、１，５−ペンタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、グリセロール、１，２，６−ヘキサントリオール、１，２，４−ブタントリオール、１，２，３−ブタントリオール、
ペトリオール等の多価アルコール類；
エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、テトラエチレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル等の多価アルコールアルキルエーテル類；
エチレングリコールモノフェニルエーテル、エチレングリコールモノベンジルエーテル等の多価アルコールアリールエーテル類；
２−ピロリドン、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、Ｎ−ヒドロキシエチル−２−ピロリドン、１，３−ジメチルイミイダゾリジノン、ε−カプロラクタム、γ−ブチロラクトン等の含窒素複素環化合物；
ホルムアミド、Ｎ−メチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド等のアミド類；
モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、モノエチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン等のアミン類；
ジメチルスルホキシド、スルホラン、チオジエタノール等の含硫黄化合物類；
プロピレンカーボネート、炭酸エチレン等である。

これら有機溶媒の中でも、特にジエチレングリコール、チオジエタノール、ポリエチレングリコール２００〜６００、トリエチレングリコール、グリセロール、１，２，６−ヘキサントリオール、１，２，４−ブタントリオール、ペトリオール、１，５−ペンタンジオール、２−ピロリドン、Ｎ−メチル−２−ピロリドンが好ましい。これらは溶解性と水分蒸発による噴射特性不良の防止に対して優れた効果が得られる。

その他の湿潤剤としては、糖を含有してなるのが好ましい。糖類の例としては、単糖類、二糖類、オリゴ糖類（三糖類および四糖類を含む）および多糖類があげられ、好ましくはグルコース、マンノース、フルクトース、リボース、キシロース、アラビノース、ガラクトース、マルトース、セロビオース、ラクトース、スクロース、トレハロース、マルトトリオースなどがあげられる。ここで、多糖類とは広義の糖を意味し、α−シクロデキストリン、セルロースなど自然界に広く存在する物質を含む意味に用いることとする。

また、これらの糖類の誘導体としては、前記した糖類の還元糖（例えば、糖アルコール（一般式ＨＯＣＨ_２（ＣＨＯＨ）ｎＣＨ_２ＯＨ（ここでｎ＝２〜５の整数を表す。）で表される。）、酸化糖（例えば、アルドン酸、ウロン酸など）、アミノ酸、チオ酸などがあげられる。特に糖アルコールが好ましく、具体例としてはマルチトール、ソルビットなどが挙げられる。

これら糖類の含有量は、インク組成物の０．１〜４０ｗｔ％、好ましくは０．５〜３０ｗｔ％の範囲が適当である。

（５）の界面活性剤に関しても、特に限定はされないが、アニオン性界面活性剤としては、例えばポリオキシエチレンアルキルエーテル酢酸塩、ドデシルベンゼンスルホン酸塩、ラウリル酸塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテルサルフェートの塩などが挙げられる。

非イオン性界面活性剤としては、例えば、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルエステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルアミン、ポリオキシエチレンアルキルアミドなどが挙げられる。前記界面活性剤は、単独または二種以上を混合して用いることができる。

本インクにおける表面張力は、紙への浸透性を示す指標であり、特に表面形成されて１秒以下の短い時間での動的表面張力を示し、飽和時間で測定される静的表面張力とは異なる。測定法としては特開昭６３−３１２３７号公報等に記載の従来公知の方法で１秒以下の動的な表面張力を測定できる方法であればいずれも使用できるが、ここでは、Ｗｉｌｈｅｌｍｙ式の吊り板式表面張力計を用いて測定した。表面張力の値は４０ｍＪ／ｍ^２以下が好ましく、より好ましくは３５ｍＪ／ｍ^２以下とすると優れた定着性と乾燥性が得られる。

（６）の炭素数８以上のポリオールまたはグリコールエーテルに関しては、２５℃の水中において０．１〜４．５ｗｔ％未満の間の溶解度を有する部分的に水溶性のポリオール及びグリコールエーテルの少なくともいずれかを、記録用インク全重量に対して０．１〜１０．０ｗｔ％添加することによって、該インクの熱素子への濡れ性が改良され、少量の添加量でも吐出安定性および周波数安定性が得られることが分かった。
（ａ）２−エチル−１，３−ヘキサンジオール溶解度：４．２％（２０℃）
（ｂ）２，２，４−トリメチル−１，３−ペンタンジオール溶解度：２．０％（２５℃）

２５℃の水中において０．１〜４．５ｗｔ％未満の間の溶解度を有する浸透剤は、溶解度が低い代わりに浸透性が非常に高いという長所がある。したがって、２５℃の水中において０．１〜４．５ｗｔ％未満の間の溶解度を有する浸透剤と他の溶剤との組み合わせや他の界面活性剤との組み合わせで非常に高浸透性のあるインクを作製することが可能となる。

（７）本インクには樹脂エマルジョンが添加されている方が好ましい。樹脂エマルジョンとは、連続相が水であり、分散相が次の様な樹脂成分であるエマルジョンを意味する。分散相の樹脂成分としてはアクリル系樹脂、酢酸ビニル系樹脂、スチレン−ブタジエン系樹脂、塩化ビニル系樹脂、アクリル−スチレン系樹脂、ブタジエン系樹脂、スチレン系樹脂などがあげられる。

本インクの好ましい態様によれば、この樹脂は親水性部分と疎水性部分とを併せ持つ重合体であるのが好ましい。また、これらの樹脂成分の粒子径はエマルジョンを形成する限り特に限定されないが、１５０ｎｍ程度以下が好ましく、より好ましくは５〜１００ｎｍ程度である。

これらの樹脂エマルジョンは、樹脂粒子を、場合によって界面活性剤とともに水に混合することによって得ることができる。

例えば、アクリル系樹脂またはスチレン−アクリル系樹脂のエマルジョンは、（メタ）アクリル酸エステルまたはスチレンと、(メタ)アクリル酸エステルと、場合により（メタ）アクリル酸エステルと、界面活性剤とを水に混合することによって得ることができる。樹脂成分と界面活性剤との混合の割合は、通常１０：１〜５：１程度とするのが好ましい。界面活性剤の使用量が前記範囲に満たない場合、エマルジョンとなりにくく、また前記範囲を超える場合、インクの耐水性が低下する、または浸透性が悪化する傾向があるので好ましくない。

前記エマルジョンの分散相成分としての樹脂と水との割合は、樹脂１００重量部に対して水６０〜４００重量部、好ましくは１００〜２００の範囲が適当である。

市販の樹脂エマルジョンとしては、マイクロジェルＥ−１００２、Ｅ−５００２（スチレン−アクリル系樹脂エマルジョン、日本ペイント株式会社製）、ボンコート４００１（アクリル系樹脂エマルジョン、大日本インキ化学工業株式会社製）、ボンコート５４５４（スチレン−アクリル系樹脂エマルジョン、大日本インキ化学工業株式会社製）、ＳＡＥ−１０１４（スチレン−アクリル系樹脂エマルジョン、日本ゼオン株式会社製）、サイビノールＳＫ−２００（アクリル系樹脂エマルジョン、サイデン化学株式会社製）、などが挙げられる。

本インクは、樹脂エマルジョンを、その樹脂成分がインクの０．１〜４０ｗｔ％となるよう含有するのが好ましく、より好ましくは１〜２５ｗｔ％の範囲である。

樹脂エマルジョンは、増粘・凝集する性質を持ち、着色成分の浸透を抑制し、さらに記録材への定着を促進する効果を有する。また、樹脂エマルジョンの種類によっては記録材上で皮膜を形成し、印刷物の耐擦性をも向上させる効果を有する。

（８）〜（１０）本インクには上記着色剤、溶媒、界面活性剤の他に従来より知られている添加剤を加えることができる。

例えば、防腐防黴剤としては、デヒドロ酢酸ナトリウム、ソルビン酸ナトリウム、２−ピリジンチオール−１−オキサイドナトリウム、安息香酸ナトリウム、ペンタクロロフェノールナトリウム等が使用できる。

ｐＨ調整剤としては、調合されるインクに悪影響をおよぼさずにｐＨを７以上に調整できるものであれば、任意の物質を使用することができる。その例として、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン等のアミン、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等のアルカリ金属元素の水酸化物、水酸化アンモニウム、第４級アンモニウム水酸化物、第４級ホスホニウム水酸化物、炭酸リチウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム等のアルカリ金属の炭酸塩等が挙げられる。

キレート試薬としては、例えば、エチレンジアミン四酢酸ナトリウム、ニトリロ三酢酸ナトリウム、ヒドロキシエチルエチレンジアミン三酢酸ナトリウム、ジエチレントリアミン五酢酸ナトリウム、ウラミル二酢酸ナトリウム等がある。

防錆剤としては、例えば、酸性亜硫酸塩、チオ硫酸ナトリウム、チオジグリコール酸アンモン、ジイソプロピルアンモニウムニトライト、四硝酸ペンタエリスリトール、ジシクロヘキシルアンモニウムニトライト等がある。

次に、液体吐出ヘッド内圧力変動（以下「ヘッド内圧力変動」という。）とノズルダウンの関係について説明する。
上述したサブタンク１５のインク供給口２０５に圧力センサを取り付けた記録ヘッド１４をキャリッジ１３に搭載し、印字したときのヘッド内圧力変動を測定した。ノズル径が１５μｍの記録ヘッド１４を搭載したインクジェット記録装置における、ヘッド内圧力変動とノズルダウンの関係は、概ね表１のような結果になった。

また、ノズル径が２０、２５、３０μｍのインクジェットヘッドについても、それぞれ同様の測定を行ったところ、表１の結果と一致した。したがって、インクジェット記録装置における、ヘッド内圧力変動とノズルダウンの関係はノズル径によらず、概ね表１のような結果になる、なお、記録液（本インク）としては２５℃における粘度が８ｍＰａ・ｓのインクを使用した。また、ノズルダウンは、画像の白スジの有無で判定した。この表１より、ヘッド内圧力変動が５００ｍｍＡｑより大きいと、ノズルダウンを起こすことが分る。なお、表１中、○は画像白スジなし、×は画像に白スジあり、を表わしている。

次に、２５℃における粘度が２ｍＰａ・ｓ〜１０ｍＰａ・ｓ（１ｍＰａ・ｓきざみ）の各インクを使用して、前記と同様の測定を行い、前記測定結果と併せると、ヘッド内圧力変動とノズルダウンの関係は、概ね表２のような結果になった。なお、表２中、○は画像白スジなし、×は画像に白スジあり、を表わしている。

この表２より、ヘッド内圧力変動とノズルダウンの関係を見ると、ヘッド内圧力変動をＰとしたとき、Ｐ＜５００ｍｍＡｑの条件を満たされるときにはノズルダウンが発生しないことが分かる。

このように、記録液の液滴を吐出する液体吐出ヘッドと、この液体吐出ヘッドに記録液を供給する記録液供給装置とを備え、記録液として２５℃における粘度が２ｍＰａ・ｓ以上である記録液を使用して画像を形成する場合、液体吐出ヘッド内圧力変動をＰ、流体抵抗をＲ、記録液流量をＱとしたとき、液体吐出ヘッド内圧力変動Ｐが、Ｐ＝Ｒ×Ｑ＜５００ｍｍＡｑ（（１）式）を充足するように調整する圧力調整手段を備えることで、印字中のヘッド内圧力変動をノズルダウンが発生しない範囲に抑えることができる。

これにより、高粘度（２ｍＰａ・ｓ以上、好ましくは５ｍＰａ・ｓ以上）の記録液を用いて、高い画像濃度、十分な発色性、色再現性等の確保、文字滲み、色境界滲み、両面印刷性、乾燥性にすぐれた画像形成を行うことができ、高粘度記録液で生じやすい圧力変動によるノズルダウンを防止して、安定した高速で高画質画像を形成することができるようになる。

次に、前記条件を満たす圧力調整手段について説明する。
ヘッド内圧力変動を小さくする手段の一つは、サブタンク１５に設けた、ろ過精度が１０μｍである多孔質材料又は焼結品からなるフィルタ２０６の流体抵抗を小さくすることである。２５℃における粘度が８ｍＰａ・ｓのインクを用いて、最もＤｕｔｙの大きい条件で印字したときのフィルタ２０６の有効面積とヘッド内圧力変動Ｐの関係は、概ね表３のようになった。

この表３から、フィルタ２０６として有効面積が７０ｍｍ^２より大きいものを使用することで、ヘッド内圧力変動Ｐを５００ｍｍＡｑより大きくすることができる。つまり、（１）式の条件を満足することができる。

また、ヘッド内圧力変動を小さくする手段の他の１つは、液体吐出ヘッド内を流れるインクの流量を少なくすることである。インクの流量をＱ、インク滴体積をｍ、印字駆動周波数をｆ、印字に用いるノズル数をｎとすると、インク流量Ｑ＝ｍ×ｆ×ｎ（（２）式）で表される。

２５℃における粘度が８ｍＰａ・ｓのインクを用いて、最も印字駆動周波数ｆが大きい条件で印字したときのインク流量Ｑとヘッド内圧力変動Ｐの関係は、概ね表４のようになった。なお、流量はインク滴体積により調整した。

この表４から、最も印字駆動周波数ｆが大きい条件で印字するときは、インク流量Ｑが０．１ｍｌ／ｓより少なくすることで、ヘッド内圧力変動Ｐを５００ｍｍＡｑより大きくすることができる。つまり、（１）式の条件を満足することができる。

このように、記録液流量をＱ、液滴滴体積をｍ、駆動周波数をｆ、駆動ノズル数をｎ、としたとき、Ｑ＝ｍ×ｆ×ｎ（（２）式）で表わされる記録液流量Ｑを、Ｑ＜０．１ｍｌ／ｓの関係を充足するように圧力調整することにより、ヘッド内圧力変動をノズルダウンが発生しない範囲に抑えることができる。

さらに、ヘッド内圧力変動を小さくする更に他の手段は、サブタンク１５が有している液収容室２０１の一面をポリエチレン等の可撓性フィルム２０３で構成することである。これにより、液収容室２０１に発生する圧力変動を抑えることができ、結果としてヘッド内圧力変動を小さくすることができる。

なお、上記実施形態においては、本発明に係る液体吐出ヘッドをインクジェットヘッドに適用したが、インク以外の液体の滴、例えば、パターニング用の液体レジストを吐出する液体吐出ヘッド、遺伝子分析試料を吐出する液体吐出ヘッドなどにも適用することできる。

本発明に係る画像形成装置の一例を示す前方側から見た斜視説明図である。同画像形成装置の機構部の概略を示す構成図である。同機構部の要部平面説明図である。同画像形成装置の記録ヘッドを構成する液体吐出ヘッドの一例を示すヘッドの液室長手方向に沿う断面説明図である。同ヘッドの液室短手方向に沿う断面説明図である。同ヘッドの要部平面説明図である。サブタンクの一例を示す正断面説明図である。同じく側断面説明図である。インク供給装置の模式的説明図である。インクタンクの側断面説明図である。同じく平断面説明図である。同じくインク残量の減少に伴うインクタンクの状態推移の説明に供する説明図である。比較例のインクタンクのインク残量の減少に伴う状態推移の説明に供する説明図である。

符号の説明

１…画像形成装置本体
６…カートリッジ装填部
７…操作部
１０…インクカートリッジ
１３…キャリッジ
１４…記録ヘッド
１５…サブタンク

Claims

記録液の液滴を吐出する液体吐出ヘッドと、この液体吐出ヘッドに記録液を供給する記録液供給装置とを備え、前記記録液として２５℃における粘度が２ｍＰａ・ｓ以上である記録液を使用して画像を形成する画像形成装置において、前記液体吐出ヘッド内圧力変動をＰ、流体抵抗をＲ、記録液流量をＱとしたとき、前記液体吐出ヘッド内圧力変動Ｐが、次の（１）式を充足するように調整する圧力調整手段を備えていることを特徴とする画像形成装置。
Ｐ＝Ｒ×Ｑ＜５００ｍｍＡｑ……（１）
請求項１に記載の画像形成装置において、前記圧力調整手段が、液滴滴体積をｍ、駆動周波数をｆ、駆動ノズル数をｎ、としたとき、次の（２）式で表わされる記録液流量をＱ＜０．１ｍｌ／ｓの関係を充足するように調整する手段であることを特徴とする画像形成装置。
Ｑ＝ｍ×ｆ×ｎ……（２）
請求項１に記載の画像形成装置において、前記記録液供給装置は、前記液体吐出ヘッドに記録液を供給するサブタンクと、このサブタンクに記録液を供給する記録液カートリッジとを備えていることを特徴とする画像形成装置。
請求項３に記載の画像形成装置において、前記サブタンクは、記録液の負圧を維持しながら記録液残量に応じて変形する液収容室を有していることを特徴とする画像形成装置。
請求項３又は４に記載の画像形成装置おいて、前記圧力調整手段は、前記サブタンク内に設けられた、液体吐出ヘッドに記録液とともに異物が流れていくのを阻止するためのフィルタ部材であることを特徴とする画像形成装置。
請求項５に記載の画像形成装置において、前記フィルタ部材の面積が７０ｍｍ^２以上であることを特徴とする画像形成装置。
請求項１に記載の画像形成装置において、前記記録液供給装置は、前記液体吐出ヘッドに記録液を供給するインクタンクであることを特徴とする画像形成装置。