JP2006168341A - インク供給装置 - Google Patents

Abstract

【課題】インク容器と印字ヘッドの配置位置に関係無く、印字ヘッド内のインクに作用する圧力を自在に調整できるインク供給装置を提供する。
【解決手段】サブタンク８０の内部には、印字ヘッド２２Ｋの多数のノズル２２Ｋｎに適正な圧力を付与するための圧力調整ポンプ８２が配置されている。この圧力調整ポンプ８２はサブタンク８０の底面のやや上方に位置しており、この底面から所定間隔離れている。圧力調整ポンプ８２は、サブタンク８０に貯められているインクに浸かっている状態である。サブタンク８０の上方には、圧力調整ポンプ８２を駆動させる駆動ユニット８３が配置されている。サブタンク８０の上壁には、サブタンク８０の内部圧力を大気圧にするための大気開放バルブ８４が固定されている。この大気開放バルブ８４を開放することにより、サブタンク８０の内部圧力は大気圧に等しくなる。
【選択図】図３

Description

本発明は、インクを吐出する印字ヘッドにインクを供給するインク供給装置に関する。

印字ヘッド（記録ヘッド）から記録媒体にインクを吐出して画像を形成するインクジェット方式画像形成装置（インクジェット記録装置）が知られている。このインクジェット方式画像形成装置では、一般に、インクが吐出される複数のノズルが高密度に形成された小型の印字ヘッドを用いて高精細な画像を形成できる。また、この小型の印字ヘッドを複数配置して、各印字ヘッドに異なる色のインクを供給することにより、比較的安価で小型な構成で記録媒体にカラー画像を形成できる。インクジェット方式画像形成装置は上記のような利点を有するので、業務用、家庭用を問わず、プリンタ、ファクシミリ及び複写機など、様々な画像出力装置に用いられている。

上記のようなインクジェット方式画像形成装置では、印字ヘッドからのインク吐出動作を安定化させるために、印字ヘッド内のインクを所定の負圧に維持する（印字ヘッド内のインクに作用する圧力を所定の負圧に保つ）ことが重要である。このため、一般には、印字ヘッドにインクを供給するインク供給系中に負圧発生手段を備え、その負圧発生手段によって負圧を付与したインクを印字ヘッドに供給している。

このような負圧発生手段として、インクタンク内に収容したスポンジ状のインク吸収体の毛管作用を利用して負圧を発生する構成が知られている（例えば、特許文献１参照）。また、他の負圧発生手段として、インクタンク内を負圧に維持するように、インクタンクの少なくとも一部を形成する可撓性部材をインクタンク外方に付勢するばねなどの付勢手段を備えた構成も知られている（例えば、特許文献２参照）。さらに、他の負圧発生手段として、印字ヘッドよりも下方にインクタンクを配置しておき、水頭差を利用してインクに負圧を付与する構成も知られている（例えば、特許文献３参照）。

上記のような負圧発生手段によって一定の負圧が付与されたインクは、印字ヘッドからのインク吐出に伴って上昇する印字ヘッド内の負圧との差圧によって、インクタンクから印字ヘッド内に引き込まれるように供給される。この結果、印字ヘッド内が一定の負圧に保たれることになる。
特開２００２−１９８８号公報 特開平０６−１５５７５９号公報 特開２００３−１８４４号公報

上述したような負圧発生手段を備えたインク供給系では、印字ヘッドからのインク吐出に伴って印字ヘッド内の負圧が上昇し、この上昇する負圧に起因した圧力差を利用して、インクタンクから印字ヘッド内にインクを引き込むように供給している。このため、単位時間当りに印字ヘッドから吐出されるインクの量が急増したときは、インクタンクから印字ヘッドへのインク供給が追いつかず、この結果、印字ヘッド内の負圧が上昇する（印字ヘッド内のインクに作用する圧力が一定の圧力よりも高い圧力となる）ことがある。この逆に、単位時間当りに印字ヘッドから吐出されるインクの量が急減したときは、インクの慣性によって印字ヘッド内の負圧が下降する（印字ヘッド内のインクに作用する圧力が一定の圧力よりも低い圧力となる）ことがある。

このように印字ヘッド内の負圧が変動した場合、印字ヘッドからのインク吐出動作が不安定となって、画像の記録品位の低下を招くおそれがある。特に、大判サイズの記録媒体に画像を高速で記録するような産業用の印刷装置では、単位時間当りに印字ヘッドから吐出されるインクの量が大きく変化するので印字ヘッド内の負圧が変動し易い。このため、高い記録品位の要求に応えるためにも印字ヘッド内の負圧の変動を小さく抑えることが重要となる。

また、同様に、大判サイズの記録媒体に画像を高速で記録するような産業用の印刷装置においてはユーザの交換するインクタンクと印字ヘッドとの間であって、この印字ヘッドよりも下方の位置にインクタンク（以下サブタンクという）を配置しておき、水頭差を利用してインクに負圧を付与する構成が広く採用されている。ところが、水頭差を利用するためにサブタンクと印字ヘッドの配置位置が上記のように限定されて制約されており、この制約から装置全体構成の自由度に少なからず影響が与えられる。

本発明は、上記事情に鑑み、インク容器と印字ヘッドの配置位置に関係無く、印字ヘッド内のインクに作用する圧力を自在に調整できるインク供給装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するための本発明のインク供給装置は、インクを吐出する印字ヘッドに供給されるインクが貯められるインク容器と、該インク容器と前記印字ヘッドとをつなぐインク流路とを備え、前記インク容器から前記インク流路を経由して前記印字ヘッドにインクを供給するインク供給装置において、
（１）前記印字ヘッド内の圧力を調整する圧力調整手段を備えたことを特徴とするものである。

ここで、
（２）前記インク流路は、該インク流路を開閉するバルブが取り付けられたものであってもよい。

また、
（３）前記インク流路内のインクに作用している圧力を検出する圧力検出センサを備え、
（４）前記圧力調整手段は、前記圧力検出センサで検出された圧力に基づいて、前記印字ヘッド内の圧力を調整するものであってもよい。

さらに、
（５）前記圧力調整手段は、前記印字ヘッドから吐出されるインクの単位時間当たりの量に基づいて、前記印字ヘッド内の圧力を調整するものであってもよい。

さらにまた、
（６）前記圧力調整手段は、遠心力を利用して流体に圧力を与えるものであってもよい。

さらにまた、
（７）前記圧力調整手段は、前記遠心力を発生させる回転子を備えたものであり、
（８）該回転子の回転数を制御する制御手段を備えてもよい。

さらにまた、
（９）前記圧力調整手段は、前記回転子の位置が変更されるものであってもよい。

さらにまた、
（１０）前記回転子の位置を変更する位置変更手段を備えてもよい。

さらにまた、
（１１）前記インク容器は、所定の本体に着脱自在なインクタンクと前記印字ヘッドとをつなぐインク供給路の途中に配置された、所定量のインクが貯められるサブタンクであってもよい。

さらにまた、
（１２）前記サブタンクは、該サブタンクに貯められているインクの液面が、前記印字ヘッドのインク吐出口よりも上に位置するように配置されたものであってもよい。

さらにまた、
（１３）前記圧力調整手段は、前記サブタンクの内部に配置されたものであってもよい。

さらにまた、
（１４）前記圧力調整手段は、前記印字ヘッドの内部に配置されたものであってもよい。

さらにまた、
（１５）前記圧力調整手段は、
（１５−１）前記インク容器に接続されたシリンダと、
（１５―２）このシリンダの容積を変化させるピストンとを備えたことを特徴とするものである。

さらにまた、
（１６）前記シリンダは、前記ピストンの移動に伴って前記インク容器からインクが出し入れされるものであってもよい。

さらにまた、
（１７）前記ピストンを移動させるモータと、
（１８） 該モータの駆動力を前記ピストンに伝達するギアとを備えてもよい。

さらにまた、
（１９）前記シリンダは、前記ピストンの移動に伴って前記インク容器から空気が出し入れされるものであってもよい。

さらにまた、
（２０）前記インク流路内のインクに作用している圧力を検出する圧力検出センサを備え、
（２１）前記圧力調整手段は、前記圧力検出センサで検出された圧力に基づいて前記シリンダの容積を変えて前記印字ヘッド内の圧力を調整するものであってもよい。

さらにまた、
（２２）前記圧力調整手段は、前記印字ヘッドに接続されたものであってもよい。

さらにまた、
（２３）前記圧力調整手段は、前記インク流路を開放したままの状態で前記印字ヘッド内の圧力を調整するものであってもよい。

なお、本明細書でいう、「記録」（画像形成とも称する）とは、文字、図形等有意の情報を形成する場合のみならず、有意無意を問わず、また人間が視覚で知覚し得るように顕在化したものであるか否かを問わず、広く記録媒体上に画像、模様、パターン等を形成する、または媒体の加工を行う場合も含むものとする。

また、「記録媒体」（シートとも称する）とは、一般的な記録装置で用いられる紙のみならず、広く、布、プラスチック・フィルム、金属板、ガラス、セラミックス、木材、皮革等、インクを受容可能なものも含むものとする。

さらに、「インク」とは、上記「記録」の定義と同様に広く解釈されるべきもので、記録媒体上に付与されることによって、画像、模様、パターン等の形成または記録媒体の加工、或いはインクの処理（例えば記録媒体に付与されるインク中の色剤の凝固または不溶化）に供され得る液体を含むものとする。

本発明のインク供給装置によれば、圧力調整手段によって印字ヘッド内の圧力を調整できるので、インク容器と印字ヘッドの配置位置に関係無く、印字ヘッド内のインクに作用する圧力を自在に調整できる。また、圧力調整手段は、印字ヘッド内のインクに作用する圧力を自在に調整できるので、この圧力を一定の負圧に保てる。この結果、記録品位が向上する。さらに、インク容器と印字ヘッドの位置関係が限定されないので装置全体構成の自由度が向上する。

本発明は、記録紙などの記録媒体にインクを吐出して画像を形成するインクジェット方式のプリンタに実現された。

図１を参照して、本発明のインク供給装置が組み込まれたプリンタの一例を説明する。

図１は、本発明のインク供給装置が組み込まれたプリンタの一例を模式的に示す正面図である。

プリンタ１０は、このプリンタ１０に画像情報を送るホストＰＣ（パソコン）１２に接続されている。プリンタ１０には、４つ（４本）の印字ヘッド２２Ｋ、２２Ｃ、２２Ｍ、２２Ｙが記録媒体（ここではロ−ル紙）Ｐの搬送方向（矢印Ａ方向）に並んで配置されている。４つの印字ヘッド２２Ｋ、２２Ｃ、２２Ｍ、２２Ｙからはそれぞれ黒、シアン、マゼンタ、イエローの各色のインクが吐出される。これら４つの印字ヘッド２２Ｋ、２２Ｃ、２２Ｍ、２２Ｙは、所謂ラインヘッドであり、図１の紙面に直交する方向（矢印Ａ方向に直交する方向）に延びている。これら４つの印字ヘッド２２Ｋ、２２Ｃ、２２Ｍ、２２Ｙの長さは、プリンタ１０で印字できる記録媒体のうち最大の幅（図１の紙面に直交する方向の長さ）よりもやや長い。また、これら４つの印字ヘッド２２Ｋ、２２Ｃ、２２Ｍ、２２Ｙは、画像形成中は固定されて動かない。

４つの印字ヘッド２２Ｋ、２２Ｃ、２２Ｍ、２２Ｙから安定してインクを吐出できるように、プリンタ１０には、回復ユニット４０が組み込まれている。この回復ユニット４０によって、印字ヘッド２２Ｋ、２２Ｃ、２２Ｍ、２２Ｙからのインク吐出状態は初期のインク吐出状態に回復する。回復ユニット４０には、回復動作のときに４つの印字ヘッド２２Ｋ、２２Ｃ、２２Ｍ、２２Ｙのインク吐出口形成面２２Ｋｓ、２２Ｃｓ、２２Ｍｓ、２２Ｙｓからインクを除去するキャッピング機構５０が備えられている。キャッピング機構５０は各印字ヘッド２２Ｋ、２２Ｃ、２２Ｍ、２２Ｙに独立して設けられており、図１の例では６色分（即ち、６つのキャッピング機構５０）が示されているが、このうち２色分は印字ヘッド追加時の予備的な機構である。キャッピング機構５０は、周知のブレード、インク除去部材、ブレード保持部材、キャップ等から構成されている。

ロ−ル紙Ｐはロー紙供給ユニット２４から供給され、プリンタ１０に組み込まれた搬送機構２６によって矢印Ａ方向に搬送される。搬送機構２６は、ロ−ル紙Ｐを載置して搬送する搬送ベルト２６ａ、この搬送ベルト２６ａを回転させる搬送モータ２６ｂ、搬送ベルト２６ａに張力を与えるローラ２６ｃなどから構成されている。

ロ−ル紙Ｐに画像を形成する際には、搬送中のロ−ル紙Ｐの記録開始位置がブラックの印字ヘッド２２Ｋの下に到達した後に、記録データ（画像情報）に基づいて印字ヘッド２２Ｋからブラックインクを選択的に吐出する。同様に印字ヘッド２２Ｃ、印字ヘッド２２Ｍ、印字ヘッド２２Ｙの順に、各色のインクを吐出してカラー画像をロ−ル紙Ｐに形成する。プリンタ１０には、上記の部品・部材の他、各印字ヘッド２２Ｋ、２２Ｃ、２２Ｍ、２２Ｙに供給されるインクを貯めておくメインタンク２８Ｋ、２８Ｃ、２８Ｍ、２８Ｙや、印字ヘッド２２Ｋ、２２Ｃ、２２Ｍ、２２Ｙにインクを供給したり回復動作をしたりするための各種ポンプ（図３等参照）などが備えられている。上記したメインタンク２８Ｋ、２８Ｃ、２８Ｍ、２８Ｙや各種ポンプなどによって、本発明のインク供給装置が構成されている。

図２を参照して、プリンタ１０の電気的な系統を説明する。

図２は、図１のプリンタの電気的な系統を示すブロック図である。

ホストＰＣ１２から送信された記録データやコマンドはインターフェイスコントローラ１０２を介してＣＰＵ１００に受信される。ＣＰＵ１００は、プリンタ１０の記録データの受信、記録動作、ロ−ル紙Ｐのハンドリング等全般の制御を掌る演算処理装置である。ＣＰＵ１００では、受信したコマンドを解析した後に、記録データの各色成分のイメージデータをイメージメモリ１０６にビットマップ展開して描画する。記録前の動作処理としては、出力ポート１１４、モータ駆動部１１６を介してキャッピングモータ２７６とヘッドアップダウンモータ１１８を駆動し、各印字ヘッド２２Ｋ、２２Ｃ、２２Ｍ、２２Ｙをキャッピング機構５０から離して記録位置（画像形成位置）に移動させる。

続いて、出力ポート１１４、モータ駆動部１１６を介してロ−ル紙Ｐを繰り出すロールモータ（図示せず）、及び低速度でロ−ル紙Ｐを搬送する搬送モータ１２０等を駆動してロ−ル紙Ｐを記録位置に搬送する。一定速度で搬送されるロ−ル紙Ｐにインクを吐出し始めるタイミング（記録タイミング）を決定するための先端検知センサ（図示せず）でロ−ル紙Ｐの先端位置を検出する。その後、ロ−ル紙Ｐの搬送に同期して、ＣＰＵ１００はイメージメモリ１０６から対応する色の記録データを順次に読み出し、この読み出したデータを各印字ヘッド２２Ｋ、２２Ｃ、２２Ｍ、２２Ｙに印字ヘッド制御回路１１２経由して（介して）転送する。

ＣＰＵ１００の動作はプログラムＲＯＭ１０４に記憶された処理プログラムに基づいて実行される。プログラムＲＯＭ１０４には、制御フローに対応する処理プログラム及びテーブルなどが記憶されている。また、作業用のメモリとしてワークＲＡＭ１０８を使用する。各印字ヘッド２２Ｋ、２２Ｃ、２２Ｍ、２２Ｙのクリーニングや回復動作時に、ＣＰＵ１００は、出力ポート１１４、モータ駆動部１１６を介してポンプモータ１２４を駆動し、インクの加圧、吸引等の制御を行う。

図３から図５までを参照して、プリンタ１０に組み込まれたインク供給装置について説明する。

図３は、インクジェット方式画像形成装置に組み込まれたインク供給装置を示す模式図である。図４は、印字ヘッドをクリーニングする際の手順を示すフロー図である。図５は、インク吐出面からインクを拭き取る手順を示す模式図であり、（ａ）は拭き取り開始前を示し、（ｂ）は、拭き取り終了直後を示し、（ｃ）は、拭き取り終了後の待機状態を示す。図３では、印字ヘッド２２Ｋにインクを供給したり、この印字ヘッド２２Ｋを回復させたりするためのインク供給装置を示すが、他の印字ヘッド２２Ｃ、２２Ｍ、２２Ｙについても同じ構成のインク供給装置が備えられている。また、図３と図５では、図１と図２に示す構成要素と同一の構成要素には同一の符号が付されている。

プリンタ１０（図１参照）には、印字ヘッド２２Ｋにインクを供給するインク供給装置６０が組み込まれている。インク供給装置６０は、プリンタ１０の本体に着脱自在なインクタンク７０と、このインクタンク７０と印字ヘッド２２Ｋとをつなぐインク供給路６２の途中に配置されたサブタンク８０などから構成されている。サブタンク８０の下に印字ヘッド２２Ｋが配置されている。

サブタンク８０と印字ヘッド２２Ｋは、２つのインク流路６４，６６で接続されて（つながれて）いる。サブタンク８０はプリンタ１０の本体装置フレ−ムに固定されており、インク流路６４，６６の一部はフレキシブルチューブ製である。このため、後述するように印字ヘッド２２Ｋは移動できる。インク流路６４には、印字ヘッド２２Ｋをクリーニングする際に稼動するクリーニングポンプ６８、所定のタイミングでインク流路６４を開閉する待機バルブ６９が取り付けられている。一方、インク流路６６には、所定のタイミングでインク流路６６を開閉する加圧バルブ６７が取り付けられている。インク流路６６のうち加圧バルブ６７と下記の圧力調整ポンプ８２の間の部分には、インク流路６６内のインク圧力を検出する圧力検出センサ８１が取り付けられている。

サブタンク８０の内部には、印字ヘッド２２Ｋの多数のノズル２２Ｋｎに適正な圧力を付与するための圧力調整ポンプ８２（本発明にいう圧力調整手段の一例である）が配置されている。この圧力調整ポンプ８２はサブタンク８０の底面のやや上方に位置しており、この底面から所定間隔離れている。圧力調整ポンプ８２は、サブタンク８０に貯められているインクに浸かっている状態である。サブタンク８０の上方には、圧力調整ポンプ８２を駆動させる駆動ユニット８３が配置されており、この駆動ユニットは、ＣＰＵ１００（図２参照）によって制御されている。また、サブタンク８０の上壁には、サブタンク８０の内部圧力を大気圧にするための大気開放バルブ８４が固定されている。この大気開放バルブ８４を開放することにより、サブタンク８０の内部圧力は大気圧に等しくなる。

また、サブタンク８０には、このサブタンク８０に貯められているインク（貯蔵インク）の液面レベルを検知する周知の液面検知センサ８６が取り付けられている。液面検知センサ８６が、サブタンク８０内のインク液面が一定レベル以下になったと検知したときは、供給ポンプ７２が稼動し始めてインクタンク７０からインクが吸引されてサブタンク８０に供給される。一方、液面検知センサ８６が、サブタンク８０内のインク液面が予め決められている上限レベルになったと検知したときは、供給ポンプ７２が停止してインクの供給は停止される。

インクタンク７０には、このインクタンク７０内のインクの有無を検出する検出センサ（図示せず）が取り付けられている。また、プリンタ１０の本体にインクタンク７０を装着するときに接続されるエア−流路には、インクタンク７０の内部圧力を大気圧にするための大気開放バルブ７４が取り付けられている。

印字ヘッド２２Ｋのクリ−ニング動作について説明する。

ここでいうクリ−ニング動作とは、印字ヘッド２２Ｋのインク吐出品位を継続的に維持するために行われる動作をいい、経過時間や吐出状況等の条件を満たした場合、又は、画像品位に異状が見られる場合等に自動的に若しくは任意で実施される。

図４のフローに示すように、クリーニング動作は、クリーニング指令を受信することにより開始される（Ｓ４０１）。クリーニング指令を受信した後、大気開放バルブ８４、加圧バルブ６７、待機バルブ６９が順次に開放される（Ｓ４０２〜Ｓ４０４）。続いて、クリーニングポンプ６８が作動して（Ｓ４０５）、サブタンク８０からインク流路６４を経由して印字ヘッド２２Ｋにインクが圧送される。このインクの圧送によって、記録動作中等にフィルタ−９０のサブタンク８０側に溜まった泡を再びサブタンク８０へ押し流す。

クリーニングポンプ６８を一定時間だけ作動させた後、加圧バルブ６７を閉めて（Ｓ４０６）インク流路６６を遮断する（閉じる）。これにより印字ヘッド２２Ｋの液室２２Ｋｒに大きな正圧力が加わる（作用する）。この大きな正圧力によって、印字ヘッド２２Ｋの各ノズル２２Ｋｎからはインクが排出されて、このノズル２２Ｋｎやその周辺部に存在する泡やゴミ等の異物が除去される。

さらに一定時間経過後、クリーニングポンプ６８を停止させ（Ｓ４０７）、待機バルブ６９と大気開放バルブ８４を順に閉じる（Ｓ４０８、Ｓ４０９）。なお、この状態では印字ヘッド２２Ｋの各ノズル２２Ｋｎの開口を含むフェイス面２２Ｋｓにインクが付着して汚れた状態である。この汚れを除去するために、図５に示すように、キャッピング機構５０に固定されたワイパー５２でフェイス面２２Ｋｓを拭く。この動作の際は、先ず、図５（ａ）に示すように、印字ヘッド２２Ｋが回復キャップ５４の上方に移動する（Ｓ４１０）。続いて、回復キャップ５４が矢印Ｂ方向に移動することにより、図５（ｂ）に示すように、フェイス面２２Ｋｓに付着しているインクなどの汚れがワイパー５２で拭き取られる（Ｓ４１１）。この動作はワイピング動作と呼ばれる。ワイピング動作終了後は、図５（ｃ）に示すように、印字ヘッド２２Ｋは再びキャッピングされて待機状態となる（Ｓ４１２）。この待機状態にある印字ヘッド２２Ｋはフェイス面２２Ｋｓを回復キャップ５４でキャッピングされている（塞がれている）ので、ノズル２２Ｋｎにあるインクの増粘が防止される。なお、印字ヘッド２２Ｋから排出されたインク（廃インク）は回復キャップ５４に受けられて吸引ポンプ９２（図３参照）によって吸引される。この廃インクはフィルター９４（図３参照）で濾過されて異物が除去された（スクリ−ニングした）後にインクタンク７０に再び戻される。また、上記したワイピング動作だけが適宜のタイミングで実施されることがある。

図６から図８までを参照して、圧力調整ポンプ８２によって印字ヘッド２２Ｋ内の圧力を調整する技術について説明する。

図６は、サブタンクと印字ヘッドを詳細に示す拡大図である。図７は、圧力調整ポンプの羽根を示す上面図である。図８は、図７に示す羽根の回転数と印字ヘッド内のインクに作用する圧力との関係を示すグラフである。これらの図では、図３に示す構成要素と同一の構成要素には同一の符号が付されている。

上記した加圧バルブ６７、待機バルブ６９、大気開放バルブ８４としては、図６に示すように、ソレノイドのプランジャー１３０に一体化されたバルブシ−ト１３２によってインク流路の遮断を行う電磁バルブが採用されるが、本発明においてはこれらの方式を何ら限定するものではなく他の方式のものを採用しても何ら問題無い。

記録時には印字ヘッド２２Ｋに適正な負圧を付与する（印字ヘッド２２Ｋのインク吐出口（ノズルの出口）においてインクのメニスカスが形成されるような圧力をインクに与える）必要がある。この場合、加圧バルブ６７、大気開放バルブ８４は開放状態にあり、待機バルブ６９は密閉状態にある。この状態で圧力調整ポンプ８２を駆動することにより、図７の矢印Ｃ方向に圧力調整ポンプ８２の羽根８２ａ（本発明にいう回転子の一例である）が回転し、この羽根８２ａの中心Ｃから羽面８２ｂに沿ってインクは遠心力を受ける。つまり、圧力調整ポンプ８２の回転軸中心部（中心Ｃの周辺部）は相対的に負圧となるので、サブタンク８０の吸引口８０ａからインク流路６６を介して印字ヘッド２２Ｋに負圧を付与することができる。吸引口８０ａはサブタンク８０の底壁に形成されており、圧力調整ポンプ８２は吸引口８０ａから所定間隔離れた上方に配置されている。なお、羽根８２ａの回転数は、ＣＰＵ１００（図２参照）に制御されている。

上記のように、圧力調整ポンプ８２を駆動させて羽根８２ａを矢印Ｃ方向に回転させるときに発生する遠心力によって、この圧力調整ポンプ８２が印字ヘッド２２Ｋ内のインクを、インク流路６６と吸引口８０ａを経由してサブタンク８０内に吸い込もうとし（実際に吸い込まれることはほとんど無い）、この結果、印字ヘッド２２Ｋ内のインクに負圧（インク吐出口の外側周辺の大気圧よりも低い圧力）が与えられてインク吐出口においてインクのメニスカスが形成されることとなる。なお、羽根８２ａが矢印Ｃ方向とは反対方向に回転するように圧力調整ポンプ８２を駆動させた場合は、サブタンク８２内のインクが吸引口８０ａから押し出されようとするので、印字ヘッド２２Ｋ内のインクに正圧（インク吐出口の外側周辺の大気圧よりも高い圧力）が与えられる。この結果、インク吐出口からはインクが排出される。

圧力調整ポンプ８２の羽根８２ａが図７の矢印Ｃ方向に回転するときの回転数に応じて、図８に示すように、圧力調整ポンプ８２が発生させる負圧の大きさが変動する。羽根８２ａが矢印Ｃ方向に速く回転するほど（単位時間当たりの回転数が多いほど）大きな負圧が発生するので、印字ヘッド２２Ｋ内のインクは強い力でサブタンク８２内に吸い上げられようとすることとなり、印字ヘッド２２Ｋ内のインクに作用する負圧が大きくなる。この逆に、羽根８２ａが矢印Ｃ方向に遅く回転するほど（単位時間当たりの回転数が少ないほど）小さな負圧しか発生しないので、印字ヘッド２２Ｋ内のインクは弱い力でサブタンク８２内に吸い上げられようとすることとなり、印字ヘッド２２Ｋ内のインクに作用する負圧が小さくなる。すなわち、印字ヘッド２２Ｋに付与する負圧の大きさは圧力調整ポンプ８２の回転数に応じて制御できるので、圧力調整ポンプ８２を駆動させることにより、インク流路６６を開放したままの状態で印字ヘッド２２Ｋ内の圧力が調整されることとなる。

ところで圧力調整ポンプ８２としては、一般的にタ−ボ形と分類されるポンプを使用することが望ましい。タ−ボ形ポンプとしては、本実施例で採用した遠心ポンプ形式や斜流形式、軸流形式などが挙げられる。これらはインク流路（液流路）を遮断する（閉じる）ことなく圧力を発生できるので、差圧に応じてインクがポンプを移動できる。例えば、印字ヘッド２２Ｋからインクが吐出したときは、印字ヘッド２２Ｋ内でインクが減少するので、印字ヘッド２２Ｋから圧力調整ポンプ（遠心ポンプ）８２までの間が減圧される。この場合、サブタンク８０内のインクがインク流路６６を経由して印字ヘッド２２Ｋに供給される。これに対し、圧力調整ポンプ８２として、いわゆる容積式に分類されるピストンポンプ等を用いた場合は、インクを圧送するためにインク流路６６を遮断するので、インクがピストンポンプを通じて自由に移動できないばかりか、印字ヘッド２２Ｋのインク吐出口から外気を容易に吸引してしまう。

図９と図１０を参照して、待機モ−ドから記録動作までの手順を説明する。

図９は、待機モ−ドから記録動作までの手順を示すフロー図である。図１０（ａ）は、回復キャップにキャッピングされた印字ヘッドを示す模式図であり、（ｂ）は、記録動作中の印字ヘッドの位置を示す模式図である。

待機モ−ド時に印字指令を受信することにより（Ｓ９０１）、大気開放バルブ８４が開放される（Ｓ９０２）。続いて、加圧バルブ６７が開いてインク流路６６が開放される（Ｓ９０３）。本実施例ではサブタンク８０が印字ヘッド２２Ｋの上方に配置されているので、大気開放バルブ８４と加圧バルブ６７が開くことにより印字ヘッド２２Ｋのノズル２２Ｋｎには水頭圧力ｈ（図６参照）が作用し、サブタンク８０からインク流路６６を通って印字ヘッド２２Ｋにインクが流れ込もうとする。ここで、圧力調整ポンプ８２を作動させることにより（Ｓ９０４）、上記の負圧が発生するので、水頭圧力ｈ（図６参照）が消滅して、さらに印字ヘッド２２Ｋのノズル２２Ｋｎには負圧が付与される（作用する）。この結果、上述したように、印字ヘッド２２Ｋ内のインクに負圧が与えられてインク吐出口においてインクのメニスカスが形成されることとなる。

続いて、図４と図５を参照して説明したワイピング動作を実施し（Ｓ９０６）、その後、図１０（ｂ）に示すように、印字ヘッド２２Ｋを降下させて記録位置に移動させる（Ｓ９０７）。上述したようにサブタンク８０はプリンタ１０の本体装置フレ−ムに固定されており、インク流路６４，６６はフレキシブルチューブ製であるので、印字ヘッド２２Ｋが降下してもインク流路６４，６６は確保されたままである。また、印字ヘッド２２Ｋが降下することにより水頭圧力による正圧力がさらに印字ヘッド２２Ｋのノズル２２Ｋｎに作用する（加わる）が、この増加を見込んだ負圧量を圧力調整ポンプ８２の作動時にすでに発生させている。従って、ノズル２２Ｋｎでは負圧が保たれる。

上記のように印字ヘッド２２Ｋが降下して所定の記録位置に達した後、記録動作（画像形成）が実行される（Ｓ９０８）。この記録動作の終了後、図１０（ａ）に示すように、印字ヘッド２２Ｋは上昇して、回復キャップ５４によってキャッピングされる（Ｓ９０９）。その後、圧力調整ポンプ８２の作動を停止し（Ｓ９１０）、続いて、加圧バルブ６７を閉めて（Ｓ９１１）、大気開放バルブ８４を閉めて（Ｓ９１２）を閉めて再び待機モ−ドとなって、このフローを終了する（Ｓ９１３）。

ところで、記録動作中はノズル２２Ｋｎからインクが吐出するので、ノズル２２Ｋｎ内の負圧は上昇し、この上昇する負圧に起因する圧力差を利用してサブタンク８０からノズル２２Ｋｎ内にインクが引き込まれるように供給される。この場合、例えばノズル２２Ｋｎから単位時間当たりに吐出されるインクの量（インク消費量）が急増したときは、サブタンク８０からのインクの供給が追いつかず、ノズル２２Ｋｎ内の負圧が上昇（負圧が大きくなる）傾向となるおそれがある。この逆に、ノズル２２Ｋｎから単位時間当たりに吐出されるインクの量（インク消費量）が急減したときには、インクの慣性によってノズル２２Ｋｎ内の負圧が下降（負圧が小さくなる）傾向になるおそれがある。このようなノズル２２Ｋｎ内の負圧の変動（圧力変動）は、圧力調整ポンプ８２の回転数を制御することにより抑制できる。この制御について説明する。

ノズル２２Ｋｎから単位時間当たりに吐出するインクの量が低減していく場合は、圧力調整ポンプ８２の回転数を上げる。これにより、印字ヘッド２２Ｋからインクがサブタンク８０に強く吸い上げられようとするので、印字ヘッド２２Ｋ内の負圧（すなわち、ノズル２２Ｋｎ内の負圧）が大きくなる（負圧が上昇する）。従って、インク吐出量の低減に伴う印字ヘッド２２Ｋ内の負圧の下降が抑えられるので、印字ヘッド２２Ｋ内を一定の負圧に保てる。

一方、ノズル２２Ｋｎから単位時間当たりに吐出するインクの量が増加していく場合は、圧力調整ポンプ８２の回転数を下げる。また、単位時間当たりのインクの吐出量が特に多い場合には圧力調整ポンプ８２の作動を停止もしくは逆転させる。これにより、印字ヘッド２２Ｋからインクがサブタンク８０にあまり吸い上げられようとしない（場合によっては、サブタンク８０から印字ヘッド２２Ｋにインクが移動しようとする）ので、印字ヘッド２２Ｋ内の負圧（すなわち、ノズル２２Ｋｎ内の負圧）が小さくなる（負圧が下降する）。従って、印字ヘッド２２Ｋ内が過度に負圧になることが防止される。上記のような制御をすることによりノズル２２Ｋｎに常に適切な負圧を付与できる。

上記のような制御を実施するためには、印字ヘッド２２Ｋ内の圧力の変動を検出するために圧力検出センサ８１をインク流路６６中に配置しておき、この圧力検出センサ８１の検出値を圧力調整ポンプ８２の駆動回路にフィ−ドバックさせる方法が考えられる。すなわち、圧力検出センサ８１で検出された圧力に基づいて圧力調整ポンプ８２の回転数を制御して、印字ヘッド２２Ｋ内の圧力を調整する。この調整については、図１１と図１２を参照して詳細に説明する。

また、形成画像及びインク吐出の頻度（周波数）から圧力調整ポンプ８２の最適な駆動テ−ブルを予め作成しておき、この駆動テ−ブルに基づいて圧力調整ポンプ８２を駆動させる方法が考えられる。すなわち、印字ヘッド２２Ｋから吐出されるインクの単位時間当たりの量に基づいて圧力調整ポンプ８２の回転数を制御して、印字ヘッド２２Ｋ内の圧力を調整する。なお、印字ヘッド２２Ｋ内の圧力変動に起因するノズル２２Ｋｎからのインク吐出状態の変化が形成画像の品位上問題のないレベルであれば、圧力調整ポンプ８２は一定条件での作動を行ってもよい。

上記した圧力検出センサ８１で検出された圧力に基づいて圧力調整ポンプ８２の回転数を制御して、印字ヘッド２２Ｋ内の圧力を調整する技術について図１１と図１２を参照して詳細に説明する。

図１１は、図６のインク供給装置が動作する際の一例を示すタイムチャートである。図１２は、図６のインク供給装置が動作する手順の一例を示すフロー図である。

先ず、図１１を参照して、図６のインク供給装置の動作を、印字ヘッド２２Ｋの印刷デューティと印字ヘッドに作用する圧力との観点から説明する。

印字ヘッド２２Ｋからインクを吐出しない非吐出時の状態（印刷デューティＯＦＦの状態）３０１にあって、圧力調整ポンプ８２は印字ヘッド２２Ｋをインク吐出動作可能な状態とするために、符号３０２で示すように圧力調整ポンプ８２が一定圧力を発生するようにし、符号３０３で示すように印字ヘッド２２Ｋの圧力を制御する。印字ヘッド２２Ｋからインク吐出を開始する場合（符号３０４）は、このインク吐出に先立って圧力調整ポンプ８２が発生する圧力を大気圧（０ｍｍＡｑ）に予め近づける（負圧を減らす）（符号３０６、３０５）。また、印刷が開始された後も、印刷デューティの変化に応じてポンプ発生圧力の調整を行う。これらにより、インク吐出による圧力変化を緩和し、負圧が好ましいインク吐出可能領域内３０７に制御されるようにする。ここで、大気圧に近づけてもインク吐出可能領域内３０７に収まらない場合は、圧力調整ポンプ８２を正転（インク供給方向へ回転）させて、大気圧よりも高い圧力状態（正圧）３１１になるように制御する。逆に、印刷デューティが減少する場合（符号３１０）は、ポンプ発生圧力を負圧にする（符号３０９）。

以上のような印刷デューティに基づいて圧力調整ポンプ８２の駆動を制御することにより、インクの慣性力に起因した印刷デューティの変化への応答の遅れによって不規則な圧力変化（符号３０８）は見られるものの、概ね負圧が好ましいインク吐出可能領域内３０７に制御されるようになる。

図１２を参照して圧力制御の手順の一例を示す。この手順は、図２に示したプリンタの制御系の構成にあっては、ＲＯＭ１０４に格納されたプログラム等に従ってＣＰＵ１００が実行するものとすることができる。

まず、印刷データの有無を確認し（Ｓ１２０１）、印刷データがある場合は、圧力調整ポンプ８２を回転させ始め（Ｓ１２０２）、印刷を開始する（Ｓ１２０３）。続いて、上記の圧力検出センサ８１で圧力を検出する（Ｓ１２０４）。この検出された圧力が所定範囲内のときは、圧力調整ポンプ８２をそのまま回転させて印刷を続行し、印刷が終了したか否かが判定される（Ｓ１２０５）。印刷が終了したと判定されたときは、このフローを終了する。印刷が終了していないと判定されたときは、Ｓ１２０４に戻って、再び、上記の圧力検出センサ８１で圧力を検出する（Ｓ１２０４）。

Ｓ１２０４において検出された圧力が所定の下限値よりも高い場合は、印字ヘッド２２Ｋ内の圧力が大気圧よりも高くなるおそれがあるので、圧力調整ポンプ８２の回転数を上昇させることにより印字ヘッド２２Ｋ内の圧力が上記の所定範囲内になるように制御し（Ｓ１２０６）、印刷が終了したか否かが判定される（Ｓ１２０５）。印刷が終了したと判定されたときは、このフローを終了する。印刷が終了していないと判定されたときは、Ｓ１２０４に戻って、再び、上記の圧力検出センサ８１で圧力を検出する（Ｓ１２０４）。

Ｓ１２０４において検出された圧力が所定の下限値よりも低い場合は、印字ヘッド２２Ｋ内の圧力が大気圧よりもかなり低くなりインクが吐出しないおそれがあるので、圧力調整ポンプ８２の回転数を下げて印字ヘッド２２Ｋ内の圧力が上記の所定範囲内になるように制御し（Ｓ１２０７）、印刷が終了したか否かが判定される（Ｓ１２０５）。印刷が終了したと判定されたときは、このフローを終了する。印刷が終了していないと判定されたときは、Ｓ１２０４に戻って、再び、上記の圧力検出センサ８１で圧力を検出する（Ｓ１２０４）。

なお、以上のようなソフトウエアの処理によらず、画像データの構成ビットを計数するカウンタと、そのカウント値に基づいて圧力調整ポンプ８２を駆動するモータの制御を行う手段とをハードウエアにより構成することもできる。また、印刷の進捗に応じて印刷デューティが変化した時に制御を行うのではなく、予め印刷データに基づいてポンプの制御曲線を定め、これに基づいてフィードフォワード的にポンプ制御を行うようにしてもよい。また、実際のヘッド圧力を検出する圧力検出センサ（サブタンク内の圧力がこれに実質的に等しいとみなされるのであれば圧力検出センサを用いてもよい）の検出出力に基づいて、局部フィードバックループによりポンプ制御を行うようにすることもできる。

上記した実施例１では、印字ヘッド２２Ｋよりも上方にサブタンク８０が配置されているが、本発明ではこのような配置に限定するものではない。この例として、印字ヘッド２２Ｋよりも下方にサブタンク８０が配置されたインク供給装置１６０について図１３を参照して説明する。

図１３は、実施例２のインク供給装置を示す模式図である。この図では、図３に示す構成要素と同一の構成要素には同一の符号が付されている。

実施例２のインク供給装置１６０では、印字ヘッド２２Ｋよりも下方にサブタンク８０が配置されている。このような位置関係であっても、印字ヘッド２２Ｋ内を適正な負圧に保つために外部から正圧力を与えるような場合において、圧力調整ポンプ８２を利用できる。ただし、圧力調整ポンプ８２として遠心ポンプを使用したので、図３に示すサブタンク８０の形状では印字ヘッド２２Ｋに正圧力を与え難い。そこで、実施例２のサブタンク１８０では、サブタンク１８０の内部に、圧力調整ポンプ８２を収容した小さな部屋（ケーシング）１８２を形成した。この部屋１８２には、サブタンク１８０内のインクが自由に流れ込んだり流れ出たりする。部屋１８２を構成する側壁には、インク流路６６が直接に接続されている。これにより、圧力調整ポンプ８２が遠心ポンプであっても軸流ポンプであっても、印字ヘッド２２Ｋ内を適正な負圧に保つために外部から正圧力を与えられる。

また、上記のように印字ヘッド２２Ｋとサブタンク８０の位置関係に拘らず圧力調整ポンプ８２によって印字ヘッド２２Ｋ内を適切な負圧に保てるので、従来の水頭差による差圧に頼った装置等と比較して、サブタンク８０の設置位置の規制を受けることがなく、装置の設計自由度も向上する。なお、実施例１と２では、圧力調整ポンプ８２をサブタンク８０内に配置したが、印字ヘッド２２Ｋ内に圧力調整ポンプ８２を配置しても上記と同様の効果を得られる。

本発明の実施例３について、図１４を参照して説明する。

図１４は、実施例３のインク供給装置を示す模式図である。この図では、図６に示す構成要素と同一の構成要素には同一の符号が付されている。

実施例１では圧力調整ポンプ８２の羽根８２ａ（図７参照）の回転数に対応させて、印字ヘッド２２Ｋ内の負圧を制御した。実施例３のインク供給装置１７０では、このような制御をせずに、圧力調整ポンプ８２の羽根８２ａをシャフト１７２に固定しておき、このシャフト１７２を上下動自在（矢印Ｄ方向に移動自在）に構成しておき、羽根８２ａの位置を変更する。この場合、羽根８２ａは駆動ユニット１７４によって回転するが回転数は一定である。

シャフト１７２にはラック１７２ａが形成されており、このラック１７２ａに噛み合ったピニオンギア１７２ｂが配置されている。このピニオンギア１７２ｂの回転はＣＰＵ（図２参照）によって制御されている。なお、駆動ユニット１７４の駆動力は、ギア１７４ａ，１７４ｂなどを介してシャフト１７２に伝達される。

実施例３では、羽根８２ａと吸引口８０ａのピッチ（羽根８２ａから吸引口８０ａまでの間隔）Ｑを変更させることにより印字ヘッド２２Ｋ内の負圧を制御させている。羽根８２ａが一定の回転数で回転している場合、ピッチＱが狭いときは、印字ヘッド２２Ｋ内のインクをサブタンク８０に吸い込もうとする力が強くなるので、印字ヘッド２２Ｋ内には大きな負圧が作用する。一方、ピッチＱが広いときは、印字ヘッド２２Ｋ内のインクをサブタンク８０に吸い込もうとする力が弱くなるので、印字ヘッド２２Ｋ内には小さな負圧しか作用しない。このようにピッチＱを狭くしたり広くしたりして、印字ヘッド２２Ｋ内の負圧を一定に保つことができる。

本発明の実施例４について、図１５から図１８までを参照して説明する。

図１５は、実施例４のインク供給装置を示す模式図である。図１６は、サブタンクと印字ヘッドを詳細に示す拡大図である。これらの図では、図３と図６に示す構成要素と同一の構成要素には同一の符号が付されている。

上記した実施例では圧力調整手段として圧力調整ポンプ８２を用いたが、実施例４のインク供給装置２６０では、圧力調整ポンプ８２に代えて、シリンダ２７２やピストン２７４等を備えた圧力調整ユニット２７０を用いている。圧力調整ユニット２７０は印字ヘッド２２Ｋ内の圧力を調整するものであり、サブタンク８０に接続されている。圧力調整ユニット２７０のシリンダ２７２にはサブタンク８０内のインクが出入りし、これにより印字ヘッド２２Ｋ内の圧力を調整するように構成されている。

圧力調整ユニット２７０は、その内部にサブタンク８０内のインクが出入りするシリンダ２７２、シリンダ２７２内を移動するピストン２７４、ピストン２７４を移動させるための駆動用モータ２７６、モータ２７６の駆動を伝えるウォームギア２７８、ウォームギア２７８に噛み合っているピニオン２８０、ピニオン２８０に噛み合っているラック２８２、ラック２８２の位置を検知するフォトインタラプタ２８４、ラック２８２の移動をピストン２７４に伝えるばね２８６から構成されている。シリンダ２７２とサブタンク８０はインク流路２７２ａで接続されている。ピストン２７４とシリンダ２７２は、印字ヘッド２２Ｋからのインクが流出入される密閉空間を形成する。

画像形成中（記録時）においては、印字ヘッド２２Ｋに適正な負圧を付与する必要がある。ラック２８２の先端面（ラック２８２のうちピストン２７４に最も近い面）が図１６のＢに位置した状態で、加圧バルブ６７を開放すると共に、待機バルブ６９及び大気開放バルブ８４を密閉にすることにより、印字ヘッド２２Ｋを含む流路が密閉された閉流路となる。この状態において、図１６に示すように、ラック２８２を矢印Ｘ方向に移動させることにより、この移動に伴ってピストン２７４も矢印Ｘ方向に移動し、上記の密閉流路内の圧力が減圧されて印字ヘッド２２Ｋのノズル内のインクが後退して円弧状のメニスカスが形成される。上記の密閉流路内は非圧縮性で満たされているのではなく、サブタンク８０内に圧縮性のエアーが存在しているのでこの様に微小な圧力の調整が可能となる。なお、印字ヘッド２２Ｋに付与する負圧量はピストン２７４の移動量に応じて制御される。

図１７と図１８を参照して、待機モ−ドから記録動作までの手順を説明する。

図１７は、待機モ−ドから記録動作までの手順を示すフロー図である。図１８（ａ）は、待機状態の圧力調整ユニットを示す模式図であり、（ｂ）は、画像形成中の圧力調整ユニットを示す模式図である。

待機時においては、ラック２８２の先端面は、図１８（ａ）に示す位置Ａに存在してピストン２７４はシリンダ２７２の奥側の壁に接触している。また、待機時においては、待機バルブ６９、加圧バルブ６７、大気開放バルブ８４は密閉状態（閉状態）にある。図１７のフローは、印字指令を受信することにより起動し、先ず、大気開放バルブ８４が開放されて（Ｓ１７０１）、同時にモータ２７６が始動する。モータ２７６の始動によってラック２８２が矢印Ｘ方向に移動し（Ｓ１７０２）、この移動に伴ってばね２８６が引張られてピストン２７４も矢印Ｘ方向に移動してシリンダ２７２内にインクＩが充填される。

ラック２８２の先端面が図１８（ｂ）の位置Ｂに移動したことがフォトインタラプタ２８４によって検知されたとき（Ｓ１７０３）は、モータ２７６を停止させてラック２８２の移動を停止させる（Ｓ１７０４）。この場合、ラック２８２の移動に伴って変形したばね２８６が一定の長さ（ばね２８６に負荷が作用していないときの長さ）に戻ろうとするので、ピストン２７４を矢印Ｘ方向に引っ張る。この結果、図１８（ｂ）に示すように、ばね２８６は長さＬとなる。続いて、大気開放バルブ８４を密閉し（Ｓ１７０５）、加圧バルブ６７を開放する（Ｓ１７０６）ことにより、印字ヘッド２２Ｋを含む液流路が密閉された閉流路となる。なお、位置Ｂは、ラック２８２が後退して初期に負圧を発生できる位置である。また、モータ２７６の駆動を伝えるギアとしては、モータ２７６が停止した後にピストン２７４の移動に伴ってギアが移動しないようにウォームギア２７８を使用しているが、本発明においてはこれらの方式を何ら限定するものではなく他の方式のものを採用しても何ら問題ない。

上記した状態において、ラック２８２を矢印Ｘ方向に更に移動させる（Ｓ１７０７）。この移動によって、既に説明した負圧発生メカニズムに従って印字ヘッド２２Ｋのノズルには負圧が発生する。この後、適切な負圧が発生する位置にラック２８２を停止させる（Ｓ１７０８）。この状態で印字ヘッド２２Ｋをワイピング位置に移動させて（Ｓ１７０９）ワイピング動作を実施する（Ｓ１７１０）。このワイピング動作が終了した後、印字ヘッド２２Ｋを降下させて記録位置に移動させる（Ｓ１７１１）。この移動後に記録動作が実行される（Ｓ１７１２）。

記録動作中はインクの吐出に伴って印字ヘッド２２Ｋのノズル内は負圧となるので、ばね２８６がＬよりも長くなる。ばね２８６の長さはセンサ（図示せず）によって常に検出されており、ばね２８６の長さがＬから変化した場合は、長さＬになるようラック２８２を移動させるようにモータ２７６が制御されている。この制御によって、印字による差圧分（ノズル内のインクに作用する負圧の変化分）を調整して印字ヘッド２２Ｋのノズル内のインクには一定の負圧が作用する。ここでは、ばね２８６の長さＬを検出して（監視して）ラック２８２の位置を調整した。しかし、例えば、消費されたインク量と負圧の変化の関係を表す移動テーブルを予め作成しておき、実際に印字に使用したインク量をドットカウントして消費されたインク量を検出し、この検出されたインク量と上記の移動テーブルとに基づいてラック２８２を移動させることにより、印字ヘッド２２Ｋのノズル内のインクに一定の負圧が作用するように構成してもよい。

ところで、通常の印字中は上記のように制御するが、印字ヘッド２２Ｋから単位時間当たりに吐出されるインクの量が急増することもあり、この逆に、印字ヘッド２２Ｋから単位時間当たりに吐出されるインクの量が急減することもある。このようにインクの量が急増した場合は、印字ヘッド２２Ｋにインクが十分に供給されず（インクの供給が追いつかず）、印字ヘッド２２Ｋのノズル内の負圧が上昇する（負圧が一定の圧力よりも高くなる）傾向となるおそれがある。この逆に、上記のようにインクの量が急減した場合は、インクの慣性によって印字ヘッド２２Ｋのノズル内の負圧が下降する（負圧が一定の圧力よりも低くなる）傾向になるおそれがある。このような負圧の変動（圧力変動）は、ラック２８２の位置を調整してばね２８６の長さＬを調整することにより制御できる。

単位時間当たりに吐出されるインクの量（吐出量）が増加していく場合には、ラック２８２の位置を図１８（ｂ）に示す矢印Ｙ方向に移動する。この逆に、単位時間当たりに吐出されるインクの吐出量が低減していく場合には、ラック２８２の位置を図１８（ｂ）に示す矢印Ｘ方向に移動する。また、単位時間当たりに吐出するインクの量が特に多い場合には、大気開放バルブ８４を開放することにより、水頭差圧ｈ（図１６参照）によって印字ヘッド２２Ｋのノズルにインクを積極的に供給できる（送り込める）ので、過度に負圧になることが防止される。このように制御することにより、印字ヘッド２２Ｋのノズルに適切な負圧を常に作用させる（付与する）ことができる。

上記のように制御するためには、形成画像及びインクの吐出周波数に基づいて最適な圧力テーブルを予め作成しておき、この圧力テーブルに基づいてラック２８２の位置を制御する方法が考えられる。例えば、連続して印字する場合、次の画像を形成するために使用するインク量とシリンダ２７２内のインク量とを比較して、印字中にインク不足となることが事前に推測できたときは、ラック２８２を図１８（ａ）に示す位置まで移動させ、その後、ラック２８２を図１８（ｂ）に示す位置まで移動させてインクを充填して印字することも可能となる。

また、インク流路６６（図１６参照）内のインク圧力を検出する圧力検出センサ８１で検出された圧力を担持する信号を、モータ２７６の駆動回路にフィードバックさせてラック２８２の移動量を制御させる方法が考えられる。但し、圧力変動に起因する印字ヘッド２２Ｋのノズルからのインク吐出状態の変化が形成画像の品位上問題ないレベルであれば、ばね２８６の長さＬが一定になるような制御でよい。なお、上記したＳ１７１２で記録動作が実行された後は、印字ヘッド２２Ｋが再び上昇してキャッピングされる（Ｓ１７１３）。その後、加圧バルブ６７を密閉し（Ｓ１７１４）、大気開放バルブ８４を開放し（Ｓ１７１５）、ラック２８２を図１８（ａ）で示す位置に移動させ（Ｓ１７１６）、所定の位置で停止させ（Ｓ１７１７）、続いて、大気開放バルブ８４を密閉して（Ｓ１７１８）印字動作が終了し、再び待機モードとなる。

上記のように印字ヘッド２２Ｋとサブタンク８０の位置関係に拘らず圧力調整ユニット２７０によって印字ヘッド２２Ｋ内を適切な負圧に保てるので、従来の水頭差による差圧に頼った装置等と比較して、サブタンク８０の設置位置の規制を受けることがなく、装置の設計自由度も向上する。なお、実施例４では、圧力調整ユニット２７０をサブタンク８０に接続したが、印字ヘッド２２Ｋ内に圧力調整ユニット２７０を接続しても上記と同様の効果を得られる。また、圧力調整ユニット２７０をサブタンク８０の上部空間に接続して圧縮性の空気を制御してもよい。さらに、圧力調整ユニット２７０を独立させて配置する必要はなく、サブタンク８０と一体型にしてもよい。さらにまた、圧力調整ユニット２７０の構成部品としてはピストン２７４やばね２８６等に限定するものではなく、シリンダ２７２内の容積を変化させる容積変化手段と、印字によるインク消費量に伴って上記の容積を変化させていく手段があればよい。

図１９を参照して、本発明の実施例５を説明する。

図１９は、実施例５のインク供給装置を示す模式図である。図１９では、図１６に示す構成要素と同一の構成要素には同一の符号が付されている。

実施例５のインク供給装置３７０の特徴は、接続棒３７２でピストン２７４とラック２８２を直接に接続した点にある。実施例４では、ばね２８６（図１６参照）を介してラック２８２とピストン２７４を接続しておき、印字に伴うピストン２７４の移動によるばね２８６の変形（伸縮）によってラック２８２を移動させて負圧量が一定となるよう制御した。しかし、ばね２８６を使用しなくても、サブタンク８０内のエアーの量を厳密に管理することにより、インク供給装置３７０の接続棒３７２でピストン２７４とラック２８２を直接に接続しておき、サブタンク８０内のインクの量を制御して負圧量を制御することもできる。また、圧力検出センサ８１に基づいて更に厳密な圧力制御が可能である。

図２０を参照して、本発明の実施例６を説明する。

図２０は、実施例６のインク供給装置を示す模式図である。図２０では、図１９に示す構成要素と同一の構成要素には同一の符号が付されている。

実施例６のインク供給装置４７０の特徴は、シリンダ４７２の直径を小さくした点にある。この直径の小さい部分には、この直径に合うピストン４７４を嵌め込んでいる。このシリンダ４７２のように直径を小さくすることにより、印字ヘッド２２Ｋ内の圧力を更に微小に調整できる。また、圧力検出センサ８１に基づいて更に厳密な圧力制御が可能である。

上記した各例では、インクを吐出する為のエネルギーとして発熱素子から発生される熱エネルギーを用いた、いわゆるバブルジェット記録方式を採用したインクジェット式印字ヘッドの場合を例に挙げて説明したが、他の方式（例えば、圧電素子を用いた方式等）のインクジェット式の印字ヘッドにも本発明を適用できることは明らかである。また、本発明のインク供給装置が組み込まれたプリンタを用いて記録媒体に記録を行うインクジェット記録装置の機械的構成としては、印字ヘッドを搭載したキャリッジを移動させる間に記録を行うシリアル記録方式であっても、記録媒体の幅に対応した長さの印字ヘッドに対して記録媒体を相対的に移動させまがら記録を行うフルライン記録方式であってもよい。

本発明のインク供給装置が組み込まれたプリンタの一例を模式的に示す正面図である。 図１のプリンタの電気的な系統を示すブロック図である。 インクジェット方式画像形成装置に組み込まれたインク供給装置を示す模式図である。 印字ヘッドをクリーニングする際の手順を示すフロー図である。 インク吐出面からインクを拭き取る手順を示す模式図であり、（ａ）は拭き取り開始前を示し、（ｂ）は、拭き取り終了直後を示し、（ｃ）は、拭き取り終了後の待機状態を示す。 サブタンクと印字ヘッドを詳細に示す拡大図である。 圧力調整ポンプの羽根を示す上面図である。 図７に示す羽根の回転数と印字ヘッド内のインクに作用する圧力との関係を示すグラフである。 待機モ−ドから記録動作までの手順を示すフロー図である。 （ａ）は、回復キャップにキャッピングされた印字ヘッドを示す模式図であり、（ｂ）は、記録動作中の印字ヘッドの位置を示す模式図である。 図６のインク供給装置が動作する際の一例を示すタイムチャートである。 図６のインク供給装置が動作する手順の一例を示すフロー図である。 実施例２のインク供給装置を示す模式図である。 実施例３のインク供給装置を示す模式図である。 インクジェット方式画像形成装置に組み込まれた実施例４のインク供給装置を示す模式図である。 図１５の圧力調整ユニットやサブタンクを詳細に示す拡大図である。 待機モ−ドから記録動作までの手順を示すフロー図である。 （ａ）は、待機状態の圧力調整ユニットを示す模式図であり、（ｂ）は、画像形成中の圧力調整ユニットを示す模式図である。 実施例５のインク供給装置を示す模式図である。 実施例６のインク供給装置を示す模式図である。

符号の説明

１０ プリンタ
２２Ｋ、２２Ｃ、２２Ｍ、２２Ｙ 印字ヘッド
６０，１６０，１７０，２６０ インク供給装置
７０ インクタンク
８０ サブタンク
６４，６６ インク流路
６７ 加圧バルブ
６８ クリーニングポンプ
６９ 待機バルブ
８２ 圧力調整ポンプ
８２ａ 羽根
８４ 大気開放バルブ
１７２ シャフト
２７０，３７０，４７０ 圧力調整ユニット
２７２ シリンダ
２７４ ピストン
２８２ ラック

Claims (19)

1. インクを吐出する印字ヘッドに供給されるインクが貯められるインク容器と、該インク容器と前記印字ヘッドとをつなぐインク流路とを備え、前記インク容器から前記インク流路を経由して前記印字ヘッドにインクを供給するインク供給装置において、
   前記印字ヘッド内の圧力を調整する圧力調整手段を備えたことを特徴とするインク供給装置。
2. 前記インク流路は、
   該インク流路を開閉するバルブが取り付けられたものであることを特徴とする請求項１に記載のインク供給装置。
3. 前記インク流路内のインクに作用している圧力を検出する圧力検出センサを備え、
   前記圧力調整手段は、
   前記圧力検出センサで検出された圧力に基づいて、前記印字ヘッド内の圧力を調整するものであることを特徴とする請求項１又は２に記載のインク供給装置。
4. 前記圧力調整手段は、
   前記印字ヘッドから吐出されるインクの単位時間当たりの量に基づいて、前記印字ヘッド内の圧力を調整するものであることを特徴とする請求項１又は２に記載のインク供給装置。
5. 前記圧力調整手段は、
   遠心力を利用して流体に圧力を与えるものであることを特徴とする請求項１から４までのうちのいずれか一項に記載のインク供給装置。
6. 前記圧力調整手段は、
   前記遠心力を発生させる回転子を備えたものであり、
   該回転子の回転数を制御する制御手段を備えたことを特徴とする請求項５に記載のインク供給装置。
7. 前記圧力調整手段は、
   前記回転子の位置が変更されるものであることを特徴とする請求項６に記載のインク供給装置。
8. 前記回転子の位置を変更する位置変更手段を備えたことを特徴とする請求項６又は７に記載のインク供給装置。
9. 前記インク容器は、
   所定の本体に着脱自在なインクタンクと前記印字ヘッドとをつなぐインク供給路の途中に配置された、所定量のインクが貯められるサブタンクであることを特徴とする請求項１から８までのうちのいずれか一項に記載のインク供給装置。
10. 前記サブタンクは、
    該サブタンクに貯められているインクの液面が、前記印字ヘッドのインク吐出口よりも上に位置するように配置されたものであることを特徴とする請求項９に記載のインク供給装置。
11. 前記圧力調整手段は、
    前記サブタンクの内部に配置されたものであることを特徴とする請求項９又は１０に記載のインク供給装置。
12. 前記圧力調整手段は、
    前記印字ヘッドの内部に配置されたものであることを特徴とする請求項１から１０までのうちのいずれか一項に記載のインク供給装置。
13. 前記圧力調整手段は、
    前記インク容器に接続されたシリンダと、
    このシリンダの容積を変化させるピストンとを備えたことを特徴とする請求項１に記載のインク供給装置。
14. 前記シリンダは、前記ピストンの移動に伴って前記インク容器からインクが出し入れされるものであることを特徴とする請求項１３に記載のインク供給装置。
15. 前記ピストンを移動させるモータと、
    該モータの駆動力を前記ピストンに伝達するギアとを備えたことを特徴とする請求項１３又は１４に記載のインク供給装置。
16. 前記シリンダは、前記ピストンの移動に伴って前記インク容器から空気が出し入れされるものであることを特徴とする請求項１３に記載のインク供給装置。
17. 前記インク流路内のインクに作用している圧力を検出する圧力検出センサを備え、
    前記圧力調整手段は、
    前記圧力検出センサで検出された圧力に基づいて前記シリンダの容積を変えて前記印字ヘッド内の圧力を調整するものであることを特徴とする請求項１３から１６までのうちのいずれか一項に記載のインク供給装置。
18. 前記圧力調整手段は、前記印字ヘッドに接続されたものであることを特徴とする請求項１３から１７までのうちのいずれか一項に記載のインク供給装置。
19. 前記圧力調整手段は、前記インク流路を開放したままの状態で前記印字ヘッド内の圧力を調整するものであることを特徴とする請求項１から１８までのうちのいずれか一項に記載のインク供給装置。

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