JP2009214307A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】インクと温度調節液をそれぞれ別個のチューブを介してヘッド部に供給するために、配管が煩雑で、ヘッド部に供給する段階で温度制御することができない。
【解決手段】インクを吐出する記録ヘッド１００と、インクを貯留するインクタンクと７０と、インクタンク７０と記録ヘッド１００との間に配置された可撓性を有する供給チューブ１６とを備え、供給チューブ１６は、インクタンク７０から記録ヘッド１００に供給するインクが流れる第１の流路１９と、第１の流路１９の周囲に配され、第１の流路１９を流れるインクの温度を調節する温度調節液５１が流れる第２の流路１８とが形成されている二重管構造をしている。
【選択図】図８

Description

本発明は画像形成装置に関し、特に液滴を吐出する記録ヘッドを備える画像形成装置に関する。

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。この液体吐出記録方式の画像形成装置は、記録ヘッドからインク滴を、搬送される用紙に対して吐出して、画像形成（記録、印字、印写、印刷も同義語で使用する。）を行なうものであり、記録ヘッドが主走査方向に移動しながら液滴を吐出して画像を形成するシリアル型画像形成装置と、記録ヘッドが移動しない状態で液滴を吐出して画像を形成するライン型ヘッドを用いるライン型画像形成装置がある。

なお、本願において、「画像形成装置」は、紙、糸、繊維、布帛、皮革、金属、プラスチック、ガラス、木材、セラミックス等の媒体にインクを着弾させて画像形成を行う装置（単なる液体吐出装置を含む）を意味し、また、「画像形成」とは、文字や図形等の意味を持つ画像を媒体に対して付与することだけでなく、パターン等の意味を持たない画像を媒体に付与すること（単に液滴を媒体に着弾させること）をも意味する。また、「インク」とは、インクと称されるものに限らず、記録液、定着処理液、液体などと称されるものなど、画像形成を行うことができるすべての液体の総称として用いる。また、「用紙」とは、材質を紙に限定するものではなく、上述したＯＨＰシート、布なども含み、インク滴が付着されるものの意味であり、被記録媒体、記録媒体、記録紙、記録用紙などと称されるものを含むものの総称として用いる。

記録ヘッドとして用いる液体吐出ヘッド（液滴吐出ヘッド）としては、圧電アクチュエータ等により振動板を変位させ液室内の体積を変化させて圧力を高め液滴を吐出させる圧電型ヘッドや、液室内に通電によって発熱する発熱体を設けて、発熱体の発熱により生じる気泡によって液室内の圧力を高め、液滴を吐出させるサーマル型ヘッドが知られている。

このような液体吐出方式の画像形成装置においては、高速化を図るために、ノズル数、ヘッド数の増加などが行われている。最近では、短尺ヘッドを複数個つなぎ合わせる等して長尺のヘッドアレイユニットを形成し、ヘッドを走査することなく画像を形成可能なライン型画像形成装置もある。また、高速化に対する別の解決方法としてインク吐出周波数を高くすることも行われている。

ところが、多ノズル化や駆動高速化は、ヘッドの温度上昇を助長する。ヘッドの温度が上がると、内部のインクの温度も上昇し、インクの粘度変化によって、ヘッドの吐出特性が影響を受ける。そこで、従来の画像形成装置では、吐出状態を一定に維持すべく、ヘッドの温度に基づいてインク吐出信号などを制御するようにしている。

しかしながら、ノズル数の多いヘッドアレイユニットを高速駆動する場合には、温度上昇が激しいため、上述したインク吐出信号の制御のみでは対応しきれなくなってきている。

そこで、特許文献１にはヘッドアレイユニットとしての長尺ヘッドのヘッド基板を支持する固定部材内部に吐出用液体が供給される共通液室とは独立した液体経路を設けて、液体を循環させることにより積極的にヘッドの温度を一定に保つことが記載されている。
特開２００６−１８１９４９号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載の装置では、ヘッド部にインクとインクとは別の液体をそれぞれ多数のチューブを介して供給しているので、配管が煩雑であると共に、液体によって温度を制御できるのはヘッドのみであ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、記録ヘッドの温度制御を簡易な配管構成で高い効率で行なうことを目的とする。

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、
液体を吐出する記録ヘッドと、
前記液体を貯留する液体タンクと、
前記液体タンクと前記記録ヘッドとの間に配置された可撓性を有する供給チューブと、を備え、
前記供給チューブは、前記液体タンクから前記記録ヘッドに供給する前記液体が流れる第１の流路と、この第１の流路の周囲に配され、前記第１の流路を流れる前記液体の温度を調節する温度調節液が流れる第２の流路とが形成されている
構成とした。

ここで、前記記録ヘッドは内部に温度調節流路を有し、前記温度調節液が前記供給チューブから前記温度調節流路に供給される構成とできる。

また、前記供給チューブの前記第１の流路と前記第２の流路の間に、前記第１の流路を前記第２の流路に対して支持するリブ部材が前記第１の流路と第２の流路との隔壁又は前記第２の流路と外周面との間の隔壁と一体的に形成されている構成とできる。

この場合、前記リブ部材は前記供給チューブの長手方向に連続して形成され、前記第２の流路が複数に分割されている構成とでき、更に前記複数に分割された第２の流路の少なくとも１つと他の１つとは前記温度調節液が逆方向に流れる構成とできる。

また、前記供給チューブの前記第１の流路は複数設けられている構成とできる。

また、前記温度調節液の比熱は前記液体の比熱よりも大きい構成とできる。

また、前記第２の流路を形成する部材は前記第１の流路を形成する部材よりも熱容量が大きい構成とできる。

また、前記温度調節液を貯留する温度調節液タンクを有し、前記温度調節液タンクは大気に連通する開閉可能な大気連通路を有する構成とできる。

本発明に係る画像形成装置によれば、液体タンクから記録ヘッドに供給する液体が流れる第１の流路と、この第１の流路の周囲に配され、第１の流路を流れる液体の温度を調節する温度調節液が流れる第２の流路とが形成されている供給チューブを備えているので、
記録ヘッドから吐出する液体と液体の温度を調節する温度調節液を簡単な構成で供給することができ、記録ヘッドの温度制御を簡易な配管構成で高い効率で行なうことができ、ヘッドの温度上昇を効果的に抑制し、安定した液体吐出性能を維持できるようになる。

以下、本発明の実施形態について添付図面を参照して説明する。本発明の第１実施形態に係る画像形成装置について図１を参照して説明する。なお、図１は同画像形成装置の概略構成図である。
この画像形成装置は、搬送される最大の紙幅に対応した長さを有する記録ヘッド１００（１００Ｋ、１００Ｃ、１００Ｍ、１００Ｙ）が、異なる４色（ブラック、シアン、マゼンタ、イエローの各色）のインクごとに４つ設けられたラインプリンタである。４つの記録ヘッド１００は、ヘッドフレーム１０２に固定されており、図示しないヘッド昇降機構により４つの記録ヘッド１００が同時に上下に移動可能な構成となっている。

記録ヘッド１００Ｋ、１００Ｃ、１００Ｍ、１００Ｙのすぐ下方にはインクにより画像が記録される記録紙が搬送される。記録紙は、給紙トレイ１０３に積載保持されており、図示しない分離給紙機構により１枚ずつ送り出され、紙搬送ベルト１０４によって搬送され、記録完了後、排紙トレイ１０５に排紙される。

紙搬送ベルト１０４は、ベルト搬送ローラ１１１とテンションローラ１１２によって張架されており、表層は樹脂材で構成された高抵抗層、裏層は樹脂材料にカーボンによる抵抗制御を行った中抵抗層の２層構造である。この紙搬送ベルト１０４には、金属ローラの外層に中抵抗層が形成され最外層に薄い高抵抗層が形成された帯電ローラ１１３が接触されている。また、搬送ローラ１１１には紙搬送ベルト１０４を介して押さえローラ１１５が対向配置され、紙搬送ベルト１０４の記録ヘッド１００による画像形成領域の裏面側にはプラテン部材１１６が配置されている。

そこで、帯電ローラ１１３に高電圧を印加することにより、紙搬送ベルト１０４と帯電ローラ１１３のニップ部近傍のエアーギャップで放電が生じ、紙搬送ベルト１０４上に電荷が付着する。帯電ローラ１１３に印加する電圧を正負の交流電圧とすると、紙搬送ベルト１０４上には正負の電荷が交互にストライプ状に付着する。

このように帯電した紙搬送ベルト１０４に記録紙を供給すると、静電力によって記録紙が紙搬送ベルト１０４に吸着する。記録紙が強固に紙搬送ベルト１０４に保持された状態で印字を行うことができるため、高速に用紙を搬送しながら印字を行う場合でも、安定した印字品質を得ることができる。

次に、この画像形成装置における記録ヘッドの一例について図２ないし図７を参照して説明する。なお、図２は同記録ヘッドを示す斜視説明図、図３は図２の仮想断面Ａに沿う断面説明図、図４は図３のＨ−Ｈ線に沿う断面説明図、図５は図３のＧ−Ｇ線に沿う断面説明図、図６は図３のＦ−Ｆ線に沿う断面説明図、図７は液体吐出ヘッドの要部拡大説明図である。

この記録ヘッド１００は、複数（ここでは６個とするが、これに限らない。）の短尺の液体吐出ヘッド１ａ〜１ｆ（区別しないときは「液体吐出ヘッド１」という。）を、ヘッド長手方向と直交する方向に位置をずらして、ヘッド長手方向に配列されている、つまり、千鳥状に、ヘッド固定部材２０に固定して構成したヘッドアレイユニット構成のライン型ヘッドである。

液体吐出ヘッド１は、図７にも示すように、サーマル型ヘッドであり、発熱体基板２と流路基板３から構成される。流路基板３には液滴を吐出する複数のノズル５、各ノズル５が連通する複数の個別液室６が設けられ、発熱体基板３には各個別液室６に対応してそれぞれ発熱体素子４が設けられている。発熱体基板２には、図示しないＦＰＣなどの通電手段が接続されており、この通電手段を介して発熱体素子４にパルス電圧などが入力されることで発熱体素子４が駆動され、個別液室６内の液体に膜沸騰を生ぜしめ、ノズル５から液体の滴（液滴）が吐出される。本実施形態においては、図３及び図７に示すように、ヘッド長手方向に複数のノズル５を並べたノズル列が２列形成されており、各ノズル５に対応した個別液室６には、図３及び図４に示すように発熱体基板２の中央に設けられた共通液室７から液体が供給される構造となっている。

なお、ここでは、液室６内の吐出エネルギー作用部（発熱体部）へのインクの流れ方向とノズル５の開口中心軸とを直角となしたサイドシューター方式の構造としている。この方式は、発熱体素子４からのエネルギーをより効率良くインク滴の形成とその飛行の運動エネルギーへと変換でき、またインクの供給によるメニスカスの復帰も速いという構造上の利点があり、高速駆動に適している。

そして、これら６個の液体吐出ヘッド１の発熱体基板２の共通液室７を形成する開口に対応して、図３及び図４に示すように、共通液室７に液体を供給する部材を兼ねたヘッド固定部材２０が接合されている。なお、本実施形態では、ヘッド固定部材２０に直接各液体吐出ヘッド１が接合されているが、両者の間にスペーサプレートなどの他の部材が介在するような構成でもよい。

ヘッド固定部材２０は、内部には６つの液体吐出ヘッド１全てに液体を供給する液体供給路２１が形成され、液体供給路２１の長手方向端部には液体を供給する供給ポート１２と液体を排出する排出ポート１３が形成されている。そして、この液体供給路２１に連通する液体供給口２２を介して液体吐出ヘッド１の共通液室７に液体を供給する。

なお、後述するが、このヘッド固定部材２０は図示しない液体供給経路内に配置され、供給ポート１２から液体供給路２１を通じて排出ポート１３に向けて液体を流して液体を循環させるようにしている。また、図２などで供給ポート１２に向かう矢印、排出ポート１３から外側に向かう方向の矢印は、それぞれ液体の流入方向及び排出方向を示している（以下でも同様である。）。

また、ヘッド固定部材２０には、内部に記録ヘッド１００の温度を調節する温度調節流体（温度調節液）が流れる温度調節流体流路２３が設けられ、長手方向両端部には温度調節流体流路２３に連通する温度調節流体ポート１５、１５が設けられている。この温度調節流体流路２３は、図３や図６に示すように、各液体吐出ヘッド１の液体供給口２２の周囲を囲む形態で温度調節流体流路２３が設けられ、温度調節流体ポート１５を用いて温度調節流体が流れるようになっているとともに、前述したように液体供給路２１と液体吐出ヘッド１の間に温度調節流体流路２３が形成されているので、液体供給路２１内の液体と液体吐出ヘッド１の温度を効率よく所望の温度に調節することができる。したがって、前述したようなサーマル方式の液吐出ヘッド１を用いて高速駆動しても、蓄熱する不具合がなく安定して液吐出を行うことができる。

なお、本実施形態では管路の断面は長方形としているが、これに限られるものではない。例えば、記録ヘッド側を長辺とする台形断面の管路とし、より温度交換効率が良好な構成とすることもできる。

また、温度調節流体流路２３を形成する部分は、熱伝導性の良好な材質であることが好ましい。例えば、金属等の熱伝導率の大きな材質で形成すると、液体吐出ヘッド１が発生する熱を効果的に奪って記録ヘッド１００の蓄熱を防止することができる。熱伝導率が大きい材料として、シリカ、アルミナ、窒化ホウ素、マグネシア、窒化アルミニウム、窒化ケイ素等の熱伝導性フィラーが充填された樹脂も好適である。樹脂材料を用いると、各ポートや液体供給路等と一体的に形成することができ、生産性が向上する。また、ＳＵＳ等の発泡金属（例えば、予備径６００μｍ、気孔率９５％程度のもの）も温度調節流体との接触面積が大きくなるので、温度調節流体流路２３に使う材料として適している。さらに、ヘッド固定部材２０のヘッド１を固定する部分や温度調節流路２３を構成する部分を金属等の高熱伝導材料で形成し、液体供給路２１を安価な樹脂成型品で形成して両者を積層する構成も有効である。

次に、この画像形成装置におけるインク（液体）及び温度調節液の供給系について図８を参照して説明する。なお、図８は供給経路の説明に供する模式的説明図である。
インクタンク７０は、記録ヘッド１００にヘッドから吐出するインクを供給すると共に、気泡を受け入れて外部に排出する機能を有するもので、内部が第１インク室７１と上部に大気開放口７３が設けられた第２インク室７２に分けられており、ポンプＰ２によって第２インク室７２から第１インク室７１にインクを移送可能になっている。

第２インク室７２にはインクカートリッジ７６が接続されており、フィルタ７５によってろ過されたインクがポンプＰ１によってヘッドタンク７０の第２インク室７２に補充可能な構成となっている。

このインクタンク７０の第２インク室７２の底面にはインクポートが設けられ、常開のバルブＶ２を介して記録ヘッド１００のヘッド固定部材２０の排出ポート１３に接続されている。また、第２インク室７２のインク量はインク液面と記録ヘッド１００の液体吐出ヘッド１のノズル面との水頭差ｈが一定の値（１０〜１５０ｍｍ）になるように液位検知センサ７４の検知結果に基づいて管理される。

ここで、通常の画像形成時においては、ポンプＰ１、Ｐ２は停止状態、バルブＶ２のみ開状態にする。インクは、第２インク室７２から排出ポート１３を経由してヘッドアレイユニット１００に供給される。インク消費により第２インク室７２の液面が所定の位置よりも低くなると、液位検知センサ７４が検出する。その場合は、バルブＶ１を開き、ポンプＰ１を動作させてインクカートリッジ７６から第２インク室７２にインクを補充する。補充停止は液位検知センサ７４を利用して制御する。

次に、この画像形成装置における維持回復動作について図９ないし図１１を参照して説明する。
ヘッドの目詰まり等が生じた場合は、記録ヘッド１００の回復動作を行う。図１の状態から記録ヘッド１００が上方に移動し、維持ユニット１３５が水平方向に移動（図１の状態から図面の右方向に移動）して、図９に示すように、記録ヘッド１００真下に配置され、記録ヘッド１００が少し下降して、維持ユニット１３５のキャップ１４０に密着した状態にする。

この状態で、図８のバルブＶ１、Ｖ２を閉じてポンプＰ２のみを一定時間駆動する。これにより、第１インク室７１内のインクが加圧されて記録ヘッド１００に流れ込む。このとき、バルブＶ２が閉じているので、インクは記録ヘッド１００のノズル５から排出される。この排出されるインクと一緒にヘッドの目詰まりの原因となっていた気泡や異物が除去される。ポンプＰ２を停止後、記録ヘッド１００をキャップと非接触状態になるレベルに上昇し、維持ユニット１３５を水平方向に移動（図９の状態から図面の右方向に移動）して、図１０に示すように記録ヘッド１００のノズル面をワイパブレード１４１でワイピングする。ワイピングによりノズル５にメニスカスが形成された後、バルブＶ２を開いて記録ヘッド１００を水頭差ｈに相当する負圧状態に保持する。

キャップ１４０内には記録ヘッド１００から排出されたインクが溜まるので、それをポンプ１４５で吸引して廃液タンク１４４に廃出する。なお、キャップ１４０内のインクを、フィルタを用いてろ過すれば、廃液タンク１４４ではなくインクタンク７０の第２インク室７２に戻すようにして吸引したインクをも再利用することも可能である。

その後、記録ヘッド１００の昇降及び維持ユニット１３５の水平移動により図１の状態で記録動作を行うか、図９の状態で記録指示があるまで待機する。この回復動作により、目詰まりが解消し、記録ヘッド１００を良好な状態に維持することができる。

次に、記録ヘッド１００の温度制御（温度調節）方法について図３及び図８並びに図１２を参照して説明する。なお、図１２は液体供給チューブの断面説明図である。
前述したように記録ヘッド１００のヘッド固定部材２０の内部に温度調節流体流路２３が形成されている。また、温度調節流体流路２３の両端には温度調節流体ポート１５が設けられている。図８に示すように、温度調節流体ポート１５には弾性体からなる液体供給チューブ１６が接続され、ポンプＰ３を介して温度調節流体タンク５０と接続し、温度調節流体タンク５０内に収容された温度調節流体５１が循環可能な配管経路を形成している。

液体供給チューブ１６の断面は、その両端部を除いて図１２に示すように、内管２９と外管２８の２重管構造となっている。内管２９の内部にはインクタンク７０から記録ヘッド１００に供給し、排出するインク７２が流れる第１の流路１９が形成されている。外管２８は内管２９を取り囲む形態で設けられており、内管２９と外管２８の間に形成される第２の流路１８は温度調節流体タンク５０から記録ヘッド１００に対して供給され、排出される温度調節液としての温度調節流体５１が流れる。

この液体供給チューブ１６を構成する材料は、弾性を有する樹脂部材あるいはゴム部材などの可撓性を有する部材であることが好ましい。可撓性を有することにより、装置（本実施形態ではプリンタ）内でのチューブ１６の這い回しや記録ヘッド１００やポンプＰ３、インクタンク７０などとの接続が容易に行え、配管が容易になる。また、本実施形態のように液体供給チューブ１６を接続する記録ヘッド１００が移動することも可能にする。さらに、インク供給の管路と温度制御の管路をまとめているので、配管が煩雑にならないだけでなく、記録ヘッド１００に供給される前のインク７２自体の温度をも調整することが可能となる。

ここで、液体供給チューブ１６を構成する内管２９及び外管２８の材料は、同一のものとすることもできるが、内部を流れる液体の種類、用途に応じて異なる材料とすることも有効である。

例えば、第１の流路１９内部を流れる流体がインクであり、インクの温度や記録ヘッド１００の温度調節用に水を第２の流路１８に流す場合には、内管２９の材料としてはインクに対して膨潤や成分の溶出がない材料が選択される。一方で、外管２８はインクが接しないことから前述のような耐インク性の性能は不必要であるので、その他の性能、例えば柔軟性、透気透湿性、コストなどの面で有利な材料とすればよい。

また、インクの温度制御の面では、内管２９の材料の熱容量を小さくし、外管２８の熱容量を大きくすることが好ましい。このように熱容量の異なる構成とすることで、内管２９の壁面を介した第１の流路１９内のインク７２と第２の流路１８内の温度調節流体５１との間の熱交換を効率良く行なせることができると共に、外管２８の外側の温度を受けにくくなり、温度制御を安定して行うことができる。具体的な材質としては、ポリエチレン樹脂、フッ素樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリオレフィン樹脂、ポリウレタン樹脂などの樹脂材料もしくはフッ素ゴム、シリコーンゴムなどのゴム材料などが好適である。

また、第１の流路１９内に油性のインク７２を流す場合には、油性のインクは比熱が小さく温度が安定しにくいので、第２の流路１８内に流す温度調節流体５１として水を用いると良い。水は油に対して比熱が大きいので、比熱の小さい油性のインクを比熱の大きい水で囲んで温度調節することで、油性インクの温度を安定に保つことができる。

また、第１の流路１９内に水性インクを流す場合にも第２の流路１８に水を用いると同様に効果が得られる。水性インクは、水を成分として多く含むことが多いため、水との比熱差が油性インクよりも小さいが、水性インクにはグリセリンやエチレングリコールなど水に対して比熱が半分近く小さい溶剤も多く含んでいるため、水よりも比熱が小さくなっている。したがって、水性インクに対しても温度調節流体として水は有効である。温度調節流体の比熱をさらに大きくする手段としては水にアンモニアを混ぜるようなことをすることもできる。比熱の大きい液体を温度調節流体として使用することにより、第２の流路１８をより小さくすることができ、液体供給チューブ１６をより細く、より柔軟にすることができる。

さらに、第１の流路１９に水性インクを流す場合において、第２の流路１８にグリセリンやエチレングリコールなどの溶剤を流す構成にすることもできる。この構成では、第１の流路１９内の流体よりも第２の流路１８内の温度調節流体の方が、比熱が小さくなり、前述の温度制御の面では好ましくないが、蒸発しにくい液体を第２の流路１８に流すことにより、第１の流路１９内の液体の大気への蒸発を簡単に防止することができる。

また、第２の流路１８内の液体を蒸発しにくい液体とすることにより、第２の流路１８への空気の混入のおそれがなくなり、第２の流路１８に気液分離装置を接続する必要がなく、簡易な液体供給システムを実現することができる。

このように、液体タンクから記録ヘッドに供給する液体が流れる第１の流路と、この第１の流路の周囲に配され、第１の流路を流れる液体の温度を調節する温度調節液が流れる第２の流路とが形成されている供給チューブを備えることで、記録ヘッドから吐出する液体と液体の温度を調節する温度調節液を簡単な構成で供給することができ、液体が流れる第１の流路に沿って第２の流路を温度調節液が流れて熱伝達を効率的に行うことができ、第１の流路を流れる液体やこの液体が供給される記録ヘッドの温度を確実に制御することができる。これにより、記録ヘッドの温度制御を簡易な配管構成で高い効率で行なうことができ、ヘッドの温度上昇を効果的に抑制し、安定した液体吐出性能を維持できるようになる。

そして、前述したように記録ヘッド内に温度調節液が流れる流路を有することによって、ヘッドの温度をより効率良く制御できる。また、ヘッドへの温度調節液の供給をヘッドが吐出する液体の供給チューブと一体構造としているので、両者の液体の供給の配管を簡易にすることができる。

次に、本発明の第２実施形態について図１３を参照して説明する。なお、図１３は同実施形態における液体供給チューブの断面説明図である。
この実施形態の液体供給チューブ１６は、内管２９の外側にリブ１７を設けている。リブ１７は内管２９と一体的に外壁面に島状に点在させている。

このようなリブ１７を設けることで、図１４に示すように、内管２９が外管２８の中で偏った配置になることによって、第２の流路１８内の温度調節流体で第１の流路１９内のインクを一様に取り囲む形態とならず、温度調節が一様にできないことを回避することができる。

このように、供給チューブがどのような曲がり方をしても、リブ部材によって第２の流路の形状が保持されるので、第１の流路が第２の流路で囲まれる形態を維持でき、第２の流路の全周で熱交換を行い効率良く温度調節することができる。

また、本実施形態では、内管２９にリブ１７を一体的に設けると共に、リブの頂部を円弧状として、なお且つ内管２９のリブ１７を含めた内管２９の最外周の径を外管２８の内径よりも若干小さくしているので、外管２８に内管２９を挿入しやすいと共に、挿入する際に一体化したリブ１７の位置がずれたりすることがない。

また、リブ１７は頂部を円弧状にしているので、内管２９が外管２８の内部で動いた場合でもリブ１７が擦れて削れにくい。なお、ここでは、リブ１７を内管２９に一体的に設けているが、外管２８の内面に設けても同様の効果を得ることができる。

次に、本発明の第３実施形態について図１５を参照して説明する。なお、図１５は同実施形態における液体供給チューブの断面説明図である。
この実施形態の液体供給チューブ１６は、内管２９と外管２８とリブ１７とを全て一体的に形成したものである。つまり、リブ１７が内管２９の外面と外管２８の内面に一体化し、チューブ１６の長手方向に連続的に形成されることで、第２の流路１８を２つの独立した流路１８ａ、１８ｂとして用いることができる。

また、ここでは、第２の流路１８を２等分する位置に２つのリブ１７、１７を一直線上に配置しているので、液体供給チューブ１６の屈曲に方向性を持たせることができる。つまり、図１５の紙面左右方向には曲げやすく、紙面上下方向には曲げにくい特性とすることができる。これは、後述するシャトル型（シリアル型）画像形成装置のインク供給チューブに用いる場合など、屈曲方向が一方向で、それと直角方向には姿勢を維持したい場合などに適した特性である。

さらに、この実施形態の液体供給チューブ１６では、内管２９の肉厚を外管２８の肉厚よりも薄くしている。本実施形態のように内管２９と外管２８を同材質で一体的に構成する場合には、このような肉厚の関係とすることによって、内管２９の熱容量を外管２８の熱容量よりも小さくすることができる。こうすることにより、第２の流路１８内の温度調節流体の熱を第１の流路１９内のインクに効率良く安定して伝達することができる。

なお、前述した第２実施形態のような構成では内管２９と外管２８を異なる材質とすることもできる。このような場合では、材料の比熱などの特性を考慮することで、それぞれの管路の肉厚によらず、内管２９の熱容量を外管２８の熱容量よりも小さくすることができる。

次に、本発明の第４実施形態について図１６を参照して説明する。なお、図１６は同実施形態における液体供給チューブの断面説明図である。
上記各実施形態における液体供給チューブ１６は全て円管形状としたものであるが、この実施形態では断面矩形状としたものである。つまり、この実施形態の液体供給チューブ１６は、第１の流路１９が長方形断面の角管であり、コの字型の第２の流路１８によって３方を囲まれた構成となっている。この場合、液体供給チューブ１６の第１の流路１９の周囲が第２の流路１８によって完全に包囲された構成ではないが、第２の流路１８によって囲まれていない部分２８ａは外管２８の肉厚が厚くなっており、外界と熱のやり取りがしにくい構成となっている。

このように、第２の流路１８によって第１の流路１９が完全に囲まれていなくても断熱構造とすれば、十分に効率良く内管２９内を流れる液体の温度を制御することができる。

なお、上記各実施形態におけるチューブ１６の形態は全て２重管構造であるが、必要に応じて３重管構造以上とすることもできる。また、多重構造とする部位に関しては、液体供給チューブ１６のほぼ全長に渡って２重管構造としているが、例えば温度調節流体タンク５０とインクタンク７０が離れて配置されるような場合等では、記録ヘッド１００に近い部分のみ２重管にするような構成も可能である。

次に、本発明の第５実施形態に係る画像形成装置について図１７ないし図１９を参照して説明する。なお、図１７は同画像形成装置の正面説明図、図１８は同じく平面説明図、図１９は同じく右側面説明図である。
この画像形成装置はシリアル型（シャトル型）であり、本体フレーム２００上に配置した左右の側板２０１Ｌ，２０１Ｒに横架したガイド部材であるガイドロッド２０２と、背板２０１Ｂに設けたガイドレール２０３とでキャリッジ２０４を主走査方向（ガイドロッド長手方向）に摺動自在に保持し、図示しない主走査モータとタイミングベルトによってガイドロッド２０２の長手方向（主走査方向）に移動走査する。

このキャリッジ２０４には、例えば、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｂｋ）の各色のインク滴を吐出する記録ヘッド３００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。なお、記録ヘッド３００を構成する液体吐出ヘッドとしては、前述した液体吐出ヘッド１と同様に、電熱変換素子に電流を流すことで発熱させて、発熱によりインクを発泡させることでインクを吐出する、いわゆるサーマル方式のヘッドを使用している。ここでは、ＹＭＣの各色のインク滴を吐出する記録ヘッド３００ＹＭＣと、Ｋのインク滴を吐出する記録ヘッド３００Ｋとの２つの記録ヘッド３００を備えている。

キャリッジ２０４の下方には画像が形成される用紙２０９が主走査方向と垂直方向（副走査方向）に搬送される。図１９に示すように、用紙２０９は搬送ローラ２０５と押えコロ２０６で挟持されて記録ヘッド３００による画像形成部（印字部）に搬送され、印写ガイド部２０８に送られる。主走査方向へのキャリッジ２０４の走査と記録ヘッド３００からのインク吐出を画像データにそくして適切なタイミングで同調させ、用紙２０９に１バンド分の画像を形成する。１バンド分の画像形成が完了した後、副走査方向に用紙２０９を所定量送り、前述と同様の記録動作を行う。これらの動作を繰り返し行い、１ページ分の画像形成を行なって、排紙コロ２０７で排紙する。

一方で、記録ヘッド３００の上部には、吐出するインクを一時的に貯留するためのインク室が形成されたサブタンク２１０が接続される。インク室には液体供給チューブ２１６が接続され、液体タンクとしてのインクカートリッジ２２０と連通している。サブタンク２１０の内部には図示しないフィルタが設けられ、インクをろ過して異物などを除去したインクを記録ヘッド３００に供給する形態となっている。また、サブタンク２１０の天面部には弾性部材からなるダンパ部材２１２が設けられる。ダンパ部材２１２の内部はサブタンク２１０のインク室と連通しており、前述のキャリッジ２０４の主走査動作に伴うインク室内の圧力変動をダンパ部材２１２が吸収する構成となっている。

また、記録ヘッド３００の維持回復をするため維持回復機構２３５を備えている。この維持回復機構２３５は、記録ヘッド３００のノズル面をキャッピングするキャップ部材２４０と、キャップ部材２４０内を吸引する吸引ポンプ２４１、吸引ポンプ２４１の排出経路２４２、廃液を収容する廃液タンク２４３などを備えている。

次に、この画像形成装置における液体供給チューブ２１６について図２０及び図２１を参照して説明する。なお、図２０は同チューブの模式的斜視説明図、図２１は同じく断面説明図である。
液体供給チューブ２１６は、扁平な形状の外管２２８の内部に４本の内管２２９（２２９Ｋ，２２９Ｃ，２２９Ｍ，２２９Ｙ）が一直線上に配列されて設けられた２重管構造であり、さらに内管２２９と外管２２８の間には、内管２２９の配列方向の両端部にリブ２１７が内管２２９、外管２２８と一体的に形成され、内管２２９と外管２２８の間の空間（第２の流路２１８）を２等分して２つの第２の流路２１８ａ、２１８ｂを形成している。

この液体供給チューブ２１６の一端には、図２２にも示すように、ジョイント２５４に接続している。このジョイント２５４には、液体供給チューブ２１６の４本の内管２２９（２９Ｋ，２９Ｃ，２９Ｍ，２９Ｙ）に接続するインク連通部２５４ｉと外管２２８に接続する温度調節流体連通部２５４ｈが形成されている。温度調節流体連通部２５４ｈは液体供給チューブ２１６の第２の流路２１８ａ、２１８ｂにそれぞれ対応して２つ設けられ、図１８に示すように、温度調節流体タンク２５０に接続されている。温度調節流体タンク２５０には温度制御装置２５２が設けられ、温度調節流体の温度を制御している。

一方、液体供給チューブ２１６の他端には、ジョイント２５３が接続されている。このジョイント２５３にはジョイント２５４と同様に液体供給チューブ２１６の４本の内管２２９（２９Ｋ，２９Ｃ，２９Ｍ，２９Ｙ）に接続するインク連通部２５３iが設けられている。

ここで、ジョイント２５３と液体供給チューブ２１６の接続状態について図２３及び図２４に示している。なお、図２３はジョイント２５３の液体供給チューブ接続側の側面図で、液体供給チューブは図示していない。図２４は図２３のＢ−Ｂ線に沿う接続部の断面図である。
液体供給チューブ２１６の第２の流路１８の先端部近傍には、ジョイント２５３に溝２５５が形成されている（図２３に斜線を施して示す溝形状を有している）。これにより、図２１に示すようにリブ２１７で仕切られた２つの第２の流路１８ａ、１８ｂが溝２５５で連通する構造となり、例えば温度調節流体タンク２５０から第２の流路１８ａに流した温度調節流体を溝２５５でＵターンさせ、第２の流路２１８ｂで温度調節流体タンク２５０に戻してくることができる。

次に、この画像形成装置のインク及び温度調節流体の供給系について図２５を参照して説明する。
温度調節流体をポンプ２５７で循環しながら液体供給チューブ２１６内の複数種類のインクを温度調節することを１本のチューブで可能としている。このような構成によってインク供給を行なうので、例えば温度制御装置２５２で温度調節流体を加熱すれば、チューブ２１６の内管２２９内を流れるインクの温度を高く維持しながら、低粘度で抵抗少なくインクをキャリッジ部まで送液することができる。

チューブ内のインクの温度を循環液体によって制御するには、他にも前述した図１２、図１３、図１５に示した構成の液体供給チューブ１６でも実現できるが、図２０に示すような液体供給チューブ２１６を用いれば、複数種類の液体を温度制御して送液する機能を１本のチューブで実現できるため、装置内の配管がシンプルになる。

このように、第２の流路にリブが連続的に形成され第２の流路が複数に分割されている構成とすることで、温度調節液の流れが一定になり、温度調節能力が安定する。そして、分割された複数の第２の流路を異なる方向に温度調節液が流れることにより、簡易な構成で温度調節液を循環させて温度制御することができ、また、配管を簡易にすることができる。

また、温度調節流体タンク２５０には大気に連通する大気連通路２５６ａを開閉する大気開放弁２５６を設けている。大気開放弁２５６を有することで、温度調節流体タンク２５０の温度調節流体の温度を温度制御装置２５２で変化させる場合に、タンク２５０内を大気に開放することで、タンク２５０の内圧を一定に保ち、安全に温度制御することができる。さらに、液体供給チューブ２１６の第２の流路２１８内に経時的に混入する空気を排出可能となり、温度制御をより安定して行うことができる。

温度調節流体タンク２５０内の空気は様々な方法で検知することができ、この実施形態では、温度調節流体タンク２５０内に異なる深さに位置する電極センサ２５８が設けられていて、電極２５８、２５８間の電気抵抗をもとに空気を検知している。この他にも、例えば、温度調節流体タンク２５０上部の少なくとも一部が透明な素材でできていれば、フォトセンサなどを用いた光学的な手法を用いることも可能である。温度調節流体タンク２５０内に入った空気が溜まってきた場合には、その程度に応じてユーザーに報知し、大気開放弁２５６を開放状態で温度調節流体を温度調節流体タンク２５０に補充するようにすれば、大気開放弁２５６からの空気排出も同時に行え、温度制御機能が劣化することなく、安定して装置を動作させることができる。

また、温度調節流体タンク２５０に温度調節流体を貯留した別のタンクと内部の温度調節流体を送液するポンプを備えれば、前述のセンサ２５８と連動して自動的に、温度調節流体の補充と気泡排出を行うようにすることもできる。

また、本実施形態では図２０に示すように複数の内管２２９を１列に配列し、その配列方向にリブ２１７を一体的に形成して扁平な構造としているので、一方向に屈曲しやすい特性が得られる（図２０のＸ方向には屈曲しやすく、Ｙ方向には屈曲しにくい）。したがって、シャトル型インクジェット装置に搭載する場合には、液体供給チューブ２１６の姿勢を適切に選択する（本実施形態の装置構成では液体供給チューブ２１６のＹ方向を装置の上下方向にする）ことによって、キャリッジ２０４の動きに応じて液体供給チューブ２１６が自由に屈曲することができる。また、屈曲方向と垂直方向（図２０のＹ方向）には液体供給チューブ２１６は曲がりにくいので、例えば図１７の点線Ｂで示す位置にキャリッジ２０４がある場合に、点線Ｃで示すように液体供給チューブ２１６が垂れ下がって不適切な部分にチューブ２１６が当たるようなことが生じにくくなる。

本発明の第１実施形態に係る画像形成装置の概略構成図である。 同装置の記録ヘッドの一例を示す斜視説明図である。 図２の仮想断面Ａに沿う断面説明図である。 図３のＨ−Ｈ線に沿う断面説明図である。 図３のＧ−Ｇ線に沿う断面説明図である。 図３のＦ−Ｆ線に沿う断面説明図である。 液体吐出ヘッドの要部拡大説明図である。 同装置のインク及び温度調節流体の供給経路の模式的説明図である。 同画像形成装置の維持回復動作の説明に供する説明図である。 同じく維持回復動作の説明に供する説明図である。 同じく維持回復動作の説明に供する説明図である。 同画像形成装置の供給チューブの説明に供する断面説明図である。 本発明の第２実施形態における供給チューブの説明に供する断面説明図である。 同供給チューブの作用説明に供する断面説明図である。 本発明の第３実施形態における供給チューブの説明に供する断面説明図である。 本発明の第４実施形態における供給チューブの説明に供する断面説明図である。 本発明の第５実施形態に係る画像形成装置の正面説明図である。 同じく平面説明図である。 同じく右側面説明図である。 同装置の液体供給チューブの模式的斜視説明図である。 同じく断面説明図である 同じくジョイントを接続した状態の模式的斜視説明図である。 同じくジョイントの液体供給チューブ接続側の側面図である。 図２３のＢ−Ｂ線に沿う接続部の断面図である。 同装置のインク及び温度調節流体の供給経路の模式的説明図である。

符号の説明

１、１ａ〜１ｆ…液体吐出ヘッド
２…発熱体基板
３…流路形成部材
５…ノズル
６…液室
７…共通液室
１６、２１６…供給チューブ
１７、２１７…リブ
１８、２１８…第２の流路
１９、２１９…第１の流路
２８、２２８…外管
２９、２２９…内管
２０…ヘッド固定部材
２１…液体供給路
２３…温度調節流体流路（管路）
１００、１００Ｋ、１００Ｃ、１００Ｍ、１００Ｙ…記録ヘッド

Claims (9)

1. 液体を吐出する記録ヘッドと、
   前記液体を貯留する液体タンクと、
   前記液体タンクと前記記録ヘッドとの間に配置された可撓性を有する供給チューブと、を備え、
   前記供給チューブは、前記液体タンクから前記記録ヘッドに供給する前記液体が流れる第１の流路と、この第１の流路の周囲に配され、前記第１の流路を流れる前記液体の温度を調節する温度調節液が流れる第２の流路とが形成されている
   ことを特徴とする画像形成装置。
2. 請求項１に記載の画像形成装置において、前記記録ヘッドは内部に温度調節流路を有し、前記温度調節液が前記供給チューブから前記温度調節流路に供給されることを特徴とす画像形成装置。
3. 請求項１又は２に記載の画像形成装置において、前記供給チューブの前記第１の流路と前記第２の流路の間に、前記第１の流路を前記第２の流路に対して支持するリブ部材が前記第１の流路と第２の流路との隔壁又は前記第２の流路と外周面との間の隔壁と一体的に形成されていることを特徴とする画像形成装置。
4. 請求項３に記載の画像形成装置において、前記リブ部材は前記供給チューブの長手方向に連続して形成され、前記第２の流路が複数に分割されていることを特徴とする画像形成装置。
5. 請求項４に記載の画像形成装置において、前記複数に分割された第２の流路の少なくとも１つと他の１つとは前記温度調節液が逆方向に流れることを特徴とする画像形成装置。
6. 請求項１ないし４のいずれかに記載の画像形成装置において、前記供給チューブの前記第１の流路は複数設けられていることを特徴とする画像形成装置。
7. 請求項１ないし６のいずれかに記載の画像形成装置において、前記温度調節液の比熱は前記液体の比熱よりも大きいことを特徴とする画像形成装置。
8. 請求項１ないし７のいずれかに記載の画像形成装置において、前記第２の流路を形成する部材は前記第１の流路を形成する部材よりも熱容量が大きいことを特徴とする画像形成装置。
9. 請求項１ないし８のいずれかに記載の画像形成装置において、前記温度調節液を貯留する温度調節液タンクを有し、前記温度調節液タンクは大気に連通する開閉可能な大気連通路を有することを特徴とする画像形成装置。

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