JP2011104801A

JP2011104801A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2011104801A
Application number: JP2009259662A
Authority: JP
Inventors: Jun Ichinoto; 潤一ノ渡; Fumitaka Kikukawa; 文隆掬川; Toshiro Tokuno; 敏郎得能; Tomoki Kato; 知己加藤
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2009-11-13
Filing date: 2009-11-13
Publication date: 2011-06-02
Anticipated expiration: 2029-11-13
Also published as: JP5509800B2

Abstract

【課題】簡単な構成で安定した負圧を維持し、高速化、ロングチューブ化、インク高粘度化に対してリフィル不足を生じないようにすることが難しく、また維持回付動作時に気泡を巻き込みやすい。
【解決手段】記録ヘッド１０にインクを供給する第１の流路４１と、インクカートリッジ７６に連通する第２の流路４２と、第１の流路４１を流れる液体の流量によって流路抵抗が変化する流路抵抗可変ユニット８３を有し、第２の流路４２と流路抵抗可変ユニット８２とを連通するポンプ７８を有する第３の流路４３が設けられ、ノズルから液滴を吐出するときには、流路抵抗可変ユニット８３を介して記録ヘッド１０とインクカートリッジ７６が連通している状態で、ポンプ７８によりインクをインクカートリッジ７６から記録ヘッド１０に送液し、維持回復動作時にはヘッド１０内が正圧になったときにキャップ５２のキャッピングを解除して大気開放する。
【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（単に液滴を媒体に着弾させる、即ち液滴吐出装置ないし液体吐出装置と称されるものを含む）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、ＤＮＡ試料、パターニング材料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。また、「画像」とは平面的なものに限らず、立体的に形成されたものに付与された画像、また立体自体を３次元的に造形して形成された像も含まれる。

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、特に画像形成スループットの向上、すなわち画像形成速度の高速化が望まれており、本体据え置きの大容量のインクカートリッジ（メインタンク）からチューブを介して記録ヘッド上部のサブタンク（サブタンク、バッファタンクと称されるものを含む。）にインクを供給する方式が行なわれている。このようなチューブを用いてインクを供給する方式（チューブ供給方式）とすることで、キャリッジ部を軽量小型化でき、構造系、駆動系も含めて装置を大幅に小型化できる。

ところで、チューブ供給方式では、画像形成で記録ヘッドから消費されるインクがインクカートリッジからチューブを通って記録ヘッドに供給されることになるが、例えば、柔軟性に富む細いチューブを使うと、チューブをインクが流れる際の流体抵抗が大きいため、インク供給がインク吐出に間に合わず吐出不良となる。特に、広幅の記録媒体に印字する大型マシンでは必然的にチューブが長くなりチューブの流体抵抗が大きくなる。また、高速印字する場合や高粘度のインクを吐出する場合も流体抵抗が増大し、記録ヘッドに対するインク供給不足が課題となる。

そこで、従来、特許文献１に開示されているように、インクカートリッジのインクを加圧状態に保持すると共に、ヘッドのインク供給上流側に差圧弁を設けて、サブタンク内の負圧が所定の圧力より大きい時にインクを供給するようにすることが知られている。

また、特許文献２に開示されているように、ヘッドの上流にばねによって負圧を得る負圧室にポンプでインクを送液して積極的にインク供給圧を制御するもの、特許文献３に開示されているように、負圧室を有していないが、同様にポンプによって積極的に圧力を制御する方式のものも知られている。

一方、簡単な構成で負圧を得る方式としては、大気に連通したインクカートリッジと記録ヘッドをチューブで接続し、単にインクカートリッジを記録ヘッドよりも下方に配置することで、水頭差で負圧を得る方式がある。

この方式では、負圧連動弁を用いて常時加圧する方式や負圧室を設けてポンプで送液する方式よりも圧倒的に簡易な構成でありながらもより安定な負圧を得ることができるものの、この水頭方式では前述したチューブ抵抗による圧力損失の問題がある。

この水頭差によって負圧を得るインク供給システムでこの圧力損失を解決する技術としては、例えば、特許文献４に開示されているように、ヘッドとインクカートリッジを繋ぐチューブにポンプを設け、さらにポンプの上流側と下流側を繋ぐバイパス経路を設けて、このバイパス経路に弁を設けた構成とし、バイパス経路に設けた弁の開度を印字によって適宜制御して所望の圧力を保つものが知られている。

一方、液体吐出方式の画像形成装置において、記録ヘッドの維持回復を図る維持回復動作として、特許文献５に開示されているように、クリーニングで吐出されたインク等がノズル内へ逆流することを防止すため、ヘッドのノズル面をキャップにて封止し、キャップ内を吸引ポンプにて減圧してノズルから増粘したインク等をキャップ内に吐出させた後に、加圧ポンプによりヘッド内を正圧にした状態でキャップ内を大気圧に開放することが知られている。

特許第３６０６２８２号公報特開２００５−３４２９６０号公報特表平５−５０４３０８号公報特開２００４−３５１８４５号公報特開２００５−２２５１６３号公報

しかしながら、特許文献１に開示の技術では、前述したリフィル不足の問題は解決されるが、負圧を制御するための機構が複雑であり、しかも負圧連動弁のシール性能を高度に要求されるという課題がある。また、常時加圧する方式であるため、インク供給経路中にある全ての接続部の気密も高度に要求され、万一故障した際には、インクが噴出する不具合が生じるおそれがある。

また、特許文献２、３に開示の技術では、ポンプによって積極的に圧力を制御することから、インクの消費量等に応じて正確にポンプの送液量を制御する必要があるため、負圧室の圧力を用いたフィードバック制御等が必要となる。また、例えば色の異なる複数種のインクを用いる画像形成装置に適用する場合には、色種ごとにポンプを制御することが求められ、制御が複雑で、装置が大型化するという課題がある。

また、特許文献４に開示の技術でも、色の異なる複数種のインクを用いる画像形成装置に適用する場合には、色種ごとにポンプを制御することが求められ、装置が大型化する課題がある。

本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、構成が簡単で、安定した負圧を維持し、更に高速化、ロングチューブ化、インク高粘度化してもリフィル不足を生じないようにするとともに、維持回復動作時のノズルへの気泡やインクの逆流を防止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、
液滴を吐出するノズルを有する記録ヘッドと、
前記記録ヘッドに供給する液体を貯留する液体タンクと、
前記記録ヘッドに前記液体を供給する第１の流路と、
前記液体タンクに連通する第２の流路と、
前記第１の流路と前記第２の流路を連通させ、前記第１の流路を流れる液体の流量に応じて内部の流路抵抗が変化する圧力調整弁と、
前記第２の流路又は前記液体タンクと前記圧力調整弁とを連通する第３の流路と、
前記第３の流路に設けられる送液手段と、
前記記録ヘッドのノズル面をキャッピングするキャップと、
前記キャップに接続された吸引手段と、を有し、
前記ノズルから液滴を吐出するときには、前記圧力調整弁を介して前記記録ヘッドと前記液体タンクが連通している状態で、前記送液手段により前記液体を前記液体タンクから前記記録ヘッドに送液し、
前記記録ヘッドの維持回復動作を行なうときには、前記キャップで前記記録ヘッドのノズル面をキャッピングし、前記送液手段を駆動した状態で前記吸引手段を駆動し、前記キャップと前記ノズル面との間で形成される密閉空間を負圧状態にして、前記ノズルから液体を吸引した後、前記圧力調整弁で発生する正圧が前記記録ヘッドに加えられた状態で、前記密閉空間を大気開放する

ここで、前記キャップ内又は前記第１の流路に正圧が加えられたことを検出する圧力検出手段を備え、前記圧力検出手段で正圧が加えられたことを検出したときに大気開放を行なう構成とできる。

この場合、前記圧力検出手段は、前記キャップ又は前記第１の流路に設けられた圧力を受けて変位する圧力受動部と、前記圧力受動部の変位を検出する変位検出手段とを備えている構成とでき、更に、前記圧力受動部はダイヤフラムであり、前記変位検出手段はフォトセンサである構成とできる。

あるいは、前記圧力検出手段は、前記キャップ又は前記第１の流路に設けられた圧力を受けてひずみを生じることで抵抗値が変化する圧力受動部と、前記圧力受動部の抵抗値変化を検出するひずみ検出手段とを備えている構成とできる。

また、前記吸引手段による吸引が終了した後予め定めた所定時間が経過したときに大気開放を行なう構成とできる。

また、前記キャップと大気を連通する大気連通路と、前記大気連通路を開閉する開閉弁とを備え、前記キャップで前記ノズル面をキャッピングした状態で前記開閉弁を開放して大気開放を行なう構成とできる。

本発明に係る画像形成装置によれば、記録ヘッドのノズルから液滴を吐出するときには、流れる液体の流量に応じて内部の流路抵抗が変化する圧力調整弁を介して記録ヘッドと液体タンクが連通している状態で、送液手段により液体を液体タンクから記録ヘッドに送液する構成としたので、記録ヘッドの吐出量に応じて適正なアシスト圧を自動的に調節しながら記録ヘッドに印加して、チューブ部材の長尺化、吐出流量の増大化、吐出インクの高粘度化等に伴うリフィル不足を回避することができ、さらに、維持回復動作を行なうときには、圧力調整弁により記録ヘッドに正圧がかかっている状態で密閉空間の大気開放を行なう構成としたので、ノズル内に気泡やインクが逆流することが防止される。

本発明の一実施形態に係る画像形成装置としてのインクジェット記録装置を示す概略正面説明図である。同じく概略平面説明図である。同じく概略側面説明図である。同装置の記録ヘッドの説明に供する要部拡大説明図である。同装置のインク供給系（インク供給システム）のカートリッジホルダ部分の説明図である。同じくポンプユニットの説明図である。同じく圧力制御ユニットの説明図である。同じくインク供給システムの全体説明図である。同じく流路抵抗可変ユニットを示す説明図である。同流路抵抗可変ユニットの弁体の平面説明図である。同装置の制御部の概要を示す全体ブロック説明図である。制御部によるインク初期充填動作の説明に供するフロー図である。同じく印字動作の説明に供するフロー図である。同じくヘッド吐出流量とヘッド圧力損失とアシスト流量の関係の一例を示す説明図である。同インク供給システムにおけるサブタンクの一例を示す模式的断面説図である。記録ヘッドの圧力プロファイルの一例を示す説明図である。ノズル吸引動作を含むクリーニング動作時のヘッドの圧力プロファイルの一例を示す説明図である。本発明の第１実施形態に係る維持回復動作（クリーニング動作）の説明に供するフロー図である。本発明の第２実施形態における画像形成装置の図３と同様な概略側面説明図である。同実施形態における維持回復動作を説明するフロー図である。本発明の第３実施形態における圧力検出手段の説明に供する模式的平面説明図である。同じく圧力検出手段の変位検出手段の一例を示すフォトセンサの断面説明図である。同実施形態における維持回復動作を説明するフロー図である。本発明の第４実施形態における圧力検出手段の説明に供する模式的平面説明図である。同実施形態における維持回復動作を説明するフロー図である。

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。本発明の一実施形態に係る画像形成装置としてのインクジェット記録装置について図１ないし図３を参照して説明する。なお、図１は同記録装置の概略正面説明図、図２は同じく概略平面説明図、図３は同じく概略側面説明図である。
このインクジェット記録装置は、本体フレーム１に立設された左右の側板１Ｌ、１Ｒに横架したガイド部材であるガイドロッド２と、本体フレーム１に横架される後フレーム１Ｂに取付けられたガイドレール３とで、キャリッジ４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、キャリッジ４を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２の長手方向（主走査方向）に移動走査する。

このキャリッジ４には、例えば、ブラック（Ｋ）のインク滴を吐出する液体吐出ヘッドからなる記録ヘッド１０Ｋと、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）のインク滴を吐出する液体吐出ヘッドからなる記録ヘッド１０Ｃが搭載され、記録ヘッド１０は複数のインク吐出口（ノズル）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１０Ｃは、少なくとも独立したＣＭＹのインク滴を吐出する少なくとも３列のノズル列を有している。なお、以下では、記録ヘッド１０Ｋ、記録ヘッド１０内のＣ、Ｍ、Ｙの各色に対応する各ノズル列を、特に注記しない限り、「記録ヘッド１０」と称する。

ここで、記録ヘッド１０は、図４に示すように発熱体基板１２と液室形成部材１３から構成され、ヘッドベース部材１９に形成された流路から共通流路１７及び液室（個別流路）１６に順次供給されるインクを液滴として吐出する。この記録ヘッド１０は、発熱体１４の駆動によるインクの膜沸騰により吐出圧を得るサーマル方式のものであり、液室１６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１５の開口中心軸とを直角となしたサイドシュータ方式の構成のものである。

なお、記録ヘッドとしては、圧電素子を用いて振動板を変形させ、また、静電力で振動板を変形させて吐出圧を得るものなど様々な方式があり、いずれの方式のものも本発明に係る画像形成装置に適用することができる。

また、サーマル方式のヘッドの中には、他にも吐出方向が異なるエッジシュータ方式があるが、このエッジシュータ方式においては気泡が消滅する際の衝撃により発熱体１４を徐々に破壊する、いわゆるキャビテーション現象の問題がある。これに対し、上述したサイドシュータ方式においては気泡が成長し、その気泡がノズル１５に達すれば気泡が大気に通じることになり温度低下による気泡の収縮が起こらない。そのため、記録ヘッドの寿命が長いという長所を有する。また、発熱体１４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を有する。したがって、本インクジェット記録装置においてはサイドシュータ方式の記録ヘッドを採用している。

一方、キャリッジ４の下方には、記録ヘッド１０によって画像が形成される用紙２０が主走査方向と垂直方向（副走査方向）に搬送される。図３に示すように、用紙２０は、搬送ローラ２１と押えコロ２２で挟持されて、記録ヘッド１０による画像形成領域（印字部）に搬送され、印写ガイド部材２３上に送られ、排紙ローラ対２４で排紙方向に送られる。

このとき、主走査方向へのキャリッジ４の走査と記録ヘッド１０からのインク吐出を画像データに基づいて適切なタイミングで同調させ、用紙２０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２０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う。

一方、記録ヘッド１０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（バッファタンク、ヘッドタンクともいう。）３０が一体的に接続される。ここでいう「一体的」とは、記録ヘッド１０とサブタンク３０がチューブ、管等で接続されることも含んでおり、どちらも一緒にキャリッジ４に搭載されているという意味である。

このサブタンク３０には、装置本体側の主走査方向の一端部側に設けられたカートリッジホルダ７７に着脱自在に装着される各色のインクを収容した液体タンクであるインクカートリッジ（メインタンク）７６からインク供給経路の一部を形成するチューブ部材であって第１の流路を形成する液体供給チューブ４１を介して、各色のインクが供給される。

また、装置本体の主走査方向の他端部側には記録ヘッド１０の維持回復を行う維持回復機構５１が配置されている。この維持回復機構５１は、記録ヘッド１０のノズル面をキャッピングする吸引及び保湿用のキャップ５２ａ及び保湿用のキャップ５２ｂと、キャップ５２ｂ内を吸引する吸引手段である吸引ポンプ５３と、吸引ポンプ５３で吸引されたインクの廃液（廃インク）を排出する排出経路５４などを含み、排出経路５４から排出される廃液は本体フレーム１側に配置された廃液タンク５６に排出される。この維持回復機構５１にはキャップ５２を記録ヘッド１０のノズル面に対して進退移動（この例では昇降）させる図示しない移動機構を備えている。また、後述する図８に示すように、維持回復機構５１には、記録ヘッド１０のノズル面をワイピングするワイパ部材５７をワイピングユニット５８にて保持してノズル面に対して進退可能に配設している。

次に、このインクジェット記録装置に適用したインク供給系（インク供給システム）について図５ないし図９をも参照して説明する。なお、図５は同インク供給システムのカートリッジホルダ部分の説明図、図６は同じくポンプユニットの説明図、図７は同じく圧力制御ユニットの説明図、図８は同インク供給システムの全体構成を説明する概略構成図である。

まず、サブタンク３０は、インク供給チューブ４１の一端部が接続される。インク供給チューブ４１の他端部は、図１及び図２に示すように本体据え置きのカートリッジホルダ７７に接続される。

カートリッジホルダ７７には、インクカートリッジ７６と、送液手段であるポンプユニット８０と、圧力制御ユニット８１が接続されている。

カートリッジホルダ７７の内部には、図５に示すように、各色のインクに対応して分岐流路７４と流路７０、７９が形成され、ポンプユニット８０に連通するポンプ接続ポート７３ａ、７３ｂと、圧力制御ユニット８１に連通する圧力制御ポート７２ａ、７２ｂ、７２ｃを備えている。また、ポンプ接続ポート７３ａと圧力制御ポート７２ｃとは内部流路７０で連通している。

ポンプユニット８０は、図６に示すように、カートリッジホルダ７７のポンプ接続ポート７３ａ、７３ｂとそれぞれ連通するポート８５ａ、８５ｂと、これらのポート８５ａ、８５ｂに連通するポンプ７８を備えている。ポンプ７８としては、チュービングポンプやダイヤフラムポンプ、ギアーポンプなど様々なポンプを適用することができる。図６のポンプユニット８０においては、４色のインクに対応して４つのポンプ７８Ｋ、７８Ｃ、７８Ｍ、７８Ｙを備えているが、これらの４つのポンプは１つのモータ８２で連動して駆動する構成としている。

圧力制御ユニット８１は、図７に示すように、カートリッジホルダ７７の圧力制御ポート７２ａ、７２ｂ、７２ｃとそれぞれ連通するポート８６ａ、８６ｂ、８６ｃと、これらのポート８６ａ、８６ｂ、８６ｃに連通する圧力調整弁である流路抵抗可変ユニット８３を備えている。

次に、インク供給システムの全体構成及び動作について図８に示す概略構成図を参照して説明する。なお、図８ではインク供給システムの動作、作用の理解をしやすいように１つの液体吐出ヘッド（記録ヘッド）１０に接続する主要構成要素のみを表している。
このインク供給システムは、記録ヘッド１０に供給するインクを貯留するインクカートリッジ７６と、記録ヘッド１０にインクを供給する第１の流路である液体供給チューブ４１と、インクカートリッジ７６に連通する第２の流路４２と、第１の流路である液体供給チューブ４１と第２の流路４２を連通させる圧力調整弁である流路抵抗可変ユニット８３を含む圧力制御ユニット８１と、第２の流路４２と圧力制御ユニット８１とを連通する第３の流路４３と、第３の流路４３に設けられる送液手段であるポンプ７８とを有している。

ここで、流路抵抗可変ユニット８３は、内部を流れる液体の流れ方向や流量によって流路抵抗が変化する特性を有するものである。この流路抵抗可変ユニット８３は、例えば図９に示すように、流路形成部材である管部材（ハウジング）８７と、管部材８７の流路内に自由状態で移動可能に収容された可動部材である弁体８８とを有している。

管部材８７は、第１の流路となる液体供給チューブ４１を接続するポート８６ａと、第２の流路４２を接続するポート８６ｂと、第３の流路４３を接続するポート８６ｃとを有している。弁体８８は、液体の流れの方向において径の異なる段部を有する段付き軸形状部材であり、上部８８ｔ、中央部８８ｍ、下部８８ｂの少なくとも３つの段部要素を有し、中央部８８ｍの径が下部８８ｂよりも小径に形成されている。この弁体８８は、管部材８７の内部で移動可能とされ、内部の流れの状態等に応じて、図９（ａ）の位置、図９（ｂ）の位置、あるいはその中間の位置をとる。

ここで、弁体８８の上部８８ｔには、図１０にも示すように、インクの流れ方向に沿う方向に、第１の流路４１と第３の流路４３とを連通する連通路であって第１の絞り部となる貫通穴８４が設けられている。また、弁体８８の下部８８ｂと管部材８７の流路部分８７ｂとの間で第２の絞り部１８２が形成され、弁体８８が上述したように内部の流れの状態等に応じて移動することにより、第２の絞り部１８２の絞り量が変化する。

なお、ここでは、図１０に示すように、貫通穴８４を弁体８８の中心軸回りに４等分して均等に配置したが、穴の大きさを小さくして穴の数を増やしたり、逆に穴を大きくして穴の数を減らしたりすることも適宜可能である。ただし、記録ヘッド１０からのインク吐出による流れを利用して、まっすぐ弁体８８を移動させるという点で、貫通穴８４は弁体上部８８ｔに周方向で均等に配置することが好ましい。

そして、管部材８７には、弁体８８の中央部８８ｍの位置、すなわち、第１の絞り部１８１と第２の絞り部１８２との間に第３の流路４３の一部となる横穴（ポート）８６ｃが形成されている。

図８に戻って、インクカートリッジ７６には大気連通部９０が設けられており、インクカートリッジ７６内の液面が記録ヘッド１０のノズル面よりも低い位置になるように配置されている。これにより、インクがインク供給全経路に満たされている状態では、記録ヘッド１０とインクカートリッジ７６の液面の水頭差ｈにより、記録ヘッド１０は負圧に保持されるので、安定して記録ヘッド１０からインク滴吐出を行うことができる。

ここで、前述した図９を参照して本インク供給システムのアシスト原理について説明する。
図９（ａ）は記録ヘッド１０から滴吐出を行っていない状態、あるいは、吐出流量が少ない条件での流路抵抗可変ユニット８３の状態を示している。この状態では、弁体８８はポート８６ｂ側にある。図９（ａ）に示すように、管部材８７と弁体８８の下部８８ｂの間のギャップGｂと、第１の絞り部となる貫通穴８４との流体抵抗の総和が管部材８７と弁体８８の上部８８ｔのギャップＧｔの流体抵抗よりも大きいこと、更に、ポート８６ａの先には図８に示すように流体抵抗の大きい液体供給チューブ４１やフィルタ１０９があるため、矢印Ｑａで示すポンプ７８によって送液されたインクは、流れやすいポート８６ｂ側に流れる（矢印Ｃ）。したがって、ポンプ７８によって発生するインクの流れは、図８におけるポンプユニット８０と流路抵抗可変ユニット８３で形成されるループ経路内を循環するだけであり、液体吐出ヘッド１０の圧力にはほとんど影響を与えない。

一方、図９（ｂ）は記録ヘッド１０の吐出流量が多い条件での流路抵抗可変ユニット８３の状態を示している。管部材８７と弁体８８の上部８８ｔのギャップＧｔが狭く、第１の絞り部である管通穴８４を通る、矢印Ｑｈで示す記録ヘッド１０からの滴吐出によるインクの流れによって、弁体８８がポート８６ａ側（第１の流路側）に引かれ弁体８８が移動する（図で上方向に移動する。）。これにより、弁体８８の下部８８ｂが管部材８７の小径部（流路部分８７ｂ：第２の絞り部１８２）に移動し、管部材８７と弁体８８の下部８８ｂの間のギャップは小さいギャップGｂ１となる。矢印Ｑａで示すようにポンプ７８によって送液されるインクは、この狭いギャップGｂ１を流れようとする（矢印Ｄ）ので、圧力が発生する。この圧力が、記録ヘッド１０にインクが流れる際に発生する圧力損失を低減させ、大流量のインク供給を実現することができる。

この流路抵抗可変ユニット８３では、記録ヘッド１０の吐出流量が増して圧力損失が大きくなる条件ほど、弁体８８の下部８８ｂの周面と管部材８７の流路部分８７ｂとのインクの流れ方向の対向長さ（第２の絞り部１８２の長さ）が長くなって、弁体８８の下部８８ｂと管部材８７の狭ギャップＧｂ１の長さが長くなり、よりポンプ（アシストポンプ）７８による増圧効果を大きくする。これにより、従来のように流量調整弁を他のアクチュエータ等で制御する煩雑さがなく、簡易な構成で自動的に安定したインク供給を実現することができる。

次に、この画像形成装置の制御部の概要について図１１を参照して説明する。なお、図１１は同制御部の全体ブロック説明図である。
この制御部５００は、この装置全体の制御を司るアシスト動作及び維持回復動作に関する制御を行う手段を兼ねるＣＰＵ５０１と、ＣＰＵ５０１が実行するプログラム、その他の固定データを格納するＲＯＭ５０２と、画像データ等を一時格納するＲＡＭ５０３と、装置の電源が遮断されている間もデータを保持するための書き換え可能な不揮発性メモリ５０４と、画像データに対する各種信号処理、並び替え等を行う画像処理やその他装置全体を制御するための入出力信号を処理するＡＳＩＣ５０５とを備えている。

また、記録ヘッド１０を印字データに応じて駆動制御するための印刷制御部５０８と、キャリッジ４側に設けた記録ヘッド１０を駆動するためのヘッドドライバ（ドライバＩＣ）５０９と、キャリッジ４を移動走査する主走査モータ５５１、用紙２０を搬送する搬送２１を回転駆動させる副走査モータ５５２、維持回復機構５１のキャップ５２ａ、５２ａｂやワイパ部材５７などを昇降させるキャップ昇降機構５１３を作動する維持回復モータ５１２を駆動するためのモータ駆動部５１２と、維持回復機構５１の吸引ポンプ５３及びアシスト用ポンプ７８を駆動するポンプ駆動部５１１などを備えている。

また、この制御部５００には、この装置に必要な情報の入力及び表示を行うための操作パネル５１４が接続されている。

この制御部５００は、ホスト側とのデータ、信号の送受を行うためのＩ／Ｆ５０６を持っていて、パーソナルコンピュータ等の情報処理装置、イメージスキャナなどの画像読み取り装置、デジタルカメラなどの撮像装置などのホスト６００側から、ケーブル或いはネットワークを介してＩ／Ｆ５０６で受信する。

そして、制御部５００のＣＰＵ５０１は、Ｉ／Ｆ５０６に含まれる受信バッファ内の印刷データを読み出して解析し、ＡＳＩＣ５０５にて必要な画像処理、データの並び替え処理等を行い、この画像データを印刷制御部５０８からヘッドドライバ５０９に転送する。なお、画像出力するためのドットパターンデータの生成はホスト６００側のプリンタドライバ６０１で行っている。

印刷制御部５０８は、上述した印字データをシリアルデータで転送するとともに、この印字データの転送及び転送の確定などに必要な転送クロックやラッチ信号、制御信号などをヘッドドライバ５０９に出力する。ヘッドドライバ５０９は、シリアルに入力される記録ヘッド１０の１行分に相当する印字データに基づいて発熱素子１４を駆動する。

Ｉ／Ｏ部５１５は、装置に装着されている各種のセンサ群５１６からの情報を取得し、プリンタの制御に必要な情報を抽出し、印刷制御部５０８やモータ駆動部５１０の制御に使用する。センサ群５１５は、用紙の位置を検出するための光学センサや、機内の温度を監視するためのサーミスタ、帯電ベルトの電圧を監視するセンサ、カバーの開閉を検出するためのインターロックスイッチなどがあり、Ｉ／Ｏ部５１５は様々のセンサ情報を処理することができる。また、環境条件（温度及び湿度）を検知する温湿度センサからの検知信号、廃液タンク５６の満タンを検知する満タン検知センサの検知信号も入力される。

次に、上記インク供給システムを使用した制御部によるインク初期充填動作について図１２のフロー図を参照して説明する。
インクカートリッジ７６が装着済であることが確認された後、記録ヘッド１０のノズル面を維持ユニット５１のキャップ５２でキャッピングする。このキャッピング状態で吸引ポンプ５３を駆動し、記録ヘッド１０のノズルを介してインク供給系路内の空気を吸引する（ノズル吸引開始）。そして、このノズル吸引は、ノズル吸引の開始から所定時間が経過した時まで行う。所定時間吸引を行うことにより、インクカートリッジ７６内のインクが第１の流路（液体供給チューブ）７１に達する。

その後、ノズル吸引開始から所定時間が経過した時（（タイマがカウントアップした時））、モータ８２を駆動してポンプ（アシストポンプ）７８を駆動する。このとき、図９に示すようにインク供給経路が形成されているので、ポンプ７８の駆動によって流路抵抗可変ユニット８３に矢印Ｑａ側に送液されて、ポンプ７８が接続されている第３の流路６１、６２内の空気が流路抵抗可変ユニット８３側に押し出され、インクで置換される。

その後、所定時間が経過した時（タイマがカウントアップした時）に、吸引ポンプ５３とポンプ７８を両方とも停止させる。この段階で、インク供給経路内を全てインクで充填することができる。

その後、維持ユニット５１のキャップ５２によるキャッピングを解除し、維持ユニット５１に備えられるワイパ部材５７で記録ヘッド１０のノズル面をワイピングし、記録ヘッド１０を駆動して画像形成に寄与しない所定の滴数のインク滴をノズルから吐出させる（ヘッド空吐出）ことで、ノズルに所望のメニスカスを形成できる。

このようにして、インクの初期充填が完了する。なお、図１１に示すフロー図ではアシストポンプ（ポンプ７８）をノズル吸引停止まで継続して駆動しているが、前述した第３の流路６１、６２、横穴８６ｃの経路）のインク置換が完了次第停止しても初期充填を行うことができる。ただし、図１２に示す例では、液体供給チューブ７１と記録ヘッド１０への充填時にもポンプ７８を駆動するので、より短時間に初期充填を完了することができる。

次に、印字動作について図１３に示すフロー図を参照して説明する。
印字ジョブ信号を受信した後、まず温度センサ２７で機内（装置内）の温度を検知し、インクの温度を推定する。なお、温度センサ２７はキャリッジ４に搭載されている（図２参照）が、インクカートリッジ部や記録ヘッド部等別の場所に設けられていてもよい。また、インク供給経路内に設けてインクの温度を直接検知しても良い。

そして、インクの温度に基づいてアシストポンプ７８で送液する流量を決定し、ポンプ７８を駆動する。その後、記録ヘッド１０のノズル面を覆っているキャップ５２をノズル面から離間させて（キャッピング解除）、所定の滴数の空吐出を実施した後、印字を開始する。

このとき、アシストポンプ７８が駆動されているので供給チューブ７１が長いシステムで高粘度のインクを用いる場合でもインク供給に伴う圧力損失を適切に低減することができ、インクの供給不足を生じさせることなく良好な印字を行うことができる。

印字終了後、キャリッジ４を装置の所定の位置（ホームポジション）に停止させ、記録ヘッド１０のノズル面をキャップ５２でキャッピングする。その後、アシストポンプ７８を停止させる。

ここで、アシストポンプ７８は印字終了後直ちに停止させても良い。また、温度に基づいてアシストポンプ７８の送液量を制御しているが、インク供給仕様等の条件によっては、最も低温環境でのインク供給で供給不足を起こさない送液量で、全ての温度条件で送液することも可能である。

このような印字動作を行なうとき、吐出するインクの粘度が大きい場合や液体供給チューブ４１の流体抵抗が大きい場合、例えばチューブが細かったり長かったりする場合、あるいは、インク吐出流量が大きい場合には、インク供給経路の流体抵抗によりインク供給が追いつかなくなる事態が生じる。具体的には、本インク供給システムでインク供給抵抗となる主要な要素としては、液体供給チューブ４１、フィルタ１０９、ジョイント８９がある（図８参照）。

例えば、液体供給チューブ４１の直径が２.８ｍｍ、長さが２５００ｍｍのロングチューブを備える広幅の画像形成装置において、１６ｃPの高粘度インクを吐出した場合には、液体供給チューブ４１の流体抵抗は２.７e１０［Ｐａ・ｓ／ｍ^３］となる。また、フィルタ１０９及びジョイント８９の流体抵抗は、この実施形態では、それぞれ１ｅ１０［Ｐａ・ｓ／ｍ^３］、２ｅ９［Ｐａ・ｓ／ｍ^３］のものとしている。

ここで、記録ヘッド１０から安定した吐出ができる圧力損失の限界値を２.５ｋＰａとし、全ノズルから連続してインクを吐出した場合には０．１ｃｃ／ｓの吐出流量となる。その時の圧力損失は、６.９ｋPａである。圧力制御ユニット８１がない場合でも３．９４ｋＰａとなるので、単純な水頭差インク供給システムでは自然供給することはできない。

このようにインク供給系の抵抗により圧力損失が増大しリフィルが不足するときに、ポンプ７８を駆動して第３の流路４３からインクを矢印Ｑａ（Ｑａはアシスト流量、あるいはアシスト用液体の流れであるが、便宜上矢印の符号としても使用する。）の方向に送り出す。このポンプ７８の送液によってインクの供給不足量を補う（リフィルアシスト）ことができる。

記録ヘッド１０の吐出流量とポンプ７８の送液量（アシスト流量）と記録ヘッド１０の圧力の関係の一例を図１４に示している。図１４は、アシスト流量を０〜０．２０ｃｃ／ｓとしたときのヘッド吐出流量に対するインク供給系の圧力損失の変化を示している。前述したように、アシスト流量が「０」のときは、ヘッドの圧力損失は約７ｋＰａとなり、インクを連続吐出できず、噴射不良となってしまうが、ポンプ７８によりアシストすることにより圧力損失が１ｋＰａ以下程度となり、連続吐出することができる。

なお、この画像形成装置では、４色のインクを吐出させるので、図８に示す構成のインク供給システムが色別に４つ設けられる。各色のポンプ７８に対応して、ポンプ７８を駆動するモータ等のアクチュエータを個別に４つ設けて各記録ヘッド１０のインク吐出量に応じて個別にモータを制御する方式とすることもできるが、前述した図６に示すように、色種の個数のポンプ７８（７８Ｋ、７８Ｃ、７８Ｍ、７８Ｙ）に対して共通にモータ（アクチュエータ）８２を１つのみとすることもできる。

複数の色のインク滴を吐出して画像を形成する場合、各記録ヘッド１０から吐出されるインクの量はバラバラになるので、例えば、あるヘッドは全ノズルからインクを吐出する状態で、別のヘッドは非吐出の状態である場合もある。そのような場合でも、本発明のインク供給システムでは、記録ヘッド１０の吐出流量によって自動的に流路抵抗可変ユニット８３の流体抵抗が変化するようになっているので、各ヘッドの吐出流量に応じたポンプの制御は不要である。

すなわち、吐出流量が少なくアシストを必要としないヘッドには少ないアシストとなり、吐出流量が多くアシストを必要とするヘッドには大きなアシストを与える制御を自動的に行なう。

このように複数のインクを有するなど複数のインク供給系を有するシステムにおいても、全てのインク供給系のポンプを１つのアクチュエータでまとめて駆動できるので、装置の構成、制御が簡易になり、低コスト、小型の装置を実現することができる。

また、一般的に、液体の粘度は液体の温度によって変化するので、記録ヘッド１０への液体のアシストは、例えば、図２に示すようにキャリッジ４に備えた温度センサ２７によって測定した装置周囲の温度や、装置内の温度、インクの温度やそれらの予測値等をフィードバックしてポンプ７８の駆動を制御するようにすることが好ましい。それにより、あらゆる温度に対応した使い勝手の良い画像形成装置を実現できる。

また、インク供給経路内に圧力センサを設けて予め決められた流量でのヘッド吐出を行ったときの圧力変化を測定できるようにすれば、それにより圧力損失に直結するインクの粘度を検出できるので、この検出した粘度に基づいてポンプ７８の制御パラメータを変更でき、粘度の異なる様々なインクを用いることができる。

また、ユーザが吐出状態を確認しながらポンプ７８の制御パラメータを入力するようにすれば、前述した液体粘度の検出手段が不要となるので、装置を簡易なものとすることができる。

このように、液体タンクから液体吐出ヘッド（記録ヘッド）に液体を供給する供給流路に圧力調整弁を設け、圧力調整弁に別の経路で液体タンクと連通する流路を設けると共にその経路に送液手段を設ける構成とし、圧力調整弁を液体吐出ヘッドに流れる液体の流量に応じて内部の流路抵抗が変化するものとすると共に、少なくとも液体吐出ヘッドから液体を吐出するときには液体吐出ヘッドと液体タンクが連通している状態で送液手段により液体吐出ヘッドに向けて液体を送出するので、液体吐出ヘッドの吐出量に応じて適正なアシスト圧を自動的に調節しながら液体吐出ヘッドに印加して、液体供給チューブの長尺化、吐出流量の増大化、吐出液体の高粘度化等に伴うリフィル不足を簡易に回避することができる。

この場合、圧力調整弁は液体吐出側の第１の絞り部と液体タンク側の第２の絞り部を有し、送液手段からの流路が第１の絞り部と第２の絞り部の間に連通され、液体吐出ヘッドに流れる液体の流量に応じて第２の絞り部の絞り量が変化する構成とすることで、流路の絞りを利用した簡易な構成で、液体吐出ヘッドの吐出量に応じて適正なアシスト圧を自動的に調節しながら液体吐出ヘッドに印加することができる。

また、圧力調整弁は可動部材を有し、可動部材が液体吐出ヘッドの吐出量に応じて移動する構成とし、可動部材の移動によって液体タンク側の第２の絞り部の絞り量が変化するようにすることで、流れによる可動部材の移動を利用した簡易な構成で、液体吐出ヘッドの吐出量に応じて適正なアシスト圧を自動的に調節しながら液体吐出ヘッドに印加することができる。

また、可動部材は、液体の流れ方向で径の異なる複数の段部を有する段付き軸状部材からなり、流路を形成する流路形成部材内に自由状態で収容されている構成とすることで、高精度な部品を容易に形成でき、高精度な特性の弁を容易に得ることができる。

次に、このインク供給システムにおけるサブタンクの一例について図１５を参照して説明する。なお、図１５は同サブタンクの模式的断面説図である。
前述したように、圧力調整弁としての流路抵抗可変ユニット８３と記録ヘッド１０との間をつなぐ第１の流路内には、圧力変動を抑制する圧力変動抑制手段（以下「ダンパ」又は「ダンパ機構」という。）を含むサブタンク３０が設けられている。

サブタンク３０は、インク室１０３を形成するタンクケース１０１の少なくとも一つの面が開口部であり、外側に向かって凸状に形成された可撓性を有するゴム部材やフィルム部材などの変位部材１０２が溶着又は接着されている。そして、インク室１０３の内部には変位部材１０２をサブタンク３０のケース１０１の外側（外方）へ付勢するばねからなる弾性部材（第１の弾性部材）２０１が内蔵されており、ヘッド１０との接続部の近傍にはフィルタ１０９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ヘッド１０に供給する構成となっている。変位部材１０２及び弾性部材２０１によってダンパを構成している。

このサブタンク３０の作用について説明する。
まず、上述したインク供給システムにおける液体吐出ヘッド（記録ヘッド１０）の圧力プロファイルの一例を図１６に示している。
同図において、ダンパなしのときのプロファイルに着目すると、０ｓの時点におけるヘッド１０の圧力は、ヘッド１０のノズル１５の高さがインクカートリッジ７６内のインク液面高さ（インク液面高さはインク残量によって変動するのでジョイント８９の高さで調整する）よりも１００ｍｍ上方に設置されているため約−１ｋＰａとなる（図８参照）。時間５ｓでモータ８２によってポンプ７８を駆動させると、前述したように、アシスト圧が発生し、ヘッド１０の圧力は約０．６ｋＰａ加圧され、１５ｓ経過した時点でヘッド１０のノズル１５すべてからインク滴を吐出した直後、ヘッド１０の圧力が約−４ｋＰａに到達してしまう。

これは、ヘッド１０の吐出開始から流路抵抗可変ユニット８３の弁体８８が上昇する（第１の流路側に移動する）までの応答遅れによるもので、弁体８８が上昇するとインクを吐出しているのにもかかわらずヘッド１０の圧力は約−１ｋＰａまで上昇する。その後、３５ｓ経過した時点でヘッド１０の吐出を停止すると、今度は弁体８８が下降する（第２の流路側に移動する）までの応答遅れによって、ヘッド１０の圧力が約５ｋＰａに達してしまい、４５ｓ経過後にポンプ７８を停止すると、ヘッド１０の圧力は初期負圧である−１ｋＰａに戻る。

これらの応答遅れによって生じる正負の圧力変動量がヘッド１０のノズル１５のメニスカス保持範囲を上回ると、ノズル１５からインクが垂れる、あるいは、空気を吸い込んでしまい吐出不良を引き起こしてしまうことになる。

そこで、サブタンク３０内に変位部材１０２をサブタンク３０の外側へ付勢する弾性部材（ばね）２０１を内蔵することで、ばね２０１を内蔵していないときと比べより広範囲のダンパ領域を確保することができる。したがって、サブタンク３０を大型化することなくヘッド１０の圧力変動を抑制することが可能になる。

このようにして、適正なダンパ条件を設定することにより、図１６に「ダンパあり」で示すように、ヘッド１０の圧力変動量をヘッド１０の印字可能圧力範囲に収めることができる。

つまり、圧力調整弁と記録ヘッドとの間の第１の流路に圧力変動抑制手段を設けたので、圧力調整弁の応答遅れによる圧力変動を簡単な構成で抑制でき、ヘッドの圧力変動を低減できる。

次に、維持回復動作について説明する。まず、ノズル吸引動作を含むクリーニング動作時のヘッド１０の圧力プロファイルの一例について図１７を参照して説明する。
図１６において、通常のインク供給システム（チューブ供給や水頭差自然供給など）における通常のノズル吸引では、０ｓの時点におけるヘッド１０の圧力は予め定められた所定の負圧であり、１２ｓ経過した時点で吸引ポンプ５３が駆動すると、まずキャップ５２内空間が負圧になり、その負圧によってヘッド１０のノズルから強制的にインクが排出される。このノズル吸引によって、ノズルに固着し吐出不良を招く増粘インクやヘッド１０内に混入した気泡も一緒に排出される。

この例では、吸引ポンプ５３は約２ｓ間駆動するが、吸引ポンプ５３駆動時はポンプ５３によるインク排出にインク供給が追いつかないため、ヘッド１０の負圧が大きくなり、ヘッド１０の圧力は約−3［ｋＰａ］に達している。吸引ポンプ５３の停止後は上流側のインクカートリッジ７６からインクが供給されることで、負圧が解消され１５ｓの時点ではヘッド１０の圧力がほぼ一定の値になる。その後、維持回復機構５１のワイパ部材５７によるノズル面のワイピングを行い、ヘッド１０から画像形成に寄与しない液滴の吐出（空吐出）を行うことでクリーニング動作を終了するが、ノズル吸引後、キャップ５２をヘッド１０のノズル面から離間させる（キャッピング解除）ときに、ヘッド１０の圧力が負圧であるため、ノズルから気泡を巻き込んでしまうことになる。

一方、本インク供給システム（図１７の本発明におけるノズル吸引）では、１２ｓの時点でノズル吸引を開始すると、同じポンプ駆動条件でも、上流側に設けられた流路抵抗可変ユニット８３が流路抵抗となるため、通常のノズル吸引よりもヘッド１０の圧力が過負圧になり、ヘッド１０の圧力は約-５［ｋＰａ］に達している。

上述したように、本インク供給システムではヘッド１０の吐出開始から流路抵抗可変ユニット８３の弁体８８が上昇するまでの応答遅れを適正なダンパ条件を設定することにより抑制しているが、クリーニング時（維持回復動作時）のノズル吸引では単位時間当たりの流量がヘッド１０の吐出量よりも多量であるため、弁体８８の応答遅れを抑制できず、吸引ポンプ５３駆動時のヘッド１０の圧力が通常インク供給システムよりも過負圧になり、またノズル吸引終了後、図１７に示すように、１９ｓの時点でヘッド１０の圧力が正圧になってしまう。

しかし、ノズル吸引での負圧がきつくなることで吸引ポンプ５３の停止後、ヘッド１０のノズルに流れる流速が速くなるため、通常のインク供給システムよりも異物や気泡などの排出性が向上される。また、ヘッド１０が正圧になるときに、図示しないキャップ昇降機構手段を作動させて、キャッピングを解除することで、キャッピング解除時にノズルから空気を吸い込むことがなくなる。

通常のインク供給システムにおいても吸引ポンプ停止後の待機時間を長くすることで、キャッピング解除時の気泡巻き込みを低減するという方法もあるが、非印字時間が増大することでマシンのスループットが低下するだけでなく、待機時間を長くしてもヘッドの圧力は負圧のままなので気泡巻き込みを完全に無くすことができない。また、インクカートリッジと液体吐出ヘッドとの供給経路内に加圧ポンプを設け、ノズル吸引後加圧ポンプを駆動することでキャッピング解除時の気泡巻き込みを無くすことはできるが、装置が大型化するだけでなく、制御が複雑化してしまうことになる。

そこで、上述したような本発明における維持回復動作（クリーニング動作）について図１８のフロー図を参照して説明する。
まず、キャップ５２を上昇させて、ヘッド１０のノズル面をキャッピングする。そして、アシストポンプ７８を駆動した後、複数のクリーニングモード（吸引モード）を判別する。ここでは、クリーニングモードとして吸引モード１、吸引モード２の２つのクリーニングモード（２つに限らず、１又は３以上でもよい。）を備え、吸引モード１か否かを判別する。

そして、吸引モード１であれば、当該モードに応じた吸引条件で吸引ポンプ５３を駆動し、ノズル面とキャップ５２との間で形成される密閉空間内を負圧にしてノズルからインクの吸引排出を開始する（ノズル吸引１開始）。

その後、予め定めた所定時間Ｔ１が経過した後、ノズル吸引１を停止する。そして、予め定めた所定時間Ｔ２が経過したか否かを判別し、所定時間Ｔ２が経過したときに、キャップ５２を下降させて、キャップ内空間を大気開放する。

また、吸引モード１でなければ、つまり、吸引モード２であれば、当該モードに応じた吸引条件で吸引ポンプ５３を駆動し、ノズル面とキャップ５２との間で形成される密閉空間内を負圧にしてノズルからインクの吸引排出を開始する（ノズル吸引２開始）。

その後、予め定めた所定時間Ｔ３が経過した後、ノズル吸引２を停止する。そして、予め定めた所定時間Ｔ４が経過したか否かを判別し、所定時間Ｔ４が経過したときに、キャップ５２を下降させて、キャップ内空間を大気開放する。

つまり、複数のクリーニングモードを識別し、各モードに応じた吸引条件で吸引ポンプ５３を駆動してキャップ５２内を負圧にしてノズルからインクの吸引排出を開始し、複数のクリーニングモードごとにあらかじめ定められた所定の駆動時間が経過したとき吸引ポンプ５３を停止し、所定時間が経過したときに図示しないキャップ保持昇降手段でキャップ５２を下降させてキャッピングを解除することで大気開放を行なう。

その後、維持回復機構５１のワイパ部材５７によるノズル面のワイピングを行い、ヘッド１０から画像形成に寄与しない液滴の吐出（空吐出）を行った後、キャップ５２を上昇させてヘッド１０のノズル面をキャッピングし、回復動作を完了する。

ここで、上記所定時間Ｔ２、Ｔ４として、ヘッド１０内の圧力が正圧になるまでにかかる時間とすることができる。この場合には、前述したように、キャッピング解除時にノズルから空気やインクがヘッド内に逆流することを防ぐことができる。

また、所定時間Ｔ２、Ｔ４として、ヘッド１０の圧力が正圧のピーク値になるまでにかかる時間とすることができる。この場合には、正圧がピークに達した後はヘッド１０にかかる正圧が徐々に小さくなるので、その状態でキャッピングを解除することで、正圧によって垂れるインク量を最小限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１９及び図２０を参照して説明する。なお、図１９は同実施形態における画像形成装置の図３と同様な概略側面説明図、図２０は同実施形態における維持回復動作を説明するフロー図である。
先ず、図１９に示すように、ここでは、キャップ５２と大気とを連通する大気連通経路１２１と、この大気連通経路１２１内に設けられた開閉弁１２０とを備えており、この開閉弁１２０は通常開放状態にあり、キャップ５２内を大気開放した状態にしている。

この実施形態における維持回復動作では、図２０に示すように、まず、キャップ５２を上昇させて、ヘッド１０のノズル面をキャッピングする。そして、開閉弁１２０を閉じて大気開放径路１２１を閉じる。次いで、アシストポンプ７８を駆動した後、複数のクリーニングモード（吸引モード）を判別する。ここでも、クリーニングモードとして吸引モード１、吸引モード２の２つのクリーニングモード（２つに限らず、１又は３以上でもよい。）を備え、吸引モード１か否かを判別する。

その後、予め定めた所定時間Ｔ１が経過した後、ノズル吸引１を停止する。そして、予め定めた所定時間Ｔ２が経過したか否かを判別し、所定時間Ｔ２が経過したときに、開閉弁１２０を開放状態にして大気連通径路１２１を開き、キャップ内空間を大気開放した後、キャップ５２を下降させてキャッピングを解除する。

その後、予め定めた所定時間Ｔ３が経過した後、ノズル吸引２を停止する。そして、予め定めた所定時間Ｔ４が経過したか否かを判別し、所定時間Ｔ４が経過したときに、開閉弁１２０を開放状態にして大気連通径路１２１を開き、キャップ内空間を大気開放した後、キャップ５２を下降させてキャッピングを解除する。

つまり、複数のクリーニングモードを識別し、各モードに応じた吸引条件で吸引ポンプ５３を駆動してキャップ５２内を負圧にしてノズルからインクの吸引排出を開始し、複数のクリーニングモードごとにあらかじめ定められた所定の駆動時間が経過したとき吸引ポンプ５３を停止し、所定時間が経過したときに、開閉弁１２０を開放状態にしてキャップ内空間（密閉空間）を大気開放し、その後図示しないキャップ保持昇降手段でキャップ５２を下降させてキャッピングを解除する。

次に、本発明の第３実施形態について図２１ないし図２３を参照して説明する。なお、図２１は同実施形態における圧力検出手段の説明に供する模式的平面説明図、図２２は同じく圧力検出手段の変位検出手段の一例を示すフォトセンサの断面説明図、図２３は同実施形態における維持回復動作を説明するフロー図である。

先ず、キャップ５２は外周が環状突起形状で開口した凹部５２ａが形成されており、その内部の連通口５２ｂの先には前述した吸引ポンプ５３、排出経路５４が接続されている。そして、キャップ５２の長手方向の側面の少なくとも一部には、キャップ内部の圧力に応じて微小変位する圧力受動部としてのダイヤフラムからなる変位部３０１が形成されている。

そして、変位部３０１の変位を検知する変位検知手段としてのフォトセンサ４０１が配置されている。フォトセンサ４０１は、図２２に示すように、キャップ５２の変位部３０１に対して発光する発光手段である発光素子４０２と、キャップ５２の変位部３０１からの正反射光を受光する受光手段である受光素子４０３とをホルダ４０４に保持してパッケージ化したものである。なお、ホルダ４０４の出射部及び入射部にはレンズ４０５が設けられている。

なお、発光素子４０２としてはＬＥＤなど赤外領域や可視光など比較的単純かつ安価な光源を用いることできる。また、光源のスポット径（検出範囲、検出領域）は高精度のレンズを使用せずに安価なレンズを使用するためにｍｍオーダーの検出範囲となっている。

これらの変位部３０１と変位検知手段（ここではフォトセンサ）４０１によって圧力検出手段が構成され、キャップ５２内の圧力を検出することにより、吸引ポンプ５３でヘッド１０のノズル吸引を行った後の、流路抵抗可変ユニット８３の弁体８８が上昇する（第１の流路４１側に移動する）までの応答遅れによって生じる圧力変動によってキャップ５２内が正圧になったことを検出する。なお、圧力受動部としての変位部及び圧力受動部の変位を検知する変位検知手段は第１の流路４１に設け、第１の流路４１の圧力を検出してヘッド１０内が正圧になったことを検出することもできる。また、変位検知手段４０１の検知信号は前述した制御部のＩ／Ｏ５１５に入力される。

この圧力検出手段においては、キャップ５２内の圧力が正圧になると、キャップ５２の変位部３０１が側面外側（フォトセンサ４０１方向）に向かって凸形状に膨れる（負圧状態のときに破線図示の状態にあり、正圧になると実線図示の状態になる）ので、それに伴い、受光素子４０３の受光量が変化し、その変化量からキャップ５２内の圧力が正圧になったことを検出することができる。

そして、維持回復動作においては、図２３に示すように、まず、キャップ５２を上昇させて、ヘッド１０のノズル面をキャッピングする。そして、アシストポンプ７８を駆動した後、予め定めた吸引条件で吸引ポンプ５３を駆動し、ノズル面とキャップ５２との間で形成される密閉空間内を負圧にしてノズルからインクの吸引排出を開始する（ノズル吸引開始）。

その後、予め定めた所定時間Ｔが経過した後、ノズル吸引を停止する。そして、フォトセンサ４０１の検出結果をチェックしてキャップ５２内空間が所定の圧力（正圧）になったか否かを判別し、キャップ内空間が所定の圧力になったときに、キャップ５２を下降させて、キャップ内空間を大気開放する。

つまり、所要の吸引条件で吸引ポンプ５３を駆動してキャップ５２内を負圧にしてノズルからインクの吸引排出を開始し、所定の駆動時間が経過したとき吸引ポンプ５３を停止し、キャップ５１内が正圧になったときに図示しないキャップ保持昇降手段でキャップ５２を下降させてキャッピングを解除することで大気開放を行なう。

これにより、液体吐出ヘッド１０及びキャップ５２が正圧になるまでの待機時間を余分に設定することが無いため、マシンのスループットが低下することを防ぐことができる。

次に、本発明の第４実施形態について図２４及び図２５を参照して説明する。なお、図２４は同実施形態における圧力検出手段の説明に供する模式的平面説明図、図２５は同実施形態における維持回復動作を説明するフロー図である。
ここでは、維持回復機構５１に、図２４に示すように、吸引ポンプ５３でヘッド１０のノズル吸引を行った後の、流路抵抗可変ユニット８３の弁体８８が上昇する（第１の流路側に移動する）までの応答遅れによって生じる圧力変動を検知して、キャップ５２内が正圧になったことを検出する圧力検出手段としてひずみゲージユニット３１０が備えられている。

このひずみゲージユニット３１０は、キャップ５２の長手方向の側面の少なくとも一部に設けられ、キャップ５２内部の圧力に応じて微小変位してひずみを生じることで抵抗値が変化する圧力受動部としての金属抵抗体３０２と、この金属抵抗体３０２の微小変位（ひずみ）を伝達する伝達部３０３と、金属抵抗体３０２のひずみを電気信号として検出するためのブリッジ回路３０４と、この電気信号を増幅するための増幅器３０５から構成される。この場合、キャップ５２の金属抵抗体３０２の変位量が小さくとも、ブリッジ回路３０４及び増幅器３０５にて微小電圧を増幅して検出することで、より小さな圧力変化を正確に検出すること可能になる。また、増幅器３０５の出力（検知信号）は前述した制御部のＩ／Ｏ５１５に入力される。

そして、維持回復動作においては、図２５に示すように、まず、キャップ５２を上昇させて、ヘッド１０のノズル面をキャッピングする。そして、アシストポンプ７８を駆動した後、予め定めた吸引条件で吸引ポンプ５３を駆動し、ノズル面とキャップ５２との間で形成される密閉空間内を負圧にしてノズルからインクの吸引排出を開始する（ノズル吸引開始）。

その後、予め定めた所定時間Ｔが経過した後、ノズル吸引を停止する。そして、ひずみゲージユニット３１０の検出結果が所定の電圧になったか否か、つまり、キャップ５２内空間が所定の圧力（正圧）になったか否かを判別し、キャップ内空間が正圧になったときに、キャップ５２を下降させて、キャップ内空間を大気開放する。

なお、以上の説明においては、複数のヘッドに異なる色のインクが供給される例で本願発明の動作、効果を説明したが、同一色のインクを複数のヘッドに供給する場合や、色ではなく処方の異なるインクを複数のヘッドに供給する場合にも同様に適用することができる。また、複数のノズル列を１ヘッド内に有する液体吐出ヘッドで１ヘッドから異なる種類の液体を吐出する場合のインク供給システムについても適用することができる。また、狭義のインクを吐出する画像形成装置に限定されるものではなく、様々な液体を吐出する液体吐出装置（本発明でいう「画像形成装置」に含まれる。）にも適用することができる。

４キャリッジ
１０記録ヘッド
３０サブタンク
４１供給チューブ（第１の流路）
４２第２の流路
４３第３の流路
５２ａキャップ
５３吸引手段
７６インクカートリッジ（メインタンク：液体タンク）
７７カートリッジホルダ
７８ポンプ（アシストポンプ）
８０ポンプユニット
８１圧力制御ユニット
８３流体抵抗制御ユニット
８７管部材（ハウジング、流路形成部材）
８８弁体
１０１タンクケース
１０２変位部材

Claims

液滴を吐出するノズルを有する記録ヘッドと、
前記記録ヘッドに供給する液体を貯留する液体タンクと、
前記記録ヘッドに前記液体を供給する第１の流路と、
前記液体タンクに連通する第２の流路と、
前記第１の流路と前記第２の流路を連通させ、前記第１の流路を流れる液体の流量に応じて内部の流路抵抗が変化する圧力調整弁と、
前記第２の流路又は前記液体タンクと前記圧力調整弁とを連通する第３の流路と、
前記第３の流路に設けられる送液手段と、
前記記録ヘッドのノズル面をキャッピングするキャップと、
前記キャップに接続された吸引手段と、を有し、
前記ノズルから液滴を吐出するときには、前記圧力調整弁を介して前記記録ヘッドと前記液体タンクが連通している状態で、前記送液手段により前記液体を前記液体タンクから前記記録ヘッドに送液し、
前記記録ヘッドの維持回復動作を行なうときには、前記キャップで前記記録ヘッドのノズル面をキャッピングし、前記送液手段を駆動した状態で前記吸引手段を駆動し、前記キャップと前記ノズル面との間で形成される密閉空間を負圧状態にして、前記ノズルから液体を吸引した後、前記圧力調整弁で発生する正圧が前記記録ヘッドに加えられた状態で、前記密閉空間を大気開放する
ことを特徴とする画像形成装置。
前記キャップ内又は前記第１の流路に正圧が加えられたことを検出する圧力検出手段を備え、前記圧力検出手段で正圧が加えられたことを検出したときに大気開放を行なうことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
前記圧力検出手段は、前記キャップ又は前記第１の流路に設けられた圧力を受けて変位する圧力受動部と、前記圧力受動部の変位を検出する変位検出手段とを備えていることを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
前記圧力受動部はダイヤフラムであり、前記変位検出手段はフォトセンサであることを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
前記圧力検出手段は、前記キャップ又は前記第１の流路に設けられた圧力を受けてひずみを生じることで抵抗値が変化する圧力受動部と、前記圧力受動部の抵抗値変化を検出するひずみ検出手段とを備えていることを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
前記吸引手段による吸引が終了した後予め定めた所定時間が経過したときに大気開放を行なうことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
前記キャップと大気を連通する大気連通路と、前記大気連通路を開閉する開閉弁とを備え、前記キャップで前記ノズル面をキャッピングした状態で前記開閉弁を開放して大気開放を行なうことを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の画像形成装置。