JP2011178060A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】水頭差方式で負圧を発生させるときに液体タンクの液体残量の減少に伴ってヘッドの負圧が増大する。
【解決手段】ヘッド１０にインクを供給する第１の流路７１とインクカートリッジ７６に連通する第２の流路６０を連通させる流路を有する流体抵抗可変ユニット４０と、第２の流路６０と第１の流路７１とを流体抵抗可変ユニット４０をバイパスして連通する第３の流路６２と、第３の流路６２に設けられるポンプ７８とを備え、流体抵抗可変ユニット４０は、インクカートリッジ７６の液体残量に応じて流体抵抗が変化し、液体残量が多いときには流体抵抗を小さく、液体残量が少ないときには流体抵抗を大きくし、ヘッド１０から液滴を吐出するときにポンプ７８で送液し、第３の流路６２と流体抵抗可変ユニット４０の流路を通じる循環流を発生させる。
【選択図】図９

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。

一方、記録ヘッドから安定した滴吐出を行なうためには、ノズルに適切な負圧をかける必要がある。この負圧が低すぎるとヘッドからの液垂れが発生し、負圧が高すぎると滴吐出が不安定になり、あるいは滴吐出が不能になる。

上述したようなインク供給システムにおいて負圧を発生させる構成としては、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して、両者の水頭差で負圧を得る方式がある。

しかしながら、この水頭差負圧方式では、インクカートリッジからインクが消費されることでインクカートリッジ内のインク液面が降下することなどによる水頭差変動があり、ヘッドの負圧が徐々に大きくなる場合がある。このようにヘッドの負圧が増大すると、前述したように、インク吐出性能が不安定になったり、ノズル目詰まりを回復させる際に回復しにくいなどの問題が生じる。

そこで、従来、ヘッドの圧力を一定に保持するために、サブタンクのインクを循環する循環路にヘッドを連通させ、ヘッド吐出状態に合わせて変化するヘッドの圧力を圧力センサで検出し、検出結果に基づき循環路の循環ポンプを制御するものが知られている（特許文献１）。

特開２００５−３４２９６１号公報

しかしながら、上述した特許文献１に開示の構成にあっては、水頭差変化を補償するために圧力センサ用いた複雑な制御が必要になるなどの課題がある。

本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、簡単な構成でヘッドの負圧を適正な範囲に維持できるように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の流路を連通させる流路を有する圧力調整手段と、
前記第２の流路又は前記液体タンクと前記第１の流路とを前記圧力調整手段をバイパスして連通する第３の流路と、
前記第３の流路に設けられる送液手段と、を備え、
前記圧力調整手段は、前記液体タンクの液体残量に応じて流体抵抗が変化し、前記液体残量が多いときには流体抵抗を小さく、前記液体残量が少ないときには流体抵抗を大きくし、
前記記録ヘッドから液滴を吐出するときに前記送液手段で送液し、前記第３の流路と前記圧力調整手段の流路を通じる循環流を発生させる
構成とした。

ここで、前記圧力調整手段は、前記液体タンクとの圧力差で前記流体抵抗が変化する構成とできる。

この場合、前記圧力調整手段は、前記流路の一部が可撓性部材で形成され、前記液体タンクの液体残量に応じて前記可撓性部材が変形する構成とできる。

また、前記可撓性部材は弾性部材からなる構成とできる。

また、前記可撓性部材を流体抵抗が小さくなる方向に押圧する手段を備えている構成とできる。

また、前記圧力調整手段は、前記流路が流体抵抗が異なる複数の分岐流路と、前記複数の分岐流路を開閉する開閉手段とを有し、前記液体タンクの液体残量の検出結果に応じて前記開閉手段を開閉制御する手段を備えている構成とできる。

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の流路を連通させる流路を有する流体抵抗部と、
前記第２の流路又は前記液体タンクと前記第１の流路とを前記流体抵抗部をバイパスして連通する第３の流路と、
前記第３の流路に設けられる送液手段と、を備え、
前記記録ヘッドから液滴を吐出するときに前記送液手段で送液し、前記第３の流路と前記流体抵抗部の流路を通じる循環流を発生させ、
前記送液手段の送液量を、前記液体タンクの液体残量に応じて、前記液体残量が多いときには送液量を少なく、前記液体残量が少ないときには送液量を多く制御する手段を備えている
構成とした。

ここで、前記送液手段の送液量を環境温度又は前記液体の温度に応じて制御する構成とできる。

また、前記第２の流路には開閉手段が設けられ、前記開閉弁は前記液体タンクが装着されていないときには閉じられる構成とできる。

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の流路を連通させる流路を有する圧力調整手段と、
前記第２の流路又は前記液体タンクと前記第１の流路とを前記圧力調整手段をバイパスして連通する第３の流路と、
前記第３の流路に設けられる送液手段と、を備え、
前記圧力調整手段は、前記液体タンクの液体残量に応じて流体抵抗が変化し、前記液体残量が多いときには流体抵抗を小さく、前記液体残量が少ないときには流体抵抗を大きくし、
前記記録ヘッドの維持回復動作を行なうときに前記送液手段で送液し、前記第３の流路と前記圧力調整手段の流路を通じる循環流を発生させる
構成とした。

本発明に係る画像形成装置は、
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の流路を連通させる流路を有する流体抵抗部と、
前記第２の流路又は前記液体タンクと前記第１の流路とを前記流体抵抗部をバイパスして連通する第３の流路と、
前記第３の流路に設けられる送液手段と、を備え、
前記記録ヘッドの維持回復動作を行なうときに前記送液手段で送液し、前記第３の流路と前記流体抵抗部の流路を通じる循環流を発生させ、
前記送液手段の送液量を、前記液体タンクの液体残量に応じて、前記液体残量が多いときには送液量を少なく、前記液体残量が少ないときには送液量を多く制御する手段を備えている
構成とした。

本発明に係る画像形成装置によれば、記録ヘッドに液体を供給する第１の流路と液体タンクに連通する第２の流路を連通させる流路を有する圧力調整手段と、第２の流路又は液体タンクと第１の流路とを圧力調整手段をバイパスして連通する第３の流路と、第３の流路に設けられる送液手段とを備え、圧力調整手段は、液体タンクの液体残量に応じて流体抵抗が変化し、液体残量が多いときには流体抵抗を小さく、液体残量が少ないときには流体抵抗を大きくし、記録ヘッドから液滴を吐出するときに送液手段で送液し、第３の流路と圧力調整手段の流路を通じる循環流を発生させる構成としたので、液体残量の減少に伴う負圧の増加を抑制することができ、簡単な構成でヘッドの負圧を適正な範囲に維持できるようになる。

本発明に係る画像形成装置は、記録ヘッドに液体を供給する第１の流路と液体タンクに連通する第２の流路と、第１の流路と第２の流路を連通させる流路を有する流体抵抗部と、第２の流路又は液体タンクと第１の流路とを流体抵抗部をバイパスして連通する第３の流路と、第３の流路に設けられる送液手段とを備え、記録ヘッドから液滴を吐出するときに送液手段で送液し、第３の流路と流体抵抗部の流路を通じる循環流を発生させ、送液手段の送液量を、液体タンクの液体残量に応じて、液体残量が多いときには送液量を少なく、液体残量が少ないときには送液量を多く制御する手段を備えている構成としたので、液体残量の減少に伴う負圧の増加を抑制することができ、簡単な構成でヘッドの負圧を適正な範囲に維持できるようになる。

本発明に係る画像形成装置によれば、記録ヘッドに液体を供給する第１の流路と液体タンクに連通する第２の流路を連通させる流路を有する圧力調整手段と、第２の流路又は液体タンクと第１の流路とを圧力調整手段をバイパスして連通する第３の流路と、第３の流路に設けられる送液手段とを備え、圧力調整手段は、液体タンクの液体残量に応じて流体抵抗が変化し、液体残量が多いときには流体抵抗を小さく、液体残量が少ないときには流体抵抗を大きくし、記録ヘッドの維持回復動作を行うときに送液手段で送液し、第３の流路と圧力調整手段の流路を通じる循環流を発生させる構成としたので、液体残量の減少に伴う負圧の増加を抑制することができ、簡単な構成でヘッドの負圧を適正な範囲に調整できて、維持回復性を向上できる。

本発明に係る画像形成装置は、記録ヘッドに液体を供給する第１の流路と液体タンクに連通する第２の流路と、第１の流路と第２の流路を連通させる流路を有する流体抵抗部と、第２の流路又は液体タンクと第１の流路とを流体抵抗部をバイパスして連通する第３の流路と、第３の流路に設けられる送液手段とを備え、記録ヘッドの維持回復動作を行うときに送液手段で送液し、第３の流路と流体抵抗部の流路を通じる循環流を発生させ、送液手段の送液量を、液体タンクの液体残量に応じて、液体残量が多いときには送液量を少なく、液体残量が少ないときには送液量を多く制御する手段を備えている構成としたので、液体残量の減少に伴う負圧の増加を抑制することができ、簡単な構成でヘッドの負圧を適正な範囲に調整できて、維持回復性を向上できる。

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。 同装置のサブタンクの模式的断面説明図である。 同じく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。 本発明の第１実施形態におけるインク供給システムの説明図である。 同実施形態における流体抵抗可変ユニットの説明に供する説明図である。 同画像形成装置の制御部の概要を説明するブロック説明図である。 インク初期充填動作の説明に供するフロー図である。 印字動作の説明に供するフロー図である。 本発明の第２実施形態におけるインク供給システムの説明図である。 図１４のＪ−Ｊ線に沿う断面説明図である。 同実施形態における流体抵抗可変ユニットの説明に供する説明図である。 本発明の第３実施形態におけるインク供給システムの説明図である。 同実施形態における流体抵抗可変ユニットの説明に供する説明図である。 同流体抵抗可変ユニットの開閉弁の開閉制御の組合せの説明に供する説明図である。 同実施形態における印字動作の説明に供するフロー図である。 本発明の第４実施形態におけるインク供給システムの説明図である。 同実施形態における流体抵抗可変ユニットの説明に供する説明図である。 同実施形態におけるポンプユニットの説明に供する説明図である。 同実施形態における維持回復動作の説明に供するフロー図である。 本発明の第５実施形態におけるインク供給システムの説明図である。

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を主走査モータ５５１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）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）のインク滴を吐出する１又は複数の記録ヘッド１０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。

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、ベース部材１９に形成されたインク供給路を介して共通流路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）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本発明における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７１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キャップ５２と、キャップ５２内を吸引する吸引ポンプ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）させる移動機構（後述の図１１のキャップ昇降機構５１３）を備えている。また、後述する図９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本発明の第１実施形態に係るインク供給系（インク供給システム）について図５ないし図１０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サブタンクの模式的断面説明図、図６は同じくカートリッジホルダ部分の説明図、図７は同じくポンプユニットの説明図、図８は同じく圧力制御ユニットの説明図、図９はインク供給システムの説明図、図１０は流体抵抗可変ユニットの一例を示す説明図である。

まず、サブタンク３０は、インク室１０３を形成するタンクケース１０１の一部の開口に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１０２が設けられ、インク室１０３の内部には記録ヘッド１０との接続部の近傍にフィルタ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記録ヘッド１０に供給する構成となっている。

このサブタンク３０には、インク供給チューブ７１の一端部が接続される。インク供給チューブ７１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６に示すように、各色のインクに対応して内部流路７０，７４、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を備えている。

ポンプユニット８０は、図７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に連通する送液手段としてのポンプ（アシストポンプ）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、ギヤポンプなど様々なポンプを適用することができる。図７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８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とそれぞれ連通するポート４６ａ、４６ｂと、これらのポート８６ａ、８６ｂに連通する圧力調整手段である流体抵抗可変ユニット４０を備えている。

次に、インク供給システムの全体構成について図９に示す概略構成図を参照して説明する。なお、図９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液体タンクであ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（以下「第１の流路」ともいう。）７１と、途中に分岐部６３を有し、インクカートリッジ７６に連通する第２の流路６０と、第１の流路７１と第２の流路６０を連通させる圧力調整手段である流体抵抗可変ユニット４０を含む圧力制御ユニット８１と、流体抵抗可変ユニット４０をバイパスして分岐部６３と第１の流路７１とを連通する第３の流路６２と、第３の流路６２に設けられた送液手段であるポンプ７８を含むポンプユニット８０とを有している。

ここで、流体抵抗可変ユニット４０は、内部の流路にかかる静水圧によって流体抵抗（流体抵抗）が変化するものである。

この流体抵抗可変ユニット４０の一例について図１０を参照して説明する。なお、図１０（ａ）は同ユニットの正面説明図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線に沿う断面説明図、（ｃ）、（ｄ）は（ａ）のＢ−Ｂ線に沿う異なる状態を示す断面説明図である。
流体抵抗可変ユニット４０は、流路形成部材４１の内部に形成された流路４１ａの一部に流体抵抗を変化させる圧力調整室４３を設けている。この圧力調整室４３は、流路形成部材４１に流路４１ａに臨む矩形状開口部を設け、この開口部を可撓性部材であるゴムなどの弾性部材からなるカバー部材４２にて封止し、静水圧によってカバー部材４２が変形することで流路の絞り量（長さ）が変化して流体抵抗が変化する。

図９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に負圧を発生させている。

ここで、図９及び図１０を参照して、本インク供給システムにおける圧力調整原理について説明する。
上述したように、本インク供給システムでは、ヘッド１０と大気開放されたインクカートリッジ７６に高低差を設けてヘッド１０を適正な圧力に保持している。したがって、インクカートリッジ７６内のインクが減ると、インク液面が下がり、ヘッド１０とインクカートリッジ７６内の液面との高低差（水頭差）が増加し、ヘッド１０の圧力が負圧方向に大きくなる。

この負圧増大が小さい範囲であれば問題ないが、例えばインクカートリッジ７６が大容量タイプのものであると、インク消費に伴う液面位置の変化量は大きくなり、そのための負圧変化が無視できなくなる。負圧変化が大きくなることによって、ヘッド１０から吐出されるインク滴の大きさが変わってしまい、安定した画像が得られなったり、吐出異常が生じたりする。また、ノズル回復動作においては、ノズルのメニスカスを再形成しにくく、回復性が悪くなる。

そこで、本インク供給システムでは、インクカートリッジ７６の水頭変化による負圧増大を、流体抵抗可変ユニット４０による流体抵抗の変化と（アシスト）ポンプ７８による送液によって抑えるようにしている。

まず、流路可変抵抗ユニット４０は、インクカートリッジ７６のインク残量が多い場合、図１０（ｃ）に示すように、圧力調整室４３の一壁面が可撓性部材からなるカバー部材４２で形成されているので、圧力調整室４３の内部の圧力に応じた変形状態となっている。この状態から、インクカートリッジ７６のインク残量が少なくなると、圧力調整室４３の内部の圧力は低下するため、図１０（ｄ）に示すように、カバー部材４２は内側に力を受け、内方へ変形する。

つまり、流体抵抗可変ユニット４０は、インクカートリッジ７６のインク残量が減少することで、圧力調整室４３の流路を形成するギャップ長が小さくなる（Ｇ１→Ｇ２）構成となっている。

このように、流体抵抗可変ユニット４０をインクカートリッジ７６との圧力差で流体抵抗が自動的に変化する構成とすることで、圧力調整手段の構成が簡単になる。また、流路の一部に可撓性部材を用いることで、構成が更に簡単になる。さらに、可撓性部材としてとして弾性体を用いることで、圧力調整室の絞り量（流体抵抗値）を弾性的に変化させることができて、特性が安定する。

一方、図９に戻って、本インク供給システムでは、流体抵抗可変ユニット４０をバイパスする第３の流路（バイパス流路）６２を有し、このバイパス流路６２にアシストポンプ７８を備えている。

このアシストポンプ７８によってインクを矢印Ｑａで示す方向に送液すると、ヘッド１０によって外部に吐出される量のインクは矢印Ｃ方向に流れ、残りのインクは矢印Ｄ方向に流れ、流体抵抗可変ユニット４０とアシストポンプ７８の間でインクが循環することになる。

したがって、流体抵抗可変ユニット４０内部では、図１０（ｃ）、（ｄ）に矢印Ｄで示す方向にインクが流れることになる。矢印Ｄ方向にインクが流れると、圧力調整室４３の流体抵抗の大きさに応じた圧力が発生するので、圧力調整室４３のギャップ長が小さい条件、即ちインクカートリッジ７６のインク残量が少なくヘッド１０の負圧が大きい条件ほど、圧力調整室４３で大きな正圧が発生するので、ヘッド１０の負圧増大がキャンセルされる。

このように、インクカートリッジ残量変化により水頭負圧が増大しても、自動的に圧力調整室４３が正圧を発生させ、ヘッド１０の圧力を安定維持し、吐出性能を良好に維持することができる。また、ヘッド１０が目詰まりした場合のノズル回復動作を行う場合にも、ヘッド１０の負圧をインクカートリッジ残量に依存せず一定の範囲に収めることができるので、良好な回復性能を得ることができるようになる。

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、本発明に係る各種制御を行う手段を兼ねたこの画像形成装置全体の制御を行う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を搬送する搬送ローラ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５２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５１０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５１６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、本実施形態におけ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経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））、その後モータ８２を駆動してポンプユニット８０のポンプ７８を駆動する。図９に示すようにインク供給路が形成されているので、ポンプ７８を駆動して矢印Ｑａ側に送液することにより、ポンプ７８が接続されているバイパス流路（第３の流路）６２内の空気が液体供給チューブ（第１の流路）７１に押し出され、インクで置換される。

チューブに排出された空気は、吸引ポンプ５３の吸引により記録ヘッド１０に送り出される。吸引ポンプ５３とポンプ７８を両方とも所定時間駆動すると、インクカートリッジ７６から記録ヘッド１０に至る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、維持回復ユニット５１に備えられるワイパ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を駆動して所定の滴数のインク滴をノズルから吐出させることで、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。

次に、本実施形態における印字動作について図１３の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、インクカートリッジ７６のインク残量を確認する。インク残量の確認手段（検出手段）としては、インクカートリッジ７６にインク残量検知センサを設けてその情報を得る方法や、印字や回復動作の履歴情報を元にインク残量を推定する方法などを用いることができる。インク残量が少ない場合は、図示しないが、その旨報知してインクカートリッジ７６の交換等を促す。

次いで、温度センサ２７で機内（装置内）の環境温度を検知し、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（アシストポンプ駆動条件設定）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。

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。

この印字動作を行うとき、前述したように、アシストポンプ７８を駆動して送液しているので、インクカートリッジ７６のインク残量が少なくなって水頭差負圧が大きくなる場合でも、圧力制御ユニット８１の作用により、記録ヘッド１０の負圧が一定範囲内に収まることで、安定したインク吐出を行うことができる。

このように、記録ヘッドに液体を供給する第１の流路と液体タンクに連通する第２の流路を連通させる流路を有する圧力調整手段と、第２の流路又は液体タンクと第１の流路とを圧力調整手段をバイパスして連通する第３の流路と、第３の流路に設けられる送液手段とを備え、圧力調整手段は、液体タンクの液体残量に応じて流体抵抗が変化し、液体残量が多いときには流体抵抗を小さく、液体残量が少ないときには流体抵抗を大きくし、記録ヘッドから液滴を吐出するときに送液手段で送液し、第３の流路と圧力調整手段の流路を通じる循環流を発生させる構成とすることで、液体残量の減少に伴う負圧の増加を抑制することができ、簡単な構成でヘッドの負圧を適正な範囲に維持できるようになる。

また、維持回復動作を行うときに同様に循環流を発生させることで、ノズルの目詰まり発生時にヘッドを適正な圧力に調整することができるので、ノズル回復を良好に行うことができ、装置の信頼性を向上させることができる。

なお、この画像形成装置では、前述したように、４色のインクを吐出させるので、図９の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、図７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。

つまり、インクカートリッジ７６のインク残量は、吐出した滴の色の消費量によってインクカートリッジ７６ごとにバラバラになるが、本インク供給システムでは、インクカートリッジ７６のインク残量に応じてそれぞれの流体抵抗可変ユニット４０のカバー部材４２が変形するので、全色同じ流量でポンプ７８が送液しても、各色ごとに必要な圧力を自動的に発生させることができる。

そして、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（送液手段）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、インクの温度液体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と良い。これにより、あらゆる温度に対応した使い勝手の良い装置が得られる。

次に、本発明の第２実施形態におけるインク供給システムについて図１４及び図１６を参照して説明する。なお、図１４は同インク供給システムの全体構成を示す模式的説明図、図１５は図１４のＪ−Ｊ線に沿う断面説明図である。

まず、インクカートリッジ７６は、インクが消費されることにより自由に変形する（図１５（ａ）に示す状態から図１５（ｂ）に示す状態に変形する）ことができる可撓性の材料からなる袋部材９３の内部に液体が収容されたものとし、ヘッド１０のノズル面よりも下方に配置している。

このようなカートリッジ構成とすることで、インク供給系が密閉系となるので、供給する液体の品質を安定に保持しやすくなる。また、ヘッド１０とインクカートリッジ７６の高低差でヘッド１０を負圧に保持する構成であるので、負圧も安定する。

本実施形態のインク供給システムでは、ヘッド１０とインクカートリッジ７６に高低差を設けてヘッド１０を適正な圧力に保持している。このインクカートリッジ７６においても、内部のインクが消費されることによって少しずつ内部の圧力が低下する。特に、インク残量が少なくなると、圧力低下は懸著になり、前述したように吐出性能やノズル回復性能に支障をきたすことになる。そこで、本インク供給システムでは、ポンプ７８による送液と圧力制御ユニット８１の作用によってこの圧力低下を防止することができる。

次に、本実施形態における流体抵抗可変ユニット４０について図１６を参照して説明する。なお、図１６（ａ）は同ユニットの正面説明図、（ｂ）は（ａ）の側面説明図、（ｃ）、（ｄ）は（ａ）のK−K線に沿う異なる状態を示す断面説明図である。
この流体抵抗可変ユニット４０は、流路形成部材４１の流路４１ａの一部が円形状に開口しており、その開口部分にカバー部材４２が設けられた圧力調整室４３を備えている。なお、カバー部材４２としては、低密度ポリエチレンなどの樹脂フィルムを用いて、流路形成部材４１に熱融着などで周辺をシールして固定している。

また、カバー部材４２は、流路形成部材４１に設けたばね４５によって、圧力調整室４３の容積が拡大する方向（流体抵抗が小さくなる方向）に付勢されている。このように、圧力調整室４３の壁面を形成する可撓性部材を流体抵抗が小さくなる方向に押圧する手段を設けることで、可撓性部材としてフィルム部材などを使用した場合でも、圧力調整室の絞り量（流体抵抗）を弾性的に変化させることができて、特性を安定させることができる。

さらに、流路形成部材４１にはカバー部材４２との対向する面の中央部に流路の一部となる溝４４が形成されている。

次に、ポンプ７８による送液と圧力制御ユニット８１（流体抵抗可変ユニット４０）の作用による圧力低下を防止する原理（圧力調整原理）について説明する。
本実施形態においても、図１４に示すように、ポンプ７８によってインクを矢印Ｑａ方向に送液することで、インクは液体供給チューブ７１の根本で分岐し、矢印Ｄ方向の循環流が形成され、流体抵抗可変ユニット４０にはインクカートリッジ７６の方向への流れが発生する。

圧力制御ユニット８１の流体抵抗可変ユニット４０の圧力調整室４３は、内部の圧力によって流路が膨張及び収縮する構成であり、インクカートリッジ７６のインク残量が多い場合は圧力調整室４３の圧力は比較的大きく、図１６（ｃ）に示すように、圧力調整室４３が大きく開口した状態となる。したがって、循環流が内部を流れることによって圧力はほとんど発生しない。

一方、インクカートリッジ７６のインク残量が少なくなってくると、圧力調整室４３の負圧が大きくなるため、図１６（ｄ）に示すように、カバー部材４２がばね４５の付勢力に抗して内側に撓み、圧力調整室４３が狭まってくる。その結果、絞られた流路内をインクが流れることになり、圧力調整室４３に正圧が発生する。

したがって、インクカートリッジ７６のインク残量減少によって負圧増加を自動的にキャンセルすることができる。

本発明によれば、インク残量減少に伴う負圧増加を自動的にキャンセルするので、インクカートリッジ７６のインクを完全に使い切ることができる。

また、本実施形態の流体抵抗可変ユニット４０では、圧力調整室４３に溝４４を形成しているので、図１６（ｄ）に示すように圧力調整室４３の圧力が低下して、カバー部材４２が流路形成部材４２に密着するような状態になっても、溝４４により流路が確保され、ヘッド１０とインクカートリッジ７６の連通を維持することができる。

また、本実施形態では、図１４に示すように、インクカートリッジ７６と流体抵抗可変ユニット４０の間に開閉弁６９を備えている。この開閉弁６９は、インクカートリッジ７６が装着されているときには開状態で、インクカートリッジ７６が抜かれる時には閉状態になるように開閉駆動される。

したがって、インク残量が少なくなり、圧力調整部室４３の負圧が大きいときにインクカートリッジ７６を抜いても、流体抵抗可変ユニット４０のばね４５の作用でカバー部材４２が押されてジョイント８９から空気を吸入することを防止することができる。

次に、本発明の第３施形態におけるインク供給システムについて図１７を参照して説明する。なお、図１７同インク供給システムの全体構成を示す模式的説明図である。
ここでは、インクカートリッジ７６としては前記第１実施形態と同様に大気開放部９０を有するタンク型のものとし、内部の液面がノズル面よりも下に位置するように配置されている。

また、このインクカートリッジ７６にはインクカートリッジ７６の情報を保持したＩＤチップ６８が備えられている。

次に、本実施形態の流体抵抗可変ユニット４０について図１８を参照して説明する。なお、図１８（ａ）は同ユニットの正面説明図、（ｂ）は（ａ）の側面説明図である。
この流体抵抗可変ユニット４０は、流路形成部材４１の内部にそれぞれ径の異なる（流体抵抗）の３本（複数本であればよい。）分岐流路４７ａ〜４７ｃが形成されている。
そして、分岐経路４７ａ〜４７ｃには流路を開閉する開閉弁４８が設けられている。開閉弁４８ａ〜４８ｃは、各々独立して開閉可能であり、電磁弁を用いることができるが、分岐流路４７ａ〜４７ｃが低い剛性のものであれば、チューブの押圧で流路を開閉するような構成とすることもできる。

この流体抵抗可変ユニット４０を使用した場合の圧力制御について説明する。
インクカートリッジ７６のインク残量が少なくなると、ヘッド１０とインクカートリッジ７６のインク液面の高低差（水頭差ｈ）が大きくなり、ヘッド１０に作用する負圧が増加する。そこで、前記実施形態と同様に、アシストポンプ７８により圧力制御ユニット８１の流体抵抗可変ユニット４０に、矢印Ｄ方向の循環流を形成して正の圧力を発生することで、前記負圧増加分をキャンセルする。

ここで、アシストポンプ７８の送液流量が同じ条件では、流体抵抗可変ユニット４０の流体抵抗が大きいほど発生する正の圧力が大きくなるので、インク残量が少なくなるほど流体抵抗可変ユニット４０の流体抵抗を大きくするように制御すればよい。

本実施形態の流体抵抗可変ユニット４０は、上述したように３つの異なる径のチューブ４７と開閉弁４８から構成している。そこで、例えば図１９に示すように、３つの開閉弁４８ａ〜４８ｃの開状態と閉状態とを組み合わせることによって７段階に流体抵抗を変化させることができるので、インクカートリッジ７６のインク残量に応じて開閉弁４８ａ〜４８ｃの開閉を切り替えてインクを流すチューブ４７ａ〜４７ｃを選択することで、流体抵抗可変ユニット４０の流体抵抗を変化させて、インク残量変化に伴うヘッド負圧変化を抑制することができる。

なお、流体抵抗可変ユニット４０を、同一径、長さのチューブと開閉弁で構成することもできるが、この構成では、流体抵抗の可変段階が本実施形態の構成よりも少なくなる。より細かな圧力制御をするためには、個々の分岐流路の抵抗を変えた方が良い。

また、本実施形態では、複数の異なる流体抵抗の流路を選択することにより圧力制御を行なっているが、単一の流路とし、その流路の絞り状態が変化して流体抵抗が変化するような構成とすることによっても同様の制御を行うことができる。

次に、本実施形態における印字動作の処理について図２０の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、インクカートリッジ７６のインク残量を確認する。ここでは、前述したようにインクカートリッジ７６に備えられたＩＤチップ６８にインク残量情報が記憶されている。印字などによってインクが消費されると、その消費量がＩＤチップ６８に書き込まれるようになっており、インク残量情報が更新される。このインク残量情報を図示しない読込み手段によって読み出し、インク残量を検知する。なお、インク残量が少ない場合は、図示しないが、その旨報知してインクカートリッジ７６の交換等を促す。

次いで、温度センサ２７で機内（装置内）の環境温度を検知し、インクの温度を推定する。そして、このインク温度情報と先のインク残量情報をもとに、前述した図１９に示すような組合せでインク残量に応じて開弁する開閉弁４８を決定（開閉弁選択条件設定）し、アシストポンプ７８の送液流量を決定（アシストポンプ駆動条件設定）する。

そして、流体抵抗可変ユニット４０の選択した開閉弁４８を開き、決定した送液流量でポンプ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。

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。

このような印字動作を行うとき、インクカートリッジ７６のインク残量に応じて、流体抵抗可変ユニット４０の送液抵抗（流体抵抗）を設定すると共に、アシストポンプ７８で適切な流量の循環流を形成するので、インク残量に無関係に、圧力制御ユニット８１の作用により記録ヘッド１０の圧力を一定範囲内に収めて安定したインク吐出を行うことができる。

次に、本発明の第４実施形態におけるインク供給システムについて図２１を参照して説明する。なお、図２１同インク供給システムの全体構成を示す模式的説明図である。
ここでは、まずインクカートリッジ７６には複数の電極からなる液面センサ６７を備えている。また、圧力制御ユニット８１は、流体抵抗可変ユニット８３と絞り部材６６から構成される。なお、流体抵抗可変ユニット８３と絞り部材６６を別々に設けているが、絞り部材６６を流体抵抗可変ユニット８３内部に設けることもできる。

ここで、流体抵抗可変ユニット８３は、内部を流れる液体の流れ方向や流量によって流体抵抗（流体抵抗）が変化する特性を有するものである。この流体抵抗可変ユニット８３は、例えば図２２に示すように、流路部材（流路形成部材）である管部材８７と、管部材８７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７１を接続するポート８６ａと、第２の流路６０に絞り部材６６を介して接続するポート８６ｂと、第３の流路６２を接続するポート（横穴）８６ｃとを有している。可動部材である弁体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（第１弁体部）８８ｔ、中央部８８ｍ、下部（第２弁体部）８８ｂの少なくとも３つの段部要素を有し、中央部８８ｍの径が第２弁体部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２２（ａ）の位置、図２２（ｂ）の位置、あるいはその中間の位置などの各位置に位置変化する。

管部材８７の横穴８６ｃに接続されたアシストポンプ７８は、図２３に示すように、ギヤポンプ方式のものとしており、ポンプ７８（７８Ｋ、７８Ｃ、７８Ｍ、７８Ｙ）ごとに個々にモータ８２（８２Ｋ、８２Ｃ、８２Ｍ、８２Ｙ）が接続され、各ポンプ７８は独立に駆動できるようにされている。

ここで、図２２を参照して、本実施形態の圧力制御原理について説明する。
図２２（ａ）はヘッド１０が停止、あるいは吐出流量Ｑｈが少ない条件での流体抵抗可変ユニット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。このとき、管部材８７と弁体下部８８ｂの間のギャップＧｂが管部材８７と弁体上部８８ｔのギャップＧｔよりも大きいこと、更に、ポート８６ａの先には図２１に示すように流体抵抗の大きいチューブ７１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。

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２１におけるポンプユニット８０と流体抵抗可変ユニット８３で形成されるループ経路内を循環することになる。

このとき、インクが絞り部材６６を流れるので、この絞り部材６６の流体抵抗と流れるインク流量によって決まる正圧（ＰＢ）が発生する。

図２２はヘッド１０の吐出量が多い条件での流体抵抗可変ユニット８３の状態を示している。管部材８７と弁体上部８８ｔのギャップＧｔを狭く設定することで、ヘッド１０からの滴吐出により、矢印Ｑｈで示す方向にインクが貫通穴８４を流れ、弁体８８がポート８６ａ側に引かれるので、弁体８８が移動する。これにより、弁体下部８８ｂが管部材８７の小径部に移動し、管部材８７と弁体下部８８ｂの間のギャップは小さいギャップＧｂ１となる。

このとき、矢印Ｑａ（通常は、Ｑａ＞Ｑｈの条件とする）で示すポンプ７８によって送液されたインクは、この狭いギャップＧｂ１を流れようとするので、圧力（ＰＡ）が発生する。この圧力が、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。

また、それと同時にインクが絞り部材６６も矢印Ｄ方向に流れるので、この絞り部材６６の流体抵抗と流れるインク流量によって決まる正圧（ＰＢ）も発生する。

ここで、上記圧力（ＰＡ）と圧力（ＰＢ）の特性について説明する。まず、圧力（ＰＡ）は、弁体８８の位置（釣り合い位置）によって決まるギャップＧｂ１の絞り量と、ギャップＧｂ１を流れるインク流量（Ｑａ−Ｑｈ）によって決定される。弁体８８の位置は、ヘッド１０の吐出流量Ｑｈによる上向きの力とギャップＧｂ１の流れによる下向きの力のバランスで決まる。したがって、ヘッド１０の吐出流量Ｑｈが大きくなると、弁体８８のバランス位置が図２２では上側にずれるので、ギャップＧｂ１の絞り量が多くなり、圧力（ＰＡ）は大きくなる。

一方、ポンプ７８からの送液流量（アシスト流量）Ｑａを増加すると、弁体８８を下げる方向の力が増加し、弁体８８が下降するため、アシスト圧（ＰＡ）は変わらない。つまり、流量Ｑａを増加すると、ギャップＧｂ１を流れるインクの流量は増加するが、ギャップＧｂ１の流体抵抗が下がるので、相殺して発生するアシスト圧（PA）は一定となる。

これに対し、絞り部材６６で発生する圧力（ＰＢ）は、流体抵抗が一定であるため、アシスト流量Ｑａに比例して増加する。

このように、本実施形態では、絞り部材６６を設けることにより、ポンプ７８からの送液流量Ｑａに比例して増加する圧力（ＰＢ）を発生させることができるので、インクカートリッジ７６のインク残量低下に伴う負圧増加をアシストポンプ７８の流量Ｑａを制御することで一定の範囲に維持することができる。

また、アシストポンプ７８の流量Ｑａでヘッド１０の圧力を自由に制御できるので、例えば、ヘッド１０のメニスカス保持力の限界水頭圧の範囲内で、インクカートリッジ７６を下方に配置することも可能になる。

また、ノズルの目詰まり発生時にヘッド１０を適正な圧力に調整することができるので、ノズル回復を良好に行うことができ、装置の信頼性を向上させることができる。

このように、記録ヘッドに液体を供給する第１の流路と液体タンクに連通する第２の流路と、第１の流路と第２の流路を連通させる流路を有する流体抵抗部と、第２の流路又は液体タンクと第１の流路とを流体抵抗部をバイパスして連通する第３の流路と、第３の流路に設けられる送液手段とを備え、記録ヘッドから液滴を吐出するときに送液手段で送液し、第３の流路と流体抵抗部の流路を通じる循環流を発生させ、送液手段の送液量を、液体タンクの液体残量に応じて、液体残量が多いときには送液量を少なく、液体残量が少ないときには送液量を多く制御する手段を備えている構成とすることで、液体残量の減少に伴う負圧の増加を抑制することができ、簡単な構成でヘッドの負圧を適正な範囲に維持できるようになる。

次に、本実施形態におけるノズル回復動作について図２４のフロー図を参照して説明する。
まず、カートリッジホルダ７７にインクカートリッジ７６が装着されているか否かを判別し、インクカートリッジ７６が装着されていないときにはカートリッジ装着要求を操作パネル５１４に表示する。

そして、インクカートリッジ７６が装着されているときには、維持回復ユニット５１のキャップ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。

次に、インクカートリッジ７６の液面センサ６７によりインク残量を確認し、温度センサ２７により環境温度を検出して、ポンプ７８の駆動条件を決定し、ポンプ７８を駆動して送液する。

このポンプ７８による送液により、圧力制御ユニット８１で正の圧力が発生し、ヘッド１０の負圧が低減するので、ノズル回復性を向上させることができる。

次に、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１５からインクの吸引排出を開始する。

これにより、ヘッド１０のノズル１５からインクと一緒に混入していた気泡や異物が排出される。

そして、所定の時間経過後（カウントアップ後）、吸引ポンプ５３の駆動を停止してノズル吸引を停止する。その後、キャップ５２をヘッド１０のノズル面から離間させ（キャッピング解除）、維持回復ユニット５１のワイパ部材５７によるノズル面のワイピングを行い、ポンプ７８の駆動を停止する。

これにより、ノズル面にメニスカスが形成される。

その後、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。

つまり、記録ヘッドに液体を供給する第１の流路と液体タンクに連通する第２の流路と、第１の流路と第２の流路を連通させる流路を有する流体抵抗部と、第２の流路又は液体タンクと第１の流路とを流体抵抗部をバイパスして連通する第３の流路と、第３の流路に設けられる送液手段とを備え、記録ヘッドの維持回復動作を行うときに送液手段で送液し、第３の流路と流体抵抗部の流路を通じる循環流を発生させ、送液手段の送液量を、液体タンクの液体残量に応じて、液体残量が多いときには送液量を少なく、液体残量が少ないときには送液量を多く制御する手段を備えている構成とすることで、液体残量の減少に伴う負圧の増加を抑制することができ、簡単な構成でヘッドの負圧を適正な範囲に調整できて、維持回復性を向上できる。

次に、本実施形態の印字動作における作用効果について説明する。前述したように、本実施形態では、液体タンクからヘッドに液体を供給する供給流路に圧力制御ユニット８１を設け、圧力制御ユニット８１に別の経路でインクカートリッジ７６と連通する流路６２を設けると共に、その流路６２に送液手段としてのポンプ７８を設ける構成とし、圧力制御ユニット８１の内部にヘッド１０に流れる液体の流量に応じて流体抵抗が変化する流体抵抗可変ユニット８３を備えている。

そして、ヘッド１０から液体を吐出するときには、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アシストポンプ７８によりヘッド１０に向けてインク送液を行なうので、ヘッド１０のインク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ヘッド１０に印加することが可能である。これにより、液体供給チューブ７１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。

次に、本発明の第５実施形態におけるインク供給システムについて図２５を参照して説明する。なお、図２５同インク供給システムの全体構成を示す模式的説明図である。
ここでは、前記第４実施形態において、第３の流路６２がインクカートリッジ７６に直接接続されている構成としている。この構成は前記第１ないし第３実施形態にも同様に適用することができる。

このように、構成しても前記各実施形態と同様の作用効果を得ることができる。

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ヘッド内に有するヘッドで、１つのヘッドから異なる種類の液体を吐出する場合の液体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
４０ 流体抵抗可変ユニット
４３ 圧力調整室
４２ 可撓性部材（カバー部材）
６０ 第２の流路
６２ 第３の流路
６３ 分岐部
４７、４７ａ〜４７ｃ 分岐流路
４８、４８ａ〜４８ｃ 開閉弁
６９ 開閉弁
７１ 液体供給チューブ（第１の流路）
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 流体抵抗可変ユニット

Claims (11)

1. 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の流路を連通させる流路を有する圧力調整手段と、
   前記第２の流路又は前記液体タンクと前記第１の流路とを前記圧力調整手段をバイパスして連通する第３の流路と、
   前記第３の流路に設けられる送液手段と、を備え、
   前記圧力調整手段は、前記液体タンクの液体残量に応じて流体抵抗が変化し、前記液体残量が多いときには流体抵抗を小さく、前記液体残量が少ないときには流体抵抗を大きくし、
   前記記録ヘッドから液滴を吐出するときに前記送液手段で送液し、前記第３の流路と前記圧力調整手段の流路を通じる循環流を発生させる
   ことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記圧力調整手段は、前記液体タンクとの圧力差で前記流体抵抗が変化することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記圧力調整手段は、前記流路の一部が可撓性部材で形成され、前記液体タンクの液体残量に応じて前記可撓性部材が変形することを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記可撓性部材は弾性部材からなることを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
5. 前記可撓性部材を流体抵抗が小さくなる方向に押圧する手段を備えていることを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
6. 前記圧力調整手段は、前記流路が流体抵抗が異なる複数の分岐流路と、前記複数の分岐流路を開閉する開閉手段とを有し、前記液体タンクの液体残量の検出結果に応じて前記開閉手段を開閉制御する手段を備えていることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
7. 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の流路を連通させる流路を有する流体抵抗部と、
   前記第２の流路又は前記液体タンクと前記第１の流路とを前記流体抵抗部をバイパスして連通する第３の流路と、
   前記第３の流路に設けられる送液手段と、を備え、
   前記記録ヘッドから液滴を吐出するときに前記送液手段で送液し、前記第３の流路と前記流体抵抗部の流路を通じる循環流を発生させ、
   前記送液手段の送液量を、前記液体タンクの液体残量に応じて、前記液体残量が多いときには送液量を少なく、前記液体残量が少ないときには送液量を多く制御する手段を備えている
   ことを特徴とする画像形成装置。
8. 前記送液手段の送液量を環境温度又は前記液体の温度に応じて制御することを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載の画像形成装置。
9. 前記第２の流路には開閉手段が設けられ、前記開閉弁は前記液体タンクが装着されていないときには閉じられることを特徴とする請求項１ないし８のいずれかに記載の画像形成装置。
10. 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の流路を連通させる流路を有する圧力調整手段と、
    前記第２の流路又は前記液体タンクと前記第１の流路とを前記圧力調整手段をバイパスして連通する第３の流路と、
    前記第３の流路に設けられる送液手段と、を備え、
    前記圧力調整手段は、前記液体タンクの液体残量に応じて流体抵抗が変化し、前記液体残量が多いときには流体抵抗を小さく、前記液体残量が少ないときには流体抵抗を大きくし、
    前記記録ヘッドの維持回復動作を行なうときに前記送液手段で送液し、前記第３の流路と前記圧力調整手段の流路を通じる循環流を発生させる
    ことを特徴とする画像形成装置。
11. 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の流路を連通させる流路を有する流体抵抗部と、
    前記第２の流路又は前記液体タンクと前記第１の流路とを前記流体抵抗部をバイパスして連通する第３の流路と、
    前記第３の流路に設けられる送液手段と、を備え、
    前記記録ヘッドの維持回復動作を行なうときに前記送液手段で送液し、前記第３の流路と前記流体抵抗部の流路を通じる循環流を発生させ、
    前記送液手段の送液量を、前記液体タンクの液体残量に応じて、前記液体残量が多いときには送液量を少なく、前記液体残量が少ないときには送液量を多く制御する手段を備えている
    ことを特徴とする画像形成装置。

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