JP4446810B2

JP4446810B2 - 画像形成装置

Info

Publication number: JP4446810B2
Application number: JP2004184340A
Authority: JP
Inventors: 保有賀; 敏郎得能; 健司佐藤
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2003-08-05
Filing date: 2004-06-23
Publication date: 2010-04-07
Anticipated expiration: 2024-06-23
Also published as: JP2005161834A

Description

本発明は画像形成装置に関する。

プリンタ、ファクシミリ、複写装置、プロッタ等の各種画像形成装置として用いられるインクジェット記録装置において、キャリッジ上には液滴吐出ヘッドであるインクジェットヘッドに液体であるインクを供給するための小容量のサブタンク（液体容器）を搭載し、液体保管タンクである大容量のインクカートリッジ（メインタンク）を装置本体側に設置し、サブタンクに装置本体側のメインタンクからインクを補充供給するようにした装置が知られている。

このようなサブタンク及びサブタンクを含む液体供給装置としては、サブタンク内部に流体の供給と排出により膨張、収縮する負圧発生部を設け、更にサブタンク内部を大気に開放する大気開放部と、インクを供給するインク供給部とを設け、メインタンクからサブタンクに液体を供給するときに大気開放部でサブタンク内を大気に開放し、流体を供給して負圧発生部を膨張させてサブタンクに液体を供給し、サブタンクに液体を補充した後に大気開放部を遮断して負圧発生部を収縮させてサブタンク内に負圧を発生させるようにしたものがある。
特開２００３−１８４６号公報

また、インクの負圧を維持しながらインク容量に応じて変形するインク室と、インク室の上部に設けられたインク導入部と排気部と、インク室の下部に設けられたインク供給部とを有し、インク導入部には、弾性体で形成され、インク導入路を有する弁座と弁体及び弁体を弁座に圧接してインク導入路を遮断する弾性部材からなる補給弁を有し、排気部には、弾性体で形成され、中央に閉じられたスリットが設けられたシール部を有するものが知られている。
特開２００２−８６７４８号公報

一方、インクジェット記録装置にあっては、ヘッドの性能を維持するためにヘッドをキャップでキャッピングした状態でノズルからインクを吸引することが行われる。
特許第２５１６９０１号公報

上述した特許文献１のサブタンクにあっては、サブタンク内部に流体の供給、排出で膨張、収縮する負圧発生部を設けるために、負圧を発生させるためにサブタンク内部に供給する液体とは別に負圧発生部を膨張、収縮させるための流体の供給、排出が必要になって構造が複雑になる。

また、特許文献２のサブタンクにあっても、ケース内にインクを収容する可撓性容器を収納し、ケース内を吸引／大気開放することで可撓性容器の膨張、収縮を行うので、同様に負圧発生部の構成が複雑になる。

一方、画像形成装置においては、省スペース化を図るために、異なる色の液滴を吐出する複数のノズル列を備えた液滴吐出ヘッドを用いることが考えられる。この場合、液滴吐出ヘッドの維持回復を行うためにノズル面をキャッピングするキャップあるいはインク吸引するためのキャップも異なる色の複数のノズル列を同時にキャッピングおよびインク吸引することになる。

ところで、このような異なる色の液滴を吐出する複数のノズル列を有する液滴吐出ヘッドと、液体保管用タンク（メインタンク）から供給される液体を収容して液滴吐出ヘッドに各色の液体を供給するそれぞれの色のサブタンクとを備え、各サブタンクには負圧を発生するための負圧発生手段、サブタンク内を大気開放するための大気開放手段及び液量を検知する手段をそれぞれ備えている画像形成装置を構成した場合、長期放置後に、わずかなエアリークの累積によって侵入した空気により目的の負圧が得られなくなった（この場合、侵入した空気のため液量検知手段によりインクなしの信号が出力される）サブタンクから余分なエアを除去して負圧を回復する方法としては、一旦、それぞれのサブタンクを大気開放した状態とし、その後、液量検知手段にてインク無しと判断されたサブタンクにインク有りの信号が出力されるまでインクを供給し、その後、それぞれのサブタンクの大気開放弁を閉じて大気開放部を遮断した後、共通のヘッドから共通の吸引キャップを通して、それぞれのサブタンクのインクを吸引をすることによって、それぞれのサブタンクの負圧を作成する方法を採ることが考えられる。

ところが、本発明者らの実験によると、同一ヘッドに異なる２色のノズル列を配置し、２色同時に同一キャップでキャッピングしてインク吸引するような仕組みにした場合で、例えば、一方の色のサブタンク（これを「サブタンクＡ」とする。）がエアリークなどの理由によりインク無しの信号となっているが、他方の色のサブタンク（これを「サブタンクＢ」とする。）がまだインク有りの信号、の状態で自動的にインク供給動作に入る場合、つまり、すなわち双方のサブタンクを大気開放して、その後の液量検知信号によりインク無しのサブタンクのみにインク有りの信号が出力されまでインク供給し、大気開放弁を閉じて大気遮断状態としてから共通のヘッドから双方のサブタンクのインクをヘッド吸引して負圧を作成する一連の動作を行うとき、インク吸引を行った後に、今度は他方のサブタンクＢがインク無しになり易く、インク供給動作を交互に頻繁に繰り返してしまうという不具合が生じることが確認された。

このような状態になると、インク消費量が大幅に増加することになる。

この場合、大気開放したときにサブタンクＢも液量検知センサで常にインクなしの状態になればよいのであるがインクの状態によっては大気開放後もしばしばインク有りのままになってしまうことがあるためである。これに対処するためには、液量検知手段が電極センサの場合、サブタンクを大気開放した際のインク液面の下がる量を多くすればよいのであるが、サブタンクの容量、制御する負圧の範囲の関係から困難である。

上述した画像形成装置を構成した当初、まれでは有るがインク充填を頻繁に繰り返す現象に陥ることがあり、その理由は不明であったが、このように片側のみインクなしとなり、片側のみインク供給した場合にその現象が発生していることが判明した。さらに、この現象は、インクの物性（泡など）と関係があることが確認された。

本発明は上記の知見に基づく課題に鑑みてなされたものであり、共通のヘッドに対する複数のサブタンクへの液体供給動作が頻繁に繰り返されること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、
異なる色の液滴を吐出する複数のノズル列を有する液滴吐出ヘッドと、
液体保管用タンクから供給される液体を収容して前記液滴吐出ヘッドに各色の液体を供給する複数のサブタンクと、を備え、
このサブタンクには負圧を発生するための負圧発生手段、サブタンク内を大気開放するための大気開放手段及び液量を検知する液量検知手段を備え、
前記サブタンク内を大気開放した状態で液体を供給し、その後大気開放を遮断して、前記液滴吐出ヘッドのノズル側から吸引を行うことで前記サブタンク内の負圧を形成する一連の動作を行なうとき、
前記サブタンク内を大気開放した状態で、１つの液滴吐出ヘッドに液体を供給する複数のサブタンクのうちの少なくともいずれかについて前記液量検知手段により液体ありの状態が検知されたときには、前記液滴吐出ヘッドのノズル側から吸引を行って複数のサブタンクを液体なしの状態とした後、それぞれのサブタンクに前記液量検知手段の検知結果が液体ありの状態となるまで、液体を供給する
構成とした。

本発明に係る画像形成装置によれば、サブタンク内を大気開放した状態で液体を供給し、その後大気開放を遮断して、液滴吐出ヘッドのノズル側から吸引を行うことでサブタンク内の負圧を形成する一連の動作を行なうとき、サブタンク内を大気開放した状態で、１つの液滴吐出ヘッドに液体を供給する複数のサブタンクのうちの少なくともいずれかについて液量検知手段により液体ありの状態が検知されたときには、液滴吐出ヘッドのノズル側から吸引を行って複数のサブタンクを液体なしの状態とした後、それぞれのサブタンクに液量検知手段の検知結果が液体ありの状態となるまで、液体を供給する構成としたので、サブタンクに対する液体供給動作が頻繁に繰り返されることを防止できる。

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。まず、本発明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説明する。図１は同インクジェット記録装置を前方側から見た斜視説明図である。

このインクジェット記録装置は、装置本体１と、装置本体１に装着した、記録媒体である用紙を装填するための給紙トレイ２と、装置本体１に装着され画像が記録（形成）された用紙をストックするための排紙トレイ３とを備え、さらに、装置本体１の前面４の一端部側には、前面４から前方側に突き出し、上面５よりも低くなったカートリッジ装填部６を有し、このカートリッジ装填部６の上面に操作キーや表示器などの操作部７を配置している。カートリッジ装填部６には液体保管用タンク（メインタンク）であるインクカートリッジ１０の脱着を行うための開閉可能な前カバー８を有している。

次に、このインクジェット記録装置の機構部について図２及び図３−Ａ、図３−Ｂを参照して説明する。なお、図２は同機構部の全体構成を説明する概略構成図、図３―Ａは同機構部の要部平面説明図、図３−Ｂは同機構部の要部模式的斜視説明図である。

フレーム３０１を構成する左右の側板３０１Ａ、３０１Ｂに横架したガイド部材であるガイドロッド１１とステー１２とでキャリッジ１３を主走査方向に摺動自在に保持し、図示しない主走査モータによって図３−Ａで矢示方向（キャリッジ走査方向：主走査方向）に移動走査する。

このキャリッジ１３には、インク滴を吐出するためのインクジェットヘッドからなる記録ヘッド１４を複数の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１４は、例えば、図４にも示すように、イエロー（Ｙ）のインク滴を吐出する多数のノズルＮからなるノズル列１４ｙｎ及びマゼンタ（Ｍ）のインク滴を吐出する多数のノズルＮからなるノズル列１４ｍｎを有する液滴吐出ヘッド１４ａと、シアン（Ｃ）のインク滴を吐出する多数のノズルＮからなるノズル列１４ｃｎ及びブラック（Ｂｋ）のインク滴を吐出する多数のノズルＮからなるノズル列１４ｋｎとを有するヘッド１４ｂとで構成している。

なお、例えば、図５に示すように、イエロー（Ｙ）のインク滴を吐出する多数のノズルＮからなるノズル列１４ｙｎ、マゼンタ（Ｍ）のインク滴を吐出する多数のノズルＮからなるノズル列１４ｍｎ及びシアン（Ｃ）のインク滴を吐出する多数のノズルＮからなるノズル列１４ｃｎを有する液滴吐出ヘッドであるカラーヘッド１４ｃと、ブラック（Ｂｋ）のインク滴を吐出する多数のノズルＮからなるノズル列１４ｋｎとを有する液滴吐出ヘッドであるブラックヘッド１４ｄとを用いることもできる。

ヘッド構成は、これらの例に限るものではなく、また吐出する色の数、１つの液滴吐出ヘッドの複数のノズル列で吐出される色も限定されるものではないが、少なくとも１つのヘッドは異なる色の液滴を吐出する複数のノズル列を有していることが前提である。ただし、以下では図４のヘッド構成で説明する。

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

この記録ヘッド１４にはドライバＩＣを搭載し、図示しない制御部との間でハーネス（フレキシブルプリントケーブル）３０２を介して接続されている。

また、キャリッジ１３には、記録ヘッド１４の各ノズル列１４ｙｎ、１４ｍｎ、１４ｃｎ、１４ｋｎにそれぞれ各色のインクを供給するための各色の液体容器であるサブタンク１５（各色を区別する場合には、ノズル列に対応して１５ｙ、１５ｍ、１５ｃ、１５ｋの符号を用いる。）を搭載している。

このサブタンク１５にはインク供給チューブ１６を介して前述した各色のメインタンク（インクカートリッジ）１０（各色を区別する場合には、ノズル列に対応して１０ｙ、１０ｍ、１０ｃ、１０ｋの符号を用いる。）からインクが補充供給される。ここで、メインタンク１０は、それぞれ各色に対応してイエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｂｋ）の各色のインクを収容しているが、ブラックインクを収容するメインタンク１０ｋは、他のカラーインクを収容するメインタンク１０ｙ，１０ｍ，１０ｃよりもインクの収容容量を大きくしている。また、図３−Ａにも示すように、各メインタンク１０はカートリッジ収納部３０３に収納され、このカートリッジ収納部３０３にはメインタンク１０内のインクを送液するための供給ポンプユニット３０４が設けられている。なお、インク供給チューブ１６は這い回しの途中でフレーム３０１を構成する後板３０１Ｃに係止部材３０５にて保持されている。

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

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

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

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

さらに、このガイド部材４１の搬送ベルト３１の裏面と接触する面側には、主走査方向、すなわち搬送方向と直交する方向に複数の溝を形成して、搬送ベルト３１との接触面積を少なくし、搬送ベルト３１がスムーズにガイド部材４１表面に沿って移動できるようにしている。

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

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

さらに、図３―Ａに示すように、キャリッジ１３の走査方向の一方側（両側でも良い。）の非印字領域には、記録ヘッド１４のノズルの状態を維持し、回復するための維持回復機構（以下「サブシステム」という。）７１を配置している。このサブシステム７１には、記録ヘッド１４ａ、１４ｂの各ノズル面をキャピングするためのキャップ部材７２Ａ、７２Ｂと、ノズル面をワイピングするためのワイパーブレード７３等とを備えている。

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

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

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

また、印字（記録）待機中にはキャリッジ１３はサブシステム７１側に移動されて、キャップ７２Ａ、７２Ｂで記録ヘッド１４ａ、１４ｂをキャッピングされ、ノズルを湿潤状態に保つことによりインク乾燥による吐出不良を防止し、また、記録開始前、記録途中などに記録と関係しないインクを吐出する回復動作を行って安定した吐出性能を維持する。

次に、この記録装置における液体供給装置であるインク供給装置の詳細について図６ないし図９をも参照して説明する。なお、図６は同インク供給装置に係わる部分の分解斜視説明図、図７はサブタンクの分解斜視説明図、図８は同サブタンクの模式的側面説明図、図９は図８のＡ−Ａ線に沿う概略断面説明図である（図８の横から見た図）。

このインク供給装置は、前述したようにキャリッジ１３に搭載されて各記録ヘッド１４（１４ａ、１４ｂ）にインクを供給する液体容器であるサブタンク１５と、このサブタンク１５に供給チューブ１６を介してインクを供給補充するためのメインタンク（インクカートリッジ）１０とによって構成される。

１つのサブタンク１５は、インクを収容するインク収容部１００を形成する容器本体（ケース本体）１０１に、インク収容部１００の開口（サブタンク１５の一面）を封止する可撓性を有するフィルム状部材（可撓性フィルム状部材）１０２を接着又は溶着などで貼り付け、更にインク収容部１００内部にはケース本体１０１とフィルム状部材１０２との間にフィルム状部材１０２を外方に付勢するための弾性部材であるバネ（スプリング）１０３を設けている。

ここで、フィルム状部材１０２は単層構成でもよいが、図１０（ａ）に示すように、種類の異なる第１層１０２ａと第２層１０２ｂとをラミネートした二層構成、例えばポリエチレンとナイロンのフィルム状部材をラミネートした構成としたり、同図（ｂ）に示すように、第１層１０２ａにシリカ蒸着層１０２ｃを形成した構成としている。

フィルム状部材１０２を種類の異なる２層以上の構成とすることで、収容するインクに対する耐液性の向上を図れる。この場合、ポリエチレンとナイロンの積層構成とすることによって、インクに対する耐液性を確実に確保することができる。また、フィルム状部材１０２にシリカ蒸着層を含むことでも収容するインクに対する耐液性の向上を図れる。

また、フィルム状部材１０２の厚さについて、１０〜１００μｍであることが好ましい。１０μｍ未満である場合には、経時的劣化による破損などが生じ易くなり、また１００μｍを越えると、可撓性が低下して負圧の効率的な発生が困難になるおそれがある。

さらに、フィルム状部材１０２にはバネ１０３に対応して凸部形状となる膨らみ部１０２ａを形成してその外面に補強部材１０４を貼り付けている。このように、可撓性フィルム状部材１０２に凸部を設けることで弾性部材（ここではバネ）１０３を安定して保持することができる。この場合、可撓性フィルム状部材１０２は、シート状のフィルム部材を凸形状に成形して作製することで、容易に凸部を形成することができる。

また、ケース１０１にはインク収容部１００にインクを補充するためのインク導入路部１１１を設け、このインク導入路部１１１とインクカートリッジ１０に接続された供給チューブ１６とを接続するための連結手段１１２を着脱自在に装着できるようにしている。なお、インクカートリッジ１０とサブタンク１５との間にはインクカートリッジ１０からサブタンク１５にインクを圧送するために後述するような送液ポンプを設けている。

さらに、ケース１０１の下部にはインク収容部１００から記録ヘッド１４にインクを供給するための連結部材１１３を取り付け、この連結部材１１３には記録ヘッド１４のインク供給路１１４を形成し、インク収容部１００との間にはフィルタ１１５を介装している。

そして、ケース１０１の上部分にはインク収容部１００から空気を出すための空気流路１２１を形成している。この空気流路１２１は、インク収容部１００に開口が臨む入口流路部分１２２と、この入口流路部分１２２に続く流路部分（これを「直交流路部分」という。）１２３とを含み、下流側でケース１０１に設けた大気開放穴１３１に連通し、更に大気開放穴１３１よりも使用状態で下側になる部分に蓄積部１２６を連続して形成している。

この大気開放穴１３１にはサブタンク１５内の密閉状態及び大気開放状態を切り替えるための大気開放手段である大気開放弁機構１３２を設けている。この大気開放弁機構１３２はホルダ１３３内に弁座１３４、弁体であるボール１３５及びこのボール１３５を弁座１３４側に付勢するスプリング１３６を収納して構成している。

なお、蓄積部１２６の作用について説明すると、装置本体が傾けられたり、揺らされるなどしたときには、空気流路１２１内にインクが侵入する可能性が高くなる。そこで、空気流路１２１から侵入したインクを蓄積部１２６に蓄積できるようにして、輸送時に落下等されインクが侵入しても、大気解放口１３１及びこれを開閉する大気開放弁機構１３２内にインクが侵入して固まるなどして大気開放弁機構１３２が作動不良になることを防止している。

また、ケース１０１の上部にはサブタンク１５内のインク量が所定量以下になったこと（この状態を「インク無し」とする。）を検知するための２本の検知電極１４１、１４２を装着している。検知電極１４１、１４２がいずれもインクに浸されている状態と少なくとも一方がインクに浸されていない状態とで検知電極１４１、１４２間の導通状態が変化することによってインク無し及びインク有りを検知することができる。つまり、サブタンク１５内の上側部に設けた検知電極１４１、１４２が記録液であるインクに浸る場合の電気抵抗と浸らない場合の電気抵抗の差に基づいてサブタンク１５内の液量を検知することができる。

さらに、図６に示すように、サブタンク１５の大気開放弁機構１３２のボール１３５をスプリング１３６に抗して押圧して大気開放するための大気開放ピン１５３を進退可能に配設している。そして、装置本体側には、大気開放ピン１５５を作動させるためのレバー１６１を備えた駆動ユニット１６２を配置している。

なお、ここでは、１つの記録ヘッド１４に対して２つのサブタンク１５、１５を配置するために、図９に示すように２つのサブタンク１５、１５の背面を合わせて一体化している。この場合、２つのインク収容部１００間の隔壁部分１００ａは共通にすることもできる。

このように構成したインク供給装置においては、駆動ユニット１６２で大気開放ピン１５３を作動させて、サブタンク１５の大気開放弁機構１３２を開状態にすることにより、サブタンク１５内を大気解放状態にする。

そして、インクカートリッジ１０から供給ポンプユニット３０４によってインクをサブタンク１５に送液して補充供給する。このとき、サブタンク１５内の空気は大気開放弁機構１３２を通じて排出されることになる。

その後、大気開放弁機構１３２を閉状態にしてサブタンク１５内を大気開放から遮断した状態にし、記録ヘッド１４をサブシステム７１のキャップ７２Ａでキャッピングした状態でサブタンク１５内のインクをノズルから吸引する（ヘッド吸引を行う）ことにより、可撓性フィルム状部材１０２にはバネ１０３の付勢力が掛かっているため、サブタンク１５内には負圧が発生する。

このように可撓性フィルム状部材と弾性部材とによってサブタンク内に負圧を発生させることができるので、負圧発生機構が簡単になる。

次に、サブシステム７１の構成について図１１及び図１２をも参照して説明する。なお、同１１は同システムの平面説明図、図１２は同じく模式的概略構成図である。
フレーム２１１には、２つのキャップホルダ２１２Ａ、２１２Ｂと、空吐出受け２１３と、清浄化手段としての弾性体を含むワイピング部材であるワイパーブレード７３と、キャリッジロック２１５とがそれぞれ昇降可能に保持されている。

キャップホルダ２１２Ａ、２１２Ｂ（以下両者を併せて「キャップホルダ２１２」という。）には、各記録ヘッド１４ａ、１４ｂのノズル面をそれぞれキャッピングするキャップ７２Ａ、７２Ｂ（以下これらを「キャップ７２」という。）を保持している。

ここで、印字領域に最も近い側のキャップホルダ２１２Ａに保持したキャップ７２Ａにはチューブ２１９を介して吸引手段であるチューブポンプ（吸引ポンプ）２２０を接続し、他のキャップ７２Ｂはチューブポンプ２２０を接続していない。すなわち、キャップ７２Ａのみを回復及び保湿用キャップとし、他のキャップ７２Ｂは単なる保湿用キャップとしている。したがって、記録ヘッド１４の回復動作やサブタンク１５へのインク供給動作を行うときには、当該ヘッド１４をキャップ７２Ａによってキャッピング可能な位置に選択的に移動する。

また、これらのキャップホルダ２１２Ａ、２１２Ｂの下方にはカム軸２２１を回転可能に配置し、このカム軸２２１には、キャップホルダ２１２Ａ、２１２Ｂを昇降させるためのキャップカム２２２Ａ、２２２Ｂと、ワイパーブレード７３を昇降させるためのワイパーカム２２４、キャリッジロック２１５をキャリッジロックアーム２１７を介して昇降させるためのキャリッジロックカム２２５をそれぞれ設けている。

さらに、ワイパーブレード７３の印字領域側にはワイパーブレード７３を清浄化するためのワイパークリーナ２１８を矢示方向に揺動可能で、図示しないスプリングでワイパーブレード７３から離れる方向に付勢して配置し、カム軸２２１にはこのワイパークリーナ２１８を揺動させるためのワイパークリーナカム２２８を設けている。

ここで、キャップ７２はキャップカム２２２Ａ、２２２Ｂにより昇降させられる。ワイパーブレード７３はワイパーカム２２４に昇降させられ、下降時にワイパークリーナ２１８が進出して、このワイパークリーナ２１８と空吐出受け２１３とに挟まれながら下降することで、ワイパーブレード２１４に付着したインクが空吐出受け２１３に掻き落とされる。

キャリッジロック２１５は図示しない圧縮バネによって上方（ロック方向）に付勢されて、キャリッジロックアーム２１７で昇降させられる。

そして、チューブポンプ２２０及びカム軸２２１を回転駆動するために、モータ２３１の回転をモータ軸２３１ａに設けたモータギヤ２３２に、チューブポンプ２２０のポンプ軸２２０ａに設けたポンプギヤ２３３を噛み合わせ、更にこのポンプギヤ２３３と一体の中間ギヤ２３４に中間ギヤ２３５を介して一方向クラッチ２３７付きの中間ギヤ２３６を噛み合わせ、この中間ギヤ２３６と同軸の中間ギヤ２３８に中間ギヤ２３９を介してカム軸２２１に固定したカムギヤ２４０を噛み合わせている。

また、カム軸２２１にはホームポジションを検出するためのホームポジションセンサ用カム２４１を設け、このサブシステム７１に設けた図示しないホームポジションセンサにてキャップ７２が最下端に来たときにホームポジションレバー（不図示）を作動させ、センサが開状態になってモータ２３１（ポンプ２２０以外）のホームポジションを検知する。なお、電源オン時には、キャップ７２（キャップホルダ２１２）の位置に関係なく上下（昇降）し、移動開始までは位置検出を行わず、キャップ７２のホーム位置（上昇途中）を検知した後に、定められた量を移動して最下端へ移動する。その後、キャリッジが左右に移動して位置検知後キャップ位置に戻り、記録ヘッド１４がキャッピングされる。

このサブシステム７１においては、モータ２３１が正転することによってモータギヤ２３２、中間ギヤ２３３、ポンプギヤ２３４、中間ギヤ２３５、２３６までが回転し、チューブポンプ２２０の軸２２０ａが回転することでチューブポンプ２２０が作動して、回復・保湿用キャップ７２ａ内を吸引する。その他のギヤ２３８以降は一方向クラッチ２３７によって回転が遮断されるので回転（作動）しない。

モータ２３１が逆転することによって、一方向クラッチ２３７が連結されるので、モータ２３１の回転が、モータギヤ２３２、中間ギヤ２３３、ポンプギヤ２３４、中間ギヤ２３５、２３６、２３８、２３９を経てカムギヤ２４０に伝達され、カム軸２２１が回転する。このとき、チューブポンプ２２０はポンプ軸２２０ａの逆転では回転しない構造となっている。

ここで、この画像形成装置におけるインク供給排出系を模式的に説明すると図１３に示すようになる。
すなわち、２つのノズル列を有する１つの記録ヘッド１４について一体になった２つのサブタンク１５Ａ，１５Ｂが接続され、各サブタンク１５Ａ，１５Ｂには供給チューブ１６Ａ、１６Ｂを介してメインタンク１０Ａ、１０Ｂから各色のインクが供給される。

一方、１つの記録ヘッド１４については２つのノズル列を同時にキャッピングし、吸引を行うためのキャップ７２Ａが配置されるので、ノズル吸引時には２つのノズル列からいずれもインクが吸引される。

次に、この画像形成装置の制御部の概要について図１４のブロック図を参照して説明する。
この制御部２８０は、装置全体の制御を司るＣＰＵ２８１と、ＣＰＵ２８１が実行するプログラム、その他の固定データを格納するＲＯＭ２８２と、画像データ等を一時格納するＲＡＭ２８３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不揮発性メモリ（ＮＶＲＡＭ）２８４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ＡＳＩＣ２８５とを備えている。

また、この制御部２８０は、ホスト側とのデータ、信号の送受を行うためのＩ／Ｆ２８６と、記録ヘッド１４を駆動制御するためのヘッド駆動制御部２８７及びヘッドドライバ２８８と、主走査モータ２９０を駆動するための主走査モータ駆動部２９１と、副走査モータ２９２を駆動するための副走査モータ駆動部２９３、サブシステム７１のモータ２３１を駆動するためのサブシステム駆動部２９４と、サブタンク１５の大気開放を行う駆動ユニット１６２を駆動するためのサブタンク駆動部２９５と、サブタンク１５の検知電極１４１、１４２の検知信号及び図示しない各種センサからの検知信号を入力するためのＩ／Ｏ２９６などを備えている。

また、この制御部２８０には、この装置に必要な情報の入力及び表示をおこなうための操作パネル２９７が接続されている。

制御部２８０は、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側からの印刷データ等をケーブル或いはネットを介してＩ／Ｆ２８６で受信する。

そして、ＣＰＵ２８１は、Ｉ／Ｆ２８６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、ＡＳＩＣ２８５にて必要な画像処理、データの並び替え処理等を行ってヘッド駆動制御部２８７に画像データを転送する。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、例えばＲＯＭ２８２にフォントデータを格納して行っても良いし、ホスト側のプリンタドライバで画像データをビットマップデータに展開してこの装置に転送するようにしても良い。

ヘッド駆動制御部２８７は、記録ヘッド１４の１行分に相当する画像データ（ドットパターンデータ）を受け取ると、この１行分のドットパターンデータを、クロック信号に同期して、ヘッドドライバ２８８にシリアルデータで送出し、また所定のタイミングでラッチ信号をヘッドドライバ２８８に送出する。

このヘッド駆動制御部２８７は、駆動波形（駆動信号）のパターンデータを格納したＲＯＭ（ＲＯＭ２８２で構成することもできる。）と、このＲＯＭから読出される駆動波形のデータをＤ／Ａ変換するＤ／Ａ変換器を含む波形生成回路及びアンプ等で構成される駆動波形発生回路を含む。

また、ヘッドドライバ２８８は、ヘッド駆動制御部２８７からのクロック信号及び画像データであるシリアルデータを入力するシフトレジスタと、シフトレジスタのレジスト値をヘッド駆動制御部２８７からのラッチ信号でラッチするラッチ回路と、ラッチ回路の出力値をレベル変化するレベル変換回路（レベルシフタ）と、このレベルシフタでオン／オフが制御されるアナログスイッチアレイ（スイッチ手段）等を含み、アナログスイッチアレイのオン／オフを制御することで駆動波形に含まれる所要の駆動波形を選択的に記録ヘッド１４のアクチュエータ手段に印加してヘッドを駆動する。

さらに、ＣＰＵ２８０はＩ／Ｏ２９６を介して検知電極１４１、１４２の検知信号を取り込んで、サブタンク１５のインク量が無くなったか否かを検出する。つまり、制御部２８０とサブタンク１５の検知電極１４１、１４２によって、検知電極１４１、１４２がインクに浸る場合の電気抵抗と浸らない場合の電気抵抗の差に基づいてサブタンク１５内の液量を検知する液量検知手段（液量検知センサ）を構成している。

次に、この画像形成装置における１つの記録ヘッドに対する２つのサブタンクに対するインクの補充供給動作について説明する。ここで、前述した図１３に示す模式的説明図を用いて説明すると、サブタンク１５内にエアーが入るなどした場合、サブタンク１５はバネ１０３で可撓性フィルム状部材１０２が外方に付勢されていることから、負圧が下がる（より正圧になる）。

そこで、このような場合には、大気開放弁機構１３２を開放状態にして一旦サブタンク１５内を大気圧とし、メインタンク１０からサブタンク１５にインクを供給し、大気開放弁機構１３２を閉状態にして、その後キャップ７２Ａにヘッド１４のノズル面をキャッピングした状態でヘッド吸引を行ってサブタンク１５内の負圧形成及び調整を行う。

この場合、サブタンク１５の負圧が下がったか否かは液量検知センサでインクなしと検知したことにより判断する。この液量検知は、たとえば、電源ＯＮ時、あるいは所定時間経過毎に行う。また、インク供給の停止はやはり液量検知センサでインク有りとなることにより行う。さらに、１つのヘッドに対応する２つのサブタンク１５がいずれもインク有りが検知されている場合であっても、一定期間（たとえば1ヶ月）経過後はエアリークによる不具合を解消するため大気開放状態でのインク供給動作を強制的に行う場合もある。

ここで、図１３を参照して、液量検知センサ（検知電極１４１、１４２）の信号をみた場合、サブタンク１５Ａがインク無しになったとき、サブタンク１５Ｂはまだインクが存在する場合がある。このとき、サブタンク１５Ａ、１５Ｂの大気開放弁機構１３２を押してタンク１５Ａ、１５Ｂ内を大気開放状態（大気圧）とした場合でも、サブタンク１５Ａはインク無しと検知されているが、サブタンク１５Ｂはインク有りと検知されたままの場合があることが分かった。

その理由はまだ明確ではないがインクの種類によってはその頻度が高くなることが分かった。
つまり、前述したように大気開放弁を押して大気開放状態とすればサブタンクのフィルム状部材が開き、液面が下がり、検知電極がインク無しとなるのが理想であるが、特定のインクの場合、大気開放状態としてもまだ電極がインク有りと示している場合がある。このような状態を生じるときに使用したインクは、粘度が高く、また、表面張力が低く泡が発生しやすい点に特徴があった。

一方、後述するように、本件発明に係る記録液である炭素数８以上で１１以下のポリオールまたはグリコールエーテルあるいは界面活性剤がなく表面張力が高い別のインクを使用した場合は泡の発生が少ないためこのような現象はおきにくいことが確認された。

したがって、現象的には、インクの粘度が高く電極からインクが離れ難いこと、あるいは泡が発生し電極に付着して離れ難いことなどから、大気開放してサブタンク内を広げてもインク或いはその泡が電極から離れにくいために、電極の信号がインク有りのままとなっているためと推定される。

したがって、この場合（大気開放してもインク有りの信号のままになり易い場合）に、各サブタンクの液量検知センサの検知結果に従って、インク無しの信号となったサブタンク１５Ａにはインクを供給するが、インク有りの信号となっているサブタンク１５Ｂにはインク供給を行わないとすると、サブタンク１５Ｂはインク量がぎりぎりのため、ヘッド吸引後に短時間でインク無しとなる。

そうすると、今度はサブタンク１５Ｂがインク無しが検知された状態でサブタンク１５Ａがインク有りの状態になる。いずれか一方のサブタンクがインク無しであっても、２つのサブタンク１５Ａ，１５Ｂとも同時にインク供給動作に入るため、今度はサブタンク１５Ｂがインク無しの検知信号によりインク供給が行われることになる。

これが繰り返されると、サブタンク１５Ａのインク無しによるインク供給、負圧調整吸引、サブタンク１５Ｂのインク無しによるインク供給、負圧調整を繰り返す悪循環に入り、そのために、インク消費量が増大する。このような現象は、本発明者らの実験によって確認された。

そこで、図１５を参照して本発明の大気開放状態でのインク供給動作の第１例について説明する。ここでは、１つのヘッド１４に対する２つのサブタンク１５Ａ、１５Ｂのいずれか一方がインク無し状態になったことを検知する（なお、ここではサブタンク１５Ａがインク無しとなったとして説明する。）と、２つのサブタンク１５Ａ、１５Ｂをいずれも大気開放状態にする。

その後、他方のサブタンク１５Ｂもインク無しの状態になっているか否かを判別する。このとき、他方のサブタンク１５Ｂがインク無しの状態でなければ（インク有りの状態であれば）、ヘッド１４をキャップ７２Ａでキャッピングした状態でヘッド吸引を行って、サブタンク１５Ｂも強制的にインク無しの状態にする。

これにより、サブタンク１５Ａ、１５Ｂはいずれもインク無しの状態になる（このときのインク無しの信号取得操作は決められた吸引量で必ずインク無しとなることが分かっている場合は省略可能である。）ので、その後、メインタンク１０Ａ、１０Ｂからサブタンク１５Ａ、１５Ｂのいずれに対してもインクを供給し、大気開放弁機構１３２を閉じてサブタンク１５Ａ、１５Ｂ内を大気遮断状態にしてヘッド吸引を行って負圧形成及び調整を行う。

このように、インク供給動作のシーケンス上、一方のサブタンク１５Ａがインク無しの場合で他方のサブタンク１５Ｂが大気開放後もインク有りの場合に、前もってサブタンク１５Ｂがインク無しとなるまで、２色同時ヘッド吸引を最小量行うことにより、双方ともインク無しの状態とし、その後のインク供給、負圧作成用ヘッド吸引を行う。

これによって、前述したように、一方のサブタンク１５Ａにインク供給してヘッド吸引を行ったときに今度は他方のサブタンク１５Ｂがインク無しの状態になって、インク供給動作が繰り返されるというような悪循環は生じなくなる。

また、片側のサブタンクだけインク無しの状態からインク有りの状態までインク供給し、両方のサブタンクから同一ヘッドで同一キャップで吸引し、負圧作成すると、双方の負圧のバランス及び液量のバランスが崩れやすくなるが、たとえ片側のみインク無しの信号の場合も、必要量ヘッド吸引して双方のサブタンクを一旦インク無しの状態として、その後、双方のサブタンクにインク供給、負圧作成のための吸引をすることにより、双方の負圧のバランスが崩れることはなくなる。負圧、インク液量の制御はノズル抜け、インク垂れの防止上、微妙な制御を必要とするため、インク充填時にバランスをとることが非常に重要である。

なお、前述したように、大気開放弁を押して大気開放してもインク有りの状態のままである現象の発生頻度はインクの物性にもよることが確認された。
本発明で使用したインクでは、大気開放してインクの液面が検知電極最下端より下がっても、インクが検知電極に付着したままでインク無しとならない現象がときどきある。詳しいメカニズムは明確でないが、そのような状態になりやすいインクは、観察すると、しばしば電極に泡が認められることから、本インクの特徴である、炭素数８以上で１１以下のポリオールまたはグリコールエーテル、界面活性剤の添加により表面張力が低く泡が付着しやすいこと、粘度が高いことが関係していると推定される。

このようなインクを使用する場合でも、本発明のように双方のサブタンクから必要最低量のインク吸引をして、双方ともインク無しとした後でインク供給、負圧作成吸引をすることにより、大気開放充填が繰り返し発生したり、双方のサブタンクの負圧バランスが崩れる不具合がなくなる。

そこで、本発明で使用した記録液であるインクについて説明する。
まず、顔料インクの例について説明する。顔料としては、顔料としてはインクジェット用に使用される各種顔料が使用可能である。特に、顔料表面に親水基をつけたタイプのもの、顔料をポリマーエマルジョンで包んだタイプのもの、不溶性顔料を界面活性剤あるいは水溶性樹脂で分散したものが上げられる。なお、インクのポリマーエマルジョンは後述する製造例に従い作成したものである。

また、インクに使用する湿潤剤としては、グリセリン、１，３−ブタンジオール、トリエチレングリコール、１，６−ヘキサンジオール、プロピレングリコール、１，５−ペンタンジオール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、トリメチロールプロパン、およびトリメチロールエタンから選ばれた少なくとも１種類以上を使用する。

また、炭素数８以上で１１以下のポリオールまたはグリコールエーテル、アニオンまたはノニオン系界面活性剤を添加してある。

その例としては、２−エチル−１，３−ヘキサンジオール、２，２，４−トリメチル−１，３−ペンタンジオール、下記（Ｉ）ないし（VII）の構造の物質を挙げることができる。

（Ｒ１：炭素数６〜１４の分岐してもよいアルキル基、ｍ：３〜１２、
Ｍ：アルカリ金属イオン、第４級アンモニウム、第４級ホスホニウム、アルカノールアミン）

（Ｒ2：炭素数５〜１６の分岐したアルキル基、
Ｍ：アルカリ金属イオン、第４級アンモニウム、第４級ホスホニウム、アルカノールアミン）

（Ｒは分岐しても良い６〜１４の炭素鎖、ｋ：５〜２０）

（Ｒは分岐しても良い炭素数６から１４の炭素鎖、ｎ：５〜２０）

（Ｒは炭素数６から１４の炭素鎖、ｍ，ｎ：ｍ、ｎ≦２０）

（ｐ、ｑは０〜４０）

これらの添加により、インクの表面張力が４０ｍＮ／ｍ以下まで下がる。表面張力を４０ｍＮ／ｍ以下とすることによって、印写画像において特に紙への浸透速度を上げることができる。ただし、この副作用として、泡が消え難くなる点がある。また、２５℃におけるインク粘度を５ｍＰａ・sec以上にすることで、画像濃度を上げることができる。

また、必要に応じて、各種ｐＨ調剤剤、防腐防カビ剤が添加される。また、粘度を上げるためにアルギン酸などを添加することが有効である。

一方、染料インクの場合も同様にインクジェット用に使用可能な各種染料が使用可能である。特に、アニオン基を有した酸性染料、直接染料、反応性染料が総合的（溶解安定性、接液性他）に好ましい。

染料インクに必要に応じて添加される湿潤剤、炭素数８以上で１１以下のポリオールまたはグリコールエーテル、アニオンまたはノニオン系界面活性剤、各種ｐＨ調剤剤、防腐防カビ剤、アルギン酸なども顔料インクの場合と同様である。

さらに、電極でのインク有無の検知を正常に行わせるためには、なるべく消泡剤を添加することが好ましい。消泡剤としてはシリコン系消泡剤が好ましい。

一般に、シリコン系消泡剤には、オイル型、コンパウンド型、自己乳化型、エマルジョン型などがあるが、水系での使用を考慮すると、自己乳化型、もしくはエマルジョン型を用いることが、信頼性を確保する上で好ましい。また、アミノ変性、カルビノール変性、メタクリル変性、ポリエーテル変性、アルキル変性、高級脂肪酸エステル変性、アルキレンオキサイド変性、等の変性シリコン系消泡剤を使用することもできる。

市販のシリコン系消泡剤で入手可能なものとしては、信越化学工業(株)のシリコーン消泡剤（KS508、KS531、KM72、KM85など）、東レ・ダウ・コーニング（株）のシリコーン消泡剤（Q2-3183A、SH5510など）、日本ユニカー（株）のシリコーン消泡剤（SAG30など）、旭電化工業(株)の消泡剤（アデカノールシリーズ）などが挙げられる。

また、本件発明のような装置、特に電極部のインク検知による、充填動作が実使用上機能よく動くためには、カートリッジを含めて全体として外部から空気がなるべく混入しないようにする必要がある。特に、空気混入はカートリッジと本体の接合部から生じることが多い。

そのためにはインクと接液性のよいカートリッジとすることが重要で、本件発明に係るインクはいずれもｐＨ＝８〜１０の中にあるが、アルミラミネートフィルムからなる可撓性インク袋と、そのインク袋からインクを排出する個所をシリコン部材でシールしたインクカ−トリッジとの間での接液性が良好でインクにも部材にも経時接液後の影響が少ない。そのため、カートリッジ部からの空気漏れが少なく、サブタンクインク充填動作がスムーズになる。

このように、特に電極部のインク検知による、サブタンク充填動作を行う場合には、インクの物性、カートリッジ他の材質、本体との接合部接液性を含めて、微妙なバランスの上に安定使用可能となっている。このインク充填システムゆえに高速印字、大量印刷が可能となる。

なお、上記の説明では、一方のサブタンク１５Ａがインク無しの場合で他方のサブタンク１５Ｂがインク有り場合、大気開放後２色同時ヘッド吸引を行ってサブタンク１５Ｂもインク無しの状態にしているが、大気開放前に、２色同時ヘッド吸引を行うこともできる。

次に、図１６を参照して本発明の大気開放状態でのインク供給動作の第２例について説明する。
ここでは、１つのヘッド１４に対する２つのサブタンク１５Ａ、１５Ｂのいずれか一方がインク無し状態になったことを検知する（なお、ここではサブタンク１５Ａがインク無しとなったとして説明する。）と、２つのサブタンク１５Ａ、１５Ｂをいずれも大気開放状態にする。

その後、インク無しになっている一方のサブタンク１５には所要量のインクを供給する。また、インク有りになっている他方のサブタンク１５Ｂにも予め定めた所定量のインクを供給する。そして、大気開放弁機構１３２を閉じてサブタンク１５Ａ、１５Ｂ内を大気遮断状態にして２色同時ヘッド吸引を行って負圧形成及び調整を行う。

したがって、サブタンク１５Ｂがぎりぎりインク有りの状態（ニアーエンド状態）であるときでも、新たに所定量のインクが供給されるので、十分にインク有りの状態になるので、ヘッド吸引でサブタンク１５Ｂがインク無しの状態になることが回避でき、ヘッド吸引動作が繰り返されることを防止できる。

次に、本発明の大気開放状態でのインク供給動作の第３例について説明する。ここでは、インク無しを検知するタイミングの設定によってサブタンク内のインクがぎりぎりインク有りの場合をインク無しとして検知できるようにしている。

すなわち、例えば、サブタンク１５Ａがインク無し、サブタンク１５Ｂが大気開放後もぎりぎりインク有りの場合に、液量検知のタイミングを延長することにより、サブタンク１５Ｂもインク無しとなってサブタンク１５Ａ，１５Ｂのいずれにもインク供給が可能となる場合がある。これは、インクの表面張力あるいは粘度などの液物性の影響により検知電極１４１、１４２からインクが開放されてインク無しになるまでの時間が必要なためと思われる。

この方法を使う場合、大気開放後、少なくとも１０秒以上経過してから液量検知をすることが好ましい。。上述したインクを用いた場合、１０秒未満ではしばしばインク有りの状態となることが確認された。

そこで、いずれか一方のサブタンクについてインク無しが検知されたとき、他方のサブタンクがぎりぎりインク有りの場合には、これもインク無しと検知されるように予め液量検知のタイミングを設定しておくことで、いずれもインク供給を行うことができて、インク供給動作が繰り返されることを防止できる。

なお、図５に示すように３色構成とした場合、前記実施形態のサブタンクは２つのサブタンク１５Ａ、１５Ｂがペアになってフィルム状部材が開く構成であるので、そのまま適用することはできないが、弾性変形可能な部分を側部に設けたり、特許文献１のような構成のサブタンクを用いることで対応できる。

また、上記実施形態においては、本発明をインクジェット記録装置に適用した例で説明したが、プリンタ、ファクシミリ装置、複写装置、プリンタ／ファックス／コピア複合機などにも適用することができ、また、インク以外の液体（記録液）を用いた画像形成装置などにも適用することができる。

次に、上述した本発明を適用した画像形成装置において使用したインクの製造例について説明する。
まず、染料インク製造例について説明する。次のような染料インク作成処方によって作成することができる。

〔シアン染料インク〕
Ｃ．Ｉ．ＤｉｒｅｃｔＢｌue199（固形分10.25％）４４％
トリエチレングリコール３０．７５％
グリセリン１０．２５％
２，２，４−トリメチル−１，３−ペンタンジオール１．８％
界面活性剤（ポリオキシアルキレン誘導体）２．２％
防腐剤０．2％
有機系ｐＨ調整剤１０．５５％
有機系ｐＨ調整剤２０．０５％
水残量

〔マゼンタ染料インク〕
マゼンタ反応性染料４．５％
1,3-ブタンジオール３０．７５％
グリセリン１０．２５％
２−エチル−１，３−ヘキサンジオール１．５％
界面活性剤（ポリオキシアルキレン誘導体）２．２％
防腐剤０．２％
有機系ｐＨ調整剤１０．５５％
有機系ｐＨ調整剤２０．０５％
水残量

〔イエロー染料インク〕
Ｃ．Ｉ．ＡｃｉｄＹｅｌｌｏｗ 23 ４．５％
1,3-ブタンジオール３０．７５％
グリセリン１０．２５％
２−エチル−１，３−ヘキサンジオール２％
界面活性剤（ポリオキシアルキレン誘導体）２％
防腐剤０．２％
有機系ｐＨ調整剤１０．５５％
有機系ｐＨ調整剤２０．０５％
水残量

上述した染料インクの物性は表１のとおりであった。

本実施例の染料インクを用いた場合、消泡剤は添加していないが、サブタンク内のインク量を検知する際に泡発生による誤動作が多かった。この誤動作は、前述したように、インクがあるにもかかわらずインク無しと検知されることであり、電気的な故障でなく、インクの泡が検知電極に付着したことが要因と推定している。

そこで、各染料インクに、シリコーン系消泡剤を０．１％添加したところ、上記の誤動作は減少した。そして、このインクに消泡剤を添加することと本発明に係るインクの供給シーケンスを行うことによって、頻繁なインク充填が発生しなくなった。

また、ＪＩＳＫ3362に基づく泡の安定性試験を行った結果、消泡剤を入れなかったインクは泡の安定度が約３０ｍｍ以上であったが、消泡剤を入れた場合はイエロー、マゼンタ、シアンインク共に１０ｍｍ以下であった。また、本発明に係る請求項１、２の動作を行うことにより、インク充填が繰り返される不具合はなくなった。

次に、顔料インク製造例について説明する。
〔インク製造例〕
下記方法でインクを作製した。
（参考例１）フタロシアニン顔料含有ポリマー微粒子分散体の調整
特開２００１−１３９８４９号公報に開示されている調整例３を追試して青色のポリマー微粒子分散体を得た。ポリマー微粒子のマイクロトラックＵＰＡで測定した平均粒子径（Ｄ５０％）は９３ｎｍであった。

（参考例２）ジメチルキナクリドン顔料含有ポリマー微粒子分散体の調整
上記参考例１のフタロシアニン顔料をピグメントレッド１２２に変更したほかは参考例１と同様にして赤紫色のポリマー微粒子分散体を得た。ポリマー微粒子のマイクロトラックＵＰＡで測定した平均粒子径（Ｄ５０％）は１２７ｎｍであった。

（参考例３）モノアゾ黄色顔料含有ポリマー微粒子分散体の調整
参考例１のフタロシアニン顔料をピグメントイエロー７４に変更したほかは参考例１と同様にして黄色のポリマー微粒子分散体を得た。ポリマー微粒子のマイクロトラックＵＰＡで測定した平均粒子径（Ｄ５０％）は７６ｎｍであった。

（参考例４）ジアゾ化合物処理したカーボンブラック分散液１
表面積が２３０ｍ^２／ｇでＤＢＰ吸油量が７０ｍｌ／１００ｇのカーボンブラック１００ｇと、ｐ−アミノ−Ｎ−安息香酸３４ｇとを水７５０ｇに混合分散し、これに硝酸１６ｇを滴下して７０℃で撹拌した。５分後、５０ｇの水に１１ｇの亜硝酸ナトリウムを溶かした溶液を加え、更に１時間撹拌した。得られたスラリーを１０倍に希釈し遠心処理し粗大粒子を除き、ｐＨをジエタノールアミンにて調整しｐＨ８−９とし、限外濾過膜にて脱塩濃縮し顔料濃度１５％のカーボンブラック分散液とした。このものをポリプロピレンの０．５μｍフィルターにてカーボンブラック分散液1とした。マイクロトラックＵＰＡで測定した平均粒子径（Ｄ５０％）は９９ｎｍであった。

以下に顔料インクセットの実施例を示すが、本発明はこれらに限定されるものではない（染料インクは上述した）。なお、実施例に記載の各成分の量（％）は重量基準である。

（顔料インクセット実施例１）
〔シアンインク〕
下記処方のインク組成物を作成し、ｐＨが９になるように水酸化リチウム１０％水溶液にて調整した。その後、平均孔径０．８μｍのメンブレンフィルターで濾過を行いインク組成物を得た。
参考例１のフタロシアニン顔料含有ポリマー微粒子１０．０ｗｔ％
（固形分として）
１，３−ブタンジオール２５．０ｗｔ％
グリセロール８．５ｗｔ％
ＣＨ_３（ＣＨ_２）_１２Ｏ（ＣＨ_２ＣＨ_２Ｏ）_３ＣＨ_２ＣＯＯＨ
の活性剤２．０ｗｔ％
２−エチル−１，３−ヘキサンジオール１．８ｗｔ％
プロキセルＬＶ（防腐剤）０．1ｗｔ％
消泡剤０.０５ｗｔ％
イオン交換水残量

〔マゼンタインク〕
下記組成物を用いる以外はシアンインクと同様にし、ｐＨを水酸化ナトリウムで９にしてインク組成物を調製した。
参考例２のジメチルキナクリドン顔料含有ポリマー微粒子０.５ｗｔ％
（固形分として）
１，３−ブタンジオール２２．０ｗｔ％
グリセロール７．０ｗｔ％
ポリオキシアルキレン誘導体ディスパノールＴＯＣ２．０ｗｔ％
２−エチル−１，３−ヘキサンジオール２．０ｗｔ％
プロキセルＬＶ（防腐剤）０．０５ｗｔ％
消泡剤０.１ｗｔ％
イオン交換水残量

〔イエローインク〕
下記組成物を用いる以外はシアンインクと同様にし、ｐＨを水酸化リチウムで９にしてインク組成物を調製した。
参考例３のモノアゾ黄色顔料含有ポリマー微粒子１０．０ｗｔ％
（固形分として）
１，３−ブタンジオール２３．５ｗｔ％
グリセロール７．５ｗｔ％
ポリオキシアルキレン誘導体ディスパノールＴＯＣ２．０ｗｔ％
２−エチル−１，３−ヘキサンジオール２．０ｗｔ％
プロキセルＬＶ（防腐剤）０．０５ｗｔ％
消泡剤ＫＭ72Ｆ０．１ｗｔ％
イオン交換水残量

〔黒インク〕
下記組成物を用いる以外はシアンインクと同様にし、ｐＨを水酸化ナトリウムで９にしてインク組成物を調製した。
参考例４のジアゾ化合物処理したカーボンブラック分散液１１０．０ｗｔ％
(固形分として)
１，３−ブタンジオール２２．５ｗｔ％
グリセロール７．５ｗｔ％
Ｎ−メチル−２−ピロリドン２．０ｗｔ％
ＣＨ_３（ＣＨ_２）_１２Ｏ（ＣＨ_２ＣＨ_２Ｏ）_３ＣＨ_２ＣＯＯＨ２．０ｗｔ％
２−エチル−１，３−ヘキサンジオール２．０ｗｔ％
プロキセルＬＶ（防腐剤）０．２ｗｔ％
消泡剤０．１ｗｔ％
イオン交換水残量

これらの顔料インクセット実施例１の各インクのインク物性は、表２のとおりであった。

（顔料インクセット実施例２）
〔シアンインク〕
下記処方のインク組成物を作成し、ｐＨが９になるように水酸化リチウム１０％水溶液にて調整した。その後、平均孔径０．８μｍのメンブレンフィルターで濾過を行ないインク組成物を得た。
参考例１のフタロシアニン顔料含有ポリマー微粒子８．０ｗｔ％
（固形分として）
トリエチレングリコール２２．５ｗｔ％
グリセロール７．５ｗｔ％
２−ピロリドン５．０ｗｔ％
ＣＨ_３(ＣＨ_２)_１２Ｏ(ＣＨ_２ＣＨ_２Ｏ)_３ＣＨ_２ＣＯＯＨ１．６ｗｔ％
２−エチル−１，３−ヘキサンジオール１．８ｗｔ％
プロキセルＬＶ（防腐剤）０．２ｗｔ％
消泡剤０．１ｗｔ％
イオン交換水残量

〔マゼンタインク〕
下記組成物を用いる以外はシアンインクと同様にし、ｐＨを水酸化ナトリウムで９にしてインク組成物を調製した。
参考例２のジメチルキナクリドン顔料含有ポリマー微粒子８．０ｗｔ％
（固形分として）
プロピレングリコール３０．０ｗｔ％
グリセロール１０．０ｗｔ％
Ｎ−メチル−２−ピロリドン２．０ｗｔ％
ＣＨ_３(ＣＨ_２)_１２Ｏ(ＣＨ_２ＣＨ_２Ｏ)_４ＣＨ_２ＣＯＯＨ１．７ｗｔ％
２，２，４−トリメチル−１，３−ペンタンジオール１．８ｗｔ％
プロキセルＬＶ（防腐剤）０．２ｗｔ％
消泡剤０．１ｗｔ％
イオン交換水残量

〔イエローインク〕
下記組成物を用いる以外はシアンインクと同様にし、ｐＨを水酸化リチウムで９にしてインク組成物を調製した。
参考例３のモノアゾ黄色顔料含有ポリマー微粒子８．０ｗｔ％
（固形分として）
１，３−ブタンジオール２２．５ｗｔ％
グリセロール７．５ｗｔ％
２−ピロリドン５．０ｗｔ％
ＣＨ_３(ＣＨ_２)_１２Ｏ(ＣＨ_２ＣＨ_２Ｏ)_６ＣＨ_２ＣＯＯＨ２．０ｗｔ％
２，２，４−トリメチル−１，３−ペンタンジオール１．８ｗｔ％
プロキセルＬＶ（防腐剤）０．２ｗｔ％
消泡剤０．１ｗｔ％
イオン交換水残量

〔ブラックインク〕
下記組成物を用いる以外はシアンと同様にし、ｐＨを水酸化ナトリウムで
９にしてインク組成物を調製した。
参考例４のカーボンブラック含有ポリマー微粒子８．０ｗｔ％
（固形分として）
ジプロピレングリコール２０．０ｗｔ％
グリセロール１０．０ｗｔ％
Ｎ−ヒドロキシエチル−２−ピロリドン５．０ｗｔ％
ＣＨ_３(ＣＨ_２)_１２Ｏ(ＣＨ_２ＣＨ_２Ｏ)_４ＣＨ_２ＣＯＯＨ１．７ｗｔ％
２−エチル−１，３−ヘキサンジオール１．５ｗｔ％
プロキセルＬＶ（防腐剤）０．２ｗｔ％
消泡剤ＫＳ５３１（信越化学）０．１ｗｔ％
イオン交換水残量

この顔料インクセット実施例２の各インクのインク物性は表３のとおりであった。

（顔料インクセット実施例３）
〔シアンインク〕
下記処方のインク組成物を作成し、ｐＨは有機系ｐＨ調整剤にて調整した。
その後、平均孔径０．８μｍのメンブレンフィルターで濾過を行いインク組成物を得た。
（参考例１）のフタロシアニン顔料含有ポリマー微粒子１０．０ｗｔ％
（固形分として）
トリエチレングリコール２５．０ｗｔ％
グリセロール９．０ｗｔ％
界面活性剤ＣＨ_３(ＣＨ_２)_１２Ｏ(ＣＨ_２ＣＨ_２Ｏ)_３ＣＨ_２ＣＯＯＨ２．０ｗｔ％
２，２，４−トリメチル−１，３−ペンタンジオール２．０ｗｔ％
ベンズイソチアゾリン系防腐剤０．２ｗｔ％
シリコーン消泡剤ＳＡＧ３０（日本ユニカー）０．０３ｗｔ％
イオン交換水残量

〔マゼンタインク〕
下記組成物を用いる以外はシアンインクと同様にし、ｐＨを水酸化ナトリウムで調製した。
（参考例２）のジメチルキナクリドン顔料含有ポリマー微粒子１０.０ｗｔ％
（固形分として）
トリエチレングリコール２２．０ｗｔ%
グリセロール７．３ｗｔ％
ノニオン系界面活性剤ソフタノールＥＰ５０３５１．０ｗｔ％
アルギン酸１．０%
２−エチル−１，３−ヘキサンジオール２．０ｗｔ％
ベンズイソチアゾリン系防腐剤０．０７ｗｔ％
シリコーン消泡剤ＫＳ５３１（信越化学）０．０２ｗｔ％
イオン交換水残量

〔イエローインク〕
下記組成物を用いる以外はシアンインクと同様にし、ｐＨを水酸化ナトリウムで調製した。
（参考例３）のモノアゾ黄色顔料含有ポリマー微粒子１１．０ｗｔ％
（固形分として）
トリエチレングリコール２２．０ｗｔ％
グリセロール７．３ｗｔ％
ノニオン系界面活性剤ソフタノールＥＰ５０３５１．０ｗｔ％
アルギン酸１．０％
２−エチル−１，３−ヘキサンジオール１．８ｗｔ％
防腐剤０．０５ｗｔ％
シリコーン系消泡剤０.１ｗｔ％
イオン交換水残量

〔黒インク〕
下記組成物を用いる以外はシアンインクと同様にし、有機系ｐＨ調整剤でインク組成物を調製した。
（参考例４）のジアゾ化合物処理したカーボンブラック分散液1 １０．０ｗｔ％
(固形分として)
トリエチレングリコール２２．０ｗｔ％
グリセロール７．３ｗｔ％
界面活性剤ソフタノールＥＰ５０３５２ｗｔ％
２−エチル−１，３−ヘキサンジオール２．1ｗｔ％
防腐防カビ剤０．２ｗｔ％
シリコーン消泡剤ＫＳ５３１（信越化学）０．１ｗｔ％
イオン交換水残量

この顔料インクセット実施例２の各インクのインク物性は表４のとおりであった。

ここで、図４に示すように、シアンインクと黒インクのサブタンクを一組にして同一ヘッドにノズルを設け同時吸引する方式とした。また、もう一組はマゼンタインクとイエローインクである。

大気開放弁を押してもインク無しとならない（電極についた液が離れ難い）現象はいずれの色でも発生するが、特に発生頻度が高かったのは、顔料インクの場合、イエローであった。イエローインクは他の色に比べ泡が発生しても消え難い傾向にあった。

このようなイエローインクとマゼンタインクの組み合わせでの共通ヘッドの場合（図４の例）では、大気開放してもイエローがインク有りのままの場合があるが、この場合も一旦ヘッド吸引（共通ヘッドのためマゼンタ、イエローインク同時に吸引）して双方のインクをインク無しとして、その後、検知電極で双方のインクがインク有りとなるまで、インク供給を行い、その後、大気開放弁を閉じて大気遮断とした後、負圧作成吸引をすることにより、インク無し信号による充填を繰り返す不具合は解消できた。また、負圧的にはイエロー、マゼンタが同一条件でリフレッシュされるので負圧バランス及び液量のバランスがよい。

この場合、消泡剤を多くすると泡は少なくなるが、インクの目詰まりの面からは好ましくなく、消泡剤濃度には限界がある。また、炭素数８以上で１１以下のポリオールまたはグリコールエーテルとして２−エチル−１，３−ヘキサンジオールやポリオキシアルキレン誘導体等、及び界面活性剤をなくすと、泡は発生しにくいが、画像の紙への浸透時間が長く画像が悪化する。

次に、本発明に係るインクカートリッジ１０について図１７ないし図２３をも参照して説明する。なお、図１７は本発明に係るインクカートリッジの外観斜視説明図、図１８は同インクカートリッジの第３筐体を外した状態の概略斜視説明図、図１９は同インクカートリッジの前面側から見た正断面説明図、図２０は同インクカートリッジに収納するインク袋の側面説明図、図２１は同インク袋を図２１の下側から見た説明図、図２２は同インク袋のフィルムの断面説明図、図２３は同インク袋の排出口部の断面説明図である。

このインクカートリッジ１０は、インク収納手段であるインク袋３０２と、このインク袋４０２を収納するための筐体４０３とを有する。この筐体４０３は、第１筐体４１１と、第２筐体４１２と、第３筐体４１３とから構成され、第１筐体４１１と第２筐体４１２とでインク収納手段の側面を保護する筐体部分を構成している。すなわち、筐体４０３はインク供給方向に平行な面でインク収納手段を収納する第１筐体４１１と第２筐体４１２とに分割している。

ここで、インク袋４０２は、図２０、図２１に示すように、アルミラミネートフィルムからなる略四角形状（ここでは長方形状）の可撓性を有する袋状部（袋本体）３２１と、この袋状部４２１を固着した樹脂製の保持部材４２２とを有する。なお、袋状部４２１の側面形状は矩形状に限るものではなく、例えば略円形状、略楕円形状などとすることもできるし、特定の形状でなくとも良い。

袋状部４２１は、図２３に示すように、ＬＤＰＥ４３１上にドライラミネーション４３２、アルミ膜４３３、ドライラミネーション４３４、ＰＡ４３４を順次積層した構造のアルミラミネートフィルム４３０を用いて（これに限定するものではない。）、図２０及び図２１に示すように、２枚のアルミラミネートフィルム４３０、４３０の周囲（図２０に斜線を施した領域）を互いに、また保持部材４２２に溶着して袋状に形成したものである。

この袋状部４２１は内部に形状を維持するための従前のような枠体がなく、全体として可撓性を有しているので、インクの使い残しが極めて少なくなる。また、ここでは、アルミラミネートフィルムから袋状部４２１を形成しているが、袋状部４２１を形成する部材の材質はこれに限るものではない。ただし、少なくともアルミラミネートフィルムを含む部材で形成することが好ましい。

保持部材４２２には、袋状部４２１内にインクを充填するときに用いる内部に通孔が形成されたインク充填用の筒状開口部（インク充填口部）４２３が一体的に成形され、このインク充填口部４２３は途中を融かすことで内部の通孔を封止した封止部４２４を設けている。

また、保持部材４２２には、図２３に示すように、袋状部４２１内のインクを記録装置に供給（補給）するための内部に通孔４２５ａが形成されたインク供給用の筒状開口部（インク排出口部）４２５が一体的に成形され、このインク排出口部４２５の先端部には、通孔４２５ａをシールするための弾性を有するシリコン部材４２６を嵌装して、このシリコン部材４２６を保持するキャップ部材３２７を嵌め込んでいる。なお、シリコン部材４２６は記録装置本体側からインク導入手段である中空で針状の供給針（中空針）が刺し込まれることで、密閉状態を維持したままで記録装置本体側へのインク供給が可能になる。

なお、保持部材４２２には、筐体４１１側に設けられる係止部４４７、４４８に当接した状態で係止爪４５１、４５２が係合するための係合突部４２８、４２９を一体的に形成している。また、保持部材４２２は第２筺体４１２側の係止部４６７、４６８に嵌め込まれる。これにより、保持部材４２２は第１筺体４１１と第２筺体４１２との間で保持される。

筐体４０３は、分割された略相似形の第１筐体４１１と第２筐体４１２を合わせて、その前面下側部分に第３筐体４１３を嵌め込んで略直方体に組み立ててなり、組み立てた状態で、後面側にインクカートリッジ１０の装置本体への着脱のために指等を掛け易くした凹み部４４１及び引っ掛け部４４２が形成され、前面側に装置本体へのインク排出口部４２５が臨む開口４５３が形成される。

このように、ｐＨ＝８〜１０の中にある本発明に係るインクをアルミラミネートフィルムからなる可撓性インク袋に収納し、そのインク袋からインクを排出する個所をシリコン部材でシールすることで、接液性が良好でインクにも部材にも経時接液後の影響が少なくなり、カートリッジ部からの空気漏れが少なく、サブタンクインク充填動作がスムーズになる。

本発明に係る画像形成装置の実施形態としてのインクジェット記録装置の前方側から見た斜視説明図である。同記録装置の機構部の概略を示す構成図である。同機構部の要部平面説明図である。同機構部の要部模式的斜視説明図である。同装置のヘッド構成を説明する説明図である。同装置のヘッド構成の他の例を説明する説明図である。インク供給装置に係わる部分の分解斜視説明図である。サブタンクの分解斜視説明図である。同サブタンクの模式的側面説明図である。図８のＡ−Ａ線に沿う概略断面説明図である。可撓性フィルム状部材の説明図である。サブシステムの平面説明図である。サブシステムの概略構成説明図である。同記録装置のインク供給排出系の模式的全体説明図である。同記録装置の制御部の概略ブロック説明図である。同記録装置におけるサブタンクへの大気開放インク供給動作の説明に供するフロー図である。同記録装置におけるサブタンクへの大気開放インク供給動作の他の例の説明に供するフロー図である。本発明に係るインクカートリッジの外観斜視説明図である。同インクカートリッジの第３筐体を外した状態の概略斜視説明図である。同インクカートリッジの前面側から見た正断面説明図である。同インクカートリッジに収納するインク袋の側面説明図である。同インク袋にインクを充填した状態を説明する図２０を下側から見た説明図である。同インク袋の袋本体を構成するアルミラミネートフィルムの断面説明図である。同インク袋のインク供給口部の要部断面説明図である。

符号の説明

１０、１０Ａ、１０Ｂ…インクカートリッジ（メインタンク）
１３…キャリッジ
１４、１４ａ〜１４ｄ…記録ヘッド
１４ｙｎ、１４ｍｎ、１４ｃｎ、１４ｋｎ…ノズル列
１５、１５Ａ、１５Ｂ…サブタンク
１００…インク収容部
１０２…可撓性フィルム状部材
１０３…弾性部材
１３２…大気開放弁機構
３０２…インク袋
３２５…インク排出口部
３２６…シリコン部材

Claims

異なる色の液滴を吐出する複数のノズル列を有する液滴吐出ヘッドと、
液体保管用タンクから供給される液体を収容して前記液滴吐出ヘッドに各色の液体を供給する複数のサブタンクと、を備え、
このサブタンクには負圧を発生するための負圧発生手段、サブタンク内を大気開放するための大気開放手段及び液量を検知する液量検知手段を備え、
前記サブタンク内を大気開放した状態で液体を供給し、その後大気開放を遮断して、前記液滴吐出ヘッドのノズル側から吸引を行うことで前記サブタンク内の負圧を形成する一連の動作を行なうとき、
前記サブタンク内を大気開放した状態で、１つの液滴吐出ヘッドに液体を供給する複数のサブタンクのうちの少なくともいずれかについて前記液量検知手段により液体ありの状態が検知されたときには、前記液滴吐出ヘッドのノズル側から吸引を行って複数のサブタンクを液体なしの状態とした後、それぞれのサブタンクに前記液量検知手段の検知結果が液体ありの状態となるまで、液体を供給する
ことを特徴とする画像形成装置。