JP4963572B2 - 液体供給装置、画像形成装置、及び液体供給方法 - Google Patents

Description

本発明は、液体供給装置、画像形成装置、及び液体供給方法に係り、特に、メインタンクからサブタンクを介して記録ヘッドにインク供給を行う液体供給装置、画像形成装置、及び液体供給方法に関する。

インクジェット記録装置は、記録ヘッドと記録媒体を相対移動させながら、記録ヘッドに形成される多数の吐出口（ノズル）からインク滴を吐出させることによって、記録媒体上に所望の画像を記録するものである。

記録ヘッドに対するインク供給方法として、メインタンクからサブタンクを介して記録ヘッドにインク供給を行う方式が広く採用されている。この方式によれば、記録ヘッドの内圧変動を低く抑えることができ、記録ヘッドの吐出安定性を向上させることができる。

例えば、特許文献１には、サブタンク内のインクレベルを検出するセンサによりインクレベルを把握し、インクレベルが所定範囲となるようにすることで、記録ヘッド内の負圧を保持する方法が開示されている。この方法によれば、記録ヘッドの駆動時においても、サブタンクへのインク補給動作が可能とされている。

また、特許文献２には、サブタンクの圧力を検出し、この圧力に基づいてメインタンクから液体を補充する方法が開示されている。
特開平１１−３４８３００号公報 特開２００２−１９７８号公報

しかしながら、近年の画像品質向上や高速記録化に伴って、記録ヘッドによるインク消費量は増加傾向にあり、特許文献１、２に記載の方法には次のような問題がある。

まず、特許文献１に記載の方法では、サブタンクと記録ヘッドを接続する流路が長く、サブタンクから記録ヘッドに対する流量の増加によって圧力損失が増大し、また、インク供給時の弁の開閉を要因とする圧力変動が生じやすく、記録ヘッドの吐出特性が不安定になりやすいという問題がある。

また、特許文献２に記載の方法では、記録ヘッドによる記録動作（吐出動作）を停止してからインク補充しなければならず、高速記録化への対応には限界があるという問題がある。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、記録動作中においても記録ヘッドに対して安定した液体供給を可能にすると共に、記録ヘッドの安定吐出を実現することのできる液体供給装置、画像形成装置、及び液体供給方法を提供することを目的とする。

前記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、液体が貯留されるメインタンクと、液体を吐出する記録ヘッドの鉛直方向上側に配置され、大気連通がなく液体量に応じて容積が可変な部材で構成されるサブタンクと、前記メインタンクと前記サブタンクを連通する第１の流路と、前記サブタンクと前記記録ヘッドを連通する第２の流路と、前記第２の流路の流量を検出する流量検出手段と、前記流量検出手段により検出された流量に応じて前記メインタンクの内圧を制御する第１の圧力制御手段と、前記サブタンクの内圧を所定の範囲内に制御する第２の圧力制御手段と、を備えた液体供給装置であって、前記サブタンクの液量を検出する液量検出手段と、前記液量検出手段により検出された液量から前記サブタンクの液量変化量（ただし、前記液量変化量は、前記サブタンクの液量が増加したときを正の値とする）を算出する液量変化量算出手段と、前記流量検出手段により検出された流量から前記液量変化量算出手段により算出された液量変化量を減じることにより補正流量を算出する補正流量算出手段と、を備え、前記第１の圧力制御手段は、前記流量検出手段により検出された流量の代わりに前記補正流量算出手段により算出された補正流量に基づき、該補正流量が増加するほど前記メインタンクに対する付与圧力を増加させることにより、前記メインタンクの内圧を制御することを特徴とする。

本発明によれば、第１の圧力制御手段によって、記録ヘッドによるインク消費量の増減に応じてメインタンクからサブタンクに対するインク供給量を変化させ、サブタンク内における急激な圧力変動を抑えることができる。また、第２の圧力制御手段によって、第１の流路における圧力損失の大小に左右されることなく、記録ヘッドの内圧を所定の範囲内に保つことができる。従って、記録動作中においても記録ヘッドに対して安定したインク供給が可能となると共に、記録ヘッドによる安定吐出を実現することができる。

尚、「第２の流路の流量を検出する」とは、例えば、第２の流路内にプロペラを設けてその回転数を検出する羽根車方式、浮きを設けて浮きの上昇度合いで流量を検出する浮き子方式、２点間の圧力差を測定してベルヌーイの定理により求める差圧式等のように流量を直接的を得る方式を含むだけでなく、入力画像データより求められるドットデータに基づいて吐出量の総和を算出し、単位時間の吐出量、即ち、流量を算出する方式等のようにも流量を間接的に得る方式も含む。

請求項２に記載の発明は、液体が貯留されるメインタンクと、液体を吐出する記録ヘッドの鉛直方向上側に配置され、大気連通がなく液体量に応じて容積が可変な部材で構成されるサブタンクと、前記メインタンクと前記サブタンクを連通する第１の流路と、前記サブタンクと前記記録ヘッドを連通する第２の流路と、前記第２の流路の流量を検出する流量検出手段と、前記流量検出手段により検出された流量に応じて前記メインタンクの内圧を制御する第１の圧力制御手段と、前記サブタンクの内圧を所定の範囲内に制御する第２の圧力制御手段と、を備えた液体供給装置であって、前記第２の圧力制御手段の動作履歴を記憶する動作履歴記憶手段と、前記動作履歴記憶手段に記憶された動作履歴から前記サブタンクの液量変化量（ただし、前記液量変化量は、前記サブタンクの液量が増加したときを正の値とする）を算出する液量変化量算出手段と、前記流量検出手段により検出された流量から前記液量変化量算出手段により算出された液量変化量を減じることにより補正流量を算出する補正流量算出手段と、を備え、前記第１の圧力制御手段は、前記流量検出手段により検出された流量の代わりに前記補正流量算出手段により算出された補正流量に基づき、該補正流量が増加するほど前記メインタンクに対する付与圧力を増加させることにより、前記メインタンクの内圧を制御することを特徴とする。

請求項２に記載の発明によれば、動作履歴記憶手段による記憶内容（第２の圧力制御手段の動作履歴）からサブタンクの液量変化量を算出することができるので、サブタンクの液量を検出する液量検出手段を設けなくとも、請求項１に記載の発明と同等の効果を得ることができる。従って、液体供給装置のコスト削減や小型化が可能となる。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の液体供給装置であって、前記第１の流路の液体温度を測定する温度測定手段を更に備え、前記第１の圧力制御手段は、前記補正流量算出手段により算出された補正流量が増加するほど前記メインタンクに対する付与圧力を増加させるとともに、前記温度測定手段により測定された液体温度が低温になるほど前記メインタンクに対する付与圧力を増加させることにより、前記メインタンクの内圧を制御することを特徴とする。

請求項３の態様によれば、液体温度の変化によって液体粘度に変化が生じ、第１の流路における圧力損失に変化が生じた場合でも、温度測定手段により測定された液体温度に応じてメインタンクの内圧を制御することで、安定したインク供給を実現することができる。

また、前記目的を達成するために、請求項４に記載の発明は、請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の液体供給装置を備えたことを特徴とする画像形成装置を提供する。

また、前記目的を達成するために、請求項５に記載の発明は、液体が貯留されるメインタンクと、液体を吐出する記録ヘッドの鉛直方向上側に配置され、大気連通がなく液体量に応じて容積が可変な部材で構成されるサブタンクと、前記メインタンクと前記サブタンクを連通する第１の流路と、前記サブタンクと前記記録ヘッドを連通する第２の流路と、を備えた液体供給装置の液体供給方法であって、前記第２の流路の流量を検出する流量検出工程と、前記流量検出工程において検出された流量に応じて前記メインタンクの内圧を制御する第１の圧力制御工程と、前記サブタンクの内圧を所定の範囲内に制御する第２の圧力制御工程と、前記サブタンクの液量を検出する液量検出工程と、前記液量検出工程により検出された液量から前記サブタンクの液量変化量（ただし、前記液量変化量は、前記サブタンクの液量が増加したときを正の値とする）を算出する液量変化量算出工程と、前記流量検出工程により検出された流量から前記液量変化量算出工程により算出された液量変化量を減じることにより補正流量を算出する補正流量算出工程と、を含み、前記第１の圧力制御工程は、前記流量検出工程により検出された流量の代わりに前記補正流量算出工程により算出された補正流量に基づき、該補正流量が増加するほど前記メインタンクに対する付与圧力を増加させることにより、前記メインタンクの内圧を制御することを特徴とする。
また、請求項６に記載の発明は、液体が貯留されるメインタンクと、液体を吐出する記録ヘッドの鉛直方向上側に配置され、大気連通がなく液体量に応じて容積が可変な部材で構成されるサブタンクと、前記メインタンクと前記サブタンクを連通する第１の流路と、前記サブタンクと前記記録ヘッドを連通する第２の流路と、を備えた液体供給装置の液体供給方法であって、前記第２の流路の流量を検出する流量検出工程と、前記流量検出工程において検出された流量に応じて前記メインタンクの内圧を制御する第１の圧力制御工程と、前記サブタンクの内圧を所定の範囲内に制御する第２の圧力制御工程と、前記第２の圧力制御工程の動作履歴を記憶する動作履歴記憶工程と、前記動作履歴記憶工程で記憶された動作履歴から前記サブタンクの液量変化量（ただし、前記液量変化量は、前記サブタンクの液量が増加したときを正の値とする）を算出する液量変化量算出工程と、前記流量検出工程により検出された流量から前記液量変化量算出工程により算出された液量変化量を減じることにより補正流量を算出する補正流量算出工程と、を含み、前記第１の圧力制御工程は、前記流量検出工程により検出された流量の代わりに前記補正流量算出工程により算出された補正流量に基づき、該補正流量が増加するほど前記メインタンクに対する付与圧力を増加させることにより、前記メインタンクの内圧を制御することを特徴とする。

本発明によれば、第１の圧力制御手段によって、記録ヘッドによるインク消費量の増減に応じてメインタンクからサブタンクに対するインク供給量を変化させ、サブタンク内における急激な圧力変動を抑えることができる。また、第２の圧力制御手段によって、サブタンクと記録ヘッドとの間の圧力損失の大小に左右されることなく、記録ヘッドの内圧を所定の範囲内に保つことができる。従って、記録動作中においても記録ヘッドに対して安定したインク供給が可能となると共に、記録ヘッドによる安定吐出を実現することができる。

以下、添付図面に従って本発明の好ましい実施の形態（第１〜第５の実施形態）について詳説する。

〔第１の実施形態〕
まず、本発明の画像形成装置の一実施形態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はインクジェット記録装置の概略を示す全体構成図である。同図に示すように、このインクジェット記録装置１０は、インクの色毎に設けられた複数の記録ヘッド１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙを有する印字部１２と、各記録ヘッド１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙに供給するインクを貯蔵しておくインク貯蔵／装填部１４と、記録紙１６を供給する給紙部１８と、記録紙１６のカールを除去するデカール処理部２０と、前記印字部１２のノズル面（インク吐出面）に対向して配置され、記録紙１６の平面性を保持しながら記録紙１６を搬送する吸着ベルト搬送部２２と、印字部１２による印字結果を読み取る印字検出部２４と、印画済みの記録紙（プリント物）を外部に排紙する排紙部２６と、を備えている。

図１では、給紙部１８の一例としてロール紙（連続用紙）のマガジンが示されているが、紙幅や紙質等が異なる複数のマガジンを併設してもよい。また、ロール紙のマガジンに代えて、又はこれと併用して、カット紙が積層装填されたカセットによって用紙を供給してもよい。

ロール紙を使用する装置構成の場合、図１のように、裁断用のカッター２８が設けられており、該カッター２８によってロール紙は所望のサイズにカットされる。カッター２８は、記録紙１６の搬送路幅以上の長さを有する固定刃２８Ａと、該固定刃２８Ａに沿って移動する丸刃２８Ｂとから構成されており、印字裏面側に固定刃２８Ａが設けられ、搬送路を挟んで印字面側に丸刃２８Ｂが配置されている。なお、カット紙を使用する場合には、カッター２８は不要である。

複数種類の記録紙を利用可能な構成にした場合、紙の種類情報を記録したバーコードあるいは無線タグ等の情報記録体をマガジンに取り付け、その情報記録体の情報を所定の読取装置によって読み取ることで、使用される用紙の種類を自動的に判別し、用紙の種類に応じて適切なインク吐出を実現するようにインク吐出制御を行うことが好ましい。

給紙部１８から送り出される記録紙１６はマガジンに装填されていたことによる巻き癖が残り、カールする。このカールを除去するために、デカール処理部２０においてマガジンの巻き癖方向と逆方向に加熱ドラム３０で記録紙１６に熱を与える。このとき、多少印字面が外側に弱いカールとなるように加熱温度を制御するとより好ましい。

デカール処理後、カットされた記録紙１６は、吸着ベルト搬送部２２へと送られる。吸着ベルト搬送部２２は、ローラー３１、３２間に無端状のベルト３３が巻き掛けられた構造を有し、少なくとも印字部１２のノズル面及び印字検出部２４のセンサ面に対向する部分が平面をなすように構成されている。

ベルト３３は、記録紙１６の幅よりも広い幅寸法を有しており、ベルト面には多数の吸引孔（不図示）が形成されている。図１に示したとおり、ローラー３１、３２間に掛け渡されたベルト３３の内側において印字部１２のノズル面及び印字検出部２４のセンサ面に対向する位置には吸着チャンバー３４が設けられており、この吸着チャンバー３４をファン３５で吸引して負圧にすることによってベルト３３上の記録紙１６が吸着保持される。

ベルト３３が巻かれているローラー３１、３２の少なくとも一方にモータ（不図示）の動力が伝達されることにより、ベルト３３は図１において、時計回り方向に駆動され、ベルト３３上に保持された記録紙１６は、図１の左から右へと搬送される。

縁無しプリント等を印字するとベルト３３上にもインクが付着するので、ベルト３３の外側の所定位置（印字領域以外の適当な位置）にベルト清掃部３６が設けられている。ベルト清掃部３６の構成について詳細は図示しないが、例えば、ブラシ・ロール、吸水ロール等をニップする方式、清浄エアーを吹き掛けるエアーブロー方式、あるいはこれらの組み合わせなどがある。清掃用ロールをニップする方式の場合、ベルト線速度とローラー線速度を変えると清掃効果が大きい。

なお、吸着ベルト搬送部２２に代えて、ローラー・ニップ搬送機構を用いる態様も考えられるが、印字領域をローラー・ニップ搬送すると、印字直後に用紙の印字面にローラーが接触するので、画像が滲み易いという問題がある。従って、本例のように、印字領域では画像面と接触させない吸着ベルト搬送が好ましい。

吸着ベルト搬送部２２により形成される用紙搬送路上において印字部１２の上流側には、加熱ファン４０が設けられている。加熱ファン４０は、印字前の記録紙１６に加熱空気を吹きつけ、記録紙１６を加熱する。印字直前に記録紙１６を加熱しておくことにより、インクが着弾後乾き易くなる。

印字部１２は、最大紙幅に対応する長さを有するライン型ヘッドを紙搬送方向（副走査方向）と直交する方向（主走査方向）に配置した、いわゆるフルライン型の記録ヘッドとなっている。印字部１２を構成する各記録ヘッド１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙは、本インクジェット記録装置１０が対象とする最大サイズの記録紙１６の少なくとも一辺を超える長さにわたってインク吐出口（ノズル）が複数配列されたライン型ヘッドで構成されている。

記録紙１６の搬送方向（紙搬送方向）に沿って上流側（図１の左側）から黒（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の順に各色インクに対応した記録ヘッド１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙが配置されている。記録紙１６を搬送しつつ各記録ヘッド１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙからそれぞれ色インクを吐出することにより記録紙１６上にカラー画像を形成し得る。

このように、紙幅の全域をカバーするフルラインヘッドがインク色毎に設けられてなる印字部１２によれば、紙搬送方向（副走査方向）について記録紙１６と印字部１２を相対的に移動させる動作を一回行うだけで（すなわち、一回の副走査で）記録紙１６の全面に画像を記録することができる。これにより、記録ヘッドが紙搬送方向と直交する方向（主走査方向）に往復動作するシャトル型ヘッドに比べて高速印字が可能であり、生産性を向上させることができる。

なお本例では、ＫＣＭＹの標準色（４色）の構成を例示したが、インク色や色数の組み合わせについては本実施形態には限定されず、必要に応じて淡インク、濃インクを追加してもよい。例えば、ライトシアン、ライトマゼンタ等のライト系インクを吐出する記録ヘッドを追加する構成も可能である。

図１に示したように、インク貯蔵／装填部１４は、各記録ヘッド１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙに対応する色のインクを貯蔵するタンクを有し、各タンクは図示を省略した管路を介して各記録ヘッド１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙと連通されている。また、インク貯蔵／装填部１４は、インク残量が少なくなるとその旨を報知する報知手段（表示手段、警告音発生手段等）を備えるとともに、色間の誤装填を防止するための機構を有している。

印字検出部２４は、印字部１２の打滴結果を撮像するためのイメージセンサ（ラインセンサ等）を含み、該イメージセンサによって読み取った打滴画像からノズルの目詰まりその他の吐出不良をチェックする手段として機能する。

本例の印字検出部２４は、少なくとも各記録ヘッド１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙによるインク吐出幅（画像記録幅）よりも幅の広い受光素子列を有するラインセンサで構成される。このラインセンサは、赤（Ｒ）の色フィルタが設けられた光電変換素子（画素）がライン状に配列されたＲセンサ列と、緑（Ｇ）の色フィルタが設けられたＧセンサ列と、青（Ｂ）の色フィルタが設けられたＢセンサ列とからなる色分解ラインＣＣＤセンサで構成されている。なお、ラインセンサに代えて、受光素子が二次元配列されて成るエリアセンサを用いることも可能である。

印字検出部２４は、各色の記録ヘッド１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙにより印字されたテストパターンを読み取り、各記録ヘッドの吐出検出を行う。吐出判定は、吐出の有無、ドットサイズの測定、ドット着弾位置の測定等で構成される。

印字検出部２４の後段には、後乾燥部４２が設けられている。後乾燥部４２は、印字された画像面を乾燥させる手段であり、例えば、加熱ファンが用いられる。印字後のインクが乾燥するまでは印字面と接触することは避けたほうが好ましいので、熱風を吹きつける方式が好ましい。

多孔質のペーパに染料系インクで印字した場合などでは、加圧によりペーパの孔を塞ぐことでオゾンなど、染料分子を壊す原因となるものと接触することを防ぐことで画像の耐候性がアップする効果がある。

後乾燥部４２の後段には、加熱・加圧部４４が設けられている。加熱・加圧部４４は、画像表面の光沢度を制御するための手段であり、画像面を加熱しながら所定の表面凹凸形状を有する加圧ローラー４５で加圧し、画像面に凹凸形状を転写する。

このようにして生成されたプリント物は、排紙部２６から排出される。本来プリントすべき本画像（目的の画像を印刷したもの）とテスト印字とは分けて排出することが好ましい。このインクジェット記録装置１０では、本画像のプリント物と、テスト印字のプリント物とを選別してそれぞれの排出部２６Ａ、２６Ｂへと送るために排紙経路を切り換える選別手段（不図示）が設けられている。なお、大きめの用紙に本画像とテスト印字とを同時に並列に形成する場合は、カッター（第２のカッター）４８によってテスト印字の部分を切り離す。カッター４８は、排紙部２６の直前に設けられており、画像余白部にテスト印字を行った場合に、本画像とテスト印字部を切断するためのものである。カッター４８の構造は前述した第１のカッター２８と同様であり、固定刃４８Ａと丸刃４８Ｂとから構成されている。

また、図示を省略したが、本画像の排出部２６Ａには、オーダー別に画像を集積するソーターが設けられている。

次に、記録ヘッド１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙの構造について説明する。尚、各記録ヘッド１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙの構造は共通しているので、以下では、これらを代表して符号５０によって記録ヘッドを示すものとする。

図２は記録ヘッド５０のノズル面（インク吐出面）５０Ａを示した平面図であり、図３は図２中３−３線に沿う断面図である。図２に示すように、記録ヘッド５０には、ノズル面５０Ａに開口するインク滴吐出用のノズル５１がヘッド長手方向（図３の左右方向）及びヘッド長手方向に対して直交しない斜めの方向に沿って多数配列されている。このような２次元状（マトリクス状）のノズル配列構成により、ヘッド長手方向（即ち、主走査方向）に沿って高密度ピッチでドットを形成することができる。

また、図３に示すように、記録ヘッド５０には、各ノズル５１にそれぞれ対応する圧力室５２及び圧電素子５８が設けられている。圧力室５２の一端はノズル５１に連通し、他端は供給口５４を介して共通流路５５に連通している。共通流路５５は複数の圧力室５２に連通しており、各圧力室５２に供給するためのインクが貯留される。尚、共通流路５５には、図１に示したインク貯蔵／装填部１４からインクが供給される。

圧電素子５８は、圧力室５２の一壁面（図３の上壁面）を構成する振動板５６上の圧力室５２に対応する位置に設けられる。圧電素子５８は、薄膜状のピエゾ（圧電体）上に個別電極（駆動電極）５７を配置した構造となっている。尚、振動板５６はＳＵＳ等の導電性部材で構成されており、圧電素子５８に対する共通電極を兼ねている。

かかる構成により、圧電素子５８に対して駆動電圧が印加されると、圧電素子５８の変位によって圧力室５２内のインクは加圧され、圧力室５２に連通するノズル５１からインク滴が吐出される。

図４はインクジェット記録装置１０の制御系を示す要部ブロック図である。インクジェット記録装置１０は、通信インターフェース７０、システムコントローラ７２、画像メモリ７４、モータドライバ７６、ヒータドライバ７８、プリント制御部８０、画像バッファメモリ８２、ヘッドドライバ８４、供給制御部１３０等を備えている。

通信インターフェース７０は、ホストコンピュータ８６から送られてくる画像データを受信するインターフェース部である。通信インターフェース７０にはシリアルインターフェースやパラレルインターフェースを適用することができる。この部分には、通信を高速化するためのバッファメモリ（不図示）を搭載してもよい。

ホストコンピュータ８６から送出された画像データは通信インターフェース７０を介してインクジェット記録装置１０に取り込まれ、一旦画像メモリ７４に記憶される。画像メモリ７４は、通信インターフェース７０を介して入力された画像を一旦格納する記憶手段であり、システムコントローラ７２を通じてデータの読み書きが行われる。画像メモリ７４は、半導体素子からなるメモリに限らず、ハードディスクなど磁気媒体を用いてもよい。

システムコントローラ７２は、通信インターフェース７０、画像メモリ７４、モータドライバ７６、ヒータドライバ７８等の各部を制御する制御部である。システムコントローラ７２は、中央演算処理装置（ＣＰＵ）及びその周辺回路等から構成され、ホストコンピュータ８６との間の通信制御、画像メモリ７４の読み書き制御等を行うとともに、搬送系のモータ８８やヒータ８９を制御する制御信号を生成する。

モータドライバ７６は、システムコントローラ７２からの指示に従ってモータ８８を駆動するドライバ（駆動回路）である。ヒータドライバ７８は、システムコントローラ７２からの指示に従って後乾燥部４２その他各部のヒータ８９を駆動するドライバである。

プリント制御部８０は、システムコントローラ７２の制御に従い、画像メモリ７４内の画像データから印字制御用の信号を生成するための各種加工、補正などの処理を行う信号処理機能を有し、生成した印字制御信号（ドットデータ）をヘッドドライバ８４に供給する制御部である。プリント制御部８０において所要の信号処理が施され、該画像データに基づいてヘッドドライバ８４を介して記録ヘッド５０のインク滴の吐出量や吐出タイミングの制御が行われる。これにより、所望のドットサイズやドット配置が実現される。

供給制御部１３０は、プリント制御部８０の制御に従い、流量検出手段１０８により検出される流量に応じて、圧力制御手段１３２（第１の圧力制御手段１０４Ａ、第２の圧力制御手段１０６）や弁部１３４（弁１１４、１２０）の制御を行う。尚、具体的な制御方法については後で詳説する。

プリント制御部８０には画像バッファメモリ８２が備えられており、プリント制御部８０における画像データ処理時に画像データやパラメータなどのデータが画像バッファメモリ８２に一時的に格納される。なお、図４において画像バッファメモリ８２はプリント制御部８０に付随する態様で示されているが、画像メモリ７４と兼用することも可能である。また、プリント制御部８０とシステムコントローラ７２とを統合して１つのプロセッサで構成する態様も可能である。

ヘッドドライバ８４は、プリント制御部８０から与えられるドットデータに基づいて各色の記録ヘッド５０の圧電素子５８（図３参照）を駆動するための駆動信号を生成し、圧電素子５８に生成した駆動信号を供給する。ヘッドドライバ８４には記録ヘッド５０の駆動条件を一定に保つためのフィードバック制御系を含んでいてもよい。

印字検出部２４は、図１で説明したように、ラインセンサを含むブロックであり、記録紙１６に印字された画像を読み取り、所要の信号処理などを行って印字状況（吐出の有無、打滴のばらつきなど）を検出し、その検出結果をプリント制御部８０に提供する。

プリント制御部８０は、必要に応じて印字検出部２４から得られる情報に基づいて記録ヘッド５０に対する各種補正を行う。

図５はインクジェット記録装置１０のメンテナンス系の構成を示した概略図である。図示するように、インクジェット記録装置１０には、ノズル近傍のインク粘度の上昇、乾燥を防止するための手段としてのキャップ６４と、記録ヘッド５０のノズル面５０Ａの清掃手段としてのクリーニングブレード６６とが設けられている。これらキャップ６４及びクリーニングブレード６６を含むメンテナンスユニットは、不図示の移動機構によって記録ヘッド５０に対して相対移動可能であり、必要に応じて所定の退避位置から記録ヘッド５０下方のメンテナンス位置に移動される。

キャップ６４は、図示せぬ昇降機構によって記録ヘッド５０に対して相対的に昇降変位される。電源ＯＦＦ時や印刷待機時にキャップ６４を所定の上昇位置まで上昇させ、記録ヘッド５０に密着させることにより、記録ヘッド５０のノズル面５０Ａをキャップ６４で覆う。

クリーニングブレード６６は、ゴムなどの弾性部材で構成されており、図示せぬブレード移動機構により記録ヘッド５０のノズル面５０Ａに摺動可能である。ノズル面５０Ａにインク滴又は異物が付着した場合、クリーニングブレード６６をノズル面５０Ａに摺動させる、いわゆるワイピング動作を行うことでインク滴等を拭き取る。

印字中又は待機中において、特定のノズル５１の使用頻度が低くなり、ノズル近傍のインク粘度が上昇した場合、その劣化インクを排出すべくキャップ６４に向かって予備吐出が行われる。

また、記録ヘッド５０内（圧力室５２内）のインクに気泡が混入した場合、記録ヘッド５０にキャップ６４を当て、吸引ポンプ６７で記録ヘッド５０内のインク（気泡が混入したインク）を吸引により除去し、吸引除去したインクを回収タンク６８へ送液する。この吸引動作は、初期のインクの記録ヘッド５０への装填時、或いは長時間の停止後の使用開始時にも粘度上昇（固化）した劣化インクの吸い出しが行われる。

記録ヘッド５０は、ある時間以上吐出しない状態が続くと、ノズル近傍のインク溶媒が蒸発してノズル近傍のインクの粘度が高くなってしまい、吐出駆動用のアクチュエータ（圧電素子５８）が動作してもノズル５１からインクが吐出しなくなる。したがって、この様な状態になる手前で（圧電素子５８の動作によってインク吐出が可能な粘度の範囲内で）、インク受けに向かって圧電素子５８を動作させ、粘度が上昇したノズル近傍のインクを吐出させる「予備吐出」が行われる。また、ノズル面５０Ａの清掃手段として設けられているクリーニングブレード６６等のワイパーによってノズル面５０Ａの汚れを清掃した後に、このワイパー摺擦動作（ワイピング動作）によってノズル５１内に異物が混入するのを防止するためにも予備吐出が行われる。なお、予備吐出は、「空吐出」、「パージ」、「唾吐き」などと呼ばれる場合もある。

また、ノズル５１や圧力室５２に気泡が混入したり、ノズル近傍のインクの粘度上昇があるレベルを超えたりすると、上記予備吐出ではインクを吐出できなくなるため、以下に述べる吸引動作を行う。

すなわち、ノズル５１や圧力室５２のインク内に気泡が混入した場合、或いはノズル近傍のインク粘度があるレベル以上に上昇した場合には、圧電素子５８を動作させてもノズル５１からインクを吐出できなくなる。このような場合、記録ヘッド５０のノズル面５０Ａに、圧力室５２内のインクをポンプ等で吸い込む吸引手段としてキャップ６４を当接させて、気泡が混入したインク又は増粘インクを吸引する動作が行われる。

次に、本発明の特徴部分である液体供給装置の構成について説明する。図６は本実施形態としての液体供給装置９０Ａの構成を示す概略図である。図示するように、液体供給装置９０Ａは、メインタンク１００、サブタンク１０２、第１の圧力制御手段１０４Ａ、第２の圧力制御手段１０６、及び流量検出手段１０８から主に構成される。メインタンク１００とサブタンク１０２は第１の流路１１０を介して連通し、サブタンク１０２と記録ヘッド５０は第２の流路１１８を介して連通している。また、第１及び第２の流路１１０、１１８にはそれぞれ弁１１４、１２０が設けられている。以下では、第１の流路１１０の流量をＶ１、第２の流量１１８の流量をＶ２として表す。

メインタンク１００は、サブタンク１０２を介して記録ヘッド５０に対して供給するためのインクを貯留する大容量のタンクであり、図１に示したインク貯蔵／装填部１４と等価なものである。メインタンク１００はサブタンク１０２に対し鉛直方向略同位置に配置され、メインタンク１００に外圧を加えたり、メインタンク１００の内部に空気を注入したりすることによって、サブタンク１０２に対するインク供給を行う。また、メインタンク１００は、脱気インクを用いる場合には密封されているのが望ましく、脱気されていないインクを用いる場合には大気開放されていてもよい。

メインタンク１００には、第１の流路１１０に対して脱着可能な接続部材１１２が設けられており、タンク内のインク残量が少なくなった場合にはメインタンクごと交換することのできるカートリッジ方式が採用されている。使用用途に応じてインク種類を変える場合にはカートリッジ方式が適している。この場合、インクの種類情報をバーコード等で識別して、インク種類に応じた吐出制御を行うことが好ましい。また、カートリッジ方式に代えて、補充口からインクを補充する方式を採用することもできる。

サブタンク１０２は、メインタンク１００から供給され、記録ヘッド５０に対して供給するためのインクを一時的に貯留するための小容量のタンクである。本実施形態のサブタンク１０２は、その少なくとも一部が袋状の可撓性部材（即ち、大気連通がなくインク量に応じて容積が可変な部材）で構成され、非弾性の密閉容器１１６の内部に配置されている。尚、密閉容器１１６の内部空間（サブタンク１０２を除く）は空気が充填された状態となっている。

サブタンク１０２は、記録ヘッド５０の鉛直方向上側に配置され、第２の流路１１８を介して記録ヘッド５０内部の共通流路５５（図３参照）に連通している。本実施形態においては、記録ヘッド５０の鉛直方向上側の近傍又は記録ヘッド５０と一体的にサブタンク１０２が配置されることが好ましい。記録ヘッド５０の鉛直方向上側の近傍の範囲として、一例を挙げると、０ｍｍを超え１００ｍｍ以内の範囲を挙げることができるが、サブタンク１０２は記録ヘッド５０に近ければ近い方がより好ましい。第２の流路１１８の長さ（流路長）を短くすることができ、第２の流路１１８における圧力損失を低く抑えることができる。

第１の流路１１０には、異物や気泡を除去するためにフィルタ１１１が設けられていてもよい。フィルタ・メッシュサイズは、ノズル径と同等若しくはノズル径以下（一般的には、２０μｍ程度）とすることが好ましい。

流量検出手段１０８は、第２の流路１１８の流量Ｖ２、即ち、サブタンク１０２から記録ヘッド５０に対するインク供給量を検出する手段である。流量検出手段１０８による検出結果（流量Ｖ２）は、第１の圧力制御手段１０４Ａに通知される。流量検出手段１０８としては、例えば、第２の流路１１８内にプロペラを設けてその回転数を検出する羽根車方式、浮きを設けて浮きの上昇度合いで流量を検出する浮き子方式、２点間の圧力差を測定してベルヌーイの定理により求める差圧式等が一般的に知られている。しかしながら、どの方式においても圧力損失が増大するため、入力画像データより求められるドットデータに基づいて吐出量の総和を算出し、単位時間の吐出量、即ち、流量Ｖ２を算出する方法が望ましい。

第１の圧力制御手段１０４Ａは、流量検出手段１０８による検出結果（流量Ｖ２）に応じてメインタンク１００に対する付与圧力を変化させることで、メインタンク１００の内圧を制御する手段である。第１の圧力制御手段１０４としては、例えば、外圧によりメインタンク１００を押し引きする方法、メインタンク内部への空気注入量を増減させる方法、メインタンク１００を鉛直方向上下に移動させる方法などの各種方法を採用することができる。

脱気インクを用いる場合は外圧によりメインタンク１００を押し引きする方法が望ましく、脱気されていないインクを用いる場合はメインタンク１００内部への空気注入量を増減させる方法が望ましい。

流量Ｖ２とメインタンク１００に対する付与圧力との関係は、実験的、統計的に求めてもよいし、設計値から求めるようにしてもよい。図７に流量Ｖ２とメインタンク１００に対する付与圧力の関係を一例として示す。図示するように、流量Ｖ２から一義的にメインタンク１００に対する付与圧力Ｐ１を求めることができ、流量Ｖ２が増加するほどメインタンク１００に対する付与圧力Ｐ１が増加するような関係となっている。つまり、記録ヘッド５０によるインク消費量の増加によって流量Ｖ２が増加した場合には、第１の圧力制御手段１０４によるメインタンク１００に対する付与圧力も増加し、メインタンク１００からサブタンク１０２に対するインク供給量（流量Ｖ１）が増加する。この結果、サブタンク１０２内における急激な圧力変動を抑えることできる。

第２の圧力制御手段１０６は、記録ヘッド５０による安定吐出が可能な範囲でサブタンク１０２の内圧を制御する手段であり、具体的には、圧力検出器１２２及びポンプ１２４から主に構成される。

圧力検出器１２２は、密閉容器１１６の内圧と大気圧との差圧ΔＰを検出する圧力検出手段である。ポンプ１２４は、密閉容器１１６の内圧を調整する圧力調整手段であり、ポンプ１２４の一端は弁１２６を介して密閉容器１１６の内部に連通し、他端は大気に連通している。本実施形態においては、ポンプ１２４としてロータリーポンプを採用しているが、これに限らず、公知の各種ポンプを採用することができる。

ポンプ１２４による密閉容器１１６の内圧調整は、圧力検出器１２２による検出結果（差圧ΔＰ）に基づいて行われる。即ち、圧力検出器１２２により検出される差圧ΔＰが所定の範囲内となるようにポンプ１２４を駆動させることによって、密閉容器１１６の内圧調整が行われる。これにより、密閉容器１１６内部に配置されるサブタンク１０２の内圧を所定の範囲内に制御することができる。この結果、第１の流路１１０の圧力損失の大小に左右されることなく、記録ヘッド５０の内圧（負圧）を所定の範囲内に保つことができ、記録ヘッド５０の安定吐出が可能となる。

本実施形態においては、密閉容器１１６の内部空間（サブタンク１０２除く）には空気が充填されているが、これに限らず、他の気体や液体が充填されていてもよい。つまり、密閉容器１１６の内部空間には、サブタンク１０２の内圧を間接的に調整することができるものが充填されていればよい。

サブタンク１０２及び第２の圧力制御手段１０６の構成は本実施形態に限定されるものではない。例えば、図８に示す第１の変形例のように、サブタンク１０２′を大気中に配置し、第２の圧力制御手段１０６′として、サブタンク１０２′の内圧と大気圧との差圧を検出する圧力検出器１２２′と、その検出結果に応じてサブタンク１０２′の表面を押し引きする押し引き機構１２８とを備えた構成でもよい。この形態によれば、ポンプを使用しないため、ポンプの振動を生じることなく圧力調整が可能となる。また、図９に示す第２の変形例のように、インクが貯留されるサブタンク１０２″の内部に可撓性の袋状部材１３０を設け、第２の圧力制御手段１０６″として、サブタンク１０２″の内圧と大気圧との差圧を検出する圧力検出器１２２″と、圧力検出器１２２″による検出結果に応じて袋状部材１３０の内圧を調整するポンプ１２４″とを備えた構成でもよい。この形態によれば、可撓性の袋状部材の表面積を最小限にすることができ、気体透過性を最小限にすることができるため、脱気インクを用いた場合に溶存酸素量の増加を防止することができる。いずれの変形例においても、本実施形態と同様の効果が得られる。

図１０〜図１２は本実施形態の圧力制御の一例を示したフローチャート図である。以下、これらのフローチャート図に従って説明する。

図１０は圧力制御の全体的な流れを示したものである。まず、記録ヘッド５０による記録動作の開始前には、図６に示す全ての弁１１４、１２０、１２６は開かれ、各圧力制御手段１０４Ａ、１０６及び流量検出手段１０８は動作開始可能な状態になっているものとする。また、メインタンク１００及びサブタンク１０２の内部にはそれぞれ適量のインクが貯留され、その内圧も適性圧力であるものとする。

まず、記録動作の開始によって、サブタンク１０２に対する圧力制御が行われる（ステップＳ１０）。また、メインタンク１００に対する圧力制御が行われる（ステップＳ１２）。ステップＳ１０とステップＳ１２を並列的に実施するようにしてもよいが、例えば、記録動作が開始され、サブタンク１０２に対する圧力制御よりも先にメインタンク１００に対する圧力制御が行われると、サブタンク１０２の圧力調整に遅れが発生して記録ヘッド５０の吐出特性に変化が生じることがある。このため、図１０に示すとおり、メインタンク１００に対する圧力制御よりも先にサブタンク１０２に対する圧力制御が行われることが望ましい。尚、記録ヘッド５０による記録動作（吐出動作）は、図１０中には示していないが、これらの圧力調整と並列的に行われる。

次に、記録データが終了したか否かの判断が行われる（ステップＳ１４）。記録データが終了していなければ（Ｎｏの場合）、ステップＳ１０に戻り、メインタンク１００及びサブタンク１０２に対する圧力制御が再び行われる。一方、記録データが終了していれば（Ｙｅｓの場合）、記録動作の終了となる。記録動作の終了後、各圧力制御手段１０４Ａ、１０６及び流量検出手段１０８の動作を停止状態にすると共に、図６に示す全ての弁１１４、１２０、１２６を閉じた状態にする。

図１１はメインタンク１００に対する圧力制御の詳細な流れを示したものである。まず、流量検出手段１０８において、流量Ｖ２の検出が行われる（ステップＳ２０）。既述のとおり、流量検出手段１０８による検出結果（流量Ｖ２）は第１の圧力制御手段１０４Ａに通知される。次に、第１の圧力制御手段１０４Ａにおいて、流量Ｖ２からメインタンク１００に対して付与すべき圧力Ｐ１が算出され（ステップＳ２２）、その圧力Ｐ１がメインタンク１００に対して付与される（ステップＳ２４）。そして、メインタンク１００に対する圧力制御処理を終了する。

図１２はサブタンク１０２に対する圧力制御の詳細な流れを示したものである。まず、圧力検出器１２２において、密閉容器１１６の内圧と大気圧との差圧ΔＰの検出が行われる（ステップＳ３０）。次に、先のステップＳ３０で検出された差圧ΔＰが所定の範囲内か否か判断される（ステップＳ３２）。差圧ΔＰが所定の範囲外であれば（Ｎｏの場合）、ポンプ１２４を駆動し（ステップＳ３４）、ステップＳ３０に戻って再び同様の処理を繰り返す。一方、差圧ΔＰが所定の範囲内であれば（Ｙｅｓの場合）、サブタンク１０２に対する圧力制御処理を終了する。

第１の実施形態によれば、第１の圧力制御手段１０４Ａによって、記録ヘッド５０によるインク消費量の増減に応じてメインタンク１００からサブタンク１０２に対するインク供給量を変化させ、サブタンク１０２内における急激な圧力変動を抑えることができる。また、第２の圧力制御手段１０６によって、第１の流路１１０における圧力損失の大小に左右されることなく、記録ヘッド５０の内圧（負圧）を所定の範囲内に保つことができる。従って、記録動作中においても記録ヘッド５０に対して安定したインク供給が可能となると共に、記録ヘッドによる安定吐出を実現することができる。

〔第２の実施形態〕
次に、本発明に係る第２の実施形態について説明する。以下、既述した第１の実施形態と共通する部分については説明を省略し、本実施形態の特徴的な部分を中心に説明する。

図１３は第２の実施形態としての液体供給装置９０Ｂの構成を示した概略図である。第２の実施形態の液体供給装置９０Ｂにおいて、第１の実施形態の液体供給装置９０Ａ（図６参照）と異なる点は、図１３に示すように、液量検出手段１３２を備えていることである。

液量検出手段１３２は、サブタンク１０２内のインク量（液量）Ｓを検出する手段である。液量検出手段１３２による検出結果（液量Ｓ）は、第１の圧力制御手段１０４Ｂに通知される。液量検出手段１３２としては、例えば、レーザの透過光量やレーザによる可撓性容器の変位、歪ゲージなどを採用することができる。

本実施形態の第１の圧力制御手段１０４Ｂは、流量検出手段１０８による検出結果だけでなく、液量検出手段１３２による検出結果も利用して、メインタンク１００の内圧を制御する。尚、制御の方法については図１５にて説明する。

図１４は第２の実施形態としてのメインタンク１００に対する圧力制御の詳細な流れを示した図である。図１４中、既述した第１の実施形態（図１２参照）と共通する処理については同一の番号を付して、その説明を省略する。

まず、第１の実施形態と同様にして流量Ｖ２の検出が行われた後（ステップＳ２０）、液量検出手段１３２において、サブタンク１０２の液量Ｓが検出される（ステップＳ４０）。液量検出手段１３２による検出結果（液量Ｓ）は第１の圧力制御手段１０４Ｂに通知される。流量Ｖ２とサブタンク１０２の液量Ｓとの検出順序は本実施形態に限定されるものはなく、逆の順序でもよいし、同時に検出を行うようにしてもよい。ただし、第１の圧力制御手段１０４Ｂにおいて、これらの検出結果を利用してメインタンク１００に対する付与圧力が決定されることから、略同時に検出されることが好ましい。

次に、第１の圧力制御手段１０４Ｂにおいて、液量検出手段１３２による検出結果からサブタンク１０２内の単位時間当たりの液量変化量ΔＳの算出が行われる（ステップＳ４２）。例えば、液量検出手段１３２による検出結果の複数周期分を不図示の記憶手段に記憶しておき、記憶手段による記憶内容を読み取ることによって、液量変化量ΔＳを算出することができる。

次に、第１の圧力制御手段１０４Ｂにおいて、流量Ｖ２の補正が行われる（ステップＳ４４）。流量Ｖ２の補正は、先のステップＳ４２で求められた液量変化量ΔＳを利用して行われる。具体的には、流量Ｖ２から液量変化量ΔＳを減じた値が補正後の流量（以下、補正流量という。）Ｖ２′となり、次式 Ｖ２′＝Ｖ２−ΔＳ の関係が成立する。

次に、第１の圧力制御手段１０４Ｂにおいて、補正流量Ｖ２′からメインタンク１０２に対して付与すべき圧力Ｐ１′が算出され（ステップＳ４６）、圧力Ｐ１′がメインタンク１００に対して付与される（ステップＳ４８）。そして、メインタンク１００に対する圧力制御処理を終了する。

図１５は第２の流路１１８の流量とメインタンク１００に対する付与圧力との関係を一例として示したものである。不吐出などによって記録ヘッド５０によるインク消費量が減少し、サブタンク１０２の液量Ｓが増加している場合（即ち、ΔＳ＞０）、図示するように、補正流量Ｖ２′は補正前の流量Ｖ２に比べて小さくなり、補正流量Ｖ２′から算出されるメインタンク１００の付与圧力Ｐ１′は、補正前の流量Ｖ２から算出される付与圧力Ｐ１より小さくなる。つまり、メインタンク１００からサブタンク１０２に対するインク供給量（流量Ｖ１）は補正前に比べて減少し、サブタンク１０２の液量Ｓの変動範囲を一定に保つことができる。また、サブタンク１０２の液量Ｓが減少している場合（即ち、ΔＳ＜０）についても同様である。

本実施形態においては、サブタンク１０２の液量Ｓの基準量に対する変動範囲は１％〜３％の範囲であることが好ましい。ただし、インクの種類や液体供給装置９０Ｂや記録ヘッド５０の構造に左右されるため、これらを考慮した変動範囲の設定が必要である。

第２の実施形態によれば、インク粘度の変化や計測機器の誤差、画像で予測した場合の不吐出量などの各種要因により、流量検出手段１０８により検出される流量Ｖ２に誤差が生じた場合でも、サブタンク１０２の液量Ｓを所定の範囲内に保つことができ、記録ヘッド５０に対して安定したインク供給を行うことが可能となる。

尚、第１の圧力制御手段１０４Ｂにおいて、流量検出手段１０８による検出結果（流量Ｖ２）を利用せずに、液量検出手段１３２による検出結果（サブタンク１０２の液量Ｓ）のみを利用することも考えられるが、メインタンク１００からサブタンク１０２に対する供給量（流量Ｖ１）が所定の範囲内となるような、メインタンク１００に対する付与圧力を精度良く算出することは難しく不適である。

また、本実施形態の液体供給装置９０Ｂでは、メインタンク交換時、及び異常時／瞬断時には次のような処理が行われる。

図１６はメインタンク交換時の液体供給装置９０Ｂの様子を示した概略図である。図示するように、メインタンク交換のため、メインタンク１００が離脱されたときには、第１の圧力制御手段１０４Ｂは対象となるメインタンク１００が存在しないため、停止状態となる。メインタンク１００が離脱されていた場合、メインタンク装着判断手段１３３により、メインタンク１００が外されたままか、装着されたかを常に判断し、装着されたら、弁１１４を開き、第１の圧力制御手段１０４Ｂを開始する。

図１７はメインタンク交換時の制御の流れを示した図である。同図に示すように、記録動作が開始されると、サブタンク１０２の圧力制御が行われ（ステップＳ１０）、メインタンク装着判断手段１３３によって、メインタンク１００の離脱が行われたか否か判断される（ステップＳ６０）。

メインタンク１００が装着されていると判断されると（即ち、Ｎｏの場合）、弁１１４を開いた状態にし（ステップＳ６２）、メインタンク１００の圧力制御が行われる（ステップＳ１２）。そして、記録データが終了したか否か判断が行われ（ステップＳ６４）、記録データが終了していなければ、ステップＳ１０に戻って再び同様の処理を繰り返し、記録データが終了した場合には記録動作を終了する。

一方、メインタンク１００が離脱されていると判断されると（即ち、Ｙｅｓの場合）、弁１１４を閉じた状態にし（ステップＳ６６）、続いて、サブタンク１０２の液量Ｓが規定値未満か否か判断される（ステップＳ６８）。サブタンク１０２の液量Ｓが規定値未満と判断されると（即ち、Ｙｅｓの場合）、記録動作を停止し（ステップＳ７０）、不図示の出力手段にエラー表示し（ステップＳ７２）、記録動作を終了する。これに対し、サブタンク１０２の液量Ｓが規定値以上と判断されると（即ち、Ｎｏの場合）、前記同様、ステップＳ６４において、記録データが終了したか否か判断される。そして、記録データが終了していなければステップＳ１０からの処理を繰り返し、記録データが終了していれば記録動作を終了する。

この形態によれば、記録中においても記録を中断することなく、メインタンク１００を交換することが可能であり、且つ、サブタンク１０２の圧力調整により記録ヘッド５０の安定吐出が可能となる。

図１８は異常時又は瞬断時の液体供給装置９０Ｂの様子を示した概略図である。図示するように、異常時又は瞬断時には全ての弁１１４、１２０、１２６を閉じ、第１の圧力制御手段１０４Ｂによるメインタンク１００に対する圧力の付与を停止する。予め全ての弁１１４、１２０、１２６を閉じることで、異常時においても水頭差や残留圧力による正圧が生じた場合でも、記録ヘッド５０からのインク漏れを防止することができる。一方、復帰時には、サブタンク１０２の液量Ｓや密閉容器１１６の内圧と大気圧との差圧ΔＰを検出し、各検出値が規定範囲外の場合は規定範囲内に調整した後、記録動作を開始する。

〔第３の実施形態〕
次に、本発明に係る第３の実施形態について説明する。以下、既述した各実施形態と共通する部分については説明を省略し、本実施形態の特徴的な部分を中心に説明する。

図１９は第３の実施形態としての液体供給装置９０Ｃの構成を示した概略図である。第３の実施形態の液体供給装置９０Ｃにおいて、第１の実施形態の液体供給装置９０Ａ（図６参照）と異なる点は、図１９に示すように、動作履歴記憶手段１３４を備えていることである。

動作履歴記憶手段１３４は、ポンプ１２４の動作履歴を記憶する手段である。本実施形態においては、ポンプ１２４としてロータリーポンプが採用されている。また、ポンプ１２４の動作履歴としては、ポンプ１２４の駆動時間であり、密閉容器１１６の外部から内部に空気を流入させたときの駆動時間と、密閉容器１１６の内部から外部に空気を流出させたときの駆動時間とに分類されて記憶される。動作履歴記憶手段１３４による記憶内容（ポンプ１２４の動作履歴）は第１の圧力制御手段１０４Ｃに通知される。第１の圧力制御手段１０４Ｃから動作履歴記憶手段１３４の記憶内容を参照するようにしてもよい。

本実施形態の第１の圧力制御手段１０４Ｃは、流量検出手段１０８による検出結果だけでなく、動作履歴記憶手段１３４により記憶されているポンプ１２４の動作履歴も利用して、メインタンク１００の内圧を制御する。

図２０は第３の実施形態としてのメインタンク１００に対する圧力制御の詳細な流れを示した図である。図２０中、既述した各実施形態（図１２、１４参照）と共通する処理については同一の番号を付して、その説明を省略する。尚、制御の方法については図１５にて説明したとおりである。

まず、既述した各実施形態と同様にして流量Ｖ２の検出が行われた後（ステップＳ２０）、動作履歴記憶手段１３４に対してポンプ１２４の動作履歴が記憶される（ステップＳ６２）。動作履歴記憶手段１３４による記憶内容は第１の圧力制御手段１０４Ｃに通知される。そして、第１の圧力制御手段１０４Ｃにおいて、ポンプ１２４の動作履歴からサブタンク１０２の液量変化量ΔＳが算出される（ステップＳ６４）。サブタンク１０２の液量変化量ΔＳを算出した後の各処理（ステップＳ４６〜ステップＳ５０）は、既述した第２の実施形態と同様にして行われる。このようにして、メインタンク１００に対する圧力制御処理を終了する。

次に、図２１を用いて、ポンプ１２４の動作履歴からサブタンク１０２の液量変化量ΔＳを算出する方法について説明する。図２１（ａ）は正常状態（初期状態）を表したものであり、このときのサブタンク１０２の液量をＳ１ａ、密閉容器１１６の内部（サブタンク１０２除く）の空気量をＳ２ａとする。一方、図２１（ｂ）は異常状態を表したものであり、このときのサブタンク１０２の液量をＳ１ｂ、密閉容器１１６の内部（サブタンク１０２除く）の空気量をＳ２ｂとする。

記録ヘッド５０に不吐出等の異常が発生すると、記録ヘッド５０によるインク消費量の減少によって流量Ｖ２が流量Ｖ１より小さくなり（Ｖ２＜Ｖ１）、サブタンク１０２の液量Ｓ１が増加することになるが、本実施形態においては、第２の圧力制御手段１０６によって密閉容器１１６内部から外部に空気が流出され、サブタンク１０２の内圧が増加することなく一定に保たれる。このとき、サブタンク１０２は非弾性の密閉容器１１６の内部に配置されることから、サブタンク１０２の内圧が初期値で一定の場合、次式 Ｓ１ａ＋Ｓ２ａ＝Ｓ１ｂ＋Ｓ２ｂ が成立する。よって、ポンプ１２４の駆動による密閉容器１１６の内部から外部への流出量（Ｓ２ａ−Ｓ２ｂ）から、サブタンク１０２の液量変化量ΔＳ（＝Ｓ１ｂ−Ｓ１ａ）を求めることができる。尚、密閉容器１１６の内部から外部への流出量（Ｓ２ａ−Ｓ２ｂ）は、動作履歴記憶手段１３４によって記憶されるポンプ１２４の駆動時間から算出することができる。

また、記録ヘッド５０によるインク消費量の増加によって流量Ｖ２が流量Ｖ１より大きくなった場合（Ｖ２＞Ｖ１）についても、サブタンク１０２の液量変化量ΔＳを同様にして求めることができる。

第３の実施形態によれば、動作履歴記憶手段１３４による記憶内容（ポンプ１２４の動作履歴）からサブタンク１０２の液量変化量ΔＳを算出することができるので、サブタンク１０２の液量検出手段を設けなくとも、第２の実施形態と同等の効果を得ることができる。従って、液体供給装置９０Ｃのコスト削減や小型化が可能となる。

〔第４の実施形態〕
次に、本発明に係る第４の実施形態について説明する。以下、既述した各実施形態と共通する部分については説明を省略し、本実施形態の特徴的な部分を中心に説明する。

図２２は第４の実施形態としての液体供給装置９０Ｄの構成を示した概略図である。第４の実施形態の液体供給装置９０Ｄにおいて、第１の実施形態の液体供給装置９０Ａ（図６参照）と異なる点は、図２２に示すように、温度測定手段１３６を備えていることである。

温度測定手段１３６は、第１の流路１１０のインク温度を測定する手段である。温度測定手段１３６のインク温度の測定は、第１の流路１１０の下流側（サブタンク１０２側）で行われることが好ましく、更に、メインタンク１００の内部のインク温度も測定されることが好ましい。第１の流路１１０における圧力損失をより正確に把握することが可能となる。温度測定手段１３６による測定結果（インク温度）は、第１の圧力制御手段１０４Ｄに通知される。

第１の圧力制御手段１０４Ｄは、流量検出手段１０８による検出結果、更には、温度測定手段１３６による測定結果を利用して、メインタンク１００の内圧を制御する。

図２３は第２の流路１１８の流量とメインタンク１００に対する付与圧力との関係を一例として示したものであり、温度測定手段１３６で測定されるインク温度が常温と低温の場合を表している。インク温度が常温の場合に流量Ｖ２から算出される付与圧力をＰ１とする。一方、第４の実施形態では、第１の流量１１０のインク温度が更に考慮され、例えば、インク温度が低温の場合には、図示するように、流量Ｖ２からメインタンク１００に対する付与圧力Ｐ１′（＞Ｐ１）が算出される。つまり、インク温度が低温の場合には、インク粘度の増加によって、第１の流路１１０における圧力損失が増加することになるが、その圧力損失の増加分に応じてメインタンク１００に対する付与圧力を増加させることで、第１の流路１１０における流量Ｖ１を所定の範囲内にすることができ、安定したインク供給を実現することができる。インク温度が高温の場合についても同様であり、圧力損失の減少分に応じてメインタンク１００に対する付与圧力を減少させることで、同様の効果を得ることができる。

インク温度に応じた流量Ｖ２とメインタンク１００に対する付与圧力との関係は、インク種類毎に異なることから、これらの関係を実験的、統計的に測定したデータをテーブルとして不図示の記憶手段に記憶しておき、このテーブルを参照することによって、メインタンク１００に対する付与圧力を決定すればよい。

第４の実施形態によれば、インク温度の変化によってインク粘度に変化が生じ、第１の流路１１０における圧力損失に変化が生じた場合でも、温度測定手段１３６により測定されたインク温度に応じてメインタンク１００の内圧を制御することで、第１の流路１１０の流量Ｖ１を所定の範囲内にすることができ、安定したインク供給を実現することができる。

〔第５の実施形態〕
次に、本発明に係る第５の実施形態について説明する。以下、既述した各実施形態と共通する部分については説明を省略し、本実施形態の特徴的な部分を中心に説明する。

図２４は第５の実施形態としての液体供給装置９０Ｅの構成を示した概略図である。第５の実施形態の液体供給装置９０Ｅにおいて、第２の実施形態の液体供給装置９０Ｂ（図１３参照）と異なる点は、図２４に示すように、温度測定手段１３６を備えていることである。

温度測定手段１３６は、第１の流路１１０のインク温度を測定する手段である。温度測定手段１３６のインク温度の測定は、第１の流路１１０の下流側（サブタンク１０２側）で行われることが好ましく、更に、メインタンク１００の内部のインク温度も測定されることが好ましい。第１の流路１１０における圧力損失をより正確に把握することが可能となる。温度測定手段１３６による測定結果（インク温度）は、第１の圧力制御手段１０４Ｄに通知される。

第１の圧力制御手段１０４Ｅは、流量検出手段１０８による検出結果だけでなく、液量検出手段１３２による検出結果、更には、温度測定手段１３６による測定結果を利用して、メインタンク１００の内圧を制御する。

図２５は第２の流路１１８の流量とメインタンク１００に対する付与圧力との関係を一例として示したものであり、温度測定手段１３６で測定されるインク温度が常温と低温の場合を表している。インク温度が常温の場合に流量Ｖ２から算出される付与圧力をＰ１とする。既述した第２の実施形態では、流量Ｖ２からサブタンク１０２の液量変化量ΔＳを減じて得られる補正流量Ｖ２′からメインタンク１００に対する付与圧力Ｐ１′（＜Ｐ１）が算出される。一方、第５の実施形態では、第１の流路１１０のインク温度が更に考慮され、例えば、インク温度が低温の場合には、図示するように、補正流量Ｖ２′からメインタンク１００に対する付与圧力Ｐ１″（＞Ｐ１′）が算出される。つまり、インク温度が低温の場合には、インク粘度の増加によって、第１の流路１１０における圧力損失が増加することになるが、その圧力損失の増加分に応じてメインタンク１００に対する付与圧力を増加させることで、第１の流路１１０における流量Ｖ１を所定の範囲内にすることができ、安定したインク供給を実現することができる。インク温度が高温の場合についても同様であり、圧力損失の減少分に応じてメインタンク１００に対する付与圧力を減少させることで、同様の効果を得ることができる。

インク温度に応じた流量Ｖ２とメインタンク１００に対する付与圧力との関係は、インク種類毎に異なることから、これらの関係を実験的、統計的に測定したデータをテーブルとして不図示の記憶手段に記憶しておき、このテーブルを参照することによって、メインタンク１００に対する付与圧力を決定すればよい。

第５の実施形態によれば、インク温度の変化によってインク粘度に変化が生じ、第１の流路１１０における圧力損失に変化が生じた場合でも、温度測定手段１３６により測定されたインク温度に応じてメインタンク１００の内圧を制御することで、第１の流路１１０の流量Ｖ１を所定の範囲内にすることができ、安定したインク供給を実現することができる。

以上、本発明の液体供給装置、画像形成装置、及び液体供給方法について詳細に説明したが、本発明は、以上の例には限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変形を行ってもよいのはもちろんである。

インクジェット記録装置の概略を示す全体構成図 記録ヘッドのノズル面を表した平面図 図２中３−３線に沿う断面図 インクジェット記録装置の制御系を示す要部ブロック図 インクジェット記録装置のメンテナンス系の構成を示した概略図 第１の実施形態としての液体供給装置の構成を示す概略図 第２の流路における流量とメインタンクに対する付与圧力の関係を一例として示した図 第１の実施形態の変形例を示した図 第１の実施形態の変形例を示した図 第１の実施形態の圧力制御の全体的な流れを示した図 第１の実施形態のメインタンクに対する圧力制御の詳細な流れを示した図 第１の実施形態のサブタンクに対する圧力制御の詳細な流れを示した図 第２の実施形態としての液体供給装置の構成を示す概略図 第２の実施形態のメインタンクに対する圧力制御の詳細な流れを示した図 第２の流路における流量とメインタンクに対する付与圧力の関係を一例として示した図 メインタンク交換時の液体供給装置の様子を示した概略図 メインタンク交換時の制御の流れを示した図 異常時又は瞬断時の液体供給装置の様子を示した概略図 第３の実施形態としての液体供給装置の構成を示す概略図 第３の実施形態のメインタンクに対する圧力制御の詳細な流れを示した図 サブタンクの液量変化量を算出する方法の説明図 第４の実施形態としての液体供給装置の構成を示す概略図 第２の流路における流量とメインタンクに対する付与圧力の関係を一例として示した図 第５の実施形態としての液体供給装置の構成を示す概略図 第２の流路における流量とメインタンクに対する付与圧力の関係を一例として示した図

符号の説明

１０…インクジェット記録装置、５０…記録ヘッド、５１…ノズル、５２…圧力室、５５…共通流路、５６…振動板、５８…圧電素子、８０…プリント制御部、８０ａ…圧力制御部、９０Ａ〜９０Ｅ…液体供給装置、１００…メインタンク、１０２…サブタンク、１０４Ａ〜１０４Ｅ…第１の圧力制御手段、１０６…第２の圧力制御手段、１０８…流量検出手段、１１０…第１の流路、１１６…密閉容器、１１８…第２の流路、１２２…圧力検出器、１２４…ポンプ、１３２…液量検出手段、１３４…動作履歴記憶手段、１３６…温度測定手段

Claims (6)

1. 液体が貯留されるメインタンクと、
   液体を吐出する記録ヘッドの鉛直方向上側に配置され、大気連通がなく液体量に応じて容積が可変な部材で構成されるサブタンクと、
   前記メインタンクと前記サブタンクを連通する第１の流路と、
   前記サブタンクと前記記録ヘッドを連通する第２の流路と、
   前記第２の流路の流量を検出する流量検出手段と、
   前記流量検出手段により検出された流量に応じて前記メインタンクの内圧を制御する第１の圧力制御手段と、
   前記サブタンクの内圧を所定の範囲内に制御する第２の圧力制御手段と、を備えた液体供給装置であって、
   前記サブタンクの液量を検出する液量検出手段と、
   前記液量検出手段により検出された液量から前記サブタンクの液量変化量（ただし、前記液量変化量は、前記サブタンクの液量が増加したときを正の値とする）を算出する液量変化量算出手段と、
   前記流量検出手段により検出された流量から前記液量変化量算出手段により算出された液量変化量を減じることにより補正流量を算出する補正流量算出手段と、を備え、
   前記第１の圧力制御手段は、前記流量検出手段により検出された流量の代わりに前記補正流量算出手段により算出された補正流量に基づき、該補正流量が増加するほど前記メインタンクに対する付与圧力を増加させることにより、前記メインタンクの内圧を制御することを特徴とする液体供給装置。
2. 液体が貯留されるメインタンクと、
   液体を吐出する記録ヘッドの鉛直方向上側に配置され、大気連通がなく液体量に応じて容積が可変な部材で構成されるサブタンクと、
   前記メインタンクと前記サブタンクを連通する第１の流路と、
   前記サブタンクと前記記録ヘッドを連通する第２の流路と、
   前記第２の流路の流量を検出する流量検出手段と、
   前記流量検出手段により検出された流量に応じて前記メインタンクの内圧を制御する第１の圧力制御手段と、
   前記サブタンクの内圧を所定の範囲内に制御する第２の圧力制御手段と、を備えた液体供給装置であって、
   前記第２の圧力制御手段の動作履歴を記憶する動作履歴記憶手段と、
   前記動作履歴記憶手段に記憶された動作履歴から前記サブタンクの液量変化量（ただし、前記液量変化量は、前記サブタンクの液量が増加したときを正の値とする）を算出する液量変化量算出手段と、
   前記流量検出手段により検出された流量から前記液量変化量算出手段により算出された液量変化量を減じることにより補正流量を算出する補正流量算出手段と、を備え、
   前記第１の圧力制御手段は、前記流量検出手段により検出された流量の代わりに前記補正流量算出手段により算出された補正流量に基づき、該補正流量が増加するほど前記メインタンクに対する付与圧力を増加させることにより、前記メインタンクの内圧を制御することを特徴とする液体供給装置。
3. 前記第１の流路の液体温度を測定する温度測定手段を更に備え、
   前記第１の圧力制御手段は、前記補正流量算出手段により算出された補正流量が増加するほど前記メインタンクに対する付与圧力を増加させるとともに、前記温度測定手段により測定された液体温度が低温になるほど前記メインタンクに対する付与圧力を増加させることにより、前記メインタンクの内圧を制御することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の液体供給装置。
4. 請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の液体供給装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。
5. 液体が貯留されるメインタンクと、液体を吐出する記録ヘッドの鉛直方向上側に配置され、大気連通がなく液体量に応じて容積が可変な部材で構成されるサブタンクと、前記メインタンクと前記サブタンクを連通する第１の流路と、前記サブタンクと前記記録ヘッドを連通する第２の流路と、を備えた液体供給装置の液体供給方法であって、
   前記第２の流路の流量を検出する流量検出工程と、
   前記流量検出工程において検出された流量に応じて前記メインタンクの内圧を制御する第１の圧力制御工程と、
   前記サブタンクの内圧を所定の範囲内に制御する第２の圧力制御工程と、
   前記サブタンクの液量を検出する液量検出工程と、
   前記液量検出工程により検出された液量から前記サブタンクの液量変化量（ただし、前記液量変化量は、前記サブタンクの液量が増加したときを正の値とする）を算出する液量変化量算出工程と、
   前記流量検出工程により検出された流量から前記液量変化量算出工程により算出された液量変化量を減じることにより補正流量を算出する補正流量算出工程と、を含み、
   前記第１の圧力制御工程は、前記流量検出工程により検出された流量の代わりに前記補正流量算出工程により算出された補正流量に基づき、該補正流量が増加するほど前記メインタンクに対する付与圧力を増加させることにより、前記メインタンクの内圧を制御することを特徴とする液体供給方法。
6. 液体が貯留されるメインタンクと、液体を吐出する記録ヘッドの鉛直方向上側に配置され、大気連通がなく液体量に応じて容積が可変な部材で構成されるサブタンクと、前記メインタンクと前記サブタンクを連通する第１の流路と、前記サブタンクと前記記録ヘッドを連通する第２の流路と、を備えた液体供給装置の液体供給方法であって、
   前記第２の流路の流量を検出する流量検出工程と、
   前記流量検出工程において検出された流量に応じて前記メインタンクの内圧を制御する第１の圧力制御工程と、
   前記サブタンクの内圧を所定の範囲内に制御する第２の圧力制御工程と、
   前記第２の圧力制御工程の動作履歴を記憶する動作履歴記憶工程と、
   前記動作履歴記憶工程で記憶された動作履歴から前記サブタンクの液量変化量（ただし、前記液量変化量は、前記サブタンクの液量が増加したときを正の値とする）を算出する液量変化量算出工程と、
   前記流量検出工程により検出された流量から前記液量変化量算出工程により算出された液量変化量を減じることにより補正流量を算出する補正流量算出工程と、を含み、
   前記第１の圧力制御工程は、前記流量検出工程により検出された流量の代わりに前記補正流量算出工程により算出された補正流量に基づき、該補正流量が増加するほど前記メインタンクに対する付与圧力を増加させることにより、前記メインタンクの内圧を制御することを特徴とする液体供給方法。

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