JP5440130B2 - 画像形成装置 - Google Patents

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。

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（ヘッドタンク、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、インク供給システムにおいて、圧力調整弁を使用した場合の混入気泡の排出に関して、特許文献５に開示されているように、圧力力調整弁をダイヤフラムで構成し、ダイヤフラムをマイナス変形させることでインクを吸引し、ダイヤフラムの押圧解除でインク供給経路に通液した後ダイヤフラムの押圧を解除することで、吸引のみによって初期充填を行う場合よりも圧力調整弁内の気泡混入量を減少しようとするものが知られている。

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２００６−０８２０７０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。

また、特許文献５に開示の圧力調整弁内の混入気泡を減少させる技術は圧力調整弁内への初期充填に限定されるものであって、長期にわたって混入気泡を効果的に排出することはできない。

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、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、圧力調整手段を用いることで圧力調整手段内部に滞留する気泡を確実に排出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、前記第１の流路を流れる液体の流量が増加するときに内部の流路抵抗が増加する圧力調整弁と、
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、
を備え、
前記液体タンクを記録ヘッドよりも下方に配置することで、水頭差により記録ヘッド側に負圧を発生させ、
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、
前記圧力調整弁は、流路を形成する流路部材と、前記流路部材内に移動可能に収容された弁体である可動部材とを有し、
前記送液手段から前記第３の流路を介して前記流路内に流入する液体の流入方向が前記可動部材の水平方向の断面における中心軸を通過しない方向になる液体流入口部が設けられており、
前記可動部材は、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って、弁体部である第１弁体部、中央部、下部である第２弁体部の少なくとも３つの段部要素を有し、前記中央部の径が前記第２弁体部よりも小径に形成され、
前記可動部材は、前記流路部材内で移動し、
前記第１弁体部には、液体の流れ方向に、前記第１の流路と前記第３の流路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が設けられ、
前記第２弁体部と前記流路部材の壁面との間で第２の絞り部が形成され、
前記可動部材が前記流路部材内で移動することにより、前記第２弁体部と前記流路部材の壁面との間で形成される前記第２の絞り部の絞り量が変化し、
前記第１の流路を流れる液体の流量が増加すると、前記圧力調整弁の前記可動部材が前記流路部材内で移動し、
前記可動部材の前記流路部材内での移動が、前記第１の流路と前記第２の流路及び前記第２の流路と前記第３の流路を連通させる流路の流路抵抗を増加させる一方、前記第３の流路から前記第１の流路への流路抵抗は一定に保たれ、
前記第１の流路を流れる液体の流量の増加分は、前記第３の流路を介して前記送液手段により供給され、
前記送液手段から送液される液体が前記液体流入口部を通じて前記圧力調整弁の前記流路部材内に流入したときに前記流路部材の壁面に沿って回流し、前記貫通穴の入口部分に停留している気泡が前記回流による液体の流れによって前記貫通穴から排出される
構成とした。

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が増加するときに内部の流路抵抗が増加する圧力調整弁と、
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、を備え、
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、
前記圧力調整弁は、流路を形成する流路部材と、前記流路部材内に移動可能に収容された可動部材とを有し、
前記可動部材は、前記第３の流路との連通部よりも前記第１の流路側に位置する弁体部を有し、前記弁体部には、液体の流れの方向に貫通穴が形成され、
前記流路部材には、前記送液手段から前記第３の流路を介して前記流路内に流入する液体の流入方向が前記可動部材の弁体部の第３の流路側の壁面に向かう方向になる液体流入口部が設けられている
構成とした。

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が増加するときに内部の流路抵抗が増加する圧力調整弁と、
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、を備え、
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、
前記圧力調整弁は、流路を形成する流路部材と、前記流路部材内に移動可能に収容された可動部材とを有し、
前記可動部材は、前記第３の流路との連通部よりも前記第１の流路側に位置する弁体部を有し、前記弁体部には、液体の流れの方向に貫通穴が形成され、
前記送液手段から単位時間当たりの送液量を変化させながら前記圧力調整弁に対して送液する
構成とした。

本発明に係る画像形成装置によれば、簡易な構成、制御でヘッドの負圧を適正範囲に維持でき、高粘度の液体でも、吐出不良を生じることなく、高速で吐出することができるようになる。

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。 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流路抵抗可変ユニット内部での気泡滞留の説明に供する模式的説明図である。 同インク供給システムに適用した本発明の第１実施形態に係る流路抵抗可変ユニットの模式的説明図である。 図１７のＡ−Ａ線に沿う水平断面の断面説明図である。 比較例の路抵抗可変ユニットを示す図１８と同様な断面説明図である。 本発明の第２実施形態に係る流路抵抗可変ユニットの模式的説明図である。 図２０のＢ−Ｂ線に沿う水平断面の断面説明図である。 本発明の第３実施形態に係る流路抵抗可変ユニットの模式的説明図である。 本発明の第４実施形態に係る流路抵抗可変ユニットの模式的説明図である。 本発明の第５実施形態に係る流路抵抗可変ユニットの模式的説明図である。 本発明の第６実施形態の説明に供するアシストポンプの送液量の変化の説明に供する説明図である。

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）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。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は流路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、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、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。

なお、記録ヘッド１０側には、前述したように維持回復機構５１が配設される。この維持回復機構５１には、非吐出時にインクの水分乾燥を防止すると同時に、記録ヘッド１０内の気泡を取り除き、ノズルが詰まったときなどに記録ヘッド１０内のインクを吸引する目的で保湿・吸引用のキャップ５２が備わっている。記録ヘッド１０内のインクを吸引するときは、記録ヘッド１０のノズル面をキャップ５２でキャッピングして、吸引ポンプ５３により、インクを廃液タンク５６に排出する。ここでは、キャップ５２は、保湿用と吸引用を併用しているが、それぞれの役割を独立させたキャップを構成してもよい。また、吸引したインクは、廃液タンク５６ではなく、インクカートリッジ７６に戻す構成とすることもできる。また、廃液タンク５６は、吸引動作だけではなく、記録ヘッド１０からの画像形成に寄与しない空吐出滴を受ける空吐出受けとしての役割を持つことがある。また、ワイパ部材５７は、ワイピングユニット５８に取り付けられており、このワイパ部材５７により、メンテナンス後の記録ヘッド１０のノズル面を払拭することで、ノズル面のメニスカスが整えられる。

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、液体供給チューブ（以下「第１の流路」ともいう。）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の流路抵抗可変ユニット８３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（アシストポンプ）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（流体抵抗）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１０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。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、本発明における弁体部である上部（以下「第１弁体部」ともいう。）８８ｔ、中央部８８ｍ、下部（以下「第２弁体部」ともいう。）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１０（ａ）の位置、図１０（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。

ここで、弁体８８の第１弁体部８８ｔには、図１１にも示すように、インクの流れ方向に、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の第２弁体部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弁体部８８ｂと流路部材である管部材８７の流路部分８７ｂの壁面との間で形成される第２の絞り部１８２の絞り量が変化する。

なお、ここでは、図１１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８８の第１弁体部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８４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。

なお、この流路抵抗可変ユニット８３は、図１０の状態、すなわち、ポート８６ａ側を上にしてインク供給システム内で配置される。

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１０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１０（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１０（ａ）に示すように、管部材８７と弁体８８の第２弁体部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の第１弁体部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１０（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の第１弁体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の第２弁体部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の第２弁体部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１２を参照して説明する。なお、図１２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１３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１３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１３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１５に示している。図１５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９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。

このようなインク供給システムにおいて、インクカートリッジ７６を交換するときや初期充填時などに、流路抵抗可変ユニット８３内に気泡が残留すると、滴吐出不良が発生することになる。

例えば、図１６に示すように、可動部材である弁体８８の第１弁体部８８ｔを平板状（フラットな形状）に形成した比較例の流路抵抗可変ユニット８３を使用した場合、弁体８８がポート８６ａ方向（第１の流路方向）に引かれているとき、気泡１４１が第１弁体部８８ｔと第２弁体部８８ｂに挟まれた中央領域１４０に残留する。この中央領域１４０に気泡１４１が残留すると、気泡１４１は、その浮力により第１弁体部８８ｔのポート８６ｂ側（第３の流路側又は第２の流路側）に溜まる。

この状態で、記録ヘッド１０から吐出動作を続けても、貫通穴８４から離れた位置にある気泡１４１は、貫通穴８４を通過せずに、そのまま中央領域１４０内に残留する。その結果、ポンプユニット８０によって送液されたインクの圧力が、中央領域１４０内の気泡１４１に吸収され、記録ヘッド１０が必要とする圧力が不足してしまうおそれがある。また、このように残留する気泡は、ポンプユニット８０内のポンプ７８を駆動して、圧力調整弁８１に液体を送液してもその場に停留しやすく、貫通穴８４から排出されにくい。また、記録ヘッド１０から液体を吐出動作状況、及びポンプユニット８０からの送液状況による圧力調整弁（圧力制御ユニット）８１の流路抵抗可変ユニット８３内の弁体８８が上昇及び下降動作を行っても、圧力調整弁８１内に残留した気泡はその場に停留しやすく、貫通穴84から排出するには、大量に液体を消費しないと排出されないことが判明している。

そこで、このような画像形成装置に本発明を適用した第１実施形態について図１７及び図１８を参照して説明する。なお、図１７は同実施形態に係る流路抵抗可変ユニット８３の模式的説明図、図１８は図１７のＡ−Ａ線に沿う水平断面の断面説明図である。
ここでは、送液手段であるポンプ７８から第３の流路４３を通じて流体抵抗可変ユニット８３内に液体（インク）を流入する流入口部となるポート８６ｃは、弁体８８の水平方向の断面における中心軸に対して偏った位置に設けて、ポンプ７８から流路抵抗可変ユニット８３への液体流入方向は、弁体８８の水平方向の断面における中心軸を通過しない方向としている。ここでは、円形の流路部分８７ｂの接線方向を液体流入方向としている。

これにより、ポンプ７８から送液されるインクはポート８６ｃを通じて流路抵抗可変ユニット８３の流路部分８７ｂに流入したときに流路部分８７ｂの壁面に沿って回流しやすくなるので、例えば図１８に示すように、貫通穴８４の入口部分に停留している気泡１４１も回流によるインクの流れによって動き易くなり、貫通穴８４から排出されやすくなる。これに対し、例えば図１９に示すように、弁体８８の水平方向の断面における中心軸に向けてポート８６ｃを配置した場合には、回流が発生しにくく、気泡排出性が低下する。

本発明を適用した第２実施形態について図２０及び図２１を参照して説明する。なお、図２０は同実施形態に係る流路抵抗可変ユニット８３の模式的説明図、図２１は図２０のＢ−Ｂ線に沿う水平断面の断面説明図である。
ここでは、前記第１実施形態において、流体抵抗可変ユニット８３の弁体８８の気泡が停留する側、すなわち第１弁体部８８ｔの下面にフィン１８０を備えている。このフィン１８０は送液されるインクの流入方向に対して、できる限り垂直（直交する方向）に配置されることが好ましい。またフィン１８０の数は１枚に限定されるものではなく、複数枚（この例では４枚）としている。

これにより、前述したようにポンプ７８から送液されるインクによって流路部分８７ｂ内で回流しやすくなり、更に弁体８８も送液されるインクをフィン１８０で受けることによって回転しやすくなり、停留する気泡がその流れによって動きやすくなって貫通穴８４から排出されやすくなる。

本発明を適用した第３実施形態について図２２を参照して説明する。なお、図２２は同実施形態に係る流路抵抗可変ユニット８３の模式的説明図である。
ここでは、流路抵抗可変ユニット８３内への流入口部となるポート８６ｃをインクの流れ方向に沿って径が小さくなる、つまり、先細り形状としている。

これにより、流路抵抗可変ユニット８３内に流入するインクの流速が前記実施形態よりも高まり、流路抵抗可変ユニット８３内に発生する回流の流速が速くなり、より効率的に停留する気泡を動かすことができ、気泡が貫通穴８４から排出されやすくなる。

本発明を適用した第４実施形態について図２３を参照して説明する。なお、図２３は同実施形態に係る流路抵抗可変ユニット８３の模式的説明図である。
ここでは、流路抵抗可変ユニット８３内への流入口部となるポート８６ｃを弁体８８の第１弁体部８８ｔの下面に向けて傾斜させて設けている。つまり、液体流入方向を流路抵抗可変ユニット８３の気泡が停留する箇所に向かう方向としている。

これにより、ポンプ７８によって送液されるインクが流路抵抗可変ユニット８３内の停留している気泡に当たりやすくなり、流路抵抗可変ユニット８３内に停留する気泡がその流れによって動きやすくなり、貫通穴８４から排出されやすくなる。

このように、圧力調整弁は、流路を形成する流路部材と、流路部材内に移動可能に収容された可動部材とを有し、可動部材は、第３の流路との連通部よりも第１の流路側に位置する弁体部を有し、弁体部には、液体の流れの方向に貫通穴が形成され、流路部材には、送液手段から第３の流路を介して流路内に流入する液体の流入方向が可動部材の弁体部の第３の流路側の壁面に向かう方向になる液体流入口部が設けられている構成とすることで、圧力調整弁内で弁体に停留する気泡に送液される液体が当たることで気泡が動き、排出されやすくなる。

本発明を適用した第５実施形態について図２４を参照して説明する。なお、図２４は同実施形態に係る流路抵抗可変ユニット８３の模式的説明図である。
ここでは、弁体８８の貫通８４の位置を前記各実施形態よりも弁体８８の外周部側としている。これにより、流路抵抗可変ユニット８３内残留した気泡１４１がインクの回流によって弁体８８の外周側に移動し、この気泡１４１が弁体８８の外周分側に配置された貫通穴８４によって排出されやすくなる。

本発明を適用した第６実施形態について図２５を参照して説明する。なお、図２５は同実施形態の説明に供するアシストポンプの送液量の変化の説明に供する説明図である。
ここでは、アシストポンプ７８の単位時間当たりの送液量を送液量Ｑ１とＱ２（Ｑ１＜Ｑ２）に切替え制御し、単位時間当たりの送液量を異ならせながら流路抵抗可変ユニット８３に送液する。このように、送液手段による送液動作を、送液量を断続的に切り替えながら送液する制御とすることにより、流路抵抗可変ユニット８３内に流入するインクの流れを乱流状態とすることができ、効率よく流路抵抗可変ユニット８３内に停留する気泡を動かすことができて、貫通穴84から排出されやすくすることができる。

このように、圧力調整弁は、流路を形成する流路部材と、流路部材内に移動可能に収容された可動部材とを有し、可動部材は、第３の流路との連通部よりも第１の流路側に位置する弁体部を有し、弁体部には、液体の流れの方向に貫通穴が形成され、流路部材には、送液手段から第３の流路を介して流路内に流入する液体の流入方向が可動部材の弁体部の第３の流路側の壁面に向かう方向になる液体流入口部が設けられている構成とすることで、圧力調整弁内で弁体に停留する気泡に送液される液体が当たることで気泡が動き、排出されやすくなる。

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 インク供給チューブ（第１の流路）
４２ 第２の流路
４３ 第３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
８４ 貫通穴
８６ｃ ポート（液体流入口部）
８７ 管部材（流路部材）
８８ 弁体（可動部材）
８８ｔ 第１弁体部（弁体部：弁体の上部）
８８ｂ 第２弁体部（弁体の下部）

Claims (7)

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、前記第１の流路を流れる液体の流量が増加するときに内部の流路抵抗が増加する圧力調整弁と、
   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、
   を備え、
   前記液体タンクを記録ヘッドよりも下方に配置することで、水頭差により記録ヘッド側に負圧を発生させ、
   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、
   前記圧力調整弁は、流路を形成する流路部材と、前記流路部材内に移動可能に収容された弁体である可動部材とを有し、
   前記送液手段から前記第３の流路を介して前記流路内に流入する液体の流入方向が前記可動部材の水平方向の断面における中心軸を通過しない方向になる液体流入口部が設けられており、
   前記可動部材は、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って、弁体部である第１弁体部、中央部、下部である第２弁体部の少なくとも３つの段部要素を有し、前記中央部の径が前記第２弁体部よりも小径に形成され、
   前記可動部材は、前記流路部材内で移動し、
   前記第１弁体部には、液体の流れ方向に、前記第１の流路と前記第３の流路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が設けられ、
   前記第２弁体部と前記流路部材の壁面との間で第２の絞り部が形成され、
   前記可動部材が前記流路部材内で移動することにより、前記第２弁体部と前記流路部材の壁面との間で形成される前記第２の絞り部の絞り量が変化し、
   前記第１の流路を流れる液体の流量が増加すると、前記圧力調整弁の前記可動部材が前記流路部材内で移動し、
   前記可動部材の前記流路部材内での移動が、前記第１の流路と前記第２の流路及び前記第２の流路と前記第３の流路を連通させる流路の流路抵抗を増加させる一方、前記第３の流路から前記第１の流路への流路抵抗は一定に保たれ、
   前記第１の流路を流れる液体の流量の増加分は、前記第３の流路を介して前記送液手段により供給され、
   前記送液手段から送液される液体が前記液体流入口部を通じて前記圧力調整弁の前記流路部材内に流入したときに前記流路部材の壁面に沿って回流し、前記貫通穴の入口部分に停留している気泡が前記回流による液体の流れによって前記貫通穴から排出される
   ことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記液体流入口部が前記可動部材の中心軸に対して径方向に偏った位置に配置され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。
3. 前記液体流入口部が前記可動部材の中心軸に対して傾きを持つ角度で配置され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。
4. 前記可動部材には周囲にフィンが設けられ、前記フィンは液体の流入方向に対して直交する方向に配置され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。
5. 前記液体流入口部は液体流入方向に沿って径が小さくなる形状であることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の画像形成装置。
6. 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が増加するときに内部の流路抵抗が増加する圧力調整弁と、
   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、を備え、
   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、
   前記圧力調整弁は、流路を形成する流路部材と、前記流路部材内に移動可能に収容された可動部材とを有し、
   前記可動部材は、前記第３の流路との連通部よりも前記第１の流路側に位置する弁体部を有し、前記弁体部には、液体の流れの方向に貫通穴が形成され、
   前記流路部材には、前記送液手段から前記第３の流路を介して前記流路内に流入する液体の流入方向が前記可動部材の弁体部の第３の流路側の壁面に向かう方向になる液体流入口部が設けられている
   ことを特徴とする画像形成装置。
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、前記第１の流路を流れる液体の流量が増加するときに内部の流路抵抗が増加する圧力調整弁と、
   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、を備え、
   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、
   前記圧力調整弁は、流路を形成する流路部材と、前記流路部材内に移動可能に収容された可動部材とを有し、
   前記可動部材は、前記第３の流路との連通部よりも前記第１の流路側に位置する弁体部を有し、前記弁体部には、液体の流れの方向に貫通穴が形成され、
   前記送液手段から単位時間当たりの送液量を変化させながら前記圧力調整弁に対して送液する
   ことを特徴とする画像形成装置。

Images