JP5482339B2 - 液滴吐出装置及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は液滴を吐出して画像を形成させる液滴吐出装置、及びこの液滴吐出装置を備えた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（紙に限定するものではなく、ＯＨＰなどを含み、インク滴、その他の液体などが付着可能なものの意味であり、被記録媒体あるいは記録媒体、記録紙、記録用紙などとも称される。）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、液体吐出方式の「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液体を吐出して画像形成を行う装置を意味し、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こと（単に液滴を媒体に着弾させること）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るものではなく、吐出されるときに液体となるものであれば特に限定されるものではなく、例えば、ＤＮＡ試料、レジスト、パターン材料なども含まれる。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。

このような液滴吐出方式の画像形成装置には、液滴を吐出する記録ヘッドと、この記録ヘッドに供給する液体を収容する着脱可能な第１液体収容手段と、この第１液体収容手段から液体供給流路を介して供給される液体を一時的に保持すると共に、外部から液体供給流路に侵入した空気を貯留することが可能で、かつ交換可能な第２液体収容手段を備えている。この第２液体収容手段には、負圧発生部を備えており、可撓性フィルムの変形によって内部に設置されたバネが変形し、この復元力により減圧状態を形成する。

この第２液体収容手段と記録ヘッドには、予めインクが充填されているものや空の状態のものが一般的であるが、インクが充填されているものは、長期保管中に記録ヘッドのノズル近傍にインク成分が固着して、吐出不良が生じることが懸念される。また、空状態のものは、画像形成装置着荷後のインク初期充填時に記録ヘッド液室内に残留した気泡によって吐出不良が生じるという問題がある。

そこで、予め第２液体収容手段と記録ヘッド内にインク以外の液体（充填液、導入液）を注入しておき、画像形成装置着荷後の印字動作開始前に、ヘッドノズル面からこの液体（充填液、導入液）を吸引排出して、第１液体収容手段内のインクに置換する技術が考えられ既に知られている（例えば特許文献１）。

この特許文献１（特開２０００−９４７０８号公報）記載の発明は、インクジェットヘッド内の気泡を除去するインク充填方法に関するもので、インクを充填する前にインクよりも粘度が高い充填液を予め注入する。使用する充填液は、５ｃＰｓ以上５０ｃＰｓ以下というインクよりも高粘度の液体であるため、インクジェット装置に備えられているパージ装置（維持ユニット）を用いて注入する際に乱流等による気泡の発生が起き難く、容易に気泡を残すことなくインクジェットヘッド内の気液置換が可能である。さらにインクジェットヘッドに充填した充填液をインクに置換することも可能であるとしている。

しかし、前述の従来のような第２液体収容手段の流路構造では、第２液体収容手段内の空気貯留領域を大きく確保した場合に、液体（充填液）からインクに置換することは非常に困難であった。

すなわち、空気貯留領域が大きいと、流速が小さい澱んだ領域があるために置換効率が低下してしまう。そのため、置換に要する排水量が増加して不経済である。また、空気貯留領域を第２液体収容手段内の負圧形成部に設けると、使用している環境の温度変化によって、貯留された空気が膨張して、第２液体収容手段内の減圧状態が破壊されてしまい、ヘッドノズル面からインクが垂れる虞もあった。

具体的に説明すると、図１１は従来のヘッドユニット５５の概略構成を示す説明図で、同図（ａ）は正面図、同図（ｂ）は断面図である。従来のサブタンク１５は、負圧を形成するとともに液体を貯留することが可能な液体貯留領域１００と空気貯留領域１０１を備えており、フィルタ４３を介して記録ヘッド１４と接続されている。サブタンク１５内には連動開閉弁１１６が設置されている。連動開閉弁１１６自体は公知技術であり後述の図４で説明するので、ここでは説明を省略するが、前記液体貯留領域１００と空気貯留領域１０１は連動開閉弁１１６よりも記録ヘッド側、すなわち連動開閉弁１１６の下流側に設けられている。また、サブタンク１５の上流側には、後述の図３に示す液体供給流路１６やインクタンク９が接続されている。

サブタンク１５の空気貯留領域１０１は、長期使用中に液体供給流路１６や供給系の各接続箇所から侵入した気泡をトラップする空間であり、浮力によってサブタンク１５の上方部に溜まった空気が流路を閉鎖せず、かつ流れを阻害しないように十分な大きさを確保してある。そして、サブタンク１５と記録ヘッド１４内には、予めインク以外の液体（充填液）が注入されている。画像形成装置着荷後の初期充填時には、不図示のキャップによって記録ヘッド１４のノズル面から吸引することで、記録ヘッド１４とサブタンク１５内の充填液がインクに置換される。

しかし、空気貯留領域１０１の上側部分は、流速が遅い澱み領域であるため、充填液とインクが混合しにくく、完全にインクに置換することは容易ではなかった。そのため、従来のサブタンク１５は、空気貯留領域１０１を確保するために大型化してしまうと共に、充填液からインクに置換する際には、排水量が増加して前述のように不経済であることは否めなかった。

また、空気貯留領域１０１と負圧形成手段を備えた液体貯留領域１００とは連通しているため、使用している環境の温度変化によって、貯留された空気が膨張して、液体貯留領域１００内の減圧状態が破壊されてしまい、ヘッドノズル面からインクが垂れる可能性を否定することはできなかった。

このような点について、前記特許文献１記載の発明には、液体収容手段の構造や空気貯留領域の有無等についての記載がされておらず、液体の置換効率についても特に触れていないので、特許文献１記載の発明では、本願発明が意図している第２液体収容手段内の空気貯留領域を大きく確保した場合に、液体（充填液）からインクに容易に置換することはできない。

そこで、本発明が解決しようとする課題は、使用環境下における温度変化が生じても負圧破壊を招くことなく、空気貯留領域を十分確保した上で、液体の置換効率の向上を図ることにある。

前記課題を解決するため、本発明は、液滴を吐出して記録する液滴吐出装置であって、弁によって連結された加圧部及び負圧部と、液中の気泡を分離して貯留する気泡貯留領域と、前記気泡貯留領域の下部の加圧領域に設けられ、前記気泡を分離するフィルタと、を備え、前記気泡貯留領域は、前記弁に対して液の供給方向上流側の前記加圧部において、前記弁への連通路より上部に設けられ、当該領域に貯留される最大想定空気量に設定され、前記フィルタを挟んで上流側に前記加圧部に外部から液を供給する供給口が、下流側に前記連通路が設けられ、前記供給口は前記弁への連通路より下部に配置されていることを特徴とする。

なお、後述の実施形態では、液滴吐出装置はヘッドユニット５５に、加圧部（空気貯留領域）は符号１０１に、負圧部（液体貯留領域）１００に、気泡貯留領域は符号１０１ｒに、弁は連動開閉弁１１６に、連通路は符号１１６ａに、フィルタは上流側フィルタ４７ａに、供給口はインク入口１０１ｃに、画像形成装置は装置本体１に、それぞれ対応する。

本発明によれば、使用環境下における温度変化が生じても負圧側で負圧破壊を招くことがなく、気泡貯留領域で貯留可能な空気量を十分確保した上で液体の置換効率を高めることが可能となる。その結果、排水量を低減することができる。

本発明の実施形態に係る実施例１における画像形成装置を示す斜視図である。 図１の画像形成装置の機構部の全体構成を説明する概略構成図である。 図２の機構部の要部平面説明図である。 サブタンクと記録ヘッドの構成を示す断面図である。 インク供給系の概略構成を示す図である。 実施例１に係るサブタンクの概略構成を示す説明図で、同図（ａ）は正面図、同図（ｂ）は断面図である。 実施例２に係るサブタンクの概略構成を示す説明図で、同図（ａ）は正面図、同図（ｂ）は断面図である。 実施例３に係るサブタンクの概略構成を示す説明図で、同図（ａ）は正面図、同図（ｂ）は断面図である。 実施例４に係るサブタンクの概略構成を示す図で、同図（ａ）は正面図、同図（ｂ）は断面図である。 実施例５に係るサブタンクの概略構成を示す図で、同図（ａ）は正面図、同図（ｂ）は断面図である。 従来のサブタンクの概略構成を示す図で、同図（ａ）は正面図、同図（ｂ）は断面図である。

本発明は、液滴を吐出する記録ヘッドにおいて気泡を、弁を境にして上流側の加圧側で分離、捕獲し、下流側の負圧側でなるべく気泡が存在しないようにすることによって、負圧破壊や液滴の漏れを防止するとともに、充填液を液（インク）に置換するときの置換効率の向上と、充填液から液（インク）に置換する際の排水量の低減を図るようにしたものである。

以下、図面を参照し、本発明の実施形態について実施例を挙げて説明する。

図１は実施例１に係る画像形成装置を前方側から見た斜視説明図、図２は同装置の機構部の全体構成を説明する概略構成図、図３は同機構部の要部平面説明図である。
本実施例１に係る画像形成装置は、図１に示すように、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（メイン）インクタンク装填部６を有し、このインクタンク装填部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。インクタンク装填部６には第１液体収容手段である（メイン）インクタンク９の脱着を行うための開閉可能な前カバー８が設けられている。

そして、図２及び図３に示すように、図示しない左右の側板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において矢示方向に移動走査する。

このキャリッジ１３には、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｂｋ）の各色の液滴（インク滴）を吐出する４個の液体吐出ヘッドからなる記録ヘッド１４Ｙ、１４Ｃ、１４Ｍ、１４Ｋ（色を区別しないときは「記録ヘッド１４」という。）を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、液滴吐出方向を下方に向けて装着している。

なお、本発明は液滴吐出ヘッドの吐出圧力発生手段（アクチュエータ手段）を限定するものではなく、また、記録ヘッド１４として、ここでは各色の記録ヘッド１４（１４Ｙ、１４Ｃ、１４Ｍ、１４Ｋ）を用いているが、各色のインク滴を吐出するノズルを有する１個の記録ヘッドとすることもできる。
また、キャリッジ１３には、記録ヘッド１４に各色のインクを供給するための各色の液体容器である第２液体収容手段であるサブタンク１５（１５Ｙ、１５Ｃ、１５Ｍ、１５Ｋ）を搭載している。このサブタンク１５には、液体供給経路を構成する供給チューブ１６を介して前述した各色のインクタンク９Ｙ、９Ｃ、９Ｍ、９Ｋからインクが補充供給される。ここで、インクタンク９Ｙ、９Ｃ、９Ｍ、９Ｋ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。
なお、サブタンク１５はバッファタンクであり、メインタンク９から供給される液体を一時的に保持して、記録ヘッド１４に供給するものである。

一方、給紙トレイ３の用紙積載部（圧板）１９上に積載した用紙１８を給紙するための給紙部として、用紙積載部１９から用紙１８を１枚ずつ分離給送する半月コロ（給紙コロ）２０及び給紙コロ２０に対向し、摩擦係数の大きな材質からなる分離パッド２１を備え、この分離パッド２１は給紙コロ２０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１８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１８を静電吸着して搬送するための搬送ベルト２４と、給紙部からガイド２２を介して送られる用紙１８を搬送ベルト２４との間で挟んで搬送するためのカウンタローラ３４と、略鉛直上方に送られる用紙１８を略９０°方向転換させて搬送ベルト２４上に倣わせるための搬送ガイド３３と、押さえ部材３２で搬送ベルト２４側に付勢された先端加圧コロ３１とを備えている。また、搬送ベルト２４表面を帯電させるための帯電手段である帯電ローラ２３を備えている。
ここで、搬送ベルト２４は、無端状ベルトであり、搬送ローラ３０とテンションローラ２８との間に掛け渡されて、図３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２３は、搬送ベルト２４の表層に接触し、搬送ベルト２４の回動に従動して回転するように配置されている。
また、搬送ベルト２４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２９を配置している。このガイド部材２９は、上面が搬送ベルト２４を支持する２つのローラ（搬送ローラ３０とテンションローラ２８）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２４は印写領域ではガイド部材２９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。
このガイド部材２９の搬送ベルト２４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２４との接触面積を少なくし、搬送ベルト２４がスムーズにガイド部材２９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１８を排紙するための排紙部として、搬送ベルト２４から用紙１８を分離するための分離爪２５と、排紙ローラ２６及び排紙コロ２７とを備え、排紙ローラ２６の下方に排紙トレイ３を備えている。ここで、排紙ローラ２６と排紙コロ２７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３６が着脱自在に装着されている。この両面給紙ユニット３６は搬送ベルト２４の逆方向回転で戻される用紙１８を取り込んで反転させて再度カウンタローラ３４と搬送ベルト２４との間に給紙する。また、この両面給紙ユニット３６の上面には手差し給紙部３５を設けている。

さらに、図３に示すように、キャリッジ１３の走査方向一方側の非印字領域には、インクタンク９Ｙ、９Ｃ、９Ｍ、９Ｋに対して空気の圧力を付加するエア供給ポンプ装置４２及び必要に応じてその圧力を大気に開放するための大気開放弁４９と記録開始前や記録途中などに吐出された記録と関係しない廃インクを収容する廃インク収容部３９とノズル面をワイピングするためのワイパーブレード３７を備えている。なお、符号３９は維持回復機構全体を示す。

また、キャリッジ１３の走査方向他方側の非印字領域には、キャッピング装置４０が配置されている。

このキャッピング装置４０は、記録ヘッド１４のノズル面をキャッピングしてノズルを封止する封止手段としてのキャップ４１（４１Ｋ、４１Ｃ、４１Ｍ、４１Ｙ）を備えている。

図４は、第２液体収容手段であるサブタンク１５と記録ヘッド１４の構成を示す断面図である。同図において、記録ヘッド１４には、フィルタ４３を介してサブタンク１５が一体的に設けられ、これらによりヘッドユニット５５が構成され、このヘッドユニット５５は前述したようにキャリッジ１３に搭載されている。サブタンク１５には、印字に伴うインク消費による記録ヘッド１４内部の減圧状況に応じて、供給チューブ１６と記録ヘッド１４間を遮断させ、あるいは連通させる連動開閉弁１１６が設置されている。この連動開閉弁１１６の一部分には、弾性体を要するパッキン部分が２色成型により形成されており、サブタンク１５内に設置されたバネ４６により付勢され、また、サブタンク１５には、可撓性フィルム４４が溶着されており、サブタンク１５内のバネ４５により付勢されている。

サブタンク１５内の連動開閉弁１１６は、図４（ａ）に示すように、記録ヘッド１４からインクを吐出するとサブタンク１５内に貯留されているインクの体積が減少し、フィルム４４が撓み始め、さらにインクを吐出し続けると、図４（ｂ）のようにフィルムが連動開閉弁１１６の一端を押圧し、連動開閉弁１１６が開放されて供給流路上流側と連通する。そして、記録ヘッド１４からのインク吐出が停止すると、図４（ｃ）に示すように連動開閉弁１１６は閉じ、サブタンク１５と供給流路上流側は遮断される。このとき、フィルム４４は連動開閉弁１１６の一端に接しており、バネ４５及びバネ４６の合力とサブタンク１５内の圧力が均衡している状態である。

図５は、インク供給系の概略構成を示す図である。
図５において、第１液体収容手段であるインクタンク９の内部には、外圧によって変形するインク袋７２が収納されており、また、液体供給流路１６との接続部分にはゴムシール５６がインクタンク９と一体的に設けられている。

液体供給流路１６の両端には、接合機構部が設けられており、供給針５２、４９とゴムシール５４、４８とバネ５３、５０から構成され、離接時にはバネ５３，５０の弾性力によりゴムシール５４、４８が供給針５２、４９を被覆保護する。インクタンク９を装置本体に装着したときには、液体供給流路１６に設けられた供給針５２がインクタンク９のゴムシール５６を突き破ることでインク袋７２と液体供給流路１６が連通する。このとき、同時にインクタンク９は、装置本体内に設置されているエア供給ポンプ装置４２と大気開放弁４９とに接続する。インクタンク９の接続有無の状態は、装置本体内に設置されているインクタンク検出手段６１により検出される。

また、インクタンク９は、サブタンク１５内に設置された連動開閉弁１１６より常時低くなるように本体装置内に配置されているため、印字待機時における供給流路１６内への侵入気泡はサブタンク１５内に誘導されやすい状態である。

装置本体に印字コマンドが入力されると、大気開放弁５９が閉鎖された後、エア供給ポンプ装置４２が駆動される。これにより、インクタンク９内にエアが送出され、インク袋７２が押圧されて液体供給流路１６内が加圧されるためインクが供給される。このとき、経路内圧力検知手段１１７は、予め設定されたインク安定供給圧力になるようにエア供給ポンプ４２を駆動する。

図６は、サブタンクの概略構成を示す説明図で、同図（ａ）は正面図、同図（ｂ）は断面図である。
同図において、サブタンク１５には、空気貯留領域１０１と液体貯留領域１００が設けられ、液体貯留領域１００はフィルタ４３を介して記録ヘッド１４と接続されている。また、印字に伴うインク消費による記録ヘッド１４内部の減圧状況に応じて、空気貯留領域１０１と液体貯留領域１００間を遮断及び連通させる前述の連動開閉弁１１６が設置されている。空気貯留領域１０１は本実施例では、インクが外部から供給される加圧側であり、液体貯留領域１００はインクを加圧部１０１から吸引する負圧側であるので、以下、前者を加圧部１０１、後者を負圧部１００として説明する。

この連動開閉弁１１６の一部分には、弾性体を要するパッキン部分が２色成型により形成されており、サブタンク１５内に設置されたバネ４６により常時閉方向に付勢されている。さらに、サブタンク１５には、可撓性フィルム４４が溶着されており、サブタンク１５内のバネ４５により常時負圧部１００を拡大する方向に付勢されている。これにより可撓性フィルム４４は、バネ４５とバネ４６の合力による復元力によって記録ヘッド１４とサブタンク１５内の負圧部１００に負圧を形成している。

加圧部１０１はインク入口１０１ｃの直後であって連動開閉弁１１６よりも記録ヘッド１４に対して上流側に設けられ、負圧部１００は連動開閉弁１１６よりも下流側に設けられている。そのため、加圧部１０１に貯留された空気が膨張しても従来のように負圧部１００内の減圧状態が破壊されてしまい、ヘッドノズル面からインクが垂れることはない。インク入口１０１ｃにはゴムシール４７が設けられている。また、インクはサブタンク１５の下部から負圧部１００に流入し、上部の流路１０２を経て記録ヘッド１４に導かれる。

また、サブタンク１５と記録ヘッド１４内には、予めインク以外の液体（充填液）が注
入されており、サブタンク１５と記録ヘッド１４内の液体は、画像形成装置着荷後の初期充填時に、不図示のキャップによって記録ヘッド１４のノズル面から吸引することによって、記録ヘッド１４とサブタンク１５内の充填液がインクに置換される。

サブタンク１５に設けられた加圧部１０１と負圧形成手段を備えた負圧部１００とは、連動開閉弁１１６により断続的に遮断されているので、不図示の液体供給流路１６に侵入した空気は、サブタンク１５内のこの加圧部１０１を通過する際に浮力により加圧部１０１上層領域にトラップされる。そのため、負圧部１００側に空気が流入することは少ない。このように、負圧形成手段を備えた負圧部１００に空気が侵入しにくい構成にすることで、使用される環境の温度変化が生じても、貯留された空気の膨張による負圧破壊を招来することはない。

なお、加圧部１０１に貯留可能な最大空気量は、加圧部１０１と負圧部１００との連通路１１６ａを閉塞しない領域であり、図中Ｌの線よりも上の領域において空気を貯留可能な量である。Ｌの線は連動開閉弁１１６に流体圧を付与するための連通路１１６ａの上端の接線であり、当該連通路１１６ａに貯留空気が進入しない限界位置である。この流路１１６ａの位置は、空気の貯留量、連動開閉弁１１６へ付加される流体圧、連動開閉弁１１６に加わるバネ４５とバネ４６の合力による復元力などを勘案して設定される。

図７は、実施例２に係るサブタンクの概略構成を示す説明図で、同図（ａ）は正面図、同図（ｂ）は断面図である。
この実施例２は実施例１の加圧部１０１の背面側を可撓性フィルム４４ａで構成したもので、その他の各部は実施例１と同等に構成されている。

このように加圧部１０１の背面側を可撓性フィルム４４ａで構成すると、供給流路１６と比較して開口表面積が大きい管路として取り扱うことができると共に、一時的な体積変化が可能であることから流体抵抗も小さくなる。このように、加圧部１０１内の液体が優先して負圧部１００側に流出されるため、付図時の供給流路１６側から侵入してくる空気を負圧部１００側に排出することはない。

このように、負圧形成手段を備えた負圧部１００に空気が侵入しにくい構成にすることで、使用される環境の温度変化が生じても、貯留された空気の膨張による負圧破壊を招来することはない。

その他、特に説明しない各部は実施例１と同等に構成されており、同等に機能する。

図８は、実施例３に係るサブタンクの概略構成を示す説明図で、同図（ａ）は正面図、同図（ｂ）は断面図である。
この実施例３は実施例１の連動開閉弁１１６を作動させる圧力を加える連通路１１６ａの加圧部１０１との境界部、言い換えれば加圧部１０１から流体が連通路１１６ａに流れ込む入口部にフィルタ１０５を設けたもので、その他の各部は実施例１と同等に構成されている。

このように構成すると、印字時に連動開閉弁１１６が開弁されて、加圧部１０１と負圧部１００が連通して供給流路１６側から液体と混入気泡が加圧部１０１に流入したとしても、印字時の液体の流れは緩やかであり、かつフィルタ１０５によって液体のみが通過し、気泡はフィルタ１０５で捕捉され、加圧部１０１にトラップされる。なお、フィルタ１０５は気泡を補足するために細かい目、すなわち、気孔率が小さい又はセル密度が高いものによって構成される。

このように連通路１１６ａの入口部にフィルタ１０５を設けることによって負圧部１００への気泡の侵入を防止することが可能になる。これにより、使用される環境の温度変化が生じても、貯留された空気の膨張による負圧破壊を招来することはない。

その他、特に説明しない各部は実施例１と同等に構成されており、同等に機能する。

図９は、実施例４に係るサブタンクの概略構成を示す図で、同図（ａ）は正面図、同図（ｂ）は断面図である。
この実施例４は、実施例３に係るサブタンクに流れ規制部材１０４を追加したものである。流れ規制部材１０４はインク入口１０１ｃから流入したインクを所定の方向、本実施例では、加圧部１０１の流路に対して平行な側の側壁１０１ｂに沿って流れが上方に向かうように流れを規制するように設けられている。また、連通路１１６ａの入口部は規制部材１０４のインク流入側の背後に位置し、図９（ａ）において矢印で示すようにインクが大きく旋回した後、フィルタ１０５から連通路１１６ａに流入するように意図されている。その他の各部は実施例３と同等に構成されている。

このような構成で、印字時に連動開閉弁１１６が開弁されて、加圧部１０１と負圧部１００が連通して、不図示の供給流路１６側から液体と混入気泡が加圧部１０１に流入したとしても、印字時の液体の流れは緩やかであり、気泡はフィルタ１０５で捕捉されて、加圧部１０１にトラップされる。なお、規制部材１０４の形状は図９に図示したものに限るものではなく、インク入口１０１ｃから流れ込んだインクに循環流を生じさせるような形状であれば十分であり、インク入口１０１ｃの位置、連通路１１６ａの入口部の位置などに応じて種々の選択が可能である。

このように、流れ規制部材１０４を設けることにより加圧部１０１の澱みやすい上層部へ循環流を発生させることができるため、充填液とインクの混合率が増加し、置換効率も向上する。その結果、置換作業時の排水量も低減することができる。また、規制部材１０４以外の構成は実施例３と同等なので、使用される環境の温度変化が生じても、貯留された空気の膨張による負圧破壊を招来することはない。

その他、特に説明しない各部は実施例３と同等に構成されており、同等に機能する。

図１０は、実施例５に係るサブタンクの概略構成を示す図で、同図（ａ）は正面図、同図（ｂ）は断面図である。
この実施例５は上流側フィルタ４７ａを加圧部１０１内に設け、流通路１１６ａまでの加圧部の空間をフィルタで区切った例である。なお、以下の説明において、実施例１ないし４と同等な各部には同一の参照符号を付し、重複する説明は適宜省略する。

実施例５に係るサブタンクは２つのヘッドユニット５５が対称軸５５ａに関し、点対称に配置され、１つのユニットを構成している。図１０（ａ）において左側の部分が加圧部１０１、右側の部分が負圧部１００であり、実機では、加圧部１０１の後に負圧部１００が位置し、負圧部１００の後に加圧部１０１が位置している。ここでは、加圧部１０１と負圧部１００が同一面に現れているので、これに基づいて説明する。

サブタンク１５の上部から供給されたインクは加圧室１０１の最下部に導かれ、最下部のインク入口１０１ｃから加圧部１０１内に供給される。加圧部１０１は上部に気泡貯留領域１０１ｒが形成され、その下部に加圧部１０１を２分するように上流側フィルタ４７ａが設けられている。上流側フィルタ４７ａの上端は流通路１１６ａの上端より高い位置に設定され、上流側フィルタ４６の流路面積は流通路１１６ａの流路面積に比べて非常に大きくなっている。これにより上流側フィルタ４７ａの流通路１１６ａに対する流路抵抗が小さくなるように意図されている。

上流側フィルタ４７ａに補足された気泡は、インクの流れによりフィルタから剥がれ、加圧部１０１の上部の気泡貯留領域１０１ｒに移動し、当該領域に貯留される。貯留された気泡が流通路１１６ａ位置まで達すると、加圧部１０１側からインクの供給が不能になるので、加圧部１０１の気泡貯留領域１０１ｒはヘッドユニット５５の寿命内に気泡が流通路１１６ａ位置まで達することがないと想定される容積（最大想定空気量）に設定されている。この領域は、図１０から分かるように加圧部１０１の最上部から上流側フィルタ４７ａの上縁までの領域である。

本実施例５においては、インク入口１０１ｃが加圧部１０１の下部から供給され、上流側フィルタ４７ａの上端部に位置する連通路１１６ａから負圧部１０１に流れ込み、負圧部１０１の上部から下方に送られて下端部の下流フィルタ４３を経てヘッド１４に供給される。その際、実施例４と同様に流れ規制部材を設けて流れを加圧部の側壁に沿って流れるようにすると、実施例４と同様にインク内の気泡の分離に対して効果的である。

このように加圧部１０１内に上流側フィルタ４７ａを設けることにより連通路１１６ａに入る前に負圧部１００への気泡の侵入を防止することが可能になる。これにより、使用される環境の温度変化が生じても、貯留された空気の膨張による負圧破壊を招来することはない。その際、上流側フィルタ４７ａで捕捉された気泡は、インク流によって剥離し、気泡貯留領域１０１ｒに移動するので、インクの流れを上流側フィルタ４７ａで捕捉された気泡が阻害することはない。

その他、特に説明しない各部は実施例１ないし４と同等に構成されており、同等に機能する。

なお、本発明は本実施形態に限定されるものではなく種々の変形が可能であり、特許請求の範囲に記載された技術思想に含まれる技術的事項の全てが本発明の対象となる。

１ 装置本体（画像形成装置）
４４ 可撓性フィルム
４７ａ 上流側フィルタ
５５ ヘッドユニット
１００ 負圧部（液体貯留領域）
１０１ 加圧部（空気貯留領域）
１０１ｃ インク入口
１０１ｒ 気泡貯留領域
１０４ 規制部材
１１６ 連動開閉弁
１１６ａ 連通路

特開２０００−９４７０８号公報

Claims (7)

1. 液滴を吐出して記録する液滴吐出装置であって、
   弁によって連結された加圧部及び負圧部と、
   液中の気泡を分離して貯留する気泡貯留領域と、
   前記気泡貯留領域の下部の加圧領域に設けられ、前記気泡を分離するフィルタと、
   を備え、
   前記気泡貯留領域は、前記弁に対して液の供給方向上流側の前記加圧部において、前記弁への連通路より上部に設けられ、当該領域に貯留される最大想定空気量に設定され、
   前記フィルタを挟んで上流側に前記加圧部に外部から液を供給する供給口が、下流側に前記連通路が設けられ、
   前記供給口は前記弁への連通路より下部に配置されていること
   を特徴とする液滴吐出装置。
2. 請求項１記載の液滴吐出装置であって、
   前記気泡貯留領域であって、前記フィルタに隣接した位置に前記加圧部内に流入した液の流れを規制する規制部材が設けられていること
   を特徴とする液滴吐出装置。
3. 液滴を吐出して記録する液滴吐出装置であって、
   弁によって連結された加圧部及び負圧部と、
   液中の気泡を分離して貯留する気泡貯留領域と、
   を備え、
   前記気泡貯留領域が前記弁に対して液の供給方向上流側の前記加圧部に設けられ、
   前記加圧部には当該加圧部内に流入した液の流れを前記加圧室の側壁に沿う流れとなるように規制する規制部材が設けられていること
   を特徴とする液滴吐出装置。
4. 請求項３記載の液滴吐出装置であって、
   前記気泡貯留領域が当該領域に貯留される最大想定空気量に設定され、当該領域が前記弁への連通路より上部に設けられていること
   を特徴とする液滴吐出装置。
5. 請求項３記載の液滴吐出装置であって、
   最大想定空気量に設定された前記気泡貯留領域の下部の加圧領域に前記気泡を分離するフィルタを備え、
   前記フィルタを挟んで上流側に前記加圧部に外部から液を供給する供給口が、下流側に前記連通路が設けられていること
   を特徴とする液滴吐出装置。
6. 請求項３記載の液滴吐出装置であって、
   前記加圧部に外部から液を供給する供給口が前記弁への連通路より下部に設けられていること
   を特徴とする液滴吐出装置。
7. 請求項１ないし６のいずれか１項に記載の液滴吐出装置を備えていることを特徴とする画像形成装置。

Images