画像形成装置
【課題】これにより、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ない。
【解決手段】インクカートリッジ７６と記録ヘッド１０との間に流路抵抗可変ユニット８３とを有し、流路抵抗可変ユニット８３にインクを送るポンプ７８を有し、流路抵抗可変ユニット８３は、第１の流路７１を流れるインク流量に応じて内部の流路抵抗が変化し、液滴を吐出するときには、圧力調整ユニット８３を介して記録ヘッド１０とインクカートリッジ７６が連通している状態で、ポンプ７８によりインクをインクカートリッジ７６から記録ヘッド１０に送液し、流路抵抗可変ユニット８３と分岐部６３の間の流路６０ａの流体抵抗が分岐部６３とインクカートリッジ７６の間の流路６０ｂの流体抵抗よりも大きい。
【解決手段】インクカートリッジ７６と記録ヘッド１０との間に流路抵抗可変ユニット８３とを有し、流路抵抗可変ユニット８３にインクを送るポンプ７８を有し、流路抵抗可変ユニット８３は、第１の流路７１を流れるインク流量に応じて内部の流路抵抗が変化し、液滴を吐出するときには、圧力調整ユニット８３を介して記録ヘッド１０とインクカートリッジ７６が連通している状態で、ポンプ７８によりインクをインクカートリッジ７６から記録ヘッド１０に送液し、流路抵抗可変ユニット８３と分岐部６３の間の流路６０ａの流体抵抗が分岐部６３とインクカートリッジ７６の間の流路６０ｂの流体抵抗よりも大きい。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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。
【０００４】
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。
【０００５】
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。
【０００６】
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。
【０００７】
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。
【０００８】
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。
【０００９】
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。
【００１０】
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。
【００１１】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特許第３６０６２８２号公報
【特許文献２】特開２００５−３４２９６０号公報
【特許文献３】特表平５−５０４３０８号公報
【特許文献４】特開２００４−３５１８４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、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することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
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、
途中に分岐部を有し、前記液体タンクに連通する第２の流路と、
前記第１の流路と前記第２の流路を連通させる圧力調整弁と、
前記圧力調整弁に前記液体を送る送液手段と、
前記圧力調整弁と前記送液手段を連通する第３の流路と、
前記分岐部と前記送液手段を連通する第４の流路と、を有し、
前記圧力調整弁は、前記第１の流路を流れる液体の流量に応じて内部の流路抵抗が変化し、
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、
前記圧力調整弁と前記分岐部の間の流体抵抗が前記分岐部と前記液体タンクの間の流体抵抗よりも大きい
構成とした。
【００１８】
ここで、前記分岐部にバッファタンクを備えている構成とできる。
【００１９】
また、前記圧力調整弁と前記分岐部の間に抵抗可変弁を備え、前記抵抗可変弁は前記圧力調整弁から前記分岐部への液体の流量が多くなると流体抵抗が増加する構成とできる。
【００２０】
本発明に係る画像形成装置は、
液滴を吐出するノズルを有する記録ヘッドと、
前記記録ヘッドに供給する液体を貯留する液体タンクと、
前記記録ヘッドに前記液体を供給する第１の流路と、
前記液体タンクに連通する第２の流路と、
前記第１の流路と前記第２の流路を連通させる圧力調整弁と、
前記圧力調整弁に前記液体を送る送液手段と、
前記圧力調整弁と前記送液手段を連通する第３の流路と、
前記液体タンクと前記送液手段を直接連通する第５の流路と、を有し、
前記圧力調整弁は、前記第１の流路を流れる液体の流量に応じて内部の流路抵抗が変化し、
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、
前記第２の流路と前記第５の流路は離間した位置で前記液体タンクに接続される
構成とした。
【００２１】
本発明に係る画像形成装置は、
液滴を吐出するノズルを有する記録ヘッドと、
前記記録ヘッドに供給する液体を貯留する液体タンクと、
前記記録ヘッドに前記液体を供給する第１の流路と、
前記液体タンクに連通する第２の流路と、
前記第１の流路と前記第２の流路を連通させる圧力調整弁と、
前記圧力調整弁に前記液体を送る送液手段と、
前記圧力調整弁と前記送液手段を連通する第３の流路と、
前記液体タンクと前記送液手段を直接連通する第５の流路と、を有し、
前記圧力調整弁は、前記第１の流路を流れる液体の流量に応じて内部の流路抵抗が変化し、
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、
前記第２の流路と前記第５の流路のそれぞれの前記液体タンクとの連通部の間に仕切り部が設けられている
構成とした。
【００２２】
ここで、前記第２の流路には流体抵抗が変化する抵抗可変弁を備え、前記抵抗可変弁は前記圧力調整弁から前記液体タンクへの前記液体の流量が設定値よりも多くなったとき、又は、前記圧力調整弁から前記液体タンクへの前記液体の流量に応じて流体抵抗が増加する構成とできる。
【００２３】
また、前記抵抗可変弁をバイパスするバイパス流路を備えている構成とできる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明に係る画像形成装置によれば、記録ヘッドのノズルから液滴を吐出するときには、流れる液体の流量に応じて内部の流路抵抗が変化する圧力調整弁を介して記録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を液体タンクから記録ヘッドに送液する構成としたので、記録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記録ヘッドに印加して、チューブ部材の長尺化、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回避して吐出不良を低減することができ、更に、圧力調整弁と分岐部の間の流体抵抗が分岐部と液体タンクの間の流体抵抗よりも大きい構成としたので、送液手段による送液量を増加する場合に、送液手段が圧力調整弁から液体を吸い出してアシスト効率を低下させることを抑制して、より効率よく圧力損失低減を行なうことができる。これにより、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。
【００２５】
本発明に係る画像形成装置によれば、記録ヘッドのノズルから液滴を吐出するときには、流れる液体の流量に応じて内部の流路抵抗が変化する圧力調整弁を介して記録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を液体タンクから記録ヘッドに送液する構成としたので、記録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記録ヘッドに印加して、チューブ部材の長尺化、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回避して吐出不良を低減することができ、更に、液体タンクと圧力調整弁に連通する第２の流路と、液体タンクと送液手段を直接連通する第５の流路を有し、第２の流路と第５の流路は離間した位置で液体タンクに接続される構成としたので、送液手段による送液量を増加する場合に、送液手段が圧力調整弁ではなく確実に液体タンクから液体を吸い出すようにしてアシスト効率の低下を抑制し、より効率よく圧力損失低減を行なうことができる。これにより、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。
【００２６】
本発明に係る画像形成装置によれば、記録ヘッドのノズルから液滴を吐出するときには、流れる液体の流量に応じて内部の流路抵抗が変化する圧力調整弁を介して記録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を液体タンクから記録ヘッドに送液する構成としたので、記録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記録ヘッドに印加して、チューブ部材の長尺化、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回避して吐出不良を低減することができ、更に、液体タンクと圧力調整弁に連通する第２の流路と、液体タンクと送液手段を直接連通する第５の流路を有し、第２の流路と第５の流路のそれぞれの液体タンクとの連通部の間に仕切り部が設けられている構成としたので、送液手段による送液量を増加する場合に、送液手段が圧力調整弁ではなく確実に液体タンクから液体を吸い出すようにしてアシスト効率の低下を抑制し、より効率よく圧力損失低減を行なうことができる。これにより、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。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】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。
【図２】同じく概略平面説明図である。
【図３】同じく概略側面説明図である。
【図４】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。
【図５】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。
【図６】同じくカートリッジホルダ部分の説明図である。
【図７】同じくポンプユニットの説明図である。
【図８】同じく圧力制御ユニットの説明図である。
【図９】本発明の第１実施形態におけるインク供給システムの説明図である。
【図１０】同実施形態における流路抵抗可変ユニットを示す説明図である。
【図１１】初期充填動作の説明に供するフロー図である。
【図１２】印字動作の説明に供するフロー図である。
【図１３】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。
【図１４】流路抵抗可変ユニット及びインクカートリッジと分岐部との間の流体抵抗の説明に供する模式的説明図である。
【図１５】本発明の第２実施形態におけるインク供給システムの説明図である。
【図１６】同実施形態の分岐部の説明に供する模式的説明図である。
【図１７】本発明の第３実施形態におけるインク供給システムの説明図である。
【図１８】同実施形態の絞り可変弁の一例を示す模式的説明図である。
【図１９】同じく絞り可変弁の他の例を示す模式的説明図である。
【図２０】本発明の第４実施形態におけるインク供給システムの説明図である。
【図２１】同実施形態の作用説明に供する絞り可変弁の状態を示す模式的説明図である。
【図２２】本発明の第５実施形態におけるインク供給システムの説明図である。
【図２３】本発明の第６実施形態におけるインク供給システムの説明図である。
【図２４】本発明の第７実施形態におけるインク供給システムの説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
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。
【００２９】
このキャリッジ４には、例えば、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）のインク滴を吐出する１又は複数の記録ヘッド１０が搭載され、記録ヘッド１０は複数のインク吐出口（ノズル）を主走査方向と交叉する方向に配列し、インク滴吐出方向を下方に向けて装着している。
【００３０】
ここで、記録ヘッド１０は、図４に示すように発熱体基板１２と液室形成部材１３から構成され、ベース部材１９に形成されたインク供給路を介して共通流路１７及び液室（個別流路）１６に順次供給されるインクを液滴として吐出する。この記録ヘッド１０は、発熱体１４の駆動によるインクの膜沸騰により吐出圧を得るサーマル方式のものであり、液室１６内の吐出エネルギー作用部（発熱体部）へのインクの流れ方向とノズル１５の開口中心軸とを直角となしたサイドシュータ方式の構成のものである。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
このサブタンク３０には、装置本体側の主走査方向の一端部側に設けられたカートリッジホルダ７７に着脱自在に装着される各色のインクを収容した本発明における液体タンクであるインクカートリッジ（メインタンク）７６からインク供給経路の一部を形成するチューブ部材であって第１の流路を形成する液体供給チューブ７１を介して、各色のインクが供給される。
【００３７】
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。
【００３８】
次に、このインクジェット記録装置に適用した本発明の第１実施形態におけるインク供給系（インク供給システム）について図５ないし図１０をも参照して説明する。なお、図５は同インク供給システムのサブタンクの模式的断面説明図、図６は同じくカートリッジホルダ部分の説明図、図７は同じくポンプユニットの説明図、図８は同じく圧力制御ユニットの説明図、図９はインク供給システムの説明図、図１０は流路抵抗可変ユニットの一例を示す説明図である。
【００３９】
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。
【００４０】
このサブタンク３０には、インク供給チューブ７１の一端部が接続される。インク供給チューブ７１の他端部は、図１及び図２に示すように本体据え置きのカートリッジホルダ７７に接続される。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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（以下「第１の流路」ともいう。）７１と、途中に分岐部６３を有し、インクカートリッジ７６に連通する第２の流路６０と、第１の流路７１と第２の流路６０を連通させる圧力調整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、圧力調整弁（流路抵抗可変ユニット８３）にインクを送る送液手段であるポンプ７８を含むポンプユニット８０と、圧力調整弁（流路抵抗可変ユニット８３）とポンプ７８を連通する第３の流路６１と、分岐部６３とポンプ７８を連通する第４の流路６２とを有している。
【００４６】
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。
【００４７】
管部材８７は、第１の流路（液体供給チューブ）７１を接続するポート８６ａと、第２の流路６０の分岐部６３で分岐した流路６０ａを接続するポート８６ｂと、第３の流路６１を接続するポート８６ｃとを有している。弁体８８は、液体の流れの方向において径の異なる段部を有する段付き軸形状部材であり、上部８８ｔ、中央部８８ｍ、下部８８ｂの少なくとも３つの段部要素を有し、中央部８８ｍの径が下部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をとる。
【００４８】
ここで、この弁体８８の上部８８ｔと管部材８７の流路部分８７ａとの間で第１の流路側の第１の絞り部１８１が形成され、弁体８８の下部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の絞り部１８２の絞り量が変化する。
【００４９】
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１８１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。
【００５０】
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。
【００５１】
次に、上記インク供給システムを使用したインク初期充填動作について図１１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。
【００５２】
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が接続されているバイパス経路である第３の流路６１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。
【００５３】
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。
【００５４】
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に備えられる図示しないワイパー部材で記録ヘッド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。
【００５５】
このようにして、インクの初期充填が完了する。なお、図１１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、前述したバイパス経路（分岐部６３から第４の流路６２、第３の流路６１及び横穴８６ｃを経路）のインク置換が完了しだい停止しても初期充填を行うことができる。ただし、図１１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。
【００５６】
次に、印字動作について図１２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。
【００５７】
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。
【００５８】
このとき、アシストポンプ７８が駆動されているので液体供給チューブ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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
このような印字動作を行うとき、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７１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７１、フィルタ１０９、ジョイント８９がある（図９参照）。
【００６２】
例えば、液体供給チューブ７１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７１の流体抵抗は２.７e１０［Ｐａ・ｓ／ｍ３］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／ｍ３］、２ｅ９［Ｐａ・ｓ／ｍ３］のものとしている。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
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１３に示している。図１３は、アシスト流量を０〜０．２ｃｃ／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。
【００６６】
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の下部８８ｂの間のギャップGｂが管部材８７と弁体８８の上部８８ｔのギャップＧｔよりも大きいこと、更に、ポート８６ａの先には図９に示すように流体抵抗の大きい液体供給チューブ７１やフィルタ１０９があるため、矢印Ｑａで示すポンプ７８によって送液されたインクは、流れやすいポート８６ｂ側に流れる（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９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、記録ヘッド１０の圧力にはほとんど影響を与えない。
【００６７】
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の上部８８ｔのギャップＧｔを狭く設定することで、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の下部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の下部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。
【００６８】
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。
【００６９】
このように、このインク供給システムにおいては、狭ギャップＧｂ１の形状とこの部分を流れる液体の流量によって増圧効果が決定される。高速記録により記録ヘッド１０から消費されるインク量が増大すると、弁体８８を持ち上げる力が増大し、ついには弁体８８が管部材８７の中で移動できる限界点に達すると、ギャップＧｂ１の長さが変化しなくなるため、アシスト作用は飽和することになる。したがって、それ以上に記録ヘッド１０への流量が増加すると、その増加分に相当する圧力損失が発生することになり、場合によってはリフィル不足が発生する。
【００７０】
この場合、弁体８８が上死点に達するような条件に対応するために、図１０（ｂ）の矢印Ｄに示す液体の流量を増やすことが考えられる。ここで、ポンプ流量を大きくして増圧効果を効率よく得るための流路の条件について図１４を用いて説明する。
この図１４は、インクカートリッジ７６から流路抵抗可変ユニット８３までの配管の模式的説明図であり、図１４（ａ）は第２の流路６０のうち流路抵抗可変ユニット８３から分岐部６３までの弁側流路６０ａの流体抵抗を分岐部６３からインクカートリッジ７６までのカートリッジ側流路６０ｂの流体抵抗よりも小さくした場合（流路６０ａを相対的に太く図示して示している。）を示す図である。一方、図１４（ｂ）は弁側流路６０ａの流体抵抗をカートリッジ側流路６０ｂの流体抵抗よりも大きくした場合（流路６０ｂを相対的に太く図示している。）を示す図である。
【００７１】
前述したように、流路抵抗可変ユニット８３で発生するアシスト圧（増圧）を大きくするためにポンプ７８の流量を大きくすると、まず図１４（ａ）の条件では、弁側流路６０ａの流体抵抗がカートリッジ側流路６０ｂの流体抵抗よりも小さいので、ポンプ７８が弁側流路６０ａからインクを吸い出しやすくなる。その結果、ポンプ７８によって流路抵抗可変ユニット８３に流入するインクが、矢印Ｅで示すポンプ７８の吸引するインクに使われてしまい、矢印Ｆの流量が不足し、十分なアシスト圧を発生できなくなる。
【００７２】
一方、図１４（ｂ）のように、弁側流路６０ａの流体抵抗がカートリッジ側流路６０ｂの流体抵抗よりも大きい条件にすると、ポンプ７８がカートリッジ側流路６０ｂからインクを吸い出しやすくなる。したがって、ポンプ７８によって流路抵抗可変ユニット８３に流入するインクが、矢印Ｈで示すようにインクカートリッジ７６から優先的に供給され、流路抵抗可変ユニット８３からのオーバーフローが矢印Ｇのように流れる形態となるので、図１４（ａ）の構成のように、ポンプ流量を増加した場合のリフィル不足の不具合は発生せず、効率よくアシスト圧を増加することができる。
【００７３】
つまり、圧力調整弁と分岐部の間の流体抵抗が分岐部と液体タンクの間の流体抵抗よりも大きい構成（図１４（ｂ）の構成）とすることで、送液手段による送液量を増加する場合に、送液手段が圧力調整弁から液体を吸い出してアシスト効率を低下させることを抑制して、より効率よく圧力損失低減を行なうことができようになる。
【００７４】
次に、本発明の第２実施形態におけるインク供給システムについて図１５を参照して説明する。なお、図１５は同インク供給システムの全体構成を示す模式的説明図である。
ここでは、分岐部６３にバッファタンク１５０を設けている。この実施形態の作用について前述した第１実施形態との比較において説明する。
【００７５】
前述した第１実施形態における構成（図９の構成）における分岐部６３のインクの流れの説明図を図１６（ａ）に示している。図１６（ａ）に示すように、各流路６０ａ、６０ｂ、６２が一点で近接していると、弁側流路６０ａの流体抵抗がカートリッジ側流路６０ｂの流体抵抗よりも大きい条件にしていても、第４の流路６２の流量Qａが大きくなった場合に、分岐部６３での吸い込み流速が大きくなり、弁側流路６０ａからインクを引っ張りやすくなる。
【００７６】
そこで、この第２実施形態（図１５の構成）のように、分岐部６３にバッファタンク１５０などの大容量部を備えた場合、インクの流れは図１６（ｂ）に示すようになる。つまり、各流路６０ａ、６０ｂ、６２を離間させ、それらの間に比較的大きな容積を設けることにより、第４の流路６２の流量Qａが大きくなっても、バッファタンク１５０で流れが減速されるので、弁側流路６０ａとカートリッジ側流路６０ｂの流体抵抗の関係で決まる流れを安定的に形成することができる。
【００７７】
次に、本発明の第３実施形態におけるインク供給システムについて図１７を参照して説明する。なお、図１７は同インク供給システムの全体構成を示す模式的説明図である。
ここでは、流路抵抗可変ユニット８３と分岐部６３の間の弁側流路６０ａに流体抵抗が変化する絞り可変弁１５１を配置している。
【００７８】
この絞り可変弁１５１は、例えば図１８（ａ）に示すように、内部に形成された流路１５３の一部に変形可能な梁１５２が設けられている。梁１５２は、その先端が流路抵抗可変ユニット８３側に傾斜して設けられており、隙間ｄ１に流路を絞っている。ここで、図１８（ａ）の矢印Ｊで示す方向の流れが弱い条件では、絞り可変弁１５２の絞りの開口が隙間ｄ１であるが、内部を流れるインクの流量が増加して、図１８（ｂ）に示すように矢印Ｋで示すように方向の流れが強い条件になると、梁１５２が撓んで絞りの開口が隙間Ｄ２に狭められる（ｄ２＜ｄ１）。
【００７９】
したがって、流路抵抗可変ユニット８３と分岐部６３の間の弁側流路６０ａに絞り可変弁１５１を設けることにより、リフィル不足を防止するためにポンプ７８からの流量を増加したときに、絞り可変弁１５１によって弁側流路６０ａの流体抵抗が増大し、ポンプ７８が弁側流路６０ａからインクを吸い出すことによるアシスト効率の低下を防止することができる。
【００８０】
なお、絞り可変弁１５１としては、流路抵抗可変ユニット８３から分岐部６３に向かう流れの流量が増大する場合に流体抵抗が大きくなる特性を有すれば良いので、図１８に示したものに限られず、例えば図１９に示すように、ばね１５６と弁体１５５を流路１５４内に備え、矢印Ｊ，Ｋで示すインク流量に応じて、弁体１５５が昇降してインクが流れるギャップがギャップｇ１〜ｇ２の範囲で変化する構成としたのものなどを用いることもできる。
【００８１】
このように、圧力調整弁と分岐部の間に抵抗可変弁を備え、抵抗可変弁は圧力調整弁から分岐部への液体の流量が多くなると流体抵抗が増加する特性であるので、より大きなアシスト圧を発生させるために送液手段による送液量を増加する場合に、抵抗可変弁の作用によって送液手段が圧力調整弁から液体を吸い出しにくくすることができ、送液手段の送液量を増量することによるアシスト効率の低下を抑制でき、より効率よく圧力損失低減を行なうことが可能になる。
【００８２】
次に、本発明の第４実施形態におけるインク供給システムについて図２０を参照して説明する。なお、図２０は同インク供給システムの全体構成を示す模式的説明図である。
ここでは、前記第３実施形態と同様に、流路抵抗可変ユニット８３と分岐部６３の間の弁側流路６０ａに絞り可変弁１５１を配置し、更にこの絞り可変弁１５１の両端に連通するバイパス流路１６５を設けている。このバイパス流路１６５は流路抵抗可変ユニット８３で取り得る最大の流体抵抗値相当の抵抗となるように設定される。なお、絞り可変弁１５１としては上述した図１９に示す構成のものを用いている。
【００８３】
したがって、図１９に示すように、絞り可変弁１５１の弁体１５６によって形成されるギャップｇ１、ｇ２がある程度確保されている条件では、インクはこのギャップｇ１、ｇ２を流れ、アシスト圧を発生する。さらに、インク流量が多くなった場合には、図２１に示すように、矢印Ｌで示す方向のインク流量によって弁体１５６が完全に流路を閉塞する状態となる。このような状態になっても、この実施形態ではバイパス流路１６５が設けられているので、インクはバイパス流路１６５を流れることができる。
【００８４】
このように流路抵抗可変ユニット８３内の流路が完全に閉塞しても、バイパス流路１６５によってインクカートリッジ７６と記録ヘッド１０は連通状態を保つので、両者の水頭差を利用しながら安定した圧力制御を実現することができる。また、バイパス流路を備えることで、絞り可変弁１５１の選択範囲を拡大することができる。
【００８５】
つまり、抵抗可変弁のバイパス流路を備えることで、抵抗可変弁を用いてアシスト効率の低下を抑制するときに、抵抗可変弁が閉塞状態になる場合も含めて、バイパス流路によって確実に液体タンクと圧力調整弁を連通させることができ、記録ヘッドの圧力を安定させることができるとともに、抵抗可変弁の設計条件を拡大することができる。
【００８６】
次に、本発明の第５実施形態におけるインク供給システムについて図２２を参照して説明する。なお、図２２は同インク供給システムの全体構成を示す模式的説明図である。
ここでは、インクカートリッジ７６とポンプ７８を第５の流路６４で直接連通させている。このような構成にすることで、ポンプ７８はより確実にインクカートリッジ７６からインクを吸い上げるようにすることができる。
【００８７】
この場合、インクカートリッジ７６内において第２の流路６０と第５の流路６４を近接位置に設けると、ポンプ７８の駆動により第２の流路６０からインクを直接吸い上げて前述のアシスト効果を低下させる不具合が生じやすくなる。したがって、第２の流路６０と第５の流路６４は、吸引口部を相互に離間した位置とすることが好ましい。離間する構成としては、単に、第２の流路６０と第５の流路６４の吸引口部の位置を離すだけでなく、両者をインクカートリッジ７６の異なる壁面に設ける構成や、いずれか一方を、インクカートリッジ７６のより奥側に連通させる構成（図２２の例）などを採用することができる。
【００８８】
このように、液体タンクと送液手段を直接連通する第５の流路を有し、第２の流路と第５の流路は離間した位置で液体タンクに接続される構成とすることで、送液手段による送液量を増加する場合に、送液手段が圧力調整弁ではなく確実に液体タンクから液体を吸い出すようにしてアシスト効率の低下を抑制し、より効率よく圧力損失低減を行なうことができる。
【００８９】
次に、本発明の第６実施形態におけるインク供給システムについて図２３を参照して説明する。なお、図２３は同インク供給システムの全体構成を示す模式的説明図である。
ここでは、上記第５実施形態と同様に、インクカートリッジ７６とポンプ７８を第５の流路６４で直接連通させ、更に第２の流路６０と第５の流路６４の吸引口部が近接して配置するとともに、各々の間に仕切り部６６を設けている。これにより、第２の流路６０と第５の流路６４の吸引口部が近接していても、前記第５実施形態と同様に、ポンプ７８の駆動により第２の流路６０からインクを直接吸い上げることを防止でき、確実にアシスト効率を向上することができる。
【００９０】
このように、液体タンクと送液手段を直接連通する第５の流路を有し、第２の流路と第５の流路のそれぞれの液体タンクとの連通部の間に仕切り部が設けられている構成とすることで、送液手段による送液量を増加する場合に、送液手段が圧力調整弁ではなく確実に液体タンクから液体を吸い出すようにしてアシスト効率の低下を抑制し、より効率よく圧力損失低減を行なうことができる。
【００９１】
次に、本発明の第７実施形態におけるインク供給システムについて図２４を参照して説明する。なお、図２４は同インク供給システムの全体構成を示す模式的説明図である。
この実施形態は、前記第５、第６実施形態と同様にインクカートリッジ７６にポンプ７８が直接接続する構成とし、更に前記第４実施形態と同様に絞り可変弁１５１とバイパス流路１６５を設けた構成としている。
【００９２】
この実施形態においても、前記第４実施形態と同様の作用効果が得られる。なお、ここでは、インクカートリッジ７６におけるポンプ７８との連通部（ジョイント８９ａ）と流路抵抗可変ユニット８３との連通部（ジョイント８９ｂ）を水平方向に離間して配置している。これにより、ポンプ７８が流路抵抗可変ユニット８３からインクを直接吸い出しにくくしている。
【００９３】
なお、以上の説明においては大気開放部９０を有するインクカートリッジ７６を用いて動作等の説明を行ったが、本発明はインクを収容した袋を用いたインクカートリッジなどを用いた場合にも同様に適用できる。
【００９４】
また、以上の説明においては、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、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。
【符号の説明】
【００９５】
４ キャリッジ
１０ 記録ヘッド
３０ サブタンク
６０ 第２の流路
６１ 第３の流路
６２ 第４の流路
６３ 分岐部
６４ 第５の流路
７１ 液体供給チューブ（第１の流路）
７６ インクカートリッジ（メインタンク：液体タンク）
７７ カートリッジホルダ
７８ ポンプ（アシストポンプ）
８０ ポンプユニット
８１ 圧力制御ユニット
８３ 流体抵抗可変ユニット
８７ 管部材（流路形成部材）
８８ 弁体
１５１ 絞り可変弁
１６５ バイパス流路
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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。
【０００４】
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。
【０００５】
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。
【０００６】
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。
【０００７】
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。
【０００８】
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。
【０００９】
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。
【００１０】
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。
【００１１】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特許第３６０６２８２号公報
【特許文献２】特開２００５−３４２９６０号公報
【特許文献３】特表平５−５０４３０８号公報
【特許文献４】特開２００４−３５１８４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、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することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
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、
途中に分岐部を有し、前記液体タンクに連通する第２の流路と、
前記第１の流路と前記第２の流路を連通させる圧力調整弁と、
前記圧力調整弁に前記液体を送る送液手段と、
前記圧力調整弁と前記送液手段を連通する第３の流路と、
前記分岐部と前記送液手段を連通する第４の流路と、を有し、
前記圧力調整弁は、前記第１の流路を流れる液体の流量に応じて内部の流路抵抗が変化し、
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、
前記圧力調整弁と前記分岐部の間の流体抵抗が前記分岐部と前記液体タンクの間の流体抵抗よりも大きい
構成とした。
【００１８】
ここで、前記分岐部にバッファタンクを備えている構成とできる。
【００１９】
また、前記圧力調整弁と前記分岐部の間に抵抗可変弁を備え、前記抵抗可変弁は前記圧力調整弁から前記分岐部への液体の流量が多くなると流体抵抗が増加する構成とできる。
【００２０】
本発明に係る画像形成装置は、
液滴を吐出するノズルを有する記録ヘッドと、
前記記録ヘッドに供給する液体を貯留する液体タンクと、
前記記録ヘッドに前記液体を供給する第１の流路と、
前記液体タンクに連通する第２の流路と、
前記第１の流路と前記第２の流路を連通させる圧力調整弁と、
前記圧力調整弁に前記液体を送る送液手段と、
前記圧力調整弁と前記送液手段を連通する第３の流路と、
前記液体タンクと前記送液手段を直接連通する第５の流路と、を有し、
前記圧力調整弁は、前記第１の流路を流れる液体の流量に応じて内部の流路抵抗が変化し、
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、
前記第２の流路と前記第５の流路は離間した位置で前記液体タンクに接続される
構成とした。
【００２１】
本発明に係る画像形成装置は、
液滴を吐出するノズルを有する記録ヘッドと、
前記記録ヘッドに供給する液体を貯留する液体タンクと、
前記記録ヘッドに前記液体を供給する第１の流路と、
前記液体タンクに連通する第２の流路と、
前記第１の流路と前記第２の流路を連通させる圧力調整弁と、
前記圧力調整弁に前記液体を送る送液手段と、
前記圧力調整弁と前記送液手段を連通する第３の流路と、
前記液体タンクと前記送液手段を直接連通する第５の流路と、を有し、
前記圧力調整弁は、前記第１の流路を流れる液体の流量に応じて内部の流路抵抗が変化し、
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、
前記第２の流路と前記第５の流路のそれぞれの前記液体タンクとの連通部の間に仕切り部が設けられている
構成とした。
【００２２】
ここで、前記第２の流路には流体抵抗が変化する抵抗可変弁を備え、前記抵抗可変弁は前記圧力調整弁から前記液体タンクへの前記液体の流量が設定値よりも多くなったとき、又は、前記圧力調整弁から前記液体タンクへの前記液体の流量に応じて流体抵抗が増加する構成とできる。
【００２３】
また、前記抵抗可変弁をバイパスするバイパス流路を備えている構成とできる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明に係る画像形成装置によれば、記録ヘッドのノズルから液滴を吐出するときには、流れる液体の流量に応じて内部の流路抵抗が変化する圧力調整弁を介して記録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を液体タンクから記録ヘッドに送液する構成としたので、記録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記録ヘッドに印加して、チューブ部材の長尺化、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回避して吐出不良を低減することができ、更に、圧力調整弁と分岐部の間の流体抵抗が分岐部と液体タンクの間の流体抵抗よりも大きい構成としたので、送液手段による送液量を増加する場合に、送液手段が圧力調整弁から液体を吸い出してアシスト効率を低下させることを抑制して、より効率よく圧力損失低減を行なうことができる。これにより、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。
【００２５】
本発明に係る画像形成装置によれば、記録ヘッドのノズルから液滴を吐出するときには、流れる液体の流量に応じて内部の流路抵抗が変化する圧力調整弁を介して記録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を液体タンクから記録ヘッドに送液する構成としたので、記録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記録ヘッドに印加して、チューブ部材の長尺化、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回避して吐出不良を低減することができ、更に、液体タンクと圧力調整弁に連通する第２の流路と、液体タンクと送液手段を直接連通する第５の流路を有し、第２の流路と第５の流路は離間した位置で液体タンクに接続される構成としたので、送液手段による送液量を増加する場合に、送液手段が圧力調整弁ではなく確実に液体タンクから液体を吸い出すようにしてアシスト効率の低下を抑制し、より効率よく圧力損失低減を行なうことができる。これにより、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。
【００２６】
本発明に係る画像形成装置によれば、記録ヘッドのノズルから液滴を吐出するときには、流れる液体の流量に応じて内部の流路抵抗が変化する圧力調整弁を介して記録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を液体タンクから記録ヘッドに送液する構成としたので、記録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記録ヘッドに印加して、チューブ部材の長尺化、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回避して吐出不良を低減することができ、更に、液体タンクと圧力調整弁に連通する第２の流路と、液体タンクと送液手段を直接連通する第５の流路を有し、第２の流路と第５の流路のそれぞれの液体タンクとの連通部の間に仕切り部が設けられている構成としたので、送液手段による送液量を増加する場合に、送液手段が圧力調整弁ではなく確実に液体タンクから液体を吸い出すようにしてアシスト効率の低下を抑制し、より効率よく圧力損失低減を行なうことができる。これにより、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。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】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。
【図２】同じく概略平面説明図である。
【図３】同じく概略側面説明図である。
【図４】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。
【図５】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。
【図６】同じくカートリッジホルダ部分の説明図である。
【図７】同じくポンプユニットの説明図である。
【図８】同じく圧力制御ユニットの説明図である。
【図９】本発明の第１実施形態におけるインク供給システムの説明図である。
【図１０】同実施形態における流路抵抗可変ユニットを示す説明図である。
【図１１】初期充填動作の説明に供するフロー図である。
【図１２】印字動作の説明に供するフロー図である。
【図１３】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。
【図１４】流路抵抗可変ユニット及びインクカートリッジと分岐部との間の流体抵抗の説明に供する模式的説明図である。
【図１５】本発明の第２実施形態におけるインク供給システムの説明図である。
【図１６】同実施形態の分岐部の説明に供する模式的説明図である。
【図１７】本発明の第３実施形態におけるインク供給システムの説明図である。
【図１８】同実施形態の絞り可変弁の一例を示す模式的説明図である。
【図１９】同じく絞り可変弁の他の例を示す模式的説明図である。
【図２０】本発明の第４実施形態におけるインク供給システムの説明図である。
【図２１】同実施形態の作用説明に供する絞り可変弁の状態を示す模式的説明図である。
【図２２】本発明の第５実施形態におけるインク供給システムの説明図である。
【図２３】本発明の第６実施形態におけるインク供給システムの説明図である。
【図２４】本発明の第７実施形態におけるインク供給システムの説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
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。
【００２９】
このキャリッジ４には、例えば、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）のインク滴を吐出する１又は複数の記録ヘッド１０が搭載され、記録ヘッド１０は複数のインク吐出口（ノズル）を主走査方向と交叉する方向に配列し、インク滴吐出方向を下方に向けて装着している。
【００３０】
ここで、記録ヘッド１０は、図４に示すように発熱体基板１２と液室形成部材１３から構成され、ベース部材１９に形成されたインク供給路を介して共通流路１７及び液室（個別流路）１６に順次供給されるインクを液滴として吐出する。この記録ヘッド１０は、発熱体１４の駆動によるインクの膜沸騰により吐出圧を得るサーマル方式のものであり、液室１６内の吐出エネルギー作用部（発熱体部）へのインクの流れ方向とノズル１５の開口中心軸とを直角となしたサイドシュータ方式の構成のものである。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
このサブタンク３０には、装置本体側の主走査方向の一端部側に設けられたカートリッジホルダ７７に着脱自在に装着される各色のインクを収容した本発明における液体タンクであるインクカートリッジ（メインタンク）７６からインク供給経路の一部を形成するチューブ部材であって第１の流路を形成する液体供給チューブ７１を介して、各色のインクが供給される。
【００３７】
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。
【００３８】
次に、このインクジェット記録装置に適用した本発明の第１実施形態におけるインク供給系（インク供給システム）について図５ないし図１０をも参照して説明する。なお、図５は同インク供給システムのサブタンクの模式的断面説明図、図６は同じくカートリッジホルダ部分の説明図、図７は同じくポンプユニットの説明図、図８は同じく圧力制御ユニットの説明図、図９はインク供給システムの説明図、図１０は流路抵抗可変ユニットの一例を示す説明図である。
【００３９】
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。
【００４０】
このサブタンク３０には、インク供給チューブ７１の一端部が接続される。インク供給チューブ７１の他端部は、図１及び図２に示すように本体据え置きのカートリッジホルダ７７に接続される。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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（以下「第１の流路」ともいう。）７１と、途中に分岐部６３を有し、インクカートリッジ７６に連通する第２の流路６０と、第１の流路７１と第２の流路６０を連通させる圧力調整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、圧力調整弁（流路抵抗可変ユニット８３）にインクを送る送液手段であるポンプ７８を含むポンプユニット８０と、圧力調整弁（流路抵抗可変ユニット８３）とポンプ７８を連通する第３の流路６１と、分岐部６３とポンプ７８を連通する第４の流路６２とを有している。
【００４６】
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。
【００４７】
管部材８７は、第１の流路（液体供給チューブ）７１を接続するポート８６ａと、第２の流路６０の分岐部６３で分岐した流路６０ａを接続するポート８６ｂと、第３の流路６１を接続するポート８６ｃとを有している。弁体８８は、液体の流れの方向において径の異なる段部を有する段付き軸形状部材であり、上部８８ｔ、中央部８８ｍ、下部８８ｂの少なくとも３つの段部要素を有し、中央部８８ｍの径が下部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をとる。
【００４８】
ここで、この弁体８８の上部８８ｔと管部材８７の流路部分８７ａとの間で第１の流路側の第１の絞り部１８１が形成され、弁体８８の下部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の絞り部１８２の絞り量が変化する。
【００４９】
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１８１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。
【００５０】
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。
【００５１】
次に、上記インク供給システムを使用したインク初期充填動作について図１１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。
【００５２】
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が接続されているバイパス経路である第３の流路６１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。
【００５３】
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。
【００５４】
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に備えられる図示しないワイパー部材で記録ヘッド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。
【００５５】
このようにして、インクの初期充填が完了する。なお、図１１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、前述したバイパス経路（分岐部６３から第４の流路６２、第３の流路６１及び横穴８６ｃを経路）のインク置換が完了しだい停止しても初期充填を行うことができる。ただし、図１１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。
【００５６】
次に、印字動作について図１２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。
【００５７】
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。
【００５８】
このとき、アシストポンプ７８が駆動されているので液体供給チューブ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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
このような印字動作を行うとき、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７１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７１、フィルタ１０９、ジョイント８９がある（図９参照）。
【００６２】
例えば、液体供給チューブ７１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７１の流体抵抗は２.７e１０［Ｐａ・ｓ／ｍ３］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／ｍ３］、２ｅ９［Ｐａ・ｓ／ｍ３］のものとしている。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
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１３に示している。図１３は、アシスト流量を０〜０．２ｃｃ／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。
【００６６】
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の下部８８ｂの間のギャップGｂが管部材８７と弁体８８の上部８８ｔのギャップＧｔよりも大きいこと、更に、ポート８６ａの先には図９に示すように流体抵抗の大きい液体供給チューブ７１やフィルタ１０９があるため、矢印Ｑａで示すポンプ７８によって送液されたインクは、流れやすいポート８６ｂ側に流れる（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９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、記録ヘッド１０の圧力にはほとんど影響を与えない。
【００６７】
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の上部８８ｔのギャップＧｔを狭く設定することで、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の下部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の下部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。
【００６８】
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。
【００６９】
このように、このインク供給システムにおいては、狭ギャップＧｂ１の形状とこの部分を流れる液体の流量によって増圧効果が決定される。高速記録により記録ヘッド１０から消費されるインク量が増大すると、弁体８８を持ち上げる力が増大し、ついには弁体８８が管部材８７の中で移動できる限界点に達すると、ギャップＧｂ１の長さが変化しなくなるため、アシスト作用は飽和することになる。したがって、それ以上に記録ヘッド１０への流量が増加すると、その増加分に相当する圧力損失が発生することになり、場合によってはリフィル不足が発生する。
【００７０】
この場合、弁体８８が上死点に達するような条件に対応するために、図１０（ｂ）の矢印Ｄに示す液体の流量を増やすことが考えられる。ここで、ポンプ流量を大きくして増圧効果を効率よく得るための流路の条件について図１４を用いて説明する。
この図１４は、インクカートリッジ７６から流路抵抗可変ユニット８３までの配管の模式的説明図であり、図１４（ａ）は第２の流路６０のうち流路抵抗可変ユニット８３から分岐部６３までの弁側流路６０ａの流体抵抗を分岐部６３からインクカートリッジ７６までのカートリッジ側流路６０ｂの流体抵抗よりも小さくした場合（流路６０ａを相対的に太く図示して示している。）を示す図である。一方、図１４（ｂ）は弁側流路６０ａの流体抵抗をカートリッジ側流路６０ｂの流体抵抗よりも大きくした場合（流路６０ｂを相対的に太く図示している。）を示す図である。
【００７１】
前述したように、流路抵抗可変ユニット８３で発生するアシスト圧（増圧）を大きくするためにポンプ７８の流量を大きくすると、まず図１４（ａ）の条件では、弁側流路６０ａの流体抵抗がカートリッジ側流路６０ｂの流体抵抗よりも小さいので、ポンプ７８が弁側流路６０ａからインクを吸い出しやすくなる。その結果、ポンプ７８によって流路抵抗可変ユニット８３に流入するインクが、矢印Ｅで示すポンプ７８の吸引するインクに使われてしまい、矢印Ｆの流量が不足し、十分なアシスト圧を発生できなくなる。
【００７２】
一方、図１４（ｂ）のように、弁側流路６０ａの流体抵抗がカートリッジ側流路６０ｂの流体抵抗よりも大きい条件にすると、ポンプ７８がカートリッジ側流路６０ｂからインクを吸い出しやすくなる。したがって、ポンプ７８によって流路抵抗可変ユニット８３に流入するインクが、矢印Ｈで示すようにインクカートリッジ７６から優先的に供給され、流路抵抗可変ユニット８３からのオーバーフローが矢印Ｇのように流れる形態となるので、図１４（ａ）の構成のように、ポンプ流量を増加した場合のリフィル不足の不具合は発生せず、効率よくアシスト圧を増加することができる。
【００７３】
つまり、圧力調整弁と分岐部の間の流体抵抗が分岐部と液体タンクの間の流体抵抗よりも大きい構成（図１４（ｂ）の構成）とすることで、送液手段による送液量を増加する場合に、送液手段が圧力調整弁から液体を吸い出してアシスト効率を低下させることを抑制して、より効率よく圧力損失低減を行なうことができようになる。
【００７４】
次に、本発明の第２実施形態におけるインク供給システムについて図１５を参照して説明する。なお、図１５は同インク供給システムの全体構成を示す模式的説明図である。
ここでは、分岐部６３にバッファタンク１５０を設けている。この実施形態の作用について前述した第１実施形態との比較において説明する。
【００７５】
前述した第１実施形態における構成（図９の構成）における分岐部６３のインクの流れの説明図を図１６（ａ）に示している。図１６（ａ）に示すように、各流路６０ａ、６０ｂ、６２が一点で近接していると、弁側流路６０ａの流体抵抗がカートリッジ側流路６０ｂの流体抵抗よりも大きい条件にしていても、第４の流路６２の流量Qａが大きくなった場合に、分岐部６３での吸い込み流速が大きくなり、弁側流路６０ａからインクを引っ張りやすくなる。
【００７６】
そこで、この第２実施形態（図１５の構成）のように、分岐部６３にバッファタンク１５０などの大容量部を備えた場合、インクの流れは図１６（ｂ）に示すようになる。つまり、各流路６０ａ、６０ｂ、６２を離間させ、それらの間に比較的大きな容積を設けることにより、第４の流路６２の流量Qａが大きくなっても、バッファタンク１５０で流れが減速されるので、弁側流路６０ａとカートリッジ側流路６０ｂの流体抵抗の関係で決まる流れを安定的に形成することができる。
【００７７】
次に、本発明の第３実施形態におけるインク供給システムについて図１７を参照して説明する。なお、図１７は同インク供給システムの全体構成を示す模式的説明図である。
ここでは、流路抵抗可変ユニット８３と分岐部６３の間の弁側流路６０ａに流体抵抗が変化する絞り可変弁１５１を配置している。
【００７８】
この絞り可変弁１５１は、例えば図１８（ａ）に示すように、内部に形成された流路１５３の一部に変形可能な梁１５２が設けられている。梁１５２は、その先端が流路抵抗可変ユニット８３側に傾斜して設けられており、隙間ｄ１に流路を絞っている。ここで、図１８（ａ）の矢印Ｊで示す方向の流れが弱い条件では、絞り可変弁１５２の絞りの開口が隙間ｄ１であるが、内部を流れるインクの流量が増加して、図１８（ｂ）に示すように矢印Ｋで示すように方向の流れが強い条件になると、梁１５２が撓んで絞りの開口が隙間Ｄ２に狭められる（ｄ２＜ｄ１）。
【００７９】
したがって、流路抵抗可変ユニット８３と分岐部６３の間の弁側流路６０ａに絞り可変弁１５１を設けることにより、リフィル不足を防止するためにポンプ７８からの流量を増加したときに、絞り可変弁１５１によって弁側流路６０ａの流体抵抗が増大し、ポンプ７８が弁側流路６０ａからインクを吸い出すことによるアシスト効率の低下を防止することができる。
【００８０】
なお、絞り可変弁１５１としては、流路抵抗可変ユニット８３から分岐部６３に向かう流れの流量が増大する場合に流体抵抗が大きくなる特性を有すれば良いので、図１８に示したものに限られず、例えば図１９に示すように、ばね１５６と弁体１５５を流路１５４内に備え、矢印Ｊ，Ｋで示すインク流量に応じて、弁体１５５が昇降してインクが流れるギャップがギャップｇ１〜ｇ２の範囲で変化する構成としたのものなどを用いることもできる。
【００８１】
このように、圧力調整弁と分岐部の間に抵抗可変弁を備え、抵抗可変弁は圧力調整弁から分岐部への液体の流量が多くなると流体抵抗が増加する特性であるので、より大きなアシスト圧を発生させるために送液手段による送液量を増加する場合に、抵抗可変弁の作用によって送液手段が圧力調整弁から液体を吸い出しにくくすることができ、送液手段の送液量を増量することによるアシスト効率の低下を抑制でき、より効率よく圧力損失低減を行なうことが可能になる。
【００８２】
次に、本発明の第４実施形態におけるインク供給システムについて図２０を参照して説明する。なお、図２０は同インク供給システムの全体構成を示す模式的説明図である。
ここでは、前記第３実施形態と同様に、流路抵抗可変ユニット８３と分岐部６３の間の弁側流路６０ａに絞り可変弁１５１を配置し、更にこの絞り可変弁１５１の両端に連通するバイパス流路１６５を設けている。このバイパス流路１６５は流路抵抗可変ユニット８３で取り得る最大の流体抵抗値相当の抵抗となるように設定される。なお、絞り可変弁１５１としては上述した図１９に示す構成のものを用いている。
【００８３】
したがって、図１９に示すように、絞り可変弁１５１の弁体１５６によって形成されるギャップｇ１、ｇ２がある程度確保されている条件では、インクはこのギャップｇ１、ｇ２を流れ、アシスト圧を発生する。さらに、インク流量が多くなった場合には、図２１に示すように、矢印Ｌで示す方向のインク流量によって弁体１５６が完全に流路を閉塞する状態となる。このような状態になっても、この実施形態ではバイパス流路１６５が設けられているので、インクはバイパス流路１６５を流れることができる。
【００８４】
このように流路抵抗可変ユニット８３内の流路が完全に閉塞しても、バイパス流路１６５によってインクカートリッジ７６と記録ヘッド１０は連通状態を保つので、両者の水頭差を利用しながら安定した圧力制御を実現することができる。また、バイパス流路を備えることで、絞り可変弁１５１の選択範囲を拡大することができる。
【００８５】
つまり、抵抗可変弁のバイパス流路を備えることで、抵抗可変弁を用いてアシスト効率の低下を抑制するときに、抵抗可変弁が閉塞状態になる場合も含めて、バイパス流路によって確実に液体タンクと圧力調整弁を連通させることができ、記録ヘッドの圧力を安定させることができるとともに、抵抗可変弁の設計条件を拡大することができる。
【００８６】
次に、本発明の第５実施形態におけるインク供給システムについて図２２を参照して説明する。なお、図２２は同インク供給システムの全体構成を示す模式的説明図である。
ここでは、インクカートリッジ７６とポンプ７８を第５の流路６４で直接連通させている。このような構成にすることで、ポンプ７８はより確実にインクカートリッジ７６からインクを吸い上げるようにすることができる。
【００８７】
この場合、インクカートリッジ７６内において第２の流路６０と第５の流路６４を近接位置に設けると、ポンプ７８の駆動により第２の流路６０からインクを直接吸い上げて前述のアシスト効果を低下させる不具合が生じやすくなる。したがって、第２の流路６０と第５の流路６４は、吸引口部を相互に離間した位置とすることが好ましい。離間する構成としては、単に、第２の流路６０と第５の流路６４の吸引口部の位置を離すだけでなく、両者をインクカートリッジ７６の異なる壁面に設ける構成や、いずれか一方を、インクカートリッジ７６のより奥側に連通させる構成（図２２の例）などを採用することができる。
【００８８】
このように、液体タンクと送液手段を直接連通する第５の流路を有し、第２の流路と第５の流路は離間した位置で液体タンクに接続される構成とすることで、送液手段による送液量を増加する場合に、送液手段が圧力調整弁ではなく確実に液体タンクから液体を吸い出すようにしてアシスト効率の低下を抑制し、より効率よく圧力損失低減を行なうことができる。
【００８９】
次に、本発明の第６実施形態におけるインク供給システムについて図２３を参照して説明する。なお、図２３は同インク供給システムの全体構成を示す模式的説明図である。
ここでは、上記第５実施形態と同様に、インクカートリッジ７６とポンプ７８を第５の流路６４で直接連通させ、更に第２の流路６０と第５の流路６４の吸引口部が近接して配置するとともに、各々の間に仕切り部６６を設けている。これにより、第２の流路６０と第５の流路６４の吸引口部が近接していても、前記第５実施形態と同様に、ポンプ７８の駆動により第２の流路６０からインクを直接吸い上げることを防止でき、確実にアシスト効率を向上することができる。
【００９０】
このように、液体タンクと送液手段を直接連通する第５の流路を有し、第２の流路と第５の流路のそれぞれの液体タンクとの連通部の間に仕切り部が設けられている構成とすることで、送液手段による送液量を増加する場合に、送液手段が圧力調整弁ではなく確実に液体タンクから液体を吸い出すようにしてアシスト効率の低下を抑制し、より効率よく圧力損失低減を行なうことができる。
【００９１】
次に、本発明の第７実施形態におけるインク供給システムについて図２４を参照して説明する。なお、図２４は同インク供給システムの全体構成を示す模式的説明図である。
この実施形態は、前記第５、第６実施形態と同様にインクカートリッジ７６にポンプ７８が直接接続する構成とし、更に前記第４実施形態と同様に絞り可変弁１５１とバイパス流路１６５を設けた構成としている。
【００９２】
この実施形態においても、前記第４実施形態と同様の作用効果が得られる。なお、ここでは、インクカートリッジ７６におけるポンプ７８との連通部（ジョイント８９ａ）と流路抵抗可変ユニット８３との連通部（ジョイント８９ｂ）を水平方向に離間して配置している。これにより、ポンプ７８が流路抵抗可変ユニット８３からインクを直接吸い出しにくくしている。
【００９３】
なお、以上の説明においては大気開放部９０を有するインクカートリッジ７６を用いて動作等の説明を行ったが、本発明はインクを収容した袋を用いたインクカートリッジなどを用いた場合にも同様に適用できる。
【００９４】
また、以上の説明においては、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、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。
【符号の説明】
【００９５】
４ キャリッジ
１０ 記録ヘッド
３０ サブタンク
６０ 第２の流路
６１ 第３の流路
６２ 第４の流路
６３ 分岐部
６４ 第５の流路
７１ 液体供給チューブ（第１の流路）
７６ インクカートリッジ（メインタンク：液体タンク）
７７ カートリッジホルダ
７８ ポンプ（アシストポンプ）
８０ ポンプユニット
８１ 圧力制御ユニット
８３ 流体抵抗可変ユニット
８７ 管部材（流路形成部材）
８８ 弁体
１５１ 絞り可変弁
１６５ バイパス流路
【特許請求の範囲】
【請求項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、
途中に分岐部を有し、前記液体タンクに連通する第２の流路と、
前記第１の流路と前記第２の流路を連通させる圧力調整弁と、
前記圧力調整弁に前記液体を送る送液手段と、
前記圧力調整弁と前記送液手段を連通する第３の流路と、
前記分岐部と前記送液手段を連通する第４の流路と、を有し、
前記圧力調整弁は、前記第１の流路を流れる液体の流量に応じて内部の流路抵抗が変化し、
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、
前記圧力調整弁と前記分岐部の間の流体抵抗が前記分岐部と前記液体タンクの間の流体抵抗よりも大きい
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記分岐部にバッファタンクを備えていることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記圧力調整弁と前記分岐部の間に抵抗可変弁を備え、前記抵抗可変弁は前記圧力調整弁から前記分岐部への液体の流量が多くなると流体抵抗が増加することを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
液滴を吐出するノズルを有する記録ヘッドと、
前記記録ヘッドに供給する液体を貯留する液体タンクと、
前記記録ヘッドに前記液体を供給する第１の流路と、
前記液体タンクに連通する第２の流路と、
前記第１の流路と前記第２の流路を連通させる圧力調整弁と、
前記圧力調整弁に前記液体を送る送液手段と、
前記圧力調整弁と前記送液手段を連通する第３の流路と、
前記液体タンクと前記送液手段を直接連通する第５の流路と、を有し、
前記圧力調整弁は、前記第１の流路を流れる液体の流量に応じて内部の流路抵抗が変化し、
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、
前記第２の流路と前記第５の流路は離間した位置で前記液体タンクに接続される
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
液滴を吐出するノズルを有する記録ヘッドと、
前記記録ヘッドに供給する液体を貯留する液体タンクと、
前記記録ヘッドに前記液体を供給する第１の流路と、
前記液体タンクに連通する第２の流路と、
前記第１の流路と前記第２の流路を連通させる圧力調整弁と、
前記圧力調整弁に前記液体を送る送液手段と、
前記圧力調整弁と前記送液手段を連通する第３の流路と、
前記液体タンクと前記送液手段を直接連通する第５の流路と、を有し、
前記圧力調整弁は、前記第１の流路を流れる液体の流量に応じて内部の流路抵抗が変化し、
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、
前記第２の流路と前記第５の流路のそれぞれの前記液体タンクとの連通部の間に仕切り部が設けられている
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
前記第２の流路には流体抵抗が変化する抵抗可変弁を備え、前記抵抗可変弁は前記圧力調整弁から前記液体タンクへの前記液体の流量が設定値よりも多くなったとき、又は、前記圧力調整弁から前記液体タンクへの前記液体の流量に応じて流体抵抗が増加することを特徴とする請求項４又は５に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記抵抗可変弁をバイパスするバイパス流路を備えていることを特徴とする請求項３又は６に記載の画像形成装置。
【請求項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、
途中に分岐部を有し、前記液体タンクに連通する第２の流路と、
前記第１の流路と前記第２の流路を連通させる圧力調整弁と、
前記圧力調整弁に前記液体を送る送液手段と、
前記圧力調整弁と前記送液手段を連通する第３の流路と、
前記分岐部と前記送液手段を連通する第４の流路と、を有し、
前記圧力調整弁は、前記第１の流路を流れる液体の流量に応じて内部の流路抵抗が変化し、
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、
前記圧力調整弁と前記分岐部の間の流体抵抗が前記分岐部と前記液体タンクの間の流体抵抗よりも大きい
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記分岐部にバッファタンクを備えていることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記圧力調整弁と前記分岐部の間に抵抗可変弁を備え、前記抵抗可変弁は前記圧力調整弁から前記分岐部への液体の流量が多くなると流体抵抗が増加することを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
液滴を吐出するノズルを有する記録ヘッドと、
前記記録ヘッドに供給する液体を貯留する液体タンクと、
前記記録ヘッドに前記液体を供給する第１の流路と、
前記液体タンクに連通する第２の流路と、
前記第１の流路と前記第２の流路を連通させる圧力調整弁と、
前記圧力調整弁に前記液体を送る送液手段と、
前記圧力調整弁と前記送液手段を連通する第３の流路と、
前記液体タンクと前記送液手段を直接連通する第５の流路と、を有し、
前記圧力調整弁は、前記第１の流路を流れる液体の流量に応じて内部の流路抵抗が変化し、
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、
前記第２の流路と前記第５の流路は離間した位置で前記液体タンクに接続される
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
液滴を吐出するノズルを有する記録ヘッドと、
前記記録ヘッドに供給する液体を貯留する液体タンクと、
前記記録ヘッドに前記液体を供給する第１の流路と、
前記液体タンクに連通する第２の流路と、
前記第１の流路と前記第２の流路を連通させる圧力調整弁と、
前記圧力調整弁に前記液体を送る送液手段と、
前記圧力調整弁と前記送液手段を連通する第３の流路と、
前記液体タンクと前記送液手段を直接連通する第５の流路と、を有し、
前記圧力調整弁は、前記第１の流路を流れる液体の流量に応じて内部の流路抵抗が変化し、
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、
前記第２の流路と前記第５の流路のそれぞれの前記液体タンクとの連通部の間に仕切り部が設けられている
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
前記第２の流路には流体抵抗が変化する抵抗可変弁を備え、前記抵抗可変弁は前記圧力調整弁から前記液体タンクへの前記液体の流量が設定値よりも多くなったとき、又は、前記圧力調整弁から前記液体タンクへの前記液体の流量に応じて流体抵抗が増加することを特徴とする請求項４又は５に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記抵抗可変弁をバイパスするバイパス流路を備えていることを特徴とする請求項３又は６に記載の画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【公開番号】特開２０１０−２７４６０８（Ｐ２０１０−２７４６０８Ａ）
【公開日】平成２２年１２月９日（２０１０．１２．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１３１４９９（Ｐ２００９−１３１４９９）
【出願日】平成２１年５月２９日（２００９．５．２９）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１２月９日（２０１０．１２．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年５月２９日（２００９．５．２９）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]