画像形成装置
【課題】簡単な構成で安定した負圧を維持し、高速化、ロングチューブ化、高粘度化に対してリフィル不足を生じないようにすることが難しい。
【解決手段】記録ヘッド１０にインクを供給する第１の流路４１と、インクカートリッジ７６に連通する第２の流路４２と、第１の流路４１と第２の流路４２を連通させる流路抵抗可変ユニット８３を有し、第２の流路４２と流路抵抗可変ユニット８２とを連通するポンプ７８を有する第３の流路４３が設けられ、液滴を吐出するときには、流路抵抗可変ユニット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、また流路抵抗可変ユニット８３の弁体８８に傾斜面１８８を形成し、管部材８７の傾斜面１８７との接触により内部の気泡１４１を貫通穴８４を通じて排出する。
【解決手段】記録ヘッド１０にインクを供給する第１の流路４１と、インクカートリッジ７６に連通する第２の流路４２と、第１の流路４１と第２の流路４２を連通させる流路抵抗可変ユニット８３を有し、第２の流路４２と流路抵抗可変ユニット８２とを連通するポンプ７８を有する第３の流路４３が設けられ、液滴を吐出するときには、流路抵抗可変ユニット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、また流路抵抗可変ユニット８３の弁体８８に傾斜面１８８を形成し、管部材８７の傾斜面１８７との接触により内部の気泡１４１を貫通穴８４を通じて排出する。
【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。
【００１２】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【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
【特許文献５】特開２００６−０８２０７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
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に応じて内部の流路抵抗が変化する圧力調整弁と、
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、を有し、
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する画像形成装置であって、
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るとともに、前記第２の流路側に前記第１の流路側に向かって傾斜する傾斜面が形成され、
前記可動部材は、移動に伴って、前記弁体部の傾斜面が前記流路部材側の当接部に接触する状態で前記流路部材内に収容されている
ことを特徴とする画像形成装置。
【００２０】
ここで、前記可動部材の弁体部の傾斜面は、前記第１の流路側に向かって弁体部中央部側から弁体部外周部側に傾斜している構成とできる。
【００２１】
また、前記可動部材の弁体部の傾斜面は、前記第１の流路側に向かって弁体部外周部側から弁体部中央部側に傾斜し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。
【００２２】
また、前記可動部材の貫通穴は前記第１の流路側に向かって開口径が小さくなる形状である構成とできる。
【００２３】
また、前記可動部材の貫通穴の前記第２の流路側の開口部には凹部が形成され、前記流路部材側の当接部には前記凹部に嵌り合う凸部が設けられている構成とできる。
【００２４】
また、前記可動部材の弁体部の傾斜面に段差部が設けられている構成とできる。
【００２５】
また、前記流路部材側の当接部は、前記可動部材の弁体部の傾斜面に対応する傾斜面を有している構成とできる。
【００２６】
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に応じて内部の流路抵抗が変化する圧力調整弁と、
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、を有し、
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する画像形成装置であって、
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るとともに、前記貫通穴の前記第２の流路側の開口が前記第１の流路側の開口よりも大きく形成され、
前記可動部材は、移動に伴って、前記弁体部の前記第２の流路側の面が前記流路部材側の当接部に接触する状態で前記流路部材内に収容されている
構成とした。
【００２７】
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に応じて内部の流路抵抗が変化する圧力調整弁と、
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、を有し、
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する画像形成装置であって、
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るとともに、前記第１の流路側に前記第１の流路側に向かって傾斜する傾斜面が形成され、
前記可動部材は、移動に伴って、前記弁体部の傾斜面が前記流路部材側の当接部に接触する状態で前記流路部材内に収容されている
構成とした。
【００２８】
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に応じて内部の流路抵抗が変化する圧力調整弁と、
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、を有し、
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する画像形成装置であって、
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及び当接部材とを有し、
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、
前記可動部材及び前記当接部材は、移動に伴って、前記可動部材の弁体部の前記第２の流路側の面と前記当接部材が接触可能な状態で前記流路部材内に収容されている
構成とした。
【発明の効果】
【００２９】
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することができ、さらに、圧力調整弁には流路部材内に移動可能に収容された可動部材を有し、可動部材は、弁体部に貫通穴が形成されるとともに第２の流路側に傾斜面が形成され、移動に伴って、傾斜面が流路部材側の当接部に接触する状態で流路部材内に収容されている構成としたので、可動部材の弁体部の傾斜面と当接部の接触によって流路内部の気泡が貫通穴を通じて排出され、圧力調整弁内部での気泡の滞留を減少することができる。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ようになる。
【００３０】
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することができ、さらに、圧力調整弁には流路部材内に移動可能に収容された可動部材を有し、可動部材は、弁体部に貫通穴が形成され、この貫通穴は第２の流路側の開口が第１の流路側の開口よりも大きく形成され、移動に伴って、傾斜面が流路部材側の当接部に接触する状態で流路部材内に収容されている構成としたので、可動部材の弁体部の傾斜面と当接部の接触によって流路内部の気泡が貫通穴を通じて排出され、圧力調整弁内部での気泡の滞留を減少することができる。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ようになる。
【００３１】
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することができ、さらに、圧力調整弁には流路部材内に移動可能に収容された可動部材を有し、可動部材は、弁体部に貫通穴が形成されるとともに第１の流路側に傾斜面が形成され、移動に伴って、傾斜面が流路部材側の当接部に接触する状態で流路部材内に収容されている構成としたので、可動部材の弁体部の傾斜面と当接部の接触によって流路内部の気泡が貫通穴を通じて排出され、圧力調整弁内部での気泡の滞留を減少することができる。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ようになる。
【００３２】
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することができ、さらに、圧力調整弁には流路部材内に移動可能に収容された可動部材及び当接部材を有し、可動部材は、弁体部に貫通穴が形成され、可動部材及び当接部材は、移動に伴って、可動部材の弁体部の前記第２の流路側の面と当接部材が接触可能な状態で流路部材内に収容されている構成としたので、当接部材と可動部材の弁体部が接触することで流路内部の気泡が貫通穴を通じて排出され、圧力調整弁内部での気泡の滞留を減少することができる。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ようになる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【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】同じくインク供給システムの全体説明図である。
【図１０】同じく流路抵抗可変ユニットを示す説明図である。
【図１１】同流路抵抗可変ユニットの弁体の平面説明図である。
【図１２】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１３】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。
【図１４】同インク供給システムにおける本発明の第１実施形態に係る流路可変抵抗ユニットの断面説明図である。
【図１５】同流路可変抵抗ユニットの要部拡大断面説明図である。
【図１６】同流路可変抵抗ユニットにおける気泡排出動作の説明に供する要部拡大断面説明図である。
【図１７】同じく気泡排出動作の説明に供する断面説明図である。
【図１８】同じく本発明の第２実施形態に係る流路可変抵抗ユニットの断面説明図である。
【図１９】同流路可変抵抗ユニットにおける気泡排出動作の説明に供する要部拡大断面説明図である。
【図２０】同じく本発明の第３実施形態に係る流路可変抵抗ユニットの断面説明図である。
【図２１】同流路可変抵抗ユニットにおける気泡排出動作の説明に供する要部拡大断面説明図である。
【図２２】同じく気泡排出動作の説明に供する断面説明図である。
【図２３】同じく本発明の第４実施形態に係る流路可変抵抗ユニットの断面説明図である。
【図２４】同流路可変抵抗ユニットにおける気泡排出動作の説明に供する要部拡大断面説明図である。
【図２５】同じく本発明の第５実施形態に係る流路可変抵抗ユニットの断面説明図である。
【図２６】同流路可変抵抗ユニットにおける気泡排出動作の説明に供する要部拡大断面説明図である。
【図２７】同じく本発明の第６実施形態に係る流路可変抵抗ユニットの一例を示す要部拡大断面説明図である。
【図２８】同じく本発明の第６実施形態に係る流路可変抵抗ユニットの他の例を示す要部拡大断面説明図である。
【図２９】同じく本発明の第７実施形態に係る流路可変抵抗ユニットの断面説明図である。
【図３０】同じく本発明の第８実施形態に係る流路可変抵抗ユニットの断面説明図である。
【図３１】同流路可変抵抗ユニットにおける気泡排出動作の説明に供する断面説明図である。
【図３２】同インク供給システムにおける気泡排出シーケンスの一例の説明に供するフロー図である。
【図３３】同インク供給システムにおける気泡排出シーケンスの他の例の説明に供するフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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」という。）８８ｔ、中央部８８ｍ、下部（以下「第２弁体部」という。）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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
前述したように、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９参照）。
【００６１】
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／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。
【００６２】
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。
【００６３】
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。
【００６４】
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１２に示している。図１２は、アシスト流量を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。
【００６５】
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９に示すように流体抵抗の大きい液体供給チューブ（第１の流路）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、液体吐出ヘッド１０の圧力にはほとんど影響を与えない。
【００６６】
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弁体部８８ｔのギャップＧｔが狭く、第１の絞り部である貫通穴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の流路部分８７ｂ壁面と弁体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。
【００６７】
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の第２弁体部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の第２弁体部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。
【００６８】
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７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。
【００６９】
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。
【００７０】
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。
【００７１】
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。
【００７２】
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。
【００７３】
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。
【００７４】
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。
【００７５】
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。
【００７６】
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。
【００７７】
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。
【００７８】
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。
【００７９】
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。
【００８０】
例えば、図１３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。
【００８１】
そこで、本発明の第１実施形態における流路抵抗ユニットについて図１４及び図１５を参照して説明する。なお、図１４は同流路抵抗可変ユニットの模式的断面説明図、図１５は図１４の要部拡大断面説明図である。また、断面説明図であるが断面を示すハッチングの図示は見やすくするために省略する。
圧力調整弁である流路抵抗可変ユニット８３は、前述したように、流路を形成する流路部材である管部材８７内に可動部材である弁体８８が移動可能に収容され、弁体８８には第３の流路４３側との連通部であるポート８６ｃよりも第１の流路４１側に位置する弁体部である第１弁体部８８ｔを有し、第１弁体部８８ｔには液体の流れの方向に貫通穴８４が形成されるとともに、第２の流路４２側に第１の流路４１側に向かって傾斜する傾斜面１８８が形成されて、貫通穴８４の第２の流路側（以下「入口側」という。）は傾斜面１８８に開口し、弁体８８は、移動に伴って、第１弁体部８８ｔの傾斜面１８８が流路部材である管部材８７に形成された当接部である傾斜面１８７に接触する（当接する）状態で管部材８７内に収容されている。
【００８２】
ここで、貫通穴８４の径方向位置は、管部材８７の傾斜面１８７と弁体８８の第１弁体部８８ｔの傾斜面１８８とが接触する領域内としている。この場合、傾斜面１８８の傾斜終端部（第１弁体部８８ｔの外周部）近傍とすることが好ましい。また、第１弁体部８８ｔの傾斜面１８８は、第１の流路４１側に向かって弁体部（第１弁体部８８ｔ）中央部側から弁体部外周部側に傾斜している傾斜面としている。また、管部材８７の傾斜面１８７は、第１弁体部８８ｔの傾斜面１８８に対応する傾きとしている。
【００８３】
このような構成において、流路抵抗可変ユニット８３の中央領域１４０内に残留している気泡１４１を排出させる過程について図１６及び図１７を参照して説明する。なお、図１６は同ユニットの作用説明に供する要部拡大断面説明図、図１７は同じく模式的断面説明図である。
まず、図１６（ａ）は、記録ヘッド１０が非吐出状態のとき、流路抵抗可変ユニット８３内に残留した気泡１４１の移動の様子を示している。初期充填やカートリッジ交換などで生じた気泡１４１は、その浮力により流路抵抗可変ユニット８３の中央領域１４１まで上昇すると、第１弁体部８８ｔの傾斜面１８８を沿って第１弁体部８８ｔの外周部側に自ずと移動する。ここで、傾斜面１８８の頂上付近、すなわち第１弁体部８８ｔの外周部付近に貫通穴８４を設けてあるので、気泡１４１は貫通穴８４の入口近傍に集まる。
【００８４】
そして、ポンプユニット８０を稼動させることにより、弁体８８がポート８６ｂ側（第２の流路４２側）に位置変化（移動）すると、図１６（ｂ）に示すように、中央領域１４０の容積が減少し、流路抵抗可変ユニット８３の第１弁体部８８ｔの外周部側に溜まった気泡１４１は、第１弁体部８８ｔの傾斜面１８８と管部材８７の傾斜面１８７との接触によって挟まれる。この接触領域内に貫通穴８４が形成されているので、気泡１４１は貫通穴８４方向へ押し付けられる。
【００８５】
この状態で、記録ヘッド１０から大流量のインクを吐出させると、図１６（ｃ）に示すように、弁体８８は、ポート８６ａ方向（第１の流路４１方向）に位置変化（移動）し、それに伴って貫通穴８４の入口近傍に集められた気泡１４１が貫通穴８４を通過して、上方に移動する。
【００８６】
その結果、図１７に示すように、第１弁体部８８ｔを通過した気泡１４１は管部材８７内部の第１の流路４１側の傾斜面１８９に沿って移動して、流路抵抗可変ユニット８３から外部の第１の流路４１に排出される。
【００８７】
このようにして、気泡１４１を貫通穴８４の入口近傍に確実に集め、更に記録ヘッド１０から大流量のインクを吐出させるときに、流路抵抗可変ユニット８３の中央領域１４０内に残留した気泡１４１の大部分を効果的に取り除くことができる。
【００８８】
なお、流路抵抗可変ユニット８３から流れた気泡１４１は、記録ヘッド１０内に移動するため、この動作の後は、必ずキャップ５２によりノズル面をキャップし、吸引動作を実施して、気泡１４１を記録ヘッド１０から排出することが好ましい。あるいは、流路抵抗可変ユニット８３と記録ヘッド１０の間に気液分離装置を介在させ、記録ヘッド１０に気泡１４１が侵入しない構成にしてもよい。
【００８９】
このように、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する液体供給システムにおいて、さらに、圧力調整弁には流路部材内に移動可能に収容された可動部材を有し、可動部材は、弁体部に貫通穴が形成されるとともに第２の流路側に傾斜面が形成され、移動に伴って、傾斜面が流路部材側の当接部に接触する状態で流路部材内に収容されている構成としたので、可動部材の弁体部の傾斜面と当接部の接触によって流路内部の気泡が貫通穴を通じて排出され、圧力調整弁内部での気泡の滞留を減少することができる。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ようになる。
【００９０】
次に、本発明の第２実施形態における流路抵抗可変ユニットについて図１８及び図１９を参照して説明する。なお、図１８は同流路抵抗可変ユニットの模式的断面説明図、図１９は図１８の要部拡大断面説明図である。
ここでは、流路部材である管部材８７の傾斜面１８７に、第１弁体部８８ｔと同じ角度で傾斜し、かつ第１弁体部８８ｔの貫通穴８４の開口周辺部が接触する（当接する）当接部を形成する当接部材である気泡排出部材１４４を設けている。
【００９１】
前述のように、初期充填やカートリッジ交換などで生じた気泡１４１は中央領域１４０まで上昇すると、第１弁体部８８ｔの傾斜面１８８に沿って貫通穴８４の入口近傍に集められる。このとき、ポンプユニット８０を稼働させると、弁体８８がポート８６ｂ側に位置変化する。
【００９２】
この弁体８８がポート８６ｂ側に移動した状態で、貫通穴８４の入口近傍に集められた気泡１４１は、気泡排出部材１４４と第１弁体部８８ｔに挟まれる。そして、記録ヘッド１０からの大流量の吐出により、気泡１４１が貫通穴８４を通じて移動して流路抵抗可変ユニット８３外に排出される。
【００９３】
なお、当接部を形成する気泡排出部材１４４の形状は、気泡排出効果を損なわなければ、どのような形状でも良い。また、気泡排出部材１４４の材質は、気泡排出効果を損なわなければ、どのような材質でも良いが、インクに耐性を有する部材であることが好ましい。
【００９４】
次に、本発明の第３実施形態における流路抵抗可変ユニットについて図２０ないし図２２を参照して説明する。なお、図２０は同流路抵抗可変ユニットの模式的断面説明図、図２１は同ユニットの作用説明に供する要部拡大断面説明図、図２１は同じく模式的断面説明図である。
ここでは、可動部材である弁体８８の第１弁体部８８ｔには、第１の流路４１側に向かって弁体部（第１弁体部８８ｔ）中央部側から弁体部外周部側に傾斜している傾斜面１８８ａと、第１の流路４１側に向かって弁体部（第１弁体部８８ｔ）外周部側から弁体部中央部側に傾斜している傾斜面１８８ｂを形成し、傾斜面１８８ａ、１８８ｂが突き当たる頂部近傍に貫通穴８４を開口させて設けている。
【００９５】
また、管部材８７には第１弁体部８８ｔの傾斜面１８８ｂと同じ傾きを持たせて当接部を形成する当接部材である気泡排出部材１４４を配置している。
【００９６】
このような構成においては、図２１（ａ）に示すように、記録ヘッド１０が非吐出状態であるとき、初期充填やカートリッジ交換などで発生して流路抵抗可変ユニット８３の中央領域１４０内に残留している気泡１４１は、その浮力により、管部材８７内の中央領域１４０まで上昇すると、第１弁体部８８ｔの傾斜面１８８ａ、１８８ｂの最も高い位置、すなわち貫通穴８４の入口近傍に自ずと集まることとなる。このとき、第１弁体部８８ｔの傾斜面１８８ｂは中央部から外周部側に向かうにつれて、ポート８６ｂ側（第３の流路側）に傾斜しているので、気泡１４１が第１弁体部８８ｔの外周部側に移動することがなくなる。
【００９７】
そして、ポンプユニット８０を稼動させることにより、図２１（ｂ）に示すように、弁体８８がポート８６ｂ側に位置変化（移動）すると、中央領域１４１の容積が減少し、貫通穴８４の入口近傍に溜まった気泡１４１は、第１弁体部８８ｔの傾斜面１８８ｂと気泡排出部材１４４の間で挟まれる。ここで、気泡１４１は貫通穴８４方向へ押し付けられることとなる。
【００９８】
この状態で、記録ヘッド１０から大流量のインクを吐出させると、図２１（ｃ）に示すように、弁体８８は、ポート８６ａ方向に位置変化し、それに伴って、貫通穴８４の入口近傍に集められた気泡１４１が貫通穴８４を通過する。
【００９９】
その結果、図２２に示すように、第１弁体部８８ｔの貫通穴８４を通過した気泡１４１は、流路抵抗可変ユニット８３から第１の流路４１側に排出される。
【０１００】
このように、気泡１４１を貫通穴８４近傍に確実に集め、更に記録ヘッド１０から大流量のインクを吐出させることができる。前述したように、流路抵抗可変ユニット８３から排出された気泡１４１は、記録ヘッド１０をキャップ５０によりキャッピングし、吸引することで抜き取っても良いし、記録ヘッド１０と流路抵抗可変ユニット８３の間に気液分離装置を用いて、インクから取り除いてもよい。
【０１０１】
なお、ここでは、管部材８７に気泡排出部材１４４を第１弁体部８８ｔの傾斜に沿って固定したが、気泡排出部材１４４に代えて、第１弁体部８８ｔの中央部方向に向かって、管部材８７の傾斜面１８７を延ばして当接部とし、気泡排出部材１４４と同様の効果を得ることもできる。また、貫通穴８４は、第１弁体部８８ｔの外周部に１周だけ設けているが、圧力制御ユニット８１による圧力調整作用を乱さなければ、一周に限定されない。
【０１０２】
次に、本発明の第４実施形態における流路抵抗可変ユニットについて図２３及び図２４を参照して説明する。なお、図２３は同流路抵抗可変ユニットの模式的断面説明図、図２４は同ユニットの作用説明に供する要部拡大断面説明図である。
ここでは、弁体８８の第１弁体部８８ｔに、第１の流路４１側に向かって弁体中央部から外周部に傾斜する傾斜面１８８に段差部１８８ｃを設けている。また、管部材８７の傾斜面１８７にも段差部１８８ｃに対応する段差部１８７ｃを設けている。
【０１０３】
このように構成したので、図２４に示すように、自らの浮力により第１弁体部８８ｔの傾斜面１８８に沿って、第１弁体部８８ｔの外周部側に移動した移動した気泡１４１は、一度貫通穴８４近傍に入ると、第１弁体部８８ｔと管部材８７に設けられた段差１８８ｃに塞き止められ、貫通穴８４近傍から中央部側に移動することができなくなる。
【０１０４】
これにより、記録ヘッド１０から大流量のインクを吐出したときに、貫通穴８４に入りきらなかった気泡１４１が、第１弁体部８８ｔの貫通穴８４近傍から離れてしまい、中央領域１４０に残ってしまうことを防ぐことができる。したがって、中央領域１４０に残留した気泡１４１の全てを流路抵抗可変ユニット８３の外側に排出することができる。簡易な構成で気泡１４１を中央領域１４０から排出できる。
【０１０５】
なお、ここでは、前記第１実施形態と同様に、第１弁体部８８ｔの中央部から外周部に向かうについてポート８６ａ側に傾斜する傾斜面１８８としているが、前述した第２実施形成と同様に第１弁体部８８ｔの外周部側から中央部に向かうにつれてポート８６ａ側に傾斜する傾斜面１８８ｂを有する構成とすることもできる。また、傾斜面中の段差部は、第１弁体部８８ｔの外周部側で貫通穴８４より内側が好ましいが、特に限定されるものではなく、また、全体が傾斜面で複数の段差部を設けることもできる。
【０１０６】
また、管部材８７に段差部１８７ｃを設けているが、前述した第２実施形態のような気泡排出部材１４４を設けて実質的に段差を設ける構成とすることもできる。
【０１０７】
次に、本発明の第５実施形態における流路抵抗可変ユニットについて図２５及び図２６を参照して説明する。なお、図２５は同流路抵抗可変ユニットの模式的断面説明図、図２６は同ユニットの作用説明に供する要部拡大断面説明図である。
ここでは、第１弁体部８８ｔの傾斜面１８８に貫通穴８４が開口した部分に貫通穴８４の開口よりも大きい凹部である気泡収容穴部１４８を形成している。一方、管部材８７の傾斜面１８７には気泡収容穴部１４８と嵌合する凸部１４９を形成している。
【０１０８】
このように構成したので、自らの浮力により傾斜面１８８に沿って外周部側に移動した気泡１４１は、傾斜面１８８よりも高い位置（ポート８６ａ側）にある、気泡収容穴部１４８内に入り込む。これにより、気泡収容穴部１４８に中央領域１４０に残留した気泡１４１を集めることができる。
【０１０９】
そして、第１弁体部８８ｔが接触する管部材８７には気泡収容穴部１４８と嵌合する凸部１４９を形成しているので、気泡収容穴１４８に集められた気泡１４１は、貫通穴８４へ押し込められる。この状態で、記録ヘッド１０から大流量のインクを吐出させることにより、気泡収容穴部１４８に収容されていた気泡１４１を、貫通穴８４を通じて流路抵抗可変ユニット８３の外部へ効果的に排出することができる。
【０１１０】
このように、第１弁体部８８ｔの傾斜面１８８の貫通穴８４の入口部分に凹部を設けるという簡易な構成で、中央領域１４０の気泡１４１を効果的に排出することができる。
【０１１１】
なお、ここでは、前記第１実施形態と同様に、第１弁体部８８ｔの中央部から外周部に向かうについてポート８６ａ側に傾斜する傾斜面１８８としているが、前述した第２実施形成と同様に第１弁体部８８ｔの外周部側から中央部に向かうにつれてポート８６ａ側に傾斜する傾斜面１８８ｂを有する構成とすることもできる。また、第１弁体部８８ｔに傾斜が無くても、気泡１４１の収集効果があるため、第１弁体部８８ｔに傾斜が無くても良い。また、気泡収容穴部１４８の数、内径や深さ、その他の形状が限定されるものではない。さらに、前述した第２実施形態のような気泡排出部材１４４を設け、この気泡排出部材１４４に第１弁体部８８ｔの気泡収容穴部１４８に嵌合する凸部を設けることもできる。
【０１１２】
次に、本発明の第６実施形態における流路抵抗可変ユニットの異なる例について図２７及び図２８を参照して説明する。なお、図２７及び図２８は同流路抵抗可変ユニットの要部拡大断面説明図である。
図２７に示す例は、第１弁体部８８ｔに形成した貫通穴８４の形状を、第３の流路側（中央領域１４０側）から第１の流路４１側に向かって開口径が狭くなるテーパ穴としたものである。このように、中央領域１４０側の貫通穴８４の穴径が大きいため、より多くの気泡１４１を貫通穴８４内部に取り込むことができる。その結果、記録ヘッド１０から大流量を吐出したときに気泡１４１を、貫通穴８４を通じて排出することができる。
【０１１３】
図２８に示す例は、第１弁体部８８ｔに形成した貫通穴８４の形状を、第３の流路側（中央領域１４０側）から第１の流路４１側に向かって開口径が狭くなるホーン形状（ラッパ形状）の穴としたものである。このように、中央領域１４０側の貫通穴８４の穴径が大きいため、より多くの気泡１４１を穴内部に取り込むことができる。その結果、記録ヘッド１０から大流量を吐出したときに気泡１４１を、貫通穴８４を通じて排出することができる。
【０１１４】
なお、ここでは、前記第１実施形態と同様に、第１弁体部８８ｔの中央部から外周部に向かうについてポート８６ａ側に傾斜する傾斜面１８８としているが、前述した第２実施形成と同様に第１弁体部８８ｔの外周部側から中央部に向かうにつれてポート８６ａ側に傾斜する傾斜面１８８ｂを有する構成とすることもできる。また、第１弁体部８８ｔに傾斜が無くても、貫通穴８４の入口側が出口側よりも相対的に大きな開口であるので、気泡１４１の収集効果があるため、第１弁体部８８ｔに傾斜が無くても良い。
【０１１５】
このように、圧力調整弁には流路部材内に移動可能に収容された可動部材を有し、可動部材は、弁体部に貫通穴が形成され、この貫通穴は第２の流路側の開口が第１の流路側の開口よりも大きく形成され、移動に伴って、傾斜面が流路部材側の当接部に接触する状態で流路部材内に収容されている構成としたので、可動部材の弁体部の傾斜面と当接部の接触によって流路内部の気泡が貫通穴を通じて排出され、圧力調整弁内部での気泡の滞留を減少することができる。
【０１１６】
次に、本発明の第７実施形態における流路抵抗可変ユニットについて図２９を参照して説明する。なお、図２９は同流路抵抗可変ユニットの模式的断面説明図である。
ここでは、可動部材である第１弁体部８８ｔのポート８６ａ側に、管部材８７の領域１５３部と同一の傾斜面１８８ｄを設けている。これにより、貫通穴８４を通過した気泡１４１を押し出することができる。
【０１１７】
つまり、記録ヘッド１０からの大流量の吐出で生じた圧力差により、貫通穴８４を通過した気泡１４１はポート８６ａ方向に流れるが、このとき、管部材８７の領域１５３部に気泡１４１が留まることがある。そのため、第１弁体部８８ｔのポート８６ａ側と管部材８７とを同一の傾斜面として、領域１５３部に留まった気泡１４１をポート８６ａ側に排出することができる。
【０１１８】
このように、圧力調整弁には流路部材内に移動可能に収容された可動部材を有し、可動部材は、弁体部に貫通穴が形成されるとともに第１の流路側に傾斜面が形成され、移動に伴って、傾斜面が流路部材側の当接部に接触する状態で流路部材内に収容されている構成としたので、可動部材の弁体部の傾斜面と当接部の接触によって流路内部の気泡が貫通穴を通じて排出され、圧力調整弁内部での気泡の滞留を減少することができる。
【０１１９】
次に、本発明の第８実施形態における流路抵抗可変ユニットについて図３０及び図３１を参照して説明する。なお、図３０及び図３１は同流路抵抗可変ユニットの模式的説明図である。
この流路抵抗可変ユニット８３では、流路を形成する流路部材である管部材８７内に可動部材である弁体８８及び当接部材である気泡排出部材２４４が移動可能に収容され、弁体８８には第３の流路との連通部であるポート８６ｃよりも第１の流路４１側に位置する弁体部である第１弁体部８８ｔを有し、第１弁体部８８ｔには液体の流れの方向に貫通穴８４が形成され、弁体８８と気泡排出部材２４４は、移動に伴って、第１弁体部８８ｔの第２の流路４２側の面と気泡排出部材２４４とが接触可能な状態で管部材８７に収容されている。
【０１２０】
つまり、ここでは、可動部材である弁体８８の弁体部である第１弁体部８８ｔは平板状（厚さをほぼ一定にしたフラットな形状）としている。そして、弁体８８の中間部８８ｍに第１弁体部８８ｔが当接する当接部材である気泡排出部材２４４を自由状態で嵌装して移動可能に備え、第１弁体部８８ｔ及び第２弁体部８８ｂと面接触できる形状としている。この気泡排出部材２４４は、インク内で静止状態にあるとき、図３０に示すように、インクに対して沈むような比重ないし質量にとしている。
【０１２１】
このように構成したので、記録ヘッド１０が非吐出状態もしくは吐出量が少ないときには、ポンプユニット８０からの流量により、弁体８８はポート８６ｂ側に位置変化するが、自由状態に保持された気泡排出部材２４４も、ポート８６ｂ側に位置変化する。そして、記録ヘッド１０から大流量のインクを吐出すると、図３１に示すように、その圧力差により、弁体８８がポート８６ａ側に位置変化する。このとき、気泡排出部材２４４も、圧力差により、第１弁体部８８ｔ方向に位置変化する。そして、中央領域１４０に残留していた気泡１４１は、気泡排出部材２４４と第１弁体部８８ｔが当接することで押し出される形となり、貫通穴８４を通過し、流路抵抗可変ユニット８３の外に排出される。
【０１２２】
なお、記録ヘッド１０の通常吐出時の流量において、気泡排出部材２４４が第１弁体部８８ｔ側に移動して、第１弁体部８８ｔと密着し、貫通穴８４を塞いでしまうと、正常な吐出ができなくなる。そのため、気泡を排出するシーケンスを使用して、ポート８６ａ側流路と、弁体８８内部に急激な圧力差が生じたときのみ、気泡排出部材２４４が第１弁体部８８ｔに密着できるように、気泡排出部材２４４の比重ないし質量を調整することが好ましい。
【０１２３】
また、ここでは、第１弁体部８８ｔと気泡排出部材２４４に傾斜が無くフラットの構成としているが、当接面に前記実施形態で説明したように傾斜面を設けても良い。すなわち、第１弁体部８８ｔに前述した各実施形態で説明したような傾斜面１８８、１８８ａ、１８８ｂなどを設け、気泡排出部材２４４にも対応する傾斜面を設けるようにすることもできる。
【０１２４】
このように、圧力調整弁には流路部材内に移動可能に収容された可動部材及び当接部材を有し、可動部材は、弁体部に貫通穴が形成され、可動部材及び当接部材は、移動に伴って、可動部材の弁体部の前記第２の流路側の面と当接部材が接触可能な状態で流路部材内に収容されている構成としたので、当接部材と可動部材の弁体部が接触することで流路内部の気泡が貫通穴を通じて排出され、圧力調整弁内部での気泡の滞留を減少することができる。
【０１２５】
以上の説明において、気泡排出効果を効果的に実現するためには、弁体８８の位置変化が重要となる。その位置変化は、ポンプユニット８０、記録ヘッド１０、メンテナンス用の吸引ポンプ５３を主とした気泡排出シーケンスで決定される。
【０１２６】
そこで、気泡排出シーケンスの一例について図３２を参照して説明する。
この例は、吸引ポンプ５３を用いずに、記録ヘッド１０の空吐出（全ノズルから大量のインクを吐出する）と、アシストポンプ７８の制御により、弁体８８の位置変化を行う例である。
【０１２７】
まず、アシストポンプ７８を駆動して流路抵抗可変ユニット８３のポート８６ｃに送液することで、弁体８８をポート８６ｂ側に移動させる。そして、弁体８８のポート８６ｂ側の位置変化が完了するまでの所定時間Ｔ１が経過したときに、記録ヘッド１０を空吐出位置に移動させ、アシストポンプ７８を停止する。その後、記録ヘッド１０から空吐出を行う。これにより、第１の流路４１と弁体８８内部に急激な圧力差が生じて、弁体８８がポート８６ａ側に移動する。そして、流体抵抗可変ユニット８３内部の気泡が記録ヘッド１０から排出されるまでの所定時間Ｔ２が経過した後、空吐出動作を停止し、ワイピングを実施し、最後にノズル面をキャッピングする。
【０１２８】
なお、所定時間Ｔ１、Ｔ２は、使用する弁体８８や流路抵抗可変ユニット８３の形状、インク流路長さ、インク流路径、使用インクにより決定される値である。また、このシーケンスでは、ワイピング後にヘッドキャッピングをしているが、記録ヘッド１０からの吐出を続ける場合には、印字待機位置に移動し、印字動作を続けても良い。
【０１２９】
次に、気泡排出シーケンスの他の例について図３３を参照して説明する。
この例は、記録ヘッド１０の空吐出と、アシストポンプ７８及び吸引ポンプ５３の制御により、弁体８８を位置変化させる例である。
【０１３０】
まず、アシストポンプ７８を駆動して流路抵抗可変ユニット８３のポート８６ｃに送液することで、弁体８８をポート８６ｂ側に移動させる。そして、弁体８８のポート８６ｂ側の位置変化が完了するまでの所定時間Ｔ１が経過したときに、記録ヘッド１０を空吐出位置に移動させ、キャップ５２で記録ヘッド１０のノズル面をキャッピングした後、アシストポンプ７８を停止する。
【０１３１】
そして、記録ヘッド１０から空吐出動作を行うとともに、吸引ポンプ５３を駆動したノズルから吸引を行う。これにより、第１の流路４１と弁体８８内部に急激な圧力差が生じて、弁体８８がポート８６ａ側に移動するが、このとき、空吐出動作と吸引ポンプによる吸引動作を同時に実施しているので、前述した図３１のシーケンスに比べて、ポート８６ａ側と記録ヘッド１０を連通している流路の負圧が大きくなり、弁体８８とポート８６ａ側の間に作用する圧力差も大きくなる。そして、流体抵抗可変ユニット８３内部の気泡が記録ヘッド１０から排出されるまでの所定時間Ｔ２が経過した後、空吐出動作を停止する。
【０１３２】
次いで、キャップ５２内に排出されたインクが廃液タンク５６へ排出されるに要する所定時間Ｔ３が経過したときに吸引ポンプを停止させ、ワイピングを実施し、ノズル面をキャッピングする。
【０１３３】
なお、所定時間Ｔ１、Ｔ２は、使用する弁体８８や流路抵抗可変ユニット８３の形状、インク流路長さ、インク流路径、使用インクにより決定される値である。また、このシーケンスでは、ワイピング後にヘッドキャッピングをしているが、記録ヘッド１０からの吐出を続ける場合には、印字待機位置に移動し、印字動作を続けても良い。
【０１３４】
これらの各例のシーケンスでは、アシストポンプを停止させてから、ヘッド空吐出動作を行うようにしているが、気泡１４１が流路抵抗可変ユニット８３から排出できるだけの圧力差を生じさせることができれば、アシストポンプ７８を停止させなくても良い。
【０１３５】
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。
【符号の説明】
【０１３６】
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
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）
１４４ 気泡排出部材（当接部材：当接部）
１８７ 傾斜面（当接部）
１８８ 傾斜面
１８９ 傾斜面
２４４ 気泡排出部材（当接部材：当接部）
【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。
【００１２】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【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
【特許文献５】特開２００６−０８２０７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
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に応じて内部の流路抵抗が変化する圧力調整弁と、
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、を有し、
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する画像形成装置であって、
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るとともに、前記第２の流路側に前記第１の流路側に向かって傾斜する傾斜面が形成され、
前記可動部材は、移動に伴って、前記弁体部の傾斜面が前記流路部材側の当接部に接触する状態で前記流路部材内に収容されている
ことを特徴とする画像形成装置。
【００２０】
ここで、前記可動部材の弁体部の傾斜面は、前記第１の流路側に向かって弁体部中央部側から弁体部外周部側に傾斜している構成とできる。
【００２１】
また、前記可動部材の弁体部の傾斜面は、前記第１の流路側に向かって弁体部外周部側から弁体部中央部側に傾斜し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。
【００２２】
また、前記可動部材の貫通穴は前記第１の流路側に向かって開口径が小さくなる形状である構成とできる。
【００２３】
また、前記可動部材の貫通穴の前記第２の流路側の開口部には凹部が形成され、前記流路部材側の当接部には前記凹部に嵌り合う凸部が設けられている構成とできる。
【００２４】
また、前記可動部材の弁体部の傾斜面に段差部が設けられている構成とできる。
【００２５】
また、前記流路部材側の当接部は、前記可動部材の弁体部の傾斜面に対応する傾斜面を有している構成とできる。
【００２６】
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に応じて内部の流路抵抗が変化する圧力調整弁と、
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、を有し、
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する画像形成装置であって、
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るとともに、前記貫通穴の前記第２の流路側の開口が前記第１の流路側の開口よりも大きく形成され、
前記可動部材は、移動に伴って、前記弁体部の前記第２の流路側の面が前記流路部材側の当接部に接触する状態で前記流路部材内に収容されている
構成とした。
【００２７】
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に応じて内部の流路抵抗が変化する圧力調整弁と、
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、を有し、
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する画像形成装置であって、
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るとともに、前記第１の流路側に前記第１の流路側に向かって傾斜する傾斜面が形成され、
前記可動部材は、移動に伴って、前記弁体部の傾斜面が前記流路部材側の当接部に接触する状態で前記流路部材内に収容されている
構成とした。
【００２８】
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に応じて内部の流路抵抗が変化する圧力調整弁と、
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、を有し、
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する画像形成装置であって、
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及び当接部材とを有し、
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、
前記可動部材及び前記当接部材は、移動に伴って、前記可動部材の弁体部の前記第２の流路側の面と前記当接部材が接触可能な状態で前記流路部材内に収容されている
構成とした。
【発明の効果】
【００２９】
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することができ、さらに、圧力調整弁には流路部材内に移動可能に収容された可動部材を有し、可動部材は、弁体部に貫通穴が形成されるとともに第２の流路側に傾斜面が形成され、移動に伴って、傾斜面が流路部材側の当接部に接触する状態で流路部材内に収容されている構成としたので、可動部材の弁体部の傾斜面と当接部の接触によって流路内部の気泡が貫通穴を通じて排出され、圧力調整弁内部での気泡の滞留を減少することができる。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ようになる。
【００３０】
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することができ、さらに、圧力調整弁には流路部材内に移動可能に収容された可動部材を有し、可動部材は、弁体部に貫通穴が形成され、この貫通穴は第２の流路側の開口が第１の流路側の開口よりも大きく形成され、移動に伴って、傾斜面が流路部材側の当接部に接触する状態で流路部材内に収容されている構成としたので、可動部材の弁体部の傾斜面と当接部の接触によって流路内部の気泡が貫通穴を通じて排出され、圧力調整弁内部での気泡の滞留を減少することができる。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ようになる。
【００３１】
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することができ、さらに、圧力調整弁には流路部材内に移動可能に収容された可動部材を有し、可動部材は、弁体部に貫通穴が形成されるとともに第１の流路側に傾斜面が形成され、移動に伴って、傾斜面が流路部材側の当接部に接触する状態で流路部材内に収容されている構成としたので、可動部材の弁体部の傾斜面と当接部の接触によって流路内部の気泡が貫通穴を通じて排出され、圧力調整弁内部での気泡の滞留を減少することができる。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ようになる。
【００３２】
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することができ、さらに、圧力調整弁には流路部材内に移動可能に収容された可動部材及び当接部材を有し、可動部材は、弁体部に貫通穴が形成され、可動部材及び当接部材は、移動に伴って、可動部材の弁体部の前記第２の流路側の面と当接部材が接触可能な状態で流路部材内に収容されている構成としたので、当接部材と可動部材の弁体部が接触することで流路内部の気泡が貫通穴を通じて排出され、圧力調整弁内部での気泡の滞留を減少することができる。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ようになる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【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】同じくインク供給システムの全体説明図である。
【図１０】同じく流路抵抗可変ユニットを示す説明図である。
【図１１】同流路抵抗可変ユニットの弁体の平面説明図である。
【図１２】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１３】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。
【図１４】同インク供給システムにおける本発明の第１実施形態に係る流路可変抵抗ユニットの断面説明図である。
【図１５】同流路可変抵抗ユニットの要部拡大断面説明図である。
【図１６】同流路可変抵抗ユニットにおける気泡排出動作の説明に供する要部拡大断面説明図である。
【図１７】同じく気泡排出動作の説明に供する断面説明図である。
【図１８】同じく本発明の第２実施形態に係る流路可変抵抗ユニットの断面説明図である。
【図１９】同流路可変抵抗ユニットにおける気泡排出動作の説明に供する要部拡大断面説明図である。
【図２０】同じく本発明の第３実施形態に係る流路可変抵抗ユニットの断面説明図である。
【図２１】同流路可変抵抗ユニットにおける気泡排出動作の説明に供する要部拡大断面説明図である。
【図２２】同じく気泡排出動作の説明に供する断面説明図である。
【図２３】同じく本発明の第４実施形態に係る流路可変抵抗ユニットの断面説明図である。
【図２４】同流路可変抵抗ユニットにおける気泡排出動作の説明に供する要部拡大断面説明図である。
【図２５】同じく本発明の第５実施形態に係る流路可変抵抗ユニットの断面説明図である。
【図２６】同流路可変抵抗ユニットにおける気泡排出動作の説明に供する要部拡大断面説明図である。
【図２７】同じく本発明の第６実施形態に係る流路可変抵抗ユニットの一例を示す要部拡大断面説明図である。
【図２８】同じく本発明の第６実施形態に係る流路可変抵抗ユニットの他の例を示す要部拡大断面説明図である。
【図２９】同じく本発明の第７実施形態に係る流路可変抵抗ユニットの断面説明図である。
【図３０】同じく本発明の第８実施形態に係る流路可変抵抗ユニットの断面説明図である。
【図３１】同流路可変抵抗ユニットにおける気泡排出動作の説明に供する断面説明図である。
【図３２】同インク供給システムにおける気泡排出シーケンスの一例の説明に供するフロー図である。
【図３３】同インク供給システムにおける気泡排出シーケンスの他の例の説明に供するフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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」という。）８８ｔ、中央部８８ｍ、下部（以下「第２弁体部」という。）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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
前述したように、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９参照）。
【００６１】
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／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。
【００６２】
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。
【００６３】
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。
【００６４】
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１２に示している。図１２は、アシスト流量を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。
【００６５】
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９に示すように流体抵抗の大きい液体供給チューブ（第１の流路）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、液体吐出ヘッド１０の圧力にはほとんど影響を与えない。
【００６６】
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弁体部８８ｔのギャップＧｔが狭く、第１の絞り部である貫通穴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の流路部分８７ｂ壁面と弁体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。
【００６７】
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の第２弁体部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の第２弁体部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。
【００６８】
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７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。
【００６９】
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。
【００７０】
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。
【００７１】
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。
【００７２】
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。
【００７３】
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。
【００７４】
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。
【００７５】
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。
【００７６】
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。
【００７７】
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。
【００７８】
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。
【００７９】
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。
【００８０】
例えば、図１３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。
【００８１】
そこで、本発明の第１実施形態における流路抵抗ユニットについて図１４及び図１５を参照して説明する。なお、図１４は同流路抵抗可変ユニットの模式的断面説明図、図１５は図１４の要部拡大断面説明図である。また、断面説明図であるが断面を示すハッチングの図示は見やすくするために省略する。
圧力調整弁である流路抵抗可変ユニット８３は、前述したように、流路を形成する流路部材である管部材８７内に可動部材である弁体８８が移動可能に収容され、弁体８８には第３の流路４３側との連通部であるポート８６ｃよりも第１の流路４１側に位置する弁体部である第１弁体部８８ｔを有し、第１弁体部８８ｔには液体の流れの方向に貫通穴８４が形成されるとともに、第２の流路４２側に第１の流路４１側に向かって傾斜する傾斜面１８８が形成されて、貫通穴８４の第２の流路側（以下「入口側」という。）は傾斜面１８８に開口し、弁体８８は、移動に伴って、第１弁体部８８ｔの傾斜面１８８が流路部材である管部材８７に形成された当接部である傾斜面１８７に接触する（当接する）状態で管部材８７内に収容されている。
【００８２】
ここで、貫通穴８４の径方向位置は、管部材８７の傾斜面１８７と弁体８８の第１弁体部８８ｔの傾斜面１８８とが接触する領域内としている。この場合、傾斜面１８８の傾斜終端部（第１弁体部８８ｔの外周部）近傍とすることが好ましい。また、第１弁体部８８ｔの傾斜面１８８は、第１の流路４１側に向かって弁体部（第１弁体部８８ｔ）中央部側から弁体部外周部側に傾斜している傾斜面としている。また、管部材８７の傾斜面１８７は、第１弁体部８８ｔの傾斜面１８８に対応する傾きとしている。
【００８３】
このような構成において、流路抵抗可変ユニット８３の中央領域１４０内に残留している気泡１４１を排出させる過程について図１６及び図１７を参照して説明する。なお、図１６は同ユニットの作用説明に供する要部拡大断面説明図、図１７は同じく模式的断面説明図である。
まず、図１６（ａ）は、記録ヘッド１０が非吐出状態のとき、流路抵抗可変ユニット８３内に残留した気泡１４１の移動の様子を示している。初期充填やカートリッジ交換などで生じた気泡１４１は、その浮力により流路抵抗可変ユニット８３の中央領域１４１まで上昇すると、第１弁体部８８ｔの傾斜面１８８を沿って第１弁体部８８ｔの外周部側に自ずと移動する。ここで、傾斜面１８８の頂上付近、すなわち第１弁体部８８ｔの外周部付近に貫通穴８４を設けてあるので、気泡１４１は貫通穴８４の入口近傍に集まる。
【００８４】
そして、ポンプユニット８０を稼動させることにより、弁体８８がポート８６ｂ側（第２の流路４２側）に位置変化（移動）すると、図１６（ｂ）に示すように、中央領域１４０の容積が減少し、流路抵抗可変ユニット８３の第１弁体部８８ｔの外周部側に溜まった気泡１４１は、第１弁体部８８ｔの傾斜面１８８と管部材８７の傾斜面１８７との接触によって挟まれる。この接触領域内に貫通穴８４が形成されているので、気泡１４１は貫通穴８４方向へ押し付けられる。
【００８５】
この状態で、記録ヘッド１０から大流量のインクを吐出させると、図１６（ｃ）に示すように、弁体８８は、ポート８６ａ方向（第１の流路４１方向）に位置変化（移動）し、それに伴って貫通穴８４の入口近傍に集められた気泡１４１が貫通穴８４を通過して、上方に移動する。
【００８６】
その結果、図１７に示すように、第１弁体部８８ｔを通過した気泡１４１は管部材８７内部の第１の流路４１側の傾斜面１８９に沿って移動して、流路抵抗可変ユニット８３から外部の第１の流路４１に排出される。
【００８７】
このようにして、気泡１４１を貫通穴８４の入口近傍に確実に集め、更に記録ヘッド１０から大流量のインクを吐出させるときに、流路抵抗可変ユニット８３の中央領域１４０内に残留した気泡１４１の大部分を効果的に取り除くことができる。
【００８８】
なお、流路抵抗可変ユニット８３から流れた気泡１４１は、記録ヘッド１０内に移動するため、この動作の後は、必ずキャップ５２によりノズル面をキャップし、吸引動作を実施して、気泡１４１を記録ヘッド１０から排出することが好ましい。あるいは、流路抵抗可変ユニット８３と記録ヘッド１０の間に気液分離装置を介在させ、記録ヘッド１０に気泡１４１が侵入しない構成にしてもよい。
【００８９】
このように、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する液体供給システムにおいて、さらに、圧力調整弁には流路部材内に移動可能に収容された可動部材を有し、可動部材は、弁体部に貫通穴が形成されるとともに第２の流路側に傾斜面が形成され、移動に伴って、傾斜面が流路部材側の当接部に接触する状態で流路部材内に収容されている構成としたので、可動部材の弁体部の傾斜面と当接部の接触によって流路内部の気泡が貫通穴を通じて排出され、圧力調整弁内部での気泡の滞留を減少することができる。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ようになる。
【００９０】
次に、本発明の第２実施形態における流路抵抗可変ユニットについて図１８及び図１９を参照して説明する。なお、図１８は同流路抵抗可変ユニットの模式的断面説明図、図１９は図１８の要部拡大断面説明図である。
ここでは、流路部材である管部材８７の傾斜面１８７に、第１弁体部８８ｔと同じ角度で傾斜し、かつ第１弁体部８８ｔの貫通穴８４の開口周辺部が接触する（当接する）当接部を形成する当接部材である気泡排出部材１４４を設けている。
【００９１】
前述のように、初期充填やカートリッジ交換などで生じた気泡１４１は中央領域１４０まで上昇すると、第１弁体部８８ｔの傾斜面１８８に沿って貫通穴８４の入口近傍に集められる。このとき、ポンプユニット８０を稼働させると、弁体８８がポート８６ｂ側に位置変化する。
【００９２】
この弁体８８がポート８６ｂ側に移動した状態で、貫通穴８４の入口近傍に集められた気泡１４１は、気泡排出部材１４４と第１弁体部８８ｔに挟まれる。そして、記録ヘッド１０からの大流量の吐出により、気泡１４１が貫通穴８４を通じて移動して流路抵抗可変ユニット８３外に排出される。
【００９３】
なお、当接部を形成する気泡排出部材１４４の形状は、気泡排出効果を損なわなければ、どのような形状でも良い。また、気泡排出部材１４４の材質は、気泡排出効果を損なわなければ、どのような材質でも良いが、インクに耐性を有する部材であることが好ましい。
【００９４】
次に、本発明の第３実施形態における流路抵抗可変ユニットについて図２０ないし図２２を参照して説明する。なお、図２０は同流路抵抗可変ユニットの模式的断面説明図、図２１は同ユニットの作用説明に供する要部拡大断面説明図、図２１は同じく模式的断面説明図である。
ここでは、可動部材である弁体８８の第１弁体部８８ｔには、第１の流路４１側に向かって弁体部（第１弁体部８８ｔ）中央部側から弁体部外周部側に傾斜している傾斜面１８８ａと、第１の流路４１側に向かって弁体部（第１弁体部８８ｔ）外周部側から弁体部中央部側に傾斜している傾斜面１８８ｂを形成し、傾斜面１８８ａ、１８８ｂが突き当たる頂部近傍に貫通穴８４を開口させて設けている。
【００９５】
また、管部材８７には第１弁体部８８ｔの傾斜面１８８ｂと同じ傾きを持たせて当接部を形成する当接部材である気泡排出部材１４４を配置している。
【００９６】
このような構成においては、図２１（ａ）に示すように、記録ヘッド１０が非吐出状態であるとき、初期充填やカートリッジ交換などで発生して流路抵抗可変ユニット８３の中央領域１４０内に残留している気泡１４１は、その浮力により、管部材８７内の中央領域１４０まで上昇すると、第１弁体部８８ｔの傾斜面１８８ａ、１８８ｂの最も高い位置、すなわち貫通穴８４の入口近傍に自ずと集まることとなる。このとき、第１弁体部８８ｔの傾斜面１８８ｂは中央部から外周部側に向かうにつれて、ポート８６ｂ側（第３の流路側）に傾斜しているので、気泡１４１が第１弁体部８８ｔの外周部側に移動することがなくなる。
【００９７】
そして、ポンプユニット８０を稼動させることにより、図２１（ｂ）に示すように、弁体８８がポート８６ｂ側に位置変化（移動）すると、中央領域１４１の容積が減少し、貫通穴８４の入口近傍に溜まった気泡１４１は、第１弁体部８８ｔの傾斜面１８８ｂと気泡排出部材１４４の間で挟まれる。ここで、気泡１４１は貫通穴８４方向へ押し付けられることとなる。
【００９８】
この状態で、記録ヘッド１０から大流量のインクを吐出させると、図２１（ｃ）に示すように、弁体８８は、ポート８６ａ方向に位置変化し、それに伴って、貫通穴８４の入口近傍に集められた気泡１４１が貫通穴８４を通過する。
【００９９】
その結果、図２２に示すように、第１弁体部８８ｔの貫通穴８４を通過した気泡１４１は、流路抵抗可変ユニット８３から第１の流路４１側に排出される。
【０１００】
このように、気泡１４１を貫通穴８４近傍に確実に集め、更に記録ヘッド１０から大流量のインクを吐出させることができる。前述したように、流路抵抗可変ユニット８３から排出された気泡１４１は、記録ヘッド１０をキャップ５０によりキャッピングし、吸引することで抜き取っても良いし、記録ヘッド１０と流路抵抗可変ユニット８３の間に気液分離装置を用いて、インクから取り除いてもよい。
【０１０１】
なお、ここでは、管部材８７に気泡排出部材１４４を第１弁体部８８ｔの傾斜に沿って固定したが、気泡排出部材１４４に代えて、第１弁体部８８ｔの中央部方向に向かって、管部材８７の傾斜面１８７を延ばして当接部とし、気泡排出部材１４４と同様の効果を得ることもできる。また、貫通穴８４は、第１弁体部８８ｔの外周部に１周だけ設けているが、圧力制御ユニット８１による圧力調整作用を乱さなければ、一周に限定されない。
【０１０２】
次に、本発明の第４実施形態における流路抵抗可変ユニットについて図２３及び図２４を参照して説明する。なお、図２３は同流路抵抗可変ユニットの模式的断面説明図、図２４は同ユニットの作用説明に供する要部拡大断面説明図である。
ここでは、弁体８８の第１弁体部８８ｔに、第１の流路４１側に向かって弁体中央部から外周部に傾斜する傾斜面１８８に段差部１８８ｃを設けている。また、管部材８７の傾斜面１８７にも段差部１８８ｃに対応する段差部１８７ｃを設けている。
【０１０３】
このように構成したので、図２４に示すように、自らの浮力により第１弁体部８８ｔの傾斜面１８８に沿って、第１弁体部８８ｔの外周部側に移動した移動した気泡１４１は、一度貫通穴８４近傍に入ると、第１弁体部８８ｔと管部材８７に設けられた段差１８８ｃに塞き止められ、貫通穴８４近傍から中央部側に移動することができなくなる。
【０１０４】
これにより、記録ヘッド１０から大流量のインクを吐出したときに、貫通穴８４に入りきらなかった気泡１４１が、第１弁体部８８ｔの貫通穴８４近傍から離れてしまい、中央領域１４０に残ってしまうことを防ぐことができる。したがって、中央領域１４０に残留した気泡１４１の全てを流路抵抗可変ユニット８３の外側に排出することができる。簡易な構成で気泡１４１を中央領域１４０から排出できる。
【０１０５】
なお、ここでは、前記第１実施形態と同様に、第１弁体部８８ｔの中央部から外周部に向かうについてポート８６ａ側に傾斜する傾斜面１８８としているが、前述した第２実施形成と同様に第１弁体部８８ｔの外周部側から中央部に向かうにつれてポート８６ａ側に傾斜する傾斜面１８８ｂを有する構成とすることもできる。また、傾斜面中の段差部は、第１弁体部８８ｔの外周部側で貫通穴８４より内側が好ましいが、特に限定されるものではなく、また、全体が傾斜面で複数の段差部を設けることもできる。
【０１０６】
また、管部材８７に段差部１８７ｃを設けているが、前述した第２実施形態のような気泡排出部材１４４を設けて実質的に段差を設ける構成とすることもできる。
【０１０７】
次に、本発明の第５実施形態における流路抵抗可変ユニットについて図２５及び図２６を参照して説明する。なお、図２５は同流路抵抗可変ユニットの模式的断面説明図、図２６は同ユニットの作用説明に供する要部拡大断面説明図である。
ここでは、第１弁体部８８ｔの傾斜面１８８に貫通穴８４が開口した部分に貫通穴８４の開口よりも大きい凹部である気泡収容穴部１４８を形成している。一方、管部材８７の傾斜面１８７には気泡収容穴部１４８と嵌合する凸部１４９を形成している。
【０１０８】
このように構成したので、自らの浮力により傾斜面１８８に沿って外周部側に移動した気泡１４１は、傾斜面１８８よりも高い位置（ポート８６ａ側）にある、気泡収容穴部１４８内に入り込む。これにより、気泡収容穴部１４８に中央領域１４０に残留した気泡１４１を集めることができる。
【０１０９】
そして、第１弁体部８８ｔが接触する管部材８７には気泡収容穴部１４８と嵌合する凸部１４９を形成しているので、気泡収容穴１４８に集められた気泡１４１は、貫通穴８４へ押し込められる。この状態で、記録ヘッド１０から大流量のインクを吐出させることにより、気泡収容穴部１４８に収容されていた気泡１４１を、貫通穴８４を通じて流路抵抗可変ユニット８３の外部へ効果的に排出することができる。
【０１１０】
このように、第１弁体部８８ｔの傾斜面１８８の貫通穴８４の入口部分に凹部を設けるという簡易な構成で、中央領域１４０の気泡１４１を効果的に排出することができる。
【０１１１】
なお、ここでは、前記第１実施形態と同様に、第１弁体部８８ｔの中央部から外周部に向かうについてポート８６ａ側に傾斜する傾斜面１８８としているが、前述した第２実施形成と同様に第１弁体部８８ｔの外周部側から中央部に向かうにつれてポート８６ａ側に傾斜する傾斜面１８８ｂを有する構成とすることもできる。また、第１弁体部８８ｔに傾斜が無くても、気泡１４１の収集効果があるため、第１弁体部８８ｔに傾斜が無くても良い。また、気泡収容穴部１４８の数、内径や深さ、その他の形状が限定されるものではない。さらに、前述した第２実施形態のような気泡排出部材１４４を設け、この気泡排出部材１４４に第１弁体部８８ｔの気泡収容穴部１４８に嵌合する凸部を設けることもできる。
【０１１２】
次に、本発明の第６実施形態における流路抵抗可変ユニットの異なる例について図２７及び図２８を参照して説明する。なお、図２７及び図２８は同流路抵抗可変ユニットの要部拡大断面説明図である。
図２７に示す例は、第１弁体部８８ｔに形成した貫通穴８４の形状を、第３の流路側（中央領域１４０側）から第１の流路４１側に向かって開口径が狭くなるテーパ穴としたものである。このように、中央領域１４０側の貫通穴８４の穴径が大きいため、より多くの気泡１４１を貫通穴８４内部に取り込むことができる。その結果、記録ヘッド１０から大流量を吐出したときに気泡１４１を、貫通穴８４を通じて排出することができる。
【０１１３】
図２８に示す例は、第１弁体部８８ｔに形成した貫通穴８４の形状を、第３の流路側（中央領域１４０側）から第１の流路４１側に向かって開口径が狭くなるホーン形状（ラッパ形状）の穴としたものである。このように、中央領域１４０側の貫通穴８４の穴径が大きいため、より多くの気泡１４１を穴内部に取り込むことができる。その結果、記録ヘッド１０から大流量を吐出したときに気泡１４１を、貫通穴８４を通じて排出することができる。
【０１１４】
なお、ここでは、前記第１実施形態と同様に、第１弁体部８８ｔの中央部から外周部に向かうについてポート８６ａ側に傾斜する傾斜面１８８としているが、前述した第２実施形成と同様に第１弁体部８８ｔの外周部側から中央部に向かうにつれてポート８６ａ側に傾斜する傾斜面１８８ｂを有する構成とすることもできる。また、第１弁体部８８ｔに傾斜が無くても、貫通穴８４の入口側が出口側よりも相対的に大きな開口であるので、気泡１４１の収集効果があるため、第１弁体部８８ｔに傾斜が無くても良い。
【０１１５】
このように、圧力調整弁には流路部材内に移動可能に収容された可動部材を有し、可動部材は、弁体部に貫通穴が形成され、この貫通穴は第２の流路側の開口が第１の流路側の開口よりも大きく形成され、移動に伴って、傾斜面が流路部材側の当接部に接触する状態で流路部材内に収容されている構成としたので、可動部材の弁体部の傾斜面と当接部の接触によって流路内部の気泡が貫通穴を通じて排出され、圧力調整弁内部での気泡の滞留を減少することができる。
【０１１６】
次に、本発明の第７実施形態における流路抵抗可変ユニットについて図２９を参照して説明する。なお、図２９は同流路抵抗可変ユニットの模式的断面説明図である。
ここでは、可動部材である第１弁体部８８ｔのポート８６ａ側に、管部材８７の領域１５３部と同一の傾斜面１８８ｄを設けている。これにより、貫通穴８４を通過した気泡１４１を押し出することができる。
【０１１７】
つまり、記録ヘッド１０からの大流量の吐出で生じた圧力差により、貫通穴８４を通過した気泡１４１はポート８６ａ方向に流れるが、このとき、管部材８７の領域１５３部に気泡１４１が留まることがある。そのため、第１弁体部８８ｔのポート８６ａ側と管部材８７とを同一の傾斜面として、領域１５３部に留まった気泡１４１をポート８６ａ側に排出することができる。
【０１１８】
このように、圧力調整弁には流路部材内に移動可能に収容された可動部材を有し、可動部材は、弁体部に貫通穴が形成されるとともに第１の流路側に傾斜面が形成され、移動に伴って、傾斜面が流路部材側の当接部に接触する状態で流路部材内に収容されている構成としたので、可動部材の弁体部の傾斜面と当接部の接触によって流路内部の気泡が貫通穴を通じて排出され、圧力調整弁内部での気泡の滞留を減少することができる。
【０１１９】
次に、本発明の第８実施形態における流路抵抗可変ユニットについて図３０及び図３１を参照して説明する。なお、図３０及び図３１は同流路抵抗可変ユニットの模式的説明図である。
この流路抵抗可変ユニット８３では、流路を形成する流路部材である管部材８７内に可動部材である弁体８８及び当接部材である気泡排出部材２４４が移動可能に収容され、弁体８８には第３の流路との連通部であるポート８６ｃよりも第１の流路４１側に位置する弁体部である第１弁体部８８ｔを有し、第１弁体部８８ｔには液体の流れの方向に貫通穴８４が形成され、弁体８８と気泡排出部材２４４は、移動に伴って、第１弁体部８８ｔの第２の流路４２側の面と気泡排出部材２４４とが接触可能な状態で管部材８７に収容されている。
【０１２０】
つまり、ここでは、可動部材である弁体８８の弁体部である第１弁体部８８ｔは平板状（厚さをほぼ一定にしたフラットな形状）としている。そして、弁体８８の中間部８８ｍに第１弁体部８８ｔが当接する当接部材である気泡排出部材２４４を自由状態で嵌装して移動可能に備え、第１弁体部８８ｔ及び第２弁体部８８ｂと面接触できる形状としている。この気泡排出部材２４４は、インク内で静止状態にあるとき、図３０に示すように、インクに対して沈むような比重ないし質量にとしている。
【０１２１】
このように構成したので、記録ヘッド１０が非吐出状態もしくは吐出量が少ないときには、ポンプユニット８０からの流量により、弁体８８はポート８６ｂ側に位置変化するが、自由状態に保持された気泡排出部材２４４も、ポート８６ｂ側に位置変化する。そして、記録ヘッド１０から大流量のインクを吐出すると、図３１に示すように、その圧力差により、弁体８８がポート８６ａ側に位置変化する。このとき、気泡排出部材２４４も、圧力差により、第１弁体部８８ｔ方向に位置変化する。そして、中央領域１４０に残留していた気泡１４１は、気泡排出部材２４４と第１弁体部８８ｔが当接することで押し出される形となり、貫通穴８４を通過し、流路抵抗可変ユニット８３の外に排出される。
【０１２２】
なお、記録ヘッド１０の通常吐出時の流量において、気泡排出部材２４４が第１弁体部８８ｔ側に移動して、第１弁体部８８ｔと密着し、貫通穴８４を塞いでしまうと、正常な吐出ができなくなる。そのため、気泡を排出するシーケンスを使用して、ポート８６ａ側流路と、弁体８８内部に急激な圧力差が生じたときのみ、気泡排出部材２４４が第１弁体部８８ｔに密着できるように、気泡排出部材２４４の比重ないし質量を調整することが好ましい。
【０１２３】
また、ここでは、第１弁体部８８ｔと気泡排出部材２４４に傾斜が無くフラットの構成としているが、当接面に前記実施形態で説明したように傾斜面を設けても良い。すなわち、第１弁体部８８ｔに前述した各実施形態で説明したような傾斜面１８８、１８８ａ、１８８ｂなどを設け、気泡排出部材２４４にも対応する傾斜面を設けるようにすることもできる。
【０１２４】
このように、圧力調整弁には流路部材内に移動可能に収容された可動部材及び当接部材を有し、可動部材は、弁体部に貫通穴が形成され、可動部材及び当接部材は、移動に伴って、可動部材の弁体部の前記第２の流路側の面と当接部材が接触可能な状態で流路部材内に収容されている構成としたので、当接部材と可動部材の弁体部が接触することで流路内部の気泡が貫通穴を通じて排出され、圧力調整弁内部での気泡の滞留を減少することができる。
【０１２５】
以上の説明において、気泡排出効果を効果的に実現するためには、弁体８８の位置変化が重要となる。その位置変化は、ポンプユニット８０、記録ヘッド１０、メンテナンス用の吸引ポンプ５３を主とした気泡排出シーケンスで決定される。
【０１２６】
そこで、気泡排出シーケンスの一例について図３２を参照して説明する。
この例は、吸引ポンプ５３を用いずに、記録ヘッド１０の空吐出（全ノズルから大量のインクを吐出する）と、アシストポンプ７８の制御により、弁体８８の位置変化を行う例である。
【０１２７】
まず、アシストポンプ７８を駆動して流路抵抗可変ユニット８３のポート８６ｃに送液することで、弁体８８をポート８６ｂ側に移動させる。そして、弁体８８のポート８６ｂ側の位置変化が完了するまでの所定時間Ｔ１が経過したときに、記録ヘッド１０を空吐出位置に移動させ、アシストポンプ７８を停止する。その後、記録ヘッド１０から空吐出を行う。これにより、第１の流路４１と弁体８８内部に急激な圧力差が生じて、弁体８８がポート８６ａ側に移動する。そして、流体抵抗可変ユニット８３内部の気泡が記録ヘッド１０から排出されるまでの所定時間Ｔ２が経過した後、空吐出動作を停止し、ワイピングを実施し、最後にノズル面をキャッピングする。
【０１２８】
なお、所定時間Ｔ１、Ｔ２は、使用する弁体８８や流路抵抗可変ユニット８３の形状、インク流路長さ、インク流路径、使用インクにより決定される値である。また、このシーケンスでは、ワイピング後にヘッドキャッピングをしているが、記録ヘッド１０からの吐出を続ける場合には、印字待機位置に移動し、印字動作を続けても良い。
【０１２９】
次に、気泡排出シーケンスの他の例について図３３を参照して説明する。
この例は、記録ヘッド１０の空吐出と、アシストポンプ７８及び吸引ポンプ５３の制御により、弁体８８を位置変化させる例である。
【０１３０】
まず、アシストポンプ７８を駆動して流路抵抗可変ユニット８３のポート８６ｃに送液することで、弁体８８をポート８６ｂ側に移動させる。そして、弁体８８のポート８６ｂ側の位置変化が完了するまでの所定時間Ｔ１が経過したときに、記録ヘッド１０を空吐出位置に移動させ、キャップ５２で記録ヘッド１０のノズル面をキャッピングした後、アシストポンプ７８を停止する。
【０１３１】
そして、記録ヘッド１０から空吐出動作を行うとともに、吸引ポンプ５３を駆動したノズルから吸引を行う。これにより、第１の流路４１と弁体８８内部に急激な圧力差が生じて、弁体８８がポート８６ａ側に移動するが、このとき、空吐出動作と吸引ポンプによる吸引動作を同時に実施しているので、前述した図３１のシーケンスに比べて、ポート８６ａ側と記録ヘッド１０を連通している流路の負圧が大きくなり、弁体８８とポート８６ａ側の間に作用する圧力差も大きくなる。そして、流体抵抗可変ユニット８３内部の気泡が記録ヘッド１０から排出されるまでの所定時間Ｔ２が経過した後、空吐出動作を停止する。
【０１３２】
次いで、キャップ５２内に排出されたインクが廃液タンク５６へ排出されるに要する所定時間Ｔ３が経過したときに吸引ポンプを停止させ、ワイピングを実施し、ノズル面をキャッピングする。
【０１３３】
なお、所定時間Ｔ１、Ｔ２は、使用する弁体８８や流路抵抗可変ユニット８３の形状、インク流路長さ、インク流路径、使用インクにより決定される値である。また、このシーケンスでは、ワイピング後にヘッドキャッピングをしているが、記録ヘッド１０からの吐出を続ける場合には、印字待機位置に移動し、印字動作を続けても良い。
【０１３４】
これらの各例のシーケンスでは、アシストポンプを停止させてから、ヘッド空吐出動作を行うようにしているが、気泡１４１が流路抵抗可変ユニット８３から排出できるだけの圧力差を生じさせることができれば、アシストポンプ７８を停止させなくても良い。
【０１３５】
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。
【符号の説明】
【０１３６】
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
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）
１４４ 気泡排出部材（当接部材：当接部）
１８７ 傾斜面（当接部）
１８８ 傾斜面
１８９ 傾斜面
２４４ 気泡排出部材（当接部材：当接部）
【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、
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に応じて内部の流路抵抗が変化する圧力調整弁と、
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、を有し、
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する画像形成装置であって、
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るとともに、前記第２の流路側に前記第１の流路側に向かって傾斜する傾斜面が形成され、
前記可動部材は、移動に伴って、前記弁体部の傾斜面が前記流路部材側の当接部に接触する状態で前記流路部材内に収容されている
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記可動部材の弁体部の傾斜面は、前記第１の流路側に向かって弁体部中央部側から弁体部外周部側に傾斜し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】
前記可動部材の弁体部の傾斜面は、前記第１の流路側に向かって弁体部外周部側から弁体部中央部側に傾斜し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４】
前記可動部材の貫通穴は前記第１の流路側に向かって開口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３のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記可動部材の貫通穴の前記第２の流路側の開口部には凹部が形成され、前記流路部材側の当接部には前記凹部に嵌り合う凸部が設けられてい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。
【請求項６】
前記可動部材の弁体部の傾斜面に段差部が設けられていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記流路部材側の当接部は、前記可動部材の弁体部の傾斜面に対応する傾斜面を有していることを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項８】
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に応じて内部の流路抵抗が変化する圧力調整弁と、
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、を有し、
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する画像形成装置であって、
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るとともに、前記貫通穴の前記第２の流路側の開口が前記第１の流路側の開口よりも大きく形成され、
前記可動部材は、移動に伴って、前記弁体部の前記第２の流路側の面が前記流路部材側の当接部に接触する状態で前記流路部材内に収容されている
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項９】
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に応じて内部の流路抵抗が変化する圧力調整弁と、
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、を有し、
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する画像形成装置であって、
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るとともに、前記第１の流路側に前記第１の流路側に向かって傾斜する傾斜面が形成され、
前記可動部材は、移動に伴って、前記弁体部の傾斜面が前記流路部材側の当接部に接触する状態で前記流路部材内に収容されている
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１０】
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に応じて内部の流路抵抗が変化する圧力調整弁と、
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、を有し、
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する画像形成装置であって、
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及び当接部材とを有し、
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、
前記可動部材及び前記当接部材は、移動に伴って、前記可動部材の弁体部の前記第２の流路側の面と前記当接部材が接触可能な状態で前記流路部材内に収容されている
ことを特徴とする画像形成装置。
【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、
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に応じて内部の流路抵抗が変化する圧力調整弁と、
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、を有し、
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する画像形成装置であって、
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るとともに、前記第２の流路側に前記第１の流路側に向かって傾斜する傾斜面が形成され、
前記可動部材は、移動に伴って、前記弁体部の傾斜面が前記流路部材側の当接部に接触する状態で前記流路部材内に収容されている
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記可動部材の弁体部の傾斜面は、前記第１の流路側に向かって弁体部中央部側から弁体部外周部側に傾斜し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】
前記可動部材の弁体部の傾斜面は、前記第１の流路側に向かって弁体部外周部側から弁体部中央部側に傾斜し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４】
前記可動部材の貫通穴は前記第１の流路側に向かって開口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３のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記可動部材の貫通穴の前記第２の流路側の開口部には凹部が形成され、前記流路部材側の当接部には前記凹部に嵌り合う凸部が設けられてい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。
【請求項６】
前記可動部材の弁体部の傾斜面に段差部が設けられていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記流路部材側の当接部は、前記可動部材の弁体部の傾斜面に対応する傾斜面を有していることを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項８】
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に応じて内部の流路抵抗が変化する圧力調整弁と、
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、を有し、
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する画像形成装置であって、
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るとともに、前記貫通穴の前記第２の流路側の開口が前記第１の流路側の開口よりも大きく形成され、
前記可動部材は、移動に伴って、前記弁体部の前記第２の流路側の面が前記流路部材側の当接部に接触する状態で前記流路部材内に収容されている
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項９】
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に応じて内部の流路抵抗が変化する圧力調整弁と、
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、を有し、
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する画像形成装置であって、
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るとともに、前記第１の流路側に前記第１の流路側に向かって傾斜する傾斜面が形成され、
前記可動部材は、移動に伴って、前記弁体部の傾斜面が前記流路部材側の当接部に接触する状態で前記流路部材内に収容されている
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１０】
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に応じて内部の流路抵抗が変化する圧力調整弁と、
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、を有し、
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する画像形成装置であって、
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及び当接部材とを有し、
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、
前記可動部材及び前記当接部材は、移動に伴って、前記可動部材の弁体部の前記第２の流路側の面と前記当接部材が接触可能な状態で前記流路部材内に収容されている
ことを特徴とする画像形成装置。
【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２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【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２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【公開番号】特開２０１０−２８０１８８（Ｐ２０１０−２８０１８８Ａ）
【公開日】平成２２年１２月１６日（２０１０．１２．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１３６７６２（Ｐ２００９−１３６７６２）
【出願日】平成２１年６月６日（２００９．６．６）
【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１６日（２０１０．１２．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年６月６日（２００９．６．６）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
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