(57)【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、
前記記録ヘッドのノズル面をキャッピングするキャップと、
前記キャップに接続された吸引手段と、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し、
前記圧力調整弁は、流路を形成する流路部材内に、前記第１の流路側に第１の絞り部を、前記第２の流路側に第２の絞り部が設けられて、前記第３の流路は前記第１の絞り部と第２の絞り部の間に連通されると共に、前記第１の流路を流れる液体の流量に応じて移動する可動部材を有し、前記可動部材の移動によって前記第２の絞り部の絞り量が変化し、
前記可動部材は、前記キャップで前記記録ヘッドのノズル面をキャッピングした状態で前記吸引手段を駆動させて前記キャップとノズル面との間のキャップ内空間を負圧にしたとき前記第１の流路と前記第２の流路との間を閉じる手段を備えている
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記可動部材が前記第１の流路と前記第２の流路との間を閉じている状態で、前記送液手段から送液することで前記第１の流路と前記第２の流路との間が開放され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】
前記可動部材が前記第１の流路と前記第２の流路との間を閉じている状態で前記第２の絞り部の絞り量が最大であ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】
前記第１の流路と前記第２の流路との間を閉じる手段は、前記可動部材に設けられた、前記第１の流路を閉塞する第１の弾性部材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】
前記第１の流路と前記第２の流路との間を閉じる手段は、前記可動部材に設けられた、前記第２の絞り部と前記第２の流路との間を遮断する第２の弾性部材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６】
前記送液手段が可逆型送液手段であり、前記可動部材が前記第１の流路と前記第２の流路との間を閉じている状態で、前記送液手段で前記第２の絞り部から前記第１の絞り部に向かう方向の流れを形成す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７】
前記第１の流路と前記第２の流路との間を閉じる手段は、前記可動部材に設けられた、前記第１の流路を閉塞する閉塞部材であり、前記第１の流路を閉塞した状態で前記閉塞部材の周囲に空間が形成されることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記可動部材の移動方向に沿う方向からの投影面積は、前記閉塞部材の内側の投影面積が前記閉塞部材の外側の投影面積よりも小さいことを特徴とする請求項７に記載の画像形成装置。
【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。また、「画像」とは平面的なものに限らず、立体的に形成されたものに付与された画像、また立体自体を３次元的に造形して形成された像も含まれる。
【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（サブタンク、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、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ものがある（特許文献１）。
【０００８】
また、チューブの流体抵抗による圧力損失を解消するためのものとして、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２）、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もの（特許文献３）。
【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、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（特許文献４）。
【００１２】
一方、液体吐出方式の画像形成装置において、インクを吐出する記録ヘッドの性能を維持、回復する装置（維持回復機構）が不可欠であり、その機能の１つとしてヘッド内部の気泡、異物及び増粘インクなどをノズルから排出して吐出不良を低減することが求められる。
【００１３】
従来、ノズルからインクを吸引排出する方法としては、キャップでノズル面をキャッピングして吸引手段によって吸引を行うもの（特許文献５）、ヘッドに対してインクを加圧供給してノズルからインクを排出するもの（特許文献６、７）、加圧と吸引を組み合わせて行うもの（特許文献８）などが知られている。
【００１４】
また、前述した特許文献１では、インク供給系路内にバルブユニットを設けて、ノズルからインクを吸引する時には供給経路を閉じて、チョーククリーニングを行なうことで、蓄積した負圧を一気に解消して気泡排出性を向上することが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】特開２００５−０９６４０４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２００４−２８４０８４号公報
【特許文献６】特開２００７−１８５９０５号公報
【特許文献７】特開２００６−１５０７４５号公報
【特許文献８】特開２００２−１７８５３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
一方、維持回復動作に関して、上述した特許文献５に開示の技術のように、ノズルからインクを吸引排出する構成にあっては、ノズル近傍の流速を大きくでき、異物の排出には有効であるが、さらなる排出性を向上させようとした場合、高負圧に耐えうるキャップ構成としなければならず、排出性の向上が困難となる。また、キャップ内を大気圧に開放する時に、ノズル周辺のインク及び気泡がノズル内に逆流しやすく、それによる吐出不良を防止する対応が必要となるという課題がある。
【００２０】
また、特許文献６に開示の技術のように、加圧手段の加圧力によりヘッド内のインクを急激に加圧してインクを加圧排出する構成にあっては、加圧室の構成の複雑化し、更なる排出性の向上のためにはインク供給路全体の密封性（耐圧）が必要となり、装置全体のコスト高になるという課題がある。また、特許文献７に開示の技術のように、予圧手段によって予めバッファタンクの内圧を所定圧力まで予圧しておき、しかる後にインクを供給する構成にあっては、予圧手段を含めて構成の複雑化、耐圧の確保という同様の課題がある。
【００２１】
また、特許文献８に開示の技術のように、吸引と加圧を組み合わせた構成にあっては、加圧と吸引の差圧によって高い排出性を得られるが、インク消費量に対する排出効率を大幅に改善することが困難である。
【００２２】
また、特許文献１に開示の技術にあっては、インク供給系路内にバルブユニットを設けて、ノズルからインクを吸引する時には供給経路を閉じて、チョーククリーニングを行なうことで、蓄積した負圧を一気に解消するようにしているが、フィルムの撓みを利用してチョーク状態を形成しているので、蓄えられる負圧に限界があり、耐久性に問題がある。また、バルブユニットを新たに搭載する必要があることも合わせて、供給システム全体が複雑になるという課題がある。
【００２３】
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、インク高粘度化してもリフィル不足を生じないようにし、更にヘッド内の気泡や異物などの排出性を向上することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２４】
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、
前記記録ヘッドのノズル面をキャッピングするキャップと、
前記キャップに接続された吸引手段と、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し、
前記圧力調整弁は、流路を形成する流路部材内に、前記第１の流路側に第１の絞り部を、前記第２の流路側に第２の絞り部が設けられて、前記第３の流路は前記第１の絞り部と第２の絞り部の間に連通されると共に、前記第１の流路を流れる液体の流量に応じて移動する可動部材を有し、前記可動部材の移動によって前記第２の絞り部の絞り量が変化し、
前記可動部材は、前記キャップで前記記録ヘッドのノズル面をキャッピングした状態で前記吸引手段を駆動させて前記キャップとノズル面との間のキャップ内空間を負圧にしたとき前記第１の流路と前記第２の流路との間を閉じる手段を備えている
構成とした。
【００２５】
ここで、前記可動部材が前記第１の流路と前記第２の流路との間を閉じている状態で、前記送液手段から送液することで前記第１の流路と前記第２の流路との間が開放される構成とできる。
【００２６】
また、前記可動部材が前記第１の流路と前記第２の流路との間を閉じている状態で前記第２の絞り部の絞り量が最大である構成とできる。
【００２７】
また、前記第１の流路と前記第２の流路との間を閉じる手段は、前記可動部材に設けられた、前記第１の流路を閉塞する第１の弾性部材である構成とできる。
【００２８】
また、前記第１の流路と前記第２の流路との間を閉じる手段は、前記可動部材に設けられた、前記第２の絞り部と前記第２の流路との間を遮断する第２の弾性部材である構成とできる。
【００２９】
また、前記送液手段が可逆型送液手段であり、前記可動部材が前記第１の流路と前記第２の流路との間を閉じている状態で、前記送液手段で前記第２の絞り部から前記第１の絞り部に向かう方向の流れを形成す構成とできる。
【００３０】
また、前記第１の流路と前記第２の流路との間を閉じる手段は、前記可動部材に設けられた、前記第１の流路を閉塞する閉塞部材であり、前記第１の流路を閉塞した状態で前記閉塞部材の周囲に空間が形成される構成とできる。
【００３１】
この場合、前記可動部材の移動方向に沿う方向からの投影面積は、前記閉塞部材の内側の投影面積が前記閉塞部材の外側の投影面積よりも小さい構成とできる。
【発明の効果】
【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、吐出インク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、キャップで記録ヘッドのノズル面をキャッピングした状態で吸引手段を駆動させてキャップとノズル面との間のキャップ内空間を負圧にしたとき圧力調整弁内部で第１の流路と第２の流路との間を閉じる構成としたので、チョーククリーニングにより供給流路や液体吐出ヘッド内の異物や気泡を効率よく外部に排出することができる。
【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】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】同画像形成装置の制御部の概要を説明するブロック説明図である。
【図１２】インク初期充填動作の説明に供するフロー図である。
【図１３】印字動作の説明に供するフロー図である。
【図１４】記録ヘッドの吐出流量とポンプの送液量（アシスト流量）と記録ヘッドの圧力の関係の一例を示す説明図である。
【図１５】回復動作の説明に供するフロー図である。
【図１６】同じく流路抵抗可変ユニットの動作説明に供する模式的断面説明図である。
【図１７】キャップ内圧力の変化とアシストポンプの駆動停止タイミングの説明に供する説明図である。
【図１８】本発明の第２実施形態における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。
【図１９】図１８のＪ−Ｊ線に沿う断面説明図である。
【図２０】同システムの流路抵抗可変ユニットの模式的断面説明図である。
【図２１】同ユニットの弁体の平面説明図である。
【図２２】回復動作時の流路抵抗可変ユニットの動作説明に供する模式的断面説明図である。
【図２３】同実施形態の他の例における流路抵抗可変ユニットを示す模式的断面説明図である。
【図２４】本発明の第３実施形態における回復動作の説明に供するフロー図である。
【図２５】同じく流路抵抗可変ユニットの動作説明に供する模式的断面説明図である。
【図２６】本発明の第４実施形態における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。
【図２７】図２６のＫ−Ｋ線に沿う断面説明図である。
【図２８】同システムの流路抵抗可変ユニットの模式的断面説明図である。
【図２９】回復動作時の流路抵抗可変ユニットの動作説明に供する模式的断面説明図である。
【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を主走査モータ５５１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）、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。
【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、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。
【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７１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。この維持回復機構５１にはキャップ５２を記録ヘッド１０のノズル面に対して進退移動（この例では昇降）させる移動機構（後述の図１１のキャップ昇降機構５１３）を備えている。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本発明の第１実施形態に係るインク供給系（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。
【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。
【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に連通する送液手段としてのポンプ（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、ギヤ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】
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及び分岐部６３とポンプ７８をそれぞれ連通する流路６１、６２からなる第３の流路を有している。
【００５２】
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、圧力調整弁である流路抵抗可変ユニット８３の内部の流路８７ａを形成する流路部材（流路部材、ハウジング）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。
【００５３】
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、第１弁体部である上部８８ｔ、連結部である中央部８８ｍ、第２弁体部である下部８８ｂの少なくとも３つの段部要素を有している。
【００５４】
弁体８８は、管部材８７の内部で移動可能とされ、内部の液体の流れの状態等に応じて、図１０（ａ）の位置（下死点）や図１０（ｂ）の位置（上死点）、あるいはその中間の位置をとる。
【００５５】
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１の流路を流れる液体の流量に応じて隙間の間隔が変化することで第２の絞り部１８２の絞り量が変化する。
【００５６】
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の流路の一部となる横穴（ポート）８６ｃが形成されている。
【００５７】
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。
【００５８】
ここで、図１０を用いて本システムのアシスト原理（圧力調整弁の動作）について説明する。
図１０（ａ）はヘッド１０が停止（滴吐出を行なっていない）状態、あるいはヘッド１０からの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と弁体下部８８ｂの間のギャップＧｂが管部材８７と弁体上部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、ヘッド１０の圧力にはほとんど影響を与えない。
【００５９】
一方、図１０（ｂ）はヘッド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が狭いので、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（第１の流路側）に引かれ弁体８８が移動する（図で上方向に移動する。）。これにより、弁体８８の下部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。
【００６０】
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（第２の絞り部１８２）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。
【００６１】
また、この流路抵抗可変ユニット８３では、アシストポンプ７８によって送液がなされている時には、インクが矢印Ｄの方向に流れることで弁体８８を押し下げるように作用し、ヘッド１０からの滴吐出によって上昇させようとする力とつり合う位置に弁体８８が移動する。したがって、ヘッド最大吐出条件で、弁体８８が図１０（ｂ）に示すように、上死点よりも下の位置で釣り合うように流路抵抗可変ユニット８３を設計することで、ヘッド１０からインクを吐出しているときには、確実にヘッド１０とインクカートリッジ７６を連通して、安定した水頭差を利用することができる。
【００６２】
次に、この画像形成装置の制御部の概要について図１１を参照して説明する。なお、図１１は同制御部の全体ブロック説明図である。
この制御部５００は、この装置全体の制御を司るアシスト動作及び維持回復動作に関する制御を行う手段を兼ねるＣＰＵ５０１と、ＣＰＵ５０１が実行するプログラム、その他の固定データを格納するＲＯＭ５０２と、画像データ等を一時格納するＲＡＭ５０３と、装置の電源が遮断されている間もデータを保持するための書き換え可能な不揮発性メモリ５０４と、画像データに対する各種信号処理、並び替え等を行う画像処理やその他装置全体を制御するための入出力信号を処理するＡＳＩＣ５０５とを備えている。
【００６３】
また、記録ヘッド１０を印字データに応じて駆動制御するための印刷制御部５０８と、キャリッジ４側に設けた記録ヘッド１０を駆動するためのヘッドドライバ（ドライバＩＣ）５０９と、キャリッジ４を移動走査する主走査モータ５５１、用紙２０を搬送する搬送ローラ２１を回転駆動させる副走査モータ５５２、維持回復機構５１のキャップ５２ａ、５２ａｂやワイパ部材５７などを昇降させるキャップ昇降機構５１３を作動する維持回復モータ５１２を駆動するためのモータ駆動部５１０と、維持回復機構５１の吸引ポンプ５３及びアシスト用ポンプ７８を駆動するポンプ駆動部５１１などを備えている。
【００６４】
また、この制御部５００には、この装置に必要な情報の入力及び表示を行うための操作パネル５１４が接続されている。
【００６５】
この制御部５００は、ホスト側とのデータ、信号の送受を行うためのＩ／Ｆ５０６を持っていて、パーソナルコンピュータ等の情報処理装置、イメージスキャナなどの画像読み取り装置、デジタルカメラなどの撮像装置などのホスト６００側から、ケーブル或いはネットワークを介してＩ／Ｆ５０６で受信する。
【００６６】
そして、制御部５００のＣＰＵ５０１は、Ｉ／Ｆ５０６に含まれる受信バッファ内の印刷データを読み出して解析し、ＡＳＩＣ５０５にて必要な画像処理、データの並び替え処理等を行い、この画像データを印刷制御部５０８からヘッドドライバ５０９に転送する。なお、画像出力するためのドットパターンデータの生成はホスト６００側のプリンタドライバ６０１で行っている。
【００６７】
印刷制御部５０８は、上述した印字データをシリアルデータで転送するとともに、この印字データの転送及び転送の確定などに必要な転送クロックやラッチ信号、制御信号などをヘッドドライバ５０９に出力する。ヘッドドライバ５０９は、シリアルに入力される記録ヘッド１０の１行分に相当する印字データに基づいて発熱素子１４を駆動する。
【００６８】
Ｉ／Ｏ部５１５は、装置に装着されている各種のセンサ群５１６からの情報を取得し、プリンタの制御に必要な情報を抽出し、印刷制御部５０８やモータ駆動部５１０の制御に使用する。センサ群５１６は、用紙の位置を検出するための光学センサや、機内の温度を監視するためのサーミスタ、帯電ベルトの電圧を監視するセンサ、カバーの開閉を検出するためのインターロックスイッチなどがあり、Ｉ／Ｏ部５１５は様々のセンサ情報を処理することができる。また、環境条件（温度及び湿度）を検知する温湿度センサからの検知信号、廃液タンク５６の満タンを検知する満タン検知センサの検知信号も入力される。
【００６９】
次に、上記インク供給システムを使用した制御部によるインク初期充填動作について図１２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経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。
【００７０】
その後、ノズル吸引開始から所定時間が経過した時（（タイマがカウントアップした時））、モータ８２を駆動してポンプ（アシストポンプ）７８を駆動する。このとき、図９に示すようにインク供給経路が形成されているので、ポンプ７８の駆動によって流路抵抗可変ユニット８３に矢印Ｑａ側に送液されて、ポンプ７８が接続されている第３の流路６１、６２内の空気が流路抵抗可変ユニット８３側に押し出され、インクで置換される。
【００７１】
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。
【００７２】
その後、維持ユニット５１のキャップ５２によるキャッピングを解除し、維持ユニット５１に備えられるワイパ部材５７で記録ヘッド１０のノズル面をワイピングし、記録ヘッド１０を駆動して画像形成に寄与しない所定の滴数のインク滴をノズルから吐出させる（ヘッド空吐出）ことで、ノズルに所望のメニスカスを形成できる。
【００７３】
このようにして、インクの初期充填が完了する。なお、図１２に示すフロー図ではアシストポンプ（ポンプ７８）をノズル吸引停止まで継続して駆動しているが、前述した第３の流路６１、６２、横穴８６ｃの経路）のインク置換が完了次第停止しても初期充填を行うことができる。ただし、図１２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。
【００７４】
次に、印字動作について図１３に示すフロー図を参照して説明する。
印字ジョブ信号を受信した後、まず温度センサ２７で機内（装置内）の温度を検知し、インクの温度を推定する。なお、温度センサ２７はキャリッジ４に搭載されている（図２参照）が、インクカートリッジ部や記録ヘッド部等別の場所に設けられていてもよい。また、インク供給経路内に設けてインクの温度を直接検知しても良い。
【００７５】
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。
【００７６】
このとき、アシストポンプ７８が駆動されているので供給チューブ７１が長いシステムで高粘度のインクを用いる場合でもインク供給に伴う圧力損失を適切に低減することができ、インクの供給不足を生じさせることなく良好な印字を行うことができる。
【００７７】
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。
【００７８】
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。
【００７９】
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）。
【００８０】
例えば、液体供給チューブ７１の直径が２.５ｍｍ、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４．２e１０［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。
【００８１】
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。アシスト圧を発生させない通常の自然供給方式では１６ｃＰのインクを０．１ｃｃ／ｓで吐出する際には５．４ｋＰａの圧力損失が発生し、インク吐出を継続して行うことはできない。
【００８２】
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。
【００８３】
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１４に示している。図１４は、アシスト流量を０.１３ｃｃ／ｓとしたときのヘッド吐出流量０〜０．１ｃｃ／ｓに対するインク供給系の圧力損失の変化を示している。アシストしない自然供給の場合は、ヘッドの圧力損失は約５．４ｋＰａ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１．１ｋＰａ程度となり、連続吐出することができる。
【００８４】
なお、この画像形成装置では、前述したように、４色のインクを吐出させるので、図９の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、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。
【００８５】
複数の色を吐出して画像を形成する場合、各ヘッド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、本発明におけるインク供給システムでは、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１０の吐出流量に応じたポンプ７８の制御は不要である。即ち、吐出流量が少なくアシストを必要としないヘッドには少ないアシストとなり、吐出流量が多くアシストを必要とするヘッドには大きなアシストを与える制御を自動的に行なうことができる。
【００８６】
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。
【００８７】
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、インクの温度液体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と良い。これにより、あらゆる温度に対応した使い勝手の良い装置が得られる。
【００８８】
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際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液体の粘度を検出できるので、それを元にポンプ７８の制御パラメータを変更でき、粘度の異なる様々な液体を用いることができる。また、ユーザが吐出状態を確認しながらポンプ７８の制御パラメータを入力するようにすれば、前述の液体粘度の検出機構が不要となるので、装置を簡易なものとすることができる。
【００８９】
次に、回復動作について図１５のフロー図及び図１６の模式的説明図を参照して説明する。
まず、カートリッジホルダ７７にインクカートリッジ７６が装着されているか否かを判別し、インクカートリッジ７６が装着されていないときにはカートリッジ装着要求を操作パネル５１４に表示する。
【００９０】
そして、インクカートリッジ７６が装着されているときには、維持回復ユニット５１のキャップ５２を上昇させて、記録ヘッド１０のノズル面をキャッピングする。そして、吸引ポンプ５３を駆動して、キャップ５２内を負圧にしてノズル１５からインクの吸引排出を開始する。
【００９１】
これにより、液体供給チューブ７１内のインクの流速が上昇し、図１６（ａ）に示すように、流路抵抗可変ユニット８３の弁体８８は上昇する。このキャップ吸引時の流量Ｑｖは印字動作時の最大吐出流量よりもはるかに大きいので、弁体８８は上昇可能な移動範囲まで上昇して停止する。これにより、弁体８８がポート８６ａを閉塞するため、チョーク状態となり、キャップ５２内の負圧が急激に上昇する。すなわち、この実施形態では、弁体８８の弁体上部８８ｔ（第１弁体部）が、第１の流路（チューブ）７１と第２の流路６０との間を閉じる手段（閉塞部材）を兼ね、第１の流路側を閉じる構成としている。
【００９２】
また、このとき、弁体８８の下部８８ｂは管部材８７の小径部（流路部分８７ｂ）に挿入された状態であり、狭ギャップＧｂ１の長さＬが最大となっている。そして、所定の時間（タイムアップするまで）吸引を行い、キャップ５２内に負圧を蓄積した後、図１６（ｂ）に示すように、アシストポンプ７８を駆動して流路抵抗可変ユニット８３に対して流量Ｑａｖでインクを供給する。この流量Ｑａｖのインクの流れが、長さがＬで絞り量として最大になっている狭ギャップ部を矢印Ｄ方向に流れることにより、効率よく流路抵抗可変ユニット８３内部に正圧が発生する。
【００９３】
ここで、流量Ｑａｖを十分大きくすることで、流路抵抗可変ユニット８３内部の正圧を増加させながら、弁体８８を押し下げる力が得られ、弁体８８が中間位置に下降する。これにより、チョーク状態が解消されるので、負圧が蓄積された記録ヘッド１０に対して正圧が蓄積された流路抵抗可変ユニット８３から一気にインクが供給され、ノズル１５からインクと一緒に混入していた気泡や異物が排出される。
【００９４】
そして、所定の時間経過後、吸引ポンプ５３の駆動を停止してノズル吸引を停止し、アシストポンプ７８の駆動を停止した後、キャップ５２を記録ヘッド１０のノズル面から離間させ（キャッピング解除）、維持回復ユニット５１のワイパ部材５７によるノズル面のワイピングを行い、記録ヘッド１０から画像形成に寄与しない液滴の吐出（空吐出）を行った後、キャップ５２を上昇させて記録ヘッド１０のノズル面をキャッピングし、回復動作を完了する。
【００９５】
ここで、キャップ内圧力の変化とアシストポンプの駆動停止タイミングについて図１７を参照して説明する。
図１７の時点ｔ０で吸引ポンプ５３を駆動して吸引を開始することで、キャップ内圧力が低下（負圧が上昇）し、弁体８８が上面に突き当たって停止した時点ｔ１からチョーク状態となり、キャップ内圧力は急激に低下（負圧が上昇）する。そして、時点ｔ２でアシストポンプ７８の駆動を開始することでチョーク状態が解除され、インクが記録ヘッド１０に急速に供給されるので、キャップ内圧力が上昇する。やがて、キャップ内圧力は安定状態となり、時点ｔ３で吸引を停止する。続いて、時点ｔ４でアシストポンプ７８を停止する。
【００９６】
このように、本供給システムでは、印字時のリフィルアシストを行なう圧力調整弁としての流路抵抗可変ユニット８３を、記録ヘッド１０の回復動作時にはチョーク弁としても機能させることができる。また、同様にリフィルアシストを行なうアシストポンプ７８をチョーク状態を解除する制御手段として機能させることができる。これにより、記録ヘッド１０の回復時には、チョーククリーニングを行うことができ、記録ヘッド１０内部の液体の流速を高めて排出させることができて、気泡や異物の排出性が向上する。
【００９７】
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１８ないし図２２を参照して説明する。なお、図１８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、図１９は図１８のＪ−Ｊ線に沿う断面説明図、図２０は同システムの流路抵抗可変ユニットの模式的断面説明図、図２１は同ユニットの弁体の平面説明図、図２２は回復動作時の流路抵抗可変ユニットの動作説明に供する模式的断面説明図である。
【００９８】
まず、インクカートリッジ７６は、インクが消費されることにより自由に変形する（図１９（ａ）に示す状態から図１９（ｂ）に示す状態に変形する）ことができる可とう性の材料からなる袋部材９３の内部に液体が収容されたものとし、ヘッド１０のノズル面よりも下方に配置している。
【００９９】
このようなカートリッジ構成とすることで、インク供給系が密閉系となるので、供給する液体の品質を安定に保持しやすくなる。また、ヘッド１０とインクカートリッジ７６の高低差でヘッド１０を負圧に保持する構成であるので、負圧も安定する。
【０１００】
また、流路抵抗可変ユニット８３の弁体上部８８ｔは、前記第１実施形態のものよりも大径としており、管部材８７の内部の流路８７ａの壁面との間のギャップＧｔ２が第１実施形態よりも狭くなっている（Ｇｔ２＜Ｇｔ）。また、弁体上部８８ｔには、第１の絞り部となる貫通穴８４が軸方向に形成されている。なお、図２１に示すように、弁体８８の周方向に４つの第１の絞り部となる貫通穴８４を均等に配置している。
【０１０１】
このインク供給システムにおいては、弁体８８をヘッド１０の吐出による流れで移動させて、弁体下部８８ｂと管部材８７の流路部分８７ｂとの間の第２の絞り部１８２の絞り量を変化させることで流体抵抗を変化させてアシスト圧を調整するものである。この場合、弁体８８を移動させる力は、弁体上部８８ｔの第１の絞り部である貫通穴８４による絞りによって発生するが、絞り部を弁体上部８８ｔに貫通穴８４として形成することで、精度よく加工することが容易であり、安定した絞り特性を得ることができる。
【０１０２】
なお、上記のとおり、貫通穴８４を弁体８８の中心軸回りに４等分する形態で配置したが、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、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は弁体上部８８ｔに均等配置することが好ましい。
【０１０３】
この実施形態においても、前記第１実施形態と同様に、記録ヘッド１０からの滴吐出状態に応じて弁体８８が移動すると、弁体下部８８ｂと管部材８７の小径部（流路部分）８７ｂとのギャップが変化する（ＧｂとＧｂ１との範囲）構造としている。そのため、記録ヘッド１０からの液体吐出量が増大して、液体供給経路の圧力損失が大きくなる条件ほど、弁体８８が上昇してギャップＧｂ１の長さＬ１が長くなり、流体抵抗が大きくなるので、アシストポンプ７８によって流れる流量Ｑａのインクによってより大きな正圧が発生し、先の圧力損失をキャンセルして記録ヘッド１０への液体のリフィルを良好に行うことができる。なお、記録ヘッド１０から最大流量で吐出しているときにおいても、図２０（ｂ）のように弁体８８が上死点に達しないようにすることで、印字中は常に記録ヘッド１０とインクカートリッジ７６を連通状態に保ち、インクカートリッジ７６の水頭差を記録ヘッド１０に安定して作用させることができる。
【０１０４】
次に、回復動作について説明する。
本実施形態においては、流路抵抗可変ユニット８３の弁体上部８８ｔの中央部に、閉塞部材である第１の弾性部材としての円錐形状のシールゴム６８を設けている。
【０１０５】
前述の実施形態と同様に記録ヘッド１０からキャッピングしたノズル吸引を行なったとき、図２２（ａ）に示すように上死点に至る。このとき、シールゴム６８が第１の流路７１側のポート８６ａを閉塞するので、第１の流路７１が遮断され、チョーク状態を形成することができる。
【０１０６】
また、本実施形態では、図２２（ａ）に示すように、ポート８６ａをシールゴム６８が遮断したとき、シールゴム６８の周囲に隙間（空間）１６８が形成され、管部材８７と弁体８８がギャップを持った状態でチョーク状態を維持する構成としている。
【０１０７】
したがって、図２２（ｂ）に示すように、アシストポンプ７８を駆動して流量Ｑａｖのインクを流路抵抗可変ユニット８３に流入させた場合、インクが弁体下部８８ｂと流路部分８７ｂとの間の狭ギャップ部を矢印Ｄ方向に流れることによって発生する正圧が、シール部（シールゴム６８による閉塞部分）近傍で、且つ、大面積の弁体上部８８ｔに作用し、確実に弁体８８を押し下げてチョーク状態を解除することができる。
【０１０８】
また、本実施形態では、閉塞部の下流側にあたるポート８６ａ側の弁体８８の接液面の弁体８８の移動方向に沿う方向からの投影面積を、閉塞部の上流側にあたる弁体８８の接液面の弁体８８の投影面積よりも小さくしている。これにより、アシストポンプ７８が発生する正圧が小さくても弁体８８を動かしてチョーク状態を解除することができる。したがって、アシストポンプ７８の送液量Ｑａｖを小さくすることができる。
【０１０９】
さらに、本実施形態では、アシストポンプ７８からのインク流入口であるポート８６ｃよりも記録ヘッド１０側で供給径路を遮断してチョーク状態を形成するので、例えばギヤポンプのようにポンプが停止している状態でインクの流れが遮断されない方式のポンプを用いても確実にチョーククリーニングをすることができる。
【０１１０】
なお、本実施形態では上述したように第１の弾性部材（閉塞部材）としてのシールゴム６８として円錐形状のものを用いているが、第１の弾性部材としては、例えば図２３に示すように、円板状のエラストマーやＯ−リングなど他の材質や形状とすることも適宜可能である。
【０１１１】
次に、本発明の第３実施形態における回復動作について図２４のフロー図及び図２５の模式的説明図を参照して説明する。
本実施形態では、アシストポンプ７８として可逆型ポンプを使用している。そして、回復動作では、前記第１実施形態における回復動作シーケンスと異なり、ノズル吸引を開始して一定時間経過後にアシストポンプ７８を逆回転駆動してインクを逆送する。ポンプ７８によりインクを逆送すると、図２５に示すように流量Ｑａ２でインクが、ポンプ７８→第３の流路６２→第２の流路６０ａ→流路抵抗可変ユニット８３の第２の絞り部１８２、ポート８６ｃ→ポンプ７８の径路で循環し、狭ギャップＧｂ１となった第２の絞り部１８２を矢印Ｅ方向に流れる。
【０１１２】
したがって、このギャップ部Ｇｂ１の流入方向が流出方向に対して相対的に正圧になるため、弁体８８をこの流量Ｑａｖ２のインクの流れが発生させる圧力で押すことになる。これにより、弁体８８を更にポート８７ａ側に押し付けるため、よりチョーク状態を確実に形成することができる。
【０１１３】
その後、前記第１実施形態と同様に、所定時間が経過したときに、アシストポンプ７８を正回転駆動してインクを順送し、ポート８６ｃから流体抵抗ユニット８３に送込むことによってチョーク状態を解除する。
【０１１４】
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２６ないし図２９を参照して説明する。なお、図２６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、図２７は図２６のＫ−Ｋ線に沿う断面説明図、図２８は同システムの流路抵抗可変ユニットの模式的断面説明図、図２９は回復動作時の流路抵抗可変ユニットの動作説明に供する模式的断面説明図である。
である。
【０１１５】
まず、インクカートリッジ７６は、図２７に示すようにインクが消費することにより自由に変形することができる（図２７（ａ）に示す状態から図２７（ｂ）に示す状態に変形する）可撓性部材からなる袋部材９３の内部にインクが収容されるとともに、袋部材９３の内部に圧縮ばね９６が設けられているものとしている。
【０１１６】
このような構成とすることで、インクカートリッジ７６が自発的に負圧を発生するので、例えば図２６に示すように記録ヘッド１０のノズル面よりも高い位置にインクカートリッジ７６を配置することも可能となる。
【０１１７】
次に、流路抵抗可変ユニット８３は、図２８に示すように、前述した第２実施形態と同様に、弁体８８の弁体上部８８ｔには第１の絞り部となる小径の貫通穴８４が設けられており、インクの流れＱｈに引かれて管部材８７の内部で弁体８８が移動する構成となっている。
【０１１８】
一方、弁体８８の弁体下部８８ｂには閉塞部材である第２の弾性部材としての円形状のシールゴム６９が備えられる。このシールゴム６９は、通常の印字状態では管部材８７の大径部（流路部分８７ｂよりも下方部分）に位置し、記録ヘッド１０とインクカートリッジ７６の流路が連通されている。
【０１１９】
これに対し、アシストポンプ７８が停止した状態で、記録ヘッド１のノズル面をキャッピングしてノズル吸引を行なうと、図２９（ａ）に示すように、弁体８８は上昇し、シールゴム６９が管部材８７の小径部に形成されたギャップＧｂ１の第２の絞り部１８２を閉塞するので、インクカートリッジ７６から記録ヘッド１０へのインク供給ができなくなり、記録ヘッド１０内の負圧を急激に増加させることができる。すなわち、ここでは、第２の流路６０側を閉じることで第１の流路７１と第２の流路６０との間を閉じる構成としている。
【０１２０】
そこで、図２９（ｂ）に示すように、アシストポンプ７８を駆動してポート８６ｃからインクを流入させる。流入開始初期ではシールゴム６９がポート８６ｂ側を塞いでおり、チョーク吸引によって記録ヘッド１０側に大きな負圧が蓄えられているので、アシストポンプ７８で送液されたインクが高速に記録ヘッド１０に押し流され、液体供給チューブ７１から記録ヘッド１０の間に混入していた気泡や異物を効率良く外部に排出することができる。
【０１２１】
アシストポンプ７８による送液後しばらくすると、インクが供給されることで記録ヘッド１０側の負圧が弱まるため、弁体８８が下降し、図２９（ｂ）に示すように、シールゴム６９によるチョーク状態が解除され、アシストポンプ７８から流入されるインクの一部が矢印Dの方向にも流れるようになる。ノズル吸引を停止すると、弁体８８が更に降下し、図２８（ａ）に示すように最下点に至って停止する。その後、アシストポンプ７８を停止して回復動作が完了する。
【０１２２】
本実施形態では、アシストポンプ７８からのインク流入口（ポート８６ｃ）と記録ヘッド１０が連通した状態でチョーク状態を形成するので、アシストポンプ７８を駆動したときのインクの排出流量を大きくして、記録ヘッド１０や液体供給経路内の気泡や異物の排出効率を高めることができる。
【０１２３】
なお、本実施形態では、図２８に示すように第２の弾性部材（閉塞部材）としてのシールゴム６９として円形状のものを用いているが、弁体底面あるいは側面下部に高密度の発泡体を形成するなど他の材質や形状とすることも適宜可能である。
【０１２４】
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ヘッド内に有するヘッドで、１つのヘッドから異なる種類の液体を吐出する場合の液体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】
【０１２５】
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
６３  分岐部
６８  第１の弾性部材（閉塞部材、シールゴム）
６９  第２の弾性部材（閉塞部材、シールゴム）
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（流路部材）
８８  弁体
８８ｔ  弁体上部
８８ｍ  弁体中間部
８８ｂ  弁体下部
１８１  第１の絞り部
１８２  第２の絞り部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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