(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
液滴を吐出する吐出ヘッドと、前記吐出ヘッドに供給する液体を貯留するサブタンクとをそれぞれ複数含むヘッドユニットにおいて、
前記複数の吐出ヘッドから同時に液体を吸引する吸引手段を有し、
前記サブタンクは前記各吐出ヘッド毎に備えられており、
前記複数のサブタンクのうちの少なくとも一つに、前記吐出ヘッドとサブタンク間の流路に配置され、前記吸引手段によりサブタンク内の液体が所定量排出されたときに前記流路を遮断する弁機構が設けられており、
前記複数のサブタンクのうちの一つには、前記弁機構が設けられていない
ことを特徴とするヘッドユニット。
【請求項２】
液滴を吐出する吐出ヘッドと、前記吐出ヘッドに供給する液体を貯留するサブタンクとをそれぞれ複数含むヘッドユニットにおいて、
前記複数の吐出ヘッドから同時に液体を吸引する吸引手段を有し、
前記サブタンクは前記各吐出ヘッド毎に備えられており、
前記複数のサブタンクのうちの第一のサブタンクに、前記吐出ヘッドと該サブタンク間の流路に配置され、前記吸引手段により該サブタンク内の液体が該サブタンクにとって必要な量排出されたときに前記流路を遮断する第一の弁機構が設けられており、
前記複数のサブタンクのうちの第二のサブタンクに、前記吐出ヘッドと該サブタンク間の流路に配置され、前記吸引手段により該サブタンク内の液体が該サブタンクにとって必要な量排出されたときに前記流路を遮断する第二の弁機構が設けられており、
前記第一のサブタンクにとって必要な量と、前記第二のサブタンクにとって必要な量とが相違しており、
更に、前記複数のサブタンクのうちの一つには、前記弁機構が設けられていない
ことを特徴とするヘッドユニット。
【請求項３】
前記弁機構が設けられるサブタンクは、前記複数の吐出ヘッドのうち、粘度が増大した液体を排出するためのヘッド吸引量が少ない吐出ヘッドに備えられたサブタンクであることを特徴とする、請求項１又は２に記載のヘッドユニット。
【請求項４】
前記サブタンクは、タンク内の液体量に応じて変位する可撓性部材を有しており、
前記弁機構は、前記可撓性部材が変位するときの力により閉じることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載のヘッドユニット。
【請求項５】
前記弁機構は、てこの原理を利用して弁を閉じることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載のヘッドユニット。
【請求項６】
前記弁機構が閉じるときのサブタンク内の液体量が、通常の液体吐出動作におけるサブタンク内液体量の下限値以下に設定されていることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項に記載のヘッドユニット。
【請求項７】
前記吸引手段による液体吸引開始前に、前記サブタンク内の液体量を所定量に調節することを特徴とする、請求項１〜６のいずれか１項に記載のヘッドユニット。
【請求項８】
前記弁機構は、前記サブタンク内の液体に浮かぶ封止部材と、前記吐出ヘッドとサブタンク間の流路中に配置されるシール部材とを有し、前記吸引手段による液体吸引により前記封止部材が前記シール部材に当接することで弁を閉じることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載のヘッドユニット。
【請求項９】
前記吸引手段により所定の液体吸引を実施した後、更に液体吸引を続けて前記弁機構を閉じた状態とし、該弁機構が閉じたサブタンクに液体を供給してタンク内を加圧し、所定のタイミングで前記弁機構を開くことを特徴とする、請求項８に記載のヘッドユニット。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか１項に記載のヘッドユニットを備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１１】
前記吸引手段が、前記吐出ヘッドの状態を維持回復するための維持回復機構であることを特徴とする、請求項１０に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は液体を吐出するヘッドユニット及び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（吐出ヘッド）を用いた液体吐出記録方式の画像形成装置としてインクジェット記録装置などが知られている。この液体吐出記録方式の画像形成装置は、記録ヘッドからインク滴を、搬送される用紙（紙に限定するものではなく、ＯＨＰなどを含み、インク滴、その他の液体などが付着可能なものの意味であり、被記録媒体あるいは記録媒体、記録紙、記録用紙などとも称される）に対して吐出して、画像形成（記録、印字、印写、印刷も同義語で使用する）を行なうものである。
【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液体を吐出して画像形成を行う装置を意味し、また、「画像形成」とは、文字や図形等の意味を持つ画像を媒体に対して付与することだけでなく、パターン等の意味を持たない画像を媒体に付与すること（単に液滴を媒体に着弾させること）をも意味する。また、「インク」とは、インクと称されるものに限らず、記録液、定着処理液、液体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、例えば、ＤＮＡ試料、レジスト、パターン材料なども含まれる。
【０００４】
複数のヘッドを備えるインクジェット記録装置において、増粘インクを排出する為の必要最小限の量は、ヘッド毎に違うことが既に知られている。
広幅プリンタを例として説明すると、広幅プリンタの中でも図面出力を主とするようなものは、カラー印刷に対してモノクロ印刷の比率が非常に大きい。その為、モノクロ印刷での高速・高解像度を目的として、モノクロ専用ヘッドを備えている。
【０００５】
一方で、ブラック（Ｂｋ）インクはカラー（ＣＭＹ）インクに対して乾燥しやすい為、増粘インクを排出する為のヘッド吸引量がカラーインクに対して多く必要である。その為、モノクロヘッドとカラーヘッドでは、増粘インクを排出する為の必要最小限の量が異なっている。
【０００６】
また、インクジェット記録装置において、ヘッドに液体を供給するサブタンク内の負圧を保つ為の負圧制御方法として、サブタンクの側面部を変位部材で密閉し、弾性部材によって変位部材を常時外方（外側）へ付勢することで、サブタンク内のインクの容量によって変位部材が変位し、サブタンクの負圧値が変化する構成が既に知られている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、今までのヘッド吸引方法では、ヘッドメンテナンス時間の短縮と増粘インク排出量(ヘッド吸引量)の低減がトレードオフの関係にあった。その理由は次の通りである。
(１)ヘッドメンテナンス時間短縮の為、1つの吸引ポンプで複数ヘッドを同時に吸引する場合、ヘッド吸引量は、多く必要なヘッドに合わせる必要がある。その為、必要量が少ないヘッドからも多く吸引することになり、インクを無駄にしてしまう。
(２)増粘インク排出量低減の為、1ヘッドずつ必要量を吸引した場合、同時に吸引することができず、ヘッドメンテナンス時間が増加してしまう。
【０００８】
特開２００８−０１２６８４号公報（特許文献１）には、不要なインク排出を低減させる目的で、複数のキャッピング位置を設け、複数ヘッドの一部を選択的に吸引できる構成が開示されている。しかしながら、この構成においても、ヘッドメンテナンス時間が長くなるという問題は解消できていない。
【０００９】
そこで本発明は、インクを無駄に消費せず、かつ短時間でヘッドメンテナンスすることのできるヘッドユニット及び画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この課題を解決するため、本発明は、液滴を吐出する吐出ヘッドと、前記吐出ヘッドに供給する液体を貯留するサブタンクとをそれぞれ複数含むヘッドユニットにおいて、前記複数の吐出ヘッドから同時に液体を吸引する吸引手段を有し、前記サブタンクは前記各吐出ヘッド毎に備えられており、前記複数のサブタンクのうちの少なくとも一つに、前記吐出ヘッドとサブタンク間の流路に配置され、前記吸引手段によりサブタンク内の液体が所定量排出されたときに前記流路を遮断する弁機構が設けられており、前記複数のサブタンクのうちの一つには、前記弁機構が設けられていないことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、複数の吐出ヘッドにおいて必要なヘッド吸引量が異なる場合でも、インクを無駄にすることなく同時にヘッド吸引を実施することができる。また、複数ヘッドに対して同時にヘッド吸引を実施できることから、短時間でメンテナンスを実施することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明に係るインクジェット記録装置の一部として機能する画像形成部の構成例を模式的に示す図である。
【図２】サブタンク内の負圧発生機構について説明する図である。
【図３】サブタンク内の負圧とインク量の関係を示すグラフである。
【図４】サブタンク内のインク量を充填満タン位置に設定する方法について説明する図である。
【図５】サブタンクの可撓性部材の変位量を検知する構成の一例について説明する図である。
【図６】ヘッドユニットの第１実施例を示す模式図である。
【図７】必要なヘッド吸引量が少ないヘッドに装着されるサブタンクの第２実施例を示す断面図である。
【図８】サブタンク内の弁機構が閉じるタイミングについて説明する図である。
【図９】必要なヘッド吸引量が少ないヘッドに装着されるサブタンクの第３実施例を示す断面図である。
【図１０】弁機構にチョーク弁の機能を持たせたサブタンクの第４実施例について説明する図である。
【図１１】本発明をフルカラー記録が可能なインクジェット記録装置に適用した構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
まず、本発明の作用について、後述する一実施例により簡単に説明する。
図６において、ヘッド１０１とサブタンク１０２からなるヘッドセット１００のうち、増粘インク（粘度が高くなったインク）を排出するためのヘッド吸引量が少ないヘッドのヘッドセット１００Ａのサブタンク１０２Ａには弁機構１３０が設けられている。
【００１４】
弁機構１３０は、サブタンクの側面にあるフィルム（可撓性部材）１１０の変位に連動して開閉するため、サブタンク１０２Ａ内のインクが多い（ａ）図の状態では“開”状態であり、一定量インクが排出された（吸引ポンプ１１９により吸引された）インクが少ない(ｂ)図の状態では“閉”状態となる。
【００１５】
１つの吸引ポンプ１１９で複数のヘッドを同時にヘッド吸引すると、ある一定量だけ吸引したところで、弁機構が設けられている（必要なヘッド吸引量が少ないヘッドセットの）サブタンクの弁機構１３０が閉じる（(ｂ)図の状態）。その後、更にヘッド吸引を続けることで、弁機構が設けられていない（必要なヘッド吸引量が多い）ヘッドだけからインク排出を行う（＋α分だけ増粘インクを排出する）ことができる。これにより、複数ヘッドを同時に吸引しながら、ヘッド毎に適切な吸引を行うことが可能となる。
【００１６】
以下、本発明を図示の実施形態により、更に詳しく説明する。
図１は、本発明に係る画像形成装置の一例であるインクジェット記録装置の一部として機能する画像形成部の構成例を模式的に示す、主走査方向と直交する方向から見た正面図である。なお、主走査方向は、キャリッジ１０３の移動方向であり、図１の左右方向である。
【００１７】
本実施例の画像形成部を構成する要素として、インクを滴下し、記録媒体に記録する為にインクを吐出する吐出ヘッド（記録ヘッド）１０１と、インクを吐出ヘッド１０１に送る前に一時的に貯蔵するサブタンク１０２が有り、これらはキャリッジ１０３に搭載されている。
【００１８】
なお、図１では、吐出ヘッド（記録ヘッド）１０１とサブタンク１０２からなるヘッドセット１００を一つのみ示しているが、キャリッジ１０３には複数のヘッドセットが搭載されている（他のヘッドセットは図示省略）。
【００１９】
キャリッジ１０３は図の左右方向に走査可能となっており、キャリッジ１０３の位置を測定する走査範囲に設置したエンコーダ１０４と、キャリッジ１０３の位置を検知するキャリッジ位置検知センサ１０５が有り、キャリッジ位置検知センサ１０５がエンコーダ１０４のスリット数を検知することで、キャリッジ１０３の走査位置を制御することが可能となる。また、サブタンク１０２に供給されるインクを貯蔵するメインタンク１０６と、メインタンク１０６とサブタンク１０２を連通するインク供給路１０７が有り、インク供給路１０７の経路中にはメインタンク１０６からサブタンク１０２へインクを送るための送液ポンプ１０８がある。送液ポンプ１０８は例えばチューブポンプであり、正転及び逆転動作によりインク送液及び吸引が可能である。
【００２０】
図２は、サブタンク１０２内の負圧発生機構について説明する平面図である。
サブタンク１０２内は貯蔵したインクが吐出ヘッド１０１から漏液しないようにするために、負圧状態を保つ必要がある。負圧状態を作る為には例えば、サブタンク１０２の一側面に可撓性部材１１０を有し、可撓性部材１１０を外側へ付勢する負圧発生バネ１０９を有し、サブタンク１０２内へインクが供給される供給口１１８からインクが供給されたのち、サブタンク１０２からインクを吸引、又は排出することでサブタンク１０２内に負圧が発生する。さらにインクを吸引可能な送液ポンプ１０８（図１）にて吸引することで、可撓性部材１１０がサブタンク１０２内方向に引き込まれ、負圧発生バネ１０９が圧縮されて負圧が高まる。そこからヘッドタンク内へインクを供給すると、可撓性部材１１０がサブタンク１０２外方向に押し出され、負圧発生バネ１０９が伸びることで負圧が弱まる。これらを繰り返すことでサブタンク１０２内の負圧を一定内に保つよう制御することができる。
【００２１】
図３は、サブタンク１０２内の負圧とインク量の関係を示すグラフである。サブタンク１０２内のインク量が多いとき、サブタンク１０２内の負圧は小さく弱い状態であり、インク量が少ないとき、サブタンク１０２内の負圧は大きく強くなる。
【００２２】
サブタンク１０２内の負圧は弱すぎると吐出ヘッド１０１からインクが漏液する問題があり、負圧が強すぎると吐出ヘッド１０１から空気や塵を混入してしまい、吐出不良や空気混入による障害が問題となる。このため、サブタンク１０２内は負圧を考慮した充填満タン位置から負圧を考慮したインク消費下限位置までである負圧制御範囲Ａの範囲で制御する必要があり、これはサブタンク１０２内のインク量をインク量制御範囲Ｂの範囲で制御する必要がある。
【００２３】
図４は、サブタンク１０２内のインク量を充填満タン位置（以下、ファイラー位置やキャリッジの位置との混同を避けるため、「充填満タン量」と記す）に設定する方法について、サブタンク１０２の側面方向から見て説明するものである。
【００２４】
サブタンク１０２には、液面を検知する手段として、例えば電極ピン１１１が設けられている。また、サブタンク１０２内を大気と連通するための大気連通路１１２を有し、大気連通路１１２には大気との連通と遮蔽が可能な大気開閉弁１１３を有する構成である。
【００２５】
充填満タン量に設定する１例として、まず大気開閉弁１１３を開放することで、サブタンク１０２内の負圧が開放され、サブタンク１０２内の液面が下がる。この時、供給口１１８は液面下にあることが望ましい。液面上にあると、供給口１１８からインク供給路１０７に空気が混入し、次にインクを供給したとき、供給口１１８からインクと共に気泡が排出されることがあり、そのまま供給を続けると、気泡が大気連通路１１２を通り、大気開閉弁１１３へ気泡を付着させ、弁の固着、または液漏れの障害になることもある。
【００２６】
負圧が開放され、液面が下がった後インクを供給する。インクを供給することで液面が上昇し、液面を検知する電極ピン１１１が検知することで所定の位置（量）までインクを供給することが可能となる。その後再び大気開閉弁１１３を閉状態にし、そこからインクを所定量吸引することで所定の負圧値となり、サブタンク１０２内の負圧を考慮した充填満タン量に設定することができる。
【００２７】
図５は、サブタンク１０２の可撓性部材１１０の変位量を検知する構成例について説明する平面図である。
本例においては、走査位置を検知・制御可能なキャリッジ１０３に搭載されたサブタンク１０２に備わる可撓性部材１１０の変位量検知を行うためにフィラー１１４が備えられている。このフィラー１１４はサブタンク１０２との接続部となる支軸部１１６を回転軸とし、揺動可能な状態に設けられている。そして、フィラー１１４の端部とサブタンク１０２との間に付勢バネ１１５が配設されている。この付勢バネ１１５がフィラー１１４の端部を図の上方向に付勢することにより、フィラー１１４は、支軸部１１６を支点として可撓性部材１１０に押圧接触する方向に付勢される。フィラー１１４を検出する検知センサ１１７（例えば透過型フォトセンサ）はキャリッジ１０３には搭載せず、所定位置に設置されている。
【００２８】
このような構成において、ある時点でフィラー１１４を検知センサ１１７が検知したときのキャリッジ１０３の位置を記憶し、その記憶した位置と、次時点でフィラー１１４を検知センサ１１７が検知したときのキャリッジ１０３位置との変位を検出することで、可撓性部材１１０の変位量を測定することができる。
【００２９】
すなわち、サブタンク１０２を搭載したキャリッジ１０３は記録動作のために図の左右方向に往復移動するものであるが、（ａ）図において、キャリッジ１０３の位置がＸ１のときに検知センサ１１７がフィラー１１４を検知したとする。もし、フィラー１１４の位置が変わっていなければ（可撓性部材１１０が変位していなければ）、キャリッジ１０３が往復移動したとしても、次に検知センサ１１７がフィラー１１４を検知する位置はＸ１であり、同じキャリッジ位置（Ｘ１）で検知センサ１１７がフィラー１１４を検知したことによって、フィラー１１４の位置が変化していない（可撓性部材１１０が変位していない）ことが分かる。
【００３０】
一方、（ｂ）図に実線で示すようにフィラー１１４の位置が変わっていた場合、Ｘ１のキャリッジ位置ではフィラー１１４は検知されず、Ｘ１よりも左のＸ２のキャリッジ位置で検知センサ１１７がフィラー１１４を検知することになる。したがって、位置Ｘ１とＸ２の差分だけフィラー１１４すなわち可撓性部材１１０が変位したことが分かる。仮に、Ｘ０をキャリッジのホーム位置とすると、可撓性部材１１０の変位量はＸ２−Ｘ１となる。フィラー１１４の変位量を可撓性部材１１０の変位量とみなすことは、実際上問題はない。
【００３１】
図４にて説明したように負圧を考慮した充填満タン量に設定する場合、大気開閉弁１１３を開状態にし、サブタンク１０２内を大気圧にした後、インクを電極ピン１１１が検知することで所定の量までインク供給し、再び大気開閉弁１１３を閉状態にする。この状態でキャリッジ１０３を走査することでフィラー１１４を検知センサ１１７に検知させ、検知したキャリッジ位置を大気開放位置として記憶する。そして、そこから所定量だけインクを吸引することで、負圧を考慮した充填満タン量にヘッドタンク内のインク量を設定することができる。
【００３２】
ただし本構成例では、可撓性部材１１０の変位量を検知する必要がある度に、検知センサ１１７の検知可能位置に合わせて、考慮した位置にキャリッジ１０３に搭載したフィラー１１４を移動する必要がある。
【００３３】
次に、ヘッドユニットの第１実施例を、図６を参照して説明する。なお、図６では、吐出ヘッド（記録ヘッド）１０１とサブタンク１０２からなるヘッドセット１００を２つ備えるヘッドユニットの例を示しているが、ヘッドユニットに含まれるヘッドセットの数は２つに限定されるものではない。
【００３４】
図６は、ヘッドセット１００Ａとヘッドセット１００Ｂがそれぞれ所定のメンテナンス位置において、それぞれの吐出ヘッド１０１がキャップ１２１によりキャッピングされメンテナンスを受ける状態を模式的に示している。キャップ１２１は、吸引ポンプ１１９を介して廃液タンク１２０に接続されている。サブタンク１０２のインク供給口１１８には、図１で説明したようにインク供給路１０７（図１）が接続され、メインタンク１０６からインクが供給される。
【００３５】
図示例では、ヘッドセット１００Ａが、増粘インク（粘度が高くなったインク）を排出するためのヘッド吸引量が少ないヘッドセットであり、ヘッドセット１００Ｂが、増粘インクを排出するためのヘッド吸引量が多いヘッドセットとする。
【００３６】
ヘッドセット１００（１００Ａ，１００Ｂ）は、吐出ヘッド（記録ヘッド）１０１、サブタンク１０２から構成されている。サブタンク１０２は、図２で説明したように、一側面に可撓性部材１１０を有し、その可撓性部材１１０を外側へ付勢する負圧発生バネ１０９を有している。
【００３７】
ヘッドユニットに搭載される各ヘッドセットの構成は、基本的には同一であるが、図示例の場合、ヘッドセット１００Ａのサブタンク１０２Ａにのみ弁機構１３０が備えられている。
【００３８】
弁機構１３０は、サブタンクの可撓性部材１１０の内側に装着された押圧部材１３１、その押圧部材１３１の先端に取り付けられたシール部材１３２、インク流路の流入部である弁座１３３等で構成されている。この弁機構１３０は、可撓性部材１１０の変位に連動して動く。（ａ）図のように弁機構のシール部材１３２が弁座１３３から離間しているとき、弁は解放状態であり、（ｂ）図のように弁機構のシール部材１３２が弁座１３３に圧接されることで、弁は閉鎖される。
【００３９】
さて、（ａ）図に示された状態で吸引ポンプ１１９により吸引を実施すると、両方のヘッドセットのサブタンク１０２Ａ，１０２Ｂからインクが排出される。このとき、可撓性部材１１０は弁が閉じる方向に変位する。更に吸引を続けていくと、所定量のインクを排出したところで、サブタンク１０２Ａの弁が閉じる。
【００４０】
弁が閉じた（ｂ）図の状態で更に吸引を続けると、サブタンク１０２Ａからはインクを排出できず、もう一方のヘッドセット１００Ｂのサブタンク１０２Ｂからのみインクを排出することが可能になる。よって、ヘッドセット毎に必要なヘッド吸引量が異なる場合でも、インクを無駄にすることなく同時にヘッド吸引を実施することができる。図示例の場合、サブタンク１０２Ａの弁が閉じれば、更に吸引が継続されてもヘッドセット１００Ａからはインクが排出されないので、ヘッドセット１００Ａにおいてはインクが無駄に排出されることがない。
【００４１】
ヘッド毎に必要なヘッド吸引量が違う例としては、広幅プリンタの例が挙げられる。
広幅プリンタの中でも図面出力を主とするようなものは、カラー印刷に対してモノクロ印刷の比率が非常に大きい。その為、モノクロ印刷での高速・高解像度を目的として、モノクロ専用ヘッドを備えている。
【００４２】
一方で、ブラック（Ｂｋ）インクはカラー（Ｃ，Ｍ，Ｙ）インクに対して乾燥しやすい為、増粘インクを排出する為のヘッド吸引量がカラーインクに対して多く必要である。
【００４３】
その為、モノクロヘッド（ブラック用ヘッドセット）とカラーヘッド（Ｃ，Ｍ，Ｙ用ヘッドセット）では、増粘インクを排出する為の必要最小限の量が異なっている。
【００４４】
図６の構成例の場合、ヘッドセット１００Ｂがブラックインク用のヘッドセット（必要なヘッド吸引量が多いヘッド）であり、Ｃ，Ｍ，Ｙの各色用のヘッドセットをヘッドセット１００Ａ（必要なヘッド吸引量が少ないヘッド）とする。すなわち、カラー（Ｃ，Ｍ，Ｙ）インク用のヘッドセットでは、そのサブタンク１０２Ａに弁機構１３０が設けられる。
【００４５】
図７は、必要なヘッド吸引量が少ないヘッドに装着されるサブタンク(ヘッドタンク)の第２実施例を示す断面図である。図７では、説明を容易にするため、サブタンクの向きを変えて表している。
【００４６】
図７に示すサブタンク２０２Ａは、図示しない吐出ヘッド（記録ヘッド）と共にヘッドセットを構成する。このサブタンク２０２Ａには弁機構２３０が備えられている。弁機構２３０は、押圧部材２３１、シール部材２３２、弁座２３３、第１レバー２３４、第２レバー２３６等により構成される。なお、符号２１０は可撓性部材、符号２０９は可撓性部材２１０を外側へ付勢する負圧発生バネである。また、２１８はインク供給口、２１９はインク排出口（ヘッド供給口）である。
【００４７】
押圧部材２３１は可撓性部材２１０の内側に装着されている。第１レバー２３４と第２レバー２３６は、それぞれサブタンクのケース部材に回動可能に支持されている。押圧部材２３１は、可撓性部材２１０が収縮したときに第１レバー２３４の一方側の端部付近を押圧するように配置されている。第１レバー２３４の他方側の端部には重り２３５が固着されている。第２レバー２３６の一方側の端部（弁座２３３に対応する側の端部）にはシール部材２３２が装着されている。そして、第２レバー２３６の他方側の端部には重り２３７が固着されている。第１レバー２３４と第２レバー２３６は、第１レバー２３４が回動したときに、第１レバー２３４で第２レバー２３６を押して第２レバー２３６を回動させるような位置関係で配置されている。
【００４８】
サブタンク２０２Ａ内に十分にインクが充填されている図の状態では、第１レバー２３４は重り２３５側が下方に下がっており、また、第２レバー２３６も重り２３７側が下方に下がっている。このため、第２レバー２３６に取り付けられたシール部材２３２は弁座２３３から離間しており、弁は解放されている。このとき、インク排出口２１９に接続された図示しない吐出ヘッドには、インク供給が可能である。
【００４９】
そして、図示しない吸引ポンプによりヘッド吸引が行われ、サブタンク２０２Ａ内からインクが排出されると、可撓性部材１１０が縮んで押圧部材２３１が図の下方に移動し、押圧部材２３１が第１レバー２３４の一端を押圧する。押された第１レバー２３４は図に仮想線の矢印ａで示す方向に回転し、あるところで第２レバー２３６の一端を押圧する。押された第２レバー２３６は図に仮想線の矢印ｂで示す方向に回転し、最終的にレバー他端に装着されたシール部材２３２が弁座２３３に圧接されて潰れ、ヘッドへの流路を塞いで弁が閉じられる。
【００５０】
第１レバー２３４の回動軸（回転中心）は、レバー中央よりも重り２３５の側に寄って設けられており、第１レバー２３４が矢印ａ方向に回転するとき、“てこの原理”を利用して弁を閉じるように設けられている。
【００５１】
このように、本第２実施例においては、弁機構２３０がレバー部材を備えることで“てこの原理”を利用して弁を閉じることができるため、可撓性部材１１０が縮むときの力が小さくても、大きな力でシール部材２３２を弁座に圧接させることができ、シール性を高めることが可能となる。
【００５２】
また、本第２実施例においては、弁機構２３０が有する２本のレバー部材（第１レバー２３４、第２レバー２３６）には、それぞれレバーの一端部に重り部材（２３５，２３７）を設けることで、各レバーを弁解放方向に付勢する構成となっている。これにより、押圧部材２３１が第１レバー２３４を押していないときには弁を解放状態とすることができ、意図しない弁閉鎖を防ぐことができる。
【００５３】
図示例では重り部材（２３５，２３７）により各レバーを弁解放方向に付勢する構成としたが、スプリング等の付勢部材により各レバーを弁解放方向に付勢する構成としてもよい。付勢部材を用いる構成では、サブタンクの方向に関わらずレバーを弁解放方向に付勢することができるため、設計の自由度が増加する。
【００５４】
なお、このサブタンク２０２Ａは弁機構を備えるサブタンクであり、増粘インクを排出するためのヘッド吸引量が少ないヘッドセットに備えられるものであり、例えばカラー（Ｃ，Ｍ，Ｙ）インク用のヘッドに取り付けられるものである。増粘インクを排出するためのヘッド吸引量が多いヘッドセット（例えばブラックインク用）には、弁機構を有さないサブタンクを用いればよい。
【００５５】
ところで、印字中にサブタンク内の弁機構が勝手に（意図せずに）閉じてしまった場合には、吐出ヘッドへの液体(インク等)供給量が不足してしまうことになる。
【００５６】
そこで、サブタンク内の弁機構が閉じるタイミングを、図８のＣ領域、すなわち印字時に（通常のインク吐出動作において）サブタンク内の液体量が最も少なくなる状態よりも少ないところ（下限値以下）に設定することで、吐出ヘッドへの液体供給不足を防ぐことができる。そのような設定は、図６の第１実施例であれば、押圧部材１３１の大きさや弁座１３３の位置などにより、設定することが可能である。また、図７の第２実施例では、押圧部材２３１の大きさや弁座２３３の位置、あるいはレバー部材（第１レバー２３４、第２レバー２３６）の長さなどにより、設定することが可能である。
【００５７】
また、各ヘッドセットごとに、吸引開始位置が図８のＤ領域となるように設定してやると好適である。吸引開始前に、供給ポンプ（送液ポンプ１０８：図１）による送液または吸引（ポンプ逆転）により、所定の吸引開始位置（Ｄ領域）になるようサブタンク内の液体量を調節する。サブタンクに設けた弁機構が閉じる吸引終了位置は不変であるため、吸引開始位置を変えることでヘッド毎に必要最小限の吸引量を設定することが可能となる。
【００５８】
次に、必要なヘッド吸引量が少ないヘッドに装着されるサブタンクの第３実施例を図９を参照して説明する。
図９に示すサブタンク３０２Ａは、必要なヘッド吸引量が少ないヘッドに装着されるサブタンクであり、弁機構３３０を備えている。なお、符号３１０は可撓性部材、符号３０９は可撓性部材３１０を外側へ付勢する負圧発生バネである。また、３１８はインク供給口、３１９はインク排出口（ヘッド供給口）である。
【００５９】
弁機構３３０は、サブタンクのケースにより構成された弁体３３３を有しており、この弁体３３３にはインク流路３３４が形成されている。そして、インク流路３３４内に球体状の封止部材３３１が位置されている。インク流路３３４の下流側所定範囲は、流路径が小さい小径部分３３４ａとなっている。また、封止部材３３１が内蔵されるインク流路３３４の上流側部分（大径部分）と小径部分３３４ａとの境界部には、シール部材３３２が配置されている。
【００６０】
シール部材３３２は、図では上下に２つ図示されているが、断面が円形のインク流路３３４の内面に沿ってリング状に設けられたものである。そのリング状のシール部材３３２に球体状の封止部材３３１が当接する（嵌合する）ことによってインク流路３３４が封止され、弁が閉じるようになっている。封止部材３３１がシール部材３３２から離間しているとき、弁は開放状態である。なお、封止部材３３１は、サブタンク３０２Ａ内の液体（インク等）に浮かぶ比重のものであり、浮力の作用により、通常は（ａ）図の位置にある。
【００６１】
弁が開放された（ａ）図の状態でヘッド吸引を開始すると、（ｂ）図の矢印の方向に封止部材３３１を引き込む吸引力（液体の流れ）が発生する。一定の吸引量（流量）ならば、小径部分３３４ａの流路幅が小さいほど流速は大きくなる。すなわち、流速が大きいと封止部材３３１を引き込む力がより強くなる。
【００６２】
ヘッド吸引を開始すると、封止部材３３１は掃除機がゴミを吸い込むように下流側に引き込まれ、（ｂ）図に示すように、最終的にシール部材３３２に当接して流路を塞ぎ、弁が閉じた状態となる。ヘッド吸引を停止し、ヘッドタンク内へのインク供給を実施すると、封止部材３３１は再び（ａ）図の位置に戻って弁が開放される。
【００６３】
本実施例の構成により、可撓性部材（フィルム）の位置もしくはサブタンク内の液体量を気にせず、所定量のヘッド吸引を実施することができる。また、（ｂ）図におけるＦ領域（封止部材の移動領域）の長さを調節する（設定する）ことにより、ヘッド毎の吸引量を調節することが可能となる。
【００６４】
なお、このサブタンク３０２Ａは弁機構を備えるサブタンクであり、増粘インクを排出するためのヘッド吸引量が少ないヘッドセットに備えられるものであり、例えばカラー（Ｃ，Ｍ，Ｙ）インク用のヘッドに取り付けられるものである。増粘インクを排出するためのヘッド吸引量が多いヘッドセット（例えばブラックインク用）には、弁機構を有さないサブタンクを用いればよい。
【００６５】
次に、弁機構にチョーク弁の機能を持たせたサブタンクの第４実施例を図１０を参照して説明する。なお、サブタンクの構成自体は図９のものと同じである。
【００６６】
まずヘッド吸引を実施する。吸引を続けると、図１０に示すように弁が閉じた状態になり、更に吸引を続けると弁の下流側（シール部材３３２よりも下流側＝ヘッド側）は強負圧になる。吸引を続けることで弁が閉じた状態を保ち、送液ポンプ１０８（図１）でサブタンク３０２Ａ内にインクを送液し、弁の上流側を加圧状態にする。
【００６７】
弁の上流と下流で大きな圧力差が出来たところで、図１０には示さない吸引ポンプ１１９（図６参照）による吸引を停止して弁を開いた状態にする。そうすると、大きな差圧により、弁の上流から下流に一気にインクが流れ込み、供給経路内にある空気（気泡）を排出することが可能となる。このように、弁機構３３０にチョーク弁の機能を持たせることができる。
【００６８】
最後に、本発明をフルカラー記録が可能なインクジェット記録装置に適用した場合について図１１を参照して説明する。なお、図１で説明した画像形成部と同一ないし同等の部分には同じ符号を用いている。
【００６９】
図１１のインクジェット記録装置はブラック（Ｂｋ）、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）の各色インクを用いるものであり、各色インクが収納された４つのインクカートリッジ１０６（Ｂｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃ）を備えている。このインクカートリッジ１０６は図１のメインタンク１０６に相当する。
【００７０】
キャリッジ１０３には、各色のインクに対応して計４つのヘッドセット１００が搭載されている。この記録装置では、４つのヘッドセットがヘッドユニットに含まれる。なお、図の煩雑を避けるため符号を省略しているが、各ヘッドセット１００は吐出ヘッド（記録ヘッド）とサブタンクからなるものであり、例えば図６で説明したように、吐出ヘッド１０１にサブタンク１０２が付設されたものである。
【００７１】
４つのヘッドセット１００のうち、増粘インクを排出するためのヘッド吸引量が少ないヘッドセットのサブタンクには、上記説明した弁機構が備えられている。弁機構を備えるサブタンクとしては、図６のサブタンク１０２Ａの他、図７のサブタンク２０２Ａや、図９のサブタンク３０２Ａ等を用いることが可能である。
【００７２】
なお、図１１の装置構成では、増粘インクを排出するためのヘッド吸引量が少ないヘッドセットは、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）の各色インクに対応するものであり、そのヘッドセットのサブタンクに弁機構が設けられている。ブラック（Ｂｋ）インクはカラー（Ｃ，Ｍ，Ｙ）インクに対して乾燥しやすい為、増粘インクを排出する為のヘッド吸引量がカラーインクに対して多く必要であり、ブラック（Ｂｋ）に対応するヘッドセットのサブタンクには弁機構を有さないものを使用する。
【００７３】
複数（本例の場合４つ）のヘッドセットが含まれるヘッドユニットを搭載したキャリッジ１０３は、図の左右方向に走行移動可能に設けられている。キャリッジ１０３の位置を測定する走査範囲に設置したエンコーダ１０４とキャリッジの位置を検知するキャリッジ位置検知センサ１０５が有り、キャリッジ位置検知センサ１０５がエンコーダ１０４のスリット数を検知することで、キャリッジ１０３の走査位置を制御することが可能となる。
【００７４】
各色インクカートリッジ１０６は、キャリッジ１０３と離れた位置に配設され、送液ポンプ１０８の駆動によって、チューブなどの供給路１０７を通り、サブタンクにインクが供給される。そして、画像情報に応じて、記録用紙Ｓを間欠的に送りながら、キャリッジ１０３に搭載される記録ヘッドが記録用紙上で往復移動しながら、インク滴を噴射して、記録用紙Ｓ上に所要の画像が形成される。
【００７５】
また、キャリッジ走査方向の非印字領域には、記録ヘッドのノズルの状態を維持し、回復するための維持回復機構を配置している。維持回復機構には、各記録ヘッドの各ノズル面をキャピングするための各キャップ部材１２１と、キャッピング後に吸引するための吸引ポンプ１１９と、ノズル面をワイピングするためのワイパーブレード１２２と、増粘した記録液を排出するため廃液タンク１２０などを備えている。
【００７６】
このような構成において、上記説明したように、吐出ヘッド（記録ヘッド）によって必要なヘッド吸引量が異なる場合でも、インクを無駄にすることなく同時にヘッド吸引を実施することができる。また、複数ヘッドに対して同時にヘッド吸引を実施できることから、短時間でメンテナンスを実施することが可能となる。
【００７７】
また、粘度が増大した液体（インク）を排出するためのヘッド吸引量が少ない吐出ヘッドに備えられたサブタンクにのみ弁機構を設けることで、乾燥しやすいヘッドの詰まりを防止しつつ、液体（インク）の無駄な消費を防止できる。
【００７８】
また、可撓性部材が変位するときの力により弁機構が閉じる構成とすることで、弁開閉のための部品を別途必要とせず、コストを抑制できるとともに、サブタンクを小型化することができる。
【００７９】
また、弁機構がてこの原理を利用して弁を閉じる構成とすることで、小さな力で弁を閉じることが可能となり、シール性を向上させることができる。
【００８０】
また、弁機構が閉じるときのサブタンク内の液体量が、通常の液体吐出動作におけるサブタンク内液体量の下限値以下に設定されていることにより、通常の液体吐出動作、例えば画像形成装置における通常印字時の不具合を防止することができる。
【００８１】
また、吸引手段による液体吸引開始前にサブタンク内の液体量を所定量に調節することで、ヘッド毎の吸引量を調節することができる。
また、吸引手段による液体吸引により封止部材がシール部材に当接することで弁を閉じる構成とすることで、サブタンク内の液体量がどの状態からでも（可撓性部材の位置に関わらず）所定量のヘッド吸引を行うことができる。
【００８２】
また、弁機構が閉じたサブタンクに液体を供給してタンク内を加圧し、所定のタイミングで弁機構を開くことで、弁の上流から下流側に一気に液体を排出することができ、液体供給経路内にある空気を排出することが可能となる。
【００８３】
本発明によるヘッドユニットを備える画像形成装置においては、インクを無駄にすることなく同時に複数ヘッドの吸引を実施することができる。また、短時間でヘッドのメンテナンスを実施することができる。
【００８４】
また、吐出ヘッドの状態を維持回復するための維持回復機構を吸引手段として用いることで、コストを抑制することができる。また、画像形成装置の小型化に寄与することができる。
【００８５】
以上、本発明を図示例により説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。記録ヘッド（吐出ヘッド）は適宜な構成が可能であり、例えば、圧力発生手段としてはサーマル方式、圧電方式、静電方式など任意の方式を採用可能である。サブタンクに設ける弁機構の構成も、本発明を実施できるものであれば適宜な構成を採用可能である。また、画像形成装置は、各部の構成や形態等も本発明の範囲内で適宜変更可能である。
【符号の説明】
【００８６】
１００          ヘッドセット
１０１          吐出ヘッド（記録ヘッド）
１０２，２０２，３０２  サブタンク（ヘッドタンク）
１０３          キャリッジ
１０５          キャリッジ位置検知センサ
１０６          メインタンク（インクカートリッジ）
１０７          インク供給路
１０８          送液ポンプ
１０９，２０９，３０９  負圧発生バネ
１１０，２１０，３１０  可撓性部材
１１８，２１８，３１８  インク供給口
１１９          吸引ポンプ
１２０          廃液タンク
１２１          キャップ
１３０，２３０，３３０  弁機構
１３１，２３１  押圧部材
２３４，２３６  レバー部材
３３１          封止部材
３３２          シール部材
【先行技術文献】
【特許文献】
【００８７】
【特許文献１】特開２００８−０１２６８４号公報
【図１】
0006405773.tif 000002
【図２】
0006405773.tif 000003
【図３】
0006405773.tif 000004
【図４】
0006405773.tif 000005
【図５】
0006405773.tif 000006
【図６】
0006405773.tif 000007
【図７】
0006405773.tif 000008
【図８】
0006405773.tif 000009
【図９】
0006405773.tif 000010
【図１０】
0006405773.tif 000011
【図１１】
0006405773.tif 000012