(57)【要約】【課題】  高粘度インクの使用によってフィルタ部の流体抵抗値が大きくなり、記録ヘッドに対するインク供給能力が不足して印刷速度が制約される。【解決手段】  インクカートリッジ１５と記録ヘッド１４との間には、微細な異物の侵入を防止するフィルタ４１と、負圧を発生させる負圧発生手段４２を順に設け、負圧発生手段４２の下流側にフィルタが存在しない構成とすることで、インク消費量が多く、フィルタ部のインク供給が不足する場合でも、負圧発生手段４２がバッファとなって記録ヘッド１４内を過度の負圧になることを防止することで、フィルタ部の流体抵抗値を上げることで異物侵入によるノズル詰りに対する信頼性を向上するとともに、記録ヘッド本来の印字速度が確保できる。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液滴を吐出する記録ヘッドに液体を供給する液体タンクを備え、前記液体クタンクから前記記録ヘッドへの液体供給経路中にフィルタを備えた液体供給装置において、前記フィルタよりも前記記録ヘッド側に負圧を発生するための負圧発生手段を備えていることを特徴とする液体供給装置。
【請求項２】
液滴を吐出する記録ヘッドに液体を供給する液体タンクを備え、前記液体クタンクから前記記録ヘッドへの液体供給経路中にフィルタを備えた液体供給装置において、負圧を発生するための負圧発生手段よりも下流側に前記フィルタが存在しないことを特徴とする液体供給装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の液体供給装置において、前記負圧発生手段とは別の第２の負圧発生手段を前記フィルタよりも上流側に有していることを特徴とする液体供給装置。
【請求項４】
請求項３に記載の液体供給装置において、前記第２の負圧発生手段は多孔質体による毛管力で負圧を発生させることを特徴とする液体供給装置。
【請求項５】
請求項３に記載の液体供給装置において、前記第２の負圧発生手段は水頭差で負圧を発生させることを特徴とする液体供給装置。
【請求項６】
請求項３ないし５のいずれかに記載の液体供給装置において、第２の負圧発生手段による負圧値が前記負圧発生手段による負圧値と略同じであることを特徴とする液体供給装置。
【請求項７】
請求項１又は２に記載の液体供給装置において、前記フィルタの上流側に弁手段を備えていることを特徴とする液体供給装置。
【請求項８】
請求項１ないし７のいずれかに記載の液体供給装置において、前記記録ヘッドのノズル径が１０μｍ以下であることを特徴とする液体供給装置。
【請求項９】
請求項１ないし８のいずれかに記載の液体供給装置において、前記記録ヘッドの吐出圧力発生手段が電気熱変換素子であることを特徴とする液体供給装置。
【請求項１０】
請求項１ないし９のいずれかに記載の液体供給装置において、吐出する液体の粘度が２２℃の環境下で６ｃｐ以上であることを特徴とする液体供給装置。
【請求項１１】
請求項１ないし９のいずれかに記載の液体供給装置において、吐出する液体の粘度が、動作保証範囲の最低温度で１０ｃｐ以上であることを特徴とする液体供給装置。
【請求項１２】
請求項３又は請求項７に記載の液体供給装置において、前記フィルタの上流側に加圧手段と弁手段を設けたことを特徴とする液体供給装置。
【請求項１３】
請求項３又は請求項７に記載の液体供給装置において、前記フィルタの上流側に第２の負圧発生手段を兼ねる加圧手段を設けたことを特徴とする液体供給装置。
【請求項１４】
請求項１２又は１３に記載の液体供給装置において、環境温度に応じて前記フィルタの上流側の圧力を変更する手段を備えていることを特徴とする液体供給装置。
【請求項１５】
請求項１２又は１３に記載の液体供給装置において、記録する印字情報に基づき、液体消費量を算出する手段を有し、液体消費量に基づきフィルタの上流側の圧力を変更する手段を備えていることを特徴とする液体供給装置。
【請求項１６】
請求項１ないし１５のいずれかに記載の液体供給装置において、前記フィルタの孔径は５μｍ以下であることを特徴とする液体供給装置。
【請求項１７】
請求項１ないし１６のいずれかに記載の液体供給装置において、前記液体タンクは交換可能なカートリッジであることを特徴とする液体供給装置。
【請求項１８】
液滴を吐出する記録ヘッドを備え、この記録ヘッドによって被記録媒体に画像を形成する画像形成装置において、前記記録ヘッドに液体を供給するための請求項１ないし１７のいずれかに記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は液体供給装置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、プロッタ等の各種画像形成装置として用いられるインクジェット記録装置においては、インク滴を吐出する液滴吐出ヘッドであるインクジェットヘッドを記録ヘッドに用いて画像を記録（形成、あるいは、印刷）するものである。
【０００３】
インクジェットヘッドは、インク滴を吐出するノズルと、このノズルが連通する吐出室（圧力室、加圧液室、液室、インク室、インク流路等とも称される。）と、この吐出室内のインクを加圧するエネルギーを発生するアクチュエータ手段（エネルギー発生手段）とを備えて、アクチュエータ手段を駆動することで吐出室内インクを加圧して、ノズルからインク滴を吐出させるものであり、記録の必要なときにのみインク滴を吐出するインク・オン・デマンド方式のものが主流である。
【０００４】
そして、インク滴（記録液体）を吐出させるためのアクチュエータ手段の種類により、幾つかの方式に大別される。液室の壁の一部を薄い振動板とし、これに対応して電気機械変換素子としての圧電素子を配置し、電圧印加に伴って発生する圧電素子の変形により振動板を変形させることで液室内の圧力を変化させてインク滴を吐出させるピエゾ（圧電）型のもの、液室内部に発熱体素子を配置し、通電による発熱体の加熱によって気泡を発生させ、気泡の圧力によってインク滴を吐出させるサーマル型のもの、液室の壁面を形成する振動板と、この振動板に対向して配置された液室外の個別電極とを備え、振動板と電極との間に電界を印加することで発生する静電力により振動板を変形させて、液室内の圧力／体積を変化させることによりノズルからインク滴を吐出させる静電型のものなどが知られている。
【０００５】
このようなインクジェット記録装置において、記録ヘッドにインクを供給する方式としては、恒久的なヘッドにインクタンクを交換可能とする方式と、インクタンクと記録ヘッドを一体化したディスポーザブルな方式がある。記録ヘッドの耐久性の向上に伴い、コストを加味して、インクタンクを交換可能とするものが主流となっている。
【０００６】
ここで、インクタンクを交換可能とするものには、記録ヘッドを搭載するキャリッジにインクカートリッジ（インクタンク）を搭載するものと、キャリッジ上には記録ヘッドにインクを供給するための小容量のサブタンク（液体容器）を搭載し、液体保管タンクである大容量のインクカートリッジ（メインタンク）を装置本体側に設置し、サブタンクに装置本体側のメインタンクからインクを補充供給するようにしたものがある。
【０００７】
ところで、キャリッジ搭載型のインクカートリッジに多く用いられる多孔質体（フォーム体）は、毛管力により簡便に負圧が発生できる反面、多孔質体自身からのゴミの発生を完全に抑えることが非常に難しいという問題がある。
【０００８】
一方、サブタンクをキャリッジに搭載する方式は、メインタンクからサブタンクへのインク供給方式によって、更に、チューブ方式やスタンド方式などに分けられるが、いずれにしてもインク供給経路全体に微細なゴミが侵入しないように管理することが難しいという課題がある。
【０００９】
また、根本的に、インクタンクを交換可能としたものはユーザ環境で交換を実施するため、埃など微細なゴミのインク供給経路へ侵入を管理することはできない。
【００１０】
そのため、通常は、記録ヘッドのインク供給口の直前にフィルタを設けて、記録ヘッドへの微細なゴミの侵入を防止している。
【特許文献１】特開２００１−１１３７８７号公報
【特許文献２】特開２００１−１２９９７９号公報
【００１１】
また、インク中の異物を取り除く目的ではなく、大気中のゴミの侵入を防止するものとして、インクバッファに大気圧より高いときに開き、低いときに閉じる弁手段を設け、弁手段より内側にゴミの侵入を防止するメッシュ手段を設けたものもある。
【特許文献３】特開２００１−６７９７６号公報
【００１２】
さらに、上記特許文献２の装置と同様にインク中の異物を取り除く目的ではなく、大気中のゴミの侵入を防止するものとして、サブタンク内に、インクの流入、排出により負圧を発生する負圧発生手段を設け、サブタンクの大気開放部に外気をろ過するフィルタを設けたものもある。
【特許文献４】特開２００１−１９１１７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
画像形成装置において、記録ヘッドへの侵入を防止しなければならないゴミなどの異物の大きさは、もっとも流路の狭い部分、すなわち、ノズル径で決まる。つまり、ゴミの侵入で噴射が不安定になったとしても、ノズルから排出できる大きさであれば、最悪、回復処理により、現状回復できる。これに対して、ノズルから排出できない大きさのゴミが侵入した場合には、ノズルが詰まって吐出不良になり、回復動作でも回復できず、ヘッドの交換を余儀なくされることになる。これは、コスト面でも不利であるとともに、ユーザに対しても迷惑をかけることになる。
【００１４】
一方、近年、画質向上の要求から、吐出させる最小滴はますます小さくなり、更に滴を微小化するという要求がある。これに伴って、ノズル径も小さくなる傾向にある。
【００１５】
特に、いわゆるメニスカスコントロールによりノズル径よりも相対的に小さい滴を吐出させることのできる圧電型ヘッドや静電型ヘッドはまだしも、ノズル径によって滴の大きさが支配的なサーマル型ヘッドでは、ノズル径が小さくなる傾向が強い。
【００１６】
このように、ノズル径が小さくなるに伴って、フィルタの孔径は更に小さくする必要がある。複数のゴミが一度にノズルに流れ込んでも排出できるように、フィルタの孔径はノズル径の半分より小さいことが好ましいといえる。
【００１７】
しかしながら、フィルタの孔径を小さくすると、フィルタの流体抵抗値は著しく大きくなり、ヘッドに対するリフィル能力が制約されることになる。
【００１８】
簡略化して管状のモデルで理論的に考えると、径が半分になると管の流体抵抗値は径の４乗で効くので１６倍になる。ただし、孔数は４倍に増やせると考えると、流体抵抗値は４倍になる。実際はフィルタの孔径（通してしまうゴミの径）を半分にすると、フィルタの流体抵抗値は４倍以上に大きくなる。
【００１９】
これを補うために、フィルタ部の面積を広げる方法があるが、レイアウト上大きな制約になる。また、流路に対してフィルタ部だけ広げても、インクは均一に流れないので、面積を広げた割合より流体抵抗を下げる効果は小さい（流体抵抗値を揃えるためには更に面積が必要になる）。
【００２０】
一方、インクの面から見ると、近年、より粘度の高いインクが使用される傾向にある。これは、普通紙におけるにじみ防止などの要求から粘度を上げて流れ難くするほか、画質改善のためにインク処方の自由度を上げる目的がある。
【００２１】
しかしながら、インクの粘度の上昇は比例的にフィルタ部の流体抵抗値を大きくして、インク供給を更に厳しくする。そのため、インク供給能力が印刷速度の制約になりつつあるという課題がある。
【００２２】
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、記録ヘッドへのゴミの侵入を防止すると共に、十分なリフィル能力を有するインク供給系を備え、より微小な滴の吐出が可能で、印刷速度も速い画像形成装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
本発明に係る液体供給装置は、フィルタよりも記録ヘッド側に負圧を発生するための負圧発生手段を備えている構成とした。
【００２４】
また、本発明に係る液体供給装置は、負圧を発生するための負圧発生手段よりも下流側にフィルタが存在しない構成とした。
【００２５】
これらの各本発明に係る液体供給装置においては、負圧発生手段とは別の第２の負圧発生手段をフィルタよりも上流側に有している構成とすることができ、この場合、第２の負圧発生手段は多孔質体による毛管力で負圧を発生させる構成、あるいは、第２の負圧発生手段は水頭差で負圧を発生させる構成とすることができ、また、第２の負圧発生手段による負圧値が負圧発生手段による負圧値と略同じであることが好ましい。
【００２６】
また、フィルタの上流側に弁手段を備えている構成とすることができる。さらに、記録ヘッドのノズル径が１０μｍ以下であることが好ましく、さらにまた、記録ヘッドの吐出圧力発生手段が電気熱変換素子であることが好ましい。
【００２７】
さらに、吐出する液体の粘度が２２℃の環境下で６ｃｐ以上であることが好ましい。また、吐出する液体の粘度が、動作保証範囲の最低温度で１０ｃｐ以上であることが好ましい。
【００２８】
上記第２の負圧発生手段を設け、あるいは、フィルタの上流側に弁手段を設ける場合、フィルタの上流側に加圧手段と弁手段を設けることが好ましく、あるいは、フィルタの上流側に第２の負圧発生手段を兼ねる加圧手段を設けることが好ましい。これらの場合、環境温度に応じてフィルタの上流側の圧力を変更する手段を備え、また、記録する印字情報に基づき、液体消費量を算出する手段を有し、液体消費量に基づきフィルタの上流側の圧力を変更する手段を備えていることが好ましい。
【００２９】
また、フィルタの孔径は５μｍ以下であることが好ましい。さらに、液体タンクは交換可能なカートリッジとすることができる。
【００３０】
本発明に係る画像形成装置は、記録ヘッドに液体を供給するための本発明に係る液体供給装置を備えたものである。
【発明の効果】
【００３１】
本発明に係る液体供給装置によれば、負圧を発生するための負圧発生手段よりも下流側にフィルタが存在しないので、液体消費量が多く、フィルタ部の液体供給が不足する場合でも、負圧発生手段がバッファとなって記録ヘッド内が過度に負圧になることが防止され、気泡を引き込みによるノズル抜けすることを防止できる。逆に言えば、フィルタ部の流体抵抗値を上げても良くなり、目の細かいフィルタを使用して、異物侵入によるノズル詰りに対して信頼性を向上させることができる。そして、フィルタ部の液体流量が制約にならず、十分なリフィル能力を有するインク供給系となるので、より微小な滴の吐出が可能で、印刷速度も速い画像形成装置を構成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照して説明する。まず、本発明に係る液体供給装置を含む本発明に係る画像形成装置の第１実施形態について図１及び図２を参照して説明する。なお、図１は同装置の本発明に係るインクジェット記録装置の機構部の概略斜視説明図、図２は同機構部の側面説明図である。
【００３３】
このインクジェット記録装置は、記録装置本体１の内部に主走査方向に移動可能なキャリッジ、キャリッジに搭載したインクジェットヘッドからなる記録ヘッド、記録ヘッドへのインクを供給するインクカートリッジ等で構成される画像形成機構部２等を収納し、給紙カセット４或いは手差しトレイ５から給送される用紙３を取り込み、画像形成機構部２によって所要の画像を記録した後、後面側に装着された排紙トレイ６に排紙する。
【００３４】
画像形成機構部２は、図示しない左右の側板に横架したガイド部材である主ガイドロッド１１と従ガイドロッド１２とでキャリッジ１３を主走査方向に摺動自在に保持し、このキャリッジ１３にはイエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｂｋ）の各色のインク滴を吐出するインクジェットヘッドからなる記録ヘッド１４をインク滴吐出方向を下方に向けて装着し、キャリッジ１３の上側にはヘッド１４に各色のインクを供給するための各インクタンク（インクカートリッジ）１５を交換可能に装着している。
【００３５】
ここで、キャリッジ１３は後方側を主ガイドロッド１１に摺動自在に嵌装し、前方側を従ガイドロッド１２に摺動自在に載置している。そして、このキャリッジ１３を主走査方向に移動走査するため、主走査モータ１７で回転駆動される駆動プーリ１８と従動プーリ１９との間にタイミングベルト２０を張装し、このタイミングベルト２０をキャリッジ１３に固定しており、主走査モータ１７の正逆回転によりキャリッジ１３が往復駆動される。
【００３６】
また、記録ヘッド１４としては、電気熱変換素子（発熱抵抗体）により気泡を発生させることでインク滴を吐出するサーマル方式のインクジェットヘッドを用いている。そして、記録ヘッド１４のノズル列は、各列６００ｄｐｉピッチでハーフピッチずらして２列設け、インターレースなしで副走査方向に１２００ｄｐｉの分解能を実現している。また、記録ヘッド１４は、吐出するインク滴の大きさを２．５ｐｌとし、そのためにノズル径をφ１０μｍとしている。ノズル数は各列６００個、即ち、印字可能な副走査方向の長さが１インチ幅の記録ヘッドとしている。
【００３７】
なお、本発明は記録ヘッドの吐出圧力発生手段（アクチュエータ手段）を限定するものではないが、上述したようにノズル径が最も小さくなり、より微細な異物の除去が必要になるサーマル方式の記録ヘッドに有効である。また、記録ヘッド１４として、ここでは各色の記録ヘッド１４を用いているが、各色のインク滴を吐出するノズルを有する１個の記録ヘッドとすることもできる。
【００３８】
一方、給紙カセット４にセットした用紙３を記録ヘッド１４の下方側に搬送するために、給紙カセット４から用紙３を分離給装する給紙ローラ２１及びフリクションパッド２２と、用紙３を案内するガイド部材２３と、給紙された用紙３を反転させて搬送する搬送ローラ２４と、この搬送ローラ２４の周面に押し付けられる搬送コロ２５及び搬送ローラ２４からの用紙３の送り出し角度を規定する先端コロ２６とを設けている。搬送ローラ２４は副走査モータ２７によってギヤ列を介して回転駆動される。
【００３９】
そして、キャリッジ１３の主走査方向の移動範囲に対応して搬送ローラ２４から送り出された用紙３を記録ヘッド１４の下方側で案内する用紙ガイド部材である印写受け部材２９を設けている。この印写受け部材２９の用紙搬送方向下流側には、用紙３を排紙方向へ送り出すために回転駆動される搬送コロ３１、拍車３２を設け、さらに用紙３を排紙トレイ６に送り出す排紙ローラ３３及び拍車３４と、排紙経路を形成するガイド部材３５、３６とを配設している。
【００４０】
記録時には、キャリッジ１３を移動させながら画像信号に応じて記録ヘッド１４を駆動することにより、停止している用紙３にインクを吐出して１行分を記録し、用紙３を所定量搬送後次の行の記録を行う。記録終了信号または、用紙３の後端が記録領域に到達した信号を受けることにより、記録動作を終了させ用紙３を排紙する。
【００４１】
また、キャリッジ１３の移動方向右端側の記録領域を外れた位置には、記録ヘッド１４の吐出不良を回復するための回復装置３７を配置している。回復装置３７は、キャップ手段と吸引手段とクリーニング手段を有している。キャリッジ１３は印字待機中にはこの回復装置３７側に移動されてキャッピング手段で記録ヘッド１４をキャッピングされ、吐出口部（ノズル孔）を湿潤状態に保つことによりインク乾燥による吐出不良を防止する。また、記録途中などに記録と関係しないインクを吐出する（パージする）ことにより、全ての吐出口のインク粘度を一定にし、安定した吐出性能を維持する。
【００４２】
吐出不良が発生した場合等には、キャッピング手段で記録ヘッド１４の吐出口（ノズル）を密封し、チューブを通して吸引手段で吐出口からインクとともに気泡等を吸い出し、吐出口面に付着したインクやゴミ等はクリーニング手段により除去され吐出不良が回復される。また、吸引されたインクは、本体下部に設置された廃インク溜（不図示）に排出され、廃インク溜内部のインク吸収体に吸収保持される。
【００４３】
そこで、次に、この画像形成装置における本発明に係る液体供給装置について図３を参照して説明する。なお、同図は同液体供給装置の概略構成図である。
この液体供給装置は、液体タンクであるインクカートリッジ１５と記録ヘッド１４との間には、微細な異物の侵入を防止するフィルタ４１と、負圧を発生させる負圧発生手段４２を順に設けている。
【００４４】
インクカートリッジ１５は、上方に図示しないが大気と連通する大気開放部を、下方には記録ヘッド１４へインクを供給するためのインク供給部５１を有し、内部にはインクが充填された多孔質体（いわゆるフォーム体）５２を有しており、多孔質体５２の毛管力により、記録ヘッド１４へ供給されるインクを、わずかな負圧を維持して保持している。なお、負圧値は水頭差約５０ｍｍに設定している。
【００４５】
このインクカートリッジ１５は、交換可能とするため、インク供給部５１で着脱可能とし、インク供給部５１には図示しないが、Ｏリングほかのシール部材を設けている。インクカートリッジ１５を交換可能とすることにより、記録ヘッド一体型のような無駄がなく、消耗品のみの交換となり、低コストの画像形成装置を提供することができる。
【００４６】
負圧発生手段４２は、図４及び図５に示すように、シームレスの円管状フィルム部材６１を流路４３の内面に張付け、その一部にフィルム部材６１からなる変形可能な領域４４を設け、この領域４４をレバー６２の凸部６２ａと連結している。
【００４７】
このレバー６２は凸部６２ａがフィルム状部材６１の変形可能領域４４を流路４３内に押し込み及び流路４３内から退避させる方向（図４の矢示Ａ、Ｂ方向）に揺動可能に設け、レバー６２にはバネ部材６５を連結している。バネ部材６５は所定の力でレバー６２を引っ張る方向、すなわち、フィルム部材６１内部の体積を膨張させる方向（図４の矢示Ｃ方向）に力が作用するように設けている。
【００４８】
なお、バネ部材６５として、ここでは、コイルバネを使用したが、バネ性を有する材料で、片持ち梁形状あるいは両持ち梁形状の付勢部材を用いることもできる。また、負圧発生手段４２は、内部を良く洗浄した後、記録ヘッド１４のフレーム部材とフィルタ４１を含むフィルタ部と熱溶着で接合する。
【００４９】
この負圧発生手段４２の動作について図６及び図７を参照して説明すると、まず、図６に示すように、ソレノイドのプランジャーなどのレバー固定手段４５で、レバー６２をフィルム部材６１内部の体積を収縮する方向（矢示Ａ方向）に押し付けた状態で、インクを充填する。その後、レバー固定手段４５による押圧を解除すると、図７に示すように、バネ部材６５の張力により、レバー６２はフィルム部材６１内部の体積が膨張する方向に変位し、フィルム部材６１内部の体積が図７に斜線を施して示す領域の体積変化分だけ増加し、負圧が発生する。
【００５０】
そこで、このバネ部材６５の張力を管理して、水頭差約５０ｍｍに相当する負圧をインクに発生させる。これは、前述したようにインクカートリッジ（インクタンク）１５のフォーム体５２の発生する負圧値に略等しい。
【００５１】
ただし、具体的には、レバー６２を固定した状態で記録ヘッド１４に充填して、インク供給経路を閉じた後、レバー固定手段を解除したときに、上記の負圧が発生するように設計している。正確に言えば、静的な状態で負圧が発生するには、供給経路を閉じるか、インクタンクでも同様の負圧が発生している必要がある。
【００５２】
フィルタ４１は、ノズル径φ１０μｍの記録ヘッド１４を詰らせないために、５μｍ粒子を９９.５％以上捕捉可能な濾過精度の綾畳折フィルタを使用している。フィルタの有効面積は約３００ｍｍ2であり、フィルタ部だけの流体抵抗値は、純水での測定で、実測約５×１９（Ｐａ・ｓ／ｍ3）であった。ここで使用しているインク粘度ηは、常温（２２℃）で約η＝３（ｃｐ）であるので、インクに対しての流体抵抗値は約1５×１０９（Ｐａ・ｓ／ｍ3）である。
【００５３】
そこで、比較のため、負圧発生手段４２のレバー固定手段４５を解除しないで記録ヘッド１４を使用した場合、ベタ印字を数１０枚続けるとノズル抜けが発生した。これは、負圧発生手段４２が作用せず、インクを吐出して消費した分だけフィルタ４１を通してインクを供給することができなかったため、記録ヘッド１４側の負圧が大きくなり過ぎて、メニスカスを壊してノズルから気泡を巻き込んだことが原因と考えられる。メニスカスが壊れるのは確率的な現象なので、１枚では発生しない場合もあるが、数１０枚のベタ印字を実施すると、少なくとも数ノズルはノズル抜けが発生した。
【００５４】
また、本実施形態では、レバー６２を固定した状態でもフィルム部材６１が露出しているところ（変形可能領域４４）で多少圧力が緩和されるが、従来のように固定された流路の場合はインク供給不足状態になると、より極端にノズル抜けが発生する。この状態になると、回復手段によりノズルからインクを吸引して気泡を排出しなければノズル抜けは復活しない。言い換えると、回復処理によりノズル抜けは回復するので、異物の侵入によるノズル詰りではなく、メニスカスが壊れて気泡を巻き込んだことがノズル抜けの原因であることが分かる。
【００５５】
これに対して、本発明に係る液体供給装置を適用した画像形成装置では、数１０枚〜１００枚単位でベタ印字しても、上記のようなノズル抜けは発生しなかった。フィルタ部の流体抵抗値は同じであるため、ベタ印字の時にはインク供給不足が発生するが、負圧発生手段４２のインク体積が減り、バネ部材６５が伸びた分若干負圧値は大きくなるが、これがバッファの役目を果して、過度の負圧でメニスカスが壊すのを防止している。
【００５６】
ベタ印字といっても、キャリッジが折り返す時間や、同時に動作させることが多く単純に合計した時間にはならないが、用紙を副走査方向に送る時間があり、その間に、カートリッジ１５からフィルタ４１を通して負圧発生手段４２へのインクの供給が実施される。実際、キャリッジの往復運動は、吐出している時間に比べて、加減速時間は長いかほぼ同じ位の時間を必要とする。
【００５７】
このように、負圧発生手段４２をフィルタ４１の下流に配置し、負圧発生手段４２と記録ヘッド１４との間にはフィルタが存在しない構成としているので、ベタ印字のように液体消費量が多く、フィルタ部のインク供給が不足する場合でも、負圧発生手段４２がバッファとなり、記録ヘッド１４内が過度の負圧になることを防止できる。これにより、気泡を引き込みノズル抜けすることを防止できる。
【００５８】
このことは、逆に言えば、フィルタ部の流体抵抗値を上げてもよくなり、目の細かいフィルタを使用して、異物侵入によるノズル詰りに対する信頼性を向上することができる。更に、フィルタ部のインク流量が制約にならないので、記録ヘッド本来の印字速度を確保することができる。
【００５９】
また、フィルタ４１の上流のインクカートリッジ１５には多孔質体による毛管力で負圧を発生させる第２の負圧発生手段を有することで、負圧維持が容易になり、多孔質体による毛管力で負圧を発生させることで、構成が簡略で低コスト化を図れ、第２の負圧発生手段の負圧値と負圧発生手段の負圧値とが略同一であるので、負圧維持が容易になる。
【００６０】
さらに、上述したように、記録ヘッドのノズル径を１０μｍ以下とすることにより、微細な滴を吐出することができると共に、異物の侵入を阻止するためにノズルに見合ったろ過精度のフィルタを用いて流体抵抗値が大きくなっても、負圧発生手段がフィルタの下流にある構成とすることで、インク供給不足による過度の負圧でノズル抜け等が発生することを防止することができ、インク供給不足による印刷速度の低下を防止することができる。
【００６１】
また、記録ヘッドとして吐出圧力発生手段が電気熱変換素子を用いるヘッド構成とすることで、記録ヘッドの構成が簡略でノズルの高密度配置が可能であり、記録密度を向上させることができると共に、負圧発生手段をフィルタの下流に儲け、負圧発生手段の下流側にフィルタが存在しない構成とすることで、インク供給不足による過度の負圧でノズル抜け等が発生することを防止することができ、インク供給不足による印刷速度の低下を防止することができる。
【００６２】
次に、本発明に係る液体供給装置を含む本発明に係る画像形成装置の第２実施形態について図８ないし図１０を参照して説明する。なお、図８は同画像形成装置を前方側から見た斜視説明図、図９は同装置の機構部の全体構成を説明する概略構成図、図１０は同機構部の要部平面説明図である。
【００６３】
この画像形成装置は、図８に示すように、装置本体１０１と、装置本体１０１に装着した、記録媒体である用紙を装填するための給紙トレイ１０２と、装置本体１０１に装着され画像が記録（形成）された用紙をストックするための排紙トレイ１０３とを備え、さらに、装置本体１０１の前面１０４の一端部側には、前面１０４から前方側に突き出し、上面１０５よりも低くなったカートリッジ装填部１０６を有し、このカートリッジ装填部１０６の上面に操作キーや表示器などの操作部１０７を配置している。カートリッジ装填部１０６には液体保管用タンク（メインタンク）であるインクカートリッジ１１０の脱着を行うための開閉可能な前カバー１０８を有している。
【００６４】
そして、図９及び図１０に示すように、図示しない左右の側板に横架したガイド部材であるガイドロッド１１１とステー１１２とでキャリッジ１１３を主走査方向に摺動自在に保持し、図示しない主走査モータによって図１０で矢示方向に移動走査する。
【００６５】
このキャリッジ１１３には、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｂｋ）の各色のインク滴を吐出する４個のインクジェットヘッドからなる記録ヘッド１１４を複数のインク吐出口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。
【００６６】
記録ヘッド１１４を構成するインクジェットヘッドとしては、前述した第１実施形態と同様に、電気熱変換素子（発熱抵抗体）により気泡を発生させることでインク滴を吐出するサーマル方式のインクジェットヘッドを用いている。そして、記録ヘッド１４のノズル列は、各列６００ｄｐｉピッチでハーフピッチずらして２列設け、インターレースなしで副走査方向に１２００ｄｐｉの分解能を実現している。また、記録ヘッド１１４は、吐出するインク滴の大きさを２．５ｐｌとし、そのためにノズル径をφ１０μｍとしている。ノズル数は各列６００個、即ち、印字可能な副走査方向の長さが１インチ幅の記録ヘッドとしている。
【００６７】
なお、本発明は記録ヘッドの吐出圧力発生手段（アクチュエータ手段）を限定するものではないが、上述したようにノズル径が最も小さくなり、より微細な異物の除去が必要になるサーマル方式の記録ヘッドに有効である。また、記録ヘッド１１４として、ここでは各色の記録ヘッド１１４を用いているが、各色のインク滴を吐出するノズルを有する１個の記録ヘッドとすることもできる。
【００６８】
また、キャリッジ１１３には、記録ヘッド１１４に各色のインクを供給するための各色の液体容器であるサブタンク１１５を搭載している。このサブタンク１１５にはインク供給チューブ１１６を介して前述した各色のインクカートリッジ（メインタンク）１１０からインクが補充供給される。ここで、インクカートリッジ１１０は、それぞれ各色に対応してイエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｂｋ）の各色のインクを収容している。
【００６９】
一方、給紙トレイ１０３の用紙積載部（圧板）１２１上に積載した用紙１２２を給紙するための給紙部として、用紙積載部１２１から用紙１２２を１枚づつ分離給送する半月コロ（給紙コロ）１２３及び給紙コロ１２３に対向し、摩擦係数の大きな材質からなる分離パッド１２４を備え、この分離パッド１２４は給紙コロ１２３側に付勢されている。
【００７０】
そして、この給紙部から給紙された用紙１２２を記録ヘッド１１４の下方側で搬送するための搬送部として、用紙１２２を静電吸着して搬送するための搬送ベルト１３１と、給紙部からガイド１２５を介して送られる用紙１２２を搬送ベルト１３１との間で挟んで搬送するためのカウンタローラ１３２と、略鉛直上方に送られる用紙１２２を略９０°方向転換させて搬送ベルト１３１上に倣わせるための搬送ガイド１３３と、押さえ部材１３４で搬送ベルト１３１側に付勢された先端加圧コロ１３５とを備えている。また、搬送ベルト１３１表面を帯電させるための帯電手段である帯電ローラ１３６を備えている。
【００７１】
ここで、搬送ベルト１３１は、無端状ベルトであり、搬送ローラ１３７とテンションローラ１３８との間に掛け渡されて、図１０のベルト搬送方向に周回するように構成している。帯電ローラ１３６は、搬送ベルト１３１の表層に接触し、搬送ベルト１３１の回動に従動して回転するように配置され、加圧力として軸の両端に各２．５Ｎをかけている。
【００７２】
また、搬送ベルト１３１の裏側には、記録ヘッド１１４による印写領域に対応してガイド部材１４１を配置している。このガイド部材１４１は、上面が搬送ベルト１３１を支持する２つのローラ（搬送ローラ１３７とテンションローラ１３８）の接線よりも記録ヘッド１１４側に突出している。これにより、搬送ベルト１３１は印写領域ではガイド部材１４１の上面にて押し上げられてガイドされるので、高精度な平面性を維持される。
【００７３】
さらに、このガイド部材１４１の搬送ベルト１３１の裏面と接触する面側には、主走査方向、すなわち搬送方向と直交する方向に複数の溝を形成して、搬送ベルト１３１との接触面積を少なくし、搬送ベルト１３１がスムーズにガイド部材１４１表面に沿って移動できるようにしている。
【００７４】
さらに、記録ヘッド１１４で記録された用紙１２２を排紙するための排紙部として、搬送ベルト１３１から用紙１２２を分離するための分離爪１５１と、排紙ローラ１５２及び排紙コロ１５３とを備え、排紙ローラ１５２の下方に排紙トレイ１０３を備えている。ここで、排紙ローラ１５２と排紙コロ１５３との間から排紙トレイ１０３までの高さは排紙トレイ１０３にストックできる量を多くするためにある程度高くしている。
【００７５】
また、装置本体１０１の背面部には両面給紙ユニット１６１が着脱自在に装着されている。この両面給紙ユニット１６１は搬送ベルト１３１の逆方向回転で戻される用紙１２２を取り込んで反転させて再度カウンタローラ１３２と搬送ベルト１３１との間に給紙する。また、この両面給紙ユニット１６１の上面には手差し給紙部１６２を設けている。
【００７６】
さらに、図１０に示すように、キャリッジ１１３の走査方向側の非印字領域には、記録ヘッド１１４のノズルの状態を維持し、回復するための維持回復装置１７１を配置している。この維持回復装置１７１には、記録ヘッド１１４のノズル面をキャピングするためのキャップ部材１７２ａ、１７２ｂ、１７２ｃ、１７２ｄと、ノズル面をワイピングするためのワイパーブレード１７３などとを備えている。
【００７７】
このように構成した画像形成装置においては、給紙トレイ１０２から用紙１２２が１枚ずつ分離給紙され、略鉛直上方に給紙された用紙１２２はガイド１２５で案内され、搬送ベルト１３１とカウンタローラ１３２との間に挟まれて搬送され、更に先端を搬送ガイド１３３で案内されて先端加圧コロ１３５で搬送ベルト１３１に押し付けられ、略９０°搬送方向を転換される。
【００７８】
このとき、図示しない制御回路によって高圧電源から帯電ローラ１３６に対してプラス出力とマイナス出力とが交互に繰り返すように、つまり交番する電圧が印加され、搬送ベルト１３１が交番する帯電電圧パターン、すなわち、周回方向である副走査方向に、プラスとマイナスが所定の幅で帯状に交互に帯電されたものとなる。このプラス、マイナス交互に帯電した搬送ベルト１３１上に用紙１２２が給送されると、用紙１２２が搬送ベルト１３１に静電的に吸着され、搬送ベルト１３１の周回移動によって用紙１２２が副走査方向に搬送される。
【００７９】
そこで、キャリッジ１１３を移動させながら画像信号に応じて記録ヘッド１１４を駆動することにより、停止している用紙１２２にインク滴を吐出して１行分を記録し、用紙１２２を所定量搬送後、次の行の記録を行う。記録終了信号又は用紙１２２の後端が記録領域に到達した信号を受けることにより、記録動作を終了して、用紙１２２を排紙トレイ１０３に排紙する。
【００８０】
また、印字（記録）待機中にはキャリッジ１１３は回復装置１７１側に移動されて、キャップ１７２ａ〜１７２ｄで記録ヘッド１１４をキャッピングされ、ノズルを湿潤状態に保つことによりインク乾燥による吐出不良を防止し、また、記録開始前、記録途中などに記録と関係しないインクを吐出する回復動作を行って安定した吐出性能を維持する。
【００８１】
次に、この画像形成装置における本発明に係る液体供給装置について図１１を参照して説明する。なお、同図は液体供給装置の全体構成を説明する説明図である。
この液体供給装置は、前記第１実施形態と同様に、液体タンクであるサブタンク１１５と記録ヘッド１４との間には、微細な異物の侵入を防止するフィルタ４１と、負圧を発生させる負圧発生手段４２を順に設け、負圧発生手段４２の下流側にはフィルタが存在しない構成としている。
【００８２】
そして、サブタンク１１５には供給部１１５ａによってチューブ１１６を連結し、インクカートリッジ１１０からインクを補充供給するようにしている。なお、インクカートリッジ１１０は前記第1実施形態のインクカートリッジ１５と同様に内部にフォーム体５２を設け、負圧を発生させるようにしている。
【００８３】
このように、チューブ供給方式は、インクカートリッジをキャリッジに載せないので、カートリッジの容量を大きくでき、高速大容量印刷には有利であるが、一般に、チューブを這い回す必要があるため、インクを供給する能力が低下する。特に、本実施形態のように、記録ヘッド１１４のノズル径が１０μｍ、フィルタ４１の孔径が５μｍのように微細化した場合に顕著な問題となる。
【００８４】
しかしながら、本発明のように、フィルタより記録ヘッド側（下流側）に負圧発生手段を設けることで、前記第１実施形態と同じように、負圧発生手段がインク供給のバッファとなり、気泡引き込みによるノズル抜けの発生を防止することができる。
【００８５】
ここで、この画像形成装置の制御部の概要について図１２を参照して説明する。なお、同図は同制御部の全体ブロック説明図である。
この制御部１８０は、装置全体の制御を司るＣＰＵ１８１と、ＣＰＵ１８１が実行するプログラム、その他の固定データを格納するＲＯＭ１８２と、画像データ等を一時格納するＲＡＭ１８３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不揮発性メモリ（ＮＶＲＡＭ）１８４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ＡＳＩＣ１８５とを備えている。
【００８６】
ここで、滴吐出量及び吸引量に関する情報、吐出パターン別の滴吐出量及び吸引量に関する情報、及びサブタンク１１５の満タン容量に関する情報はＲＯＭ１８２に格納保持している。別な形態として、これら情報は、ソフト的にホスト側のプリンタドライバ内部に格納保持することも可能である。これら情報を元に後述する（１）式、（２）式によって求められる使用インク量は、不揮発性メモリ１８４に格納保持される。
【００８７】
また、この制御部は、ホスト側とのデータ、信号の送受を行うためのＩ／Ｆ１８６と、記録ヘッド１１４を駆動制御するためのヘッド駆動制御部１８７及びヘッドドライバ１８８と、主走査モータ１９０を駆動するための主走査モータ駆動部１９１と、副走査モータ１９２を駆動するための副走査モータ駆動部１９３、回復装置１７１のモータ１９４を駆動するためのサブシステム駆動部１９５と、負圧発生手段４２のレバー６２を作動させるレバー固定手段４５を含む駆動ユニット１９６を駆動するための負圧発生手段駆動部１９７と、環境温度を検出する温度センサ２００からの検知信号及び図示しない各種センサからの検知信号を入力するためのＩ／Ｏ１９８などを備えている。
【００８８】
また、この制御部１８０には、この装置に必要な情報の入力及び表示をおこなうための操作パネル１９９が接続されている。
【００８９】
制御部１８０は、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側からの印刷データ等をケーブル或いはネットを介してＩ／Ｆ１８６で受信する。
【００９０】
そして、ＣＰＵ１８１は、Ｉ／Ｆ１８６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、ＡＳＩＣ１８５にて必要な画像処理、データの並び替え処理等を行ってヘッド駆動制御部１８７に画像データを転送する。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、例えばＲＯＭ１８２にフォントデータを格納して行っても良いし、ホスト側のプリンタドライバで画像データをビットマップデータに展開してこの装置に転送するようにしても良い。
【００９１】
ヘッド駆動制御部１８７は、記録ヘッド１１４の１行分に相当する画像データ（ドットパターンデータ）を受け取ると、この１行分のドットパターンデータを、クロック信号に同期して、ヘッドドライバ１８８にシリアルデータで送出し、また所定のタイミングでラッチ信号をヘッドドライバ１８８に送出し、ヘッドドライバ１８８が記録ヘッド１１４のアクチュエータ手段に駆動パルスを選択的に印加してヘッド１１４を駆動する。
【００９２】
ここで、ＣＰＵ１８１は、記録ヘッド１１４から吐出する液滴の数をカウントすることによって消費される液量を計測する。この場合、吐出パターンに応じた滴吐出量を格納している場合には、各パターン別の吐出回数（滴数）をカウントすることによって消費される液量（インクの使用量）を計測する。
【００９３】
すなわち、液吐出量及び吸引量に関する情報を予め保有している場合には、使用インク量（使用量Ｖ）を次の（１）式により算出して検出することができる。
【００９４】
【数１】
2005081744.tif 000003
【００９５】
このように、滴吐出量と吐出回数から得られる滴吐出に伴う使用量と回復動作（吸引）に伴う使用量とを加算すること消費されたインク量を、簡便に、かつ、精度良く計測することができる。なお、吐出量や吸引量が複数水準存在する場合は、個々の量と回数の積の総和を求めることになる。
【００９６】
この場合、実際のヘッドでは、ヘッド間によって滴吐出量にばらつきがある。そこで、ヘッドの滴吐出特性を反映するパラメータに応じて予め設定された係数によって滴吐出量の算出値を補正することが好ましい。すなわち、大き目の滴が出るヘッドでは滴の数を少なくし、逆に小さ目の滴が出るヘッドでは滴の数を大きくする補正を行うことによって、装置間及び各色のヘッド間でのばらつきを低減して、均質な画像出力を行えるようにする。
【００９７】
また、吐出パターン別の液吐出量及び吸引量に関する情報を予め保有している場合には、使用インク量を次の（２）式により算出して検出する。
【００９８】
【数２】
2005081744.tif 000004
【００９９】
例えば、階調印刷を行う場合には階調パターンに応じた吐出量データをもともと保有しているので、その吐出量データと階調発生回数とを掛け合わせることで、滴吐出量と吐出回数とを掛け合わせるよりも、より精度の高い液量の検出（算出）を行うことができる。前述した（１）式とこの（２）式との違いは、（１）式では吐出量の周波数特性等により差異が生じやすいが、（２）式では予め吐出パターンごとに周波数特性込みの吐出量を求めておき、これを用いて使用インク量を求めることで、より精度の高い検出を行うことができるという点である。
【０１００】
次に、本発明に係る液体供給装置の第３実施形態について図１３を参照して説明する。なお、同図は同液体供給装置の説明図である。
ここでは、インクカートリッジ２１０としてインク袋２１１を収容した構成のものを用いてインク容量のアップを狙っている。そして、インクカートリッジ２１０は、記録ヘッド１１４のノズル面と略同一か上方に、つまり、水頭差が高い場所に配置する構成とし、インクカートリッジ２１０からサブタンク１１５へのインク供給経路（チューブ１１６）の途中に弁手段２１６を設けている。
【０１０１】
なお、その他の構成は前記第２実施形態の装置と同様であり、サブタンク１１５からフィルタ４１、フィルタ４１から負圧発生手段４２を介して記録ヘッド１１４にインクを供給する構成とし、負圧発生手段４２より下流にフィルタ手段が存在しない構成としている。
【０１０２】
また、弁手段２１６は、前記第２実施形態の画像形成装置の制御部において、弁手段２１６を開閉駆動する弁駆動部を設けて対応するようにしている。
【０１０３】
このように構成したので、基本的な動作は前記第２実施形態の装置と同様であるが、キャリッジ搭載の負圧発生手段４２のみで負圧を維持するために、記録時以外のインク供給を必要としないときには弁手段２１６を閉じる制御を行うようにしている。
【０１０４】
また、通常は、記録時中も弁手段２１６を閉じて使用するが、低温環境でインク粘度が上昇した場合や、ベタ印字が続くような場合には、記録時中に弁手段２１６を開けて、サブタンク１１５側を正圧にして、インク供給を補助するようにしても良い。なお、インク消費量は、前述した第２実施形態で説明したように（１）式あるいは（２）式で記録ヘッドを駆動する印字データから算出することができる。
【０１０５】
この場合、正圧によるインクの流れはフィルタ４１を介して記録ヘッド１１４に供給されるので、急激なインクの流れは発生せず、制御は容易で、メニスカスを急激に壊すことはない。
【０１０６】
このように、フィルタの上流に弁手段を設けることによって、記録ヘッドの負圧は負圧発生手段で決まり、カートリッジ（インクタンク）側の設計自由度が高くなり、後述するように、ポンプや加圧機構（手段）との組み合わせが容易になる。
【０１０７】
また、温度によって弁手段を制御することによりフィルタの上流側の圧力を変更する構成とすることで、温度によるインク粘度の影響で、インク供給不足になることを防止することができる。さらに、インク消費量に基づき弁手段を制御することによりフィルタの上流側の圧力を変更する構成とすることで、フィルタ下流の負圧発生手段がインク供給のバッファとして機能しているうちにインク供給でき、通常の負圧維持を実現すると共に、バッファ機能を広くすることができる。
【０１０８】
次に、本発明に係る液体供給装置の第４実施形態について図１４を参照して説明する。なお、同図は同液体供給装置の説明図である。
この装置では、第３実施形態と同様に、インクカートリッジ２１０の内部にはインク袋２１１を収納しチューブ供給方式でサブタンク１１５にインクを供給する。
【０１０９】
そして、インクカートリッジ２１０のインク袋２１１を板状部材２１３で挟み、図示しないバネ部材で数１０ｍｍ〜１００ｍｍ以下の水頭差に相当する正圧をインク袋２１１にかけて、インクが供給し易いようにしている。これらの板状部材２１３とバネ部材によって加圧手段を構成している。なお、正圧の大きさは、正圧によってメニスカスを壊さない程度にする必要がある。ただし、正圧によるインクの流れはフィルタ４１を介して記録ヘッド１１４に供給されるので、急激なインクの流れは発生せず、制御は容易でメニスカスを急激に壊すことはない。
【０１１０】
また、インク供給経路（チューブ１１６）には弁手段２１６を設けて、これを通してキャリッジに搭載したサブタンク１１５にインクを供給している。なお、その他の構成は前記第３実施形態の装置と同様であり、サブタンク１１５からフィルタ４１、フィルタ４１から負圧発生手段４２を介して記録ヘッド１１４にインクを供給する構成とし、負圧発生手段４２より下流にフィルタ手段が存在しない構成とし、また、弁手段２１６の駆動は第３実施形態と同様に制御部の弁駆動部で行う。
【０１１１】
インク供給を必要としないときには、弁手段２１６を閉じて正圧がサブタンク１１５に掛からないようにする。これにより、負圧発生手段４２の負圧が維持され、メニスカスがわずかにノズル内部に引き込んだ安定した状態で保持される。
【０１１２】
この装置の基本的な動作は、上記第３実施形態と同様である。通常は、記録時中も弁手段２１６を閉じて使用するが、低温環境でインク粘度が上昇した場合や、ベタ印字が続くような場合には、記録時中に弁手段２１６を開けて、サブタンク１１５側を正圧にして、インク供給を補助するようにしても良い。なお、インク消費量は、前述した第２実施形態で説明したように（１）式あるいは（２）式で記録ヘッドを駆動する印字データから算出することができる。
【０１１３】
このように、フィルタの上流側に加圧手段と弁手段を設けているので、負圧を容易に維持して、メニスカスを安定させることができると共に、フィルタ上流を正圧にすることでインク供給不足を補完できる。
【０１１４】
次に、本発明に係る液体供給装置の第５実施形態について図１５を参照して説明する。なお、同図は同液体供給装置の説明図である。
この装置では、インクカートリッジ２１０とは別にサブタンク１１５との間にメインタンク２２１を設けて、インクカートリッジ２１０とメインタンク２２１との間には供給経路（ここではパイプを用いている）２２２を、メインタンク２２１とサブタンク１１５との間には供給経路（ここではパイプを用いている）２２３を設け、インクカートリッジ２１０とメインタンク２２１との間の供給経路２２２にはポンプ２２４を介設し、また、メインタンク２２１のインク量を検出するセンサ２２５を設けている。
【０１１５】
なお、前記各実施形態の装置と同様に、サブタンク１１５からフィルタ４１、フィルタ４１から負圧発生手段４２を介して記録ヘッド１１４にインクを供給する構成とし、負圧発生手段４２より下流にフィルタ手段が存在しない構成としている。
【０１１６】
この装置では、センサ２２５でメインタンク２２１のインク量を監視し、記録ヘッド１１４のノズル面とメインタンク２２１のインク面の水頭差で、負圧を制御するようにしている。また、インクカートリッジ２１０からメインタンク２２１へはセンサ２２２の信号に基づきポンプ２２４によりインクを補充供給する。
【０１１７】
本実施形態は、前記第２実施形態と同じように、キャリッジ上の負圧発生手段４２と、フィルタ４１の上流（カートリッジ側）に、メインタンク２２１の水頭差という第２の負圧発生手段を有した構成を有している。負圧発生手段４２の負圧と第２の負圧発生手段である水頭差は略同一に設定している。
【０１１８】
このように構成することで、負圧を維持すると共に、インク消費量が多いときに記録ヘッド内が過度の負圧になるのを防止して気泡引き込みによるノズル抜けを防ぐことができる。
【０１１９】
次に、本発明に係る液体供給装置の第６実施形態について図１６及び図１７を参照して説明する。なお、図１６は同液体供給装置の説明図、図１７はインクカートリッジの要部平面説明図である。
この装置では、前記第４実施形態と同様に、インクカートリッジ２１０のインク袋２１１を板状部材２１３で挟み、図１７に示すように、板状部材２１３の端部両側にバネ部材２１４、２１４を配置し、これらのバネ部材２１４、２１４の他端部側を保持部材２３１で保持している。
【０１２０】
そして、保持部材２３１は図７で矢示方向に移動可能に配置するとともに、保持部材２３１の移動範囲を規制するストッパ部材２３２、２３３を設けている。また、保持部材２３１は、図示しないがプランジャなどの駆動手段によって移動する構成としている。これらの板状部材２１３、バネ部材２１４と保持部材２３１によって第２の負圧発生手段と加圧手段とを兼ねる手段を構成している。
【０１２１】
なお、前記各実施形態の装置と同様に、サブタンク１１５からフィルタ４１、フィルタ４１から負圧発生手段４２を介して記録ヘッド１１４にインクを供給する構成とし、負圧発生手段４２より下流にフィルタ手段が存在しない構成としている。
【０１２２】
そして、第２の負圧発生手段（加圧手段）は、負圧、正圧共に絶対値で数１０ｍｍ〜１００ｍｍの水頭差に相当する圧力値をインク袋２１１に掛けるように設定している。ただし、正圧によるインクの流れはフィルタ４１を介して記録ヘッド１１４に供給されるので、急激なインクの流れは発生せず、制御は容易でメニスカスを急激に壊すことはない。
【０１２３】
通常は、第２の負圧発生手段も負圧に維持され、メニスカスがわずかにノズル内部に引き込んだ安定した状態で保持される。低温環境でインク粘度が上昇した場合や、ベタ印字が続くような場合には、記録時中に第２の負圧発生手段を負圧から正圧に切り替えて、サブタンク１１５側を正圧にして、インク供給を補助するようにしても良い。前述したように、インク消費量は記録ヘッドを駆動する印字データから算出することができる。
【０１２４】
このように、フィルタの上流側に第２の負圧手段を兼ねる加圧手段を設けているので、簡略な構成で負圧と正圧を切り替えることができ、負圧を維持してメニスカスを安定させることができると共に、正圧にすることでインク供給不足を補完することができる。
【０１２５】
次に、本発明に係る液体供給装置の第７実施形態について説明する。
ここでは、前記第１実施形態の液体供給装置を備えた画像形成装置において、２２℃環境で約３（ｃｐ）であったインクに代えて、２２℃で約６（ｃｐ）の高粘度顔料インクを用いた。
【０１２６】
第１実施形態と同様に、負圧発生手段４２のレバー固定手段４５を解除しないで記録ヘッド１４を使用した場合、ベタ印字を数１０枚続けると、かなりの数のノズル抜けが発生した。
【０１２７】
上述したようにインク供給不足による過度の負圧がメニスカスを壊して、気泡を引き込んだことが原因であるが、インクを高粘度にしたことによる極端な供給不足は、一気に負圧を大きくして多くのノズルを瞬間的にダウンさせる。
【０１２８】
したがって、インク供給能力は十分余裕を持つ必要があり、約６（ｃｐ）を超える高粘度インクでは、フィルタを通してインク供給をするのが難しくなる。特に、２２℃で６（ｃｐ）のインクは、環境温度が１０℃より下がると、１０（ｃｐ）を超えた更なる高粘度になるため、余程、印字速度を落とさない限り、ノズル抜けを解消するのは難しい。
【０１２９】
これに対して、本発明のようにフィルタ４１の下流に負圧発生手段４２を設けた構成にすると、数１０枚〜１００枚単位でベタ印字しても上述したようなノズル抜けは発生しなかった。これは、フィルタ部による供給不足が発生しても、負圧発生手段部４２のインク体積が減り、これがバッファの役目を果して、過度の負圧でメニスカスを壊すのを防止することよる。
【０１３０】
したがって、本発明の構成は、常温（２２℃）で６（ｃｐ）を超えるような高粘度インクを供給する液体供給装置あるいはこれを備える画像形成装置に特に有効である。
【０１３１】
言い換えると、画像形成装置が印刷速度／画質を保証する動作保証温度範囲において１０（ｃｐ）を超えるようなインクに対して特に有効である。
【０１３２】
このように、記録ヘッドから吐出するインク粘度が常温環境で６ｃｐ以上であるので、インクの移動速度が遅くにじみ難いと共に、粘度に関する制約を大幅に緩和できるのでインク処方の自由度が高くなり、画像品質を向上させることができる。そして、負圧発生手段がフィルタの下流にあるので、インク粘度上昇による流れ難さから供給不足が発生して、過度の負圧でノズル抜け等が発生することを防止することができ、インク供給不足による印刷速度の低下を防止することができる。
【０１３３】
また、記録ヘッドから吐出するインク粘度が動作保証範囲の最低温度で１０ｃｐ以上であるインクを用いることで、インクの移動速度が遅くにじみ難いと共に、粘度に関する制約を大幅に緩和できるのでインク処方の自由度が高くなり、画像品質を向上させることができる。また、負圧発生手段がフィルタの下流にあるので、インク粘度上昇による流れ難さから供給不足が発生して、過度の負圧でノズル抜け等が発生することを防止することができ、インク供給不足による印刷速度の低下を防止することができる。
【０１３４】
なお、上記実施形態においては、本発明をインクジェット記録装置に適用した例で説明したが、プリンタ、ファクシミリ装置、複写装置、プリンタ／ファックス／コピア複合機などにも適用することができ、また、インク以外の液体、例えば、液体レジストやＤＮＡ試料などの液体を用いた画像形成装置などにも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１３５】
【図１】本発明に係る液体供給装置を含む本発明に係る画像形成装置の第１実施形態を説明する機構部の概略斜視説明図である。
【図２】同画像形成装置の機構部の側面説明図である。
【図３】同画像形成装置の液体供給装置の説明に供する模式的説明図である。
【図４】同液体供給装置の負圧発生手段を説明する平面説明図である。
【図５】同負圧発生手段の正面説明図である。
【図６】同負圧発生手段の動作説明に供する平面説明図である。
【図７】同負圧発生手段の動作説明に供する平面説明図である。
【図８】本発明に係る液体供給装置を含む本発明に係る画像形成装置の第２実施形態を説明する前方側から見た斜視説明図である。
【図９】同画像形成装置の機構部の全体構成を説明する概略構成図である。
【図１０】同機構部の要部平面説明図である。
【図１１】同画像形成装置の液体供給装置の説明に供する模式的説明図である。
【図１２】同画像形成装置の制御部の概要を示すブロック説明図である。
【図１３】本発明に係る液体供給装置の第３実施形態を示す模式的説明図である。
【図１４】本発明に係る液体供給装置の第４実施形態を示す模式的説明図である。
【図１５】本発明に係る液体供給装置の第５実施形態を示す模式的説明図である。
【図１６】本発明に係る液体供給装置の第６実施形態を示す模式的説明図である。
【図１７】同実施形態のインクカートリッジ部分の要部平面説明図である。
【符号の説明】
【０１３６】
１３…キャリッジ
１４…記録ヘッド
１５…インクカートリッジ
４１…フィルタ
４２…負圧発生手段
５２…フォーム体
６１…フィルム部材
６２…レバー
６５…スプリング
１１０…インクカートリッジ
１１３…キャリッジ
１１４…記録ヘッド
１１５…サブタンク
１１６…チューブ
２１０…インクカートリッジ
２１１…インク袋
２１３…板状部材
２１４…バネ部材
２１６…弁手段
２２１…メインタンク
２３１…保持部材
【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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