(57)【要約】【課題】負圧発生部にフィルム状部材を用い、フィルム状部材の変位を負圧検知レバーの変位で検知するサブタンクにあっては、交換時にフィル状部材を押圧してインクが溢れ出したり、環境変化でフィルム状部材が変位したときに正確な負圧検知を行うことができなくなる。【解決手段】記録ヘッド３４と、メインカートリッジ１０と、一つの面を構成する可撓性フィルム状部材２０２及び可撓性フィルム状部材２０２を外方へ付勢する弾性部材２０３とからなる負圧発生部と、可撓性フィルム状部材２０２の変位によりタンク内の負圧を検知する負圧検知レバー２０６とを有するサブタンク３５と、サブタンク３５のフィルム状部材２０２及び負圧検知レバー２０６の側面に位置してこれらを保護するとともに、負圧検知レバー２０６による負圧検知範囲を制限する保護部材３０１をヘッド３４のフレーム部材１１５と一体的に設けた。【選択図】図６
2009214418.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液滴を吐出する記録ヘッドと、
前記記録ヘッドに供給する液体を収容する交換可能なメインタンクと、
少なくとも一つの面を構成する可撓性フィルム状部材及びこの可撓性フィルム状部材を外方へ付勢する弾性部材とからなる負圧発生部と、前記可撓性フィルムの変位によりタンク内の負圧を検知する負圧検知手段とを有し、前記メインタンクから前記液体が補給され、前記記録ヘッドに前記液体を供給するサブタンクと、
前記サブタンクの負圧発生部及び負圧検知手段を保護するとともに、前記負圧検知手段による負圧検知範囲を制限する保護部材と、
を備えていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
請求項１に記載の画像形成装置において、前記サブタンクの負圧が前記負圧検知手段による検知範囲外の負圧であるときには、前記負圧検知手段が前記保護部材に当接することを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の画像形成装置において、前記保護部材は前記記録ヘッドに信号を伝達するケーブル部材を保持する保持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４】
請求項３に記載の画像形成装置において、前記保持手段は、爪部材又は板バネであることを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
液滴を吐出する記録ヘッドと、この記録ヘッドに液体を供給する液体タンクとを一体化したヘッドユニットであって、
前記液体タンクは、少なくとも一つの面を構成する可撓性フィルム状部材及びこの可撓性フィルム状部材を外方へ付勢する弾性部材とからなる負圧発生部と、前記可撓性フィルムの変位によりタンク内の負圧を検知する負圧検知手段とを備え、
このヘッドユニットは、前記液体タンクの前記負圧発生部及び負圧検知手段を保護するとともに、前記負圧検知手段による負圧検知範囲を制限する保護部材を有している
ことを特徴とするヘッドユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は画像形成装置及びヘッドユニットに関し、特に記録ヘッドとこの記録ヘッドに液体を供給する液体タンクを備える画像形成装置、及び記録ヘッドと液体タンクを一体化したヘッドユニットに関する。
【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】
このような液体吐出方式の画像形成装置において、装置本体側に交換可能に配置されたメインタンク（インクカートリッジ）と、このメインタンクからインクの補給を受けて、記録ヘッドのインクを供給するサブタンク（ヘッドタンク、バッファタンクとも称される。）を備えることで、インクカートリッジの交換回数を減らすことを可能にしたものがある。
【特許文献１】特開２００４−２７６４７２号公報
【０００５】
この特許文献１には、ヘッドタンクとして、少なくとも一つの面が可撓性フィルム状部材と、この可撓性フィルム状部材を外方へ付勢する弾性部材とで構成された負圧発生手段を備えるものが記載されている。
【０００６】
また、画像形成装置では、記録ヘッドからのインク吐出動作を安定化させるために、記録ヘッド内のインクを所定の負圧に維持する（ヘッド内のインクに作用する圧力を所定の負圧に保つ）ことが重要である。このため、一般には、記録ヘッドにインクを供給するインク供給系中に負圧発生手段を備え、その負圧発生手段によってヘッドに供給したインクに負圧を付与している。
【０００７】
このような負圧発生手段として、インクタンク内に収容したスポンジ状のインク吸収体の毛細管現象を利用して負圧を形成する構成や、インクタンク内を負圧に維持するように、インクタンクの少なくとも一部を形成する可撓性部材をインクタンク外方に付勢するばねなどの付勢手段を備えた構成が知られている。さらに、他の負圧発生手段として、ヘッドよりも下方にインクタンクを配置しておき、水頭差を利用してインクに負圧を付与する構成も知られている。
【０００８】
ところで、画像形成装置に対しては、より大きな紙面、またより多量な紙面に対して高速印刷を行うことが求められ、これまで以上に装置本体やヘッドの信頼性、耐久性、高寿命化が求められている。
【０００９】
しかしながら、液滴吐出ヘッドの目詰まり等により部品交換を余儀なくされた場合には、装置内の複数の部材を分解し、所定の部品交換を行った後に精度良く再組み立てを行わなければならい。これでは、部品交換のための時間や作業負担が大きくなってしまう。装置ごと交換すればこのような問題は解消されるが、これでは金銭的負担が大きくなり、また交換した装置の保管や処理についての問題が生じることになる。 
【００１０】
そこで、特許文献２には、画像形成部と副走査搬送部とをユニット化したエンジンユニットを装置本体に対して前後方向に脱着可能とし、エンジンユニットにはインクカートリッジを交換可能に装填するカートリッジ装填部を一体化してエンジンユニットとともに着脱できるようにし、更にエンジンユニットからキャリッジ、記録液チューブ及びカートリッジ装填部を一体的に着脱可能にすることが記載されている。
【特許文献２】特開２００６−２３１６５４号公報
【００１１】
また、特許文献３には、ヘッドタンク内と液体吐出ヘッドの着脱作業が簡単にでき組み立てや液体吐出ヘッドの交換時の手間が省けるようにするため、主走査方向に移動可能なキャリッジを記録紙の搬送面上方に配置し、ヘッドタンクを複数保持して液体吐出ヘッドに着脱自在に設けられた中間ベースを具備することが記載されている。
【特許文献３】特開２００２−００１９８３号公報
【００１２】
また、特許文献４には、ヘッドタンク内の負圧状態を検出するために、ヘッドタンク内の圧力に応じて変位するレバーを設けることが記載されている。これにより、簡単な構成でヘッドタンク内の圧力を検知することができ、ヘッドタンク内に空気や負圧低下を生じさせるインクが流入したときには、負圧回復動作を行い、常にヘッドタンク内の負圧を正常に保つことができる。
【特許文献４】特開２００７−１５１５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、特許文献１に記載のサブタンクにあっては、少なくとも一つの面が可撓性フィルム状部材と、この可撓性フィルム状部材を外方へ付勢する弾性部材とで構成されているため、液体吐出ヘッドユニット（記録ヘッドとサブタンクを一体化したもの）を着脱するとき、誤って側面を押してしまうと、ヘッドのノズル面及びサブタンク上部に設けられたチューブとの接続部からインクが溢れるおそれがある。
【００１４】
また、特許文献２に記載の構成にあっては、一個の不良記録ヘッドが生じた場合でも、他の正常なヘッドやカートリッジ装填部までも交換しなければならない。
【００１５】
また、特許文献３に記載の構成にあっては、中間ベース着脱時にヘッドユニット内に空気や異物が混入してしまうおそれがあり、ヘッドユニット内に混入した気泡や異物によって吐出不良を生じるおそれがある。
【００１６】
また、特許文献４に記載の構成にあっては、装置の置かれている環境の変化（特に湿度変化）に応じて、可撓性フィルムが吸湿、膨潤し、それに伴い、サブタンク内部のインク量や負圧値に変化がないのにもかかわらず、負圧検知レバーの位置が変化してしまうことになり、負圧検知レバーの位置がずれると、インク補充時にインクを過供給してしまい、サブタンク内が加圧され、負圧破壊を引き起こし、ヘッドのノズルからインクが漏れ出てしまうことがある、という課題がある。
【００１７】
さらに、上記特許文献4に記述されている液体吐出装置にあっては、液滴吐出ヘッドへ電気信号を送るためのフレキシブルケーブルが負圧検知レバーと干渉して負圧検知が正常に行えなくなるという虞もある。
【００１８】
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、少なくとも一面が可撓性フィルム部材で構成されるサブタンクを交換するときにタンク内のインクが溢れることを防止するとともに、環境変化によって可撓性フィルム部材が変位してもタンク内の圧力を正確に検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、
液滴を吐出する記録ヘッドと、
前記記録ヘッドに供給する液体を収容する交換可能なメインタンクと、
少なくとも一つの面を構成する可撓性フィルム状部材及びこの可撓性フィルム状部材を外方へ付勢する弾性部材とからなる負圧発生部と、前記可撓性フィルムの変位によりタンク内の負圧を検知する負圧検知手段とを有し、前記メインタンクから前記液体が補給され、前記記録ヘッドに前記液体を供給するサブタンクと、
前記サブタンクの負圧発生部及び負圧検知手段を保護するとともに、前記負圧検知手段による負圧検知範囲を制限する保護部材と、
を備えている構成とした。
【００２０】
ここで、前記サブタンクの負圧が前記負圧検知手段による検知範囲外の負圧であるときには、前記負圧検知手段が前記保護部材に当接する構成とできる。
【００２１】
また、前記保護部材は前記記録ヘッドに信号を伝達するケーブル部材を保持する保持手段を備えている構成とできる。この場合、前記保持手段は、爪部材又は板バネである構成とできる。
【００２２】
本発明に係るヘッドユニットは、
液滴を吐出する記録ヘッドと、この記録ヘッドに液体を供給する液体タンクとを一体化したヘッドユニットであって、
前記液体タンクは、少なくとも一つの面を構成する可撓性フィルム状部材及びこの可撓性フィルム状部材を外方へ付勢する弾性部材とからなる負圧発生部と、前記可撓性フィルムの変位によりタンク内の負圧を検知する負圧検知手段とを備え、
このヘッドユニットは、前記液体タンクの前記負圧発生部及び負圧検知手段を保護するとともに、前記負圧検知手段による負圧検知範囲を制限する保護部材を有している
構成とした。
【発明の効果】
【００２３】
本発明に係る画像形成装置及び本発明に係るヘッドユニットによれば、サブタンクの負圧発生部及び負圧検知手段を保護するとともに、負圧検知手段による負圧検知範囲を制限する保護部材を有しているので、サブタンクを交換するときに可撓性フィルム状部材が押されてタンク内のインクが溢れることを防止でき、環境変化によって可撓性フィルム部材が変位してもタンク内の圧力を正確に検出できるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
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。図１は本発明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前方側から見た斜視説明図である。
このインクジェット記録装置は、装置本体１と、装置本体１に装着された用紙を装填するための給紙トレイ２と、装置本体１に着脱自在に装着されて画像が記録（形成）された用紙をストックするための排紙トレイ３とを備えている。さらに、装置本体１の前面の一端部側（給排紙トレイ部の側方）には、第１液体収容手段であるインクカートリッジを装填するためのカートリッジ装填部４を有し、このカートリッジ装填部４の上面は操作ボタンや表示器などを設ける操作／表示部５としている。
【００２５】
このカートリッジ装填部４には、色の異なる色材である記録液（インク）、例えば黒（Ｋ）インク、シアン（Ｃ）インク、マゼンタ（Ｍ）インク、イエロー（Ｙ）インクをそれぞれ収容した複数の第１の液体収容手段としての記録液カートリッジであるインクカートリッジ（メインタンク）１０ｋ、１０ｃ、１０ｍ、１０ｙ（色を区別しないときは「インクカートリッジ１０」という。）を、装置本体１の前面側から後方側に向って挿入して装填可能とし、このカートリッジ装填部４の前面側には、インクカートリッジ１０を着脱するときに開く前カバー（カートリッジカバー）６を開閉可能に設けている。また、インクカートリッジ１０ｋ、１０ｃ、１０ｍ、１０ｙは縦置き状態で横方向に並べて装填する構成としている。
【００２６】
また、操作／表示部５には、各色のインクカートリッジ１０ｋ、１０ｃ、１０ｍ、１０ｙの装着位置（配置位置）に対応する配置位置で、各色のインクカートリッジ１０ｋ、１０ｃ、１０ｍ、１０ｙの残量がニアーエンド及びエンドになったことを表示するための各色の残量表示部１１ｋ、１１ｃ、１１ｍ、１１ｙを配置している。さらに、この操作／表示部５には、電源ボタン１２、用紙送り／印刷再開ボタン１３、キャンセルボタン１４も配置している。
【００２７】
次に、このインクジェット記録装置の機構部について図２及び図３を参照して説明する。なお、図２は同機構部の概要を示す側面模式的説明図、図３は同じく要部平面説明図である。
フレーム２０を構成する左右のメイン側板２１Ａ、２１Ｂに横架した主ガイドロッド３１と従ガイドロッド３２とでキャリッジ３３を主走査方向に摺動自在に保持し、主走査モータ３７によってタイミングベルト３８を介してキャリッジ主走査方向に移動走査する。
【００２８】
このキャリッジ３３には、前述したようにイエロー（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個の液滴吐出ヘッドからなる記録ヘッド３４を複数のインク吐出口を主走査方向と交叉する方向（用紙送り方向）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。
【００２９】
記録ヘッド３４を構成するインクジェットヘッドとしては、圧電素子などの圧電アクチュエータ、発熱抵抗体などの電気熱変換素子を用いて液体の膜沸騰による相変化を利用するサーマルアクチュエータ、温度変化による金属相変化を用いる形状記憶合金アクチュエータ、静電力を用いる静電アクチュエータなどを、液滴を吐出するための圧力を発生する圧力発生手段として備えたものなどを使用できる。
【００３０】
また、キャリッジ３３には、各記録ヘッド３４に各色のインクを供給するための第２液体収容手段である各色のヘッドタンク３５を搭載している。この各色のヘッドタンク３５には各色の可撓性を有する供給チューブ３６を介して、前述したように、カートリッジ装填部４に装着された各色のインクカートリッジ１０から各色のインクが補充供給される。このカートリッジ装填４にはインクカートリッジ１０内のインクを送液するための送液手段である供給ポンプユニット２４が設けられている。なお、供給チューブ３６は前ステー２９上に保持部材３７にて途中部分が保持されている。
【００３１】
一方、給紙トレイ２の用紙積載部（圧板）４１上に積載した用紙４２を給紙するための給紙部として、用紙積載部４１から用紙４２を１枚ずつ分離給送する半月コロ（給紙コロ）４３及び給紙コロ４３に対向し、摩擦係数の大きな材質からなる分離パッド４４を備え、この分離パッド４４は給紙コロ４３側に付勢されている。
【００３２】
そして、この給紙部から給紙された用紙４２を記録ヘッド３４の下方側に送り込むために、用紙４２を案内するガイド部材４５と、カウンタローラ４６と、搬送ガイド部材４７と、先端加圧コロ４９を有する押さえ部材４８とを備えるとともに、給送された用紙４２を静電吸着して記録ヘッド３４に対向する位置で搬送するための搬送手段である搬送ベルト５１を備えている。
【００３３】
この搬送ベルト５１は、無端状ベルトであり、搬送ローラ５２とテンションローラ５３との間に掛け渡されて、ベルト搬送方向（副走査方向）に周回するように構成している。また、この搬送ベルト５１の表面を帯電させるための帯電手段である帯電ローラ５６を備えている。この帯電ローラ５６は、搬送ベルト５１の表層に接触し、搬送ベルト５１の回動に従動して回転するように配置されている。さらに、搬送ベルト５１の裏側には、記録ヘッド３４による印写領域に対応してプラテン部となるガイド部材５７を配置している。これらの搬送ベルト５１、各ローラ５２、５３、ガイド部材５７などの用紙を搬送する部分は搬送ユニット５０としてユニット化し、左右のサブ側板２２Ａ、２２Ｂ（後述する。）で保持している。
【００３４】
この搬送ベルト５１は、図示しない副走査モータによってタイミングを介して搬送ローラ５２が回転駆動されることによってベルト搬送方向に周回移動する。
【００３５】
さらに、記録ヘッド３４で記録された用紙４２を排紙するための排紙部として、搬送ベルト５１から用紙４２を分離するための分離爪６１と、排紙ローラ６２及び排紙コロ６３とを備え、排紙ローラ６２の下方に排紙トレイ３を備えている。
【００３６】
また、装置本体１の背面部には両面ユニット７１が着脱自在に装着されている。この両面ユニット７１は搬送ベルト５１の逆方向回転で戻される用紙４２を取り込んで反転させて再度カウンタローラ４６と搬送ベルト５１との間に給紙する。また、この両面ユニット７１の上面は手差しトレイ７２としている。
【００３７】
さらに、図３に示すように、キャリッジ３３の走査方向一方側の非印字領域には、記録ヘッド３４のノズルの状態を維持し、回復するための回復手段を含む維持回復機構８１を配置している。
【００３８】
この維持回復機構８１には、記録ヘッド３４の各ノズル面をキャピングするための各キャップ部材（以下「キャップ」という。）８２ａ〜８２ｄ（区別しないときは「キャップ８２」という。）と、ノズル面をワイピングするためのブレード部材であるワイパーブレード８３と、増粘した記録液を排出するために記録に寄与しない液滴を吐出させる空吐出を行うときの液滴を受ける空吐出受け８４などを備えている。ここでは、キャップ８２ａを吸引及び保湿用キャップとし、他のキャップ８２ｂ〜８２ｄは保湿用キャップとしている。
【００３９】
そして、この維持回復機構８１による維持回復動作で生じる記録液の廃液、キャップ８２に排出されたインク、あるいはワイパーブレード８３に付着してワイパークリーナ８５で除去されたインク、空吐出受け９４に空吐出されたインクは図示しない廃液タンクに排出されて収容される。
【００４０】
また、キャリッジ３３の走査方向他方側の非印字領域には、記録中などに増粘した記録液を排出するために記録に寄与しない液滴を吐出させる空吐出を行うときの液滴を受ける空吐出受け８８を配置し、この空吐出受け８８には記録ヘッド３４のノズル列方向に沿った開口部８９などを備えている。
【００４１】
このように構成したインクジェット記録装置においては、給紙トレイ２から用紙４２が１枚ずつ分離給紙され、略鉛直上方に給紙された用紙４２はガイド４５で案内され、搬送ベルト５１とカウンタローラ４６との間に挟まれて搬送され、更に先端を搬送ガイド３７で案内されて先端加圧コロ４９で搬送ベルト５１に押し付けられ、略９０°搬送方向を転換される。
【００４２】
このとき、図示しない制御部のＡＣバイアス供給部から帯電ローラ５６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５１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５１上に用紙４２が給送されると、用紙４２が搬送ベルト５１に吸着され、搬送ベルト５１の周回移動によって用紙４２が副走査方向に搬送される。
【００４３】
そこで、キャリッジ３３を移動させながら画像信号に応じて記録ヘッド３４を駆動することにより、停止している用紙４２にインク滴を吐出して１行分を記録し、用紙４２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４２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４２を排紙トレイ３に排紙する。
【００４４】
また、印字（記録）待機中にはキャリッジ３３は維持回復機構８１側に移動されて、キャップ８２で記録ヘッド３４がキャッピングされて、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する。また、キャップ８２で記録ヘッド３４をキャッピングした状態で図示しない吸引ポンプによってノズルから記録液を吸引し（「ノズル吸引」又は「ヘッド吸引」という。）し、増粘した記録液や気泡を排出する回復動作を行う。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空吐出動作を行う。これによって、記録ヘッド３４の安定した吐出性能を維持する。
【００４５】
次に、本発明に係る記録ヘッドを構成する液体吐出ヘッドの一例について図４及び図５を参照して説明する。なお、図４は同ヘッドの分解斜視説明図、図５は同ヘッドの断面説明図である。
この液体吐出ヘッドは、液滴を吐出する複数のノズル１０２が直線状に並べられて構成される複数のノズル列が形成された、例えばＮｉ電鋳によって作製したノズル板１０１と、このノズル板１０１のノズル１０２が連通する圧力室１０６及び圧力室１０６にインクを供給するインク供給路１０７を形成した流路板１０４と、例えばＮｉ電鋳によって作製した振動板１０５とを積層接合している。
【００４６】
流路板１０４は、例えばＳｉ単結晶基板を異方性エッチングすることによって振動板１０５側に上記圧力室１０６及びインク供給路１０７を形成する凹部や圧力室１０６とノズル１０２を連通する連通管（ノズル連通路）を形成したものである。圧力室１０６には振動板１０５に形成した供給穴１０５ａを介して共通液室１０８からインクが供給される。
【００４７】
また、圧力室１０６のインクを加圧する圧力を発生するための駆動手段（圧力変換手段、アクチュエータ手段）としての圧電素子１１０を各ノズル１０２の列に対応するようにベース１１１上に接合配置している。なお、圧電素子１１０は具体的には２つの圧電素子をノズル１０２の各々に対応するように櫛歯状に溝加工して形成している。
【００４８】
そして、圧電素子１１０に駆動のためのＦＰＣ１２０を接合した状態で、振動板１０５に当接するように組み立てている。この圧電素子１１０の変位により振動板１０５が変形し、圧力室１０６内部の圧力上昇により、内部のインクがノズル１０２より液滴となって吐出される。
【００４９】
振動板１０５の供給穴１０５ａに対しては共通液室の構造部材でもあるフレーム部材１１５によって形成した共通液室１０８からインクが分配供給される。このフレーム部材１１５は、シリカの粉末を含有する熱硬化性エポキシ樹脂などによって形成している。
【００５０】
このフレーム部材１１５には、各ノズル列に対応する共通液室１０８に外部の液体供給手段、例えばインクカートリッジやサブタンクからインクを供給するための液体供給口１１９が形成されるとともに、圧電素子１１０及びベース１１１からなる圧電ユニットを収納するための開口部が形成されている。また、フレーム部材１１５のノズル板１０１側の外周面には、ノズル板１０１のノズル面周縁部を覆うヘッドカバー１１７を装着している。
【００５１】
そして、このフレーム部材１１５の液体供給口１０９の少なくとも一部を形成する部分（これを「液体供給口部」という。）１１９をノズル面と平行な方向から拘束するための固定板１２１を備えている。
【００５２】
この固定板１２１は、フレーム部材１１５の液体供給口部１１９を挿入する貫通穴１２２を有している。そして、フレーム部材１１５の液体供給口部１１９の外側にスペーサ１２３及びＯ−リング１２４を嵌め込んだ状態で、固定板１２１の貫通穴１２２内に液体供給口部１１９ａを挿入することで、液体供給口部１１９をノズル面と平行な方向から拘束して固定板１２１に固定している。なお、Ｏ−リング１２４に代えてその他の弾性部材、或いは封止部材を用いることもできる。
【００５３】
次に、本発明に係るヘッドユニットの第１実施形態について図６ないし図７を参照して説明する。なお、図６はヘッドユニットの斜視説明図、図７はサブタンクの分解斜視説明図である。
このヘッドユニットは、記録ヘッド３４とサブタンク３５とを一体的に備えている。そして、
サブタンク３５は、インクを収容するインク収容部２００を形成する容器本体（タンク本体）２０１に、インク収容部２００の開口（サブタンク３５の一面）を封止する可撓性を有するフィルム状部材（可撓性フィルム状部材）２０２を接着又は溶着などで貼り付け封止し、更にインク収容部２００内部にはタンク本体２０１とフィルム状部材２０２との間にフィルム状部材２０２を外方に付勢するための弾性部材であるバネ（スプリング）２０３を配設し、これらのフィルム状部材２０２及び弾性部材２０３によって負圧発生手段（機構）を構成している。
【００５４】
また、フィルム状部材２０２にはバネ２０３に対応して凸部形状となる膨らみ部２０２ａを形成してその外面に補強部材２０４を貼り付けている。そして、フィルム状部材２０２の変位に応じて変位する負圧検知レバー２０６をタンク本体２０１の側部に設けた支持部２０７，２０７に揺動可能に取り付けている。
【００５５】
また、タンク本体２０１にはインク収容部２００にインクを補充するためのインク導入路部２１１を設け、このインク導入路部２１１とインクカートリッジ１０に接続された供給チューブ３６とを接続するための連結手段２１２を着脱自在に装着できるようにしている。
【００５６】
さらに、タンク本体２０１の下部にはインク収容部２００から記録ヘッド（液体吐出ヘッド）３４にインクを供給するための連結部材２１３を取り付け、この連結部材２１３にはヘッド３４のインク供給路２１４を形成し、インク収容部２００との間にはフィルタ２１５を介装している。
【００５７】
そして、タンク本体２０１の上部分にはインク収容部２００から空気を出すための空気流路２２１を形成し、この空気流路２２１はタンク本体２０１に設けた大気開放穴２３１に連通している。この大気開放穴２３１にはサブタンク３５内の密閉状態及び大気開放状態を切り替えるための大気開放手段である大気開放弁機構２３２を設けている。この大気開放弁機構２３２は、ホルダ２３３内に弁座２３４、弁体であるボール２３５及びこのボール２３５を弁座２３４側に付勢するスプリング２３６を収納し、ホルダ２３３にボール２３５を押圧する押圧部材２３７（図６）を進退可能に設けて構成している。
【００５８】
また、タンク本体２０１の上部にはサブタンク３５内の気体（空気）の量が所定量以上になったこと（又はインク残量が所定量以下になったこと）を検知するための２本の検知電極２４１、２４２を装着している。検知電極２４１、２４２がいずれもインクに浸されている状態と少なくとも一方がインクに浸されていない状態とで検知電極２４１、２４２間の導通状態が変化することによって気体の量（又はインクの量）を検知することができる。
【００５９】
さらに、記録ヘッド３４のフレーム部材１１５と一体的に、サブタンク３５の可撓性フィルム状部材２０２及び負圧検知レバー２０６の側面を覆う保護部材３０１を設けている。この保護部材３０１は、フィル状部材２０２とバネ２０３から構成される負圧発生部及び負圧検知手段としての負圧検知レバー２０６を保護するとともに、負圧検知レバー２０６よる負圧検知範囲を制限する。
【００６０】
この実施形態における負圧維持制御について図８を参照して説明する。
図示しない制御部は、サブタンク３５に対するインク充填動作を開始するときに負圧維持制御動作も開始し、負圧検知レバー２０６の開き量の検知動作を行い、その結果から負圧検知レバー２０６の開きがある（負圧異常）か否かを判別することができる。また、開き量を予めサブタンク３５内部のインク量に換算しておくことで、サブタンク３５内のインク容量を検知することもできる。
【００６１】
例えば、図８（ａ）に示すように、サブタンク３５に対するインク充填動作を行うために点線図示の所定の位置から矢示方向にキャリッジ３３を移動させてサブタンク３５を移動させるとき、サブタンク３５の負圧が正常であれば、負圧検知レバー１２６はサブタンク３５側に移動しているので、距離Ｘだけ移動したときに満タン検知センサ３００によって負圧検知レバー２０６を検知することができる。
【００６２】
ここで、負圧異常が認められなかったときには、そのまま、インク充填を開始し、負圧検知レバー２０６の検出に応じた必要量のインクを補充してインク充填を終了する。
【００６３】
ところが、装置が置かれている室内環境の変化（特に湿度変化）に応じて可撓性フィルム部材２０２の表面の凹凸が増減してしまい、それに伴って、図８（ｂ）に示すように、サブタンク３５内部のインク量や負圧値に変化がないのにもかかわらず、仮想線図示の位置にあるべき負圧検知レバー２０６が、実線図示のように変位してしまうことがある。このとき、上記のようにインク充填を行うと、負圧検知レバー２０６の位置がずれているために、サブタンク３５内にインクを過供給してしまい、負圧破壊を引き起こし、記録ヘッド３４のノズル１０２からインクが漏れ出てしまうことがある。
【００６４】
そこで、図８（ｃ）に示すように、サブタンク３５の負圧が、適切な範囲外の負圧値であるときには、フレーム部材１１５と一体で成型された保護部材３０１と負圧検知レバー２０６とが当接する構造にしている。つまり、予めサブタンク３５内の負圧値は、記録ヘッド３４の吐出最適条件の範囲内にあるように設定されており、かつ、この吐出最適範囲から換算された負圧検知レバー２０６の変位範囲内だけを満タン検知センサ３００で検知することができるようにしている。
【００６５】
これによって、上記のような環境変化によって負圧検知レバー２０６の位置が変化してしまったとき、負圧検知レバー２０６の位置が検知範囲内にあるときは、そのままインク充填を実行し、負圧検知レバー２０６の位置が検知範囲外であるとき、つまり負圧検知レバー２０６が保護部材３０１に当接したときは、大気開放弁機構２３２を動作しサブタンク３５を大気に連通させ、キャップ８２aで記録ヘッド３４のノズル面をキャッピングした状態で図示しない吸引ポンプを作動させて記録ヘッド３４のノズル１０２からインクを所定量吸引する動作を行う。これによって、前述したように弾性部材２０３の復元力によってサブタンク３５内の負圧を正常な状態に回復することができる。
【００６６】
このように、負圧検知レバー２０６の変位量を制限する保護部材３０１を備えることで、負圧検知レバー２０６から正確な負圧値を検出することができるので、適切なインク充填動作ならびに負圧回復動作を実行することができる。
【００６７】
次に、本発明に係るヘッドユニットの第２実施形態について図９及び図１０を参照して説明する。なお、図９は同実施形態におけるヘッドユニットの斜視説明図、図１０はサブタンクの分解斜視説明図である。
このヘッドユニットは、１つの複数のノズル列を有する記録ヘッド（液体吐出ヘッド）３４と、１つの液体吐出ヘッド３４の２つのノズル列にそれぞれ異なる色（もしくは同色）のインクを供給するためサブタンク３５と、サブタンク３５と液体吐出ヘッド３４との間に介在させたフィルタユニット４００とで構成されている。
【００６８】
サブタンク３５は中央で仕切られた２つのインク収容部２００を有しており、各インク収容部２００などの構成については前記実施形態と同様で対応する部分に同じ符号を付して説明を省略する。なお、一方のインク収容部２００に関係する部分には符号に「Ａ」を、他方のインク収容部２００に対応する部分には符号に「Ｂ」を付して区別している。
【００６９】
そして、この実施形態では、フィルタユニット４００にサブタンク３５の負圧発生部及び負圧検知レバー２０６を保護するとともに、負圧検知レバー２０６の変位量を制限する保護部材３０１を一体的に設けている。ここでは、サブタンク３５の負圧が、適切な範囲外の負圧値である時には、フィルタユニット４００と一体で成型された保護部材３０１と負圧検知レバー２０６とが当接する構造になっている。
【００７０】
次に、本発明の第３実施形態について図１１及び図１２を参照して説明する。なお、図１１は同実施形態における保護部材の斜視説明図、図１２は図１１の部分拡大図である。
ここでは、ヘッドのフレーム部材１１５またはフィルタユニット４００と一体で設けられた保護部材３０１の内側（サブタンク３５側）若しくは外側のいずれか一方に、ヘッド３４に信号を伝達するケーブル部材であるＦＰＣ１２０を保持する保持手段であるツメ３０２を一体的に設けている。
【００７１】
これによって、ヘッド３４から引き出されているＦＰＣ（フレキシブルプリントケーブル）１２０が負圧検知レバー２０６に干渉して負圧検知が正常に行えなくなることを防止することができる。
【００７２】
次に、本発明の第４実施形態について図１３を参照して説明する。なお、図１３は同実施形態における保護部材の斜視説明図である。
ここでは、ヘッドのフレーム部材１１５またはフィルタユニット４００と一体で設けられた保護部材３０１の内側（サブタンク３５側）若しくは外側のいずれか一方に、ＦＰＣ１２０を保持する保持手段である板バネ３０３を装着している。
【００７３】
これによって、ヘッド３４から引き出されているＦＰＣ（フレキシブルプリントケーブル）１２０が負圧検知レバー２０６に干渉して負圧検知が正常に行えなくなることを防止することができるとともに、装置を組み立てる時に誤ってＦＣＰ１２０を引き抜いてしまうといった事態を防ぐこともできる。
【００７４】
以上の各実施形態において、サブタンク３５の負圧発生部を構成する可撓性フィルム部材２０２と弾性部材であるバネ２０３を保護する保護部材３０１を設けているので、ヘッド３４の部品交換を余儀なくされた場合でも、各部品を取り外すことなく、また、ヘッドユニットを着脱するときに誤ってフィルム状部材２０２の側面を押してインクがノズルから溢れ出すことが防止されて、簡単にヘッド交換を行うことができるようになる。
【００７５】
なお、上記実施形態では本発明をプリンタ構成の画像形成装置に適用した例で説明したが、これに限るものではなく、例えば、プリンタ／ファックス／コピア複合機などの画像形成装置に適用することができる。また、狭義のインク以外の液体や定着処理液などを用いる画像形成装置にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】本発明に係る画像形成装置の一例を示す斜視説明図である。
【図２】同画像形成装置の機構部を示す側面説明図である。
【図３】同じく要部平面説明図である。
【図４】記録ヘッドを構成する液体吐出ヘッドの一例を示す分解斜視説明図である。
【図５】同じくノズル配列と直交する方向（液室長手方向）に沿う断面説明図である。
【図６】本発明に係るヘッドユニットの第１実施形態の説明に供する斜視説明図である。
【図７】同じくサブタンクの分解斜視説明図である。
【図８】同ヘッドユニットを備えた場合の負圧制御の説明に供する模式的説明図である。
【図９】本発明に係るヘッドユニットの第２実施形態の説明に供する斜視説明図である。
【図１０】同じくサブタンクの分解斜視説明図である。
【図１１】本発明に係るヘッドユニットの第３実施形態の説明に供する保護部材の斜視説明図である。
【図１２】同じく図１１の要部拡大斜視説明図である。
【図１３】本発明に係るヘッドユニットの第４実施形態の説明に供する保護部材の斜視説明図である。
【符号の説明】
【００７７】
３３…キャリッジ
３４…記録ヘッド
３５…サブタンク
２０２…フィル状部材
２０３…スプリング
２０６…負圧検知レバー
３０１…保護部材
【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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