(57)【要約】【課題】一般的なインクジェット画像形成装置のインク供給機構には、インク流を正逆に循環させる循環ポンプは備えておらず、インク流を正逆反転させて異物や高粘度インクの排除することはできない。【解決手段】インクジェット画像形成装置のインク循環機構に用いられるインク循環ポンプの種類に関わらず、上流インクポート及び下流インクポート内の加圧と平衡を利用して、正逆方向のインク循環を行い、記録ヘッド内の異物や高粘度インクを排除するインク供給制御方法である。【選択図】    図１
2009101668.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクを吐出する複数のノズルを有する記録ヘッドと、
前記記録ヘッドに前記インクを供給するポンプと、
前記ポンプから前記記録ヘッドに前記インクを供給するためのインク供給流路と、
前記記録ヘッドから前記ポンプに前記インクを供給するためのインク排出流路と、
前記インク供給流路上に設けられる第１のサブインクタンクと、
前記インク排出流路上に設けられる第２のサブインクタンクと、
前記インク供給流路側であって、前記第１のサブインクタンクと前記記録ヘッドの間に設けられ、供給される前記インクの流路抵抗となる流路抵抗部材と、
前記第１のサブインクタンクに設けられる第１の大気開放弁と、
前記第２のサブインクタンクに設けられる第２の大気開放弁と、
前記第１の大気開放弁及び前記第２の大気開放弁の開閉、及び前記ポンプの駆動を制御する制御部と、
を有し、
前記ポンプを停止させた際の前記インクの流路抵抗が、前記ポンプを挟む前記第１及び前記第２のサブタンク間の流路よりも、前記記録ヘッドを挟む前記第１及び前記第２のサブインクタンク間の流路のほうが低いインク循環経路におけるインク供給制御方法において、
前記第１の大気開放弁を閉鎖すると共に前記第２の大気開放弁を開放した状態で前記ポンプを駆動させるステップ１と、
前記第１のサブインクタンク内の圧力が所定圧力に達した後に、前記第２の大気開放弁を閉鎖するステップ２と、
前記ポンプの駆動を停止するステップ３と、
前記第１のサブインクタンク内の圧力と前記第２のサブインクタンク内の圧力とが平衡状態になったか否かを検出するステップ４と、
平衡状態に達した後に、前記第１の大気開放弁を開放するステップ５と、
を有することを特徴とするインク供給制御方法。
【請求項２】
前記制御部は、前記第２の大気開放弁を閉鎖すると同時に前記ポンプの駆動を停止することを特徴とする請求項１記載のインク供給制御方法。
【請求項３】
前記制御部は、前記第２の大気開放弁を閉鎖した後も前記ポンプの駆動を継続することを特徴とする請求項１記載のインク供給制方法。
【請求項４】
インクを吐出する複数のノズルを有する記録ヘッドと、
前記記録ヘッドに前記インクを供給するポンプと、
前記ポンプから前記記録ヘッドに前記インクを供給するためのインク供給流路と、
前記記録ヘッドから前記ポンプに前記インクを供給するためのインク排出流路と、
前記インク供給流路上に設けられる第１のサブインクタンクと、
前記インク排出流路上に設けられる第２のサブインクタンクと、
前記インク供給流路側であって、前記第１のサブインクタンクと前記記録ヘッドの間に設けられ、供給される前記インクの流路抵抗を可変にしうる流路抵抗部材と、
前記第１のサブインクタンクに設けられる第１の大気開放弁と、
前記第２のサブインクタンクに設けられる第２の大気開放弁と、
前記第１の大気開放弁及び前記第２の大気開放弁の開閉、前記ポンプの駆動、前記流路抵抗部材の流路抵抗値を制御する制御部と、
を有し、
前記ポンプを停止させた際の前記インクの流路抵抗が、前記ポンプを挟む前記第１及び前記第２のサブタンク間の流路よりも、前記記録ヘッドを挟む前記第１及び前記第２のサブインクタンク間の流路のほうが低いインク循環経路におけるインク供給制御方法において、
前記第１の大気開放弁を閉鎖すると共に前記第２の大気開放弁を開放し、前記流路抵抗部材の流路抵抗を高めた状態で前記ポンプを駆動させるステップ１と、
前記第１のサブインクタンク内の圧力が所定圧力に達した後に、前記第２の大気開放弁を閉鎖すると同時に前記流路抵抗部材の流路抵抗値を低減させるステップ２と、
前記ポンプの駆動を停止するステップ３と、
前記第１のサブインクタンク内の圧力と前記第２のサブインクタンク内の圧力とが平衡状態になったかどうかを検出するステップ４と、
平衡状態に達した後に、前記第１の大気開放弁を開放するステップ５と、
を有することを特徴とするインク供給制御方法。
【請求項５】
インクを吐出する複数のノズルを有する記録ヘッドと、
前記記録ヘッドに前記インクを供給するものであってインク供給量を可変とするポンプと、
前記ポンプから前記記録ヘッドに前記インクを供給するためのインク供給流路と、
前記記録ヘッドから前記ポンプに前記インクを供給するためのインク排出流路と、
前記インク供給流路上に設けられる第１のサブインクタンクと、
前記インク排出流路上に設けられる第２のサブインクタンクと、
前記インク供給流路側であって、前記第１のサブインクタンクと前記記録ヘッドの間に設けられ、供給される前記インクの流路抵抗となる流路抵抗部材と、
前記第１のサブインクタンクに設けられる第１の大気開放弁と、
前記第２のサブインクタンクに設けられる第２の大気開放弁と、
前記第１の大気開放弁及び前記第２の大気開放弁の開閉、前記ポンプの駆動を制御する制御部と、
を有し、
前記ポンプを停止させた際の前記インクの流路抵抗が、前記ポンプを挟む前記第１及び前記第２のサブタンク間の流路よりも、前記記録ヘッドを挟む前記第１及び前記第２のサブインクタンク間の流路のほうが低いインク循環経路におけるインク供給制御方法において、
前記第１の大気開放弁を閉鎖すると共に前記第２の大気開放弁を開放し、インク供給量を画像形成時よりも高めた状態でポンプを駆動させるステップ１と、
前記第１のサブインクタンク内の圧力が所定圧力に達した後に、前記第２の大気開放弁を閉鎖するステップ２と、
前記ポンプの駆動を停止するステップ３と、
前記第１のサブインクタンク内の圧力と前記第２のサブインクタンク内の圧力とが平衡状態になったかどうかを検出するステップ４と、
平衡状態に達した後に、第１の大気開放弁を開放するステップ５と、
を有することを特徴とするインク供給制御方法。
【請求項６】
前記インクを吐出する複数のノズルを有する記録ヘッドと、
前記記録ヘッドに前記インクを供給するポンプと、
前記ポンプから前記記録ヘッドに前記インクを供給するためのインク供給流路と、
前記記録ヘッドから前記ポンプに前記インクを供給するためのインク排出流路と、
前記インク供給流路上に設けられる第１のサブインクタンクと、
前記インク排出流路上に設けられる第２のサブインクタンクと、
前記インク供給流路側であって、前記第１のサブインクタンクと前記記録ヘッドの間に設けられ、供給される前記インクの流路抵抗となる流路抵抗部材と、
前記第１のサブインクタンクに設けられる第１の大気開放弁と、
前記第２のサブインクタンクに設けられる第２の大気開放弁と、
前記第１の大気開放弁及び前記第２の大気開放弁の開閉、及び前記ポンプの駆動を制御する制御部と、
を有し、
前記ポンプを停止させた際の前記インクの流路抵抗が、前記ポンプを挟む前記第１及び前記第２のサブタンク間の流路よりも、記録ヘッドを挟む前記第１及び前記第２のサブインクタンク間の流路のほうが低いインク循環経路におけるインク供給制御方法において、
前記第１の大気開放弁を閉鎖すると共に前記第２の大気開放弁を開放した状態で、前記ポンプを所定時間Ｔ１だけ駆動させるステップ１と、
所定時間Ｔ１経過後に、前記第２の大気開放弁を閉鎖するステップ２と、
前記ポンプの駆動を停止させるステップ３と、
前記第２の大気開放弁の閉鎖時間が所定時間Ｔ２に達した後に、前記第１の大気開放弁を開放するステップ４と、
を有することを特徴とするインク供給制御方法。
【請求項７】
前記制御部は、前記第２の大気開放弁を閉鎖すると同時に前記ポンプの駆動を停止することを特徴とする請求項６記載のインク供給制御方法。
【請求項８】
前記制御部は、前記第２の大気開放弁を閉鎖した後も前記ポンプの駆動を継続することを特徴とする請求項６記載のインク供給制方法。
【請求項９】
前記インクを吐出する複数の前記ノズルを有する記録ヘッドと、
前記記録ヘッドに前記インクを供給するポンプと、
前記ポンプから前記記録ヘッドに前記インクを供給するためのインク供給流路と、
前記記録ヘッドから前記ポンプに前記インクを供給するためのインク排出流路と、
前記インク供給流路上に設けられる第１のサブインクタンクと、
前記インク排出流路上に設けられる第２のサブインクタンクと、
前記インク供給流路側であって、前記第１のサブインクタンクと前記記録ヘッドの間に設けられ、供給される前記インクの流路抵抗を可変にしうる流路抵抗部材と、
前記第１のサブインクタンクに設けられる第１の大気開放弁と、
前記第２のサブインクタンクに設けられる第２の大気開放弁と、
前記第１の大気開放弁及び前記第２の大気開放弁の開閉、前記ポンプの駆動、前記流路抵抗部材の流路抵抗値を制御する制御部と、
を有し、
前記ポンプを停止させた際の前記インクの流路抵抗が、前記ポンプを挟む前記第１及び前記第２のサブタンク間の流路よりも、前記記録ヘッドを挟む前記第１及び前記第２のサブインクタンク間の流路のほうが低いインク循環経路におけるインク供給制御方法において、
前記第１の大気開放弁を閉鎖すると共に前記第２の大気開放弁を開放し、前記流路抵抗部材の流路抵抗を高めた状態で、前記ポンプを所定時間Ｔ１だけ駆動させるステップ１と、
所定時間Ｔ１経過後に、前記第２の大気開放弁を閉鎖すると同時に前記流路抵抗部材の流路抵抗値を低減させるステップ２と、
前記ポンプの駆動を停止させるステップ３と、
前記第２の大気開放弁の閉鎖時間が所定時間Ｔ２に達した後に、前記第１の大気開放弁を開放するステップ４と、
を有することを特徴とするインク供給制御方法。
【請求項１０】
インクを吐出する複数のノズルを有する記録ヘッドと、
前記記録ヘッドに前記インクを供給するものであってインク供給量を可変とするポンプと、
前記ポンプから前記記録ヘッドに前記インクを供給するためのインク供給流路と、
前記記録ヘッドから前記ポンプに前記インクを供給するためのインク排出流路と、
前記インク供給流路上に設けられる第１のサブインクタンクと、
前記インク排出流路上に設けられる第２のサブインクタンクと、
前記インク供給流路側であって、前記第１のサブインクタンクと前記記録ヘッドの間に設けられ、供給される前記インクの流路抵抗となる流路抵抗部材と、
前記第１のサブインクタンクに設けられる第１の大気開放弁と、
前記第２のサブインクタンクに設けられる第２の大気開放弁と、
前記第１の大気開放弁及び前記第２の大気開放弁の開閉、前記ポンプの駆動を制御する制御部と、
を有し、
前記ポンプを停止させた際の前記インクの流路抵抗が、前記ポンプを挟む前記第１及び前記第２のサブタンク間の流路よりも、前記記録ヘッドを挟む前記第１及び前記第２のサブインクタンク間の流路のほうが低いインク循環経路におけるインク供給制御方法において、
前記第１の大気開放弁を閉鎖すると共に前記第２の大気開放弁を開放し、インク供給量を画像形成時よりも高めた状態で、前記ポンプを所定時間Ｔ１駆動させるステップ１と、
所定時間Ｔ１経過後に、前記第２の大気開放弁を閉鎖すると同時に前記流路抵抗部材の流路抵抗値を低減させるステップ２と、
前記ポンプの駆動を停止させるステップ３と、
前記第２の大気開放弁の閉鎖時間が所定時間Ｔ２に達した後に、前記第１の大気開放弁を開放するステップ４と、
を有することを特徴とするインク供給制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクを吐出して画像形成を行うインクジェット画像形成装置のインク供給制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、インクジェット画像形成装置として、圧電素子、発熱素子等のアクチュエータを駆動して、記録媒体にインクを吐出して画像を形成する記録ヘッドを搭載する画像形成装置が知られている。インクを使用する記録ヘッドは、アクチュエータ内のインクに気泡や異物が混入した場合、或いは水分の蒸発によりアクチュエータ内でインクの粘度が上昇した場合、ノズルを詰まらせ、正常な画像形成を妨げる事態が発生する。
【０００３】
このような事態を防止するために、記録ヘッド内の異物を除去する必要があり、その対策として、循環するインク供給経路を設ける手法が知られている。記録ヘッドに印加するインクの圧力を高くすれば、記録ヘッド内の異物の除去効率を向上される。しかし、この場合、ヘッドのノズルに対しても、ヘッド内側から高い圧力が印加されるので、ノズルから多くのインクが排出され、廃インクとなっている。
【０００４】
これに対して、廃インク量を増やさずに記録ヘッド内の異物を効率よく除去する技術として、例えば特許文献１には、正逆転可能なチューブポンプを循環ポンプとして用いて、インクの循環方向を逆転し、記録ヘッド内の異物を除去する技術が提案されている。
【特許文献１】特開２０００−３３７１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前述した記録ヘッド内の異物の除去効率を向上させることが必要となるのは、記録ヘッド内により大きな異物が発生又はノズルの深刻な詰まりが発生した場合である。原因の１つとしては、ノズルから入り込んだ大規模な気泡や画像形成やインク吐出を伴うメンテナンスを実施せずに長期間の放置による記録ヘッド内のインクの粘度上昇が考えられる。このような事態を回避するためには、新たな構成部材を付設して、メンテナンス処理により対応させることができる。しかし、装置の大型化やコストが発生する。
【０００６】
また、画像形成装置に既存するインク流路にインク循環方向を逆転可能なインク循環ポンプを備えて、メンテナンスのシーケンスを変更し、逆方向にインクを流すことにより、記録ヘッド内に引っ掛かった異物を除去することができる。しかし、循環ポンプの種類は少ないため、その規格により設計仕様に制限を受ける。一般に装置の原価低減のためにも、インク流路に用いる循環ポンプは、通常の循環時における利点やコストから判断するべきであり、異常な詰まりを起こした記録ヘッドの回復の為に循環ポンプの機能への要求が増えることは望ましくない。
【０００７】
そこで本発明は、上記問題に着目したものであり、インクジェット画像形成装置のインク循環機構に用いられるインク循環ポンプの種類に関わらず、通常とは逆方向にインク循環を行い、記録ヘッド内の異物を除去するインク供給制御方法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】
【０００８】
本発明は、上記目的を達成するために、インクを吐出する複数のノズルを有する記録ヘッドと、前記記録ヘッドに前記インクを供給するポンプと、前記ポンプから前記記録ヘッドに前記インクを供給するためのインク供給流路と、前記記録ヘッドから前記ポンプに前記インクを供給するためのインク排出流路と、前記インク供給流路上に設けられる第１のサブインクタンクと、前記インク排出流路上に設けられる第２のサブインクタンクと、前記インク供給流路側であって、前記第１のサブインクタンクと前記記録ヘッドの間に設けられ、供給される前記インクの流路抵抗となる流路抵抗部材と、前記第１のサブインクタンクに設けられる第１の大気開放弁と、前記第２のサブインクタンクに設けられる第２の大気開放弁と、前記第１の大気開放弁及び前記第２の大気開放弁の開閉、及び前記ポンプの駆動を制御する制御部と、を有し、前記ポンプを停止させた際の前記インクの流路抵抗が、前記ポンプを挟む前記第１及び前記第２のサブタンク間の流路よりも、前記記録ヘッドを挟む前記第１及び前記第２のサブインクタンク間の流路のほうが低いインク循環経路におけるインク供給制御方法において、前記第１の大気開放弁を閉鎖すると共に前記第２の大気開放弁を開放した状態で前記ポンプを駆動させるステップ１と、前記第１のサブインクタンク内の圧力が所定圧力に達した後に、前記第２の大気開放弁を閉鎖するステップ２と、前記ポンプの駆動を停止するステップ３と、前記第１のサブインクタンク内の圧力と前記第２のサブインクタンク内の圧力とが平衡状態になったか否かを検出するステップ４と、平衡状態に達した後に、前記第１の大気開放弁を開放するステップ５と、を有するインク供給制御方法を提供する。
【０００９】
さらに、前記記録ヘッドと、前記ポンプと、前記インク供給流路と、前記インク排出流路と、前記第１のサブインクタンクと、前記第２のサブインクタンクと、前記インク供給流路側であって、前記第１のサブインクタンクと前記記録ヘッドの間に設けられ、供給される前記インクの流路抵抗を可変しうる流路抵抗部材と、前記第１の大気開放弁と、前記第２の大気開放弁と、前記制御部と、を有し、前記ポンプを停止させた際の前記インクの流路抵抗が、前記ポンプを挟む前記第１及び前記第２のサブタンク間の流路よりも、前記記録ヘッドを挟む前記第１及び前記第２のサブインクタンク間の流路のほうが低いインク循環経路におけるインク供給制御方法において、前記第１の大気開放弁を閉鎖すると共に前記第２の大気開放弁を開放し、前記流路抵抗部材の流路抵抗を高めた状態で前記ポンプを駆動させるステップ１と、前記第１のサブインクタンク内の圧力が所定圧力に達した後に、前記第２の大気開放弁を閉鎖すると同時に前記流路抵抗部材の流路抵抗値を低減させるステップ２と、前記ポンプの駆動を停止するステップ３と、前記第１のサブインクタンク内の圧力と前記第２のサブインクタンク内の圧力とが平衡状態になったかどうかを検出するステップ４と、平衡状態に達した後に、前記第１の大気開放弁を開放するステップ５と、を有するインク供給制御方法を提供する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、インクジェット画像形成装置のインク循環機構に用いられるインク循環ポンプの種類に関わらず、通常とは逆方向にインク循環を行い、記録ヘッド内の異物を除去するインク供給制御方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。  
図１は、本発明のインク供給制御方法を実現するためのインクジェット方式の画像形成装置の概念的な構成例を示す。尚、ここでは、インク供給制御方法を理解するために必要なインク供給機構の構成部位を示し、例えば、搬送機構における媒体供給機構及び媒体排出機構等は、その図示を省略しているが、一般に普及する構成の装置が備える構成部位は、少なくとも備えているものとする。
【００１２】
この画像形成装置１は、大別して、上流インクポート１０ｂと下流インクポート１０ｃとをそれぞれに備えた複数の記録ヘッド１０と、記録ヘッド１０のノズル１０ａと対向するように記録媒体３１を搬送する搬送機構３０と、記録ヘッド１０へインクを供給するインク供給機構２と、で構成される。
【００１３】
これらの記録ヘッド１０は、記録媒体３１の幅よりも短いノズル列を有する短尺記録ヘッドであり、記録媒体の幅以上になるように配置して構成している。これらの記録ヘッド１０には、多数のノズル１０ａが記録媒体３１の搬送方向と直交するに方向に配列されるノズル列として形成されている。
【００１４】
これらの記録ヘッド１０は、記録媒体３１の幅よりも短いノズル列を有する短尺記録ヘッドであり、記録媒体の幅以上になるように配置して構成している。図１に示すように、例えば、６個の短尺記録ヘッドを用いて、搬送方向から見て、それぞれの端部がオーバーラップされるように交互に並べ、搬送方向と直行するように配置される。また、各ノズル１０ａには、インク室との間に圧電素子により構成されたアクチュエータが設けられる。図示しない駆動部により、それらのアクチュエータが駆動されて、各ノズル１０ａからインクが吐出される。ノズル１０ａは、約２ｍｍ離れた対向位置の記録媒体３１にインクを吐出する。
【００１５】
インク供給機構２は、上流側からインクを供給する上流サブタンク（第１のサブインクタンク）１５と、インク供給の圧力を調整する流路抵抗部材１７と、記録ヘッド１０に供給するインクを流通する供給チューブ（インク供給流路）１６ａと、記録ヘッド１０から回収するインクを流通する回収チューブ１６ａと、回収したインクを貯留する下流サブタンク（第２のサブインクタンク）１１と、下流サブタンク１１から上流サブタンク１５へ帰還するインクを流通する帰還チューブ（インク排出流路）１６ｃと、帰還チューブ１６ｃに接続されるインクが循環するための圧力を供給する循環ポンプ１２と、インク温度を調整する温度調整器１３と、循環するインク内の異物を除去するフィルタ１４とで構成される。
【００１６】
これらのうち、上流サブタンク１５は、記録ヘッド１０のノズル１０ａよりも重力方向上方に配置され、供給チューブ１６ａ及び流路抵抗部材１７を経てインクを供給する。流路抵抗部材１７は、チューブ１６ａの経路上に設けられ、記録ヘッド１０に供給されるインクの圧力を調整する。下流サブタンク１１は、ノズル１０ａの位置よりも重力方面下方に配置され、記録ヘッド１０で画像形成に使用されなかったインクが回収チューブ１６ａを経て回収し貯留される。下流サブタンク１１のインクは、循環ポンプ１２により吸い上げられ、温度調整器１３で温度調整され、フィルタ１４でインク内の異物が除去されて、上流サブタンク１５に帰還される。
【００１７】
さらに、上流サブタンク１５の上方には、チューブ１８を介してインクボトル１９が設けられている。インクの吐出により、インク循環経路に貯留されているインク量が減少した場合には、インクボトル１９からインク上流サブタンク１５にインクが補充される。チューブ１８の経路上には弁２０ｂが設けられ、上流サブタンク１５にインクボトル１９からインクを補充する時以外は、弁２０ｂが閉じている。インクボトル１９に設けられた大気連通管１９ａによってインクボトル１９内部は大気圧に保たれている。
【００１８】
下流サブタンク１１には、内部空間を大気開放する為の下流大気開放弁（第２の大気開放弁）１１ａが設けられている。画像形成時には、下流大気開放弁１１ａは開いており、内部の空間は大気圧となっている。この下流大気開放弁１１ａを閉じることで下流サブタンク１１内を密閉することも出来る。
【００１９】
また、チューブ１６ｃの下流サブタンク１１側の端部には液面調整器１１ｂが設けられており、下流サブタンク１１からチューブ１６ｃに向かって流れるインク量を制御する。下流大気開放弁１１ａには、図示しないフィルタが設けられ、下流大気開放弁１１ａを通してインク供給機構２内に異物が混入することを防止する。
【００２０】
チューブ１６ｃの経路上には、インクが循環するための圧力を供給する循環ポンプ１２と、インク温度を調整する温度調整器１３と、循環するインク内の異物を除去するフィルタ１４と、が設けられている。
【００２１】
循環ポンプ１２は、停止時の流路抵抗が大きいという特徴を持つ。下流サブタンク１１と上流サブタンク１５との高さを考慮しなければ、その停止時には、通常のインク流路である下流サブタンク１１から循環ポンプ１２を経由して上流サブタンク１５へ流れるよりも、逆の方向の下流サブタンク１１から記録ヘッド１０を経由して上流サブタンク１５へ流れた方が流路抵抗も小さい。このような循環ポンプ１２としては、例えばバネを用いた一方向弁を使用するベローズポンプ、ギアポンプ又は、歯（プーリに設けられた突起部）によってチューブを押しつぶして、封鎖した状態で停止するチューブポンプ等を用いることができる。尚、ここでいう流路抵抗とは、インクの流れが流れ難い状態をいい、流路抵抗が高い状態とは、各チューブ内のインクに圧力が印加されている状態又は、循環ポンプ１２や弁等であれば、インクが通過し難い状態をいうものとする。従って、流路抵抗が高い方から低い方にインクは流れていく。
【００２２】
また上流サブタンク１５の上部には、上流大気開放弁（第２の大気開放弁）１５ａが設けられている。画像形成時には、上流大気開放弁１５ａは開放され、タンク内部は大気圧に保たれている。また上流サブタンク１５には、液面高さを検知する液面センサ２０ａが設けられており、タンク内の液面は、インク吐出を行う上での適正な水頭値を維持するために、常に適正な高さに保たれている。
【００２３】
上流大気開放弁１５ａに設けられた図示しないフィルタは、外部から上流大気開放弁１５ａを通してインク供給機構２内に異物が混入することを防止している。上流大気開放弁１５ａと下流大気開放弁１１ａと循環ポンプ１２は後述する循環方法に応じて、制御器３２に制御される。
【００２４】
以下に画像形成装置１が記録媒体３１に画像を記録する手順について説明する。  
まず、記録媒体３１は、搬送機構３０により、ノズル１０ａの前方を通過するように予め定められた搬送速度で搬送される。この搬送速度により図示しないエンコーダ等がカウント数を出力する。このカウント数に基づき、搬送速度と同期した吐出信号が生成される。この吐出信号に基づいて、記録ヘッド１０がインクを吐出することで、記録媒体３１に画像が形成される。ここで、記録ヘッド１０へのインク供給について説明する。  
インクは、上流サブタンク１５よりチューブ１６ａを通り、上流インクポート１０ｂから記録ヘッド１０に供給される。ノズル１０ａで吐出されなかったインクは、下流インクポート１０ｃより出てチューブ１６ｂを通り下流サブタンク１１に流れる。下流サブタンク１１内のインクは循環ポンプ１２によって吸い上げられ、チェーブ１６ｃを通って上流サブタンク１５へと戻る。このような通常の循環方向でインクが流れる場合を「正循環」と称し、その逆循環方向にインクが流れる場合を「逆循環」と称している。
【００２５】
インクがチューブ１６ｃ内を流れる過程で、温度調整器１３により、そのインクの温度が画像形成に適した温度に調整され、且つフィルタ１４によってインク内の不純物が濾過される。下流サブタンク１１の液面高さは、液面調整器１１ｂによって、適正な水頭値を維持すべく、常に適正な高さに維持されている。液面調整器１１ｂとしては、例えば液面が低下するとチューブ１６ｃへの出口流路を狭める浮き部材を用いることができる。循環ポンプ１２が一定の圧力でインクを循環している場合、下流サブタンク１１内の液面が低下すると、液面調整器１１ｂである浮き部材が降下し、チューブ１６ｃへの出口流路が狭まる。
【００２６】
これにより下流サブタンク１１から循環ポンプ１２がインクを吸い上げる際の流路抵抗が増加する。結果、下流サブタンク１１から単位時間当たりに吸い上げられるインク量が減少し、記録ヘッド１０側から流入されるインクによって、下流サブタンク１１内のインク液面が上昇する。
【００２７】
このように下流サブタンク１１内の液面は、一時的に変動しても、液面調整器１１ｂの作用によって、一定の高さに復帰する。結果として、ノズル１０ａからインクが吐出されると、上流サブタンク１５内のインクが減少し液面が低下する。液面センサ２０ａが上流サブタンク１５内の液面低下を検知すると、インク供給制御器２０ｃが弁２０ｂを開く。これによりインクボトル１９よりチューブ１８を通って上流サブタンク１５にインクが供給される。
【００２８】
一般に、高い画像形成の品位を維持するには、記録ヘッド１０内に異物が存在しない必要がある。これは、記録ヘッド１０内のアクチュエータ付近に異物が存在すると、アクチュエータ及びノズル１０ａへの正常なインク供給が妨げられるためである。また、アクチュエータ近傍に気泡が存在すると、気泡の体積弾性率がインクよりも極端に小さいため、アクチュエータ内の圧力を上昇させようとしても、圧力が気泡に吸収されてしまい、正常なインク吐出が困難になる。
【００２９】
また、インクが水性である場合には、記録ヘッド１０内に充填されたインクからノズル１０ａを通して水分が蒸発する恐れがある。水分が蒸発した水性インクの粘度が上昇し、吐出動作やインク循環の妨げとなる。従来の技術において説明したように、循環インク経路の使用や循環方向の逆転によって、これらの異物を効率よく除去することができる。
【００３０】
本実施形態では、一般的な構成のインク供給機構２に対して、第１の実施形態で提案するインク供給制御方法を用いて、インクの循環、逆循環を繰り返し、効率よく記録ヘッド１０内の異物を除去する。
【００３１】
以下に、図２乃至図４を参照して、本実施形態におけるインク供給制御方法の動作手順、作用及び効果について説明する。図２は、インク供給制御方法の動作手順について説明するために、図１に示したインク供給機構２における循環インク経路を抜粋して概念的に示している。図３は、本実施形態のインク供給制御方法について説明するためのフローチャートであり、図４は、そのインク供給制御の手順について説明するためのタイミングチャートである。
【００３２】
インク供給機構２でインクを逆方向に循環する際には、第１の過程で、上流大気開放弁１５ａを閉鎖し、下流大気開放弁１１ａを開放した状態で循環ポンプ１２を駆動する。これらの動作により、インクは、流路抵抗部材１７により上流サブタンク１５から記録ヘッド１０に流れ難いため、上流サブタンク１５内に溜まり、結果として上流サブタンク１５内の空間が加圧される（図２（ａ）参照）
第２の過程で、予め定められた一定時間Ｔ１［秒〕経過後に下流大気開放弁１１ａを閉鎖すると同時に、循環ポンプ１２を停止する。この時点では、まだ流路抵抗部材１７により上流サブタンク１５からの圧力が下流サブタンク１１に伝わっていない又は、伝わりにくい状態にある。従って、上流サブタンク１５内は加圧状態であり、下流サブタンク１１内は大気圧の状態となっている。
【００３３】
このため、時間の経過に伴い、インクは、上流サブタンク１５から流路抵抗部材１７を通過し、記録ヘッド１０を経由して下流サブタンク１１に流れ込む（図２（ｂ）参照）。また、循環ポンプ１２を停止するまでの時間Ｔ１［秒］を制御することで、この場合の循環圧力を調整することが可能である。つまり、時間Ｔ１が［大］のとき循環圧力が［大］となり、Ｔ１が［小］のとき循環圧力が［小］となる。
【００３４】
そして、循環ポンプ１２が停止した後、逆循環のための準備時間Ｔ２［秒］が経過すると、上流サブタンク１５内の圧力と下流サブタンク１１内の圧力と上流サブタンク１５と下流サブタンク１１の間の水頭圧が平衡する。この平衡状態に達するまでの準備時間Ｔ２［秒］は、予め測定しておく。
【００３５】
第３の過程で、循環ポンプ１２の停止後、準備時間Ｔ２［秒］以上経過してから上流大気開放弁１５ａを開放する。
【００３６】
上流大気開放弁１５ａが開放されると、平衡状態が崩れ、上流サブタンク１５内は大気圧の状態となり、下流サブタンク１１内は、加圧状態となる。さらに、この時、下流サブタンク１１の内圧により、下流サブタンク１１内の液面は、上流サブタンク１５内の液面までの水頭差より大きくなっている。このため、インクは、下流サブタンク１１から記録ヘッド１０を経由して上流サブタンク１５に逆流する（図２（ｃ）参照）。この時、停止した循環ポンプ１２の流路抵抗は、流路抵抗部材１７よりも大きいので、下流サブタンク１１から循環ポンプ１２を経由して上流サブタンク１５にインクが流れ込むことはない。
【００３７】
本実施形態では、下流サブタンク１１がノズル１０ａよりも重力方向下方にあることで、下流インクポートに印加されるインクの液圧を負圧に保っている。これにより、インクの循環速度を速めて、図２（ｂ）で平衡状態に至るまでの時間を短縮し、その過程でノズル１０ｂに印加される正圧を低減する。この結果、平衡状態に至るまでの過程で、ノズル１０ｂから外部に排出されるインク量が低減できる。
【００３８】
本実施形態によれば、インク循環方向を逆転可能なインク循環ポンプを備えていない一般的な構成のインク供給機構に、本実施形態におけるインク供給制御方法を適用することにより、インクの逆循環が実施可能となる。これによりインクの循環、逆循環を繰り返し、効率よく記録ヘッド１０内の異物を除去することができる。このインク流の逆循環を利用した異物除去により、ノズル１０ａから異物を排除して、正常なインク吐出を維持し画像形成品位を高く保つことができる。
【００３９】
尚、流路抵抗部材１７は、循環ポンプ１２の流路抵抗よりも低ければ、流路抵抗が大きいほどよい。この流路抵抗部材１７としては、例えば、圧電素子によって構成されたアクチュエータ内をインクが流れる構造を有する記録ヘッド１０内のインク流路が考えられる。インクを吐出するためのアクチュエータによって構成されたインク流路は狭く、この流路の流路抵抗は非常に大きい。また流路抵抗部材１７の流路抵抗値は可変であることが好ましい。一例としては、電磁弁やチューブ１６ａを介在させて流路抵抗を高める機構が考えられる。
【００４０】
また、流路抵抗部材１７の流路抵抗が可変可能な構成であれば、循環ポンプ１２を停止すると同時に、流路抵抗部材１７の流路抵抗を低減することで、上述した上流サブタンク１５内と下流サブタンク１１内の圧力が平衡状態に達するまでの時間を短縮することができる。この時間短縮によって、通常の正循環と逆循環の切り替え頻度が向上されるので、記録ヘッド１０内の異物除去効率が向上する。また、上流サブタンク１１に圧力をチャージする際には流路抵抗部材１７の流路抵抗を高めに設定しておくことで、上流サブタンク１１にチャージされる圧力をより高めることができる。これにより平衡状態に達した後の下流サブタンク１５内の圧力も高まり、より強い圧力によるインク流の逆循環が可能となる。
【００４１】
本実施形態において、循環ポンプ１２は、インク流の速度を可変にすることが好ましい。上流サブタンク１５に圧力をチャージするために、循環ポンプ１２を駆動する際には、より早い速度で、好ましくは画像形成時のインク供給（循環）量よりもインク供給量が高まるように循環ポンプ１２を駆動することで、上流サブタンク１５により高い圧力をチャージできる。
【００４２】
上述したインク逆循環のための操作において、上流サブタンク１５と下流サブタンク１１の圧力が平衡状態に達するタイミングを予め測定することを記載したが、これに限定されず、例えば、上流サブタンク１５内の圧力を測定できる上流側圧力センサと下流サブタンク１１内の圧力を測定できる下流側圧力センサをそれぞれ付設し、各圧力センサによって各サブタンク内の圧力を直接測定することで、平衡状態に達したか否かを検知することが可能である。即ち、第２の過程において、上流サブタンク１５内の圧力が所定圧力に達したと上流側圧力センサによって検知された後に、下流大気開放弁１１ａを閉鎖すると共に循環ポンプ１２を停止させて良い。そして、第３の過程において、上流側圧力センサと下流側圧力センサとによる検知結果から、上流サブタンク１５内の圧力と下流サブタンク１１内の圧力とが平衡になったならば上流大気開放弁１５ａを開放するようにしても良い。  第１の実施形態における変形例について説明する。  
前述した第１の実施形態では、上流タンク１５がノズル１０ａよりも上方にある配置を例としたが、これに限定されず、図５に示すように下流サブタンク１１よりも下方にあってもよい。これ以外の構成部位は、前述した第１の実施形態と同等であり、同じ参照符号を付して、その説明を省略する。
【００４３】
この変形例では、上流大気開放弁１５ａを閉鎖した状態で、通常の正循環によるインク循環を行う。この場合、循環ポンプ１２によって上流サブタンク１５内の空間は正圧に加圧される。この圧力で上流インクポート１０ｂにインクが供給される。ここで、逆循環を行う際には、まず、下流大気開放弁１１ａを閉鎖すると同時に、循環ポンプ１２を停止する。そして、所定の準備時間［Ｔ２］以上が経過した後、下流サブタンク１１内の圧力と上流サブタンク１５内の圧力が平衡状態に達した後、上流大気開放弁１５ａを開放する。この開放により、下流サブタンク１１内のインクが記録ヘッド１０を経由して上流サブタンク１１に流れる。
【００４４】
この変形例によれば、下流サブタンク１１が上流サブタンク１５に対して上方に配置されているため、水頭差が逆循環のための圧力として作用する。この作用により、第１の実施形態よりもより高い圧力で逆循環を行うことができる。
【００４５】
次に、第２の実施形態について説明する。  
図６（ａ）乃至（ｄ）は、第２の実施形態のインク供給制御方法を説明するための概念図である。本実施形態における構成部位は、前述した第１の実施形態における構成で同等であり、インク供給制御方法が異なっている。従って、本実施形態の説明において、図１に示す構成を参照して同じ参照符号を用いて説明する。ここで、図７は、本実施形態のインク供給制御方法を説明するためのフローチャートであり、図８は、本実施形態のインク供給制御について説明するためのタイミングチャートである。
【００４６】
前述した第１の実施形態では、下流大気開放弁１１ａの閉鎖と同時に循環ポンプ１２を停止する（図２（ｂ）及び図４参照）例であった。これに対し、本実施形態では、下流大気開放弁１１ａを閉鎖した後も、循環ポンプ１２の運転を継続させる。（図６（ｂ）及び図８を参照）。
【００４７】
第１の実施形態では、インクは上流サブタンク１５と下流サブタンク１１の水頭差によって循環させている。これに対して、本実施形態によるインク供給制御方法では、さらに循環ポンプ１２を運転してインクを循環させることで、第１の実施形態の循環圧よりも高い圧力でインク供給機構２内のインクを循環させる。これにより記録ヘッド内における異物の除去効率が向上する。
【００４８】
また、画像形成装置１が長期間使用されない状態で放置され、記録ヘッド１０内に増粘した水性インクが詰まっている場合、通常の循環では、インクが記録ヘッド１０内を流れることができず、下流サブタンク１１にインクが落ちてこない。このような場合に本実施の形態のインク供給制御方法でインクを循環すると、密閉された下流サブタンク１１内のインクを循環ポンプ１２が上流サブタンク１５に移送するが、代わりのインクが下流サブタンク１１に入ってこないので、下流サブタンク１１内が減圧されて負圧になる。
【００４９】
これにより上流インクポート１０ｂと下流インクポート１０ｃの圧力差が大きくなり、記録ヘッド１０内の増粘インクを押し流す循環圧力が高まる。この循環圧力を高めるだけでも、通常のインク循環動作よりも高い効率で記録ヘッド１０内の異物を除去することができる。
【００５０】
さらに、この後、循環ポンプ１２を停止し、下流サブタンク１１内が正圧になってから上流大気開放弁１５ａを開放し、インクの逆循環を行えば、通常よりも高い圧力によるインク流の正循環と逆循環の併用が可能となる。この作用によれば、記録ヘッド１０内で上流側と下流側の交互に揺さぶりをかけて、詰まっているインクや異物を離脱させた後、強い力で押し流すことになる。従って、記録ヘッド１０内の異物が多い場合や、記録ヘッド１０内に粘度の高まったインクが大量に詰まっている場合には、それらの異物や高粘度のインクをその場所から離脱させて効率よく、除去することができる。
【００５１】
本発明のインク供給制御方法を用いた異物や高粘度のインク排除を適応する画像形成装置は、複数の固定画像形成ヘッドを有するライン記録方式に限らず、例えば、走査移動する単一の画像形成ヘッドを備え、記録媒体の幅方向に画像形成ヘッドを走査移動しながら画像形成することによって、画像を形成するシリアル記録方式の記録ヘッドを有するインク供給機構であっても容易に適用することができる。
【００５２】
また、第１の実施形態、その変形例及び第２の実施形態を適宜組み合わせて、実施することができる。また、これらをシリアル記録方式の記録ヘッドを有するインク供給機構に適用してもよい。
【００５３】
本発明のインク供給制御方法は、以下の要旨を含んでいる。  
（１）記録媒体にインクを吐出して画像を形成する記録ヘッドを備える画像形成装置に搭載される前記記録ヘッドに前記インクを供給するためのインク供給機構のインク供給制御方法であって、
前記インク供給機構は、上流側から、開閉制御可能な第１の大気開放手段を有する第１のサブタンクと、前記第１のサブタンクの下流に設けられ前記記録ヘッドに供給されるインクの圧力を調整する流路抵抗部材と、前記記録ヘッドに供給するインクを流通する供給流路と、前記記録ヘッドから回収するインクを流通する回収流路と、前記回収流路から回収されたインクを貯留する開閉制御可能な第２の大気開放手段を有する第２のサブタンクと、前記第２のサブタンクからインクを前記第１のサブタンクに帰還流路を通じて帰還させる循環ポンプと、で構成される前記インク循環経路を成し、
前記回収流路の流路抵抗を前記供給流路の流路抵抗よりも高くして、異物及び高粘度インクを含むインクを前記第２のサブタンクから前記記録ヘッドを経て前記第１のサブタンクに流し込むことを特徴とするインク供給制御方法。
【００５４】
（２）前記回収流路の流路抵抗及び前記供給流路の流路抵抗は、
前記第１の大気開放手段を閉鎖し、前記第２の大気開放手段を開放した状態で、前記循環ポンプを任意時間動作させて、上記第１のサブタンク内の圧力を高めた後、前記第２の大気開放手段を閉鎖し、上記第１のサブタンク内の圧力と上記第２のサブタンク内の圧力が平衡した後、前記第１の大気開放手段を開放することにより生成することを特徴とする上記（１）項に記載のインク供給制御方法。
【００５５】
（３）前記回収流路の流路抵抗及び前記供給流路の流路抵抗は、
前記第１の大気開放手段を閉鎖し、前記第２の大気開放手段を開放した状態で、前記循環ポンプを任意時間動作させて、上記第１のサブタンク内の圧力を高めた後、前記第２の大気開放手段を閉鎖すると同時に上記循環ポンプを停止し、上記第１のサブタンク内の圧力と上記第２のサブタンク内の圧力が平衡した後、前記第１の大気開放手段を開放することにより生成することを特徴とする上記（２）項に記載のインク供給制御方法。
【００５６】
（４）前記回収流路の流路抵抗及び前記供給流路の流路抵抗は、
前記第１の大気開放手段を閉鎖し、前記第２の大気開放手段を開放した状態で、前記循環ポンプを任意時間動作させて、上記第１のサブタンク内の圧力を高めた後、前記第２の大気開放手段を閉鎖し、予め設定した時間の経過の後、循環ポンプの運転を停止し、上記第１のサブタンク内の圧力と上記第２のサブタンク内の圧力が平衡した後、前記第１の大気開放手段を開放することにより生成することを特徴とする上記（２）項に記載のインク供給制御方法。
【００５７】
（５）前記インク供給機構の前記流路抵抗部材は、流路抵抗が可変可能な機能を有し、
前記回収流路の流路抵抗及び前記供給流路の流路抵抗は、
前記第１の大気開放手段を閉鎖し、前記第２の大気開放手段を開放し、前記流路抵抗部材の流路抵抗を高めた状態で、前記循環ポンプを任意時間動作させて、上記第１のサブタンク内の圧力を高めた後、前記第２の大気開放手段を閉鎖し、上記第１のサブタンク内の圧力と上記第２のサブタンク内の圧力が平衡した後、前記第１の大気開放手段を開放することにより生成することを特徴とする上記（１）項に記載のインク供給制御方法。
【００５８】
（６）前記インク供給機構の前記循環ポンプは、循環速度が可変可能な機能を有し、
前記回収流路の流路抵抗及び前記供給流路の流路抵抗は、
前記第１の大気開放手段を閉鎖し、前記第２の大気開放手段を開放した状態で、画像形成時よりも速い速度で前記循環ポンプを任意時間動作させて、上記第１のサブタンク内の圧力を高めた後、前記第２の大気開放手段を閉鎖し、上記第１のサブタンク内の圧力と上記第２のサブタンク内の圧力が平衡した後、前記第１の大気開放手段を開放することにより生成することを特徴とする上記（１）項に記載のインク供給制御方法。
【００５９】
（７）  上記インク供給機構の循環経路において、
上記第２のサブタンクは、上記第１のサブタンクよりも上方に配置されていることを特徴とする上記（１）項乃至（６）項のいずれかに記載のインク供給制御方法。
【００６０】
（８）上記インク供給機構の循環経路において、
上記第２のサブタンクは、上記記録ヘッドのノズルよりも下方に設けられていることを特徴とする上記（１）項乃至（６）項のいずれかに記載のインク供給制御方法。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明に係る第１の実施形態のインク供給制御方法を実施するためのインクジェット方式の画像形成装置の概念的な構成例を示す図である。
【図２】図２（ａ）乃至（ｃ）は、第１の実施形態のインク供給制御方法について説明するための概念図である。
【図３】第１の実施形態のインク供給制御方法について説明するためのフローチャートである。
【図４】第１の実施形態のインク供給制御について説明するためのタイミングチャートである。
【図５】第１の実施形態における変形例を示す図である。
【図６】図６（ａ）乃至（ｄ）は、第２の実施形態のインク供給制御方法について説明するための概念図である。
【図７】第２の実施形態のインク供給制御方法について説明するためのフローチャートである。
【図８】第２の実施形態のインク供給制御について説明するためのタイミングチャートである。
【符号の説明】
【００６２】
１…画像形成装置、２…インク供給機構、１０…記録ヘッド、１０ａ…ノズル、１０ｂ…上流インクポート、１０ｃ…下流インクポート、１１…下流サブタンク、１１ａ…下流大気開放弁、１１ｂ…液面調整器、１２…循環ポンプ、１３…温度調整器、１４…フィルタ、１５…上流サブタンク、１５ａ…上流大気開放弁、１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１８…チューブ、１７…流路抵抗部、１９…インクボトル、１９ａ…大気連通管、２０ａ…液面センサ、２０ｂ…弁、２０ｃ…インク供給制御器、３０…搬送機構、３１…記録媒体、３２…制御器。
【図１】
2009101668.tif 000003
【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】
2009101668.tif 000009
【図８】
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