JP2015136887A - 液滴吐出装置、脱気方法、ノズルの洗浄方法、及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】インク等の液体中の気泡、及び固体成分の沈殿によるノズルの目詰まりを防止する機構と、液体の乾燥によるノズル目詰まりを解消する機構と、を兼ね備えた液滴吐出装置を提供する。
【解決手段】液滴吐出部２と、液滴吐出部に液体を供給するための第１の経路１００、及び第２の経路１１０と、液滴吐出部に第１の液体を供給する第１の液体供給部２０と、液滴吐出部を迂回する第３の経路１２０と、第４の経路１３０と、液滴吐出部に第２の液体を供給する第２の液体供給部４０と、第１の経路、若しくは第２の経路上に設置された経路開閉手段１１２と、を備えた。
【選択図】図１

Description

本発明は、インク、その他の液体を吐出する液滴吐出装置、液体からの脱気方法、ノズルの洗浄方法、及び画像形成装置に関する。

インクジェット方式の液滴吐出装置を利用して記録を行うプリンタ等の画像形成装置において、吐出ヘッド（インクジェットヘッド）に目詰りが発生すると、吐出ヘッド内のノズルからインクが吐出されず、正しく画像記録することができなくなる。
吐出ヘッドが目詰まりを起こす原因として、インク内に気泡が混入することと、ノズル部にインクの固体成分が固着することが知られている。
インク内に気泡が混入するとノズルに気泡が詰まり、インクの吐出が妨げられる。

また、固体成分が分離しやすいインクを用いる場合、吐出ヘッドにインクを供給する流路中のインクが流動しない状態が続くと、インク中の固体成分が沈殿してノズルを塞ぎ、インクの吐出が妨げられる。
さらに、ノズル内のインクが乾燥すると、インク中の固体成分がノズルを塞ぎ、インクの吐出が妨げられる。
インク中の気泡を除去する手段としては、特許文献１（特許第５２０９４３１号）のインクジェット装置に開示された気体を透過させる部材を用いた脱気装置が用いられる。
この脱気装置では、脱気室内に配置された気体を透過させる部材により、インク室と気体室とに分離された構造になっている。インク室にインクを流し、気体室を減圧すると、インク室内のインクに溶け込んだ気体が気体を透過させる部材を経由して気体室に移動し、インク内が脱気される仕組みになっている。

ところで、気体を透過させる部材を用いた脱気装置を用いてインクを脱気する場合に、脱気装置にインクが十分に流入しなくなった状態で気体室を減圧すると、インク室内のインクが過剰に減圧されることになる。この場合、インクを構成する溶媒が気体室に移動し、インク室内のインク濃度が上昇する。その結果、インクの粘度が上昇して吐出ヘッドでの吐出不良が発生する。そのため、脱気装置を用いて脱気する場合には、脱気装置に対してインクをある程度の流量で流し続ける必要がある。その手法の一つとして特許文献１には、ポンプを用いて脱気装置に一定流量のインクを流し続ける手法が開示されている。
これによれば、吐出ヘッド周辺のインク流路内にインクが常に循環するため、インク中の固体成分が沈殿することも同時に防ぐことができる。

次に、ノズル部に付着、残留したインクの固形成分を取り除くため、吐出ヘッドに洗浄液を流す手法として特許文献２の手法が知られている。
特許文献２に開示されたインクジェット装置では、ヘッド内の流路に洗浄液を高圧で流せる構成になっているため、ノズル部で固化したインク成分を洗い流すことができる。
特許文献２に示されたインクジェット装置の構成を改良することにより、サブタンクからメインタンクへポンプでインクを戻す流路途中に脱気装置を取り付ける構成も考えうる。しかし、脱気装置とヘッドとの間に配置されたインクタンクが空気と接しているため、インクタンク内でインクに空気が溶け込むことになる。このため、特許文献２のインクジェット装置によって気泡によるヘッドの目詰まりの発生を防止することは困難である。

また、特許文献１に示されたインクジェット装置のようにポンプで液体を移動させる構成では、特許文献２のように空圧で液体を加圧して移動させる場合と比べ、洗浄液を十分な圧力で押し出すことができず、ノズルに固着したインクの固体成分を充分に取り除くことができない。
また、液体を移動させるためのポンプは、液体をせき止める機構を有するものが多い。そのため、加圧された液体をポンプに通そうとすると、ポンプ内の液体をせき止める機構と干渉し、ポンプが破損するおそれがある。
以上のように従来技術では、ポンプを用いてインクを循環、及び脱気させる構成と、洗浄液を空圧で加圧して押し出すことによりヘッド内を洗浄する構成とを両立させることが困難であった。

本発明は上記の問題に鑑みてなされたものであり、インク等の液体中の気泡、及び固体成分の沈殿によるノズルの目詰まりを防止する機構と、液体の乾燥によるノズル目詰まりを解消する機構と、を兼ね備えた液滴吐出装置、脱気方法、ノズルの洗浄方法、及び画像形成装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の液滴吐出装置は、液滴を吐出するノズルを有する液滴吐出部と、前記液滴吐出部に液体を供給するための第１の経路、及び第２の経路と、前記第１の経路を介して前記液滴吐出部に第１の液体を供給する第１の液体供給部と、前記第１の経路に対して第１の切り替え弁を介してつながると共に、前記第２の経路に対して第２の切り替え弁を介してつながり、且つ前記液滴吐出部を迂回する第３の経路と、前記第３の経路上に配置された液体循環手段と、前記第１の経路、若しくは前記第２の経路と、第３の切り替え弁を介してつながる第４の経路と、前記第４の経路を介して前記液滴吐出部に第２の液体を供給する第２の液体供給部と、前記第１の経路、若しくは前記第２の経路中の液体を前記液滴吐出部へ流すために前記第１の経路、若しくは前記第２の経路上に設置された経路開閉手段と、を備えていることを特徴とする。

本発明によれば、液滴吐出部、及びその周囲の流路中の液体を循環するための循環経路内にフィルタ等の異物除去手段を配置することにより、循環中に液体中に発生した沈殿物によるノズルの目詰まりを防止できる。また、洗浄液で液滴吐出部を洗浄できるため、ノズル部に固着した液体の固体成分を取り除き、ノズルの目詰まりを解消できる。
つまり、液体中の気泡、及び固体成分の沈殿によるノズルの目詰まりを防止する機構と、液体の乾燥によるノズル目詰まりを解消する機構と、を兼ね備えた液滴吐出装置を提供することができる。

本発明の第１の実施形態に係る液滴吐出装置の構成を示す略図である。 印刷工程におけるインク吐出と循環、及び脱気の手順を示すフローチャートである。 洗浄工程を示すフローチャートである。 ヘッドに洗浄液を送る経路についての変形実施形態を示した図である。 本発明の液滴吐出装置の第２の実施形態を示す概略構成図である。 本発明の液滴吐出装置の第３の実施形態を示す概略構成図である。 本発明の液滴吐出装置を用いたインクジェット記録装置の斜視説明図である。 本発明の液滴吐出装置を用いたインクジェット記録装置の機構部の側面説明図である。

以下、本発明を図面に示した実施の形態により詳細に説明する。
《第1の実施形態》
図１は、本発明の第１の実施形態に係る液滴吐出装置（インクジェット装置）の構成を示す略図である。
液滴吐出装置１は、インク等の液滴を吐出するノズル３、及び吐出機構を有するヘッド（液滴吐出部）２と、ヘッド２に液体（第１の液体、第２の液体）を供給するための第１のインク供給経路（第１の経路）１００と、ヘッド２に液体（第１の液体、第２の液体）を供給するための第２のインク供給経路（第２の経路）１１０と、第１のインク供給経路１００を介してヘッド２にインク（第１の液体）２２を供給するインクタンク（第１の液体貯留部）２１を備えた第１の液体供給部２０と、第１のインク供給経路１００、及び第２のインク供給経路１１０に対してバルブＡ（第１の切り替え弁１０１）及びバルブＢ（第２の切り替え弁１１１）を介して夫々つながり、且つヘッド２を迂回する循環経路（第３の経路）１２０と、循環経路１２０上に配置された脱気装置１２１（脱気手段１２１ａ＋真空発生装置（ポンプ）１２１ｂ）、及び液体循環手段（ポンプ）１２２と、第１のインク供給経路１００、若しくは第２のインク供給経路１１０に対してバルブＣ（第３の切り替え弁１０２）を介してつながる洗浄液供給経路（第４の経路）１３０と、洗浄液供給経路１３０を介してヘッドに洗浄液４２（第２の液体）を供給する洗浄液タンク４１を備えた第２の液体供給部４０と、第１のインク供給経路１００、若しくは第２のインク供給経路１１０中の液体をヘッドへ流すために第１のインク供給経路１００、若しくは第２のインク供給経路１１０上に設置されたバルブＤ（経路開閉手段１１２）と、を備える。
ヘッド（液滴吐出部）２は、先端面にインク（第１の液体）２２を吐出する微細なノズル３を複数備え、その内部にはノズルと連通し、且つインクを保持する図示しない液室を備えている。また、ヘッド２の異なった部位には、液室にインクや洗浄液を出し入れするための第１の供給口５と第２の供給口６が夫々配置されている。第１の供給口５は第１のインク供給経路１００の一端と連通接続され、第２の供給口６は第２のインク供給経路１１０の一端と連通接続されている。

ノズル３からインクを液滴として吐出する方式（液滴吐出機構）として、インクを加熱して押し出す方式や、ヘッド内部に配置したピエゾ素子に電圧を加えて変形させることでインクを押し出す方式などが挙げられる。
図示しない印刷対象に対してインクを吐出しつつ、図示しない移動手段を用いてヘッドと印刷対象を相対的に移動させることで、印刷対象に対して印刷することができる。印刷対象として、紙などシート状のものが挙げられる。
なお、液滴吐出装置１から突出される液体は、インクに限らず、印刷、画像形成以外の各種用途に使用される液体を含むものである。
図示しない移動手段として、モータ制御で印刷対象を前後左右に移動させる移動ステージなどが挙げられる。

第１のインク供給経路（第１の経路）１００は、一端がヘッドの第１の供給口５につながり、他端がインクタンク２１内のインク２２に通じており、３つの流路ｒ１、ｒ２、ｒ３から構成されている。
洗浄液供給経路（第４の経路）１３０は、一端がバルブＣにつながり、他端が洗浄液タンク４１内の洗浄液４２に通じている流路ｒ４から構成されている。
バルブＡ（第１の切り替え弁１０１）、バルブＢ（第２の切り替え弁１１１）、バルブＣ（第３の切り替え弁１０２）は、それぞれ3方の経路に連通接続され、３方の経路のうちのいずれか２方を同時に導通（連通）させる機能を有する。即ち、バルブＡは第１のインク供給経路１００の途中に配置されると共に、循環経路１２０の一端と接続されている。バルブＢは第２のインク供給経路１１０の途中に配置されると共に、循環経路１２０の他端と接続されている。バルブＣは、バルブＡよりもインクタンク２１寄りの第１のインク供給経路１００の途中に配置されると共に、洗浄液供給経路１３０の一端（下流側端部）と接続されている。
バルブＤ（経路開閉手段１１２）は、バルブＢよりも廃液タンク５０寄りの第２のインク供給経路１１０の途中に配置されており、第２のインク供給経路１１０を開閉させて大気との連通状態を断接（遮断、接続）する機能を有する。
バルブＡ、バルブＢ、バルブＣ、バルブＤによる経路間の接続パターン（開閉パターン）を切り替える方式として、手動式、空圧式、電磁式が挙げられる。ただし、図示しない制御回路でこれらを制御する場合には電磁式が望ましい。

次に、インクタンク２１とその周辺部（第１の液体供給部２０）について説明する。
インクタンク２１は、ヘッド２のノズルから吐出するインクを蓄える容器である。
第１の加圧装置（第１の加圧手段）２３、及び減圧装置（減圧手段）２４が、インクタンク内の上部にある気相と通じている。
また、第１のインク供給経路１００の一端部（開口部）がインクタンク内に入り込んでその下部まで達しており、インクタンク内部のインク２２と連通するように配置されている。
第１のインク供給経路１００は、インクタンク２１内から、バルブＣ、バルブＡを通じて第１の供給口５へつながっている。

第１の加圧装置２３は、圧縮空気を送り出す空圧式の加圧装置であり、図示しない制御回路からの制御信号を受けて任意に駆動、停止を制御される。
第１の加圧装置２３としては、コンプレッサーと、コンプレッサーで発生させた圧縮空気を送り出す経路を開閉する電磁弁と、を組み合わせた構成を一例として挙げることができる。
第１の加圧装置２３を駆動すると、密閉されたインクタンク内の気相が加圧され、インクが第１のインク供給経路１００の方向に押し出される。

減圧装置２４は、空気を減圧する装置であり、図示しない制御回路により駆動、停止、及び減圧量の大小を制御される。減圧装置２４は、第１の液体供給部と第２のインク供給経路１１０との間に圧力差を発生させてヘッドから第１の液体供給部２０へインク（第１の液体）を回収する第１の液体回収機構を構成している。
減圧装置２４としては、真空ポンプと、真空ポンプにつながった経路に流れる空気の流量を制限することで減圧量の大小を調節する調節装置と、を組み合わせた構成が考えられる。
減圧装置２４を駆動してインクタンク内の気相を減圧すると、第１のインク供給経路１００内のインクがインクタンク２１側へ引き戻される。

液滴吐出装置１では、ヘッド２内のインク圧力が大気圧より大きい場合、ノズル３から意図せずにインクが漏れ出すことが起こる。これを防ぐためには減圧装置２４を駆動することが有効である。密閉されたインクタンク内の気相を減圧することにより、インクタンク内のインクを減圧する。それにより、第１のインク供給経路１００を通じて負圧がヘッドの液室内に供給され、ヘッド内のインクを減圧することができる。このため、ヘッド内のインクの圧力を適正な負圧に維持できる。
また、減圧装置で発生させる減圧量を大きくすることにより、ヘッド内のインクを、第１のインク供給経路１００を通じてインクタンクに回収することができる。

次に、洗浄液タンク４１とその周辺部（第２の液体供給部４０）の構成について説明する。
洗浄液タンク４１は、ヘッド２、及びその周辺経路１００、１１０を洗浄するための洗浄液４２を蓄える密閉された容器である。第２の加圧装置（第２の加圧手段）４３が、洗浄液タンク４１内の上部にある気相と通じている。
また、洗浄液供給経路１３０の端部（開口部）が洗浄液タンク内に入り込んでその下部まで延在しており、洗浄液タンク内部の洗浄液に連通するように配置されている。
洗浄液供給経路１３０は、洗浄液タンク４１からバルブＣにつながっている。
第２の加圧装置４３の内部構成は第１の加圧装置２３と同様である。
第２の加圧装置４３を駆動すると、洗浄液タンク内の気相が加圧され、洗浄液が洗浄液供給経路１３０の方向に押し出される。

次に、廃液タンク５０、及びその周辺の構成について説明する。
廃液タンク５０は、ヘッドの液室内を洗浄した洗浄液４２の一部を排出するための容器である。ヘッドから第２のインク供給経路１１０へ排出された液を、廃液タンク５０で受け取る構造になっている。
廃液タンク中の廃液と第２のインク供給経路１１０の端部とは接しておらず、第２のインク供給経路１１０の廃液タンク側の端部は大気と接している。
これにより、インクタンク側の減圧装置２４を駆動したときに、第２のインク供給経路１１０からヘッド２へ大気を吸入することができる構成になっている。
廃液タンク５０は、後述する洗浄工程において、ヘッド周辺経路を洗浄するために用いられる。ただし、後述するように、ヘッド周辺経路を洗浄する作業は、ノズルに固着したインクの固体成分を除去するために必須の作業ではない。そのため、廃液タンクも本発明で必須の構成要素ではない。

次に、液体をヘッドを回避した経路を経て循環させる循環経路１２０について説明する。
循環経路１２０は一端がバルブＡにつながり、他端がバルブＢにつながっている。循環流路上には脱気装置１２１ａとポンプ１２２、フィルタ１２３が配置されている。
脱気装置１２１ａはインク中の溶存気体を除去する装置である。脱気装置の内部は、インク室１２１ａ−１と気体室１２１ａ−２とに分かれた構造になっている。インク室と気体室の間は、液体を通さず気体を透過させる部材１２１ａ−３で仕切られている。インク室１２１ａ−１にインクを流し、気体室１２１ａ−２を減圧すると、インク室内のインクに溶け込んだ気体が、気体を透過する部材１２１ａ−３を経由して気体室に移動し、インク内を脱気できる。液体を通さず気体を透過する部材として、中空糸膜が挙げられる。

また、脱気装置としては、インクを通過させる性質を有した材質、例えばテフロン（登録商標）チューブやシリコンチューブからなる中空繊維束を脱気室内に配置し、その周囲を真空ポンプにより減圧脱気処理することでインク内に溶存している気体を分離させて除去するものを利用することもできる。更に、脱気装置におけるインクの脱気方式としては、超音波振動方式や遠心分離方式などの様々な他の手法を採用することができる。
フィルタ１２３は、循環経路１２０中を流れるインクを通過させ、インク中に混ざっているゴミ、異物、固形物等を取り除くことができる。フィルタの素材として、グラスファイバーなど、繊維状のものがあげられる。
ポンプ１２２は、循環経路１２０とヘッド２内のインクを一定流量で循環させる手段である。図示しない制御回路を用いて、ポンプの駆動と停止を任意に制御できる。

脱気装置の気体室１２１ａ−２は、チューブ１２１ｃを介して真空発生装置１２１ｂと連通接続されている。
真空発生装置１２１ｂを駆動して脱気装置１２１ａ内の気体室１２１ａ−２を減圧することによりインクからの脱気を実施できる。
真空発生装置１２１ｂとして、真空ポンプなどが挙げられる。
真空発生装置は、制御回路により任意に駆動と停止を制御できる。それにより、脱気装置による脱気と停止を任意に制御できる。
ポンプ１２２と脱気装置１２１ａ、フィルタ１２３を循環経路途中に配置する順序は、順不同で差し支えない。

次に、循環経路１２０内にインクを充填する手順について説明する。
まず、バルブＡを操作し、インクタンク２１から脱気装置１２１ａへの流路（ｒ１、ｒ２、ｒ８）が通じるようにセットする。一方、バルブＡにより流路ｒ３を遮断し、バルブＣにより流路ｒ４も遮断する。また、バルブＢを操作し、循環経路内のポンプ１２２から廃液タンク５０（大気）までが通じるようにセットする。ポンプ１２２を駆動し、インクタンク２１から廃液タンク５０の方向にインクを移動させる。つまり、バルブＢにより流路ｒ５を遮断して流路ｒ１１（流路ｒ１０、ｒ９、ｒ８）と流路ｒ６とを連通させ、バルブＤを開放して流路ｒ６とｒ７とを連通させる。バルブＡから脱気装置１２１ａ、ポンプ１２２、バルブＢまでの循環経路１２０（ｒ８、ｒ９、ｒ１０、ｒ１１）がインクで満たされるまでポンプを駆動する。循環経路がインクで満たされた時に、ポンプを停止させる。
これにより、バルブＡ〜脱気装置１２１〜ポンプ１２２〜フィルタ１２３〜バルブＢの循環経路にインクが充填される。

次に、ヘッドにインクを充填する方法について説明する。
バルブＡ、及びバルブＣを操作して、インクタンク２１から第１の供給口５への流路（ｒ１、ｒ２、ｒ３）を連通状態にセットする。バルブＡを操作して流路ｒ８は開放しておく。また、バルブＣを操作して流路ｒ４を遮断する。更に、バルブＢを操作して、流路ｒ５、ｒ６、ｒ１１を連通させ、第２の供給口６から廃液タンクへ流路が通じるようにセットする。この際、バルブＤを操作して流路ｒ７を開放させる。
これにより、流路ｒ１、ｒ２、ｒ３、ヘッド内の液室、流路ｒ５、ｒ６、ｒ７が連通した状態となる。循環経路１２０も第１のインク供給経路１００、バルブＢと連通した状態となる。

次に、第１の加圧装置２３を用いてインクタンク２１内を加圧し、第１のインク供給経路１００を経てインク２２をヘッド２内へ移動させる。第１のインク供給経路１００、ヘッド内の液室、及び第２の供給口６からバルブＤまでの流路ｒ１〜ｒ３、ｒ５、ｒ６がインクで満たされた時点でインクタンクの加圧を停止する。次にバルブＤを閉じる。
これにより、インクタンク２１〜脱気装置１２１ａ〜ポンプ１２２〜フィルタ１２３〜バルブＢの循環経路と、ヘッド内にインクが充填される。
この状態でヘッドを駆動することにより、ノズルからインク液滴を吐出することが可能となる。

また、ポンプ１２２により循環経路内のインクを循環させながら、真空発生装置１２１ｂを駆動することにより、脱気装置１２１ａを用いたインクからの脱気を実施することができる。
このようにポンプを用いてインクを循環経路内に循環、及び脱気させる構成を採るため、インクを脱気することができる。また、後述するように、洗浄液を空圧で加圧してノズルから押し出すことによりヘッド内を洗浄することが可能となり、従来両立させることが困難であった２つの要請を同時に満たすことが可能となった。

次に、ヘッドのノズルからインク（液滴）を吐出する方法について説明する。
バルブＡ、及びバルブＣを操作して、インクタンク２１から第１の供給口５への第１のインク供給経路１００が通じるようにセットする。バルブＢを操作して流路ｒ５、ｒ６を連通させ、第２の供給口６から廃液タンク（大気）へ流路が通じるようにセットし、バルブＤを操作して流路ｒ７が開くようにセットする。
このとき、ヘッド内の液室がインクで満たされ、且つインクタンクからヘッドへの第１のインク供給経路１００が開通している。

次に、図示しないヘッド駆動回路を用いてヘッドを駆動し、ノズルからインクを吐出する。
インクを吐出してヘッド内の液室中のインクを消費すると、浸透圧によりインクタンクからヘッドへインクが供給される。
また、減圧装置２４を駆動してインクタンク内の減圧量を調節することにより、インクタンク内の気相と第１のインク供給経路１００を通じ、ヘッド内のインク圧力を適正な負圧に維持する。

ここで、ヘッド内のインク圧力を適正に維持するための負圧量について説明する。
インクタンクがヘッドよりも相対的に高い位置に設置され、ヘッドにインクが充填されているとき、ベルヌーイの定理に従いヘッド内のインクに圧力が加わる。
ここで、インクタンク内の気相の圧力をＰ１とする。また、ヘッド内のノズル部のインク圧力をＰ２とする。また、ノズル部から見たインクタンク底面の高さをｈ０とする。
このとき、ノズル部のインク圧力Ｐ２は以下の式で与えられる。
Ｐ２＝Ｐ１＋ρ＊ｈ０＊ｇ （式１）
ここで、ρはインクの密度、ｇは重力加速度である。

仮にインクタンク内の気相の圧力Ｐ１が大気圧と等しい場合、式１に従い、ノズル部のインク圧力Ｐ２は大気圧より大きい圧力になる。このとき、ノズル外部の空気の圧力は大気圧であるため、ノズル部内の圧力Ｐ２の方がノズル外部の空気より圧力が高くなり、ノズル部から外部へインクが垂れ出す現象が起こる。
ノズル部から外部へインクが垂れ出さないようにするためには、ノズル部のインク圧力Ｐ２が大気圧と同程度である必要がある。
ノズル部から外部へインクが垂れ出さないようにするためには、式１の関係より、インクタンク内の気相の圧力Ｐ１を大気圧より小さくすることが有効である。

ノズル部のインク圧力Ｐ２が大気圧と等しいときの、インクタンク内の気相の気体の圧力をＰ１’とすると、Ｐ１’は式１より、以下の式で与えられる。
Ｐ１’＝Ｐ０−ρ＊ｈ０＊ｇ （式２）
ここで、Ｐ０は大気圧である。
インクをヘッドから吐出する際は、インクタンクの気相の圧力が式２で与えられるＰ１’と同程度になるように、減圧装置を駆動する。
ヘッドからインクを吐出しつつ、印刷対象とヘッドを相対的に移動させることにより、印刷を行うことができる。

次に、循環経路１２０内のインクを循環、及び脱気する方法（循環、及び脱気のタイミング、インクを流す方向と流れる流路）について説明する。
本実施形態では、液滴吐出装置１において、循環経路１２０（第３の経路）内にインク（第２の液体）を循環させつつ脱気する脱気方法を提供する。
この脱気方法では、バルブＡ（第１の切り替え弁１０１）と循環経路１２０とバルブＢ（第２の切り替え弁１１１）とヘッド２（液滴吐出部）とを通る閉鎖された経路（流路ｒ３、ｒ８、ｒ９、ｒ１０、ｒ１１、ｒ５、ヘッド）中にインクを充填させた状態で、ポンプ１２２（液体循環手段）によってインクを循環させると共に、脱気装置１２１ａ（脱気手段）を用いてインク中から脱気を行うようにした構成が特徴的である。
即ち、本例では、バルブＡ〜第１の供給口５〜ヘッド２〜第２の供給口６〜バルブＢ、及び循環経路１２０内にインクが充填されている状態で循環、及び脱気を行う。

まず、バルブＡ〜脱気装置１２１ａ〜ポンプ１２２〜フィルタ１２３〜バルブＢ〜第２の供給口６〜ヘッド２〜第１の供給口５〜バルブＡの閉鎖された経路中のインクをポンプで循環する。
このとき、バルブＡを第１の供給口５から脱気装置へ至る流路ｒ３、ｒ８が連通するようにセットする（流路ｒ２は遮断）。バルブＢはポンプから第２の供給口６へ至る流路ｒ１０、ｒ１１、ｒ５が連通するようにセットする（流路ｒ６は遮断）。
次に、ポンプ１２２を駆動して上記経路内にインクを循環させている間に、脱気装置を用いてインクを脱気する。即ち、真空発生装置１２１ｂを駆動し、脱気装置内部の気体室１２１ａ−２を減圧する。これにより、脱気装置の液体室１２１ａ−１内部を流れるインク中の溶存空気を、脱気装置を通して真空発生装置側へ吸引しインクを脱気する。
このとき、循環経路中のフィルタ１２３の中をインクが通過するため、インク中に混ざったゴミなどの微粒子を取り除くことができる。

インクの循環、及び脱気は所定時間実施する。循環、及び脱気を始めてから所定時間経過後に、真空発生装置１２１ｂを停止して脱気操作を停止する。次に、ポンプを停止してインク循環を停止する。
ポンプ１２２により上記閉鎖経路内でインクを循環させる方向は、図１における時計まわり、及び反時計まわりのいずれによっても、循環及び脱気をすることができる。ただし、フィルタに対してインクを双方向に流した場合、フィルタで一旦捕捉したゴミがインク中に再度混入するおそれがある。

また、ヘッドのノズル３からインクを吐出すると、流路ｒ３内の未脱気のインクがバルブＡから第１の供給口５側へ供給されてしまう。この未脱気のインクをポンプの駆動により循環する際に、図１における時計周りの方向にインクを循環させるとすれば、未脱気のインクが第１の供給口５からヘッド内へ向かうことになる。そして、未脱気のインク中に気泡が発生していた場合には、ヘッド内のノズルに気泡が付着するおそれがある。
このような不具合に対処するためには、バルブＡ〜第１の供給口５（流路ｒ３）内のインクがヘッド２ではなく脱気装置１２１ａへ向かう方向にインクを一方向循環させることが望ましい。そのため、ポンプでインクを循環させる方向は、図１における反時計まわりの一方のみとすることが望ましい。
このように本例では、ヘッド２（液滴吐出部）とバルブＡ（第１の切り替え弁）との間のインク（第１の液体）が、バルブＡを経て脱気装置１２１ａへ一方向移動するように、閉鎖された経路（流路ｒ３、ｒ８〜ｒ１１、ｒ５、ヘッド）内のインクを循環させるようにした。このため、流路ｒ３内の未脱気のインクが第１の供給口５からヘッド内に浸入してノズルに気泡が付着する虞を無くすることができる。

次に、印刷工程において、インクを循環、及び脱気させるタイミングについて説明する。
インクを循環、及び脱気させる操作は、液滴吐出装置（インクジェット装置）を用いて印刷する印刷工程において、インクを吐出させる動作の前段階、及び吐出動作の途中で行う。ヘッド内にインクを充填した後に、循環、及び脱気を行い、インク中の気泡を除去する。そして、ヘッドからインクを吐出する作業を行う。

次に、印刷工程におけるインク吐出と循環、及び脱気のフローチャートを図２に示す。
ステップ１ではヘッドの液室内にインクを充填する。この充填工程では、バルブＣ、Ａ、Ｂにより流路ｒ１、ｒ２、ｒ８〜ｒ１１、ｒ５、ヘッド、流路ｒ３を連通させる。
ステップ２では、ポンプ、及び真空発生装置を駆動してインクの循環、及び脱気を行う。
その後、印刷工程を実施し、一定量のインクを消費するまでインクを吐出する（ステップ３）。
ヘッド２からインクを吐出してインクを消費すると、未脱気のインクがバルブＡから第１の供給口５側へ向かって供給される。更にノズルからインクを吐出した場合、未脱気のインクが第１の供給口５からヘッドへと入り込むことになる。未脱気のインク中には気泡が混入しているおそれがあるため、未脱気のインクが第１の供給口５からヘッドへ入り込む前に循環経路１２０へ流入させて循環、及び脱気の作業を行うことが望ましい。
従って、印刷を行う時は、一定量のインクを消費した後で、未脱気のインクを循環経路１２０へ流入させて循環、及び脱気をする、というサイクルを繰り返すことが望ましい（ステップ４→ステップ２→ステップ３）。
所定領域の印刷が終了するまで循環、脱気を実施し、所定の印刷領域への印刷が完了した段階で印刷工程を終了する（ステップ４ Ｙｅｓ）。

次に、インク供給経路内に残留したインクを回収する方法について説明する。
ヘッドからインクを吐出する作業を終えた後にヘッド内を洗浄するが。その準備作業として、ヘッド内のインクをインクタンク２１へ回収する必要がある。その方法について次に説明する。
まず、バルブＡ、及びバルブＣを操作して、第１の供給口５からインクタンクへの流路ｒ３、ｒ２、ｒ１だけが連通するようにセットする。また、バルブＢを操作して、バルブＤから第２の供給口６への流路ｒ６が開放するようにセットする。バルブＤは、流路ｒ７が開くようにセットする。なお、この時、循環経路１２０は、第１のインク供給経路１００、第２のインク供給経路１１０と連通させないようにする。即ち、インクの回収作業、インク供給経路の洗浄作業、洗浄液排出作業等のメンテナンス時には、バルブＡ、バルブＢを操作して循環経路は閉じた状態とする。そして、インクの回収作業において、循環経路内のインクは回収しない。洗浄作業においても、循環経路内は洗浄しない。つまり、循環経路内にはインクが充填されたままとする。
この状態で減圧装置２４を駆動して減圧量を調節し、インクタンク２１内を減圧する。このとき、インクを吐出するときと比べて減圧装置の減圧量が大きくなるように減圧量を調節する。

上記の操作を実施することにより、第２のインク供給経路１１０〜ヘッド〜第１のインク供給経路１００の中のインクが吸引されてインクタンク内に回収される。このとき、第２のインク供給経路１１０の廃液タンク５０側の端部から大気が吸引され、第２のインク供給経路１１０〜ヘッド〜第１のインク供給経路１００の中は空気に置き換えられる。
第２のインク供給経路１１０〜ヘッド〜第１のインク供給経路１００の中のインクをインクタンク内に回収し終えた時点で減圧装置を停止し、インクの回収を終了する。

ここでインクを回収する際の減圧量について説明する。
第２のインク供給経路１１０〜ヘッド〜第１のインク供給経路１００の中で、最も低い位置に存在するインクの高さをｈ１、最も高い位置に存在するインクの高さをｈ２とする。高い側のインクを減圧して、低い側のインクの高さをｈ１からｈ２まで移動させる場合に必要な、インクを減圧する圧力量Ｐ３は、ベルヌーイの定理より以下の式で表される。
Ｐ３＝ρ＊（ｈ２−ｈ１）＊ｇ （式３）
式３より、インクタンクに発生させる減圧量が圧力量Ｐ３より大きくなるように減圧装置を駆動させることにより、インクを回収できる。

なお、インクを回収するために減圧装置を用いず、第２のインク供給経路１１０の廃液タンク５０側の端部に図示しない加圧手段を取り付けて圧力をかけることにより、第２のインク供給経路１１０からインクタンクへインクを押し出す方法を用いても良い。
なお、減圧装置２４の構成によっては、発生しうる減圧量が小さく、ヘッド内のインクを適正な負圧量に維持できても、ヘッド内のインクを回収する程度には減圧量を大きくできない場合がありうる。
その場合には、後述する洗浄工程において、第１のインク供給経路１００、及び第２のインク供給経路１１０、ヘッド内のインクを、洗浄液と一緒にノズル、及び第２のインク供給経路１１０（流路ｒ７）の端部から排出することになる。この場合においても、ノズルを洗浄する、という機能を充分発揮することができる。

次に、ヘッドの周辺経路とノズル３を洗浄する方法について説明する。
インク２２をインクタンク２１に回収した後に、洗浄液４２を使ってヘッドの周辺経路とノズル３を洗浄する。
ここでは、ノズル３に固着したインクの固形成分を洗い流すためにノズルを洗浄する作業のみを行ってもよいため、ヘッドの周辺経路を洗浄する作業は必須ではない。ただし、第２の供給口６付近で洗浄液とインクが混ざり合い、結果的に、その混合液でノズルを洗浄することになる。この場合、洗浄液のみで洗浄する場合と比べてノズルを洗浄する能力が劣るおそれがある。そのような不具合に対処するため、ヘッド内の液室を洗浄した後に、ノズルを洗浄する方法を説明する。

洗浄工程のフローチャートを図３に示す。
ステップ１１においてヘッド２の内部からインクを回収してから洗浄工程を実施する。
以下、ヘッドの周辺経路を洗浄する手順について説明する。
ステップ１２において、第２の加圧装置４３を稼動して洗浄液タンク４１内部を加圧して洗浄液を送出する。
続くステップ１３では、送出されてきた洗浄液によって第１のインク供給経路１００、ヘッド内の液室、第２のインク供給経路１１０を洗浄する。
ステップ１２の洗浄液の送出に先だって、まず、バルブＣ、及びバルブＡを操作して、流路ｒ２、ｒ３を介して洗浄液供給経路１３０（流路ｒ４）と第１の供給口５とが連通するようにセットする。次いで、バルブＢを操作して、第２の供給口６とバルブＤとが通じるようにセットする（流路ｒ５、ｒ６を連通させる）。更に、バルブＤを操作して流路ｒ７が流路ｒ６と連通するようにセットする。循環経路１２０は他の経路と連通しない状態としておくことは上述の通りである。

次に、第２の加圧装置４３を駆動して洗浄液タンク内の気相を加圧する。これにより、洗浄液タンク中の洗浄液が洗浄液供給経路へ押し出される。押し出された洗浄液はバルブＣ〜バルブＡ〜第１の供給口５を通ってヘッド内の液室を通る。これにより、バルブＣ〜バルブＡ〜第１の供給口５の経路、及びヘッド内の液室が洗浄される（ステップ１３）。
次に、ヘッドを通った洗浄液は、第２の供給口６〜バルブＢ〜バルブＤを経由し廃液タンク５０へ排出される。これにより、第２の供給口６〜バルブＢ〜バルブＤの経路も洗浄される（ステップ１３）。
次に、ステップ１４のノズル洗浄作業を実施する。即ち、まずヘッド周辺の経路を洗浄する作業を一定時間行った後でバルブＤを閉じる。これにより、洗浄液タンクから押し出された洗浄液は、バルブＣ〜バルブＡ〜第１の供給口５〜ヘッドを経由してノズル３から排出され、ノズルを洗浄することができる。
洗浄開始から一定時間が経過した後、第２の加圧装置４３による洗浄液タンク４１の加圧を停止して、洗浄液の押し出しを停止し、洗浄工程を終了する（ステップ１５）。

このようにノズルを洗浄する方法では、ヘッドの内部からインクを回収する回収工程と、洗浄液供給経路１３０とヘッド内とを連通させる工程と、バルブＤ（経路開閉手段）を開放して第２のインク供給経路１１０を介してヘッド内を大気と連通させる工程と、第２の加圧装置４３（第２の液体供給部４０）により洗浄液を送出して第１のインク供給経路、ヘッド内、及び第２のインク供給経路を洗浄する洗浄工程と、バルブＤを閉鎖してから第２の加圧装置４３から洗浄液の送出を行うことにより、洗浄液をノズルから排出するノズル洗浄工程と、第２の加圧装置からの洗浄液の送出を停止する工程と、を順次実施するようにした。
この洗浄方法によれば、第２の供給口６付近で洗浄液とインクが混ざり合い、その混合液を用いてノズルを洗浄することになるために洗浄不良が発生する、という不具合を防止することができる。

図４はヘッドに洗浄液を送る経路についての変形実施形態を示している。第１の実施形態と同一部分には同一符号を付している。
図４の変形実施形態では、図１のバルブＣに代えてバルブＨ（１０３）を第１のインク供給経路１００の途中に配置し、このバルブＨには第２の液体供給部４０は接続しない。その代わりに、第２のインク供給経路１１０の途中（バルブＢとバルブＤとの間）にバルブＧ（１０４）を配置し、このバルブＧに対して洗浄液供給経路１３０（流路ｒ４）の一端を接続する。
図４における第２の液体供給部４０の構成は、図１のものと同等である。
バルブＧはバルブＡ、及びバルブＢと同様に3方の経路（流路ｒ６の途中）に接続され、いずれか２方を同時に導通させる機能を持つ。バルブＧはバルブＤと同様に、接続された経路を開閉させる機能を有する。
この実施形態における洗浄工程では、バルブＧを開くという操作を加える以外は図１の場合と同様の洗浄手順となる。

図４の構成でノズルを洗浄する方法について説明する。
まず、バルブＨ、及びバルブＤを操作して、第１、及び第２のインク供給経路１００、１１０が閉じるようにセットする。
次いで、バルブＧ、及びバルブＢを操作して、洗浄液供給経路１３０と第２の供給口６とが通じるようにセットする。
次に、第２の加圧装置４３を駆動し、洗浄液タンク４１内部を加圧して洗浄液４２を洗浄液供給経路１３０へ押し出す。洗浄液はバルブＧ〜バルブＢ〜第２の供給口６〜ヘッド２内部を経由してノズル３から排出され、ノズルを洗浄することができる。
この洗浄工程開始から一定時間が経過した後、第２の加圧装置４３による洗浄液タンクの加圧を停止して洗浄液の押し出しを停止し、洗浄工程を終了する。

次に、図１の実施形態（図４でも同様）において洗浄を終了した後に洗浄液を排出する方法について説明する。
まず、図１におけるバルブＣ、及びバルブＡを操作して、インクタンク２１と第１の供給口５（流路ｒ１、ｒ２、ｒ３）とが通じるようにセットする。バルブＢを操作して、第２の供給口６とバルブＤ（流路ｒ５、ｒ６）とが通じるようにセットする。バルブＤを操作して第２のインク供給経路１１０（流路ｒ７）が開くようにセットする。循環経路１２０は他の経路と連通しない状態としておくことは上述の通りである。
次に、ヘッド２を駆動しノズル３から洗浄液を吐出する。これにより、ヘッド内の洗浄液が消費され、第２のインク供給経路１１０の廃液タンク５０側の端から大気が吸引され、第２のインク供給経路１１０内の洗浄液がノズルから吐出される。

また、先行して実施されたインク回収動作時に、第１のインク供給経路１００のバルブＣ〜インクタンク間（流路ｒ１）が空気で置き換わっているため、バルブＣ〜インクタンク間の空気もヘッド内で洗浄液が消費されるとヘッドへ向かう。これにより、バルブＣ〜第１の供給口５〜ヘッド内の洗浄液もノズルから吐出される。
このとき、インクタンク２１内のインクが第１のインク供給経路１００へ吸い出され、ヘッド２内でインクと洗浄液が混ざるおそれがある。そのため、ヘッドを駆動させ、インクと洗浄液が混ざった液をノズルから排出する。
以上で洗浄液を排出する工程を終了する。
再度印刷を行うときは、図２のフローチャートに示した印刷工程を行うことで、印刷や循環を行うことができる。

上記の特徴を備えた液滴吐出装置を備えたインクジェット装置は、ヘッド、及びその周囲のインク流路内のインクを循環させつつ脱気することができるため、気泡や沈殿物によるノズルの目詰まりを防止できる。また、洗浄液を加圧して圧送することによりヘッド（ノズル）を洗浄できるため、ノズル部に固着したインクの固体成分を取り除き、ノズルの目詰まりを解消できる。
なお、上記実施形態では加圧装置を二台設けたが、一つの加圧装置によってインクタンクへの加圧と、洗浄液タンクへの加圧を実施するようにしてもよい。
また、真空発生装置１２１ｂの役割を、減圧装置２４によって実現することにより構成のシンプル化を図っても良い。つまり、減圧装置２４からの負圧を脱気装置の気体室内に供給して循環経路内のインクの脱気を行うようにしてもよい。

《第２の実施形態》
図５は本発明の液滴吐出装置の第２の実施形態を示す概略構成図である。なお、図１と同一部分には同一符号を付し、重複した構成、作用の説明は省略する。
本実施形態に係る液滴吐出装置１の特徴は、図１における洗浄液供給経路１３０（流路ｒ４）の途中にバルブＥ（大気連通弁）１３１を配置した構成にある。バルブＥからは大気連通路（流路ｒ２０）が延びている。バルブＥは3方の経路（流路ｒ４−１、ｒ４−２、ｒ２０）に接続され、いずれか２方を連通させる機能を持つ。バルブＥの一端が大気（空気流路ｒ２０）と連通しており、残り２方が洗浄液供給経路（流路ｒ４−１、ｒ４−２）に接続している（なお、バルブＥを含めた同様の構成を図４の実施形態に適用してもよい）。
この構成において、ヘッド２内の洗浄液を排出する作業について説明する。

第１の実施形態中において説明したヘッド２の洗浄作業を実施した後では、洗浄液タンク４１〜バルブＥ〜バルブＣ〜バルブＡ〜第１の供給口５の経路、及び、ヘッド内、第２のインク供給経路１１０に洗浄液４２が残っている。なお、循環経路１２０は他の経路と連通しない状態としておくことは上述の通りである。
洗浄液を排出する作業においては、まずバルブＥを大気とバルブＣ側の経路が通じるようにセットする。つまり、バルブＥを操作して流路ｒ２０と流路ｒ４−２とを連通させる。
更に、バルブＡ、及びバルブＣを操作して、バルブＥから第１の供給口５までの流路ｒ４−２、ｒ２、ｒ３が通じるようにセットする。バルブＢを操作して、バルブＤから第２の供給口６まで（流路ｒ６、ｒ５）が通じるようにセットする。そしてバルブＤを開くことにより、大気側の流路ｒ７を流路ｒ６と連通させる。

次に、ヘッドを駆動し、ノズルから洗浄液を排出する。
これにより、ヘッド内の液室の洗浄液が消費され、バルブＥに接続された空気流路ｒ２０からバルブＣ〜バルブＡ〜第１の供給口５〜ヘッドへ大気が流入する。また、第２のインク供給経路１１０を通じてバルブＤ〜バルブＢ〜第２の供給口６〜ヘッドへ大気が流入する。
これにより、第１のインク供給経路１００、第２のインク供給経路１１０、ヘッド内の洗浄液を残らず排出し、空気流路ｒ２０から導入した空気に置き換えることができる。このように洗浄液とインクとが空気により分離されるので、洗浄液を排出する際に洗浄液とインクが混ざることが無くなり、洗浄液と混ざったインクをノズルから排出することによるインクの無駄な消費が無くなる。

《第３の実施形態》
次に、図６は本発明の液滴吐出装置の第３の実施形態を示す概略構成図である。なお、図１、図５と同一部分には同一符号を付し、重複した構成、作用の説明は省略する。
本実施形態に係る液滴吐出装置１の特徴は、洗浄液供給経路１３０（流路ｒ４）にバルブＦ（１３２）を配置し、バルブＦから延びる流路ｒ２０の端部に第３の加圧装置（１３３）を配置した構成にある。バルブＦは3方の経路（流路ｒ４−１、ｒ４−２、ｒ２０）に接続され、いずれか２方を連通させる機能を持つ。バルブＦの一端が加圧装置（加圧手段）Ｃと連通しており、残り２方が洗浄液供給経路（流路ｒ４−１、ｒ４−２）に接続している。
第３の加圧装置１３３は、圧縮空気を送り出す機能を有する。
以上の構成において、ヘッド２内の洗浄液を排出する作業手順について説明する。

第１の実施形態において説明したヘッド２の洗浄工程の後では、洗浄液タンク４１〜バルブＦ〜バルブＣ〜バルブＡ〜第１の供給口５の経路、及び、ヘッド内、第２のインク供給経路１１０に洗浄液が残っている。
洗浄液の排出作業では、まず、バルブＦを操作して第３の加圧装置１３３とバルブＣとを結ぶ経路（流路ｒ２０と流路ｒ４−２）とが通じるようにセットする（流路ｒ４−１は遮断）。バルブＡ、及びバルブＣを操作して、バルブＦから第１の供給口５に至る流路ｒ２０、ｒ４−２、ｒ２、ｒ３が連通するようにセットする。バルブＢを操作して、バルブＤから第２の供給口６へ至る流路ｒ６、ｒ５が通じるようにセットする。そしてバルブＤを閉じる。
循環経路１２０は他の経路と連通しない状態としておくことは上述の通りである。

次に、第３の加圧装置を駆動し、バルブＦへ圧縮空気を送り出す。
これにより、バルブＦ〜バルブＣ〜バルブＡ〜第１の供給口５の経路、及び、ヘッド内の洗浄液が圧縮空気によりノズルから押し出される。このとき、圧縮空気で押し出した洗浄液により、ノズルを再度洗浄することができる。
また、バルブＦ〜バルブＣ〜バルブＡ〜第１の供給口５の経路内、及びヘッド内の洗浄液がノズルから排出され、空気に置き換わる。
次に、バルブＤを開くことにより、第３の加圧装置１３３からバルブＦを経由してヘッドまで来ていた圧縮空気により、第２のインク供給経路１１０内部の洗浄液が廃液タンク５０へ排出される。
また、洗浄液排出時にはノズルを加圧洗浄することができる。洗浄液を第２のインク供給経路の排出端側から外部に排出する際においてもノズルを洗浄できるため、洗浄液の消費量に対してノズルを洗浄する効率が向上する。
以上の操作により、第１のインク供給経路１００、第２のインク供給経路１１０、ヘッド内の洗浄液を残らず排出することができる。

《本発明の液滴吐出装置を用いたプリンタ》
次に、本発明に係る液滴吐出装置は、画像形成装置（インクジェット記録装置）に適用可能である。
図７は、本発明の液滴吐出装置を用いたインクジェット記録装置の斜視説明図、図８は同記録装置の機構部の側面説明図である。
図７、図８に示すインクジェット記録装置は、記録装置本体２０１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本発明を実施したインクジェットヘッドからなる記録ヘッド、記録ヘッドへインクを供給するインクカートリッジ等で構成される印字機構部２０２等を収納する。装置本体２０１の下方部には前方側から多数枚の用紙Ｐを積載可能な給紙カセット（或いは給紙トレイでもよい）２０４を抜き差し自在に装着することができる。また、用紙Ｐを手差しで給紙するための手差しトレイ２０５を開倒することができ、給紙カセット２０４或いは手差しトレイ２０５から給送される用紙Ｐを取り込み、印字機構部２０２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２０６に排紙する。

印字機構部２０２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２０７と従ガイドロッド２０８とでキャリッジ２０９を主走査方向に摺動自在に保持する。このキャリッジ２０９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本発明に係るインクジェットヘッドからなるヘッド２１０を複数のインク吐出口（ノズル孔）を主走査方向と交差する方向に配列し、インク滴吐出方向を下方に向けて装着している。またキャリッジ２０９にはヘッド２１０に各色のインクを供給するための各インクカートリッジ２１１を交換可能に装着している。
インクカートリッジ２１１は上方に大気と連通する大気口、下方にはインクジェットヘッドへインクを供給する供給口を、内部にはインクが充填された多孔質体を有しており、多孔質体の毛管力によりインクジェットヘッドへ供給されるインクをわずかな負圧に維持している。また、記録ヘッドとしてここでは各色のヘッド２１０を用いているが、各色のインク滴を吐出するノズル孔を有する１個のヘッドでもよい。

ここで、キャリッジ２０９は後方側（用紙搬送方向下流側）を主ガイドロッド２０７に摺動自在に嵌装し、前方側（用紙搬送方向上流側）を従ガイドロッド２０８に摺動自在に載置している。このキャリッジ２０９を主走査方向に移動走査するため、主走査モータ２１２で回転駆動される駆動プーリ２１３と従動プーリ２１４との間にタイミングベルト２１５を張装する。このタイミングベルト２１５をキャリッジ２０９に固定しており、主走査モータ２１２の正逆回転によりキャリッジ２０９が往復駆動される。

一方、給紙カセット２０４にセットした用紙Ｐをヘッド２１０の下方側に搬送するために、給紙カセット２０４から用紙Ｐを分離給装する給紙ローラ２１６及びフリクションパッド２１７と、用紙Ｐを案内するガイド部材２１８と、給紙された用紙Ｐを反転させて搬送する搬送ローラ２１９と、この搬送ローラ２１９の周面に押し付けられる搬送コロ２２０及び搬送ローラ２１９からの用紙Ｐの送り出し角度を規定する先端コロ２２１とを設けている。搬送ローラ２１９は副走査モータ２２２によってギヤ列を介して回転駆動される。
そして、キャリッジ２０９の主走査方向の移動範囲に対応して搬送ローラ２１９から送り出された用紙Ｐを記録ヘッド２１０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２２３を設けている。この印写受け部材２２３の用紙搬送方向下流側には、用紙Ｐを排紙方向へ送り出すために回転駆動される搬送コロ２２４、拍車２２５を設け、更に用紙Ｐを排紙トレイ２０６に送り出す排紙ローラ２２６及び拍車２２７と、排紙経路を形成するガイド部材２２８、２２９とを配設している。
記録時には、キャリッジ２０９を移動させながら画像信号に応じて記録ヘッド２１０を駆動することにより、停止している用紙Ｐにインクを吐出して１行分を記録し、用紙Ｐ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Ｐ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Ｐを排紙する。

また、キャリッジ２０９の移動方向右端側の記録領域を外れた位置には、ヘッド２１０の吐出不良を回復するための回復装置２３０を配置している。回復装置２３０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２０９は印字待機中にはこの回復装置２３０側に移動されてキャッピング手段でヘッド２１０をキャッピングされ、吐出口部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。
吐出不良が発生した場合等には、キャッピング手段でヘッド２１０の吐出口（ノズル孔）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。
なお、本発明の液滴吐出装置は、インク以外の液体を吐出する他の画像形成装置一般に適用することができる。例えば、半導体プロセスで基板上に形成される液体レジストや、パターン材料等を液滴として吐出する装置（画像形成装置）にも適用することができる。

《本発明の構成、作用、効果のまとめ》
第１の本発明に係る液滴吐出装置は、液滴を吐出するノズル３を有するヘッド２（液滴吐出部）と、液滴吐出部に液体を供給するための第１のインク供給経路１００（第１の経路）、及び第２のインク供給経路１１０（第２の経路）と、第１のインク供給経路を介して液滴吐出部にインク２２（第１の液体）を供給する第１の液体供給部２０と、第１のインク供給経路に対してバルブＡ（第１の切り替え弁１０１）を介してつながると共に、第２のインク供給経路に対してバルブＢ（第２の切り替え弁１１１）を介してつながり、且つ液滴吐出部を迂回する循環経路１２０（第３の経路）と、を有する。更に、循環経路上に配置された液体循環手段１２２と、第１のインク供給経路、若しくは第２のインク供給経路とバルブＣ（第３の切り替え弁１０２）を介してつながる洗浄液供給経路１３０（第４の経路）と、洗浄液供給経路を介してヘッド２に洗浄液４２（第２の液体）を供給する第２の液体供給部４０と、第１のインク供給経路、若しくは第２のインク供給経路中の液体をヘッドへ流すために第１のインク供給経路、若しくは第２のインク供給経路上に設置されたバルブＤ（経路開閉手段１１２）と、を備えていることを特徴とする。

これによれば、ヘッド、及びその周囲の流路中のインクを循環するため、循環経路内にフィルタ等の異物除去手段を配置すれば循環中にインク中に発生した沈殿物によるノズルの目詰まりを防止できる。また、洗浄液でヘッドを洗浄できるため、ノズル部に固着したインクの固体成分を取り除き、ノズルの目詰まりを解消できる。
つまり、インク等の液体中の気泡、及び固体成分の沈殿によるノズルの目詰まりを防止する機構と、液体の乾燥によるノズル目詰まりを解消する機構と、を兼ね備えた液滴吐出装置を提供することができる。

第２の本発明に係る液滴吐出装置では、第３のインク供給経路上に脱気装置１２１ａ（脱気手段）を配置したことを特徴とする。
これによれば、ヘッド、及びその周囲の流路中のインクを脱気するため、気泡によるノズルの目詰まりを防止できる。

第３の本発明に係る液滴吐出装置では、第２の液体供給部４０が液体を空圧で押し出す加圧装置４３（加圧手段）を備えている。
洗浄液タンクからヘッドへ洗浄液を空圧で押し出すため、ポンプで洗浄液を押し出す場合と比べて洗浄液を強く押し出すことができて、ノズルを洗浄する能力を高めることができる。

第４の本発明に係る液滴吐出装置では、第１の液体供給部２０が減圧装置２４（減圧手段）を備えていることを特徴とする。
ヘッド部のインクを減圧して適正な圧力にするため、ノズルからインクが漏れ出すことを防ぐことができる。

第５の本発明に係る液滴吐出装置では、第１の液体供給部２０と第２のインク供給経路１１０との間に圧力差を発生させてヘッド２から第１の液体供給部へインク（第１の液体）を回収する第１の液体回収機構を備えていること特徴とする。
ヘッドを洗浄する前にヘッドやその周囲の流路中のインクをインクタンクに回収できる。このため、ヘッドに洗浄液を流す際に、洗浄液と一緒にインクを無駄に排出することが無くなる。それにより、インクの消費量を減らすことができる。

第６の本発明に係る液滴吐出装置では、洗浄液供給経路１３０（第４の経路）上にバルブＥ（大気連通弁１３１）を備えていることを特徴とする。
これによれば、第１のインク供給経路１００、第２のインク供給経路１１０、ヘッド内の洗浄液を残らず排出し、空気に置き換えることができる。洗浄液とインクとが空気により分離されるので、洗浄液を排出する際に洗浄液とインクが混ざることが無くなり、洗浄液と混ざったインクをノズルから排出することによるインクの無駄な消費が無くなる。

第７の本発明に係る液滴吐出装置では、洗浄液供給経路１３０（第４の経路）にバルブＦ（１３２）を介してつながる加圧装置１３３（加圧手段）を備えていることを特徴とする。
洗浄液供給経路にバルブＦを介して加圧装置１３３を配置することにより、バルブＦ〜バルブＣ〜バルブＡ〜第１の供給口５の経路、及び、ヘッド内の洗浄液がノズルから押し出され、ノズルを加圧洗浄することができる。また、上記経路内、及びヘッド内の洗浄液がノズルから排出され、空気に置き換わる。加圧装置１３３からバルブＦを経由してヘッドまで来ていた圧縮空気により、第２のインク供給経路１１０内部の洗浄液が廃液タンク５０へ排出される。これにより、第１のインク供給経路１００、第２のインク供給経路１１０、ヘッド内の洗浄液を残らず排出することができる。
洗浄液を第２のインク供給経路の排出端側から外部に排出する際においてもノズルを洗浄できるため、洗浄液の消費量に対してノズルを洗浄する効率が向上する。

第８の本発明に係る液滴吐出装置では、循環経路１２０（第３の経路）上に、液体中から微粒子を取り除くフィルタ１２３を配置したことを特徴とする。
ヘッド、及びその周囲の流路中のインクからフィルタがゴミ等の異物を除去するため、インク中のゴミ等によるノズルの目詰まりを防止できる。

第９の本発明に係る液滴吐出装置では、脱気装置１２１ａが、液体を通さず気体を通す部材を介して液体室と気体室に分かれており、気体室に負圧を導入することで液体室中の液体を脱気することを特徴とする。
真空発生装置を用いて脱気しているため、液体容器内でインクを攪拌する脱気方法と異なり、インクを循環させながら脱気することができる。

本発明に係る液滴吐出装置を用いた脱気方法では、循環経路１２０（第３の経路）内に洗浄液（第２の液体）を循環させつつ脱気する脱気方法であって、第１の切り替え弁１０１と第３の経路１２０と第２の切り替え弁１１１と液滴吐出部２とを通る閉鎖された経路中に第２の液体４２を充填させた状態で、液体循環手段１２２によって該第２の液体を循環させると共に、脱気手段１２１を用いて該第２の液体を脱気することを特徴とする。
インク等の液体中の気泡、及び固体成分の沈殿によるノズルの目詰まりを防止する機構と、液体の乾燥によるノズル目詰まりを解消する機構と、を兼ね備えた液滴吐出装置において、構成を複雑化することなく効果的に脱気を行うことが可能となる。

本発明に係る液滴吐出装置を備えた脱気方法では、第３の経路中にフィルタを備え、液滴吐出部と第１の切り替え弁との間の第２の液体が、第１の切り替え弁を経て脱気手段へ一方向移動するように、閉鎖された経路内の第２の液体を循環させることを特徴とする。
ヘッドのノズル３からインクを吐出すると、流路ｒ３内の未脱気のインクがバルブＡ（第１の切り替え弁）から第１の供給口５側へ供給されてしまう。未脱気のインク中に気泡が発生していた場合には、ヘッド内のノズルに気泡が付着するおそれがある。そこで、バルブＡを経て脱気手段へ一方向移動するように循環させることにより、上記不具合を解消できる。

本発明に係る液滴吐出装置において、液滴吐出部内の液室を洗浄した後に、ノズルを洗浄する洗浄方法にあっては、液滴吐出部の内部から第２の液体を回収する回収工程と、第４の経路と液滴吐出部内とを連通させる工程と、経路開閉手段を開放して、第２の経路を介して液滴吐出部内を大気と連通させる工程と、第２の液体供給部により第２の液体を送出して第１の経路、液滴吐出部内、及び第２の経路を洗浄する洗浄工程と、経路開閉手段を閉鎖してから第２の液体供給部からの第２の液体の送出を行うことにより、第２の液体をノズルから排出するノズル洗浄工程と、第２の液体供給部からの第２の液体の送出を停止する工程と、を備えたことを特徴とする。
この洗浄方法によれば、第２の供給口６付近で洗浄液とインクが混ざり合い、結果的に、その混合液を用いてノズルを洗浄することになる、という洗浄不良を防止することができる。
本発明に係る画像形成装置は、上記液滴吐出装置を備えたことを特徴とする。

１…液滴吐出装置、２…ヘッド（液滴吐出部）、３…ノズル、５…供給口、６…供給口、２０…第１の液体供給部、２１…インクタンク、２２…インク（第１の液体）、２３…加圧装置（加圧手段）、２４…減圧装置（減圧手段）、４０…第２の液体供給部、４１…洗浄液タンク、４２…洗浄液（第２の液体）、４３…加圧装置（加圧手段）、５０…廃液タンク、１００…第１のインク供給経路（第１の経路）、１０１…第１の切り替え弁、１０２…第３の切り替え弁、１１０…第２のインク供給経路（第２の経路）、１１１…第２の切り替え弁、１１２…経路開閉手段、１２０…循環経路、１２１…脱気手段、１２１ａ…脱気装置、１２１ａ−１…液体室、１２１ａ−２…気体室、１２１ａ−３…部材、１２１ｂ…真空発生装置、１２１ｃ…チューブ、１２２…ポンプ、１２２…液体循環手段、１３０…洗浄液供給経路、１３１…大気連通弁、１３３…加圧装置（加圧手段）、２０１…記録装置本体、２０２…印字機構部、２０４…給紙カセット、２０５…トレイ、２０６…排紙トレイ、２０７…主ガイドロッド、２０８…従ガイドロッド、２０９…キャリッジ、２１０…記録ヘッド、２１１…インクカートリッジ、２１２…主走査モータ、２１４…従動プーリ、２１５…タイミングベルト、２１６…給紙ローラ、２１７…フリクションパッド、２１８…ガイド部材、２１９…搬送ローラ、２２０…搬送コロ、２２１…先端コロ、２２２…副走査モータ、２２３…フィルタ、２２４…減圧装置、２２４…搬送コロ、２２５…拍車、２２６…排紙ローラ、２２７…拍車、２２８…ガイド部材、２１３…駆動プーリ、２３０…回復装置

特許第５２０９４３１号 特許第５１６９１２０号

Claims (13)

1. 液滴を吐出するノズルを有する液滴吐出部と、
   前記液滴吐出部に液体を供給するための第１の経路、及び第２の経路と、
   前記第１の経路を介して前記液滴吐出部に第１の液体を供給する第１の液体供給部と、
   前記第１の経路に対して第１の切り替え弁を介してつながると共に、前記第２の経路に対して第２の切り替え弁を介してつながり、且つ前記液滴吐出部を迂回する第３の経路と、
   前記第３の経路上に配置された液体循環手段と、
   前記第１の経路、若しくは前記第２の経路と、第３の切り替え弁を介してつながる第４の経路と、
   前記第４の経路を介して前記液滴吐出部に第２の液体を供給する第２の液体供給部と、
   前記第１の経路、若しくは前記第２の経路中の液体を前記液滴吐出部へ流すために前記第１の経路、若しくは前記第２の経路上に設置された経路開閉手段と、
   を備えていることを特徴とする液滴吐出装置。
2. 請求項１に記載の液滴吐出装置において、
   前記第３の経路上に脱気手段を配置したことを特徴とする液滴吐出装置。
3. 請求項１又は２に記載の液滴吐出装置において、
   前記第２の液体供給部が液体を空圧で押し出す加圧手段を備えていることを特徴とする液滴吐出装置。
4. 請求項１乃至３の何れか一項に記載の液滴吐出装置において、
   前記第１の液体供給部が減圧手段を備えていることを特徴とする液滴吐出装置。
5. 請求項１乃至４の何れか一項に記載の液滴吐出装置において、
   前記第１の液体供給部と前記第２の経路との間に圧力差を発生させて前記液滴吐出部から前記第１の液体供給部へ第１の液体を回収する第１の液体回収機構を備えていること特徴とする液滴吐出装置。
6. 請求項１乃至５の何れか一項に記載の液滴吐出装置において、
   前記第４の経路上に大気連通弁を備えていることを特徴とする液滴吐出装置。
7. 請求項１乃至６の何れか一項に記載の液滴吐出装置において、
   前記第４の経路に第４の切り替え弁を介してつながる加圧手段を備えていることを特徴とする液滴吐出装置。
8. 請求項１乃至７の何れか一項に記載の液滴吐出装置において、
   前記第３の経路上に、前記液体中から微粒子を取り除くフィルタを配置したことを特徴とする液滴吐出装置。
9. 請求項２乃至８の何れか一項に記載の液滴吐出装置において、
   前記脱気手段が、液体を通さず気体を通す部材を介して液体室と気体室に分かれており、前記気体室に負圧を導入することで前記液体室中の液体を脱気することを特徴とする液滴吐出装置。
10. 請求項１乃至９の何れか一項に記載の液滴吐出装置において、前記第３の経路内に前記第１の液体を循環させつつ脱気する脱気方法であって、
    前記第１の切り替え弁と前記第３の経路と前記第２の切り替え弁と前記液滴吐出部とを通る閉鎖された経路中に前記第１の液体を充填させた状態で、前記液体循環手段によって該第２の液体を循環させると共に、請求項２に記載の脱気手段を用いて該第１の液体を脱気することを特徴とする脱気方法。
11. 前記第３の経路中に請求項８に記載のフィルタを備えた請求項１０に記載の脱気方法であって、
    前記液滴吐出部と前記第１の切り替え弁との間の前記第１の液体が、前記第１の切り替え弁を経て前記脱気手段へ一方向移動するように、前記閉鎖された経路内の前記第１の液体を循環させることを特徴とする脱気方法。
12. 請求項１乃至９の何れか一項に記載の液滴吐出装置において、前記液滴吐出部内の液室を洗浄した後に、前記ノズルを洗浄する洗浄方法であって、
    前記液滴吐出部の内部から前記第１の液体を回収する回収工程と、
    前記第４の経路と前記液滴吐出部内とを連通させる工程と、
    前記経路開閉手段を開放して、前記第２の経路を介して前記液滴吐出部内を大気と連通させる工程と、
    前記第２の液体供給部により前記第２の液体を送出して第１の経路，前記液滴吐出部内、及び前記第２の経路を洗浄する洗浄工程と、
    前記経路開閉手段を閉鎖してから前記第２の液体供給部からの前記第２の液体の送出を行うことにより、前記第２の液体を前記ノズルから排出するノズル洗浄工程と、
    前記第２の液体供給部からの第２の液体の送出を停止する工程と、
    を備えたことを特徴とするノズルの洗浄方法。
13. 請求項１乃至９の何れか一項に記載の液滴吐出装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。

Images