JP2017080893A

JP2017080893A - 液体吐出装置と液体吐出ヘッドの洗浄方法

Info

Publication number: JP2017080893A
Application number: JP2015208145A
Authority: JP
Inventors: 遠山　上; Jo Toyama; 上遠山
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2015-10-22
Filing date: 2015-10-22
Publication date: 2017-05-18

Abstract

【課題】吐出用の液体の一部の成分の沈降による液体吐出ヘッドの目詰まりを、少量の洗浄用の液体を用いて抑えられるようにする。
【解決手段】液体吐出装置が、液体を吐出する液体吐出ヘッド３と、吐出用の液体を収容する吐出液タンク１と、吐出用の液体を吐出液タンク１から液体吐出ヘッド３に供給する吐出液供給機構と、洗浄用の液体を収容する洗浄液タンク２と、洗浄用の液体を洗浄液タンク２から液体吐出ヘッド３に供給する洗浄液供給機構と、液体吐出ヘッド３の内部の液体を回収し、回収した液体を液体部分と固形部分とに分離して、分離された液体部分を、洗浄液タンク２または液体吐出ヘッド３に移送する再利用手段と、を含む。
【選択図】図１

Description

本発明は液体吐出装置と液体吐出ヘッドの洗浄方法に関する。

液体吐出装置の一例であるインクジェット記録装置には、色材として直径が数百ｎｍ程度の大きさの顔料粒子を含む顔料インクを液体吐出ヘッドから記録媒体に吐出して、所望の画像を形成するものがある。顔料インク内の顔料粒子は、溶媒等の液体よりも比重が重い固形成分であり、液体吐出装置が動作停止して長期間使用されない場合に、液体タンクの下部や液体吐出ヘッド内に沈降してしまう沈降性の成分である。近年では、液体吐出装置において、従来の顔料粒子よりも重い白色顔料やメタリック顔料等が使用されることが多くなり、顔料粒子の沈降による不良画像形成や信頼性低下などがより懸念されている。特に、細い流路を有する小型かつ高密度の液体吐出ヘッド内の吐出口近傍では、顔料粒子の沈降に起因する吐出口の目詰まりが発生し易く、液体吐出装置が長期間の不使用の後に液体吐出を再開する際に吐出不能となることがある。このような吐出不能により、液体吐出装置の信頼性が著しく低下し、良好な画像を形成できなくなってしまう。

吐出口近傍における目詰まりの解決のために、特許文献１では、ヘッドにインクを導入するインク供給手段と、洗浄液導入手段とが設けられている。このインク供給手段と洗浄液導入手段とから、いくつかのバルブを介してヘッドに対して選択的に液体を導入することにより、ヘッド内のインクまたは洗浄液のいずれかの液体を他方の液体に置換することができる。特に、印字が終了したときに、ヘッド内のインクを洗浄液に置換することにより、ノズル等の目詰まりを防ぎ、ヘッドの信頼性が維持される。

特開平１１−５８７７６号公報

特許文献１に開示されているインクジェット記録装置では、ヘッド内とヘッドにつながる流路内に充填されているインクを洗浄液に完全に置換するために、印字終了の度に大量の洗浄液を消費してしまうという問題点がある。

本発明の目的は、吐出用の液体の一部の成分の沈降による液体吐出ヘッドの目詰まりを、少量の洗浄用の液体を用いて抑えることができる液体吐出装置と液体吐出ヘッドの洗浄方法を提供することにある。

本発明の液体吐出装置は、液体を吐出する液体吐出ヘッドと、吐出用の液体を収容する吐出液タンクと、吐出用の液体を吐出液タンクから液体吐出ヘッドに供給する吐出液供給機構と、洗浄用の液体を収容する洗浄液タンクと、洗浄用の液体を洗浄液タンクから液体吐出ヘッドに供給する洗浄液供給機構と、液体吐出ヘッドの内部の液体を回収し、回収した液体を液体部分と固形部分とに分離して、分離された液体部分を、洗浄液タンクまたは液体吐出ヘッドに移送する再利用手段と、を含む。

本発明によると、吐出用の液体の一部の成分の沈降による液体吐出ヘッドの目詰まりを、少量の洗浄用の液体を用いて抑えられる。

本発明の第１の実施形態に係る液体吐出装置の液体回収部の模式図である。本発明の第２の実施形態に係る液体吐出装置の液体回収部の模式図である。本発明の第３の実施形態に係る液体吐出装置の液体回収部の模式図である。本発明の第４の実施形態に係る液体吐出装置の液体回収部の模式図である。本発明の第５の実施形態に係る液体吐出装置の液体回収部の模式図である。本発明の第６の実施形態に係る液体吐出装置の液体回収部の模式図である。第６の実施形態に係る液体吐出装置の液体の流れを示すフローチャートである。本発明の第７の実施形態に係る液体吐出装置の液体回収部の模式図である。

以下、本発明の実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。
［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体吐出装置の一例（例えばインクジェット記録装置）の液体回収部を示す模式図である。この液体吐出装置では、吐出液タンク（インクタンク）１が、吐出用の液体（インク）の供給用のバルブＶ１を介して液体吐出ヘッド（ヘッドユニット）３に接続されている。また、洗浄液タンク２が、洗浄用の液体（洗浄液）の供給用のバルブＶ２を介してヘッドユニット３に接続されている。キャップ部４が、ヘッドユニット３の吐出口形成面と対向可能に配置されている。このキャップ部４は、ポンプＰ１とインク及び洗浄液の回収用のバルブＶ３とを介して液体回収タンク５に接続されている。さらに、液体回収タンク５は、分離された液体部分の供給用のバルブＶ４とポンプＰ２とを介して洗浄液タンク２に接続されている。ここでは、吐出液タンク１とヘッドユニット３とを接続する配管およびバルブＶ１等を吐出液供給機構と称する。同様に、洗浄液タンク２とヘッドユニット３とを接続する配管およびバルブＶ２等を洗浄液供給機構と称する。そして、キャップ部４と、液体回収タンク５と、ポンプＰ１，Ｐ２と、バルブＶ３，Ｖ４等を総称して、洗浄液の再利用に寄与する再利用手段と称する。このうち、ポンプＰ２およびバルブＶ４を、液体回収タンク５内の液体部分を洗浄液タンク２に移送するための移送機構と称する。後述する他の実施形態の各構成要件も、これに準じて名称を付与する。

このような構成の液体吐出装置では、液体吐出による記録が終了した後に、バルブＶ１を閉じてインクタンク１からヘッドユニット３へのインクの供給を止める。そして、キャップ部４によってヘッドユニット３の吐出口形成面を覆い、バルブＶ２，Ｖ３を開けてポンプＰ１を作動させ、キャップ部４を介してヘッドユニット３の内部を吸引する。それにより、ヘッドユニット３の内部に存在するインクを、キャップ部４およびバルブＶ３を介して液体回収タンク５に排出させる。それとともに、洗浄液タンク２内の洗浄液が、開いているバルブＶ２を介してヘッドユニット３に流入する。こうして、ヘッドユニット３の内部のインクが洗浄液に置換される。置換が終了したら、すべてのバルブＶ１〜Ｖ４を閉じ、すべてのポンプＰ１〜Ｐ２を停止する。この置換動作中にヘッドユニット３から排出されたインクは、液体回収タンク５に回収される。

この置換動作が行われた後に、記録のための液体吐出を再開するときには、バルブＶ２を閉じた状態で、バルブＶ１，Ｖ３を開けてポンプＰ１を動かす。それにより、ヘッドユニット３の内部に存在する洗浄液は、キャップ部４およびバルブＶ３を介して液体回収タンク５に排出され、インクタンク１内のインクがバルブＶ１を介してヘッドユニット３に流入する。こうして、ヘッドユニット３の内部の洗浄液がインクに置換される。置換が終了したら、すべてのバルブＶ１〜Ｖ４を閉じ、すべてのポンプＰ１〜Ｐ２を停止する。この置換動作中にヘッドユニット３から排出された洗浄液は、液体回収タンク５に回収される。このようにして、記録の準備が完了する。

記録の終了後と再開前とに、上述したインクと洗浄液の置換を繰り返すことによって、その都度インクまたは洗浄液が液体回収タンク５に回収される。液体回収タンク５内のインク中の沈降性の成分は自然沈降し、インクは固形部分と液体部分とに分離される。適宜のタイミングで（例えば記録再開直前に）バルブＶ４を開けてポンプ２を作動させ、上澄み液（固形部分から分離されたインクの液体部分と洗浄液）を、液体回収タンク５からバルブＶ４を介して洗浄液タンク２に移送し、洗浄液として再利用する。

バルブＶ４を開けてポンプＰ２を作動させ、固体部分から分離されたインクの液体部分と洗浄液とを液体回収タンク５から洗浄液タンク２に移送するタイミングと移送量は、液体回収タンク５の容積や洗浄液タンク２の容積や使用頻度等により適宜に決定される。ただし、各タンク１，２，５から液体があふれ出すおそれがない程度で、できるだけ長く液体回収タンク５から液体を移送せずに放置するほど、固形部分と液体部分の分離がより進行するため好ましい。それは、目詰まりの要因となり得る沈降性の成分が、洗浄液タンク２に移送されて洗浄液として再利用される液体中にできるだけ含まれないようにするために効果的だからである。本実施形態では、固体部分から分離されたインクの液体部分と洗浄液の液体回収タンク５から洗浄液タンク２への移送は、１週間に１回行った。一般的なインクと洗浄液の使用有効期限である６カ月を経過しても洗浄液の補充は必要なく、吐出口およびその近傍の目詰まりは生じず、良好な画像形成が可能であった。

沈降性の成分は、インクに用いられる溶剤と水の混合液より比重の大きな顔料であれば特に限定されず、白色顔料やメタリック顔料のように比重が水の数倍以上の顔料が含まれている場合に、本発明はより効果的である。本実施形態では、インクに含まれる沈降性の成分は、酸化チタンからなる白色顔料であり、酸化チタンの含有量が８％になるように、酸化チタンと混合される溶剤と水と界面活性剤を調整してインクを作製した。

洗浄液は、液体吐出装置に化学的ダメージを与えない液体であれば何を使っても良いが、インクから少なくとも沈降性成分を除いた液体が好ましい。本実施形態では、上述したインクから酸化チタンのみを除いた、溶剤と水と界面活性剤の混合液を洗浄液として用いている。

［第２の実施形態］
図２は、本発明の第２の実施形態に係る液体吐出装置の一例（例えばインクジェット記録装置）の液体回収部を示す模式図である。本実施形態の液体吐出装置では、液体回収タンク５内に内容器５１が内包されている。それ以外の構成は第１の実施形態の液体吐出装置と同様であるため説明を省略する。

液体回収タンク５内の内容器５１は逆Ｙ字形であり、軸Ｘを中心として不図示のモータに駆動されて回転可能である。この内容器５１とモータが遠心分離器を構成している。内容器５１は軸Ｘに対して対称形であり、軸Ｘから外周側に突出した部分を有している。内容器５１が軸Ｘを中心として高速回転することにより、回収されたインク及び洗浄液の混合物中の固形部分が、遠心力によって、軸Ｘから外周側に突出した部分に移動し、液体部分から分離される。内容器５１には、内部に収容した液体の液面の高さを検知する液面センサーＳ５１が取り付けられている。

本実施形態でも第１の実施形態と同様に、記録終了後にバルブＶ１を閉じ、キャップ部４でヘッドユニット３の吐出口形成面を覆ってから、バルブＶ２，Ｖ３を開けてポンプＰ１を作動させ、ヘッドユニット３内のインクを液体回収タンク５に回収する。それとともに、洗浄液タンク２内の洗浄液がバルブＶ２を介してヘッドユニット３に流入し、インクと洗浄液の置換を行う。置換終了後には、バルブＶ１〜Ｖ４を閉じポンプＰ１〜Ｐ２を停止する。液体吐出の再開時には、バルブＶ２を閉じたままバルブＶ１、Ｖ３を開けてポンプＰ１を動かして、ヘッドユニット３内の洗浄液を液体回収タンク５に排出し、インクタンク１内のインクをヘッドユニット３に流入させて、洗浄液とインクを置換する。置換終了後には、バルブＶ１〜Ｖ４を閉じポンプＰ１〜Ｐ２を停止する。

記録の終了後と再開前とに、上述したインクと洗浄液の置換を繰り返すことによって、その都度インクまたは洗浄液が液体回収タンク５に回収される。そして、内容器５１の側面に設けられた液面センサーＳ５１により、液面が所定の高さに到達したことが検知されると、不図示のモータが作動して内容器５１は軸Ｘを中心として回転する。具体的には、本実施形態では、液面が所定の高さに到達したことをセンサーＳ５１が検知したことが通知されると、作業者が手動で内容器５１と配管との接続を一時的に解除し、内容器５１にふたをする。そして、センサーＳ５１からの信号を受けたモータが作動して、内容器５１を毎分５０００回転の回転数で１０分間回転させる。実際にこの内容器５１の回転が終了した後に目視すると、内容器５１内のインクと洗浄液の混合物は、固形部分と液体部分に分離されていた。そして、再び作業者が手動で内容器５１と配管を接続する。その後、適宜のタイミングで（例えば記録再開直前に）バルブＶ４を開けてポンプＰ２を作動させ、上澄み液（分離された液体部分）を洗浄液タンク２に移送し、洗浄液として再利用する。

本実施形態によると、遠心分離により固形部分と液体部分とを分離させるため、目詰まりの要因となり得る沈降性の成分が、洗浄液タンク２に移送されて洗浄液として再利用される液体中に含まれることを予防する効果が大きい。

［第３の実施形態］
図３は、本発明の第３の実施形態に係る液体吐出装置の一例（例えばインクジェット記録装置）の液体回収部を示す模式図である。本実施形態の液体吐出装置では、液体回収タンク５内にフィルタ５２が設けられている。それ以外の構成は第１の実施形態の液体吐出装置と同様であるため説明を省略する。

本実施形態では、フィルタ５２により、液体回収タンク５内のインクがろ過され、固形部分と液体部分とに分離される。フィルタ５２の目の細かさは、沈降性の成分の粒子の大きさに応じて適宜に決められる。ただし、少なくともインク中の沈降性の成分をフィルタリング可能であればよく、インク中の沈降性の成分以外の固形部分の粒子の大きさを考慮する必要はない。

記録の終了後と再開前とに、上述したインクと洗浄液の置換を繰り返すことによって、その都度インクまたは洗浄液が液体回収タンク５に回収される。そして、回収されたインク中の少なくとも沈降性の成分はフィルタ５２によりトラップされ、インクは固形部分と液体部分とに分離される。適宜のタイミングで（例えば記録再開直前に）バルブ４を開けてポンプＰ２を作動させ、分離された液体部分を洗浄液タンク２に移送し、洗浄液として再利用する。

本実施形態によると、インクが液体回収タンク５に回収された時点で、沈降性の成分は液体部分から分離されるので、特別な作業や放置時間を必要とせず容易に沈降性の成分を液体部分から分離できる。その結果、目詰まりの要因となり得る沈降性の成分が、洗浄液タンク２に移送されて洗浄液として再利用される液体中に含まることを容易に抑制できる。

［第４の実施形態］
図４は、本発明の第４の実施形態に係る液体吐出装置の一例（例えばインクジェット記録装置）の液体回収部を示す模式図である。本実施形態の液体吐出装置では、交換可能な液体回収タンク５に３つの液面センサーＳ１，Ｓ２，Ｓ３が設けられており、液面センサーＳ１は液面の高さの上限の位置、すなわち、液体回収タンク５から液体が溢れ出さない概ね上限の位置に配置されている。液面センサーＳ２は固形部分の高さの上限の位置、すなわち、液体部分の取り出し口よりもわずかに低く、液体部分の取り出し経路に固形部分が混入しない概ね上限の位置に配置されている。液面センサーＳ３は液面の高さの下限の位置、すなわち、液体部分の取り出し口よりわずかに高く、液体部分が取り出し経路に流入可能な概ね下限の位置に配置されている。本実施形態では、これらの液面センサーＳ１，Ｓ２，Ｓ３を用いて、液体回収タンク５から洗浄液タンク２への液体部分の移送の開始と終了のタイミングを制御している。それ以外の構成は第１の実施形態の液体吐出装置と同様であるため説明を省略する。

記録の終了後と再開前とに、上述したインクと洗浄液の置換を繰り返すことによって、その都度インクまたは洗浄液が液体回収タンク５に回収される。液面が第１の高さ（液面の高さの上限の位置）に到達したことを液面センサーＳ１が検知した場合と、固形部分の上面が第３の高さ（固形部分の高さの上限の位置）に到達したことを液面センサーＳ３が検知した場合に、バルブＶ４を開けポンプＰ２を作動させる。それにより、分離された液体部分を洗浄液タンク２に移送し、洗浄液として再利用する。そして、液面が第２の高さ（液面の高さの下限の位置）まで低くなったことを液面センサーＳ２が検知した場合に、バルブＶ４を閉じてポンプＰ２を停止させ、移送を終了する。さらに、移送終了時に、固形部分の廃棄を促す表示を不図示の制御盤等によって行い、作業者に固形部分の廃棄または液体回収タンク５の交換のタイミングを知らせる。

本実施形態では液体部分の移送は液面センサーのタイミングに基づいて不定期に実施したが、一般的なインクと洗浄液の使用有効期限である６カ月を経過しても洗浄液の補充は必要なく、吐出口およびその近傍の目詰まりは生じず、良好な画像形成が続けられた。

［第５の実施形態］
図５は、本発明の第５の実施形態に係る液体吐出装置の一例（例えばインクジェット記録装置）の液体回収部を示す模式図である。本実施形態の液体吐出装置では、洗浄液タンク６が、ヘッドユニット３の内部の液体を回収する容器（追加の液体回収タンク）を兼ねている。この洗浄液タンク６は、キャップ部４から液体回収タンク５へ向かう経路から分岐した経路にバルブＶ６を介して接続され、バルブＶ８を介して、液体回収タンク５からヘッドユニット３に向かう経路に合流している。すなわち、本実施形態では、キャップ部４に接続されたポンプＰ１から、バルブＶ５を介して液体回収タンク５に接続されるとともに、バルブＶ６を介して洗浄液タンク６に接続されている。また、ヘッドユニット３に接続されたバルブＶ２およびポンプＰ２にフィルタＦ１が接続されており、液体回収タンク５からバルブＶ７を介してフィルタＦ１に接続されるとともに、洗浄液タンク６からバルブＶ８を介してフィルタＦ１に接続されている。バルブＶ５，Ｖ６は、ヘッドユニット３の内部の液体を液体回収タンク５と洗浄液タンク６のいずれかに選択的に排出するためのバルブである。それ以外の構成は第１の実施形態の液体吐出装置と同様であるため説明を省略する。

本実施形態では、記録終了後にバルブＶ１を閉じ、キャップ部４でヘッドユニット３の吐出口形成面を覆ってから、バルブＶ８，Ｖ２，Ｖ５を開けてポンプＰ１，Ｐ２を作動させ、ヘッドユニット３内のインクを液体回収タンク５に回収する。それとともに、洗浄液タンク６に予め収容されていた洗浄液が、バルブＶ８、フィルタＦ１、ポンプＰ２、およびバルブＶ２を介してヘッドユニット３に流入し、インクと洗浄液の置換を行う。置換終了後には、全てのバルブＶ１，Ｖ２，Ｖ５〜Ｖ８を閉じポンプＰ１〜Ｐ２を停止する。液体吐出の再開時には、バルブＶ２を閉じたままバルブＶ１、Ｖ５を開けてポンプＰ１を動かして、ヘッドユニット３内の洗浄液を液体回収タンク５に排出し、インクタンク１内のインクをヘッドユニット３に流入させて、洗浄液とインクを置換する。置換終了後には、全てのバルブＶ１，Ｖ２，Ｖ５〜Ｖ８を閉じポンプＰ１〜Ｐ２を停止する。

記録の終了後と再開前とに、上述したインクと洗浄液の置換を繰り返すことによって、その都度インクまたは洗浄液が液体回収タンク５に回収される。液体回収タンク５内のインク中の沈降性の成分は自然沈降し、インクは固形部分と液体部分とに分離される。

インクと洗浄液の置換を繰り返して、液体回収タンク５がいっぱいになった場合や、洗浄液タンク６内の洗浄液が無くなった場合には、ヘッドユニット３から排出されるインクや洗浄液を、液体回収タンク５ではなく洗浄液タンク６によって回収する。具体的には、ポンプＰ１，Ｐ２を作動させてヘッドユニット３内のインクを洗浄液で置換している最中に、液体回収タンク５がいっぱいになるか、洗浄液タンク６内の洗浄液が無くなった場合には、バルブＶ５，Ｖ８を閉じてバルブＶ６，Ｖ７を開く。それにより、ヘッドユニット３からのインクはバルブＶ６を介して洗浄液タンク６に流入する。一方、液体回収タンク５内の液体が、バルブＶ７、フィルタＦ１、バルブＶ２を介してヘッドユニット３に流入する。液体回収タンク５内の液体は、インクと洗浄液の混合液からインクの固形部分を除いたものであるため、洗浄液である。従って、インクと洗浄液の置換が続行される。また、ポンプＰ１，Ｐ２を作動させてヘッドユニット３内の洗浄液をインクで置換している最中に液体回収タンク５がいっぱいになった場合には、バルブＶ５を閉じてバルブＶ６を開ける。それにより、ヘッドユニット３からの洗浄液はバルブＶ６を介して洗浄液タンク６に流入する。一方、インクタンク１内のインクはバルブＶ１を介してヘッドユニット３に流入し続ける。こうして、洗浄液とインクの置換が続行される。

本実施形態では、複数（例えば２個）のタンク（液体回収タンク５と洗浄液タンク６）を液体回収用に利用するため、回収した液体の廃棄や液体回収タンク５の交換のために作業を中断する必要がない。従って、ヘッドユニット３の洗浄や、液体吐出の準備を効率よく行うことができる。また、本実施形態では、バルブＶ７，Ｖ８とポンプＰ２との間にフィルタＦ１を配置して、液体部分にわずかに沈降性の成分が残っている場合に、その沈降性の成分がヘッドユニット３に供給されないようにしている。

本実施形態では、一般的なインクと洗浄液の使用有効期限である６カ月を経過しても洗浄液の補充は必要なく、吐出口およびその近傍の目詰まりは生じず、良好な画像形成が続けられた。この６か月の間に数回、オペレーションを止めることなく、固形部分を廃棄することができた。

［第６の実施形態］
図６は、本発明の第６の実施形態に係る液体吐出装置の一例（例えばインクジェット記録装置）の液体回収部を示す模式図である。本実施形態の液体吐出装置では、インクタンク１０が、ヘッドユニット３の内部の液体を回収する容器（液体回収タンク）を兼ねており、キャップ部を省略している。インクタンク１０内の下部には撹拌手段の一例であるプロペラ１１が設けられている。

インクタンク１０からバルブＶ１を介してヘッドユニット３に接続され、洗浄液タンク２からバルブＶ２を介してヘッドユニット３に接続されている。そして、ヘッドユニット３の吐出口形成部から、バルブＶ９およびポンプＰ３を介して、インクタンク１０に接続されている。また、ヘッドユニット３の吐出口形成部とバルブＶ９との間から分岐した配管が、バルブＶ７およびポンプＰ７を介して、インクタンク１０とバルブＶ１との間の配管に合流している。そして、インクタンク１０と洗浄液タンク２とバルブＶ１０およびポンプＰ４を介して接続されている。

本実施形態の液体回収部の動作を図７のフローチャートに示している。液体吐出による記録が終了した後に、インク供給用のバルブＶ１と記録時のインク循環用バルブＶ７を閉じてポンプＰ７を停止し、インクタンク１からヘッドユニット３へのインクの供給を止める。そして、洗浄液供給用のバルブＶ２と液体回収用のバルブＶ９を開けてポンプＰ３を作動させ、ヘッドユニット３の内部を吸引する。それにより、ヘッドユニット３の内部に存在するインクを、バルブＶ９を介してインクタンク１０に排出させる。それとともに、洗浄液タンク２内の洗浄液がバルブＶ２を介してヘッドユニット３に流入する。こうして、ヘッドユニット３の内部のインクが洗浄液に置換される。ヘッドユニット３に供給される洗浄液の量は不図示の流量計によって検知され、所定量ΔＶの清浄液がヘッドユ
ニット３に供給されたことが確認されたら、バルブＶ２，Ｖ９を閉じポンプＰ３を停止させて置換を終了する。この置換動作中にヘッドユニット３から排出されたインクは、インクタンク１０に回収される。

この置換動作が行われた後に液体吐出装置が使用されず、それから記録のための液体吐出を再開するときには、液体部分移送用のバルブＶ１０を開けポンプＰ１を作動させて、インクタンク１０内の液体部分（上澄み液）を洗浄液タンク２に移送する。液体の移送量は不図示の流量計によって検知され、前述した所定量ΔＶの液体が移送されたことが確認
されたら、バルブＶ１０を閉じポンプＰ４を停止させる。この動作により、前述したように記録終了後に洗浄液タンク２からヘッドユニット３に供給された洗浄液と同量（所定量ΔＶ）の液体が、インクタンク１０から洗浄液タンク２に補給される。すなわち、洗浄液
タンク２内の洗浄液の量が回復する。それから、バルブＶ１を閉じ、バルブＶ２，Ｖ９を開けてポンプＰ３を作動させる。それにより、ヘッドユニット３内の洗浄液はバルブＶ３を介してインクタンク１０に排出され、インクタンク１０内のインクがバルブＶ１を介してヘッドユニット３に流入する。こうして、ヘッドユニット３の内部の洗浄液がインクに置換される。この時、インクのヘッドユニット３への供給量か、洗浄液のインクタンク１０への回収量を、不図示の流量計によって検知する。前述した所定量ΔＶのインクの供給
または所定量ΔＶの洗浄液の回収が確認されたら、バルブＶ９を閉じポンプＰ３を停止さ
せて置換を終了する。

前述したようにインクタンク１０内の所定量ΔＶの液体部分が洗浄液タンク２に移送さ
れた時には、インクタンク１０内の固形部分は移送されずに残存しているため、固形部分の濃度（含有割合）が一時的に高くなる。そこで、洗浄液とインクの置換が行われると、ヘッドユニット３からインクタンク１０に洗浄液が回収されることにより、インクタンク内１０の固形部分の濃度が低下する。所定量ΔＶの洗浄液がインクタンク１０に回
収されると、インクタンク１０内の固形部分の濃度は、インクタンク１０内の液体を洗浄液タンク２に移送する前のインクタンク１０内の固形部分の濃度と同等になる。このようにインクタンク１０中の固形部分の濃度は、液体の洗浄液タンク２への移送の前と同等になるが、沈降性の成分がインクタンク１０の底に沈降する。記録の再開時にはインクタンク１０内の液体がインクとして用いられるため、プロペラによる撹拌等により固形部分の濃度を均一にする必要がある。本実施形態では、撹拌が終了した後に、インク供給用のバルブＶ１とインク循環用のバルブＶ７を開けてポンプＰ７を作動させ、インクを循環させながら記録を行う。その結果、目詰まりによって吐出不能になることはなく、良好な画像形成が行える。

本実施形態では、インクから顔料などの沈降性の成分を除いた液体部分を洗浄液としている。従って、プロペラによる撹拌前にインクタンク１０内から洗浄液タンク２には液体部分のみを移送して洗浄液として用いる一方、撹拌後に液体部分と固形部分とが均等に混合した状態で液体をヘッドユニット３に供給してインクとして用いる。そして、このようにインクとしても洗浄液としても用いられる液体は、ヘッドユニット３とインクタンク１０の間を循環して、インクタンク１０からヘッドユニット３への充填と、ヘッドユニット３からインクタンク１０への回収（排出）が行われる。すなわち、この液体はインクとしても洗浄液としても再利用されるため、効率が良い。しかも、本実施形態では、キャップ部を介さずにヘッドユニット３の内部の液体を回収するため、キャップ部でのインクの吸収や蒸発が生じることがなく、液体の成分がほとんど変わることなく再利用可能である。従って、記録および洗浄の性能を良好なままに維持することができる。

［第７の実施形態］
図８は、本発明の第７の実施形態に係る液体吐出装置の一例（例えばインクジェット記録装置）の液体回収部を示す模式図である。本実施形態の液体吐出装置では、液体回収タンク５に濃度測定器５３が取り付けられ、ポンプＰ２と洗浄液タンク２との間にフィルタＦ２が取り付けられている。それ以外の構成は第１の実施形態の液体吐出装置と同様であるため説明を省略する。

本実施形態の濃度測定器５３は、液体の、波長５５０ｎｍの光の透過率（吸光度）を測定することによって濃度を判定する。具体的には、濃度測定の対象である液体を希釈したサンプル液の透過率と、インク中の沈降性の成分の濃度との関係を予め求めておく。本実施形態では、予め測定した水の透過率を１として、液体回収タンク内の液体を２０００倍に希釈して作製したサンプル液の透過率を測定し、その値をＴとする。そして、サンプル液の吸光度αを、α＝１−Ｔとする。吸光度αが小さければ、光はほとんど透過するため、沈降性の成分の濃度は低く、多くの沈降性成分が沈降していると判断できる。一方、吸光度αの値が大きく、１に近ければ、光はほとんど透過されず（透過率は小さく）、沈降性の成分の濃度が高く、液体回収タンク５内でほとんど沈降していないと判断できる。

記録の終了後と再開前とに、上述したインクと洗浄液の置換を繰り返すことによって、その都度インクまたは洗浄液が液体回収タンク５に回収される。液体回収タンク５内のインク中の沈降性の成分は自然沈降し、インクは固形部分と液体部分とに分離される。その後、適宜のタイミングで（例えば記録再開直前に）バルブＶ４を開けてポンプＰ２を作動させ、分離された液体部分（上澄み液）を洗浄液タンク２に移送し、洗浄液として再利用する。このようにバルブＶ４を開けてポンプＰ２を作動させて液体回収タンク５内の液体部分を洗浄液タンク２に移送するタイミングは、吸光度αができるだけ小さい状態で行うことが好ましい。具体的には、吸光度αが０．３以下、好ましくは０．２以下、より好ましくは０．１以下である。本実施形態では、吸光度αが０．２５になったタイミングで、液体回収タンク５内の液体部分を洗浄液タンク２に移送するようにした。その結果、一般的なインクと洗浄液の使用有効期限である６カ月を経過しても洗浄液の補充は必要なく、吐出口およびその近傍の目詰まりは生じず、良好な画像形成が続けられた。

以上、本発明のいくつかの実施形態について説明した通り、本発明では、ヘッドユニット３から回収された液体を分離して、分離された固形部分と液体部分のうち、液体部分を洗浄液として再利用する。それにより、洗浄液の補充頻度が格段に低減し、洗浄液の消費量を最小限に抑制しつつ、吐出口の目詰まりを抑えることができる。特に、本発明は、沈降性の成分を含む吐出用の液体（インク）の沈降現象に起因する吐出口の目詰まりを、最小限の洗浄液によって抑制することが可能である。沈降性の成分を有するインクの中でも、特に比重の大きな白色顔料やメタリック顔料を含むインクは、沈降速度が速く短時間で沈降が進むため、回収されたインクは短時間で固形部分と液体部分とに分離し易い。この特性を利用して、液体部分を洗浄液として再利用することにより、洗浄液の消費量を抑えつつ吐出口の目詰まりを抑えることができる。

１，１０インクタンク（吐出液タンク）
２，６洗浄液タンク
３ヘッドユニット（液体吐出ヘッド）
５液体回収タンク
１１プロペラ（撹拌手段）
５１内容器
５２フィルタ
５３濃度測定器
Ｖ１〜Ｖ１０バルブ
Ｐ１〜Ｐ４ポンプ
Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ５１液面センサー

Claims

液体を吐出する液体吐出ヘッドと、
吐出用の液体を収容する吐出液タンクと、
前記吐出用の液体を前記吐出液タンクから前記液体吐出ヘッドに供給する吐出液供給機構と、
洗浄用の液体を収容する洗浄液タンクと、
前記洗浄用の液体を前記洗浄液タンクから前記液体吐出ヘッドに供給する洗浄液供給機構と、
前記液体吐出ヘッドの内部の液体を回収し、回収した液体を液体部分と固形部分とに分離して、分離された前記液体部分を、前記洗浄液タンクまたは前記液体吐出ヘッドに移送する再利用手段と、
を含む液体吐出装置。
前記再利用手段は、前記液体吐出ヘッドの内部の液体を回収する液体回収タンクと、前記液体回収タンク内の前記液体部分を前記洗浄液タンクに移送する移送機構とを含む、請求項１に記載の液体吐出装置。
前記液体回収タンクには、回収した液体を液体部分と固形部分とに分離するための遠心分離器が設けられている、請求項２に記載の液体吐出装置。
前記液体回収タンクには、前記遠心分離器を作動させるタイミングを決定するために前記液体回収タンク内の液体の液面の高さを検知する液面センサーが設けられている、請求項３に記載の液体吐出装置。
前記液体回収タンクには、回収した液体を液体部分と固形部分とに分離するためのフィルタが設けられている、請求項２に記載の液体吐出装置。
前記液体回収タンクには、前記液体回収タンク内の前記液体部分の前記洗浄液タンクへの移送の開始と終了のタイミングを決定するために前記液体回収タンク内の前記液体部分の液面または前記固形部分の上面の高さを検知する複数の液面センサーが設けられている、請求項２に記載の液体吐出装置。
前記液体回収タンクは交換可能である、請求項２から６のいずれか１項に記載の液体吐出装置。
前記再利用手段は、前記液体吐出ヘッドの内部の液体を回収する液体回収タンクと、前記液体回収タンク内の前記液体部分を前記液体吐出ヘッドに移送する移送機構とを含み、
前記洗浄液タンクは、前記液体吐出ヘッドの内部の液体を回収する容器を兼ねており、
前記再利用手段は、前記液体吐出ヘッドの内部の液体を前記液体回収タンクと前記洗浄液タンクのいずれかに選択的に排出するためのバルブをさらに含む、請求項１に記載の液体吐出装置。
前記吐出液タンクは、前記液体吐出ヘッドの内部の液体を回収する容器を兼ねており、前記再利用手段は、分離された前記液体部分を前記吐出液タンクから前記洗浄液タンクに移送する移送機構を含む、請求項１に記載の液体吐出装置。
前記吐出液タンクの内部に撹拌手段が設けられている、請求項９に記載の液体吐出装置。
前記液体回収タンクには、前記液体回収タンク内の前記液体部分の前記洗浄液タンクへの移送の開始のタイミングを決定するために前記液体回収タンク内の前記固形部分の濃度を検知する濃度測定器が設けられている、請求項２に記載の液体吐出装置。
前記吐出液タンクは、沈降性の成分を含む前記吐出用の液体を収容しており、前記洗浄液タンクは、前記吐出用の液体から少なくとも前記沈降性の成分を除いた液体部分を前記洗浄用の液体として収容している、請求項１から１１のいずれか１項に記載の液体吐出装置。
液体を吐出する液体吐出ヘッドの洗浄方法であって、
液体吐出の終了後に、前記液体吐出ヘッドの内部の吐出用の液体を排出させて回収するとともに、前記液体吐出ヘッドに洗浄用の液体を供給することと、
前記液体吐出ヘッドから回収した前記吐出用の液体を固形部分と液体部分とに分離することと、
分離された前記液体部分を洗浄液タンクまたは前記液体吐出ヘッドに移送することと、
前記液体吐出ヘッドに供給された前記洗浄用の液体を排出させて回収するとともに、前記液体吐出ヘッドに吐出用の液体を供給することと、
を含む、液体吐出ヘッドの洗浄方法。
前記液体吐出ヘッドから回収した前記吐出用の液体を前記固形部分と前記液体部分とに分離することは、自然沈降によって行う、請求項１３に記載の液体吐出ヘッドの洗浄方法。
前記液体吐出ヘッドから回収した前記吐出用の液体を前記固形部分と前記液体部分とに分離することは、遠心分離によって行う、請求項１３に記載の液体吐出ヘッドの洗浄方法。
前記液体吐出ヘッドから回収した前記吐出用の液体を前記固形部分と前記液体部分とに分離することは、フィルタを用いたろ過によって行う、請求項１３に記載の液体吐出ヘッドの洗浄方法。
分離された前記液体部分の洗浄液タンクまたは前記液体吐出ヘッドへの移送を開始するタイミングは、回収した前記吐出用の液体を収容する容器の内部における液面の高さによって決定する、請求項１３から１６のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッドの洗浄方法。
分離された前記液体部分の洗浄液タンクまたは前記液体吐出ヘッドへの移送を開始するタイミングは、回収した前記吐出用の液体を収容する容器の内部における前記固形部分の濃度によって決定する、請求項１３から１７のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッドの洗浄方法。
前記吐出用の液体は沈降性の成分を含む液体であり、前記洗浄用の液体は、前記吐出用の液体から少なくとも前記沈降性の成分を除いた液体部分である、請求項１３から１８のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッドの洗浄方法。