JP5954564B2 - 液体洗浄充填ユニットを含む装置、画像形成装置における液体洗浄充填方法、液体洗浄充填キットを含む装置 - Google Patents

Description

本発明は液体洗浄充填ユニットを含む装置、画像形成装置における液体洗浄充填方法、液体洗浄充填キットを含む装置に関する。

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液体吐出ヘッド（液滴吐出ヘッド）からな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。

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けるインク供給方式として、記録ヘッド側にヘッドタンク（サブタンク、バッファタンクなども同義とする。）を、装置本体側にメインタンクを配置して、メインタンクからヘッドタンクにインクを補充供給し、ヘッドタンクから記録ヘッドにインクを供給する方式が知られている。

ところで、画像形成装置を、用途により、１台の装置で異なる種類のインクを入替えて使用することがある。例えば、染料インクと顔料インクを入れ替えたり、モノクロインクをカラーインクに入れ替えたりといったように、異なる種類のインクを使用することがある。

そのため、それぞれのインクが混合しないように、インクを入れ替えるときには、洗浄液や空気を供給流路内に供給して、ヘッドまでの流路を洗浄した後、入れ替えるインクを流路に供給する方法が知られている（特許文献１）。

特開２００１−２１９５７９号公報

しかしながら、液体による置換洗浄によるインク入替方法では、ヘッドタンク内にある液体の流れによどみが生じ、ヘッドタンク内全てを洗浄するには、多量の液体を流す必要があり、時間も必要であるという課題がある。

また、気体を圧送する方法では、ノズル部へ気体が混入し、インク入替え後インクを吐出させるときに、この気泡が排出できずに不吐出を発生させるという課題がある。

本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、タンク内での液体のよどみの発生を低減して、少量の液体で洗浄可能で、ノズルへの気泡混入を抑えつつ、短時間で液体入れ替え作業を行うことができるようにすることを目的とする。

上記の課題を解決するため、本発明に係る液体洗浄充填ユニットを含む装置は、
液滴を吐出するヘッドと、
前記ヘッドに供給する液体を収容するタンクと、を有し、
前記ヘッド及び前記タンクを洗浄して前記液体を充填する液体洗浄充填ユニットを含む装置であって、
前記液体洗浄充填ユニットは、
充填する前記液体を収容した液体収容手段と、
前記液体収容手段内の液体を加圧して前記液体を前記タンクの液体供給ポートに送液させる加圧手段と、
圧縮気体を前記タンクの液体供給ポートに圧送する手段と、を備え、
前記ヘッド及び前記タンク内の液体を入れ替えるときに、
前記タンク内へ前記圧縮気体を供給し、前記タンク内の液体を排出させ、
前記タンク内の前記液体が全て排出していない状態で、前記液体収容手段の前記液体を供給し、
供給した前記液体で前記タンクを満たす、ことを繰り返しながら、前記ヘッド及び前記タンク内の洗浄が行われる
構成とした。

本発明によれば、タンク内での液体のよどみの発生を低減して、少量の液体で洗浄可能で、ノズルへの気泡混入を抑えつつ、短時間で液体入れ替え作業を行うことができる。

本発明の第１実施形態の説明に供するインク供給系の模式的説明図である。 図１のＡ−Ａ線に沿う模式的断面説明図である。 同インク供給系にインク洗浄充填キットを接続したときの模式的説明図である。 同インク洗浄充填キットによるインク洗浄充填動作の説明に供するフロー図である。 本発明の第２実施形態の説明に供するインク供給系の模式的説明図である。 本発明の第３実施形態の説明に供するインク供給系の要部模式的説明図である。 本発明の第４実施形態の説明に供するインク供給系の模式的説明図である。 同実施形態のインク洗浄充填キットによるインク洗浄充填動作の説明に供するフロー図である。 本発明の第５実施形態の説明に供するインク供給系の模式的説明図である。 本発明の第６実施形態の説明に供するインク供給系の要部模式的説明図である。 本発明に係る画像形成装置の全体構成の一例の説明に供する模式的説明図である。

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。本発明の第１実施形態について図１及び図２を参照して説明する。図１は同実施形態におけるインク供給系の模式的説明図、図２は図１のＡ−Ａ線に沿うヘッドタンクの断面説明図である。

液体吐出ヘッドユニット（以下、単に「ヘッドユニット」ともいう。）１は、液滴を吐出するヘッド２と、ヘッド２に供給するインクを収容するヘッドタンク（以下、単に「タンク」ともいう。）４とを備えている。

ヘッド２は、液滴を吐出する複数のノズル１１と、各ノズル１１が連通する液室１２と、各液室１２にインクを供給する共通液室１３と、共通液室１３にインクを供給される供給口（インク供給ポート）１４と、共通液室１３からインクを排出する排出口（インク排出ポート）１５などを備えている。

ヘッドタンク４は、タンクケース２１内に、ヘッド２に供給するインクを収容するインク収容部２２と、インク収容部２２からインクをヘッド２の供給口１４に供給する供給ポート２４と、ヘッド２の排出口１５から排出されるインクを排出流路３９に排出する排出経路２５と、収容部２２と排出経路２５を通じる通路２６とが設けられている。

インク収容部２２の天面２２ａは傾斜面に形成され、このインク収容部２２の天面２２ａの最も高い部位２２ｂと、このインク収容部２２の天面２２ａの最も高い部位２２ｂ以上の高さの排出経路２５の部位とを通路２６で連通している。なお、通路２６の流体抵抗は、ヘッド２のインク供給ポート１４からインク排出ポート１５までの流体抵抗よりも大きく形成されている。

また、ヘッドタンク４の上部には、インク収容部２２内のインク量が所定量以下になったことを検知するための２対の検知電極２９ａ、２９ｂを装着している。この検知電極２９ａ、２９ｂは、図示しない検知信号を入力する制御部に接続され、液量検知センサを構成している。

この検知電極２９ａ、２９ｂが何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２９ａ、２９ｂ間の導通状態が変化することによってインクが所定量以下になったことを検知することができるものである。

検知電極２９ａは，インク収容部２２のインク量が満タン（Ｈレベル）の状態にあることを検知できるように、インク収容部２２の天面２２ａ付近に下端部が位置して設置されている。また、検知電極２９ｂは、インク収容部２２のインク量が少ない（Ｌレベル）状態にあることを検知できるように、インク収容部２２の底面２２ｃ付近に下端部が位置して設置されている。

この液量検知センサを用いることにより、インク収容部２２内のインク量がＨレベル（検知電極２９ａ，２９ｂが共に導通状態），Ｌレベル（検知電極２９ａ，２９ｂが共に不通状態），ＨレベルとＬレベルの間である中間レベル（検知電極２９ａが不通状態で，検知電極２９ｂが導通状態）を検出できる。

また、ヘッドタンク４のタンクケース２１は、一方が開口した部材であり、開口部には撓むことができる弾性変形可能な部材としてのフィルム部材２３を貼り付けて、圧力変動を吸収する構成としている。

さらに、ヘッドタンク４の排出経路２５の排出側は排出流路３９に通じ、この排出流路３９の先端部には開閉可能な開閉弁（開閉バルブ）５４を設けている。この開閉バルブ５４の他端は、後述するインク洗浄充填ユニット６１の着脱可能な継手５６Ｂを接続可能（連結可能）な構成としている。

一方、装置本体側には、ヘッドタンク４にインクを補充供給する交換可能なメインタンク（インクカートリッジ）５が配置されている。

このメインタンク５は、補充供給するインクと、該インクと外部の大気から遮断し、内部を密閉できるアルミなどが蒸着され複数の層からなるインク量に応じて自由に変形可能なインクパック６と、先端部にバルブが付いた着脱可能な継手５６を設けており、インク供給経路５１から着脱可能になっており、この継手５６を取り外すことで容易にメインタンク５の交換ができるようになっている。

なお、継手５６は、インク供給経路５１側に連結された部分を継手５６Ａとし、メインタンク５側に連結された側を継手５６Ｂとする。

このインク供給系においては、ヘッドタンク４に収容されたインクは、供給ポート２４を通じてヘッド２の一端部のインク供給ポート１４から共通液室１３の一端部から供給され、共通液室１３に供給され、排出経路２５及び排出流路３９内に充填される。そして、ヘッド２からの滴吐出に伴ってインクが消費されることにより、ヘッドタンク４からインクがヘッド２に供給され、メインタンク５からヘッドタンク４にインクが自然供給される。

次に、このインク供給系のヘッドユニット１にインクを初期充填する本発明に係る液体洗浄充填ユニットであるインク洗浄充填ユニット及びインク充填キットについて図３を参照して説明する。

インク洗浄充填ユニット６１は、充填するインク中の溶存気体を取り除いたインクを封入し密閉した液体収容手段であるインクボトル６３と、このインクをヘッドユニット１へ圧送（加圧送液）するための空気や窒素などの気体を封じた加圧手段である加圧ボンベ６２とをユニット化（一体化）して構成している。

このインク洗浄充填ユニット６１と回収液体収容手段である廃液ボトル６４とを併せてインク洗浄充填キットを構成している。なお、ユニット化しないインクボトル６３及び加圧ボンベ６２と、廃液ボトル６４とによってインク洗浄充填ユニット６１を構成することもできる。

ボンベ６２の先端には、開閉可能なタンクバルブ６６が設けられている。タンクバルブ６６の先は分岐されて、１つは、インクボトル６３から供給されるインクと流路が切換え可能な三方切替弁１６８に連結されている。また、他の１つは、二方切替弁１６７を介して、インクボトル６３に連結されている。

また、インクボトル６３に通じる供給経路６７には、インク供給経路５１側の継手５６Ａと連結可能なメインタンク５と同じ継手５６Ｂが設けられている。

さらに、ヘッドタンク４側の開閉弁（バルブ）５４に接続可能な継手５７を先端部に有するインク戻り経路５３を有し、インク戻り経路５３はインク充填により排出されるインクを回収する廃液ボトル６４が取付けられている。

ここで、インクボトル６３側の継手５６Ｂは通常は閉じている状態で、継手５６Ａに接続（連結）した時に開くものを用いている。

そして、インクボトル６３内のインクは、インク中の溶存気体を取り除いたインクを封入し内部の空気を排除し、継手５６Ｂとタンクバルブ６６により密閉されているものを用いている。インクボトル６３からインクをヘッドユニット１へ圧送するために、インクボトル６３を気体で加圧するときに、タンクバルブ６６を開き、ボンベ６２から圧縮気体を供給する構成としている。これは、インク充填時に加圧する気体がインク内に溶け込む量をできるだけ少なくするためである。

また、廃液ボトル６４は、ヘッドユニット１から排出されるインクを収容するため、その分の容量をもつ廃液ボトルにすることで、廃液ボトル６４からインクを溢れさせるおそれを避けることができる。

次に、このインク洗浄充填ユニット６１及び廃液ボトル６４を使用してヘッドユニット１を洗浄してインクを充填する充填方法について図４のフロー図も参照して説明する。

まず、図３に示すように、メインタンク５を継手５６から外し、インク洗浄充填ユニット６１を継手５６で取付け、インク供給経路５１とインクボトル６３とを接続する。さらに、開閉弁（バルブ）５４に継手５７を介してインク戻り経路５３を接続し、ヘッドタンク４の排出流路３９と廃液ボトル６４とを接続する（取付ける）。

次に、タンクバルブ６６を開き、三方切替弁１６８をボンベ６２と継手５６とが通じる方向へ切り替え、さらに、開閉弁（バルブ）５４を開き、加圧気体によりタンク４内のインクを排出流路３９から廃液ボトル６４へ排出させる。

ここで、タンク４内のインク残量が、検知電極２９ｂでＬレベルになったことが検知されたら二方切替弁１６７を開きボンベ６２からの加圧気体をインクボトル６３内に供給し，三方切替弁１６８をインクボトル６３と継手５６が通じる方向へ切換えることで、インクを供給する。

これにより、ヘッドタンク４にインクが供給されるので、検知電極２９ａでインクが充填された（Ｈレベルになった）ことを検知したら、再度、三方切替弁１６８をボンベ６２と継手５６が通じる方向に切換え、加圧気体を送り込み、ヘッドタンク４内のインクを排出流路３９から廃液ボトル６４へ排出させる。

この動作を繰り返し、ヘッドタンク４内の液体がインクボトル６３内の液体に十分入れ替わるまで繰り返し行う。

この場合、加圧気体を供給しないで液体のみの送液を行って入れ替える方法では、ヘッドタンク４内のインクは、流れによどみが生じ、特にインク供給流路と供給ポートから遠いインク収容部２２の天面２２ａのよどみが大きくなることが確認されている。

これに対し、本実施形態のように加圧気体を供給することで、インク収容部２２の天面２２ａ部分のインクが加圧気体により排出されため、洗浄用インクが少量で、かつ短時間でインクの洗浄（入れ替え）を行うことができるようになる。

そして、ヘッドタンク４内の液体がインクボトル６３内のインクに十分入れ替わった後、インクボトル６３内のインクでヘッドタンク４内を満たした状態で、開閉バルブ５４を閉じる。その間、インクボトル６３から送液されるインクでノズル１１内のインクを入れ替えることができる。

その後、タンクバルブ６６を閉じ、インク供給経路５１へのインクの加圧送液を止め、継手５６、継手５７からインク洗浄充填ユニット６１を取り外す。

そして、継手５６からメインタンク５を取り付け、メインタンク５とヘッド２のノズル１１との水頭差によって発生するインクの吐出に必要な負圧を作り出す。

その後、ここでは、図示しない弾性体、好ましくはシリコンゴム等のワイパ部材によりノズル表面をワイピングし、ノズル面１１ａに垂れたインクを払拭し、ノズル１１のメニスカスを形成させ、インク充填を完了させる。

このようにして、ヘッド２のインクを洗浄し，入れ替えたインクを充填させ、常にメインタンク５からヘッドタンク４を通じてヘッド２にインクを供給してインク吐出可能な状態とすることができる。

この洗浄充填の各工程において，ヘッドタンク４内に加圧気体を送り込んだ場合、気体は、通路２６から排出流路３９へ排出される他は、ヘッドタンク４の上層部へ溜まり、ヘッドタンク４の底面２２ｃまで達しなければ、共通液室１３側へは流出しない。このため、ノズル１１へ気泡が混入しないようにすることができる。

また、このインク洗浄充填ユニット６１は、充填する液体を収容した液体収容手段と、液体収容手段内の液体を加圧して液体をタンクの液体供給ポートに送液させる加圧手段とを備えているので、画像形成装置側に液体供給ポンプを設けないでも液体の初期充填を行なうことができ、画像形成装置の構成を小型化、簡素化できる。

また、インク洗浄充填ユニット６１は、充填する液体を収容した液体収容手段と、液体収容手段内の液体を加圧して液体をタンクの液体供給ポートに送液させる加圧手段と、タンクの液体排出ポートから排出される液体を回収して収容する回収液体収容手段とを備えているので、画像形成装置側に液体供給ポンプを設けないでも液体の初期充填を行なうことができ、画像形成装置の構成を小型化、簡素化できる。

次に、本発明の第２実施形態について図５を参照して説明する。図５は同実施形態のインク洗浄充填時の模式的説明図である。

ここでは、インク洗浄充填ユニット７１として、前記第１実施形態におけるインク洗浄充填ユニット６１（液体収容手段であるインクボトル６３と、加圧手段である加圧ボンベ６２とをユニット化したもの）と、回収液体収容手段である廃液ボトル６４をも一体化（ユニット化）している。

この実施形態によるインク充填動作は前記第１実施形態と同様である。

このように、この液体洗浄充填ユニットは、充填する液体を収容した液体収容手段と、液体収容手段内の液体を加圧して液体をタンクの液体供給ポートに送液させる加圧手段と、タンクの液体供給排出ポートから排出される液体を回収して収容する回収液体収容手段とを備えているので、画像形成装置側に液体供給ポンプを設けないでも液体の初期充填を行なうことができ、画像形成装置の構成を小型化、簡素化できる。

そして、この液体洗浄充填ユニットを使用して液体の充填を行なうことで、画像形成装置側に液体供給ポンプを設けないでも液体の初期充填を行なうことができ、画像形成装置の構成を小型化、簡素化できる。

さらに、ユニット化することで、持ち運びなどの取扱いが容易になる。

次に、本発明の第３実施形態について図６を参照して説明する。図６は同実施形態の要部模式的説明図である。

このインク洗浄充填ユニット８１は、充填するインク中に溶け込む溶存気体を取り除いたインクを封入し密閉したインクボトル６３と、インク充填により排出されるインクを回収する廃液ボトル６４とをユニット化したものである。

インクボトル６３には、コンプレッサーや加圧ポンプなどの加圧機構７０よる圧縮気体を用いて、圧力調整手段であるレギュレータ６９を介して継手５８によりタンクバルブ６６に接続する構成としている。

レギュレータ６９（圧力調整手段）は、インクボトル６３内のインクを加圧する圧縮気体の圧力を調整するために設けている。この圧力値は、インク流路の抵抗や、作業環境温度変化によるインク粘度変化など、ヘッドユニット１内に流入するインクの流速を調整し、流路内の気泡を移動させやすくし，インクを確実に充填できるように適切に選ぶことができる。したがって、圧力調整手段は前記第１、第２実施形態に適用することも好ましい。

なお、この実施形態によるインク充填動作は前記第１実施形態と同様である。

次に、本発明の第４実施形態について図７を参照して説明する。図７は同実施形態のインク洗浄充填時の模式的説明図である。

上記各実施例では、インクから交換インクへの直接入替えの例を説明したが、使用中のインクと交換インクが混ざり合うと、インクの凝集・固化によるノズル詰まりやインクの変色等の印写に不具合が生じてしまう場合がある。このような場合において、使用中のインクを不具合の発生しない洗浄液に入れ替えてから、次に使用するインクに入替えることでインク入替えを実施することが可能となる。

そこで、本実施形態においては、インク洗浄充填ユニット１６１は、前記第１実施形態におけるインク洗浄充填ユニット６１を構成する、インクボトル６３及び加圧ボンベ６２に加えて、水のほか界面活性剤や保湿剤などを含有させたこのインクよりも粘度が低く、表面張力が低い水溶液を用いた洗浄液を封入した洗浄液収容手段である洗浄液ボトル１６５をユニット化（一体化）して構成している。

このインク洗浄充填ユニット１６１と回収液体収容手段である廃液ボトル１６４とを併せてインク洗浄充填キットを構成している。なお、ユニット化しないインクボトル６３、洗浄液ボトル１６５、及び加圧ボンベ６２と、廃液ボトル１６４とによってインク洗浄充填キットを構成することもできる。

加圧ボンベ６２とインクボトル６３及び洗浄液ボトル６５との間は気体流路１６２で通じている。気体流路１６２には、加圧ボンベ６２からの供給側に開閉可能なタンクバルブ６６が設けられ，その先は，インクボトル６３と洗浄液ボトル１６５，三方切替弁６８へ分岐され，インクボトル６３，洗浄液ボトル１６５から供給される液体の流路が切換可能な三方切替弁１６８が設けられている。

また、インク戻り経路５３はインク及び洗浄液による洗浄により排出されるインク及び洗浄液を回収する廃液ボトル１６４を取付けられている。

ここで、前記第１実施形態と同様に、インクボトル６３側の継手５６Ｂは通常は閉じている状態で、継手５６Ａに接続（連結）した時に開くものを用いている。そして、インクボトル６３内のインクは、インク中の溶存気体を取り除いたインクを封入し内部の空気を排除し継手５６Ｂとタンクバルブ６６により密閉されているものを用いている。

また、三方切替弁６８は、継手５６Ｂと洗浄液ボトル１６５が通じている状態にあり、三方切替弁１６８とインクボトル６３間の液体流路内にはインクが詰まっている状態、もしくは真空の状態である。

インクボトル６３からインクをヘッドユニット１へ圧送するために、インクボトル６３を気体で加圧するときに、タンクバルブ６６を開き、気体を供給する構成としている。これは、インク充填時に加圧する気体がインク内に溶け込む量をできるだけ少なくするためである。

また、廃液ボトル１６４は、ヘッドユニット１からの排出されるインク及び洗浄液を収容するため、その分の容量をもつ廃液ボトルにすることで、廃液ボトル１６４からインク及び洗浄液を溢れさせるおそれを避けることができる。

次に、この実施形態においてヘッドユニット１にインク及び洗浄液を充填する洗浄充填方法について図８のフロー図も参照して説明する。

まず、図７に示すように、メインタンク５を継手５６から外し、インク洗浄充填ユニット１６１を継手５６で取付け、インク供給経路５１とインクボトル６３及び洗浄液ボトル１６５とを接続する。さらに、開閉弁（バルブ）５４に継手５７を介してインク戻り経路５３を接続し、ヘッドタンク４の排出流路３９と廃液ボトル１６４とを接続する（取付ける）。

次に、タンクバルブ６６を開き、三方切替弁６８をタンクバルブ６６と継手５６が通じる方向へ切り替え、さらに開閉弁（バルブ）５４を開き、ヘッドタンク４に加圧気体を供給して、ヘッドタンク４内のインクを排出流路３９から廃液ボトル１６４へ排出させる。

ヘッドタンク４内のインク残量が検知電極２９ｂでＬレベルになったことを検知したときには、三方切替弁６８，三方切替弁１６８を洗浄液ボトル１６５と継手５６が連通する方向へ切換え、ヘッドタンク４に洗浄液を供給する。

次に、検知電極２９aで液体（ここでは、洗浄液）が充填されたこと（Ｈレベルになったこと）を検知したときに、再度、三方切替弁６８を加圧ボンベ６２と継手５６が連通する方向に切換え、加圧気体によりボンベ６２から継手５６に加圧気体を送り込み、ヘッドタンク４内のインクないし洗浄液を排出流路３９から廃液ボトル１６４へ排出させる。

この動作を繰り返し、タンク４内の液体（インク）が洗浄液に十分入れ替わるまで繰り返し行う。

ヘッドタンク４内の液体が十分洗浄液で洗浄され、洗浄液へ入れ替わった後、三方切替弁６８をボンベ６２と継手５６が通じる方向に切換え，加圧気体によりヘッドタンク４内に加圧気体を送り込み、検知電極２９ｂでＬレベルになったことが検知されるまでヘッドタンク４内の洗浄液を排出流路３９から廃液ボトル１６４へ排出させる。

そして、三方切替弁６８をインクボトル６３と継手５６が通じる方向へ切換え、ヘッドタンク４内への気体供給を止め，その後、三方切替弁１６８をインクボトル６３と継手５６が通じる方向へ切換え，インクをヘッドユニット１へ送液する。

ヘッドタンク４内の液体がインクボトル６３内のインクに十分入れ替わった後、インクボトル６３内のインクでヘッドタンク４内を満たした状態で、開閉バルブ５４を閉じる。

これにより，インクボトル６３から送液されるインクでノズル１１内のインクを入れ替えることができる。

その後、タンクバルブ６６を閉じ、インク供給経路５１へのインク圧送を止め、継手５６、継手５７からインク洗浄充填ユニット１６１を取り外す。

そして、継手５６からメインタンク５を取り付け、メインタンク５とヘッド２のノズル１１との水頭差によって発生するインクの吐出に必要な負圧を作り出す。

その後、ここでは、図示しない弾性体、好ましくはシリコンゴム等のワイパ部材によりノズル表面をワイピングし、ノズル面１１ａに垂れたインクを払拭し、ノズル１１のメニスカスを形成させ、インク充填を完了させる。

このようにして、ヘッド２へインクを充填させ、常にメインタンク５からヘッドタンク４を通じてヘッド２にインクを供給してインク吐出可能な状態とすることができる。

この洗浄充填の各工程においても，タンク４内に加圧気体を圧送した場合、気体は、通路２６から排出流路３９へ排出される他は、タンク４の上層部へ溜まり、タンク４が空にならない限りは、共通液室１３側へは流れ出さないので、ノズル１１へは気泡が混入しない。

また、加圧気体を供給しない方法（液体のみの送液）では、タンク内のインクは、流れによどみが生じ、特にインク供給流路と供給ポートから遠い（図３の供給ポート２４の上天面周囲）部分のよどみが大きかったが、その部分のインクが加圧気体により排出されるため、洗浄用インクが少量で、かつ短時間でインクの洗浄が行えることになる。

なお、本実施形態では，使用中のインクと交換インクが混ざり合うとインクの凝集・固化によるノズル詰まりやインクの変色等の印写に不具合が生じてしまう場合での例で説明したが，この現象が生じない場合でも、洗浄液が比較的安価な場合には，本実施形態を行うほうが，インク交換に使うインク消費量を減らすことになり、総合的にインク交換に関わるコストが安価になる場合は，この方法を使用したほうが良い。

このように、この液体洗浄充填ユニットは、充填する液体を収容した液体収容手段と、洗浄液を収容した洗浄液収容手段と、液体収容手段内の液体及び洗浄液収容手段内の洗浄液を加圧して液体及び洗浄液を液体吐出ヘッドユニットの液体供給ポートに送液させる加圧手段とを備えているので、画像形成装置側に液体供給ポンプを設けないでも液体の初期充填を行なうことができ、画像形成装置の構成を小型化、簡素化できる

また、液体洗浄充填キットは、充填する液体を収容した液体収容手段と、洗浄液を収容した洗浄液収容手段と、液体収容手段内の液体及び洗浄液収容手段内の洗浄液を加圧して液体及び洗浄液を液体吐出ヘッドユニットの液体供給ポートに送液させる加圧手段と、液体吐出ヘッドユニットの液体供給排出ポートから排出される液体及び洗浄液を回収して収容する回収液体収容手段とを備えているので、画像形成装置側に液体供給ポンプを設けないでも液体の初期充填を行なうことができ、画像形成装置の構成を小型化、簡素化できる。

次に、本発明の第５実施形態について図９を参照して説明する。図９は同実施形態のインク充填時の模式的説明図である。

ここでは、インク洗浄充填ユニット１７１として、前記第４実施形態におけるインク洗浄充填ユニット１６１（液体収容手段であるインクボトル６３と、洗浄液収容手段である洗浄液ボトル１６５と、加圧手段である加圧ボンベ６２とをユニット化したもの）と、回収液体収容手段である廃液ボトル１６４をも一体化（ユニット化）している。

この実施形態によるインク充填動作は前記第４実施形態と同様である。

このように、この液体洗浄充填ユニットは、充填する液体を収容した液体収容手段と、洗浄液を収容した洗浄液収容手段と、液体収容手段内の液体及び洗浄液収容手段内の洗浄液を加圧して液体及び洗浄液をタンクの液体供給ポートに送液させる加圧手段と、タンクの液体排出ポートから排出される液体及び洗浄液を回収して収容する回収液体収容手段とを備えているので、画像形成装置側に液体供給ポンプを設けないでも液体の初期充填を行なうことができ、画像形成装置の構成を小型化、簡素化できる。

そして、この液体洗浄充填ユニットを使用して液体の充填を行なうことで、画像形成装置側に液体供給ポンプを設けないでも液体の初期充填を行なうことができ、画像形成装置の構成を小型化、簡素化できる。

さらに、ユニット化することで、持ち運びなどの取扱いが容易になる。

次に、本発明の第６実施形態について図１０を参照して説明する。図１０は同実施形態の要部模式的説明図である。

このインク洗浄充填ユニット１８１は、充填するインク中に溶け込む溶存気体を取り除いたインクを封入し密閉したインクボトル６３と、洗浄液を封入した洗浄液ボトル１６５と、一連の洗浄液、インク充填により排出される洗浄液及びインクを回収する廃液ボトル１６４とをユニット化したものである。

インクボトル６３及び洗浄液ボトル１６５には、コンプレッサーや加圧ポンプなどの加圧機構７０よる圧縮気体を用いて、圧力調整手段であるレギュレータ６９を介して継手５８によりタンクバルブ６６に接続する構成としている。

レギュレータ６９（圧力調整手段）は、インクボトル６３内のインクを加圧する圧縮気体の圧力を調整するために設けている。この圧力値は、インク流路の抵抗や、作業環境温度変化によるインク粘度変化など、ヘッドユニット１内に流入するインクの流速を調整し、流路内の気泡を移動させやすくし，インクを確実に充填できるように適切に選ぶことができる。したがって、圧力調整手段は前記第４、第５実施形態に適用することも好ましい。

なお、この実施形態によるインク充填動作は前記第４実施形態と同様である。

また、前記第４ないし第６実施形態において、はじめに洗浄液ボトル１６５から洗浄液を圧送せずに、三方切替弁１６８をインクボトル６３から継手５６Ｂへ連通させ、直接インクを流路内へ圧送させ、気泡を排出させてもよい。これにより、洗浄液を使用しないため、流路内のインクへの置換が不要になり、インク及び洗浄液の消費量を抑えることができ、コストダウンを図ることもができる。

次に、上記各実施形態で説明したインク洗浄充填キットあるいはインク洗浄充填ユニットでインク洗浄充填を行う画像形成装置の一例について図１１を参照して説明する。

この画像形成装置は、液体吐出ヘッドユニット１からなる記録ヘッド１０１を、キャリッジ１０３に搭載して、左右の側板１００Ａ、１００Ｂ間に架け渡した主ガイドロッド１０４と図示しない副ガイド部材とで移動自在に支持している。

この記録ヘッド１０１は、タイミングベルト１０５を介して主走査モータ１０６によって主走査方向に移動走査される。

一方、被記録媒体１０７は記録ヘッド１０１のノズル面１１ａと対向し、記録ヘッド１０１の移動方向と直交する方向に搬送ローラ１０９によって搬送され、記録ヘッド１０１から画像に応じて吐出されるインク滴が付着されて画像が形成される。

記録ヘッド１０１へのインクの供給は、メインタンク５からフレキシブルなインク供給経路５１によってなされる。

また、記録領域外に設けられたキャップ部材１１１は、複数のノズル１１を有するノズル面１０８をキャッピングする弾性体、好ましくはシリコンゴム等からなる。非記録時には、記録ヘッド１０１がキャップ部材１１１の上方まで移動し、キャップ部材１１１が図示していないキャップ移動機構によって移動してノズル面１０８をキャッピングする。このキャップ部材１１１内には、インク吸引の際の吸引容易化、キャップ内雰囲気湿潤化等のため、インク吸収シート１１２が設けられている。

このキャップ部材１１１には、底面に２本のチューブ１１３、１１４が連結され、チューブ１１３は大気開放弁１１５を介して大気に連通される。チューブ１１４は吸引ポンプ１１６に接続され、キャップ部材１１１でノズル面１０８をキャッピングし、大気開放弁１１５を閉じた状態で、吸引ポンプ１１６を駆動してキャップ部材１１１内に負圧を発生させることで、記録ヘッド１０１のノズルからインクを吸引し、大気開放弁１１５を開放することでキャップ部材１１１内の空間１１７に溜まったインクを廃液タンク１１８に排出する。また、キャップ部材１１１は、大気開放弁１１５を閉じた状態でノズル面１０８に接触させ保持することで、記録ヘッド１０１のノズルの乾燥を防止する。

さらに、図示していないワイパ移動機構によってワイパーブレード（ワイパ部材）１１９を記録ヘッド１０１のノズル面１０８に接触する高さまで移動させ、記録ヘッド１０１を主走査方向に移動させてワイパーブレード１１９によりノズル面１０８に付着したインクや塵埃を払拭し、ノズル面１０８のメニスカスの生成やクリーニングを行うことができる。

本画像形成装置においても、インク洗浄充填方法として，（Ａ）タンク内へ気体を供給し液体収容タンク内の液体を排出させる工程、（Ｂ）タンク内の液体を全て排出させない状態から、他の液体を供給する工程、（Ｃ）タンク内を液体で満たす工程、を繰り返しながらヘッド及びタンク内の洗浄を行う。

ここで、（Ａ）工程の後，圧縮気体及びインクボトル６３のインク又は洗浄液ボトル６５の洗浄液がヘッドユニット１へ供給されないように前記三方切替弁１６８を閉じ、ノズルからのインク垂れが止まった状態にし，タイミングベルト１０５を介して主走査モータ１０６によって主走査方向にヘッドユニット１（記録ヘッド１０１）に加減速の加速度を加えながら移動走査させると，タンク４内の液体は，慣性に従い加減方向と逆方向に移動し液体は攪拌される。

これによりタンク４内の液体は更によどみがなくなり，ヘッド洗浄に使用する液体の低減，及び洗浄時間を短縮することができるようになる。

なお，タンク４内の液体がＨレベルである時よりもＬレベルである時のほうが，タンク４の空間を利用して液体の攪拌が容易に行える。ただし、このＬレベルのインク残量で大きな加減速を行うと，供給ポート２４を通して共通液室１３へ攪拌時に気泡が侵入するおそれがある。事前に気泡侵入が起きないインク残留レベルと加減速の値を調べておくと良い。

なお、本願において、「用紙」とは材質を紙に限定するものではなく、ＯＨＰ、布、ガラス、基板などを含み、インク滴、その他の液体などが付着可能なものの意味であり、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。また、画像形成、記録、印字、印写、印刷はいずれも同義語とする。

また、「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液体を吐出し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、特に限定しない限り、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、例えば、ＤＮＡ試料、レジスト、パターン材料、樹脂なども含まれる。

また、「画像」とは平面的なものに限らず、立体的に形成されたものに付与された画像、また立体自体を三次元的に造形して形成された像も含まれる。

また、画像形成装置には、特に限定しない限り、シリアル型画像形成装置及びライン型画像形成装置のいずれも含まれる。

１ 液体吐出ヘッドユニット
２ ヘッド
４ ヘッドタンク
５ メインタンク
１１ ノズル
１３ 共通液室
１４ 供給ポート
１５ 排出ポート
２１ タンクケース
２２ インク収容部
２３ ダンパ部材（フィルム部材）
２４ 供給ポート
２５ 排出経路
３９ 排出流路
５１ インク供給経路
５３ インク戻り経路
５４ 開閉弁（バルブ）、
５６、５７ 継手
６１、１６１ インク洗浄充填ユニット
６２ 加圧用ボンベ
６３ インクボトル
６４、１６４ 廃液ボトル
６５ 洗浄液ボトル
６６ タンクバルブ
６７ 供給経路
６８、１６８ 三方切替弁
７１、１７１ インク洗浄充填ユニット
８１、１８１ インク洗浄充填ユニット
１０１ 記録ヘッド（液体吐出ヘッドユニット）

Claims (9)

1. 液滴を吐出するヘッドと、
   前記ヘッドに供給する液体を収容するタンクと、を有し、
   前記ヘッド及び前記タンクを洗浄して前記液体を充填する液体洗浄充填ユニットを含む装置であって、
   前記液体洗浄充填ユニットは、
   充填する前記液体を収容した液体収容手段と、
   前記液体収容手段内の液体を加圧して前記液体を前記タンクの液体供給ポートに送液させる加圧手段と、
   圧縮気体を前記タンクの液体供給ポートに圧送する手段と、を備え、
   前記ヘッド及び前記タンク内の液体を入れ替えるときに、
   前記タンク内へ前記圧縮気体を供給し、前記タンク内の液体を排出させ、
   前記タンク内の前記液体が全て排出していない状態で、前記液体収容手段の前記液体を供給し、
   供給した前記液体で前記タンクを満たす、ことを繰り返しながら、前記ヘッド及び前記タンク内の洗浄が行われる
   ことを特徴とする液体洗浄充填ユニットを含む装置。
2. 前記タンクの液体排出ポートから排出される前記液体を回収して収容する回収液体収容手段を備えている
   ことを特徴とする請求項１に記載の液体洗浄充填ユニットを含む装置。
3. 液滴を吐出するヘッドと、
   前記ヘッドに供給する液体を収容するタンクと、を有し、
   前記ヘッド及び前記タンクを洗浄して前記液体を充填する液体洗浄充填ユニットを含む装置であって、
   前記液体洗浄充填ユニットは、
   充填する前記液体を収容した液体収容手段と、
   前記液体よりも粘度の低い洗浄液を収容した洗浄液収容手段と、
   前記液体収容手段内の液体と前記洗浄液収容手段内の洗浄液とを加圧して前記液体及び前記洗浄液を前記タンクの液体供給ポートに送液させる加圧手段と、
   圧縮気体を前記タンクの液体供給ポートに圧送する手段と、を備え、
   前記ヘッド及び前記タンク内の液体を入れ替えるときに、
   前記タンク内へ前記圧縮気体を供給して前記タンク内の液体を排出させ、
   前記タンク内の前記液体を全て排出させない状態から、前記洗浄液を供給し、
   前記タンク内を前記洗浄液で満たす、ことを繰り返しながら、
   前記ヘッド及び前記タンク内の洗浄が行われる
   ことを特徴とする液体洗浄充填ユニットを含む装置。
4. 前記タンクの液体排出ポートから排出される前記液体及び前記洗浄液を回収して収容する回収液体収容手段を備えている
   ことを特徴とする請求項３記載の液体洗浄充填ユニットを含む装置。
5. 画像形成装置の液滴を吐出するヘッド及び前記ヘッドに供給する液体を収容するタンクを洗浄して前記液体を充填する液体洗浄充填方法であって、
   充填する前記液体を収容した液体収容手段と、
   前記液体収容手段内の液体を加圧して前記液体を前記タンクの液体供給ポートに送液させる加圧手段と、
   圧縮気体を前記タンクの液体供給ポートに圧送する手段と、
   前記タンクの液体排出ポートから排出される前記液体を回収して収容する回収液体収容手段と、を備えている液体洗浄充填ユニットを使用し、
   前記タンク内へ前記圧縮気体を供給し、前記タンク内の液体を排出させる工程と、
   前記タンク内の前記液体が全て排出していない状態で、前記液体収容手段の前記液体を供給する工程と、
   供給した前記液体で前記タンクを満たす工程と、を繰り返しながら、前記ヘッド及び前記タンク内の洗浄を行って、前記液体を充填する
   ことを特徴とする画像形成装置における液体洗浄充填方法。
6. 画像形成装置の液滴を吐出するヘッド及び前記ヘッドに供給する液体を収容するタンクを洗浄して前記液体を充填する液体洗浄充填方法であって、
   充填する前記液体を収容した液体収容手段と、
   前記液体よりも粘度の低い洗浄液を収容した洗浄液収容手段と、
   前記液体収容手段内の液体と前記洗浄液収容手段内の洗浄液とを加圧して前記液体及び前記洗浄液を前記タンクの液体供給ポートに送液させる加圧手段と、
   圧縮気体を前記タンクの液体供給ポートに圧送する手段と、
   前記タンクの液体排出ポートから排出される前記液体及び前記洗浄液を回収して収容する回収液体収容手段と、を備えている液体洗浄充填ユニットを使用し、
   前記タンク内へ前記圧縮気体を供給し、前記タンク内の液体を排出させる工程と、
   前記タンク内の前記液体が全て排出していない状態で、前記洗浄液収容手段の前記洗浄液を供給する工程と、
   供給した前記洗浄液で前記タンクを満たす工程と、を繰り返しながら、前記ヘッド及び前記タンク内の洗浄を行って、前記液体を充填する
   ことを特徴とする画像形成装置における液体洗浄充填方法。
7. 前記ヘッド及び前記タンク内の洗浄を行うときに、前記ヘッド及び前記タンクに加減速の加速度を加えることを特徴とする請求項５又は６に記載の液体洗浄充填方法。
8. 液滴を吐出するヘッドと、
   前記ヘッドに供給する液体を収容するタンクと、を有し、
   前記ヘッド及び前記タンクを洗浄して前記液体を充填する液体洗浄充填キットを含む装置であって、
   前記液体洗浄充填キットは、
   充填する前記液体を収容した液体収容手段と、
   前記液体収容手段内の液体を加圧して前記液体を前記タンクの液体供給ポートに送液させる加圧手段と、
   圧縮気体を前記タンクの液体供給ポートに圧送する手段と、
   前記タンクの液体排出ポートから排出される前記液体を回収して収容する回収液体収容手段と、を備え、
   前記ヘッド及び前記タンク内の液体を入れ替えるときに、
   前記タンク内へ前記圧縮気体を供給し、前記タンク内の液体を排出させ、
   前記タンク内の前記液体が全て排出していない状態で、前記液体収容手段の前記液体を供給し、
   供給した前記液体で前記タンクを満たす、ことを繰り返しながら、前記ヘッド及び前記タンク内の洗浄が行われる
   ことを特徴とする液体洗浄充填キットを含む装置。
9. 液滴を吐出するヘッドと、
   前記ヘッドに供給する液体を収容するタンクと、を有し、
   前記ヘッド及び前記タンクを洗浄して前記液体を充填する液体洗浄充填キットを含む装置であって、
   前記液体洗浄充填キットは、
   充填する前記液体を収容した液体収容手段と、
   前記液体よりも粘度の低い洗浄液を収容した洗浄液収容手段と、
   前記液体収容手段内の液体と前記洗浄液収容手段内の洗浄液とを加圧して前記液体及び前記洗浄液を前記タンクの液体供給ポートに送液させる加圧手段と、
   圧縮気体を前記タンクの液体供給ポートに圧送する手段と、
   前記タンクの液体排出ポートから排出される前記液体及び前記洗浄液を回収して収容する回収液体収容手段と、を備え、
   前記ヘッド及び前記タンク内の液体を入れ替えるときに、
   前記タンク内へ前記圧縮気体を供給して前記タンク内の液体を排出させ、
   前記タンク内の前記液体を全て排出させない状態から、前記洗浄液を供給し、
   前記タンク内を前記洗浄液で満たす、ことを繰り返しながら、
   前記ヘッド及び前記タンク内の洗浄が行われる
   ことを特徴とする液体洗浄充填キットを含む装置。

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