JP6167730B2

JP6167730B2 - 画像形成装置

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Publication number: JP6167730B2
Application number: JP2013156137A
Authority: JP
Inventors: 加藤　知己; 知己加藤; 野田　浩司; 浩司野田; 壯行小林; 文隆掬川
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2013-07-26
Filing date: 2013-07-26
Publication date: 2017-07-26
Anticipated expiration: 2033-07-26
Also published as: JP2015024594A

Description

本発明は画像形成装置に関し、特に液滴を吐出する液体吐出ヘッドを備える画像形成装置に関する。

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。

このようなインクジェット記録装置では、インクを吐出する液体吐出ヘッド（液滴吐出ヘッド）の性能を維持、回復する維持回復装置を備えている。維持回復装置は、例えば、自然蒸発に起因したノズル近傍でのインクの増粘固着を防止するために、ノズル面を高い密閉性を保って覆うキャップを備えている。また、キャップでノズル面をキャッピングした状態（覆った状態）で、キャップ内空間を吸引することで、ノズルからインクを吸引する吸引手段を備えている。また、ノズルから吸引したインクの廃液を貯留する廃液容器（廃液タンク）を備えている。また、ノズル面に付着したインクを払拭し除去するためのワイパ部材、画像形成に寄与しない液滴を吐出する空吐出を行うための空吐出受けなどを備えている。

この維持回復装置は、ノズル近傍に付着した異物、増粘・固着した液滴を取り除き、正常に所望の吐出特性を得るために装置本体内に備えられている。特に、キャップは、画像形成装置を長期間使用しない場合に、ノズルにある液体に含まれる水分の乾燥を防ぐために、印字動作後に液滴吐出面（ノズル面）を覆うことでノズルを保湿している。

このキャップがノズル面を覆った状態で、吸引手段により吸引を実行すると、キャップ内に負圧が生じる。この負圧により、液体タンクから液体がノズルを通過し、廃液タンクに流れることになる。このとき、ノズル近傍の異物や増粘・固着した液体を廃液タンクに流すことができる。それに加えて、液体タンクから液体吐出ヘッドのノズルまでの流路に残存した気泡の排出も行うことができる。

ところで、吐出不良となった液体吐出ヘッドをキャップ吸引によって回復させる場合、キャップから吸引手段までの経路に空気が存在していると、吸引した場合に空気が膨張するため、液体吐出ヘッドに吸引圧が作用しにくくなる。しかも、空気膨張の分だけ余計にインクを消費されてしまうという不具合がある。

そこで、従来、廃液タンクから廃液をキャップに逆流させてから吸引回復することが知られている（特許文献１）。

特開２００８−１２６５５４号公報

しかしながら、特許文献１に記載の方法では、廃液がノズル面に触れてノズル面が汚れるおそれがある。この場合、ノズル面に触れさせないようにするためには、キャップ内上部（ノズル面側）に空気層を残す必要があり、無駄なインク消費の低減効果が十分でないという課題がある。

本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、無駄な液体消費が少なく、効率の良い吸引回復を行え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、本発明の請求項１に係る画像形成装置は、
第１の液体の液滴を吐出するノズルを有する液体吐出ヘッドと、
前記液体吐出ヘッドのノズル面を覆うキャップと、
前記キャップ内の空間を吸引する吸引手段と、
前記キャップと前記吸引手段とをつなぐ吸引流路と、
第２の液体を収容する液体収容容器と、
前記キャップと前記液体収容容器をつなぐ充填流路と、
前記充填流路の途中に設けられ、前記充填流路を介して前記キャップ内空間に前記第２の液体を送液する送液手段と、を有し、
前記送液手段及び前記吸引手段により前記キャップ内空間及び前記吸引流路を前記第２の液体で所定量満たした後に、前記吸引手段により前記ノズルから前記第１の液体を吸引する
構成とした。

本発明によれば、無駄な液体消費が少なく、効率の良い吸引回復を行うことができる。

本発明の一実施形態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示す概略平面説明図である。同じく概略正面説明図である。同じく概略側面説明図である。同装置の記録ヘッドの説明に供する要部拡大説明図である。同装置のヘッドタンクの一例を示す模式的断面説明図である。吸引経路充填装置の説明に供する模式的説明図である。同実施形態における記録ヘッドに対する吸引回復動作の説明に供する模式的説明図である。本発明の第２実施形態の説明に供する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模式的説明図である。同実施形態における記録ヘッドに対する吸引回復動作の説明に供する模式的説明図である。図１０に続く説明に供する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模式的説明図である。同実施形態における記録ヘッドに対する吸引回復動作の説明に供する模式的説明図である。図１３に続く説明に供する模式的説明図である。図１４に続く説明に供する模式的説明図である。本発明の第５実施形態の説明に供する模式的説明図である。同実施形態の記録ヘッドに対する吸引回復動作の説明に供する模式的説明図である。図１７に続く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実施形態に係る画像形成装置としてのインクジェット記録装置について図１ないし図３を参照して説明する。なお、図１は同記録装置の概略平面説明図、図２は同じく概略正面説明図、図３は同じく概略側面説明図である。

このインクジェット記録装置は、本体フレーム３０に立設された左右の側板１２３Ｌ、１２３Ｒに架け渡されたガイド部材であるガイドロッド１２２と、本体フレーム３０に配置された後フレーム１２８に取付けられたガイドレール１２４とで、キャリッジ１２０を主走査方向（ガイドロッド長手方向）に移動可能に保持している。そして、キャリッジ１２０を図示しない主走査モータとタイミングベルトによってガイドロッド１２２の長手方向（主走査方向）に移動走査する。

このキャリッジ１２０には、例えば、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の第１の液体であるインクの液滴を吐出する１又は複数の液体吐出ヘッドからなる記録ヘッド１が搭載されている。記録ヘッド１は、複数のインク吐出口（ノズル）を主走査方向と交叉する方向に配列し、インク滴吐出方向を下方に向けて装着している。

ここで、記録ヘッド１は、図４に示すように、発熱体基板２と液室形成部材３から構成され、発熱体基板２に形成されたインク供給路を介して共通流路７及び液室（個別流路）６に順次供給されるインクを液滴として吐出する。この記録ヘッド１は、発熱体４の駆動によるインクの膜沸騰により吐出圧を得るサーマル方式のものであり、液室６内の吐出エネルギー作用部（発熱体部）へのインクの流れ方向とノズル５の開口中心軸とを直角となしたサイドシュータ方式の構成のものである。

なお、記録ヘッドとしては、圧電素子を用いて振動板を変形させ、また、静電力で振動板を変形させて吐出圧を得るものなど様々な方式があり、いずれの方式のものも本発明に係る画像形成装置に適用することができる。

一方、キャリッジ１２０の下方には、記録ヘッド１によって画像が形成される用紙８が主走査方向と垂直方向（副走査方向）に搬送される。図３に示すように、用紙８は、搬送ローラ１２５と押えコロ１２６で挟持されて、記録ヘッド１による画像形成領域（印字部）に搬送され、印写ガイド部材１２９上に送られ、排紙ローラ対１２７で排紙方向に送られる。

このとき、主走査方向へのキャリッジ１２０の走査と記録ヘッド１からのインク吐出を画像データに基づいて適切なタイミングで同調させ、用紙８に１バンド分の画像を形成する。１バンド分の画像形成が完了した後、副走査方向に用紙８を所定量送り、前述と同様の記録動作を行う。これらの動作を繰り返し行い、１ページ分の画像形成を行なう。

一方、記録ヘッド１の上部には吐出するインクを一時的に貯留するためのインク室が形成されたヘッドタンク（バッファタンク、サブタンク、流路形成部材）１０１が一体的に接続される。ここでいう「一体的」とは、記録ヘッド１とヘッドタンク１０１がチューブ、管等で接続されることも含んでおり、どちらも一緒にキャリッジ１２０に搭載されているという意味である。

ヘッドタンク１０１は、例えば図５に示すように、内部に記録ヘッド１との接続部の近傍にフィルタ１０９が設けられ、インクをろ過して異物などを除去したインクを記録ヘッド１に供給する。また、ヘッドタンク１０１の一壁面には撓むことが可能なフィルム部材１０７が設けられている。

このヘッドタンク１０１には、液体供給チューブ７１が接続される。液体供給チューブ７１の他端部は、図１に示すように、液体貯留容器としての液体タンクである本体据え置きのカートリッジホルダ７７に接続される。カートリッジホルダ７７には、各色のインクを収容した液体貯留容器としての液体タンクであるインクカートリッジ（メインタンク）７６が着脱可能に装着される。

また、装置本体の主走査方向の他端部側には記録ヘッド１の維持回復を行う維持回復機構（維持回復装置）３１が配置されている。

この維持回復機構３１は、記録ヘッド１のノズル面をキャッピングする（覆う）キャップ３２と、キャップ３２内を吸引して記録ヘッド１のノズル５からインクを吸引する吸引手段である吸引ポンプ３４とを備えている。吸引ポンプ３４で吸引されたインクの廃液は本体フレーム３０側に配置された廃液容器である廃液タンク３６に排出される。キャップ３２、吸引ポンプ３４及び廃液タンク３６は排出経路となる廃液チューブ３３でつながれている。廃液チューブ３３のうちキャップ３２と吸引ポンプ３４との間は吸引経路を、吸引ポンプ３４と廃液タンク３６との間は廃液経路を構成している。

この維持回復機構３１にはキャップ３２を記録ヘッド１のノズル面に対して進退移動（この例では昇降）させる移動機構を備えている。また、維持回復機構３１には、図示しないが、記録ヘッド１のノズル面をワイピングするワイパ部材をワイピングユニットにて保持してノズル面に対して進退可能に配設している。

また、この画像形成装置では、維持回復装置３１に隣接して流路充填手段である吸引経路充填装置４０を備えている。

次に、この吸引経路充填装置４０について図６を参照して説明する。図６は同装置の説明に供する模式的説明図である。

吸引経路充填装置４０は、充填する液体（第２の液体）が収容された液体収容容器である充填液タンク４１と、この充填液タンク４１とキャップ３２を通じる充填流路である充填チューブ３７と、充填チューブ３７に備えられた送液手段である充填ポンプ４４から構成される。

ここで、充填チューブ３７はキャップ３２の充填ポート４３に接続されている。また、前述した維持回復装置３１の廃液チューブ３３はキャップ３２の吸引ポート４２に接続されている。

なお、充填する液体（充填液）としては様々なものを用いることができるが、安価な液体という点では水が好ましい。また、記録ヘッド１のノズル面や吸引経路に接触するのでそれらの部位を洗浄するという点では、洗浄液を用いても良い。また、充填液タンク４１としては、内部が大気に通じたタンクであると、補充が容易になる点で好ましいが、撓むことが可能な袋状部材なども使用することができる。

次に、本実施形態における記録ヘッドに対する吸引回復動作について図７を参照して説明する。図７は同説明に供する模式的説明図である。

まず、記録ヘッド１のノズル面からキャップ３２が離間した状態で、充填ポンプ４４のみを駆動する。これにより、図７（ａ）に示すように、キャップ３２の底部に設けられた充填ポート４３からキャップ３２内に充填液５００が流入する。

その後、充填ポンプ４４を駆動したまま、吸引ポンプ３４を駆動する。これにより、キャップ３２内の充填液５００は、図７（ｂ）に示すように、キャップ３２の底部に設けられた吸引ポート４２から廃液チューブ３３に流れ出る。

ここで、充填ポンプ４４の送液流量と吸引ポンプ３４の送液流量はほぼ同じものとしている。したがって、キャップ３２内の充填液５００の液面はほぼ一定に保持されたまま廃液チューブ３３が充填液５００で満たされていく。

そして、充填液５００が吸引ポンプ３４に達する時間が経過したときに、吸引ポンプ３４のみを停止する。すると、図７（ｃ）に示すように、キャップ３２内の充填液の液面が再度上昇し、キャップ３２が完全に充填され、充填液５００がキャップ３２の縁から溢れ出る。溢れ出た充填液５００は、図示しない廃液誘導路を伝って廃液タンク３６に誘導される。

そして、充填ポンプ４４を停止した後、キャップ３２を上昇させて記録ヘッド１をキャッピングし、吸引ポンプ３４のみを駆動し、ノズル５からインクを吸引する（これを「ノズル吸引」という。）。

このように、ノズル吸引を行うときに吸引ポンプ３４の上流側となる吸引空間（キャップ３２の内部と廃液チューブ３３）が予め液体で満たされている。これにより、吸引ポンプ３４を駆動することによって発生する圧力（負圧）が空気でダンピングされないので効率よく記録ヘッド１の内部に作用する。

したがって、吸引ポンプ３４の駆動と同時に記録ヘッド１に大きな負圧を作用させることができるので、無駄な吸引する必要がなく、短時間で、記録ヘッド１の吸引回復を行うことができる。

また、無駄な吸引をしないで済むため、記録ヘッド１の吸引回復に消費されるインク量を減らすことができる。また、充填液として水や洗浄液を用いることができるので、それらの液体に記録ヘッド１を浸すことにより、吸引の後に通常行われるワイピング動作によってノズル面を洗浄する効果も奏する。

本実施形態では、充填ポンプ４４と吸引ポンプ３４を同じ送液流量のものとして、充填ポンプ４４を先行駆動した後両ポンプを同時に駆動して廃液チューブ３３を充填し、その後、吸引ポンプ３４のみを停止してキャップ３２を充填したが、充填方法はこれに限られない。

例えば、充填ポンプ４４を吸引ポンプ３４よりも流量が大きいポンプとすれば、２つのポンプを同時駆動してキャップ３２と廃液チューブ３３の両方を充填することができ、ポンプ制御が簡単になる。

また、キャップ３２の容積が廃液チューブ３３における吸引ポンプ３４よりも上流側の容積よりも大きければ、充填ポンプ４４を駆動してキャップ３２を一杯にした後に充填ポンプ４４を一旦停止し、吸引ポンプ３４のみを駆動して廃液チューブ３３を充填液で充填し、再度、充填ポンプ４４のみを駆動してキャップ３２を再充填することで、吸引経路全体を充填液で満たすことができる。この方法によれば、同時に２つのポンプを駆動する必要がないので、例えば、ポンプを動作させるモータの回転方向で駆動するポンプを切り替える等ができ、駆動源を共通化して装置を低コストすることができる。

次に、本発明の第２実施形態について図８を参照して説明する。図８は同実施形態の説明に供する模式的説明図である。

本実施形態では、キャップ３２の下方（重力方向下方）にキャップ３２から溢れた充填液５００を受け入れる液体受けであるオーバーフロー受け部４５が設けられている。このオーバーフロー受け部４５は、内部がすり鉢状になっており、最下部にドレン穴４６が設けられている。

このオーバーフロー受け部４５は、キャップ３２と一緒に上下する形態となっている。

また、オーバーフロー受け部４５の下方側には、ドレン穴４６を開閉する栓部材４７を配置している。ここで、記録ヘッド１に対してキャップ３２が離間しているときは、図８（ａ）に示すように、ドレン穴４６は栓４７でシールされ、図８（ｄ）に示すように、キャップ３２が上昇するとドレン穴４６が栓４７から離れてシールが解除ざれる。

また、オーバーフロー受け部４５の傾斜面の中間部には、液体の有無を検出するための液体検出手段である一対の液体検知電極ピン４８が備えられている。２つの液体検知電極ピン４８、４８の間の電気抵抗が抵抗検出器４９で測定できる構成としている。

なお、キャップ３２周辺部以外の構成は前記第１実施形態と同じである。

次に、本実施形態における吸引経路の充填及び記録ヘッド１に対する回復動作について説明する。

まず、図８（ａ）は記録ヘッド１からキャップ３２が離間した状態で充填ポンプ４４のみを駆動し、キャップ３２内に充填液５００を供給している状態を示している。このとき、オーバーフロー受け部４５には充填液はなく、２つの液体検知電極ピン４８の間は空気絶縁されている。

図８（ｂ）は充填ポンプ４４と吸引ポンプ３４を両方駆動して吸引ポート４２と吸引ポンプ３４の間の流路を充填している状態を示している。

図８（ｃ）は再度、充填ポンプ４４のみを駆動してキャップ３２内に充填液を供給している状態を示している。キャップ３２が記録ヘッド１に対して離間しているときは、ドレン穴４６が栓４７でシールされているため、キャップ３２の縁から溢れた充填液５００はオーバーフロー受け部４５に流れ溜まっていく。

そして、図８（ｃ）に示すように、一対の液体検知電極ピン４８の間に充填液５００が介在する状態となると、液体検知電極ピン４８の間の電気抵抗が下がり、この抵抗値変化が抵抗検出器４９で検出される。そこで、抵抗検出器４９が抵抗値低下を検出したことをトリガにして、充填ポンプ４４を停止する。

次に、図８（ｄ）に示すように、キャップ３２を記録ヘッド１のノズル面に当てて接触させてキャッピングし、吸引ポンプ３４を駆動しノズル吸引を行う。

本実施形態でも、前記第１実施形態と同様に、予め吸引経路を液体で充填しているので、少ない吸引量で大きな吸引圧力を得ることができ、効率よく、且つ、インク消費量少なく記録ヘッド１の性能を回復させることができる。

なお、記録ヘッド１の吸引動作を行なうときに、キャップ３２が上昇することによってオーバーフロー受け部４５のドレン穴４６が栓４７に対して離間するため、ドレン穴４６から溜まっていた充填液５００が排出され、次の回復動作に向けて状態がリセットされる。

このように、本実施形態では、キャップ３２への充填が完了したことを検出する検出手段を備えているので、充填ポンプ４４の性能がばらついても、精度よく充填完了を検出して、充填工程を安定して行うことができる。

また、充填液タンク４１内の充填液が不足した場合には、キャップ３２の充填工程で所定時間充填ポンプ４４を駆動しても抵抗検出器４９が液体検知電極ピン４８間の抵抗変化を検出しないことになる。これによって、充填液タンク４１が空であることを検知することもできる。

次に、本発明の第３実施形態について図９を参照して説明する。図９は同実施形態の説明に供する模式的説明図である。

本実施形態では、前記第１実施形態において、充填チューブ３７の途中に、充填流路開閉弁５０と、容積可変部材である逆流防止バッファ５４とを設けている。

逆流防止バッファ５４は、液体が出入り自在の収縮可能な形態の容器で、内部の圧力が負圧になることによって収縮し、負圧が低下すると元の形状まで膨張するもので、例えば、ゴム性の蛇腹構造体などで形成することができるものである。この逆流防止バッファ５４はキャップ３２よりも下方に配置されるのが好ましい。

また、廃液チューブ３３途中に、液体検出センサ５３を設けている。この液体検出センサ５３は、詳細な構成の図示は省略するが、前記第２実施形態と同様に電気抵抗変化を検出するもので構成することもできる。

また、キャップ３２の吸引ポート４２のキャップ内空間への開口部４２ａは、キャップ３２の記録ヘッド１のノズル面に当って接触するニップ部３２ａの近傍に配置されている。これにより、キャップ３２でノズル面をキャッピングしたときに、吸引ポート４２の開口部４２ａと記録ヘッド１のノズル面の間に微小なギャップが形成される。

次に、本実施形態における記録ヘッド１に対する吸引回復動作について図１０及び図１１を参照して説明する。

まず、図１０（ａ）に示すように、記録ヘッド１とキャップ３２が離間した状態で、吸引ポンプ３４を駆動する。このとき、充填流路開閉弁５０の開閉に関わらず充填ポート４３は大気圧なので逆流防止バッファ５４は膨張した状態である。吸引ポート４２からは空気が流入するので、廃液チューブ３３内の液体は排出され、液体検出センサ５３は「液体なし」を検出する。

その後、図１０（ｂ）に示すように、キャップ３２を上昇させて、記録ヘッド１のノズル面をキャッピングし、キャップ３２の内部空間を密閉状態にする。この状態で充填流路開閉弁５０を開いて吸引ポンプ３４で吸引する。これにより、充填液タンク４１内の充填液５００が吸引され、キャップ３２内に流入する。このとき、充填チューブ３７の太さが十分太ければ充填チューブ３７での圧力損失は小さいので、逆流防止バッファ５４内は大きな負圧にならず容積を維持する。

本実施形態のキャップ３２は、吸引ポート４２の開口部４２ａがキャップ３２内の上方に位置するので、キャップ３２内の空気が排出され、図１１（ａ）に示すように、キャップ３２内が充填液５００で満たされ、その後、廃液チューブ３３に充填液５００が充填される。

そして、液体検出センサ５３が液体を検知したのをトリガにして吸引ポンプ３４を停止させる。これにより、吸引経路が全て液体で満たされた状態となる。

その後、図１１（ｂ）に示すように、充填流路開閉弁５０を閉じて、吸引ポンプ３４で吸引する。これにより、記録ヘッド１の上流側は高抵抗であるので、吸引経路内に大きな負圧が発生する。

ここで、記録ヘッド１のノズル５からインクを吸引するときの圧力損失よりも小さい圧力で変形するように、逆流防止バッファ５４を構成すれば、吸引により発生する負圧によって、まず逆流防止バッファ５４が収縮し、内部の液体が排出され、完全に潰れきった状態となる。その後に記録ヘッド１に負圧が作用し記録ヘッド１の吸引回復ができる。

吸引回復後、キャップ３２を記録ヘッド１から離間させ、図示しないワイパ部材でノズル面を払拭する。

キャッピング状態でなくなることにより、キャップ３２内は大気圧に戻るためキャップ３２内の液体（インクと充填液）は充填チューブ３７を逆流する。このとき、逆流防止バッファ５４が膨張しながら逆流した液体を回収するので、インクが充填液タンク４１に流れず、充填液タンク４１内の充填液５００を清浄に保つことができる。このような効果を十分得るためには、逆流防止バッファ５４の可変容積はキャップ３２の容積よりも大きいことが好ましい。

本実施形態では、吸引ポンプ３４のみで吸引経路の充填と記録ヘッド１の吸引回復を行うことができ、前述の実施形態と同様の効果を得ることができる。また、廃液チューブ３３に液体検出センサ５３を備えるので、吸引ポンプ３４のばらつきがあっても無駄時間なく回復動作が行える。

また、充填液タンク４１内の充填液が不足した場合には、廃液チューブ３３の充填工程で所定時間充填ポンプ４４を駆動しても液体検出センサ５３が液体で流路が充填されたことを検出しないことになる。したがって、充填液タンク４１が空であることを検知することもできる。

また、逆流防止バッファ５４を備えているので、吸引回復時にキャップ３２を満たしていた廃液を逆流防止バッファ５４内に回収してキャップ３２内の液面を下げるので、回復動作後に記録ヘッド１をキャッピングしたときにノズル面が再度廃液に接触することを防止できる。また、廃液の充填液タンク４１への混入を防止できる。

次に、本発明の第４実施形態について図１２を参照して説明する。図１２は同実施形態の説明に供する模式的説明図である。

本実施形態では、記録ヘッド１の供給経路（供給チューブ７１）の途中にチョーク弁５６が設けられ、インク供給経路を遮断自在としている。

また、充填チューブ３７には逆止弁５５が設けられている。

また、キャップ３２は、略中央部に吸引ポート４２が設けられ、吸引ポート４２の記録ヘッド１側端面にはスリット５７が形成されている。また、キャップ３２の吸引ポート４２の周辺部には薄肉部５８が形成されている。

これにより、キャップ３２でノズル面を覆った状態で形成されるキャップ内空間を吸引ポンプ３４で吸引するときに、キャップ３２内の吸引流路（廃液チューブ３３）と通じる部分である吸引ポート４２が上方に移動する。そして、キャップ３２内の吸引流路（廃液チューブ３３）と通じる部分である吸引ポート４２は、管形状でスリット５７によって側方に開口している。

次に、本実施形態における記録ヘッド１に対する吸引回復動作について図１３ないし１５を参照して説明する。

まず、図１３（ａ）に示すように、記録ヘッド１とキャップ３２が離間した状態で、吸引ポンプ３４を駆動する。吸引ポート４２からは空気が流入するので、廃液チューブ３３内の液体は排出され、液体検出センサ５３は「液体なし」を検出する。

そして、図１３（ｂ）のように、キャップ３２を上昇させ、記録ヘッド１をキャッピングし、キャップ３２の内部を密閉状態にする。また、チョーク弁５６を閉じて、供給経路を遮断する。この状態で充填流路開閉弁５０を開いて吸引ポンプ３４で吸引する。これにより、充填液タンク４１内の充填液５００が吸引され、キャップ３２内に流入する。

また、チョーク弁５６が閉じていて記録ヘッド１からインクが供給されないのでキャップ３２内部が負圧となり、キャップ３２底部に形成された薄肉部５８が撓んで吸引ポート４２が記録ヘッド１側に変位し、当って接触する。これにより、キャップ３２内の容積は減少する。このとき、吸引ポート４２の端面にはスリット５７が形成されているので、キャップ内空間の最上部からスリット５７を介して空気が吸引され、廃液チューブ３３に排出され、図１４（ａ）に示すように、キャップ３２内が完全に充填液５００で満たされる。その後、廃液チューブ３３に充填液５００が充填される。

そして、液体検出センサ５３が液体を検知したことをトリガにして、吸引ポンプ３４を停止させる。これにより、吸引経路が全て液体で満たされた状態となる。

その後、図１４（ｂ）に示すように、充填流路開閉弁５０を閉じてチョーク弁５６を開き、吸引ポンプ３４で吸引する。すると、記録ヘッド１の上流側からインクが供給されて記録ヘッド１の吸引回復が行われる。

キャッピング状態でなくなることにより、キャップ３２内は大気圧に戻るが、本実施形態では充填チューブ３７に逆止弁５５が備えられているため、キャップ３２内の液体（インクと充填液）が充填チューブ３７を逆流して充填液タンク４１に流れることを防止できる。これにより、充填液タンク４１内の充填液５００を清浄に保つことができる。

また、キャップ３２内が大気圧に戻ることにより、キャップ３２の薄肉部５８の変形が元に戻り、キャップ３２内の容積が元の容積に復活すると共に、吸引ポート４２の位置が下がる。

したがって、図１５に示すように、吸引ポンプ３４を駆動することでキャップ３２内の液面を下げることができるため、回復動作後に記録ヘッド１をキャッピングした時にノズル面が再度廃液に接触することを防止できる。

また、本実施形態では、吸引ポンプ３４のみで吸引経路の充填と記録ヘッド１の吸引回復を行うことができ、前述した実施形態と同様の効果を得ることができる。また、廃液チューブ３３に液体検出センサ５３を備えるので、吸引ポンプ３４のばらつきがあっても無駄時間なく回復動作が行える。

なお、本実施形態では、インク供給路にチョーク弁５６を備えて、充填液の充填過程でチョーク弁５６を閉じてインクの供給を遮断したが、チョーク弁５６は必須ではない。要するに、「記録ヘッドからインクを吸引する時の記録ヘッドより上流部の圧力損失」＞「充填液の吸引中の充填チューブの圧力損失」＞「キャップの変形に必要な圧力」の関係を満たせば本発明を適用することができる。

次に、本発明の第５実施形態について図１６を参照して説明する。図１６は同実施形態の説明に供する模式的説明図である。

本実施形態は、前記第４実施形態が充填液タンク４１と廃液タンク３６のいずれも大気開放されたものであるのに対して、充填液タンク４１と廃液タンク３６のいずれも密閉状態とできる構成としている。

つまり、充填液タンク４１は、充填液５００の補給のために充填液補充口３９を開けた時のみ大気開放されるが、充填流路開閉弁５０が閉じている状態では通常は密閉状態とされている。また、廃液タンク３６については、タンク内部を大気に通じる大気開放路５９とこれを開閉する大気開放弁５１が備えられており、この大気開放弁５１が閉じている状態では密閉状態となる。ただし、この二つのタンクは上部で、圧力伝達流路５２でつながれているため、両者は同じ圧力となる。

次に、本実施形態の記録ヘッド１に対する吸引回復動作について図１７及び図１８を参照して説明する。

まず、図１７（ａ）に示すように、記録ヘッド１とキャップ３２が離間した状態で大気開放弁５１を開いて、吸引ポンプ３４を駆動する。このとき、充填流路開閉弁５０の開閉にかかわらず、充填ポート４３は大気圧であるので、逆流防止バッファ５４は膨張した状態である。吸引ポート４２からは空気が流入するので、廃液チューブ３３内の液体は排出され、液体検出センサ５３は「液体なし」を検出する。

次に、図１７（ｂ）に示すように、キャップ３２を上昇させ、記録ヘッド１をキャッピングし、キャップ３２の内部空間を密閉状態にする。この状態で大気開放弁５１を閉じ充填流路開閉弁５０を開いて吸引ポンプ３４で吸引する。これにより、充填液タンク４１内の充填液が吸引され、キャップ３２内に流入する。

このとき、廃液タンク３６に流入した空気又は液体によって廃液タンク３６の圧力が上昇するので、その圧力が圧力伝達流路を介して充填液タンク４１に作用する。そのため、充填液５００のキャップ３２部分への供給をアシストする。この作用により充填チューブ３７での圧力損失は小さくなるので、逆流防止バッファ５４内は大きな負圧にならず容積を維持する。

本実施形態のキャップ３２は吸引ポート４２がキャップ３２内の上部に位置するので、キャップ３２内の空気が排出され、図１８（ａ）に示すように、キャップ３２内が充填液５００で満たされ、その後、廃液チューブ３３に充填液５００が充填される。

そして、液体検出センサ５３が液体を検知したことをトリガにして吸引ポンプ３４を停止させる。これにより、吸引経路が全て液体で満たされた状態となる。

その後、図１８（ｂ）に示すように、充填流路開閉弁５０を閉じ、大気開放弁５１を開いて吸引ポンプ３４で吸引する。これにより、記録ヘッド１の上流側は高抵抗なので吸引経路内に大きな負圧が発生する。

このとき、記録ヘッド１のノズル５からインクを吸引する際の圧力損失よりも小さい圧力で変形するように逆流防止バッファ５４を構成すれば、吸引により発生する負圧によってまず逆流防止バッファ５４が収縮し、内部の液体が排出され、完全に潰れきった状態となる。

その後に記録ヘッド１に負圧が作用し、記録ヘッド１の吸引回復ができる。吸引回復後、キャップ３２を記録ヘッド１から離間させ、図示しないワイパでノズル面を吸引する。キャッピング状態でなくなることにより、キャップ内は大気圧に戻るためキャップ内の液体（インクと充填液）は充填チューブ３７を逆流する。このとき、逆流防止バッファ５４が膨張しながら逆流した液体を回収するので、インクが充填液タンク４１に流れず充填液タンク４１内の充填液を清浄に保つことができる。

本実施形態では、図９の実施形態の効果に加えて、充填液の充填時に加圧アシストするので、充填装置の設計制約を緩和することができる効果を奏する。具体的には、充填液を高粘度化することを許容したり、充填経路を長く細くすることを可能にして充填液タンク４１の配置自由度を高めたりすることができる。

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る。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する。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る。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記録ヘッド（液体吐出ヘッド）
３１維持回復機構
３２キャップ
３３廃液チューブ（吸引流路、廃液流路）
３４吸引ポンプ（吸引手段）
３６廃液タンク（廃液容器）
３７充填チューブ（充填流路）
４０吸引経路充填装置（流路充填手段）
４１充填液タンク（液体収容容器）
４４充填ポンプ（送液手段）
７１供給チューブ
７６インクカートリッジ
１０１ヘッドタンク

Claims

第１の液体の液滴を吐出するノズルを有する液体吐出ヘッドと、
前記液体吐出ヘッドのノズル面を覆うキャップと、
前記キャップ内の空間を吸引する吸引手段と、
前記キャップと前記吸引手段とをつなぐ吸引流路と、
第２の液体を収容する液体収容容器と、
前記キャップと前記液体収容容器をつなぐ充填流路と、
前記充填流路の途中に設けられ、前記充填流路を介して前記キャップ内空間に前記第２の液体を送液する送液手段と、を有し、
前記送液手段及び前記吸引手段により前記キャップ内空間及び前記吸引流路を前記第２の液体で所定量満たした後に、前記吸引手段により前記ノズルから前記第１の液体を吸引する
ことを特徴とする画像形成装置。
第１の液体の液滴を吐出するノズルを有する液体吐出ヘッドと、
前記液体吐出ヘッドのノズル面を覆うキャップと、
前記キャップ内の空間を吸引する吸引手段と、
前記キャップと前記吸引手段とをつなぐ吸引流路と、
前記吸引手段で吸引された廃液を収容する廃液容器と、
前記吸引手段と前記廃液容器とをつなぐ廃液流路と、
前記キャップ内空間及び前記吸引流路に第２の液体を充填する流路充填手段と、を備え、
前記流路充填手段は、
前記第２の液体を収容する液体収容容器と、
前記キャップと前記液体収容容器をつなぐ充填流路と、
前記充填流路に設けられた流路を開閉する開閉弁と、を有し、
前記開閉弁を開いた状態で、前記吸引手段によって吸引して、前記キャップ内の空間及び前記吸引流路を前記第２の液体で所定量満たした後に、前記開閉弁を閉じた状態で、前記吸引手段により前記ノズルから前記第１の液体を吸引する
ことを特徴とする画像形成装置。
前記液体収容容器と前記廃液容器とをつなぐ通路と、
前記液体収容容器及び前記廃液容器の少なくともいずれかを大気に通じる大気開放路と、
前記大気開放路を開閉する大気開放弁と、を備えている
ことを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
前記キャップの下方に液体受けが設けられ、
前記液体受けには、液体の有無を検出する液体検出手段が設けられている
ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
前記キャップ又は前記吸引流路内には、液体の有無を検出する液体検出手段が設けられていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の画像形成装置。
前記キャップ内での前記吸引流路と通じる部分は、前記ノズル面と接触する部分とギャップを隔てた位置に設けられている
ことを特徴とする請求項２又は３に記載の画像形成装置。
前記キャップで前記ノズル面を覆った状態で形成されるキャップ内空間を前記吸引手段で吸引するときに、前記キャップ内の前記吸引流路と通じる部分が上方に移動する
ことを特徴とする請求項２又は３に記載の画像形成装置。
前記キャップ内の前記吸引流路と通じる部分は、管形状で側方に開口している
ことを特徴とする請求項７に記載の画像形成装置。
前記充填流路には、逆止弁又は容積可変部材が備えられている
ことを特徴とする請求項２又は３に記載の画像形成装置。