JP6390160B2 - 液体吐出装置及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、液体吐出装置および画像形成装置に関する。

オンデマンド型のインクジェット（ＩＪ）記録技術には、インクを充填した液室の壁の一部に振動板を設け、圧電アクチュエータ等により振動板を変位させ液室内の体積を変化させて圧力を高めインクを吐出する方式や、液室内に通電によって発熱する発熱体を設けて、発熱体の発熱により生じる気泡によって液室内の圧力を高め、インクを吐出する方式が広く知られている。近年ではＩＪ技術は低価格のプリンタだけでなく、大判のポスター、看板などの画像形成にも応用されてきている。

ビジネス用途や産業用途では、特に画像形成スループットの向上、すなわち画像形成速度の高速化が望まれており、本体据え置きの大容量のインクカートリッジからチューブを介してヘッド上部のヘッドタンク（サブタンクとも言う）にインクを供給する方式が通常行なわれている。このようなチューブを用いてインクを供給する方式とすることで、キャリッジ部を軽量小型化でき、構造系、駆動系も含めて装置を大幅に小型化できる。

このようなＩＪプリンタでは、通常モノクロ印刷を行う黒インクと、カラー印刷を行うための少なくともイエロー、シアン、マゼンタの３色のカラーインクを両方吐出するものが大半である。このような、プリンタにおいて、いずれかのインクがなくなった場合でも、他のインクで印刷を継続したい要望がある。特開平６−１８３０３２号公報（特許文献１）の発明では、カラーインクがインクエンドとなった時に、記録データをモノクロ変換して印字継続できるようにし、また、黒インクがエンドになった時に、記録データをカラー変換してカラーインクを吐出してモノクロ印刷を実現する技術が開示されている。

しかしながら、インクがなくなった状態で印字し続けると、インクエンドとなっているインクを吐出するノズルが乾燥して、ノズル詰まりを起こし、インクカートリッジが交換されて新しいインクが供給されても吐出不良となる問題があった。

なお、インク以外の液体、例えばＤＮＡ試料やレジスト、パターン材料などを吐出する液体吐出装置においても同様であり、液体カートリッジが交換されて新しい液体が供給されても吐出不良となる問題があった。

本発明は上記問題を鑑みてなされたものであり、インクエンド（液体終了）時に他の液体で印刷・吐出を継続しつつ、インクエンド（液体終了）となったインク（液体）を吐出するノズルの目詰まりを防止し、液体吐出装置及び画像形成装置の品質安定性を向上することを目的とする。

前記の課題を解決するため、本発明は、ノズルから液体を吐出する吐出ヘッドと、前記吐出ヘッドの上部に接続されていて吐出する液体を貯留するヘッドタンクと、液体が収容された複数の液体収容容器と、前記ノズルを保湿する保湿液が収容された保湿液収容容器と、前記吐出ヘッドと前記液体収容容器を連通する第１の供給流路と、前記吐出ヘッドと前記保湿液収容容器を連通する第２の供給流路を備える液体吐出装置において、前記ヘッドタンクは、前記吐出ヘッドとの接続部の近傍に液体をろ過するフィルタと、前記第２の供給流路に連通した保湿液供給ポートとを有し、前記保湿液供給ポートが、前記フィルタよりも下流側で前記ヘッドタンクに連通しており、前記液体収容容器内の液体の有無を検知する液体有無検知手段と、前記第２の供給流路に設けられて流路を開閉する開閉弁と、該開閉弁が開いたことを検知する弁検知手段を有し、前記開閉弁が開いたときに前記保湿液が前記吐出ヘッドに供給可能に設けられ、前記液体有無検知手段が前記複数の液体収容容器のいずれかの液体の残量が無いことを検知したときに、前記弁検知手段が前記開閉弁が開いたことを検知した場合、前記残量が無い液体を使用しない特別モードで吐出動作を行うものであって、前記特別モードでは、前記残量が無い液体を吐出していたノズルが、本来の吐出動作に寄与しない予備吐出のみを前記保湿液で行うことを特徴とする。

また、前記の課題を解決するため、本発明は、ノズルから液体を吐出する吐出ヘッドと、前記吐出ヘッドの上部に接続されていて吐出する液体を貯留するヘッドタンクと、液体が収容された複数の液体収容容器と、前記ノズルを保湿する保湿液が収容された保湿液収容容器と、前記吐出ヘッドと前記液体収容容器を連通する第１の供給流路と、前記吐出ヘッドと前記保湿液収容容器を連通する第２の供給流路を備える液体吐出装置において、前記ヘッドタンクは、前記吐出ヘッドとの接続部の近傍に液体をろ過するフィルタと、前記第２の供給流路に連通した保湿液供給ポートとを有し、前記保湿液供給ポートが、前記フィルタよりも下流側で前記ヘッドタンクに連通しており、前記第２の供給流路に設けられて流路を開閉する開閉弁と、該開閉弁が開いたことを検知する弁検知手段を有し、前記開閉弁が開いたときに前記保湿液が前記吐出ヘッドに供給可能に設けられ、前記弁検知手段が前記開閉弁が開いたことを検知した場合に、前記複数の液体収容容器のいずれかの液体の前記吐出ヘッドへの供給を停止して、他の液体収容容器の液体のみを使用する特別モードで吐出動作を行うものであって、前記特別モードでは、前記供給を停止した液体を吐出していたノズルが、本来の吐出動作に寄与しない予備吐出のみを前記保湿液で行うことを特徴とする。

請求項１に係る発明の液体吐出装置によれば、液体収容容器（インクカートリッジ）内の液体の有無を検知する液体有無検知手段を有しており、液体収容容器内の液体残量が無くなった場合は、その残量が無い液体を吐出していたノズルから保湿液を用いて予備吐出を行うので、液体終了（インクエンド）となった液体（インク）を吐出するノズルの目詰まりを防止することができる。また、それにより、残量のあるインクのみで吐出動作を長時間にわたって継続することが可能となる。

また、請求項２に係る発明の液体吐出装置によれば、保湿液収容容器と吐出ヘッドの間に備えられた開閉弁が開いた場合に、複数の液体収容容器のいずれかの液体の吐出ヘッドへの供給を停止して、他の収容容器の液体のみを使用する特別モードで吐出動作を行い、その特別モードに際し、供給が停止された液体を吐出するノズルから保湿液を用いて予備吐出を行うので、本来の吐出動作（画像形成装置における画像形成）に寄与しない液体の消費を防止することができる。

本発明に係る液滴吐出装置を備える画像形成装置の一例であるインクジェット記録装置の３面図である。 記録ヘッドの構成を示す断面図である。 ヘッドタンクの構成を示す２方向の断面図である。 カートリッジホルダの構成概要を示す図である。 インクカートリッジの構成概要を示す図である。 保湿液カートリッジの構成を示す図である。 流路形成板の構成概要を示す図である。 流路形成板の背面側に設けられたレバー部材（開閉弁切替手段）を示す図である。 開閉弁の動作を説明する図である。 インクカートリッジのインク残量がなくなった場合の動作を示すフローチャートである。 開閉弁が切り替えられた場合の制御を示すフローチャートである。 補充可能な形態の保湿液カートリッジの構成を示す図である。 別の実施形態のカートリッジホルダの構成の概要を示す図である。 そのカートリッジホルダに装着されるインクカートリッジを示す図である。 そのカートリッジホルダに装着可能な保湿液カートリッジを示す図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳しく説明する。
図１は、本発明に係る液滴吐出装置を備える画像形成装置の一例であるインクジェット記録装置（以下、インクジェットプリンタ、又は単にプリンタと記すこともある）の３面図であり、図１（ａ）はインクジェットプリンタの正面図、図１（ｂ）は右側側面図、図１（ｃ）は平面図である。

このプリンタは、左右の側板１２３Ｌ，１２３Ｒに横架したガイド部材であるガイドロッド１２２とガイドレール１２９とでキャリッジ１２０を主走査方向（ガイドロッド長手方向）に摺動自在に保持し、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、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記録ヘッド１（吐出ヘッド）を複数のインク吐出口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。

記録ヘッド１は図２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、ヘッドベース部材２０に形成された流路７から供給されたインクを吐出する。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ー方式の構成のものである。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たり、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適用することができる。

図１に戻ってキャリッジ１２０の下方には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１（ｂ）に示すように用紙８は、搬送ローラ１２５と押えコロ１２６で挟持されて印字部に搬送され、印写ガイド部１２８に送られる。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。

一方で記録ヘッド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１０１が一体的に接続される。ここで言う一体的とは、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に搭載されているという意味である。インク室には液体供給チューブ１６（第１の供給流路）が接続され、インクカートリッジ７６と連通している。

ヘッドタンク１０１の構成を図３に示す。図３（ａ）はヘッドタンク１０１の正断面図、図３（ｂ）はヘッドタンク１０１の側断面図である。なお、どちらの図も理解を助けるために適宜部品の記載を省略したり、部分的に断面図としたりしている。ヘッドタンク１０１の内部にはヘッド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に供給する形態となっている。また、ヘッドタンク１０１の一壁面には凸状に成型されたフィルム部材１０７が設けられ、ばね１０８によってヘッドタンク１０１の容積を拡大する方向に付勢されている。フィルム部材１０７にはフィラー１０６が接触して設けられ、フィラー１０６の位置をフォトセンサなどで検出することにより、フィルム部材１０７の変形状態を検知できる構成としている。また、ヘッドタンク１０１の上部には、ヘッドタンク内の空気量を検知する空気量検知センサ１０３が設けられている。

また、ヘッドタンク１０１の上部にはヘッドタンク１０１内の空気を外部に排出可能な大気開放弁１０４が備えられている。さらに、ヘッドタンク１０１にはインク供給ポート１１０と保湿液供給ポート１１１が設けられ、これらのポートは、ヘッドタンク１０１の背面に備えられた流路形成板４１（図１（ｃ）参照）の流路を介してそれぞれインク供給チューブ１６と保湿液供給チューブ１１２（第２の供給流路）に連通している。ここで、保湿液供給ポート１１１はフィルタ１０９よりも下流側（記録ヘッド側）でヘッドタンク１０１に連通している。

インク供給チューブ１６はインクカートリッジ７６からヘッドタンク１０１にインクを供給するインク供給ポンプ４４に接続される。インク供給ポンプ４４としては、様々なものを利用できるが、チューブポンプを用いると、インクを双方向に送液できるので、ヘッドタンク１０１にインクを補充するだけでなく、インクカートリッジ７６にインクを逆流させてヘッドタンク１０１内の圧力を調整できるので、好適である。一方、保湿液供給チューブ１１２は、保湿液カートリッジ６０（保湿液収容容器）がセットされたカートリッジホルダ４３に接続される。ここで、保湿液カートリッジ６０は、図１（ａ）に示すように、記録ヘッド１よりも下方に配置される。

カートリッジホルダ４３（液体収容容器の装着部）の構成概要を図４に示す。図４（ｂ）はカートリッジ挿入面から見た正面図、図４（ａ）は図４（ｂ）のＡＡ線での断面図である。カートリッジホルダ４３は４つのインクカートリッジ７６を収容する４つのスロット７４を備え、挿入方向奥面にインク供給針７１が備えられている。また、各スロット７４の上部には所定のスロット７４に所定の色のインクカートリッジ７６が挿入されるように、誤装着防止リブ７２が備えられている。これら４つのスロットに隣接して、保湿液カートリッジスロット７５が備えられる。この保湿液カートリッジスロット７５にも奥側に保湿液供給針７３が備えられる。

インクカートリッジ７６の構成の概要を図５に示す。インクカートリッジ７６は、インク取出し部がゴム栓などのシール部材７６ｂで封止された可撓性容器７６ａがケース７６ｄに収容された形態となっている。ケース７６ｄの上面側には前述のカートリッジホルダ４３の誤装着防止リブ７２に対応した溝７６ｃが設けられる。溝７６ｃの位置は、ホルダ側の誤装着防止リブ７２に対応して各色カートリッジ毎に異なる位置（正面方向から見た場合の位置が異なるよう）に設けられる。インクカートリッジ７６がスロット７４にセットされると、インク供給針７１がシール部材７６ｂを貫通して可撓性容器７６ａの内部のインクを前述のインク供給ポンプ４４でヘッドタンク１０１に送液可能となる。

次に図６に基づいて保湿液カートリッジ６０について説明する。図６（ｂ）は保湿液カートリッジ６０の正面図、図６（ａ）は保湿液カートリッジ６０の装置装着面側の側面図である。保湿液カートリッジ６０はケーシング６５で囲まれた空間である保湿液収容部６１に保湿液が収容されている。装置装着面側の側面下部には保湿液を外部に取出し可能な開口部が備えられ、この開口部はシール部材６３で封止されている。また、装置装着面側の側面上部には保湿液収容部６１と外部を細管で連通させる大気開放部６２を備える。保湿液カートリッジ６０が保湿液カートリッジスロット７５にセットされると、保湿液供給針７３がシール部材６３を貫通して保湿液収容部６１の内部の保湿液を保湿液供給チューブ１１２及び流路形成板４１を介して記録ヘッド１に連通可能となる。なお、保湿液としては様々なものを使用することができ、インクから色材を除いたビヒクルや、エチレングリコールやグリセリンなどの湿潤剤を含有した水が好適であるが、水だけでも使用可能である。保湿液はポンプ等で送液せず、記録ヘッド１のポンピング能力のみで記録ヘッド１に供給する形態であるので、インクよりも低粘度であることが好ましい。

次に図７に基づいて流路形成板４１について説明する。図７（ａ）は流路形成板４１の主要面の説明図、図７（ｂ）は図７（ａ）のＢＢ線での断面図である。
流路形成板４１は樹脂で形成され、その両面にフィルム２３Ａ、２３Ｂが溶着されてインク流路２１（２１Ｋ，２１Ｃ，２１Ｍ，２１Ｙ）及び保湿液流路１９（１９ａ，１９ｂ，１９ｃ，１９ｄ）が形成されている。インク供給チューブ１６はチューブ接続部２２（２２Ｋ，２２Ｃ，２２Ｍ，２２Ｙ）に接続され、インク流路２１、インク排出口２０を介して各インクがヘッドタンク１０１の各インク供給ポート１１０に供給される形態となっている。

また、保湿液供給チューブ１１２は、流路形成板４１のチューブ接続部２２Ｗに接続されており、保湿液は保湿液流路１９ａを経由してフィルタ室１８に流れるようになっている。フィルタ室１８には保湿液フィルタ１８ｆが備えられており、この保湿液フィルタ１８ｆで保湿液中の異物が除去される。フィルタ室１８には保湿液フィルタ１８ｆを挟んで保湿液流路１９ａと反対側に保湿液流路１９ｂと保湿液流路１９ｃが接続している。保湿液流路１９ｂは第１開閉弁１７ｂ、保湿液排出口１８Ｋを経由して黒インクを吐出する記録ヘッド１のノズルに連通した保湿液供給ポート１１１に接続する。また、保湿液流路１９ｃは第２開閉弁１７ｃ，保湿液流路１９ｄ，保湿液排出口１８Ｙ，１８Ｍ，１８Ｃを介してカラーインクを吐出する記録ヘッド１のノズルに連通した保湿液供給ポート１１１に接続する。

第１開閉弁１７ｂおよび第２開閉弁１７ｃは同構成で、図７（ｂ）に示すように、磁性体からなる弁体１２がばね１３で付勢された形態とされており、通常は流路を閉塞している。流路形成板４１の背面側には、図８に示すようにレバー部材（レバー２４）が配置される。このレバー２４の下端部には磁石２５が備えられており、レバー２４は、流路形成板４１に設けられた支軸１４を中心に回動可能とされている。このレバー２４の位置によって前述の第１開閉弁１７ｂ及び第２開閉弁１７ｃの開閉状態を変更することができる。

まず、レバー２４（開閉弁切替手段）の位置が正立している場合は、レバー２４に備えられた磁石２５が第１開閉弁１７ｂと第２開閉弁１７ｃのいずれにも対面しないため、両弁は閉じた状態を維持している。レバー２４が仮想線で示す２４ｃの位置に移動すると、図９に示すように磁石２５が第２開閉弁１７ｃと対面するので、弁体１２が磁石２５に引き付けられ、流路が開く。これによって、保湿液が保湿液排出口１８Ｃ，１８Ｍ，１８Ｙを通ってカラーインクを吐出する記録ヘッド内に供給可能となる。また、レバー２４が仮想線で示す２４ｂの位置に移動すると、磁石２５が第１開閉弁１７ｂと対面するので、第１開閉弁１７ｂが開き、保湿液が保湿液排出口１８Ｋを通って黒インクを吐出する記録ヘッド内に供給可能となる。なお、流路形成板４１の上部には、３つのマイクロスイッチ１５（１５ａ、１５ｂ、１５ｃ）が備えられているので、レバー２４の位置を検出することができるようになっている。

次に、本プリンタのインクカートリッジのインク残量がなくなった場合の動作について、図１０のフローチャートをも用いて説明する。
印字中に、カラーインクのいずれかが無くなった場合には、まず印字を停止する（Ｓ１，Ｓ２）。ここで、１ページの印字途中でインクエンドになった場合には、本実施形態のプリンタにおいては、ヘッドタンク１０１を備えているので、ヘッドタンク１０１内に残ったインクでそのページの最後まで印字を完了させてから、印字を停止する。その後、ユーザにインクエンドである旨を報知し、インクカートリッジを交換するか、モノクロ印刷に切り替えるか（特別モードで印字するか）選択させる（Ｓ３）。インクカートリッジが交換されたら、通常モードで印字を再開する（Ｓ４，Ｓ５）。インクカートリッジが交換されない場合はＳ６に進んでレバー位置を判断し、図８のレバー２４が２４ｃの状態に変更されたら（マイクロスイッチ１５ｃがオンになったことを検知したら）、カラーインクを供給する一連の動作（例えば、インク供給ポンプ４４の動作や、カラーインクのヘッドタンク１０１に備えられたフィラー１０６の位置を検出する動作や、空気量検知センサ１０３によってヘッドタンク１０１内の空気量を検知する動作）を実施しない制御に切り替えて（Ｓ７）、カラー印字用の印字データをモノクロ印字用にデータ変換し（Ｓ８）、特別モードで印字を再開する（Ｓ９）。

この時、レバー２４が２４ｃの位置になっていることにより、第２開閉弁１７ｃが開いた状態となり、記録ヘッド１のカラーノズルには、保湿液が供給される。保湿液カートリッジ６０は前述のように記録ヘッド１よりも下方に配置されているので、水頭差で記録ヘッド１に負圧が形成されており、インクと同様にノズルから吐出させることができる。この保湿液は印字には使用されないが、印字中にインクで行うのと同様に適宜なタイミングで記録ヘッド１から図示しない予備吐出受けに吐出させるようにすれば、カラーインク用のノズルの乾燥による目詰まりを防止することができる。保湿液はインクと異なりノズルを目詰まりさせる要因となる顔料などが含まれていないので、保湿液による予備吐出はインクでの予備吐出よりも少量とすることができる。通常印字モードから特別印字モードでの印字開始直後は、ヘッド内にインクが存在するが、予備吐出を繰り返すごとにヘッド内のインク濃度が薄まるため、保湿液での予備吐出は、第２開閉弁１７ｃが開いて特別モードで印字を開始してからの経過時間に応じて少なくなるようにするのが好ましい。

以上、カラーインクがなくなった場合について説明したが、黒インクがなくなった時も図１０と同様の動作フローで通常モードと特別モードをユーザが選択して印字を継続することができる。

次に、レバー２４を動かして位置が変更された場合の制御について、図１１のフローチャートを参照して説明する。
レバー２４が変更された場合には、どの状態からどの状態に変更されたかによって制御が異なる。そこでまず、レバー位置が変更されたかどうかを見（Ｓ１）、さらにモードの変更状態を判断する（Ｓ１２）。特別モードから通常モードに切り替わった場合には、インクカートリッジのインクがあることが必要なので、カートリッジ交換がなされたか、カートリッジのインクがあるかチェックを行う（Ｓ１３）。インクがあることが確認できたら、保湿液が供給されていたヘッドから予備吐出を行うなどして、ヘッド内をインクで置換する動作を行う（Ｓ１４）。その後、通常印字を行う（Ｓ１５）。レバーが特別モードから通常モードに切り替わったにも関わらずカートリッジ内のインクがないと判断された場合はＳ１３からＳ１６に進み、レバー位置を特別モードに戻すように指示する。特別モードから通常モードに切り替える際には、ヘッド内の保湿液をインクに置換する必要があるが、本発明では、保湿液流路とインク流路の合流部をヘッドタンクと記録ヘッドの間に備えられたフィルタ１０９（図３（ａ）参照）の下流側に配置しているので、ヘッドタンク内のインクが保湿液で薄まりにくく、液置換を容易に行うことができる。

一方、Ｓ１２での判断がＮｏの場合、すなわち、通常モードから特別モードにレバー位置が変わった場合にはＳ１７に進み、インク残量の有無に関わらず所望のインクの供給動作を停止して、特別モードで印字するように制御を切り替える（Ｓ１８，Ｓ１９）。

上記のように、本発明では、インクがなくなったノズルに保湿液が供給されて予備吐出をしながら特別モードで印字できるので、カラーインクや黒インクがない状態が長時間継続しても、記録ヘッド１が目詰まりするなどの不具合の発生を防止することができる。また、保湿液の供給を選択するレバー２４の位置を検知する手段（マイクロスイッチ１５）を備えているので、ユーザが間違ってレバー操作したことを検知でき、誤動作を防止することができる。

なお、以上の説明においてはインクカートリッジのインクがなくなった場合について説明したが、インクエンドでない場合にも例えばレバー２４を２４ｃにして特別モードで動作するように指定すれば、カラーインクを一切消費せずモノクロ印字のみを行なうことができる。この場合、保湿液は消費されるが、前述のようにインクよりも予備吐出量を減らせることができるので消費量が少ない上に、色材が不要であるためインクよりも安価にすることができ、モノクロ印字しかしないあるいはモノクロ印字が多いユーザに対してはランニングコストを安くすることができる。

保湿液を用いた特別モードでの印刷を長時間継続すると、保湿液カートリッジ６０内の保湿液が消費される。保湿液の残量がなくなると特別モードでの印刷も継続できなくなるので、インクカートリッジ７６または保湿液カートリッジ６０を交換する必要がある。

ここで、保湿液は画像形成に用いられず、ヘッドの乾燥防止を主な目的として使用される液体なので、予備の保湿液カートリッジがない場合には、保湿液カートリッジ６０に水を補充して使用することができる。図１２はそのような補充を可能とする形態の保湿液カートリッジ６６の構成を示すものである。この保湿液カートリッジ６６では、シール部材６３及び大気開放部６２と同一面側に保湿液補充口６８及びキャップ部材６７を備えている。保湿液補充口６８は保湿液収容部６１と連通しており、キャップ部材６７を外すことで外部から保湿液を補充可能とされている。保湿液補充口６８がシール部材６３及び大気開放部６２と同一面側に配置されているため、保湿液を補充するために保湿液補充口６８を上にしてキャップを外した時に、保湿液が大気開放部６２やシール部材６３から漏れ出すことを防止できる。

次に、本発明の別の実施形態を図１３〜図１４を用いて説明する。なお、この第２実施形態は、インクカートリッジとその装着部であるカートリッジホルダ、ならびに保湿液カートリッジの形態が先に説明した実施形態（第１実施形態）とは異なっているが、それ以外の部分は第１実施形態と同じであるため、異なる部分についてのみ説明する。

図１３は先の実施形態のカートリッジホルダ４３（図４参照）とは異なる形態のカートリッジホルダ１４３の構成の概要を示すものである。図１３（ｂ）はカートリッジ挿入面から見た正面図、図１３（ａ）は図１３（ｂ）のＤＤ線での断面図、図１３（ｃ）は背面図である。

カートリッジホルダ１４３は後述するインクカートリッジ１７６を収容する４つのスロット７４を備え、挿入方向奥面にインク供給針７１と保湿液供給針７３が備えられている。図１３（ａ）に示すように、保湿液供給針７３とインク供給針７１は同一面になく、保湿液供給針７３の方が奥側にずれて配置されている。図１３（ｃ）に示すように、４つの保湿液供給針７３はカートリッジホルダ１４３の裏面において１つの保湿液流路６９に合流して保湿液供給チューブ１１２（図１）に連通している。また、各スロット７４の上部には所定のスロット７４に所定の色のインクカートリッジ１７６が挿入されるように、誤装着防止リブ７２が備えられている。

図１４は、インクカートリッジ１７６の構成の概要を示す図である。図１４（ａ）は正面図、図１４（ａ）は側面図である。
この図に示すように、インクカートリッジ１７６は、インク取出し部がゴム栓などのシール部材１７６ｂで封止された可撓性容器１７６ａがケース１７６ｄに収容された形態となっている。また、ケース１７６ｄのシール部材１７６ｂより下方に凸部が配置されその内部にシール部材１７６ｅが備えられている。また、ケース１７６ｄの上面側には前述のカートリッジホルダ１４３の誤装着防止リブ７２に対応した溝１７６ｃが設けられる。図では黒色用のインクカートリッジ１７６Ｋに設けた溝１７の位置を示すが、他色のインクカートリッジ１７６の場合も、ホルダ側の誤装着防止リブ７２の位置に対応して溝１７６ｃの位置が異なるだけで他の構成は同じである。インクカートリッジ１７６がスロット７４にセットされると、インク供給針７１がシール部材１７６ｂを貫通して可撓性容器１７６ａの内部のインクを前述のインク供給ポンプ４４でヘッドタンク１０１に送液可能となる。それと同時に、保湿液供給針７３がシール部材１７６ｅに突き刺さり、保湿液供給針７３を密閉する。

次に、本実施形態で用いる保湿液カートリッジ１６０について図１５を参照して説明する。なお、図１５（ｂ）は保湿液カートリッジ１６０の正面図、図１５（ａ）は保湿液カートリッジ１６０の装置装着面側の側面図である。

保湿液カートリッジ１６０の外形はインクカートリッジ１７６と略同一とされており、カートリッジホルダ１４３のスロット７４にセット可能とされている。なお、ケーシング上面は、カートリッジホルダ１４３のいずれのスロットにも装着可能なように、リブ７２と干渉しない形状とされている。また、保湿液カートリッジ１６０のケーシング１６５で囲まれた空間に保湿液収容部１６１が形成され、その保湿液収容部１６１に保湿液が収容されている。装置装着面側の側面下部には保湿液を外部に取出し可能な開口部１６６が備えられ、この開口部１６６はシール部材１６３で封止されている。

また、カートリッジホルダ１４３にセットされた時のインク供給針７１の位置に対応した位置にシール部材１６４が備えられる。シール部材１６４の大きさ（カートリッジ挿入方向の長さ）は、カートリッジホルダ１４３に保湿液カートリッジ１６０をセットしたときにインク供給針７１が貫通しない大きさに設けられる。また、ケーシング１６５の上部には保湿液収容部１６１と外部を細管で連通させる大気開放部１６２を備える。保湿液カートリッジ１６０がカートリッジホルダ１４３のスロット７４にセットされると、保湿液供給針７３がシール部材１６３を貫通して保湿液収容部１６１の内部の保湿液を保湿液供給チューブ１１２及び流路形成板４１を介して記録ヘッド１に供給可能となる。また、それと同時にインク供給針７１をシール部材１６４でキャッピング、シールすることができ、インク供給針７１からのインク漏れや空気混入、乾燥、固着の防止に有効である。

本実施形態では、保湿液カートリッジ１６０をインクカートリッジ７６と略同一形状とし、カートリッジホルダ１４３のスロット７４に装着可能としたので、保湿液カートリッジ１６０を装着するスペースを他に設ける必要がなく、装置を小型化することができる。

以上、本発明を、液滴吐出装置を備える画像形成装置を例に挙げて説明したが、本発明は図示例に限定されるものではない。本発明の液体吐出装置を備える画像形成装置においては、インクの色数は４色に限らず、任意の色数で構成できるものである。また、シリアル型に限らず、ラインインクジェット型の記録装置にも本発明を適用可能である。

また、「液体」とは、記録液、インクに限るものではなく、吐出されるときに流体となるものであれば特に限定されるものではない。また、「液体吐出装置」とは吐出ヘッドから液体を吐出する装置を意味し、画像形成・画像記録を行うものに限定されない。また、吐出ヘッドの構成は任意である。吐出方式も任意の方式を採用可能である。また、液体収納部材（例えばインクカートリッジ）の構成も本発明の範囲内で適宜変更可能である。

なお、上記画像形成装置の実施形態の説明においては、保湿液を用いた予備吐出を「画像形成に寄与しない予備吐出」としたが、記録液やインク以外の液体、例えばＤＮＡ試料やレジスト、パターン材料などを吐出液体として用いる装置の場合は、その本来の吐出液体を用いた吐出動作に対して、保湿液を用いた予備吐出のことを「本来の吐出動作に寄与しない予備吐出」と称することとし、本明細書では、画像形成装置の場合も含め、本来の吐出液体ではない保湿液を用いた予備吐出のことを「本来の吐出動作に寄与しない予備吐出」とする。

上記説明したように、請求項１に係る発明の液体吐出装置は、液体収容容器（インクカートリッジ）内の液体の有無を検知する液体有無検知手段を有しており、液体収容容器内の液体残量が無くなった場合は、その残量が無い液体を吐出していたノズルから保湿液を用いて予備吐出を行うので、液体終了（インクエンド）となった液体（インク）を吐出するノズルの目詰まりを防止することができる。また、それにより、残量のあるインクのみで吐出動作を長時間にわたって継続することが可能となる。

また、請求項２に係る発明の液体吐出装置によれば、保湿液収容容器と吐出ヘッドの間に備えられた開閉弁が開いた場合に、複数の液体収容容器のいずれかの液体の吐出ヘッドへの供給を停止して、他の収容容器の液体のみを使用する特別モードで吐出動作を行い、その特別モードに際し、供給が停止された液体を吐出するノズルから保湿液を用いて予備吐出を行うので、本来の吐出動作（画像形成装置における画像形成）に寄与しない液体の消費を防止することができる。

また、保湿液で行う予備吐出の量が、液体（インク）で行う予備吐出の量よりも少ないことで、保湿液の消費量を少なくすることができる。
また、保湿液で行う予備吐出の量が、特別モードでの吐出動作開始からの経過時間とともに少なくなることで、ノズルの目詰まりを防止しつつ、保湿液の消費量を少なくすることができる。

また、液体収容容器の装着部に保湿液収容容器が装着可能に設けられ、保湿液収容容器には、第１の供給流路を遮断するシール部が備えられることで、第１の供給流路（液体の供給流路）の品質を安定に維持できるともに装置の小型化を実現することができる。

また、液体収容容器の装着部に保湿液収容容器が装着可能に設けられ、液体収容容器には、第２の供給流路を遮断するシール部が備えられることで、第２の供給流路（保湿液の供給流路）の品質を安定に維持できるともに装置の小型化を実現することができる。

また、保湿液収容容器が大気開放部と保湿液補充口を有し、その大気開放部と保湿液補充口は保湿液収容容器の同一面側に配置されることで、保湿液収容容器への保湿液の補充が可能となり、補充における保湿容器に生じる不具合を防止できる。

１ 記録ヘッド（吐出ヘッド）
５ ノズル
１５ マイクロスイッチ（弁検知手段）
１６ 液体供給チューブ（第１の供給流路）
１７ 開閉弁
２４ レバー（開閉弁切替手段）
４１ 流路形成板
４３ カートリッジホルダ（液体収容容器の装着部）
６０，６６ 保湿液カートリッジ（保湿液収容容器）
６２ 大気開放部
６８ 保湿液補充口
７６ インクカートリッジ（液体収容容器）
１１２ 保湿液供給チューブ（第２の供給流路）
１２０ キャリッジ
１４３ カートリッジホルダ（液体収容容器の装着部）
１６０ 保湿液カートリッジ（保湿液収容容器）
１７６ インクカートリッジ（液体収容容器）

特開平６−１８３０３２号公報

Claims (8)

1. ノズルから液体を吐出する吐出ヘッドと、前記吐出ヘッドの上部に接続されていて吐出する液体を貯留するヘッドタンクと、液体が収容された複数の液体収容容器と、前記ノズルを保湿する保湿液が収容された保湿液収容容器と、前記吐出ヘッドと前記液体収容容器を連通する第１の供給流路と、前記吐出ヘッドと前記保湿液収容容器を連通する第２の供給流路を備える液体吐出装置において、
   前記ヘッドタンクは、前記吐出ヘッドとの接続部の近傍に液体をろ過するフィルタと、前記第２の供給流路に連通した保湿液供給ポートとを有し、前記保湿液供給ポートが、前記フィルタよりも下流側で前記ヘッドタンクに連通しており、
   前記液体収容容器内の液体の有無を検知する液体有無検知手段と、前記第２の供給流路に設けられて流路を開閉する開閉弁と、該開閉弁が開いたことを検知する弁検知手段を有し、
   前記開閉弁が開いたときに前記保湿液が前記吐出ヘッドに供給可能に設けられ、
   前記液体有無検知手段が前記複数の液体収容容器のいずれかの液体の残量が無いことを検知したときに、前記弁検知手段が前記開閉弁が開いたことを検知した場合、前記残量が無い液体を使用しない特別モードで吐出動作を行うものであって、
   前記特別モードでは、前記残量が無い液体を吐出していたノズルが、本来の吐出動作に寄与しない予備吐出のみを前記保湿液で行うことを特徴とする液体吐出装置。
2. ノズルから液体を吐出する吐出ヘッドと、前記吐出ヘッドの上部に接続されていて吐出する液体を貯留するヘッドタンクと、液体が収容された複数の液体収容容器と、前記ノズルを保湿する保湿液が収容された保湿液収容容器と、前記吐出ヘッドと前記液体収容容器を連通する第１の供給流路と、前記吐出ヘッドと前記保湿液収容容器を連通する第２の供給流路を備える液体吐出装置において、
   前記ヘッドタンクは、前記吐出ヘッドとの接続部の近傍に液体をろ過するフィルタと、前記第２の供給流路に連通した保湿液供給ポートとを有し、前記保湿液供給ポートが、前記フィルタよりも下流側で前記ヘッドタンクに連通しており、
   前記第２の供給流路に設けられて流路を開閉する開閉弁と、該開閉弁が開いたことを検知する弁検知手段を有し、
   前記開閉弁が開いたときに前記保湿液が前記吐出ヘッドに供給可能に設けられ、
   前記弁検知手段が前記開閉弁が開いたことを検知した場合に、前記複数の液体収容容器のいずれかの液体の前記吐出ヘッドへの供給を停止して、他の液体収容容器の液体のみを使用する特別モードで吐出動作を行うものであって、
   前記特別モードでは、前記供給を停止した液体を吐出していたノズルが、本来の吐出動作に寄与しない予備吐出のみを前記保湿液で行うことを特徴とする液体吐出装置。
3. 前記保湿液で行う予備吐出の量は、前記液体で行う予備吐出の量よりも少ないことを特徴とする、請求項１又は２に記載の液体吐出装置。
4. 前記保湿液で行う予備吐出の量は、前記特別モードでの吐出動作開始からの経過時間とともに少なくなることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の液体吐出装置。
5. ノズルから液体を吐出する吐出ヘッドと、液体が収容された複数の液体収容容器と、前記ノズルを保湿する保湿液が収容された保湿液収容容器と、前記吐出ヘッドと前記液体収容容器を連通する第１の供給流路と、前記吐出ヘッドと前記保湿液収容容器を連通する第２の供給流路を備える液体吐出装置において、
   前記液体収容容器内の液体の有無を検知する液体有無検知手段と、前記第２の供給流路に設けられて流路を開閉する開閉弁と、該開閉弁が開いたことを検知する弁検知手段を有し、
   前記開閉弁が開いたときに前記保湿液が前記吐出ヘッドに供給可能に設けられ、
   前記液体収容容器の装着部に前記保湿液収容容器が装着可能に設けられ、
   前記保湿液収容容器には、前記第１の供給流路を遮断するシール部が備えられ、
   前記液体有無検知手段が前記複数の液体収容容器のいずれかの液体の残量が無いことを検知したときに、前記弁検知手段が前記開閉弁が開いたことを検知した場合、前記残量が無い液体を使用しない特別モードで吐出動作を行うものであって、
   前記特別モードでは、前記残量が無い液体を吐出していたノズルが、本来の吐出動作に寄与しない予備吐出のみを前記保湿液で行うことを特徴とする液体吐出装置。
6. ノズルから液体を吐出する吐出ヘッドと、液体が収容された複数の液体収容容器と、前記ノズルを保湿する保湿液が収容された保湿液収容容器と、前記吐出ヘッドと前記液体収容容器を連通する第１の供給流路と、前記吐出ヘッドと前記保湿液収容容器を連通する第２の供給流路を備える液体吐出装置において、
   前記液体収容容器内の液体の有無を検知する液体有無検知手段と、前記第２の供給流路に設けられて流路を開閉する開閉弁と、該開閉弁が開いたことを検知する弁検知手段を有し、
   前記開閉弁が開いたときに前記保湿液が前記吐出ヘッドに供給可能に設けられ、
   前記液体収容容器の装着部に前記保湿液収容容器が装着可能に設けられ、
   前記液体収容容器には、前記第２の供給流路を遮断するシール部が備えられ、
   前記液体有無検知手段が前記複数の液体収容容器のいずれかの液体の残量が無いことを検知したときに、前記弁検知手段が前記開閉弁が開いたことを検知した場合、前記残量が無い液体を使用しない特別モードで吐出動作を行うものであって、
   前記特別モードでは、前記残量が無い液体を吐出していたノズルが、本来の吐出動作に寄与しない予備吐出のみを前記保湿液で行うことを特徴とする液体吐出装置。
7. 前記保湿液収容容器が大気開放部と保湿液補充口を有し、前記大気開放部と前記保湿液補充口は前記保湿液収容容器の同一面側に配置されることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか１項に記載の液体吐出装置。
8. 請求項１〜７のいずれか１項に記載の液体吐出装置を備えることを特徴とする画像形成装置。

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