液体充填ユニット、画像形成装置、画像形成装置における液体充填方法、液体充填キット
【課題】インク初期充填や気泡排出動作のためだけに使用する供給ポンプを備えるために装置構成が大型化し、複雑化している。
【解決手段】インク充填ユニット７１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用ボンベ６２と、インク充填により排出されるインクを回収収容する廃液ボトル６４とをユニット化したもので、インクボトル６３を継手５６を介してインク供給経路５１と接続し、開閉弁５４に継手５７を接続してインク戻り経路５３を介して廃液ボトル６４を接続し、ボンベ６２からの加圧気体を供給してインクボトル６３からインクをヘッドユニット１に圧送してインク充填を行う。
【解決手段】インク充填ユニット７１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用ボンベ６２と、インク充填により排出されるインクを回収収容する廃液ボトル６４とをユニット化したもので、インクボトル６３を継手５６を介してインク供給経路５１と接続し、開閉弁５４に継手５７を接続してインク戻り経路５３を介して廃液ボトル６４を接続し、ボンベ６２からの加圧気体を供給してインクボトル６３からインクをヘッドユニット１に圧送してインク充填を行う。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は液滴を吐出して画像を形成する画像形成装置、同画像形成装置の液体吐出ヘッドユニットに液体を充填する液体充填ユニット、画像形成装置における液体充填方法、液体充填キットに関する。
【背景技術】
【０００２】
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。この液体吐出記録方式の画像形成装置は、記録ヘッドからインク滴を、搬送される用紙（紙に限定するものではなく、ＯＨＰ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、被記録媒体あるいは記録媒体、記録紙、記録用紙などとも称される。）に対して吐出して、画像形成（記録、印字、印写、印刷も同義語で使用する。）を行なうものであり、記録ヘッドが主走査方向に移動しながら液滴を吐出して画像を形成するシリアル型画像形成装置と、記録ヘッドが移動しない状態で液滴を吐出して画像を形成するライン型ヘッドを用いるライン型画像形成装置がある。
【０００３】
なお、本願において、液体吐出記録方式の「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、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３次元的に造形して形成された像も含まれる。
【０００４】
このような、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、記録ヘッド側にサブタンク（バッファタンク、ヘッド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、メインタンクからサブタンクにインクを補充供給し、サブ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。
【０００５】
このようなインク供給方式においては、メインタンクからサブタンクへ供給チューブを介してインクを供給し、更にサブタンク内にはインク内の不純物を濾過するフィルタを設けたものがある（特許文献１、２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−１２６０４４号公報
【特許文献２】特開２００７−２７６１６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
このようにタンク内にフィルタを配設した場合、フィルタがインクで濡れた状態になると、フィルタを構成する粒子や繊維等の隙間にインクのメニスカスが形成されて、気体（気泡）が通過しにくくなる。そのため、タンクが空の状態からインクを充填する場合、タンク内のフィルタがインク又は充填液などの液体で濡れた状態になったときに、気泡がフィルタを通過することが困難となりタンク内に残留することになる。
【０００８】
そこで、インクを加圧して送液することで初期充填時の気泡残留を低減することが行なわれるが、メインタンクからインクを加圧送液するためにはインク供給ポンプを使用することになる。
【０００９】
しかしながら、印刷時のメインタンクからヘッド側へのインク供給方式として、ヘッドからの滴吐出に伴って（インク消費に伴って）メインタンクからヘッド側にインクが供給される自然供給方式を採用した場合、インク供給ポンプは初期充填あるいは気泡の強制排出動作以外のときには常時開放状態に保持することになり、実質的にインク供給ポンプは不要なものである。このように通常は使用しないポンプを備えることは、装置が大型化し、コストも高くなるという課題がある。
【００１０】
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、画像形成装置の構成を小型化、簡素化できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の課題を解決するため、本発明に係る液体充填ユニットは、
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液体収容タンクとを備える液体吐出ヘッドユニットに前記液体を充填する液体充填ユニットであって、
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
構成とした。
【００１２】
ここで、前記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構成とできる。
【００１３】
また、前記液体収容手段は、前記液体吐出ヘッドユニットを備える画像形成装置本体に着脱自在に装着されるメインタンクと同じ連結部を備えている構成とできる。
【００１４】
本発明に係る液体充填ユニットは、
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液体収容タンクとを備える液体吐出ヘッドユニットに前記液体を充填する液体充填ユニットであって、
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充填液を収容した充填液収容手段と、
前記液体収容手段内の液体と前記充填液収容手段内の充填液とを加圧して前記液体及び前記充填液を前記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、を備えていること構成とした。
【００１５】
ここで、前記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前記液体及び前記充填液を回収して収容する回収液体収容手段を備えている構成とできる。
ことを特徴とする請求項４記載の液体充填ユニット。
【００１６】
また、前記液体収容手段及び前記充填液収容手段は、前記液体吐出ヘッドユニットを備える画像形成装置本体に着脱自在に装着されるメインタンクと同じ連結部を備えている構成とできる。
【００１７】
これらに本発明に係る液体充填ユニットにおいては、前記加圧手段は、圧縮気体を封入したボンベである構成とできる。
【００１８】
また、前記加圧手段は、加圧力を調整する調整手段を備えている構成とできる。
【００１９】
本発明に係る画像形成装置は、本発明に係る液体充填ユニットを備えているものである。
【００２０】
本発明に係る画像形成装置における液体充填方法は、
画像形成装置の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液体収容タンクとを備える液体吐出ヘッドユニットに前記液体を充填する液体充填方法であって、
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、
前記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、を備える液体充填ユニットを使用して、前記液体吐出ヘッドユニットに前記液体を充填する
構成とした。
【００２１】
本発明に係る画像形成装置における液体充填方法は、
画像形成装置の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液体収容タンクとを備える液体吐出ヘッドユニットに前記液体を充填する液体充填方法であって、
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充填液を収容した充填液収容手段と、
前記液体収容手段内の液体と前記充填液収容手段内の充填液とを加圧して前記液体及び前記充填液を前記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、
前記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前記液体及び前記充填液を回収して収容する回収液体収容手段と、を備える液体充填ユニットを使用して、前記液体吐出ヘッドユニットに前記液体及び前記充填液を充填する
構成とした。
【００２２】
本発明に係る液体充填キットは、
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液体収容タンクとを備える液体吐出ヘッドユニットに前記液体を充填する液体充填キットであって、
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、
前記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
構成とした。
【００２３】
本発明に係る液体充填キットは、
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液体収容タンクとを備える液体吐出ヘッドユニットに前記液体を充填する液体充填キットであって、
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充填液を収容した充填液収容手段と、
前記液体収容手段内の液体と前記充填液収容手段内の充填液とを加圧して前記液体及び前記充填液を前記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、
前記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前記液体及び前記充填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
構成とした。
【発明の効果】
【００２４】
本発明に係る液体充填ユニットによれば、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構成としたので、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。
【００２５】
本発明に係る液体充填ユニットによれば、充填する液体を収容した液体収容手段と、液体よりも粘度の低い充填液を収容した充填液収容手段と、液体収容手段内の液体と充填液収容手段内の充填液とを加圧して液体及び充填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構成としたので、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。
【００２６】
本発明に係る画像形成装置によれば、本発明に係る液体充填ユニットを備えているので、液体供給ポンプを設けないでも液体或いは液体及び充填液の初期充填を行なうことができ、構成を小型化、簡素化できる。
【００２７】
本発明に係る画像形成装置における液体充填方法によれば、本発明に係る液体充填ユニットを使用して液体の充填を行なうので、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。
【００２８】
本発明に係る画像形成装置における液体充填方法によれば、本発明に係る液体充填ユニットを使用して液体及び充填液の充填を行なうので、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。
【００２９】
本発明に係る液体充填キットによれば、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を回収して収容する回収液体収容手段と、を備えている構成としたので、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。
【００３０】
本発明に係る液体充填キットによれば、充填する液体を収容した液体収容手段と、液体よりも粘度の低い充填液を収容した充填液収容手段と、液体収容手段内の液体と充填液収容手段内の充填液とを加圧して液体及び充填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充填液を回収して収容する回収液体収容手段と、を備えている構成としたので、画像形成装置側に液体供給ポンプを設けないでも液体及び充填液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。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】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２】図１のＡ−Ａ線に沿う模式的断面説明図である。
【図３】同インク供給系にインク充填キットを接続したときの模式的説明図である。
【図４】同インク充填キットによるインク充填動作の説明に供するフロー図である。
【図５】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。
【図６】本発明の第３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７】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。
【図８】同実施形態のインク充填キットによるインク充填動作の説明に供するフロー図である。
【図９】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。
【図１０】本発明の第６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１１】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。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
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。なお、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線に沿うサブタンクの断面説明図である。
【００３３】
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液体収容タンク（以下、「ヘッドタンク」という。）４とを備えている。
【００３４】
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。
【００３５】
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に排出する排出径路２５とを備えており、前記インク収容部２２は縦方向に配置されたインク中の不純物を濾過するフィルタ２０７によってフィルタ上流室３５とフィルタ下流室３６に分けられている。
【００３６】
さらに、フィルタ下流室３６には、フィルタ下流室底面３６ｃから天面３６ａへ達する隔壁２０２が設けられ、フィルタ下流室３６から供給流路２０３へ直接インクが流れ込まないようになっている。これにより、インク供給流路口２７から供給されたインクは、フィルタ上流室３５に流入し、フィルタ２０７を通過しフィルタ下流室３６を通って、供給流路２０３へ流れ、供給ポート２４からヘッド２へインクを供給する構成となっている。
【００３７】
また、インク収容部２２のフィルタ下流室３６の天面３６ａを中央部に向かって傾斜する傾斜面とし、天面３６ａの中央部の最も高い部位３６ｂに気泡溜部３８を設け、更に気泡滞留部３８からフィルタ下流室３６と排出流路３９とを連通する連通経路２６が設けられている。
【００３８】
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、開口部には可撓性の弾性変形可能な部材としてのフィルム部材２３（図１中網掛けを付して示すもの）を貼り付けて、圧力変動を吸収する構成としている。タンクケース２１は、隔壁２０２により仕切られたインク収容部２２と供給流路２０３にそれぞれの部位でインクの振動による圧力を吸収するダンパ効果を得られるようになっている。
【００３９】
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５４を設けている。この開閉弁５４の他端は、後述するインク充填ユニット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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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充填ユニットであるインク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用ボンベ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及び加圧用ボンベ６２と、廃液ボトル６２とによってインク充填キットを構成することもできる。
【００４３】
ボンベ６２とインクボトル６３間には開閉可能なタンクバルブ６６が設けられている。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を取付けられている。
【００４４】
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、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。
【００４５】
また、廃液ボトル６４は、ヘッドユニット１からの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。
【００４６】
次に、このインク充填ユニット６１及び廃液ボトル６４を使用してヘッドユニット１に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）。
【００４７】
次に、タンクバルブ６６を開き、加圧ボンベ６２からインクボトル６３に加圧気体を送り込み、インクボトル６３内のインクを加圧することで、インク供給路５１へインクを圧送する。
【００４８】
この圧送されたインクは、サブタンク４のインク供給流路口２７からフィルタ上流室３５へ流れ込む。この時、フィルタ上流室３５の空気は、フィルタ２０７を通り、フィルタ下流室３６と排出流路３９とを連結する連通経路２６通して排出されるため、フィルタ上流室３５にインクが流入できることになる。
【００４９】
そして、フィルタ上流室３５内がインクで満たされると、インクはフィルタ２０７を通過しフィルタ下流室３６へ流れ込む。フィルタ下流室３６では、隔壁２０２によって底面３６ｃから天面３６ａへインクが溜まり始め、隔壁２０２を超えたところで、供給流路２０３へ流れ始める。更にインクは、フィルタ下流室３６の天面３６ａの最も高い部位（位置部分）３６ｂから気泡溜部３８まで充填され、連通経路２６内を通り、排出流路３９へ流れ、フィルタ下流室３６内は気泡が無い状態でインクを充填することができる。
【００５０】
さらに、供給流路２０３へ流れ込んだインクは、供給ポート２４を通ってヘッド２へ送られる。なお、フィルタ下流室３６内の空気（気泡）を効率的に排出流路３９へ排出することができるようにフィルタ下流室の天面３６ａの最も高い部位（位置部分）３６ｂに気泡溜部３８を設け、この部分に気泡が集まりやすくなるため、短時間に効率的に気泡を排出流路３９へ排出できるようにしている。
【００５１】
このようにして、ヘッド２へ送液されたインクは、インク供給ポート１４を通じて共通液室１３へ送液される。共通液室１３へ流れ込んだインクの一部は、各ノズル１１から排出される。さらに、共通液室１３のインクは、インク排出ポート１５を通してインク排出経路２５から、排出流路３９へ排出され、連通経路２６から流れ出たインクと合流し、インク戻り経路５３へ送液されて、廃液ボトル６４に排出されて回収される。
【００５２】
インクがバルブ５４を通過し、インク戻り経路５３内にインクが送液されるとバルブ５４を閉じる。その後、タンクバルブ６６を閉じインク供給路５１へのインク圧送を止め、継手５６、継手５７からインク充填ユニット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。
【００５３】
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。
【００５４】
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からサブタンク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。
【００５５】
このように、この液体充填ユニットは、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。
【００５６】
また、液体充填キットは、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。
【００５７】
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。なお、図５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用ボンベ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。
【００５８】
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。
【００５９】
このように、この液体充填ユニットは、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。
【００６０】
そして、この液体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。
【００６１】
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。
【００６２】
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。なお、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。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
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。
【００６６】
また、上述したインク充填キットやインク充填ユニットは、印刷などにより使用されたインクを補給するために行うメインタンク５の交換時や何らかの原因で流路内に気泡が混入し、ノズル１１からのインク滴吐出に支障が生じた場合、これを解消するための気泡排出動作を行う場合にも使用することができ、上述したインク充填動作を行うことで、ヘッドユニット１や供給経路内の気泡を強制的に排出して、エアーが無い状態を作ることができ、ノズル１１からのインク滴吐出の不良（吐出不能や噴射曲がりなど）を解消することができる。
【００６７】
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。なお、図７は同実施形態の模式的説明図である。
本実施形態のインク充填ユニット１６１は、前記第１実施形態におけるインク充填ユニット６１を構成する、インクボトル６３及び加圧用ボンベ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充填専用の充填液を封入した充填液収容手段である充填液ボトル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、充填液ボトル１６５、及び加圧用ボンベ６２と、廃液ボトル１６４とによってインク充填キットを構成することもできる。
【００６８】
加圧用ボンベ６２とインクボトル６３及び充填液ボトル６５との間は気体流路１６２で連通され、気体流路１６２には開閉可能なタンクバルブ６６が設けられている。また、インクボトル６３からの供給経路６７には液体流路の切り替えが可能な三方切替弁１６７が設けられ、この三方切替弁１６７に供給経路１６８を介して充填液ボトル１６５が連結されている。
【００６９】
また、インク戻り経路５３はインク及び充填液の充填により排出されるインク及び充填液を回収する廃液ボトル１６４を取付けられている。
【００７０】
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。
【００７１】
また、三方切替弁１６７は、継手５６Ｂと充填液ボトル１６５が連通している状態であり、三方切替弁１６７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。
【００７２】
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。
【００７３】
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充填液を収容するため、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からインク及び充填液を溢れさせるおそれを避けることができる。
【００７４】
次に、この実施形態においてヘッドユニット１にインク及び充填液を充填する充填方法について前述した図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及び充填液ボトル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）。
【００７５】
次に、タンクバルブ６６を開き、加圧ボンベ６２からインクボトル６３及び充填液ボトル１６５に加圧気体を送り込み、まず充填液ボトル１６５内の充填液が加圧されることで、インク供給経路５１へ充填液を圧送する。
【００７６】
この圧送された充填液は、サブタンク４のインク供給流路口２７からフィルタ上流室３５へ流れ込む。この時、フィルタ上流室３５の空気は、フィルタ２０７を通り、フィルタ下流室３６と排出流路３９とを連結する連通経路２６通して排出されるため、フィルタ上流室３５に充填液が流入できることになる。
【００７７】
そして、フィルタ上流室３５内が充填液で満たされると、充填液はフィルタ２０７を通過しフィルタ下流室３６へ流れ込む。フィルタ下流室３６では、隔壁２０２によって底面３６ｃから天面３６ａへ充填液が溜まり始め、隔壁２０２を超えたところで、供給流路２０３へ流れ始める。更に充填液は、フィルタ下流室３６の天面３６ａの最も高い部位（位置部分）３６ｂから気泡溜部３８まで充填され、連通経路２６内を通り、排出流路３９へ流れ、フィルタ下流室３６内は気泡が無い状態で充填液を充填することができる。
【００７８】
さらに、供給流路２０３へ流れ込んだ充填液は、供給ポート２４を通ってヘッド２へ送られる。なお、フィルタ下流室３６内の空気（気泡）を効率的に排出流路３９へ排出することができるようにフィルタ下流室の天面３６ａの最も高い部位（位置部分）３６ｂに気泡溜部３８を設け、この部分に気泡が集まりやすくなるため、短時間に効率的に気泡を排出流路３９へ排出できるようにしている。
【００７９】
このようにして、ヘッド２へ送液された充填液は、インク供給ポート１４を通じて共通液室１３へ送液される。共通液室１３へ流れ込んだ充填液の一部は、各ノズル１１から排出される。さらに、共通液室１３の充填液は、インク排出ポート１５を通してインク排出経路２５から、排出流路３９へ排出され、連通経路２６から流れ出た充填液と合流し、インク戻り経路５３へ送液されて、廃液ボトル１６４に排出されて回収される。
【００８０】
そして、再度、バルブ５４を開き、続けて三方切替弁１６７をインクボトル６３と継手５６Ｂが連通するように切り替える。これにより、インクボトル６３内のインクが継手５３Ｂを介して流路内に充填されている充填液と入れ替わりながらインク供給流路５１からヘッドタンク４、ヘッド２、そして排出経路２５へ置換され、開閉弁（バルブ）５４、インク戻り流路を通り廃液ボトル１６４へ排出される。
【００８１】
なお、充填液を流路及びヘッド２へ充填した後三方切替弁１６７をインクボトル６３と継手５６Ｂが連通するように切り替える作業は、充填液ボトル１６５内の充填液が空になり、流路内に気泡が送られる前に行う必要がある。
【００８２】
そして、インクがバルブ５４を通過し、インク戻り経路５３内にインクが送液されるとバルブ５４を閉じる。その後、タンクバルブ６６を閉じインク供給路５１へのインク圧送を止め、継手５６、継手５７からインク充填ユニット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。
【００８３】
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。
【００８４】
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からサブタンク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。
【００８５】
このように、この液体充填ユニットは、充填する液体を収容した液体収容手段と、充填液を収容した充填液収容手段と、液体収容手段内の液体及び充填液収容手段内の充填液を加圧して液体及び充填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。
【００８６】
また、液体充填キットは、充填する液体を収容した液体収容手段と、充填液を収容した充填液収容手段と、液体収容手段内の液体及び充填液収容手段内の充填液を加圧して液体及び充填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充填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。
【００８７】
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。なお、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充填ユニット１６１（液体収容手段であるインクボトル６３と、充填液収容手段である充填液ボトル１６５と、加圧手段である加圧用ボンベ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。
【００８８】
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。
【００８９】
このように、この液体充填ユニットは、充填する液体を収容した液体収容手段と、充填液を収容した充填液収容手段と、液体収容手段内の液体及び充填液収容手段内の充填液を加圧して液体及び充填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充填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。
【００９０】
そして、この液体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。
【００９１】
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。
【００９２】
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。なお、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、充填液を封入した充填液ボトル１６５と、一連の充填液、インク充填により排出される充填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。
【００９３】
インクボトル６３及び充填液ボトル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。
【００９４】
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。
【００９５】
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。
【００９６】
また、上述した第４ないし第６実施形態におけるインク充填キットやインク充填ユニットも、印刷などにより使用されたインクを補給するために行うメインタンク５の交換時や何らかの原因で流路内に気泡が混入し、ノズル１１からのインク滴吐出に支障が生じた場合、これを解消するための気泡排出動作を行う場合にも使用することができ、上述したインク充填動作を行うことで、ヘッドユニット１や供給経路内の気泡を強制的に排出して、エアーが無い状態を作ることができ、ノズル１１からのインク滴吐出の不良（吐出不能や噴射曲がりなど）を解消することができる。
【００９７】
また、前記第４ないし第６実施形態において、はじめに充填液ボトル１６５から充填液を圧送せずに、三方切替弁１６７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、充填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、インク及び充填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。
【００９８】
次に、上記各実施形態で説明したインク充填キットあるいはインク充填ユニットでインク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、上記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間に横架した主ガイドロッド１０４と図示しない副ガイド部材とで摺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。
【００９９】
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径路５１によってなされる。
【０１００】
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。
【０１０１】
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。
【０１０２】
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。
【０１０３】
なお、上記実施形態では本発明をプリンタ構成の画像形成装置に適用した例で説明したが、これに限るものではなく、前述したように、例えば、プリンタ／ファックス／コピア複合機などの画像形成装置に適用することができ、また、狭義のインク以外の液体や定着処理液などを用いる画像形成装置にも適用することができる。
【符号の説明】
【０１０４】
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
３５ フィルタ上流室
３６ フィルタ下流室
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 継手
６１、１６１ インク充填ユニット
６２ 加圧用ボンベ
６３ インクボトル
６４ 廃液ボトル
７１、１７１ インク充填ユニット
８１、１８１ インク充填ユニット
１０１ 記録ヘッド（液体吐出ヘッドユニット）
１６４ 廃液ボトル
１６５ 充填液ボトル
２０２ 隔壁部
２０３ 供給流路
２０７ フィルタ部材
【技術分野】
【０００１】
本発明は液滴を吐出して画像を形成する画像形成装置、同画像形成装置の液体吐出ヘッドユニットに液体を充填する液体充填ユニット、画像形成装置における液体充填方法、液体充填キットに関する。
【背景技術】
【０００２】
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。この液体吐出記録方式の画像形成装置は、記録ヘッドからインク滴を、搬送される用紙（紙に限定するものではなく、ＯＨＰ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、被記録媒体あるいは記録媒体、記録紙、記録用紙などとも称される。）に対して吐出して、画像形成（記録、印字、印写、印刷も同義語で使用する。）を行なうものであり、記録ヘッドが主走査方向に移動しながら液滴を吐出して画像を形成するシリアル型画像形成装置と、記録ヘッドが移動しない状態で液滴を吐出して画像を形成するライン型ヘッドを用いるライン型画像形成装置がある。
【０００３】
なお、本願において、液体吐出記録方式の「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、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３次元的に造形して形成された像も含まれる。
【０００４】
このような、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、記録ヘッド側にサブタンク（バッファタンク、ヘッド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、メインタンクからサブタンクにインクを補充供給し、サブ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。
【０００５】
このようなインク供給方式においては、メインタンクからサブタンクへ供給チューブを介してインクを供給し、更にサブタンク内にはインク内の不純物を濾過するフィルタを設けたものがある（特許文献１、２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−１２６０４４号公報
【特許文献２】特開２００７−２７６１６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
このようにタンク内にフィルタを配設した場合、フィルタがインクで濡れた状態になると、フィルタを構成する粒子や繊維等の隙間にインクのメニスカスが形成されて、気体（気泡）が通過しにくくなる。そのため、タンクが空の状態からインクを充填する場合、タンク内のフィルタがインク又は充填液などの液体で濡れた状態になったときに、気泡がフィルタを通過することが困難となりタンク内に残留することになる。
【０００８】
そこで、インクを加圧して送液することで初期充填時の気泡残留を低減することが行なわれるが、メインタンクからインクを加圧送液するためにはインク供給ポンプを使用することになる。
【０００９】
しかしながら、印刷時のメインタンクからヘッド側へのインク供給方式として、ヘッドからの滴吐出に伴って（インク消費に伴って）メインタンクからヘッド側にインクが供給される自然供給方式を採用した場合、インク供給ポンプは初期充填あるいは気泡の強制排出動作以外のときには常時開放状態に保持することになり、実質的にインク供給ポンプは不要なものである。このように通常は使用しないポンプを備えることは、装置が大型化し、コストも高くなるという課題がある。
【００１０】
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、画像形成装置の構成を小型化、簡素化できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の課題を解決するため、本発明に係る液体充填ユニットは、
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液体収容タンクとを備える液体吐出ヘッドユニットに前記液体を充填する液体充填ユニットであって、
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
構成とした。
【００１２】
ここで、前記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構成とできる。
【００１３】
また、前記液体収容手段は、前記液体吐出ヘッドユニットを備える画像形成装置本体に着脱自在に装着されるメインタンクと同じ連結部を備えている構成とできる。
【００１４】
本発明に係る液体充填ユニットは、
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液体収容タンクとを備える液体吐出ヘッドユニットに前記液体を充填する液体充填ユニットであって、
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充填液を収容した充填液収容手段と、
前記液体収容手段内の液体と前記充填液収容手段内の充填液とを加圧して前記液体及び前記充填液を前記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、を備えていること構成とした。
【００１５】
ここで、前記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前記液体及び前記充填液を回収して収容する回収液体収容手段を備えている構成とできる。
ことを特徴とする請求項４記載の液体充填ユニット。
【００１６】
また、前記液体収容手段及び前記充填液収容手段は、前記液体吐出ヘッドユニットを備える画像形成装置本体に着脱自在に装着されるメインタンクと同じ連結部を備えている構成とできる。
【００１７】
これらに本発明に係る液体充填ユニットにおいては、前記加圧手段は、圧縮気体を封入したボンベである構成とできる。
【００１８】
また、前記加圧手段は、加圧力を調整する調整手段を備えている構成とできる。
【００１９】
本発明に係る画像形成装置は、本発明に係る液体充填ユニットを備えているものである。
【００２０】
本発明に係る画像形成装置における液体充填方法は、
画像形成装置の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液体収容タンクとを備える液体吐出ヘッドユニットに前記液体を充填する液体充填方法であって、
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、
前記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、を備える液体充填ユニットを使用して、前記液体吐出ヘッドユニットに前記液体を充填する
構成とした。
【００２１】
本発明に係る画像形成装置における液体充填方法は、
画像形成装置の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液体収容タンクとを備える液体吐出ヘッドユニットに前記液体を充填する液体充填方法であって、
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充填液を収容した充填液収容手段と、
前記液体収容手段内の液体と前記充填液収容手段内の充填液とを加圧して前記液体及び前記充填液を前記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、
前記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前記液体及び前記充填液を回収して収容する回収液体収容手段と、を備える液体充填ユニットを使用して、前記液体吐出ヘッドユニットに前記液体及び前記充填液を充填する
構成とした。
【００２２】
本発明に係る液体充填キットは、
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液体収容タンクとを備える液体吐出ヘッドユニットに前記液体を充填する液体充填キットであって、
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、
前記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
構成とした。
【００２３】
本発明に係る液体充填キットは、
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液体収容タンクとを備える液体吐出ヘッドユニットに前記液体を充填する液体充填キットであって、
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充填液を収容した充填液収容手段と、
前記液体収容手段内の液体と前記充填液収容手段内の充填液とを加圧して前記液体及び前記充填液を前記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、
前記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前記液体及び前記充填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
構成とした。
【発明の効果】
【００２４】
本発明に係る液体充填ユニットによれば、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構成としたので、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。
【００２５】
本発明に係る液体充填ユニットによれば、充填する液体を収容した液体収容手段と、液体よりも粘度の低い充填液を収容した充填液収容手段と、液体収容手段内の液体と充填液収容手段内の充填液とを加圧して液体及び充填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構成としたので、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。
【００２６】
本発明に係る画像形成装置によれば、本発明に係る液体充填ユニットを備えているので、液体供給ポンプを設けないでも液体或いは液体及び充填液の初期充填を行なうことができ、構成を小型化、簡素化できる。
【００２７】
本発明に係る画像形成装置における液体充填方法によれば、本発明に係る液体充填ユニットを使用して液体の充填を行なうので、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。
【００２８】
本発明に係る画像形成装置における液体充填方法によれば、本発明に係る液体充填ユニットを使用して液体及び充填液の充填を行なうので、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。
【００２９】
本発明に係る液体充填キットによれば、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を回収して収容する回収液体収容手段と、を備えている構成としたので、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。
【００３０】
本発明に係る液体充填キットによれば、充填する液体を収容した液体収容手段と、液体よりも粘度の低い充填液を収容した充填液収容手段と、液体収容手段内の液体と充填液収容手段内の充填液とを加圧して液体及び充填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充填液を回収して収容する回収液体収容手段と、を備えている構成としたので、画像形成装置側に液体供給ポンプを設けないでも液体及び充填液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。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】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２】図１のＡ−Ａ線に沿う模式的断面説明図である。
【図３】同インク供給系にインク充填キットを接続したときの模式的説明図である。
【図４】同インク充填キットによるインク充填動作の説明に供するフロー図である。
【図５】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。
【図６】本発明の第３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７】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。
【図８】同実施形態のインク充填キットによるインク充填動作の説明に供するフロー図である。
【図９】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。
【図１０】本発明の第６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１１】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。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
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。なお、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線に沿うサブタンクの断面説明図である。
【００３３】
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液体収容タンク（以下、「ヘッドタンク」という。）４とを備えている。
【００３４】
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。
【００３５】
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に排出する排出径路２５とを備えており、前記インク収容部２２は縦方向に配置されたインク中の不純物を濾過するフィルタ２０７によってフィルタ上流室３５とフィルタ下流室３６に分けられている。
【００３６】
さらに、フィルタ下流室３６には、フィルタ下流室底面３６ｃから天面３６ａへ達する隔壁２０２が設けられ、フィルタ下流室３６から供給流路２０３へ直接インクが流れ込まないようになっている。これにより、インク供給流路口２７から供給されたインクは、フィルタ上流室３５に流入し、フィルタ２０７を通過しフィルタ下流室３６を通って、供給流路２０３へ流れ、供給ポート２４からヘッド２へインクを供給する構成となっている。
【００３７】
また、インク収容部２２のフィルタ下流室３６の天面３６ａを中央部に向かって傾斜する傾斜面とし、天面３６ａの中央部の最も高い部位３６ｂに気泡溜部３８を設け、更に気泡滞留部３８からフィルタ下流室３６と排出流路３９とを連通する連通経路２６が設けられている。
【００３８】
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、開口部には可撓性の弾性変形可能な部材としてのフィルム部材２３（図１中網掛けを付して示すもの）を貼り付けて、圧力変動を吸収する構成としている。タンクケース２１は、隔壁２０２により仕切られたインク収容部２２と供給流路２０３にそれぞれの部位でインクの振動による圧力を吸収するダンパ効果を得られるようになっている。
【００３９】
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５４を設けている。この開閉弁５４の他端は、後述するインク充填ユニット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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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充填ユニットであるインク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用ボンベ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及び加圧用ボンベ６２と、廃液ボトル６２とによってインク充填キットを構成することもできる。
【００４３】
ボンベ６２とインクボトル６３間には開閉可能なタンクバルブ６６が設けられている。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を取付けられている。
【００４４】
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、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。
【００４５】
また、廃液ボトル６４は、ヘッドユニット１からの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。
【００４６】
次に、このインク充填ユニット６１及び廃液ボトル６４を使用してヘッドユニット１に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）。
【００４７】
次に、タンクバルブ６６を開き、加圧ボンベ６２からインクボトル６３に加圧気体を送り込み、インクボトル６３内のインクを加圧することで、インク供給路５１へインクを圧送する。
【００４８】
この圧送されたインクは、サブタンク４のインク供給流路口２７からフィルタ上流室３５へ流れ込む。この時、フィルタ上流室３５の空気は、フィルタ２０７を通り、フィルタ下流室３６と排出流路３９とを連結する連通経路２６通して排出されるため、フィルタ上流室３５にインクが流入できることになる。
【００４９】
そして、フィルタ上流室３５内がインクで満たされると、インクはフィルタ２０７を通過しフィルタ下流室３６へ流れ込む。フィルタ下流室３６では、隔壁２０２によって底面３６ｃから天面３６ａへインクが溜まり始め、隔壁２０２を超えたところで、供給流路２０３へ流れ始める。更にインクは、フィルタ下流室３６の天面３６ａの最も高い部位（位置部分）３６ｂから気泡溜部３８まで充填され、連通経路２６内を通り、排出流路３９へ流れ、フィルタ下流室３６内は気泡が無い状態でインクを充填することができる。
【００５０】
さらに、供給流路２０３へ流れ込んだインクは、供給ポート２４を通ってヘッド２へ送られる。なお、フィルタ下流室３６内の空気（気泡）を効率的に排出流路３９へ排出することができるようにフィルタ下流室の天面３６ａの最も高い部位（位置部分）３６ｂに気泡溜部３８を設け、この部分に気泡が集まりやすくなるため、短時間に効率的に気泡を排出流路３９へ排出できるようにしている。
【００５１】
このようにして、ヘッド２へ送液されたインクは、インク供給ポート１４を通じて共通液室１３へ送液される。共通液室１３へ流れ込んだインクの一部は、各ノズル１１から排出される。さらに、共通液室１３のインクは、インク排出ポート１５を通してインク排出経路２５から、排出流路３９へ排出され、連通経路２６から流れ出たインクと合流し、インク戻り経路５３へ送液されて、廃液ボトル６４に排出されて回収される。
【００５２】
インクがバルブ５４を通過し、インク戻り経路５３内にインクが送液されるとバルブ５４を閉じる。その後、タンクバルブ６６を閉じインク供給路５１へのインク圧送を止め、継手５６、継手５７からインク充填ユニット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。
【００５３】
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。
【００５４】
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からサブタンク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。
【００５５】
このように、この液体充填ユニットは、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。
【００５６】
また、液体充填キットは、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。
【００５７】
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。なお、図５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用ボンベ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。
【００５８】
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。
【００５９】
このように、この液体充填ユニットは、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。
【００６０】
そして、この液体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。
【００６１】
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。
【００６２】
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。なお、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。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
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。
【００６６】
また、上述したインク充填キットやインク充填ユニットは、印刷などにより使用されたインクを補給するために行うメインタンク５の交換時や何らかの原因で流路内に気泡が混入し、ノズル１１からのインク滴吐出に支障が生じた場合、これを解消するための気泡排出動作を行う場合にも使用することができ、上述したインク充填動作を行うことで、ヘッドユニット１や供給経路内の気泡を強制的に排出して、エアーが無い状態を作ることができ、ノズル１１からのインク滴吐出の不良（吐出不能や噴射曲がりなど）を解消することができる。
【００６７】
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。なお、図７は同実施形態の模式的説明図である。
本実施形態のインク充填ユニット１６１は、前記第１実施形態におけるインク充填ユニット６１を構成する、インクボトル６３及び加圧用ボンベ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充填専用の充填液を封入した充填液収容手段である充填液ボトル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、充填液ボトル１６５、及び加圧用ボンベ６２と、廃液ボトル１６４とによってインク充填キットを構成することもできる。
【００６８】
加圧用ボンベ６２とインクボトル６３及び充填液ボトル６５との間は気体流路１６２で連通され、気体流路１６２には開閉可能なタンクバルブ６６が設けられている。また、インクボトル６３からの供給経路６７には液体流路の切り替えが可能な三方切替弁１６７が設けられ、この三方切替弁１６７に供給経路１６８を介して充填液ボトル１６５が連結されている。
【００６９】
また、インク戻り経路５３はインク及び充填液の充填により排出されるインク及び充填液を回収する廃液ボトル１６４を取付けられている。
【００７０】
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。
【００７１】
また、三方切替弁１６７は、継手５６Ｂと充填液ボトル１６５が連通している状態であり、三方切替弁１６７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。
【００７２】
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。
【００７３】
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充填液を収容するため、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からインク及び充填液を溢れさせるおそれを避けることができる。
【００７４】
次に、この実施形態においてヘッドユニット１にインク及び充填液を充填する充填方法について前述した図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及び充填液ボトル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）。
【００７５】
次に、タンクバルブ６６を開き、加圧ボンベ６２からインクボトル６３及び充填液ボトル１６５に加圧気体を送り込み、まず充填液ボトル１６５内の充填液が加圧されることで、インク供給経路５１へ充填液を圧送する。
【００７６】
この圧送された充填液は、サブタンク４のインク供給流路口２７からフィルタ上流室３５へ流れ込む。この時、フィルタ上流室３５の空気は、フィルタ２０７を通り、フィルタ下流室３６と排出流路３９とを連結する連通経路２６通して排出されるため、フィルタ上流室３５に充填液が流入できることになる。
【００７７】
そして、フィルタ上流室３５内が充填液で満たされると、充填液はフィルタ２０７を通過しフィルタ下流室３６へ流れ込む。フィルタ下流室３６では、隔壁２０２によって底面３６ｃから天面３６ａへ充填液が溜まり始め、隔壁２０２を超えたところで、供給流路２０３へ流れ始める。更に充填液は、フィルタ下流室３６の天面３６ａの最も高い部位（位置部分）３６ｂから気泡溜部３８まで充填され、連通経路２６内を通り、排出流路３９へ流れ、フィルタ下流室３６内は気泡が無い状態で充填液を充填することができる。
【００７８】
さらに、供給流路２０３へ流れ込んだ充填液は、供給ポート２４を通ってヘッド２へ送られる。なお、フィルタ下流室３６内の空気（気泡）を効率的に排出流路３９へ排出することができるようにフィルタ下流室の天面３６ａの最も高い部位（位置部分）３６ｂに気泡溜部３８を設け、この部分に気泡が集まりやすくなるため、短時間に効率的に気泡を排出流路３９へ排出できるようにしている。
【００７９】
このようにして、ヘッド２へ送液された充填液は、インク供給ポート１４を通じて共通液室１３へ送液される。共通液室１３へ流れ込んだ充填液の一部は、各ノズル１１から排出される。さらに、共通液室１３の充填液は、インク排出ポート１５を通してインク排出経路２５から、排出流路３９へ排出され、連通経路２６から流れ出た充填液と合流し、インク戻り経路５３へ送液されて、廃液ボトル１６４に排出されて回収される。
【００８０】
そして、再度、バルブ５４を開き、続けて三方切替弁１６７をインクボトル６３と継手５６Ｂが連通するように切り替える。これにより、インクボトル６３内のインクが継手５３Ｂを介して流路内に充填されている充填液と入れ替わりながらインク供給流路５１からヘッドタンク４、ヘッド２、そして排出経路２５へ置換され、開閉弁（バルブ）５４、インク戻り流路を通り廃液ボトル１６４へ排出される。
【００８１】
なお、充填液を流路及びヘッド２へ充填した後三方切替弁１６７をインクボトル６３と継手５６Ｂが連通するように切り替える作業は、充填液ボトル１６５内の充填液が空になり、流路内に気泡が送られる前に行う必要がある。
【００８２】
そして、インクがバルブ５４を通過し、インク戻り経路５３内にインクが送液されるとバルブ５４を閉じる。その後、タンクバルブ６６を閉じインク供給路５１へのインク圧送を止め、継手５６、継手５７からインク充填ユニット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。
【００８３】
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。
【００８４】
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からサブタンク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。
【００８５】
このように、この液体充填ユニットは、充填する液体を収容した液体収容手段と、充填液を収容した充填液収容手段と、液体収容手段内の液体及び充填液収容手段内の充填液を加圧して液体及び充填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。
【００８６】
また、液体充填キットは、充填する液体を収容した液体収容手段と、充填液を収容した充填液収容手段と、液体収容手段内の液体及び充填液収容手段内の充填液を加圧して液体及び充填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充填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。
【００８７】
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。なお、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充填ユニット１６１（液体収容手段であるインクボトル６３と、充填液収容手段である充填液ボトル１６５と、加圧手段である加圧用ボンベ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。
【００８８】
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。
【００８９】
このように、この液体充填ユニットは、充填する液体を収容した液体収容手段と、充填液を収容した充填液収容手段と、液体収容手段内の液体及び充填液収容手段内の充填液を加圧して液体及び充填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充填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。
【００９０】
そして、この液体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。
【００９１】
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。
【００９２】
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。なお、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、充填液を封入した充填液ボトル１６５と、一連の充填液、インク充填により排出される充填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。
【００９３】
インクボトル６３及び充填液ボトル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。
【００９４】
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。
【００９５】
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。
【００９６】
また、上述した第４ないし第６実施形態におけるインク充填キットやインク充填ユニットも、印刷などにより使用されたインクを補給するために行うメインタンク５の交換時や何らかの原因で流路内に気泡が混入し、ノズル１１からのインク滴吐出に支障が生じた場合、これを解消するための気泡排出動作を行う場合にも使用することができ、上述したインク充填動作を行うことで、ヘッドユニット１や供給経路内の気泡を強制的に排出して、エアーが無い状態を作ることができ、ノズル１１からのインク滴吐出の不良（吐出不能や噴射曲がりなど）を解消することができる。
【００９７】
また、前記第４ないし第６実施形態において、はじめに充填液ボトル１６５から充填液を圧送せずに、三方切替弁１６７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、充填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、インク及び充填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。
【００９８】
次に、上記各実施形態で説明したインク充填キットあるいはインク充填ユニットでインク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、上記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間に横架した主ガイドロッド１０４と図示しない副ガイド部材とで摺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。
【００９９】
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径路５１によってなされる。
【０１００】
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。
【０１０１】
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。
【０１０２】
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。
【０１０３】
なお、上記実施形態では本発明をプリンタ構成の画像形成装置に適用した例で説明したが、これに限るものではなく、前述したように、例えば、プリンタ／ファックス／コピア複合機などの画像形成装置に適用することができ、また、狭義のインク以外の液体や定着処理液などを用いる画像形成装置にも適用することができる。
【符号の説明】
【０１０４】
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
３５ フィルタ上流室
３６ フィルタ下流室
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 継手
６１、１６１ インク充填ユニット
６２ 加圧用ボンベ
６３ インクボトル
６４ 廃液ボトル
７１、１７１ インク充填ユニット
８１、１８１ インク充填ユニット
１０１ 記録ヘッド（液体吐出ヘッドユニット）
１６４ 廃液ボトル
１６５ 充填液ボトル
２０２ 隔壁部
２０３ 供給流路
２０７ フィルタ部材
【特許請求の範囲】
【請求項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液体収容タンクとを備える液体吐出ヘッドユニットに前記液体を充填する液体充填ユニットであって、
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、を備えていることを特徴とする液体充填ユニット。
【請求項２】
前記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記載の液体充填ユニット。
【請求項３】
前記液体収容手段は、前記液体吐出ヘッドユニットを備える画像形成装置本体に着脱自在に装着されるメインタンクと同じ連結部を備えていることを特徴とする請求項１又は２に記載の液体充填ユニット。
【請求項４】
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液体収容タンクとを備える液体吐出ヘッドユニットに前記液体を充填する液体充填ユニットであって、
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充填液を収容した充填液収容手段と、
前記液体収容手段内の液体と前記充填液収容手段内の充填液とを加圧して前記液体及び前記充填液を前記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、を備えていることを特徴とする液体充填ユニット。
【請求項５】
前記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前記液体及び前記充填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４記載の液体充填ユニット。
【請求項６】
前記液体収容手段及び前記充填液収容手段は、前記液体吐出ヘッドユニットを備える画像形成装置本体に着脱自在に装着されるメインタンクと同じ連結部を備えていることを特徴とする請求項４又は５に記載の液体充填ユニット。
【請求項７】
前記加圧手段は、圧縮気体を封入したボンベであることを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の液体充填ユニット。
【請求項８】
前記加圧手段からの加圧力を調整する調整手段を備えている特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載の液体充填ユニット。
【請求項９】
請求項１ないし８のいずれかに記載の液体充填ユニットを備えていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１０】
画像形成装置の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液体収容タンクとを備える液体吐出ヘッドユニットに前記液体を充填する液体充填方法であって、
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、
前記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、を備える液体充填ユニットを使用して、前記液体吐出ヘッドユニットに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充填方法。
【請求項１１】
画像形成装置の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液体収容タンクとを備える液体吐出ヘッドユニットに前記液体を充填する液体充填方法であって、
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充填液を収容した充填液収容手段と、
前記液体収容手段内の液体と前記充填液収容手段内の充填液とを加圧して前記液体及び前記充填液を前記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、
前記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前記液体及び前記充填液を回収して収容する回収液体収容手段と、を備える液体充填ユニットを使用して、前記液体吐出ヘッドユニットに前記液体及び前記充填液を充填する
ことを特徴とする画像形成装置における液体充填方法。
【請求項１２】
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液体収容タンクとを備える液体吐出ヘッドユニットに前記液体を充填する液体充填キットであって、
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、
前記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
ことを特徴とする液体充填キット。
【請求項１３】
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液体収容タンクとを備える液体吐出ヘッドユニットに前記液体を充填する液体充填キットであって、
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充填液を収容した充填液収容手段と、
前記液体収容手段内の液体と前記充填液収容手段内の充填液とを加圧して前記液体及び前記充填液を前記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、
前記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前記液体及び前記充填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
ことを特徴とする液体充填キット。
【請求項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液体収容タンクとを備える液体吐出ヘッドユニットに前記液体を充填する液体充填ユニットであって、
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、を備えていることを特徴とする液体充填ユニット。
【請求項２】
前記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記載の液体充填ユニット。
【請求項３】
前記液体収容手段は、前記液体吐出ヘッドユニットを備える画像形成装置本体に着脱自在に装着されるメインタンクと同じ連結部を備えていることを特徴とする請求項１又は２に記載の液体充填ユニット。
【請求項４】
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液体収容タンクとを備える液体吐出ヘッドユニットに前記液体を充填する液体充填ユニットであって、
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充填液を収容した充填液収容手段と、
前記液体収容手段内の液体と前記充填液収容手段内の充填液とを加圧して前記液体及び前記充填液を前記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、を備えていることを特徴とする液体充填ユニット。
【請求項５】
前記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前記液体及び前記充填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４記載の液体充填ユニット。
【請求項６】
前記液体収容手段及び前記充填液収容手段は、前記液体吐出ヘッドユニットを備える画像形成装置本体に着脱自在に装着されるメインタンクと同じ連結部を備えていることを特徴とする請求項４又は５に記載の液体充填ユニット。
【請求項７】
前記加圧手段は、圧縮気体を封入したボンベであることを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の液体充填ユニット。
【請求項８】
前記加圧手段からの加圧力を調整する調整手段を備えている特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載の液体充填ユニット。
【請求項９】
請求項１ないし８のいずれかに記載の液体充填ユニットを備えていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１０】
画像形成装置の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液体収容タンクとを備える液体吐出ヘッドユニットに前記液体を充填する液体充填方法であって、
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、
前記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、を備える液体充填ユニットを使用して、前記液体吐出ヘッドユニットに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充填方法。
【請求項１１】
画像形成装置の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液体収容タンクとを備える液体吐出ヘッドユニットに前記液体を充填する液体充填方法であって、
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充填液を収容した充填液収容手段と、
前記液体収容手段内の液体と前記充填液収容手段内の充填液とを加圧して前記液体及び前記充填液を前記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、
前記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前記液体及び前記充填液を回収して収容する回収液体収容手段と、を備える液体充填ユニットを使用して、前記液体吐出ヘッドユニットに前記液体及び前記充填液を充填する
ことを特徴とする画像形成装置における液体充填方法。
【請求項１２】
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液体収容タンクとを備える液体吐出ヘッドユニットに前記液体を充填する液体充填キットであって、
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、
前記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
ことを特徴とする液体充填キット。
【請求項１３】
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液体収容タンクとを備える液体吐出ヘッドユニットに前記液体を充填する液体充填キットであって、
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充填液を収容した充填液収容手段と、
前記液体収容手段内の液体と前記充填液収容手段内の充填液とを加圧して前記液体及び前記充填液を前記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、
前記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前記液体及び前記充填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
ことを特徴とする液体充填キット。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１２−６３７４（Ｐ２０１２−６３７４Ａ）
【公開日】平成２４年１月１２日（２０１２．１．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１１４７４（Ｐ２０１１−１１４７４）
【出願日】平成２３年１月２２日（２０１１．１．２２）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１月１２日（２０１２．１．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１月２２日（２０１１．１．２２）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
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