JP2008062396A - 液体供給装置、液体供給方法、及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】無駄な液体消費を最小限に抑えつつ気泡除去を効率的に行う。
【解決手段】液体を発泡加熱によって吐出口から吐出する複数の発泡室、前記複数の発泡室に供給するための液体が貯留され前記発泡室に連通する共通流路、及び前記発泡室と前記共通流路の間に配置された気泡規制部材を有する液体吐出ヘッドと、前記共通流路に供給するための液体が貯蔵され前記共通流路に連通する液体貯蔵部と、前記液体吐出ヘッドの吐出面をキャッピングして吸引する手段と、前記液体貯蔵部を減圧する減圧手段と、を備えたことを特徴とする液体供給装置を提供することにより、前記課題を解決する。
【選択図】 図３

Description

本発明は、液体供給装置、液体供給方法、及び画像形成装置に係り、特に、無駄な液体消費を最小限に抑えつつ気泡除去を効率的に行うことができる液体供給装置、液体供給方法、及び画像形成装置に関する。

インクジェット記録装置は、記録ヘッドから記録媒体に対してインク吐出することにより記録を行うものであり、低騒音性に優れ、ランニングコストが安く、多種多様の記録媒体に対して高品位な画像を記録することができることなどから広く普及している。特に、発熱素子で生じる熱エネルギーを利用してインク吐出を行うサーマル方式のものは、圧電素子の変位を利用する圧電方式のものに比べて、構造上ノズルピッチを高密度化するのに有利であり高密度記録化が進んでいる。

インクジェット記録装置で用いられる記録ヘッドにおいて、ヘッド内部のインク中に気泡が混入するとインク吐出口（ノズル）からインク滴が正常に吐出されず吐出不良の要因になることがある。このため、インクの初期充填後などにはヘッド内部に混入した気泡を排除するために、ヘッド内部のインクを気泡と共にノズルから予備吐出（パージ）又は吸引することが一般的に行われている。しかしながら、このような処理はヘッド内部のインク全体が無駄に消費されてしまうといった問題がある。

一方、特許文献１では、記録ヘッドの共通流路（共通液室）に上壁の一部を高くした気泡トラップ部を設けて、共通流路内の気泡を気泡トラップ部に溜めることにより、発泡室への気泡の流入を防いでいる。
特開２００２−１０３６４５号公報

しかしながら、特許文献１では、記録ヘッド内部から気泡は完全に排除されておらず、気泡トラップ部に気泡が溜められているだけなので、気泡トラップ部の気泡が共通流路内のインクと共に発泡室へ流入し安定吐出を妨げる恐れがある。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、無駄な液体消費を最小限に抑えつつ気泡除去を効率的に行うことができる液体供給装置、液体供給方法、及び画像形成装置を提供することを目的とする。

前記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、液体を発泡加熱によって吐出口から吐出する複数の発泡室、前記複数の発泡室に供給するための液体が貯留され前記発泡室に連通する共通流路、及び前記発泡室と前記共通流路の間に配置された気泡規制部材を有する液体吐出ヘッドと、前記共通流路に供給するための液体が貯蔵され前記共通流路に連通する液体貯蔵部と、前記液体吐出ヘッドの吐出面をキャッピングして吸引する手段と、前記液体貯蔵部を減圧する減圧手段と、を備えたことを特徴とする液体供給装置を提供する。

本発明によれば、発泡室と共通流路の間に配置された気泡規制部材によって、大きな気泡は液体貯蔵部又は共通流路に存在し、小さい気泡は発泡室に存在するようになる。そして、液体貯蔵部を減圧することにより液体貯蔵部及び共通流路の液体を脱気することができ、液体貯蔵部又は共通流路に存在する大きな気泡を無駄な液体消費を伴うことなく除去することができる。一方、予備吐出又は吸引により発泡室内の液体を排出することで発泡室に存在する小さな気泡を除去することができる。従って、無駄な液体消費を最小限に抑えつつ気泡除去を効率的に行うことができる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の液体供給装置であって、前記減圧手段は、気体を通過させる一方で液体の通過を阻止する気液分離部材を介して前記液体貯蔵部に連通する空気連通路、及び前記空気連通路に接続される吸引手段であることを特徴とする。

請求項２の態様によれば、気液分離部材を介して液体貯蔵部に連通する空気連通路を吸引手段で減圧することによって液体貯蔵部及び共通流路の液体を脱気することができる。また、液体貯蔵部から空気連通路への液体の逆流を気液分離部材で防止することができる。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の液体供給装置であって、前記気泡規制部材間の距離は、前記吐出口の径より小さいことを特徴とする。

請求項３の態様によれば、発泡室に存在する小さな気泡を効率的に除去することができる。

また前記目的を達成するために、請求項４に記載の発明は、液体を発泡加熱によって吐出口から吐出する複数の発泡室、前記複数の発泡室に供給するための液体が貯留され前記発泡室に連通する共通流路、及び前記発泡室と前記共通流路の間に配置された気泡規制部材を有する液体吐出ヘッドと、前記共通流路に供給するための液体が貯蔵され前記共通流路に連通する液体貯蔵部と、前記液体吐出ヘッドの吐出面をキャッピングして吸引する手段と、前記液体貯蔵部を減圧する減圧手段と、を備えた液体供給装置の液体供給方法であって、前記液体吐出ヘッドの吐出面をキャッピングして吸引する工程と、前記液体貯蔵部に液体を供給する工程と、前記液体貯蔵部を減圧する工程と、前記発泡室内の液体を予備吐出する工程と、を含むことを特徴とする液体供給方法を提供する。

更に前記目的を達成するために、前記いずれかの液体供給装置を備えたことを特徴とする画像形成装置を提供する。

本発明によれば、発泡室と共通流路の間に配置された気泡規制部材によって、大きな気泡は液体貯蔵部又は共通流路に存在し、小さい気泡は発泡室に存在するようになる。そして、液体貯蔵部を減圧することにより液体貯蔵部及び共通流路の液体を脱気することができ、液体貯蔵部又は共通流路に存在する大きな気泡を無駄な液体消費を伴うことなく除去することができる。一方、予備吐出又は吸引により発泡室内の液体を排出することで発泡室に存在する小さな気泡を除去することができる。従って、無駄な液体消費を最小限に抑えつつ気泡除去を効率的に行うことが可能となる。

以下、添付図面に従って本発明の好ましい実施の形態について詳説する。

まず、本発明に係る画像形成装置の一実施形態としてのインクジェット記録装置について説明する。図１は、インクジェット記録装置の全体構成図である。同図に示すように、本実施形態のインクジェット記録装置１０は、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンダ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の色インク毎に設けられた複数の記録ヘッド（液体吐出ヘッド）を有する印字部１２と、各記録ヘッドに供給するインクを貯蔵しておくインク貯蔵／装填部１４と、記録紙１６を供給する給紙部１８と、記録紙１６のカールを除去するデカール処理部２０と、前記印字部１２のノズル面（インク吐出面）に対向して配置され、記録紙１６の平面性を保持しながら記録紙１６を搬送する吸着ベルト搬送部２２と、印字部１２による印字結果を読み取る印字検出部２４と、印画済みの記録紙（プリント物）を外部に排紙する排紙部２６と、を備えている。

図１では、給紙部１８の一例としてロール紙（連続用紙）のマガジンが示されているが、紙幅や紙質等が異なる複数のマガジンを併設してもよい。また、ロール紙のマガジンに代えて、又はこれと併用して、カット紙が積層装填されたカセットによって用紙を供給してもよい。

ロール紙を使用する装置構成の場合、図１のように、裁断用のカッター２８が設けられており、該カッター２８によってロール紙は所望のサイズにカットされる。カッター２８は、記録紙１６の搬送路幅以上の長さを有する固定刃２８Ａと、該固定刃２８Ａに沿って移動する丸刃２８Ｂとから構成されており、印字裏面側に固定刃２８Ａが設けられ、搬送路を挟んで印字面側に丸刃２８Ｂが配置されている。なお、カット紙を使用する場合には、カッター２８は不要である。

複数種類の記録紙を利用可能な構成にした場合、紙の種類情報を記録したバーコードあるいは無線タグ等の情報記録体をマガジンに取り付け、その情報記録体の情報を所定の読取装置によって読み取ることで、使用される用紙の種類を自動的に判別し、用紙の種類に応じて適切なインク吐出を実現するようにインク吐出制御を行うことが好ましい。

給紙部１８から送り出される記録紙１６はマガジンに装填されていたことによる巻き癖が残り、カールする。このカールを除去するために、デカール処理部２０においてマガジンの巻き癖方向と逆方向に加熱ドラム３０で記録紙１６に熱を与える。このとき、多少印字面が外側に弱いカールとなるように加熱温度を制御するとより好ましい。

デカール処理後、カットされた記録紙１６は、吸着ベルト搬送部２２へと送られる。吸着ベルト搬送部２２は、ローラー３１、３２間に無端状のベルト３３が巻き掛けられた構造を有し、少なくとも印字部１２のノズル面に対向する部分が平面をなすように構成されている。

ベルト３３は、記録紙１６の幅よりも広い幅寸法を有しており、ベルト面には多数の吸引孔（不図示）が形成されている。図１に示したとおり、ローラー３１、３２間に掛け渡されたベルト３３の内側において印字部１２のノズル面に対向する位置には吸着チャンバー３４が設けられており、この吸着チャンバー３４をファン３５で吸引して負圧にすることによってベルト３３上の記録紙１６が吸着保持される。

ベルト３３が巻かれているローラー３１、３２の少なくとも一方にモーター（不図示）の動力が伝達されることにより、ベルト３３は図１において、時計回り方向に駆動され、ベルト３３上に保持された記録紙１６は紙搬送方向（副走査方向；図１の右方向）と搬送される。

縁無しプリント等を印字するとベルト３３上にもインクが付着するので、ベルト３３の外側の所定位置（印字領域以外の適当な位置）にベルト清掃部３６が設けられている。ベルト清掃部３６の構成について詳細は図示しないが、例えば、ブラシ・ロール、吸水ロール等をニップする方式、清浄エアーを吹き掛けるエアーブロー方式、あるいはこれらの組み合わせなどがある。清掃用ロールをニップする方式の場合、ベルト線速度とローラー線速度を変えると清掃効果が大きい。

なお、吸着ベルト搬送部２２に代えて、ローラー・ニップ搬送機構を用いる態様も考えられるが、印字領域をローラー・ニップ搬送すると、印字直後に用紙の印字面にローラーが接触するので、画像が滲み易いという問題がある。従って、本例のように、印字領域では画像面と接触させない吸着ベルト搬送が好ましい。

吸着ベルト搬送部２２により形成される用紙搬送路上において印字部１２の上流側には、加熱ファン４０が設けられている。加熱ファン４０は、印字前の記録紙１６に加熱空気を吹きつけ、記録紙１６を加熱する。印字直前に記録紙１６を加熱しておくことにより、インクが着弾後乾き易くなる。

インク貯蔵／装填部１４は、印字部１２の各記録ヘッドに対応する色のインクを貯蔵するタンク（メインタンク）を有している。なお、各色ごとにメインタンク３００からサブタンク２０２へインクが供給される（図４参照）。また、インク貯蔵／装填部１４は、インク残量が少なくなるとその旨を報知する報知手段（表示手段、警告音発生手段等）を備えるとともに、色間の誤装填を防止するための機構を有している。

印字検出部２４は、印字部１２の打滴結果を撮像するためのイメージセンサ（ラインセンサ等）を含み、該イメージセンサによって読み取った打滴画像からノズルの目詰まりその他の吐出不良をチェックする手段として機能する。

本例の印字検出部２４は、記録紙１６の画像記録幅よりも幅の広い受光素子列を有するラインセンサで構成される。このラインセンサは、赤（Ｒ）の色フィルタが設けられた光電変換素子（画素）がライン状に配列されたＲセンサ列と、緑（Ｇ）の色フィルタが設けられたＧセンサ列と、青（Ｂ）の色フィルタが設けられたＢセンサ列とからなる色分解ラインＣＣＤセンサで構成されている。なお、ラインセンサに代えて、受光素子が二次元配列されて成るエリアセンサを用いることも可能である。

印字検出部２４は、各色の記録ヘッドにより印字されたテストパターンを読み取り、各記録ヘッドの吐出検出を行う。吐出判定は、吐出の有無、ドットサイズの測定、ドット着弾位置の測定等で構成される。

印字検出部２４の後段には、後乾燥部４２が設けられている。後乾燥部４２は、印字された画像面を乾燥させる手段であり、例えば、加熱ファンが用いられる。印字後のインクが乾燥するまでは印字面と接触することは避けたほうが好ましいので、熱風を吹きつける方式が好ましい。

多孔質のペーパに染料系インクで印字した場合などでは、加圧によりペーパの孔を塞ぐことでオゾンなど、染料分子を壊す原因となるものと接触することを防ぐことで画像の耐候性がアップする効果がある。

後乾燥部４２の後段には、加熱・加圧部４４が設けられている。加熱・加圧部４４は、画像表面の光沢度を制御するための手段であり、画像面を加熱しながら所定の表面凹凸形状を有する加圧ローラー４５で加圧し、画像面に凹凸形状を転写する。

このようにして生成されたプリント物は、排紙部２６から排出される。本来プリントすべき本画像（目的の画像を印刷したもの）とテスト印字とは分けて排出することが好ましい。このインクジェット記録装置１０では、本画像のプリント物と、テスト印字のプリント物とを選別してそれぞれの排出部２６Ａ、２６Ｂへと送るために排紙経路を切り換える選別手段（不図示）が設けられている。なお、大きめの用紙に本画像とテスト印字とを同時に並列に形成する場合は、カッター（第２のカッター）４８によってテスト印字の部分を切り離す。カッター４８は、排紙部２６の直前に設けられており、画像余白部にテスト印字を行った場合に、本画像とテスト印字部を切断するためのものである。カッター４８の構造は前述した第１のカッター２８と同様であり、固定刃４８Ａと丸刃４８Ｂとから構成されている。また、図示を省略したが、本画像の排出部２６Ａには、オーダー別に画像を集積するソーターが設けられている。

本実施形態では、ＫＣＭＹの標準色（４色）の構成を例示したが、インク色や色数の組み合わせについては本実施形態には限定されず、必要に応じて淡インク、濃インクを追加してもよい。例えば、ライトシアン、ライトマゼンタ等のライト系インクを吐出する記録ヘッドを追加する構成も可能である。

図２は、インクジェット記録装置１０の印字部周辺の構成を示した概略構成図である。インクジェット記録装置１０は、ガイドレール５０によって案内された状態で記録紙１６の紙幅方向（主走査方向）に往復移動可能なキャリッジ５２を備えている。このキャリッジ５２上には、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンダ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の各色インクにそれぞれ対応する記録ヘッド１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙが搭載される。各記録ヘッド１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙは、発熱素子としてのヒーターを備えており、発熱素子で生じる熱エネルギーを利用してインク吐出口（ノズル）からインク滴を吐出させる。インクジェット記録装置１０は、記録紙１６を副走査方向（紙搬送方向）に搬送しつつ、各記録ヘッド１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙと共にキャリッジ５２を主走査方向に往復移動させながら、各記録ヘッド１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙのノズルからそれぞれ対応する色インクのインク滴を吐出させる。これにより、記録紙１６上に所望の画像が記録される。

各記録ヘッド１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙはそれぞれサブタンク（図２中不図示、図３中符号２０２として記載）と一体的に構成されており、記録動作中、サブタンク内に貯蔵されるインクが記録ヘッドのインク消費に伴って順次供給される。また、記録動作の進行に伴ってサブタンク内のインク残量が所定量以下になると、キャリッジ５２は、図２に示すような所定の待機位置（メンテナンス位置）に移動される。待機位置では、メインタンク（図２中不図示、図４中符号３００として記載）からサブタンクにインク補給が行われ、サブタンク内にインクが十分満たされた後、記録動作が再開される。

次に、記録ヘッド１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙの構成について説明する。なお、各色に対応する記録ヘッド１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙの構成は共通するので、以下では、これらを代表して符号１００で記録ヘッドを表す。図３は、記録ヘッド１００（図２に示した各色に対応する記録ヘッド１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙに相当）の概略構成図であり、（ａ）はノズル面１００Ａに垂直な断面図、（ｂ）は（ａ）中３ｂ−３ｂ線に沿う断面図、（ｃ）は（ｂ）中３ｃ−３ｃ線に沿う断面図である。

図３に示すように、記録ヘッド１００には、ノズル１０２、発泡室１０４、及びヒーター１０６から成る吐出素子１０８が１列に配列されるともに、吐出素子列に平行な共通流路１１０が設けられている。この記録ヘッド１００は、ノズルプレート１１２、第１の基板１１４、及び第２の基板１１６を順次積層した構造となっている。例えば、第２の基板１１６は１枚のＳｉ基板から構成されていてもよい。

各ノズル１０２に各々連通する発泡室１０４は、ノズル１０２から吐出するためのインクが充填される場所であり、第１の基板１１４によって区画形成されている。即ち、発泡室１０４間の隔壁は第１の基板１１４で構成される。なお、各発泡室１０４の上下の壁面は、第２の基板１１６及びノズルプレート１１２で構成される。各発泡室１０４はそれぞれ共通流路１１０側に開口しており、これらの開口１０４ａを介して共通流路１１０と各発泡室１０４は各々連通する（図３（ｂ）参照）。

共通流路１１０は、各発泡室１０４に供給されるインクが貯留される場所であり、吐出素子列に並ぶように配置される。第２の基板１１６には吐出素子列に平行な方向を長手方向とする細長で矩形状の貫通口１１８が形成されており、共通流路１１０は貫通口１１８を介してサブタンクユニット２００内部に形成されるサブタンク２０２に連通している。貫通口１１８は、共通流路１１０と略同じ長さ及び幅を有する矩形の長孔状に形成されており、共通流路１１０の一部として機能する。つまり、サブタンク２０２及び共通流路１１０（貫通口１１８含む）は全体で一体的な流路構造となっている。

各発泡室１０４にそれぞれ対応して設けられるヒーター１０６は、発泡室１０４のノズル１０２に対向する位置、即ち、第２の基板１１６の第１の基板１１４側（即ち、発泡室１０４側）の各発泡室１０４に対応する位置に形成されている。発泡室１０４内のインクは、ヒーター１０６で生じる熱エネルギー（吐出エネルギー）に応じてノズル１０２から液滴として吐出される。つまり、発泡加熱によって発泡室１０４内のインクがノズル１０２から吐出される。

各発泡室１０４の共通流路１１０側の開口１０４ａと共通流路１１０との間には、気泡規制部材１２０が吐出素子１０８が配列される方向（ヘッド長手方向）に沿って等間隔に設けられている。気泡規制部材１２０は、底面（ノズルプレート１１２）から天面（第２の基板１１６）を接続する柱状に構成されており、気泡規制部材１２０間の距離Ｌは発泡室１０４の共通流路１１０側の開口１０４ａにおける開口幅Ｄ１以下、好ましくは、ノズル径Ｄ２以下である。このように気泡規制部材１２０を発泡室１０４と共通流路１１０の間に配置しておくことにより、所定サイズ以上の気泡が共通流路１１０から発泡室１０４に侵入するのを防止することができるので、インクの初期充填時において、大きな気泡は共通流路１１０及びサブタンク２０２に存在し、小さな気泡は発泡室１０４に存在するようになる。気泡規制部材１２０は、図３に示したような平板状に限定されず、例えば、円柱状、楕円柱状、多角柱状などでもよい。

記録ヘッド１００の背面側（即ち、ノズル面１００Ａ側とは反対側）にはサブタンクユニット２００が配置されており、その内部にはサブタンク２０２が設けられている。サブタンク２０２は、記録ヘッド１００（共通流路１１０）に供給するためのインクが貯蔵される液体貯蔵部であり、上述したように、貫通口１１８を介して共通流路１１０に連通し、これら全体で一体的な流路構造となっている。また、サブタンク２０２の一端には補充口２０４が形成されており、補充口２０４を介してメインタンク３００（図４参照）からサブタンク２０２へのインク補給が行われる。

また、サブタンク２０２の鉛直方向上部には、気液分離部材２０６を介してサブタンク２０２に連通する空気連通路２０８が設けられている。なお、本実施形態の記録ヘッド１００は鉛直方向下方がインク吐出方向である。気液分離部材２０６は、空気等の気体のみを通過させる一方でインク等の液体の通過を阻止する機能を有するものであり、例えば多孔質部材で構成される。空気連通路２０８の一端には吸引口２１０が形成され、この吸引口２１０には吸引ポンプ（図３中不図示）が接続される。この吸引ポンプを作動させて空気連通路２０８を減圧状態にすると、気液分離部材２０６を介してサブタンク２０２のインク液面上部の空間も減圧状態になる。このときサブタンク２０２から空気連通路２０８へのインクの逆流はこれらの間に配置される気液分離部材２０６によって防止される。これにより、サブタンク２０２及び共通流路１１０のインクが減圧脱気され、これらのインク中に存在する大きな気泡は無駄なインク消費が生じることなく効率的に除去される。なお本実施形態では、上述したようにサブタンク２０２及び共通流路１１０（貫通口１１８含む）は一体的な流路構造となっているので、サブタンク２０２のインク液面上部の空間部の減圧に伴ってサブタンク２０２だけでなく共通流路１１０のインクも脱気される。

図４は、インクジェット記録装置１０におけるインク供給系の構成を示した概要図である。同図において、メインタンク３００はサブタンク２０２にインクを供給する基タンクであり、図２で示したような待機位置に設置される。記録動作の進行に伴って、サブタンク２０２のインク残量が少なくなると、キャリッジ５２の移動に伴って記録ヘッド１００と共にサブタンク２０２を待機位置に移動させ、メインタンク３００から補充口（図４中不図示、図３中符号２０４として記載）を介してサブタンク２０２にインクを補充する。なお、図４のメインタンク３００は、先に記載した図１のインク貯蔵／装填部１４と等価のものである。

メインタンク３００とサブタンク２０２の中間には、異物や気泡を除去するためにフィルタ３０２が設けられていてもよい。フィルタ・メッシュサイズは、ノズル径と同等若しくはノズル径以下（一般的には、２０μｍ程度）とすることが好ましい。

また、インクジェット記録装置１０には、ノズル近傍のインク粘度の上昇、乾燥を防止するための手段としてのキャップ３０４と、記録ヘッド１００のノズル面１００Ａの清掃手段としてのクリーニングブレード３０６とが設けられている。これらキャップ３０４及びクリーニングブレード３０６を含むメンテナンスユニットは上述した待機位置に配置されており、不図示の移動機構によって記録ヘッド１００に対して相対移動可能であり、必要に応じて所定の退避位置から待機位置に移動される。

キャップ３０４は、図示せぬ昇降機構によって記録ヘッド１００に対して相対的に昇降変位される。電源ＯＦＦ時や印刷待機時にキャップ３０４を所定の上昇位置まで上昇させ、記録ヘッド１００に密着させることにより、ノズル面１００Ａをキャップ３０４で覆う。

クリーニングブレード３０６は、ゴムなどの弾性部材で構成されており、図示せぬブレード移動機構により記録ヘッド１００のノズル面１００Ａに摺動可能である。ノズル面１００Ａにインク滴又は異物が付着した場合、クリーニングブレード３０６をノズル面１００Ａに摺動させる、いわゆるワイピング動作を行うことでインク滴等を拭き取る。

印字中又は待機中において、特定のノズルの使用頻度が低くなり、ノズル近傍のインク粘度が上昇した場合、その劣化インクを排出すべくキャップ３０４に向かって予備吐出が行われる。

また、記録ヘッド１００内（発泡室１０４内）のインクに気泡が混入した場合、記録ヘッド１００にキャップ３０４を当て、吸引ポンプ３０７で記録ヘッド１００内のインク（気泡が混入したインク）を吸引により除去し、吸引除去したインクを回収タンク３０８へ送液する。この吸引動作は、初期のインクの記録ヘッド１００への装填時、或いは長時間の停止後の使用開始時にも粘度上昇（固化）した劣化インクの吸い出しが行われる。なお、記録ヘッド１００に対するインク初期充填時の気泡除去方法については後述する。

記録ヘッド１００は、ある時間以上吐出しない状態が続くと、ノズル近傍のインク溶媒が蒸発してノズル近傍のインクの粘度が高くなってしまい、吐出駆動用のアクチュエータ（ヒーター１０６）が動作してもノズル１０２からインクが吐出しなくなる。したがって、この様な状態になる手前で（アクチュエータの動作によってインク吐出が可能な粘度の範囲内で）、インク受けに向かってアクチュエータを動作させ、粘度が上昇したノズル近傍のインクを吐出させる「予備吐出」が行われる。また、ノズル面１００Ａの清掃手段として設けられているクリーニングブレード３０６等のワイパーによってノズル面１００Ａの汚れを清掃した後に、このワイパー摺擦動作（ワイピング動作）によってノズル内に異物が混入するのを防止するためにも予備吐出が行われる。なお、予備吐出は、「空吐出」、「パージ」、「唾吐き」などと呼ばれる場合もある。

また、ノズル１０２や発泡室１０４に気泡が混入したり、ノズル近傍のインクの粘度上昇があるレベルを超えたりすると、上記予備吐出ではインクを吐出できなくなるため、以下に述べる吸引動作を行う。

すなわち、ノズル１０２や発泡室１０４のインク内に気泡が混入した場合、或いはノズル近傍のインク粘度があるレベル以上に上昇した場合には、アクチュエータを動作させてもノズル１０２からインクを吐出できなくなる。このような場合、記録ヘッド１００のノズル面１００Ａに、発泡室１０４内のインクをポンプ等で吸い込む吸引手段としてキャップ３０４を当接させて、気泡が混入したインク又は増粘インクを吸引する動作が行われる。

次に、記録ヘッド１００へのインク初期充填時の気泡除去方法について説明する。図５は、初期充填時の気泡除去方法を示すフロー図である。

まず、記録ヘッド１００を所定の待機位置（図２参照）に移動した後、記録ヘッド１００のノズル面１００Ａをキャッピングし吸引を行う（ステップＳ１０）。具体的には、ノズル面１００Ａにキャップ３０４を当接し、キャップ３０４に接続される吸引ポンプ３０７を作動させる。これにより、記録ヘッド１００内部は減圧状態になる。

このような減圧状態において、メインタンク３００からサブタンク２０２及び記録ヘッド１００内部にインクを充填する（ステップＳ２０）。これにより、サブタンク２０２及び記録ヘッド１００内部にインクが流れるが、このときインクが均一に一塊になって流れず、当初からサブタンク２０２及び記録ヘッド１００内部に存在していた空気が巻き込まれ、気泡が混入する。気泡のサイズは大小さまざまであるが、共通流路１１０から気泡規制部材１２０を通過する際、大きな気泡がこの流路規制部材１２０によりトラップされて、小さい気泡のみ発泡室１０４に流れることになる。このようにして、大きな気泡はサブタンク２０２及び共通流路１１０に存在し、小さな気泡は発泡室１０４に存在するようになる。

次に、空気連通路２０８の吸引口２１０に接続される吸引ポンプ３１０（図４参照）を作動させ、空気連通路２０８を減圧状態にする（ステップＳ３０）。これにより、気液分離部材２０６を介してサブタンク２０２のインク液面上部の空間部も減圧状態になり、サブタンク２０２及び共通流路１１０のインクが脱気されて、これらのインク中に存在する大きな気泡は無駄なインク消費が生じることなく効率良く除去される。このときサブタンク２０２から空気連通路２０８へのインクの逆流は、これらの間に配置される気液分離部材２０６によって防止される。

最後に、予備吐出（パージ）によって発泡室１０４内のインクと共に気泡をヘッド外部に排出する（ステップＳ４０）。共通流路１１０及びサブタンク２０２に存在する気泡は既に減圧脱気により除去されているので、予備吐出は発泡室１０４内のインクが排除される程度に所定回数行えばよい。発泡室１０４は共通流路１１０及びサブタンク２０２の容積に比べて遥かに小さいので、無駄なインク消費量を最小限に抑えることができる。

本実施形態において、図３（ｂ）に示すように、気泡規制部材１２０間の距離Ｌは、発泡室１０４の開口１０４ａにおける開口幅Ｄ１より小さく（即ち、Ｌ＜Ｄ１）、好ましくは、ノズル径Ｄ２より小さくすることで（即ち、Ｌ＜Ｄ２）、発泡室１０４にはより小さなサイズの気泡が存在するようになり、予備吐出又は吸引による無駄なインク消費をより一層抑えることが可能となり、気泡除去を確実且つ効率的に行うことができる。

特に、Ｌ＜Ｄ２を満たしていないと予備吐出で気泡を排除することができなくなる可能性が高くなる。このような場合、キャップ吸引で排除することになるが、キャップ吸引は予備吐出と比べてインク排出量が格段に多くなる。このため、Ｌ＜Ｄ２を満たすようにすることにより、キャップ吸引を行わずに予備吐出で気泡の排除が可能なので、効率的な（即ち、インク消費量が少ない）気泡排除が可能となる。

以上説明したように、発泡室１０４と共通流路１１０の間に配置された気泡規制部材１２０によって、記録ヘッド１００に対するインク初期充填時などにヘッド内部のインク中に生じる気泡をその大きさに応じて選別することができる。即ち、大きな気泡はサブタンク２０２又は共通流路１１０に存在し、小さい気泡は発泡室１０４に存在するようになる。そして、気液分離部材２０６を介してサブタンク２０２に連通する空気連通路２０８を減圧することでサブタンク２０２のインク液面上部の空間部が減圧され、サブタンク２０２及び共通流路１１０のインクを脱気することができ、サブタンク２０２又は共通流路１１０に存在する大きな気泡を無駄なインク消費を伴うことなく除去することができる。一方、予備吐出又は吸引により発泡室１０４内のインクをヘッド外部に排出することで発泡室１０４に存在する小さな気泡を除去することができる。従って、無駄なインク消費を最小限に抑えつつ気泡除去を効率的に行うことが可能となる。

尚、本発明の実施に際しては、本実施形態の如く、ヒーター等の発熱素子を利用して吐出を行うサーマル方式に限定されず、例えば、ピエゾに代表される圧電素子を利用して吐出を行う圧電方式やその他各種方式でもよい。

以上、本発明の液体供給装置、液体供給方法、及び画像形成装置について詳細に説明したが、本発明は、以上の例には限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変形を行ってもよいのはもちろんである。

インクジェット記録装置の全体構成図 インクジェット記録装置の印字部周辺の構成を示した概略構成図 記録ヘッドの構成図 インクジェット記録装置のインク供給系の構成を示した概要図 初期充填時の気泡除去方法を示すフロー図

符号の説明

１０…インクジェット記録装置、１００…記録ヘッド、１０２…ノズル、１０４…発泡室、１０６…ヒーター、１０８…吐出素子、１１０…共通流路、１１８…貫通口、２００…サブタンクユニット、２０２…サブタンク、２０４…補充口、２０６…気液分離部材、２０８…空気連通路、２１０…吸引口、３００…メインタンク、３０４…キャップ、３０７…吸引ポンプ、３１０…吸引ポンプ

Claims (5)

1. 液体を発泡加熱によって吐出口から吐出する複数の発泡室、前記複数の発泡室に供給するための液体が貯留され前記発泡室に連通する共通流路、及び前記発泡室と前記共通流路の間に配置された気泡規制部材を有する液体吐出ヘッドと、
   前記共通流路に供給するための液体が貯蔵され前記共通流路に連通する液体貯蔵部と、
   前記液体吐出ヘッドの吐出面をキャッピングして吸引する手段と、
   前記液体貯蔵部を減圧する減圧手段と、
   を備えたことを特徴とする液体供給装置。
2. 前記減圧手段は、気体を通過させる一方で液体の通過を阻止する気液分離部材を介して前記液体貯蔵部に連通する空気連通路、及び前記空気連通路に接続される吸引手段であることを特徴とする請求項１に記載の液体供給装置。
3. 前記気泡規制部材間の距離は、前記吐出口の径より小さいことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の液体供給装置。
4. 液体を発泡加熱によって吐出口から吐出する複数の発泡室、前記複数の発泡室に供給するための液体が貯留され前記発泡室に連通する共通流路、及び前記発泡室と前記共通流路の間に配置された気泡規制部材を有する液体吐出ヘッドと、前記共通流路に供給するための液体が貯蔵され前記共通流路に連通する液体貯蔵部と、前記液体吐出ヘッドの吐出面をキャッピングして吸引する手段と、前記液体貯蔵部を減圧する減圧手段と、を備えた液体供給装置の液体供給方法であって、
   前記液体吐出ヘッドの吐出面をキャッピングして吸引する工程と、
   前記液体貯蔵部に液体を供給する工程と、
   前記液体貯蔵部を減圧する工程と、
   前記発泡室内の液体を予備吐出する工程と、
   を含むことを特徴とする液体供給方法。
5. 請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の液体供給装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。

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