(57)【要約】【課題】  本発明は、インク置換用のダミータンクを接続した状態のままで、インク送液圧を解除した場合でも空気の吸い込みを防止できる。【解決手段】  本発明の画像形成装置は、ヘッドタンクの代わりに供給経路に接続され、かつ供給経路内の充填液または空気を収容するダミータンクを有し、このダミータンクは充填液または空気を収容する容器と、供給経路と接続される接続口と連通し、容器の底部へ向けて突出して配置された供給管と、該供給管の周囲を囲むように容器の底部に形成された壁部によって供給管から排出される充填液を貯留する貯留部とを具備している。更には、本発明の画像形成装置におけるダミータンクにおいて、壁部の底部からの高さは底部から供給管の先端までの高さよりも少なくとも高く、底部から少なくとも供給管の先端までの壁部により囲まれた部分の容積は、供給経路内の充填液の容積よりも小さい。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液滴を吐出する記録ヘッドと、該記録ヘッドに搭載され記録液を一時収容するヘッドタンクと、該ヘッドタンクに供給する記録液を収容するインクカートリッジと、前記インクカートリッジ内の記録液をチューブを介して前記記録ヘッドに供給する供給経路とを備えた画像形成装置において、
前記ヘッドタンクの代わりに前記供給経路に接続され、かつ前記供給経路内の充填液または空気を収容するダミータンクを有し、
前記ダミータンクは、充填液または空気を収容する容器と、前記供給経路と接続される接続口と連通し、前記容器の底部へ向けて突出して配置された供給管と、該供給管の周囲を囲むように前記容器の底部に形成された壁部によって供給管から排出される充填液を貯留する貯留部とを具備し、
前記壁部の前記底部からの高さは前記底部から前記供給管の先端までの高さよりも少なくとも高く、前記底部から少なくとも前記供給管の先端までの前記壁部により囲まれた部分の容積は、前記供給経路内の充填液の容積よりも小さいことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記容器の一部に前記ダミータンクの内部と外部を連通する連通孔を設けたことを特徴とする請求項１の画像形成装置。
【請求項３】
前記供給管と前記連通孔の間の空間に、複数の仕切り壁を設け、該各仕切り壁によって形成される通路は連通していることを特徴とする請求項２の画像形成装置。
【請求項４】
前記供給管は、少なくとも前記貯留部内で、鉛直方向に対して角度をなす方向で設けられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は画像形成装置に関し、詳細には装置出荷時に少なくともインク供給路に充填されている充填液を記録液に置換する置換工程に用いる容器の構造に関する。
【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るものではなく、吐出されるときに液体となるものであれば特に限定されるものではなく、例えばＤＮＡ試料、レジスト、パターン材料なども含まれる。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（以下、単に「インクジェット記録装置」ともいう。）において、例えば記録ヘッドを搭載したキャリッジ上に、記録ヘッドにインクを供給するサブタンク（バッファタンク、ヘッドタンクとも称される。）を搭載し、メインのインクカートリッジ（メインタンクとも称される。）を画像形成装置本体側に着脱自在に装着し、サブタンクに装置本体側のインクカートリッジからインクを補充供給するようにしたものが知られている。
【０００５】
ここで、サブタンクと記録ヘッドには、予めインクが充填されているものや空の状態のものが一般的であるが、インクが充填されているものは、長期保管中に記録ヘッドのノズル近傍にインク成分が固着して、吐出不良が生じるおそれがある。また、空状態のものは、画像形成装置のインク初期充填時に記録ヘッドの液室内に残留した気泡によって吐出不良が生じるおそれがある。
【０００６】
そこで、インクジェット方式の画像形成装置において、装置生産から出荷時、そして新たに設置するまでの間は、インク供給チューブや記録ヘッドは充填液で満たしておき、装置設置後では充填液をインクに置換する、いわゆる初期充填工程を行っている。この初期充填工程を行う方法として、インク供給経路が短い小型の画像形成装置、及びインク供給経路から記録ヘッドを取り外すことができない画像形成装置では、記録ヘッドの印字ノズル面からポンプで吸引する方法がある。一方、インク供給経路が長い大型の画像形成装置、及びインク供給経路から記録ヘッドを取り外すことができる画像形成装置では、特許文献１に提案されているように、記録ヘッドを取り外し、先にインクカートリッジ側からインクを送液してインク供給チューブ内を充填液からインクに置換し、その後記録ヘッドの印字ノズル面からポンプで吸引し、記録ヘッド、サブタンク内を充填液からインクに置換する方法がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記特許文献１によれば、インクカートリッジ側からインクを送液し、先にインク供給チューブ内を充填液からインクに置換する場合、インク供給経路の記録ヘッド側に記録ヘッドではなく置換用のダミータンクを接続して、そのダミータンク内に充填液または空気を排出するため、インクカートリッジ側からインクを送液する圧力が解除された場合、インク供給チューブ内は負圧になるため、あるいは図１０に示すように、サブタンク１０３は、通常、インクカートリッジ１０１の位置より高い位置に配置されていることによる水頭差によって充填液がインクカートリッジ側へ戻ろうとするため、ダミータンクから空気を吸ってその空気が記録ヘッドに入り込んでしまうと印字不良や記録ヘッドが故障するという問題があった。
【０００８】
本発明はこれらの問題点を解決するためのものであり、インク置換用のダミータンクを接続した状態のままで、インク送液圧を解除した場合でも空気の吸い込みを防止できる画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記問題点を解決するために、本発明の画像形成装置は、液滴を吐出する記録ヘッドと、該記録ヘッドに搭載され記録液を一時収容するヘッドタンクと、該ヘッドタンクに供給する記録液を収容するインクカートリッジと、インクカートリッジ内の記録液をチューブを介して記録ヘッドに供給する供給経路とを備えている。そして、本発明の画像形成装置は、ヘッドタンクの代わりに供給経路に接続され、かつ供給経路内の充填液または空気を収容するダミータンクを有し、このダミータンクは充填液または空気を収容する容器と、供給経路と接続される接続口と連通し、容器の底部へ向けて突出して配置された供給管と、該供給管の周囲を囲むように容器の底部に形成された壁部によって供給管から排出される充填液を貯留する貯留部とを具備している。更には、本発明の画像形成装置におけるダミータンクにおいて、壁部の底部からの高さは底部から供給管の先端までの高さよりも少なくとも高く、底部から少なくとも供給管の先端までの壁部により囲まれた部分の容積は、供給経路内の充填液の容積よりも小さいことに特徴がある。よって、インク供給チューブ内が負圧になったとしても、空気を吸い込むのではなく貯留部の充填液あるいは記録液を吸い込むため、インク供給チューブ内の空気混入を防止できる。
【００１０】
また、容器の一部にダミータンクの内部と外部を連通する連通孔を設けたことにより、送液圧力が低くても充填液を容易に供給管の排出口へ出すことができる。
【００１１】
更に、供給管と連通孔の間の空間に、複数の仕切り壁を設け、該各仕切り壁によって形成される通路は連通していることにより、排出口から連通孔までの距離を増やすことができ、泡状になった充填液が連通孔から出てくることを防止できる。
【００１２】
また、供給管は、少なくとも貯留部内で、鉛直方向に対して角度をなす方向で設けられていることにより、置換作業中にインク送液が止まった場合でもインク供給チューブ内の記録液に空気が残存することはなくなり、記録時の画像抜けを防止することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の画像形成装置におけるダミータンクは、充填液または空気を収容する容器と、供給経路と接続される接続口と連通し、容器の底部へ向けて突出して配置された供給管と、該供給管の周囲を囲むように容器の底部に形成された壁部によって供給管から排出される充填液を貯留する貯留部とを具備している。更には、壁部の底部からの高さは底部から供給管の先端までの高さよりも少なくとも高く、底部から少なくとも供給管の先端までの壁部により囲まれた部分の容積は、供給経路内の充填液の容積よりも小さい。よって、インク供給チューブ内が負圧になったとしても、空気を吸い込むのではなく貯留部の充填液あるいは記録液を吸い込むため、インク供給チューブ内の空気混入を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施の形態に係る画像形成装置におけるインク供給経路の構成を示す概略図である。
【図２】図１のダミータンクの構成を示す断面図である。
【図３】本発明のダミータンクにおける充填液置換の様子を示す断面図である。
【図４】本実施の形態の画像形成装置におけるダミータンクの別の構成を示す断面図である。
【図５】図４のダミータンクで発生した泡状の充填液が拡大する様子を示す断面図である。
【図６】本実施の形態の画像形成装置におけるダミータンクの別の構成を示す断面図である。
【図７】図６のダミータンクで発生した泡状の充填液が拡大する様子を示す断面図である。
【図８】本実施の形態の画像形成装置におけるダミータンクの供給管で発生する空気の動きを示す断面図である。
【図９】本実施の形態の画像形成装置におけるダミータンクの別の供給管で発生する空気の動きを示す断面図である。
【図１０】サブタンクとインクカートリッジの高さ方向の位置関係を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
図１は本発明の一実施の形態に係る画像形成装置におけるインク供給経路の構成を示す概略図である。同図において、図１０と同じ参照符号は同じ構成要素を示す。同図に示すように、インクジェットプリンタにおけるインクカートリッジ１０１には、図示しない送液ポンプがあり、その送液圧力によって、インクカートリッジ１０１内のインクはインク供給チューブ１０２、図示していないヘッドタンク及び記録ヘッドへ送られる機構になっている。インク供給流路においては、インクカートリッジは図示していないジョイント部材により着脱可能で、またヘッドタンクはヘッドタンクジョイント１０４により着脱可能で、用紙搬送方向に対して直角方向に移動するキャリッジ上にホルダが配置され、そのホルダに組みつけられたヘッドタンク、記録ヘッドはホルダとキャリッジでの着脱が可能な機構になっている。画像形成装置開梱時は、インクカートリッジ及びヘッドタンク、記録ヘッドを含むホルダは外された状態で、インク供給チューブ１０２内は充填液または空気で満たされた状態になっている。初期充填においてはインクカートリッジを取付け、更にキャリッジ上のホルダ部分には図１に示すようなインク置換用のダミータンク１０５を取付け、ヘッドタンクジョイント１０４でインク供給チューブ１０２と接続する。そして、図示しない送液ポンプの送液圧力によって、インクカートリッジ１０１内のインクがインク供給チューブ１０２を通って置換用のダミータンク１０５へ送られることで、インク供給チューブ１０２内を充填液からインクへ置換を行う。その後、インクカートリッジ１０１内のインクを送液する送液ポンプの圧力を解除し、キャリッジ上にある置換用のダミータンク１０５を取り外し、ヘッドタンク、記録ヘッドを含むホルダを取付ける。このときヘッドタンク及び記録ヘッド内は充填液で満たされている。ヘッドタンクジョイント１０４をインク供給チューブ１０２と接続し、記録ヘッドの吐出部を吸引キャップ１０６で塞ぎ、その吸引キャップ１０６は図示しない吸引ポンプで記録ヘッドの吐出部から充填液を引き出すことで、ヘッドタンク及び記録ヘッド内の充填液をインクへ置換する。
【００１６】
図２は図１のダミータンクの構成を示す断面図である。同図において、図１と同じ参照符号は同じ構成要素を示す。インク供給チューブ１０２内には充填液または空気が存在し、この充填液または空気はダミータンク１０５に設けられたヘッドタンクジョイント１０４を通り、容器底部へ向けて突出して配置された供給管１１の排出口から排出される。そして、排出された充填液は供給管１１の周囲を囲む貯留壁１２によって形成された貯留部１３に溜まる。このとき、容器の底部から、容器の底部へ向けて突出して配置された供給管１１の先端までの高さをＨＢ、容器の底部から、供給管１１の周囲を囲むように形成された貯留部１３の貯留壁１２の高さをＨＡとした場合、ＨＢよりもＨＡが高く、貯留部１３の容積はインク供給チューブ１０２内の容積よりも小さくなっている。
【００１７】
このような構成を有するダミータンク１０５を用いてインク供給チューブ１０２内の充填液または空気をインクカートリッジの記録液と置換する際、充填液置換の様子を示す図３の（ａ），（ｂ）からわかるように、インク供給チューブ１０２内の充填液または空気がインクカートリッジの記録液に押されて供給管１１の排出口から貯留部１３に排出される。そして、図３の（ｃ）からわかるように、貯留部１３に排出された充填液が貯留部１３に溜って充填液の液面が上がり、供給管１１の排出口は充填液で満たされることになる。そして、図３の（ｄ）に示すように、排出された充填液が貯留部１３の容量を超えた場合は容器の底部に溜まることになる。よって、図３の（ｃ），（ｄ）に示すように、供給管１１の排出口が充填液で満たされているとき、インクカートリッジからの送液圧力を解除してインク供給チューブ内が負圧になったとしても供給管１１の排出口から容器内の空気を吸い込むことはない。なお、多少の充填液を吸い込んだとしても吸引キャップにより排出すれば問題ない。
【００１８】
図４は本実施の形態の画像形成装置におけるダミータンクの別の構成を示す断面図である。同図に示すダミータンク１０５には、外部と連通する連通孔１４が設けられている。この連通孔１４を設けることによって、インクカートリッジの送液圧力が低くても供給管１１の排出口に充填液を容易に排出することができる。
【００１９】
しかし、インク供給チューブ１０２内の充填液または空気をインクカートリッジの記録液と置換する置換作業を短時間に完了するために、インクカートリッジの記録液を高速に送液したため供給管１１の排出口から充填液が勢い良く飛び出ることで、図５に示すようにダミータンク内に泡状の充填液が拡がり、満タン状態になって泡状の充填液が連通孔１４から外部へ溢れることになる。充填液が装置内や記録用紙を汚染することにもなりかねない。そこで、このような不具合を解消するためのダミータンクの別の構成を図面を用いて以下に説明する。
【００２０】
図６は本実施の形態の画像形成装置におけるダミータンクの別の構成を示す断面図である。供給管１１の排出口から排出された充填液は、上述したように、供給管１１の周囲を囲むように形成された貯留部１３に溜まるが、排出された充填液は泡状になりやすい。そこで、同図に示すように、供給管１１の排出口から連通孔１４までの間の空間を複数の空間に分割して遮蔽するために、壁部１５を複数設けることにより、図７に示すように、供給管１１の排出口から連通孔１４までの距離を増やすことができる。よって、泡状の充填液が連通孔１４から出てくることを防止できる。
【００２１】
ここで、本実施の形態の画像形成装置におけるダミータンクの供給管１１は図８に示すように容器の底部に向かって鉛直方向に延びているため、このような状態ではインク供給チューブ１０２内の充填液または空気をインクカートリッジの記録液と置換する置換作業中にインク送液が止まった場合、インク供給チューブ内の空気の泡が再び供給管１１の排出口から供給管１１、そしてインク供給チューブ内の記録液に残存することになる。その後充填液と記録液との置換作業が再開して置換作業が終了した場合記録液内に空気の泡が排出されずに残ってしまう。よって、画像記録時サブタンク内に空気が入り、そして記録ヘッドから記録液と共に空気も吐出されることで画像抜けが発生してしまう。
【００２２】
そこで、図９に示すように、ダミータンクの供給管１１は、容器の底部に向かって所定に角度θをなすように傾けて延びる構造にすることで、インク供給チューブ１０２内の充填液または空気をインクカートリッジの記録液と置換する置換作業中にインク送液が止まった場合でも、インク供給チューブ内の空気の泡は再び供給管１１の排出口に戻ることなく貯留部１３内に溜まっている充填液を介して充填液面から排出されることになる。よって、インク供給チューブ内の記録液に空気が残存することはなくなり、記録時の画像抜けを防止することができる。なお、傾けた供給管の排出口付近に空気抜け用の穴を設けてもより一層効果が期待できる。
【００２３】
なお、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲内の記載であれば多種の変形や置換可能であることは言うまでもない。
【符号の説明】
【００２４】
１１；供給管、１２；貯留壁、１３；貯留部、１４；連通孔、
１５；壁部、１０１；インクカートリッジ、
１０２；インク供給チューブ、１０３；サブタンク、
１０４；ヘッドタンクジョイント、１０５；ダミータンク、
１０６；吸引キャップ。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２５】
【特許文献１】特開第４，２４３，３４２号公報
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2011104908.tif 000009
【図８】
2011104908.tif 000010
【図９】
2011104908.tif 000011
【図１０】
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