JP2008100405A

JP2008100405A - 液体吐出装置

Info

Publication number: JP2008100405A
Application number: JP2006283756A
Authority: JP
Inventors: Satoru Morino; 哲毛利野
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2006-10-18
Filing date: 2006-10-18
Publication date: 2008-05-01
Anticipated expiration: 2026-10-18
Also published as: JP4850021B2

Abstract

【課題】ヘッドの吐出面に液体が付着していると、キャップ部材でキャッピングされた領域の外側では長期間放置によって液体が固まり、次回キャッピング時の障害物となってキャップ部材が吐出面に確実に密着できない。
【解決手段】液滴を吐出する液体吐出ヘッド１と、この液体吐出ヘッド１に吐出される液体を供給する液体供給手段としてのヘッドタンク２と、液体吐出ヘッド１のノズルが開口しているノズル面（吐出面）１ａをキャッピングするキャップ部材３と、少なくともキャップ部材３とノズル面（吐出面）との当接面より上側からキャップ部材３の下部までの領域が浸漬可能な保湿液５を保持する手段としての保湿液槽６とを備え、キャップ部材３の下部には保湿液５に浸漬されたときに保湿液５に臨んで開口する貫通穴３ａが設けられている。
【選択図】図１

Description

本発明は液体吐出装置に関する。

プリンタ、ファクシミリ、複写装置、これらの複合機等の画像形成装置として、例えば、記録液（液体）の液滴を吐出する液体吐出ヘッド（液滴吐出ヘッド）で構成した記録ヘッドを含む液体吐出装置を用いて、媒体（以下「用紙」ともいうが材質を限定するものではなく、また、被記録媒体、記録媒体、転写材、記録紙なども同義で使用する。）を搬送しながら、液体としての記録液（以下、インクともいう。）を用紙に付着させて画像形成（記録、印刷、印写、印字も同義語で用いる。）を行なうものがある。

なお、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をも意味する。また、液体とは記録液、インクに限るものではなく、画像形成を行うことができる液体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、液体吐出ヘッドから液体を吐出する装置を意味し、画像を形成するものに限らない。

このように液体吐出ヘッドから液滴を吐出する液体吐出装置、これを含む画像形成装置においては、ヘッドのノズル外面に増粘あるいは乾燥したインクやほこり、ごみなどの異物が付着することによって、ノズルに目詰まりを起こしたり、ノズルの内部では気泡の発生などによりエアーダンパー現象が発生したりするなどして、正常な吐出ができなくなることを防止するため、ヘッドの信頼性を維持回復するためのヘッドの維持回復機構（装置）が不可欠である。

このヘッドの維持回復機構は、ヘッドのノズル面（液滴を吐出する面）を密閉するキャップ（キャップ部材）を備えている。また、適宜、キャップ内に連通する吸引ポンプなどの吸引手段により、ノズルからヘッド内に充填されているインクを吸引する動作（ヘッド吸引又はノズル吸引）、ゴムなどの弾性部材を用いたワイパーブレードによるヘッド表面のワイピング動作、および、画像形成に寄与しないようにインクを吐出しノズル孔内部及び入り口付近にある増粘インクや混色インクを排出する空吐出動作（或いは予備吐出動作ともいう。）などを組み合わせて、液室内の気泡や増粘インク、付着したごみなどを取り除き、安定した液滴吐出を行なえる状態に保持する動作を行なうようにしている。

従来のヘッドの維持回復装置として、例えば特許文献１には、ヘッドのノズル開口面（吐出面）をキャッピングする乾燥防止キャップ内に厚さ方向に磁化された磁石板に磁気吸引された磁性流体が装填されており、ヘッドをキャッピングしたとき、磁性流体によりノズルを完全に密閉しインクの乾燥を防止するものが記載されている。
特開平０６−３４００９１号公報

特許文献２には、ヘッド内部のインクの乾燥を防止するインク乾燥防止装置であって、不揮発性で且つヘッド内部のインクに対して非相溶性のシール液体を含浸保持すると共に記録ヘッドのインク吐出面に接触してインク吐出口をシール可能とされた多孔質体と、多孔質体に設けられ、多孔質体に含浸保持されたシール液体のインク吐出口の口縁近傍への接触を防止する接触防止手段とを備えたものが記載されている。
特開２００２−１４４５９２号公報

特許文献３には、ヘッド部のノズル吐出口側から、インクを構成する溶剤を供給する溶剤供給部と、ヘッド部のノズル内に供給されるインクのメニスカス位置を制御して、溶剤供給部から供給される溶剤を、ノズル内に引き込ませることにより、インクの乾燥を防止する乾燥防止手段とを備えたものが記載されている。
特開２００４−１６７９６１号公報

特許文献４には、キャップに、インクジェットヘッドの乾燥を防止するために液体を供給する液体供給機構を備えるものが記載されている。
特開平１１−１８８８８８号公報

特許文献５には、キャリッジに保湿液を貯留する保湿液タンクが搭載され、キャリッジの移動に対応してキャッピング手段内に、保湿液タンクより保湿液を滴下することができるように構成されているものが記載されている。
特開２００１−０１８４０８号公報

特許文献６には、インク吐出口の口径よりも大きい開口幅を有する溝部がインク吐出口と対向して外周面に形成され、ノズル内部のインクと外部空気とを遮蔽するシール液体が外周面に付着され、印字面の印字終了後に、インク吐出口が設けられたヘッド面上を回転し、ヘッド面にシール液体を塗布するロールと、ロールの外周面に前記シール液体を供給する供給手段と、再度印字面を印字する前に、ヘッド面に塗布されたシール液体を除去する除去手段とを備えるものが記載されている。
特許第３７９９９１７号公報

特許文献７には、キャップに所定量の保湿液を供給し、および、供給された保湿液を回収して再利用する保湿液供給回収機構を、キャップに併設すると共に、主制御部が、所定のタイミングで保湿液供給回収機構の動作を制御する液供給回収動作制御機能を備えているものが記載されている。
特許第３４２８６３３号公報

特許文献８には、インクジェットプリンタのキャッピングと保守ステーションはプリントヘッドが使用されていない時、プリントヘッドが、プリントヘッドにより放出されるのと同じ種類のインクの中に浸漬するようにして、浸漬することにより、洗浄と呼び水が行われ、プリントヘッドの中のインクの乾燥が防げるようにしたものが記載されている。
特開平０７−１９５７０１号公報

特許文献９には、キャップ部材内の吐出面との間に形成される空間内に水を主成分とする充填液を充填するものが記載されている。
特開昭６４−００５８５２号公報

しかしながら、特許文献１、３、６に記載のものは、インク吐出ノズルにシール液体等を付着させることで乾燥を防止するため、乾燥防止に使用したシール液等がインクと混ざるおそれがある。このため、使用時にはシール液等の残りを除去するためインク液とともに排出する必要があり、インクを無駄に使用することとなる。また、インクは一般に浸透性が高いため、接触したシール液等との界面を通じノズルの外に流れ出すおそれがあり、流れ出した場合、シール液等の切れ目でのインク固着、もしくはシール液等の剥落、他の色のインクとの混色等の問題を引き起こすことになるという課題がある。また、特許文献３の記載のものでは、特に複数色の印字ヘッドを同じ溶剤液内に共有した場合には、インクの混色は避けられないという課題がある。

また、特許文献２に記載のものは、多孔質体に保持するシール液体は不揮発性であることから、シールされた空間での湿度保持はインクからの水分蒸発のみによるため、乾燥状態もしくは長期間の保管時にインクの増粘を防ぐことができない。また、多孔質体とヘッドあるいはキャリッジの接触面にインク汚れがあると、キャップされた領域の外側では長期間放置されるとインク汚れが固まることで、次回キャッピング時の障害物となるため、保湿キャップが接触面に密着できず、結果として湿度を保つことができなくなるおそれがあるという課題がある。

また、特許文献４、５、７、９に記載のキャップ内に保湿液を供給するものにあっては、キャップとヘッドあるいはキャリッジの接触面にインク汚れがあると、キャップされた領域の外側で長期間放置されたときにインク汚れが固まることで、次回キャッピング時の障害物となるため、キャップが接触面に密着できず、結果として湿度を保つことができなくなるおそれがあるという課題がある。

また、特許文献８に記載のものはヘッドの吐出面全体をインク中に浸漬することから、インク成分が変更になったような場合には異なる成分のインクが混じることになるという課題がある。

このように、液体吐出装置においては、未使用状態で放置されたヘッドのノズル内の液体（水分）が蒸発し、液体が増粘・固着することで、印字曲がりや噴射不能などの不具合が発生することから、保湿キャップにてノズル面（吐出面）を覆い、ノズルからの液体の水分蒸発を抑えるようにしているが、ヘッドの吐出面に液体が付着していると、キャップ部材でキャッピングされた領域の外側では長期間放置によって液体が固まり、次回キャッピング時の障害物となってキャップ部材が吐出面に確実に密着できず、結果として湿度を保つことができなくなるおそれがあるという課題がある。

本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、ヘッドからの水分蒸発を防止しつつ、キャップ部材近傍に残存する液体（付着物）の固着を抑制した液体吐出装置を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するため、本発明に係る液体吐出装置は、液体を吐出する液体吐出ヘッドと、この液体吐出ヘッドの液滴を吐出する吐出面をキャッピングするキャップ部材と、少なくともキャップ部材と吐出面との当接面より上側からキャップ部材の下部までの領域が浸漬可能な保湿液を保持する手段とを備え、キャップ部材の下部には保湿液に浸漬されたときに保湿液に臨んで開口する貫通穴が設けられている構成とした。

ここで、保湿液を保持する手段の保湿液の液量を監視する監視手段と、この監視手段の監視結果に基づいて保湿液の供給量を調整する手段とを備えている構成とできる。また、保湿液を保持する手段には、限界水位を超えたときに保湿液を排出するための逃げ路が設けられている構成とできる。また、保湿液を保持する手段には、保湿液の流入口及び流出口が設けられ、流入口よりも流出口の開口面積が大きい構成とできる。また、保湿液を保持する手段が昇降可能に設けられている構成とできる。また、保湿液を循環させる手段を備えている構成とでき、この場合、保湿液を循環させる手段は間歇的に作動される構成、保湿液の循環経路中にはフィルタ部材が設けられている構成とできる。

また、キャップ部材で液体吐出ヘッドの吐出面をキャッピングする前に、液体吐出ヘッドに連通する負圧発生手段を備えたヘッドタンクの圧力を０ｋＰａ〜微小負圧にする構成とできる。また、周囲環境の変動を検出する手段と、検出結果に基づいてキャップ部材の内部を大気開放する手段を備えている構成とできる。また、保湿液を保持する手段で保持されている保湿液の温度を変化させる手段を備えている構成とでき、この場合、保湿液の温度を変化させる手段は、キャップ部材内に設けられた温度検出手段の検出結果に基づいて保湿液の温度を変化させる構成とできる。

また、複数の液体吐出ヘッドが独立した複数のキャリッジに搭載され、保湿液を保持する手段がキャリッジ毎に独立している構成とできる。また、複数の液体吐出ヘッドが共通のキャリッジに搭載され、保湿液を保持する手段が液体吐出ヘッド毎に独立している構成とできる。

本発明に係る液体吐出装置によれば、少なくともキャップ部材と吐出面との当接面より上側からキャップ部材の下部までの領域が浸漬可能な保湿液を保持する手段を備え、キャップ部材の下部には保湿液に浸漬されたときに保湿液に臨んで開口する貫通穴が設けられている構成としたので、ヘッドの吐出面のキャップ部材でキャッピングされていない部分は保湿液に浸漬され、またキャップ部材の貫通穴を通じて保湿液の水分蒸発でキャップ部材内を湿潤状態に保持できて、ヘッドからの水分蒸発を防止しつつ、キャップ部材近傍に残存する液体（付着物）の固着を抑制することができる。

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実施形態について図１を参照して説明する。なお、図１は同実施形態に係る液体吐出装置の維持回復装置に係る部分の要部説明図である。
この液体吐出装置は、液滴を吐出する液体吐出ヘッド１と、この液体吐出ヘッド１に吐出される液体を供給する液体供給手段としてのヘッドタンク２と、液体吐出ヘッド１のノズルが開口しているノズル面（吐出面）１ａをキャッピングするキャップ部材３と、少なくともキャップ部材３とノズル面（吐出面）との当接面より上側からキャップ部材３の下部までの領域が浸漬可能な保湿液５を保持する手段としての保湿液槽６とを備え、キャップ部材３の下部には保湿液５に浸漬されたときに保湿液５に臨んで開口する貫通穴３ａが設けられている。

ここで、液体吐出ヘッド１は、液体の滴（液滴）を吐出するノズルと、ノズルが連通する液室（個別流路）と、液室内の液体を加圧するアクチュエータ手段とを備え、アクチュエータ手段を駆動することによってノズルから液滴が吐出される。アクチュエータ手段としては、振動板を介して液室内液体を加圧する圧電素子などの圧電アクチュエータ、発熱抵抗体などの電気熱変換素子を用いて液体の膜沸騰による相変化を利用するサーマルアクチュエータ、静電力で変位する振動板と電極とで構成される静電アクチュエータなどが用いられる。

ヘッドタンク２は、液体吐出ヘッド１に吐出する液体を供給するものである。ヘッドタンク２としては、液体吐出ヘッド１に対して着脱自在に設けられるカートリッジ、あるいは、液体吐出ヘッド１と一体的に設けられ、液体吐出装置やこれを含む画像形成装置本体側の着脱自在に設けられる液体カートリッジから液体が補充供給されるものなどを用いることができる。

このように構成したので、液体吐出ヘッド１のノズル面１ａをキャップ部材３でキャッピングした状態で、保湿液槽６に保湿液５を流し込むことで、キャップ部材３内に空気層７を保ったまま、キャップ部材３とノズル面（吐出面）との当接面より上側からキャップ部材３の下部までの領域が保湿液５内に浸漬される。

これにより、液体吐出ヘッド１のキャップ部材２より外周側のノズル面１ａが保湿液で覆われるので、ノズル面１ａに拭き残しの液体（インク）が付着していても、この残存インクの乾燥による固化を防止することができて、キャッピング不良を防止できる。また、保湿液５にキャップ部材３内の空気層が貫通穴３ａを介して触れているため、保湿液５からの水分蒸発により、キャップ部材３内の空気層７を湿潤状態に保つことができるので、液体吐出ヘッド１のノズル内部の液体（インク）からの水分蒸発を抑えることができる。

ここで、液体吐出ヘッドのノズル面のインクの拭き残しによるキャッピング不良について図２４を参照して説明する。
液体吐出ヘッド１のノズル面１ａは図示しないワイピング部材によってワイピング（払拭）されるが、構成上、図２４（ａ）に示すように、ノズル面１ａの端に拭き残しが生じてインク４が残存する場合がある。この状態で、図２４（ｂ）に示すように、キャップ部材３と液体吐出ヘッド１とを相対移動させて、キャップ部材３で液体吐出ヘッド１のノズル面１ａをキャッピングしたときに、ノズル面１ａとキャップ部材３の当接面との間に残存インク４を挟んでしまい、このまま（キャッピング状態のまま）長期間放置されると、拭き残しのインク４が固まってしまう。

この状態から、図２４（ｃ）に示すように、印字などのために一旦キャップ部材３を外した後、図２４（ｄ）に示すように、再度、キャップ部材３でノズル面１ａをキャッピングするとき、わずかなキャップ位置のズレによって、今度は固化しているインク４をキャップ部材３の当接面とノズル面１ａとの間に挟んでしまい、キャップ部材３がノズル面１ａに密着せず、ノズル面１ａの保湿性を維持できないでノズル内のインクが蒸発してしまうことがある。

そこで、この実施形態のようにノズル面１ａのキャップ部材３より外側の部分を保湿液５に浸漬することで、ノズル面１ａの端部に生じる拭き残しインクが固化することを防止できる。

このように、少なくともキャップ部材と吐出面との当接面より上側からキャップ部材の下部までの領域が浸漬可能な保湿液を保持する手段を備え、キャップ部材の下部には保湿液に浸漬されたときに保湿液に臨んで開口する貫通穴が設けられているので、キャップ部材とヘッドの密着面（当接面）までを保湿液で覆われ、液体吐出ヘッドのノズル内の液体からの水分蒸発を抑制しつつ、キャップ部材より外周側のノズル面に残存する液体の固着を防止することができ、安定して液滴吐出を行うことができる。

次に、本発明の第２実施形態について図２及び図３を参照して説明する。なお、図２は同実施形態に係る液体吐出装置の維持回復装置に係る部分の要部説明図、図３は同実施形態における保湿液量調整制御の説明に供するフロー図である。
ここでは、保湿液槽６内の保湿液５の液面を検出することで保湿液の量を監視する監視手段である液面センサ１０を設けている。この液室センサ１０は、保湿液槽６の保湿液の上面がキャップ部材３をノズル面１ａに当接させたときの当接面（ノズル面１ａ）よりも上側の位置を検出の基準液面としている。

また、保湿液５を収容した保湿液タンク１１と、保湿液タンク１１から保湿液槽６の上部に通じる保湿液供給経路（保湿液供給チューブ）１２と、保湿液槽６の底部に通じる保湿液排出経路（保湿液排出チューブ）１３と、保湿液タンク１１から保湿液５を保湿液槽６に給送するポンプ１４と、排出チューブ１３の途中に設けたバルブ１６とで構成した保湿液供給手段（機構）１７を備えている。

そして、液面センサ１０によって保湿液槽６の保湿液５の液面を監視して、液面センサ１０の検出結果に基づいて保湿液槽６の保湿液５の液面が基準液面より上（当接面より上）か否かを判別し、保湿液槽６の保湿液５の液面が基準液面より上でないときには、供給ポンプ１４を作動させて保湿液タンク１１から保湿液５を保湿液槽６に供給する。

このように、保湿液を保持する手段の保湿液の液量を監視する監視手段と、この監視手段の監視結果に基づいて保湿液の供給量を調整する手段とを備えることで、保湿液の量を調整することができ、ノズル内の液体をヘッド内部に押し込もうとする圧力を調整して液体がノズル内に押し込まれないようにすることができる。

次に、本発明の第３実施形態について図４を参照して説明する。なお、図４は同実施形態に係る液体吐出装置の維持回復装置に係る部分の要部説明図である。
ここでは、保湿液槽６の上部に保湿液５を逃がすための逃がし路である逃がし穴２０と、この逃がし穴２０を通じて溢れた保湿液５を収容する溢れ液受け２１とを設けている。

これにより、仮に保湿液５が何らかの理由で供給されすぎてしまった場合でも、保湿液５は逃がし穴２０を通じて図示しないあふれ液受け２１へと流れる。このため、保湿液槽６から保湿液５が他の箇所へ溢れ出すことを防止できる。また、逃がし穴２０の位置を液面目標位置の直上とすることで、逃がし穴２０自体を用いて保湿液面の調整手段とすることもできる。

次に、本発明の第４実施形態について図５を参照して説明する。なお、図５は同実施形態に係る液体吐出装置の維持回復装置に係る部分の要部説明図である。
この実施形態では、前記第２実施形態の保湿液供給機構１７における排出チューブ１３の開口面積を供給チューブ１２の開口面積よりも大きくしている。

このように、排出経路が流入経路よりも太くなっている（開口面積が大きくなっている。）ことで、より短時間で保湿液を排出することができる。

次に、本発明の第５実施形態について図６を参照して説明する。なお、図６は同実施形態に係る液体吐出装置の要部説明図である。
ここでは、保湿液槽６の下部にカム駆動軸２２に取付けられたカム２３を配置し、カム２３を回転させることで保湿液槽６を上下動（昇降）させることで保湿液５の液面位置を調整できるようにしている。

次に、本発明の第６実施形態について図７を参照して説明する。なお、図７は同実施形態に係る液体吐出装置の維持回復装置に係る部分の要部説明図である。
ここでは、保湿液槽６内に保湿液を攪拌ないし循環するスクリュー手段２５を配置し、このスクリュー手段２５を駆動する駆動手段２６を備えている。スクリュー手段２５を回転駆動することによって、スクリュー手段２５に保湿液５が吸い込まれて送り出されることで、保湿液５が攪拌ないし循環し、ヘッド１のノズル面１ａ近傍で固化していた液体（インク）の溶解、拡散を促進できるため、キャッピング時などに問題となる固化インクを取り除きやすくなる。

次に、本発明の第７実施形態について図８を参照して説明する。なお、図８は同実施形態に係る液体吐出装置におけるスクリュー駆動制御の説明に供するフロー図である。
ここでは、上記第６実施形態におけるスクリュー手段２５を駆動制御する図示しない駆動制御部は、スクリュー手段２５を駆動するときに、間歇駆動待ち時間Ｔが経過したか否かを判別し、間歇駆動待ち時間Ｔが経過したときにはスクリュー手段２５を所定時間駆動した後間歇駆動待ち時間Ｔをリセットする。

このように、スクリュー手段２５を間歇的に駆動することによって連続駆動よりも消費エネルギーを低減できる。

次に、本発明の第８実施形態について図９を参照して説明する。なお、図９は同実施形態に係る液体吐出装置の維持回復装置に係る部分の要部説明図である。
ここでは、スクリュー手段２５と保湿液５をろ過するフィルタ手段２６とを筒状ガイド部材２７内に配置している。これにより、スクリュー手段２５から送り出される保湿液５をフィルタ手段２６でろ過することができ、保湿液５中のゴミなどの異物を捕捉することができて、保湿手段やヘッドのノズル面等へのゴミなどの異物の付着を防止することができて、保湿手段や印字性能の信頼性を高めることができる。

なお、この例では、スクリュー手段２５から送り出される保湿液５をフィルタ手段２６でろ過しているが、スクリュー手段２５の上流側にフィルタ手段２６を配置することにより、スクリュー手段２５に吸い込まれる保湿液５をフィルタ手段２６でろ過することができる。

また、上記第６ないし第８実施形態において、フィルタ手段の設置場所は必ずしも保湿液槽内部である必要はなく、例えば図５の排出経路中や供給経路中に設けてもよい。

次に、本発明の第９実施形態について図１０及び図１１を参照して説明する。なお、図１０は同実施形態に係る液体吐出装置の維持回復装置に係る部分の要部説明図、図１１は同実施形態における保湿液充填制御の説明に供するフロー図である。
ここでは、ヘッドタンク２にはヘッドタンク２内部より空気を吸引する吸引ポンプ３１を備えている。吸引ポンプ３１はヘッドタンク２内部を大気開放する待機解放機構も備えている。また、ヘッドタンク２に対しては液体（インク）を補充供給する液体カートリッジ（インクカートリッジ）３３が液体供給チューブ３４を介して接続され、供給ポンプ３５を作動することで液体カートリッジ３３から液体供給チューブ３４を介して液体がヘッドタンク２に補充供給される。

そこで、図１１に示すように、キャップ部材３によるキャッピング動作を開始するときには、ヘッドタンク２の内部圧力Ｐが微小負圧閾値Ｐｒｅｆ未満か（Ｐ＜Ｐｒｅｆ）否かを判別し、ヘッドタンク２の内部圧力Ｐが微小負圧閾値Ｐｒｅｆ未満でなければ、供給ポンプ３５を作動することで液体カートリッジ３３から液体供給チューブ３４を介して液体がヘッドタンク２に液体（インク）を補充供給し、負圧発生手段としての吸引ポンプ３１でヘッドタンク２内に微小負圧を形成する。

そして、ヘッドタンク２の内部圧力Ｐが微小負圧閾値Ｐｒｅｆ未満になれば、キャップ部材３を液体吐出ヘッド１のノズル面１ａに当接（密着）させてキャッピングを行った後、保湿液５を保湿液槽６内に充填する。

このように、ヘッドタンク内部を微小負圧まで低減することで、キャップ部材内部がキャッピング時当初よりも正圧になった場合でも、液体（インク）がノズル内部に押し込まれるおそれが低減する。

つまり、印字時等は、通常、ヘッドタンク２の内部圧力を負圧に保つことで、液体吐出ヘッド１のノズルでのメニスカスを良好に形成し、ノズル面１ａからのインク垂れを防止している。ところが、保湿のためにキャップ部材３でキャッピングを行い、かつ、保湿液５を保湿液槽６内に充填すると、保湿液５の液面高低差分の圧力と、キャップ後の周囲環境変化によりキャップ部材２の内部がキャッピング当初よりも正圧になり、その結果ノズル内の液体が内部に押し込まれることになる。そこで、キャッピング時には、ヘッドタンク内部が微小負圧になった状態で保湿液を充填することで、液体（インク）がノズル内部に押し込まれるおそれが低減する。

このように、キャップ部材で液体吐出ヘッドの吐出面をキャッピングする前に、液体吐出ヘッドに連通する負圧発生手段を備えたヘッドタンクの圧力を０ｋＰａ〜微小負圧にする構成とすることで、液体（インク）がノズル内部に押し込まれるおそれが低減することができる。

次に、本発明の第１０実施形態について図１２を参照して説明する。なお、図１２は同実施形態に係る液体吐出装置における制御の説明に供するフロー図である。
ここでは、図示しないが、周囲環境（例えば温度、湿度、大気圧の少なくともいずれか）を検出する検出手段を備えている。そして、検出手段の検出結果から、周囲環境が予め定めた閾値を越えたか否かを判別し、周囲環境が閾値を越えたときには、キャップ部材３の内部を大気に開放する動作を行う。例えば、図６で説明した第５実施形態の構成であれば、カム２３を下死点に回転させることでキャップ部材３の底部の貫通穴３ａを大気中に露出させることで、キャップ部材３の内部を大気開放する。

次に、本発明の第１０実施形態について図１３を参照して説明する。なお、図１３は同実施形態に係る液体吐出装置の維持回復装置に係る部分の要部説明図である。
ここでは、保湿液槽６と保湿液タンク１１に保湿液５の温度を調整する調温装置３６、３７を設けている。なお、調温装置は前記２箇所のどちらか片方のみでも良いし、全く別の箇所に設けてもよい。

このように、保湿液の温度を変化させる手段を備えることにより、キャップ部材内での結露を防止できて、ノズル内の液体が結露でうすめられないようにすることができる。

次に、本発明の第１１実施形態について図１４及び図１５を参照して説明する。なお、図１４は同実施形態に係る液体吐出装置の維持回復装置に係る部分の要部説明図、図１５は同実施形態における保湿液温度調整制御の説明に供するフロー図である。
ここでは、前記第１０実施形態の構成に加えて、キャップ部材３内に温湿度を検出する温湿度センサ３８を設けている。なお、温度センサ及び湿度センサのいずれか一方でもよいが、温湿度センサとすることで温度及び湿度にあわせた保湿液の調温制御を行うことができる。

そこで、図１５に示すように、温湿度センサ３８の検出結果に基づいて湿度が予め定めた閾値以上か否かを判別し、検出湿度が閾値以上であるときには、調温装置３６、３７を作動させて保湿液５を加熱する。

このように、キャップ部材内に設けられた温度検出手段の検出結果に基づいて保湿液の温度を変化させる構成とすることで、キャップ部材内の温湿度に応じて保湿液温度を調整してより効果的に結露を防止することができる。

次に、本発明の第１２実施形態について図１６を参照して説明する。なお、図１６は同実施形態に係る液体吐出装置を含む画像形成装置の維持回復装置に係る部分の要部説明図である。
この画像形成装置では、２つの独立したキャリッジ４１Ａ、４１Ｂがガイドロッド４３に沿って摺動可能に保持され、キャリッジ４１Ａには例えば黒色の液滴を吐出するヘッド１ｋが、キャリッジ４１Ｂにはシアン、マゼンタ、イエローの各色の液滴を吐出するヘッド１ｃ、１ｍ、１ｙがそれぞれ備えられている。

そして、２個の独立したキャリッジ４１Ａ、４１Ｂに対してそれぞれ独立して保湿液槽６Ａ、６Ｂが設けられている。

このように、複数の液体吐出ヘッドが独立した複数のキャリッジに搭載され、保湿液を保持する手段がキャリッジ毎に独立している構成とすることで、複数のキャリッジが分離して動くときにも、停止しているキャリッジに搭載されているヘッドのノズルを保護することができる。

次に、本発明の第１３実施形態について図１７を参照して説明する。なお、図１７は同実施形態に係る液体吐出装置を含む画像形成装置の維持回復装置に係る部分の要部説明図である。
この画像形成装置では、１つのキャリッジ４１Ｂには例えばシアン、マゼンタ、イエローの各色の液滴を吐出するヘッド１ｃ、１ｍ、１ｙがそれぞれ備えられている。

そして、１個の（共通の）キャリッジ４１Ｂの複数のヘッド１ｃ、１ｍ、１ｙに対して１つの保湿液槽６が液槽６ｃ、６ｍ、６ｙに仕切られて設けられることで、実質的に各ヘッド毎に独立した保湿液槽が設けられている。

このように、複数の液体吐出ヘッドが共通のキャリッジに搭載され、保湿液を保持する手段が液体吐出ヘッド毎に独立している構成とすることで、ヘッド毎に異なる色の液体を使用している場合、液体が保湿液内に流出したときでも混色を防止できる。

次に、上記各実施形態におけるキャップ部材の上下動と保湿槽液の関係について図１８ないし図２１を参照して説明する。なお、図１８ないし図２１はキャップ部材の上昇から保湿液槽に保湿液を充填するまでの動作の一例の説明に供する説明図である。
ここでは、保湿液槽６内に配置されるキャップ部材３の上下動（昇降）を行うモータ５１及びこのモータ５１によって回転駆動されるカム駆動軸５２に取り付けたカム５３とを備えている。このモータ５１は保湿液槽６に保持されている。また、保湿液槽６の昇降は前述した第５実施形態のカム２３による昇降機構（上下動機構）を持ちている。さらに、保湿液槽６に対して保湿液５を供給し、排出する前記各実施形態で説明した保湿液供給機構１７を備えている。なお、キャップ部材３の上下動、保湿液槽６の上下動を行うときにキャップ部材３、保湿液槽６をガイドするガイド機構、キャップ部材３用のカム駆動軸５２と保湿液槽６との間でカム駆動軸５２を回転可能に保持しつつ保湿液５の漏洩を防止するシール機構なども備えているが、図示を省略している。

そして、液体吐出ヘッド１のノズル面１ａを保湿のためにキャップ部材３でキャッピングするときには、図１８に示すように、キャリッジ４１に搭載された液体吐出ヘッド１がキャップ部材３に対向する位置にキャリッジ４１を主走査方向（図１６、図１７の例では図で左右方向）に移動した状態とする。その後、図示しないモータによってカム軸２２を回転してカム２３を回転駆動することにより、所定の高さ位置まで保湿液槽６が上昇する。

次いで、図２０に示すように、モータ５１を回転駆動してカム駆動軸５２を回転させてカム５３を回転駆動することにより、キャップ部材３が上昇して液体吐出ヘッド１のノズル面１ａをキャッピングする。その後、図２１に示すように、保湿液供給機構１７の保湿液供給ポンプ１４を駆動して、保湿液タンク１１から保湿液槽６内に保湿液５を供給する。このときの保湿液の供給量は、前記各実施形態で説明したように保湿液槽６内の保湿液５にノズル面１ａが浸漬する量である。これによって、前述したように、液体吐出ヘッド１のノズル面１ａのキャップ部材３の外側領域は保湿液５に浸漬される。

次に、本発明に係る液体吐出装置を備える画像形成装置の一例について図２２及び図２３を参照して説明する。なお、図２１は同装置の機構部を示す概略構成図、図２３は同装置の要部平面説明図である。
左右のメイン側板１０１Ａ、１０１Ｂに横架した主ガイドロッド１１１と従ガイドロッド１１２とでキャリッジ１１３を主走査方向に摺動自在に保持し、図示しない主走査モータによってタイミングベルトを介して矢示方向（キャリッジ主走査方向）に移動走査する。

このキャリッジ１１３には、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｋ）の各色の液滴を吐出する複数のノズル列を有する本発明に係る液体吐出ヘッドからなる記録ヘッド１１４を複数のノズル（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。この記録ヘッド１１４は、前述した図１に示すようにノズル板１に、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｋ）の各液滴を吐出する複数のノズル１１を並べた各色のノズル列を備えている。

また、キャリッジ１１３には、記録ヘッド１１４に各色のインクを供給するための各色のヘッドタンク１１５を搭載している。この各色のヘッドタンク１１５には各色の可撓性を有する供給チューブ１１６を介して、カートリッジ装填部１１７に装着された各色のインクカートリッジ１２０から各色のインクが補充供給される。このカートリッジ装填部１１７にはインクカートリッジ１２０内のインクを送液するための送液手段である供給ポンプユニット１１８が設けられている。なお、供給チューブ１１６は前ステー１２１上に保持部材１２２にて途中部分が保持されている。

一方、給紙トレイ１４０の用紙積載部（圧板）１４１上に積載した用紙１４２を給紙するための給紙部として、用紙積載部１４１から用紙１４２を１枚ずつ分離給送する半月コロ（給紙コロ）１４３及び給紙コロ１４３に対向し、摩擦係数の大きな材質からなる分離パッド１４４を備え、この分離パッド１４４は給紙コロ１４３側に付勢されている。

そして、この給紙部から給紙された用紙１４２を記録ヘッド１１４の下方側に送り込むために、用紙１４２を案内するガイド部材１４５と、カウンタローラ１４６と、搬送ガイド部材１４７と、先端加圧コロ１４９を有する押さえ部材１４８とを備えるとともに、給送された用紙１４２を静電吸着して記録ヘッド１１４に対向する位置で搬送するための搬送手段である搬送ベルト１５１を備えている。

この搬送ベルト１５１は、無端状ベルトであり、搬送ローラ１５２とテンションローラ１５３との間に掛け渡されて、ベルト搬送方向（副走査方向）に周回するように構成している。また、この搬送ベルト１５１の表面を帯電させるための帯電手段である帯電ローラ１５６を備えている。この帯電ローラ１５６は、搬送ベルト１５１の表層に接触し、搬送ベルト１５１の回動に従動して回転するように配置されている。さらに、搬送ベルト１５１の裏側には、記録ヘッド１１４による印写領域に対応してプラテン部となるガイド部材１５７を配置している。この搬送ベルト１５１は、図示しない副走査モータによってタイミングを介して搬送ローラ１５２が回転駆動されることによってベルト搬送方向に周回移動する。

さらに、記録ヘッド１１４で記録された用紙１４２を排紙するための排紙部として、搬送ベルト１５１から用紙１４２を分離するための分離爪１６１と、排紙ローラ１６２及び排紙コロ（拍車コロ）１６３とを備え、排紙ローラ１６２の下方に排紙トレイ１６３を備えている。

また、装置本体の背面部には両面ユニット１７１が着脱自在に装着されている。この両面ユニット１７１は搬送ベルト１５１の逆方向回転で戻される用紙１４２を取り込んで反転させて再度カウンタローラ１４６と搬送ベルト１５１との間に給紙する。また、この両面ユニット１７１の上面は手差しトレイ１７２としている。

さらに、キャリッジ１１３の走査方向一方側の非印字領域には、記録ヘッド１１４のノズルの状態を維持し、回復するための回復手段を含む維持回復機構１８１を配置している。この維持回復機構１８１には、記録ヘッド１１４の各ノズル面（前記ノズル面１ａと同じ）をキャピングした状態でノズルから図示しない吸引手段によってインクを吸引する吸引用キャップ部材１８２と、記録ヘッド１１４のノズル面を保湿のためにキャッピングする本発明に係るキャップ部材３ｋ、３ｃ、３ｍ、３ｙと、これらのキャップ部材３ｋ、３ｃ、３ｍ、３ｙを前記図１８ないし図２１で説明したように相対移動（上下動）可能に収容保持している保湿液槽６と、保湿液槽６に供給する保湿液を収容した保湿液タンク１１、保湿液供給ポンプ１４などの保湿液供給機構１７と、ノズル面をワイピングするためのブレード部材であるワイパーブレード１８３と、増粘した記録液を排出するために記録に寄与しない液滴を吐出させる空吐出を行うときの液滴を受ける空吐出受け１８４などを備えている。なお、保湿液槽６は前記図１７で説明したように各ヘッド毎に分割することもできる。

そして、この維持回復機構１８１による維持回復動作で生じる記録液の廃液、吸引キャップ１８２に排出されたインク、あるいはワイパーブレード１８３に付着してワイパークリーナ１８５で除去されたインク、空吐出受け１８４に空吐出されたインクは図示しない廃液タンクに排出されて収容される。

また、キャリッジ１１３の走査方向他方側の非印字領域には、記録中などに増粘した記録液を排出するために記録に寄与しない液滴を吐出させる空吐出を行うときの液滴を受ける空吐出受け１８８を配置し、この空吐出受け１８８には記録ヘッド１１４のノズル列方向に沿った開口部１８９などを備えている。

このように構成したインクジェット記録装置においては、給紙トレイ１４０から用紙１４２が１枚ずつ分離給紙され、略鉛直上方に給紙された用紙１４２はガイド１４５で案内され、搬送ベルト１５１とカウンタローラ１４６との間に挟まれて搬送され、更に先端を搬送ガイド１４７で案内されて先端加圧コロ１４９で搬送ベルト１５１に押し付けられ、略９０°搬送方向を転換される。

このとき、図示しない制御部のＡＣバイアス供給部から帯電ローラ１５６に対してプラス出力とマイナス出力とが交互に繰り返すように、つまり交番する電圧が印加され、搬送ベルト１５１が交番する帯電電圧パターン、すなわち、周回方向である副走査方向に、プラスとマイナスが所定の幅で帯状に交互に帯電されたものとなる。このプラス、マイナス交互に帯電した搬送ベルト１５１上に用紙１４２が給送されると、用紙１４２が搬送ベルト１５１に吸着され、搬送ベルト１５１の周回移動によって用紙１４２が副走査方向に搬送される。

そこで、キャリッジ１１３を移動させながら画像信号に応じて記録ヘッド１１４を駆動することにより、停止している用紙１４２にインク滴を吐出して１行分を記録し、用紙１４２を所定量搬送後、次の行の記録を行う。記録終了信号又は用紙１４２の後端が記録領域に到達した信号を受けることにより、記録動作を終了して、用紙１４２を排紙トレイ１６３に排紙する。

また、印字（記録）待機中などにはキャリッジ１１３は維持回復機構１８１側に移動されて、吸引キャップ部材１８２で記録ヘッド１１４の吐出面（ノズル面）がキャッピングされて、ここでは図示しない吸引ポンプによってノズルから記録液を吸引し（「ノズル吸引」又は「ヘッド吸引」という。）し、増粘した記録液や気泡を排出する回復動作を行う。また、記録開始前、記録途中などに記録と関係しないインクを吐出する空吐出動作を行う。これによって、記録ヘッド１１４の安定した吐出性能を維持する。また、前述したように、キャップ部材３ｋ、３ｃ、３ｍ、３ｙで記録ヘッド１１４のノズル面をキャッピングして保湿液槽６内に保湿液を充填して、記録ヘッド１１４のノズル面の保湿液中に浸漬して保湿を行う。

このようにこの画像形成装置では本発明に係る液体吐出装置における維持回復装置を備えているので、記録ヘッドの状態を良好に維持することができて、安定した高画質画像を記録することができる。
なお、本発明に係る液体吐出装置は、例えば、プリンタ／ファックス／コピアの単機能機やこれらの複合機などの画像形成装置に適用することができる。また、インク以外の液体である記録液や定着処理液などを用いる画像形成装置、その他の液滴を吐出する装置にも適用することができる。

本発明の第１実施形態に係る液体吐出装置の維持回復装置に係る部分の要部説明図である。本発明の第２実施形態に係る液体吐出装置の維持回復装置に係る部分の要部説明図である。同実施形態における保湿液量調整制御の説明に供するフロー図である。本発明の第３実施形態に係る液体吐出装置の維持回復装置に係る部分の要部説明図である。本発明の第４実施形態に係る液体吐出装置の維持回復装置に係る部分の要部説明図である。本発明の第５実施形態に係る液体吐出装置の維持回復装置に係る部分の要部説明図である。本発明の第６実施形態に係る液体吐出装置の維持回復装置に係る部分の要部説明図である。同実施形態におけるスクリュー手段の間歇駆動制御の説明に供するフロー図である。本発明の第７実施形態に係る液体吐出装置の維持回復装置に係る部分の要部説明図である。本発明の第８実施形態に係る液体吐出装置の維持回復装置に係る部分の要部説明図である。同実施形態における保湿液充填動作の説明に供するフロー図である。本発明の第９実施形態に係る液体吐出装置における保湿液充填動作の説明に供するフロー図である。本発明の第１０実施形態に係る液体吐出装置の維持回復装置に係る部分の要部説明図である。本発明の第１１実施形態に係る液体吐出装置の維持回復装置に係る部分の要部説明図である。同実施形態における保湿液温度制御の説明に供するフロー図である。本発明の第１２実施形態に係る液体吐出装置を含む画像形成装置の維持回復装置に係る部分の要部説明図である。本発明の第１３実施形態に係る液体吐出装置を含む画像形成装置の維持回復装置に係る部分の要部説明図である。本発明の各実施形態におけるキャップ部材の上下動と保湿液槽に対する保湿液の供給動作の説明に供するキャップ部材が待機位置にあるときの説明図である。図１８の状態から保湿液槽を上昇させた状態の説明図である。図１９の状態からキャップ部材を上昇させた状態の説明図である。図２０の状態から保湿液槽に保湿液を供給した状態の説明図である。本発明に係る液体吐出装置を備える画像形成装置の機構部を示す概略構成図である。同装置の要部平面説明図である。ノズル面の拭き残しによるキャッピング不良の説明に供する説明図である。

符号の説明

１…液体吐出ヘッド
１ａ…ノズル面
２…ヘッドタンク
３…キャップ部材
３ａ…貫通穴
４…液体（インク）
５…保湿液
６、６Ａ、６Ｂ…保湿液槽
６ｃ、６ｍ、６ｙ…液槽
７…空気層
１１…保湿液タンク
１２…供給チューブ
１３…排出チューブ
１４…ポンプ
１７…保湿液供給手段
２０…逃がし溝
２３…カム
２５…スクリュー手段
２６…フィルタ手段
３１…吸引ポンプ
３３…液体カートリッジ
３６、３７…調温装置
４１、４１Ａ、４１Ｂ…キャリッジ

Claims

液体を吐出する液体吐出ヘッドと、
この液体吐出ヘッドの液滴を吐出する吐出面をキャッピングするキャップ部材と、
少なくとも前記キャップ部材と吐出面との当接面より上側からキャップ前記部材の下部までの領域が浸漬可能な保湿液を保持する手段とを備え、
前記キャップ部材の下部には前記保湿液に浸漬されたときに前記保湿液に臨んで開口する貫通穴が設けられていることを特徴とする液体吐出装置。
請求項１に記載の液体吐出装置において、前記保湿液を保持する手段の前記保湿液の液量を監視する監視手段と、この監視手段の監視結果に基づいて前記保湿液の供給量を調整する手段とを備えていることを特徴とする液体吐出装置。
請求項１に記載の液滴吐出装置．
請求項１又は２に記載の液体吐出装置において、前記保湿液を保持する手段には、限界水位を超えたときに保湿液を排出するための逃げ路が設けられていることを特徴とする液体吐出装置。
請求項１ないし３のいずれかに記載の液体吐出装置において、前記保湿液を保持する手段には、前記保湿液の流入口及び流出口が設けられ、前記流入口よりも前記流出口の開口面積が大きいことを特徴とする液体吐出装置。
請求項１ないし３のいずれかに記載の液体吐出装置において、前記保湿液を保持する手段が昇降可能に設けられていることを特徴とする液体吐出装置。
請求項１ないし５のいずれかに記載の液体吐出装置において、前記保湿液を循環させる手段を備えていることを特徴とする液体吐出装置。
請求項６に記載の液体吐出装置において、前記保湿液を循環させる手段は間歇的に作動されることを特徴とする液体吐出装置。
請求項６又は７に記載の液体吐出装置において、前記保湿液の循環経路中にはフィルタ部材が設けられていることを特徴とする液体吐出装置。
請求項１ないし８のいずれかに記載の液体吐出装置において、前記キャップ部材で前記液体吐出ヘッドの吐出面をキャッピングする前に、前記液体吐出ヘッドに連通する負圧発生手段を備えたヘッドタンクの圧力を０ｋＰａ〜微小負圧にすることを特徴とする液体吐出装置。
請求項１ないし９のいずれかに記載の液体吐出装置において、周囲環境の変動を検出する手段と、前記検出結果に基づいて前記キャップ部材の内部を大気開放する手段を備えていることを特徴とする液体吐出装置。
請求項１ないし１０のいずれかに記載の液体吐出装置において、前記保湿液を保持する手段で保持されている保湿液の温度を変化させる手段を備えていることを特徴とする液体吐出装置。
請求項１１に記載の液体吐出装置において、前記保湿液の温度を変化させる手段は、前記キャップ部材内に設けられた温度検出手段の検出結果に基づいて前記保湿液の温度を変化させることを特徴とする液体吐出装置。
請求項１ないし１２のいずれかに記載の液体吐出装置において、複数の液体吐出ヘッドが独立した複数のキャリッジに搭載され、前記保湿液を保持する手段がキャリッジ毎に独立していることを特徴とする液体吐出装置。
請求項１ないし１２のいずれかに記載の液体吐出装置において、複数の液体吐出ヘッドが共通のキャリッジに搭載され、前記保湿液を保持する手段が液体吐出ヘッド毎に独立していることを特徴とする液体吐出装置。