JP2009208372A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】吸引及び保湿を兼用するキャップ部材を使用する場合に吸引不良が発生し、あるいは、ノズル面に過度な負荷がかかってノズル面の耐久性が低下する。
【解決手段】記録ヘッド３４と、記録ヘッド３４のノズル面３４をキャッピングする吸引及び保湿用キャップ８２ａ及び記録ヘッド３４のノズルからインクを吸引する吸引ポンプ２２０を有する維持回復機構８１とを備え、維持回復機構８１は、インクを吸引を行うときには、キャップ８２ａでノズル面３４ｎをキャッピングして保湿状態を維持する保湿時よりも、保湿時の押付け圧Ｐｂよりも大きな押付け圧Ｐｃでキャップ８２ａをノズル面３４ｎに押付ける。
【選択図】図９

Description

本発明は画像形成装置に関し、特に液滴を吐出する記録ヘッド及びその維持回復機構を備える画像形成装置に関する。

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。

なお、本願において、「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インクを着弾させ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る。また、「用紙」とは、材質を紙に限定するものではなく、上述したＯＨＰシート、布なども含み、インク滴が付着されるものの意味であり、被記録媒体、記録媒体、記録紙、記録用紙などと称されるものを含むものの総称として用いる。

このようなインクジェット記録方式の画像形成装置においては、インク滴を吐出する記録ヘッドの性能を維持回復する維持回復機構が備えられる。このヘッドの維持回復機構（装置）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（ワイパ部材）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。

特開２００５−１４４９１１号公報 特開２０００−２５４６６４号公報 特許第２５２５３８２号公報

上述したように、維持回復装置の機能の１つであるインク吸引は、まず凹空間を持つキャップ部材の弾性部材で形成されたでニップ部をヘッド吐出面（ノズル面）に押し付けて閉空間を形成し、キャップ部材に接続された吸引手段（負圧発生手段）によってキャップ部材内を負圧にすることによって、ノズルからインクを吸引排出する。

しかしながら、キャップ部材とノズル面とで形成される閉空間内を負圧にしたとき、ノズル面とキャップ部材のニップ部との密着度不良により、密着が弱い箇所があると、その箇所で空気のリークが発生し、キャップ内の負圧を高くすることができず、ノズルからインクの吸引排出ができないという吸引不良が生じる。このように、吸引不良が発生すると、ノズル内の増粘インク及び気泡が排出されずに吐出不良が発生することになる。

これはニップ部とノズル面の密着性が安定する前に吸引動作が行なわれるため、密着性の弱い部分（ニップ周の平面度が出ていない部分、ニップ部周囲で局所的に凹になっている箇所など）でリークが発生するためである。

この場合、キャップ部材をノズル面に押し付け直後に密着性を安定させる方法として、ノズル面に対するキャップ部材の押し付け圧を高くして、弾性部材で形成されたニップ部の平面度の不均一を吸収することにより密着性を安定させることが考えられる。

しかしながら、吸引専用のキャップを用いれば可能であるが、キャップ部材の数を削減し、装置の小型化を図るためには、吸引専用キャップを設けないで、吸引と記録ヘッドのノズル面を保湿状態に維持するだけの保湿キャップとしての機能も兼ね備えることが好ましい。

このように、吸引と保湿を兼ねるキャップ部材を用いた場合には、吸引時のキャップ部材の押付け圧を高くすると、保湿時も同様にキャップ部材の押し付け圧が高くなって、記録ヘッドのノズル面に過度な負荷を加えることとなり、例えばノズル面に一般的に施される撥水処理膜などの表面処理の耐久性が劣化してしまうという課題が生じることになる。

本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、吸引及び保湿を兼用するキャップ部材を使用する場合の吸引不良の発生を低減し、かつ、ノズル面への過度な負荷を抑えノズル面（表面処理）の耐久性を低下させないようにすることを目的とする。

上記の課題を解決するため、本発明に係る画像形成装置は、
液滴を吐出するノズルを有する記録ヘッドと、
この記録ヘッドのノズル面をキャッピングするキャップ部材及び前記記録ヘッドのノズルからインクを吸引する吸引手段を有する維持回復機構と、を備え、
前記維持回復機構は、前記キャップ部材で前記記録ヘッドのノズル面をキャッピングして前記吸引手段を駆動して前記ノズルからインクを吸引する吸引時には、前記キャップ部材で前記記録ヘッドのノズル面をキャッピングして保湿状態を維持する保湿時よりも、大きな押付け圧で前記キャップ部材を前記ノズル面に押付ける
構成とした。

ここで、前記吸引時の押付け圧として複数の押付け圧を設定可能である構成とできる。この場合、前記吸引時のインク吸引量を検出し、検出したインク吸引量が設定値未満であるときには前記押付け圧を切替える構成とできる。

この場合、前記記録ヘッドにインクを供給するインク収容手段を備え、このインク収容手段には収容されたインク量に応じて変位する変位部材を有し、この変位部材の変位量を検出して前記インク吸引量が設定値未満であるか否かを検出する構成とできる。あるいは、前記記録ヘッドにインクを供給するインク収容手段を備え、このインク収容手段には収容されたインクの液面高さを検出する手段を有し、前記インクの液面高さを検出して前記インク吸引量が設定値未満であるか否かを検出する構成とできる。

また、前記維持回復機構は前記キャップ部材を昇降させる複数の上死点を有するカム部材を備えている構成とできる。

本発明に係る画像形成装置によれば、キャップ部材で記録ヘッドのノズル面をキャッピングして吸引手段を駆動してノズルからインクを吸引する吸引時には、キャップ部材で記録ヘッドのノズル面をキャッピングして保湿状態を維持する保湿時よりも、大きな押付け圧でキャップ部材をノズル面に押付けるので、吸引及び保湿を兼用するキャップ部材を使用する場合の吸引不良の発生を低減し、かつ、ノズル面への過度な負荷を抑えノズル面（表面処理）の耐久性を低下させないようにすることができる。

以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して説明する。まず、本発明に係る画像形成装置の一例について図１及び図２を参照して説明する。なお、図１は同画像形成装置の全体構成を説明する側面説明図、図２は同装置の要部平面説明図である。
この画像形成装置はシリアル型インクジェット記録装置であり、装置本体１の左右の側板２１Ａ、２１Ｂに横架したガイド部材である主従のガイドロッド３１、３２でキャリッジ３３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図２で矢示方向（キャリッジ主走査方向）に移動走査する。

このキャリッジ３３には、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｋ）の各色のインク滴を吐出するための液体吐出ヘッドからなる記録ヘッド３４ａ、３４ｂ（区別しないときは「記録ヘッド３４」という。）を複数のノズルからなるノズル列を主走査方向と直交する副走査方向に配列し、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３４は、それぞれ２つのノズル列を有し、記録ヘッド３４ａの一方のノズル列はブラック（Ｋ）の液滴を、他方のノズル列はシアン（Ｃ）の液滴を、記録ヘッド３４ｂの一方のノズル列はマゼンタ（Ｍ）の液滴を、他方のノズル列はイエロー（Ｙ）の液滴を、それぞれ吐出する。

また、キャリッジ３３には、記録ヘッド３４のノズル列に対応して各色のインクを供給するためのサブタンク３５ａ、３５ｂ（区別しないときは「サブタンク３５」という。）を搭載している。このサブタンク３５には、カートリッジ装填部４に着脱自在に装着される各色のインクカートリッジ１０ｙ、１０ｍ、１０ｃ、１０ｋから、供給ポンプユニット５によって各色の供給チューブ３６を介して、各色のインクが補充供給される。

一方、給紙トレイ２の用紙積載部（圧板）４１上に積載した用紙４２を給紙するための給紙部として、用紙積載部４１から用紙４２を１枚ずつ分離給送する半月コロ（給紙コロ）４３及び給紙コロ４３に対向し、摩擦係数の大きな材質からなる分離パッド４４を備え、この分離パッド４４は給紙コロ４３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４２を記録ヘッド３４の下方側に送り込むために、用紙４２を案内するガイド部材４５と、カウンタローラ４６と、搬送ガイド部材４７と、先端加圧コロ４９を有する押さえ部材４８とを備えるとともに、給送された用紙４２を静電吸着して記録ヘッド３４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５１を備えている。

この搬送ベルト５１は、無端状ベルトであり、搬送ローラ５２とテンションローラ５３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５１の表面を帯電させるための帯電手段である帯電ローラ５６を備えている。この帯電ローラ５６は、搬送ベルト５１の表層に接触し、搬送ベルト５１の回動に従動して回転するように配置されている。この搬送ベルト５１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５２が回転駆動されることによって図２のベルト搬送方向に周回移動する。

さらに、記録ヘッド３４で記録された用紙４２を排紙するための排紙部として、搬送ベルト５１から用紙４２を分離するための分離爪６１と、排紙ローラ６２及び排紙コロである拍車６３とを備え、排紙ローラ６２の下方に排紙トレイ３を備えている。

また、装置本体１の背面部には両面ユニット７１が着脱自在に装着されている。この両面ユニット７１は搬送ベルト５１の逆方向回転で戻される用紙４２を取り込んで反転させて再度カウンタローラ４６と搬送ベルト５１との間に給紙する。また、この両面ユニット７１の上面は手差しトレイ７２としている。

さらに、図２に示すように、キャリッジ３３の走査方向一方側の非印字領域には、記録ヘッド３４のノズルの状態を維持し、回復するための維持回復機構８１を配置している。この維持回復機構８１には、記録ヘッド３４の各ノズル面をキャピングするための各キャップ部材（以下「キャップ」という。）８２ａ、８２ｂ（区別しないときは「キャップ８２」という。）と、ノズル面をワイピングするためのワイパ部材（ワイパブレード）８３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８４と、キャリッジ３３をロックするキャリッジロック８７などとを備えている。また、このヘッドの維持回復機構８１の下方側には維持回復動作によって生じる廃液を収容するための廃液タンク１００が装置本体に対して交換可能に装着される。

また、図２に示すように、キャリッジ３３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８８を配置し、この空吐出受け８８には記録ヘッド３４のノズル列方向に沿った開口部８９などを備えている。

このように構成したこの画像形成装置においては、給紙トレイ２から用紙４２が１枚ずつ分離給紙され、略鉛直上方に給紙された用紙４２はガイド４５で案内され、搬送ベルト５１とカウンタローラ４６との間に挟まれて搬送され、更に先端を搬送ガイド３７で案内されて先端加圧コロ４９で搬送ベルト５１に押し付けられ、略９０°搬送方向を転換される。

このとき、帯電ローラ５６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５１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５１上に用紙４２が給送されると、用紙４２が搬送ベルト５１に吸着され、搬送ベルト５１の周回移動によって用紙４２が副走査方向に搬送される。

そこで、キャリッジ３３を移動させながら画像信号に応じて記録ヘッド３４を駆動することにより、停止している用紙４２にインク滴を吐出して１行分を記録し、用紙４２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４２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４２を排紙トレイ３に排紙する。

そして、記録ヘッド３４のノズルの維持回復を行うときには、キャリッジ３３をホーム位置である維持回復機構８１に対向する位置に移動して、キャップ部材８２によるキャッピングを行ってノズルからの吸引を行うノズル吸引、画像形成に寄与しない液滴を吐出する空吐出などの維持回復動作を行うことにより、安定した液滴吐出による画像形成を行うことができる。

次に、サブタンク３５の一例について図３及び図４を参照して説明する。なお、図３は同サブタンクの１つのヘッド分の模式的上面説明図、図４は同サブタンクの１つのヘッド分の模式的正面説明図である。
サブタンク３５は、インクを保持するための一側部が開口したタンクケース２０１を有し、このタンクケース２０１の開口部は可撓性フィルム２０３で密閉し、タンクケース２０１内に配置した弾性部材としてバネ２０４によってフィルム２０３を常時外方へ付勢している。これにより、タンクケース２０１のフィルム２０３がバネ２０４によって外方への付勢力が作用しているので、タンクケース２０１内のインク残量が減少することによって負圧が発生する。

また、タンクケース２０１の外側には、一端部を揺動可能に支持されたフィラからなる変位部材２０５がフィルム２０３に接着などで固定され、フィルム２０３の動きに連動して変位部材２０５が変位するので、装置本体側に配置された光学センサ３０１によって変位部材２０５の変位量を検知することによりサブタンク３５内のインク残量などを検知することができる。

また、タンクケース２０１の上部には、インクカートリッジ１０からインクを供給するための供給口２０９があり、インク供給チューブ３６に接続されている。また、タンクケース２０１の側部には、サブタンク３５内を大気に開放する大気開放機構２０７が設けられている。この大気開放機構２０７は、サブタンク３５内に連通する大気開放路２０７ａを開閉する弁体２０７ｂ及びこの弁体２０７ｂを閉弁状態に付勢するスプリング２０７ｃなどを備え、装置本体側の大気開放ソレノイド３０２によって弁体２０７ｂを押すことで開弁されて、サブタンク３５内に大気開放状態（大気に連通した状態）になる。

また、変位部材２０５の検知が行えない場合などにインク液面高さを検出するための電極ピン２０８ａと２０８ｂが取り付けられている。インクは電導性を持っており、電極ピン２０８ａと２０８ｂの所までインクが到達すると、電極ピン２０８ａと２０８ｂ間に電流が流れて両者の抵抗値が変化するため、インク液面高さが所定高さ以下になったことを検出することができる。

次に、この画像形成装置における維持回復機構８１について図５を参照して説明する。なお、図５は同維持回復機構の模式的概略構成図である。
この維持回復機構８１は、維持装置フレーム２１１に、キャップホルダ２１２に保持されたキャップ８２ａ、８２ｂと、弾性体を含むワイパ部材８３と、ワイパクリーナ８６とがそれぞれ昇降可能（上下動可能）に保持されている。

そして、ワイパ部材８３と吸引用となるキャップ８２ａとの間には筒状の空吐出受け８４が配置され、この空吐出受け８４のワイパ部材８３側上端部はワイパ部材８３に付着したインクを掻き落とすワイパクリーナ部８５が形成されている。ワイパ部材８３のクリーニングを行うときにはワイパクリーナ８６でワイパ部材８３をワイパクリーナ部８５に押し付けた状態でワイパ部材８３を下降させることにより、ワイパ部材８３に付着したインクを空吐出受け８４側に掻き落す。

また、印字領域に最も近い側のキャップ８２ａには可撓性チューブ２１９を介して吸引手段であるチュービングポンプ（吸引ポンプ）２２０を接続し、キャップ８２ａのみを吸引（回復）及び保湿用キャップ（以下単に「吸引用キャップ」という。）とし、キャップ８２ｂは単なる保湿用キャップとしている。したがって、記録ヘッド３４の回復動作を行うときには、回復動作を行う記録ヘッド３４を吸引用キャップ８２ａによってキャッピング可能な位置に選択的に移動させる。

また、これらのキャップ８２ａ、８２ｂ、ワイパ部材８３などの下方にはフレーム２１１に回転自在に支持したカム軸２２１を配置し、このカム軸２２１には、キャップホルダ２１２を昇降させるためのキャップカム２２２と、ワイパ部材８３を昇降させるためのワイパカム２２４、空吐出受け８４内で空吐出される液滴がかかる回転体としてのコロ２２６と、ワイパクリーナ８６を揺動させるためのクリーナカム２２８と、キャリッジロック８７を昇降させるためのキャリッジロックカム２２９をそれぞれ設けている。

そして、吸引ポンプ２２０及びカム軸２２１を回転駆動するために、モータ２３１の回転をモータ軸２３１ａに設けたモータギヤ２３２に、吸引ポンプ２２０のポンプ軸２２０ａに設けたポンプギヤ２３３を噛み合わせ、更にこのポンプギヤ２３３と一体の中間ギヤ２３４に中間ギヤ２３５を介して一方向クラッチ２３７付きの中間ギヤ２３６を噛み合わせ、この中間ギヤ２３６と同軸の中間ギヤ２３８に中間ギヤ２３９を介してカム軸２２１に固定したカムギヤ２４０を噛み合わせている。なお、クラッチ２３７付きの中間ギヤ２３６、２３８の回転軸である中間軸２４１はフレーム２１１にて回転可能に保持している。

この維持回復機構８１においては、記録ヘッド３４のノズルを形成した面（ノズル面）に付着したインクや不純物を取り除くときには、モータ２３１を駆動して、ワイパカム２２４を介してワイパブレード８３を上昇させる。この状態で、キャリッジ３３を主走査方向に移動させることにより、ワイパブレード８３によって記録ヘッド３４のノズル面をワイピングして、不純物などを払拭する。

また、記録ヘッド３４のノズルを外気に露呈した状態のまま放置すると、内部のインクが乾燥して増粘、固着し、インク吐出性能が低下してしまうことから、これを防ぐために、記録ヘッド３４のノズル面をキャップ８２で覆うときには、モータ２３１を回転させ、キャップカム２１３を介してキャップ８２を上昇させ、記録ヘッド３４のノズル面をキャッピングする。

次に、この維持回復機構８１におけるキャップ８２ａの保持機構及び昇降機構（上下動機構）の詳細について図６及び図７を参照して説明する。なお、図６はキャップ保持昇降機構部の側面説明図、図７は同じくキャップ保持機構の側面説明図である。
キャップ８２は、キャップ保持部材であるキャップホルダ２１２に昇降可能（上下動可能）に保持され、キャップ８２とキャップホルダ２１２との間には、キャップホルダ２１２に対してキャップ８２を上方に付勢するスプリング４０１が介装されている。

キャップホルダ２１２は、スライダ４０２に前後方向（記録ヘッド３４のノズルの並び方向）に移動可能に保持され、このスライダ４０２が前後端に設けたガイドピン４０４、４０５をフレーム２１１に形成したガイド溝４０６に摺動可能に嵌め合わせることで、スライダ４０２に連結されるキャップカム２２２によって、スライダ４０２、キャップホルダ４１２及びキャップ８２全体が上下動できる構成としている。

キャップ８２の長手方向両端部にはガイドピン４１０、４１１が設けられ、キャップホルダ２１２にはガイドピン４１０、４１１が係合する係合穴４１２、４１３（凹部；溝を含む、であってもよい。）が設けられている。

また、キャップ８２の底面にはガイド軸４１５が設けられ、キャップホルダ３１２のフランジ部３１２ａに上下動可能に挿通され、キャップ８２はキャップホルダ２１２に対して上下動可能に装着保持されている。キャップ８２とキャップホルダ２１２との間に介装したスプリング２０１はキャップ８２を上方向（キャッピング時にノズル面側に押圧する方向）に付勢している。

吸引用キャップ８２は、記録ヘッド３４の液滴を吐出するノズルを形成したノズル面３４ｎに当接するニップ部４２１ａを形成する弾性部材からなる当接部材４２１と、この当接部材４２１を保持し、ノズルから吐出又は吸引されたインクを受ける凹部４２２を形成する凹部形成部材４２３とを有し、当接部材４２１と凹部形成部材４２３は一体成形で形成している。

当接部材４２１は、例えば、ブチルゴム、シリコンゴム、フッ素ゴム、ＥＰＤＭ、スチレン系エラストマーなどの弾性体で形成している。また、凹部形成部材４２３は、撥水剤、例えばフッ素系撥水剤を含有するＨＤＰＥ、ＰＰ，ＰＴＦＥなどの樹脂部材で形成している。また、凹部形成部材２２３内には図示しないが、吸水性を備えた例えばＰＶＡなどの多孔質材からなる吸収体が配置されている。

さらに、吸引用キャップ８２ａには凹部形成部材４２３には凹部４２２に連通する吸引孔を形成し、スライダ４０２及びキャップホルダ２１２を挿通して、キャップ８２ａの短手方向に対してキャップ中央位置、長手方向で中央位置からずれた位置に下方からチューブ２１９を這い回して接続している。

また、キャップ８２を昇降させるために、キャップホルダ２１２を保持するスライダ４０２にキャップカム２２２に係合するカムピン４４４が設けられ、キャップカム２２２が回転することによってスライダ４０２が昇降されてキャップ８２が昇降される。本実施形態では、このキャップカム２２２のカム形状を選択することで、吸引用キャップ８２ａの記録ヘッド３４のノズル面３４ｎに対する押付け圧を吸引時と保湿時とで異ならせ、かつ、吸引時の押付け圧として複数段階を選択可能としている。

そこで、キャップカム２２２の一例について図８を参照して説明する。
スライダ４０２の下面に設けたカムピン４４４はキャップカム２２２のカム溝４２２に嵌め合わせて、モータ２３１の回転が伝達されるカム軸２２１の回転に同動するキャップカム２２２の回転によってスライダ４０２、ホルダ２１２及びキャップ８２が上下動するようにしている。

ここで、カム２２２のカム溝４２２は、３つのカム領域４２２Ａ、４２２Ｂ、４２２Ｃを有し、各カム領域４２２Ａ、４２２Ｂ、４２２Ｃのカム軸中心からの距離（半径）をそれぞれ距離Ｒａ、Ｒｂ、Ｒｃとしたとき、距離Ｒａ＜Ｒｂ＜Ｒｃの関係になるように形成している。

したがって、スライダ４０２下面のカムピン４４４がカム領域４２２Ａに位置するときには、カム軸中心からの距離（半径）Ｒａが最も小さいため、キャップ８２ａの位置は低く、図９（ａ）に示すように、キャップ８２ａが記録ヘッド３４のノズル面３４ｎに当接していないデキャップ状態になる。

また、カムピン４４４がカム領域４２２Ｂの位置するときには、カム軸回転中心からの距離Ｒｂは、Ｒｂ＞Ｒａの関係にあり、かつＲｂ＜Ｒｃの関係にあるので、図９（ｂ）に示すように、キャップ８２ａが記録ヘッド３４のノズル面３４ｎに当接し（キャッピングし）た状態になり、このときキャップ８２ａはノズル面３４ｎに押付け圧Ｐｂで押付けられる。

また、カムピン４４４がカム領域４２２Ｃの位置するときには、カム軸回転中心からの距離ＲＣは、Ｒｃ＞Ｒａ、Ｒｃ＞Ｒｂの関係にあるので、図９（ｃ）に示すように、キャップ８２ａが記録ヘッド３４のノズル面３４ｎに当接し（キャッピングし）た状態になり、このときキャップ８２ａはノズル面３４ｎに対して押付け圧Ｐｂよりも大きな押付け圧Ｐｃで押付けられる。

次に、この画像形成装置の制御部の概要について図１０を参照して説明する。なお、同図は同制御部の全体ブロック説明図である。
この制御部５００は、この装置全体の制御を司る本発明に係る制御を行う手段を兼ねるＣＰＵ５１１と、ＣＰＵ５１１が実行するプログラム、その他の固定データを格納するＲＯＭ５０２と、画像データ等を一時格納するＲＡＭ５０３と、装置の電源が遮断されている間もデータを保持するための書き換え可能な不揮発性メモリ５０４と、画像データに対する各種信号処理、並び替え等を行う画像処理やその他装置全体を制御するための入出力信号を処理するＡＳＩＣ５０５とを備えている。

また、記録ヘッド３４を駆動制御するためのデータ転送手段、駆動信号発生手段を含む印刷制御部５０８と、キャリッジ３３側に設けた記録ヘッド３４を駆動するためのヘッドドライバ（ドライバＩＣ）５０９と、キャリッジ３３を移動走査する主走査モータ５５４、搬送ベルト５１を周回移動させる副走査モータ５８１、維持回復機構８１の維持回復モータ２３１を駆動するためのモータ駆動部５１０と、帯電ローラ５６にＡＣバイアスを供給するＡＣバイアス供給部５１１、サブタンク３５の大気開放機構２０７を開閉する大気開放ソレノイド３０２を駆動するソレノイド駆動部５１２などを備えている。

また、この制御部５００には、この装置に必要な情報の入力及び表示を行うための操作パネル５１４が接続されている。

この制御部５００は、ホスト側とのデータ、信号の送受を行うためのＩ／Ｆ５０６を持っていて、パーソナルコンピュータ等の情報処理装置、イメージスキャナなどの画像読み取り装置、デジタルカメラなどの撮像装置などのホスト６００側から、ケーブル或いはネットワークを介してＩ／Ｆ５０６で受信する。

そして、制御部５００のＣＰＵ５０１は、Ｉ／Ｆ５０６に含まれる受信バッファ内の印刷データを読み出して解析し、ＡＳＩＣ５０５にて必要な画像処理、データの並び替え処理等を行い、この画像データを印刷制御部５０８からヘッドドライバ５０９に転送する。なお、画像出力するためのドットパターンデータの生成はホスト６００側のプリンタドライバ６０１で行っている。

印刷制御部５０８は、上述した画像データをシリアルデータで転送するとともに、この画像データの転送及び転送の確定などに必要な転送クロックやラッチ信号、制御信号などをヘッドドライバ５０９に出力する以外にも、ＲＯＭに格納されている駆動パルスのパターンデータをＤ／Ａ変換するＤ／Ａ変換器及び電圧増幅器、電流増幅器等で構成される駆動信号生成部を含み、１の駆動パルス或いは複数の駆動パルスで構成される駆動信号をヘッドドライバ５０９に対して出力する。

ヘッドドライバ５０９は、シリアルに入力される記録ヘッド３４の１行分に相当する画像データに基づいて印刷制御部５０８から与えられる駆動信号を構成する駆動パルスを選択的に記録ヘッド７の液滴を吐出させるエネルギーを発生する駆動素子（例えば圧電素子）に対して印加することで記録ヘッド７を駆動する。このとき、駆動信号を構成する駆動パルスを選択することによって、例えば、大滴、中滴、小滴など、大きさの異なるドットを打ち分けることができる。

Ｉ／Ｏ部５１３は、装置に装着されている各種のセンサ群５１５からの情報を取得し、プリンタの制御に必要な情報を抽出し、印刷制御部５０８やモータ制御部５１０、ＡＣバイアス供給部５１１の制御に使用する。センサ群５１５は、用紙の位置を検出するための光学センサや、機内の温度を監視するためのサーミスタ、帯電ベルトの電圧を監視するセンサ、カバーの開閉を検出するためのインターロックスイッチなどがあり、Ｉ／Ｏ部５１３は様々のセンサ情報を処理することができる。また、Ｉ／Ｏ部５１３に入力されるセンサ群５１５には、前述したサブタンク３５の変位部材２０５を検知する光学センサ２０６、検知電極ピン２０８ａ、２０８ｂなどの信号も入力される。

この制御部５００は、前述したように、印字終了からの経過時間を計測する第１計測手段と、維持回復機構８１による維持回復動作終了からの経過時間を計測する第２計測手段と、第１計測手段及び第２計測手段で計測した各経過時間に応じて維持回復機構８１による異なる維持回復動作を行わせる回復制御手段とを兼ねている。なお、装置電源遮断時でも、経過時間はバッテリバックアップあるいはＶＲＡＭなどの書換え可能な記憶手段（メモリ）に更新されながら格納される。

次に、本発明の第１実施形態について図１１のフロー図を参照して説明する。
先ず、ヘッド吸引を行うか否かを判別して、ヘッド吸引を行う場合には、カム２２２を回転させて吸引用キャップ８２ａを上昇させ、カム領域４２２ｃを上死点位置にして、押付け圧Ｐｃで記録ヘッド３４のノズル面３４ｎをキャッピングする。その後、吸引ポンプ２２０を駆動してヘッド吸引を行い、所要のワイピングや空吐出動作などの維持回復動作を行う。

また、ヘッド吸引を行った後あるいはヘッド吸引を行わない場合には、保湿か否かを判別して、記録ヘッド３４のノズル面３４ｎをキャップ８２でキャッピングして保湿状態に保持するときには、キャップ８２を押付け圧Ｐｂ（Ｐｂ＜Ｐｃ）で押し付けてキャッピングする。

このように、吸引時のキャップ部材のノズル面に対する押付け圧を、保湿時のキャップ部材のノズル面に対する押付け圧より高くする（大きくする）ことにより、吸引時にはキャップ部材とノズル面の密着性を安定させ吸引不良の発生を防ぐことができ、保湿時にはキャップ部材の押付け圧を相対的に低くすることにより、ノズル面の表面処理部に対する負荷を低くし、耐久性能の劣化を防ぐことができる。

この場合、吸引時の押付け圧を複数段階に設定できるようすることもできる。例えば、キャップ部材８２ａのノズル面に対する押し付け圧が押付け圧Ｐｄ（Ｐｄ＞Ｐｃ＞Ｐｂ）となるキャッピング状態Ｄとすることができるようにする。なお、キャッピング状態Ｄは押付け圧Ｐｄが、Ｐｃ＞Ｐｄ＞Ｐｂの関係になる状態でもよい。

このように、吸引時のキャップ部材の押付け圧を複数段（上記した２段に限らず、３段以上とすることもできる。）持つことにより、より極め細かくキャップ部材の押付け圧を選択できるようになり、キャップとノズル面の密着不良により吸引不良が発生しない必要最小限の押付け圧を選択することにより、ノズル面（表面処理部）に過度な負荷をかけずに吸引動作を実施することができる。

次に、本発明の第２実施形態について図１２のフロー図を参照して説明する。
ここでは、吸引時のキャップ部材の押付け圧として、低い押付け圧で吸引を行っても所定のインク吸引量の吸引が行えない場合に高い押付け圧に変更するようにしている。

つまり、キャップ８２ａをノズル面３４ｎに向けて上昇させて、キャップ８２ａをノズル面３４ｎに対してキャッピング状態Ｂ（押付け圧Ｐｂ）で押し付けてキャッピングする。その後、吸引手段（吸引ポンプ２２０）を駆動し、ヘッド３４からインク吸引動作を開始する。一定時間吸引後、吸引動作を終了し、その吸引動作で排出されたインク量をインク吸引量検出手段により計測する。

そして、インク吸引量が予め定めた設定値（閾値）以上であるか否かを判別し、インク吸引量が閾値以上であれば、正常に吸引動作を行うことができたと判断して、キャップ８２ａを下降させて記録ヘッド３４のノズル面３４ｎから離間し、ヘッド吸引動作処理を終了する。

これに対して、インク吸引量が閾値未満であれば、正常に吸引動作を行うことができなかったと判断して、キャップ８２ａを更にノズル面３４ｎに向かって上昇させ、キャップ８２ａをノズル面３４ｎに対してキャッピング状態Ｃ（押付け圧Ｐｃ：Ｐｃ＞Ｐｂ）で押し付ける。つまり、キャップ８２ａの押付け圧を増加する。

この状態で、吸引手段（吸引ポンプ２２０）を駆動し、ヘッド３４からインク吸引動作を開始する。一定時間吸引後、吸引動作を終了し、その吸引動作で排出されたインク量をインク吸引量検出手段により計測する。

そして、インク吸引量が予め定めた設定値（閾値）以上であるか否かを判別し、インク吸引量が閾値以上であれば、正常に吸引動作を行うことができたと判断して、キャップ８２ａを下降させて記録ヘッド３４のノズル面３４ｎから離間し、ヘッド吸引動作処理を終了する。

これに対し、インク吸引量が閾値未満であった場合は、吸引動作が異常終了したことを表示し、キャップ８２ａをノズル面３４ｎから離間して、ヘッド吸引動作を終了する（吸引不良発生：この場合は異常終了とする。）。

このように、キャップ部材のニップ部とノズル面の密着性が悪化し、閾値未満のインク吸引量と判定した場合、それ以降のインク吸引動作時のキャップ押付け圧を吸引不良が発生した押付け圧よりも高い押付け圧に変更して、より密着性を高めて吸引動作を行うことで、確実にヘッドからのインク吸引不良を防ぐことができる。

次に、この実施形態におけるインク吸引量の検出（インク吸引量計測処理）を行う手段の第１例について図１３をも参照して説明する。
上述したサブタンク３５の変位部材２０５はフィルム状部材２０３がインク量に応じて変位することから、インク吸引動作により記録ヘッド３４からインクが所定量吸引されると、例えば、変位部材２０５は同図１３（ａ）に示すようにサブタンク３５のタンクケース２０１側に近づいた位置に変位するのに対し、インクが所定量吸引されなかったときには、変位部材２０５は同図１３（ｂ）に示すようにサブタンク３５のタンクケース２０１側から離れたままになる。

そこで、インク吸引動作を行った後、キャリッジ３３を移動させてサブタンク３５の変位部材２０５の位置を検出することで、インク吸引量が所定量以上であるか否かを判別（検出）することができる。例えば、所定量吸引が行われたときにはサブタンク３５の移動量が移動量Ｌ１になったときに変位部材２０５が光学センサ３０１で検知されるが、所定量吸引が行われなかったときにはサブタンク３５の移動量が移動量Ｌ２（Ｌ２＜Ｌ１）で変位部材２０５が光学センサ３０１で検知される。

次に、この実施形態におけるインク吸引量の検出（インク吸引量計測処理）を行う手段の第２例について図１４をも参照して説明する。
前述したように、サブタンク３５のケース２０１の上部にはサブタンク３５内の気体（空気）の量が所定量以上になったこと（又はインク残量が所定量以下になったこと）を検知するための２本の検知電極２０９、２０９が設けられ、検知電極２０９、２０９がいずれもインク２００に浸されている状態と少なくとも一方がインク２００に浸されていない状態とで検知電極２０９、２０９間の導通状態が変化することによって、インク液面高さ（気体の量又はインクの量）を検知することができる。

そこで、サブタンク３５内を検知電極ピン２０９、２０９いずれもインクに浸された状態にする。このとき検知電極ピン２０９、２０９のインク浸透深さを一定になるようにインクをサブタンク３５内に充填する。その後、キャップ８２ａをノズル面３４ｎに密着させ、吸引動作を実施する。その時、インク吸引量が所定量吸引されると、インク液面は電極ピン２０９、２０９以下となるようにインク浸透深さを設定しておく。

これにより、インク吸引動作を行った後、検知電極ピン２０９、２０９がインクを検知しているときにはインク吸引量が閾値未満であり、インク吸引が正常に行われなかったことを検出することができる。

なお、本発明に係る画像形成装置は、インクジェットプリンタ以外にも、ファクシミリ装置、複写装置、プリンタ／ファックス／コピア複合機などにも適用することができる。さらに、インク以外の液体（記録液）、例えばレジスト、医療分野におけるＤＮＡ試料などを吐出させる画像形成装置などにも適用することができる。

本発明に係る画像形成装置の機構部の全体構成を説明する側面概略構成図である。 同機構部の要部平面説明図である。 サブタンクの一例を示す模式的平面説明図である。 同じく図３の模式的正面説明図である。 同装置における維持回復機構の模式的概略構成図である。 同維持回復機構の吸引用キャップの保持機構及び昇降機構（上下動機構）の側面説明図である。 同じくキャップ保持機構の側面説明図であ 同じく昇降機構を構成するキャップカムの説明図である。 同じくキャップカムの各領域とキャッピング状態及び押付け圧の関係の説明に供する説明図である。 同装置の制御部を説明する概略ブロック説明図である。 本発明の第１実施形態の説明に供するフロー図である。 本発明の第２実施形態の説明に供するフロー図である。 同実施形態におけるインク吸引量計測をサブタンクの変位部材の変位量を検出して行う例の説明に供する説明図である。 同実施形態におけるインク吸引量計測をインク液面高さを検出して行う例の説明に供する説明図である。

符号の説明

３３…キャリッジ
３４、３４ａ、３４ｂ…記録ヘッド（液体吐出ヘッド）
３５…サブタンク
８１…維持回復機構
８２ａ…吸引及び保湿用キャップ
８２ｂ…保湿用キャップ
８３…ワイパ部材
８４…空吐出受け
２１２…キャップホルダ
２２２…キャップカム

Claims (6)

1. 液滴を吐出するノズルを有する記録ヘッドと、
   この記録ヘッドのノズル面をキャッピングするキャップ部材及び前記記録ヘッドのノズルからインクを吸引する吸引手段を有する維持回復機構と、を備え、
   前記維持回復機構は、前記キャップ部材で前記記録ヘッドのノズル面をキャッピングして前記吸引手段を駆動して前記ノズルからインクを吸引する吸引時には、前記キャップ部材で前記記録ヘッドのノズル面をキャッピングして保湿状態を維持する保湿時よりも、大きな押付け圧で前記キャップ部材を前記ノズル面に押付ける
   ことを特徴とする画像形成装置。
2. 請求項１に記載の画像形成装置において、前記吸引時の押付け圧として複数の押付け圧を設定可能であることを特徴とする画像形成装置。
3. 請求項２に記載の画像形成装置において、前記吸引時のインク吸引量を検出し、検出したインク吸引量が設定値未満であるときには前記押付け圧を切替えることを特徴とする画像形成装置。
4. 請求項３に記載の画像形成装置において、前記記録ヘッドにインクを供給するインク収容手段を備え、このインク収容手段には収容されたインク量に応じて変位する変位部材を有し、この変位部材の変位量を検出して前記インク吸引量が設定値未満であるか否かを検出することを特徴とする画像形成装置。
5. 請求項４に記載の画像形成装置において、前記記録ヘッドにインクを供給するインク収容手段を備え、このインク収容手段には収容されたインクの液面高さを検出する手段を有し、前記インクの液面高さを検出して前記インク吸引量が設定値未満であるか否かを検出することを特徴とする画像形成装置。
6. 請求項１ないし５のいずれかに記載の画像形成装置において、前記維持回復機構は前記キャップ部材を昇降させる複数の上死点を有するカム部材を備えていることを特徴とする画像形成装置。

Images