JP2016172373A - ヘッド維持回復装置、液体吐出装置、および画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】装置サイズを大きくすることなく、メンテナンス時の吸引において記録液の無駄を省く。【解決手段】液体吐出ヘッドのノズルから液体を吸引するヘッド維持回復装置において、液体吐出ヘッドのノズルが形成された吐出面のノズル列の一部または全部のノズルをキャッピングする吸引用キャップ８２ａ（メインキャップ）と、吸引用キャップ８２ａの内部に設けられ、吸引用キャップ８２ａがキャッピングするノズル数よりも少ないノズルをキャッピングするサブキャップ９２と、吸引用キャップ８２ａ内およびサブキャップ９２内を吸引する吸引手段と、を有し、サブキャップ９２は、吸引用キャップ８２ａの内部において、ノズル列方向に移動可能に設けられている。【選択図】図９

Description

本発明は、ヘッド維持回復装置、液体吐出装置、および画像形成装置に関する。

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、液体を吐出する液体吐出ヘッド（液滴吐出ヘッドともいう）で構成した記録ヘッド（以下、単にヘッドともいう）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。

液体吐出ヘッドから液滴を吐出する液体吐出装置や、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維持回復機構（ヘッド維持回復装置）が不可欠である。

このヘッド維持回復機構は、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、維持キャップともいう）を備えている。キャップは、ヘッドのノズル面を非印字時は保湿し、メンテナンス（クリーニング）動作の実行時には、インクを吸引する。例えば、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（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。

キャップ部材やヘッド維持回復機構として、例えば、特許文献１にはノズルから液滴を吐出する液体吐出ヘッドのノズル面をキャップした状態で吸引するための吸引用キャップを備え、この吸引用キャップはチューブを介して吸引手段を接続し、吸引用キャップの短手方向に対しキャップ中央位置下方からチューブを這い回して接続している装置が記載されている。

しかしながら、従来のキャップ部材やヘッド維持回復装置では、ヘッドのうちの一部（例えば、１つ）のノズルが詰まって印字ができない場合にであっても、すべてのノズルをキャッピングして、インクを吸引しており、ノズル詰りのないノズルについては、インクを無駄にしてしまっていた。

これに対し、特許文献２には、ノズル面の特定領域に当接して封止し、封止空間を負圧吸引して封止空間に臨むノズルから流体を排出させるキャップ部材を備え、キャップ部材は、ノズル列を所定方向に複数に分割した分割領域の一つを特定領域として、複数のノズルのうち、分割領域に位置するノズルを部分的に負圧吸引する部分吸引部と、部分吸引部により非吸引となるノズルに当接して閉塞する閉塞部とを有するとともに、部分吸引部を複数の分割領域のそれぞれの位置に対応させて複数設けた液体噴射装置が開示されている。

しかしながら、特許文献２に記載の液体噴射装置では、それぞれが部分吸引部と閉塞部を有するキャップ部材を複数有するため、ヘッド維持回復機構のサイズが大きくなってしまうという問題があった。ヘッド維持回復機構のサイズの大型化は、これを搭載する画像形成装置の大型化にもつながってしまう。

そこで本発明は、装置サイズを大きくすることなく、メンテナンス時の吸引において記録液の無駄を省くことができるヘッド維持回復装置を提供することを目的とする。

かかる目的を達成するため、本発明に係るヘッド維持回復装置は、液体を吐出する複数のノズルが並べて配置されているノズル列を有する液体吐出ヘッドのノズルから液体を吸引するヘッド維持回復装置において、前記液体吐出ヘッドのノズルが形成された吐出面の前記ノズル列の一部または全部のノズルをキャッピングする第１キャップ部材と、前記第１キャップ部材の内部に設けられ、前記第１キャップ部材がキャッピングするノズル数よりも少ないノズルをキャッピングする第２キャップ部材と、前記第１キャップ部材内および前記第２キャップ部材内を吸引する吸引手段と、を有し、前記第２キャップ部材は、前記第１キャップ部材の内部において、前記ノズル列方向に移動可能に設けられているものである。

本発明によれば、装置サイズを大きくすることなく、メンテナンス時の吸引において記録液の無駄を省くことができる。

画像形成装置の全体構成を説明する側面図である。 画像形成装置の要部平面図である。 維持回復機構の斜視説明図である。 維持回復機構の要部平面説明図である。 維持回復機構の模式的概略構成図である。 キャップの昇降機構の側面図である。 ワイパ部材の昇降機構の側面説明図である。 クリーニング処理の一例を示すフローチャートである。 本実施形態に係るヘッド維持回復装置が備えるサブキャップが設けられた吸引用キャップの斜視図（１）である。 吸引用キャップの長手方向の断面図である。 吸引用キャップの短手方向の断面図である。 吸引用キャップが記録ヘッドをキャッピングしている状態での長手方向の断面図である。 サブキャップをノズル列方向へ移動させる様子を説明する模式図である。 本実施形態に係るヘッド維持回復装置が備える複数のサブキャップが設けられた吸引用キャップの斜視図（２）である。 吸引用キャップの短手方向の断面図である。 吸引用キャップ、サブキャップ、および吸引手段の説明図である。 吸引用キャップ内およびサブキャップ内の吸引処理のフローチャートである。

以下、本発明に係る構成を図１から図１７に示す実施の形態に基づいて詳細に説明する。

（画像形成装置）
先ず、本発明に係る画像形成装置の一例について図１および図２を参照して説明する。図１は画像形成装置の全体構成を説明する側面図、図２は画像形成装置の要部平面図である。

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、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給紙コロ４３（半月コロ）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、カウンターローラ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、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、カウンターローラ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、回復するためのヘッド維持回復装置である維持回復機構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などを備えている。

また、後述する図３にも示すように、この維持回復機構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交換されない廃液タンク１００を、維持回復機構８１の側方側には交換可能な廃液タンク１０１を、それぞれ備えている。

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はガイド部材４５で案内され、搬送ベルト５１とカウンターローラ４６との間に挟まれて搬送され、更に先端を搬送ガイド部材４７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。

（ヘッド維持回復装置）
＜構成＞
次に、画像形成装置におけるヘッド維持回復装置である維持回復機構８１について図３〜図５を参照して説明する。図３は維持回復機構の斜視説明図、図４は維持回復機構の要部平面説明図、図５は維持回復機構の模式的概略構成図である。

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して除去するワイパクリーナ部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メインポンプ２２０（吸引ポンプともいう）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などの下方には維持装置フレーム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、メインポンプ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、メインポンプ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、一方向クラッチ２３７付きの中間ギヤ２３６，２３８の回転軸である中間軸２４１は維持装置フレーム２１１にて回転可能に保持している。

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を介してワイパ部材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、ワイパ部材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２２２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。

＜キャップ昇降機構＞
次に、キャップ８２の昇降機構について説明する。図６はキャップ８２の昇降機構の側面図である。

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３０１が介装されている。

キャップホルダ２１２は、スライダ３０２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３０２が前後端に設けたガイドピン３０４，３０５を維持装置フレーム２１１に形成したガイド溝３０６に摺動可能に嵌め合わせることで、スライダ３０２に連結されるキャップカム２２２によって、スライダ３０２、キャップホルダ２１２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３１０，３１１が設けられ、キャップホルダ２１２にはガイドピン３１０，３１１が係合する係合穴３１２，３１３（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３１５が設けられ、キャップホルダ２１２のフランジ部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３０１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。

さらに、吸引用キャップ８２ａにはスライダ３０２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可撓性チューブ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３０２にキャップカム２２２に係合するカムピン３２１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３０２が昇降されてキャップ８２が昇降される。

＜ワイパ部材昇降機構＞
次に、ワイパ部材８３の昇降機構（上下動機構）について説明する。図７はワイパ部材８３の昇降機構の側面説明図である。

ワイパ部材８３は、ワイパホルダ３４１に取り付けている。このワイパホルダ３４１の両端部にはガイドピン３４２，３４３を設けて、このガイドピン３４２，３４３をガイド部材３４５（これは維持装置フレーム２１１自体でも良い）に形成したガイド溝３４６に嵌め合わせて、ガイド溝３４６に沿って上下動可能に配置している。

そして、ガイド溝３４６の上端部にはガイドピン３４２の上動終端を規制する規制部材であるストッパ３４７を設けている。これにより、ワイパ部材８３の上昇位置が規制されることになる。

一方、ワイパホルダ３４１の２つの脚部３４１ａ間には可撓性を有する部材（以下、可撓性部材という）３４８取り付け、この可撓性部材３４８にワイパカム２２４のカム溝に移動自在に嵌合するカムピン３４９を設けた舌片３４８ａを形成している。

＜クリーニング処理＞
次に、維持回復機構８１によるヘッドメンテナンス動作（クリーニング処理ともいう）について説明する。図８は、クリーニング処理の一例を示すフローチャートである。

クリーニング処理では、先ず、画像形成装置の待機状態であるキャッピング状態からデキャップする（Ｓ１０１）。次いで、対象となる記録ヘッド３４をメンテナンス位置（吸引キャップ８２ａの位置）に移動するようキャリッジ３３が主走査方向に移動し（Ｓ１０２）、キャップ８２ａをキャッピングする（Ｓ１０３）。

次いで、ノズル内の異物や増粘インク、気泡等を取り除くため、維持回復機構８１のメインポンプ２２０が回転し、一定量にインクを吸引して（Ｓ１０４）、キャップ８２ａをデキャップする（Ｓ１０５）。

ここで、ヘッド吸引後はまだノズル面に不用なインクが付着しており、ノズルのメニスカスも適正ではないため、キャリッジ３３を主走査方向に移動させ、ワイパ部材８３でノズル面をワイピングし、インクを拭き取り、ノズルのメニスカスを形成する（Ｓ１０６）。

ワイピング終了間際には、維持回復機構８１のワイパカム２２４が回転し、ワイパ部材８３を下げる。また、上述のように、ワイパカム２２４に連動してワイパクリーナ８６がワイパ部材８３を加圧し、ワイパ部材８３に付着したインクも落とす。

次いで、記録ヘッド３４を印字領域側に退避させる（Ｓ１０７）。その後、ヘッド吸引で吸引した際のキャップ８２ａ内に残ったインクを再度、維持回復機構８１のメインポンプ２２０で吸い取る（Ｓ１０８）。

なお、キャップ内吸引（Ｓ１０８）の後、複数色のノズル列をもつ記録ヘッド３４の場合、ワイピングによって混色するため、記録ヘッド３４を駆動させキャップ内にインクを空吐出する（Ｓ１０９，Ｓ１１０）。

次いで、ヘッドを退避させた後（Ｓ１１１）、最後に空吐出したインクをキャップ内吸引で処理し（Ｓ１１２）、キャッピングする（Ｓ１１３）。以上がクリーニングの一連の動作となっている。

なお、クリーニング処理には、メンテナンス時に実行される場合に加え、印字中に出るミストや紙粉がノズルに入り込むことで印字中にノズルが抜けることを防ぐために、印字中にクリーニング処理を自動的に実行させる自動クリーニング処理がある。自動クリーニング処理は、例えば、メンテナンス後にノズルから吐出されたインク消費量をカウンタで加算しておき、一定の閾値を超えた場合や印刷枚数の累計が一定の閾値を超えた場合などに実行される。

＜メインキャップおよびサブキャップ＞
上述のように、従来のキャップ部材やヘッド維持回復装置では、ヘッドのうちの一部（例えば、１つ）のノズルが詰まって印字ができない場合にであっても、すべてのノズルをキャッピングして、インクを吸引しており、ノズル詰りのないノズルについては、インクを無駄にしてしまっていた。

また、それぞれが部分吸引部と閉塞部を有するキャップ部材を複数有する構成（特許文献２参照）では、維持回復機構のサイズが大きくなってしまう。例えば、１つのヘッドに対し、３つのキャップ部材を必要とするため、ヘッドの３倍の領域が必要となってしまう。維持回復機構のサイズが大きくなってしまうと、画像形成装置の大型化にもつながってしまうという問題があった。

そこで、本実施形態に係るヘッド維持回復装置は、液体（記録液、インク）を吐出する複数のノズルが並べて配置されているノズル列を有する液体吐出ヘッド（記録ヘッド３４）のノズルから液体を吸引するヘッド維持回復装置（維持回復機構８１）において、液体吐出ヘッドのノズルが形成された吐出面のノズル列の一部または全部のノズルをキャッピングする第１キャップ部材（吸引用キャップ８２ａ（メインキャップ））と、第１キャップ部材の内部に設けられ、第１キャップ部材がキャッピングするノズル数よりも少ないノズルをキャッピングする第２キャップ部材（サブキャップ９２）と、第１キャップ部材内および第２キャップ部材内を吸引する吸引手段（メインポンプ２２０、サブポンプ９４）と、を有し、第２キャップ部材は、第１キャップ部材の内部において、ノズル列方向に移動可能に設けられているものである。なお、括弧内は実施形態での符号、適用例を示す。

［構成例（１）］
以下、図９〜図１３を参照して、本実施形態に係るヘッド維持回復装置が備える吸引キャップ構成例（１）の詳細について説明する。なお、図９〜図１３の例では、１列のノズル列を有する記録ヘッド３４ｃの吸引について説明する。

図９は、維持回復機構８１が備えるサブキャップ９２が設けられた吸引用キャップ８２ａの斜視図である。また、図１０は図９に示す吸引用キャップ８２ａの長手方向（ノズル列方向）の断面図、図１１は短手方向の断面図である。

ここで、図１１は、記録ヘッド３４ｃがメンテナンス位置にあってキャッピングされていないデキャップ時の状態を示している。また、図１２は、サブキャップ９２を有する吸引用キャップ８２ａが記録ヘッド３４ｃをキャッピングして、インクを吸引している状態での長手方向の断面図である。

第１キャップ部材としての吸引用キャップ８２ａ（メインキャップともいう）は、上述のように、可撓性チューブ２１９を介してメインポンプ２２０に繋がれており、吸引用キャップ８２ａの内部側が吸引される。

この吸引用キャップ８２ａの内部側には、吸引用キャップ８２ａよりもノズル列方向の長さが短く、吸引用キャップ８２ａがキャッピングするノズル列の一部をキャッピングする第２キャップ部材としてのサブキャップ９２が設けられている。サブキャップ９２により、ノズル列においてメンテナンス動作が必要な一部のノズルのみをキャッピングし、吸引することが可能となっている。

吸引用キャップ８２ａの内部側には、サブキャップ９２のノズル列方向への往復動作を案内するガイド部であるガイドレール９０が設けられており、サブキャップ９２は短手方向の両端側がガイドレール９０に係合するように設けられている。そして、図１０に示すように、サブキャップ９２はガイドレール９０に案内されて、ノズル列方向への往復動作が可能となっている。図１０では、サブキャップ９２の往復動作を点線にて示している。なお、サブキャップ９２はノズル列方向に往復動作可能に設けられていればよく、ガイド部の構成は特に限られるものではない。

また、サブキャップ９２は、吸引用キャップ８２ａと同様に、サブキャップ用チューブ９３を介してサブキャップ用ポンプ（図１６参照、以下、サブポンプ９４ともいう）に繋がれており、吸引用キャップ８２ａが吸引可能なノズル列の一部のノズルを吸引することができる。吸引動作については後述する。なお、吸引用キャップ８２ａにはサブキャップ用チューブ９３を挿通する挿通部９１が設けられている。

［サブキャップ変位部材］
次に、サブキャップ９２を吸引用キャップ８２ａ内でノズル列方向に往復動作させる機構について説明する。

キャリッジ３３または記録ヘッド３４ｃは、サブキャップ９２の内周面に当接して、サブキャップ９２をノズル列方向に移動させるサブキャップ変位部材９５、およびその駆動手段を備えている。ここではキャリッジ３３がサブキャップ変位部材９５を備える場合について説明する。

サブキャップ変位部材９５は、ノズルの吐出面からインク吐出方向への突出量および副走査方向（ノズル列方向）の位置の調整が可能な部材である。サブキャップ変位部材９５は、ソレノイドやモータなどの駆動手段により、インク吐出方向への突出量および副走査方向位置の調整が可能であればよく、その駆動機構は特に限られるものではない。

図１３（ａ）〜（ｄ）は、サブキャップ変位部材９５によりサブキャップ９２をノズル列方向へ移動させる様子を説明する模式図である。

サブキャップ変位部材９５によるサブキャップ９２の移動は、記録ヘッド３４ｃが吸引用キャップ８２ａによるメンテナンス位置にあってキャッピングされていない状態において実行される。

先ず、図１３（ａ）に示すように、キャリッジ３３はガイドロッド３１に保持されており、主走査方向に移動走査することで、記録ヘッド３４ｃは吸引用キャップ８２ａによるメンテナンス位置に移動する。

サブキャップ変位部材９５は、ノズル面からの突出量を少なくとも２段階に制御可能な棒状の部材であって、突出量が少ない場合（図１３（ａ））はサブキャップ９２の内周面には当接せず、突出量が大きい場合はサブキャップ９２の内周面に当接する突出量に調整されている。

そして、図１３（ｂ）に示すように、メンテナンス位置でサブキャップ変位部材９５の突出量を大きくして、サブキャップ９２の内周面に当接させる。

また、サブキャップ変位部材９５は、記録ヘッド３４ｃにおけるノズル列方向に往復動作可能であって、所望の位置に調整可能となっている。そして、図１３（ｃ）に示すように、サブキャップ変位部材９５をサブキャップ９２の内周面に引っ掛けた状態でノズル列方向に動作させることで、サブキャップ９２はガイドレール９０に案内されてノズル列方向に移動する。サブキャップ９２を所望の位置に移動させた後は、図１３（ｄ）に示すように、再び、サブキャップ変位部材９５は、ノズル面からの突出量を少ない状態に戻される。

なお、本実施形態では、キャリッジ３３または記録ヘッド３４ｃがサブキャップ変位部材９５を備えて、サブキャップ９２を引っ掛けた状態でノズル列方向に移動させる例について説明したが、サブキャップ９２を変位させるための機構はこれに限られるものではない。例えば、吸引キャップ８２ａ側やサブキャップ９２自体にサブキャップ９２を移動させる変位手段を設けてもよい。

［構成例（２）］
次に、図１４および図１５を参照して、本実施形態に係るヘッド維持回復装置の吸引キャップ構成例（２）の詳細について説明する。なお、図１４および図１５の例では、複数列（４列）のノズル列を有する記録ヘッド３４ｄの吸引について説明する。

図１４は、維持回復機構８１が備える複数のサブキャップ９２ａ〜９２ｄが設けられた吸引用キャップ８２ａの斜視図である。また、図１５は図１４に示す吸引用キャップ８２ａの短手方向の断面図である。図１５は、記録ヘッド３４ｄがメンテナンス位置にあってキャッピングされていないデキャップ時の状態を示している。なお、長手方向（ノズル列方向）の断面図については図１０と同様であるので省略する。

ノズル列を４列有する記録ヘッド３４ｄの場合、全てのノズル列をキャッピングするとともに、吸引する吸引用キャップ８２ａが設けられる。そして、吸引用キャップ８２ａ内に、ノズル列ごとにノズル列の一部をキャッピングして、吸引することができるサブキャップ９２ａ，９２ｂ，９２ｃ，９２ｄが設けられている。なお、１つのサブキャップ９２が２以上のノズル列をキャッピング可能であってもよい。例えば、ノズル列４列に対し、２つのサブキャップ９２を有するものであってもよい。

サブキャップ９２ａ〜９２ｄはそれぞれ短手方向の両端側がガイドレール９０に係合するように設けられている。そして、サブキャップ９２ａ〜９２ｄはそれぞれガイドレール９０に案内されて、ノズル列方向への往復動作が可能となっている。

また、サブキャップ９２ａ〜９２ｄは、それぞれサブキャップ用チューブ９３ａ〜９３ｄを介してサブポンプ９４ａ〜９４ｄ（図１６参照）に繋がれており、吸引用キャップ８２ａが吸引可能なノズル列の一部を吸引することができる。

また、記録ヘッド３４ｄは、サブキャップ９２ａ〜９２ｄのいずれかの内周面に当接して、当接したサブキャップをノズル列方向に移動させるサブキャップ変位部材９５を備えている。なお、キャリッジ３３を主走査方向に移動させることで、サブキャップ変位部材９５は、主走査方向に配列されるサブキャップ９２ａ〜９２ｄのうちのいずれかのサブキャップに当接可能となり、所望のサブキャップのノズル列方向の位置が調整可能となっている。

［吸引処理］
次に、吸引用キャップ８２ａおよびサブキャップ９２の吸引動作について説明する。図１６は、吸引用キャップ８２ａ、サブキャップ９２、および吸引手段の説明図である。

吸引用キャップ８２ａは、上述のように可撓性チューブ２１９を介して第１吸引手段としてのメインポンプ２２０に接続されており、吸引した廃液（インク）は廃液タンク１００，１０１に収容される。

また、サブキャップ９２は、サブキャップ用チューブ９３を介して第２吸引手段としてのサブポンプ９４に繋がれており、吸引用キャップ８２ａが吸引可能なノズル列の一部を吸引し、吸引した廃液（インク）は廃液タンク１００，１０１に収容される。

また、サブキャップ９２を複数有する場合は、サブキャップ９２ａ〜９２ｄのそれぞれが、サブキャップ用チューブ９３ａ〜９３ｄを介してサブポンプ９４ａ〜９４ｄに繋がれる。

図１７は、吸引用キャップ８２ａ内およびサブキャップ９２内の吸引処理のフローチャートである。なお、図１７に示すフローチャーは、図８に示したクリーニング処理のフローチャートのヘッド吸引処理（Ｓ１０４）の詳細を示すものである。

なお、図１７の例では、複数のサブキャップ９２ａ〜９２ｄを有し、そのうちの１つのサブキャップ９２ａでノズル抜け部分のノズルのメンテナンスを行う場合を例にするが、サブキャップ９２が１つの場合は、ノズル抜け非対応のサブポンプ９４がないこととなることを除き、処理内容は同一である。

ヘッド吸引処理では、先ず、メインポンプ２２０およびすべてのサブポンプ９４ａ〜９４ｄをオンにして、全てのノズルを同時に吸引開始する（Ｓ２０１）。

次いで、メインポンプ２２０と、ノズル抜けしていないノズル列に対応する位置のサブキャップ９２ｂ〜９２ｄのサブポンプ９４ｂ〜９４ｄについては、先に吸引を停止する（Ｓ２０２）。

所定時間後、ノズル抜けしているノズル列に対応する位置のサブキャップ９２ａのサブポンプ９４ａを停止させる（Ｓ２０３）。

このように、メンテナンスを実行したい箇所であるノズル抜けしているノズル周りをキャッピングしているサブキャップ９２ａのみポンプ停止を遅らせて、メインキャップよりも長い時間吸引することで、ノズル抜けしているノズル周りのみインク吸引量を増やすことで、ノズル抜け回復をより効果的に、無駄インクを消費することなく行なうことが可能となる。

また、メインポンプ２２０およびすべてのサブポンプ９４ａ〜９４ｄをオンにして全て同じ弱圧で吸引し、その状態のまま、ノズル抜けしているノズル列に対応する位置のサブキャップ９２ａのサブポンプ９４ａのみ吸引圧を上げて吸引をおこなった後、サブポンプ９４ａの吸引圧を元の弱圧に戻し、全てのポンプを停止させるようにしてもよい。

この場合、サブキャップ外のメインキャップ内も弱圧で吸引しているので、ノズル列のインクが逆流することを防止することができ好ましい。

以上説明した本実施形態に係る維持回復機構は、記録ヘッドの維持キャップ（メインキャップ）内に、ノズル列に沿って移動可能な少数ノズルのみを吸引可能なサブキャップを有するようにして、ノズル抜けした部分およびその近辺のみについて、インク吸引を可能としている。したがって、ヘッドのクリーニング処理において、必要最小限のノズルからインク吸引を行うことで、インクの無駄を省くことができる。

また、１つの維持キャップ内にサブキャップを構成することで、維持回復機構の装置サイズを大きくすることがなく、画像形成装置の本体サイズの大型化も回避することができる。

なお、上述の実施形態では、吸引用キャップ８２ａがノズル列全体をキャッピング可能な場合を例に説明したが、必ずしも吸引用キャップ８２ａがノズル列全体をキャッピング可能でなく、ノズル列の一部をキャッピング可能であって、サブキャップ９２が吸引用キャップ８２ａ内に設けられ、吸引用キャップ８２ａがキャッピング可能な範囲よりも小さい範囲のノズルをキャッピング可能であればよい。

尚、上述の実施形態は本発明の好適な実施の例ではあるがこれに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能である。

１ 装置本体
２ 給紙トレイ
３ 排紙トレイ
４ カートリッジ装填部
１０ｙ，１０ｍ，１０ｃ，１０ｋ インクカートリッジ
２１Ａ，２１Ｂ 側板
３１，３２ ガイドロッド
３３ キャリッジ
３４，３４ａ，３４ｂ，３４ｃ，３４ｄ 記録ヘッド
３５，３５ａ，３５ｂ サブタンク
３６ 供給チューブ
４１ 用紙積載部
４２ 用紙
４３ 給紙コロ
４４ 分離パッド
４５ ガイド部材
４６ カウンターローラ
４７ 搬送ガイド部材
４８ 押さえ部材
４９ 先端加圧コロ
５１ 搬送ベルト
５２ 搬送ローラ
５３ テンションローラ
５６ 帯電ローラ
６１ 分離爪
６２ 排紙ローラ
６３ 拍車
７１ 両面ユニット
７２ 手差しトレイ
８１ 維持回復機構
８２ キャップ部材（キャップ）
８２ａ キャップ（吸引用キャップ、第１キャップ部材）
８２ｂ キャップ（保湿用キャップ）
８３ ワイパ部材（ワイパブレード）
８４ 空吐出受け
８５ ワイパクリーナ部
８６ ワイパクリーナ
８７ キャリッジロック
８８ 空吐出受け
８９ 開口部
９０ ガイドレール
９１ 挿通部
９２，９２ａ〜９２ｄ サブキャップ（第２キャップ部材）
９３，９３ａ〜９３ｄ サブキャップ用チューブ
９４，９４ａ〜９４ｄ サブポンプ（サブキャップ用ポンプ）
９５ サブキャップ変位部材
１００，１０１ 廃液タンク
２１１ 維持装置フレーム
２１２ キャップホルダ
２１９ 可撓性チューブ
２２０ メインポンプ（吸引ポンプ）
２２０ａ ポンプ軸
２２１ カム軸
２２２ キャップカム
２２４ ワイパカム
２２６ コロ
２２８ クリーナカム
２２９ キャリッジロックカム
２３１ モータ
２３１ａ モータ軸
２３２ モータギヤ
２３３ ポンプギヤ
２３４，２３５，２３６，２３８，２３９ 中間ギヤ
２３７ 一方向クラッチ
２４０ カムギヤ
２４１ 中間軸
３０１ スプリング
３０２ スライダ
３０４，３０５ ガイドピン
３０６ ガイド溝
３１０，３１１ ガイドピン
３１２，３１３ 係合穴
３１５ ガイド軸
３２１ カムピン
３４１ ワイパホルダ
３４１ａ 脚部
３４２，３４３ ガイドピン
３４５ ガイド部材
３４６ ガイド溝
３４７ ストッパ
３４８ 可撓性部材
３４８ａ 舌片
３４９ カムピン

特開２００５−１４４９１０号公報 特開２０１１−１４８２５６号公報

Claims (10)

1. 液体を吐出する複数のノズルが並べて配置されているノズル列を有する液体吐出ヘッドのノズルから液体を吸引するヘッド維持回復装置において、
   前記液体吐出ヘッドのノズルが形成された吐出面の前記ノズル列の一部または全部のノズルをキャッピングする第１キャップ部材と、
   前記第１キャップ部材の内部に設けられ、前記第１キャップ部材がキャッピングするノズル数よりも少ないノズルをキャッピングする第２キャップ部材と、
   前記第１キャップ部材内および前記第２キャップ部材内を吸引する吸引手段と、を有し、
   前記第２キャップ部材は、前記第１キャップ部材の内部において、前記ノズル列方向に移動可能に設けられていることを特徴とするヘッド維持回復装置。
2. 前記液体吐出ヘッドが複数のノズル列を有しており、
   前記第１キャップ部材は、前記複数のノズル列に亘ってノズルをキャッピングし、
   前記第２キャップ部材は、前記第１キャップ部材の内部に複数設けられていることを特徴とする請求項１に記載のヘッド維持回復装置。
3. 前記第２キャップ部材は、前記第１キャップ部材の内部に設けられたガイド部に案内されて、前記ノズル列方向に移動可能に設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載のヘッド維持回復装置。
4. 前記第２キャップ部材は、前記第１キャップ部材が前記ノズル列をキャッピングしていない状態で、前記ノズル列方向に移動可能に設けられていることを特徴とする請求項１から３までのいずれかに記載のヘッド維持回復装置。
5. 前記吸引手段は、前記第１キャップ部材内を吸引する第１吸引手段と、前記第２キャップ部材内を吸引する第２吸引手段と、からなることを特徴とする請求項１に記載のヘッド維持回復装置。
6. 前記吸引手段は、
   前記第１吸引手段および前記第２吸引手段を所定の吸引圧で吸引を開始し、
   前記第２吸引手段のみを前記所定の吸引圧よりも大きい吸引圧で吸引した後に、前記所定の吸引圧に戻し、
   前記第１吸引手段および前記第２吸引手段の吸引を停止することを特徴とする請求項５に記載のヘッド維持回復装置。
7. 前記吸引手段は、前記第１キャップ部材内を吸引する第１吸引手段と、複数の前記第２キャップ部材ごとに設けられて、対応する第２キャップ部材内を吸引する複数の第２吸引手段と、からなり、
   前記吸引手段は、
   前記第１吸引手段およびすべての前記第２吸引手段を所定の吸引圧で吸引を開始し、
   メンテナンスを実行するノズル列に対応する第２吸引手段のみを前記所定の吸引圧よりも大きい吸引圧で吸引した後に、前記所定の吸引圧に戻し、
   前記第１吸引手段およびすべての前記第２吸引手段の吸引を停止することを特徴とする請求項２に記載のヘッド維持回復装置。
8. 液体吐出ヘッドから液滴を吐出する液体吐出装置において、
   請求項１から７までのいずれかに記載のヘッド維持回復装置を備えることを特徴とする液体吐出装置。
9. 前記液体吐出ヘッドは、前記第２キャップ部材の一部に当接して、前記第２キャップ部材を前記ノズル列方向に移動させる第２キャップ変位手段を備えることを特徴とする請求項８に記載の液体吐出装置。
10. 液体吐出ヘッドから液滴を吐出して画像を形成する画像形成装置において、
    請求項１から７までのいずれかに記載のヘッド維持回復装置を備えることを特徴とする画像形成装置。

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