(57)【要約】【課題】  物性の異なる色の記録液を使用した場合に確実に記録液の乾燥による吐出不良を防止できず、各色でメンテナンス動作を行なうタイミングを異ならせることで印刷速度の低下を招いている。【解決手段】  キャッピング解除からの経過時間、あるいは、前回の空吐出動作からの経過時間を計測し、経過時間が予め定めた設定時間Ｔに到達した時には、ブラック（Ｋ）インクを吐出するヘッド３４ｋ、シアン（Ｃ）インクを吐出するヘッド３４ｃ、マゼンタ（Ｍ）インクを吐出するヘッド３４ｍ、イエロー（Ｙ）インクを吐出するヘッド３４ｙについて、それぞれ、使用している色のインクの物性に応じたメンテナンス動作を行う。【選択図】  図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
異なる色の記録液の液滴を吐出する複数のノズル列又は複数のヘッドで構成される記録ヘッドと、この記録ヘッドの液滴吐出状態を維持又は回復するためのメンテナンス動作を行なう手段とを備え、前記記録ヘッドのノズルから液滴を吐出して被記録媒体上に画像を形成する画像形成装置において、前回のメンテナンス動作からの経過時間を計測する手段と、前記経過時間が予め定めた所定時間になった時に各色のノズル列又はヘッド毎に前記記録液の物性に応じたメンテナンス動作を行なう手段とを備えていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
請求項１に記載の画像形成装置において、前記メンテナンス動作は画像形成に寄与しない液滴を吐出する空吐出動作であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項２に記載の画像形成装置において、前記メンテナンス動作時の空吐出滴数が各色の記録液毎に設定されていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかに記載の画像形成装置において、前記メンテナンス動作は印字中に画像形成に寄与しない液滴を吐出する空吐出動作であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれかに記載の画像形成装置において、前記メンテナンス動作は各色の記録液のノズル列又はヘッドについて同じタイミングで行なうことを特徴とする画像形成装置。
【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、特に記録液を吐出して画像を形成する画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
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、例えばインクジェット記録装置が知られている。インクジェット記録装置は、記録ヘッドから記録紙等の被記録媒体（以下「用紙」と称するが、材質を紙に限定するものではなく、記録媒体、転写紙、転写材、被記録材などとも称される。）に記録液の液滴であるインク滴を吐出して記録（画像形成、印写、印字、印刷なども同義語である。）を行なうものである。
【０００３】
一般に、インクジェット記録用記録液（インク）に要求される特性としては、高画質を達成するための色調、画像濃度、滲みなど、信頼性を達成するためのインク中の着色剤の溶解または分散安定性・保存安定性・吐出安定性など、記録画像の保存性を確保するための耐水性、耐光性など、また、高速化を達成するためのインクの速乾性などが挙げられ、これらの要求を満たすように従来から様々な試みがなされてきている。例えば、インクの着色剤としては、その発色性の良さや信頼性の高さ等の点から、当初は染料インクが主流であったが、近年に至り、記録画像に耐光性や耐水性を持たせるためにカーボンブラック等の顔料を用いたインキ組成物が使用されつつある。
【０００４】
一方、インクジェット記録装置においては、記録ヘッドの信頼性を維持回復するための維持回復機構が不可欠である。この維持回復機構では、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、記録ヘッドのノズル面を密閉するキャップ（キャップ部材）を備えている。さらに、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、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。
【０００５】
従来のインクジェット記録装置として、特許文献１に記載されているように、ノズルでのインクの乾燥を防ぐように印字ヘッドにキャッピングを行なうキャップ部材と、前回のメンテナンス動作からの経過時間を計測し、且つ、キャップ部材により印字ヘッドがキャッピングされているキャップ時間は、実時間よりも短縮された時間となるように計測する経過時間測定手段と、経過時間測定手段による計測値の合計が所定値となったときに、メンテナンス動作を実施させるメンテナンス手段とを有することで、印字データ数に対するインク消費量を低減させるとともに、目詰まりを確実に防止できるようにするものが知られている。
【特許文献１】特許第３４８１０４２号公報
【０００６】
また、インクジェット記録装置におけるインク消費量を検出する手段としては特許文献２に記載されているように、吸引量検出手段と吐出量検出手段及びインク残量演算手段を有し、吸引量検出手段はカートリッジを交換した初期時と記録ヘッドの機能を回復する時に記録ヘッドのノズルから吸引ポンプで吸引するインクの吸引量を検出し、吐出量検出手段は印字中のインクの吐出量及び記録ヘッドのノズルを正常な状態に維持すために記録ヘッドのノズルからインクをパージする時のインクの吐出量を検出し、インク残量演算手段はカートリッジのインク総充填量又は先に算出したインク残量から吸引量検出手段で検出した吸引量及び吐出量検出手段で検出した吐出量を減算してカートリッジ内のインク残量を算出するものが知られている。
【特許文献２】特開２００１−２６０３７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述したように、インクジェット記録装置などの画像形成装置においては、特に、顔料系記録液が使用されるようになってきているため、各色の記録液の物性も異なり、その結果、乾燥具合がすべての色の記録液で同じではない。そのため、ある色の記録液を吐出するノズルは正常であっても、他の色の記録液を吐出するノズルでは目詰まりを起こし、吐出不良（吐出不能、噴射曲がりなど）を生じることがある。
【０００８】
この場合、特許文献１に記載のインクジェット記録装置のように、各色でメンテナンス動作を行なうタイミングを異ならせることもできるが、このように色毎にメンテナンス動作を行なうタイミングが異なると、その都度メンテナンス動作によって印刷が中止されることになり、印刷速度の低下を招くという課題が生じる。
【０００９】
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、物性の異なる色の記録液を使用した場合でも確実に記録液の乾燥による吐出不良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】
【００１０】
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、前回のメンテナンス動作からの経過時間を計測する手段と、経過時間が予め定めた所定時間になった時に各色のノズル列又はヘッド毎に記録液の物性に応じたメンテナンス動作を行なう手段とを備えている構成とした。
【００１１】
ここで、メンテナンス動作は画像形成に寄与しない液滴を吐出する空吐出動作であることが好ましい。また、メンテナンス動作時の空吐出滴数が各色の記録液毎に設定されていることが好ましい。さらに、メンテナンス動作は印字中に画像形成に寄与しない液滴を吐出する空吐出動作であることが好ましい。さらにまた、メンテナンス動作は各色の記録液のノズル列又はヘッドについて同じタイミングで行なうことが好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係る画像形成装置によれば、前回のメンテナンス動作からの経過時間を計測する手段と、経過時間が予め定めた所定時間になった時に各色のノズル列又はヘッド毎に記録液の物性に応じたメンテナンス動作を行なう手段とを備えているので、物性の異なる色の記録液を使用した場合でも確実に記録液の乾燥による吐出不良を防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
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。図１は本発明に係る画像形成装置の一例を示す同画像形成装置を前方側から見た斜視説明図である。
この画像形成装置は、装置本体１と、装置本体１に装着された用紙を装填するための給紙トレイ２と、装置本体１に着脱自在に装着されて画像が記録（形成）された用紙をストックするための排紙トレイ３とを備えている。さらに、装置本体１の前面の一端部側（給排紙トレイ部の側方）には、前面から装置本体１の前方側に突き出し、上面よりも低くなったインクカートリッジを装填するためのカートリッジ装填部４を有し、このカートリッジ装填部４の上面は操作ボタンや表示器などを設ける操作／表示部５としている。
【００１４】
このカートリッジ装填部４には、色の異なる記録液（インク）、例えば黒（Ｋ）インク、シアン（Ｃ）インク、マゼンタ（Ｍ）インク、イエロー（Ｙ）インクをそれぞれ収容した複数の記録液カートリッジであるインクカートリッジ１０ｋ、１０ｃ、１０ｍ、１０ｙ（色を区別しないときは「インクカートリッジ１０」という。）を、装置本体１の前面側から後方側に向って挿入して装填可能とし、このカートリッジ装填部４の前面側には、インクカートリッジ１０を着脱するときに開く前カバー（カートリッジカバー）６を開閉可能に設けている。また、インクカートリッジ１０ｋ、１０ｃ、１０ｍ、１０ｙは縦置き状態で横方向に並べて装填する構成としている。
【００１５】
この前カバー６は、全体が、この前カバー６を閉じた状態で、カートリッジ装填部４内に装填されている複数のインクカートリッジ１０ｋ、１０ｃ、１０ｍ、１０ｙを外部から視認することができる透明又は半透明の部材で形成されている。なお、インクカートリッジ１０ｋ、１０ｃ、１０ｍ、１０ｙを外部から視認することができれば一部が透明又は半透明の部材で形成されている構成とすることもできる。
【００１６】
また、操作／表示部５には、各色のインクカートリッジ１０ｋ、１０ｃ、１０ｍ、１０ｙの装着位置（配置位置）に対応する配置位置で、各色のインクカートリッジ１０ｋ、１０ｃ、１０ｍ、１０ｙの残量がニアーエンド及びエンドになったことを表示するための各色の残量表示部１１ｋ、１１ｃ、１１ｍ、１１ｙ（色を区別しないときは「残量表示部１１」という。）を配置している。さらに、この操作／表示部５には、電源ボタン１２、用紙送り／印刷再開ボタン１３、キャンセルボタン１４も配置している。
【００１７】
次に、この画像形成装置の機構部について図２及び図３を参照して説明する。なお、図２は同機構部の全体構成を説明する概略構成図、図３は同機構部の要部平面説明図である。
フレーム２１を構成する左右の側板２１Ａ、２１Ｂに横架したガイド部材であるガイドロッド３１とステー３２とでキャリッジ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図３で矢示方向（キャリッジ主走査方向）に移動走査する。
【００１８】
このキャリッジ３３には、前述したようにイエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｂｋ）の各色のインク滴を吐出する４個の液滴吐出ヘッドからなるヘッド３４ｋ、３４ｃ、３４ｍ、３４ｙ（全体を「記録ヘッド３４」という。）を、複数のインク吐出口（ノズル）を形成したノズル面３４ａを主走査方向と交叉する方向に配列し、インク吐出方向を下方に向けて装着している。なお、ここでは、異なる色の記録液を吐出する複数のヘッドで記録ヘッドを構成しているが、異なる色の記録液を吐出するノズル列を有する１又は複数のヘッドで記録ヘッドを構成とすることもでき、この場合には以下の説明の「各色の記録液のヘッド毎」を「各色の記録液のノズル列」と読み替えればよい。
【００１９】
記録ヘッド３４を構成するインクジェットヘッドとしては、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、温度変化による金属相変化を用いる形状記憶合金アクチュエータ、静電力を用いる静電アクチュエータなどを、液滴を吐出するための圧力を発生する圧力発生手段として備えたものなどを使用できる。
【００２０】
この記録ヘッド３４にはドライバＩＣを搭載し、図示しない制御部との間でハーネス（フレキシブルプリントケーブル）２２を介して接続している。
【００２１】
また、キャリッジ３３には、記録ヘッド３４に各色のインクを供給するための各色のサブタンク３５を搭載している。この各色のサブタンク３５には各色のインク供給チューブ３６を介して、前述したように、カートリッジ装填部４に装着された各色のインクカートリッジ１０から各色のインクが補充供給される。なお、このカートリッジ装填４にはインクカートリッジ１０内のインクを送液するための供給ポンプユニット２４が設けられ、また、インク供給チューブ３６は這い回しの途中でフレーム２１を構成する後板２１Ｃに係止部材２５にて保持されている。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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、周回移動しながら帯電ローラ５６によって帯電（電荷付与）される。
【００２５】
この搬送ベルト５１としては、１層構造のベルトでも良く、又は複層（２層以上の）構造のベルトでもよい。１層構造の搬送ベルト５１の場合には、用紙４２や帯電ロー５６に接触するので、層全体を絶縁材料で形成している。また、複層構造の搬送ベルト５１の場合には、用紙４２や帯電ローラ５６に接触する側は絶縁層で形成し、用紙４２や帯電ローラ５６と接触しない側は導電層で形成することが好ましい。
【００２６】
１層構造の搬送ベルト５１を形成する絶縁材料や複層構造の搬送ベルト５１の絶縁層を形成する絶縁材料としては、例えばＰＥＴ、ＰＥＩ、ＰＶＤＦ、ＰＣ、ＥＴＦＥ、ＰＴＦＥなどの樹脂又はエラストマーで導電制御材を含まない材料であることが好ましく、体積抵抗率は１０１２Ωｃｍ以上、好ましくは１０１５Ωｃｍなるように形成する。また、複層構造の搬送ベルト５１の導電層を形成する材料としては、上記樹脂やエラストマーにカーボンを含有させて体積抵抗率が１０５〜１０７Ωｃｍとなるように形成することが好ましい。
【００２７】
帯電ローラ５６は、搬送ベルト５１の表層をなす絶縁層（複層構造のベルトの場合）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、軸の両端に加圧力をかけている。この帯電ローラ２６は、体積抵抗率が１０６〜１０９Ω／□の導電性部材で形成している。この帯電ローラ２６には、後述するように、ＡＣバイアス供給部（高圧電源）３１５から例えば２ｋＶの正負極のＡＣバイアス（高電圧）が印加される。このＡＣバイアスは、正弦波や三角波でもよいが、方形波の方がより好ましい。
【００２８】
また、搬送ベルト５１の裏側には、記録ヘッド３４による印写領域に対応してガイド部材５７を配置している。このガイド部材５７は、上面が搬送ベルト５１を支持する２つのローラ（搬送ローラ５２とテンションローラ５３）の接線よりも記録ヘッド３５側に突出させることで搬送ベルト５１の高精度な平面性を維持するようにしている。
【００２９】
この搬送ベルト５１は、図示しない副走査モータによって駆動ベルト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３のベルト搬送方向に周回移動する。
【００３０】
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。ここで、排紙ローラ６２と排紙コロ６３との間から排紙トレイ３までの高さは排紙トレイ３にストックできる量を多くするためにある程度高くしている。
【００３１】
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。
【００３２】
さらに、図３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。
【００３３】
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〜８２ｄ（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ブレード部材であるワイパーブレード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なうときの液滴を受ける空吐出受け８４などを備えている。ここでは、キャップ８２ａを吸引及び保湿用キャップとし、他のキャップ８２ｂ〜８２ｄは保湿用キャップとしている。
【００３４】
そして、この維持回復機構８１による維持回復動作で生じる記録液の廃液、キャップ８２に排出されたインク、あるいはワイパーブレード８３に付着してワイパークリーナ８５で除去されたインク、空吐出受け９４に空吐出されたインクは図２の廃液タンク１００に排出されて収容される。
【００３５】
また、図３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な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８９などを備えている。
【００３６】
次に、この画像形成装置における記録ヘッドを構成する液滴吐出ヘッドの一例について図４及び図５を参照して説明する。なお、図４は同ヘッドの液室長手方向に沿う断面説明図、図５は同ヘッドの液室短手方向（ノズルの並び方向）の断面説明図である。
【００３７】
この液滴吐出ヘッドは、例えば単結晶シリコン基板を異方性エッチングして形成した流路板１０１と、この流路板１０１の下面に接合した例えばニッケル電鋳で形成した振動板１０２と、流路板１０１の上面に接合したノズル板１０３とを接合して積層し、これらによって液滴（インク滴）を吐出するノズル１０４が連通する流路であるノズル連通路１０５及び液室１０６、液室１０６にインクを供給するための共通液室１０８に連通するインク供給口１０９などを形成している。
【００３８】
また、振動板１０２を変形させて液室１０６内のインクを加圧するための圧力発生手段（アクチュエータ手段）である電気機械変換素子としての２列（図６では１列のみ図示）の積層型圧電素子１２１と、この圧電素子１２１を接合固定するベース基板１２２とを備えている。なお、圧電素子１２１の間には支柱部１２３を設けている。この支柱部１２３は圧電素子部材を分割加工することで圧電素子１２１と同時に形成した部分であるが、駆動電圧を印加しないので単なる支柱となる。
【００３９】
また、圧電素子１２１には図示しない駆動回路（駆動ＩＣ）に接続するためのＦＰＣケーブル２２を接続している。
【００４０】
そして、振動板１０２の周縁部をフレーム部材１３０に接合し、このフレーム部材１３０には、圧電素子１２１及びベース基板１２２などで構成されるアクチュエータユニットを収納する貫通部１３１及び共通液室１０８となる凹部、この共通液室１０８に外部からインクを供給するためのインク供給穴１３２を形成している。このフレーム部材１３０は、例えばエポキシ系樹脂などの熱硬化性樹脂或いはポリフェニレンサルファイトで射出成形により形成している。
【００４１】
ここで、流路板１０１は、例えば結晶面方位（１１０）の単結晶シリコン基板を水酸化カリウム水溶液（ＫＯＨ）などのアルカリ性エッチング液を用いて異方性エッチングすることで、ノズル連通路１０５、液室１０６となる凹部や穴部を形成したものであるが、単結晶シリコン基板に限られるものではなく、その他のステンレス基板や感光性樹脂などを用いることもできる。
【００４２】
振動板１０２は、ニッケルの金属プレートから形成したもので、例えばエレクトロフォーミング法（電鋳法）で作製しているが、この他、金属板や金属と樹脂板との接合部材などを用いることもできる。この振動板１０２に圧電素子１２１及び支柱部１２３を接着剤接合し、更にフレーム部材１３０を接着剤接合している。
【００４３】
ノズル板１０３は各液室１０６に対応して直径１０〜３０μｍのノズル１０４を形成し、流路板１０１に接着剤接合している。このノズル板１０３は、金属部材からなるノズル形成部材の表面に所要の層を介して最表面に撥水層を形成したものである。なお、このノズル板１０３の表面が前述したノズル面３４ａとなる。
【００４４】
圧電素子１２１は、圧電材料１５１と内部電極１５２とを交互に積層した積層型圧電素子（ここではＰＺＴ）である。この圧電素子１２１の交互に異なる端面に引き出された各内部電極１５２には個別電極１５３及び共通電極１５４が接続されている。なお、この実施形態では、圧電素子１２１の圧電方向としてｄ３３方向の変位を用いて液室１０６内インクを加圧する構成としているが、圧電素子１２１の圧電方向としてｄ３１方向の変位を用いて加圧液室１０６内インクを加圧する構成とすることもできる。また、１つの基板１２２に１列の圧電素子１２１が設けられる構造とすることもできる。
【００４５】
このように構成した液滴吐出ヘッドヘッドにおいては、例えば圧電素子１２１に印加する電圧を基準電位から下げることによって圧電素子１２１が収縮し、振動板１０２が下降して液室１０６の容積が膨張することで、液室１０６内にインクが流入し、その後圧電素子１２１に印加する電圧を上げて圧電素子１２１を積層方向に伸長させ、振動板１０２をノズル１０４方向に変形させて液室１０６の容積／体積を収縮させることにより、液室１０６内の記録液が加圧され、ノズル１０４から記録液の滴が吐出（噴射）される。
【００４６】
そして、圧電素子１２１に印加する電圧を基準電位に戻すことによって振動板１０２が初期位置に復元し、液室１０６が膨張して負圧が発生するので、このとき、共通液室１０８から液室１０６内に記録液が充填される。そこで、ノズル１０４のメニスカス面の振動が減衰して安定した後、次の液滴吐出のための動作に移行する。
【００４７】
なお、このヘッドの駆動方法については上記の例（引き−押し打ち）に限るものではなく、駆動波形の与えた方によって引き打ちや押し打ちなどを行なうこともできる。
【００４８】
次に、維持回復機構８１の概要について図６を参照して説明する。なお、同図は同維持回復機構を一部展開した状態で示す模式的説明図である。
この維持回復機構８１には、前述したように、吸引及び保湿用キャップ８２ａと保湿用キャップ８２ｂを保持する保持機構を含むキャップホルダ２０１Ａと、保湿用キャップ８２ｃと保湿用キャップ８２ｄを保持する保持機構を含むキャップホルダ２０１Ｂと、記録ヘッド３４のノズル面３４ａを清浄化する（拭き取る）ための弾性体からなるブレードであるワイパーブレード８３を保持するブレードホルダ２０３と、記録ヘッド３４から印字に寄与しない液滴を吐出する空吐出動作（予備吐出動作）を行なうための空吐出受け８４が配置されている。
【００４９】
ここで、印字領域に最も近い側の吸引用及び保湿用キャップ８２ａには可撓性チューブ２１０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）２１１を接続している。したがって、記録ヘッド３４の維持回復動作を行なうときには、回復動作を行なう記録ヘッド３４をキャップ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。なお、この吸引用及び保湿用キャップ８２ａには図示しないが内部に保湿部材を設けて、保湿をすることにより本発明に係る維持回復動作を行なうときの後述する閾値を大きくして維持回復動作回数を低減でき、記録液の無駄な消費や回復動作にともなう印刷待機時間を短縮することができる。
【００５０】
また、これらのキャップホルダ２０１Ａ、２０１Ｂの下方にはフレーム２１２に回転自在に支持したカム軸２１３を配置し、このカム軸２１３には、キャップホルダ２０１Ａ、２０１Ｂを昇降させるためのキャップカム２１４Ａ、２１４Ｂと、ブレードホルダ２０３を昇降させるためのワイパーカム２１５をそれぞれ設けている。
【００５１】
そして、チュービングポンプ２１１及びカム軸２１３を回転駆動するために、モータ２２１の回転をモータ軸２２１ａに設けたモータギヤ２２２に、チュービングポンプ２１１のポンプ軸２１１ａに設けたポンプギヤ２２３を噛み合わせ、更にこのポンプギヤ２２３と一体の中間ギヤ２２４に中間ギヤ２２５を介して一方向クラッチ２２７付きの中間ギヤ２２６を噛み合わせ、この中間ギヤ２２６と同軸の中間ギヤ２２８に中間ギヤ２２９を介してカム軸２１３に固定したカムギヤ２３０を噛み合わせている。
【００５２】
この維持回復機構８１においては、モータ２２１が正転することによってモータギヤ２２２、中間ギヤ２２４、ポンプギヤ２２３、中間ギヤ２２５、２２６までが回転し、チュービングポンプ２１１の軸２１１ａが回転することでチュービングポンプ２１１が作動して、吸引用キャップ８２ａ内を吸引する（この動作を「キャップ内吸引」又は「ヘッド吸引」という。）。その他のギヤ２２８以降は一方向クラッチ２２７によって回転が遮断されるので回転（作動）しない。
【００５３】
また、モータ２２１が逆転することによって、一方向クラッチ２２７が連結されるので、モータ２２１の回転が、モータギヤ２２２、中間ギヤ２２４、ポンプギヤ２２３、中間ギヤ２２５、２２６、２２８、２２９を経てカムギヤ２３０に伝達され、カム軸２１３が回転する。このとき、チュービングポンプ２１１はポンプ軸２１１ａの逆転では作動しない構造となっている。このカム軸２１３の回転によってキャップカム２１４Ａ、２１４Ｂ及びワイパーカム２１５がそれぞれ所定のタイミングで上昇、下降する。
【００５４】
なお、記録ヘッド３４のノズル面３４ａを清掃するときにはワイパーブレード８３を上昇させた状態にして、記録ヘッド３４をワイパーブレード８３に相対的に移動させることによってノズル面３４ａをワイピングする。
【００５５】
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。
【００５６】
このとき、後述する制御部のＡＣバイアス供給部３１５から帯電ローラ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パターンが形成される。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。
【００５７】
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、次の行の記録を行なう。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。
【００５８】
また、印字（記録）待機中にはキャリッジ３３は維持回復機構８１側に移動されて、キャップ８２で記録ヘッド３４がキャッピングされて、ノズルを湿潤状態に保つことによりインク乾燥による吐出不良を防止する。また、キャップ８２で記録ヘッド３４をキャッピングした状態で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なう。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本発明に係るメンテナンス動作としての空吐出動作を行なう。これによって、記録ヘッド３４の安定した吐出性能を維持する。
【００５９】
次に、この画像形成装置で使用しているインク（記録液、以下「本インク」という。）の調整例について説明する。なお、これに限定されるものではない。
＜製造例１インク＞
（ブラックインク）
ＫＭ−９０３６（東洋インキ）（自己分散型顔料）              ５０重量％
グリセリン                                                  １０重量％
１，３−ブタンジオール                                      １５重量％
２−エチル−１、３−ヘキサンジオール                          ２重量％
２−ピロリドン                                                ２重量％
界面活性剤（１−９）                                          １重量％
シリコーン消泡剤ＫＳ５０８（信越化学）                    ０．１重量％
イオン交換水                                                      残量
上記処方のインク組成物を作製し、室温にて充分に攪拌した後、平均孔径１．２μｍのメンブレンフィルターにて濾過を行ない、製造例１インクを得た。
【００６０】
＜製造例２インク＞
（ポリマー溶液Ａの調整）
機械式攪拌機、温度計、窒素ガス導入管、還流管及び滴下ロートを備えた１Ｌのフラスコ内を充分に窒素ガス置換した後、スチレン１１．２ｇ、アクリル酸２．８ｇ、ラウリルメタクリレート１２．０ｇ、ポリエチレングリコールメタクリレート４．０ｇ、スチレンマクロマー４．０ｇ及びメルカプトエタノール０．４ｇを混合し、６５℃に昇温した。次にスチレン１００．８ｇ、アクリル酸２５．２ｇ、ラウリルメタクリレート１０８．０ｇ、ポリエチレングリコールメタクリレート３６．０ｇ、ヒドロキシルエチルメタクリレート６０．０ｇ、スチレンマクロマー３６．０ｇ、メルカプトエタノール３．６ｇ、アゾビスメチルバレロニトリル２．４ｇ及びメチルエチルケトン１８ｇの混合溶液を２．５時間かけて、フラスコ内に滴下した。滴下後、アゾビスメチルバレロニトリル０．８ｇ及びメチルエチルケトン１８ｇの混合溶液を０．５時間かけて、フラスコ内に滴下した。６５℃で１時間熟成した後、アゾビスメチルバレロニトリル０．８ｇを添加し、更に１時間熟成した。反応終了後、フラスコ内にメチルエチルケトン３６４ｇを添加し、濃度が５０％のポリマー溶液８００ｇを得た。このポリマー溶液の一部を乾燥し、ゲルパーミエイションクロマトグラフィー（標準：ポリスチレン、溶媒：テトラヒドロフラン）で測定したところ、重量平均分子量は１５０００であった。
【００６１】
（顔料含有ポリマー微粒子水分散体の調整）
ポリマー溶液Ａ２８ｇとＣ．Ｉ．ピグメントイエロー９７を２６ｇ、１ｍｏｌ／Ｌの水酸化カリウム水溶液１３．６ｇ、メチルエチルケトン２０ｇ及びイオン交換水１３．６ｇを充分に攪拌した後、ロールミルを用いて混練した。得られたペーストをイオン交換水２００ｇに投入し、充分に攪拌した後、エバポレータ用いてメチルエチルケトン及び水を留去し、イエローポリマー微粒子の水分散体を得た。
（イエローインク）
イエローポリマー微粒子分散体                                ４０重量％
グリセリン                                                    ８重量％
１、３−ブタンジオール                                      ２０重量％
２，２，４−トリメチル−１，３−ペンタンジオール              ２重量％
界面活性剤（１−８）                                      １．５重量％
シリコーン消泡剤ＫＳ５０８（信越化学社製）                ０．１重量％
イオン交換水                                                      残量
上記処方のインク組成物を作製し、室温にて充分に攪拌した後、平均孔径１．２μｍのメンブレンフィルターにて濾過を行ない、製造例２インクを得た。
【００６２】
＜製造例３インク＞
（顔料含有ポリマー微粒子水分散体の調整）
顔料種をＣ．Ｉ．ピグメントレッド１２２に変えた他は同様にして、マゼンタポリマー微粒子の水分散体を得た。
（マゼンタインク）
マゼンタポリマー微粒子の分散体                              ５０重量％
グリセリン                                                  １０重量％
１、３−ブタンジオール                                      １８重量％
２，２，４−トリメチル−１，３−ペンタンジオール              ２重量％
界面活性剤（１−８）                                      １．５重量％
シリコーン消泡剤ＫＳ５０８（信越化学社製）                ０．１重量％
イオン交換水                                                      残量
上記処方のインク組成物を作製し、室温にて充分に攪拌した後、平均孔径１．２μｍのメンブレンフィルターにて濾過を行ない、製造例３インクを得た。
【００６３】
＜製造例４インク＞
（顔料含有ポリマー微粒子水分散体の調整）
顔料種をＣ．Ｉ．ピグメントブルー１５：３に変えた他は同様にして、シアンポリマー微粒子の水分散体を得た。
（シアンインク）
シアンポリマー微粒子分散体                                  ４０重量％
グリセリン                                                    ８重量％
１、３−ブタンジオール                                      ２０重量％
２，２，４−トリメチル−１，３−ペンタンジオール          ２重量％
界面活性剤（１−８）                                      １．５重量％
シリコーン消泡剤ＫＳ５０８（信越化学社製）                ０．１重量％
イオン交換水                                                    残量
上記処方のインク組成物を作製し、室温にて充分に攪拌した後、平均孔径１．２μｍのメンブレンフィルターにて濾過を行ない、製造例４インクを得た。
【００６４】
上記製造例の各インクは、水分蒸発に伴う粘度上昇率（ｍＰａ・ｓ／％）がインク全重量に対する水分蒸発率３０％までは１．０以下であり、かつ、水分蒸発率３０〜４５％の間に粘度上昇率が５０を越える点を持つこと、粘度上昇率が５０を越える点での、インク中の着色剤の平均粒子径が、初期平均粒子径の５倍以下であり、かつ０．８μｍ以下となることが確認された。
【００６５】
このような記録液を使用することによって、長期放置でもノズル目詰まりを起こさず、普通紙上での高画質化及び高速印字を達成できる。しかも、この記録液は、仮に、ノズル内の記録液が乾燥し増粘することによりノズルから吐出できなくなったとしても、顔料などが粗大粒子化してノズル詰まりを発生するわけではないため、簡単な維持回復動作により容易に回復できるという利点を有している。
【００６６】
次に、この画像形成装置の制御部の概要について図７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３００は、装置全体の制御を司る本発明に係る経時手段及びメンテナンス手段を兼ねたＣＰＵ３０１と、ＣＰＵ３０１が実行するプログラム、その他の固定データを格納するＲＯＭ３０２と、画像データ等を一時格納するＲＡＭ３０３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不揮発性メモリ（ＮＶＲＡＭ）３０４と、画像データに対する各種信号処理、並び替え等を行な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ＡＳＩＣ３０５とを備えている。
【００６７】
また、この制御部３００は、ホスト側とのデータ、信号の送受を行なうためのＩ／Ｆ３０６と、記録ヘッド３４の圧力発生手段を駆動制御するための駆動波形を生成する駆動波形生成部３０７と、ヘッドドライバ３０８と、主走査モータ３１０を駆動するための主走査モータ駆動部３１１と、副走査モータ３１２を駆動するための副走査モータ駆動部３１３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３１５と、維持回復機構８１のモータ２２１を駆動するための維持回復機構駆動部３１７と、搬送ベルト５１の移動量及び移動速度に応じた検知信号を出力するエンコーダ３２１、環境温度及び環境湿度（環境湿度だけでも良い。）を検出する環境センサ３２２からの検知信号、図示しない各種センサからの検知信号を入力するためのＩ／Ｏ３１８などを備えている。この制御部３００には、この装置に必要な情報の入力及び表示を行なうための操作／表示部５が接続されている。
【００６８】
制御部３００は、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側からの印刷データ等をケーブル或いはネットを介してＩ／Ｆ３１６で受信する。
【００６９】
そして、ＣＰＵ３０１は、Ｉ／Ｆ３０６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、ＡＳＩＣ３０５にて必要な画像処理、データの並び替え処理等を行い、記録ヘッド３４の１行分に相当する画像データ（ドットパターンデータ）を、クロック信号に同期して、ヘッドドライバ３０８にシリアルデータで送出し、また所定のタイミングでラッチ信号や制御信号をヘッドドライバ３０８に送出する。
【００７０】
そして、ＣＰＵ３０１は、Ｉ／Ｆ３０６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、ＡＳＩＣ３０５にて必要な画像処理、データの並び替え処理等を行ってヘッドドライバ３０８に画像データを転送する。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、例えばＲＯＭ３０２にフォントデータを格納して行っても良いし、ホスト側のプリンタドライバで画像データをビットマップデータに展開してこの装置に転送するようにしても良い。
【００７１】
駆動波形生成部３０７は、駆動波形のパターンデータをＤ／Ａ変換するＤ／Ａ変換器等で構成され、１の駆動パルス（駆動信号）又は複数の駆動パルス（駆動信号）で構成される駆動波形をヘッドドライバ３０８に対して出力する。
【００７２】
ヘッドドライバ３０８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（ドットパターンデータ）に基づいて駆動波形生成部３０７から与えられる駆動波形を構成する駆動パルスを選択的に記録ヘッド３４の圧力発生手段に印加して記録ヘッド３４を駆動する。
【００７３】
さらに、制御部３００は、帯電ローラ５６に対してＡＣバイアス供給部３１５から供給するＡＣバイアスのＯＮ／ＯＦＦ制御を行なうことで、搬送ベルト５１上の帯電パターン（付与電荷量）を制御する。
【００７４】
そこで、この制御部３００による本発明によるメンテナンス動作に係る処理（メンテナンス制御処理）について図８以降をも参照して説明する。
まず、印字命令があると、キャップ８２による記録ヘッド３４のキャッピングを解除した後、印字を開始する。そして、キャッピング解除からの経過時間の計測を開始し、経過時間を算出する。この経過時間の計測は、キャッピングを解除した時刻を記憶し、現在時刻との偏差を求めることで経過時間を算出してもよいし、或いは、予め設定する設定時間経過毎にタイムアップするタイマを用いる場合には当該タイマをセットスタートする。
【００７５】
ここで、経過時間が予め定めた設定時間Ｔに到達した時（偏差が設定時間Ｔになった時、設定時間Ｔのタイマがタイムアップした時など）には、ブラック（Ｋ）インクを吐出するヘッド３４ｋ、シアン（Ｃ）インクを吐出するヘッド３４ｃ、マゼンタ（Ｍ）インクを吐出するヘッド３４ｍ、イエロー（Ｙ）インクを吐出するヘッド３４ｙについて、それぞれ、使用している色の記録液（インク）の物性に応じたメンテナンス動作を行う。ここでは、メンテナンス動作として画像形成に寄与しない液滴を吐出する空吐出動作を行ない、後述するように各色の記録液毎に空吐出滴数を設定することで記録液（インク）の物性に応じたメンテナンス動作を行なう。
【００７６】
この印字中の空吐出動作は、空吐出受け８８の開口に対して空吐出を行なうことで、各色の記録液のヘッド３４ｋ、３４ｃ、３４ｍ、３４ｙについて同じタイミングで行なうようにしている。このように、印字中に定期的に空吐出を行なうことで、連続印字するときに使用していないノズルについてインクの乾燥による非噴射(吐出不良）が生じることを防止できる。そして、この場合、各色のヘッド毎にばらばらに空吐出をしているとメンテナンス回数が増えて印刷速度が低下することになるので、全ての色のヘッドについて同じタイミングでメンテナンス動作を行なうようにして、全体的なメンテナンス動作時間の短縮を図っている。
【００７７】
そして、メンテナンス動作後印字を再開し、空吐出動作からの経過時間（前回のメンテナンス動作からの経過時間）の計測を開始する。この経過時間の計測も上述したキャッピング解除からの経過時間の計測と同じである。そして、印字終了になるまでの間、前回の空吐出からの経過時間が設定時間Ｔになる毎に、上述したように、各色のヘッド３４ｋ、３４ｃ、３４ｍ、３４ｙについて、それぞれ、使用している色の記録液（インク）の物性に応じたメンテナンス動作（空吐出動作）を行なう。
【００７８】
このように、前回のメンテナンス動作からの経過時間を計測し、経過時間が予め定めた所定時間になった時に各色の記録液のヘッド毎に記録液の物性に応じたメンテナンス動作を行なうことによって、物性の異なる記録液を使用した場合でも、記録液に応じた最適のメンテナンス動作を行なうことができ、確実に記録液の乾燥による吐出不良を防止できる。
【００７９】
具体的に説明すると、図９（ａ）、（ｂ）にはブラック（Ｋ）インク及びシアン（Ｃ）インクを吐出するヘッド３４ｋ、３４ｃについて、メンテナンス間隔（周期：前回のメンテナンス動作からの経過時間）と空吐出滴数と目詰まり防止効果（吐出不良防止効果）との関係の一例を示している。
【００８０】
この例では、ブラックインク用のヘッド３４ｋの場合には、メンテナンス間隔を１５〔μｓｅｃ〕、２０〔μｓｅｃ〕にしたとき、空吐出滴数を２０滴或いは４０滴にすると、乾燥による吐出不良を確実に除去することができない（同図中に「×」を付している。）。これに対して、シアンインク用のヘッド３４ｃの場合には、メンテナンス間隔を１５〔μｓｅｃ〕、２０〔μｓｅｃ〕にしたとき、空吐出滴数を２０滴或いは４０滴に設定しても、乾燥による吐出不良を確実に除去することができる（同図中に「○」を付している。）。
【００８１】
言い換えると、インク（記録液）の物性にかかわらず空吐出滴数を同じに設定すると、特に乾燥しやすいインクでは非噴射（吐出不良）を起こしやすく、乾燥しにくいインクでは無駄にインクを捨て過ぎていることになる。つまり、あるインクについては最適な空吐出滴数であっても、他のインクについて必ずしも最適な空吐出滴数であることにはならない。
【００８２】
そこで、インクの物性に応じて空吐出滴数を設定、変更できるようにするため、図１０に示すように、各色のインク毎に、空吐出滴数を定めたテーブルを持ち（ＲＯＭ２０２などに格納）、乾燥しやすいインクについてもそのインクの状態に応じただけの滴数の空吐出を行なうことで、常に適正な状態でインクを吐出することができるようにしている。これにより、乾燥しやすいインクについては空吐出滴数を多くし、乾燥しにくいインクについては空吐出滴数を少なくして、無駄の無い、しかも、確実なメンテナンスを行って、画像品質を向上している。
【００８３】
この場合、インクの乾燥度合いは環境温度によって変化するので、図１０に示すように環境温度を複数ステップに分割して、各ステップ毎に空吐出滴数及び周期を定めている。これにより、このテーブルの例では、ブラックインクについては空吐出滴数Ｋ１〜Ｋ８、シアンインクについては空吐出滴数Ｃ１〜Ｃ８、マゼンタインクについては空吐出滴数Ｍ１〜Ｍ８、イエローインクについては空吐出滴数Ｙ１〜Ｙ８、周期ＴはＴ１〜Ｔ８と定めている。
【００８４】
そして、前述したメンテナンス制御処理における空吐出動作において、環境センサ３２２の検出結果（環境温度）に基づいて対応する温度補償ステップの周期Ｔを設定し、各色の記録液のヘッド毎に、対応する空吐出滴数での空吐出を行なうようにしている。
【００８５】
なお、上記各実施形態では本発明に係る画像形成装置としてプリンタ構成で説明したが、これに限るものではなく、例えば、プリンタ／ファックス／コピア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にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８６】
【図１】本発明に係る画像形成装置の一例を示す前方側から見た斜視説明図である。
【図２】同画像形成装置の機構部の概略を示す構成図である。
【図３】同機構部の要部平面説明図である。
【図４】同画像形成装置の記録ヘッドを構成する液滴吐出ヘッドの一例を示す液室長手方向に沿う断面説明図である。
【図５】同ヘッドの液室短手方向に沿う断面説明図である。
【図６】同画像形成装置の維持回復機構の展開模式的説明図である。
【図７】同画像形成装置の制御部の概要を説明するブロック説明図である。
【図８】同制御部が実行するメンテナンス制御の説明に供するフロー図である。
【図９】記録液の種類と空吐出回数、周期及び乾燥防止効果との関係の一例を説明する説明図である。
【図１０】同メンテナンス制御に用いるテーブルの一例を説明する説明図である。
【符号の説明】
【００８７】
１０…インクカートリッジ
３３…キャリッジ
３４ｋ、３４ｃ、３４ｍ、３４ｙ…ヘッド
３５…サブタンク
５１…搬送ベルト
５２…搬送ローラ
５３…従動ローラ
５６…帯電ローラ
８１…維持回復機構
８２ａ…吸引及び保湿用キャップ
８２ｂ〜８２ｄ…保湿用キャップ
８３…ワイパーブレード
８４…空吐出受け
８８…空吐出受け
３００…制御部
３１５…ＡＣバイアス供給部
３１７…維持回復機構駆動部
３２２…環境センサ
【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】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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