(57)【要約】【課題】簡単な構成で液滴吐出手段を空吐出させたときのサテライト滴の飛散を防止して確実に回収する。【解決手段】記録ヘッド３１から液滴を空吐出させたとき、空吐出により発生する気流を空吐出液滴回収部８８の誘導部５０１で両側壁側に誘導して、空吐出液滴回収部８８の両側壁に設けられた開口を有する排気部５０２から外部に排出する。排出される気流に含まれるごく小さなミスト滴を排気部５０２に設けたフィルタ部５０３で回収して、小さなミスト滴が外部に飛散することを防いで確実に回収する。【選択図】    図１０
2009137227.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液滴を吐出する液滴吐出ヘッドのノズル内部をフラッシングするため前記液滴吐出ヘッドのノズルから液滴を空吐出させた液滴を回収する液滴回収装置であって、
装置の底部側に設けられ、前記液滴吐出ヘッドの空吐出により発生した気流を装置の両側壁側に案内する誘導部と、
装置の両側壁に設けられ、前記誘導部により誘導された気流を外部に排出する開口を有する排気部と、
前記排気部の開口を覆うフィルタ部と、
前記誘導部の下部に設けられ前記液滴吐出ヘッドで空吐出された液を収容する廃液タンクとを備えたことを特徴とする液滴回収装置。
【請求項２】
前記誘導部は、前記液滴吐出ヘッドのノズルと対向する中央部にスリットを有し、前記液滴吐出ヘッドの空吐出により発生した気流とミスト化しない比較的質量の大きい液滴を分離し、前記液滴のみを前記スリットから前記廃液タンクに回収することを特徴とする請求項１記載の液滴回収装置。
【請求項３】
前記誘導部は、中央部を頂点として前記排気部側に向かって傾斜した傾斜面を有する三角柱状に形成されたことを特徴とする請求項１又は２記載の液滴回収装置。
【請求項４】
前記フィルタ部は、メッシュの異なる複数のフィルタをユニット化して形成され、前記排気部の最も内側に最もメッシュが細かいフィルタを配置したことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の液滴回収装置。
【請求項５】
前記フィルタ部は、前記排気部に対して交換可能であることを特徴とする請求項４記載の液滴回収装置。
【請求項６】
前記廃液タンクは、装置本体に対して交換可能であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の液滴回収装置。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれかに記載の液滴回収装置を、前記液滴吐出ヘッドから液滴を空吐出させる位置に有することを特徴とする液滴吐出装置。
【請求項８】
請求項７記載の液滴吐出装置を有し、該液滴吐出装置の液滴吐出ヘッドから記録領域で吐出した記録液滴で記録媒体に文字や画像を記録し、前記液滴吐出ヘッドから空吐出させる位置で空吐出した記録液滴を前記液滴回収装置に回収する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】
この発明は、例えばインク滴を吐出する記録ヘッド等の液滴吐出装置の吐出孔より液を空吐出して吐出孔をフラッシングするときに、空吐出してミスト状になって浮遊する液の周辺への飛散や付着を防止する液滴回収装置及び液滴回収装置を備えた液滴吐出装置及び画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
プリンタやファクシミリ、複写装置、これらの複合機等の画像形成装置の記録装置として、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記録媒体に記録液滴を吐出して文字や画像を記録する。この記録液滴吐出して文字や画像を形成する記録ヘッドで安定して文字や画像を記録するためには、記録ヘッドの性能を維持、回復する維持回復動作が必要である。この記録ヘッドの維持回復のため、特許文献１に示すように、インクの自然蒸発によるノズル孔付近のインクの増粘固着を防止するために密閉性の高いキャップ部材で覆うキャップ機能と、ノズル内に発生した気泡などによる吐出不良を回復するために記録液を排出するためにキャップ機能を通じて記録ヘッドのノズルから記録液を吸引排出する吐出回復機能と、ノズル面に付着し液滴の飛翔状態を変化させる原因となる残留記録液をワイピング部材で拭き取るためのワイピング機能と、画像品質を維持するために画像形成に寄与しない液滴吐出を行う空吐出（予備吐出）機能などを備えている。
【０００３】
また、空吐出によって発生したミスト滴が画像形成装置内部へ飛散して付着すると、記録品質の低下や故障を招く原因となる。このミスト滴の飛散を防ぐ手段として、特許文献２には、キャップ内に装填された吸収部材の記録ヘッドと対向する部位に、記録ヘッドの吐出口列と平行に形成された稜線を頂上とした傾斜面で形成された突出部を設け、吐出される記録液が吸収部材に着弾する際に生じるミスト滴の跳ね返り方向を突出部の形状によって制御し、それによって吐出口近傍へのミスト液の付着を低減するようにしている。
【０００４】
また、特許文献３には、空吐出によって発生したミスト滴が画像形成装置内部へ飛散することを防ぐため、キャリッジ主走査方向の両側部に、空吐出によって発生したミスト滴を回収する空吐出受け部材をそれぞれ配置し、空吐出受け部材は廃液ダクトを通じて廃液タンクに対向させ、左右の空吐出受け部材を連通させるための連通路を形成するダクトを設け、このダクトに吸引ファンで空気流を発生させて左右の空吐出受け部材で生じるミスト滴を処理している。
【特許文献１】特開２００５−１４４９３９号公報
【特許文献２】特開２００５-１１１６９０号公報
【特許文献３】特開２００６−７６１５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
記録ヘッドの空吐出により発生した記録液は主滴と微小の液滴（サテライト滴）に分離する。このサテライト滴は主滴に比べて質量が小さく、吐出されてから間もなく自由落下状態となる。また、記録ヘッドから記録液が空吐出された際、記録液の吐出エネルギーにより吐出方向への気流が発生するため、自由落下状態となったサテライト滴は発生した気流に乗って浮遊し、空吐出した入り口で吹き返されてミスト化した装置内部に飛散して装置内の汚染や光学センサの故障の原因となる。
【０００６】
特許文献２に示すように、吐出される記録液が吸収部材に着弾する際に生じるミスト滴の跳ね返り方向を突出部の形状によって制御するようにしても、気流に乗って浮遊するサテライト滴に対してはあまり効果的とはいえない。
【０００７】
また、特許文献３に示すように、吸引ファンとダクトを利用して空吐出受け部の内部に強制的に気流を発生させてミスト滴を飛散させずに回収する方法ではサテライト滴も回収できるが、吸引ファンとダクトを設置するスペースが必要となり、構成が大型化するという短所がある。
【０００８】
この発明は、このような短所を改善し、簡単な構成で液滴吐出手段を空吐出させたときのサテライト滴の飛散を防止して確実に回収することができる液滴回収装置とそれを使用した液滴吐出装置及び画像形成装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明の液滴回収装置は、液滴を吐出する液滴吐出ヘッドのノズル内部をフラッシングするため前記液滴吐出ヘッドのノズルから液滴を空吐出させた液滴を回収する液滴回収装置であって、装置の底部側に設けられ、前記液滴吐出ヘッドの空吐出により発生した気流を装置の両側壁側に案内する誘導部と、装置の両側壁に設けられ、前記誘導部により誘導された気流を外部に排出する開口を有する排気部と、前記排気部の開口を覆うフィルタ部と、前記誘導部の下部に設けられ前記液滴吐出ヘッドで空吐出された液を収容する廃液タンクとを備えたことを特徴とする。
【００１０】
前記誘導部は、前記液滴吐出ヘッドのノズルと対向する中央部にスリットを有し、前記液滴吐出ヘッドの空吐出により発生した気流とミスト化しない比較的質量の大きい液滴を分離し、前記液滴のみを前記スリットから前記廃液タンクに回収することを特徴とする。
【００１１】
また、前記誘導部は、中央部を頂点として前記排気部側に向かって傾斜した傾斜面を有する三角柱状に形成されたことを特徴とする。
【００１２】
さらに、前記フィルタ部は、メッシュの異なる複数のフィルタをユニット化して形成され、前記排気部の最も内側に最もメッシュが細かいフィルタを配置することが望ましい。このフィルタ部は、前記排気部に対して交換可能であることを特徴とする。
【００１３】
また、前記廃液タンクは、装置本体に対して交換可能であることを特徴とする。
【００１４】
この発明の液滴吐出装置は、液滴回収装置を、前記液滴吐出ヘッドから液滴を空吐出させる位置に有することを特徴とする。
【００１５】
この発明の画像形成装置は、前記液滴吐出装置を有し、該液滴吐出装置の液滴吐出ヘッドから記録領域で吐出した記録液滴で記録媒体に文字や画像を記録し、前記液滴吐出ヘッドから空吐出させる位置で空吐出した記録液滴を前記液滴回収装置に回収することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
この発明は、液滴吐出ヘッドから液滴を空吐出させたとき、空吐出により発生する気流を誘導部で装置の両側壁側に誘導して装置の両側壁に設けられた開口を有する排気部から装置外部に排出し、排出される気流に含まれるごく小さなミスト滴を排気部に設けたフィルタ部で回収することにより、小さなミスト滴が外部に飛散することを防いで確実に回収することができる。
【００１７】
また、誘導部には、液滴吐出ヘッドのノズルと対向する中央部にスリットを有し、液滴吐出ヘッドの空吐出により発生した気流とミスト化しない比較的質量の大きい液滴を分離し、比較的質量の大きい液滴をスリットから廃液タンクに回収し、気流に含まれるごく小さなミスト滴を排気部に設けたフィルタで回収するから、液滴吐出ヘッドから空吐出した液滴を全て確実に回収することができる。
【００１８】
さらに、誘導部を、中央部を頂点として前記排気部側に向かって傾斜した傾斜面を有する三角柱状に形成することにより、気流に含まれるごく小さなミスト滴を確実に排気部に送ってフィルタ部で回収することができる。
【００１９】
また、フィルタ部をメッシュの異なる複数のフィルタをユニット化して形成し、排気部の最も内側に最もメッシュが細かいフィルタを配置することにより、気流に含まれるごく小さなミスト滴を確実に回収できるとともにフィルタ部の目詰りを防いで高寿命化を図ることができる。
【００２０】
また、フィルタ部や廃液タンクを交換可能にすることにより、装置の高寿命化を図ることができる。
【００２１】
この液滴回収装置を液滴吐出装置の液滴吐出ヘッドから液滴を空吐出させる位置に設けることにより、液滴吐出ヘッドから空吐出したときの小さなミスト滴が装置内に飛散することを防ぐことができ、装置内部をミスト滴で汚染することを防ぐことができる。
【００２２】
また、この発明の画像形成装置は、液滴吐出装置を有し、液滴吐出装置の液滴吐出ヘッドから記録領域で吐出した記録液滴で記録媒体に文字や画像を記録し、液滴吐出ヘッドから空吐出させる位置で空吐出した記録液滴を液滴回収装置に回収することにより、装置内部をミスト滴で汚染することを防ぐことができ、長期間安定して画像を形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
図１〜図３は、この発明の画像形成装置の構成を示し、図１は画像形成装置を前方側から見た斜視図、図２は画像形成装置の機構部の全体構成を示す概略構成図、図３は機構部の要部平面図である。
【００２４】
図１に示すように、画像形成装置は、装置本体１と、装置本体１に装着された記録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）された記録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。また、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を配置している。
【００２５】
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。
【００２６】
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を配置している。また、操作／表示部５には、電源ボタン１２と用紙送り／印刷再開ボタン１３及びキャンセルボタン１４も配置している。
【００２７】
この画像形成装置の機構部は、図３に示すように、ガイドロッド２１とステー２２とでキャリッジ２３を主走査方向に摺動自在に保持し、主走査モータ２４によって駆動プーリ２５と従動プーリ２６間に架け渡したタイミングベルト２７を介して矢示方向（キャリッジ走査方向）に移動走査する。このキャリッジ２３には、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の各色のインク滴を吐出するノズル列を有する記録ヘッド３１ｋ、３１ｃ、３１ｍ、３１ｙを複数のノズル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。記録ヘッド３１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。
【００２８】
また、キャリッジ２３には、記録ヘッド３１に各色のインクを供給するための各色のサブタンク３２ｋ、３２ｃ、３２ｍ、３２ｙを搭載している。この各色のサブタンク３２には各色のインク供給チューブを介して、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。
【００２９】
また、図２に示すように、給紙トレイ２の用紙積載部（圧板）４１上に積載した記録用紙４２を給紙するための給送手段である給紙部として、用紙積載部４１から記録用紙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、給紙部から給紙された記録用紙４２を記録ヘッド３１の下方側に送り込むために、記録用紙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、給送された記録用紙４２を静電吸着して記録ヘッド３１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。
【００３０】
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。この搬送ベルト５１は、例えば、抵抗制御を行っていない純粋な厚さ４０μｍ程度の樹脂材、例えばＥＴＦＥピュア材で形成した用紙吸着面となる表層と、この表層と同材質でカーボンによる抵抗制御を行った裏層（中抵抗層、アース層）とを有している。そして、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。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、加圧力として軸の両端に所定の押圧力をかけている。また、搬送ベルト５１の裏側には、記録ヘッド３１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。この搬送ベルト５１は、副走査モータ５８によって駆動ベルト５９及びプーリ６０を介して搬送ローラ５２が回転駆動されることによってベルト搬送方向（副走査方向）に周回移動する。
【００３１】
さらに、記録ヘッド３１で記録された記録用紙４２を排紙するための排紙部として、搬送ベルト５１から記録用紙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。
【００３２】
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記録用紙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の上面には手差しトレイ７２を設けている。
【００３３】
さらに、図３に示すように、キャリッジ２３の走査方向一方側の非印字領域には、記録ヘッド３１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８１を配置している。この維持回復機構８１には、記録ヘッド３１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、増粘したインクを排出するために記録に寄与しないインク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液滴回収部８４などを備えている。ここではキャップ８２ａを吸引用及び保湿用キャップ（以下、吸引用キャップという）とし、他のキャップ８２ｂ〜８２ｄは保湿用キャップとしている。
【００３４】
また、キャリッジ２３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液滴回収部８８を配置し、この空吐出液滴回収部８８には記録ヘッド３１のノズル列方向に沿った開口８９ｋ、８９ｃ、８９ｍ、８９ｙなどを備えている。
【００３５】
このように構成した画像形成装置においては、給紙トレイ２から記録用紙４２が１枚ずつ分離給紙され、略鉛直上方に給紙された記録用紙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度搬送方向を転換される。このとき、図示しない制御部によって高圧電源から帯電ローラ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ものとなる。このプラスとマイナス交互に帯電した搬送ベルト５１上に記録用紙４２が給送されると、記録用紙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記録用紙４２が副走査方向に搬送される。そこで、キャリッジ２３を移動させながら画像信号に応じて記録ヘッド３１を駆動することにより、停止している記録用紙４２にインク滴を吐出して１行分を記録し、記録用紙４２を所定量搬送後、次の行の記録を行う。記録終了信号又は記録用紙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、記録用紙４２を排紙トレイ３に排紙する。
【００３６】
また、印字（記録）待機中にはキャリッジ２３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３１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３１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３１の安定した吐出性能を維持する。
【００３７】
この画像形成装置のインク滴を吐出する記録ヘッド３１の一例を図４及び図５を参照して説明する。図４は記録ヘッド３１の液室長手方向に沿う断面説明図、図５は記録ヘッド３１の液室短手方向（ノズルの並び方向）の断面説明図である。この記録ヘッド３１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、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と液室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。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。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１２６を接続している。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。この圧電素子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。
【００４４】
このように構成した記録ヘッド３１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。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。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うこともできる。
【００４５】
次に維持回復機構８１の構成の概要について図６の概略構成図を参照して説明する。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３１のノズル面３１ａ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３１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）を行うための空吐出液滴回収部８４が配置されている。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吸引ポンプ２１１を接続している。したがって、記録ヘッド３１の維持回復動作を行うときには、回復動作を行う記録ヘッド３１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。
【００４６】
また、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。
【００４７】
そして、吸引ポンプ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、吸引ポンプ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。
【００４８】
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、ポンプギヤ２２３、中間ギヤ２２４、中間ギヤ２２５、２２６までが回転し、吸引ポンプ２１１の軸２１１ａが回転することで吸引ポンプ２１１が作動して、吸引用キャップ８２ａ内を吸引する。その他の中間ギヤ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。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、モータ２２１の回転がモータギヤ２２２、ポンプギヤ２２３、中間ギヤ２２４、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。また、記録ヘッド３１のノズル面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３１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をワイピングする。
【００４９】
この画像形成装置の制御部の概要について図７のブロック図を参照して説明する。制御部は、画像形成装置全体の制御を行うマイクロコンピュータで構成した主制御部３０１と印刷制御を行うマイクロコンピュータで構成した印刷制御部３０２とを備えている。主制御部３０１は、通信回路３００から入力される印刷処理の情報に基づいて記録用紙４２に画像を形成するために、前述したように、主走査モータ２４や副走査モータ５８を主走査モータ駆動回路３０３及び副走査モータ３０４を介して駆動制御するとともに印刷制御部３０２に対して印刷用データを送出するなどの制御を行う。
【００５０】
また、主制御部３０１には、キャリッジ２３の位置を検出するキャリッジ位置検出回路３０５からの検出信号が入力され、主制御部３０１はこの検出信号に基づいてキャリッジ２３の移動位置及び移動速度を制御する。キャリッジ位置検出回路３０５は、例えばキャリッジ２３の走査方向に配置されたエンコーダシートのスリット数を、キャリッジ２３に搭載されたフォトセンサで読み取って計数することで、キャリッジ２３の位置を検出する。主走査モータ駆動回路３０３は、主制御部３０１から入力されるキャリッジ移動量に応じて主走査モータ２４を回転駆動させて、キャリッジ２３を所定の位置に所定の速度で移動させる。
【００５１】
また、主制御部３０１には搬送ベルト５１の移動量を検出する搬送量検出回路３０６からの検出信号が入力され、主制御部３０１はこの検出信号に基づいて副走査モータ駆動回路３０４による搬送ベルト５１の移動量及び移動速度を制御する。搬送量検出回路３０６は、例えば搬送ローラ５２の回転軸に取り付けられた回転エンコーダシートのスリット数を、フォトセンサで読み取って計数することで搬送量を検出する。副走査モータ駆動回路３０４は、主制御部３０１から入力される搬送量に応じて副走査モータ５８を回転駆動させて、搬送ローラ５２を回転駆動して搬送ベルト５１を所定の位置に所定の速度で移動させる。
【００５２】
また、主制御部３０１は、給紙コロ駆動回路３０７に給紙コロ駆動指令を与えることによって給紙コロ４３を一回転させる。さらに、主制御部３０１は、維持回復機構駆動用モータ駆動回路３０８を介して維持回復機構８１のモータ２２１を回転駆動することにより、前述したようにキャップ８２の昇降、ワイパーブレード８３の昇降、吸引ポンプ２１１の駆動などを行わせる。
【００５３】
また、主制御部３０１は、インク供給モータ駆動回路３１１を介して供給ユニットのポンプを駆動するためのインク供給モータを駆動制御し、カートリッジ装填部４に装填されたインクカートリッジ１０からサブタンク３２に対してインクを補充供給する。このとき、主制御部３０１には、サブタンク３２が満タン状態にあることを検知するサブタンク満タンセンサ３１２からの検知信号に基づいて補充供給を制御する。
【００５４】
また、主制御部３０１は、カートリッジ通信回路３１４を通じて、カートリッジ装填部４に装着された各インクカートリッジ１０に設けられる不揮発性メモリ３１６に記憶されている情報を取り込んで、所要の処理を行って、本体記憶手段である不揮発性メモリ（例えばＥＥＰＲＯＭ）３１５に格納保持する。また、主制御部３０１には、環境温度、環境湿度を検知する環境センサ３１３からの検知信号が入力される。
【００５５】
印刷制御部３０２は、主制御部３０１からの信号とキャリッジ位置検出回路３０５及び搬送量検出回路３０６などからのキャリッジ位置や搬送量に基づいて、記録ヘッド３１の液滴を吐出させるための圧力発生手段を駆動するためのデータを生成して、上述した画像データをシリアルデータでヘッド駆動回路３１０に転送するとともに、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、滴制御信号（マスク信号）などをヘッド駆動回路３１０に出力する以外にも、ＲＯＭに格納されている駆動信号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波形生成部及びヘッドドライバに与える駆動波形選択手段を含み、１の駆動パルス（駆動信号）あるいは複数の駆動パルス（駆動信号）で構成される駆動波形を生成してヘッド駆動回路３１０に対して出力する。
【００５６】
ヘッド駆動回路３１０は、シリアルに入力される記録ヘッド３１の１行分に相当する画像データに基づいて印刷制御部３０２から与えられる駆動波形を構成する駆動信号を選択的に記録ヘッド３１の液滴を吐出させるエネルギーを発生する駆動素子、例えば前述したような圧電素子に対して印加することで記録ヘッド３１を駆動する。このとき、駆動波形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（大ドット）、中滴（中ドット）、小滴（小ドット）など、大きさの異なるドットを打ち分けることができる。
【００５７】
この印刷制御部３０２及びヘッド駆動回路３１０の一例について図８を参照して説明する。印刷制御部３０２は、上述したように、１印刷周期内に複数の駆動パルス（駆動信号）で構成される駆動波形（共通駆動波形）を生成して出力する駆動波形生成部４０１と、印刷画像に応じた２ビットの画像データ（階調信号０、１）と、クロック信号、ラッチ信号（ＬＡＴ）、滴制御信号Ｍ０〜Ｍ３を出力するデータ転送部４０２とを備えている。なお、滴制御信号Ｍ０〜Ｍ３は、ヘッド駆動回路３１０の後述するスイッチ手段であるアナログスイッチ４１５の開閉を滴毎に指示する２ビットの信号であり、共通駆動波形の印刷周期に合わせて選択すべき波形でＨレベル（ＯＮ）に状態遷移し、非選択時にはＬレベル（ＯＦＦ）に状態遷移する。
【００５８】
ヘッド駆動回路３１０は、データ転送部４０２からの転送クロック（シフトクロック）及びシリアル画像データ（階調データ：２ビット／ＣＨ）を入力するシフトレジスタ４１１と、シフトレジスタ４１１の各レジスト値をラッチ信号によってラッチするためのラッチ回路４１２と、階調データと制御信号Ｍ０〜Ｍ３をデコードして結果を出力するデコーダ４１３と、デコーダ４１３のロジックレベル電圧信号をアナログスイッチ４１５が動作可能なレベルへとレベル変換するレベルシフタ４１４と、レベルシフタ４１４を介して与えられるデコーダ４１３の出力でオン／オフ（開閉）されるアナログスイッチ４１５とを備えている。このアナログスイッチ４１５は、各駆動素子１２１の選択電極（個別電極）１５４に接続され、駆動波形生成部４０１からの共通駆動波形が入力されている。したがって、シリアル転送された画像データ（階調データ）と滴制御信号Ｍ０〜Ｍ３をデコーダ４１３でデコードした結果に応じてアナログスイッチ４１５がオンにすることにより、共通駆動波形を構成する所要の駆動信号が通過して（選択されて）駆動素子１２１に印加される。
【００５９】
また、記録ヘッド３１の性能を維持、回復するメンテナンス動作を行う場合には、主制御部３０１は維持回復機構８１を駆動制御するとともに、主制御部３０１から駆動波形生成部４０１に対してメンテナンス用駆動波形（ここでは、後述するように正弦波駆動波形としている。）を生成させる制御をするとともに、記録ヘッド３１の各圧力発生手段を駆動する画像データをデータ転送部４０２に与えることで、メンテナンス用駆動波形で記録ヘッド３１の各圧電素子１２１を駆動して液室１０６内に圧力変化を生じさせる制御を行う。
【００６０】
また、印字中に使用頻度の少ないノズルが乾燥により不吐出になることを防止するため、一定時間おきに空吐出液滴回収部８８へ移動し、主制御部３０１から駆動波形生成部４０１に対してメンテナンス用駆動波形を生成する制御を行い、空吐出液滴回収部８８に設けられた開口部８９に向けて非印字吐出（空吐出）を行う。このとき前記の非印字吐出は全ての記録ヘッド３１で同時に実施して印字時間短縮を図る。
【００６１】
この空吐出液滴回収部８８の構成の概要について図９の全体構成を示す概略構成図と図１０の断面図を参照して説明する。
【００６２】
空吐出液滴回収部８８は、底部側には記録ヘッド３１から各開口８９に空吐出したインク滴を誘導する誘導部５０１を有し、開口８９ｋ、８９ｃ、８９ｍ、８９ｙの配列方向に並行な両側壁には開口した排気部５０２が形成され、排気部５０２にはフィルタ部５０３を有する。誘導部５０１は、中央部に記録ヘッド３１のノズル列方向に沿った開口８９ｋ、８９ｃ、８９ｍ、８９ｙの配列方向に並行な稜線５０４と、稜線を頂点として排気部５０２側に向かって傾斜した傾斜面５０５を有する三角柱状に形成され、開口８９ｋ、８９ｃ、８９ｍ、８９ｙに対応した位置にはスリット５０６ｋ、５０６ｃ、５０６ｍ、５０６ｙを有する。フィルタ部５０３は、密度の異なる複数のフィルタが重ねて用いられ、排気部５０２の最も内側に設けられたフィルタは最もメッシュが細かく、排気部５０２の外側に向かうほどメッシュが大きくなるフィルタで構成され、この複数のフィルタをユニット化して排気部５０２に取り外し可能な状態で装着されている。誘導部５０１のスリット５０６の下部には着脱自在な廃液タンク５０７を有する。
【００６３】
この空吐出液滴回収部８８に記録ヘッド３１を移動して、記録ヘッド３１から各開口８９に空吐出したインク滴のうち質量の大きい主滴５０８は、誘導部５０１のスリット５０６を通して空吐出液滴回収部８８の下部に設けられた廃液タンク部５０７に回収される。一方、質量が小さく気流の影響を受けやすいサテライト滴は、記録ヘッド３１の空吐出により発生し、誘導部５０１の傾斜面５０５に沿って流れる気流５０９に乗って排気部５０２側に誘導される。排気部５０２側に誘導されたサテライト滴は排気部５０２に設けたフィルタ部５０３で捕捉され、気流５０９だけがフィルタ部５０３を通って排気部５０２から外部に排出される。したがって空吐出液滴回収部８８で空吐出したサテライト滴が画像形成装置内に飛散することを防いで確実に回収することができる。
【００６４】
この空吐出して排出されたインク滴を回収する廃液タンク部５０７が排出されたインクで満たされた場合には廃液タンク部５０７を交換する。また、フィルタ部５０３のサテライト滴による汚染が著しくなった場合はフィルタ部５０３を交換する。
【００６５】
前記説明では画像形成装置としてインクジェット方式のプリンタ装置について説明したが、これに限るものではなく、例えば、ファクシミリ装置や複写装置、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にも適用することができる。さらに、ノズルを有する液滴吐出ヘッドを有する各種液滴吐出装置にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】この発明の画像形成装置の構成を示す斜視図である。
【図２】画像形成装置の機構部の全体構成を示す概略構成図である。
【図３】画像形成装置の機構部を示す要部平面図である。
【図４】記録ヘッドの構成を示す液室長手方向に沿う部分断面図である。
【図５】記録ヘッドの構成を示す液室短手方向に沿う部分断面図である。
【図６】維持回復機構の構成を示す概略構成図である。
【図７】制御部の構成を示すブロック図である。
【図８】印刷制御部とヘッド駆動回路の構成を示すブロック図である。
【図９】空吐出液滴回収部の全体構成を示す概略構成図である。
【図１０】空吐出液滴回収部の構成を示す断面図である。
【符号の説明】
【００６７】
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、
５；操作／表示部、１０；インクカートリッジ、１１；残量表示部、
２３；キャリッジ、２４；主走査モータ、３１；記録ヘッド、３２；サブタンク、
４２；記録用紙、５１；搬送ベルト、８１；維持回復機構、
８８；空吐出液滴回収部、８９；開口、５０１；誘導部、５０２；排気部、
５０３；フィルタ部、５０４；稜線、５０５；傾斜面、５０６；スリット、
５０７；廃液タンク、５０８；主滴、５０９；気流。
【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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