JP2014046593A - 液体吐出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】区画部材及びその近傍に残留した液体が増粘するのを抑制する。
【解決手段】プリンタは、ヘッド１と、吐出空間Ｓ１を外部空間Ｓ２から区画する区画状態と吐出空間Ｓ１を外部空間Ｓ２に開放する開放状態とを取り得るキャップ機構４０と、加湿機構と、これらの動作を制御する制御装置とを含んでいる。制御装置は、区画状態となるようにキャップ機構４０を制御するとともに、吐出空間Ｓ１に対して加湿空気を隙間６１から供給し、隙間６２から排出するように加湿機構を制御する。隙間６１、６２は、キャップ４１と鍔部３８の外縁部とによって画定されている。鍔部３８の外縁部には、切り欠き３８ａが形成されている。
【選択図】図５

Description

本発明は、液体を吐出する液体吐出装置に関する。

液体吐出装置は、インク等の液体を吐出する吐出口が開口した吐出面を有するヘッドを備えている。この吐出口から液体が吐出されない状況が長時間続くと、吐出口近傍の液体の水分が蒸発して粘性が増加し、吐出口に目詰まりが生じる。この吐出口の目詰まりを抑制するための技術として、例えば、下記特許文献１に記載された技術が知られている。

特許文献１に記載された技術では、凹状のキャッピング部によって吐出面を覆うことで、外部空間から隔てられた吐出空間を形成する。そして、キャッピング部の底面に空気供給口及び空気排出口が形成された空気流路を有する空調装置により、加湿した空気を空気供給口から吐出空間内に供給し、且つ吐出空間内の空気を空気排出口から排出することで吐出口近傍の液体を加湿している。こうして、吐出口近傍の液体の蒸発が抑制され、吐出口の目詰まりが抑制される。

特開２００５−２１２１３８号公報

しかしながら、特許文献１に記載された技術では、空気供給口及び空気排出口がキャッピング部の底面の両端に形成されていない。つまり、吐出空間内においては、加湿空気が空気供給口から吐出面を経由して空気排出口に流れる加湿経路が構成されているが、その経路はキャッピング部の端にまで及ばないため、キャッピング部の吐出面と当接する環状部材（区画部材）に付着した液体を当該加湿空気で加湿することができない。このため、加湿空気の循環を停止すると、この加湿されていない環状部材及びその近傍に残留した増粘液体が吐出口近傍の液体から水分を吸収するため、当該液体が増粘して吐出口の目詰まりが生じる。

そこで、本発明の目的は、区画部材及びその近傍に残留した液体が増粘するのを抑制することが可能な液体吐出装置を提供することである。

本発明の液体吐出装置は、液体を吐出する複数の吐出口が形成された吐出面を有するヘッドと、前記ヘッドを取り囲む環状のリップ部材を含み、前記ヘッド側に設けられた区画部材と、前記吐出面に対向する対向部材と、前記リップ部材が前記対向部材と当接する当接位置及び前記リップ部材が前記対向部材から離隔した離隔位置の間において、前記リップ部材を移動させるリップ移動機構とを有し、前記区画部材が前記吐出面と前記対向部材との間の吐出空間を外部空間から区画した区画状態と、前記区画部材が前記吐出空間を前記外部空間に開放した開放状態とを取り得るキャップ機構と、加湿空気を生成する生成部と、前記ヘッドの第１側面に沿って延在するとともに、外側に向かって突出した第１鍔部と、前記第１側面との間において前記吐出面を挟んで配置された排出口とを有し、前記区画部材によって区画された前記吐出空間内に前記第１鍔部の外縁部と前記区画部材とによって画定された供給口から加湿空気を供給し、前記排出口から当該吐出空間の空気を排出する加湿動作を行う加湿機構と、前記リップ部材の移動に際して、前記リップ移動機構を制御するとともに、前記加湿動作の実行に際して、前記加湿機構を制御する制御手段とを備えている。そして、前記第１鍔部の前記外縁部には、切り欠きが形成されている。

これによると、区画状態において加湿動作を行うと、供給口が区画部材および第１鍔部の外縁部により画定されていることから、供給口近傍では、加湿空気が区画部材の内周面に沿って滑らかに流入することになり、吐出空間内全域に加湿空気が行き渡りやすくなる。加湿不足の領域が生じにくくなり、区画状態において、吐出口内の液体が増粘しにくくなる。加えて、区画状態を取るときに、区画部材と第１鍔部の外縁部とが接触し、この状態で加湿動作が行われても、当該外縁部に形成された切り欠きを通って吐出空間に加湿空気が供給される。供給口が確保されることになり、より狭い隙間を介した加湿空気の供給時に生じやすい泡の発生を抑制することが可能となる。

本発明において、前記切り欠きは、前記吐出面に対して垂直な方向から見て、矩形平面形状を有していることが好ましい。これにより、区画状態を取るときに、区画部材と第１鍔部の外縁部とが接触しても、液体膜の形成が矩形平面形状の角部に限定される一方で、確実に供給口が確保される。このため、泡の発生を効果的に抑制することが可能となる。

また、本発明において、前記切り欠きは、前記第１側面に沿った前記第１鍔部の延在方向の長さが、前記延在方向に直交する方向の長さよりも長いことが好ましい。これにより、区画状態を取るときに、区画部材と第１鍔部の外縁部とが接触しても、液体膜が切り欠き部分により一層形成されにくくなる。

また、本発明において、前記切り欠きは、前記吐出面に対して垂直な方向から見て、Ｖ字形状を有していることが好ましい。これにより、区画状態を取るときに、区画部材と第１鍔部の外縁部とが接触しても、液体膜の形成がＶ字形状の角部に限定される一方で、確実に供給口が確保される。このため、泡の発生を効果的に抑制することが可能となる。

また、本発明において、前記切り欠きは、前記第１鍔部の前記外縁部に複数形成されていることが好ましい。これにより、区画状態を取るときに、区画部材と第１鍔部の外縁部とが接触しても、複数の切り欠きを通って吐出空間に加湿空気が供給される。このため、加湿空気が、供給口近傍における区画部材の内周面全体に亘って流れやすくなり、区画部材及びその近傍に残留した液体が増粘するのをより抑制することが可能となる。加えて、加湿空気が、区画部材と第１鍔部の外縁部との接触箇所から吐出空間に供給されるのをより抑制することが可能となる。この結果、加湿空気を供給する際に生じる、泡の発生をより抑制することが可能となる。

また、本発明において、前記区画部材は、前記リップ部材と前記ヘッドとの間を塞ぐ可撓性のダイアフラムを含み、前記加湿機構は、前記第１側面に接続されるとともに、前記ダイアフラムが接続された第１接続部と、前記第１側面との間に前記吐出面を挟む前記ヘッドの第２側面に接続されるとともに、前記ダイアフラムが接続された第２接続部と、前記第２接続部の下方から外側に向かって突出した第２鍔部とをさらに有しており、前記第１鍔部は、前記第１接続部の下方から外側に向かって突出し、前記排出口は、前記第２鍔部の外縁部と前記区画部材とによって画定されている。前記第１接続部には、前記区画部材と前記第１鍔部及び前記第１接続部とで囲まれた第１空間に連通する第１流路が形成されており、前記第２接続部には、前記区画部材と前記第２鍔部及び前記第２接続部とで囲まれた第２空間に連通する第２流路が形成されており、前記加湿機構は、前記生成部と前記第１流路とを接続する第１配管と、前記生成部で生成された加湿空気を前記第１配管に供給するポンプとをさらに有しており、前記加湿動作において、前記第１流路を介して前記第１空間に加湿空気を供給し、前記第２流路を介して前記第２空間の空気を排出することが好ましい。これにより、区画状態において加湿動作を行うと、加湿空気が供給口近傍における区画部材の内周面に沿って吐出空間に流入し、吐出面と対向部材との間を経て、供給口近傍に対向する区画部材の内周面に沿って排出口に向かう。このため、区画部材及びその近傍に残留した液体が増粘するのをさらに抑制することが可能となる。この結果、区画状態において、吐出口内の液体がより増粘しにくくなる。加えて、簡易な加湿機構の構成で加湿動作を実行することが可能となる。

また、本発明において、前記第２鍔部の前記外縁部にも、前記切り欠きが形成されていることが好ましい。これにより、区画状態を取るときに、区画部材と第２鍔部の外縁部とが接触しても、切り欠きを通して吐出空間内の空気を排出することが可能となる。このため、吐出空間内の圧力の上昇を防ぐことが可能となり、吐出口に形成された液体メニスカスが破れるのを防ぐことが可能となる。

また、本発明において、前記加湿機構は、前記生成部と前記第２流路とを接続する第２配管をさらに有しており、前記生成部は、前記第２配管を介して前記第２空間から排出されてきた空気を加湿して加湿空気を生成することが好ましい。これにより、吐出空間から排出された空気を効果的に加湿することができる。

また、本発明において、前記ダイアフラムは、前記区画部材が前記区画状態を取るときに、下面全体が前記第１鍔部の上面より上方に配置されることが好ましい。これにより、第１鍔部とダイアフラムとで構成される空気の通路が確実に確保される。このため、泡の発生がより一層抑制される。

本発明の液体吐出装置によると、区画状態において加湿動作を行うと、供給口が区画部材および第１鍔部の外縁部により画定されていることから、供給口近傍では、加湿空気が区画部材の内周面に沿って滑らかに流入することになり、吐出空間内全域に加湿空気が行き渡りやすくなる。加湿不足の領域が生じにくくなり、区画状態において、吐出口内の液体が増粘しにくくなる。加えて、区画状態を取るときに、区画部材と第１鍔部の外縁部とが接触し、この状態で加湿動作が行われても、当該外縁部に形成された切り欠きを通って吐出空間に加湿空気が供給される。供給口が確保されることになり、より狭い隙間を介した加湿空気の供給時に生じやすい泡の発生を抑制することが可能となる。

本発明の液体吐出装置の一実施形態によるインクジェットプリンタの内部構造を示す概略側面図である。 図１のプリンタに含まれるヘッドのヘッド本体及び一対のジョイント部材を示す平面図である。 （ａ）は図２の一点鎖線で囲まれた領域を示す拡大図であり、（ｂ）は図３（ａ）のIIIｂ−IIIｂ線に沿った部分断面図であり、（ｃ）は図３（ｂ）の一点鎖線で囲まれた領域を示す拡大図である。 図１のプリンタに含まれるヘッドホルダ及び加湿機構を示す概略図である。 （ａ）は図４の一点鎖線で囲まれた領域を示す部分断面図であって、キャップが離隔位置にある状況を示す図であり、（ｂ）はキャップが当接位置にある状況を示す図である。 図４のVI−VI線に沿った断面図である。 プリンタの電気的構成を示すブロック図である。 プリンタの制御装置が実行するキャッピング及び加湿動作の制御内容を示すフロー図である。 鍔部に形成された切り欠きの変形例を示す図である。

以下、本発明の好適な実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。

先ず、図１を参照し、本発明に係る液体吐出装置の一実施形態としてのインクジェットプリンタ１０１の全体構成について説明する。

プリンタ１０１は、直方体形状の筐体１０１ａを有する。筐体１０１ａの天板上部には、排紙部３１が設けられている。筐体１０１ａの内部空間は、上から順に空間Ａ，Ｂ，Ｃに区分できる。空間Ａ，Ｂには、給紙部１ｃから排紙部３１に向かう用紙搬送経路が形成されており、図１に示す黒太矢印に沿って用紙Ｐが搬送される。空間Ａでは、用紙Ｐへの画像形成と、用紙Ｐの排紙部３１への搬送が行われる。空間Ｂでは、用紙Ｐの搬送経路への給紙が行われる。空間Ｃからは、空間Ａのヘッド１に対してインクが供給される。

空間Ａには、ブラックインクを吐出するヘッド１、搬送機構８、キャップ機構４０、用紙センサ３２、加湿動作に用いられる加湿機構５０（図４参照）、及び、制御装置１００等が配置されている。

ヘッド１は、主走査方向に長尺な略直方体形状を有し、駆動信号に基づいて画像を形成する。ヘッド１は、ヘッドホルダ１３を介して筐体１０１ａに支持され、プラテン５と所定の間隙を介して対向する。ヘッド１は、ヘッド本体３（図２参照）に加えて、リザーバユニット１２（図５参照）、フレキシブルプリント配線基板（ＦＰＣ）、回路基板等が積層された積層体である。上流側流路部材としてのリザーバユニット１２には、リザーバを含む上流側インク流路（ともに不図示）が形成されており、カートリッジ４からインクが供給される。リザーバは、インクを一時的に貯留する。

下流側流路部材としての流路ユニット１１は、アクチュエータユニット１９と共にヘッド本体３を構成し、リザーバユニット１２のインクが供給される。流路ユニット１１の下面は、複数の吐出口１０８が形成された吐出面１ａである。吐出口１０８からは、アクチュエータユニット１９の駆動により、インクが吐出される。なお、ヘッド１は、後に詳述する。

回路基板は、制御装置１００からの信号を調整する。出力信号は、ＦＰＣ上のドライバＩＣで駆動信号に変換され、さらにヘッド本体３のアクチュエータユニット１９に出力される。アクチュエータユニット１９は、駆動信号が供給されると、流路ユニット１１内のインクに圧力を加える。

ヘッドホルダ１３には、ヘッド１に加えて、キャップ機構４０を構成するキャップ４１が取り付けられている。キャップ４１は、ヘッド１に配設された環状部材であって、平面視でヘッド１を内包する。キャップ機構４０の構成、動作、機能等は、後に詳述する。

搬送機構８は、用紙Ｐをガイドする２つのガイド部９ａ，９ｂと、プラテン５とを含んでいる。２つのガイド部９ａ，９ｂは、プラテン５を挟んで配置されている。搬送方向上流側のガイド部９ａは、３つのガイド１８ａと３つの送りローラ対２２〜２４とを有し、給紙部１ｃとプラテン５とを繋ぐ。そして、ガイド部９ａは、画像形成用の用紙Ｐをプラテン５に向けて搬送する。搬送方向下流側のガイド部９ｂは、３つのガイド１８ｂと４つの送りローラ対２５〜２８とを有し、プラテン５と排紙部３１とを繋ぐ。画像形成後の用紙Ｐが、排紙部３１に向けて搬送される。なお、プラテン５は、板状部材であって吐出面１ａ及びキャップ４１よりも一回り大きな平面サイズを有する。

用紙センサ３２は、送りローラ対２４の上流側に配置され、搬送される用紙Ｐの先端を検知する。このとき出力された検知信号は、同期したヘッド１及び搬送機構８の駆動に用いられ、所望の解像度と速度で画像が形成されることになる。

加湿機構５０は、吐出面１ａに対向した吐出空間Ｓ１に加湿空気を供給する。吐出空間Ｓ１に開口する吐出口１０８は、内部のインクに水分が補給されることになり、増粘や乾燥が抑制される。

空間Ｂには、給紙部１ｃが配置されている。給紙部１ｃは、給紙トレイ２０及び給紙ローラ２１を有する。このうち、給紙トレイ２０が、筐体１０１ａに対して着脱可能である。給紙トレイ２０には、複数の用紙Ｐが収納可能である。給紙ローラ２１は、給紙トレイ２０内で最も上方の用紙Ｐを送り出す。

ここで、副走査方向とは、用紙Ｐが送りローラ対２３〜２５によって搬送される搬送方向Ｄ（図１中矢印Ｄ方向）と平行な方向であり、主走査方向とは、水平面に平行且つ副走査方向に直交する方向である。

空間Ｃには、ブラックインクを貯留するカートリッジ４が、筐体１０１ａに対して着脱可能に配置されている。カートリッジ４は、ヘッド１にチューブ（不図示）及びポンプ２９（図７参照）を介して接続されている。なお、ポンプ２９は、ヘッド１にインクを強制的に送るとき（すなわち、パージ時や液体の初期導入時）に駆動される。これ以外は停止状態にあり、ポンプ２９はヘッド１へのインク供給を妨げない。

次に、制御装置１００について説明する。制御装置１００は、プリンタ各部の動作を制御して、プリンタ１０１全体の動作を司る。制御装置１００は、外部装置（プリンタ１０１と接続されたＰＣ等）から供給された記録指令（画像データなど）に基づいて、画像形成動作を制御する。記録指令を受けると、制御装置１００は、給紙ローラ２１用の給紙モータ１３５（図７参照）、各送りローラ対２２〜２８用の送りモータ１３７（図７参照）等を駆動する。給紙トレイ２０から送り出された用紙Ｐは、上流側ガイド部９ａによりガイドされ支持面５ａ上に送られる。用紙Ｐは、ヘッド１の真下を副走査方向（用紙搬送方向Ｄ）に通過する際に、制御装置１００の制御により、吐出面１ａからインクが吐出され、所望の画像が形成される。なお、インクの吐出タイミングは、用紙センサ３２からの検知信号に基づいて行われる。そして画像が形成された用紙Ｐは、下流側ガイド部９ｂによりガイドされて、筐体１０１ａの上部から排紙部３１に排出される。

また、制御装置１００は、メンテナンス動作によって、ヘッド１のインク吐出特性の回復・維持や記録に係わる準備を行う。メンテナンス動作には、パージやフラッシングによるインク排出動作、ワイピングによる吐出面１ａのクリーニング動作、キャッピングや加湿動作によるインクの増粘防止動作等が含まれる。

パージでは、ポンプ２９が駆動されて、すべての吐出口１０８からインクが強制的に排出される。フラッシングでは、アクチュエータが駆動されて、吐出口１０８からインクが吐出される。インクの吐出は、フラッシングデータ(画像データと異なるデータ)に基づいて行われる。ワイピングでは、吐出面１ａがワイパ（板状弾性部材）によって払拭される。ワイピングは、パージ動作後に行われ、吐出面１ａ上の残留インクや異物が取り除かれる。

キャッピングでは、図４及び図５（ｂ）に示すように、キャップ４１により吐出空間(吐出面１ａと対向する空間)Ｓ１が外部空間Ｓ２から隔離される。増粘防止動作における加湿動作では、図５（ｂ）に示すように、隔離された吐出空間Ｓ１に加湿空気が供給される。

インク排出動作は、クリーニング動作を伴い、ヘッド１内の異物や吐出口１０８近傍の増粘インクが排出される。吐出口１０８の吐出特性が回復され、吐出面１ａが清浄化される。キャッピングによりメニスカスの乾燥が抑制され、加湿により乾燥がさらに抑制される。なお、インク排出動作は、例えば、プリンタ１０１の電源投入直後、搬送経路内での紙ジャム(詰まり)時、所定時間以上継続した画像形成後や非吐出後等に行われる。電源投入直後のインク排出動作(特に、フラッシング)は、記録に係わる準備動作となる。インクの増粘防止動作は、例えば、プリンタ１０１の停止時や休止時に行われる。

次に、図２及び図３を参照し、ヘッド本体３の構成について説明する。なお、図３（ａ）では、アクチュエータユニット１９の下側にあって破線で示すべき圧力室１１０、アパーチャ１１２及び吐出口１０８を実線で示している。

ヘッド本体３は、図２に示すように、流路ユニット１１の上面に４つのアクチュエータユニット１９が固定された積層体である。上面には、圧力室１１０が開口している。アクチュエータユニット１９は、この開口を封止し、圧力室１１０の側壁を構成している。

流路ユニット１１は、図３（ｂ）に示すように、９枚のステンレス製プレート１２２〜１３０を積層した積層体である。流路ユニット１１の内部には、インク流路が形成されている。インク流路は、上流側の共通インク流路と下流側の個別インク流路１３２とから構成される。共通インク流路は、マニホールド流路１０５及びこれから分岐した副マニホールド流路１０５ａからなる。マニホールド流路１０５は、一端に上面のインク供給口１０５ｂを持つ。個別インク流路１３２は、副マニホールド流路１０５ａの出口から、アパーチャ１１２及び圧力室１１０を経て、下面（吐出面１ａ）の吐出口１０８に至る。吐出口１０８は、吐出面１ａにおいて、主走査方向に６００ｄｐｉに相当する間隔で配列している。

次に、アクチュエータユニット１９について説明する。図２に示すように、４つのアクチュエータユニット１９は、それぞれ台形の平面形状を有しており、インク供給口１０５ｂを避けるよう主走査方向に千鳥状に配置されている。さらに、各アクチュエータユニット１９の平行対向辺は主走査方向に沿っており、隣接するアクチュエータユニット１９の斜辺同士は副走査方向に沿って重なっている。

図３（ｃ）に示すように、アクチュエータユニット１９は、強誘電性を有するチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）系セラミックスであり、３枚の圧電層１４１〜１４３から構成されている。最上層の圧電層１４１は、上面に複数の個別電極１３５が形成され、厚み方向に分極されている。圧電層１４２の上面には、共通電極１３４が全体的に形成されている。両電極１３４、１３５間に分極方向の電界が生じると、間の圧電層１４１（駆動活性部）が面方向に縮む。圧電層１４２、１４３は、自発的に変形しないので、圧電層１４１との間に歪み差が生じる。これにより、個別電極１３５と圧力室１１０とに挟まれた部分が、圧力室１１０に向かって突出（ユニモルフ変形）する。このとき圧力室１１０内のインクは加圧され、インク滴として吐出される。

このように、アクチュエータユニット１９には、個別電極１３５毎にアクチュエータが作り込まれており、独立してインクに吐出エネルギーを付与できる。ここで、共通電極１３４は、常にグランド電位にある。また、駆動信号は、個別ランド１３６から個別電極１３５に選択的に供給される。個別ランド１３６は、個別電極１３５の先端部にある。

本実施形態では、インクの吐出に際して、引き打ち法が採用されている。個別電極１３５は、予め所定の電位にあり、アクチュエータはユニモルフ変形している。駆動信号が供給されると、個別電極１３５は、一旦共通電極１３４と同電位となり、所定時間後に所定電位に復帰する。同電位となるタイミングで、アクチュエータがユニモルフ変形を解消して、圧力室１１０にインクが吸い込まれる。電位の復帰タイミングで、アクチュエータが再びユニモルフ変形して、吐出口１０８からインク滴が吐出される。

次に、図４及び図５を参照し、ヘッドホルダ１３及びキャップ機構４０の構成について説明する。

ヘッドホルダ１３は、金属等からなる剛体の枠状フレームであり、ヘッド１の側面を全周に亘って支持している。ヘッドホルダ１３とヘッド１との当接部は、全周に亘って封止剤で封止されている。

ヘッドホルダ１３には、キャップ機構４０のキャップ４１が取り付けられている。ヘッドホルダ１３とキャップ４１との当接部は、全周に亘って接着剤で固定されている。ヘッドホルダ１３には、貫通孔１３ａが形成されており、後述の一対のジョイント部材５１の接続部３９ａが挿通されている。貫通孔１３ａは、接続部３９ａより一回り大きく、接続部３９ａと作る隙間に封止剤が充填されている。これにより、キャップ４１が吐出空間Ｓ１を閉ざしたとき、当該空間Ｓ１が外部空間Ｓ２から確実に遮断される。

キャップ機構４０は、キャップ４１、キャップ昇降機構４８、及び、プラテン５を含む。キャップ４１は、一体的に形成されたリップ部材４２及びダイアフラム４３を有する。これらリップ部材４２及びダイアフラム４３は、ゴム（例えば、ブチルゴム）などの弾性材料からなる。

リップ部材４２は、環状に形成されており、ヘッド１及び一対のジョイント部材５１の周囲を取り囲む。また、リップ部材４２は、図５に示すように、下方に向かって先細りの断面形状を有している。

ダイアフラム４３は、環状に形成されており、リップ部材４２とヘッド１との間に張り渡されている。より具体的には、ダイアフラム４３は、可撓性を有した薄膜部材であって、外周端がリップ部材４２の内周面に接続し、内周端に密着部４４を有する。これにより、リップ部材４２とヘッド１との間が塞がれている。密着部４４の主走査方向に延在する部分は、内側側面がヘッド１の側面に密着し、上面がヘッドホルダ１３の下面に密着している。密着部４４の副走査方向に延在する部分は、上面がヘッドホルダ１３の下面に密着し、下面が一対のジョイント部材５１と密着している。密着部４４の上面は、全周に亘って、ヘッドホルダ１３と接着剤で固定されている。また、ダイアフラム４３は、区画状態において、下面全体が鍔部３８よりも上方に配置されている。これにより、ダイアフラム４３と鍔部３８とで構成される空気の通路（供給口及び排出口）が確実に確保される。このため、泡の発生がより一層抑制される。

キャップ昇降機構（リップ移動機構）４８は、可動体４５、複数のギア４６、昇降モータ４７（図７参照）を有している。可動体４５は、環状の剛材料（例えば、ステンレス）からなり、ヘッド１を一対のジョイント部材５１の外側から取り囲んでいる。可動体４５は、その下面がリップ部材４２の上面に固定されている。可動体４５は、複数のギア４６と接続されている。制御装置１００による制御の下、昇降モータ４７が駆動されると、ギア４６が回転して可動体４５が昇降する。このとき、リップ部材４２も共に昇降する。これにより、リップ部材４２の先端と吐出面１ａとの相対位置が、鉛直方向に変化する。

リップ部材４２は、可動体４５の昇降に伴って、その先端がプラテン５の支持面５ａに当接する当接位置（図４及び図５（ｂ）に示す位置）と、支持面５ａから離隔した離隔位置（図５（ａ）に示す位置）とを選択的に取る。当接位置では、図５（ｂ）に示すように、吐出空間Ｓ１が、外部空間Ｓ２から区画された区画状態となる。このとき、リップ部材４２は、ダイアフラム４３と共に、所定の間隙を介して一対のジョイント部材５１（特に、鍔部３８の先端）と離隔する。また、離隔位置では、図５（ａ）に示すように、吐出空間Ｓ１が、外部空間Ｓ２に対して開放された開放状態となっている。このとき、ダイアフラム４３は、Ｕ字状に湾曲して、鍔部３８の先端と大きく離隔する。

次に、図４〜図６を参照し、加湿機構５０の構成について説明する。

加湿機構５０は、図４に示すように、一対のジョイント部材５１、チューブ５５，５７、ポンプ５６及びタンク５４などを含む。チューブ（第１配管）５５は、一端が左側ジョイント部材５１に接続され、他端がタンク５４に接続されている。チューブ（第２配管）５７は、一端が右側ジョイント部材５１に接続され、他端がタンク５４に接続されている。このように、チューブ５５、５７は、吐出空間Ｓ１とタンク５４とを連通させている。

タンク（生成部）５４は、下部空間に加湿用の水を貯留し、且つ、上部空間に加湿された加湿空気を貯蔵している。チューブ５７は、タンク５４の下部空間（水中）と連通している。チューブ５５は、タンク５４の上部空間と連通している。また、チューブ５５の途中部位には、ポンプ５６が設けられている。なお、チューブ５７のタンク５４近傍には、タンク５４内の水がチューブ５７側に流れ込まないように、図示しない逆止弁が取り付けられている。また、タンク５４内の水が少なくなった場合には、図示しない水補給タンクより水がタンク５４に補給される。

一対のジョイント部材５１は、ヘッド１の主走査方向の両側面に固定されており、主走査方向に関してヘッド１を挟む。具体的には、図５（ｂ）に示すように、ヘッド１の左側側面（第１側面）には、供給部材としてのジョイント部材５１が固定されている。ヘッド１の右側側面（第２側面）には、排出部材としてのジョイント部材５１が固定されている。これらジョイント部材５１は同様な構成を有している。

各ジョイント部材５１は、固定部（第１及び第２接続部）３７と鍔部（第１及び第２鍔部）３８とを有する。固定部３７は、吐出面１ａに垂直な固定面を有し、ヘッド１の主走査方向に対向した側面に固定される。鍔部３８は、外側に向かって水平に延びた突出部であって、固定部３７の下端に接続する。鍔部３８の下面は、吐出面１ａよりもプラテン５から離隔して、用紙Ｐの搬送を妨げない。鍔部３８には、図６に示すように、５つの切り欠き３８ａが形成されている。これら切り欠き３８ａは、鍔部３８の外縁部において、副走査方向に沿って配置されている。切り欠き３８は、吐出面１ａに対して垂直な方向から見て、矩形平面形状を有している。切り欠き３８は、副走査方向（鍔部３８の延在方向）の長さが、主走査方向の長さよりも長い。

ジョイント部材５１は、断面が略コの字形状で、上突出部３９を有している。上突出部３９は、固定部３７の上端から外側に向かって水平に延びた突出部である。外側への突出量は、鍔部３８の方が大きい。上突出部３９の上面には、副走査方向中央部に、接続部３９ａが立設されている。接続部３９ａと上突出部３９には、鉛直方向に貫通する貫通孔３９ｂが形成されている。

左側ジョイント部材５１の貫通孔３９ｂは、図５（ｂ）に示すように、ジョイント部材（供給部材）５１とキャップ４１とで囲まれた空間（第１空間）Ｋ１と連通する流路（第１流路）である。貫通孔３９ｂの下側開口５１ａは、鍔部３８の上面に対向し、吐出空間Ｓ１に対する加湿空気の入口である。一方、右側ジョイント部材５１の貫通孔３９ｂは、ジョイント部材（排出部材）５１とキャップ４１とで囲まれた空間（第２空間）Ｋ２と連通する流路（第２流路）である。貫通孔３９ｂの下側開口５１ｂは、鍔部３８の上面に対向し、吐出空間Ｓ１に対する加湿空気の出口である。

このような構成において、制御装置１００の制御により、ポンプ５６が駆動されると、図４に示すように、タンク５４内の空気が白抜き矢印に沿って循環する。タンク５４の上部空間の加湿空気は、開口５１ａから空間Ｋ１を介して吐出空間Ｓ１に供給される。このとき、吐出空間Ｓ１が区画状態であると、内部の空気が加湿空気と置換されながら開口５１ｂに向かって流れる。チューブ５７はタンク５４と水中で連通しているため、吐出空間Ｓ１内の空気は、タンク５４で加湿される。生成された加湿空気は、ポンプ５６の駆動が続く間、吐出空間Ｓ１に供給される。このような簡易な加湿機構５０の構成で加湿動作を実行することが可能となる。さらに、チューブ５７がタンク５４に接続されていることで、吐出空間Ｓ１から排出された空気を効果的に加湿することができる。

本実施形態における各鍔部３８の外縁部は、図５(ｂ)に示すように、主走査方向一方側で隙間６１を介してリップ部材４２の第１領域４２ａと対向し、他方側で隙間６２を介して第２領域４２ｂと対向している。隙間６１は、空間Ｋ１と吐出空間Ｓ１とを連通し、加湿空気を吐出空間Ｓ１に供給する供給口である。隙間６２は、吐出空間Ｓ１と空間Ｋ２とを連通し、空気を吐出空間Ｓ１から排出する排出口である。これらの隙間６１，６２は、図６に示すように、鍔部３８の副走査方向両端部まで延在している。この両端部では、吐出空間Ｓ１が区画状態のときに、リップ部材４２の内周面と鍔部３８の角部とが接触している。なお、第１及び第２領域４２ａ，４２ｂは、図６中のハッチング領域に相当する。例えば、第１領域４２ａは、矩形状リップ部材４２において、主に一方の短辺部分であり、長辺と繋がる２つの角部を含む。第２領域４２ｂも、同様の形態を有する。このように隙間６１，６２が画定されているため、加湿空気が、図５（ｂ）の白抜き矢印で示すように、第１領域４２ａ及び第２領域４２ｂの内周面に沿って確実に流れる。このため、当該内周面及びその近傍（リップ部材４２とプラテン５との接触箇所など）に付着した残留インクが増粘するのを抑制することが可能となる。

次に、主にキャップ４１内での空気の流れについて説明する。ここで、図５（ｂ）に示すように、第１領域４２ａの内周面に沿う加湿空気の経路を第１経路Ｒ１とし、第２領域４２ｂの内周面に沿う経路を第２経路Ｒ２とする。

ポンプ５６が駆動されると、図５（ｂ）中白抜き矢印で示すように、加湿空気が開口５１ａを介して空間Ｋ１に流入する。加湿空気は、副走査方向に細長い隙間６１全体から第１経路Ｒ１を通って吐出空間Ｓ１に流れ込み、開口５１ｂに向かう。第２経路Ｒ２を通る加湿空気は、隙間６２を介して開口５１ｂから排出される。

本実施形態においては、鍔部３８は、外縁部に切り欠き３８ａが形成されている。区画状態を取るときに、図５（ｂ）中二点鎖線で示すように、ダイアフラム４３の内面が鍔部３８の外縁部と接触しても、第１経路Ｒ１は確保される。仮に、鍔部３８に切り欠きがないと、加湿空気がダイアフラム４３と鍔部３８との接触箇所から吐出空間Ｓ１に供給される。この接触箇所にインクが残留していると、インクの泡が発生し、吐出面１ａにも付着する。泡が吐出面１ａに付着すると、吐出口１０８を塞いだり、吐出特性劣化の原因となる。しかしながら、本実施形態においては、加湿空気が切り欠き３８ａを通って吐出空間Ｓ１に供給されるため、接触箇所からは加湿空気が供給されない。このため、泡の発生を防ぐことが可能となり、吐出面１ａが汚れなくなる。この結果、吐出特性が安定する。

また、切り欠き３８ａが矩形平面形状を有しているため、区画状態を取るときに、ダイアフラム４３と鍔部３８の外縁部と接触しても、より確実に第１経路Ｒ１が確保される。このとき、インクが切り欠き３８ａ内に侵入したとしても、切り欠き３８ａの角部部分に生じるインクに対する表面張力によって、インクが当該角部に保持される。このため、インクは、切り欠き３８ａ全体を塞ぐことがなく、泡の発生を効果的に抑制することが可能となる。

また、切り欠き３８ａは、副走査方向の長さが、主走査方向の長さよりも長い。これにより、区画状態を取るときに、切り欠き３８ａ部分にインク膜がより一層形成されにくくなる。これは、副走査方向に関して、切り欠き３８ａの角部同士の離隔距離が比較的大きくなるので、角部に保持されたインクが繋がり（合体）にくくなる。このため、切り欠き３８ａ全体を覆うインク膜が形成されにくくなる。

また、切り欠き３８ａが複数形成されていることで、区画状態を取るときに、ダイアフラム４３と鍔部３８の外縁部とが接触しても、複数の切り欠き３８ａを通って吐出空間Ｓ１に加湿空気が供給される。つまり、さらに確実に第１経路Ｒ１が確保されるので、リップ部材４２及びその近傍に残留したインクが増粘するのをより抑制することが可能となる。加えて、加湿空気が、接触箇所から吐出空間Ｓ１に供給されるのをより抑制することが可能となる。この結果、加湿空気を供給する際、泡の発生をさらに抑制することが可能となる。

また、切り欠き３８ａは、排出部材としてのジョイント部材５１の鍔部３８にも形成されている。これにより、区画状態を取るときに、ダイアフラム４３と当該鍔部（第２鍔部）３８の外縁部とが接触しても、切り欠き３８ａを通して吐出空間Ｓ１内の空気を滑らかに排出することが可能となる。このため、吐出空間Ｓ１内の圧力の上昇を防ぐことが可能となり、吐出口１０８に形成されたインクメニスカスが破れるのを防ぐことが可能となる。

次に、図７を参照し、プリンタ１０１の電気的構成について説明する。

制御装置１００は、図７に示すように、演算処理装置であるＣＰＵ（Central Processing Unit）１７１に加えて、ＲＯＭ（Read Only Memory）１７２、ＲＡＭ（Random Access Memory：不揮発性ＲＡＭを含む）１７３、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit ）１７４、Ｉ／Ｆ（Interface）１７５、Ｉ／Ｏ（Input/Output Port）１７６等を有する。ＲＯＭ１７２には、ＣＰＵ１７１が実行するプログラム、各種固定データ等が記憶されている。ＲＡＭ１７３には、プログラム実行時に必要なデータが一時的に記憶される。ＡＳＩＣ１７４では、画像データの書き換え、並び替え等（例えば、信号処理や画像処理）が行われる。Ｉ／Ｆ１７５は、外部装置とのデータ送受信を行う。Ｉ／Ｏ１７６は、各種センサの検出信号の入力／出力を行う。制御装置１００は、各モータ１３５，１３７、用紙センサ３２、ヘッド１０の制御基板、昇降モータ４７，ポンプ２９，５６等に接続されている。

次に、図８を参照しつつ、制御装置１００が実行するキャッピング及び加湿動作の制御内容について説明する。

制御装置１００は、図８に示すように、先ず、キャッピング指令の受信の有無を判断する（ステップＧ１）。キャッピング指令の受信前、キャップ４１（リップ部材４２）は離隔位置にある。

制御装置１００は、キャッピング指令を受信すると（Ｇ１：ＹＥＳ）、昇降モータ４７を駆動し、リップ部材４２の先端をプラテン５の支持面５ａに当接（離隔位置から当接位置に移動）させる（ステップＧ２）。これにより、吐出空間Ｓ１が、吐出面１ａと支持面５ａとの間で、外部空間Ｓ２から区画した区画状態となる（図４及び図５（ｂ）参照）。

ステップＧ２の後、制御装置１００は、ポンプ５６を所定時間だけ駆動して、加湿動作を行う（ステップＧ３）。このとき、加湿空気がタンク５４から吐出空間Ｓ１を経て、再びタンク５４へと循環し、吐出空間Ｓ１内の空気の湿度が所望湿度に調整される。加湿経路上のインク（吐出口１０８近傍のインクおよび残留インクなど）には、水分が補給される。

こうして、キャッピング及び加湿メンテナンスが終了する。この後、外部装置から記録指令などの信号を受信すると、制御装置１００は、昇降モータ４７を駆動し、リップ部材４２の先端を支持面５ａから離隔（当接位置から離隔位置に移動）させる。これにより、吐出空間Ｓ１は、外部空間Ｓ２に開放された開放状態となる（図１参照）。そして、上述したように画像形成動作が制御装置１００の制御によって行われる。

以上に述べたように、本実施形態によるプリンタ１によると、区画状態において加湿動作を行うと、隙間（供給口）６１からの加湿空気がリップ部材４２の第１領域４２ａの内周面に沿って流れ、吐出面１ａとプラテン５との間を経て、第１領域４２ａに対向するリップ部材４２の第２領域４２ｂの内周面に沿って流れる。このため、リップ部材４２及びその近傍に残留したインクが増粘するのを抑制することが可能となる。このため、区画状態において、吐出口１０８内のインクが増粘しにくくなる。加湿空気を第１領域４２ａの内周面に沿って流すには、隙間６１を内周面に近づけ、かつ、その開口幅を狭くするほど好適のところ、逆にインクの泡の発生を誘発しやすくなる。仮に、区画状態を取るときに、ダイアフラム４３と鍔部３８とが接触し、この状態で加湿空気が供給されると、接触箇所で泡が発生する。しかし、鍔部３８の切り欠き３８ａにより、加湿空気の供給経路が殆ど変化することなく、切り欠き３８ａを通って吐出空間Ｓ１に加湿空気が供給される。つまり、接触箇所からは加湿空気が供給されない。この結果、加湿空気を供給する際に生じる、泡の発生を抑制することが可能となり、吐出面１ａが汚れなくなって吐出特性が安定する。

変形例として、切り欠き２３８ａは、図９に示すように、吐出面１ａに対して垂直な方向から見て、Ｖ字形状を有していてもよい。このように切り欠き２３８ａがＶ字平面形状を有しているため、区画状態を取るときに、ダイアフラム４３と鍔部３８の外縁部と接触しても、切り欠き２３８ａ部分にインク膜が形成されにくくなる。これは、ダイアフラム４３に付着したインクが切り欠き２３８ａ内に侵入したとしても、切り欠き２３８ａの角部分でインクに生じる表面張力によって、インクが当該角部に保持される。このため、切り欠き２３８ａ全体を塞ぐようにインク膜が形成されにくくなって、泡の発生を効果的に抑制することが可能となる。

以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明は上述の実施の形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々な変更が可能なものである。例えば、上述の実施形態及び変形例においては、切り欠き３８ａ，２３８ａの平面形状が、矩形状及びＶ字状であったが、どのような形状であってもよい。つまり、鍔部３８の外縁部に切り欠きがあれば、泡の発生を抑制することが可能となる。泡の発生を抑制する観点より、切り欠きはその内側に角部を有することが好適である。また、上述の切り欠き３８ａは、副走査方向の長さが、主走査方向の長さよりも短くてもよいし、同じであってもよい。また、上述の切り欠き３８ａ，２３８ａは、鍔部３８の外縁部に５つ形成されているが、１〜４及び６以上の切り欠きが形成されていてもよい。また、チューブ５７が、タンク５４に接続されておらず、大気に開放されていてもよい。

また、吐出空間Ｓ１の空気を排出する排出口は、ヘッド１の側面との間において吐出面１ａを挟む位置であればどこに配置されていてもよく、例えば、鍔部３８に形成された貫通孔によって構成されていてもよい。これにおいても、区画状態において加湿動作を行うと、隙間（供給口）６１からの加湿空気がリップ部材４２の第１領域４２ａの内周面に沿って流れ、吐出面１ａとプラテン５との間を経て、排出口に流れる。このため、リップ部材４２の第１領域４２ａ及びその近傍に残留したインクが増粘するのを抑制することが可能となる。この結果、区画状態において、吐出口１０８内のインクが増粘しにくくなる。

本発明は、ライン式・シリアル式のいずれにも適用可能であり、また、プリンタに限定されず、ファクシミリやコピー機等にも適用可能であり、さらに、インク以外の液体を吐出させることで記録を行う液体吐出装置にも適用可能である。記録媒体は、用紙Ｐに限定されず、記録可能な様々な媒体であってよい。さらに、本発明は、インクの吐出方式にかかわらず適用できる。例えば、本実施の形態では、圧電素子を用いたが、抵抗加熱方式でも、静電容量方式でもよい。

１ ヘッド
１ａ 吐出面
５ プラテン（対向部材）
３７ 固定部（第１接続部、第２接続部）
３８ 鍔部（第１鍔部、第２鍔部）
３８ａ，２３８ａ 切り欠き
３９ｂ 貫通孔（第１流路、第２流路）
４０ キャップ機構
４１ キャップ（区画部材）
４２ リップ部材
４３ ダイアフラム
４８ キャップ昇降機構（リップ移動機構）
５０ 加湿機構
５１ ジョイント部材（供給部材、排出部材）
５４ タンク（生成部）
５５ チューブ（第１配管）
５６ ポンプ
５７ チューブ（第２配管）
６１ 隙間（供給口）
６２ 隙間（排出口）
１００ 制御装置（制御手段）
１０１ インクジェットプリンタ（液体吐出装置）
１０８ 吐出口
Ｋ１ 空間（第１空間）
Ｋ２ 空間（第２空間）
Ｓ１ 吐出空間
Ｓ２ 外部空間

Claims (9)

1. 液体を吐出する複数の吐出口が形成された吐出面を有するヘッドと、
   前記ヘッドを取り囲む環状のリップ部材を含み、前記ヘッド側に設けられた区画部材と、前記吐出面に対向する対向部材と、前記リップ部材が前記対向部材と当接する当接位置及び前記リップ部材が前記対向部材から離隔した離隔位置の間において、前記リップ部材を移動させるリップ移動機構とを有し、前記区画部材が前記吐出面と前記対向部材との間の吐出空間を外部空間から区画した区画状態と、前記区画部材が前記吐出空間を前記外部空間に開放した開放状態とを取り得るキャップ機構と、
   加湿空気を生成する生成部と、前記ヘッドの第１側面に沿って延在するとともに、外側に向かって突出した第１鍔部と、前記第１側面との間において前記吐出面を挟んで配置された排出口とを有し、前記区画部材によって区画された前記吐出空間内に前記第１鍔部の外縁部と前記区画部材とによって画定された供給口から加湿空気を供給し、前記排出口から当該吐出空間の空気を排出する加湿動作を行う加湿機構と、
   前記リップ部材の移動に際して、前記リップ移動機構を制御するとともに、前記加湿動作の実行に際して、前記加湿機構を制御する制御手段とを備えており、
   前記第１鍔部の前記外縁部には、切り欠きが形成されていることを特徴とする液体吐出装置。
2. 前記切り欠きは、前記吐出面に対して垂直な方向から見て、矩形平面形状を有していることを特徴とする請求項１に記載の液体吐出装置。
3. 前記切り欠きは、前記第１側面に沿った前記第１鍔部の延在方向の長さが、前記延在方向に直交する方向の長さよりも長いことを特徴とする請求項２に記載の液体吐出装置。
4. 前記切り欠きは、前記吐出面に対して垂直な方向から見て、Ｖ字形状を有していることを特徴とする請求項１に記載の液体吐出装置。
5. 前記切り欠きは、前記第１鍔部の前記外縁部に複数形成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の液体吐出装置。
6. 前記区画部材は、前記リップ部材と前記ヘッドとの間を塞ぐ可撓性のダイアフラムを含み、
   前記加湿機構は、前記第１側面に接続されるとともに、前記ダイアフラムが接続された第１接続部と、前記第１側面との間に前記吐出面を挟む前記ヘッドの第２側面に接続されるとともに、前記ダイアフラムが接続された第２接続部と、前記第２接続部の下方から外側に向かって突出した第２鍔部とをさらに有しており、
   前記第１鍔部は、前記第１接続部の下方から外側に向かって突出し、
   前記排出口は、前記第２鍔部の外縁部と前記区画部材とによって画定されており、
   前記第１接続部には、前記区画部材と前記第１鍔部及び前記第１接続部とで囲まれた第１空間に連通する第１流路が形成されており、
   前記第２接続部には、前記区画部材と前記第２鍔部及び前記第２接続部とで囲まれた第２空間に連通する第２流路が形成されており、
   前記加湿機構は、前記生成部と前記第１流路とを接続する第１配管と、前記生成部で生成された加湿空気を前記第１配管に供給するポンプとをさらに有しており、前記加湿動作において、前記第１流路を介して前記第１空間に加湿空気を供給し、前記第２流路を介して前記第２空間の空気を排出することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の液体吐出装置。
7. 前記第２鍔部の前記外縁部にも、前記切り欠きが形成されていることを特徴とする請求項６に記載の液体吐出装置。
8. 前記加湿機構は、前記生成部と前記第２流路とを接続する第２配管をさらに有しており、
   前記生成部は、前記第２配管を介して前記第２空間から排出されてきた空気を加湿して加湿空気を生成することを特徴とする請求項６又は７に記載の液体吐出装置。
9. 前記ダイアフラムは、前記区画部材が前記区画状態を取るときに、下面全体が前記第１鍔部の上面より上方に配置されることを特徴とする請求項６〜８のいずれか１項に記載の液体吐出装置。

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