JP6318630B2 - 液滴吐出装置 - Google Patents

Description

本発明は、例えばプリンターなどの液滴吐出装置に関する。

従来から、液滴吐出装置の一例として、用紙等に向けて吐出口からインク滴を吐出するインクジェットヘッドと、吐出口が開口する空間を外部空間から隔離するキャッピングを行うキャップと、キャップによって隔離された空間に加湿空気を供給する加湿空気供給機構とを備えるインクジェット式のプリンターがある（例えば特許文献１）。

特開２０１２−１７１３２０号公報

上述のプリンターにおいては、吐出口からインク滴を吐出しないときに、キャップによって外部空間から隔離された空間に加湿空気を供給することで、吐出口付近の湿度を速やかに上昇させることができる。しかし、例えばプリンターの電源が切られたまま長時間使用されない場合などには、加湿空気を補給することができず、吐出口付近の湿度が低下してしまうという課題がある。

本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、液滴の吐出口付近の湿度の低下を抑制することができる液滴吐出装置を提供することにある。

以下、上記課題を解決するための手段及びその作用効果について記載する。
上記課題を解決する液滴吐出装置は、媒体に対して溶液を液滴として吐出可能な吐出口が設けられた液滴吐出部と、前記吐出口が開口する空間を閉空間とするキャッピングを行うキャップ部と、前記閉空間に加湿された気体を供給可能な気体供給部と、前記閉空間を加湿するための液体を供給可能な液体供給部と、を備える。

この構成によれば、気体供給部が加湿された気体を閉空間に供給したときには、キャッピングされた液滴吐出部の吐出口付近の湿度を速やかに上昇させることができる。また、キャッピング時に液体供給部が閉空間を加湿するための液体を供給したときには、液体が閉空間内で徐々に蒸発していくことによって、より長い時間、閉空間内の湿度を高い状態に保つことができる。したがって、液滴の吐出口付近の湿度の低下を抑制することができる。

上記液滴吐出装置において、前記キャップ部がキャッピングを解除してからの経過時間が閾値よりも長い場合には、前記液体供給部が供給した液体を前記閉空間に含んだ状態で次のキャッピングを行う。

この構成によれば、キャップ部がキャッピングを解除してからの経過時間が閾値よりも長い場合に、液体供給部から供給された液体を閉空間に含んだ状態で次のキャッピングを行うことにより、閉空間内に存在する液体成分の量を多くして、より高い湿度での加湿を行うことができる。

上記液滴吐出装置において、前記キャップ部がキャッピングを解除してからの経過時間が閾値以下である場合には、前記気体供給部が供給した加湿気体を前記閉空間に含んだ状態で次のキャッピングを行う。

この構成によれば、キャップ部がキャッピングを解除してからの経過時間が閾値以下である場合には、気体供給部が供給した気体を閉空間に含んだ状態で次のキャッピングを行うので、加湿のために消費する液体の量を低減することができる。

上記液滴吐出装置は、液体を貯留可能な液体貯留部と気体を貯留可能な気体貯留部とが互いに連通するように設けられた流体貯留部を備え、前記液体供給部は前記液体貯留部に貯留された液体を前記キャップ部に供給し、前記気体供給部は前記気体貯留部に貯留された気体を前記閉空間に供給する。

この構成によれば、液体貯留部と気体貯留部とは連通しているため、気体貯留部に貯留された気体を液体貯留部に貯留した液体によって加湿することができる。したがって、液体貯留部を備える流体貯留部と別に加湿空気を生成するための機構を備える必要がないので、装置の構成を簡素化することができる。また、液体供給部は液体貯留部に貯留された液体をキャップ部に供給するので、液滴吐出部に液滴が付着するのを抑制しつつ、キャッピング時に吐出口を保湿することができる。さらに、気体供給部は気体貯留部に貯留された気体を閉空間に供給するので、加湿気体の漏出を抑制して、効率よく閉空間を保湿することができる。

上記液滴吐出装置において、前記気体供給部には気体が流出可能な気体供給口が設けられ、前記液体供給部には液体が流出可能な液体供給口が設けられ、前記気体供給口及び前記液体供給口は媒体が配置される領域の外側に向けて開口する。

この構成によれば、気体供給口及び液体供給口は媒体が配置される領域の外側に向けて開口するので、気体供給口や液体供給口から液体が漏出した場合にも、漏出した液体が媒体に付着するのを抑制することができる。

上記液滴吐出装置は、前記液滴吐出部の前記吐出口が開口する開口面を払拭可能なワイパーを備え、電源オフ時にキャッピングを行う場合には、電源を入れた後、前記液滴吐出部が媒体に対して液滴を吐出する前に、前記ワイパーが前記開口面を払拭する。

閉空間内が加湿された状態で電源が切られると、気温が低下した場合に開口面に結露することがある。そして、このように結露した液体と吐出口から媒体に向けて吐出された液滴とが接触すると、吐出された液滴の飛翔方向がずれるおそれがある。その点、上記構成によれば、電源を入れた後、液滴吐出部が媒体に対して液滴を吐出する前にワイパーが開口面を払拭するので、結露した液体を除去することができる。

第１実施形態の液滴吐出装置の構成を示す模式図。 第１実施形態の液滴吐出装置の作用を示す模式図。 第１実施形態の液滴吐出装置が実行するワイピングの様子を示す模式図。 第１実施形態の液滴吐出装置が備える溶液供給機構の構成を示す模式図。 第１実施形態の液滴吐出装置が備える溶液供給機構の作用を示す模式図。 第２実施形態の液滴吐出装置の構成を示す模式図。

以下、液滴吐出装置の実施形態について、図を参照して説明する。
液滴吐出装置は、例えば、用紙などの媒体に、溶媒成分及び溶質成分を含む溶液の一例であるインクを吐出することによって印刷を行うインクジェット式のプリンターである。

（第１実施形態）
図１に示すように、本実施形態の液滴吐出装置１１は、溶液を液滴として吐出可能なノズル１２の吐出口１３が設けられた液滴吐出部１４と、加湿機構１５と、液滴吐出部１４のメンテナンスを行うメンテナンス機構１６と、液滴吐出部１４に溶液を供給する溶液供給機構１３０（図４及び図５参照）とを備える。

なお、図１及び図２においては、加湿機構１５の構成を明示するために、溶液供給機構１３０の図示を省略している。また、本実施形態では、紙面と直交する方向に延びる印刷領域ＰＡに配置される媒体Ｓに対して液滴吐出部１４が液滴を吐出することで印刷を行うものとして説明する。

液滴吐出部１４には、例えば下面からなる開口面１７に複数の吐出口１３が開口する。液滴吐出部１４に設けられた複数のノズル１２は、例えば色の異なるインクなど、異なる種類の溶液を吐出するものであってもよいし、液滴吐出部１４に同じ種類の溶液を吐出する複数のノズル１２を設けてもよい。

図１には、一例として、媒体Ｓが配置される印刷領域ＰＡと対向する液滴吐出部１４の開口面１７に、同じ種類の溶液を吐出する複数のノズル１２が搬送方向（図１において紙面と直交する方向）と交差する方向（図１における左右方向となるノズル列方向）に並んでノズル列を形成した状態を図示している。

次に、加湿機構１５の構成を詳述する。
加湿機構１５は、液滴吐出部１４と並ぶように配置された気体供給部２１及び液体供給部３１と、気体供給部２１及び液体供給部３１と接続される供給機構１８とを備える。気体供給部２１及び液体供給部３１は、例えば、ノズル列方向における液滴吐出部１４の両側にそれぞれ隣り合うように配置することができる。

気体供給部２１とは、気体が流出可能な気体供給口２２が設けられた部分をいい、液体供給部３１とは、液体が流出可能な液体供給口３２が設けられた部分をいう。気体供給部２１及び液体供給部３１は、液滴吐出部１４と別体に設けることもできるし、液滴吐出部１４と一体化した構造を採用して、同一の部材に吐出口１３、気体供給口２２及び液体供給口３２が開口する構成にすることもできる。なお、気体供給口２２及び液体供給口３２は、媒体Ｓが配置される可能性のある印刷領域ＰＡの外側に向けて開口するのが好ましい。

供給機構１８は、液体を貯留可能な液体貯留部３３及び気体を貯留可能な気体貯留部２３を有する流体貯留部１９と、気体貯留部２３と気体供給部２１とを接続する気体供給流路２４と、液体貯留部３３と液体供給部３１とを接続する液体供給流路３４とを備えている。流体貯留部１９においては、鉛直方向下側に位置する液体貯留部３３と鉛直方向上側に位置する気体貯留部２３とが互いに連通している。

液体貯留部３３に貯留される液体は、溶液の溶媒成分を含む液体であるのが好ましい。例えば溶媒の主成分が水である場合には、水を主成分とする液体または水を液体貯留部３３に貯留する。本実施形態において、溶液の溶媒成分を含んで、液体貯留部３３に貯留される液体をメンテナンス液という。

気体貯留部２３には、液体貯留部３３に貯留された液体が蒸発して気体となったものが貯留される。本実施形態において、気体貯留部２３に貯留される気体を加湿気体という。すなわち、本実施形態における加湿気体は、気化した溶媒成分を含む空気である。

供給機構１８は、さらに、流体貯留部１９に接続流路４１を介して接続された液体収容部４２と、接続流路４１に設けられた供給ポンプ４３と、接続流路４１において供給ポンプ４３と液体収容部４２との間に配置されたバルブ４４と、流体貯留部１９における液面位置を検出する検出部４５とを備えてもよい。この場合には、流体貯留部１９における液面位置が所定の位置より低くなったことを検出部４５が検出した場合に、バルブ４４を開いた状態で供給ポンプ４３を駆動することにより、流体貯留部１９にメンテナンス液を補給することが可能になる。

なお、接続流路４１、液体収容部４２、供給ポンプ４３、バルブ４４及び検出部４５を備えず、流体貯留部１９に直接メンテナンス液を補充したり、カートリッジ状の流体貯留部１９を交換することでメンテナンス液を補充したりする構成を採用してもよい。

液体供給流路３４には、液体貯留部３３に貯留されたメンテナンス液を液体供給部３１に供給するためのポンプ３５と、ポンプ３５と液体貯留部３３との間において流路の開閉を行う開閉弁３６とが設けられる。ポンプ３５は、第１方向に駆動した場合に液体供給流路３４内の流体を流体貯留部１９側から液体供給部３１側に流動させる一方で、第１方向の逆方向となる第２方向に駆動した場合に液体供給流路３４内の流体を液体供給部３１側から流体貯留部１９側に流動させる構成にするのが好ましい。

気体供給流路２４には、大気開放弁２５が設けられる。大気開放弁２５が閉弁状態になると、気体貯留部２３に貯留された加湿気体が図２に二点鎖線の矢印で示すように、気体供給部２１に設けられた気体供給口２２から排気される。一方、大気開放弁２５が開弁状態になると、気体貯留部２３に貯留された加湿気体が大気中に放出されるので、気体供給口２２から加湿気体が排気されなくなる。

次に、メンテナンス機構１６の構成を詳述する。
メンテナンス機構１６は、液滴吐出部１４において吐出口１３が開口する開口面１７を払拭するためのワイピング機構５１と、吐出口１３の目詰まりを抑制するためのキャッピング機構５２とを備えている。

キャッピング機構５２は、液滴吐出部１４に対して相対移動可能なキャップ部５３と、廃液収容部５４と、キャップ部５３と廃液収容部５４とを接続する廃液流路５５と、廃液流路５５に設けられた減圧機構５６と、キャップ部５３に付属する大気開放弁５７とを備えている。

図２に示すように、キャップ部５３は、液滴吐出部１４に近づく方向に移動して、吐出口１３、気体供給口２２及び液体供給口３２が開口する空間を閉空間Ｒｏとするキャッピングを行う。キャップ部５３は、図２に示すような開口部を有する有底箱状のものに限らず、例えば、吐出口１３が開口する領域を囲む環状の弾性部材を液滴吐出部１４側に配置しておき、この弾性部材に接触することによって閉空間Ｒｏを形成する板状の部材をキャップ部５３としてもよい。

液滴吐出部１４をキャッピングしたときに、大気開放弁５７が開弁状態になると閉空間Ｒｏは大気開放される一方、大気開放弁５７が閉弁状態になると閉空間Ｒｏはほぼ密閉された状態になる。そのため、液滴吐出部１４をキャッピングした後に、大気開放弁２５，５７及び開閉弁３６を閉弁状態にして減圧機構５６を駆動させると、閉空間Ｒｏ内が減圧されて負圧が生じ、吐出口１３を通じて液滴吐出部１４内に混入した気泡等が溶液とともに排出される吸引クリーニングが行われる。そして、吸引クリーニングによって吐出口１３からキャップ部５３内に排出された溶液（廃液）は、廃液流路５５を通じて廃液収容部５４に収容される。

図１に示すように、ワイピング機構５１は、液滴吐出部１４の開口面１７を払拭可能なワイパー５８と、ワイパー５８を保持して移動する移動体５９とを備えている。ワイパー５８は、例えば吸引クリーニングの実行後などに、移動体５９の移動に伴って開口面１７に接触しながら移動することで、開口面１７に付着した溶液などを払拭するワイピングを行う。また、ワイパー５８によって、気体供給口２２及び液体供給口３２に付着した液体やメンテナンス液を払拭してもよい。

次に、本実施形態の液滴吐出装置１１の作用を、加湿機構１５の動作とともに説明する。
液滴吐出部１４が吐出口１３から液滴を吐出しないときには、図２に示すようにキャップ部５３によるキャッピングを行って、吐出口１３の乾燥を抑制する。例えば、印刷が終了したときには、キャップ部５３が液滴吐出部１４に近づく方向に移動して吐出口１３等が開口する閉空間Ｒｏを囲み形成した後に、大気開放弁５７を閉弁状態にする。そして、再び印刷を行うときには、大気開放弁５７を開弁状態にした後に、キャップ部５３が液滴吐出部１４から離れる方向に移動して、キャッピングを解除する。

なお、図１に示すように液滴吐出部１４が印刷を行う場合、その印刷データに応じて吐出口１３から間欠的に液滴が吐出されるため、印刷時間が長くなると、特に液滴の吐出頻度が低いノズル１２が乾燥して、吐出口１３が目詰まりするおそれがある。

そこで、キャップ部５３がキャッピングを解除してからの経過時間が所定の閾値よりも長い場合には、液体供給部３１が液体貯留部３３に貯留されたメンテナンス液をキャップ部５３に供給して、液体供給部３１から供給されたメンテナンス液を閉空間Ｒｏに含んだ状態で次のキャッピングを行うのが好ましい。このようにすれば、加湿空気を供給する場合よりも、閉空間Ｒｏに存在する溶媒成分の量を多くして、より高い湿度で閉空間Ｒｏを加湿することができるし、こうした高い湿度をより長い時間保持することができるためである。

なお、メンテナンス液は、開閉弁３６を開いた状態でポンプ３５を第１方向に駆動することによって、図２に実線の矢印で示すように、液体貯留部３３から液体供給部３１に向けてメンテナンス液が流動して、液体供給口３２からキャップ部５３に向けて排出される。この場合には、液体供給口３２が開口する方向（例えば、液滴吐出部１４の鉛直方向下方）にキャップ部５３を配置した状態でキャップ部５３にメンテナンス液を供給した後にキャッピングを行ってもよいし、キャッピングを行った後にキャップ部５３にメンテナンス液を供給してもよい。

メンテナンス液をキャップ部５３内に入れてキャッピングを行った場合には、キャッピングを解除したときに減圧機構５６を駆動させて、キャップ部５３に残ったメンテナンス液を廃液収容部５４に回収するようにしてもよい。

一方、キャップ部５３がキャッピングを解除してからの経過時間が上述した閾値以下である場合には、気体供給部２１が供給した加湿気体を閉空間Ｒｏに含んだ状態で次のキャッピングを行うのが好ましい。この場合には、キャッピングを行って大気開放弁５７を閉弁状態にした後に、大気開放弁２５を閉弁状態にするとともに開閉弁３６を開弁状態にして、ポンプ３５を第２方向に駆動する。すると、気体貯留部２３内の加湿気体が気体供給流路２４を通じて閉空間Ｒｏに流入するとともに、閉空間Ｒｏ内の気体が液体供給流路３４を通じて流体貯留部１９に向けて流出する。その結果、気体は流体貯留部１９と閉空間Ｒｏとの間を循環する。このとき、液体供給流路３４は、閉空間Ｒｏ内の気体を流体貯留部１９に帰還させるための帰還流路として機能する。

ここで、液体供給流路３４は流体貯留部１９の液体貯留部３３に接続されているので、閉空間Ｒｏから流出した気体は、液体貯留部３３内のメンテナンス液に接触することで加湿された後に液面に出て、気体貯留部２３に入る。

このように、液体貯留部３３と気体貯留部２３とを１つの流体貯留部１９内に設けることによって、２つの貯留部を別々に設ける場合と比較して構成を簡素化できることに加えて、閉空間Ｒｏと流体貯留部１９とで気体を循環させる過程で、液体貯留部３３内のメンテナンス液によって気体を加湿することが可能になる。そして、流体貯留部１９と閉空間Ｒｏとの間で気体を循環させることで、単に気体貯留部２３と閉空間Ｒｏとが気体供給流路２４を通じて連通している場合よりも、積極的に閉空間Ｒｏを加湿することができる。

ところで、電源オフ時に、加湿気体やメンテナンス液によって閉空間Ｒｏを保湿した状態でキャッピングを行うと、キャップ部５３周辺の気温が下がった場合などに、開口面１７に結露が生じるおそれがある。そして、このように結露した液体に吐出口１３から吐出される液滴が接触すると、液滴の飛翔方向がずれるなどして、印刷品質が低下するおそれがある。

そのため、電源を入れて始めにキャッピングを解除したときには、液滴吐出部１４が媒体Ｓに対して液滴を吐出する前に、ワイパー５８によって開口面１７を払拭して、結露した液体を除去するのが好ましい。このようにすれば、液滴の飛翔方向のずれを抑制することが可能になる。

なお、気体供給口２２及び液体供給口３２を媒体Ｓの印刷領域ＰＡの外側に向けて開口するようにしておけば、例えば気体供給流路２４内で結露した液体や液体供給流路３４から漏出したメンテナンス液などが垂れ落ちた場合にも、媒体Ｓを汚すことがない。

さらに、開口面１７には、液滴の吐出に伴って生じた溶液のミストや、媒体Ｓである用紙から生じた紙粉などが付着して、吐出不良の要因となることがある。そのため、ワイパー５８による開口面１７の払拭は、例えば所定時間印刷を行った後などにも行うのが好ましい。なお、印刷時間が長い場合には、開口面１７に付着した溶液の溶媒成分が蒸発して、付着した紙粉や溶質成分などが固化していることがある。

そのため、印刷後にワイピングを行う場合などには、液体供給部３１から排出されたメンテナンス液をワイパー５８に付着させて、付着した液体で溶質成分を溶かしつつ、払拭を行うようにしてもよい。

この場合には、図３に示すように、液体供給口３２から液滴が落下しない程度にメンテナンス液を滲出または膨出させてワイピングを行うとよい。このようにメンテナンス液で開口面１７を濡らしながらワイピングを行うためには、液体供給部３１が開口面１７と面一をなす面を有し、この面に液体供給口３２が開口するのが好ましい。

次に、図４及び図５を参照して、液滴吐出部１４に溶液を供給する溶液供給機構１３０の構成について説明する。なお、図４及び図５においては、溶液供給機構１３０の構成を明示するために、加湿機構１５の図示を省略している。

図４に示すように、溶液供給機構１３０は、溶液を収容する溶液収容部２１０と、溶液収容部２１０と液滴吐出部１４とを接続する溶液流路２２０と、溶液流路２２０において溶液を流動させる流動機構２３０と、溶液流路２２０の溶液の流れを規制可能な規制部２４０とを備える。

溶液収容部２１０には大気連通弁１６０が設けられている。大気連通弁１６０が開弁状態になると、溶液収容部２１０は大気と連通する。また、溶液収容部２１０は注入流路１７０を通じて溶液供給源１８０と連通している。注入流路１７０には、溶液供給源１８０から溶液収容部２１０に向けて溶液を流動させるポンプ１９０と、ポンプ１９０と溶液供給源１８０との間において注入流路１７０の開閉を行う開閉弁２００とが設けられている。そして、開閉弁２００が開状態のときにポンプ１９０が駆動すると、注入流路１７０を通じて溶液供給源１８０から溶液収容部２１０に溶液が注入される。

液滴吐出部１４は、溶液流路２２０から供給される溶液を貯留する共通液室４１０と、共通液室４１０及びノズル１２に連通する複数の圧力室４２０とを有している。本実施形態において、ノズル列を形成する複数のノズル１２には、共通液室４１０を通じて溶液が供給される。

共通液室４１０と圧力室４２０とは、振動板４４０によって区画されているとともに、各圧力室４２０に対応するように形成された連通孔４５０を通じて連通している。振動板４４０において、圧力室４２０と面する部分の反対側の面であって、共通液室４１０と異なる位置には、収容室４６０に収容されたアクチュエーター４７０が配設されている。

アクチュエーター４７０は、例えば駆動電圧が印加された場合に収縮する圧電素子である。そして、アクチュエーター４７０に駆動電圧が印加されると、振動板４４０が変形して圧力室４２０の容積が変化することによって、圧力室４２０内の溶液がノズル１２から液滴として吐出される。

溶液流路２２０は、流入口２５０及び流出口２６０を有するとともに共通液室４１０に連通する溶液貯留室２７０と、溶液収容部２１０と流入口２５０とを接続するとともに流動機構２３０が設けられた供給流路２８０と、流出口２６０と溶液収容部２１０とを接続するとともに規制部２４０が設けられた帰還流路２９０とを有している。溶液貯留室２７０と共通液室４１０との間には、フィルター室３１０を配置して、このフィルター室３１０にフィルター３２０を設けておくのが好ましい。

溶液貯留室２７０は、撓み変位することで溶液貯留室２７０の容積を変更可能な可撓部３３０を備えるのが好ましい。可撓部３３０は、例えば溶液貯留室２７０の壁の一部を形成する流路形成部材に撓み変位可能なフィルム部材を溶着することによって形成することができる。

溶液貯留室２７０は、流出口２６０を複数（例えば２つ）有するのが好ましい。また、溶液貯留室２７０において、複数の流出口２６０は流入口２５０よりも溶液貯留室２７０の長手方向（図４における左右方向）の端部に近い位置に配置されるとともに、流入口２５０は同長手方向に並ぶ２つの流出口２６０の間に配置されるのが好ましい。本実施形態においては、ノズル列方向が溶液貯留室２７０の長手方向になっている。

さらに、溶液貯留室２７０において、流出口２６０を流入口２５０よりも鉛直方向上方に配置するとともに、溶液貯留室２７０の天井面が長手方向における中央付近から両端側に向けて高くなるように、天井面を傾斜させるとよい。このようにすれば、溶液貯留室２７０内に混入した気泡が天井面の傾斜に沿って流出口２６０のある端部に向けて流動して、流出口２６０を通じて帰還流路２９０に流出しやすくなるためである。なお、図４及び図５においては可撓部３３０が天井面を形成するように図示しているが、可撓部３３０は天井面を形成しない壁面（例えば、側面や底面）に配置した方が気泡の滞留が抑制されるので、好ましい。

また、溶液貯留室２７０のフィルター室３１０に対する接続部分は、流入口２５０よりも流出口２６０に近い位置であって、流入口２５０及び流出口２６０よりも鉛直方向下方に配置するのが好ましい。このようにすれば、流入口２５０を通じて溶液貯留室２７０に入った気泡等の異物がフィルター室３１０に流入するのを抑制することができるためである。

供給流路２８０には、流動機構２３０と流入口２５０との間に一方向弁３４０を設けておくのが好ましい。一方向弁３４０は、溶液収容部２１０から溶液貯留室２７０に向かう溶液の流れを許容する一方で、溶液貯留室２７０から溶液収容部２１０に向かう溶液の流れを規制する逆止弁である。

流動機構２３０は、駆動時には溶液収容部２１０から溶液貯留室２７０に向けて溶液を流動させる一方、駆動を停止しているときには溶液の流れを規制しないポンプである。流動機構２３０は、例えばギヤポンプやダイヤフラムポンプとすることができる。なお、流動機構２３０をダイヤフラムポンプとする場合には、駆動に伴って容積が変化するポンプ室と、ポンプ室よりも溶液収容部２１０側に設けられた吸入弁とポンプ室よりも溶液貯留室２７０側に設けられた吐出弁とを備えるのがよい。この場合には、吸入弁がポンプ室から溶液収容部２１０側に向かう溶液の流動を規制する一方向弁として機能するとともに、吐出弁が溶液貯留室２７０側からポンプ室に向かう溶液の流動を規制する一方向弁として機能するので、供給流路２８０に一方向弁３４０を設けなくてもよい。

帰還流路２９０は、溶液収容部２１０に連通する本流路３５０を有しているとともに、本流路３５０から分岐して流出口２６０に連通する分岐流路３７０を複数（例えば２つ）有している。規制部２４０は、本流路３５０に設けられている。規制部２４０は、本流路３５０の流れを規制する閉弁状態と、本流路３５０の流れを許容する開弁状態とに変化する開閉弁である。なお、帰還流路２９０において溶液収容部２１０から溶液貯留室２７０に向かう流れ方向（図４に実線の矢印で示す方向）を供給方向といい、溶液貯留室２７０から溶液収容部２１０に向かう流れ方向（図４に二点鎖線の矢印で示す方向）を帰還方向という。

次に、溶液供給機構１３０の動作について説明する。
溶液供給機構１３０においては、状況に応じて、溶液収容部２１０と溶液流路２２０との間で溶液を循環させる循環モードと、溶液貯留室２７０から共通液室４１０に溶液を供給する供給モードと、ノズル１２から溶液を排出させる排出モードと、が設定される。例えば、ノズル１２から液滴を吐出して媒体Ｓに印刷を行うときには供給モードが設定され、ノズル１２から液滴を吐出しないとき、すなわち印刷を行わないときには循環モードまたは排出モードが設定される。

循環モードは、溶液流路２２０内に混入した気泡や増粘した溶液などの異物を溶液収容部２１０に回収するときに設定される。また、排出モードは、循環モードによって溶液収容部２１０に回収された異物をノズル１２から排出するときに設定される。

循環モードでは、規制部２４０が帰還流路２９０の流れを規制しない状態で、流動機構２３０の駆動によって溶液収容部２１０に収容された溶液を供給流路２８０、溶液貯留室２７０、及び帰還流路２９０の順に流動させる。すなわち、循環モードでは、溶液が供給流路２８０を図４に実線の矢印で示すように流動して、流入口２５０から溶液貯留室２７０に入る。また、溶液貯留室２７０から複数の流出口２６０を通じて帰還流路２９０の分岐流路３７０に流出した溶液は、図４に二点鎖線の矢印で示す帰還方向に流れ、本流路３５０に合流して溶液収容部２１０に戻る。そして、このように溶液収容部２１０、供給流路２８０、溶液貯留室２７０及び帰還流路２９０を循環する溶液の流れにのって、溶液流路２２０に混入した気泡等の異物が溶液収容部２１０に回収される。

なお、溶液収容部２１０に回収された気泡が供給流路２８０に流出しないように、供給流路２８０は溶液収容部２１０の底部に接続するのが好ましい。一方、帰還流路２９０は、溶液収容部２１０に対する供給流路２８０の接続部よりも鉛直方向上方で溶液収容部２１０に接続されるのが好ましい。このようにすれば、帰還流路２９０を通じて溶液収容部２１０内に入った気泡が供給流路２８０に入りにくいためである。

ところで、溶液を流動させるために流動機構２３０を駆動させたり、規制部２４０によって流れを規制したりすると、溶液貯留室２７０内の圧力が一時的に高くなるなど、溶液流路２２０内において圧力変動が生じることがある。こうした圧力変動が液滴吐出部１４に及ぶと、ノズル１２に形成されたメニスカスが壊れて、ノズル１２から溶液が漏出することがある。そのため、循環モードにおいては、ノズル１２から溶液が漏出しない程度に流動機構２３０を駆動するのが好ましい。例えば、液体の流動によってノズル１２に形成されたメニスカスに作用する圧力がメニスカスの耐圧より低くなるように流動機構２３０を駆動することが好ましい。

なお、供給流路２８０に一方向弁３４０を設けておけば、メニスカスが壊れてノズル１２から溶液が漏出するのと入れ替わりに空気が混入したとしても、混入して気泡となった空気が溶液収容部２１０に向けて逆流しにくい。

さらに、溶液貯留室２７０と共通液室４１０との間にフィルター３２０を配置しておけば、フィルター３２０によって流路抵抗が増大する分、溶液貯留室２７０から共通液室４１０に溶液が流入しにくくなるので、溶液貯留室２７０内の圧力変動が液滴吐出部１４に及びにくくなる。

循環モードのときには、キャップ部５３を液滴吐出部１４のノズル１２と対向する位置（受容位置）または液滴吐出部１４をキャッピングするキャッピング位置に配置しておくのが好ましい。このようにすれば、ノズル１２から漏出する溶液をキャップ部５３で受容することができるので、ノズル１２から出てくる溶液で周囲を汚すことがない。

さらに、循環モードにおいて液滴吐出部１４をキャッピングする場合には、加湿機構１５の液体供給流路３４に設けられた大気開放弁２５及びキャップ部５３に設けられた大気開放弁５７を閉弁状態にしておくのが好ましい。このようにすれば、ノズル１２が開口する閉空間Ｒｏが密閉されることにより、ノズル１２からの溶液の漏出が抑制されるためである。

供給モードでは、流動機構２３０の駆動を停止するとともに、規制部２４０が帰還流路２９０の流れを規制しない状態で、溶液収容部２１０に収容された溶液を供給流路２８０及び帰還流路２９０の両流路を通じて溶液貯留室２７０に流動させて、溶液貯留室２７０から共通液室４１０に溶液を供給する。

供給モードが設定される印刷時には、アクチュエーター４７０の駆動によってノズル１２から溶液が吐出されると、吐出によって圧力室４２０から流出した溶液の分、溶液貯留室２７０の溶液がフィルター室３１０及び共通液室４１０を通じて圧力室４２０に供給される。また、溶液貯留室２７０から圧力室４２０に流出した溶液の分、溶液収容部２１０の溶液が供給流路２８０及び帰還流路２９０を通じて溶液貯留室２７０に供給される。

このように、規制部２４０が帰還流路２９０の流れを規制しない状態にすると、流動機構２３０が駆動しなくても、帰還流路２９０において溶液が図４に実線の矢印で示す供給方向に流動するとともに供給流路２８０において溶液が図４に実線の矢印で示す方向に流動して、溶液貯留室２７０に溶液が補給される。すなわち、ノズル１２から液滴を吐出するときには、供給流路２８０及び帰還流路２９０の両流路を通じて溶液収容部２１０から溶液貯留室２７０に溶液が供給される。

排出モードでは、規制部２４０が帰還流路２９０の流れを規制した状態で流動機構２３０を駆動させることにより、図５に示すように溶液収容部２１０内の溶液を供給流路２８０、溶液貯留室２７０、フィルター室３１０、共通液室４１０及び圧力室４２０の順に流動させて、ノズル１２から排出させる。これにより、溶液収容部２１０に回収された気泡等の異物が溶液ととともにノズル１２から排出される。

このとき、帰還流路２９０においては規制部２４０によって溶液の流動が規制されているので、供給流路２８０を通じて溶液貯留室２７０に流入した溶液は帰還流路２９０に流れることなく、液滴吐出部１４側に向けて流れる。なお、溶液中に混入した異物として、インクの溶質成分が固まった固形物などがある場合には、フィルター３２０によって共通液室４１０への流入が規制されるので、固形物によるノズル１２の目詰まりが抑制される。そして、ノズル１２からキャップ部５３に排出された異物を含む溶液は、減圧機構５６を駆動させることによって、廃液として廃液収容部５４に収容される。

排出モードのときには、キャップ部５３を受容位置またはキャッピング位置に配置しておくのが好ましい。このようにすれば、ノズル１２から排出される溶液をキャップ部５３で受容することができるので、ノズル１２から排出される溶液で周囲を汚すことがない。

排出モードにおいて液滴吐出部１４をキャッピングする場合、加湿機構１５の液体供給流路３４に設けられた大気開放弁２５及びキャップ部５３に設けられた大気開放弁５７を開弁状態にしておけば、閉空間Ｒｏが大気開放されることにより、ノズル１２からスムーズに溶液が排出される。

あるいは、排出モードにおいて液滴吐出部１４をキャッピングした場合に、大気開放弁２５，５７を閉弁状態にして流動機構２３０を所定時間駆動させた後に、大気開放弁２５を開弁状態にすることでノズル１２から溶液を排出させるようにしてもよい。この場合には、大気開放弁２５，５７を閉弁状態にすることで閉空間Ｒｏが密閉されるので、ノズル１２からの溶液の排出が抑制されることによって、液滴吐出部１４内が加圧状態になる。そして、この状態で大気開放弁２５を開弁状態にすると、液滴吐出部１４内の溶液が大気開放された閉空間Ｒｏ内に一気に排出されるので、異物の排出を促進することができる。

なお、溶液と一緒に気泡を流動させるためには、溶液の流速を一定以上の値にする必要がある。そのため、吸引クリーニングを実行するときに排出モードを設定して、減圧機構５６及び流動機構２３０の両方を駆動させてノズル１２から溶液を排出させるようにしてもよい。このようにすれば、流動機構２３０の駆動力のみで溶液を流動させる場合よりも、液滴吐出部１４内を流れる溶液の流速を速くすることができるので、気泡を効率よく排出することができるためである。あるいは、流動機構２３０の駆動力によってノズル１２から排出された溶液を廃液収容部５４に回収することができる程度に減圧機構５６を駆動してもよい。

排出モードが設定して行われる溶液の排出は、溶液収容部２１０に気泡等の異物が溜まる所定のタイミングで実行することができる。そして、供給モードにおいて溶液が吐出によって消費されたり、排出モードにおいて溶液収容部２１０から溶液が排出されたりした場合には、ポンプ１９０を駆動させて溶液供給源１８０から溶液収容部２１０に溶液を補給する。

第１実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）気体供給部２１が加湿された気体を閉空間Ｒｏに供給したときには、キャッピングされた液滴吐出部１４の吐出口１３付近の湿度を速やかに上昇させることができる。また、キャッピング時に液体供給部３１が閉空間Ｒｏを加湿するための液体を供給したときには、液体が閉空間Ｒｏ内で徐々に蒸発していくことによって、より長い時間、閉空間Ｒｏ内の湿度を高い状態に保つことができる。したがって、液滴の吐出口１３付近の湿度の低下を抑制することができる。

（２）キャップ部５３がキャッピングを解除してからの経過時間が閾値よりも長い場合に、液体供給部３１から供給された液体を閉空間Ｒｏに含んだ状態で次のキャッピングを行うことにより、閉空間Ｒｏ内に存在する液体成分の量を多くして、より高い湿度での加湿を行うことができる。

（３）キャップ部５３がキャッピングを解除してからの経過時間が閾値以下である場合には、気体供給部２１が供給した気体を閉空間Ｒｏに含んだ状態で次のキャッピングを行うので、加湿のために消費する液体の量を低減することができる。

（４）液体貯留部３３と気体貯留部２３とは連通しているため、気体貯留部２３に貯留された気体を液体貯留部３３に貯留した液体によって加湿することができる。したがって、液体貯留部３３を備える流体貯留部１９と別に加湿空気を生成するための機構を備える必要がないので、装置の構成を簡素化することができる。また、液体供給部３１は液体貯留部３３に貯留された液体をキャップ部５３に供給するので、液滴吐出部１４に液滴が付着するのを抑制しつつ、キャッピング時に吐出口１３を保湿することができる。さらに、気体供給部２１は気体貯留部２３に貯留された気体を閉空間Ｒｏに供給するので、加湿気体の漏出を抑制して、効率よく閉空間Ｒｏを保湿することができる。

（５）気体供給口２２及び液体供給口３２は媒体Ｓが配置される領域の外側に向けて開口するので、気体供給口２２や液体供給口３２から液体が漏出した場合にも、漏出した液体が媒体Ｓに付着するのを抑制することができる。

（６）閉空間Ｒｏ内が加湿された状態で電源が切られると、気温が低下した場合に開口面１７に結露することがある。そして、このように結露した液体と吐出口１３から媒体Ｓに向けて吐出された液滴とが接触すると、吐出された液滴の飛翔方向がずれるおそれがある。その点、上記実施形態によれば、電源を入れた後、液滴吐出部１４が媒体Ｓに対して液滴を吐出する前にワイパー５８が開口面１７を払拭するので、結露した液体を除去することができる。

（第２実施形態）
次に、液滴吐出装置の第２実施形態について、図６を参照して説明する。
なお、第２実施形態において第１実施形態と同じ符号を付したものは第１実施形態と同様の構成を備えるものとして説明を省略し、以下においては第１実施形態と異なる点を中心に説明を行う。

図６に示すように、本実施形態の液滴吐出装置１１Ｂは、液滴吐出部１４と、閉空間Ｒｏに加湿気体を供給するための気体供給機構６１と、メンテナンス液を供給するための液体供給機構７１と、液滴吐出部１４に対して相対移動可能なキャップ部５３とを備える。また、液滴吐出装置１１Ｂは、第１実施形態と同様の溶液供給機構１３０（図６においては図示略。図４及び図５参照。）を備える。

気体供給機構６１は、液滴吐出部１４と並ぶように配置された気体供給部２１及び気体回収部６２と、液体貯留部３３及び気体貯留部２３を有する流体貯留部１９と、気体貯留部２３と気体供給部２１とを接続する気体供給流路２４と、液体貯留部３３と気体回収部６２とを接続する帰還流路６３とを備えている。気体回収部６２には、気体が流動可能な通気口６６が設けられている。また、帰還流路６３には開閉弁３６が設けられている。

流体貯留部１９の下部に設けられた液体貯留部３３には、気体を加湿するための液体（例えば水など、溶液の溶媒成分を含む液体）が貯留されている。液体貯留部３３には、液体貯留部３３に貯留された液体の蒸発を促進するためのヒーター６４を設けてもよい。そして、流体貯留部１９の上部に設けられた気体貯留部２３には、液体貯留部３３から蒸発した液体成分を含む空気が加湿気体として貯留される。

気体貯留部２３には大気開放弁２５が設けられている。また、気体供給流路２４には、気体貯留部２３に貯留された加湿気体を供給するための気体供給ポンプ６５が設けられている。

液体供給機構７１は、気体回収部６２と並ぶように配置された液体供給部３１と、液体供給部３１に液体供給流路３４を介して接続される液体貯留部７２と、液体供給流路３４に設けられた液体供給ポンプ７３とを備える。液体貯留部７２には、メンテナンス液が貯留されている。なお、液体供給部３１は、液滴吐出部１４または気体供給部２１と並ぶように配置してもよい。

本実施形態において、メンテナンス機構としてはキャップ部５３を備えればよく、ワイピング機構５１、廃液収容部５４、廃液流路５５、減圧機構５６及び大気開放弁５７は備えなくてもよい。なお、キャッピング時には、大気開放弁２５を開弁状態にすることで、閉空間Ｒｏを大気開放することができる。

キャップ部５３は、液滴吐出部１４に近づく方向に移動して、少なくとも吐出口１３、気体供給口２２及び通気口６６が開口する空間を閉空間Ｒｏとするキャッピングを行う。なお、キャッピング時に、キャップ部５３が吐出口１３、気体供給口２２及び通気口６６に加えて液体供給口３２を含む閉空間Ｒｏを囲み形成すれば、キャッピングを行った状態で液体供給口３２からキャップ部５３にメンテナンス液を供給することができるので、好ましい。

なお、液滴吐出部１４がキャップ部５３に近づく方向に移動することでキャッピングを行う構成を採用することもできる。また、気体供給口２２、通気口６６及び液体供給口３２は、印刷領域ＰＡ（図１参照）の外側に向けて開口するのが好ましい。

次に、液滴吐出装置１１Ｂの動作及び作用について説明する。
本実施形態においてキャップ部５３にメンテナンス液を供給する場合には、液体供給ポンプ７３を駆動することによって、液体貯留部７２に貯留されたメンテナンス液を液体供給流路３４及び液体供給部３１を通じて供給し、液体供給口３２からキャップ部５３に排出する。

また、本実施形態において加湿空気を閉空間Ｒｏに供給する場合には、キャッピングを行った後に、大気開放弁２５を閉弁状態にするとともに開閉弁３６を開弁状態にして、気体供給ポンプ６５を駆動する。すると、気体貯留部２３内の加湿気体が気体供給流路２４及び気体供給部２１を通じて閉空間Ｒｏに供給されるとともに、閉空間Ｒｏ内の気体が通気口６６に流入して、気体回収部６２及び帰還流路６３を通じて流体貯留部１９に回収される。すなわち、気体は流体貯留部１９と閉空間Ｒｏとの間を循環する。

なお、このように閉空間Ｒｏに加湿空気を供給するときには、ヒーター６４によって液体貯留部３３に貯留された液体を加熱することによって、気体貯留部２３に貯留された気体を速やかに加湿することができる。

ただし、液滴吐出部１４をキャッピングした状態で溶液供給機構１３０を循環モードに設定するときには、ヒーター６４による液体の加熱を行わない方がよい。ヒーター６４の加熱によって加湿された気体が閉空間Ｒｏに流入すると、吐出口１３が加湿されてメニスカスが壊れやすくなり、ノズル１２からの溶液の漏出をまねくおそれがあるためである。

以上説明した第２実施形態によれば、上記（１）〜（３），（５）と同様の作用効果を得ることができる。
なお、上記各実施形態は以下のように変更してもよい。

・液体を貯留可能な液体貯留部３３と気体を貯留可能な液体貯留部３３とをそれぞれ別体に構成して、気体が流動可能な接続流路によって両貯留部を接続するようにしてもよい。この場合にも、液体貯留部３３内の液体で液体貯留部３３内の気体を加湿することができる。

・キャップ部５３がキャッピングを解除してからの経過時間が所定の閾値よりも長い場合に、メンテナンス液及び加湿気体を閉空間Ｒｏに含んだ状態で次のキャッピングを行うようにしてもよい。なお、この場合には、キャップ部５３がキャッピングを解除してからの経過時間が閾値以下である場合に、メンテナンス液または加湿気体のうちいずれか一方を閉空間Ｒｏに含んだ状態で次のキャッピングを行うようにしてもよい。

・異なる２つの閾値Ｍ１，Ｍ２（Ｍ１＜Ｍ２）を設定して、キャップ部５３がキャッピングを解除してからの経過時間をＴとしたときに、Ｍ１＜Ｔ＜Ｍ２の場合にメンテナンス液を閉空間Ｒｏに含んだ状態で次のキャッピングを行い、Ｍ２≦Ｔの場合にメンテナンス液及び加湿気体を閉空間Ｒｏに含んだ状態で次のキャッピングを行うようにしてもよい。また、このときには、Ｔ＜Ｍ１の場合に加湿気体を閉空間Ｒｏに含んだ状態で次のキャッピングを行うのが好ましい。このようにすれば、Ｍ２≦Ｔの場合に、加湿気体によって乾燥したノズル１２を速やかに加湿するとともに、メンテナンス液によって湿度の低下を抑制することができる。

・湿度を検出する湿度検出部を備え、湿度検出部が検出する湿度が所定の閾値よりも低い場合にメンテナンス液を閉空間Ｒｏに含んだ状態でキャッピングを行う一方、湿度が所定の閾値以上である場合に加湿空気を閉空間Ｒｏに含んだ状態でキャッピングを行うようにしてもよい。この構成によれば、周囲の湿度が低く、吐出口１３付近が乾燥しやすい状況においても、吐出口付近の湿度の低下を抑制することができる。

・キャッピング時に流体貯留部１９におけるメンテナンス液の貯留量を検出部４５によって検出し、メンテナンス液の貯留量が閾値よりも大きい場合にはメンテナンス液をキャップ部５３に供給する一方、メンテナンス液の貯留量が閾値以下になった場合に加湿空気を閉空間Ｒｏに供給するようにしてもよい。この構成によれば、メンテナンス液の貯留量が減少した場合には、メンテナンス液の消費量を抑えつつ、吐出口１３付近の加湿を行うことができる。

・電源オフ時に、メンテナンス液をキャップ部５３に供給して、閉空間Ｒｏにメンテナンス液を含んだ状態でキャッピングを行うようにしてもよい。この構成によれば、電源オフ時のようにキャッピング状態が長い時間続く場合であっても、閉空間Ｒｏ内の湿度を高い状態に保つことができる。したがって、液滴の吐出口１３付近の湿度の低下を抑制することができる。

・閉空間Ｒｏの加湿をメンテナンス液で行うか、加湿空気で行うか、あるいは加湿を行わずにキャッピングを行うかを、ユーザーの設定によって変更できるようにしてもよい。この構成によれば、しばらく液滴吐出装置１１を使用しない場合にはメンテナンス液を閉空間Ｒｏに含んだ状態でキャッピングを行うなど、液滴吐出装置１１の使用状況に応じて適切に閉空間Ｒｏの加湿を行うことができる。

・キャッピング時に閉空間Ｒｏに含ませるメンテナンス液の量や加湿空気の量を、例えばユーザーの設定等によって、変更可能な構成にしてもよい。この構成によれば、液滴吐出装置１１の使用状況に応じて適切に閉空間Ｒｏの加湿を行う一方、メンテナンス液や気体を加湿するための液体の消費量の増大を抑制することができる。

・液滴吐出装置は、印刷機能のみを備えるプリンターであってもよいし、ファクシミリ、複写装置、またはこれら装置を備える複合機に備えられるプリンターであってもよい。
・液滴吐出部が吐出する液体は、インク以外の流体（液体や、機能材料の粒子が液体に分散又は混合されてなる液状体、ゲルのような流状体、流体として流して吐出できる固体を含む）ものであってもよい。例えば、液晶ディスプレイ、ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）ディスプレイ及び面発光ディスプレイの製造などに用いられる電極材や色材（画素材料）などの材料を分散または溶解のかたちで含む液状体を吐出する構成にしてもよい。

１１，１１Ｂ…液滴吐出装置、１３…吐出口、１４…液滴吐出部、１７…開口面、１９…流体貯留部、２１…気体供給部、２２…気体供給口、２３…気体貯留部、３１…液体供給部、３２…液体供給口、３３…液体貯留部、５３…キャップ部、５８…ワイパー、Ｓ…媒体、Ｒｏ…閉空間。

Claims (5)

1. 媒体に対して溶液を液滴として吐出可能な吐出口が設けられた液滴吐出部と、
   前記吐出口が開口する空間を閉空間とするキャッピングを行うキャップ部と、
   前記閉空間に加湿された気体を供給可能な気体供給部と、
   前記閉空間を加湿するための液体を供給可能な液体供給部と、
   液体を貯留可能な液体貯留部と気体を貯留可能な気体貯留部とが互いに連通するように設けられた流体貯留部と、を備え、
   前記液体供給部は前記液体貯留部に貯留された液体を前記キャップ部に供給し、前記気体供給部は前記気体貯留部に貯留された気体を前記閉空間に供給することを特徴とする液滴吐出装置。
2. 前記キャップ部がキャッピングを解除してからの経過時間が閾値よりも長い場合には、前記液体供給部が供給した液体を前記閉空間に含んだ状態で次のキャッピングを行うことを特徴とする請求項１に記載の液滴吐出装置。
3. 前記キャップ部がキャッピングを解除してからの経過時間が閾値以下である場合には、前記気体供給部が供給した加湿気体を前記閉空間に含んだ状態で次のキャッピングを行うことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の液滴吐出装置。
4. 前記気体供給部には気体が流出可能な気体供給口が設けられ、
   前記液体供給部には液体が流出可能な液体供給口が設けられ、
   前記気体供給口及び前記液体供給口は媒体が配置される領域の外側に向けて開口することを特徴とする請求項１から請求項３のうちいずれか一項に記載の液滴吐出装置。
5. 前記液滴吐出部の前記吐出口が開口する開口面を払拭可能なワイパーを備え、
   電源オフ時にキャッピングを行う場合には、電源を入れた後、前記液滴吐出部が媒体に対して液滴を吐出する前に、前記ワイパーが前記開口面を払拭することを特徴とする請求
   項１から請求項４のうちいずれか一項に記載の液滴吐出装置。