液体吐出装置
【課題】ノズルキャップの大型化やパージ動作における応答性の悪化を防止しつつ、ノズルキャップのリップがノズルに接触するのを防止する。
【解決手段】インク吐出装置１０は、インク吐出ヘッド２２と、キャップ本体８０と、内側リップ８２と、外側リップ８４と、内側リップ８２と外側リップ８４との間に位置するリップ空間Ｇ２と内側リップ８２の内側に位置するキャップ空間Ｇ１とを連通する連通孔８６とを有するノズルキャップ７０と、キャップ空間Ｇ１内の空気を吸引することによってキャップ空間Ｇ１内に負圧を生じさせる吸引部７２と、昇降部７４とを備え、内側リップ８２および外側リップ８４の両方がノズル形成面２０ａまたはその周辺に密着したときに、複数のノズル２０が内側リップ８２により取り囲まれた状態でリップ空間Ｇ２およびキャップ空間Ｇ１の両方が気密的に封止される。
【解決手段】インク吐出装置１０は、インク吐出ヘッド２２と、キャップ本体８０と、内側リップ８２と、外側リップ８４と、内側リップ８２と外側リップ８４との間に位置するリップ空間Ｇ２と内側リップ８２の内側に位置するキャップ空間Ｇ１とを連通する連通孔８６とを有するノズルキャップ７０と、キャップ空間Ｇ１内の空気を吸引することによってキャップ空間Ｇ１内に負圧を生じさせる吸引部７２と、昇降部７４とを備え、内側リップ８２および外側リップ８４の両方がノズル形成面２０ａまたはその周辺に密着したときに、複数のノズル２０が内側リップ８２により取り囲まれた状態でリップ空間Ｇ２およびキャップ空間Ｇ１の両方が気密的に封止される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体吐出ヘッド内の増粘した液体や気泡をノズルから排出させるためのパージ動作を実行することができる、液体吐出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ノズルから液体を吐出する「液体吐出装置」の１つとして「インク吐出装置」が周知である。一般的な「インク吐出装置」は、複数のノズルを有するインク吐出ヘッドを備えており、用紙に画像を印刷する際には、複数のノズルからインクが選択的に吐出される。したがって、画像の種類（色、サイズ、形状）に応じて印刷動作中の各ノズルの使用頻度が異なることになり、使用頻度の低いノズルや使用されないノズルにおいては、ノズルに伝わる熱等によってインクが蒸発して増粘し、インクの吐出不良を生じるおそれがある。また、インク吐出ヘッド内のインクに気泡が大量に混入した場合には、気泡によって吐出圧が吸収されるため、インクの吐出不良を生じるおそれがある。
【０００３】
そこで、従来では、増粘した液体や気泡をノズルから排出させるためのパージ動作を実行することができる「インク吐出装置」が種々開発されており、その一例が特許文献１に開示されている。特許文献１の「インク吐出装置」は、複数のノズルを有するインク吐出ヘッドと、複数のノズルを覆うノズルキャップと、ノズルキャップ内の空気を吸引するポンプとを備えている。そして、パージ動作を実行する際には、ノズルキャップの開口部に設けられたリップをインク吐出ヘッドのノズル形成面に密着させることによってノズルキャップ内の空間（以下、「キャップ空間」という。）を密閉し、続いて、キャップ空間内の空気をポンプで吸引することによってキャップ空間内に負圧を発生させ、その負圧によって増粘した液体や気泡をノズルから排出させるようにしていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−４４１２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載された「インク吐出装置」によれば、増粘した液体や気泡をノズルから排出させることができるので、インクの吐出不良を防止または解消することができる。しかし、キャップ空間内に負圧を発生させたときには、リップの内側（負圧）と外側（大気圧）との間に過大な圧力差が生じるため、リップの強度が不十分であれば、負圧に引かれたリップが変形して内側に倒れ込み、当該リップがノズルに接触することによって、ノズルが汚れたり、メニスカスが破壊されたりするおそれがあった。この問題を解決する手段として、リップの厚みを大きくして強度を高めたり、リップとノズルとの最短距離を長くしてリップがノズルに接触するのを防止したりすることが考えられるが、いずれを採用した場合でも、ノズルキャップが大型化するという問題があった。特に、リップとノズルとの最短距離を長くした場合には、キャップ空間の容積が必要以上に大きくなってしまうため、ポンプを大型のものに交換しない限り、キャップ空間内を負圧にするまでに要する時間が長くなり、パージ動作の応答性が悪くなるという問題があった。
【０００６】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、ノズルキャップの大型化や、パージ動作における応答性の悪化を防止しつつ、ノズルキャップのリップがノズルに接触するのを確実に防止することができる、液体吐出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】
【０００７】
前記課題を解決するために、本発明に係る液体吐出装置は、液体を吐出する複数のノズルを有する液体吐出ヘッドと、前記液体吐出ヘッドの前記複数のノズルが形成されたノズル形成面を覆うキャップ本体と、前記キャップ本体と一体に環状に形成された内側リップと、前記内側リップを外側から取り囲むようにして前記キャップ本体と一体に環状に形成された外側リップと、前記内側リップと前記外側リップとの間に位置するリップ空間と前記内側リップの内側に位置するキャップ空間とを連通する連通孔とを有するノズルキャップと、前記キャップ空間内の空気を吸引することによって前記キャップ空間内に負圧を生じさせる吸引手段と、前記ノズルキャップおよび前記液体吐出ヘッドを近接離間する方向に相対移動させる移動手段とを備え、前記移動手段によって前記ノズルキャップと前記液体吐出ヘッドとが互いに近接されて、前記内側リップおよび前記外側リップの両方が前記ノズル形成面またはその周辺に密着したときに、前記複数のノズルが前記内側リップにより取り囲まれた状態で前記リップ空間および前記キャップ空間の両方が気密的に封止される、液体吐出装置である。
【０００８】
この構成において、移動手段によってノズルキャップと液体吐出ヘッドとが互いに近接されると、内側リップおよび外側リップの両方がノズル形成面またはその周辺に密着し、リップ空間およびキャップ空間の両方が気密的に封止される。この状態では、リップ空間とキャップ空間とが連通孔を介して連通されているので、キャップ空間内の空気を吸引手段で吸引したときでも、キャップ空間内の圧力とリップ空間内の圧力とをほぼ均一に保持することができ、内側リップの内側と外側との圧力差を無くすこと、或いは、小さくすることができる。したがって、内側リップがキャップ空間内の負圧に引かれてノズル側に倒れ込むのを防止することができ、内側リップがノズルに接触するのを確実に防止することができる。
【０００９】
また、内側リップがノズル側に倒れ込まないことから、内側リップをノズルに近付けて形成することが可能であり、リップとノズルとの最短距離を短くして、キャップ空間の容積を小さくすることができる。したがって、吸引手段の能力が一定であれば、キャップ空間内の空気を排出する時間（すなわち排気時間）を短縮することができ、パージ動作の応答性を高めることができる。一方、排気時間を短縮する必要がないならば、吸引手段の能力を小さくすることができ、エネルギー消費量の少ない小型のポンプ等を用いることができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る液体吐出装置によれば、内側リップがキャップ空間内の負圧に引かれてノズル側に倒れ込むのを防止することができるので、内側リップをノズルに近付けて形成した場合でも、ノズルキャップのリップがノズルに接触するのを防止することができる。つまり、ノズルキャップの大型化や、パージ動作における応答性の悪化を防止しつつ、リップがノズルに接触するのを防止することができ、「ノズルの汚れ」や「メニスカスの破壊」を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は第１実施形態に係るインク吐出装置の構成を示す平面図である。
【図２】図２は第１実施形態に係るインク吐出装置の構成を示す断面図である。
【図３】図３はノズルキャップの構成を示す図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）はＩＩＩＢ−ＩＩＩＢ線断面図である。
【図４】図４は補強部材の構成を示す斜視図である。
【図５】図５は第１実施形態に係るインク吐出装置のパージ動作を示すフロー図である。
【図６】図６は第１実施形態に係るインク吐出装置のパージ動作を示す工程図であり、（Ａ）は第１状態を示す断面図、（Ｂ）は第２状態を示す断面図である。
【図７】図７は第１実施形態に係るインク吐出装置のアンキャッピング動作を示すフロー図である。
【図８】図８は第１実施形態に係るインク吐出装置のアンキャッピング動作における第１状態を示す断面図である。
【図９】図９は第２実施形態に係るインク吐出装置の一部の構成（第１状態）を示す断面図である。
【図１０】図１０は第３実施形態に係るインク吐出装置の一部の構成（第１状態）を示す断面図である。
【図１１】図１１は第４実施形態に係るインク吐出装置の一部の構成を示す断面図である。
【図１２】図１２は第５実施形態に係るインク吐出装置の一部の構成を示す断面図である。
【図１３】図１３は第６実施形態に係るインク吐出装置の一部の構成を示す図であり、（Ａ）はノズルキャップを示す斜視図、（Ｂ）はノズルキャップを示す断面図である。
【図１４】図１４は第６実施形態に係るインク吐出装置に使用される補強部材を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に、本発明の好ましい実施形態に係る「液体吐出装置」について図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施形態に係る「液体吐出装置」は、「液体」としてのインクを用紙に吐出する「インク吐出装置」であるが、本発明は、フィルタ基材等に着色液を吐出する「着色液吐出装置」や、絶縁基板に導電液を吐出する「導電液吐出装置」等のような他の「液体吐出装置」にも適用可能であり、本発明を「着色液吐出装置」または「導電液吐出装置」に適用する場合には、以下の説明で記載した「インク」を「着色液」または「導電液」に読み替えるものとする。また、以下の説明で記載した「下方」とは、インクを吐出する方向を意味し、「上方」とは、その反対の方向を意味する。
【００１３】
（第１実施形態）
図１に示すように、第１実施形態に係るインク吐出装置１０は、「吐出対象物」としての用紙Ｐを印刷領域Ｑに搬送する用紙搬送部Ａと、印刷領域Ｑに搬送された用紙Ｐに画像を印刷する印刷部Ｂと、パージ動作を実行するためのメンテナンス部Ｃと、これらを制御する制御部Ｄとを備えている。「用紙搬送部Ａ」、「印刷部Ｂ」、「メンテナンス部Ｃ」および「制御部Ｄ」は、説明の便宜上、機能面に着目して付けた名称であり、これらの部分は、具体的には以下のように構成されている。
【００１４】
［用紙搬送部Ａの構成］
図１に示すように、用紙搬送部Ａは、用紙Ｐを印刷領域Ｑに導く搬送経路１２と、搬送経路１２において印刷領域Ｑよりも上流側に配置された上流側搬送ローラ１４ａと、搬送経路１２において印刷領域Ｑよりも下流側に配置された下流側搬送ローラ１４ｂと、搬送ローラ１４ａ，１４ｂを所定のタイミングで回転させる駆動モータ１６とを有している。駆動モータ１６で搬送ローラ１４ａ，１４ｂを回転させることによって、用紙Ｐを印刷領域Ｑに搬送すると、用紙Ｐの上面が後述するインク吐出ヘッド２２のノズル形成面２０ａ（図２）に対向し、用紙Ｐの上面に対する印刷が可能になる。なお、以下の説明では、用紙Ｐの搬送方向を「副走査方向Ｙ」といい、副走査方向Ｙに対して直交する方向を「主走査方向Ｘ」という。
【００１５】
［印刷部Ｂの構成］
図１に示すように、印刷部Ｂは、インクを吐出する複数のノズル２０を有するインク吐出ヘッド２２と、インク吐出ヘッド２２にインクを供給するインク供給部２４と、インク吐出ヘッド２２を搭載するキャリッジ２６と、キャリッジ２６を往復移動させる走査部２８とを有している。
【００１６】
インク吐出ヘッド２２は、図２に示すように、複数のノズル２０が形成されたノズル形成面２０ａを有する流路ユニット３０と、流路ユニット３０に接合された駆動ユニット３２とを有している。流路ユニット３０は、インクを色ごとに収容する複数のマニホールド（図示省略）を有しており、各マニホールドに対して複数のノズル２０が連通されている。駆動ユニット３２は、複数のノズル２０のそれぞれに個別に対応する駆動部（図示省略）を有しており、駆動ユニット３２には、ドライバＩＣ３４を介して制御部Ｄ（図１）が電気的に接続されている。
【００１７】
インク供給部２４は、図１に示すように、ブラック（ＢＫ）、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）およびマゼンダ（Ｍ）の４色のインクを収容する４つのインクタンク４０ａ〜４０ｄと、インクタンク４０ａ〜４０ｄのそれぞれのインクをインク吐出ヘッド２２の流路ユニット３０（図２）に供給する４本のインクチューブ４２ａ〜４２ｄとを有している。画像の種類（色、サイズ、形状）に応じた制御信号が制御部ＤからドライバＩＣ３４に付与されると、ドライバＩＣ３４から各駆動部に対して駆動信号が付与され、各駆動部に対応するノズル２０からインクが選択的に吐出される。
【００１８】
キャリッジ２６は、図１に示すように、副走査方向Ｙへ長く延びる略直方体状の部材であり、インク吐出ヘッド２２を保持するホルダー部５０と、ホルダー部５０と一体に形成され、後述するガイドレール６０ａ，６０ｂのそれぞれに摺動自在に取り付けられる摺動部５２ａ，５２ｂとを有している。
【００１９】
走査部２８は、図１に示すように、キャリッジ２６を搬送経路１２を横断する方向（すなわち主走査方向Ｘ）に往復移動させるものであり、キャリッジ２６をガイドする２つの長尺板状のガイドレール６０ａ，６０ｂと、一方のガイドレール６０ｂの長手方向一方端部に設けられた主動プーリ６２ａと、一方のガイドレール６０ｂの長手方向他方端部に設けられた従動プーリ６２ｂと、主動プーリ６２ａと従動プーリ６２ｂとの間に掛け渡された環状の駆動ベルト６４と、主動プーリ６２ａを回転させる駆動モータ６６とを有しており、駆動ベルト６４に対してキャリッジ２６が固定されている。
【００２０】
なお、本実施形態の印刷部Ｂは、インク吐出ヘッド２２をキャリッジ２６で移動させるとともに用紙Ｐを搬送ローラ１４ａ，１４ｂで移動させながら印刷を行う「シリアル方式」であるが、これに代えて、固定されたライン式のインク吐出ヘッドに対して用紙Ｐを移動させながら印刷を行う「ライン方式」を採用してもよい。
【００２１】
［メンテナンス部Ｃの構成］
図１および図２に示すように、メンテナンス部Ｃは、キャリッジ２６の停止時にインク吐出ヘッド２２のノズル形成面２０ａを覆うノズルキャップ７０と、ノズルキャップ７０の内部空間（すなわちキャップ空間）Ｓ１から空気および廃インクを吸引する「吸引手段」としての吸引部７２と、ノズルキャップ７０およびインク吐出ヘッド２２を近接離間する方向（本実施形態では上下方向）に相対移動させる「移動手段」としての昇降部７４とを有している。
【００２２】
ノズルキャップ７０は、図３に示すように、キャリッジ２６の停止時にインク吐出ヘッド２２の複数のノズル２０が形成されたノズル形成面２０ａを覆うキャップ本体８０と、キャップ本体８０と一体に環状に形成された内側リップ８２と、内側リップ８２を外側から取り囲むようにしてキャップ本体８０と一体に環状に形成された外側リップ８４と、キャップ本体８０に形成された少なくとも１本（本実施形態では１０本）の連通孔８６と、３本の連通孔８６を同時に補強する２つの第１補強部材８８と、２本の連通孔８６を同時に補強する２つの第２補強部材８９とを有している。
【００２３】
キャップ本体８０は、平面視略四角形の底部９０と、底部９０の外周縁から立ち上がって形成された平面視略四角形の環状の側壁部９２とを有しており、底部９０の中央部には、キャップ空間Ｇ１の内部と外部とを連通する排出孔９４が形成されている。そして、側壁部９２の上端部に内側リップ８２および外側リップ８４が形成されている。
【００２４】
内側リップ８２は、ノズルキャップ７０の上端開口部においてノズル形成面２０ａに当接する部分であり、上方に向けて突出する略三角形の断面形状を有して、平面視略四角形の環状に形成されている。外側リップ８４は、内側リップ８２の外側においてノズル形成面２０ａに当接する部分であり、上方に向けて突出する略三角形の断面形状を有して、平面視略四角形の環状に形成されている。側壁部９２の上端部における内側リップ８２と外側リップ８４との間には、ノズル形成面２０ａに対して平行な平坦面９２ｂが形成されている。したがって、本実施形態では、底部９０の上面９０ａと、側壁部９２の内周面９２ａと、内側リップ８２の内周面８２ａとによって凹部９６が構成されており、内側リップ８２の外周面８２ｂと、平坦面９２ｂと、外側リップ８４の内周面８４ａとによって溝９８が構成されている。そして、凹部９６の内側にキャップ空間Ｇ１が確保されており、溝９８の内側にリップ空間Ｇ２が確保されている。また、内側リップ８２の高さは、外側リップ８４の高さよりも高く設計されており、内側リップ８２だけがノズル形成面２０ａに接触する状態（後述の「第１状態」）を取ることができるようになっている。さらに、内側リップ８２および外側リップ８４の材料には、ノズル形成面２０ａに密着可能であって、かつ、弾性変形可能であるゴム弾性を有するもの（ゴム、ウレタンエラストマ等）が用いられており、内側リップ８２をノズル形成面２０ａに押し当てて圧縮変形させることによって、内側リップ８２および外側リップ８４の両方がノズル形成面２０ａに接触する状態（後述の「第２状態」）を取ることができるようになっている。
【００２５】
内側リップ８２をノズル形成面２０ａに密着させる際には、まず、内側リップ８２の稜線８２ｃがノズル形成面２０ａに接触し、その後、内側リップ８２が圧縮変形されることによって、稜線８２ｃを挟んだ両側の部分がノズル形成面２０ａに接触する。したがって、稜線８２ｃの位置がノズル２０に近過ぎる場合には、圧縮変形された内側リップ８２がノズル２０に接触し、ノズル２０が汚れたり、メニスカスが破壊されたりするおそれがある。そこで、本実施形態では、圧縮変形された内側リップ８２がノズル２０に接触することのないように、ノズル２０から距離Ｌ（図２）を隔てた位置に稜線８２ｃが配置されている。なお、本実施形態では、キャップ空間Ｇ１とリップ空間Ｇ２とが連通孔８６を介して連通されているので、内側リップ８２の内側と外側との圧力差を無くすこと、或いは、小さくすることが可能であり、キャップ空間Ｇ１に生じた負圧によって内側リップ８２が内側に倒れ込むのを防止することができる。したがって、稜線８２ｃの位置を決める際に、内側リップ８２の「倒れ込み」を考慮する必要がなく、距離Ｌ（図２）を短く設計することによってキャップ空間Ｇ１の容積を小さくすることができる。
【００２６】
連通孔８６は、図３に示すように、内側リップ８２と外側リップ８４との間に位置するリップ空間Ｇ２と内側リップ８２の内側に位置するキャップ空間Ｇ１とを連通する貫通孔であり、連通孔８６の一方端部が側壁部９２の内周面９２ａに開口されており、連通孔８６の他方端部が側壁部９２の平坦面９２ｂに開口されている。
【００２７】
内側リップ８２および外側リップ８４の両方がノズル形成面２０ａに密着した「第２状態（図６（Ｂ））」に着目したとき、各連通孔８６の流路抵抗は、吸引部７２によってキャップ空間Ｇ１内の空気が吸引されたときに、複数のノズル２０のメニスカスのうち最低耐圧のメニスカスが破壊されるより前にリップ空間Ｇ２内に残存した空気が連通孔８６を通ってキャップ空間Ｇ１内に引き込まれるように設計されている。一方、内側リップ８２がノズル形成面２０ａに密着し、かつ、外側リップ８４がノズル形成面２０ａから離間した「第１状態（図６（Ａ））」に着目したとき、各連通孔８６の流路抵抗は、吸引部７２によってキャップ空間Ｇ１内の空気が吸引されたときに、複数のノズル２０のメニスカスのうち最低耐圧のメニスカスが破壊されることなくリップ空間Ｇ２内の空気が連通孔８６を通ってキャップ空間Ｇ１内に引き込まれるように設計されている。したがって、「第１状態」および「第２状態」のいずれにおいても、吸引部７２によってリップ空間Ｇ２内の空気および塵埃等を確実に吸引することができる。なお、連通孔８６の数、位置、長さおよび口径は、特に限定されるものではなく、上記流路抵抗が得られる限り適宜増減されてもよい。
【００２８】
第１補強部材８８は、図４に示すように、ステンレスおよびプラスチック等のような高剛性材料からなる略長方形の板状の本体８８ａを有しており、本体８８ａには、３本の連通孔８６が挿通される３つの円形の貫通孔８８ｂが長さ方向に並んで形成されている。そして、図３に示すように、第１補強部材８８が、３本の連通孔８６を取り囲むようにしてキャップ本体８０に埋め込まれている。第１補強部材８８がキャップ本体８０に埋め込まれた状態において、３本の連通孔８６は、３つの貫通孔８８ｂのそれぞれに斜めに通っており、第１補強部材８８の一部（本実施形態では上部）は、内側リップ８２の中に位置している。したがって、第１補強部材８８によって、３本の連通孔８６が押し潰されるのを防止することができるとともに、内側リップ８２が変形して倒れるのを防止することができる。
【００２９】
第２補強部材８９は、図３に示すように、貫通孔の数が２つである点で第１補強部材８８とは相違するが、他の点は第１補強部材８８と同様に構成されている。
【００３０】
なお、本実施形態に係るノズルキャップ７０では、キャップ本体８０の全てのノズル２０（図２参照）に対応する１つの開口部に、内側リップ８２および外側リップ８４を一体的に形成しているが、たとえば、ブラック（ＢＫ）インクを吐出するノズルに対応する第１開口部および他のインクを吐出するノズルに対応する第２開口部のそれぞれに、内側リップおよび外側リップを一体的に形成してもよい。また、「ライン方式」の印刷部Ｂを採用する場合には、ライン式のインク吐出ヘッドに対応する長尺のキャップ本体の１つの開口部に、内側リップおよび外側リップを一体的に形成してもよい。さらに、キャップ本体を単なる板状に形成し、その上面に内側リップおよび外側リップを一体的に形成してもよい。
【００３１】
吸引部７２は、図２に示すように、廃インクタンク１００と、廃インクタンク１００の入口１００ａと排出孔９４とを連通する廃インク流路１０２と、廃インク流路１０２の途中に設けられた吸引ポンプ１０４とを有している。したがって、吸引ポンプ１０４を駆動すると、キャップ空間Ｇ１内の空気および廃インクが、吸引ポンプ１０４の負圧に引かれて排出孔９４から排出され、廃インク流路１０２を通して廃インクタンク１００に排出される。なお、吸引ポンプ１０４としては、チューブポンプ等の「一方向ポンプ」および「双方向ポンプ」のいずれも使用可能であるが、逆流の生じない「一方向ポンプ」を用いることが望ましい。
【００３２】
昇降部７４は、図６（Ａ）に示すように、内側リップ８２がノズル形成面２０ａまたはその周辺に密着し、かつ、外側リップ８４がノズル形成面２０ａまたはその周辺から離間した「第１状態」と、図６（Ｂ）に示すように、内側リップ８２および外側リップ８４の両方がノズル形成面２０ａまたはその周辺に密着した「第２状態」と、図２に示すように、内側リップ８２および外側リップ８４の両方がノズル形成面２０ａまたはその周辺から離間した「第３状態」とを切り換える機能を有するものであり、具体的には、図２に示すように、ノズルキャップ７０の底面から下方に突出して形成された操作棒１１０と、ノズルキャップ７０を下方に向けて付勢するコイルバネ１１２と、ノズルキャップ７０をコイルバネ１１２の付勢に抗して持ち上げるカム１１４と、ピニオンギア１１６と、ピニオンギア１１６を回転させる駆動モータ１１８とを有している。
【００３３】
カム１１４は、「第２状態（図６（Ｂ））」において操作棒１１０の下端部を受ける上側受け面１１４ａと、「第３状態（図２）」において操作棒１１０の下端部を受ける下側受け面１１４ｂと、上側受け面１１４ａと下側受け面１１４ｂとを滑らかに連続させるとともに、「第１状態（図６（Ａ））」において操作棒１１０の下端部を受ける傾斜面１１４ｃとを有する略三角形の板状またはブロック状の部材であり、カム１１４の底面には、ピニオンギア１１６と噛み合うラックギア１１４ｄが形成されている。したがって、駆動モータ１１８でピニオンギア１１６を回転させると、カム１１４が上下方向に対して直交する方向に移動され、ピニオンギア１１６の回転方向に応じて、操作棒１１０の下端部が上側受け面１１４ａから傾斜面１１４ｃを通って下側受け面１１４ｂに相対移動され、或いは、下側受け面１１４ｂから傾斜面１１４ｃを通って上側受け面１１４ａに相対移動される。
【００３４】
なお、本実施形態では、ノズルキャップ７０を昇降させることによって、ノズルキャップ７０およびインク吐出ヘッド２２を近接離間する方向に相対移動させているが、インク吐出ヘッド２２を昇降させることによって、或いは、ノズルキャップ７０およびインク吐出ヘッド２２の両方を昇降させることによって、ノズルキャップ７０およびインク吐出ヘッド２２を近接離間する方向に相対移動させるようにしてもよい。これらの場合には、各昇降動作に適した昇降部が「移動手段」として用いられる。
【００３５】
［制御部Ｄの構成］
図１に示すように、制御部Ｄは、「用紙搬送部Ａ」の駆動モータ１６、「印刷部Ｂ」のドライバＩＣ３４（図２）および駆動モータ６６、「メンテナンス部Ｃ」の吸引ポンプ１０４および駆動モータ１１８等の駆動部品を制御するものであり、図示していないが、各種の演算処理を実行する中央演算処理装置（ＣＰＵ）および各種のプログラムまたはデータを記憶する記憶装置（ＲＡＭ、ＲＯＭ）等を有している。そして、中央演算処理装置（ＣＰＵ）および記憶装置（ＲＡＭ、ＲＯＭ）等に対して、上記駆動部品のそれぞれが電気配線１２０ａ〜１２０ｅを介して電気的に接続されている。
【００３６】
［印刷動作］
図１に示すように、インク吐出装置１０の印刷動作が開始されると、搬送ローラ１４ａ，１４ｂが回転されることによって、用紙Ｐが印刷領域Ｑに所定のタイミングで搬送される。また、駆動ベルト６４が回転されることによって、キャリッジ２６が主走査方向Ｘに往復移動される。そして、ドライバＩＣ３４からインク吐出ヘッド２２の複数の駆動部に駆動信号が与えられることによって、当該駆動部に対応する複数のノズル２０からインクが選択的に吐出され、用紙Ｐの上面に画像が印刷される。
【００３７】
［パージ動作］
以下には、図５（フロー図）および図６（工程図）に従って、メンテナンス部Ｃおよび制御部Ｄによる「パージ動作」を説明する。
【００３８】
図５に示すように、「印刷動作」から「パージ動作」に移行する際には、まず、ステップＳ１において、インク吐出装置１０の状態が印刷時の「第３状態」から「第１状態」に移行される。つまり、「印刷動作」の終了時のインク吐出装置１０は、図２に示すように「第３状態」にあるが、ステップＳ１では、昇降部７４でノズルキャップ７０が持ち上げられることによって、図６（Ａ）に示す「第１状態」が取られる。
【００３９】
ステップＳ３（図５）では、吸引ポンプ１０４が駆動され、キャップ空間Ｇ１内の空気と共にリップ空間Ｇ２内の空気が連通孔８６を通して吸引され、リップ空間Ｇ２内に溜まった塵埃や廃インクが当該空気と共に廃インクタンク１００に排出される。図６（Ａ）中の矢印は、この工程における空気等の流れを示したものである。なお、この工程では、キャップ空間Ｇ１内に負圧が発生するが、上述のように、ノズル２０のメニスカスが破壊されないように連通孔８６の流路抵抗が設計されているので、リップ空間Ｇ２内に溜まった塵埃や廃インクを空気と共に効率よく吸引除去することができる。
【００４０】
ステップＳ５（図５）では、インク吐出装置１０の状態が「第１状態」から「第２状態」に移行される。つまり、図６（Ｂ）に示すように、リップ空間Ｇ２内に溜まった塵埃や廃インクを吸引除去するのに十分な時間が経過すると、駆動モータ１１８によってピニオンギア１１６が回転され、昇降部７４でノズルキャップ７０が持ち上げられることによって「第２状態」が取られる。なお、この工程では、内側リップ８２がノズル形成面２０ａに押し当てられて圧縮変形されるが、内側リップ８２の稜線８２ｃは、ノズル２０から距離Ｌ（図２）を隔てた位置に配置されているので、圧縮変形された内側リップ８２がノズル２０に接触することはなく、ノズル２０が汚れたり、メニスカスが破壊されたりするのを防止することができる。
【００４１】
ステップＳ７（図５）では、吸引ポンプ１０４が駆動され、キャップ空間Ｇ１内の空気と共に複数のノズル２０内のインクが吸引除去される。この工程では、キャップ空間Ｇ１およびリップ空間Ｇ２の両方がノズル形成面２０ａによって気密的に封止されているが、上述のように、キャップ空間Ｇ１内の空気が吸引されたときに、最低耐圧のメニスカスが破壊されるより前にリップ空間Ｇ２内に残存した空気が連通孔８６を通ってキャップ空間Ｇ１内に引き込まれるように連通孔８６の流路抵抗が設計されているので、リップ空間Ｇ２内に残存した塵埃や廃インクを残存空気と共に確実に吸引除去することができる。キャップ空間Ｇ１内の圧力は、リップ空間Ｇ２内に残存した空気等が吸引除去される過程で徐々に低下し、当該圧力が所定圧力よりも低くなると、その圧力（負圧）によって複数のノズル２０の全てのメニスカスが破壊され、インク吐出ヘッド２２内の増粘したインクや気泡が正常なインクと共に複数のノズル２０のそれぞれから排出される。図６（Ｂ）中の矢印は、この工程における廃インク等の流れを示したものである。
【００４２】
なお、「パージ動作」における昇降部７４の動作は、ノズルキャップ７０でノズル形成面２０ａを覆う「キャッピング動作」であり、インク吐出ヘッド２２内の増粘したインクや気泡を排出させる必要がない場合には、吸引部７２を動作させずに「キャッピング動作」だけを実行するようにしてもよい。
【００４３】
［アンキャッピング動作］
以下には、図７（フロー図）および図８（工程図）に従って、制御部Ｄによる「アンキャッピング動作」を説明する。
【００４４】
図７に示すように、「パージ動作」の終了後、「アンキャッピング動作」を実行する際には、まず、ステップＳ９において、インク吐出装置１０の状態がパージ動作時の「第２状態」から「第１状態」に移行される。つまり、「パージ動作」の終了時のインク吐出装置１０は、図６（Ｂ）に示すように「第２状態」にあるが、ステップＳ９では、昇降部７４でノズルキャップ７０が降下されることによって、図８に示す「第１状態」が取られる。
【００４５】
続くステップＳ１１（図７）では、「第１状態」を保持した状態でノズルキャップ７０およびインク吐出ヘッド２２の相対的な動きが停止される。「第２状態」から「第１状態」に移行する際には、ノズル形成面２０ａから外側リップ８４が離間する程度にノズルキャップ７０を少しだけ降下させればよいので、キャップ空間Ｇ１およびリップ空間Ｇ２の内部が負圧であるにもかかわらず、ノズルキャップ７０の自重とコイルバネ１１２の復元力とによって「第１状態」を取ることができる。しかし、インク吐出装置１０を「第２状態」から「第３状態」まで一気に移行させようとすると、当該負圧がブレーキとなって「アンキャッピング動作」を円滑に行うことができなくなる。そこで、ステップＳ１１（図７）では、「第１状態」を保持し、図８中の矢印で示すように、大気中の空気をリップ空間Ｇ２から連通孔８６を通してキャップ空間Ｇ１内に流入させることによって、キャップ空間Ｇ１内の圧力を上昇させるようにしている。この工程では、内側リップ８２がノズル形成面２０ａに密着しているので、リップ空間Ｇ２から取り込まれる空気がノズル２０に触れて悪影響を及ぼすのを防止することができる。
【００４６】
次のステップＳ１３（図７）では、インク吐出装置１０の状態が「第１状態」から「第３状態」に移行される。つまり、ステップＳ１１においてキャップ空間Ｇ１内の圧力が十分に上昇すると、図２に示すように、駆動モータ１１８によってピニオンギア１１６が回転され、昇降部７４でノズルキャップ７０がさらに降下される。
【００４７】
（第２実施形態）
図９に示す第２実施形態に係るインク吐出装置１２０は、第１実施形態に係るインク吐出装置１０（図１、図２）のインク吐出ヘッド２２をインク吐出ヘッド１２２に変更するとともに、ノズルキャップ７０をノズルキャップ１２４に変更したものであり、その他の部分の構成や各種の動作は、インク吐出装置１０と同様である。なお、図９では、インク吐出装置１０の各部分に対応する箇所に当該部分と同じ参照番号を付している（以下の第３〜６実施形態において同じ。）。
【００４８】
インク吐出ヘッド１２２は、複数のノズル１２６が形成されたノズル形成面１２６ａを有する流路ユニット１２８と、流路ユニット１２８に接合された駆動ユニット１３０とを有しており、流路ユニット１２８のノズル形成面１２６ａと駆動ユニット１３０の下面（以下、「外側リップ当接面」という。）１３０ａとの間には、段差１３２が形成されている。ノズルキャップ１２４は、内側リップ１２４ａの高さが外側リップ１２４ｂの高さと同じに設計されている点においてノズルキャップ７０（図３）とは相違しているが、他の点はノズルキャップ７０（図３）と同様である。
【００４９】
そして、図９に示すように、インク吐出装置１２０が「第１状態」にあるときには、内側リップ１２４ａがノズル形成面１２６ａに密着するとともに、外側リップ１２４ｂが外側リップ当接面１３０ａから離間し、外側リップ１２４ｂと外側リップ当接面１３０ａとの隙間からリップ空間Ｇ２内に空気が取り込まれる。一方、図示していないが、インク吐出装置１２０が「第２状態」にあるときには、内側リップ１２４ａがノズル形成面１２６ａに密着するとともに、外側リップ１２４ｂがノズル形成面１２６ａの周辺の外側リップ当接面１３０ａに密着し、キャップ空間Ｇ１およびリップ空間Ｇ２の両方が気密的に封止される。
【００５０】
（第３実施形態）
図１０に示す第３実施形態に係るインク吐出装置１４０は、第１実施形態に係るインク吐出装置１０（図１、図２）のインク吐出ヘッド２２をインク吐出ヘッド１４２に変更するとともに、ノズルキャップ７０をノズルキャップ１４４に変更したものである。
【００５１】
インク吐出ヘッド１４２は、複数のノズル１４６が形成されたノズル形成面１４６ａを有する流路ユニット１４８と、流路ユニット１４８に接合された駆動ユニット１５０とを有しており、流路ユニット１４８のノズル形成面１４６ａとキャリッジ２６の下面（以下、「外側リップ当接面」という。）２６ａとの間には、段差１５２が形成されている。ノズルキャップ１４４は、内側リップ１４４ａの高さが外側リップ１４４ｂの高さよりも低く設計されている点においてノズルキャップ７０（図３）とは相違しているが、他の点はノズルキャップ７０（図３）と同様である。
【００５２】
そして、図１０に示すように、インク吐出装置１４０が「第１状態」にあるときには、内側リップ１４４ａがノズル形成面１４６ａに密着するとともに、外側リップ１４４ｂが外側リップ当接面２６ａから離間し、外側リップ１４４ｂと外側リップ当接面２６ａとの隙間からリップ空間Ｇ２内に空気が取り込まれる。一方、図示していないが、インク吐出装置１４０が「第２状態」にあるときには、内側リップ１４４ａがノズル形成面１４６ａに密着するとともに、外側リップ１４４ｂがノズル形成面１４６ａの周辺の外側リップ当接面２６ａに密着し、キャップ空間Ｇ１およびリップ空間Ｇ２の両方が気密的に封止される。
【００５３】
（第４実施形態）
図１１に示す第４実施形態に係るインク吐出装置１６０は、第１実施形態に係るインク吐出装置１０（図１、図２）のインク吐出ヘッド２２をインク吐出ヘッド１６２に変更するとともに、ノズルキャップ７０をノズルキャップ１６４に変更したものである。
【００５４】
インク吐出ヘッド１６２は、複数のノズル１６６が形成されたノズル形成面１６６ａを有する流路ユニット１６８と、流路ユニット１６８に接合された駆動ユニット１７０とを有しており、流路ユニット１６８のノズル形成面１６６ａとキャリッジ２６の下面（以下、「外側リップ当接面」という。）２６ｂとは面一に形成されている。また、キャリッジ２６には、空気流入孔１７２が形成されており、空気流入孔１７２の一方端部は外側リップ当接面２６ｂに開口されており、空気流入孔１７２の他方端部はキャリッジ２６の上面に開口されており、当該他方端部には、電気信号によって駆動される自動開閉弁１７４が取り付けられている。ノズルキャップ１６４は、内側リップ１６４ａと外側リップ１６４ｂとが同じ高さで形成されている点においてノズルキャップ７０（図３）とは相違しているが、他の点はノズルキャップ７０（図３）と同様である。
【００５５】
そして、インク吐出装置１６０では、図１１に示すように、キャップ空間Ｇ１およびリップ空間Ｇ２の両方が密閉された状態で自動開閉弁１７４を開くことによって、リップ空間Ｇ２に空気を取り込む状態（以下、「吸気状態」という。）を取ることができ、リップ空間Ｇ２内に溜まった塵埃や廃インクを、連通孔８６およびキャップ空間Ｇ１を通して吸引除去することができる。つまり、「吸気状態」を取ることによって、上記「第１状態」と同様の吸引除去動作を実行することができる。
【００５６】
（第５実施形態）
図１２に示す第５実施形態に係るインク吐出装置１８０は、第４実施形態に係るインク吐出装置１６０（図１１）における空気流入孔１７２を空気流入孔１８２に変更するとともに、自動開閉弁１７４を機械式の自動開閉弁１８４に変更したものである。
【００５７】
空気流入孔１８２は、キャリッジ２６の内部に略Ｌ状に構成されたものであり、空気流入孔１８２の一方端部は外側リップ当接面２６ｃに開口されており、空気流入孔１８２の他方端部はキャリッジ２６の側部に形成された穴２６ｄ内に開口されている。そして、当該他方端部には、弁体１８６が回動可能に取り付けられており、弁体１８６を開閉操作するための棒状部材１８８が、取付部材１９０を介してノズルキャップ７０に、昇降可能に取り付けられている。また、昇降部７４のカム１１４には、棒状部材１８８を持ち上げるための傾斜面１９２ａを有する操作部１９２が一体的に形成されており、棒状部材１８８の下端部が傾斜面１９２ａに沿って持ち上げられたときに、棒状部材１８８の上端部が弁体１８６を押圧し、空気流入孔１８２の他方端部が開かれるようになっている。
【００５８】
（第６実施形態）
第６実施形態に係るインク吐出装置（図示省略）は、第１実施形態に係るインク吐出装置１０（図１、図２）のノズルキャップ７０を図１３に示すノズルキャップ２００に変更したものである。
【００５９】
図１３に示すように、ノズルキャップ２００では、内側リップ２０２と外側リップ２０４との間に平坦面は存在せず、内側リップ２０２の外周面２０２ａと外側リップ２０４の内周面２０４ａとによって略Ｖ状の溝２０６が構成されている。そして、内側リップ２０２の外周面２０２ａに連通孔２０８の端部が開口されており、補強部材２１０が、複数の連通孔２０８を囲むようにしてキャップ本体２１２に埋め込まれている。図１４に示すように、補強部材２１０は、上部が開放された略Ｕ状の切欠２１０ａを有しており、切欠２１０ａに連通孔２０８が挿通されている。
【００６０】
（第７実施形態）
第７実施形態に係るインク吐出装置（図示省略）は、第１実施形態に係るインク吐出装置１０(図１、２)に対して、ノズル形成面２０aを用紙Ｐ等から保護するためのノズルガイド（図示省略）を、ノズル２０が形成された領域の周囲に位置するように設けたものである。そして、第７実施形態において、インク吐出装置が「第１状態」にある場合には、外側リップ８４とノズルガイドとが離間するように、ノズルキャップ７０が位置付けられる。一方、「第２状態」にある場合には、外側リップ８４がノズルガイドに密着するように、ノズルキャップ７０が位置付けられる。
【００６１】
（第８実施形態）
第８実施形態に係るインク吐出装置（図示省略）では、「パージ動作」において、ステップＳ７（図５）の後に、インク吐出装置１０の状態が「第２状態」から「第１状態」に移行され、キャップ空間Ｇ１が大気開放される。このとき、ノズル２０からインクの排出が停止される。同時に、吸引ポンプ１０４を駆動して、キャップ空間Ｇ１内のインクを排出する。これにより、ノズルキャップ７０のキャップ空間Ｇ１内に残存するインクを排出することができる。
【符号の説明】
【００６２】
Ａ… 用紙搬送部
Ｂ… 画像形成部
Ｃ… メンテナンス部
Ｄ… 制御部
Ｇ１… キャップ空間
Ｇ２… リップ空間
Ｐ… 用紙（吐出対象物）
Ｑ… 印刷領域
Ｘ… 主走査方向
Ｙ… 副走査方向
１０,１２０,１４０,１６０,１８０… インク吐出装置
２０ａ… ノズル形成面
２０… ノズル
２２… インク吐出ヘッド
２４… インク供給部
２６… キャリッジ
２８… 走査部
３０… 流路ユニット
３２… 駆動ユニット
３４… ドライバＩＣ
７０… ノズルキャップ
７２… 吸引部（吸引手段）
７４… 昇降部（移動手段）
８０… キャップ本体
８２ｃ… 稜線
８２… 内側リップ
８４… 外側リップ
８６… 連通孔
８８… 第１補強部材
８９… 第２補強部材
９４… 排出孔
１００… 廃インクタンク
１０２… 廃インク流路
１０４… 吸引ポンプ（一方向ポンプ）
１１２… コイルバネ
１１４… カム
１７４，１８４… 自動開閉弁
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体吐出ヘッド内の増粘した液体や気泡をノズルから排出させるためのパージ動作を実行することができる、液体吐出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ノズルから液体を吐出する「液体吐出装置」の１つとして「インク吐出装置」が周知である。一般的な「インク吐出装置」は、複数のノズルを有するインク吐出ヘッドを備えており、用紙に画像を印刷する際には、複数のノズルからインクが選択的に吐出される。したがって、画像の種類（色、サイズ、形状）に応じて印刷動作中の各ノズルの使用頻度が異なることになり、使用頻度の低いノズルや使用されないノズルにおいては、ノズルに伝わる熱等によってインクが蒸発して増粘し、インクの吐出不良を生じるおそれがある。また、インク吐出ヘッド内のインクに気泡が大量に混入した場合には、気泡によって吐出圧が吸収されるため、インクの吐出不良を生じるおそれがある。
【０００３】
そこで、従来では、増粘した液体や気泡をノズルから排出させるためのパージ動作を実行することができる「インク吐出装置」が種々開発されており、その一例が特許文献１に開示されている。特許文献１の「インク吐出装置」は、複数のノズルを有するインク吐出ヘッドと、複数のノズルを覆うノズルキャップと、ノズルキャップ内の空気を吸引するポンプとを備えている。そして、パージ動作を実行する際には、ノズルキャップの開口部に設けられたリップをインク吐出ヘッドのノズル形成面に密着させることによってノズルキャップ内の空間（以下、「キャップ空間」という。）を密閉し、続いて、キャップ空間内の空気をポンプで吸引することによってキャップ空間内に負圧を発生させ、その負圧によって増粘した液体や気泡をノズルから排出させるようにしていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−４４１２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載された「インク吐出装置」によれば、増粘した液体や気泡をノズルから排出させることができるので、インクの吐出不良を防止または解消することができる。しかし、キャップ空間内に負圧を発生させたときには、リップの内側（負圧）と外側（大気圧）との間に過大な圧力差が生じるため、リップの強度が不十分であれば、負圧に引かれたリップが変形して内側に倒れ込み、当該リップがノズルに接触することによって、ノズルが汚れたり、メニスカスが破壊されたりするおそれがあった。この問題を解決する手段として、リップの厚みを大きくして強度を高めたり、リップとノズルとの最短距離を長くしてリップがノズルに接触するのを防止したりすることが考えられるが、いずれを採用した場合でも、ノズルキャップが大型化するという問題があった。特に、リップとノズルとの最短距離を長くした場合には、キャップ空間の容積が必要以上に大きくなってしまうため、ポンプを大型のものに交換しない限り、キャップ空間内を負圧にするまでに要する時間が長くなり、パージ動作の応答性が悪くなるという問題があった。
【０００６】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、ノズルキャップの大型化や、パージ動作における応答性の悪化を防止しつつ、ノズルキャップのリップがノズルに接触するのを確実に防止することができる、液体吐出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】
【０００７】
前記課題を解決するために、本発明に係る液体吐出装置は、液体を吐出する複数のノズルを有する液体吐出ヘッドと、前記液体吐出ヘッドの前記複数のノズルが形成されたノズル形成面を覆うキャップ本体と、前記キャップ本体と一体に環状に形成された内側リップと、前記内側リップを外側から取り囲むようにして前記キャップ本体と一体に環状に形成された外側リップと、前記内側リップと前記外側リップとの間に位置するリップ空間と前記内側リップの内側に位置するキャップ空間とを連通する連通孔とを有するノズルキャップと、前記キャップ空間内の空気を吸引することによって前記キャップ空間内に負圧を生じさせる吸引手段と、前記ノズルキャップおよび前記液体吐出ヘッドを近接離間する方向に相対移動させる移動手段とを備え、前記移動手段によって前記ノズルキャップと前記液体吐出ヘッドとが互いに近接されて、前記内側リップおよび前記外側リップの両方が前記ノズル形成面またはその周辺に密着したときに、前記複数のノズルが前記内側リップにより取り囲まれた状態で前記リップ空間および前記キャップ空間の両方が気密的に封止される、液体吐出装置である。
【０００８】
この構成において、移動手段によってノズルキャップと液体吐出ヘッドとが互いに近接されると、内側リップおよび外側リップの両方がノズル形成面またはその周辺に密着し、リップ空間およびキャップ空間の両方が気密的に封止される。この状態では、リップ空間とキャップ空間とが連通孔を介して連通されているので、キャップ空間内の空気を吸引手段で吸引したときでも、キャップ空間内の圧力とリップ空間内の圧力とをほぼ均一に保持することができ、内側リップの内側と外側との圧力差を無くすこと、或いは、小さくすることができる。したがって、内側リップがキャップ空間内の負圧に引かれてノズル側に倒れ込むのを防止することができ、内側リップがノズルに接触するのを確実に防止することができる。
【０００９】
また、内側リップがノズル側に倒れ込まないことから、内側リップをノズルに近付けて形成することが可能であり、リップとノズルとの最短距離を短くして、キャップ空間の容積を小さくすることができる。したがって、吸引手段の能力が一定であれば、キャップ空間内の空気を排出する時間（すなわち排気時間）を短縮することができ、パージ動作の応答性を高めることができる。一方、排気時間を短縮する必要がないならば、吸引手段の能力を小さくすることができ、エネルギー消費量の少ない小型のポンプ等を用いることができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る液体吐出装置によれば、内側リップがキャップ空間内の負圧に引かれてノズル側に倒れ込むのを防止することができるので、内側リップをノズルに近付けて形成した場合でも、ノズルキャップのリップがノズルに接触するのを防止することができる。つまり、ノズルキャップの大型化や、パージ動作における応答性の悪化を防止しつつ、リップがノズルに接触するのを防止することができ、「ノズルの汚れ」や「メニスカスの破壊」を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は第１実施形態に係るインク吐出装置の構成を示す平面図である。
【図２】図２は第１実施形態に係るインク吐出装置の構成を示す断面図である。
【図３】図３はノズルキャップの構成を示す図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）はＩＩＩＢ−ＩＩＩＢ線断面図である。
【図４】図４は補強部材の構成を示す斜視図である。
【図５】図５は第１実施形態に係るインク吐出装置のパージ動作を示すフロー図である。
【図６】図６は第１実施形態に係るインク吐出装置のパージ動作を示す工程図であり、（Ａ）は第１状態を示す断面図、（Ｂ）は第２状態を示す断面図である。
【図７】図７は第１実施形態に係るインク吐出装置のアンキャッピング動作を示すフロー図である。
【図８】図８は第１実施形態に係るインク吐出装置のアンキャッピング動作における第１状態を示す断面図である。
【図９】図９は第２実施形態に係るインク吐出装置の一部の構成（第１状態）を示す断面図である。
【図１０】図１０は第３実施形態に係るインク吐出装置の一部の構成（第１状態）を示す断面図である。
【図１１】図１１は第４実施形態に係るインク吐出装置の一部の構成を示す断面図である。
【図１２】図１２は第５実施形態に係るインク吐出装置の一部の構成を示す断面図である。
【図１３】図１３は第６実施形態に係るインク吐出装置の一部の構成を示す図であり、（Ａ）はノズルキャップを示す斜視図、（Ｂ）はノズルキャップを示す断面図である。
【図１４】図１４は第６実施形態に係るインク吐出装置に使用される補強部材を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に、本発明の好ましい実施形態に係る「液体吐出装置」について図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施形態に係る「液体吐出装置」は、「液体」としてのインクを用紙に吐出する「インク吐出装置」であるが、本発明は、フィルタ基材等に着色液を吐出する「着色液吐出装置」や、絶縁基板に導電液を吐出する「導電液吐出装置」等のような他の「液体吐出装置」にも適用可能であり、本発明を「着色液吐出装置」または「導電液吐出装置」に適用する場合には、以下の説明で記載した「インク」を「着色液」または「導電液」に読み替えるものとする。また、以下の説明で記載した「下方」とは、インクを吐出する方向を意味し、「上方」とは、その反対の方向を意味する。
【００１３】
（第１実施形態）
図１に示すように、第１実施形態に係るインク吐出装置１０は、「吐出対象物」としての用紙Ｐを印刷領域Ｑに搬送する用紙搬送部Ａと、印刷領域Ｑに搬送された用紙Ｐに画像を印刷する印刷部Ｂと、パージ動作を実行するためのメンテナンス部Ｃと、これらを制御する制御部Ｄとを備えている。「用紙搬送部Ａ」、「印刷部Ｂ」、「メンテナンス部Ｃ」および「制御部Ｄ」は、説明の便宜上、機能面に着目して付けた名称であり、これらの部分は、具体的には以下のように構成されている。
【００１４】
［用紙搬送部Ａの構成］
図１に示すように、用紙搬送部Ａは、用紙Ｐを印刷領域Ｑに導く搬送経路１２と、搬送経路１２において印刷領域Ｑよりも上流側に配置された上流側搬送ローラ１４ａと、搬送経路１２において印刷領域Ｑよりも下流側に配置された下流側搬送ローラ１４ｂと、搬送ローラ１４ａ，１４ｂを所定のタイミングで回転させる駆動モータ１６とを有している。駆動モータ１６で搬送ローラ１４ａ，１４ｂを回転させることによって、用紙Ｐを印刷領域Ｑに搬送すると、用紙Ｐの上面が後述するインク吐出ヘッド２２のノズル形成面２０ａ（図２）に対向し、用紙Ｐの上面に対する印刷が可能になる。なお、以下の説明では、用紙Ｐの搬送方向を「副走査方向Ｙ」といい、副走査方向Ｙに対して直交する方向を「主走査方向Ｘ」という。
【００１５】
［印刷部Ｂの構成］
図１に示すように、印刷部Ｂは、インクを吐出する複数のノズル２０を有するインク吐出ヘッド２２と、インク吐出ヘッド２２にインクを供給するインク供給部２４と、インク吐出ヘッド２２を搭載するキャリッジ２６と、キャリッジ２６を往復移動させる走査部２８とを有している。
【００１６】
インク吐出ヘッド２２は、図２に示すように、複数のノズル２０が形成されたノズル形成面２０ａを有する流路ユニット３０と、流路ユニット３０に接合された駆動ユニット３２とを有している。流路ユニット３０は、インクを色ごとに収容する複数のマニホールド（図示省略）を有しており、各マニホールドに対して複数のノズル２０が連通されている。駆動ユニット３２は、複数のノズル２０のそれぞれに個別に対応する駆動部（図示省略）を有しており、駆動ユニット３２には、ドライバＩＣ３４を介して制御部Ｄ（図１）が電気的に接続されている。
【００１７】
インク供給部２４は、図１に示すように、ブラック（ＢＫ）、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）およびマゼンダ（Ｍ）の４色のインクを収容する４つのインクタンク４０ａ〜４０ｄと、インクタンク４０ａ〜４０ｄのそれぞれのインクをインク吐出ヘッド２２の流路ユニット３０（図２）に供給する４本のインクチューブ４２ａ〜４２ｄとを有している。画像の種類（色、サイズ、形状）に応じた制御信号が制御部ＤからドライバＩＣ３４に付与されると、ドライバＩＣ３４から各駆動部に対して駆動信号が付与され、各駆動部に対応するノズル２０からインクが選択的に吐出される。
【００１８】
キャリッジ２６は、図１に示すように、副走査方向Ｙへ長く延びる略直方体状の部材であり、インク吐出ヘッド２２を保持するホルダー部５０と、ホルダー部５０と一体に形成され、後述するガイドレール６０ａ，６０ｂのそれぞれに摺動自在に取り付けられる摺動部５２ａ，５２ｂとを有している。
【００１９】
走査部２８は、図１に示すように、キャリッジ２６を搬送経路１２を横断する方向（すなわち主走査方向Ｘ）に往復移動させるものであり、キャリッジ２６をガイドする２つの長尺板状のガイドレール６０ａ，６０ｂと、一方のガイドレール６０ｂの長手方向一方端部に設けられた主動プーリ６２ａと、一方のガイドレール６０ｂの長手方向他方端部に設けられた従動プーリ６２ｂと、主動プーリ６２ａと従動プーリ６２ｂとの間に掛け渡された環状の駆動ベルト６４と、主動プーリ６２ａを回転させる駆動モータ６６とを有しており、駆動ベルト６４に対してキャリッジ２６が固定されている。
【００２０】
なお、本実施形態の印刷部Ｂは、インク吐出ヘッド２２をキャリッジ２６で移動させるとともに用紙Ｐを搬送ローラ１４ａ，１４ｂで移動させながら印刷を行う「シリアル方式」であるが、これに代えて、固定されたライン式のインク吐出ヘッドに対して用紙Ｐを移動させながら印刷を行う「ライン方式」を採用してもよい。
【００２１】
［メンテナンス部Ｃの構成］
図１および図２に示すように、メンテナンス部Ｃは、キャリッジ２６の停止時にインク吐出ヘッド２２のノズル形成面２０ａを覆うノズルキャップ７０と、ノズルキャップ７０の内部空間（すなわちキャップ空間）Ｓ１から空気および廃インクを吸引する「吸引手段」としての吸引部７２と、ノズルキャップ７０およびインク吐出ヘッド２２を近接離間する方向（本実施形態では上下方向）に相対移動させる「移動手段」としての昇降部７４とを有している。
【００２２】
ノズルキャップ７０は、図３に示すように、キャリッジ２６の停止時にインク吐出ヘッド２２の複数のノズル２０が形成されたノズル形成面２０ａを覆うキャップ本体８０と、キャップ本体８０と一体に環状に形成された内側リップ８２と、内側リップ８２を外側から取り囲むようにしてキャップ本体８０と一体に環状に形成された外側リップ８４と、キャップ本体８０に形成された少なくとも１本（本実施形態では１０本）の連通孔８６と、３本の連通孔８６を同時に補強する２つの第１補強部材８８と、２本の連通孔８６を同時に補強する２つの第２補強部材８９とを有している。
【００２３】
キャップ本体８０は、平面視略四角形の底部９０と、底部９０の外周縁から立ち上がって形成された平面視略四角形の環状の側壁部９２とを有しており、底部９０の中央部には、キャップ空間Ｇ１の内部と外部とを連通する排出孔９４が形成されている。そして、側壁部９２の上端部に内側リップ８２および外側リップ８４が形成されている。
【００２４】
内側リップ８２は、ノズルキャップ７０の上端開口部においてノズル形成面２０ａに当接する部分であり、上方に向けて突出する略三角形の断面形状を有して、平面視略四角形の環状に形成されている。外側リップ８４は、内側リップ８２の外側においてノズル形成面２０ａに当接する部分であり、上方に向けて突出する略三角形の断面形状を有して、平面視略四角形の環状に形成されている。側壁部９２の上端部における内側リップ８２と外側リップ８４との間には、ノズル形成面２０ａに対して平行な平坦面９２ｂが形成されている。したがって、本実施形態では、底部９０の上面９０ａと、側壁部９２の内周面９２ａと、内側リップ８２の内周面８２ａとによって凹部９６が構成されており、内側リップ８２の外周面８２ｂと、平坦面９２ｂと、外側リップ８４の内周面８４ａとによって溝９８が構成されている。そして、凹部９６の内側にキャップ空間Ｇ１が確保されており、溝９８の内側にリップ空間Ｇ２が確保されている。また、内側リップ８２の高さは、外側リップ８４の高さよりも高く設計されており、内側リップ８２だけがノズル形成面２０ａに接触する状態（後述の「第１状態」）を取ることができるようになっている。さらに、内側リップ８２および外側リップ８４の材料には、ノズル形成面２０ａに密着可能であって、かつ、弾性変形可能であるゴム弾性を有するもの（ゴム、ウレタンエラストマ等）が用いられており、内側リップ８２をノズル形成面２０ａに押し当てて圧縮変形させることによって、内側リップ８２および外側リップ８４の両方がノズル形成面２０ａに接触する状態（後述の「第２状態」）を取ることができるようになっている。
【００２５】
内側リップ８２をノズル形成面２０ａに密着させる際には、まず、内側リップ８２の稜線８２ｃがノズル形成面２０ａに接触し、その後、内側リップ８２が圧縮変形されることによって、稜線８２ｃを挟んだ両側の部分がノズル形成面２０ａに接触する。したがって、稜線８２ｃの位置がノズル２０に近過ぎる場合には、圧縮変形された内側リップ８２がノズル２０に接触し、ノズル２０が汚れたり、メニスカスが破壊されたりするおそれがある。そこで、本実施形態では、圧縮変形された内側リップ８２がノズル２０に接触することのないように、ノズル２０から距離Ｌ（図２）を隔てた位置に稜線８２ｃが配置されている。なお、本実施形態では、キャップ空間Ｇ１とリップ空間Ｇ２とが連通孔８６を介して連通されているので、内側リップ８２の内側と外側との圧力差を無くすこと、或いは、小さくすることが可能であり、キャップ空間Ｇ１に生じた負圧によって内側リップ８２が内側に倒れ込むのを防止することができる。したがって、稜線８２ｃの位置を決める際に、内側リップ８２の「倒れ込み」を考慮する必要がなく、距離Ｌ（図２）を短く設計することによってキャップ空間Ｇ１の容積を小さくすることができる。
【００２６】
連通孔８６は、図３に示すように、内側リップ８２と外側リップ８４との間に位置するリップ空間Ｇ２と内側リップ８２の内側に位置するキャップ空間Ｇ１とを連通する貫通孔であり、連通孔８６の一方端部が側壁部９２の内周面９２ａに開口されており、連通孔８６の他方端部が側壁部９２の平坦面９２ｂに開口されている。
【００２７】
内側リップ８２および外側リップ８４の両方がノズル形成面２０ａに密着した「第２状態（図６（Ｂ））」に着目したとき、各連通孔８６の流路抵抗は、吸引部７２によってキャップ空間Ｇ１内の空気が吸引されたときに、複数のノズル２０のメニスカスのうち最低耐圧のメニスカスが破壊されるより前にリップ空間Ｇ２内に残存した空気が連通孔８６を通ってキャップ空間Ｇ１内に引き込まれるように設計されている。一方、内側リップ８２がノズル形成面２０ａに密着し、かつ、外側リップ８４がノズル形成面２０ａから離間した「第１状態（図６（Ａ））」に着目したとき、各連通孔８６の流路抵抗は、吸引部７２によってキャップ空間Ｇ１内の空気が吸引されたときに、複数のノズル２０のメニスカスのうち最低耐圧のメニスカスが破壊されることなくリップ空間Ｇ２内の空気が連通孔８６を通ってキャップ空間Ｇ１内に引き込まれるように設計されている。したがって、「第１状態」および「第２状態」のいずれにおいても、吸引部７２によってリップ空間Ｇ２内の空気および塵埃等を確実に吸引することができる。なお、連通孔８６の数、位置、長さおよび口径は、特に限定されるものではなく、上記流路抵抗が得られる限り適宜増減されてもよい。
【００２８】
第１補強部材８８は、図４に示すように、ステンレスおよびプラスチック等のような高剛性材料からなる略長方形の板状の本体８８ａを有しており、本体８８ａには、３本の連通孔８６が挿通される３つの円形の貫通孔８８ｂが長さ方向に並んで形成されている。そして、図３に示すように、第１補強部材８８が、３本の連通孔８６を取り囲むようにしてキャップ本体８０に埋め込まれている。第１補強部材８８がキャップ本体８０に埋め込まれた状態において、３本の連通孔８６は、３つの貫通孔８８ｂのそれぞれに斜めに通っており、第１補強部材８８の一部（本実施形態では上部）は、内側リップ８２の中に位置している。したがって、第１補強部材８８によって、３本の連通孔８６が押し潰されるのを防止することができるとともに、内側リップ８２が変形して倒れるのを防止することができる。
【００２９】
第２補強部材８９は、図３に示すように、貫通孔の数が２つである点で第１補強部材８８とは相違するが、他の点は第１補強部材８８と同様に構成されている。
【００３０】
なお、本実施形態に係るノズルキャップ７０では、キャップ本体８０の全てのノズル２０（図２参照）に対応する１つの開口部に、内側リップ８２および外側リップ８４を一体的に形成しているが、たとえば、ブラック（ＢＫ）インクを吐出するノズルに対応する第１開口部および他のインクを吐出するノズルに対応する第２開口部のそれぞれに、内側リップおよび外側リップを一体的に形成してもよい。また、「ライン方式」の印刷部Ｂを採用する場合には、ライン式のインク吐出ヘッドに対応する長尺のキャップ本体の１つの開口部に、内側リップおよび外側リップを一体的に形成してもよい。さらに、キャップ本体を単なる板状に形成し、その上面に内側リップおよび外側リップを一体的に形成してもよい。
【００３１】
吸引部７２は、図２に示すように、廃インクタンク１００と、廃インクタンク１００の入口１００ａと排出孔９４とを連通する廃インク流路１０２と、廃インク流路１０２の途中に設けられた吸引ポンプ１０４とを有している。したがって、吸引ポンプ１０４を駆動すると、キャップ空間Ｇ１内の空気および廃インクが、吸引ポンプ１０４の負圧に引かれて排出孔９４から排出され、廃インク流路１０２を通して廃インクタンク１００に排出される。なお、吸引ポンプ１０４としては、チューブポンプ等の「一方向ポンプ」および「双方向ポンプ」のいずれも使用可能であるが、逆流の生じない「一方向ポンプ」を用いることが望ましい。
【００３２】
昇降部７４は、図６（Ａ）に示すように、内側リップ８２がノズル形成面２０ａまたはその周辺に密着し、かつ、外側リップ８４がノズル形成面２０ａまたはその周辺から離間した「第１状態」と、図６（Ｂ）に示すように、内側リップ８２および外側リップ８４の両方がノズル形成面２０ａまたはその周辺に密着した「第２状態」と、図２に示すように、内側リップ８２および外側リップ８４の両方がノズル形成面２０ａまたはその周辺から離間した「第３状態」とを切り換える機能を有するものであり、具体的には、図２に示すように、ノズルキャップ７０の底面から下方に突出して形成された操作棒１１０と、ノズルキャップ７０を下方に向けて付勢するコイルバネ１１２と、ノズルキャップ７０をコイルバネ１１２の付勢に抗して持ち上げるカム１１４と、ピニオンギア１１６と、ピニオンギア１１６を回転させる駆動モータ１１８とを有している。
【００３３】
カム１１４は、「第２状態（図６（Ｂ））」において操作棒１１０の下端部を受ける上側受け面１１４ａと、「第３状態（図２）」において操作棒１１０の下端部を受ける下側受け面１１４ｂと、上側受け面１１４ａと下側受け面１１４ｂとを滑らかに連続させるとともに、「第１状態（図６（Ａ））」において操作棒１１０の下端部を受ける傾斜面１１４ｃとを有する略三角形の板状またはブロック状の部材であり、カム１１４の底面には、ピニオンギア１１６と噛み合うラックギア１１４ｄが形成されている。したがって、駆動モータ１１８でピニオンギア１１６を回転させると、カム１１４が上下方向に対して直交する方向に移動され、ピニオンギア１１６の回転方向に応じて、操作棒１１０の下端部が上側受け面１１４ａから傾斜面１１４ｃを通って下側受け面１１４ｂに相対移動され、或いは、下側受け面１１４ｂから傾斜面１１４ｃを通って上側受け面１１４ａに相対移動される。
【００３４】
なお、本実施形態では、ノズルキャップ７０を昇降させることによって、ノズルキャップ７０およびインク吐出ヘッド２２を近接離間する方向に相対移動させているが、インク吐出ヘッド２２を昇降させることによって、或いは、ノズルキャップ７０およびインク吐出ヘッド２２の両方を昇降させることによって、ノズルキャップ７０およびインク吐出ヘッド２２を近接離間する方向に相対移動させるようにしてもよい。これらの場合には、各昇降動作に適した昇降部が「移動手段」として用いられる。
【００３５】
［制御部Ｄの構成］
図１に示すように、制御部Ｄは、「用紙搬送部Ａ」の駆動モータ１６、「印刷部Ｂ」のドライバＩＣ３４（図２）および駆動モータ６６、「メンテナンス部Ｃ」の吸引ポンプ１０４および駆動モータ１１８等の駆動部品を制御するものであり、図示していないが、各種の演算処理を実行する中央演算処理装置（ＣＰＵ）および各種のプログラムまたはデータを記憶する記憶装置（ＲＡＭ、ＲＯＭ）等を有している。そして、中央演算処理装置（ＣＰＵ）および記憶装置（ＲＡＭ、ＲＯＭ）等に対して、上記駆動部品のそれぞれが電気配線１２０ａ〜１２０ｅを介して電気的に接続されている。
【００３６】
［印刷動作］
図１に示すように、インク吐出装置１０の印刷動作が開始されると、搬送ローラ１４ａ，１４ｂが回転されることによって、用紙Ｐが印刷領域Ｑに所定のタイミングで搬送される。また、駆動ベルト６４が回転されることによって、キャリッジ２６が主走査方向Ｘに往復移動される。そして、ドライバＩＣ３４からインク吐出ヘッド２２の複数の駆動部に駆動信号が与えられることによって、当該駆動部に対応する複数のノズル２０からインクが選択的に吐出され、用紙Ｐの上面に画像が印刷される。
【００３７】
［パージ動作］
以下には、図５（フロー図）および図６（工程図）に従って、メンテナンス部Ｃおよび制御部Ｄによる「パージ動作」を説明する。
【００３８】
図５に示すように、「印刷動作」から「パージ動作」に移行する際には、まず、ステップＳ１において、インク吐出装置１０の状態が印刷時の「第３状態」から「第１状態」に移行される。つまり、「印刷動作」の終了時のインク吐出装置１０は、図２に示すように「第３状態」にあるが、ステップＳ１では、昇降部７４でノズルキャップ７０が持ち上げられることによって、図６（Ａ）に示す「第１状態」が取られる。
【００３９】
ステップＳ３（図５）では、吸引ポンプ１０４が駆動され、キャップ空間Ｇ１内の空気と共にリップ空間Ｇ２内の空気が連通孔８６を通して吸引され、リップ空間Ｇ２内に溜まった塵埃や廃インクが当該空気と共に廃インクタンク１００に排出される。図６（Ａ）中の矢印は、この工程における空気等の流れを示したものである。なお、この工程では、キャップ空間Ｇ１内に負圧が発生するが、上述のように、ノズル２０のメニスカスが破壊されないように連通孔８６の流路抵抗が設計されているので、リップ空間Ｇ２内に溜まった塵埃や廃インクを空気と共に効率よく吸引除去することができる。
【００４０】
ステップＳ５（図５）では、インク吐出装置１０の状態が「第１状態」から「第２状態」に移行される。つまり、図６（Ｂ）に示すように、リップ空間Ｇ２内に溜まった塵埃や廃インクを吸引除去するのに十分な時間が経過すると、駆動モータ１１８によってピニオンギア１１６が回転され、昇降部７４でノズルキャップ７０が持ち上げられることによって「第２状態」が取られる。なお、この工程では、内側リップ８２がノズル形成面２０ａに押し当てられて圧縮変形されるが、内側リップ８２の稜線８２ｃは、ノズル２０から距離Ｌ（図２）を隔てた位置に配置されているので、圧縮変形された内側リップ８２がノズル２０に接触することはなく、ノズル２０が汚れたり、メニスカスが破壊されたりするのを防止することができる。
【００４１】
ステップＳ７（図５）では、吸引ポンプ１０４が駆動され、キャップ空間Ｇ１内の空気と共に複数のノズル２０内のインクが吸引除去される。この工程では、キャップ空間Ｇ１およびリップ空間Ｇ２の両方がノズル形成面２０ａによって気密的に封止されているが、上述のように、キャップ空間Ｇ１内の空気が吸引されたときに、最低耐圧のメニスカスが破壊されるより前にリップ空間Ｇ２内に残存した空気が連通孔８６を通ってキャップ空間Ｇ１内に引き込まれるように連通孔８６の流路抵抗が設計されているので、リップ空間Ｇ２内に残存した塵埃や廃インクを残存空気と共に確実に吸引除去することができる。キャップ空間Ｇ１内の圧力は、リップ空間Ｇ２内に残存した空気等が吸引除去される過程で徐々に低下し、当該圧力が所定圧力よりも低くなると、その圧力（負圧）によって複数のノズル２０の全てのメニスカスが破壊され、インク吐出ヘッド２２内の増粘したインクや気泡が正常なインクと共に複数のノズル２０のそれぞれから排出される。図６（Ｂ）中の矢印は、この工程における廃インク等の流れを示したものである。
【００４２】
なお、「パージ動作」における昇降部７４の動作は、ノズルキャップ７０でノズル形成面２０ａを覆う「キャッピング動作」であり、インク吐出ヘッド２２内の増粘したインクや気泡を排出させる必要がない場合には、吸引部７２を動作させずに「キャッピング動作」だけを実行するようにしてもよい。
【００４３】
［アンキャッピング動作］
以下には、図７（フロー図）および図８（工程図）に従って、制御部Ｄによる「アンキャッピング動作」を説明する。
【００４４】
図７に示すように、「パージ動作」の終了後、「アンキャッピング動作」を実行する際には、まず、ステップＳ９において、インク吐出装置１０の状態がパージ動作時の「第２状態」から「第１状態」に移行される。つまり、「パージ動作」の終了時のインク吐出装置１０は、図６（Ｂ）に示すように「第２状態」にあるが、ステップＳ９では、昇降部７４でノズルキャップ７０が降下されることによって、図８に示す「第１状態」が取られる。
【００４５】
続くステップＳ１１（図７）では、「第１状態」を保持した状態でノズルキャップ７０およびインク吐出ヘッド２２の相対的な動きが停止される。「第２状態」から「第１状態」に移行する際には、ノズル形成面２０ａから外側リップ８４が離間する程度にノズルキャップ７０を少しだけ降下させればよいので、キャップ空間Ｇ１およびリップ空間Ｇ２の内部が負圧であるにもかかわらず、ノズルキャップ７０の自重とコイルバネ１１２の復元力とによって「第１状態」を取ることができる。しかし、インク吐出装置１０を「第２状態」から「第３状態」まで一気に移行させようとすると、当該負圧がブレーキとなって「アンキャッピング動作」を円滑に行うことができなくなる。そこで、ステップＳ１１（図７）では、「第１状態」を保持し、図８中の矢印で示すように、大気中の空気をリップ空間Ｇ２から連通孔８６を通してキャップ空間Ｇ１内に流入させることによって、キャップ空間Ｇ１内の圧力を上昇させるようにしている。この工程では、内側リップ８２がノズル形成面２０ａに密着しているので、リップ空間Ｇ２から取り込まれる空気がノズル２０に触れて悪影響を及ぼすのを防止することができる。
【００４６】
次のステップＳ１３（図７）では、インク吐出装置１０の状態が「第１状態」から「第３状態」に移行される。つまり、ステップＳ１１においてキャップ空間Ｇ１内の圧力が十分に上昇すると、図２に示すように、駆動モータ１１８によってピニオンギア１１６が回転され、昇降部７４でノズルキャップ７０がさらに降下される。
【００４７】
（第２実施形態）
図９に示す第２実施形態に係るインク吐出装置１２０は、第１実施形態に係るインク吐出装置１０（図１、図２）のインク吐出ヘッド２２をインク吐出ヘッド１２２に変更するとともに、ノズルキャップ７０をノズルキャップ１２４に変更したものであり、その他の部分の構成や各種の動作は、インク吐出装置１０と同様である。なお、図９では、インク吐出装置１０の各部分に対応する箇所に当該部分と同じ参照番号を付している（以下の第３〜６実施形態において同じ。）。
【００４８】
インク吐出ヘッド１２２は、複数のノズル１２６が形成されたノズル形成面１２６ａを有する流路ユニット１２８と、流路ユニット１２８に接合された駆動ユニット１３０とを有しており、流路ユニット１２８のノズル形成面１２６ａと駆動ユニット１３０の下面（以下、「外側リップ当接面」という。）１３０ａとの間には、段差１３２が形成されている。ノズルキャップ１２４は、内側リップ１２４ａの高さが外側リップ１２４ｂの高さと同じに設計されている点においてノズルキャップ７０（図３）とは相違しているが、他の点はノズルキャップ７０（図３）と同様である。
【００４９】
そして、図９に示すように、インク吐出装置１２０が「第１状態」にあるときには、内側リップ１２４ａがノズル形成面１２６ａに密着するとともに、外側リップ１２４ｂが外側リップ当接面１３０ａから離間し、外側リップ１２４ｂと外側リップ当接面１３０ａとの隙間からリップ空間Ｇ２内に空気が取り込まれる。一方、図示していないが、インク吐出装置１２０が「第２状態」にあるときには、内側リップ１２４ａがノズル形成面１２６ａに密着するとともに、外側リップ１２４ｂがノズル形成面１２６ａの周辺の外側リップ当接面１３０ａに密着し、キャップ空間Ｇ１およびリップ空間Ｇ２の両方が気密的に封止される。
【００５０】
（第３実施形態）
図１０に示す第３実施形態に係るインク吐出装置１４０は、第１実施形態に係るインク吐出装置１０（図１、図２）のインク吐出ヘッド２２をインク吐出ヘッド１４２に変更するとともに、ノズルキャップ７０をノズルキャップ１４４に変更したものである。
【００５１】
インク吐出ヘッド１４２は、複数のノズル１４６が形成されたノズル形成面１４６ａを有する流路ユニット１４８と、流路ユニット１４８に接合された駆動ユニット１５０とを有しており、流路ユニット１４８のノズル形成面１４６ａとキャリッジ２６の下面（以下、「外側リップ当接面」という。）２６ａとの間には、段差１５２が形成されている。ノズルキャップ１４４は、内側リップ１４４ａの高さが外側リップ１４４ｂの高さよりも低く設計されている点においてノズルキャップ７０（図３）とは相違しているが、他の点はノズルキャップ７０（図３）と同様である。
【００５２】
そして、図１０に示すように、インク吐出装置１４０が「第１状態」にあるときには、内側リップ１４４ａがノズル形成面１４６ａに密着するとともに、外側リップ１４４ｂが外側リップ当接面２６ａから離間し、外側リップ１４４ｂと外側リップ当接面２６ａとの隙間からリップ空間Ｇ２内に空気が取り込まれる。一方、図示していないが、インク吐出装置１４０が「第２状態」にあるときには、内側リップ１４４ａがノズル形成面１４６ａに密着するとともに、外側リップ１４４ｂがノズル形成面１４６ａの周辺の外側リップ当接面２６ａに密着し、キャップ空間Ｇ１およびリップ空間Ｇ２の両方が気密的に封止される。
【００５３】
（第４実施形態）
図１１に示す第４実施形態に係るインク吐出装置１６０は、第１実施形態に係るインク吐出装置１０（図１、図２）のインク吐出ヘッド２２をインク吐出ヘッド１６２に変更するとともに、ノズルキャップ７０をノズルキャップ１６４に変更したものである。
【００５４】
インク吐出ヘッド１６２は、複数のノズル１６６が形成されたノズル形成面１６６ａを有する流路ユニット１６８と、流路ユニット１６８に接合された駆動ユニット１７０とを有しており、流路ユニット１６８のノズル形成面１６６ａとキャリッジ２６の下面（以下、「外側リップ当接面」という。）２６ｂとは面一に形成されている。また、キャリッジ２６には、空気流入孔１７２が形成されており、空気流入孔１７２の一方端部は外側リップ当接面２６ｂに開口されており、空気流入孔１７２の他方端部はキャリッジ２６の上面に開口されており、当該他方端部には、電気信号によって駆動される自動開閉弁１７４が取り付けられている。ノズルキャップ１６４は、内側リップ１６４ａと外側リップ１６４ｂとが同じ高さで形成されている点においてノズルキャップ７０（図３）とは相違しているが、他の点はノズルキャップ７０（図３）と同様である。
【００５５】
そして、インク吐出装置１６０では、図１１に示すように、キャップ空間Ｇ１およびリップ空間Ｇ２の両方が密閉された状態で自動開閉弁１７４を開くことによって、リップ空間Ｇ２に空気を取り込む状態（以下、「吸気状態」という。）を取ることができ、リップ空間Ｇ２内に溜まった塵埃や廃インクを、連通孔８６およびキャップ空間Ｇ１を通して吸引除去することができる。つまり、「吸気状態」を取ることによって、上記「第１状態」と同様の吸引除去動作を実行することができる。
【００５６】
（第５実施形態）
図１２に示す第５実施形態に係るインク吐出装置１８０は、第４実施形態に係るインク吐出装置１６０（図１１）における空気流入孔１７２を空気流入孔１８２に変更するとともに、自動開閉弁１７４を機械式の自動開閉弁１８４に変更したものである。
【００５７】
空気流入孔１８２は、キャリッジ２６の内部に略Ｌ状に構成されたものであり、空気流入孔１８２の一方端部は外側リップ当接面２６ｃに開口されており、空気流入孔１８２の他方端部はキャリッジ２６の側部に形成された穴２６ｄ内に開口されている。そして、当該他方端部には、弁体１８６が回動可能に取り付けられており、弁体１８６を開閉操作するための棒状部材１８８が、取付部材１９０を介してノズルキャップ７０に、昇降可能に取り付けられている。また、昇降部７４のカム１１４には、棒状部材１８８を持ち上げるための傾斜面１９２ａを有する操作部１９２が一体的に形成されており、棒状部材１８８の下端部が傾斜面１９２ａに沿って持ち上げられたときに、棒状部材１８８の上端部が弁体１８６を押圧し、空気流入孔１８２の他方端部が開かれるようになっている。
【００５８】
（第６実施形態）
第６実施形態に係るインク吐出装置（図示省略）は、第１実施形態に係るインク吐出装置１０（図１、図２）のノズルキャップ７０を図１３に示すノズルキャップ２００に変更したものである。
【００５９】
図１３に示すように、ノズルキャップ２００では、内側リップ２０２と外側リップ２０４との間に平坦面は存在せず、内側リップ２０２の外周面２０２ａと外側リップ２０４の内周面２０４ａとによって略Ｖ状の溝２０６が構成されている。そして、内側リップ２０２の外周面２０２ａに連通孔２０８の端部が開口されており、補強部材２１０が、複数の連通孔２０８を囲むようにしてキャップ本体２１２に埋め込まれている。図１４に示すように、補強部材２１０は、上部が開放された略Ｕ状の切欠２１０ａを有しており、切欠２１０ａに連通孔２０８が挿通されている。
【００６０】
（第７実施形態）
第７実施形態に係るインク吐出装置（図示省略）は、第１実施形態に係るインク吐出装置１０(図１、２)に対して、ノズル形成面２０aを用紙Ｐ等から保護するためのノズルガイド（図示省略）を、ノズル２０が形成された領域の周囲に位置するように設けたものである。そして、第７実施形態において、インク吐出装置が「第１状態」にある場合には、外側リップ８４とノズルガイドとが離間するように、ノズルキャップ７０が位置付けられる。一方、「第２状態」にある場合には、外側リップ８４がノズルガイドに密着するように、ノズルキャップ７０が位置付けられる。
【００６１】
（第８実施形態）
第８実施形態に係るインク吐出装置（図示省略）では、「パージ動作」において、ステップＳ７（図５）の後に、インク吐出装置１０の状態が「第２状態」から「第１状態」に移行され、キャップ空間Ｇ１が大気開放される。このとき、ノズル２０からインクの排出が停止される。同時に、吸引ポンプ１０４を駆動して、キャップ空間Ｇ１内のインクを排出する。これにより、ノズルキャップ７０のキャップ空間Ｇ１内に残存するインクを排出することができる。
【符号の説明】
【００６２】
Ａ… 用紙搬送部
Ｂ… 画像形成部
Ｃ… メンテナンス部
Ｄ… 制御部
Ｇ１… キャップ空間
Ｇ２… リップ空間
Ｐ… 用紙（吐出対象物）
Ｑ… 印刷領域
Ｘ… 主走査方向
Ｙ… 副走査方向
１０,１２０,１４０,１６０,１８０… インク吐出装置
２０ａ… ノズル形成面
２０… ノズル
２２… インク吐出ヘッド
２４… インク供給部
２６… キャリッジ
２８… 走査部
３０… 流路ユニット
３２… 駆動ユニット
３４… ドライバＩＣ
７０… ノズルキャップ
７２… 吸引部（吸引手段）
７４… 昇降部（移動手段）
８０… キャップ本体
８２ｃ… 稜線
８２… 内側リップ
８４… 外側リップ
８６… 連通孔
８８… 第１補強部材
８９… 第２補強部材
９４… 排出孔
１００… 廃インクタンク
１０２… 廃インク流路
１０４… 吸引ポンプ（一方向ポンプ）
１１２… コイルバネ
１１４… カム
１７４，１８４… 自動開閉弁
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を吐出する複数のノズルを有する液体吐出ヘッドと、
前記液体吐出ヘッドの前記複数のノズルが形成されたノズル形成面を覆うキャップ本体と、前記キャップ本体と一体に環状に形成された内側リップと、前記内側リップを外側から取り囲むようにして前記キャップ本体と一体に環状に形成された外側リップと、前記内側リップと前記外側リップとの間に位置するリップ空間と前記内側リップの内側に位置するキャップ空間とを連通する連通孔とを有するノズルキャップと、
前記キャップ空間内の空気を吸引することによって前記キャップ空間内に負圧を生じさせる吸引手段と、
前記ノズルキャップおよび前記液体吐出ヘッドを近接離間する方向に相対移動させる移動手段とを備え、
前記移動手段によって前記ノズルキャップと前記液体吐出ヘッドとが互いに近接されて、前記内側リップおよび前記外側リップの両方が前記ノズル形成面またはその周辺に密着したときに、前記複数のノズルが前記内側リップにより取り囲まれた状態で前記リップ空間および前記キャップ空間の両方が気密的に封止される、液体吐出装置。
【請求項２】
前記連通孔の流路抵抗は、前記内側リップおよび前記外側リップの両方が前記ノズル形成面またはその周辺に密着した状態で前記吸引手段によって前記キャップ空間内の空気が吸引されたときに、前記複数のノズルのメニスカスのうち最低耐圧のメニスカスが破壊されるより前に前記リップ空間内に残存した空気が前記連通孔を通って前記キャップ空間内に引き込まれるように設計されている、請求項１に記載の液体吐出装置。
【請求項３】
前記連通孔の流路抵抗は、前記内側リップが前記ノズル形成面またはその周辺に密着し、かつ、外側リップが前記ノズル形成面またはその周辺から離間した状態で前記吸引手段によって前記キャップ空間内の空気が吸引されたときに、前記複数のノズルのメニスカスのうち最低耐圧のメニスカスが破壊されることなく前記リップ空間内の空気が前記連通孔を通って前記キャップ空間内に引き込まれるように設計されている、請求項１または２に記載の液体吐出装置。
【請求項４】
前記移動手段は、前記内側リップが前記ノズル形成面またはその周辺に密着し、かつ、前記外側リップが前記ノズル形成面またはその周辺から離間した第１状態と、前記内側リップおよび前記外側リップの両方が前記ノズル形成面またはその周辺に密着した第２状態と、前記内側リップおよび前記外側リップの両方が前記ノズル形成面またはその周辺から離間した第３状態とを切り換える機能を有している、請求項１ないし３のいずれかに記載の液体吐出装置。
【請求項５】
内側リップの高さは、外側リップの高さよりも高く設計されている、請求項４に記載の液体吐出装置。
【請求項６】
前記キャップ本体には、前記連通孔を取り囲むようにして補強部材が埋め込まれており、前記補強部材の一部が前記内側リップの中に位置している、請求項１ないし５のいずれかに記載の液体吐出装置。
【請求項７】
前記吸引手段と前記移動手段とを制御する第１制御手段をさらに備えており、
前記液体吐出ヘッド内の液体を前記複数のノズルから排出させるためのパージ動作を実行する際には、前記第１制御手段が、
（ａ）前記内側リップが前記ノズル形成面またはその周辺に密着し、かつ、前記外側リップが前記ノズル形成面またはその周辺から離間した第１状態をとるように前記移動手段を制御する工程と、
（ｂ）前記キャップ空間内の空気と共に前記リップ空間内の空気を吸引するように前記吸引手段を制御する工程と、
（ｃ）前記内側リップおよび前記外側リップの両方が前記ノズル形成面またはその周辺に密着した第２状態をとるように前記移動手段を制御する工程と、
（ｄ）前記キャップ空間内の空気と共に前記複数のノズル内の液体を吸引するように前記吸引手段を制御する工程とを順に実行する、請求項１ないし６のいずれかに記載の液体吐出装置。
【請求項８】
前記吸引手段と前記移動手段とを制御する第２制御手段をさらに備えており、
前記吸引手段は、逆流の生じない一方向ポンプを有しており、
前記液体吐出ヘッドから前記ノズルキャップを離脱させるためのアンキャッピング動作を実行する際には、前記第２制御手段が、
（ａ）前記内側リップが前記ノズル形成面またはその周辺に密着し、かつ、前記外側リップが前記ノズル形成面またはその周辺から離間した第１状態をとるように前記移動手段を制御する工程と、
（ｂ）前記第１状態を保持した状態で前記ノズルキャップおよび前記液体吐出ヘッドの相対的な動きを停止させるように前記移動手段を制御する工程と、
（ｃ）前記内側リップおよび前記外側リップの両方が前記ノズル形成面またはその周辺から離間した第３状態をとるように前記移動手段を制御する工程とを順に実行する、請求項１ないし７のいずれかに記載の液体吐出装置。
【請求項１】
液体を吐出する複数のノズルを有する液体吐出ヘッドと、
前記液体吐出ヘッドの前記複数のノズルが形成されたノズル形成面を覆うキャップ本体と、前記キャップ本体と一体に環状に形成された内側リップと、前記内側リップを外側から取り囲むようにして前記キャップ本体と一体に環状に形成された外側リップと、前記内側リップと前記外側リップとの間に位置するリップ空間と前記内側リップの内側に位置するキャップ空間とを連通する連通孔とを有するノズルキャップと、
前記キャップ空間内の空気を吸引することによって前記キャップ空間内に負圧を生じさせる吸引手段と、
前記ノズルキャップおよび前記液体吐出ヘッドを近接離間する方向に相対移動させる移動手段とを備え、
前記移動手段によって前記ノズルキャップと前記液体吐出ヘッドとが互いに近接されて、前記内側リップおよび前記外側リップの両方が前記ノズル形成面またはその周辺に密着したときに、前記複数のノズルが前記内側リップにより取り囲まれた状態で前記リップ空間および前記キャップ空間の両方が気密的に封止される、液体吐出装置。
【請求項２】
前記連通孔の流路抵抗は、前記内側リップおよび前記外側リップの両方が前記ノズル形成面またはその周辺に密着した状態で前記吸引手段によって前記キャップ空間内の空気が吸引されたときに、前記複数のノズルのメニスカスのうち最低耐圧のメニスカスが破壊されるより前に前記リップ空間内に残存した空気が前記連通孔を通って前記キャップ空間内に引き込まれるように設計されている、請求項１に記載の液体吐出装置。
【請求項３】
前記連通孔の流路抵抗は、前記内側リップが前記ノズル形成面またはその周辺に密着し、かつ、外側リップが前記ノズル形成面またはその周辺から離間した状態で前記吸引手段によって前記キャップ空間内の空気が吸引されたときに、前記複数のノズルのメニスカスのうち最低耐圧のメニスカスが破壊されることなく前記リップ空間内の空気が前記連通孔を通って前記キャップ空間内に引き込まれるように設計されている、請求項１または２に記載の液体吐出装置。
【請求項４】
前記移動手段は、前記内側リップが前記ノズル形成面またはその周辺に密着し、かつ、前記外側リップが前記ノズル形成面またはその周辺から離間した第１状態と、前記内側リップおよび前記外側リップの両方が前記ノズル形成面またはその周辺に密着した第２状態と、前記内側リップおよび前記外側リップの両方が前記ノズル形成面またはその周辺から離間した第３状態とを切り換える機能を有している、請求項１ないし３のいずれかに記載の液体吐出装置。
【請求項５】
内側リップの高さは、外側リップの高さよりも高く設計されている、請求項４に記載の液体吐出装置。
【請求項６】
前記キャップ本体には、前記連通孔を取り囲むようにして補強部材が埋め込まれており、前記補強部材の一部が前記内側リップの中に位置している、請求項１ないし５のいずれかに記載の液体吐出装置。
【請求項７】
前記吸引手段と前記移動手段とを制御する第１制御手段をさらに備えており、
前記液体吐出ヘッド内の液体を前記複数のノズルから排出させるためのパージ動作を実行する際には、前記第１制御手段が、
（ａ）前記内側リップが前記ノズル形成面またはその周辺に密着し、かつ、前記外側リップが前記ノズル形成面またはその周辺から離間した第１状態をとるように前記移動手段を制御する工程と、
（ｂ）前記キャップ空間内の空気と共に前記リップ空間内の空気を吸引するように前記吸引手段を制御する工程と、
（ｃ）前記内側リップおよび前記外側リップの両方が前記ノズル形成面またはその周辺に密着した第２状態をとるように前記移動手段を制御する工程と、
（ｄ）前記キャップ空間内の空気と共に前記複数のノズル内の液体を吸引するように前記吸引手段を制御する工程とを順に実行する、請求項１ないし６のいずれかに記載の液体吐出装置。
【請求項８】
前記吸引手段と前記移動手段とを制御する第２制御手段をさらに備えており、
前記吸引手段は、逆流の生じない一方向ポンプを有しており、
前記液体吐出ヘッドから前記ノズルキャップを離脱させるためのアンキャッピング動作を実行する際には、前記第２制御手段が、
（ａ）前記内側リップが前記ノズル形成面またはその周辺に密着し、かつ、前記外側リップが前記ノズル形成面またはその周辺から離間した第１状態をとるように前記移動手段を制御する工程と、
（ｂ）前記第１状態を保持した状態で前記ノズルキャップおよび前記液体吐出ヘッドの相対的な動きを停止させるように前記移動手段を制御する工程と、
（ｃ）前記内側リップおよび前記外側リップの両方が前記ノズル形成面またはその周辺から離間した第３状態をとるように前記移動手段を制御する工程とを順に実行する、請求項１ないし７のいずれかに記載の液体吐出装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２０１１−３１４６５（Ｐ２０１１−３１４６５Ａ）
【公開日】平成２３年２月１７日（２０１１．２．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１７９３８５（Ｐ２００９−１７９３８５）
【出願日】平成２１年７月３１日（２００９．７．３１）
【出願人】（０００００５２６７）ブラザー工業株式会社 (13,856)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年２月１７日（２０１１．２．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年７月３１日（２００９．７．３１）
【出願人】（０００００５２６７）ブラザー工業株式会社 (13,856)
【Ｆターム（参考）】
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