液体吐出装置
【課題】吐出口からの廃液を増やすことなく、気泡の排出性を向上させる。
【解決手段】インクジェットプリンタは、タンクの加湿空気を封止状態の吐出空間に供給する加湿動作、及び、サブタンクのインクをリザーバユニットに供給する気泡パージ動作を行うように、加湿空気を供給するポンプ及びインクを供給するパージポンプなどを制御する制御装置を有する。制御装置は、気泡パージ動作を行う際に、吐出口に形成されるインクメニスカスを挟んだインク側の圧力と気体側の圧力との間の圧力差が、インクメニスカスの耐圧以下でつり合うように、ポンプ及びパージポンプを制御する。
【解決手段】インクジェットプリンタは、タンクの加湿空気を封止状態の吐出空間に供給する加湿動作、及び、サブタンクのインクをリザーバユニットに供給する気泡パージ動作を行うように、加湿空気を供給するポンプ及びインクを供給するパージポンプなどを制御する制御装置を有する。制御装置は、気泡パージ動作を行う際に、吐出口に形成されるインクメニスカスを挟んだインク側の圧力と気体側の圧力との間の圧力差が、インクメニスカスの耐圧以下でつり合うように、ポンプ及びパージポンプを制御する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、吐出口から液体を吐出する液体吐出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複数の吐出口からインク滴を吐出させるインクジェットヘッドにおいて、インクタンクとインクジェットヘッド内のヘッド流路との間でインクを循環させる循環経路を形成しつつ、ポンプを用いてインクタンクのインクを所定の圧力でヘッド流路に送出し、循環経路内でインクを循環させることで、ヘッド流路に滞留する気泡などの異物を除去する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−２９１１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１に記載の技術においては、インクを所定の圧力でヘッド流路に送出しているが、ヘッド流路の形状や配置によっては、ヘッド流路内に滞留する気泡などの異物をインク流れに乗せて流路の下流側に押し流すことができないことがある。ヘッド流路に送出するインク流量を増大させることで、ヘッド流路内の異物を押し流すことは可能であるが、ヘッド流路に生じる圧力が上昇し、吐出口に形成されるインクメニスカスの耐圧以上となると、吐出口からインクが漏れる問題が生じる。
【０００５】
そこで、本発明の目的は、吐出口からの廃液を増やすことなく、気泡の排出性を向上させることが可能な液体吐出装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の液体吐出装置は、液体が流入する流入口と、液体が流出する流出口と、前記流入口と前記流出口とを連通する内部流路と、液体を吐出するための複数の吐出口と、前記内部流路から分岐して前記複数の吐出口に至る複数の個別液体流路とを有する液体吐出ヘッドと、前記液体吐出ヘッドに供給される液体を貯溜する第１タンクと、前記第１タンクと前記流入口とを連通する第１供給流路と、前記流出口と連通する第１排出流路と、前記第１タンクに貯留された液体を、前記第１供給流路を介して前記内部流路に供給する液体供給手段と、前記複数の吐出口と対向する吐出空間が外部空間から封止された封止状態と、前記吐出空間が前記外部空間に対して開放された非封止状態とを取り得るキャップ手段と、前記吐出空間に供給される加湿空気を貯留する第２タンクと、前記第２タンクと前記吐出空間とを連通させる第２供給流路と、前記吐出空間と連通する第２排出流路と、前記第２タンクに貯留された加湿空気を、前記第２供給流路を介して前記吐出空間に供給する加湿空気供給手段と、前記吐出空間を前記封止状態とし、前記第２タンクの加湿空気を前記第２供給流路、前記吐出空間及び前記第２排出流路の順に移送する加湿動作を行うように前記キャップ手段及び前記加湿空気供給手段を制御するとともに、前記第１タンクの液体を前記第１供給流路、前記内部流路及び前記第１排出流路の順に移送させるパージ動作を行うように前記液体供給手段を制御する制御手段とを備えている。そして、前記制御手段は、前記パージ動作を行う際に、前記吐出口に形成される液体メニスカスを挟んだ液体側の圧力と気体側の圧力との間の圧力差が、前記液体メニスカスが破壊されない最大圧力である前記液体メニスカスの耐圧以下でつり合うように、前記加湿空気供給手段及び前記液体供給手段を制御する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の液体吐出装置によると、パージ動作を行う際に、内部流路内の気泡を効果的に除去するために液体の流量を増やし内部流路に生じる圧力が上昇しても、液体メニスカスを挟んだ液体側の圧力と気体側の圧力との間の圧力差が液体メニスカスの耐圧以下となる圧力が吐出空間に生じているため、液体メニスカスが破れて吐出口から液体が漏れ出すのを抑制することが可能となる。つまり、吐出口からの廃液を増やすことなく、パージ動作による気泡の排出性を向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の一実施形態に係るインクジェットプリンタの概略平面図である。
【図２】図１に示すヘッド及びインク供給ユニットの断面図である。
【図３】図２に示すヘッド本体の平面図である。
【図４】図３に示す一点鎖線で囲まれた領域の拡大図である。
【図５】図４に示すインクジェットヘッドの部分断面図である。
【図６】図２に示すパージポンプの動作特性を示すグラフである。
【図７】図１のプリンタに含まれるヘッドホルダ及び加湿空気供給機構を示す概略図である。
【図８】図７の一点鎖線で囲まれた領域ＶIIIを示す部分断面図であり、キャップが離隔位置にある状況を示す図である。
【図９】図１に示す制御装置の機能ブロック図である。
【図１０】プリンタの制御装置が実行するパージ動作の制御内容を示すフロー図である。
【図１１】プリンタの制御装置が実行する増粘防止動作の制御内容を示すフロー図である。
【図１２】インク供給ユニットの変形例を示す断面図である。
【図１３】加湿空気供給機構の変形例を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
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。
【００１０】
インクジェットプリンタ１０１は、用紙Ｐを収納・供給する給紙部、用紙Ｐを搬送する搬送部、用紙Ｐに画像を形成する画像形成部、及び、画像形成後の用紙Ｐを収容する排紙部が用紙搬送経路に沿って配置されている。このうち、搬送部は、主に搬送ユニット２０から構成される。画像形成部は、４つのインクジェットヘッド１（以下、ヘッド１と称する）、４つのインク供給ユニット１０、加湿メンテナンスに用いられる加湿供給機構５０（図７参照）、インクジェットプリンタ１０１全体の動作を制御する制御装置１６を含む。画像形成を行う際、搬送ユニット２０により搬送される用紙Ｐに、ヘッド１からインクが吐出される。
【００１１】
搬送ユニット２０は、図１に示すように、２つのベルトローラ６、７と、両ローラ６、７間に架け渡されたエンドレスの搬送ベルト８とを有している。ベルトローラ７は、駆動ローラであって、図示しない搬送モータからの駆動力で回転する。ベルトローラ７が回転すると、搬送ベルト８が走行する。ベルトローラ６は、従動ローラであって、搬送ベルト８の走行に伴って回転する。搬送ベルト８の表面８ａに載置された用紙Ｐは、図１中上方から下方へと搬送される。なお、本実施形態において、副走査方向とは搬送ユニット２０による用紙Ｐの搬送方向と平行な方向であり、主走査方向とは副走査方向に直交する方向であって、水平面に沿った方向である。
【００１２】
ベルトローラ７と対向する位置には、インク除去部材２２が設けられている。インク除去部材２２は、基部２３と、基部２３に固定されたインク吸収部材２４とを有している。インク吸収部材２４は、スポンジなどの多孔質材料から構成されている。インク吸収部材２４の主走査方向の長さは、搬送ベルト８の幅とほぼ同じである。また、インク吸収部材２４は、鉛直方向に関して、ベルトローラ７の中心よりも下側部分と対向し、搬送ベルト８の表面８ａと接触して配置されている。これにより、搬送ベルト８を走行させることで、表面８ａに付着したインクなどの異物が除去される。
【００１３】
４つのヘッド１は、それぞれ主走査方向に沿って延在したライン式のヘッドであり、用紙Ｐにブラック、マゼンタ、シアン、イエローのインク滴をそれぞれ吐出する。これらヘッド１は、ヘッドホルダ３を介してキャリッジ４に支持され、互いに平行且つ副走査方向に隣接配置されている。ヘッドホルダ３はヘッド１にそれぞれ固定された枠状部材であり、キャリッジ４には４つのヘッドホルダ３が支持されている。各ヘッド１の下面は、複数の吐出口１０８が開口する吐出面２ａである（図５参照）。キャリッジ４は、ヘッド１の吐出面２ａと搬送ベルト８の表面８ａとの間に記録に適した所定の間隙が形成されるように、ヘッド１を保持している。ヘッドホルダ３には、ヘッド１の下端近傍に環状のキャップ４０が設けられている。キャップ４０は、平面視でヘッド１を内包し、吐出面２ａを取り囲む。なお、キャップ４０の構成、動作、機能等については、後に詳述する。
【００１４】
各インク供給ユニット１０は、ヘッド１の下面の図１中左方端部近傍に接続されている。インク供給ユニット１０は、接続されたヘッド１にインクを供給する。
【００１５】
次に、制御装置１６について説明する。制御装置１６は、プリンタ１０１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１６は、例えば、外部装置（プリンタ１０１と接続されたＰＣ等）から供給された画像データに基づいて、画像形成動作を制御する。具体的には、制御装置１６は、用紙Ｐの搬送動作、用紙Ｐの搬送に同期したインク吐出動作等を制御する。制御装置１ｐはまた、ヘッド１に対するメンテナンス動作を制御する。
【００１６】
制御装置１６は、外部装置から受信した記録指令に基づいて、給紙ユニット（不図示）、搬送ユニット２０、及び、排紙ユニット（不図示）の各動作を制御する。給紙ユニットは、給紙部から用紙Ｐを搬送ユニット２０に送り出す。搬送ユニット２０は、用紙Ｐを副走査方向（用紙Ｐの搬送方向）に搬送する。用紙Ｐが各ヘッド１の真下を通過する際に、制御装置１６の制御により、各吐出面２ａから順次インクが吐出され、用紙Ｐ上にカラー画像が形成される。インクの吐出動作は、用紙Ｐの先端を検知する用紙センサ３２からの検知信号に基づいて行われる。なお、用紙センサ３２は、ヘッド１よりも搬送方向に沿って上流に設けられている。そして、画像が形成された用紙Ｐは、排紙ユニットによって排紙部に排出される。
【００１７】
制御装置１６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動作、ワイピングによる吐出面２ａのクリーニング動作、キャッピングや加湿によるインクの増粘防止動作等が含まれる。
【００１８】
パージ動作には、気泡パージ及び吐出口パージが含まれ、パージポンプ８６（後述する）などが駆動される。気泡パージでは、リザーバユニット７１（後述する）の内部流路から気泡（異物）が排出される。吐出口パージでは、全ての吐出口１０８からインクが強制的に排出される。フラッシング動作では、アクチュエータが駆動されて、全ての吐出口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２ａ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、インク排出動作（吐出口パージ及びフラッシング）後に行われ、吐出面２ａ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７に示すように、キャップ４０により吐出空間(吐出面２ａ（吐出口１０８）と対向する空間)Ｓ１が外部空間Ｓ２から隔離される。加湿動作(加湿メンテナンス)では、図７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。なお、本実施形態においては、気泡パージを行うときに加湿動作が行われ、吐出口１０８に形成されたインクメニスカスのインク側と気体側との圧力差が、インクメニスカスが破壊されない最大圧力であるメニスカス耐圧以下になるように調整されている。
【００１９】
気泡パージは、リザーバユニット７１を介してインクが循環され、循環流路内の気泡が除去される。このとき、吐出口１０８からインクは排出されない。本実施形態においては、気泡パージに続けて吐出口パージが行われる。吐出口パージ及びフラッシングなどのインク排出動作は、クリーニング動作を伴い、吐出口１０８の吐出特性が回復され、吐出面１０８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、気泡パージ及びインク排出動作は、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１の停止時や休止時に行われる。
【００２０】
次に、図２を参照しつつ、ヘッド１について詳細に説明する。図２に示すように、ヘッド１は、リザーバユニット７１と、ヘッド本体２とを有している。
【００２１】
リザーバユニット７１は、ヘッド本体２の上面に固定された略直方体形状の流路形成部材である。リザーバユニット７１は、ヘッド本体２にインクを供給する。リザーバユニット７１には、下面に流入口７２ａと流出口７３ａが配置され、内部に内部流路が形成されている。内部流路は、インク流入流路７２、排気流路７３、及び１０個のインク流出流路７５から構成される。流入口７２ａはインク流入流路７２の一端であり、流出口７３ａは排気流路７３の一端である。内部では、インク流入流路７２が排気流路７３と接続し、インク流入流路７２側の接続部近傍からインク流出流路７５が分岐している。インク流出流路７５は、ヘッド本体２と連通している。なお、図２においては、１つのインク流出流路７５のみが表れている。
【００２２】
インク流入流路７２は、流入口７２ａを介して、インク供給ユニット１０からのインクが供給される。インク流入流路７２は、インクを一時的に貯溜するインクリザーバとして機能する。インク流入流路７２の上壁には、孔７２ｂが形成されている。孔７２ｂは、ダンパー用の可撓性樹脂フィルム７６により封止されている。樹脂フィルム７６は、インク圧の変動に伴って変位するため、インク流入流路７２内の圧力変動が抑制される。なお、通常印刷時においては、樹脂フィルム７６はインク流入流路７２内に向かって僅かに凸の状態となっている。リザーバユニット７１の上側外壁面には、樹脂フィルム７６を覆うように板形状の規制部材７７が固定されており、樹脂フィルム７６の自由な変形を規制している。これにより、インク流入流路７２のインク圧が異常に高くなったとき、樹脂フィルム７６が過剰に変位して破損するのが防止される。規制部材７７には、大気連通孔７７ａが形成されており、樹脂フィルム７６の変形のしやすさは損なわれていない。
【００２３】
インク流出流路７５は、一端でフィルタ７５ａを介してインク流入流路７２と連通し、他端で流路ユニット９の上面のインク供給口１０５ｂに接続されている（図３参照）。通常印刷時においては、インク供給ユニット１０からのインクは、インク流出流路７５を通過して、インク供給口１０５ｂから流路ユニット９に供給される。
【００２４】
排気流路７３は、フィルタ７５ａの上流側でインク流入流路７２と接続されていると共に、流出口７３ａを介してインク供給ユニット１０に接続されている。なお、排気流路７３にインクが流れるとき、インクはフィルタ７５ａの上流側の表面を横切って排気流路７３に流れ込む。
【００２５】
排気流路７３の下壁には、孔７３ｂが形成されている。孔７３ｂは、ダンパー用の可撓性樹脂フィルム７８により封止されている。リザーバユニット７１の下側外壁面には、規制部材７９が固定されている。ここで、樹脂フィルム７８及び規制部材７９は、樹脂フィルム７６及び規制部材７７に相当し、同様の機能及び配置関係を有している。後述のメンテナンス動作に係る気泡パージ動作時においては、インク供給ユニット１０からのインクが、流入口７２ａを介してインク流入流路７２に流入し、排気流路７３を介して流出口７３ａからインク供給ユニット１０に還流する。
【００２６】
さらに、図３〜図５を参照しつつ、ヘッド本体２について説明する。なお、図４では説明の都合上、アクチュエータユニット２１の下方にあって破線で描くべき圧力室１１０、アパーチャ１１２及び吐出口１０８を実線で描いている。
【００２７】
ヘッド本体２は、流路ユニット９と、流路ユニット９の上面に固定された４つのアクチュエータユニット２１とを有している。流路ユニット９には、圧力室１１０を含むインク流路が形成されている。アクチュエータユニット２１は、各圧力室１１０に対応した複数のユニモルフ型のアクチュエータを含んでおり、圧力室１１０内のインクに選択的に吐出エネルギーを付与する。
【００２８】
流路ユニット９は、ステンレス製の９枚の金属プレート１２２〜１３０を積層した積層体である。流路ユニット９の上面には、リザーバユニット７１のインク流出流路７５（図２参照）に連通する計１０個のインク供給口１０５ｂが開口している。流路ユニット９の内部には、図４及び図５に示すように、インク供給口１０５ｂを一端とするマニホールド流路１０５、及び、マニホールド流路１０５から分岐した複数の副マニホールド流路１０５ａが形成されている。さらに、流路ユニット９の内部には、各副マニホールド流路１０５ａの出口から、圧力室１１０を介して吐出面２ａの吐出口１０８に至る複数の個別インク流路１３２が形成されている。吐出面２ａには複数の吐出口１０８がマトリクス状に配置されている。
【００２９】
流路ユニット９におけるインクの流れについて説明する。図３〜図５に示すように、通常印刷時においては、リザーバユニット７１のインク流出流路７５からインク供給口１０５ｂに供給されたインクは、マニホールド流路１０５（副マニホールド流路１０５ａ）に流入する。副マニホールド流路１０５ａ内のインクは、各個別インク流路１３２に分配され、アパーチャ１１２及び圧力室１１０を介して吐出口１０８に至る。
【００３０】
次に、図２を参照しつつ、インク供給ユニット１０について詳細に説明する。インク供給ユニット１０は、サブタンク（第１タンク）８０、補給ポンプ９１、バルブ９２、インク補給管８１、パージポンプ（液体供給手段）８６、インク供給管(第１供給流路)８２、バルブ（液体遮断弁）８７、インク帰還管(第１排出流路)８３を含む。インク供給ユニット１０は、サブタンク８０を中心にして、インク補給管８１、インク供給管８２およびインク帰還管８３が接続されている。インク補給管８１には、補給ポンプ９１およびバルブ９２が設けられている。インク補給管８１により、インクタンク９０とサブタンク８０とが接続されている。インク供給管８２には、パージポンプ８６が設けられている。インク供給管８２により、サブタンク８０と流入口７２ａとが接続されている。また、インク帰還管８３には、バルブ８７が設けられている。インク帰還管８３により、サブタンク８０と流出口７３ａとが接続されている。この構成において、バルブ８７は、インク帰還管８３におけるインクの流通を遮断可能な開閉弁である。
【００３１】
サブタンク８０は、インクジェットヘッド１に供給されるインクを貯溜する。インクの貯留量が少なくなった時、バルブ９２が開弁され且つ補給ポンプ９１が駆動されることで、インクタンク９０から新鮮なインクが補給される。また、サブタンク８０の上壁には、サブタンク８０内と大気とを連通する大気連通孔８８が形成されている。これにより、サブタンク８０内の気圧が、貯溜しているインクの量にかかわらず常に大気圧となり、安定したインク供給が可能となっている。
【００３２】
また、サブタンク８０は、図２に示すように、内部に貯留されたインクの液面が鉛直方向に関して吐出面２ａより下方に配置されている。これにより、吐出口１０８近傍に形成されるインクメニスカスとサブタンク８０のインク液面とに水頭差が生じて、インクメニスカスのインク側が大気圧に比べ負圧となる。このときの負圧は、インクメニスカスが破壊されない程度に調整されている。
【００３３】
インク供給管８２は、ジョイント８２ａを介してリザーバユニット７１の流入口７２ａに接続されている。これにより、サブタンク８０のインクが、リザーバユニット７１のインク流入流路７２に供給される。パージポンプ８６は、サブタンク８０のインクを、インク流入流路７２に強制的に供給する。また、パージポンプ８６は、ジョイント８２ａからサブタンク８０に向かってインクが流れるのを防止する逆止弁でもある。なお、パージポンプ８６が停止している場合であっても、サブタンク８０のインクは、インク供給管８２を流れてリザーバユニット７１に供給可能となっている。
【００３４】
本実施形態においては、パージポンプ８６として、容積型ポンプである電動の三相ダイヤフラムポンプが用いられている。図６に示すように、３つのダイヤフラムが互いに異なる位相で変位することで、インク送出時の圧力変動が抑制された構成となっている。また、パージポンプ８６は、供給する電力を変化させることによって、単位時間当たりのインク送出量を制御することができる。本実施形態においては、パージポンプ８６は、インク送出量が互いに異なる２種類のモードで駆動される。ここで、インク送出量が少ないモードをＬＯモード、インク送出量がＬＯモードよりも多いモードをＨＩモードと称する。ＬＯモード時には、インク送出量が少なくなるため、インク流入流路７２に生じる圧力も小さい。しかし、パージポンプ８６は、バルブ８７が開いた状態（インクが循環する状態）において、インクメニスカスにおける圧力差が、インクメニスカス耐圧を超えるように設定されている。さらにＨＩモード時には、ＬＯモード時よりも、インク流入流路７２に生じる圧力が大きくなる。
【００３５】
次に、図７及び図８を参照し、ヘッドホルダ３及びこれに取り付けられたキャップ４０、ジョイント５１の構成について説明する。
【００３６】
ヘッドホルダ３は、金属等からなる枠状フレームであり、リザーバユニット７１の側面を全周に亘って支持している。ヘッドホルダ３には、キャップ４０と一対のジョイント５１とが取り付けられている。一対のジョイント５１は、図７に示すように、対応するヘッド１の主走査方向の端部にそれぞれ近接配置されている。具体的には、一対のジョイント５１は、図７に示すように、供給口５１ａを持つ左側ジョイント５１と排出口５１ｂを持つ右側ジョイント５１とから構成され、リザーバユニット７１を主走査方向に挟んで配置されている。加湿メンテナンスでは、吐出空間Ｓ１に対し、供給口５１ａから加湿空気が供給され、排出口５１ｂから空気が排出される。また、供給口５１ａ及び排出口５１ｂは、図７に示すように、搬送ベルト８の表面８ａに対して吐出面２ａよりリザーバユニット７１側に離れた位置に配置されている。
【００３７】
ジョイント５１は、図８に示すように、方形状の基端部５１ｘ、及び、基端部５１ｘから延出した円柱状の先端部５１ｙを含んでいる。基端部５１ｘの方が、先端部５１ｙより外形サイズが大きい。内部には、基端部５１ｘから先端部５１ｙに亘って、鉛直方向に沿った円柱状の中空空間５１ｚが形成されている。中空空間５１ｚは、鉛直方向に沿って一定の断面サイズを有する。基端部５１ｘは、副走査方向を長手方向とし、その長手方向の幅（長さ）は、吐出面２ａとほぼ同じになっている。
【００３８】
ヘッドホルダ３には、平面視円形の貫通孔３ａが形成されており、ジョイント５１は、先端部５１ｙが貫通孔３ａに貫挿された状態で、ヘッドホルダ３に固定されている。先端部５１ｙは、貫通孔３ａよりも一回り小さいが、両者間の隙間にはシール材等が充填されて、封止される。
【００３９】
キャップ４０は、平面視でヘッド１の外周を取り囲む矩形の環状部材であり、主走査方向に長い。キャップ４０は、図８に示すように、ヘッドホルダ３に支持された弾性体４１、及び、昇降可能な可動体４２を含む。
【００４０】
弾性体４１は、ゴム等の環状弾性材料からなり、平面視でヘッド１を囲んでいる。弾性体４１は、図８に示すように、基部４１ｘ、基部４１ｘから下方に突出した突出部４１ａ、ヘッドホルダ３に固定された固定部４１ｃ、及び、基部４１ｘと固定部４１ｃとを接続する接続部４１ｄを含む。このうち、突出部４１ａは、基部４１ｘの下面から突出し、断面が三角形である。また、固定部４１ｃの断面はＴ字状である。固定部４１ｃの上端部分は、接着剤等によって、ヘッドホルダ３に固定されている。固定部４１ｃはまた、ヘッドホルダ３と各ジョイント５１の基端部５１ｘとで挟持されている。接続部４１ｄは、固定部４１ｃの下端から湾曲しつつ外側（平面視で吐出面２ａから離隔する方向）に延び、基部４１ｘの下端に接続している。接続部４１ｄは、可動体４２の昇降に伴って変形可能である。基部４１ｘの上面には、凹部４１ｂが形成されており、可動体４２の下端と嵌合している。
【００４１】
可動体４２は、環状の剛材料（例えば、ステンレス）からなり、平面視でヘッド１の外周を取り囲んでいる。可動体４２は、弾性体４１を介してヘッドホルダ３に支持されつつ、ヘッドホルダ３に対して鉛直方向に相対移動可能である。可動体４２は、複数のギア４３と接続されている。制御装置１６による制御の下、昇降モータ４４（図９参照）が駆動されると、ギア４３が回転して昇降する。このとき、基部４１ｘも可動体４２と共に昇降する。これにより、突出部４１ａの先端４１ａ１と吐出面２ａとの相対位置が、鉛直方向に変化する。本実施形態では、１つの昇降モータ４４から、各キャップ４０用の複数のギア４３に対して、その駆動力が選択的に伝達される。
【００４２】
突出部４１ａは、可動体４２の昇降に伴って、先端４１ａ１が搬送ベルト８の表面８ａに当接する当接位置（図７に示す位置）と、先端４１ａ１が表面８ａから離隔した離隔位置（図８に示す位置）とを選択的に取る。当接位置では、吐出空間Ｓ１が、吐出面２ａと表面８ａとに挟まれて、外部空間Ｓ２から隔離された封止状態となっている。また、離隔位置では、吐出空間Ｓ１が外部空間Ｓ２に対して開放された非封止状態となっている。このようなキャップ４０、複数のギア４３を含む伝達機構、ヘッドホルダ３、昇降モータ４４、及び、搬送ベルト８によって、キャップ手段が構成されている。
【００４３】
次に、図７を参照し、加湿空気供給機構５０の構成について説明する。
【００４４】
加湿空気供給機構５０は、図７に示すように、一対のジョイント５１、チューブ５５，５７、ポンプ５６、バルブ５９、水温センサ４６、ヒータ５８及びタンク５４などを含む。チューブ（第２供給流路）５５は、４つのヘッド１に共通の主部５５ａ及び主部５５ａから分岐してジョイント５１まで延在した４つの分岐部５５ｂを含む。ポンプ５６は主部５５ａに設けられている。チューブ（第２排出流路）５７も、チューブ５５と同様に４つのヘッド１に共通の主部５７ａ及び主部５７ａから分岐してジョイント５１まで延在した４つの分岐部５７ｂを含む。なお、図７では、１組の分岐部５５ｂ、５７ｂと１つのヘッド１との接続状態が示されている。実際は、１つの主部５５ａ、５７ａに対して、４つのヘッド１が分岐部５５ｂ、５７ｂを介して並列的に接続されている。
【００４５】
チューブ５５の一端（分岐部５５ｂの先端）は左側ジョイント５１の先端部５１ｙに嵌合し、他端はタンク５４に接続されている。一方、チューブ５７の一端（分岐部５７ｂの先端）は右側ジョイント５１の先端５１ｙに嵌合し、他端はタンク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。
【００４６】
タンク５４は、下部空間に水を貯留し、且つ、上部空間に、下部空間の水により加湿された加湿空気を貯蔵している。また、タンク５４の上壁には、タンク５４内と大気とを連通する大気連通孔５３が形成されている。チューブ５７は、タンク５４の下部空間（水中）と連通している。一方、チューブ５５は、タンク５４の上部空間と連通している。なお、タンク５４内の水がチューブ５７に流れ込まないよう、チューブ５７には図示しない逆止弁が取り付けられており、図７中白抜き矢印方向にのみ空気が流れるようになっている。
【００４７】
また、タンク５４には水の温度を計測する水温センサ４６が設置され、タンク５４（下部空間）の近傍には、タンク５４内の水を温めるヒータ５８が設置されている。加湿に際して、制御装置１６による制御の下、水温センサ４６による温度検出結果に基づいてヒータ５８が制御され、加湿空気の湿度が調整される。本実施形態においては、プリンタ１の電源がＯＮされることで、自動的に加湿空気の湿度が所望の湿度に調整される。なお、タンク５４に貯留された水が少なくなった時は、図示しない補給タンクから水が補給される。
【００４８】
バルブ５９は、チューブ５７における空気の流通を遮断可能な開閉弁である。変形例として、バルブはチューブ５７における空気の流通を段階的に制限することが可能な空気制限弁であってもよい。この場合、バルブ５９と同様な、閉にするタイミングで、チューブ５７の流路抵抗を大きくすることができる。さらに、段階的に流路抵抗を大きくすることが可能となり、インクメニスカスを挟む両側での圧力バランスを取りやすくなる。
【００４９】
本実施形態においては、ポンプ５６も容積型ポンプである電動の三相ダイヤフラムポンプが用いられており、パージポンプ８６と同様な構成を有している。つまり、３つのダイヤフラムが互いに異なる位相で変位することで、加湿空気送出時の圧力変動を抑制する構成となっている。また、ポンプ５６は、供給する電力を変化させることによって、吐出空間Ｓ１への単位時間当たりの加湿空気送出量を制御することが可能となっている。
【００５０】
本実施形態においては、ポンプ５６は、加湿空気送出量が互いに異なる２種類のモードで駆動される。ここで、加湿空気送出量が少ないモードをＬＯモード、加湿空気送出量がＬＯモードよりも多いモードをＨＩモードと称する。ＬＯモード時には、加湿空気送出量が少なくなるため、封止状態の吐出空間Ｓ１に生じる圧力も小さい。このとき、ポンプ５６は、バルブ５９が開いた状態において、封止状態の吐出空間Ｓ１に生じる圧力が、インクメニスカス耐圧以下になるように設定されている。一方、ＨＩモード時には、加湿空気送出量が多いため、封止状態の吐出空間Ｓ１に生じる圧力も大きくなる。本実施形態においては、パージポンプ８６がＬＯモードで駆動されているときに、バルブ５９が閉の状態でポンプ５６がＨＩモードで駆動されると、吐出空間Ｓ１内に生じる圧力とインクメニスカスのインク側に生じる圧力との圧力差が、インクメニスカスの耐圧以下となるように設定されている。
【００５１】
この構成において、増粘防止動作の加湿メンテナンスが実行されると、制御装置１６による制御の下、ポンプ５６が駆動され、タンク５４内の加湿空気が図７中の白抜き矢印に沿って流れる。上部空間の加湿空気は、タンク５４から供給口５１ａに向かって流れ、吐出空間Ｓ１に供給される。このとき、タンク５４内には負圧が生じ、吐出空間Ｓ１内の空気が排出口５１ｂから吸引され、タンク５４に向かって流れる。なお、バルブ５９は開状態に保たれている。また、チューブ５７がタンク５４と水中で連通しているため、加湿メンテナンスにおいて、タンク５４の加湿空気が吐出空間Ｓ１へ、吐出空間Ｓ１の空気がタンク５４へと循環する構成となる。一方、パージ動作において加湿動作が実行されるときは、後述するように吐出空間Ｓ１内に生じる圧力が、増粘防止動作の加湿メンテナンスにおけるよりも大きくなる。
【００５２】
次に、図９を参照しつつ、制御装置１６について説明する。制御装置１６は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）と、ＣＰＵが実行するプログラム及びこれらプログラムに使用されるデータを書き替え可能に記憶するＲＯＭ（Read Only Memory）と、プログラム実行時にデータを一時的に記憶するＲＡＭ（Random Access Memory）とを含んでいる。制御装置１６を構成する各機能部は、これらハードウェアとＲＯＭ内のソフトウェアとが協働して構築されている。制御装置１６は、インクジェットプリンタ１０１全体を制御するものであり、搬送制御部１４１と、画像データ記憶部１４２と、ヘッド制御部１４３と、パージ制御部１４４と、メンテナンス制御部１４５とを有している。
【００５３】
搬送制御部１４１は、用紙Ｐが搬送方向に沿って所定の速度で搬送されるように搬送ユニット２０の搬送モータを制御する。画像データ記憶部１４２は、用紙Ｐに印刷すべき画像に関する画像データを記憶する。
【００５４】
ヘッド制御部１４３は、通常印刷時において、吐出口１０８から画像データに基づく所望の体積のインク滴が所望のタイミングで吐出されるように、生成した吐出駆動信号をアクチュエータユニット２１に供給する。
【００５５】
パージ制御部１４４は、パージ動作において、各インク供給ユニット１０のパージポンプ８６及びバルブ８７の動作を制御するものである。具体的な動作内容については後述する。なお、パージ制御部１４４は、インク補給のために補給ポンプ９１と補給バルブ９２も制御しているが、図９では省略している。
【００５６】
メンテナンス制御部１４５は、加湿動作において、キャップ４０の昇降動作、加湿空気供給機構５０のヒータ５８、ポンプ５６及びバルブ５９等の動作を制御するものである。また、メンテナンス制御部１４５は、インク排出動作において表面８ａ上に吐出されたインクを除去するインク除去動作において、搬送ユニット２０の搬送モータを制御する。なお、メンテナンス制御部１４５は、ワイパなどの払拭機構（不図示）なども制御し、吐出面２ａに付着したインクなどの異物を払拭する。
【００５７】
次に、図１０を参照しつつ、制御装置１６が実行するパージ動作（気泡パージ及び吐出口パージ）の制御内容について説明する。
【００５８】
制御装置１６は、図１０に示すように、先ず、パージ指令の受信の有無を判断する（Ｆ１）。パージ指令の受信前、キャップ４０は離隔位置にある。また、ポンプ５６及びパージポンプ８６は停止しており、バルブ５９が開にバルブ８７が閉になっている。また、補給ポンプ９１も停止しており、補給バルブ９２が閉になっている。また、搬送ユニット２０も停止している。
【００５９】
制御装置１６は、パージ指令を受信すると（Ｆ１：ＹＥＳ）、まずはインクを循環させる気泡パージ動作を行う。メンテナンス制御部１４５が、昇降モータ４４を駆動し、各キャップ４０の先端４１ａ１を搬送ベルト８の表面８ａに当接（離隔位置から当接位置に移動）させる（ステップ２：Ｆ２）。これにより、吐出面２ａと表面８ａとの間に形成される吐出空間Ｓ１が、外部空間Ｓ２から隔離された封止状態となる（図７参照）。
【００６０】
ステップ２の後、パージ制御部１４４が、バルブ８７を制御して、閉から開にする。このとき、メンテナンス制御部１４５が、バルブ５９を制御して、開から閉にする（ステップ３：Ｆ３）。これにより、チューブ５７において、空気の流通が遮断される（すなわち、流路抵抗が高くなる）。一方、インク帰還管８３において、インクの流通が可能となる。
【００６１】
ステップ３の後、メンテナンス制御部１４５が、ポンプ５６の駆動原点を出すように、ポンプ５６を制御する。このとき、パージ制御部１４４も、パージポンプ８６の駆動原点を出すように、パージポンプ８６を制御する（ステップ４：Ｆ４）。ステップ４において各ポンプ５６，８６の原点出しが行われた後、パージ制御部１４４及びメンテナンス制御部１４５は、ポンプ５６，８６を同時に駆動する（ステップ５：Ｆ５）。これにより、ポンプ５６，８６のダイヤフラムの位相が揃い、ポンプ５６による加湿空気供給及びパージポンプ８６によるインク供給時の脈動が揃う。このため、気泡パージ動作における内部流路に生じる圧力（インクメニスカスのインク側の圧力）と吐出空間Ｓ１に生じる圧力（インクメニスカスの気体側の圧力）との圧力差が安定する。
【００６２】
変形例として、パージポンプ８６の駆動開始以降に、両ポンプ５６，８６のダイヤフラムの位相が揃うように、ポンプ５６の駆動を開始してもよい。こうすれば、気泡パージ動作の際に、吐出空間Ｓ１内よりも先に内部流路（インク流入流路７２及び排気流路７３）に正圧が生じる。このため、吐出空間Ｓ１の空気が吐出口１０８から侵入するのを防ぐことが可能となる。
【００６３】
また、ポンプ５６、８６の駆動によって、タンク５４内の加湿空気が供給口５１ａから吐出空間Ｓ１に強制的に供給され（加湿動作）、サブタンク８０のインクがインク流入流路７２に強制的に供給される。バルブ５９は閉であるため、吐出空間Ｓ１内の圧力が大気圧以上に上昇する。このとき、吐出空間Ｓ１内に生じる圧力（インクメニスカスの気体側の圧力）と、インク流入流路７２内に生じる圧力（インクメニスカスのインク側の圧力）との圧力差がインクメニスカス耐圧以下となるように、ポンプ５６がＨＩモードで駆動されている。なお、パージポンプ８６はＬＯモードで駆動され、バルブ８７が開になっている。
【００６４】
このように、インクメニスカスにおける圧力差がインクメニスカス耐圧以下となっているため、インクが、インク流出流路７５に流れ込むことなく、排気流路７３及びインク帰還管８３を順に通過してサブタンク８０に帰還する。このインク循環におけるインク流入流路内に生じる圧力は、インクメニスカスの気体側が大気圧のときにおいて当該インクメニスカスを破壊する圧力となっている。このような高い圧力を保ったまま、このインク循環が行われることによって、循環経路のうちパージポンプ８６からサブタンク８０に至るまでの流路内に滞留している気泡などの異物、特にフィルタ７５ａ上に滞留している気泡などの異物が、短時間に効率的にサブタンク８０にトラップされる（気泡パージ）。なお、気泡パージ動作におけるインク循環を行っているときは、通常印刷時と比較してインク流入流路７２及び排気流路７３内のインク圧が高くなるため、樹脂フィルム７６が規制部材７７に密着し、樹脂フィルム７８が規制部材７９に密着している。
【００６５】
ポンプ５６，８６を所定時間だけ駆動した後、メンテナンス制御部１４５が、ポンプ５６を停止する（ステップ６：Ｆ６）。そして、ステップ６の後、パージ制御部４４が、パージポンプ８６の駆動をＬＯモードからＨＩモードに切り替えるとともに、バルブ８７を開から閉にする。このとき、メンテナンス制御部１４５が、バルブ５９を閉から開にして吐出空間Ｓ１内の圧力を大気圧にする（ステップ７：Ｆ７）。
【００６６】
これにより、インク送出量が増加するとともに、排気流路７３を流れていたインクが急激に塞き止められることで、排気流路７３内及びインク流入流路７２内のインク圧力が急上昇する。一方、吐出空間Ｓ１内の圧力は急激に低下する。このため、インクメニスカスのインク側の圧力が気体側よりも遥かに大きくなって、インクメニスカス耐圧を大幅に超える。こうして、インク流入流路７２に供給されたインクの全量が、インク流出流路７５に流れ込み、すべての吐出口１０８から排出される（吐出口パージ）。排出されたインクは、搬送ベルト８の表面８ａ上にて受け止められる。また、吐出口パージの際に、キャップ４０によって吐出空間Ｓ１内が封止されているので、吐出されたインクが周囲に飛び散らない。
【００６７】
本実施形態においては、気泡パージ動作から吐出口パージ動作に移行するため、予めインク流入流路７２及び排気流路７３内の圧力を上昇させた状態（すなわち、インクメニスカスの気体側が大気圧のときにおいて当該インクメニスカスを破壊する圧力にまで高めた状態）で吐出口パージ動作を行うことができる。このため、インク流入流路７２及び排気流路７３内の圧力を瞬時に所望圧力（インクメニスカス耐圧を大幅に超える圧力）にすることが可能となって、吐出口パージ開始時からすべての吐出口１０８に高い圧力が付与されてインクが排出される。このとき、フィルタ７５ａから吐出口１０８までが、速やかに新鮮なインクで置換されるとともに、インク流出流路７５以降に滞留していた異物（気泡含む）や増粘インクが、短時間で排出される。この間、無駄に消費されるインク量は、少なくて済む。
【００６８】
本実施形態においては、気泡パージ動作から吐出口パージ動作に移行する際に、パージポンプ８６の駆動モードの切り替えと、バルブ８７の切り替えとを同時に行っているが、バルブ８７を先に切り替えてからポンプ８６の駆動モードを切り替えてもよい。この変形例においても、上述と同様に、排気流路７３内及びインク流入流路７２内のインク圧力を急激に上昇させて、吐出口１０８から異物を含んだインクを短時間で排出させることができる。
【００６９】
パージ制御部１４４は、所定量のインクが吐出口１０８から排出されると（すなわち、所定時間だけパージポンプ８６をＨＩモードで駆動すると）、パージポンプ８６の駆動を停止する（ステップ８：Ｆ８）。このステップ８の後、メンテナンス制御部１４５が、昇降モータ４４を制御して、各キャップ４０の先端４１ａ１を表面８ａから離隔（当接位置から離隔位置に移動）させる（ステップ９：Ｆ９）。これにより、吐出空間Ｓ１が外部空間Ｓ２に開放された非封止状態となる（図６参照）。以上のパージ動作は、これを必要とするヘッド１に対して施されれば良く、常に全てのヘッド１に施されるものではない。
【００７０】
ステップ９の後、メンテナンス制御部１４５が、図示しない昇降機構を制御して、キャリッジ４を画像形成に適した印字位置からワイパによる払拭動作に適した払拭位置に移動する。これにより、搬送ベルト８の表面８ａと吐出面２ａとの間に、ワイピングに必要な空間が形成される。続いて、メンテナンス制御部１４５が、図示しない払拭機構を制御して、ワイパを吐出面２ａに接触させつつ吐出面２ａに沿って主走査方向に移動させる（ステップ１０：Ｆ１０）。これにより、吐出口パージ動作によって吐出面２ａに付着した余分なインクが除去されると共に、吐出口１０８に形成されるメニスカスが整えられる（クリーニング動作）。
【００７１】
ステップ１０の後、メンテナンス制御部１４５が、図示しない昇降機構を制御して、キャリッジ４を払拭位置から印字位置に戻す。さらにメンテナンス制御部１４５が、搬送ユニット２０の搬送モータを制御して、搬送ベルト８を数回転だけ走行させる（ステップ１１：Ｆ１１）。これにより、表面８ａに付着したインクがインク除去部材２２によって除去される（インク除去動作）。こうして、パージ動作が終了し、印刷待機状態となる。
【００７２】
次に、図１１を参照しつつ、制御装置１６が実行するインクの増粘防止動作（キャッピング及び加湿メンテナンス）の制御内容について説明する。
【００７３】
制御装置１ｐは、図１１に示すように、先ず、増粘防止指令の受信の有無を判断する（Ｇ１）。増粘防止指令の受信前、キャリッジ４は印字位置にあり、キャップ４０は離隔位置にある。また、ポンプ５６は停止しており、バルブ５９が開になっている。また、搬送ユニット２０も停止している。
【００７４】
制御装置１６は、増粘防止指令を受信すると（Ｇ１：ＹＥＳ）、まずはキャッピングを行う。つまり、メンテナンス制御部１４５が、昇降モータ４４を駆動し、各キャップ４０の先端４１ａ１を表面８ａに当接（離隔位置から当接位置に移動）させる（ステップ２：Ｇ２）。これにより、吐出空間Ｓ１が外部空間Ｓ２から隔離された封止状態となる。
【００７５】
ステップ２の後、メンテナンス制御部１４５は、ポンプ５６をＬＯモードで駆動して、タンク５４内の加湿空気を吐出空間Ｓ１に供給し、吐出空間Ｓ１内の空気を排出する加湿メンテナンスを所定時間だけ行う（ステップ３：Ｇ３）。これにより、加湿空気がタンク５４から吐出空間Ｓ１へ、吐出空間Ｓ１からタンク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。これにより、吐出口１０８内のインクの増粘を抑制することが可能となる。
【００７６】
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１ｐは、昇降モータ４４を駆動し、キャップ４０の先端４１ａ１を表面８ａ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が外部空間Ｓ２に開放された非封止状態となり、上述したように記録動作が制御装置１６の制御によって行われる。
【００７７】
以上のように、本実施形態のインクジェットプリンタ１０１によると、気泡パージ動作を行う際に、インクメニスカスを挟んだインク側の圧力と気体側の圧力との間の圧力差がインクメニスカスの耐圧以下となる圧力が吐出空間Ｓ１に生じているため、内部流路（インク流入流路７２及び排気流路７３）内の気泡を効果的に除去するためにインクの流量を増やし内部流路に生じる圧力が上昇しても、インクメニスカスが破れて吐出口１０８からインクが漏れ出すのを抑制することが可能となる。つまり、吐出口１０８からの廃液を増やすことなく、気泡パージ動作による気泡の排出性を向上させることが可能となる。
【００７８】
また、気泡パージ動作を行う際に、ポンプ５６をＨＩモードで駆動し、加湿メンテナンスにおけるよりも加湿空気送出量を多くしている。このようにポンプ５６の駆動条件を変更するだけで、吐出空間Ｓ１内の圧力を容易に高くできる。
【００７９】
また、気泡パージ動作を行う際に、バルブ５９を制御してチューブ５７における流路抵抗を大きくしているため、インクメニスカスを挟んだ両側の圧力のつり合いを正確に取ることができる。また、気泡パージ動作を行う際に、バルブ５９は閉じられている。これにより、吐出空間Ｓ１内の圧力を簡単に上昇させることが可能となる。
【００８０】
また、インク帰還管８３がサブタンク８０と連通しているため、気泡パージ動作において、インク帰還管８３に移送されてきたインクがサブタンク８０に戻される（インク循環）。したがって、廃棄するインク量を効果的に減少させることができる。変形例として、インク帰還管８３を廃棄タンク（不図示）に連通させてもよいし、サブタンク８０と廃棄タンクとに選択的に切換可能な構成としてもよい。例えば、前段のインク循環では、インク帰還管８３を廃棄タンクに連通させ、異物等を含むインクは廃棄する。後段のインク循環では、サブタンク８０に連通させ、インクをサブタンク８０に戻す。少なくとも後段のインク循環動作では、清浄なインクがサブタンク８０に戻ることになる。これによって、サブタンク８０内における、異物等の蓄積を抑制できる。
【００８１】
また、チューブ５７がタンク５４と連通しているため、気泡パージ動作の加湿動作において、タンク５４の加湿空気が吐出空間Ｓ１へ、吐出空間Ｓ１の空気がタンク５４へと循環する構成となる。変形例として、チューブ５７が大気に開放されていてもよいし、タンク５４と大気開放とに選択的に切換可能な構成としてもよい。
【００８２】
上述の実施形態においては、気泡パージ動作においてリザーバユニット７１の内部流路に正圧を生じさせ、吐出空間Ｓ１内に正圧を生じさせていたが、これら内部流路及び吐出空間Ｓ１内に負圧を生じさせてもよい。つまり、図１２に示すように、流入口７２ａとサブタンク８０とをインク供給管８２で直接接続し、インク帰還管８３にはバルブ８７の代わりにパージポンプ８６を設ける。そして、図１３に示すように、チューブ５７にバルブ５９を設けずにポンプ５６を設ける。この構成において、パージポンプ８６を駆動すると、インク帰還管８３及び内部流路（インク流入流路７２及び排気流路７３）が負圧になり、サブタンク８０内のインクがインク供給管８２を通って内部流路に供給される。一方、ポンプ５６を駆動すると、チューブ５７及び吐出空間Ｓ１内が負圧になり、タンク５４内の加湿空気がチューブ５５を通って吐出空間Ｓ１に供給される。このとき、両ポンプ５６，８６は、同じ位相で駆動される。
【００８３】
気泡パージ動作において、上述の実施形態と同様に、制御装置がこれらポンプ５６，８６を駆動することで、吐出空間Ｓ１内に生じる負圧（インクメニスカスの気体側の圧力）と、インク流入流路７２内に生じる負圧（インクメニスカスのインク側の圧力）との圧力差がインクメニスカス耐圧以下となる。つまり、パージ動作の際に、吐出空間Ｓ１にインクメニスカスの耐圧以下で内部流路の圧力とつり合う負圧が生じる構成となる。これにより、高い圧力（負圧）を保ったままインク循環が行われ、循環経路の流路内に滞留している気泡などの異物が、インクと共に排気流路７３及びインク帰還管８３を順に通過してサブタンク８０にトラップされる。このような変形例においても、上述の実施形態と同様に、気泡パージ動作において、インクメニスカスが破れて吐出口１０８からインクが漏れ出すのを抑制することが可能となり、吐出口１０８からの廃液を増やすことなく、気泡パージ動作の気泡排出性を向上させることが可能となる。なお、上述の実施形態と同様な構成においては、同じ効果を得ることができる。
【００８４】
また、変形例として、ポンプ５６の駆動開始以降に、両ポンプ５６，８６のダイヤフラムの位相が揃うように、パージポンプ８６の駆動を開始してもよい。こうすれば、気泡パージ動作の際に、内部流路（インク流入流路７２及び排気流路７３）よりも先に吐出空間Ｓ１内に負圧が生じる。このため、吐出空間Ｓ１の空気が吐出口１０８から侵入するのを防ぐことが可能となる。
【００８５】
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、上述の実施形態においては、気泡パージ動作から吐出口パージ動作へと連続して移行しているが、気泡パージ動作と吐出口パージ動作とが別々（不連続）に行われてもよい。つまり、気泡パージ動作又は吐出口パージ動作だけが単独で行われてもよい。気泡パージ動作に続いてフラッシング動作が行われてもよい。
【００８６】
また、吐出空間Ｓ１を封止状態と非封止状態とに取り得るキャップ手段として、吐出面２ａと対向する底部及びこの底部の周縁に立設された環状部を有するキャップと、環状部の先端が吐出面２ａと当接する位置及び吐出面２ａから離隔した位置にキャップを移動させる移動機構とを含んで構成されていてもよい。この場合、キャップの底部に加湿空気を供給する供給口と排出口とが設けられていてもよい。
【００８７】
また、上述の実施形態においては、気泡パージ動作及び吐出口パージ動作において、パージポンプ８６の駆動モードを変化させているが、変化させなくてもよい。この場合、バルブ８７の開閉だけで、リザーバユニット７１の内部流路（インク流入流路７２及び排気流路７３）の圧力を変化させてもよい。さらに、気泡パージで内部流路に生じる圧力が、インクメニスカスの気体側を大気圧にすると当該インクメニスカスを破壊する圧力となっておれば、単に吐出空間Ｓ１内の圧力を大気圧にまで下げればよい。
【００８８】
また、気泡パージにおける加湿動作および増粘防止動作における加湿動作においても、ポンプ５６の駆動モードを変化させなくてもよい。この場合、バルブ５９の開閉だけで、吐出空間Ｓ１内の圧力を変化させればよい。また、バルブ５９，８７が、設けられていなくてもよい。この場合、パージポンプ８６によるインク送出量を、気泡パージ動作と吐出口パージ動作とで変化させ、内部流路に生じる圧力を変えればよい。ポンプ５６による加湿空気送出量を、気泡パージにおける加湿動作および増粘防止動作における加湿動作で異ならせ、吐出空間Ｓ１内に生じる圧力を変化させればよい。このとき、吐出空間Ｓ１内に生じる圧力とインクメニスカスのインク側の圧力とをつり合わせばよい。また、両ポンプ５６，８６は、ダイヤフラムポンプ以外の容積型ポンプであってもよい。
【００８９】
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。
【符号の説明】
【００９０】
１ インクジェットヘッド（液体吐出ヘッド）
２ａ 吐出面
１６ 制御装置（制御手段）
５４ タンク（第２タンク）
５５ チューブ（第２供給流路）
５６ ポンプ（加湿空気供給手段：第２ポンプ）
５７ チューブ（第２排出流路）
５９ バルブ（空気制限弁）
７２ インク流入流路（内部流路の一部）
７２ａ 流入口
７３ 排気流路（内部流路の一部）
７３ａ 流出口
７５ インク流出流路（内部流路の一部）
８０ サブタンク（第１タンク）
８２ インク供給管（第１供給流路）
８３ インク帰還管（第１排出流路）
８６ パージポンプ（液体供給手段：第１ポンプ）
８７ バルブ（液体遮断弁）
１０１ インクジェットプリンタ（液体吐出装置）
１０５ マニホールド流路（個別液体流路の一部）
１０５ａ 副マニホールド流路（個別液体流路の一部）
１０８ 吐出口
１３２ 個別インク流路（個別液体流路の一部）
Ｓ１ 吐出空間
Ｓ２ 外部空間
【技術分野】
【０００１】
本発明は、吐出口から液体を吐出する液体吐出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複数の吐出口からインク滴を吐出させるインクジェットヘッドにおいて、インクタンクとインクジェットヘッド内のヘッド流路との間でインクを循環させる循環経路を形成しつつ、ポンプを用いてインクタンクのインクを所定の圧力でヘッド流路に送出し、循環経路内でインクを循環させることで、ヘッド流路に滞留する気泡などの異物を除去する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−２９１１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１に記載の技術においては、インクを所定の圧力でヘッド流路に送出しているが、ヘッド流路の形状や配置によっては、ヘッド流路内に滞留する気泡などの異物をインク流れに乗せて流路の下流側に押し流すことができないことがある。ヘッド流路に送出するインク流量を増大させることで、ヘッド流路内の異物を押し流すことは可能であるが、ヘッド流路に生じる圧力が上昇し、吐出口に形成されるインクメニスカスの耐圧以上となると、吐出口からインクが漏れる問題が生じる。
【０００５】
そこで、本発明の目的は、吐出口からの廃液を増やすことなく、気泡の排出性を向上させることが可能な液体吐出装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の液体吐出装置は、液体が流入する流入口と、液体が流出する流出口と、前記流入口と前記流出口とを連通する内部流路と、液体を吐出するための複数の吐出口と、前記内部流路から分岐して前記複数の吐出口に至る複数の個別液体流路とを有する液体吐出ヘッドと、前記液体吐出ヘッドに供給される液体を貯溜する第１タンクと、前記第１タンクと前記流入口とを連通する第１供給流路と、前記流出口と連通する第１排出流路と、前記第１タンクに貯留された液体を、前記第１供給流路を介して前記内部流路に供給する液体供給手段と、前記複数の吐出口と対向する吐出空間が外部空間から封止された封止状態と、前記吐出空間が前記外部空間に対して開放された非封止状態とを取り得るキャップ手段と、前記吐出空間に供給される加湿空気を貯留する第２タンクと、前記第２タンクと前記吐出空間とを連通させる第２供給流路と、前記吐出空間と連通する第２排出流路と、前記第２タンクに貯留された加湿空気を、前記第２供給流路を介して前記吐出空間に供給する加湿空気供給手段と、前記吐出空間を前記封止状態とし、前記第２タンクの加湿空気を前記第２供給流路、前記吐出空間及び前記第２排出流路の順に移送する加湿動作を行うように前記キャップ手段及び前記加湿空気供給手段を制御するとともに、前記第１タンクの液体を前記第１供給流路、前記内部流路及び前記第１排出流路の順に移送させるパージ動作を行うように前記液体供給手段を制御する制御手段とを備えている。そして、前記制御手段は、前記パージ動作を行う際に、前記吐出口に形成される液体メニスカスを挟んだ液体側の圧力と気体側の圧力との間の圧力差が、前記液体メニスカスが破壊されない最大圧力である前記液体メニスカスの耐圧以下でつり合うように、前記加湿空気供給手段及び前記液体供給手段を制御する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の液体吐出装置によると、パージ動作を行う際に、内部流路内の気泡を効果的に除去するために液体の流量を増やし内部流路に生じる圧力が上昇しても、液体メニスカスを挟んだ液体側の圧力と気体側の圧力との間の圧力差が液体メニスカスの耐圧以下となる圧力が吐出空間に生じているため、液体メニスカスが破れて吐出口から液体が漏れ出すのを抑制することが可能となる。つまり、吐出口からの廃液を増やすことなく、パージ動作による気泡の排出性を向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の一実施形態に係るインクジェットプリンタの概略平面図である。
【図２】図１に示すヘッド及びインク供給ユニットの断面図である。
【図３】図２に示すヘッド本体の平面図である。
【図４】図３に示す一点鎖線で囲まれた領域の拡大図である。
【図５】図４に示すインクジェットヘッドの部分断面図である。
【図６】図２に示すパージポンプの動作特性を示すグラフである。
【図７】図１のプリンタに含まれるヘッドホルダ及び加湿空気供給機構を示す概略図である。
【図８】図７の一点鎖線で囲まれた領域ＶIIIを示す部分断面図であり、キャップが離隔位置にある状況を示す図である。
【図９】図１に示す制御装置の機能ブロック図である。
【図１０】プリンタの制御装置が実行するパージ動作の制御内容を示すフロー図である。
【図１１】プリンタの制御装置が実行する増粘防止動作の制御内容を示すフロー図である。
【図１２】インク供給ユニットの変形例を示す断面図である。
【図１３】加湿空気供給機構の変形例を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
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。
【００１０】
インクジェットプリンタ１０１は、用紙Ｐを収納・供給する給紙部、用紙Ｐを搬送する搬送部、用紙Ｐに画像を形成する画像形成部、及び、画像形成後の用紙Ｐを収容する排紙部が用紙搬送経路に沿って配置されている。このうち、搬送部は、主に搬送ユニット２０から構成される。画像形成部は、４つのインクジェットヘッド１（以下、ヘッド１と称する）、４つのインク供給ユニット１０、加湿メンテナンスに用いられる加湿供給機構５０（図７参照）、インクジェットプリンタ１０１全体の動作を制御する制御装置１６を含む。画像形成を行う際、搬送ユニット２０により搬送される用紙Ｐに、ヘッド１からインクが吐出される。
【００１１】
搬送ユニット２０は、図１に示すように、２つのベルトローラ６、７と、両ローラ６、７間に架け渡されたエンドレスの搬送ベルト８とを有している。ベルトローラ７は、駆動ローラであって、図示しない搬送モータからの駆動力で回転する。ベルトローラ７が回転すると、搬送ベルト８が走行する。ベルトローラ６は、従動ローラであって、搬送ベルト８の走行に伴って回転する。搬送ベルト８の表面８ａに載置された用紙Ｐは、図１中上方から下方へと搬送される。なお、本実施形態において、副走査方向とは搬送ユニット２０による用紙Ｐの搬送方向と平行な方向であり、主走査方向とは副走査方向に直交する方向であって、水平面に沿った方向である。
【００１２】
ベルトローラ７と対向する位置には、インク除去部材２２が設けられている。インク除去部材２２は、基部２３と、基部２３に固定されたインク吸収部材２４とを有している。インク吸収部材２４は、スポンジなどの多孔質材料から構成されている。インク吸収部材２４の主走査方向の長さは、搬送ベルト８の幅とほぼ同じである。また、インク吸収部材２４は、鉛直方向に関して、ベルトローラ７の中心よりも下側部分と対向し、搬送ベルト８の表面８ａと接触して配置されている。これにより、搬送ベルト８を走行させることで、表面８ａに付着したインクなどの異物が除去される。
【００１３】
４つのヘッド１は、それぞれ主走査方向に沿って延在したライン式のヘッドであり、用紙Ｐにブラック、マゼンタ、シアン、イエローのインク滴をそれぞれ吐出する。これらヘッド１は、ヘッドホルダ３を介してキャリッジ４に支持され、互いに平行且つ副走査方向に隣接配置されている。ヘッドホルダ３はヘッド１にそれぞれ固定された枠状部材であり、キャリッジ４には４つのヘッドホルダ３が支持されている。各ヘッド１の下面は、複数の吐出口１０８が開口する吐出面２ａである（図５参照）。キャリッジ４は、ヘッド１の吐出面２ａと搬送ベルト８の表面８ａとの間に記録に適した所定の間隙が形成されるように、ヘッド１を保持している。ヘッドホルダ３には、ヘッド１の下端近傍に環状のキャップ４０が設けられている。キャップ４０は、平面視でヘッド１を内包し、吐出面２ａを取り囲む。なお、キャップ４０の構成、動作、機能等については、後に詳述する。
【００１４】
各インク供給ユニット１０は、ヘッド１の下面の図１中左方端部近傍に接続されている。インク供給ユニット１０は、接続されたヘッド１にインクを供給する。
【００１５】
次に、制御装置１６について説明する。制御装置１６は、プリンタ１０１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１６は、例えば、外部装置（プリンタ１０１と接続されたＰＣ等）から供給された画像データに基づいて、画像形成動作を制御する。具体的には、制御装置１６は、用紙Ｐの搬送動作、用紙Ｐの搬送に同期したインク吐出動作等を制御する。制御装置１ｐはまた、ヘッド１に対するメンテナンス動作を制御する。
【００１６】
制御装置１６は、外部装置から受信した記録指令に基づいて、給紙ユニット（不図示）、搬送ユニット２０、及び、排紙ユニット（不図示）の各動作を制御する。給紙ユニットは、給紙部から用紙Ｐを搬送ユニット２０に送り出す。搬送ユニット２０は、用紙Ｐを副走査方向（用紙Ｐの搬送方向）に搬送する。用紙Ｐが各ヘッド１の真下を通過する際に、制御装置１６の制御により、各吐出面２ａから順次インクが吐出され、用紙Ｐ上にカラー画像が形成される。インクの吐出動作は、用紙Ｐの先端を検知する用紙センサ３２からの検知信号に基づいて行われる。なお、用紙センサ３２は、ヘッド１よりも搬送方向に沿って上流に設けられている。そして、画像が形成された用紙Ｐは、排紙ユニットによって排紙部に排出される。
【００１７】
制御装置１６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動作、ワイピングによる吐出面２ａのクリーニング動作、キャッピングや加湿によるインクの増粘防止動作等が含まれる。
【００１８】
パージ動作には、気泡パージ及び吐出口パージが含まれ、パージポンプ８６（後述する）などが駆動される。気泡パージでは、リザーバユニット７１（後述する）の内部流路から気泡（異物）が排出される。吐出口パージでは、全ての吐出口１０８からインクが強制的に排出される。フラッシング動作では、アクチュエータが駆動されて、全ての吐出口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２ａ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、インク排出動作（吐出口パージ及びフラッシング）後に行われ、吐出面２ａ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７に示すように、キャップ４０により吐出空間(吐出面２ａ（吐出口１０８）と対向する空間)Ｓ１が外部空間Ｓ２から隔離される。加湿動作(加湿メンテナンス)では、図７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。なお、本実施形態においては、気泡パージを行うときに加湿動作が行われ、吐出口１０８に形成されたインクメニスカスのインク側と気体側との圧力差が、インクメニスカスが破壊されない最大圧力であるメニスカス耐圧以下になるように調整されている。
【００１９】
気泡パージは、リザーバユニット７１を介してインクが循環され、循環流路内の気泡が除去される。このとき、吐出口１０８からインクは排出されない。本実施形態においては、気泡パージに続けて吐出口パージが行われる。吐出口パージ及びフラッシングなどのインク排出動作は、クリーニング動作を伴い、吐出口１０８の吐出特性が回復され、吐出面１０８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、気泡パージ及びインク排出動作は、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１の停止時や休止時に行われる。
【００２０】
次に、図２を参照しつつ、ヘッド１について詳細に説明する。図２に示すように、ヘッド１は、リザーバユニット７１と、ヘッド本体２とを有している。
【００２１】
リザーバユニット７１は、ヘッド本体２の上面に固定された略直方体形状の流路形成部材である。リザーバユニット７１は、ヘッド本体２にインクを供給する。リザーバユニット７１には、下面に流入口７２ａと流出口７３ａが配置され、内部に内部流路が形成されている。内部流路は、インク流入流路７２、排気流路７３、及び１０個のインク流出流路７５から構成される。流入口７２ａはインク流入流路７２の一端であり、流出口７３ａは排気流路７３の一端である。内部では、インク流入流路７２が排気流路７３と接続し、インク流入流路７２側の接続部近傍からインク流出流路７５が分岐している。インク流出流路７５は、ヘッド本体２と連通している。なお、図２においては、１つのインク流出流路７５のみが表れている。
【００２２】
インク流入流路７２は、流入口７２ａを介して、インク供給ユニット１０からのインクが供給される。インク流入流路７２は、インクを一時的に貯溜するインクリザーバとして機能する。インク流入流路７２の上壁には、孔７２ｂが形成されている。孔７２ｂは、ダンパー用の可撓性樹脂フィルム７６により封止されている。樹脂フィルム７６は、インク圧の変動に伴って変位するため、インク流入流路７２内の圧力変動が抑制される。なお、通常印刷時においては、樹脂フィルム７６はインク流入流路７２内に向かって僅かに凸の状態となっている。リザーバユニット７１の上側外壁面には、樹脂フィルム７６を覆うように板形状の規制部材７７が固定されており、樹脂フィルム７６の自由な変形を規制している。これにより、インク流入流路７２のインク圧が異常に高くなったとき、樹脂フィルム７６が過剰に変位して破損するのが防止される。規制部材７７には、大気連通孔７７ａが形成されており、樹脂フィルム７６の変形のしやすさは損なわれていない。
【００２３】
インク流出流路７５は、一端でフィルタ７５ａを介してインク流入流路７２と連通し、他端で流路ユニット９の上面のインク供給口１０５ｂに接続されている（図３参照）。通常印刷時においては、インク供給ユニット１０からのインクは、インク流出流路７５を通過して、インク供給口１０５ｂから流路ユニット９に供給される。
【００２４】
排気流路７３は、フィルタ７５ａの上流側でインク流入流路７２と接続されていると共に、流出口７３ａを介してインク供給ユニット１０に接続されている。なお、排気流路７３にインクが流れるとき、インクはフィルタ７５ａの上流側の表面を横切って排気流路７３に流れ込む。
【００２５】
排気流路７３の下壁には、孔７３ｂが形成されている。孔７３ｂは、ダンパー用の可撓性樹脂フィルム７８により封止されている。リザーバユニット７１の下側外壁面には、規制部材７９が固定されている。ここで、樹脂フィルム７８及び規制部材７９は、樹脂フィルム７６及び規制部材７７に相当し、同様の機能及び配置関係を有している。後述のメンテナンス動作に係る気泡パージ動作時においては、インク供給ユニット１０からのインクが、流入口７２ａを介してインク流入流路７２に流入し、排気流路７３を介して流出口７３ａからインク供給ユニット１０に還流する。
【００２６】
さらに、図３〜図５を参照しつつ、ヘッド本体２について説明する。なお、図４では説明の都合上、アクチュエータユニット２１の下方にあって破線で描くべき圧力室１１０、アパーチャ１１２及び吐出口１０８を実線で描いている。
【００２７】
ヘッド本体２は、流路ユニット９と、流路ユニット９の上面に固定された４つのアクチュエータユニット２１とを有している。流路ユニット９には、圧力室１１０を含むインク流路が形成されている。アクチュエータユニット２１は、各圧力室１１０に対応した複数のユニモルフ型のアクチュエータを含んでおり、圧力室１１０内のインクに選択的に吐出エネルギーを付与する。
【００２８】
流路ユニット９は、ステンレス製の９枚の金属プレート１２２〜１３０を積層した積層体である。流路ユニット９の上面には、リザーバユニット７１のインク流出流路７５（図２参照）に連通する計１０個のインク供給口１０５ｂが開口している。流路ユニット９の内部には、図４及び図５に示すように、インク供給口１０５ｂを一端とするマニホールド流路１０５、及び、マニホールド流路１０５から分岐した複数の副マニホールド流路１０５ａが形成されている。さらに、流路ユニット９の内部には、各副マニホールド流路１０５ａの出口から、圧力室１１０を介して吐出面２ａの吐出口１０８に至る複数の個別インク流路１３２が形成されている。吐出面２ａには複数の吐出口１０８がマトリクス状に配置されている。
【００２９】
流路ユニット９におけるインクの流れについて説明する。図３〜図５に示すように、通常印刷時においては、リザーバユニット７１のインク流出流路７５からインク供給口１０５ｂに供給されたインクは、マニホールド流路１０５（副マニホールド流路１０５ａ）に流入する。副マニホールド流路１０５ａ内のインクは、各個別インク流路１３２に分配され、アパーチャ１１２及び圧力室１１０を介して吐出口１０８に至る。
【００３０】
次に、図２を参照しつつ、インク供給ユニット１０について詳細に説明する。インク供給ユニット１０は、サブタンク（第１タンク）８０、補給ポンプ９１、バルブ９２、インク補給管８１、パージポンプ（液体供給手段）８６、インク供給管(第１供給流路)８２、バルブ（液体遮断弁）８７、インク帰還管(第１排出流路)８３を含む。インク供給ユニット１０は、サブタンク８０を中心にして、インク補給管８１、インク供給管８２およびインク帰還管８３が接続されている。インク補給管８１には、補給ポンプ９１およびバルブ９２が設けられている。インク補給管８１により、インクタンク９０とサブタンク８０とが接続されている。インク供給管８２には、パージポンプ８６が設けられている。インク供給管８２により、サブタンク８０と流入口７２ａとが接続されている。また、インク帰還管８３には、バルブ８７が設けられている。インク帰還管８３により、サブタンク８０と流出口７３ａとが接続されている。この構成において、バルブ８７は、インク帰還管８３におけるインクの流通を遮断可能な開閉弁である。
【００３１】
サブタンク８０は、インクジェットヘッド１に供給されるインクを貯溜する。インクの貯留量が少なくなった時、バルブ９２が開弁され且つ補給ポンプ９１が駆動されることで、インクタンク９０から新鮮なインクが補給される。また、サブタンク８０の上壁には、サブタンク８０内と大気とを連通する大気連通孔８８が形成されている。これにより、サブタンク８０内の気圧が、貯溜しているインクの量にかかわらず常に大気圧となり、安定したインク供給が可能となっている。
【００３２】
また、サブタンク８０は、図２に示すように、内部に貯留されたインクの液面が鉛直方向に関して吐出面２ａより下方に配置されている。これにより、吐出口１０８近傍に形成されるインクメニスカスとサブタンク８０のインク液面とに水頭差が生じて、インクメニスカスのインク側が大気圧に比べ負圧となる。このときの負圧は、インクメニスカスが破壊されない程度に調整されている。
【００３３】
インク供給管８２は、ジョイント８２ａを介してリザーバユニット７１の流入口７２ａに接続されている。これにより、サブタンク８０のインクが、リザーバユニット７１のインク流入流路７２に供給される。パージポンプ８６は、サブタンク８０のインクを、インク流入流路７２に強制的に供給する。また、パージポンプ８６は、ジョイント８２ａからサブタンク８０に向かってインクが流れるのを防止する逆止弁でもある。なお、パージポンプ８６が停止している場合であっても、サブタンク８０のインクは、インク供給管８２を流れてリザーバユニット７１に供給可能となっている。
【００３４】
本実施形態においては、パージポンプ８６として、容積型ポンプである電動の三相ダイヤフラムポンプが用いられている。図６に示すように、３つのダイヤフラムが互いに異なる位相で変位することで、インク送出時の圧力変動が抑制された構成となっている。また、パージポンプ８６は、供給する電力を変化させることによって、単位時間当たりのインク送出量を制御することができる。本実施形態においては、パージポンプ８６は、インク送出量が互いに異なる２種類のモードで駆動される。ここで、インク送出量が少ないモードをＬＯモード、インク送出量がＬＯモードよりも多いモードをＨＩモードと称する。ＬＯモード時には、インク送出量が少なくなるため、インク流入流路７２に生じる圧力も小さい。しかし、パージポンプ８６は、バルブ８７が開いた状態（インクが循環する状態）において、インクメニスカスにおける圧力差が、インクメニスカス耐圧を超えるように設定されている。さらにＨＩモード時には、ＬＯモード時よりも、インク流入流路７２に生じる圧力が大きくなる。
【００３５】
次に、図７及び図８を参照し、ヘッドホルダ３及びこれに取り付けられたキャップ４０、ジョイント５１の構成について説明する。
【００３６】
ヘッドホルダ３は、金属等からなる枠状フレームであり、リザーバユニット７１の側面を全周に亘って支持している。ヘッドホルダ３には、キャップ４０と一対のジョイント５１とが取り付けられている。一対のジョイント５１は、図７に示すように、対応するヘッド１の主走査方向の端部にそれぞれ近接配置されている。具体的には、一対のジョイント５１は、図７に示すように、供給口５１ａを持つ左側ジョイント５１と排出口５１ｂを持つ右側ジョイント５１とから構成され、リザーバユニット７１を主走査方向に挟んで配置されている。加湿メンテナンスでは、吐出空間Ｓ１に対し、供給口５１ａから加湿空気が供給され、排出口５１ｂから空気が排出される。また、供給口５１ａ及び排出口５１ｂは、図７に示すように、搬送ベルト８の表面８ａに対して吐出面２ａよりリザーバユニット７１側に離れた位置に配置されている。
【００３７】
ジョイント５１は、図８に示すように、方形状の基端部５１ｘ、及び、基端部５１ｘから延出した円柱状の先端部５１ｙを含んでいる。基端部５１ｘの方が、先端部５１ｙより外形サイズが大きい。内部には、基端部５１ｘから先端部５１ｙに亘って、鉛直方向に沿った円柱状の中空空間５１ｚが形成されている。中空空間５１ｚは、鉛直方向に沿って一定の断面サイズを有する。基端部５１ｘは、副走査方向を長手方向とし、その長手方向の幅（長さ）は、吐出面２ａとほぼ同じになっている。
【００３８】
ヘッドホルダ３には、平面視円形の貫通孔３ａが形成されており、ジョイント５１は、先端部５１ｙが貫通孔３ａに貫挿された状態で、ヘッドホルダ３に固定されている。先端部５１ｙは、貫通孔３ａよりも一回り小さいが、両者間の隙間にはシール材等が充填されて、封止される。
【００３９】
キャップ４０は、平面視でヘッド１の外周を取り囲む矩形の環状部材であり、主走査方向に長い。キャップ４０は、図８に示すように、ヘッドホルダ３に支持された弾性体４１、及び、昇降可能な可動体４２を含む。
【００４０】
弾性体４１は、ゴム等の環状弾性材料からなり、平面視でヘッド１を囲んでいる。弾性体４１は、図８に示すように、基部４１ｘ、基部４１ｘから下方に突出した突出部４１ａ、ヘッドホルダ３に固定された固定部４１ｃ、及び、基部４１ｘと固定部４１ｃとを接続する接続部４１ｄを含む。このうち、突出部４１ａは、基部４１ｘの下面から突出し、断面が三角形である。また、固定部４１ｃの断面はＴ字状である。固定部４１ｃの上端部分は、接着剤等によって、ヘッドホルダ３に固定されている。固定部４１ｃはまた、ヘッドホルダ３と各ジョイント５１の基端部５１ｘとで挟持されている。接続部４１ｄは、固定部４１ｃの下端から湾曲しつつ外側（平面視で吐出面２ａから離隔する方向）に延び、基部４１ｘの下端に接続している。接続部４１ｄは、可動体４２の昇降に伴って変形可能である。基部４１ｘの上面には、凹部４１ｂが形成されており、可動体４２の下端と嵌合している。
【００４１】
可動体４２は、環状の剛材料（例えば、ステンレス）からなり、平面視でヘッド１の外周を取り囲んでいる。可動体４２は、弾性体４１を介してヘッドホルダ３に支持されつつ、ヘッドホルダ３に対して鉛直方向に相対移動可能である。可動体４２は、複数のギア４３と接続されている。制御装置１６による制御の下、昇降モータ４４（図９参照）が駆動されると、ギア４３が回転して昇降する。このとき、基部４１ｘも可動体４２と共に昇降する。これにより、突出部４１ａの先端４１ａ１と吐出面２ａとの相対位置が、鉛直方向に変化する。本実施形態では、１つの昇降モータ４４から、各キャップ４０用の複数のギア４３に対して、その駆動力が選択的に伝達される。
【００４２】
突出部４１ａは、可動体４２の昇降に伴って、先端４１ａ１が搬送ベルト８の表面８ａに当接する当接位置（図７に示す位置）と、先端４１ａ１が表面８ａから離隔した離隔位置（図８に示す位置）とを選択的に取る。当接位置では、吐出空間Ｓ１が、吐出面２ａと表面８ａとに挟まれて、外部空間Ｓ２から隔離された封止状態となっている。また、離隔位置では、吐出空間Ｓ１が外部空間Ｓ２に対して開放された非封止状態となっている。このようなキャップ４０、複数のギア４３を含む伝達機構、ヘッドホルダ３、昇降モータ４４、及び、搬送ベルト８によって、キャップ手段が構成されている。
【００４３】
次に、図７を参照し、加湿空気供給機構５０の構成について説明する。
【００４４】
加湿空気供給機構５０は、図７に示すように、一対のジョイント５１、チューブ５５，５７、ポンプ５６、バルブ５９、水温センサ４６、ヒータ５８及びタンク５４などを含む。チューブ（第２供給流路）５５は、４つのヘッド１に共通の主部５５ａ及び主部５５ａから分岐してジョイント５１まで延在した４つの分岐部５５ｂを含む。ポンプ５６は主部５５ａに設けられている。チューブ（第２排出流路）５７も、チューブ５５と同様に４つのヘッド１に共通の主部５７ａ及び主部５７ａから分岐してジョイント５１まで延在した４つの分岐部５７ｂを含む。なお、図７では、１組の分岐部５５ｂ、５７ｂと１つのヘッド１との接続状態が示されている。実際は、１つの主部５５ａ、５７ａに対して、４つのヘッド１が分岐部５５ｂ、５７ｂを介して並列的に接続されている。
【００４５】
チューブ５５の一端（分岐部５５ｂの先端）は左側ジョイント５１の先端部５１ｙに嵌合し、他端はタンク５４に接続されている。一方、チューブ５７の一端（分岐部５７ｂの先端）は右側ジョイント５１の先端５１ｙに嵌合し、他端はタンク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。
【００４６】
タンク５４は、下部空間に水を貯留し、且つ、上部空間に、下部空間の水により加湿された加湿空気を貯蔵している。また、タンク５４の上壁には、タンク５４内と大気とを連通する大気連通孔５３が形成されている。チューブ５７は、タンク５４の下部空間（水中）と連通している。一方、チューブ５５は、タンク５４の上部空間と連通している。なお、タンク５４内の水がチューブ５７に流れ込まないよう、チューブ５７には図示しない逆止弁が取り付けられており、図７中白抜き矢印方向にのみ空気が流れるようになっている。
【００４７】
また、タンク５４には水の温度を計測する水温センサ４６が設置され、タンク５４（下部空間）の近傍には、タンク５４内の水を温めるヒータ５８が設置されている。加湿に際して、制御装置１６による制御の下、水温センサ４６による温度検出結果に基づいてヒータ５８が制御され、加湿空気の湿度が調整される。本実施形態においては、プリンタ１の電源がＯＮされることで、自動的に加湿空気の湿度が所望の湿度に調整される。なお、タンク５４に貯留された水が少なくなった時は、図示しない補給タンクから水が補給される。
【００４８】
バルブ５９は、チューブ５７における空気の流通を遮断可能な開閉弁である。変形例として、バルブはチューブ５７における空気の流通を段階的に制限することが可能な空気制限弁であってもよい。この場合、バルブ５９と同様な、閉にするタイミングで、チューブ５７の流路抵抗を大きくすることができる。さらに、段階的に流路抵抗を大きくすることが可能となり、インクメニスカスを挟む両側での圧力バランスを取りやすくなる。
【００４９】
本実施形態においては、ポンプ５６も容積型ポンプである電動の三相ダイヤフラムポンプが用いられており、パージポンプ８６と同様な構成を有している。つまり、３つのダイヤフラムが互いに異なる位相で変位することで、加湿空気送出時の圧力変動を抑制する構成となっている。また、ポンプ５６は、供給する電力を変化させることによって、吐出空間Ｓ１への単位時間当たりの加湿空気送出量を制御することが可能となっている。
【００５０】
本実施形態においては、ポンプ５６は、加湿空気送出量が互いに異なる２種類のモードで駆動される。ここで、加湿空気送出量が少ないモードをＬＯモード、加湿空気送出量がＬＯモードよりも多いモードをＨＩモードと称する。ＬＯモード時には、加湿空気送出量が少なくなるため、封止状態の吐出空間Ｓ１に生じる圧力も小さい。このとき、ポンプ５６は、バルブ５９が開いた状態において、封止状態の吐出空間Ｓ１に生じる圧力が、インクメニスカス耐圧以下になるように設定されている。一方、ＨＩモード時には、加湿空気送出量が多いため、封止状態の吐出空間Ｓ１に生じる圧力も大きくなる。本実施形態においては、パージポンプ８６がＬＯモードで駆動されているときに、バルブ５９が閉の状態でポンプ５６がＨＩモードで駆動されると、吐出空間Ｓ１内に生じる圧力とインクメニスカスのインク側に生じる圧力との圧力差が、インクメニスカスの耐圧以下となるように設定されている。
【００５１】
この構成において、増粘防止動作の加湿メンテナンスが実行されると、制御装置１６による制御の下、ポンプ５６が駆動され、タンク５４内の加湿空気が図７中の白抜き矢印に沿って流れる。上部空間の加湿空気は、タンク５４から供給口５１ａに向かって流れ、吐出空間Ｓ１に供給される。このとき、タンク５４内には負圧が生じ、吐出空間Ｓ１内の空気が排出口５１ｂから吸引され、タンク５４に向かって流れる。なお、バルブ５９は開状態に保たれている。また、チューブ５７がタンク５４と水中で連通しているため、加湿メンテナンスにおいて、タンク５４の加湿空気が吐出空間Ｓ１へ、吐出空間Ｓ１の空気がタンク５４へと循環する構成となる。一方、パージ動作において加湿動作が実行されるときは、後述するように吐出空間Ｓ１内に生じる圧力が、増粘防止動作の加湿メンテナンスにおけるよりも大きくなる。
【００５２】
次に、図９を参照しつつ、制御装置１６について説明する。制御装置１６は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）と、ＣＰＵが実行するプログラム及びこれらプログラムに使用されるデータを書き替え可能に記憶するＲＯＭ（Read Only Memory）と、プログラム実行時にデータを一時的に記憶するＲＡＭ（Random Access Memory）とを含んでいる。制御装置１６を構成する各機能部は、これらハードウェアとＲＯＭ内のソフトウェアとが協働して構築されている。制御装置１６は、インクジェットプリンタ１０１全体を制御するものであり、搬送制御部１４１と、画像データ記憶部１４２と、ヘッド制御部１４３と、パージ制御部１４４と、メンテナンス制御部１４５とを有している。
【００５３】
搬送制御部１４１は、用紙Ｐが搬送方向に沿って所定の速度で搬送されるように搬送ユニット２０の搬送モータを制御する。画像データ記憶部１４２は、用紙Ｐに印刷すべき画像に関する画像データを記憶する。
【００５４】
ヘッド制御部１４３は、通常印刷時において、吐出口１０８から画像データに基づく所望の体積のインク滴が所望のタイミングで吐出されるように、生成した吐出駆動信号をアクチュエータユニット２１に供給する。
【００５５】
パージ制御部１４４は、パージ動作において、各インク供給ユニット１０のパージポンプ８６及びバルブ８７の動作を制御するものである。具体的な動作内容については後述する。なお、パージ制御部１４４は、インク補給のために補給ポンプ９１と補給バルブ９２も制御しているが、図９では省略している。
【００５６】
メンテナンス制御部１４５は、加湿動作において、キャップ４０の昇降動作、加湿空気供給機構５０のヒータ５８、ポンプ５６及びバルブ５９等の動作を制御するものである。また、メンテナンス制御部１４５は、インク排出動作において表面８ａ上に吐出されたインクを除去するインク除去動作において、搬送ユニット２０の搬送モータを制御する。なお、メンテナンス制御部１４５は、ワイパなどの払拭機構（不図示）なども制御し、吐出面２ａに付着したインクなどの異物を払拭する。
【００５７】
次に、図１０を参照しつつ、制御装置１６が実行するパージ動作（気泡パージ及び吐出口パージ）の制御内容について説明する。
【００５８】
制御装置１６は、図１０に示すように、先ず、パージ指令の受信の有無を判断する（Ｆ１）。パージ指令の受信前、キャップ４０は離隔位置にある。また、ポンプ５６及びパージポンプ８６は停止しており、バルブ５９が開にバルブ８７が閉になっている。また、補給ポンプ９１も停止しており、補給バルブ９２が閉になっている。また、搬送ユニット２０も停止している。
【００５９】
制御装置１６は、パージ指令を受信すると（Ｆ１：ＹＥＳ）、まずはインクを循環させる気泡パージ動作を行う。メンテナンス制御部１４５が、昇降モータ４４を駆動し、各キャップ４０の先端４１ａ１を搬送ベルト８の表面８ａに当接（離隔位置から当接位置に移動）させる（ステップ２：Ｆ２）。これにより、吐出面２ａと表面８ａとの間に形成される吐出空間Ｓ１が、外部空間Ｓ２から隔離された封止状態となる（図７参照）。
【００６０】
ステップ２の後、パージ制御部１４４が、バルブ８７を制御して、閉から開にする。このとき、メンテナンス制御部１４５が、バルブ５９を制御して、開から閉にする（ステップ３：Ｆ３）。これにより、チューブ５７において、空気の流通が遮断される（すなわち、流路抵抗が高くなる）。一方、インク帰還管８３において、インクの流通が可能となる。
【００６１】
ステップ３の後、メンテナンス制御部１４５が、ポンプ５６の駆動原点を出すように、ポンプ５６を制御する。このとき、パージ制御部１４４も、パージポンプ８６の駆動原点を出すように、パージポンプ８６を制御する（ステップ４：Ｆ４）。ステップ４において各ポンプ５６，８６の原点出しが行われた後、パージ制御部１４４及びメンテナンス制御部１４５は、ポンプ５６，８６を同時に駆動する（ステップ５：Ｆ５）。これにより、ポンプ５６，８６のダイヤフラムの位相が揃い、ポンプ５６による加湿空気供給及びパージポンプ８６によるインク供給時の脈動が揃う。このため、気泡パージ動作における内部流路に生じる圧力（インクメニスカスのインク側の圧力）と吐出空間Ｓ１に生じる圧力（インクメニスカスの気体側の圧力）との圧力差が安定する。
【００６２】
変形例として、パージポンプ８６の駆動開始以降に、両ポンプ５６，８６のダイヤフラムの位相が揃うように、ポンプ５６の駆動を開始してもよい。こうすれば、気泡パージ動作の際に、吐出空間Ｓ１内よりも先に内部流路（インク流入流路７２及び排気流路７３）に正圧が生じる。このため、吐出空間Ｓ１の空気が吐出口１０８から侵入するのを防ぐことが可能となる。
【００６３】
また、ポンプ５６、８６の駆動によって、タンク５４内の加湿空気が供給口５１ａから吐出空間Ｓ１に強制的に供給され（加湿動作）、サブタンク８０のインクがインク流入流路７２に強制的に供給される。バルブ５９は閉であるため、吐出空間Ｓ１内の圧力が大気圧以上に上昇する。このとき、吐出空間Ｓ１内に生じる圧力（インクメニスカスの気体側の圧力）と、インク流入流路７２内に生じる圧力（インクメニスカスのインク側の圧力）との圧力差がインクメニスカス耐圧以下となるように、ポンプ５６がＨＩモードで駆動されている。なお、パージポンプ８６はＬＯモードで駆動され、バルブ８７が開になっている。
【００６４】
このように、インクメニスカスにおける圧力差がインクメニスカス耐圧以下となっているため、インクが、インク流出流路７５に流れ込むことなく、排気流路７３及びインク帰還管８３を順に通過してサブタンク８０に帰還する。このインク循環におけるインク流入流路内に生じる圧力は、インクメニスカスの気体側が大気圧のときにおいて当該インクメニスカスを破壊する圧力となっている。このような高い圧力を保ったまま、このインク循環が行われることによって、循環経路のうちパージポンプ８６からサブタンク８０に至るまでの流路内に滞留している気泡などの異物、特にフィルタ７５ａ上に滞留している気泡などの異物が、短時間に効率的にサブタンク８０にトラップされる（気泡パージ）。なお、気泡パージ動作におけるインク循環を行っているときは、通常印刷時と比較してインク流入流路７２及び排気流路７３内のインク圧が高くなるため、樹脂フィルム７６が規制部材７７に密着し、樹脂フィルム７８が規制部材７９に密着している。
【００６５】
ポンプ５６，８６を所定時間だけ駆動した後、メンテナンス制御部１４５が、ポンプ５６を停止する（ステップ６：Ｆ６）。そして、ステップ６の後、パージ制御部４４が、パージポンプ８６の駆動をＬＯモードからＨＩモードに切り替えるとともに、バルブ８７を開から閉にする。このとき、メンテナンス制御部１４５が、バルブ５９を閉から開にして吐出空間Ｓ１内の圧力を大気圧にする（ステップ７：Ｆ７）。
【００６６】
これにより、インク送出量が増加するとともに、排気流路７３を流れていたインクが急激に塞き止められることで、排気流路７３内及びインク流入流路７２内のインク圧力が急上昇する。一方、吐出空間Ｓ１内の圧力は急激に低下する。このため、インクメニスカスのインク側の圧力が気体側よりも遥かに大きくなって、インクメニスカス耐圧を大幅に超える。こうして、インク流入流路７２に供給されたインクの全量が、インク流出流路７５に流れ込み、すべての吐出口１０８から排出される（吐出口パージ）。排出されたインクは、搬送ベルト８の表面８ａ上にて受け止められる。また、吐出口パージの際に、キャップ４０によって吐出空間Ｓ１内が封止されているので、吐出されたインクが周囲に飛び散らない。
【００６７】
本実施形態においては、気泡パージ動作から吐出口パージ動作に移行するため、予めインク流入流路７２及び排気流路７３内の圧力を上昇させた状態（すなわち、インクメニスカスの気体側が大気圧のときにおいて当該インクメニスカスを破壊する圧力にまで高めた状態）で吐出口パージ動作を行うことができる。このため、インク流入流路７２及び排気流路７３内の圧力を瞬時に所望圧力（インクメニスカス耐圧を大幅に超える圧力）にすることが可能となって、吐出口パージ開始時からすべての吐出口１０８に高い圧力が付与されてインクが排出される。このとき、フィルタ７５ａから吐出口１０８までが、速やかに新鮮なインクで置換されるとともに、インク流出流路７５以降に滞留していた異物（気泡含む）や増粘インクが、短時間で排出される。この間、無駄に消費されるインク量は、少なくて済む。
【００６８】
本実施形態においては、気泡パージ動作から吐出口パージ動作に移行する際に、パージポンプ８６の駆動モードの切り替えと、バルブ８７の切り替えとを同時に行っているが、バルブ８７を先に切り替えてからポンプ８６の駆動モードを切り替えてもよい。この変形例においても、上述と同様に、排気流路７３内及びインク流入流路７２内のインク圧力を急激に上昇させて、吐出口１０８から異物を含んだインクを短時間で排出させることができる。
【００６９】
パージ制御部１４４は、所定量のインクが吐出口１０８から排出されると（すなわち、所定時間だけパージポンプ８６をＨＩモードで駆動すると）、パージポンプ８６の駆動を停止する（ステップ８：Ｆ８）。このステップ８の後、メンテナンス制御部１４５が、昇降モータ４４を制御して、各キャップ４０の先端４１ａ１を表面８ａから離隔（当接位置から離隔位置に移動）させる（ステップ９：Ｆ９）。これにより、吐出空間Ｓ１が外部空間Ｓ２に開放された非封止状態となる（図６参照）。以上のパージ動作は、これを必要とするヘッド１に対して施されれば良く、常に全てのヘッド１に施されるものではない。
【００７０】
ステップ９の後、メンテナンス制御部１４５が、図示しない昇降機構を制御して、キャリッジ４を画像形成に適した印字位置からワイパによる払拭動作に適した払拭位置に移動する。これにより、搬送ベルト８の表面８ａと吐出面２ａとの間に、ワイピングに必要な空間が形成される。続いて、メンテナンス制御部１４５が、図示しない払拭機構を制御して、ワイパを吐出面２ａに接触させつつ吐出面２ａに沿って主走査方向に移動させる（ステップ１０：Ｆ１０）。これにより、吐出口パージ動作によって吐出面２ａに付着した余分なインクが除去されると共に、吐出口１０８に形成されるメニスカスが整えられる（クリーニング動作）。
【００７１】
ステップ１０の後、メンテナンス制御部１４５が、図示しない昇降機構を制御して、キャリッジ４を払拭位置から印字位置に戻す。さらにメンテナンス制御部１４５が、搬送ユニット２０の搬送モータを制御して、搬送ベルト８を数回転だけ走行させる（ステップ１１：Ｆ１１）。これにより、表面８ａに付着したインクがインク除去部材２２によって除去される（インク除去動作）。こうして、パージ動作が終了し、印刷待機状態となる。
【００７２】
次に、図１１を参照しつつ、制御装置１６が実行するインクの増粘防止動作（キャッピング及び加湿メンテナンス）の制御内容について説明する。
【００７３】
制御装置１ｐは、図１１に示すように、先ず、増粘防止指令の受信の有無を判断する（Ｇ１）。増粘防止指令の受信前、キャリッジ４は印字位置にあり、キャップ４０は離隔位置にある。また、ポンプ５６は停止しており、バルブ５９が開になっている。また、搬送ユニット２０も停止している。
【００７４】
制御装置１６は、増粘防止指令を受信すると（Ｇ１：ＹＥＳ）、まずはキャッピングを行う。つまり、メンテナンス制御部１４５が、昇降モータ４４を駆動し、各キャップ４０の先端４１ａ１を表面８ａに当接（離隔位置から当接位置に移動）させる（ステップ２：Ｇ２）。これにより、吐出空間Ｓ１が外部空間Ｓ２から隔離された封止状態となる。
【００７５】
ステップ２の後、メンテナンス制御部１４５は、ポンプ５６をＬＯモードで駆動して、タンク５４内の加湿空気を吐出空間Ｓ１に供給し、吐出空間Ｓ１内の空気を排出する加湿メンテナンスを所定時間だけ行う（ステップ３：Ｇ３）。これにより、加湿空気がタンク５４から吐出空間Ｓ１へ、吐出空間Ｓ１からタンク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。これにより、吐出口１０８内のインクの増粘を抑制することが可能となる。
【００７６】
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１ｐは、昇降モータ４４を駆動し、キャップ４０の先端４１ａ１を表面８ａ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が外部空間Ｓ２に開放された非封止状態となり、上述したように記録動作が制御装置１６の制御によって行われる。
【００７７】
以上のように、本実施形態のインクジェットプリンタ１０１によると、気泡パージ動作を行う際に、インクメニスカスを挟んだインク側の圧力と気体側の圧力との間の圧力差がインクメニスカスの耐圧以下となる圧力が吐出空間Ｓ１に生じているため、内部流路（インク流入流路７２及び排気流路７３）内の気泡を効果的に除去するためにインクの流量を増やし内部流路に生じる圧力が上昇しても、インクメニスカスが破れて吐出口１０８からインクが漏れ出すのを抑制することが可能となる。つまり、吐出口１０８からの廃液を増やすことなく、気泡パージ動作による気泡の排出性を向上させることが可能となる。
【００７８】
また、気泡パージ動作を行う際に、ポンプ５６をＨＩモードで駆動し、加湿メンテナンスにおけるよりも加湿空気送出量を多くしている。このようにポンプ５６の駆動条件を変更するだけで、吐出空間Ｓ１内の圧力を容易に高くできる。
【００７９】
また、気泡パージ動作を行う際に、バルブ５９を制御してチューブ５７における流路抵抗を大きくしているため、インクメニスカスを挟んだ両側の圧力のつり合いを正確に取ることができる。また、気泡パージ動作を行う際に、バルブ５９は閉じられている。これにより、吐出空間Ｓ１内の圧力を簡単に上昇させることが可能となる。
【００８０】
また、インク帰還管８３がサブタンク８０と連通しているため、気泡パージ動作において、インク帰還管８３に移送されてきたインクがサブタンク８０に戻される（インク循環）。したがって、廃棄するインク量を効果的に減少させることができる。変形例として、インク帰還管８３を廃棄タンク（不図示）に連通させてもよいし、サブタンク８０と廃棄タンクとに選択的に切換可能な構成としてもよい。例えば、前段のインク循環では、インク帰還管８３を廃棄タンクに連通させ、異物等を含むインクは廃棄する。後段のインク循環では、サブタンク８０に連通させ、インクをサブタンク８０に戻す。少なくとも後段のインク循環動作では、清浄なインクがサブタンク８０に戻ることになる。これによって、サブタンク８０内における、異物等の蓄積を抑制できる。
【００８１】
また、チューブ５７がタンク５４と連通しているため、気泡パージ動作の加湿動作において、タンク５４の加湿空気が吐出空間Ｓ１へ、吐出空間Ｓ１の空気がタンク５４へと循環する構成となる。変形例として、チューブ５７が大気に開放されていてもよいし、タンク５４と大気開放とに選択的に切換可能な構成としてもよい。
【００８２】
上述の実施形態においては、気泡パージ動作においてリザーバユニット７１の内部流路に正圧を生じさせ、吐出空間Ｓ１内に正圧を生じさせていたが、これら内部流路及び吐出空間Ｓ１内に負圧を生じさせてもよい。つまり、図１２に示すように、流入口７２ａとサブタンク８０とをインク供給管８２で直接接続し、インク帰還管８３にはバルブ８７の代わりにパージポンプ８６を設ける。そして、図１３に示すように、チューブ５７にバルブ５９を設けずにポンプ５６を設ける。この構成において、パージポンプ８６を駆動すると、インク帰還管８３及び内部流路（インク流入流路７２及び排気流路７３）が負圧になり、サブタンク８０内のインクがインク供給管８２を通って内部流路に供給される。一方、ポンプ５６を駆動すると、チューブ５７及び吐出空間Ｓ１内が負圧になり、タンク５４内の加湿空気がチューブ５５を通って吐出空間Ｓ１に供給される。このとき、両ポンプ５６，８６は、同じ位相で駆動される。
【００８３】
気泡パージ動作において、上述の実施形態と同様に、制御装置がこれらポンプ５６，８６を駆動することで、吐出空間Ｓ１内に生じる負圧（インクメニスカスの気体側の圧力）と、インク流入流路７２内に生じる負圧（インクメニスカスのインク側の圧力）との圧力差がインクメニスカス耐圧以下となる。つまり、パージ動作の際に、吐出空間Ｓ１にインクメニスカスの耐圧以下で内部流路の圧力とつり合う負圧が生じる構成となる。これにより、高い圧力（負圧）を保ったままインク循環が行われ、循環経路の流路内に滞留している気泡などの異物が、インクと共に排気流路７３及びインク帰還管８３を順に通過してサブタンク８０にトラップされる。このような変形例においても、上述の実施形態と同様に、気泡パージ動作において、インクメニスカスが破れて吐出口１０８からインクが漏れ出すのを抑制することが可能となり、吐出口１０８からの廃液を増やすことなく、気泡パージ動作の気泡排出性を向上させることが可能となる。なお、上述の実施形態と同様な構成においては、同じ効果を得ることができる。
【００８４】
また、変形例として、ポンプ５６の駆動開始以降に、両ポンプ５６，８６のダイヤフラムの位相が揃うように、パージポンプ８６の駆動を開始してもよい。こうすれば、気泡パージ動作の際に、内部流路（インク流入流路７２及び排気流路７３）よりも先に吐出空間Ｓ１内に負圧が生じる。このため、吐出空間Ｓ１の空気が吐出口１０８から侵入するのを防ぐことが可能となる。
【００８５】
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、上述の実施形態においては、気泡パージ動作から吐出口パージ動作へと連続して移行しているが、気泡パージ動作と吐出口パージ動作とが別々（不連続）に行われてもよい。つまり、気泡パージ動作又は吐出口パージ動作だけが単独で行われてもよい。気泡パージ動作に続いてフラッシング動作が行われてもよい。
【００８６】
また、吐出空間Ｓ１を封止状態と非封止状態とに取り得るキャップ手段として、吐出面２ａと対向する底部及びこの底部の周縁に立設された環状部を有するキャップと、環状部の先端が吐出面２ａと当接する位置及び吐出面２ａから離隔した位置にキャップを移動させる移動機構とを含んで構成されていてもよい。この場合、キャップの底部に加湿空気を供給する供給口と排出口とが設けられていてもよい。
【００８７】
また、上述の実施形態においては、気泡パージ動作及び吐出口パージ動作において、パージポンプ８６の駆動モードを変化させているが、変化させなくてもよい。この場合、バルブ８７の開閉だけで、リザーバユニット７１の内部流路（インク流入流路７２及び排気流路７３）の圧力を変化させてもよい。さらに、気泡パージで内部流路に生じる圧力が、インクメニスカスの気体側を大気圧にすると当該インクメニスカスを破壊する圧力となっておれば、単に吐出空間Ｓ１内の圧力を大気圧にまで下げればよい。
【００８８】
また、気泡パージにおける加湿動作および増粘防止動作における加湿動作においても、ポンプ５６の駆動モードを変化させなくてもよい。この場合、バルブ５９の開閉だけで、吐出空間Ｓ１内の圧力を変化させればよい。また、バルブ５９，８７が、設けられていなくてもよい。この場合、パージポンプ８６によるインク送出量を、気泡パージ動作と吐出口パージ動作とで変化させ、内部流路に生じる圧力を変えればよい。ポンプ５６による加湿空気送出量を、気泡パージにおける加湿動作および増粘防止動作における加湿動作で異ならせ、吐出空間Ｓ１内に生じる圧力を変化させればよい。このとき、吐出空間Ｓ１内に生じる圧力とインクメニスカスのインク側の圧力とをつり合わせばよい。また、両ポンプ５６，８６は、ダイヤフラムポンプ以外の容積型ポンプであってもよい。
【００８９】
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。
【符号の説明】
【００９０】
１ インクジェットヘッド（液体吐出ヘッド）
２ａ 吐出面
１６ 制御装置（制御手段）
５４ タンク（第２タンク）
５５ チューブ（第２供給流路）
５６ ポンプ（加湿空気供給手段：第２ポンプ）
５７ チューブ（第２排出流路）
５９ バルブ（空気制限弁）
７２ インク流入流路（内部流路の一部）
７２ａ 流入口
７３ 排気流路（内部流路の一部）
７３ａ 流出口
７５ インク流出流路（内部流路の一部）
８０ サブタンク（第１タンク）
８２ インク供給管（第１供給流路）
８３ インク帰還管（第１排出流路）
８６ パージポンプ（液体供給手段：第１ポンプ）
８７ バルブ（液体遮断弁）
１０１ インクジェットプリンタ（液体吐出装置）
１０５ マニホールド流路（個別液体流路の一部）
１０５ａ 副マニホールド流路（個別液体流路の一部）
１０８ 吐出口
１３２ 個別インク流路（個別液体流路の一部）
Ｓ１ 吐出空間
Ｓ２ 外部空間
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体が流入する流入口と、液体が流出する流出口と、前記流入口と前記流出口とを連通する内部流路と、液体を吐出するための複数の吐出口と、前記内部流路から分岐して前記複数の吐出口に至る複数の個別液体流路とを有する液体吐出ヘッドと、
前記液体吐出ヘッドに供給される液体を貯溜する第１タンクと、
前記第１タンクと前記流入口とを連通する第１供給流路と、
前記流出口と連通する第１排出流路と、
前記第１タンクに貯留された液体を、前記第１供給流路を介して前記内部流路に供給する液体供給手段と、
前記複数の吐出口と対向する吐出空間が外部空間から封止された封止状態と、前記吐出空間が前記外部空間に対して開放された非封止状態とを取り得るキャップ手段と、
前記吐出空間に供給される加湿空気を貯留する第２タンクと、
前記第２タンクと前記吐出空間とを連通させる第２供給流路と、
前記吐出空間と連通する第２排出流路と、
前記第２タンクに貯留された加湿空気を、前記第２供給流路を介して前記吐出空間に供給する加湿空気供給手段と、
前記吐出空間を前記封止状態とし、前記第２タンクの加湿空気を前記第２供給流路、前記吐出空間及び前記第２排出流路の順に移送する加湿動作を行うように前記キャップ手段及び前記加湿空気供給手段を制御するとともに、前記第１タンクの液体を前記第１供給流路、前記内部流路及び前記第１排出流路の順に移送させるパージ動作を行うように前記液体供給手段を制御する制御手段とを備えており、
前記制御手段は、前記パージ動作を行う際に、前記吐出口に形成される液体メニスカスを挟んだ液体側の圧力と気体側の圧力との間の圧力差が、前記液体メニスカスが破壊されない最大圧力である前記液体メニスカスの耐圧以下でつり合うように、前記加湿空気供給手段及び前記液体供給手段を制御することを特徴とする液体吐出装置。
【請求項２】
前記第１タンク及び前記第２タンクは大気に開放されており、
前記液体供給手段が、前記パージ動作において前記内部流路に正圧が生じるように前記第１タンクに貯留された液体を前記内部流路に供給する第１ポンプであり、
前記加湿空気供給手段が、前記加湿動作において前記吐出空間に正圧が生じるように前記第２タンクに貯留された加湿空気を前記吐出空間に供給する第２ポンプであり、
前記制御手段は、前記パージ動作を行う際に、前記第１ポンプの駆動開始以降に前記第２ポンプの駆動を開始することを特徴とする請求項１に記載の液体吐出装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記吐出空間を前記封止状態とし、前記パージ動作を行わずに前記加湿動作を行う場合に比べて、前記パージ動作を行う際には、前記吐出空間への加湿空気送出量が多くなるように前記第２ポンプを制御することを特徴とする請求項２に記載の液体吐出装置。
【請求項４】
前記第２排出流路の空気の流通を制限可能な空気制限弁をさらに備えており、
前記制御手段は、前記パージ動作を行う際に、前記空気の流通を規制して前記第２排出流路の流路抵抗を高くするように前記空気制限弁を制御することを特徴とする請求項２又は３に記載の液体吐出装置。
【請求項５】
前記制御手段は、前記パージ動作を行う際に、前記空気制限弁を閉じるように前記空気制限弁を制御することを特徴とする請求項４に記載の液体吐出装置。
【請求項６】
前記第１排出流路の液体の流通を遮断可能な液体遮断弁をさらに備えており、
前記制御手段は、前記パージ動作中において前記液体遮断弁を閉じるとともに前記空気制限弁を開いて、前記複数の吐出口から液体を強制的に排出する吐出口パージ動作を行うように、前記空気制限弁及び液体遮断弁を制御することを特徴とする請求項５に記載の液体吐出装置。
【請求項７】
前記第１タンク及び前記第２タンクは大気に開放されており、
前記液体供給手段が、前記パージ動作において前記内部流路に負圧が生じるように前記第１タンクに貯留された液体を前記内部流路に供給する第１ポンプであり、
前記加湿空気供給手段が、前記加湿動作において前記吐出空間に負圧が生じるように前記第２タンクに貯留された加湿空気を前記吐出空間に供給する第２ポンプであり、
前記制御手段は、前記パージ動作を行う際に、前記第２ポンプの駆動開始以降に前記第１ポンプの駆動を開始することを特徴とする請求項１に記載の液体吐出装置。
【請求項８】
前記制御手段は、前記パージ動作を行う際に、前記第１ポンプと前記第２ポンプの位相を揃えることを特徴とする請求項２〜７のいずれか１項に記載の液体吐出装置。
【請求項９】
前記第１排出流路は、前記第１タンクと前記流出口とを連通させていることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の液体吐出装置。
【請求項１０】
前記第２排出流路は、前記第２タンクと前記吐出空間とを連通させていることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の液体吐出装置。
【請求項１】
液体が流入する流入口と、液体が流出する流出口と、前記流入口と前記流出口とを連通する内部流路と、液体を吐出するための複数の吐出口と、前記内部流路から分岐して前記複数の吐出口に至る複数の個別液体流路とを有する液体吐出ヘッドと、
前記液体吐出ヘッドに供給される液体を貯溜する第１タンクと、
前記第１タンクと前記流入口とを連通する第１供給流路と、
前記流出口と連通する第１排出流路と、
前記第１タンクに貯留された液体を、前記第１供給流路を介して前記内部流路に供給する液体供給手段と、
前記複数の吐出口と対向する吐出空間が外部空間から封止された封止状態と、前記吐出空間が前記外部空間に対して開放された非封止状態とを取り得るキャップ手段と、
前記吐出空間に供給される加湿空気を貯留する第２タンクと、
前記第２タンクと前記吐出空間とを連通させる第２供給流路と、
前記吐出空間と連通する第２排出流路と、
前記第２タンクに貯留された加湿空気を、前記第２供給流路を介して前記吐出空間に供給する加湿空気供給手段と、
前記吐出空間を前記封止状態とし、前記第２タンクの加湿空気を前記第２供給流路、前記吐出空間及び前記第２排出流路の順に移送する加湿動作を行うように前記キャップ手段及び前記加湿空気供給手段を制御するとともに、前記第１タンクの液体を前記第１供給流路、前記内部流路及び前記第１排出流路の順に移送させるパージ動作を行うように前記液体供給手段を制御する制御手段とを備えており、
前記制御手段は、前記パージ動作を行う際に、前記吐出口に形成される液体メニスカスを挟んだ液体側の圧力と気体側の圧力との間の圧力差が、前記液体メニスカスが破壊されない最大圧力である前記液体メニスカスの耐圧以下でつり合うように、前記加湿空気供給手段及び前記液体供給手段を制御することを特徴とする液体吐出装置。
【請求項２】
前記第１タンク及び前記第２タンクは大気に開放されており、
前記液体供給手段が、前記パージ動作において前記内部流路に正圧が生じるように前記第１タンクに貯留された液体を前記内部流路に供給する第１ポンプであり、
前記加湿空気供給手段が、前記加湿動作において前記吐出空間に正圧が生じるように前記第２タンクに貯留された加湿空気を前記吐出空間に供給する第２ポンプであり、
前記制御手段は、前記パージ動作を行う際に、前記第１ポンプの駆動開始以降に前記第２ポンプの駆動を開始することを特徴とする請求項１に記載の液体吐出装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記吐出空間を前記封止状態とし、前記パージ動作を行わずに前記加湿動作を行う場合に比べて、前記パージ動作を行う際には、前記吐出空間への加湿空気送出量が多くなるように前記第２ポンプを制御することを特徴とする請求項２に記載の液体吐出装置。
【請求項４】
前記第２排出流路の空気の流通を制限可能な空気制限弁をさらに備えており、
前記制御手段は、前記パージ動作を行う際に、前記空気の流通を規制して前記第２排出流路の流路抵抗を高くするように前記空気制限弁を制御することを特徴とする請求項２又は３に記載の液体吐出装置。
【請求項５】
前記制御手段は、前記パージ動作を行う際に、前記空気制限弁を閉じるように前記空気制限弁を制御することを特徴とする請求項４に記載の液体吐出装置。
【請求項６】
前記第１排出流路の液体の流通を遮断可能な液体遮断弁をさらに備えており、
前記制御手段は、前記パージ動作中において前記液体遮断弁を閉じるとともに前記空気制限弁を開いて、前記複数の吐出口から液体を強制的に排出する吐出口パージ動作を行うように、前記空気制限弁及び液体遮断弁を制御することを特徴とする請求項５に記載の液体吐出装置。
【請求項７】
前記第１タンク及び前記第２タンクは大気に開放されており、
前記液体供給手段が、前記パージ動作において前記内部流路に負圧が生じるように前記第１タンクに貯留された液体を前記内部流路に供給する第１ポンプであり、
前記加湿空気供給手段が、前記加湿動作において前記吐出空間に負圧が生じるように前記第２タンクに貯留された加湿空気を前記吐出空間に供給する第２ポンプであり、
前記制御手段は、前記パージ動作を行う際に、前記第２ポンプの駆動開始以降に前記第１ポンプの駆動を開始することを特徴とする請求項１に記載の液体吐出装置。
【請求項８】
前記制御手段は、前記パージ動作を行う際に、前記第１ポンプと前記第２ポンプの位相を揃えることを特徴とする請求項２〜７のいずれか１項に記載の液体吐出装置。
【請求項９】
前記第１排出流路は、前記第１タンクと前記流出口とを連通させていることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の液体吐出装置。
【請求項１０】
前記第２排出流路は、前記第２タンクと前記吐出空間とを連通させていることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項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２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１２−１７１３２０（Ｐ２０１２−１７１３２０Ａ）
【公開日】平成２４年９月１０日（２０１２．９．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−３８２６６（Ｐ２０１１−３８２６６）
【出願日】平成２３年２月２４日（２０１１．２．２４）
【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２４年９月１０日（２０１２．９．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年２月２４日（２０１１．２．２４）
【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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