記録装置
【課題】液体の消費を抑えつつ吐出口内の液体の乾燥を抑制できる。
【解決手段】キャップ１１０がヘッド２の吐出面２ａを覆っている際、キャップ１１０と吐出面２ａとの間に内包空間１１０ａが形成されている。ヘッド２を吐出面２ａから離隔させる際は、その前に内包空間１１０ａ内の高湿な空気を貯留室１２４ａへと吸引する。キャップ１１０が一旦吐出面２ａから離隔し、その後再び吐出面２ａを覆った際、貯留室１２４ａ内に退避させていた高湿の空気を内包空間１１０ａへと戻す。
【解決手段】キャップ１１０がヘッド２の吐出面２ａを覆っている際、キャップ１１０と吐出面２ａとの間に内包空間１１０ａが形成されている。ヘッド２を吐出面２ａから離隔させる際は、その前に内包空間１１０ａ内の高湿な空気を貯留室１２４ａへと吸引する。キャップ１１０が一旦吐出面２ａから離隔し、その後再び吐出面２ａを覆った際、貯留室１２４ａ内に退避させていた高湿の空気を内包空間１１０ａへと戻す。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水を成分とする液体を吐出する記録ヘッドを有する記録装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
記録ヘッドにおいて液体を吐出する吐出口内の液体の乾燥を防止するために、液体を吐出しない期間中、吐出口が形成された吐出面をキャップで覆うことがある。しかし、記録ヘッドの吐出面をキャップで覆った直後はキャップ内の空気が比較的乾燥しており、キャップ内の水蒸気が飽和状態になるまで、吐出口から水分が蒸発し続ける。これに対して特許文献１では、ヘッドのノズル形成面を覆うキャッピング手段に、大気開放口とこの大気開放口を開閉するバルブ部材とを設けている。そして、装置を長期間休止させる場合には大気開放口を開放してノズルにおけるインクの乾燥を促進し、これによってノズルの開口部のインクを固化させることによりノズルの開口部より奥までインクが固化するのを防止できるとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−２１８８０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１によると、キャッピング中にノズルの開口部でインクを固化させる。このため、ノズルからインクを吐出させて記録媒体への記録動作を実行する前に、ノズルからインクを予備的に吐出させて固化されたインクを除去する必要がある。したがって、インクを余計に消費するおそれがある。
【０００５】
本発明の目的は、液体の消費を抑えつつ吐出口内の液体の乾燥を抑制できる記録装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の記録装置は、水を成分とする液体を吐出する吐出口が形成された吐出面を有する記録ヘッドと、前記吐出面に当接して前記吐出口が形成された吐出領域を覆うキャッピング手段と、前記吐出面に当接して前記吐出領域を覆った被覆位置と前記吐出面から離隔して前記吐出領域を開放した離隔位置との間で前記キャッピング手段を前記記録ヘッドに対して相対移動させるキャップ移動手段と、前記キャッピング手段が前記被覆位置にあるときに、前記キャッピング手段と前記吐出面との間に形成される内包空間とその外部とを連通させる外部連通流路と、空気を貯留する貯留室を有し、前記内包空間と前記貯留室との間で空気を移動する空気貯留手段と、前記被覆位置から前記離隔位置へと前記キャッピング手段が移動し始める前に前記内包空間から前記貯留室へと空気を流入させると共に、前記離隔位置から前記被覆位置へと前記キャッピング手段が移動した後に前記貯留室内の空気を前記内包空間に流入させるように、前記キャップ移動手段及び空気貯留手段を制御する制御手段とを備えている。
【０００７】
キャッピング手段を離隔位置から被覆位置へと移動させると、吐出口から水分が蒸発する一方、内包空間の空気が飽和状態となれば、これ以上吐出口内の乾燥が進まない。しかし、この後キャッピング手段を被覆位置から離隔位置へと移動させると、内包空間内の高湿の空気が大気中へと散逸するので、再度キャッピング手段を被覆位置へと移動させても、移動直後における内包空間の空気は外気と同程度に乾燥しているため、やはり吐出口から水分が蒸発する。これに対して、本発明の記録装置によると、キャッピング手段を被覆位置から離隔位置へと移動させる前に内包空間から移動した空気を、キャッピング手段を離隔位置から被覆位置へと移動させた後に内包空間に戻す。したがって、内包空間内が高湿の状態となり、吐出口付近の液体が乾燥するのが抑制される。また、吐出口内の液体の乾燥を促進したりしないので、予備吐出する液体の量を抑制したり、予備吐出そのものを不要としたりすることができる。
【０００８】
また、本発明においては、前記空気貯留手段が、前記貯留室へと空気を流入させるときに前記内包空間から空気を吸引する吸引手段を有していることが好ましい。これによると、内包空間から貯留室へと吸引によって空気が移動するので、例えば加圧することによって移動する場合と比べて貯留室内への外気の混入を少なくでき、高湿の空気のまま貯留室に退避させることができる。
【０００９】
また、本発明においては、前記吐出領域が一方向に長尺であり、前記空気貯留手段が、前記内包空間から吸引した空気を前記貯留室へと導入する吸引流路を有しており、前記吸引流路と前記内包空間との連通部が前記一方向に関して前記内包空間の一端近傍に配置されていると共に、前記外部連通流路と前記内包空間との連通部が前記一方向に関して前記内包空間の他端近傍に配置されていることが好ましい。これによると、内包空間と吸引流路との連通部が一端に、外部連通流路と内包空間との連通部が他端に配置されているので、他端から外部の空気を取り込みつつ一端から内包空間内の空気を円滑に吸引できる。
【００１０】
また、本発明においては、前記内包空間が、前記一端に向かって先細りに形成されていると共に、前記他端に向かって先細りに形成されていることが好ましい。これによると、吸引流路との連通部が配置された一端に向かって内包空間が先細りに形成されているため、内包空間内の高湿の空気が、滞留を生じることなく貯留室に円滑に吸引される。また、外部連通流路との連通部が配置された他端に向かっても内包空間が先細りに形成されているため、外部連通流路から内包空間へと外部の空気が円滑に導入される。
【００１１】
また、本発明においては、前記制御手段が、前記内包空間の空気を乱流が発生しないような速さで吸引するように前記空気貯留手段を制御することが好ましい。これによると、内包空間に乱流が発生しないように吸引するので、外部連通流路を通じて内包空間に流入する空気と内包空間に存在する高湿の空気とが混ざりにくく、高湿の空気のみが円滑に貯留室へと吸引されやすい。
【００１２】
また、本発明においては、前記空気貯留手段が、前記貯留室内において変位することで前記貯留室の容積を変化させる変位部材を有していてもよい。これによると、簡易な構成で貯留室へと空気を吸引することができる。
【００１３】
また、本発明においては、前記空気貯留手段が、前記内包空間から移動した空気を、前記貯留室を介して前記内包空間へと戻すまでに加湿する第１の加湿手段を有していることが好ましい。これによると、加湿した空気を内包空間へと排出できるため、内包空間から貯留室へと空気を移動させた際に高湿な空気を十分に回収できていなかったとしても、内包空間の空気を速やかに高湿な状態にすることができる。
【００１４】
また、本発明においては、前記空気貯留手段が、前記内包空間内から移動した空気を前記貯留室へと導入する第１の流路と、前記貯留室の空気を前記第１の加湿手段に導入する第２の流路と、前記第１の加湿手段からの空気を前記内包空間へと導出する第３の流路と、前記内包空間から前記貯留室へ向かう方向に空気を流通させる、前記内包空間と前記貯留室との間に配置された第１の逆止弁と、前記第１の加湿手段から前記内包空間へ向かう方向に空気を流通させる、前記第１の加湿手段と前記内包空間との間に配置された第２の逆止弁とを有していることが好ましい。これによると、貯留室の圧力が小さくなった際、第１及び第２の逆止弁の作用により、第１の流路を通じて内包空間からの空気が貯留室へと流入するが、第３の流路を通じて第１の加湿手段から内包空間へと空気が流出しないようにできる。また、貯留室の圧力が大きくなった際、第１及び第２の逆止弁の作用により、第３の流路を通じて第１の加湿手段からの空気が内包空間へと流出するが、第１の流路を通じて内包空間からの空気が貯留室へと流入しないようにできる。これにより、内包空間の空気を貯留室内に取り込み、その空気を第１の加湿手段によって加湿した後、内包空間へと排出する構成が簡易に実現する。
【００１５】
また、本発明においては、前記外部連通流路が、移動する空気を加湿する第２の加湿手段を介して大気と連通していることが好ましい。これによると、外部から内包空間に流入する空気が常に加湿されることになるので、貯留室には確実に高湿状態の空気が貯留されることになる。
【００１６】
また、本発明においては、前記外部連通流路を外部に開放する開放状態と前記外部連通流路を閉鎖する閉鎖状態とを選択的に取る弁が設けられており、前記制御手段が、前記弁の状態を切り替えることが好ましい。これによると、必要に応じて内包空間と外部との間で空気をやり取りできる状態と空気をやり取りしない状態とを切り替えることができるので、内包空間と貯留室との空気のやり取りを円滑にしつつキャッピング手段の密閉性を向上することができる。
【発明の効果】
【００１７】
キャッピング手段を離隔位置から被覆位置へと移動させると、吐出口から水分が蒸発する一方、内包空間の空気が飽和状態となれば、これ以上吐出口内の乾燥が進まない。しかし、この後キャッピング手段を被覆位置から離隔位置へと移動させると、内包空間内の高湿の空気が大気中へと散逸するので、再度キャッピング手段を被覆位置へと移動させても、移動直後における内包空間の空気は大気と同程度に乾燥しているため、やはり吐出口から水分が蒸発する。これに対して、本発明によると、キャッピング手段を被覆位置から離隔位置へと移動させる前に内包空間から移動した空気を、キャッピング手段を離隔位置から被覆位置へと移動させた後に内包空間に戻す。したがって、内包空間内が高湿の状態となり、吐出口付近の液体が乾燥するのが抑制される。また、吐出口内の液体が固化するのを促進させたりしないので、予備吐出する液体の量を抑制したり、予備吐出そのものを不要としたりすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一実施の形態である第１の実施形態に係るインクジェットプリンタの内部構成を概略的に示す模式図である。
【図２】図２（ａ）はキャッピングユニットの平面図、図２（ｂ）は図２（ａ）のＢ−Ｂ線断面図であって、移動台に接続された空気チューブや空気タンクを含む図である。
【図３】ヘッド及びキャップの一連の動作を示す図である。
【図４】ヘッドに対するキャップの移動を示す図である。ピストン移動機構の図示は省略されている。
【図５】図５（ａ）はキャップの平面図、図５（ｂ）はキャップの正面図である。
【図６】本発明の別の一実施の形態である第２の実施形態において、キャップの内包空間から空気を吸引する様子を示す図である。ピストン移動機構の図示は省略されている。
【図７】図６の構成において、キャップの内包空間へと空気を戻す様子を示す図である。ピストン移動機構の図示は省略されている。
【図８】本発明のさらに別の一実施の形態である第３の実施形態において、キャップの内包空間から空気を吸引したり、キャップの内包空間へと空気を戻したりする様子を示す図である。ピストン移動機構の図示は省略されている。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
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。
【００２０】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の一実施の形態である第１の実施形態に係るインクジェットプリンタ（以下、プリンタ１）の内部構成を示す模式図である。プリンタ１は、４つのインクジェットヘッド２（以下、ヘッド２）を有するライン式のカラーインクジェットプリンタである。
【００２１】
プリンタ１は、ほぼ直方体形状の筐体１ａを有している。筐体１ａの天板上部には、排紙部１５が設けられている。筐体１ａの内部空間は、上から順に３つの空間に区分できる。上空間および中空間では、排紙部１５に連なる用紙の搬送経路が構成されている。上空間では、用紙の搬送と用紙への画像形成が行われる。中空間では、用紙の収納とその搬出が行われる。下空間は、インク供給源が収納されており、対応するインクジェットヘッド２へインクの供給が行われる。
【００２２】
上空間には、４つのヘッド２、用紙を搬送する搬送機構１６、用紙をガイドするガイド部、ヘッド２の下面（吐出面２ａ）を保護するキャッピングユニット１００等が配置されている。上空間の上部には、これらの機構を含め、プリンタ全体の動作を司る制御部９９が配置されている。
【００２３】
４つのヘッド２は、主走査方向（図１の紙面に直交する方向）に長尺なラインヘッドであって、略直方体の外形形状を有する。各ヘッド２は、副走査方向に所定ピッチで並び、ヘッドフレーム９に固定されている。ヘッドフレーム９は、ヘッド移動機構２０によって副走査方向に両側から支持されている。ヘッド移動機構２０は、制御部９９によって制御され、４つのヘッド２をヘッドフレーム９ごと上下に移動させる。
【００２４】
以下、副走査方向とは、搬送ユニット２１において用紙Ｐが搬送されるときの搬送方向に平行な方向であり、主走査方向とは、水平面に平行且つ副走査方向に直交する方向であるとする。
【００２５】
各ヘッド２の下面（吐出面２ａ）には複数の吐出口が開口している。各吐出面２ａからは、画像形成に際して、マゼンタ、シアン、イエロー、ブラックのインクが吐出される。吐出面２ａにおいて吐出口が開口した領域である吐出領域２ｃは、主走査方向に長尺である（図２参照）。
【００２６】
搬送機構１６は、図１に示すように、ベルトローラ６、７および両ローラ６、７間に巻回されたエンドレスの搬送ベルト８に加え、搬送ベルト８の外側に配置されたニップローラ４および剥離プレート５、搬送ベルト８の内側に配置されたテンションローラ１０、直方体形状のプラテン１８等を有している。
【００２７】
ベルトローラ７は、駆動ローラであって、搬送モータ１９によって、図１中時計回りに回転する。このとき、搬送ベルト８は、太矢印に沿って走行する。ベルトローラ６は、従動ローラであって、搬送ベルト８の走行に伴い、図１中時計回りに回転する。ニップローラ４は、ベルトローラ６に対向配置され、前段のガイド部から供給された用紙Ｐを搬送ベルト８の外周面８ａに押さえつける。剥離プレート５は、ベルトローラ７に対向配置され、用紙Ｐを外周面８ａから剥離して後段のガイド部に導く。テンションローラ１０は、搬送ベルト８の下側ループを外側に向けて付勢し、搬送ベルト８の弛みを取る。プラテン１８は、４つのヘッド２に対向配置され、搬送ベルト８の上側ループを内側から支える。これにより、外周面８ａとヘッド２の吐出面２ａとの間には、画像形成に適した所定の間隙が形成される。
【００２８】
ガイド部は、搬送機構１６を挟んで両側に配置されている。上流側ガイド部（前段のガイド部）は、２つのガイド１３ａ、１３ｂおよび一対の送りローラ１４を有する。このガイド部は、給紙ユニット１ｂ（後述）と搬送機構１６とを繋ぐ。下流側ガイド部（後段のガイド部）は、２つのガイド２９ａ、２９ｂおよび二対の送りローラ２８を有する。このガイド部は、搬送機構１６と排紙部１５とを繋ぐ。
【００２９】
キャッピングユニット１００は、後述の通りヘッド２の吐出面２ａを覆って吐出口内のインクの乾燥を防止するものであり、主走査方向に関してヘッド２に隣接して配置されている。
【００３０】
中空間には、給紙ユニット１ｂが配置されている。給紙ユニット１ｂは、給紙トレイ１１および給紙ローラ１２を有し、給紙トレイ１１が筐体１ａに着脱可能に装着されている。給紙トレイ１１は、上方に開口した箱体であって、複数の用紙Ｐを収納する。給紙ローラ１２は、給紙トレイ１１内で最も上方にある用紙Ｐを送り出し、上流側ガイド部に供給する。
【００３１】
上述したように、上空間および中空間によって、給紙ユニット１ｂから搬送機構１６を介して排紙部１５に至る用紙搬送経路が形成されている。印字指令に基づいて、給紙トレイ１２から繰り出された用紙Ｐは、上流側ガイド部を介して搬送機構１６に供給される。用紙Ｐが各ヘッド２の真下を副走査方向に通過する際、順に吐出面２ａからインクが吐出されて、用紙Ｐ上にカラー画像が形成される。用紙Ｐは、さらに下流側ガイド部を介して搬送され、上方の開口２２から排紙部１５に排紙される。
【００３２】
下空間には、インクタンクユニット１ｃが筐体１ａに対して着脱可能に配置されている。インクタンクユニット１ｃには、４つのインクタンク１７が並んで収納されている。各インクタンク１７からは、インクチューブ（図示せず）を介して、対応するヘッド２にインクが供給される。
【００３３】
以下、キャッピングユニット１００の構成について、図２及び図３を参照しつつ詳細に説明する。キャッピングユニット１００は、図２（ａ）に示すように、上面に４つのキャップ１１０（キャッピング手段）が固定された移動台１０１と、移動台１０１を主走査方向に往復移動させる移動台移動機構１０２とを有している。移動台移動機構１０２は、移動台１０１を、主走査方向に関してヘッド２からずれた図３（ａ）に示す位置（退避位置）と、ヘッド２の下方の図３（ｃ）に示す位置（対向位置）との間で移動させる。
【００３４】
キャップ１１０は、移動台１０１の平坦な上面から上方に突出する突起１１１を有している。突起１１１は、平面視において、長い方の辺が主走査方向に沿った平行四辺形の四辺に沿って細長く延びており、平坦な上端を有している。４つの突起１１１は、副走査方向に沿ってヘッド２と同じピッチで配列されている。移動台１０１が図３（ｃ）の位置にあるとき、各突起１１１は、図２（ａ）に示すように、ヘッド２の吐出領域２ｃを平面視で取り囲む。突起１１１は、ゴムなどの弾性材料から形成されている。
【００３５】
突起１１１の鋭角な方の角部内には、移動台１０１を鉛直方向に貫通する連通孔１１２及び１１３が形成されている。連通孔１１３は、平行四辺形の対角線方向に関して連通孔１１２とは反対側に位置している。連通孔１１２の下面側の開口には、図２（ｂ）に示すように、空気チューブ１２１（外部連通流路）の一端が接続されている。空気チューブ１２１は、移動台１０１が移動してもその動きに追随可能な柔軟性と長さを有している。空気チューブ１２１の他端は、大気に開放されており、その途中には開閉弁１２２が設けられている。開閉弁１２２は、制御部９９によって制御されることにより、空気チューブ１２１内を空気が流通する状態（以下、開放状態とする）と、空気チューブ１２１内が閉鎖され、空気が流通できない状態（以下、閉鎖状態とする）とに切り替えられる。
【００３６】
移動台１０１の下面における連通孔１１３の開口には、空気チューブ１２３（吸引流路）の一端が接続されている。空気チューブ１２３の他端は、空気タンク１２４（空気貯留手段）と接続されている。空気タンク１２４の内部には、空気を貯留する貯留室１２４ａが形成されている。空気チューブ１２３は、移動台１０１が移動してもその動きに追随可能な柔軟性と長さを有している。空気タンク１２４はシリンダ状に構成されており、下方からピストン１２５（変位部材）が挿入されている。ピストン１２５は、ピストン移動機構１２６に連結されている。ピストン移動機構１２６は、ピストン１２５を貯留室１２４ａの奥へと向かう方向と、その反対方向とに往復移動させる。制御部９９は、ピストン移動機構１２６を制御してピストン１２５を変位させることにより、貯留室１２４ａの容積（貯留室１２４ａに貯留可能な空気の容量）を変化させる。
【００３７】
制御部９９は、ヘッド移動機構２０及び移動台移動機構１０２を制御することにより、キャップ１１０とヘッド２とを移動させる。これにより、制御部９９は、以下のように、キャップ１１０をヘッド２に対して相対移動させる。ヘッド２からインクを吐出させる際は、キャップ１１０が図３（ａ）に示す位置に配置される。このとき、キャップ１１０は主走査方向に関してヘッド２から離れた退避位置にある。インクの吐出が終了すると、制御部９９は、ヘッド移動機構２０を制御し、図３（ａ）の状態から矢印Ｘ１に示すようにヘッド２を上昇させる。これによって、図３（ｂ）に示すように、ヘッド２と搬送機構１６との間にキャップ１１０及び移動台１０１を挿入可能な隙間が形成される。
【００３８】
そして、制御部９９は、移動台移動機構１０２を制御して、図３（ｃ）に示すヘッド２の直下の対向位置まで、矢印Ｘ２に沿って移動台１０１を水平移動させる。さらに、制御部９９は、ヘッド移動機構２０を制御し、矢印Ｘ３に沿ってヘッド２を降下させ、図３（ｄ）に示すように、吐出面２ａを突起１１１の上端に当接させる。これによって、吐出領域２ｃが平面視において突起１１１に取り囲まれ、キャップ１１０によって被覆される。
【００３９】
以上のように、制御部９９は、キャップ１１０をヘッド２に対して相対的に移動させることにより、ヘッド２から離隔した離隔位置（図３（ａ）〜図３（ｃ）の位置）から、吐出面２ａに当接して吐出領域２ｃを覆う被覆位置（図３（ｄ）の位置）へと移動させる。これとは逆に、キャップ１１０を被覆位置から離隔位置へと相対移動させる際は、制御部９９は、上記と逆の順序で移動台１０１とヘッド２を移動させる。
【００４０】
キャップ１１０が被覆位置にあるとき、キャップ１１０とヘッド２の吐出面２ａとの間には、内包空間１１０ａが形成される。内包空間１１０ａは、図４（ａ）に示すように、吐出面２ａ、突起１１１及び移動台１０１の上面によって画定される空間である。このとき、吐出領域２ｃは内包空間１１０ａに覆われるため、吐出口が外気から隔離される。したがって、吐出口から水分が蒸発することによって内包空間１１０ａ内が一旦飽和状態になると、それ以上水分が蒸発しない。
【００４１】
しかし、再び印刷処理を実行するなどの際、内包空間１１０ａに高湿の空気が溜まっている状態でキャップ１１０を被覆位置から離隔させることになるので、内包空間１１０ａの空気がキャップ１１０外へと散逸する。そして、印刷処理が終了し、キャップ１１０が再び被覆位置に移動した直後は、内包空間１１０ａ内の空気が外気と同じ程度に乾燥している。したがって、キャップ１１０で吐出領域２ｃを覆っても、内包空間１１０ａ内の空気が水蒸気の飽和状態となるまで、吐出口からの水分蒸発は避けられない。仮に、吐出口が、印刷処理中に殆どインクの吐出をしなかった場合、吐出口内のインクは、この水分蒸発によって吐出特性を損なう程に増粘が進むおそれがある。
【００４２】
そこで本実施形態では、印刷処理を実行するときなどにキャップ１１０を移動させる際、制御部９９が以下のようにピストン移動機構１２６及び開閉弁１２２を制御する。まず、図４（ａ）のように、キャップ１１０が被覆位置にあったとする。内包空間１１０ａ内は、水蒸気が飽和した状態にある。このとき、制御部９９が開閉弁１２２を開放状態にすると共に、ピストン移動機構１２６（図４においては不図示）を制御して、矢印Ｘ４に沿ってピストン１２５を下方へと移動させる。このとき、貯留室１２４ａの容積が増大する。これに伴って内包空間１１０ａ内の空気が、矢印Ｙ１に示すように、空気チューブ１２３を通じて貯留室１２４ａ内に流入する。このように、ピストン１２５及びピストン移動機構１２６は、内包空間１１０ａから貯留室１２４ａへと空気を吸引する吸引手段を構成している。一方、主走査方向に関して連通孔１１３と反対側では、空気チューブ１２１を通じて外部の空気が、矢印Ｙ２及びＹ３に沿って内包空間１１０ａへと流入する。
【００４３】
このように、キャップ１１０が被覆位置から離隔する前に、高湿の空気が貯留室１２４ａ内に収容される。その後、図４（ｂ）に示すようにキャップ１１０がヘッド２から離隔しても、貯留室１２４ａ内には高湿の空気が保管されている。このとき、貯留室１２４ａにおける空気の保管量は、少なくとも内包空間１１０ａの占める体積と等量であればよく、本実施の形態では、開閉弁１２２から内包空間１１０ａを介して空気チューブ１２３と貯留室１２４ａとの接続部までの流路の占める体積に等量とされている。
【００４４】
そして、印刷処理が終了した後に、図４（ｃ）に示すようにキャップ１１０が再び被覆位置に移動した場合、制御部９９が開閉弁１２２を開放状態にする。これと共に、ピストン移動機構１２６を制御して、矢印Ｘ５に沿ってピストン１２５を上方へと移動させる。ピストン１２５の移動によって、貯留室１２４ａの容積が減少する。これに伴って貯留室１２４ａの空気が、矢印Ｙ４に示すように、空気チューブ１２３を通じて内包空間１１０ａ内に流入する。一方、主走査方向に関して空気チューブ１２３の接続側とは反対側では、矢印Ｙ５及びＹ６に示すように、内包空間１１０ａの空気が空気チューブ１２１を通じて外部へと流出する。ピストン１２５が最上方の位置まで到達すると、制御部９９は開閉弁１２２を閉鎖状態にする。以上により、貯留室１２４ａ内に貯留されていた高湿の空気が内包空間１１０ａに戻されると共に、開閉弁１２２により外部の空気が内包空間１１０ａ内へと侵入するのが防止される。
【００４５】
ところで、内包空間１１０ａと貯留室１２４ａとの間で空気を移動する際、ピストン１２５の移動速度が大きすぎると、内包空間１１０ａ内に乱流が発生して、内包空間１１０ａ内の空気が攪拌されるおそれがある。この場合、例えば内包空間１１０ａ内に流入した外気が、内包空間１１０ａ内に存在した高湿の空気と混ざり合うことにより、貯留室１２４ａへと収容する空気に乾燥した外気が混入しやすくなる。あるいは、内包空間１１０ａに戻された高湿の空気が、内包空間１１０ａ内の乾燥した空気と混ざり合い、連通孔１１２から漏れ出しやすくなる。そこで、本実施形態の制御部９９は、内包空間１１０ａ内に乱流が発生しないような速さでピストン１２５が移動するように、ピストン移動機構１２６を制御する。
【００４６】
以下は、内包空間１１０ａ内に乱流が発生しないようにピストン１２５を移動させるための一実施例である。この実施例では、図５（ａ）に示す内包空間１１０ａの幅Ｗが２．５＊１０−２ｍ（２５ｍｍ）であり、図５（ｂ）に示す内包空間１１０ａの深さＤが２＊１０−３ｍ（２ｍｍ）であるとする。また、乱流と層流の境界となるレイノルズ数を２３００とする。このとき、内包空間１１０ａ内の気流の速さをＵ［ｍ／ｓ］とし、気温が常温２０℃であるときの空気の動粘度νを１．０＊１０−６ｍ２／ｓとすると、レイノルズ数Ｒｅ＝Ｕ＊Ｄ／νが成り立つことから、Ｕ＝２３００＊１．０＊１０−６／（２＊１０−３）＝１．１５［ｍ／ｓ］となる。なお、気流の方向に直交する内包空間１１０ａの中央部の断面形状が横（Ｗ）２．５＊１０−２ｍ・縦（Ｄ）２＊１０−３ｍの長方形であることから、代表長さをＤ＝２＊１０−３ｍとした。気流の速さＵ＝１．１５［ｍ／ｓ］に対応する連通孔１１３からの吸引流量Ｑは、Ｑ＝Ｕ＊Ｄ＊Ｗ＝１．１５＊２．５＊１０−２＊２＊１０−３＝５．７５＊１０−５ｍ３／ｓ＝５７．５ｍｌ／ｓである。
【００４７】
したがって、本実施例では、連通孔１１３を通じて貯留室１２４ａと内包空間１１０ａとの間で移動する空気の流量が５７．５ｍｌ／ｓ未満となるようにピストン１２５を移動させた場合、内包空間１１０ａ内に乱流が発生しないこととなる。実際は、代表長さの取り方の違いや乱流と層流の境界となるレイノルズ数の取り方の違いによって乱流の影響を受けることとなるが、大部分の高湿空気を貯留室１２４ａ内に収容し、あるいは内包空間１１０ａ内に充填することができる。さらに乱流の影響を抑えるには、連通孔１１３を通じた空気の流量が５７．５ｍｌ／ｓ未満となる速さよりも十分に小さい速さでピストン１２５を移動させることがより好ましい。このとき、内包空間１１０ａ内に乱流が確実に発生しない速さの実測値に基づいて、ピストン１２５の速さが設定されてもよい。
【００４８】
以上説明した第１の実施形態によると、キャップ１１０を被覆位置から離隔位置へと移動させる前に、内包空間１１０ａの空気を貯留室１２４ａへと吸引する。これにより、内包空間１１０ａの高湿な空気を貯留室１２４ａへと一旦退避させておく。そして、再びキャップ１１０を被覆位置へと移動させた後に、貯留室１２４ａ内の高湿な空気を速やかに内包空間１１０ａへと戻す。これにより、キャップ１１０によって吐出面２ａを保護する間、吐出口内のインクから内包空間１１０ａへと水分が蒸発するのが抑制される。吐出口での増粘が進みにくいことから、各吐出口の吐出特性が長期的に維持される。仮に、強制的な特性の回復処理が必要となっても、無駄に捨てるインク量を抑えることができる。
【００４９】
また、キャップ１１０の突起１１１が平面視で平行四辺形の形状を有しており、平行四辺形の２つの鋭角のうち、一方の付近に連通孔１１２が、他方の付近に連通孔１１３が配置されている。これにより、内包空間１１０ａに対して、一方からは外気を導入しつつ他方からは高湿な空気を吸引することが円滑に行える。また、連通孔１１２及び１１３が、平行四辺形の鋭角内に配置されている。つまり、連通孔１１２及び１１３に向かって内包空間１１０ａが先細りになっている。このため、内包空間１１０ａ内に空気の滞留を生じさせることなく、連通孔１１２及び１１３に向かって空気を円滑に流通させることができると共に、連通孔１１２及び１１３から空気を円滑に導入することができる。
【００５０】
さらに、上記の実施例のように、内包空間１１０ａに乱流が発生しないように空気を流通させることにより、外部の空気と内包空間１１０ａの空気とが混ざり合うのを抑制できる。このため、内包空間１１０ａの高湿の空気を貯留室１２４ａへと吸引する際、吸引する空気に外部の空気が混入しにくくなり、貯留室１２４ａに退避した高湿の空気を内包空間１１０ａに戻す際、高湿の空気が外部へと漏れ出しにくくなる。
【００５１】
（第２の実施形態）
以下、本発明の別の一実施形態である第２の実施形態について説明する。第２の実施形態において第１の実施形態との違いは、キャッピングユニットに関する構成のみである。以下においては第１の実施形態と同様の構成には同一の符号を付し、その説明を適宜省略する。
【００５２】
第２の実施形態のキャッピングユニット２００は、図６（ａ）に示すように、キャップ１１０と、連通孔１１２に接続された空気チューブ１２１とを有している。空気チューブ１２１には開閉弁１２２が設けられており、制御部９９が開閉弁１２２を制御することにより、空気チューブ１２１が外部に対して開放された状態と空気チューブ１２１が閉鎖された状態とが切り替えられる。
【００５３】
連通孔１１３には、空気チューブ２２３（第１の流路）を介して空気タンク２２４が接続されている。内包空間１１０ａと空気タンク２２４内の貯留室２２４ａとは、空気チューブ２２３を通じて互いに連通している。空気タンク２２４は、空気タンク１２４と同様にシリンダ状に構成されており、下方からピストン１２５が挿入されている。ピストン１２５は、ピストン移動機構１２６（図６及び図７においては不図示）に連結されており、ピストン移動機構１２６によって貯留室１２４ａの奥へと向かう方向とその反対方向とに往復移動される。
【００５４】
空気チューブ２２３と貯留室２２４ａとの連通部には逆止弁２３１が設けられている。逆止弁２３１は、図示しない付勢部材により連通部に押し付けられており、連通部を封鎖している（図６（ａ）、図７（ａ）参照）。ここで、空気チューブ２２３側の圧力が貯留室２２４ａ側の圧力より所定の大きさだけ大きくなると、逆止弁２３１に作用する圧力差が付勢部材の付勢力を上回り、逆止弁２３１が貯留室２２４ａ側へと移動する。これにより連通部が開放され、空気チューブ２２３と貯留室２２４ａとが連通した状態となる（図６（ｂ）参照）。
【００５５】
空気タンク２２４は、別のタンクである加湿タンク２２６（第１の加湿手段）と空気チューブ２２７（第２の流路）を介して接続されている。貯留室２２４ａは、空気チューブ２２７を通じて加湿タンク２２６内の加湿室２２６ａと連通している。この加湿室２２６ａ内には、水Ｗｔが貯留されている。空気チューブ２２７の下端は、水面下に配置されている。したがって、空気タンク２２４から空気チューブ２２７を介して加湿タンク２２６へと流入した空気は、まず水中を通って加湿される。
【００５６】
加湿タンク２２６は、空気チューブ２２８（第３の流路）を介して空気チューブ２２３の途中部とも接続されている。加湿室２２６ａは、空気チューブ２２８を通じて空気チューブ２２３と連通している。空気チューブ２２３と空気チューブ２２８との連通部には、逆止弁２３２が設けられている。逆止弁２３２は、図示しない付勢部材により連通部に押し付けられており、連通部を封鎖している（図６（ａ）〜図７（ａ）参照）。ここで、空気チューブ２２８側の圧力が空気チューブ２２３側の圧力より所定の大きさだけ大きくなると、逆止弁２３２に作用する圧力差が付勢部材の付勢力を上回り、逆止弁２３２は空気チューブ２２３側へと移動する。これにより連通部が開放され、空気チューブ２２３と空気チューブ２２８とが連通した状態となる（図７（ｂ）参照）。
【００５７】
本実施形態においては、制御部９９が、ピストン移動機構１２６及び開閉弁１２２を以下のように制御する。まず、図６（ａ）のように、キャップ１１０が被覆位置にあって、内包空間１１０ａ内が外部より高湿の状態、例えば、水蒸気量が飽和しているとする。この状態から、制御部９９が、開閉弁１２２を開放状態にすると共に、ピストン移動機構１２６を制御して、図６（ｂ）の矢印Ｘ６に沿ってピストン１２５を下方へと移動させる。これにより貯留室２２４ａ内の圧力が所定の大きさまで下がり、逆止弁２３１が貯留室２２４ａ側へと移動して、空気チューブ２２３と貯留室２２４ａとが連通する。これに伴って内包空間１１０ａの空気が、矢印Ｙ６に示すように、空気チューブ２２３を通じて貯留室２２４ａ内へと流入する。一方、外部からの空気が、空気チューブ１２１を矢印Ｙ７及びＹ８に沿って、内包空間１１０ａへと流入する。
【００５８】
ピストン１２５が下方へと移動する間、空気チューブ２２８内の圧力は、空気チューブ２２３内より小さいか、せいぜい同程度である。このため、逆止弁２３２は、連通部を封鎖した状態に留まる。したがって、貯留室２２４ａ内には内包空間１１０ａから流入する空気のみが収容されることになる。
【００５９】
制御部９９がピストン１２５の移動を停止すると、空気チューブ２２３側と貯留室２２４ａ側との圧力差が小さくなり、やがて逆止弁２３１がこれらの間の連通部を封鎖する。これによって、図７（ａ）に示すように、貯留室２２４ａ内の空気が、逆止弁２３１及び２３２によって、外部へと漏れ出さないように保持される。この状態になると、制御部９９が、ヘッド２を被覆位置から上方に移動させ、キャップ１１０を退避位置に移動させる。
【００６０】
その後、図７（ｂ）に示すように、キャップ１１０を再び被覆状態にした場合は、制御部９９が速やかに、開閉弁１２２を開放状態にすると共に、ピストン移動機構１２６を制御して、矢印Ｘ７に沿ってピストン１２５を上方へと移動させる。これに伴って貯留室２２４ａ内の圧力が上がるので、逆止弁２３１は連通部を封鎖した状態を維持する一方、貯留室２２４ａ内の空気が、矢印Ｙ９及びＹ１０に示すように、空気チューブ２２７を介して加湿室２２６ａへと流入する。加湿室２２６ａ内に流入した空気は水中を通って加湿され、さらに矢印Ｙ１１に沿って空気チューブ２２８へと流入する。これにより、空気チューブ２２８内の圧力が所定の大きさまで増大するので、逆止弁２３２が空気チューブ２２３側へと移動し、加湿された空気が空気チューブ２２３へと流入する。さらに、加湿された空気は、矢印Ｙ１２に示すように、空気チューブ２２３から内包空間１１０ａへと流出する。一方、内包空間１１０ａの空気が、空気チューブ１２１を矢印Ｙ１３及びＹ１４に沿って、外部へと流出する。ピストン１２５が最上方の位置まで到達すると、制御部９９は開閉弁１２２を閉鎖状態にする。
【００６１】
ピストン１２５が上方へと移動する間、空気チューブ２２３内は貯留室２２４ａ内より圧力が小さいか、せいぜい同程度の圧力である。このため、逆止弁２３１は、連通部を封鎖した状態に留まる。したがって、内包空間１１０ａには、加湿された空気が確実に充填されることになる。
【００６２】
以上説明した第２の実施形態によると、内包空間１１０ａの空気を貯留室２２４ａへと取り込んだ後、その空気を内包空間１１０ａへと戻す前に加湿タンク２２６を通して加湿する。したがって、十分に湿度を含んだ空気を内包空間１１０ａに戻すことができる。
【００６３】
（第３の実施形態）
以下、本発明のさらに別の一実施形態である第３の実施形態について説明する。第３の実施形態において第１の実施形態との違いは、キャッピングユニットに関する構成のみである。以下においては第１の実施形態と同様の構成には同一の符号を付し、その説明を適宜省略する。
【００６４】
第３の実施形態のキャッピングユニット３００は、図８（ａ）に示すように、キャップ１１０と、空気チューブ２２３を介して連通孔１１３に接続された空気タンク１２４及びピストン１２５を有している。ピストン１２５は、ピストン移動機構１２６（図８においては不図示）に連結されている。
【００６５】
連通孔１１２には、空気チューブ３２１を介して加湿タンク３２６（第２の加湿手段）が接続されている。加湿室３２６ａ内には水Ｗｔが貯留されている。内包空間１１０ａと加湿室３２６ａとは、空気チューブ３２１を通じて互いに連通している。加湿室３２６ａは、空気チューブ３２７及び３２８を介して、外部と連通可能である。空気チューブ３２７の下端は加湿室３２６ａ内で水面下に配置されているが、空気チューブ３２８の下端は加湿室３２６ａ内に挿入されていない。空気チューブ３２７及び３２８には、逆止弁３３１及び３３２が設けられている。逆止弁３３１は、外部から空気チューブ３２７を通じて加湿室３２６ａ内へ向かう方向にのみ空気を流通させる。逆止弁３３２は、加湿室３２６ａから空気チューブ３２８を通じて外部へ向かう方向にのみ空気を流通させる。
【００６６】
この構成において、図８（ａ）に示すように、制御部９９がピストン移動機構１２６を制御し、矢印Ｘ８に沿ってピストン１２５を下方へと移動させると、内包空間１１０ａの空気が矢印Ｙ１５に沿って貯留室１２４ａへと流入する。これにより、内包空間１１０ａ内の高湿の空気が、貯留室１２４ａに収容される。加湿室３２６ａからは、加湿された空気が矢印Ｙ１６に沿って内包空間１１０ａに流入することになる。加湿室３２６ａからの空気が貯留室１２４ａに流入する態様であっても、乾燥した外気の混入はないので、貯留室１２４ａ内の空気の湿度が殆ど低下することがない。なお、このとき、加湿室３２６ａには、内包空間１１０ａに流出してしまう空気に代わって、空気チューブ３２７から外気が流入する。外気は、乾燥していても、加湿室３２６ａ内に流入するとき加湿されるので、貯留室１２４ａには、加湿された空気のみが収容されることになる。
【００６７】
この後、ヘッド２からキャップ１１０が離隔し、再び被覆状態に戻った場合には、制御部９９がピストン移動機構１２６を制御し、図８（ｃ）の矢印Ｘ９に沿ってピストン１２５を上方に移動させる。これにより、貯留室１２４ａに退避されていた高湿の空気が、矢印Ｙ１８に示すように内包空間１１０ａへと戻る。内包空間１１０ａの空気は、矢印Ｙ１９に沿って加湿室３２６ａへと流入する。加湿室３２６ａ内の空気は、逆止弁３３１及び３３２の作用により、空気チューブ３２８から外部へと流出するが、空気チューブ３２７からは流出しない。加湿室３２６ａ内の空気は、水中を通ることなく容易に外部へと流出する。そのため、吐出口に形成されたインクのメニスカスを破壊することがない。
【００６８】
以上説明した第３の実施形態によると、内包空間１１０ａの高湿の空気を貯留室１２４ａへと吸引する際、外部の空気が一旦加湿されてから内包空間１１０ａへと流入する。つまり、外部の空気が内包空間１１０ａ内に流入する際は常に加湿されてからとなるので、貯留室１２４ａ内には高湿の空気が確実に貯留される。
【００６９】
＜変形例＞
以上は、本発明の好適な実施形態についての説明であるが、本発明は上述の実施形態に限られるものではなく、課題を解決するための手段に記載された範囲の限りにおいて様々な変更が可能なものである。
【００７０】
例えば、上述の実施形態では、内包空間１１０ａと貯留室１２４ａ等との間で空気を移動するのと同時に、外部と内包空間１１０ａとの間でも空気を移動している。この場合の「外部の空気」は、外気であってもよいし、別の空気タンク内の空気であってもよい。要は、内包空間１１０ａと内包空間１１０ａの外部との空気のやりとりが行われればよい。
【００７１】
また、上述の実施形態では、ピストン１２５を移動させることにより、内包空間１１０ａの空気が貯留室１２４ａ等へ吸引されている。しかし、貯留室１２４ａへの空気の移動が加圧によってなされてもよい。例えば、連通孔１１２側に加圧用のシリンダやポンプを接続し、これによって連通孔１１２側から内包空間１１０ａへと空気を送り込むことにより、反対側の連通孔１１３から貯留室１２４ａへと空気を移動させてもよい。また、ピストン１２５の代わりに吸引ポンプを用いて内包空間１１０ａの空気を貯留室１２４ａへと吸引してもよい。なお、加圧により貯留室１２４ａへと空気を移動させる場合は、吸引によって貯留室１２４ａへと空気を移動させる場合と比べて、内包空間１１０ａ内の空気に外気が混入しやすい。このため、加湿室を介して空気を送り込むとよい。
【００７２】
また、上述の実施形態では、ヘッド２を鉛直方向に移動するヘッド移動機構２０と移動台１０１を水平方向に移動する移動台移動機構１０２により、キャップ１１０をヘッド２に対して相対移動するキャップ移動手段が構成されている。しかし、ヘッド２に対してキャップ１１０を相対移動させる具体的な構成はどのようなものでもよい。例えば、ヘッド２は固定したままキャップ１１０のみを移動させる構成であってもよいし、その逆であってもよい。また、ヘッド２を水平移動させる移動機構や、キャップ１１０を鉛直移動させる移動機構が設けられていてもよい。
【００７３】
また、第１〜第３の実施形態の各構成は互いに組み合わせ可能である。例えば、第２及び第３の実施形態の加湿タンク２２６と加湿タンク３２６は、それぞれの実施形態においていずれか一方のみが設けられているが、両方が同じ実施形態として設けられてもよい。また、第２の実施形態や第３の実施形態の逆止弁が、第１の実施形態に適宜設けられてもよい。
【００７４】
また、上述の実施形態では、内包空間１１０ａを外部へと連通させる空気チューブ１２１に開閉弁１２２が設けられており、開放状態と閉鎖状態とが切り換えられる。しかし、内包空間１１０ａがラビリンス流路を通じて常に外部に開放されていてもよい。
【００７５】
また、上述の実施形態では、キャップ１１０が、例えば、主走査方向に細長く、主走査方向の両端部に配置された連通孔１１２、１１３に向かって先細形状であれば、上述のような平行四辺形の形状でなくてもよい。
【００７６】
また、上述の実施形態は、ノズルからインクを吐出するインクジェットヘッドに本発明を適用した一例であるが、本発明を適用可能な対象はこのようなインクジェットヘッドに限られない。成分として水を含む液体を吐出するあらゆる記録ヘッドに適用することができる。
【符号の説明】
【００７７】
１ プリンタ
２ インクジェットヘッド（ヘッド）
２ａ 吐出面
２ｃ 吐出領域
２０ ヘッド移動機構
９９ 制御部
１１０ キャップ
１１０ａ 内包空間
１２２ 開閉弁
１２５ ピストン
１００，２００，３００ キャッピングユニット
１２４，２２４ 空気タンク
１２４ａ，２２４ａ 貯留室
２２６，３２６ 加湿タンク
２３１，２３２ 逆止弁
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水を成分とする液体を吐出する記録ヘッドを有する記録装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
記録ヘッドにおいて液体を吐出する吐出口内の液体の乾燥を防止するために、液体を吐出しない期間中、吐出口が形成された吐出面をキャップで覆うことがある。しかし、記録ヘッドの吐出面をキャップで覆った直後はキャップ内の空気が比較的乾燥しており、キャップ内の水蒸気が飽和状態になるまで、吐出口から水分が蒸発し続ける。これに対して特許文献１では、ヘッドのノズル形成面を覆うキャッピング手段に、大気開放口とこの大気開放口を開閉するバルブ部材とを設けている。そして、装置を長期間休止させる場合には大気開放口を開放してノズルにおけるインクの乾燥を促進し、これによってノズルの開口部のインクを固化させることによりノズルの開口部より奥までインクが固化するのを防止できるとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−２１８８０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１によると、キャッピング中にノズルの開口部でインクを固化させる。このため、ノズルからインクを吐出させて記録媒体への記録動作を実行する前に、ノズルからインクを予備的に吐出させて固化されたインクを除去する必要がある。したがって、インクを余計に消費するおそれがある。
【０００５】
本発明の目的は、液体の消費を抑えつつ吐出口内の液体の乾燥を抑制できる記録装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の記録装置は、水を成分とする液体を吐出する吐出口が形成された吐出面を有する記録ヘッドと、前記吐出面に当接して前記吐出口が形成された吐出領域を覆うキャッピング手段と、前記吐出面に当接して前記吐出領域を覆った被覆位置と前記吐出面から離隔して前記吐出領域を開放した離隔位置との間で前記キャッピング手段を前記記録ヘッドに対して相対移動させるキャップ移動手段と、前記キャッピング手段が前記被覆位置にあるときに、前記キャッピング手段と前記吐出面との間に形成される内包空間とその外部とを連通させる外部連通流路と、空気を貯留する貯留室を有し、前記内包空間と前記貯留室との間で空気を移動する空気貯留手段と、前記被覆位置から前記離隔位置へと前記キャッピング手段が移動し始める前に前記内包空間から前記貯留室へと空気を流入させると共に、前記離隔位置から前記被覆位置へと前記キャッピング手段が移動した後に前記貯留室内の空気を前記内包空間に流入させるように、前記キャップ移動手段及び空気貯留手段を制御する制御手段とを備えている。
【０００７】
キャッピング手段を離隔位置から被覆位置へと移動させると、吐出口から水分が蒸発する一方、内包空間の空気が飽和状態となれば、これ以上吐出口内の乾燥が進まない。しかし、この後キャッピング手段を被覆位置から離隔位置へと移動させると、内包空間内の高湿の空気が大気中へと散逸するので、再度キャッピング手段を被覆位置へと移動させても、移動直後における内包空間の空気は外気と同程度に乾燥しているため、やはり吐出口から水分が蒸発する。これに対して、本発明の記録装置によると、キャッピング手段を被覆位置から離隔位置へと移動させる前に内包空間から移動した空気を、キャッピング手段を離隔位置から被覆位置へと移動させた後に内包空間に戻す。したがって、内包空間内が高湿の状態となり、吐出口付近の液体が乾燥するのが抑制される。また、吐出口内の液体の乾燥を促進したりしないので、予備吐出する液体の量を抑制したり、予備吐出そのものを不要としたりすることができる。
【０００８】
また、本発明においては、前記空気貯留手段が、前記貯留室へと空気を流入させるときに前記内包空間から空気を吸引する吸引手段を有していることが好ましい。これによると、内包空間から貯留室へと吸引によって空気が移動するので、例えば加圧することによって移動する場合と比べて貯留室内への外気の混入を少なくでき、高湿の空気のまま貯留室に退避させることができる。
【０００９】
また、本発明においては、前記吐出領域が一方向に長尺であり、前記空気貯留手段が、前記内包空間から吸引した空気を前記貯留室へと導入する吸引流路を有しており、前記吸引流路と前記内包空間との連通部が前記一方向に関して前記内包空間の一端近傍に配置されていると共に、前記外部連通流路と前記内包空間との連通部が前記一方向に関して前記内包空間の他端近傍に配置されていることが好ましい。これによると、内包空間と吸引流路との連通部が一端に、外部連通流路と内包空間との連通部が他端に配置されているので、他端から外部の空気を取り込みつつ一端から内包空間内の空気を円滑に吸引できる。
【００１０】
また、本発明においては、前記内包空間が、前記一端に向かって先細りに形成されていると共に、前記他端に向かって先細りに形成されていることが好ましい。これによると、吸引流路との連通部が配置された一端に向かって内包空間が先細りに形成されているため、内包空間内の高湿の空気が、滞留を生じることなく貯留室に円滑に吸引される。また、外部連通流路との連通部が配置された他端に向かっても内包空間が先細りに形成されているため、外部連通流路から内包空間へと外部の空気が円滑に導入される。
【００１１】
また、本発明においては、前記制御手段が、前記内包空間の空気を乱流が発生しないような速さで吸引するように前記空気貯留手段を制御することが好ましい。これによると、内包空間に乱流が発生しないように吸引するので、外部連通流路を通じて内包空間に流入する空気と内包空間に存在する高湿の空気とが混ざりにくく、高湿の空気のみが円滑に貯留室へと吸引されやすい。
【００１２】
また、本発明においては、前記空気貯留手段が、前記貯留室内において変位することで前記貯留室の容積を変化させる変位部材を有していてもよい。これによると、簡易な構成で貯留室へと空気を吸引することができる。
【００１３】
また、本発明においては、前記空気貯留手段が、前記内包空間から移動した空気を、前記貯留室を介して前記内包空間へと戻すまでに加湿する第１の加湿手段を有していることが好ましい。これによると、加湿した空気を内包空間へと排出できるため、内包空間から貯留室へと空気を移動させた際に高湿な空気を十分に回収できていなかったとしても、内包空間の空気を速やかに高湿な状態にすることができる。
【００１４】
また、本発明においては、前記空気貯留手段が、前記内包空間内から移動した空気を前記貯留室へと導入する第１の流路と、前記貯留室の空気を前記第１の加湿手段に導入する第２の流路と、前記第１の加湿手段からの空気を前記内包空間へと導出する第３の流路と、前記内包空間から前記貯留室へ向かう方向に空気を流通させる、前記内包空間と前記貯留室との間に配置された第１の逆止弁と、前記第１の加湿手段から前記内包空間へ向かう方向に空気を流通させる、前記第１の加湿手段と前記内包空間との間に配置された第２の逆止弁とを有していることが好ましい。これによると、貯留室の圧力が小さくなった際、第１及び第２の逆止弁の作用により、第１の流路を通じて内包空間からの空気が貯留室へと流入するが、第３の流路を通じて第１の加湿手段から内包空間へと空気が流出しないようにできる。また、貯留室の圧力が大きくなった際、第１及び第２の逆止弁の作用により、第３の流路を通じて第１の加湿手段からの空気が内包空間へと流出するが、第１の流路を通じて内包空間からの空気が貯留室へと流入しないようにできる。これにより、内包空間の空気を貯留室内に取り込み、その空気を第１の加湿手段によって加湿した後、内包空間へと排出する構成が簡易に実現する。
【００１５】
また、本発明においては、前記外部連通流路が、移動する空気を加湿する第２の加湿手段を介して大気と連通していることが好ましい。これによると、外部から内包空間に流入する空気が常に加湿されることになるので、貯留室には確実に高湿状態の空気が貯留されることになる。
【００１６】
また、本発明においては、前記外部連通流路を外部に開放する開放状態と前記外部連通流路を閉鎖する閉鎖状態とを選択的に取る弁が設けられており、前記制御手段が、前記弁の状態を切り替えることが好ましい。これによると、必要に応じて内包空間と外部との間で空気をやり取りできる状態と空気をやり取りしない状態とを切り替えることができるので、内包空間と貯留室との空気のやり取りを円滑にしつつキャッピング手段の密閉性を向上することができる。
【発明の効果】
【００１７】
キャッピング手段を離隔位置から被覆位置へと移動させると、吐出口から水分が蒸発する一方、内包空間の空気が飽和状態となれば、これ以上吐出口内の乾燥が進まない。しかし、この後キャッピング手段を被覆位置から離隔位置へと移動させると、内包空間内の高湿の空気が大気中へと散逸するので、再度キャッピング手段を被覆位置へと移動させても、移動直後における内包空間の空気は大気と同程度に乾燥しているため、やはり吐出口から水分が蒸発する。これに対して、本発明によると、キャッピング手段を被覆位置から離隔位置へと移動させる前に内包空間から移動した空気を、キャッピング手段を離隔位置から被覆位置へと移動させた後に内包空間に戻す。したがって、内包空間内が高湿の状態となり、吐出口付近の液体が乾燥するのが抑制される。また、吐出口内の液体が固化するのを促進させたりしないので、予備吐出する液体の量を抑制したり、予備吐出そのものを不要としたりすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一実施の形態である第１の実施形態に係るインクジェットプリンタの内部構成を概略的に示す模式図である。
【図２】図２（ａ）はキャッピングユニットの平面図、図２（ｂ）は図２（ａ）のＢ−Ｂ線断面図であって、移動台に接続された空気チューブや空気タンクを含む図である。
【図３】ヘッド及びキャップの一連の動作を示す図である。
【図４】ヘッドに対するキャップの移動を示す図である。ピストン移動機構の図示は省略されている。
【図５】図５（ａ）はキャップの平面図、図５（ｂ）はキャップの正面図である。
【図６】本発明の別の一実施の形態である第２の実施形態において、キャップの内包空間から空気を吸引する様子を示す図である。ピストン移動機構の図示は省略されている。
【図７】図６の構成において、キャップの内包空間へと空気を戻す様子を示す図である。ピストン移動機構の図示は省略されている。
【図８】本発明のさらに別の一実施の形態である第３の実施形態において、キャップの内包空間から空気を吸引したり、キャップの内包空間へと空気を戻したりする様子を示す図である。ピストン移動機構の図示は省略されている。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
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。
【００２０】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の一実施の形態である第１の実施形態に係るインクジェットプリンタ（以下、プリンタ１）の内部構成を示す模式図である。プリンタ１は、４つのインクジェットヘッド２（以下、ヘッド２）を有するライン式のカラーインクジェットプリンタである。
【００２１】
プリンタ１は、ほぼ直方体形状の筐体１ａを有している。筐体１ａの天板上部には、排紙部１５が設けられている。筐体１ａの内部空間は、上から順に３つの空間に区分できる。上空間および中空間では、排紙部１５に連なる用紙の搬送経路が構成されている。上空間では、用紙の搬送と用紙への画像形成が行われる。中空間では、用紙の収納とその搬出が行われる。下空間は、インク供給源が収納されており、対応するインクジェットヘッド２へインクの供給が行われる。
【００２２】
上空間には、４つのヘッド２、用紙を搬送する搬送機構１６、用紙をガイドするガイド部、ヘッド２の下面（吐出面２ａ）を保護するキャッピングユニット１００等が配置されている。上空間の上部には、これらの機構を含め、プリンタ全体の動作を司る制御部９９が配置されている。
【００２３】
４つのヘッド２は、主走査方向（図１の紙面に直交する方向）に長尺なラインヘッドであって、略直方体の外形形状を有する。各ヘッド２は、副走査方向に所定ピッチで並び、ヘッドフレーム９に固定されている。ヘッドフレーム９は、ヘッド移動機構２０によって副走査方向に両側から支持されている。ヘッド移動機構２０は、制御部９９によって制御され、４つのヘッド２をヘッドフレーム９ごと上下に移動させる。
【００２４】
以下、副走査方向とは、搬送ユニット２１において用紙Ｐが搬送されるときの搬送方向に平行な方向であり、主走査方向とは、水平面に平行且つ副走査方向に直交する方向であるとする。
【００２５】
各ヘッド２の下面（吐出面２ａ）には複数の吐出口が開口している。各吐出面２ａからは、画像形成に際して、マゼンタ、シアン、イエロー、ブラックのインクが吐出される。吐出面２ａにおいて吐出口が開口した領域である吐出領域２ｃは、主走査方向に長尺である（図２参照）。
【００２６】
搬送機構１６は、図１に示すように、ベルトローラ６、７および両ローラ６、７間に巻回されたエンドレスの搬送ベルト８に加え、搬送ベルト８の外側に配置されたニップローラ４および剥離プレート５、搬送ベルト８の内側に配置されたテンションローラ１０、直方体形状のプラテン１８等を有している。
【００２７】
ベルトローラ７は、駆動ローラであって、搬送モータ１９によって、図１中時計回りに回転する。このとき、搬送ベルト８は、太矢印に沿って走行する。ベルトローラ６は、従動ローラであって、搬送ベルト８の走行に伴い、図１中時計回りに回転する。ニップローラ４は、ベルトローラ６に対向配置され、前段のガイド部から供給された用紙Ｐを搬送ベルト８の外周面８ａに押さえつける。剥離プレート５は、ベルトローラ７に対向配置され、用紙Ｐを外周面８ａから剥離して後段のガイド部に導く。テンションローラ１０は、搬送ベルト８の下側ループを外側に向けて付勢し、搬送ベルト８の弛みを取る。プラテン１８は、４つのヘッド２に対向配置され、搬送ベルト８の上側ループを内側から支える。これにより、外周面８ａとヘッド２の吐出面２ａとの間には、画像形成に適した所定の間隙が形成される。
【００２８】
ガイド部は、搬送機構１６を挟んで両側に配置されている。上流側ガイド部（前段のガイド部）は、２つのガイド１３ａ、１３ｂおよび一対の送りローラ１４を有する。このガイド部は、給紙ユニット１ｂ（後述）と搬送機構１６とを繋ぐ。下流側ガイド部（後段のガイド部）は、２つのガイド２９ａ、２９ｂおよび二対の送りローラ２８を有する。このガイド部は、搬送機構１６と排紙部１５とを繋ぐ。
【００２９】
キャッピングユニット１００は、後述の通りヘッド２の吐出面２ａを覆って吐出口内のインクの乾燥を防止するものであり、主走査方向に関してヘッド２に隣接して配置されている。
【００３０】
中空間には、給紙ユニット１ｂが配置されている。給紙ユニット１ｂは、給紙トレイ１１および給紙ローラ１２を有し、給紙トレイ１１が筐体１ａに着脱可能に装着されている。給紙トレイ１１は、上方に開口した箱体であって、複数の用紙Ｐを収納する。給紙ローラ１２は、給紙トレイ１１内で最も上方にある用紙Ｐを送り出し、上流側ガイド部に供給する。
【００３１】
上述したように、上空間および中空間によって、給紙ユニット１ｂから搬送機構１６を介して排紙部１５に至る用紙搬送経路が形成されている。印字指令に基づいて、給紙トレイ１２から繰り出された用紙Ｐは、上流側ガイド部を介して搬送機構１６に供給される。用紙Ｐが各ヘッド２の真下を副走査方向に通過する際、順に吐出面２ａからインクが吐出されて、用紙Ｐ上にカラー画像が形成される。用紙Ｐは、さらに下流側ガイド部を介して搬送され、上方の開口２２から排紙部１５に排紙される。
【００３２】
下空間には、インクタンクユニット１ｃが筐体１ａに対して着脱可能に配置されている。インクタンクユニット１ｃには、４つのインクタンク１７が並んで収納されている。各インクタンク１７からは、インクチューブ（図示せず）を介して、対応するヘッド２にインクが供給される。
【００３３】
以下、キャッピングユニット１００の構成について、図２及び図３を参照しつつ詳細に説明する。キャッピングユニット１００は、図２（ａ）に示すように、上面に４つのキャップ１１０（キャッピング手段）が固定された移動台１０１と、移動台１０１を主走査方向に往復移動させる移動台移動機構１０２とを有している。移動台移動機構１０２は、移動台１０１を、主走査方向に関してヘッド２からずれた図３（ａ）に示す位置（退避位置）と、ヘッド２の下方の図３（ｃ）に示す位置（対向位置）との間で移動させる。
【００３４】
キャップ１１０は、移動台１０１の平坦な上面から上方に突出する突起１１１を有している。突起１１１は、平面視において、長い方の辺が主走査方向に沿った平行四辺形の四辺に沿って細長く延びており、平坦な上端を有している。４つの突起１１１は、副走査方向に沿ってヘッド２と同じピッチで配列されている。移動台１０１が図３（ｃ）の位置にあるとき、各突起１１１は、図２（ａ）に示すように、ヘッド２の吐出領域２ｃを平面視で取り囲む。突起１１１は、ゴムなどの弾性材料から形成されている。
【００３５】
突起１１１の鋭角な方の角部内には、移動台１０１を鉛直方向に貫通する連通孔１１２及び１１３が形成されている。連通孔１１３は、平行四辺形の対角線方向に関して連通孔１１２とは反対側に位置している。連通孔１１２の下面側の開口には、図２（ｂ）に示すように、空気チューブ１２１（外部連通流路）の一端が接続されている。空気チューブ１２１は、移動台１０１が移動してもその動きに追随可能な柔軟性と長さを有している。空気チューブ１２１の他端は、大気に開放されており、その途中には開閉弁１２２が設けられている。開閉弁１２２は、制御部９９によって制御されることにより、空気チューブ１２１内を空気が流通する状態（以下、開放状態とする）と、空気チューブ１２１内が閉鎖され、空気が流通できない状態（以下、閉鎖状態とする）とに切り替えられる。
【００３６】
移動台１０１の下面における連通孔１１３の開口には、空気チューブ１２３（吸引流路）の一端が接続されている。空気チューブ１２３の他端は、空気タンク１２４（空気貯留手段）と接続されている。空気タンク１２４の内部には、空気を貯留する貯留室１２４ａが形成されている。空気チューブ１２３は、移動台１０１が移動してもその動きに追随可能な柔軟性と長さを有している。空気タンク１２４はシリンダ状に構成されており、下方からピストン１２５（変位部材）が挿入されている。ピストン１２５は、ピストン移動機構１２６に連結されている。ピストン移動機構１２６は、ピストン１２５を貯留室１２４ａの奥へと向かう方向と、その反対方向とに往復移動させる。制御部９９は、ピストン移動機構１２６を制御してピストン１２５を変位させることにより、貯留室１２４ａの容積（貯留室１２４ａに貯留可能な空気の容量）を変化させる。
【００３７】
制御部９９は、ヘッド移動機構２０及び移動台移動機構１０２を制御することにより、キャップ１１０とヘッド２とを移動させる。これにより、制御部９９は、以下のように、キャップ１１０をヘッド２に対して相対移動させる。ヘッド２からインクを吐出させる際は、キャップ１１０が図３（ａ）に示す位置に配置される。このとき、キャップ１１０は主走査方向に関してヘッド２から離れた退避位置にある。インクの吐出が終了すると、制御部９９は、ヘッド移動機構２０を制御し、図３（ａ）の状態から矢印Ｘ１に示すようにヘッド２を上昇させる。これによって、図３（ｂ）に示すように、ヘッド２と搬送機構１６との間にキャップ１１０及び移動台１０１を挿入可能な隙間が形成される。
【００３８】
そして、制御部９９は、移動台移動機構１０２を制御して、図３（ｃ）に示すヘッド２の直下の対向位置まで、矢印Ｘ２に沿って移動台１０１を水平移動させる。さらに、制御部９９は、ヘッド移動機構２０を制御し、矢印Ｘ３に沿ってヘッド２を降下させ、図３（ｄ）に示すように、吐出面２ａを突起１１１の上端に当接させる。これによって、吐出領域２ｃが平面視において突起１１１に取り囲まれ、キャップ１１０によって被覆される。
【００３９】
以上のように、制御部９９は、キャップ１１０をヘッド２に対して相対的に移動させることにより、ヘッド２から離隔した離隔位置（図３（ａ）〜図３（ｃ）の位置）から、吐出面２ａに当接して吐出領域２ｃを覆う被覆位置（図３（ｄ）の位置）へと移動させる。これとは逆に、キャップ１１０を被覆位置から離隔位置へと相対移動させる際は、制御部９９は、上記と逆の順序で移動台１０１とヘッド２を移動させる。
【００４０】
キャップ１１０が被覆位置にあるとき、キャップ１１０とヘッド２の吐出面２ａとの間には、内包空間１１０ａが形成される。内包空間１１０ａは、図４（ａ）に示すように、吐出面２ａ、突起１１１及び移動台１０１の上面によって画定される空間である。このとき、吐出領域２ｃは内包空間１１０ａに覆われるため、吐出口が外気から隔離される。したがって、吐出口から水分が蒸発することによって内包空間１１０ａ内が一旦飽和状態になると、それ以上水分が蒸発しない。
【００４１】
しかし、再び印刷処理を実行するなどの際、内包空間１１０ａに高湿の空気が溜まっている状態でキャップ１１０を被覆位置から離隔させることになるので、内包空間１１０ａの空気がキャップ１１０外へと散逸する。そして、印刷処理が終了し、キャップ１１０が再び被覆位置に移動した直後は、内包空間１１０ａ内の空気が外気と同じ程度に乾燥している。したがって、キャップ１１０で吐出領域２ｃを覆っても、内包空間１１０ａ内の空気が水蒸気の飽和状態となるまで、吐出口からの水分蒸発は避けられない。仮に、吐出口が、印刷処理中に殆どインクの吐出をしなかった場合、吐出口内のインクは、この水分蒸発によって吐出特性を損なう程に増粘が進むおそれがある。
【００４２】
そこで本実施形態では、印刷処理を実行するときなどにキャップ１１０を移動させる際、制御部９９が以下のようにピストン移動機構１２６及び開閉弁１２２を制御する。まず、図４（ａ）のように、キャップ１１０が被覆位置にあったとする。内包空間１１０ａ内は、水蒸気が飽和した状態にある。このとき、制御部９９が開閉弁１２２を開放状態にすると共に、ピストン移動機構１２６（図４においては不図示）を制御して、矢印Ｘ４に沿ってピストン１２５を下方へと移動させる。このとき、貯留室１２４ａの容積が増大する。これに伴って内包空間１１０ａ内の空気が、矢印Ｙ１に示すように、空気チューブ１２３を通じて貯留室１２４ａ内に流入する。このように、ピストン１２５及びピストン移動機構１２６は、内包空間１１０ａから貯留室１２４ａへと空気を吸引する吸引手段を構成している。一方、主走査方向に関して連通孔１１３と反対側では、空気チューブ１２１を通じて外部の空気が、矢印Ｙ２及びＹ３に沿って内包空間１１０ａへと流入する。
【００４３】
このように、キャップ１１０が被覆位置から離隔する前に、高湿の空気が貯留室１２４ａ内に収容される。その後、図４（ｂ）に示すようにキャップ１１０がヘッド２から離隔しても、貯留室１２４ａ内には高湿の空気が保管されている。このとき、貯留室１２４ａにおける空気の保管量は、少なくとも内包空間１１０ａの占める体積と等量であればよく、本実施の形態では、開閉弁１２２から内包空間１１０ａを介して空気チューブ１２３と貯留室１２４ａとの接続部までの流路の占める体積に等量とされている。
【００４４】
そして、印刷処理が終了した後に、図４（ｃ）に示すようにキャップ１１０が再び被覆位置に移動した場合、制御部９９が開閉弁１２２を開放状態にする。これと共に、ピストン移動機構１２６を制御して、矢印Ｘ５に沿ってピストン１２５を上方へと移動させる。ピストン１２５の移動によって、貯留室１２４ａの容積が減少する。これに伴って貯留室１２４ａの空気が、矢印Ｙ４に示すように、空気チューブ１２３を通じて内包空間１１０ａ内に流入する。一方、主走査方向に関して空気チューブ１２３の接続側とは反対側では、矢印Ｙ５及びＹ６に示すように、内包空間１１０ａの空気が空気チューブ１２１を通じて外部へと流出する。ピストン１２５が最上方の位置まで到達すると、制御部９９は開閉弁１２２を閉鎖状態にする。以上により、貯留室１２４ａ内に貯留されていた高湿の空気が内包空間１１０ａに戻されると共に、開閉弁１２２により外部の空気が内包空間１１０ａ内へと侵入するのが防止される。
【００４５】
ところで、内包空間１１０ａと貯留室１２４ａとの間で空気を移動する際、ピストン１２５の移動速度が大きすぎると、内包空間１１０ａ内に乱流が発生して、内包空間１１０ａ内の空気が攪拌されるおそれがある。この場合、例えば内包空間１１０ａ内に流入した外気が、内包空間１１０ａ内に存在した高湿の空気と混ざり合うことにより、貯留室１２４ａへと収容する空気に乾燥した外気が混入しやすくなる。あるいは、内包空間１１０ａに戻された高湿の空気が、内包空間１１０ａ内の乾燥した空気と混ざり合い、連通孔１１２から漏れ出しやすくなる。そこで、本実施形態の制御部９９は、内包空間１１０ａ内に乱流が発生しないような速さでピストン１２５が移動するように、ピストン移動機構１２６を制御する。
【００４６】
以下は、内包空間１１０ａ内に乱流が発生しないようにピストン１２５を移動させるための一実施例である。この実施例では、図５（ａ）に示す内包空間１１０ａの幅Ｗが２．５＊１０−２ｍ（２５ｍｍ）であり、図５（ｂ）に示す内包空間１１０ａの深さＤが２＊１０−３ｍ（２ｍｍ）であるとする。また、乱流と層流の境界となるレイノルズ数を２３００とする。このとき、内包空間１１０ａ内の気流の速さをＵ［ｍ／ｓ］とし、気温が常温２０℃であるときの空気の動粘度νを１．０＊１０−６ｍ２／ｓとすると、レイノルズ数Ｒｅ＝Ｕ＊Ｄ／νが成り立つことから、Ｕ＝２３００＊１．０＊１０−６／（２＊１０−３）＝１．１５［ｍ／ｓ］となる。なお、気流の方向に直交する内包空間１１０ａの中央部の断面形状が横（Ｗ）２．５＊１０−２ｍ・縦（Ｄ）２＊１０−３ｍの長方形であることから、代表長さをＤ＝２＊１０−３ｍとした。気流の速さＵ＝１．１５［ｍ／ｓ］に対応する連通孔１１３からの吸引流量Ｑは、Ｑ＝Ｕ＊Ｄ＊Ｗ＝１．１５＊２．５＊１０−２＊２＊１０−３＝５．７５＊１０−５ｍ３／ｓ＝５７．５ｍｌ／ｓである。
【００４７】
したがって、本実施例では、連通孔１１３を通じて貯留室１２４ａと内包空間１１０ａとの間で移動する空気の流量が５７．５ｍｌ／ｓ未満となるようにピストン１２５を移動させた場合、内包空間１１０ａ内に乱流が発生しないこととなる。実際は、代表長さの取り方の違いや乱流と層流の境界となるレイノルズ数の取り方の違いによって乱流の影響を受けることとなるが、大部分の高湿空気を貯留室１２４ａ内に収容し、あるいは内包空間１１０ａ内に充填することができる。さらに乱流の影響を抑えるには、連通孔１１３を通じた空気の流量が５７．５ｍｌ／ｓ未満となる速さよりも十分に小さい速さでピストン１２５を移動させることがより好ましい。このとき、内包空間１１０ａ内に乱流が確実に発生しない速さの実測値に基づいて、ピストン１２５の速さが設定されてもよい。
【００４８】
以上説明した第１の実施形態によると、キャップ１１０を被覆位置から離隔位置へと移動させる前に、内包空間１１０ａの空気を貯留室１２４ａへと吸引する。これにより、内包空間１１０ａの高湿な空気を貯留室１２４ａへと一旦退避させておく。そして、再びキャップ１１０を被覆位置へと移動させた後に、貯留室１２４ａ内の高湿な空気を速やかに内包空間１１０ａへと戻す。これにより、キャップ１１０によって吐出面２ａを保護する間、吐出口内のインクから内包空間１１０ａへと水分が蒸発するのが抑制される。吐出口での増粘が進みにくいことから、各吐出口の吐出特性が長期的に維持される。仮に、強制的な特性の回復処理が必要となっても、無駄に捨てるインク量を抑えることができる。
【００４９】
また、キャップ１１０の突起１１１が平面視で平行四辺形の形状を有しており、平行四辺形の２つの鋭角のうち、一方の付近に連通孔１１２が、他方の付近に連通孔１１３が配置されている。これにより、内包空間１１０ａに対して、一方からは外気を導入しつつ他方からは高湿な空気を吸引することが円滑に行える。また、連通孔１１２及び１１３が、平行四辺形の鋭角内に配置されている。つまり、連通孔１１２及び１１３に向かって内包空間１１０ａが先細りになっている。このため、内包空間１１０ａ内に空気の滞留を生じさせることなく、連通孔１１２及び１１３に向かって空気を円滑に流通させることができると共に、連通孔１１２及び１１３から空気を円滑に導入することができる。
【００５０】
さらに、上記の実施例のように、内包空間１１０ａに乱流が発生しないように空気を流通させることにより、外部の空気と内包空間１１０ａの空気とが混ざり合うのを抑制できる。このため、内包空間１１０ａの高湿の空気を貯留室１２４ａへと吸引する際、吸引する空気に外部の空気が混入しにくくなり、貯留室１２４ａに退避した高湿の空気を内包空間１１０ａに戻す際、高湿の空気が外部へと漏れ出しにくくなる。
【００５１】
（第２の実施形態）
以下、本発明の別の一実施形態である第２の実施形態について説明する。第２の実施形態において第１の実施形態との違いは、キャッピングユニットに関する構成のみである。以下においては第１の実施形態と同様の構成には同一の符号を付し、その説明を適宜省略する。
【００５２】
第２の実施形態のキャッピングユニット２００は、図６（ａ）に示すように、キャップ１１０と、連通孔１１２に接続された空気チューブ１２１とを有している。空気チューブ１２１には開閉弁１２２が設けられており、制御部９９が開閉弁１２２を制御することにより、空気チューブ１２１が外部に対して開放された状態と空気チューブ１２１が閉鎖された状態とが切り替えられる。
【００５３】
連通孔１１３には、空気チューブ２２３（第１の流路）を介して空気タンク２２４が接続されている。内包空間１１０ａと空気タンク２２４内の貯留室２２４ａとは、空気チューブ２２３を通じて互いに連通している。空気タンク２２４は、空気タンク１２４と同様にシリンダ状に構成されており、下方からピストン１２５が挿入されている。ピストン１２５は、ピストン移動機構１２６（図６及び図７においては不図示）に連結されており、ピストン移動機構１２６によって貯留室１２４ａの奥へと向かう方向とその反対方向とに往復移動される。
【００５４】
空気チューブ２２３と貯留室２２４ａとの連通部には逆止弁２３１が設けられている。逆止弁２３１は、図示しない付勢部材により連通部に押し付けられており、連通部を封鎖している（図６（ａ）、図７（ａ）参照）。ここで、空気チューブ２２３側の圧力が貯留室２２４ａ側の圧力より所定の大きさだけ大きくなると、逆止弁２３１に作用する圧力差が付勢部材の付勢力を上回り、逆止弁２３１が貯留室２２４ａ側へと移動する。これにより連通部が開放され、空気チューブ２２３と貯留室２２４ａとが連通した状態となる（図６（ｂ）参照）。
【００５５】
空気タンク２２４は、別のタンクである加湿タンク２２６（第１の加湿手段）と空気チューブ２２７（第２の流路）を介して接続されている。貯留室２２４ａは、空気チューブ２２７を通じて加湿タンク２２６内の加湿室２２６ａと連通している。この加湿室２２６ａ内には、水Ｗｔが貯留されている。空気チューブ２２７の下端は、水面下に配置されている。したがって、空気タンク２２４から空気チューブ２２７を介して加湿タンク２２６へと流入した空気は、まず水中を通って加湿される。
【００５６】
加湿タンク２２６は、空気チューブ２２８（第３の流路）を介して空気チューブ２２３の途中部とも接続されている。加湿室２２６ａは、空気チューブ２２８を通じて空気チューブ２２３と連通している。空気チューブ２２３と空気チューブ２２８との連通部には、逆止弁２３２が設けられている。逆止弁２３２は、図示しない付勢部材により連通部に押し付けられており、連通部を封鎖している（図６（ａ）〜図７（ａ）参照）。ここで、空気チューブ２２８側の圧力が空気チューブ２２３側の圧力より所定の大きさだけ大きくなると、逆止弁２３２に作用する圧力差が付勢部材の付勢力を上回り、逆止弁２３２は空気チューブ２２３側へと移動する。これにより連通部が開放され、空気チューブ２２３と空気チューブ２２８とが連通した状態となる（図７（ｂ）参照）。
【００５７】
本実施形態においては、制御部９９が、ピストン移動機構１２６及び開閉弁１２２を以下のように制御する。まず、図６（ａ）のように、キャップ１１０が被覆位置にあって、内包空間１１０ａ内が外部より高湿の状態、例えば、水蒸気量が飽和しているとする。この状態から、制御部９９が、開閉弁１２２を開放状態にすると共に、ピストン移動機構１２６を制御して、図６（ｂ）の矢印Ｘ６に沿ってピストン１２５を下方へと移動させる。これにより貯留室２２４ａ内の圧力が所定の大きさまで下がり、逆止弁２３１が貯留室２２４ａ側へと移動して、空気チューブ２２３と貯留室２２４ａとが連通する。これに伴って内包空間１１０ａの空気が、矢印Ｙ６に示すように、空気チューブ２２３を通じて貯留室２２４ａ内へと流入する。一方、外部からの空気が、空気チューブ１２１を矢印Ｙ７及びＹ８に沿って、内包空間１１０ａへと流入する。
【００５８】
ピストン１２５が下方へと移動する間、空気チューブ２２８内の圧力は、空気チューブ２２３内より小さいか、せいぜい同程度である。このため、逆止弁２３２は、連通部を封鎖した状態に留まる。したがって、貯留室２２４ａ内には内包空間１１０ａから流入する空気のみが収容されることになる。
【００５９】
制御部９９がピストン１２５の移動を停止すると、空気チューブ２２３側と貯留室２２４ａ側との圧力差が小さくなり、やがて逆止弁２３１がこれらの間の連通部を封鎖する。これによって、図７（ａ）に示すように、貯留室２２４ａ内の空気が、逆止弁２３１及び２３２によって、外部へと漏れ出さないように保持される。この状態になると、制御部９９が、ヘッド２を被覆位置から上方に移動させ、キャップ１１０を退避位置に移動させる。
【００６０】
その後、図７（ｂ）に示すように、キャップ１１０を再び被覆状態にした場合は、制御部９９が速やかに、開閉弁１２２を開放状態にすると共に、ピストン移動機構１２６を制御して、矢印Ｘ７に沿ってピストン１２５を上方へと移動させる。これに伴って貯留室２２４ａ内の圧力が上がるので、逆止弁２３１は連通部を封鎖した状態を維持する一方、貯留室２２４ａ内の空気が、矢印Ｙ９及びＹ１０に示すように、空気チューブ２２７を介して加湿室２２６ａへと流入する。加湿室２２６ａ内に流入した空気は水中を通って加湿され、さらに矢印Ｙ１１に沿って空気チューブ２２８へと流入する。これにより、空気チューブ２２８内の圧力が所定の大きさまで増大するので、逆止弁２３２が空気チューブ２２３側へと移動し、加湿された空気が空気チューブ２２３へと流入する。さらに、加湿された空気は、矢印Ｙ１２に示すように、空気チューブ２２３から内包空間１１０ａへと流出する。一方、内包空間１１０ａの空気が、空気チューブ１２１を矢印Ｙ１３及びＹ１４に沿って、外部へと流出する。ピストン１２５が最上方の位置まで到達すると、制御部９９は開閉弁１２２を閉鎖状態にする。
【００６１】
ピストン１２５が上方へと移動する間、空気チューブ２２３内は貯留室２２４ａ内より圧力が小さいか、せいぜい同程度の圧力である。このため、逆止弁２３１は、連通部を封鎖した状態に留まる。したがって、内包空間１１０ａには、加湿された空気が確実に充填されることになる。
【００６２】
以上説明した第２の実施形態によると、内包空間１１０ａの空気を貯留室２２４ａへと取り込んだ後、その空気を内包空間１１０ａへと戻す前に加湿タンク２２６を通して加湿する。したがって、十分に湿度を含んだ空気を内包空間１１０ａに戻すことができる。
【００６３】
（第３の実施形態）
以下、本発明のさらに別の一実施形態である第３の実施形態について説明する。第３の実施形態において第１の実施形態との違いは、キャッピングユニットに関する構成のみである。以下においては第１の実施形態と同様の構成には同一の符号を付し、その説明を適宜省略する。
【００６４】
第３の実施形態のキャッピングユニット３００は、図８（ａ）に示すように、キャップ１１０と、空気チューブ２２３を介して連通孔１１３に接続された空気タンク１２４及びピストン１２５を有している。ピストン１２５は、ピストン移動機構１２６（図８においては不図示）に連結されている。
【００６５】
連通孔１１２には、空気チューブ３２１を介して加湿タンク３２６（第２の加湿手段）が接続されている。加湿室３２６ａ内には水Ｗｔが貯留されている。内包空間１１０ａと加湿室３２６ａとは、空気チューブ３２１を通じて互いに連通している。加湿室３２６ａは、空気チューブ３２７及び３２８を介して、外部と連通可能である。空気チューブ３２７の下端は加湿室３２６ａ内で水面下に配置されているが、空気チューブ３２８の下端は加湿室３２６ａ内に挿入されていない。空気チューブ３２７及び３２８には、逆止弁３３１及び３３２が設けられている。逆止弁３３１は、外部から空気チューブ３２７を通じて加湿室３２６ａ内へ向かう方向にのみ空気を流通させる。逆止弁３３２は、加湿室３２６ａから空気チューブ３２８を通じて外部へ向かう方向にのみ空気を流通させる。
【００６６】
この構成において、図８（ａ）に示すように、制御部９９がピストン移動機構１２６を制御し、矢印Ｘ８に沿ってピストン１２５を下方へと移動させると、内包空間１１０ａの空気が矢印Ｙ１５に沿って貯留室１２４ａへと流入する。これにより、内包空間１１０ａ内の高湿の空気が、貯留室１２４ａに収容される。加湿室３２６ａからは、加湿された空気が矢印Ｙ１６に沿って内包空間１１０ａに流入することになる。加湿室３２６ａからの空気が貯留室１２４ａに流入する態様であっても、乾燥した外気の混入はないので、貯留室１２４ａ内の空気の湿度が殆ど低下することがない。なお、このとき、加湿室３２６ａには、内包空間１１０ａに流出してしまう空気に代わって、空気チューブ３２７から外気が流入する。外気は、乾燥していても、加湿室３２６ａ内に流入するとき加湿されるので、貯留室１２４ａには、加湿された空気のみが収容されることになる。
【００６７】
この後、ヘッド２からキャップ１１０が離隔し、再び被覆状態に戻った場合には、制御部９９がピストン移動機構１２６を制御し、図８（ｃ）の矢印Ｘ９に沿ってピストン１２５を上方に移動させる。これにより、貯留室１２４ａに退避されていた高湿の空気が、矢印Ｙ１８に示すように内包空間１１０ａへと戻る。内包空間１１０ａの空気は、矢印Ｙ１９に沿って加湿室３２６ａへと流入する。加湿室３２６ａ内の空気は、逆止弁３３１及び３３２の作用により、空気チューブ３２８から外部へと流出するが、空気チューブ３２７からは流出しない。加湿室３２６ａ内の空気は、水中を通ることなく容易に外部へと流出する。そのため、吐出口に形成されたインクのメニスカスを破壊することがない。
【００６８】
以上説明した第３の実施形態によると、内包空間１１０ａの高湿の空気を貯留室１２４ａへと吸引する際、外部の空気が一旦加湿されてから内包空間１１０ａへと流入する。つまり、外部の空気が内包空間１１０ａ内に流入する際は常に加湿されてからとなるので、貯留室１２４ａ内には高湿の空気が確実に貯留される。
【００６９】
＜変形例＞
以上は、本発明の好適な実施形態についての説明であるが、本発明は上述の実施形態に限られるものではなく、課題を解決するための手段に記載された範囲の限りにおいて様々な変更が可能なものである。
【００７０】
例えば、上述の実施形態では、内包空間１１０ａと貯留室１２４ａ等との間で空気を移動するのと同時に、外部と内包空間１１０ａとの間でも空気を移動している。この場合の「外部の空気」は、外気であってもよいし、別の空気タンク内の空気であってもよい。要は、内包空間１１０ａと内包空間１１０ａの外部との空気のやりとりが行われればよい。
【００７１】
また、上述の実施形態では、ピストン１２５を移動させることにより、内包空間１１０ａの空気が貯留室１２４ａ等へ吸引されている。しかし、貯留室１２４ａへの空気の移動が加圧によってなされてもよい。例えば、連通孔１１２側に加圧用のシリンダやポンプを接続し、これによって連通孔１１２側から内包空間１１０ａへと空気を送り込むことにより、反対側の連通孔１１３から貯留室１２４ａへと空気を移動させてもよい。また、ピストン１２５の代わりに吸引ポンプを用いて内包空間１１０ａの空気を貯留室１２４ａへと吸引してもよい。なお、加圧により貯留室１２４ａへと空気を移動させる場合は、吸引によって貯留室１２４ａへと空気を移動させる場合と比べて、内包空間１１０ａ内の空気に外気が混入しやすい。このため、加湿室を介して空気を送り込むとよい。
【００７２】
また、上述の実施形態では、ヘッド２を鉛直方向に移動するヘッド移動機構２０と移動台１０１を水平方向に移動する移動台移動機構１０２により、キャップ１１０をヘッド２に対して相対移動するキャップ移動手段が構成されている。しかし、ヘッド２に対してキャップ１１０を相対移動させる具体的な構成はどのようなものでもよい。例えば、ヘッド２は固定したままキャップ１１０のみを移動させる構成であってもよいし、その逆であってもよい。また、ヘッド２を水平移動させる移動機構や、キャップ１１０を鉛直移動させる移動機構が設けられていてもよい。
【００７３】
また、第１〜第３の実施形態の各構成は互いに組み合わせ可能である。例えば、第２及び第３の実施形態の加湿タンク２２６と加湿タンク３２６は、それぞれの実施形態においていずれか一方のみが設けられているが、両方が同じ実施形態として設けられてもよい。また、第２の実施形態や第３の実施形態の逆止弁が、第１の実施形態に適宜設けられてもよい。
【００７４】
また、上述の実施形態では、内包空間１１０ａを外部へと連通させる空気チューブ１２１に開閉弁１２２が設けられており、開放状態と閉鎖状態とが切り換えられる。しかし、内包空間１１０ａがラビリンス流路を通じて常に外部に開放されていてもよい。
【００７５】
また、上述の実施形態では、キャップ１１０が、例えば、主走査方向に細長く、主走査方向の両端部に配置された連通孔１１２、１１３に向かって先細形状であれば、上述のような平行四辺形の形状でなくてもよい。
【００７６】
また、上述の実施形態は、ノズルからインクを吐出するインクジェットヘッドに本発明を適用した一例であるが、本発明を適用可能な対象はこのようなインクジェットヘッドに限られない。成分として水を含む液体を吐出するあらゆる記録ヘッドに適用することができる。
【符号の説明】
【００７７】
１ プリンタ
２ インクジェットヘッド（ヘッド）
２ａ 吐出面
２ｃ 吐出領域
２０ ヘッド移動機構
９９ 制御部
１１０ キャップ
１１０ａ 内包空間
１２２ 開閉弁
１２５ ピストン
１００，２００，３００ キャッピングユニット
１２４，２２４ 空気タンク
１２４ａ，２２４ａ 貯留室
２２６，３２６ 加湿タンク
２３１，２３２ 逆止弁
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水を成分とする液体を吐出する吐出口が形成された吐出面を有する記録ヘッドと、
前記吐出面に当接して前記吐出口が形成された吐出領域を覆うキャッピング手段と、
前記吐出面に当接して前記吐出領域を覆った被覆位置と前記吐出面から離隔して前記吐出領域を開放した離隔位置との間で前記キャッピング手段を前記記録ヘッドに対して相対移動させるキャップ移動手段と、
前記キャッピング手段が前記被覆位置にあるときに、前記キャッピング手段と前記吐出面との間に形成される内包空間とその外部とを連通させる外部連通流路と、
空気を貯留する貯留室を有し、前記内包空間と前記貯留室との間で空気を移動する空気貯留手段と、
前記被覆位置から前記離隔位置へと前記キャッピング手段が移動し始める前に前記内包空間から前記貯留室へと空気を流入させると共に、前記離隔位置から前記被覆位置へと前記キャッピング手段が移動した後に前記貯留室内の空気を前記内包空間に流入させるように、前記キャップ移動手段及び空気貯留手段を制御する制御手段とを備えていることを特徴とする記録装置。
【請求項２】
前記空気貯留手段は、前記貯留室へと空気を流入させるときに前記内包空間から空気を吸引する吸引手段を有していることを特徴とする請求項１に記載の記録装置。
【請求項３】
前記吐出領域が一方向に長尺であり、
前記空気貯留手段が、前記内包空間から吸引した空気を前記貯留室へと導入する吸引流路を有しており、
前記吸引流路と前記内包空間との連通部が前記一方向に関して前記内包空間の一端近傍に配置されていると共に、前記外部連通流路と前記内包空間との連通部が前記一方向に関して前記内包空間の他端近傍に配置されていることを特徴とする請求項２に記載の記録装置。
【請求項４】
前記内包空間が、前記一端に向かって先細りに形成されていると共に、前記他端に向かって先細りに形成されていることを特徴とする請求項３に記載の記録装置。
【請求項５】
前記制御手段が、前記内包空間の空気を乱流が発生しないような速さで吸引するように前記空気貯留手段を制御することを特徴とする請求項２〜４のいずれか１項に記載の記録装置。
【請求項６】
前記空気貯留手段が、前記貯留室内において変位することで前記貯留室の容積を変化させる変位部材を有していることを特徴とする請求項２〜５のいずれか１項に記載の記録装置。
【請求項７】
前記空気貯留手段が、前記内包空間から移動した空気を、前記貯留室を介して前記内包空間へと戻すまでに加湿する第１の加湿手段を有していることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の記録装置。
【請求項８】
前記空気貯留手段が、
前記内包空間内から移動した空気を前記貯留室へと導入する第１の流路と、
前記貯留室の空気を前記第１の加湿手段に導入する第２の流路と、
前記第１の加湿手段からの空気を前記内包空間へと導出する第３の流路と、
前記内包空間から前記貯留室へ向かう方向に空気を流通させる、前記内包空間と前記貯留室との間に配置された第１の逆止弁と、
前記第１の加湿手段から前記内包空間へ向かう方向に空気を流通させる、前記第１の加湿手段と前記内包空間との間に配置された第２の逆止弁とを有していることを特徴とする請求項７に記載の記録装置。
【請求項９】
前記外部連通流路は、移動する空気を加湿する第２の加湿手段を介して大気と連通していることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の記録装置。
【請求項１０】
前記外部連通流路を外部に開放する開放状態と前記外部連通流路を閉鎖する閉鎖状態とを選択的に取る弁が設けられており、
前記制御手段が、前記弁の状態を切り替えることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の記録装置。
【請求項１】
水を成分とする液体を吐出する吐出口が形成された吐出面を有する記録ヘッドと、
前記吐出面に当接して前記吐出口が形成された吐出領域を覆うキャッピング手段と、
前記吐出面に当接して前記吐出領域を覆った被覆位置と前記吐出面から離隔して前記吐出領域を開放した離隔位置との間で前記キャッピング手段を前記記録ヘッドに対して相対移動させるキャップ移動手段と、
前記キャッピング手段が前記被覆位置にあるときに、前記キャッピング手段と前記吐出面との間に形成される内包空間とその外部とを連通させる外部連通流路と、
空気を貯留する貯留室を有し、前記内包空間と前記貯留室との間で空気を移動する空気貯留手段と、
前記被覆位置から前記離隔位置へと前記キャッピング手段が移動し始める前に前記内包空間から前記貯留室へと空気を流入させると共に、前記離隔位置から前記被覆位置へと前記キャッピング手段が移動した後に前記貯留室内の空気を前記内包空間に流入させるように、前記キャップ移動手段及び空気貯留手段を制御する制御手段とを備えていることを特徴とする記録装置。
【請求項２】
前記空気貯留手段は、前記貯留室へと空気を流入させるときに前記内包空間から空気を吸引する吸引手段を有していることを特徴とする請求項１に記載の記録装置。
【請求項３】
前記吐出領域が一方向に長尺であり、
前記空気貯留手段が、前記内包空間から吸引した空気を前記貯留室へと導入する吸引流路を有しており、
前記吸引流路と前記内包空間との連通部が前記一方向に関して前記内包空間の一端近傍に配置されていると共に、前記外部連通流路と前記内包空間との連通部が前記一方向に関して前記内包空間の他端近傍に配置されていることを特徴とする請求項２に記載の記録装置。
【請求項４】
前記内包空間が、前記一端に向かって先細りに形成されていると共に、前記他端に向かって先細りに形成されていることを特徴とする請求項３に記載の記録装置。
【請求項５】
前記制御手段が、前記内包空間の空気を乱流が発生しないような速さで吸引するように前記空気貯留手段を制御することを特徴とする請求項２〜４のいずれか１項に記載の記録装置。
【請求項６】
前記空気貯留手段が、前記貯留室内において変位することで前記貯留室の容積を変化させる変位部材を有していることを特徴とする請求項２〜５のいずれか１項に記載の記録装置。
【請求項７】
前記空気貯留手段が、前記内包空間から移動した空気を、前記貯留室を介して前記内包空間へと戻すまでに加湿する第１の加湿手段を有していることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の記録装置。
【請求項８】
前記空気貯留手段が、
前記内包空間内から移動した空気を前記貯留室へと導入する第１の流路と、
前記貯留室の空気を前記第１の加湿手段に導入する第２の流路と、
前記第１の加湿手段からの空気を前記内包空間へと導出する第３の流路と、
前記内包空間から前記貯留室へ向かう方向に空気を流通させる、前記内包空間と前記貯留室との間に配置された第１の逆止弁と、
前記第１の加湿手段から前記内包空間へ向かう方向に空気を流通させる、前記第１の加湿手段と前記内包空間との間に配置された第２の逆止弁とを有していることを特徴とする請求項７に記載の記録装置。
【請求項９】
前記外部連通流路は、移動する空気を加湿する第２の加湿手段を介して大気と連通していることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の記録装置。
【請求項１０】
前記外部連通流路を外部に開放する開放状態と前記外部連通流路を閉鎖する閉鎖状態とを選択的に取る弁が設けられており、
前記制御手段が、前記弁の状態を切り替えることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の記録装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１１−２４０６２４（Ｐ２０１１−２４０６２４Ａ）
【公開日】平成２３年１２月１日（２０１１．１２．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１１５３１４（Ｐ２０１０−１１５３１４）
【出願日】平成２２年５月１９日（２０１０．５．１９）
【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１２月１日（２０１１．１２．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年５月１９日（２０１０．５．１９）
【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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