JP2014000780A - 液体吐出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】吐出口近傍の液体の乾燥を抑制する。
【解決手段】プリンタは、ヘッド１と、加湿機構５０と、冷却機構７０と、制御装置とを含んでいる。加湿機構５０は、加湿空気を生成する生成部５１と、第１供給管６１と、これらを接続する配管５５とを含み、第１供給口部から吐出空間に加湿空気を供給する加湿動作を行う。冷却機構７０は、水が貯留されたタンク７１と、第１供給管６１を覆う第１冷却管８１と、水を第１冷却管８１に循環させるポンプ７５と、これらを接続する配管７２とを含み、第１供給管６１内の加湿空気を冷却する冷却動作を行う。制御装置は、画像記録が行われる際に、加湿動作を行いながら冷却動作が行われるように、加湿機構５０及び冷却機構７０を制御する。
【選択図】図４

Description

本発明は、液体を吐出する液体吐出装置に関する。

特許文献１には、ヘッドが使用されないとき（ヘッドの休止時）に、吐出口と対向する空間（吐出空間）を外部空間から隔離した後（キャッピング後）に当該空間を加湿する液体吐出装置が記載されている。この加湿メンテナンスは、ヘッドの長手方向の一端に配置された空気排出口から吐出空間内の空気を排出し、且つ加湿空気を、ヘッドの長手方向の他端に配置された空気供給口から空間内に供給することにより行われる。

特開２０１１−２０７０９１号公報

ところで、ヘッドがキャッピングされていないときは、吐出口が外部空間に露出されている。このため、吐出口の液体が乾燥する。ヘッドが使用されているとき（記録媒体への画像記録時）に、インクの吐出が行われていない吐出口については、ヘッドがアンキャップされてからの時間が長くなると、吐出口の液体が乾燥する。これらの吐出口の乾燥抑制を目的として、当該吐出口からインクを排出するフラッシングを行う技術が知られている。しかしながら、このようなフラッシングは、液体の消費量が増大する問題を生じる。

そこで、本発明の目的は、吐出口近傍の液体の乾燥を抑制することが可能な液体吐出装置を提供することである。

本発明の液体吐出装置は、記録媒体を搬送方向に搬送する搬送機構と、記録媒体に液体を吐出する複数の吐出口が形成された吐出面を有するヘッドと、加湿空気を生成する生成部、前記搬送方向に関して、前記ヘッドの上流側に配置された第１供給管、及び、前記生成部と前記第１供給管とを接続する第１配管を含み、前記生成部で生成された加湿空気を前記第１供給管の供給口部から前記吐出面と対向する吐出空間に供給する加湿動作を行う加湿機構と、前記吐出空間又は前記第１供給管内において、加湿空気の温度が前記生成部におけるよりも低くなるように冷却する冷却動作を行う冷却機構と、記録媒体への画像記録が行われる際に、前記加湿動作を行いながら前記冷却動作が行われるように、前記加湿機構及び前記冷却機構を制御する制御手段とを備えている。

これによると、記録媒体への画像記録が行われる際に、加湿動作が行われる。このとき、生成部で生成された加湿空気が、吐出空間では生成部よりも温度が低くなるため、空気中の含有水分量は変わらないが相対的に湿度が高くなる。このため、吐出口近傍の液体の乾燥が抑制される。この結果、乾燥を抑制するために行われるフラッシングなどによる液体排出を抑制することができる。

本発明において、前記生成部での加湿空気の温度及び湿度を検出する第１検出部と、前記冷却動作で冷却された加湿空気の温度を検出する第２検出部とをさらに備えている。そして、前記制御手段は、前記冷却動作において、前記第２検出部で検出された加湿空気の温度が、前記第１検出部で検出された加湿空気の温度及び湿度に基づく露点温度を下回らずに近づくように、前記冷却機構を制御することが好ましい。これにより、吐出空間での加湿空気の湿度が非常に高くなる。このため、吐出口近傍の液体の乾燥がより一層抑制される。加えて、加湿空気の結露が生じにくくなる。このため、例えば、吐出面に結露が生じにくくなり、吐出口の液体と結露による水分とが混ざらなくなる。

また、本発明において、前記冷却機構は、前記生成部で生成された加湿空気よりも温度の低い液体が貯留された貯留部、前記第１供給管の外周面の少なくとも一部と熱的に結合された第１冷却管、前記貯留部と前記第１冷却管とを接続する配管、及び、前記貯留部と前記第１冷却管との間で液体を循環させるポンプから構成されており、前記制御手段は、前記冷却動作として、液体を循環させるように前記ポンプを制御することが好ましい。これにより、液体の循環により、第１冷却管が第１供給管の熱を奪う。このため、第１供給管内の加湿空気を冷却することが可能となる。

また、本発明において、前記冷却機構は、前記生成部で生成された加湿空気よりも温度の低い液体が貯留された貯留部、前記ヘッド内において前記吐出面近傍に形成された液体流路、前記貯留部と前記液体流路とを接続する配管、及び、前記貯留部と前記液体流路との間で液体を循環させるポンプから構成されており、
前記制御手段は、前記冷却動作として、液体を循環させるように前記ポンプを制御することが好ましい。これにより、液体の循環により、ヘッドの吐出面が加湿空気よりも温度が低くなる。このため、吐出空間に供給された加湿空気が吐出面によって、冷却される。

また、本発明において、前記貯留部は、外側に突出したフィンを有する金属製のタンクからなり、前記冷却機構は、送風機を有しており、前記制御手段は、前記冷却動作において、前記フィンに向かって空気を送るように前記送風機を制御することが好ましい。これにより、液体の温度を効果的に低下させることができる。このため、加湿空気を効果的に冷却することができる。

また、本発明において、前記加湿機構は、前記搬送方向に関して、前記ヘッドの下流側に配置された第２供給管、及び、前記生成部と前記第２供給管とを接続する第２配管をさらに含み、前記加湿動作において、前記生成部で生成された加湿空気を前記第２供給管の供給口部から前記吐出空間に供給することが好ましい。これにより、加湿動作の際に、ヘッドの上流側のみならず下流側からも吐出空間に加湿空気が供給されるため、記録媒体の搬送に伴う搬送方向への気流が吐出空間に生じても、加湿空気が当該吐出空間に滞留しやすくなる。このため、吐出口近傍の液体の乾燥がより抑制される。

また、本発明において、前記加湿機構は、前記搬送方向に関して、前記ヘッドの下流側に配置された第２供給管、及び、前記生成部と前記第２供給管とを接続する第２配管をさらに含み、前記加湿動作において、前記生成部で生成された加湿空気を前記第２供給管の供給口部から前記吐出空間に供給し、前記冷却機構は、前記第２供給管の外周面の少なくとも一部と熱的に結合された第２冷却管を含み、前記配管は、前記貯留部と前記第１冷却管との間、前記貯留部と前記第２冷却管との間、及び、前記第１冷却管と前記第２冷却管との間をそれぞれ接続しており、前記ポンプは、前記貯留部と前記第１冷却管及び前記第２冷却管との間で液体を循環させることが好ましい。これにより、加湿動作の際に、ヘッドの上流側のみならず下流側からも吐出空間に加湿空気が供給されるため、記録媒体の搬送に伴う搬送方向への気流が吐出空間に生じても、加湿空気が当該吐出空間に滞留しやすくなる。このとき、上流及び下流から供給される加湿空気は、ともに冷却されているため、湿度が高くなる。このため、吐出口近傍の液体の乾燥がより一層抑制される。

また、本発明において、前記ヘッドは、前記搬送方向と直交する方向が長手方向であり、前記吐出面には前記複数の吐出口が前記長手方向に関して等間隔に配列されており、前記第１及び第２供給管、及び、これらの前記供給口部は、前記長手方向に沿って延在しており、前記長手方向に関して、前記第１配管は前記第１供給管の一方側端部に、前記第２配管は前記第２供給管の他方側端部に接続されていることが好ましい。これにより、第１供給管の供給口部の一方側から供給された加湿空気が他方側よりも多く供給されても、第２供給管の供給口部の一方側から供給された加湿空気が他方側よりも少なく供給される。このため、吐出空間に供給される加湿空気の供給量が安定し、長手方向に関して、複数の吐出口近傍の液体乾燥の抑制が安定する。

また、本発明において、前記供給口部は、前記長手方向に沿って配列された複数の供給口から構成されており、前記複数の供給口の開口面積は、加湿空気の流れ方向に関して、上流側から下流側に向かうほど大きいことが好ましい。これにより、各供給口から供給される加湿空気の供給量がほぼ同じになる。このため、長手方向に関して、複数の吐出口近傍の液体乾燥の抑制がより安定する。

また、本発明において、前記生成部は、加湿液を貯留するタンク、及び、前記タンク内の加湿液を加熱するヒータを有していることが好ましい。これにより、加湿空気を短時間に生成することが可能となる。

本発明の液体吐出装置によると、記録媒体への画像記録が行われる際に、加湿動作が行われる。このとき、生成部で生成された加湿空気が、吐出空間では生成部よりも温度が低くなるため、空気中の含有水分量は変わらないが相対的に湿度が高くなる。このため、吐出口近傍の液体の乾燥が抑制される。この結果、乾燥を抑制するために行われるフラッシングなどによる液体排出を抑制することができる。

本発明の液体吐出装置の一実施形態によるインクジェットプリンタの内部構造を示す概略側面図である。 （ａ）は図１のプリンタに含まれるヘッド本体の上面図、（ｂ）はヘッドの下面図である。 （ａ）は図２（ａ）の一点鎖線で囲まれた領域IIIａを示す拡大図であり、（ｂ）は図３（ａ）のIIIｂ−IIIｂ線に沿った部分断面図であり、（ｃ）は図３（ｂ）の一点鎖線で囲まれた領域を示す拡大図である。 図１のプリンタに含まれる加湿機構及び冷却機構を示す概略図である。 （ａ）は図２（ａ）のＶａ−Ｖａ線に沿った断面図であり、（ｂ）は図２（ａ）のＶｂ−Ｖｂ線に沿った断面図である。 本発明の液体吐出装置の変形例であり、ヘッドの下面図である。

以下、本発明の好適な実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。

先ず、図１を参照し、本発明の液体吐出装置の一実施形態であるインクジェットプリンタ１０１の全体構成について説明する。

プリンタ１０１は、直方体形状の筐体１０１ａを有する。筐体１０１ａの天板上部には、排紙部３１が設けられている。筐体１０１ａの内部空間は、上から順に空間Ａ，Ｂ，Ｃに区分できる。空間Ａ，Ｂには、給紙部１０１ｃから排紙部３１に至る用紙搬送経路が形成されており、図１に示す黒太矢印に沿って記録媒体である用紙Ｐが搬送される。空間Ａでは、用紙Ｐへの画像記録と、用紙Ｐの排紙部３１への搬送が行われる。空間Ｂでは、用紙Ｐの搬送経路への給紙が行われる。空間Ｃからは、空間Ａのインクジェットヘッド１（以下、ヘッド１と称す）に対してインクが供給される。

空間Ａには、ブラックインクを吐出するヘッド１、搬送機構８、用紙センサ３２、加湿動作に用いられる加湿機構５０（図４参照）、冷却動作に用いられる冷却機構７０（図４参照）、及び、制御装置１００等が配置されている。

ヘッド１は、主走査方向を長手方向とし、長尺な略直方体形状を有する（図２参照）。ヘッド１は、支持フレーム（不図示）を介して筐体１０１ａに支持されている。支持フレームは、ヘッド１の下面とプラテン６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１は、ヘッド本体３（図２参照）に加えて、リザーバユニット、フレキシブルプリント配線基板（ＦＰＣ）、回路基板等が積層された積層体である。上流側流路部材としてのリザーバユニットには、リザーバを含む上流側インク流路（ともに不図示）が形成されており、カートリッジ４からインクが供給される。

下流側流路部材としての流路ユニット９は、アクチュエータユニット２１と共にヘッド本体３を構成し、上面のインク供給口１０５ｂからリザーバユニットのインクが供給される。流路ユニット９の下面は、吐出面１ａであり、複数の吐出口１０８が形成されている。吐出口１０８からは、アクチュエータユニット２１の駆動により、インクが吐出される。

回路基板は、制御装置１００からの信号を調整する。出力信号は、ＦＰＣ上のドライバＩＣで駆動信号に変換され、さらにヘッド本体３のアクチュエータユニット２１に出力される。アクチュエータユニット２１は、駆動信号が供給されると、変形して流路ユニット９内のインクに圧力を加える。ヘッド１については、後に詳述する。

搬送機構８は、用紙Ｐをガイドする２つのガイド部５ａ，５ｂとプラテン６とを含み、用紙搬送経路を構成する。２つのガイド部５ａ，５ｂは、プラテン６を挟んで配置されている。搬送方向上流側のガイド部５ａは、３つのガイド１８ａと３つの送りローラ対２２〜２４とを有し、給紙部１０１ｃとプラテン６とを繋ぐ。画像記録用の用紙Ｐが、プラテン６に向けて搬送される。搬送方向下流側のガイド部５ｂは、３つのガイド１８ｂと４つの送りローラ対２５〜２８とを有し、プラテン６と排紙部３１とを繋ぐ。画像記録後の用紙Ｐが、排紙部３１に向けて搬送される。

プラテン６は、画像記録に際して、搬送される用紙Ｐを下から支える。また、プラテン６は、平面視において、吐出面１ａよりも一回り大きく、矩形平面形状を有する平板である。

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

加湿機構５０は、図４に示すように、加湿空気の生成部５１、第１供給管６１、第２供給管６５、配管５４〜５６及びポンプ５７などで構成される。生成部５１では、加湿空気が生成され、第１及び第２供給管６１，６５に向けて送り出される。第１及び第２供給管６１，６５では、加湿空気の供給を受けて、吐出口１０８の加湿が行われる。生成部５１は、タンク５２、ヒータ５３を含む。タンク５２は、加湿空気の生成源である。加湿動作に際して、ヒータ５３及びポンプ５７が駆動され、加湿空気が、配管５４〜５６を介して、第１及び第２供給管６１，６５から吐出口１０８近傍に供給される。

冷却機構７０は、液体の貯留部としてのタンク７１、配管７２〜７４、ポンプ７５、送風機７６、第１冷却管８１及び第２冷却管８５などで構成される。タンク７１には、冷却用の液体として水が貯留されている。冷却動作に際して、ポンプ７５及び送風機７６が駆動され、タンク７１と第１及び第２冷却管８１，８５との間で水が循環し、第１及び第２供給管６１，６５を冷却するとともに当該管内の加湿空気も冷却する。

図１に戻って、空間Ｂには、給紙部１０１ｃが配置されている。給紙部１０１ｃは、給紙トレイ３５及び給紙ローラ３６を有する。このうち、給紙トレイ３５が、筐体１０１ａに対して着脱可能である。給紙トレイ３５には、複数の用紙Ｐが収納される。給紙ローラ３６は、給紙トレイ３５内で最も上方の用紙Ｐを送り出す。

ここで、副走査方向とは、用紙Ｐが送りローラ対２４，２５によって搬送される搬送方向Ｄ（図１中矢印Ｄ方向）と平行な方向であり、主走査方向とは、水平面に平行且つ副走査方向に直交する方向である。

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

次に、制御装置１００について説明する。制御装置１００は、例えば、画像記録動作、メンテナンス動作等を制御する。画像記録動作では、外部装置(プリンタ１０１と接続されたＰＣ等)からの記録指令(画像データなど)に基づいて、給紙部１０１ｃ、ガイド部５ａ、５ｂ(搬送機構８)、ヘッド１、加湿機構５０及び冷却機構７０等を駆動する。具体的には、吐出面１ａ近傍に加湿空気が供給されるとともに、用紙Ｐが、給紙トレイ３５から送り出され、ヘッド１に対向する記録領域に送られる。記録領域では、用紙センサ３２からの検知信号に同期して、ヘッド１が駆動される。用紙Ｐがヘッド１の真下を通過する際、インクが吐出されて、所望の画像が記録される。用紙Ｐは、さらに搬送されて、筐体１０１ａ上部の排紙部３１に排出される。

また、メンテナンス動作としては、定期的に、あるいはユーザーの求めに応じて、インク排出動作(パージ動作とフラッシング動作)等が実行される。いずれも、ヘッド１のインク吐出特性の維持・回復を目的とする。例えば、インク排出動作では、吐出口１０８から、増粘したインクが排出される。パージ動作では、アクチュエータを駆動せずにポンプを駆動して圧力を加え、ヘッド１からインクが強制的に排出される。強制排出後は、吐出面１ａのクリーニング（払拭動作）が行われる。フラッシング動作では、アクチュエータが駆動され、ヘッド１から所定量のインク滴が吐出される。アクチュエータの駆動は、フラッシングデータ(画像データと異なるデータ)に基づく。

次に、図２及び図３を参照して、ヘッド１について説明する。図３（ａ）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、及び吐出口１０８を実線で描いている。

ヘッド本体３は、図２（ａ）に示すように、流路ユニット９の上面９ａに４つのアクチュエータユニット２１が固定された積層体である。上面９ａには、図３（ａ）に示すように、複数の圧力室１１０が開口しマトリクス状に配置されている。各アクチュエータユニット２１は、図３（ｃ）に示すように、これら開口を封止し、圧力室１１０の側壁を構成する。

流路ユニット９は、図３（ｂ）に示すように、９枚のステンレス製プレート１２２〜１３０を積層した積層体である。流路ユニット９の内部には、インク流路が形成されている。インク流路は、図２及び図３に示すように、上面９ａのインク供給口１０５ｂを一端とし、副マニホールド流路１０５ａに分岐するマニホールド流路１０５、及び、副マニホールド流路１０５ａの出口から圧力室１１０を経て下面の吐出口１０８に至る個別インク流路１３２を含む。吐出面１ａには、図２（ｂ）に示すように、複数の吐出口１０８が圧力室１１０に対応してマトリクス状に配置されている。これら吐出口１０８は、主走査方向に関して、この方向の解像度である６００ｄｐｉの間隔で配列されている。

次に、アクチュエータユニット２１について説明する。図２（ａ）に示すように、４つのアクチュエータユニット２１は、それぞれ台形の平面形状を有している。これら４つのアクチュエータユニット２１は、インク供給口１０５ｂを避けるよう主走査方向に沿って、千鳥状に配置されている。

アクチュエータユニット２１は、強誘電性を有するチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）系セラミックスであり、図３（ｃ）に示すように、３枚の圧電層１４１〜１４３から構成されている。最上層の圧電層１４１は、上面に複数の個別電極１３５が形成され、厚み方向に分極されている。共通電極１３４が、圧電層１４２の上面全体に形成されている。そして、個別電極１３５と圧力室１１０で挟まれた部分が、個別のユニモルフ型アクチュエータとして働く。個別電極１３５及び共通電極１３４間に分極方向の電界が生じると、アクチュエータ部分が圧力室１１０に向かって突出(ユニモルフ変形)する。このとき、圧力室内のインクが加圧され、吐出口１０８からインク滴が吐出される。ここで、共通電極１３４は、常にグランド電位にある。また、駆動信号は、個別電極１３５に選択的に供給される。

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

次に、加湿機構５０の構成について説明する。加湿機構５０は、上述のように、生成部５１、第１供給管６１及び第２供給管６５などを含む。
まず、第１供給管６１について説明する。第１供給管６１は、図２及び図５（ａ）に示すように、搬送方向Ｄに関するヘッド１の上流側側面１Ｓ１に沿って主走査方向に延在する。第１供給管６１は、図５（ｂ）に示すように、四角筒形状を有しており、第１冷却管８１を介して側面１Ｓ１に固定されている。また、第１供給管６１は、図２（ａ）に示すように、主走査方向に関して、一方側の端部（図中下側）に配管５５が接続されており、他方側の端部（図中上側）は閉塞している。第１供給管６１の他方側の端部には、温度センサ（第２検出部）８９が設置されている。この温度センサ８９は、第１供給管６１内の加湿空気の温度を計測する。

第１供給管６１の下面６１ａには、第１供給口部６２が形成されている。第１供給口部６２は、第１供給管６１に形成された複数の供給穴６２ａの開口（供給口）から構成されている。これら供給穴６２ａは、主走査方向に沿って配列されており、第１供給管６１の内部と連通する。加湿空気は、吐出空間Ｓ１に対して、各供給穴６２ａ（開口）から均等に供給される。また、図２（ｂ）に示すように、主走査方向に関して、最も外側にある２つの供給穴６２ａは、吐出面１ａの最も外側にある２つの吐出口１０８よりも外側にある。つまり、供給口部６２は、最も外側にある２つの吐出口１０８の間隔以上の長さを有している。このため、すべての吐出口１０８に対して加湿空気を供給することが可能となり、複数の吐出口１０８に対する加湿空気の供給がばらつきにくくなる。なお、第１供給管６１は、下面６１ａが吐出面１ａと同じ高さレベルになるように配置されており、用紙Ｐの搬送を妨げない。

供給穴６２ａは、図５（ｂ）に示すように、その開口の中心軸が吐出空間Ｓ１の内側に傾斜している。このため、供給穴６２ａの開口が吐出空間Ｓ１と対向する。これにより、供給穴６２ａから供給された加湿空気が、搬送方向下流側に効果的に流れる。このため、複数の吐出口１０８の乾燥をより抑制することが可能となる。

第１供給管６１内の空気に対する流路抵抗は、加湿空気の流れの方向（図５（ａ）中左側方向、図２（ｂ）中上方向）に関して、上流側から下流側に向かうほど小さくされている。本実施形態においては、図２（ｂ）に示すように、供給穴６２ａの開口面積が、上流側（図中下側）から下流側（図中上側）に向かうほど大きい。これにより、略均等量の加湿空気が、各供給穴６２ａから流出される。変形例として、第１供給管６１内の流路の断面積を流れの方向に関して、上流側から下流側に向かうほど大きくしてもよい。

次に、第２供給管６５について説明する。第２供給管６５は、第１供給管６１と同様な構成である。第１及び第２供給管６１，６５は、図２（ｂ）に示すように、吐出面１ａの中心点Ｑに対して点対称に配置されている。具体的には、第２供給管６５は、搬送方向Ｄに関するヘッド１の下流側側面１Ｓ２に沿って主走査方向に延在し、第２冷却管８５を介して側面１Ｓ２に固定されている。また、第２供給管６５は、図２（ａ）に示すように、主走査方向に関して、他方側の端部（図中上側）に配管５６が接続されており、一方側の端部（図中下側）は閉塞している。

第２供給管６５の下面６５ａには、第２供給口部６６が形成されている。第２供給口部６６も、複数の供給穴６６ａの開口（供給口）から構成されている。これら供給穴６６ａは、主走査方向に沿って配列されており、第２供給管６５の内部と連通する。加湿空気は、吐出空間Ｓ１に対して、各供給穴６６ａ（開口）から均等に供給される。また、図２（ｂ）に示すように、主走査方向に関して、最も外側にある２つの供給穴６６ａも、吐出面１ａの最も外側にある２つの吐出口１０８よりも外側にある。このため、第１供給口部６２と同様に、すべての吐出口１０８に対して加湿空気を供給することが可能となり、複数の吐出口１０８に対する加湿空気の供給がばらつきにくくなる。なお、第２供給管６５も、下面６５ａが吐出面１ａと同じ高さレベルになるように配置されており、用紙Ｐの搬送を妨げない。

供給穴６６ａは、図５（ｂ）に示すように、その開口の中心軸が吐出空間Ｓ１の内側に傾斜し、当該開口が吐出空間Ｓ１と対向する。これにより、供給穴６６ａから供給された加湿空気が、搬送方向上流側に効果的に流れる。このため、複数の吐出口１０８の乾燥をより抑制することが可能となる。さらに、第２供給管６５から供給された加湿空気は、吐出空間Ｓ１において、第１供給管６１から供給された加湿空気とぶつかる。このため、両者からの加湿空気が吐出空間Ｓ１で滞留し、吐出口１０８の乾燥をより一層抑制することが可能となる。

第２供給管６５内の空気に対する流路抵抗は、加湿空気の流れの方向（図２（ｂ）中下方向）に関して、上流側から下流側に向かうほど小さくされている。本実施形態においては、図２（ｂ）に示すように、供給穴６６ａの開口面積が、上流側（図中上側）から下流側（図中下側）に向かうほど大きい。これにより、略均等量の加湿空気が、各供給穴６６ａから流出される。変形例として、第２供給管６５内の流路の断面積を流れの方向に関して、上流側から下流側に向かうほど大きくしてもよい。

次に、生成部（タンク５２、ヒータ５３）、及び、配管５４〜５６、ポンプ５７等について説明する。配管５４は、一端がタンク５２の上部空間に接続され、他端が２本の配管５５，５６の一端に接続されている。配管５４の途中部位には、ポンプ５７が介挿されている。配管（第１配管）５５は、他端が第１供給管６１に接続されている。配管（第２配管）５６は、他端が第２供給管６５に接続されている。

タンク５２は、下部空間に加湿用の水を貯留し、上部空間には加湿された加湿空気を貯蔵している。タンク５２内には、温湿度センサ５９が設置されている。温湿度センサ（第１検出部）５９は、上部空間の加湿空気の温度及び湿度を計測する。ヒータ５３は、タンク５２の下面に設置されている。加湿に際して、制御装置１００による制御の下、温湿度センサ５９による温湿度検出結果に基づいて、ヒータ５３が制御され、上部空間における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１０１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５２内の水が少なくなった場合には、図示しない水補給タンクより水がタンク５２に補給される。

次に、冷却機構７０の構成について説明する。冷却機構７０は、上述のように、タンク７１、配管７２〜７４、ポンプ７５、送風機７６、第１冷却管８１及び第２冷却管８５などを含む。
まず、第１冷却管８１について説明する。第１冷却管８１は、図２及び図５（ａ）に示すように、主走査方向に延在し、ヘッド１の上流側側面１Ｓ１に固定されている。第１冷却管８１は、図５（ｂ）に示すように、下向きに開口した凹部８１ａを有する中空管である。凹部８１ａ内には、第１供給管６１が固定されており、凹部８１ａの壁面と第１供給管６１の上面及び側面とが接触している。つまり、第１供給管６１の外周面の一部が第１冷却管８１と熱的に結合している。このため、第１冷却管８１内に水を循環させることで、第１供給管６１も冷却することができる。第１冷却管８１は、図２（ａ）に示すように、主走査方向に関して、一方側の端部（図中下側）に配管７２が接続されており、他方側の端部（図中上側）に配管７３が接続されている。

次に、第２冷却管８５について説明する。この第２冷却管８５は、第１冷却管８１と同様な構成である。第１及び第２冷却管８１，８５は、図２（ｂ）に示すように、吐出面１ａの中心点Ｑに対して点対称に配置されている。第２冷却管８５の凹部８５ａ内には、第２供給管６５が固定されており、凹部８５ａの壁面と第２供給管６５の上面及び側面とが接触している。つまり、第２冷却管８５も第２供給管６５の外周面の一部と熱的に結合されている。このため、第２冷却管８５内に水を循環させることで、第２供給管６５も冷却することができる。第２冷却管８５は、図２（ａ）に示すように、主走査方向に関して、一方側の端部（図中下側）に配管７４が接続されており、他方側の端部（図中上側）に配管７３が接続されている。このように第１及び第２冷却管８１，８５は配管７３を介して互いに連通している。

タンク７１は、金属材料（例えば、アルミ合金）からなり、下部空間に水を貯留している。タンク７１の下面には、複数のフィン７１ａが立設されている。送風機７６は、駆動されたときの気流が複数のフィン７１ａに当たる位置に配置されている。送風機７６は、制御装置１００の制御によって駆動されることで、フィン７１ａを介してタンク７１全体の温度を低下させる。これにより、タンク７１内の水の温度が低下する。

配管７２は、一端がタンク７１の下部空間に接続され、他端が第１冷却管８１に接続されている。配管７２の途中部位には、ポンプ７５が介挿されている。配管７４は、一端がタンク７１の下部空間に接続され、他端が第２冷却管８５に接続されている。これにより、制御装置１００の制御によってポンプ７５が駆動されると、タンク７１内の水が、タンク７１と、第１及び第２冷却管８１，８５との間で循環する。

加湿空気の冷却に際して、制御装置１００による制御の下、温度センサ８９による温度検出結果に基づいて、ポンプ７５及び送風機７６が制御され、第１供給管６１の温度が調整される。これにより、第１供給管６１内の加湿空気の湿度が調整される。このとき、第２供給管６５も同様に温度が調整され、第２供給管６５内の加湿空気の湿度も、第１供給管６１と同様に調整される。このときの所望温度は、温湿度センサ５９で検出された加湿空気の温湿度に基づく、露点温度近傍であって当該露点温度を下回らない温度である。

続いて、プリンタ１０１の加湿動作及び冷却動作の一連の流れについて、説明する。本実施形態の加湿及び冷却動作は、画像記録動作が行われる際に行われる。

プリンタ１０１の電源がＯＮされると、制御装置１００が、ヒータ５３を制御して、タンク５２の上部空間に所望温湿度の加湿空気を生成する。なお、制御装置１００は、プリンタ１０１の電源がＯＦＦにされるまで、加湿空気の生成を継続する。

次に、プリンタ１０１が、記録指令を受信すると、上述の画像記録動作が行われる。この画像記録動作が行われる際に、制御装置１００による制御の下、加湿動作及び冷却動作も実行される。加湿動作は、制御装置１００の制御により、ポンプ５７が駆動されることで実行される。図４に示すように、タンク５２で生成された加湿空気は、白抜き矢印方向に沿って流れる。加湿空気は、配管５４，５５を介して第１供給管６１に、配管５４，５６を介して第２供給管６５に供給される。

この加湿動作が行われる際に、制御装置１００の制御により、ポンプ７５及び送風機７６も駆動され、冷却動作が実行される。図４に示すように、タンク７１の水は、黒太矢印方向に沿って流れ、タンク７１と、第１及び第２冷却管８１，８５との間において循環する。このとき、送風機７６の駆動によって、タンク７１内の水が冷やされる。これにより、冷やされた水がタンク７１から第１及び第２冷却管８１，８５に流れ、第１及び第２供給管６１，６５の熱を奪う。これにより、第１及び第２供給管６１，６５の温度が所望温度に調整される。このときの温度調整は、温湿度センサ５９及び温度センサ８９の検出結果に基づいて、制御装置１００がポンプ７５及び送風機７６の駆動を制御することで行われる。具体的には、制御装置１００は、加湿空気の各温度における飽和水蒸気量、すなわち、露点温度を記憶する記憶部を有している。制御装置１００は、温湿度センサ５９で検出された温湿度から、タンク５２で生成された加湿空気の露点温度を記憶部より導出し、この露点温度に温度センサ８９で検出された温度が近づくように、ポンプ７５及び送風機７６を制御（ポンプ７５による送液流量や送風機による送風量の制御）する。これにより、第１及び第２供給管６１，６５の温度が、温湿度センサ５９で検出された加湿空気の温湿度に基づく、露点温度近傍であって当該露点温度を下回らない温度に調整される。このため、加湿空気は、第１及び第２供給管６１，６５内において、タンク５２で生成されたときの温度よりも低くなって、露点温度に近づく。加湿空気が、タンク５２で生成されたときの温度から露点温度に近づくと、その加湿空気自体の湿度が１００％に近づく。このような加湿空気が、第１及び第２供給口部６２，６６の複数の供給穴６２ａ，６６ａから吐出空間Ｓ１に放出されて、吐出口１０８へ供給される。

加湿空気の供給穴６２ａから吐出口１０８への移動は、この方向への用紙Ｐの搬送に伴う気流によって行われる。また、加湿空気の供給穴６２ａ，６６ａから吐出口１０８への移動は、供給穴６２ａ，６６ａのそれぞれが吐出空間Ｓ１側に傾いていることにもよる。これにより、吐出面１ａ近傍に用紙搬送に伴う気流が生じていない場合（例えば、用紙Ｐが吐出面１ａを通過する前、及び、通過して多少時間が経過した場合）でも、加湿空気が吐出口１０８に供給される。さらに、供給穴６６ａからは、供給穴６２ａとは反対側（搬送方向上流側）に加湿空気が供給される。つまり、ヘッド１の上流側のみならず下流側からも吐出空間Ｓ１に加湿空気が供給されるため、搬送方向Ｄへの気流が吐出空間Ｓ１に生じても、加湿空気が吐出空間Ｓ１に滞留しやすくなる。このため、吐出口近傍のインクの乾燥がより抑制される。また、このとき、上流及び下流から供給される加湿空気は、ともに冷却されているため、湿度の高いものとなる。このため、吐出口１０８のインク乾燥をより抑制することができる。

第１供給管６１の一方側の端部に配管５５が接続され、第２供給管６５の他方側の端部に配管５６が接続されている。これにより、主走査方向に関して、第１供給口部６２の一方側から供給された加湿空気が他方側よりも多く供給されても、第２供給口部６６の一方側から供給された加湿空気が他方側よりも少なく供給される。このため、吐出空間Ｓ１に供給される加湿空気の供給量が安定し、主走査方向に関して、複数の吐出口１０８近傍のインク乾燥の抑制が安定する。また、複数の供給穴６２ａ，６６ａの開口面積は、加湿空気の流れの方向に関して上流側から下流側に向かうほど大きくされている。即ち、第１及び第２供給管６１，６５内の空気に対する流路抵抗は、加湿空気の流れの方向に関して、上流側から下流側に向かうほど小さい。これにより、複数の供給穴６２ａ，６６ａ間において、放出される加湿空気の量は略均等となる。このため、主走査方向に関して、複数の吐出口１０８近傍のインク乾燥の抑制がより安定する。

以上、本実施形態によると、用紙Ｐへの画像記録が行われる際に、加湿動作が行われる。このとき、タンク５２で生成された加湿空気が、吐出空間Ｓ１ではタンク５２におけるよりも温度が低くなるため、空気中の含有水分量は変わらないが相対的に湿度が高くなる。このため、吐出口１０８近傍のインクの乾燥が抑制される。この結果、乾燥を抑制するために行われるフラッシングなどによるインク排出を抑制することができる。

また、生成された加湿空気の温度を、露点温度を下回らずに近づけるように調整しているため、吐出空間Ｓ１での加湿空気の湿度が非常に高くなる。このため、吐出口１０８近傍のインクの乾燥がより一層抑制される。加えて、加湿空気の結露が生じにくくなる。このため、例えば、吐出面１ａに結露が生じにくくなり、吐出口１０８のインクと結露による水分とが混ざらなくなる。

また、送風機７６は、制御装置１００の制御により、タンク７１の複数のフィン７１ａに空気を送るため、タンク７１の温度を効果的に低下させることができる。このため、タンク７１内の水の温度を低くすることができるとともに、各冷却管８１，８５を介して各供給管６１，６５内の加湿空気を効果的に冷却することができる。また、生成部５１が、タンク５２内の水を加熱するヒータ５３を有していることで、加湿空気を短時間に生成することが可能となる。

変形例として、流路ユニット９を構成するプレート１２９に冷却水を流通させることが可能な凹部１２９ａを設けてもよい。この場合、図３（ｂ）に示すプレート１２９のプレート１３０と対向する面に、プレート１３０に向かって開口する凹部１２９ａを形成する。凹部１２９ａは、図６に示すように、プレート１２９において、各アクチュエータユニット２１と重なる領域であって複数の吐出口１０８が集まった吐出口群と対向する領域を除く領域に形成される。また、プレート１２９の主走査方向の一端（図６中下側）には配管７２が接続され、他端（図６中上側）には配管７４が接続され、両配管７２，７４と凹部１２９ａとプレート１３０とによって囲まれた流路１２９ｂとが連通する。

本変形例においては、第１及び第２冷却管８１，８５を設ける必要がないため、第１及び第２供給管６１，６５をヘッド１の各側面１Ｓ１，１Ｓ２に固定する。また、温度センサ８９は、流路ユニット９の側面に移して、吐出面１ａの温度を計測する。制御装置は、この温度センサ８９の検出温度に基づいて、吐出面１ａ近傍の加湿空気の温度を推定する。

本変形例においても、上述の実施形態と同様に、画像記録動作が行われる際に、加湿動作及び冷却動作が実行される。加湿動作においては、タンク５２から第１及び第２供給管６１，６５に送られた加湿空気が第１及び第２供給口部６２，６６からそのまま、吐出口１０８に供給される。

冷却動作においては、タンク７１と流路１２９ｂとの間において、冷やされた水が循環する。これにより、プレート１３０から熱が奪われ、加湿空気よりも温度が低くなる。このときの温度調整も、上述の実施形態と同様に、制御装置がポンプ７５及び送風機７６の駆動を制御することで行われる。具体的には、制御装置は、加湿空気の各温度における飽和水蒸気量、すなわち、露点温度を記憶する記憶部を有している。制御装置は、温湿度センサ５９で検出された温湿度から、タンク５２で生成された加湿空気の露点温度を記憶部より導出し、この露点温度に温度センサ８９の検出温度に基づく推定温度が近づくように、ポンプ７５及び送風機７６を制御する。これにより、第１及び第２供給口部６２，６６から供給された加湿空気が、吐出面１ａを介して露点温度近傍であって当該露点温度を下回らない温度に冷やされる。このため、湿度がタンク５２におけるよりも上昇した加湿空気が吐出口１０８に供給されることになる。この結果、上述の実施形態と同様の効果を得ることができる。また、本変形例においては、第１及び第２供給管６１，６５が側面１Ｓ１，１Ｓ２に固定されているため、冷却動作によって流路ユニット９の熱が奪われる際に、各供給管６１，６５も冷却される。このため、第１及び第２供給管６１，６５内において、加湿空気がタンク５２におけるよりも露点温度に近づく。したがって、第１及び第２供給口部６２，６６から供給された加湿空気を、吐出面１ａで効果的に冷やすことが可能となる。なお、上述の実施形態と同様な構成については、同じ効果を得ることができる。

以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明は上述の実施の形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々な変更が可能なものである。例えば、上述の実施形態においては、第２冷却管８５が設けられていなくてもよい。この場合でも、吐出空間Ｓ１に加湿空気を滞留させることが可能となる。加えて、第２供給管６５が設けられていなくてもよい。第１及び第２供給管６１，６５、第１及び第２冷却管８１，８５は、管形状であれば、断面形状はどのような形状であってもよい。第１及び第２冷却管は、少なくとも一部が第１及び第２供給管６１，６５に熱的に結合され、これら供給管６１，６５を冷却可能な構成であればよい。

また、温湿度センサ５９及び温度センサ８９が設けられていなくてもよい。タンク７１には、フィン７１ａが形成されていなくてもよい。この場合、送風機７６からの空気を直接タンク７１に送ればよい。また、送風機７６が設けられていなくてもよい。この場合、タンク７１内の水を第１及び第２冷却管８１，８５に循環させるだけで、各冷却管８１，８５を介して第１及び第２供給管６１，６５内の加湿空気を冷却してもよい。また、第１冷却管８１とタンク７１、及び、第２冷却管８５とタンク７１が個別に液体の循環が可能な構成であってもよい。冷却用の液体としては、水以外であってもよい。第１及び第２供給管６１，６５には、主走査方向に関して、同じ側の端部に配管５５，５６が接続されていてもよい。また、供給口部６２，６６は、主走査方向に延在する１つの開口からそれぞれ構成されていてもよい。また、供給口部６２，６６を構成する複数の開口は、開口面積が同じであってもよい。

上述の変形例においては、プレート１２９に凹部１２９ａを形成していたが、凹部１２９ａの代わりに貫通孔（液体流路）を形成してもよい。また、プレート１３０のプレート１２９側の面に凹部１２９ａと同様な凹部を形成してもよい。また、吐出面１ａを冷却することが可能であれば、プレート１２９，１３０以外のプレート１２２〜１２８に形成してもよい。また、凹部１２９ａがアクチュエータユニット２１と重なる領域に形成されていてもよい。この場合、凹部は、吐出口１０８と対向する領域以外の領域（例えば、主走査方向に延在する吐出口列の間）に形成されておればよい。生成部５１は、ヒータ５３を有していなくてもよい。この場合、例えば、タンク５２の外部からタンク５２の水中に空気を送り込み、加湿空気を生成する生成機構を有していてもよい。上述の実施形態では、フィン７１ａと送風機７６は別体として説明したが、小型化の観点からは一体的に構成されていてもよい。

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

１ インクジェットヘッド（ヘッド）
１ａ 吐出面
８ 搬送機構
５０ 加湿機構
５１ 生成部
５２ タンク
５３ ヒータ
５５ 配管（第１配管）
５６ 配管（第２配管）
５９ 温湿度センサ（第１検出部）
６１ 第１供給管
６２ 第１供給口部
６２ａ，６６ａ 供給穴（供給口）
６５ 第２供給管
６６ 第２供給口部
７０ 冷却機構
７１ タンク
７１ａ フィン
７２〜７４ 配管
７５ ポンプ
７６ 送風機
８１ 第１冷却管
８５ 第２冷却管
８９ 温度センサ（第２検出部）
１００ 制御装置（制御手段）
１０１ プリンタ（液体吐出装置）
１２９ａ 凹部
１２９ｂ 流路（液体流路）
Ｓ１ 吐出空間

Claims (10)

1. 記録媒体を搬送方向に搬送する搬送機構と、
   記録媒体に液体を吐出する複数の吐出口が形成された吐出面を有するヘッドと、
   加湿空気を生成する生成部、前記搬送方向に関して、前記ヘッドの上流側に配置された第１供給管、及び、前記生成部と前記第１供給管とを接続する第１配管を含み、前記生成部で生成された加湿空気を前記第１供給管の供給口部から前記吐出面と対向する吐出空間に供給する加湿動作を行う加湿機構と、
   前記吐出空間又は前記第１供給管内において、加湿空気の温度が前記生成部におけるよりも低くなるように冷却する冷却動作を行う冷却機構と、
   記録媒体への画像記録が行われる際に、前記加湿動作を行いながら前記冷却動作が行われるように、前記加湿機構及び前記冷却機構を制御する制御手段とを備えていることを特徴とする液体吐出装置。
2. 前記生成部での加湿空気の温度及び湿度を検出する第１検出部と、
   前記冷却動作で冷却された加湿空気の温度を検出する第２検出部とをさらに備えており、
   前記制御手段は、前記冷却動作において、前記第２検出部で検出された加湿空気の温度が、前記第１検出部で検出された加湿空気の温度及び湿度に基づく露点温度を下回らずに近づくように、前記冷却機構を制御することを特徴とする請求項１に記載の液体吐出装置。
3. 前記冷却機構は、前記生成部で生成された加湿空気よりも温度の低い液体が貯留された貯留部、前記第１供給管の外周面の少なくとも一部と熱的に結合された第１冷却管、前記貯留部と前記第１冷却管とを接続する配管、及び、前記貯留部と前記第１冷却管との間で液体を循環させるポンプから構成されており、
   前記制御手段は、前記冷却動作として、液体を循環させるように前記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。
4. 前記冷却機構は、前記生成部で生成された加湿空気よりも温度の低い液体が貯留された貯留部、前記ヘッド内において前記吐出面近傍に形成された液体流路、前記貯留部と前記液体流路とを接続する配管、及び、前記貯留部と前記液体流路との間で液体を循環させるポンプから構成されており、
   前記制御手段は、前記冷却動作として、液体を循環させるように前記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。
5. 前記貯留部は、外側に突出したフィンを有する金属製のタンクからなり、
   前記冷却機構は、送風機を有しており、
   前記制御手段は、前記冷却動作において、前記フィンに向かって空気を送るように前記送風機を制御することを特徴とする請求項３又は４に記載の液体吐出装置。
6. 前記加湿機構は、前記搬送方向に関して、前記ヘッドの下流側に配置された第２供給管、及び、前記生成部と前記第２供給管とを接続する第２配管をさらに含み、前記加湿動作において、前記生成部で生成された加湿空気を前記第２供給管の供給口部から前記吐出空間に供給することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の液体吐出装置。
7. 前記加湿機構は、前記搬送方向に関して、前記ヘッドの下流側に配置された第２供給管、及び、前記生成部と前記第２供給管とを接続する第２配管をさらに含み、前記加湿動作において、前記生成部で生成された加湿空気を前記第２供給管の供給口部から前記吐出空間に供給し、
   前記冷却機構は、前記第２供給管の外周面の少なくとも一部と熱的に結合された第２冷却管を含み、
   前記配管は、前記貯留部と前記第１冷却管との間、前記貯留部と前記第２冷却管との間、及び、前記第１冷却管と前記第２冷却管との間をそれぞれ接続しており、
   前記ポンプは、前記貯留部と前記第１冷却管及び前記第２冷却管との間で液体を循環させることを特徴とする請求項３に記載の液体吐出装置。
8. 前記ヘッドは、前記搬送方向と直交する方向が長手方向であり、前記吐出面には前記複数の吐出口が前記長手方向に関して等間隔に配列されており、
   前記第１及び第２供給管、及び、これらの前記供給口部は、前記長手方向に沿って延在しており、
   前記長手方向に関して、前記第１配管は前記第１供給管の一方側端部に、前記第２配管は前記第２供給管の他方側端部に接続されていることを特徴とする請求項６又は７に記載の液体吐出装置。
9. 前記供給口部は、前記長手方向に沿って配列された複数の供給口から構成されており、
   前記複数の供給口の開口面積は、加湿空気の流れ方向に関して、上流側から下流側に向かうほど大きいことを特徴とする請求項８に記載の液体吐出装置。
10. 前記生成部は、加湿液を貯留するタンク、及び、前記タンク内の加湿液を加熱するヒータを有し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。