JP2015039780A - ノズル面保湿装置、液体吐出装置およびノズル面保湿方法 - Google Patents

Abstract

【課題】インクジェットヘッドのノズル面の保湿状態を一定に維持することができるノズル面保湿装置、液体吐出装置およびノズル面保湿方法を提供する。
【解決手段】液体吐出ヘッド１２０のノズル面１２２を保湿するノズル面保湿装置であって、保湿液１４４を溜める液溜部１４２と、液溜部１４２と液体吐出ヘッド１２０との間で、液体吐出ヘッド１２０の短手方向の密閉性を維持し、かつ長手方向の両端に開口部１４８ａ，１４８ｂを形成する密閉性部材１４６と、を有する保湿キャップ１４０と、一方の開口部１４８ａから供給され、他方の開口部１４８ｂから排出される空気の流れを発生させる気流発生手段１９０と、空気を供給する一方の開口部側に設けられた平面部材１２６と、を備える。
【選択図】図７

Description

本発明は、ノズル面保湿装置、液体吐出装置およびノズル面保湿方法に係り、特に、液体吐出ヘッドの待機時のノズル面の乾燥を防止するノズル面保湿装置、液体吐出装置およびノズル面保湿方法に関する。

近年、印刷業界では、小部数印刷の需要が高まっている。オフセット印刷では、版を作成する必要があるため、小部数印刷を行う際には、時間およびコストの面で問題となっていた。そのため、シングルパス方式のインクジェット記録が好適に用いられている。

また、インクジェット記録装置では、ノズル内のインクの乾燥を防止しなければならない。このため、待機時には内部に保湿液が貯留された保湿キャップで吐出ヘッドのノズル面を覆い、この保湿液の蒸発作用により、ノズル近傍の湿度を所望の範囲に維持することが行われている。

例えば、下記の特許文献１には、複数の吐出口が形成された吐出面と対向する吐出空間を第１開口および第２開口を備えて覆うキャップ手段を備え、第１開口および第２開口から加湿空気を交互に供給し、吐出空間の湿度を短時間で均一にし、吐出面の保湿を行うことが記載されている。また、特許文献２には、保湿液を用いた第１保湿部と、液体吐出ヘッドから吐出される吐出用液体を用いた第２保湿部を備え、第１保湿部の保湿液を使い切った場合には、第２保湿部によりヘッドキャップ内を適切な保湿状態に維持する液体吐出装置が記載されている。

特開２０１３−１０３００号公報 特開２００１−１８４０８号公報

しかしながら、吐出空間内に供給された高湿度の空気と吐出口内の液体とは湿度差がある（空気と液体との間で水分の授受が発生する）ことが実情であり、この湿度差を利用して吐出口近傍の粘度が増加した液体に水分を供給し、吐出口の目詰まりの抑制をしたい場合もある。特許文献１に記載されている液体吐出装置では、吐出口の供給口付近の湿度は短時間で所望湿度となるが、排出口付近の湿度を所望湿度とするためには、吐出空間全体を均一に加湿する必要があり、時間がかかっていた。

また、特許文献２に記載されている液体吐出装置では、保湿液カートリッジの交換とインクカートリッジの交換を同時に行うことができなければ、交換頻度が高くなり、ユーザの負担が増えるという課題があった。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、簡単な機構で、インクジェットヘッドのノズル面を保湿する際の保湿状態を一定に維持することができるノズル面保湿装置、液体吐出装置およびノズル面保湿方法を提供することを目的とする。

本発明は前記目的を達成するために、液体吐出ヘッドのノズル面を保湿するノズル面保湿装置であって、ノズル面に対向して設けられた保湿液を溜める液溜部と、液溜部と液体吐出ヘッドとの間で、液体吐出ヘッドの短手方向の密閉性を維持し、かつ長手方向の両端に開口部を形成する密閉性部材と、を有し、ノズル面を保湿する保湿キャップと、液体吐出ヘッドの長手方向の一方の開口部から供給され、他方の開口部から排出される空気の流れを発生させる気流発生手段と、気流発生手段により発生した空気を供給する一方の開口部側に、液溜部に対向して設けられた平面部材と、を備えるノズル面保湿装置を提供する。

本発明によれば、液体吐出ヘッドと保湿キャップとを装着させ、液体吐出ヘッドのノズル面と保湿キャップとの間に、一方向の空気の流れを発生させることで、液溜部の保湿液が蒸発した空気を流すことができ、ノズル面の湿度を一定に維持できる。また、空気を供給する一方の開口部側に、液溜部に対向して設けられた平面部材を有することで、ノズル面と保湿キャップの間の保湿分布で充分に保湿された空気に変わる位置からノズル面を設けることができるので、所望の湿度でノズル面の保湿をすることができる。

本発明の他の態様に係るノズル面保湿装置は、ノズル面および平面部材と、保湿キャップと、で形成される保湿空間の湿度分布が、ノズル面で保湿湿度になるように平面部材の長さが調整されていることが好ましい。

本発明の他の態様に係るノズル面保湿装置によれば、空気が供給される開口部付近は、空気が充分に保湿されていないが、平面部材の長さを調整することで、ノズル面が形成されている位置から保湿湿度の空気でノズル面の保湿を行うことができる。なお、「保湿湿度」とは、ノズル面の保湿を行うことができる湿度であり、装置構成、保湿液、液体吐出ヘッドから吐出される液体により、適宜決定される。

本発明の他の態様に係るノズル面保湿装置は、平面部材は、液体吐出ヘッドに設けられていることが好ましい。

本発明の他の態様に係るノズル面保湿装置によれば、平面部材が、液体吐出ヘッドに接合されていることで、保湿キャップと液体吐出ヘッドを装着させることで、保湿空間を形成することができ、ノズル面を所望の湿度で保湿することができる。

本発明の他の態様に係るノズル面保湿装置は、平面部材は、保湿キャップに設けられていることが好ましい。

本発明の他の態様に係るノズル面保湿装置によれば、平面部材が、保湿キャップに形成されているので、装置を小型化することができる。

本発明の他の態様に係るノズル面保湿装置は、ノズル面と保湿液とのクリアランスと、平面部材と保湿液とのクリアランスが等しいことが好ましい。

本発明の他の態様に係るノズル面保湿装置によれば、ノズル面と保湿液のクリアランス、および、平面部材と保湿液のクリアランスが等しいため、湿度分布を容易に求めることができる。

本発明の他の態様に係るノズル面保湿装置は、密閉性部材は、弾性部材であり、弾性部材を液体吐出ヘッドに当接することが好ましい。

本発明の他の態様に係るノズル面保湿装置によれば、液体吐出ヘッドと保護キャップとを弾性部材により当接することで、密閉性を向上させることができる。したがって、開口部以外の箇所から空気が漏れることを防止し、保湿空間内の湿度を維持することができる。

本発明の他の態様に係るノズル面保湿装置は、密閉性部材は、液体吐出ヘッドに設けられた第１の部材と、保湿キャップに設けられた第２の部材を組み合わせるラビリンス構造であることが好ましい。

本発明の他の態様に係るノズル面保湿装置によれば、液体吐出ヘッドに設けられた第１の部材と保湿キャップに設けられた第２の部材とを組み合わせたラビリンス構造とすることで、密閉性を保持している。ラビリンス構造とすることで、保湿空間内の空気が、外に漏れることを防止することができる。また、保湿空間内には、気流発生手段により、一方向に空気を流しているので、空気が漏れることなく、所望の湿度を維持することができる。

本発明は前記目的を達成するために、液体を吐出する複数のノズルが配置されたノズル面を有する液体吐出ヘッドと、前記液体吐出ヘッドが液体を吐出して媒体に画像形成を行う画像形成位置と、前記液体吐出ヘッドが前記画像形成を行わない待機位置と、を前記液体吐出ヘッドを移動させる移動手段と、前記待機位置に設けられる上記記載のノズル面保湿装置と、を備える液体吐出装置を提供する。

本発明によれば、上記記載のノズル面保湿装置と同様の効果を得ることができ、液体吐出装置として好適に用いることができる。

本発明は前記目的を達成するために、液体吐出ヘッドのノズル面を保湿するノズル面保湿方法であって、前記ノズル面に対向して設けられた保湿液を溜める液溜部と、前記液溜部と前記液体吐出ヘッドとの間で、前記ヘッドの短手方向の密閉性を維持し、かつ長手方向の両端に開口部を形成する密閉性部材と、を有する保湿キャップと、を装着する装着工程と、前記液体吐出ヘッドの長手方向の一方の前記開口部から他方の前記開口部に空気を送風する送風工程と、を有し、前記送風工程により送風される空気を供給する一方の開口部側に、前記液溜部に対向して設けられた平面部材を有し、前記平面部材の長手方向の長さを調整することで、ノズル面の湿度を調整するノズル面保湿方法を提供する。

本発明の他の態様に係るノズル面保湿方法は、密閉性部材は、弾性部材であり、装着工程は、弾性部材を液体吐出ヘッドに当接することが好ましい。

本発明の他の態様に係るノズル面保湿方法は、装着工程は、液体吐出ヘッドに設けられた第１の部材と、保湿キャップに設けられた第２の部材と、からなるラビリンス構造を組み合わせることが好ましい。

本発明のノズル面保湿方法によれば、上記ノズル面保湿装置と同様の効果を得ることができる。

本発明のノズル面保湿装置、液体吐出装置およびノズル面保湿方法によれば、保湿キャップでノズル面を保湿する際に、空気の供給側に平面部材を設けているので、所望の湿度の空気となってからノズル面を保湿することができる。したがって、所望の湿度状態を維持し、ノズル面の保湿を行うことができる。

また、気流発生手段により一定の風向きの空気を供給しているので、例えば、液体吐出装置の給紙・圧胴・排紙部などのファンや熱に起因する乱流や対流などの外乱による保湿キャップ内の流路への影響を抑えることができる。したがって、ロバスト性の高い設計とすることができる。

また、このように、保湿液を溜めた保湿キャップのみでノズル面を所望の湿度に維持することができるので、機構を簡略化することができ、コスト面、組立性、メンテナンス性において効果的に実施することができる。

インクジェット記録装置を示す側面図である。 インクジェット記録装置の平面図である。 インクジェットヘッドの構造例を示す平面透視図である。 インク室ユニットの立体構成を示す断面図である、 ヘッドモジュール内部の流路構造を示す流路構成図である。 インクジェット記録装置のシステム構成を示すブロック図である。 待機位置のインクジェットヘッドと保湿キャップを模式的に示した図である。 保湿キャップを装着したインクジェットヘッドの模式図である。 図８の断面図である。 空気供給側からの距離とノズル面付近の湿度を示すグラフである。 保湿空間の湿度分布を示す図である。 第２の実施形態に係るインクジェットヘッドと保湿キャップを模式的に示した図である。 第３の実施形態に係るインクジェットヘッドと保湿キャップの断面図である。 インクジェット記録装置の要部の構成を示す側面図である。 インクジェット記録装置の要部の構成を示す上面図である。 ヘッドユニットの拡大図である。 保湿ユニットとヘッドユニットを模式的に示した図である。

以下、添付図面に従って本発明の好ましい実施の形態について説明する。

＜第１の実施形態＞
〔インクジェット記録装置の概要〕
図１は、本実施形態に係るインクジェット記録装置（液体吐出装置の一例）を示す側面図である。インクジェット記録装置１００は、搬送部１１０により水平方向（Ｙ方向）に搬送される用紙（媒体の一例）１の記録面に、インクジェットヘッド１２０（液体吐出ヘッドの一例）のノズル面１２２からインクを吐出して画像を形成するプリンタである。

図２は、インクジェット記録装置１００の平面図である。インクジェット記録装置１００は、搬送部１１０による用紙１の搬送方向（Ｙ方向）に直交する方向（Ｘ方向）に、保湿キャップ１４０を備えている。

インクジェットヘッド１２０は、ヘッド保持部１３０により保持され、移動機構（移動手段の一例）（図６において符号１６０で示す）によりＸ方向に移動可能に構成されている。装置を長時間停止する場合などは、インクジェットヘッド１２０は、用紙１に画像を形成可能な位置（画像形成位置）から保湿キャップ１４０の位置（待機位置）に移動され、ノズル面１２２が保湿キャップ１４０で覆われる。これにより、乾燥による不吐出が防止される。

インクジェットヘッド１２０は、保湿キャップ１４０によりノズル面１２２を保湿する際に、ノズル面１２２のノズル（図３に符号５１を付して図示する）を有するノズル領域（図７に符号１２４を付して図示する）を所望の保湿状態とするために、非ノズル領域（図７に符号１２６を付して図示する）（平面部材の一例）を設けている。第１の実施形態においては、ノズル領域と非ノズル領域は同一平面で形成されノズルの有無が異なっている。画像形成位置では、図２に示すように、用紙１上にノズル領域がくるように配置される。

〔インクジェットヘッドの構成〕
図３は、インクジェットヘッド１２０の構造例を示す図である。ここで、図３（ａ）はノズル面１２２側から見た平面透視図であり、図３（ｂ）は、その一部の拡大図であり、図３（ｃ）は、ヘッドモジュール１２０ａから構成されるインクジェットヘッド１２０全体の平面透視図である。また、図４は、インク室ユニットの立体的構成を示す断面図（図３（ａ）、（ｂ）中、４−４線に沿う断面図）であり、図５は、インクジェットヘッド１２０内部の流路構造を示す流路構成図（図４中、５方向から見た平面透視図）である。なお、図３〜図５においては、インクジェットヘッド１２０のノズル領域１２４を形成するヘッドモジュール１２０ａについて図示して説明し、非ノズル領域１２６を形成するヘッドモジュールについては省略する。

インクジェットヘッド１２０のノズル面１２２は、平面に形成されている。また、このノズル面１２２には、インク滴の吐出孔であるノズル５１が複数配置されている。用紙１上に形成されるドットピッチを高密度化するためには、ノズルピッチを高密度化する必要がある。本実施形態のインクジェットヘッド１２０は、図３（ａ）、（ｂ）に示すように、各ノズル５１に対応する圧力室５２等からなる複数のインク室ユニット５３を一定の配列パターンでマトリクス状に（２次元的に）配置させた構造を有している。これにより、ヘッド長手方向（Ｘ方向）に沿って並ぶように投影される実質的なノズル間隔（投影ノズルピッチ）の高密度化を達成している。

また、図３（ｃ）に示すように、短尺のヘッドモジュール１２０ａを千鳥状に配列して繋ぎ合わせることで、用紙の全幅に対応する長さのノズル列を有する長尺のインクジェットヘッド１２０を構成してもよい。図示は省略するが、短尺のヘッドモジュールを一列に並べて長尺のインクジェットヘッドを構成してもよい。

なお、紙搬送方向と略直交する方向に用紙の全幅に対応する長さにわたり１列以上のノズル列を構成する形態は本例に限定されない。

各ノズル５１に対応して設けられている圧力室５２は、その平面形状が概略正方形となっており、対角線上の両隅部にノズル５１とインク流入口５４が設けられている。各圧力室５２はインク流入口５４を介して個別流路５９と連通されており、各個別流路５９は共通流路５５と連通されている。また、各圧力室５２に連通するノズル流路６０は、個別循環流路６２を介して循環共通流路６４と連通されている。インクジェットヘッド１２０には供給口６６および排出口６８が設けられており、供給口６６は共通流路５５と連通され、排出口６８は循環共通流路６４と連通されている。

即ち、インクジェットヘッド１２０の供給口６６および排出口６８は、共通流路５５、個別流路５９、インク流入口５４、圧力室５２、ノズル流路６０、個別循環流路６２、および循環共通流路６４を含むインク流路（内部流路）を介して連通された構成となっている。このため、インクジェットヘッド１２０の外部から供給口６６に供給されたインクの一部は各ノズル５１から吐出されるとともに、残りのインクは共通流路５５、個別流路５９、ノズル流路６０、個別循環流路６２、および循環共通流路６４を順に経由して、排出口６８からインクジェットヘッド１２０の外部に排出される。

図４に示すように、ノズル流路６０のノズル５１近傍に個別循環流路６２が接続される構成が好ましく、ノズル５１近傍をインクが循環するようになるので、ノズル５１内部のインク増粘が防止され、安定吐出が可能となる。

圧力室５２の天面を構成し共通電極と兼用される振動板５６には個別電極５７を備えた圧電素子５８が接合されており、個別電極５７に駆動電圧を印加することによって圧電素子５８が変形してノズル５１からインクが吐出される。インクが吐出されると、共通流路５５から個別流路５９、インク流入口５４を通って新しいインクが圧力室５２に供給される。

本例では、インクジェットヘッド１２０に設けられたノズル５１から吐出させるインクの吐出力発生手段として圧電素子５８を適用したが、圧力室５２内にヒータを備え、ヒータの加熱による膜沸騰の圧力を利用してインクを吐出させるサーマル方式を適用することも可能である。

係る構造を有するインク室ユニット５３を図３（ｂ）に示す如く、ヘッド長手方向に沿う方向およびヘッド長手方向に対して直交しない一定の角度θを有する斜めの列方向に沿って一定の配列パターンで格子状に多数配列させることにより、本例の高密度ノズルヘッドが実現されている。

即ち、ヘッド長手方向に対してある角度θの方向に沿ってインク室ユニット５３を一定のピッチＰで複数配列する構造により、ヘッド長手方向に並ぶように投影されたノズルのピッチＰＸはＰ×cosθとなり、主走査方向については、各ノズル５１が一定のピッチＰＸで直線状に配列されたものと等価的に取り扱うことができる。このような構成により、主走査方向に並ぶように投影されるノズル列が１インチ当たり2400個（2400ノズル／インチ）におよぶ高密度のノズル構成を実現することが可能になる。

なお、本実施形態に際してノズルの配置構造は図示の例に限定されず、ヘッド短手方向に１列のノズル列を有する配置構造など、様々なノズル配置構造を適用できる。

〔インクジェット記録装置のシステム構成〕
図６は、インクジェット記録装置１００のシステム構成を示すブロック図である。同図に示すように、インクジェット記録装置１００は、上述の搬送部１１０、インクジェットヘッド１２０、保湿キャップ１４０の他、インク循環部１５０、移動機構１６０、ユーザインターフェース１７２、記録制御部１７４、インク循環制御部１７６、移動制御部１７８、保湿液制御部１８０、気流制御部１８２等を備えて構成される。

インク循環部１５０は、図示しない配管、バルブ、インクタンクやポンプ等を含み、バルブを介してインクジェットヘッド１２０に接続されている。インク循環部１５０は、インクジェットヘッド１２０のノズル５１から吐出するインクをインクジェットヘッド１２０の供給口６６から供給する。また、ノズルから吐出されなかったノズルを排出口６８から回収し、インクジェットヘッド１２０とインクタンクとの間でインクを循環させる。

インク循環部１５０は、ノズル５１の背圧（インクジェットヘッド１２０の内部圧力）が負圧になるようにインクを循環させる。ここで、負圧とは大気圧より小さい圧力を指す。

移動機構１６０は、インクジェットヘッド１２０を画像形成位置又は待機位置へと移動させる。また、後述するように、移動機構１６０は、インクジェットヘッド１２０と保湿キャップ１４０との距離を変更可能に構成されている。

ユーザインターフェース１７２は、インクジェット記録装置１００の電源をオン（導通）／オフ（遮断）するための電源スイッチの他、ユーザがインクジェット記録装置１００を操作するための入力部（不図示）や警告表示等を表示する出力部（不図示）を有している。

記録制御部１７４は、搬送部１１０による用紙１の搬送、インクジェットヘッド１２０によるインクの吐出等を制御し、入力された画像データに基づいて用紙１の記録面に画像を形成する。

インク循環制御部１７６は、インク循環部１５０を制御し、インクジェットヘッド１２０へのインクの循環の有無や循環インク量を制御する。

移動制御部１７８は、移動機構１６０を制御し、インクジェットヘッド１２０の位置を制御する。

保湿液制御部１８０は、保湿キャップ１４０内の保湿液の供給・排出等を制御する。

気流制御部１８２は、ファン（図７に符号１９０を付して図示する）を用いて空気の流れを制御し、インクジェットヘッド１２０に保湿キャップ１４０が装着された装着状態において、ノズル面１２２と保湿キャップ１４０の保湿液との間の保湿空間の空気の流れを制御する。

＜保湿キャップの構成＞
図７は、保湿キャップ１４０と、待機位置（保湿位置）に移動したインクジェットヘッド１２０を模式的に示した図である。図８（ａ）は、インクジェットヘッド１２０を保湿キャップ１４０に装着した図、図８（ｂ）は、図８（ａ）の空気の供給側の拡大図、図８（ｃ）は図８（ａ）の空気の排出側の拡大図であり、図９は、長手方向からインクジェットヘッド１２０を見た図８の断面図である。

保湿キャップ１４０の内部には、液溜部１４２が設けられており、液溜部１４２には、インクジェットヘッド１２０のノズル面１２２を保湿するための保湿液１４４が満たされている。この保湿液１４４は、インクジェットヘッド１２０のノズル５１から吐出するインクの溶媒と同じ溶媒を含む液体であり、例えば水を主成分とした液体である。

図８（ａ）に示すように、インクジェットヘッド１２０を保湿キャップ１４０に装着すると、インクジェットヘッド１２０のノズル面１２２は、液溜部１４２に対向する位置に配置される。すなわち、ノズル領域１２４および非ノズル領域１２６と液溜部１４２は対向して配置される。

保湿キャップ１４０には、インクジェットヘッド１２０の長手方向に沿ってシール部材１４６（密閉性部材の一例）が設けられており、このシール部材１４６がインクジェットヘッド１２０と接触することで、インクジェットヘッド１２０の短手方向を（長手方向側面に沿って）保湿キャップ１４０で封止する。シール部材１４６としては、弾性部材を用いることができ、例えば、シリコーンゴムを使用することができる。

また、保湿キャップ１４０装着時には、インクジェットヘッド１２０の長手方向には開口部が設けられている。図８（ｂ）は長手方向の一方の開口部１４８ａであり、図８（ｃ）は長手方向の他方の開口部１４８ｂである。本実施形態においては、図８（ｂ）側の開口部１４８ａから図８（ｃ）側に開口部１４８ｂに向かって、ファン１９０（気流発生手段の一例）により風を送風する。なお、開口部１４８ａ、１４８ｂにおいては、特に、構造上異なる構造とする必要はなく、同様の構成とすることができる。

図９は、図８（ａ）の保湿キャップ１４０を装着した状態のインクジェットヘッド１２０の断面図である。保湿キャップ１４０の装着時は、シール部材１４６で封止されており、ノズル面１２２と保湿キャップ１４０内の保湿液１４４の間の保湿空間の保湿状態がインクジェットヘッド１２０の長手方向側面から漏れることを防止することができる。したがって、保湿状態は、長手方向の一方の開口部１４８ａから空気を流すことで他方の開口部１４８ｂから空気を出すことができるので、保湿空間を一定の湿度に保つことができる。

保湿キャップ１４０の装着時のノズル面１２２と保湿液１４４とのクリアランスＨは、特に限定されないが、２ｍｍ以下とすることが好ましい。クリアランスＨの距離が長いと保湿空間の湿度が安定せず、クリアランスＨの距離が短いとノズル面１２２と保湿液１４４が接触する可能性があるので、好ましくない。また、ノズル領域１２４と保湿液１４４のクリアランスＨと、非ノズル領域１２６と保湿液１４４のクリアランスＨは、同じ高さであることが好ましい。高さが異なると、空気が流れない箇所が発生するため、湿度が安定しない場合があるが、同じ高さとすることで、保湿空間内を空気が一方向に流れ、湿度を安定させることができる。

インクジェットヘッド１２０のノズル面１２２と保湿キャップ１４０、保湿液１４４とで構成される保湿空間に、開口部１４８ａから空気を供給することで、保湿空間内の湿度を一定に保つ。空気を供給する気流発生手段としては、図６においては、ファン１９０を用いているが、一方の開口部１４８ａから供給され、他方の開口部１４８ｂから排出される空気の流れを発生させることができれば特に限定されない。例えば、ポンプなどを用いて空気の流れを発生させることで、保湿キャップ１４０内の保湿空間に一方向の気流を発生させることができる。保湿キャップ１４０内に供給する空気の風速としては、ノズル領域１２４の湿度を所定の湿度以上に保持することができれば特に限定されないが、０．３ｍ／ｓ以上０．６ｍ／ｓ以下であることが好ましい。

インクジェット記録装置においては、給紙、搬送、排紙など、ファンや熱に起因し、装置付近において、乱流や対流といった外乱が発生するため、この外乱の影響によりインクジェットヘッド１２０の待機時の保湿状態を一定にすることが困難であった。本実施形態によれば、保湿キャップ１４０内に一定の空気を流すことにより、ノズル面１２２の湿度を一定に保持することができる。

ノズル面１２２および非ノズル領域１２６と、保湿キャップ１４０と、で形成される保湿空間の湿度分布が、ノズル面１２２で保湿湿度になるように非ノズル領域１２６の長さを次のように調整する。

図１０は、実際に測定したノズル面の空気供給側の開口部からの位置と湿度の関係を示す図である。図１０において開口部１４８ａから開口部１４８ｂに向かって、ファンにより、風速０．３ｍ／ｓｅｃで空気を供給した場合の湿度分布を図１０（ｂ）に示す。なお、この時のインクジェット記録装置１００付近の空気の湿度は約４０％Ｒｈである。図１０（ｂ）に示すように、入口側から約３００ｍｍの点で湿度が８０％Ｒｈを超える。非ノズル領域１２６の長さは、このように、実際に測定することにより、保湿キャップ１４０装着時のノズル面１２２の湿度を求め、ノズル領域１２４が所望の湿度になるように、設計時に決定する。保湿時のノズル領域１２４の所望の湿度とは、８０％Ｒｈ以上とすることが好ましい。なお、非ノズル領域１２６の長さは、実際に測定して求める他に、シミュレーションにより求めることもできる。

図１１は、インクジェットヘッド１２０と保湿キャップと１４０とで形成された保湿空間の空気供給側の湿度分布を示す図である。図１１の（１）の領域が湿度１００％Ｒｈ、（１）の領域が湿度９５％Ｒｈ、（３）の領域が湿度９０％Ｒｈ、（４）の領域が湿度８０％Ｒｈである。空気供給側では、保湿空間の保湿液１４４との界面付近では、湿度が１００％Ｒｈであるが、湿度の低い空気が保湿空間内に供給されることで、保湿液１４４に対向する位置に設けられているノズル面１２２付近は湿度が低くなっている。空気が保湿空間内を進むにつれ、保湿液１４４から蒸発した水蒸気の拡散現象により、ノズル面１２２近傍においても、湿度８０％Ｒｈ以上を保つことができる。この湿度８０％Ｒｈを維持できる位置からノズル面１２２のノズル領域１２４を設けることでノズル面１２２の湿度を保つことができる。

保湿空間の湿度分布を求める際には、クリアランスＨ、送風する風の風速などにより決定することができる。この中でも特に、クリアランスＨ、風の風速が重要なパラメータとなる。

＜第２の実施形態＞
第１の実施形態においては、保湿空間が所望の湿度になるまでの平面部材として、インクジェットヘッド１２０にノズルが形成されていない非ノズル領域１２６を設けることで、ノズル領域１２４が所望の湿度となるようにしている。第２の実施形態においては、図１２に示すように、保湿キャップ１４０の空気の供給側に、インクジェットヘッド３２０の装着時におけるノズル面３２２（ノズル領域３２４）と同じ高さとなるように平面部材３２８を設けている。この平面部材３２８を設けることで、第１の実施形態と同様に、ノズル面３２２とノズル面３２２に対向する保湿液１４４との保湿空間の保湿状態を所望の状態とすることができる。なお、第２の実施形態においては、平面部材３２８と保湿キャップ１４０とで一方の開口部３４８ａが形成されており、他方の開口部は、第１の実施形態と同様に、インクジェットヘッド３２０と保湿キャップ１４０とで他方の開口部３４８ｂが形成される。

＜第３の実施形態＞
第３の実施形態は、インクジェットヘッド４２０と保湿キャップ４４０との短手方向の接合部が、封止されていない点が第１の実施形態と異なっている。図１３は第３実施形態に係る保湿キャップ４４０で保湿されている状態を示すインクジェットヘッド４２０の断面図である。図１３に示すように、完全に短手方向を密閉せず、インクジェットヘッド４２０に設けられた第１の部材４４８と、保湿キャップ４４０に設けられた第２の部材４４６とを組み合わせるラビリンス構造とし、保湿空間と外気とが接触しにくい構成とすることでも保湿空間内の空気が漏れることを防止することができる。第１の実施形態のように、インクジェットヘッドの短手方向を封止しなくても、開口部１４８ａから空気を供給し、開口部１４８ｂから排出することで、空気の流れができるので、空気が漏れることを防止することができる。したがって、保湿空間の湿度を維持することができ、ノズル面４２２の湿度を保つことができる。

＜第４の実施形態＞
〔インクジェット記録装置の構成〕
次に、第４の実施形態に係るインクジェット記録装置について説明する。

図１４は、本実施形態に係るインクジェット記録装置の要部の構成を示す側面図であり、図１５は上面図である。図１４、図１５に示すように、このインクジェット記録装置２００は、シングルパス方式のラインプリンタであり、主として、記録媒体である用紙１を搬送する搬送ドラム２１０、搬送ドラム２１０によって搬送される用紙１に向けてシアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロ（Ｙ）、クロ（Ｋ）の各色インク滴を吐出するヘッドユニット２２０、ヘッドユニット２２０に装着された各インクジェットヘッドの保湿を行う保湿ユニット２４０を備えて構成される。 搬送ドラム２１０は、モータ（不図示）に駆動されて回転する。搬送ドラム２１０の外周面には、グリッパ（不図示）が備えられており、用紙１は、このグリッパによって先端を把持されながら搬送される。また、この搬送ドラム２１０の外周面には、多数の吸引穴（不図示）が形成されており、この吸引穴から内部に向けてエアが吸引されている。用紙１は、この吸引穴に吸着保持されながら搬送される。

ヘッドユニット２２０は、シアン、マゼンタ、イエロおよびクロのインク滴をそれぞれ吐出するインクジェットヘッド２２０Ｃ，２２０Ｍ，２２０Ｙ，２２０Ｋと、各インクジェットヘッド２２０Ｃ，２２０Ｍ，２２０Ｙ，２２０Ｋが取り付けられるヘッド保持部２３０と、ヘッド保持部２３０を移動させる移動機構（不図示）とで構成される。

インクジェットヘッド２２０Ｃ，２２０Ｍ，２２０Ｙ，２２０Ｋのノズル面は、画像形成対象とする用紙１の最大用紙幅（Ｘ方向の幅）に対応したラインヘッドで構成される。また、保湿ユニット２４０装着時に、保湿空間の湿度を制御するための、平面状の部材がインクジェットヘッドに設けられている。

各インクジェットヘッド２２０Ｃ，２２０Ｍ，２２０Ｙ，２２０Ｋは、矩形のブロック状に形成され、その底部にノズル面２２２Ｃ，２２２Ｍ，２２２Ｙ，２２２Ｋが形成されている。また、ノズル面２２２Ｃ，２２２Ｍ，２２２Ｙ，２２２Ｋに形成されるノズルの個数およびその配列形態については、特に限定されない。インクジェットヘッド２２０Ｃ，２２０Ｍ，２２０Ｙ，２２０Ｋは、ピエゾ方式やサーマル方式でノズルからインクを吐出させる。

ヘッド保持部２３０は、各インクジェットヘッド２２０Ｃ，２２０Ｍ，２２０Ｙ，２２０Ｋを取り付けるためのヘッド取付部（不図示）を備えている。各インクジェットヘッド２２０Ｃ，２２０Ｍ，２２０Ｙ，２２０Ｋは、このヘッド取付部に着脱自在に取り付けられる。

ヘッド保持部２３０に取り付けられた各インクジェットヘッド２２０Ｃ，２２０Ｍ，２２０Ｙ，２２０Ｋは、用紙１の搬送方向（Ｙ方向）に対して直交して配置される。また、
用紙１の搬送方向に沿って所定の順で一定の間隔をもって配置される。本実施形態では、シアン、マゼンタ、イエロ、クロの順で配置されている。

また、各インクジェットヘッド２２０Ｃ，２２０Ｍ，２２０Ｙ，２２０Ｋは、それぞれのノズル面２２２Ｃ，２２２Ｍ，２２２Ｙ，２２２Ｋが対向する搬送ドラム２１０の周面の接線に平行になるように、ヘッド保持部２３０に取り付けられている。

図１６は、ヘッドユニット２２０の拡大図である。同図に示すように、各ノズル面２２２Ｃ，２２２Ｍ，２２２Ｙ，２２２Ｋと水平面とが成す角を、それぞれθ_Ｃ、θ_Ｍ、θ_Ｙ、θ_Ｋとする。

また、ヘッド取付部は、ヘッド保持部２３０に昇降自在に設けられており、図示しない昇降機構によって昇降する。ヘッド取付部に取り付けられた各インクジェットヘッド２２０Ｃ，２２０Ｍ，２２０Ｙ，２２０Ｋは、この昇降機構によって、水平面に対して垂直に昇降する。

移動機構は、ヘッド保持部２３０をＸ方向に水平にスライド移動させる。この移動機構は、搬送ドラム２１０および保湿ユニット２４０を跨いで水平に設置される天井フレームと、その天井フレームに敷設されるガイドレールと、ガイドレール上をスライド移動する走行体と、その走行体をガイドレールに沿って移動させる駆動手段（例えば、送りねじ機構など）で構成される。ヘッド保持部２３０は、走行体に取り付けられて、水平にスライド移動する。

ヘッド保持部２３０は、この移動機構に駆動されて、「画像形成位置」と「待機位置」との間を移動可能に設けられる。

ヘッド保持部２３０、画像形成位置に位置すると、搬送ドラム２１０の上方に配置される。これにより、搬送ドラム２１０によって搬送される用紙１の記録面に、各色のインクを吐出して画像を記録することが可能となる。

一方、待機位置（保湿位置）に位置すると、保湿ユニット２４０の設置位置に配置される。

〔保湿キャップの構成〕
図１７は、保湿ユニット２４０と、保湿位置に移動したヘッドユニット２２０を模式的に示した図である。

保湿ユニット２４０は、各インクジェットヘッド２２０Ｃ，２２０Ｍ，２２０Ｙ，２２０Ｋのノズル面２２２Ｃ，２２２Ｍ，２２２Ｙ，２２２Ｋをそれぞれ保湿するための保湿キャップ２４０Ｃ，２４０Ｍ，２４０Ｙ，２４０Ｋを備えて構成される。

保湿キャップ２４０Ｃ，２４０Ｍ，２４０Ｙ，２４０Ｋの内部（液溜部）には、インクジェットヘッド２２０Ｃ，２２０Ｍ，２２０Ｙ，２２０Ｋのノズル面２２２Ｃ，２２２Ｍ，２２２Ｙ，２２２Ｋを保湿するための保湿液２４２Ｃ，２４２Ｍ，２４２Ｙ，２４２Ｋが満たされている。

各保湿キャップ２４０Ｃ，２４０Ｍ，２４０Ｙ，２４０Ｋは、開口面が水平に設けられており、インクジェットヘッド２２０Ｃ，２２０Ｍ，２２０Ｙ，２２０Ｋが、各保湿キャップ２４０Ｃ，２４０Ｍ，２４０Ｙ，２４０Ｋの開口部に対して、斜めに挿入されることで、各保湿キャップの開口部に設けられたシール部材２４６Ｃ，２４６Ｍ，２４６Ｙ，２４６Ｋとインクジェットヘッド２２０Ｃ，２２０Ｍ，２２０Ｙ，２２０Ｋの側面で封止され、インクジェットヘッドヘッド２２０Ｃ，２２０Ｍ，２２０Ｙ，２２０Ｋのノズル面２２２Ｃ，２２２Ｍ，２２２Ｙ，２２２Ｋと保湿液２４２Ｃ，２４２Ｍ，２４２Ｙ，２４２Ｋとの保湿空間が形成される。なお、インクジェットヘッド２２０Ｃ，２２０Ｍ，２２０Ｙ，２２０Ｋと保湿キャップ２４０Ｃ，２４０Ｍ，２４０Ｙ，２４０Ｋとの短手方向での装着は第１の実施形態のように、インクジェットヘッドの側面と保湿キャップとを接合させて封止させても良いし、第３の実施形態のように、隙間を狭くし、ラビリンス構造としてもよい。

また、各保湿キャップ２４０Ｃ，２４０Ｍ，２４０Ｙ，２４０Ｋの内部の保湿液２４２Ｃ，２４２Ｍ，２４２Ｙ，２４２Ｋの液面は水平となるため、保湿液２４２Ｃ，２４２Ｍ，２４２Ｙ，２４２Ｋの液面とノズル面２２２Ｃ，２２２Ｍ，２２２Ｙ，２２２Ｋとは、平行ではない。しかしながら、上述したように、各保湿キャップ２４０Ｃ，２４０Ｍ，２４０Ｙ，２４０Ｋによりインクジェットヘッド２２０Ｃ，２２０Ｍ，２２０Ｙ，２２０Ｋのノズル面２２２Ｃ，２２２Ｍ，２２２Ｙ，２２２の密閉性が向上しているので、ノズル面の湿度を高く、維持することができる。また、設計する時点で、保湿液の液面とノズル面２２２Ｃ，２２２Ｍ，２２２Ｙ，２２２Ｋとが、平行ではないことを考慮して、ノズル面２２２Ｃ，２２２Ｍ，２２２Ｙ，２２２Ｋの湿度が所望の湿度になるように、ノズルを設けるノズル面２２２Ｃ，２２２Ｍ，２２２Ｙ，２２２Ｋと、非ノズル面の位置を設計することで、ノズル面２２２Ｃ，２２２Ｍ，２２２Ｙ，２２２Ｋを所望の湿度とすることができる。

本明細書では、グラフィック印刷の用途に適した着色インクを吐出するインクジェット記録装置を例に説明したが、プリント配線用のレジストインク（耐熱性被覆材料）、導電性微粒子を分散媒に分散させた分散液、カラーフィルターの製造に用いるインク等を吐出する画像形成装置に適用することができる。

本発明の技術的範囲は、上記の実施形態に記載の範囲には限定されない。各実施形態における構成等は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、各実施形態間で適宜組み合わせることができる。

１…用紙、５１…ノズル、１００，２００…インクジェット記録装置、１２０，２２０Ｃ，２２０Ｍ，２２０Ｙ，２２０Ｋ、３２０、４２０…インクジェットヘッド、１２２，２２２Ｃ，２２２Ｍ，２２２Ｙ，２２２Ｋ…ノズル面、１４０，２４０Ｃ，２４０Ｍ，２４０Ｙ，２４０Ｋ…保湿キャップ、１４２…液溜部、１４４，２４２Ｃ，２４２Ｍ，２４２Ｙ，２４２Ｋ…保湿液、１４６，２４６Ｃ，２４６Ｍ，２４６Ｙ，２４６Ｋ…シール部材、１４８ａ，１４８ｂ，３４８ａ，３４８ｂ…開口部、３２８…平面部材、４４６…第１の部材、４４８…第２の部材

Claims (11)

1. 液体吐出ヘッドのノズル面を保湿するノズル面保湿装置であって、
   前記ノズル面に対向して設けられた保湿液を溜める液溜部と、前記液溜部と前記液体吐出ヘッドとの間で、前記液体吐出ヘッドの短手方向の密閉性を維持し、かつ長手方向の両端に開口部を形成する密閉性部材と、を有することにより前記ノズル面を保湿する保湿キャップと、
   前記液体吐出ヘッドの長手方向の一方の前記開口部から供給され、他方の前記開口部から排出される空気の流れを発生させる気流発生手段と、
   前記気流発生手段により発生した前記空気を供給する一方の前記開口部側に、前記液溜部に対向して設けられた平面部材と、
   を備えるノズル面保湿装置。
2. 前記ノズル面および前記平面部材と、前記保湿キャップと、で形成される保湿空間の湿度分布が、前記ノズル面で保湿湿度になるように平面部材の長さが調整されている請求項１に記載のノズル面保湿装置。
3. 前記平面部材は、前記液体吐出ヘッドに設けられている請求項１または２に記載のノズル面保湿装置。
4. 前記平面部材は、前記保湿キャップに設けられている請求項１または２に記載のノズル面保湿装置。
5. 前記ノズル面と前記保湿液とのクリアランスと、前記平面部材と前記保湿液とのクリアランスが等しい請求項１から４のいずれか１項に記載のノズル面保湿装置。
6. 前記密閉性部材は、弾性部材であり、前記弾性部材を前記液体吐出ヘッドに当接する請求項１から５のいずれか１項に記載のノズル面保湿装置。
7. 前記密閉性部材は、前記液体吐出ヘッドに設けられた第１の部材と、前記保湿キャップに設けられた第２の部材を組み合わせるラビリンス構造である請求項１から５のいずれか１項に記載のノズル面保湿装置。
8. 液体を吐出する複数のノズルが配置されたノズル面を有する液体吐出ヘッドと、
   前記液体吐出ヘッドが液体を吐出して媒体に画像形成を行う画像形成位置と、前記液体吐出ヘッドが前記画像形成を行わない待機位置と、を前記液体吐出ヘッドを移動させる移動手段と、
   前記待機位置に設けられる請求項１から７のいずれか１項に記載のノズル面保湿装置と、
   を備える液体吐出装置。
9. 液体吐出ヘッドのノズル面を保湿するノズル面保湿方法であって、
   前記ノズル面に対向して設けられた保湿液を溜める液溜部と、前記液溜部と前記液体吐出ヘッドとの間で、前記ヘッドの短手方向の密閉性を維持し、かつ長手方向の両端に開口部を形成する密閉性部材と、を有する保湿キャップと、を装着する装着工程と、
   前記液体吐出ヘッドの長手方向の一方の前記開口部から他方の前記開口部に空気を送風する送風工程と、を有し、
   前記送風工程により送風される空気を供給する一方の開口部側に、前記液溜部に対向して設けられた平面部材を有し、前記平面部材の長手方向の長さを調整することで、ノズル面の湿度を調整するノズル面保湿方法。
10. 前記密閉性部材は、弾性部材であり、前記装着工程は、前記弾性部材を前記液体吐出ヘッドに当接する請求項９に記載のノズル面保湿方法。
11. 前記装着工程は、前記液体吐出ヘッドに設けられた第１の部材と、前記保湿キャップに設けられた第２の部材と、からなるラビリンス構造を組み合わせる請求項９に記載のノズル面保湿方法。

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