JP2013132901A - 液滴吐出装置および画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ノズル側への気泡の進入を防止してノズル側に気泡が存在することによる弊害を防止できる構成を備えた液滴吐出装置を提供する。
【解決手段】液滴の水平方向または水平方向に対して傾斜した方向への吐出を可能にするために液滴吐出ノズル２０１が垂直方向または垂直方向に対して傾斜させて複数並設され、共通液室から個別液室に向け液体の供給を受けて液滴吐出用ノズルから液滴を吐出する液滴吐出ヘッド２４を備え、該液滴吐出ノズル２０１は、共通液室２０３側よりもノズル開口面２１１Ａ側が低くなるように流路２１１を下向きに傾けられ、最上位の液滴吐出用ノズルの上方には、共通液室２０３側よりもノズル開口面２１１Ａ側が高くなるように流路３０１を上向きに傾けられて気泡を外部に排出する抜気ノズル３００が設けられていることを特徴とする。
【選択図】図７

Description

本発明は、液滴吐出装置および画像形成装置に関し、さらに詳しくは、インクに含まれる気泡の除去機構に関する。

周知のように、プリンタ、ファクシミリ、複写装置、これらの機能を複合させて備えた画像形成装置には、インクなどの液滴を吐出する液滴吐出ヘッドで構成した記録ヘッドを備えた液滴吐出装置を用いる構成が知られている。

インクなどの液滴を吐出可能な装置では、記録紙等の記録媒体を搬送しながら記録ヘッドから吐出される液滴を付着あるいは浸透させることで画像を形成するようになっている。
なお、記録媒体の対象となるものとして、上述した記録紙だけでなく、糸などの繊維、皮革や金属さらには樹脂やガラス、木材そしてセラミックスなどの液体の付着あるいは浸透が可能な材質がある。

液滴吐出装置を備えた画像形成装置の一つであるインクジェットプリンタでは、プリンタ本体内に着脱自在に設けられたインクタンクから可撓性を有したチューブを介してキャリッジ側に搭載された記録ヘッドにインクを供給する構成が多用されている。
しかし、チューブ内を移動する液滴には、例えば、インクタンク内へのインク充填時などに混入した気泡が含まれている場合がある。
気泡は、複数存在するとそれらが纏まり、大きなサイズに成長すると液滴の吐出不良や記録質低下の原因となる。

従来、気泡が混入した状態でインクが記録ヘッドのノズルに供給されてしまうのを防止するための構成として、インクの供給路中に気泡を捕捉できる貯留空間を構成するトラップ部を設け、トラップ部に溜まった気泡を吸引ポンプにより外部に排出する構成が提案されている（例えば、特許文献１）。

この構成では、供給路内に供給されるインク中に混入している気泡が浮力によりトラップ部に移動すると、吸引ポンプによって外部に排出することでノズルに供給されるインク中には気泡が存在しない状態が得られるようになっている。

上述した構成の変形例として、インクカートリッジからのインクの供給部として、インクカートリッジ内に挿入されるインク供給針内のインク供給路とこのインク供給路に対してオフセットした位置で記録ヘッドに連通する導通路を設け、インク供給路と導通路とを連続させるインクの流路内にフィルタを設けると共にフィルタの上面側に位置する流路の天井面に下向き凹状の気泡誘導溝を設け、この気泡誘導路内に気泡を貯留させるようにした構成や、各ノズルに連通する気泡排出路を設けた構成もある（例えば、特許文献２，３）。

上記各特許文献に開示された構成では、インクの供給路内に気泡の捕捉部を設けることで記録ヘッドに導入されるインク中に気泡が存在しない状態を得ることができる。

しかし、特許文献１に開示された構成では、インク供給のために必要とされる構成の他に、気泡除去のための構成、具体的には吸引ポンプを必要とすることから構成の複雑化や大型化に繋がり、製造コストが上昇するという問題がある。

一方、特許文献２に開示された構成では、引用文献１と違って、特別な気泡除去手段を必要とすることがない。
しかし、気泡誘導溝内に溜まっている気泡、換言すれば、フィルタに付着してインクの供給を妨げている気泡を解消することが必要となる。そこで、特許文献２においては、インクの充填初期時あるいは交換時において強制的にインク供給路側にインクを流すことで導入路側の気泡をインク供給路側に移動させるようにしている。

この構成では、気泡を外部に除去することよりも、フィルタに対向する導入路側に位置する気泡を導入路側から遠ざけることが主眼となっている。つまり、換言すれば、フィルタへの気泡の付着を抑制して導入路側でのインク供給量の確保が目的である。このため、気泡の大きさによってはインク供給が再開されると、除去されなかった気泡が導入路側路を塞ぐ虞がある。

つまり、特許文献１に開示された構成を含めて特許文献２に開示された構成では、いずれも気泡をノズル側に移動させることが前提となっており、ノズル側に移動した気泡による弊害は未だ解決されないままとなっている。

本発明の目的は、上記従来の液滴吐出装置における問題、特に、気泡の取り扱いに関する問題に鑑み、ノズル側への気泡の進入を防止してノズル側に気泡が存在することによる弊害を防止できる構成を備えた液滴吐出装置および画像形成装置を提供することにある。

この目的を達成するため、本発明は、対象物に対する液滴の吐出部をなすノズルおよび該ノズルに連通する個別液室と、該個別液室に液滴を供給する共通液室とが設けられている液滴吐出ヘッドを備えた液滴吐出装置であって、
前記液滴吐出ヘッドは、前記ノズルが形成されたノズル面が垂直方向または垂直方向に対して傾斜して配置され、前記ノズルから水平方向または水平方向に対して傾斜した方向に向けて液滴を吐出し、
前記液滴吐出用ノズルは垂直方向に沿って複数並設され、
各液滴吐出用ノズルは、前記個別液室における前記液滴吐出用ノズルの開口面側が前記共通液室側よりも低い位置となるように流路が下向きに傾けられて構成され、
前記液滴吐出用ノズルのうちで最上位の液滴吐出用ノズルよりも上方位置には、前記共通液室側よりもノズル開口面側が高い位置となるように流路が上向きに傾けられた抜気ノズルが設けられていることを特徴とする液滴吐出装置にある。

本発明によれば、ノズルが形成されたノズル面が垂直方向または垂直方向に対して傾斜した構成とされてノズルから水平方向または水平方向に対して傾斜した方向に液滴を吐出できる液滴吐出ヘッドにおいて、複数の液滴吐出用ノズルをノズル開口が下向きとなる傾きに設定され、さらにこれら液滴吐出用ノズルとは別に、液滴吐出用ノズル列の上部に液滴吐出用ノズルとは相反する向きとなる上向きのノズル開口を有する抜気ノズルが設けられているので、共通液室に混入した気泡は下向きの液滴吐出用ノズルに進入するのを阻止されると共に、浮力によって抜気ノズルに進入しやすくされる。この結果、液滴吐出用のノズルに気泡が進入するのを確実に防止して吐出不良や不良画像の形成を防止することができる。
この場合にいう水平方向に対して傾斜した方向とは、水平方向から４５°以内であって、４５°の意味は垂直真下または垂直真上に液滴を吐出する構成を含まないことを意味している。

液滴吐出装置の構成を説明するための模式図である。 図１における符号（Ａ）で示す方向の矢視図である。 図１に示した液滴吐出装置に用いられる液滴吐出ヘッドの外観図である。 図３中、符号Ｘで示す面の詳細図である。 図３中、符号Ｙで示す面の詳細図である。 図１に示した液滴吐出装置に用いられる制御部の構成を説明するためのブロック図である。 実施形態にかかる液滴吐出装置の要部構成を説明するための図５相当の断面図である。 図７に示した要部構成の一部拡大図である。 図７に示した一部の変形例を説明するための図である。（添付資料中） 図５に示した要部構成の一部変形例を説明するための図である。（依頼書中） 図６に示した制御部で実行される抜気処理に関する手順を説明するためのフローチャートである。

以下、図面により本発明を実施するための形態を実施例により説明する。
図１は、液滴吐出装置の構成を説明するための図であり、同図に示した液滴吐出装置は、画像形成装置の一つであるインクジェットプリンタに適用されている。

図１においてインクジェットプリンタは、シリアル型画像形成装置であり、装置本体の内部に画像形成部２、搬送機構部５等を有し、装置本体の下方側に被記録媒体である用紙１０を積載可能な給紙トレイ（給紙カセットを含み、給紙部の意味で使用する。）４を備え、この給紙トレイ４から給紙される用紙１０を取り込み、搬送機構部５によって用紙１０を垂直方向（鉛直方向に沿う方向）等の水平方向以外の方向に間歇的に搬送しながら、画像形成部２によって水平方向に液滴を吐出させて所要の画像を記録した後、排紙部６を通じて画像が形成された用紙１０を更に上方向に搬送して、装置本体の上方側に設けられた排紙トレイ７に用紙１０を排紙する。

また、両面印刷を行うときには、一面（表面）印刷終了後、排紙部６から反転部８内に用紙１０を取り込み、搬送機構部５によって用紙１０を逆方向（下方向）に搬送しながら反転させて他面（裏面）を印刷可能面として再度、搬送機構部５に送り込み、他面（裏面）印刷終了後排紙トレイ７に用紙１０を排紙する。

ここで、画像形成部２は、左右の側板１０１Ｌ、１０１Ｒ間に横架した主ガイド部材２１及び従ガイド部材２２で、記録ヘッド２４を搭載したキャリッジ２３を摺動自在に保持し、主走査モータ２５によって、駆動プーリ２６と従動プーリ２７間に渡したタイミングベルト２８を介して主走査方向に移動走査する。

キャリッジ２３には、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色のインク滴を吐出するための液体吐出ヘッドからなる記録ヘッド２４ａ、２４ｂ（区別しないときは上記のとおり「記録ヘッド２４」という。）を、複数のノズルからなるノズル列を主走査方向と直交する副走査方向に配列し、かつ、ノズルが形成されたノズル面が垂直方向または垂直方向に対して傾斜させて設けられ、ノズルから水平方向または水平方向に対して傾斜した方向に向けて液滴を吐出できる構成が用いられている。
この場合の水平方向に対して傾斜した方向とは、水平方向から４５°以内であって４５°の意味は、垂直真下または垂直真上に吐出する構成を含まないことを意味している。
これにより、液滴を吐出するノズルが形成されたノズル面（図３中、符号２１１Ａで示す面）に開口するノズル列のノズルは、いわゆる、水平打ち方式といわれる液滴吐出方式だけでなく、水平方向に対して傾斜した方向に液滴を吐出させることができる。

図３乃至５は、記録ヘッド２４の構成を示しており、図３は同ヘッドの外観斜視説明図、図４は図３のＸ−Ｘ面（ノズル配列方向と直交する方向：短手方向）に沿う要部模式的断面説明図、図５は図３のＹ面（ノズル配列方向：長手方向）模式的断面説明図である。

図５および６に示すように、記録ヘッド２４は、液滴を吐出するためにノズル面２１１Ａに開口する複数の液滴吐出用ノズル２０１と、各液滴吐出用ノズル２０１が連通する個別液室２０２とを形成する流路部材２１１（図４参照）と、各個別液室２０２にインクを供給する共通液室２０３と、共通液室２０３にヘッドタンク２９からインクが供給される液体供給口部２０４とを形成した共通液室部材２１２とを有している。なお、個別液室２０２に対して液滴を吐出させる圧力を発生させるアクチュエータ手段としては、例えば圧電素子を使用しているが、これに限るものではない。また、「液室」は流路と称されるものを含み、「個別液室」は、例えば加圧室、加圧液室、圧力室、圧力発生室などと称されるものを含む。

なお、記録ヘッド２４を構成する液体吐出ヘッドとしては、圧電素子などの圧電アクチュエータ、発熱抵抗体などの電気熱変換素子を用いて液体の膜沸騰による相変化を利用するサーマルアクチュエータ、温度変化による金属相変化を用いる形状記憶合金アクチュエータ、静電力を用いる静電アクチュエータなどを、液滴を吐出するための圧力を発生する圧力発生手段として備えたものなどを使用できる。また、キャリッジ２３には、インクと反応することでインクの定着性を高める定着液を吐出する液体吐出ヘッドなども搭載できる。

また、キャリッジ２３には、記録ヘッド２４に設けられて、液滴吐出に用いられる複数のノズル２０１（以下、液滴吐出用ノズルという）に対応して各色のインクを供給するためのヘッドタンク２９（図１参照）が搭載され、このヘッドタンク２９には、図４に示すように、装置本体に着脱自在に装着される各色のインクカートリッジ（メインタンク）３０から供給チューブ３１を介してインクが供給される。

図２において、キャリッジ２３の主走査方向に沿って両側板１０１Ｌ、１０１Ｒ間に、所定のパターンを形成したエンコーダスケール１２１を張装し、キャリッジ２３にはエンコーダスケール１２１のパターンを読取る透過型フォトセンサからなるエンコーダセンサ１２２を設け、これらのエンコーダスケール１２１とエンコーダセンサ１２２によってキャリッジ２３の移動を検知するリニアエンコーダ（主走査エンコーダ）１２３を構成している。

さらに、図２に示すように、キャリッジ２３の走査方向一方側の非印字領域には、記録ヘッド２４の液滴吐出用ノズル２０１の状態を維持し、かつ、回復するための維持回復機構９を配置している。
この維持回復機構９には、記録ヘッド２４の各ノズル面２１１Ａ（図３参照）をキャピングするための吸引キャップ９２ａ及び保湿キャップ９２ｂ（区別しないときは「キャップ９２」という。）と、ノズル面２１１Ａをワイピング（払拭）するワイパ部材（ワイパブレード）９３が保持され、また増粘したインクを排出するために記録に寄与しない液滴を吐出させる予備吐出（空吐出）を行うときの液滴を受ける空吐出受け９４などを備えている。吸引キャップ９２ａには吸引手段としての吸引ポンプ９６が接続され、吸引ポンプ９６は廃液タンク９７に通じている。

一方、図１において給紙トレイ４の用紙１０は、給紙コロ（半月コロ）４３と分離パッド４４によって１枚ずつ分離されて装置本体内に給紙され、搬送ガイド部材４５に沿って、搬送機構部５の搬送ベルト５１と押えコロ４８との間に送り込まれ、搬送ベルト５１に吸着されて搬送される。

搬送機構部５は、駆動ローラである搬送ローラ５２と従動ローラ５３との間に掛け渡した無端状の搬送ベルト５１と、この搬送ベルト５１を帯電させるための帯電ローラ５４と、画像形成部２に対向する部分で搬送ベルト５１の平面性を維持するプラテン部材５５となどを有している。

搬送ベルト５１は、副走査モータ１５１によってタイミングベルト１５２及びタイミングプーリ１５３を介して搬送ローラ５２が回転駆動されることによって、ベルト搬送方向（副走査方向、用紙搬送方向）に周回移動する。この搬送ベルト５１のうち、画像形成部２に対向して用紙１０を吸着する搬送ローラ５２から従動ローラ５３までの領域を正搬送部分５１ａとし、従動ローラ５３から搬送ローラ５２までの領域を逆搬送部分５１ｂという。

また、搬送ローラ５２の軸５２ａにはコードホイール１５４を取り付け、このコードホイール１５４に形成したパターンを検出する透過型フォトセンサからなるエンコーダセンサ１５５を設けて、これらのコードホイール１５４とエンコーダセンサ１５５によって搬送ベルト５１の移動量及び移動位置を検出するロータリエンコーダ（副走査エンコーダ）１５６を構成している。

排紙部６は、排紙ガイド部材６１と、排紙搬送ローラ６２及び拍車６３と、排紙ローラ６４及び拍車６５とが配置され、画像が形成された用紙１０を排紙ローラ６４及び拍車６５間から排紙トレイ７上にフェイスダウンで排紙する。

反転部８は、排紙トレイ７に一部を排出した用紙１０をスイッチバック方式で反転して搬送ベルト５１と押えコロ４８との間に送り込むため、排紙経路と反転経路を切り替える切替爪８１と、反転ガイド部材８２と、反転ローラ８３及び反転コロである拍車８４と、従動ローラ５３に対向する従動補助ローラ８５と、搬送ベルト５１の逆搬送部分５１ｂと、搬送ベルト５１の逆搬送部分５１ｂから分離された用紙１０を、帯電ローラ５４を迂回させて、搬送ベルト５１と押えコロ４８との間に案内する迂回ガイド部材８６などを備えている。

このように構成した画像形成装置においては、給紙トレイ４から用紙１０が１枚ずつ分離給紙され、帯電された搬送ベルト５１に用紙１０が静電吸着され、搬送ベルト５１の周回移動によって用紙１０が垂直方向または垂直方向に対して傾斜した方向等に搬送される。
そこで、キャリッジ２３を移動させながら画像信号に応じて記録ヘッド２４を駆動させることにより、停止している用紙１０にインク滴を吐出して１行分を記録し、用紙１０を所定量搬送後、次の行の記録を行い、記録が終了した用紙１０を排紙トレイ７に排紙する。

そして、記録ヘッド２４のノズルの維持回復を行うときには、キャリッジ２３をホーム位置である維持回復機構９に対向する位置に移動して、吸引キャップ９２ａによるキャッピングを行って液滴吐出用ノズル２０１からの吸引排出を行うノズル吸引、画像形成に寄与しない液滴を吐出する空吐出などの維持回復動作を行うことにより、安定した液滴吐出による画像形成を行うことができる。

また、両面印刷を行う場合には、第１面印刷は上述したとおりの動作を行い、用紙１０の後端が反転部分岐（切替爪８１）を通過すると、排紙ローラ６４が反転駆動されて用紙１０がスイッチバックされ、反転ガイド部材８２側に案内され、反転ローラ８３と拍車８４の間で搬送され、搬送ベルト５１の逆搬送部分５１ｂと従動補助ローラ８５との間へと用紙１０が送り込まれる。

これにより、用紙１０は搬送ベルト５１に吸着され、搬送ベルト５１の周回移動によって搬送され、搬送ローラ５２側で搬送ベルト５１から分離されて、迂回ガイド部材８６で案内され（迂回パスを経由し）、再度搬送ベルト５１の正搬送部分５１ａと押圧コロ４８との間に送り込まれて搬送ベルト５１に吸着され、再度記録ヘッド２４による画像形成領域に吸着搬送されることで第２面印刷が行われた後、排紙トレイ７に排紙される。

次に、この画像形成装置の制御部の概要について図６のブロック図を参照して説明する。
この制御部５００は、この装置全体の制御を司るＣＰＵ５０１と、ＣＰＵ５０１に本発明に係る制御（処理）を実行させるプログラムを含む各種プログラム、その他の固定データを格納するＲＯＭ５０２と、画像データ等を一時格納するＲＡＭ５０３と、装置の電源が遮断されている間もデータを保持するための書き換え可能な不揮発性メモリ５０４と、画像データに対する各種信号処理、並び替え等を行う画像処理やその他装置全体を制御するための入出力信号を処理するＡＳＩＣ５０５などを備えている。

また、記録ヘッド２４を駆動制御するためのデータ転送手段、駆動信号発生手段を含む印刷制御部５０８と、キャリッジ２３側に設けた記録ヘッド２４を駆動するためのヘッドドライバ（ドライバＩＣ）５０９と、キャリッジ２３を移動走査する主走査モータ２５、搬送ベルト５１を周回移動させる副走査モータ１５１を駆動するためのモータ駆動部５１０、５１１と、帯電ローラ５４にＡＣバイアスを供給するＡＣバイアス供給部５１２などを備えている。

また、制御部５００には、この装置に必要な情報の入力及び表示を行うための操作パネル５１４が接続されている。

そして、制御部５００は、ホスト側とのデータ、信号の送受を行うためのＩ／Ｆ５０６を持っていて、パーソナルコンピュータ等の情報処理装置、イメージスキャナなどの画像読み取り装置、デジタルカメラなどの撮像装置などのホスト６００側から、ケーブル或いはネットワークを介してＩ／Ｆ５０６で受信する。

そして、制御部５００のＣＰＵ５０１は、Ｉ／Ｆ５０６に含まれる受信バッファ内の印刷データを読み出して解析し、ＡＳＩＣ５０５にて必要な画像処理、データの並び替え処理等を行い、この画像データを印刷制御部５０８からヘッドドライバ５０９に転送する。
なお、画像出力するためのドットパターンデータの生成はホスト６００側のプリンタドライバ６０１で行っている。

印刷制御部５０８は、上述した画像データをシリアルデータで転送するとともに、この画像データの転送及び転送の確定などに必要な転送クロックやラッチ信号、制御信号などをヘッドドライバ５０９に出力する以外にも、ＲＯＭに格納されている駆動パルスのパターンデータをＤ／Ａ変換するＤ／Ａ変換器及び電圧増幅器、電流増幅器等で構成される駆動信号生成部を含み、１の駆動パルス或いは複数の駆動パルスで構成される駆動信号をヘッドドライバ５０９に対して出力する。

ヘッドドライバ５０９は、シリアルに入力される記録ヘッド２４の１行分に相当する画像データに基づいて印刷制御部５０８から与えられる駆動信号を構成する駆動パルスを選択的に記録ヘッド２４の液滴を吐出させるエネルギーを発生する駆動素子（例えば圧電素子）に対して印加することで記録ヘッド２４を駆動する。このとき、駆動信号を構成する駆動パルスを選択することによって、例えば、大滴、中滴、小滴など滴量の異なる液滴を吐出させて大きさの異なるドットを打ち分けることができる。

Ｉ／Ｏ部５１３は、主走査エンコーダ１２３、副走査エンコーダ１５６、装置に装着されている各種のセンサ群５１５からの情報を取得し、プリンタの制御に必要な情報を抽出し、印刷制御部５０８やモータ駆動部５１０、５１１、ＡＣバイアス供給部５１１の制御に使用する。センサ群５１５は、用紙１０の位置を検出するためのキャリッジ２３に設けられた光学センサ（用紙センサ）５２１や、機内の温度、湿度を監視するためのサーミスタ、帯電ベルトの電圧を監視するセンサ、カバーの開閉を検出するためのインターロックスイッチなどがあり、Ｉ／Ｏ部５１３は、様々のセンサ情報を処理することができる。

例えば、ＣＰＵ５０１は、主走査エンコーダ１２３を構成するエンコーダセンサ１２２からの検出パルスをサンプリングして得られる速度検出値及び位置検出値と、予め格納した速度・位置プロファイルから得られる速度目標値及び位置目標値とに基づいて主走査モータ２５に対する駆動出力値（制御値）を算出してモータ駆動部２１０を介して主走査モータ２５を駆動する。同様に、副走査エンコーダ１５６を構成するエンコーダセンサ１５５からの検出パルスをサンプリングして得られる速度検出値及び位置検出値と、予め格納した速度・位置プロファイルから得られる速度目標値及び位置目標値とに基づいて副走査モータ１５１対する駆動出力値（制御値）を算出してモータ駆動部５１１を介して副走査モータ１５１を駆動する。

また、制御部５００は、維持回復駆動部５３４を介して、維持回復機構９を駆動して、キャップ９２を記録ヘッド２４のノズル面に対して進退移動させ、ワイパ部材９４を移動させ、吸引ポンプ９６を駆動する。また、ポンプ駆動部５３５を介して供給ポンプ１３を駆動することで、図示しないメインタンクからヘッドタンク２９へのインクの送液、あるいは、ヘッドタンク２９からメインタンクへのインクの逆送を行う。

以上の構成からなる画像形成装置に用いられる液滴吐出装置を対象として本実施例の特徴を説明すると次の通りである。

図７は、図５および図６に示した記録ヘッド２４を対象とする模式図である。
同図において、記録ヘッド２４は、後述する液滴吐出用ノズル２０１の開口の一つが位置するノズル面２１１Ａが液滴を水平方向に吐出できるようにノズル面２１１Ａが水平方向以外の方向の一つである垂直方向に設定されており、液滴吐出用ノズル２０１が垂直方向に沿って複数並設されている。なお、ノズル面に関しては、前述したように、垂直方向だけでなく、垂直方向に対して傾斜させてノズルから水平方向だけでなく、水平方向に対して傾斜した方向に向けて液滴を吐出させる場合もある。

複数の液滴吐出用ノズル２０１は、この液滴吐出用ノズル２０１およびこれに連通する個別液室２０２を形成する流路部材２１１の構成として、ノズル面２１１Ａ側が共通液室２０３よりも低い位置となるように個別液室に相当する流路２０１Ａが下向きに傾けられて構成されている。

一方、垂直方向に併設された複数の液滴吐出用ノズル２０１のうちで最上位に位置する液滴吐出用ノズル２０１の上方位置には、液滴ではなく気泡を導入するための抜気ノズル３００が設けられている。
抜気ノズル３００は、液滴吐出用ノズル２０１と違って、ノズル面２１１Ａ側の開口が共通液室２０３よりも高い位置となるように流路３００Ａが上向き傾けられている。抜気ノズル３００の構成は、流路３００Ａにおいて気泡が浮力により移動しやすくすることを意図したものであり、流路３００Ａの傾き角度は最も気泡の移動が円滑に行える角度に設定されている。なお、図７中、符号２０４は、インクなどの液体を共通液室２０３に供給する供給口を示している。

本実施例は以上のような構成であるから、液滴吐出用ノズル２０１の流路部材２１１に設けられている個別液室２０２およびこれに連通する共通液室２０３には液滴であるインクが導入される。
共通液室２０３内に混入している気泡は、浮力によって上昇し、共通液室２０３に連通する抜気ノズル３００に向けて移動する。

各液滴吐出用ノズル２０１においては、流路２０１Ａの構成として、ノズル面２１１Ａ側の開口が共通液室２０３よりの低い位置に向かうように下向きに傾けられているので、浮力により上昇する気泡は共通液室２０３側から入り込むのが難しくされ、また、入り込んだ場合には浮力により抜け出ることができる。
従って、共通液室２０３から液滴吐出ノズル２０１に供給されたインクなどお液体に混入している気泡は、液滴吐出用ノズル２０１側には殆ど入り込むことがなく、共通液室２０３内で上昇して抜気ノズル３００側に移動することになる。

抜気ノズル３００側に上昇移動した気泡は、共通液室２０３の上部に溜まると抜気ノズル３００から外部に排出される。
これにより、共通液室２０３内の気泡は、浮力により液滴吐出用ノズル２０１ではなく、これらノズルの上部に位置する抜気ノズル３００に達するので、液滴吐出用ノズル２０１には気泡が混入しない状態を維持されることになる。

以上の構成において、液滴吐出用ノズルに向け移動しようとする気泡は、例えば、フィルタなどを設けた場合に液滴吐出用ノズルとの対向面から移動させて他の位置に貯留する構成と違って確実に外部への排出が可能となる。これにより、液滴吐出用ノズル２０１では、流路部材２１１内および液滴吐出用ノズル２０１内に気泡が存在していないので、気泡の存在が原因する吐出不良や異常画像の形成が防止されることになる。

次に、記録ヘッド２４の要部構成の変形例について説明する。
本例では、液滴吐出用ノズル２０１に対して抜気ノズル３００での流動抵抗を低くしたことを特徴としている。
図８は、このための構成に一例を示しており、同図において、抜気ノズル３００は、液滴吐出用ノズル２０１に対して抜気ノズル３００側の流路部材３０１の流路容積を大きくされている。

流動抵抗を小さくする構成には、上述した構成の他に、抜気ノズル３００側の流路部材３０１が液滴吐出用ノズル２０１側の流路部材２１１よりも流路口径を大きくする構成、さらには、抜気ノズル３００側の流路部材３０１において、共通液室２０３側の開口面積をノズル面２０２Ａ側の開口面積よりも大きくする構成がある。

次に、図７に示した構成の要部変形例について説明する。
本例では、記録ヘッド２４に形成されている複数の液滴吐出用ノズル２０１に対して各色のインクを供給するために設けられているヘッドタンク２９と、共通液室２０３との連結構造に特徴がある。

図９は、記録ヘッド２４における共通液室２０３と液滴吐出用ノズル２０１に対して各色のインクなどの液体を供給するヘッドタンク２９との接続部が示されている。
同図において、共通液室２０３とヘッドタンク２９とは、共通液室２０３における垂直方向中央よりも下方に配置された流入口４００により連結されている。

流入口４００は、共通液室２０３における垂直方向中央寄りも下方に位置しているので、ヘッドタンク２９内に貯留されているインクなどの液体中に含まれている気泡は浮力により上昇することによってヘッドタンク２９の底部付近には存在しないようにできる。

これにより、ヘッドタンク２９から共通液室２０３に向け導入されるインクなどの液体は、垂直方向中央よりも下方に位置する流入口４００を介して共通液室２０３内に導入されるので、ヘッドタンク２９の上部に気泡が移動する結果、液体のみが流入口４００に流入することになる。
従って、共通液室２０３内に導入された液体中には気泡が存在しておらず、液滴吐出用ノズル２０１への気泡の移動は殆どない状態とされる。

次に図６に示した制御部において実行される抜気処理について説明する。
図６に示した制御部に接続されているセンサ群５１５には、その詳細を図１０において説明するが、記録ヘッド２４の液滴吐出用ノズルに供給されるインクなどの液体が定量以下となった場合を検知するエンプティセンサが設けられている。

図１０においてエンプティセンサは、記録ヘッド２４の共通液室２０３上方で、その先端が抜気ノズル３００における共通液室２０３側の開口近傍に配置されている一対の電極板５２５Ｐ，５２５Ｐ’などの導電性部材で構成され、電極板５２５Ｐ，５２５Ｐ’が液体に接触しなくなると所定量以下である信号を出力できるようになっている。

エンプティセンサは、インクなどの液体が所定量以下となった場合の検知に加えて、気泡が抜気ノズル３００に充満して共通液室２０３内にも及んでいる場合を検知するようになっている。

本構成においては、制御部において印字処理のシーケンスプログラムが実行されている過程あるいは始動時などにおいて、抜気処理が実行される。
図１１は、抜気処理を説明するためのフローチャートであり、同図において、エンプティセンサ５２５Ｓからの信号が入力されたかどうかが判別され（ＳＴ１）、信号の入力がある場合には、キャリッジ２３を維持回復機構９の位置に移動させる（ＳＴ２）。

維持回復機構９には、図示しないが、液体吐出用ノズル２０１を対象とした吸引キャップ９２Ａとは別に、抜気ノズル３００を対象とした抜気キャップが設けられており、液体吐出用ノズル２０１を対象とする吸引キャップ９２Ａの作動に合わせて抜気ノズル３００に対して抜気キャップがキャッピングされる。
抜気キャップが抜気ノズル３００に当接した状態で、液滴吐出用ノズル２０１を対象とする場合と同様に、吸引ポンプ９６（図２参照）を介して廃液タンク９７（図２参照）に向けて抜気ノズル３００から抜気が行われる（ＳＴ３）。

抜気のための吸引ポンプ９６による吸引動作によって抜気処理が終了した後、エンプティセンサ５２５Ｓからの信号判別が行われ（ＳＴ４），この時点でエンプティセンサ５２５Ｓから信号が出力された場合には、インクなどの液体が所定量以下である場合に相当するので、操作パネルに対してインク無しの状態を警報する（ＳＴ５）。

以上のような実施の形態においては、記録ヘッド２４に設けられている液滴吐出用ノズル２０１に加えて抜気ノズル３００を設けることで共通液室内に気泡を止まらせるのではなく、抜気ノズル３００を介して外部に排出することができる。
従って、抜気のために用いられる既存の吸引ポンプ９６を併用するだけで済むので、簡単な構成により液滴吐出用ノズル内に気泡が混入するのを確実に防止でき、気泡の混入による吐出不良や異常画像の形成を未然に防止することが可能となる。

抜気ノズル３００は、特別な流路構成とすることなく、液滴吐出用ノズル２０１と殆ど同じ流路長ですむので、抜気のための流路を特別に設けたとしても、抜気の際の流路抵抗を大きくすることなく円滑な抜気処理が可能となる。

２ 画像形成部
２４ 記録ヘッド
２９ ヘッドタンク
３０ メインタンク
３１ ポンプ
２０１ 液滴吐出用ノズル
２０２ 個別液室
２０２Ａ ノズル面
２０３ 共通液室
２１１ 粒度部材
３００ 抜気ノズル
３０１ 流路部材

特許第３１８６３５３号 特開平１１−７８０４６号公報 特開２００４−２５５８６２号公報

Claims (6)

1. 対象物に対する液滴の吐出部をなすノズルおよび該ノズルに連通する個別液室と、該個別液室に液滴を供給する共通液室とが設けられている液滴吐出ヘッドを備えた液滴吐出装置であって、
   前記液滴吐出ヘッドは、前記ノズルが形成されたノズル面が垂直方向または垂直方向に対して傾斜して配置され、前記ノズルから水平方向または水平方向に対して傾斜した方向に向けて液滴を吐出し、
   前記液滴吐出用ノズルは垂直方向に沿って複数並設され、
   各液滴吐出用ノズルは、前記個別液室における前記液滴吐出用ノズルの開口面側が前記共通液室側よりも低い位置となるように流路が下向きに傾けられて構成され、
   前記液滴吐出用ノズルのうちで最上位の液滴吐出用ノズルよりも上方位置には、前記共通液室側よりもノズル開口面側が高い位置となるように流路が上向きに傾けられた抜気ノズルが設けられていることを特徴とする液滴吐出装置。
2. 前記抜気ノズルは、前記液滴吐出用ノズルに対して流体抵抗が小さくされていることを特徴とする請求項1記載の液滴吐出装置。
3. 前記抜気ノズルは、前記液滴吐出用ノズルに対して流路容積を大きくされることで流体抵抗を低くされていることを特徴とする請求項２記載の液滴吐出装置。
4. 前記抜気ノズルは、前記液滴吐出用ノズルに対して流路の断面口径を大きくさえることで流体抵抗を低くされていることを特徴とする請求項２または３記載の液滴吐出装置。
5. 前記共通液室には、該共通液室に向け液体を供給するタンクが接続され、該タンクとの接続部が前記共通液室の垂直方向中央よりも下側に設けられていることを特徴とする請求項１記載の液滴吐出装置。
6. 前記液滴吐出ヘッドは、液滴吐出位置とは別の維持回復位置に移動可能に設けられ、該維持回復位置には、前記液滴吐出ノズルとは別に抜気ノズル専用のキャップが設けられていることを特徴とする請求項１記載の液滴吐出装置。

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