液体吐出ヘッド及び画像形成装置
【課題】液滴を垂直方向上方に向けて吐出する記録ヘッドおける気泡が、共通液室より下流側流路に侵入することを防止できる液体吐出ヘッド。
【解決手段】共通液室２０３の個別液室２０２の入口２０２ａ側が臨む壁面２２１は、複数の個別液室の並び方向及び複数の個別液室の並び方向と直交する方向で、中央部から両端部側に向かって、高さ方向で高くなる方向に直線状に傾斜して形成された傾斜面とし、共通液室２０３のノズル配列方向及びノズル配列方向と直交する方向の両端部側には、個別液室２０２の入口２０２ａ側が臨む領域の外側に気泡を溜める気泡溜り２２２が設けられている。
【解決手段】共通液室２０３の個別液室２０２の入口２０２ａ側が臨む壁面２２１は、複数の個別液室の並び方向及び複数の個別液室の並び方向と直交する方向で、中央部から両端部側に向かって、高さ方向で高くなる方向に直線状に傾斜して形成された傾斜面とし、共通液室２０３のノズル配列方向及びノズル配列方向と直交する方向の両端部側には、個別液室２０２の入口２０２ａ側が臨む領域の外側に気泡を溜める気泡溜り２２２が設けられている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は液体吐出ヘッド及び画像形成装置に関し、液滴を垂直方向上方に向けて吐出する状態で配置される液体吐出ヘッド及び同液体吐出ヘッドを記録ヘッドとして備える画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
プリンタ、ファクシミリ、複写装置、プロッタ、これらの複合機等の画像形成装置として、例えばインク液滴を吐出する液体吐出ヘッドからなる記録ヘッドを用いた液体吐出記録方式の画像形成装置として例えばインクジェット記録装置などが知られている。
【０００３】
従来の画像形成装置として、ノズルからインク滴を重力に逆らって上向きに吐出して被記録媒体の下面に画像記録を行う記録ヘッドを備えるものが知られている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−３４１３２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、液体吐出ヘッドの流路内に気泡が混入した場合、吐出された滴の噴射曲がりや吐出不能などの吐出不良が生じ、安定した滴吐出を行うことができなくなり、画像品質が低下することになる。
【０００６】
特に、上述したように垂直方向上方向に向けて液滴を吐出させる状態で液体吐出ヘッドを配置した場合、複数のノズルが連通する個別液室にインクを供給する共通液室内に進入した気泡は、浮力によって個別液室側に移動して、共通液室より下流側の流路を塞ぎ、吐出不能が発生し易くなるという課題がある。
【０００７】
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、液滴を垂直方向上方に向けて吐出する記録ヘッドおける気泡が共通液室より下流側流路に侵入することを防止し、安定した画像形成を行えるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するため、本発明に係る液体吐出ヘッドは、
液滴を垂直方向上方に向けて吐出させる状態で配置される液体吐出ヘッドであって、
液滴を吐出する複数のノズルと、
前記複数のノズルが連通する複数の個別液室と、
前記複数の個別液室に液体を供給する共通液室と、を有し、
前記共通液室の前記個別液室の入口側が臨む壁面は、前記複数の個別液室の並び方向及び前記並び方向と直交する方向の少なくともいずれかで、一端部側から他端部側に向かって、又は、中央部から両端部側に向かって、高さ方向で高くなる方向に直線状又は曲線状に傾斜して形成され、
前記共通液室の一端部側又は両端部側には、前記個別液室の入口側が臨む領域の外側に気泡を溜める気泡溜りが設けられている
構成とした。
【０００９】
本発明に係る液体吐出ヘッドは、
液滴を垂直方向上方に向けて吐出させる状態で配置される液体吐出ヘッドであって、
液滴を吐出する複数のノズルと、
前記複数のノズルが連通する複数の個別液室と、
前記複数の個別液室に液体を供給する共通液室と、を有し、
前記共通液室内には、前記複数の個別液室の並び方向及び前記並び方向と直交する方向の少なくともいずれかで、一端部側から他端部側に向かって、又は、中央部から両端部側に向かって、高さ方向で高くなる方向に直線状又は曲線状に傾斜する傾斜面を有する部材が配設され、
前記共通液室の前記複数の個別液室の並び方向及び前記並び方向と直交する方向の少なくともいずれかの一端部側又は両端部側には、前記個別液室の入口側が臨む領域の外側に気泡を溜める気泡溜りが設けられている
構成とした。
【００１０】
前記気泡溜りは、前記共通液室の前記個別液室の入口側が臨む領域よりも、高さ方向で高い位置にある構成とできる。
【００１１】
本発明に係る画像形成装置は，本発明に係る液体吐出ヘッドを備えているものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係る液体吐出ヘッドによれば、共通液室の個別液室の入口側が臨む壁面は、複数の個別液室の並び方向及び並び方向と直交する方向の少なくともいずれかで、一端部側から他端部側に向かって、又は、中央部から両端部側に向かって、高さ方向で高くなる方向に直線状又は曲線状に傾斜して形成され、共通液室の一端部側又は両端部側には、個別液室の入口側が臨む領域の外側に気泡を溜める気泡溜りが設けられている構成としたので、液滴を垂直方向上方に向けて吐出する記録ヘッドおける気泡が共通液室より下流側流路に侵入することが防止され、安定した画像形成を行えるようになる。
【００１３】
本発明に係る液体吐出ヘッドによれば、共通液室内には、複数の個別液室の並び方向及び並び方向と直交する方向の少なくともいずれかで、一端部側から他端部側に向かって、又は、中央部から両端部側に向かって、高さ方向で高くなる方向に直線状又は曲線状に傾斜する傾斜面を有する部材が配設され、共通液室の複数の個別液室の並び方向及び並び方向と直交する方向の少なくともいずれかの一端部側又は両端部側には、個別液室の入口側が臨む領域の外側に気泡を溜める気泡溜りが設けられている構成としたので、液滴を垂直方向上方に向けて吐出する記録ヘッドおける気泡が共通液室より下流側流路に侵入することが防止され、安定した画像形成を行えるようになる。
【００１４】
本発明に係る画像形成装置によれば、本発明に係る液体吐出ヘッドを備えているので、安定して高画質画像を形成できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明に係る画像形成装置の一例の説明に供する要部側面説明図である。
【図２】同じく装置底面側から見た要部底面説明図である。
【図３】同装置の制御部の概要の説明に供するブロック説明図である。
【図４】本発明の第１実施形態における記録ヘッドを構成する液体吐出ヘッドの外観斜視説明図である。
【図５】図４のＸ平面（ノズル配列方向と直交する方向）に沿う模式的断面説明図である。
【図６】図４のＹ平面（ノズル配列方向）に沿う模式的断面説明図である。
【図７】本発明の第２実施形態における記録ヘッドを構成する液体吐出ヘッドのノズル配列方向と直交する方向に沿う模式的断面説明図である。
【図８】同じくノズル配列方向に沿う模式的断面説明図である。
【図９】本発明の第３実施形態における記録ヘッドを構成する液体吐出ヘッドのノズル配列方向と直交する方向に沿う模式的断面説明図である。
【図１０】同じくノズル配列方向に沿う模式的断面説明図である。
【図１１】本発明の第４実施形態における記録ヘッドを構成する液体吐出ヘッドのノズル配列方向に沿う模式的断面説明図である。
【図１２】比較例における記録ヘッドを構成する液体吐出ヘッドのノズル配列方向に沿う模式的断面説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して説明する。まず、本発明に係る画像形成装置について図１及び図２を参照して説明する。なお、図１は同画像形成装置の要部側面説明図、図２は同じく装置底面側から見た要部底面説明図である。
【００１７】
この画像形成装置は、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、装置本体の下方側の給紙部４から被記録媒体である用紙１０を給紙し、搬送機構５によって用紙１０を水平方向に間歇的に搬送しながら、画像形成部２によって垂直方向上方に向けて液滴を吐出させて所要の画像を記録した後、排紙部６の排紙トレイ７に用紙１０を排紙する。
【００１８】
ここで、画像形成部２は、左右の側板１１Ｌ、１１Ｒ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。
【００１９】
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、滴吐出方向を垂直方向上方に向けて装着している。
【００２０】
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。
【００２１】
また、キャリッジ２３には、記録ヘッド２４の各ノズル列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が搭載され、このヘッドタンク２９には、装置本体に着脱自在に装着される図示しない各色のインクカートリッジ（メインタンク）からインクが供給される。なお、記録ヘッド２４は滴吐出方向を垂直方向上方向としているので、液垂れを防止するために負圧を形成する必要は必ずしもなく、ここではヘッドタンク２９は単なるバッファタンクとしている。
【００２２】
また、キャリッジ２３の主走査方向に沿って両側板１１Ｌ、１１Ｒ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。
【００２３】
また、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のノズルの状態を維持し、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の各ノズル面をキャピングするための各キャップ９２ａ、９２ｂ（区別しないときは「キャップ９２」という。）と、ノズル面をワイピングするワイパ部材（ワイパブレード）９３と、増粘した記録液を排出するために記録に寄与しない液滴を吐出させる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。
【００２４】
給紙部４は、給紙トレイ４１の用紙１０を、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し、搬送ガイド部材４５に沿って、搬送機構部５の上流側のレジストローラ対４６、４７間に送り込まれた後、搬送機構部５の搬送ベルト５１に吸着されて搬送される。なお、レジストローラ対４６，４７の上流側には用紙１０を検知する用紙検知センサ４９が配置されている。
【００２５】
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図示しないプラテン部材などを有している。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
排紙部６は、搬送ベルト５１から画像が記録された用紙１０を分離する分離爪６１と、排紙搬送ローラ６２及び拍車６３を有し、画像が形成された用紙１０を排紙ローラ６２及び拍車６３間から排紙トレイ７上に排紙する。
【００２９】
このように構成したこの画像形成装置においては、給紙部４の給紙トレイ４１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が水平方向に搬送される。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を駆動することにより、停止している用紙１０に対して下方から上方に向けて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。
【００３０】
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ノズル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。
【００３１】
次に、この画像形成装置の制御部の概要について図３のブロック説明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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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２１１を介して副走査モータ１５１を駆動する。
【００４０】
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。
【００４１】
次に、本発明の第１実施形態における記録ヘッドを構成する液体吐出ヘッドについて図４ないし図６を参照して説明する。なお、図４は同ヘッドの外観斜視説明図、図５は図４のＸ−Ｘ線平面（ノズル配列方向と直交する方向：短手方向）に沿う模式的断面説明図、図６は図４のＹ−Ｙ平面（ノズル配列方向：長手方向）に沿う模式的断面説明図である。
【００４２】
この液体吐出ヘッド２００は、液滴を吐出する複数のノズル２０１と、各ノズル２０１が連通する個別液室２０２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とを有し、前述したように液滴を垂直方向上方に向けて吐出する状態で配置される。なお、「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。
【００４３】
なお、図示しないが、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がそれぞれ設けられ、アクチュエータ手段としては、前述したように、例えば圧電素子を含む圧電型アクチュエータ、電気熱変換素子を含むサーマル型アクチュエータ、振動板と対向電極を含む静電型アクチュエータなどを使用することができる。
【００４４】
ここで、共通液室２０３の個別液室２０２の入口２０２ａ側が臨む壁面２２１は、複数の個別液室の並び方向（ノズル配列方向）及び複数の個別液室の並び方向と直交する方向（ノズル配列方向と直交する方向）で、中央部から両端部側に向かって、高さ方向で高くなる方向に直線状に傾斜して形成された傾斜面としている。
【００４５】
そして、共通液室２０３のノズル配列方向及びノズル配列方向と直交する方向の両端部側には、個別液室２０２の入口２０２ａ側が臨む領域の外側に気泡を溜める気泡溜り２２２が設けられている。
【００４６】
このとき、気泡溜り２２２は傾斜面である壁面２２１の最も高い位置側に設けられているので、高さ方向で個別液室２０２の入口２０２ａが臨む領域よりも高い位置に位置することになる。これにより、気泡溜り２２２に溜めることができる気泡の量を増加することができる。
【００４７】
このように構成したので、共通液室２０３内にインク３００とともに流入した、あるいは、初期充填時に共通液室２０３に残存した気泡３０１は、矢印で示すように、壁面２２１によって誘導されて両端部の気泡溜り２２２に溜められ、共通液室２０３よりも下流側の個別液室２０２やノズル２０１に侵入しなくなる（侵入が低減する場合を含む意味である）。
【００４８】
これにより、個別液室２０２、ノズル２０１内に気泡が混入することで、アクチュエータ手段による吐出圧力が不均一に掛かり、あるいは圧力が減殺されるなどして、吐出される液滴の吐出方向が曲がったり、吐出不能になるなどの吐出不良の発生が防止されるので、安定して高い画像品質で画像形成を行うことができるようになる。
【００４９】
一方、図１２に示す比較例のように、共通液室２０３の個別液室２０２の入口２０２ａ側が臨む壁面２２１が平坦面であるときには、気泡３０１は浮力によって壁面２２１側に移動して、個別液室２０２の入口２０２ａを塞いだまま滞留するので、吐出される液滴の吐出方向が曲がったり、吐出不能になるなどの吐出不良が発生することになる。
【００５０】
このように、共通液室の個別液室の入口側が臨む壁面は、複数の個別液室の並び方向及び並び方向と直交する方向で、中央部から両端部側に向かって、高さ方向で高くなる方向に直線状に傾斜して形成され、共通液室の両端部側には、個別液室の入口側が臨む領域の外側に気泡を溜める気泡溜りが設けられている構成とすることで、液滴を垂直方向上方に向けて吐出する記録ヘッドおける気泡が共通液室より下流側流路に侵入することが防止され、安定した画像形成を行えるようになる。
【００５１】
次に、本発明の第２実施形態における記録ヘッドを構成する液体吐出ヘッドについて図７及び図８を参照して説明する。なお、図７は同ヘッドのノズル配列方向と直交する方向に沿う模式的断面説明図、図６は同じくノズル配列方向に沿う模式的断面説明図である。
【００５２】
本実施形態では、共通液室２０３の個別液室２０２の入口２０２ａ側が臨む壁面２２１は、複数の個別液室の並び方向（ノズル配列方向）及び複数の個別液室の並び方向と直交する方向（ノズル配列方向と直交する方向）で、中央部から両端部側に向かって、高さ方向で高くなる方向に曲線状に傾斜して形成された傾斜面としている。
【００５３】
このように構成しても前記第１実施形態と同様に気泡３０１を気泡溜り２２２に誘導して、共通液室２０３より下流側流路への気泡３０１の侵入を防止することができる。
【００５４】
なお、上記第１、第２実施形態においては、共通液室２０３の個別液室２０２の入口２０２ａ側が臨む壁面２２１が傾斜面であることから、各個別液室２０２の流路長が個々の個別液室２０２間で異なることになる。そのため、各個別液室２０２に対応するアクチュエータ手段（圧力発生手段）を同じ駆動波形で駆動すると、各ノズル２０１の滴吐出特性が異なることになる。
【００５５】
そこで、これらの実施形態の液体吐出ヘッドを備える場合には、前述した制御部５００のＲＯＭ５０２或いはその他のＲＯＭなどの不揮発性記憶手段に格納している駆動波形のデータとして、各個別液室２０２（各ノズル２０１）に対応する駆動波形データを格納保持している。
【００５６】
これにより、これらの実施形態の液体吐出ヘッドを備える場合でも、各ノズル２０１の滴吐出特性を揃えることができる。
【００５７】
次に、本発明の第３実施形態における記録ヘッドを構成する液体吐出ヘッドについて図９及び図１０を参照して説明する。なお、図９は同ヘッドのノズル配列方向と直交する方向に沿う模式的断面説明図、図１０は同じくノズル配列方向に沿う模式的断面説明図である。
【００５８】
本実施形態では、共通液室２０３の個別液室２０２の入口２０２ａ側が臨む壁面２２１は、複数の個別液室の並び方向（ノズル配列方向）及び複数の個別液室の並び方向と直交する方向（ノズル配列方向と直交する方向）で、一端部側から他端部側に向かって、高さ方向で高くなる方向に曲線状に傾斜して形成された傾斜面としている。
【００５９】
このように構成しても前記第１実施形態と同様に気泡３０１を気泡溜り２２２に誘導して、共通液室２０３より下流側流路への気泡３０１の侵入を防止することができる。
【００６０】
次に、本発明の第４実施形態における記録ヘッドを構成する液体吐出ヘッドについて図１１を参照して説明する。なお、図１１は同ヘッドのノズル配列方向に沿う模式的断面説明図である。
【００６１】
本実施形態では、共通液室２０３の個別液室２０２の入口２０２ａ側が臨む壁面２２１は平坦面としつつ、共通液室２０３内に、複数の個別液室の並び方向（ノズル配列方向）で、中央部から両端部側に向かって、高さ方向で高くなる方向に直線状に傾斜して形成された傾斜面２２５を有する誘導部材２２４が配設されている。
【００６２】
そして、共通液室２０３のノズル配列方向の両端部側には、個別液室２０２の入口２０２ａ側が臨む領域の外側に気泡を溜める気泡溜り２２２が、壁面２２１よりも高い位置に設けられている。
【００６３】
このように構成したので、共通液室２０２内に侵入した気泡３０１は誘導部材２２４の傾斜面２２５によって気泡溜り２２２に誘導されるので、前記各実施形態と同様に、共通液室２０３より下流側流路への気泡３０１の侵入を防止することができる。
【００６４】
また、誘導部材２２４を設けることで、流路が狭くなって流速を上げることができ、ヘッドクリーニング時などの気泡排出性を高めることができる。さらに、各個別液室２０２の流路長を揃えることができるので、各個別液室に対応する駆動波形データを持つ必要がなくなる。
【００６５】
なお、本願において、「用紙」とは材質を紙に限定するものではなく、ＯＨＰ、布、ガラス、基板などを含み、インク滴、その他の液体などが付着可能なものの意味であり、被記録媒体、記録媒体、記録紙、記録用紙などと称されるものを含む。また、画像形成、記録、印字、印写、印刷はいずれも同義語とする。
【００６６】
また、「画像形成装置」は、紙、糸、繊維、布帛、皮革、金属、プラスチック、ガラス、木材、セラミックス等の媒体に液体を吐出して画像形成を行う装置を意味し、また、「画像形成」とは、文字や図形等の意味を持つ画像を媒体に対して付与することだけでなく、パターン等の意味を持たない画像を媒体に付与すること（単に液滴を媒体に着弾させること）をも意味する。
【００６７】
また、「インク」とは、特に限定しない限り、インクと称されるものに限らず、記録液、定着処理液、液体などと称されるものなど、画像形成を行うことができるすべての液体の総称として用い、例えば、ＤＮＡ試料、レジスト、パターン材料、樹脂なども含まれる。
【００６８】
また、「画像」とは平面的なものに限らず、立体的に形成されたものに付与された画像、また立体自体を三次元的に造形して形成された像も含まれる。
【００６９】
また、画像形成装置には、特に限定しない限り、シリアル型画像形成装置及びライン型画像形成装置のいずれも含まれる。
【符号の説明】
【００７０】
２ 画像形成部
４ 給紙部
５ 搬送機構部
７ 維持回復機構
２３ キャリッジ
２４ 記録ヘッド
５１ 搬送ベルト
２００ 液体吐出ヘッド
２０１ ノズル
２０２ 個別液室
２０３ 共通液室
２２１ 共通液室の壁面
２２２ 気泡溜り
【技術分野】
【０００１】
本発明は液体吐出ヘッド及び画像形成装置に関し、液滴を垂直方向上方に向けて吐出する状態で配置される液体吐出ヘッド及び同液体吐出ヘッドを記録ヘッドとして備える画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
プリンタ、ファクシミリ、複写装置、プロッタ、これらの複合機等の画像形成装置として、例えばインク液滴を吐出する液体吐出ヘッドからなる記録ヘッドを用いた液体吐出記録方式の画像形成装置として例えばインクジェット記録装置などが知られている。
【０００３】
従来の画像形成装置として、ノズルからインク滴を重力に逆らって上向きに吐出して被記録媒体の下面に画像記録を行う記録ヘッドを備えるものが知られている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−３４１３２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、液体吐出ヘッドの流路内に気泡が混入した場合、吐出された滴の噴射曲がりや吐出不能などの吐出不良が生じ、安定した滴吐出を行うことができなくなり、画像品質が低下することになる。
【０００６】
特に、上述したように垂直方向上方向に向けて液滴を吐出させる状態で液体吐出ヘッドを配置した場合、複数のノズルが連通する個別液室にインクを供給する共通液室内に進入した気泡は、浮力によって個別液室側に移動して、共通液室より下流側の流路を塞ぎ、吐出不能が発生し易くなるという課題がある。
【０００７】
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、液滴を垂直方向上方に向けて吐出する記録ヘッドおける気泡が共通液室より下流側流路に侵入することを防止し、安定した画像形成を行えるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するため、本発明に係る液体吐出ヘッドは、
液滴を垂直方向上方に向けて吐出させる状態で配置される液体吐出ヘッドであって、
液滴を吐出する複数のノズルと、
前記複数のノズルが連通する複数の個別液室と、
前記複数の個別液室に液体を供給する共通液室と、を有し、
前記共通液室の前記個別液室の入口側が臨む壁面は、前記複数の個別液室の並び方向及び前記並び方向と直交する方向の少なくともいずれかで、一端部側から他端部側に向かって、又は、中央部から両端部側に向かって、高さ方向で高くなる方向に直線状又は曲線状に傾斜して形成され、
前記共通液室の一端部側又は両端部側には、前記個別液室の入口側が臨む領域の外側に気泡を溜める気泡溜りが設けられている
構成とした。
【０００９】
本発明に係る液体吐出ヘッドは、
液滴を垂直方向上方に向けて吐出させる状態で配置される液体吐出ヘッドであって、
液滴を吐出する複数のノズルと、
前記複数のノズルが連通する複数の個別液室と、
前記複数の個別液室に液体を供給する共通液室と、を有し、
前記共通液室内には、前記複数の個別液室の並び方向及び前記並び方向と直交する方向の少なくともいずれかで、一端部側から他端部側に向かって、又は、中央部から両端部側に向かって、高さ方向で高くなる方向に直線状又は曲線状に傾斜する傾斜面を有する部材が配設され、
前記共通液室の前記複数の個別液室の並び方向及び前記並び方向と直交する方向の少なくともいずれかの一端部側又は両端部側には、前記個別液室の入口側が臨む領域の外側に気泡を溜める気泡溜りが設けられている
構成とした。
【００１０】
前記気泡溜りは、前記共通液室の前記個別液室の入口側が臨む領域よりも、高さ方向で高い位置にある構成とできる。
【００１１】
本発明に係る画像形成装置は，本発明に係る液体吐出ヘッドを備えているものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係る液体吐出ヘッドによれば、共通液室の個別液室の入口側が臨む壁面は、複数の個別液室の並び方向及び並び方向と直交する方向の少なくともいずれかで、一端部側から他端部側に向かって、又は、中央部から両端部側に向かって、高さ方向で高くなる方向に直線状又は曲線状に傾斜して形成され、共通液室の一端部側又は両端部側には、個別液室の入口側が臨む領域の外側に気泡を溜める気泡溜りが設けられている構成としたので、液滴を垂直方向上方に向けて吐出する記録ヘッドおける気泡が共通液室より下流側流路に侵入することが防止され、安定した画像形成を行えるようになる。
【００１３】
本発明に係る液体吐出ヘッドによれば、共通液室内には、複数の個別液室の並び方向及び並び方向と直交する方向の少なくともいずれかで、一端部側から他端部側に向かって、又は、中央部から両端部側に向かって、高さ方向で高くなる方向に直線状又は曲線状に傾斜する傾斜面を有する部材が配設され、共通液室の複数の個別液室の並び方向及び並び方向と直交する方向の少なくともいずれかの一端部側又は両端部側には、個別液室の入口側が臨む領域の外側に気泡を溜める気泡溜りが設けられている構成としたので、液滴を垂直方向上方に向けて吐出する記録ヘッドおける気泡が共通液室より下流側流路に侵入することが防止され、安定した画像形成を行えるようになる。
【００１４】
本発明に係る画像形成装置によれば、本発明に係る液体吐出ヘッドを備えているので、安定して高画質画像を形成できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明に係る画像形成装置の一例の説明に供する要部側面説明図である。
【図２】同じく装置底面側から見た要部底面説明図である。
【図３】同装置の制御部の概要の説明に供するブロック説明図である。
【図４】本発明の第１実施形態における記録ヘッドを構成する液体吐出ヘッドの外観斜視説明図である。
【図５】図４のＸ平面（ノズル配列方向と直交する方向）に沿う模式的断面説明図である。
【図６】図４のＹ平面（ノズル配列方向）に沿う模式的断面説明図である。
【図７】本発明の第２実施形態における記録ヘッドを構成する液体吐出ヘッドのノズル配列方向と直交する方向に沿う模式的断面説明図である。
【図８】同じくノズル配列方向に沿う模式的断面説明図である。
【図９】本発明の第３実施形態における記録ヘッドを構成する液体吐出ヘッドのノズル配列方向と直交する方向に沿う模式的断面説明図である。
【図１０】同じくノズル配列方向に沿う模式的断面説明図である。
【図１１】本発明の第４実施形態における記録ヘッドを構成する液体吐出ヘッドのノズル配列方向に沿う模式的断面説明図である。
【図１２】比較例における記録ヘッドを構成する液体吐出ヘッドのノズル配列方向に沿う模式的断面説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して説明する。まず、本発明に係る画像形成装置について図１及び図２を参照して説明する。なお、図１は同画像形成装置の要部側面説明図、図２は同じく装置底面側から見た要部底面説明図である。
【００１７】
この画像形成装置は、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、装置本体の下方側の給紙部４から被記録媒体である用紙１０を給紙し、搬送機構５によって用紙１０を水平方向に間歇的に搬送しながら、画像形成部２によって垂直方向上方に向けて液滴を吐出させて所要の画像を記録した後、排紙部６の排紙トレイ７に用紙１０を排紙する。
【００１８】
ここで、画像形成部２は、左右の側板１１Ｌ、１１Ｒ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。
【００１９】
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、滴吐出方向を垂直方向上方に向けて装着している。
【００２０】
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。
【００２１】
また、キャリッジ２３には、記録ヘッド２４の各ノズル列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が搭載され、このヘッドタンク２９には、装置本体に着脱自在に装着される図示しない各色のインクカートリッジ（メインタンク）からインクが供給される。なお、記録ヘッド２４は滴吐出方向を垂直方向上方向としているので、液垂れを防止するために負圧を形成する必要は必ずしもなく、ここではヘッドタンク２９は単なるバッファタンクとしている。
【００２２】
また、キャリッジ２３の主走査方向に沿って両側板１１Ｌ、１１Ｒ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。
【００２３】
また、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のノズルの状態を維持し、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の各ノズル面をキャピングするための各キャップ９２ａ、９２ｂ（区別しないときは「キャップ９２」という。）と、ノズル面をワイピングするワイパ部材（ワイパブレード）９３と、増粘した記録液を排出するために記録に寄与しない液滴を吐出させる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。
【００２４】
給紙部４は、給紙トレイ４１の用紙１０を、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し、搬送ガイド部材４５に沿って、搬送機構部５の上流側のレジストローラ対４６、４７間に送り込まれた後、搬送機構部５の搬送ベルト５１に吸着されて搬送される。なお、レジストローラ対４６，４７の上流側には用紙１０を検知する用紙検知センサ４９が配置されている。
【００２５】
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図示しないプラテン部材などを有している。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
排紙部６は、搬送ベルト５１から画像が記録された用紙１０を分離する分離爪６１と、排紙搬送ローラ６２及び拍車６３を有し、画像が形成された用紙１０を排紙ローラ６２及び拍車６３間から排紙トレイ７上に排紙する。
【００２９】
このように構成したこの画像形成装置においては、給紙部４の給紙トレイ４１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が水平方向に搬送される。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を駆動することにより、停止している用紙１０に対して下方から上方に向けて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。
【００３０】
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ノズル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。
【００３１】
次に、この画像形成装置の制御部の概要について図３のブロック説明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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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２１１を介して副走査モータ１５１を駆動する。
【００４０】
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。
【００４１】
次に、本発明の第１実施形態における記録ヘッドを構成する液体吐出ヘッドについて図４ないし図６を参照して説明する。なお、図４は同ヘッドの外観斜視説明図、図５は図４のＸ−Ｘ線平面（ノズル配列方向と直交する方向：短手方向）に沿う模式的断面説明図、図６は図４のＹ−Ｙ平面（ノズル配列方向：長手方向）に沿う模式的断面説明図である。
【００４２】
この液体吐出ヘッド２００は、液滴を吐出する複数のノズル２０１と、各ノズル２０１が連通する個別液室２０２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とを有し、前述したように液滴を垂直方向上方に向けて吐出する状態で配置される。なお、「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。
【００４３】
なお、図示しないが、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がそれぞれ設けられ、アクチュエータ手段としては、前述したように、例えば圧電素子を含む圧電型アクチュエータ、電気熱変換素子を含むサーマル型アクチュエータ、振動板と対向電極を含む静電型アクチュエータなどを使用することができる。
【００４４】
ここで、共通液室２０３の個別液室２０２の入口２０２ａ側が臨む壁面２２１は、複数の個別液室の並び方向（ノズル配列方向）及び複数の個別液室の並び方向と直交する方向（ノズル配列方向と直交する方向）で、中央部から両端部側に向かって、高さ方向で高くなる方向に直線状に傾斜して形成された傾斜面としている。
【００４５】
そして、共通液室２０３のノズル配列方向及びノズル配列方向と直交する方向の両端部側には、個別液室２０２の入口２０２ａ側が臨む領域の外側に気泡を溜める気泡溜り２２２が設けられている。
【００４６】
このとき、気泡溜り２２２は傾斜面である壁面２２１の最も高い位置側に設けられているので、高さ方向で個別液室２０２の入口２０２ａが臨む領域よりも高い位置に位置することになる。これにより、気泡溜り２２２に溜めることができる気泡の量を増加することができる。
【００４７】
このように構成したので、共通液室２０３内にインク３００とともに流入した、あるいは、初期充填時に共通液室２０３に残存した気泡３０１は、矢印で示すように、壁面２２１によって誘導されて両端部の気泡溜り２２２に溜められ、共通液室２０３よりも下流側の個別液室２０２やノズル２０１に侵入しなくなる（侵入が低減する場合を含む意味である）。
【００４８】
これにより、個別液室２０２、ノズル２０１内に気泡が混入することで、アクチュエータ手段による吐出圧力が不均一に掛かり、あるいは圧力が減殺されるなどして、吐出される液滴の吐出方向が曲がったり、吐出不能になるなどの吐出不良の発生が防止されるので、安定して高い画像品質で画像形成を行うことができるようになる。
【００４９】
一方、図１２に示す比較例のように、共通液室２０３の個別液室２０２の入口２０２ａ側が臨む壁面２２１が平坦面であるときには、気泡３０１は浮力によって壁面２２１側に移動して、個別液室２０２の入口２０２ａを塞いだまま滞留するので、吐出される液滴の吐出方向が曲がったり、吐出不能になるなどの吐出不良が発生することになる。
【００５０】
このように、共通液室の個別液室の入口側が臨む壁面は、複数の個別液室の並び方向及び並び方向と直交する方向で、中央部から両端部側に向かって、高さ方向で高くなる方向に直線状に傾斜して形成され、共通液室の両端部側には、個別液室の入口側が臨む領域の外側に気泡を溜める気泡溜りが設けられている構成とすることで、液滴を垂直方向上方に向けて吐出する記録ヘッドおける気泡が共通液室より下流側流路に侵入することが防止され、安定した画像形成を行えるようになる。
【００５１】
次に、本発明の第２実施形態における記録ヘッドを構成する液体吐出ヘッドについて図７及び図８を参照して説明する。なお、図７は同ヘッドのノズル配列方向と直交する方向に沿う模式的断面説明図、図６は同じくノズル配列方向に沿う模式的断面説明図である。
【００５２】
本実施形態では、共通液室２０３の個別液室２０２の入口２０２ａ側が臨む壁面２２１は、複数の個別液室の並び方向（ノズル配列方向）及び複数の個別液室の並び方向と直交する方向（ノズル配列方向と直交する方向）で、中央部から両端部側に向かって、高さ方向で高くなる方向に曲線状に傾斜して形成された傾斜面としている。
【００５３】
このように構成しても前記第１実施形態と同様に気泡３０１を気泡溜り２２２に誘導して、共通液室２０３より下流側流路への気泡３０１の侵入を防止することができる。
【００５４】
なお、上記第１、第２実施形態においては、共通液室２０３の個別液室２０２の入口２０２ａ側が臨む壁面２２１が傾斜面であることから、各個別液室２０２の流路長が個々の個別液室２０２間で異なることになる。そのため、各個別液室２０２に対応するアクチュエータ手段（圧力発生手段）を同じ駆動波形で駆動すると、各ノズル２０１の滴吐出特性が異なることになる。
【００５５】
そこで、これらの実施形態の液体吐出ヘッドを備える場合には、前述した制御部５００のＲＯＭ５０２或いはその他のＲＯＭなどの不揮発性記憶手段に格納している駆動波形のデータとして、各個別液室２０２（各ノズル２０１）に対応する駆動波形データを格納保持している。
【００５６】
これにより、これらの実施形態の液体吐出ヘッドを備える場合でも、各ノズル２０１の滴吐出特性を揃えることができる。
【００５７】
次に、本発明の第３実施形態における記録ヘッドを構成する液体吐出ヘッドについて図９及び図１０を参照して説明する。なお、図９は同ヘッドのノズル配列方向と直交する方向に沿う模式的断面説明図、図１０は同じくノズル配列方向に沿う模式的断面説明図である。
【００５８】
本実施形態では、共通液室２０３の個別液室２０２の入口２０２ａ側が臨む壁面２２１は、複数の個別液室の並び方向（ノズル配列方向）及び複数の個別液室の並び方向と直交する方向（ノズル配列方向と直交する方向）で、一端部側から他端部側に向かって、高さ方向で高くなる方向に曲線状に傾斜して形成された傾斜面としている。
【００５９】
このように構成しても前記第１実施形態と同様に気泡３０１を気泡溜り２２２に誘導して、共通液室２０３より下流側流路への気泡３０１の侵入を防止することができる。
【００６０】
次に、本発明の第４実施形態における記録ヘッドを構成する液体吐出ヘッドについて図１１を参照して説明する。なお、図１１は同ヘッドのノズル配列方向に沿う模式的断面説明図である。
【００６１】
本実施形態では、共通液室２０３の個別液室２０２の入口２０２ａ側が臨む壁面２２１は平坦面としつつ、共通液室２０３内に、複数の個別液室の並び方向（ノズル配列方向）で、中央部から両端部側に向かって、高さ方向で高くなる方向に直線状に傾斜して形成された傾斜面２２５を有する誘導部材２２４が配設されている。
【００６２】
そして、共通液室２０３のノズル配列方向の両端部側には、個別液室２０２の入口２０２ａ側が臨む領域の外側に気泡を溜める気泡溜り２２２が、壁面２２１よりも高い位置に設けられている。
【００６３】
このように構成したので、共通液室２０２内に侵入した気泡３０１は誘導部材２２４の傾斜面２２５によって気泡溜り２２２に誘導されるので、前記各実施形態と同様に、共通液室２０３より下流側流路への気泡３０１の侵入を防止することができる。
【００６４】
また、誘導部材２２４を設けることで、流路が狭くなって流速を上げることができ、ヘッドクリーニング時などの気泡排出性を高めることができる。さらに、各個別液室２０２の流路長を揃えることができるので、各個別液室に対応する駆動波形データを持つ必要がなくなる。
【００６５】
なお、本願において、「用紙」とは材質を紙に限定するものではなく、ＯＨＰ、布、ガラス、基板などを含み、インク滴、その他の液体などが付着可能なものの意味であり、被記録媒体、記録媒体、記録紙、記録用紙などと称されるものを含む。また、画像形成、記録、印字、印写、印刷はいずれも同義語とする。
【００６６】
また、「画像形成装置」は、紙、糸、繊維、布帛、皮革、金属、プラスチック、ガラス、木材、セラミックス等の媒体に液体を吐出して画像形成を行う装置を意味し、また、「画像形成」とは、文字や図形等の意味を持つ画像を媒体に対して付与することだけでなく、パターン等の意味を持たない画像を媒体に付与すること（単に液滴を媒体に着弾させること）をも意味する。
【００６７】
また、「インク」とは、特に限定しない限り、インクと称されるものに限らず、記録液、定着処理液、液体などと称されるものなど、画像形成を行うことができるすべての液体の総称として用い、例えば、ＤＮＡ試料、レジスト、パターン材料、樹脂なども含まれる。
【００６８】
また、「画像」とは平面的なものに限らず、立体的に形成されたものに付与された画像、また立体自体を三次元的に造形して形成された像も含まれる。
【００６９】
また、画像形成装置には、特に限定しない限り、シリアル型画像形成装置及びライン型画像形成装置のいずれも含まれる。
【符号の説明】
【００７０】
２ 画像形成部
４ 給紙部
５ 搬送機構部
７ 維持回復機構
２３ キャリッジ
２４ 記録ヘッド
５１ 搬送ベルト
２００ 液体吐出ヘッド
２０１ ノズル
２０２ 個別液室
２０３ 共通液室
２２１ 共通液室の壁面
２２２ 気泡溜り
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液滴を垂直方向上方に向けて吐出させる状態で配置される液体吐出ヘッドであって、
液滴を吐出する複数のノズルと、
前記複数のノズルが連通する複数の個別液室と、
前記複数の個別液室に液体を供給する共通液室と、を有し、
前記共通液室の前記個別液室の入口側が臨む壁面は、前記複数の個別液室の並び方向及び前記並び方向と直交する方向の少なくともいずれかで、一端部側から他端部側に向かって、又は、中央部から両端部側に向かって、高さ方向で高くなる方向に直線状又は曲線状に傾斜して形成され、
前記共通液室の一端部側又は両端部側には、前記個別液室の入口側が臨む領域の外側に気泡を溜める気泡溜りが設けられている
ことを特徴とする液体吐出ヘッド。
【請求項２】
液滴を垂直方向上方に向けて吐出させる状態で配置される液体吐出ヘッドであって、
液滴を吐出する複数のノズルと、
前記複数のノズルが連通する複数の個別液室と、
前記複数の個別液室に液体を供給する共通液室と、を有し、
前記共通液室内には、前記複数の個別液室の並び方向及び前記並び方向と直交する方向の少なくともいずれかで、一端部側から他端部側に向かって、又は、中央部から両端部側に向かって、高さ方向で高くなる方向に直線状又は曲線状に傾斜する傾斜面を有する部材が配設され、
前記共通液室の前記複数の個別液室の並び方向及び前記並び方向と直交する方向の少なくともいずれかの一端部側又は両端部側には、前記個別液室の入口側が臨む領域の外側に気泡を溜める気泡溜りが設けられている
ことを特徴とする液体吐出ヘッド。
【請求項３】
前記気泡溜りは、前記共通液室の前記個別液室の入口側が臨む領域よりも、高さ方向で高い位置にあることを特徴とする請求項１又は２に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項４】
請求項１ないし３もいずれかに記載の液体吐出ヘッドを備えていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１】
液滴を垂直方向上方に向けて吐出させる状態で配置される液体吐出ヘッドであって、
液滴を吐出する複数のノズルと、
前記複数のノズルが連通する複数の個別液室と、
前記複数の個別液室に液体を供給する共通液室と、を有し、
前記共通液室の前記個別液室の入口側が臨む壁面は、前記複数の個別液室の並び方向及び前記並び方向と直交する方向の少なくともいずれかで、一端部側から他端部側に向かって、又は、中央部から両端部側に向かって、高さ方向で高くなる方向に直線状又は曲線状に傾斜して形成され、
前記共通液室の一端部側又は両端部側には、前記個別液室の入口側が臨む領域の外側に気泡を溜める気泡溜りが設けられている
ことを特徴とする液体吐出ヘッド。
【請求項２】
液滴を垂直方向上方に向けて吐出させる状態で配置される液体吐出ヘッドであって、
液滴を吐出する複数のノズルと、
前記複数のノズルが連通する複数の個別液室と、
前記複数の個別液室に液体を供給する共通液室と、を有し、
前記共通液室内には、前記複数の個別液室の並び方向及び前記並び方向と直交する方向の少なくともいずれかで、一端部側から他端部側に向かって、又は、中央部から両端部側に向かって、高さ方向で高くなる方向に直線状又は曲線状に傾斜する傾斜面を有する部材が配設され、
前記共通液室の前記複数の個別液室の並び方向及び前記並び方向と直交する方向の少なくともいずれかの一端部側又は両端部側には、前記個別液室の入口側が臨む領域の外側に気泡を溜める気泡溜りが設けられている
ことを特徴とする液体吐出ヘッド。
【請求項３】
前記気泡溜りは、前記共通液室の前記個別液室の入口側が臨む領域よりも、高さ方向で高い位置にあることを特徴とする請求項１又は２に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項４】
請求項１ないし３もいずれかに記載の液体吐出ヘッドを備えていることを特徴とする画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１３−１０８６（Ｐ２０１３−１０８６Ａ）
【公開日】平成２５年１月７日（２０１３．１．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１３７８５６（Ｐ２０１１−１３７８５６）
【出願日】平成２３年６月２１日（２０１１．６．２１）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年１月７日（２０１３．１．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年６月２１日（２０１１．６．２１）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
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