液体吐出ヘッド用液体供給部材、液体吐出装置及び画像形成装置
【課題】ヘッドから逆流してくる気泡も含めて液体供給経路中の気泡を循環流によって液体を外部に捨てることなく排出し、更に循環圧によってメニスカスを破壊するなどの悪影響がないようにすることが困難である。
【解決手段】液体供給部材１０は、内部に液体吐出ヘッド１のノズルの並び方向に沿って液体が循環する液体循環路１１を有し、液体循環路１１の長手方向の端部には、液体循環路に液体を供給する供給ポート１２と液体循環路１１から液体を排出する排出ポート１３が設けられ、液体循環路１１は主幹流路１１ａと液体吐出ヘッド共通液室７側には共通液室７に連通する連通口となる狭連通流路１１ｂとで構成され、狭連通流路１１ｂは主幹流路１１ａよりも幅が狭いとともに、供給ポート１２側及び排出ポート１３側の部分が中央部よりも深く形成されている。
【解決手段】液体供給部材１０は、内部に液体吐出ヘッド１のノズルの並び方向に沿って液体が循環する液体循環路１１を有し、液体循環路１１の長手方向の端部には、液体循環路に液体を供給する供給ポート１２と液体循環路１１から液体を排出する排出ポート１３が設けられ、液体循環路１１は主幹流路１１ａと液体吐出ヘッド共通液室７側には共通液室７に連通する連通口となる狭連通流路１１ｂとで構成され、狭連通流路１１ｂは主幹流路１１ａよりも幅が狭いとともに、供給ポート１２側及び排出ポート１３側の部分が中央部よりも深く形成されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は液体吐出ヘッド用液体供給部材、液体吐出装置及び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、これらの複合機等の画像形成装置として、例えば、記録液（液体）の液滴を吐出する液体吐出ヘッド（液滴吐出ヘッド）で構成した記録ヘッドを含む液体吐出装置を用いて、媒体（以下「用紙」ともいうが材質を限定するものではなく、また、被記録媒体、記録媒体、転写材、記録紙なども同義で使用する。）を搬送しながら、液体（以下、インクともいう。）を用紙に付着させて画像形成（記録、印刷、印写、印字も同義語で用いる。）を行ものがある。
【０００３】
なお、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をも意味する。また、液体とは記録液、インクに限るものではなく、画像形成を行うことができる液体であれば特に限定されるものではない。また、液体吐出装置とは、液体吐出ヘッドから液体を吐出する装置を意味し、画像を形成するものに限らない。
【０００４】
液体吐出ヘッドとしては、インクを充填した液室の壁の一部に振動板を設け、圧電アクチュエータ等により振動板を変位させ液室内の体積を変化させて圧力を高め液滴を吐出させる圧電型ヘッドや、液室内に通電によって発熱する発熱体を設けて、発熱体の発熱により生じる気泡によって液室内の圧力を高め、液滴を吐出させるサーマル型ヘッドが知られている。
【０００５】
このような液体吐出方式の画像形成装置においては、高速化を図るために、ノズル数、ヘッド数の増加などが行われている。最近では、短尺ヘッドを複数個つなぎ合わせる等して長尺ヘッドを形成し、ヘッドを走査することなく画像を形成可能なライン型画像形成装置も採用されている。
【０００６】
ところが、ヘッドが長尺化し、ノズル数が増加すると、吐出不良が発生する確率が増加することになり、この吐出不良の原因の１つにヘッドの液室内の気泡の侵入が挙げられる。つまり、液室内に気泡が入ると、インクが供給されなくて不吐出となったり、滴吐出圧力が吸収されて異常吐出となったりする。小さな気泡でも、例えばそれがノズルの近傍に付着していると、液滴が曲がって飛翔し、異常画像となる。
【０００７】
ヘッド内に液室に気泡が入る形態は、様々である。ヘッドにインクを供給する流路から流れてくる場合もあるし、ノズルから吸い込む場合もある。また、発熱体を用いてインクの膜沸騰で液滴を吐出するヘッドでは、その吐出プロセスで微小な気泡が液室内に残ってしまうこともある。
【０００８】
このように、液室内に気泡が入った場合には、画像形成とは無関係の吐出（空吐出や予備吐出と呼ばれることが多い。）を行ったり、ノズル面をキャッピングして負圧を形成して、吸引、あるいは、インク供給経路をポンプ等で加圧してインクと一緒に気泡を排出する方法が知られている。これらの方法で気泡を排出すると、排出インクをリサイクルする方法もあるものの、基本的には多量のインクが画像形成とは無関係に使われて無駄になることになる。なお、リサイクルものとしては特許文献１がある。
【特許文献１】特開２００５−２１２３５０号公報
【０００９】
液室内の気泡に関しては前述した方法で排出する以外に方法はないが、インク供給経路内の気泡に関しては、インク供給経路内でインクを循環させて気泡を排除する方法がある。この方法によれば、前述したようにヘッドが長尺化した場合でもインクを排出することなく、インク供給路内の気泡が液室内に侵入することを回避できる。しかしながら、インクの循環によってインク供給経路内の気泡を排出する方式においては、インクの循環圧によってヘッドのノズルに形成されたメニスカスが破壊して、インクがにじみ出たりノズルから気泡を吸い込んだりする問題がある。
【００１０】
そこで、特許文献２に記載されているようにインク循環時にノズル面を密閉するインクジェット記録装置がある。これは、インクタンクから記録ヘッドの共通液室へインクを導くインク供給通路と、共通液室からインクタンクへインクを導くインク排出通路と、共通液室に連通する吐出口を密閉する吐出口密閉手段と、インクタンクから共通液室へインクを圧送するインクポンプとを備え、吐出口密閉手段で吐出口を密閉した状態でインクポンプを作動させてインクタンクからインク供給通路、共通液室およびインク排出通路を通してインクを循環させることにより、インク流路内の空気をインクとともにインクタンク内へ排出するようにしている。
【特許文献２】特許第２８２１９２０号公報
【００１１】
また、特許文献３に記載されているようにインク供給路を複数の連通路を備えた隔壁でヘッドの個別液室に近い側と遠い側を分割し、遠い側にインク流入パイプとインク流出パイプを設けてインク循環圧がメニスカスに影響しないようにしたヘッドがある。これは、サーマル型ヘッドとインクタンクとの間に循環経路を有し、循環経路中にインク圧送手段を備え、インクを吐出する複数の吐出口にそれぞれ連通する複数の液路に連通する共通液室が、複数の液路に直接連通する第１の共通液室と、第１の共通液室に近接し、複数の液路の側とは反対側に配置され、第１の共通液室との間に複数の連通路を備え、かつ、循環経路の一部を構成しインクタンクからの流入口およびインクタンクへの流出口を備えた第２の共通液室とに分割したものである。
【特許文献３】特開平０８−２３８７７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
上述したように、液体の循環によって液体供給経路内の気泡を排出する方式においては、液体の循環圧によってヘッドのノズルに形成されたメニスカスが破壊して、液体がにじみ出たりノズルから気泡を吸い込んだりする問題があることから、特許文献２、３になどに記載されている対策が講じられている。
【００１３】
しかしながら、特許文献２に記載のように液体循環時にノズル面を密閉する構成にあっては、ヘッドが長尺化した場合に完全に密閉することが困難であると共に、液体循環中に液体を吐出して画像を形成することもできなくなるという課題がある。
【００１４】
また、特許文献３に記載のように液体供給路を複数の連通路を備えた隔壁でヘッドの個別液室に近い側と遠い側を分割し、遠い側に液体流入パイプと液体流出パイプを設けて液体循環圧がメニスカスに影響しないようにする構成にあっては、インク供給経路の気泡が個別液室に混入することを防止するには有効であるが、個別液室で発生した気泡やノズルから吸い込まれた気泡が浮力などにより上流側に流れた場合でも隔壁によって個別液室に近い側に滞留し循環流で外部に排出できないという課題がある。
【００１５】
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、ヘッドから逆流してくる気泡も含めて液体供給経路中の気泡を循環流によって液体を外部に捨てることなく排出し、更に循環圧によってメニスカスを破壊するなどの悪影響がない液体吐出ヘッド用液体供給部材及びこの液体供給部材を備える液体吐出装置、画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
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用液体供給部材は、液滴を吐出する複数のノズルが連通する複数の液室に液体を供給する共通液室を有する液体吐出ヘッドに接続され、この液体吐出ヘッドの共通液室に液体を供給する液体供給部材であって、この液体供給部材は、内部に液体吐出ヘッドのノズルの並び方向に沿って液体が循環する液体循環路を有し、液体循環路の長手方向の端部には、液体循環路に液体を供給する供給ポートと液体循環路から液体を排出する排出ポートが設けられ、液体循環路の共通液室側には、共通液室に連通する連通口が設けられ、連通口は、液体循環路よりも幅が狭いとともに、供給ポート側及び排出ポート側の少なくともいずれかの部分が他の部分よりも深い構成とした。
【００１７】
本発明に係る液体吐出ヘッド用液体供給部材は、液滴を吐出する複数のノズルが連通する複数の液室に液体を供給する共通液室を有する液体吐出ヘッドに接続され、この液体吐出ヘッドの共通液室に液体を供給する液体供給部材であって、内部に液体吐出ヘッドのノズルの並び方向に沿って液体が循環する液体循環路を有し、液体循環路の長手方向の端部には、液体循環路に液体を供給する供給ポートと液体循環路から液体を排出する排出ポートが設けられ、液体循環路の共通液室側には、共通液室に連通する連通口が設けられ、この連通口の周囲にリブが配置されている構成とした。
【００１８】
本発明に係る液体吐出ヘッド用液体供給部材は、液滴を吐出する複数のノズルが連通する複数の液室に液体を供給する共通液室を有する液体吐出ヘッドに接続され、この液体吐出ヘッドの共通液室に液体を供給する液体供給部材であって、この液体供給部材は、内部に液体吐出ヘッドのノズルの並び方向に沿って液体が循環する液体循環路を有し、液体循環路の長手方向の端部には、液体循環路に液体を供給する供給ポートと液体循環路から液体を排出する排出ポートが設けられ、液体循環路の共通液室側の内壁面にはリブが形成されている構成とした。
【００１９】
ここで、リブは液体循環路の供給ポート側及び排出ポート側の部分が他の部分よりも相対的に高さが高い構成とすることが好ましい。
【００２０】
本発明に係る液体吐出ヘッド用液体供給部材は、液滴を吐出する複数のノズルが連通する複数の液室に液体を供給する共通液室を有する液体吐出ヘッドに接続され、この液体吐出ヘッドの共通液室に液体を供給する液体供給部材であって、内部に液体吐出ヘッドのノズルの並び方向に沿って液体が循環する液体循環路を有し、液体循環路の長手方向の端部には、液体循環路に液体を供給する供給ポートと液体循環路から液体を排出する排出ポートが設けられ、供給ポートから排出ポートに向けて液体を流したときの流れに直交する液体循環路の流路断面は、略中央部が狭くくびれて、両側が大面積である形状であり、一方の大面積の部分が共通液室の開口に連通し、他方の大面積の部分側に供給ポートと排出ポートが設けられている構成とした。
【００２１】
ここで、液体循環路の短手方向の壁面に形成されるリブによって、供給ポートから排出ポートに液体を流したときの流れに直交する液体循環路の流路断面は、略中央部が狭くくびれて、両側が大面積である形状となっていることが好ましい。
【００２２】
これらの本発明に係る液体吐出ヘッド用液体供給部材においては、供給ポートから排出ポートに液体を流したときの流れに直交する方向の流路断面が、上方に凸な形状である構成とすることができる。また、共通液室の上部開口と液体循環路の天面との間に液体の流れを阻害する部分がない構成とすることができる。
【００２３】
本発明に係る液体吐出ヘッド用液体供給部材は、液滴を吐出する複数のノズルが連通する複数の液室に液体を供給する共通液室を有する液体吐出ヘッドに接続され、この液体吐出ヘッドの共通液室に液体を供給する液体供給部材であって、この液体供給部材は、内部に液体吐出ヘッドのノズルの並び方向に沿って液体が循環する液体循環路を有し、この液体循環路に液体を供給する供給ポートと液体循環路から液体を排出する排出ポートが設けられ、供給ポートと排出ポートのいずれかは液体循環路の長手方向端部以外の部分に設けられ、この長手方向端部以外の部分に設けられたポートに対応して共通液室との間に流れを整える整流部材が設けられている構成とした。
【００２４】
これらの本発明に係る液体吐出ヘッド用液体供給部材においては、連通口を形成する部分が高熱伝導率材料で形成されている構成とすることができる。また、リブを備える本発明に係る液体吐出ヘッド用液体供給部材においては、リブが高熱伝導率材料で形成されている構成とすることができる。
【００２５】
本発明に係る液体吐出ヘッド用液体供給部材は、液滴を吐出する複数のノズルが連通する複数の液室に液体を供給する共通液室を有する液体吐出ヘッドに接続され、この液体吐出ヘッドの共通液室に液体を供給する液体供給部材であって、この液体供給部材は、内部に液体吐出ヘッドのノズルの並び方向に沿って液体が循環する液体循環路を有し、液体循環路の長手方向の端部には、液体循環路に液体を供給する供給ポートと液体循環路から液体を排出する排出ポートが設けられ、液体循環路の共通液室側には、共通液室に連通する連通口が設けられ、連通口は、液体循環路よりも幅が狭い構成とした。
【００２６】
本発明に係る液体吐出装置は、液体吐出ヘッドに対して液体を供給する本発明に係る液体供給部材を備えている構成とした。
【００２７】
本発明に係る画像形成装置は、液体吐出ヘッドに対して液体を供給する本発明に係る液体供給部材を備えている構成とした。
【発明の効果】
【００２８】
本発明に係る液体吐出ヘッド用液体供給部材によれば、内部に液体吐出ヘッドのノズルの並び方向に沿って液体が循環する液体循環路を有し、液体循環路の長手方向の端部には、液体循環路に液体を供給する供給ポートと液体循環路から液体を排出する排出ポートが設けられ、液体循環路の共通液室側には、共通液室に連通する連通口が設けられ、連通口は、液体循環路よりも幅が狭いとともに、供給ポート側及び排出ポート側の少なくともいずれかの部分が他の部分よりも深い構成としたので、液体吐出ヘッドで発生した気泡や液体供給経路上流から液体吐出ヘッド内に流入した気泡を液体吐出ヘッドのメニスカスを破壊することなく循環流によって排出することができる。
【００２９】
本発明に係る液体吐出ヘッド用液体供給部材によれば、内部に液体吐出ヘッドのノズルの並び方向に沿って液体が循環する液体循環路を有し、液体循環路の長手方向の端部には、液体循環路に液体を供給する供給ポートと液体循環路から液体を排出する排出ポートが設けられ、液体循環路の共通液室側には、共通液室に連通する連通口が設けられ、この連通口の周囲にリブが配置されている構成としたので、液体吐出ヘッドで発生した気泡や液体供給経路上流から液体吐出ヘッド内に流入した気泡を液体吐出ヘッドのメニスカスを破壊することなく循環流によって排出することができる。
【００３０】
本発明に係る液体吐出ヘッド用液体供給部材によれば、内部に液体吐出ヘッドのノズルの並び方向に沿って液体が循環する液体循環路を有し、液体循環路の長手方向の端部には、液体循環路に液体を供給する供給ポートと液体循環路から液体を排出する排出ポートが設けられ、液体循環路の共通液室側の内壁面にはリブが形成されている構成としたので、液体吐出ヘッドで発生した気泡や液体供給経路上流から液体吐出ヘッド内に流入した気泡を液体吐出ヘッドのメニスカスを破壊することなく循環流によって排出することができる。
【００３１】
本発明に係る液体吐出ヘッド用液体供給部材によれば、内部に液体吐出ヘッドのノズルの並び方向に沿って液体が循環する液体循環路を有し、液体循環路の長手方向の端部には、液体循環路に液体を供給する供給ポートと液体循環路から液体を排出する排出ポートが設けられ、供給ポートから排出ポートに向けて液体を流したときの流れに直交する液体循環路の流路断面は、略中央部が狭くくびれて、両側が大面積である形状であり、一方の大面積の部分が共通液室の開口に連通し、他方の大面積の部分側に供給ポートと排出ポートが設けられている構成としたので、液体吐出ヘッドで発生した気泡や液体供給経路上流から液体吐出ヘッド内に流入した気泡を液体吐出ヘッドのメニスカスを破壊することなく循環流によって排出することができる。
【００３２】
本発明に係る液体吐出ヘッド用液体供給部材によれば、内部に液体吐出ヘッドのノズルの並び方向に沿って液体が循環する液体循環路を有し、この液体循環路に液体を供給する供給ポートと液体循環路から液体を排出する排出ポートが設けられ、供給ポートと排出ポートのいずれかは液体循環路の長手方向端部以外の部分に設けられ、この長手方向端部以外の部分に設けられたポートに対応して共通液室との間に流れを整える整流部材が設けられている構成としたので、液体吐出ヘッドで発生した気泡や液体供給経路上流から液体吐出ヘッド内に流入した気泡を液体吐出ヘッドのメニスカスを破壊することなく循環流によって排出することができる。
【００３３】
本発明に係る液体吐出ヘッド用液体供給部材によれば、内部に液体吐出ヘッドのノズルの並び方向に沿って液体が循環する液体循環路を有し、液体循環路の長手方向の端部には、液体循環路に液体を供給する供給ポートと液体循環路から液体を排出する排出ポートが設けられ、液体循環路の共通液室側には、共通液室に連通する連通口が設けられ、連通口は、液体循環路よりも幅が狭い構成としたので、液体吐出ヘッドで発生した気泡や液体供給経路上流から液体吐出ヘッド内に流入した気泡を液体吐出ヘッドのメニスカスを破壊することなく循環流によって排出することができる。
【００３４】
本発明に係る液体吐出装置は、液体吐出ヘッドに対して液体を供給する本発明に係る液体供給部材を備えている構成としたので、安定した滴吐出を行うことができる。
【００３５】
本発明に係る画像形成装置は、液体吐出ヘッドに対して液体を供給する本発明に係る液体供給部材を備えている構成としたので、安定した滴吐出を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
以下、本発明の実施形態について添付図面を参照して説明する。本発明に係る液体吐出ヘッド用液体供給部材の第１実施形態について図１ないし図３を参照して説明する。なお、図１は本発明に係る液体供給部材を液体吐出ヘッドに接続して一体化されて構成されるヘッドユニットを示す斜視説明図、図２は同ヘッドユニットの長手方向断面図、図３は図２のＡ−Ａ線に沿う同ヘッドユニットの短手方向断面図である。
【００３７】
液体吐出ヘッド１は、サーマル型ヘッドであり、発熱体基板２と流路基板３から構成される。流路基板３には液滴を吐出する複数のノズル５、各ノズル５が連通する複数の個別液室６が設けられ、発熱体基板３には各個別液室６に対応してそれぞれ発熱体素子が設けられている。発熱体基板２には、図示しないＦPＣなどの通電手段が接続されており、この通電手段を介して発熱体素子４にパルス電圧などが入力されることで発熱体素子４が駆動され、個別液室６内の液体に膜沸騰を生ぜしめ、ノズル５から液体の滴（液滴）が吐出される。本実施形態においては、図１に示すように、ヘッド長手方向に複数のノズル５を並べたノズル列が２列形成されており、各ノズル５に対応した個別液室６には、図３に示すように発熱体基板２の中央に設けられた共通液室７から液体が供給される構造となっている。
【００３８】
そして、この液体吐出ヘッド１の発熱体基板２の共通液室７を形成する開口に対応して、図２及び図３に示すように、共通液室７に液体を供給する本発明に係る液体供給部材１０の液体循環路１１が接続されている。
【００３９】
この液体供給部材１０は内部に循環する液体が流れる液体循環路１１を有する。この液体循環路１１は、液体吐出ヘッド１に接続される側が開口断面積が相対的に小さい（狭断面の）狭連通流路１１ｂで液体供給部材１０から液体吐出ヘッド１の共通液室７に連通する液体の連通口を兼ねており、ヘッド１に遠い側が広い開口断面積を有する主幹流路１１ａとなっている。そして、液体供給部材１０の長手方向（液体吐出ヘッド１のノズルの並び方向に沿う方向）の両端部には主幹流路１１ａに連通して液体を供給する供給ポート１２と液体を排出する排出ポート１３が形成されている。なお、開口断面積とは、図３で示す断面説明図のように、液体供給部材１０の長手方向（液体吐出ヘッド１のノズルの並び方向、循環流生成方向）と直交する方向（液体供給部材１０の短手方向）での断面における面積をいう。
【００４０】
なお、後述するが、この液体供給部材１０は図示しない液体供給経路内に配置され、供給ポート１２から液体循環路１１を通じて排出ポート１３に向けて液体を流して液体を循環させるようにしている。なお、図２などで供給ポート１２に向かう矢印、排出ポート１３から外側に向かう方向の矢印は、それぞれ液体の流入方向及び排出方向を示している（以下でも同様である。）。
【００４１】
このように構成した液体供給部材１０の作用について図４及び図５の他、図６及び図７に示す比較例１、図８及び図９に示す比較例２との対比において説明する。
液体吐出ヘッド１は液体供給部材１０の供給ポート１２から供給される液体を吐出するが、経時的に供給ポート１２に接続した図示しない液体供給経路から気泡５０が混入し、図４及び図５に示すように、液体循環路１１上部（天面１１ｄ）に滞留、蓄積する場合がある。気泡５０が少量のうちは特に問題は生じないが、気泡５０の量が多くなると、液体と一緒に液体吐出ヘッド１の個別液室６に混入し、吐出不良を起こすなどの不具合が生ずる。
【００４２】
そこで、この液体供給部材１０では、供給ポート１２から排出ポート１３に液体を流し、図示しない液体供給経路内で液体を循環させることで、気泡５０はこの液体の循環流に乗って液体循環路１１内から排出ポート１３を通って外部に排出される。このとき、この液体供給部材１０の液体循環路１１は、循環流に直交する断面の断面積が相対的に広い形状の主幹流路１１ａに供給ポート１２と排出ポート１３を接続して循環流を生成するようにしており、更に液体吐出ヘッド１との間に循環流生成方向に直交する方向の開口断面積が相対的に狭い狭連通流路１１ｂを設けているので、循環流が液体吐出ヘッド１に不具合をもたらすことがなくなる。
【００４３】
例えば、図６及び図７に示す比較例１の構成では、液体供給部材１０の液体循環路１１が均一断面で液体吐出ヘッド１に近接して設けられ、供給ポート１２と排出ポート１３の間に循環流を生成した場合、矢印６０に示す流速の大きな流れに乗って気泡５０が排出ポート１３から効率よく排出される。しかしながら、その一方で流速の大きい循環流が液体吐出ヘッド１の共通液室７のすぐ近くで生成されるため、液体吐出ヘッド１のノズル５のメニスカスが破壊されて、ノズル５から液体が溢れ出たり、逆にノズル５から気泡を吸い込んだりする不具合が生ずる。
【００４４】
また、図８及び図９に示す比較例２の構成では、循環流を液体吐出ヘッド１から離れた位置に生成するようにしている。つまり、この比較例２では、液体循環路１１の上方に供給ポート１２と排出ポート１３が形成されているため、液体循環路１１内の上部に矢印６１に示す比較的流速の大きな流れができ、液体循環路１１内の下部は矢印６２に示す比較的流速の小さな流れとなる。したがって、図８の液体吐出ヘッド１から供給ポート１２と排出ポート１３を結ぶ線までの高さｈを大きくして循環流の位置を液体吐出ヘッド１から離せば、前述した比較例1の構成でのメニスカス破壊の問題は回避できる。
【００４５】
しかしながら、この比較例２に示す構成では、液体循環路１１の断面積が大きくなるため循環流の流速が減少し、その結果、気泡の排出性が損なわれる不具合が生じる。また、気泡排出性を上げるために、循環流の流量を増大させると、液体吐出ヘッド１のメニスカスへの影響が生じる結果となり、良好な条件を得にくくなる。
【００４６】
これに対して、本実施形態に係る液体供給部材１０は、図４及び図５に示すように、液体循環路１１が、ヘッド１に接続する側が狭断面の狭連通流路１１ｂで、ヘッド１に遠い側が広い断面を有する主幹流路１１ａとなっている。これにより、狭連通流路１１ｂでは流路を形成する壁面が近接していて低い（小さい）流速でしか液体が流れず（流れの大きさ、速さを矢印ＳＢで示している。）、循環流は実質的に主幹流路１１ａに形成される（（流れの大きさ、速さを矢印ＭＢで示している。）。したがって、循環流によって液体吐出ヘッド１のノズル５のメニスカスが破壊されることがなく、流速の速い（大きい）循環流を生成して、効率よく液体循環路１１内の気泡５０を排出できる。
【００４７】
また、本実施形態の液体供給部材１０は、図２及び図３に示すように、液体吐出ヘッド１の共通流路７の開口領域全面に液体供給部材１０の連通口となる狭連通流路１１ｂが開口しており、共通流路７と液体循環路１１の天面１１ｄの間に隔壁等の液体の流れを阻害する部材を設けないため、液体吐出ヘッド１の個別液室６の内部で発生した気泡やノズル５から吸い込んだ気泡が共通液室７に移動した場合に、浮力によって液体循環路１１の天面１１ｄに浮上することができ、循環流で排出することができる。
【００４８】
ここで、液体供給部材１０の液体循環路１１の液体の流れ方向と直交する方向の断面の形状は、図３に示すように、平行平面で形成されるものに限られるものではない。例えば図１０（ａ）に示すように、主幹流路１１ａに対して狭連通流路１１ｂが短手方向に偏って配置されている非平行面形状であってもよい。また、図１０（ｂ）に示すように、主幹流路１１ａと狭連通流路１１ｂが傾斜面１１ｇで連続的につながっている形状でもよい。また、図１０（ｃ）に示すように、液体吐出ヘッド１との接合部の上方が直接主幹流路１１ａの天面に面していなくても、狭連通流路１１ｂの傾斜面１１ｂ１を伝って気泡が上昇できる形状であればよい。また、図示しないが、各辺や角部を曲面とすることもできる。また、本実施形態では、供給ポート１２と排出ポート１３の内径を同じにしているが、必ずしも同じにする必要はなく、内径が異なる形状とすることもできる。
【００４９】
このように、内部に液体吐出ヘッドのノズルの並び方向に沿って液体が循環する液体循環路を有し、液体循環路の長手方向の端部には、液体循環路に液体を供給する供給ポートと液体循環路から液体を排出する排出ポートが設けられ、液体循環路の共通液室側には、共通液室に連通する連通口が設けられ、連通口は、液体循環路よりも幅が狭い構成としたので、液体吐出ヘッドで発生した気泡や液体供給経路上流から液体吐出ヘッド内に流入した気泡を液体吐出ヘッドのメニスカスを破壊することなく循環流によって排出することができる。
【００５０】
次に、本発明に係る液体供給部材の第２実施形態について図１１ないし図１３を参照して説明する。なお、図１１は同実施形態に係るヘッドユニットの長手方向断面図、図１２は図１１のＥ−Ｅ線に沿う同ヘッドユニットの短手方向断面図、図１３は図１１のＦ−Ｆ線に沿う同ヘッドユニットの短手方向断面図である。
このヘッドユニットにおける液体供給部材１０は、供給ポート１２と排出ポート１３のある両端部と中央部で狭連通流路１１ｂの深さを変えたものである。
【００５１】
つまり、供給ポート１２から距離（長さ）Ｌｓの領域（供給側領域）及び排出ポート１３から距離Ｌｓの領域（排出側領域）を両端部とし、これらの供給側領域及び排出側領域を除く領域を中央部とし、狭連通流路１１ｂの深さＨｂは、両端部側を深く（例えば図１３の断面位置では深さＨｂ＝Ｈｂ２）、中央部を浅く（図１２の深さＨｂ＝Ｈｂ１）形成し、最も浅い中央部と最も深い両端部との間に深さＹｂの差を設けている。また、狭連通流路１１ｂの深さＨｂは、中央部から供給ポート１２、排出ポート１３側に向かって傾斜面１１ｈを形成することで漸次深くなるように形成している。
【００５２】
このように構成することで、液体吐出ヘッド１の両端部のメニスカス破壊を確実に回避することができる。つまり、供給ポート１２と排出ポート１３は液体循環路１１に比べて開口断面積が小さい開口であるため液体の流速が液体循環路１１の部分よりも大きくなる。したがって、液体の循環によるメニスカスへの影響は、ポート１２、１３から遠い中央部よりもポート１２、１３に近い両端部の方が大きくなる。そこで、供給ポート１２と排出ポート１３が設けられる両端部の連通流路１１ｂの深さを中央部より深くすることによって、液体吐出ヘッド１の両端部のメニスカス破壊をより確実に防止できる。
【００５３】
また、供給ポート１２、排出ポート１３と主幹流路１１ａの接続部近傍における断面変化が滑らかになるように構成する、つまり、上述したように狭連通流路１１ｂの深さは中央部から供給ポート１２、排出ポート１３側に向かって漸次深くなるように構成することで、主幹流路１１ａ内の液体の流れも安定する。
【００５４】
このように、内部に液体吐出ヘッドのノズルの並び方向に沿って液体が循環する液体循環路を有し、液体循環路の長手方向の端部には、液体循環路に液体を供給する供給ポートと液体循環路から液体を排出する排出ポートが設けられ、液体循環路の共通液室側には、共通液室に連通する連通口が設けられ、連通口は、液体循環路よりも幅が狭いとともに、供給ポート側及び排出ポート側の少なくともいずれかの部分が他の部分よりも深い構成であるので、液体吐出ヘッドで発生した気泡や液体供給経路上流から液体吐出ヘッド内に流入した気泡を、液体吐出ヘッドのメニスカスが破壊されることがより確実に回避されて、循環流によって排出することができる。
【００５５】
次に、本発明に係る液体供給部材の第３実施形態について図１４ないし図１６を参照して説明する。なお、図１４は同実施形態に係るヘッドユニットの長手方向断面図、図１５は図１４のＧ−Ｇ線に沿う同ヘッドユニットの平断面図、図１６は図１５のＨ−Ｈ線に沿う同ヘッドユニットの短手方向断面図である。
このヘッドユニットにおける液体供給部材１０は、液体循環路１１の共通液室側には液体吐出ヘッド１の共通液室７に連通する連通口１７が設けられて液体吐出ヘッド１の共通液室７に連通しており、この連通口１７の周囲に複数のリブ１６が主幹流路１１ａに向かって立ち上がって設けられている。
【００５６】
このように、リブ１６が設けられることにより、液体循環路１１の共通流路７側において循環する液体と壁面との接触面積が増大するので、液体供給部材１０内部の液体を循環した場合に、循環流が液体循環路１１内の共通流路側で緩やかになり、循環流によるメニスカスへの悪影響を低減することができる。
【００５７】
このように、内部に液体吐出ヘッドのノズルの並び方向に沿って液体が循環する液体循環路を有し、液体循環路の長手方向の端部には、液体循環路に液体を供給する供給ポートと液体循環路から液体を排出する排出ポートが設けられ、液体循環路の共通液室側には、共通液室に連通する連通口が設けられ、この連通口の周囲にリブが配置されている構成とすることで、液体吐出ヘッドで発生した気泡や液体供給経路上流から液体吐出ヘッド内に流入した気泡を液体吐出ヘッドのメニスカスを破壊することなく循環流によって排出することができる。
【００５８】
次に、本発明に係る液体供給部材の第４実施形態について図１７ないし図１９を参照して説明する。なお、図１７は同実施形態に係るヘッドユニットの長手方向断面図、図１８は図１７のＩ−Ｉ線に沿う同ヘッドユニットの平断面図、図１９は図１７のＪ−Ｊ線に沿う同ヘッドユニットの短手方向断面図である。
このヘッドユニットの液体供給部材１０は、液体循環路１１の液体吐出ヘッド１の共通液室７側の内壁面には複数のリブ１６が形成され、供給ポート１２と排出ポート１３が設けられる両端部側と中央部で各リブ１６の高さを変えたものである。
【００５９】
つまり、前記第２実施形態と同様に、供給ポート１２から長さＬｓの領域（供給側領域）及び排出ポート１３から長さＬｓの領域（排出側領域）を両端部とし、これらの供給側領域及び排出側領域を除く領域を中央部とし、リブ１６の高さＨｂは、両端部側を深く、中央部を浅く形成し、最も浅い中央部と最も深い両端部との深さの差はＹｂとしている。また、リブ１６ａ、１６ｂには供給ポート１２、排出ポート１３側に傾斜面１６ｈを設けて、リブ１６ａ、１６ｂの高さは中央部から供給ポート１２、排出ポート１３側に向かって漸次高くなるように形成している。
【００６０】
このように構成することで、液体吐出ヘッド１の両端部のメニスカス破壊を確実に回避することができる。つまり、供給ポート１２と排出ポート１３は液体循環路１１に比べて開口断面積が小さい開口であるため液体の流速が液体循環路１１の部分よりも大きくなる。したがって、液体の循環によるメニスカスへの影響は、ポート１２、１３から遠い中央部よりもポート１２、１３に近い両端部の方が大きくなる。そこで、第３実施形態と同様に共通液室７側での流れを抑えつつ、供給ポート１２と排出ポート１３が設けられる両端部のリブ１６の高さを中央部より高くすることによって、液体吐出ヘッド１の両端部のメニスカス破壊をより確実に回避することができる。また、両端部領域におけるリブ１６の高さを漸次変化させることで、領域供給ポート１２、排出ポート１３と液体循環路１１の接続部近傍における断面変化が滑らかになるので流れも安定する。
【００６１】
このように、内部に液体吐出ヘッドのノズルの並び方向に沿って液体が循環する液体循環路を有し、液体循環路の長手方向の端部には、液体循環路に液体を供給する供給ポートと液体循環路から液体を排出する排出ポートが設けられ、液体循環路の共通液室側の内壁面にはリブが形成されている構成とすることで、液体吐出ヘッドで発生した気泡や液体供給経路上流から液体吐出ヘッド内に流入した気泡を液体吐出ヘッドのメニスカスを破壊することなく循環流によって排出することができる
【００６２】
次に、本発明に係る液体供給部材の第５実施形態について図２０ないし図２２を参照して説明する。なお、図２０は同実施形態に係るヘッドユニットの平断面図、図２１は図２０のＫ−Ｋ線に沿う同ヘッドユニットの短手方向断面図、図２２は図２１と異なる他の例の図２０のＫ−Ｋ線に沿う同ヘッドユニットの短手方向断面図である。
このヘッドユニットの液室供給部材１０は、上記第３、第４実施形態ではリブ１６を主に液体循環路１１の長手方向（循環流生成方向）に平行に形成したのに対して、液体循環路１１の長手方向（循環流生成方向）と直交する方向に形成したものである。
【００６３】
この構成では、液体循環路１１の共通流路７側において循環する液体と壁面との接触面積が増大するのに加えて、リブ１６が形成されている領域では循環流の形成方向に液体循環路１１の開口断面積が変化することによる流れの損失増大の効果もあるので、液体供給部材１０内部の液体を循環した場合に、循環流が液体循環路１１内の共通流路７側で緩やかになり、循環流によるメニスカスへの悪影響を低減することができる。
【００６４】
この場合、図２２に示す他の例のように、供給ポート１２と排出ポート１３の近く（両端部側）のリブ１６の高さを中央部のリブ１６の高さよりも高くすることで、前記第４実施形態と同様の理由で、液体吐出ヘッド１の両端部のメニスカス破壊をより確実に回避することができるとともに、領域供給ポート１２、排出ポート１３と液体循環路１１の接続部近傍における断面変化が滑らかになるので流れも安定する。
【００６５】
次に、本発明に係る液体供給部材の第６実施形態について図２３を参照して説明する。なお、図２３は同実施形態に係るヘッドユニットの短手方向断面図である。
このヘッドユニットの液体供給部材１０は、液体循環路１１の循環流生成方向に直交する断面での形状を、鉛直上方向に頂点を有する三角形形状に形成している。このように天面１１ｄ側を上に凸な形状にして狭めることにより、液体循環路内の気泡を一箇所に集められるので、循環流によって排出しやすくなると共に、細かい気泡が天面部で合体して大きな気泡になり排出しやすくなる。
【００６６】
次に、本発明に係る液体供給部材の第７実施形態について図２４及び図２５を参照して説明する。なお、図２４は同実施形態に係るヘッドユニットの長手方向断面図、図２５は図２４のＬ−Ｌ線に沿う同ヘッドユニットの短手方向断面図である。
このヘッドユニットの液体供給部材１０は、前記第２実施形態の液体供給部材１０において、供給ポート１２、排出ポート１３を長手方向両端部で液体循環路１１の上面１１ａ（天面）側に設けている。
【００６７】
つまり、前記第２実施形態では供給ポート１２、排出ポート１３は液体循環路１１の天面１１ａから高さ方向に高さＹｈだけ下がった位置に設けているのに対し、ここでは供給ポート１２、排出ポート１３は液体循環路１１の天面１１ｄから高さ方向に高さＹｈ１（Ｙｈ１＜Ｙｈ）だけ下がった位置に設けている。
【００６８】
これにより、気泡５０は浮力で液体循環路１１の上面部に浮遊した状態で滞留するので、循環流は液体循環路１１の天面部に近い位置で流速が大きくなるように生成することで気泡５０を排出しやすい。そのため、供給ポート１２と排出ポート１３を液体循環路１１の天面部に近い位置に形成することで、天面部付近の流速が大きく（速く）なるようにしている。
【００６９】
また、前記第１ないし第７実施形態で説明した液体供給部材１０のように、供給ポート１２と排出ポート１３の向きも液体循環路１１の長手方向の向き、即ち循環流生成方向の向きに沿って設けることで、循環流の流れが循環の一方向のみになりやすいので、気泡排出効率を高めることができる。
【００７０】
つまり、図２６及び図２７に示す比較例３のように、供給ポート１２と排出ポート１３を、液体供給部材１０の液体吐出ヘッド１と接続する面と反対側の面（天面１１ｄ）側に設けて（液体循環路１１に開口させて）も、循環流は生成されるが、循環流は矢印６５〜６７のような流れとなり、液体吐出ヘッド１方向の流速成分が大きくなるので、好ましくない。
【００７１】
次に、本発明に係る液体供給部材の第８実施形態について図２８を参照して説明する。なお、図２８は同実施形態に係るヘッドユニットの長手方向断面図である。
このヘッドユニットの液体供給部材１０は、供給ポート１２を液体供給部材１０の液体吐出ヘッド１と接続する面と反対側の面（天面１１ｄ側の部分：天面部という。）の長手方向中央部に設け、長手方向両端部に排出ポート１３、１３を設ける構成としている（あるいは、逆に、供給ポート１２を両端部、排出ポート１３を中央部天面側に設ける構成とすることもできる。）。なお、その他の構成は前記第２実施形態と同様である。
【００７２】
そして、液体循環路１１内には、供給ポート１２と液体吐出ヘッド１の共通液室７との間に、供給ポート１２から供給される液体の流れを排出ポート１３、１３に向かう方向に整える整流部材１８を配置している。この整流部材１８の共通液室７に対向する面を傾斜面１９とし、共通液室７から浮上した気泡が整流部材１８にトラップされにくくしている。
【００７３】
このように構成することで、供給ポート１２（又は排出ポート１３）を液体供給部材１０の長手方向中央部の天面部に設けた場合に、循環流が液体吐出ヘッド１のメニスカスに悪影響しないようにすることができる。
【００７４】
つまり、図２９に示す比較例４のように、整流部材１８を設けない構成にあっては、供給ポート１２と排出ポート１３の間の距離が短いため気泡が排出しやすい面も多少あるが、液体吐出ヘッド１方向の流速成分が大きく、メニスカスに悪影響をしやすい不具合があると共に、１つの管路内で長手方向に正反対の２方向の流れが形成されるため、その境界部に流れのよどみができたり渦流が発生したりするので、一方向流れと比較すると気泡排出性が相対的に悪くなる。
【００７５】
そこで、循環流の流れに沿う方向でない向きに供給ポート１２又は排出ポート１３を設ける場合には、ポートの液体流出入口と液体吐出ヘッド１の共通液室７の間に整流部材１８を形成して流れを整えることによって循環流が液体吐出ヘッド１のメニスカスに悪影響しないようにすることができる。
【００７６】
このように、内部に液体吐出ヘッドのノズルの並び方向に沿って液体が循環する液体循環路を有し、この液体循環路に液体を供給する供給ポートと液体循環路から液体を排出する排出ポートが設けられ、供給ポートと排出ポートのいずれかは液体循環路の長手方向端部以外の部分に設けられ、この長手方向端部以外の部分に設けられたポートに対応して共通液室との間に流れを整える整流部材が設けられている構成とすることで、液体吐出ヘッドで発生した気泡や液体供給経路上流から液体吐出ヘッド内に流入した気泡を液体吐出ヘッドのメニスカスを破壊することなく循環流によって排出することができる。また、液体供給部材の長手方向端部以外に供給ポートや排出ポートが設けられた場合にも、液体の循環によって発生するヘッドに悪影響を及ぼす流れの方向を整流部材によって変えることができるので、液体供給部材に多数のポートを設けて気泡排出の効率を向上することができる。
【００７７】
なお、液体供給部材１０の液体循環路１１の内部に、図３０に示す比較例５のようにフィルタ１４を設けることは好ましくない。つまり、フィルタ１４を設ける構成にすると、循環流の流れが液体吐出ヘッド側に影響しにくくなると共に、主幹流路１１ａ内の気泡５０が液体吐出ヘッド１に入りにくくなり有効である。しかし、逆に、ノズル５から混入したり、個別液室６の内部で発生した気泡５１が、共通液室７の方に移動し、液体循環路１１に向かうときにフィルタ１４下部にトラップされてしまう。この気泡５１は、循環流では排出できず、ノズル５から液体と一緒に排出するしかない。したがって、液体吐出ヘッド１や液体循環路１１の内部にはフィルタを設けない方が好ましい。
【００７８】
次に、本発明に係る液体供給部材の第９実施形態について図３１及び図３２を参照して説明する。なお、図３１は同実施形態に係るヘッドユニットの長手方向断面図、図３２は図３１のＮ−Ｎ線に沿う同ヘッドユニットの短手方向断面図である。
前述した各実施形態においては、第２実施形態のように液体吐出ヘッド１の共通液室７に液体循環路１１の狭連通流路１１ｂが直接接続される構造や、第３実施形態のように液体循環路１１の共通液室７側にリブ１６を形成する構造を有する液体供給部材１０について説明してきた。
【００７９】
これに対して、この第９実施形態のヘッドユニットの液体供給部材１０は、液体循環路１１の狭連通流路１１ｂと液体吐出ヘッド１の間に液体バッファ流路１１ｃを設けている。つまり、供給ポート１２から排出ポート１３に向けて液体を流したときの流れに直交する液体循環路１１の流路断面は、略中央部が狭くくびれて（狭連通流路１１ｂの部分）、両側（主幹流路１１ａ、液体バッファ流路１１ｃの部分）が大面積である形状であり、一方の大面積の部分である液体バッファ流路１１ｃが連通口１７を介して共通液室７に連通し、他方の大面積の部分である主幹流路１１ａ側に供給ポート１２と排出ポート１３が設けられている構成となっている。
【００８０】
このような構成でも、メニスカスを破壊せずにヘッド１内及び液体循環路１１内の気泡を循環流を用いて排出することができる。さらに、液体バッファ流路１１ｃを設けることで、液滴を吐出する時の圧力波を液体バッファ流路１１ｃで吸収しやすくなるので、液滴の吐出安定性が向上する。
【００８１】
さらに、ここでは、液体循環路１１を構成する主幹流路１１ａの天面１１ｄを長手方向と直交する方向での断面形状で上に凸な曲面形状としている。また、主幹流路１１ａと供給ポート１２及び排出ポート１３との接続部を傾斜面１１ｅ、１１ｆにより滑らかにつながる構成にしている。このようにすることで、主幹流路１１ａ内での渦流の発生や流れの剥離等がなくなり気泡を効率よく排出できる。
【００８２】
このように、内部に液体吐出ヘッドのノズルの並び方向に沿って液体が循環する液体循環路を有し、液体循環路の長手方向の端部には、液体循環路に液体を供給する供給ポートと液体循環路から液体を排出する排出ポートが設けられ、供給ポートから排出ポートに向けて液体を流したときの流れに直交する液体循環路の流路断面は、略中央部が狭くくびれて、両側が大面積である形状であり、一方の大面積の部分が共通液室の開口に連通し、他方の大面積の部分側に供給ポートと排出ポートが設けられている構成とすることで、液体吐出ヘッドで発生した気泡や液体供給経路上流から液体吐出ヘッド内に流入した気泡を液体吐出ヘッドのメニスカスを破壊することなく循環流によって排出することができる。
【００８３】
また、供給ポートと排出ポートが設けられて循環流が生成される領域を通常の液体供給流量が確保できる範囲で狭くして循環流の流速を大きくできるので、更に気泡排出性が向上すると共に、ヘッドに近い領域を広い空間にして液体吐出ヘッドの吐出圧の伝播による不具合を解消するバッファ空間とすることで、更に吐出安定性が向上する。
【００８４】
次に、本発明に係る液体供給部材の第１０実施形態について図３３及び図３４を参照して説明する。なお、図３３は同実施形態に係るヘッドユニットの長手方向断面図、図３４は図３３のＯ−Ｏ線に沿う同ヘッドユニットの短手方向断面図である。
ここでは、上記第３実施形態と第９実施形態を適用して、液体循環路１１の中間部にリブ１６を設けて液体バッファ流路１１ｃを共通液室７の上部に設けている。
【００８５】
このような構成でも、メニスカス破壊せずにヘッド内及び液体循環路１１内の気泡を循環流を用いて排出することができる。さらに、液体バッファ流路１１ｃを設けることで、液滴を吐出する際の圧力波を液体バッファ流路１１ｃで吸収しやすくなるので、液滴の吐出安定性が向上する。
【００８６】
次に、本発明に係る液体供給部材の第１１実施形態について図３５を参照して説明する。なお、図３５は同実施形態に係るヘッドユニットの短手方向断面図である。
このヘッドユニットの液体供給部材１０は、主幹流路１１ａを形成する主幹流路形成部１０ａと、狭連通流路１１ｂを形成する狭連通流路形成部１０ｂとが材質の異なる部材（部品）で構成し、狭連通流路形成部１０ｂは主幹流路形成部１０ａよりも熱伝導率が大きい材料で形成している。ここで、熱伝導率が大きい材料としては、金属のほか、シリカ、アルミナ、窒化ホウ素、マグネシア、窒化アルミニウム、窒化ケイ素等の熱伝導性フィラが充填された樹脂も好適である。
【００８７】
つまり、液体吐出ヘッド１は、その吐出周波数が高くなると自身の発熱により温度上昇する。特に、発熱体を駆動し膜沸騰で液滴を吐出する方式のサーマル型液体吐出ヘッド１においては温度上昇が著しい。液体吐出ヘッド１の温度上昇は、内部の液体の温度上昇を引き起こし、吐出される液体の温度が変わると、液滴の吐出体積や吐出速度が変わることになる。
【００８８】
そこで、この実施形態のように、液体吐出ヘッド１に供給される液体が通過する最も狭い部分である液体供給部材１０の狭連通流路形成部１０ｂを金属等の熱伝導率の大きな材質で形成すると、液体吐出ヘッド１が発生する熱を効果的に奪って温度上昇を防止することができ、液体吐出ヘッド１に供給される液体の温度を安定化しやすく、安定した滴吐出特性を実現しやすくなる。
【００８９】
次に、本発明に係る液体供給部材の第１２実施形態について図３６及び図３７を参照して説明する。なお、図３６は同実施形態に係るヘッドユニットの短手方向断面図、図３７は図３６のＰ−Ｐ線に沿う断面説明図である。
このヘッドユニットの液体供給部材１０も、第１１実施形態と同様に、主幹流路１１ａを形成する主幹流路形成部１０ａと、狭連通流路１１ｂを形成する狭連通流路形成部１０ｂとが材質の異なる部材（部品）で構成し、更に、狭連通流路形成部１０ｂの放熱効果を更に高めるために、液体循環路１１の内側及び外側に各々内部フィン１５ａと外部フィン１５ｂを設けている。
【００９０】
このように構成することで、液体循環路内の液体や外気との接触面積が拡大され、温度の安定化がさらに容易になる。
【００９１】
また、内部フィン１５ａは、前記第５実施形態で説明したリブ１６と同様に、循環流のヘッド１への影響を低減する作用も有する。したがって、内部フィン１５ａの向きとしては、少なくとも狭連通流路１１ｂについては、図３６に示すように、内部フィン１５ａの長手方向が主幹流路１１ａから液体吐出ヘッド１に向かう方向、即ち、循環流に対してフィンが直交するようにすることが好ましい。このような向きにすることにより、共通液室７からの気泡の浮上を妨げずに、狭連通流路１１ｂ内の循環流をさらに抑制することができる。
【００９２】
次に、本発明に係る液体吐出装置を含む画像形成装置に適用について説明する。なお、ここでは、液体としてインクを吐出し、ファクシミリ装置、複写装置、これらの複合機などにも適用可能なインクジェットプリンタに適用した例を説明するが、本発明に係る液体吐出装置は、インク以外の液体、例えばＤＮＡ試料やレジスト、パターン材料などを吐出する液体吐出ヘッドや液体吐出装置、或いはこれらを備える画像形成装置にも適用することができる。
【００９３】
まず、本発明に係る画像形成装置の第１実施形態について図３８ないし図４０を参照して説明する。なお、図３８は同画像形成装置の構成図、図３９は同装置の維持回復時の状態を示す説明図、図４０は液体供給経路の説明に供する模式的説明図である。
この画像形成装置は、搬送される最大の紙幅に対応した長さを有する長尺形状の液体吐出ヘッドからなる記録ヘッド１（１Ｋ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｙ）が異なる４色（ブラック、シアン、マゼンタ、イエローの各色）のインクごとに４つ設けられたラインプリンタである。４つの記録ヘッド１は、ヘッドフレーム３６に固定されており、図示しないヘッド昇降機構により４つのヘッド１が同時に上下に移動可能な構成となっている。
【００９４】
記録ヘッド１のすぐ下方にはインクにより画像が記録される記録紙が搬送される。記録紙は、給紙トレイ３８に積載保持されており、図示しない分離給紙機構により１枚ずつ送り出され、紙搬送ベルト３０によって搬送され、記録完了後、排紙トレイ３９に排紙される。
【００９５】
紙搬送ベルト３０は、ベルト搬送ローラ３１とテンションローラ３２によって張架されており、表層は樹脂材で構成された高抵抗層、裏層は樹脂材料にカーボンによる抵抗制御を行った中抵抗層の２層構造である。この紙搬送ベルト３０には、金属ローラの外層に中抵抗層が形成され最外層に薄い高抵抗層が形成された帯電ローラ３３が接触されている。
【００９６】
そこで、帯電ローラ３３に高電圧を印加することにより、紙搬送ベルト３０と帯電ローラ３３のニップ部近傍のエアーギャップで放電が生じ、紙搬送ベルト３０上に電荷が付着する。帯電ローラ３３に印加する電圧を正負の交流電圧とすると、紙搬送ベルト３０上には正負の電荷が交互にストライプ状に付着する。このように帯電した紙搬送ベルト３０に記録紙を供給すると、静電力によって記録紙が紙搬送ベルト３０に吸着する。記録紙が強固に紙搬送ベルト３０に保持された状態で印字を行うことができるため、高速に用紙を搬送しながら印字を行う場合でも、安定した印字品質を得ることができる。
【００９７】
記録ヘッド１は、前述した第２実施形態で示すような発熱体４の駆動によるインクの膜沸騰により吐出圧を得るサーマル方式のものとし、液室６内の吐出エネルギー作用部（発熱体部）へのインクの流れ方向とノズル５の開口中心軸とを直角となしたサイドシューター方式の構成としている。
【００９８】
このような構成とすることによって、発熱体４からのエネルギーをより効率良くインク滴の形成とその飛行の運動エネルギーへと変換でき、またインクの供給によるメニスカスの復帰も速いという構造上の利点を有する。また、エッジシューター方式において問題となる気泡が消滅する際の衝撃により発熱体４を徐々に破壊する、いわゆるキャビテーション現象をサイドシューターであれば回避することができる。つまり、サイドシューターにおいて気泡が成長し、その気泡がノズル５に達すれば気泡が大気に通じることになり温度低下による気泡の収縮が起こらない。そのため、記録ヘッドの寿命が長いという長所を有する。
【００９９】
この記録ヘッド１は、例えば次のようにして製作することができる。まず、発熱体基板２は、熱酸化によって形成されたＳｉＯ２膜を有するシリコンウエハ上に発熱抵抗体層としてＨｆＢ２をＲＦマグネトロンスパッタで積層し、更に電極層としてＡｌをＥＢ蒸着法で積層する。次に、フォトリソ技術によりＡｌ層をリン酸硝酸系エッチング液でエッチングした。次に、ＲＩＥを用いて、発熱抵抗体層をエッチングする。発熱体４を露出するために、露出部分に相当する部分を除いた部分にレジスト膜を形成し、エッチング液で処理してレジストの設けられていない部分にあるＡｌをエッチングして、一対の電極間に発熱体４を設ける。最後に、電気熱変換体上に保護層としてのＳｉＯ２層を、更に発熱体配列部以外の部分にポリイミド層を設けて発熱体基板２を形成する。
【０１００】
次いで、この発熱体基板２上に、溶解可能な樹脂層としてポリメチルイソプロペニルケトン（東京応化工業（株）社製ＯＤＵＲ−１０１０）をＰＥＴ上に塗布、乾燥しドライフィルムとしたものをラミネートにより転写する。プリベーク後、個別液室６に対応するパターン露光を行い、メチルイソブチルケトン／キシレン＝２／１を用いて現像する。次に、エポキシ樹脂、光カチオン重合開始剤、シランカップリング剤からなる樹脂組成物をメチルイソブチルケトン／キシレン混合溶媒に５０ｗｔ％の濃度で溶解し、スピンコートにて感光性被覆樹脂層を形成する。その後、ノズル５に対応するパターン露光及びアフターベークを行った後、メチルイソブチルケトンで現像を行い、ノズル５を形成する。
【０１０１】
さらに、メチルイソブチルケトン中に超音波を付与しつつ浸漬し、残存している溶解可能な樹脂を溶出し、１５０℃ １時間加熱し感光性被覆材料層を完全に硬化させた。最後に、共通液室７を、ＴＭＡＨ（水酸化テトラメチルアンモニウム水溶液）によるシリコンの異方性エッチングにより形成する。このとき、作製した液室部材２がダメージを受けないように、環化ゴムからなる保護層でシリコン基板のノズル５を形成した側の面を保護する。
【０１０２】
以上により、６００ｄpi/列、２４００ＣＨ／列（１列に２４００個のノズル５が配置されているという意味）、ノズル列間距離２４０μｍ、共通液室７の最大開口幅約１.８ｍｍ、長さ約１１０mmのライン型ヘッドを作製することができる。
【０１０３】
液体供給部材１０は、第２実施形態に係る液体供給部材１０とし、図１１ないし図１３に示す断面形状の流路（液循環路１１）を有する部品を透明なポリカーボネート樹脂の切削／貼り合わせで作製し、液体吐出ヘッド１に接着固定している。この液体供給部材１０の内部の寸法は、例えば、図１１ないし図１３において、Ｗａ：５ｍｍ、Ｗｂ：２．４ｍｍ、Ｈａ：６ｍｍ、Ｈｂ：４ｍｍ、Ｙｂ：１．５ｍｍ、Ｌｓ：５ｍｍとしている。そして、液体供給部材１０の両端には供給ポート１２と排出ポート１３を主幹流路１１ａの断面の中央部（Ｙｈ：３ｍｍの位置）に設けて、図４０に示すような液体供給経路内（インク供給系）に接続している。
【０１０４】
この液体供給経路（系）において、ヘッドタンク７０は、記録ヘッド１にインクを供給すると共に、気泡を受け入れて外部に排出する機能を有するもので、内部が第１インク室７１と上部に大気開放口７３が設けられた第２インク室７２に分けられており、ポンプＰ２によって第２インク室７２から第１インク室７１にインクを移送可能になっている。第２インク室７２にはインクカートリッジ７６が接続されており、フィルタ７５によってろ過されたインクがポンプＰ１によってヘッドタンク７０の第２インク室７２に補充可能な構成となっている。
【０１０５】
このヘッドタンク７０の第２インク室７２の底面にはインクポートが設けられ、常開のバルブＶ２を介してヘッド１の液体供給部材１０の排出ポート１３に接続されている。第２インク室７２のインク量はインク液面とヘッド１の水頭差Ｓｈが一定の値（１０〜１５０ｍｍ）になるように液位検知センサ７４によって管理される。
【０１０６】
ここで、通常の画像形成時においては、ポンプＰ１、Ｐ２は停止状態、バルブＶ２のみ開状態にする。インクは、第２インク室７２から排出ポート１３を経由して記録ヘッド１に供給される。インク消費により第２インク室７２の液面が所定の位置よりも低くなると液位検知センサ７４が検出する。これにより、バルブＶ１を開き、ポンプＰ１を動作させてインクカートリッジ７６から第２インク室７２にインクを補充する。補充停止は、液位検知センサ７４の検出信号によって制御している。
【０１０７】
また、ヘッド１の目詰まり等が生じた場合は、ヘッド１の回復動作を行う。図３８の状態からヘッド１が上方に移動し、維持ユニット３５が水平方向に移動（図３８の状態から図の右方向：矢示方向に移動）してヘッド１の真下に配置される。そして、ヘッド１が少し下降して、図４１に示すように維持ユニット３５のホルダ４３で保持されているキャップ４０にヘッド１のノズル５を形成したノズル面５ａが密着した状態にする。この状態で、図４０のバルブＶ１、Ｖ２を閉じてポンプＰ２のみを一定時間駆動する。
【０１０８】
これにより、第１インク室７１内のインクが加圧されてヘッド１に流れ込む。バルブＶ２が閉じているので、インクはヘッド１のノズル５から排出される。この排出されるインクと一緒にヘッド１の目詰まりの原因となっていた気泡や異物が除去される。そして、ポンプＰ２を停止した後、ヘッド１をキャップ４０と非接触状態になるレベルに上昇し、維持ユニット３５を水平方向に移動（図３９の状態から図の右方向に移動）して、図４２のようにヘッド１のノズル面５ａをワイパーブレード４１でワイピングする。ワイピングによりノズル５にメニスカスが形成された後、バルブＶ２を開いてヘッド１を水頭差Ｓｈに相当する負圧状態に保持する。
【０１０９】
キャップ４０内にはヘッド１から排出されたインクが溜まるので、それをポンプ４５で吸引して廃液タンク４４に廃出する。なお、キャップ４０内のインクをフィルタを用いてろ過すれば、廃液タンク４４ではなくヘッドタンク７０の第２インク室７２に戻すようにして吸引したインクをも再利用することも可能である。
【０１１０】
その後、ヘッド１の昇降及び維持ユニット３５の水平移動により図３８の状態で記録動作を行うか、図３９の状態で記録指示があるまで待機する。この回復動作により、目詰まりが解消し、ヘッド１を良好な状態に維持することができる。
【０１１１】
ここで、図４０に示す液体供給系において、液体供給部材１０とヘッドタンク７０をつなぐ流路８０、８１は通常は樹脂チューブであるので、チューブ素材自身の透気性により経時的に内部に気泡が混入する。この気泡が液体供給部材１０の内部に多く堆積すると、記録動作中にインクの流れに乗ってヘッド１に混入し、インク滴吐出不良の原因となる。液体供給部材１０から気泡を排出するには、図４０において、バルブＶ２を開いた状態で、ポンプＰ２のみを駆動し、第２インク室７２から第１インク室７１にインクを流す。インクは、第１インク室７１から液体供給部材１０の供給ポート１２に入り、液体供給部材内部の気泡と一緒に排出ポート１３から排出され、第２インク室７２に戻る。第２インク室７２でインク中の気泡は浮上して大気開放口７３から排出される。
【０１１２】
この画像形成装置における本発明に係る液体供給部材１０を用いた場合の気泡排出性を評価するため、液体供給部材１０の上流側に三方弁をつけてチューブ内に気泡を注入し、液体供給部材１０の内部を観察しながらポンプＰ２を作動させて液体供給部材１０内に気泡を混入させた。液体供給部材１０内部の流れが止まるまで待機した後、再度ポンプＶ２を作動させて６０ｍｌ／ｍｉｎの流量でインクを循環させた。その結果、液体供給部材１０内の上部角部に小さい気泡が残留したが、概ね良好に気泡が排出できたことを確認した。また、ヘッド１のノズル面を観察したところ、ノズル５からのインクのにじみ出し等の不具合もなく、吐出不良なく良好な画像形成を行うことができた。
【０１１３】
次に、同様に液体供給部材１０内に気泡を混入させた後、９０ｍｌ／ｍｉｎでインクを循環したところ、先の条件で気泡が残留した角部にも気泡は残らず、良好に気泡排出が行えた。しかし、ノズル５を観察したところ、ノズル５からインクがにじみ出ていることが確認された。
【０１１４】
次に、第７実施形態（図２４及び図２５）で説明したように、供給ポート１２と排出ポート１３の位置を鉛直上方に変更（Ｙｈ１：１ｍｍに変更）した液体供給部材１０を用いて、同様に気泡排出実験を行った。その結果、９０ｍｌ／ｍｉｎでインクを循環した場合でも、ノズル５からインクが滲み出す不具合もなく、良好に気泡排出が行えることが確認された。
【０１１５】
さらに、別の形態として、第６実施形態（図２３）に示すように、主幹流路１１ａの上方角部を面取りして天面中央部が上に向けて凸になるような形状（Ｗａ：５ｍｍ、Ｗｂ：２．４ｍｍ、Ｈａ：６ｍｍ、Ｈｂ：４ｍｍ、Ｙｈ：３ｍｍ、Ｙｃ：１．５ｍｍ、Ｗｃ：１ｍｍ）とした。その結果、６０ｍｌ／ｍｉｎでインクを循環した場合でも、ノズル５からインクが滲み出す不具合もなく、良好に気泡排出を行うことができた。
【０１１６】
ここで、比較例として、比較例１（図６及び図７）に示すように、液体循環路１１から狭連通流路１１ｂを取り除いた形態の液体供給部材（Ｗｃ：５ｍｍ、Ｈｃ：６ｍｍ、Ｙｈ：３ｍｍ）を作製し、これを用いて同様の気泡排出実験を行った。その結果、６０ｍｌ／ｍｉｎの流量でインクを循環させることで気泡を排出することはできたが、ノズル５からのインクの滲み出しが観察された。循環流量を小さくしたり、供給ポート１２と排出ポート１３の位置を上方にオフセットしたりしたが、ノズル５からインクが滲み出さないで気泡排出性を確保できる条件は得られなかった。
【０１１７】
そこで、比較例２（図８及び図９）のように、液体循環路１１の高さを増やした構成（Ｗｄ：５ｍｍ、Ｈｄ：１２ｍｍ、Ｙｈ：３ｍｍ）として同様に気泡排出評価を行った。その結果、良好な気泡排出性を得るためには流量が１２０ｍｌ／ｍｉｎ以上必要であったが、気泡排出動作を行うときのヘッドタンク７０の第２インク室７２内のインク水位が低い条件の時に頻度は少ないが、ノズル５のメニスカスが壊れて吐出しないチャンネル（ノズル５）が発生した。
【０１１８】
このように、液体循環路１１の高さを増やす構成とする必要がある場合には、第９実施形態（図３１及び図３２）のような構成とする方法も有効である。第９実施形態の液体供給部材１０では、液体循環路１１のヘッド１に最も近い部分を大空間の液体バッファ流路１１ｃとしており、その上部に狭連通流路１１ｂと主幹流路１１ａを設けている。ヘッド１で発生して共通流路７に流れ出した気泡は浮力で主幹流路１１ａの天面１１ｄまで上昇する。このとき、液体バッファ流路１１ｃの上部は傾斜面としているので気泡は液体バッファ流路１１ｃ内に滞留しない。また、主幹流路１１ａの天面１１ｄは上に凸な曲面形状としているので、気泡が最上部に集まって排出しやすい。
【０１１９】
このような構成では、循環流の位置をヘッド１から離して循環流のヘッド１への影響を低減化できる。また、主幹流路１１ａは記録動作における流量を確保するだけの断面積に最小化し、循環流を高速化して気泡の排出性を高めることができる。さらに、ヘッド１に近い部分に大きな容積のバッファ部（バッファ流路１１ｃ）が設けられるので、ヘッド１の吐出圧を吸収することができ、所謂相互干渉の抑制に有効である。この点においては、１つのノズルから複数種類の大きさの液滴を吐出させる圧電方式の吐出ヘッドに対して特に有効である。
【０１２０】
図３１及び図３２において、各部の寸法をＷｉａ：５ｍｍ、Ｗｉｃ：２．４ｍｍ、Ｈｉａ：４ｍｍ、Ｈｉｂ：４ｍｍ、Ｈｉｃ：６ｍｍ、Ｙｈ：２ｍｍとして、前述と同様の方法で気泡排出性の評価を実施したところ、６０ｍｌ／ｍｉｎの流量で気泡が完全に排出でき、ノズルのメニスカス破壊なども生じなかった。また、気泡排出のためのインク循環動作を行いながら、画像形成も行うことができた。
【０１２１】
以上の実施形態では、液体供給部材１０内にフィルタを設けていないため、記録動作を繰り返す中でヘッド側から気泡が発生した場合でも、狭連通流路１１ｂを経由して主幹流路１１ａに浮上したため、インク循環により排出させることができた。これに対し、図３０のように狭連通流路１１ｂと主幹流路１１ａの間にフィルタ１４を設けた液体供給部材１０を用いて記録動作を繰り返したところ、ヘッド１で発生した気泡がフィルタ１４を通過することができず、狭連通流路１１ｂ内に堆積し、前述した回復動作でなければ外部に排出できなかった。
【０１２２】
以上説明したように、本発明では液体供給部材のヘッドとの連通部を狭めて循環流の影響がノズルのメニスカスに及ばないようにしている。したがって、記録動作中に循環流を形成することもできる。インクを循環させながら記録を行うことで、気泡が堆積することがなくなり、気泡排出のために記録動作を中断することがなく記録のスループットが向上する。
【０１２３】
次に、本発明に係る画像形成装置の第２実施形態について説明する。
ここでは、液体供給部材１０として、第４実施形態（図１７ないし図１９）に係る液体供給部材１０を用いた。液体供給部材１０は、図１８及び図１９に示す断面形状の流路を有する部材を透明なポリカーボネート樹脂の切削／貼り合わせで作製して、液体吐出ヘッド１に接着固定した。液体流路部材１０の内部の寸法は、図１９において、Ｗａ：７ｍｍ、Ｈａ：６ｍｍ、Ｈｂ：４ｍｍ、Ｙｂ：１．５ｍｍ、Ｌｓ：５ｍｍとした。また、リブ１６としては、まず共通液室７への開口部の長手方向両端に厚さ０.４mmのリブ１６ａを０．９ｍｍピッチで３個設け、開口部の幅方向に厚さ０．５ｍｍのリブ１６ｂを０．９ｍｍ間隔で両側２個ずつ設けた。
【０１２４】
そして、液体供給部材１０の長手方向両端に供給ポート１２と排出ポート１３を設け、上記画像形成装置の第１実施形態と同様に、図４０に示すようなインク供給系（液体供給経路内）に接続し、気泡排出性を評価した。その結果、液体供給部材１０内に故意に混入させた気泡を７０ｍｌ／ｍｉｎの流量でインクを循環させることで、良好に気泡が排出できた。また、ノズル５からのインクのにじみ出し等の不具合もなく、吐出不良なく良好な画像形成を行うことができた。
【０１２５】
次に、本発明に係る画像形成装置の第３実施形態について図４３をも参照して説明する。
ここでは、上記画像形成装置の第２実施形態で説明した液体供給部材１０を、図４１に示す液体供給経路内（インク供給系）に接続した。このインク供給系は、液体供給部材１０の排出ポート１３の下流側に流量調整弁Ｖ３を設けている点が前述した図４０のインク供給系と異なっている。
【０１２６】
このように、排出ポート１３の下流に流量調整弁Ｖ３を設けることで、排出ポート１３から排出されるインクの流量（Ｑｃ）を調節することができるため、この流量Ｑｃを小さくすることによって液体循環路１１からヘッド１へインクを圧送することができる。これにより、液体循環路１１内の気泡排出とヘッド１内の気泡排出を同時に行うことができる。
【０１２７】
次に、前述した図３５に示す前記液体供給部材の第１１実施形態、図３６及び図３７に示す第１２実施形態の具体例について説明する。
この具体例では、液体供給部材１０の内部の寸法は前記画像形成装置の第１実施形態で説明したと同じであるが、液体供給部材１０を２つの異なる材質としている。具体的には、主幹流路１１ａを形成する主幹流路形成部１０ａをポリカーボネート樹脂、狭連通流路１１ｂを形成する狭連通流路形成部１０ｂをＳＵＳとした。また、ヘッド１を前記画像形成装置の第１実施形態で説明したサーマル方式のものとしている。
【０１２８】
サーマル方式では特にヘッド１の温度上昇が著しいため、通常はヘッドの駆動周波数を下げたり、記録を一時中断したり、駆動するノズル数を減らしたりするが、この液体供給部材１０ではヘッド１側の狭連通流路形成部１０ｂを熱伝導率の大きい材料で形成しているので、直接ヘッド１に接合する形態にすることで、ヘッド１の熱を直接奪えて温度上昇を低減できる。また、流路の細まった部分を熱伝導率の大きい材料とするので、インクの熱を効率的に奪うことができ、連続して記録を行った場合でも安定した画像形成を行えることができた。
【０１２９】
さらに、第１２実施形態（図３６及び図３７）に示すように、液体供給部材１０の狭連通流路形成部１０ｂの内側と外側を両方に複数のフィン１５ａ、１５ｂが設けられている構成としたところ、さらに、放熱効率が高まりより大きな印字デューティの画像を高速に印字することが可能となった。さらに、この液体供給部材１０では、流路内のフィン１５ａを鉛直方向が長手方向になるようにしたので、ヘッド１からの気泡の浮上を妨げることなく放熱能力を向上することができた。また、流路内のフィン１５ａを循環流の流れる方向に対して直角方向に形成したことと、フィン１５ａを主幹流路１１ａの底部にも設けたことにより、狭連通流路１１ｂ部の循環流による流れを効果的に抑制でき、循環流によるメニスカス破壊に対する耐性が向上した。
【０１３０】
次に、前述した図２８に示す前記液体供給部材の第８実施形態の具体例について説明する。
この液体供給部材１０は、前述したように供給ポート１２を液体供給部材１０の中央部に設け、排出ポート１３を液体供給部材の長手方向両端部に設けている。また、液体循環路１１内の供給ポート１２の真下に当たる位置に整流部材１８を設けている。整流部材１８は、供給ポート１２の上面は供給されるインクが２つの排出ポート１３の方向に滑らかに分流しやすいように曲面で形成し、下面（底面）は、ヘッド１から浮上する気泡を滞留させないように傾斜面とした。
【０１３１】
この液体供給部材１０を図４０又は図４３に示すインク供給系に接続し、同じ循環流量で気泡排出評価を実施したところ、画像形成装置の第１実施形態で説明した場合よりも更に短時間で気泡を排出することができた。比較実験として、図２９に示すように整流部材を設けない構成で同様の評価を行ったところ、図２９の領域Ｑに気泡が若干残りやすい不具合があった。また、ヘッドの中央部のノズルのメニスカスが壊れやすい不具合が生じた。
【０１３２】
なお、本発明は、様々な液体吐出方式のヘッドに対して適用可能であるが、前述の実施形態で説明したサーマル方式のヘッドはインクも含めて昇温しやすいため、特に好適である。また、サーマル型ヘッドの中でも前述したサイドシュータ型のヘッドは、ヘッド内部で気泡が発生しやすく、発生した気泡が共通液室に流れやすいため更に好適である。
【図面の簡単な説明】
【０１３３】
【図１】本発明に係る液体供給部材の第１実施形態の説明に供する液体供給部材を液体吐出ヘッドに接続して一体化されて構成されるヘッドユニットを示す斜視説明図である。
【図２】同ヘッドユニットの長手方向断面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ線に沿う同ヘッドユニットの短手方向断面図である。
【図４】同実施形態の作用説明に供するヘッドユニットの長手方向断面図である。
【図５】図４のＢ−Ｂ線に沿う同ヘッドユニットの短手方向断面図である。
【図６】同じく比較例１のヘッドユニットの長手方向断面図である。
【図７】図６のＣ−Ｃ線に沿う断面説明図である。
【図８】同じく比較例２のヘッドユニットの長手方向断面図である。
【図９】図８のＤ−Ｄ線に沿う断面説明図である。
【図１０】同じく同実施形態の液体循環路の他の異なる断面形状の説明に供する模式的説明図である。
【図１１】本発明に係る液体供給部材の第２実施形態の説明に供するヘッドユニットの長手方向断面図である。
【図１２】図１１のＥ−Ｅ線に沿う同ヘッドユニットの短手方向断面図である。
【図１３】図１１のＦ−Ｆ線に沿う同ヘッドユニットの短手方向断面図である。
【図１４】本発明に係る液体供給部材の第３実施形態の説明に供するヘッドユニットの長手方向断面図である。
【図１５】図１４のＧ−Ｇ線に沿う同ヘッドユニットの平断面図である。
【図１６】図１４のＨ−Ｈ線に沿う同ヘッドユニットの短手方向断面図である。
【図１７】本発明に係る液体供給部材の第４実施形態の説明に供するヘッドユニットの長手方向断面図である。
【図１８】図１７のＩ−Ｉ線に沿う同ヘッドユニットの平断面図である。
【図１９】図１７のＪ−Ｊ線に沿う同ヘッドユニットの短手方向断面図である。
【図２０】本発明に係る液体供給部材の第５実施形態の説明に供するヘッドユニットの平断面図である。
【図２１】図２０のＫ−Ｋ線に沿う同ヘッドユニットの短手方向断面図である。
【図２２】図２１と異なる他の例の図２０のＫ−Ｋ線に沿う同ヘッドユニットの短手方向断面図である。
【図２３】本発明に係る液体供給部材の第６実施形態の説明に供するヘッドユニットの短手方向断面図である。
【図２４】本発明に係る液体供給部材の第７実施形態の説明に供するヘッドユニットの長手方向断面図である。
【図２５】図２４のＬ−Ｌ線に沿う同ヘッドユニットの短手方向断面図である。
【図２６】比較例３のヘッドユニットの長手方向断面図である。
【図２７】図２６のＭ−Ｍ線に沿う同ヘッドユニットの短手方向断面図である。
【図２８】本発明に係る液体供給部材の第８実施形態の説明に供するヘッドユニットの長手方向断面図である。
【図２９】同実施形態の作用説明に供する比較例４のヘッドユニットの長手方向断面図である。
【図３０】比較例５のヘッドユニットの短手方向断面図である。
【図３１】本発明に係る液体供給部材の第９実施形態の説明に供するヘッドユニットの長手方向断面図である。
【図３２】図３１のＮ−Ｎ線に沿う同ヘッドユニットの短手方向断面図である。
【図３３】本発明に係る液体供給部材の第１０実施形態の説明に供するヘッドユニットの長手方向断面図である。
【図３４】図３３のＯ−Ｏ線に沿う同ヘッドユニットの短手方向断面図である。
【図３５】本発明に係る液体供給部材の第１１実施形態の説明に供するヘッドユニットの短手方向断面図である
【図３６】本発明に係る液体供給部材の第１２実施形態の説明に供するヘッドユニットの短手方向断面図である。
【図３７】図３６のＰ−Ｐ線に沿う断面説明図である。
【図３８】本発明に係る画像形成装置の第１実施形態の説明に供する構成図である。
【図３９】同装置の維持回復時の状態を示す説明図である。
【図４０】同装置の液体供給経路の説明に供する模式的説明図である。
【図４１】同画像形成装置の維持回復動作の説明に供する説明図である。
【図４２】同じく維持回復動作の説明に供する説明図である。
【図４３】本発明に係る画像形成装置の第３実施形態の説明に供する同装置の液体供給経路の説明に供する模式的説明図である。
【符号の説明】
【０１３４】
１…液体吐出ヘッド（記録ヘッド）
２…発熱体基板
３…流路形成部材
５…ノズル
６…液室
７…共通液室
１０…液体供給部材
１１…液体循環路
１１ａ…主幹流路
１１ｂ…狭連通流路
１１ｃ…液体バッファ流路
１６…リブ
【技術分野】
【０００１】
本発明は液体吐出ヘッド用液体供給部材、液体吐出装置及び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、これらの複合機等の画像形成装置として、例えば、記録液（液体）の液滴を吐出する液体吐出ヘッド（液滴吐出ヘッド）で構成した記録ヘッドを含む液体吐出装置を用いて、媒体（以下「用紙」ともいうが材質を限定するものではなく、また、被記録媒体、記録媒体、転写材、記録紙なども同義で使用する。）を搬送しながら、液体（以下、インクともいう。）を用紙に付着させて画像形成（記録、印刷、印写、印字も同義語で用いる。）を行ものがある。
【０００３】
なお、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をも意味する。また、液体とは記録液、インクに限るものではなく、画像形成を行うことができる液体であれば特に限定されるものではない。また、液体吐出装置とは、液体吐出ヘッドから液体を吐出する装置を意味し、画像を形成するものに限らない。
【０００４】
液体吐出ヘッドとしては、インクを充填した液室の壁の一部に振動板を設け、圧電アクチュエータ等により振動板を変位させ液室内の体積を変化させて圧力を高め液滴を吐出させる圧電型ヘッドや、液室内に通電によって発熱する発熱体を設けて、発熱体の発熱により生じる気泡によって液室内の圧力を高め、液滴を吐出させるサーマル型ヘッドが知られている。
【０００５】
このような液体吐出方式の画像形成装置においては、高速化を図るために、ノズル数、ヘッド数の増加などが行われている。最近では、短尺ヘッドを複数個つなぎ合わせる等して長尺ヘッドを形成し、ヘッドを走査することなく画像を形成可能なライン型画像形成装置も採用されている。
【０００６】
ところが、ヘッドが長尺化し、ノズル数が増加すると、吐出不良が発生する確率が増加することになり、この吐出不良の原因の１つにヘッドの液室内の気泡の侵入が挙げられる。つまり、液室内に気泡が入ると、インクが供給されなくて不吐出となったり、滴吐出圧力が吸収されて異常吐出となったりする。小さな気泡でも、例えばそれがノズルの近傍に付着していると、液滴が曲がって飛翔し、異常画像となる。
【０００７】
ヘッド内に液室に気泡が入る形態は、様々である。ヘッドにインクを供給する流路から流れてくる場合もあるし、ノズルから吸い込む場合もある。また、発熱体を用いてインクの膜沸騰で液滴を吐出するヘッドでは、その吐出プロセスで微小な気泡が液室内に残ってしまうこともある。
【０００８】
このように、液室内に気泡が入った場合には、画像形成とは無関係の吐出（空吐出や予備吐出と呼ばれることが多い。）を行ったり、ノズル面をキャッピングして負圧を形成して、吸引、あるいは、インク供給経路をポンプ等で加圧してインクと一緒に気泡を排出する方法が知られている。これらの方法で気泡を排出すると、排出インクをリサイクルする方法もあるものの、基本的には多量のインクが画像形成とは無関係に使われて無駄になることになる。なお、リサイクルものとしては特許文献１がある。
【特許文献１】特開２００５−２１２３５０号公報
【０００９】
液室内の気泡に関しては前述した方法で排出する以外に方法はないが、インク供給経路内の気泡に関しては、インク供給経路内でインクを循環させて気泡を排除する方法がある。この方法によれば、前述したようにヘッドが長尺化した場合でもインクを排出することなく、インク供給路内の気泡が液室内に侵入することを回避できる。しかしながら、インクの循環によってインク供給経路内の気泡を排出する方式においては、インクの循環圧によってヘッドのノズルに形成されたメニスカスが破壊して、インクがにじみ出たりノズルから気泡を吸い込んだりする問題がある。
【００１０】
そこで、特許文献２に記載されているようにインク循環時にノズル面を密閉するインクジェット記録装置がある。これは、インクタンクから記録ヘッドの共通液室へインクを導くインク供給通路と、共通液室からインクタンクへインクを導くインク排出通路と、共通液室に連通する吐出口を密閉する吐出口密閉手段と、インクタンクから共通液室へインクを圧送するインクポンプとを備え、吐出口密閉手段で吐出口を密閉した状態でインクポンプを作動させてインクタンクからインク供給通路、共通液室およびインク排出通路を通してインクを循環させることにより、インク流路内の空気をインクとともにインクタンク内へ排出するようにしている。
【特許文献２】特許第２８２１９２０号公報
【００１１】
また、特許文献３に記載されているようにインク供給路を複数の連通路を備えた隔壁でヘッドの個別液室に近い側と遠い側を分割し、遠い側にインク流入パイプとインク流出パイプを設けてインク循環圧がメニスカスに影響しないようにしたヘッドがある。これは、サーマル型ヘッドとインクタンクとの間に循環経路を有し、循環経路中にインク圧送手段を備え、インクを吐出する複数の吐出口にそれぞれ連通する複数の液路に連通する共通液室が、複数の液路に直接連通する第１の共通液室と、第１の共通液室に近接し、複数の液路の側とは反対側に配置され、第１の共通液室との間に複数の連通路を備え、かつ、循環経路の一部を構成しインクタンクからの流入口およびインクタンクへの流出口を備えた第２の共通液室とに分割したものである。
【特許文献３】特開平０８−２３８７７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
上述したように、液体の循環によって液体供給経路内の気泡を排出する方式においては、液体の循環圧によってヘッドのノズルに形成されたメニスカスが破壊して、液体がにじみ出たりノズルから気泡を吸い込んだりする問題があることから、特許文献２、３になどに記載されている対策が講じられている。
【００１３】
しかしながら、特許文献２に記載のように液体循環時にノズル面を密閉する構成にあっては、ヘッドが長尺化した場合に完全に密閉することが困難であると共に、液体循環中に液体を吐出して画像を形成することもできなくなるという課題がある。
【００１４】
また、特許文献３に記載のように液体供給路を複数の連通路を備えた隔壁でヘッドの個別液室に近い側と遠い側を分割し、遠い側に液体流入パイプと液体流出パイプを設けて液体循環圧がメニスカスに影響しないようにする構成にあっては、インク供給経路の気泡が個別液室に混入することを防止するには有効であるが、個別液室で発生した気泡やノズルから吸い込まれた気泡が浮力などにより上流側に流れた場合でも隔壁によって個別液室に近い側に滞留し循環流で外部に排出できないという課題がある。
【００１５】
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、ヘッドから逆流してくる気泡も含めて液体供給経路中の気泡を循環流によって液体を外部に捨てることなく排出し、更に循環圧によってメニスカスを破壊するなどの悪影響がない液体吐出ヘッド用液体供給部材及びこの液体供給部材を備える液体吐出装置、画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
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用液体供給部材は、液滴を吐出する複数のノズルが連通する複数の液室に液体を供給する共通液室を有する液体吐出ヘッドに接続され、この液体吐出ヘッドの共通液室に液体を供給する液体供給部材であって、この液体供給部材は、内部に液体吐出ヘッドのノズルの並び方向に沿って液体が循環する液体循環路を有し、液体循環路の長手方向の端部には、液体循環路に液体を供給する供給ポートと液体循環路から液体を排出する排出ポートが設けられ、液体循環路の共通液室側には、共通液室に連通する連通口が設けられ、連通口は、液体循環路よりも幅が狭いとともに、供給ポート側及び排出ポート側の少なくともいずれかの部分が他の部分よりも深い構成とした。
【００１７】
本発明に係る液体吐出ヘッド用液体供給部材は、液滴を吐出する複数のノズルが連通する複数の液室に液体を供給する共通液室を有する液体吐出ヘッドに接続され、この液体吐出ヘッドの共通液室に液体を供給する液体供給部材であって、内部に液体吐出ヘッドのノズルの並び方向に沿って液体が循環する液体循環路を有し、液体循環路の長手方向の端部には、液体循環路に液体を供給する供給ポートと液体循環路から液体を排出する排出ポートが設けられ、液体循環路の共通液室側には、共通液室に連通する連通口が設けられ、この連通口の周囲にリブが配置されている構成とした。
【００１８】
本発明に係る液体吐出ヘッド用液体供給部材は、液滴を吐出する複数のノズルが連通する複数の液室に液体を供給する共通液室を有する液体吐出ヘッドに接続され、この液体吐出ヘッドの共通液室に液体を供給する液体供給部材であって、この液体供給部材は、内部に液体吐出ヘッドのノズルの並び方向に沿って液体が循環する液体循環路を有し、液体循環路の長手方向の端部には、液体循環路に液体を供給する供給ポートと液体循環路から液体を排出する排出ポートが設けられ、液体循環路の共通液室側の内壁面にはリブが形成されている構成とした。
【００１９】
ここで、リブは液体循環路の供給ポート側及び排出ポート側の部分が他の部分よりも相対的に高さが高い構成とすることが好ましい。
【００２０】
本発明に係る液体吐出ヘッド用液体供給部材は、液滴を吐出する複数のノズルが連通する複数の液室に液体を供給する共通液室を有する液体吐出ヘッドに接続され、この液体吐出ヘッドの共通液室に液体を供給する液体供給部材であって、内部に液体吐出ヘッドのノズルの並び方向に沿って液体が循環する液体循環路を有し、液体循環路の長手方向の端部には、液体循環路に液体を供給する供給ポートと液体循環路から液体を排出する排出ポートが設けられ、供給ポートから排出ポートに向けて液体を流したときの流れに直交する液体循環路の流路断面は、略中央部が狭くくびれて、両側が大面積である形状であり、一方の大面積の部分が共通液室の開口に連通し、他方の大面積の部分側に供給ポートと排出ポートが設けられている構成とした。
【００２１】
ここで、液体循環路の短手方向の壁面に形成されるリブによって、供給ポートから排出ポートに液体を流したときの流れに直交する液体循環路の流路断面は、略中央部が狭くくびれて、両側が大面積である形状となっていることが好ましい。
【００２２】
これらの本発明に係る液体吐出ヘッド用液体供給部材においては、供給ポートから排出ポートに液体を流したときの流れに直交する方向の流路断面が、上方に凸な形状である構成とすることができる。また、共通液室の上部開口と液体循環路の天面との間に液体の流れを阻害する部分がない構成とすることができる。
【００２３】
本発明に係る液体吐出ヘッド用液体供給部材は、液滴を吐出する複数のノズルが連通する複数の液室に液体を供給する共通液室を有する液体吐出ヘッドに接続され、この液体吐出ヘッドの共通液室に液体を供給する液体供給部材であって、この液体供給部材は、内部に液体吐出ヘッドのノズルの並び方向に沿って液体が循環する液体循環路を有し、この液体循環路に液体を供給する供給ポートと液体循環路から液体を排出する排出ポートが設けられ、供給ポートと排出ポートのいずれかは液体循環路の長手方向端部以外の部分に設けられ、この長手方向端部以外の部分に設けられたポートに対応して共通液室との間に流れを整える整流部材が設けられている構成とした。
【００２４】
これらの本発明に係る液体吐出ヘッド用液体供給部材においては、連通口を形成する部分が高熱伝導率材料で形成されている構成とすることができる。また、リブを備える本発明に係る液体吐出ヘッド用液体供給部材においては、リブが高熱伝導率材料で形成されている構成とすることができる。
【００２５】
本発明に係る液体吐出ヘッド用液体供給部材は、液滴を吐出する複数のノズルが連通する複数の液室に液体を供給する共通液室を有する液体吐出ヘッドに接続され、この液体吐出ヘッドの共通液室に液体を供給する液体供給部材であって、この液体供給部材は、内部に液体吐出ヘッドのノズルの並び方向に沿って液体が循環する液体循環路を有し、液体循環路の長手方向の端部には、液体循環路に液体を供給する供給ポートと液体循環路から液体を排出する排出ポートが設けられ、液体循環路の共通液室側には、共通液室に連通する連通口が設けられ、連通口は、液体循環路よりも幅が狭い構成とした。
【００２６】
本発明に係る液体吐出装置は、液体吐出ヘッドに対して液体を供給する本発明に係る液体供給部材を備えている構成とした。
【００２７】
本発明に係る画像形成装置は、液体吐出ヘッドに対して液体を供給する本発明に係る液体供給部材を備えている構成とした。
【発明の効果】
【００２８】
本発明に係る液体吐出ヘッド用液体供給部材によれば、内部に液体吐出ヘッドのノズルの並び方向に沿って液体が循環する液体循環路を有し、液体循環路の長手方向の端部には、液体循環路に液体を供給する供給ポートと液体循環路から液体を排出する排出ポートが設けられ、液体循環路の共通液室側には、共通液室に連通する連通口が設けられ、連通口は、液体循環路よりも幅が狭いとともに、供給ポート側及び排出ポート側の少なくともいずれかの部分が他の部分よりも深い構成としたので、液体吐出ヘッドで発生した気泡や液体供給経路上流から液体吐出ヘッド内に流入した気泡を液体吐出ヘッドのメニスカスを破壊することなく循環流によって排出することができる。
【００２９】
本発明に係る液体吐出ヘッド用液体供給部材によれば、内部に液体吐出ヘッドのノズルの並び方向に沿って液体が循環する液体循環路を有し、液体循環路の長手方向の端部には、液体循環路に液体を供給する供給ポートと液体循環路から液体を排出する排出ポートが設けられ、液体循環路の共通液室側には、共通液室に連通する連通口が設けられ、この連通口の周囲にリブが配置されている構成としたので、液体吐出ヘッドで発生した気泡や液体供給経路上流から液体吐出ヘッド内に流入した気泡を液体吐出ヘッドのメニスカスを破壊することなく循環流によって排出することができる。
【００３０】
本発明に係る液体吐出ヘッド用液体供給部材によれば、内部に液体吐出ヘッドのノズルの並び方向に沿って液体が循環する液体循環路を有し、液体循環路の長手方向の端部には、液体循環路に液体を供給する供給ポートと液体循環路から液体を排出する排出ポートが設けられ、液体循環路の共通液室側の内壁面にはリブが形成されている構成としたので、液体吐出ヘッドで発生した気泡や液体供給経路上流から液体吐出ヘッド内に流入した気泡を液体吐出ヘッドのメニスカスを破壊することなく循環流によって排出することができる。
【００３１】
本発明に係る液体吐出ヘッド用液体供給部材によれば、内部に液体吐出ヘッドのノズルの並び方向に沿って液体が循環する液体循環路を有し、液体循環路の長手方向の端部には、液体循環路に液体を供給する供給ポートと液体循環路から液体を排出する排出ポートが設けられ、供給ポートから排出ポートに向けて液体を流したときの流れに直交する液体循環路の流路断面は、略中央部が狭くくびれて、両側が大面積である形状であり、一方の大面積の部分が共通液室の開口に連通し、他方の大面積の部分側に供給ポートと排出ポートが設けられている構成としたので、液体吐出ヘッドで発生した気泡や液体供給経路上流から液体吐出ヘッド内に流入した気泡を液体吐出ヘッドのメニスカスを破壊することなく循環流によって排出することができる。
【００３２】
本発明に係る液体吐出ヘッド用液体供給部材によれば、内部に液体吐出ヘッドのノズルの並び方向に沿って液体が循環する液体循環路を有し、この液体循環路に液体を供給する供給ポートと液体循環路から液体を排出する排出ポートが設けられ、供給ポートと排出ポートのいずれかは液体循環路の長手方向端部以外の部分に設けられ、この長手方向端部以外の部分に設けられたポートに対応して共通液室との間に流れを整える整流部材が設けられている構成としたので、液体吐出ヘッドで発生した気泡や液体供給経路上流から液体吐出ヘッド内に流入した気泡を液体吐出ヘッドのメニスカスを破壊することなく循環流によって排出することができる。
【００３３】
本発明に係る液体吐出ヘッド用液体供給部材によれば、内部に液体吐出ヘッドのノズルの並び方向に沿って液体が循環する液体循環路を有し、液体循環路の長手方向の端部には、液体循環路に液体を供給する供給ポートと液体循環路から液体を排出する排出ポートが設けられ、液体循環路の共通液室側には、共通液室に連通する連通口が設けられ、連通口は、液体循環路よりも幅が狭い構成としたので、液体吐出ヘッドで発生した気泡や液体供給経路上流から液体吐出ヘッド内に流入した気泡を液体吐出ヘッドのメニスカスを破壊することなく循環流によって排出することができる。
【００３４】
本発明に係る液体吐出装置は、液体吐出ヘッドに対して液体を供給する本発明に係る液体供給部材を備えている構成としたので、安定した滴吐出を行うことができる。
【００３５】
本発明に係る画像形成装置は、液体吐出ヘッドに対して液体を供給する本発明に係る液体供給部材を備えている構成としたので、安定した滴吐出を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
以下、本発明の実施形態について添付図面を参照して説明する。本発明に係る液体吐出ヘッド用液体供給部材の第１実施形態について図１ないし図３を参照して説明する。なお、図１は本発明に係る液体供給部材を液体吐出ヘッドに接続して一体化されて構成されるヘッドユニットを示す斜視説明図、図２は同ヘッドユニットの長手方向断面図、図３は図２のＡ−Ａ線に沿う同ヘッドユニットの短手方向断面図である。
【００３７】
液体吐出ヘッド１は、サーマル型ヘッドであり、発熱体基板２と流路基板３から構成される。流路基板３には液滴を吐出する複数のノズル５、各ノズル５が連通する複数の個別液室６が設けられ、発熱体基板３には各個別液室６に対応してそれぞれ発熱体素子が設けられている。発熱体基板２には、図示しないＦPＣなどの通電手段が接続されており、この通電手段を介して発熱体素子４にパルス電圧などが入力されることで発熱体素子４が駆動され、個別液室６内の液体に膜沸騰を生ぜしめ、ノズル５から液体の滴（液滴）が吐出される。本実施形態においては、図１に示すように、ヘッド長手方向に複数のノズル５を並べたノズル列が２列形成されており、各ノズル５に対応した個別液室６には、図３に示すように発熱体基板２の中央に設けられた共通液室７から液体が供給される構造となっている。
【００３８】
そして、この液体吐出ヘッド１の発熱体基板２の共通液室７を形成する開口に対応して、図２及び図３に示すように、共通液室７に液体を供給する本発明に係る液体供給部材１０の液体循環路１１が接続されている。
【００３９】
この液体供給部材１０は内部に循環する液体が流れる液体循環路１１を有する。この液体循環路１１は、液体吐出ヘッド１に接続される側が開口断面積が相対的に小さい（狭断面の）狭連通流路１１ｂで液体供給部材１０から液体吐出ヘッド１の共通液室７に連通する液体の連通口を兼ねており、ヘッド１に遠い側が広い開口断面積を有する主幹流路１１ａとなっている。そして、液体供給部材１０の長手方向（液体吐出ヘッド１のノズルの並び方向に沿う方向）の両端部には主幹流路１１ａに連通して液体を供給する供給ポート１２と液体を排出する排出ポート１３が形成されている。なお、開口断面積とは、図３で示す断面説明図のように、液体供給部材１０の長手方向（液体吐出ヘッド１のノズルの並び方向、循環流生成方向）と直交する方向（液体供給部材１０の短手方向）での断面における面積をいう。
【００４０】
なお、後述するが、この液体供給部材１０は図示しない液体供給経路内に配置され、供給ポート１２から液体循環路１１を通じて排出ポート１３に向けて液体を流して液体を循環させるようにしている。なお、図２などで供給ポート１２に向かう矢印、排出ポート１３から外側に向かう方向の矢印は、それぞれ液体の流入方向及び排出方向を示している（以下でも同様である。）。
【００４１】
このように構成した液体供給部材１０の作用について図４及び図５の他、図６及び図７に示す比較例１、図８及び図９に示す比較例２との対比において説明する。
液体吐出ヘッド１は液体供給部材１０の供給ポート１２から供給される液体を吐出するが、経時的に供給ポート１２に接続した図示しない液体供給経路から気泡５０が混入し、図４及び図５に示すように、液体循環路１１上部（天面１１ｄ）に滞留、蓄積する場合がある。気泡５０が少量のうちは特に問題は生じないが、気泡５０の量が多くなると、液体と一緒に液体吐出ヘッド１の個別液室６に混入し、吐出不良を起こすなどの不具合が生ずる。
【００４２】
そこで、この液体供給部材１０では、供給ポート１２から排出ポート１３に液体を流し、図示しない液体供給経路内で液体を循環させることで、気泡５０はこの液体の循環流に乗って液体循環路１１内から排出ポート１３を通って外部に排出される。このとき、この液体供給部材１０の液体循環路１１は、循環流に直交する断面の断面積が相対的に広い形状の主幹流路１１ａに供給ポート１２と排出ポート１３を接続して循環流を生成するようにしており、更に液体吐出ヘッド１との間に循環流生成方向に直交する方向の開口断面積が相対的に狭い狭連通流路１１ｂを設けているので、循環流が液体吐出ヘッド１に不具合をもたらすことがなくなる。
【００４３】
例えば、図６及び図７に示す比較例１の構成では、液体供給部材１０の液体循環路１１が均一断面で液体吐出ヘッド１に近接して設けられ、供給ポート１２と排出ポート１３の間に循環流を生成した場合、矢印６０に示す流速の大きな流れに乗って気泡５０が排出ポート１３から効率よく排出される。しかしながら、その一方で流速の大きい循環流が液体吐出ヘッド１の共通液室７のすぐ近くで生成されるため、液体吐出ヘッド１のノズル５のメニスカスが破壊されて、ノズル５から液体が溢れ出たり、逆にノズル５から気泡を吸い込んだりする不具合が生ずる。
【００４４】
また、図８及び図９に示す比較例２の構成では、循環流を液体吐出ヘッド１から離れた位置に生成するようにしている。つまり、この比較例２では、液体循環路１１の上方に供給ポート１２と排出ポート１３が形成されているため、液体循環路１１内の上部に矢印６１に示す比較的流速の大きな流れができ、液体循環路１１内の下部は矢印６２に示す比較的流速の小さな流れとなる。したがって、図８の液体吐出ヘッド１から供給ポート１２と排出ポート１３を結ぶ線までの高さｈを大きくして循環流の位置を液体吐出ヘッド１から離せば、前述した比較例1の構成でのメニスカス破壊の問題は回避できる。
【００４５】
しかしながら、この比較例２に示す構成では、液体循環路１１の断面積が大きくなるため循環流の流速が減少し、その結果、気泡の排出性が損なわれる不具合が生じる。また、気泡排出性を上げるために、循環流の流量を増大させると、液体吐出ヘッド１のメニスカスへの影響が生じる結果となり、良好な条件を得にくくなる。
【００４６】
これに対して、本実施形態に係る液体供給部材１０は、図４及び図５に示すように、液体循環路１１が、ヘッド１に接続する側が狭断面の狭連通流路１１ｂで、ヘッド１に遠い側が広い断面を有する主幹流路１１ａとなっている。これにより、狭連通流路１１ｂでは流路を形成する壁面が近接していて低い（小さい）流速でしか液体が流れず（流れの大きさ、速さを矢印ＳＢで示している。）、循環流は実質的に主幹流路１１ａに形成される（（流れの大きさ、速さを矢印ＭＢで示している。）。したがって、循環流によって液体吐出ヘッド１のノズル５のメニスカスが破壊されることがなく、流速の速い（大きい）循環流を生成して、効率よく液体循環路１１内の気泡５０を排出できる。
【００４７】
また、本実施形態の液体供給部材１０は、図２及び図３に示すように、液体吐出ヘッド１の共通流路７の開口領域全面に液体供給部材１０の連通口となる狭連通流路１１ｂが開口しており、共通流路７と液体循環路１１の天面１１ｄの間に隔壁等の液体の流れを阻害する部材を設けないため、液体吐出ヘッド１の個別液室６の内部で発生した気泡やノズル５から吸い込んだ気泡が共通液室７に移動した場合に、浮力によって液体循環路１１の天面１１ｄに浮上することができ、循環流で排出することができる。
【００４８】
ここで、液体供給部材１０の液体循環路１１の液体の流れ方向と直交する方向の断面の形状は、図３に示すように、平行平面で形成されるものに限られるものではない。例えば図１０（ａ）に示すように、主幹流路１１ａに対して狭連通流路１１ｂが短手方向に偏って配置されている非平行面形状であってもよい。また、図１０（ｂ）に示すように、主幹流路１１ａと狭連通流路１１ｂが傾斜面１１ｇで連続的につながっている形状でもよい。また、図１０（ｃ）に示すように、液体吐出ヘッド１との接合部の上方が直接主幹流路１１ａの天面に面していなくても、狭連通流路１１ｂの傾斜面１１ｂ１を伝って気泡が上昇できる形状であればよい。また、図示しないが、各辺や角部を曲面とすることもできる。また、本実施形態では、供給ポート１２と排出ポート１３の内径を同じにしているが、必ずしも同じにする必要はなく、内径が異なる形状とすることもできる。
【００４９】
このように、内部に液体吐出ヘッドのノズルの並び方向に沿って液体が循環する液体循環路を有し、液体循環路の長手方向の端部には、液体循環路に液体を供給する供給ポートと液体循環路から液体を排出する排出ポートが設けられ、液体循環路の共通液室側には、共通液室に連通する連通口が設けられ、連通口は、液体循環路よりも幅が狭い構成としたので、液体吐出ヘッドで発生した気泡や液体供給経路上流から液体吐出ヘッド内に流入した気泡を液体吐出ヘッドのメニスカスを破壊することなく循環流によって排出することができる。
【００５０】
次に、本発明に係る液体供給部材の第２実施形態について図１１ないし図１３を参照して説明する。なお、図１１は同実施形態に係るヘッドユニットの長手方向断面図、図１２は図１１のＥ−Ｅ線に沿う同ヘッドユニットの短手方向断面図、図１３は図１１のＦ−Ｆ線に沿う同ヘッドユニットの短手方向断面図である。
このヘッドユニットにおける液体供給部材１０は、供給ポート１２と排出ポート１３のある両端部と中央部で狭連通流路１１ｂの深さを変えたものである。
【００５１】
つまり、供給ポート１２から距離（長さ）Ｌｓの領域（供給側領域）及び排出ポート１３から距離Ｌｓの領域（排出側領域）を両端部とし、これらの供給側領域及び排出側領域を除く領域を中央部とし、狭連通流路１１ｂの深さＨｂは、両端部側を深く（例えば図１３の断面位置では深さＨｂ＝Ｈｂ２）、中央部を浅く（図１２の深さＨｂ＝Ｈｂ１）形成し、最も浅い中央部と最も深い両端部との間に深さＹｂの差を設けている。また、狭連通流路１１ｂの深さＨｂは、中央部から供給ポート１２、排出ポート１３側に向かって傾斜面１１ｈを形成することで漸次深くなるように形成している。
【００５２】
このように構成することで、液体吐出ヘッド１の両端部のメニスカス破壊を確実に回避することができる。つまり、供給ポート１２と排出ポート１３は液体循環路１１に比べて開口断面積が小さい開口であるため液体の流速が液体循環路１１の部分よりも大きくなる。したがって、液体の循環によるメニスカスへの影響は、ポート１２、１３から遠い中央部よりもポート１２、１３に近い両端部の方が大きくなる。そこで、供給ポート１２と排出ポート１３が設けられる両端部の連通流路１１ｂの深さを中央部より深くすることによって、液体吐出ヘッド１の両端部のメニスカス破壊をより確実に防止できる。
【００５３】
また、供給ポート１２、排出ポート１３と主幹流路１１ａの接続部近傍における断面変化が滑らかになるように構成する、つまり、上述したように狭連通流路１１ｂの深さは中央部から供給ポート１２、排出ポート１３側に向かって漸次深くなるように構成することで、主幹流路１１ａ内の液体の流れも安定する。
【００５４】
このように、内部に液体吐出ヘッドのノズルの並び方向に沿って液体が循環する液体循環路を有し、液体循環路の長手方向の端部には、液体循環路に液体を供給する供給ポートと液体循環路から液体を排出する排出ポートが設けられ、液体循環路の共通液室側には、共通液室に連通する連通口が設けられ、連通口は、液体循環路よりも幅が狭いとともに、供給ポート側及び排出ポート側の少なくともいずれかの部分が他の部分よりも深い構成であるので、液体吐出ヘッドで発生した気泡や液体供給経路上流から液体吐出ヘッド内に流入した気泡を、液体吐出ヘッドのメニスカスが破壊されることがより確実に回避されて、循環流によって排出することができる。
【００５５】
次に、本発明に係る液体供給部材の第３実施形態について図１４ないし図１６を参照して説明する。なお、図１４は同実施形態に係るヘッドユニットの長手方向断面図、図１５は図１４のＧ−Ｇ線に沿う同ヘッドユニットの平断面図、図１６は図１５のＨ−Ｈ線に沿う同ヘッドユニットの短手方向断面図である。
このヘッドユニットにおける液体供給部材１０は、液体循環路１１の共通液室側には液体吐出ヘッド１の共通液室７に連通する連通口１７が設けられて液体吐出ヘッド１の共通液室７に連通しており、この連通口１７の周囲に複数のリブ１６が主幹流路１１ａに向かって立ち上がって設けられている。
【００５６】
このように、リブ１６が設けられることにより、液体循環路１１の共通流路７側において循環する液体と壁面との接触面積が増大するので、液体供給部材１０内部の液体を循環した場合に、循環流が液体循環路１１内の共通流路側で緩やかになり、循環流によるメニスカスへの悪影響を低減することができる。
【００５７】
このように、内部に液体吐出ヘッドのノズルの並び方向に沿って液体が循環する液体循環路を有し、液体循環路の長手方向の端部には、液体循環路に液体を供給する供給ポートと液体循環路から液体を排出する排出ポートが設けられ、液体循環路の共通液室側には、共通液室に連通する連通口が設けられ、この連通口の周囲にリブが配置されている構成とすることで、液体吐出ヘッドで発生した気泡や液体供給経路上流から液体吐出ヘッド内に流入した気泡を液体吐出ヘッドのメニスカスを破壊することなく循環流によって排出することができる。
【００５８】
次に、本発明に係る液体供給部材の第４実施形態について図１７ないし図１９を参照して説明する。なお、図１７は同実施形態に係るヘッドユニットの長手方向断面図、図１８は図１７のＩ−Ｉ線に沿う同ヘッドユニットの平断面図、図１９は図１７のＪ−Ｊ線に沿う同ヘッドユニットの短手方向断面図である。
このヘッドユニットの液体供給部材１０は、液体循環路１１の液体吐出ヘッド１の共通液室７側の内壁面には複数のリブ１６が形成され、供給ポート１２と排出ポート１３が設けられる両端部側と中央部で各リブ１６の高さを変えたものである。
【００５９】
つまり、前記第２実施形態と同様に、供給ポート１２から長さＬｓの領域（供給側領域）及び排出ポート１３から長さＬｓの領域（排出側領域）を両端部とし、これらの供給側領域及び排出側領域を除く領域を中央部とし、リブ１６の高さＨｂは、両端部側を深く、中央部を浅く形成し、最も浅い中央部と最も深い両端部との深さの差はＹｂとしている。また、リブ１６ａ、１６ｂには供給ポート１２、排出ポート１３側に傾斜面１６ｈを設けて、リブ１６ａ、１６ｂの高さは中央部から供給ポート１２、排出ポート１３側に向かって漸次高くなるように形成している。
【００６０】
このように構成することで、液体吐出ヘッド１の両端部のメニスカス破壊を確実に回避することができる。つまり、供給ポート１２と排出ポート１３は液体循環路１１に比べて開口断面積が小さい開口であるため液体の流速が液体循環路１１の部分よりも大きくなる。したがって、液体の循環によるメニスカスへの影響は、ポート１２、１３から遠い中央部よりもポート１２、１３に近い両端部の方が大きくなる。そこで、第３実施形態と同様に共通液室７側での流れを抑えつつ、供給ポート１２と排出ポート１３が設けられる両端部のリブ１６の高さを中央部より高くすることによって、液体吐出ヘッド１の両端部のメニスカス破壊をより確実に回避することができる。また、両端部領域におけるリブ１６の高さを漸次変化させることで、領域供給ポート１２、排出ポート１３と液体循環路１１の接続部近傍における断面変化が滑らかになるので流れも安定する。
【００６１】
このように、内部に液体吐出ヘッドのノズルの並び方向に沿って液体が循環する液体循環路を有し、液体循環路の長手方向の端部には、液体循環路に液体を供給する供給ポートと液体循環路から液体を排出する排出ポートが設けられ、液体循環路の共通液室側の内壁面にはリブが形成されている構成とすることで、液体吐出ヘッドで発生した気泡や液体供給経路上流から液体吐出ヘッド内に流入した気泡を液体吐出ヘッドのメニスカスを破壊することなく循環流によって排出することができる
【００６２】
次に、本発明に係る液体供給部材の第５実施形態について図２０ないし図２２を参照して説明する。なお、図２０は同実施形態に係るヘッドユニットの平断面図、図２１は図２０のＫ−Ｋ線に沿う同ヘッドユニットの短手方向断面図、図２２は図２１と異なる他の例の図２０のＫ−Ｋ線に沿う同ヘッドユニットの短手方向断面図である。
このヘッドユニットの液室供給部材１０は、上記第３、第４実施形態ではリブ１６を主に液体循環路１１の長手方向（循環流生成方向）に平行に形成したのに対して、液体循環路１１の長手方向（循環流生成方向）と直交する方向に形成したものである。
【００６３】
この構成では、液体循環路１１の共通流路７側において循環する液体と壁面との接触面積が増大するのに加えて、リブ１６が形成されている領域では循環流の形成方向に液体循環路１１の開口断面積が変化することによる流れの損失増大の効果もあるので、液体供給部材１０内部の液体を循環した場合に、循環流が液体循環路１１内の共通流路７側で緩やかになり、循環流によるメニスカスへの悪影響を低減することができる。
【００６４】
この場合、図２２に示す他の例のように、供給ポート１２と排出ポート１３の近く（両端部側）のリブ１６の高さを中央部のリブ１６の高さよりも高くすることで、前記第４実施形態と同様の理由で、液体吐出ヘッド１の両端部のメニスカス破壊をより確実に回避することができるとともに、領域供給ポート１２、排出ポート１３と液体循環路１１の接続部近傍における断面変化が滑らかになるので流れも安定する。
【００６５】
次に、本発明に係る液体供給部材の第６実施形態について図２３を参照して説明する。なお、図２３は同実施形態に係るヘッドユニットの短手方向断面図である。
このヘッドユニットの液体供給部材１０は、液体循環路１１の循環流生成方向に直交する断面での形状を、鉛直上方向に頂点を有する三角形形状に形成している。このように天面１１ｄ側を上に凸な形状にして狭めることにより、液体循環路内の気泡を一箇所に集められるので、循環流によって排出しやすくなると共に、細かい気泡が天面部で合体して大きな気泡になり排出しやすくなる。
【００６６】
次に、本発明に係る液体供給部材の第７実施形態について図２４及び図２５を参照して説明する。なお、図２４は同実施形態に係るヘッドユニットの長手方向断面図、図２５は図２４のＬ−Ｌ線に沿う同ヘッドユニットの短手方向断面図である。
このヘッドユニットの液体供給部材１０は、前記第２実施形態の液体供給部材１０において、供給ポート１２、排出ポート１３を長手方向両端部で液体循環路１１の上面１１ａ（天面）側に設けている。
【００６７】
つまり、前記第２実施形態では供給ポート１２、排出ポート１３は液体循環路１１の天面１１ａから高さ方向に高さＹｈだけ下がった位置に設けているのに対し、ここでは供給ポート１２、排出ポート１３は液体循環路１１の天面１１ｄから高さ方向に高さＹｈ１（Ｙｈ１＜Ｙｈ）だけ下がった位置に設けている。
【００６８】
これにより、気泡５０は浮力で液体循環路１１の上面部に浮遊した状態で滞留するので、循環流は液体循環路１１の天面部に近い位置で流速が大きくなるように生成することで気泡５０を排出しやすい。そのため、供給ポート１２と排出ポート１３を液体循環路１１の天面部に近い位置に形成することで、天面部付近の流速が大きく（速く）なるようにしている。
【００６９】
また、前記第１ないし第７実施形態で説明した液体供給部材１０のように、供給ポート１２と排出ポート１３の向きも液体循環路１１の長手方向の向き、即ち循環流生成方向の向きに沿って設けることで、循環流の流れが循環の一方向のみになりやすいので、気泡排出効率を高めることができる。
【００７０】
つまり、図２６及び図２７に示す比較例３のように、供給ポート１２と排出ポート１３を、液体供給部材１０の液体吐出ヘッド１と接続する面と反対側の面（天面１１ｄ）側に設けて（液体循環路１１に開口させて）も、循環流は生成されるが、循環流は矢印６５〜６７のような流れとなり、液体吐出ヘッド１方向の流速成分が大きくなるので、好ましくない。
【００７１】
次に、本発明に係る液体供給部材の第８実施形態について図２８を参照して説明する。なお、図２８は同実施形態に係るヘッドユニットの長手方向断面図である。
このヘッドユニットの液体供給部材１０は、供給ポート１２を液体供給部材１０の液体吐出ヘッド１と接続する面と反対側の面（天面１１ｄ側の部分：天面部という。）の長手方向中央部に設け、長手方向両端部に排出ポート１３、１３を設ける構成としている（あるいは、逆に、供給ポート１２を両端部、排出ポート１３を中央部天面側に設ける構成とすることもできる。）。なお、その他の構成は前記第２実施形態と同様である。
【００７２】
そして、液体循環路１１内には、供給ポート１２と液体吐出ヘッド１の共通液室７との間に、供給ポート１２から供給される液体の流れを排出ポート１３、１３に向かう方向に整える整流部材１８を配置している。この整流部材１８の共通液室７に対向する面を傾斜面１９とし、共通液室７から浮上した気泡が整流部材１８にトラップされにくくしている。
【００７３】
このように構成することで、供給ポート１２（又は排出ポート１３）を液体供給部材１０の長手方向中央部の天面部に設けた場合に、循環流が液体吐出ヘッド１のメニスカスに悪影響しないようにすることができる。
【００７４】
つまり、図２９に示す比較例４のように、整流部材１８を設けない構成にあっては、供給ポート１２と排出ポート１３の間の距離が短いため気泡が排出しやすい面も多少あるが、液体吐出ヘッド１方向の流速成分が大きく、メニスカスに悪影響をしやすい不具合があると共に、１つの管路内で長手方向に正反対の２方向の流れが形成されるため、その境界部に流れのよどみができたり渦流が発生したりするので、一方向流れと比較すると気泡排出性が相対的に悪くなる。
【００７５】
そこで、循環流の流れに沿う方向でない向きに供給ポート１２又は排出ポート１３を設ける場合には、ポートの液体流出入口と液体吐出ヘッド１の共通液室７の間に整流部材１８を形成して流れを整えることによって循環流が液体吐出ヘッド１のメニスカスに悪影響しないようにすることができる。
【００７６】
このように、内部に液体吐出ヘッドのノズルの並び方向に沿って液体が循環する液体循環路を有し、この液体循環路に液体を供給する供給ポートと液体循環路から液体を排出する排出ポートが設けられ、供給ポートと排出ポートのいずれかは液体循環路の長手方向端部以外の部分に設けられ、この長手方向端部以外の部分に設けられたポートに対応して共通液室との間に流れを整える整流部材が設けられている構成とすることで、液体吐出ヘッドで発生した気泡や液体供給経路上流から液体吐出ヘッド内に流入した気泡を液体吐出ヘッドのメニスカスを破壊することなく循環流によって排出することができる。また、液体供給部材の長手方向端部以外に供給ポートや排出ポートが設けられた場合にも、液体の循環によって発生するヘッドに悪影響を及ぼす流れの方向を整流部材によって変えることができるので、液体供給部材に多数のポートを設けて気泡排出の効率を向上することができる。
【００７７】
なお、液体供給部材１０の液体循環路１１の内部に、図３０に示す比較例５のようにフィルタ１４を設けることは好ましくない。つまり、フィルタ１４を設ける構成にすると、循環流の流れが液体吐出ヘッド側に影響しにくくなると共に、主幹流路１１ａ内の気泡５０が液体吐出ヘッド１に入りにくくなり有効である。しかし、逆に、ノズル５から混入したり、個別液室６の内部で発生した気泡５１が、共通液室７の方に移動し、液体循環路１１に向かうときにフィルタ１４下部にトラップされてしまう。この気泡５１は、循環流では排出できず、ノズル５から液体と一緒に排出するしかない。したがって、液体吐出ヘッド１や液体循環路１１の内部にはフィルタを設けない方が好ましい。
【００７８】
次に、本発明に係る液体供給部材の第９実施形態について図３１及び図３２を参照して説明する。なお、図３１は同実施形態に係るヘッドユニットの長手方向断面図、図３２は図３１のＮ−Ｎ線に沿う同ヘッドユニットの短手方向断面図である。
前述した各実施形態においては、第２実施形態のように液体吐出ヘッド１の共通液室７に液体循環路１１の狭連通流路１１ｂが直接接続される構造や、第３実施形態のように液体循環路１１の共通液室７側にリブ１６を形成する構造を有する液体供給部材１０について説明してきた。
【００７９】
これに対して、この第９実施形態のヘッドユニットの液体供給部材１０は、液体循環路１１の狭連通流路１１ｂと液体吐出ヘッド１の間に液体バッファ流路１１ｃを設けている。つまり、供給ポート１２から排出ポート１３に向けて液体を流したときの流れに直交する液体循環路１１の流路断面は、略中央部が狭くくびれて（狭連通流路１１ｂの部分）、両側（主幹流路１１ａ、液体バッファ流路１１ｃの部分）が大面積である形状であり、一方の大面積の部分である液体バッファ流路１１ｃが連通口１７を介して共通液室７に連通し、他方の大面積の部分である主幹流路１１ａ側に供給ポート１２と排出ポート１３が設けられている構成となっている。
【００８０】
このような構成でも、メニスカスを破壊せずにヘッド１内及び液体循環路１１内の気泡を循環流を用いて排出することができる。さらに、液体バッファ流路１１ｃを設けることで、液滴を吐出する時の圧力波を液体バッファ流路１１ｃで吸収しやすくなるので、液滴の吐出安定性が向上する。
【００８１】
さらに、ここでは、液体循環路１１を構成する主幹流路１１ａの天面１１ｄを長手方向と直交する方向での断面形状で上に凸な曲面形状としている。また、主幹流路１１ａと供給ポート１２及び排出ポート１３との接続部を傾斜面１１ｅ、１１ｆにより滑らかにつながる構成にしている。このようにすることで、主幹流路１１ａ内での渦流の発生や流れの剥離等がなくなり気泡を効率よく排出できる。
【００８２】
このように、内部に液体吐出ヘッドのノズルの並び方向に沿って液体が循環する液体循環路を有し、液体循環路の長手方向の端部には、液体循環路に液体を供給する供給ポートと液体循環路から液体を排出する排出ポートが設けられ、供給ポートから排出ポートに向けて液体を流したときの流れに直交する液体循環路の流路断面は、略中央部が狭くくびれて、両側が大面積である形状であり、一方の大面積の部分が共通液室の開口に連通し、他方の大面積の部分側に供給ポートと排出ポートが設けられている構成とすることで、液体吐出ヘッドで発生した気泡や液体供給経路上流から液体吐出ヘッド内に流入した気泡を液体吐出ヘッドのメニスカスを破壊することなく循環流によって排出することができる。
【００８３】
また、供給ポートと排出ポートが設けられて循環流が生成される領域を通常の液体供給流量が確保できる範囲で狭くして循環流の流速を大きくできるので、更に気泡排出性が向上すると共に、ヘッドに近い領域を広い空間にして液体吐出ヘッドの吐出圧の伝播による不具合を解消するバッファ空間とすることで、更に吐出安定性が向上する。
【００８４】
次に、本発明に係る液体供給部材の第１０実施形態について図３３及び図３４を参照して説明する。なお、図３３は同実施形態に係るヘッドユニットの長手方向断面図、図３４は図３３のＯ−Ｏ線に沿う同ヘッドユニットの短手方向断面図である。
ここでは、上記第３実施形態と第９実施形態を適用して、液体循環路１１の中間部にリブ１６を設けて液体バッファ流路１１ｃを共通液室７の上部に設けている。
【００８５】
このような構成でも、メニスカス破壊せずにヘッド内及び液体循環路１１内の気泡を循環流を用いて排出することができる。さらに、液体バッファ流路１１ｃを設けることで、液滴を吐出する際の圧力波を液体バッファ流路１１ｃで吸収しやすくなるので、液滴の吐出安定性が向上する。
【００８６】
次に、本発明に係る液体供給部材の第１１実施形態について図３５を参照して説明する。なお、図３５は同実施形態に係るヘッドユニットの短手方向断面図である。
このヘッドユニットの液体供給部材１０は、主幹流路１１ａを形成する主幹流路形成部１０ａと、狭連通流路１１ｂを形成する狭連通流路形成部１０ｂとが材質の異なる部材（部品）で構成し、狭連通流路形成部１０ｂは主幹流路形成部１０ａよりも熱伝導率が大きい材料で形成している。ここで、熱伝導率が大きい材料としては、金属のほか、シリカ、アルミナ、窒化ホウ素、マグネシア、窒化アルミニウム、窒化ケイ素等の熱伝導性フィラが充填された樹脂も好適である。
【００８７】
つまり、液体吐出ヘッド１は、その吐出周波数が高くなると自身の発熱により温度上昇する。特に、発熱体を駆動し膜沸騰で液滴を吐出する方式のサーマル型液体吐出ヘッド１においては温度上昇が著しい。液体吐出ヘッド１の温度上昇は、内部の液体の温度上昇を引き起こし、吐出される液体の温度が変わると、液滴の吐出体積や吐出速度が変わることになる。
【００８８】
そこで、この実施形態のように、液体吐出ヘッド１に供給される液体が通過する最も狭い部分である液体供給部材１０の狭連通流路形成部１０ｂを金属等の熱伝導率の大きな材質で形成すると、液体吐出ヘッド１が発生する熱を効果的に奪って温度上昇を防止することができ、液体吐出ヘッド１に供給される液体の温度を安定化しやすく、安定した滴吐出特性を実現しやすくなる。
【００８９】
次に、本発明に係る液体供給部材の第１２実施形態について図３６及び図３７を参照して説明する。なお、図３６は同実施形態に係るヘッドユニットの短手方向断面図、図３７は図３６のＰ−Ｐ線に沿う断面説明図である。
このヘッドユニットの液体供給部材１０も、第１１実施形態と同様に、主幹流路１１ａを形成する主幹流路形成部１０ａと、狭連通流路１１ｂを形成する狭連通流路形成部１０ｂとが材質の異なる部材（部品）で構成し、更に、狭連通流路形成部１０ｂの放熱効果を更に高めるために、液体循環路１１の内側及び外側に各々内部フィン１５ａと外部フィン１５ｂを設けている。
【００９０】
このように構成することで、液体循環路内の液体や外気との接触面積が拡大され、温度の安定化がさらに容易になる。
【００９１】
また、内部フィン１５ａは、前記第５実施形態で説明したリブ１６と同様に、循環流のヘッド１への影響を低減する作用も有する。したがって、内部フィン１５ａの向きとしては、少なくとも狭連通流路１１ｂについては、図３６に示すように、内部フィン１５ａの長手方向が主幹流路１１ａから液体吐出ヘッド１に向かう方向、即ち、循環流に対してフィンが直交するようにすることが好ましい。このような向きにすることにより、共通液室７からの気泡の浮上を妨げずに、狭連通流路１１ｂ内の循環流をさらに抑制することができる。
【００９２】
次に、本発明に係る液体吐出装置を含む画像形成装置に適用について説明する。なお、ここでは、液体としてインクを吐出し、ファクシミリ装置、複写装置、これらの複合機などにも適用可能なインクジェットプリンタに適用した例を説明するが、本発明に係る液体吐出装置は、インク以外の液体、例えばＤＮＡ試料やレジスト、パターン材料などを吐出する液体吐出ヘッドや液体吐出装置、或いはこれらを備える画像形成装置にも適用することができる。
【００９３】
まず、本発明に係る画像形成装置の第１実施形態について図３８ないし図４０を参照して説明する。なお、図３８は同画像形成装置の構成図、図３９は同装置の維持回復時の状態を示す説明図、図４０は液体供給経路の説明に供する模式的説明図である。
この画像形成装置は、搬送される最大の紙幅に対応した長さを有する長尺形状の液体吐出ヘッドからなる記録ヘッド１（１Ｋ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｙ）が異なる４色（ブラック、シアン、マゼンタ、イエローの各色）のインクごとに４つ設けられたラインプリンタである。４つの記録ヘッド１は、ヘッドフレーム３６に固定されており、図示しないヘッド昇降機構により４つのヘッド１が同時に上下に移動可能な構成となっている。
【００９４】
記録ヘッド１のすぐ下方にはインクにより画像が記録される記録紙が搬送される。記録紙は、給紙トレイ３８に積載保持されており、図示しない分離給紙機構により１枚ずつ送り出され、紙搬送ベルト３０によって搬送され、記録完了後、排紙トレイ３９に排紙される。
【００９５】
紙搬送ベルト３０は、ベルト搬送ローラ３１とテンションローラ３２によって張架されており、表層は樹脂材で構成された高抵抗層、裏層は樹脂材料にカーボンによる抵抗制御を行った中抵抗層の２層構造である。この紙搬送ベルト３０には、金属ローラの外層に中抵抗層が形成され最外層に薄い高抵抗層が形成された帯電ローラ３３が接触されている。
【００９６】
そこで、帯電ローラ３３に高電圧を印加することにより、紙搬送ベルト３０と帯電ローラ３３のニップ部近傍のエアーギャップで放電が生じ、紙搬送ベルト３０上に電荷が付着する。帯電ローラ３３に印加する電圧を正負の交流電圧とすると、紙搬送ベルト３０上には正負の電荷が交互にストライプ状に付着する。このように帯電した紙搬送ベルト３０に記録紙を供給すると、静電力によって記録紙が紙搬送ベルト３０に吸着する。記録紙が強固に紙搬送ベルト３０に保持された状態で印字を行うことができるため、高速に用紙を搬送しながら印字を行う場合でも、安定した印字品質を得ることができる。
【００９７】
記録ヘッド１は、前述した第２実施形態で示すような発熱体４の駆動によるインクの膜沸騰により吐出圧を得るサーマル方式のものとし、液室６内の吐出エネルギー作用部（発熱体部）へのインクの流れ方向とノズル５の開口中心軸とを直角となしたサイドシューター方式の構成としている。
【００９８】
このような構成とすることによって、発熱体４からのエネルギーをより効率良くインク滴の形成とその飛行の運動エネルギーへと変換でき、またインクの供給によるメニスカスの復帰も速いという構造上の利点を有する。また、エッジシューター方式において問題となる気泡が消滅する際の衝撃により発熱体４を徐々に破壊する、いわゆるキャビテーション現象をサイドシューターであれば回避することができる。つまり、サイドシューターにおいて気泡が成長し、その気泡がノズル５に達すれば気泡が大気に通じることになり温度低下による気泡の収縮が起こらない。そのため、記録ヘッドの寿命が長いという長所を有する。
【００９９】
この記録ヘッド１は、例えば次のようにして製作することができる。まず、発熱体基板２は、熱酸化によって形成されたＳｉＯ２膜を有するシリコンウエハ上に発熱抵抗体層としてＨｆＢ２をＲＦマグネトロンスパッタで積層し、更に電極層としてＡｌをＥＢ蒸着法で積層する。次に、フォトリソ技術によりＡｌ層をリン酸硝酸系エッチング液でエッチングした。次に、ＲＩＥを用いて、発熱抵抗体層をエッチングする。発熱体４を露出するために、露出部分に相当する部分を除いた部分にレジスト膜を形成し、エッチング液で処理してレジストの設けられていない部分にあるＡｌをエッチングして、一対の電極間に発熱体４を設ける。最後に、電気熱変換体上に保護層としてのＳｉＯ２層を、更に発熱体配列部以外の部分にポリイミド層を設けて発熱体基板２を形成する。
【０１００】
次いで、この発熱体基板２上に、溶解可能な樹脂層としてポリメチルイソプロペニルケトン（東京応化工業（株）社製ＯＤＵＲ−１０１０）をＰＥＴ上に塗布、乾燥しドライフィルムとしたものをラミネートにより転写する。プリベーク後、個別液室６に対応するパターン露光を行い、メチルイソブチルケトン／キシレン＝２／１を用いて現像する。次に、エポキシ樹脂、光カチオン重合開始剤、シランカップリング剤からなる樹脂組成物をメチルイソブチルケトン／キシレン混合溶媒に５０ｗｔ％の濃度で溶解し、スピンコートにて感光性被覆樹脂層を形成する。その後、ノズル５に対応するパターン露光及びアフターベークを行った後、メチルイソブチルケトンで現像を行い、ノズル５を形成する。
【０１０１】
さらに、メチルイソブチルケトン中に超音波を付与しつつ浸漬し、残存している溶解可能な樹脂を溶出し、１５０℃ １時間加熱し感光性被覆材料層を完全に硬化させた。最後に、共通液室７を、ＴＭＡＨ（水酸化テトラメチルアンモニウム水溶液）によるシリコンの異方性エッチングにより形成する。このとき、作製した液室部材２がダメージを受けないように、環化ゴムからなる保護層でシリコン基板のノズル５を形成した側の面を保護する。
【０１０２】
以上により、６００ｄpi/列、２４００ＣＨ／列（１列に２４００個のノズル５が配置されているという意味）、ノズル列間距離２４０μｍ、共通液室７の最大開口幅約１.８ｍｍ、長さ約１１０mmのライン型ヘッドを作製することができる。
【０１０３】
液体供給部材１０は、第２実施形態に係る液体供給部材１０とし、図１１ないし図１３に示す断面形状の流路（液循環路１１）を有する部品を透明なポリカーボネート樹脂の切削／貼り合わせで作製し、液体吐出ヘッド１に接着固定している。この液体供給部材１０の内部の寸法は、例えば、図１１ないし図１３において、Ｗａ：５ｍｍ、Ｗｂ：２．４ｍｍ、Ｈａ：６ｍｍ、Ｈｂ：４ｍｍ、Ｙｂ：１．５ｍｍ、Ｌｓ：５ｍｍとしている。そして、液体供給部材１０の両端には供給ポート１２と排出ポート１３を主幹流路１１ａの断面の中央部（Ｙｈ：３ｍｍの位置）に設けて、図４０に示すような液体供給経路内（インク供給系）に接続している。
【０１０４】
この液体供給経路（系）において、ヘッドタンク７０は、記録ヘッド１にインクを供給すると共に、気泡を受け入れて外部に排出する機能を有するもので、内部が第１インク室７１と上部に大気開放口７３が設けられた第２インク室７２に分けられており、ポンプＰ２によって第２インク室７２から第１インク室７１にインクを移送可能になっている。第２インク室７２にはインクカートリッジ７６が接続されており、フィルタ７５によってろ過されたインクがポンプＰ１によってヘッドタンク７０の第２インク室７２に補充可能な構成となっている。
【０１０５】
このヘッドタンク７０の第２インク室７２の底面にはインクポートが設けられ、常開のバルブＶ２を介してヘッド１の液体供給部材１０の排出ポート１３に接続されている。第２インク室７２のインク量はインク液面とヘッド１の水頭差Ｓｈが一定の値（１０〜１５０ｍｍ）になるように液位検知センサ７４によって管理される。
【０１０６】
ここで、通常の画像形成時においては、ポンプＰ１、Ｐ２は停止状態、バルブＶ２のみ開状態にする。インクは、第２インク室７２から排出ポート１３を経由して記録ヘッド１に供給される。インク消費により第２インク室７２の液面が所定の位置よりも低くなると液位検知センサ７４が検出する。これにより、バルブＶ１を開き、ポンプＰ１を動作させてインクカートリッジ７６から第２インク室７２にインクを補充する。補充停止は、液位検知センサ７４の検出信号によって制御している。
【０１０７】
また、ヘッド１の目詰まり等が生じた場合は、ヘッド１の回復動作を行う。図３８の状態からヘッド１が上方に移動し、維持ユニット３５が水平方向に移動（図３８の状態から図の右方向：矢示方向に移動）してヘッド１の真下に配置される。そして、ヘッド１が少し下降して、図４１に示すように維持ユニット３５のホルダ４３で保持されているキャップ４０にヘッド１のノズル５を形成したノズル面５ａが密着した状態にする。この状態で、図４０のバルブＶ１、Ｖ２を閉じてポンプＰ２のみを一定時間駆動する。
【０１０８】
これにより、第１インク室７１内のインクが加圧されてヘッド１に流れ込む。バルブＶ２が閉じているので、インクはヘッド１のノズル５から排出される。この排出されるインクと一緒にヘッド１の目詰まりの原因となっていた気泡や異物が除去される。そして、ポンプＰ２を停止した後、ヘッド１をキャップ４０と非接触状態になるレベルに上昇し、維持ユニット３５を水平方向に移動（図３９の状態から図の右方向に移動）して、図４２のようにヘッド１のノズル面５ａをワイパーブレード４１でワイピングする。ワイピングによりノズル５にメニスカスが形成された後、バルブＶ２を開いてヘッド１を水頭差Ｓｈに相当する負圧状態に保持する。
【０１０９】
キャップ４０内にはヘッド１から排出されたインクが溜まるので、それをポンプ４５で吸引して廃液タンク４４に廃出する。なお、キャップ４０内のインクをフィルタを用いてろ過すれば、廃液タンク４４ではなくヘッドタンク７０の第２インク室７２に戻すようにして吸引したインクをも再利用することも可能である。
【０１１０】
その後、ヘッド１の昇降及び維持ユニット３５の水平移動により図３８の状態で記録動作を行うか、図３９の状態で記録指示があるまで待機する。この回復動作により、目詰まりが解消し、ヘッド１を良好な状態に維持することができる。
【０１１１】
ここで、図４０に示す液体供給系において、液体供給部材１０とヘッドタンク７０をつなぐ流路８０、８１は通常は樹脂チューブであるので、チューブ素材自身の透気性により経時的に内部に気泡が混入する。この気泡が液体供給部材１０の内部に多く堆積すると、記録動作中にインクの流れに乗ってヘッド１に混入し、インク滴吐出不良の原因となる。液体供給部材１０から気泡を排出するには、図４０において、バルブＶ２を開いた状態で、ポンプＰ２のみを駆動し、第２インク室７２から第１インク室７１にインクを流す。インクは、第１インク室７１から液体供給部材１０の供給ポート１２に入り、液体供給部材内部の気泡と一緒に排出ポート１３から排出され、第２インク室７２に戻る。第２インク室７２でインク中の気泡は浮上して大気開放口７３から排出される。
【０１１２】
この画像形成装置における本発明に係る液体供給部材１０を用いた場合の気泡排出性を評価するため、液体供給部材１０の上流側に三方弁をつけてチューブ内に気泡を注入し、液体供給部材１０の内部を観察しながらポンプＰ２を作動させて液体供給部材１０内に気泡を混入させた。液体供給部材１０内部の流れが止まるまで待機した後、再度ポンプＶ２を作動させて６０ｍｌ／ｍｉｎの流量でインクを循環させた。その結果、液体供給部材１０内の上部角部に小さい気泡が残留したが、概ね良好に気泡が排出できたことを確認した。また、ヘッド１のノズル面を観察したところ、ノズル５からのインクのにじみ出し等の不具合もなく、吐出不良なく良好な画像形成を行うことができた。
【０１１３】
次に、同様に液体供給部材１０内に気泡を混入させた後、９０ｍｌ／ｍｉｎでインクを循環したところ、先の条件で気泡が残留した角部にも気泡は残らず、良好に気泡排出が行えた。しかし、ノズル５を観察したところ、ノズル５からインクがにじみ出ていることが確認された。
【０１１４】
次に、第７実施形態（図２４及び図２５）で説明したように、供給ポート１２と排出ポート１３の位置を鉛直上方に変更（Ｙｈ１：１ｍｍに変更）した液体供給部材１０を用いて、同様に気泡排出実験を行った。その結果、９０ｍｌ／ｍｉｎでインクを循環した場合でも、ノズル５からインクが滲み出す不具合もなく、良好に気泡排出が行えることが確認された。
【０１１５】
さらに、別の形態として、第６実施形態（図２３）に示すように、主幹流路１１ａの上方角部を面取りして天面中央部が上に向けて凸になるような形状（Ｗａ：５ｍｍ、Ｗｂ：２．４ｍｍ、Ｈａ：６ｍｍ、Ｈｂ：４ｍｍ、Ｙｈ：３ｍｍ、Ｙｃ：１．５ｍｍ、Ｗｃ：１ｍｍ）とした。その結果、６０ｍｌ／ｍｉｎでインクを循環した場合でも、ノズル５からインクが滲み出す不具合もなく、良好に気泡排出を行うことができた。
【０１１６】
ここで、比較例として、比較例１（図６及び図７）に示すように、液体循環路１１から狭連通流路１１ｂを取り除いた形態の液体供給部材（Ｗｃ：５ｍｍ、Ｈｃ：６ｍｍ、Ｙｈ：３ｍｍ）を作製し、これを用いて同様の気泡排出実験を行った。その結果、６０ｍｌ／ｍｉｎの流量でインクを循環させることで気泡を排出することはできたが、ノズル５からのインクの滲み出しが観察された。循環流量を小さくしたり、供給ポート１２と排出ポート１３の位置を上方にオフセットしたりしたが、ノズル５からインクが滲み出さないで気泡排出性を確保できる条件は得られなかった。
【０１１７】
そこで、比較例２（図８及び図９）のように、液体循環路１１の高さを増やした構成（Ｗｄ：５ｍｍ、Ｈｄ：１２ｍｍ、Ｙｈ：３ｍｍ）として同様に気泡排出評価を行った。その結果、良好な気泡排出性を得るためには流量が１２０ｍｌ／ｍｉｎ以上必要であったが、気泡排出動作を行うときのヘッドタンク７０の第２インク室７２内のインク水位が低い条件の時に頻度は少ないが、ノズル５のメニスカスが壊れて吐出しないチャンネル（ノズル５）が発生した。
【０１１８】
このように、液体循環路１１の高さを増やす構成とする必要がある場合には、第９実施形態（図３１及び図３２）のような構成とする方法も有効である。第９実施形態の液体供給部材１０では、液体循環路１１のヘッド１に最も近い部分を大空間の液体バッファ流路１１ｃとしており、その上部に狭連通流路１１ｂと主幹流路１１ａを設けている。ヘッド１で発生して共通流路７に流れ出した気泡は浮力で主幹流路１１ａの天面１１ｄまで上昇する。このとき、液体バッファ流路１１ｃの上部は傾斜面としているので気泡は液体バッファ流路１１ｃ内に滞留しない。また、主幹流路１１ａの天面１１ｄは上に凸な曲面形状としているので、気泡が最上部に集まって排出しやすい。
【０１１９】
このような構成では、循環流の位置をヘッド１から離して循環流のヘッド１への影響を低減化できる。また、主幹流路１１ａは記録動作における流量を確保するだけの断面積に最小化し、循環流を高速化して気泡の排出性を高めることができる。さらに、ヘッド１に近い部分に大きな容積のバッファ部（バッファ流路１１ｃ）が設けられるので、ヘッド１の吐出圧を吸収することができ、所謂相互干渉の抑制に有効である。この点においては、１つのノズルから複数種類の大きさの液滴を吐出させる圧電方式の吐出ヘッドに対して特に有効である。
【０１２０】
図３１及び図３２において、各部の寸法をＷｉａ：５ｍｍ、Ｗｉｃ：２．４ｍｍ、Ｈｉａ：４ｍｍ、Ｈｉｂ：４ｍｍ、Ｈｉｃ：６ｍｍ、Ｙｈ：２ｍｍとして、前述と同様の方法で気泡排出性の評価を実施したところ、６０ｍｌ／ｍｉｎの流量で気泡が完全に排出でき、ノズルのメニスカス破壊なども生じなかった。また、気泡排出のためのインク循環動作を行いながら、画像形成も行うことができた。
【０１２１】
以上の実施形態では、液体供給部材１０内にフィルタを設けていないため、記録動作を繰り返す中でヘッド側から気泡が発生した場合でも、狭連通流路１１ｂを経由して主幹流路１１ａに浮上したため、インク循環により排出させることができた。これに対し、図３０のように狭連通流路１１ｂと主幹流路１１ａの間にフィルタ１４を設けた液体供給部材１０を用いて記録動作を繰り返したところ、ヘッド１で発生した気泡がフィルタ１４を通過することができず、狭連通流路１１ｂ内に堆積し、前述した回復動作でなければ外部に排出できなかった。
【０１２２】
以上説明したように、本発明では液体供給部材のヘッドとの連通部を狭めて循環流の影響がノズルのメニスカスに及ばないようにしている。したがって、記録動作中に循環流を形成することもできる。インクを循環させながら記録を行うことで、気泡が堆積することがなくなり、気泡排出のために記録動作を中断することがなく記録のスループットが向上する。
【０１２３】
次に、本発明に係る画像形成装置の第２実施形態について説明する。
ここでは、液体供給部材１０として、第４実施形態（図１７ないし図１９）に係る液体供給部材１０を用いた。液体供給部材１０は、図１８及び図１９に示す断面形状の流路を有する部材を透明なポリカーボネート樹脂の切削／貼り合わせで作製して、液体吐出ヘッド１に接着固定した。液体流路部材１０の内部の寸法は、図１９において、Ｗａ：７ｍｍ、Ｈａ：６ｍｍ、Ｈｂ：４ｍｍ、Ｙｂ：１．５ｍｍ、Ｌｓ：５ｍｍとした。また、リブ１６としては、まず共通液室７への開口部の長手方向両端に厚さ０.４mmのリブ１６ａを０．９ｍｍピッチで３個設け、開口部の幅方向に厚さ０．５ｍｍのリブ１６ｂを０．９ｍｍ間隔で両側２個ずつ設けた。
【０１２４】
そして、液体供給部材１０の長手方向両端に供給ポート１２と排出ポート１３を設け、上記画像形成装置の第１実施形態と同様に、図４０に示すようなインク供給系（液体供給経路内）に接続し、気泡排出性を評価した。その結果、液体供給部材１０内に故意に混入させた気泡を７０ｍｌ／ｍｉｎの流量でインクを循環させることで、良好に気泡が排出できた。また、ノズル５からのインクのにじみ出し等の不具合もなく、吐出不良なく良好な画像形成を行うことができた。
【０１２５】
次に、本発明に係る画像形成装置の第３実施形態について図４３をも参照して説明する。
ここでは、上記画像形成装置の第２実施形態で説明した液体供給部材１０を、図４１に示す液体供給経路内（インク供給系）に接続した。このインク供給系は、液体供給部材１０の排出ポート１３の下流側に流量調整弁Ｖ３を設けている点が前述した図４０のインク供給系と異なっている。
【０１２６】
このように、排出ポート１３の下流に流量調整弁Ｖ３を設けることで、排出ポート１３から排出されるインクの流量（Ｑｃ）を調節することができるため、この流量Ｑｃを小さくすることによって液体循環路１１からヘッド１へインクを圧送することができる。これにより、液体循環路１１内の気泡排出とヘッド１内の気泡排出を同時に行うことができる。
【０１２７】
次に、前述した図３５に示す前記液体供給部材の第１１実施形態、図３６及び図３７に示す第１２実施形態の具体例について説明する。
この具体例では、液体供給部材１０の内部の寸法は前記画像形成装置の第１実施形態で説明したと同じであるが、液体供給部材１０を２つの異なる材質としている。具体的には、主幹流路１１ａを形成する主幹流路形成部１０ａをポリカーボネート樹脂、狭連通流路１１ｂを形成する狭連通流路形成部１０ｂをＳＵＳとした。また、ヘッド１を前記画像形成装置の第１実施形態で説明したサーマル方式のものとしている。
【０１２８】
サーマル方式では特にヘッド１の温度上昇が著しいため、通常はヘッドの駆動周波数を下げたり、記録を一時中断したり、駆動するノズル数を減らしたりするが、この液体供給部材１０ではヘッド１側の狭連通流路形成部１０ｂを熱伝導率の大きい材料で形成しているので、直接ヘッド１に接合する形態にすることで、ヘッド１の熱を直接奪えて温度上昇を低減できる。また、流路の細まった部分を熱伝導率の大きい材料とするので、インクの熱を効率的に奪うことができ、連続して記録を行った場合でも安定した画像形成を行えることができた。
【０１２９】
さらに、第１２実施形態（図３６及び図３７）に示すように、液体供給部材１０の狭連通流路形成部１０ｂの内側と外側を両方に複数のフィン１５ａ、１５ｂが設けられている構成としたところ、さらに、放熱効率が高まりより大きな印字デューティの画像を高速に印字することが可能となった。さらに、この液体供給部材１０では、流路内のフィン１５ａを鉛直方向が長手方向になるようにしたので、ヘッド１からの気泡の浮上を妨げることなく放熱能力を向上することができた。また、流路内のフィン１５ａを循環流の流れる方向に対して直角方向に形成したことと、フィン１５ａを主幹流路１１ａの底部にも設けたことにより、狭連通流路１１ｂ部の循環流による流れを効果的に抑制でき、循環流によるメニスカス破壊に対する耐性が向上した。
【０１３０】
次に、前述した図２８に示す前記液体供給部材の第８実施形態の具体例について説明する。
この液体供給部材１０は、前述したように供給ポート１２を液体供給部材１０の中央部に設け、排出ポート１３を液体供給部材の長手方向両端部に設けている。また、液体循環路１１内の供給ポート１２の真下に当たる位置に整流部材１８を設けている。整流部材１８は、供給ポート１２の上面は供給されるインクが２つの排出ポート１３の方向に滑らかに分流しやすいように曲面で形成し、下面（底面）は、ヘッド１から浮上する気泡を滞留させないように傾斜面とした。
【０１３１】
この液体供給部材１０を図４０又は図４３に示すインク供給系に接続し、同じ循環流量で気泡排出評価を実施したところ、画像形成装置の第１実施形態で説明した場合よりも更に短時間で気泡を排出することができた。比較実験として、図２９に示すように整流部材を設けない構成で同様の評価を行ったところ、図２９の領域Ｑに気泡が若干残りやすい不具合があった。また、ヘッドの中央部のノズルのメニスカスが壊れやすい不具合が生じた。
【０１３２】
なお、本発明は、様々な液体吐出方式のヘッドに対して適用可能であるが、前述の実施形態で説明したサーマル方式のヘッドはインクも含めて昇温しやすいため、特に好適である。また、サーマル型ヘッドの中でも前述したサイドシュータ型のヘッドは、ヘッド内部で気泡が発生しやすく、発生した気泡が共通液室に流れやすいため更に好適である。
【図面の簡単な説明】
【０１３３】
【図１】本発明に係る液体供給部材の第１実施形態の説明に供する液体供給部材を液体吐出ヘッドに接続して一体化されて構成されるヘッドユニットを示す斜視説明図である。
【図２】同ヘッドユニットの長手方向断面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ線に沿う同ヘッドユニットの短手方向断面図である。
【図４】同実施形態の作用説明に供するヘッドユニットの長手方向断面図である。
【図５】図４のＢ−Ｂ線に沿う同ヘッドユニットの短手方向断面図である。
【図６】同じく比較例１のヘッドユニットの長手方向断面図である。
【図７】図６のＣ−Ｃ線に沿う断面説明図である。
【図８】同じく比較例２のヘッドユニットの長手方向断面図である。
【図９】図８のＤ−Ｄ線に沿う断面説明図である。
【図１０】同じく同実施形態の液体循環路の他の異なる断面形状の説明に供する模式的説明図である。
【図１１】本発明に係る液体供給部材の第２実施形態の説明に供するヘッドユニットの長手方向断面図である。
【図１２】図１１のＥ−Ｅ線に沿う同ヘッドユニットの短手方向断面図である。
【図１３】図１１のＦ−Ｆ線に沿う同ヘッドユニットの短手方向断面図である。
【図１４】本発明に係る液体供給部材の第３実施形態の説明に供するヘッドユニットの長手方向断面図である。
【図１５】図１４のＧ−Ｇ線に沿う同ヘッドユニットの平断面図である。
【図１６】図１４のＨ−Ｈ線に沿う同ヘッドユニットの短手方向断面図である。
【図１７】本発明に係る液体供給部材の第４実施形態の説明に供するヘッドユニットの長手方向断面図である。
【図１８】図１７のＩ−Ｉ線に沿う同ヘッドユニットの平断面図である。
【図１９】図１７のＪ−Ｊ線に沿う同ヘッドユニットの短手方向断面図である。
【図２０】本発明に係る液体供給部材の第５実施形態の説明に供するヘッドユニットの平断面図である。
【図２１】図２０のＫ−Ｋ線に沿う同ヘッドユニットの短手方向断面図である。
【図２２】図２１と異なる他の例の図２０のＫ−Ｋ線に沿う同ヘッドユニットの短手方向断面図である。
【図２３】本発明に係る液体供給部材の第６実施形態の説明に供するヘッドユニットの短手方向断面図である。
【図２４】本発明に係る液体供給部材の第７実施形態の説明に供するヘッドユニットの長手方向断面図である。
【図２５】図２４のＬ−Ｌ線に沿う同ヘッドユニットの短手方向断面図である。
【図２６】比較例３のヘッドユニットの長手方向断面図である。
【図２７】図２６のＭ−Ｍ線に沿う同ヘッドユニットの短手方向断面図である。
【図２８】本発明に係る液体供給部材の第８実施形態の説明に供するヘッドユニットの長手方向断面図である。
【図２９】同実施形態の作用説明に供する比較例４のヘッドユニットの長手方向断面図である。
【図３０】比較例５のヘッドユニットの短手方向断面図である。
【図３１】本発明に係る液体供給部材の第９実施形態の説明に供するヘッドユニットの長手方向断面図である。
【図３２】図３１のＮ−Ｎ線に沿う同ヘッドユニットの短手方向断面図である。
【図３３】本発明に係る液体供給部材の第１０実施形態の説明に供するヘッドユニットの長手方向断面図である。
【図３４】図３３のＯ−Ｏ線に沿う同ヘッドユニットの短手方向断面図である。
【図３５】本発明に係る液体供給部材の第１１実施形態の説明に供するヘッドユニットの短手方向断面図である
【図３６】本発明に係る液体供給部材の第１２実施形態の説明に供するヘッドユニットの短手方向断面図である。
【図３７】図３６のＰ−Ｐ線に沿う断面説明図である。
【図３８】本発明に係る画像形成装置の第１実施形態の説明に供する構成図である。
【図３９】同装置の維持回復時の状態を示す説明図である。
【図４０】同装置の液体供給経路の説明に供する模式的説明図である。
【図４１】同画像形成装置の維持回復動作の説明に供する説明図である。
【図４２】同じく維持回復動作の説明に供する説明図である。
【図４３】本発明に係る画像形成装置の第３実施形態の説明に供する同装置の液体供給経路の説明に供する模式的説明図である。
【符号の説明】
【０１３４】
１…液体吐出ヘッド（記録ヘッド）
２…発熱体基板
３…流路形成部材
５…ノズル
６…液室
７…共通液室
１０…液体供給部材
１１…液体循環路
１１ａ…主幹流路
１１ｂ…狭連通流路
１１ｃ…液体バッファ流路
１６…リブ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液滴を吐出する複数のノズルが連通する複数の液室に液体を供給する共通液室を有する液体吐出ヘッドに接続され、この液体吐出ヘッドの共通液室に前記液体を供給する液体供給部材であって、
この液体供給部材は、内部に前記液体吐出ヘッドのノズルの並び方向に沿って前記液体が循環する液体循環路を有し、
前記液体循環路の長手方向の端部には、前記液体循環路に液体を供給する供給ポートと前記液体循環路から液体を排出する排出ポートが設けられ、
前記液体循環路の前記共通液室側には、前記共通液室に連通する連通口が設けられ、
前記連通口は、前記液体循環路よりも幅が狭いとともに、前記供給ポート側及び排出ポート側の少なくともいずれかの部分が他の部分よりも深い
ことを特徴とする液体吐出ヘッド用液体供給部材。
【請求項２】
液滴を吐出する複数のノズルが連通する複数の液室に液体を供給する共通液室を有する液体吐出ヘッドに接続され、この液体吐出ヘッドの共通液室に前記液体を供給する液体供給部材であって、
この液体供給部材は、内部に前記液体吐出ヘッドのノズルの並び方向に沿って前記液体が循環する液体循環路を有し、
前記液体循環路の長手方向の端部には、前記液体循環路に液体を供給する供給ポートと前記液体循環路から液体を排出する排出ポートが設けられ、
前記液体循環路の前記共通液室側には、前記共通液室に連通する連通口が設けられ、
この連通口の周囲にリブが配置されている
ことを特徴とする液体吐出ヘッド用液体供給部材。
【請求項３】
液滴を吐出する複数のノズルが連通する複数の液室に液体を供給する共通液室を有する液体吐出ヘッドに接続され、この液体吐出ヘッドの共通液室に前記液体を供給する液体供給部材であって、
この液体供給部材は、内部に前記液体吐出ヘッドのノズルの並び方向に沿って前記液体が循環する液体循環路を有し、
前記液体循環路の長手方向の端部には、前記液体循環路に液体を供給する供給ポートと前記液体循環路から液体を排出する排出ポートが設けられ、
前記液体循環路の前記共通液室側の内壁面にはリブが形成されている
ことを特徴とする液体吐出ヘッド用液体供給部材。
【請求項４】
請求項２又は３に記載の液体吐出ヘッドの液体供給部材において、前記リブは前記液体循環路の前記供給ポート側及び前記排出ポート側の部分が他の部分よりも相対的に高さが高いことを特徴とする液体吐出ヘッド用液体供給部材
【請求項５】
液滴を吐出する複数のノズルが連通する複数の液室に液体を供給する共通液室を有する液体吐出ヘッドに接続され、この液体吐出ヘッドの共通液室に前記液体を供給する液体供給部材であって、
この液体供給部材は、内部に前記液体吐出ヘッドのノズルの並び方向に沿って前記液体が循環する液体循環路を有し、
前記液体循環路の長手方向の端部には、前記液体循環路に液体を供給する供給ポートと前記液体循環路から液体を排出する排出ポートが設けられ、
前記供給ポートから前記排出ポートに向けて液体を流したときの流れに直交する前記液体循環路の流路断面は、略中央部が狭くくびれて、両側が大面積である形状であり、一方の大面積の部分が前記共通液室の開口に連通し、他方の大面積の部分側に前記供給ポートと前記排出ポートが設けられている
ことを特徴とする液体吐出ヘッド用液体供給部材。
【請求項６】
請求項５に記載の液体吐出ヘッド用液体供給部材において、前記液体循環路の短手方向の壁面に形成されるリブによって、前記供給ポートから前記排出ポートに液体を流したときの流れに直交する前記液体循環路の流路断面は、略中央部が狭くくびれて、両側が大面積である形状となっていることを特徴とする液体吐出ヘッド用液体供給部材。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれかに記載の液体吐出ヘッド用液体供給部材において、前記供給ポートから前記排出ポートに液体を流したときの流れに直交する方向の流路断面が、上方に凸な形状であることを特徴とする液体吐出ヘッド用液体供給部材。
【請求項８】
請求項１ないし７のいずれかに記載の液体吐出ヘッド用液体供給部材において、前記共通液室の上部開口と前記液体循環路の天面との間に液体の流れを阻害する部分がないことを特徴とする液体吐出ヘッド用液体供給部材。
【請求項９】
液滴を吐出する複数のノズルが連通する複数の液室に液体を供給する共通液室を有する液体吐出ヘッドに接続され、この液体吐出ヘッドの共通液室に前記液体を供給する液体供給部材であって、
この液体供給部材は、内部に前記液体吐出ヘッドのノズルの並び方向に沿って前記液体が循環する液体循環路を有し、
この液体循環路に液体を供給する供給ポートと前記液体循環路から液体を排出する排出ポートが設けられ、
前記供給ポートと前記排出ポートのいずれかは前記液体循環路の長手方向端部以外の部分に設けられ、この長手方向端部以外の部分に設けられたポートに対応して前記共通液室との間に流れを整える整流部材が設けられている
ことを特徴とする液体吐出ヘッド用液体供給部材。
【請求項１０】
請求項１ないし９のいずれかに記載の液体吐出ヘッド用液体供給部材において、前記連通口を形成する部分が高熱伝導率材料で形成されていることを特徴とする液体吐出ヘッド用液体供給部材。
【請求項１１】
請求項２、４及び６のいずれかに記載の液体吐出ヘッド用液体供給部材において、前記リブが高熱伝導率材料で形成されていることを特徴とする液体吐出ヘッド用液体供給部材。
【請求項１２】
液滴を吐出する複数のノズルが連通する複数の液室に液体を供給する共通液室を有する液体吐出ヘッドに接続され、この液体吐出ヘッドの共通液室に前記液体を供給する液体供給部材であって、
この液体供給部材は、内部に前記液体吐出ヘッドのノズルの並び方向に沿って前記液体が循環する液体循環路を有し、
前記液体循環路の長手方向の端部には、前記液体循環路に液体を供給する供給ポートと前記液体循環路から液体を排出する排出ポートが設けられ、
前記液体循環路の前記共通液室側には、前記共通液室に連通する連通口が設けられ、
前記連通口は、前記液体循環路よりも幅が狭い
ことを特徴とする液体吐出ヘッド用液体供給部材。
【請求項１３】
液体吐出ヘッドから液滴を吐出させる液体吐出装置において、前記液体吐出ヘッドに対して液体を供給する請求項１ないし１２のいずれかに記載の液体供給部材を備えていることを特徴とする液体吐出装置。
【請求項１４】
液体吐出ヘッドから液滴を吐出させて画像を形成する画像形成装置において、前記液体吐出ヘッドに対して液体を供給する請求項１ないし１２のいずれかに記載の液体供給部材を備えていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１】
液滴を吐出する複数のノズルが連通する複数の液室に液体を供給する共通液室を有する液体吐出ヘッドに接続され、この液体吐出ヘッドの共通液室に前記液体を供給する液体供給部材であって、
この液体供給部材は、内部に前記液体吐出ヘッドのノズルの並び方向に沿って前記液体が循環する液体循環路を有し、
前記液体循環路の長手方向の端部には、前記液体循環路に液体を供給する供給ポートと前記液体循環路から液体を排出する排出ポートが設けられ、
前記液体循環路の前記共通液室側には、前記共通液室に連通する連通口が設けられ、
前記連通口は、前記液体循環路よりも幅が狭いとともに、前記供給ポート側及び排出ポート側の少なくともいずれかの部分が他の部分よりも深い
ことを特徴とする液体吐出ヘッド用液体供給部材。
【請求項２】
液滴を吐出する複数のノズルが連通する複数の液室に液体を供給する共通液室を有する液体吐出ヘッドに接続され、この液体吐出ヘッドの共通液室に前記液体を供給する液体供給部材であって、
この液体供給部材は、内部に前記液体吐出ヘッドのノズルの並び方向に沿って前記液体が循環する液体循環路を有し、
前記液体循環路の長手方向の端部には、前記液体循環路に液体を供給する供給ポートと前記液体循環路から液体を排出する排出ポートが設けられ、
前記液体循環路の前記共通液室側には、前記共通液室に連通する連通口が設けられ、
この連通口の周囲にリブが配置されている
ことを特徴とする液体吐出ヘッド用液体供給部材。
【請求項３】
液滴を吐出する複数のノズルが連通する複数の液室に液体を供給する共通液室を有する液体吐出ヘッドに接続され、この液体吐出ヘッドの共通液室に前記液体を供給する液体供給部材であって、
この液体供給部材は、内部に前記液体吐出ヘッドのノズルの並び方向に沿って前記液体が循環する液体循環路を有し、
前記液体循環路の長手方向の端部には、前記液体循環路に液体を供給する供給ポートと前記液体循環路から液体を排出する排出ポートが設けられ、
前記液体循環路の前記共通液室側の内壁面にはリブが形成されている
ことを特徴とする液体吐出ヘッド用液体供給部材。
【請求項４】
請求項２又は３に記載の液体吐出ヘッドの液体供給部材において、前記リブは前記液体循環路の前記供給ポート側及び前記排出ポート側の部分が他の部分よりも相対的に高さが高いことを特徴とする液体吐出ヘッド用液体供給部材
【請求項５】
液滴を吐出する複数のノズルが連通する複数の液室に液体を供給する共通液室を有する液体吐出ヘッドに接続され、この液体吐出ヘッドの共通液室に前記液体を供給する液体供給部材であって、
この液体供給部材は、内部に前記液体吐出ヘッドのノズルの並び方向に沿って前記液体が循環する液体循環路を有し、
前記液体循環路の長手方向の端部には、前記液体循環路に液体を供給する供給ポートと前記液体循環路から液体を排出する排出ポートが設けられ、
前記供給ポートから前記排出ポートに向けて液体を流したときの流れに直交する前記液体循環路の流路断面は、略中央部が狭くくびれて、両側が大面積である形状であり、一方の大面積の部分が前記共通液室の開口に連通し、他方の大面積の部分側に前記供給ポートと前記排出ポートが設けられている
ことを特徴とする液体吐出ヘッド用液体供給部材。
【請求項６】
請求項５に記載の液体吐出ヘッド用液体供給部材において、前記液体循環路の短手方向の壁面に形成されるリブによって、前記供給ポートから前記排出ポートに液体を流したときの流れに直交する前記液体循環路の流路断面は、略中央部が狭くくびれて、両側が大面積である形状となっていることを特徴とする液体吐出ヘッド用液体供給部材。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれかに記載の液体吐出ヘッド用液体供給部材において、前記供給ポートから前記排出ポートに液体を流したときの流れに直交する方向の流路断面が、上方に凸な形状であることを特徴とする液体吐出ヘッド用液体供給部材。
【請求項８】
請求項１ないし７のいずれかに記載の液体吐出ヘッド用液体供給部材において、前記共通液室の上部開口と前記液体循環路の天面との間に液体の流れを阻害する部分がないことを特徴とする液体吐出ヘッド用液体供給部材。
【請求項９】
液滴を吐出する複数のノズルが連通する複数の液室に液体を供給する共通液室を有する液体吐出ヘッドに接続され、この液体吐出ヘッドの共通液室に前記液体を供給する液体供給部材であって、
この液体供給部材は、内部に前記液体吐出ヘッドのノズルの並び方向に沿って前記液体が循環する液体循環路を有し、
この液体循環路に液体を供給する供給ポートと前記液体循環路から液体を排出する排出ポートが設けられ、
前記供給ポートと前記排出ポートのいずれかは前記液体循環路の長手方向端部以外の部分に設けられ、この長手方向端部以外の部分に設けられたポートに対応して前記共通液室との間に流れを整える整流部材が設けられている
ことを特徴とする液体吐出ヘッド用液体供給部材。
【請求項１０】
請求項１ないし９のいずれかに記載の液体吐出ヘッド用液体供給部材において、前記連通口を形成する部分が高熱伝導率材料で形成されていることを特徴とする液体吐出ヘッド用液体供給部材。
【請求項１１】
請求項２、４及び６のいずれかに記載の液体吐出ヘッド用液体供給部材において、前記リブが高熱伝導率材料で形成されていることを特徴とする液体吐出ヘッド用液体供給部材。
【請求項１２】
液滴を吐出する複数のノズルが連通する複数の液室に液体を供給する共通液室を有する液体吐出ヘッドに接続され、この液体吐出ヘッドの共通液室に前記液体を供給する液体供給部材であって、
この液体供給部材は、内部に前記液体吐出ヘッドのノズルの並び方向に沿って前記液体が循環する液体循環路を有し、
前記液体循環路の長手方向の端部には、前記液体循環路に液体を供給する供給ポートと前記液体循環路から液体を排出する排出ポートが設けられ、
前記液体循環路の前記共通液室側には、前記共通液室に連通する連通口が設けられ、
前記連通口は、前記液体循環路よりも幅が狭い
ことを特徴とする液体吐出ヘッド用液体供給部材。
【請求項１３】
液体吐出ヘッドから液滴を吐出させる液体吐出装置において、前記液体吐出ヘッドに対して液体を供給する請求項１ないし１２のいずれかに記載の液体供給部材を備えていることを特徴とする液体吐出装置。
【請求項１４】
液体吐出ヘッドから液滴を吐出させて画像を形成する画像形成装置において、前記液体吐出ヘッドに対して液体を供給する請求項１ないし１２のいずれかに記載の液体供給部材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１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図３４】
【図３５】
【図３６】
【図３７】
【図３８】
【図３９】
【図４０】
【図４１】
【図４２】
【図４３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図３４】
【図３５】
【図３６】
【図３７】
【図３８】
【図３９】
【図４０】
【図４１】
【図４２】
【図４３】
【公開番号】特開２００８−１９４９８２（Ｐ２００８−１９４９８２Ａ）
【公開日】平成２０年８月２８日（２００８．８．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−３３９８６（Ｐ２００７−３３９８６）
【出願日】平成１９年２月１４日（２００７．２．１４）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年８月２８日（２００８．８．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年２月１４日（２００７．２．１４）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
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