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の気泡排出性を向上し、安定した画像形成を行えるようにする。
【解決手段】個別液室２０２と共通液室２０３との間には、共通液室２０３に通じて共通液室２０３を外部（ヘッドの外）に連通する気泡排出流路２２１が設けられている。この気泡排出流路２２１内には、気泡排出流路２２１を開閉する開位置と閉位置との間で移動可能な弁体２２２と、弁体２２２を、気泡排出経路２２１を閉じる方向に付勢するばね２２３とを含む弁手段２２４が設けられ、ばね２２３の付勢力は、共通液室２０３に対して液体供給口部２０４からインクを所定の圧力で加圧して供給したときに弁体２２２が開く力に設定されている。
【解決手段】個別液室２０２と共通液室２０３との間には、共通液室２０３に通じて共通液室２０３を外部（ヘッドの外）に連通する気泡排出流路２２１が設けられている。この気泡排出流路２２１内には、気泡排出流路２２１を開閉する開位置と閉位置との間で移動可能な弁体２２２と、弁体２２２を、気泡排出経路２２１を閉じる方向に付勢するばね２２３とを含む弁手段２２４が設けられ、ばね２２３の付勢力は、共通液室２０３に対して液体供給口部２０４からインクを所定の圧力で加圧して供給したときに弁体２２２が開く力に設定されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は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記録ヘッドを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の気泡排出性を向上し、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、本発明に係る画像形成装置は、
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た記録ヘッドを備え、
被記録媒体を前記記録ヘッドの上方位置で搬送して前記記録ヘッドによって画像を形成する画像形成装置であって、
前記記録ヘッドは、液滴を吐出する複数のノズルと、前記複数のノズルがそれぞれ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、前記共通液室に液体を供給する液体供給口部と、を有し、
前記共通液室には外部に通じる気泡排出流路が連通し、
前記気泡排出流路には開閉可能な弁手段が設けられている
構成とした。
【０００９】
ここで、前記弁手段は、前記気泡排出流路を開閉する弁体と、前記弁体を閉じる方向に付勢する付勢手段とを有し、
前記付勢手段の付勢力は、前記共通液室に対して前記液体供給口部から前記液体を加圧して供給したときに前記弁体が開く力に設定されている
構成とできる。
【００１０】
また、前記弁手段は、前記気泡排出流路を開閉する弁体と、前記弁体を開位置と閉位置との間で移動させる駆動手段と、を有している構成とできる。
【００１１】
また、前記弁手段を含む前記気泡排出流路の抵抗値は前記共通液室より下流側流路の流体抵抗値よりも小さい構成とできる。
【００１２】
また、前記共通液室は、前記気泡排出流路に向けて上方に傾斜している構成とできる。
【００１３】
また、前記気泡排出流路にはフィルタ部材が設けられている構成とできる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係る画像形成装置によれば、前記記録ヘッドの共通液室には外部に通じる気泡排出流路が連通し、気泡排出流路には開閉可能な弁手段が設けられている構成としたので、弁手段を開くことで共通液室から液体とともに気泡を排出させることができ、液滴を垂直方向上方に向けて吐出する記録ヘッドの気泡排出性が向上し、安定した画像形成を行うことができる。
【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）に沿う要部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】同実施形態における気泡排出動作の説明に供するフロー図である。
【図８】同じく要部模式的説明図である。
【図９】本発明の第２実施形態の説明に供する要部模式的断面説明図である。
【図１０】同実施形態における気泡排出動作の説明に供するフロー図である。
【図１１】同じく要部模式的説明図である。
【図１２】同じく他の気泡排出動作の説明に供するフロー図である。
【図１３】同じく要部模式的説明図である。
【図１４】同じく要部模式的説明図である。
【図１５】本発明の第３実施形態の説明に供する要部模式的断面説明図である。
【図１６】本発明の第４実施形態の説明に供する要部模式的断面説明図である。
【図１７】本発明の第５実施形態の説明に供する要部模式的断面説明図である。
【図１８】本発明の第６実施形態の説明に供する要部模式的断面説明図である。
【図１９】本発明の第７実施形態の説明に供する要部模式的断面説明図である。
【図２０】本発明の第８実施形態の説明に供する要部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面（ノズル配列方向と直交する方向：短手方向）に沿う要部模式的断面説明図、図６は図４のＹ面（ノズル配列方向：長手方向）模式的断面説明図である。
【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とを形成する流路部材２１１と、各個別液室２０２にインクを供給する共通液室２０３と、共通液室２０３にヘッドタンク２９からインクが供給される液体供給口部２０４とを形成した共通液室部材２１２とを有している。なお、個別液室２０２に対して液滴を吐出させる圧力を発生させるアクチュエータ手段としては、例えば圧電素子を使用しているが、これに限るものではない。また、「液室」は流路と称されるものを含み、「個別液室」は、例えば加圧室、加圧液室、圧力室、圧力発生室などと称されるものを含む。
【００４３】
そして、図５に示すように、個別液室２０２と共通液室１０との間には、共通液室１０に通じて共通液室１０を外部（ヘッド２００の外）に連通する気泡排出流路２２１が設けられている。この気泡排出流路２２１内には、気泡排出流路２２１を開閉する開位置と閉位置との間で移動可能な弁体２２２と、弁体２２２を、気泡排出経路２２１を閉じる方向に付勢する付勢手段としてのばね２２３とを含む弁手段２２４が設けられている。
【００４４】
ここで、付勢手段としてのばね２２３の付勢力は、共通液室２０３に対して液体供給口部２０４からインクを所定の圧力で加圧して供給したときに弁体２２２が開く力に設定されている。言い換えれば、弁手段２２４を含む気泡排出流路２２１の抵抗値は共通液室２０３より下流側流路の流体抵抗値よりも小さい構成としている。
【００４５】
次に、本実施形態における気泡排出動作について図７のフロー図及び図８の説明図を参照して説明する。なお、図７のステップＡないしＧと図８（ａ）ないし（ｇ）とが対応する。
【００４６】
この気泡排出動作では、図７に示すように、ヘッド２００の流路内にインクが充填された状態（ステップＡ）で、共通液室２０３内に気泡が流入した（ステップＢ）ときに、液体供給口部２０４から共通液室２０３にインクを加圧供給する（ステップＣ）。
【００４７】
このインクの供給圧力により、弁手段２２４の弁体２２２がばね２２３の付勢力に抗して開位置に移動して弁手段２２４が開き（ステップＤ）、気泡排出流路２２１が開放されるので、気泡は気泡排出流路２２１からヘッド２００の外部に排出される（ステップＥ）。そこで、インクの加圧供給を停止する（ステップＦ）ことで、弁手段２２４の弁体２２２が閉じる（ステップＧ）。
【００４８】
具体的には、図８（ａ）に示すように液体吐出ヘッド２００の流路内にインク３００が充填された状態で、同図（ｂ１）、（ｂ２）に示すように供給口部２０４側から共通液室２０３内に気泡３０１が流入したとする。
【００４９】
ここで、同図（ｃ）に示すように、供給ポンプ１３を駆動して供給口部２０４側から共通液室２０３にインクを加圧供給する。このとき、上述したように、弁手段２２４のばね２２３の付勢力は、共通液室２０３に対して液体供給口部２０４からインクを所定の圧力で加圧して供給したときに弁体２２２が開く力に設定されている、つまり、弁手段２２４を含む気泡排出流路２２１の抵抗値は共通液室２０３より下流側流路の流体抵抗値よりも小さい構成としているので、同図（ｄ）に示すように弁体２２２が開く。
【００５０】
これにより、同図（ｅ１）、（ｅ２）に示すように、気泡排出流路２２１が開放されるので、気泡は気泡排出流路２２１からヘッド２００の外部に排出される。そこで、同図（ｆ）に示すように、インクの加圧供給を停止することで、同図（ｇ）に示すように、弁手段２２４のばね２２３の付勢力によって弁体２２２が閉じ、正常な充填状態に戻る。
【００５１】
なお、上記の動作は、例えば、予め定めた一定のタイミングで実行することができる。また、ヘッド２００内部に気泡検知センサを設けて、共通液室内に気泡が混入したときに実行することもできる。さらに、ヘッド２００からの吐出滴をレーザー光などを用いて滴吐出状態検知手段で検知し、吐出不良が検知されたときに実行するようにすることもできる。また、加圧供給の制御は制御部５００によって行われる（以下同様である。）。
【００５２】
次に、本発明の第２実施形態について図９を参照して説明する。なお、図９は同実施形態の説明に供する要部模式的断面説明図である。
【００５３】
本実施形態では、弁手段２３４は、気泡排出流路２２１を開閉する弁体２３２と、弁体２３２をレバー２３３を介して開閉させる駆動手段としてのソレノイド２３５とを有している。
【００５４】
次に、本実施形態における気泡排出動作について図１０のフロー図及び図１１の説明図を参照して説明する。なお、図１０のステップＡないしＤと図１１（ａ）ないし（ｄ）とが対応する。
【００５５】
この気泡排出動作では、図１０に示すように、ヘッド２００の流路内にインクが充填された状態（ステップＡ）で、共通液室２０３から個別液室２０２内に気泡が流入した（ステップＢ）ときに、液体供給口部２０４から共通液室２０３にインクを加圧供給する（ステップＣ）。
【００５６】
このとき、弁手段２２４を閉じたままの状態にすることで、気泡排出経路２２１へのインクが流れは発生せず、気泡は個別液室２０２からノズル２０１を通じて排出される（ステップＤ）。そこで、インクの加圧供給を停止する（ステップＥ）。
【００５７】
具体的には、図１０（ａ）に示すように液体吐出ヘッド２００の流路内にインク３００が充填された状態で、同図（ｂ１）、（ｂ２）に示すように供給口部２０４側から共通液室２０３内に気泡３０１が流入し、共通液室２０３から個別液室２０２に気泡３０１が移動したとする。
【００５８】
ここで、同図（ｃ）に示すように、供給ポンプ１３を駆動して供給口部２０４側から共通液室２０３にインクを加圧供給する。このとき、気泡排出流路２２１は閉じている。これにより、加圧供給されたインクによって、同図（ｄ１）ないし（ｄ３）に示すように、個別液室２０２に侵入した気泡３０１はノズル２０１を経てヘッド２００外部に排出される。
【００５９】
その後、図示しないが、同図（ｄ３）に示すように、ヘッド２００のノズル２０１の近傍にはインクが排出されるので、ワイパ部材９３によってノズル面を払拭して清浄化する。
【００６０】
なお、この気泡排出動作を行うタイミングなどは前記第１実施形態で説明したと同様である。
【００６１】
次に、本実施形態における共通液室内及び個別液室内に流入した気泡の気泡排出動作について図１２のフロー図並びに図１３及び図１４の説明図を参照して説明する。なお、図１２のステップＡないしＩと図１３及び図１４の（ａ）ないし（ｉ）とが対応する。
【００６２】
この気泡排出動作では、図１２に示すように、ヘッド２００の流路内にインクが充填された状態（ステップＡ）で、ヘッド２００内に気泡が流入した（ステップＢ）ときに、ソレノイド２３５を駆動してレバー２３４を介して弁体２３２を開いて共通液室２０３の気泡排出流路２２１を開放し（ステップＣ）、液体供給口部２０４から共通液室２０３にインクを加圧供給する（ステップＤ）。
【００６３】
このインクの供給圧力により、共通液室２０３内に侵入した気泡は、気泡排出流路２２１からヘッド２００の外部に排出される（ステップＥ）。
【００６４】
その後、ソレノイド２３５を非駆動にすることで、弁体２３２を閉じて、気泡排出流路２２１を閉じる（ステップＦ）。
【００６５】
次いで、液体供給口部２０４から共通液室２０３にインクを加圧供給する（ステップＧ）。このとき、上述したように、気泡排出流路２２１は閉じている。これにより、加圧供給されたインクによって、個別液室２０２内に侵入した気泡はノズル２０１を経てヘッド２００外部に排出される（ステップＨ）。そこで、インクの加圧供給を停止する（ステップＩ）。
【００６６】
具体的には、図１３（ａ）に示すように液体吐出ヘッド２００の流路内にインク３００が充填された状態で、同図（ｂ１）に示すように供給口部２０４側から共通液室２０３内に気泡３０１が流入して滞留し、共通液室２０３から個別液室２０２にも気泡３０１が侵入したとする。
【００６７】
そこで、同図（ｃ１）、（ｃ２）に示すように、弁手段２３４のソレノイド２３５を駆動して弁体２３２を開放位置に移動させることで共通液室２０３の気泡排出流路２２１を開放する。その後、同図（ｄ）に示すように、液体供給口部２０４から共通液室２０３にインクを加圧供給する。
【００６８】
このインクの供給圧力により、同図（ｅ１）、（ｅ２）に示すように、共通液室２０３内に侵入した気泡は、気泡排出流路２２１からヘッド２００の外部に排出される。
【００６９】
次いで、図１４（ｆ１）、（ｆ２）に示すように、弁手段２３４のソレノイド２３５を非駆動にして弁体２３２を閉位置に移動させることで共通液室２０３の気泡排出流路２２１を閉じる。
【００７０】
そして、同図（ｇ）に示すように、液体供給口部２０４から共通液室２０３にインクを加圧供給する。
【００７１】
このとき、上述したように、気泡排出流路２２１は閉じている。これにより、加圧供給されたインクによって、同図（ｈ１）ないし（ｈ３）に示すように、個別液室２０２に侵入した気泡３０１はノズル２０１を経てヘッド２００外部に排出される。
【００７２】
そこで、同図（ｉ）に示すように、インクの加圧供給を停止する。
【００７３】
その後、同図（ｉ）に示すように、ヘッド２００のノズル２０１の近傍にはインクが排出されるので、ワイパ部材９３によってノズル面を払拭して清浄化する。
【００７４】
なお、この気泡排出動作を行うタイミングなどは前記第１実施形態で説明したと同様である。
【００７５】
次に、本発明の第３実施形態について図１５を参照して説明する。なお、図１５は同実施形態の説明に供する要部模式的断面説明図である。また、弁手段については図示を省略する。
【００７６】
本実施形態では、気泡排出流路２２１を、共通液室２０３側の入口からヘッド２００外部側の出口に向かって高さ方向で高くなるように傾斜して設けている。
【００７７】
これにより、気泡は浮力でも気泡排出流路２２１から排出され易くなる。
【００７８】
次に、本発明の第４実施形態について図１６を参照して説明する。なお、図１６は同実施形態の説明に供する要部模式的断面説明図である。また、弁手段については図示を省略する。
【００７９】
本実施形態では、気泡排出流路２２１を、共通液室２０３側の入口からヘッド２００外部側の出口に向かって絞られた形状としている。
【００８０】
これにより、気泡排出性が向上する。
【００８１】
次に、本発明の第５実施形態について図１７を参照して説明する。なお、図１７は同実施形態の説明に供する要部模式的断面説明図である。また、弁手段については図示を省略する。
【００８２】
本実施形態は、前記第４、第５実施形態を組み合わせたもので、これにより、気泡排出性が向上する。
【００８３】
次に、本発明の第６実施形態について図１８を参照して説明する。なお、図１８は同実施形態の説明に供する要部模式的断面説明図である。また、弁手段については図示を省略する。
【００８４】
本実施形態では、気泡排出流路２２１の途中に異物を捕捉するフィルタ部材２４０を設けている。
【００８５】
これにより、外部から気泡排出流路２２１を通じて共通液室２０３に異物が侵入して、ノズルの目詰まりなどによる吐出不良が発生することを防止できる。
【００８６】
次に、本発明の第７実施形態について図１９を参照して説明する。なお、図１９は同実施形態の説明に供する要部模式的断面説明図である。また、弁手段については図示を省略する。
【００８７】
本実施形態では、共通液室２０３内に、個別液室２０２に対向する壁部２４１を設けている。この壁部２４１の上流側壁面２４１ａは気泡排出流路２２１に向かって傾斜する傾斜面としている。
【００８８】
これにより、気泡を積極的に気泡排出流路２２１に向けて案内することができ、気泡排出性が向上する。
【００８９】
次に、本発明の第８実施形態について図２０を参照して説明する。なお、図２０は同実施形態の説明に供する要部模式的断面説明図である。
本実施形態では、気泡排出経路２２１を開閉する弁手段２４４として、揺動可能な弁部材２４２と、この弁部材２４２を閉じる方向に付勢する付勢手段としてのばね２４３を設けている。
【００９０】
本実施形態でも前記第１実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
【００９１】
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。
【００９２】
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。
【００９３】
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。
【００９４】
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。
【００９５】
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】
【００９６】
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 気泡排出流路
２２２，２３２ 弁体
２２３ ばね（付勢手段）
２２４、２３４ 弁手段
２３５ ソレノイド(駆動手段)
【技術分野】
【０００１】
本発明は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記録ヘッドを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の気泡排出性を向上し、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、本発明に係る画像形成装置は、
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た記録ヘッドを備え、
被記録媒体を前記記録ヘッドの上方位置で搬送して前記記録ヘッドによって画像を形成する画像形成装置であって、
前記記録ヘッドは、液滴を吐出する複数のノズルと、前記複数のノズルがそれぞれ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、前記共通液室に液体を供給する液体供給口部と、を有し、
前記共通液室には外部に通じる気泡排出流路が連通し、
前記気泡排出流路には開閉可能な弁手段が設けられている
構成とした。
【０００９】
ここで、前記弁手段は、前記気泡排出流路を開閉する弁体と、前記弁体を閉じる方向に付勢する付勢手段とを有し、
前記付勢手段の付勢力は、前記共通液室に対して前記液体供給口部から前記液体を加圧して供給したときに前記弁体が開く力に設定されている
構成とできる。
【００１０】
また、前記弁手段は、前記気泡排出流路を開閉する弁体と、前記弁体を開位置と閉位置との間で移動させる駆動手段と、を有している構成とできる。
【００１１】
また、前記弁手段を含む前記気泡排出流路の抵抗値は前記共通液室より下流側流路の流体抵抗値よりも小さい構成とできる。
【００１２】
また、前記共通液室は、前記気泡排出流路に向けて上方に傾斜している構成とできる。
【００１３】
また、前記気泡排出流路にはフィルタ部材が設けられている構成とできる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係る画像形成装置によれば、前記記録ヘッドの共通液室には外部に通じる気泡排出流路が連通し、気泡排出流路には開閉可能な弁手段が設けられている構成としたので、弁手段を開くことで共通液室から液体とともに気泡を排出させることができ、液滴を垂直方向上方に向けて吐出する記録ヘッドの気泡排出性が向上し、安定した画像形成を行うことができる。
【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）に沿う要部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】同実施形態における気泡排出動作の説明に供するフロー図である。
【図８】同じく要部模式的説明図である。
【図９】本発明の第２実施形態の説明に供する要部模式的断面説明図である。
【図１０】同実施形態における気泡排出動作の説明に供するフロー図である。
【図１１】同じく要部模式的説明図である。
【図１２】同じく他の気泡排出動作の説明に供するフロー図である。
【図１３】同じく要部模式的説明図である。
【図１４】同じく要部模式的説明図である。
【図１５】本発明の第３実施形態の説明に供する要部模式的断面説明図である。
【図１６】本発明の第４実施形態の説明に供する要部模式的断面説明図である。
【図１７】本発明の第５実施形態の説明に供する要部模式的断面説明図である。
【図１８】本発明の第６実施形態の説明に供する要部模式的断面説明図である。
【図１９】本発明の第７実施形態の説明に供する要部模式的断面説明図である。
【図２０】本発明の第８実施形態の説明に供する要部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面（ノズル配列方向と直交する方向：短手方向）に沿う要部模式的断面説明図、図６は図４のＹ面（ノズル配列方向：長手方向）模式的断面説明図である。
【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とを形成する流路部材２１１と、各個別液室２０２にインクを供給する共通液室２０３と、共通液室２０３にヘッドタンク２９からインクが供給される液体供給口部２０４とを形成した共通液室部材２１２とを有している。なお、個別液室２０２に対して液滴を吐出させる圧力を発生させるアクチュエータ手段としては、例えば圧電素子を使用しているが、これに限るものではない。また、「液室」は流路と称されるものを含み、「個別液室」は、例えば加圧室、加圧液室、圧力室、圧力発生室などと称されるものを含む。
【００４３】
そして、図５に示すように、個別液室２０２と共通液室１０との間には、共通液室１０に通じて共通液室１０を外部（ヘッド２００の外）に連通する気泡排出流路２２１が設けられている。この気泡排出流路２２１内には、気泡排出流路２２１を開閉する開位置と閉位置との間で移動可能な弁体２２２と、弁体２２２を、気泡排出経路２２１を閉じる方向に付勢する付勢手段としてのばね２２３とを含む弁手段２２４が設けられている。
【００４４】
ここで、付勢手段としてのばね２２３の付勢力は、共通液室２０３に対して液体供給口部２０４からインクを所定の圧力で加圧して供給したときに弁体２２２が開く力に設定されている。言い換えれば、弁手段２２４を含む気泡排出流路２２１の抵抗値は共通液室２０３より下流側流路の流体抵抗値よりも小さい構成としている。
【００４５】
次に、本実施形態における気泡排出動作について図７のフロー図及び図８の説明図を参照して説明する。なお、図７のステップＡないしＧと図８（ａ）ないし（ｇ）とが対応する。
【００４６】
この気泡排出動作では、図７に示すように、ヘッド２００の流路内にインクが充填された状態（ステップＡ）で、共通液室２０３内に気泡が流入した（ステップＢ）ときに、液体供給口部２０４から共通液室２０３にインクを加圧供給する（ステップＣ）。
【００４７】
このインクの供給圧力により、弁手段２２４の弁体２２２がばね２２３の付勢力に抗して開位置に移動して弁手段２２４が開き（ステップＤ）、気泡排出流路２２１が開放されるので、気泡は気泡排出流路２２１からヘッド２００の外部に排出される（ステップＥ）。そこで、インクの加圧供給を停止する（ステップＦ）ことで、弁手段２２４の弁体２２２が閉じる（ステップＧ）。
【００４８】
具体的には、図８（ａ）に示すように液体吐出ヘッド２００の流路内にインク３００が充填された状態で、同図（ｂ１）、（ｂ２）に示すように供給口部２０４側から共通液室２０３内に気泡３０１が流入したとする。
【００４９】
ここで、同図（ｃ）に示すように、供給ポンプ１３を駆動して供給口部２０４側から共通液室２０３にインクを加圧供給する。このとき、上述したように、弁手段２２４のばね２２３の付勢力は、共通液室２０３に対して液体供給口部２０４からインクを所定の圧力で加圧して供給したときに弁体２２２が開く力に設定されている、つまり、弁手段２２４を含む気泡排出流路２２１の抵抗値は共通液室２０３より下流側流路の流体抵抗値よりも小さい構成としているので、同図（ｄ）に示すように弁体２２２が開く。
【００５０】
これにより、同図（ｅ１）、（ｅ２）に示すように、気泡排出流路２２１が開放されるので、気泡は気泡排出流路２２１からヘッド２００の外部に排出される。そこで、同図（ｆ）に示すように、インクの加圧供給を停止することで、同図（ｇ）に示すように、弁手段２２４のばね２２３の付勢力によって弁体２２２が閉じ、正常な充填状態に戻る。
【００５１】
なお、上記の動作は、例えば、予め定めた一定のタイミングで実行することができる。また、ヘッド２００内部に気泡検知センサを設けて、共通液室内に気泡が混入したときに実行することもできる。さらに、ヘッド２００からの吐出滴をレーザー光などを用いて滴吐出状態検知手段で検知し、吐出不良が検知されたときに実行するようにすることもできる。また、加圧供給の制御は制御部５００によって行われる（以下同様である。）。
【００５２】
次に、本発明の第２実施形態について図９を参照して説明する。なお、図９は同実施形態の説明に供する要部模式的断面説明図である。
【００５３】
本実施形態では、弁手段２３４は、気泡排出流路２２１を開閉する弁体２３２と、弁体２３２をレバー２３３を介して開閉させる駆動手段としてのソレノイド２３５とを有している。
【００５４】
次に、本実施形態における気泡排出動作について図１０のフロー図及び図１１の説明図を参照して説明する。なお、図１０のステップＡないしＤと図１１（ａ）ないし（ｄ）とが対応する。
【００５５】
この気泡排出動作では、図１０に示すように、ヘッド２００の流路内にインクが充填された状態（ステップＡ）で、共通液室２０３から個別液室２０２内に気泡が流入した（ステップＢ）ときに、液体供給口部２０４から共通液室２０３にインクを加圧供給する（ステップＣ）。
【００５６】
このとき、弁手段２２４を閉じたままの状態にすることで、気泡排出経路２２１へのインクが流れは発生せず、気泡は個別液室２０２からノズル２０１を通じて排出される（ステップＤ）。そこで、インクの加圧供給を停止する（ステップＥ）。
【００５７】
具体的には、図１０（ａ）に示すように液体吐出ヘッド２００の流路内にインク３００が充填された状態で、同図（ｂ１）、（ｂ２）に示すように供給口部２０４側から共通液室２０３内に気泡３０１が流入し、共通液室２０３から個別液室２０２に気泡３０１が移動したとする。
【００５８】
ここで、同図（ｃ）に示すように、供給ポンプ１３を駆動して供給口部２０４側から共通液室２０３にインクを加圧供給する。このとき、気泡排出流路２２１は閉じている。これにより、加圧供給されたインクによって、同図（ｄ１）ないし（ｄ３）に示すように、個別液室２０２に侵入した気泡３０１はノズル２０１を経てヘッド２００外部に排出される。
【００５９】
その後、図示しないが、同図（ｄ３）に示すように、ヘッド２００のノズル２０１の近傍にはインクが排出されるので、ワイパ部材９３によってノズル面を払拭して清浄化する。
【００６０】
なお、この気泡排出動作を行うタイミングなどは前記第１実施形態で説明したと同様である。
【００６１】
次に、本実施形態における共通液室内及び個別液室内に流入した気泡の気泡排出動作について図１２のフロー図並びに図１３及び図１４の説明図を参照して説明する。なお、図１２のステップＡないしＩと図１３及び図１４の（ａ）ないし（ｉ）とが対応する。
【００６２】
この気泡排出動作では、図１２に示すように、ヘッド２００の流路内にインクが充填された状態（ステップＡ）で、ヘッド２００内に気泡が流入した（ステップＢ）ときに、ソレノイド２３５を駆動してレバー２３４を介して弁体２３２を開いて共通液室２０３の気泡排出流路２２１を開放し（ステップＣ）、液体供給口部２０４から共通液室２０３にインクを加圧供給する（ステップＤ）。
【００６３】
このインクの供給圧力により、共通液室２０３内に侵入した気泡は、気泡排出流路２２１からヘッド２００の外部に排出される（ステップＥ）。
【００６４】
その後、ソレノイド２３５を非駆動にすることで、弁体２３２を閉じて、気泡排出流路２２１を閉じる（ステップＦ）。
【００６５】
次いで、液体供給口部２０４から共通液室２０３にインクを加圧供給する（ステップＧ）。このとき、上述したように、気泡排出流路２２１は閉じている。これにより、加圧供給されたインクによって、個別液室２０２内に侵入した気泡はノズル２０１を経てヘッド２００外部に排出される（ステップＨ）。そこで、インクの加圧供給を停止する（ステップＩ）。
【００６６】
具体的には、図１３（ａ）に示すように液体吐出ヘッド２００の流路内にインク３００が充填された状態で、同図（ｂ１）に示すように供給口部２０４側から共通液室２０３内に気泡３０１が流入して滞留し、共通液室２０３から個別液室２０２にも気泡３０１が侵入したとする。
【００６７】
そこで、同図（ｃ１）、（ｃ２）に示すように、弁手段２３４のソレノイド２３５を駆動して弁体２３２を開放位置に移動させることで共通液室２０３の気泡排出流路２２１を開放する。その後、同図（ｄ）に示すように、液体供給口部２０４から共通液室２０３にインクを加圧供給する。
【００６８】
このインクの供給圧力により、同図（ｅ１）、（ｅ２）に示すように、共通液室２０３内に侵入した気泡は、気泡排出流路２２１からヘッド２００の外部に排出される。
【００６９】
次いで、図１４（ｆ１）、（ｆ２）に示すように、弁手段２３４のソレノイド２３５を非駆動にして弁体２３２を閉位置に移動させることで共通液室２０３の気泡排出流路２２１を閉じる。
【００７０】
そして、同図（ｇ）に示すように、液体供給口部２０４から共通液室２０３にインクを加圧供給する。
【００７１】
このとき、上述したように、気泡排出流路２２１は閉じている。これにより、加圧供給されたインクによって、同図（ｈ１）ないし（ｈ３）に示すように、個別液室２０２に侵入した気泡３０１はノズル２０１を経てヘッド２００外部に排出される。
【００７２】
そこで、同図（ｉ）に示すように、インクの加圧供給を停止する。
【００７３】
その後、同図（ｉ）に示すように、ヘッド２００のノズル２０１の近傍にはインクが排出されるので、ワイパ部材９３によってノズル面を払拭して清浄化する。
【００７４】
なお、この気泡排出動作を行うタイミングなどは前記第１実施形態で説明したと同様である。
【００７５】
次に、本発明の第３実施形態について図１５を参照して説明する。なお、図１５は同実施形態の説明に供する要部模式的断面説明図である。また、弁手段については図示を省略する。
【００７６】
本実施形態では、気泡排出流路２２１を、共通液室２０３側の入口からヘッド２００外部側の出口に向かって高さ方向で高くなるように傾斜して設けている。
【００７７】
これにより、気泡は浮力でも気泡排出流路２２１から排出され易くなる。
【００７８】
次に、本発明の第４実施形態について図１６を参照して説明する。なお、図１６は同実施形態の説明に供する要部模式的断面説明図である。また、弁手段については図示を省略する。
【００７９】
本実施形態では、気泡排出流路２２１を、共通液室２０３側の入口からヘッド２００外部側の出口に向かって絞られた形状としている。
【００８０】
これにより、気泡排出性が向上する。
【００８１】
次に、本発明の第５実施形態について図１７を参照して説明する。なお、図１７は同実施形態の説明に供する要部模式的断面説明図である。また、弁手段については図示を省略する。
【００８２】
本実施形態は、前記第４、第５実施形態を組み合わせたもので、これにより、気泡排出性が向上する。
【００８３】
次に、本発明の第６実施形態について図１８を参照して説明する。なお、図１８は同実施形態の説明に供する要部模式的断面説明図である。また、弁手段については図示を省略する。
【００８４】
本実施形態では、気泡排出流路２２１の途中に異物を捕捉するフィルタ部材２４０を設けている。
【００８５】
これにより、外部から気泡排出流路２２１を通じて共通液室２０３に異物が侵入して、ノズルの目詰まりなどによる吐出不良が発生することを防止できる。
【００８６】
次に、本発明の第７実施形態について図１９を参照して説明する。なお、図１９は同実施形態の説明に供する要部模式的断面説明図である。また、弁手段については図示を省略する。
【００８７】
本実施形態では、共通液室２０３内に、個別液室２０２に対向する壁部２４１を設けている。この壁部２４１の上流側壁面２４１ａは気泡排出流路２２１に向かって傾斜する傾斜面としている。
【００８８】
これにより、気泡を積極的に気泡排出流路２２１に向けて案内することができ、気泡排出性が向上する。
【００８９】
次に、本発明の第８実施形態について図２０を参照して説明する。なお、図２０は同実施形態の説明に供する要部模式的断面説明図である。
本実施形態では、気泡排出経路２２１を開閉する弁手段２４４として、揺動可能な弁部材２４２と、この弁部材２４２を閉じる方向に付勢する付勢手段としてのばね２４３を設けている。
【００９０】
本実施形態でも前記第１実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
【００９１】
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。
【００９２】
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。
【００９３】
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。
【００９４】
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。
【００９５】
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】
【００９６】
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 気泡排出流路
２２２，２３２ 弁体
２２３ ばね（付勢手段）
２２４、２３４ 弁手段
２３５ ソレノイド(駆動手段)
【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た記録ヘッドを備え、
被記録媒体を前記記録ヘッドの上方位置で搬送して前記記録ヘッドによって画像を形成する画像形成装置であって、
前記記録ヘッドは、液滴を吐出する複数のノズルと、前記複数のノズルがそれぞれ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、前記共通液室に液体を供給する液体供給口部と、を有し、
前記共通液室には外部に通じる気泡排出流路が連通し、
前記気泡排出流路には開閉可能な弁手段が設けられている
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記弁手段は、前記気泡排出流路を開閉する弁体と、前記弁体を閉じる方向に付勢する付勢手段とを有し、
前記付勢手段の付勢力は、前記共通液室に対して前記液体供給口部から前記液体を加圧して供給したときに前記弁体が開く力に設定されている
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
前記弁手段は、前記気泡排出流路を開閉する弁体と、前記弁体を開位置と閉位置との間で移動させる駆動手段と、を有していることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記弁手段を含む前記気泡排出流路の抵抗値は前記共通液室より下流側流路の流体抵抗値よりも小さいことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記共通液室は、前記気泡排出流路に向けて上方に傾斜していることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記気泡排出流路にはフィルタ部材が設けられていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の画像形成装置。
【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た記録ヘッドを備え、
被記録媒体を前記記録ヘッドの上方位置で搬送して前記記録ヘッドによって画像を形成する画像形成装置であって、
前記記録ヘッドは、液滴を吐出する複数のノズルと、前記複数のノズルがそれぞれ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、前記共通液室に液体を供給する液体供給口部と、を有し、
前記共通液室には外部に通じる気泡排出流路が連通し、
前記気泡排出流路には開閉可能な弁手段が設けられている
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記弁手段は、前記気泡排出流路を開閉する弁体と、前記弁体を閉じる方向に付勢する付勢手段とを有し、
前記付勢手段の付勢力は、前記共通液室に対して前記液体供給口部から前記液体を加圧して供給したときに前記弁体が開く力に設定されている
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
前記弁手段は、前記気泡排出流路を開閉する弁体と、前記弁体を開位置と閉位置との間で移動させる駆動手段と、を有していることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記弁手段を含む前記気泡排出流路の抵抗値は前記共通液室より下流側流路の流体抵抗値よりも小さいことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記共通液室は、前記気泡排出流路に向けて上方に傾斜していることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記気泡排出流路にはフィルタ部材が設けられていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の画像形成装置。
【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】
【公開番号】特開２０１３−１０２２３（Ｐ２０１３−１０２２３Ａ）
【公開日】平成２５年１月１７日（２０１３．１．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１４３５４３（Ｐ２０１１−１４３５４３）
【出願日】平成２３年６月２８日（２０１１．６．２８）
【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１７日（２０１３．１．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年６月２８日（２０１１．６．２８）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
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