JP2008194989A - 液体吐出ヘッド用液体供給部材、ヘッドユニット、液体吐出装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【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２０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主幹流路２１を有し、主幹流路２１の長手方向の端部には、主幹流路２１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、主幹流路２１と液体吐出ヘッド共通液室７との間には狭連通流路２２が設けられ、更に主幹流路２１は共通液室７と接続する領域（部分２１ａ）の開口断面積が共通液室間（部分２１ｂ）の開口断面積よりも大きく形成されている。
【選択図】図２

Description

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。

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（液滴吐出ヘッドともいう。）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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。
特開２００５−２１２３５０号公報

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。

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。
特許第２８２１９２０号公報

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。
特開平０８−２３８７７２号公報

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。

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。

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。

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、この液体供給部材を備えるヘッドユニット、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。

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複数の独立した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各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流れる液体流路を有し、液体流路の長手方向の端部には、液体流路に液体を供給する供給ポートと液体流路から液体を排出する排出ポートが設けられ、液体流路は、共通液室と接続する領域の開口断面積が共通液室間の開口断面積よりも大きい構成とした。

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複数の独立した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各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流れる液体流路を有し、液体流路の長手方向の端部には、液体流路に液体を供給する供給ポートと液体流路から液体を排出する排出ポートが設けられ、液体流路は、共通液室と接続される連通口の周囲にリブが設けられている構成とした。

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複数の独立した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各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流れる液体流路を有し、液体流路に液体を供給する供給ポートと液体流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少なくともいずれかが液体流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、液体流路は、共通液室と接続する領域の開口断面積が共通液室間の開口断面積よりも大きい構成とした。

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複数の独立した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各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流れる液体流路を有し、液体流路に液体を供給する供給ポートと液体流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少なくともいずれかが液体流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、液体流路は、共通液室と接続される連通口の周囲にリブが設けられている構成とした。

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複数の独立した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各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流れる液体流路を有し、液体流路に液体を供給する供給ポートと液体流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少なくともいずれかが液体流路の長手方向端部以外の部分で、共通液室間に設けられ、液体流路は、共通液室と接続する領域の開口断面積が共通液室間の開口断面積よりも大きい構成とした。

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複数の独立した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各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流れる液体流路を有し、液体流路に液体を供給する供給ポートと液体流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少なくともいずれかが液体流路の長手方向端部以外の部分で、共通液室間に設けられ、液体流路は、共通液室と接続される連通口の周囲にリブが設けられている構成とした。

本発明に係るヘッドユニットは、本発明に係る液体吐出ヘッド用液体供給部材に、複数個の液体吐出ヘッドをヘッド長手方向と直交する方向に位置をずらして、ヘッド長手方向に配列されている構成とした。

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又は本発明に係るヘッドユニットを備えている構成とした。

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又はヘッドユニットを備えている構成とした。

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流れる液体流路を有し、液体流路の長手方向の端部には、液体流路に液体を供給する供給ポートと液体流路から液体を排出する排出ポートが設けられ、液体流路は、共通液室と接続する領域の開口断面積が共通液室間の開口断面積よりも大きい構成としたので、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。

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流れる液体流路を有し、液体流路の長手方向の端部には、液体流路に液体を供給する供給ポートと液体流路から液体を排出する排出ポートが設けられ、液体流路は、共通液室と接続される連通口の周囲にリブ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。

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流れる液体流路を有し、液体流路に液体を供給する供給ポートと液体流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少なくともいずれかが液体流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、液体流路は、共通液室と接続する領域の開口断面積が共通液室間の開口断面積よりも大きい構成としたので、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とともに、気泡排出効率を向上することができる。

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流れる液体流路を有し、液体流路に液体を供給する供給ポートと液体流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少なくともいずれかが液体流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、液体流路は、共通液室と接続される連通口の周囲にリブ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とともに、気泡排出効率を向上することができる。

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流れる液体流路を有し、液体流路に液体を供給する供給ポートと液体流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少なくともいずれかが液体流路の長手方向端部以外の部分で、共通液室間に設けられ、液体流路は、共通液室と接続する領域の開口断面積が共通液室間の開口断面積よりも大きい構成としたので、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とともに、気泡排出効率を向上することができる。

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流れる液体流路を有し、液体流路に液体を供給する供給ポートと液体流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少なくともいずれかが液体流路の長手方向端部以外の部分で、共通液室間に設けられ、液体流路は、共通液室と接続される連通口の周囲にリブ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とともに、気泡排出効率を向上することができる。

本発明に係るヘッドユニットによれば、本発明に係る液体吐出ヘッド用液体供給部材に、複数個の液体吐出ヘッドをヘッド長手方向と直交する方向に位置をずらして、ヘッド長手方向に配列され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長尺ヘッドを得ることができる。

本発明に係る液体吐出装置によれば、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又は本発明に係るヘッドユニット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。

本発明に係る画像形成装置によれば、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又は本発明に係るヘッドユニット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。

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を含むヘッドユニットの第１実施形態について図１ないし図４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と液体吐出ヘッドとを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は同じく図４のＢ−Ｂ線に沿う平断面説明図、図４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、図５は同じく液体吐出ヘッドの短手方向に沿う要部拡大説明図である。また、図３では図示を簡略化するため、液体吐出ヘッドを破線で図示している（以下、同様である。）。

ヘッドユニット１００は、液体供給部材２０に、一体的に、複数（ここでは６個とするが、これに限らない。）の短尺の液体吐出ヘッド１ａ〜１ｆ（区別しないときは「液体吐出ヘッド１」という。）を、ヘッド長手方向と直交する方向に位置をずらして、ヘッド長手方向に配列されている、つまり、千鳥状に配置することで構成した、ライン型ヘッドなどの長尺ヘッドである。

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４及び図５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２ないし図４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。

そして、これら６個の液体吐出ヘッド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２０が接合されている。なお、本実施形態では、液体供給部材２０が直接各液体吐出ヘッド１に接合されているが、両者の間にスペーサプレートなどの他の部材が介在するような構成でもよい。

液体供給部材２０は、内部に、液体が長手方向に沿って流れる２つの独立した液体流路（液体循環路）となる主幹流路２１、２１を有する。一方の主幹流路（液体流路）２１は液体吐出ヘッド１ａ、１ｂ、１ｃの列に対応し、他方の主幹流路（液体流路）２１は液体吐出ヘッド１ｄ、１ｅ、１ｆの列に対応する。ぞれぞれの液体流路２１、２１の長手方向端部には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、後述するが、この液体供給部材２０は図示しない液体供給経路内に配置され、供給ポート１２から主幹流路２１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。）。

そして、主幹流路２１と液体吐出ヘッド１の共通液室７との間には、主幹流路２１よりも開口断面積が相対的に小さい（狭断面の）狭連通流路２２が設けられている。この狭連通路２２は液体吐出ヘッド１の共通液室７に連通する液体の連通口となっている。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２０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２０の短手方向）での断面における面積をいう。

したがって、各液体吐出ヘッド１への液体は、供給ポート１２から主幹流路２１に入り、それから狭連通流路２２を経由して共通液津７に供給される。液体吐出ヘッド１や供給ポート１２の上流側から液体供給部材２０内に気泡が混入した場合、気泡はその浮力により主幹流路２１の上部（天面２１ｄ）に堆積する。そこで、供給ポート１２から排出ポート１３に向かう流れを主幹流路２１に形成することにより、排出ポート１３から気泡を排出する。このとき、図４に示すように、主幹流路２１に対して液体吐出ヘッド1に連通する狭連通流路２２を狭めた形状としているので、主幹流路２１の流れが狭連通流路２２内に形成されないため、気泡排出のための循環流による液体吐出ヘッド１への影響をなくすことができる。

また、主幹流路２１は、液体吐出ヘッド１の上部にあたる部分２１ａを液体吐出ヘッド１間の部分２１ｂよりも開口断面積が大きくなるようにしている。つまり、液体流路となる主幹流路２１は、共通液室７と接続する領域（部分２１ａ）の開口断面積が共通液室間（部分２１ｂ）の開口断面積よりも大きい構成としている。具体的には、共通液室接続領域部分２１ａの高さＨｇ、幅Ｗｇを、共通液室間部分２１ｂの高さＨｈ、幅Ｗｈよりも大きく（Ｈｇ＞Ｈｈ、Ｗｇ＞Ｗｈ）としている。

このように、主幹流路２１を構成することにより、循環流の流速が液体吐出ヘッド１近くでは相対的に遅くなるので、液体吐出ヘッド１のノズル５のメニスカス破壊が防止され、液体吐出ヘッド１、１間では流速が相対的に速くなるので、気泡排出性を高めることができる。なお、ここでは、主幹流路２１の高さと幅の両者を異ならせて、共通液室接続領域部分２１ａと共通液室間部分２１ｂの開口断面積を異ならせたが、いずれか一方を異ならせるだけでも同様の効果が得られる。

また、この実施形態では、液体吐出ヘッド１ａ、１ｂ、１ｃに対応した主幹流路２１と液体吐出ヘッド１ｄ、１ｅ、１ｆに対応した主幹流路２１における液体の流れ方向が逆方向となる構成としているが、同方向に流れるようにすることもできる。また、液体供給部材２０は複数の部品から構成されてもよく、特に、狭連通流路２２を形成する部材を熱伝導率の大きい材質とすると、液体吐出ヘッド１や内部の液体を効率的に放熱できるので、液滴の吐出安定性をより向上させることができる。

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流れる液体流路を有し、液体流路の長手方向の端部には、液体流路に液体を供給する供給ポートと液体流路から液体を排出する排出ポートが設けられ、液体流路は、共通液室と接続する領域の開口断面積が共通液室間の開口断面積よりも大きい構成とすることで、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。

次に、本発明の第２実施形態について図６を参照して説明する。なお、図６は同実施形態におけるヘッドユニットの長手方向断面図である。
ここでは、液体供給部材２０の主幹流路２１の略中央部に供給ポート１２を設け、長手方向端部に排出ポート１３、１３を設けている。これにより、主幹流路２１の長さ（液体供給部材２０の長さ）が長くなった場合でも、このように主幹流路２１の途中にポートを適宜設けることで、循環経路（主幹経路２１）の長さを実効的に短くすることができ、気泡の排出時間を短くすることができて気泡排出効率が向上する。

また、この実施形態では、供給ポート１２が液体吐出ヘッド１の真上に位置しているので、供給ポート１２と狭連通流路２２（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。

これにより、供給ポート１２から流入する液体の流れの方向が、矢印で示すように、主幹流路２１の長手方向に滑らかに曲げられ、液体吐出ヘッド１の共通液室７に直接的に流速の大きい供給ポート１２からの流れが液体吐出ヘッド１に向かうことが防止されて、液体吐出ヘッド１のノズル７のメニスカスに悪影響を及ぼすことを防止できる。

つまり、図７に示す比較例１のように整流部材１８が設けられない場合、供給ポート１２から流入する液体の流れが矢印で示すように狭連通流路２２に直接的に向かうことになり、液体吐出ヘッド１の共通液室７に対して流れの影響が及び、液体吐出ヘッド１のノズル５のメニスカスに悪影響が及ぶおそれがあるのに対し、この実施形態のように整流部材１８を設けることで、このような不都合を防止できる。

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流れる液体流路を有し、液体流路に液体を供給する供給ポートと液体流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少なくともいずれかが液体流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、液体流路は、共通液室と接続する領域の開口断面積が共通液室間の開口断面積よりも大きい構成としたので、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とともに、液体吐出ヘッドのメニスカスに対する悪影響を防止しつつ、液体供給部材の実効的な長さを短くして気泡排出効率を向上することができる。

なお、ここでは、供給ポート１２が液体供給部材２０の長手方向端部以外の部分で共通液室に対向する位置に設けられている例で説明したが、供給ポート１２に代えて、或いは、供給ポート１２とともに排出ポート１３が設けられる場合でも同様に適用することができる。

次に、本発明の第３実施形態について図８を参照して説明する。なお、図８は同実施形態におけるヘッドユニットの長手方向断面図である。
ここでは、液体供給部材２０の主幹流路２１の長手方向端部以外の部分で、液体吐出ヘッド１の共通液室７に対向しない位置（共通液室間部分２１ｂに対向する位置）に供給ポート１２及び排出ポート１３を設けるとともに、長手方向端部にも供給ポート１２、排出ポート１３を設けている。これにより、主幹流路２１の長さ（液体供給部材２０の長さ）が長くなった場合でも、このように主幹流路２１の途中にポートを適宜設けることで、循環経路（主幹経路２１）の長さを実効的に短くすることができ、気泡の排出時間を短くすることができて気泡排出効率が向上する。

また、主幹流路２１の長手方向端部以外の部分に設けた供給ポート１２、排出ポート１３は、共通液室間部分２１ｂに対応する位置に設け、液体吐出ヘッド１から離しているので、前記第２実施形態のような整流部材１８を設けないでも、供給ポート１２から流入する液体、排出ポート１３に流入して排出される液体の流れが、液体吐出ヘッド１のノズル５のメニスカスに影響を与えることを防止できる。

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流れる液体流路を有し、液体流路に液体を供給する供給ポートと液体流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少なくともいずれかが液体流路の長手方向端部以外の部分で、共通液室間に設けられ、液体流路は、共通液室と接続する領域の開口断面積が共通液室間の開口断面積よりも大きい構成としたので、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とともに、液体吐出ヘッドのメニスカスに対する悪影響を防止しつつ、液体供給部材の実効的な長さを短くして気泡排出効率を向上することができる。

なお、ここでは、供給ポート１２及び排出ポート１３が液体供給部材２０の長手方向端部以外の部分で共通液室間に対向する位置に設けられている例で説明したが、供給ポート１２及び排出ポート１３のいずれかが設けられる場合でも同様に適用することができる。

次に、本発明の第４実施形態について図９ないし図１１を参照して説明する。なお、図９は同実施形態におけるヘッドユニットの長手方向断面図、図１０は同じく図１１のＤ−Ｄ線に沿う平断面説明図、図１１は図９のＣ−Ｃ線に沿う同ヘッドユニットの短手方向断面図である。
この実施形態の液体供給部材２０は、前記各実施形態で説明した狭連通流路２２を有していない代わりに、液体供給部材２０の液体吐出ヘッド１の共通液室7に面する壁面に設けられる連通口１７の周囲にリブ１６が形成されている。

この液体供給部材２０でも、液体吐出ヘッド１や供給ポート１２の上流側から液体供給部材２０内に気泡が混入した場合、気泡はその浮力により主幹流路２１の上部（天面２１ｄ）に堆積する。そこで、供給ポート１２から排出ポート１３に向かう流れを主幹流路２１に形成することにより、排出ポート１３から気泡を排出する。

このとき、主幹流路２１の共通液室接続領域部分２１ａの液体吐出ヘッド１に連通する側の液体の流れが、複数のリブ１６によって接触面積が増大しているため、液体の粘性抵抗によって流れにくくなり、前記第１実施形態の構成と同様に、実質的な流れが主幹流路２１の上方のみとなる。したがって、主幹流路２１の共通液室接続領域部分２１ａでの流れが連通口１７の近傍に形成されないため、気泡排出のための循環流による液体吐出ヘッド１のノズル５のメニスカスへの影響を低減することができる。なお、本実施形態ではリブ１６をその主要面が循環流に平行な向きに形成されているが、循環流の向きに対して直角な向きになるように設けてもよい。

また、この本実施形態においても、主幹流路２１は、液体吐出ヘッド１の上部にあたる部分２１ａを液体吐出ヘッド１間の部分２１ｂよりも開口断面積が大きくなるようにしている。つまり、液体流路となる主幹流路２１は、共通液室７と接続する領域（部分２１ａ）の開口断面積が共通液室間（部分２１ｂ）の開口断面積よりも大きい構成としている。このようにすることにより、循環流の流速を液体吐出ヘッド１近くで遅くして液体吐出ヘッド１のノズル５のメニスカス破壊を防止し、液体吐出ヘッド１、１間では流速を速くして気泡排出性を高めることができる。

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流れる液体流路を有し、液体流路の長手方向の端部には、液体流路に液体を供給する供給ポートと液体流路から液体を排出する排出ポートが設けられ、液体流路は、共通液室と接続される連通口の周囲にリブ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。

次に、本発明の第５実施形態について図１２ないし図１４を参照して説明する。なお、図１２は同実施形態におけるヘッドユニットの長手方向断面図、図１３は同じく図１４のＦ−Ｆ線に沿う平断面説明図、図１４は図１２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。
この実施形態の液体供給部材２０は、１つの主幹流路２１が６つの液体吐出ヘッド１全てに連通した構成である。このような構成にすると、主幹流路２１の内部空間が大きくなるので、必要に応じて内部に構造体を形成しやすくなる。

そこで、ここでは、主幹流路２１から液体吐出ヘッド１を連通する狭連通流路２２は主幹流路２１の内側に突出して設けられている。このような構成とすることで、液体供給部材２０を小型化するとともに狭連通流路２２によって循環流の液体吐出ヘッド１のノズル５のメニスカスへの影響を低減することができる。

ただし、この構成においては、狭連通流路２２の開口が循環流の流速が大きい主幹流路２１の中央部に位置するので、狭連通流路２２の周囲に狭連通流路２２の開口部よりも高い位置までリブ１６を設けている。リブ１６は、狭連通流路２２の開口部に対して液体の流れ方向上流側及び下流側のリブ１６ａ、１６ａと、狭連通流路２２の開口部に側部で液体の流れ方向に沿うリブ１６ｂ、１６ｂとで構成している。このリブ１６によって、循環流に対する共通液室７との連通開口部での流れが緩やかになり、液体吐出ヘッド１への悪影響をさらに効果的に低減することができる。

つまり、図１５ないし図１７に示す比較例２のように、リブ１６がない構成にすると、狭連通流路２２の開口が循環流の流速が大きい主幹流路２１の中央部に位置するので、主幹流路２１の流れによる影響が狭連通流路２２を通じて液体吐出ヘッド１の共通液室７に及んでメニスカスが崩れ、ノズル５から液漏れが生じるおそれがあるのに対し、リブ１６を設けて開口部付近での流速を落とすことでこのような不具合を防止できる。

なお、ここでは、リブ１６と狭連通流路２２の開口部の間に隙間が形成されているが、開口部を形成する構造体にリブが一体的に形成されて隙間がない形態とすることもできる。

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流れる液体流路を有し、液体流路の長手方向の端部には、液体流路に液体を供給する供給ポートと液体流路から液体を排出する排出ポートが設けられ、液体流路は、共通液室と接続される連通口の周囲にリブ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。

次に、本発明の第６実施形態について図１８及び図１９を参照して説明する。なお、図１８は同実施形態におけるヘッドユニットの長手方向説明図、図１９は同じく平面説明図である。
この実施形態の液体供給部材２０は、長手方向端部以外にも供給ポート１２と排出ポート１３を各２個ずつ主幹流路２１の途中で液体吐出ヘッド１に対向しない位置に設けられている。供給ポート１２と排出ポート１３は全てのポートを同時に利用しても良いし、複数のポートを適宜な組み合わせで選択して利用しても良い。複数のポートを設けることで、広い流路内の気泡を種々のモードで効率よく排出することが可能となる。

また、ここでは、液体が流出入するポートが液体吐出ヘッド１に対向しない位置に設けられており、また、液体吐出ヘッド１の共通液室７に連通する狭連通流路２２の周囲に狭連通流路２２の開口部よりも高い位置までリブ１６を設けているので、様々な気泡排出モードで形成される循環流に対しても、液体吐出ヘッド１のノズル５のメニスカスに悪影響を及ぼさないようにすることができる。したがって、液体吐出ヘッド１から液滴を吐出しながら気泡排出することも可能になる。

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流れる液体流路を有し、液体流路に液体を供給する供給ポートと液体流路から液体を排出する排出ポートを有し、供給ポートと排出ポートのいずれかは共通液室に対向しない位置に設けられ、液体流路は、共通液室と接続される連通口の周囲にリブ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とともに、液体吐出ヘッドのメニスカスに対する悪影響を防止しつつ、液体供給部材の実効的な長さを短くして気泡排出効率を向上することができる。

なお、この実施形態おいて、供給ポートと排出ポートのいずれかが共通液室に対向する位置に設けられる場合には、前述した第３実施形態と同様に整流部材を設けることで、液体吐出ヘッドのメニスカスに対する悪影響を防止しつつ、液体供給部材の実効的な長さを短くして気泡排出効率を向上することができる。

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。

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２０ないし図２２を参照して説明する。なお、図２０は同画像形成装置の構成図、図２１は同装置の維持回復時の状態を示す説明図、図２２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ヘッドユニット１００からなる記録ヘッド（１００Ｋ、１００Ｃ、１００Ｍ、１００Ｙ）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。

記録ヘッド１００Ｋ、１００Ｃ、１００Ｍ、１００Ｙ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。

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。

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。

記録ヘッド１００Ｋ、１００Ｃ、１００Ｍ、１００Ｙを構成するヘッドユニット１００の各液体吐出ヘッド１は、前述した第１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。

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。

この液体吐出ヘッド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ＨｆＢ_２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ＳｉＯ_２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。

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。

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。

以上により、６００ｄpi/列、１２００ＣＨ／列（１列に１２００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の短尺の液体吐出ヘッド１を作製することができる。

液体供給部材２０は、第１実施形態に係る液体供給部材２０とし、図２ないし図４に示す断面形状の流路（主幹流路２１及び狭連通流路２２）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、図１にも示すように、６個の液体吐出ヘッド１を固定してヘッドユニット１００を構成し、液体吐出ヘッド１を単一で使用する場合に対して６倍の幅の記録を行うことができるようにした。

液体供給部材２０は両端部にそれぞれ供給ポート１２と排出ポート１３を有しており、図３に示すように２つの流路２１、２１が形成されている。それぞれの流路２１、２１は、液体吐出ヘッド１に連通する狭連通流路２２と主幹流路２１からなり、狭連通流路２２は図４に示すようにヘッド１の共通液室７に全面開口し、且つ、主幹流路２１よりも幅が狭い形状としている。

また、主幹流路２１は、狭連通流路２２に面する領域２１ａが狭連通流路２２に面していない領域２１ｂよりも幅及び深さ寸法が大きい形状としている。具体的な寸法は、図２ないし図４において、Ｗｇ：５ｍｍ、Ｗｆ：２．４ｍｍ、Ｗｈ：３ｍｍ、Ｈｇ：６ｍｍ、Ｈｆ：４ｍｍ、Ｈｈ：４ｍｍ、Ｙｈ：２ｍｍとした。

この液体供給部材２０は図２２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。この液体供給経路（系）において、ヘッドタンク７０は、ヘッドユニット１００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。

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２０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。

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を経由してヘッドユニット１００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。

また、ヘッドユニット１００の液体吐出ヘッド１の目詰まり等が生じた場合は、液体吐出ヘッド１の回復動作を行う。図２０の状態からヘッドユニット１００が上方に移動し、維持ユニット３５が水平方向に移動（図２０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２３に示すように維持ユニット３５のキャップ４０に液体吐出ヘッド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２２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。

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ユニット１００に流れ込む。バルブＶ２が閉じているので、インクは液体吐出ヘッド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液体吐出ヘッド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、ヘッドユニット１００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２３の状態から図の右方向に移動）して、図２４のように液体吐出ヘッド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。

キャップ４０内には液体吐出ヘッド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。

その後、ヘッドユニット１００の昇降及び維持ユニット３５の水平移動により図２０の状態で記録動作を行うか、図２１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、ヘッドユニット１００の液体吐出ヘッド１を良好な状態に維持することができる。

ここで、図２２に示す液体供給系において、液体供給部材２０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２０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液体吐出ヘッド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２０から気泡を排出するには、図２２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２０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。

この画像形成装置における本発明に係る液体供給部材２０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２０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２０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２０内に気泡を混入させた。液体供給部材２０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２０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、ヘッドユニット１００の各液体吐出ヘッド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。

一方、比較として、比較として、主幹流路２１を均一断面とし、Ｗｇ：５ｍｍ、Ｗｆ：２．４ｍｍ、Ｗｈ：５ｍｍ、Ｈｇ：６ｍｍ、Ｈｆ：４ｍｍ、Ｈｈ：６ｍｍ、Ｙｈ：２ｍｍとした液体供給部材を作製して上記と同様なヘッドユニットを構成し、気泡排出評価を行ったところ、気泡の排出は行えたが、前述の狭連通流路２２に面する領域２１ａが狭連通流路２２に面していない領域２１ｂよりも幅及び深さ寸法が大きい場合に比べて、排出により時間がかかる結果となった。

次に、この画像形成装置の液体供給部材２０として、比較例１（図７）のように液体吐出ヘッド１の真上に供給ポート１２を設け、長手方向両端部に排出ポート１３、１３を設けた液体供給部材２０を製作し、気泡排出評価を行った。その結果、気泡排出に要する時間が短縮され、排出効率の向上効果は確認できたが、液体供給部材２０に接続しているヘッドタンク７０の液面が高く、ヘッドユニット１００のノズル面５ａと液面の水頭差Ｓｈが小さいときにインクがメニスカスからにじみ出る不具合が生じた。

そこで、第２実施形態（図６）に示すように、主幹流路２１内の供給ポート１２に対向する位置に整流部材１８を設けた構成に変更した液体供給部材２０を製作した。整流部材１８の上面は供給されるインクが2つの排出ポート１３、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、液体吐出ヘッド１から浮上する気泡を滞留させないように傾斜面１９とした。この液体供給部材２０を用いて先と同様の評価を行ったところ、前述のメニスカスからのインク滲み出しの不具合が生じることなく、短時間に気泡の排出を行うことができた。

次に、液体供給部材２０として、比較例２（図１５ないし図１７）のように個々の液体吐出ヘッド１にインクを供給する連通口（狭連通流路２２）全てが１つの主幹流路２１に設けられており、長手方向の異なる端部に供給ポート１２と排出ポート１３が1個接続されている構成の液体供給部材２０を製作して、ヘッドユニット１００を構成した。ここでは、主幹流路２１側に個々の液体吐出ヘッド１に連通する狭連通流路２２を突き出させ、液体供給部材２０の外寸に対する主幹流路２１の空間比率が大きい高速印字に適した構造とした。主な寸法は、図１５ないし図１７において、Ｗａ：８ｍｍ、Ｗｆ：１．６ｍｍ、Ｈａ：６ｍｍ、Ｈｉ：２ｍｍ、Ｙｈ：１．５ｍｍとした。

この比較例２の液体供給部材２０を図２２のインク供給系を有する装置に接続して、気泡排出評価を行った。液体供給部材２０内の気泡を良好に排出するには、２００ｍｌ／ｍｉｎ以上の流量でインクを循環させる必要があった。しかし、その条件で循環させた場合、その後のインク吐出動作において吐出不良の不具合が発生した。

そこで、第５実施形態（図１２ないし図１４）のように、狭連通流路２２の周囲にその開口部よりも高い位置まで延びたリブ１６（１６ａ、１６ｂ）を設けた液体供給部材２０を製作してヘッドユニット１００を構成した。リブ１６としては、まず、狭連通流路２２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、狭連通流路２２の幅方向に厚さ０．６ｍｍのリブ１６ｂを両側に１個ずつ設けた。いずれのリブ１６ａ、１６ｂも狭連通流路２２の開口よりも２ｍｍ高くした（Ｈｒ：４ｍｍ）。この液体供給部材２０を用いて先と同様の気泡排出評価を行ったところ、２００ｍｌ／ｍｉｎ以上の流量でインクを循環させてもインク吐出不良の不具合が起こらず、気泡も良好に排出できた。

次に、第５実施形態よりも気泡排出効率を向上するため、第６実施形態（図１８及び図１９）のように、液体供給部材２０の天面２１ｄに供給ポート１２を２個、排出ポート１３を２個の、計４個のポートを追加した液体供給部材２０を製作し、ヘッドユニット１００を構成した。天面の供給ポート１２と排出ポート１３はその直下に液体吐出ヘッド１への連通口（狭連通流路２２）がない位置に設けた。また、全てのポートを供給ポート１２と排出ポート１３が交互に配置されるよう設定にした。

このように、複数のポートを設けてポート間の距離を短くしたので、第５実施形態の液体供給部材を用いた場合よりも短時間で気泡排出を行うことができた。さらに、複数のポートを設けているので、部分的に循環させることができた。つまり、長尺のヘッドユニット１００に対して、サイズの小さい用紙に印字を行う場合は、全ての短尺の液体吐出ヘッド１（１ａ〜１ｆ）を駆動しない。例えば、図１２及び図１３の右半分の３つのヘッド（１ａ、１ｄ、１ｅ）のみの駆動で印字を行うことができる。この場合には、不使用のヘッド（１ｂ、１ｃ、１ｆ）に関しては気泡排出を行う必要がない。したがって、この場合には使用しているヘッド（１ａ、１ｄ、１ｅ）の周囲のポートのみを用いてインクを循環させて気泡排出すればよい。

このように、複数のポートを設けて部分的に循環させることで無駄な電力を消費せず効率よく気泡排出することができた。このように、複数のポートを設けることで、状況に応じて様々な組み合わせでインク循環が行えるので、本液体供給部位材を有する長尺ヘッド並びに記録装置の安定性がさらに向上する。

次に、本発明に係る画像形成装置の第２実施形態について図２５をも参照して説明する。
この画像形成装置の液体供給経路（インク供給系）は、液体供給部材２０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２２のインク供給系と異なっている。また、液体供給部材２０としては、長手方向端部以外の部分に供給ポート１２を、長手方向端部に排出ポート１３、１３を設けたものを用いている。

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主幹流路２１から液体吐出ヘッド１へインクを圧送することができる。これにより、主幹流路２１内の気泡排出と液体吐出ヘッド１内の気泡排出を同時に行うことができる。

以上説明したように、本発明では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。

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。

本発明に係る液体吐出ヘッド用液体供給部材を含むヘッドユニットの第１実施形態を示す斜視説明図である。 同ヘッドユニットの長手方向断面図である。 同じく図４のＢ−Ｂ線に沿う平断面説明図である。 図２のＡ−Ａ線に沿う同ヘッドユニットの短手方向拡大断面図である。 同じく液体吐出ヘッドの短手方向に沿う要部拡大説明図である。 本発明の第２実施形態におけるヘッドユニットの長手方向断面図である。 比較例１のヘッドユニットの長手方向断面図である。 本発明の第３実施形態におけるヘッドユニットの長手方向断面図である。 本発明の第４実施形態におけるヘッドユニットの長手方向説明図である。 同じく図１１のＤ−Ｄ線に沿う平断面説明図である。 図９のＣ−Ｃ線に沿う同ヘッドユニットの短手方向拡大断面図である。 本発明の第５実施形態におけるヘッドユニットの長手方向断面説明図である。 同じく図１４のＦ−Ｆ線に沿う平断面説明図である。 図１２のＥ−Ｅ線に沿う同ヘッドユニットの短手方向拡大断面図である。 比較例２のヘッドユニットの長手方向断面説明図である。 同じく図１７のＨ−Ｈ線に沿う平断面説明図である。 図１５のＧ−Ｇ線に沿う同ヘッドユニットの短手方向拡大断面図である。 本発明の第６実施形態におけるヘッドユニットの長手方向説明図である。 同じく平面説明図である。 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。 同装置の維持回復時の状態を示す説明図である。 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。 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。 同じく維持回復動作の説明に供する説明図である。 本発明に係る画像形成装置の第２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

１…液体吐出ヘッド
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
２０…液体供給部材
２１…主幹流路
２１ａ…共通液室接続領域部分
２２ｂ…共通液室間部分
１６、１６ａ、１６ｂ…リブ
１８…整流部材
１００…ヘッドユニット
１００Ｋ、１００Ｃ、１００Ｍ、１００Ｙ…記録ヘッド

Claims (9)

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複数の独立した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前記各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流れる液体流路を有し、
   前記液体流路の長手方向の端部には、前記液体流路に液体を供給する供給ポートと前記液体流路から液体を排出する排出ポートが設けられ、
   前記液体流路は、前記共通液室と接続する領域の開口断面積が共通液室間の開口断面積よりも大きい
   ことを特徴とする液体吐出ヘッド用液体供給部材。
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複数の独立した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前記各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流れる液体流路を有し、
   前記液体流路の長手方向の端部には、前記液体流路に液体を供給する供給ポートと前記液体流路から液体を排出する排出ポートが設けられ、
   前記液体流路は、前記共通液室と接続される連通口の周囲にリブが設けられている
   ことを特徴とする液体吐出ヘッド用液体供給部材。
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複数の独立した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前記各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流れる液体流路を有し、
   前記液体流路に液体を供給する供給ポートと前記液体流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少なくともいずれかが前記液体流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、
   前記液体流路は、前記共通液室と接続する領域の開口断面積が共通液室間の開口断面積よりも大きい
   ことを特徴とする液体吐出ヘッド用液体供給部材。
4. 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複数の独立した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前記各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流れる液体流路を有し、
   前記液体流路に液体を供給する供給ポートと前記液体流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少なくともいずれかが前記液体流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、
   前記液体流路は、前記共通液室と接続される連通口の周囲にリブが設けられている
   ことを特徴とする液体吐出ヘッド用液体供給部材。
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複数の独立した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前記各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流れる液体流路を有し、
   前記液体流路に液体を供給する供給ポートと前記液体流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少なくともいずれかが前記液体流路の長手方向端部以外の部分で、前記共通液室間に設けられ、
   前記液体流路は、前記共通液室と接続する領域の開口断面積が共通液室間の開口断面積よりも大きい
   ことを特徴とする液体吐出ヘッド用液体供給部材。
6. 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複数の独立した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前記各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流れる液体流路を有し、
   前記液体流路に液体を供給する供給ポートと前記液体流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少なくともいずれかが前記液体流路の長手方向端部以外の部分で、前記共通液室間に設けられ、
   前記液体流路は、前記共通液室と接続される連通口の周囲にリブが設けられている
   ことを特徴とする液体吐出ヘッド用液体供給部材。
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、複数個の液体吐出ヘッドをヘッド長手方向と直交する方向に位置をずらして、ヘッド長手方向に配列されていることを特徴とするヘッドユニット。
8. 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６のいずれかに記載の液体供給部材又は請求項７に記載のヘッドユニットを備えていることを特徴とする液体吐出装置。
9. 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６のいずれかに記載の液体供給部材又は請求項７に記載のヘッドユニットを備えていることを特徴とする画像形成装置。

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