JP4325694B2 - 液体吐出ヘッド及び液体吐出装置 - Google Patents

Description

本発明は、ヘッドチップの全ての液室と連通する共通流路を形成するための共通流路部材を備え、ヘッドチップの各エネルギー発生素子を駆動し、各液室内の液体に吐出力を与えることにより、各液室内の液体を吐出させる液体吐出ヘッド及び液体吐出装置に係るものである。そして、詳しくは、共通流路の液体中に含まれる気泡を円滑に除去できるようにした技術に関するものである。

従来より、液体吐出装置の一例として、記録用紙を液体吐出ヘッドまで搬送し、液体吐出ヘッドを構成するヘッドチップのインク液室（液室）内で発熱抵抗体（エネルギー発生素子）を駆動してノズルからインク（液体）を吐出させ、印画を行うインクジェットプリンタが知られている。このようなインクジェットプリンタにおいては、インクが貯留されているインクカートリッジからヘッドチップのインク液室に向けてインクが安定して供給されることが必要である。

ここで、吐出させるインクには、水系のものや油系のものがあるが、水系のインクの場合は特に、インク中の溶存空気が温度変化等によってインク中で気泡となったり、外部から巻き込んだ空気がインク中に残って気泡となることがある。そして、このような気泡がヘッドチップの近傍に蓄積すると、インク液室へのインクの流れを阻害し、印画時にインクの供給不足を引き起こす。そのため、インク中の気泡は、インクの吐出方向の乱れや吐出量の変化を生じさせる原因となる。

また、インクの吐出は、ヘッドチップの発熱抵抗体がインク液室内のインクに吐出力を与えることで実現されるが、インク中に気泡があると、気体の圧縮性によって気泡がインクの吐出力を弱めることとなり、インクの吐出方向に乱れを発生させてしまう。さらにまた、インクジェットプリンタの設置環境、インクの吐出（発熱抵抗体の駆動）に伴う温度変化、大気圧の変動等によってインク中の気泡が膨張すると、インク液室内のインクがノズルから勝手に排出されてしまうことがある。

そこで、インク中の気泡の存在に起因するこのような不具合を解消するために、インクに含まれる気泡を除去できるようにした種々の技術が知られている。例えば、ノズルを記録用紙の幅に対応する長さに配列し、記録用紙の幅に対応する印画を可能としたラインプリンタにおいては、印画枚数が多く、耐久性も必要なことから、ヘッドチップの近傍の気泡をポンプ等の移送手段によってインクごと循環させることにより、インク中の気泡を除去する技術が用いられている。

このような気泡除去方法によれば、ヘッドチップの全てのインク液室と連通する共通流路のインクの流れに乗せて気泡を除去することが可能となる。すなわち、共通流路を形成するバッファタンク（共通流路部材）の供給口からインクを供給しつつ、バッファタンクの排出口からインクを排出させることにより、共通流路のインク中の気泡をインクごと除去するのである。

ところが、気泡を移動させるためには、ヘッドチップのインク液室の近傍を流れるインクにある程度の流速が必要なので、その流速でインクを移送するために、流量の大きなポンプを使用しなければならない。逆に、流量の小さなポンプを使用する場合には、インク液室の近傍でインクの流速を高めて気泡を移動させるために、インク液室の容積を小さくしなければならなくなる。ただし、気泡の発生量は、インク液室の容積によって変わるものではなく、むしろ、インク液室が小さければ相対的に気泡の影響を受けやすい。

このようなことから、インクの流速が比較的遅くても容易に気泡が移動するように、バッファタンクによって形成される共通流路の天井面に傾斜を持たせ、気泡の浮力をその傾斜によって分力し、移動方向の力の成分を発生させて気泡を除去するようにした技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００２−１４４５７６号公報

しかし、上記の特許文献１に開示された技術では、共通流路の天井面に気泡が吸着してしまい、移動せずにその場で滞留することがある。すると、気泡の除去が十分にできなくなる。また、気泡の移動を確実にするために、天井面の傾斜を大きくすると、共通流路の容積が大きくなり、結局ポンプが大型化してしまう。
したがって、本発明が解決しようとする課題は、流量の小さなポンプであっても、確実に気泡が移動できるようにし、共通流路の液体（インク）中に含まれる気泡を円滑に除去できるようにすることである。

本発明は、以下の解決手段によって、上述の課題を解決する。
請求項１に記載の発明は、液体を吐出させるためのエネルギー発生素子が複数配置され、各前記エネルギー発生素子の周囲にそれぞれ液室が形成されたヘッドチップと、前記ヘッドチップの全ての前記液室と連通する共通流路を形成するための共通流路部材とを備え、前記ヘッドチップの各前記エネルギー発生素子を駆動し、各前記液室内の液体に吐出力を与えることにより、各前記液室内の液体を吐出させる液体吐出ヘッドであって、前記共通流路部材は、前記共通流路に液体を供給する供給口と、前記共通流路から液体を排出する排出口とを備え、前記共通流路の天井面に、前記供給口から前記排出口に向かい、毛細管現象によって前記天井面の保水状態を確保する溝が形成されている。

また、請求項５に記載の発明は、請求項１に記載の液体吐出ヘッドに、前記共通流路部材の前記供給口から前記排出口に向けて液体を移送させるための移送手段を備えるようにした液体吐出装置に係るものである。

（作用）
上記の各発明において、共通流路部材は、共通流路に液体を供給する供給口と、共通流路から液体を排出する排出口とを備えている。そして、共通流路の天井面に、供給口から排出口に向かう溝が形成されている。そのため、共通流路の液体中に含まれる気泡が浮力によって天井面に接触しても、溝によって天井面の保水状態が確保されており、気泡が吸着しないので、容易に気泡が移動できるようになる。

本発明によれば、共通流路の天井面に形成された溝によって保水状態が確保され、気泡が天井面に吸着しないので、液体中に含まれる気泡が浮力によって天井面に接触しても、気泡が容易に移動できる。そのため、たとえ流量の小さなポンプであっても、確実に気泡が移動し、共通流路の液体中に含まれる気泡を円滑に除去できる。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。
なお、以下の実施形態では、本発明の液体吐出装置として、Ｙ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、及びＫ（ブラック）の４色のインク（液体）を吐出するカラー対応のインクジェットプリンタ（ラインプリンタ１）を例に挙げて説明する。そして、本発明の液体吐出ヘッドは、このラインプリンタ１に用いるラインヘッド１０である。

図１は、本実施形態のラインプリンタ１の概要を示す正面図である。
図１に示すように、ラインプリンタ１は、複数の給紙トレイ２ａ，２ｂ，２ｃと、印画サイズに応じて各給紙トレイ２ａ，２ｂ，２ｃから選択的に給紙される記録用紙８の搬送ユニット３と、ラインヘッド１０に記録用紙８を対向させる印画テーブル４と、非印画時にラインヘッド１０のインクの吐出面を覆うメンテナンスユニット５と、印画された記録用紙８を搬送する排紙テーブル６と、記録用紙８の排紙トレイ７とを備えている。

ここで、ラインヘッド１０は、各給紙トレイ２ａ，２ｂ，２ｃから給紙される最大サイズの記録用紙８の幅に対応する印画が可能なものである。そのため、記録用紙８の幅方向に移動させて印画を行うシリアルヘッドのプリンタと比較すると、記録用紙８の幅方向への移動手段を必要としないため、振動や騒音が低減されるだけでなく、印画速度を格段に速くできるという利点がある。

また、ラインヘッド１０にインクを供給する方式として、ヘッドと一体的にインクが配置されて供給を行う「ヘッド一体型」と、外部からインクを供給するようにした「ヘッド別体型」とがあるが、本実施形態のラインプリンタ１は、ラインヘッド１０と別体のインクカートリッジ１３をラインプリンタ１に装着した「ヘッド別体型」のものである。そして、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの４色のインクを色別に収容したインクカートリッジ１３は、ラインプリンタ１から容易に着脱できるようになっている。そのため、インクカートリッジ１３内のインクが全て消費された場合には、迅速に新品と交換できる。

さらにまた、ラインヘッド１０とインクカートリッジ１３との間には、サブタンク１２（本発明における圧力調整手段に相当するもの）を介してポンプ１１（本発明における移送手段に相当するもの）が設置されている。そのため、ポンプ１１を駆動すれば、インクカートリッジ１３のインクが所定の圧力でラインヘッド１０に供給される。

このようなラインプリンタ１で印画を行うには、搬送ユニット３によって給紙トレイ２ａ，２ｂ，２ｃのいずれかから１枚の記録用紙８を選択的に搬送し、印画テーブル４上に給紙する。また、メンテナンスユニット５をラインヘッド１０から分離し、インクの吐出面を露出させる。そして、記録用紙８を印画テーブル４上で移動させながらラインヘッド１０から各色のインクを吐出し、カラー印画を行う。なお、印画が行われた後は、記録用紙８が排紙テーブル６によって移動し、排紙トレイ７上にストックされる。

図２は、本実施形態のラインプリンタ１の印画部を示す斜視図である。
図２に示すように、ラインプリンタ１の印画部には、ラインヘッド１０が配置されている。このラインヘッド１０は、ヘッドモジュール２０だけで印画テーブル４上に給紙された記録用紙８の横幅の長さをカバーするようになっている。そして、ヘッドモジュール２０が４列並列に配置され、各列ごとに、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの４色のインクを吐出する。

このように、ラインヘッド１０は、４つのヘッドモジュール２０（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）によって構成されており、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの４色のインクを貯留したサブタンク１２から各色のインクが供給される。すなわち、ヘッドモジュール２０（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）には、供給管８１（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）を介してサブタンク１２（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）が接続されている。そのため、各色ごとのポンプ１１（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）を駆動すれば、サブタンク１２（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）の４色のインクがラインヘッド１０に供給される。

また、ラインヘッド１０に供給された４色のインクは、印画テーブル４上の記録用紙８に向けてそれぞれ吐出されるだけでなく、循環するようになっている。すなわち、各色のインクは、ラインヘッド１０から排出管８２（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）を通り、切替えバルブ１５（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）、第１連絡管１６（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）、ポンプ１１（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）、及び第２連絡管１７（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）を介してサブタンク１２（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）に戻る。なお、吐出によって消費された各色のインクは、インクカートリッジ１３（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）から接続管１８（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）を通り、切替えバルブ１５（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）、第１連絡管１６（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）、ポンプ１１（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）、及び第２連絡管１７（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）を介してサブタンク１２（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）に補充される。

図３は、本実施形態のラインプリンタ１のラインヘッド１０におけるヘッドモジュール２０のインクの吐出部を示す斜視図である。
図３に示すように、ヘッドモジュール２０は、ヘッドチップ６０とノズルシート６４とを貼り合わせて構成したものである。

このヘッドチップ６０は、半導体基板６１にバリア層６３を積層したものであり、バリア層６３にノズル６５を形成したノズルシート６４が貼り合わせられている。そして、半導体基板６１に複数の発熱抵抗体６２（本発明におけるエネルギー発生素子に相当するもの）が一定間隔で一方向に析出形成されており、発熱抵抗体６２を囲む半導体基板６１とバリア層６３とノズルシート６４とによってインク液室６６（本発明における液室に相当するもの）が形成されている。なお、インク液室６６は、インクの共通流路２４に連通する開口領域を有しており、この開口領域からインク液室６６内にインクが供給される。

ここで、半導体基板６１は、シリコン、ガラス、セラミックス等からなるもので、発熱抵抗体６２は、この半導体基板６１の一方の面に、半導体や電子デバイス製造技術用の微細加工技術を用いて析出形成されている。なお、この発熱抵抗体６２は、半導体基板６１上に形成された導体部（図示せず）を介して外部回路と電気的に接続されている。

また、バリア層６３は、半導体基板６１の発熱抵抗体６２側に積層されたものである。すなわち、バリア層６３は、半導体基板６１の上面全体に感光性樹脂を塗布し、しかるべき形状のパターンを描いたフォトマスクを介して感光性樹脂を感光するのに最適な波長帯の放射光を持った露光機による露光を行った後、露光した感光性樹脂を所定の現像液で現像し、未露光部分を除去することにより、発熱抵抗体６２の周辺を除く半導体基板６１上にパターニング形成されている。そして、半導体基板６１、発熱抵抗体６２、及びバリア層６３によってヘッドチップ６０を構成する。

さらにまた、ノズルシート６４は、例えば、Ｎｉ（ニッケル）による電鋳技術によって形成されたものであり、ノズルシート６４には、複数のノズル６５が配列されている。そして、ヘッドチップ６０（半導体基板６１、発熱抵抗体６２、及びバリア層６３）は、各ノズル６５の位置と各発熱抵抗体６２の位置とが合うように、すなわち、各ノズル６５が各発熱抵抗体６２と対向するように精密に位置決めがなされ、バリア層６３を下にして、ノズルシート６４上に貼り合わされている。

したがって、図３に示すように、ヘッドチップ６０のインク液室６６は、発熱抵抗体６２を囲むようにして、半導体基板６１とバリア層６３とノズルシート６４とによって構成される。すなわち、半導体基板６１及び発熱抵抗体６２は、図３中、インク液室６６の天壁を構成し、バリア層６３は、インク液室６６の３つの側壁を構成し、ノズルシート６４は、インク液室６６の底壁を構成する。

また、インク液室６６は、図３中、右下方向に開口領域を有しており、この開口領域がインクの共通流路２４に連通している。そのため、サブタンク１２（図２参照）から供給されたインクは、共通流路２４を通って全てのインク液室６６に供給されることとなる。そして、インク液室６６にインクを満たした状態で、制御部（図示せず）の指令に基づいて、発熱抵抗体６２に短時間（例えば、１〜３μｓｅｃ）のパルス電流を流す。すると、発熱抵抗体６２が急速に加熱されるため、インクが沸騰して発熱抵抗体６２と接する部分に気泡が発生し、その気泡の膨張によってある体積のインクが押しのけられる。その結果、これが吐出力となり、押しのけられたインクと同等の体積のインクがノズル６５からインク液滴となって吐出され、印画が行われる。

ここで、図３に示すように、インク液室６６のインク中に気泡があると、気体の圧縮性によって気泡がインクの吐出力を弱め、インクの吐出方向に乱れを発生させる。また、インクの吐出（発熱抵抗体６２の加熱）に伴う温度変化等によってインク中の気泡が膨張すると、インク液室６６内のインクがノズル６５から勝手に排出されてしまうことがある。そのため、ヘッドモジュール２０は、ヘッドチップ６０のインク液室６６にインクを供給し、ノズル６５からインクを吐出できるだけでなく、共通流路２４から気泡を含むインクを除去できるものでなければならない。

図４は、インク中の気泡の除去が可能な本実施形態のラインプリンタ１を示す概念図である。
図４に示すように、ラインプリンタ１は、ヘッドモジュール２０を備えるラインヘッド１０と、インクを移送させるためのポンプ１１と、ラインヘッド１０に供給するインクの圧力を調整するためのサブタンク１２と、ラインヘッド１０に供給するインクが貯留されたインクカートリッジ１３とを備えている。

また、ヘッドモジュール２０は、インクを吐出させるためのヘッドチップ６０とバッファタンク２１（本発明における共通流路部材に相当するもの）とを備えている。なお、図４に示すラインヘッド１０は、図２に示すような４つのヘッドモジュール２０（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）が４列に配置されたものではなく、１色のインクを吐出するが、インク色数が増えても基本動作は同じである。

ここで、バッファタンク２１は、ヘッドチップ６０の全てのインク液室６６（図３参照）と連通する共通流路２４（図３参照）を形成するためのものである。そして、バッファタンク２１は、内部にインクを供給するための供給口２２と、内部のインクを排出するための排出口２３とを備えている。

また、バッファタンク２１の供給口２２には、サブタンク１２内のインクをバッファタンク２１に供給するための供給管８１が接続されている。さらにまた、バッファタンク２１の排出口２３には、バッファタンク２１内のインクを排出するための排出管８２が接続されている。そして、排出管８２は、切替えバルブ１５の一方のバルブ（循環側１５ａ）及び第１連絡管１６を介してポンプ１１と接続され、ポンプ１１は、第２連絡管１７を介してサブタンク１２と接続されている。なお、サブタンク１２には、サブタンク１２内と大気とを連通させるための連通バルブ１４が取り付けられており、切替えバルブ１５の他方のバルブ（供給側１５ｂ）には、インクカートリッジ１３に貯留されたインクを供給するための接続管１８が接続されている。

このような本実施形態のラインプリンタ１において、サブタンク１２内のインクをバッファタンク２１に供給するには、切替えバルブ１５の供給側１５ｂを閉じ、循環側１５ａを開ける。次に、連通バルブ１４を閉じる。なお、これらの動作は、同時に行っても順序が変わっていても良い。

この状態でポンプ１１を駆動すると、バッファタンク２１内の空気及びヘッドチップ６０のノズル６５（図３参照）から入る空気が移送され、排出管８２、切替えバルブ１５（循環側１５ａ）、第１連絡管１６、ポンプ１１、及び第２連絡管１７を通ってサブタンク１２内に蓄積される。そのため、サブタンク１２内の圧力が上昇し、インクが大気側よりも加圧されるようになる。すると、インクが供給管８１を通り、バッファタンク２１に供給される。

このようにしてバッファタンク２１内にインクが供給されると、ヘッドチップ６０のノズル６５（図３参照）がインクで塞がれ、空気がこれ以上入らなくなる。そのため、サブタンク１２内の圧力がこれ以上は上昇しなくなり、圧力が平衡状態となってサブタンク１２からバッファタンク２１へのインクの供給が完了するので、ヘッドチップ６０によるインクの吐出が可能となる。

ヘッドチップ６０からインクを吐出させ、印画を行うには、切替えバルブ１５の循環側１５ａを閉じ、供給側１５ｂを開ける。そして、連通バルブ１４を開け、この状態でヘッドチップ６０の発熱抵抗体６２（図３参照）を駆動すれば、インク液室６６（図３参照）内のインクに吐出力が付与され、インク液室６６内のインクがノズル６５（図３参照）から吐出される。

また、ヘッドチップ６０のインクの吐出により、サブタンク１２内のインクが少なくなった場合には、ポンプ１１を駆動することによってヘッドチップ６０によるインクの吐出にほとんど影響を与えることなく、サブタンク１２にインクを追加できる。すなわち、ポンプ１１の駆動により、インクカートリッジ１３内のインクが接続管１８、切替えバルブ１５（供給側１５ｂ）、第１連絡管１６、ポンプ１１、第２連絡管１７を通ってサブタンク１２に貯留される。

ここで、サブタンク１２には、インク量測定装置（図示せず）が取り付けられており、所定のインクレベルになったところでインク量の制限信号を出力する。そのため、この制限信号を受信した制御部（図示せず）の指令によってポンプ１１が自動的に停止し、サブタンク１２に対するインクの追加が完了する。なお、このようなサブタンク１２に対するインクの供給は、ラインプリンタ１の使用開始当初等、サブタンク１２内のインクが空の場合にも、自動的に行われる。

したがって、サブタンク１２には、常に所定量のインクが貯留され、ヘッドモジュール２０に対し、安定してインクが供給される。そのため、本実施形態のラインプリンタ１は、高品位の印画が可能であるが、その品位を維持するためには、インク中の気泡を十分に除去しておく必要がある。

本実施形態のラインプリンタ１において、インク中の気泡を除去するには、インクを循環させれば良い。そのためには、切替えバルブ１５の循環側１５ａを開け、供給側１５ｂを閉じる。また、連通バルブ１４を開ける。なお、連通バルブ１４を開けることにより、インクの循環経路の全体が、サブタンク１２のインク液面高さに基づく圧力一定の状態となる。

この状態でポンプ１１を駆動すると、インクは、図４に示す矢印のように、サブタンク１２から供給管８１を通り、供給口２２からバッファタンク２１の共通流路２４（図３参照）に供給される。すると、バッファタンク２１内の気泡を含むインクが供給圧力に応じて移送され、排出口２３から排出される。そして、排出されたインクは、排出管８２、切替えバルブ１５（循環側１５ａ）、第１連絡管１６、ポンプ１１、及び第２連絡管１７を介してサブタンク１２に戻る。サブタンク１２では、インク中に含まれる気泡が連通バルブ１４から大気に開放されて除去される。

このように、本実施形態のラインプリンタ１は、ポンプ１１を駆動することにより、図４に示す矢印のように気泡を含むインクが循環し、バッファタンク２１内から気泡が除去されるが、バッファタンク２１の共通流路２４（図３参照）の天井面に気泡が接触し、吸着してしまっては、気泡の移動が妨げられ、気泡の除去ができなくなってしまう。そのため、図４に示すラインヘッド１０は、共通流路２４の天井面で気泡が容易に移動できるようになっている。

（第１実施形態）
図５は、図４に示す第１実施形態のラインヘッド１０を示す断面図である。
図５に示すように、第１実施形態のラインヘッド１０は、ヘッドチップ６０と、ノズルシート６４と、バッファタンク２１とを備えている。そして、バッファタンク２１によって共通流路２４が形成され、共通流路２４には、供給口２２からインクが供給されるとともに、気泡を含むインクが排出口２３から排出される。また、共通流路２４の天井面には、供給口２２から排出口２３に向かう複数（左右４つずつ）の溝２５が段々に形成されている。

ここで、共通流路２４内で発生した気泡は、その浮力によって上方へと移動する。この際、気泡が共通流路２４の天井面に貼り付こうとするが、天井面には、複数の溝２５が段々に形成されており、各溝２５には、毛細管現象によって保水された状態のインクが保持されている。そのため、気泡が共通流路２４の天井面に貼り付こうとしても、溝２５の部分に保水されたインクが気泡と天井面との間に介在しているので、気泡の付着力が非常に弱まる。

また、各溝２５が段々に形成され、最上部では、下向きの三角形の両側が溝２５となっているので、気泡が溝２５の近傍で共通流路２４の天井面に接触しても、溝２５を構成するエッジの部分にしか触れないので、接触面積が小さく、付着力が弱い。その結果、共通流路２４のインク中の気泡は、上方だけでなく、左右方向にも移動しやすいものとなっている。

このような状態の共通流路２４に対し、供給口２２からインクを供給するとともに、排出口２３からインクが排出されるようにインクを循環させると、共通流路２４の天井面に対する気泡の付着力が弱いので、わずかな流速であっても気泡がインクの流れに乗って排出口２３に向かって移動し、最終的に、インクと一緒に排出口２３から排出される。そして、排出されたインク中の気泡は、サブタンク１２（図４参照）で除去される。

（第２実施形態）
図６は、第２実施形態のラインヘッド３０を示す断面図である。
図６に示すように、第２実施形態のラインヘッド３０は、バッファタンク３１が２つの仕切り壁３６ａ，３６ｂを備えており、この２つの仕切り壁３６ａ，３６ｂによって共通流路３４が供給口３２と排出口３３との間で３つ流路室３４ａ，３４ｂ，３４ｃに分けられている。そして、各流路室３４ａ，３４ｂ，３４ｃは、各仕切り壁３６ａ，３６ｂの上方で連通している。なお、ヘッドチップ６０は、各流路室３４ａ，３４ｂ，３４ｃごとに３つ設けられている。

ここで、共通流路３４の各流路室３４ａ，３４ｂ，３４ｃの天井面には、供給口３２から排出口３３に向かう複数の溝３５ａ，３５ｂ，３５ｃがそれぞれ形成されている。そのため、供給口３２からインクを供給する（インクを循環させる）と、流路室３４ａの気泡がインクの流れに乗り、溝３５ａに沿って移動し、仕切り壁３６ａの上方を越えて隣の流路室３４ｂに入る。そのため、流路室３４ａからインク中の気泡が排出される。

また、流路室３４ｂに入った気泡は、下方に沈むことなく溝３５ｂに沿って移動する。そして、流路室３４ｂに元々あった気泡と合体し、より大きな気泡となり、仕切り壁３６ｂの上方を越えて隣の流路室３４ｃに入る。そのため、流路室３４ｂからもインク中の気泡が排出される。

さらにまた、流路室３４ｃに入った気泡は、流路室３４ｃに元々あった気泡と合体し、さらに大きな気泡となって溝３５ｃに沿って移動する。そして、その気泡は、インクと一緒に排出口３３から排出される。その結果、各流路室３４ａ，３４ｂ，３４ｃの全てからインク中の気泡が排出され、サブタンク１２（図４参照）で気泡が除去される。なお、共通流路３４がいくつに分けられていても、同様にして気泡を除去できるので、第２実施形態のラインヘッド３０は、ヘッドチップ６０を多く備える構成とした場合に、特に有効なものとなる。

（第３実施形態）
図７は、第３実施形態のラインヘッド４０を示す断面図である。
図７に示すように、第３実施形態のラインヘッド４０は、図６に示す第２実施形態のラインヘッド３０と同様に、バッファタンク４１が２つの仕切り壁４６ａ，４６ｂを備えており、この２つの仕切り壁４６ａ，４６ｂによって共通流路４４が供給口４２と排出口４３との間で３つの流路室４４ａ，４４ｂ，４４ｃに分けられている。そして、各流路室４４ａ，４４ｂ，４４ｃは、各仕切り壁４６ａ，４６ｂの上方で連通している。

ここで、共通流路４４の各流路室４４ａ，４４ｂ，４４ｃの天井面には、供給口４２から排出口４３に向かう複数の溝４５ａ，４５ｂ，４５ｃが形成されており、各溝４５ａ，４５ｂ，４５ｃのそれぞれは、供給口４２から排出口４３に向かって同じように上方に傾斜している。

このように、第３実施形態のラインヘッド４０は、各溝４５ａ，４５ｂ，４５ｃが供給口４２から排出口４３に向かって上方に傾斜し、各流路室４４ａ，４４ｂ，４４ｃのインクの入口側が出口側よりも低い位置にある。そのため、浮力によって上昇し、各溝４５ａ，４５ｂ，４５ｃに接触するようになった気泡は、浮力が各溝４５ａ，４５ｂ，４５ｃの傾斜によって分力されるので、各流路室４４ａ，４４ｂ，４４ｃのインクの入口側から出口側に向かう力の成分が発生する。

したがって、各溝４５ａ，４５ｂ，４５ｃの効果によって移動しやすい状態となっている気泡は、循環するインクの流れだけでなく、各溝４５ａ，４５ｂ，４５ｃの傾斜によって発生する力の成分により、各流路室４４ａ，４４ｂ，４４ｃから一層容易に排出されるようになる。そして、設置状況等によってラインプリンタ１に傾きがある場合でも、各溝４５ａ，４５ｂ，４５ｃの両端の高低差内の傾きであれば、容易に気泡を排出できる。

また、各流路室４４ａ，４４ｂ，４４ｃに分けずに、共通流路４４の全体で傾斜する溝を設けるようにしても良いが、第３実施形態のラインヘッド４０のように、各溝４５ａ，４５ｂ，４５ｃが傾斜するようにすれば、各流路室４４ａ，４４ｂ，４４ｃごとの入口側と出口側とで高低差を持つことができるため、長さと高低差との比が大きく取れるようになり、傾斜によって発生する力の成分を大きくできる。

（第４実施形態）
図８は、第４実施形態のラインヘッド５０を示す断面図である。
図８に示すように、第４実施形態のラインヘッド５０は、図７に示すバッファタンク４１を２つ直列に配列したものである。すなわち、供給口４２ａ及び排出口４３ａを備えるバッファタンク４１ａと、供給口４２ｂ及び排出口４３ｂを備えるバッファタンク４１ｂとの２個（Ｎ＝２）を備えており、連結管５１により、２番目（Ｎ＝２番目）のバッファタンク４１ｂの供給口４２ｂに、１番目（Ｎ−１番目）のバッファタンク４１ａの排出口４３ａを接続している。なお、Ｎ≧２であればいくつ配列されていても同じである。

ここで、１番目のバッファタンク４１ａの供給口４２ａからインクを供給する（インクを循環させる）と、バッファタンク４１ａ内のインク中の気泡がインクの流れに乗って移動し、排出口４３ａから排出される。また、排出口４３ａから排出された気泡を含むインクは、連結管５１を通って２番目（Ｎ＝２番目）のバッファタンク４１ｂの供給口４２ｂからバッファタンク４１ｂ内に入り、そのインク中の気泡は、バッファタンク４１ｂ内に元々あった気泡と合体し、より大きな気泡となる。そして、その気泡は、インクと一緒に排出口４２ｂから排出される。

したがって、バッファタンク４１ａ及びバッファタンク４１ｂの両方の内部からインク中の気泡が排出され、サブタンク１２（図４参照）で気泡が除去される。なお、図７に示すバッファタンク４１をいくつ接続しても、同様にして気泡を除去できるので、図８に示す第４実施形態のラインヘッド５０は、非常に幅の広い記録用紙８（図２参照）に対応させる場合に、特に有効なものとなる。

このように、本実施形態のラインプリンタ１（第１実施形態のラインヘッド１０、第２実施形態のラインヘッド３０、第３実施形態のラインヘッド４０、及び第４実施形態のラインヘッド５０）は、バッファタンク２１（３１，４１）によって形成される共通流路２４（３４，４４）の天井面に複数の溝２５（３５ａ〜３５ｃ，４５ａ〜４５ｃ）が形成されているので、インク中の気泡の移動が円滑となり、共通流路２４（３４，４４）から容易に気泡を除去できる。そのため、インク中の気泡によるインクの吐出への悪影響を防止できる。

また、溝２５（３５ａ〜３５ｃ，４５ａ〜４５ｃ）を備えるバッファタンク２１（３１，４１）を直列に接続することで、より大きな記録用紙８に対応できるラインプリンタ１となる。さらにまた、傾斜した溝４５ａ〜４５ｃとすることで、設置状況等によってラインプリンタ１が傾いた状態であっても、同様の気泡除去効果を得ることができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上記の実施形態に限定されることなく、例えば、以下のような種々の変形等が可能である。
（１）第１実施形態のラインヘッド１０では、共通流路２４の天井面に溝２５を左右４つずつ段々に形成したが、溝２５の個数や形状は、これに限られない。また、第２実施形態のラインヘッド３０では、バッファタンク４１の２つの仕切り壁４６ａ，４６ｂによって共通流路４４を３つの流路室４４ａ，４４ｂ，４４ｃに分けたが、仕切り壁４６ａ，４６ｂの個数は、これに限られない。さらにまた、第４実施形態のラインヘッド５０では、２個（Ｎ＝２）のバッファタンク４１ａ及びバッファタンク４１ｂを直列に配列したが、Ｎ≧２であればいくつ配列されていても良い。

（２）本実施形態では、液体吐出装置として、印画幅分のラインヘッド１０を備えるラインプリンタ１を例に挙げたが、このようなインクジェットプリンタに限らず、各種の液体を吐出する他の液体吐出装置にも広く適用することができ、例えば、染め物に対して染料を吐出する液体吐出装置であっても良い。

本実施形態のラインプリンタの概要を示す正面図である。 本実施形態のラインプリンタの印画部を示す斜視図である。 本実施形態のラインプリンタのラインヘッドにおけるヘッドモジュールのインクの吐出部を示す斜視図である。 本実施形態のラインプリンタを示す概念図である。 第１実施形態のラインヘッドを示す断面図である。 第２実施形態のラインヘッドを示す断面図である。 第３実施形態のラインヘッドを示す断面図である。 第４実施形態のラインヘッドを示す断面図である。

符号の説明

１ ラインプリンタ（液体吐出装置）
１０ ラインヘッド（液体吐出ヘッド）
１１ ポンプ（移送手段）
１２ サブタンク（圧力調整手段）
２０ ヘッドモジュール
２１ バッファタンク（共通流路部材）
２２ 供給口
２３ 排出口
２４ 共通流路
２５ 溝
３０ ラインヘッド（液体吐出ヘッド）
３１ バッファタンク（共通流路部材）
３２ 供給口
３３ 排出口
３４ 共通流路
３４ａ，３４ｂ，３４ｃ 流路室
３５ａ，３５ｂ，３５ｃ 溝
３６ａ，３６ｂ 仕切り壁
４０ ラインヘッド（液体吐出ヘッド）
４１，４１ａ，４１ｂ バッファタンク（共通流路部材）
４２ 供給口
４３ 排出口
４４ 共通流路
４４ａ，４４ｂ，４４ｃ 流路室
４５ａ，４５ｂ，４５ｃ 溝
４６ａ，４６ｂ 仕切り壁
５０ラインヘッド（液体吐出ヘッド）
５１ 連結管
６０ ヘッドチップ
６２ 発熱抵抗体（エネルギー発生素子）
６６ インク液室（液室）

Claims (7)

1. 液体を吐出させるためのエネルギー発生素子が複数配置され、各前記エネルギー発生素子の周囲にそれぞれ液室が形成されたヘッドチップと、
   前記ヘッドチップの全ての前記液室と連通する共通流路を形成するための共通流路部材と
   を備え、
   前記ヘッドチップの各前記エネルギー発生素子を駆動し、各前記液室内の液体に吐出力を与えることにより、各前記液室内の液体を吐出させる液体吐出ヘッドであって、
   前記共通流路部材は、
   前記共通流路に液体を供給する供給口と、
   前記共通流路から液体を排出する排出口と
   を備え、
   前記共通流路の天井面に、前記供給口から前記排出口に向かい、毛細管現象によって前記天井面の保水状態を確保する溝が形成されている
   液体吐出ヘッド。
2. 請求項１に記載の液体吐出ヘッドにおいて、
   前記共通流路部材の前記溝は、前記供給口から前記排出口に向かって上方に傾斜している
   液体吐出ヘッド。
3. 請求項１に記載の液体吐出ヘッドにおいて、
   前記共通流路部材は、前記共通流路を前記供給口と前記排出口との間で複数の流路室に分ける仕切り壁を備え、
   各前記流路室は、前記仕切り壁の上方で連通する
   液体吐出ヘッド。
4. 請求項１に記載の液体吐出ヘッドにおいて、
   前記共通流路部材をＮ個（Ｎ≧２）備え、
   Ｎ番目の前記共通流路部材の前記供給口に、（Ｎ−１）番目の前記共通流路部材の前記排出口が接続されている
   液体吐出ヘッド。
5. 液体を吐出させるためのエネルギー発生素子が複数配置され、各前記エネルギー発生素子の周囲にそれぞれ液室が形成されたヘッドチップと、
   前記ヘッドチップの全ての前記液室と連通する共通流路を形成するための共通流路部材と
   を備え、
   前記ヘッドチップの各前記エネルギー発生素子を駆動し、各前記液室内の液体に吐出力を与えることにより、各前記液室内の液体を吐出させる液体吐出装置であって、
   前記共通流路部材は、
   前記共通流路に液体を供給する供給口と、
   前記共通流路から液体を排出する排出口と
   を備え、
   前記共通流路の天井面に、前記供給口から前記排出口に向かい、毛細管現象によって前記天井面の保水状態を確保する溝が形成されており、
   前記共通流路部材の前記供給口から前記排出口に向けて液体を移送させるための移送手段を備える
   液体吐出装置。
6. 請求項５に記載の液体吐出装置において、
   前記共通流路部材の前記供給口に、前記共通流路に供給する液体の圧力を調整可能な圧力調整手段が接続されている
   液体吐出装置。
7. 請求項５に記載の液体吐出装置において、
   前記共通流路部材の前記排出口に、前記移送手段が接続され、
   前記移送手段と前記共通流路部材の前記供給口との間に、前記共通流路に供給する液体の圧力を調整可能な圧力調整手段が配置されており、
   前記移送手段により、前記圧力調整手段を介して前記共通流路の液体が循環する
   液体吐出装置。

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