JP4841349B2

JP4841349B2 - 液体吐出ヘッドユニット、画像形成装置

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Publication number: JP4841349B2
Application number: JP2006207259A
Authority: JP
Inventors: 知己加藤
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2006-07-29
Filing date: 2006-07-29
Publication date: 2011-12-21
Anticipated expiration: 2026-07-29
Also published as: JP2008030333A

Description

本発明は液体吐出ヘッドユニット、画像形成装置に関し、特に、液体吐出ヘッドに供給される液体をろ過するフィルタ部を備える液体吐出ヘッドユニット、この液体吐出ヘッドユニットを備える画像形成装置に関する。

一般に、プリンタ、ファックス、コピア、プロッタ、或いはこれらの内の複数の機能を複合した画像形成装置としては、例えば、記録液（液体）の液滴を吐出する液体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、液体としての記録液（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。）を行なうものがある。

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、吐出されるときに流体となるものであれば特に限定されるものではなく、例えば、ＤＮＡ試料、レジスト、パターン材料なども含まれる。さらに、「液体吐出装置」は液体吐出ヘッドから液体を吐出させる装置であって画像を形成するものに限定されない。

ところで、画像形成装置における高速化の要請に対応するために、液体吐出ヘッドの液滴吐出用能動素子の駆動周波数向上、ノズル数あるいはヘッド数の増加などが行われているが、いずれにしても、高速記録を実現する上では、液体吐出ヘッドから吐出される液適量が増加することから、液滴の吐出に対して遅れることなく、ヘッドに対して液体を供給しなければならず、ヘッドに対して供給できる液体流量の増大が不可避である。

この流量増大に伴い、液体吐出ヘッドに液体を供給する液体収容部からヘッドに対する流路の抵抗値を小さくする必要が生じる。液体吐出ヘッドの流路はこの抵抗値を考慮して設定されるが、その他に考慮しなければならない大きな要素として気泡の問題がある。流路内に気泡があり、記録中に気泡がヘッド内に流入すると、液滴が吐出されない状態となって異常画像が生じることになる。

このような液体吐出ヘッド内での気泡の混入の他に、気泡が問題となる部位としては、液体吐出ヘッドに供給する液体をろ過するフィルタ部がある。フィルタは、上流側からの微細なごみがヘッド内に流れ込むことによる印写不良を防止する目的で流路内に設けられる。液体吐出ヘッドでは、通常、数ミクロンのパーティクルをほぼ１００％取り込むろ過能力を有するフィルタが用いられ、そのためにフィルタは大きな流体抵抗となる。

前述のように大流量の液体供給をなす上においては、フィルタサイズを大きくすることが必要となるが、フィルタが大きくなるほどインク充填性が悪くなりフィルタ部に気泡が多く残留しやすくなる。この気泡がフィルタに接触して液膜を形成するとその部分を液体が流れなくなるため流体抵抗が大きくなり、液体供給量が不足する不具合が発生する。また、印字中にフィルタを気泡が抜けてヘッドに流入しても印字品質に悪影響を及ぼす結果となる。

一般的に、液体吐出ヘッドの上方に液体吐出ヘッドに液体を供給するカートリッジやサブタンク（ヘッドタンク）などの液体収容部を配置し、液体収容部と液体吐出ヘッドとの間にフィルタを配置することで、フィルタの上方から下方に液体が流れるような構成とすることが多いが、この場合は、特に、フィルタ上部への気泡残留がほぼ避けられない。

そこで、特許文献１には気泡が残留しやすい部分の天面を傾斜面で形成し、最上部に設けた気泡排出口まで気泡の浮力を利用して移動させて排出する構成が記載されている。
特開２００２−１４４５７６号公報

また、特許文献２には気泡排出性を損なうことなくインク充填性を向上するためにフィルタ室のフィルタの上流側に略菱形形状の中間部材を設け、この中間部材により、フィルタ室に供給されたインクは２つに分流されて実質的に充填する空間が半分になり、フィルタ室を比較的充填が容易な小サイズとすると共に、フィルタを同時にインクで濡らしやすくすることが記載されている。
特開２００２−０７９６８４号公報

しかしながら、特許文献１記載発明のように気泡が残留しやすい部分の天面を傾斜面で形成し、最上部に設けた気泡排出口まで気泡の浮力を利用して移動させる構成では、大きな勾配を設けないと気泡が排出できない、また、ダミー流路にインクが入った場合に気泡排出に支障が出るなどの課題がある。また、特許文献２記載発明も直接気泡を排出しようとするものではない。

本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、ヘッドに近い位置に大型のフィルタを配置しても気泡の影響を受けることなくフィルタ部の液体充填性を向上できる液体吐出ヘッドユニット、この液体吐出ヘッドユニットを備える画像形成装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明に係る液体吐出ヘッドユニットは、
液滴を吐出する液体吐出ヘッドと、この液体吐出ヘッドに供給される液体をろ過するフィルタが内蔵されたフィルタ室を有するフィルタ部とを備える液体吐出ヘッドユニットにおいて、
前記フィルタ室は、前記フィルタの上流側に前記液体が供給される空間が形成され、
前記空間のフィルタ長手方向の一端部側に前記液体が供給される供給口を、他端部側に気泡排出路を有し、
前記空間を形成している前記フィルタに対向する壁面は傾斜面であり、
前記傾斜面は、前記供給口から前記気泡排出路に向かって流路を狭くする方向に傾斜している
構成とした。

本発明に係る液体吐出ヘッドユニットは、
液滴を吐出する液体吐出ヘッドと、この液体吐出ヘッドに供給される液体をろ過するフィルタが内蔵されたフィルタ室を有するフィルタ部と、このフィルタ部に接続されて前記液体を収容する液体収容部とを備える液体吐出ヘッドユニットにおいて、
前記フィルタ室は、前記フィルタの上流側に前記液体が供給される空間が形成され、
前記空間のフィルタ長手方向の一端部側に前記液体が供給される供給口を、他端部側に気泡排出路を有し、
前記空間を形成している前記フィルタに対向する壁面は傾斜面であり、
前記傾斜面は、前記供給口から前記気泡排出路に向かって流路を狭くする方向に傾斜し、
前記気泡排出路の排出側開口が前記液体収容部内に臨んでいる
構成とした。

この液体吐出ヘッドユニットでは、前記液体収容部には内部と大気との間の連通を開閉する大気開放手段が設けられている構成とでき、また、前記気泡排出路の液体収容部内での気泡排出側開口は、前記液体収容部から前記フィルタ部への液体供給口よりも高い位置に設けられている構成とできる。

これらの本発明に係る液体吐出ヘッドユニットにおいては、前記フィルタ部は前記気泡排出路と前記フィルタを挟んで略反対側に、前記液体吐出ヘッドへの液体供給口が形成されている構成とできる。

本発明に係る画像形成装置は、本発明に係る液体吐出ヘッドユニットを備えているものである。

本発明に係る液体吐出ヘッドユニットによれば、フィルタ室は、フィルタの上流側に液体が供給される空間が形成され、空間のフィルタ長手方向の一端部側に液体が供給される供給口を、他端部側に気泡排出路を有し、空間を形成しているフィルタに対向する壁面は傾斜面であり、傾斜面は、供給口から気泡排出路に向かって流路を狭くする方向に傾斜している構成としたので、フィルタが大型化しても気泡排出性が向上して、フィルタ室内に気泡が残留しない良好な液体充填性が得られる。

本発明に係る液体吐出ヘッドユニットによれば、フィルタ室は、フィルタの上流側に液体が供給される空間が形成され、空間のフィルタ長手方向の一端部側に液体が供給される供給口を、他端部側に気泡排出路を有し、空間を形成しているフィルタに対向する壁面は傾斜面であり、傾斜面は、供給口から気泡排出路に向かって流路を狭くする方向に傾斜し、気泡排出路の排出側開口が液体収容部内に臨んでいる構成としたので、フィルタが大型化しても気泡排出性が向上して、フィルタ室内に気泡が残留しない良好な液体充填性が得られる。

本発明に係る画像形成装置によれば、本発明に係る液体吐出ヘッドユニットを備えているので、液体吐出ヘッドに対する液体充填性が良好で、高速で高画質画像を形成できる。

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。本発明の第１実施形態に係る液体吐出ヘッドユニットについて図１及び図２を参照して説明する。なお、図１は同液体吐出ヘッドユニットの構成説明図、図２は図１のＡ−Ａ線に沿う断面説明図である。

この液体吐出ヘッドユニット１は、液滴を吐出する液体吐出ヘッド２と、液体吐出ヘッド２に供給される液体をろ過するフィルタが内蔵されたフィルタ室を有するフィルタ部であるフィルタユニット３とを備えている。

液体吐出ヘッド２は、流路板１１と、ノズル板１２と、振動板１３とを接合して、ノズル板１２に形成された液滴を吐出する複数のノズル１４が連通する複数の加圧液室１６、各加圧液室１６に対応して上流側に流体抵抗部１７、この流体抵抗部１７の上流側の連通部１８を形成している。また、振動板１３の各液室１６と反対側の面には、液室１６内のインクを加圧する積層型圧電素子２１を接合し、各積層型圧電素子２１の後端部側はベース部材２２に接合している。なお、圧電素子２１には駆動波形を与えるＦＰＣケーブル２７が接続されている。

さらに、振動板１３の液室１６と反対側の面にはフレーム部材２３を接合し、このフレーム部材２３には共通液室２４を形成して、この共通液室２４から振動板１３に形成された各液室１６に対応する液室供給口２５、上記の連通部１８及び流体抵抗部１７を介して各液室１６にインクを供給する。共通液室２４にはフィルタユニット３から供給口２６を介してインクが供給される。

この液体吐出ヘッド２は、例えば圧電素子２１に印加する電圧を基準電位から下げることによって圧電素子２１が収縮し、振動板１３が下降して（図では上に引かれて）液室１６の容積が膨張することで、液室１６内にインクが流入し、その後圧電素子２１に印加する電圧を上げて圧電素子２１を積層方向（矢示方向）に伸長させ、振動板１３をノズル１４方向に変形させて液室１６の容積／体積を収縮させることにより、液室１６内のインクが加圧され、ノズル１４からインクの滴が吐出（噴射）される。

そして、圧電素子２１に印加する電圧を基準電位に戻すことによって振動板１３が初期位置に復元し、液室１６が膨張して負圧が発生するので、このとき、共通液室２４から液室１６内にインクが充填される。そこで、ノズル１４のメニスカス面の振動が減衰して安定した後、次の液滴吐出のための動作に移行する。

フィルタユニット３は、フィルタケース内３０内にフィルタ室３１を形成し、このフィルタ室３１内に、液体吐出ヘッド２に供給するインクをろ過するフィルタ３２を設けている。ここで、フィルタ室３１のフィルタ３２より上流側の空間を第1空間３１Ａ、下流側の空間を第２空間３１Ｂとする。

このフィルタケース３０のフィルタ室３１の第１空間３１Ａは、液体吐出ヘッド２のノズル１４の並び方向に沿って長尺の扁平な形状に形成され、フィルタ室３１のノズル並び方向の一方の端部側には、第１空間３１Ａに臨む図示しない液体収容部からインクが供給される供給口（供給ポート）３３が形成されている。また、フィルタ室３１のノズル並び方向の他方の端部側には、第２空間３１Ｂから液体吐出ヘッド２の液体供給口２６に連通して液体吐出ヘッド２にインクを供給する供給口である排出口（排出ポート）３４が形成されている。

また、フィルタ室３１のフィルタ３２の上流側空間であるフィルタ長手方向に沿った扁平な第１空間３１Ａの天面はノズル並び方向の一方の端部側から他方の端部側に向かって、つまり、供給口３３側から排出口３４に対応する側に向かって下方に傾斜する傾斜面３５としている。このフィルタ室３１の第１空間３１Ａはフィルタ長手方向に沿った長尺の形状であるので、フィルタ長手方向に沿って液体の流れが生じる。さらに、フィルタ３２の上流側の空間であるフィルタ長手方向に沿った第１空間３１Ａに臨み、気泡を排出させる気泡排出路となる気泡排出口３６が、フィルタ３２を介して排出口３４の反対側上方の対応する箇所に設けられている。

このフィルタユニット３と液体吐出ヘッド２のフレーム部材２３とはシール部材４１を介して接続（連結）している。フレーム部材２３が樹脂で形成されており、熱可塑性樹脂を用いればフィルタ３２を直接フレーム部材に固定することも容易に行えるが、ここでは、フレーム部材２３が熱硬化性樹脂、金属、セラミクス、ガラス等で直接フィルタを固定が困難な場合、あるいは、フィルタ面積を大きくする場合に、フィルタユニット３と液体吐出ヘッド２とが別体になる構成例で示している。また、フィルタユニット３は図示しない液体収容部とシール部材４２、４３を介して連結される。

このように構成したので、液体吐出ヘッドユニット１において液体吐出ヘッド２にインクを充填する場合、図３に示すように、ヘッドの維持回復機構を用いて、液体吐出ヘッド２のノズル板１２のノズル面１２ａをキャップ部材５１でキャッピングした状態で吸引ポンプ５２を作動させることにより、液体吐出ヘッド２のノズル１４から吸引を行うことで、図示しない液体収容部からインクがフィルタユニット３の供給ポート３３からフィルタ室３１の第１空間３１Ａ、フィルタ３２、第２空間３１Ｂを経て、排出口３４から液体吐出ヘッド２の共通液室２４にインクが供給される。

この場合、フィルタユニット３の供給ポート３３のみに液体収容部からインクが供給されている状態であれば、フィルタ長手方向にインクの流れが発生し、インクは供給ポート３３からフィルタ３２を挟んで反対側の排出ポート３４に流れる。このとき、フィルタ室３１のフィルタ３２上側の第１空間３１Ａに予めあった空気は、気泡排出口３６から排出され、フィルタユニット３はインクが充填される。

ここで、比較例の液体吐出ヘッドユニットについて図４及び図５を参照して説明する。この比較例の液体吐出ヘッドユニットは、気泡排出口３６を有しないフィルタユニットの例であり、その他の構成は第１実施形態と同様である。この液体吐出ヘッドユニットにあっては、上述したようにノズル１４から吸引を行うことでインクを充填しようとすると、フィルタ３２が完全に乾燥している条件では、良好にフィルタユニット３内をインクで満たすことができるが、フィルタ３２が濡れている条件では、フィルタ３２上側の第１空間３１Ａに予めあった空気が、フィルタ３２に形成された液膜のためにフィルタ３２を通過することができず、図５に示すように、フィルタ３２上部の第１空間３１Ａ内に大量の空気３９が残留することになり、充填性が悪く、場合によっては、空気が気泡となって液体吐出ヘッド２に送り込まれることになる。

これに対して、本実施形態のフィルタユニット３には第１空間３１Ａの上側に気泡排出口３６が形成されているので、キャップ吸引によって発生するインク流れと浮力によって空気（気泡）を気泡排出口３６から排出して良好なインク充填を行うことができる。

このように、フィルタ室はフィルタの上流側にフィルタ長手方向に液体の流れを生じさせる空間が形成され、この空間に臨む気泡排出路が設けられているので、フィルタが大型化しても気泡排出性が向上して、フィルタ室内に気泡が残留しない良好な液体充填性が得られる。

次に、本発明に係る液体吐出ヘッドユニットの第２実施形態について図６及び図７を参照して説明する。なお、図６は同実施形態の構成を説明する説明図、図７は図６の平面説明図である。
この液体吐出ヘッドユニット１は、上記第１実施形態に係る液体吐出ヘッド２及びフィルタ部であるフィルタユニット３と、液体吐出ヘッド２にインクを供給する液体収容部であるヘッドタンク（インクリザーバ）４を接続したものである。

ヘッドタンク４は、インクを収容するインク収容部６１を形成する容器本体（ケース本体）６２に、インク収容部６１の開口（ヘッドタンク４の一面）を封止する可撓性を有するフィルム状部材（可撓性フィルム状部材）６３を接着又は溶着などで貼り付け、更にインク収容部６１内部にはケース本体６２とフィルム状部材６３との間にフィルム状部材６３を外方に付勢するための弾性部材である負圧発生用のバネ（スプリング）６４を設けている。この負圧発生用バネ６４がフィルム状部材６３を外方にインク収容部６１の容積を膨張する方向に押圧していることで負圧が形成される。

そして、フィルム状部材６３の変位に応じて変位する変位部材６６をケース本体６２の側部に設けた支持部６７に揺動可能に取り付けている。この変位部材６６の検知片６６ａを検知する透過型フォトセンサからなる満タン検知センサ６８を有している。

また、ケース本体６２の側面上部にはインク収容部６２を大気と連通する大気連通孔６９が形成され、この大気連通孔６９を開閉する大気開放手段である大気解放機構７０が設けられている。この大気開放機構７０は、筒状のホルダ７１内に弁座７２、弁体であるボール７３及びこのボール７３を弁座７２側に付勢するスプリング７４を収納して構成した常閉弁である。この大気開放機構７０は、大気開放ソレノイド８０を駆動してプランジャピン８０ａでボール７３をスプリング７４に抗して押圧することで大気開放状態になり、大気開放ソレノイド８０を非駆動にすることでプランジャピン８０ａが後退してボール７３が復帰して閉状態になる。

また、インク収容部６１にインクを補充するためのインク導入路部７５を設け、インクカートリッジ８１から供給ポンプ８２によって供給チューブ８３を介してインク導入路部７５を通じてインクがインク収容部６１内にインクが補充供給される。

また、ケース本体６２の上部にはインク残量が所定量以下になったことを検知するための２本の検知電極７６、７７を装着している。検知電極７６、７７がいずれもインクに浸されている状態と少なくとも一方がインクに浸されていない状態とで検知電極７６、７７間の導通状態が変化することによってインクの量を検知することができる。

そして、このヘッドタンク４の底部にフィルタユニット３を接続している。フィルタユニット２の供給口３３を形成する供給口部３３Ａ及び気泡排出口３６を形成する気泡排出路部３６Ａがそれぞれヘッドタンク４のインク収容部６１内に臨んで開口した状態で取り付けられ、供給口部３３Ａ及び気泡排出口部３６Ａ外周とケース本体６２との間はシール部材４２、４３でシールされている。シール部材４２、４３としては、フッ素ゴム、シリコーンゴム、エピクロルヒドリンゴム等のゴム材でＯ−リングや板状のゴムシートを用いることができる。

ここで、フィルタユニット３の気泡排出口３６のヘッドタンク（液体収容部）４内での気泡排出側開口は、ヘッドタンク（液体収容部）４からフィルタユニット３に液体を供給するための液体供給口３３よりも高い位置に配置される構成としている。これにより、フィルタユニット３の気泡排出口３６からヘッドタンク４内に排出された気泡がフィルタユニット３の液体供給口３３に再度入り込むことを防止できる。

このように構成した液体吐出ヘッドユニットにおける液体吐出ヘッド２に対する大気開放状態でのインク充填動作について図８をも参照して説明する。
〈ステップ１−１〉
まず、図８（ａ）に示すように、ヘッドタンク４の大気開放機構７０を開状態にしてインク収容部６１を大気開放状態にする。この状態で、供給ポンプ８２を作動させて、液体カートリッジ８１からインクをインク収容部６１内に供給する。このとき、気泡排出口３６の開口位置よりも供給ポート３３が低い位置にあるので、インク収容部６１に供給されたインクは供給ポート３３からフィルタユニット３のフィルタ３２の上側空間である第１空間３１Ａに入り、第１空間３１Ａ内の空気は気泡排出口３６からインク収容部６１内に排出され、更に大気開放孔６９から待機解放機構７０を通じて外部に排出されながら、フィルタ３２上部の第１空間３１Ａが充填される。

このとき、フィルタ３２にはインクによる液膜が形成されるので、フィルタ３２下側の第２空間３１Ｂにはほとんどインクは流れ出さない。フィルタ室３１内がインクで満たされた後、インクの液面はインク収容部６１内で上昇し、検知電極７６、７７に液面が達すると、電極７６、７７間のインピーダンスが変化するので、その変化を検出して供給ポンプ８２が停止し、これによりインク収容部６１内にインクを満たすことができる。

〈ステップ１−２〉
次いで、前記第１実施形態で説明したと同様なキャップ部材５１によってノズル板１２のノズル面１２ａをキャッピングし吸引ポンプ５２を作動させて、ノズル１４からの吸引を行う。この吸引により、フィルタ３２の上側にとどまっていたインクがフィルタ３２の下側の第２空間３１Ｂに流れ出し、供給口２６から共通液室２４を経由して各液室１６にインクが充填される。その後、再度供給ポンプ８２を動作させ、インク収容部６１をインクで満たした後、図８（ｂ）に示すように、大気開放機構７０を閉じてインク収容部６１内部を密閉状態にする。この状態では、インク収容部６１内はノズル面から大気開放機構７０の間隔に相当した正圧となっており、ノズル１４からインクが滲み出す状態である。

〈ステップ１−３〉
そこで、ヘッドタンク４のインク収容部６１内に負圧を形成するため、前述したと同様にキャップ部材５１でキャッピングして吸引ポンプ５２を駆動することによって、適量のインクをノズル１４から吸引排出させ、図示しないワイピング手段によってノズル面１２ａをワイピングする。この吸引及びワイピングにより、ノズル１４にメニスカスが形成され、また、図８（ｃ）に示すように、インク収容部６１内部の負圧発生用ばね６４のばね力により容積が膨張する方向に作用しているので、適正な負圧を得ることができる。この状態での変位部材６６の位置を検知センサ６８で検知し、記憶しておけば、印字等によってインクを消費した後のインク補充量を変位部材６６の位置に基づいて制御することができる。

このインク充填動作において、フィルタ室３１内の初期状態が完全に乾燥状態であれば、フィルタ室３１内を容易にインクで満たすことができるが、流路内の洗浄等により予めフィルタ室３１内部が濡れた状態になっている場合は、上述したステップ１−１の後で図９に示すように、空気３９がフィルタ３２の上側の第１空間３１Ａに残留する場合があり、条件が悪いとステップ１−２以降の吸引によっても充填品質が改善されないことが起こり得る。

ステップ１−１後にフィルタ３２上面に空気層が密着した形態で残らないようにするには、例えば、フィルタ３２上の第１空間３１Ａの高さを増やして同空間３１Ａに水平な液面を安定して形成するようにする方法があるが、ヘッドサイズが大きくなる不具合があるのと、フィルタ室内が予め大きく泡立った状態だったり、インクに大きな泡が混入していたりした場合には、排出できないという不具合がある。

そこで、フィルタ３２上の第１空間３１Ａを扁平構造とし、フィルタ３２面に平行な方向の流速を増大させて空気を排出する構成とする。この構成によれば、ステップ１−１で空気３９が図９に示すように残留した場合でも、ステップ１−２以降のキャップ吸引時に供給ポート３３から気泡排出口３６に向かってインクが勢い良く流れるため、気泡排出口３６から空気を排出することができる。

この構成による場合、フィルタ室３１全域の空気を除去するためには、供給ポート３３と気泡排出口３６はなるべく離れるようにフィルタ室３１の異なる端部に設けることが好ましい。

本実施形態では、液体収容部としてのヘッドタンク４は、内部を大気開放する大気開放機構７０を備えている。そのため、温度変化等によって内圧が変化した場合などには、一旦大気開放して負圧を作り直すことが容易にでき、液体吐出ヘッド２に対して長期に亘って安定したインク供給を行うことができる。

また、本実施形態ではフィルタユニット３内の空気をヘッドタンク４内に戻して、ヘッドタンク４の大気開放機構７０による大気開放機能により空気を外部に排出するので、簡単に効率よく良好な充填性能を得ることができる。

このように、フィルタ室はフィルタの上流側にフィルタ長手方向に液体の流れを生じさせる空間が形成され、この空間に臨む気泡排出路が設けられ、この気泡排出路の排出側開口は液体収容部に設けられているので、フィルタが大型化しても気泡排出性が向上して、フィルタ室内に気泡が残留しない良好な液体充填性が得られる。

次に、本発明に係る液体吐出ヘッドユニットの第３実施形態について図１０及び図１１を参照して説明する。なお、図１０は同実施形態の構成を説明する説明図、図１１は図１０の平面説明図である。
この液体吐出ヘッドユニット１０１は、上記第１実施形態に係る液体吐出ヘッド２と、フィルタ部であるフィルタユニット１０３と、このフィルタユニット１０３を介して液体吐出ヘッド２にインクを供給する液体収容部であるヘッドタンク（インクリザーバ）１０４とを備えている。

まず、ヘッドタンク１０４は、インクを収容するインク収容部１６１を形成する容器本体（ケース本体）１６２に、インク収容部１６１の開口（ヘッドタンク１０４の一面）を封止する可撓性を有するフィルム状部材（可撓性フィルム状部材）１６３を接着又は溶着などで貼り付け、更にインク収容部１６１内部にはケース本体１６２とフィルム状部材１６３との間にフィルム状部材１６３を外方に付勢するための弾性部材である負圧発生用のバネ（スプリング）１６４を設けている。この負圧発生用バネ１６４がフィルム状部材１６３を外方にインク収容部１６１の容積を膨張する方向に押圧していることで負圧が形成される。

そして、フィルム状部材１６３の変位に応じて変位する変位部材１６６をケース本体１６２の側部に設けた支持部１６７に揺動可能に取り付けている。この変位部材１６６の検知片１６６ａを検知する透過型フォトセンサからなる満タン検知センサ１６８を有している。

また、インク収容部１６１にインクを補充するためのインク導入路部１７５を設け、インクカートリッジ８１から供給ポンプ８２によって供給チューブ８３を介してインク導入路部１７５を通じてインクがインク収容部１６１内にインクが補充供給される。

また、ケース本体１６２の一部にはインク収容部１６１との間に隔壁１７８を形成してフィルタユニット１０３へのインク供給路１７９を形成し、インク供給路１７９はインク収容部１６１の上部付近で開口させている。

フィルタユニット１０３は、フィルタケース１３０のフィルタ室１３１のフィルタ１３２の上側空間である第１空間１３１Ａは、液体吐出ヘッド２のノズル１４の並び方向に沿って長尺な扁平形状に形成され、フィルタ室１３１のノズル並び方向の一方の端部側には、第１空間１３１Ａに臨むヘッドタンク１０４のインク供給路１７９からインクが供給される供給口（供給ポート）１３３が形成されている。また、フィルタ室１３１のノズル並び方向の他方の端部側には、第２空間１３１Ｂから液体吐出ヘッド２の液体供給口２６に連通して液体吐出ヘッド２にインクを供給する供給口である排出口（排出ポート）１３４が形成されている。

また、フィルタ室１３１のフィルタ１３２の上流側空間であるフィルタ長手方向に沿った第１空間１３１Ａの天面はノズル並び方向の一方の端部側から他方の端部側に向かって、つまり、供給口１３３側から排出口１３４に対応する側に向かって下方に傾斜する傾斜面１３５としている。このフィルタ室１３１の第１空間１３１Ａはフィルタ長手方向に沿った長尺の扁平形状であるのでフィルタ長手方向に沿って液体の流れが生じる。さらに、フィルタ１３２の上流側の空間であるフィルタ長手方向に沿った第１空間１３１Ａに臨み、気泡を排出させる気泡排出路となる気泡排出口１３６が、フィルタ１３２を介して排出口１３４の反対側上方の対応する箇所に設けられている。

ここで、気泡排出口１３６は、延出部１４１を通じてヘッドタンク１０４の天面まで延出され、この気泡排出口１３６の上端開口部を開閉する大気開放弁１８０を設けている。この大気開放弁１８０は、ヘッドタンク１０４のケース本体１６２の上部に、支軸１８１で揺動自在に軸支されたレバー部材１８２の先端部に設けたシール部材１８３によって気泡排出口１３６の上端開口部を開閉する。このレバー部材１８２の後端部とケース本体１６２の上面との間にバネ１８４が介装されて、シール部材１８３は気泡排出口１３６を常時閉じた状態に付勢されている。また、レバー部材１８２の後端部をバネ１８４に抗して押圧するソレノイドなどのアクチュエータ手段１８５が配置され、アクチュエータ１８５を駆動することによってプランジャ１８５ａが突き出されてレバー部材１８２が揺動され、シール部材１８３は気泡排出口１３６の上端開口部を開放する。

また、気泡排出口１３６の先端部には電極対１８６、１８７が設けられている。

このように構成した液体吐出ヘッドユニットにおけるインク充填動作について説明する。
〈ステップ２−１〉
まず、アクチュエータ１８５を作動させてレバー部材１８２を揺動させてシール部材１８３を開放位置にすることで、フィルタユニット１０３の気泡排出口１３６を大気開放する。次に、供給ポンプ８２を動作させて、液体カートリッジ８１内からインクをヘッドタンク１０４のインク収容部１６１内に供給する。インク収容部１６１内のインクの液面がインク供給路１７９の上部開口位置に達した後、インク供給路１７９を通じて供給口１３３からフィルタユニット１０３の第１空間１３１Ａ内に流入する。

このとき、インクは流体抵抗が高いフィルタ１３２をほとんど通過せず、フィルタ１３２の上面をつたって気泡排出口１３６に流れる。フィルタ１３２上側の第１空間１３１Ａを扁平形状にしているため、インク充填前にあった空気を気泡排出口１３６に効率的に押し出しながらインク充填される。インクは、気泡排出口１３６の先端出口に向かって流れ、液面が電極対１８６、１８７に達した時に、電極間インピーダンスの低下を検知して供給ポンプ８２の作動を停止させる。次に、アクチュエータ１８５を非作動状態にしてシール部材１８３によって気泡排出口１３６の大気開放開口を閉じた後、変位部材１６６の位置を検知センサ１６８で検知し、内部メモリに記憶する。

〈ステップ２−２〉
次に、前述したと同様に、図示しないキャップ部材でノズル板１２のノズル面１２ａを密閉状態にした状態で、図示しない吸引ポンプを作動させてノズル吸引を行う。この吸引により、フィルタ１３２の上側にとどまっていたインクがフィルタ１３２の下側に流れ出し、液体吐出ヘッド２の供給路２６を経由して共通液室２４内に供給され、各液室１６にインクが充填される。その後、再度、供給ポンプ８２を作動させて、ステップ２−１で記憶した状態に変位部材１６６が移動するまでインクをヘッドタンク１０４に充填する。

〈ステップ２−３〉
そして、ヘッドタンク１０４内に負圧を形成するため、前述したように図示しないキャップ部材と吸引ポンプを用いて適量のインク吸引し、図示しないワイピング手段によってノズル面１２ａをワイピングする。この吸引及びワイピングにより、ノズル１４にメニスカスが形成され、ヘッドタンク１０４は負圧形成用バネ１６４のばね力により適正な負圧を得ることができる。この初期負圧が形成された状態での変位部材１６６の位置を記憶し、初期充填は完了する。

なお、上記実施形態においては、液体吐出ヘッドとしてアクチュエータ手段に圧電素子を用いる圧電型液体吐出ヘッドで説明しているが、膜沸騰を利用するサーマル型液体吐出ヘッド、静電力を用いる静電型液体吐出ヘッドなどで構成することもできる。サーマル型や静電型は、特にノズル数が多い、あるいは高速印字する液体吐出ヘッドでフィルタサイズが大型化した場合に効果が大きい。また、上記実施形態では、液体吐出ヘッドと、フィルタ部と、液体収容部が独立して設けられ、夫々をシール部材などを介して連結した例で説明しているが、いずれか２つの部分が一体、あるいは、すべてが一体となってシール接続しない構成とすることもできる。

次に、具体的な実施例について説明する。
〈実施例１〉
液体吐出ヘッド２として、ステンレス製のベース部材２２上に嫌気性接着剤で圧電素子部材を接着固定した。圧電素子部材は、ＧＮＤ側とＨｏｔ側の内部電極が交互に配置された積層構造のもので、それぞれの内部電極は絶縁された２つの異なる面に形成された外部電極に接続されている。この２つの外部電極間に電圧を印加することにより、圧電素子部材に変位が発生する。この実施例による液体吐出ヘッドは、圧電素子部材の厚み方向の変位を利用してインクの吐出圧を得るものである。そして、ダイシングソーによる溝加工により圧電素子部材を約８５μｍピッチで分割して個々の圧電素子２１を形成した後、圧電素子２１の側面にＦＰＣケーブル２７を接合した。

ノズル板１２と振動板１３は電鋳工法により製造し、シリコン基板のエッチングにより液室１６となる貫通部などを形成した流路板１１と高精度に位置決めし、それぞれをエポキシ系接着剤で積層固定した。さらに、振動板１３と圧電素子２１及びエポキシ樹脂製のフレーム部材２３をエポキシ接着剤で接着固定し、液体吐出ヘッドの組み立てを行った。

次に、フィルタユニット３は、ろ過精度１０μｍのＳＵＳ線材の焼結体からなるフィルタ３２を透明なＰＣ製のフィルタケース３０に熱融着で固定して製作した。図２に示すように、フィルタユニット３のフィルタケース３０の両端部に供給ポート３３と気泡排出口３６を形成した。フィルタ３２の上側の第１空間３１Ａは、幅が４ｍｍ、長さが３０ｍｍ、高さは供給ポート３３側が１．５ｍｍ、気泡排出口３６側が０．５ｍｍとした。また、フィルタ３２の下側の第２空間３１Ｂは、幅が４ｍｍ、長さが３０ｍｍ、高さは供給ポート３３側が１ｍｍ、気泡排出口３６側が２ｍｍとした。

ヘッドタンク４は、ポリエチレン樹脂で形成した箱形状のケース本体６２の一面を可撓性フィルム状部材６３でシールし、容積を約７ｃｃの構造体とした。可撓性フィルム状部材６３は、内面が低密度ポリエチレン、外面がナイロンで厚さが８０μｍのものを予め略山形状に成形し熱融着で接合した。インク収容部６１内に圧縮ばね６４を配置した。圧縮バネ６４としては、変位量６ｍｍに対して発生力が約２０〜６０ｇｆの渦巻きばねを用いた。ヘッドタンク４のインク収容部６１の天面最上部に補充完了センサとしての金属ピンからなる検知電極７６、７７を圧入により設けた。また、同部近傍に直径約２ｍｍの貫通穴からなる大気開放孔６９を形成し、ばね７４で付勢され通常閉状態になっている大気開放機構７０を設けた。また、ヘッドタンク４の上部で金属ピン７６、７７と少し離れた場所には約０．５ｍｍの直径の穴からなる導入路７５を形成し、その部分に内径１ｍｍの供給チューブ８３を接続した。供給チューブ８３のもう一方の端はピストンポンプ８２を介してインクカートリッジ８１に接続した。インクカートリッジ８１は、アルミ蒸着フィルムで製袋された袋形状のものを用いた。

また、ヘッドタンク４の可撓性フィルム状部材６３の外面に、変位部材６６としての樹脂製のレバー部品を図示しないばねで可撓性フィルム状部材６３を内側に約５〜１０ｇの力で加圧するようにして設けた。この変位部材６６の検知片６６ａ側には、この変位部材６６の変位を検出する透過型フォトセンサからなる検知センサ６８を配置した。

ヘッドタンク４とフィルタユニット３と液体吐出ヘッド２のフレーム部材２３の各接続部をゴム硬度７０度のフッ素ゴムで線径φ１のＯ−リングからなるシール部材４１〜４３でシール締結し、充填評価を行った。

先ず、全く液を通していない乾燥状態のヘッドユニット１を用いて、大気開放機構７０を開いて供給ポンプ８２を動作させ、電極７６、７７間のインピーダンスが変化するまでインクを注入した。透明なフィルタユニット３のケース３０越しにフィルタ室３１内部の充填状態を確認したところ、フィルタ３２上側の第１空間３１Ａはきれいにインクで充填されており、フィルタ３２下側の第２空間３１Ｂには供給ポート３３の近傍のみにインクが少しある状態だった。

次に、ノズル板１２の表面をゴムキャップで密閉状態にし、約６０ｋＰａの圧力で５秒間吸引したところ、フィルタ３２下側の第２空間３１Ｂにもインクが完全充填された。再度、インクを満タンまで充填し、大気開放機構７０を閉じた後、約０．６ｃｃインクをキャップ吸引により排出し、ノズル板１２表面をＥＰＤＭ製の板ゴムでワイピングしたところ、ノズル１４にきれいにメニスカスを形成することができた。

次に、一旦、表面活性剤が含まれた洗浄液を用いて洗浄したフィルタユニット３で同様の充填評価を行ったが、先と同様に、良好な充填状態を得ることができた。また、本ヘッドユニット１を画像形成装置としてのプリンタに搭載し、印字評価を行ったところ良好な印字品質を得ることができた。

比較のため、図４で説明した気泡排出口３６を持たない比較例のフィルタユニットで同様の評価をしたところ、乾燥状態では良好な充填品質を得ることができたが、洗浄して内部が濡れている条件の場合、フィルタ３２上側の第１空間３１Ａに大量に空気が残留する結果となった。

〈実施例２〉
図１０のヘッドタンク１０４において、ポリエチレン樹脂で形成した箱形状のケース本体１６２の一面を可撓性フィルム状部材１６３でシールし、容積を約７ｃｃの構造体とした。可撓性フィルム状部材１６３は、内面が低密度ポリエチレン、外面がナイロンで厚さが８０μｍのものを予め略山形状に成形し熱融着で接合した。ヘッドタンク１０４のインク収容部１６１内に圧縮ばね１６４を配置した。圧縮ばね１６４としては変位量６ｍｍに対して発生力が約２０〜６０ｇｆの渦巻きばねを用いた。

ヘッドタンク１０４の底面にはフィルタユニット１０３に連通する穴が形成され、インク収容部１６１内の上部からインクが供給されるように、内部に隔壁１７８を形成してインク供給路１７９が設けられた構造とした。また、ヘッドタンク１０４の上部にはチューブ８３を接続して、ピストンポンプ８２を介してインクカートリッジ８１を連結し、インク供給系を設けた。インク供給系に関する詳細は上記実施例１と同様のため説明を省略する。

また、ヘッドタンク１０４の側面には実施例１と同様に可撓性フィルム状部材１６３の外面に変位部材１６６を設け、さらに、その変位部材１６６の変位を検知する透過型フォトセンサからなる検知センサ１６８を配置した。

ヘッドタンク１０４に接続されるフィルタユニット１０３は、充填状態が確認できるように透明なＰＣ製のフィルタケース１３０を用いて、内蔵するフィルタ１３２やフィルタ室１３１の形状は実施例１のフィルタ３２やフィルタ室３１と同様とした。ただし、気泡排出口１３６は、ヘッドタンク１０４内部に連通させず、ヘッドタンク１０４の天面と略等しい位置まで上方に延長した形状とした。この気泡排出口１３６の上端開口とそこから１５ｍｍ下の位置に直径１ｍｍのＳＵＳ製の電極対１８６、１８７を圧入して設けた。また、気泡排出口１３６の上端開口面にはシリコーンゴム製のシール部材１８３が密着してヘッドタンク１０４内を外気から遮断する常閉の大気開放弁１８０を設けた。このシール部材１８３はばね１８４によって約１００ｇｆの力で常時閉まっており、ソレノイドからなるアクチュエータ１８５が作動するときに開く構成とした。

そして、実施例1と同様の液体吐出ヘッド２、フィルタユニット１０３、ヘッドタンク１０４をゴム硬度４０度のシリコーンゴム製で線径φ１のＯ−リングからなるシール部材でシール締結し、充填評価を行った。

まず、液体吐出ヘッドユニット１０１のアクチュエータ１８５を駆動し、フィルタユニット１０３の大気開放弁１８０を開いて、この状態の変位部材１６６の位置を検知センサ１６８を用いて検出し、位置を記憶した。次に、供給ポンプ８２を動作させ、電極対１８６、１８７間のインピーダンスが変化するまでインクを注入して、大気開放弁１８０を閉じた。

透明なフィルタユニット１０３のフィルタケース１３０越しにフィルタ室１３１内部の充填状態を確認したところ、フィルタ１３２上側の第１空間１３１Ａはきれいにインクで充填されており、フィルタ１３２下側の第２空間１３１Ｂにもは供給ポート１３３の近傍のみにインクが少しある状態だった。

次に、ノズル板１２の表面をゴムキャップで密閉状態にし、約６０ｋＰａの圧力で５秒間吸引したところ、フィルタ１３２下側の第２空間１３１Ｂにもインクが完全充填された。その後、先に記憶した位置に変位部材１６６が移動するまで供給ポンプ８２を再度動かし、インクを満タンまで充填した。次いで、約０．６ｃｃインクをキャップ吸引により排出し、ノズル板１２表面をＥＰＤＭ製の板ゴムでワイピングしたところ、ノズル１４にきれいにメニスカスを形成することができた。

また、液体吐出ヘッドユニット１０１をプリンタに搭載し、印字評価を行ったところ良好な印字品質を得ることができた。

次に、本発明に係る液体吐出ヘッドユニットを搭載する画像形成装置の一例について図１２及び図１３を参照して説明する。なお、図１２は同画像形成装置の機構部の概要を示す側面模式的説明図、図１３は同じく要部平面説明図である。
この画像形成装置は、装置本体２０１と、装置本体２０１に装着された用紙を装填するための給紙トレイ２０２と、装置本体２０１に着脱自在に装着されて画像が記録（形成）された用紙をストックするための排紙トレイ２０３とを備えている。さらに、装置本体２０１の前面の一端部側（給排紙トレイ部の側方）には、第１液体収容手段であるインクカートリッジを装填するためのカートリッジ装填部２０４を有する。

このカートリッジ装填部２０４には、色の異なる色材である記録液（インク）、例えば黒（Ｋ）インク、シアン（Ｃ）インク、マゼンタ（Ｍ）インク、イエロー（Ｙ）インクをそれぞれ収容した複数の第１の液体収容手段としての記録液カートリッジであるインクカートリッジ（メインタンク）２１０ｋ、２１０ｃ、２１０ｍ、２１０ｙ（色を区別しないときは「インクカートリッジ２１０」という。）を、装置本体２０１の前面側から後方側に向って挿入して装填可能としている。

フレーム２２０を構成する左右のメイン側板２２１Ａ、２２１Ｂに横架した主ガイドロッド２３１と従ガイドロッド２３２とでキャリッジ２３３を主走査方向に摺動自在に保持し、図示しない主走査モータによってタイミングベルトを介して矢示方向（キャリッジ主走査方向）に移動走査する。

このキャリッジ２３３には、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｂｋ）の各色のインク滴を吐出する４個の液体吐出ヘッドからなる記録ヘッド２３４を複数のインク吐出口を主走査方向と交叉する方向（用紙送り方向）に配列し、インク滴吐出方向を下方に向けて装着している。

記録ヘッド２３４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２３３には、各記録ヘッド２３４に各色のインクを供給するための第２液体収容手段である各色のヘッドタンク２３５を搭載している。このヘッドタンク２３５と記録ヘッド２３４との間には本発明におけるフィルタ部（フィルタユニット）２３６が介在され、これらの記録ヘッド２３４、フィルタ部２３６及びヘッドタンク２３５によって本発明に係る液体吐出ヘッドユニットが構成されている。

各色のヘッドタンク２３５には各色の可撓性を有する供給チューブ２３７を介して、前述したように、カートリッジ装填部２０４に装着された各色のインクカートリッジ２１０から各色のインクが補充供給される。このカートリッジ装填２０４にはインクカートリッジ２１０内のインクを送液するための送液手段である供給ポンプユニット２２４が設けられている。なお、供給チューブ２３７は前ステー２２９上に保持部材２３８にて途中部分が保持されている。

一方、給紙トレイ２０２の用紙積載部（圧板）２４１上に積載した用紙２４２を給紙するための給紙部として、用紙積載部２４１から用紙２４２を１枚ずつ分離給送する半月コロ（給紙コロ）２４３及び給紙コロ２４３に対向し、摩擦係数の大きな材質からなる分離パッド２４４を備え、この分離パッド２４４は給紙コロ２４３側に付勢されている。

そして、この給紙部から給紙された用紙２４２を記録ヘッド２３４の下方側に送り込むために、用紙２４２を案内するガイド部材２４５と、カウンタローラ２４６と、搬送ガイド部材２４７と、先端加圧コロ２４９を有する押さえ部材２４８とを備えるとともに、給送された用紙２４２を静電吸着して記録ヘッド２３４に対向する位置で搬送するための搬送手段である搬送ベルト２５１を備えている。

この搬送ベルト２５１は、無端状ベルトであり、搬送ローラ２５２とテンションローラ２５３との間に掛け渡されて、ベルト搬送方向（副走査方向）に周回するように構成している。また、この搬送ベルト２５１の表面を帯電させるための帯電手段である帯電ローラ２５６を備えている。この帯電ローラ２５６は、搬送ベルト２５１の表層に接触し、搬送ベルト２５１の回動に従動して回転するように配置されている。さらに、搬送ベルト２５１の裏側には、記録ヘッド２３４による印写領域に対応してプラテン部となるガイド部材２５７を配置している。

この搬送ベルト２５１は、図示しない副走査モータによってタイミングを介して搬送ローラ２５２が回転駆動されることによってベルト搬送方向に周回移動する。

さらに、記録ヘッド２３４で記録された用紙２４２を排紙するための排紙部として、搬送ベルト２５１から用紙２４２を分離するための分離爪２６１と、排紙ローラ２６２及び排紙コロ２６３とを備え、排紙ローラ２６２の下方に排紙トレイ２０３を備えている。

また、装置本体２０１の背面部には両面ユニット２７１が着脱自在に装着されている。この両面ユニット２７１は搬送ベルト２５１の逆方向回転で戻される用紙２４２を取り込んで反転させて再度カウンタローラ２４６と搬送ベルト２５１との間に給紙する。また、この両面ユニット２７１の上面は手差しトレイ２７２としている。

さらに、図１３に示すように、キャリッジ２３３の走査方向一方側の非印字領域には、記録ヘッド２３４のノズルの状態を維持し、回復するための回復手段を含む維持回復機構２８１を配置している。

この維持回復機構２８１には、記録ヘッド２３４の各ノズル面をキャピングするための各キャップ部材（以下「キャップ」という。）２８２ａ〜２８２ｄ（区別しないときは「キャップ２８２」という。）と、ノズル面をワイピングするためのブレード部材であるワイパーブレード２８３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２８４などを備えている。ここでは、キャップ２８２ａを吸引及び保湿用キャップとし、他のキャップ２８２ｂ〜２８２ｄは保湿用キャップとしている。

そして、この維持回復機構２８１による維持回復動作で生じる記録液の廃液、キャップ２８２に排出されたインク、あるいはワイパーブレード２８３に付着して図示しないワイパークリーナで除去されたインク、空吐出受け２８４に空吐出されたインクは図示しない廃液タンクに排出されて収容される。

また、図１３に示すように、キャリッジ２３３の走査方向他方側の非印字領域には、記録中などに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２８８を配置し、この空吐出受け２８８には記録ヘッド２３４のノズル列方向に沿った開口部２８９などを備えている。

このように構成した画像形成装置においては、給紙トレイ２０２から用紙２４２が１枚ずつ分離給紙され、略鉛直上方に給紙された用紙２４２はガイド２４５で案内され、搬送ベルト２５１とカウンタローラ２４６との間に挟まれて搬送され、更に先端を搬送ガイド２４７で案内されて先端加圧コロ２４９で搬送ベルト２５１に押し付けられ、略９０°搬送方向を転換される。

このとき、図示しない制御部のＡＣバイアス供給部から帯電ローラ２５６に対してプラス出力とマイナス出力とが交互に繰り返すように、つまり交番する電圧が印加され、搬送ベルト２５１が交番する帯電電圧パターン、すなわち、周回方向である副走査方向に、プラスとマイナスが所定の幅で帯状に交互に帯電されたものとなる。このプラス、マイナス交互に帯電した搬送ベルト２５１上に用紙２４２が給送されると、用紙２４２が搬送ベルト２５１に吸着され、搬送ベルト２５１の周回移動によって用紙２４２が副走査方向に搬送される。

そこで、キャリッジ２３３を移動させながら画像信号に応じて記録ヘッド２３４を駆動することにより、停止している用紙２４２にインク滴を吐出して１行分を記録し、用紙２４２を所定量搬送後、次の行の記録を行う。記録終了信号又は用紙２４２の後端が記録領域に到達した信号を受けることにより、記録動作を終了して、用紙２４２を排紙トレイ２０３に排紙する。

また、印字（記録）待機中にはキャリッジ２３３は維持回復機構２８１側に移動されて、キャップ２８２で記録ヘッド２３４がキャッピングされて、ノズルを湿潤状態に保つことによりインク乾燥による吐出不良を防止する。また、キャップ２８２で記録ヘッド２３４をキャッピングした状態で図示しない吸引ポンプによってノズルから記録液を吸引し（「ノズル吸引」又は「ヘッド吸引」という。）し、増粘した記録液や気泡を排出する回復動作を行う。また、記録開始前、記録途中などに記録と関係しないインクを吐出する空吐出動作を行う。これによって、記録ヘッド２３４の安定した吐出性能を維持する。

このように、この画像形成装置では本発明に係る液体吐出ヘッドユニットを備えているので、記録ヘッドの長尺化を図ることでフィルタが大型化しても、気泡排出性、インクの充填性が良好で、高速で、高画質画像を安定して形成することができる。

なお、上記実施形態では本発明に係る液体吐出ヘッドユニットを画像形成装置に適用した例で説明したが、これに限るものではなく、液体吐出装置全般に適用することができる。また、記録液以外の液体を用いる液体吐出装置や画像形成装置、例えば、前述したように、ＤＮＡ試料、レジスト、パターン材料などを吐出する液体吐出装置や画像形成装置で用いる液体吐出ヘッドにも適用することができる。

本発明の第１実施形態に係る液体吐出ヘッドユニットの構成を説明する説明図である。図１のＡ−Ａ線に沿う断面説明図である。同ヘッドユニットの作用説明に供する説明図である。比較例のヘッドのユニットの構成を説明する説明図である。同比較例のヘッドユニットの作用説明に供する説明図である。本発明の第２実施形態に係る液体吐出ヘッドユニットの構成を説明する説明図である。図６の要部平面説明図である。同ヘッドユニットに対するインク充填動作の説明に供する説明図である。同じく断面説明図である。本発明の第３実施形態に係る液体吐出ヘッドユニットの構成を説明する説明図である。図１０の要部平面説明図である。本発明に係る液体吐出ヘッドユニットを搭載する画像形成装置の一例の機構部の概要を示す側面模式的説明図である。同じく要部平面説明図であ

符号の説明

１、１０１…液体吐出ヘッドユニット
２…液体吐出ヘッド
３、１０３…フィルタユニット
４、１０４…ヘッドタンク（インクリザーバ）
１１…流路板
１２…ノズル板
１３…振動板
１４…ノズル
１６…液室（吐出室）
１７…流体抵抗部
１８…連通部
２１…圧電素子
２３…フレーム部材
２４…共通液室
３０、１３０…フィルタケース
３１、１３１…フィルタ室
３１Ａ、１３１Ａ…第１空間
３１Ｂ、１３１Ｂ…第２空間
３２、１３２…フィルタ
３６、１３６…気泡排出口
６１、１６１…インク収容部
２３４…記録ヘッド（液体吐出ヘッド）
２３５…ヘッドタンク（サブタンク）
２３６…フィルタユニット

Claims

液滴を吐出する液体吐出ヘッドと、この液体吐出ヘッドに供給される液体をろ過するフィルタが内蔵されたフィルタ室を有するフィルタ部とを備える液体吐出ヘッドユニットにおいて、
前記フィルタ室は、前記フィルタの上流側に前記液体が供給される空間が形成され、
前記空間のフィルタ長手方向の一端部側に前記液体が供給される供給口を、他端部側に気泡排出路を有し、
前記空間を形成している前記フィルタに対向する壁面は傾斜面であり、
前記傾斜面は、前記供給口から前記気泡排出路に向かって流路を狭くする方向に傾斜している
ことを特徴とする液体吐出ヘッドユニット。
液滴を吐出する液体吐出ヘッドと、この液体吐出ヘッドに供給される液体をろ過するフィルタが内蔵されたフィルタ室を有するフィルタ部と、このフィルタ部に接続されて前記液体を収容する液体収容部とを備える液体吐出ヘッドユニットにおいて、
前記フィルタ室は、前記フィルタの上流側に前記液体が供給される空間が形成され、
前記空間のフィルタ長手方向の一端部側に前記液体が供給される供給口を、他端部側に気泡排出路を有し、
前記空間を形成している前記フィルタに対向する壁面は傾斜面であり、
前記傾斜面は、前記供給口から前記気泡排出路に向かって流路を狭くする方向に傾斜し、
前記気泡排出路の排出側開口が前記液体収容部内に臨んでいる
ことを特徴とする液体吐出ヘッドユニット。
請求項２に記載の液体吐出ヘッドユニットにおいて、前記液体収容部には内部と大気との間の連通を開閉する大気開放手段が設けられていることを特徴とする液体吐出ヘッドユニット。
請求項２又は３に記載の液体吐出ヘッドユニットにおいて、前記気泡排出路の液体収容部内での気泡排出側開口は、前記液体収容部から前記フィルタ部への液体供給口よりも高い位置に設けられていることを特徴とする液体吐出ヘッドユニット。
請求項１ないし４のいずれかに記載の液体吐出ヘッドユニットにおいて、前記フィルタ部には前記気泡排出路と前記フィルタを挟んで略反対側に、前記液体吐出ヘッドへの液体供給口が形成されていることを特徴とする液体吐出ヘッドユニット。
請求項１ないし５のいずれかに記載の液体吐出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。