(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
液滴を吐出する吐出口と、前記吐出口に連通路を介して繋がる圧力室と、前記圧力室内の液体に圧力を加える駆動素子と、前記圧力室に液体を供給する供給路と、前記連通路の液体を回収する回収路と、を備えた複数の液滴吐出部と、
前記供給路に液体を供給する共通供給路と、
止水域が形成され前記回収路から液体を回収する共通回収路と、を有し、
前記止水域に気泡を溜める貯留部を有し、
前記回収路の流路抵抗が前記供給路の流路抵抗より小さく、
インク吐出時に前記圧力室内で発生した圧力変動が、前記共通供給路より前記共通回収路に伝播しやすいことを特徴とする液滴吐出ヘッド。
【請求項２】
液滴を吐出する吐出口と、前記吐出口に連通路を介して繋がる圧力室と、前記圧力室内の液体に圧力を加える駆動素子と、前記圧力室に液体を供給する供給路と、前記連通路の液体を回収する回収路と、を備えた複数の液滴吐出部と、
前記供給路に液体を供給する共通供給路と、
止水域が形成され前記回収路から液体を回収する共通回収路と、を有し、
前記止水域に気泡を溜める貯留部を有し、
インク吐出時に前記圧力室内で発生した圧力変動が、前記共通供給路より前記共通回収路に伝播しやすく、
前記共通供給路から液体が供給される液滴の吐出に関与しないダミー圧力室と、
前記ダミー圧力室内の液体に圧力を加え気泡を発生させる第２の駆動素子と、を有することを特徴とする液滴吐出ヘッド。
【請求項３】
前記ダミー圧力室を経由する前記共通供給路から前記共通回収路までの流路が密閉状態であることを特徴とする請求項２に記載の液滴吐出ヘッド。
【請求項４】
前記ダミー圧力室に繋がる液滴の吐出に関与しないダミー吐出口を有することを特徴とする請求項２に記載の液滴吐出ヘッド。
【請求項５】
前記共通供給路と前記共通回収路をつなぐ迂回流路を有することを特徴とする請求項１から４いずれか１項に記載の液滴吐出ヘッド。
【請求項６】
前記迂回流路は、大気と繋がる空気流路を有することを特徴とする請求項５に記載の液滴吐出ヘッド。
【請求項７】
前記共通回収路に前記気泡を検知する検知手段を備えることを特徴とする請求項１から６いずれか１項に記載の液滴吐出ヘッド。
【請求項８】
請求項１に記載の液滴吐出ヘッドと、
前記共通供給路と前記共通回収路に接続され、液体を循環させる循環手段と、
液体内に気泡を導入する気泡導入手段と、を有し、
前記気泡導入手段は、前記駆動素子を駆動する駆動手段であることを特徴とする液滴吐出装置。
【請求項９】
請求項３に記載の液滴吐出ヘッドと、
前記共通供給路と前記共通回収路に接続され、液体を循環する循環手段と、
前記ダミー圧力室に気泡を発生させる気泡発生手段と、を有し、
前記気泡発生手段は、前記第２の駆動素子を駆動する駆動手段であることを特徴とする液滴吐出装置。
【請求項１０】
請求項４に記載の液滴吐出ヘッドと、
前記共通供給路と前記共通回収路に接続され、液体を循環させる循環手段と、
前記ダミー吐出口から気泡を導入する気泡導入手段と、を有し、
前記気泡導入手段は、前記第２の駆動素子を駆動する駆動手段であることを特徴とする液滴吐出装置。
【請求項１１】
請求項１に記載の液滴吐出ヘッドと、
前記共通供給路に液体を供給する供給管と、前記共通回収路から液体を回収する回収管と、前記供給管と前記回収管に接続され液体を循環させる循環手段と、
液体内に気泡を導入する気泡導入手段と、を有し、
前記供給管は、大気と繋がる空気流路管と、前記空気流路管に設けられた弁と、を有し、
前記気泡導入手段が、前記供給管に接続された前記空気流路管、および、液体を循環する前記循環手段であることを特徴とする液滴吐出装置。
【請求項１２】
前記共通回収路内の前記気泡を検知する検知手段を有し、前記検知手段の信号により、前記気泡導入手段または前記気泡発生手段を制御する制御手段を有することを特徴とする請求項８から１１いずれか１項に記載の液滴吐出装置。
【請求項１３】
請求項８に記載の液滴吐出装置において、
前記駆動素子を制御することで、前記吐出口から気泡を取り込むことを特徴とする液滴吐出ヘッドに気泡を溜める方法。
【請求項１４】
請求項９に記載の液滴吐出装置において、
前記第２の駆動素子を駆動させることで前記ダミー圧力室に気泡を発生させることを特徴とする液滴吐出ヘッドに気泡を溜める方法。
【請求項１５】
請求項１０に記載の液滴吐出装置において、
前記第２の駆動素子を駆動させることで前記ダミー吐出口から気泡を取り込むことを特徴とする液滴吐出ヘッドに気泡を溜める方法。
【請求項１６】
前記検知手段により前記共通回収路内の気泡の量を制御することを特徴とする請求項１２に記載の液滴吐出ヘッドに気泡を溜める方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、循環流路を有する液滴吐出ヘッド、該液滴吐出ヘッドを有する液滴吐出装置、および、該液滴吐出ヘッドに気泡を溜める方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
インクが貯留される共通流路から複数の圧力室にそのインクが供給され、ひとつの圧力発生素子を動かし、圧力室内のインクが加圧され、圧力室に連通するノズルからインクが吐出されるインクジェット方式の印字ヘッド（インクジェットヘッド）が従来より知られている。このような印字ヘッドでは、圧力の変動が、流路を介して隣接するノズル（特にメニスカス）に影響を与える流体クロストークと呼ばれる現象が発生しやすく、その対策として、流路内にダンパーを設け、隣接ノズルに圧力を伝わりにくくする構造が広く採用されている。しかしながら、近年は、ヘッドが高密度化しているため、ダンパーを導入することが困難になってきている。
【０００３】
このような問題に対して、例えば、下記の特許文献１では、ポンプからの圧力変動を緩和するため、インク循環路、回収路に空気室を設けるインクジェット記録装置が記載されている。特許文献２には、コンパクトなダンパー装置を設けて記録ヘッドのノズルの圧力変動を抑えるインクジェットプリンタが記載されている。また、特許文献３には、記録ヘッド近傍に、空気貯留部を有する空気緩衝装置を備えたインクジェット記録装置が記載されている。特許文献４には、インクジェットヘッドの共通液室の一部にダンパー室を設け、このダンパー室で共通液室に生じる圧力変動を吸収するインクジェットヘッドが記載されている。また、気泡を発泡させる方法として、ヒータによりインク中に膜沸騰を起こすことにより発泡する方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−１０９１１号公報
【特許文献２】特開２００５−１４５０５１号公報
【特許文献３】特開２０００−１１７９９８号公報
【特許文献４】特開平７−１２５２３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載されているような空気緩衝装置は、通常、記録ヘッドへの空気混入をさせるために、所定の高さを確保する必要があり、インク容積が大きくなるといった問題があった。また、ノズルから離れた場所に設置されるため、ポンプの圧力変動を防ぐ効果は期待できるが、ノズルからの吐出によって発生する圧力変動を緩和する力は小さかった。特許文献２では、ダンパー室を設けることで、流体クロストークの抑制効果は大きいと期待されるが、構造が複雑になり、製造のために工数がかかってしまうといった問題があった。特許文献３では、インク貯蔵部の水平断面積を空気貯蔵部に比べて小さくし、インク容積の増加を防いでいるが、大きな空気貯蔵部を有するので、ヘッドを配列したり、小型化することは困難であった。また、特許文献１と同様に、ノズル近傍にダンパーが無いために、流体クロストークを抑制する効果は小さいと考えられる。また、特許文献４では、循環流路を有するインクジェットヘッドについては検討がなされていなかった。
【０００６】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、循環流路を有する液滴吐出ヘッドにおいて、流体クロストークを低減することができるとともに、ヘッドの小型化をすることができる液滴吐出ヘッド、該液滴吐出ヘッドを有する液滴吐出装置、および、該液滴吐出ヘッドに気泡を溜める方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の請求項１は、前記目的を達成するために、液滴を吐出する吐出口と、前記吐出口に連通路を介して繋がる圧力室と、前記圧力室内の液体に圧力を加える駆動素子と、前記圧力室に液体を供給する供給路と、前記連通路の液体を回収する回収路と、を備えた複数の液滴吐出部と、前記供給路に液体を供給する共通供給路と、止水域が形成され前記回収路から液体を回収する共通回収路と、を有し、前記止水域に気泡を溜める貯留部を有し、前記回収路の流路抵抗が前記供給路の流路抵抗より小さく、インク吐出時に前記圧力室内で発生した圧力変動が、前記共通供給路より前記共通回収路に伝播しやすいことを特徴とする液滴吐出ヘッドを提供する。
【０００８】
請求項１によれば、複数の液滴吐出部と共通供給路と共通回収路を備える液滴吐出ヘッドにおいて、共通回収路に止水域を有し気泡を溜める貯留部を有しているので、この貯留部をダンパーとして使用することができる。そして、圧力室内で発生した圧力変動を共通回収流路に伝播しやすくすることにより、共通回収路には、気泡を溜める貯留部を有しているので、圧力変動を抑えることができる。したがって、一つの液滴吐出部からの圧力を他の液滴吐出部が影響を受けることなく吐出を行うことができる。
【０００９】
また、気泡を溜める貯留部を有することで、循環による気泡の流出を抑制することができる。
また、回収路の流路抵抗を供給路の流路抵抗より小さくすることで、共通回収路に伝播しやすくすることができる。また、気泡を共通供給路より共通回収路に行き易くすることができるので、共通回収路に気泡を溜めることができる。
【００１２】
本発明の請求項２は、前記目的を達成するために、液滴を吐出する吐出口と、前記吐出口に連通路を介して繋がる圧力室と、前記圧力室内の液体に圧力を加える駆動素子と、前記圧力室に液体を供給する供給路と、前記連通路の液体を回収する回収路と、を備えた複数の液滴吐出部と、前記供給路に液体を供給する共通供給路と、止水域が形成され前記回収路から液体を回収する共通回収路と、を有し、前記止水域に気泡を溜める貯留部を有し、インク吐出時に前記圧力室内で発生した圧力変動が、前記共通供給路より前記共通回収路に伝播しやすく、前記共通供給路から液体が供給される液滴の吐出に関与しないダミー圧力室と、前記ダミー圧力室内の液体に圧力を加え気泡を発生させる第２の駆動素子と、を有することを特徴とする液滴吐出ヘッドを提供する。
【００１３】
請求項２によれば、ダミー圧力室の液体に圧力を加える第２の駆動素子を作動させることにより、液体中に気泡を発生させる、または、気泡を導入することができるので、この気泡を共通回収路内に取り込むことで、流体クロストークを抑制することができる。
【００１４】
請求項３は請求項２において、前記ダミー圧力室を経由する前記共通供給路から前記共通回収路までの流路が密閉状態であることを特徴とする。
【００１５】
請求項３によれば、ダミー圧力室を経由する共通供給路から共通回収路までの流路を密閉状態とし、第２の駆動素子を作動させることにより、ダミー圧力室内の循環圧を高め、液体の溶存酸素量を調整することで、気泡の発生を容易に行うことができる。また、密閉状態にあるため、不純物の混入などにより流路、ノズルが詰まることを抑制することができる。そして、この気泡を共通回収路内に取り込むことで、流体クロストークを抑制することができる。
【００１６】
請求項４は請求項２において、前記ダミー圧力室に繋がる液滴の吐出に関与しないダミー吐出口を有することを特徴とする。
【００１７】
請求項４によれば、ダミー圧力室に繋がるダミー吐出口を有し、第２の駆動素子を作動させることにより、ダミー吐出口から気泡を取り込むことができる。したがって、流体クロストークを抑制することができる。
【００１８】
請求項５は請求項１から４いずれか１項において、前記共通供給路と前記共通回収路をつなぐ迂回流路を有することを特徴とする。
【００１９】
請求項５によれば、共通供給路と共通回収路をつなぐ迂回流路を備えることで、液体中の気泡発生を容易に行うことができる。また、圧力室を通すことなく、気泡を共通供給路から共通回収路に送ることができるので、圧力室内への気泡の混入による吐出不良を抑制することができる。
【００２０】
請求項６は請求項５において、前記迂回流路は、大気と繋がる空気流路を有することを特徴とする。
【００２１】
請求項６によれば、迂回流路に大気と繋がる空気流路を有しているため、空気の取り込みを容易に行うことができる。
【００２２】
請求項７は請求項１から６いずれか１項において、前記共通回収路に前記気泡を検知する検知手段を備えることを特徴とする。
【００２３】
請求項７によれば、気泡を検知する検知手段を備えているため、気泡の有無を確認することができる。また、気泡の量を確認しながら行うことができるので、液体を循環することにより、気泡が一緒に循環してしまった場合も、確認、気泡の導入を行いながら画像の形成を行うことができる。
【００２４】
本発明の請求項８は前記目的を達成するために、請求項１に記載の液滴吐出ヘッドと、前記共通供給路と前記共通回収路に接続され、液体を循環させる循環手段と、液体内に気泡を導入する気泡導入手段と、を有し、前記気泡導入手段は、前記駆動素子を駆動する駆動手段であることを特徴とする液滴吐出装置を提供する。
【００２５】
請求項８によれば、気泡導入手段が、駆動素子を駆動する駆動手段であるため、大きな設計変更をすることなく、液体内に気泡を導入させることができる。また、気泡を吐出口から取り込むことができるので、容易に共通回収路の貯留部に取り込むことができる。
【００２６】
本発明の請求項９は前記目的を達成するために、請求項３に記載の液滴吐出ヘッドと、前記共通供給路と前記共通回収路に接続され、液体を循環する循環手段と、前記ダミー圧力室に気泡を発生する気泡発生手段と、を有し、前記気泡発生手段は、前記第２の駆動素子を駆動する駆動手段であることを特徴とする液滴吐出装置を提供する。
【００２７】
請求項９によれば、液的の吐出に関与しないダミー圧力室の備えられている第２の駆動素子を駆動することにより、気泡を発生させることができるので、実際の画像の形成に用いられる圧力室が気泡の影響により吐出不良となることを抑制することができる。また、液滴の吐出に関与しないダミー圧力室を圧力変動させているため、気泡を発生させるのに適した条件で圧力変動を行うことができる。
【００２８】
本発明の請求項１０は、前記目的を達成するために、請求項４に記載の液滴吐出ヘッドと、前記共通供給路と前記共通回収路に接続され、液体を循環させる循環手段と、前記ダミー吐出口から気泡を導入する気泡導入手段と、を有し、前記気泡導入手段は、前記第２の駆動素子を駆動する駆動手段であることを特徴とする液滴吐出装置を提供する。
【００２９】
請求項１０によれば、液滴の吐出に関与しないダミー圧力室の備えられている第２の駆動素子を駆動することにより、ダミー吐出口から気泡を導入しているので、実際の画像の形成に用いられる圧力室が気泡の影響により吐出不良となることを抑制することができる。また、ダミー吐出口から気泡を取り込むことで、共通回収路に近い位置から気泡を取り込むことができるので、気泡を容易に共通回収路に取り込むことができる。また、ダミー圧力室を圧力変動させているので、気泡を導入するのに適した条件で圧力変動を行うことができる。
【００３０】
本発明の請求項１１は前記目的を達成するために、請求項１に記載の液滴吐出ヘッドと、前記共通供給路に液体を供給する供給管と、前記共通回収路から液体を回収する回収管と、前記供給管と前記回収管に接続され液体を循環させる循環手段と、液体内に気泡を導入する気泡導入手段と、を有し、前記供給管は、大気と繋がる空気流路管と、前記空気流路管に設けられた弁と、を有し、前記気泡導入手段が、前記供給管に接続された前記空気流路管、および、液体を循環する前記循環手段であることを特徴とする液滴吐出装置を提供する。
【００３１】
請求項１１によれば、循環流路に接続する供給管を有し、この供給管に設けられた空気流路管から気泡を取り込むことで、容易に共通回収路内に気泡を取り込むことができる。
【００３２】
請求項１２は請求項８から１１いずれか１項において、前記共通回収路内の前記気泡を検知する検知手段を有し、前記検知手段の信号により、前記気泡導入手段または前記気泡発生手段を制御する制御手段を有することを特徴とする。
【００３３】
請求項１２によれば、共通回収路内の気泡を検知する検知手段を有し、この検知手段の信号により、気泡の量を制御する制御手段を有しているため、共通回収路内に十分な気泡を含んだ状態で、画像の形成を行うことができる。
【００３４】
本発明の請求項１３は前記目的を達成するために、請求項８に記載の液滴吐出装置において、前記駆動素子を制御することで、前記吐出口から気泡を取り込むことを特徴とする液滴吐出ヘッドに気泡を溜める方法を提供する。
【００３５】
本発明の請求項１４は前記目的を達成するために、請求項９に記載の液滴吐出装置において、前記第２の駆動素子を駆動させることで前記ダミー圧力室に気泡を発生させることを特徴とする液滴吐出ヘッドに気泡を溜める方法を提供する。
【００３６】
本発明の請求項１５は前記目的を達成するために、請求項１０に記載の液滴吐出装置において、前記第２の駆動素子を駆動させることで前記ダミー吐出口から気泡を取り込むことを特徴とする液滴吐出ヘッドに気泡を溜める方法を提供する。
【００３７】
請求項１６は請求項１２において、前記検知手段により前記共通回収路内の気泡の量を制御することを特徴とする液滴吐出ヘッドに気泡を溜める方法を提供する。
【００３８】
請求項１３から１６は、請求項８から１２に記載の液滴吐出装置の液滴吐出ヘッドに気泡を溜める方法であり、請求項１３から１６によれば、それぞれの液滴吐出装置に対応して、気泡を共通回収路内の貯留部に容易に取り込むことができる。
【発明の効果】
【００３９】
循環流路を有する液滴吐出ヘッドにおいて、共通回収路内に気泡を溜める貯留部を有さない場合と比べ、流体クロストークを抑制しつつ液滴吐出ヘッドを小型化できる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明に係る液滴吐出ヘッドの斜視図である。
【図２】基板の底部表面（ノズル配列）を示す図である。
【図３】基板内の液体の流れを示す平面透視図（ａ）、および、その一部拡大図（ｂ）である。
【図４】基板の要部断面図である。
【図５】貯留部の形状を説明する図である。
【図６】共通回収路に気泡を取り込む方法を説明する図である。
【図７】気泡をノズルから取り込むときに用いられる波形図の例である。
【図８】本発明に係る液滴吐出装置の概略図である。
【図９】第２実施形態にかかる液体の流れを示す平面透視図（ａ）、および、Ａ−Ａ’に沿う断面図（ｂ）である。
【図１０】第２実施形態にかかる液滴吐出ヘッドの他の例を示す断面図である。
【図１１】第４実施形態にかかる液滴吐出ヘッドの平面透視図である。
【図１２】第５実施形態にかかる液滴吐出ヘッドを備える液滴吐出装置の概略図である。
【図１３】迂回流路を有する流路構造を示す拡大図である。
【図１４】画像形成のフローチャート図である。
【図１５】他の実施形態にかかる画像形成のフローチャート図である。
【図１６】気泡の有無による吐出周波数とインク液の滴速相対値の関係を示すグラフ図である。
【発明を実施するための形態】
【００４１】
以下、添付図面に従って、本発明に係る液滴吐出ヘッドおよび液滴吐出装置および液滴吐出ヘッドに気泡を溜める方法の好ましい実施の形態について説明する。
【００４２】
≪第１実施形態≫
図１に、液滴吐出ヘッド１００の斜視図を示す。液滴吐出ヘッド１００は、ケーシング１１０、土台取り付け部品１２２を含む土台取り付け部１２０、ケーシング１１０の底部に取り付けられる基板１３０からなる。基板１３０は、シリコン、例えば、単結晶シリコンから構成される。基板１３０は、内部に微細加工された流体通路（図２、３を参照）が形成されている。供給管１５０および回収管１６０は、液体タンク（図示せず、図８で１９１で図示）に接続し、液滴吐出ヘッド１００に繋がれている。
【００４３】
図２に、基板１３０の底部表面を示す。基板１３０はノズル層１３２を有し、ノズル層１３２は、ノズル面１３５を有する。ノズル面１３５は、ノズル１８０の複数のノズル列１７０を有する。ノズル面１３５は四角形状であり、Ｘ方向に対して角度γを有するＶ方向に長い端面を備えている。また、Ｙ方向に対して角度αを有するＷ方向に短い端面を有している。Ｗ方向は、基板１３０の幅に関して、他の方向に傾けることもできる。また、ノズル面１３５は、分離したノズル層１３２の表面として形成されることもできる。また、ノズル面１３５とノズル層１３２は基板１３０と同一部材として形成することもできる。
【００４４】
図３（ａ）は、基板１３０の液体の流れを示す平面透視図であり、図３（ｂ）は、その一部拡大図である。図３に示すように、基板１３０は、供給管１５０に繋がる第１主流路２１１を備え、第１主流路２１１と交差する方向に複数の共通供給路２１２が延びている。さらに、共通供給路２１２と交差する方向に、液滴を吐出するノズル１８０を備える複数の液滴吐出部を有し、ノズル１８０に対向して液体を回収する共通回収路２１４を備えている。そして、共通回収路２１４の長手方向と交差する方向に第２主流路２１５が延びており、第２主流路２１５は回収管１６０に繋がり、液体が循環されている。
【００４５】
液滴吐出部は、図３（ｂ）に示すように、共通供給路２１２と交差する方向に、共通供給路２１２の両側に流路が形成され、配置されており、共通回収路２１４には、２つの液体吐出部から液体が流れるようになっている。
【００４６】
図４は、図３に示す基板１３０の要部断面図である。なお、図３に示すように、共通供給路２１２は、それぞれの共通供給路２１２のノズル１８０の反対方向に延びる流路、およびノズルが設けられているが、図４においては省略する。
【００４７】
基板１３０は、図３および４に示すように、内部に共通供給路２１２を備え、共通供給路２１２は、第１主流路２１１に接続されている。また、共通回収路２１４を備え、第２主流路２１５に接続されている。また、基板１３０は、内部に供給路２２１、圧力室２２２、連通路２２３、回収路２２４を備える。供給路２２１は、共通供給路２１２と圧力室２２２とに接続し、圧力室２２２は、連通路２２３と繋がっている。また、連通路２２３とノズル１８０が接続されており、圧力室２２２の圧力変化により連通路２２３を介してノズル１８０から液滴が吐出される。また、連通路２２３は、回収路２２４を介して、共通回収路２１４に接続しており、余剰の液体が共通回収路２１４を介して循環する構成となっている。さらに、基板１３０の上部、圧力室２２２に接する位置に、圧力室２２２内の液体へ圧力を付与するアクチュエーター２２５を備えている。アクチュエーター２２５は、板状の振動板２２６と駆動素子２２７を備えている。
【００４８】
このように、供給路２２１、圧力室２２２、連通路２２３、ノズル１８０、回収路２２４からなる液滴吐出部は、共通供給路２１２および共通回収路２１４を通じて繋がっている。したがって、一つの液滴吐出部の圧力室で付与された圧力の影響を、他の液滴吐出部で受けてしまうため、その影響を受けた液滴吐出部では適切な吐出を行うことができないという流体クロストークが発生していた。
【００４９】
第1実施形態では、共通回収路２１４内に、気泡を溜めることで、ダンパーとして作用させることができ、流体クロストークを抑制することができる。また、共通回収路２１４内に、気泡を溜めダンパーとすることにより、別途ダンパー室などを設ける必要がないため、ヘッドの小型化をすることができる。なお、共通供給路２１２に気泡を溜めると液体の流れにより気泡が圧力室２２２内に入る場合がある。圧力室２２２内に気泡が入ると、圧力を直接液体に伝えることが難しくなり、液滴の吐出量を制御することが困難になるため、気泡は、共通回収路２１４に取り込み保持する。
【００５０】
共通回収路２１４内の止水域には、気泡を溜めるための貯留部２３１を有している。貯留部２３１は、気泡が溜まりやすくするために共通回収路２１４内に設けることもでき、共通回収路２１４内に気泡の溜まっている箇所を貯留部２３１とすることもできる。図３（ａ）に示すように、貯留部２３１は、共通回収路２１４の第２主流路２１５側の反対側の先端に設けることが好ましい。共通回収路２１４の先端は、回収路２２４より液体の流れの奥にあるので、止水域となっており、気泡を溜めておくことができる。また、循環した時に液体が流通しないような止水域を共通回収路２１４の途中に設け、該止水域を貯留部とすることもできる。
【００５１】
貯留部２３１の形状を図５に示す。図５（ａ）は、共通回収路２１４の平面図であり、共通回収路２１４の先端を長くし、止水域を長く設けた構造である。なお、点線で示した箇所が、従来の共通回収路の壁の部分である。先端を従来より長くすることにより、長くした部分を止水域とすることができる。したがって、溜めた気泡が液体と一緒に流通しないようにすることができるので、気泡を長い時間取り込んでおくことができる。図５（ｂ）、図５（ｃ）は、共通回収路２１４の側面図である。図５（ｂ）は、共通回収路２１４の先端にくぼみをつける、図５（ｃ）は、斜めに傾きをつけた構成である。図５（ｂ）、（ｃ）に示す構造についても同様に、溜めた気泡を液体と一緒に流通させることを防止することができるので、気泡を長い時間取り込んでおくことができる。
【００５２】
＜気泡を取り込む方法＞
次に図３および図４に示す基板１３０を備える液滴吐出ヘッドにおいて、共通回収路２１４内に気泡を取り込む方法について説明する。図６は、共通回収路２１４内に気泡を取り込む方法を説明する図であり、図６（ａ）は、基板１３０の正面断面図、図６（ｂ）〜（ｄ）は、共通回収路２１４の平面図および正面断面図である。
【００５３】
液滴吐出ヘッド１００においては、図６（ａ）に示すように、気泡を、画像を形成するために用いられるノズル１８０から取り込み、循環によって共通回収路２１４に移送することができる。ノズル１８０から気泡を取り込む方法をとしては、圧力変動をメニスカスに与える方法、波形によりメニスカスを崩壊させ、微小な気泡を取り込む方法を挙げることができる。圧力変動させる方法としては、チューブをつまんで離すなどの方法により行うことができる。また、波形によりメニスカスを壊す場合の波形の例としては、例えば、図７に示す波形を上げることができる。図７（ａ）は、最初に少し引いた後、押して、再度、強く引くことでメニスカスを壊し、気泡を取り込むことができる。また、図７（ｂ）は、最初に強く引くことでメニスカスを壊し、気泡を取り込むことができる。
【００５４】
このようにして取り込んだ気泡は、図６（ｂ）に示すように、循環により回収路２２４を通り、共通回収路２１４に移送される。また、第１実施形態においては、回収路２２４の流路抵抗を、供給路２２１の流路抵抗より低くなるように設定しているので、取り込んだ気泡が共通供給路２１２内に流通することを防止することができる。回収路２２４の抵抗を供給路２２１の抵抗より低くする方法としては、回収路２２４の断面積を供給路２２１の断面積より大きくすることにより、抵抗を低くすることができる。
【００５５】
この気泡を取り込む操作を複数回行うことにより、図６（ｃ）に示すように、共通回収路２１４の上部に気泡を溜めることができる。気泡は、共通回収路２１４の止水域に溜まるように構成とすることが好ましい。このような構成としては、図５（ｂ）、（ｃ）に示す構成を挙げることができる。また、共通回収路２１４を第２主流路２１５に向うに従い、低くなるように傾けることで、気泡を共通回収路２１４の第１主流路２１１側先端に溜めることができる。
【００５６】
気泡が溜まったら図６（ｄ）に示すように、強制的に循環を行うことで、止水域となっていない領域の気泡が、循環により流通するため、止水域にのみ気泡を溜めることができる。
【００５７】
＜気泡の検出方法＞
第１実施形態においては、上記のように共通回収路２１４内に溜められた気泡を検知する検知手段を備えることが好ましい。検知手段を備えることにより、共通回収路２１４内の気泡の量を調節しながら、共通回収路２１４内に気泡を取り込むことができる。また、液体を循環させることにより、気泡が一緒に流れてしまう場合があり、画像形成後の共通回収路２１４内の気泡の量を確認することができる。
【００５８】
検知手段としては、例えば、インピーダンスアナライザ１９０（図８で図示）を用いて気泡の確認を行うことができる。画像形成に関与しないアクチュエーターを設け、このアクチュエーターを駆動させることによる圧力のはね返りをインピーダンスアナライザで検知することにより、共通回収路内の気泡の量を検知することができる。圧力を検知する方法としては、従来より知られている方法により行うことができる。
【００５９】
検知用のアクチュエーターは、共通回収路２１４の貯留部２３１に接する位置に設けることが好ましい。この位置に設けることで、共通回収路２１４の壁を挟んで、貯留部２３１が存在するため、駆動させた圧力のはね返りを容易に検知することができる。具体的には、図５の検知用のアクチュエーター２３２の位置を挙げることができる。
【００６０】
このように、気泡を共通回収路２１４内に取り込むことで、一つの吐出口からの吐出による圧力変動が、他の吐出口の吐出に影響する流体クロストークを抑制することができる。
【００６１】
＜液滴吐出装置＞
図８に液滴吐出ヘッド１００を備える液滴吐出装置２００の概略図を示す。図８に示すように、液滴吐出装置２００は、第１主流路に液体を供給する供給管１５０と、第２主流路から液体を回収する回収管１６０が設けられており、供給管１５０を介してインクを供給し、回収管１６０を介してインクを回収する液体タンク１９１が設けられている。さらに、供給管１５０には、循環手段としての循環ポンプ１９３、液体の脱気を行う脱気装置１９２が設けられている。そして、循環ポンプ１９３を作動させることにより、液体タンク１９１に貯留された液体が、液体タンク１９１から供給管１５０を流れて液滴吐出ヘッド１００を流れ、回収管１６０を流れて液体タンク１９１へ回収される。このようにして、液体吐出部と液体タンクとの間でインクが循環するようになっている。
【００６２】
また、液滴吐出装置２００は、検知手段であるインピーダンスアナライザ１９０で検知した信号を制御回路１９４に取り込み、液滴吐出ヘッド１００のアクチュエーター２２５を制御することで、共通回収路２１４内の気泡の量を調整することができる。
【００６３】
≪第２実施形態≫
図９（ａ）は、第２実施形態にかかる液滴吐出ヘッドの基板３３０の平面透視図であり、図９（ｂ）は、図９（ａ）中のＡ−Ａ’線に沿う断面図である。なお、第１実施形態と同一の部材については同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００６４】
第２実施形態係る液滴吐出ヘッドは、液滴吐出部の第１主流路２１１に近い側、つまり、貯留部２３１に近い側に、図９（ｂ）に示すような、ノズルを有さないダミー圧力室３２２を有している点が、第１実施形態と異なっている。
【００６５】
第２実施形態の液滴吐出ヘッドによれば、気泡の発生を画像の形成に関与しないダミー圧力室で行うことができる。ダミー圧力室３２２で、液体への加圧、減圧を繰り返すことにより、キャビテーションによりダミー圧力室または連通路で気泡を発生させることができる。
【００６６】
また、ノズルを有さないので、大きな圧力をかけても液体が吐出することがなく、また、気泡がダミー圧力室３２２に入ったとしても、画像形成に影響しない。
【００６７】
なお、図９においては、ダミー圧力室３２２を、貯留部２３１に最も近い側に配設されている例で説明したが、ダミー圧力室３２２の位置は、特に限定されない。しかし、貯留部２３１に最も近い側に配設することにより、止水域（貯留部２３１）に気泡を取り込み易くなるので好ましい。また、回収路２２４が共通回収路２１４の貯留部２３１の上方の側面で接続していると、液体の流れにより貯留部２３１内の気泡も一緒に循環する場合があるため、貯留部の上方からは外れていることが好ましい。
【００６８】
また、第２実施形態においては、検知手段に用いるアクチュエーターとして、画像形成に関与しない液滴吐出部のアクチュエーター２２５を用いて、圧力を発生させ、そのはね返りの信号を用いて検知することもできる。
【００６９】
図１０に、第２実施形態にかかる液滴吐出ヘッドの他の例を示す断面図を示す。図１０に示す断面図は、ダミー圧力室３２２が設けられた箇所であり、図９のＡ−Ａ’に沿う断面図と同じ位置である。図１０に示す液滴吐出ヘッドの基板４３０は、共通供給路２１２とダミー圧力室３２２が供給路ではなく、共通供給路２１２が開口した状態で繋がっている点、さらに、共通回収路２１４と連通路３２３も開口した状態で繋がっている点が、図９（ｂ）に示す液滴吐出ヘッドの基板３３０と異なっている。図１０に示すように、ダミー圧力室３２２と共通供給路２１２、および、連通路３２３と共通回収路２１４を開口状態とすることで、図９に示す液滴吐出ヘッドと同様にダミー圧力室または連通路で気泡を発生させることができる。
【００７０】
≪第３実施形態≫
第３実施形態にかかる吐出ヘッドは、第２実施形態に係る吐出ヘッドの画像形成に関与しない液滴吐出部の連通路に繋がるノズルを有している。つまり、液滴吐出部の構造は、第１実施形態と同様の構造であるため、図は省略する。また、画像形成に関与しない点が第１実施形態と異なっている。
【００７１】
第３実施形態にかかる液滴吐出ヘッドによれば、気泡を画像に関与しない吐出口から取り込むことができるので、容易に共通回収路に気泡を溜めることができる。吐出口から気泡を取り込む方法としては、第１実施形態と同様の方法により取り込むことができる。また、第３実施形態においては、第１実施形態と異なり、画像の形成に関与しないため、大きな圧力をかけることができる。したがって、第１実施形態の液滴吐出ヘッド１００より、容易に気泡の取り込みを行うことができる。
【００７２】
また、第３実施形態においても、第２実施形態の液滴吐出部の配置と同様に、画像形成に関与しない液滴吐出部の位置は、特に限定されないが、貯留部に最も近い位置に配設されていることが好ましい。
【００７３】
なお、第２に実施形態にかかる画像形成に関与しない液滴吐出ユニットと、第３実施形態に係る画像形成に関与しない吐出口を有する液滴吐出ユニットをいずれか一方備える構成とすることもできるし、両方備える構成とすることもできる。
【００７４】
第３実施形態においても、第２実施形態と同様に、検知用のアクチュエーターとして、画像形成に関与しない液滴吐出部のアクチュエーターを用いて行うことができる。
【００７５】
≪第４実施形態≫
図１１は、第４実施形態にかかる液滴吐出ヘッドの平面透視図である。第４実施形態は、共通供給路２１２と共通回収路２１４を繋ぐ迂回流路４１０を有し、迂回流路４１０の共通供給路２１２側に大気と繋がる空気流路４１１を有している点が他の実施形態と異なっている。空気流路４１１を設けることで、止水域に容易に気泡を取り込むことができる。止水域を超える空気は、共通回収路２１４を流れ、その後、脱気されて、再度共通供給路に循環される。迂回流路４１０の位置は特に限定されないが、共通供給路２１２の先端と共通回収路２１４の先端を繋ぐことが好ましい。共通供給路２１２の先端から迂回流路４１０を繋ぐことで、共通供給路２１２の先端に溜まった気泡を共通回収路２１４に送ることができる。
【００７６】
≪第５実施形態≫
図１２は、第５実施形態にかかる液滴吐出ヘッド４００を備える液滴吐出装置５００である。図１２に示すように、液滴吐出装置５００は、供給管１５０に、大気と繋がり空気を取り込む空気流路管４０５、空気流路管４０５から気泡の取り込みを調節する切り替え弁４０３を有している。なお、液滴吐出ヘッド４００の構造は、第１実施形態と同様の構造とすることができる。
【００７７】
第５実施形態においては、供給管１５０の途中に、空気流路管４０５を設け、切り替え弁４０３により、液体タンク４０１からの供給管１５０と空気流路管４０５を切り替えることで、空気流路管４０５から気泡を取り込むことができる。空気流路管４０５から取り込まれた気泡は、インク液が循環するのと同様に、供給管１５０を通り、共通回収路２１４に取り込まれる。途中、共通供給路２１２および圧力室２２２を通過するが循環させることにより、気泡が共通供給路２１２および圧力室２２２で溜まることなく循環させることができる。
【００７８】
また、第５実施形態においては、インピーダンスアナライザ１９０で検知した信号を制御回路４０６に取り込み、循環ポンプ１９３、切り替え弁４０３、脱気装置４０２を制御することで、共通回収路２１４内の気泡の量を調整することができる。
【００７９】
さらに、第５実施形態においては、図１３に示すように、共通供給路２１２と共通回収路２１４を繋ぐ迂回流路４１０を有していることが好ましい。迂回流路４１０を備えることにより、気泡を取り込む際に、共通供給路２１２から共通回収路２１４に、圧力室２２２に気泡を入れることなく、気泡を送ることができる。したがって、画像形成をするとき、圧力室に気泡が混入することがないので、良好な画像を形成することができる。迂回流路４１０の位置は特に限定されないが、第４実施形態と同様に、共通供給路２１２の先端と共通回収路２１４の先端を繋ぐことが好ましい。共通供給路２１２の先端から迂回流路４１０を繋ぐことで、共通供給路２１２の先端に溜まった気泡を共通回収路２１４に送ることができる。
【００８０】
また、迂回流路４１０は、第５実施形態に限らず、第１〜３実施形態においても設けることができる。第１〜３実施形態においても迂回流路を設けることで、共通供給路内の気泡を、圧力室を介さずに共通回収路に送ることができるので、圧力室に気泡が混入し、吐出不良が生じることを防止することができる。また、迂回流路４１０の出口で圧力変動が大きくなるようにすることで、循環によっても気泡の発生を行うことができる、迂回流路４１０の出口で圧力変動を大きくする方法としては、迂回流路４１０にテーパーを切るなどの加工を行い、共通供給路２１２から共通回収路２１４にかけて流路が狭くなるような構成とすることで、迂回流路の出口で最も圧力変動を大きくすることができる。
【００８１】
≪画像形成方法≫
図１４および図１５に、本実施形態の液滴吐出ヘッドを用いた画像形成のフローチャート図を示す。図１４は、画像形成前に気泡を取り込む場合のフローチャート図であり、図１５は、画像形成時にも気泡を取り込む場合のフローチャート図である。
【００８２】
画像形成前に気泡の取り込みを行う場合は、図１４に示すように、まず、供給管１５０に備えられた脱気装置を作動させない状態（Ｓ１１）で上述したように気泡の混入を行う（Ｓ１２）。その後、気泡が貯留部に溜まった段階で強制的に循環させることで、液体が循環する場所にある気泡を強制的に流通させる（Ｓ１３）。検知手段により気泡の確認を行い（Ｓ１４）、気泡の取り込み量が不十分な場合は、Ｓ１２に戻り、再度気泡の混入を行い、必要量の気泡が確認されるまで気泡の混入繰り返す。必要量の気泡が確認された場合は、脱気装置を作動させ（Ｓ１５）、画像の形成（Ｓ１６）を行う。画像形成が終了したら（Ｓ１６）、再度、気泡の存在の確認を行い、気泡の取り込み量が十分であれば、画像形成を続けて行い、不十分であれば、気泡の取り込みを行うことで、画像形成を行う。
【００８３】
図１５は、第３実施形態の液滴吐出ヘッドのように、画像形成中においても、気泡を発生させることができる場合のフローチャート図である。図１５においても、図１４と同様に、まず、気泡の混入を行う（Ｓ２１）。気泡の混入は、ダミー圧力室で気泡を発生させることもできるし、上述した他の方法により混入させることもできる。気泡を混入後、検知手段により気泡の確認を行う（Ｓ２１）。気泡の取り込み量が不十分な場合は、Ｓ２１に戻り、再度、気泡の混入を行い、必要量の気泡が確認されるまで気泡の混入を繰り返す。必要量の気泡が確認された場合は、ダミー圧力室で気泡を発生させ、共通回収路ないに気泡を混入させるとともに（Ｓ２３）、画像の形成を行う（Ｓ２４）。ノズルを有さないダミー圧力室を備える場合は、画像形成中に圧力をかけても、吐出されないため、画像形成中に気泡の発生を行うことができる。また、気泡の混入は検知手段で検知しながら、必要に応じて行うことができる。画像形成が終了したら（Ｓ２５）、再度、気泡の確認を行い、気泡の取り込み量が十分であれば、画像形成を続けて行い、不十分であれば、Ｓ２１に戻り、気泡の取り込みを行うことで、画像形成を行う。
【００８４】
≪試験例≫
図１６に、共通回収路２１４内の気泡の有無によるインク液滴の速度の周波数による相対値を示す。図１６に示すように、気泡を共通回収路２１４に溜めることで、安定した滴速となっている。気泡を取り込んでいない試験例は、吐出周波数に対し、滴速の低下が見られる。
【符号の説明】
【００８５】
１００、４００…液滴吐出ヘッド、１１０…ケーシング、１２０…土台取り付け部、１２２…土台取り付け部品、１３０、３３０、４３０…基板、１３２、３３２…ノズル層、１３５…ノズル面、１５０…供給管、１６０…回収管、１７０…ノズル列、１８０…ノズル、１９０…インピーダンスアナライザ、１９１…液体タンク、１９２…脱気装置、１９３…循環ポンプ、１９４、４０６…制御回路、２００、５００…液滴吐出装置、２１１…第１主流路、２１２…共通供給路、２１４…共通回収路、２１５…第２主流路、２２１…供給路、２２２…圧力室、２２３、３２３…連通路、２２４、３２４…回収路、２２５、２３２…アクチュエーター、２２６…振動板、２２７…駆動素子、２３１…貯留部、３２２…ダミー圧力室、４０３…切り替え弁、４０５…空気流路管、４１０…迂回流路、４１１…空気流路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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