(57)【要約】【課題】充填された液体に気泡や異物などの混入がなく、無駄な排出インクが発生しない充填効率の高い液体充填装置および液体充填方法、液滴吐出ヘッドおよび液滴吐出ヘッドを備えた画像形成装置を提供すること。【解決手段】液滴を吐出する吐出口と液体が注入される供給口とを備えた液滴吐出ヘッドに液体を充填する液体充填装置において、回転軸と、該回転軸における接続部に可動に接続された支持体を有し、吐出口を接続部の反対方向に向けて、液滴吐出ヘッドを支持体に装着する液滴吐出ヘッド装着手段と、回転軸を中心に液滴吐出ヘッドを公転させる液滴吐出ヘッド公転手段と、液滴吐出ヘッドの吐出口の方向が回転軸に対して略垂直になるまで、支持体を移動する支持体移動手段と、供給口に液体を注入する液体注入手段と、注入停止手段および公転停止手段とを備えた液体充填装置である。【選択図】図１
2007210206.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液滴を吐出する吐出口と液体が注入される供給口とを備えた液滴吐出ヘッドに液体を充填する液体充填装置において、
回転軸と、該回転軸における接続部に可動に接続された支持体を有し、
前記吐出口を前記接続部の反対方向に向けて、前記液滴吐出ヘッドを前記支持体に装着する液滴吐出ヘッド装着手段と、
前記回転軸を中心に前記液滴吐出ヘッドを公転させる液滴吐出ヘッド公転手段と、
前記液滴吐出ヘッドの前記吐出口の方向が前記回転軸に対して略垂直になるまで、前記支持体を移動する支持体移動手段と、
前記供給口に液体を注入する液体注入手段と、
前記注入を所定量で停止する注入停止手段と、
前記注入の停止後に、前記公転を停止する公転停止手段とを
備えたことを特徴とする液体充填装置。
【請求項２】
液滴吐出ヘッド装着手段が、供給口を回転軸と支持体との接続部方向に向けた状態で液滴吐出ヘッドを前記支持体に装着する手段であることを特徴とする請求項１に記載の液体充填装置。
【請求項３】
液体注入手段が、液滴吐出ヘッドの吐出口側から液体を注入する手段であることを特徴とする請求項１から２のいずれかに記載の液体充填装置。
【請求項４】
注入停止手段が、液滴吐出ヘッドに設置された複数の電極間に通電し、前記液滴吐出ヘッドに充填された前記液体による通電の有無により、前記液体の所定量を検知する手段を備えたことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の液体充填装置。
【請求項５】
液滴を吐出する吐出口と液体が注入される供給口とを備えた液滴吐出ヘッドに液体を充填する液体充填装置において、
回転軸と、該回転軸における接続部に可動に接続された支持体を有し、前記吐出口を前記接続部の反対方向に向けて、前記液滴吐出ヘッドを前記支持体に装着する液滴吐出ヘッド装着ステップと、
前記回転軸を中心に前記液滴吐出ヘッドを公転させる液滴吐出ヘッド公転ステップと、
前記液滴吐出ヘッドの前記吐出口の方向が前記回転軸に対して略垂直になるまで、前記支持体を移動する支持体移動ステップと、
前記供給口に液体を注入する液体注入ステップと、
前記注入を所定量で停止する注入停止ステップと、
前記注入の停止後に、前記公転を停止する公転停止ステップとを
含むことを特徴とする液体充填方法。
【請求項６】
液滴吐出ヘッド公転ステップと、支持体移動ステップとを順次もしくは同時に開始することを特徴とする請求項５に記載の液体充填方法。
【請求項７】
液体注入ステップは、液滴吐出ヘッドの吐出口の向きが回転軸に対して略垂直になった後、供給口に液体を注入することを特徴とする請求項５から６のいずれかに記載の液体充填方法。
【請求項８】
公転停止ステップと、支持体移動ステップとを、順次もしくは同時に行うことを特徴とする請求項５から７のいずれかに記載の液体充填方法。
【請求項９】
請求項５から８のいずれかに記載の液体充填方法により製造されたことを特徴とする液滴吐出ヘッド。
【請求項１０】
サイドシュータ−型であることを特徴とする請求項９に記載の液滴吐出ヘッド。
【請求項１１】
請求項９から１０のいずれかに記載の液滴吐出ヘッドを備えたことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液滴吐出ヘッドへ液体を充填する液体充填装置および液体充填方法に関し、特に、遠心力を利用してインク等の液体を液滴吐出ヘッドに充填する液体充填装置および液体充填方法、該液滴吐出ヘッドおよび液滴吐出ヘッドを備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、インク等の液体が充填された液滴吐出ヘッドは、複写機、プリンタ装置、ファクシミリ装置、複合機等の画像形成デバイスとして用いられている。また、有機ＥＬ装置における発光層や陽極のバッファ用などの正孔注入層、液晶装置におけるカラーフィルタ、各種デバイスの金属配線、マイクロレンズ等を形成するデバイスとしても広く用いられている。前記液滴吐出ヘッドには、液滴吐出ノズルが備えられ、該液滴吐出ヘッドに充填されたインク等の液体が、記録信号などに応じて記録紙等に対してノズルから吐出され、高密度、高品質の画像が被吐出物面に形成されるようになっている。このような高密度、高品質の画像を得るためには、充填された前記インク等の液体に気泡や異物などの不純物が混入しないことが要請される。一般に、インクジェットプリンタなどの液滴吐出ヘッドにインク等の液体を充填する際に、気泡や異物等の不純物が混入してしまうと、インク吐出エネルギーとなる発熱による気泡の圧力やインク押し出しのための駆動体の圧力がうまくノズルまで伝わらず、ノズルから液体が吐出されないという不具合が発生し易い。特に、前記液体の粘度が高くなるほど充填時などに気泡が混入し易いため、高粘度の液体を用いる液滴吐出ヘッドでは、液体吐出特性を良好にすべく、液体吐出特性の向上や液体充填の際の気泡混入防止などの対策が講じられている。このような不純物の混入防止手段として、下記（１）から（５）に記載の手段などが挙げられる。
【０００３】
（１）粘度の高い描画用液体を用いる場合であっても、所定の液体吐出特性を維持するために、液滴吐出ヘッドに粘度の異なる、第１液体と第２液体を切り換えて充填させることによって気泡のない充填を完遂させる手段が用いられている（特許文献１参照）。
【０００４】
（２）被充填容器内に液体を充填する際に、脱泡された流体に気泡の取り込みを起こさないようにするため、前記流体を自転しながら公転する攪拌容器に収容し、該攪拌容器の中心軸上であって、かつ前記自転および公転に追従して、前記攪拌容器と同時に自転しながら公転する被充填容器内に、前記自転および公転により生ずる遠心力を利用して前記攪拌容器内の流体を前記被充填容器内に充填する手段が用いられている（特許文献２参照）。
【０００５】
（３）液滴吐出ヘッドの製造工程で混入するゴミや異物を除去するため、インクの初期充填をする前に洗浄液を前記液滴吐出ヘッドに加圧充填して、該液滴吐出ヘッドのノズルから排出させた後に、目的のインクの初期充填を行う。前記加圧充填の際は、電気機械変換素子に駆動波形を与えて振動することで、前記液滴吐出ヘッド内のゴミや異物を除去する手段が用いられている（特許文献３参照）。
【０００６】
（４）インク注入部を具備した回転センター部と、該回転センター部と連結され該回転センター部の回転と共に回転するインク通路を内部に有する支持体とからなり、前記回転センター部と支持体との間にインク通路が連通するように複数個のカートリッジをチューブを介して連結し、遠心力を利用してインクを前記複数個のカートリッジに充填する手段が用いられている（特許文献４参照）。
【０００７】
（５）液滴吐出ヘッドが水平な状態で、該液滴吐出ヘッド上側のインク供給口からインクを注入し、該液滴吐出ヘッドのノズル側から吸引を行って該液滴吐出ヘッド内にインクを充填させる手段が知られている。
【０００８】
【特許文献１】特開２００３−３４４６４３号公報
【特許文献２】特開２００３−２０１０００号公報
【特許文献３】特開２０００−１５８６６９号公報
【特許文献４】特開平７−６０９７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、このような（１）から（５）の従来の技術では、以下の問題がある。
前記（１）の粘度の異なる第１液体と第２液体を切り換えて充填させる手段の場合、充填効率を高めるために初期は粘度の低いインクを、内部が接液後には粘度の高いインクを使用して液体吐出特性を確保しようとしているが、粘度の異なる２種類のインクを準備しなければならず、しかも気泡排出用の低粘度の第１液体は、用済み後に目的の第２液体とすべて置換するため、第１液体の排出によりインク使用量が増え、コストアップにつながるという問題がある。
【００１０】
前記（２）の自転および公転に伴う遠心力により攪拌容器内の流体を遠心充填する手段の場合、気泡の取り込みを起こさずに攪拌容器から被充填容器へ流体を移送するために、前記攪拌容器および前記被充填容器の自転および公転により生ずる遠心力を利用する遠心充填法を用いた構成となっている。しかしながら、公転軸に対して自転軸が一定の角度を有するように構成され、該角度は固定されており、遠心力に対して傾斜した方向で充填がなされるため気泡の除去に不十分である。また、被充填容器内が密閉されているため、流体移送時に混入する気泡を完全に除外することはできない。そのため、ヘッド内の流路細部への液体の充填は不完全となり、所望の充填効率が得られないという問題がある。
【００１１】
前記（３）のインクの初期充填をする前に洗浄液を加圧充填してノズルから排出させる手段の場合、洗浄液による加圧充填の際に電気機械変換素子に駆動波形を与えて振動する方法を用いているので、電気機械変換素子の変位量が微小なため洗浄液による加圧充填の効率が低く、インク初期充填の際の充填効率を高めることができないという問題がある。
【００１２】
前記（４）のカートリッジをチューブを介して連結して遠心力によりインクを充填する手段の場合、カートリッジをチューブを介して連結してインク通路を連通させ、遠心力によりインクを充填し、さらにその遠心力により、充填による液体のオーバーフローを防止すべく、ノズルを通過させて液体を外に排出させ、間接的に気泡の混入などによるノズルの目詰まりを防止する手段を用いている。そのため、排出インクが無駄になってしまうという問題がある。
【００１３】
前記（５）のノズル側から吸引を行って液滴吐出ヘッド内にインクを充填させる手段の場合、該液滴吐出ヘッド内に充填したインクを該ヘッドの外側にノズルから吸引して排出させるため、排出されたインクは無駄となり大幅なコストアップになってしまう。特に印字耐久性の観点から、高粘度のインクを用いる場合には、インク内の気泡が流動しにくく、インク自体の移動もしにくいことから、吸引によるインクの排出を多量に行う必要があり、無駄な排出インクによるコストアップを招くという問題がある。
【００１４】
本発明は、かかる現状に鑑みてなされたものであり、従来における前記諸問題を解決し、以下の目的を達成することを課題とする。即ち、充填された液体に気泡や異物などの混入がなく、無駄な排出インクが発生しない充填効率の高い液体充填装置および液体充填方法、液滴吐出ヘッドおよび液滴吐出ヘッド（以下、「インクジェットヘッド」または単に「ヘッド」と称することがある。）を備えた画像形成装置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】
【００１５】
本発明に係る液体充填装置は、上記課題を解決するために、液滴を吐出する吐出口と液体が注入される供給口とを備えた液滴吐出ヘッドに液体を充填する液体充填装置において、回転軸と、該回転軸における接続部に可動に接続された支持体を有し、前記吐出口を前記接続部の反対方向に向けて、前記液滴吐出ヘッドを前記支持体に装着する液滴吐出ヘッド装着手段と、前記回転軸を中心に前記液滴吐出ヘッドを公転させる液滴吐出ヘッド公転手段と、前記液滴吐出ヘッドの前記吐出口の方向が前記回転軸に対して略垂直になるまで、前記支持体を移動する支持体移動手段と、前記供給口に液体を注入する液体注入手段と、前記注入を所定量で停止する注入停止手段と、前記注入の停止後に、前記公転を停止する公転停止手段とにより構成される。
【００１６】
この構成により、前記吐出口が前記回転軸と前記支持体との接続部の反対方向に向けて、前記液滴吐出ヘッドを前記支持体に装着すると、前記支持体移動手段により、前記液滴吐出ヘッドの吐出口の方向が前記回転軸に対して略垂直になるまで、前記支持体が移動し、前記液滴吐出ヘッド公転手段により、前記回転軸が回転すると、前記支持体に装着された前記液滴吐出ヘッドが、前記回転軸を中心に回転する。前記液滴吐出ヘッドは、前記回転により、遠心力が生じ、該遠心力は前記接続部から前記吐出口の方向に作用する。前記液滴吐出ヘッドが回転中に、液体注入手段により、前記液体が前記液滴吐出ヘッドに注入されると、前記液体は、前記遠心力により前記吐出口方向に滑らかに加圧され、気泡などの混入が避けられる。前記液体が所定量、前記液滴吐出ヘッドに注入されると、前記注入停止手段により注入が停止し、前記公転停止手段により前記公転が停止し、前記液体の前記液滴吐出ヘッドへの注入が完了する。
【００１７】
本発明に係る液体充填装置は、上記課題を解決するために、液滴吐出ヘッド装着手段が、供給口を回転軸と支持体との接続部方向に向けた状態で液滴吐出ヘッドを前記支持体に装着するように構成される。
【００１８】
この構成により、前記液滴吐出ヘッド装着手段において、前記供給口を前記回転軸と前記支持体との接続部方向に向けた状態で、前記吐出口が前記接続部と反対方向に、前記供給口が前記接続部方向に装着され、前記液滴吐出ヘッドが、前記のように公転軸を中心に回転すると、前記遠心力は、前記供給口から前記吐出口方向に作用する。そのため、前記液体が前記供給口から注入されると、前記遠心力により前記供給口から前記吐出口に滑らかに流れ気泡の混入が回避される。
【００１９】
本発明に係る液体充填装置は、上記課題を解決するために、液体注入手段が、液滴吐出ヘッドの吐出口側から液体を注入する手段で構成される。
【００２０】
この構成により、前記液滴吐出ヘッドに前記遠心力が作用しつつ、かつ前記液体が、前記吐出口側から直接充填されるため、注入された前記液体の前記液滴吐出ヘッド内の流路に直接液体が注入され、液体の注入流路が短くなり、インクの使用量が少なくなるとともに、気泡の混入も回避される。
【００２１】
本発明に係る液体充填装置は、上記課題を解決するために、注入停止手段が、液滴吐出ヘッドに設置された複数の電極間に通電し、前記液滴吐出ヘッドに充填された前記液体による通電の有無により、前記液体の所定量を検知する手段で構成される。
【００２２】
この構成により、前記液滴吐出ヘッドに充填された前記液体が所定量に到達すると、前記液滴吐出ヘッドに設置された複数の電極間に前記液体が接触し、該液体が通電の媒体となり、該複数の電極に電流が流れると同時に、通電されたことが検知され、前記液体が所定量に達したことが検知される。通電の有無が検知されるので、前記液滴吐出ヘッド内に注入された液体の所定量が、瞬時に検出され、所定量に達したことが的確に検知される。
【００２３】
本発明に係る液体充填方法は、上記課題を解決するために、液滴を吐出する吐出口と液体が注入される供給口を備えた液滴吐出ヘッドに液体を充填する液体充填装置において、回転軸と、該回転軸における接続部に可動に接続された支持体を有し、前記吐出口を前記回転軸と前記支持体との接続部の反対方向に向けて、前記液滴吐出ヘッドを前記支持体に装着する液滴吐出ヘッド装着ステップと、前記回転軸を中心に前記液滴吐出ヘッドを公転させる液滴吐出ヘッド公転ステップと、前記液滴吐出ヘッドの吐出口の方向が前記回転軸に対して略垂直になるまで、前記支持体を移動する支持体移動ステップと、前記供給口に液体を注入する液体注入ステップと、前記注入を所定量で停止する注入停止ステップと、前記注入の停止後に、前記公転を停止する公転停止ステップとを含む各ステップにより構成される。
【００２４】
この構成により、前記液滴吐出ヘッド装着ステップにおいて、前記液滴吐出ヘッドが前記支持体に装着され、前記液滴吐出ヘッド公転ステップおよび前記支持体移動ステップにより、前記液滴吐出ヘッドが前記回転軸を中心に回転し、前記液滴吐出ヘッドに前記遠心力が作用し、前記液体注入ステップにより、前記液体が前記液滴吐出ヘッドに滑らかに注入され、所定量に達すると前記注入停止ステップにより注入が停止され、前記公転停止ステップにより、前記公転が停止されて、前記液体の前記液滴吐出ヘッドへの注入が完了する。
【００２５】
本発明に係る液体充填方法は、上記課題を解決するために、液滴吐出ヘッド公転ステップと、支持体移動ステップとを順次もしくは同時に開始するよう構成される。
【００２６】
この構成により、前記液滴吐出ヘッド公転ステップと、前記支持体移動ステップとが順次もしくは同時に開始されると、前記液滴吐出ヘッドの前記回転軸を中心とする回転と、前記液滴吐出ヘッドが装着された前記支持体の移動が、順次もしくは同時に行われ、前記回転と前記移動とが滑らかに行われる。
【００２７】
本発明に係る液体充填方法は、上記課題を解決するために、液体注入ステップにおいて、液滴吐出ヘッドの吐出口の向きが回転軸に対して略垂直になった後に、前記液体が供給口に注入されるよう構成される。
【００２８】
この構成により、前記液体注入ステップにおいて、前記液滴吐出ヘッドの吐出口の向きが前記回転軸に対して略垂直になった後に、前記供給口に前記液体が注入されると、前記遠心力も、前記回転軸に対して略垂直に作用し、前記液体の前記液滴吐出ヘッドの注入方向と遠心力の作用方向が平行方向となり、前記液体が滑らかに注入される。
【００２９】
本発明に係る液体充填方法は、上記課題を解決するために、公転停止ステップと、支持体移動ステップとを、順次もしくは同時に行うよう設定される。
【００３０】
この構成により、前記公転停止ステップと、前記支持体移動ステップとが、順次もしくは同時に行われると、前記液滴吐出ヘッドの前記回転軸を中心とする回転の停止と、前記液滴吐出ヘッドが装着された前記支持体の移動が、順次もしくは同時に行われ、前記回転と前記移動とが滑らかに行われる。
【００３１】
本発明に係る液滴吐出ヘッドは、上記課題を解決するために、請求項５から８に記載の液体充填方法により製造されるよう構成される。
【００３２】
この構成により、前記液滴吐出ヘッドが製造されると、気泡や不純物の混入がない液滴吐出ヘッドが得られる。
【００３３】
本発明に係る液滴吐出ヘッドは、サイドシューター型として構成される。
【００３４】
この構成により、前記液滴吐出ヘッドにおいては、前記液滴吐出ヘッドの流路内に配置された発熱抵抗部で熱が発生するように制御され、該熱がインクに作用すると、発熱部近傍のインクに急激な状態変化が起こり、この変化に伴う吐出圧力が発生し、該吐出圧力がインクに加えられるため、吐出したインクにより高速かつ高精細な記録がなされる。
【００３５】
本発明に係る画像形成装置は、上記課題を解決するために、請求項９から１０に記載の液滴吐出ヘッドを具備するように構成される。
【００３６】
この構成により、前記画像形成装置は、請求項９から１０に記載の液滴吐出ヘッドにより、被記録物に高速かつ高精細に記録がなされる。
【発明の効果】
【００３７】
本発明によれば、充填された液体に気泡や異物などの混入がなく、無駄な排出インクが発生しない充填効率の高い液体充填装置および液体充填方法、液滴吐出ヘッドおよび液滴吐出ヘッドを備えた画像形成装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３８】
＜液体充填装置および液体充填方法＞
本発明に係る液体充填装置は、液滴を吐出する吐出口と液体が注入される供給口を備えた液滴吐出ヘッドにインク等の液体を充填する装置である。
本発明に係る液体充填装置は、液滴吐出ヘッド装着手段、液滴吐出ヘッド公転手段、支持体移動手段、液体注入手段、注入停止手段、公転停止手段および必要に応じて設けられたその他の手段を有する。
本発明に係る液体充填方法は、液滴を吐出する吐出口と液体が注入される供給口を備えた液滴吐出ヘッドに液体を充填する方法である。
本発明に係る液体充填方法は、液滴吐出ヘッド装着ステップ、液滴吐出ヘッド公転ステップ、支持体移動ステップ、液体注入ステップ、注入停止ステップ、公転停止ステップおよび必要に応じて設けられたその他のステップとを含む。
【００３９】
本発明に係る液体充填方法は、本発明に係る液体充填装置により実施することができ、該液体充填装置の説明を通じてその詳細をも明らかにすることとする。前記液滴吐出ヘッド装着ステップは、前記液滴吐出ヘッド公転手段により好適に行うことができ、前記液滴吐出ヘッド公転ステップは、前記液滴吐出ヘッド装着手段により好適に行うことができ、前記支持体移動ステップは、前記背支持体移動手段により好適に行うことができ、前記液体注入ステップは、前記液体注入手段により好適に行うことができ、前記注入停止ステップは、前記注入停止手段により好適に行うことができ、前記公転停止ステップは、前記公転停止手段により好適に行うことができ、前記その他のステップは、前記その他の手段により好適に行うことができる。
【００４０】
−液滴吐出ヘッド装着手段−
前記液滴吐出ヘッド装着手段は、該液滴吐出ヘッドにおける前記吐出口が前記回転軸と前記支持体との接続部の反対方向もしくは接続部の方向に向けて、前記液滴吐出ヘッドを前記支持体に装着する手段である。前記装着手段としては、前記液滴吐出ヘッドの着脱が可能であり、前記液滴吐出ヘッドが、前記回転軸を中心に回転した際に確実に保持される手段であればよく、例えば、ファスナーなどの締結手段、嵌め合い手段、挿入手段などが挙げられる。具体的には、前記液滴吐出ヘッドが装着されるヘッド固定軸の軸方向に嵌合しロックされるロック機構付嵌合手段などが挙げられる。また、前記液滴吐出ヘッド装着手段には、液体を該液滴吐出ヘッド内に注入するためのインク供給側と被供給側とが密着するように形成される。
【００４１】
前記密着手段としては、液漏れなどが生じない構造であればよく、例えば、嵌合、パッキンなどによる密着構造などが挙げられる。さらに、前記液滴吐出ヘッド装着手段には、装着後に該液滴吐出ヘッドの吐出ノズルから、充填される液体が排出されないよう、液体充填時に密閉する吐出ノズル密閉手段が設けられる。前記吐出ノズル密閉手段としては、目的に応じて適宜選択され、例えば、前記吐出ノズル全体を蓋などにより覆う蓋押圧構造などが挙げられる。なお、前記密閉手段により前記吐出ノズルが密閉された後に、液体の充填が開始される。
【００４２】
−液滴吐出ヘッド公転手段−
前記液滴吐出ヘッド公転手段は、回転軸を中心に前記液滴吐出ヘッドを公転させる手段である。前記公転手段としては、公転にむらやがたがないものであればよく、例えば、支持台に垂直に回転可能に保持された公転軸回転体を有し、駆動源により、公転軸を中心として所定の回転速度で公転する公転手段などが挙げられる。前記回転を得るための駆動源としては、例えば、ステッピングモーター、サーボモーターなどが挙げられる。
【００４３】
前記回転速度としては、目的に応じて十分な遠心力が得られる速度が適宜選択される。
前記回転速度は、一定であることが好ましいが、前記回転速度の範囲内であれば、可変であってもよい。前記回転方向としては、目的に応じて適宜選択され、時計方向でもよく、反時計方向でもよい。
【００４４】
前記回転軸を中心に前記液滴吐出ヘッドを公転させると、前記液滴吐出ヘッドに遠心力が作用する。前記遠心力をＦとすると、例えば、質量ｍの物体が、半径ｒの円周上を角速度ωで回転しているとき、次式、Ｆ＝ｍｒω２（Ｎ＝ｋｇｍ／Ｓ２）で表される遠心力Ｆが前記物体に作用することになる。この遠心力Ｆは、前記公転軸から遠ざかる方向に作用し、前記公転軸から前記液滴吐出ヘッドまでの距離に比例した大きさの遠心力が該液滴吐出ヘッドに作用することになる。なお、前記角速度ωは、単位時間当たりに進む角度をいい、ω＝°／ｓｅｃ（ｒａｄ／ｓｅｃ）で表される。
前記遠心力としては、目的に応じて適宜選択されるが、前記遠心力が小さすぎると、注入される液体の気泡の混入を除去するのに不十分であり、前記遠心力が大きすぎると滑らかな注入が得られず気泡が混入するおそれがある。
前記遠心力を得るためには、前記半径ｒを前記公転軸から前記液滴吐出ヘッドの吐出口までの距離としたとき、前記ｒは、目的に応じて前記遠心力が生ずるように適宜選択される。
【００４５】
−支持体移動手段−
前記支持体移動手段は、前記液滴吐出ヘッドの吐出口の方向が前記公転手段における公転軸に対して略垂直になるまで、前記液滴吐出ヘッドが装着された支持体を移動する手段であり、前記液体が前記液滴吐出ヘッドに所定量注入され前記注入停止手段により、注入が停止した場合には、前記略水平位置から元の位置まで移動する手段を含む。
【００４６】
前記支持体移動手段および前記液滴吐出ヘッド公転手段は、順次行ってもよく、同時に行ってもよい。前記移動手段としては、滑らかに移動するものであればよく、例えば、回転移動、水平移動および回転と水平移動が同時並行して行われる複合移動などが挙げられる。具体的には、前記液滴吐出ヘッドが装着されたヘッド固定軸の一端を前記公転手段に回転可能に保持した軸受部を設け、該ヘッド固定軸を該軸受部を中心に回転させることにより移動する手段、また、前記公転手段における公転軸に略垂直に固定した、ガイドレールを設け、該ガイドレールを摺動可能に前記液滴吐出ヘッド装着部を設け、該液滴吐出ヘッド装着部をガイドレールに沿って移動する水平移動手段などが挙げられる。前記回転による移動手段に用いる駆動源としては、例えば、ステッピングモーター、サーボモーターなどが挙げられる。
【００４７】
前記ガイドレールによる水平移動手段としては、例えば、ベルト駆動機構、スライド機構などが挙げられる。
前記移動速度としては、前記回転移動手段および前記水平移動手段のいずれの場合であっても、目的に応じて適宜選択され、注入される液体への気泡の混入を回避しうる遠心力が得られる一定の範囲における速度が選択される。
【００４８】
−液体注入手段−
前記液体注入手段は、タンクなどに収容された液体を前記液滴吐出ヘッドの供給口に注入する手段であり、例えば、液体を送液する送液経路、送液機構などからなる液体注入手段などが挙げられる。前記送液経路としては、例えば、配管やバルブなどが挙げられる。前記配管としては、金属、プラスチックなどからなる硬質の管、プラスチック、シリコーンなどのゴムからなる軟質の管などが挙げられ、前記硬質の管の場合は、回転や移動に対応して経路途中にロータリージョイントなどの送液方向変換手段があることが好ましい。
前記バルブとしては、例えば、自動弁、手動弁などが挙げられる。前記自動弁としては、例えば、ダイヤフラムバルブ、ボールバルブ、ロータリーコントロール、空気圧式アクチュエーターなどが挙げられる。前記手動弁としては、ベローズバルブなどが挙げられる。前記バルブの分岐数としては、目的に応じて適宜選択し、例えば、２分岐型を用いて一経路から二経路に分岐してもよい。
【００４９】
前記バルブの設置箇所としては、目的に応じて適宜選択され、例えば、インクなどの液体供給側、液体注入側などの複数箇所に設けもよい。
前記送液機構としては、例えば、目的の送液量のあるギアポンプ、真空ポンプなどが挙げられる。
前記送液量（ｍｌ／分）としては、送液される液体中に気泡が混入するおそれが生じないものであればよく、目的に応じて適宜選択される。
前記液体としては、例えば、インクなどが挙げられる。
前記液体の粘度としては、目的に応じて適宜選択されるが、前記粘度が、高すぎると、遠心力による脱泡の効果が得られないおそれがある。
【００５０】
前記液体の前記液滴吐出ヘッドへの注入方向としては、該液滴吐出ヘッドの吐出口と反対側の前記接続部から吐出口方向、その方向とは反対の該吐出口から前記接続部方向でもよい。該吐出口から前記接続部方向でもよいとしたのは、注入される液体は遠心力により、吐出口方向に加圧されており、該吐出口から該液体を注入しても、気泡が混入するおそれはないからである。
【００５１】
−注入停止手段−
前記注入停止手段は、前記液滴吐出ヘッドに注入される液体が目的の所定量になったときに液体の注入を停止する手段であり、所定量検知手段および送液停止手段などにより構成される。
【００５２】
前記所定量検知手段としては、前記液滴吐出ヘッド内の液体の量を検知するものであれればよく、例えば、前記液滴吐出ヘッドに複数の電極を設け、液体による通電の有無を検知する手段、注入される液体の量をコントロールする注入量制御手段などが挙げられる。
前記複数の電極による通電検知としては、例えば、導電性の良好な金または銀などのめっきを施した金属ピンを離隔し、かつ液体が前記両金属ピンに接触する位置を液体所定量として注入を停止するように前記液滴吐出ヘッドに配置する検知手段などが挙げられる。
【００５３】
前記送液停止手段としては、目的に応じて適宜選択され、例えば、送液ポンプの停止、送液経路の切り換えなどが挙げられる。
【００５４】
−公転停止手段−
前記公転停止手段は、前記公転軸を中心に回転している公転軸回転体の回転を停止する手段である。前記停止手段としては、前記液滴吐出ヘッドに過負荷を与えない範囲で速やかに停止させるものであればよく、例えば、回転の駆動源の停止などが挙げられる。
前記支持体移動手段および前記公転停止手段は、順次行ってもよく、同時に行ってもよい。同時に行うことにより、より速やかに液体充填作業を完了することができる。
【００５５】
−その他の手段−
前記その他の手段としては、例えば、注入された液体中に気泡が生じた場合や不純物が混入した場合に、その量を検知し停止する手段などが挙げられる。前記検知手段としては、例えば、液中気泡センサー、不純物検知センサーなどが挙げられる。
【００５６】
＜液滴吐出ヘッド＞
本発明に係る液滴吐出ヘッドは、インクなどの液体を収容し、吐出口から前記液体を吐出し、被記録物の記録面に目的の画像などの記録を行う機能がある。液体の吐出方式としては、目的に応じて適宜選択され、例えば、連続噴射型（コンティニュアスインクジェット）とオンデマンド型（ドロップオンデマンドインクジェット）などが挙げられる。
前記連続噴射型では連続して打つとパターンが作れないため、インクを帯電させて電界でコントロールする荷電制御方式などが挙げられる。
【００５７】
前記オンデマンド型では、サーマル方式、静電アクチュエーター方式、ピエゾ方式などがある。
前記サーマル方式には、発熱素子の発熱面に略直交する方向へインク滴が吐出されるルーフシュータ型と発熱素子の発熱面と略平行な方向へインク滴が吐出されるサイドシュータ型があり、流路内に配置された発熱抵抗部で発生した熱をインクに作用させて発熱部近傍のインクに急激な状態変化を起こし、この変化に伴う吐出圧力をインクに加える。
前記静電アクチュエーター方式は、導電性の振動板と電極の間に電圧をかけ、静電気力で前記振動版をたわませ、インクが入っている部屋を大きくし、電圧を下げると前記振動板が元に戻ってインクが飛び出す方式である。
【００５８】
前記ピエゾ方式には撓みモード型，縦モード型，シェアモード型などの方式があり、ピエゾの変位が電圧に比例するため、ピエゾのように液体であるインクに素子の機械的な変形を生じさせて、この変形による流路の容積変化に伴う吐出圧力を加えインク粒の大きさを制御することができる。
これらの中でも、吐出効率、吐出応答性、吐出安定性、長時間連続記録性あるいは高速記録性に優れた前記サーマル方式が好ましく、特に前記サイドシュータ型が好ましい。
【００５９】
＜画像記録装置＞
本発明に係る画像記録装置は、インク滴を吐出する液滴吐出ヘッドが本発明に係る液滴吐出ヘッドであり、該液滴吐出ヘッドを備えた画像記録装置である。
前記画像記録装置としては、例えば、紙や樹脂フィルム等の記録媒体を相対的に移動させつつ、ノズルから液滴を吐出することにより、該液滴を着弾させて記録を行うインクジェットプリンタ、ファクシミリ、複写装置、プロッタなどが挙げられる。
本発明に係る液滴吐出ヘッドを備えることにより、信頼性に優れた高品質の画像を形成することができる画像記録装置が得られる。
【実施例】
【００６０】
以下、実施例により本発明を更に具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００６１】
＜液体充填装置＞
本発明に係る液体充填装置は、具体的には、図１に示すように、その要部が構成されている。
図１において、支持台１、公転軸受部２、公転軸回転体３、スイング軸受部４およびスイング軸回転体５は液滴吐出ヘッド公転手段を構成している。
支持台１は、金属板などからなり、水平に設置されている。公転軸受部２は、前記支持台１に設けられ、ボールベアリングなどが組込まれた軸受からなり、公転軸の中心が重力加速度方向と合致するように設けられている。公転軸回転体３は、前記公転軸受部２で軸支され、変形の少ない金属の丸棒などからなり、サーボモーターなどの駆動源（図示省略）により、公転軸を中心に回転するようになっている。スイング軸受部４は、前記公転軸回転体３の先端部に設けられ、ボールベアリングなどが組込まれ滑らかに回転するようになっている。スイング軸回転体５は、前記スイング軸受部４で軸支され、変形の少ない金属の丸棒などからなり、サーボモーターなどの駆動源（図示省略）により回転するようになっている。
【００６２】
ヘッド固定軸６、ヘッド着脱部７、インクジェットヘッド８（以下、「ヘッド８」と称する。）およびキャップ１４は液滴吐出ヘッド装着手段を構成している。
ヘッド固定軸６は、前記スイング軸回転体５の先端部に設けられ、変形の少ない金属の丸棒又は角棒などからなり、前記スイング軸回転体５の先端部からヘッド着脱部までの長さは、目的の遠心力の大きさに応じて適宜形成されている。ヘッド着脱部７は、前記ヘッド固定軸６の先端部に設けられ、前記液滴吐出ヘッドが装着されるヘッド固定軸６の軸方向に嵌合し自動的にロックされるロック機構付嵌合装置（図示省略）などからなり、前記液滴吐出ヘッドが装着されるとともに、液体供給口および液量検出用のコネクタ（図示省略）が同時に装着されるように構成されている。前記液滴吐出ヘッドが装着を取り外す際は、前記ロックをワンタッチ解除し、前記液滴吐出ヘッドを引き抜くことにより、前記液体供給口および液量検出用のコネクタも同時に取り外される。ヘッド８は、インクを吐出する液滴吐出ヘッドであり、ヘッド着脱部７に装着され、該液滴吐出ヘッドの吐出口側が、スイング軸受部４と反対側に位置するように装着されている。キャップ１４は、ヘッド８へのインク充填時にヘッド８のインク吐出口側へ密着するもので、密着している当接面には柔軟性があり耐久性のあるシリコーンを用いた蓋体からなり、密着時には全てのインク吐出口が密閉されるように構成されている。このキャップ１４は図１に示すように、ヘッド８が装着されると、矢印Ａ方向で、該液滴吐出ヘッド側に水平移動するようにコントロールされ、吐出口を完全に密閉するように構成されている。
【００６３】
インクタンク９、インク供給チューブ１０、インク供給弁１１、インク注入弁１２、送液モータ１３、三方弁１５およびキャップ側インク注入弁１６は液体注入手段を構成している。
インクタンク９は、装置の外側に設けられ、製造工程などに応じて所定量のインクが貯蔵される貯蔵タンクで、例えば、ＦＲＰなど、耐久性があり機械的強度のある樹脂製のタンクなどを用いる。インク供給チューブ１０は、前記インクタンク９から前記ヘッド８間の送液系統を構成するチューブで、ステンレス、黄銅などのパイプからなり、液体充填装置の構成や流量に応じた太さ、長さを有するチューブが用いられている。インク供給弁１１は、前記インクタンク９からの送液系統の開閉を制御する供給弁で、ボールバルブなどが用いられている。インク注入弁１２は、前記インクジェットヘッド８のインク供給口側送液系統の開閉を制御する注入弁で、自動制御に対応した自動バルブなどが用いられている。送液モータ１３は、前記インクタンク９から前記ヘッド８までのインク送液を行うモータで、ギヤポンプなどが用いられている。三方弁１５は、ヘッド８へのインク供給経路をインク供給口側とキャップ１４側のどちらかに切り換えるもので、電動の三方ボール弁などが用いられている。キャップ側インク注入弁１６は、前記ヘッド８のキャップ１４側送液系統の開閉を制御する弁で、自動制御に対応した自動バルブなどが用いられている。
【００６４】
ここで、公転軸受部２で軸支された公転軸回転体３は、公転軸を中心に、所定の速度で回転し、スイング軸受部４で軸支されたスイング軸回転体５は、前記公転軸とヘッド固定軸６とが並行となる鉛直位置から、前記公転軸とヘッド固定軸６とが垂直となる水平位置までの範囲で所定の速度で回転するように設定されている。
そして、ヘッド固定軸６の中心軸上にヘッド８が装着され、インクタンク９内に貯蔵され脱気されたインクを、インク供給チューブ１０を介してヘッド８に注入、充填するようになっている。なお、このインク供給チューブ１０について各回転軸を経由する箇所では各回転軸の回転に追従しうるように送液用ロータリジョイント（図示省略）が設けられている。
【００６５】
そして、公転軸回転体３による公転により遠心力がヘッド８に作用した状態で、さらに、ヘッド固定軸６を水平位置に移動すると、ヘッド８のインク注入方向に作用する遠心力を最大にすることができる。このように水平位置にすることで、遠心力を最大限利用することができ、ヘッド内流路の細部に入り込んだ気泡をもインク吐出口側からヘッド外に排出することができ、気泡が混入することがなく液体を充填することができ、インクの充填効率を向上させることができる。
なお、インク未注入ヘッドを装置に装着してヘッド固定軸６が水平状態になった時に初めてインク注入を行う場合でも、ヘッド内にインクを注入しつつヘッド固定軸６を水平状態にしさらにインクの注入を行う場合でも、共にインク充填効率の向上を図ることができる。
【００６６】
また、キャップ１４を介してヘッド８のインク吐出口側からインクを注入することも可能である。この場合、インク供給口からのインク注入は大気連通口を経由するのに対し、インク吐出口側からのインクの注入はキャップ１４をヘッドのインク吐出口側に密着させ、かつヘッド内の流路に直接インクを注入するため、インクの使用量を少なくすることができる。なお、インク充填時は、インク供給口からのインク注入およびインク吐出口側からのインク注入とも同等に気泡の混入を回避できる。インク吐出口側からのインク注入についても、インク供給口からのインク注入と同様にヘッド固定軸６を水平にして遠心力を最大限利用することができるからである。
【００６７】
また、図２は、図１に記載のヘッド８の詳細構成を示す構成図である。図２において、
インクジェットヘッド筐体（以下、「ヘッド筐体」と称する。）１７は、インクジェットヘッド８の筐体で、プラスチックなどの成形体からなり、前記ヘッド着脱部７と嵌合するように構成されている。
インク吐出口部１８は、筐体下部に設けられ、目的に応じて適宜選択された直径の吐出口が、所定の間隔で複数個形成されている。インク供給口１９は、筐体上部に形成され、前記ヘッド装着部７と接続するように構成されている。インク供給口側チューブ２０は、インク供給口に接続するもので、インク供給チューブ１０の先端部分であり、インク供給口１９と接続されるように形成されている。大気連通口２１は、ヘッド内の空気をヘッド外側の大気に開放するための貫通口で、ヘッド筐体１７の側面の一部に所定の直径でヘッド筐体１７を貫通して形成されている。この貫通口には外部からゴミや異物などが侵入しないようフィルターなどが貫通口の外側近傍に設けられていてもよい。電極ピン２２ａおよび２２ｂは、インクを充填する際にヘッド内のインクの量を検知して一定量に抑えるためのインク満杯検知機能に用いる電極ピンで、導電性のよい金や銀メッキなどを施した、黄銅などからなる所定の直径の円形ピンなどからなり、所定の間隔で離隔してヘッド筐体１７に植設されている。満杯検知コネクタ２３は、電極ピン２２ａおよび２２ｂに接続するコネクタで、前記電極ピン２本と、各々通電可能に接続されている。満杯検知ケーブル（図１では省略）２４は、電極ピン２２ａおよび２２ｂ間の通電状態（電圧値および電流値）を制御部（図示省略）に伝える配線ケーブルである。なお、この満杯検知ケーブル２４についても、インク供給チューブ１０についての送液用ロータリジョイントと同様に、各回転軸を経由する箇所では配線用ロータリジョイント（図示省略）を用いる。また、電極ピン２２ａおよび２２ｂの位置関係は図２に記載したように近接している必要はなく、ヘッド筐体の両端に１本ずつ設けることも有効である。
【００６８】
＜液体充填装置の動作＞
次に、前記液体充填装置の動作について説明する。図３および図４は、インクタンク９のインクがヘッド８に充填されるまでの前記液体充填装置の動作を示すフローチャートである。先ず、インク供給弁１１を閉（Ｓ１０１）およびインク注入弁１２を閉（Ｓ１０２）とし、各弁を共に締めた状態で、インクタンク９に脱気済みのインクを注入する（Ｓ１０３）。
【００６９】
次いで、ヘッド固定軸６が鉛直、即ち公転軸とヘッド固定軸６とが並行となる位置で、かつ公転軸回転体３およびスイング軸回転体５が停止し、かつキャップ１４がヘッド８のインク吐出口側密着位置から離れた原点位置にある状態（図１の中央部に２点鎖線で図示）で、ヘッド８をインク供給口および大気連通口がスイング軸回転体５側（上側）にインク吐出口がスイング軸回転体５と反対側（下側）に位置するよう、インクジェットヘッドをヘッド装着部７にセットする（Ｓ１０４）。なお、インクが既に満杯に充填されているインクジェットヘッドについては、充填の必要はなくセットしないことが好ましいが、満杯のインクジェットヘッドがセットされても満杯検知機能により満杯であることが検知されるので、新たなインクが充填されることはない。この場合には、該満杯インクジェットヘッドを速やかに取り外すことが好ましい。
【００７０】
次に、キャップ１４をインク吐出口の吐出部から一定の間隔をあけて配置された原点位置からインク吐出口側に移動させ（Ｓ１０５）、キャップ１４と吐出部を密着させ、吐出部からインクが吐出しないようセットする。その後、公転軸回転体３の公転を開始し（Ｓ１０６）基準速度に到達後（Ｓ１０７）、スイング軸回転体５の回転を開始し（Ｓ１０８）、ヘッド固定軸６の中心軸と公転軸回転体３の中心軸とが平行になる鉛直位置から、ヘッド固定軸６の中心軸と公転軸回転体３の中心軸とが略９０度となる水平位置（図１上部の２点鎖線で図示した位置）までスイング軸回転体５を回転させる（Ｓ１１１）。前記略９０度の位置でスイング軸回転体５の回転を停止させて（Ｓ１１２）、ヘッド固定軸６の水平状態を保持する。この場合、公転軸回転体３の回転開始前にキャップ１４をインク吐出口側に密着させるのは、インク注入済みヘッドを装置に装着した場合にインクが公転軸回転によりインク吐出口側から飛び散るのを防止するためである。また、ヘッド固定軸６の水平状態を保持するのは、ヘッド固定軸６方向に遠心力を作用させ、インクをヘッド８に滑らかに充填し、気泡が発生しないようにするためである。
【００７１】
次に、インクを注入する側を、インクジェットヘッドにおけるインク供給口側から行うか、またはインク吐出口側から行うかの選択をする（Ｓ１２０）。インク供給口側を選択した場合は、図４の（Ｂ）に進み、インク供給弁１１を開（Ｓ１２１）およびインク注入弁１２を開（Ｓ１２２）とし、各弁を共に開き、その後に、電極ピン２２ａおよび２２ｂ、満杯検知コネクタ２３および満杯検知ケーブル２４によりヘッド８が満杯か否かの満杯検知を開始する（Ｓ１２３）。なお、ヘッド固定軸６が水平状態になった後に満杯検知を開始するのは、スイング軸回転中はヘッド８内部のインク液面方向が重力および公転による遠心力により電極ピン２２ａおよび２２ｂに対して垂直ではないため、正常な満杯検知が出来ないが、ヘッド固定軸６が水平状態で公転軸回転体３が回転していると、遠心力がインク液面に対して垂直に加わり、かつより強い遠心力に対して重力の影響は無視できるためインク液面方向が電極ピン２２ａおよび２２ｂに対して垂直になり、正常な満杯検知がなされるからである。
【００７２】
次に、送液モータ１３を動作させ、インクタンク９内のインクをインク供給チューブ１０を介してヘッド８のインク供給口１９に、所定の送液量（ｍｌ／分）で送液し注入を開始する（Ｓ１２４）。この際、インク供給口１９へのインク注入はヘッド８に設置された電極ピン２２ａおよび２２ｂ間の通電量が基準値（ｍＡ）に到達したら（Ｓ１３０）、送液モータ１３を停止してヘッド８へのインク注入を停止し（Ｓ１３１）、インク注入量が所定量を超えないようにする。この時、公転軸回転により遠心力がヘッド８に作用した状態で、かつヘッド固定軸６が水平なためヘッド８のインク注入方向に作用する遠心力は最大であり、インク供給チューブ内の気泡およびヘッド内流路の細部に入り込んだ気泡までをインク吐出口側からヘッド外に排出することで、高効率なインク充填ができる。そして、インク注入停止後、満杯検知を終了し（Ｓ１３２）、さらにインク供給弁１１を閉（Ｓ１３３）およびインク注入弁１２を閉（Ｓ１３４）とし、各弁を共に閉める。
【００７３】
次に、スイング軸回転体５の回転を開始し（Ｓ１３５）、ヘッド固定軸６を前記水平位置から前記鉛直位置まで回転させ（Ｓ１４０）、スイング軸回転体５の回転を停止して（Ｓ１４１）ヘッド固定軸６を鉛直状態に戻し保持する。そして、公転軸回転体３の公転を停止し（Ｓ１４２）、停止後にキャップ１４を下降させることにより移動し（Ｓ１４３）インク吐出口の吐出面側から離して前記原点位置に戻す。
【００７４】
以上の動作により、インク注入後のヘッド内部の気泡が無い充填状態を保持したまま、ヘッド８をセット位置へ戻して取り外すことができる（Ｓ１４４）。なお、さらに次のインクジェットヘッドへのインク充填を行う場合は（Ｓ１５０）、ヘッド８の取り外し後に、図３に示す（Ｄ）のフローに入り、次のインクジェットヘッドをセット（Ｓ１０４）し、前記キャップ１４の移動（Ｓ１０５）以降順次各動作を繰り返す（Ｓ１０６〜Ｓ１４４）。
【００７５】
なお、ヘッド８へのインク注入をインク吐出口側から行う場合は、図３のフローの（Ａ）に入り、前記公転軸の回転中、かつヘッド固定軸６が水平状態の時に、三方弁１５をキャップ１４側に切り換え（Ｓ２０１）、インク供給弁１１を開（Ｓ２０２）およびキャップ側インク注入弁１６を開（Ｓ２０３）とし各弁を共に開き、満杯検知を開始後（Ｓ２０４）、送液モータ１３の動作によりインクタンク９内のインクをインク供給チューブおよびキャップを介してヘッド８のインク吐出口に注入する（Ｓ２０５）。
【００７６】
次に、電極ピン間の通電量が基準値（ｍＡ）に到達したら（Ｓ２０６）、ヘッド８へのインク注入を停止する（Ｓ２０７）。この際、インク吐出口へのインク注入停止は上記と同様にヘッド８に設置された電極ピン２２ａおよび２２ｂを用いて検知する。インク注入停止後に満杯検知を終了し（Ｓ２０８）、インク供給弁１１を閉（Ｓ２０９）およびキャップ側インク注入弁１６を閉（Ｓ２１０）とし、各弁を共に閉めた後に三方弁１５をインク供給口側に戻し（Ｓ２１１）、その後の動作は図４に示す（Ｃ）のフローに入り、上記と同様である（Ｓ１３５〜Ｓ１５０）。
【００７７】
＜サイドシューター型インクジェットヘッドの構成＞
本発明に係るサイドシューター型インクジェットヘッドは、インクの流路内に配置された発熱抵抗部で発生した熱をインクに作用させて発熱部近傍のインクに急激な状態変化を起こし、この変化に伴う吐出圧力をインクに加える方式である。インクの吐出効率、吐出応答性、吐出安定性、長時間連続記録性あるいは高速記録性を有し、吐出口およびインク供給を目的とした溝を形成したオリフィス部材と前記発熱抵抗部を配置した基板（ヒーターボード）で構成される。
【００７８】
具体的には、サイドシューター型のインクジェットヘッドは、図５に示すように、ヒーター４２を含む吐出エネルギー発生体（図示省略）を有する基板４１上に、天板４３およびその上にインク吐出口４５が設けられ、流路４４内の吐出エネルギー作用部へのインクの流れ方向とインク吐出口４５の開口中心軸とが直角となるように構成されている。
【００７９】
そして、この構成により、インク吐出口４５がヒーター４２の真上に位置するためインク吐出量を均一にすることができ、インクが吐出する際に生ずる気泡を大気に連通させ、キャビテーション（空洞現象）が生じないようになっている。そのため、ヘッド寿命が長くなり、気泡発生方向と吐出方向が一致するので吐出パワーが高まり、かつ、流路側に大きな衝撃波が伝わらないのでインクリフィルが速く、細管内の液体の中央部が、管壁に沿う部分に比べて盛り上がったり、または下がったりしてできる曲面、即ちメニスカスの発生が抑制されて安定化するため、高速印字に最適であるという長所があり、高速かつ高精細な画像が得られる。
【００８０】
＜液滴吐出ヘッドを備えた画像記録装置＞
本発明に係る液滴吐出ヘッドを備えた画像記録装置には、前記インクジェットヘッドを備えたインクジェットプリンタ（画像記録装置）も含まれる。上述したような実施の形態に示した液滴吐出ヘッドおよび画像記録装置の構成は、インクジェットヘッドやインクジェットプリンタに限定されるものではなく、例えば、画紙に非接触で現像用処理液を塗布する液滴吐出ヘッド及び写真画像形成装置などにも適用される。即ち、インクに限らず、処理液や機能液、その他の液体を媒体に塗布する液滴吐出工程が含まれる他の画像記録装置についても本発明に係る液滴吐出ヘッドおよび画像記録装置を広く適用できる。
【産業上の利用可能性】
【００８１】
以上のように、本発明に係る液体充填装置および液体充填方法は、充填された液体に気泡や異物などの混入がなく、無駄な排出インクが発生せず充填効率が高いという効果を有し、例えば、遠心力を利用してインク等の液体を液滴吐出ヘッドに充填する液体充填装置および液体充填方法等に有用である。
また、本発明に係る液体充填装置により製造された本発明に係る液滴吐出ヘッドは、高密度、高品質な画像形成が得られるという効果を有し、画像形成装置等に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】本発明に係る装置を用いてインクをヘッドに注入する液体充填装置の要部を示す構成図である。
【図２】図１のインクジェットヘッドについての詳細構成を示す構成図である。
【図３】本発明に係る液体充填装置の動作を示すフローチャートである。
【図４】本発明に係る液体充填装置の動作を示すフローチャートである。
【図５】本発明に係るサイドシューター型インクジェットヘッドについての詳細構成を示す構成図である。
【符号の説明】
【００８３】
１        支持台
２        公転軸受部
３        公転軸回転体
４        スイング軸受部
５        スイング軸回転体
６        ヘッド固定軸
７        ヘッド着脱部
８        インクジェットヘッド
９        インクタンク
１０      インク供給チューブ
１１      インク供給弁
１２      インク注入弁
１３      送液モータ
１４      キャップ
１５      三方弁
１６      キャップ側インク注入弁
１７      インクジェットヘッド筐体
１８      インク吐出口部
１９      インク供給口
２０      インク供給口側チューブ
２１      大気連通口
２２ａ    電極ピン
２２ｂ    電極ピン
２３      満杯検知コネクタ
２４      満杯検知ケーブル
４１      基板
４２      ヒーター
４３      天板
４４      流路
４５      インク吐出口
【図１】
2007210206.tif 000003
【図２】
2007210206.tif 000004
【図３】
2007210206.tif 000005
【図４】
2007210206.tif 000006
【図５】
2007210206.tif 000007