(57)【要約】【課題】液体を消費することなく、液滴吐出状態を容易に把握することを課題とする。【解決手段】被吐出部材へ液体を吐出する吐出孔３１と、前記吐出孔に通じる液室２２と、前記液室に連通し、該液室に供給される液体が流れる液体流路１２，１４と、前記液室内の液体に圧力を付与する圧力付与手段とを有する液体吐出部材において、前記液体流路に連通するダミー液室２８と、前記ダミー液室に通じるダミー孔３２とを有することを特徴とする。これにより、液体を消費することなく、液滴吐出状態を容易に把握することができる。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被吐出部材へ液体を吐出する吐出孔と、
前記吐出孔に通じる液室と、
前記液室に連通し、該液室に供給される液体が流れる液体流路と、
前記液室内の液体に圧力を付与する圧力付与手段とを有する液体吐出部材において、
前記液体流路に連通するダミー液室と、
前記ダミー液室に通じるダミー孔とを有することを特徴とする液体吐出部材。
【請求項２】
請求項１に記載の液体吐出部材において、
前記ダミー孔は、前記液体流路から前記吐出孔までの圧力損失と略一致する圧力損失が発生する前記ダミー液室内の箇所に位置していることを特徴とする液体吐出部材。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の液体吐出部材において、
前記ダミー孔は、前記吐出孔が開口する向きとは異なる向きに開口していることを特徴とする液体吐出部材。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の液体吐出部材において、
前記ダミー孔の開口面積は、前記吐出孔の開口面積よりも大きいことを特徴とする液体吐出部材。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか１項に記載の液体吐出部材において、
前記液体流路は、送り連通路を介して前記液室へ液体を供給する供給流路と、戻り連通路を介して該液室内の液体を回収する回収流路とから構成され、
前記ダミー液室は、ダミー用送り連通路を介して前記供給流路から液体が供給されるとともに、ダミー用戻り連通路を介して前記回収流路へ液体を排出し、
前記送り連通路から前記液室を介して前記戻り連通路までの圧力損失と、前記ダミー用送り連通路から前記ダミー液室を介して前記ダミー用戻り連通路までの圧力損失とが、略一致するように構成されていることを特徴とする液体吐出部材。
【請求項６】
液体吐出部材の吐出孔から液体を吐出して画像を形成する画像形成装置において、
前記液体吐出部材として、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の液体吐出部材を用いたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
請求項６に記載の画像形成装置において、
前記ダミー孔内のメニスカスを検出する検出手段を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
請求項７に記載の画像形成装置において、
前記検出手段の検出結果に基づいて、前記圧力付与手段が付与する圧力の制御を行う圧力制御手段を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項９】
請求項７又は８に記載の画像形成装置において、
前記液体吐出部材として、請求項５に記載の液体吐出部材を用いるとともに、
前記液体吐出部材は、前記供給流路及び前記回収流路の少なくとも一方の流路内の液体に圧力を付与する第２の圧力付与手段を有し、
前記検出手段の検出結果に基づいて、前記第２の圧力付与手段が付与する圧力の制御を行う第２の圧力制御手段を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項１０】
請求項８又は９に記載の画像形成装置において、
前記圧力制御手段又は前記第２の圧力制御手段は、非画像形成動作期間中に前記制御を行う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、液体吐出部材及び画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、液体吐出ヘッド（液体吐出部材）の各ノズル（吐出孔）から吐出される液滴のサイズ、吐出曲がり、不吐出といった液滴吐出状態を検出する画像形成装置が知られている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、画像形成装置に用いられるインクジェットヘッドから撥液性をもつ媒体（被吐出部材）にインクを吐出し、その媒体上に付着したインクを撮像した撮像結果から、液滴サイズ、吐出位置ずれ量などを測定する画像形成装置が開示されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、実際に吐出孔から液体を吐出して液滴吐出状態を検出する従来の画像形成装置では、この検出のために液体を消費する必要があるという問題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上述した課題を解決するために、本発明は、被吐出部材へ液体を吐出する吐出孔と、前記吐出孔に通じる液室と、前記液室に連通し、該液室に供給される液体が流れる液体流路と、前記液室内の液体に圧力を付与する圧力付与手段とを有する液体吐出部材において、前記液体流路に連通するダミー液室と、前記ダミー液室に通じるダミー孔とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、液体を消費することなく、液滴吐出状態を容易に把握することができるという優れた効果が奏される。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】実施形態に係るプリンタの機構部の側面説明図である。
【図２】同プリンタの機構部の要部平面説明図である。
【図３】同プリンタの液体吐出ヘッドをノズル配列方向と直交する方向に沿ってノズルを通るようにノズル面に対して垂直に切断した断面図である。
【図４】インク供給流路を通るように同液体吐出ヘッドをノズル面に対して平行に切断した切断した断面図である。
【図５】インク回収流路を通るように同液体吐出ヘッドをノズル面に対して平行に切断した切断した断面図である。
【図６】実施形態におけるインク循環システムを主に構成するハードウェアブロック図である。
【図７】変形例１において、インク供給流路を通るように液体吐出ヘッドをノズル面に対して平行に切断した切断した断面図である。
【図８】変形例１において、インク回収流路を通るように液体吐出ヘッドをノズル面に対して平行に切断した切断した断面図である。
【図９】変形例２において、インク供給流路を通るように液体吐出ヘッドをノズル面に対して平行に切断した切断した断面図である。
【図１０】変形例２において、インク回収流路を通るように液体吐出ヘッドをノズル面に対して平行に切断した切断した断面図である。
【図１１】変形例３において、インク供給流路を通るように液体吐出ヘッドをノズル面に対して平行に切断した切断した断面図である。
【図１２】変形例３において、インク回収流路を通るように液体吐出ヘッドをノズル面に対して平行に切断した切断した断面図である。
【図１３】変形例４における液体吐出ヘッドをノズル配列方向と直交する方向に沿ってノズルを通るようにノズル面に対して垂直に切断した断面図である。
【図１４】変形例４において、インク回収流路を通るように液体吐出ヘッドをノズル面に対して平行に切断した切断した断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本発明に係る液体吐出部材を、画像形成装置としてのインクジェット記録装置であるプリンタの液体吐出ヘッドとして用いた一実施形態について説明する。
図１は、本実施形態に係るプリンタの機構部の側面説明図である。
図２は、本実施形態に係るプリンタの機構部の要部平面説明図である。
【０００９】
本実施形態に係るプリンタは、シリアル型のインクジェット記録装置であり、左右の側板４２１Ａ，４２１Ｂに横架した主従のガイドロッド４３１，４３２でキャリッジ４３３を主走査方向（矢印方向）に往復移動可能に保持している。このキャリッジ４３３には、液体吐出部材としての液体吐出ヘッド４３４と、液体吐出ヘッド４３４に液体であるインクを供給するサブタンクであるヘッドタンク４３５とを、一体にした２つの液体吐出ユニット４３０Ａ，４３０Ｂを搭載している。液体吐出ヘッド４３４は、複数のノズル（吐出孔）からなるノズル列のノズル配列方向を、主走査方向と直交する副走査方向（液体吐出ヘッド長手方向）にし、液体吐出方向を下方に向けて装着されている。
【００１０】
本実施形態の液体吐出ヘッド４３４は、２つのノズル列を有している。一方の液体吐出ユニット４３０Ａの液体吐出ヘッド４３４の一方のノズル列はブラック（Ｋ）のインクを、他方のノズル列はシアン（Ｃ）のインクを吐出する。また、他方の液体吐出ユニット４３０Ｂの液体吐出ヘッド４３４の一方のノズル列はマゼンタ（Ｍ）のインクを、他方のノズル列はイエロー（Ｙ）のインクを吐出する。なお、ここでは、２つの液体吐出ヘッドを使用して４色のインク（液体）を吐出する構成としているが、１つの液体吐出ヘッドに４つのノズル列を配置して、１個の液体吐出ヘッドから４色のインクを吐出させることもできる。また、液体吐出ユニット４３０Ａ，４３０Ｂにおける「一体化」は、液体吐出ヘッド４３４とヘッドタンク４３５とが直接、または、フィルタ部材などを介して相互に締結部材や接着などで固定されていることを意味する。あるいは、液体吐出ヘッド４３４とヘッドタンク４３５とが、チューブなどで相互に接続されていることなどを意味する。
【００１１】
装置本体側のカートリッジホルダ４０４には、各色の液体カートリッジであるメインタンク４１０ｋ，４１０ｃ，４１０ｍ，４１０ｙが着脱自在に装着される。そして、各液体吐出ユニット４３０Ａ，４３０Ｂのヘッドタンク４３５には、各色の供給チューブ４３６を介して、送液ポンプ４３８ｃを含む送液ユニット４２４によって各色のメインタンク４１０から各色のインクが送液される。
【００１２】
また、本実施形態に係るプリンタは、給紙トレイ４０２の用紙積載部４４１上に積載した被吐出部材である用紙４４２を給紙するための給紙部として、用紙積載部４４１から用紙４４２を１枚ずつ分離給送する給紙コロ４４３及び給紙コロ４４３に対向する分離パッド４４４を備えている。また、本実施形態に係るプリンタは、給送された用紙４４２を搬送及び案内するガイド４４５、カウンタローラ４４６、搬送ガイド部材４４７、先端加圧コロ４４９を有する押さえ部材４４８も備えている。さらに、本実施形態に係るプリンタは、搬送された用紙４４２を吸着して液体吐出ユニット４３０の液体吐出ヘッド４３４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４５１を備えている。
【００１３】
搬送ベルト４５１は、無端状ベルトであり、搬送ローラ４５２とテンションローラ４５３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されている。この搬送ベルト４５１には、帯電手段である帯電ローラ４５６で帯電される静電搬送ベルトを使用している。ただし、搬送ベルト４５１としては、エアー吸引で吸着する搬送ベルトでもよい。また、搬送手段としては、搬送ベルトを使用しないで、ローラによって搬送するものでもよい。
【００１４】
搬送ベルト４５１を掛け回したテンションローラ４５３の下流側には、搬送ベルト４５１から用紙４４２を分離するための分離爪４６１と、排紙ローラ４６２及び排紙コロ４６３とを備え、排紙ローラ４６２の下方に排紙トレイ４０３を備えている。また、装置本体の背面部には両面ユニット４７１が着脱自在に装着されている。この両面ユニット４７１は搬送ベルト４５１の逆方向回転で戻される用紙４４２を取り込んで反転させて、再度、カウンタローラ４４６と搬送ベルト４５１との間に給紙する。また、この両面ユニット４７１の上面は手差しトレイ４７２としている。さらに、キャリッジ４３３の走査方向一方側の非印字領域には、液体吐出ユニット４３０Ａ，４３０Ｂの液体吐出ヘッド４３４のノズルの状態を維持し、回復するための維持回復機構４８１を配置している。
【００１５】
この維持回復機構４８１は、液体吐出ヘッド４３４のノズル面をキャッピングするための各キャップ４８２ａ，４８２ｂを備えている。また、維持回復機構４８１は、ノズル面をワイピングするためのブレード部材４８３を備えている。また、維持回復機構４８１は、増粘したインクを排出するために画像形成に寄与しないインクを吐出させる空吐出を行うときのインクを受ける空吐出受け４８４などを備えている。また、キャリッジ４３３の走査方向他方側の非印字領域には、画像形成中などに空吐出を行うときのインクを受ける空吐出受け４８８を配置している。この空吐出受け４８８には液体吐出ヘッド４３４のノズル配列方向に沿った開口部４８９などを備えている。
【００１６】
本実施形態に係るプリンタにおいては、給紙トレイ４０２から用紙４４２が１枚ずつ分離給紙され、略鉛直上方に給紙された用紙４４２はガイド４４５で案内され、搬送ベルト４５１とカウンタローラ４４６との間に挟まれて搬送される。更に、用紙４４２は、先端を搬送ガイド４３７で案内されて先端加圧コロ４４９で搬送ベルト４５１に押し付けられ、略９０°搬送方向を転換される。そして、帯電した搬送ベルト４５１上に用紙４４２が給送されると、用紙４４２が搬送ベルト４５１に吸着され、搬送ベルト４５１の周回移動によって用紙４４２が副走査方向に搬送される。そこで、キャリッジ４３３を移動させながら画像信号に応じて液体吐出ユニット４３０Ａ，４３０Ｂの液体吐出ヘッド４３４を駆動することにより、停止している用紙４４２にインクを吐出して１行分の画像を記録する。そして、用紙４４２を所定量搬送後、次の行の画像形成を行う。記録終了信号又は用紙４４２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４４２を排紙トレイ４０３に排紙する。
【００１７】
図３は、本実施形態における液体吐出ヘッド４３４をノズル配列方向と直交する方向に沿ってノズル３１を通るようにノズル面に対して垂直に切断した断面図である。
図４は、インク供給流路２４を通るように液体吐出ヘッド４３４をノズル面に対して平行に切断した切断した断面図である。
図５は、インク回収流路２５を通るように液体吐出ヘッド４３４をノズル面に対して平行に切断した切断した断面図である。
【００１８】
本実施形態に係るプリンタに設けられた液体吐出ヘッド４３４は、フレーム１と、流路板２と、ノズル板３と、ベース４と、圧力付与手段としての積層圧電素子５と、振動板６とを備えている。フレーム１は、これに形成される彫り込み（溝や孔）によって、インク流入口１１、共通液室１２、インク流出口１３及び循環液室１４を形成する。また、流路板２は、３つの層２Ａ，２Ｂ，２Ｃを積層することにより、供給流体抵抗部２１、加圧液室２２、インク供給流路２４、インク回収流路２５及び回収流体抵抗部２６を形成する。この流路板２は、振動板６を介して、フレーム１に接合されている。
【００１９】
振動板６は、２つの層を積層したもので、加圧液室２２に対向する箇所には、２層が重なった島状凸部６１と、１層からなるダイヤフラム部６２とが形成されている。また、振動板６は、フレーム１の共通液室１２と流路板２のインク供給流路２４とを連通させる開口部や、フレーム１の循環液室１４と流路板２のインク回収流路２５とを連通させる開口部を備えている。また、振動板６の島状凸部６１上には、積層圧電素子５が形成されており、その圧電素子５はベース４によって支持されている。積層圧電素子５は、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）の圧電層と内部電極層とを交互に積層したもので、内部電極層は積層圧電素子５の側面に延出していて外部電極８に接続される。
【００２０】
ノズル板３は、流路板２に対し、フレーム１とは反対側に接合されており、加圧液室２２と対向する箇所にノズル３１が形成されている。ノズル板３のインク吐出面は、撥水性の表面処理を施した撥水処理層が設けられている。撥水処理層は、例えば、ＰＴＦＥ−Ｎｉ共析メッキやフッ素樹脂の電着塗装、蒸発性のあるフッ素樹脂（例えばフッ化ピッチなど）を蒸着コートしたもの、シリコン系樹脂・フッ素系樹脂の溶剤塗布後の焼き付け等、インク物性に応じて適宜選定される。これにより、インクの滴形状、飛翔特性を安定化し、高品位の画像品質を得られるようにしている。
【００２１】
本実施形態の液体吐出ヘッド４３４は、記録信号に応じて積層圧電素子５の内部電極層に、駆動パルスで構成される駆動波形（１０［Ｖ］〜５０［Ｖ］の繰り返しパルス電圧）を印加する。これによって、積層圧電素子５には積層方向への変位が生起し、振動板６を介して加圧液室２２が加圧され、加圧液室２２内の圧力が上昇し、ノズル３１からインク滴が吐出される。インク滴の吐出が終了すると、加圧液室２２内の圧力が低減し、インクの流れの慣性と駆動電圧（駆動パルス）の放電過程によって加圧液室２２内に負圧が発生してインク充填工程へ移行する。このインク充填工程では、ヘッドタンク４３５からインク流入口１１を経てインクが共通液室１２に流入し、共通液室１２からインク供給流路２４を経て供給流体抵抗部２１を通り、加圧液室２２内にインクが充填される。
【００２２】
供給流体抵抗部２１は、吐出後の残留圧力振動の減衰に効果がある反面、表面張力による再充填（リフィル）に対して抵抗になる。供給流体抵抗部２１における圧力損失（流体抵抗）を適宜設定することで、残留圧力の減衰とリフィル時間のバランスが取れ、次のインク滴吐出動作に移行するまでの時間（駆動周期）を短くできる。
【００２３】
本実施形態では、ヘッドタンク４３５から液体吐出ヘッド４３４へ供給して吐出されなかったインクを再びヘッドタンク４３５へ回収してインクを循環させるインク循環システムを採用している。具体的には、ヘッドタンク４３５から共通液室１２及びインク供給流路２４を経て供給流体抵抗部２１を通り、加圧液室２２内に充填されたインクは、その一部がノズル３１から吐出されるが、残りのインクは、回収流体抵抗部２６を通ってインク回収流路２５に流れ込み、循環液室１４を経てヘッドタンク４３５に戻される。
【００２４】
図６は、本実施形態におけるインク循環システムを主に構成するハードウェアブロック図である。
本インク循環システムは、メインタンク４１０、液体吐出ヘッド４３４、ヘッドタンク４３５を構成する供給タンク４３５ａ及び循環タンク４３５ｂ、第一送液ポンプ４３８ａ、第二送液ポンプ４３８ｂ、真空ポンプ４３８ｃ、コンプレッサ４３８ｄ、レギュレータ（Ｒ）、供給側圧力センサ４３９ａ、循環側圧力センサ４３９ｂなどで構成されている。液体吐出ヘッド４３４のフレーム１には、共通液室１２に連通する供給ポートと、循環液室１４に連通する循環ポートが形成されている。供給ポート及び循環ポートは夫々チューブを介して供給タンク４３５ａ及び循環タンク４３５ｂに接続されている。供給側圧力センサ４３９ａは、供給タンク４３５ａと液体吐出ヘッド４３４との間であって、液体吐出ヘッド４３４の供給ポートに繋がった共通液室１２側に接続されている。循環側圧力センサ４３９ｂは、液体吐出ヘッド４３４と循環タンク４３５ｂとの間であって、液体吐出ヘッド４３４の循環ポートに繋がった循環液室１４側に接続されている。
【００２５】
循環タンク４３５ｂは、第一送液ポンプ４３８ａを介して供給タンク４３５ａに接続されており、また、第二送液ポンプ４３８ｂを介してメインタンク４１０にも接続されている。これにより、供給タンク４３５ａから供給ポートを通って液体吐出ヘッド４３４内にインクが流入し、液体吐出ヘッド４３４の循環ポートから排出されて循環タンク４３５ｂへ戻され、更に第１送液ポンプ４３８ａによって循環タンク４３５ｂから供給タンク４３５ａへインクが送られることによってインクが循環する。
【００２６】
また、供給タンク４３５ａにはコンプレッサ４３８ｄが接続されており、供給側圧力センサ４３９ａで所定の正圧が検知されるように制御される。一方、循環タンク４３５ｂには真空ポンプ４３８ｃが接続されており、循環側圧力センサ４３９ｂで所定の負圧が検知されるよう制御される。これにより、液体吐出ヘッド４３４内を通ってインクを循環させつつ、メニスカスの負圧を一定に保つことができる。
【００２７】
また、液体吐出ヘッド４３４のノズル３１からインク滴を吐出することで、供給タンク４３５ａ及び循環タンク４３５ｂ内のインク量が減少していくため、適宜、メインタンク４１０から第二送液ポンプ４３８ｂを用いて循環タンク４３５ｂにインクを補充することが望ましい。メインタンク４１０から循環タンク４３５ｂへインクを補充するタイミングは、循環タンク４３５ｂ内のインクの液面高さが所定高さよりも下がったらインク補充を行うなど、循環タンク４３５ｂ内に設けた液面センサなどの検知結果によって制御することができる。
【００２８】
なお、インクの循環は、液体吐出ヘッド４３４の動作時のみならず、動作休止時においても実施することができる。動作休止時に循環することによって、加圧液室２２内のインクを常にリフレッシュされた状態に維持できるとともに、インクに含まれる成分の凝集や沈降を抑制することができる。
【００２９】
次に、本実施形態におけるインク吐出状態を把握するための構成について説明する。
図４及び図５に示すように、本実施形態における液体吐出ヘッド４３４は、加圧液室２２と同様に、共通液室１２に連通するダミー液室２８を備えており、このダミー液室２８にはダミー孔としての観察孔３２が連通している。ダミー液室２８は、加圧液室２２と同様に流路板２によって形成され、観察孔３２は、ノズル３１と同様にノズル板３に形成されている。したがって、本実施形態において、観察孔３２は、ノズル３１と同じく、インク吐出面に開口している。
【００３０】
本実施形態における観察孔３２は、複数のノズル３１が配列されたノズル列の延長上に配置されているが、観察孔３２とこれに隣り合うノズル３１との間隔は、ノズル３１間の間隔よりも広い。具体的には、図２に示すように、液体吐出ヘッド４３４のノズル面上のノズル列部分が維持回復機構４８１のキャップ４８２ａ，４８２ｂによってキャッピングされた状態において、そのノズル面上の観察孔３２が維持回復機構４８１に設けられる検出手段としてのメニスカス検出センサ４８５ａ，４８５ｂと対向するようになっている。
【００３１】
また、本実施形態において、ダミー液室２８は、加圧液室２２と同様、ダミー供給流体抵抗部２７を介して共通液室１２に連通しているとともに、ダミー回収流体抵抗部２９を介して循環液室１４に連通している。したがって、インク循環システムの稼働によってダミー液室２８内のインクも循環する。このような構成では、ノズル３１内でメニスカスを形成するインクと観察孔３２内でメニスカスを形成するインクとは、加圧液室２２、共通液室１２及びダミー液室２８を介して連続し、また、加圧液室２２、循環液室１４及びダミー液室２８を介して連続することになる。そのため、ノズル３１内のメニスカスの位置や形状等を変化させるような状況変化（インクの粘性変化、インク流路内に配置されるフィルタ等の経年劣化など）により、ノズル３１内のメニスカスの状態が変化した場合、観察孔３２内のメニスカスの状態も連動して変化する。よって、観察孔３２内のメニスカスをメニスカス検出センサ４８５ａ，４８５ｂによって検出することにより、間接的に、ノズル３１内のメニスカスの状態を把握することができる。ダミー液室２８及び観察孔３２は、用紙４４２へのインク吐出には使用されないので、観察孔３２は、ノズル３１としての機能を有する必要がない。したがって、観察孔３２内のメニスカスの検出には、ノズル３１内のメニスカスを検出する場合の制約がなく、その実現が容易である。
【００３２】
特に、本実施形態においては、本実施形態において、共通液室１２からダミー液室２８を経て循環液室１４へ至るまでの流路の圧力損失が、共通液室１２から加圧液室２２を経て循環液室１４へ至るまでの流路の圧力損失と略一致するように設定されている。これにより、観察孔３２に形成されるメニスカスの状態と、ノズル３１に形成されるメニスカスの状態との相関を高めている。
【００３３】
しかも、本実施形態では、共通液室１２からノズル３１までの流路部分の圧力損失と略一致する圧力損失が発生するダミー液室２８内の箇所に観察孔３２を位置させている。これにより、観察孔３２に形成されるメニスカスの状態と、ノズル３１に形成されるメニスカスの状態との相関は更に高いものとなる。
【００３４】
これらの流路の圧力損失は、それぞれ、ダミー供給流体抵抗部２７及びダミー回収流体抵抗部２９における圧力損失、供給流体抵抗部２１及び回収流体抵抗部２６における圧力損失が支配的である。本実施形態では、供給流体抵抗部２１とダミー供給流体抵抗部２７との流路断面積（インク流れ方向に対して直交する断面積）は略同一であり、回収流体抵抗部２６とダミー回収流体抵抗部２９との流路断面積も略同一である。一方、図４及び図５に示すように、ダミー供給流体抵抗部２７の長さ（インク流れ方向の長さ）は、供給流体抵抗部２１よりも長く、ダミー回収流体抵抗部２９の長さは、回収流体抵抗部２６よりも短い。ただし、ダミー供給流体抵抗部２７とダミー回収流体抵抗部２９との合計長さは、供給流体抵抗部２１と回収流体抵抗部２６との合計長さと略等しい。よって、共通液室１２からダミー液室２８を経て循環液室１４へ至るまでの流路の圧力損失は、共通液室１２から加圧液室２２を経て循環液室１４へ至るまでの流路の圧力損失と略一致している。
【００３５】
本実施形態のメニスカス検出センサ４８５ａ，４８５ｂには、例えば、ＣＣＤカメラ等の撮像手段を利用することができる。この場合、メニスカス検出センサ４８５ａ，４８５ｂにより撮像された、メニスカスの変動を捉えた画像データが、本実施形態に係るプリンタの制御部５００に送られる。制御部５００は、メニスカス検出センサ４８５ａ，４８５ｂから送信されてくる画像データを解析することで、観察孔３２内のメニスカスの変動度合いを算出し、算出した変動度合いに基づいて、インク吐出状態の評価を行う。その評価結果に応じて、制御部５００は、例えば、空吐出の実施タイミングを判断したり、積層圧電素子５に印加する駆動波形を調整したりするなど、インク吐出状態の改善処理を実施する。
【００３６】
特に、本実施形態では、供給側ポンプ４３８ａ及び循環側ポンプ４３８ｂを制御することにより、ノズル３１に形成されるメニスカスの状態を調整することができる。よって、制御部５００は、インク吐出状態の評価結果に応じて、供給側ポンプ４３８ａ及び循環側ポンプ４３８ｂを制御して、ノズル３１に形成されるメニスカスの状態を調整するようにしてもよい。特に、メニスカス検出センサ４８５ａ，４８５ｂにより、観察孔３２内のメニスカスの位置を検出する場合には、その検出結果に応じて供給側ポンプ４３８ａ及び循環側ポンプ４３８ｂを制御し、ノズル３１に形成されるメニスカスの位置が目標位置に維持されるように調整してもよい。
【００３７】
なお、メニスカス検出センサ４８５ａ，４８５ｂには、例えば、観察孔３２内のメニスカス液面の位置を検出できる光学式の位置センサを用いることもできる。このような光学式の位置センサは、小型で軽量なので、液体吐出ヘッド４３４に内蔵させることが可能である。もちろん、液体吐出ヘッド４３４の外部に配置してもよく、上述したように維持回復機構４８１に設けてもよいし、キャリッジ４３３に設けてもよいし、キャリッジ待機位置に設けてもよい。
【００３８】
〔変形例１〕
次に、本実施形態におけるインク吐出状態を把握するための構成の一変形例（以下、本変形例を「変形例１」という。）について説明する。
図７は、変形例１において、インク供給流路２４を通るように液体吐出ヘッド４３４をノズル面に対して平行に切断した切断した断面図である。
図８は、変形例１において、インク回収流路２５を通るように液体吐出ヘッド４３４をノズル面に対して平行に切断した切断した断面図である。
【００３９】
上述した実施形態においては、ダミー供給流体抵抗部２７の長さが、供給流体抵抗部２１よりも長く形成されている。観察孔３２に形成されるメニスカスの状態は、ダミー液室２８へのインク流入側における圧力損失が、加圧液室２２へのインク流入側における圧力損失に近いほど、ノズル３１に形成されるメニスカスの状態との相関が高い。本変形例１においては、図７及び図８に示すように、ダミー供給流体抵抗部２７’の長さ（インク流れ方向の長さ）は、供給流体抵抗部２１と略等しい。よって、観察孔３２に形成されるメニスカスの状態と、ノズル３１に形成されるメニスカスの状態との相関をより高めることができる。
【００４０】
なお、本変形例１においても、共通液室１２からダミー液室２８を経て循環液室１４へ至るまでの流路の圧力損失が、共通液室１２から加圧液室２２を経て循環液室１４へ至るまでの流路の圧力損失と略一致するように、ダミー供給流体抵抗部２７’とダミー回収流体抵抗部２９’との合計長さが、供給流体抵抗部２１と回収流体抵抗部２６との合計長さと略等しくなるようにしている。すなわち、ダミー回収流体抵抗部２９’の長さも、回収流体抵抗部２６の長さと略一致するようにしている。
【００４１】
また、本変形例１によれば、ノズル３１における圧力がおよそ大気圧とつりあっている場合、液のあふれや液中への気泡の巻き込みを防止できる。
【００４２】
〔変形例２〕
次に、本実施形態におけるインク吐出状態を把握するための構成の他の変形例（以下、本変形例を「変形例２」という。）について説明する。
図９は、変形例２において、インク供給流路２４を通るように液体吐出ヘッド４３４をノズル面に対して平行に切断した切断した断面図である。
図１０は、変形例２において、インク回収流路２５を通るように液体吐出ヘッド４３４をノズル面に対して平行に切断した切断した断面図である。
【００４３】
上述した実施形態においては、ダミー液室２８に連通する観察孔３２がインク吐出面に開口しており、ノズル３１の開口する向きと同じ向きに観察孔３２が開口している。本変形例２では、図９及び図１０に示すように、ノズル３１が開口する向きとは異なる向きに観察孔３２が開口している。具体的には、ノズル３１が開口しているインク吐出面とは反対向きに観察孔３２が開口している。
【００４４】
一般に、プリンタ内におけるインク吐出面側には、メニスカス検出センサ４８５ａ，４８５ｂを設置するための余剰スペースが少ない。特に、液体吐出ヘッド４３４のノズル面を維持回復機構４８１のキャップ４８２ａ，４８２ｂによってキャッピングされるときに観察孔３２内のメニスカスをメニスカス検出センサ４８５ａ，４８５ｂで検出しようとする場合、維持回復機構４８１が邪魔してメニスカス検出センサ４８５ａ，４８５ｂを設置することが困難となることがある。
【００４５】
本変形例２によれば、維持回復機構４８１が邪魔にならない位置にメニスカス検出センサ４８５ａ，４８５ｂを設置できるなど、メニスカス検出センサ４８５ａ，４８５ｂの設置の自由度が高まる。
また、本変形例２では、観察孔３２における圧力がおおよそ０Ｐａ程度とすることで、観察孔３２の開口の上下にかかわらずあふれや気泡の巻き込みを防止できる。
【００４６】
〔変形例３〕
次に、本実施形態におけるインク吐出状態を把握するための構成の更に他の変形例（以下、本変形例を「変形例３」という。）について説明する。
図１１は、変形例３において、インク供給流路２４を通るように液体吐出ヘッド４３４をノズル面に対して平行に切断した切断した断面図である。
図１２は、変形例３において、インク回収流路２５を通るように液体吐出ヘッド４３４をノズル面に対して平行に切断した切断した断面図である。
【００４７】
上述した実施形態においては、観察孔３２の開口面積がノズル３１の開口面積と略同一であったが、本変形例３では、観察孔３２’の開口面積をノズル３１の開口面積よりも大きくしている。具体的には、観察孔３２’の開口面積が、ノズル３１の開口面積の１．５倍から１０倍程度となるようにしている。これにより、観察孔３２’におけるメニスカス保持力が低下するので、圧力差によるメニスカス位置の変位量が大きくなり、観察孔３２’内におけるメニスカス位置の測定が容易になる。
【００４８】
また、本変形例３によれば、例えば、圧力異常等によってノズル３１からの液あふれや気泡の巻き込みなどが発生する際、ノズル３１からの液あふれや気泡の巻き込みが発生する前に、観察孔３２’で液あふれや気泡の巻き込みが発生する。このように観察孔３２’で液あふれや気泡の巻き込みが発生することで、ノズル３１での液あふれや気泡の巻き込みが発生せず、又は、その発生を未然に防ぐ処理をとることが可能となり、ノズル３１の保護が可能となる。
【００４９】
〔変形例４〕
次に、本実施形態におけるインク吐出状態を把握するための構成の更に他の変形例（以下、本変形例を「変形例４」という。）について説明する。
図１３は、本変形例４における液体吐出ヘッド４３４をノズル配列方向と直交する方向に沿ってノズル３１を通るようにノズル面に対して垂直に切断した断面図である。
図１４は、本変形例４において、インク回収流路２５を通るように液体吐出ヘッド４３４をノズル面に対して平行に切断した切断した断面図である。
【００５０】
上述した実施形態においては、観察孔３２が塞がっておらず、大気に開放された状態であったが、本変形例４では、観察孔３２’の開口をフィルム部材３３によって塞いでいる。このフィルム部材３３としては、メニスカス検出センサ４８５ａ，４８５ｂによるメニスカスの検出が可能な構成であればよく、メニスカス検出センサ４８５ａ，４８５ｂとしてＣＣＤカメラ等の撮像手段を利用する場合には、その撮像手段が感度を有する波長帯の光を透過する光透過性をもつものを用いる。具体的には、例えば、プラスチックフィルム（ポリカーボネイト、ポリエチレン等）などの透明なフィルムを用いることができる。
【００５１】
本変形例４によれば、観察孔３２’をフィルム部材３３によって塞いでいるため、観察孔３２’内やダミー液室２８内のインクの乾燥を抑制することができる。なお、フィルム部材３３によって観察孔３２’を塞ぐことにより、メニスカス検出センサ４８５ａ，４８５ｂによるメニスカスの検出感度が低下するおそれがある場合、本変形例４のように、上述した変形例３と同様、観察孔３２’の開口面積をノズル３１の開口面積よりも大きくすることが好ましい。特に、インクの種類に応じて、フィルム部材３３をポリエチレンとしたりポリカーボネイトとしたりするなど、フィルム部材３３の材質等を適宜調整することにより、高い検出感度と耐インク性とを同時に達成することが可能である。
【００５２】
なお、本実施形態の説明では、インク循環システムが採用される液体吐出ヘッドを例に挙げて説明したが、インクが循環しない一般的なシステムが採用される液体吐出ヘッドにも同様に適用可能である。この場合、ダミー液室２８内のインクも循環しないため、観察孔３２’内やダミー液室２８内のインクが乾燥しやすいので、上述した変形例４のように、観察孔３２’をフィルム部材３３によって塞ぐ構成を採用することが好ましい。
【００５３】
また、一般に、プリンタ、ファックス、複写機、プロッタ、或いはこれらの内の複数の機能を複合した複合機などの画像形成装置には、インクを吐出する液体吐出ヘッドを備えたインクジェット記録装置がある。インクジェット記録装置では、記録材である用紙を搬送しながら液体吐出ヘッドによりインク滴を用紙に付着させて画像形成を行う。ここでの記録材は、材質を限定するものではなく、紙、糸、繊維、布帛、皮革、金属、プラスチック、ガラス、木材、セラミックス等であってもよい。また、画像形成とは、文字や図形等の意味を持つ画像を記録材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記録材に付与する（単に液滴を吐出する）ことも含む意味である。また、吐出する液体は、いわゆるインクに限るものではなく、吐出されるときに液滴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。
【００５４】
以上に説明したものは一例であり、次の態様毎に特有の効果を奏する。
（態様Ａ）
用紙４４２等の被吐出部材へインク等の液体を吐出するノズル３１等の吐出孔と、前記吐出孔に通じる加圧液室２２等の液室と、前記液室に連通し、該液室に供給される液体が流れる共通液室１２や循環液室１４等の液体流路と、前記液室内の液体に圧力を付与する積層圧電素子５等の圧力付与手段とを有する液体吐出ヘッド４３４等の液体吐出部材において、前記液体流路に連通するダミー液室２８と、前記ダミー液室に通じる観察孔３２等のダミー孔とを有することを特徴とする。
液滴吐出状態は、吐出孔内に形成される液体のメニスカスの位置、形状等と相関があり、そのメニスカスの状態を検出することによって、液体を消費することなく、液滴吐出状態を把握することが可能である。ただし、吐出孔内のメニスカスを検出手段により直接的に検出するには、様々な制約があり、その実現は難しい。
本態様においては、吐出孔に通じている液室と同様、ダミー孔に通じているダミー液室が液体流路に連通しており、吐出孔内でメニスカスを形成する液体とダミー孔内でメニスカスを形成する液体との間は、液室、液体流路及びダミー液室を介して、互いに繋がっている。そのため、吐出孔内でメニスカスを形成する液体の圧力とダミー孔内でメニスカスを形成する液体の圧力とを、同じ関係又は互いに連動する関係とすることができる。これにより、吐出孔内のメニスカスの状態が変化するときに、ダミー孔内のメニスカスの状態も変化するという関係を得ることができる。その結果、ダミー孔内のメニスカスを検出することにより、間接的に、吐出孔内のメニスカスの状態を把握することができる。ダミー液室及びダミー孔は、被吐出部材への液体吐出には使用されないので、ダミー孔は、吐出孔としての機能を有する必要がない。したがって、ダミー孔内のメニスカスの検出には、吐出孔内のメニスカスを検出する場合の制約がなく、その実現が容易である。例えば、吐出孔内のメニスカスを検出する場合には、吐出孔と対向し得る箇所にメニスカスを検出する検出手段を設置するときの設置スペースについて制約が大きいが、ダミー孔内のメニスカスを検出する場合には、そのような設置スペースの制約は小さい。以上より、本態様によれば、液体を消費することなく、液滴吐出状態を容易に把握することができる。
【００５５】
（態様Ｂ）
前記態様Ａにおいて、前記ダミー孔は、前記液体流路から前記吐出孔までの圧力損失と略一致する圧力損失が発生する前記ダミー液室内の箇所に位置していることを特徴とする。
これによれば、ダミー孔に形成されるメニスカスの状態とノズル３１に形成されるメニスカスの状態との相関を高めることができ、液滴吐出状態をより適切に把握することができる。
【００５６】
（態様Ｃ）
前記態様Ａ又はＢにおいて、前記ダミー孔は、前記吐出孔が開口する向きとは異なる向きに開口していることを特徴とする。
これによれば、ダミー孔内のメニスカスを検出する検出手段の設置の自由度が高まる。
【００５７】
（態様Ｄ）
前記態様Ａ〜Ｃのいずれかの態様において、前記ダミー孔の開口面積は、前記吐出孔の開口面積よりも大きいことを特徴とする。
これによれば、ダミー孔内のメニスカスの検出が容易になる。
【００５８】
（態様Ｅ）
前記態様Ａ〜Ｄのいずれかの態様において、前記液体流路は、供給流体抵抗部２１等の送り連通路を介して前記液室へ液体を供給する共通液室１２等の供給流路と、回収流体抵抗部２６等の戻り連通路を介して該液室内の液体を回収する循環液室１４等の回収流路とから構成され、前記ダミー液室２８は、ダミー供給流体抵抗部２７等のダミー用送り連通路を介して前記供給流路から液体が供給されるとともに、ダミー回収流体抵抗部２９等のダミー用戻り連通路を介して前記回収流路へ液体を排出し、前記送り連通路から前記液室を介して前記戻り連通路までの圧力損失と、前記ダミー用送り連通路から前記ダミー液室を介して前記ダミー用戻り連通路までの圧力損失とが、略一致するように構成されていることを特徴とする。
これによれば、インク循環システムを採用する場合に、ダミー孔に形成されるメニスカスの状態とノズル３１に形成されるメニスカスの状態との相関を高めることができ、液滴吐出状態をより適切に把握することができる。
【００５９】
（態様Ｆ）
液体吐出部材の吐出孔から液体を吐出して画像を形成するインクジェット記録装置等の画像形成装置において、前記液体吐出部材として、前記態様Ａ〜Ｄのいずれかの態様に係る液体吐出部材を用いたことを特徴とする。
これによれば、液体を消費することなく、液滴吐出状態を容易に把握することができる画像形成装置を実現できる。
【００６０】
（態様Ｇ）
前記態様Ｆにおいて、前記ダミー孔内のメニスカスを検出するメニスカス検出センサ４８５ａ，４８５ｂ等の検出手段を有することを特徴とする。
これによれば、液滴吐出状態に応じて、適切な処理、制御が可能となる。
【００６１】
（態様Ｈ）
前記態様Ｇにおいて、前記検出手段の検出結果に基づいて、前記圧力付与手段が付与する圧力の制御を行う制御部５００等の圧力制御手段を有することを特徴とする。
これによれば、液滴吐出状態の変化に応じて吐出動作を調整し、安定した液体吐出を実現することが可能となる。
【００６２】
（態様Ｉ）
前記態様Ｇ又はＨにおいて、前記液体吐出部材として、前記態様Ｅに係る液体吐出部材を用いるとともに、前記液体吐出部材は、前記供給流路及び前記回収流路の少なくとも一方の流路内の液体に圧力を付与する供給側ポンプ４３８ａや循環側ポンプ４３８ｂ等の第２の圧力付与手段を有し、前記検出手段の検出結果に基づいて、前記第２の圧力付与手段が付与する圧力の制御を行う制御部５００等の第２の圧力制御手段を有することを特徴とする。
これによれば、インク循環システムにおいて、液滴吐出状態の変化に応じて、供給流路及び回収流路の少なくとも一方の流路内の液体圧力を調整し、安定した液体吐出を実現することが可能となる。
【００６３】
（態様Ｊ）
前記態様Ｈ又はＩにおいて、前記圧力制御手段又は前記第２の圧力制御手段は、非画像形成動作期間中に前記制御を行うことを特徴とする。
これによれば、メニスカスの検出を精度良く行うことができる。
【符号の説明】
【００６４】
１  フレーム
２  流路板
３  ノズル板
４  ベース
５  積層圧電素子
６  振動板
８  外部電極
１１  インク流入口
１２  共通液室
１３  インク流出口
１４  循環液室
２１  供給流体抵抗部
２２  加圧液室
２４  インク供給流路
２５  インク回収流路
２６  回収流体抵抗部
２７  ダミー供給流体抵抗部
２８  ダミー液室
２９  ダミー回収流体抵抗部
３１  ノズル
３２  観察孔
４１０  メインタンク
４３３  キャリッジ
４３４  液体吐出ヘッド
４３５  ヘッドタンク
４４２  用紙
４５１  搬送ベルト
４８１  維持回復機構
４８５ａ，４８５ｂ  メニスカス検出センサ
５００  制御部
【先行技術文献】
【特許文献】
【００６５】
【特許文献１】特開２０１１−１６１８７０号公報
【図１】
2017077639.tif 000003
【図２】
2017077639.tif 000004
【図３】
2017077639.tif 000005
【図４】
2017077639.tif 000006
【図５】
2017077639.tif 000007
【図６】
2017077639.tif 000008
【図７】
2017077639.tif 000009
【図８】
2017077639.tif 000010
【図９】
2017077639.tif 000011
【図１０】
2017077639.tif 000012
【図１１】
2017077639.tif 000013
【図１２】
2017077639.tif 000014
【図１３】
2017077639.tif 000015
【図１４】
2017077639.tif 000016