図1は本実施形態の液体吐出ヘッド、図2は図1のA−A線断面図である。液体吐出ヘッドは、流路部材(液室基板)1と、この流路部材1の下面に接合した振動板2と、流路部材1の上面に接合したノズル板3とを有している。そして、これらによって液滴を吐出するノズル4が連通する個別の流路となる圧力室(以下「加圧液室」ともいう。)6を形成し、各加圧液室6に振動板2に設けた連通部9及び流路部材1に形成した連通路10、流体抵抗部7を介して液体としてのインク(記録液)が共通液室8から供給される。共通液室8フレーム部材17に形成されている。
流路部材1は、結晶面方位(110)の単結晶シリコン基板を水酸化カリウム水溶液(KOH)などのアルカリ性エッチング液を用いて異方性エッチングすることで各加圧液室6や流体抵抗部7、連通路10などの開口、溝を形成している。
なお、流路部材1は、SUS基板を、酸性エッチング液を用いてエッチング、あるいは打ち抜きなどの機械加工することで、各加圧液室6などを形成してもよく、また、流路部材1とノズル板3或いは振動板2とを電鋳で一体形成してもよい。その他感光性樹脂などを用いることもできる。
振動板2は、加圧液室6側から第1層2a、第2層2b、第3層2cの3層構造のニッケルプレートで形成されており、例えば、電鋳によって作製している。この振動板2は、例えば、ポリイミドなどの樹脂部材とSUS基板などの金属プレートとの積層部材、或いは、樹脂部材から形成したものなどによって形成してもよい。
ノズル板3は、各加圧液室6に対応して多数のノズル4を形成し、流路部材1に接着剤によって接合している。ノズル4は記録媒体に液体を吐出するものであり、ノズル板3に列状となって複数が形成されている。ノズル板3としては、ステンレス、ニッケルなどの金属、ポリイミド樹脂フィルムなどの樹脂、シリコン、及びそれらの組み合わせからなるものを用いることができる。ノズル4の内部形状(内側形状)は、ホーン形状(略円柱形状又は略円錘台形状でもよい。)に形成し、このノズル4の穴径は液滴の出口側の直径で約14〜35μmとしている。
ノズル4が形成されたノズル板3のノズル面(吐出方向の表面)には、図示しない撥水性の表面処理を施した撥水処理層を設けている。撥水処理層としては、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、記録液物性に応じて選定した撥水処理膜を設けて、液体であるインクの滴形状、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。
振動板2には、各加圧液室6に対応して第1層2aで形成した変形可能な領域であるダイアフラム部(振動領域)2Aの中央部に第2層2b及び第3層2cの積層構造からなる凸部2Bを形成し、この凸部2Bに圧力発生手段(アクチュエータ手段)を構成する積層型の圧電素子部材12Aをそれぞれ接合している。複数の圧電素子部材12Aは、1つの圧電素子にハーフカットの溝加工(スリット加工)によって分断することなくことなく圧電素子12を櫛歯状に形成したものであり、圧電素子12は複数個の圧電素子部材12Aの並び方向に沿ってベース部材13上に固定されて配置される。
圧電素子12は、例えば、厚さ10〜50μm/1層のチタン酸ジルコン酸鉛(PZT)の圧電層と、厚さ数μm/1層の銀・パラジューム(AgPd)からなる内部電極層とを交互に積層したものであり、内部電極を交互に端面の端面電極(外部電極)である個別電極及び共通電極にそれぞれ電気的に接続したものである。この圧電定数がd33(d33は内部電極面に垂直(厚み方向)の伸び縮みを指す。)である圧電素子の伸縮により振動領域2Aを変位させて加圧液室6を収縮、膨張させる。圧電素子12に駆動信号が印加され充電が行われると伸長し、また圧電素子12に充電された電荷が放電すると反対方向に収縮する。
なお、圧電素子部材12の圧電方向としてd33方向の変位を用いて加圧液室6内のインク(液体)を加圧する構成とすることも、圧電素子12の圧電方向としてd31方向の変位を用いて加圧液室6内のインクを加圧する構成とすることもできる。本実施形態ではd33方向の変位を用いた構成をとっている。
本実施形態では、圧電素子12をインクの圧力発生手段に用いているが、圧力発生手段としては発熱抵抗体、静電力を発生する振動板及び電極の組み合わせ、その他の手段であっても良い。
ベース部材13は金属材料で形成することが好ましい。ベース部材13の材質が金属であれば、圧電素子部材12の自己発熱による蓄熱を防止することができる。振動板2の周囲にはフレーム部材17を接着剤で接合している。フレーム部材17には、各加圧液室6に液体を供給する共通液室8を形成している。この共通液室8から振動板2に形成した連通部9を介して加圧液室6に液体(インク)が供給される。
このフレーム部材17には、共通液室8に外部から記録液を供給するための記録液供給口も形成される。共通液室8は、加圧液室6の並び方向(ノズル並び方向)に平面形状で長方形状に形成している。そして、この共通液室8を形成する壁面の中で、少なくとも一つの壁面は、振動板2の第1層2aで形成することにより、フレーム部材17で形成される他の壁面よりも剛性が低いダンパ部材20としている。
ダンパ部材20は1層ではなく2層としても良いし、ダンパ部材20のみを振動板2と異なる材料で構成しても良い。また、ダンパ部材20は、例えば、金属Niのような気体の透過性が低い素材で構成されていることが望ましいが、樹脂膜等で形成されていても良い。
このように構成した液体吐出ヘッドに於いては、圧電素子12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12が収縮し、振動板2が下降して加圧液室6の容積が膨張することで、加圧液室6内に液体(インク)が流入し、その後、圧電素子12に印加する電圧を基準電位まで上げて圧電素子12を積層方向に伸長させることで、振動板2をノズル4方向に変位させて加圧液室6の容積/体積を元の容積まで収縮させることにより、加圧液室6内の液体が加圧され、ノズル4から液体の滴が吐出される。このヘッドの駆動方法は引き打ちであり、その際に用いられる波形を引き打ち波形という。
図3は引き打ち波形を示す。ここで、Tfは圧電素子12を収縮させる際の電位変化時間であり、メニスカスを引き込む要素、Pwは圧電素子が収縮した状態での電位保持時間であり、メニスカスを保持する要素、Trは圧電素子を基準電位に戻す際の電位変化時間であり、メニスカスを押し出す要素となる。本実施形態においては、継続して液体が吐出されない不吐出ノズルに対し、メニスカスを保持する要素Pwのパルス幅を順に長くするように制御するものである。
なお、本実施形態に関わる空吐出を行う際の液体吐出ヘッドの駆動方法については、上記吐出時の引き打ちで実施することができるが、それに限るものではなく、駆動波形の与えた方によって押し打ちや、引き打ちと押し打ちの組み合わせなどなど異なる打ち方を行うこともできる。押し打ちとは、基準電位から電位を上げて振動板を加圧液室側に押し込むことにより液滴を吐出させる打ち方である。
図4は、圧電素子12を制御する印刷制御部508を示す。印刷制御部508は、本実施形態に関わる空吐出実施時に1印刷周期内に複数の駆動パルス(駆動信号)で構成される駆動波形(共通駆動波形)を生成して出力し、駆動時には1空吐出周期内に複数の駆動パルス(駆動信号)で構成される駆動波形(共通駆動波形)を生成して出力する駆動波形生成部701と、空吐出パターンに応じた2ビットの吐出選択用データ(階調信号0、1)と、クロック信号、ラッチ信号(LAT)、滴制御信号M0〜M3を出力するデータ転送部702とを備えている。滴制御信号は、ヘッドドライバ509のスイッチ手段であるアナログスイッチ715の開閉を滴毎に指示する2ビットの信号であり、共通駆動波形の印刷周期に合わせて選択すべき波形でHレベル(ON)に状態遷移し、非選択時にはLレベル(OFF)に状態遷移する。
ヘッドドライバ509は、データ転送部702からの転送クロック(シフトクロック)及びシリアル吐出選択用データ(階調データ:2ビット/1チャンネル(1ノズル)を入力するシフトレジスタ711と、シフトレジスタ711の各レジスト値をラッチ信号によってラッチするためのラッチ回路712と、階調データと液制御信号M0〜M3をデコードして結果を出力するデコーダ713と、デコーダ713のロジックレベル電圧信号をアナログスイッチ715が動作可能なレベルへとレベル変換するレベルシフタ714と、レベルシフタ714を介して与えられるデコーダ713の出力でオン/オフ(開閉)されるアナログスイッチ715とを備えている。
このアナログスイッチ715は、各圧電素子121の選択電極(個別電極)に接続され、駆動波形生成部701からの共通駆動波形が入力されている。従って、シリアル転送された吐出選択用データ(階調データ)と制御信号MN0〜MN3をデコーダ713でデコードした結果に応じてアナログスイッチ715がオンにすることにより、共通駆動波形を構成する所要の駆動信号が通過して(選択されて)圧電素子121に印加される。
図5はヘルムホルツ周期と液滴の吐出速度との関係を示すグラフである。液体吐出ヘッドには、ヘルムホルツ周期と呼ばれる共振周期が用いられる。ヘルムホルツの共振周期は、加圧液室6に満たされたインクの音響振動の共振周期である。そのため、引き打ちにおいて、ヘルムホルツ共振となる周期を最大限利用したパルス幅の吐出波形を圧電素子12に印加すると、滴に大きな吐出エネルギーを与えることができる。
図5における3箇所の極大値がそれにあたり、例えば、極大値から1/4×Tc分だけずれた場合と比較して、極大値では倍以上の滴の飛翔速度を得ることができる。極大値同士の間隔は略一定であり、その間隔がヘルムホルツ共振周期Tcとなっている。空吐出においては、乾燥によりノズル付近に大きな増粘が発生してもインク滴を吐出できることが望ましいため、滴に大きなエネルギーを与えることができるヘルムホルツ共振を利用したパルスを用いることが望ましい。
空吐出のための駆動としては、ヘルムホルツ共振を最大限利用したパルスを用いることが望ましいが、ヘルムホルツ共振周期は、同一ヘッド、インクを用いた一定の環境において、時間が経つにつれて変化する。
図6は、あるヘッド、インク、一定の環境の組み合わせにおいて、経過時間に伴うヘルムホルツ共振周期Tcの変化を示している。Tcは時間の経過とともに変化する。例えば、経過時間0秒のヘルムホルツ共振周期Tcは約8μsであり、経過時間10000秒では約9.6μsであるため、経過時間10000秒ではインクの増粘によってヘルムホルツ共振周期が約20%長くなる。
これは、以下のように説明することができる。加圧液室6で発生する振動は主にインクの粘度で減衰する減衰振動であるので、図5のヘルムホルツ共振周期Tcは、下記式(1)で表すことができる。
式(1)において、ωは非減衰振動における角速度、μは振動の減衰速度を表す減衰係数であり、減衰係数はインクの粘度が増すにつれて増加する。減衰振動の共振周期は、その減衰係数が大きくなるとともに長くなる。したがって、図6に示すように、インクの増粘が進むにつれて、ヘルムホルツの共振周期も長くなるということが理論的に説明できる。そのため、空吐出波形を考える際、滴に大きなエネルギーを与えるためには、増粘時には、非増粘時より長いヘルムホルツ共振を前提にした波形を使用することが望ましい。
図7は、以上に基づいて液体吐出ヘッドを駆動するフローチャートを示す。このフローチャートにおいては、インクの液滴が吐出されない不吐出ノズルの有無を検知し、この不吐出ノズルに対し駆動波形を印加して画像形成に寄与しない液滴を吐出する空吐出を行う段階と、この段階の後、依然として液滴の吐出がない場合、パルス幅を長くした駆動波形を印加して空吐出を行う段階とを備えている。また、液滴が吐出されない状態がさらに継続するときには、パルス幅を順に長くした駆動波形を印加して空吐出を繰り返すものである。
図7のフローチャートにおいて、空吐出を実施するタイミングについては、印刷動作を実施する際にある時間ごとに実施しても良く、印刷動作の何らかの動作をトリガーにしても良く、外部から何らかの信号を与えた際に行っても良い。
ステップS1では、吐出検知動作を行い、不吐出ノズルの有無を確認する。不吐出ノズルの検知はレーザーを液滴に照射して散乱光や反射光を検知することで行っても良く、液滴に電荷を与えて、それを検知することで行っても良く、その他の方法でも良い。また、吐出検知は1ノズル単位で吐出の有無を検知しても良く、複数ノズル単位で検知をしても良い。インクや駆動電力の無駄を省くためには、1ノズル単位で検知を行うことが望ましい。
ステップS1の吐出検知で不吐出ノズルが検知されると、不吐出ノズルだけに対して、まず非増粘時用のパルス幅(Pw0)で空吐出を実施する(ステップS2)。次に、再度吐出検知を行い(ステップS3)、ここで不吐出ノズルが検知されると、パルス幅を広げた空吐出を実施する。具体的には、図示はしていないが印刷制御部508中のデータ転送部702に含まれているメモリに、初期値0の変数、吐出カウントXを保持しており、その変数に1を加える(ステップS4)。
次に、不吐出ノズルに対して、Pwx = Pw0+0.1XとなるPwx(μs)の空吐出波形による空吐出を実施する(ステップS5)。すなわち、Pw0に0.1μsだけ加えたパルス幅を用いて空吐出を実施する。ここでは係数0.1を用いたが、この値は他の数値でもよい。ただし、小さければ小さいほどパルス幅を精密に変化させることができ、それによってヘルムホルツ共振を最大限に利用することができる。そのため、液体吐出ヘッドの駆動装置が実現できる限り、小さな値であることが望ましい。また、この空吐出の滴吐出回数についても特に限定はしないが、乾燥したノズルが空吐出によって回復することができる回数のうち、できるだけ少ない回数であることが、インク消費量の観点から望ましい。
前記Pwx(μs)の空吐出波形による空吐出を実施した後は、再度吐出検知を行い、不吐出ノズルの有無を確認する。ここで不吐出ノズルが確認された場合は、再度、吐出カウントXに1を加えた後、パルス幅にさらに0.1μsを加えて空吐出を行う。これを、不吐出ノズルが検出されなくなるまで繰り返す。吐出カウントXが30を超えても不吐出ノズルが検出される場合は、それ以上パルス幅を広げた空吐出を行うことを中止する。
このときは、他の手段での吐出回復を試みる(ステップS7)。他の手段とは、例えば、液体吐出ヘッドのインク供給口からのインクの加圧や、ノズル側からの吸引、ノズル面のワイパーによる払拭動作などである。この実施形態では、Xが30を超えると他の手段での吐出回復を行うが、この数は30に限定せず、液体吐出ヘッドとインクの組み合わせによるヘルムホルツ周期等によって変えることができる。
このフローチャート中で実施する吐出検知のいずれかにおける1箇所でも不吐出ノズルが検知されなくなったとき、最後に全ノズルに対してその温度環境での非増粘時用のヘルムホルツ共振周期に合わせたパルス幅を用いた吐出波形によって空吐出を実施し(ステップS8)、メンテナンス動作を終了する。このように、最後の非増粘時用の空吐出を行うことで、ノズル周囲に発生したインク溢れ等をある程度除去することが可能となり、その後の吐出をより安定して行うことができる。
以上の駆動において、インクの不吐出が継続している不吐出ノズルに対し、空吐出を繰り返す段階は、駆動波形の2パルス以上を印加すると共に、この空吐出の繰り返しの印加間隔を順に長くなるパルス幅に合わせることが良好である。これにより、不吐出の状況を効率的に解消することができる。
このような駆動を行うことにより、液滴が吐出されない不吐出ノズルについて、増粘時においてもヘルムホルツ共振を最大限利用した強い空吐出駆動を実施することができる。そして、ノズル内増粘による不吐出ノズルの発生時に、空吐出だけで吐出を回復できる確率を高めることができるので、大きなインク消費を必要とするインク吸引の頻度を減らし、インク消費を低減することができる。
また、このような駆動では、液体吐出ヘッド内に振動を検知するための機構を設ける必要がないため、単純で安価な構成で吐出を回復することができる。また、ヘッド内の複数のノズルの乾燥速度は通常一定ではなく、ばらつきがあることが知られており、仮に液体吐出ヘッド内に振動を検知するための機構を設ける場合、全ての加圧液室の振動を個別に検知、処理し、全ての加圧液室ごとに加える波形を選択しなくてはいけないが、この実施形態の駆動方法では、不吐出ノズル全てに対して短い周期から順にパルス幅を変化させた空吐出を行うため、どのような乾燥状態のノズルに対しても、ヘルムホルツ共振周期を最大限に利用した空吐出を実施することができる。
短い周期から順にパルス幅を変化させた空吐出を行う制御自体は、パルス幅がヘルムホルツ共振周期から大きくずれた際に、ノズル内に気泡を巻き込むなど、メニスカスの乱れによる意図しない不具合が発生する原因になる可能性があるため、これまで一般には行われなかった。しかし、本実施形態においては、基本的にノズル付近のインク増粘によって吐出しないノズルについてのみパルス幅を変化させた空吐出を実施することからメニスカスの乱れに起因する不具合の発生を大幅に抑制することが可能となる。
図8は、他の実施形態における駆動方法を示すフローチャートである。図7のフローチャートと異なる第1の点は、不吐出ノズルの検知に先立って全ノズルに対して非増粘時用のパルス幅によって空吐出を決まった液滴だけ行う点である(ステップS21)。
空吐出を実施する前のヘッドの吐出状況によっては、パルス幅等を変えた繰り返しの空吐出を複数回実施する中で、大きな温度上昇が発生し、吐出に影響を及ぼすことがある。これに対し、ステップS21では、事前に決まった数の空吐出を行うものであり、これにより温度上昇の影響を抑えることができる。
なお、吐出滴数は100滴かそれ以上で、ヘッドの温度上昇が飽和する数が望ましいが、温度やヘッド、インクの種類ごとに異なる値が定められていても良く、その滴数に限定するものではない。
図8のフローチャートにおいて、図7のフローチャートと異なる第2の点は、不吐出ノズルに対して複数回行う空吐出の駆動波形において、2パルス以上をヘルムホルツ周期Tcのパルス幅で始めに実施し、このパルス幅と前記複数の空吐出のパルス間隔との両方を同じ時間ずつ順に長くする点である(ステップS23、ステップS26)。
この場合、パルス幅とパルス間隔を液体吐出ヘッドを駆動する駆動システムが有する最小時間単位に基づいて長くする。これにより、1つのパルス内だけでなく、前後の複数パルスについてもヘルムホルツ共振を最大限利用した空吐出を行うことができるので、空吐出による吐出回復の効果を高めることができる。
図9及び図10は、以上の駆動制御が行われる液体吐出ヘッドが組み込まれた画像形成装置を示し、図9は画像形成装置の機構部の全体構成を説明する側面図、図10は機構部の要部平面図である。
図示する画像形成装置はシリアル型画像形成装置であり、左右の側板221A、221Bに横架したガイド部材である主従のガイドロッド231、232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印で示す方向(キャリッジ主走査方向)に移動走査する。
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(K)の各色のインク滴を吐出するための上述した液体吐出ヘッドからなる記録ヘッド234a、234b(区別しないときは「記録ヘッド234」という。)を複数のノズルからなるノズル列を主走査方向と直交する副走査方向に配列し、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は、それぞれ2つのノズル列を有し、記録ヘッド234aの一方のノズル列はブラック(K)の液滴を、他方のノズル列はシアン(C)の液滴を、記録ヘッド234bの一方のノズル列はマゼンタ(M)の液滴を、他方のノズル列はイエロー(Y)の液滴をそれぞれ吐出する。
キャリッジ233には、記録ヘッド234のノズル列に対応して各色のインクを供給するためのヘッドタンク235a、235b(区別しないときは「ヘッドタンク35」という。)を搭載している。このサブタンク235には各色の供給チューブを介して、各色のインクカートリッジ210(210y、210c、210m、210k)から各色のインクが補充供給される。
図9に示すように、給紙トレイ202の用紙積載部(圧板)241上に積載した記録媒体である用紙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を備えている。
分離パッド244は給紙コロ243側に付勢されている。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。
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。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。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の周回に従動して回転するように配置されている。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。装置本体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。
図10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、282b(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(液体)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。
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液体回収容器であるインク回収ユニット(空吐出受け)288を配置している。インク回収ユニット288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237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、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。
このようなシリアル型画像形成装置に対し、上述した液体吐出ヘッドの駆動方法を用いた空吐出を行うことによって、より低いインクコストで、不吐出ノズルの吐出回復を実現することができる。
図11は、上述した駆動制御が行われる液体吐出ヘッドが組み込まれた他の画像形成装置を示す。
図11の画像形成装置はフルライン型ヘッドを備えたライン型画像形成装置である。装置本体401の内部に画像形成部402及び記録媒体である用紙403を搬送する搬送機構407等を有し、装置本体401の一方側に多数枚の用紙403を積載可能な給紙トレイ404を備え、この給紙トレイ404から給紙される用紙403を取り込み、副走査搬送機構によって用紙403を搬送しながら画像形成部402によって所要の画像を記録した後、装置本体401の他方側に装着された排紙トレイ406に用紙403を排紙する。
画像形成部402は、記録液となる液体を収容した液体タンクを一体にし、用紙の幅方向(搬送方向と直交する方向)の長さ相当分のノズル列を有する上述した液体吐出ヘッドで構成したライン型ヘッド411y、411m、411c、411kを備えたものである。これらのライン型ヘッド411y、411m、411c、411kは図示しないヘッドホルダに取り付けている。ライン型ヘッド410y、410m、410c、410kは、用紙搬送方向上流側からそれぞれ、例えば、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの順に各色の液滴を吐出する。
なお、ライン型ヘッドとしては、各色の液滴を吐出する複数のノズル列を所定間隔で配置した1つのヘッドを用いることもできるし、ヘッドと液体カートリッジを別体としたものを用いることもできる。
給紙トレイ404の用紙403は、給紙コロ421によって1枚ずつ分離され装置本体401内に給紙され、搬送機構405に送り込まれる。搬送機構405は、駆動ローラ431と従動ローラ432との間に掛け渡した搬送ベルト433と、搬送ベルト433を帯電させるための帯電ローラ431と、搬送ベルト433を画像形成部402に対向する部分で案内するガイド部材(プラテンプレート)423と、搬送ベルト433に付着した記録液(インク)を除去するためのクリーニング手段である多孔質体などからなる記録液拭き取り部材(ここでは、クリーニングローラ)434と、用紙403を除電するための導電ゴムを主体とした除電ローラ425と、用紙403を搬送ベルト433側へ押える用紙押さえローラ436とを備えている。
搬送機構405の下流側には、画像が記録された用紙403を排紙トレイ406に送り出すための排紙ローラ438、439が配置されている。
このようなライン型画像形成装置においては、搬送ベルト433を帯電させて用紙403を送り込むことによって、静電力で用紙403が搬送ベルト433に吸着されて、搬送ベルト433の周回移動によって搬送され、画像形成部402によって画像が形成されて、排紙トレイ406に排紙される。
このようなライン型画像形成装置に対し、上述した液体吐出ヘッドの駆動方法を用いた空吐出を行うことによって、より低いインクコストで、不吐出ノズルの吐出回復を実現することができる。
以上の図9〜図11の構造は、例えば、プリンタ/ファックス/コピーの単機能機やこれらの複合機などの画像形成装置に適用することができる。また、インク以外の液体である記録液や定着処理液などを用いる画像形成装置、その他の前述したような各種の液体を吐出する液体吐出装置にも適用することができる。