JP6314632B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、画像形成装置に関し、詳しくは、液滴を吐出する液滴吐出ヘッドを備えたプリンタ、ファクシミリ、プロッタ、複写機又はそれら複数の機能を備えた複合機等の画像形成装置に関する。

プリンタ、ファクシミリ、プロッタ、複写機又はそれら複数の機能を備えた複合機等の画像形成装置として、例えばインク液滴を吐出する液滴吐出ヘッドからなる記録ヘッドを用いた液体吐出記録方式の画像形成装置としてインクジェット記録装置等が知られている。
この液体吐出記録方式の画像形成装置は、記録ヘッドからインク滴を、搬送される用紙に対して吐出して、画像形成を行うものである。この画像形成装置には、記録ヘッドが主走査方向に移動しながら液滴を吐出して画像を形成するシリアル型の画像形成装置と、記録ヘッドが移動しない状態で液滴を吐出して画像を形成するライン型ヘッドを用いるライン型の画像形成装置とがある。ここで、画像形成が行われる対象物としては、用紙に限定するものではなく、ＯＨＰなどを含み、インク滴、その他の液体などが付着可能なものの意味であり、被記録媒体あるいは記録媒体、記録紙、記録用紙などとも称される。また、画像形成とは、記録、印字、印写、印刷も同義語に属する。

なお、本願において、液体吐出記録方式の「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する。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（単に液滴を媒体に着弾させること）をも意味する。また、「インク」とは、インクと称されるものに限らず、記録液、定着処理液、液体などと称されるものなど、画像形成を行うことができるすべての液体の総称として用い、例えば、ＤＮＡ試料、レジスト、パターン材料、樹脂なども含まれる。また、「画像」とは２次元画像に限らず、立体的に形成されたものに付与された画像、また立体自体を３次元的に造形して形成された像も含む意味である。

一般的に液滴吐出ヘッドは、液体を吐出面から液滴として吐出するノズル孔を備えたノズルを複数持っている。また、液滴吐出ヘッド内には、各ノズル孔にそれぞれ連通する個別液室が設けられている。液滴吐出ヘッドは、圧力発生手段を用いて個別液室内に圧力を生じさせ、個別液室内に充填されている液体をノズル孔から瞬時に押し出すことで液滴を吐出する。圧力発生手段としては、圧電素子等の電気機械変換素子や、ヒータ等の電気熱変換素子が採用されている。各々の個別液室は、供給経路を介して共通液室と連通しており、液体は共通液室から個別液室に分配されるようになっている。共通液室は、供給口を介して液体供給源であるサブタンクとも呼ばれるヘッドタンクに接続・連通している。ヘッドタンク内の液体は、供給口を介して共通液室に供給され、更に共通液室から各個別液室に分配・供給される。

共通液室内に気泡が混入していると、印字中等に、共通液室の供給口からノズルに向かう液体の流れに乗って個別液室に気泡が入り込み、吐出不良の原因となる。しかし、液体には空気をはじめとする気体が溶存（溶けて存在することを意味する）する。気体溶存量は温度が低ければ多く、高ければ少なくなることが物理法則として知られている。ここで、気体が溶存している液体を、低温の状態から高温にすれば、溶けきれなくなった気体が泡となり、気泡が発生する。また、共通液室上流で発生した気泡が液体供給の流れに乗って共通液室に侵入する。

このように共通液室内に発生した気泡は液体から浮かび上がり、共通液室上壁に溜まる。この溜まった気泡が、印字することで発生する共通液室内の流れにより個別液室に侵入すると、ノズル孔から液体を吐出することができなくなるため、吐出不良の原因となる。

そこで、従来技術においては、液滴吐出ヘッド内の共通液室や共通液室上流で気泡が発生した場合、ノズルから排出したり、ノズルより上流側に循環させて戻したりする、という２パターンの対処法が採られてきた（例えば、特許文献１及び２参照）。

しかしながら、上記特許文献１及び２を含め、今までの技術においては、気泡を排出する動作でないときに意図せず気泡を共通液室から個別液室へと侵入させてしまい、ノズルダウンの原因となるという問題があった。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、気泡を排出する動作でないときに意図せず気泡を共通液室から個別液室へ侵入させないようにして、吐出不良の発生を未然に防止することを目的とする。言い換えれば、液体排出動作のときにだけ気泡を共通液室から個別液室へ侵入させ、気泡の排出を確実に行うことができる画像形成装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、液滴を吐出する複数のノズルと、前記各ノズルに連通して該ノズルに供給する液体が充填される個別液室と、前記各個別液室内の液体を対応する前記ノズルから吐出する圧力を発生させる圧力発生手段と、前記各個別液室に液体を供給する共通液室と、前記共通液室を構成する上壁面における前記各個別液室への液体供給経路の上流側に形成され、前記上流側へ浮かび上がる気泡を捕捉し保持する凹部状の空気溜まりを作る少なくとも１つの第１の段差と、第１の段差における前記液体供給経路の下流側の前記上壁面に形成され、前記上流側へ浮かび上がる気泡を捕捉し保持する凹部状の空気溜まりを作る第１の段差よりも大きな第２の段差と、第１及び第２の段差における前記液体供給経路の最下流側の前記上壁面に第１の段差の数よりも少なく形成され、第１の段差の大きさと同等の第３の段差と、を備える液滴吐出ヘッドと、前記ノズルから液体を排出する第１のメンテナンス手段と、第１のメンテナンス手段による液体の排出量よりも多くの液体を前記ノズルから排出する第２のメンテナンス手段と、を有する画像形成装置であって、第１のメンテナンス手段による液体排出によって、第１の段差内に存在する気泡は第１の段差よりも前記液体供給経路の下流側へ流れるとともに、第２の段差内に存在する気泡は第２の段差から前記液体供給経路の下流側へ流れないように構成され、且つ、第２のメンテナンス手段による液体排出によって、第２の段差内に存在する気泡は第２の段差より前記液体供給経路の下流側へ流れるように構成されている画像形成装置である。

本発明によれば、上記構成により、液体排出動作のときにだけ気泡を共通液室から個別液室へ侵入させ、気泡の排出を確実に行うことができる。これにより、気泡を排出する動作でないときに意図せず気泡を共通液室から個別液室に侵入させないので、吐出不良の発生を未然に防止することができる。

本発明の一実施形態に係る画像形成装置の機構部の概要を示す模式的側面図である。 図１の画像形成装置の要部の平面図である。 キャリッジが維持回復機構に移動したときの構成・動作を説明する模式的な説明図である。 記録ヘッドのノズル配列方向と直交する方向に沿う断面図である。 記録ヘッドの内部構成を示す模式的な平面図である。 記録ヘッドのノズル配列方向に沿う模式的な断面図である。 図６の上部部分を除去破断して個別液室及び共通液室周りを拡大して示す模式的な拡大断面図である。 （ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、第１のメンテナンスと第２のメンテナンスのインク排出量を違える方法を説明するグラフである。 （ａ）は従来例を示す記録ヘッドの要部の断面図、（ｂ）は実施例１を示す記録ヘッドの要部を一部破断・省略した断面図である。 実施例１において実施される第１及び第２のメンテナンスにより気泡の排出推移状態を説明する説明図である。 （ａ）は変形例１を示す記録ヘッドの要部を一部破断・省略した断面図、（ｂ）は第１及び第２の段差の傾斜面の傾斜の度合いに係る気泡に作用する力を説明する図である。 実施例２の要部の制御構成を示すブロック図である。 実施例２の制御内容を説明する線図である。 実施例３を示す記録ヘッドの要部を一部破断・省略した断面図である。

以下、図を参照して実施例を含む本発明の実施の形態を詳細に説明する。実施形態及び各実施例等に亘り、同一の機能及び形状等を有する構成要素（部材や構成部品）等については、混同の虞がない限り一度説明した後では同一符号を付すことによりその説明を省略する。図及び説明の簡明化を図るため、図に表されるべき構成要素であっても、その図において特別に説明する必要がない構成要素は適宜断わりなく省略することがある。

図１及び図２を参照して、本発明の一実施形態に係る画像形成装置の全体構成を説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る画像形成装置の機構部の概要を示す模式的側面図、図２は、図１の画像形成装置の要部の平面図である。
図１に示す画像形成装置１００は、シリアル型インクジェット記録装置である。画像形成装置１００の主な機構部は、キャリッジ３３等を備えた画像形成部９３、給紙カセット９０及び給送手段等を備えた給紙部９４、搬送ベルト５１及び各種搬送部材等を備えた搬送部９５、排紙ローラ６２及び排紙トレイ９１等を備えた排紙部９６がある。

図２に示すように、装置本体９９の左右には、側板３７Ａ、３７Ｂが固着・配置されている。側板３７Ａ、３７Ｂには、主従のガイドロッド３１、３２が横たわるように架け渡されている。これらガイドロッド３１、３２により、キャリッジ３３を主走査方向に摺動（接触して摺り動くことを意味する）自在に保持している。キャリッジ３３は、図Ｘに示す主走査モータ５４によってキャリッジ３３を固定したタイミングベルト（図示せず）を介して矢印方向（キャリッジ主走査方向）に移動走査される。

キャリッジ３３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液滴吐出ヘッドからなる、画像形成手段としての記録ヘッド３４ａ、３４ｂ（区別しないときは「記録ヘッド３４」という）を搭載している。記録ヘッド３４には、複数のノズルからなるノズル列が主走査方向と直交する副走査方向に配列されており、キャリッジ３３は、ノズルからのインク滴吐出方向が下方になるように記録ヘッド３４を装着している。

記録ヘッド３４は、それぞれ２つのノズル列を有し、記録ヘッド３４ａ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３４ｂ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。

また、キャリッジ３３には、記録ヘッド３４のノズル列に対応して各色のインクを供給するためのサブタンク３５ａ、３５ｂ（区別しないときは「サブタンク３５」と称する）を搭載している。サブタンク３５には、カートリッジ装填部９２に着脱自在に装着される各色のインクカートリッジ６５ｙ、６５ｍ、６５ｃ、６５ｋから、図３にも示す供給ポンプ３８を備えたポンプユニットによって各色の供給チューブ３６を介して、各色のインクが補給される。なお、各色のインクカートリッジ６５ｙ、６５ｍ、６５ｃ、６５ｋは、区別しないときは「インクカートリッジ６５」と称する。各色の供給チューブ３６は、各色のインク供給路となる。

一方、給紙カセット９０は、用紙４２を載置し、装置本体９９側に設けられた給紙ローラ４３に用紙４２を接触させる給送位置（図１に示す位置状態）と該給送位置から下降した下降位置との間で揺動可能な底板４１を有している。給紙カセット９０の底板４１上に積載した用紙４２を給紙するために、底板４１上の用紙４２を１枚ずつ分離給送する給紙ローラ４３及び給紙ローラ４３に対向し、用紙４２に対する摩擦係数の大きな材質からなる分離手段としての分離パッド４４を備えている。この分離パッド４４は、図示しないばね等の付勢手段によって給紙ローラ４３側に付勢（勢いが付されることを意味する）されている。

そして、給紙カセット９０から給紙された用紙４２を記録ヘッド３４の下方側に送り込むために、搬送部９５が配置されている。搬送部９５は、用紙４２を案内するガイド部材４５、カウンタローラ４６、搬送ガイド部材４７、先端加圧コロ４９を有する押さえ部材４８及び給送された用紙４２を静電吸着して記録ヘッド３４に対向する位置で搬送するための搬送ベルト５１を備えている。

この搬送ベルト５１は、無端状ベルトであり、搬送ローラ５２とテンションローラ５３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。この搬送ベルト５１の表面を帯電させるための帯電手段である帯電ローラ５６を備えている。この帯電ローラ５６は、搬送ベルト５１の表層に接触し、搬送ベルト５１の回動（正逆方向に円運動することを意味する）に従動して回転するように配置されている。搬送ベルト５１は、図示しない副走査モータにより、タイミングベルト（図示せず）を介して搬送ローラ５２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。

記録ヘッド３４で記録された用紙４２を排紙するための排紙部９６として、搬送ベルト５１から用紙４２を分離するための分離爪６１と、排紙ローラ６２及び排紙コロである拍車６３と、排紙ローラ６２の下方に配置された排紙トレイ９１とを備えている。

装置本体９９の背面部には、両面ユニット７１が着脱自在に装着されている。この両面ユニット７１は、搬送ベルト５１の逆方向回転で戻される用紙４２を取り込んで反転させて、再度、カウンタローラ４６と搬送ベルト５１との間に給紙する。また、この両面ユニット７１の上面は、手差しトレイ７２としている。

更に、キャリッジ３３の走査方向一方側の非印字領域には、記録ヘッド３４のノズルの状態を維持し回復するための維持回復機構８１を配置している。この維持回復機構８１は、キャップ部材８２ａ、８２ｂ（区別しないときは「キャップ部材８２」という）と、ワイパ部材８３と、空吐出受け８４と、キャリッジロック８７等とを備えている。キャップ部材８２は、記録ヘッド３４の各ノズル面をキャッピングするためのものであり、ワイパ部材８３は、ノズル面をワイピングするためのワイパブレード等からなる。空吐出受け８４は、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ものであり、キャリッジロック８７は、維持回復機構８１による維持回復動作を行えるようにキャリッジ３３をロックするためのものである。

維持回復機構８１の下方側には、維持回復動作のうちの空吐出受け８４に対する空吐出及びワイパ部材８３の清掃によって空吐出受け８４から生じる廃液を収容するための交換されない第１廃液タンク８５を備えている。また、維持回復機構８１の側方側には、カートリッジ装填部９２の下側に装置本体の前面側から交換可能な第２廃液タンク８６を、それぞれ備えている。

また、キャリッジ３３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８８を配置している。この空吐出受け８８には、記録ヘッド３４のノズル列方向に沿った開口部８９などを備えている。

上述したように構成したこの画像形成装置においては、給紙カセット９０から用紙４２が１枚ずつ分離給紙され、ほぼ鉛直上方に給紙された用紙４２はガイド部材４５で案内され、搬送ベルト５１とカウンタローラ４６との間に挟まれて搬送される。こうして搬送される用紙４２は、更に先端を搬送ガイド部材４７で案内され、先端加圧コロ４９で搬送ベルト５１に押し付けられ、ほぼ９０°搬送方向を転換される。

この際、帯電ローラ５６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５１が交番する帯電電圧パターン、即ち、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５１上に用紙４２が給送されると、用紙４２が搬送ベルト５１に静電的に吸着され、搬送ベルト５１の周回移動によって用紙４２が副走査方向に搬送される。

そこで、キャリッジ３３を移動させながら画像信号に応じて記録ヘッド３４を駆動することにより、停止している用紙４２にインク滴を吐出して１行分を記録し、用紙４２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４２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４２を排紙トレイ９１に排紙する。

そして、記録ヘッド３４のノズル(図示せず)の維持回復を行うときには、キャリッジ３３をホーム位置である維持回復機構８１に対向する位置に移動する。そして、キャップ部材８２によるキャッピングを行って上記ノズルからの吸引を行うノズル吸引、画像形成に寄与しない液滴を吐出する空吐出などの維持回復動作を行うことにより、安定した液滴吐出による画像形成を行うことができる。
更に、キャリッジ３３の走査方向一方側の非印字領域には、記録ヘッド３４のノズルの状態を維持し回復するための維持回復機構８１を配置している。この維持回復機構８１は、キャップ部材８２ａ、８２ｂ（区別しないときは「キャップ部材８２」という）と、ワイパ部材８３と、空吐出受け８４と、キャリッジロック８７等とを備えている。キャップ部材８２は、記録ヘッド３４の各ノズル面(図示せず)をキャッピングするためのものであり、ワイパ部材８３は、上記ノズル面をワイピングするためのワイパブレード等からなる。空吐出受け８４は、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ものであり、キャリッジロック８７は、維持回復機構８１による維持回復動作を行えるようにキャリッジ３３をロックするためのものである。

図３を参照して、キャリッジ３３及び維持回復機構８１の構成・動作を補説する。図３は、キャリッジ３３が維持回復機構８１に移動したときの構成・動作を説明する模式的な説明図である。図２でも説明したように、インク供給路となる供給チューブ３６の経路中には、メインタンクとなるインクカートリッジ６５からキャリッジ３３に配設されたサブタンク３５へ各色のインクを送給するための供給ポンプ３８が接続されている。供給ポンプ３８は、例えばチュービングポンプであり、正転及び逆転動作によりインクの送液と吸引とが可能である。
なお、サブタンク３５内に貯蔵しているインクが液滴吐出ヘッドである記録ヘッド３４から漏液しないようにするために、サブタンク３５内を負圧状態にする図示しない機構を配置してもよい。

サブタンク３５には、透気等によりサブタンク３５内に蓄積された空気を排出するための空気経路３９及び大気開放弁４０が配設されている。大気開放弁４０を開状態にしながらインクをサブタンク３５へ供給することで蓄積された空気を排出する。大気開放しながらインク供給を行うと、サブタンク３５内は大気圧状態となるため、大気開放弁４０を閉じた後、供給ポンプ３８を逆転し記録ヘッド３４からインクを吸引するなどしてサブタンク３５内のインクを排出し、サブタンク３５内に負圧を作る必要がある。
キャリッジ３３には、エンコーダセンサ６６が配設されていて、装置本体９９側に配設されているエンコーダシート６７を読み取ることにより、キャリッジ３３の主走査方向の位置を検知することができる。

図３に示すように、記録ヘッド３４の各ノズル孔(図示せず)をキャッピングするための維持回復機構８１のキャップ部材８２とノズル面(図示せず)とは、相対的に移動することが可能に構成されている。キャップ部材８２を上記ノズル面に押し当てることで、記録ヘッド３４の上記各ノズル孔をキャッピングすることができる。キャップ部材８２の少なくとも１つは、液体や気体を吸引する維持ポンプ６８に連通されている。これにより、上記ノズル面とキャップ部材８２が当接した状態で維持ポンプ６８を駆動して吸引することにより、キャップ部材８２内を負圧にし、上記ノズル孔からインク（記録液）を第１廃液タンク８５に排出することができる。なお、「当接」とは、突き当てた状態で接することを意味する。

このように構成される維持回復機構８１は、ノズルの吐出状態の維持のため、上記ノズル面から維持ポンプ６８を用いてインクを吸引し排出することで、上記ノズル孔に詰まった異物（増粘したインク等）や気泡をインクと共に吐き出す維持回復動作が設定されている。その後、ノズル面をワイパで払拭することでノズル孔にインクのメニスカスを作り、インクを正常に吐出可能となる。

この維持回復動作には、少なくとも２種類が設定されている。１つはクリーニング動作で、他の１つはノズル抜けの吐出不良が多く生じたときに吐出状態を回復させるリフレッシングである。
通常の吐出状態維持のためには、クリーニング動作を行う。クリーニング動作は、大気開放弁４０を閉じたままインクをノズル孔から一定量吸引し、インクと共にノズル孔から異物を吐き出すことで吐出状態の回復を行う。吸引を行いキャップ部材８２とノズル面を相対的に移動させた後、ワイパでノズル面を払拭することでメニスカスを生成する。

上述したとおり、メインタンクであるインクカートリッジ６５のインクを加圧して、サブタンク３５を経由して記録ヘッド３４に供給する圧送機構６０は、供給ポンプ３８及び供給チューブ３６で主に構成される。また、複数のノズルを覆いキャッピングするためのキャップ部材８２と連通し、キャップ部材８２内を負圧にすることで複数のノズルからインクを排出する吸引機構６４は、キャップ部材８２及び維持ポンプ６８で主に構成される。なお、上記した供給ポンプ３８と維持ポンプ６８とは、同一の駆動源を使用してもよい。

図４〜図７を参照して、記録ヘッド３４の細部構成について説明する。図４は、記録ヘッド３４のノズル配列方向と直交する方向に沿う断面図である。図５は、記録ヘッド３４の内部構成を示す模式的な平面図である。図６は、記録ヘッド３４のノズル配列方向に沿う模式的な断面図であり、図７は図６の上部部分を除去破断して個別液室６及び共通液室１０周りを拡大して示す模式的な拡大断面図である。
図４に示すように、記録ヘッド３４は、流路基板又は液室基板とも呼ばれる流路板２と、この流路板２の上面に接合した振動板部材３と、流路板２の下面に接合したノズル板１とを有する。これらによって液滴を吐出する複数のノズル４がそれぞれノズル連通路５を介して連通する個別流路としての複数の個別液室６、個別液室６にインクを供給する流体抵抗部を兼ねた供給路７、この供給路７を介して個別液室６と連通する連通部８を形成している。そして、振動板部材３に形成した供給口９ａにフィルタ部を設け、後述するフレーム部材１７に形成した共通液室１０からインクを連通部８に供給する。なお、個別液室は、単に液室ないし加圧液室、圧力室、加圧室、流路などとも称される。

流路板２は、例えば結晶面方位（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、ノズル連通路５、個別液室６となる凹部や穴部を形成したものである。流路板２は、単結晶シリコン基板で形成されたものに限られるものではなく、その他のステンレス基板や感光性樹脂などを用いることもできる。例えば、ＳＵＳ基板に酸性エッチング液でエッチング、あるいは打ち抜き（プレス）などの機械加工をすることで形成することもできる。流路板２の個別液室６の間は、液室間隔壁６Ａとなる。

振動板部材３は、第１層３Ａと第２層３Ｂと第３層３Ｃとで形成されている。そして、この振動板部材３は、各個別液室６に対応してその壁面を形成する第１層３Ａで形成された各振動領域（ダイアフラム部）３ａを有する。この振動領域３ａの中に、面外側（個別液室６と反対面側）に第１層３Ａ及び第２層３Ｂで形成された島状凸部３ｂが設けられている。この島状凸部３ｂに振動領域３ａを変形させる圧力発生手段（アクチュエータ手段、駆動手段）としての電気機械変換素子を含む圧電アクチュエータ２０を配置している。

この圧電アクチュエータ２０は、ベース部材１３下に接着剤接合した２つの積層型圧電部材１２を有する。積層型圧電部材１２には、ハーフカットダイシングによって溝を加工して１つの圧電部材１２に対して所要数の圧電素子柱（図４と直交する断面に現われる）を所定の間隔で櫛歯状に形成している。
そして、駆動圧電素子柱１２Ａの下端面（接合面）を振動板部材３の島状凸部３ｂに接合している。この実施形態では、駆動圧電素子柱１２Ａの液室長手方向の長さが振動板部材３の島状凸部３ｂの液室長手方向の長さよりも長い形状となっている。

ここで、圧電部材１２は、圧電材料層２１と内部電極２２Ａ、２２Ｂとを交互に積層したものであり、内部電極２２Ａ、２２Ｂをそれぞれ端面、即ち圧電部材１２の振動板部材３にほぼ垂直な側面に引き出している。この側面に形成された端面電極としての外部電極２３、２４に接続し、外部電極２３、２４間に電圧を印加することで積層方向の変位を生じる。ここで、一方の外部電極２３を個別外部電極（個別電極）とし、他方の外部電極２４を共通外部電極（共通電極）として使用する。

また、圧電部材１２には、駆動圧電素子柱１２Ａに駆動信号を与えるための可撓性を有する配線部材（フレキシブル配線基板）としてのＦＰＣ１５が接続されている。ＦＰＣ１５には、図示しないが駆動圧電素子柱１２Ａに駆動波形を与えるドライバＩＣ（駆動回路）が搭載されている。

ノズル板１は、ニッケル（Ｎｉ）の金属プレートから形成したもので、エレクトロフォーミング法（電鋳）で形成しているが、ステンレスなどの金属、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なども用いることができる。このノズル板１には、各個別液室６に対応して直径１０〜３５μｍのノズル孔であるノズル４を形成し、流路板２に接着剤接合している。そして、このノズル板１の液滴吐出側面（吐出方向の表面：吐出面、又は個別液室６側と反対の面）には、撥水層を設けている。

さらに、これらの圧電部材１２、ベース部材１３及びＦＰＣ１５などで構成される圧電アクチュエータ２０の外周側には、エポキシ系樹脂或いはポリフェニレンサルファイトで射出成形により形成したフレーム部材１７を接合している。そして、このフレーム部材１７には、前述した共通液室１０を形成し、更に共通液室１０に外部からインクを供給するための供給口(図示せず)を形成し、この供給口は図示しないサブタンクやインクカートリッジなどのインク供給源に接続される。

このように構成した記録ヘッド３４においては、例えば押し打ち方式で駆動する場合には、図示しない制御部から記録する画像に応じて駆動圧電素子柱１２Ａに２０〜５０Ｖの駆動パルス電圧を選択的に印加する。すると、パルス電圧が印加された駆動圧電素子柱１２Ａが変位して振動板部材３の振動領域３ａをノズル板１方向に変形させ、個別液室６の容積（体積）変化によって個別液室６内の液体を加圧することで、ノズル板１のノズル４からインク液滴が吐出される。そして、インクの吐出に伴って個別液室６内の圧力が低下し、このときの液流れの慣性によって個別液室６内には若干の負圧が発生する。この状態の下において、駆動圧電素子柱１２Ａへの電圧の印加をオフ状態にすることによって、振動板部材３の振動領域３ａが元の位置に戻って個別液室６が元の形状になるため、さらに負圧が発生する。このとき、共通液室１０から個別液室６内にインクが充填され、次の駆動パルスの印加に応じてインク液滴がノズル４から吐出される。

図６及び図７にも示すように、記録ヘッド３４はインクを吐出面から液滴として吐出するノズル４を複数持つ。各ノズル４にはそれぞれ連通する個別液室６が記録ヘッド３４内に構成されている。記録ヘッド３４は、個別液室６内に圧力発生手段である圧電アクチュエータ２０を用いて圧力を生じさせ、個別液室６内に充填されているインクをノズル４から瞬時に押し出すことで液滴を吐出する。各々の個別液室６は、液体供給経路としてのインク供給経路Ｘを介して共通液室１０と連通しており、インクは共通液室１０から個別液室６に分配されるようになっている。共通液室１０は供給口２５を持ち、サブタンク３５内のインクはフィルタユニット２６を通過し供給口２５より共通液室１０に供給される。

図３及び図６に示すように、サブタンク３５は空気経路３９を介して大気開放弁４０及び大気に連通している構成であり、図６及び図７に示すように、サブタンク３５内部のインク６９はサブタンク３５内で空気と触れ合っている。そのため、サブタンク３５内部のインク６９に空気が溶け込んでしまう。このように溶け込んだ空気は、印字による記録ヘッド３４温度の上昇などで、記録ヘッド３４内に気泡７０を発生させる原因となる。発生した気泡７０は、矢印で示すインク供給経路Ｘの下流側に流れ、個別液室６からノズル４に侵入し吐出不良の原因となる。なお、以下各図の簡明化のため、気泡７０等を拡大誇張して単数ないし数個のみを示し、インク供給経路Ｘの下流側を共通液室１０の外側に図示することがある。

このように発生した気泡７０を排出する動作でないときに、意図せず気泡７０をノズル４（個別液室６）に侵入させないようにして、吐出不良の発生を防止する実施例を以下に説明する。

説明が前後するが、本発明に特有の第１のメンテナンス及び第２のメンテナンスについて説明しておく。第１及び第２のメンテナンスは、上記維持回復動作の他に設定されている。記録ヘッド３４のノズル４からインクを排出する第１のメンテナンス手段及び第１のメンテナンス手段によるインク排出量よりも多くのインクをノズル４から排出する第２のメンテナンス手段は、圧送機構６０及び／又は吸引機構６４で構成されている。換言すれば、第１及び第２のメンテナンス手段によるインク排出は、圧送機構６０及び／又は吸引機構６４により行われる（請求項４）。以下、第１のメンテナンス手段により行われるインク排出動作を、単に第１のメンテナンスと、第２のメンテナンス手段により行われるインク排出動作を、単に第２のメンテナンスと呼ぶこととする。

第１及び第２のメンテナンスは、吸引機構６４の維持ポンプ６８を用いた吸引、圧送機構６０の供給ポンプ３８を用いた加圧で行う。第１のメンテナンスと第２のメンテナンスのインク排出量を違える方法は、図８に示す組み合わせとして複数考えられる。図８（ａ）、図８（ｂ）、図８（ｃ）のグラフにおいて、横軸には時間（ｔ）が、縦軸にはポンプ信号の強さ（大きさ）が、それぞれ取られている。
図８（ａ）に示すように、吸引・維持ポンプ信号の強さ（ポンプ出力）が同一の条件で、第１のメンテナンスの吸引時間より第２のメンテナンスの吸引時間を長く設定する方法が挙げられる。また、図８（ｂ）に示すように、第１のメンテナンスの吸引・維持ポンプ信号（ポンプ出力）より第２のメンテナンスのポンプ信号（ポンプ出力）を強く設定する方法（吸引・維持ポンプ信号：維持ポンプの回転速度に影響する信号）が挙げられる。さらには、図８（ｃ）に示すように、第１のメンテナンスの加圧・供給ポンプ信号の強さ（ポンプ出力）より第２のメンテナンスのポンプ信号（ポンプ出力）を強く設定する加圧による方法で行ってもよい。もちろん、第１のメンテナンス及び第２のメンテナンスは、吸引と加圧を組み合わせた動作で実現してもよい。

[従来例]
図９（ａ）を参照して、従来例である記録ヘッド１３４について説明する。図９（ａ）は従来例を示す記録ヘッド１３４の要部の断面図である。図９（ａ）に示すように、従来例の記録ヘッド１３４では、共通液室１１０を構成するフレーム部材１１７の上壁面１１７ａには、空気溜まりを作るような段差形状が無く平坦面になっている。そのため、上述した経緯で発生した気泡７０を排出するために、多量のインク排出が必要となってしまう。これに対して、図９（ｂ）及び図１０に示す本発明の実施例１を始めとする後述の実施例等では、後で詳述するように、はるかに少ないインク排出量で気泡７０を記録ヘッド３４の外に排出することが可能であり、気泡排出性能が格段に向上している。

[実施例１]
図９（ｂ）及び図１０を参照して、本発明の実施例１について説明する（請求項２、請求項４）。図９（ｂ）は本発明の実施例１を示す記録ヘッドの要部を一部破断・省略した断面図、図１０は、実施例１において実施される第１及び第２のメンテナンスにより気泡の排出推移状態を説明する説明図である。なお、以下各図の簡明化のため、気泡７０を含め、図９（ｂ）及び図１０等に示す第１及び第２の段差等を拡大誇張して示す。
図９（ｂ）に示すように、実施例１の記録ヘッド３４は、共通液室１０を構成する上壁面１７ａにおけるインク供給経路Ｘの上流側に形成された、少なくとも１つの第１の段差７５と、インク供給経路Ｘの最下流側に形成された第２の段差７８とを有する。

第１の段差７５には、上述した経緯で発生しインク供給経路Ｘの上流側へ浮かび上がる、つまり共通液室１０におけるインク供給経路Ｘの上流側へ逆流する気泡７０を捕捉し保持する下向き凹部状の空気溜まりＳ１が形成されている。第１の段差７５は、実施例１では複数のｎ個が形成されている。図９（ｂ）において、複数のｎ個の第１の段差７５は、実際にその形状が図示されている２個を含め７５−ｎで示し、他の第１の段差７５形状は省略している。

第２の段差７８（の作る空気溜まりＳ２）は、第１の段差７５（の作る空気溜まりＳ１）よりも大きな形状で形成されている。言い換えれば、個別液室６に最も近い第２の段差７８は、他の第１の段差７５同士の間隔よりも広い幅で、且つ、第１のメンテナンスでは個別液室６まで到達しないような深い凹部形状（空気溜まりＳ２）で形成されている。第２の段差７８には、上述した経緯で発生しインク供給経路Ｘの上流側へ浮かび上がる気泡７０を捕捉し保持する下向き凹部状の空気溜まりＳ２が形成されている。この構成により、従来問題となっていたように、意図しないときにときに誤って気泡を個別液室６に侵入させることがない。

ここで、共通液室１０を構成する上壁面１７ａについて補説する。個別液室６と共通液室１０の供給口２５（図６及び図７等参照）の距離（インク供給経路Ｘに沿う図において左右方向の距離）は、個々の個別液室６により異なる。このため、共通液室供給口近傍の個別液室６でインクを吐出され消費されると、供給口２５から距離があるにつれて流速が遅くなり、個別液室６へのインクの供給が間に合わなくなる。供給口２５からの距離がある個別液室６にも安定的にインクを供給するため、供給口２５から距離があるほど断面積を小さくし、流速を速くすることが望ましい。そのため、図９（ｂ）に示す実施例１等では、供給口２５から遠ざかるにつれて共通液室１０の上壁面１７ａがインク供給経路Ｘの上流から下流側にいくにつれ徐々に下がるように傾斜（図において左下がりの傾斜）する傾斜面としている。この構成によって、供給口２５から距離があるほど共通液室１０の断面積を小さくしている。第１の段差７５及び第２の段差７８の形成部位は、気泡７０の発生・成長・移動する経過を考慮し、図１０で説明する技術事項から考えて、インク供給経路Ｘの上流から下流側に沿う共通液室１０の上記した傾斜面の上壁面１７ａであることが望ましい。
なお、図９（ａ）に示した従来例の個別液室１１０の上壁面１１７ａも、図９（ｂ）に示す実施例１等の上壁面１７ａと同様に、インク供給経路Ｘの上流から下流側にいくにつれ徐々に下がるように傾斜（図において左下がりの傾斜）する傾斜面としている。

以下、後述の実施例を示す各図では、図の簡明化のため、第１の段差７５に形成される空気溜まりＳ１、及び第１の段差７８に形成される空気溜まりＳ２は、その図示を省略し、図９（ｂ）のみに示すこととする。
複数のｎ個の第１の段差７５（の作る空気溜まり）は、以下の各図では全て同じ形状に描かれているが、第２の段差７８（の作る空気溜まりＳ２）と比べて小さければ、異なる形状のものでもよい。

第１の段差７５及び第２の段差７８の形状は、図９（ｂ）に示したような断面形状で、下方が開口した凹部状のほぼ三角形状の空気溜まりＳ１、Ｓ２を作る形状に限られない。即ち、インク供給経路Ｘの上流側へ浮かび上がる気泡７０を捕捉し保持する形状であれば、多少変形した形状であってもよく、溝状、半円ないし半楕円形状でもよい。図９（ｂ）に示した第１の段差７５及び第２の段差７８の形状は、図１０で説明するように、浮力を考慮し気泡を移動させる形状としては、他の形状と比較して優れていると考えられる。また、最近では半導体プロセスやマイクロ・エレクトロ・メカニカル・システム（ＭＥＭＳ）の進歩により、レーザ加工を含め、第１の段差７５及び第２の段差７８の形状であれば溝形状を作る場合と比べ製作も比較的容易である。

第１の段差７５及び第２の段差７８の大きさ・寸法については、特に規定しなかったが、上記基本的な機能を発揮できる大きさ・寸法であればよい。なお、大きさ・寸法の設定・設計に当たっては、液体であるインク中の気泡の成長を観察し、試験等を行った上で最適な大きさ・寸法の範囲を設計することが好ましい。

図１０を参照して、記録ヘッド３４を備えた画像形成装置１００で実行される実施例１の動作を説明する。図１０では、インク供給経路Ｘの最下流側に形成された第２の段差７８（以下、単に「段差７８」ともいう）が１個、インク供給経路Ｘの上流側に形成された第１の段差７５（以下、単に「段差７５」ともいう）が４個、合計５個である場合について説明する。
図１０（ａ）には、上述した経緯で発生したインク供給経路Ｘの上流側へ浮かび上がる気泡７０が示されている。ここで、図８で説明したような第１のメンテナンスが１回実施されると、図１０（ｂ）に示すように、気泡７０は排出されるインクの流れに乗ってインク供給経路Ｘの下流側へ流れて、破線で示す位置に進む。その後、破線で示す位置まで進んだ紀行７０は、気泡７０自身の浮力によって１段目の段差７５−１の図示しない空気溜まりに捕捉（トラップ）され保持される。

更に、３回（計４回）の第１のメンテナンスが実施されると、上述したと同様の経過を辿り、図１０（ｃ）に示すように、気泡７０は４段目の段差７５−１の図示しない空気溜まりにトラップされ保持される。このように、第１のメンテナンスが実施される毎に、気泡７０は一段一段インク供給経路Ｘの下流側へ進んでいく。このような構成がないと、気泡７０がその浮力で一番上まで浮き上がってしまい、共通液室１０が気泡だらけになり、回復不可能な不具合につながってしまう。

図１０（ｃ）に示す状態から、更に、１回（計５回）の第１のメンテナンスが実施されると、図１０（ｄ）に示すように、気泡７０は排出されるインクの流れに乗ってインク供給経路Ｘの最下流側へ流れて、第２の段差７８の図示しない空気溜まりにトラップされ保持される。上述した第１のメンテナンスのインク排出性能から、これ以上第１のメンテナンスを何度実施しても第１のメンテナンスではインク排出量が少ない。そのため、図１０（ｄ）に示すような状態までしか気泡７０は下流に進まず、意図しないときにときに誤って個別液室６に侵入することはない。そのため、吐出不良を引き起こさない。

図１０（ｄ）に示す状態（第２の段差７８の上記空気溜まりに蓄積されている状態）にある気泡７０は、第２のメンテナンスを実施することにより、第２のメンテナンスはインク排出量が多いため、個別液室６を経由してノズル４から外へ排出される。

上記したとおり、第１のメンテナンスによるインク排出によって、第１の段差７５内に存在する気泡７０は第１の段差７５よりもインク供給経路Ｘの下流側へ流れるとともに、第２の段差７８内に存在する気泡７０は第２の段差７８からインク供給経路Ｘの下流側へ流れないように構成されている。また、第２のメンテナンスによるインク排出によって、第２の段差７８内に存在する気泡７０は第２の段差７８よりインク供給経路Ｘの下流側へ流れるように構成されていた。

実施例１では、第１及び第２のメンテナンスが実行される制御構成及び動作タイミング等について説明を省略したが、例えば、図１２の制御構成とほぼ同様（実施例１では温度センサ５９のみ不要）であり、制御手段５０の指令の下に適宜のタイミングで実行される。

上記したとおり、本実施例１によれば、インク排出動作のときにだけ気泡を共通液室から個別液室へ侵入させ、気泡の排出を確実に行うことができる。これにより、気泡を排出する動作でないときに意図せず気泡を共通液室から個別液室に侵入させないので、吐出不良の発生を未然に防止することができる。換言すれば、本実施例１を含め後述の実施例等によれば、ノズル安定性（ノズルダウンのしにくさ）の向上と、ノズル回復性（メンテナンスでの治りやすさ）の向上との両方とも達成している。

[変形例１]
図１１を参照して、実施例１の変形例１について説明する（請求項３）。図１１（ａ）は、変形例１の記録ヘッドの要部を一部破断・省略した断面図、図１１（ｂ）は、第１及び第２の段差の傾斜面の傾斜の度合いに係る気泡に作用する力を説明する図である。
変形例１は、実施例１と比較して、図１１（ａ）及び図１１（ｂ）に示すように、インク供給経路Ｘの下流側における第２の段差７８の傾斜面７８ａは、第１の段差７５の傾斜面７５ａよりも傾斜の度合いが急である点が相違する。この相違点以外の変形例１は、実施例１と同様である。

図１１（ｂ）に示すように、第２の段差７８側では、その傾斜面７８ａに接する気泡７０に働く浮力７８Ｆ１によって、排出力に抗う力の成分である分力７８Ｆ２が生じる。一方、第１の段差７５側では、その傾斜面７５ａに接する気泡７０に働く浮力７５Ｆ１によって、排出力に抗う力の成分・分力７５Ｆ２が生じる。図から明らかのように、第２の段差７８側の排出力に抗う力の成分である分力７８Ｆ２が、第１の段差７５側の排出力に抗う力の成分・分力７５Ｆ２よりも大きくなる（７８Ｆ２＞７５Ｆ２）。これにより、第１のメンテナンス時に意図せず個別液室に気泡を侵入させてしまうことを未然に防止することができる。

[実施例２]
図１２及び図１３を参照して、本発明の実施例２について説明する（請求項４、請求項５、請求項６）。図１２は、実施例２の要部の制御構成を示すブロック図である。図１３は、実施例２の制御内容を説明する線図である。
実施例２は、上記実施形態及び実施例１と比較して、図１２に示すように、記録ヘッド３４の温度を検知する温度センサ５９を用いる点、記録ヘッド３４の温度に基づいて第１及び第２のメンテナンス手段を制御する制御手段５０を用いる点が主に相違する。温度センサ５９は、例えば熱電対で構成されていて、図１に示す記録ヘッド３４の近傍に配設されており、記録ヘッド３４の温度を検知するヘッド温度検知手段として機能する。制御手段５０は、温度センサ５９により検知された記録ヘッド３４の温度が予め設定された上昇温度差に係る閾値を超えたときに、インク排出を実行するように第１及び第２のメンテナンス手段を制御する機能を有する。

制御手段５０は、図１２に示す温度センサ５９からの情報（データ信号）に基づいて、第１、第２のメンテナンス手段である供給ポンプ３８及び／又は維持ポンプ６８の作動を制御する機能を有する。また、制御手段５０は、図１２に示すエンコーダセンサ６６からの情報（データ信号）に基づいて、主走査モータ５４の駆動を制御することにより、図１に示したキャリッジ３３の移動位置及び停止位置を制御している。

制御手段５０は、図１２に示すように、ＣＰＵ５０ａ、図示しないＩ／Ｏ（入出力）ポート、ＰＲＯＭ等を含むＲＯＭ５０ｂ、ＲＡＭ５０ｃ及びタイマ５０ｄ等を備え、それらが信号バスによって接続された構成を有するマイクロコンピュータを具備している。ＣＰＵ５０ａは、制御手段５０により実行される上記制御を行うための演算機能及び制御機能を有する。ＲＯＭ５０ｂには、ＣＰＵ５０ａの演算機能及び制御機能を発揮するためのプログラムや、ＣＰＵ５０ａの演算機能及び制御機能を発揮するための関係データ（例えば上昇温度差に係る閾値を求めるための計算式等）が予め記憶されている。
ＲＡＭ５０ｃは、例えば電池等によってバックアップされていて、温度センサ５９により検知された記録ヘッド３４の温度等を随時記憶保持することができると共に、ＣＰＵ５０ａを介して各種データ・オンオフ信号等を随時記憶する機能を有する。タイマ５０ｄは、例えば電池等によってバックアップされていて、図１３に示す時間を計時して保持する計時手段として機能する。

前述したように液体であるインクの温度を上昇させると、インクに溶けていた空気が気泡となって発生する。上昇した温度差によってその気泡の発生量は異なるため、温度センサ５９により検知・計測された温度上昇に基づいて、第１及び第２のメンテナンスを実施することで、記録ヘッド３４のノズル４への気泡進入防止性能は格段に上昇する。そこで、実施例２では、図１３に示すように、記録ヘッド３４の温度変化を温度センサ５９で常時或いは随時監視し、上昇温度差が予め設定された温度差閾値を超えた場合に、第１のメンテナンスや第２のメンテナンスを実施するという判断を実行するものである。
なお、インクの温度が上昇して発生した気泡の排出については、上記した実施例１と同様のプロセス・経過で問題なく排出される。

上記したとおり、本実施例２によれば、記録ヘッドの温度上昇時に発生した気泡をタイミングよく確実に排出することができる。

上述の実施例２に加えて、以下のように構成してもよい。即ち、第１の段差７５を複数有し、制御手段５０は、上記上昇温度差に係る閾値を超えたときに、第１のメンテナンス手段が第１の段差の数と同じ回数インク排出を実行するように制御し、その後に、第２のメンテナンス手段がインク排出を実行するようにしてもよい。
上記したように構成すれば、気泡が発生してから少し排出側の段差に進めて排出しやすい状態で第２のメンテナンスを実施することで、より気泡の排出性を向上させることができる。

[実施例３]
図１４を参照して、本発明の実施例３について説明する（請求項１）。図１４は、実施例３を示す記録ヘッドの要部の断面図である。
図１４に示す実施例３は、第２の段差７８がインク供給経路Ｘの最下流側になく、インク供給経路Ｘの上流側に形成された第１の段差７５より段差数の少ない、第１の段差７５の大きさと同等の第３の段差７６をインク供給経路Ｘの最下流側に配置したものである。実施例３の第１及び／又は第２のメンテナンスは、実施例１と同様に実行される。

第２の段差７８よりインク供給経路Ｘの最下流側に配置された第３の段差７６の段差数が、第２の段差７８より上流側に配置された第１の段差７５の段差数に比べて小さいほうが、気泡排出動作時の気泡排出効率の観点から効果的である。
実施例３によれば、実施例１等で詳述した技術内容から同実施例１と同様の効果を奏することは無論である。

以上本発明の好ましい実施の形態について説明したが、本発明はかかる特定の実施形態及び実施例に限定されるものではなく、上述の説明で特に限定していない限り、特許請求の範囲に記載された本発明の趣旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。例えば、上記実施形態と実施例１ないし３と変形例１とを適宜組み合わせたものであってもよい。

例えば、本発明を適用する画像形成装置は、上述のタイプの画像形成装置に限らず、他のタイプの画像形成装置であってもよい。即ち、本発明を適用する画像形成装置は、複写機、ファクシミリの単体、あるいはこれらの複合機、これらに関するモノクロ機等の複合機であってもよい。その他、本発明を適用する画像形成装置は、電気回路形成に用いられる画像形成装置、バイオテクノロジー分野において所定の画像を形成するのに用いられる画像形成装置であってもよい。圧力発生手段としては、上記実施形態例の圧電素子等の電気機械変換素子で構成されるものに限らず、ヒータ等の電気熱変換素子等でもよい。

本発明の実施の形態に記載された効果は、本発明から生じる最も好適な効果を列挙したに過ぎず、本発明による効果は、本発明の実施の形態に記載されたものに限定されるものではない。

１ ノズル板
２ 流路板
３ 振動板部材
４ ノズル
５ ノズル連通路
６ 個別液室
７ 供給路
１０ 共通液室
１２ 圧電部材
１３ ベース部材
１７ フレーム部材
１７ａ 共通液室の上壁面
２０ 圧電アクチュエータ（圧力発生手段）
２５ 供給口
２６ フィルタユニット
３４ 記録ヘッド（液滴吐出ヘッドの一例）
３５ サブタンク
３６ 供給チューブ
３８ 供給ポンプ
５０ 制御手段
５９ 温度センサ（ヘッド温度検知手段の一例）
６０ 圧送機構（第１及び／又は第２のメンテナンス手段の一例）
６４ 吸引機構（第１及び／又は第２のメンテナンス手段の一例）
６５ インクカートリッジ（メインタンクの一例）
７０ 気泡
７５ 第１の段差
７５ａ 第１の段差の傾斜面
７６ 第３の段差
７８ 第２の段差
７８ａ 第２の段差の傾斜面
８１ 維持回復機構
８２ キャップ部材
１００ 画像形成装置
Ｓ１，Ｓ２ 空気溜まり
Ｘ インク供給経路（液体供給経路）

特開平１０−０２４５７２号公報 特開２００４−３５８７３７号公報

Claims (6)

1. 液滴を吐出する複数のノズルと、
   前記各ノズルに連通して該ノズルに供給する液体が充填される個別液室と、
   前記各個別液室内の液体を対応する前記ノズルから吐出する圧力を発生させる圧力発生手段と、
   前記各個別液室に液体を供給する共通液室と、
   前記共通液室を構成する上壁面における前記各個別液室への液体供給経路の上流側に形成され、前記上流側へ浮かび上がる気泡を捕捉し保持する凹部状の空気溜まりを作る少なくとも１つの第１の段差と、
   第１の段差における前記液体供給経路の下流側の前記上壁面に形成され、前記上流側へ浮かび上がる気泡を捕捉し保持する凹部状の空気溜まりを作る第１の段差よりも大きな第２の段差と、
   第１及び第２の段差における前記液体供給経路の最下流側の前記上壁面に第１の段差の数よりも少なく形成され、第１の段差の大きさと同等の第３の段差と、を備える液滴吐出ヘッドと、
   前記ノズルから液体を排出する第１のメンテナンス手段と、
   第１のメンテナンス手段による液体の排出量よりも多くの液体を前記ノズルから排出する第２のメンテナンス手段と、
   を有する画像形成装置であって、
   第１のメンテナンス手段による液体排出によって、第１の段差内に存在する気泡は第１の段差よりも前記液体供給経路の下流側へ流れるとともに、第２の段差内に存在する気泡は第２の段差から前記液体供給経路の下流側へ流れないように構成され、且つ、第２のメンテナンス手段による液体排出によって、第２の段差内に存在する気泡は第２の段差より前記液体供給経路の下流側へ流れるように構成されている画像形成装置。
2. 液滴を吐出する複数のノズルと、
   前記各ノズルに連通して該ノズルに供給する液体が充填される個別液室と、
   前記各個別液室内の液体を対応する前記ノズルから吐出する圧力を発生させる圧力発生手段と、
   前記各個別液室に液体を供給する共通液室と、
   前記共通液室を構成する上壁面における前記各個別液室への液体供給経路の上流側に形成され、前記上流側へ浮かび上がる気泡を捕捉し保持する凹部状の空気溜まりを作る少なくとも１つの第１の段差と、
   第１の段差における前記液体供給経路の最下流側の前記上壁面に形成され、前記上流側へ浮かび上がる気泡を捕捉し保持する凹部状の空気溜まりを作る第１の段差よりも大きな第２の段差と、を備える液滴吐出ヘッドと、
   前記ノズルから液体を排出する第１のメンテナンス手段と、
   第１のメンテナンス手段による液体の排出量よりも多くの液体を前記ノズルから排出する第２のメンテナンス手段と、
   を有する画像形成装置であって、
   第１のメンテナンス手段による液体排出によって、第１の段差内に存在する気泡は第１の段差よりも前記液体供給経路の下流側へ流れるとともに、第２の段差内に存在する気泡は第２の段差から前記液体供給経路の下流側へ流れないように構成され、且つ、第２のメンテナンス手段による液体排出によって、第２の段差内に存在する気泡は第２の段差より前記液体供給経路の下流側へ流れるように構成されている画像形成装置。
3. 請求項１又は２記載の画像形成装置において、
   第１及び第２の段差は、前記液体供給経路の上流側から下流側に向けて低くなる傾斜面をそれぞれ備えており、
   第２の段差の前記傾斜面は、第１の段差のそれよりも傾斜の度合いが急であることを特徴とする画像形成装置。
4. 請求項１ないし３の何れか１つに記載の画像形成装置において、
   前記液滴吐出ヘッドに供給する液体を収容するサブタンク、該サブタンクに供給する液体を収容するメインタンクから前記サブタンクへと液体を加圧して供給する圧送機構と、前記複数のノズルを覆いキャッピングするためのキャップ部材、該キャップ部材と連通し、該キャップ部材内を負圧にすることで前記複数のノズルから液体を排出する吸引機構との何れか一方の機構を有し、
   第１及び第２のメンテナンス手段による前記液体排出は、前記圧送機構及び／又は前記吸引機構により行われることを特徴とする画像形成装置。
5. 請求項１ないし４の何れか１つに記載の画像形成装置において、
   前記液滴吐出ヘッドの温度を検知するヘッド温度検知手段と、
   前記ヘッド温度検知手段により検知された前記液滴吐出ヘッドの温度が予め設定された上昇温度差に係る閾値を超えたときに、前記液体排出を実行するように第１及び第２のメンテナンス手段を制御する制御手段と、
   を有することを特徴とする画像形成装置。
6. 請求項５記載の画像形成装置において、
   前記制御手段は、前記上昇温度差に係る閾値を超えたときに、第１のメンテナンス手段が第１の段差の数と同じ回数前記液体排出を実行するように制御し、その後に、第２のメンテナンス手段が前記液体排出を実行するように制御することを特徴とする画像形成装置。

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