(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧力室内のインクを吐出するインクジェットヘッドと、
前記インクジェットヘッドの圧力室にインク供給源からのインクを供給するインク供給路と、
空気を保持可能な空気室と、
前記空気室よりも流路断面積の小さい、１つまた複数の絞り流路と、
前記インク供給路内のインクを加圧して前記インクジェットヘッドから排出させる加圧手段と、を有し、
前記空気室は前記絞り流路を介して前記インク供給路に連通していて、
前記絞り流路に前記インク供給路から流入するインクと空気の気液界面が形成された状態で、前記インクが前記加圧手段により加圧されたときの前記空気室及び前記絞り流路の空気の体積変化量が、前記加圧される直前の前記絞り流路の空気の総体積以下であり、
前記インク供給路の少なくとも一部がインク供給管により構成され、
前記空気室及び絞り流路は、前記インク供給管の内部にインクが連通可能な状態で挿入された空気保持部材と前記インク供給管の内面との間に形成されることを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項２】
前記空気の体積変化量が、前記絞り流路の空気の総体積以下となるように、前記絞り流路の総体積に対する前記空気室の体積比が設定されていることを特徴とする請求項１に記載のインクジェット記録装置。
【請求項３】
前記体積比が１以下であることを特徴とする請求項２に記載のインクジェット記録装置。
【請求項４】
前記体積比が０．５以下であることを特徴とする請求項２に記載のインクジェット記録装置。
【請求項５】
前記加圧手段により加圧されたときの前記インクジェットヘッド内のインクの圧力が１．５×１０５Ｐａ以上１．５×１０６Ｐａ以下であることを特徴とする請求項１または２に記載のインクジェット記録装置。
【請求項６】
前記空気保持部材の材質がステンレス鋼であることを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載のインクジェット記録装置。
【請求項７】
前記空気保持部材の材質がＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）であることを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載のインクジェット記録装置。
【請求項８】
前記インクの表面張力が２０〜４０ｍＮ／ｍであることを特徴とする請求項１〜７の何れか１項に記載のインクジェット記録装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクジェット記録装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、用紙やプラスチック薄板等の記録媒体にインクを吐出して所定の画像を記録するインクジェット記録装置が提案され、実用化されている。インクジェット記録装置は、ノズルを有するインクジェットヘッド（以下、ヘッドと記す場合がある。）を備えており、かかるインクジェットヘッドを所定の方向に移動させながらノズルから記録媒体に向けてインクを吐出することにより、記録媒体に所定の画像を記録している。
【０００３】
ところで、前記インクジェット記録装置に使用するインクは、インク供給容器よりインク供給管を介してキャリッジ上のヘッドに供給される場合がある。
【０００４】
このインク供給機構において、ヘッドが搭載されたキャリッジを走査するため、加減速や振動によりヘッドに供給されるインク圧力が変動する。その場合、ヘッドのノズルのインクメニスカス位置がずれることにより濃度むらを起こしたり、最悪の場合、メニスカスが破れて吐出不能になってしまうという問題がある。
【０００５】
また、従来の、このような現象の解決策として提案されているものに、特許文献１に示されるようなヘッドの上流にダンパーを配置する構成として、インク供給時の圧力変動を吸収するものがある。
【０００６】
特許文献１には、ヘッドへのインク流入管路及びインク流出管路経路内に空気室を設けてダンパー機能を持たせたインクジェット記録装置が開示されている。
【０００７】
また、ヘッド内部に空気室を配置してダンパー機能を持たせたものがある（例えば、特許文献２〜４参照）。
【０００８】
特許文献２には、ヘッドの共通インク室に隣接し気体を内部に保持する複数の空気室を設けてダンパー機能を持たせたインクジェットヘッドが開示されている。また、特許文献３には、ヘッドの共通インク室に隣接し共通インク室内のインクを伝わる圧力変動を吸収する気体を保持した空気室を有するインクジェットヘッドが開示されている。特許文献４には、ヘッドの共通インク室に隣接し空気口を介して連通する空気室と空気口を開閉する開閉弁を有するインクジェットヘッドが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平１１−１０９１１号公報
【特許文献２】特開平９−１３６４１５号公報
【特許文献３】特開平６−３４４５５８号公報
【特許文献４】特開２００６−３１５３６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、特許文献１〜３に開示されているような空気とインクを接触させて気液界面を形成させる構造では、このような場所に空気を安定して留めておくことは簡単ではなく、流出して圧力変動の吸収効果を失うことにより安定吐出に支障をきたすという問題がある。
【００１１】
このような問題に対処するため、空気室よりも流路断面積の小さい絞り流路を設け、この絞り流路にインク供給路から流入するインクと空気の気液界面となるインクメニスカスを形成することにより、空気室の体積を確保した上でインクメニスカスの保持力を高めることができ、空気の流出を抑制することができる。
【００１２】
しかしながら、インク供給路内のインクを加圧するパージ動作が行われた際に、空気が圧縮されるため、インクメニスカスが絞り流路内から空気室側に移動して空気室にも入り込み、加圧を戻した後もその一部が残留するため、パージ動作の繰り返しにより空気室の空気量が減少し、安定吐出に支障をきたすという問題が生じることが判明した。
【００１３】
いずれの特許文献にも、パージ動作により空気室内にインクが侵入することに関する記載はなく、このことが圧力変動の吸収効果に与える影響についても何ら開示がない。
【００１４】
特許文献４に開示されているように空気とインクとの界面に開閉弁等の部材を介在させることにより空気室へのインクの侵入を確実に防止することができる。しかしながら、このような構成とするには、新たな部品や製造プロセスが必要となり、また構造が複雑になるため特別な設計が必要となり、コストアップや信頼性低下を招く恐れがある。
【００１５】
本発明の目的は、以上の問題点の解決を図り、パージ動作による空気室からの空気の減少を、簡便な構造で抑制することができ、空気室内に保持された空気によりインクの供給圧力の変動を緩和し、吐出安定性を向上させることができるインクジェット記録装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明の課題は、以下のような構成により解決される。
【００１７】
１．圧力室内のインクを吐出するインクジェットヘッドと、
前記インクジェットヘッドの圧力室にインク供給源からのインクを供給するインク供給路と、
空気を保持可能な空気室と、
前記空気室よりも流路断面積の小さい、１つまた複数の絞り流路と、
前記インク供給路内のインクを加圧して前記インクジェットヘッドから排出させる加圧手段と、を有し、
前記空気室は前記絞り流路を介して前記インク供給路に連通していて、
前記絞り流路に前記インク供給路から流入するインクと空気の気液界面が形成された状態で、前記インクが前記加圧手段により加圧されたときの前記空気室及び前記絞り流路の空気の体積変化量が、前記加圧される直前の前記絞り流路の空気の総体積以下であり、
前記インク供給路の少なくとも一部がインク供給管により構成され、
前記空気室及び絞り流路は、前記インク供給管の内部にインクが連通可能な状態で挿入された空気保持部材と前記インク供給管の内面との間に形成されることを特徴とするインクジェット記録装置。
【００１８】
２．前記空気の体積変化量が、前記絞り流路の空気の総体積以下となるように、前記絞り流路の総体積に対する前記空気室の体積比が設定されていることを特徴とする１に記載のインクジェット記録装置。
【００１９】
３．前記体積比が１以下であることを特徴とする２に記載のインクジェット記録装置。
【００２０】
４．前記体積比が０．５以下であることを特徴とする２に記載のインクジェット記録装置。
【００２１】
５．前記加圧手段により加圧されたときの前記インクジェットヘッド内のインクの圧力が１．５×１０５Ｐａ以上１．５×１０６Ｐａ以下であることを特徴とする１または２に記載のインクジェット記録装置。
【００２３】
６．前記空気保持部材の材質がステンレス鋼であることを特徴とする１〜５の何れか１項に記載のインクジェット記録装置。
【００２４】
７．前記空気保持部材の材質がＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）であることを特徴とする１〜５の何れか１項に記載のインクジェット記録装置。
【００２５】
８．前記インクの表面張力が２０〜４０ｍＮ／ｍであることを特徴とする請求項１〜７の何れか１項に記載のインクジェット記録装置。 
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、パージ動作による空気室からの空気の減少を、簡便な構造で抑制することができ、空気室内に保持された空気によりインクの供給圧力の変動を緩和し、吐出安定性を向上させることができるインクジェット記録装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の実施形態に係るインクジェット記録装置の概略を示す正面図である。
【図２】本発明の実施形態に係るインク供給系のブロック図である。
【図３】本発明の実施形態に係るインクジェットヘッドの分解斜視図である。
【図４】本発明の実施形態に係るインクジェットヘッドの斜視図である。
【図５】本発明の実施形態に係る空気保持部材の模式図で、（ａ）は拡大斜視図、（ｂ）は空気保持部材が挿入されたインク供給管がインクジェットヘッドに取り付けられた状態を示す斜視図である。
【図６】本発明の他の実施形態に係る空気保持部材の模式図で、（ａ）は拡大斜視図、（ｂ）は空気保持部材が挿入されたインク供給管がインクジェットヘッドに取り付けられた状態を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下に本発明の実施形態につき図面を参照して説明する。ただし、以下は本発明の実施形態であって本発明を限定するものではない。
【００２９】
まず図１を参照して、本発明の実施形態のインクジェット記録装置の全体構成について説明する。図１は本発明の実施形態のインクジェット記録装置の全体構成図である。
【００３０】
インクジェット記録装置１は、記録媒体Ｐに対してインクを吐出し、記録媒体Ｐ上に画像を記録するものである。インクジェット記録装置１には、図示しない搬送手段が備わっており、この搬送手段が記録媒体Ｐを、図１における記録領域Ｃを通過させながら主走査方向Ａと直交した副走査方向に搬送するようになっている。
【００３１】
記録領域Ｃの上方には、主走査方向Ａ（水平方向）に沿って延在するキャリッジレール２が配置されていて、このキャリッジレール２には、キャリッジレール２によって案内されるキャリッジ３が移動自在に設けられている。
【００３２】
キャリッジ３は、記録媒体Ｐに対してインクを吐出するインクジェットヘッド４を搭載し、キャリッジレール２に沿ってホームポジション領域Ｂからメンテナンス領域Ｄにかけて矢印Ａ方向に移動するようになっている。
【００３３】
この主走査中にインクジェットヘッド４が、記録媒体Ｐに向けてインクｄを吐出することで記録媒体Ｐに画像を形成する。本実施形態では、水平方向に主走査を行い、ノズルからのインク吐出方向が鉛直方向下向きとなるようにインクジェットヘッド４が設置される。
【００３４】
本実施形態に係るインクジェット記録装置１では、ブラック（Ｋ）、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）の４色のインクを吐出できるよう、合計で４個のインクジェットヘッド４がキャリッジ３に設置されている。図１においては、３個のインクジェットヘッド４，４、４が矢印Ａ方向に１列に配置されていて、この矢印Ａ方向に並んだインクジェットヘッド４，４、４の中央のインクジェットヘッド４の奥側（紙面垂直方向の奥側）にその他の１個のインクジェットヘッド４（不図示）が配置されている。
【００３５】
これら各インクジェットヘッド４には、ブラック、イエロー、マゼンタ、シアンの各色のインクを貯蔵するインクタンク５がインク供給管６により連結されている。なお、図１では図示しないが、これら各インクジェットヘッド４と各インクタンク５の間には、中間タンク３０６、加圧ポンプ３１４等（図２参照）が介在しており、中間タンク３０６は、キャリッジ３に搭載されている。
【００３６】
図２に示す通り、インクジェットヘッド４には中間タンク３０６からインク供給管６の内部のインク供給路を通じてインクが供給されるようになっている。インク供給系の構成の詳細は後述する。本実施形態において中間タンク３０６は、インク供給源として機能する。
【００３７】
メンテナンス領域Ｄには、インクジェットヘッド４に対してメンテナンスを行うメンテナンスユニット７が設けられている。このメンテナンスユニット７には、インクジェットヘッド４の吐出面４１Ｓを覆って、パージ動作によりノズルから排出されたインクを受けるための複数のキャップ８と、吐出面４１Ｓに付着したインクを拭き取る清掃ブレード９と、インクジェットヘッド４から空吐出されたインクを受けるインク受器１０と、廃インクタンク１２とが設けられている。
【００３８】
尚、パージ動作とは、インクジェットヘッド４のノズルからインクを加圧排出することで、例えば、インクジェットヘッド４内の劣化インクや異物の排出を行い、吐出特性を回復する動作のことをいう。パージ動作の詳細は後述する。
【００３９】
キャップ８は廃インクタンク１２と連通しており、メンテナンス動作時には上昇してインクジェットヘッド４の吐出面４１Ｓを覆うようになっている。キャップ８，８，…は、上述のように上昇した時に全てのインクジェットヘッド４の吐出面４１Ｓを覆うことができるよう、各インクジェットヘッド４に対応するように４個配列されている。
【００４０】
ホームポジション領域Ｂには、インクジェットヘッド４を保湿する保湿ユニット１３が設けられている。保湿ユニット１３には、インクジェットヘッド４が待機状態にあるとき、吐出面４１Ｓを覆うことでインクジェットヘッド４のインクを保湿する４個の保湿キャップ１４が設けられている。これら４個の保湿キャップ１４，１４，…は、４個のインクジェットヘッド４の吐出面４１Ｓを同時に覆うことができるよう、インクジェットヘッド４の配列に対応して配列される。
【００４１】
制御部は、ＣＰＵ（中央演算装置）と、メモリとを有して構成され、インクジェット記録装置１の各構成要素を制御するようになっている。メモリには、記録媒体Ｐに形成する画像のデータや、インクジェット記録装置１の各構成要素を制御するためのプログラムが記憶されており、このメモリ内の画像データやプログラムに基づいて各構成要素に制御信号を送信するようになっている。
【００４２】
次に、図２を参照して本発明に係るインクジェット記録装置のインク供給系について説明する。
【００４３】
図２は本実施形態のブラック（Ｋ）、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）の４色のインクジェットヘッド４のうち、ブラック（Ｋ）のインクジェットヘッド４のインク供給系のブロック図である。なお、他の色のインクジェットヘッド４についてもそれぞれ同じ構成となっているので、これらの説明については省略する。
【００４４】
インクジェットヘッド４は、インク供給管６により中間タンク３０６に接続され、中間タンク３０６からインクが供給される。
【００４５】
中間タンク３０６は、弁３１１、加圧ポンプ３１２を介して、インクタンク５に接続される。また、弁３１３を介して大気に連通させることができる。さらに、弁３１５を介して加圧ポンプ３１４に接続されている。加圧ポンプ３１４はパージ手段として機能する。
【００４６】
インクジェットヘッド４の背圧は中間タンク３０６で決定することが好ましい。インクタンク５より下方に、弁３１１、加圧ポンプ３１２を介して可撓性の袋、または本形態のように大気連通弁３１３を有する容器からなる中間タンク３０６を設ける。大気連通弁３１３を開いて、弁３１１を閉じれば中間タンク３０６内のインクは大気圧となる。中間タンクをインクジェットヘッド４より所定の高さだけ下方に置くことで、ヘッドにおけるインクは大気圧に対して所定の水頭値だけ負圧になり、安定な吐出が実現できる。
【００４７】
中間タンクに残量検知または空検知を設け、所定の量以下になったときに弁３１１を開いて加圧ポンプ３１２を作動させてインクタンク５から中間タンク３０６にインクを補充する。弁３１１を開いて加圧ポンプ３１２を作動させてから所定時間以上経過しても中間タンク３０６にインクが補充でされないときはインクタンク５が空であると検出できる。
【００４８】
インクタンク５の位置で直接的に背圧を決定するのと比較して、インク残量の変動による背圧変動の影響がない、インクタンク５の空検知ができる、などのメリットがある。また、インクタンク５を交換する際には、中間タンク３０６に残っているインクで画像形成動作を中断することなく、インクタンク５の交換と画像形成動作を並行して行うことが出来る。
【００４９】
また、インクを安定吐出するためには、パージ動作が必要である。このために、中間タンク３０６は、弁３１５を介して加圧ポンプ３１４に接続されている。加圧ポンプ３１４は、本発明の加圧手段として機能する。
【００５０】
加圧ポンプ３１４はシリンダーポンプやチューブポンプを有して構成される。加圧ポンプ３１４はキャップ８が吐出面４１Ｓを覆った状態で且つ、弁３１５が開いた状態で作動することにより、インクジェットヘッド４のノズルからインクジェットヘッド４内の劣化インクや異物をインクとともに押し出すための加圧力を発生する。
【００５１】
パージ動作を行う時以外は、弁３１５を閉じた状態とし、パージ動作を行う時は、弁３１５を開いた状態として、加圧ポンプ３１４を作動させて、インクと共に劣化インクや異物をキャップ８に排出することができる。
【００５２】
次に、図３、図４を参照して本発明に係るインクジェットヘッド４について説明する。
【００５３】
図３は本実施形態のブラック（Ｋ）、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）の４色のインクジェットヘッド４のうち、ブラック（Ｋ）のインクジェットヘッド４の分解斜視図であり、図４は組み立てた状態の斜視図である。なお、他の色のインクジェットヘッド４についてもそれぞれ同じ構成となっているので、これらの説明については省略する。
【００５４】
本実施形態のインクジェットヘッド４には、インクを吐出する２枚のインクジェットヘッドチップ（以下「ヘッドチップ」と称す。）４１が重ねて設けられている。ヘッドチップ４１は長尺な外形をしていて、その吐出面４１Ｓには多数のノズル（図示せず）が配列されている。（以下ノズルの配列を「ノズル列」と称す。）
本実施の形態のインクジェットヘッド４は、ノズル列が２列設けられている。インクジェットヘッド４は矢印Ｘ方向（ノズル列方向）と図１に図示された主走査方向Ａとが直交するようにキャリッジ３に搭載される。
【００５５】
このように、ヘッドチップ４１には、複数のノズルと、複数のノズルに対応して設けられた複数の圧力室が矢印Ｘ方向に配列されて設けられている。ヘッドチップ４１において、この圧力室の配列方向に沿って延びる面を側面と称する。
【００５６】
また、重ねられた２枚のヘッドチップ４１のそれぞれの外側面には略方形状のインク供給口４３が設けられていて、インク供給口４３とノズルとがヘッドチップ４１の内部に形成されたインク吐出流路（図示せず）を介して連通するようになっている。インク吐出流路の一部は圧力室を形成しており、図示しない圧電素子の作用により圧力を変動させて、インク滴をノズルから吐出させる構造になっている。そして、ヘッドチップ４１には、各圧電素子に対して制御部からの制御信号を送信する２組のヘッド駆動基板４６、コネクタ５７のそれぞれが、フレキシブル配線板４７を介して各圧電素子に接続されている。
【００５７】
２枚のヘッドチップ４１の両側部には、外部からのインクをヘッドチップ４１に供給する２組のマニホールド４８ａ，マニホールド４８ｂが取り付けられている。マニホールド４８ａ，マニホールド４８ｂは、耐インク性に優れた材料からなり、共通インク室５０ａ、５０ｂを形成するための凹みが形成されている。マニホールド４８ａ，マニホールド４８ｂの一端部には、共通インク室５０ａ、５０ｂにインクを流入させる注入口４８１ａ、４８１ｂが設けられている。
【００５８】
６０は筐体フレーム５４の側部に装着されてインク供給管６に接続されるインク導入口である円筒形状のインク供給用接続部であり、注入口４８１ａ、４８１ｂに連通している連結部５６に接続される。
【００５９】
連結部５６は、コの字形状の板状部材で側部にはインク供給用接続部６０に接続される円筒形状の接続部が設けられていて、筐体フレーム５４の側部に係合し、内部にインク供給路が形成されるようになっている。
【００６０】
図２に示すように、ヘッドチップ４１の下部には、ノズル面が露出するようにマニホールド４８ａ，マニホールド４８ｂ及びヘッドチップ４１を保持する保持板５３が取り付けられている。
【００６１】
また、インクジェットヘッド４には、上記したヘッドチップ４１、マニホールド４８ａ，マニホールド４８ｂ、ヘッド駆動基板４６、保持板５３などのインクジェットヘッド４の構成要素が取り付けられ固定される筐体フレーム５４が設けられており、この筐体フレーム５４はカバー５２によって覆われている。筐体フレーム５４の上部にはコネクタ支持部５５が取り付けられる。
【００６２】
次に、インク導入時のインクの流路について説明する。
【００６３】
中間タンク３０６からインク供給管６を経由してインクが供給されると、インクジェットヘッド４内では先ずインクは、インク供給用接続部６０のインク供給路５９を通過して、連結部５６に流入し、各マニホールド４８ａ，マニホールド４８ｂの注入口４８１ａ、４８１ｂに分岐し、共通インク室５０ａ，５０ｂに進入する。共通インク室５０ａ，５０ｂに至ったインクは、インク供給口４３からヘッドチップ４１内に進入する。
【００６４】
このようなインクジェットヘッド４にかかるインク圧を安定させるために、インク供給路に連通する空気室が設けられ、インク供給路と空気室の間にはインク供給路から流入するインクと空気の気液界面が形成される絞り流路が設けられるが、本実施形態では、中間タンク３０６とインクジェットヘッド４を接続するインク供給管６の内部に、空気保持部材が挿入され、インク供給管６の内面と空気保持部材との間に空気室と絞り流路が形成される。
【００６５】
また、本実施形態では、中間タンク３０６がキャリッジ３に搭載されているので、キャリッジ３が加減速する際のインク圧の変動の影響は抑制できるが、キャリッジ走行中に発生する振動やモータ、ポンプ等の外部振動によるインク圧の変動は抑制できず、濃度ムラが発生するのでこの対策として空気室を設けている。
【００６６】
図５を参照して本発明に係る空気室及び絞り流路について説明する。
【００６７】
図５（ａ）は本実施形態の空気保持部材２０Ａの拡大斜視図であり、図５（ｂ）は、空気保持部材２０Ａが挿入されたインク供給管６をインクジェットヘッド４のインク供給用接続部６０に取り付けた後、インク２６を供給したところを模式的に示した斜視図である。
【００６８】
図５（ｂ）に示すように、インク供給管６の内部には、空気保持部材２０Ａが挿入され、インク供給管６の内面と空気保持部材２０Ａとの間には空気室２１と絞り流路２２が形成されている。これにより、空気室に保持される空気により、モータやポンプ等の外部振動やキャリッジ走査等によるインクの供給圧力の変動を緩和し、吐出安定性を向上することができる。
【００６９】
また、インク供給管に空気保持部材を挿入するだけで空気室と絞り流路が形成でき、インク供給管やインクジェットヘッドをそのまま利用できるのでインクジェット記録装置に大きな構成変更を加えることなく空気室及び絞り流路を簡便に且つ低コストで設けることができる。
【００７０】
具体的には、空気保持部材２０Ａは、外周面がインク供給管６の内周面に当接する大径部２３と、大径部２３よりも圧力室側に位置し大径部２３と一体かつ略同軸に形成されインク供給管６の内周面との間に形成される環状の空気室２１が形成できる小径部２４と、小径部２４よりも圧力室側に位置しインク供給管６の内面に当接する第２の大径部２９を有している。
【００７１】
第２の大径部２９は、インク供給管６の内面に当接する外周面の一部にインク供給管６の軸方向に沿って延びる１０本の溝部３０を有し、インク供給管６の内面と小径部２４の間に空気室２１が形成され、１０本の溝部３０との間に絞り流路２２が形成されている。流路断面積（インク供給管の軸方向に直交する断面の断面積）は、各絞り流路２２の方が空気室２１よりも小さい。
【００７２】
各絞り流路２２にインク２６と空気の気液界面Ｍが形成され、空気室２１全体と絞り流路２２の一部に空気が保持される。
【００７３】
第２の大径部２９の外径は、大径部２３の外径と略同一に形成されている。
【００７４】
ここで、内径、外径とは、その形状が円の場合は、その直径を意味し、形状が円でない場合は、面積を円に換算したときの直径に相当するものであり、インク供給管あるいは小径部、大径部の形状は円形に限定されない。
【００７５】
このように、空気が充填される空気室２１を１つ備えていて、この空気室２１は１０箇所の連通部１０１から、略直方体形の絞り流路２２が、それぞれ平行に空気保持部材２０Ａの外周面上にインク供給管６内のインク供給路との連通部１０２に至るまで１０本伸びている。なお、本実施形態では、１つの空気室２１から１０本の絞り流路２２が延びた構成としたが、絞り流路２２は１本以上であれば良い。例えば、図６に示すように１本の絞り流路２２がインク供給管の軸方向の回りに螺旋状に形成されていても良い。この実施形態の空気保持部材２０Ｂは、第２の大径部２９の外周面にインク供給管の軸方向に沿って延びる螺旋状の溝３１が形成されており、この螺旋状の溝３１とインク供給管６の内面との間の空間が絞り流路２２になっている。
【００７６】
ここで、１つの絞り流路２２の流路断面積は、メニスカス形成の容易性と詰まり防止の観点から、０．０１ｍｍ２以上０．５ｍｍ２以下が好ましい。
【００７７】
また、空気室２１の流路断面積に対する１つの絞り流路２２の流路断面積の比は、空気室２１へのインク流入防止効果を高める観点から、０．５以上２以下が好ましい。
【００７８】
また、空気室２１の体積は、ダンピング効果を高める観点から、１５ｍｍ３以上３５ｍｍ３以下が好ましい。
【００７９】
以上の構成より成るインクジェット記録装置は、インク供給管６の内面に当接する大径部により空気保持部材を保持することができるとともに、小径部２４との間に形成される環状の空間を空気室２１とすることによりインク供給管の内部のスペースを有効に活用できる。
【００８０】
また、溝部３０あるいは３１とインク供給管６の間に形成される絞り流路２２により流路の断面積を小さくできるため空気室２１内に所定の空気体積を保持した上で、空気とインク２６が接触する気液界面Ｍにおける接触面積を小さくすることができる。
【００８１】
ここで、気液界面Ｍのメニスカス保持力は、インクの表面張力に比例し、その気液界面の径（接触面積に相当）に反比例する。本実施形態では接触面積を小さくすることでメニスカス保持力を高めることができるので、振動や傾斜に対して気液界面が動きにくく、空気の流出を簡便な構造で抑制することができる。
【００８２】
また、パージ動作を行う際に、絞り流路２２にインク供給管６の内部のインク供給路から流入するインク２６と空気の気液界面Ｍが形成された状態で、インク２６が加圧ポンプ３１４により加圧されたときの空気室２１及び絞り流路２２の空気の体積変化量が、加圧される直前の絞り流路２２の空気の総体積以下となるように構成されている。そのため、後述するように、パージ動作を繰り返し行っても空気室２１にインクが流入することはない。
【００８３】
空気室２１に保持される空気の体積は、空気保持部材における小径部２４の外径、長さ等によって設定され、絞り流路２２に保持される空気の体積は、空気保持部材における溝部３０、３１の断面積、長さ、数等によって設定されるので、単一のインク供給管に対して小径部の外径又は長さ、溝部３０、３１の断面積、長さ、数等の異なる空気保持部材を供給することで、絞り流路２２に対する空気室２１の体積比の変更が容易にできる。例えばポンプ３１４の圧力が異なる場合の体積比の変更に応じてインク供給管やインクジェットヘッドをその都度変更する必要が無く、コストを削減できる。
【００８４】
また、本実施形態においては、空気保持部材２０Ａ、２０Ｂは、大径部２３の端面と第２の大径部２９の端面とを貫通してインク供給管６の軸方向に沿って延び、且つインクが連通可能な貫通穴２５が形成されている断面形状が略円形の中空筒状体を用いている。これにより、貫通穴により、インクジェットヘッドへの十分なインク供給が可能となる。
【００８５】
なお、貫通穴２５の径は、大径部２３と小径部２４とで異ならせてもよいし、同じにしても良い、本実施形態においては、大径部２３の貫通穴２５の径を小径部２４の貫通穴２５の径よりも大きくしてインクジェットヘッド４へのより一層十分なインク供給を達成している。
【００８６】
また、大径部２３は、小径部２４及び第２の大径部２９よりも中間タンク３０６側に位置しているので、空気室２１のインク供給源（中間タンク３０６）側の面は閉鎖され、絞り流路２２の圧力室側の面は開口（連通部１０２）している。これにより絞り流路２２の圧力室側の開口している面からインクが進入するが、空気室２１のインク供給源側の面は閉鎖されて袋小路になっているため空気室２１に空気が封じ込められ、インクが進入しない空間が容易に確保できる。空気室２１への上流からの直接的なインクの進入は遮蔽されるので、空気が保持される空気室２１の位置はインクの流れの少ない部分であり、インクの流れによる空気の流出を抑えることができ、安定して圧力変動を緩和することができる。
【００８７】
さらに、インクジェット記録装置の使用時の姿勢においてインク供給源側の面は圧力室側の面よりも上方に位置することが好ましい。空気室に保持された空気を移動しにくくすることができ、空気室２１からの空気の流出を、簡便な構造で有効に防止することができる。
【００８８】
本実施形態のインクジェット記録装置１では、略水平状態に設置されて使用される。空気保持部材２０Ａ、２０Ｂにより形成される空気室２１のインク供給源側の面は閉鎖され、絞り流路２２の圧力室側の面は開口しているとともに、空気保持部材２０Ａ、２０Ｂが挿入されている部分のインク供給管６をその軸方向がインクジェットヘッド４のインク供給用接続部６０から上方に向かって略鉛直方向になるように設けている。このようにインクジェット記録装置の使用時の姿勢において空気室２１の閉鎖されている側の面が絞り流路２２の開口している側の面よりも上方に位置するようにするようにしている。
【００８９】
具体的には、実使用状態において、中間タンク３０６からインク２６が供給されると、インク供給管６の上流からのインクは貫通穴２５を通過し、インク供給用接続部６０のインク供給路５９に進入する。また、絞り流路２２の開口している側の面（連結部１０２）からインクが進入するが大径部２３により袋小路になっているため空気室２１に空気が封じ込められ、インクが進入しない空間が確保される。
【００９０】
また、インク供給管６の内周面に当接する大径部２３により、小径部２４の外周面とこの外周面に対向するインク供給管６の内周面との間に形成される空気室２１への上流からの直接的なインクの進入は遮蔽され、インク供給時におけるインクの流れは、貫通穴２５を通過し、上から下へ向く方向である。そのため、空気が保持される空気室２１の位置はインクの流れの少ない部分であり、インクの流れによる空気の流出を抑えることができ、安定して圧力変動を緩和することができる。
【００９１】
このように初期のインク導入時の動作により、空気室２１に空気が封じ込められた状態で、インクタンク５からインクジェットヘッド４の圧力室までのインク供給路にインクが満たされることになる。
【００９２】
実使用状態においては、図５（ｂ）、図６（ｂ）に示すように、ノズルを下側とした場合、絞り流路２２の所定高さ（連通部１０２近傍の位置）までインク２６が充填され、その上部には空気が閉じ込められている。
【００９３】
また、空気保持部材２０Ａ、２０Ｂは、図５（ｂ）、図６（ｂ）に示すように、一端がインクジェットヘッドに接続されたインク供給管６におけるインクジェットヘッド４の近傍に挿入されることが好ましい。これにより、挿入された位置から上流側のインク供給管６において生じる圧力変動をより効果的に緩和できる。
【００９４】
また、一端がインクジェットヘッド４のインク供給用接続部６０に接続されたインク供給管６をインクジェットヘッド４に固定する固定部２７を有し、空気保持部材２０Ａ、２０Ｂが、インク供給管６における一端から固定部２７により固定される部分までの間に挿入されている。インクジェットヘッド４に接続された一端と固定部２７との間のインク供給管６は、キャリッジ３の移動に伴う動きが規制され、振動等が抑えられるため、より効果的に圧力変動を緩和できる。
【００９５】
尚、インク供給管６をインクジェットヘッド４が搭載される搭載部であるキャリッジ３に固定する様にしてもよい。
【００９６】
空気保持部材２０Ａ、２０Ｂは、インクの非浸透性、インク供給管６の内部への挿入のしやすさ及びインクに対する耐腐食性に優れるステンレス鋼あるいはＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）で構成することが好ましい。これにより、インクに直接接触しても変形、変質等を生じることはない。
【００９７】
本実施形態においては、インク供給管の内面に当接する当接部としての大径部２３及び第２の大径部２９を有し、空気保持部材２０Ａ、２０Ｂは、ステンレス鋼あるいはＰＴＦＥで構成され、インク供給管６はポリエチレン、フッ素樹脂やナイロン等の高分子樹脂材料あるいはゴム材料による伸縮可能なインク供給チューブで構成されている。空気保持部材２０Ａ、２０Ｂは、大径部２３側からインク供給管６におけるインク供給用接続部６０に接続される側の開口に挿入されることによってインク供給管６の内部に保持される。インク供給管６は弾性を有しているため、大径部２３をインク供給管６の開口に挿入するとき、開口がスムーズに膨張して弾性変形するので容易に挿入することができる。
【００９８】
そして、インク供給管６が弾性復元して大径部２３及び第２の大径部２９の外周面に密着しインク供給管６の弾性により空気保持部材２０Ａ、２０Ｂのインク供給管６の軸方向に沿った変位を規制することができるため、インク供給管６に固定用の溝等を設けなくても空気保持部材２０Ａ、２０Ｂをインク供給管の内部に簡便且つ確実に保持することができる。
【００９９】
また、本実施形態では、空気保持部材２０Ａ、２０Ｂは、大径部２３から小径部２４とは反対方向に向けて徐々に縮径するテーパ部２８を有している。これにより、空気保持部材をインク供給管に挿入する際、大径部がインク供給管の内面に接触して引っ掛かることがなく、円滑に挿入することができる。
【０１００】
このように、両端部が開口され内部にインク供給路が形成されたインク供給管６の一方の開口、好ましくは、インク供給用接続部６０に接続される側の開口に大径部２３の先端を押圧し、その押圧力により、インク供給管６の内部に空気保持部材２０Ａ、２０Ｂを挿入する。次いで、インク供給管６を中間タンク３０６とインク供給用接続部６０に接続する。
【０１０１】
インク供給管６は、耐インク性、弾性などを考慮して、前述のポリエチレン、フッ素樹脂やナイロン等の高分子樹脂材料あるいはゴム材料によるインク供給チューブを採用している。
【０１０２】
インク供給管６の厚さは、弾性、強度を考慮して、概ね０．５ｍｍ〜２ｍｍが好ましい。
【０１０３】
インク供給管６の好ましい内径は、使用するインクの粘度やインクジェットヘッドの吐出能力等によって多少異なってくるが、インク供給管６の内径（直径）としては１〜６ｍｍが好ましい。
【０１０４】
また、インク供給管は、少なくとも空気室に接する部分が透明であることが好ましい。空気室に空気が所定量以上残存しているか否かを検出することができるため、所定量未満である場合は、新たに空気を補充するための空気補充機構を設けたり（例えば、リリースバルブなどを設置して空気を強制的に注入する）、新しいインクに置換することで空気の再導入をおこなうことで確実に空気が残存している状態を維持できる。空気が所定量以上残存しているか否かを検出するのは、目視による方法でも良いが、たとえば空気室の光透過率を測定することで空気が残存しているか否かを検出する機構（例えば、液面センサ）を設けることにより、自動的に検出する構成にしてもよい。もし、所定量未満である場合は、空気の補充や再導入をおこなえばよい。あるいは、その旨を作業者に報知するようにしてもよい。
【０１０５】
本実施形態では、インク供給管６の全体が透明性を有している材料で構成されている。なお、透明とは空気とインクが判別できる程度でよく、前述の高分子樹脂材料によるインク供給チューブを採用することで達成できる。
【０１０６】
上記インクジェット記録装置に用いられるインクの表面張力は、吐出温度において２０〜４０ｍＮ／ｍが好ましい。２０ｍＮ／ｍ未満では、吐出される際に濡れ広がり吐出されにくくなる場合があり、４０ｍＮ／ｍを超えるとインクが充填されにくくなる為である。吐出温度については、２０〜６０℃が好ましく、２５〜５０℃がより好ましい。
【０１０７】
次に、インクジェット記録装置１による画像形成時における動作について説明する。
【０１０８】
インクジェット記録装置１の電源がＯＮとなると、インクジェット記録装置１の各部に対して給電が行われる。
【０１０９】
その後、画像記録の開始指示が入力されると、キャリッジ３の往復走査が開始されると共に、制御部は、画像データを基とした制御信号をヘッド駆動基板４６及びその他の駆動部に送信し、画像記録を開始する。搬送手段に搬送される記録媒体Ｐ上には、インクジェットヘッド４からインクが吐出されて画像が形成される。
【０１１０】
そして、インクジェットヘッド４の吐出状態を回復するためのメンテナンスタイミングになると、制御部は、各部を制御してインクジェットヘッド４のメンテナンスを行わせる。詳細に説明すると、制御部は、メンテナンスタイミングに伴って走査用モータを制御し、インクジェットヘッド４とキャップ８とが対峙する位置までキャリッジ３を移動させる。インクジェットヘッド４とキャップ８とが対峙すると、制御部は、昇降用モータを制御して、インクジェットヘッド４の吐出面４１Ｓとキャップ８とが密着するまでメンテナンスユニット７を上昇させる。
【０１１１】
メンテナンスユニット７の上昇完了後、制御部は、弁３１５を開いた状態とし、所定時間だけインクが加圧排出されるように加圧ポンプ３１４を制御する。
【０１１２】
加圧ポンプ３１４の作動により、インク供給管６内のインクが加圧される。絞り流路２２の上流側のインク供給管６内のインクも加圧され、絞り流路２２内のインク２６は、空気室２１側へ押し出される。
【０１１３】
このとき、図５（ｂ）、図６（ｂ）に示す空気室２１と絞り流路２２に存在する空気が圧縮され、インク２６と空気の気液界面Ｍが空気室２１側に引き寄せられることになる。
【０１１４】
加圧ポンプ３１４による加圧が開始された後、圧力が上昇し、所定の圧力（最大値）に到達したときに、空気室２１側に引き寄せられた気液界面Ｍが空気室２１内に進入する可能性がある。この場合、パージ動作を終了して気液界面Ｍが元の位置に戻っても、インクが空気室２１内（段差部１００等）に残留し、パージ動作の繰り返しによりこの残留インクが徐々に蓄積され、空気量が減少してしまう。
【０１１５】
即ち、ヘッド４内のインクが所定の圧力となるように加圧してパージ動作が行われている間、絞り流路２２から空気室２１へのインクの流入せずに気液界面Ｍ２が絞り流路２２内に位置するように、インク２６が加圧ポンプ３１４により加圧されたときの空気室２１及び絞り流路２２の空気の体積変化量が、加圧される直前の絞り流路２２の空気の総体積以下となるようにする必要がある。
【０１１６】
このため、この空気の体積変化量が、加圧される直前の１つまたは複数の絞り流路２２の空気の総体積以下となるように、絞り流路２２の総体積に対する空気室２１の体積比を設定することが好ましい。これにより、加圧ポンプ３１４でインクを加圧してパージ動作を行う際に、ヘッド４内のインクの圧力として吐出回復可能な所定の圧力を確保することが容易になる。
【０１１７】
次に、この体積比の設定の方法について説明する。
【０１１８】
まず、初期のインク導入時の気液界面Ｍの位置は、インクの物性、絞り流路の流路断面積等にもよるが、通常は、気液界面Ｍが絞り流路２２の連結部１０２近傍（連結部１０２から絞り流路２２内に若干進入した位置）の位置になる。
【０１１９】
この状態で絞り流路２２及び空気室２１内の気圧は１×１０５Ｐａ（１気圧）である。
【０１２０】
空気室２１内の空気の体積をＶ１、加圧される直前の１つまたは複数の絞り流路２２の空気の総体積、即ち、１つまたは複数（図５の空気保持部材２０Ａでは１０本）の絞り流路２２における加圧直前の気液界面Ｍから連結部１０１までの空気の総体積をＶ２、１つまたは複数の絞り流路２２の総体積、即ち、１つまたは複数の絞り流路２２における連結部１０２から連結部１０１までの総体積をＶ３とする。加圧直前の絞り流路２２及び空気室２１内の気圧（空気の圧力）をＰ１（＝１×１０５Ｐａ）、所定の圧力（最大圧力）での絞り流路２２及び空気室２１内の気圧（空気の圧力）をＰ２とする。所定の圧力での空気の体積変化量ΔＶとの関係は、以下の（１）式になる。
【０１２１】
ΔＶ＝（Ｖ１＋Ｖ２）（１−（Ｐ１／Ｐ２））・・・・・・・（１）
（１）式から求めたΔＶが体積Ｖ２と同じか、Ｖ２より小さくなるように即ち、以下の（２）式を満足すれば、パージ動作で加圧されても気液界面Ｍが、空気室２１内に進入してしまうことはない。
【０１２２】
ΔＶ＝（Ｖ１＋Ｖ２）（１−（Ｐ１／Ｐ２））≦Ｖ２・・・・・・・（２）
ここで、通常時において、加圧直前の気液界面Ｍの位置は、前述の初期位置、即ち、絞り流路２２の連結部１０２近傍の位置にあるので、Ｖ２≒Ｖ３であり（２）式は、以下の（３）式になる。
【０１２３】
ΔＶ≒（Ｖ１＋Ｖ３）（１−（Ｐ１／Ｐ２））≦Ｖ３・・・・・・・（３）
例えば、空気室２１内の気圧Ｐ２を２×１０５Ｐａ（２気圧）になるような所定の圧力で加圧すると、空気の体積変化ΔＶは（Ｖ１＋Ｖ３）／２になる。すなわち、ポンプ３１４で空気室２１内の気圧を２×１０５Ｐａになるようにインクを加圧すると、空気が圧縮されその体積が加圧前の体積の半分になる。また、３×１０５Ｐａ（３気圧）になるようにインクを加圧すると、空気の体積変化ΔＶは２（Ｖ１＋Ｖ３）／３になるので、その体積が加圧前の体積の１／３になることになる。
【０１２４】
この体積変化量ΔＶがＶ３よりも大きくなると気液界面Ｍが、空気室２１内に進入してしまうことになる。したがって、メンテナンスするために必要な所定の圧力において、ΔＶを実験的にあるいは上記（３）式を用いた計算により算出し、このΔＶが体積Ｖ３と同じか、Ｖ３より小さくなるように、即ち、（３）式を満足するようにＶ１とＶ３の比を設定すれば、パージ動作で加圧されても気液界面Ｍが、空気室２１内に進入してしまうことはない。
【０１２５】
なお、Ｐ２は、空気室２１に、その内部の圧力を計測する圧力センサを設け、計測するようにしてもよい。パージ動作時の気圧Ｐ２は、ポンプ３１４で加圧したときのヘッド４内のインクの圧力と大きな差はないので、ポンプで加圧したときのヘッド４内のインクの圧力に基づいて体積比を設定すれば問題はない。
【０１２６】
なお、ヘッド４内のインクの圧力は、ヘッド４あるいはその近傍に、その内部の圧力を計測する圧力センサを設け、計測するようにしてもよい。
【０１２７】
加圧ポンプ３１４で加圧したときのヘッド４内のインクの圧力（最大値）は、通常、１．５×１０５Ｐａ以上１．５×１０６Ｐａ以下であり、１．５×１０５Ｐａ以上３×１０５Ｐａ以下が好ましい。１．５×１０５Ｐａ未満であるとノズルからのインク排出がほとんど起こらず、吐出回復ができなくなる場合があり、３×１０５Ｐａを超えるとインクジェットヘッド及びインク供給路の構成部材等に負担がかかる恐れがあるためである。
【０１２８】
従って、設定の目安としては、例えば、空気室２１内の気圧を２×１０５Ｐａになるように加圧した場合は、（３）式から明らかなように、絞り流路２２の総体積に対する空気室２１の体積比、即ち、Ｖ１／Ｖ３が１以下になるように設定すれば良い。また、空気室２１内の気圧を３×１０５Ｐａになるように加圧した場合は、Ｖ１／Ｖ３が０．５以下になるように設定すれば良い。
【０１２９】
また、初期のインクを導入した時に形成される気液界面Ｍが空気の溶解等により初期位置から上昇してしまうような場合は、気液界面Ｍが上昇すると絞り流路２２の空気の総体積Ｖ２が小さくなるので、加圧前において上昇した気液界面Ｍの位置（絞り流路２２内のインクの総体積：Ｖ３−Ｖ２）を考慮して、前述の（１）式から求めたΔＶが体積Ｖ２と同じか、Ｖ２より小さくなるように即ち、前述の（２）式を満足するようにＶ１／Ｖ３を小さめに設定し、気液界面Ｍが上昇した影響を排除するように考慮される。
【０１３０】
また、初期のインクを導入した時に形成される気液界面Ｍの位置が、連結部１０２よりも上昇した位置にあるような場合も同様に（２）式を満足するようにＶ１／Ｖ３を小さめに設定し、上昇した影響を排除するように考慮される。
【０１３１】
気液界面Ｍの初期位置や上昇位置は、インク供給管６を透明なインク供給チューブで構成し、予め実験的に求めておけばよい。気液界面Ｍの位置は、目視や気液界面Ｍの位置を検出する液面センサを設けて検出すればよい。
【０１３２】
また、気液界面Ｍの位置を検出する液面センサを設け、制御部は、加圧ポンプ３１４でパージ動作を行う直前にて、液面センサから送られる気液界面Ｍの位置情報をもとにメモリに記憶された許容臨界位置のデータを呼び出して、そのデータに基づいて加圧時に気液界面Ｍが空気室２１に進入しないような位置に存在するかどうかを決定し、問題なければ加圧ポンプ３１４を駆動してパージ動作を行う。
【０１３３】
すなわち、このとき、制御部は加圧時に気液界面Ｍが空気室２１に進入しないよう許容臨界位置を考慮している。つまり、気液界面Ｍの上昇によりこの許容臨界位置を超えている場合には、制御部は、前述の空気補充機構により空気を補充したり空気の再導入を行い、気液界面Ｍを初期位置あるいはその近傍に戻してから加圧してパージ動作を行うようにする。
【０１３４】
次に、画像記録時の圧力変動の吸収効果について説明する。
【０１３５】
まず、インクジェット記録装置で記録を行う前に、以下の実験を行った。
【０１３６】
インクジェット記録装置としては、図１に記載の構成からなる装置を使用した。空気保持部材には、空気保持部材２０Ａあるいは２０Ｂ（ＰＴＦＥまたはステンレス鋼製）を用い、インク供給管６にはポリエチレン製のインク供給チューブを用い、ヘッドとインク供給路にインクを導入した後、加圧ポンプ３１４で加圧したときのヘッド４内のインクの圧力（１．５×１０５Ｐａ以上３×１０５Ｐａ以下）、空気保持部材２０Ａ、２０Ｂにより形成される空気室と絞り流路の体積比Ｖ１／Ｖ３（０．１〜３）を各種組み合わせた条件で、加圧ポンプ３１４を駆動して、パージ動作を繰り返して行い、空気室２１へのインクの流入の有無を調べた。
【０１３７】
ここで、体積比は、空気室２１の体積をＶ１、空気保持部材２０Ｂでは１本、２０Ａでは１０本の絞り流路２２における連結部１０２から連結部１０１までの総体積をＶ３とし、Ｖ１を一定として絞り流路２２の長さを変更することでＶ１／Ｖ３を変化させている。
【０１３８】
インクは、表面張力が３０ｍＮ／ｍの顔料分散インクを使用した。表面張力は、垂直板法（ウィルヘルミー法）を用いて２５℃（吐出温度）における表面張力を測定した。
【０１３９】
本実施形態のインクジェット記録装置では、加圧直前の気液界面Ｍの位置は、絞り流路２２の連結部１０２近傍（連結部１０２から絞り流路２２内に若干進入した位置）である。そのため、上記のＶ２≒Ｖ３となり、前述の（３）式を満足するようにＶ１／Ｖ３が設定されていればパージ動作を繰り返して行っても、空気室２１へのインクの流入はない。
【０１４０】
実験結果においても、ヘッド４内のインクの圧力が２×１０５Ｐａの場合には、体積比Ｖ１／Ｖ３が１以下になるように設定されていればパージ動作を２０回以上繰り返して行っても、空気室２１へのインクの流入は発生しないことが確認できた。
【０１４１】
また、ヘッド４内のインクの圧力を３×１０５Ｐａに増加した場合にも、Ｖ１／Ｖ３が０．５以下になるように設定されていればパージ動作を２０回以上繰り返して行っても、空気室２１へのインクの流入は発生しないことが確認できた。
【０１４２】
比較実験として、ヘッド４内のインクの圧力が２×１０５Ｐａで、体積比Ｖ１／Ｖ３が１より大きくなるように変更した場合、ΔＶがＶ３よりも大きくなってしまう。このため、実験結果においても、ヘッド４内のインクの圧力が２×１０５Ｐａの場合には、体積比Ｖ１／Ｖ３が１より大きくなるように設定されているとパージ動作を２０回繰り返して行っただけで、空気室２１へのインクの流入が発生してしまうことが確認できた。
【０１４３】
また、ヘッド４内のインクの圧力を３×１０５Ｐａにした場合には、体積比Ｖ１／Ｖ３が０．５より大きくなるように設定されているとパージ動作を２０回繰り返して行っただけで、空気室２１へのインクの流入が発生してしまうことが確認できた。
【０１４４】
次に、実使用状態と同じように往復運動させてヘッドから記録紙にインク吐出して、画像出力した。画像としては、ベタ画像を出力し、濃度ムラを評価した。
【０１４５】
実際の画像記録においても、各々のインクの圧力に対して前述の（３）式を満足するように体積比Ｖ１／Ｖ３が設定されていて空気室２１へのインクの流入がない本実施形態のインクジェット記録装置は、２０回以上のパージ動作の繰り返し後に画像記録を行っても、安定吐出が可能であり、良好な記録状態を保つことができ、濃度ムラは見られなかった。
【０１４６】
一方、各々のインクの圧力に対して前述の（３）式を満足しない体積比Ｖ１／Ｖ３が設定されていて空気室２１へのインクの流入が見られた比較例のインクジェット記録装置は、２０回のパージ動作の繰り返し後に画像記録を行うと、圧力変動による吐出の不安定性により、良好な記録状態を保つことができず、濃度ムラが発生した。
【０１４７】
以上のように、絞り流路にインクと空気の気液界面が形成された状態でパージ動作を行う際に、インクが加圧ポンプにより加圧されたときの空気室及び絞り流路の空気の体積変化量が、加圧される直前の絞り流路の空気の総体積以下となるように構成されている本実施形態のインクジェット記録装置においては、吐出回復可能な所定の圧力でパージ動作を繰り返し行っても空気室へのインクの流入は発生せず、パージ動作時においても空気室に空気をより安定に保持することができるので、空気室からの空気の減少を簡便な構造で抑制することできる。
【０１４８】
以上の実施形態では、インクジェットヘッドに接続されるインク供給管に空気保持部材を挿入して空気室を設置した例を示したが、本発明においては、インクジェットヘッドの圧力室にインク供給源からのインクを供給するインク供給路に連通する空気室を設置すればよく、例えば、インクジェットヘッドへのインク供給路を構成するインク供給管に接続させた空気室を別途設けたり、インク供給管から分岐させた空気室を設けるようにしてもよい。
【０１４９】
また、実施形態では１つのインク供給管６に１つの空気保持部材２０Ａが設けられているが、その数は特に問わない。
【０１５０】
また、実施形態ではサブタンクが設けられたインクジェット記録装置に適用したが、メインのインクタンクのみが設けられているインクジェット記録装置にも適用可能である。
【０１５１】
また、実施形態ではシリアル方式のインクジェット記録装置に適用したが、ライン方式のインクジェット記録装置にも適用可能である。インクジェットヘッドを静止させた状態で記録するライン方式の場合においても、ポンプやモータ等の外部振動の影響によりインク供給圧力が変動することがあり、本発明のインクジェット記録装置によれば、インクの供給圧力の変動を緩和し、吐出安定性を向上させることができる。
【０１５２】
また、実施形態ではインクジェットヘッドは、ヘッドチップに圧電素子を備える構成とは限らず、例えばヒータを備える構成としてもよい。
【０１５３】
また、空気保持部材の形状や位置関係等も適宜変更して実施可能である。例えば、各実施形態において形成される空間の環状部分、溝部分、螺旋状部分の各種組み合わせが可能であり、一例として、溝部分と螺旋状部分を併用して絞り流路を設ける構成なども可能である。
【符号の説明】
【０１５４】
１  インクジェット記録装置
４  インクジェットヘッド
６  インク供給管
２０Ａ、２０Ｂ  空気保持部材
２１  空気室
２２  絞り流路
４１  ヘッドチップ（インクジェットヘッドチップ）
４１Ｓ  吐出面
４８ａ、４８ｂ  マニホールド
Ｐ  記録媒体
Ｘ  ノズル列方向
【図１】
0005397053.tif 000002
【図２】
0005397053.tif 000003
【図３】
0005397053.tif 000004
【図４】
0005397053.tif 000005
【図５】
0005397053.tif 000006
【図６】
0005397053.tif 000007