(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ノズルからインクを吐出可能な少なくとも１つのインクジェットヘッドと、
液体を収容し、その液体に前記ノズルの開口高さ位置の大気圧の静止した液体を基準とする「単位体積当たりのエネルギー」Ｐ１(Pa)を生じさせる第１圧力源と、
液体を収容し、その液体に前記ノズルの開口高さ位置の大気圧の静止した液体を基準とする「単位体積当たりのエネルギー」Ｐ２(Pa)を生じさせる第２圧力源と、
制御手段と、
前記第１圧力源と、前記ノズルに前記液体を供給するように前記第１圧力源と前記第２圧力源との間に設けられた分岐点とを、接続する第１流路と、
前記第２圧力源と前記分岐点とを接続する第２流路と、
を備え、
前記制御手段は、前記ノズルの開口近傍における前記液体の圧力を適正圧力Ｐｎ（Pa）に維持するようにＰ１(Pa)とＰ２(Pa)を調整する第１の状態と、第１の状態よりもＰ１(Pa)とＰ２(Pa)との差を大きく設定しつつ前記ノズルの開口近傍における前記液体の圧力を適正圧力Ｐｎ（Pa）に維持するようにＰ１(Pa)とＰ２(Pa)を調整する第２の状態と、に設定可能である、
ことを特徴とするインクジェット装置。
【請求項２】
前記分岐点から前記第１圧力源に至る前記第１流路の流路抵抗と前記分岐点から前記第２圧力源に至る前記第２流路の流路抵抗との比を“１:ｒ”としたとき、
前記制御手段は、前記Ｐ１(Pa)、Ｐ２(Pa)とＰｎ（Pa）を“Ｐ２＝｛（１＋ｒ）×Ｐｎ}−（ｒ×Ｐ１)”の関係に保持する、
ことを特徴とする請求項１に記載のインクジェット装置。
【請求項３】
前記適正圧力Ｐｎ（Pa）は、前記ノズルの開口におけるインクの表面が、その開口の内側に湾曲するメニスカス形状を保つ範囲にある、
ことを特徴とする請求項１に記載のインクジェット装置。
【請求項４】
前記適正圧力Ｐｎ（Pa）は、０（Pa）〜−３０００（Pa）の範囲に含まれる、
ことを特徴とする請求項１に記載のインクジェット装置。
【請求項５】
前記液体は、前記ノズルから吐出するインクである、
ことを特徴とする請求項１に記載のインクジェット装置。
【請求項６】
前記第１の状態は、前記ノズルからインクを吐出可能とする状態であり、
前記第２の状態は、前記インクジェットヘッド内の異物や気泡を除去するメンテナンス状態である、
ことを特徴とする請求項５に記載のインクジェット装置。
【請求項７】
前記液体は、前記インクジェットヘッドを洗浄可能な洗浄液である、
ことを特徴とする請求項１に記載のインクジェット装置。
【請求項８】
前記制御手段は、前記ノズルの開口近傍における前記液体の圧力を適正圧力Ｐｎとは異なる値に制御する第３の状態に設定可能である、
ことを特徴とする請求項１に記載のインクジェット装置。
【請求項９】
前記第３の状態における前記ノズルの開口近傍における前記液体の圧力は、前記適正圧力Ｐｎよりも大きな値である、
ことを特徴とする請求項８に記載のインクジェット装置。
【請求項１０】
前記適正圧力Ｐｎ(Pa)は、前記ノズルの開口におけるインクの表面が、その開口の内側に湾曲するメニスカス形状を保つ範囲にあり、
前記適正圧力Ｐｎ(Pa)よりも大きな値は、前記ノズルから前記液体が溢れる値である、
ことを特徴とする請求項９に記載のインクジェット装置。
【請求項１１】
前記制御手段は、前記第２の状態に制御した後、前記第３の状態に制御する、
ことを特徴とする請求項８に記載のインクジェット装置。
【請求項１２】
前記第２流路は、流路の連通状態を開閉可能な弁を有し、
前記制御手段は、少なくとも前記第１の状態及び前記第２の状態において弁を開いている、
ことを特徴とする請求項１に記載のインクジェット装置。
【請求項１３】
前記制御手段は、前記弁を瞬間的に閉じる第４の状態に設定可能である、
ことを特徴とする請求項１２に記載のインクジェット装置。
【請求項１４】
前記第４の状態は、前記ノズルから前記液体を溢れさせるためのものである、
ことを特徴とする請求項１３に記載のインクジェット装置。
【請求項１５】
前記制御手段は、前記第２の状態に制御した後、前記第４の状態に制御する、
ことを特徴とする請求項１３に記載のインクジェット装置。
【請求項１６】
ノズルからインクを吐出可能な少なくとも1つのインクジェットヘッドと、
液体を収容し、その液体に前記ノズルの開口高さ位置の大気圧の静止した液体を基準とする「単位体積当たりのエネルギー」Ｐ１(Pa)を生じさせる第１圧力源と、
液体を収容し、その液体に前記ノズルの開口高さ位置の大気圧の静止した液体を基準とする「単位体積当たりのエネルギー」Ｐ２(Pa)を生じさせる第２圧力源と、
制御手段と、
前記第１圧力源と、前記ノズルに前記液体を供給するように前記第１圧力源と前記第２圧力源との間に設けられた分岐点とを、接続する第１流路と、
前記第２圧力源と前記分岐点とを接続する第２流路と、
を備え、
前記制御手段は、前記ノズルの開口近傍における前記液体の圧力を適正圧力Ｐｎ(Pa)に維持するようにＰ１(Pa)とＰ２(Pa)を調整する第１の状態と、前記ノズルの開口近傍における前記液体の圧力を適正圧力Ｐｎ(Pa)とは異なる値になるようにＰ１(Pa)とＰ２(Pa)を調整する第３の状態と、に設定可能である、
ことを特徴とするインクジェット装置。
【請求項１７】
前記分岐点から前記第１圧力源に至る前記第１流路の流路抵抗と前記分岐点から前記第２圧力源に至る前記第２流路の流路抵抗との比を“１:ｒ”としたとき、
前記制御手段は、
前記第１の状態における前記Ｐ１(Pa)、Ｐ２(Pa)とＰｎ（Pa）を、“Ｐ２＝｛（１＋ｒ）×Ｐｎ}−（ｒ×Ｐ１)”の関係に保持する、
ことを特徴とする請求項１６に記載のインクジェット御装置。
【請求項１８】
前記第３の状態における前記ノズルの開口近傍における前記液体の圧力は、前記適正圧力Ｐｎよりも大きな値である、
ことを特徴とする請求項１６に記載のインクジェット装置。
【請求項１９】
前記適正圧力Ｐｎ(Pa)は、前記ノズルの開口におけるインクの表面が、その開口の内側に湾曲するメニスカス形状を保つ範囲にあり、
前記適正圧力Ｐｎ(Pa)よりも大きな値は、前記ノズルから前記液体が溢れる値である、
ことを特徴とする請求項１８に記載のインクジェット装置。
【請求項２０】
前記制御手段は、前記第２の状態に制御した後、前記第３の状態に制御する、
ことを特徴とする請求項１９に記載のインクジェット装置。
【請求項２１】
前記液体は、前記ノズルから吐出するインクである、
ことを特徴とする請求項１６に記載のインクジェット装置。
【請求項２２】
前記第１の状態は、前記ノズルからインクを吐出可能とする状態であり、
前記第３の状態は、前記インクジェットヘッド内の異物や気泡を除去するメンテナンス状態である、
ことを特徴とする請求項２１に記載のインクジェット装置。
【請求項２３】
前記液体は、前記インクジェットヘッドを洗浄可能な洗浄液である、
ことを特徴とする請求項１６に記載のインクジェット装置。
【請求項２４】
ノズルからインクを吐出可能な少なくとも1つのインクジェットヘッドと、
液体を収容し、その液体に前記ノズルの開口高さ位置の大気圧の静止した液体を基準とする「単位体積当たりのエネルギー」Ｐ１(Pa)を生じさせる第１圧力源と、
その液体に前記ノズルの開口高さ位置の大気圧の静止した液体を基準とする「単位体積当たりのエネルギー」Ｐ２(Pa)を生じさせる第２圧力源と、
制御手段と、
前記第１圧力源と、前記ノズルに前記液体を供給するように前記第１圧力源と前記第２圧力源との間に設けられた分岐点とを、接続する第１流路と、
前記第２圧力源と前記分岐点とを接続し、連通状態を開閉可能な弁を有する第２流路と、
を備え、
前記制御手段は、前記弁を開くとともに、前記ノズルの開口近傍における前記液体の圧力を適正圧力Ｐｎ(Pa)に維持するようにＰ１(Pa)とＰ２(Pa)を調整する第１の状態と、前記弁を瞬間的に閉じる第４の状態と、に設定可能である、
ことを特徴とするインクジェット装置。
【請求項２５】
前記分岐点から前記第１圧力源に至る前記第１流路の流路抵抗と前記分岐点から前記第２圧力源に至る前記第２流路の流路抵抗との比を“１:ｒ”としたとき、
前記制御手段は、前記第１の状態における前記Ｐ１(Pa)、Ｐ２(Pa)とＰｎ（Pa）を、“Ｐ２＝｛（１＋ｒ）×Ｐｎ}−（ｒ×Ｐ１)”の関係に保持する、
ことを特徴とする請求項２４に記載のインクジェット装置。
【請求項２６】
前記適正圧力Ｐｎ（Pa）は、前記ノズルの開口におけるインクの表面が、その開口の内側に湾曲するメニスカス形状を保つ範囲にある、
ことを特徴とする請求項２４に記載のインクジェット装置。
【請求項２７】
前記第４の状態は、前記ノズルから前記液体を溢れさせるためのものである、
ことを特徴とする請求項２６に記載のインクジェット装置。
【請求項２８】
前記制御手段は、前記第１の状態に制御した後、前記第４の状態に制御する、
ことを特徴とする請求項２７に記載のインクジェット装置。
【請求項２９】
前記液体は、前記ノズルから吐出するインクである、
ことを特徴とする請求項２４に記載のインクジェット装置。
【請求項３０】
前記第１の状態は、前記ノズルからインクを吐出可能とする状態であり、
前記第４の状態は、前記インクジェットヘッド内の異物や気泡を除去するメンテナンス状態である、
ことを特徴とする請求項２９に記載のインクジェット装置。
【請求項３１】
前記液体は、前記インクジェットヘッドを洗浄可能な洗浄液である、
ことを特徴とする請求項２４に記載のインクジェット装置。
【請求項３２】
ノズルからインクを吐出可能な少なくとも1つのインクジェットヘッドと、
液体を収容し、その液体に前記ノズルの開口高さ位置の大気圧の静止した液体を基準とする「単位体積当たりのエネルギー」Ｐ１(Pa)を生じさせる第１圧力源と、
液体を収容し、その液体に前記ノズルの開口高さ位置の大気圧の静止した液体を基準とする「単位体積当たりのエネルギー」Ｐ２(Pa)を生じさせる第２圧力源と、
前記第１圧力源と、前記ノズルに前記液体を供給するように前記第１圧力源と前記第２圧力源との間に設けられた分岐点とを、接続する第１流路と、
前記第２圧力源と前記分岐点とを接続する第２流路と、
を備えるインクジェット装置に対して、
前記ノズルの開口近傍における前記液体の圧力を適正圧力Ｐｎ(Pa)に維持するようにＰ１(Pa)とＰ２(Pa)を調整する第１の制御と、
第１の状態よりもＰ１(Pa)とＰ２(Pa)との差を大きく設定しつつ前記ノズルの開口近傍における前記液体の圧力を適正圧力Ｐｎ(Pa)に維持するようにＰ１(Pa)とＰ２(Pa)を調整する第２の制御と、
を行うインクジェット装置の制御方法。
【請求項３３】
ノズルからインクを吐出可能な少なくとも1つのインクジェットヘッドと、
液体を収容し、その液体に前記ノズルの開口高さ位置の大気圧の静止した液体を基準とする「単位体積当たりのエネルギー」Ｐ１(Pa)を生じさせる第１圧力源と、
液体を収容し、その液体に前記ノズルの開口高さ位置の大気圧の静止した液体を基準とする「単位体積当たりのエネルギー」Ｐ２(Pa)を生じさせる第２圧力源と、
前記第１圧力源と、前記ノズルに前記液体を供給するように前記第１圧力源と前記第２圧力源との間に設けられた分岐点とを、接続する第１流路と、
前記第２圧力源と前記分岐点とを接続する第２流路と、
を備えるインクジェット装置に対して、
前記ノズルの開口近傍における前記液体の圧力を適正圧力Ｐｎ(Pa)に維持するようにＰ１(Pa)とＰ２(Pa)を調整する第１の制御と、
前記ノズルの開口近傍における前記液体の圧力を適正圧力Ｐｎ(Pa)とは異なる値になるようにＰ１(Pa)とＰ２(Pa)を調整する第３の制御と、
を行うインクジェット装置の制御方法。
【請求項３４】
ノズルからインクを吐出可能な少なくとも1つのインクジェットヘッドと、
液体を収容し、その液体に前記ノズルの開口高さ位置の大気圧の静止した液体を基準とする「単位体積当たりのエネルギー」Ｐ１(Pa)を生じさせる第１圧力源と、
液体を収容し、その液体に前記ノズルの開口高さ位置の大気圧の静止した液体を基準とする「単位体積当たりのエネルギー」Ｐ２(Pa)を生じさせる第２圧力源と、
前記第１圧力源と、前記ノズルに前記液体を供給するように前記第１圧力源と前記第２圧力源との間に設けられた分岐点とを、接続する第１流路と、
前記第２圧力源と前記分岐点とを接続し、連通状態を開閉可能な弁を有する第２流路と、
を備えるインクジェット装置に対して、
前記弁を開いた状態で、前記ノズルの開口近傍における前記液体の圧力を適正圧力Ｐｎ(Pa)に維持するようにＰ１(Pa)とＰ２(Pa)を調整する第１の制御と、
前記弁を瞬間的に閉じる第４の制御と、
を行うインクジェット装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、インクジェットヘッドを通してインクを循環させ、そのインクジェットヘッドのノズルからインクを吐出するインクジェット装置およびその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、インクジェットヘッドを通してインクを循環させ、そのインクジェットヘッドのノズルからインクを吐出するインクジェット装置が知られている（例えば特許文献１，２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】ＵＳ２００２／０１１８２５６Ａ１
【特許文献２】ＵＳ２００５／０００７３９９Ａ１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このようなインクジェット装置にとって重要なことは、インクジェットヘッドのノズル開口近傍におけるインクの圧力を常に一定に維持することである。
【０００５】
ＵＳ２００２／０１１８２５６Ａ１に記載のものは、ノズル開口近傍におけるインクの圧力がインクタンクとインクジェットヘッドとの間の管路の流路抵抗に大きく依存するが、この流路抵抗が考慮されていないためにノズル開口近傍におけるインクの圧力が定まらないという問題がある。
【０００６】
一方、ＵＳ２００５／０００７３９９Ａ１に記載のものは、圧力リファレンスを備えている。圧力リファレンスは、液面制御が困難である。しかも、圧力リファレンスに対し、ポンプにより多量のインクを供給する必要があるため、ポンプの運転に大きなエネルギーを消費するといった問題がある。
【０００７】
この発明は、上記の事情を考慮したもので、その目的は、複雑な制御を要することなく、大きなエネルギー消費を要することもなく、ノズルの開口近傍におけるインクの圧力を常に適正圧力に維持することができるインクジェット装置およびその制御方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１のインクジェット装置は、ノズルからインクを吐出可能な少なくとも１つのインクジェットヘッドと、液体を収容し、その液体に前記ノズルの開口高さ位置の大気圧の静止した液体を基準とする「単位体積当たりのエネルギー」Ｐ１(Pa)を生じさせる第１圧力源と、液体を収容し、その液体に前記ノズルの開口高さ位置の大気圧の静止した液体を基準とする「単位体積当たりのエネルギー」Ｐ２(Pa)を生じさせる第２圧力源と、制御手段と、前記第１圧力源と前記ノズルに前記液体を供給するように前記第１圧力源と前記第２圧力源との間に設けられた分岐点とを接続する第１流路と、前記第２圧力源と前記分岐点とを接続する第２流路とを備える。前記制御手段は、前記ノズルの開口近傍における前記液体の圧力を適正圧力Ｐｎ（Pa）に維持するようにＰ１(Pa)とＰ２(Pa)を調整する第１の状態と、第１の状態よりもＰ１(Pa)とＰ２(Pa)との差を大きく設定しつつ前記ノズルの開口近傍における前記液体の圧力を適正圧力Ｐｎ（Pa）に維持するようにＰ１(Pa)とＰ２(Pa)を調整する第２の状態と、に設定可能である。
【発明の効果】
【０００９】
この発明のインクジェット装置によれば、複雑な制御を要することなく、大きなエネルギー消費を要することもなく、ノズルの開口近傍におけるインクの圧力を常に適正圧力に維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】第１〜第７実施形態のインクジェットヘッドの内部の構成を示す断面図。
【図２】第１の実施形態の構成を示す図。
【図３】第２の実施形態の構成を示す図。
【図４】第３の実施形態の構成を示す図。
【図５】第４の実施形態の構成を示す図。
【図６】第４の実施形態の圧力制御を説明するための図。
【図７】第５の実施形態の構成を示す図。
【図８】図７における合成流路抵抗Ｒｔ１の箇所を示す図。
【図９】図７における合成流路抵抗Ｒｔ２の箇所を示す図。
【図１０】図７における合成流路抵抗Ｒｔ６の箇所を示す図。
【図１１】第５の実施形態における第１インク流路および第２インク流路の具体的な構成を示す図。
【図１２】第５の実施形態における表計算シートを示す図。
【図１３】第５の実施形態における各動作パターンを示す図。
【図１４】第５の実施形態におけるラジエータおよびその周辺部の具体的な構成を示す図。
【図１５】第６の実施形態の要部の構成を示す図。
【図１６】第７の実施形態の要部の構成を示す図。
【図１７】第８実施形態のインクジェットヘッドの内部の構成を示す断面図。
【図１８】第５実施形態で述べた流路抵抗の按分について説明するための等価回路図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
［１］第１の実施形態  
以下、本発明の第１の実施形態を、図面を参照して説明する。  
図１にインク循環式のインクジェットヘッド１１の断面の構成を示している。すなわち、インク吐出用のノズル１を有するオリィフィスプレート２の上面側に、圧力室３が形成されている。この圧力室３は、インク４が通るヘッド内流路５の中途部が狭められることにより形成され、上記ノズル１を有すると共に、そのノズル１と対向する側の面にアクチュエータ６を有している。インク４は、ヘッド内流路５を図示右側から左側へと、圧力室３を通って流れる。
【００１２】
上記アクチュエータ６が駆動されることにより、圧力室３内のインク４がインク滴４ａとなってノズル１から吐出される。アクチュエータ６としては、ＰＺＴ等の圧電素子を用いて圧力室３を直接又は間接的に変形させるものが知られている。さらに、インクジェットヘッドとして、静電気でダイアフラムを駆動するもの、ヒータでインクを加熱して気泡を生成し圧力を発生させるもの、インク４を静電気で直接的に移動させるものなど、そのいずれを用いてもよい。なお、上述のアクチュエータ６を設ける位置は、ノズル１と対向する側の面に限らず、例えば、図の奥行き方向に位置する面であってもよい。また、必ずしも圧力室３のインク４が直接ノズル１から吐出するようになっている必要はなく、アクチュエータ６を駆動して圧力室３に圧力を発生させた時にノズル１からインク４が吐出するように、圧力室３とノズル１が連通していれば良い。
【００１３】
全体的な構成を図２に示している。  
第１圧力源である第１インクタンク１２が設けられている。第１インクタンク１２は、インクジェットヘッド１１の圧力室３に供給するためのインク４を収容するとともに、第１気圧源１２ａを付属して備え、インク４にノズル１の開口の高さ位置の大気圧の静止インクを基準とする、「単位体積当たりのエネルギー」Ｐ１（Ｎ・ｍ／ｍ３）を生じさせる。単位Ｎ・ｍ／ｍ３は、Pa（パスカル）に等しい。この「単位体積当たりのエネルギー」Ｐ１（Pa）は、“ベルヌーイの式”の「単位体積当たりのエネルギー」のことであり、静圧、動圧およびポテンシャル圧力の合計値である。以下の説明では、特に断らない限り、ポテンシャル圧力の基準高さは、ノズル１の開口の高さ位置とし、「単位体積当たりのエネルギー」の基準はノズル１の開口の高さ位置の大気圧の静止インクとする。
【００１４】
動圧が無視できるとき、「単位体積当たりのエネルギー」Ｐ１は、第１インクタンク１２内の液面のインク４の静圧Ｐｉ１と、第１インクタンク１２内のインク４の液面のポテンシャル圧力“ρ・ｇ・ｈ１”との合計値“Ｐｉ１＋ρ・ｇ・ｈ１”で表わされる。ρ（kg/m3）は、インク４の密度である。ｇ（m/s2）は、インク４の重力加速度である。ｈ１（m）は、ノズル１の開口の高さ位置を基準とする、第１インクタンク１２内のインク４の液面の高さ位置、いわゆるポテンシャルヘッドである。後で説明するように、この実施形態では、“ｈ１＝０”となるように制御しているので、“Ｐｉ１＝Ｐ１”である。
【００１５】
この第１インクタンク１２内のインク４が、第１インク流路１３ａにより、インクジェットヘッド１１の流入側インク接続ポートに導かれる。導かれたインク４は、インクジェットヘッド１１の圧力室３を通り、流出側インク接続ポートから第２インク流路１３ｂに流出する。第２インク流路１３ｂに流出したインク４は、第２圧力源である第２インクタンク１４に導かれる。
【００１６】
第２インクタンク１４は、インクジェットヘッド１１の圧力室３から流出するインク４を収容するとともに、第２気圧源１４ａを付属して備え、インク４に、「単位体積当たりのエネルギー」Ｐ２（Pa）を生じさせる。
【００１７】
動圧が無視できるとき、「単位体積当たりのエネルギー」Ｐ２は、第２インクタンク１４内の液面のインク４の静圧Ｐｉ２と、第２インクタンク１４内のインク４の液面のポテンシャル圧力“ρ・ｇ・ｈ２”との合計値“Ｐｉ２＋ρ・ｇ・ｈ２”で表わされる。ｈ２（m）は、ノズル１の開口の高さ位置を基準とする第２インクタンク１４内のインク４の液面の高さ位置、いわゆるポテンシャルヘッドである。後で説明するように、この実施形態では、“ｈ２＝０”となるように制御しているので、“Ｐｉ２＝Ｐ２”である。
【００１８】
ここで、第１インクタンク１２内のインク４の“ベルヌーイの式”の「単位体積当たりのエネルギー」について補足説明しておく。
【００１９】
前で説明したように、第１インクタンク１２内の液面のインク４の圧力と、“ベルヌーイの式”の「単位体積当たりのエネルギー」は、ともにＰ１（＝Ｐｉ１）である。
【００２０】
また、第１インクタンク１２内の液面のインク４のポテンシャル圧力は０である。
【００２１】
次に、第１インクタンク１２内で液面よりｘだけ潜った場所のインク４について、“ベルヌーイの式”の「単位体積当たりのエネルギー」を考えてみる。液面よりｘ（m）だけ潜った場所のインク４の圧力は液面より“ρ・ｇ・ｘ”だけ増加し、“Ｐ１＋ρ・ｇ・ｘ”となる。一方、液面よりｘだけ潜った場所のインク４のポテンシャル圧力は、液面より“ρ・ｇ・ｘ”だけ減少し、“−ρ・ｇ・ｘ”となっている。したがって、液面よりｘだけ潜った場所のインク４の“ベルヌーイの式”の「単位体積当たりのエネルギー」は、これら“Ｐ１＋ρ・ｇ・ｘ”および“−ρ・ｇ・ｘ”を合計して、“Ｐ１＋ρ・ｇ・ｘ−ρ・ｇ・ｘ＝Ｐ１”となり、液面よりｘだけ潜った場所でも液面のそれと変わらない。液面からｘだけ潜ったことによってポテンシャルエネルギーが圧力エネルギーに置き換わっただけで、エネルギーの総量は変わらないからである。以上、第１インクタンク１２内のインク４の“ベルヌーイの式”の「単位体積当たりのエネルギー」について説明したが、第２インクタンク１４内のインク４の“ベルヌーイの式”の「単位体積当たりのエネルギー」についても、同様である。一般に、容器内の流路抵抗とインクの運動エネルギーが無視できるとき、“ベルヌーイの定理”によって、容器内のインクの“ベルヌーイの式”の「単位体積当たりのエネルギー」は、液面からの深さに関わらず、容器内のどこでも一様である。従って、この容器内のインクを、“ベルヌーイの式”の「単位体積当たりのエネルギー」を生じさせる圧力源と見なすことができる。
【００２２】
例えば、仮に、上記容器にフレキシブルなチューブを接続してインクを取出そうとするとき、接続する取出口の高さ位置によって上記チューブの入口に加わる圧力は変化するが、上記チューブの入口のポテンシャル圧力は同時に上記圧力とは逆符号で同じだけ変化をする。そのため、インクを取出そうとする上記チューブから先の負荷が変わらなければ、上記チューブに流れ込むインクの流量は、上記容器のどの高さ位置からインクを取出しても同じで、上記容器内のインクの“ベルヌーイの式”の「単位体積当たりのエネルギー」と上記チューブから先の負荷とによって定まる。
【００２３】
さて、第２インクタンク１４と第１インクタンク１２との間には、第３インク流路１３ｃが設けられている。第３インク流路１３ｃには、第２ポンプ１７およびフィルタ１８が設けられており、第２ポンプ１７の動作によってインク４を第１インクタンク１２に送る。フィルタ１８は、第３インク流路１３ｃ内を流れるインク４に混入している異物を除去する。
【００２４】
第１インクタンク１２、第１インク流路１３ａ、インクジェットヘッド１１、第２インク流路１３ｂ、第２インクタンク１４、第３インク流路１３ｃ、第２ポンプ１７、およびフィルタ１８により、インク４の循環路が形成されている。
【００２５】
また、インク４が収容され且つ大気圧に開放されたメインタンク１５が設けられている。このメインタンク１５と上記第３インク流路１３ｃ（上記第２インクタンク１４に近い側）との間に、第４インク流路１３ｄが設けられている。
【００２６】
第１インクタンク１２に、その内部のインク４の液面の高さ位置を検知する第１液面センサ１９が設けられている。第２インクタンク１４に、その内部のインク４の液面の高さ位置を検知する第２液面センサ２０が設けられている。これら液面センサ１９，２０の検知結果がＣＰＵ１０に供給される。
【００２７】
上記第４インク流路１３ｄに、第１ポンプ１６が設けられている。第１ポンプ１６は、ＣＰＵ１０によって制御されることにより、上記第２液面センサ２０で検知される高さ位置が、インクジェットヘッド１１のノズル１の開口の高さ位置と同じになるように、上記循環路内のインク４の量を増減する。即ち、上記第２液面センサ２０で検知される高さ位置が、インクジェットヘッド１１のノズル１の開口の高さ位置よりも低い間上記循環路にインク４を送り、上記第２液面センサ２０で検知される高さ位置が、インクジェットヘッド１１のノズル１の開口の高さ位置よりも高い間は、上記循環路からメインタンク１５にインク４を戻す。
【００２８】
一方、第２ポンプ１７は、上記第１液面センサ１９で検知される高さ位置が、インクジェットヘッド１１のノズル１の開口の高さ位置と同じになるように、ＣＰＵ１０によって制御される。即ち、上記第１液面センサ１９で検知される高さ位置が、インクジェットヘッド１１のノズル１の開口の高さ位置よりも低い間は第２ポンプ１７を加速又は駆動し、上記第１液面センサ１９で検知される高さ位置が、インクジェットヘッド１１のノズル１の開口の高さ位置よりも高い間は、第２ポンプ１７を減速又は停止する。
【００２９】
こうして、第１インクタンク１２内のインク４の液面、および第２インクタンク１４内のインク４の液面が、インクジェットヘッド１１のノズル１の開口と同じ高さ位置に保たれる。
【００３０】
第１インクタンク１２内のインク４の「単位体積当たりのエネルギー」Ｐ１および第２インクタンク１４内のインク４の「単位体積当たりのエネルギー」Ｐ２は、気圧源１２ａの気圧および気圧源１４ａの気圧とそれぞれ一致している。これらの気圧はＣＰＵ１０によって制御されている。
【００３１】
ここで、“Ｐ１＞Ｐ２”に設定すれば、第１インクタンク１２内のインク４が、インクジェットヘッド１１の圧力室３のノズル１近傍を通って、第２インクタンク１４に流れる。同時に、第２インクタンク１４内のインク４は、第３インク流路１３ｃ、第２ポンプ１７、およびフィルタ１８を介して第１インクタンク１２に戻り、上記循環路内を循環する。
【００３２】
このようなインクジェットヘッド１１に対するインク供給系では、上記循環路内の各所の動圧は、十分小さいので無視できる。また、上記循環路内の各所のレイノルズ数も十分小さいので、インク４の乱流の影響も無視できる。
【００３３】
以下、ノズル１におけるインク４の「単位時間当たりの吐出量」が、圧力室３におけるインク４の流量に比べて十分小さい場合について、説明を続ける。この場合、インクジェットヘッド１１に対するインク供給系およびインクジェットヘッド１１内の圧力損失は、インク吐出量よりも循環流量に大きく左右される。
【００３４】
第１インクタンク１２から圧力室３のノズル１近傍を経由して第２インクタンク１４に至るインク流路を流れるインク４の流量Ｑ（ｍ3／sec）は、第１インクタンク１２から圧力室３のノズル１近傍までのインク４の流路抵抗がＲ１（Pa・sec／ｍ3）、圧力室３のノズル１近傍から第２インクタンク１４までのインク４の流路抵抗がＲ２（Pa・sec／ｍ3）の場合、下式（１）で表わされる。  
Ｑ＝（Ｐ１−Ｐ２）／（Ｒ１＋Ｒ２）……（１）
すなわち、インク流量Ｑは、流路抵抗Ｒ１，Ｒ２、および第１インクタンク１２内のインク４の「単位体積当たりのエネルギー」Ｐ１と第２インクタンク１４内のインク４の「単位体積当たりのエネルギー」Ｐ２との差、により定まる。
【００３５】
流路抵抗Ｒ１，Ｒ２は、インク４の粘度と流路形状によって決まってしまう。このため、インク流量Ｑを所望の値に調整するためには、「単位体積当たりのエネルギー」Ｐ１，Ｐ２の値を調整する。すなわち、ＣＰＵ１０は、気圧源１２ａの気圧および気圧源１４ａの気圧のいずれか一方または両方を調整することによってＰ１，Ｐ２の値を調整し、これにより所望のインク流量Ｑを得る。例えば、「単位体積当たりのエネルギー」Ｐ１を大きくするか、あるいは「単位体積当たりのエネルギー」Ｐ２を小さくすれば、インク流量Ｑを増やすことができる。逆に、「単位体積当たりのエネルギー」Ｐ１を小さくするか、あるいは「単位体積当たりのエネルギー」Ｐ２を大きくすれば、インク流量Ｑを減らすことができる。
【００３６】
同時に、ＣＰＵ１０は、「単位体積当たりのエネルギー」Ｐ１,Ｐ２の関係を下式（２）のように保つ。ここで、Ｐｎは、定数である。  
Ｐ２＝｛（Ｒ１＋Ｒ２）／Ｒ１｝×Ｐｎ−（Ｒ２／Ｒ１）×Ｐ１……（２）
インク４を吐出しないとき、ノズル１の開口近傍におけるインク４の圧力（Pa）は、“Ｐ２＋Ｑ×Ｒ２”である。この“Ｐ２＋Ｑ×Ｒ２”に上式（１）（２）を代入すると、下式（３）のように展開される。  
Ｐ２＋Ｑ×Ｒ２  
＝Ｐ２＋｛（Ｐ１−Ｐ２）／（Ｒ１＋Ｒ２）｝×Ｒ２  
＝｛１−Ｒ２／（Ｒ１＋Ｒ２）｝×Ｐ２＋｛Ｒ２／（Ｒ１＋Ｒ２）｝×Ｐ１  
＝｛Ｒ１／（Ｒ１＋Ｒ２）｝×Ｐ２＋｛Ｒ２／（Ｒ１＋Ｒ２）｝×Ｐ１  
＝Ｐｎ−｛Ｒ１／（Ｒ１＋Ｒ２）×（Ｒ２／Ｒ１）×Ｐ１｝  
＋｛Ｒ２／（Ｒ１＋Ｒ２）｝×Ｐ１  
＝Ｐｎ……（３）
すなわち、定数Ｐｎは、ノズル１の開口近傍におけるインク４の圧力（Pa）に相当するもので、ノズル１の開口におけるインクの表面がその開口の内側に湾曲するメニスカス（図１参照）を保つように、例えば０（Pa）〜−３０００（Pa）の範囲に含まれる値が選定される。仮に、定数Ｐｎが、０（Pa）より大きいとノズル１からインク４が漏れてしまう虞があり、−３０００（Pa）より小さいとノズル１に余計な空気が引き込まれてしまう虞がある。以下、定数Ｐｎのことを、ノズル１の開口近傍におけるインク４の適正圧力と称する。
【００３７】
ノズル１の開口近傍におけるインク４の圧力は、インク４の吐出動作を行っている間は、吐出のために、高い周波数で大きく変化する。しかし、インク４を吐出するときは、吐出のためにメニスカスを意図的に壊すのであるから、ここで維持すべきノズル１の開口近傍におけるインク４の適正圧力Ｐｎは、吐出動作のための高周波成分を除く平均値、あるいは吐出動作と次の吐出動作との間の休止時間中の圧力を意味する。
【００３８】
ノズル１の開口近傍におけるインク４の圧力は、厳密に言えば圧力室３のノズル１近傍の圧力に、圧力室３のノズル１近傍とノズル１の開口近傍との間の僅かな高低差に起因するポテンシャル圧力を加えた値である。
【００３９】
なお、流路抵抗Ｒ１，Ｒ２の関係が“Ｒ１＝Ｒ２”であれば、「単位体積当たりのエネルギー」Ｐ２の上式（２）は、下式（４）のように、より単純になる。  
Ｐ２＝２・Ｐｎ−Ｐ１……（４）
また、流路抵抗Ｒ１と流路抵抗Ｒ２との比を“１：ｒ”と表せば（つまりＲ２／Ｒ１＝ｒ）、「単位体積当たりのエネルギー」Ｐ２の上式（２）は、下式（５）のようになる。  
Ｐ２＝｛（１＋ｒ）×Ｐｎ｝−（ｒ×Ｐ１）……（５）
すなわち、ノズル１の開口近傍におけるインク４の適正圧力Ｐｎを維持するための「単位体積当たりのエネルギー」Ｐ１，Ｐ２の関係は、流路抵抗Ｒ１，Ｒ２の絶対値に影響されず、流路抵抗Ｒ１と流路抵抗Ｒ２との比“１：ｒ”だけで決定される。
【００４０】
従来のインクジェット装置では、圧力源とインクジェットヘッドとを接続する流路の流路抵抗に生じる圧力損失が大きい場合、ノズル１の開口近傍におけるインク４の圧力を適正圧力に維持することは困難であった。特に、例えば、圧力源とインクジェットヘッドとを接続する流路の流路抵抗に生じる圧力損失(厳密に言えば、インク４の「単位体積当たりのエネルギー」の損失)が「ノズル１の開口近傍におけるインク４の適正圧力の範囲」の大きさ（レンジ）の半分以上を占めるような場合、即ち例えば圧力源とインクジェットヘッドとを接続する流路の流路抵抗にこの流路の流量を乗じた値が１５００（Pa）を超えるような場合はノズル１の開口近傍におけるインク４の圧力を適正圧力に維持することがきわめて困難であった。しかし本発明によれば、ノズル１の開口近傍におけるインク４の圧力は流路抵抗Ｒ１，Ｒ２の絶対値に影響されず、流路抵抗Ｒ１と流路抵抗Ｒ２との比“１：ｒ”だけで決定されるので、流路抵抗Ｒ１と流路抵抗Ｒ２による圧力損失が例えば合計３０００（Pa）を超えていても、ノズル１の開口近傍におけるインク４の圧力を適正圧力に維持することができる。
【００４１】
また、周囲温度の違いによってインク４の粘度が変化した場合、あるいは粘度の異なる別の種類のインク４が使用された場合、流路抵抗Ｒ１，Ｒ２の絶対値は変化する。しかしながら、流路抵抗Ｒ１と流路抵抗Ｒ２との比“１：ｒ”は、循環路内のインク４の粘度が一様であれば、インク流路１３ａ，１３ｂの物理的形状を変えない限り、一定に保たれる。すなわち、ＣＰＵ１０が上式（５）を保つように「単位体積当たりのエネルギー」Ｐ１，Ｐ２の関係を制御すれば、周囲温度やインク４の種類が違っても、圧力室３のノズル１近傍の圧力は一定に保たれる。
【００４２】
例えば、ノズル１より上流側のインク流路１３ａの断面積とノズル１より下流側のインク流路１３ｂの断面積が同じであれば、インク流路１３ａの長さとインク流路１３ｂの長さとの比が、すなわち流路抵抗Ｒ１と流路抵抗Ｒ２との比“１：ｒ”に相当するので、その比を用いる上式（５）に基づいて「単位体積当たりのエネルギー」Ｐ２を設定すればよい。その結果、ノズル１の開口近傍におけるインク４の圧力を適正圧力Ｐｎに保つことができる。
【００４３】
流路抵抗Ｒ１，Ｒ２の絶対値が変わればインク流量Ｑは変化するが、圧力室３を流れるインク４の動圧が小さく且つ圧力室３のレイノルズ数が小さければ、
圧力の変化も乱流の影響も無視できるので、インク流量Ｑが急激に変化しない限り、インク流量Ｑの変化はインク４の吐出動作に直接影響しない。これに対して、ノズル１の開口近傍におけるインク４の圧力は、直接、インク４の吐出動作に影響する。よって、インク流量Ｑを保つことよりも、ノズル１の開口近傍におけるインク４の圧力を適正に保つことの方が、より重要で、優先すべき条件である。
【００４４】
とはいえ、インク流量Ｑが大きく変化し過ぎると、使用するポンプの能力不足やインクタンクの容量不足、インク４の循環による利点であるインク温度の均一化効果や気泡除去効果の減少、などの問題が生じてしまう。そこで、インク流量Ｑの変化が大きくなり過ぎることを防ぐために、インク４の粘度に応じて、第１インクタンク１２の「単位体積当たりのエネルギー」Ｐ１を補正してもよい。
【００４５】
インク流量Ｑを表わす上式（１）は、「単位体積当たりのエネルギー」Ｐ２の代わりに流路抵抗比ｒと定数Ｐｎを用いれば、下式（６）のように展開される。  
Ｑ＝（Ｐ１−Ｐ２）／（Ｒ１＋Ｒ２）  
＝（１＋ｒ）（Ｐ１−Ｐｎ）／（Ｒ１＋Ｒ２）……（６）
仮に、インク４の粘度が上がって“Ｒ１＋Ｒ２”が増大した場合には、“Ｐ１−Ｐｎ”が大きくなるように「単位体積当たりのエネルギー」Ｐ１を大きくしつつ、上式（５）に従って「単位体積当たりのエネルギー」Ｐ２を調整することによって、インク流量Ｑの変化を防ぐことができる。
【００４６】
インク流量Ｑ、および流路抵抗Ｒ１，Ｒ２の合成抵抗である全流路抵抗Ｒを用いると、与えるべき「単位体積当たりのエネルギー」Ｐ１は、下式（７）で表される。  
Ｐ１＝Ｑ・Ｒ／（１＋ｒ）＋Ｐｎ……（７）
全流路抵抗Ｒはインク４の粘度に比例するので、この式（７）を用いることにより、「単位体積当たりのエネルギー」Ｐ１をインク４の粘度に応じて調整しつつ、上式（５）に従って「単位体積当たりのエネルギー」Ｐ２を調整すれば、インク流量Ｑの変化を防ぐことができる。なお、既に述べた理由により、この調整はそれほど厳密さを要求されない。また、この調整を行っても行わなくても、上式（２）（４）（５）のいずれかの条件に従って「単位体積当たりのエネルギー」Ｐ２を設定する制御を採用すれば、ノズル１の開口近傍におけるインク４の圧力を適正圧力Ｐｎに保つことができる。  
ここでは、「単位体積当たりのエネルギー」Ｐ１の増減によってインク流量Ｑを調節し、かつ適正圧力Ｐｎが得られるように「単位体積当たりのエネルギー」Ｐ２を設定する場合について説明したが、逆に「単位体積当たりのエネルギー」Ｐ２の増減によってインク流量Ｑを調節し、かつ適正圧力Ｐｎが得られるように「単位体積当たりのエネルギー」Ｐ１を設定してもよい。
【００４７】
上式（２）（４）（５）では、ノズル１の開口近傍におけるインク４の適正圧力を得るための「単位体積当たりのエネルギー」Ｐ２の値を「単位体積当たりのエネルギー」Ｐ１の関数として与えたが、逆に、上記各式を「単位体積当たりのエネルギー」Ｐ１について解いて、ノズル１の開口近傍におけるインク４の適正圧力を得るための「単位体積当たりのエネルギー」Ｐ１の値を「単位体積当たりのエネルギー」Ｐ２の関数として与えてもよい。要は、「単位体積当たりのエネルギー」Ｐ１，Ｐ２の関係が、上式（２）（４）（５）のいずれかを満足していればよい。
【００４８】
なお、「単位体積当たりのエネルギー」Ｐ１を大きくしてインク流量Ｑを増大させ、これにより、インクジェットヘッド１１内に存する異物および気泡などを下流側へ押し流すメンテナンスが可能である。この間も、上式（２）（４）（５）のいずれかの条件に従って「単位体積当たりのエネルギー」Ｐ２を設定する制御を行い続けることにより、ノズル１の開口近傍におけるインク４の圧力を適正圧力Ｐｎに保つことができる。したがって、メンテナンス中に、ノズル１からインク４が漏れることがなく、ノズル１内に不要な空気が流入することもない。すなわち、ノズル１の開口におけるインク４のメニスカスを壊すことなく、無駄のない効率的なメンテナンスが可能である。
【００４９】
インクジェットヘッド１１内に存する異物および気泡などを下流側へ押し流すためには、インク流量Ｑができるだけ大きい方がよい。しかしながら、常に最大のインク流量Ｑが維持されると、ポンプ１７の寿命に悪影響を与えたり、ポンプ１７から騒音が生じたり、インク流路１３ａ，１３ｂ，１３ｃが劣化したり、フィルタ１８が劣化したり、インク４に不要なストレスが加わったり、インク流路１３ａ，１３ｂ，１３ｃのいずれかの箇所から気泡が混入してそれがインクジェットヘッド１１に送られてしまうなどの懸念がある。このため、インク流量Ｑについては、必要な時だけ、増大させる使い方が望ましい。本実施形態の場合、インク流量Ｑを変えた場合でもノズル１の開口近傍におけるインク４の圧力を適正圧力Ｐｎに制御できるので、そのような使い方（インク流量Ｑを必要な時だけ増大させる使い方）が可能である。
【００５０】
また、メンテナンスに際しては、ノズル１の開口近傍におけるインク４の圧力を故意に通常の適正圧力Ｐｎよりも大きく設定して、インク４をノズル１から強制的に吐出させることにより、ノズル１の開口の周縁をインク４で濡らしたり、ノズル１の開口の内側に存する異物（インク４の固形化物を含む）をノズル１の外に押し出したり、ノズル１の開口の周縁に付着した異物を取除くなどの処置が可能である。
【００５１】
ところで、複数のインクジェットヘッド１１が搭載されている場合、第１インクタンク１２から複数のインク流路１３ａをそれぞれ介して各インクジェットヘッド１１にインク４が導かれ、そして、各インクジェットヘッド１１を経たインク４が複数のインク流路１３ｂをそれぞれ介して第２インクタンク１４に導かれるように構成することができる。この場合、複数のインク流路１３ａの太さと長さが互いに同じで、しかも、複数のインク流路１３ｂの太さと長さが互いに同じであれば、複数のインクジェットヘッド１１に流れるインク４の流量とノズル１の開口近傍におけるインク４の圧力を各々一致させることができる。
【００５２】
しかし、一般には、第１インクタンク１２および第２インクタンク１４に近い位置に置かれたインクジェットヘッド１１および遠い位置に置かれたインクジェットヘッド１１が混在するので、複数のインク流路１３ａの長さを一致させること、あるいは複数のインク流路１３ｂの長さを一致させることは、困難なことが多い。
【００５３】
この場合、第１インクタンク１２から各インクジェットヘッド１１の圧力室３のノズル１近傍までのインク４の流路抵抗をＲ１１，Ｒ１２，Ｒ１３，…とし、各インクジェットヘッド１１の圧力室３のノズル１近傍から第２インクタンク１４までのインク４の流路抵抗をＲ２１，Ｒ２２，Ｒ２３，…と表せば、“Ｒ２１／Ｒ１１＝Ｒ２２／Ｒ１２＝Ｒ２３／Ｒ１３＝…”の条件を満たすことにより、各インクジェットヘッド１１の間で流量は必ずしも互いに同一ではないが、各インクジェットヘッド１１のノズル１の開口近傍におけるインク４の圧力を互いに同じ値に保つことができる。このとき、第１インクタンク１２から各インクジェットヘッド１１の圧力室３のノズル１近傍までのインク４の流路抵抗と各インクジェットヘッド１１の圧力室３のノズル１近傍から第２インクタンク１４までのインク４の流路抵抗の比をＲ２１／Ｒ１１＝Ｒ２２／Ｒ１２＝Ｒ２３／Ｒ１３＝…＝ｒとして上式（２）又は（５）に従ってＰ１，Ｐ２の関係を制御するか、さらにｒ＝１として上式（４）に従ってＰ１，Ｐ２の関係を制御すれば、各インクジェットヘッド１１のノズル１の開口近傍におけるインク４の適正圧力を維持することができる。
【００５４】
なお、インクジェットヘッド１１としては、１つのノズル１を有するものに限らず、インク４の流れ方向と直交する方向（図１の奥行き方向）に配列された複数の圧力室３と複数のノズル１を有するものがある。複数の圧力室３と複数のノズル１を有するインクジェットヘッド１１の場合、インクジェットヘッド１１の流入側インク接続ポートから各圧力室３のノズル１近傍までの流路抵抗をＺ１１，Ｚ１２，Ｚ１３，…とし、各圧力室３のノズル１近傍からインクジェットヘッド１１の流出側インク接続ポートまでの流路抵抗をＺ２１，Ｚ２２，Ｚ２３，…と表せば、“Ｚ２１／Ｚ１１＝Ｚ２２／Ｚ１２＝Ｚ２３／Ｚ１３＝…”の条件を満たすことにより、各ノズル１の開口近傍におけるインク４の圧力を互いに同じ値に保つことができる。
【００５５】
ここまでは、ノズル１におけるインク４の単位時間当たりのインク吐出量が循環流量に比べて十分に小さくてその影響が無視できる範囲の動作を検討したが、単位時間当たりのインク吐出量の影響が無視できない場合は、上記の構成に単位時間当たりのインク吐出量の影響を重ね合わせて考えればよい。
【００５６】
すなわち、上記のインク供給系の吐出流量に対する圧力変動を考えるとき、このインク供給系は適正圧力Ｐｎの圧力源から流路抵抗Ｒ１，Ｒ２の並列抵抗である“（Ｒ１×Ｒ２）／（Ｒ１＋Ｒ２）”の流路抵抗を介して供給する供給系と等価と考えることができる。つまり、ノズル１からインク４が吐出されるとき、ノズル１の開口近傍におけるインク４の圧力は、流路抵抗Ｒ１，Ｒ２の並列抵抗にインク４が流れることによって生じる圧力損失の分だけ、適正圧力Ｐｎよりも増大する。このときの圧力損失が許容できる程度に、流路抵抗Ｒ１，Ｒ２の絶対値を設定すればよい。
【００５７】
ただし、圧力室３のノズル１近傍からノズル１の開口近傍までの流路抵抗に起因する圧力損失については、通常、吐出のためにアクチュエータ６の動作を設定する際に考慮されるので、ここでは考慮しないものとする。
【００５８】
また、ここまでは、ノズル１付近のインク４の流れに起因する動圧は無視できるものとして説明したが、より厳密には、ノズル１付近のインク４の流速を算出し、この流速の動圧による圧力低下分だけ、適正圧力Ｐｎを高めてもよい。
【００５９】
以上のように、インク流量Ｑの変化にかかわらず、また複雑な制御や大きなエネルギー消費を要することもなく、ノズル１の開口近傍におけるインク４の圧力を常に適正圧力Ｐｎに維持することができる。
【００６０】
［２］第２の実施形態  
インク４が第1インクタンク12からヘッドを経由して第2インクタンク14に向かう方向に循環するとき、Ｐ１＞Ｐ２である。メインタンク１５内のインク４の「単位体積当たりのエネルギー」が、「単位体積当たりのエネルギー」Ｐ１と「単位体積当たりのエネルギー」Ｐ２との間にあれば、図３に示すように、第１ポンプ１６に代えて、第５インク流路２２、第１バルブ２１、第２バルブ２３を採用して、インク供給系を簡略化することができる。
【００６１】
第５インク流路２２は、第３インク流路１３ｃの第１インクタンク１２に近い側の部位と第４インク流路１３ｄとの間に設けられている。
【００６２】
第５インク流路２２と第３インク流路１３ｃの接続点は、第１インクタンク１２に十分近い場所に設ける。このとき接続点のインクの「単位体積あたりのエネルギー」はほぼＰ１と見なせる。
【００６３】
第３インク流路１３ｃと第４インク流路１３ｄの接続点は、第２インクタンク１４に十分近い場所に設ける。このとき接続点のインクの「単位体積あたりのエネルギー」はほぼＰ２と見なせる。
【００６４】
第１バルブ２１は、第４インク流路１３ｄにおける第３インク流路１３ｃの接続位置と第５インク流路２２の接続位置との間に、設けられている。第２バルブ２３は、第５インク流路２２に設けられている。そして、第１バルブ２１および第２バルブ２３は、ＣＰＵ１０の制御により、第２液面センサ２０で検知される高さ位置（第２インクタンク１４内のインク４の液面の高さ位置）が、インクジェットヘッド１１のノズル１の開口の高さ位置と同じになるように、循環路内のインク４の量を増減する。
【００６５】
第２ポンプ１７は、第１の実施形態と同様に、第１液面センサ１９で検知される第１インクタンク１２内のインク４の液面の高さ位置に従って制御されている。
【００６６】
第２液面センサ２０で検知される第２インクタンク１４内のインク４の液面の高さ位置が、インクジェットヘッド１１のノズル１の開口の高さ位置に満たない場合は、バルブ２１を開いて、第２インクタンク１４にインク４を補給する。
【００６７】
一方、第２液面センサ２０で検知される第２インクタンク１４内のインク４の液面の高さ位置が、インクジェットヘッド１１のノズル１の開口の高さ位置よりも高い場合は、バルブ２３を開いて、第１インクタンク１２からインク４を吸い出す。その際、一旦、第１インクタンク１２内のインク４の液面は低下するが、このとき第２ポンプ１７が作動して第１インクタンク１２内のインク４の液面を戻し、同時に第２インクタンク１４内のインク４の液面を下げる。
【００６８】
このように、バルブ２１，２３の開閉によって、第１の実施形態と同様に、第２インクタンク１４内のインク４の液面をノズル１の開口の高さ位置に制御することができる。
【００６９】
本実施形態の構成では、循環路内のインク４の増量は、  
｛メインタンク１５から第４インク流路１３ｄ、バルブ２１を介して、第３インク流路１３ｃに至る経路の流路抵抗、  
および  
メインタンク１５内のインク４の「単位体積当たりのエネルギー」と第２インクタンク１４内のインク４の「単位体積当たりのエネルギー」Ｐ２との差、｝  
によって定まる流量で行われる。
【００７０】
循環路内のインク４の減量は、  
｛メインタンク１５から第４インク流路１３ｄ、バルブ２３、第５インク流路２２を介して、第３インク流路１３ｃに至る経路の流路抵抗、  
および  
メインタンク１５内のインク４の「単位体積当たりのエネルギー」と第１インクタンク１２内のインク４の「単位体積当たりのエネルギー」Ｐ１との差、｝
によって定まる流量で行われる。
【００７１】
他の構成および作用は、第１の実施形態と同じである。よって、その説明は省略する。
【００７２】
［３］第３の実施形態  
図４に示すように、第１圧力源として、インクジェットヘッド１１の圧力室３に供給されるインク４を収容し且つ大気開放された第１インクタンク１２が採用されている。この第１インクタンク１２が、インクジェットヘッド１１のノズル１の開口より高い位置に配置されている。第１インクタンク１２液面のインク４に生じる「単位体積当たりのエネルギー」Ｐ１は、ポテンシャル圧力だけであり、ノズル１の開口の高さ位置を基準とする第１インクタンク１２内のインク４の液面の高さ位置に応じて、定まる。図４中の“Ｐ１／（ρ・ｇ）”は、このポテンシャルヘッド（ｍ）である。
【００７３】
第２圧力源として、インクジェットヘッド１１の圧力室３から流出するインク４を収容し且つ大気開放された第２インクタンク１４が採用されている。この第２インクタンク１４が、インクジェットヘッド１１のノズル１の開口より低い位置に配置されている。第２インクタンク１４内のインク４に生じる「単位体積当たりのエネルギー」Ｐ２は、ポテンシャル圧力だけであり、
ノズル１の開口の高さ位置を基準とする第２インクタンク１４内のインク４の液面の高さ位置に応じて、定まる。図４中の“−Ｐ２／（ρ・ｇ）”は、このポテンシャルヘッド（ｍ）である。
【００７４】
すなわち、ノズル１の開口の高さ位置と第１インクタンク１２内のインク４の液面の高さ位置の高低差を“Ｐ１／（ρ・ｇ）”（ｍ）に設定し、ノズル１の開口の高さ位置と第２インクタンク１４内のインク４の液面の高さ位置の高低差を“−Ｐ２／（ρ・ｇ）”（ｍ）に設定することによって、第１の実施形態と同じ動作となる。
【００７５】
他の構成および作用は、第１の実施形態と同じである。よって、その説明は省略する。
【００７６】
なお、ここの実施例では第１圧力源と第２圧力源の両方を大気開放してポテンシャル圧力によってＰ１，Ｐ２を生成したが、第１圧力源と第２圧力源のうちどちらか片方に本実施形態の形態を採用し、他方は第１の実施形態を採用するように組み合わせて応用することも可能である。
【００７７】
［４］第４の実施形態  
図５に示すように、第１圧力源として、インクジェットヘッド１１の圧力室３に供給されるインク４を収容し且つ大気開放された第１インクタンク３１が設けられている。この第１インクタンク３１内のインク４の液面の高さ位置（第１インクタンク３１に対する相対高さ）が第１インクタンク３１に設置された第１液面センサ３５によって検知される。この第１液面センサ３５の検知結果がＣＰＵ３０に供給される。ＣＰＵ３０は、第１液面センサ３５で検知される高さ位置が予め定められている高さ位置と同じになるように、ポンプ３６を制御して図示しないインクタンクと第１インクタンク３１との間でインク４を出入りさせて、第１インクタンク３１内のインク４の量を増減する。この第１インクタンク３１とインクジェットヘッド１１の流入側インク接続ポートとの間に、フレキシブルな液送チューブを用いた第１インク流路３９が設けられている。
【００７８】
第２圧力源として、インクジェットヘッド１１の圧力室３から流出するインク４を収容し且つ大気開放された第２インクタンク３２が設けられている。この第２インクタンク３２内のインク４の液面の高さ位置（第２インクタンク３２に対する相対高さ）が第２インクタンク３２に設置された第２液面センサ３７によって検知される。この第２液面センサ３７の検知結果がＣＰＵ３０に供給される。ＣＰＵ３０は、第２液面センサ３７で検知される高さ位置が予め定められている高さ位置と同じになるように、ポンプ３８を制御して図示しないインクタンクと第２インクタンク３２との間でインク４を出入りさせて、第２インクタンク３２内のインク４の量を増減する。この第２インクタンク３２とインクジェットヘッド１１の流出側インク接続ポートとの間に、フレキシブルな液送チューブを用いた第２インク流路４１が設けられている。
【００７９】
そして、滑車３３に紐３４が掛けられ、その紐３４の両端に第１インクタンク３１および第２インクタンク３２がそれぞれ吊るされている。滑車３３の回転位置により、第１インクタンク３１の高さ位置および第２インクタンク３２の高さ位置が変化する。
【００８０】
図５は、第１インクタンク３１内のインク４の液面および第２インクタンク３２内のインク４の液面が、共にノズル１の開口よりも“−Ｐｎ／（ρ・ｇ）”だけ下にある状態を示している。このとき、ノズル１の開口近傍におけるインク４に生じる圧力は、適正圧力Ｐｎである。
【００８１】
ここでは、第１インクタンク３１から圧力室３のノズル１近傍までの流路抵抗Ｒ１と、圧力室３のノズル１近傍から第２インクタンク３２までの流路抵抗Ｒ２との関係は、“Ｒ１＝Ｒ２（＝Ｒ０）”としている。
【００８２】
この状態は、インク４の循環が無いインクジェット装置において、ポテンシャル圧力を用いてノズル１の開口近傍におけるインク４の適正圧力（負圧）を維持するものが２セット並列になっている状態と考えることができ、このままインク４を循環させずに印字することも可能である。
【００８３】
次に、この状態から図６に示すように滑車３３を右に回す。  
第１インクタンク３１が距離“Ｐｘ／（ρ・ｇ）”だけ上昇すると、第２インクタンク３２が距離“Ｐｘ／（ρ・ｇ）”だけ下降し、インクジェットヘッド１１の圧力室３内のインク４に流れが生じる。このときのインク流量Ｑは、上記Ｒ０（＝Ｒ１＝Ｒ２）を用いて、“Ｑ＝Ｐｘ／Ｒ０”で表わされる。
【００８４】
第１インクタンク３１から圧力室３のノズル１近傍までの流路抵抗による「単位体積当たりのエネルギー」の損失(Pa)は、“Ｒ０・Ｑ”で表わされ、第１インクタンク３１が距離“Ｐｘ／（ρ・ｇ）”だけ上昇したことによって生じる第１インクタンク３１内のインク４の「単位体積当たりのエネルギー」Ｐ１の増加量Ｐｘと等しい。また、圧力室３のノズル１近傍から第２インクタンク３２までの流路抵抗による「単位体積当たりのエネルギー」の損失(Pa)は、“Ｒ０・Ｑ”で表わされ、第２インクタンク３２が距離“Ｐｘ／（ρ・ｇ）”だけ下降したことによって生じる第２インクタンク３２内のインク４の「単位体積当たりのエネルギー」Ｐ２の減少量Ｐｘと等しい。
【００８５】
したがって、ノズル１の開口近傍におけるインク４の圧力は、変化せず、適正圧力Ｐｎを維持する。
【００８６】
インク流量Ｑは滑車３３の回転位置によって調整できるが、その調整中も、調整後も、ノズル１の開口近傍におけるインク４の圧力は変動しない。つまり、ノズル１の開口近傍におけるインク４の圧力は、インク流量Ｑに関係なく、常に適正圧力Ｐｎに維持される。
【００８７】
なお、流路抵抗Ｒ１，Ｒ２の関係が“Ｒ１＝Ｒ２（＝Ｒ０）”の場合を例に説明したが、流路抵抗Ｒ１，Ｒ２の比が“１：ｒ”の場合は、滑車３３に代えて、第１インクタンク３１の上昇距離と第２インクタンク３２の下降距離との比が“１：ｒ”の関係になる昇降機構を用いればよい。
【００８８】
［５］第５の実施形態  
図７に示すように、インク循環式の複数のインクジェットヘッド５１，５２，５３，５４，５５，５６が互いに同じ高さ位置にほぼ水平状態に配列されている。これらインクジェットヘッド５１〜５６は、基本的な構成は図１に示したインクジェットヘッド１１と同じである。ただし、インクジェットヘッド５１〜５６の圧力室３は、各々６３６個あって、各圧力室３は各々１個のノズル１と連通している。この６３６個の圧力室３およびノズル１が、その各圧力室３におけるインク４の流れ方向と直交する方向（図１の奥行き方向）に配列されている。
【００８９】
インクジェットヘッド５１〜５６の個々のインク吐出能力は、１ヘッドすなわち６３６ノズルあたり０．１６７（ｍＬ／sec）である。また、インクジェットヘッド５１〜５６における各圧力室３は、断面の周長が７．６×１０−４（ｍ）、断面積が２．４×１０−８（ｍ２）である。
【００９０】
第１圧力源として、インクジェットヘッド５１〜５６に供給するためのインク４を収容した上流側インクタンク５８、およびその上流側インクタンク５８の空間領域にエアーパイプ７６を介して連通された正圧エアータンク６５が設けられている。上流側インクタンク５８は、内部のインク４に「単位体積当たりのエネルギー」Ｐ１を生じさせる。この「単位体積当たりのエネルギー」Ｐ１は、上流側インクタンク５８内のインク４の液面の高さ位置、および正圧エアータンク６５内の空気圧ＰＳ１の大きさによって、定まる。なお、上記エアーパイプ７６は、エアーバルブ７８を備えている。
【００９１】
上流側インクタンク５８内のインク４は、第１インク流路５７により、インクジェットヘッド５１〜５６のそれぞれ流入側インク接続ポートに導かれる。導かれたインク４は、インクジェットヘッド５１〜５６のそれぞれの圧力室３を通って流出側インク接続ポートから第２インク流路５９に流出する。第２インク流路５９に流出したインク４は、第２圧力源に導かれる。
【００９２】
第２圧力源として、インクジェットヘッド５１〜５６から流出するインク４を収容する下流側インクタンク６０、およびその下流側インクタンク６０の空間領域にエアーパイプ７７を介して連通された負圧エアータンク６６が設けられている。下流側インクタンク６０は、内部のインク４に「単位体積当たりのエネルギー」Ｐ２を生じさせる。この「単位体積当たりのエネルギー」Ｐ２は、下流側インクタンク６０内のインク４の液面の高さ位置、および負圧エアータンク６６内の空気圧ＰＳ２の大きさによって、定まる。
【００９３】
上流側インクタンク５８および下流側インクタンク６０は、各々断面積が５（cm２）で、容積が２５（mＬ）である。
【００９４】
上記第１インク流路５７は、インクジェットヘッド５１〜５６の配列方向に沿ってほぼ水平状態に設けられた流路（第１流路）５７ａと、この流路５７ａから分岐してインクジェットヘッド５１〜５６の流入側インク接続ポートにそれぞれ接続される複数の流路（第２流路）５７ｂと、上記流路５７ａから下方に延びて上流側インクタンク５８に連通される流路（第３流路）５７ｃとで形成されている。
【００９５】
上記第２インク流路５９は、インクジェットヘッド５１〜５６の配列方向に沿ってほぼ水平状態に設けられた流路（第４流路）５９ａと、この流路５９ａから分岐してインクジェットヘッド５１〜５６の流出側インク接続ポートにそれぞれ接続される複数の流路（第５流路）５９ｂと、上記流路５９ａから下方に延びて下流側インクタンク６０に連通される流路（第６流路）５９ｃとで形成されている。流路５９ｃに、開閉用のバルブ８４が設けられている。
【００９６】
下流側インクタンク６０と上流側インクタンク５８との間に、第３インク流路７９が設けられている。第３インク流路７９には、ポンプ６２およびインク４に混入している異物を除去するフィルタ６３が設けられている。
【００９７】
上流側インクタンク５８、第１インク流路５７、インクジェットヘッド５１〜５６、第２インク流路５９、第３インク流路７９、ポンプ６２、およびフィルタ６３により、インク４の循環路が形成されている。
【００９８】
また、インク４が収容され且つ大気開放されたメインタンク６１が設けられている。このメインタンク６１と上記第３インク流路７９（下流側インクタンク６０に近い側）との間に、第４インク流路８１が設けられている。
【００９９】
上流側インクタンク５８に、その内部のインク４の液面の高さ位置を検知する第１液面センサ８５が設けられている。下流側インクタンク６０に、その内部のインク４の液面の高さ位置を検知する第２液面センサ８６が設けられている。
【０１００】
上記第３インク流路７９における上記第４インク流路８１の接続位置より下流側インクタンク６０に近い側に、流路を開閉するためのバルブ８０が設けられている。さらに、第４インク流路８１に、バルブ８２が設けられている。
【０１０１】
メインタンク６１内のインクの「単位体積当たりのエネルギー」は循環中のインクの、上記第３インク流路７９と上記第４インク流路８１の接続位置の、「単位体積当たりのエネルギー」よりも大きくなるように設定されている。
【０１０２】
上記正圧エアータンク６５に第１圧力センサ６７が設けられ、上記負圧エアータンク６６に第２圧力センサ６８が設けられている。第１圧力センサ６７は、正圧エアータンク６５内の空気圧ＰＳ１を検知する。第２圧力センサ６８は、負圧エアータンク６６内の空気圧ＰＳ２を検知する。
【０１０３】
上記正圧エアータンク６５にエアーパイプ７０の一端が接続され、そのエアーパイプ７０の他端が大気に開放されている。エアーパイプ７０には、排気用のリークバルブ７２および吸排気用のエアーバルブ７３が設けられている。リークバルブ７２には開放時の空気の流速を制限する空気抵抗が設けられている。上記負圧エアータンク６６にエアーパイプ７１の一端が接続され、そのエアーパイプ７１の他端が大気に開放されている。エアーパイプ７１には、吸気用のリークバルブ７４および吸排気用のエアーバルブ７５が設けられている。リークバルブ７４には開放時の空気の流速を制限する空気抵抗が設けられている。
【０１０４】
エアーパイプ７１におけるリークバルブ７４とエアーバルブ７５との間の位置にエアーパイプ７６の一端が接続され、そのエアーパイプ７６の他端がエアーパイプ７０におけるリークバルブ７２とエアーバルブ７３との間の位置に接続されている。そして、エアーパイプ７６にエアーポンプ６９が設けられている。
【０１０５】
エアーポンプ６９は、エアーパイプ７１側の空気を吸込み、吸込んだ空気をエアーパイプ７０側に送り込む。このエアーポンプ６９の動作、リークバルブ７２，７４の動作、およびエアーバルブ７３，７５の動作により、正圧エアータンク６５内の気体分子数および負圧エアータンク６６内の気体分子数がそれぞれ調節される。
【０１０６】
ノズル１の開口近傍におけるインク４の適正圧力をＰｎとすれば、上流側インクタンク５８内のインク４の液面の高さ位置および下流側インクタンク６０内のインク４の液面の高さ位置は、共に、適正圧力Ｐｎと等しいポテンシャル圧力を生じる高さ位置、すなわちノズル１の開口の高さ位置よりも“−Ｐｎ／（ρ・ｇ）”だけ下に設定しておく（Ｐｎは負値なので、−Ｐｎ／（ρ・ｇ）は正値）。
【０１０７】
上流側インクタンク５８は、「単位体積当たりのエネルギー」Ｐ１の圧力源として働く。この場合の「単位体積当たりのエネルギー」Ｐ１は、下式（８）で表される。  
Ｐ１＝Ｐｎ＋ＰＳ１……（８）
この式（８）を正圧エアータンク６５内の空気圧ＰＳ１について解けば、下式（９）が得られる。  
ＰＳ１＝Ｐ１−Ｐｎ……（９）
下流側インクタンク６０は、「単位体積当たりのエネルギー」Ｐ２の圧力源として働く。この場合の「単位体積当たりのエネルギー」Ｐ２は、下式（１０）で表される。  
Ｐ２＝Ｐｎ＋ＰＳ２……（１０）
この式（１０）を負圧エアータンク６６内の空気圧ＰＳ２について解けば、下式（１１）が得られる。  
ＰＳ２＝Ｐ２−Ｐｎ……（１１）
ここで、ノズル１の開口近傍のインク４の圧力を適正圧力Ｐｎに保つには、第１の実施形態で説明した式（５）と、上式（９）（１１）を用いて、空気圧ＰＳ１，ＰＳ２の関係を下式（１２）のように定めればよい。  
ＰＳ２＝Ｐ２−Ｐｎ  
＝（ｒ×Ｐｎ）−（ｒ×Ｐ１）  
＝−ｒ×（Ｐ１−Ｐｎ）  
＝−ｒ×ＰＳ１……（１２）
すなわち、ＣＰＵ５０は、第１圧力センサ６７で検知される圧力ＰＳ１と第２圧力センサ６８で検知される圧力ＰＳ２が、上式（１２）を保つように正圧エアータンク６５内の気体分子数および負圧エアータンク６６内の気体分子数のいずれか一方あるいは両方を増減すればよい。
【０１０８】
ただし、上記ｒは、上流側インクタンク５８から各圧力室３のノズル１近傍までのインク４の流路抵抗と、各圧力室３のノズル１近傍から下流側インクタンク６０までのインク４の流路抵抗と、の比である。
【０１０９】
なお、この第５の実施形態においては、流路５７ｃ，５７ａ，５９ｃ，５９ａは、複数のインクジェットヘッド５１〜５６に共用されている。この共用部分の流路抵抗は、上流側インクタンク５８から各圧力室３のノズル１近傍までのインク４の流路抵抗および各圧力室３のノズル１近傍から下流側インクタンク６０までのインク４の流路抵抗を計算する際に、インクジェットヘッド５１〜５６に按分して考える。また、インクジェットヘッド５１〜５６の各々の内部にも通常は複数の圧力室３に共用される流路部分が存在するが、この共用部分についても、同じ考え方で、各圧力室３に按分利用されているものとして考えることができる。按分の方法については、後で説明する。
【０１１０】
特に、ｒ＝１であるとき、上式（１２）は更に簡単になって下式（１３）となる。  
ＰＳ２＝−ＰＳ１……（１３）
すなわち、この場合、ＣＰＵ５０は、第１圧力センサ６７で検知される圧力ＰＳ１と第２圧力センサ６８で検知される圧力ＰＳ２の関係を、大きさが同じで符号が反対になるように正圧エアータンク６５内の気体分子数および負圧エアータンク６６内の気体分子数のいずれか一方あるいは両方を増減すればよい。
【０１１１】
一方、循環路を流れるインク４の総循環流量は、検知圧力ＰＳ１と検知圧力ＰＳ２との差の増減によって調整できる。つまり、検知圧力ＰＳ１と検知圧力ＰＳ２との差が大きければ総循環流量が増大し、検知圧力ＰＳ１と検知圧力ＰＳ２との差が小さければ総循環流量が減少する。本実施形態では、表計算を用いて、循環路を流れるインク４の総循環流量が所望の値となるように、調整する。この調整の方法については、後で述べる。
【０１１２】
上流側インクタンク５８、下流側インクタンク６０、およびその周辺部に対し、ラジエータ６４および冷却ファン８３が設けられている。このラジエータ６４および冷却ファン８３により、上流側インクタンク５８、下流側インクタンク６０、およびその周辺部が冷却される。
【０１１３】
第１インク流路５７および第２インク流路５９の具体的な構成を図１１に示している。
【０１１４】
使用されるインク４は、粘度が１０（m・Pa・sec）で、比重が０．８５すなわち密度ρは８５０（kg/m3）である。
【０１１５】
ほぼ水平状態に配置される流路５７ａ，５９ａは、例えば、内寸が３×１０（mm）で、各流路５７ｂ，５７ｃ，５９ｂ，５９ｃとの分岐点のひとつと、その隣の分岐点との間の長さが５５（mm）の扁平管である。分岐する各流路５７ｂ，５９ｂは、内径が３（mm）と、細めのフレキシブルなチューブである。ほぼ垂直方向に延びる流路５７ｃ，５９ｃは、長さが２５０（mm）で、内径が４（mm）と、太めの円管である。
【０１１６】
各流路５７ｂおよびその各流路５７ｂからインクジェットヘッド５１〜５６の各ノズル１近傍までの流路の流路抵抗はＲ１、流路５７ａの各分岐点間の流路抵抗はＲ２、流路５７ｃの流路抵抗をＲ３とする。インクジェットヘッド５１〜５６の各圧力室３のノズル１近傍から各流路５９ｂまでの流路およびその各流路５９ｂにおける流路抵抗はＲ１´、流路５９ａの各分岐点間の流路抵抗をＲ２´、流路５９ｃの流路抵抗はＲ３´とする。
【０１１７】
これら流路抵抗は、  
“Ｒ１＝Ｒ１´＝１．６７×１０９（Pa・sec／ｍ３）”、  
“Ｒ２＝Ｒ２´＝３．０１×１０７（Ｐa・sec／ｍ３）”、  
“Ｒ３＝Ｒ３´＝３．９８×１０８（Pa・sec／ｍ３）”である。
【０１１８】
このとき、インクジェットヘッド５１〜５６の各ノズル１近傍より上流側のインク４の流路抵抗と、インクジェットヘッド５１〜５６の各ノズル１近傍より下流側のインク４の流路抵抗との比は、“１：１”で、即ちここでは流路抵抗比ｒ＝１である。
【０１１９】
インク流路５７，５９の太さおよび形状は、以下に説明するような考え方で選定されている。仮に、インク流路５７，５９に細めの円管を使用すると、インク流路５７，５９の流路抵抗が大きいためにインクの吐出流量の影響を受け易く、インクジェットヘッド５１〜５６からのインク４の吐出性能や安定性に悪影響を及ぼしてしまう。逆に、インク流路５７，５９に太目の円管を使用すると、インク４の充填時、各流路の随所に気泡が残り易くなる。また、インク流路５７，５９があまりに太ければ、物理的に配置が困難になるという問題もある。これらの点を考慮して、インク流路５７，５８は、場所によってその形状と太さを変えている。
【０１２０】
扁平管を用いた流路５７ａ，５９ａは、高さを３（mm）に抑えることによって上部に気泡が残り難くしながら、幅を広めにとることによって流路抵抗を抑えている。
【０１２１】
鉛直方向に延びる流路５７ｃ，５９ｃは、気泡を上部に浮かせることができるように、内径が４（mm）と太目の円管を採用している。浮かせた気泡は、流路５７ｃ，５９ｃの最上部に図示しない気泡排出バルブを設け、この気泡排出バルブにシリンジ等を接続することにより、吸い出してもよい。また、上方に浮かせた気泡を、インク充填時の充填手順やインク送り速度の条件を選ぶことで、流路抵抗に影響がない程度に、小さくしてもよい。円管を採用した流路５７ｃにおける上部の気泡は、扁平管を採用した流路５７ａからインクジェットヘッド５１〜５６に向かってインク４とともに流すことにより、インクジェットヘッド５１〜５６のノズル１から排出してもよい。
【０１２２】
一方、各流路５７ｂ,５９ｂは、インクジェットヘッド５１〜５６ごとに独立した流路であり、流量が少ないためある程度の流路抵抗は許容できるので、流路抵抗よりもインク４の充填し易さ、すなわち気泡の排出し易さを優先して、インクを流す方向にインクとともに気泡を押し流せるように、内径が３（mm）と細めのチューブを使用している。このような構成において、インク４の総循環流量を１×１０−５（ｍ３／sec）に設定する。
【０１２３】
適正圧力Ｐｎは例えば−１３００（Pa）であり、従って上流側インクタンク５８内のインク４の液面および下流側インクタンク６０内のインク４の液面は、各ノズル１の開口より“−Ｐｎ／（ρ・ｇ）”、即ち１５６（mm）だけ下に調整されている。
【０１２４】
図７において、流路５９ａ，５７ａにおけるインクジェットヘッド５２用の流路５９ｂ，５７ｂの接続点から図示左側のインク流路（インクジェット５１に接続されるインク流路５９ａ，５９ｂ，５７ａ，５７ｂと、インクジェットヘッド５１とを含む）の合成流路抵抗をＲｔ１とする。この合成流路抵抗Ｒｔ１の箇所を図８に太線で示している。さらに流路５９ａ，５７ａにおけるインクジェットヘッド５３用の流路５９ｂ，５７ｂの接続点から図示左側のインク流路（インクジェットヘッド５１，５１に接続されるインク流路５９ａ，５９ｂ，５７ａ，５７ｂと、インクジェットヘッド５１，５２とを含む）の流路抵抗をＲｔ２とする。この合成流路抵抗Ｒｔ２の箇所を図９に太線で示している。同様に、流路５９ａ，５７ａにおけるインクジェットヘッド５４用の流路５９ｂ，５７ｂの接続点から図示左側のインク流路（インクジェットヘッド５１，５１，５２，５３に接続されるインク流路５９ａ，５９ｂ，５７ａ，５７ｂと、インクジェットヘッド５１，５２，５３とを含む）の流路抵抗をＲｔ３とし、流路５９ａ，５７ａにおけるインクジェットヘッド５５用の流路５９ｂ，５７ｂの接続点から図示左側のインク流路（インクジェットヘッド５１，５２，５３，５４に接続されるインク流路５９ａ，５９ｂ，５７ａ，５７ｂと、インクジェットヘッド５１，５２，５３，５４とを含む）の流路抵抗をＲｔ４とし、流路５９ａ，５７ａにおけるインクジェットヘッド５６用の流路５９ｂ，５７ｂの接続点から図示左側のインク流路（インクジェットヘッド５１，５２，５３，５４，５５に接続されるインク流路５９ａ，５９ｂ，５７ａ，５７ｂと、インクジェットヘッド５１，５２，５３，５４，５５とを含む）の流路抵抗をＲｔ５とする。さらに、上流側インクタンク５８および下流側インクタンク６０からインク流路５９、インク流路５７およびインクジェットヘッド５１〜５６を含めた合成流路抵抗をＲｔ６とする。この合成流路抵抗Ｒｔ６の箇所を図１０に太線で示している。
【０１２５】
流路５７ａからインクジェットヘッド５１へ流れるインク流量をＱ１とし、流路５７ａからインクジェットヘッド５１，５２へ流れるインク流量をＱ２とし、流路５７ａからインクジェットヘッド５１〜５３へ流れるインク流量をＱ３とし、流路５７ａからインクジェットヘッド５１〜５４へ流れるインク流量をＱ４とし、流路５７ａからインクジェットヘッド５１〜５５へ流れるインク流量をＱ５とし、流路５７ａから全てのインクジェットヘッド５１〜５６へ流れるインク流量（インク４の総循環流量）をＱ６とする。
【０１２６】
流路５９ａにおける各インクジェットヘッド５１〜５６用の流路５９ｂの接続点と、流路５７ａにおける各インクジェットヘッド５１〜５６用の流路５７ｂの接続点の高さがほぼ等しいものとして、流路５９ａにおけるインクジェットヘッド５１用の流路５９ｂの接続点と流路５７ａにおけるインクジェットヘッド５１用の流路５７ｂの接続点との間の圧力差をＰｄ１とし、流路５９ａにおけるインクジェットヘッド５２用の流路５９ｂの接続点と流路５７ａにおけるインクジェットヘッド５２用の流路５７ｂの接続点との間の圧力差をＰｄ２とし、流路５９ａにおけるインクジェットヘッド５３用の流路５９ｂの接続点と流路５７ａにおけるインクジェットヘッド５３用の流路５７ｂの接続点との間の圧力差をＰｄ３とし、流路５９ａにおけるインクジェットヘッド５４用の流路５９ｂの接続点と流路５７ａにおけるインクジェットヘッド５４用の流路５７ｂの接続点との間の圧力差をＰｄ４とし、流路５９ａにおけるインクジェットヘッド５５用の流路５９ｂの接続点と流路５７ａにおけるインクジェットヘッド５５用の流路５７ｂの接続点との間の圧力差をＰｄ５とし、流路５９ａにおけるインクジェットヘッド５６用の流路５９ｂの接続点と流路５７ａにおけるインクジェットヘッド５６用の流路５７ｂの接続点との間の圧力差をＰｄ６とする。なお、上流側インクタンク５８内のインク４の「単位体積当たりのエネルギー」Ｐ１と下流側インクタンク６０のインク４の「単位体積当たりのエネルギー」Ｐ２との差はＰｄ７とする。
【０１２７】
インクジェットヘッド５１におけるインク流量をＱｈ１とし、インクジェットヘッド５２におけるインク流量をＱｈ２とし、インクジェットヘッド５３におけるインク流量をＱｈ３とし、インクジェットヘッド５４におけるインク流量をＱｈ４とし、インクジェットヘッド５５におけるインク流量をＱｈ５とし、インクジェットヘッド５６におけるインク流量をＱｈ６とする。
【０１２８】
Ｒ１，Ｒ１´，Ｒ２，Ｒ２´，Ｒ３，Ｒ３´の値から算出した流路抵抗Ｒｔ１〜Ｒｔ６の値、およびこの流路抵抗Ｒｔ１〜Ｒｔ６とインク流量Ｑ１〜Ｑ６、圧力差Ｐｄ１〜Ｐｄ７、インク流量Ｑｈ１〜Ｑｈ６との関係式を入力した表計算シートを作成して、インク４の総循環流量Ｑ６が“Ｑ６＝１×１０−５（ｍ３／sec）”となるように数値を調整すると、この表計算シートは図１２に示すような値となる。
【０１２９】
すなわち、上流側インクタンク５８内のインク４の「単位体積当たりのエネルギー」Ｐ１と下流側インクタンク６０内のインク４の「単位体積当たりのエネルギー」Ｐ２との差Ｐｄ７を、１４９９３（Ｐa）とする必要がある。
【０１３０】
上式（４）の条件“Ｐ２＝２・（−１３００）−Ｐ１”を満たしながら「単位体積当たりのエネルギー」Ｐ１，Ｐ２の差Ｐｄ７を１４９９３（Pa）とするためには、Ｐ１＝６１９６（Pa）、Ｐ２＝−８７９６（Pa）とすればよい。  
このとき、ＰＳ１＝−ＰＳ２＝７４９６（Pa）である。
【０１３１】
上流側インクタンク５８にインク４を送るポンプ６２は、上流側インクタンク５８内のインク４の液面の高さ位置（第１液面センサ８５で検知される高さ位置）が、予め定められている高さ位置よりも高いとき回転数が低減され、予め定められている高さ位置より低いとき回転数が増大される。上流側インクタンク５８内のインク４の液面の高さ位置が予め定められている高さ位置と同じとき、ポンプ６２の送液量は、総循環流量の設定値である“１×１０−５（ｍ３／sec）”に一致する。
【０１３２】
バルブ８２は、下流側インクタンク６０内のインク４の液面の高さ位置（第２液面センサ８６で検知される高さ位置）が、予め定められている高さ位置よりも低い場合に開かれる。これにより、メインタンク６１内のインク４が下流側インクタンク６０に補給される。この補給速度は、約５（ｍＬ／sec）に設定されている。この補給速度は、第３インク流路７９と第４インク流路８１の接続位置のインク４の「単位体積当たりのエネルギー」、メインタンク６１内のインク４の「単位体積当たりのエネルギー」、およびバルブ８２を含む第４インク流路８１の流路抵抗に応じて決定されるので、これらの関係を、補給速度が約５（ｍＬ／sec）になるように調整すればよい。
【０１３３】
第２液面センサ８６が高さ位置を検知してからバルブ８２が動作するまでの応答遅れは、０．１（sec）である。この応答遅れを含む液面高さの調節精度は、±５（mm）である。従って、この高さ精度に対応するポテンシャル圧力変化は±４２（Pa）であって、この圧力変化の幅は各ノズル１開口近傍のインク４の適正圧力Ｐｎである−１３００（Pa）の絶対値に比べて十分小さくなっている。
【０１３４】
正圧エアータンク６５内の気体分子数および負圧エアータンク６６内の気体分子数を調節するためのエアーポンプ６９、リークバルブ７２，７４、およびエアーバルブ７３，７５の動作を図１３に示している。
【０１３５】
すなわち、７つの動作パターンがあり、これら動作パターンのいずれかが圧力センサ６７，６８の検知結果に応じて選択的に実行されることにより、正圧エアータンク６５の圧力ＰＳ１を＋７４９６（Pa）、負圧エアータンク６６の圧力ＰＳ２を−７４９６（Pa）に維持することができる。正圧エアータンク６５の圧力ＰＳ１については、＋７４９６（Pa）を目指す制御が実行される。負圧エアータンク６６の圧力ＰＳ２については、−７４９６（Pa）を直接的に目指す制御ではなく、圧力ＰＳ１の変化に伴って“−ＰＳ１”を逐次に目指す制御が実行される。これにより、正圧エアータンク６５の圧力ＰＳ１が＋７４９６（Pa）に到達するまでの過程において、各ノズル１の開口近傍におけるインク４の圧力が適正圧力Ｐｎである−１３００（Pa）からずれない。
【０１３６】
図１３の５番目の動作パターンでは、ポンプ６９が停止されて、正圧エアータンク６５および負圧エアータンク６６がそれぞれ大気にリークされる。この状態に至るまでに、図１３の６番目および７番目の動作パターンが実行される。すなわち、正圧エアータンク６５の圧力ＰＳ１が０（Pa）を目指して調節され、この調節に伴い、負圧エアータンク６６の圧力ＰＳ２が“−ＰＳ１”となるように調節される。正圧エアータンク６５および負圧エアータンク６６のリークが終了すると、正圧エアータンク６５の圧力ＰＳ１および負圧エアータンク６６の圧力ＰＳ２が共に大気圧となる。このとき、インクジェットヘッド５１〜５６の各ノズル１には、ポテンシャル圧力である−１３００（Pa）が加わり続ける。この状態は、何も制御することなく適正圧力Ｐｎを維持できる。この状態にしておけば、印刷装置が通電されていなくてもメニスカスが維持され、停電等があっても温度や気圧が変化してもメニスカスの湾曲状態が変わることが無く、また、シャットダウン等の際にノズルからインクが垂れることも空気が入ってしまうことも無く、次の電源投入時に迅速に通常動作に入ることができる。
【０１３７】
以上の制御により、インクジェットヘッド５１〜５６の各ノズル１の開口近傍におけるインク４の圧力が、常に適正圧力Ｐｎである−１３００（Pa）を維持する。すなわち、インク流量に関係なく、各ノズル１の開口近傍におけるインク４の圧力を常に適正圧力Ｐｎに維持できる。
【０１３８】
（ａ）上流側の気体体積と下流側の気体体積ついて補足説明する。  
上流側インクタンク５８の空間領域とエアーパイプ７６、正圧エアータンク６５の容積を合計した上流側の気体体積と、下流側インクタンク６０の空間領域とエアーパイプ７７と負圧エアータンク６６の容積を合計した下流側の気体体積と、を等しく設定しておくと、さらに都合が良い。図１３の５番目の動作パターンで大気開放した後図１３の１番目の動作パターンでエアーポンプ６９を作動させると、エアーポンプ６９の作動中も作動終了後も常に上流側の気体分子数の増加量と下流側の気体分子数の減少量は等しく、かつ体積は変化しない。このため、上流側の気体体積と下流側の気体体積とを等しくしておけば、第１圧力センサ６７と第２圧力センサ６８を使った制御を行わなくてもエアーポンプ６９を作動させるだけで式（１３）のＰＳ２＝−ＰＳ１の条件を維持したままインクを循環できる。エアーポンプ６９を逆転させれば式（１３）のＰＳ２＝−ＰＳ１の条件を維持したまま循環流量を減らし、循環を止めることも可能である。従って上流側の気体体積と下流側の気体体積とを等しくしておけば、図１３の他の動作パターン、即ち２番目，３番目，４番目，６番目，７番目の動作パターンの使用を、各接続部からの空気漏れなどによる僅かなアンバランスを補正する場合のみの動作に限定することができ、パターン切り替え頻度を減らすことができるので、システムの信頼性が向上する。或いは５番目の動作パターンで大気開放してから次回に５番目の動作パターンで大気開放するまでの間の、各部からのエアリークが無視できるような使い方であれば、図１３の２番目，３番目，４番目，６番目，７番目の動作パターンを省いてしまうことも可能で、その場合、エアーバルブ７３，７５を省略でき、かつ第１圧力センサ６７および第２圧力センサ６８も精度の低いものにするか、どちらか片方を省略するか、或いは正圧エアータンク６５と負圧エアータンク６６の差圧の測定で済ませることができるので、装置を簡単で安価なものにすることができる。この実施形態では流路抵抗比ｒ＝１であるため「上流側の気体体積と下流側の気体体積とを等しく設定しておくとさらに都合が良い」としたが、一般に上流側と下流側の流路抵抗比が“１:ｒ”であるときは、上流側の気体体積と下流側の気体体積との比をｒ：１としておけば上記説明と同様の効果を得られる。又、本実施形態では、初期状態が大気開放、すなわちＰＳ１＝ＰＳ２＝０であるが、一般に初期状態がＰＳ１＝ＰＳ２＝（所定値）である場合においても、上流側の気体体積と下流側の気体体積との比をｒ：１としておけばエアーポンプ６９を作動させるだけでノズル開口近傍のインク圧力を変えずに循環流量を制御できるので、この技術は上流側インクタンク５８及び下流側インクタンク６０の液面高さ位置がノズル１の開口高さ位置よりも“−Ｐｎ／（ρ・ｇ）”だけ下に設定してある場合以外であっても応用可能である。
【０１３９】
（ｂ）各インクジェットヘッドにおけるインク流量について説明する。  
インク４の総循環流量が１×１０−５（ｍ３／sec）であるとき、インクジェットヘッド５１〜５６の個々におけるインク流量Ｑｈ１〜Ｑｈ６の値を知るには、図１２の表計算シートを見ればよい。
【０１４０】
図１２の表計算シートによれば、インク流量Ｑｈ１〜Ｑｈ６の値は、１．５０×１０−６（ｍ３／sec）〜１．９３×１０−６（ｍ３／sec）の間でばらつくが、インク４の総循環流量はインク４の吐出動作に直接影響しないので、この程度のばらつきは問題ない。実際に、この考え方で、インク流量Ｑを０（ｍ３／sec）から１．９３×１０−６（ｍ３／sec）までの範囲で変化させながらプリント結果を比較したが、プリント結果の差異は全く区別できなかった。
【０１４１】
（ｃ）各インクジェットヘッドの圧力室の動圧について説明する。  
インクジェットヘッド５１〜５６の各圧力室３は、上記したように、それぞれ６３６個のノズル１を有している。圧力室３は、２．４×１０−８（ｍ２）の断面積を持っている。
【０１４２】
インクジェットヘッド５１〜５６に対するインク４の循環量が１．９３×１０−６（ｍ３／sec）のとき、インクジェットヘッド５１〜５６の各圧力室３を流れるインク４の流量は３．０３×１０−９（ｍ３／sec）、流速は０．１２６（ｍ／sec）となる。この流速による動圧は、  
［８５０（ｋｇ／ｍ３）×０．１２６２（ｍ／sec）］／２＝６．７（Pa）
とごく僅かであり、ノズル１の開口近傍におけるインク４の適正圧力Ｐｎである−１３００（Pa）の絶対値に比べて十分に小さく、無視することができる。或いは、前述のように、最初から適正圧力Ｐｎをこの６．７（Pa）だけ高く設定しておいてもよい。
【０１４３】
（ｄ）各インクジェットヘッドの圧力室の乱流について説明する。  
各圧力室３の周長を７．６×１０−４（ｍ）、インク４の粘度を１０（mPa・sec）、インク４の比重０．８５と、インクジェットヘッド５１〜５６の各圧力室３を流れるインク４の流量３．０３×１０−９（ｍ３／sec）を用いてレイノルズ数Ｒｅを計算すると、  
Ｒｅ＝（４×３．０３×１０−９）／｛（０．０１／８５０）  
×７．６×１０−４｝＝１．３６  
となる。このレイノルズ数Ｒｅの値、１．３６は十分に小さく、乱流の影響が無視できる値である。
【０１４４】
（ｅ）インクの温度制御について説明する。
【０１４５】
インクジェットヘッド５１〜５６は、動作中（プリント中）に発熱する。この発熱に伴い、インク４の温度が変化する。インク４の温度が大きく変わると、インク吐出特性に影響を及ぼしてしまう。この温度変化に対処するため、上記したラジエータ６４および冷却ファン８３が採用されている。
【０１４６】
ラジエータ６４および冷却ファン８３の具体的な構成を図１４に示している。ラジエータ６４は、アルミニウム製のヒートシンク９２を有し、そのヒートシンク９２と外気との間で１（℃／Ｗ）の熱抵抗による熱交換を可能とする。ヒートシンク９２には、上流側インクタンク５８および下流側インクタンク６０が取付けられている。冷却ファン８３は、ヒートシンク９２に外気を供給し、ヒートシンク９２を冷却する。例えば、インクジェットヘッド５１〜５６の消費電力から吐出するインクが奪う単位時間当たりの熱量を差し引いた、単位時間当たりエネルギーとして、１０Ｗが循環するインクに与えられるとき、この冷却により、インク４の温度を外気温＋１０（℃）程度に抑えることができる。
【０１４７】
なお、図９において、９０はインクジェットヘッド５１〜５６によってプリントされた用紙が通過する用紙通過部、９１は本発明のインクジェット装置が収容された筐体である。この筐体９１の側壁のすぐ近くに上記ヒートシンク９２が設けられているので、ヒートシンク９２を外気によって直接的に効率良く冷却することができる。
【０１４８】
仮に、上流側インクタンク５８および下流側インクタンク６０をインクジェットヘッド５１〜５６からそれぞれ等しい距離のところに配置しようとすると、その配置場所は筐体９１の中心に近くなる。筐体９１の中心近くでは、外気による直接的な冷却が困難である。これに対し、本実施形態によれば、必ずしも上流側インクタンク５８および下流側インクタンク６０をインクジェットヘッド５１〜５６からそれぞれ等しい距離のところに配置する必要はない。即ち、上流側の流路抵抗と下流側の流路抵抗との比さえ、インクジェットヘッド５１〜５６のいずれについても同じ値“ｒ”になるようにしておけば、インクジェットヘッド５１〜５６の各ノズル１の開口近傍におけるインク４の圧力がそれぞれ適正圧力Ｐｎに維持されるので、上流側インクタンク５８および下流側インクタンク６０を筐体１の端部に寄せて配置することができる。よって、上記のように、筐体９１の側壁にヒートシンク９２を設け、そのヒートシンク９２に上流側インクタンク５８および下流側インクタンク６０を取付ける構成の採用が可能となっている。
【０１４９】
（ｆ）メンテナンスについて説明する。  
第１のメンテナンス方法は、上流側インクタンク５８内のインク４の「単位体積当たりのエネルギー」Ｐ１を２２０００（Pa）程度まで上昇させるとともに、その「単位体積当たりのエネルギー」Ｐ１の変化に伴い、下流側インクタンク６０内のインク４の「単位体積当たりのエネルギー」Ｐ２を“−Ｐ１”となるように調節する。これにより、インクジェットヘッド５１〜５６の各ノズル１の開口近傍におけるインク４の圧力を適正圧力Ｐｎである−１３００（Pa）に保ったまま、インク４の循環量が約３倍まで増加する。インク４の循環によって、インクジェットヘッド５１〜５６内の異物および気泡が、下流側インクタンク６０に流れる。下流側インクタンク６０に流れた気泡は浮上して消滅し、下流側インクタンク６０に流れた異物はフィルタ６３で濾過され、気泡と異物が取り除かれたインクが上流側インクタンク５８に戻される。インク４の循環量が増大すると、これらの作用がより効果的に行われる。
【０１５０】
第２のメンテナンス方法は、下流側インクタンク６０内のインク４の「単位体積当たりのエネルギー」Ｐ２を“−Ｐ１＋α”に変更する。これにより、インク４が、インクジェットヘッド５１〜５６の各ノズル１から溢れ出る。溢れ出たインク４は、吸引ノズルで吸い取るか、ブレードで掻き取る。インク４が溢れ出ることにより、各ノズル１の表面近くにある異物や気泡を取除くことができる。各ノズル１の表面近くに異物や気泡がある場合には、この第２のメンテナンス方法が有効である。
【０１５１】
第３のメンテナンス方法は、流路５９ｃにおけるバルブ８４を瞬間的に閉じる。これにより、インク４が、インクジェットヘッド５１〜５６の各ノズル１から溢れ出る。溢れ出たインク４は、吸引ノズルで吸い取るか、ブレードで掻き取る。各ノズル１を通過するインク４の速さは、第２のメンテナンス方法の場合よりも、第３のメンテナンス方法の場合の方が速い。すなわち、第３のメンテナンス方法は、各ノズル１の内部の汚れに対し、より有効である。
【０１５２】
但し、圧力室３のノズル１近傍よりも上流側にノズル１よりも大きな異物がある状態で第２のメンテナンス方法および第３のメンテナンス方法を実施すると、ノズル１に異物を詰め込んでしまう虞があるので、第２のメンテナンス方法および第３のメンテナンス方法は第１のメンテナンス方法を実施した後に実施することが望ましい。第４のメンテナンス方法は、これを考慮した各ノズル１の汚れを取る最も強力な方法であり、以下のシーケンスを有する。  
先ず、第１のメンテナンス方法と同様に、インク４の循環量を増大する。次に、第２のメンテナンス方法と同様に、ノズル圧力を僅かに正圧側にシフトして、各ノズル１から僅かな量のインク４を溢れ出させる。この状態で、第３のメンテナンス方法と同様に、流路５９ｃにおけるバルブ８４を瞬間的に閉じて、各ノズル１からインク４を高速で溢れ出させる。その後、バルブ８４を開放状態に戻してから、各ノズル１から溢れ出たインク４を、吸引ノズルで吸い取るか、ブレードで掻き取る。その後、下流側インクタンク６０内のインク４の「単位体積当たりのエネルギー」Ｐ２を“−Ｐ１”に戻してから、再度、各ノズル１の周りに残っているインク４を吸引ノズルで吸い取るか、ブレードで掻き取る。最後に、インク４の循環量を通常に戻す。
【０１５３】
ここで説明した手順は、インクジェット装置のメンテナンスを行う場合に限らず、洗浄液を使ってヘッドを洗浄する場合の洗浄方法として使用することもできる。
【０１５４】
その場合には、洗浄液の消費量が少なく、ノズル１に異物を詰め込んでしまう恐れの無い洗浄方法を提供できる。
【０１５５】
（ｇ）インク４の充填について説明する。  
インクジェットヘッド５１〜５６、インク流路５７，５９，７９、上流側インクタンク５８、および下流側インクタンク６０に対し、空の初期状態から、インク４を充填する方法について説明する。初期状態として、メインタンク６１にはインク４が十分にあり、正圧エアータンク６５および負圧エアータンク６６はいずれも大気開放しているものとする。
【０１５６】
バルブ８０が閉じられ、バルブ８２が開かれ、ポンプ６２が所定の回転数で駆動される。これにより、メインタンク６１内のインク４が、上流側インクタンク５８に供給される。なお、エアーバルブ７８およびバルブ８４は開かれている。
【０１５７】
上流側インクタンク５８内のインク４が増えて、そのインク４の液面の高さ位置（第１液面センサ８５で検知される高さ位置）が、予め定められている高さ位置に達したら、エアーバルブ７８が閉じられる。エアーバルブ７８が閉じられると、上流側インクタンク５８内のインク４が、流路５７ｃを上昇して流路５７ａに流入する。流路５７ａに流入したインク４は、各流路５７ｂを通ってインクジェットヘッド５１〜５６の各圧力室３に流入し、その各圧力室３から各流路５９ｂ、流路５９ａ、流路５９ｃを通って下流側インクタンク６０に導かれる。
【０１５８】
このとき、インク４の流量が多過ぎるとインクジェットヘッド５１〜５６の各ノズル１からインク４が多量に漏れてしまい、インク４の流量が少ないと充填に時間がかかってしまう。このため、インク４の流量は、そのような不都合が生じない適度な値に設定される。なお、インクジェットヘッド５１〜５６にキャップを被せて、各ノズル１の開口の気密を保っておけば、各ノズル１から溢れるインク４の量を減らすことができる。或いは、インクジェットヘッド５１〜５６の各ノズル１周囲に液体や異物が無いよう事前に綺麗にしておけば、各ノズル１からインク４が溢れ始める流量（インク４の流量をどこまで大きくすると各ノズル１からインク４が溢れ始めるか？というその流量の値）を大きくすることができる。もしノズル開口部の縁がインクで濡れてたり、開口部の縁に異物があると、わずかな正圧でもインクはノズル開口部の外へ自由に広がって行いってしまう。これに対しノズル開口部の縁が乾いていればインクはノズル開口部に凸状の滴を形成する。この場合、仮に充填時の流量が大きくその結果ノズル開口近傍が正圧になったとしても、その値が滴の表面張力による圧力と平衡がとれる範囲の正圧であれば、インクはノズルから溢れ出さない。従って、先立ってワイプ動作等により各ノズル１周囲を綺麗にしておくことが望ましい。
【０１５９】
下流側インクタンク６０内のインク４の液面の高さ位置（第２液面センサ８６で検知される高さ位置）が、予め定められている高さ位置に達したら、エアーバルブ７８およびバルブ８０が開かれ、バルブ８２が閉じられる。そして、エアーポンプ６９が起動され、インク４の通常の循環動作に移行する。
【０１６０】
ここまでは、エアーバルブ７８を使用する充填方法について説明したが、エアーバルブ７８を使用しない充填方法もある。以下、エアーバルブ７８を使用しない充填方法について説明する。  
バルブ８０が閉じられ、バルブ８２が開かれ、ポンプ６２が所定の回転数で駆動される。これにより、メインタンク６１内のインク４が、上流側インクタンク５８に供給される。
【０１６１】
上流側インクタンク５８内のインク４が増えて、そのインク４の液面の高さ位置（第１液面センサ８５で検知される高さ位置）が、予め定められている高さ位置に達したら、その状態が保たれるように、ポンプ６２が制御される。例えば、上流側インクタンク５８内のインク４の液面の高さ位置が、予め定められている高さ位置より高いとき、ポンプ６２が停止される。上流側インクタンク５８内のインク４の液面の高さ位置が、予め定められている高さ位置より低いとき、ポンプ６２が所定の回転数で駆動される。
【０１６２】
この制御に伴い、正圧エアータンク６５の圧力ＰＳ１が増大される。インク４がインク流路５７の最高地点を通過するためには、正圧エアータンク６５の圧力ＰＳ１が、インク流路５７の最高地点と上流側インクタンク５８内のインク４の液面との間の標高差分のポテンシャル圧力よりも、高いことが必須要件となる。インク４が、インクジェットヘッド５１〜５６の各圧力室３を通過した後、インク流路５９の最高地点を越える際にも、正圧エアータンク６５の圧力ＰＳ１が、インク流路５９の最高地点と上流側インクタンク５８内のインク４の液面との間の標高差分のポテンシャル圧力よりも、高いことが必須要件となる。  
しかし、正圧エアータンク６５の圧力ＰＳ１が高過ぎるとインクジェットヘッド５１〜５６の各ノズル１からインク４が多量に漏れてしまい、正圧エアータンク６５の圧力ＰＳ１が低いと充填に時間がかかってしまう。このため、正圧エアータンク６５の圧力ＰＳ１は、そのような不都合が生じない適度な値に設定される。
【０１６３】
なお、先ずは正圧エアータンク６５の圧力ＰＳ１を上げ、インク４がインク流路５７の最高地点あるいはインク流路５９の最高地点を越えた頃を見計らって、正圧エアータンク６５の圧力ＰＳ１を下げてもよい。なお、インクジェットヘッド５１〜５６にキャップを被せて、各ノズル１の開口の気密を保っておけば、各ノズル１から溢れるインク４の量を減らすことができる。或いは、インクジェットヘッド５１〜５６の各ノズル１周囲に液体や異物が無いよう事前に綺麗にしておけば、各ノズル１からインク４が溢れ始める正圧エアータンク６５の圧力（正圧エアータンク６５の圧力をどこまで大きくすると各ノズル１からインク４が溢れ始めるか？というその圧力の値）を大きくすることができる。
【０１６４】
下流側インクタンク６０内のインク４の液面の高さ位置（第２液面センサ８６で検知される高さ位置）が、予め定められている高さ位置に達したら、バルブ８０が開かれ、バルブ８２が閉じられる。そして、負圧エアータンク６６の圧力ＰＳ２が“−ＰＳ１”に制御されて、上流側インクタンク５８内のインク４の「単位体積当たりのエネルギー」Ｐ１が通常値に設定される。これにより、インク４の通常の循環動作に移行する。
【０１６５】
インク４の通常の循環制御に移行するタイミングを、下流側インクタンク６０内のインク４の液面の高さ位置が、予め定められている高さ位置に達するタイミングよりも早くすれば、各ノズル１から溢れるインク４の量を減らすことができる。これを実現するためには、第２液面センサ８６よりも下方に、もう１つの液面センサを設ければよい。あるいは、充填動作の開始時刻および上流側インクタンク５８が液面検知するタイミングのいずれか一方または両方から、下流側インクタンク６０内にインク４が溜まり始める時刻を予測して見計らい、その時刻が到達したら通常の循環制御に移行するようにしてもよい。
【０１６６】
［６］第６の実施形態  
図１５に示すように、図７の第３インク流路７９、第４インク流路８１、バルブ８０，８２、ポンプ６２、フィルタ６３に代えて、インク流路９１，９２およびポンプ８７，８８が採用されている。
【０１６７】
インク流路９１は、メインタンク６１内のインク４を上流側インクタンク５８に導くためのものである。このインク流路９１に上記ポンプ８７が設けられている。ポンプ８７は、ＣＰＵ５０の制御により、第１液面センサ８５で検知される高さ位置（上流側インクタンク５８内のインク４の液面の高さ位置）が、予め定められている高さ位置と同じになるように、上流側インクタンク５８内のインク４の量を増減する。
【０１６８】
インク流路９２は、メインタンク６１内のインク４を下流側インクタンク６０に導くためのものである。このインク流路９２に上記ポンプ８８が設けられている。ポンプ８８は、ＣＰＵ５０の制御により、第２液面センサ８６で検知される高さ位置（下流側インクタンク６０内のインク４の液面の高さ位置）が、予め定められている高さ位置と同じになるように、下流側インクタンク６０内のインク４の量を増減する。
【０１６９】
この場合、ポンプの数が増えるが、制御が容易になるという利点がある。
【０１７０】
ここではフィルタを省略した実施例を説明したが、インク流路９１にフィルタ６３と同様な目的でフィルタを設けても良い。
【０１７１】
他の構成および作用は、第５の実施形態と同じである。よって、その説明は省略する。
【０１７２】
［７］第７の実施形態  
インク流路には、気泡を混入させない機能、および混入した気泡を排除する機能があることが望ましい。この理由は、気泡がインクジェットヘッドへ送られてしまうと、その気泡の一部が圧力室へ侵入し、その結果アクチュエータによるインク吐出圧力の発生が気泡によって阻害され、インクがノズルから吐出されない、プリントの品質が低下する、などの問題を引き起こす恐れがあるからである。そこで、気泡をインク流路にできる限り混入させないために、上流側インクタンク５８および下流側インクタンク６０のインク流入口に、以下のような工夫をすることが望ましい。
【０１７３】
上流側インクタンク５８および下流側インクタンク６０に流入するインク４は、流速を持っている。このインク４に気泡が混じっていても、そのインク４の流速が十分小さければ、気泡はインクタンク５８，６０内のインク４の液面上に浮上して消えて流路５７ｃ，７９に流入しない。しかし、インク４に気泡が混じっていて、そのインク４の流速がある程度大きく、しかも気泡が小さければ、気泡は浮力に打ち勝って沈み、確率的に流路５７ｃ，７９に流入する。
【０１７４】
仮に上流側インクタンク５８および下流側インクタンク６０に流入するインク４の流れの方向が上向きや横向きであったとしても、インク４の流速が速ければインクはいずれ各インクタンクの壁面に当たってインクタンク内で渦巻き、結局は確率的に流路５７ｃ，７９に流入してしまう。
【０１７５】
特に、インク循環式のインクジェットヘッドでは、インク４の流速が速いため、このような問題が起き易い。これを防ぐためには、上流側インクタンク５８および下流側インクタンク６０に流入するインク４の流速を落とせばよい。必要流量を維持したまま上流側インクタンク５８および下流側インクタンク６０に流入するインク４の流速を落とすには、各インクが流入する側の流れの断面積を増せばよい。
【０１７６】
そこで、図１６に示すように、上流側インクタンク５８の内部に第１減速機構として円筒９３が立てて設けられている。この円筒９３により、上流側インクタンク５８の内部が２つの領域に仕切られている。この円筒９３の内側領域に、第３インク流路７９の流出口が導入されている。円筒９３の径は、第３インク流路７９の流出口の径よりも、十分大きく、例えば３倍に設定されている。
【０１７７】
すなわち、円筒９３は、その内側領域が上流側インクタンク５８内で隔離された小室であり、内側領域に流入するインク４を上縁（第３インク流路７９の流出口の開口部周長よりも長い）から溢れ出させる構造となっている。
【０１７８】
第３インク流路７９から上流側インクタンク５８に流入するインク４は、先ず、円筒９３内に流入する。円筒９３内に流入したインク４は、その液面が上昇して、やがて円筒９３の上部開口（上縁）を越えて円筒９３の外側の領域に溢れ落ちる。円筒９３の開口は上部に設けられているので、このときのインク４の流れの方向は、上向き及び横向きである。さらにインク４の流速は、円筒９３の径と、第３インク流路７９の流出口の径との比、或いは円筒９３の周長と、第３インク流路７９の流出口の周長との比に従って、十分に低下している。
【０１７９】
流入するインクの流速に下向きの成分が無く、かつ流速が十分低下しているので、仮にインク４に小さな気泡が混じって流れ込んできたとしても、この気泡は沈むことも旋回することも無くインク４の液面上に静かに浮上して消える。流路５７ｃの流入口は円筒９３の外側の領域で円筒９３の開口よりも低い場所に設けられているので、流路５７ｃへ気泡が流路５７ｃを通過して各インクジェットヘッド５１〜５６へ送られる確率は非常に小さくなる。
【０１８０】
一方、下流側インクタンク６０のインクは直接各インクジェットヘッド５１〜５６へ送られるわけではないので、上流側に比べると重要度は低いが、それでも第３インク流路７９へ気泡が流れ込むことは好ましくない。第３インク流路７９へ気泡が流れ込むと、ポンプやフィルタに溜まったり、あるいは低い確率でポンプやフィルタを通過して上流側タンクに戻り、循環路内を気泡が循環してしまうからである。従って上流側タンクと同様に、下流側インクタンク６０にも減速機構を設け、第３インク流路７９に流入し難くすることが望ましい。
【０１８１】
下流側インクタンク６０の内底部から側壁にかけて、第２減速機構として仕切壁９４が立てて設けられている。この仕切壁９４により、下流側インクタンク６０の内部が一方の領域と他方の領域とに仕切られている。そして、一方の領域にインク流路５９ｃの流出口が導入され、他方の領域に第３インク流路７９の流入口が導入されている。仕切壁９４上部の線長は、インク流路５９ｃの流出口の周長に比べて十分に長く、例えば３倍に設定されている。
【０１８２】
すなわち、仕切壁９４は、その内側の一方の領域が下流側インクタンク６０内で隔離された小室であり、内側の一方の領域に流入するインク４を上縁（インク流路５９ｃの流出口の開口部周長よりも長い）から溢れ出させる構造となっている。
【０１８３】
インク流路５９ｃから下流側インクタンク６０に流入するインク４は、先ず、一方の領域に流入する。一方の領域に流入したインク４は、その液面が上昇して、やがて仕切壁９４を越えて他方の領域に溢れ落ちる。このとき、インク４の流速は十分に低下しており、その方向は横向きである。仮に、一方の領域に流入するインク４に気泡が含まれていても、その気泡は沈むことも旋回することも無く、インク４の液面上に浮上して消える。したがって、気泡が第３インク流路７９に流入し難い。
【０１８４】
なお、本実施形態のように円筒９３や仕切壁９４を持っていると、各インクタンク５８，６０には円筒９３や仕切壁９４を境に高さの異なる２つの液面が存在する。各インクタンク５８，６０には液面センサがあるが、次にこれらが各インクタンク内のどちらの液面を各々検知すべきかについて述べる。
【０１８５】
前に説明したように、インクを安定かつ高品質に吐出する為に最も重要なのは、各ノズル１の開口近傍におけるインク４の圧力を適正値Ｐｎに保つことである。その為には上流側インクタンク５８および下流側インクタンク６０と各インクジェットヘッド５１〜５６を接続する流路が繋がっている方の液面が重要である。
【０１８６】
即ち、上流側インクタンク５８内のインク４の「単位体積当たりのエネルギー」Ｐ１を正しく制御するため、上流側インクタンク５８の液面センサ８５は、円筒９３の外側の領域（流路５７ｃが存する側）に存するインク４の液面の高さ位置を検知する。下流側インクタンク６０内のインク４の「単位体積当たりのエネルギー」Ｐ２を正しく制御するため、下流側インクタンク６０の液面センサ８６は、上記一方の領域（インク流路５９ｃが存する側）に存するインク４の液面の高さ位置を検知する。仮に下流側インクタンク６０の減速機構が円筒であると、周囲をインクに囲まれた円筒内に液面センサ８６を設ける必要があり、液面センサの設置が困難になる。そこで本実施例では減速機構を仕切り板として、インク流路５９ｃが存する側、即ちヘッドからインクが流れてくる側のインクの液面センサの設置を容易にしている。
【０１８７】
他の構成および作用は、第５の実施形態と同じである。よって、その説明は省略する。
【０１８８】
［８］第８の実施形態  
上記第１〜第７の実施形態では図１に示す構成の循環式のインクジェットヘッド１１を用いたが、それに限らず、図１７に示す構成の循環式のインクジェットヘッド１００を用いてもよい。
【０１８９】
すなわち、基板１０１に、２つの開口１０１ａ，１０１ｂが形成されている。この基板１０１の上面側に、かつ開口１０１ａ，１０１ｂを塞ぐ状態に、プレート１０２が設けられている。プレート１０２は、上記開口１０１ａ，１０１ｂと対応する位置に、それぞれ圧力室１０２ｃ，１０２ｄおよびインク吐出用のノズル１０２ａ，１０２ｂを有している。また、基板１０１の下面側にインク貯留部１０３が設けられ、そのインク貯留部１０３にインク流路１０４，１０５を通してインク１１０が流れる。インク貯留部１０３内のインク１１０は、上記開口１０１ａ，１０１ｂを通って上記圧力室１０２ｃ，１０２ｄおよび上記ノズル１０２ａ，１０２ｂに導かれる。
【０１９０】
基板１０１の上面において、ノズル１０２ａ，１０２ｂと対応する位置に、アクチュエータ（加熱ヒータ）１０６ａ，１０６ｂが設けられている。このアクチュエータ１０６ａ，１０６ｂは、パルス波状の電圧の印加により、発熱する。この発熱により、インク１００に相変化が生じる。この相変化に伴い、インク１１０に気泡が生じる。この気泡の圧力により、インク４がノズル１０２ａ，１０２ｂから吐出される。
【０１９１】
この形態では、インク４はインク流路１０４、インク貯留部１０３、インク流路１０５の経路で循環し、吐出するインク４だけが開口１０１ａ，１０１ｂを介して、圧力室１０２ｃ，１０２ｄ、ノズル１０２ａ，１０２ｂへ送られる。即ち第１〜第７の実施の形態と異なり、インク４の循環流が圧力室を流れることがない。
【０１９２】
このようなインクジェットヘッド１００を用いて第１〜第７の実施形態を実施するには、第１〜第７の実施形態で説明した「圧力室３のノズル１近傍」を、本実施形態の「インク貯留部１０３」と考えて実施すれば良い。即ち前記流路抵抗ｒはインク貯留部１０３から第１圧力源までの流路抵抗と、インク貯留部１０３から第２圧力源までの流路抵抗との比となる。
【０１９３】
この形態でノズル１０２ａ，１０２ｂからのインクの吐出が無いか、もしくはごく僅かであるとき、「ノズル１０２ａ，１０２ｂの開口近傍のインクの圧力」は「インク貯留部１０３のインクの圧力」に、「インク貯留部１０３とノズル１の開口近傍との間の僅かな高低差に起因するポテンシャル圧力」を加えた値である。
【０１９４】
この３者の関係は第１〜第７の実施形態での「ノズル１開口近傍におけるインク４の圧力」、「圧力室３のノズル１近傍の圧力」と「圧力室３のノズル１近傍とノズル１の開口近傍との間の僅かな高低差に起因するポテンシャル圧力」の関係と等しい。
【０１９５】
また、インク４の吐出時は、インク４の吐出流量に、上記分岐点から開口１０１ａ，１０１ｂ及び、圧力室１０２ｃ，１０２ｄを介してノズル１０２ａ，１０２ｂに至る流路抵抗をそれぞれ乗算して得られる圧力だけ、ノズル１０２ａ，１０２ｂの開口近傍のインクの圧力が下がると考えればよい。
【０１９６】
尚、第１〜第７の実施形態で説明した「圧力室のノズル１近傍」と、本実施例の「インク貯留部１０３」をまとめて、「第１の圧力源からインクジェットヘッドを経由して第２の圧力源へ連通する流路と、ノズルへ連通する流路との分岐点」と呼ぶことも可能である。
【０１９７】
さらには、このインクジェット装置に使用されるインクジェットヘッド１００は、循環経路の途中からフィルタを介してアクチュエータ１０６ａ，１０６ｂとノズル１０２ａ，１０２ｂとへ分岐しているタイプでもよい。この場合はフィルタが前記分岐点であると考えれば良い。
【０１９８】
アクチュエータ１０６ａ，１０６ｂとしては、加熱式以外にも、例えば、ピエゾ式、ピエゾシェアモード式、サーマルインクジェット式等も適用可能である。
【０１９９】
［９］第５の実施形態で述べた流路抵抗の按分について説明する。  
第５の実施形態では、インク流路５７ｃ,５７ａ,５９ｃ，５９ａが、複数のインクジェットヘッド５１〜５６に共用されている。この共用部分の流路抵抗は、上流側インクタンク５８から各ノズル１までの流路抵抗および各ノズル１から下流側インクタンク６０までの流路抵抗を計算する際に、インクジェットヘッド５１〜５６に按分して考える。
【０２００】
すなわち、インク流路が各インクジェットヘッド毎に分離しておらず、複数のインクジェットヘッドに共有される共通インク流路と分岐点とを持っている場合は、共通インク流路は分岐先の独立インク流路の各々の流路抵抗の比と同じ比率に按分利用されていると考えることができるので、共通インク流路を分岐先の各々の流路抵抗の比と同じ比率の並列抵抗として按分してインクジェットヘッド毎の流路抵抗を計算する。
【０２０１】
ここで、共通インク流路を並列抵抗に按分する仕方を図１８に示す等価回路図を用いて説明する。
【０２０２】
インクジェットヘッド２０１のノズルより上流側分岐点までの流路抵抗をＲ３とし、インクジェットヘッド２０１のノズルより下流側分岐点までの流路抵抗をＲ４とし、インクジェットヘッド２０２のノズルより上流側分岐点までの流路抵抗をＲ５とし、インクジェットヘッド２０２のノズルより下流側分岐点までの流路抵抗をＲ６とし、上流側の共通インク流路の流路抵抗をＲ７とし、下流側の共通インク流路の流路抵抗をＲ８としたとき、上記流路抵抗Ｒ７を互いに並列接続された流路抵抗Ｒ７１と流路抵抗Ｒ７２とに按分して考え、上記流路抵抗Ｒ８を互いに並列接続された流路抵抗Ｒ８１と流路抵抗Ｒ８２とに按分して考える。
【０２０３】
按分の仕方は、  
“Ｒ７１：Ｒ７２＝Ｒ８１：Ｒ８２＝（Ｒ３＋Ｒ４）：（Ｒ５＋Ｒ６）”  
“１／Ｒ７＝１／Ｒ７１＋１／Ｒ７２”  
“１／Ｒ８＝１／Ｒ８１＋１／Ｒ８２”  
の条件が成立するようにすればよい。このとき、“Ｒ７１：Ｒ８１＝Ｒ７２：Ｒ８２＝Ｒ７：Ｒ８”である。
【０２０４】
なお、按分後のインクジェットヘッド２０１のノズルより上流の流路抵抗は“Ｒ７１＋Ｒ３”、インクジェットヘッド２０１のノズルより下流の流路抵抗は“Ｒ８１＋Ｒ４”、インクジェットヘッド２０２のノズルより上流の流路抵抗は“Ｒ７２＋Ｒ５”、インクジェットヘッド２０２のノズルより下流の流路抵抗は“Ｒ８２＋Ｒ６”とする。
【０２０５】
ここで、“Ｒ３：Ｒ４＝Ｒ５：Ｒ６＝Ｒ７：Ｒ８＝１：ｒ”となるように各部の流路抵抗を調整しておくと扱い易い。
【０２０６】
このとき、“（Ｒ７１＋Ｒ３）：（Ｒ８１＋Ｒ４）＝（Ｒ７２＋Ｒ５）：（Ｒ８２＋Ｒ６）＝１：ｒ”となる。すなわち、独立インク流路および共通インク流路の各々において上流側の流路抵抗と下流側の流路抵抗との比を“１：ｒ”に揃えておけば、実際に流路抵抗Ｒ７１，Ｒ７２，Ｒ８１，Ｒ８２を計算しなくても、ノズルから見た上流側の流路抵抗と下流側の流路抵抗の比は“１：ｒ”であると言うことができ、第５の実施形態でそのようになっている。
【０２０７】
なお、この発明は、上記各実施形態に限定されるものではなく、要旨を変えない範囲で種々変形実施可能であり、また複数の実施形態を組合わせる構成としてもよい。
【符号の説明】
【０２０８】
１…ノズル、２…オリフィスプレート、３…圧力室、４…インク、４ａ…インク滴、５…ヘッド内流路、６…アクチュエータ、１０…ＣＰＵ、１１…インクジェットヘッド、１２…第１インクタンク、１３ａ…第１インク流路、１３ｂ…第２インク流路、１３ｃ…第３インク流路、１４…第２インクタンク、１５…メインタンク、１６…第１ポンプ、１７…第２ポンプ、１８…フィルタ、１９…第１液面センサ、２０…第２液面センサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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