(57)【要約】より容易且つ速やかにインク流路内の気泡を除去するインクジェット記録装置及びインク内の気泡除去方法を提供する。インクジェット記録装置は、記録ヘッドと、第１排出部（２１１５）と、第２排出部（２１１６）と、送液部と、制御部とを備え、記録ヘッド内のインク流路には、インクの流入口（２１１１ｄ）、インクをろ過するフィルター（２１１８）、フィルターの上流側インクの第１排出部への第１流出口（２１１１ｅ）、ろ過後の下流側インクの第２排出部への第２流出口（２１１１ｆ）、及び下流側インクのノズルへの連通口（２１１１ｃ）を有する共通インク室（２１１１）が設けられ、制御部は、上流側インクの最低流速及び下流側インクの最低流速が同時に所定の基準速度以上となるように送液部によるインク送液量を定める。
2017099008.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクを吐出するノズルと、当該ノズルにインクを供給するインク流路と、を有する記録ヘッドと、
前記記録ヘッドから排出されるインクが流れる第１排出路及び第２排出路と、
インクに圧力を付して前記インク流路へインクの送液を行う送液部と、
前記送液部による単位時間当たりのインク送液量を制御する制御部と、
を備え、
前記インク流路には、外部から供給されるインクが流入する流入口と、当該流入口から流入したインクをろ過するフィルターと、前記フィルターを通過しない上流側インクを前記第１排出路に流出させる第１流出口と、前記フィルターによりろ過された下流側インクを前記第２排出路に流出させる第２流出口と、前記下流側インクを前記ノズルに送るノズル連通口と、を有するインク室が設けられ、
前記制御部は、前記上流側インクの最低流速及び前記下流側インクの最低流速が同時に所定の基準速度以上となるように前記インク送液量を定める
ことを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項２】
前記インク送液量は、予め定められた想定範囲内で変化する前記インクの種別及び当該インクの粘度に応じた前記上流側インクの最低流速及び前記下流側インクの最低流速が、前記想定範囲内で前記所定の基準速度以上に保たれる値に定められることを特徴とする請求項１記載のインクジェット記録装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記インクの種別及び当該インクの粘度のうち少なくとも一方に応じて前記インク送液量を変化させることを特徴とする請求項１記載のインクジェット記録装置。
【請求項４】
前記送液部による送液に応じた前記下流側インクの流速に比して前記上流側インクの流速を低下させ、若しくは前記上流側インクの流速に比して前記下流側インクの流速を上昇させ、又は、前記上流側インクの流速を低下させると共に前記下流側インクの流速を上昇させる流速比調整部を備えることを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載のインクジェット記録装置。
【請求項５】
前記流速比調整部は、前記上流側インクの最低流速と前記下流側インクの最低流速との比を所定の範囲内とさせることを特徴とする請求項４記載のインクジェット記録装置。
【請求項６】
前記流速比調整部は、前記上流側インクに対して圧力損失を付与する圧力損失部を備えることを特徴とする請求項４又は５記載のインクジェット記録装置。
【請求項７】
前記第１排出路の少なくとも一部には、流路断面積が前記第２排出路の流路断面積よりも局所的に小さくなる狭窄部が設けられていることを特徴とする請求項６記載のインクジェット記録装置。
【請求項８】
当該狭窄部は、インクの種別及び当該インクの粘度に係る予め定められた想定範囲内の所定の条件でインクが前記送液部により前記インク流路へ供給された場合に、前記上流側インクの前記第１流出口への最低流速と、前記下流側インクの前記第２流出口への最低流速とが等しくなるように設けられていることを特徴とする請求項７記載のインクジェット記録装置。
【請求項９】
前記狭窄部の流路断面積及び流路長が前記フィルターの圧力損失に応じた値となっていることを特徴とする請求項７又は８記載のインクジェット記録装置。
【請求項１０】
前記狭窄部は、前記第１排出路に挿入され、当該第１排出路の流路断面積を縮小する狭窄部材を有することを特徴とする請求項７〜９の何れか一項に記載のインクジェット記録装置。
【請求項１１】
前記流速比調整部は、前記第２排出路で前記下流側インクを吸引する吸液部を備えることを特徴とする請求項４〜１０の何れか一項に記載のインクジェット記録装置。
【請求項１２】
前記フィルターは、前記流入口から前記第１流出口への前記上流側インクの流れに対して垂直な流路断面の面積が前記上流側インクの流れに沿って一定であり、且つ、前記下流側インクの前記第２流出口への流れに対して垂直な流路断面の面積が前記下流側インクの流れに沿って一定であるように設けられていることを特徴とする請求項１〜１１の何れか一項に記載のインクジェット記録装置。
【請求項１３】
前記所定の基準速度は、２．３１ｃｍ／ｓｅｃであることを特徴とする請求項１〜１２の何れか一項に記載のインクジェット記録装置。
【請求項１４】
前記所定の基準速度又は当該基準速度に応じた基準送液量を予め記憶する記憶部を備え、
前記制御部は、気泡の除去動作を行う場合に当該記憶部に記憶された前記基準速度又は前記基準送液量を参照して前記単位時間当たりの送液量を定める
ことを特徴とする請求項１〜１３の何れか一項に記載のインクジェット記録装置。
【請求項１５】
前記第１排出路及び前記第２排出路から排出されたインクが共通に流れる廃液流路と、
当該廃液流路におけるインクの流れの可否を定める開閉弁と、
を備えることを特徴とする請求項１〜１４の何れか一項に記載のインクジェット記録装置。
【請求項１６】
インクを吐出するノズルと、当該ノズルにインクを供給するインク流路と、を有する記録ヘッドと、前記記録ヘッドから排出されるインクが流れる第１排出路及び第２排出路と、インクに圧力を付して前記インク流路へのインクの送液を行う送液部と、を備え、前記インク流路には、外部から供給されるインクが流入する流入口と、当該流入口から流入したインクをろ過するフィルターと、前記フィルターを通過しない上流側インクを前記第１排出路に流出させる第１流出口と、前記フィルターによりろ過された下流側インクを前記第２排出路に流出させる第２流出口と、前記下流側インクを前記ノズルに送るノズル連通口と、を有するインク室が設けられたインクジェット記録装置のインク流路における気泡除去方法であって、
前記送液部により、前記上流側インクの最低流速及び前記下流側インクの最低流速が同時に所定の基準速度以上となる単位時間当たりの基準送液量のインクを前記流入口から供給させる
ことを特徴とする気泡除去方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、インクジェット記録装置及び気泡除去方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、インク液滴を吐出して記録媒体上に所望のパターンで着弾させることで画像記録や立体構造の形成を行うインクジェット記録装置がある。このインクジェット記録装置では、インクに対して適切な圧力変化パターンで加圧することで、ノズルから所望の量及び速度でインク液滴を吐出させる技術が用いられている。【０００３】
このとき、インクにゴミや塵などの異物が混入していると、記録画像や形成された構造の質の低下に繋がる。そこで、インクジェットヘッドにおいて、インクタンクから供給されるインクがノズルへ到達する前、例えば、各ノズルへインクが分配される直前の共通流路や共通インク室などにこれらの異物を除去するフィルターが設けられている。【０００４】
一方、インクに気泡が混じると、当該気泡によりインクに対して適切に圧力が印加されず、インクの吐出不良が生じるという問題がある。これに対し、従来、インク流路内のインクを加圧して強制的に排出又は循環させることで、当該インク流路内の気泡を除去する技術がある。特許文献１には、記録ヘッド内のインク液充填部に設けられたフィルターの上流側及び下流側からインクタンクへそれぞれインクを戻す循環流路の合流位置に三方弁が設けられ、選択的に何れかのインクがインクタンクへと流れるように制御して、必要に応じてそれぞれ気泡の除去を行う技術が開示されている。また、特許文献２には、記録ヘッドにおいてフィルターの上流側の第１液室及び下流側の第２液室のそれぞれ上部に、第１泡抜き路及びフィルターを介した第２泡抜き路を各々設け、ノズルにおけるインクのメニスカスを破壊しない範囲の流量に調節しながらそれぞれに発生した気泡を順番に排出させる技術について開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−２２１５８９号公報
【特許文献２】特開２０１２−２１８３９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来の技術では、一度にフィルターの上流側と下流側の気泡のうち何れかの気泡しか抜くことが出来ず、流量や弁の開閉などを切り替えて順次気泡の排出を行わなければならないので、手間や時間がかかるという課題がある。【０００７】
この発明の目的は、より容易且つ速やかにインク流路内の気泡を除去することが出来るインクジェット記録装置及びインク内の気泡除去方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、
インクを吐出するノズルと、当該ノズルにインクを供給するインク流路と、を有する記録ヘッドと、
前記記録ヘッドから排出されるインクが流れる第１排出路及び第２排出路と、
インクに圧力を付して前記インク流路へインクの送液を行う送液部と、
前記送液部による単位時間当たりのインク送液量を制御する制御部と、
を備え、
前記インク流路には、外部から供給されるインクが流入する流入口と、当該流入口から流入したインクをろ過するフィルターと、前記フィルターを通過しない上流側インクを前記第１排出路に流出させる第１流出口と、前記フィルターによりろ過された下流側インクを前記第２排出路に流出させる第２流出口と、前記下流側インクを前記ノズルに送るノズル連通口と、を有するインク室が設けられ、
前記制御部は、前記上流側インクの最低流速及び前記下流側インクの最低流速が同時に所定の基準速度以上となるように前記送液量を定める
ことを特徴とするインクジェット記録装置である。【０００９】
また、請求項２記載の発明は、請求項１記載のインクジェット記録装置において、
前記インク送液量は、予め定められた想定範囲内で変化する前記インクの種別及び当該インクの粘度に応じた前記上流側インクの最低流速及び前記下流側インクの最低流速が、前記想定範囲内で前記所定の基準速度以上に保たれる値に定められることを特徴としている。【００１０】
また、請求項３記載の発明は、請求項１記載のインクジェット記録装置において、
前記制御部は、前記インクの種別及び当該インクの粘度のうち少なくとも一方に応じて前記インク送液量を変化させることを特徴としている。【００１１】
また、請求項４記載の発明は、請求項１〜３の何れか一項に記載のインクジェット記録装置において、
前記送液部による送液に応じた前記下流側インクの流速に比して前記上流側インクの流速を低下させ、若しくは前記上流側インクの流速に比して前記下流側インクの流速を上昇させ、又は、前記上流側インクの流速を低下させると共に前記下流側インクの流速を上昇させる流速比調整部を備えることを特徴としている。【００１２】
また、請求項５記載の発明は、請求項４記載のインクジェット記録装置において、
前記流速比調整部は、前記上流側インクの最低流速と前記下流側インクの最低流速との比を所定の範囲内とさせることを特徴としている。【００１３】
また、請求項６記載の発明は、請求項４又は５記載のインクジェット記録装置において、
前記流速比調整部は、前記上流側インクに対して圧力損失を付与する圧力損失部を備えることを特徴としている。【００１４】
また、請求項７記載の発明は、請求項６記載のインクジェット記録装置において、
前記第１排出路の少なくとも一部には、流路断面積が前記第２排出路の流路断面積よりも局所的に小さくなる狭窄部が設けられていることを特徴としている。【００１５】
また、請求項８記載の発明は、請求項７記載のインクジェット記録装置において、
当該狭窄部は、インクの種別及び当該インクの粘度に係る予め定められた想定範囲内の所定の条件でインクが前記送液部により前記インク流路へ供給された場合に、前記上流側インクの前記第１流出口への最低流速と、前記下流側インクの前記第２流出口への最低流速とが等しくなるように設けられていることを特徴としている。【００１６】
また、請求項９記載の発明は、請求項７又は８記載のインクジェット記録装置において、
前記狭窄部の流路断面積及び流路長が前記フィルターの圧力損失に応じた値となっていることを特徴としている。【００１７】
また、請求項１０記載の発明は、請求項７〜９の何れか一項に記載のインクジェット記録装置において、
前記狭窄部は、前記第１排出路に挿入され、当該第１排出路の流路断面積を縮小する狭窄部材を有することを特徴としている。【００１８】
また、請求項１１記載の発明は、請求項４〜１０の何れか一項に記載のインクジェット記録装置において、
前記流速比調整部は、前記第２排出路で前記下流側インクを吸引する吸液部を備えることを特徴としている。【００１９】
また、請求項１２記載の発明は、請求項１〜１１の何れか一項に記載のインクジェット記録装置において、
前記フィルターは、前記流入口から前記第１流出口への前記上流側インクの流れに対して垂直な流路断面の面積が前記上流側インクの流れに沿って一定であり、且つ、前記下流側インクの前記第２流出口への流れに対して垂直な流路断面の面積が前記下流側インクの流れに沿って一定であるように設けられていることを特徴としている。【００２０】
また、請求項１３記載の発明は、請求項１〜１２の何れか一項に記載のインクジェット記録装置において、
前記所定の基準速度は、２．３１ｃｍ／ｓｅｃであることを特徴としている。【００２１】
また、請求項１４記載の発明は、請求項１〜１３の何れか一項に記載のインクジェット記録装置において、
前記所定の基準速度又は当該基準速度に応じた基準送液量を予め記憶する記憶部を備え、
前記制御部は、気泡の除去動作を行う場合に当該記憶部に記憶された前記基準速度又は前記基準送液量を参照して前記単位時間当たりの送液量を定める
ことを特徴としている。【００２２】
また、請求項１５記載の発明は、請求項１〜１４の何れか一項に記載のインクジェット記録装置において、
前記第１排出路及び前記第２排出路から排出されたインクが共通に流れる廃液流路と、
当該廃液流路におけるインクの流れの可否を定める開閉弁と、
を備えることを特徴としている。【００２３】
また、請求項１６記載の発明は、
インクを吐出するノズルと、当該ノズルにインクを供給するインク流路と、を有する記録ヘッドと、前記記録ヘッドから排出されるインクが流れる第１排出路及び第２排出路と、インクに圧力を付して前記インク流路へのインクの送液を行う送液部と、を備え、前記インク流路には、外部から供給されるインクが流入する流入口と、当該流入口から流入したインクをろ過するフィルターと、前記フィルターを通過しない上流側インクを前記第１排出路に流出させる第１流出口と、前記フィルターによりろ過された下流側インクを前記第２排出路に流出させる第２流出口と、前記下流側インクを前記ノズルに送るノズル連通口と、を有するインク室が設けられたインクジェット記録装置のインク流路における気泡除去方法であって、
前記送液部により、前記上流側インクの最低流速及び前記下流側インクの最低流速が同時に所定の基準速度以上となる単位時間当たりの基準送液量のインクを前記流入口から供給させる
ことを特徴としている。【００２４】
本発明に従うと、インクジェット記録装置において、より容易且つ速やかにインク流路内の気泡を除去することが出来るという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】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を示す斜視図である。
【図２】インクジェット記録装置におけるインクの流れを説明する図である。
【図３】インクジェットヘッドの正面図である。
【図４Ａ】インクジェットヘッド内におけるインク流路を説明する図である。
【図４Ｂ】インクジェットヘッド内におけるインク流路を説明する図である。
【図５】排出管内に設けられる狭窄部材の例を示す斜視図である。
【図６】インクジェット記録装置の機能構成を示すブロック図である。
【図７】インクジェット記録装置で実行される気泡除去処理の制御手順を示すフローチャートである。
【図８】上部インク室及び下部インク室における気泡の抜け具合の観察結果を示す図表である。
【図９Ａ】インクジェットヘッドの変形例１を示す断面図である。
【図９Ｂ】インクジェットヘッドの変形例２を示す断面図である。
【図１０Ａ】インクジェットヘッドの変形例３を示す断面図である。
【図１０Ｂ】インクジェットヘッドの変形例３を示す断面図である。
【図１１】インクジェットヘッドの変形例４を示す正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本実施形態のインクジェット記録装置の全体構成を示す斜視図である。
このインクジェット記録装置１００は、記録媒体の搬送移動とインクジェットヘッドの移動（走査）との組み合わせにより二次元面に対して画像を形成するスキャン型のものである。
インクジェット記録装置１００は、搬送部１０と、画像形成部２０と、インク貯留部３０などを備える。
【００２７】
搬送部１０は、記録媒体を所定の搬送方向（＋ｙ方向）に搬送する。搬送部１０は、駆動ローラー１１及び図示略の従動ローラーと、搬送モーター１３と、搬送ベルト１４などを備える。
【００２８】
搬送ベルト１４は、無端状のベルトであり、駆動ローラー１１及び図示略の従動ローラーの回転動作に伴って周回移動する。所定の速度で周回移動するこの搬送ベルト１４の外周面（搬送面）上に記録媒体が載置されることで、記録媒体が搬送される。
【００２９】
駆動ローラー１１は、搬送モーター１３の回転動作に応じてその中心軸周りで回転することで、搬送ベルト１４を周回移動させる。
【００３０】
搬送モーター１３は、制御部４０（図６参照）の制御に基づいて電力が供給されて所定の回転速度で回転駆動されることで駆動ローラー１１を回転動作させる。
【００３１】
画像形成部２０は、キャリッジ２２と、走査部２３と、メンテナンス部２４と、支持部２５などを備える。
【００３２】
キャリッジ２２には、千鳥格子状といった所定のパターンで配列された複数のインクジェットヘッド２１１（図２参照）などが取り付けられている。当該インクジェットヘッド２１１は、ノズル開口部が搬送面と対向する面（ノズル面）に配置されて当該ノズル開口部からインクを吐出する。インクジェットヘッド２１１は、吐出するインクの色ごとに各々設けられている。画像形成部２０内におけるインク流路構成及び制御動作については、後に詳述する。
【００３３】
キャリッジ２２は、これら複数のインクジェットヘッド２１１を保持し、走査部２３により搬送方向（ｙ方向）に直交する幅方向（ｘ方向）に往復移動されることで、インクジェットヘッド２１１と記録媒体との対向位置が変化する。
【００３４】
走査部２３は、キャリッジ２２を幅方向に移動させる。走査部２３は、レール２３１、２３２と、走査モーター２３３（図６参照）などを備える。レール２３１、２３２は、互いに平行に幅方向（ｘ方向）に延在して配置され、キャリッジ２２に設けられた２つの腕部をそれぞれ支持することでキャリッジ２２を保持する。また、走査モーター２３３は、駆動されてキャリッジ２２をレール２３１、２３２に沿って幅方向に移動させる。走査モーター２３３としては、移動速度及びキャリッジ２２の位置が正確に定められるものであれば特には限られないが、例えば、リニアモーターが用いられる。この場合、リニアモーターのステーターがキャリッジ２２に設けられる。
【００３５】
メンテナンス部２４は、インクジェットヘッド２１１により記録媒体に対して記録動作を行わない期間において、インクジェットヘッド２１１のメンテナンス動作を行う。メンテナンス部２４は、走査部２３によるキャリッジ２２の移動範囲内であって且つ搬送部１０の搬送面に対して幅方向に外れた退避位置に設けられている。メンテナンス部２４は、走査部２３によりキャリッジ２２が移動されて各インクジェットヘッド２１１と対向する状態でメンテナンス動作を行う。メンテナンス動作としては、インクの種別などに応じて適宜定められるが、所定の圧力でインクをインクトレー２４１（図２参照）へ吐出させるフラッシング動作や、インクジェットヘッド２１１のノズル面に固着したインクをワイピング部材で拭うワイピング動作などが挙げられる。
【００３６】
インクトレー２４１は、記録媒体への画像記録以外の動作に伴ってノズル開口部からインクが吐出される場合やインクが漏出する場合にこのインクを受けて廃液タンク３３（図２参照）へ送る。
【００３７】
支持部２５は、画像形成部２０における上述の各構成を載置、支持するフレーム及びプレートである。支持部２５の各部材は、インクジェットヘッド２１１からのインク吐出動作や走査部２３によるキャリッジ２２の移動などにおいて位置ずれや振動が生じない強固なものが用いられ、また互いに固定されている。
【００３８】
インク貯留部３０は、画像形成に用いられる各色のインクを貯留し、インクジェットヘッド２１１に供給する。インク貯留部３０は、専用のラックなどに配置されて、インク流路を介して画像形成部２０と接続されている。
【００３９】
次に、本実施形態のインクジェット記録装置１００におけるインク貯留部３０から画像形成部２０にかけてのインクの流れに係る構成について説明する。
図２は、本実施形態のインクジェット記録装置１００におけるインクの流れを説明する図である。
【００４０】
インク貯留部３０は、メインタンク３１と、フィルター３１ａと、供給バルブ３１ｂと、供給ポンプ３２と、廃液タンク３３などを備える。
【００４１】
メインタンク３１のインクは、供給ポンプ３２の動作によりフィルター３１ａと、供給バルブ３１ｂとを介してサブタンク２１２に送られる。フィルター３１ａは、インク内の異物、夾雑物などを取り除く。供給バルブ３１ｂは、メインタンク３１からサブタンク２１２へのインク供給可否を定める。この供給バルブ３１ｂは、メインタンク３１へのインク補充時やメインタンク３１の交換時などに手動で切替可能であっても良い。
【００４２】
メインタンク３１から供給ポンプ３２により画像形成部２０に供給されるインクは、サブタンク２１２と、脱気部２１３と、送液部としての送液ポンプ２１４と、三方切替バルブ２１４ｂと、供給流路２１７などを通って各インクジェットヘッド２１１へ送られ、各インクジェットヘッド２１１から排出されたインクは、それぞれ逆止弁２１９ａを介して廃液流路２１９を通り、廃液タンク３３へ送られる。
【００４３】
サブタンク２１２は、メインタンク３１よりも容量の小さいインクタンクである。サブタンク２１２は、開放バルブ２１２ａを介して空気開放されており、インクを大気圧に保っている。また、サブタンク２１２には、液面センサー２１２ｂが設けられている。液面センサー２１２ｂは、サブタンク２１２内のインク量を検知して、制御部４０（図６参照）に出力する。なお、液面センサー２１２ｂは、単純にインク量が所定の下限基準値を下回ったか否かのみを検出して検出信号を制御部４０に出力しても良い。
【００４４】
脱気部２１３は、インク中の空気を除去する。脱気部２１３は、脱気モジュール２１３ａと、真空ポンプ２１３ｂと、圧力センサー２１３ｃなどを備える。脱気モジュール２１３ａは、真空ポンプ２１３ｂによる真空吸引で減圧された真空流路と、インク流路とが脱気膜を介して接触する構造であり、インク内の空気のみが脱気膜を透過することでインクから空気が除去される。圧力センサー２１３ｃは、真空ポンプ２１３ｂの動作制御や脱気膜の破損といった異常検出に用いられる。
【００４５】
送液ポンプ２１４は、送液ポンプ２１４と脱気部２１３との間に設けられた送液バルブ２１４ａが開放された状態において、脱気部２１３で脱気されたインクを制御部４０（図６参照）により設定された流量で負圧形成部２１５又は迂回流路２１６へと送る。送液ポンプ２１４としては、従来周知のものが利用可能である。
送液ポンプ２１４と三方切替バルブ２１４ｂとの間からは、リリーフバルブ２１２ｃを介してサブタンク２１２にインクを戻す流路が分岐して設けられており、インクの圧力が規定値を超えた場合にリリーフバルブ２１２ｃが開放されて圧力が解放されるようになっている。
【００４６】
三方切替バルブ２１４ｂは、制御部４０の制御に基づいて送液ポンプ２１４が送出するインクの送り先を負圧形成部２１５又は迂回流路２１６の何れかに切り換える。送り先が迂回流路２１６に切り替えられた場合には、インクは、当該迂回流路２１６を介して直接供給流路２１７へ送られる。
【００４７】
負圧形成部２１５は、インクジェットヘッド２１１に供給されるインクの圧力を空気圧より低く保つことで、インクを吐出させるタイミング以外でノズルからインクが漏出するのを防止するとともに、インクジェットヘッド２１１からのインクの吐出に伴うインク量に応じたインクを、保護バルブ２１５ａを介してインクジェットヘッド２１１に供給する。負圧形成部２１５としては、従来周知の方法で負圧を生成、維持する構成が用いられ得る。なお、負圧形成部２１５は、単純な中間タンクを備え、インクジェットヘッド２１１との高さの差を利用して重力により同様の機能を持たせることとしても良い。
【００４８】
供給流路２１７からは、複数の動作バルブ２１７ａをそれぞれ介して各インクジェットヘッド２１１のインレット２１１４に接続される流入路が分岐している。供給流路２１７は、最も下流側で第１廃液バルブ２１８ａを介して廃液流路２１９に接続される。
【００４９】
廃液流路２１９には、また、複数の逆止弁２１９ａをそれぞれ介して各インクジェットヘッド２１１のアウトレット２１１７が繋がっている。廃液流路２１９は、第２廃液バルブ２１８ｂ（開閉弁）を介して廃液タンク３３に接続され、アウトレット２１１７及び供給流路２１７から流入した廃インクを廃液タンク３３に送る。
【００５０】
図３は、インクジェットヘッド２１１の正面図である。
キャリッジ２２に取り付けられた複数のインクジェットヘッド２１１は、幅方向（ｘ方向）から見た場合にそれぞれこの正面図の向きとなる。
インクジェットヘッド２１１は、インクを吐出させる動作を行うヘッド駆動部２６（図６参照）の回路基板などが納められた筐体Ｂの下部にインク吐出部２１１０が取り付けられている。
【００５１】
インク吐出部２１１０は、インクをノズルに供給し、当該ノズルの開口部から適切な液量の液滴として吐出させる。ノズル開口部は、インクジェットヘッド２１１の搬送面と対向する面（ノズル面）に設けられ、インクは、記録媒体（搬送面）に対して略垂直に飛翔して着弾する構成となっている。ノズル開口部は、各インクジェットヘッド２１１のノズル面において、搬送方向に所定の間隔（ピッチ）で複数配列されて設けられている。ノズル開口部の配列パターンは、特に限られず、単純な一次元配置であっても良いし、又は、幅方向に複数列を有する千鳥格子状配列などであっても良い。搬送方向についての位置が隣接するインクジェットヘッド２１１に設けられたノズル開口部は、搬送方向に部分的に重複して配置されることで、僅かな相対位置のずれが生じた場合でもノズル開口部の間隔が開き過ぎない構成とすることが出来る。
インク吐出部２１１０は、共通インク室２１１１とヘッドチップ２１１２とを有し、インクジェットヘッド２１１に供給されたインクが共通インク室２１１１からヘッドチップ２１１２内の個別流路２１１２ｂ（図４Ａ参照）に分配されて各ノズルに至るインク流路が設けられている。
【００５２】
共通インク室２１１１は、搬送方向（ｙ方向）に延在して設けられ、インクジェットヘッド２１１に供給されるインクが流入するインレット２１１４が接続されて上方（ｚ方向）に突出している。また、インクジェットヘッド２１１から排出されたインクを廃液流路２１９に流すアウトレット２１１７は、共通インク室２１１１に接続された第１排出部２１１５（第１排出路）及び第２排出部２１１６（第２排出路）と接続部２１１７ａを介して接続されている。
【００５３】
ヘッドチップ２１１２は、ここでは、上面（搬送面と対向する面とは反対側の面）が共通インク室２１１１と接合され、下面（搬送面と対向する面）がノズル面となっている。
【００５４】
図４Ａ及び図４Ｂは、共通インク室２１１１及びヘッドチップ２１１２の内部のインク流路を説明する図である。
【００５５】
共通インク室２１１１は、底面に設けられた複数の連通口２１１１ｃ（ノズル連通口）を介してヘッドチップ２１１２の個別流路２１１２ｂに各々インクを分配するマニホールドをなす。共通インク室２１１１の内部は、フィルター２１１８で上下に区分けされている。
【００５６】
フィルター２１１８の上側である上部インク室２１１１ａは、直方体形状を有し、長軸方向の一端付近上面に設けられた流入口２１１１ｄで管状のインレット２１１４に連通し、また、他端付近上面に設けられた第１流出口２１１１ｅで管状の第１排出部２１１５に連通している。インレット２１１４から上部インク室２１１１ａに流入したインクは、フィルター２１１８を通過して当該フィルター２１１８の下側である下部インク室２１１１ｂに流れるとともに、直接第１排出部２１１５から排出され得る。
【００５７】
第１排出部２１１５の内部には、狭窄部材２１１５ａ（流速比調整部、圧力損失部、狭窄部）が挿入されている。この狭窄部材２１１５ａは、第１排出部２１１５を流れるインクの圧力損失を増加させる。この圧力損失の増加量は、第２排出部２１１６を流れるインクがフィルター２１１８を通過する際に受ける圧力損失の大きさと同程度であるように好ましく設定される。
【００５８】
下部インク室２１１１ｂは、上部インク室２１１１ａよりも長軸方向に長い直方体形状を有し、長軸方向の一端は、上部インク室２１１１ａと共通の壁面となっている。他端付近上面には、第２流出口２１１１ｆが設けられ、管状の第２排出部２１１６に連通している。フィルター２１１８を介して上部インク室２１１１ａから下部インク室２１１１ｂに流入したインクは、連通口２１１１ｃを介してヘッドチップ２１１２の個別流路２１１２ｂに流れるとともに、第２排出部２１１６から排出され得る。
【００５９】
また、下部インク室２１１１ｂ内には、連通口２１１１ｃの上方を覆うように底面（連通口２１１１ｃ）から離隔して緩衝部材２１１９（ダンパー）が設けられ、個別流路２１１２ｂ内で生じるインクの圧力変動の少なくとも一部を吸収してその影響が他の個別流路２１１２ｂ内に伝播するのを低減する。緩衝部材２１１９としては、インクの圧力変化に応じて表面が変形可能な可撓膜が用いられ、更に、内部に気体（空気）が封入された袋状に形成されていても良い。
【００６０】
上部インク室２１１１ａにおける第１流出口２１１１ｅへのインクの流れ、及び下部インク室２１１１ｂにおける第２流出口２１１１ｆへのインクの流れは、それぞれの長軸方向に沿った向きとなる。従って、これらのインクの流れに垂直な流路断面の面積（流路断面積）は、それぞれ長軸方向に沿って一定となる。これらの流路断面積の比は、フィルター２１１８の位置によって定まる。また、ここでは、これらの流路断面積は、それぞれ第１排出部２１１５（狭窄部材２１１５ａ）及び第２排出部２１１６の断面積よりも十分に大きい。従って、流入口２１１１ｄから接続部２１１７ａまでのインクの流れに係る圧力損失は、フィルター２１１８の他、主に狭窄部材２１１５ａ及び第２排出部２１１６で生じる。
【００６１】
ヘッドチップ２１１２は、共通インク室２１１１の連通口２１１１ｃに各々対応して配置される個別流路２１１２ｂを有する。個別流路２１１２ｂ内の少なくとも一部では、インクに所定のパターンで圧力の印加が可能となっている。ここでは、個別流路２１１２ｂの壁面（隔壁）の少なくとも一部がヘッド駆動部２６に電気的に接続された圧電素子の変形に応じて変形可能に設けられ、変形可能なこの壁面に面した個別流路２１１２ｂの部分は、インクに圧力変化を加える圧力室をなす。なお、個別流路２１１２ｂの構造や形状は、適宜設計され得る。
【００６２】
ヘッドチップ２１１２の下面、即ち、搬送面との対向面にはノズルプレート２１１２ａが接合されている。ノズルプレート２１１２ａには、個別流路２１１２ｂに各々対応したノズル穴が設けられており、圧力室でインクに対して印加された圧力パターンに応じて当該ノズル穴からインクが吐出される。
【００６３】
図５は、第１排出部２１１５内に設けられる狭窄部材２１１５ａの例を示す斜視図である。
狭窄部材２１１５ａは、中空状の貫通部Ｈｈを有するチューブ状のものであり、その外周が、管状の第１排出部２１１５の内周と等しくなるようにコネクターなどが設けられていても良い。ここでは、所定長のチューブＨｐの上端と下端にコネクターＨｃ１、Ｈｃ２が取り付けられて、第１排出部２１１５内に埋め込まれている。
なお、ここでは、上端側（下流側）のコネクターＨｃ１の外側面には、細溝Ｈｔが設けられて、狭窄部材２１１５ａを第１排出部２１１５に挿入取り付けする際などにコネクターＨｃ１、Ｈｃ２間のチューブＨｐ周囲に残る空気が排出可能となっている。
【００６４】
上述のように、下部インク室２１１１ｂの流路断面積と上部インク室２１１１ａの流路断面積との間の比と、狭窄部材２１１５ａの流路による圧力損失とフィルター２１１８による圧力損失及び第２排出部２１１６の圧力損失の和（概ねフィルター２１１８による圧力損失となるので、このフィルター２１１８による圧力損失に応じて狭窄部材２１１５ａの長さ及び流路径が容易に定められる）との比が略等しく定められることで、送液ポンプ２１４から設定流量で送出されたインクは、上部インク室２１１１ａ及び下部インク室２１１１ｂの内部をフィルター２１１８の両面に沿って略等速で通過していく。
なお、共通インク室２１１１の壁面及びフィルター２１１８の表面での摩擦により流路断面内の位置に応じて流速が異なるので、ここでいう速度とは、上部インク室２１１１ａ及び下部インク室２１１１ｂの流路断面に対する平均流速である。或いは、フィルター２１１８の表面から所定の微小距離、例えば、０．５ｍｍ離隔した位置の速度を設定対象としても良い。この場合には、実測値やシミュレーション結果に基づいて調整しても良いし、解析的に適切な設計パラメーターを求める場合には、更に、小さな値の項を適宜省略しても良い。
【００６５】
共通インク室２１１１内に気泡が残留、混入して、特に、フィルター２１１８に引っかかっている場合、このインクジェット記録装置１００では、インクの流れにより気泡に対して圧力を加えて気泡をフィルター２１１８から外れさせ、第１流出口２１１１ｅ及び第２流出口２１１１ｆから共通インク室２１１１外に流出させる。この気泡の除去に必要なインクの流速基準値（所定の基準速度）は、フィルター２１１８の材質や目の細かさなどに応じた摩擦力に依存し、当該フィルター２１１８は、インク中の捕捉対象となる異物に対して必要な条件により定まる。従って、インクジェット記録装置１００において、流速基準値は、通常定数値として定めることが出来る。
なお、気泡の除去には、フィルター２１１８の直近（例えば、フィルター２１１８から０．５ｍｍの距離）における流速（直近流速）が重要となる。従って、流速基準値は、この直近流速が適切な値となるように定められる。フィルター２１１８の上面と接する上部インク室２１１１ａ及び下面に接する下部インク室２１１１ｂで同時にこの流速基準値以上のインクの流れを生じさせることで気泡の除去が容易且つ確実に行われる。
【００６６】
上部インク室２１１１ａ及び下部インク室２１１１ｂの流速が何れも流速基準値以上となる流量の設定値（基準送液量）は、予め検査、設定されて記憶部４０３（図６参照）に記憶される。ここで、流れるインクの種別（反応インク若しくは分散インク、又はインクの色）や、主にインク温度に依存して変化するインクの粘度に応じて、フィルター２１１８及び狭窄部材２１１５ａによる圧力損失やその比が変化し得る。従って、基準送液量は、これらの変更や変化の想定範囲内で圧力損失が変化しても、上部インク室２１１１ａ及び下部インク室２１１１ｂの流速が何れも流速基準値以上となるように定められる。一方で、上部インク室２１１１ａと下部インク室２１１１ｂの流速比が１：１から大きくずれると、当該上部インク室２１１１ａ及び下部インク室２１１１ｂの何れにおいても流速基準値以上の流速を得るための流量の設定値が大きくなり、廃液量が増大する。従って、狭窄部材２１１５ａのサイズは、インクの種別やインクの粘度の変化の想定範囲内における流速比の最大値及び最小値が１を含む所定の範囲内に収まるように定められ得る。
なお、例えば、インクの色のように、インクジェットヘッド２１１ごとに種別が固定されているものについては、当該インクジェットヘッド２１１ごとに別個に適切な狭窄部材２１１５ａのサイズ（即ち、流路断面積及び長さ）、及び／又は基準送液量が定められることとしても良い。また、インクの粘度についても、インク温度範囲ごとに各々基準送液量が定められても良い。
また、この流速基準値は、確実に気泡が除去されるように実験的に又はシミュレーションなどで得られる最低値より高いことが望ましいが、稀に微小な気泡が僅かに残っても要求画質に問題を生じないレベル、例えば、気泡が通常概ね除去され得る程度の値まで流速基準値を更に低下させても良い。このような設定は、設定される要求画質に応じて変更可能であっても良い。
【００６７】
図６は、本実施形態のインクジェット記録装置１００の機能構成を示すブロック図である。
【００６８】
インクジェット記録装置１００は、上述のように、搬送モーター１３と、走査モーター２３３と、供給バルブ３１ｂと、供給ポンプ３２と、液面センサー２１２ｂと、真空ポンプ２１３ｂと、圧力センサー２１３ｃと、送液バルブ２１４ａと、送液ポンプ２１４と、三方切替バルブ２１４ｂと、保護バルブ２１５ａと、複数の動作バルブ２１７ａと、第１廃液バルブ２１８ａと、第２廃液バルブ２１８ｂなどを備える。また、インクジェット記録装置１００は、制御部４０と、ヘッド駆動部２６と、操作表示部１６と、通信部１７と、バス１８などを備える。
【００６９】
制御部４０は、インクジェット記録装置１００の全体動作を統括制御する。制御部４０は、ＣＰＵ４０１（Central Processing Unit）と、ＲＡＭ４０２（Random Access Memory）と、記憶部４０３などを備える。
【００７０】
ＣＰＵ４０１は、各種演算処理を行い、インクジェット記録装置１００における記録媒体の搬送、インクの吐出やメンテナンス動作などの制御を行う。このメンテナンス動作には、インク流路中の気泡を除去する気泡除去処理が含まれる。
【００７１】
ＲＡＭ４０２は、ＣＰＵ４０１に作業用のメモリー空間を提供し、一時データを記憶する。
記憶部４０３は、不揮発性のメモリー又はＨＤＤなどの補助記憶手段を含み、制御プログラム、初期設定データや設定維持される設定データなどを記憶する。制御プログラムには、上述の気泡除去処理に係るプログラムが含まれ、また、初期設定データには、インクジェットヘッド２１１の形状や共通インク室内のフィルターの種別、第１排出部２１１５、第２排出部２１１６や狭窄部材２１１５ａのサイズや長さなどに応じて予め定められるインク流量や当該インク流量での送液時間などの基準送液量に係る設定が含まれる。上述のように、基準送液量に係る設定は、インクの種別ごとに別個に定められて記憶されても良い。また、記憶部４０３には、記録対象の画像データを一時記憶するＲＡＭが含まれる。
【００７２】
ヘッド駆動部２６は、ヘッドチップ２１１２においてインクを適正に吐出させるための圧力室（圧電素子）の変形動作させる駆動電圧信号を生成して出力する。ヘッド駆動部２６は、制御部４０からの制御信号に基づいて予め記憶された電圧波形パターンを選択して電力増幅した駆動電圧信号を生成するとともに、記憶部４０３から入力された画像データに応じて各圧電素子に対する駆動電圧信号の出力可否をそれぞれ切り替える。
ヘッド駆動部２６に係る配線は、インクジェットヘッド２１１内でインク流路とまとめて配線され、また、部分的に別個に形成される。
【００７３】
通信部１７は、外部機器との間での通信動作を制御する通信インターフェイスである。通信インターフェイスとしては、例えば、ＬＡＮボードやＬＡＮカードなど、各種通信プロトコルに対応したものが一又は複数含まれる。通信部１７は、制御部４０の制御に基づいて外部機器から記録対象の画像データや画像記録に係る設定データ（ジョブデータ）を取得し、また、外部機器に対してステータス情報などを送信することが出来る。
【００７４】
操作表示部１６は、制御部４０からの制御信号に応じてインクジェット記録装置１００のステータスや操作メニューなどの表示を行うと共に、ユーザーの操作を受け付けて制御部４０に出力する。操作表示部１６は、例えば、操作受付手段としてのタッチセンサーが表示手段としての表示画面と重ねて設けられた液晶表示部を備える。制御部４０は、液晶表示部にステータスやタッチセンサーによる命令受け付け用の各種メニューなどを表示指せ、当該表示させたメニューの内容や位置の情報、及び、タッチセンサーにより検出されたユーザーのタッチ操作に応じた処理をインクジェット記録装置１００の各部に行わせる制御動作を行う。
【００７５】
バス１８は、上記の各構成間を電気的に接続して信号のやり取りを行う経路である。
【００７６】
これらの構成に加えて、インクジェット記録装置１００は、報知動作に用いられるＬＥＤランプ及び／又はビープ音発生部といった報知動作部や、記録媒体上に形成された画像の画質不良を検出するためのラインセンサーといった読取部などを備えていても良い。
【００７７】
次に、本実施形態のインクジェット記録装置１００における気泡除去動作について説明する。
【００７８】
本実施形態のインクジェット記録装置１００では、インクの初期導入の際やメンテナンス動作時やインク種別の変更時などにインク流路から一度抜かれたインクを再充填する場合、インク流路内に気泡が混入した場合などにおいて、記録ヘッドの共通インク室２１１１に上述の流速基準値又はこれより僅かに大きい流速（例えば、流速基準値の１．２倍など）でインクを流すことで、共通インク室２１１１の内部、特に、フィルター２１１８に引っかかっている気泡を当該インクの流れとともに流出させて除去する。
【００７９】
上述のように、三方切替バルブ２１４ｂにおいて、通常の記録動作時には、インクを負圧形成部２１５に送るように切り替えて、吐出されたインクに応じて随時負圧形成部２１５からインクジェットヘッド２１１にインクが供給されるようにするのに対し、気泡除去動作時（メンテナンス動作時）には、インクを迂回流路２１６に送るように切り替えて、送液ポンプ２１４により所定の流量でインクを送液させることで、上部インク室２１１１ａと下部インク室２１１１ｂとには略等速でインクが流れて第１排出部２１１５及び第２排出部２１１６から排出される。
【００８０】
図７は、このインクジェット記録装置１００で実行される気泡除去処理の制御部４０による制御手順を示すフローチャートである。
この気泡除去処理は、ユーザー操作により手動で起動された場合、及び、インクジェット記録装置１００の電源がオンされた場合の初期動作や、画像記録動作中に画質異常が検出された場合などにおけるメンテナンス動作などが実行される場合に、ＣＰＵ４０１により記憶部４０３から呼び出されて実行される。
【００８１】
気泡除去処理が開始されると、制御部４０（ＣＰＵ４０１）は、キャリッジ２２、即ちインクジェットヘッド２１１をメンテナンス位置、即ち、ノズル面がインクトレー２４１に対向する位置に移動させる（ステップＳ１０１）。制御部４０は、保護バルブ２１５ａ及び第１廃液バルブ２１８ａを閉じ、気泡の除去対象とする（ここでは全ての）インクジェットヘッド２１１に対応する動作バルブ２１７ａ及び第２廃液バルブ２１８ｂを開き、また、三方切替バルブ２１４ｂを迂回流路２１６側に設定する（ステップＳ１０２）。
【００８２】
制御部４０は、気泡の除去に必要な流速基準値に対応する基準送液量に係る設定を記憶部４０３から取得する（ステップＳ１０３）。制御部４０は、送液ポンプ２１４を動作させて、取得された基準送液量でインクを各インクジェットヘッド２１１に送り込む（ステップＳ１０４）。制御部４０は、送液ポンプ２１４の動作時間を計数し、予め設定された送液時間が経過した後に送液ポンプ２１４の動作を停止させる（ステップＳ１０５）。それから、制御部４０は、第２廃液バルブ２１８ｂを閉じる（ステップＳ１０６）。その他のバルブに関しては、その後の動作に準じた開閉がなされる。そして、制御部４０は、気泡除去処理を終了する。
【００８３】
［実施例］
共通インク室の下面に連通口を設け、当該連通口にそれぞれ対応した個別流路が設けられたヘッドチップを接合したインクジェットヘッドを作製した。
共通インク室の高さ方向中央には、水平にフィルターを設け、直方体状の上部インク室の流路断面を３６ｍｍ２とし、また、直方体状の下部インク室の流路断面を２８ｍｍ２とした。上部インク室の上面両端には、直径２．８ｍｍの円筒状の流入路及び排出路を設け、また、下部インク室において流入路と反対側の端部上面には、同サイズの排出路を設けた。上部インク室に設けられた排出路には、更に、直径０．９ｍｍの円筒形状の中空構造を有する長さ１４ｍｍの狭窄部材を挿入した。
【００８４】
このインクジェットヘッドにおいて、流入路に送液ポンプを取り付け、流量を変化させながら上部インク室及び下部インク室の気泡抜け具合を目視により観察した。
【００８５】
図８は、上部インク室及び下部インク室における気泡の抜け具合の観察結果を示す図表である。
ここでは、比重が１．１２、粘度が４．２±０．３ｃｐ（ｍＰａ・ｓ）である２５℃のＹ色反応インクを流入させた。
【００８６】
上部インク室では、流速が１．２５ｃｍ／ｓｅｃでは、気泡が抜けず（×）、流速が１．６７ｃｍ／ｓｅｃでも概ね気泡が除去されるものの、抜け切らなかった（△）。これに対し、流速が２．３１ｃｍ／ｓｅｃ以上になると、気泡が完全に除去された（○）。
下部インク室では、流速が１．６１ｃｍ／ｓｅｃでは、概ね気泡が除去されるものの、抜け切らず（△）、流速が２．１４ｃｍ／ｓｅｃ以上になると、気泡が完全に除去された（○）。
【００８７】
このように、気泡の除去の度合と、各インク室を流れるインクの流速との間には相関があるという結果が得られた。
【００８８】
また、このＹ色の反応インクは、温度を２０℃に下げると粘度が５．５ｃｐに増加し、温度を３０℃に上げると粘度が３．４ｃｐに減少する。この範囲において、上部インク室及び下部インク室に合計で１５０ｍｌ／ｍｉｎの流量のインクを流入させたところ、下部インク室における流速に対する上部インク室における流速の比は、温度の上昇（粘度の低下）に従って１．１３から１．４５に上昇した。
【００８９】
また、２０℃で粘度が１２．６ｃｐであり、３０℃まで上昇させるに従って粘度が５．３ｃｐまで低下するＹ色分散インクについて、同様にこの温度範囲で上部インク室及び下部インク室に合計で１５０ｍｌ／ｍｉｎの流量のインクを流入させたところ、下部インク室における流速に対する上部インク室の流速の比は、温度の上昇（粘度の低下）に従って０．７４から０．９５に上昇した。
【００９０】
以上のように、本実施形態のインクジェット記録装置１００は、インクを吐出するノズルと、当該ノズルにインクを供給するインク流路と、を有するインクジェットヘッド２１１と、インクジェットヘッド２１１から排出されるインクが流れる第１排出部２１１５及び第２排出部２１１６と、インクに圧力を付して前記インク流路へインクの送液を行う送液ポンプ２１４と、送液ポンプ２１４による単位時間当たりのインク送液量を制御する制御部４０と、を備え、インク流路には、外部から供給されるインクが流入する流入口２１１１ｄと、当該流入口２１１１ｄから流入したインクをろ過するフィルター２１１８と、フィルター２１１８を通過しない上流側インクを第１排出部２１１５に流出させる第１流出口２１１１ｅと、フィルター２１１８によりろ過された下流側インクを第２排出部２１１６に流出させる第２流出口２１１１ｆと、下流側インクをノズルに送る連通口２１１１ｃと、を有する共通インク室２１１１が設けられ、制御部４０は、上流側インクの上部インク室２１１１ａにおける第１流出口２１１１ｅへの流速及び下流側インクの下部インク室２１１１ｂにおける第２流出口２１１１ｆへの流速が同時に所定の基準速度（２．３１ｃｍ／ｓｅｃ）以上となるようにインクの送液基準量を定める。
これにより、送液ポンプ２１４から送液基準量で送液がなされることで、一度に上部インク室２１１１ａ及び下部インク室２１１１ｂの両方の気泡を除去することが出来る。従って、より容易且つ速やかにインク流路内の気泡を除去することが出来る。
なお、上述のように、ここでいう速度（流速）とは、上部インク室２１１１ａ及び下部インク室２１１１ｂの流路断面に対する平均速度である。
【００９１】
また、インクの送液基準量は、予め定められた想定範囲内で変化するインクの種別及び当該インクの粘度（即ち、インク温度）に応じた上流側インクの最低流速及び下流側インクの最低流速が、上記想定範囲内で基準速度以上に保たれる値に定められる。
従って、インクジェットヘッド２１１の動作の際に多少温度が変動しても大きく効率を落とさずに、容易且つ速やかにインク流路内の気泡を除去することが出来る。
【００９２】
また、制御部４０は、インクの色や反応インク／分散インクといった種別、及び当該インクの粘度（温度）のうち少なくとも一方に応じて送液ポンプ２１４によるインクの送液量を変化させる。即ち、流れるインクの種別や状態に応じてフィルター２１１８による圧力損失と狭窄部材２１１５ａによる圧力損失の大きさや比が変わるので、これらに応じて上流側インクと下流側インクとの流速を略等しい速度で、多くのインクを無駄にせずに効率良く気泡を除去することが出来る。特に、インクの種別については、一度設定すれば、当該インクの使用中に送液量を変化させるための検出動作や制御動作を必要としないので、容易且つより効率良く気泡の除去が可能となる。
【００９３】
また、送液ポンプ２１４による送液に応じた下流側インクの流速に比して上流側インクの流速を低下させる狭窄部材２１１５ａを備えるので、一度の送液で下流側インクの流速を基準速度以上とするために、下流側インクの流速を極端に大きく上昇させて大量のインクを流す必要がない。
【００９４】
また、狭窄部材２１１５ａのサイズ（流路断面積及び長さ）を適切に定めて、上流側インクの最低流速と下流側インクの最低流速との比を所定の範囲内、特に、予め想定されるインクの種別やインクの粘度（温度）の範囲（例えば、上述のＹ色インクで２０〜３０℃）に対して送液ポンプ２１４による所定の送液量（１５０ｍｌ／ｍｉｎ）で上流側インクの流速及び下流側インクの流速を何れも基準速度以上に保つ範囲内（０．７４〜１．４９）とし、更には、上流側インク又は下流側インクの何れか流速の速い方のインクを必要以上に流させないようにすることが出来る。これにより、気泡除去のために極端に能力の高い送液ポンプ２１４を用いる必要が無いので、コストの上昇やサイズの大型化を避けることが出来る。また、必要なインク流量を抑えることが出来るので、無駄となるインク量を低減させることが出来る。
【００９５】
また、狭窄部材２１１５ａの流路断面積及び流路長がフィルター２１１８の圧力損失に応じて設定されるので、容易且つ適切に上部インク室２１１１ａにおける第１流出口２１１１ｅへのインクの流れと下部インク室２１１１ｂにおける第２流出口２１１１ｆへのインクの流れの速度をバランス良く定めることが出来る。
【００９６】
また、第１排出部２１１５の狭窄部は、当該第１排出部２１１５の流路断面積を縮小する狭窄部材２１１５ａがこの第１排出部２１１５に挿入されてなるので、元の設計の第１排出部２１１５を維持したまま部品の追加で容易に改良を行うことが出来る。また、局所的に狭窄部のある配管を形成するよりも容易に狭窄部をなすことが出来る。
【００９７】
また、フィルター２１１８は、流入口２１１１ｄから第１流出口２１１１ｅへの上部インク室２１１１ａにおけるインクの流れに対して垂直な流路断面の面積が、当該上部インク室２１１１ａの長軸方向へのインクの流れに沿って一定であり、また、下部インク室２１１１ｂにおけるインクの第２流出口２１１１ｆへの流れに対して垂直な流路断面の面積がこの下部インク室２１１１ｂの長軸方向へのインクの流れに沿って一定であるように設けられているので、長軸に沿って流速を略一定に保つことが出来、従って、流速と流量の関係を容易に定め、且つ、流路断面積の大きい部分に合わせて流量を大きく定める必要がない。また、特に、各インク室の壁面の形状に従って淀みや渦が生じることで不要に圧力損失を増加させない。
【００９８】
流速基準値は、２．３１ｃｍ／ｓｅｃとされることで、現在通常用いられているインクジェットヘッド２１１の共通インク室２１１１において、上部インク室２１１１ａと下部インク室２１１１ｂにおいて同時に無理なく気泡を除去することが出来る。
【００９９】
また、流速基準値又はこの流速基準値に応じた基準送液量を予め記憶する記憶部４０３を備え、制御部４０は、気泡の除去動作を行う場合に記憶部４０３に記憶された流速基準値又は基準送液量を参照して送液ポンプ２１４による単位時間当たりの送液量を定める。
従って、容易な制御で適切に上部インク室２１１１ａと下部インク室２１１１ｂの両方で同時に気泡の除去を行わせることが出来る。
【０１００】
また、第１排出部２１１５及び第２排出部２１１６から排出されたインクが共通に流れる廃液流路２１９と、廃液流路２１９におけるインクの流れの可否を定める第２廃液バルブ２１８ｂと、を備える。
このように、上部インク室２１１１ａと下部インク室２１１１ｂとで同時に気泡の除去を可能とすることで、インクジェットヘッド２１１からのインク廃液に係るバルブの制御を第２廃液バルブ２１８ｂの一つに統合することが出来るので、バルブが二つ、又は三方弁の切替が必要であった従来よりも処理が容易になり、また、コストの低減を図ることが出来る。
【０１０１】
また、本実施形態のインクジェット記録装置１００のインク流路における気泡除去方法は、インクを吐出するノズルと、当該ノズルにインクを供給するインク流路と、を有するインクジェットヘッド２１１と、このインクジェットヘッド２１１から排出されるインクが流れる第１排出部２１１５及び第２排出部２１１６と、インクに圧力を付して前記インク流路へインクの送液を行う送液ポンプ２１４と、送液ポンプ２１４による単位時間当たりのインク送液量を制御する制御部４０と、を備え、インク流路には、外部から供給されるインクが流入する流入口２１１１ｄと、流入口２１１１ｄから流入したインクをろ過するフィルター２１１８と、フィルター２１１８を通過しない上流側インクを第１排出部２１１５に流出させる第１流出口２１１１ｅと、フィルター２１１８によりろ過された下流側インクを第２排出部２１１６に流出させる第２流出口２１１１ｆと、下流側インクをノズルに送る連通口２１１１ｃと、を有する共通インク室２１１１が設けられ、第１排出部２１１５の少なくとも一部には、流路断面積が第２排出部２１１６の流路断面積よりも局所的に小さくなる狭窄部が狭窄部材２１１５ａにより設けられたインクジェット記録装置１００のインク流路における気泡除去方法であって、送液ポンプ２１４により、上流側インク及び下流側インクの流速が同時に所定の流速基準値以上となる単位時間当たりの基準送液量のインクを流入口２１１１ｄから供給させる。
このような動作により、一度で上部インク室２１１１ａ及び下部インク室２１１１ｂの両方の気泡を除去することが出来る。従って、より容易且つ速やかにインク流路内の気泡を除去することが出来る。
【０１０２】
［変形例］
図９Ａ〜図１１は、本実施形態のインクジェット記録装置１００におけるインクジェットヘッドのインク流路の変形例を示す図である。
図９Ａの断面図に示す変形例１のインクジェットヘッド２１１ａでは、第１排出部２１１５及びその内部に設けられた狭窄部材２１１５ａの代わりに第１排出部２１１５ｂが設けられている。その他の点ではインクジェットヘッド２１１と同一であり、同一の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
【０１０３】
この変形例１のインクジェットヘッド２１１ａにおいて、第１排出部２１１５ｂは、中途に流路断面積が小さくなった狭窄部を有する。このように、第１排出部２１１５ｂ自体が狭窄部を有することで、このインクジェット記録装置１００では、第１排出部の管内に別途狭窄部材２１１５ａを配置、接合する必要がない。
【０１０４】
図９Ｂの断面図に示す変形例２のインクジェットヘッド２１１ｂは、上記実施形態のインクジェットヘッド２１１と比較してフィルター２１１８の配置が異なり、これに伴って上部インク室２１１１ａにおける第１流出口２１１１ｅへのインクの流れと、下部インク室２１１１ｂにおける第２流出口２１１１ｆへのインクの流れに係る流路形状（流路断面積）が流路内で変化する点を除いてインクジェットヘッド２１１と同一であり、同一の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
【０１０５】
この変形例２のインクジェットヘッド２１１ｂにおいて、フィルター２１１８は、流入口２１１１ｄの側から第１流出口２１１１ｅ及び第２流出口２１１１ｆへの方向（図内左向き）について、斜め上向きに設けられている。これにより、下部インク室２１１１ｂの側でインク混入した気泡が浮力に従って第２流出口２１１１ｆへと流れやすくなる。一方で、下部インク室２１１１ｂの流路断面積は、第２排出部２１１６に向けて広がっていくので、一定流量のインクに対して流速が低下していくことになる。同様に、上部インク室２１１１ａの流路断面積は、第１流出口２１１１ｅに向けて狭まっていくので、一定流量のインクに対して流速が上昇していくことになる。
【０１０６】
このインクジェットヘッド２１１ｂにおいて、フィルター２１１８に引っかかった気泡を適切に除去するために、インクジェットヘッド２１１ｂを備えるインクジェット記録装置１００では、上部インク室２１１１ａにおいて流路断面積が最も広いところ、及び下部インク室２１１１ｂにおいて流路断面積が最も広いところ、即ち、流速が最も遅くなる位置での流速（最低流速）が同時に基準流速以上となるように送液ポンプ２１４による送液量が設定される。
【０１０７】
図１０Ａの断面図に示す第３の変形例のインクジェットヘッド２１１ｃでは、狭窄部材２１１５ａを用いる代わりに、第１排出部２１１５ｃを第２排出部２１１６ｃより長くし、また、第１排出部２１１５ｃに屈曲を設けたりすることで圧力損失を付与している。或いは、これらの何れか一方であっても良い。このようにして上部インク室２１１１ａにおけるインクの最低流速と下部インク室２１１１ｂにおけるインクの最低流速との比がインクの種別や粘度の想定範囲内において所定の範囲内に収まるように、特に、この想定範囲内の所定の条件、例えば、特定のインクの想定温度範囲内における粘度平均値、中央値やインク吐出動作に係る最適な設定値で比が１：１となるように、インクジェットヘッド２１１ｃが構成されることで、上部インク室２１１１ａ及び下部インク室２１１１ｂの何れにおいても基準流速以上の流速を得るための流量を必要以上に大きくしない。
【０１０８】
更に、第２排出部２１１６ｃを覆うようにヒーター２１１６ｑ（流速比調整部）が設けられ、第２排出部２１１６ｃを流れるインクを加熱する。温度上昇によって粘度が低下するインクを用いる場合にこの第２排出部２１１６ｃを流れるインクの温度を上昇させることで、第２排出部２１１６ｃを流れるインクの圧力損失を更に低下させることが出来る。或いは、第１排出部２１１５ｃを覆うように冷却器が設けられることで、第１排出部２１１５ｃを流れるインクの温度を低下させて粘度を上昇させ、圧力損失を更に増大させても良い。
【０１０９】
また、第１排出部２１１５ｃにおいて狭窄部材２１１５ａにより圧力損失を付与する代わりに又は加えて、図１０Ｂの断面図に示すように、上部インク室２１１１ａ内で狭窄部材２１１１ｐにより圧力損失を付与する構成であっても良い。狭窄部材２１１１ｐは、流入口２１１１ｄからのインク流入や、インクのフィルター２１１８通過を妨げないように配置される。また、上述のように上部インク室２１１１ａの第１流出口２１１１ｅへの流れに係る流路断面積が第１排出部２１１５ｃの流路断面積より十分に大きい場合、十分な圧力損失を生じさせるには流路断面に垂直な方向に十分に長い形状とする、第１流出口２１１１ｅ近傍で局所的に流路断面積を小さくする、などが想定される。
【０１１０】
図１１の正面図に示す第４の変形例のインクジェットヘッド２１１ｄでは、第１排出部２１１５及び第２排出部２１１６の途中に、それぞれ上部インク室２１１１ａ及び下部インク室２１１１ｂ内からインクを吸液する吸引ポンプ２１１５ｄ、２１１６ｄ（流速比調整部、吸液部）が設けられている。この場合、第２排出部２１１６に設けられた吸引ポンプ２１１６ｄの吸液量を第１排出部２１１５に設けられた吸引ポンプ２１１５ｄよりも大きく設定することで、下部インク室２１１１ｂを流れるインクのフィルター２１１８による圧力損失を補う構成とすることが出来る。或いは、第２排出部２１１６にのみ吸引ポンプ２１１６ｄが設けられていても良い。
なお、この場合、送液ポンプ２１４による送液量と比較して合計の吸液量を大きくし過ぎると、ノズルから更に空気が進入して気泡の除去がなされなくなるので、適切に吸液量が定められる必要がある。
【０１１１】
このように、変形例４のインクジェットヘッド２１１ｄでは、下流側インクの流速に比した上流側インクの流速を変えずに又は低下させつつ、上流側インクの流速に比して下流側インクの流速を上昇させる吸引ポンプ２１１６ｄを第２排出部２１１６の途中に備える。従って、フィルター２１１８による圧力損失を補って、送液ポンプ２１４による送液に応じて下流側インクの流速を基準速度以上とする場合に、上流側インクの流速を極端に高くしてインク流量を大きく増大させない。
【０１１２】
なお、本発明は、上記実施の形態に限られるものではなく、様々な変更が可能である。
例えば、上記実施の形態では、フィルター２１１８が共通インク室２１１１を上下に分割して上部インク室２１１１ａと下部インク室２１１１ｂに区分したが、左右方向に分割しても良い。また、直方体状の共通インク室２１１１を例に挙げて説明したが、共通インク室２１１１がフィルター２１１８に接していない範囲で湾曲していても良いし、流入口２１１１ｄ、第１流出口２１１１ｅ及び第２流出口２１１１ｆの一部又は全部が各々上部インク室２１１１ａ、下部インク室２１１１ｂの上面以外に設けられていても良い。
【０１１３】
また、上記実施の形態で示したインクジェットヘッド２１１の前後のインク流路の構成は、インクジェットヘッド２１１からの通常の画像記録に係るインク吐出時と気泡の除去などのメンテナンスに係る所定インク流量の供給時に必要なインクが供給可能な構成であれば、適宜変更可能である。
【０１１４】
また、上記実施の形態では、個別流路２１１２ｂを単純な直方体形状で表現しているが、ヘッドチップ２１１２の製造方法や圧力室の形状、圧力の印加方法などに応じて個別流路２１１２ｂの構造は適宜曲がったり局所的に流路断面積が変化したりしても良い。また、このような構造に応じて必要が無い場合には緩衝部材２１１９は必ずしも設けられなくても良い。
【０１１５】
また、上記実施の形態では、廃液流路２１９により第１排出部２１１５及び第２排出部２１１６から流出したインクがそのまま廃液タンク３３に送られて廃液される構成としたが、サブタンク２１２に戻されて循環利用される構成であっても良い。
【０１１６】
また、上記実施の形態では、第１排出部２１１５と第２排出部２１１６とを接続部２１１７ａで合流させた後にアウトレットを介して廃液流路２１９に接続させたが、個別に接続されても良い。このような接続であっても、気泡の除去動作は一度にまとめて容易に行わせることが出来、また、インクの廃液量を無駄に増加させない。
【０１１７】
また、上記実施の形態では、スキャン型のインクジェットヘッドを有するインクジェット記録装置を例に挙げて説明したが、これに限られず、ラインヘッドを有するインクジェット記録装置などであっても良い。
その他、上記実施の形態で示した構成や設定などの具体的な細部は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。
【産業上の利用可能性】
【０１１８】
この発明は、インクジェット記録装置及び気泡除去方法に利用することが出来る。
【符号の説明】
【０１１９】
１０   搬送部
１１   駆動ローラー
１２   従動ローラー
１３   搬送モーター
１４   搬送ベルト
１６   操作表示部
１７   通信部
１８   バス
２０   画像形成部
２２   キャリッジ
２３   走査部
２３１ レール
２３３ 走査モーター
２４   メンテナンス部
２４１ インクトレー
２５   支持部
２６   ヘッド駆動部
３０   インク貯留部
３１   メインタンク
３１ａ フィルター
３１ｂ 供給バルブ
３２   供給ポンプ
３３   廃液タンク
４０   制御部
４０１ ＣＰＵ
４０２ ＲＡＭ
４０３ 記憶部
１００ インクジェット記録装置
２１１、２１１ａ〜２１１ｄ  インクジェットヘッド
２１１０      インク吐出部
２１１１      共通インク室
２１１１ａ    上部インク室
２１１１ｂ    下部インク室
２１１１ｃ    連通口
２１１１ｄ    流入口
２１１１ｅ    第１流出口
２１１１ｆ    第２流出口
２１１１ｐ    狭窄部材
２１１２      ヘッドチップ
２１１２ａ    ノズルプレート
２１１２ｂ    個別流路
２１１４      インレット
２１１５      第１排出部
２１１５ａ    狭窄部材
２１１５ｂ、２１１５ｃ      第１排出部
２１１５ｄ    吸引ポンプ
２１１６、２１１６ｃ 第２排出部
２１１６ｄ    吸引ポンプ
２１１６ｑ    ヒーター
２１１７      アウトレット
２１１７ａ    接続部
２１１８      フィルター
２１１９      緩衝部材
２１２ サブタンク
２１２ａ      開放バルブ
２１２ｂ      液面センサー
２１２ｃ      リリーフバルブ
２１３ 脱気部
２１３ａ      脱気モジュール
２１３ｂ      真空ポンプ
２１３ｃ      圧力センサー
２１４ 送液ポンプ
２１４ａ      送液バルブ
２１４ｂ      三方切替バルブ
２１５ 負圧形成部
２１５ａ      保護バルブ
２１６ 迂回流路
２１７ 供給流路
２１７ａ      動作バルブ
２１８ａ      第１廃液バルブ
２１８ｂ      第２廃液バルブ
２１９ 廃液流路
２１９ａ      逆止弁
Ｂ     筐体
Ｈｃ１ コネクター
Ｈｈ   貫通部
Ｈｐ   チューブ
Ｈｔ   細溝
【図１】
2017099008.tif 000003
【図２】
2017099008.tif 000004
【図３】
2017099008.tif 000005
【図４Ａ】
2017099008.tif 000006
【図４Ｂ】
2017099008.tif 000007
【図５】
2017099008.tif 000008
【図６】
2017099008.tif 000009
【図７】
2017099008.tif 000010
【図８】
2017099008.tif 000011
【図９Ａ】
2017099008.tif 000012
【図９Ｂ】
2017099008.tif 000013
【図１０Ａ】
2017099008.tif 000014
【図１０Ｂ】
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【図１１】
2017099008.tif 000016
【国際調査報告】
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2017099008.tif 000018
2017099008.tif 000019
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