(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ノズルに連通する圧力室を有し、この圧力室にあるインクをノズルから吐出する複数のインクジェットヘッドを、各ヘッドのノズルが互いに同じ高さ位置になるように配列してなるヘッドユニットと、
前記複数のインクジェットヘッドに供給するためのインクを収容する上流側インクタンクと、
前記複数のインクジェットヘッドから流出したインクを収容する下流側インクタンクと、
前記上流側インクタンク内のインクを前記複数のインクジェットヘッドに導く上流側共通流路と、
前記複数のインクジェットヘッドから流出したインクを前記下流側インクタンクに導く下流側共通流路と、
前記複数のインクジェットヘッド毎に設けられ、前記上流側共通流路を流れるインクを対応する前記インクジェットヘッドの流入側インク接続ポートに導く上流側分岐流路と、
前記複数のインクジェットヘッド毎に設けられ、対応する前記インクジェットヘッドの流出側インク接続ポートから流出したインクを前記下流側共通流路に導く下流側分岐流路と、を具備し、
前記複数のインクジェットヘッドに接続される前記上流側分岐流路の流路抵抗と前記下流側分岐流路の流路抵抗との比は互いに等しく、かつ前記上流側分岐流路の流路抵抗の大きさは前記上流側インクタンクに近いものほど大きいことを特徴とするインクジェット装置。
【請求項２】
前記上流側共通流路と下流側共通流路がそれぞれ各上流側分岐流路、下流側分岐流路と接続する隣接する節点間の上流側共通流路の流路抵抗と下流側共通流路の流路抵抗は等しく値をＲｃとし、
前記上流側インクタンクと下流側インクタンクから最も遠い方からＮ番目の上流側分岐流路と上流側分岐流路の流路抵抗は等しく値をｒ（Ｎ）としたとき、
隣接するＮ−１番目とＮ番目とヘッドに接続される流路抵抗は、
ｒ（Ｎ）＝ｒ（Ｎ−１）＋Ｎ・Ｒｃの関係にある（Ｎ≧２）ことを特徴とする請求項１記載のインクジェット装置。
【請求項３】
ノズルに連通する圧力室を有し、この圧力室に連通するインクを、ノズルから吐出する複数のインクジェットヘッドを、各ヘッドのノズルが互いに同じ高さ位置になるように配列してなるヘッドユニットと、
前記複数のインクジェットヘッドに供給するためのインクを収容する上流側インクタンクと、
前記複数のインクジェットヘッドから流出したインクを収容する下流側インクタンクと、
前記上流側インクタンク内のインクを前記複数のインクジェットヘッドに導く上流側共通流路と、
前記複数のインクジェットヘッドから流出したインクを前記下流側インクタンクに導く下流側共通流路と、
前記複数のインクジェットヘッド毎に設けられ、前記上流側共通流路を流れるインクを対応する前記インクジェットヘッドの流入側インク接続ポートに導く、上流側分岐流路と、
前記複数のインクジェットヘッド毎に設けられ、対応する前記インクジェットヘッドの流出側インク接続ポートから流出したインクを前記下流側共通流路に導く、下流側分岐流路と、を具備し、
前記複数のインクジェットヘッドに接続される前記上流側分岐流路の流路抵抗と前記下流側分岐流路の流路抵抗との比は互いに等しく、かつ前記複数の上流側分岐流路は前記上流側インクタンクに近いものほど長いことを特徴とするインクジェット装置。
【請求項４】
前記上流側共通流路と下流側共通流路は水平方向に対して傾斜して配置されることを特徴とする請求項１乃至３のうちいずれか１に記載のインクジェット装置。
【請求項５】
前記上流側インクタンクに収容されているインクの、前記ノズルの開口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」を調整する上流側圧力調整手段と、
前記下流側インクタンクに収容されているインクの、前記ノズルの開口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」を調整する下流側圧力調整手段と、を具備したことを特徴とする請求項１乃至４のうちいずれか１に記載のインクジェット装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、インク循環式のインクジェット装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複数のインクジェットヘッドを通してインクを循環させ、各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。このようなインクジェット装置にインクを供給する上で最も重要なことは、各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。また、各インクジェットヘッドの循環流量差が小さいこと、インクが循環するインク流路へインクを充填し易いことが望ましい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−３１３８８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の実施形態が解決しようとする課題は、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できるとともに、インクタンクから近いヘッドと遠いヘッドとの流量差を抑えるインクジェット装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
一実施形態において、インクジェット装置は、ヘッドユニットと、上流側インクタンクと、下流側インクタンクと、上流側共通流路と、下流側共通流路と、上流側分岐流路と、下流側分岐流路とを含む。ヘッドユニットは、ノズルに連通する圧力室を有し、この圧力室にあるインクを、ノズルから吐出する複数のインクジェットヘッドを、各ヘッドのノズルが互いに同じ高さ位置になるように配列してなる。上流側インクタンクは、複数のインクジェットヘッドに供給するためのインクを収容する。下流側インクタンクは、複数のインクジェットヘッドから流出したインクを収容する。上流側共通流路は、上流側インクタンク内のインクを複数のインクジェットヘッドに導く。下流側共通流路は、複数のインクジェットヘッドから流出したインクを下流側インクタンクに導く。上流側分岐流路は、複数のインクジェットヘッド毎に設けられ、上流側共通流路を流れるインクを対応するインクジェットヘッドの流入側インク接続ポートに導く。下流側分岐流路は、複数のインクジェットヘッド毎に設けられ、対応するインクジェットヘッドの流出側インク接続ポートから流出したインクを下流側共通流路に導く。そして複数のインクジェットヘッドに接続される上流側分岐流路の流路抵抗と下流側分岐流路の流路抵抗との比は互いに等しく、かつ上流側分岐流路の流路抵抗の大きさは上流側インクタンクに近いものほど大きい。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】第１の実施形態であるインクジェット装置の全体構成を示す模式図。
【図２】インクジェットヘッドの要部断面図。
【図３】インク流路の流路抵抗とインク圧力とインク流量との関係を示す回路図。
【図４】第２の実施形態であるインクジェット装置の要部構成を示す模式図。
【図５】第３の実施形態であるインクジェット装置の要部構成を示す模式図。
【図６】第４の実施形態であるインクジェット装置の要部構成を示す模式図。
【図７】第５の実施形態であるインクジェット装置の要部構成を示す模式図。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下、インクジェット装置の実施形態について、図面を用いて説明する。  
本実施形態のインクジェット装置は、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できるとともに、インク流路にインクを充填し易い効果を奏するものである。また、本実施形態のインクジェット装置は、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できるとともに、インクタンクから近いヘッドと遠いヘッドの流量差を抑える効果も奏し得る。
【０００８】
はじめに、図２を用いて、本実施形態で用いるインク循環式のインクジェットヘッド１１について説明する。図２は、インクジェットヘッド１１の断面の一部を示している。インクジェットヘッド１１は、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を備える。またインクジェットヘッド１１は、オリィフィスプレート２の上面側に、圧力室３を備える。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る。圧力室３は、ノズル１と連通する。インクジェットヘッド１１は、圧力室３のノズル１と対向する側の面にアクチュエータ６を備える。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。
【０００９】
このような構成のインクジェットヘッド１１は、アクチュエータ６の駆動により圧力室３が変形する。すると、この圧力室３の変形に伴い、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。因みに、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。
【００１０】
なお、インク循環式のインクジェットヘッド１１は、図２に示すものに限定されるものではない。インクジェットヘッド１１としては、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。また、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定されない。例えば、図の奥行き方向に位置する面にアクチュエータ６を設けてもよい。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い。要は、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ときにノズル１からインク４が吐出するように、圧力室３がノズル１と連通していればよい。
【００１１】
このようなインク循環式のインクジェットヘッド１１は、印字の直前及び直後を含む印字可能な待機状態または印字動作中に、ノズル１の開口におけるインク４の表面がその開口の内側に湾曲するメニスカス（図２を参照）を適正に保ちつつインク４を循環させるインク供給系によって最大の能力を発揮する。通常、循環流量は、印字のための最大流量の数倍〜十数倍程度に取る。インクジェットヘッド１１は、上述したような印字可能な待機状態または印字動作中においてもインク４を循環させることで、以下の（１）〜（６）の機能を発揮する。（１）ノズル１の表面からの空気の混入、インク中に混入した気泡や微小異物などに起因する不慮の印字抜けを自己回復する機能。（２）白インクや金属インクなどの比重の大きい顔料インクの顔料が沈降するのを防止する機能。（３）インクを常時撹拌することによってインクを化学的に安定させる機能。（４）時間の経過とともにノズル１からインク中の揮発成分が揮発し、ノズル１の近傍のインクの顔料など不揮発成分の濃度が増加して、その部分のインクの特性が時間とともに変化してしまう現象を防ぐ機能。（５）インクの比熱を利用して各所のインク温度とアクチュエータ６の温度を均一化し、複数のインクジェットヘッド１１の相互間、またはノズル１の相互間におけるインクの吐出量及び吐出速度のばらつきを抑えるとともに、熱履歴に起因するインクの吐出量及び吐出速度のばらつきを抑え、かつ吐出動作を安定させる機能。（６）圧力室３内に微小な気泡があってもインクとともに常に下流側に流し出すことによって微小な気泡が圧力室３内で滞留することを防ぎ、吐出に影響しない程度に微小な気泡が、長時間の圧力振動の間に吐出に影響する大きさに成長する現象（整流拡散）を防ぐ機能。
【００１２】
これらのインク循環式の特徴となる機能は、複数のインクジェットヘッド１１の全てに均一に働かせることが望ましく、その為には複数のインクジェットヘッド１１の相互間でそれぞれのインクジェットヘッド１１の循環流量が均一になっていることが望ましい。
【００１３】
［第１の実施形態］
図１は、第１の実施形態であるインクジェット装置１００の全体構成を示す模式図である。インクジェット装置１００は、ヘッドユニット１０１と、圧力源ユニット１０２と、圧力制御ユニット１０３と、メインタンク１０４と、プロセッサであるＣＰＵ（Central Processing Unit）１０５とを含む。
【００１４】
ヘッドユニット１０１は、インク循環式の複数のインクジェットヘッドＨ１，Ｈ２，Ｈ３，Ｈ４，Ｈ５，Ｈ６（以下、インクジェットヘッドＨ１，Ｈ２，Ｈ３，Ｈ４，Ｈ５，Ｈ６を総称してヘッドＨ１〜Ｈ６とする）を備える。各ヘッドＨ１〜Ｈ６は、各々のノズル１が互いに同じ高さ位置になるようにほぼ水平状態に配列される。各ヘッドＨ１〜Ｈ６は、それぞれ図２で示したインクジェットヘッド１１と基本的な構成を同じとする。
【００１５】
各ヘッドＨ１〜Ｈ６の圧力室３はそれぞれ６３６個あって、各圧力室３はそれぞれ１個のノズル１と連通する。すなわち各ヘッドＨ１〜Ｈ６は、６３６個の圧力室３と同数のノズル１とを備える。これらの圧力室３及びノズル１は、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２の奥行き方向）に配列される。
【００１６】
各ヘッドＨ１〜Ｈ６の個々のインク吐出能力は、１つのヘッドすなわち６３６ノズルあたり０．１６７（ｍＬ／sec）である。また、各ヘッドＨ１〜Ｈ６における各圧力室３は、図２の奥行き方向の断面の周長が７．６×１０−４（ｍ）であり、断面積が２．４×１０−８（ｍ２）である。
【００１７】
なお、図１では、ヘッドユニット１０１が備えるインクジェットヘッド１１の数を６個としたが、インクジェットヘッド１１の数は６個に限定されるものではない。２以上のインクジェットヘッド１１が、各々のノズル１が同じ高さ位置になるようにほぼ水平状態に配列されていればよい。
【００１８】
圧力源ユニット１０２は、上流側インクタンク２１、下流側インクタンク２２、帰還流路２３、ポンプ２４、フィルタ２５及びバルブ２６ａ，２６ｂ，２６ｃを備える。
【００１９】
上流側インクタンク２１は、各ヘッドＨ１〜Ｈ６に供給するためのインク４を収容する。上流側インクタンク２１に収容されたインク４は、上流側共通流路４１及びヘッドＨ１〜Ｈ６毎の上流側分岐流路４２ａ，４２ｂ，４２ｃ，４２ｄ，４２ｅ，４２ｆを通って、各ヘッドＨ１〜Ｈ６の流入側インク接続ポートに導かれる。流入側インク接続ポートに導かれたインク４は、各ヘッドＨ１〜Ｈ６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流出する。
【００２０】
上流側分岐流路４２ａ，４２ｂ，４２ｃ，４２ｄ，４２ｅ，４２ｆは、例えばΦ３ｍｍの円管であり、上流側共通流路４１は、例えばΦ６ｍｍの円管である。上流側共通流路４１は、複数のヘッドＨ１〜Ｈ６にインク４を供給しなくてはならない。このため上流側共通流路４１は、通常、上流側分岐流路４２ａ，４２ｂ，４２ｃ，４２ｄ，４２ｅ，４２ｆよりも断面積が大きい。
【００２１】
下流側インクタンク２２は、各ヘッドＨ１〜Ｈ６から流出したインク４を収容する。各ヘッドＨ１〜Ｈ６の流出側インク接続ポートから流出されたインク４は、ヘッド毎の下流側分岐流路４３ａ，４３ｂ，４３ｃ，４３ｄ，４３ｅ，４３ｆ及び下流側共通流路４４を通って、下流側インクタンク２２に導かれる。
【００２２】
下流側分岐流路４３ａ，４３ｂ，４３ｃ，４３ｄ，４３ｅ，４３ｆは、例えばΦ３ｍｍの円管であり、下流側共通流路４４は、例えばΦ６ｍｍの円管である。下流側共通流路４４は、複数のヘッドＨ１〜Ｈ６から流入するインク４を流さなくてはならない。このため下流側共通流路４４は、通常、下流側分岐流路４３ａ，４３ｂ，４３ｃ，４３ｄ，４３ｅ，４３ｆよりも断面積が大きい。
【００２３】
上流側共通流路４１の一端は、上流側インクタンク２１内に配置される。下流側共通流路４４の一端は、下流側インクタンク２２内に配置される。上流側共通流路４１の他端と下流側共通流路４４の他端とは、流路を開閉するためのバルブ４６を設けた連結流路４５によって接続される。この接続により、上流側共通流路４１と下流側供給流路４４とは、バルブ４６の開放時に連結流路４５を介して連通する。連結流路４５は、上流側共通流路４１及び下流側共通流路４４と同等の太さの流路である。すなわち本実施形態において、連結流路４５は、Φ６ｍｍの円管である。バルブ４６は、各ヘッドＨ１〜Ｈ６にインク４を充填するときに開放される。なお、バルブ４６の開閉は、ＣＰＵ１０５によって自動制御される。
【００２４】
帰還流路２３は、下流側インクタンク２２と上流側インクタンク２１との間に、各ヘッドＨ１〜Ｈ６を介さずに設けられる。この帰還流路２３には、バルブ２６ａ、ポンプ２４及びフィルタ２５が、下流側インクタンク２２の側から上流側インクタンク２１の側に向けて順に設けられる。バルブ２６ａは、帰還流路２３を開閉する。ポンプ２４の動作中にバルブ２６ａが開動作すると、下流側インクタンク２２からインク４が帰還流路２３に流出する。この帰還流路２３に流出したインク４は、ポンプ２４の運転により上流側インクタンク２１に送られる。このとき、フィルタ２５によって、帰還流路２３内を流れるインク４に混入している異物等が除去される。
【００２５】
ここに、上流側インクタンク２１、上流側共通流路４１、ヘッドＨ１〜Ｈ６毎の上流側分岐流路４２ａ，４２ｂ，４２ｃ，４２ｄ，４２ｅ，４２ｆ、ヘッドＨ１〜Ｈ６毎の下流側分岐流路４３ａ，４３ｂ，４３ｃ，４３ｄ，４３ｅ，４３ｆ、下流側共通流路４４、下流側インクタンク２２及び帰還流路２３によって、インク４の循環路が形成される。
【００２６】
帰還流路２３は、バルブ２６ａとポンプ２４との間で分岐する。そしてこの帰還流路２３の分岐路２３ａは、バルブ２６ｂを介してメインタンク１０４内に到達する。バルブ２６ｂは、分岐路２３ａを開閉する。バルブ２６ｂが開動作すると、ポンプ２４の運転によりメインタンク１０４内のインクが上流側インクタンク２１に供給される。
【００２７】
メインタンク１０４は、大気に開放される。一方、上流側インクタンク２１は、大気から閉塞される。そして、この上流側インクタンク２１の空間領域に、エアパイプ５１の一端が配置される。同様に、下流側インクタンク２２は閉塞される。そして、この下流側インクタンク２２の空間領域に、エアパイプ５２の一端が配置される。エアパイプ５１は、エア流路を開閉するためのバルブ２６ｃを備える。各バルブ２６ａ，２６ｂ，２６ｃの開閉及びポンプ２４の運転は、ＣＰＵ１０５によって自動制御される。
【００２８】
圧力制御ユニット１０３は、正圧エアタンク３１，負圧エアタンク３２、エアポンプ３３、エアパイプ３４ａ，３４ｂ，３４ｃ、第１圧力センサ３５、第２圧力センサ３６及びバルブ３７ａ，３７ｂ，３７ｃ，３７ｄを備える。
【００２９】
正圧エアタンク３１は、前記エアパイプ５１の他端と連通する。また正圧エアタンク３１は、エアパイプ３４ａの一端と連通する。エアパイプ３４ａの他端は、大気に開放される。エアパイプ３４ａは、バルブ３７ａ，３７ｂを備える。正圧エアタンク３１側のバルブ３７ｂは吸気及び排気用のエアバルブであり、大気開放側のバルブ３７ａは、排気用のリークバルブである。排気用のリークバルブ３７ａは、開放時の空気の流速を制限するための空気抵抗を有する。
【００３０】
負圧エアタンク３２は、前記エアパイプ５２の他端と連通する。また負圧エアタンク３２は、エアパイプ３４ｂの一端と連通する。エアパイプ３４ｂの他端は、大気に開放される。エアパイプ３４ｂは、バルブ３７ｃ，３７ｄを備える。負圧エアタンク３２側のバルブ３７ｄは吸気及び排気用のエアバルブであり、大気開放側のバルブ３７ｃは、吸気用のリークバルブである。吸気用のリークバルブ３７ｃは、開放時の空気の流速を制限するための空気抵抗を有する。
【００３１】
エアパイプ３４ａにおけるバルブ３７ａとバルブ３７ｂとの間の位置で、エアパイプ３４ｃの一端が連通する。エアパイプ３４ｃの他端は、エアパイプ３４ｂにおけるバルブ３７ｃとバルブ３７ｄとの間の位置で連通する。エアパイプ３４ｃは、その中途部にエアポンプ３３を備える。
【００３２】
エアポンプ３３は、エアパイプ３４ｂを流れる空気を吸込み、吸込んだ空気をエアパイプ３４ａに送り込む。このエアポンプ３３の動作及び各バルブ３７ａ，３７ｂ，３７ｃ，３７ｄの開閉により、正圧エアタンク３１内及び負圧エアタンク３２内の気体分子数がそれぞれ調節される。その結果、正圧エアタンク３１内及び負圧エアタンク３２内の空気圧ＰＳ１，ＰＳ２が調整される。
【００３３】
第１圧力センサ３５は、正圧エアタンク３１内の空気圧ＰＳ１を検知する。第２圧力センサ３６は、負圧エアタンク３２内の空気圧ＰＳ２を検知する。
【００３４】
正圧エアタンク３１は、上流側インクタンク２１に収容されているインク４に、ノズル１の開口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（Ｊ／ｍ３）が生じるように、上流側インクタンク２１内の圧力を調整する（上流側圧力調整手段）。負圧エアタンク３２は、下流側インクタンク２２に収容されているインク４に、ノズル１の開口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」Ｐ２（Ｊ／ｍ３）が生じるように、下流側インクタンク２２内の圧力を調整する（下流側圧力調整手段）。
【００３５】
「単位体積当たりのエネルギー」Ｐ１，Ｐ２の単位（Ｊ／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），Ｐ２（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、動圧及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Ｐｏの静止インクとする。
【００３６】
このようなインクジェット装置１００では、ノズル１内部のインク４を除き、インクジェット装置１００内における各部のインク４の動圧は、通常、上記各部のインク４の静圧またはポテンシャル圧力に比べて、十分に小さい。ここで、動圧が無視できるほど小さいとき、「単位体積当たりのエネルギー」Ｐ１（Pa）は、上流側インクタンク２１内の液面のインク４の静圧Ｐｉ１と、上流側インクタンク２１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、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、上流側インクタンク２１内のインク４の液面の高さ位置、すなわちポテンシャルヘッドである。上流側インクタンク２１内の液面のインク４の静圧Ｐｉ１は、正圧エアタンク３１内の空気圧ＰＳ１と等しい。したがって、「単位体積当たりのエネルギー」Ｐ１（Pa）は、“ＰＳ１＋ρ・ｇ・ｈ１”で表わされる。すなわち上流側インクタンク２１内のインク４の「単位体積当たりのエネルギー」Ｐ１（Pa）は、上流側インクタンク２１内のインク４の液面の高さ位置ｈ１と、正圧エアタンク３１内の空気圧ＰＳ１の大きさとによって定まる。そこで上流側インクタンク２１内のインク４の液面の高さ位置ｈ１を検出するために、第１液面センサ６１が上流側インクタンク２１に設けられる。
【００３７】
「単位体積当たりのエネルギー」Ｐ１（Pa）の場合と同様に、動圧が無視できるほど小さいとき、「単位体積当たりのエネルギー」Ｐ２（Pa）は、下流側インクタンク２２内の液面のインク４の静圧Ｐｉ１と、下流側インクタンク２２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“Ｐｉ１＋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下流側インクタンク２２内のインク４の液面の高さ位置、すなわちポテンシャルヘッドである。下流側インクタンク２２内の液面のインク４の静圧Ｐｉ２は、負圧エアタンク３２内の空気圧ＰＳ２と等しい。したがって、「単位体積当たりのエネルギー」Ｐ２（Pa）は、“ＰＳ２＋ρ・ｇ・ｈ２”で表わされる。すなわち下流側インクタンク２２２１内のインク４の「単位体積当たりのエネルギー」Ｐ２（Pa）は、下流側インクタンク２２内のインク４の液面の高さ位置ｈ２と、負圧エアタンク３２内の空気圧ＰＳ２の大きさとによって定まる。そこで下流側インクタンク２２内のインク４の液面の高さ位置ｈ２を検出するために、第２液面センサ６２が下流側インクタンク２２に設けられる。
【００３８】
因みに、空気圧ＰＳ１、ＰＳ２の大きさは自由に設定できる。したがって、「単位体積当たりのエネルギー」Ｐ１の値を正にするために、必ずしも上流側インクタンク２１内のインク４の液面の高さ位置ｈ１の値が正である必要はない。高さ位置ｈ１がノズル１の高さより低くても良い。同様に、「単位体積当たりのエネルギー」Ｐ２の値を負にするために、必ずしも下流側インクタンク２２内の液面のインク４の液面の高さ位置ｈ２の値が負である必要はない。高さ位置ｈ２がノズル１の高さより高くても良い。上流側インクタンク２１がヘッドＨ１〜Ｈ６よりも下方に置かれ、下流側インクタンク２２がヘッドＨ１〜Ｈ６よりも上方に置かれる、という組み合わせであっても何ら問題は無い。
【００３９】
第１液面センサ６１及び第２液面センサ６２の検知結果と、第１圧力センサ３５及び第２圧力センサ３６の検知結果とは、それぞれＣＰＵ１０５に出力される。ＣＰＵ１０５は、第１液面センサ６１及び第２液面センサ６２の検知結果に基づき、上流側インクタンク２１内のインク４の液面の高さ位置ｈ１と下流側インクタンク２２内の液面のインク４の液面の高さ位置ｈ２とが一定に保たれるように、圧力源ユニット１０２におけるポンプ２４の運転及び各バルブ２６ａ，２６ｂ，２６ｃの開閉を制御する。またＣＰＵ１０５は、第１圧力センサ３５及び第２圧力センサ３６の検知結果に基づき、空気圧ＰＳ１、ＰＳ２の大きさを調整するように、圧力制御ユニット１０３のエアポンプ３３の運転及び各バルブ３７ａ，３７ｂ，３７ｃ，３７ｄの開閉を制御する。これらの制御により、上流側インクタンク２１に収容されているインク４には、「単位体積当たりのエネルギー」Ｐ１(Pa)が与えられる。同様に、下流側インクタンク２２に収容されているインク４には、「単位体積当たりのエネルギー」Ｐ２(Pa)が与えられる。
【００４０】
本実施の形態では、上流側インクタンク２１内のインク４の液面の高さ位置ｈ１と下流側インクタンク２２内の液面のインク４の液面の高さ位置ｈ２とを一定に保ちつつ、空気圧ＰＳ１、ＰＳ２の大きさを調整することによって「単位体積当たりのエネルギー」Ｐ１，Ｐ２を調節する。この点については、逆に、空気圧ＰＳ１、ＰＳ２の大きさを一定に保ちつつ上流側インクタンク２１内のインク４の液面の高さ位置ｈ１流と下流側インクタンク２２内の液面のインク４の液面の高さ位置ｈ２とを調整してもよい。あるいは、両者の併用によって「単位体積当たりのエネルギー」Ｐ１，Ｐ２を調節してもよい。
【００４１】
メインタンク１０４の高さ位置とその中のインク４の液面高さの範囲は、メインタンク１０４内のインク４の「単位体積当たりのエネルギー」が上記循環路を循環中のインク４の、帰還流路２３と分岐路２３ａとの接続位置の静止インクの「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。したがってバルブ２６ｂが開くとき、分岐路２３ａを流れるインク４の向きは、バルブ２６ａの開閉に関わらず常にメインタンク１０４から圧力源ユニット１０２側へインク４を供給する向きである。
【００４２】
インク４の循環動作に際し、ＣＰＵ１０５は、圧力制御ユニット１０３のエアポンプ３３の運転及び各バルブ３７ａ，３７ｂ，３７ｃ，３７ｄの開閉を制御する。この制御により、ＣＰＵ１０５は、「単位体積当たりのエネルギー」Ｐ２(Pa)が「単位体積当たりのエネルギー」Ｐ１(Pa)よりも小さくなるように、負圧エアタンク３２内の空気圧ＰＳ２と正圧エアタンク３１内の空気圧ＰＳ１とを調節する。このとき、上流側インクタンク２１内のインク４が、上流側共通流路４１及び各ヘッドＨ１〜Ｈ６の上流側分岐流路４２ａ，４２ｂ，４２ｃ，４２ｄ，４２ｅ，４２ｆを通って各ヘッドＨ１〜Ｈ６の圧力室３に供給される。また、各ヘッドＨ１〜Ｈ６の圧力室３を流れるインク４は、各ヘッドＨ１〜Ｈ６の下流側分岐流路４３ａ，４３ｂ，４３ｃ，４３ｄ，４３ｅ，４３ｆ及び下流側共通流路４４を通って、下流側インクタンク２２に導かれる。さらに、下流側インクタンク２２内のインク４は、帰還流路２３、ポンプ２４及びフィルタ２５を介して上流側インクタンク２１に戻る。すなわち、上流側インクタンク２１から各ヘッドＨ１〜Ｈ６の圧力室３、さらには下流側インクタンク２２と帰還流路２３とを通って上流側インクタンク２１に戻るインク４の循環路が形成される。
【００４３】
このような各ヘッドＨ１〜Ｈ６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。
【００４４】
吐出のためのインク４の流量は、印字内容に依存してほぼゼロから最大流量（ベタ印字）まで変化する。この実施形態のヘッドＨ１〜Ｈ６から吐出するインク４の流量は、０〜１０ｍＬ／分である。吐出のためのインク４の流量が大きいとき、吐出流量の大きさに比例してノズル１の開口近傍におけるインク４の圧力（Pa）が低下する。圧力がどれだけ低下するかを求めるには、重ね合わせの原理を利用できる。つまり、吐出流量に起因する圧力（Pa）の低下量は、別に計算して求めて加算すれば良い。
【００４５】
すなわち、先ず、吐出のためのインク４の流量が循環流量に比べて無視できる程度に十分小さい場合についてノズル１の開口近傍におけるインク４の圧力を計算する。その後、吐出による圧力の低下分を見込んで、インク４の流量がゼロから最大流量まで変化いたとしてもノズル１の開口近傍におけるインク４の圧力が適正範囲内にあるように、目標とするノズル１の開口近傍におけるインク４の圧力（Pa）を高めに調整し直せばよい。所定の吐出流量に対する圧力低下量は単純に吐出流量とヘッドＨ１〜Ｈ６から見込んだ上流側、下流側の流路の並列流路抵抗の乗算となる。このため、圧力低下幅を小さくする必要がある場合には、各部の流路抵抗を下げる必要がある。
【００４６】
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の循環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、各ヘッドＨ１〜Ｈ６に対するインク供給系および各ヘッドＨ１〜Ｈ６内の圧力損失は、各流路の物理的形状、インク４の粘度と循環流量とによって決定される。この実施形態の圧力室３におけるインク４の循環流量は、各ヘッドＨ１〜Ｈ６の平均でおおよそ５０［ｍＬ／分］、全体で３００［ｍＬ／分］である。
【００４７】
上流側インクタンク２１から圧力室３のノズル１近傍を経由して下流側インクタンク２２に至るインク流路を流れるインク４の流量Ｑ（ｍ3／sec）は、式（１）で表わされる。
Ｑ＝（Ｐ１−Ｐ２）／（Ｒ２１＋Ｒ２２）……（１）
式（１）において、Ｒ２１は、上流側インクタンク２１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（Pa・sec／ｍ3）である。Ｒ２２は、圧力室３のノズル１近傍から下流側インクタンク２２までのインク４の流路抵抗（Pa・sec／ｍ3）である。すなわち、インク４の流量Ｑは、流路抵抗Ｒ２１，Ｒ２２、および上流側インクタンク２１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２２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。
【００４８】
図１の構成のようにヘッドＨ１〜Ｈ６が複数ある場合、一般にはＲ２１とＲ２２はヘッドＨ１〜Ｈ６毎に異なる値を取るものとして流路ネットワークの計算をしなくてはならない。しかし、説明を簡単にするために、以下では先ず、１個のヘッドだけの場合について説明する。複数個のヘッドについて計算する場合には、流路を共通流路とヘッド毎の流路とに分ける。そして、共通流路部分は各ヘッドの流量の逆数に比例して並列流路抵抗が按分されると考えればよい。
【００４９】
流路抵抗Ｒ２１，Ｒ２２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４の流量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ＣＰＵ１０５は、正圧エアタンク３１内の空気圧ＰＳ１及び負圧エアタンク３２内の空気圧ＰＳ２のいずれか一方または両方を調整することによって「単位体積当たりのエネルギー」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。
【００５０】
同時に、ＣＰＵ１０５は、「単位体積当たりのエネルギー」Ｐ１,Ｐ２の関係を式（２）のように保つ。ここで、Ｐｎは、定数である。  
Ｐ２＝｛（Ｒ２１＋Ｒ２２）／Ｒ２１｝×Ｐｎ−（Ｒ２２／Ｒ２１）×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×Ｒ２２”である。この“Ｐ２＋Ｑ×Ｒ２２”に上記の式（１）、（２）を代入すると、式（３）のように展開される。  
Ｐ２＋Ｑ×Ｒ２２  
＝Ｐ２＋｛（Ｐ１−Ｐ２）／（Ｒ２１＋Ｒ２２）｝×Ｒ２２  
＝｛１−Ｒ２２／（Ｒ２１＋Ｒ２２）｝×Ｐ２＋｛Ｒ２２／（Ｒ２１＋Ｒ２２）｝×Ｐ１  
＝｛Ｒ２１／（Ｒ２１＋Ｒ２２）｝×Ｐ２＋｛Ｒ２２／（Ｒ２１＋Ｒ２２）｝×Ｐ１
＝Ｐｎ−｛Ｒ２１／（Ｒ２１＋Ｒ２２）×（Ｒ２２／Ｒ２１）×Ｐ１｝  
＋｛Ｒ２２／（Ｒ２１＋Ｒ２２）｝×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。定数Ｐｎは、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２を参照）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。
【００５１】
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。
【００５２】
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差を加えた値である。
【００５３】
なお、流路抵抗Ｒ２１，Ｒ２２の関係が“Ｒ２１＝Ｒ２２”であれば、「単位体積当たりのエネルギー」Ｐ２の式（２）は、式（４）のように、より単純になる。  
Ｐ２＝２・Ｐｎ−Ｐ１……（４）
また、流路抵抗Ｒ２１と流路抵抗Ｒ２２との比を“１：ｋ”と表せば（つまりＲ２２／Ｒ２１＝ｋ）、「単位体積当たりのエネルギー」Ｐ２の式（２）は、式（５）のようになる。
【００５４】
Ｐ２＝｛（１＋ｋ）×Ｐｎ｝−（ｋ×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Ｒ２１，Ｒ２２の絶対値に影響されず、流量Ｑにも影響されず、流路抵抗Ｒ２１と流路抵抗Ｒ２２との比“１：ｋ”だけで決定される。逆に「単位体積当たりのエネルギー」Ｐ１，Ｐ２が固定のとき、ノズル１の開口近傍におけるインク４の適正圧力Ｐｎを一定に維持しつつ流量Ｑを調整するには、流路抵抗比ｋを変えずに流路抵抗Ｒ２１と流路抵抗Ｒ２２の大きさを調整すれば良い。
【００５５】
上流側インクタンク２１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、式（６）で表される。  
Ｐ１＝ＰＳ１＋ρｇｈ１……（６）
この式（６）を正圧エアタンク３１内の空気圧ＰＳ１について解けば、式（７）が得られる。  
ＰＳ１＝Ｐ１−ρｇｈ１……（７）
下流側インクタンク２２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、式（８）で表される。  
Ｐ２＝ＰＳ２＋ρｇｈ２……（８）
この式（８）を負圧エアタンク３２内の空気圧ＰＳ２について解けば、式（９）が得られる。  
ＰＳ２＝Ｐ２−ρｇｈ２……（９）
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、式（５）と、式（７）と、式（９）とを用いて、空気圧ＰＳ１，ＰＳ２の関係を式（１０）のように定める。  
ＰＳ２＝Ｐ２−ρｇｈ２
＝｛（１＋ｋ）×Ｐｎ｝−（ｋ×Ｐ１）−ρｇｈ２
＝｛（１＋ｋ）×Ｐｎ｝−ｋ×（ＰＳ１＋ρｇｈ１）−ρｇｈ２  ……（１０）
上記ｋは、上流側インクタンク２１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Ｒ２１と、各圧力室３のノズル１近傍から下流側インクタンク２２までのインク４の流路抵抗Ｒ２２と、の比である。
【００５６】
ｋ＝１であれば、式（１０）は、式（１１）で表わされる。  
ＰＳ２＝２Ｐｎ−ＰＳ１−（ρｇｈ１＋ρｇｈ２）……（１１）
このとき、適正圧力Ｐｎは、式（１２）で表わされる。  
Ｐｎ＝（ＰＳ１＋ＰＳ２）／２＋（ρｇｈ１＋ρｇｈ２）／２……（１２）
式（１２）からわかるように、第１圧力センサ３５で検知される圧力ＰＳ１と第２圧力センサ３６で検知される圧力ＰＳ２の平均と、上流側インクタンク２１液面のポテンシャル圧力ρｇｈ１と下流側インクタンク２２液面のポテンシャル圧力ρｇｈ２の平均とを加算したものがノズル４の適正圧力Ｐｎである。
【００５７】
すなわちＣＰＵ１０５は、液面の高さ位置ｈ１、ｈ２を一定に保ちつつ、第１圧力センサ３５で検知される圧力ＰＳ１と第２圧力センサ３６で検知される圧力ＰＳ２が、式（１０）を保つように、正圧エアタンク３１内の気体分子数および負圧エアタンク３２内の気体分子数のいずれか一方あるいは両方を増減する。特にｋ＝１であれば、ＣＰＵ１０５は、式（１１）を保つように、正圧エアタンク３１内の気体分子数および負圧エアタンク３２内の気体分子数のいずれか一方あるいは両方を増減する。
【００５８】
図１に示す構成では、ヘッドユニット１０１は、複数のヘッドＨ１〜Ｈ６を搭載する。そしてインクジェット装置１００は、上流側インクタンク２１に収容されたインク４を、上流側共通流路４１及びヘッドＨ１〜Ｈ６毎の上流側分岐流路４２ａ，４２ｂ，４２ｃ，４２ｄ，４２ｅ，４２ｆを介して、各ヘッドＨ１〜Ｈ６に供給する。またインクジェット装置１００は、各ヘッドＨ１〜Ｈ６の圧力室３を経たインク４を、ヘッド毎の下流側分岐流路４３ａ，４３ｂ，４３ｃ，４３ｄ，４３ｅ，４３ｆ及び下流側共通流路４４を介して下流側インクタンク２２に戻す。
【００５９】
このような構成の場合、上流側分岐流路４２ａ，４２ｂ，４２ｃ，４２ｄ，４２ｅ，４２ｆ及び下流側分岐流路４３ａ，４３ｂ，４３ｃ，４３ｄ，４３ｅ，４３ｆの太さと長さが互いに同じで、かつそれぞれ上流側共通流路４１、下流側供給流路４４上の各一点から分岐していれば、各ヘッドＨ１〜Ｈ６を流れるインク４の流量とノズル１の開口近傍におけるインク４の圧力とを各々一致させることができる。
【００６０】
しかし実際には、図１に示すように、上流側インクタンク２１および下流側インクタンク２２に近い位置に置かれたヘッド（近い順にヘッドＨ１，ヘッドＨ２，ヘッドＨ３，…）と遠い位置に置かれたとが混在する。このため、上流側分岐流路４２ａ，４２ｂ，４２ｃ，４２ｄ，４２ｅ，４２ｆ及び下流側分岐流路４３ａ，４３ｂ，４３ｃ，４３ｄ，４３ｅ，４３ｆの長さを全て一致させることは困難である。
【００６１】
その一方で、上流側分岐流路４２ａ，４２ｂ，４２ｃ，４２ｄ，４２ｅ，４２ｆと下流側分岐流路４３ａ，４３ｂ，４３ｃ，４３ｄ，４３ｅ，４３ｆとの太さを一致させ、さらに上流側分岐流路４２ａ，４２ｂ，４２ｃ，４２ｄ，４２ｅ，４２ｆと下流側分岐流路４３ａ，４３ｂ，４３ｃ，４３ｄ，４３ｅ，４３ｆとの長さの比を一致させることは比較的容易である。各ヘッドＨ１〜Ｈ６の相互間で、分岐流路の太さが一致しかつ長さの比が一致すれば、分岐流路の流路抵抗比ｋは互いに等しくなる。さらに、ヘッドＨ１〜Ｈ６毎の上流側分岐流路４２ａ，４２ｂ，４２ｃ，４２ｄ，４２ｅ，４２ｆと下流側分岐流路４３ａ，４３ｂ，４３ｃ，４３ｄ，４３ｅ，４３ｆとの長さを一致させ、流路抵抗比ｋを“１”とすることも比較的容易である。
【００６２】
なお、流路抵抗比ｋは、定数、すなわちヘッドＨ１〜Ｈ６間で一致していれば、必ずしも“１”である必要はないが、説明を簡単にするために以下の実施例では流路抵抗比ｋ＝１として説明を進める。
【００６３】
上流側共通流路４１及び下流側共通流路４４の節点間の各セグメントに生じる流路抵抗をＲｃ、連結流路４５の流路抵抗をＲｂ、上流側分岐流路４２ａ，４２ｂ，４２ｃ，４２ｄ，４２ｅ，４２ｆ及び下流側分岐流路４３ａ，４３ｂ，４３ｃ，４３ｄ，４３ｅ，４３ｆにそれぞれ生じる流路抵抗をｒ１，ｒ２，ｒ３，ｒ４，ｒ５，ｒ６とする。また、ヘッドＨ１〜Ｈ６のノズル１の近傍から流入側インク接続ポート及び流出側インク接続ポートまでの各流路抵抗をｒｈとする。この場合、インク４の循環路に生じる各流路抵抗Ｒｃ，Ｒｂ、ｒ１，ｒ２，ｒ３，ｒ４，ｒ５，ｒ６と、ヘッドＨ１〜Ｈ６内の流路抵抗ｒｈと、上流側インクタンク２１、下流側インクタンク２２内のインク４の単位体積当たりエネルギーＰ１，Ｐ２と、各ヘッドＨ１〜Ｈ６のノズル１の開口近傍におけるインク４の圧力Ｐｎ１，Ｐｎ２，Ｐｎ３，Ｐｎ４，Ｐｎ５，Ｐｎ６との関係は、図３のように表される。
【００６４】
ここで、分岐流路とヘッド内部とを含むヘッドＨ１〜Ｈ６毎の合計流路抵抗Ｒ１〜Ｒ６は、それぞれ、「Ｒ１＝２ｒ１＋２ｒｈ」、「Ｒ２＝２ｒ２＋２ｒｈ」、「Ｒ３＝２ｒ３＋２ｒｈ」、「Ｒ４＝２ｒ４＋２ｒｈ」、「Ｒ５＝２ｒ５＋２ｒｈ」、「Ｒ６＝２ｒ６＋２ｒｈ」と表す。
【００６５】
なお、図３において、矢印とともに示される符号Ｑｃ１，Ｑｃ２，Ｑｃ３，Ｑｃ４，Ｑｃ５，Ｑｃ６，Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４，Ｑ５，Ｑ６，Ｑ７は、インク４の流量を表す。インク流量Ｑｃ１は、“Ｑ１＋Ｑ２＋Ｑ３＋Ｑ４＋Ｑ５＋Ｑ６＋Ｑ７”と等しい。インク流量Ｑｃ２は、“Ｑ２＋Ｑ３＋Ｑ４＋Ｑ５＋Ｑ６＋Ｑ７”と等しい。インク流量Ｑｃ３は、“Ｑ３＋Ｑ４＋Ｑ５＋Ｑ６＋Ｑ７”と等しい。インク流量Ｑｃ４は、“Ｑ４＋Ｑ５＋Ｑ６＋Ｑ７”と等しい。インク流量Ｑｃ５は、“Ｑ５＋Ｑ６＋Ｑ７”と等しい。インク流量Ｑｃ６は、“Ｑ６＋Ｑ７”と等しい。
【００６６】
図３において、“Ｒ１＝Ｒ２＝Ｒ３＝Ｒ４＝Ｒ５＝Ｒ６”とした場合、各ヘッドＨ１〜Ｈ６をそれぞれ流れるインク４の流量Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４，Ｑ５，Ｑ６の関係は、“Ｑ１＞Ｑ２＞Ｑ３＞Ｑ４＞Ｑ５＞Ｑ６”となる。このように、各ヘッドＨ１〜Ｈ６をそれぞれ流れるインク４の流量Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４，Ｑ５，Ｑ６に差が生じると、各ヘッドＨ１〜Ｈ６の間で温度差を生じ易い。温度差が生じると、各ヘッドＨ１〜Ｈ６の間で濃度差を生じる。また、流量が少ないヘッド（例えばヘッドＨ５やヘッドＨ６）では、不吐出の自己回復機能または比重の大きい顔料などの沈降防止機能等のインク循環式ヘッドの特徴となっている機能が低下する。したがって、各ヘッドＨ１〜Ｈ６の相互間の流量差はなるべく小さい方が良い。
【００６７】
そこで、ヘッドＨ１〜Ｈ６毎の各流路抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４，Ｒ５，Ｒ６の関係を、“Ｒ１＞Ｒ２＞Ｒ３＞Ｒ４＞Ｒ５＞Ｒ６”とする。すると、各ヘッドＨ１〜Ｈ６をそれぞれ流れるインク４の流量Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４，Ｑ５，Ｑ６の差が小さくなる。その際、流路抵抗比ｋを各ヘッドＨ１〜Ｈ６の相互間で等しくなるように保っておけば、各ヘッドＨ１〜Ｈ６のノズル１の開口近傍におけるインク４の圧力Ｐｎ１，Ｐｎ２，Ｐｎ３，Ｐｎ４，Ｐｎ５，Ｐｎ６を互いに同じ値に保つことができる。また、各ヘッドＨ１〜Ｈ６のノズル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できることができる。ここでは、流路抵抗比ｋは“１”の一定値である。
【００６８】
また、各ヘッドＨ１〜Ｈ６をそれぞれ流れるインク４の流量Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４，Ｑ５，Ｑ６を完全に一致させることも可能である。この点について、以下に説明する。
【００６９】
バルブ４６は閉じている（等価回路の図３のスイッチ４６は開いている）ものとして、Ｑｈ＝Ｑ６とおく。Ｒ５の両端にはＲ６に両端よりも２Ｒｃ・Ｑｈだけ大きな圧力が加わるから、式（１３）が成立する。
【００７０】
Ｑ５＝Ｑｈ・（（Ｒ６＋２Ｒｃ）／Ｒ５）……（１３）
ここで、Ｑ５＝Ｑｈとするには、Ｒ５＝Ｒ６＋２Ｒｃとすれば良い。
【００７１】
Ｒ４の両端にはＲ５に両端よりも４Ｒｃ・Ｑｈだけ大きな圧力が加わるから、式（１４）が成立する。
【００７２】
Ｑ４＝Ｑｈ・（（Ｒ５＋４Ｒｃ）／Ｒ４）……（１４）
ここで、Ｑ４＝Ｑｈとするには、Ｒ４＝Ｒ５＋４Ｒｃとすれば良い。
【００７３】
Ｒ３の両端にはＲ４に両端よりも６Ｒｃ・Ｑｈだけ大きな圧力が加わるから、式（１５）が成立する。
【００７４】
Ｑ３＝Ｑｈ・（（Ｒ４＋６Ｒｃ）／Ｒ３）……（１５）
ここで、Ｑ３＝Ｑｈとするには、Ｒ３＝Ｒ４＋６Ｒｃとすれば良い。
【００７５】
Ｒ２の両端にはＲ３に両端よりも８Ｒｃ・Ｑｈだけ大きな圧力が加わるから、式（１６）が成立する。成立する。
【００７６】
Ｑ２＝Ｑｈ・（（Ｒ３＋８Ｒｃ）／Ｒ２）……（１６）
ここで、Ｑ２＝Ｑｈとするには、Ｒ２＝Ｒ３＋８Ｒｃとすれば良い。
【００７７】
Ｒ１の両端にはＲ２に両端よりも１０Ｒｃ・Ｑｈだけ大きな圧力が加わるから、式（１７）が成立する。
【００７８】
Ｑ１＝Ｑｈ・（（Ｒ２＋１０Ｒｃ）／Ｒ１）……（１７）
ここで、Ｑ１＝Ｑｈとするには、Ｒ１＝Ｒ２＋１０Ｒｃとすれば良い。
【００７９】
すなわち、以下の式（１８）〜（２２）の関係を満足するようにＲ１〜Ｒ６を選べばよい。  
Ｒ５＝Ｒ６＋２Ｒｃ……（１８）
Ｒ４＝Ｒ５＋４Ｒｃ……（１９）
Ｒ３＝Ｒ４＋６Ｒｃ……（２０）
Ｒ２＝Ｒ３＋８Ｒｃ……（２１）
Ｒ１＝Ｒ２＋１０Ｒｃ……（２２）
そのためのｒ１〜ｒ６の選定は、以下の式（２３）〜（２７）とすればよい。  
ｒ５＝ｒ６＋Ｒｃ……（２３）
ｒ４＝ｒ５＋２Ｒｃ……（２４）
ｒ３＝ｒ４＋３Ｒｃ……（２５）
ｒ２＝ｒ２＋４Ｒｃ……（２６）
ｒ１＝ｒ１＋５Ｒｃ……（２７）
このとき、式（２８）が成立するので、各ヘッドを流れるインク流量を一致させることができる。
【００８０】
Ｑｈ＝（Ｑｃ１）／６＝（Ｑｃ２）／５＝（Ｑｃ３）／４＝（Ｑｃ４）／３＝（Ｑｃ５）／２＝Ｑｃ６＝Ｑ１＝Ｑ２＝Ｑ３＝Ｑ４＝Ｑ５＝Ｑ６……（２８）
本実施形態では、ヘッドＨ１〜Ｈ６が６個である。一般に、Ｍ個のヘッドが上流側及び下流側の共通流路に流路抵抗Ｒｃを持つ流路間隔で分岐流路を介して接続され、それぞれの上流側、下流側の分岐流路の流路抵抗を上流側インクタンク、下流インクタンクに近い側から順にｒ（Ｍ）、ｒ（Ｍ−１）、…ｒ（２）、ｒ（１）としたとき（Ｍの値は図１ａと逆順）、Ｎ≦Ｍとしてそれぞれの上流側、下流側の分岐流路の流路抵抗を式（２９）のように選定すれば、各ヘッドを流れるインク流量を一致させることができる。
【００８１】
ｒ（２）＝ｒ（１）＋Ｒｃ
ｒ（３）＝ｒ（２）＋２Ｒｃ
…
ｒ（Ｎ）＝ｒ（Ｎ−１）＋Ｎ・Ｒｃ……（２９）
さて、インクジェット装置１００は、図１に示すように、上流側インクタンク２１内及び下流側インクタンク２２を水平位置で並べて設ける。一方、上流側共通流路４１は、上流側インクタンク２１の近くに配置されているヘッドから遠くに配置されているヘッドに対して下向きに傾斜するように配置する。また、下流側共通流路４４は、下流側インクタンク２２の近くに配置されているヘッドから遠くに配置されているヘッドに対して下向きに傾斜するように配置する。さらに、上流側共通流路４１が各ヘッドＨ１〜Ｈ６の上流側分岐流路４２ａ，４２ｂ，４２ｃ，４２ｄ，４２ｅ，４２ｆと接続する節点間における上流側共通流路４１の長さおよび断面と、下流側共通流路４４が下流側分岐流路４３ａ，４３ｂ，４３ｃ，４３ｄ，４３ｅ，４３ｆと接続する節点間における下流側共通流路４４の長さおよび断面は全て等しくなっている。また、各ヘッドＨ１〜Ｈ６の上流側分岐流路４２ａ，４２ｂ，４２ｃ，４２ｄ，４２ｅ，４２ｆと下流側分岐流路４３ａ，４３ｂ，４３ｃ，４３ｄ，４３ｅ，４３ｆとは、それぞれヘッドＨ１〜Ｈ６毎に内径と全長とを等しくする。すなわち、上流側分岐流路４２ａ，４２ｂ，４２ｃ，４２ｄ，４２ｅ，４２ｆの各全長をＬ１ａ，Ｌ１ｂ，Ｌ１ｃ，Ｌ１ｄ，Ｌ１ｅ，Ｌ１ｆとし、下流側分岐流路４３ａ，４３ｂ，４３ｃ，４３ｄ，４３ｅ，４３ｆの各全長をＬ２ａ，Ｌ２ｂ，Ｌ２ｃ，Ｌ２ｄ，Ｌ２ｅ，Ｌ２ｆとしたとき、Ｌ１ａ＝Ｌ２ａ，Ｌ１ｂ＝Ｌ２ｂ，Ｌ１ｃ＝Ｌ２ｃ，Ｌ１ｄ＝Ｌ２ｄ，Ｌ１ｅ＝Ｌ２ｅ，Ｌ１ｆ＝Ｌ２ｆの関係を有する。
【００８２】
このような配置構成でインク４の循環路を形成した場合、上流側分岐流路４２ａ，４２ｂ，４２ｃ，４２ｄ，４２ｅ，４２ｆと下流側分岐流路４３ａ，４３ｂ，４３ｃ，４３ｄ，４３ｅ，４３ｆとをそれぞれ最短となるように配管すれば、必然的に、上流側インクタンク２１及び下流側インクタンク２２に最も近いヘッドＨ１に対する上流側分岐流路４２ａ及び下流側分岐流路４３ａの全長Ｌ１ａ＝Ｌ２ａが最も長くなる。そして、上流側インクタンク２１及び下流側インクタンク２２から離れるにつれて、上流側分岐流路４２ｂ，４２ｃ，４２ｄ，４２ｅ及び下流側分岐流路４３ａ，４３ｂ，４３ｃ，４３ｄ，４３ｅの全長Ｌ１ｂ＝Ｌ２ｂ，Ｌ１ｃ＝Ｌ２ｃ，Ｌ１ｄ＝Ｌ２ｄ，Ｌ１ｅ＝Ｌ２ｅは順次短くなり、最も離れたヘッドＨ６に対する上流側分岐流路４２ｆ及び下流側分岐流路４３ｆの全長Ｌ１ｆ＝Ｌ２ｆが最も短くなる。すなわち上流側分岐流路４２ａ，４２ｂ，４２ｃ，４２ｄ，４２ｅ，４２ｆ及び下流側分岐流路４３ａ，４３ｂ，４３ｃ，４３ｄ，４３ｅ，４３ｆの全長は、“Ｌ１ａ（Ｌ２ａ）＞Ｌ１ｂ（Ｌ２ｂ）＞Ｌ１ｃ（Ｌ２ｃ）＞Ｌ１ｄ（Ｌ２ｄ）＞Ｌ１ｅ（Ｌ２ｅ）＞Ｌ１ｆ（Ｌ２ｆ）”の関係を有する。
【００８３】
ここで、前述したように上流側分岐流路４２ａ，４２ｂ，４２ｃ，４２ｄ，４２ｅ，４２ｆ及び下流側分岐流路４３ａ，４３ｂ，４３ｃ，４３ｄ，４３ｅ，４３ｆの内径は等しい。したがって、各分岐流路の長さの違いによって、上流側分岐流路４２ａ，４２ｂ，４２ｃ，４２ｄ，４２ｅ，４２ｆ及び下流側分岐流路４３ａ，４３ｂ，４３ｃ，４３ｄ，４３ｅ，４３ｆの各流路抵抗ｒ１，ｒ２，ｒ３，ｒ４，ｒ５，ｒ６は、ｒ１＞ｒ２＞ｒ３＞ｒ４＞ｒ５＞ｒ６の関係となる。その結果、上流側インクタンク２１及び下流側インクタンク２２に近いものほど大きく分岐流路による流量の抑制効果が働く。これによって、仮に各流路抵抗ｒ１〜ｒ６が等しければ、Ｑ１＞Ｑ２＞Ｑ３＞Ｑ４＞Ｑ５＞Ｑ６となるはずだった各ヘッドＨ１〜Ｈ６のインク４の流量Ｑ１〜Ｑ６間の差が低減される。さらに望ましくは隣接する分岐流路の流路抵抗差を式（２９）に従って選べば、インク４の流量Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４，Ｑ５，Ｑ６はほぼ一致する。その結果、各ヘッドＨ１〜Ｈ６間の温度差が軽減され、かつ循環による自己回復能力や沈降防止能力もヘッド間で均一化される。
【００８４】
また、図１に示すように、上流側共通流路４１は、上流側インクタンク２１の近くに配置されているヘッドＨ１から遠くに配置されているヘッドＨ６に向かって下向きに傾斜している。同様に、下流側共通流路４４は、下流側インクタンク２２の近くに配置されているヘッドＨ１から遠くに配置されているヘッドＨ６に向かって下向きに傾斜している。仮に、共通流路４１，４４が水平に配置されていると、気泡の残り易い場所が不定となって気泡制御がしにくい。本実施形態では、共通流路４１，４４を水平方向に対して斜めに配置することで、気泡制御を容易にしている。
【００８５】
インク流路に最初にインクを充填する際、先ず、バルブ２６ａを閉じる。次いで、バルブ２６ｂを開いてポンプ２４を作動させ、メインタンク１０４のインクを、フィルタ２５を介して上流側インクタンク２１に汲み上げておく。次いで、圧力制御ユニット１０３によって上流側インクタンク２１に正圧を与え、インク４を上流側共通流路４１へ押し出す。その際、バルブ４６は開いておく。そうすることにより、インク４は、上流側共通流路４１から連結流路４５を通り、さらに下流側共通流路４４を通って下流側インクタンク２２に流出する。またインク４は、上流側分岐流路４２ａ，４２ｂ，４２ｃ，４２ｄ，４２ｅ，４２ｆから各ヘッドＨ１〜Ｈ６の圧力室３内を通り、さらに下流側分岐流路４３ａ，４３ｂ，４３ｃ，４３ｄ，４３ｅ，４３ｆ及び下流側共通流路４４を通って下流側インクタンク２２に流出する。
【００８６】
その結果、インク４を充填する前に、上流側共通流路４１、下流側共通流路４４、上流側分岐流路４２ａ，４２ｂ，４２ｃ，４２ｄ，４２ｅ，４２ｆ、下流側分岐流路４３ａ，４３ｂ，４３ｃ，４３ｄ，４３ｅ，４３ｆ及び連結流路４５内に存在していた空気は、インク４によって押されて下流側インクタンク２２に向かって抜かれていく。その際、上流側共通流路４１から連結流路４５を通って下流側共通流路４４、下流側インクタンク２２に流れる流路は、流路抵抗が小さいため流量が大きく流速が速い。このため、共通流路４１，４４内で気泡が浮くことなく、気液界面がスムースに降下して気泡は残り難い。また分岐流路は、管径を細く設定してあるので流路抵抗が大きく、流量・流速は小さいものの、流量・流速の大きい上流側共通流路４１に先にインク４が充填されるため、分岐流路に気泡が混入するおそれが少ない。このため、全ての場所に気泡が発生することなくインク４を充填することができる。インク４の充填が終了し下流側インクタンク２２にインクが溜まったならば、バルブ２６ａを開き、バルブ４６を閉じる。そうすることにより、各ヘッドＨ１〜Ｈ６に効率よく循環流を流すことができる。バルブ２６ｂはインクの消費量に応じてＣＰＵ１０５が開閉制御する。たとえば第２液面センサ６２が所定液面を下回ったときバルブ２６ｂを開け、上回ったときバルブ２６ｂを閉める。バルブ２６ｂを開けるとポンプ２４が送る所定流量のインクのうちの一部は下流側インクタンク２２の代わりにメインタンク１０４から帰還流路２３に導入されるため、下流側インクタンク２２の液面が上昇する。
【００８７】
［第２の実施形態］
次に、図４を用いて第２の実施形態について説明する。第２の実施形態は、第１の実施形態の変形例である。
【００８８】
第１の実施形態でも、インク４の表面張力が小さいと充填時の気液界面が崩れやすく、上流側共通流路４１に気泡無くインクを充填することが難しい場合がある。そのような条件のインク４を使用する場合には、図４に示すように、充填用流路４９を設ける。
【００８９】
充填用流路４９は、上流側共通流路４１と同じ太さ、例えばΦ６ｍｍの円管である。充填用流路４９の一端は、フィルタ２５と上流側インクタンク２１の接続場所から分岐する。そして、その分岐点とインクタンク２１との間の帰還流路２３にバルブ４７が設けられる。充填用流路４９の他端は、バルブ４６の上流側共通流路４１側に接続される。この接続により、充填用流路４９を介して上流側共通流路４１の下方から帰還流路２３へインク４を流し込むことができるようになっている。充填用流路４９は、バルブ４８を備える。また充填用流路４９の一端は、充填用流路４９の他端より低い場所に設置されている。すなわち充填用流路４９は、一端から他端に向けて下ることなく単調に上昇する。充填用流路４９が上流側共通流路４１に合流した点から遡って上流側インクタンク２１へ至る上流側共通流路４１も、合流点側から見ると下ることなく単調に上昇する。
【００９０】
インク４の充填時、先ず、バルブ２６ａ、４７、４６を閉じる。次いで、バルブ２６ｂ、４８を開き、ポンプ２４を稼働させて、充填用流路４９を介して上流側共通流路４１に下方からインク４を流し込む。インク４が上流側インクタンク２１の第１液面センサ６１によって検出される所定液面まで溜まったならば、バルブ４８を閉じる。次いで、バルブ４６、４７を開くとともに圧力制御ユニット１０３によって上流側インクタンク２１に正圧を与える。これにより、上流側インクタンク２１の側からインク４が充填される。その後の操作は、第１の実施形態と同一である。第２の実施形態のようにインク４を充填することにより、上流側共通流路４１内に気泡が浮いても上流側インクタンク２１に排出されるため、表面張力の小さなインク４でも気泡なく充填できる効果を奏する。
【００９１】
第２の実施形態では、第１の実施形態に対して、「一端が前記帰還流路の前記上流側インクタンクと接続される側に接続され、他端が前記上流側共通流路の前記上流側インクタンクから遠くに配置されている前記インクジェットヘッドよりも下流側に接続される充填用流路を有し、前記上流側共通流路は、前記上流側インクタンクの近くに配置されている前記インクジェットヘッドから遠くに配置されている前記インクジェットヘッドに向かって下向きに傾斜し、前記充填用流路は前記一端から前記他端に向かって上向きに傾斜する。」という構成が追加されている。この追加の構成によってインクをより充填し易くしている。
【００９２】
なお、第２の実施形態では、バルブ４６を閉じたままとしても連結流路４５を除く他の流路には充填が完了するため、動作に支障が無い。また、バルブ４６とその前後の連結流路４５、すなわち充填用流路４９と上流側共通流路４１の接続点から下流側共通流路４４と下流側分岐流路４３ｆの接続点までを省略することも可能である。
【００９３】
［第３の実施形態］
図５は、第３の実施形態であるインクジェット装置２００の要部構成を示す模式図である。なお、図１と共通する部分には同一符号を付している。
【００９４】
インクジェット装置２００は、第１の実施形態のインクジェット装置１００と同様に、ヘッドユニット１０１、圧力源ユニット１０２、圧力制御ユニット１０３、メインタンク１０４及びＣＰＵ１０５を含む。なお図４では、ヘッドユニット１０１と、圧力源ユニット１０２の上流側インクタンク２１及び下流側インクタンク２２と、上流側共通流路４１、ヘッドＨ１〜Ｈ６毎の上流側分岐流路４２ａ，４２ｂ，４２ｃ，４２ｄ，４２ｅ，４２ｆ、ヘッド毎の下流側分岐流路４３ａ，４３ｂ，４３ｃ，４３ｄ，４３ｅ，４３ｆ、連結流路４５及び下流側共通流路４４を示している。上流側インクタンク２１、下流側インクタンク２２及びメインタンク１０４の高さ位置は第１の実施形態と異なるが、先に説明した各数式を満足している。その余の部分については、インクジェット装置１００と共通なので、図示を省略している。
【００９５】
上流側インクタンク２１内の液面の高さ位置は、各ヘッドＨ１〜Ｈ６のノズル１の高さ位置よりも低い位置に位置し、下流側インクタンク２２内のインク４の液面の高さ位置は、各ヘッドＨ１〜Ｈ６のノズル１の高さ位置よりも高い位置に位置するように、上流側インクタンク２１内及び下流側インクタンク２２を配置する。一方、上流側共通流路４１は、上流側インクタンク２１の近くに配置されているヘッドから遠くに配置されているヘッドに対して上向きに傾斜するように配置する。また、下流側共通流路４４は、下流側インクタンク２２の近くに配置されているヘッドから遠くに配置されているヘッドに対して下向きに傾斜するように配置する。さらに、上流側共通流路４１が各ヘッドＨ１〜Ｈ６の上流側分岐流路４２ａ，４２ｂ，４２ｃ，４２ｄ，４２ｅ，４２ｆと接続する節点間における上流側共通流路４１の長さおよび断面と、下流側共通流路４４が下流側分岐流路４３ａ，４３ｂ，４３ｃ，４３ｄ，４３ｅ，４３ｆと接続する節点間における下流側共通流路４４の長さおよび断面は全て等しくなっている。また、各ヘッドＨ１〜Ｈ６の上流側分岐流路４２ａ，４２ｂ，４２ｃ，４２ｄ，４２ｅ，４２ｆと下流側分岐流路４３ａ，４３ｂ，４３ｃ，４３ｄ，４３ｅ，４３ｆとは、それぞれヘッドＨ１〜Ｈ６毎に内径と全長とを等しくする。すなわち、上流側分岐流路４２ａ，４２ｂ，４２ｃ，４２ｄ，４２ｅ，４２ｆの各全長をＬ１ａ，Ｌ１ｂ，Ｌ１ｃ，Ｌ１ｄ，Ｌ１ｅ，Ｌ１ｆとし、下流側分岐流路４３ａ，４３ｂ，４３ｃ，４３ｄ，４３ｅ，４３ｆの各全長をＬ２ａ，Ｌ２ｂ，Ｌ２ｃ，Ｌ２ｄ，Ｌ２ｅ，Ｌ２ｆとしたとき、Ｌ１ａ＝Ｌ２ａ，Ｌ１ｂ＝Ｌ２ｂ，Ｌ１ｃ＝Ｌ２ｃ，Ｌ１ｄ＝Ｌ２ｄ，Ｌ１ｅ＝Ｌ２ｅ，Ｌ１ｆ＝Ｌ２ｆの関係を有する。
【００９６】
このような配置構成でインク４の循環路を形成した場合も、上流側分岐流路４２ａ，４２ｂ，４２ｃ，４２ｄ，４２ｅ，４２ｆと下流側分岐流路４３ａ，４３ｂ，４３ｃ，４３ｄ，４３ｅ，４３ｆとをそれぞれ最短となるように配管すれば、必然的に、上流側インクタンク２１及び下流側インクタンク２２に最も近いヘッドＨ１に対する上流側分岐流路４２ａ及び下流側分岐流路４３ａの全長Ｌ１ａ＝Ｌ２ａが最も長くなる。そして、上流側インクタンク２１及び下流側インクタンク２２から離れるにつれて、上流側分岐流路４２ｂ，４２ｃ，４２ｄ，４２ｅ及び下流側分岐流路４３ａ，４３ｂ，４３ｃ，４３ｄ，４３ｅの全長Ｌ１ｂ＝Ｌ２ｂ，Ｌ１ｃ＝Ｌ２ｃ，Ｌ１ｄ＝Ｌ２ｄ，Ｌ１ｅ＝Ｌ２ｅは順次短くなり、最も離れたヘッドＨ６に対する上流側分岐流路４２ｆ及び下流側分岐流路４３ｆの全長Ｌ１ｆ＝Ｌ２ｆが最も短くなる。したがって、第１、第２の実施形態と同様に各ヘッドＨ１〜Ｈ６のインク４の流量Ｑ１〜Ｑ６間の差は低減される。さらに望ましくは隣接する分岐流路の流路抵抗差を式（２９）に従って選べば、流量Ｑ１〜Ｑ６はほぼ一致する。
【００９７】
また、図５に示すように、上流側共通流路４１は、上流側インクタンク２１の近くに配置されているヘッドＨ１から遠くに配置されているヘッドＨ６に対して上向きに傾斜している。その反対に、下流側共通流路４４は、下流側インクタンク２２の近くに配置されているヘッドＨ１から遠くに配置されているヘッドＨ６に対して下向きに傾斜している。最初に、インク４を各ヘッドＨ１〜Ｈ６に充填する際、まずバルブ２６ａを閉じる。次いで、バルブ２６ｂを開いてポンプ２４を作動させ、メインタンク１０４のインク４をフィルタ２５を介して上流側インクタンク２１に導入しておく。次いで圧力制御ユニット１０３によって上流側インクタンク２１に正圧を与え、インク４を上流側共通流路４１へ押し出す。その際、バルブ４６は開いておく。インク４は、上流側共通流路４１から連結流路４５を通り、さらに下流側共通流路４４を通って下流側インクタンク２２に流出する。またインク４は、上流側分岐流路４２ａ，４２ｂ，４２ｃ，４２ｄ，４２ｅ，４２ｆから各ヘッドＨ１〜Ｈ６の圧力室３内を通り、さらに下流側分岐流路４３ａ，４３ｂ，４３ｃ，４３ｄ，４３ｅ，４３ｆ及び下流側共通流路４４を通って下流側インクタンク２２に流出する。
【００９８】
その結果、インク４を充填する前に、上流側共通流路４１、下流側共通流路４４、上流側分岐流路４２ａ，４２ｂ，４２ｃ，４２ｄ，４２ｅ，４２ｆ、下流側分岐流路４３ａ，４３ｂ，４３ｃ，４３ｄ，４３ｅ，４３ｆ及び連結流路４５内に存在していた空気は、インク４によって押されて下流側インクタンク２２に向かって抜かれていく。上流側共通流路４１及び下流側共通流路４４は傾斜しているため、空気は上に向かって押し上げられ、流路内に空気が残ってしまうことはない。したがって、インク流路にインク４を充填し易い。
【００９９】
なお、第３の実施例では、連結流路４５及びバルブ４６を省略することも可能である。その場合、インク４は上流側共通流路４１、上流側分岐流路４２ａ，４２ｂ，４２ｃ，４２ｄ，４２ｅ，４２ｆ、下流側分岐流路４３ａ，４３ｂ，４３ｃ，４３ｄ，４３ｅ，４３ｆ、下流側共通流路４４の順に上へ流れて充填される。
【０１００】
［第４の実施形態］
図６は、第４の実施形態であるインクジェット装置３００の要部構成を示す模式図である。なお、図１と共通する部分には同一符号を付している。
【０１０１】
インクジェット装置３００は、第１及び第２の実施形態のインクジェット装置１００，２００と同様に、ヘッドユニット１０１、圧力源ユニット１０２、圧力制御ユニット１０３、メインタンク１０４及びＣＰＵ１０５を含む。なお図５では、ヘッドユニット１０１と、圧力源ユニット１０２の上流側インクタンク２１及び下流側インクタンク２２と、上流側共通流路４１、ヘッドＨ１〜Ｈ６毎の上流側分岐流路４２ａ，４２ｂ，４２ｃ，４２ｄ，４２ｅ，４２ｆ、ヘッド毎の下流側分岐流路４３ａ，４３ｂ，４３ｃ，４３ｄ，４３ｅ，４３ｆ、連結流路４５及び下流側共通流路４４を示している。その余の部分については、インクジェット装置１００及び２００と共通なので、図示を省略している。
【０１０２】
インクジェット装置３００は、図６に示すように、上流側インクタンク２１及び下流側インクタンク２２を、水平位置で並べて設ける。このとき、上流側インクタンク２１内及び下流側インクタンク２２内のインク４の液面の高さ位置が、各ヘッドＨ１〜Ｈ６のノズル１の高さ位置よりも低い位置に位置するように、上流側インクタンク２１及び下流側インクタンク２２を配置する。一方、上流側共通流路４１は、上流側インクタンク２１の近くに配置されているヘッドから遠くに配置されているヘッドに対して上向きに傾斜するように配置する。また、下流側共通流路４４は、下流側インクタンク２２の近くに配置されているヘッドから遠くに配置されているヘッドに対して上向きに傾斜するように配置する。連結流路４５は、上流側共通流路４１が上流側インクタンク２１から最も遠くに配置されているヘッドに分岐する点と、下流側共通流路４４が下流側インクタンク２２から最も遠くに配置されているヘッドに分岐する点とを接続する。また連結流路４５は、バルブ４６を備える。
【０１０３】
上流側共通流路４１が各ヘッドＨ１〜Ｈ６の上流側分岐流路４２ａ，４２ｂ，４２ｃ，４２ｄ，４２ｅ，４２ｆと接続する節点間における上流側共通流路４１の長さおよび断面と、下流側共通流路４４が下流側分岐流路４３ａ，４３ｂ，４３ｃ，４３ｄ，４３ｅ，４３ｆと接続する節点間における下流側共通流路４４の長さおよび断面は全て等しくなっている。また、各ヘッドＨ１〜Ｈ６の上流側分岐流路４２ａ，４２ｂ，４２ｃ，４２ｄ，４２ｅ，４２ｆと下流側分岐流路４３ａ，４３ｂ，４３ｃ，４３ｄ，４３ｅ，４３ｆとは、それぞれヘッドＨ１〜Ｈ６毎に内径と全長とを等しくする。すなわち、上流側分岐流路４２ａ，４２ｂ，４２ｃ，４２ｄ，４２ｅ，４２ｆの各全長をＬ１ａ，Ｌ１ｂ，Ｌ１ｃ，Ｌ１ｄ，Ｌ１ｅ，Ｌ１ｆとし、下流側分岐流路４３ａ，４３ｂ，４３ｃ，４３ｄ，４３ｅ，４３ｆの各全長をＬ２ａ，Ｌ２ｂ，Ｌ２ｃ，Ｌ２ｄ，Ｌ２ｅ，Ｌ２ｆとしたとき、Ｌ１ａ＝Ｌ２ａ，Ｌ１ｂ＝Ｌ２ｂ，Ｌ１ｃ＝Ｌ２ｃ，Ｌ１ｄ＝Ｌ２ｄ，Ｌ１ｅ＝Ｌ２ｅ，Ｌ１ｆ＝Ｌ２ｆの関係を有する。
【０１０４】
このような配置構成でインク４の循環路を形成した場合も、上流側分岐流路４２ａ，４２ｂ，４２ｃ，４２ｄ，４２ｅ，４２ｆと下流側分岐流路４３ａ，４３ｂ，４３ｃ，４３ｄ，４３ｅ，４３ｆとをそれぞれ最短となるように配管すれば、必然的に、上流側インクタンク２１及び下流側インクタンク２２に最も近いヘッドＨ１に対する上流側分岐流路４２ａ及び下流側分岐流路４３ａの全長Ｌ１ａ＝Ｌ２ａが最も長くなる。そして、上流側インクタンク２１及び下流側インクタンク２２から離れるにつれて、上流側分岐流路４２ｂ，４２ｃ，４２ｄ，４２ｅ及び下流側分岐流路４３ａ，４３ｂ，４３ｃ，４３ｄ，４３ｅの全長Ｌ１ｂ＝Ｌ２ｂ，Ｌ１ｃ＝Ｌ２ｃ，Ｌ１ｄ＝Ｌ２ｄ，Ｌ１ｅ＝Ｌ２ｅは順次短くなり、最も離れたヘッドＨ６に対する上流側分岐流路４２ｆ及び下流側分岐流路４３ｆの全長Ｌ１ｆ＝Ｌ２ｆが最も短くなる。したがって、第１〜第３の実施形態と同様に各ヘッドＨ１〜Ｈ６のインク４の流量Ｑ１〜Ｑ６間の差は低減される。さらに望ましくは隣接する分岐流路の流路抵抗差を式（２９）に従って選べば、流量Ｑ１〜Ｑ６はほぼ一致する。
【０１０５】
また、図６に示すように、上流側共通流路４１は、上流側インクタンク２１の近くに配置されているヘッドＨ１から遠くに配置されているヘッドＨ６に向かって上向きに傾斜している。同様に、下流側共通流路４４は、下流側インクタンク２２の近くに配置されているヘッドＨ１から遠くに配置されているヘッドＨ６に向かって上向きに傾斜している。
【０１０６】
最初にインク４を各ヘッドＨ１〜Ｈ６に充填を充填する際、まずバルブ２６ａを閉じる。次いで、、バルブ２６ｂを開いてポンプ２４を作動させ、メインタンク１０４のインク４を、フィルタ２５を介して上流側インクタンク２１に汲み上げておく。次いで圧力制御ユニット１０３によって上流側インクタンク２１に正圧を与え、インク４を上流側共通流路４１へ押し出す。その際、バルブ４６は、最初開いておく。インク４がバルブ４６に達する時間が経過したら、バルブ４６を閉じる。すると、インク４は、上流側分岐流路４２ｂ，４２ｃ，４２ｄ，４２ｅを上昇し、インクジェットヘッドＨ１〜Ｈ６を充填し、下流側分岐流路４３ａ，４３ｂ，４３ｃ，４３ｄ，４３ｅから排出されて下流側共通流路４４に達する。インク４が下流側共通流路４４に達する時間が経過したら、バルブ４６を再び開く。すると、インク４は、バルブ４６から下流側共通流路４４を下へ向かって流れ、下流側共通流路４４に残った気泡を下流側タンク２２へ押し出す。
【０１０７】
連結流路４５の流路抵抗は小さい。このため、バルブ４６を開いたとき下流側共通流路４４の流量と流速は一気に上がる。その結果、気泡を押し出し易く、充填し易い。充填が終了したならば、バルブ４６を閉じる。そうすることにより、各ヘッドＨ１〜Ｈ６に効率よく循環流を流すことができる。
【０１０８】
［第５の実施形態］
次に、図７を用いて第５の実施形態について説明する。第５の実施形態は、第４の実施形態の変形例である。
【０１０９】
図７に示すように、第５の実施形態では、第４の実施形態に対して上流側共通流路４１、連結流路４５、下流側共通流路４１のうち最上部に当たる場所に、気泡抜き流路７１を追加する。気泡抜き流路７１は、一端を前記最上部に当たる場所に接続し、その中途部にバルブ７２とフィルタ７３とを設け、他端を大気開放している。バルブ７２を閉じている間、第５の実施形態の動作は第４の実施形態の動作と同一である。加えて、第５の実施形態では、上流側共通流路４１、連結流路４５、下流側共通流路４１のうち最上部に当たる場所に気泡が残った場合に、バルブ７２を開くことでその気泡を排出することができる。
【０１１０】
上流側共通流路４１、連結流路４５、下流側共通流路４１のうちの何処かに気泡が残っているとき、「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とが等しくなるように圧力制御ユニット１０３を制御すると、インク４の循環は停止する。その状態で暫く静置すると、気泡は上流側共通流路４１、連結流路４５、下流側共通流路４１のうちの最上部に浮いてくる。気泡が浮く時間だけ待ってからバルブ７２を開いて、バルブ７２の位置のインク４の単位体積当たりエネルギーがゲージ圧でゼロ（絶対圧では大気圧）よりもわずかに大きくなるように「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、或いは、圧力ＰＳ１と圧力ＰＳ２を調整すれば、気泡は気泡抜き流路７１から大気に排出される。気泡が排出される時間が経過したら、バルブ７２を閉じる。その際、気泡抜き流路７１の他端には、図示しない排インク皿を設けてインクが溢れても回収できるようにおくことが望ましい。
【０１１１】
なお、本発明は、前記実施形態に限定されるものではない。  
例えば前記各実施形態では、各ヘッドＨ１〜Ｈ６の上流側分岐流路４２ａ，４２ｂ，４２ｃ，４２ｄ，４２ｅ，４２ｆと下流側分岐流路４３ａ，４３ｂ，４３ｃ，４３ｄ，４３ｅ，４３ｆとは、それぞれヘッドＨ１〜Ｈ６毎に内径と全長とを等しいとしたが、ヘッドＨ１〜Ｈ６毎に、相互間で上流側と下流側の流路抵抗比ｋが一定ならば、各分岐流路の内径と全長は必ずしも等しくなくても良い。
【０１１２】
例えば前記各実施形態では、インクジェット装置１００，２００，３００が圧力制御ユニット１０３を含む構成を示した。正圧エアタンク３１及び負圧エアタンク３２を有する圧力制御ユニット１０３は、必ずしも必須の要件ではない。要は、上流側インクタンク２１に収容されているインク４に、「単位体積当たりのエネルギー」Ｐ１(Pa)が生じるように上流側インクタンク２１内の圧力を調整する上流側圧力調整手段と、下流側インクタンク２２に収容されているインク４に「単位体積当たりのエネルギー」Ｐ２(Pa)が生じるように下流側インクタンク２２内の圧力を調整する下流側圧力調整手段とを備えていればよい。例えば、上流側インクタンク２１及び下流側インクタンク２２に、それぞれ圧力調整された気圧源を連結するか、または上流側インクタンク２１、下流側インクタンク２２に可撓性の袋を採用して袋の外部から圧力を与えてもよい。
【０１１３】
また、上流側インクタンク２１内の空気圧ＰＳ１、下流側インクタンク２２の空気圧ＰＳ２のいずれかがゼロ（大気圧）となるような条件が成り立つ場合には、上流側インクタンク２１または下流側インクタンク２２は、大気開放されたインクタンクを採用してもよい。大気開放されたインクタンクの場合、インクタンク内の液面のインク４に生じる「単位体積当たりのエネルギー」は、ポテンシャル圧力だけである。よって、ノズル１の開口の高さ位置を基準とするインクタンク内のインク４の液面の高さ位置に応じて、定まる。すなわち、ノズル１の開口の高さ位置と、大気開放された上流側インクタンク内のインク４の液面の高さ位置の高低差を“Ｐ１／（ρ・ｇ）”（ｍ）に調整し、またはノズル１の開口の高さ位置と、大気開放された下流側インクタンク内のインク４の液面の高さ位置の高低差を“−Ｐ２／（ρ・ｇ）”（ｍ）に調整することによって、各実施形態と同じ動作となる。
【０１１４】
この他、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【０１１５】
以下、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できるとともに、インクタンクから近いヘッドと遠いヘッドの流量差を抑える課題をクリアするために、本実施形態により開示されている発明について付記する。
【０１１６】
付記［１］
ノズルに連通する圧力室を有し、この圧力室に連通するインクを、ノズルから吐出する複数のインクジェットヘッドを、各ヘッドのノズルが互いに同じ高さ位置になるように配列してなるヘッドユニットと、
前記複数のインクジェットヘッドに供給するためのインクを収容する上流側インクタンクと、
前記複数のインクジェットヘッドから流出したインクを収容する下流側インクタンクと、
前記上流側インクタンク内のインクを前記複数のインクジェットヘッドに導く上流側共通流路と、
前記複数のインクジェットヘッドから流出したインクを前記下流側インクタンクに導く下流側共通流路と、
前記複数のインクジェットヘッド毎に設けられ、前記上流側共通流路を流れるインクを対応する前記インクジェットヘッドの流入側インク接続ポートに導く、上流側分岐流路と、
前記複数のインクジェットヘッド毎に設けられ、対応する前記インクジェットヘッドの流出側インク接続ポートから流出したインクを前記下流側共通流路に導く、下流側分岐流路と、を具備し、
前記複数のインクジェットヘッドに接続される前記上流側分岐流路の流路抵抗と前記下流側分岐流路の流路抵抗との比は互いに等しく、かつ流路抵抗の大きさは前記上流側インクタンクに近いものほど大きいことを特徴とするインクジェット装置。  
付記［２］
前記上流側共通流路と下流側共通流路がそれぞれ各上流側分岐流路、下流側分岐流路と接続する隣接する節点間の上流側共通流路の流路抵抗と下流側共通流路の流路抵抗は等しく値をＲｃとし、
前記上流側インクタンクと下流側インクタンクから最も遠い方からＮ番目の上流側分岐流路と上流側分岐流路の流路抵抗は等しく値をｒ（Ｎ）としたとき、
隣接するＮ−１番目とＮ番目とヘッドに接続される流路抵抗は、
ｒ（Ｎ）＝ｒ（Ｎ−１）＋Ｎ・Ｒｃの関係にある（Ｎ≧２）ことを特徴とする、付記［１］記載のインクジェット装置。  
付記［３］
ノズルに連通する圧力室を有し、この圧力室に連通するインクを、ノズルから吐出する複数のインクジェットヘッドを、各ヘッドのノズルが互いに同じ高さ位置になるように配列してなるヘッドユニットと、
前記複数のインクジェットヘッドに供給するためのインクを収容する上流側インクタンクと、
前記複数のインクジェットヘッドから流出したインクを収容する下流側インクタンクと、
前記上流側インクタンク内のインクを前記複数のインクジェットヘッドに導く上流側共通流路と、
前記複数のインクジェットヘッドから流出したインクを前記下流側インクタンクに導く下流側共通流路と、
前記複数のインクジェットヘッド毎に設けられ、前記上流側共通流路を流れるインクを対応する前記インクジェットヘッドの流入側インク接続ポートに導く、上流側分岐流路と、
前記複数のインクジェットヘッド毎に設けられ、対応する前記インクジェットヘッドの流出側インク接続ポートから流出したインクを前記下流側共通流路に導く、下流側分岐流路と、を具備し、
前記複数のインクジェットヘッドに接続される前記上流側分岐流路の流路抵抗と前記下流側分岐流路の流路抵抗との比は互いに等しく、かつ前記複数の上流側分岐流路は前記上流側インクタンクに近いものほど長いことを特徴とするインクジェット装置。  
付記［４］
前記複数の上流側分岐流路は、各々内径が等しいことを特徴とする付記［３］に記載のインクジェット装置。  
付記［５］
前記上流側共通流路と下流側共通流路は水平方向に対して傾斜して配置されることを特徴とする付記［１］乃至［４］のうちいずれか１に記載のインクジェット装置。  
付記［６］
一端が前記下流側インクタンクと、他端が前記上流側インクタンクと接続され、下流側インクタンク内のインクを上流側インクタンク内へ戻す帰還流路を有することを特徴とする付記［１］乃至［５］のうちいずれか１に記載のインクジェット装置。  
付記［７］
前記上流側インクタンクに収容されているインクの、前記ノズルの開口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」を調整する上流側圧力調整手段と、
前記下流側インクタンクに収容されているインクの、前記ノズルの開口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」を調整する下流側圧力調整手段と、を具備したことを特徴とする付記［１］乃至［６］のうちいずれか１に記載のインクジェット装置。
【符号の説明】
【０１１７】
２１…上流側インクタンク、２２…下流側インクタンク、４１…上流側共通流路、４２ａ〜４２ｆ…上流側分岐流路、４３ａ〜４３ｆ…下流側分岐流路、４４…下流側共通流路、１０１…ヘッドユニット。
【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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