(57)【要約】【課題】記録ヘッド内の気体を除去可能な、記録装置を提供する。【解決手段】本発明の記録装置は、インク貯蔵部と、インク流入路１０５、インク排出路１０６、及びノズル１０１を有する記録ヘッドと、インク供給路と、インク循環路と、を有する。また、インクをインク貯蔵部と記録ヘッドの間で循環させるポンプ手段を有する。記録ヘッドの内部は、第１フィルタ１０７によって、インク流入路１０５が繋がる第１液室１０２と、ノズル１０１が設けられた面に接する第２液室１０３と、に分離されている。第２液室１０３には、第１フィルタ１０７よりもノズル１０１が設けられた面から離れて位置する第２フィルタ１０８が接続されている。インク貯蔵部からのインクの一部を、第２液室１０３を介さずインク貯蔵部に循環させる第１泡抜き路１０９と、第２液室１０３から第２フィルタ１０８を介してインク排出路１０６に繋がる第２泡抜き路１１０と、が設けられている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
インク貯蔵部と、インク流入路及びインク排出路を有し、インクを吐出するノズルが設けられた記録ヘッドと、前記インク貯蔵部から前記記録ヘッドへ前記インクを供給するための流路であるインク供給路と、前記記録ヘッドから前記インク貯蔵部へインクを循環させるための流路であるインク循環路と、前記インクを前記インク貯蔵部から前記インク供給路を介して前記インク流入路に流入させ、前記インク排出路から前記インク循環路を介して前記インク貯蔵部へ排出させるポンプ手段と、を有する記録装置であって、
前記記録ヘッドの内部は、第１フィルタによって、前記インク流入路が繋がる第１液室と、前記ノズルが設けられた面に接する第２液室と、に分離されており、
前記第２液室には、前記第１フィルタよりも前記ノズルが設けられた面から離れて位置する第２フィルタが接続されており、
前記インク貯蔵部から流れてくる前記インクの一部を、前記第２液室に流入させずに前記インク貯蔵部に循環させる第１泡抜き路と、前記第２液室から前記第２フィルタを介して前記インク排出路に繋がる第２泡抜き路と、が設けられている、記録装置。
【請求項２】
前記記録ヘッドの、前記第２液室の前記ノズルが設けられた面と対向する面の少なくとも一部と前記第１フィルタとは、一端から他端に向かって前記ノズルが設けられた面から徐々に離れるように斜めになっている、請求項１に記載の記録装置。
【請求項３】
前記第１泡抜き路は、前記第１液室の、前記ノズルが設けられた面から最も離れている部分から前記インク排出路に繋がっている、請求項１または２に記載の記録装置。
【請求項４】
前記第１泡抜き路は、前記第１液室の、前記ノズルが設けられた面から最も離れている部分から前記第１フィルタに沿って、前記第２フィルタの下流側に繋がっている、請求項１または２に記載の記録装置。
【請求項５】
前記第１泡抜き路は、前記インク供給路から前記インク循環路に繋がっている、請求項１または２に記載の記録装置。
【請求項６】
前記インクが前記第１泡抜き路に流れ込む位置には、気体溜め部が設けられている、請求項１から５のいずれか１項に記載の記録装置。
【請求項７】
前記気体溜め部には、前記インクの比重より小さなフロートボールと、前記フロートボールと前記気体溜め部の内面とが間隔を有するように設けられた内部壁と、が設けられている、請求項６に記載の記録装置。
【請求項８】
前記第２泡抜き路の気体を検知するためのセンサが設けられている、請求項１から７のいずれか１項に記載の記録装置。
【請求項９】
インク貯蔵部と、インク流入路及びインク排出路を有し、インクを吐出するノズルが設けられた記録ヘッドと、前記インク貯蔵部から前記記録ヘッドへ前記インクを供給するための流路であるインク供給路と、前記記録ヘッドから前記インク貯蔵部へインクを循環させるための流路であるインク循環路と、前記インクを前記インク貯蔵部から前記インク供給路を介して前記インク流入路に流入させ、前記インク排出路から前記インク循環路を介して前記インク貯蔵部へ循環させるポンプ手段と、を有する記録装置における、気体を除去する方法であって、
前記記録ヘッドの内部を、第１フィルタによって前記インク流入路が繋がる第１液室と、前記ノズルが設けられた面に接する第２液室と、に分離して、
前記第２液室に前記第１フィルタよりも、前記ノズルが設けられた面から離れて位置する第２フィルタを接続し、
前記インク貯蔵部から流れてくる前記インクの一部を、前記第２液室に流入させずに前記インク貯蔵部に排出させる第１泡抜き路と、前記第２液室から前記第２フィルタを介して前記インク排出路に繋がる第２泡抜き路と、を形成し、
前記インク貯蔵部から、前記インクを、前記インクの流れ方向からみて、前記第１泡抜き路の上流側にある気体を前記第２液室に移動させない範囲の流量で送って、前記気体を、前記第１泡抜き路を介して前記インク貯蔵部に送り、
第１泡抜き路のインクによる流抵抗と流量との積によって表される圧力を、第２フィルタのメニスカス保持圧力よりも大きくして、前記インクの流れ方向からみて、前記第２泡抜き路の上流側にある気体を、前記第２泡抜き路から前記インク貯蔵部に送る、気体を除去する方法。
【請求項１０】
前記ポンプ手段によって、前記第２液室の圧力が前記ノズルのメニスカス保持力以下となるように前記インクの流量を調整する、請求項９に記載の気体を除去する方法。
【請求項１１】
前記記録ヘッドの、前記ノズルが設けられた面と対向する面の少なくとも一部及び前記第１フィルタを、一端から他端に向かって前記ノズルが設けられた面から徐々に離れるように斜めにして、前記第１液室および／または前記第２液室の前記気体を前記ノズルが設けられた面と対向する面および／または前記第１フィルタに沿って移動させる、請求項９または１０に記載の気体を除去する方法。
【請求項１２】
前記第１泡抜き路を、前記第１液室の、前記ノズルが設けられた面から最も離れている部分から前記インク排出路に繋げる、請求項９から１１のいずれか１項に記載の気体を除去する方法。
【請求項１３】
前記第１泡抜き路を、前記第１液室の、前記ノズルが設けられた面から最も離れている部分から、前記第１フィルタに沿って、前記第２フィルタの下流側に繋げる、請求項９から１１のいずれか１項に記載の気体を除去する方法。
【請求項１４】
前記第１液室の、前記インクが前記第１泡抜き路に流れ込む位置に、気体溜め部を形成する、請求項１２または１３のいずれか１項に記載の気体を除去する方法。
【請求項１５】
前記第１泡抜き路から前記インク貯蔵部に気体を送る工程では、前記第１液室の容積に相当する量の前記気体を前記第１泡抜き路から送り出すまでの時間を求めておき、前記インクの循環を開始してから前記時間が経過するまでの間は、前記気体を前記第１フィルタに送らないように前記インク貯蔵部から流れるインクの流量を小さくし、前記時間の経過後は、前記ノズルのメニスカスを破壊しない範囲で前記インクの流量を大きくする、請求項１２から１４のいずれか１項に記載の気体を除去する方法。
【請求項１６】
前記第１泡抜き路を、前記インク供給路から前記インク循環路に繋ぎ、
前記インク供給路の、前記インクが前記第１泡抜き路に流れ込む位置に、気体溜め部を形成して、
前記第１泡抜き路から前記インク貯蔵部に気体を送る工程では、前記気体溜め部の容積に相当する量の前記気体を前記第１泡抜き路から送り出すまでの時間を求めておき、前記インクの循環を開始してから前記時間が経過するまでの間は、前記気体を前記第１フィルタに送らないように前記インク貯蔵部から流れるインクの流量を小さくし、前記時間の経過後は、前記ノズルのメニスカスを破壊しない範囲で前記インクの流量を大きくする、請求項９から１１のいずれか１項に記載の気体を除去する方法。
【請求項１７】
前記気体溜め部の内面から間隔を有するように内部壁を設けて、前記インクの比重より小さなフロートボールと、前記内部壁とで前記第１泡抜き路へ流れる前記インクの流抵抗を変化させる、請求項１４または１６に記載の気体を除去する方法。
【請求項１８】
前記第２泡抜き路の気体を検知するためのセンサを設けて、前記第２泡抜き路に気体がないときには、気体があるときよりも前記インクの流量を大きくする、請求項９から１７のいずれか１項に記載の気体を除去する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、記録装置、特にインクを吐出することで記録を行うインクジェット記録装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
記録装置の１つとして、インクジェット記録ヘッドを有するインクジェット記録装置がある。この記録装置において、記録ヘッドのインクが流れる経路の内部（以下「記録ヘッド内」という）に気体が存在すると、記録ヘッドの各ノズルにインクが供給されずに、気体が供給される場合があり、この場合、インク滴はノズルから吐出されずに記録不良となる。また、記録ヘッド内の気体は、周囲温度の変化により体積変化を起こす。記録ヘッド内の気体の体積変化により、微負圧に維持された記録ヘッド内の圧力は変化し正圧になることがある。下向きにノズル列が形成された記録ヘッドの場合、メニスカスの維持が困難となりノズルからのインクの流出を生じる場合がある。
【０００３】
これに対し、記録ヘッド内の気体を除去する提案がなされている。従来、特許文献１に開示されているような、インクタンクと記録ヘッドとの間をインクが循環しているインクジェット記録装置では、記録ヘッド内の気体を除去する機構を備えている。例えば、特許文献１には、弁内へ気体が進入すると開放され、弁内がインクで満たされていると閉鎖する弁を、記録ヘッドからインクタンクに戻るインクが通過するインク循環路に設けた構成が示されている。この弁は、弁体であるフロートボールと、中空の円錐形をした弁体受けとで構成されている。弁体受けの頂点側は、インクタンクに繋がっており、底面側が記録ヘッドに繋がっている。記録ヘッド内に気体がない場合は、弁体受けが、循環するインクで満たされ、弁体内に収容されたフロートボールはインクの浮力で浮き上がり、弁体受けのインクタンクと繋がる開口を塞ぐ。記録ヘッド内に気体がある場合は、弁体受け内に気体が徐々に溜まっていく。すると弁体受け内のインクは徐々に減っていくため、フロートボールは、浮力を受けられなくなり、弁体受けの底面側に移動し、弁体受けのインクタンクと繋がる開口が開き、気体がインクタンクへ逃げていく。そして弁体受け内に気体がなくなると、再びインクが流入してくるため、弁体受けのインクタンクと繋がる開口がフロートボールで塞がれる。このようにして、記録ヘッド内の気体を除去している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−２３２８９号公報
【特許文献２】特開２００９−１０７１３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載の方法だと、弁は、弁体受け内にインクがない場合に、フロートボールが自重で底面側に移動、つまり下降する必要がある。しかし、フロートボールの外表面と弁体受けの内表面との間に残留するインクの表面張力によってフロートボールが弁体受けの内面に付着して、下降しないおそれがあり、フロートボールのみでは弁の動作が不安定で、信頼性が損なわれる。これを解決するため、フロートボールを棒状の押し下げ部材で押し下げる方法が考えられるが、押し下げ部材を駆動させる機構を設ける必要があり、弁の構成が複雑化してしまう。また、コストの増加を避けられない。
【０００６】
また、特許文献１の弁では、弁体受け内にフィルタを設けている。記録ヘッド内に気体が混入した場合に、弁体受け内に気体が集まるが、弁体受け内のフィルタに気泡となった気体が引っかかり、気体は簡単に上昇しない場合がある。この場合、気泡となった気体がインクタンクへ完全に抜けきらず記録ヘッド内へ移動するため、インク滴が吐出されずに記録不良となる。吐出不良を回復するためには、ノズルからインクを排出する回復ユニットで回復動作を行うため、廃インクを生じてしまう。
【０００７】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、構成を複雑化することなく、記録ヘッド内の気体を除去することができる、記録装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の記録装置は、インク貯蔵部と、インク流入路及びインク排出路を有し、インクを吐出するノズルが設けられた記録ヘッドと、を有する。また、インク貯蔵部から記録ヘッドへ前記インクを供給するための流路であるインク供給路と、記録ヘッドからインク貯蔵部へインクを循環させるための流路であるインク循環路と、を有する。さらに、インクをインク貯蔵部からインク供給路を介してインク流入路に流入させ、インク排出路からインク循環路を介してインク貯蔵部へ排出させるポンプ手段を有する。記録ヘッドの内部は、第１フィルタによって、インク流入路が繋がる第１液室と、ノズルが設けられた面に接する第２液室と、に分離されている。第２液室には、第１フィルタよりもノズルが設けられた面から離れて位置する第２フィルタが接続されている。インク貯蔵部から流れてくるインクの一部を、第２液室に流入させずにインク貯蔵部に循環させる第１泡抜き路と、第２液室から第２フィルタを介してインク排出路に繋がる第２泡抜き路と、が設けられている。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、インクの循環によって記録ヘッド内の気体を除去することができ、そのため、構成を簡略化することができる。また、回復動作を減らせるため、廃インクを低減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明に係る記録装置の第１の実施形態の概略構成図である。
【図２】記録ヘッドの概略構成図である。
【図３】第１の気体溜まりと第２の気体溜まりが記録ヘッド内に存在する状態を示す概略図である。
【図４】第２の気体溜まりのみが記録ヘッド内に存在する状態を示す概略図である。
【図５】第１の気体溜まりのみが記録ヘッド内に存在する状態を示す概略図である。
【図６】気泡溜まりが存在する状態から記録ヘッドがインクで満たされるまでの変化を示すフローチャート図である。
【図７】気体溜まりとインクの状態を、第１泡抜き路と第２泡抜き路との関係で示した図である。
【図８】本発明に係る記録装置の第２の実施形態の記録ヘッド付近の拡大概略図である。
【図９】本発明に係る記録装置の第３の実施形態の記録ヘッド付近の拡大概略図である。
【図１０】本発明に係る記録装置の第４の実施形態の記録ヘッド付近の拡大概略図である。
【図１１】本発明に係る記録装置の第５の実施形態の記録ヘッド付近の拡大概略図である。
【図１２】本発明に係る記録装置の第６の実施形態の記録ヘッド付近の拡大概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に、添付の図面に基づき、本発明の実施の形態を説明する。なお、同一の機能を有する構成には添付図面中、同一の番号を付与し、その説明を省略することがある。
【００１２】
［実施形態１］
図１は、本発明に係る記録装置の第１の実施形態の概略構成図である。本発明の記録装置は、交換可能な密閉容器であるインクタンク５００と、大気連通口４０３を設けたサブタンク４００と、インクを吐出するためのノズル１０１を有する記録ヘッド１００と、吐出不良を回復するための回復系ユニット２００とを有している。メインタンク５００が記録装置本体に装着された時に、メインタンク５００の接続部が、サブタンク４００側に設けられた中空針であるインク供給ピン４０１及び空気導入部４０２に接続される。これにより、メインタンク５００内に収容されているインクがサブタンク４００に供給される。メインタンク５００とサブタンク４００とでインクを貯蔵するインク貯蔵部を構成する。サブタンク４００は、インク供給チューブ３０１によって記録ヘッド１００と繋がっており、インク供給チューブ３０１はインク供給路を形成している。また、一端が記録ヘッド１００に繋がり、他端が液送ポンプ（ポンプ手段）３００に繋がるインク循環チューブ３０２と、一端が液送ポンプ３００に、他端がサブタンク４００に繋がるポンプチューブ３０３とで形成されるインク循環路が設けられている。
【００１３】
サブタンク４００は、大気連通口４０３を介して、大気に開放されている。記録ヘッド１００のインク吐出の不具合を解消するために、記録ヘッド１００のノズル１０１が設けられた面に回復系ユニット２００を当接させて、全てのノズルを覆うキャップ部材や吸引ポンプ、及びインク拭き取り用のブレード等を有して構成される。
【００１４】
図２は、本発明の記録装置における記録ヘッドの概略構成図を示している。記録ヘッド１００内には第１フィルタ１０７が、一端から他端に向かってノズル１０１の設けられた面から徐々に離れるように、つまり下方から上方に向かって記録ヘッド１００内を分割するように斜めに設けられている。そして、第１フィルタ１０７を境に、記録ヘッド１００内は上方に位置する第１液室１０２と下方に位置する第２液室１０３とに分かれている。また、第１液室１０２の第１フィルタ１０７と対向する壁面の一部も、第１フィルタ１０７と同様に、一端から他端に向かってノズル１０１の設けられた面から徐々に離れるようになっている。第１液室１０２の、最も上方の部分には気体溜め部１０２ａが設けられ、第２液室１０３の最も上方の部分には第２フィルタ１０８が設けられている。第１液室１０２は、インク流入路１０５を介してインク供給チューブ３０１に繋がっている。なお、インク流入路１０５とインク供給チューブ３０１とは、切り離し可能なようにジョイント１０４ａで繋がっている。また、気体溜め部１０２ａはインクの一部が流れる第１泡抜き路１０９に繋がっており、第２フィルタ１０８は第２液室１０３からインクが流れる第２泡抜き路１１０に繋がっている。そして、第１泡抜き路１０９と第２泡抜き路１１０とは繋がっている。第１泡抜き路１０９と第２泡抜き路１１０との交点からインク循環路３０２に繋がるインク排出路１０６が設けられている。
【００１５】
次に、インク吐出時のインクの流れについて説明する。サブタンク４００から供給されたインクはインク供給チューブ３０１を介して、記録ヘッド１００へと流れていく。インク供給チューブ３０１から供給されたインクはジョイント１０４ａを介してインク流入路１０５へと流れ、第１液室１０２へと流れ込む。第１液室１０２に溜められたインクは、記録ヘッド１００内の第１フィルタ１０７を通り、第２液室１０３へと溜められる。第１フィルタ１０７及び第２フィルタ１０８は、微細な小孔を形成した金網又は樹脂の多孔質体からなり、第２液室１０３に溜まるインクは、第１フィルタ１０７及び第２フィルタ１０８によって、外部からのゴミや毛羽などが除去されている。第２液室１０３内のインクは不図示のヒータボードの発熱により加熱され、ノズル１０１より吐出する。ノズル１０１には、サブタンク４００の液面との間に高低差（水頭差）を設けて、微負圧を作用させ、良好なメニスカスを形成している。またサブタンク４００から記録ヘッド１００へのインクの供給源（動力源）は、微細なノズル１０１の毛管力であり、ノズル１０１から吐出し消費した分のインクだけがインク供給チューブ３０１を流れて自然にサブタンク４００から記録ヘッド１００に供給される。
【００１６】
次に第１液室１０２と第２液室１０３の両方のインク内に気体が混入しておらず、気体溜まりが形成されていない場合において、インクを循環させたときのインク流れについて説明する。インク流入路１０５からインク排出路１０６へのインク流れを形成してインクを循環させる液送ポンプ３００により、予め決められた所定の流量速度でサブタンク４００から記録ヘッド１００までの間のインクを循環させる。気体溜め部１０２ａの上部には第１泡抜き路１０９が設けられ、第２フィルタ１０８の上部には第２泡抜き路１１０が設けられ、第１泡抜き路１０９と第２泡抜き路１１０が連結してインク排出路１０６へとインクを誘導している。インクの循環方向は図１に記載している通り、サブタンク４００、インク供給チューブ３０１、記録ヘッド１００、インク循環チューブ３０２、液送ポンプ３００、ポンプチューブ３０３、サブタンク４００の順である。インク流入路１０５から流れてきたインクは第１液室１０２内に溜まり、点Ａにおいて、第１泡抜き路１０９へと導かれるインクと第１フィルタ１０７を介して第２液室１０３へ導かれるインクとに分かれて流れる。点Ａは、第１泡抜き路１０９または第２液室１０３へ流れるインクの流れからみて、ともに上流側となっている。第２液室１０３内に溜まったインクは第２フィルタ１０８を介して第２泡抜き路１１０へと導かれる。このとき、第２液室１０３内の圧力は、ノズル１０１のメニスカス保持力以下になるような流量に設定し、流量が大きくなることで生じる第２液室１０３内の負圧で、ノズル１０１から外気を取り込むことを防いでいる。
【００１７】
第１泡抜き路１０９と第２泡抜き路１１０に導かれたインクは両方が交わるところである点Ｂにて合流し、インク排出路１０６を通り、液送ポンプ３００を介して、サブタンク４００に導かれる。点Ｂは、第１泡抜き路１０９の下流側、かつ第２泡抜き路１１０の下流側である。液送ポンプ３００は、回転数を制御して一定の流量を送液することが可能な公知のチューブポンプや、ストロークを制御して一定の流量を送液することが可能な公知のダイヤフラムポンプ、あるいはベローズポンプ等が適する。ここで言う流量とは、単位時間当りに移動する流体の体積を表わしている。
【００１８】
第１液室１０２と第２液室１０３に気体溜まりが形成される場合について説明する。インク供給チューブ３０１は柔軟性を有し、記録装置内をサブタンク４００と記録ヘッド１００とを接続するために這い回されている。柔軟性を有するために気体（空気）を透過し易く、記録装置を長期間休止させておいた場合に、緩慢ではあるが、インク供給チューブ３０１内に気体が溜まる。インク供給チューブ３０１内に侵入した気体は、記録動作中の記録ヘッド１００へのインクの供給によって、記録ヘッド１００内まで移動することがある。この移動した気体が第１液室１０２の上部の気体溜め部１０２ａに溜まり、第１の気体溜まり１１１ａとなる（図３（ａ）参照）。
【００１９】
また、記録ヘッド１００は、ノズル１０１からインクを吐出する際に熱エネルギーを発生させ、記録ヘッドの熱作用面に沸騰膜を生じさせてインクに気泡を形成させ、気泡の成長と収縮を繰り返すことで、ノズル１０１からインクを吐出する。このとき、収縮しきれなかった気泡や、熱エネルギーによって高温となったノズル１０１近傍のインクに溶存していた気体（空気）が、インクに溶けきれなくなり、第２液室１０３に発生することがある。これらの気泡や気体は、浮力により第２液室１０３内を上昇したり、傾斜した第１フィルタ１０７を伝ったりして、第２フィルタ１０８の下方に第２の気体溜まり１１１ｂとなって存在することになる（図３（ａ）参照）。
【００２０】
図３、図４、及び図５は、上記の第１の気体溜まり１１１ａ又は第２の気体溜まり１１１ｂの存在状態を３つの状態に分けて示した図である。図３に示す第１の状態は、第１液室１０２に第１の気体溜まり１１１ａが存在し、第２液室１０３にも第２の気体溜まり１１１ｂが存在する状態である。図４に示す第２の状態は、第１液室１０２に気体溜まりがなく、第２液室１０３に第２の気体溜まり１１１ｂが存在する状態である。図５に示す第３の状態は、第１液室１０２に第１の気体溜まり１１１ａが存在し、第２液室１０３には気体溜まりがない状態である。これらいずれの場合であっても、最終的には、気体溜まり１１１ａ、１１１ｂを第１液室１０２及び第２液室１０３から除去する必要がある。
【００２１】
そこで、各気体溜まり１１１ａ、１１１ｂが存在する３つの状態から、記録ヘッド１００がインクで満たされた状態にするための方法を、図６に示すフローチャートを参照して説明する。
【００２２】
図６（ａ）が、最初に２つの気体溜まり１１１ａ、１１１ｂが存在する状態、図６（ｂ）が、最初に第２の気体溜まり１１１ｂのみが存在する状態、図６（ｃ）が、最初に第１の気体溜まり１１１ａのみが存在する状態である。また、図７には、気体溜まりとインクの状態を、第１泡抜き路１０９と第２泡抜き路１１０との関係で整理したものを示す。第１泡抜き路１０９内が気体（空気）かインクか、第２泡抜き路１１０内が気体（空気）かインクか、第２泡抜き路１１０に流れがあるかないか、をマトリクスにして、図６の各ステップを用いて図示している。ちなみに、第１泡抜き路１０９と第２泡抜き路１１０に同時に気体が存在することはない。
【００２３】
図６（ａ）に示す、第１液室１０２内に第１の気体溜まり１１１ａが存在し、かつ第２液室１０３に第２の気体溜まり１１１ｂが存在する場合（Ｓ１：図３（ａ）参照）について説明する。まず、図３（ｂ）に示すように、第１の気体溜まり１１１ａから第１泡抜き路１０９を通して気体をインク排出路１０６に排出する（Ｓ２）。それによって、第１の気体溜まり１１１ａが消滅し、第２の気体溜まり１１１ｂのみが存在する状態になる（Ｓ３）。これは、図４（ａ）に示されているのと同じ状態である。次に、図４（ｂ）に示すように、第２の気体溜まり１１１ｂから第２泡抜き路１１０を通して気体をインク排出路１０６に排出する（Ｓ４）。それによって、第２の気体溜まり１１１ｂが消滅し、図２に示すように記録ヘッド１００内がインクで満たされた状態になる（Ｓ５）。
【００２４】
図６（ｂ）に示す、当初から第１の気体溜まり１１１ａが存在せず、第２の気体溜まり１１１ｂのみが存在する場合（Ｓ３：図４（ａ）参照）について説明する。この場合は、図６（ａ）に示すフローチャートの後半と同様のステップを行う。すなわち、図４（ｂ）に示すように、第２の気体溜まり１１１ｂから第２泡抜き路１１０を通して気体をインク排出路１０６に排出する（Ｓ４）。それによって、第２の気体溜まり１１１ｂが消滅し、図２に示すように記録ヘッド１００内がインクで満たされた状態になる（Ｓ５）。
【００２５】
図６（ｃ）に示す、当初から第２の気体溜まり１１１ｂが存在せず、第１の気体溜まり１１１ａのみが存在する場合（Ｓ６：図５（ａ）参照）について説明する。図５（ｂ）に示すように、第１の気体溜まり１１１ａから第１泡抜き路１０９を通して気体をインク排出路１０６に排出する（Ｓ７）。それによって、第１の気体溜まり１１１ａが消滅し、図２に示すように記録ヘッド１００内がインクで満たされた状態になる（Ｓ５）。
【００２６】
以上説明した方法は、インクの流量を調節して、以下に示す各条件を適宜に使い分けることによって実施することができる。
【００２７】
各条件の説明に先立って、流抵抗の発生圧力（インクによる流抵抗と循環流量との積によって表される圧力）と、フィルタ及びノズルのメニスカス保持力について説明しておく。流抵抗の発生圧力とは、粘性層流流れにおけるハーゲン・ポアゼイユの法則、ΔＰ＝Ｒ×Ｑにおける圧力ΔＰ（Ｐａ）のことである。ここに、Ｒは流抵抗（Ｐａ・ｓｅｃ・ｍ-３）、Ｑは流量（ｍ-３／ｓｅｃ）である。圧力ΔＰは、流抵抗Ｒである流路に流量Ｑが流れるときの、その流路内の圧力差を表している。
【００２８】
また、フィルタのメニスカス保持圧力とは、フィルタが有する微細な小孔（開口）と液体の間に生じる毛細管現象によって、気体溜まりと液体間に形成されるメニスカス（液面）を保持できる圧力のことである。ノズルのメニスカス保持圧力とは、微細なノズル内の液体に生じる毛細管現象によって、大気と液体間に形成されるメニスカス（液面）を保持できる圧力のことである。
【００２９】
第１の条件は、第１及び第２の気体溜まり１１１ａ、１１１ｂが共に存在する状態（図３（ａ））から、第１の気体溜まり１１１ａを泡抜きするための条件である。この場合、第２フィルタ１０８のメニスカス保持圧力は、第１泡抜き路１０９のインクによる流抵抗の発生圧力（インクによる流抵抗と循環流量との積によって表される圧力）よりも大きい関係とする。これは、第１液室１０２及び第２液室１０３の両方に第１及び第２の気体溜まり１１１ａ、１１１ｂが存在する状態（図３（ａ））において、第１泡抜き路１０９のインク又は第１の気体溜まり１１１ａの気体を流すための条件である。さらに、この関係は、第２泡抜き路１１０の気体溜まり１１１ｂの気体を流さないための条件ともなる。この状態は、記録装置の休止後で、吐出の熱エネルギーを多く使うグラフィック、アート画像や写真印字等を行う場合に起こる。
【００３０】
第１液室１０２及び第２液室１０３の両方に第１及び第２の気体溜まり１１１ａ、１１１ｂが存在する状態（Ｓ１）（図３（ａ））から、第１の条件で、インクの循環動作を行う。すると、図３（ｂ）に示すように、第１の気体溜まり１１１ａの気体が第１泡抜き路１０９に移動し、第１泡抜き路１０９が気体で満たされる（Ｓ２）。ただし、第１の気体溜まり１１１ａの体積によっては、インクと気体が混在した状態となることもある。そして、第１泡抜き路１０９がインクで満たされた状態（Ｓ３）（図４（ａ）参照））となる。
【００３１】
点Ａと点Ｂを結ぶ流路には、点Ａから第１泡抜き路１０９を経て点Ｂに至る第１の流路と、点Ａから、第１フィルタ１０７、第２液室１０３、第２フィルタ１０８、第２泡抜き路１１０を経て点Ｂに至る第２の流路とがある。第１の流路と第２の流路とは並列流路を構成する。第１泡抜き路１０９のインクによる流抵抗の発生圧力は、第２泡抜き路１１０を介して第２フィルタ１０８に作用するが、第２フィルタ１０８のメニスカス保持力よりも小さいので、第２液室１０３内の第２の気体溜まり１１１ｂは移動せず、インクも流れない。
【００３２】
第２の条件は、第２の気体溜まり１１１ｂのみが存在する状態（Ｓ３）（図４（ａ））から第２の気体溜まり１１１ｂを泡抜きするための条件である。第２の気体溜まり１１１ｂだけが存在する状態は、上述の、第１及び第２の気体溜まり１１１ａ、１１１ｂが共に存在する状態から第１の気体溜まり１１１ａの気体を除去した後だけではなく、初めから第２の気体溜まり１１１ｂのみが生じてしまう場合もある。例えば、記録装置を休止せずに、連続して記録を行う場合には、インク供給チューブ３０１から侵入する気体は殆どない。しかしながら、上述したように、インクを吐出させる際に発生させる熱エネルギーによって生じる気体（気泡）が第２液室１０３に発生し、第２の気体溜まり１１１ｂとなる。
【００３３】
第２の気体溜まり１１１ｂを除去するには、第１泡抜き路１０９のインクによる流抵抗の発生圧力が、第２フィルタ１０８のメニスカス保持圧力よりも大きい関係とする。ただし、第１泡抜き路１０９のインクによる流抵抗の発生圧力は、ノズル１０１のメニスカスを破るほど大きくならないようにする。この関係は、図４（ａ）に示す、第２の気体溜まり１１１ｂのみが存在する状態において、メニスカスが形成された第２フィルタ１０８に大きな圧力を作用させる。これにより、第２液室１０３の第２の気体溜まり１１１ｂの気体を、第２フィルタ１０８を通過させて、第２泡抜き路１１０へ流すための条件である。この条件下でインクの循環を行うと、第２の気体溜まり１１１ｂの気体は第２泡抜き路１１０を通り、インク排出路１０６へと導かれる（Ｓ４）（図４（ｂ））。第２の気体溜まり１１１ｂの体積によっては、第２泡抜き路１１０はインクと気体が混在した状態となることもある。第２の流路に流れが生じるとき、第１泡抜き路１０９のインクも同時に流れるが、 第１泡抜き路１０９を流れるインクの流量と第２の流路を流れるインクの流量は、それぞれの部位に設定された流抵抗に応じた流量となり、必ずしも同じとはならない。
【００３４】
以上のように第１及び第２の条件を使い分けることにより、第１及び第２の気体溜まり１１１ａ、１１１ｂの両方が存在する状態（Ｓ１）から第２の気体溜まり１１１ｂのみが存在する状態（Ｓ３）を経て、気体を除去する。その結果、図２に示すように、記録ヘッド１００内をインクで満たす（Ｓ５）ことができる（図６（ａ）参照）。同様にして、初めから第２の気体溜まり１１１ｂのみが存在する状態（Ｓ３）から気体を除去し、記録ヘッド１００内をインクで満たす（Ｓ５）ことができる（図６（ｂ）参照）。
【００３５】
第１及び第２の気体溜まり１１１ａ、１１１ｂの気体は、インクと共にインク排出路１０６を通り、インク循環チューブ３０２を流れ、液送ポンプ３００を介して、サブタンク４００に導かれる。サブタンク４００においては、気体が気液分離され、インク供給チューブ３０１に、サブタンク４００に送られてきた気体が吸い込まれることはない。
【００３６】
第３の条件は、第１の気体溜まり１１１ａのみが存在する状態（Ｓ６）（図５（ａ））から第１の気体溜まり１１１ａを泡抜きするための条件である。第１の気体溜まり１１１ａのみが存在する状態は、第１及び第２の気体溜まり１１１ａ、１１１ｂが共に存在する状態（Ｓ１）（図３（ａ））や、第２の気体溜まり１１１ｂのみが存在する状態（Ｓ３）（図４（ａ））から移行するのではない（図６参照）。線画や文字の記録等で、単位時間当りに消費するインクが少なく、インクを吐出する際の熱エネルギーがそれほど大きくない場合には、第２液室１０３に気体や気泡が生じない。しかし、インク供給チューブ３０１内に侵入した気体が、記録で消費されるインクと共に記録ヘッド１００まで運ばれてくるような場合に、この現象が生じる。
【００３７】
第１の気体溜まり１１１ａを除去するために、インクの循環開始時においてインクの循環流量が小さい状態で、第１の気体溜まり１１１ａの気体を第１泡抜き路１０９へ導く（Ｓ７）（図５（ｂ））。そして、所定時間の経過後にインクの循環流量が大きくなるように液送ポンプ３００を制御し、サブタンク４００へ気体溜まり１１１ａの気体を導き、記録へッド１００内をインクで満たす（Ｓ５）（図２）。インクの循環流量を変化させるのは、第１液室１０２の第１の気体溜まり１１１ａの気体を第１フィルタ１０７に呼び込まないようにするためである。つまり、第１の気体溜まり１１１ａの気体が第１フィルタ１０７に呼び込まれ、表面張力の作用によって第１フィルタ１０７に貼り付いてしまうと、もはや気体自身の浮力では上昇することはできずに、不動化する。そして第１フィルタ１０７にはメニスカスが形成される。このメニスカスを打ち破って気体溜まり１１１ａを除去するには、第２の条件で述べたような大きな圧力を作用させなければならず、あまりに大きな圧力が必要になると、ノズル１０１のメニスカスを破る恐れがあるので、これを避けなければならない。
【００３８】
そこで、第１の気体溜まり１１１ａを除去するには、第１泡抜き路１０９のインクの流量が、第２泡抜き路１１０のインクの流量より大きい関係とする。特に、第１泡抜き路１０９のインクの循環流量が、第２泡抜き路１１０のインクの循環流量の２倍以上あることが好ましい。所定時間の間、この関係を保つようにすれば、第１の気体溜まり１１１ａが第１フィルタ１０７に呼び込まれることはない。
【００３９】
なお、上述の所定時間とは、第１液室１０２に想定される第１の気体溜まり１１１ａの気体を第１泡抜き路１０９から排出するまでの時間である。気体溜まりは、第１及び第２の気体溜まり１１１ａ、１１１ｂが、共に存在するか（図３参照）、どちらか一方が存在する状態（図４、及び図５参照）のいずれかである。このいずれの状態であっても、第１の気体溜まり１１１ａの気体を排出するためには、予めわかっている第１液室１０２の容積相当分が全て第１の気体溜まり１１１ａの体積であるとして、これを排出するまでの時間として設定する。所定時間後はノズル１０１のメニスカスを破壊しない範囲でインクの循環流量を大きくすることで、第１の気体溜まり１１１ａの気体を速やかにサブタンク４００まで循環し、動作時間を短縮する。
【００４０】
上述したように、気体溜まり１１１ａ、１１１ｂが両方、またはいずれか一方が存在する状態（Ｓ１、Ｓ３、Ｓ６）から、記録ヘッド１００内が最終的にインクで満たされた状態（Ｓ５）になる。
【００４１】
ただし、以上説明したＳ１〜Ｓ７の全ての場合において、以下に示す第４の条件を満たすように設定する必要がある。その第４の条件は、インクの循環における第２液室１０３内の発生圧力が、ノズル１０１のメニスカス保持圧力よりも小さい関係とする。これは、図２を用いてインクの循環について説明したように、インクの循環流量が大きくなることで生じる第２液室１０３内の負圧で、ノズル１０１から外気を取り込むことを防ぐためである。気体溜まりがどこにあるか、また、第１泡抜き路１０９内と第２泡抜き路１１０内の気体とインクの存在状態で、インクの循環流量の上限が異なる。これについては後述する。
【００４２】
なお、図３（ａ）や図５（ａ）に示すように第１泡抜き路１０９にインクがあって、第１液室１０２の第１泡抜き路１０９側に第１の気体溜まり１１１ａが存在する場合（Ｓ１、Ｓ６）は、第１泡抜き路１０９にはメニスカスが形成される。したがって、ノズル１０１や第２フィルタ１０８と同様に第１泡抜き路１０９にメニスカス保持圧力が発生する。しかしながら、本実施形態では、第１泡抜き路１０９のメニスカス保持圧力は、ノズル１０１や第２フィルタ１０８のメニスカス保持圧力及び各部材の流抵抗による発生圧力と比べても僅かであり、流れ場に影響を与えないものとする。これは、第１泡抜き路１０９を極細管としなければ実現できるものである。
【００４３】
上述したように、第１及び第２の気体溜まり１１１ａ、１１１ｂを除去するためには、インクの循環流量を調整すればよい。以下に第１〜第４の条件の具体例について説明する。
【００４４】
フィルタのメニスカス保持圧力を構成する因子は、フィルタの平均開口径、インクの表面張力、インクとフィルタの接触角である。また、フィルタの流抵抗の発生圧力を構成する因子はフィルタの平均開口径、厚み、流体が流れる断面積と、流体の粘度や流量である。また、フィルタのない流路の流抵抗を構成する因子は、流体の粘度、流路長、流路径である。発生圧力はその流抵抗と流れる流体の流量との積である。さらに、ノズルのメニスカス保持圧力を構成する因子はノズルの径とインクの表面張力、インクとノズルの接触角である。
【００４５】
フィルタのメニスカス保持圧力をＰf（Ｐａ）、フィルタの平均開口径ｄf（ｍ）、インクの表面張力Ｔ（Ｎ/ｍ）、インクとフィルタの接触角をα（ｄｅｇ）とすると、式（１）となる。
【００４６】
【数１】
2012218398.tif 000003
【００４７】
フィルタの流抵抗をＲf（Ｐａ・ｓｅｃ・ｍ‐３）、フィルタの断面積をＳf（ｍ2）、インクの粘度μi（Ｐａ・ｓｅｃ）、とすると、式（２）となる。
【００４８】
【数２】
2012218398.tif 000004
【００４９】
係数ｋは、フィルタの厚みやフィルタを構成する繊維の織り方や多孔質体の積層状態、材質によって決まる係数である。本実施形態のフィルタは、発明者の測定によると、ｋ＝約（０．１〜２０）×１０８（１／ｍ）である。係数ｋは、大きな値である程小さなゴミや毛羽をトラップできる。トラップすべきゴミや毛羽の大きさや、後述する流抵抗の関係を設定するために最適な値を選ぶことができる。
【００５０】
インクがフィルタを流れるときの発生圧力をＰｒ（Ｐａ）、流れる流量をＱ（ｍ３／ｓｅｃ）とすると、式（２）を用いて、式（３）となる。
【００５１】
【数３】
2012218398.tif 000005
【００５２】
第１フィルタ１０７の断面積をＳｆ１（ｍ２）、第２フィルタ１０８の断面積をＳｆ２（ｍ２）とし、厚みや平均開口径、材質は同一とする。第１フィルタ１０７のインクによる発生圧力Ｐｒ１、第２フィルタ１０８のインクによる発生圧力Ｐｒ２は、式（３）を参照して、それぞれ、式（４）、式（５）となる。
【００５３】
【数４】
2012218398.tif 000006
【００５４】
【数５】
2012218398.tif 000007
【００５５】
フィルタのない流路をインクが流れるときの流路長をｌ（ｍ）、流路の断面積をＳｂ（ｍ２）とすると、流抵抗Ｒｉ（Ｐａ・ｓｅｃ・ｍ‐３）は、式（６）である。したがって、この流路の発生圧力Ｐｉ（Ｐａ）は、式（７）である。
【００５６】
【数６】
2012218398.tif 000008
【００５７】
【数７】
2012218398.tif 000009
【００５８】
また、フィルタのない流路を気体が流れるときの流抵抗Ｒｇ（Ｐａ・ｓｅｃ・ｍ‐３）は、気体の粘度をμｇ（Ｐａ・ｓｅｃ）とすると、式（８）であり、流抵抗の発生圧力Ｐｇ（Ｐａ）は、式（９）である。
【００５９】
【数８】
2012218398.tif 000010
【００６０】
【数９】
2012218398.tif 000011
【００６１】
なお、前述の第１の条件が満たされるとき、（インクの粘度μｉ）＞（気体の粘度μｇ）であれば、式（７）と式（９）の比較から、第１泡抜き路１０９のインクによる流抵抗の発生圧力は、第１泡抜き路１０９の気体による流抵抗の発生圧力よりも大きくなる。したがって、第２フィルタ１０８のメニスカス保持圧力は、第１泡抜き路１０９の気体による流抵抗の発生圧力よりも大きい関係となる。
【００６２】
ノズル１０１のメニスカス保持力Ｐｎ（Ｐａ）は、ノズル径をｄｎ（ｍ）、インクとノズルの接触角をβ（ｄｅｇ）とすると、式（１０）である。
【００６３】
【数１０】
2012218398.tif 000012
【００６４】
インクの循環中の第２液室１０３内の発生圧力Ｐ２（Ｐａ）は、次のように表すことができる。インク供給チューブ３０１の長さをＬｔ（ｍ）、断面積をＳｔ（ｍ２）、サブタンク４００の液面と第２液室１０３との水頭差をｈ（ｍ）、インクの密度をρ（ｋｇ／ｍ３）、インクの循環流量をＱｃ（ｍ３／ｓｅｃ）とする。また、第２の流路に流れがない場合と、流れがある場合とで生じる圧力が異なるために場合分けをする。
【００６５】
第２の流路に流れがない場合は、式（７）において、Ｑ＝Ｑｃであり、またｌ＝Ｌｔ、Ｓｂ＝Ｓｔである。更に水頭圧を考慮して発生圧力Ｐ２は、式（１１）である。
【００６６】
【数１１】
2012218398.tif 000013
【００６７】
発生圧力Ｐ２は、大気圧を基準とした負圧である。インクが循環しない場合（流量Ｑｃ＝０）は、サブタンク４００とノズル１０１の静的な釣合い状態として、（−ρｇｈ）で表される負圧となる。なお、インク流入路１０５の長さと断面積は、インク供給チューブ３０１と同じであるとし、式（１１）の第１項の流抵抗に含めている。
【００６８】
一方、第２の流路に流れがある場合は、式（１１）に対し、第１フィルタ１０７をインクが流れることによる発生圧力の分を考慮し、第２の流路を流れるインクの流量をＱ２（ｍ３／ｓｅｃ）とすると、式（４）、（１１）を参照して、式（１２）となる。
【００６９】
【数１２】
2012218398.tif 000014
【００７０】
次に、前述した本発明の４つの条件について式を用いて説明する。
【００７１】
第１の条件は、第１泡抜き路１０９のインクによる流抵抗の発生圧力をＰｉ１（Ｐａ）とすると、式（１３）で表される。
【００７２】
【数１３】
2012218398.tif 000015
【００７３】
第１泡抜き路１０９のインクによる流抵抗をＲｉ１（Ｐａ・ｓｅｃ・ｍ‐３）、第１泡抜き路１０９の流路長をｌ１（ｍ）、断面積をＳｂ１（ｍ２）とすると、式（６）を参照し、ｌ＝Ｌ１、Ｓｂ＝Ｓｂ１として、式（１４）となる。さらに、式（７）を参照して、インクの流れは第１泡抜き路１０９のみであることから、Ｑ＝Ｑｃであり、発生圧力Ｐｉ１は、式（１４）を用い、式（１５）となる。式（１）、（１５）を参照して、第１の条件は、式（１６）で表される。具体例は後述するが、式（１６）を満足させるように各因子を設定することができる。
【００７４】
【数１４】
2012218398.tif 000016
【００７５】
【数１５】
2012218398.tif 000017
【００７６】
【数１６】
2012218398.tif 000018
【００７７】
次に、第２の条件を導出する。第２泡抜き路１１０のインクによる流抵抗をＲｉ２（Ｐａ・ｓｅｃ・ｍ‐３）、第１泡抜き路１０９を流れるインクの流量をＱ１（ｍ３／ｓｅｃ）とする。なお、流抵抗Ｒｉ２は、式（６）において、流路長ｌを第２泡抜き路１１０の長さｌ２とし、流路断面積Ｓｂを第２泡抜き路１１０の断面積Ｓｂ２にする。
【００７８】
第２の気体溜まり１１１ｂのみが存在する状態（図４（ａ））を参照して、第１泡抜き路１０９と第２の流路とにおいて、圧力が同じとなるから、式（１７）が成り立つ。
【００７９】
【数１７】
2012218398.tif 000019
【００８０】
なお、第２液室１０３をインクが流れるので、第２液室１０３の壁面摩擦による流抵抗の発生圧力が少なからず生じる。しかし、本実施形態では、第２液室１０３のインク通過断面を大きくすることで、式（１７）の両辺それぞれに対し、無視できる程度の発生圧力としている。そのため、第２液室１０３の流抵抗による発生圧力は、式（１７）には現れない。
【００８１】
流量においては、保存則が成り立つから、式（１８）である。そして、式（１７）、（１８）から流量Ｑ１、Ｑ２を求めると、それぞれ式（１９）、式（２０）である。
【００８２】
【数１８】
2012218398.tif 000020
【００８３】
【数１９】
2012218398.tif 000021
【００８４】
【数２０】
2012218398.tif 000022
【００８５】
第２の流路に流れが生じるには、式（２０）において、Ｑ２＞０とならなければならない。つまり、式（２０）の分子において、式（２１）である。
【００８６】
【数２１】
2012218398.tif 000023
【００８７】
これは、第１泡抜き路１０９のインクによる流抵抗Ｒｉ１と循環流量Ｑｃとの積によって表される圧力（式（２１）の左辺）は、第２フィルタ１０８のメニスカス保持圧力Ｐｆ（（式（２１）の右辺）より大きいことを表している。なお、第２泡抜き路１１０に第２フィルタ１０８を通過した気体が侵入した場合は、式（１７）の右辺第１項の流抵抗Ｒｉ２は、気体による流抵抗Ｒｇ２とインクによる流抵抗Ｒｉ２を適当に配分した和に置き換えられる。しかしながら、式（２０）の符号には影響がないため、式（２１）は同じく導出される。なお、流抵抗Ｒｇ２は、式（８）において、流路長ｌを第２泡抜き路１１０の長さｌ２とし、流路断面積Ｓｂを第２泡抜き路１１０の断面積Ｓｂ２として表わされる。
【００８８】
流抵抗Ｒｉ１は式（１４）で表され、メニスカス保持圧力Ｐｆは式（１）であるから、結局、式（２１）は、式（２２）となる。
【００８９】
【数２２】
2012218398.tif 000024
【００９０】
式（２２）は、式（１６）と不等号の向きが逆転した関係である。具体例は後述するが、式（２２）を満足させるように各因子を設定することができる。
【００９１】
第３の条件は、以下のようにする。
【００９２】
第２フィルタ１０８のインクによる流抵抗をＲｆ２（Ｐａ・ｓｅｃ・ｍ‐３）とする。第１液室１０２に第１の気体溜まり１１１ａが存在する状態（図５（ａ））を参照して、第１泡抜き路１０９と第２の流路とにおいて、圧力が同じとなるから式（２３）が成り立つ。また、流量においては、保存則として前述の式（１８）が成り立つ。また、式（１８）、（２３）から流量Ｑ１、Ｑ２を求めると、それぞれ式（２４）、式（２５）である。
【００９３】
【数２３】
2012218398.tif 000025
【００９４】
【数２４】
2012218398.tif 000026
【００９５】
【数２５】
2012218398.tif 000027
【００９６】
式（２４）、（２５）は、第１の気体溜まり１１１ａのみが存在する状態（図５（ａ））での流量であるが、第１の気体溜まり１１１ａが第１泡抜き路１０９を移動する状態（図５（ｂ））に移行するため、この流量Ｑ１’、Ｑ２’を求めておく必要がある。式（２４）、（２５）において、第１泡抜き路１０９のインクによる流抵抗Ｒｉ１を、気体による流抵抗Ｒｇ１に置き換えればよく、即ち、それぞれ式（２４’）、式（２５’）である。
【００９７】
【数２６】
2012218398.tif 000028
【００９８】
【数２７】
2012218398.tif 000029
【００９９】
第１の気体溜まり１１１ａのみが存在する状態（図５（ａ））は、式（２４）、（２５）を参照して、インクの循環流量Ｑｃを小さくすることで、第２の流路のインクの流量Ｑ２を小さくできる。同時に第１泡抜き路１０９のインクの流量Ｑ１は小さくなるが、一方で、式（２４）、（２５）の各流抵抗を適当に設定すれば、流量の大小関係を、式（２６）とすることができる。
【０１００】
【数２８】
2012218398.tif 000030
【０１０１】
第１の気体溜まり１１１ａが第１泡抜き路１０９を移動する状態（図５（ｂ））は、式（２４’）、（２５’）を参照して、同様に式（２６’）となるように設定する。
【０１０２】
【数２９】
2012218398.tif 000031
【０１０３】
具体例は後述するが、式（２６）と式（２６’）とで、流量Ｑ１、Ｑ２の差が小さい方（厳し目にみた安全側の条件）であっても、第１の気体溜まり１１１ａの気体が、第１フィルタ１０７に呼び込まれることない。そのため、第１の気体溜まり１１１ａの気体が先に第１泡抜き路１０９に吸い込まれるように各因子を設定すればよい。
【０１０４】
第４の条件は、式（２７）で表される。
【０１０５】
【数３０】
2012218398.tif 000032
【０１０６】
第２液室１０３の発生圧力Ｐ２は、第２の流路のインクの流れの有無で式（１１）と式（１２）に区別されるので、それぞれの場合について関係を示す。
【０１０７】
第２の流路に流れがない場合（図３（ａ）の状態）は、式（１０）、（１１）を式（２７）にそれぞれ代入して、式（２８）となる。第１の気体溜まり１１１ａの気体が第１泡抜き路１０９を移動する状態（図３（ｂ））であっても、式（２８）には影響がない。
【０１０８】
【数３１】
2012218398.tif 000033
【０１０９】
第２の流路に流れがある場合は、式（１０）、（１２）を式（２７）にそれぞれ代入して式（２９）である。ここで、式（２９）中の流量Ｑ２は、第２液室１０３の第２の気体溜まり１１１ｂの有無により、式（２０）または式（２５）で表される。
【０１１０】
【数３２】
2012218398.tif 000034
【０１１１】
図４（ａ）に示す第２液室１０３に第２の気体溜まり１１１ｂが存在する場合は、式（２９）に式（２０）を代入して、インクの循環流量Ｑｃの範囲として、式（３０）を得る。また、図４（ｂ）に示す第２の気体溜まり１１１ｂの気体が第２泡抜き路１１０を移動する状態は、式（３０）において、第２泡抜き路１１０のインクによる流抵抗Ｒｉ２を、気体による流抵抗Ｒｇ２に置き換えればよく、即ち、式（３０’）となる。
【０１１２】
【数３３】
2012218398.tif 000035
【０１１３】
【数３４】
2012218398.tif 000036
【０１１４】
また、図５（ａ）に示す第１液室１０２に第１の気体溜まり１１１ａが存在する場合は、式（２９）に式（２５）を代入して、循環流量Ｑｃの範囲として、式（３１）を得る。
【０１１５】
【数３５】
2012218398.tif 000037
【０１１６】
第１液室１０２に第１の気体溜まり１１１ａが存在する状態（図５（ａ））は、図７のマトリックスにおいて、記録ヘッド１００内がインクで満たされた状態（図２）と同じに分類される。そのため、式（３１）は、記録ヘッド１００内がインクで満たされた状態（図２）における第４の条件でもある。第１液室１０２に第１の気体溜まり１１１ａが存在する状態（図５（ａ））と記録ヘッド１００内がインクで満たされた状態（図２）とでは違いがある。それは、第１液室１０２に第１の気体溜まり１１１ａが存在する状態（図５（ａ））では、第１の気体溜まり１１１ａの気体が第１泡抜き路１０９を移動する状態（図５（ｂ））に移行することである。したがって、第４の条件は、後段の式（３１’）に置き換わる。
【０１１７】
第１の気体溜まり１１１ａの気体が第１泡抜き路１０９を移動する状態（図５（ｂ））は、式（３０）において、第１泡抜き路１０９のインクによる流抵抗Ｒｉ１を、気体による流抵抗Ｒｇ１に置き換えればよく、即ち、式（３１’）である。
【０１１８】
【数３６】
2012218398.tif 000038
【０１１９】
上記の式（３０）、（３１）、（３０’）、（３１’）において、各部の流抵抗Ｒは式（２）や式（６）で表され、フィルタのメニスカス保持圧力Ｐｆは式（１）で表されるが、煩雑になるので詳細表記は割愛する。
【０１２０】
式（２８）、（３０）、（３１）、（３０’）、（３１’）は第１泡抜き路１０９及び第２泡抜き路１１０におけるインクと気体の組み合わせ関係や、第２の流路の流れの有無等、それぞれの場合でのインクの循環流量Ｑｃの上限を与えるものである。今、気体溜まりがどの状態にあるかわからないので、これら５つの式の最小値を上限として設定する。
【０１２１】
これまで説明した条件を整理すると、以下になる。
第１の条件は、式（１６）で表わされる。
第２の条件は、式（２２）で表わされる。
第３の条件は、式（２４）と式（２５）の流量について、式（２６）で表わされ、また式（２４’）と式（２５’）の流量について、式（２６’）で表わされ、これら式（２６）と式（２６’）について、より安全側の方を満足させる。
第４の条件は、式（２８）、（３０）、（３１）、（３０’）、（３１’）で表わされるインクの循環流量について、最小値を上限とする。
【０１２２】
上記を満たすように各因子を決定する。以下に一例を示す。
【０１２３】
第１の条件について例を挙げる。Ｔ＝０．０４（Ｎ/ｍ）、ｃｏｓα≒１、ｄｆ＝７．５×１０‐５（ｍ）、ｌ１＝０．０２（ｍ）、μｉ＝３×１０‐３（Ｐａ・ｓｅｃ）、Ｓｂ１＝７．１×１０‐８（ｍ２）、Ｑｃ＝６×１０‐８（ｍ３／ｓｅｃ）とすると、
式（１６）の左辺＝約２１（ｋＰａ）
式（１６）の右辺＝約１８（ｋＰａ）
となり、式（１６）が成り立つ。
【０１２４】
第２の条件について例を挙げる。Ｑｃ＝３０×１０‐８（ｍ３／ｓｅｃ）とすると、
式（２２）の左辺＝約７１（ｋＰａ）
式（２２）の右辺＝約２１（ｋＰａ）（＝式（１６）の左辺）
となり、式（２２）が成り立つ。
【０１２５】
第２の条件のインクの循環流量は、第１の条件の循環流量に対し５倍の値にして、第１泡抜き路１０９の流抵抗の発生圧力を増加させている。
【０１２６】
第３の条件について例を挙げる。ｋ＝１．６×１０８（１／ｍ）、ｌ２＝０．０５（ｍ）、Ｓｆ１＝１．２×１０‐４（ｍ２）、Ｓｆ２＝１×１０‐６（ｍ２）、Ｓｂ２＝７．１×１０‐８（ｍ２）とすると、インクの循環の始めはＱｃ＝６×１０‐８（ｍ３／ｓｅｃ）として、
式（２４）の流量Ｑ１は、Ｑ１=４．８×１０‐８（ｍ３／ｓｅｃ）
式（２５）の流量Ｑ２は、Ｑ２=１．２×１０‐８（ｍ３／ｓｅｃ）
となる。流量Ｑ１は、流量Ｑ２の約４倍となる。
【０１２７】
式（２４’）の流量Ｑ１’は、Ｑ１’=６．０×１０‐８（ｍ３／ｓｅｃ）
式（２５’）の流量Ｑ２’は、Ｑ２’=０．００９×１０‐８（ｍ３／ｓｅｃ）
となる。流量Ｑ１’は、流量Ｑ２’の約６８０倍となる。第１液室１０２に第１の気体溜まり１１１ａが存在する状態（図５（ａ））では、発明者の検討によると、流量Ｑ１が流量Ｑ２の少なくとも約２倍以上あれば、第１の気体溜まり１１１ａの気体を第１フィルタ１０７に呼び込むことはなく、実質的な問題は生じない。
【０１２８】
第１液室１０２の容積分、インクを流した後、インクの循環流量Ｑｃを次の第４の条件まで流量を増やす。
【０１２９】
第４の条件について例を挙げる。ｃｏｓβ≒１、ｄｎ＝１．５×１０‐５（ｍ）、Ｌｔ＝１．５（ｍ）、Ｓｔ＝７．１×１０‐６（ｍ２）、ｈ＝０．１（ｍ）とすると、
式（２８）の右辺＝４．３×１０‐６（ｍ３／ｓｅｃ）
式（３０）の右辺＝２．９×１０‐６（ｍ３／ｓｅｃ）
式（３１）の右辺＝３．２×１０‐６（ｍ３／ｓｅｃ）
式（３０’）の右辺＝１．６×１０‐６（ｍ３／ｓｅｃ）
式（３１’）の右辺＝４．２×１０‐６（ｍ３／ｓｅｃ）
である。最小値は、式（３０’）の右辺であり、先のインクの循環開始時のインクの流量の約２７倍である。Ｑｃ＝１．５×１０‐６（ｍ３／ｓｅｃ）とすると、式（２２）の左辺＝約３３０（ｋＰａ）であるから、第２の条件についても満足している。この値に設定した循環流量でインクを流せば、ノズル１０１のメニスカスを破壊せずに、サブタンク４００まで気体とインクを流すことができ、時間を短縮できる。
【０１３０】
［実施形態２］
図８は、本発明に係る記録装置の第２の実施形態の記録ヘッド付近の拡大概略図を示している。本実施形態では、第１の実施形態の記録装置において、第２泡抜き路１１０の気体を検知する気体検知センサ１３１が設けられている。他の構成については、第１の実施形態と同様である。
【０１３１】
第１の実施形態では、式（２８）、式（３０）、式（３１）、式（３０’）、式（３１’）のそれぞれの右辺の最小値を循環流量の上限値とした。本実施形態では、気体検知センサ１３１によって、第２泡抜き路１１０に気体があるかないかを検知して、循環流量を切り換えても良い。
【０１３２】
例えば、第２泡抜き路１１０に気体がある間は、Ｑｃ＝１．５×１０‐６（ｍ３／ｓｅｃ）とし、第２泡抜き路１１０に気体がなくなった（インクで満たされた）後は、Ｑｃ＝２．８×１０‐６（ｍ３／ｓｅｃ）とする。この値は、２番目に小さい循環流量（式（３０）の右辺）よりも少し小さな循環流量である。気体がある間の循環流量よりも約１．９倍の流量であり、サブタンク４００まで気体とインクを流す時間をさらに短縮できる。
【０１３３】
［実施形態３］
図９は、本発明に係る記録装置の第３の実施形態の記録ヘッド付近の拡大概略図であり、（ａ）は記録ヘッドの概略図、（ｂ）は第１泡抜き路の拡大概略図である。第１の実施形態では第１泡抜き路１０９の流抵抗の発生圧力をインクの循環流量によって変化させたが、本実施形態においては、気体溜め部１０２ａにインクの比重より小さなフロートボール１１３を設けて第１泡抜き路１０９の流抵抗の発生圧力を変化させる。なお、他の構成については第１の実施形態の同様である。
【０１３４】
気体溜め部１０２ａの上部（排出部）は、円錐形をしている。そして、気体溜め部１０２ａの側面から第１泡抜き路１０９との接続部に向かって延びる複数の内部壁１１２が設けられている。内部壁１１２同士は間隔を有しており、気体溜め部１０２ａの側面から延びた内部壁１１２は、他の位置では気体溜め部１０２ａに接触しない。そして、フロートボール１１３を内部壁１１２の内側、つまり第１液室１０２側に配置する。このようにすることで、フロートボール１１３が気体溜め部１０２ａと第１泡抜き路１０９との接続部に完全に栓をしないようにしている。
【０１３５】
フロートボール１１３はインクの比重より軽い部材で構成されていて、インク液面が上昇すると浮力により円錐型の排出口を閉塞する役目をする。本発明では内部壁１１２を形成することで、フロートボール１１３を弁ではなく第１泡抜き路１０９の流抵抗を変えるための手段として利用している。これにより、フロートボール１１３と気体溜め部１０２ａとの隙間を通って気体やインクが流れる。内部壁１１２の長さや幅を適切に設定することで、フロートボール１１３が内部壁１１２に接触した状態における第１泡抜き路１０９の流抵抗を第１の実施形態の流抵抗とほぼ同じに設定することが可能である。
【０１３６】
また、フロートボール１１３は、インクの表面張力で内部壁１１２に付着しても気体溜め部１０２ａの内面とフロートボールとの間には間隔があるため、気体やインクは第１泡抜き路１０９に流れることができる。これにより、第１液室１０２内の第１の気体溜まり１１１ａを除去することができる。フロートボール１１３を落下させる機構を設ける必要がなく、記録装置の構成が複雑化しない。
【０１３７】
［実施形態４］ 
図１０は、本発明に係る記録装置の第４の実施形態の記録ヘッド付近の拡大概略図である。第１の実施形態では、第１泡抜き路１０９を記録ヘッド１００内に設けた。本実施形態では、記録ヘッド１００の内部に第１泡抜き路１０９を設けるのではなく、インク供給チューブ３０１とインク循環チューブ３０２とを接続する流路を設け、この流路を第１泡抜き路１０９とする。なお、他の構成については、第１の実施形態と同様である。
【０１３８】
インク供給チューブ３０１に気体溜め部１０２ａを設け、この気体溜め部１０２ａとインク循環チューブ３０２とを第１泡抜き路１０９で繋ぐ。なお、インク供給チューブ３０１の気体溜め部１０２ａの位置や、インク循環チューブ３０２の第１泡抜き路１０９が繋がる位置は、ともに、ジョイント１０４ａ、１０４ｂ側の端部付近が好ましい。インク供給チューブ３０１から流れてくる気体は、気体溜め部１０２ａに溜まり、下流の第１液室１０２へは流れない。第１の実施形態で説明した第３の条件における所定時間の設定においては、気体溜め部１０２ａの全容積が気体であるとして、これを排出するまでの時間とする。
【０１３９】
このように気体溜め部１０２ａと第１泡抜き路１０９を記録ヘッド１００の外部に設けているので、記録ヘッド１００内の構成を簡素化することがき、記録ヘッド１００を小さく構成することで、消耗品としての記録ヘッド１００のコストを抑えることができる。
【０１４０】
［実施形態５］
図１１は、本発明に係る記録装置の第５の実施形態の記録ヘッド付近の拡大概略図である。上述の実施形態では、第２泡抜き路１１０はインク排出路１０６と直線状に繋がっており、第１泡抜き路１０９はインク排出路１０６と角度を有して繋がっていた。本実施形態では、第２泡抜き路１１０はインク排出路１０６と角度を有して繋がっており、第１泡抜き路１０９はインク排出路１０６と直線状に繋がっている。この場合でも、第１の実施形態で説明したのと同様に、気体溜まりを除去できる。これにより、インク流れの配管系路を自由に設計できることが可能となる。
【０１４１】
［実施形態６］
図１２は、本発明に係る記録装置の第６の実施形態の記録ヘッド付近の拡大概略図である。
【０１４２】
上述の実施形態では、記録ヘッド１００の内部に、第１フィルタ１０７と第２フィルタ１０８を別々に設けていた。一方、本実施形態では１つの部材としてフィルタ１２０を使用する構成である。フィルタ１２０と第２液室１０３の結合手段として、結合部１１４は接着又は熱溶着される部位であり、フィルタ１２０を第１フィルタ部１２１と第２フィルタ部１２２に分けている。
【０１４３】
結合部１１４にてフィルタ１２０が分けられ、第１液室１０２内のインクは第１フィルタ部１２１を介し第２液室１０３へと流れる。また第２液室１０３のインクまたは第２の気体溜まり１１１ｂの気体は、第２フィルタ部１２２を介し第２液室１０３から第２泡抜き路１１０へと導かれる。
【０１４４】
また、フィルタ１２０は、第１フィルタ部１２１から第２フィルタ部１２２に向かってノズル１００の設けられた面から段々離れるように傾斜している。第１泡抜き路１０９は、そのフィルタ１２０に沿って気体溜め部１０２ａから第２フィルタ部１２２の下流側に接続されている。したがって、本実施形態では、上述の実施形態で説明した第２泡抜き路１１０に相当する部位は、限りなく縮小されている。
【０１４５】
本実施形態における第１泡抜き路１０９の気体とインクの流れは、第１の実施形態と同様である。
【０１４６】
また、第１の実施形態で説明した流れを規定する条件を表わす式（２４）、（２５）、（２４’）、（２５’）、（３０）、（３１）、（３０’）、（３１’）において、第２泡抜き路１１０に関する流抵抗Ｒｉ２、流抵抗Ｒｇ２をそれぞれ、≒０として計算する。そして、各因子を決定すればよい。
【０１４７】
以上の構成によりフィルタの部品点数を少なくでき、記録ヘッド１００をコストダウンできる。
【符号の説明】
【０１４８】
１００    記録ヘッド
１０１    ノズル
１０２    第１液室
１０３    第２液室
１０５    インク流入路
１０６    インク排出路
１０７    第１フィルタ
１０８    第２フィルタ
１０９    第１泡抜き路
１１０    第２泡抜き路
３００    液送ポンプ（ポンプ手段）
４００    サブタンク
５００    インクタンク
【図１】
2012218398.tif 000039
【図２】
2012218398.tif 000040
【図３】
2012218398.tif 000041
【図４】
2012218398.tif 000042
【図５】
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【図６】
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【図７】
2012218398.tif 000045
【図８】
2012218398.tif 000046
【図９】
2012218398.tif 000047
【図１０】
2012218398.tif 000048
【図１１】
2012218398.tif 000049
【図１２】
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