JP2002307709A

JP2002307709A - 液体供給システム、インクジェット記録ヘッド、インクジェット記録装置、および液体充填方法

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Publication number: JP2002307709A
Application number: JP2001280665A
Authority: JP
Inventors: Akihiro Yamanaka; 昭弘山中; Hiroyuki Maeda; 浩行前田; Mitsuru Kurata; 満蔵田; Hironori Tajima; 裕基但馬; Tetsuhito Kageyama; 徹人蔭山; Takeaki Shima; 丈明島; Toshihiro Sasaki; 俊博佐々木; Tadao Watabe; 格生渡部; Takeshi Kono; 健河野; Akira Goto; 顕後藤
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2001-02-09
Filing date: 2001-09-14
Publication date: 2002-10-23
Anticipated expiration: 2021-09-14
Also published as: EP1231062A3; KR100460243B1; EP1231062A2; ATE374696T1; CN1374196A; HK1048286A1; DE60222711D1; KR20020066234A; US6805437B2; AU1551302A; AU784532B2; DE60222711T2; CA2371024C; EP1231062B1; SG115449A1; US20030227520A1; CA2371024A1; CN1222421C; JP3801003B2

Abstract

(57)【要約】【課題】無駄なインクをできるだけ少なくしつつ、フ
ィルタの下流側に生じる気泡による不具合を防止する。【解決手段】記録ヘッド２０１は、外部から供給され
たインクを蓄えるサブタンク部２０１ｂと、サブタンク
部２０１ｂから供給されたインクを蓄え、インクを吐出
するノズル２０１ｇにインクを直接供給する液室２０１
ｆとを有する。サブタンク部２０１ｂと液室２０１ｆと
の間にはフィルタ２０１ｃが設けられる。液室２０１ｆ
は、液室２０１ｆ内のインクとフィルタ２０１ｃとの間
気体で隔てられるように、所定の量のインクを保持して
いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、インクジェット記
録ヘッド、このインクジェット記録ヘッドを用いたイン
クジェット記録装置、これらに好適に用いられる液体供
給システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】プリンタ等の記録方式のうち、吐出口
（ノズル）からインクを吐出させて被記録媒体に文字や
画像等を形成するインクジェット記録方式は、低騒音の
ノンインパクト記録方式で高密度かつ高速の記録動作が
可能であるため、近年では広く採用されている。

【０００３】一般的なインクジェット記録装置は、イン
クジェット記録ヘッドと、これを搭載するキャリッジを
駆動する手段と、被記録媒体を搬送する手段と、これら
を制御するための制御手段とを備えている。このよう
に、キャリッジを移動させながら記録動作を行うものを
シリアルスキャン型という。一方、インクジェット記録
ヘッドを移動させずに被記録媒体の搬送のみで記録動作
を行うものをライン型という。ライン型のインクジェッ
ト記録装置では、インクジェット記録ヘッドは、被記録
媒体の幅方向全幅にわたって配列された多数のノズルを
有する。

【０００４】インクジェット記録ヘッドは、ノズルから
インク滴を吐出させるために、ノズル内のインクに与え
る吐出用のエネルギーを発生するエネルギー発生手段を
有する。エネルギー発生手段としては、ピエゾ素子等の
電気機械変換体素子を用いたもの、発熱抵抗体等の電気
熱変換体素子を用いたもの、あるいは電波やレーザ等の
電磁波を機械的振動または熱に変換する電磁波機械変換
体素子、電磁波熱変換体素子を用いたもの等がある。そ
の中でも、熱エネルギーを利用してインク滴を吐出させ
る方式は、エネルギー発生手段を高密度に配列させるこ
とができるため高解像度の記録を行うことが可能であ
る。特に、電気熱変換体素子をエネルギー発生手段とし
て用いたインクジェット記録ヘッドは、電気機械変換体
素子を用いたものよりも小型化が容易であり、更には、
最近の半導体製造分野において進歩と信頼性の向上が著
しいＩＣ技術やマイクロ加工技術を応用してその長所を
十分に活用することにより、高密度実装化が容易でかつ
製造コストを低くできるという利点がある。

【０００５】インクジェット記録ヘッドへのインクの供
給方式としては、インクを収容するインクタンクをイン
クジェット記録ヘッドと一体としたいわゆるヘッドタン
ク一体方式、インクタンクをインクジェット記録ヘッド
と分離したいわゆるヘッドタンク分離方式、インクタン
クとインクジェット記録ヘッドとをチューブで接続した
いわゆるチューブ供給方式、および、インクタンクとイ
ンクジェット記録ヘッドとを別々に設け、必要に応じて
インクジェット記録ヘッドをインクタンクの位置まで移
動させて両者を接続し、その間にインクタンクからイン
クジェット記録ヘッドへインクを供給する、いわゆるピ
ットイン方式がある。

【０００６】インクタンクの交換頻度を少なくするため
にインクタンクの容量を大きくすると、インクタンクの
重量が増大する。このことは、シリアルスキャン型のイ
ンクジェット記録装置においては、キャリッジに加わる
重量が増大することを示す。このことを考慮すると、大
判の記録画像を出力する等、大容量のインクタンクを用
いる必要があるシリアルスキャン型のインクジェット記
録装置では、チューブ供給方式やピットイン方式を採用
する場合が多い。中でも、ピットイン方式はインクの供
給中は記録動作を停止させる必要があるため、長時間の
連続記録が可能なチューブ供給方式が多く採用される。

【０００７】以下に、チューブ供給方式のインクジェッ
ト記録装置のインク供給系について、図２５を参照して
説明する。

【０００８】図２５に示すインク供給系は、インクを内
部に収納するメインタンク１２０４と、メインタンク１
２０４が着脱可能に装着される供給ユニット１２０５
と、供給チューブ１２０６を介して供給ユニット１２０
５と接続されている記録ヘッド１２０１とを有する。

【０００９】供給ユニット１２０５はインク室１２０５
ｃをその内部に有している。インク室１２０５ｃは、上
部において大気連通口１２０５ｇにより大気に開放され
るとともに、底部において供給チューブ１２０６と接続
されている。また、供給ユニット１２０５には、それぞ
れ下端がインク室１２０５ｃ内に位置し、かつ上端が供
給ユニット１２０５の上面から突出している中空のイン
ク供給針１２０５ａおよび大気導入針１２０５ｂが固定
されている。インク供給針１２０５ａの下端は、大気導
入針１２０５ｂの下端よりも低い位置にある。

【００１０】メインタンク１２０４は、メインタンク１
１２０４の内部を密閉するための、ゴム栓等で構成され
る２つのコネクタ部を底部に有し、メインタンク単独で
は密閉構造となっている。メインタンク１２０４を供給
ユニット１２０５に装着する際は、インク供給針１２０
５ａおよび大気導入針１２０５ｂがそれぞれコネクタ部
を貫通しメインタンク１２０４の内部に侵入するように
装着する。インク供給針１２０５ａの下端の位置と大気
導入針１２０５ｂの下端の位置は上記のように設定され
ているので、メインタンク１２０４内のインクはインク
供給針１２０５ａを介してインク室１２０５ｃへ供給さ
れ、それによるメインタンク１２０４内の圧力の減少分
を補うように、大気導入針１２０５ｂを介してメインタ
ンク１２０４内に大気が導入される。大気導入針１２０
５ａの下端がインクに浸かる位置までインク室１２０５
ｃ内にインクが供給されると、メインタンク１２０４か
らインク室１２０５ｃへのインクの供給が停止する。

【００１１】記録ヘッド１２０１は、一定量のインクを
蓄えるサブタンク部１２０１ｂと、インクを吐出する複
数のノズルが配列されたインク吐出部１２０１ｇと、サ
ブタンク部１２０１ｂとインク吐出部１２０１ｇとを接
続する流路１２０１ｆとを有する。インク吐出部１２０
１ｇではノズルの開口面が下方を向いており、インクは
下向きに吐出される。インク吐出部１２０１ｇの各ノズ
ル内には、上述したエネルギー発生手段が設けられてい
る。サブタンク部１２０１ｂはインク吐出部１２０１ｇ
の上方に位置しており、供給チューブ１２０６はこのサ
ブタンク部１２０１ｂと接続されている。サブタンク部
１２０１ｂと流路１２０１ｆとの間には、インク中の微
細な異物がインク吐出部１２０１ｇに侵入することによ
って生じるノズルの目詰まりを防止するために、微細な
メッシュ構造を有するフィルタ１２０１ｃが取り付けら
れている。

【００１２】フィルタ１２０１ｃの面積はインクによる
圧力損失を許容値以下とするように設定される。フィル
タ１２０１ｃでの圧力損失は、フィルタ１２０１ｃのメ
ッシュが細かいほど、また、フィルタ１２０１ｃを通過
するインクの流量が多いほど高くなる。逆に、フィルタ
１２０１ｃの面積には反比例する。近年の高速、多ノズ
ル、小ドットの記録ヘッドにおいては圧力損失が高くな
る傾向にあるので、フィルタ１２０１ｃの面積をできる
だけ大きくして圧力損失の上昇を抑えている。

【００１３】インク吐出部１２０１ｇにあるノズルは、
大気に対して開放されており、しかもノズルの開口面は
下方を向いて配置されているので、ノズルからのインク
の漏れを防止するために、記録ヘッド１２０１の内部は
大気に対して負圧に保たれている必要がある。一方、負
圧が大きすぎるとノズル内に気体が侵入し、ノズルから
インクを吐出することができなくなってしまう。そこ
で、記録ヘッド１２０１内を適度の負圧状態とするため
に、ノズルの開口面の位置がインク室内１２０５ｃでの
インクの液面に対して高さＨだけ高い位置になるように
記録ヘッド１２０１を配置し、記録ヘッド１２０１内が
高さＨの水頭差分の負圧に保たれた状態とする。これに
よりノズルは、開口面にメニスカスを形成した状態でイ
ンクを満たした状態に保たれる。

【００１４】ノズルからのインクの吐出は、エネルギー
発生手段の駆動によりノズル内のインクを押し出すこと
によって行われる。インクの吐出後、ノズル内には毛管
力によって流路１２０１ｆ側からインクが充填される。
記録動作中は、ノズルからのインクの吐出とノズル内へ
のインクの充填とが繰り返され、これによって、インク
は供給チューブ１２０６を介して随時インク室１２０５
ｃから吸い上げられる。

【００１５】インク室１２０５ｃ内のインクが記録ヘッ
ド１２０１に吸い上げられ、インク室１２０５ｃ内のイ
ンクの液面位置が大気導入針１２０５ｂの下端よりも低
くなると、大気導入針１２０５ｂを介してメインタンク
１２０４内に大気が導入される。これに伴ってメインタ
ンク１２０４内のインクがインク室１２０５ｃに供給さ
れ、大気導入針１２０５ｂの下端が再びインク室１２０
５ｃのインクに浸かる。こういった挙動を繰り返しなが
ら、記録ヘッド１２０１からのインクの吐出に伴い、メ
インタンク１２０４内のインクが記録ヘッド１２０１へ
供給される。

【００１６】ところで、記録ヘッド１２０１のサブタン
ク部１２０１ｂには、供給チューブ１２０６などの樹脂
材料を透過して侵入した気体や、インク中に溶存してい
た気体が次第に蓄積してくる。サブタンク部１２０１ｂ
に蓄積した余分な気体を排出するために、サブタンク部
１２０１ｂには、排気ポンプ１２１１ａと接続された排
気チューブ１２１１が接続されている。ただし、上述し
たように記録ヘッド１２０１内を適度な負圧状態に保つ
ため、排気チューブ１２１１には弁１２１１ｂが設けら
れている。これにより排気動作時にのみ弁１２１１ｂを
開くことによって、記録ヘッド１２０１内の圧力が大気
圧以上にならないようにしている。

【００１７】なお、インク吐出部１２０１ｇ内にインク
の増粘物が詰まった場合や、インク吐出部１２０１ｇの
インク中に溶存していた気体が蓄積され気泡となって生
じた場合に、これらを除去するために、インクジェット
記録装置においては回復ユニット１２０７が一般的に設
けられている。回復ユニット１２０７は、記録ヘッド１
２０１のノズルの開口面をキャッピングするキャップ１
２０７ａと、このキャップ１２０７ａに接続された吸引
ポンプ１２０７ｃとを有し、キャップ１２０７ａでノズ
ルの開口面をキャッピングした状態で吸引ポンプ１２０
７ｃを駆動し、インク吐出部１２０１ｇ内のインクを強
制的に吸引することで、インクの増粘物や余分な気泡を
インク吐出部１２０１ｇから除去する。

【００１８】この吸引回復動作の際、インクの流速が速
ければ、インクの増粘物や余分な気泡を効果的に除去で
きるので、流路１２０１ｆ内でのインクの流速を速くす
るために、流路１２０１ｆの断面積は小さくされる。一
方、前述したように、フィルタ１２０１ｃの断面積はで
きるだけ大きく設定されるので、フィルタ１２０１ｃの
下では流路１２０１ｆは断面積を絞った形状とされる。

【００１９】以上、チューブ供給方式を例に挙げて従来
のインク供給系を説明したが、ヘッドタンク一体方式や
ヘッドタンク分離方式、およびピットイン方式において
も、インクタンクから記録ヘッドまでのインクの供給経
路に関する構造が異なるだけで、記録ヘッドのフィルタ
から下側の構造は、基本的には上記チューブ供給方式と
同様である。

【００２０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来の構成では、気泡の完全除去ができないおそ
れがあるので、気泡が原因となる不吐出やインク落ち等
の記録品質の劣化が懸念される。

【００２１】図２５に示したフィルタ１２０１ｃ下のイ
ンク流路１２０１ｆに気泡が溜まった時の従来の構成で
の問題点を以下に示す。

【００２２】フィルタ下はインク流路の断面積を絞って
おり、元々記録ヘッドの回復動作を行っても流れのよど
みが生じてしまうため気泡が残ってしまう部分である。
特に、多ノズル、高速化に対応した記録ヘッドでは、フ
ィルタの面積を大きくする必要があるので、インク流れ
のよどみ部分が多くなり、フィルタ下に気泡が残りやす
くなる。特に、重力方向における上下方向にフィルタと
インク流路が配置されている場合には、浮力の働きによ
り気泡がフィルタ下に集まってくる。ところが、フィル
タ下に気泡が接触している部分では、気泡が妨げとなっ
てインクが通過しないので、フィルタの働きを行ってい
る有効面積が減ってしまうという問題点があった。

【００２３】また、インク流路は断面積が小さいので、
大きな気泡が生じるとインク流路が気泡で塞がれてしま
い、実質的なインクの流路抵抗が増してノズルへのイン
ク供給が追いつかなくなり、その結果、インク落ち等を
引き起こすおそれもあった。

【００２４】さらに、エネルギー発生手段に電気熱変換
素子を用いるインク吐出部内の気泡には、上流（フィル
タ側）から来る気泡、すなわちフィルタをインクが通過
する際に生じる気泡と、インクの吐出による気泡、すな
わち記録動作に伴いノズル内のヒータを加熱し、インク
を発泡させてインクを吐出させた後、発泡した気泡が消
滅する際に、インク中に再溶解しなかった気体が徐々に
蓄積したもとがある。この気泡がやがて大きくなってノ
ズル内に侵入したり、ノズルとインク吐出部との連通部
を塞いでしまったりすることにより、不吐出やインク落
ちが発生してしまうという問題点があった。特にインク
吐出部付近は、ヒータ周辺の温度が上昇し、インク内に
気泡が再溶解し難くなることで微細な気泡が集まり、記
録に悪影響を及ぼすほど大きく気泡が成長しやすくな
る。

【００２５】さらには、従来の構成では、インク流路断
面積を絞っているため、記録ヘッドの回復動作でインク
流路内の発生した気泡を排出することが可能である反
面、流路を寸断するほど早い段階で気泡が成長すると、
ノズルへのインクの供給を妨げてしまう。これを回避す
るためには、頻繁に回復動作を行い、気泡を排出する必
要がある。しかしその結果、回復動作の際にその都度イ
ンクを無駄にしてしまうという問題が生じた。

【００２６】そこで、「インク流路が気泡で分断されな
い」、または「インクの流れの淀みやすい部分がなくな
る」ようにインク流路の断面積を拡大した構成したとす
ると、逆に気泡が移動しやすくなり、吸引回復動作で勢
いよくインクを吸引してもインクを吸引するだけで、気
泡がインク流路内を上流側へ移動するため、気泡そのも
のを吸引して排出することが難しくなる。

【００２７】さらには、フィルタが微細なメッシュ構造
であるために、フィルタの下に気泡が到達してフィルタ
に吸着すると、結果としてフィルタの目にはサブタンク
部内のインクによるメニスカスが形成される。そのた
め、フィルタ下の気泡はフィルタを通過して上流側へ移
動することができない。よって、気泡がフィルタの下に
蓄積されてしまうことになる。

【００２８】気泡がフィルタの下に蓄積されると、この
部分はインクが通過せず、フィルタの有効面積が小さく
なりインクの流抵抗が増大するため、サブタンク部から
インク流路へのインク供給量とインク流路からインク吐
出部へのインク供給量のバランスが崩れて、吐出不良を
引き起こしてしまうおそれがある。さらに、インク供給
部内での気泡の蓄積やサブタンク部からインク供給路へ
のインクの供給不足が更に進行していくと、インク吐出
部内のインクが減少し、ノズルへのインク供給が不能と
なるなど、致命的な問題となってしまう。

【００２９】また、フィルタ下に蓄積された微小気泡が
成長して大きな気泡になった場合は、印字等における記
録ヘッドの振動によりこの大きな気泡がフィルタ下を移
動することにより、サブタンク部からインク流路へイン
クを供給するフィルタ有効面積を不安定ながらも確保す
ることができるが、フィルタ下に蓄積された微小気泡が
成長せずに蟹泡状の集合体のままである場合には、印字
等における記録ヘッドの振動でもフィルタ下には微小気
泡が張り付いて移動し難くなるため、サブタンク部から
インク流路へインクを供給するフィルタ有効面積を確保
し難くなる。これによりノズルへのインク供給がままな
らぬ状況になってしまう。

【００３０】さらには、上記のような気泡が原因となる
不吐出やインク落ち等の記録品質の劣化を防ぐために
は、フィルタ下に蓄積する気泡を除去する回復手段を頻
繁に繰り返すことが必要となってくる。

【００３１】こういった問題は、フィルタでの圧力損失
が大きくなりがちな、サブタンク部からインク流路へイ
ンクを供給する量が多くなる記録ヘッド、いわゆる多ノ
ズル、小ドットの記録ヘッドにおいて顕著である。

【００３２】本発明の目的は、無駄なインクをできるだ
け少なくしつつ、フィルタの下流側に生じる気泡による
不具合を防止するインクジェット記録ヘッド、このイン
クジェット記録ヘッドを用いたインクジェット記録装
置、これらに好適に用いられる液体供給システム、およ
び液体充填方法を提供することである。

【００３３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明の液体供給システムは、液体の供給方向の下流端
において液体を保持している液体保持部への液体供給経
路を有し、該液体供給経路の途中にフィルタが設けら
れ、重力方向における上下方向に前記フィルタの上流側
から下流側へ液体を供給可能な状態である液体供給シス
テムにおいて、前記フィルタの下流側に接する部分を気
体保持領域と液体保持領域とに区画する部材を有すると
ともに、該気体保持領域に保持された気体は、前記フィ
ルタの下流側から前記下流端の液体保持部との間に存在
する気体と連通状態にあることを特徴とする。

【００３４】本発明の液体供給システムによれば、フィ
ルタの下流側では気体保持領域を確保して気体を保持し
ているので、フィルタの下流側で気泡が発生したとして
も、気体保持領域に保持されている気体に比べて微小な
気泡は結果的にはこの気体と合体する。これにより、細
かい気泡が液体供給路内に混入および蟹泡状に残留する
ことがなくなる。また、フィルタの下流側を、この気体
保持領域と液体保持領域とに区画することにより、フィ
ルタの有効面積を安定して確保することが可能となるの
で、液体供給経路の下流端から大量の液体が消費されて
もフィルタの上流側からの液体の供給が不足することな
く安定して行われる。

【００３５】フィルタの下流には、気体保持領域を介し
てフィルタの下流側に存在している液体をその表面張力
によって保持することにより、フィルタを介してフィル
タの上流側の液体と連結する液体連結構造を有すること
が好ましい。これにより、液体供給経路の下流端からの
液体の消費時や、環境温度変化等による気体保持領域の
気体の体積変化時に、液体連結構造を介して、フィルタ
の上流側と下流側とで液体がスムーズに移動する。

【００３６】液体連結構造は、好ましくは、上下方向に
沿って設けられ、上端がフィルタの下流側の面と略接触
する溝状構造部を有している。この場合、溝状構造部と
フィルタとの間隙ｔを、０≦ｔ≦１．０ｍｍとすること
で、溝状構造部が保持している液体はフィルタに良好に
接触する。また、フィルタの下流側において、液体供給
経路を、その一側面を構成する蓋部材と、他の面を構成
し蓋部材が接合された本体部材とで構成し、溝状構造部
を、少なくとも蓋部材に設けてもよい。この場合、蓋部
材における溝状構造部を、蓋部材の本体部材との接合面
に対して突出して形成された、液体をその表面張力で保
持するスリット付きの突状部分として設けることで、蓋
部材と本体部材とが接着剤で接合されても、溝状構造部
の液体を保持するスリットに接着剤が流れ込むことが防
止される。

【００３７】また、液体供給経路は、フィルタの上流に
第１の液室を有し、フィルタの下流に、上記気体保持領
域を含む第２の液室を有する構成としてもよい。この場
合、第１の液室よりも上流側に弁機構を設けたり、ある
いは第１の液室に開閉可能な大気連通口を設けたりする
ことで、第２の液室内に気体が蓄積した際に、弁機構ま
たは大気連通口を閉じた状態で、第２の液室側からの吸
引により第１の液室および第２の液室を所定の圧力まで
減圧し、その後、弁機構または大気連通口を開くことに
より、第１の液室および第２の液室に気体が蓄積して第
１の液室および第２の液室内の液体量が減少しても、第
１の液室および第２の液室にそれぞれ適量の液体が上流
側から充填される。

【００３８】また、液体供給経路の、フィルタの下流に
２つの液室を設けても良い。第２の液室内の気体の膨張
や蒸気圧の上昇により、第２の液室内の液体は、液体供
給経路の下流端へ押し出されるか、またはフィルタを介
して第１の液室へ戻されることになる。しかし、第２の
液室内の液体が液体供給経路の下流端へ不用意に押し出
されるのは好ましくなく、一方、第２の液室内ではフィ
ルタは気体保持領域と接触しているので第２の液室内の
液体がフィルタを介して第１の液室へ戻ることはできな
い。そこで、気体保持領域の気体に隣接する液体保持部
を有する第３の液室を設けることで、第２の液室内の気
体の膨張や蒸気圧の上昇が生じても、第３の液室に保持
されている液体が、フィルタとの接触部を通じてスムー
ズに第１の液室内へ流れるので、第２の液室内の液体が
液体供給経路の下流端から不用意に押し出されることは
なくなる。第３の液室に保持されている液体のフィルタ
との接触領域を、第３の液室に保持されている液体の量
によらずに一定に保つには、第３の液室に液体保持部材
を所望数設けることで達成される。また、この液体保持
部材への液体の保持は、液体の表面張力を利用すること
で達成される。

【００３９】本発明のインクジェット記録ヘッドは、フ
ィルタで仕切られ、それぞれ内部に液体を保持する第１
の液室および第２の液室と、前記第２の液室と直接接続
され、前記第２の液室から供給された液体を吐出する液
体吐出部とを有し、前記第１の液室から前記フィルタを
介して前記第２の液室へ液体を供給可能なインクジェッ
ト記録ヘッドにおいて、前記フィルタの前記第２の液室
側に接する部分を気体保持領域と絵気体保持領域とに区
画する部材を有するとともに、該気体保持領域に保持さ
れた気体は、前記第２の液室に存在する気体と連通状態
にあることを特徴とする。

【００４０】本発明のインクジェット記録ヘッドでも、
フィルタで仕切られた第１の液室および第２の液室を有
し、第１の液室から第２の液室へ液体を供給可能な状態
において、フィルタの第２の液室側に接する部分を気体
保持領域と液体保持領域とに区画する部材を有するとと
もに、この気体保持領域に保持された気体が、第２の液
室に存在する気体と連通状態にあるので、上述した本発
明の液体供給システムと同様に、フィルタの下流側で発
生する気泡による不具合が解消され、吐出部からのイン
クの吐出が安定して行われる。

【００４１】これらにより、気泡が原因となる不吐出や
いわゆるインク落ち等の記録品質の劣化を防ぐことが可
能とすることができ、更にはフィルタ下に蓄積する気泡
を除去する回復手段を行う回数を低減することが可能と
なる。

【００４２】また、液体保持領域に保持された液体が第
２の液室と連通することにより、第１の液室の液体と第
２の液室の液体とが可逆的に移動することが可能な構成
とすることにより、第２液室内の気体体積が増加／収縮
を繰り返しても、吐出部からの液体の吐出が安定して行
うことが可能となる。

【００４３】本発明のインクジェット記録装置は、上記
本発明のインクジェット記録ヘッドを保持する保持手段
と、前記インクジェット記録ヘッドの液体吐出部から前
記インクジェット記録ヘッド内のインクを強制的に吸引
する吸引手段と、前記インクジェット記録ヘッドの第１
の液室を前記インクジェット記録ヘッドの外部に対して
密閉および開放させる弁機構とを有する。

【００４４】本発明のインクジェット記録装置では、吸
引手段と弁機構とを有するので、まず、弁機構を閉じた
状態で、吸引手段を動作させてインクジェット記録ヘッ
ド内を所定の圧力まで減圧し、その後、弁機構を開くこ
とにより、インクジェット記録ヘッドの第１の液室およ
び第２の液室内に気体が蓄積して両液室内のインクの量
が減少した場合でも、第１の液室および第２の液室にそ
れぞれ適量のインクが充填される。

【００４５】本発明の液体充填方法は、それぞれ液体を
保持する第１の液室と第２の液室とがフィルタで仕切ら
れるとともに、前記第１の液室から前記第２の液室への
液体の供給方向について前記第２の液室よりも下流側で
液体を保持しており、重力方向における上下方向に前記
フィルタの上流側から下流側へ液体を供給可能な状態に
おいて前記フィルタと前記第２の液室内の液体との間を
隔てる気体保持領域の気体が介在している液体供給シス
テムにおける液体充填方法であって、前記第１の液室を
外部に対して密閉する工程と、前記第１の液室が密閉さ
れた状態で、前記第２の液室の下流側から吸引すること
によって前記第１の液室および前記第２の液室を減圧す
る工程と、前記第１の液室および前記第２の液室の減圧
後、前記第１の液室を外部に対して開放する工程とを有
する。

【００４６】これにより、前述したのと同様に、第１の
液室および第２の液室内に気体が蓄積して両液室内の液
体の量が減少しても、第１の液室および第２の液室にそ
れぞれ適量の液体が充填される。

【００４７】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施形態について
図面を参照して説明する。

【００４８】（第１の実施形態）図１は、本発明の第１
の実施形態によるインクジェット記録装置の概略の構成
を示す斜視図である。

【００４９】図１に示すインクジェット記録装置は、記
録ヘッド２０１の往復移動（主走査）と、一般記録紙、
特殊紙、ＯＨＰフィルム等、記録用シートＳの所定ピッ
チごとの搬送（副走査）とを繰り返しつつ、これらの動
きと同期させながら記録ヘッド２０１から選択的にイン
クを吐出させ、記録用シートＳに付着させることで、文
字や記号、画像等を形成するシリアルスキャン型の記録
装置である。

【００５０】図１において、記録ヘッド２０１は、２本
のガイドレールに支持され不図示のモータ等の駆動手段
によりガイドレールに沿って往復移動するキャリッジ２
０２に着脱可能に搭載されている。記録用シートＳは、
搬送ローラ２０３により、記録ヘッド２０１のインク吐
出面に対面し、かつ、インク吐出面との距離を一定に維
持するように、キャリッジ２０２の移動方向と交差する
方向（例えば、直交する方向である矢印Ａ方向）に搬送
される。

【００５１】記録ヘッド２０１は、それぞれ異なる色の
インクを吐出するために、色別に複数のノズル列を有す
る。記録ヘッド２０１から吐出されるインクの色に対応
して、複数の独立したメインタンク２０４が、インク供
給ユニット２０５に着脱可能に装着される。インク供給
ユニット２０５と記録ヘッド２０１とは、それぞれイン
クの色に対応した複数のインク供給チューブ２０６によ
って接続され、メインタンク２０４をインク供給ユニッ
ト２０５に装着することで、メインタンク２０４内に収
納された各色のインクを、記録ヘッド２０１の各ノズル
列に独立して供給することが可能となる。

【００５２】記録ヘッド２０１の往復移動範囲内で、か
つ、記録用シートＳの通過範囲外の領域である非記録領
域には、回復ユニット２０７が、記録ヘッド２０１のイ
ンク吐出面と対面するように配置されている。

【００５３】次に、このインクジェット記録装置のイン
ク供給系の詳細な構成について図２を参照して説明す
る。図２は、図１に示すインクジェット記録装置のイン
ク供給経路を説明するための図であり、説明を簡単にす
るため、１色分の経路についてのみ示している。

【００５４】まず、記録ヘッド２０１について説明す
る。

【００５５】記録ヘッド２０１へは、インク供給チュー
ブ２０６の先端に設けられた液体コネクタが気密接続さ
れるコネクタ挿入口２０１ａからインクが供給される。
コネクタ挿入口２０１ａは記録ヘッド２０１の上部に形
成されたサブタンク部２０１ｂと連通している。サブタ
ンク部２０１ｂの重力方向下側には、並列に配列された
複数のノズル２０１ｇを有するノズル部にインクを直接
供給する液室２０１ｆが形成されている。サブタンク部
２０１ｂと液室２０１ｆとはフィルタ２０１ｃによって
区画されているが、サブタンク部２０１ｂと液室２０１
ｆとの境界には開口部２０１ｄが形成された仕切部２０
１ｅを有し、フィルタ２０１ｃはこの仕切部２０１ｅ上
に設置されている。

【００５６】上述の構成により、コネクタ挿入口２０１
ａから記録ヘッド２０１に供給されたインクは、サブタ
ンク部２０１ｂ、フィルタ２０１ｃ、液室２０１ｆを経
てノズル２０１ｇに供給される。コネクタ挿入口２０１
ａからノズル２０１ｇまでの間は大気に対して気密な状
態に保たれている。

【００５７】サブタンク部２０１ｂの上面には開口部が
形成され、この開口部はドーム状の弾性部材２０１ｈで
覆われている。この弾性部材２０１ｈで囲まれた空間
（圧力調整室２０１ｉ）は、サブタンク部２０１ｂ内の
圧力に応じて容積が変化し、後述するようにサブタンク
部２０１ｂ内の圧力を調整する機能を有する。

【００５８】ノズル２０１ｇは、断面幅が２０μｍ程度
の筒状の構造を持ち、ノズル２０１ｇ内のインクに吐出
エネルギーを与えることでインクをノズル２０１ｇから
吐出させ、インクの吐出後、ノズル２０１ｇの毛管力に
よりノズル２０１ｇ内にインクが満たされる。通常は、
この吐出を２０ｋＨｚ以上のサイクルで繰り返し、微細
で高速な画像形成を行っている。ノズル２０１ｇ内のイ
ンクに吐出エネルギーを与えるために、記録ヘッド２０
１は、ノズル２０１ｇごとにエネルギー発生手段を有す
る。本実施形態では、エネルギー発生手段として、ノズ
ル２０１ｇ内のインクを加熱する発熱抵抗素子（電気熱
変換体素子）を用いており、記録ヘッド２０１の駆動を
制御するヘッド制御部（不図示）からの指令により発熱
抵抗素子を選択的に駆動し、所望のノズル２０１ｇ内の
インクを膜沸騰させ、これにより生じる気泡の圧力を利
用してノズル２０１ｇからインクを吐出させている。

【００５９】ノズル２０１ｇは、インクを吐出する先端
（吐出口）を下向きにして配列されているが、その吐出
口を閉鎖する弁機構は設けられておらず、インクは吐出
口にてメニスカスを形成した状態でノズル２０１ｇ内を
満たしている。そのため、記録ヘッド２０１の内部、特
に液室２０１ｆ内は大気圧に対して負圧の状態に保たれ
ている。ただし、負圧が小さすぎると、ノズル２０１ｇ
の先端に異物やインクが付着した場合、インクの吐出口
におけるメニスカスが破れてインクがノズル２０１ｇか
ら漏れ出てしまうことがある。またこの逆に負圧が大き
すぎると、吐出時にインクに与えられるエネルギーより
もノズル２０１ｇ内（液室２０１ｆ内）にインクを引き
戻す力が強くなってしまい、吐出不良となってしまう。
よって、液室２０１ｆ内における負圧は、大気圧よりも
若干低い一定の範囲に保たれる。この負圧の範囲は、ノ
ズル２０１ｇの数、断面積、発熱抵抗素子の性能等によ
り異なるが、本発明者らの実験結果によれば、−２０ｍ
ｍＡｑ（約−０．００２０ａｔｍ＝−０．２０２７ｋＰ
ａ）〜 −２００ｍｍＡｑ（約−０．０２００ａｔｍ＝
−２．０２６５ｋＰａ）（ただし、インクの比重≒水の
比重とする）の範囲が好ましい。

【００６０】本実施形態では、インク供給ユニット２０
５と記録ヘッド２０１とをインク供給チューブ２０６で
接続しており、インク供給ユニット２０５に対する記録
ヘッド２０１の位置を比較的に自由に設定できるので、
記録ヘッド２０１内を負圧とするために、記録ヘッド２
０１をインク供給ユニット２０５よりも高い位置に配置
している。この高さについて詳しくは後述する。

【００６１】フィルタ２０１ｃは、ノズル２０１ｇを詰
まらせるような異物がサブタンク部２０１ｂから液室２
０１ｆへ流出するのを防止するための、ノズル２０１ｇ
の断面幅よりも小さい１０μｍ以下の微細孔を有する金
属メッシュで構成される。フィルタ２０１ｃは、フィル
タ２０１ｃの一方の面のみにインクが接触すると各微細
孔に表面張力によるインクのメニスカスが形成され、気
体の流れは困難な性質を持っている。微細孔のサイズが
小さいほどメニスカスの強度は強くなり、より気体を通
しにくくなる。

【００６２】本実施形態で用いたようなフィルタ２０１
ｃでは、気体を透過させるのに必要な圧力は０．１ａｔ
ｍ（１０．１３２５ｋＰａ）程度（実験値）である。そ
のため、記録ヘッド１内でのインクの移動方向に関して
フィルタ２０１ｃの下流に位置する液室２０１ｆに気体
が存在すると、気体は気体自身の浮力程度ではフィルタ
２０１ｃを通過することができないので、液室２０１ｆ
内の気体は液室２０１ｆ内に留まる。本実施形態におい
てはこの現象を利用しており、液室２０１ｆをインクで
満たさず、液室２０１ｆ内のインクとフィルタ２０１ｃ
との間に気体の層が存在しこの気体保持領域の気体によ
って液室２０１ｆ内のインクとフィルタ２０１ｃとが隔
てられるように、所定の量のインクを液室２０１ｆ内に
蓄えている。この気体保持領域の気体は、ノズル２０１
ｇからフィルタ２０１ｃへの気泡の移動を遮断するよう
に、液室２０１ｆに存在している。

【００６３】液室２０１ｆ内に蓄えられる最低限必要な
インクの量は、ノズル２０１ｇをインクで満たす量であ
る。ノズル２０１ｇ内に液室２０１ｆからの気体が侵入
すると、インク吐出後のノズル２０１ｇにインクが補充
されず吐出不良をおこすため、ノズル２０１ｇ内は常に
インクで満たされている必要がある。

【００６４】フィルタ２０１ｃの上面にはサブタンク部
２０１ｂ内のインクが接触しているが、このフィルタ２
０１ｃの上面のインクと下面のインクとが接触している
部分においてのみ、インクがフィルタ２０１ｃを介して
連通するため、この連通可能な面積部分がフィルタ２０
１ｃの有効面積となる。従来の技術でも述べたようにフ
ィルタ２０１ｃによる圧力損失はフィルタ２０１ｃの有
効面積に依存している。本実施形態では、面積が大きい
フィルタ２０１ｃを記録ヘッド２０１の使用状態におい
て略水平となるように配置し、フィルタ２０１ｃの上面
全体にインクを接触させて、フィルタ下面のインクと連
通する領域を多く取ることによりフィルタの有効面積を
最大とし、圧力損失を低くしている。

【００６５】圧力調整室２０１ｉは、内部の負圧が大き
くなるにつれてその容積が縮小する部屋であり、圧力調
整室２０１ｉが本実施形態のように弾性部材２０１ｈで
構成される場合は、弾性部材２０１ｈとしてはゴム材等
が好ましく用いられる。また、弾性部材２０１ｈの他
に、プラスチックシートとばねとの組み合わせによって
構成してもよい。圧力調整室２０１ｉの容積は、この記
録ヘッド２０１が使用される環境温度やサブタンク部２
０１ｂの容積等に応じて設定されるが、本実施形態では
約０．５ｍｌとした。

【００６６】圧力調整室２０１ｉを設けない場合、サブ
タンク部２０１ｂ内の圧力は、インクがメインタンク２
０４、インク供給ユニット２０５、およびインク供給チ
ューブ２０６を通過する際の圧力損失による抵抗を直接
受ける。そのため、全てのノズル２０１ｇよりインクを
吐出するなど、高い割合でインクを吐出するいわゆる高
デューティ（ｄｕｔｙ）の場合には、吐出されるインク
に対して記録ヘッド２０１に供給されるインクが不足状
態となり、負圧が急激に上昇してしまう。ノズル２０１
ｇの負圧が、前述した限界値である−２００ｍｍＡｑ
（約−２．０２６５ｋＰａ）を越えると、吐出が不安定
になり画像形成の上で不都合な状態となる。

【００６７】本実施形態のような、シリアルスキャン型
の記録装置においては、高デューティでの画像形成であ
ってもキャリッジ２０２（図１参照）の反転の際にイン
クの吐出を中断する状態が存在する。圧力調整室２０１
ｉは、インクの吐出中には容積を縮小させてサブタンク
部２０１ｂ内の負圧の上昇を緩和し、反転時に復元する
といった、コンデンサのような役割を果たす。

【００６８】例えば、圧力調整室２０１ｉの容積の縮小
に対する負圧の変化の割合をＫ＝−１．０１３２５ｋＰ
ａ／ｍｌ、サブタンク部２０１ｂの容積をＶ_s＝２ｍｌ
とすると、吐出されたインクに対して供給されたインク
がΔＶ＝０．０５ｍｌ不足した場合を考える。この場
合、圧力調整室２０１ｉがなければ、「ＰＶ＝一定」の
原理により、サブタンク部２０１ｂ内の負圧の変化はΔ
Ｐ＝Ｖ_s／（Ｖ_s＋ΔＶ）−１＝−２．４７ｋＰａとな
り、前述した限界値を越えてしまうため、吐出が不安定
になる。これに対し、圧力調整室２０１ｉがあると、Δ
Ｐ＝Ｋ×ΔＶ＝−０．５１ｋＰａとなり、負圧の上昇が
抑制され、安定した吐出が可能となる。

【００６９】上述のように、圧力調整室２０１ｉによ
り、インクの吐出の安定化を図るとともに、メインタン
ク２０４から記録ヘッド２０１までのインクの供給経路
での圧力損失の影響が抑えられる。そのため、キャリッ
ジ２０２に従動させるインク供給チューブ２０６も直径
の細いものを使用することができ、キャリッジ２０２の
移動の負荷低減にも貢献する。

【００７０】次に、インク供給ユニット２０５およびメ
インタンク２０４について説明する。

【００７１】メインタンク２０４は、供給ユニット２０
５に対して着脱可能な構成であり、その底部に、ゴム栓
２０４ｂで密封されたインク供給口と、ゴム栓２０４ｃ
で密封された大気導入口とを有する。メインタンク２０
４は、単体では気密な容器であり、インク２０９はメイ
ンタンク２０４内にそのまま収容される。

【００７２】一方、インク供給ユニット２０５は、メイ
ンタンク２０４からインク２０９を取り出すためのイン
ク供給針２０５ａと、メインタンク２０４内へ大気を導
入させるための大気導入針２０５ｂとを有する。インク
供給針２０５ａおよび大気導入針２０５ｂはともに中空
の針であり、メインタンク２０４のインク供給口および
大気導入口の位置に対応させて針先を上方に向けて配置
されており、メインタンク２０４がインク供給ユニット
２０５に装着されることで、インク供給針２０５ａおよ
び大気導入針２０５ｂがそれぞれゴム栓２０４ｂ，２０
４ｃを貫通し、メインタンク２０４の内部に侵入する構
成となっている。

【００７３】インク供給針２０５ａは、液路２０５ｃ、
遮断弁２１０、および液路２０５ｄという経路を経て、
インク供給チューブ２０６と接続される。大気導入針２
０５ｂは、液路２０５ｅ、バッファ室２０５ｆ、大気連
通口２０５ｇを経て大気と連通する。インク供給針２０
５ａからインク供給チューブ２０６までのインク供給経
路のうち最も高さの低い位置にある液路２０５ｃと、大
気導入針２０５ｂから大気連通口２０５ｇまでの経路の
うち最も高さの低い位置にある液路２０５ｅとは、とも
に同じ高さである。インク供給針２０５ａおよび大気導
入針２０５ｂは、本実施形態では、インクの流動抵抗を
抑えるため、内径が１．６ｍｍの太いものを使用し、ま
た、針穴についても直径を１〜１．５ｍｍとした。

【００７４】遮断弁２１０は、ゴム材からなるダイアフ
ラム２１０ａを有し、このダイアフラム２１０ａを変位
させることにより２つの液路２０５ｃ，２０５ｄ間の開
閉を行う。ダイアフラム２１０ａの上面には、押圧ばね
２１０ｃを内部に保持する筒状のばねホルダ２１０ｂが
取り付けられており、この押圧ばね２１０ｃによりダイ
アフラム２１０ａを押し潰すことにより、液路２０５
ｃ，２０５ｄ間が遮断される。ばねホルダ２１０ｂは、
後述する回復ユニット２０７のリンク２０７ｅにより動
作されるレバー２１０ｄが係合するフランジを有する。
レバー２１０ｄを動作させて、押圧ばね２１０ｃのばね
力に抗してばねホルダ２１０ｂを持ち上げることで、液
路２０５ｃ，２０５ｄ間が連通する。遮断弁２１０は、
記録ヘッド２０１がインクを吐出している状態では開か
れ、待機中および休止中は閉じられ、後述するインク充
填動作時には、回復ユニット２０７とタイミングを合わ
せて開閉される。

【００７５】上述したインク供給ユニット２０５の構成
は、レバー２１０ｄを除き、メインタンク２０４ごと、
すなわちインクの色ごとに設けられている。レバー２１
０ｄは全ての色に共通のものであり、全ての色について
の遮断弁２１０を同時に開閉させる。

【００７６】以上の構成により、記録ヘッド２０１内の
インクが消費されると、その負圧により、インクが随時
メインタンク２０４からインク供給ユニット２０５およ
びインク供給チューブ２０６を介して記録ヘッド２０１
へ供給される。その際、メインタンク２０４から供給さ
れたインクと同量の気体が、大気連通口２０５ｇからバ
ッファ室２０５ｆ、大気導入針２０５ｂを経て、メイン
タンク２０４内に導入される。

【００７７】バッファ室２０５ｆは、メインタンク２０
４内の気体の膨張によりメインタンク２０４から流出し
たインクを一時的に保持する目的の空間であり、大気導
入針２０５ｂの下端はバッファ室２０５ｆの底部に位置
している。インクジェット記録装置の待機中または休止
中に環境温度が上昇したり外気圧が低下したりする等、
メインタンク２０４内の気体が膨張した場合は、遮断弁
２１０は閉じられているため、メインタンク２０４内の
インクが大気導入針２０５ｂから液路２０５ｅを経てバ
ッファ室２０５ｆへ流出する。逆に、環境温度が低下す
る等、メインタンク２０４内の気体が収縮した場合は、
バッファ室２０５ｆ内に流出していたインクはメインタ
ンク２０４へ戻る。また、バッファ室２０５ｆにインク
が存在している状態で記録ヘッド２０１からインクを吐
出させると、まず、バッファ室２０５ｆ内のインクがメ
インタンク２０４へ戻り、バッファ室２０５ｆ内のイン
クがなくなった後、メインタンク２０４内に気体が導入
される。

【００７８】バッファ室２０５ｆの容積Ｖ_bは、製品の
使用環境を満足するように設定する。例えば、５℃（２
７８Ｋ）〜３５℃（３０８Ｋ）の温度範囲内での使用を
前提とする製品であれば、メインタンク２０４の容量を
１００ｍｌとすると、Ｖ_b＝１００×（３０８−２７
８）／３０８＝９．７ｍｌ以上として設定される。

【００７９】ここで、メインタンク２０４の基本水頭
と、メインタンク２０４内に気体が導入される際のイン
ク供給ユニット２０５の液路内での気体およびインクの
挙動について、図３を用いて説明する。

【００８０】図３（ａ）に、メインタンク２０４から記
録ヘッド２０１（図２参照）へインクを供給可能な通常
の状態を示す。この状態では、メインタンク２０４内
は、バッファ室２０５ｆを除いて気密状態であるためメ
インタンク２０４内は大気圧に対して負圧に保たれ、イ
ンクの先端２０９ａは、液路２０５ｅの途中に留まって
いる。インクの先端２０９ａの圧力は、大気と接してい
るため大気圧（＝０ｍｍＡｑ）である。インクの先端２
０９ａが位置する液路２０５ｃとインク供給チューブ２
０６（図２参照）に連通する液路２０５ｅとは同じ高さ
であり、両液路２０５ｃ，２０５ｅ間はインクのみで連
通されているので、液路２０５ｃの圧力も大気圧とな
る。これはインクの先端２０９ａと液路２０５ｃとの高
さの関係で決まるものであり、メインタンク２０４内の
インク２０９の量には影響されない。

【００８１】メインタンク２０４内のインクが消費され
ると、図３（ｂ）に示すように、インクの先端２０９ａ
は徐々に大気導入針２０５ｂへ向かって移動し、大気導
入針２０５ｂの直下に達した時点で、図３（ｃ）に示す
ように、気泡となって大気導入針２０５ｂ内を浮上し、
メインタンク２０４内に導入される。これと入れ替え
に、メインタンク２０４内のインクが大気導入針２０５
ｂ内に侵入し、インクの先端２０９ａは図３（ａ）に示
した元の状態に戻る。

【００８２】図３（ｄ）に、バッファ室２０５ｆ内にイ
ンクが溜まった状態を示す。この場合、インクの先端２
０９ａはバッファ室２０５ｆの高さ方向中間の、液路２
０５ｃよりもｈ１（ｍｍ）だけ高い位置に位置してお
り、液路２０５ｃの圧力が−ｈ１（ｍｍＡｑ）となって
いる。

【００８３】以上より、本実施形態において、ノズル２
０１ｇ（図２参照）にかかる水頭差による圧力は、図４
に示すように流路２０５ｃからサブタンク部２０１ｂ内
のインク上面２０９ｂまでの高さをｈ２（ｍｍ）、フィ
ルタ２０１ｃからサブタンク部２０１ｂ内のインク上面
２０９ｂまでの高さをｈ３（ｍｍ）、ノズル２０１ｇの
下端から液室２０１ｆ内のインク上面２０９ｃまでの高
さをｈ４（ｍｍ）とすると、ノズル２０１ｇ下端での負
圧Ｐ_nは、通常の状態では、Ｐ_n≒−９．８×（ｈ２−ｈ
３−ｈ４）Ｐａとなり、バッファ室２０５ｆにインクが
溜まった状態ではＰ_n≒−９．８×（ｈ２−ｈ１−ｈ３
−ｈ４）Ｐａとなる。Ｐ_nの値は、前述した負圧の範囲
（−０．２０２７ｋＰａ〜−２．０２６５ｋＰａ）の範
囲に収まるように設定される。

【００８４】再び図２を参照すると、インク供給針２０
５ａと大気連通針２０５ｂとにはインクの電気抵抗を測
定する回路２０５ｈが接続されており、メインタンク２
０４内のインクの有無を検出可能となっている。この回
路２０５ｈは、メインタンク２０４内にインクが存在し
ている状態では、メインタンク２０４内のインクを介し
て回路２０５ｈに電流が流れるため電気的クローズを検
出し、インクが存在しないまたはメインタンク２０４が
装着されていない状態では電気的オープンを検出する。
検出電流は微弱であるため、インク供給針２０５ａと大
気導入針２０５ｂとの絶縁は重要であり、本実施形態で
は、インク供給針２０５ａから記録ヘッド２０１までの
経路と、大気連通針２０５ｂから大気連通口２０５ｇま
での経路とを完全に独立させ、メインタンク２０４内の
インクのみの電気抵抗を測定可能なように配慮してい
る。

【００８５】次に、回復ユニット２０７について説明す
る。

【００８６】回復ユニット２０７は、ノズル２０１ｇか
らのインクや気体の吸引と、遮断弁２１０の開閉を行う
ものであり、記録ヘッド２０１のインク吐出面（ノズル
２０１ｇが開口した面）をキャッピングする吸引キャッ
プ２０７ａと、遮断弁２１０のレバー２１０ｄを動作さ
せるリンク２０７ｅとを有する。

【００８７】吸引キャップ２０７ａは、少なくともイン
ク吐出面と接触する部分がゴム等の弾性部材で構成さ
れ、インク吐出面を密閉する位置と記録ヘッド２０１か
ら退避した位置との間を移動可能に設けられている。吸
引キャップ２０７ａには、中間部位にチューブポンプ式
の吸引ポンプ２０７ｃを有するチューブが接続されてお
り、ポンプモータ２０７ｄによって吸引ポンプ２０７ｃ
を駆動することで、連続吸引が可能である。また、ポン
プモータ２０７ｄの回転量に応じて吸引量を変えること
が可能である。本実施形態では、−０．８ａｔｍ（８
１．０６０ｋＰａ）まで減圧可能な吸引ポンプ２０７ｃ
を用いている。

【００８８】カム２０７ｂは吸引キャップ２０７ａを動
作させるものであり、カム制御モータ２０７ｇにより、
リンク２０７ｅを動作させるカム２０７ｆと同期して回
転される。カム２０７ｂのａ〜ｃの位置がそれぞれ吸引
キャップ２０７ａと接触するタイミングは、カム２０７
ｆのａ〜ｃの位置がそれぞれリンク２０７ｅと接触する
タイミングと一致している。ａの位置では、カム２０７
ｂは吸引キャップ２０７ａを記録ヘッド２０１のインク
吐出面から離間させ、カム２０７ｆはリンク２０７ｅを
押しつけてレバー２１０ｄを押し上げ、遮断弁２１０を
開かせる。ｂの位置では、カム２０７ｂは吸引キャップ
２０７ａをインク吐出面に密着させ、カム２０７ｆはリ
ンク２０７ｅを引き戻して遮断弁を閉じさせる。ｃの位
置では、カム２０７ｂは吸引キャップ２０７ａをインク
吐出面に密着させ、カム２０７ｆはリンク２０７ｅを押
しつけて遮断弁２１０を開かせる。

【００８９】記録動作の際は、カム２０７ｂ，２０７ｆ
をａの位置とし、ノズル２０１ｇからのインクの吐出、
およびメインタンク２０４から記録ヘッド２０１へのイ
ンクの供給を可能とする。待機中および休止中を含む非
動作時は、カム２０７ｂ，２０７ｆをｂの位置とし、ノ
ズル２０１ｇの乾燥を防止するとともに、記録ヘッド２
０１からのインクの流出を防止する（特に装置自身の移
動時は、装置が傾けられてインクが流出する場合もあ
る）。カム２０７ｂ，２０７ｆのｃの位置は、以下に説
明する、記録ヘッド２０１へのインク充填動作時に用い
られる。

【００９０】以上、メインタンク２０４から記録ヘッド
２０１までのインク供給経路を説明したが、図２に示し
たような構成では、長期にわたって見ると、記録ヘッド
２０１内に気体が蓄積してしまう。

【００９１】サブタンク部２０１ｂにおいては、インク
供給チューブ２０６や弾性部材２０１ｈを透過して侵入
する気体や、インク内に溶存していた気体が蓄積する。
インク供給チューブ２０６や弾性部材２０１ｈを透過す
る気体については、それらを構成する材料としてガスバ
リア性の高いものを使用すればよいが、ガスバリア性の
高い材料は高価であり、大量生産される民生用の機器で
は、コスト面の都合上、高性能な材料を容易に使用する
ことはできない。本実施形態では、インク供給チューブ
２０６には低コストかつ柔軟性が高く使い易いポリエチ
レンチューブを用い、弾性部材２０１ｈにはブチルゴム
を使用している。

【００９２】一方、液室２０１ｆにおいては、ノズル２
０１ｇからのインクの吐出によって発生する気泡、すな
わち記録動作に伴いノズル２０１ｇ内のインクを発泡さ
せてインクを吐出させた後、気泡が消泡する際に、イン
ク中に再溶解しなかった気泡が液室２０１ｆに戻った
り、インク中に溶存している微細な気泡がノズル２０１
ｇ内のインクの温度上昇により集まって大きな気泡とな
ったりすることにより、徐々に気体が蓄積する。

【００９３】本発明者らが行った実験によると、本実施
形態に示した構成においては、サブタンク部２０１ｂ内
での気体の蓄積量は１ヶ月当たり約１ｍｌ、液室２０１
ｆ内での気体の蓄積量は１ヶ月当たり約０．５ｍｌであ
った。

【００９４】サブタンク部２０１ｂ内および液室２０１
ｆ内での気体の蓄積量が多いと、サブタンク部２０１ｂ
および液室２０１ｆが各々収納しているインク量が減少
してしまう。サブタンク部２０１ｂにおいては、インク
が不足すると、フィルタ２０１ｃが気体に露出してフィ
ルタ２０１ｃの有効面積が減少し、その結果としてフィ
ルタ２０１ｃの圧力損失が上昇し、最悪の場合は液室２
０１ｆへインクが供給できなくなってしまう。一方、液
室２０１ｆにおいては、ノズル２０１ｇの上端が気体に
露出すると、ノズル２０１ｇへのインク供給が不能とな
る。このように、サブタンク部２０１ｂおよび液室２０
１ｆのいずれも、一定量以上のインクが収納されていな
いと致命的な問題が生じる。

【００９５】そこで、所定の期間ごとにサブタンク部２
０１ｂおよび液室２０１ｆの各々に適量のインクを充填
することで、ガスバリア性の高い材料を使用しなくても
インクの吐出機能を長期間にわたって安定して維持する
ことができる。例えば本実施形態の場合、１ヶ月当たり
に蓄積する気体の量に充填時のばらつきをプラスした量
を、サブタンク部２０１ｂおよび液室２０１ｆにそれぞ
れ１ヶ月ごとに充填すればよい。

【００９６】サブタンク部２０１ｂおよび液室２０１ｆ
へのインクの充填は、回復ユニット２０７による吸引動
作を利用して行う。すなわち、吸引キャップ２０７ａで
記録ヘッド２０１のインク吐出面を密閉した状態で吸引
ポンプ２０７ｃを駆動し、記録ヘッド２０１内のインク
をノズル２０１ｇから吸引することによって行う。ただ
し、単にノズル２０１ｇからインクを吸引しただけで
は、ノズル２０１ｇから吸引したインクとほぼ同量のイ
ンクがサブタンク部２０１ｂから液室２０１ｆへ流れ込
み、同様に、サブタンク２０１ｂから流出したインクと
ほぼ同量のインクがメインタンク２０４からサブタンク
部２０１ｂへ流れ込むだけで、吸引前と状況はほとんど
変わらない。

【００９７】したがって、本実施形態では、フィルタ２
０１ｃで仕切られたサブタンク部２０１ｂと液室２０１
ｆとに各々適量のインクを充填するために、遮断弁２１
０を利用してサブタンク部２０１ｂおよび液室２０１ｆ
を所定の圧力まで減圧し、サブタンク部２０１ｂおよび
液室２０１ｆの容積設定を行う。

【００９８】以下に、サブタンク部２０１ｂと液室２０
１ｆとへのインク充填動作、および容積設定について説
明する。

【００９９】インク充填動作は、まず、記録ヘッド２０
１が吸引キャップ２０７ａと対向する位置までキャリッ
ジ２０２（図１参照）を移動させ、回復ユニット２０７
のカム制御モータ２０７ｇを駆動してカム２０７ｂ，２
０７ｆを、それぞれｂの位置が吸引キャップ２０７ａお
よびリンク２０７ｅと接触するまで回転させる。これに
より、記録ヘッド２０１のインク吐出面が吸引キャップ
２０７ａにより密閉され、遮断弁２１０はメインタンク
２０４から記録ヘッド２０１までのインク経路を閉じた
状態となる。

【０１００】この状態でポンプモータ２０７ｄを駆動
し、吸引ポンプ２０７ｃにより吸引キャップ２０７ａか
ら吸引を行う。この吸引により、記録ヘッド２０１内に
残留しているインクおよび気体がノズル２０１ｇを通し
て吸引され、記録ヘッド２０１内が減圧される。吸引ポ
ンプ２０７ｃによる吸引量が所定の量に達した時点で、
吸引ポンプ２０７ｃを停止させ、カム制御モータ２０７
ｇを駆動してカム２０７ｂ，２０７ｆをそれぞれｃの位
置が吸引キャップ２０７ａおよびリンク２０７ｅと接触
するまで回転させる。これにより、吸引キャップ２０７
ａによるインク吐出面の密閉状態はそのままで、遮断弁
２１０が開かれる。吸引ポンプ２０７ｃによる吸引量
は、記録ヘッド２０１内の圧力が、サブタンク部２０１
ｂおよび液室２０１ｆ内に適量のインクを充填するのに
必要な所定の圧力となる吸引量であり、これは計算や実
験等によって求めることができる。

【０１０１】記録ヘッド２０１内が減圧されると、イン
ク供給チューブ２０６を介して記録ヘッド２０１内にイ
ンクが流れ込み、サブタンク部２０１ｂおよび液室２０
１ｆの各々にインクが充填される。充填されるインクの
量は、減圧されているサブタンク部２０１ｂおよび液室
２０１ｆがほぼ大気圧に戻るのに必要な体積であり、サ
ブタンク部２０１ｂおよび液室２０１ｆの容積および圧
力により決定される。

【０１０２】サブタンク部２０１ｂおよび液室２０１ｆ
へのインクの充填は、遮断弁２１０が開かれてから約１
秒程度で完了する。インクの充填が完了すると、カム制
御モータ２０７ｇを駆動してカム２０７ｂ，２０７ｆを
ａの位置がそれぞれ吸引キャップ２０７ａおよびリンク
２０７ｅと接触する位置まで回転させる。これにより吸
引キャップ２０７ａを記録ヘッド２０１から離間させ、
再び吸引ポンプ２０７ｃを駆動して吸引キャップ２０７
ａ内に残ったインクを吸引する。またこの状態では遮断
弁２１０は開いた状態であるので、ノズル２０１ｇから
インクを吐出して記録用シートＳ（図１参照）へ文字や
画像等を形成可能な状態となる。なお、待機中および休
止中の場合は、カム制御モータ２０７ｇを再び駆動して
カム２０７ｂ，２０７ｆをそれぞれｂの位置が吸引キャ
ップ２０７ａおよびリンク２０７ｅと接触する位置まで
回転させ、記録ヘッド２０１のインク吐出面を吸引キャ
ップ２０７ａで密閉するとともに、遮断弁２１０を閉じ
る。

【０１０３】サブタンク部２０１ｂおよび液室２０１ｆ
内のインクの量が長期間にわたって不足することがなけ
れば、回復ユニット２０７による吸引動作を頻繁に行う
必要もなく、インクを無駄にする機会も減る。さらに、
サブタンク部２０１ｂおよび液室２０１ｆの両方にイン
クの充填が必要な場合であっても１回の充填動作で済む
のでインクを節約することができる。

【０１０４】ここで、サブタンク部２０１ｂの容積をＶ
１、サブタンク部２０１ｂに充填すべきインクの量をＳ
１、サブタンク部２０１ｂ内の圧力をＰ１（大気圧から
の相対値）とする。ここで、「ＰＶ＝一定」の原理によ
り、これらの関係をＶ１＝Ｓ１／│Ｐ１│となるように
設定することにより、充填動作によりサブタンク部２０
１ｂに対して適量のインクを充填することができる。同
様に、液室２０１ｆの容積をＶ２、液室２０１ｆに充填
すべきインクの量をＳ２、液室２０１ｆ内の圧力をＰ２
（大気圧からの相対値）としたとき、これらの関係をＶ
２＝Ｓ２／│Ｐ２│となるように設定することにより、
充填動作により液室２０１ｆに対して適量のインクを充
填することができる。

【０１０５】また、サブタンク部２０１ｂと液室２０１
ｆとを区画するフィルタ２０１ｃは微細なメッシュ構造
であり、前述したようにメニスカスが形成された状態で
は気体の流れが困難な性質を持っている。ここで、メニ
スカスが形成されたフィルタ２０１ｃに対して気体を透
過させるのに必要な圧力をＰｍとする。回復ユニット２
０７によりノズル２０１ｇから吸引した場合、液室２０
１ｆ内の圧力Ｐ２は、フィルタ２０１ｃを通してサブタ
ンク部２０１ｂ内の気体を透過させるために、サブタン
ク部２０１ｂ内の圧力Ｐ１よりも上記圧力Ｐｍ分だけ低
くなる。よって、この関係を、サブタンク部２０１ｂお
よび液室２０１ｆの容積を決定する際に用いると、充填
動作の条件を容易に決定することができる。

【０１０６】ここで、上述した充填動作および容積設定
についての具体的な例を説明する。

【０１０７】インクの充填は、１ヶ月に１回実施し、１
ヶ月間で蓄積する気体の量は、サブタンク部２０１ｂで
１ｍｌ、液室２０１ｆで０．５ｍｌとする。また、サブ
タンク部２０１ｂにおいてフィルタ２０１ｃを気体に露
出させないようにするために必要なインクの量は０．５
ｍｌ、液室２０１ｆにおいてノズル２０１ｇを気体に吐
出させないようにするために必要なインクの量は０．５
ｍｌ、インクの充填量のばらつきは、サブタンク部２０
１ｂ、液室２０１ｆとも０．２ｍｌとする。これらの数
値は、実験によって求められたものである。以上より、
１回の充填で充填すべきインクの量はこれらの合計値で
あり、サブタンク部２０１ｂでは１．７ｍｌ、液室２０
１ｆでは１．２ｍｌと設定される。

【０１０８】記録ヘッド２０１内の減圧圧力は、回復ユ
ニット２０７の能力を超えない範囲で設定される。本実
施形態では吸引ポンプ２０７ｃの実力限界が−０．８ａ
ｔｍ（８１．０６０ｋＰａ）であるため、余裕を持たせ
て、吸引キャップ２０７ａ内の圧力が−０．５ａｔｍ
（−５０．６６２５ｋＰａ）となるように、吸引ポンプ
２０７ｃの吸引量が実験により求められて設定され、ポ
ンプモータ２０７ｄの回転量として制御を行う。

【０１０９】ここで、ノズル２０１ｇのメニスカスによ
る気体を透過させるのに必要な圧力は実験値で−０．０
５ａｔｍ（−５．０６６２５ｋＰａ）であるので、吸引
キャップ２０７ａ内の圧力と液室２０１ｆ内の圧力との
間にノズル２０１ｇの抵抗分の差が生じ、液室２０１ｆ
内の圧力が吸引キャップ２０７ａ内の圧力よりも０．０
５ａｔｍ（５．０６６２５ｋＰａ）だけ高くなる。同様
に、フィルタ２０１ｃのメニスカスによる気体を透過さ
せるのに必要な圧力は実験値で−０．１ａｔｍ（−１
０．１３２５ｋＰａ）なので、液室２０１ｆ内の圧力と
サブタンク部２０１ｂ内の圧力との間にフィルタ２０１
ｃの抵抗分の差が生じ、サブタンク部２０１ｂ内の圧力
が液室２０１ｆ内の圧力よりも０．１ａｔｍ（１０．１
３２５ｋＰａ）だけ高くなる。よって、吸引キャップ２
０７ａ内の圧力を−０．５ａｔｍ（−５０．６６２５ｋ
Ｐａ）に設定すると、液室２０１ｆ内の圧力は−０．４
５ａｔｍ（−４５．５９６３ｋＰａ））、サブタンク部
２０１ｂ内の圧力は−０．３５ａｔｍ（−３５．４６３
８ｋＰａ）となる。

【０１１０】サブタンク部２０１ｂに１．７ｍｌのイン
クを充填するためには、内圧がほぼ１ａｔｍ（１０１．
３２５ｋＰａ）となっているサブタンク部２０１ｂから
１．７ｍｌだけインクを吸引した時点で内圧が−０．３
５ａｔｍ（−３５．４６３８ｋＰａ）となるように、サ
ブタンク部２０１ｂの容積Ｖ１を設定する。すなわち、
Ｖ１＝１．７／０．３５＝４．８５ｍｌとなる。同様に
して、液室２０１ｆの容積Ｖ２についても、Ｖ２＝１．
２／０．４５＝２．６７ｍｌと設定する。

【０１１１】以上の条件で記録ヘッド２０１内を減圧し
た後、遮断弁２１０を開くことで、負圧となっている記
録ヘッド２０１内へインクが流れ込む。より詳しく説明
すると、まず、サブタンク部２０１ｂ内にインクが流れ
込み、減圧によってＶ１まで膨張していた気体がほぼ大
気圧まで復元する。そのときのサブタンク部２０１ｂ内
での気体の体積をＶ１_aとすると、Ｖ１_a＝Ｖ１×（１−
０．３５）＝３．１５ｍｌであり、サブタンク部２０１
ｂにＶ１−Ｖ１_a＝１．７ｍｌのインクが充填された時
点で落ち着く。同様に液室２０１ｆについても、サブタ
ンク部２０１ｂからインクが流れ込み、減圧によってＶ
２まで膨張していた気体がほぼ大気圧まで復元する。そ
のときの液室２０１ｆ内での気体の体積をＶ２_aとする
と、Ｖ２_a＝Ｖ２×（１−０．４５）＝１．４７ｍｌで
あり、液室２０１ｆにＶ２−Ｖ２_a＝１．２ｍｌのイン
クが充填された時点で落ち着く。

【０１１２】以上のように、サブタンク部２０１ｂおよ
び液室２０１ｆの各々の容積と減圧する圧力とを設定す
ることにより、フィルタ２０１ｃで仕切られたサブタン
ク部２０１ｂと液室２０１ｆとに各々適量のインクを１
回の充填動作で充填することができ、気体が記録ヘッド
２０１内に蓄積する状況下であってもその吸引動作なし
に、長期間にわたって正常に稼働させることができる。

【０１１３】また、前述したように、フィルタ２０１ｃ
と液室２０１ｆ内のインクの上面との間には気体保持領
域の気体が介在しているが、この気体保持領域の気体の
体積は回復ユニット２０７による吸引動作での吸引圧力
で任意に設定することが可能である。つまり、気体保持
領域の気体は体積を管理することが可能な気体である。

【０１１４】そのため、従来、フィルタとノズルとの間
に発生した気泡が原因となって起こっていた吐出不良に
対する信頼性を大幅に向上させることができる。すなわ
ち、管理できない気泡がフィルタの下に存在することに
よってフィルタの有効面積が変化（低減）するという従
来の問題に対しては、本実施形態においては、フィルタ
２０１ｃ下面は初めから管理された部分（図２の開口部
２０１ｄ）で気体保持領域の気体と接しており、フィル
タ２０１ｃの有効面積はほとんど変化しない。よって、
フィルタ２０１ｃの必要な有効面積は、設計段階よりこ
のことを考慮しておけばコントロールすることが可能と
なるので、信頼性を高めることができる。

【０１１５】また、フィルタとノズルとの間の流路を気
泡が塞いでしまうという問題に対しては、液室２０１ｆ
内に存在し得る気泡の直径に対して液室２０１ｆの断面
積を十分に大きく構成しているので、液室１０１ｆ内の
気泡がインクの流れを妨げることはなくなる。

【０１１６】さらに、液室内の気泡がノズル内に侵入し
たり、液室とノズルとの間の連通部を塞いでしまったり
するとによる問題に関しては、上述したように液室２０
１ｆの断面積が十分に大きいので、液室２０１ｆ内に生
じた気泡はその浮力により液室２０１ｆ内のインク中を
上昇し、気体保持領域の気体と合体するので、ノズル２
０１ｇ内に侵入することはなくなる。しかも、液室２０
１ｆ内に生じた気泡が気体保持領域の気体と合体して
も、この気体保持領域の気体は上述のように管理可能な
気体であるため、フィルタ２０１ｃの有効面積は変化し
ない。

【０１１７】すなわち、フィルタ２０１ｃでサブタンク
部２０１ｂと仕切られた液室２０１ｆを以上のように構
成することで、液室２０１ｆ内に気泡が生じたり、生じ
た気泡が移動したりすることが原因となって発生してい
た吐出不良に対する信頼性を大幅に向上させることがで
きる。

【０１１８】次に、本発明の更なる特徴について説明す
る。

【０１１９】本実施形態の構成では、遮断弁２１０を閉
じた場合、記録ヘッド２０１の内部は、ノズル２０１ｇ
の表面のメニスカス圧力だけでインクを保持した、閉じ
た系となっている。例えば、低温環境下で遮断弁２１０
を閉じ、しばらくして環境温度が上昇してきた場合を考
える。この場合、フィルタ２０１ｃに対してノズル２０
１ｇと反対側の空間であるサブタンク部２０１ｂ内に
は、温度上昇や外気圧の低下等による気体の膨張と蒸気
圧の上昇等が発生する。この気体の膨張分や蒸気圧の上
昇分は、圧力調整室２０１ｉで吸収することができる。

【０１２０】しかし、フィルタ２０１ｃに対してノズル
２０１ｇ側の空間である液室２０１ｆには、圧力調整室
２０１ｉのような、気体の膨張分や蒸気圧の上昇分を吸
収する空間とは連通しておらず、容積は一定である。液
室２０１ｆは、ノズル２０１ｇと直接連通しているた
め、微細なゴミすら存在が許されない。圧力調整室２０
１ｉのような空間を液室２１ｆに設けることは原理的に
は不可能ではないが、ゴムのような、不純物の発生する
ものや変形してゴミを発生させやすいものを液室２０１
ｆに設けるのは、製造コストを考えると現実的ではな
い。

【０１２１】したがって、液室２０１ｆ内で膨張した気
体は、液室２０１ｆ内のインクを液室２０１ｆの外部へ
押し出すことになる。ここで、液室２０１ｆ内のインク
の一部でも、例えば表面張力の働きなどにより液室２０
１ｆの壁面を上ってフィルタ２０１ｃと接触していれ
ば、フィルタ２０１ｃを透過してサブタンク部２０１ｂ
へ逃げることができる。

【０１２２】しかし、フィルタ２０１ｃの液室２０１ｆ
側の面が全面にわたって気体にされされており、インク
と接触していない場合、フィルタ２０１ｃのサブタンク
部２０１ｂ側の面がインクに接していることによりフィ
ルタ２０１ｃにはメニスカスが形成されているので、こ
のメニスカスを破らなければインクはサブタンク部２０
１ｂへ逃げることはできない。

【０１２３】一方で、ノズル２０１ｇにもメニスカスが
形成されており、このノズル２０１ｇでのメニスカスの
保持力が、フィルタ２０１ｃでのメニスカスの保持力に
比べて小さいと、インクはノズル２０１ｇから漏れてし
まうことになる。しかも、ノズル２０１ｇのメニスカス
が一度破れると、簡単には戻らず、液室２０１ｆ内のイ
ンクを、気体の膨張分や蒸気圧の上昇分だけ吹き出して
しまうことになる。

【０１２４】そこで、本実施形態では、このような不具
合を防止するため、サブタンク部２０１ｂと液室２０１
ｆとの境界に設けられてフィルタ２０１ｃが設置される
仕切部２０１ｅの構造を工夫し、フィルタ２０１ｃの液
室２０１ｆ側の面に確実にインクが接するような構造と
している。これによって、（ノズル２０１ｇに形成され
ているメニスカスを破る力）≧（フィルタ２０１ｃへイ
ンクが移動する力）を実現して、ノズル２０１ｇからの
インクの漏れを防ぐ。以下にこの構造について図５およ
び６を参照して説明する。

【０１２５】図５は、図２に示す記録ヘッドの内部構造
を詳細に示す断面図であり、図６は、図２に示す記録ヘ
ッドを、サブタンク部の上壁および一部のフィルタを除
いた状態で上方から見た斜視図である。なお、図５では
ノズル２０１ｇの詳細な断面構造は省略している。

【０１２６】図５および図６に示すように、仕切部２０
１ｅの周縁部には、サブタンク部２０１ｂに向かって延
びる側壁２２１ａが形成されており、実際にはフィルタ
２０１ｃは側壁２２１ａの上に載せられている。これに
より、側壁２２１ａで囲まれた領域内にもインクを保持
することが可能な構造となっている。すなわち仕切部２
０１ｅは、サブタンク部２０１ｂと液室２０１ｆとの間
の補助液室を構成する。側壁２２１ａの高さは、仕切部
２０１ｅ内に保持されたインクのが表面張力により常に
フィルタ２０１ｃの下面に接触することができる高さで
ある（図面では説明をわかりやすく図示しているため、
側壁２２１ａで囲まれた領域内に保持されたインクの大
部分は表面張力によってフィルタ２０１ｃの下面に接触
している）。

【０１２７】また、側壁２２１ａで囲まれた領域の内側
には複数のリブ２２１ｃ，２２１ｄが設けられている。
これらリブ２２１ｃ，２２１ｄの高さは側壁２２１ａの
高さと同じであり、リブ２２１ｃ，２２１ｄの上端もフ
ィルタ２０１ｃの下面と接触している。これにより、毛
細管現象によりリブ２２１ｃ，２２１ｄに沿って上昇し
たインクもフィルタ２０１ｃの下面と接触し、フィルタ
２０１ｃの下面で接触するインクの量をより多くしてい
る。

【０１２８】開口部２０１ｄの周囲では、その少なくと
も一部で側壁２２１ａの高さが低くなっている。側壁２
２１ａの高さの低い部分はフィルタ２０１ｃと接触して
おらず、この部分を介して仕切部２０１ｅの中と液室２
０１ｆとが連通している。これにより、気体保持領域を
確保することが可能となる。

【０１２９】上述の構成において、ノズル２０１ｇから
のインクの吐出により液室２０１ｆ内のインクが消費さ
れていくと、液室２０１ｆの負圧が徐々に上昇する。液
室２０１ｆと仕切部２０１ｅの中とは連通しているの
で、液室２０１ｆの負圧の上昇と同様に仕切部２０１ｅ
の中の負圧も上昇する。

【０１３０】液室２０１ｆおよび仕切部２０１ｅ内の負
圧が上昇すると、サブタンク部２０１ｂからフィルタ２
０１ｃを通して液室２０１ｆ内にインクが流れ込む。こ
の際、仕切部２０１ｅ内では２２１ａ、２２１ｃ、２２
１ｄ等によって保持されているインクが表面張力によっ
てフィルタ２０１ｃの下面と接触しているため、この部
分でインクが流れやすくなっている。したがって、図７
に矢印で示すように、サブタンク部２０１ｂ内のインク
は、フィルタ２０１ｃの、下面がインクと接触している
部分から側壁２２１ａやリブ２２１ｃ，２２１ｄを伝わ
って仕切部２０１ｅ内へ流れ込み、流れ込んだインクが
開口部２０１ｄの周囲の側壁２２１ａから溢れ出ること
によって、液室２０１ｆに流れ込む。

【０１３１】ここで、遮断弁２１０（図２参照）を閉じ
た状態で環境温度が上昇したり、外気圧が低下したりす
るなど、記録ヘッド２０１内の気体の膨張や蒸気圧の上
昇が発生した場合のインクの流れについて、図８を用い
て説明する。

【０１３２】液室２０１ｆ内の気体の膨張や蒸気圧の上
昇が発生すると、膨張や圧力上昇分の気体体積は、フィ
ルタ２０１ｃを通じてサブタンク部２０１ｂに逃げる
か、または液室２０１ｆ内のインク（仕切部２０１ｅ内
のインクも含む）を外部へ押し出すことになるが、前述
したようにサブタンク部２０１ｂ内のインクと接触して
いるフィルタ２０１ｃは液室２０１ｆ内の気体を透過さ
せ難いので、インクを外部へ押し出すことになる。ここ
で、仕切部２０１ｅ内では２２１ａ、２２１ｃ、２２１
ｄ等によって保持されているインクが表面張力によりフ
ィルタ２０１ｃと接触しており、この部分でインクはフ
ィルタ２０１ｃを透過しやすいので、液室２０１ｆ内の
気体の膨張や蒸気圧上昇が発生すると、仕切部２０１ｅ
内のインクが、側壁２２１ａやリブ２２１ｃ，２２１ｄ
を伝わり、フィルタ２０１ｃを通ってサブタンク部２０
１ｂへ流れ込む。

【０１３３】一方、サブタンク部２０１ｂにおいては、
前述したように、圧力調整室２０１ｉが設けられている
ので、液室２０１ｆと同様に気体の膨張や蒸気圧の上昇
が発生し、さらに、フィルタ２０１ｃを透過したインク
が流れ込んだとしても、それによる体積増加分は圧力調
整室２０１ｉで吸収される。

【０１３４】この際、仕切部２０１ｅ内のインクがなく
ならないようにするために、仕切部２０１ｅ内でのイン
クの保持容積Ｖ_fと、液室２０１ｆ内での気体の最大増
加容積ΔＶ_maxとの関係が、Ｖ_f＞ΔＶ_maxである必要が
ある。ΔＶ_maxは、記録ヘッド２０１内の気体の膨張や
蒸気圧上昇が温度上昇によって生じる場合は、液室２０
１ｆ内の気体の容積×想定される最大温度変化量比で与
えられる。

【０１３５】以上説明した仕切部２０１ｅの構造によれ
ば、フィルタ２０１ｃの液室２０１ｆ側の面にも常にイ
ンクを接触させた状態とすることができるので、環境温
度の上昇等により液室２０１ｆ内の気体の膨張や蒸気圧
上昇が発生しても、増加した気体体積分のインクを、フ
ィルタ２０１ｃを通じてサブタンク部２０１ｂへスムー
ズに移動させることができ、ノズル２０１ｇからインク
が吹き出る現象を防止することができる。しかも、仕切
部２０１ｅでのインクのフィルタ２０１ｃとの接触は側
壁２２１ａやリブ２２１ｃ，２２１ｄによる毛細管現象
を利用して接触しているのでこの部分に気泡が発生する
ことはないし、また、フィルタ２０１ｃの下面とインク
との接触領域は一定の領域であるので、フィルタ２０１
ｃの有効面積も殆ど一定である。

【０１３６】また、本実施形態では、フィルタ２０１ｃ
の液室２０１ｆ側の面にインクを接触させるための構造
を、フィルタ２０１ｃが設置される仕切部２０１ｅを利
用して構成しているため、そのための特別な部材や特別
な製造工程も特に必要とせず容易にしかも安価に構成す
ることができる。リブ２２１ｃ，２２１ｄの数や位置は
特に制限はないが、より多くのインクを仕切部２０１ｅ
で保持し、より多くのインクをフィルタ２０１ｃと接触
させるためには、リブの数を増やし、また、リブの間隔
を狭くすることが好ましい。

【０１３７】仕切部２０１ｅにおける開口部２０１ｄの
位置は任意であるが、開口部２０１ｄの全周を毛細管現
象を発生させるための側壁として利用できるように、サ
ブタンク部２０１ｂまたは液室２０１ｆの内壁面から離
れた位置に開口部２０１ｄを設け、仕切部２０１ｅを、
いわば開口部２０１ｄが中央部に位置する回廊構造とす
ることが好ましい。また、仕切部２０１ｅ内でのインク
の保持量が少なくて済む場合には、仕切部２０１ｅを平
板状としてフィルタ２０１ｃを平面で支持し、その支持
している領域で直接毛細管現象を発生させてもよい。

【０１３８】（第２の実施形態）図９は、本発明の第２
の実施形態によるインクジェット記録装置のインク供給
経路を示す図である。また、図１０は、図９に示す記録
ヘッドの内部構造を詳細に示す断面図であり、図１１
は、図９に示す記録ヘッドを、サブタンク部の上壁およ
び一部のフィルタを除いた状態で上方から見た斜視図で
ある。なお、図１０ではノズル３０１ｇの詳細な断面構
造は省略している。

【０１３９】本実施形態のインクジェット記録装置も、
第１の実施形態と同様のシリアルスキャン型のインクジ
ェット記録装置であり、全体の構成は図１と同様であ
る。また、複数色のインクを吐出することによりカラー
の画像等を形成することについても本実施形態は第１の
実施形態と同様であるが、図９では、図２と同様に１色
分のインク供給経路のみを示している。

【０１４０】本実施形態では、記録ヘッド３０１の構成
が第１の実施形態と異なっている。その他、記録ヘッド
３０１へのインクの供給が、メインタンク３０４からイ
ンク供給ユニット３０５およびインク供給チューブ３０
６を介して行われる点や、記録ヘッド３０１にインクを
充填する際や記録ヘッド３０１からインクの増粘物等を
除去する際に記録ヘッド３０１のノズル３０１ｇから強
制的にインク等を吸引するための、吸引キャップ３０７
ａおよび吸引ポンプ３０７ｃ等を有する回復ユニット３
０７が設けられている点等は第１の実施形態と同様であ
る。また、これらメインタンク３０４、インク供給ユニ
ット３０５、インク供給チューブ３０６、および回復ユ
ニット３０７の構成についても第１の実施形態と同様な
ので、以下ではこれらの説明は省略し、記録ヘッド３０
１について詳細に説明する。

【０１４１】記録ヘッド３０１は、インク供給チューブ
３０６の液体コネクタが接続されるコネクタ挿入口３０
１ａおよび圧力調整用の圧力調整室３０１ｉが設けられ
たサブタンク部３０１ｂと、サブタンク部３０１ｂの重
力方向下側に設けられた、ノズル３０１ｇにインクを直
接供給する液室３０１ｆと、サブタンク部３０１ｂと液
室３０１ｆとの間に設置されたフィルタ３０１ｃとを有
する。そして、液室３０１ｆには、液室３０１ｆ内のイ
ンクとフィルタ３０１ｃとの間に液室３０１ｆとフィル
タ３０１ｃ、および液室溝構造３０１ｊにより形成され
た気体保持領域が、ノズル３０１ｇからフィルタ３０１
ｃへの気泡の移動を遮断するように気体を確保し、かつ
所定量のインクが蓄えられている。

【０１４２】ただし、液室３０１ｆの内側の側壁には、
サブタンク部３０１ｂから液室３０１ｆへのインクの供
給方向すなわち上下方向に沿って設けられ、液室３０１
ｆの底部からフィルタ３０１ｃに略接触する位置まで延
びる液室溝構造３０１ｊが設けられている。液室３０１
ｆは、略長方形の横断面形状を有し、前記液室溝構造３
０１ｊは、この液室３０１ｆの横断面における長手方向
両端に設けられている。液室溝構造３０１ｊは、詳しく
は後述するが、液室３０１ｆ内のインクがその表面張力
によって液室溝構造３０１ｊに保持されることでフィル
タ３０１ｃの下面に接触させることのできる寸法および
形状に設定されている。これにより、液室３０１ｆ内の
インクは、液室溝構造３０１ｊおよびフィルタ３０１ｃ
を介してサブタンク部３０１ｂ内のインクと連結してい
る。したがって、液室３０１ｆ内に蓄えられる最低限必
要なインクの量は、ノズル３０１ｇをインクで満たし、
液室３０１ｆとフィルタ３０１ｃ、および液室溝構造３
０１ｊにより形成された気体保持領域により所望の気体
を確保し、かつ、液室溝構造３０１ｊおよびフィルタ３
０１ｃを介してサブタンク部３０１ｂ内のインクと連結
する量である。また、液室溝構造３０１ｊには表面張力
によりインクが保持されているため、気体保持領域にあ
る気体がインク表面張力を打ち破って液室溝構造３０１
ｊ内に進入することはない。

【０１４３】このように、液室３０１ｆに液室溝構造３
０１ｊを設け、フィルタ３０１ｃの上面にはサブタンク
部３０１ｂ内のインクが接触し、下面には気体保持領域
を形成して所望の気体を保持し、これに隣接して液室溝
構造３０１ｊを介して表面張力によりインクがフィルタ
３０１ｃと接触する構造とすることで、フィルタ３０１
ｃの上下面のインクが接触している部分においてインク
はフィルタ３０１ｃを介して連通する。フィルタ３０１
ｃのこのインクが連通可能な面積部分が、フィルタ３０
１ｃの有効面積となる。本実施形態では、液室溝構造３
０１ｊを液室３０１ｆの横断面における長手方向両端に
それぞれ複数ずつ設けており、これによってフィルタ３
０１ｃの有効面積を大きくとり、圧力損失を低くしてい
る。

【０１４４】上述の構成において、ノズル３０１ｇから
のインクの吐出により液室３０１ｆ内のインクが消費さ
れていくと、液室３０１ｆ内の負圧が徐々に上昇する。
液室３０１ｆ内のインクは、液室溝構造３０１ｊおよび
フィルタ３０１ｃを介してサブタンク部３０１ｂ内のイ
ンクと連結しており、この部分でインクが移動し易くな
っている。したがって、液室３０１ｆ内の負圧が上昇す
ると、サブタンク部３０１ｂ内のインクは、フィルタ３
０１ｃの、下面がインクと接触している部分から液室溝
構造３０１ｊを伝わって液室３０１ｆに流れ込む。

【０１４５】ここで、長期期間が経過すると、記録ヘッ
ド３０１内に気体が蓄積してしまい、これによって種々
の問題が生じることは第１の実施形態と同様であるが、
この気体の蓄積に対して、本実施形態でも第１の実施形
態と同様に、メインタンク３０４からサブタンク部３０
１ｂおよび液室３０１ｆにインクを充填することによっ
て、インクの吐出機能を長期間にわたって安定して維持
することができる。メインタンク３０４からサブタンク
部３０１ｂおよび液室３０１ｆへのインクの充填、およ
びそれぞれの容積の設定は、基本的には第１の実施形態
と同様であるが、本実施形態ではサブタンク部３０１ｂ
内のインクと液室３０１ｆ内のインクとが、液室溝構造
３０１ｊおよびフィルタ３０１ｃを介して接触している
構造となっているので、インク充填条件およびそれぞれ
の容積の具体的な数値は、第１の実施形態とは異なる。

【０１４６】以下に、本実施形態における、サブタンク
部３０１ｂと液室３０１ｆとへのインク充填動作、およ
び容積設定の具体的な例を説明する。

【０１４７】インクの充填は、第１の実施形態と同様
に、１ヶ月に１回実施し、１ヶ月間で蓄積する気体の量
は、サブタンク部３０１ｂで１ｍｌ、液室３０１ｆで
０．５ｍｌとする。また、サブタンク部３０１ｂにおい
てフィルタ２０１ｃを気体に露出させないようにするた
めに必要なインクの量は０．５ｍｌ、液室３０１ｆにお
いてノズル２０１ｇを気体に吐出させないようにするた
めに必要なインクの量は０．５ｍｌ、インクの充填量の
ばらつきは、サブタンク部３０１ｂ、液室３０１ｆとも
０．２ｍｌとする。これらの数値は、実験によって求め
られたものである。以上より、１回の充填で充填すべき
インクの量はこれらの合計値であり、サブタンク部２０
１ｂでは１．７ｍｌ、液室２０１ｆでは１．２ｍｌと設
定される。なお、吸引ポンプ３０７ｃとしては、０．８
ａｔｍ（８１．０６０ｋＰａ）まで減圧可能なものを用
いた。

【０１４８】以上の条件のもと、記録ヘッド３０１内の
減圧圧力は、吸引ポンプ３０７ｃの実力限界に基づき、
吸引キャップ３０７ａ内の圧力が−０．６ａｔｍ（−６
０．７９５ｋＰａ）となるように、吸引ポンプ３０７ｃ
の吸引量が設定される。

【０１４９】ここで、ノズル３０１ｇのメニスカスによ
る気体を透過させるのに必要な圧力は実験値で−０．０
５ａｔｍ（−５．０６６２５ｋＰａ）であり、第１の実
施形態と同様に、液室３０１ｆ内の圧力は吸引キャップ
３０７ａ内の圧力よりも０．０５ａｔｍ（５．０６６２
５ｋＰａ）だけ高くなる。同様に、フィルタ３０１ｃの
メニスカスによる気体を透過させるのに必要な圧力は実
験値で−０．１ａｔｍ（−１０．１３２５ｋＰａ）であ
り、サブタンク部３０１ｂ内の圧力は液室３０１ｆ内の
圧力よりも０．１ａｔｍ（１０．１３２５ｋＰａ）だけ
高くなる。よって、吸引キャップ３０７ａ内の圧力を−
０．６ａｔｍ（−６０．７９５ｋＰａ）に設定すると、
液室３０１ｆ内の圧力は−０．５５ａｔｍ（−５５．７
２８７５ｋＰａ）、サブタンク部３０１ｂ内の圧力は−
０．４５ａｔｍ（−４５．５９６２５ｋＰａ）となる。

【０１５０】サブタンク部３０１ｂに１．７ｍｌのイン
クを充填するためには、内圧がほぼ１ａｔｍ（１０１．
３２５ｋＰａ）となっているサブタンク部３０１ｂから
１．７ｍｌだけインクを吸引した時点で内圧が−０．４
５ａｔｍ（−４５．５９６２５ｋＰａ）となるように、
サブタンク部３０１ｂの容積Ｖ１を設定する。すなわ
ち、Ｖ１＝１．７／０．４５＝３．７８ｍｌとなる。同
様にして、液室３０１ｆの容積Ｖ２についても、Ｖ２＝
１．２／０．５５＝２．１８ｍｌと設定する。

【０１５１】以上の条件で記録ヘッド３０１内を減圧し
た後、インク供給ユニット３０５の遮断弁３１０を開く
ことで、負圧となっている記録ヘッド３０１内へインク
が流れ込む。より詳しく説明すると、まず、サブタンク
部３０１ｂ内にインクが流れ込み、減圧によってＶ１ま
で膨張していた気体がほぼ大気圧まで復元する。そのと
きのサブタンク部３０１ｂ内での気体の体積をＶ１_aと
すると、Ｖ１_a＝Ｖ１×（１−０．４５）＝２．０８ｍ
ｌであり、サブタンク部３０１ｂにＶ１−Ｖ１_a＝１．
７ｍｌのインクが充填された時点で落ち着く。同様に液
室３０１ｆについても、サブタンク部３０１ｂからイン
クが流れ込み、減圧によってＶ２まで膨張していた気体
がほぼ大気圧まで復元する。そのときの液室３０１ｆ内
での気体の体積をＶ２_aとすると、Ｖ２_a＝Ｖ２×（１−
０．５５）＝０．９８ｍｌであり、液室２０１ｆにＶ２
−Ｖ２_a＝１．２ｍｌのインクが充填された時点で落ち
着く。

【０１５２】以上のように、サブタンク部３０１ｂおよ
び液室３０１ｆの各々の容積と減圧する圧力とを設定す
ることにより、フィルタ３０１ｃで仕切られたサブタン
ク部３０１ｂと液室３０１ｆとに各々適量のインクを１
回の充填動作で充填することができ、気体が記録ヘッド
３０１内に蓄積する状況下であってもその吸引動作なし
に、長期間にわたって正常に稼働させることができる。

【０１５３】また、本実施形態では、フィルタ３０１ｃ
下面で液室溝構造３０１ｊとの間に表面張力にてインク
が保持されている面積と気体保持領域の気体が接してい
る面積とは略決まっていることから、フィルタ３０１ｃ
の有効面積は略変化しない。よって、フィルタ３０１ｃ
の必要な有効面積は、設計段階よりこのことを考慮して
おけばコントロールすることが可能なので、第1の実施
形態と同様に、液室３０１ｆ内に気泡が生じたり、生じ
た気泡が移動したりすることが原因となって起こってい
た吐出不良に対する信頼性を大幅に向上させることがで
きる。

【０１５４】本実施形態における液室溝構造３０１ｊ
は、第1の実施形態における仕切部２０１ｅ（図５参
照）と同様の働きを行う。つまり、液室溝構造３０１ｊ
は、インク供給ユニット３０５の遮断弁３１０が閉じら
れており、記録ヘッド３０１の内部が、ノズル３０１ｇ
の表面のメニスカス圧力だけでインクを保持するという
閉じた系となっている状態で、環境温度が上昇したと
き、この温度上昇による液室３０１ｆ内の気体の膨張や
蒸気圧上昇に伴う圧力上昇を調整する働きをする。

【０１５５】記録ヘッド３０１が閉じた系となった状態
で液室３０１ｆ内の気体の膨張や蒸気圧の圧力上昇が発
生すると、膨張や蒸気圧の上昇分の気体の体積により、
液室３０１ｆ内のインクを外部へ押し出す。ここで、液
室溝構造３０１ｊが保持しているインクはフィルタ３０
１ｃと接触しており、この部分でインクがフィルタ３０
１ｃを透過しやすいので、（ノズル３０１ｇに形成され
ているメニスカスを破る力）≧（フィルタ３０１ｃへイ
ンクが移動する力）を実現するので、液室３０１ｆ内の
インクは、液室溝構造３０１ｊおよびフィルタ３０１ｃ
を通ってサブタンク部３０１ｂへ流れ込む。一方、サブ
タンク部３０１ｂにおいては、第１の実施形態と同様
に、環境温度によるサブタンク部３０１ｂ内の気体の膨
張分や蒸気圧の上昇分、および液室３０１ｆからのイン
クの流れ込みによる体積の増加分は、圧力調整室３０１
ｉで吸収される。

【０１５６】以上説明したように、本実施形態の液室溝
構造３０１ｊによれば、フィルタ３０１ｃの液室３０１
ｆ側の面にも常にインクを接触させた状態とすることが
可能となるので、環境温度の上昇等により液室３０１ｆ
内の気体の膨張や蒸気圧の上昇分が発生しても、増加し
た体積分のインクを、フィルタ３０１ｃを通じてサブタ
ンク部３０１ｂへスムーズに移動させることができ、ノ
ズル３０１ｇからインクが吹き出る現象を防止すること
ができる。液室溝構造３０１ｊの位置や数は特に制限さ
れないが、より多くのインクを保持し、より多くのイン
クをフィルタ３０１ｃと接触させるためには、液室溝構
造３０１ｊの数を増やし、また、液室溝構造３０１ｊの
間隔を狭くすることが好ましい。

【０１５７】本実施形態では、フィルタ３０１ｃの下面
の一部にインクを接触させるための構造である液室溝構
造３０１ｊを液室３０１ｆに設けた例を示したが、この
液室溝構造３０１ｊを第１の実施形態で示した構造と組
み合わせることも可能である。図１２に、この場合の記
録ヘッドの内部構造の断面図を示す。

【０１５８】図１２に示す記録ヘッド４０１では、フィ
ルタ４０１ｃが載せられる仕切部４０１ｅを、第１の実
施形態と同様に構成している。すなわち、仕切部４０１
ｅの上面に複数のリブ４２１ｃが設けられており、フィ
ルタ４０１ｃは、それらのリブ４２１ｃの上に載せられ
ている。これにより、所望の気体保持領域を形成する。
その他、液室３０１ｆの内側の側壁に液室溝構造４０１
ｊが設けられている点は、図１０と同様である。

【０１５９】このように、仕切部４０１ｅの上面にリブ
４２１ｃを設けることで、液室溝構造４０１ｊの他に、
第１の実施形態でも説明したように、リブ４２１ｃの間
でもインクを保持し、フィルタ４０１ｃの下面に接触さ
せることができる。その結果、フィルタ４０１ｃの下面
でのインクとの接触領域が増え、サブタンク部４０１ｂ
から液室４０１ｆへのインクの移動、および液室４０１
ｆ内の気体の膨張や蒸気圧の上昇が発生したときの液室
４０１ｆからサブタンク部４０１ｂへのインクの移動
を、よりスムーズに行うことができる。液室４０１ｆに
設けられた、フィル４０１ｃの下面の一部にインクを接
触させるための構造を液室溝構造４０１ｊと言うなら
ば、仕切部４０１ｅ上の複数のリブ４２１ｃは、仕切部
溝構造とも言うことができる。

【０１６０】（その他の実施形態）上述した実施形態に
適用可能な細部の構造に関して、以下に説明する。

【０１６１】〈フィルタと溝構造との位置関係〉図１３
は、溝構造の上端部における溝構造とフィルタとの位置
関係を示す側面図である。図１３では、フィルタ５０１
ｃは、その周縁部で支持されており、フィルタ５０１ｃ
と溝構造５０１ｈとの間には、間隙ｔが存在している。
ここでいう溝構造５０１ｈとは、インクの表面張力によ
ってインクを保持し、フィルタ５０１ｃの下面にインク
を接触させることのできる構造を総称していうもので、
具体的には、第１の実施形態で示した、仕切部上の複数
のリブや、第２の実施形態で示した、液室内の液室溝構
造、仕切部上の複数のリブをいう。以下の説明でも、単
に「溝構造」という場合も同様である。

【０１６２】図１３に斜線で示すように、フィルタ５０
１ｃと溝構造５０１ｈとの間には、表面張力によりイン
クが保持されている状態となっている。フィルタ５０１
ｃと溝構造５０１ｈとの間隙ｔが大きくなると、表面張
力が低下するため、表面張力によるフィルタ５０１ｃと
溝構造５０１ｈとの間のインク保持状態が、インク自身
の自重や振動等によって維持できなくなり、切れてしま
う。

【０１６３】以下に、間隙ｔと、フィルタ５０１ｃと溝
構造５０１ｈとの間のインク保持状態との関係につい
て、本発明者らの検討結果を示す。

【０１６４】この検討では、奥行き（図１３において、
溝構造５０１ｈの右端から左端までの長さ）が２ｍｍ、
開口幅（溝幅）が０．５ｍｍの溝構造５０１ｈを、前述
の実施形態に示した記録ヘッドに設け、表面張力が３５
ｍN／ｍのインクを前述の実施形態に従って充填した。
この記録ヘッドを、５℃から６０℃まで温度変化させた
ときに、ノズルからのインク漏れの有無について実験を
行った。

【０１６５】その結果を表１に示す。

【０１６６】

【表１】

【０１６７】表１において、「ヘッド静止状態」での温
度上昇は、記録ヘッドを設置した周囲の環境温度を５℃
から６０℃まで変化させている。これに対し、「ヘッド
駆動状態」での温度上昇は、５℃の環境下で記録ヘッド
を搭載したインクジェット記録装置を動作させて、イン
クの吐出による記録ヘッドの昇温によって、記録ヘッド
を６０℃まで変化させている。

【０１６８】実験の結果、「ヘッド静止状態」では、間
隙ｔ＝１．０ｍｍからインク漏れが発生した。これに対
し、「ヘッド駆動状態」では、間隙ｔ＝１．０ｍｍまで
インク漏れは発生しなかった。これは、「ヘッド駆動状
態」では、液室内にあるインクが消費されるために、サ
ブタンク部からフィルタ５０１ｃを通して液室へインク
が流れる力が働くことによって、フィルタ５０１ｃと溝
構造５０１ｈとの間のインク保持状態が保たれているか
らであると考えられる。

【０１６９】上記結果より、フィルタ５０１ｃと溝構造
５０１ｈとの間の間隙ｔは、０≦ｔ≦１．０ｍｍとする
と、インク漏れは発生しない。より望ましくは、０≦ｔ
≦０．８ｍｍである。

【０１７０】フィルタは、例えば、溶着により接合する
ことができる。図１４（ａ）に、フィルタ５０１ｃを溶
着により接合する前の状態の、溝構造５０１ｋの近傍で
の側面図を示す。図１４（ａ）に示すように、フィルタ
５０１ｃを支持する支持面５３２には溶着リブ５３２ａ
が設けられている。フィルタ５０１ｃの溶着接合は、フ
ィルタ５０１ｃを溶着リブ５３２ａに載せた状態で、不
図示の溶着ホーンによって、フィルタ５０１ｃを支持面
５３２に押し付けながら溶着用ブ５３２ａを溶かし、押
し潰すことによって行う。フィルタ５０１ｃの溶着接合
後の状態を図１４（ｂ）に示す。フィルタ５０１ｃが溶
着接合された状態では、溶着条件、溶着リブ５３２ａの
形状、フィルタ５０１ｃの形状にもよるが、溶着リブ５
３２ａの潰し残りやフィルタ５０１ｃの変形等により、
フィルタ５０１ｃと溝構造５０１ｋとの間に隙間が生じ
る場合がある。特に、フィルタ５０１ｃと溝構造５０１
ｋとの間隔が大きい場合には、溶着接合後のフィルタ５
０１ｃの凹凸形状によって、この隙間が変わる。この隙
間をなるべく小さくする（上記の間隙ｔの範囲内に収め
る）ためには、例えば図１４（ｃ）に示すように、溝構
造５０１ｋを、支持面５３２ａに対してフィルタ５０１
ｃ側へ０．１ｍｍ程度突出させて設け、常にフィルタ５
０１ｃと溝構造５０１ｋとが接するようにする手法があ
る。

【０１７１】上述のようにフィルタ５０１ｃと溝構造５
０１ｋとの隙間をコントロールする手法は、フィルタ５
０１ｃを溶着接合する場合のみならず、他の方法で接合
する場合にも、同様の考え方が成り立つ。ただし、接着
剤を用いた接合では、接着剤の粘度が低いと接着剤が溝
構造５０１ｋに流れ込み、溝構造５０１ｋの効果が十分
に発揮できないおそれがあるので、注意が必要である。

【０１７２】〈溝構造の形状〉インクの表面張力をＴ、
溝構造でのインクの接触角をθとすると、溝構造におい
て表面張力でインクを持ち上げる力Ｆは、溝構造におい
てインクが接する領域の周囲長をＬとすると、Ｆ＝Ｌ×Ｔ×ｃｏｓθ となる。

【０１７３】これにより、持ち上がったインクの高さを
ｈ_i、インクの密度をρ、重力加速度をｇ、溝構造にお
いてインクが接する領域の断面積をＳ_iとすると、持ち
上がったインクの重量Wは、 W＝Ｓ_i×ｈ_i×ρ×ｇとなる。

【０１７４】よって、F＝Wの関係より、Ｌ×Ｔ×ｃｏｓθ＝Ｓ_i×ｈ_i×ρ×ｇなる関係が得られ、この式より、ｈ_i＝L／Ｓ_i×（Ｔｃｏｓθ／ρｇ） …（式１）となる。従って、溝構造の高さをｄとしたとき、ｄ≦ｈ
_iとなるように溝構造を設定することで、溝構造が保持
したインクはその表面張力で溝構造の上端まで達するこ
とができ、それによって、インクをフィルタの下面に接
触させることができる。

【０１７５】ここで、図１５に示すような、壁部６０１
ｍと接して設けられた２つの四角柱部６０１ｎで構成さ
れた、高さｄ、奥行きｅ、開口幅ｆの、凹型の溝構造６
０１ｋを考える。これを（式１）に当てはめると、ｈ_i＝（２ｅ＋ｆ）／ｅｆ×（Ｔｃｏｓθ／ρｇ）＝（１／ｅ＋２／ｆ）×（Ｔｃｏｓθ／ρｇ） …（式２）が得られる。

【０１７６】一方、図１６に示すような、壁部６１１ｍ
と距離ｊだけ離れた位置に設けられた２つの四角柱部６
１１ｎで構成された、高さｄ、奥行きｅ、開口幅ｆの、
角柱型の溝構造６１１ｋを考える。これを（式１）に当
てはめると、ｈ_i＝（２ｅ）／ｅｆ×（Ｔｃｏｓθ／ρｇ）＝２／ｆ×（Ｔｃｏｓθ／ρｇ） …（式３）が得られる。

【０１７７】以上より、溝構造におけるインクの接触角
が異ならない限り、ｈ_iは、定数Ａ＝Ｌ／Ｓに比例す
る。

【０１７８】図１７〜図２２に、溝構造の形状の各種変
形例を示す。

【０１７９】図１７示す溝構造６２１ｋは、横断面が楔
型の溝形状を有する。図１８に示す溝構造６３１ｋは、
横断面が半楕円型の溝形状を有する。図１９に示す溝構
造６４１ｋは円筒状であり、その中空部が、表面張力に
よりインクを保持する部分として作用する。図２１に示
す溝構造６６１ｋは、横断面が星型であり、インクと接
する面が鋭角で交わっている部分が、表面張力によりイ
ンクを保持する部分として作用する。横断面が星型の溝
構造６６１ｋは、楔型の溝構造の集合体と考えることが
でき、奥行きｅや開口幅ｆは、凹となっている部分で規
定する。また、図２０および図２２には、それぞれ断面
が円形および星型の複数の穴（中空部）を形成した部品
として構成した溝構造６５１ｋ，６７１ｋを示す。この
ように、図２０および図２２に示したような部品をフィ
ルタの直下に設置することによって、フィルタの下面に
インクを接触させる構造とすることもできる。以上、溝
構造の種々の形態を示したが、これらの形状、数、設置
位置、および組み合わせについては、本発明の趣旨を逸
脱しない範囲で変更することができる。

【０１８０】表２に、上述した各種形状のうちの幾つか
について、奥行きｅ＝２ｍｍの場合の、上記の定数Ａ、
および開口幅ｆを０．３ｍｍから２．０ｍｍまで０．２
ｍｍごとに変化させたときの、インクが持ち上がる高さ
ｈ_i（溝構造の最大高さ）との関係を示す。

【０１８１】

【表２】

【０１８２】なお、「角柱型」の溝構造における「Ａ」
の値は、開口幅ｂ＝１．６ｍｍとして求めている。ま
た、「半楕円型」においては、長径の半分の値を奥行き
ｅ、短径を開口幅ｆとした。

【０１８３】開口幅ｆと、インクが持ち上がる高さｈ_i
との関係をグラフ化したものを図２３に示す。図２３に
おいて、ｆ＝２．０ｍｍのときに、「角柱型」の溝構造
でのインクが持ち上がる高さｈ_iは３ｍｍとなり、ｆ＝
１．６ｍｍのときには、ｈ_i＝４ｍｍとなる。このｈ_i＝
３ｍｍという値は、フィルタ下にある気体保持領域の気
体が少なくとも必要な厚みに相当する値である。さら
に、各構成部材の寸法公差を加味するのであれば、ｈ_i
＝４ｍｍが必要である。このときの定数Ａの値は、Ａ＝
１２５０ｍ^-1である。（式３）に示すように、「角柱
型」の溝構造の奥行きは、インクが持ち上がる高さには
影響を及ぼさないので、「角柱型」の溝構造の定数Ａ
は、奥行きの影響がある他の形状の溝構造の下限である
といえる。つまり、より気体保持領域の気体の厚みがあ
る場合には、「楔型」や「凹型」で、かつ開口幅ｆが狭
い溝構造を用いることにより対処することができる。よ
って、定数Ａの値がＡ＝１０００ｍ^-1以上、望ましくは
Ａ＝１２５０ｍ^-1以上あることが、本発明を実現するた
めに好ましい。

【０１８４】また、溝構造のコーナー部に微小な気泡が
トラップされると、その気泡が溝構造でのインクの移動
を妨げる。これを防ぐには、溝構造のインクが移動する
部分、および周囲部を面取りまたは丸め加工して気泡の
トラップを防止するのが好ましい。さらには、フィルタ
のコーナー部も面取りまたは丸め加工し、この部分での
気泡のトラップも防止するのがより好ましい。

【０１８５】〈液室蓋〉例えば図１０に示したとおり、
液室３０１ｆの一側面は、他の部分とは別の部材である
蓋部材７０１で構成することもできる。図１０に示した
例では、蓋部材７０１は、液室溝構造３０１ｊが設けら
れる面を構成している。図２４に、この蓋部材７０１の
斜視図を示す。

【０１８６】図２４に示すように、液室蓋７０１には、
その液室３０１ｆ（図１０参照）の内壁を構成する側の
面に、縦スリット７１１が形成された溝構造７１０が、
液室３０１ｆの数に応じた数だけ、突出して設けられて
いる。これにより、液室蓋７０１が、液室３０１ｆの主
要部を構成する部材である液室本体部材７２０（図１０
参照）に接合された状態では、各溝構造７１０は、それ
ぞれ対応する液室３０１ｆ内に位置する。縦スリット７
１１は、液室３０１ｆ内のインクをその表面張力によっ
て保持する構造として作用する。また、各溝構造７１０
の根元部分には、それぞれ横スリット７１２が形成され
ている。一方、液室本体部材７２０の液室蓋７０１が接
合される側の面が、液室蓋７０１と同じように液室３０
１ｆの一側面の一部を構成する場合には、液室本体部材
７２０のその面にも、液室蓋７０１の溝構造７１０の縦
スリット７１１および横スリット７１２と合致するスリ
ットが形成される。これら液室蓋７０１の溝構造７１０
と液室本体部材７２０のスリットとにより、液室溝構造
３０１ｊ（図１０参照）が形成される。なお、液室蓋７
０１の各溝構造７１０は、液室３０１ｆに応じてそれぞ
れ異なった形状で形成されていてもよい。

【０１８７】次に、液室本体部材７２０と液室蓋７０１
との接合工程について、図１０および図２４を参照し
て、接着剤を用いて接合する場合を例に挙げて説明す
る。

【０１８８】液室３０１ｆの内部にゴミなどの異物が存
在すると、その異物がノズル３０１ｇへ移動してノズル
３０１ｇの目詰まりを起こす。これを防ぐために、液室
蓋７０１を接着する前に、予め、液室本体部材７２０お
よび液室蓋７０１を、アルカリ溶剤や純水などで十分に
洗浄する。次いで、液室本体部材７２０の液室蓋７０１
との接合面に接着剤を塗布する。この工程においても、
ゴミなどが発生しない工程が必要となる。本実施形態で
は、接着剤としてエポキシ系の熱硬化性接着剤を用いた
が、インクに侵されることなく、十分なシール性および
接着強度が得られるものであれば、いかなる接着剤を用
いてもよい。続いて、液室本体部材７２０に蓋部材７０
１を圧接し、加熱硬化炉において接着剤を加熱硬化させ
る。本実施形態では、１０５℃で５時間の加熱硬化を行
った。

【０１８９】液室蓋７０１を圧接した後、加熱硬化炉に
おいて温度を上昇させると、接着剤の粘度が一時的に低
下して、接着剤が流動し始める。仮に、液室蓋７０１の
縦スリット７１１が接着面に近い位置に存在していた場
合、流動した接着剤が縦スリット７１１に侵入し、縦ス
リット７１１を埋めてしまうことが懸念される。そこ
で、本実施形態のように、縦スリット７１１を、液室蓋
７０１の接着面に対して突出して設けた溝構造７１０に
設けることにより、接着剤が縦スリット７１１に侵入す
ることを防止できる。本発明者等が実験したところ、縦
スリット７１１の根元が、液室蓋７０１の接着面よりも
２ｍｍ以上突出した位置にあると、流動した接着剤が縦
スリット７１１に侵入しないことが確認された。さら
に、溝構造７１０の根元部に横スリット７１２を設ける
ことにより、流動した接着剤を横スリット７１２で保持
することが可能となり、接着剤が縦スリット７１１まで
移動するおそれをより低減することができる。

【０１９０】以上、本発明の好ましい実施形態について
説明したが、本発明はこれらに限られるものではなく、
負圧状態で液体を保持し、途中にフィルタが設けられた
液体供給経路を有する種々の液体供給システムに適用可
能である。

【０１９１】また、この液体供給システムをインクジェ
ット記録装置に適用した場合の、記録ヘッドへのインク
の供給方式についても、上述した各実施形態のようなチ
ューブ供給式に限らずピットイン方式にも適用すること
ができ、同様の効果を有する。さらには、サブタンク部
をメインのインクタンクとして考えると、ヘッドタンク
一体式の記録ヘッドにも適用可能である。この場合に
は、ヘッドタンク一体式の記録ヘッド自体がインク供給
システムとして構成される。すなわち、サブタンク部
に、不図示の弁機構によって開閉が制御可能な大気連通
口を設け、液室へのインク充填時には、この大気連通口
を閉じた状態で、ノズルからの吸引により記録ヘッド内
を所望の圧力に減圧した後、大気連通口を開放すれば、
上述したのと同様に適量のインクが液室内へ供給され
る。

【０１９２】また、上述した各実施形態ではシリアルス
キャン型のインクジェット記録装置を例に挙げて説明し
たが、ノズル列が被記録媒体の幅方向全幅にわたって設
けられたライン型のインクジェット記録ヘッドを搭載す
るインクジェット記録装置にも、本発明は適用可能であ
る。

【０１９３】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、フ
ィルタの下流側において、フィルタと液体との間を気体
保持領域の気体で隔てた構成とすることで、フィルタの
下流側に気泡が発生した場合でも、この気泡が原因で生
じていた、フィルタの上流側から下流側への液体の供給
に関する不具合を解消することができる。特にインクジ
ェット記録ヘッドおよびインクジェット記録装置におい
ては、フィルタの下流側へのインクの供給不足によるイ
ンクの吐出不良を防止し、インクの吐出に対する信頼性
を大幅に向上することができる。また、フィルタの下流
に、気体保持領域の気体を介してフィルタの下流側に存
在する液体をその表面張力によって保持してフィルタの
上流側の液体と連結する構造や、フィルタの下流側の面
の一部に液体が接触するように液体を保持する液室を設
けることで、気体保持領域の気体が膨張した場合に、フ
ィルタの下流側で保持されている液体をフィルタを通し
て上流側へ逃がすことができるので、液体供給流路の下
端またはインクジェット記録ヘッドの場合には吐出部か
ら不用意に液体が流出するのを防止することができる。

【０１９４】また、本発明の液体充填方法によれば、第
１の液室および第２の液室に気体が蓄積し液体の量が減
少したとしても、それぞれ適量の液体を充填することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態によるインクジェット
記録装置の概略の構成を示す斜視図である。

【図２】図１に示すインクジェット記録装置の、１色分
についてのインク供給経路を説明するための図である。

【図３】図２に示すインク供給経路での、メインタンク
内に気体が導入される際の、インク供給ユニットの液路
内での気体およびインクの挙動を説明する図である。

【図４】図２に示すインク供給経路での、ノズルにかか
る水頭差による圧力を説明する図である。

【図５】図２に示す記録ヘッドの内部構造を詳細に示す
断面図である。

【図６】図２に示す記録ヘッドを、サブタンク部の上壁
および一部のフィルタを除いた状態で上方から見た斜視
図である。

【図７】サブタンク部から液室までのインクの流れを説
明するための、図５と同様の断面図である。

【図８】密閉状態でのインクおよび気体の流れを説明す
るための、図５と同様の断面図である。

【図９】本発明の第２の実施形態によるインクジェット
記録装置のインク供給経路を示す図である。

【図１０】図９に示す記録ヘッドの内部構造を詳細に示
す断面図である。

【図１１】図９に示す記録ヘッドを、サブタンク部の上
壁および一部のフィルタを除いた状態で上方から見た斜
視図である。

【図１２】図９に示す記録ヘッドの一変形例を示す図で
ある。

【図１３】本発明に適用可能な溝構造の上端部におけ
る、溝構造とフィルタとの位置関係を示す側面図であ
る。

【図１４】本発明に適用可能なフィルタの接合構造を示
す側面図である。

【図１５】本発明に適用可能な溝構造の形状の一例を示
す斜視図である。

【図１６】本発明に適用可能な溝構造の形状の他の例を
示す斜視図である。

【図１７】本発明に適用可能な溝構造の形状の他の例を
示す斜視図である。

【図１８】本発明に適用可能な溝構造の形状の他の例を
示す斜視図である。

【図１９】本発明に適用可能な溝構造の形状の他の例を
示す斜視図である。

【図２０】本発明に適用可能な溝構造の形状の他の例を
示す斜視図である。

【図２１】本発明に適用可能な溝構造の形状の他の例を
示す斜視図である。

【図２２】本発明に適用可能な溝構造の形状の他の例を
示す斜視図である。

【図２３】本発明に適用可能な溝構造の種々の形状にお
ける、開口幅とインクが持ち上がる高さとの関係を示す
グラフである。

【図２４】本発明における溝構造を構成する蓋部材の斜
視図である。

【図２５】従来のチューブ供給方式のインクジェット記
録装置におけるインク供給系の図である。

【符号の説明】

２０１，３０１，４０１記録ヘッド２０１ａ，３０１ａコネクタ挿入口２０１ｂ，３０１ｂ，４０１ｂサブタンク部２０１ｃ，３０１ｃ，４０１ｃ，５０１ｃフィルタ２０１ｄ開口部２０１ｅ，４０１ｅ仕切部２０１ｆ，３０１ｆ，４０１ｆ液室２０１ｇ，３０１ｇノズル２０１ｈ弾性部材２０１ｉ，３０１ｉ圧力調整室２０２キャリッジ２０３搬送ローラ２０４，３０４メインタンク２０４ｂ、２０４ｃゴム栓２０５，３０５インク供給ユニット２０５ａインク供給針２０５ｂ大気導入針２０５ｃ、２０５ｄ、２０５ｅ液路２０５ｆバッファ室２０５ｇ大気連通口２０５ｈ回路２０６，３０６インク供給チューブ２０７，３０７回復ユニット２０７ａ，３０７ａ吸引キャップ２０７ｂ、２０７ｆカム２０７ｃ，３０７ｃ吸引ポンプ２０７ｄポンプモータ２０７ｅリンク２０７ｇカム制御モータ２０９インク２０９ａ先端２０９ｂ、２０９ｃインク上面２１０，３１０遮断弁２１０ａダイアフラム２１０ｂホルダ２１０ｃ押圧ばね２１０ｄレバー２２１ａ側壁２２１ｃ、２２１ｄ，４２１ｃリブ３０１ｊ，４０１ｊ液室溝構造５０１ｋ，６０１ｋ，６１１ｋ，６２１ｋ，６３１ｋ，
６４１ｋ、６５１ｋ，６６１ｋ，６７１ｋ，７１０
溝構造７０１蓋部材７１１縦スリット７１２横スリット７２０液室本体部材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者蔵田満東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (72)発明者但馬裕基東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (72)発明者蔭山徹人東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (72)発明者島丈明東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (72)発明者佐々木俊博東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (72)発明者渡部格生東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (72)発明者河野健東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (72)発明者後藤顕東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (72)発明者飯島康東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (72)発明者小泉寛東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内Ｆターム(参考） 2C056 EA15 EA25 EC18 EC24 EC49 FA03 FA10 JA13 JC20 KB04 KB08 KB27 KB37 KC02 KC09 KC13 KC16 KC21 KC27

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】液体の供給方向の下流端において液体を
保持している液体保持部への液体供給経路を有し、該液
体供給経路の途中にフィルタが設けられ、重力方向にお
ける上下方向に前記フィルタの上流側から下流側へ液体
を供給可能な状態である液体供給システムにおいて、前記フィルタの下流側に接する部分を気体保持領域と液
体保持領域とに区画する部材を有するとともに、該気体
保持領域に保持された気体は、前記フィルタの下流側か
ら前記下流端の液体保持部との間に存在する気体と連通
状態にあることを特徴とする液体供給システム。
【請求項２】前記気体保持領域に保持された液体が前
記液体保持部の液体と連通することにより、前記フィル
タの上流の液体と下流の液体とが可逆的に移動すること
が可能となっている、請求項１に記載の液体供給システ
ム。
【請求項３】前記フィルタの下流側から前記下流端の
液体保持部の上流側との間に存在する気体は、前記液体
保持部から前記フィルタへの気泡の移動を遮断するよう
に配されている、請求項１または２に記載の液体供給シ
ステム。
【請求項４】前記液体供給経路の前記フィルタの下流
に、前記気体保持領域の気体を介して前記フィルタの下
流側に存在している液体をその表面張力によって保持
し、前記フィルタを介して前記フィルタの上流側の液体
と連結する液体連結構造を有する、請求項１ないし３の
いずれか１項に記載の液体供給システム。
【請求項５】前記液体連結構造は、上下方向に沿って
設けられ、上端が前記フィルタの下流側の面と略接触す
る溝状構造部を有する、請求項４に記載の液体供給シス
テム。
【請求項６】前記溝状構造部と前記フィルタとの間隙
ｔが、０≦ｔ≦１．０ｍｍの範囲内である、請求項５に
記載の液体供給システム。
【請求項７】前記溝状構造部は凹型の横断面を有す
る、請求項５または６に記載の液体供給システム。
【請求項８】前記溝状構造部は楔型の横断面を有す
る、請求項５または６に記載の液体供給システム。
【請求項９】前記溝状構造部は液体を保持する面が弧
状である、請求項５または６に記載の液体供給システ
ム。
【請求項１０】前記溝状構造部は、液体を保持するた
めの複数の中空部が形成された部材を有し、該部材が前
記フィルタの下流に設置されている、請求項５または６
に記載の液体供給システム。
【請求項１１】前記溝状構造部は、前記溝状構造部で
液体が接する領域の周囲長をＬ、前記溝状構造部で液体
が接する領域の断面積をＳとしたとき、Ｌ／Ｓ≧１０００の関係を満たす、請求項５ないし１０のいずれか１項に
記載の液体供給システム。
【請求項１２】前記溝状構造部の周囲部が面取り加工
または丸め加工されている、請求項５ないし１１のいず
れか１項に記載の液体供給システム。
【請求項１３】前記溝状構造部は、前記フィルタの下
流側で前記液体供給路を構成する部材と一体に設けられ
ている、請求項５ないし１２のいずれか１項に記載の液
体供給システム。
【請求項１４】前記フィルタの下流側では、前記液体
供給経路は、前記液体供給経路の一側面を構成する蓋部
材と、前記液体供給経路の他の面を構成し、前記蓋部材
が接合された本体部材とを有し、前記溝状構造部は少な
くとも前記蓋部材に設けられている、請求項５ないし１
３のいずれか１項に記載の液体供給システム。
【請求項１５】前記蓋部材と前記本体部材とは接着剤
で接合され、前記蓋部材に設けられた溝状構造部は、前
記蓋部材の前記本体部材との接着面に対して突出して形
成された、液体をその表面張力で保持するスリット付き
の突状部分として設けられている、請求項１４に記載の
液体供給システム。
【請求項１６】前記突状部分には、前記蓋部材の前記
本体部材との接着面と、前記スリットとの間に、前記接
着剤を受容するための溝が形成されている、請求項１５
に記載の液体供給システム。
【請求項１７】前記液体供給経路は、前記フィルタの
上流に第１の液室を有し、前記フィルタの下流に、前記
気体保持領域の気体を含む第２の液室を有する、請求項
１ないし１６のいずれか１項に記載の液体供給システ
ム。
【請求項１８】前記第１の液室は、前記第１の液室内
の圧力変動を吸収する圧力調整手段を有する、請求項１
７に記載の液体供給システム。
【請求項１９】前記液体供給経路の、前記第１の液室
よりも上流側に、通常の液体供給時には開かれ、前記下
流端からの吸引により前記第２の液室内に液体を充填す
る際には閉じられる弁機構を有する、請求項１７または
１８に記載の液体供給システム。
【請求項２０】前記第１の液室には、前記下流端から
の吸引により前記第２の液室内に液体を充填する際に閉
じられるように開閉可能な大気連通口が設けられてい
る、請求項１７に記載の液体供給システム。
【請求項２１】前記液体供給経路の前記フィルタの下
流に、前記フィルタの下流側の面の一部に液体が接触す
るように液体を保持する第３の液室を有する、請求項１
７ないし２０のいずれか１項に記載の液体供給システ
ム。
【請求項２２】前記第３の液室は、保持している液体
をその表面張力によって保持して前記フィルタの下流側
の面に接触させる構造を有する、請求項２１に記載の液
体供給システム。
【請求項２３】前記第３の液室の液体を前記フィルタ
の下流側の面に接触させる構造は、先端が前記フィルタ
の下流側の面に接触するように設けられた少なくとも一
つのリブを有する、請求項２２に記載の液体供給システ
ム。
【請求項２４】前記第３の液室で保持可能な液体の量
は、想定される使用環境中での前記気体保持領域の気体
の体積の変化量よりも多い、請求項２１ないし２３のい
ずれか１項に記載の液体供給システム。
【請求項２５】前記第３の液室は、前記フィルタと前
記第２の液室とを連通する開口部の周囲を取り囲むよう
に設けられている、請求項２１ないし２３のいずれか１
項に記載の液体供給システム。
【請求項２６】フィルタで仕切られ、それぞれ内部に
液体を保持する第１の液室および第２の液室と、前記第２の液室と直接接続され、前記第２の液室から供
給された液体を吐出する液体吐出部とを有し、前記第１の液室から前記フィルタを介して前記第２の液
室へ液体を供給可能なインクジェット記録ヘッドにおい
て、前記フィルタの前記第２の液室側に接する部分を気体保
持領域と絵気体保持領域とに区画する部材を有するとと
もに、該気体保持領域に保持された気体は、前記第２の
液室に存在する気体と連通状態にあることを特徴とする
インクジェット記録ヘッド。
【請求項２７】前記液体保持領域に保持された液体が
前記第２の液室の液体と連通することにより、前記第１
の液室の液体と前記第２の液体の液体とが可逆的に移動
することが可能となっている、請求項２６に記載のイン
クジェット記録ヘッド。
【請求項２８】前記第２の液室内に存在する気体は、
前記液体吐出部から前記フィルタへの気泡の移動を遮断
するように配されている、請求項２６または２７に記載
のインクジェット記録ヘッド。
【請求項２９】前記第２の液室に、前記気体保持領域
の気体を介して前記第２の液室に存在している液体をそ
の表面張力によって保持し、前記フィルタを介して前記
第１の液室の液体と連結する液体連結構造を有する、請
求項２６ないし２８のいずれか１項に記載のインクジェ
ット記録ヘッド。
【請求項３０】前記液体連結構造は、前記第１の液室
から前記第２の液室への液体の供給方向に沿って設けら
れ、一端が前記フィルタの下流側の面と略接触する溝状
構造部を有する、請求項２９に記載のインクジェット記
録ヘッド。
【請求項３１】前記溝状構造部と前記フィルタとの間
隙ｔが、０≦ｔ≦１．０ｍｍの範囲内である、請求項３
０に記載のインクジェット記録ヘッド。
【請求項３２】前記溝状構造部は凹型の横断面を有す
る、請求項３０または３１に記載のインクジェット記録
ヘッド。
【請求項３３】前記溝状構造部は楔型の横断面を有す
る、請求項３０または３１に記載のインクジェット記録
ヘッド。
【請求項３４】前記溝状構造部は液体を保持する面が
弧状である、請求項３０または３１に記載のインクジェ
ット記録ヘッド。
【請求項３５】前記溝状構造部は、液体をその表面張
力で保持するための複数の中空部が形成された部材を有
し、該部材が前記フィルタの下流に設置されている、請
求項３０または３１に記載のインクジェット記録ヘッ
ド。
【請求項３６】前記溝状構造部は、前記溝状構造部で
液体が接する領域の周囲長をＬ、前記溝状構造部でイン
クが接する領域の断面積をＳとしたとき、Ｌ／Ｓ≧１０００の関係を満たす、請求項３０ないし３５のいずれか１項
に記載のインクジェット記録ヘッド。
【請求項３７】前記溝状構造部の周囲部が面取り加工
または丸め加工されている、請求項３０ないし３６のい
ずれか１項に記載のインクジェット記録ヘッド。
【請求項３８】前記溝状構造部は、前記第２の液室を
構成する部材と一体に設けられている、請求項３０ない
し３７のいずれか１項に記載のインクジェット記録ヘッ
ド。
【請求項３９】前記第２の液室は、前記第２の液室の
一側面を構成する蓋部材と、前記第２の液室の他の面を
構成し、前記蓋部材が接合された本体部材とを有し、前
記溝状構造部は少なくとも前記蓋部材に設けられてい
る、請求項３０ないし３８のいずれか１項に記載のイン
クジェット記録ヘッド。
【請求項４０】前記蓋部材と前記本体部材とは接着剤
で接合され、前記蓋部材に設けられた溝状構造部は、前
記蓋部材の前記本体部材との接着面に対して突出して形
成された、液体をその表面張力で保持するスリット付き
の突状部分として設けられている、請求項３９に記載の
インクジェット記録ヘッド。
【請求項４１】前記突状部分には、前記蓋部材の前記
本体部材との接着面と、前記スリットとの間に、前記接
着剤を受容するための溝が形成されている、請求項４０
に記載のインクジェット記録ヘッド。
【請求項４２】前記第１の液室は、前記第１の液室内
の圧力変動を吸収する圧力調整手段を有する、請求項２
６ないし４１のいずれか１項に記載のインクジェット記
録ヘッド。
【請求項４３】前記第１の液室への液体供給手段が着
脱可能に連結される連結部を有する、請求項２６ないし
４０のいずれか１項に記載のインクジェット記録ヘッ
ド。
【請求項４４】前記第１の液室と前記第２の液室との
間に、前記フィルタの前記第２の液室側の面の一部に液
体が接触するように液体を保持する第３の液室を有す
る、請求項２６ないし４３のいずれか１項に記載のイン
クジェット記録ヘッド。
【請求項４５】前記第３の液室は、保持している液体
をその表面張力によって保持して前記フィルタに接触さ
せる構造を有する、請求項４４に記載のインクジェット
記録ヘッド。
【請求項４６】前記第３の液室の液体を前記フィルタ
に接触させる構造は、先端が前記フィルタの前記第２の
液室側の面に接触するように設けられた少なくとも一つ
のリブを有する、請求項４５に記載のインクジェット記
録ヘッド。
【請求項４７】前記第３の液室で保持可能な液体の量
は、想定される使用環境中での前記気体保持領域の気体
の体積の変化量よりも多い、請求項４４ないし４６のい
ずれか１項に記載のインクジェット記録ヘッド。
【請求項４８】前記第３の液室は、前記フィルタと前
記第２の液室とを連通する開口部の周囲を取り囲むよう
に設けられている、請求項４４ないし４７のいずれか１
項に記載のインクジェット記録ヘッド。
【請求項４９】請求項２６ないし４８のいずれか１項
に記載のインクジェット記録ヘッドを保持する保持手段
と、前記インクジェット記録ヘッドの液体吐出部から前記イ
ンクジェット記録ヘッド内の液体を強制的に吸引する吸
引手段と、前記インクジェット記録ヘッドの第１の液室を前記イン
クジェット記録ヘッドの外部に対して密閉および開放さ
せる弁機構とを有するインクジェット記録装置。
【請求項５０】インクを収容するインクタンクが着脱
自在に装着され、前記インクタンク内のインクを、チュ
ーブを介して前記インクジェット記録ヘッドに供給する
インク供給ユニットを有し、前記弁機構は前記インクタ
ンクから前記インクジェット記録ヘッドまでのインク供
給経路に設けられている、請求項４９に記載のインクジ
ェット記録装置。
【請求項５１】前記第１の液室には大気連通口が設け
られ、前記弁機構は前記大気連通口の開閉を制御する、
請求項４９に記載のインクジェット記録装置。
【請求項５２】それぞれ液体を保持する第１の液室と
第２の液室とがフィルタで仕切られるとともに、前記第
１の液室から前記第２の液室への液体の供給方向につい
て前記第２の液室よりも下流側で液体を保持しており、
重力方向における上下方向に前記フィルタの上流側から
下流側へ液体を供給可能な状態において、前記フィルタ
の下流側に接する部分を気体保持領域と液体保持領域と
に区画する部材を有するとともに、該気体保持領域に保
持された気体は、前記フィルタの下流側から前記下流端
の液体保持部の上流側との間に存在する気体と連通状態
にある液体供給システムにおける液体充填方法であっ
て、前記第１の液室を外部に対して密閉する工程と、前記第１の液室が密閉された状態で、前記第２の液室の
下流側から吸引することによって前記第１の液室および
前記第２の液室を減圧する工程と、前記第１の液室および前記第２の液室の減圧後、前記第
１の液室を外部に対して開放する工程とを有する液体充
填方法。