JP2015107569A - インクジェット記録装置 - Google Patents

Abstract

【課題】インクジェットヘッドの下方にインクタンクを設置するスペースおよび配管を引き回すスペースを確保する必要があり、インクジェット装置の大型化を招く要因となるといった課題がある。【解決手段】インクを吐出するノズルを有するインク圧力室と、インク圧力室にインクを供給するインク供給口と、ノズルから吐出されなかったインクを排出するインク排出口とを有するインクジェットヘッドと、インク排出口からインクが流入し、インク供給口を通してインクジェットヘッドへインクを循環させるインク循環部と、インク循環部をインクジェットヘッドに一体的に結合したインクジェット記録部を搭載したキャリッジを備え、キャリッジを記録媒体に対して相対的に移動させて印字するインクジェット記録装置。【選択図】図７

Description

本発明の実施形態は、インク循環式のインクジェットヘッドに用いるインク循環装置を備えるインクジェット記録装置に関する。

インク循環式のインクジェットヘッドを有するインクジェット記録装置は、インクがノズルの付近に滞留することなく循環する。このため、インクの変質および色材の沈降を防ぐことができ、インクの吐出安定性を向上させることができる。

インク循環式のインクジェットヘッドは、インクタンクからインクを供給する供給配管を通してインクを受け、ヘッド内のノズルから吐出しなかったインクを排出する還流配管を介してそのインクタンクにインクを戻している。インクタンクは、インクジェットヘッドに分配されるインクを蓄える要素であって、インクジェットヘッドから離れた場所に据え付けられている。

従来のインクジェット記録装置では、インクを蓄える容量の大きなインクタンクをインクジェット記録装置内の所定の位置に設置し、そのインクタンクとインクジェットヘッドとの間でインクを循環させる専用の循環機構と配管が必要であった。

この結果、インクジェットヘッドの下方にインクタンクを設置するスペースおよび配管を引き回すスペースを確保する必要があり、インクジェット装置の大型化を招く要因となるといった課題がある。

特開２００５−１２５６７０公報

従来のインク循環式のインクジェットヘッドを備えるインクジェット記録装置は、インクジェットヘッド、供給管路、還流管路、インクタンクからなるインク循環装置を有している。そのインクタンクはインクジェットヘッドのノズルより下方に配置され、インクジェットヘッドとタンクの間にフィルターが設けられ、ヘッド内に負圧を形成する。

従来のインクジェット記録装置では、インクを蓄える容量の大きなインクタンクをインクジェット記録装置内の所定の位置に設置し、そのインクタンクとインクジェットヘッドとの間でインクを循環させる専用の循環機構と配管が必要であった。

この結果、インクジェットヘッドの下方にインクタンクを設置するスペースおよび配管を引き回すスペースを確保する必要があり、インクジェット装置の大型化を招く要因となるといった課題がある。

上記課題を解決するために、実施形態のインクジェット記録装置は、インクを吐出するノズルを有するインク圧力室と、前記インク圧力室に連通しインクを供給するインク供給口と、前記インク圧力室に連通し前記ノズルから吐出されなかったインクを排出するインク排出口とを有するインクジェットヘッドと、
前記インク排出口からインクが流入し、前記インク供給口を通して前記インクジェットヘッドへインクを循環させるインク循環部と、
前記インク循環部を前記インクジェットヘッドに一体的に結合したインクジェット記録部と、
前記インクジェット記録部を搭載したキャリッジと、
前記キャリッジを記録媒体に対して相対的に移動させる制御装置と、を有している。

実施形態に係るインクジェット記録装置を概略的に示す正面図である。 実施形態に係るインクジェット記録装置を概略的に示す平面図である。 循環式インクジェットヘッドのノズル近傍の断面図である。 循環式インクジェットヘッドのインクの流れを表した断面図である。 実施形態に係るインク循環装置の斜視図である。 実施形態に係るインク循環装置の他の面から見た斜視図である。 実施形態に係るインク循環装置およびインクジェットヘッドの内部構造を示す断面図である。 圧力調整部の動作を説明する図である。 インクジェット記録装置を制御する制御部ブロック図である。

以下、実施形態について、図面を参照しながら説明する。図面で同じ番号は同じ構成または類似した構成を示している。

図１は、インクジェット記録装置１の一例の正面図である。

インクジェットヘッド２とインク循環装置３からなるインクジェット記録部４（ａ）〜（ｅ）がインク色分の個数、本実施例では５つが並列にキャリッジ１００上に配置されている。インクジェットヘッド２は、後述するようにインクＩ（図３参照）を内蔵し、画像形成信号に合わせてノズルプレート５２に設けたノズル５１からインクＩを吐出させる。インク循環装置３は、後述するように、インクジェットヘッド２へインクＩを供給し、ノズル５１から吐出せずに残ったインクＩを回収し、再度インクジェットヘッド２へ回収したインクを供給してインクを循環させる。インクジェットヘッド記録部４（ａ）は重力方向において、下向きにインクＩを吐出するインクジェットヘッド２を有し、その上部にインク循環装置３を有している。インクジェットヘッド記録部４（ｂ）〜４（ｅ）はそれぞれインクジェット記録部４（ａ）と同じ構成になっている。

インクジェット記録部４（ａ）はシアンインク、４（ｂ）はマゼンタインク、４（ｃ）はイエローインク、４（ｄ）はブラックインクを吐出する。インクジェット記録部４（ｅ）はホワイトインクを吐出する。インクジェット記録部４（ｅ）は、ホワイトインク以外に透明光沢インク、赤外線または紫外線を照射したときに発色する特殊インクなどを吐出させる。インクジェット記録部４（ａ）〜４（ｅ）を搭載したキャリッジ１００は搬送ベルト１０１に固定され、搬送ベルト１０１はモータ１０２に連結されている。モータ１０２を正転または逆転させることでキャリッジ１００は矢印Ａ方向に往復移動する。図１に示すインクジェットヘッド記録部４（ａ）〜４（ｅ）はインクを重力方向（矢印Ｃ方向）にインクを吐出する。

テーブル１０３は密閉された容器で上面に小径の穴１１０が開いており、ポンプ１０４で容器内部を負圧にすることで上面に搭載された記録媒体Ｓを固定する。記録媒体Ｓは紙、樹脂や金属のフィルム、板材などである。テーブル１０３はスライドレール１０５上に取り付けられ、図２矢印Ｂ方向に往復移動する。インクジェットヘッド２はインクＩを吐出する複数のノズル５１（図３参照）が形成されたノズルプレート５２を有し、インクジェットヘッド２が往復移動する間ノズルプレート５２と記録媒体Ｓとの距離ｈは一定に維持されている。インクジェットヘッド２にはその長手方向に３００個のノズル５１が並んでいる。インクジェット記録装置１はインクジェット記録部４（ａ）〜４（ｂ）を記録媒体Ｓの搬送方向に対して直交するように往復移動させながら、画像を形成する。すなわち、ノズル配列された長手方向と記録媒体Ｓの搬送方向が同じなり、インクジェット記録装置１は記録媒体Ｓ上に３００ノズルの幅で画像を形成する。

インクジェット記録部４（ａ）〜４（ｅ）のＡ方向の走査範囲で、テーブル１０３の移動範囲外の位置にメンテナンスユニット３１０が配置されている。メンテナンスユニット３１０にインクジェットヘッド２が対峙する位置が、インクジェットヘッド２の待機位置Ｐになっている。メンテナンスユニット３１０は上方が開放したケースで上下（図１矢印Ｃ、Ｄ方向）に移動可能に設けられている。メンテナンスユニット３１０は画像形成のためにキャリッジ１００が矢印Ａ方向に移動している場合には下方Ｃに移動して待機し、画像形成動作が終了した場合には上方Ｄに移動する。画像形成動作が終了した時インクジェットヘッド２は待機位置Ｐに戻り、メンテナンスユニット３１０が上方Ｄに移動し、インクジェットヘッド２のノズルプレート５２を覆う。メンテナンスユニット３１０はインクの蒸発やノズルプレート５２にほこりや紙粉が付着することを防止（キャップ機能）する。

メンテナンスユニット３１０にはインクジェットヘッド２のノズルプレート５２に付着したインク、ほこり、紙粉などを除去するゴム製のブレード１２０が内蔵されている。画像形成のためにキャリッジ１００が矢印Ａ方向に移動している場合にはメンテナンスユニット３１０は下方に移動し、ブレード１２０はノズルプレート５２から下方Ｃへ離間している。ノズルプレート５２に付着したインク、ほこり、紙粉を除去する場合には上方Ｄに移動し、ブレード１２０がノズルプレート５２に接触する。メンテナンスユニット３１０内にはブレード１２０をＢ方向へ移動させる機構を備え、ブレード１２０がノズルプレート５２表面を払拭し、インク、ほこり、紙粉を除去（ワイプ機能）することができる。

メンテナンスユニット３１０は廃インク受け部１３０を備えている。メンテナンス動作を行う時に、ノズル５１からインクを強制的に吐出させることで、ノズル近傍で劣化したインクを廃インク受け部１３０に廃棄（スピット機能）することもできる。廃インク受け部１３０はブレード１２０で払拭することで発生した廃インクおよびスピット動作によって発生した廃インクを収納する。

図２は、インクジェット記録装置１の一例の平面図である。

インクジェット記録部４（ａ）〜４（ｅ）が搭載されたキャリッジ１００は搬送ベルト１０１の移動によって２本のレール１４０に沿ってＡ方向に往復移動する。記録媒体Ｓを搭載したテーブル１０３はＢ方向に往復移動する。インクジェット記録装置１で印字するための画像信号に合わせて、インクジェット記録部４（ａ）〜４（ｅ）を搭載したキャリッジ１００と記録媒体Ｓを乗せたテーブル１０３を往復移動させながら、ノズル５１からインクを吐出させて、記録媒体Ｓの全面に画像形成することができる。いわゆるシリアル型インクジェット記録装置になっている。

インクカートリッジ１０６（ａ）はシアンインクが充填され、チューブ１０７を介してインクジェット記録部４（ａ）のインク循環装置３に連通している。インクカートリッジ１０６（ｂ）はマゼンタインクが充填され、チューブ１０７を介してインクジェット記録部４（ｂ）のインク循環装置３に連通している。同様に、インクカートリッジ１０６（ｃ）はイエローインクが充填され、インクジェット記録部４（ｃ）のインク循環装置３に連通している。インクカートリッジ１０６（ｄ）はブラックインクが充填され、インクジェット記録部４（ｄ）のインク循環装置３に連通している。インクカートリッジ１０６（ｅ）はホワイトインクが充填され、インクジェット記録部４（ｅ）のインク循環装置３に連通している。

インクジェット記録部４（ａ）〜４（ｅ）は、それぞれインクジェットヘッド２の上方にインク循環装置３が積載された構成になっている。インクジェットヘッド２の上方にインク循環装置３を設けることで、キャリッジ１００上でインクジェット記録部４（ａ）〜４（ｅ）が並ぶ方向の間隔を狭められ、搬送方向（Ａ方向）におけるキャリッジ１００の幅を短くすることができる。キャリッジ１００は、少なくとも最大の記録媒体Ｓの幅にキャリッジ１００幅の２倍の長さを加算した距離だけ、Ａ方向に搬送される。そのためキャリッジ１００の幅が狭いほど、搬送距離が減少し印字速度を高めると同時に装置を小型化できる。

移動するテーブル１０３を利用した上記インクジェット記録装置１に以外に、巻取り紙を引き出しその巻取り紙を直交するようにインクジェット記録部を移動させながら印字するインクジェット記録装置、または枚用紙を１枚ずつプラテンローラで送りその枚用紙を直交するようにインクジェット記録部を移動させながら印字するインクジェット記録装置にも、このインクジェット記録部４は適用可能である。

実施形態に係るインクジェット記録装置１に適用されるインクジェットヘッド２について説明する。

図３（ａ）、（ｂ）は、インクジェットヘッド２のインクＩを吐出する部分の断面図である。インクジェットヘッド２は、インクを吐出するノズル５１を有するノズルプレート５２の上面側に、ノズル分岐部５３を形成する。 ノズル分岐部５３は、図３の矢印Ｅ方向に流れているインクをノズル５１から吐出させるインクと、そのままインクジェットヘッド２内を流れてインク循環装置３に戻るインクに分岐する部分である。インクジェットヘッド２はノズル５１と対向する側の面にアクチュエータ５４を有している。アクチュエータ５４は圧電セラミック５５と振動板５６が積層されたユニモルフ式の圧電振動板になっている。圧電セラミック材料は、ＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）を用いた。ＰＺＴの上下面に金電極を形成し、分極処理して圧電セラミック５５を形成している。その後、圧電セラミック５５を窒化ケイ素製の振動板５６に接合してアクチュエータ５４を形成した。なお、インクの表面張力によって、ノズル５１内ではインクと空気の界面であるメニスカス２９０を形成している。

図３（ａ）は圧電セラミック５５に電界をかけず、アクチュエータ５４が無変形の状態を示している。図３（ｂ）は、アクチュエータ５４を変形させてインク滴ＩＤを吐出させる様子を示している。圧電セラミック５５に電界を与えてアクチュエータ５４を変形させることで、ノズル分岐部５３内のインクＩはインク滴ＩＤとなってノズル５１から吐出する。

上述の圧電セラミックと振動板によるアクチェータに替えて、インクに圧力を発生させる他の構成を用いることも可能である。たとえば、静電気でダイアフラムを変形させてインクに圧力を加える構成、ヒータでインクＩを加熱してインクに気泡が発生する時の圧力を利用する構成（サーマル方式）など、圧力発生体としていずれの構成を利用してもよい。

図４を参照して、図３で説明したインクを吐出する部分を有するインクジェットヘッド２内部のインクの流れを説明する。

インクジェットヘッド２は、ノズルプレート５２、図３に示されるアクチュエータ５４を有する基板６０、マニフォルド６１、インクを流入させるインク供給口１６０、インクジェットヘッド２からインク循環装置３へインクを環流させるインク排出口１７０、で構成されている。

ノズルプレート５２は、紙面手前から奥方向に並ぶ複数のノズル５１（ａ）を有する第１ノズル列、同様に紙面手前から奥方向に並ぶ複数のノズル５１（ｂ）を有する第２ノズル列を有している。前述したようにインクＩは各ノズル５１（５１（ａ）、５１（ｂ））を通して、吐出される。言い換えればインクジェットヘッド２は紙面手前から奥方向に長く、その長手方向にノズル５１（ａ）、５１（ｂ）が配置されている。ノズル５１（ａ）、５１（ｂ）はＢ方向（図５参照）に複数配列され、キャリッジ１００の移動方向と直交する方向に並んでいる。

基板６０は内部にインクを通す流路１８０を有している。流路１８０を形成するように基板６０にノズルプレート５２が接着されている。インクを吐出させる圧力を発生するアクチュエータ５４はその流路１８０に面し、かつ各ノズル５１に対応して設けられている。アクチュエータ５４によって流路１８０内のインクに発生した圧力がノズル５１に集中するように、隣接するノズル５１間に境界壁１９０を設けている。ノズルプレート５２、アクチュエータ５４、境界壁１９０で囲まれた流路１８０が、インク圧力室１５０となる。インク圧力１５０は第１ノズル列、第２ノズル列のノズル５１（ａ）５１（ｂ）に対応して複数設けられている。第１ノズル列、第２ノズル列にはそれぞれ３００個のノズルを有している。インク圧力室１５０に一方の端部からインクＩが流入し、インク分岐部５３を通り、他方の端部から流出する。インク圧力室１５０内のインク分岐部５３でインクの一部はノズル５１から吐出され、残りは他方の端部から流出する。

第１ノズル列内の各ノズル５１（ａ）対応して形成された複数のインク圧力室１５０と第２ノズル列内の各ノズル５１（ｂ）対応して形成された複数のインク圧力室１５０との間の流路１８０は、共通インク室５８になっている。共通インク供給室５８は、インク圧力室１５０の一方の流入口へつながり、全インク圧力室１５０にインクを供給する。

第１ノズル列に対応する複数のインク圧力室１５０と第２ノズル列に対応する複数のインク圧力室１５０の他端側から流出するインクは、第１第２ノズル列に繋がる共通インク室５９へ流入する。共通インク室５９は基板６０に設けられた流路１８０の一部となっている。

マニフォルド６１は基板６０に接続され、流路１８０へインクを供給する。マニフォルド６１は矢印Ｆ方向へインクを流入させるインク供給口１６０、インク供給口から共通インク供給室５８に連通するインク分配通路６２を有している。インクジェットヘッド２へ供給するインク温度を検出するためにヘッド内温度センサ（上流）２８０がインク分配通路６２に取り付けられている。また、マニフォルド６１はインクを矢印Ｇ方向へ排出するインク排出口１７０と、２つの共通インク室５９からインク排出口１７０に連通するインク環流通路６３を有している。インクジェットヘッド２から排出されるインク温度を検出するためにヘッド内温度センサ（下流）２８１がインク環流通路６３に取り付けられている。ヘッド内温度センサ（上流）２８０、（下流）２８１でインクジェットヘッド２内へ供給する、またはインクジェットヘッド２から排出されるインク温度を検出し、インクジェットヘッド２内のインク温度によるインク粘度の変化を考慮して、インク循環装置３を制御している。

インク供給口１６０、インク分配通路６２、共通インク供給室５８、インク圧力室１５０、共通インク室５９、インク環流通路６３、インク排出口１７０の順に、インクＩはインクジェットヘッド２内を移動する。このインクＩの一部は画像信号に従いノズル５１から吐出され、残ったインクＩは移動してインク排出口１７０からインク循環装置３へ環流する。

図５乃至図９を参照して、インク循環装置３について説明する。

図５は、インク循環装置３がインクジェットヘッド２の上方に配置され、インク循環装置３とインクジェットヘッド２が一体になっているインクジェット記録部４を示しいている。図６は図５とは別の向きから見たインクジェット記録部４の図である。図７はインクジェットヘッド２およびインク循環装置３の内部を正面から見た図である。

インク循環装置３は、インクケーシング２００、インクジェットヘッド２にインクを供給するインク供給管２０８、インクジェットヘッド２からインクを戻すインク戻し管２０９、インクジェットヘッド２のノズル５１内のインク圧力を適正に保つためにインクケーシング２００内部の圧力を調整する圧力調整部２０３を備えている。インク循環装置３はインク供給管２０８を通して下方へ（重力方向である矢印Ｃ）インクを送液し、インクジェットヘッド２はさらに下方へインクを吐出する。

インクケーシング２００外壁面に印刷やメンテナンス動作等で消費した量のインクをインクケーシング２００に補給するインク供給ポンプ２０２を備えている。インクケーシング２００の内部にインクＩを貯留できるように、供給側インク室２１０と回収側インク室２１１とを備え、回収側インク室２１１を覆う第１プレート３００、供給側インク室２１０を覆う第２プレート３０１で密閉されている。インク供給ポンプ２０２は回収側インク室２１１へインクを供給するようになっている。

インクケーシング２００を密閉する第１プレート３００にはインクケーシング２００内のインク量を計測するインク量計測センサ２０５Ａが、取り付けられている。第２プレート３０１にはインク量計測センサ２０５Ｂが取り付けられている。インク量計測センサ２０５Ｃは、圧電振動板をインクケーシング２００に貼り付けた構成であり、圧電振動板を交流電圧で振動させインクケーシング２００内のインクを振動させる。インク量計測センサ２０５Ｃによるインクケーシング２００内を伝わるインクの振動をインク量計測センサ２０５Ａ、２０５Ｂで検出し、インク量を計測している。

供給側インク室２１０のインク液面ａ上部と、回収側インク室２１１のインク液面ｂ上部は空気室になっている。供給側インク室２１０と回収側インク室２１１のインク上部の空気圧を検出するために、インク循環装置３は圧力センサ２０４を有している。圧力センサ２０４の検出部は、連通孔２２３で回収側インク室２１１の空気部と連通し、連通孔２２２で供給側インク室２１０の空気部と連通し、２つのインク室の圧力を計測するようになっている。圧力センサ２０４は、供給側インク室２１０と回収側インク室２１１内の空気圧を電気信号として出力し、後述する制御基板５００（図９参照）に接続されている。なお、圧力センサ２０４は1チップで２つの圧力検知ポートを有し、インクケーシング２００内の２つのインク室（供給側インク室２１０と回収側インク室２１１）の圧力を検出する。

インクケーシング２００内のインク粘度を調整するために、インクを加熱するためのヒータ２０７をインクケーシング２００外部に有している。ヒータ２０７はインクケーシング２００に熱伝導性の高い接着剤で貼り付けられている。インクケーシング２００のヒータ２０７近傍にインク温度センサ２８２が取り付けられている。インク温度センサ２８２およびヒータ２０７は後述する制御基板５００に接続され、印刷時に所望のインク粘度になるようにヒータ２０７が制御されている。

以下、各構成について詳細に説明する。

図５に示すインク供給ポンプ２０２は、インクジェット記録部のインク循環装置３の外壁に取り付けられている。インクカートリッジ１０６からインク循環装置３へインクを送液するチューブ１０７がインク補給口２２１に接続されている。インク補給口２２１は、インク供給ポンプ２０２へインクを流入させるインクの流入口である。インク供給ポンプ２０２は、インク補給口２２１からインク循環装置３内の回収側インク室２１１へインクを供給する。

インク供給ポンプ２０２は圧電ポンプになっている。インク供給ポンプ２０２は、圧電素子と金属板を貼り合わせた圧電振動板がたわむことでポンプ内の容積（ポンプ室２４０）を周期的に変化させてインクを搬送し、２つの逆止弁によってインク搬送方向を一方向にさせている。インク供給ポンプ２０２の一方の逆止弁２４２はインク補給口２２１とポンプ室２４０との間に設けられ、他方の逆止弁２４３はポンプ室２４０とインクの出口２４１との間に設けられている。圧電振動板がたわみポンプ室２４０が拡張すると、逆止弁２４２が開きポンプ室２４０にインクが流入し、逆止弁２４３が閉じる。圧電振動板が逆方向にたわみポンプ室２４０が収縮すると、逆止弁２４２が閉じ逆止弁２４３が開きポンプ室２４０からインクが流出する。これを繰り返してインクを送液する。

回収側インク室２１１へインクを供給するインクカートリッジ１０６は、インク循環装置３より重力方向（Ｃ方向）において相対的に下方に配置されている。カートリッジ１０６を下方に配置することで、カートリッジ１０６内のインクの水頭圧が、回収側インク室２１１の設定圧力より低く保たれる。この構成により、インク供給ポンプ２０２が駆動している時だけ回収側インク室２１１へインクＩを供給するようになっている。

なお、インクカートリッジ１０６が、回収側インク室２１１より高い位置に配置される場合は、インクカートリッジ１０６内のインクの水頭圧が、回収側インク室２１１の設定圧力より高くなる。この場合、インク供給ポンプ２０２の替わりに例えば電磁弁を用いて、弁を開いている時だけインクカートリッジ１０６と回収側インク室２１１の間に水頭差を発生させる。この水頭差を利用してインクを供給することも可能である。

インク循環ポンプ２０１は、回収側インク室２１１の吸引孔２１２からインクＩを吸引し、排出孔２１３から供給側インク室２１０へインクＩを流入させる。密閉されている供給側インク室２１０はインク量の増加で内圧が高くなり、インクＩはインク供給管２０８を通ってインクジェットヘッド２に流入する。

インク循環ポンプ２０１は、図６に示すように、回収側インク室２１１を覆う第１プレート３００、供給側インク室２１０を覆う第２プレート３０１の面とは反対側の面に設けられている。後述する制御基板５００はインク循環ポンプ２０１を覆うようにインクジェット記録部４に保持されている。制御基板５００は、インク循環ポンプ２０１、インク供給ポンプ、圧力調整部２０３他を制御するようになっている。

図７はインク循環装置３の内部を正面から見た図である。

インク循環装置３のインクケーシング２００は、インク供給管２０８を介してインクジェットヘッド２にインクを供給する供給側インク室２１０と、インク戻し管２０９を介してインクジェットヘッド２からインクが戻る回収側インク室２１１を有している。インクケーシング２００はアルミニウムで形成されている。アルミニウムで成形されたインクケーシング２００は供給側インク室２１０となる空室を有し、供給側インク室２１０の空室を形成する枠部に樹脂プレート３００（第１プレート）を接着剤で固定して供給側インク室２１０を形成している。同様に、インクケーシング２００の回収側インク室２１１を形成するように、樹脂プレート３０１（第２プレート）を回収側インク室２１１の枠部に接着剤で固定している。樹脂プレート３００、３０１の材料はポリイミド樹脂である。

なお、インクケーシング２００はインクを変質させない材質であれば、アルミニウム以外の金属や樹脂でも形成可能である。金属材料として、ステンレス、真鍮など、樹脂材料として、ＡＢＳ（アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン）、エポキシ樹脂、ポリカーボネートなどが利用可能である。樹脂プレート３００、３０１のポリイミド樹脂に替えて、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ポリアミド、アルミニウム、ステンレス、真鍮なども利用可能である。

インクケーシング２００内に、回収側インク室２１１と供給側インク室２１０は共通壁２４５を介して一体的に設けられている。回収側インク室２１１と供給側インク室２１０の並び方向は、インクジェットヘッド２のノズル配列方向（インクジェットヘッド２の長手方向（Ｂ方向））と同じになっている。すなわち、インクジェットヘッド２の上方に設けられた回収側インク室２１１と供給側インク室２１０並び方向はキャリッジ１００の走査方向と略直交する方向に配置されている。

回収側インク室２１１と供給側インク室２１０をキャリッジ１００の走査方向に略直角方向に配置することで、次の利点がある。キャリッジ１００が走査を開始または停止する時、キャリッジ１００が加速または減速する。キャリッジ１００の加減速時に、回収側インク室２１１と供給側インク室２１０内のインク面（液面ａ、液面ｂ）は振動する。回収側インク室２１１と供給側インク室２１０が走査方向に略直角方向に配置されているので、インク液面ａ、インク液面ｂの振動はほぼ同等に発生する。液面ａと液面ｂの振動の違いが少ないため、回収側インク室２１１と供給側インク室２１０との中間にあるインクジェットヘッド２のインクメニスカス２９０はあまり変動しない。メニスカス２９０の変動がすくないため、キャリッジ１００の加減速時でもノズル５１からのインク吐出が安定する。

仮に、インクジェットヘッド２の上方で、回収側インク室２１１と供給側インク室２１０をキャリッジ１００の走査方向と同じ方向に配置したインクジェット記録装置１を考える。回収側インク室２１１をインクジェットヘッド２の待機位置Ｐより記録媒体Ｓ側に、供給側インク室２１０を記録媒体Ｓとは反対側に配置したとする。インクジェット記録部４が待機位置Ｐから記録媒体Ｓ方向へ加速する時、回収側インク室２１１内のインクはインク循環ポンプ２０１を通して供給側インク室２１０へ流入する。逆にキャリッジ１００が記録媒体Ｓ上を走査し停止するときには、減速する。減速時には供給側インク室２１０からインク循環ポンプ２０１を通して回収側インク室２１１へインクが流入する。回収側インク室２１１、供給側インク室２１０の間でインクが流入流出することで、メニスカス２９０はノズル５１内に引き込まれたり、ノズル５１から押し出されたりする。メニスカス２９０の位置の変化は、インク吐出量を変化させる。したがって、回収側インク室２１１と供給側インク室２１０をキャリッジ１００の走査方向に略直角方向に配置する構成が、回収側インク室２１１と供給側インク室２１０をキャリッジ１００の走査方向と同じ方向に配置した構成に比べ、インク吐出を安定化させることができる。

また、インクジェット記録装置１では、インクジェット記録部４（ａ）〜４(ｅ)の５個のインクジェットヘッド記録部４がキャリッジ１００の走査方向に配列されている。回収側インク室２１１と供給側インク室２１０をキャリッジ１００の走査方向に略直角方向に配置することで、回収側インク室２１１と供給側インク室２１０をキャリッジ１００の走査方向と同じ方向に配置したインクジェット記録装置に比べ、インクジェット記録部４のキャリッジ走査方向の幅を狭めることができ、インクジェット記録装置１の小型化を図ることができる。

インクケーシング２００は、回収側インク室２１１からインクを吸引する吸引孔２１２と、供給側インク室２１０にインクを送液する排出孔２１３を備えている。回収側インク室２１１と供給側インク室２１０は共通壁２４５を介して隣接している。インク循環ポンプ２０１は隣接している回収側インク室２１１と供給側インク室２１０に跨って設けられ、吸引孔２１２からインクを吸引し、排出孔２１３を通して供給側インク室２１０へインクを送液する。

インク循環ポンプ２０１は前述したインク供給ポンプ２０２と同様な圧電ポンプになっている。インク循環ポンプ２０１は、圧電素子と金属板を貼り合わせた圧電振動板がたわむことでポンプ内の容積（ポンプ室）を周期的に変化させてインクを送液し、２つの逆止弁によってインク送液方向を一方向にさせている。インク循環ポンプ２０１の一方の逆止弁（Ａ）は吸引孔２１２とポンプ室との間に設けられ、他方の逆止弁（Ｂ）はポンプ室と排出孔２１３との間に設けられている。ポンプ室にインクが流入するときは逆止弁（Ａ）が開き、逆止弁（Ｂ）が閉じる。ポンプ室からインクが流出するときは逆止弁（Ａ）が閉じ、逆止弁（Ｂ）が開く。これを繰り返して回収側インク室から供給側インク室へインクを送液する。

上記構成のインク循環ポンプ２０１を動作させると、インクは回収側インク室２１１から吸引孔２１２を通して吸い込まれ、インク循環ポンプ２０１、排出孔２１３を通って供給側インク室２１０に搬送される。密閉されている供給側インク室２１０はインク量の増加で内圧が高くなってインク供給管２０８を通ってインクジェットヘッド２にインクが流入する。

供給側インク室２１０は流れているインク中に含まれる気泡を除去する機能を有している。供給側インク室２１０内を流れるインクの流速は、所望の流量を図７中水平方向の断面積で割った値となる。インク中の気泡は浮力によって重力方向と逆向き（Ｄ方向）に上昇する。浮力による気泡の上昇速度が、気泡がインク供給管２０８方向へ流れる下向きの速度より大きい場合、気泡はインク中を上昇する。後述するように、供給側インク室２１０のインク量は液面ａで維持されている。したがって、気泡は供給側インク室２１０の上方にある液面ａより上方の空気層に到達し、除去される。気泡を除去しやくするために、インク供給管２０８方向へ流れるインクの流速が遅くなるような供給側インク室２１０形状になっている。供給側インク室２１０に連通する排出孔２１３より上方（Ｄ方向）の断面積Ｗ１に比べ、排出孔２１３より下方（Ｃ方向）での断面積Ｗ２が大きくなっている。断面積Ｗ１とＷ２の比率は、インク粘度やインク流速を考慮して決定している。

回収側インク室２１１もインクジェットヘッド２から流れ込むインク中に含まれる気泡を除去する機能を有している。インクジェットヘッド２のノズル５１から吸い込んだ気泡はインク戻し管２０９から回収側インク室２１１に流れ込む。インクの流れと浮力によって気泡は上方に（Ｄ方向）移動する。インクに吸い込まれた気泡は浮力によってインク戻し管２０９の回収側インク室２１１との接続部より略鉛直上側に向かって進む。上方へ移動した気泡は液面ｂを越えて空気室に取り込まれる。気泡が上昇する進路に対し、吸引孔２１２は水平方向においてずれた位置に配置されている。このため、インク中に吸い込まれた気泡は供給側インク室２１０へ移動する可能性を低くすることができる。さらに、図７に示すようにインク戻し管２０９の回収側インク室２１１との接続部より水平方向にずれた位置に、回収側インク室２１１の一部を仕切る壁部２１６を設けている。壁部２１６は気泡の進路と吸引孔２１２との間を仕切るように設けられているので、インクに吸い込まれた気泡は一層吸引孔２１２へ入り難くなっている。

インクに気泡が含まれていると、インクジェットヘッド２へ気泡を含むインクが流入する。気泡を含むインクがインク圧力室１５０に入ると、インクを吐出させるための圧力が気泡に吸収されてしまう。そのため、インクに圧力が伝達できず、吐出不良が生じてしまう。吐出不良とは、ノズル５１からインクを吐出することができない状態、ノズル５１からインクを吐出しても吐出速度が不足して記録媒体Ｓの所望な位置にインク滴を着弾させることができない状態、などである。回収側インク室２１１、供給側インク室２１０で気泡を除去することで、インクジェットヘッド２内のインク圧力室１５０には気泡を含まないインクが供給され、インク吐出不良を抑制できる。

供給側インク室２１０には壁部２１７で区分けされた空気室２１８が、排出孔２１３とインク供給管２０８の間に設けられている。空気室２１８と供給側インク室２１０内のインクとの境界面である液面ｃより上方には空気が充填されている。空気室２１８はインクの圧力変動を吸収するダンパとして機能する。

排出孔２１３から供給側インク室２１０へ流れ出るインクはインク循環ポンプ２０１の圧電振動板の振動周期で排出量が変化し、インクに圧力変動が生じる。インク供給管２０８、インク圧力室１５０を通して、この圧力変動がノズル５１内のインクと空気の界面であるメニスカス２９０に伝わる。メニスカス２９０の変動が、インク吐出量を変動させる。インク吐出量が変動すると、記録媒体Ｓ上の各画素の大きさが変化し画像品質が劣化してしまう。排出孔２１３とインク供給管２０８の間にダンパとして機能する空気室２１８が設けてあるので、空気室２１８の空気の体積変化でインク循環ポンプ２０１によるインクの圧力変動を吸収することができる。インクの圧力変動を減少させることで、インクジェットヘッド２のメニスカス２９０は変動せず、良好な画質が得られる。

回収側インク室２１１にも壁部２１９で区分けされた空気室２２０が、吸引孔２１２とインク戻し管２０９の間に設けられている。回収側インク２１１内のインク界面である液面ｄより上方には空気が充填されている。吸引孔２１２に吸い込まれるインクはインク循環ポンプ２０１の圧電振動板の振動周期でインクの吸引量が変わり、圧力変動が生じる。この圧力変動もインクジェットヘッド２内のノズル５１のメニスカス２９０を変動させる。メニスカス２９０の変動は、インク吐出体積を変動させ、画像品質を劣化させる。吸引孔２１２とインク戻し管２０９の間に空気室２２０が設けてあるので、空気室２２０の空気が体積変化し圧力変動を吸収する。そのため、インクジェットヘッド２のメニスカス２９０が変動せず、インク吐出量を均一にすることができる。結果、良好な画質が得られる。

圧力調整部２０３を説明する。インクジェットヘッド２のインクが吐出するノズル５１にはメニスカス２９０が形成される。ノズル５１からインクが吐出する場合、インクと空気の界面であるメニスカス２９０を破って、インク滴となり吐出する。メニスカス２９０にかかる圧力が空気圧より高ければ（陽圧）、インクはノズル５１から漏れ出る。メニスカス２９０にかかる圧力が空気圧より低ければ（負圧）、インクはメニスカス２９０を維持しノズル５１内に留まっている。そのため、インク吐出をしない場合、インク圧力室１５０内のインクの圧力は−０．５〜−４．０ｋＰａに調整され、メニスカス２９０を維持している。ノズル５１はインクが重力方向下向きに吐出するように配置されているので、この範囲より大きい（陽圧側）場合、わずかな振動などでインクがノズルから漏れ出してしまう。また、より小さい（負圧側）場合、ノズルから空気を吸引してしまい、吐出不良が発生する。当然であるが、通常インク圧力室１５０内は負圧に保たれていて、アクチュエータ５４を動作させるとインク圧力室内のインクは陽圧になり、ノズル５１からインクが吐出する。

圧力調整部２０３はインクジェットヘッド２のメニスカス２９０の圧力を上記範囲に維持するためものである。図８（ａ）を用いて、圧力調整部２０３の各要素を説明する。

圧力調整部２０３は、圧力調整室２６１と圧力調整室２６２を有している。

圧力調整室２６１は、供給側インク室２１０と連通しているシリンダ２５０と、シリンダ２５０内部に収納されたピストン２５２と、ピストン２５２を上下（Ｈ方向）に移動させシリンダ２５０の容積を変化させるパルスモータ２５４で構成されている。シリンダ２５０は供給側インク室２１０と連通する連通管路２５６を有している。連通管路２５６の内部には、ばねと、ばねの付勢によりシリンダ２５０と供給側インク室２１０を連通させる連通孔を閉じ、ピストン２５２で付勢されると開く開閉部材２５７が取り付けられている。

圧力調整室２６２は、回収側インク室２１１と連通しているシリンダ２５１と、シリンダ２５１内部に収納されたピストン２５３と、ピストン２５３を上下（Ｈ方向）に移動させシリンダ２５１の容積を変化させるパルスモータ２５５で構成されている。シリンダ２５１は、回収側インク室２１１と連通する連通管路２５８と、シリンダ２５１内を大気に連通させる連通管路２５９を有している。連通管路２５９の内部に、ばねと、ばねの付勢により大気との連通孔を閉じ、ピストン２５３で付勢されると開く開閉部材２６３が取り付けられている。また、圧力調整室２６２は、ピストン２５３がシリンダ２５１の下限にある場合、回収側インク室２１１とシリンダ２５１の連通経路２５８の上端をピストン２５３が塞ぐように構成されている。

さらに、圧力調整室２６１のシリンダ２５０と圧力調整室２６２のシリンダ２５１の間には両者を常時連通させる連通経路２６０を備えている。圧力調整室２６１のシリンダ２５０内のピストン２５２と、圧力調整室２６２のシリンダ２５１内のピストン２５３をそれぞれ上下移動（Ｈ方向）させて、シリンダ２５０、２５１の空気の容積を変化させることと、大気との連通または閉塞を制御することで、インクケーシング２００内部の圧力を調整している。

前述の圧力調整部２０３の構成をもとに、ピストンの移動範囲と位置について説明する。

電源が投入されると、両方のピストン２５２、２５３が上方に向かって所定時間移動する。電源投入前にピストン２５２、２５３がシリンダ２５０、２５２内のどのような位置で終了したかによって、電源が投入された時点でのピストン２５２、２５３の位置は変化する。そのため、電源投入時にシリンダ２５０、２５１内でのピストン２５２，２５３の位置は不定である。ピストン２５２、２５３位置が不定なので、一旦ピストン２５２、２５３をシリンダ２５０、２５１の最上部２６５、２６６（天井）に移動させる。ピストンを移動させる時間は、ピストン２５２、２５３がシリンダ２５０、２５１内の最も下方の位置から、天井２６５、２６６に衝突するまでに要する時間（初期移動時間）になっている。ピストン２５２、２５３が上方に移動している初期移動時間中に天井２６５、２６６に衝突した場合には、パルスモータ２５４、２５５が脱調して止まる条件で駆動している。

次に、天井２６５、２６６に衝突した位置から、所定の位置までピストン２５２、２５３を下方に移動させ、その位置をホーム位置として記憶する。今後ピストン２５２，２５３が移動した場合には、移動したパルス数をカウントして上下方向の位置を認識する。

更に、圧力調整室２６２のピストン２５３は、前述したホーム位置を基準として、上向き方向にはシリンダ２５１の天井２６６に到達しない（１）上限位置と、下向き方向には開閉部材２６３を開ける（２）大気解放位置と、回収側インク室２１１との連通孔を閉じる（３）下限位置が設定されており、所定のパルス数とパルスモータの回転方向を指示することで（１）、（２）、（３）の位置に移動できる。

次に、圧力調整室２６１のピストン２５２は、前述したホーム位置を基準として、上向き方向にはシリンダ２５０の天井２６５に到達しない（４）上限位置と、下向き方向には開閉部材２５７を開け供給側インク室２１０と連通する（５）連通位置が設定されており、所定のパルス数とパルスモータの回転方向を指示することで（４）、（５）の位置に移動できる。

図８（ａ）のピストン２５２，２５３の位置における圧力調整部の機能について説明する。圧力調整室２６２のピストン２５３が（２）大気解放位置で、圧力調整室２６１のピストン２５２は（５）連通位置である。この状態では、図中の破線矢印の経路で連通しているので、供給側インク室２１０、回収側インク室２１１の両方が大気解放状態で、内部の圧力は大気圧となる。この状態は、例えばインクジェット装置の使用開始時に空のインクケーシング２００にインクカートリッジ１０６からインクを初期充填する場合に用いる。

図８（ｂ）のピストン２５２，２５３の位置における圧力調整部の機能について説明する。圧力調整室２６２のピストン２５３を大気と連通しない位置、例えばホーム位置にする。これで、回収側インク室２１１と圧力調整室２６１が図中の破線矢印の経路で連通し、かつ、密閉した状態となっている。この状態で、圧力調整室２６１のピストン２５２を矢印Ｈ方向上下することで、回収側インク室２１１内部の圧力を調整する。ピストン２５２を上向き方向に（４）の上限位置までの範囲で移動させるとシリンダ２５０の空気の容積が増加して回収側インク室２１１内の圧力は減少する。逆に、圧力調整室２６１のピストン２５２を下向き方向に（５）の連通位置まで到達しない範囲で移動させるとシリンダ２５０の容積が減少して回収側インク室２１１の圧力は増加する。

圧力センサ２０４は供給側インク室２１０、回収側インク室２１１それぞれの圧力を検知している。また、供給側インク室２１０、回収側インク室２１１それぞれからインクジェットヘッド２のノズル５１までのインク経路の長さはほぼ同じになるように設計している。インク経路長が同じなので、供給側インク室２１０の圧力と回収側インク室２１１の圧力の平均値にノズル面と両インク室のインク面の水頭差による圧力を加えたものがノズル５１の圧力となる。ノズル５１の圧力が所定の圧力になるように回収側インク室２１１と連通した、圧力調整室２６１のピストン２５２を上下に移動させることで良好なインクの吐出が維持できる。

図８（ｃ）のピストン２５２，２５３の位置における圧力調整部の機能について説明する。回収側インク室２１１の負圧を一定に維持するために、圧力調整室２６１、２６２のピストン２５２、２５３を動作させている。圧力を調整するためにピストン２５２が上下方向に移動できる範囲は、ピストン２５２が上昇する場合は天井２６５に衝突する位置とピストン２５２が下降する場合は開閉部材２５７に接触する位置の間になる。上下方向に移動できる範囲内でピストン２５２を移動させて可変できる圧力以上に、回収側インク室２１１内で圧力変化を必要とする場合が発生する。また、圧力調整を開始する前のピストン２５２の位置によっては、ピストン２５２が移動できる範囲内で上下移動してシリンダ２５２内の圧力を変化させただけでは、回収側インク室２１１の圧力を調整できない場合もある。

この場合には、圧力調整室２６２のピストン２５３を（３）下限位置に移動させ、回収側インク室２１１を密閉し、開閉部材２６３を開いて圧力調整室２６１を大気圧にする。その後、圧力調整室２６１のピストン２５２を天井２６５まで上昇させる。ピストン２５２を天井２６５まで上昇させている間、圧力調整室２６１のシリンダ２５０は図中破線矢印の経路で大気に連通し、開閉部材２５７が閉じているので供給側インク室２１０は密閉状態を維持し、ピストン２５３が下降しているので回収側インク室２１１も密閉状態になる。そのため、ピストン２５２が移動しても回収側インク室２１１、供給側インク室２１０の圧力には影響しない。次に圧力調整室２６２のピストン２５３を上昇させ、開閉部材２６３を閉じる。その後、圧力調整室２６１のピストン２５２を下降させると回収側インク室の圧力を高めることができる。これを繰り返すと、可動範囲が限定されているピストン２５２を用いても、回収側インク室２１１の圧力を十分高めることができる。逆に、回収側インク室２１１の負圧の絶対値を大きくすることも可能である。

この後、圧力調整室２６２のピストン２５３をホーム位置に移動させ、図８（ｂ）の回収側インク室２１１を密閉状態にし、圧力調整室２６１のピストン２５２を調整する方向に移動させて所定の圧力を得る。

インク量検知センサ２０５は、インクケーシング２００の側面に設けられた圧電素子を用いた振動発振器２０５Ｃと、供給側インク室２１０の樹脂プレート３００に貼り付けられた圧電素子を用いた振動受信器２０５Ａと、回収側インク室２１１の樹脂プレート３０１に貼り付けられた圧電素子を用いた振動受信器２０５Ｂで構成されている。振動発振器２０５Ｃで発振された振動はインクケーシング２００内にインクがある場合、インクを介して振動受信器２０５Ａ、２０５Ｂに伝搬する。振動受信器２０５Ａ、２０５Ｂはインクの振動で圧電素子が変形する。圧電素子が変形すると、その変形は電圧として検知できる。インクケーシング２００内にインクがない場合、あるいは少ない場合は伝搬する振動が弱くなり、圧電素子に発生する電圧が低くなる。この電圧レベルで、供給側インク室２１０と、回収側インク室２１１のインク量を検知している。

ＳＵＳ製の発熱線を樹脂フィルムで挟んだ構成のヒータ２０７がインクケーシング２００の側面に貼り付けてある。ヒータ２０７の熱をインクに効率よく伝導するために、ヒータ２０７はインクケーシング２００のアルミニウムの部分に貼り付けている。ヒータ２０７の外側は外部に熱を逃がさないように断熱カバーで覆われている。インクジェットヘッド２へ供給するインク温度を検出するために、サーミスタをヘッド内温度センサ（上流）２８０としてインク分配通路６２に取り付けている。また、インクジェットヘッド２から排出されるインク温度を検出するために、サーミスタをヘッド内温度センサ（下流）２８１としてインク環流通路６３に取り付けている。インクジェットヘッド２のアクチュエータ５４としてＰＺＴを用い場合、インク吐出動作を繰り返すとアクチュエータ５４が発熱する。発熱したアクチュエータ５４がインク圧力室１５０を通過するインクを加熱するので、インク分配通路６２とインク環流通路６３の両方で温度を計測し、その平均値をインク温度としている。インクの粘度は温度に依存して変化する。インクの粘度が変化するとインクの吐出体積や吐出速度が変化し、画像濃度や画像品質に影響する。画像濃度や画像品質を一定にするために、インク温度をヒータ２０７により調整して、所望の温度範囲内で印刷動作を実施するようになっている。ヒータ２０７表面にもサーミスタ２８２（ヒータ温度センサ）を取り付け、設定した上限温度になると装置を破損させるように加熱を中断するようになっている。

図９はインクジェット記録装置１の動作を制御する制御基板５００のブロック図である。制御基板５００には、電源５５０と、インクジェット記録装置１の状況を表示する表示装置５６０、入力装置としてキーボード５７０が接続されている。制御基板５００は、動作を制御するマイコン５１０と、プログラムを格納するメモリ５２０と、圧力センサ２０４やヒータ温度センサ２８０，２８１，２８２の出力電圧を取り込むＡＤ変換部５３０からなる。さらに、制御基板５００は駆動回路５４０を有し、インクジェット記録部４、インクジェット記録部４を記録媒体Ｓに対して相対移動させるキャリッジモータ１０２、圧力調整用モータ２５４、２５５、スライドレール１０５、ポンプ１０４、２０１、２０２、ヒータ２０７などを動作させている。

インクジェット記録装置１を最初に印刷動作させる場合には、インクカートリッジ１０６からインク循環装置３とインクジェットヘッド２にインクを充填する必要がある。すなわち、インクカートリッジ１０６（ａ）からインクジェット記録部４（ａ）のインク循環装置３とインクジェットヘッド２にシアンインクを充填する。同様に、インクカートリッジ１０６（ｂ）〜（ｅ）からインクジェット記録部４（ｂ）〜４（ｅ）それぞれにマゼンタインク、イエローインク、ブラックインク、ホワイトインクを充填する。制御部のキーボードから初期充填動作が指示されると、以下の順で動作する。

インクジェット記録部４を待機位置に戻し、メンテナンスユニット３１０を上昇させてノズルプレート５２を覆う。圧力調整部２０３は図８（ａ）の状態にする。インク供給ポンプ２０２を駆動させ、チューブ１０７内の空気とともにインクカートリッジ１０６からインクケーシング２００の回収側インク室２１１にインクを送液するが、インクジェットヘッド２の内部の流路抵抗が大きいので、インクジェットヘッド２、および、供給側インク室２１０へは、短時間ではインクは流れ込まない。回収側インク室２１１のインク量センサ２０５Ｂが吸引孔２１２までインクが流入したことを検知すると、圧力調整部２０３がインクケーシング２００内の圧力の調整を開始し、同時にインク循環ポンプ２０１が所定時間駆動する。インクは回収側インク室２１１からインク循環ポンプ２０１を経て供給側インク室２１０に送液される。圧電センサ２０５Ａ、２０５Ｂによる回収側インク室２１１と供給側インク室２１２の液量検出結果が、それぞれ循環ポンプ２０１の吸引孔２１２と排出孔２１３に到達していればインクの充填は終了である。回収側インク室２１１のインク量が未達の場合は、インク供給ポンプ２０２を駆動させ、インクカートリッジ１０６からインクケーシング２００の回収側インク室２１１にインクを送液する。インク量センサ２０５Ｂが吸引孔２１２までインクが流入したことを検知すると、圧力調整部２０３がインクケーシング２００内の圧力の調整を開始し、同時にインク循環ポンプ２０１が所定時間駆動する。インクは回収側インク室２１１からインク循環ポンプ２０１を経て供給側インク室２１０に送液される。圧電センサ２０５Ａ、２０５Ｂによる回収側インク室２１１と供給側インク室２１２の液量検出結果が、それぞれ循環ポンプ２０１の吸引孔２１２と排出孔２１３に到達していればインクの充填は終了である。この動作を繰り返すことで、回収側インク室２１１、供給側インク室２１０のインク量を適正になり、初期充填動作が完了する。なお、圧力調整部２０３が動作し、インクケーシング２００は密閉状態なので、電源が切れてもノズル５１のメニスカスの圧力は負圧に維持され、インクが漏れることはない。

圧力センサ２０４は、圧力を電圧として出力する。圧力センサ２０４を長期間使用する、または環境（温度）条件が変化すると、圧力と出力電圧に差異が発生する。そこで、大気圧の出力電圧値を保存しておき、圧力検知時の出力電圧値との差分で圧力（ゲージ圧）を求めることで、圧力を正確に検知することができる。大気圧の出力電圧を保存するタイミングになると、圧力調整室２６１，２６２を大気に連通させる。回収側インク室２１１の圧力は大気圧になるので、その時の出力電圧値を制御部のメモリに格納する。インクケーシング２００内の圧力が大気圧になると、インクジェットヘッド２のノズル５１のメニスカスは正圧になりインクがノズル５１から漏れる可能性が有る。しかし、大気圧にする動作は短時間で終了するので、大気圧の出力電圧値を保存後、回収側インク室２１１を所定の圧力に調整すれば、ノズル５１からインクが漏れ出ることはない。大気圧の出力電圧値をメモリに格納するタイミングは、装置の電源を入れた時に行っている。

大気圧の出力電圧値をメモリに保存する他のタイミングとして、装置が内蔵しているタイマーで一定時間ごとに行うこともできる。一定時間ごとに出力電圧値をメモリに保存する場合、インクジェットヘッド記録部４で印刷している間にそのタイミングが発生すると、印刷動作を停止することになる。印刷動作を停止させないために、タイマーで一定時間が経過しても大気圧の出力電圧値を保存するタイミングをずらして印刷終了後に、出力電圧値をメモリに保存する。

印刷動作について説明する。キーボード、またはコンピュータから印刷動作が指示されると、メンテナンスユニット３１０はノズルプレート５２から離間する。圧力調整部２０３は図８（ｂ）の状態で回収側インク室２１１内の圧力を調整する。インク循環ポンプ２０１が駆動し、回収側インク室２１１からインク循環ポンプ２０１、供給側インク室２１０、インクジェットヘッド２、回収側インク室２１１ の順にインクが循環する。供給側インク室２１０と回収側インク室２１１のインク量センサ２０５Ａ，２０５Ｂが検知したインク液面（ａ）（ｂ）高さが所望のインク液面高さでない場合は、インク供給ポンプ２０２を駆動して、所望のインク液面高さになるまでインクカートリッジ１０６から回収側インク室２１１にインクを供給する。インクケーシング２００に貼り付けられたヒータ２０７に通電し、インクが所望の温度になるまで加熱を行う。所望の温度に到達すると、インク温度が一定の範囲に収まるようにヒータの通電を制御する。

次に、インクジェットヘッド２はキャリッジ１００の走査に同期して印刷する画像データに応じたインクを記録媒体Ｓに対して吐出する。記録媒体Ｓをスライドレール１０５で所定距離移動させて、キャリッジ１００の走査に同期させインクを吐出する動作を繰り返して、記録媒体Ｓに画像を形成する。インクジェットヘッド２からインクを吐出するとインクケーシング２００内のインクの量が瞬間的に減少し、回収側インク室２１１内の圧力が低下する。圧力センサ２０４が回収側インク室２１１内の圧力が低下したことを検知すると、図８（ｂ）で説明した圧力調整動作を圧力調整部２０３が実行するとともに、インク供給ポンプ２０２を駆動して吐出したインク量相当のインクを回収側インク室２１１へ送液する。

ここで、インクジェットヘッド２から吐出されるインク滴の体積は一定であり、画像データから吐出したインク滴の個数も算出できるので、それらの積でインクの使用量が見積もっている。このため、印刷動作中のインクケーシング２００内のインク量はすぐに所定の量に戻る。

インクカートリッジ１０６内のインクが無くなった場合、インク供給ポンプ２０２を所定時間駆動しても、回収側インク室２１１のインク液面が所望の高さにならない。回収側インク室２１１のインク液面が所望の高さにならない場合、インクカートリッジ１０６が空になったことを示す表示を表示装置に実行させる。

インクジェットヘッド２のノズルプレート５２に紙粉やほこりが付着すると、インクの吐出方向の乱れや、吐出不良が発生し印刷画像の品質が低下する。これを予防、回復させるために、インクをノズル５１から少し流出させノズルプレート５２表面にインク膜を形成する。これをパージと呼んでいる。パージによるインク膜はノズルプレート５２表面に付着した紙粉やほこりをインク膜内に取り込む。紙粉やほこりを含むインク膜をゴムブレードでふき取ることで、付着物を除去している。

パージを実施するために、圧力調整室２６１のピストン２５０を一定位置に静止させ、インク供給ポンプ２０２を所定時間駆動してインクを回収側インク室２１１に流し込む。インク流入に従い、インクケーシング２００内部の圧力が全体的に上昇し、ノズル５１からインクがわずかに流出する。インク供給ポンプ２０２を駆動する時間と駆動する電圧、周波数で流れ出すインク量と流速は調整可能である。パージによるインク量と流速は、インクの消費量や画像品質の回復の度合いによりその値を決定する。

上述したように、インク循環部３をインクジェットヘッド２上方に配置しているので、記録媒体Ｓ上で走査するインクジェットヘッド２とインク循環部３の並び方向の距離を短くすることができる。並び方向の距離を短くできるのでシリアル方式のインクジェット記録装置１を小型化できる。また、並び方向の距離を短くできるためキャリッジ１００の走査距離を短くでき、印刷速度を速めることができる。

回収側インク室と供給側インク室をキャリッジの走査方向に略直交する方向に配置することで、キャリッジの走査時の加速、減速によるインク液面の振動が２つのインク室で同等に発生するので、２つのインク室の中間にあるメニスカスは影響を受けず、ノズルからのインク吐出が安定する。

本発明の実施形態を説明したが、こ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。この新規な実施形態は、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、変更を行なうことができる。この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。

１…インクジェット記録装置
２…インクジェットヘッド
３…インク循環装置（インク循環部）
４、４ａ〜４ｅ…インクジェット記録部
５１…ノズル
１００…キャリッジ
１５０…インク圧力室
１６０…インク供給口
１７０…インク排出口
２００…インクケーシング
２０１…インク循環ポンプ
２０２…インク供給ポンプ
２０３…圧力調整部
２１０…供給側インク室（第１インク室）
２１１…回収側インク室（第２インク室）
５００…制御基板（制御部）
５１０…マイコン（制御部）
５２０…メモリ（制御部）
５３０…ＡＤ変換部（制御部）
５４０…駆動回路（制御部）

Claims (5)

1. インクを吐出するノズルを有するインク圧力室と、前記インク圧力室に連通しインクを供給するインク供給口と、前記インク圧力室に連通し前記ノズルから吐出されなかったインクを排出するインク排出口とを有するインクジェットヘッドと、
   前記インク排出口からインクが流入し、前記インク供給口を通して前記インクジェットヘッドへインクを循環させるインク循環部と、
   前記インク循環部を前記インクジェットヘッドに一体的に結合したインクジェット記録部と、
   前記インクジェット記録部を搭載したキャリッジと、
   前記キャリッジを記録媒体に対して相対的に移動させる制御装置と、
   を有するインクジェット記録装置。
2. 前記インク循環部は、前記インク排出口から排出されたインクを前記インク供給口に供給するポンプを有する請求項１記載のインクジェット記録装置。
3. 前記インク循環部は、重力方向において前記インクジェットヘッドの上方に配置されている請求項１または２に記載のインクジェット記録装置。
4. 前記インク循環部は、前記インク循環部内の圧力を調整する圧力調整部を有する請求項１乃至３の１項に記載のインクジェット記録装置。
5. 前記インク循環部は、前記インク排出口に連通するとともにインクを貯留する第２インク室と、
   前記第２インク室からインクを受けて貯留し前記インク供給口へインクを送液する第１インク室を備え、前記第１および第２インク室は前記キャリッジの走査方向と略直交する方向に配置されている請求項１乃至５の１項に記載のインクジェット記録装置。

Images