JP6565767B2 - インクジェットヘッド、インクジェット記録装置及びインクジェットヘッドの気泡除去方法 - Google Patents

Description

本発明はインクジェットヘッド、インクジェット記録装置及びインクジェットヘッドの気泡除去方法に関し、詳しくは、インクジェットヘッドにおける圧力室回りの残留気泡を効率的に除去できるインクジェットヘッド、インクジェット記録装置及びインクジェットヘッドの気泡除去方法に関する。

一般的なプリンタ（インクジェット記録装置）においては、２ポートによりインクジェットヘッドを接続している。複数の圧力室に対して共通に注入するインクを貯留するインク貯留室（共通インク室ともいう。）から圧力室に注入したインクを再びインク貯留室に戻すインク循環機構を備えたインクジェットヘッドにおいては、プリンタに接続する２ポートは、インクの循環のために、インク貯留室にインクを供給するインク供給管と、圧力室を経たインクをインク貯留室から回収するインク回収管となっている（特許文献１）。

一方、インク循環機構を有さず、圧力室に注入したインクをインク貯留室に戻すことをしないインクジェットヘッドにおいては、インク貯留室の天井面付近に残留した気泡を除去するための泡抜きポートを備えたものがある（特許文献２）。この場合には、プリンタに接続する２ポートは、インク貯留室にインクを供給するインク供給管と、泡抜きポートとなっている

特表２０１５−５０９４５４号公報 特開２００９−２０２４９０号公報

ところで、特許文献１に記載のインクジェットヘッドにおいては、インク供給管から混入しインク貯留室の天井面付近に残留した気泡が、圧力室内やノズルに侵入するおそれがある。このような気泡はノズルからのインク吐出に影響を与え、一時的にインクの吐出が不能となってしまう可能性がある。

特許文献２に記載のインクジェットヘッドにおいては、泡抜きポートによりインク貯留室の天井面付近に残留した気泡を除去してはいるが、圧力室内やノズルに気泡が侵入してしまったときには、インク循環機構を有さないため、この気泡を除去することは困難である。

特許文献１に記載のようなインクジェットヘッドに泡抜きポートを設けたインクジェットヘッドも提案されているが、インク供給管、インク回収管及び泡抜きポートの３ポートを有するインクジェットヘッドとなってしまう。３ポートを有するインクジェットヘッドでは、プリンタへの接続が一般的なプリンタよりも煩雑であり、また、各ポートの圧力制御が困難である。さらに、インクジェットヘッドの重量が増加するため、特にスキャン型プリンタにおいては、キャリッジ重量の増加によりプリント性能が低下してしまう。

そこで、本発明は、インク供給管及びインク回収管の２ポートによりインクジェットヘッドを接続する一般的なプリンタに使用することができ、インクジェットヘッドにおける圧力室回りの残留気泡を効率的に除去できるインクジェットヘッド、インクジェット記録装置及びインクジェットヘッドの気泡除去方法を提供することを課題とする。

本発明の他の課題は、以下の記載により明らかとなる。

上記課題は、以下の各発明によって解決される。

１．
インク貯留室と、
前記インク貯留室内にインクを供給する流路をなすインク供給管と、
前記インク貯留室内からインクを回収する流路をなすインク回収管と、
前記インク貯留室に注入孔を介して連通し、電圧の印加によって容積変動を生ずる少なくとも１つの圧力室と、
前記圧力室に連通し、該圧力室内のインクを外部に吐出させるノズルと、
前記圧力室に連通し、該圧力室内のインクを排出させて前記インク回収管に合流点で合流させる流路をなす排出路と、
前記インク供給管から前記インク回収管の前記合流点に至る主流路の流路抵抗と、前記注入孔から前記圧力室及び前記排出路を経て前記合流点に至る副流路の流路抵抗との相対関係を調整する圧力損失調整手段とを備え、
前記圧力損失調整手段により、前記主流路の流路抵抗と、前記副流路の流路抵抗とを均衡させることにより、前記インク供給管内のインク圧力によって、前記主流路及び前記副流路の両方にインクを流すことを特徴とするインクジェットヘッド。
２．
前記インク回収管と前記排出路との合流点よりも下流側に吸引ポンプを備え、この吸引ポンプにより負圧を生じさせることにより、前記インク供給管内のインク圧力によって、前記主流路及び前記副流路の両方にインクを流すことを特徴とする前記１記載のインクジェットヘッド。
３．
前記圧力損失調整手段は、前記インク回収管の流路断面積を部分的に狭める流量調整部材であることを特徴とする前記１又は２記載のインクジェットヘッド。
４．
前記排出路には、逆止弁が設けられていることを特徴とする前記１〜３の何れかに記載のインクジェットヘッド。
５．
前記圧力損失調整手段は、前記排出路に設けられ前記合流点側にインクを吸引する吸引ポンプであることを特徴とする前記４記載のインクジェットヘッド。
６．
前記インク供給管から前記注入孔に至るインクが通過するフィルターを備えていることを特徴とする前記１〜５の何れかに記載のインクジェットヘッド。
７．
前記排出路は、前記インク回収管に対して、合流箱によって合流していることを特徴とする前記１〜６の何れかに記載のインクジェットヘッド。
８．
前記排出路は、前記インク回収管に対して、合流箱によって合流しており、
前記合流箱内に、前記流量調整部材が配置されていることを特徴とする前記３記載のインクジェットヘッド。
９．
前記インク貯留室と前記排出路とを隔てる隔壁を有し、
前記隔壁は、前記インク貯留室から前記インク回収管に向かうインクの流れに沿って傾斜していることを特徴とする前記１〜８の何れかに記載のインクジェットヘッド。
１０．
前記隔壁には、前記インク貯留室と前記排出路とを連通させる連通路が設けられ、
前記連通路は、前記主流路において前記注入孔の下流側に位置していることを特徴とする前記９記載のインクジェットヘッド。
１１．
前記１〜１０の何れかに記載のインクジェットヘッドと、
前記インクジェットヘッドに移送されるインクが貯蔵されるインクタンクと、
前記インクタンク内のインクを前記インクジェットヘッドに移送するインク移送手段とを備えたことを特徴とするインクジェット記録装置。
１２．
インク貯留室と、
前記インク貯留室内にインクを供給する流路をなすインク供給管と、
前記インク貯留室内からインクを回収する流路をなすインク回収管と、
前記インク貯留室に注入孔を介して連通し、電圧の印加によって容積変動を生ずる少なくとも１つの圧力室と、
前記圧力室に連通し、該圧力室内のインクを外部に吐出させるノズルと、
前記圧力室に連通し、該圧力室内のインクを排出させて前記インク回収管に合流点で合流させる流路をなす排出路と、
前記インク供給管から前記インク回収管の前記合流点に至る主流路の流路抵抗と、前記注入孔から前記圧力室及び前記排出路を経て前記合流点に至る副流路の流路抵抗との相対関係を調整する圧力損失調整手段とを備えたインクジェットヘッドを用いて、
前記圧力損失調整手段により、前記主流路の流路抵抗と、前記副流路の流路抵抗とを均衡させることにより、前記インク供給管内のインク圧力によって、前記主流路及び前記副流路の両方にインクを流すことを特徴とするインクジェットヘッドの気泡除去方法。
１３．
前記インク回収管と前記排出路との合流点よりも下流側に吸引ポンプを設け、この吸引ポンプにより負圧を生じさせることにより、前記インク供給管内のインク圧力によって、前記主流路及び前記副流路の両方にインクを流すことを特徴とする前記１２記載のインクジェットヘッドの気泡除去方法。
１４．
前記圧力損失調整手段として、前記インク回収管の流路断面積を部分的に狭める流量調整部材を用いることを特徴とする前記１２又は１３記載のインクジェットヘッドの気泡除去方法。
１５．
前記排出路に、逆止弁を設けることを特徴とする前記１２〜１４の何れかに記載のインクジェットヘッドの気泡除去方法。
１６．
前記圧力損失調整手段として、前記排出路に、前記合流点側にインクを吸引する吸引ポンプを設けることを特徴とする前記１５記載のインクジェットヘッドの気泡除去方法。
１７．
前記インク供給管から前記注入孔に至るインクが通過するフィルターを設けることを特徴とする前記１２〜１６の何れかに記載のインクジェットヘッドの気泡除去方法。
１８．
前記排出路を、前記インク回収管に対して、合流箱によって合流させることを特徴とする前記１２〜１７の何れかに記載のインクジェットヘッドの気泡除去方法。
１９．
前記排出路を、前記インク回収管に対して合流箱によって合流させ、
前記合流箱内に、前記流量調整部材を配置することを特徴とする前記１４記載のインクジェットヘッドの気泡除去方法。
２０．
前記インク貯留室から前記インク回収管に向かうインクの流れに沿って傾斜させた隔壁により、前記インク貯留室と前記排出路とを隔てることを特徴とする前記１２〜１９の何れかに記載のインクジェットヘッドの気泡除去方法。
２１．
前記主流路において前記注入孔の下流側に位置させて、前記隔壁に、前記インク貯留室と前記排出路とを連通させる連通路を設けることを特徴とする前記２０記載のインクジェットヘッドの気泡除去方法。

本発明によれば、インク供給管及びインク回収管の２ポートによりインクジェットヘッドを接続する一般的なプリンタに使用することができ、インクジェットヘッドにおける圧力室回りの残留気泡を効率的に除去できるインクジェットヘッド、インクジェット記録装置及びインクジェットヘッドの気泡除去方法を提供することができる。

本発明に係るインクジェット記録装置の一例を示す要部概略構成図 本発明に係るインクジェットヘッドにおけるインクの流路を示す流路図 図１に示すインクジェットヘッドの部分を破断して示す拡大斜視図 図１に示すインクジェットヘッドの部分を破断して示す拡大斜視図 第１流出管を一部切欠した状態を示す流量調整部材の一例を示す斜視図 本発明に係るインクジェットヘッドの他の一例を一部断面で示す概略構成図 本発明に係るインクジェットヘッドのさらに他の一例を一部断面で示す概略構成図 本発明に係るインクジェットヘッドのさらに他の一例を一部断面で示す概略構成図 本発明に係るインクジェットヘッドのさらに他の一例を一部断面で示す概略構成図

以下、本発明の実施の形態について図面を用いて詳細に説明する。

（インクジェット記録装置）
図１は、本発明に係るインクジェット記録装置の一例を示す要部概略構成図であり、インクジェットヘッドを一部断面で示している。

インクジェット記録装置１００は、図示しない搬送手段によって一定方向（副走査方向）に搬送される記録媒体上に、インクジェットヘッド１からインクを吐出して画像を記録するものである。インクジェットヘッド１は、図示しないキャリッジに搭載され、該キャリッジが副走査方向に直交する主走査方向に沿って移動する過程で、ノズルから記録媒体に向けてインクを吐出する。本実施形態に示すインクジェット記録装置１００では、水平方向に主走査を行い、ノズルからのインク吐出方向が鉛直方向下向きとなるようにインクジェットヘッド１が設置されている。

図１では、１つのインクジェットヘッド１のみを示しているが、一般にインクジェット記録装置１００には、例えばイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、Ｋ（ブラック）等の各色インク用の複数のインクジェットヘッド１が搭載される。本実施形態に示すインクジェット記録装置１００においては、インクを貯蔵するインクタンク１０１とインクジェットヘッド１のインク貯留室４１とが、インク移送管１０２及びインク返送管１０３によって連通している。

インク移送管１０２の途中には、インクジェット記録装置１００の制御部１０４によって駆動制御される循環ポンプ１０５が設けられている。この循環ポンプ１０５が駆動することにより、インクタンク１０１内のインクが、インク移送管１０２を介してインクジェットヘッド１に供給される。また、循環ポンプ１０５が駆動することにより、インクジェットヘッド１内のインク（気泡等を含むインク）が、インク返送管１０３を介してインクタンク１０１に戻される。このインクジェット記録装置１００において、インク移送管１０２、制御部１０４及び循環ポンプ１０５は、インクタンク１０１内のインクをインクジェットヘッド１に移送するインク移送手段を構成している。

インクタンク１０１は、格別限定されないが、タンクの底面に到達しない仕切り板１０１ａによって、インク移送室１０１ｂとインク返送室１０１ｃとに仕切ることが好ましい。この場合、インク移送室１０１ｂ内にインク移送管１０２の一端部を配置し、また、インク返送室１０１ｃ内にインク返送管１０３の一端部を配置する。仕切り板１０１ａは、インク返送室１０１ｃに返送されてきたインク中の気泡が再度インク移送管１０２に流入しないように、インクを十分に脱気するために設けられる。気泡自体は浮力が高いので、気泡が仕切り板１０１ａの下側を通過してインク移送室１０１ｂに流入することが制限される。このような態様は、インクを循環使用する場合に好ましい態様である。

（インクジェットヘッド）
次に、図１に示した本発明に係るインクジェットヘッド１の具体的構成について説明する。

本実施形態に示すインクジェットヘッド１は、インク吐出面１Ｓが鉛直方向下側に向くように設置されて使用される。なお、本明細書において、「上」及び「下」は、「鉛直方向上側」及び「鉛直方向下側」を意味し、図１の使用状態を示す側面図における上側及び下側に対応する。

インクジェットヘッド１は、インク貯留室４１を構成するインクマニホールド４と、このインクマニホールド４に接着された基板３と、基板３を挟んでインクマニホールド４の反対側の面（下面）に接着されたヘッドチップ２とを有して構成されている。基板３は、例えばガラス基板である。ヘッドチップ２には、複数の圧力室２３が形成されている。各圧力室２３は、インク貯留室４１に注入孔３１ａを介して連通し、電圧の印加によって容積変動を生ずる。また、ヘッドチップ２において、基板３の反対側の面（下面）には、各圧力室２３に対応されたノズル２２を有するノズルプレート２１が接着されている。このノズルプレート２１の下面部がインク吐出面１Ｓとなる。ノズル２２は、圧力室２３に連通しており、圧力室２３内のインクを外部に吐出させる。

インクマニホールド４は、合成樹脂等によって、下面に開口部４ａを有する横長の箱型に形成されている。このインクマニホールド４には、下面の開口部４ａを塞ぐように、基板３が接着されている。インクマニホールド４の内部空間は、インクタンク１０１から供給されるインクが貯留されるインク貯留室４１となる。

図２は、このインクジェットヘッドにおけるインクの流路を示す流路図である。

インク貯留室４１には、図１及び図２に示すように、このインク貯留室４１内にインクを供給する流路をなすインク供給管５ａが連設されている。このインク供給管５ａは、圧力室２３から遠い側（上側）において、インク貯留室４１に連通されている。このインク供給管５ａの上端側には、接続部７ａが設けられている。この接続部７ａは、インクジェット記録装置１００側の接続部１０６ａに着脱可能に接続される。インクジェット記録装置１００側の接続部１０６ａは、インク移送管１０２に連通している。これにより、インクジェットヘッド１は、インクジェット記録装置１００からのインクの移送が可能となる。

また、インク貯留室４１には、このインク貯留室４１内からインクを回収する流路をなすインク回収管５ｂが連設されている。このインク回収管５ｂは、圧力室２３から遠い側（上側）において、インク貯留室４１に連通されている。このインク回収管５ｂの上端側には、接続部７ｂが設けられている。この接続部７ｂは、インクジェット記録装置１００側の接続部１０６ｂに着脱可能に接続される。インクジェット記録装置１００側の接続部１０６ｂは、インク返送管１０３に連通している。これにより、インクジェットヘッド１は、インクジェット記録装置１００へのインクの返送が可能となる。

このインクジェットヘッド１において、インク供給管５ａから、回収管５ｂの後述する合流点４６に至る流路が、主流路Ｆ１となる。

インク供給管５ａとインク回収管５ｂとは、インク貯留室４１の長手方向の両端部に離して配置することが好ましい。本実施形態におけるインク供給管５ａは、インクマニホールド４の上面における図１中の左側の端部に配置され、また、インク回収管５ｂは、インクマニホールド４の上面における図１中の右側の端部に配置されている。これにより、インク供給管５ａからインク貯留室４１に供給されたインクを、インク回収管５ｂに向けて、インク貯留室４１内の全体に亘って流すことができる。従って、インク貯留室４１内にインクが滞留する部位が形成されにくく、インク中の気泡をより効率良く除去することができる。

インクマニホールド４内には、インク貯留室４１に隣接して、インク排出室４１２が設けられている。このインク排出室４１２は、後述する排出路４２３の一部となる。このインク排出室４１２は、インク貯留室４１に対しては、隔壁４５によって分離されている。この隔壁４５は、インクマニホールド４に一体的に形成することができる。

図３及び図４は、図１に示すインクジェットヘッドの部分を破断して示す拡大斜視図である。

インク貯留室４１は、図３及び図４に示すように、各圧力室２３に対応して基板３に形成された注入孔３１ａを介して、ヘッドチップ２の全ての圧力室２３と連通している。インク貯留室４１内のインクは、各注入孔３１ａを介して全ての圧力室２３に共通に注入される。

ヘッドチップ２に形成された圧力室２３は、その数は特に問わない。本実施形態に示すヘッドチップ２は、複数の圧力室２３が、ヘッドチップ２の長手方向である図３図中Ｘ方向に沿う複数列に配列されている。圧力室２３は、内部のインクに吐出圧力を付与し、圧力室２３の下端部に連通するノズル２２からインクを吐出させる。

圧力室２３内のインクに吐出圧力を付与するための具体的な手段は問わず、公知の手段を採用することができる。本実施形態では、隣り合う圧力室２３、２３は、圧電素子により形成された駆動壁２４によって隔てられている。駆動壁２４は、圧力室２３内に臨む面に形成された図示しない駆動電極に、例えば制御部１０４から基板３に形成された図示しない配線を経て所定電圧の駆動電圧が印加されることによって、せん断変形する。圧力室２３の両側の駆動壁２４、２４がせん断変形することにより、圧力室２３内は膨張又は収縮する。これにより、圧力室２３内のインクに圧力が付与され、ノズル２２からインクが吐出される。

そして、各圧力室２３には、図２〜図４に示すように、これら圧力室２３内のインクを排出させてインク回収管５ｂに合流点４６で合流させる流路をなす排出路４２３が連通されている。すなわち、各圧力室２３の下端側には、ノズル２２の側方に位置して、排出溝４２２への連通部が形成されている。この排出溝４２２は、図３に示すように、ノズルプレート２１の上面に各圧力室２３内に対応して形成された溝であり、上面側が基板３によって閉蓋されることにより、流路を構成している。この排出溝４２２は、共通排出溝４２１に連通している。この共通排出溝４２１は、ヘッドチップ２の下面（又はノズルプレート２１の上面）に、圧力室２３の配列方向（Ｘ方向）に形成された溝である。共通排出溝４２１は、ヘッドチップ２（又はノズルプレート２１）に形成された溝がノズルプレート２１（又はヘッドチップ２）によって閉蓋されることにより、各排出溝４２２に連通した流路として構成されている。なお、この共通排出溝４２１は、圧力室２３の列を挟んで、圧力室２３の一列あたり２本を互いに平行に形成してもよい。

インク貯留室４１内から各注入孔３１ａに注入されたインクは、対応する各圧力室２３内に至る。これら圧力室２３内のインクは、一部がノズル２２から外部（記録媒体側）に吐出される。圧力室２３内のインクの残部は、図３に示すように、排出溝４２２を経て、共通排出溝４２１に至る。そして、共通排出溝４２１に至ったインクは、図４に示すように、基板３に形成された排出孔３１ｂを経て、インク排出室４１２に至る。

なお、このインクジェットヘッド１においては、各圧力室２３内から各排出溝４２２及び共通排出溝４２１を経てインク排出室４１２に至る流路が形成されていることを考慮して、この条件においてノズル２２からのメニスカスブレイクが生じないように、循環ポンプ１０５が与える圧力等の条件が決定される。

図１及び図２に示すように、インク排出室４１２には、このインク排出室４１２内からインクを排出する流路をなすインク排出管５ｃが連設されている。このインク排出管５ｃの上端側は、インク回収管５ｂに合流している。インク回収管５ｂとインク排出管５ｃとは、合流箱４７に接続されることによって合流している。合流箱４７は、合成樹脂材料や金属材料から一体的に構成することができ、内部に合流点４６となる空間が形成されている。

合流箱４７の外面には、合流点４６に至る第１乃至第３の開口部４８ａ,４８ｂ,４８ｃが形成されている。第１の開口部４８ａから合流点４６を経て第３の開口部４８ｃに至る流路は、インク回収管５ｂの中途部に介在される。実装状態としては、インク回収管５ｂを中途部において上流側及び下流側に分け、上流側を第１の開口部４８ａに接続させ、下流側を第３の開口部４８ｃに接続させることになる。そして、第２の開口部４８ｂには、インク排出管５ｃを接続させる。

このインクジェットヘッド１において、排出溝４２２から、共通排出溝４２１、排出孔３１ｂ、インク排出室４１２及びインク排出管５ｃを経て、合流点４６に至る流路が、排出路４２３となる。そして、各注入孔３１ａから各圧力室２３を経て、排出路４２３（排出溝４２２から合流点４６）までが、副流路Ｆ２となる。

このように、本実施形態に示すインクジェットヘッド１は、インク回収管５ｂ及びインク排出管５ｃが合流箱４７によって合流されているため、インクジェット記録装置１００側の配管等との接続部位は、インク供給管５ａ（接続部７ａ）及びインク回収管５ｂ（接続部７ｂ）の２箇所のみで済む。従って、インクジェット記録装置１００側の配管等との接続部位の数は、一般的なインクジェットヘッドに対して増加せず、接続作業が煩雑化することはない。

また、本実施形態に示すインクジェットヘッド１は、インク供給管５ａ（接続部７ａ）及びインク回収管５ｂ（接続部７ｂ）の２箇所のみで、インクジェット記録装置１００側の接続部１０６ａ、１０６ｂと接続される構造であるため、循環機構を備えた既設のインクジェット記録装置のインクジェットヘッドとの互換性を備えている。すなわち、一般に、インクマニホールド４内のインクを循環させる循環機構を有するインクジェット記録装置は、各インクジェットヘッドに対して、インクの供給部及び回収部の２箇所で配管接続する構造となっている。そのため、本実施形態のインクジェットヘッド１によれば、既設装置を設計変更する必要なく、接続部７ａ、７ｂの２箇所のみの接続によって交換及び設置が可能である。

ところで、排出路４２３は各圧力室２３の全てを通過する流路として形成されているため、圧力室２３の高密度化に伴い、全ての排出溝４２２から共通排出溝４２１に合流した排出路４２３全体の流路抵抗は大きくなっている。従って、インク排出管５ｃをインク回収管５ｂに合流させても、多くのインクはインク供給管５ａからインク回収管５ｂを経る主流路Ｆ１を流れてしまい、各注入孔３１ａから排出路４２３に至る副流路Ｆ２の流量は小さい。

そこで、このインクジェットヘッド１は、主流路Ｆ１の流路抵抗と副流路Ｆ２の流路抵抗との相対関係を調整する圧力損失調整手段を備えている。この圧力損失調整手段は、副流路Ｆ２の流路抵抗に相当する圧力損失ΔＰを、主流路Ｆ１に付与する。または、圧力損失調整手段は、副流路Ｆ２の流路抵抗を減らして、主流路Ｆ１の流路抵抗に相当するものにする。

副流路Ｆ２の流路抵抗は、全ての注入孔３１ａ、全ての各圧力室２３、全ての排出溝４２２及び共通排出溝４２１を含む排出路４２３全体における流路径、流路長、屈曲部の数、流速などによって決まる流路抵抗である。これら排出溝４２２及び共通排出溝４２１は、流路径が極めて細いうえに流路長が長いので、大きな流路抵抗を生じさせている。

このインクジェットヘッド１においては、圧力損失調整手段により、主流路Ｆ１の流路抵抗と、副流路Ｆ２の流路抵抗とを均衡させることにより、インク供給管５ａ内のインク圧力Ｐ０によって、主流路Ｆ１及び副流路Ｆ２の両方に均等にインクを流すことができる。

圧力損失調整手段の一例を図５に示す。図５は、圧力損失調整手段の一例が設けられたインク回収管５ｂを一部破断した状態を示す斜視図である。

圧力損失調整手段としては、例えば、図５（ａ）に示すように、インク回収管５ｂの流路断面積を部分的に狭める流量調整部材９を用いることができる。この流量調整部材９は、インク回収管５ｂ内に保持され、インク回収管５ｂの内径を部分的に狭くする部材である。

この実施形態の流量調整部材９は、小径部９１の両端側に、該小径部９１よりも大径な大径部９２、９２を同軸状に一体に形成したものである。流量調整部材９の材質は特に限定されないが、インクの非浸透性、インク回収管５ｂへの挿入し易さ及びインクに対する耐腐食性に優れるステンレス等の金属、セラミックス、合成樹脂が挙げられる。

大径部９２、９２の外径は、その外周面がインク回収管５ｂの内周面に密接し得る大きさに形成されている。従って、流量調整部材９は、インク回収管５ｂ内に挿入された後、大径部９２、９２がインク回収管５ｂの内周面に密接することによって、インク回収管５ｂ内の所定位置に保持される。

インクが流入する側の大径部９２の外周面の一部には、軸方向に沿って延びる溝部９３が形成されている。この溝部９３によって、インク回収管５ｂの内壁と小径部９１との間には、インク中の気泡が流入し、この空気が閉じ込められる。この空気は、インク回収管５ｂ内のインクと接しているため、ダンパーの役割を果たす。ダンパーの役割とは、キャリッジの振動をヘッド内部に伝播させないことである。なお、インクの脱気をしている場合には、インク回収管５ｂの内壁と小径部９１との間の空気は減ってゆくが、この空気は、チューブのガス透過性により充填される。

流量調整部材９には、小径部９１と大径部９２、９２に亘って縦貫する流路孔９４が形成されている。大径部９２、９２はインク回収管５ｂの内周面に密接するため、この流量調整部材９が配置された部位におけるインク回収管５ｂの流路は、この流路孔９４のみとなる。従って、流量調整部材９は、この流路孔９４によってインク回収管５ｂの流路断面積を部分的に狭め、インク回収管５ｂ内を流れるインクの圧力を損失させる。

この流量調整部材９によって付与される圧力損失ΔＰは、副流路Ｆ２の流路抵抗に相当する圧力損失ΔＰであり、流路孔９４の内径によって調整される。この圧力損失ΔＰにより、主流路Ｆ１の流路抵抗と、副流路Ｆ２の流路抵抗とが均衡される。すなわち、インク供給管５ａ内のインク圧力Ｐ０は、主流路Ｆ１の合流点４６の直前において圧力Ｐ１に減圧され、副流路Ｆ２の合流点４６の直前における圧力Ｐ２にほぼ等しいものとなる。また、インク供給管５ａ内のインク圧力Ｐ０は、循環ポンプ１０５が与える圧力にほぼ等しい。副流路Ｆ２の圧力Ｐ２は、ノズル２２からのメニスカスブレイクが生じないように、メニスカスブレイクが生じる圧力Ｐｘより小さく設定される。

なお、以下の場合に限定されないことは言うまでもないが、例えば、Ｐ０＝−２ｋＰａとした場合に、Ｐ２＝−１２ｋＰａとなるように合流後の減圧を実施し、Ｐ１＝−１２ｋＰａとなるような圧力損失ΔＰ（流路構成によるが、例えば１０ｋＰａ）を与えることにより、主流路Ｆ１及び副流路Ｆ２の両方に均等にインクを流しつつ循環をさせることができる。すなわち、〔Ｐ１＝（Ｐ０−ΔＰ）＝Ｐ２＜Ｐｘ〕となる。この結果、インク供給管５ａ内のインク圧力Ｐ０によって、主流路Ｆ１及び副流路Ｆ２の両方に均等にインクを流すことができる。また、圧力Ｐ２は、例えばノズルの吐出不良等が生じると変動する場合がある。したがって、主流路Ｆ１の流路抵抗と、副流路Ｆ２の流路抵抗とが均衡するとは、本願発明の効果を奏する範囲で圧力Ｐ１と圧力Ｐ２とがほぼ等しい（±１０％）ことを示す。

なお、インク圧力Ｐ０は、インク供給管５ａにＴ字分岐を設け、分岐させた先においてマノメータにより測定することができる。圧力Ｐ１は、インク回収管５ｂ（流量調整部材９より下流、合流点４６より上流）にＴ字分岐を設け、分岐させた先においてマノメータにより測定することができる。圧力Ｐ２は、インク排出管５ｃ（合流点４６より上流）にＴ字分岐を設け、分岐させた先においてマノメータにより測定することができる。

流量調整部材９の流路孔９４の具体的な内径は、排出溝４２２及び共通排出溝４２１などの圧力損失要素による圧力損失を考慮して、インク回収管５ｂの圧力損失が所望の圧力損失となるように適宜調整される。例えば、インク回収管５ｂから回収されるインク流量と、各排出溝４２２及び共通排出溝４２１を経てインク排出管５ｃから排出されるインク流量とが均一になるように、流量調整部材９の流路孔９４の内径を調整すれば、主流路Ｆ１及び副流路Ｆ２の両方に均等にインクを流すことができる。これにより、インク貯留室４１内（主流路Ｆ１）と、各圧力室２３内、排出溝４２２及び共通排出溝４２１内（副流路Ｆ２）とに、迅速にインクを貯留させることができるため、特にインクの初期導入の際に好ましい態様である。

このインクジェットヘッド１及びこれを備えたインクジェット記録装置１００によれば、インク供給管５ａからインクを供給するだけで、インク貯留室４１内の残留気泡を主流路Ｆ１を経てインク回収管５ｂから排出させるのみならず、圧力室２３回りの残留気泡をも、副流路Ｆ２を経てインク排出管５ｃから排出させることができる。よって、インクマニホールド４内の全体（インク貯留室４１内及び圧力室２３回り）の残留気泡を効率的に除去することができる。

また、このインクジェットヘッド１及びこれを備えたインクジェット記録装置１００によれば、画像記録中にインクタンク１０１との間でインクを循環させた際に、圧力室２３回りのインクをも、副流路Ｆ２を経て効率よく循環させることができる。このため、画像記録中にノズル２２から引き込まれた気泡も迅速に排出させることができる。また、沈降し易い粒子や顔料等が含まれているインクを使用する場合には、画像記録中の各排出溝４２２及び共通排出溝４２１における粒子や顔料等の沈降を効果的に抑制して、インクの濃度偏差を抑制することができる。

なお、流量調整部材９の流路孔９４の内径を調整することにより、インク回収管５ｂから回収されるインク流量（主流路Ｆ１）と、各排出溝４２２及び共通排出溝４２１を経てインク排出管５ｃから排出されるインク流量（副流路Ｆ２）とを異ならせることもできる。例えば、流量調整部材９の流路抵抗を高くして、インク回収管５ｂから回収されるインク流量（主流路Ｆ１）よりも、各排出溝４２２及び共通排出溝４２１を経てインク排出管５ｃから排出されるインク流量（副流路Ｆ２）の方を多くする（副流路Ｆ２の流速を上げる）ことにより、圧力室２３回りに付着した取り除きにくい気泡もより容易に除去することができる。また、逆に、流量調整部材９の流路抵抗を低くして、副流路Ｆ２よりも主流路Ｆ１の方の流量を多くする（主流路Ｆ１の流速を上げる）こともできる。この場合には、主流路Ｆ１内の特に天井面や角部に付着した気泡を容易に除去することができる。また、この場合には、インクマニホールド４内に圧力室２２の上方に位置するダンパー部材（ＭＦ（Manifold）ダンパー部材）を設けた場合にも、このダンパー部材回りに残留し易い気泡を容易に除去することができる。

なお、流量調整部材９を予め合流箱４７内に保持させておけば、この合流箱４７をインク回収管５ｂに介在接続させるだけで、インク回収管５ｂに所望の圧力損失を付与することができる。また、流量調整部材９を変更、交換したいときには、合流箱４７ごと交換することができ、迅速、容易な交換を行うことができる。さらに、流量調整部材９の近傍に夾雑物が付着して汚損してしまった場合等にも、合流箱４７を交換することにより、迅速、容易に清冽な状態とすることができる。

なお、図５（ａ）に示す流量調整部材９はあくまで一例であり、具体的な構造は図５（ａ）に示したものに何ら限定されない。例えば、大径部９２は、インクの流出側のみに設けられるだけでもよい。また、流量調整部材９にダンパーの役割を持たせる必要がない場合には、小径部９１はなくてもよい。

また、流量調整部材９にダンパーの役割を持たせる必要がない場合や、大量の気泡が主流路Ｆ１を流れる可能性がある場合には、図５（ｂ）に示すように、流量調整部材９の長さを短くし、流路孔９４の長さを短くするとよい。図５（ｂ）に示す流量調整部材９は、インク回収管５ｂの内壁に沿う円筒部９５と、この円筒部９５の一端部を閉蓋する円盤部９６とを有して一体的に構成されている。円盤部９６の中央部には、流路孔９４が形成されている。このように流量調整部材９の流路孔９４の長さを短くすることにより、流路孔９４内に気泡が入ったときの流路抵抗の変動を抑え、流速のばらつきを抑えることができる。図５（ａ）に示した流量調整部材９の流路孔９４の長さは、例えば１４ｍｍ程度であるが、図５（ｂ）に示した流量調整部材９の流路孔９４の長さは、例えば０．５ｍｍ程度である。流路孔９４の長さを０．５ｍｍ程度にすることにより、気泡による流路抵抗の変動を抑えることができる。

インク排出管５ｃには、図１及び図２に示すように、逆止弁８を設けてもよい。この逆止弁８は、インク排出室４１２から合流点４６に向けたインクの流出を許容し、その反対方向のインクの流れを阻止するように機能する。例えば、インク中に含まれる夾雑物によって各排出溝４２２及び共通排出溝４２１が目詰まりし、副流路Ｆ２の圧力Ｐ２が下がると、インク貯留室４１内の主流路Ｆ１の圧力Ｐ１との間に圧力差が生じる。この場合に、インク回収管５ｂから回収されたインクが、合流点４６を経てインク排出管５ｃに逆流する虞がある。インク排出管５ｃに逆止弁８を設けることにより、インクの逆流によって各排出溝４２２及び共通排出溝４２１に気泡や夾雑物が戻ることを防止することができる。

なお、この逆止弁８も圧力損失要素の一つであるため、逆止弁のクラッキング圧力（開弁圧）は低いほうがよく、ノズル２２からのメニスカスブレイクが生じる圧力Ｐｘ（例えば５ｋＰａ程度）よりも低いことが必要である。また、ノズル２２からのメニスカスブレイクを確実に防止するには、循環ポンプ１０５による加圧をせずに、インク返送管１０３に（インク回収管５ｂと排出路４２３との合流点４６よりも下流側に）吸引ポンプを設け、この吸引ポンプが生じさせる負圧のみによりインクを循環させるようにしてもよい。この場合にも、インクは、インク供給管１００内のインク圧力によって主流路Ｆ１及び副流路Ｆ２の両方に循環しているといえる。

（気泡除去方法）
次に、このように構成されたインクジェットヘッド１において、インクの初期導入時にインク貯留室４１の残留気泡を除去する方法について、図１及び図２を用いて説明する。インクジェット記録装置１００における気泡除去動作は、例えば制御部１０４に予め記憶された所定のプログラムに従って循環ポンプ１０５の駆動が制御されることによって行われる。

まず、制御部１０４は循環ポンプ１０５を駆動させ、インクタンク１０１内のインクをインク供給管５ａからインクマニホールド４内のインク貯留室４１に所定の圧力で流入させる。インク貯留室４１に流入したインクは、インク貯留室４１を通ってインク回収管５ｂに向けて主流路Ｆ１を流れる。

ここで、インク回収管５ｂには、副流路Ｆ２（各排出溝４２２及び共通排出溝４２１や逆止弁８等を含む流路）の圧力損失分ΔＰが考慮された流量調整部材９が設けられているため、インク回収管５ｂから回収されるインクは、流量調整部材９で一部が止められ、インクの圧力は一部損失する。この損失分の圧力ΔＰは、流路孔９４の内径が適切に調整されることにより、インクが副流路Ｆ２を通過し得る圧力である。従って、インク貯留室４１内の主流路Ｆ１を流れるインクの一部は、副流路Ｆ２にも流れ込む。

これにより、インク貯留室４１には、主流路Ｆ１を通ってそのままインク回収管５ｂから回収されるインクの流れと、各圧力室２３に注入され、副流路Ｆ２を通ってインク排出管５ｃから排出されるインクの流れとが同時に形成される。

従って、インク貯留室４１に供給されたインクは、インク回収管５ｂとインク排出管５ｃの両方から流出する。このとき、インク貯留室４１内の残留気泡は、インクと共にインク回収管５ｂから回収され、各圧力室２３回りの残留気泡は、インクと共にインク排出管５ｃから排出される。

制御部１０４は、循環ポンプ１０５の駆動を、予め設定された所定時間継続した後に停止させる。この他、例えばインク返送管１０３にインク中の気泡を検出するセンサーを設け、このセンサーが配管内を流れるインク中の気泡を検出しなくなった際に、循環ポンプ１０５の駆動を停止させるようにしてもよい。これにより、気泡除去動作は終了し、インク貯留室４１及びインク排出室４１２はインクで満たされる。

このように、このインクジェットヘッド１は、インクをインク貯留室４１に供給するだけで、主流路Ｆ１を通ってインク回収管５ｂからインクを回収するのみならず、副流路Ｆ２を通ってインク排出管５ｃからもインクを排出することができる。気泡除去のために開閉弁等を操作して主流路Ｆ１及び副流路Ｆ２に個別にインクを流す必要がないため、インクジェットヘッド１の構造を複雑にすることなく、インク貯留室４１内及び各圧力室２３回りの残留気泡を効率的に除去することができる。

また、インク貯留室４１内及び各圧力室２３回りの両方から気泡を含むインクを流出させることができるため、インク貯留室４１内及び各圧力室２３回りで個別に行う場合に比べて、気泡除去にかかる時間を短縮できると共に、気泡除去のためのインク消費量も抑えることができる。

以上の気泡除去動作は、インクの初期導入時に限らず、記録媒体上への画像記録時にも実施することができる。すなわち、画像記録時、循環ポンプ１０５を駆動させておくことにより、インク貯留室４１内のインクのみならず、各圧力室２３回りのインクも循環させることができる。これにより、インク循環によって、画像記録中でも気泡が除去されるのみならず、濃度偏差のない均質なインクを各圧力室２３に供給することができる。このため、より高品質の画像を形成することができる。

（圧力損失調整手段の他の実施形態）
本発明において、インク回収管５ｂに設ける圧力損失調整手段は、以上説明した流量調整部材９に限定されない。例えば、図示しないが、インク回収管５ｂに流量調整弁を設け、インク回収管５ｂの流路断面積を部分的に狭めることによって圧力損失ΔＰを付与するようにしてもよい。流量調整弁の開度を適宜調整することによって、インク回収管５ｂに適切な圧力損失ΔＰを付与することができる。また、インク回収管５ｂに設ける圧力損失調整手段は、逆止弁であってもよい。さらに、インク回収管５ｂを可撓管によって形成した場合には、インク回収管５ｂの外側から挟着部材等を用いて流路断面積を部分的に狭めることによって圧力損失ΔＰを付与するようにしてもよい。

さらに、圧力損失調整手段は、図１、図５に示した流量調整部材９のようにインク回収管５ｂ（主流路Ｆ１）に設けられるものに限定されず、図６に示すように、インク排出管５ｃ（副流路Ｆ２）に設けることもできる。図６は、本発明に係るインクジェット記録装置の他の一例を示す要部概略構成図であり、インクジェットヘッドを一部断面で示している。図１と同一符号の部位は同一構成の部位であるため、これらの説明は上記説明を援用し、ここでは省略する。

図６における圧力損失調整手段は、インク排出管５ｃに設けられた吸引ポンプ１０によって構成されている。吸引ポンプ１０は、制御部１０４の制御によって駆動され、インク排出管５ｃ内のインクを合流点４６側に強制的に吸引する。これにより、副流路Ｆ２の圧力損失が小さくなり、主流路Ｆ１の圧力損失が、副流路Ｆ２の圧力損失に対して相対的に大きくなったことになる。これにより、各排出溝４２２及び共通排出溝４２１による圧力損失によってインクが流れにくい副流路Ｆ２のインクの流量を増大させる。このときの吸引ポンプ１０の駆動量（吸引量）は、インク貯留室４１に供給されたインクの一部が副流路Ｆ２にも流れるように、制御部１０４によって適切に調整される。このように吸引ポンプ１０を設ける場合には、インク排出管５ｃには逆止弁８を設けることが好ましい。

このような吸引ポンプ１０を設けたインクジェットヘッド１によれば、インクをインク貯留室４１に供給するだけで、主流路Ｆ１を通ってインク回収管５ｂからインクを回収するのみならず、副流路Ｆ２を通ってインク排出管５ｃからもインクを排出することができるので、流量調整部材９を設けた場合と同様に、インク貯留室４１内及び各圧力室２３回りの残留気泡を効率的に除去することができる効果が得られる。また、流路の圧力調整を、合流後の循環ポンプを用いた減圧により行う場合には、副流路Ｆ２のノズル２２から合流点４６までの流路抵抗が大きいため、加圧による循環よりも大きい差圧で循環させることができる。例えば、式で表すと〔（Ｐ１＋ΔＰ）＝Ｐ０＞Ｐｘ, Ｐ１＝Ｐ２〕となる。

また、吸引ポンプ１０は、駆動量を制御することによってインク流量を適宜調整可能である。このため、吸引ポンプ１０の駆動量の調整により、インク回収管５ｂから回収されるインク流量とインク排出管５ｃから排出されるインク流量とを均一化するのみならず、インク回収管５ｂよりもインク排出管５ｃから排出されるインク流量を多くする等のように、インク回収管５ｂとインク排出管５ｃからそれぞれ流出するインク流量を異ならせることも容易に行うことができる。

さらに、吸引ポンプ１０の駆動によって、各排出溝４２２内及び共通排出溝４２１内には負圧が発生するため、インクの初期導入時にノズル２２から無駄にインクが排出されることを抑制できる効果もある。

なお、このように吸引ポンプ１０を設ける場合には、インク排出管５ｃの内径を、インク回収管５ｂの内径よりも細くすることも好ましい。インク排出管５ｃの内径を細くすると、吸引ポンプ１０の駆動時に、各排出溝４２２内及び共通排出溝４２１内の圧力変動を抑えることができ、インク流量の調整が容易となる。

（フィルター）
インクマニホールド４内には、図６に示すように、例えばメッシュ状の金属や樹脂の多孔質体等によって形成されたフィルター４３を、インク貯留室４１を上下に二分するように配置してもよい。これにより、インク貯留室４１は、フィルター４３を挟んで、各圧力室２３から遠い部分と、各圧力室２３に近い部分とに分けられる。このフィルター４３は、インク供給管５ａからインク貯留室４１に供給されたインク中に含まれる気泡や夾雑物が、各圧力室２３に侵入することを阻止する。

本発明において、このフィルター４３は、インク貯留室４１に供給されたインクが、各圧力室２３に注入される際の圧力損失要素の一つである。なお、循環ポンプ１０５は、このフィルター４３及び配管の長さや配管の曲り部の数等の圧力損失要素による圧力損失ΔＰを上回る圧力Ｐ０を発生する。

（インクジェットヘッド及びインクジェット記録装置の他の実施形態（１））
図６に示すインクジェットヘッド１及びインクジェット記録装置１００において、インク排出管５ｃに吸引ポンプ１０を設けることに加えて、例えば、インク回収管５ｂに流量調整部材９を設け、気泡除去時にこれらを併用することも好ましい。インク回収管５ｂに設けた流量調整部材９によって圧力損失が付与されるため、それだけ吸引ポンプ１０の駆動量を低減することができる。これにより、吸引ポンプ１０は低容量のポンプで済み、イニシャルコスト及びランニングコストを低減できる。

このようにインク回収管５ｂの流量調整部材９とインク排出管５ｃの吸引ポンプ１０とを併用する場合には、インク回収管５ｂに流量調整部材９を設けるのみの場合に比べ、インク回収管５ｂに付与する圧力損失ΔＰを小さく設定することもできる。例えば、流量調整部材９は、吸引ポンプ１０と併用しない場合に比べて、流路孔９４の内径を大きくすることができる。このため、狭い流路孔９４では流れにくい高粘度インクの使用も可能となり、使用可能なインクの種類を広げることができる。

（インクジェットヘッド及びインクジェット記録装置の他の実施形態（２））
インクマニホールド４内には、図７に示すように、排出路４２３を複数設けてもよい。図７は、本発明に係るインクジェット記録装置のさらに他の一例を示す要部概略構成図であり、インクジェットヘッドを一部断面で示している。図１と同一符号の部位は同一構成の部位であるため、これらの説明は上記説明を援用し、ここでは省略する。

すなわち、インクマニホールド４内のヘッドチップ２の長手方向一方側及び他方側に、それぞれ隔壁４５，４５を設け、インク貯留室４１の両側に、２つのインク排出室４１２，４１２を設ける。そして、各インク排出室４１２，４１２を経由する一方及び他方の２つの排出路４２３，４２３を設けることができる。一方の排出路４２３は、前述した実施形態における排出路４２３と同一のものである。他方の排出路４２３も、前述した実施形態における排出路４２３と同様に構成することができる。

すなわち、一方のインク排出室４１２には、前述のように、このインク排出室４１２内からインクを排出する流路をなす一方のインク排出管５ｃを連設する。同様に、他方のインク排出室４１２にも、このインク排出室４１２内からインクを排出する流路をなす他方のインク排出管５ｃを連設する。そして、これらインク排出管５ｃ，５ｃの上端側を、それぞれインク回収管５ｂに合流させる。

各インク排出管５ｃ，５ｃとインク回収管５ｂとは、前述した実施形態と同様に合流箱４７に接続することによって合流させることができる。

合流箱４７の外面には、合流点４６に至る第１乃至第４の開口部４８ａ,４８ｂ,４８ｃ,４８ｄが形成されている。第１の開口部４８ａから合流点４６を経て第３の開口部４８ｃに至る流路は、インク回収管５ｂの中途部に介在される。実装状態としては、インク回収管５ｂを中途部において上流側及び下流側に分け、上流側を第１の開口部４８ａに接続させ、下流側を第３の開口部４８ｃに接続させることになる。そして、第２の開口部４８ｂには、一方のインク排出管５ｃを接続させる。第４の開口部４８ｄには、他方のインク排出管５ｃを接続させる。

この実施形態においては、排出路４２３，４２３は、各注入孔３１ａから各圧力室２３を経て、ヘッドチップ２の長手方向一方側及び他方側に分かれて、両側の排出孔３１ｂ，３１ｂを経て合流点４６に至るインクの経路となる。すなわち、圧力室２３内から共通排出溝４２１に至ったインクは、ヘッドチップ２の長手方向一方側及び他方側に分かれ、それぞれ排出孔３１ｂ，３１ｂに至る。各排出孔３１ｂ，３１ｂに至ったインクは、これら排出孔３１ｂ，３１ｂを通って、一方及び他方のインク排出室４１２，４１２を経て、一方及び他方のインク排出管５ｃ，５ｃに至る。

このように排出路４２３を複数設けた場合には、各圧力室２３から各排出孔３１ｂに至る距離を短くすることができるので、排出路４２３全体の流路抵抗を低く抑えることができ、副流路Ｆ２の流路抵抗を低く抑えることができる。

なお、前述した各実施態様において、主流路Ｆ１と副流路Ｆ２との合流は、インクマニホールド４内で行うようにしてもよい。インクマニホールド４内で合流させることにより、従来のインクジェットヘッドと外形形状に違いのないインクジェットヘッドを構成することができる。

（インクジェットヘッド及びインクジェット記録装置の他の実施形態（３））
前述の各実施形態においては、インク貯留室４１及びインク排出室４１２は、それぞれインクマニホールド４内に構成され、隔壁４５によって分離されている。この隔壁４５は、図８に示すように、インク貯留室４１からインク回収管５ｂに向かう主流路Ｆ１に沿って傾斜させてもよい。この場合には、インク排出室４１２においても、隔壁４５は、副流路Ｆ２に沿って傾斜されたものとなる。

図８は、本発明に係るインクジェット記録装置のさらに他の一例を示す要部概略構成図であり、インクジェットヘッドを一部断面で示している。図１と同一符号の部位は同一構成の部位であるため、これらの説明は上記説明を援用し、ここでは省略する。

このように隔壁４５を傾斜させることにより、各流路Ｆ１，Ｆ２の流れが円滑になり、インク貯留室４１内及び各圧力室２３回りの残留気泡を効率的に除去することができる。

さらに、インク貯留室４１内及びインク排出室４１２内に気泡が残留し得るような段差部をなくし、各流路Ｆ１，Ｆ２に沿う滑らかな形状とすることにより、インク貯留室４１内及びインク排出室４１２内に気泡が残留することを防止し、また、気泡が残留してもその除去を容易に行うことができる。

（インクジェットヘッド及びインクジェット記録装置の他の実施形態（４））
また、インク排出室４１２は、図９に示すように、インク貯留室４１に対して隔壁４５によって分離されることなく、隔壁４５に設けた連通路４２４によってインク貯留室４１に連通しているものとしてもよい。この場合には、隔壁４５は、インク貯留室４１からインク回収管５ｂに向かう主流路Ｆ１に沿って傾斜させる。また、隔壁４５は、副流路Ｆ２の流れの方向にも沿うように傾斜させることが好ましい。

図９は、本発明に係るインクジェット記録装置のさらに他の一例を示す要部概略構成図であり、インクジェットヘッドを一部断面で示している。図１と同一符号の部位は同一構成の部位であるため、これらの説明は上記説明を援用し、ここでは省略する。

この場合には、連通路４２４は、主流路Ｆ１において各注入孔３１ａの下流側に位置させることが好ましい。すなわち、連通路４２４は、基板３の近傍に位置することになり、隔壁４５の下側（基板３側）に形成される。

この場合には、インクをインク貯留室４１に供給するだけで、主流路Ｆ１を通ってインク回収管５ｂからインクを回収するのみならず、副流路Ｆ２を通ってインク排出管５ｃからもインクを排出することができ、さらに、主流路Ｆ１の一部の流れＦ３が連通路４２４を経て排出路４２３の副流路Ｆ２に合流する。

このとき、連通路４２４を経て副流路Ｆ２に合流する主流路Ｆ１の一部の流れＦ３は、インク排出室４１２において副流路Ｆ２の流れを加速する作用を有するので、各圧力室２３回りの残留気泡の除去を促進する効果を発揮する。

前述のように、インク供給管内のインク圧力をＰ０（図２参照）、主流路Ｆ１の圧力をＰ１、副流路Ｆ２の圧力をＰ２、副流路Ｆ２における圧力損失をΔＰ、ノズル２２からのメニスカスブレイクが生じる圧力をＰｘとすると、〔Ｐ１＝（Ｐ０−ΔＰ）＝Ｐ２＜Ｐｘ〕である。ここで、連通路４２４からインク排出室４１２に流入する流れＦ３の圧力をＰ３とすると、〔Ｐ３＜Ｐ２＝Ｐ１＝（Ｐ０−ΔＰ）＜Ｐｘ〕となっている必要がある。流れＦ３の圧力Ｐ３が、副流路Ｆ２の圧力Ｐ２よりも大きいと、基板３に設けられた排出孔３１ｂから圧力室２３側にインクが逆流する虞があるからである。

なお、以上説明した各実施形態のインクジェット記録装置１００においては、インクジェットヘッド１とインクタンク１０１との間でインクを循環させているが、本発明はこれに限定されない。例えば、残留気泡をインクの初期導入時に除去するだけでよい場合には、図示しないが、インク回収管５ｂ及びインク排出管５ｃから流出したインクを、インクタンク１０１に戻さずに、廃インクタンクに排出させるように構成してもよい。

１：インクジェットヘッド
２：ヘッドチップ
２１：ノズルプレート
２２：ノズル
２３：圧力室
３：基板
３１ａ：注入孔
３１ｂ：排出孔
４：インクマニホールド
４１：インク貯留室
４１２：インク排出室
４２１：共通排出溝
４２２：排出溝
４２３：排出路
４２４：連通路
４３：フィルター
４５：隔壁
４６：合流点
４７：合流箱
５ａ：インク供給管
５ｂ：インク回収管
５ｃ：インク排出管
８：逆止弁
９：流量調整部材
１０：吸引ポンプ（流量調整部材）
Ｆ１：主流路
Ｆ２：副流路
１００：インクジェット記録装置
１０１：インクタンク
１０２：インク移送管
１０３：インク返送管
１０４：制御部
１０５：循環ポンプ

Claims (21)

1. インク貯留室と、
   前記インク貯留室内にインクを供給する流路をなすインク供給管と、
   前記インク貯留室内からインクを回収する流路をなすインク回収管と、
   前記インク貯留室に注入孔を介して連通し、電圧の印加によって容積変動を生ずる少なくとも１つの圧力室と、
   前記圧力室に連通し、該圧力室内のインクを外部に吐出させるノズルと、
   前記圧力室に連通し、該圧力室内のインクを排出させて前記インク回収管に合流点で合流させる流路をなす排出路と、
   前記インク供給管から前記インク回収管の前記合流点に至る主流路の流路抵抗と、前記注入孔から前記圧力室及び前記排出路を経て前記合流点に至る副流路の流路抵抗との相対関係を調整する圧力損失調整手段とを備え、
   前記排出路には、逆止弁が設けられ、
   前記圧力損失調整手段により、前記主流路の流路抵抗と、前記副流路の流路抵抗とを均衡させることにより、前記インク供給管内のインク圧力によって、前記主流路及び前記副流路の両方にインクを流すことを特徴とするインクジェットヘッド。
2. 前記圧力損失調整手段は、前記排出路に設けられ前記合流点側にインクを吸引する吸引ポンプであることを特徴とする請求項１記載のインクジェットヘッド。
3. 前記インク貯留室と前記排出路とを隔てる隔壁を有し、
   前記隔壁は、前記インク貯留室から前記インク回収管に向かうインクの流れに沿って傾斜していることを特徴とする請求項１又は２記載のインクジェットヘッド。
4. インク貯留室と、
   前記インク貯留室内にインクを供給する流路をなすインク供給管と、
   前記インク貯留室内からインクを回収する流路をなすインク回収管と、
   前記インク貯留室に注入孔を介して連通し、電圧の印加によって容積変動を生ずる少なくとも１つの圧力室と、
   前記圧力室に連通し、該圧力室内のインクを外部に吐出させるノズルと、
   前記圧力室に連通し、該圧力室内のインクを排出させて前記インク回収管に合流点で合流させる流路をなす排出路と、
   前記インク供給管から前記インク回収管の前記合流点に至る主流路の流路抵抗と、前記注入孔から前記圧力室及び前記排出路を経て前記合流点に至る副流路の流路抵抗との相対関係を調整する圧力損失調整手段とを備え、
   前記インク貯留室と前記排出路とを隔てる隔壁を有し、
   前記隔壁は、前記インク貯留室から前記インク回収管に向かうインクの流れに沿って傾斜しており、
   前記圧力損失調整手段により、前記主流路の流路抵抗と、前記副流路の流路抵抗とを均衡させることにより、前記インク供給管内のインク圧力によって、前記主流路及び前記副流路の両方にインクを流すことを特徴とするインクジェットヘッド。
5. 前記隔壁には、前記インク貯留室と前記排出路とを連通させる連通路が設けられ、
   前記連通路は、前記主流路において前記注入孔の下流側に位置していることを特徴とする請求項３又は４記載のインクジェットヘッド。
6. 前記インク回収管と前記排出路との合流点よりも下流側に吸引ポンプを備え、この吸引ポンプにより負圧を生じさせることにより、前記インク供給管内のインク圧力によって、前記主流路及び前記副流路の両方にインクを流すことを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載のインクジェットヘッド。
7. 前記圧力損失調整手段は、前記インク回収管の流路断面積を部分的に狭める流量調整部材であることを特徴とする請求項１〜６の何れかに記載のインクジェットヘッド。
8. 前記インク供給管から前記注入孔に至るインクが通過するフィルターを備えていることを特徴とする請求項１〜７の何れかに記載のインクジェットヘッド。
9. 前記排出路は、前記インク回収管に対して、合流箱によって合流していることを特徴とする請求項１〜８の何れかに記載のインクジェットヘッド。
10. 前記排出路は、前記インク回収管に対して、合流箱によって合流しており、
    前記合流箱内に、前記流量調整部材が配置されていることを特徴とする請求項７記載のインクジェットヘッド。
11. 請求項１〜１０の何れかに記載のインクジェットヘッドと、
    前記インクジェットヘッドに移送されるインクが貯蔵されるインクタンクと、
    前記インクタンク内のインクを前記インクジェットヘッドに移送するインク移送手段とを備えたことを特徴とするインクジェット記録装置。
12. インク貯留室と、
    前記インク貯留室内にインクを供給する流路をなすインク供給管と、
    前記インク貯留室内からインクを回収する流路をなすインク回収管と、
    前記インク貯留室に注入孔を介して連通し、電圧の印加によって容積変動を生ずる少なくとも１つの圧力室と、
    前記圧力室に連通し、該圧力室内のインクを外部に吐出させるノズルと、
    前記圧力室に連通し、該圧力室内のインクを排出させて前記インク回収管に合流点で合流させる流路をなす排出路と、
    前記インク供給管から前記インク回収管の前記合流点に至る主流路の流路抵抗と、前記注入孔から前記圧力室及び前記排出路を経て前記合流点に至る副流路の流路抵抗との相対関係を調整する圧力損失調整手段とを備え、前記排出路に、逆止弁を設けたインクジェットヘッドを用いて、
    前記圧力損失調整手段により、前記主流路の流路抵抗と、前記副流路の流路抵抗とを均衡させることにより、前記インク供給管内のインク圧力によって、前記主流路及び前記副流路の両方にインクを流すことを特徴とするインクジェットヘッドの気泡除去方法。
13. 前記圧力損失調整手段として、前記排出路に、前記合流点側にインクを吸引する吸引ポンプを設けることを特徴とする請求項１２記載のインクジェットヘッドの気泡除去方法。
14. 前記インク貯留室から前記インク回収管に向かうインクの流れに沿って傾斜させた隔壁により、前記インク貯留室と前記排出路とを隔てることを特徴とする請求項１２又は１３記載のインクジェットヘッドの気泡除去方法。
15. インク貯留室と、
    前記インク貯留室内にインクを供給する流路をなすインク供給管と、
    前記インク貯留室内からインクを回収する流路をなすインク回収管と、
    前記インク貯留室に注入孔を介して連通し、電圧の印加によって容積変動を生ずる少なくとも１つの圧力室と、
    前記圧力室に連通し、該圧力室内のインクを外部に吐出させるノズルと、
    前記圧力室に連通し、該圧力室内のインクを排出させて前記インク回収管に合流点で合流させる流路をなす排出路と、
    前記インク供給管から前記インク回収管の前記合流点に至る主流路の流路抵抗と、前記注入孔から前記圧力室及び前記排出路を経て前記合流点に至る副流路の流路抵抗との相対関係を調整する圧力損失調整手段とを備え、前記インク貯留室から前記インク回収管に向かうインクの流れに沿って傾斜させた隔壁により、前記インク貯留室と前記排出路とを隔てたインクジェットヘッドを用いて、
    前記圧力損失調整手段により、前記主流路の流路抵抗と、前記副流路の流路抵抗とを均衡させることにより、前記インク供給管内のインク圧力によって、前記主流路及び前記副流路の両方にインクを流すことを特徴とするインクジェットヘッドの気泡除去方法。
16. 前記主流路において前記注入孔の下流側に位置させて、前記隔壁に、前記インク貯留室と前記排出路とを連通させる連通路を設けることを特徴とする請求項１４又は１５記載のインクジェットヘッドの気泡除去方法。
17. 前記インク回収管と前記排出路との合流点よりも下流側に吸引ポンプを設け、この吸引ポンプにより負圧を生じさせることにより、前記インク供給管内のインク圧力によって、前記主流路及び前記副流路の両方にインクを流すことを特徴とする請求項１２〜１６の何れかに記載のインクジェットヘッドの気泡除去方法。
18. 前記圧力損失調整手段として、前記インク回収管の流路断面積を部分的に狭める流量調整部材を用いることを特徴とする請求項１２〜１７の何れかに記載のインクジェットヘッドの気泡除去方法。
19. 前記インク供給管から前記注入孔に至るインクが通過するフィルターを設けることを特徴とする請求項１２〜１８の何れかに記載のインクジェットヘッドの気泡除去方法。
20. 前記排出路を、前記インク回収管に対して、合流箱によって合流させることを特徴とする請求項１２〜１９の何れかに記載のインクジェットヘッドの気泡除去方法。
21. 前記排出路を、前記インク回収管に対して合流箱によって合流させ、
    前記合流箱内に、前記流量調整部材を配置することを特徴とする請求項１８記載のインクジェットヘッドの気泡除去方法。

Images