JP6617708B2 - インクジェットヘッドの気泡除去方法及びインクジェットヘッドの気泡除去装置 - Google Patents

インクジェットヘッドの気泡除去方法及びインクジェットヘッドの気泡除去装置 Download PDF

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Description

本発明はインクジェットヘッドの気泡除去方法及びインクジェットヘッドの気泡除去装置に関し、詳しくは、フィルターを備えたインク貯留室内の残留気泡を効率的に除去できると共にノズルからの廃棄インク量を低減することができるインクジェットヘッドの気泡除去方法及びインクジェットヘッドの気泡除去装置に関する。
インクジェットヘッドは、ノズル面を下向きにして使用されることが多いため、インクの初期導入時にヘッド内に気泡が流入したり、ノズルから気泡を巻き込んだりした場合、圧力室と連通するインク貯留室内の天井面に気泡が残留してしまう。
この対策として、特許文献１には、インクジェットヘッドの液流入口から液流出口にインクを循環させることにより、インク貯留室内の気泡を高い位置に配置された液流出口から排出できることが記載されている。しかし、高解像度に伴って小さなインク滴を吐出するためにノズルも小径化しており、微細なごみや気泡でもノズルのつまりが生じ、吐出不良が起こる恐れがある。そこで、特許文献２には、インク貯留室内にゴミ等を除去するためのフィルターを備えると共に、フィルターの上部に外部とジョイント部材を介して連通するインク排出流路を備えることによって、ごみ等がノズルに詰まることに起因する吐出不良を防止できることが開示されている。しかしながら、インク貯留室がフィルターを挟んで上流側と下流側とに分けられているため、フィルターよりも圧力室に近い下流側に残留する気泡を十分に除去することはできない。
そこで、ジョイント部材のポートを閉じ、インク流入ポートからインクを加圧流入させることにより、ノズルから気泡と共にインクをパージして気泡除去を図る方法がある。しかし、気泡を完全に除去しようとすると、気泡除去の度に大量のインクが廃棄されると共に強い圧力をかける必要があるため、ヘッドの耐久性の点において問題がある。
この問題を解決するため、特許文献３では、インク流入路及びインク排出路の他に、フィルターを介して該フィルターの下流側と連通する泡抜き路をインク貯留室に設け、インク流入路からインクを加圧流入させ、フィルターを通して泡抜き路から排出させることにより、フィルターよりも下流側に残留する気泡の除去を図っている。
特開２００６−１７５６５１号公報 特開２００９−２０２４９０号公報 特開２０１２−２１８３９８号公報
しかしながら、例えばごみ等や気泡をフィルターによってより多く除去しようとすると、フィルターの圧力損失が大きくなり、泡抜き路から下流側に残留する気泡を排出させようとした場合、フィルターの圧力損失を考慮して高い圧力をかける必要が生じ、ヘッドの耐久性やポンプの耐久性の観点で問題がある。
そこで本願発明者は、フィルターの下流側インク室内におけるインクの流れによって気泡を除去できることに着目し、本発明に至った。
そこで、本発明は、フィルターを備えたインク貯留室内の残留気泡を効率的に除去できると共に、ノズルからの廃棄インク量を低減することができるインクジェットヘッドの気泡除去方法及びインクジェットヘッドの気泡除去装置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．
ノズルと連通する圧力室と、前記圧力室に連通するインク貯留室と、前記インク貯留室に配置されるフィルターとを備え、前記インク貯留室が、前記フィルターを挟んで、前記圧力室から遠い上流側インク室と前記圧力室から近い下流側インク室とに分かれているインクジェットヘッドの気泡除去方法であって、
前記上流側インク室の上部に、インク流入用の第１インクポート及びインク排出用の第２インクポートを設けると共に、前記下流側インク室内の上部に前記フィルターを介することなくインク排出用の第３インクポートを設け、
前記下流側インク室の前記第３インクポートから離れた位置で、前記第１インクポートから前記第３インクポートに向かうインクの流れが滞留する部位に、前記フィルターを介して連通するインク流入用の第４インクポートを更に設け、
前記第１インクポート及び前記第２インクポートに連通する各々の流路を開け、且つ前記第３インクポート及び前記第４インクポートに連通する各々の流路を閉じ、前記第１インクポートから前記上流側インク室にインクを流入させ、前記第２インクポートからインクを排出させることにより、前記上流側インク室内の気泡を除去し、
次いで、前記第２インクポートに連通する流路を閉じ、且つ前記第３インクポートに連通する流路を開け、前記第１インクポートからインクを流入させ、前記上流側インク室から前記フィルターを介して前記下流側インク室に向かってインクを流し、該下流側インク室内を前記第３インクポートに向かって流れるインクを該第３インクポートから排出させることにより、前記下流側インク室内の気泡を除去し、
次いで、前記第１インクポート及び前記第２インクポートに連通する各々の流路を閉じ、前記第４インクポートに連通する流路を開け、該第４インクポートから前記下流側インク室に流入させたインクを前記第３インクポートから排出させることにより、前記第３インクポートに向かうインクの流れが滞留する部位に存在する気泡を除去するインクジェットヘッドの気泡除去方法。
２．
ノズルと連通する圧力室と、前記圧力室に連通するインク貯留室と、前記インク貯留室に配置されるフィルターとを備え、前記インク貯留室が、前記フィルターを挟んで、前記圧力室から遠い上流側インク室と前記圧力室から近い下流側インク室とに分かれているインクジェットヘッドの気泡除去方法であって、
前記上流側インク室の上部に、インク流入用の第１インクポート及びインク排出用の第２インクポートを設けると共に、前記下流側インク室内の上部に前記フィルターを介することなくインク排出用の第３インクポートを設け、
前記第１インクポートに連通する流路を開け、前記第２インクポートに連通する流路を閉じ、且つ前記第３インクポートに連通する流路を開け、前記第１インクポートからインクを流入させ、前記上流側インク室から前記フィルターを介して前記下流側インク室に向かってインクを流し、該下流側インク室内を前記第３インクポートに向かって流れるインクを該第３インクポートから排出させることにより、前記下流側インク室内の気泡を除去し、
次いで、前記第１インクポート及び前記第２インクポートに連通する各々の流路を開け、且つ前記第３インクポートに連通する流路を閉じ、前記第１インクポートから前記上流側インク室にインクを流入させ、前記第２インクポートからインクを排出させることにより、前記上流側インク室内の気泡を除去するインクジェットヘッドの気泡除去方法。
３．
前記下流側インク室の前記第３インクポートから離れた位置で、前記第１インクポートから前記第３インクポートに向かうインクの流れが滞留する部位に、前記フィルターを介して連通するインク流入用の第４インクポートを更に設け、
前記第１インクポートに連通する流路を開け、前記第２インクポートに連通する流路を閉じ、且つ前記第３インクポートに連通する流路を開け、前記第１インクポートからインクを流入させ、前記上流側インク室から前記フィルターを介して前記下流側インク室に向かってインクを流し、該下流側インク室内を前記第３インクポートに向かって流れるインクを該第３インクポートから排出させることにより、前記下流側インク室内の気泡を除去し、
次いで、前記第１インクポート及び前記第２インクポートに連通する各々の流路を開け、且つ前記第３インクポートに連通する流路を閉じ、前記第１インクポートから前記上流側インク室にインクを流入させ、前記第２インクポートからインクを排出させることにより、前記上流側インク室内の気泡を除去し、
次いで、前記第１インクポート及び前記第２インクポートに連通する各々の流路を閉じ、前記第４インクポートに連通する流路を開け、該第４インクポートから前記下流側インク室に流入させたインクを前記第３インクポートから排出させることにより、前記第３インクポートに向かうインクの流れが滞留する部位に存在する気泡を除去する前記２記載のインクジェットヘッドの気泡除去方法。
４．
前記インク貯留室に流入させるインクの圧力Ｐ〔ｋＰａ〕は、ノズルメニスカスブレイク圧力をＰＭＮ、前記フィルターの圧力損失をＲＦとしたとき、
Ｐ≦ＰＭＮ＋ＲＦ
の関係を満たす前記１〜３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。
５．
前記インク貯留室に流入させるインクの圧力Ｐ〔ｋＰａ〕は、
Ｐ＞７−ＲＦ
の関係を満たす前記１〜４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。
６．
ノズルと連通する圧力室と、前記圧力室に連通するインク貯留室と、前記インク貯留室に配置されるフィルターとを備え、前記インク貯留室が、前記フィルターを挟んで、前記圧力室から遠い上流側インク室と前記圧力室から近い下流側インク室とに分かれているインクジェットヘッドの気泡除去装置であって、
前記上流側インク室の上部に、インク流入用の第１インクポート及びインク排出用の第２インクポートを設けると共に、前記下流側インク室内の上部に前記フィルターを介することなくインク排出用の第３インクポートを設け、
前記下流側インク室の前記第３インクポートから離れた位置で、前記第１インクポートから前記第３インクポートに向かうインクの流れが滞留する部位に、前記フィルターを介して連通するインク流入用の第４インクポートを更に設け、
前記インク貯留室に送液ポンプを介して供給されるインクを貯留するインクタンクを備え、
該インクタンクは第１のインク供給管を介して前記第１インクポートに接続されると共に、第１のインク排出管及び第２のインク排出管を介してそれぞれ前記第２インクポート及び第３インクポートに接続され、
前記第４インクポートと連通して前記インクタンクからのインクを流入させる第２のインク供給管を設け、
前記第１のインク供給管、前記第１のインク排出管及び前記第２のインク排出管には、第１開閉弁、第２開閉弁及び第３開閉弁が各々設けられ、
前記第２のインク供給管には第４開閉弁が設けられ、
前記送液ポンプ、前記第１開閉弁、前記第２開閉弁、前記第３開閉弁及び前記第４開閉弁を制御する制御装置を備え、
前記制御装置は、前記第１開閉弁及び前記第２開閉弁を開けると共に前記第３開閉弁を閉じ、前記送液ポンプを駆動させて、前記第１インクポートから前記上流側インク室に流入させたインクを前記第２インクポートから排出させて前記上流側インク室内の気泡を除去する第１の制御動作を行い、
前記第１の制御動作終了後、前記第１開閉弁を開けたままで前記第２開閉弁を閉じ、前記第３開閉弁を開けて、前記送液ポンプを駆動させて、前記第１インクポートから流入させたインクを前記上流側インク室及び前記下流側インク室を通って前記第３インクポートから排出させて前記下流側インク室内の気泡を除去する第２の制御動作を行うように制御し、
前記第２の制御動作終了後、前記第１開閉弁及び前記第２開閉弁を閉じると共に前記第３開閉弁及び前記第４開閉弁を開け、前記送液ポンプを駆動させて、前記第４インクポートから前記下流側インク室に流入させたインクを前記第３インクポートから排出させるように、前記送液ポンプ、前記第１開閉弁、前記第２開閉弁、前記第３開閉弁及び前記第４開閉弁を制御するインクジェットヘッドの気泡除去装置。
７．
ノズルと連通する圧力室と、前記圧力室に連通するインク貯留室と、前記インク貯留室に配置されるフィルターとを備え、前記インク貯留室が、前記フィルターを挟んで、前記圧力室から遠い上流側インク室と前記圧力室から近い下流側インク室とに分かれているインクジェットヘッドの気泡除去装置であって、
前記上流側インク室の上部に、インク流入用の第１インクポート及びインク排出用の第２インクポートを設けると共に、前記下流側インク室内の上部に前記フィルターを介することなくインク排出用の第３インクポートを設け、
前記インク貯留室に送液ポンプを介して供給されるインクを貯留するインクタンクを備え、
該インクタンクは第１のインク供給管を介して前記第１インクポートに接続されると共に、第１のインク排出管及び第２のインク排出管を介してそれぞれ前記第２インクポート及び前記第３インクポートに接続され、
前記第１のインク供給管、前記第１のインク排出管及び前記第２のインク排出管には、第１開閉弁、第２開閉弁及び第３開閉弁が各々設けられ、
前記送液ポンプ、前記第１開閉弁、前記第２開閉弁及び前記第３開閉弁を制御する制御装置を備え、
前記制御装置は、前記第１開閉弁を開け、前記第２開閉弁を閉じ、前記第３開閉弁を開けて、前記送液ポンプを駆動させて、前記第１インクポートから流入させたインクを前記上流側インク室及び前記下流側インク室を通って前記第３インクポートから排出させて前記下流側インク室内の気泡を除去する第２の制御動作を行い、
前記第２の制御動作終了後、前記第１開閉弁及び前記第２開閉弁を開けると共に前記第３開閉弁を閉じ、前記送液ポンプを駆動させて、前記第１インクポートから前記上流側インク室に流入させたインクを前記第２インクポートから排出させて前記上流側インク室内の気泡を除去する第１の制御動作を行うように制御するインクジェットヘッドの気泡除去装置。
８．
前記下流側インク室の前記第３インクポートから離れた位置で、前記第１インクポートから前記第３インクポートに向かうインクの流れが滞留する部位に、前記フィルターを介して連通するインク流入用の第４インクポートを更に設け、
前記第４インクポートと連通して前記インクタンクからのインクを流入させる第２のインク供給管を設け、
前記第２のインク供給管には第４開閉弁が設けられ、
前記送液ポンプ、前記第１開閉弁、前記第２開閉弁、前記第３開閉弁及び前記第４開閉弁を制御する制御装置を備え、
前記制御装置は、前記第１の制御動作終了後、前記第１開閉弁及び前記第２開閉弁を閉じると共に前記第３開閉弁及び前記第４開閉弁を開け、前記送液ポンプを駆動させて、前記第４インクポートから前記下流側インク室に流入させたインクを前記第３インクポートから排出させるように、前記送液ポンプ、前記第１開閉弁、前記第２開閉弁、前記第３開閉弁及び前記第４開閉弁を制御する前記７記載のインクジェットヘッドの気泡除去装置。
９．
前記第４インクポートは、前記下流側インク室において、前記第１インクポートから前記第３インクポートに向かうインクの流れが滞留する部位に配置されている前記６又は８記載のインクジェットヘッドの気泡除去装置。
１０．
前記インクタンクは、該タンクの底板までは到達しない仕切り板によってインク返送室とインク供給室に仕切られており、該インク返送室にインク排出管が接続され、該インク供給室にインク供給管が接続されている前記６〜９の何れかに記載のインクジェットヘッドの気泡除去装置。
本発明に係るインクジェットヘッドの気泡除去方法を実施するための第１の実施形態に係るインクジェットヘッドの気泡除去装置の一例を示す概略構成図 図１に使用されているインクジェットヘッドの一例を示す部分拡大断面図 第１の実施形態におけるインクジェットヘッドの気泡除去装置の気泡除去動作を説明するフローチャート 第１の実施形態における気泡除去動作時のインク貯留室内のインク及び気泡の様子を説明する説明図 本発明に係るインクジェットヘッドの気泡除去方法を実施するための第２の実施形態に係るインクジェットヘッドの気泡除去装置の一例を示す概略構成図 第２の実施形態におけるインクジェットヘッドの気泡除去装置の気泡除去動作を説明するフローチャート 第２の実施形態における気泡除去動作時のインク貯留室内のインク及び気泡の様子を説明する説明図 ノズルパージ動作を説明するフローチャート
以下、本発明の実施形態について図面を用いて詳細に説明する。
（第１の実施形態）
図１は、本発明に係るインクジェットヘッドの気泡除去方法を実施するための第１の実施形態に係るインクジェットヘッドの気泡除去装置の一例を示す概略構成図、図２は、図１に使用されているインクジェットヘッドの一例を示す部分拡大断面図である。
図１において、インクジェットヘッド１は、ヘッドチップ２と、このヘッドチップ２に接着された基板３と、基板３を挟んでヘッドチップ２と反対側の面に接着されたマニホールド４とを有している。ヘッドチップ２において、基板３と反対側の面には、ノズル２２を有するノズルプレート２１が接着されている。
また、気泡除去装置は、インクジェットヘッド１に供給されるインクタンク５を有している。インクジェットヘッド１とインクタンク５は、インク供給管６を介してインクジェットヘッド１にインクを供給可能に連通され、また、インク排出管７を介してインクジェットヘッド１からインクを返送可能に連通されている。
インクタンク５は、格別限定されるわけではないが、タンクの底板までは到達しない仕切り板５０によってインク返送室５１とインク供給室５２に仕切られていることが好ましい。インク返送室５１にインク排出管７が接続され、インク供給室５２にインク供給管６が接続されている。
仕切り板５０は、インク返送室５１に返送されてきたインク中の気泡が再度インク供給管６から供給されないように、インクを十分に脱気するために設けられる。タンクの底板までは到達しないような仕切り板にすれば、気泡自体は浮力が高いので、仕切り板５０の下を通過してインク供給室５２に送られることが制限されるので好ましい。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。
なお、本実施形態に示すインクジェットヘッド１は、ノズル面が図１、図２中の下側に向くように設置されて使用されるものを示している。そして、本明細書において、「上」又は「下」は、図１、図２に示す使用状態を基準とする。従って、図１、図２中の上側が「上」、図１、図２中の下側が「下」である。
ヘッドチップ２は、図２に示すように、圧力室２３を有している。圧力室２３の数は特に問わず、少なくとも１つあればよい。本実施形態に示すヘッドチップ２は、図１、図２中のＸ方向に沿って配列された複数の圧力室２３を有している。Ｘ方向はヘッドチップ２の長手方向を示している。圧力室２３は、内部のインクに吐出圧力を付与することにより、圧力室２３の一端に連通するノズル２２から液滴を吐出させる。圧力室２３の他端は、ヘッドチップ２の基板３側の端面に開口している。
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、公知の技術を適用することができる。本実施形態は、隣り合う圧力室２３、２３を隔てている隔壁２４が圧電素子によって形成されたヘッドチップ２を例示している。隔壁２４は、相反する２つの面に形成された不図示の駆動電極に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の両側の隔壁２４、２４がせん断変形することにより、圧力室２３は膨張又は収縮する。これにより、インクに吐出圧力が付与され、ノズル２２から液滴が吐出される。
基板３は、例えばガラス基板であり、ヘッドチップ２の各隔壁２４の駆動電極に電圧を印加するための不図示の配線を有している。基板３は、圧力室２３の他端が開口しているヘッドチップ２の端面に接着されている。基板３の大きさは、ヘッドチップ２の端面よりも大きい。このため、基板３の外周は、ヘッドチップ２よりも外側にはみ出している。基板３には、ヘッドチップ２の圧力室２３に連通して、圧力室２３にインクを流入させるための貫通孔３１が形成されている。
マニホールド４は、合成樹脂によって、一面に開口部４ａを有する横長の箱型に形成され、開口部４ａを塞ぐように基板３に接着されている。マニホールド４の内部空間によって、後述するインクタンク５から供給されるインクが貯留されるインク貯留室４１が構成される。インク貯留室４１は、基板３の貫通孔３１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。従って、インク貯留室４１内のインクは、貫通孔３１を介して各圧力室２３に共通に供給される。
インク貯留室４１に、例えばメッシュ状の金属や樹脂の多孔質体によって形成されたフィルター４２が配置されている。フィルター４２は、インク中に含まれる夾雑物が圧力室２３へ流入することを阻止する。フィルター４２は、インク貯留室４１を図１中の上下に二分するように、基板３とほぼ平行に配置され、インク貯留室４１内に固定されている。これにより、インク貯留室４１は、フィルター４２を挟んで、圧力室２３から遠い上流側インク室４１１と、圧力室２３から近い下流側インク室４１２とに分けられている。
本発明においては、このフィルター４２は、インク供給の際の圧力損失要素として機能する。
圧力損失要素は、液体のポンプ循環においては、インクの供給配管の長さや、該供給配管の曲り部の数、開閉弁などのフィッテイング数などが考えられるが、フィルターの圧力損失と比較すれば無視できる程度である。
下流側インク室４１２には、内部に気体が封入されたダンパー部材４３が配置されている。ダンパー部材４３は、可撓膜によって形成されたダンパー面４３１（図２参照）が基板３と対面するように、基板３から所定の距離をおいて配置されている。ダンパー部材４３は、インクの吐出時に圧力室２３からインク貯留室４１に伝播する圧力波を吸収する。これにより、圧力室２３内で発生した圧力波が、インク貯留室４１を介して他の圧力室２３に与える影響を低減することができる。
インク貯留室４１において、上流側インク室４１１には、第１インクポート４４及び第２インクポート４５が設けられている。
第１インクポート４４は、インク貯留室４１にインクを流入させるためのポートである。第１インクポート４４には接続部４４１が上方に向けて立ち上げられている。接続部４４１はインク供給管６と連通している。本実施形態において、インク供給管６は第１のインク供給管である。
第２インクポート４５は、第１インクポート４４から上流側インク室４１１内に流入させたインクを、該インク中の気泡と共に排出させるためのポートである。第２インクポート４５には接続部４５１が上方に向けて立ち上げられている。
接続部４５１はインク排出管７と連通している。具体的には、インク排出管７は、インクジェットヘッド１側の端部が２つの分岐管７ａ、７ｂに分かれている。第２インクポート４５の接続部４５１は、このうちの分岐管７ａに連通している。本実施形態において、インク排出管７の分岐管７ａは第１のインク排出管である。
第２インクポート４５から接続部４５１、分岐管７ａ及びインク排出管７を通ってインクタンク５に至る流路の内径は、第２インクポート４５の開口径と同一又は該開口径よりも大きい。このため、第２インクポート４５に連通する流路の圧力損失が大きくなることはなく、インク及び該インク中の気泡の排出を円滑に行うことができる。
また、第２インクポート４５の開口径は、第１インクポート４４の開口径と同一又は第１インクポート４４の開口径よりも大きいことが好ましい。これにより、第１インクポート４４から流入させたインクを第２インクポート４５から円滑に排出させることができる。
第１インクポート４４と第２インクポート４５は、図１に示すように、上流側インク室４１１の長手方向の両端部に配置されていることが好ましい。具体的には、本実施形態において、第１インクポート４４は、上流側インク室４１１の図１中の左側の端部の上面に開口し、第２インクポート４５は、上流側インク室４１１の図１中の右側の端部の上面に開口している。これにより、第１インクポート４４から上流側インク室４１１に流入させたインクを、第２インクポート４５に向けて、上流側インク室４１１内の全体に亘って効率良く流すことができる。従って、上流側インク室４１１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。
インク貯留室４１において、下流側インク室４１２には、第３インクポート４６が設けられている。第３インクポート４６は、第１インクポート４４から上流側インク室４１１を通って下流側インク室４１２内に流入させたインクを、該インク中の気泡と共に排出させるためのポートである。上流側インク室４１１と下流側インク室４１２との間にはフィルター４２が配置されているため、第３インクポート４６からインクを排出させる際、インクは必ずフィルター４２を通って下流側インク室４１２内に流入する。これにより、フィルター４２内に残留する気泡も下流側インク室４１２に排出され、第３インクポート４６から除去することができる。
第３インクポート４６には、接続部４６１が上方に向けて立ち上げられている。接続部４６１はインク排出管７と連通している。具体的には、第３インクポート４６の接続部４６１は、インク排出管７の分岐管７ｂに連通している。本実施形態において、インク排出管７の分岐管７ｂは第２のインク排出管である。
第３インクポート４６から接続部４６１、分岐管７ｂ及びインク排出管７を通ってインクタンク５に至る流路の内径は、第３インクポート４６の開口径と同一又は該開口径よりも大きい。このため、第３インクポート４６に連通する流路の圧力損失が大きくなることはなく、インク及び該インク中の気泡の排出を円滑に行うことができる。
第３インクポート４６は、フィルター４２によって覆われていない。従って、第３インクポート４６は、フィルターを介することなく、下流側インク室４１２と連通している。これにより、下流側インク室４１２のインク及びインク中の気泡が第３インクポート４６から排出される際、フィルターによる圧力損失を受けない。このため、インクをマニホールド４内へ流入させる時の流入圧力を高くすることなく、インク及びインク中の気泡を効率良く排出させることができる。
さらに言及すれば、本発明では、送液ポンプ６１によって第１インクポート４４に送られるインクの圧力Ｐが、フィルターの圧力損失や、ノズル２２のノズルメニスカスブレイク圧力、その他の無視できない圧力損失を考慮して決定されることが好ましい。本発明では、インクの無駄を防止する観点から、ノズル２２のノズルメニスカスブレイク圧力は十分考慮されなければならない。
なお、本発明におけるインクの圧力Ｐは、送液ポンプ６１の駆動によってマニホールド４内へ流入させるインクの流入圧力のことであり、第１インクポート４４（後述する第４インクポート４７がある場合は合算で）の上の流路において計測される。
また、第３インクポート４６の下流において、例えば図１の符号７２のような開閉弁を設ける場合、フィルター４２の圧力損失に加えて開閉弁の圧力損失が生じる。従って、開閉弁を設ける場合は、開閉弁の圧力損失を加えた圧力を設定することがより好ましい。
さらに、インクの圧力Ｐは、インクタンク５とインクジェットヘッド１の水頭差によっても変化する。本発明におけるインクの圧力Ｐは、インクタンク５とインクジェットヘッド１との水頭差を０とした場合の圧力とする。
また、第３インクポート４６の開口径は、一つのノズル２２の開口径よりも大きいことが好ましい。このような構成にすると、下流側インク室４１２に流入したインクは、ノズル２２から排出されるよりも、第３インクポート４６から円滑に排出され易くなる。従って、気泡除去時に、ノズル２２から排出される廃棄インク量を低減することができる。
なお、ノズル２２の開口径とは、ノズル２２の吐出方向先端の開口径のことである。ノズル２２の吐出方向先端の開口形状が円形の場合はその直径を指し、円形でない場合は、ノズル２２の吐出方向先端の開口面積と同じ面積の円に置き換えた場合のその円の直径とする。
気泡除去のために第１インクポート４４からインクを流入させて第３インクポート４６から排出させる際、第１インクポート４４からインク貯留室４１内に流入させるインクの圧力Ｐは、ノズルメニスカスブレイク圧力をＰＭＮ、フィルター４２の圧力損失をＲＦとしたとき、Ｐ≦ＰＭＮ＋ＲＦ［ｋＰａ］の関係を満たすことが好ましい。これにより、下流側インク室４１２内に流入したインクが第３インクポート４６から排出される際、ノズル２２からも排出されることがなくなり、廃棄インク量を実質的にゼロにすることができる。
また、このインクの圧力Ｐの下限は、インクがフィルター４２を通過し得る圧力であるフィルターメニスカスブレイク圧力ＰＭＦよりも大きい圧力である必要がある。具体的には、Ｐ＞７−ＲＦ［ｋＰａ］の関係を満たすことが好ましい。これにより、第１インクポート４４から上流側インク室４１１内に流入させたインクを、フィルター４２を通って下流側インク室４１２に、迅速に流入させることができる。従って、気泡除去動作を早期に完了させることができる。
第３インクポート４６の開口径は、第１インクポート４４の開口径と同一又は第１インクポート４４の開口径よりも大きいことが好ましい。これにより、第１インクポート４４から流入させたインクを第３インクポート４６から円滑に排出させることができる。
また、第３インクポート４６は、第２インクポート４５よりも第１インクポート４４から遠い下流側インク室４１２の端部に配置されていることが好ましい。具体的には、本実施形態において、下流側インク室４１２は、上流側インク室４１１の第２インクポート４５側の端部よりも外側にはみ出した延長部４１２ａを有している。そして、第３インクポート４６は、延長部４１２ａの上面に開口している。
これにより、フィルター４２を通って下流側インク室４１２内に流入したインクを、第３インクポート４６に向けて、下流側インク室４１２内の全体に亘って効率良く流すことができる。従って、下流側インク室４１２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。
さらに、第３インクポート４６は、フィルター４２の下面４２１と同一高さ、又は、該下面４２１よりも高い位置に配置されていることが好ましい。これにより、フィルター４２と第３インクポート４６との間に、フィルター４２の下面４２１に付着した気泡の排出を妨げる堰となる段部が形成されないため、気泡の排出性をより高めることができる。なお、高さとは、マニホールド４の開口部４ａからの離間距離である。
ところで、フィルター４２の面積は、第１インクポート４４の開口面積よりも十分に広いことが好ましい。これにより、第１インクポート４４から流入させたインクを第３インクポート４６から排出させる際、インク中に含まれるゴミがフィルター４２に付着することがあっても、フィルター４２を通って下流側インク室４１２に向かうインクの流れが直ちに阻害されることはない。
インク供給管６の途中には、インクタンク５内のインクをインクジェットヘッド１に供給する送液ポンプ６１と、第１インクポート４４に連通する流路の開閉を電気的に行う第１開閉弁６２とが接続されている。また、インク排出管７の分岐管７ａの途中には、第２インクポート４５に連通する流路の開閉を電気的に行う第２開閉弁７１が接続されている。さらに、インク排出管７の分岐管７ｂの途中には、第３インクポート４６に連通する流路の開閉を電気的に行う第３開閉弁７２が接続されている。
インク排出管７の途中には、第２インクポート４５及び第３インクポート４６から排出されたインク中の気泡を検出する気泡検出センサー７３が接続されている。
気泡検出センサー７３としては、例えば電極式センサー、光学式センサーなどを使用することができる。電極式気泡センサーは、たとえば２つの電極間に流れる微少電流を測定し、検知部が液体で充満している時と、気泡が混じった時とで流れる電流値の差を監視することで検知することができる。気泡を含まない液体が充満している側の検知部は、気泡の含まれないインクが好ましいので、インク供給管６内のインクを検知することも好ましいことである。
図１に示すように、気泡検出センサー７３は、分岐管７ａ、７ｂよりも下流側のインク排出管７の途中に接続されていることが好ましい。これによれば、一つの気泡検出センサー７３で、第２インクポート４５及び第３インクポート４６のいずれから排出されたインク中の気泡も検出できるため、構造を簡素化できる。しかし、図示しないが、分岐管７ａ、７ｂにそれぞれ気泡検出センサーを設けるようにしてもよい。
送液ポンプ６１及び第１開閉弁６２、第２開閉弁７１及び第３開閉弁７２は、制御装置８に電気的に接続されている。制御装置８は、インク貯留室４１内の気泡除去時、予め記憶されている所定のプログラムに従って、送液ポンプ６１の駆動（ＯＮ／ＯＦＦ）及び第１開閉弁６２、第２開閉弁７１、第３開閉弁７２の開閉を制御する。
また、気泡検出センサー７３の検出信号は制御装置８に入力される。制御装置８は、気泡除去時に送液ポンプ６１の駆動を開始させた後、気泡検出センサー７３から入力される検出信号を所定の時間間隔毎に監視し、インク貯留室４１から排出されたインク中の気泡の有無を判断する。
次に、第１の実施形態に示す気泡除去装置の気泡除去動作の一例について、さらに図３、図４を参照して説明する。図３は、気泡除去動作を説明するフローチャート、図４は、気泡除去動作時のインク貯留室４１内のインク及び気泡の様子を説明する説明図である。
なお、気泡除去動作は、インク貯留室４１が空の状態からインクを充填させるインクの初期導入時や、インクジェットヘッド１のメンテナンス時に行われる。以下の説明では、インクの初期導入時に気泡除去動作を行う場合について説明するが、メンテナンス時にも同様に行うことができる。
初期状態において、インク貯留室４１は空の状態である。制御装置８は、気泡除去動作を行う際に、全ての開閉弁６２、７１、７２を開け、全てのインクポート４４、４５、４６に連通する各流路を開放する。また、フラグａ＝０に設定する。
まず、制御装置８はフラグａを確認する（Ｓ１０１）。このとき、フラグａ＝０であるため、制御装置８は、第３開閉弁７２を閉じて第３インクポート４６に連通する流路を閉鎖させる（Ｓ１０２）。
次いで、制御装置８は送液ポンプ６１の駆動を開始させ、インク貯留室４１内へインクを供給させる（Ｓ１０３）。これにより、インクタンク５内のインクは、所定の圧力で第１インクポート４４から上流側インク室４１１内に流入する（図４（ａ））。
第１インクポート４４から上流側インク室４１１内に流入したインクは、上流側インク室４１１内の全体に亘って流れ、第２インクポート４５から分岐管７ａ及びインク排出管７を通ってインクタンク５に戻される。そして、送液ポンプ６１が駆動している間、インクタンク５から上流側インク室４１１を通ってインクタンク５に再び戻されるインクの循環が行なわれる。この過程で、上流側インク室４１１内の気泡Ｂ１は、インクの循環流によって第２インクポート４５から効率良く排出される（図４（ｂ））。
第２インクポート４５からインク排出管７を通ってインクタンク５に戻されるインク中の気泡Ｂ１は、気泡検出センサー７３によって検出される。制御装置８は、気泡検出センサー７３からの検出信号を、気泡除去時に送液ポンプ６１の駆動を開始させた後、所定の時間間隔毎に監視している。この時間間隔は、送液ポンプ６１の駆動を開始させてから、上流側インク室４１１内又は下流側インク室４１２内から気泡が除去されるであろうと想定される時間間隔に予め設定されている。そして、制御装置８は、インク排出管７内のインク中の気泡Ｂ１が気泡検出センサー７３によって検出されなくなるまで、送液ポンプ６１の駆動を継続させ、上流側インク室４１１内のインクを循環させる（Ｓ１０４）。
インク排出管７内を流れるインク中の気泡Ｂ１が気泡検出センサー７３によって検出されなくなると、制御装置８は送液ポンプ６１の駆動を停止させ、インク貯留室４１へのインク供給を停止させる（Ｓ１０５）。
その後、制御装置８はフラグａ＝１を設定し（Ｓ１０６）、全ての開閉弁６２、７１、７２を開けた後（Ｓ１０７）、ステップＳ１０１からの処理に戻る。
そして、再度のステップＳ１０１においてフラグａ＝１であるため、制御装置８は、第２開閉弁７１のみを閉じて第２インクポート４５に連通する流路のみ閉鎖させる（Ｓ１０８）。
その後、制御装置８は再び送液ポンプ６１の駆動を開始させ、インク貯留室４１内へインクを供給させる（Ｓ１０９）。このとき、第２インクポート４５に連通する流路は閉鎖されているため、第１インクポート４４から上流側インク室４１１に流入したインクは、フィルター４２を通って下流側インク室４１２に流入する。下流側インク室４１２に流入したインクは、第３インクポート４６から分岐管７ｂ及びインク排出管７を通ってインクタンク５に戻され、インク貯留室４１とインクタンク５との間でインクが循環される。
制御装置８は送液ポンプ６１の駆動を継続して、インクを第１インクポート４４に供給し続けることにより、第３インクポート４６からインクを排出させ続ける。そして、送液ポンプ６１が駆動している間、インクタンク５から上流側インク室４１１及び下流側インク室４１２を通ってインクタンク５に再び戻されるインクの循環が行なわれる。これにより、インクは、インク貯留室４１とインクタンク５との間で循環される。この過程で、下流側インク室４１２内の気泡Ｂ２は、インクの循環流によって第３インクポート４６から効率良く排出される（図４（ｃ））。
本発明の好ましい態様では、第３インクポート４６の開口径は、一つのノズル２２の開口径よりも大きく形成されているので、下流側インク室４１２内に流入したインクは、ノズル２２から排出されるよりも、第３インクポート４６から円滑に排出され易くなる。このため、下流側インク室４１２内の気泡Ｂ２を除去する際、ノズル２２から大量のインクが無駄に排出されることがなく、廃棄インク量は低減される。
また、第１インクポート４４からインク貯留室４１内に流入させるインクの圧力Ｐを、Ｐ≦ＰＭＮ＋ＲＦ［ｋＰａ］の関係を満たすようにすれば、下流側インク室４１２内に流入したインクが第３インクポート４６から排出される際、ノズル２２から排出されることがなくなり、廃棄インク量を実質的にゼロにすることができる。
また、このインクの圧力Ｐを、Ｐ＞７−ＲＦ［ｋＰａ］の関係を満たすようにすれば、上流側インク室４１１内に流入させたインクを、フィルター４２を通って下流側インク室４１２に、迅速に流入させることができる。従って、気泡除去動作を早期に完了させることができる。
制御装置８は、上流側インク室４１１内の気泡の除去時と同様に、下流側インク室４１２内の気泡の除去時にも、気泡検出センサー７３からの検出信号を所定の時間間隔毎に監視している。そして、インク排出管７内を流れるインク中の気泡Ｂ２が検出されなくなるまで、送液ポンプ６１の駆動は継続される（Ｓ１１０）。
インク排出管７内を流れるインク中の気泡Ｂ１が気泡検出センサー７３によって検出されなくなると、制御装置８は送液ポンプ６１の駆動を停止させ、インク貯留室４１へのインク供給を停止させる（Ｓ１１１）。
その後、制御装置８は全ての開閉弁６２、７１、７２を閉じ、全てのインクポート４４、４５、４６に連通する各流路を閉鎖させる（Ｓ１１２）。
以上の動作により、インク貯留室４１の上流側インク室４１１及び下流側インク室４１２にインクが充填される。ノズル２２から無駄に排出される廃棄インク量は低減され、インク貯留室４１内の残留気泡は効率的に除去される。
下流側インク室４１２内の気泡を除去する際、第１インクポート４４から上流側インク室４１１に流入したインクは、必ずフィルター４２を通って下流側インク室４１２に流入するので、フィルター４２の内部に残留する気泡も除去することができる。
気泡除去動作は、本実施形態に示したように、インク貯留室４１の上流側インク室４１１内の気泡Ｂ１を除去した後に、下流側インク室４１２内の気泡Ｂ２を除去することが好ましい。これによれば、少ないインク循環量で、より効率的に残留気泡を除去することができる。
（第２の実施形態）
図５は、本発明に係るインクジェットヘッドの気泡除去方法を実施するための第２の実施形態に係るインクジェットヘッドの気泡除去装置の一例を示す概略構成図である。図１と同一符号の部位は同一構成の部位であり、それらの詳細な説明は図１の説明を援用できるため省略する。
第２の実施形態は、上述した第３インクポート４６を使用した気泡除去動作ではインク貯留室４１内の気泡を十分に除去できない場合や迅速に除去できない場合に特に好ましく適用することができる。
第２の実施形態において、インクジェットヘッド１のマニホールド４には、インク貯留室４１にインクを流入させる第４インクポート４７が追加されている。第４インクポート４７は、下流側インク室４１２内にインクを流入させるポートである。第４インクポート４７には接続部４７１が上方に向けて立ち上げられている。
接続部４７１はインク供給管６と連通している。具体的には、インク供給管６は、インクジェットヘッド１側の端部が２つの分岐管６ａ、６ｂに分かれている。本実施形態において、第４インクポート４７の接続部４７１は、このうちの分岐管６ｂに連通している。また、第１インクポート４４の接続部４４１は、分岐管６ａに連通している。第１開閉弁６２は分岐管６ａの途中に接続されている。本実施形態において、インク供給管６の分岐管６ａは第１のインク供給管であり、分岐管６ｂは第２のインク供給管である。
分岐管６ｂの途中には、第４インクポート４７に連通する流路の開閉を電気的に行う第４開閉弁６３が接続されている。第４開閉弁６３は制御装置８に電気的に接続され、制御装置８によって制御される。
第４インクポート４７は、上流側インク室４１１を介することなく、下流側インク室４１２と連通している。これにより、第４インクポート４７から第３インクポート４６に向かうインクの流速を、第１インクポート４４から第３インクポート４６に向かうインクの流速よりも速くすることができる。インクが第４インクポート４７から下流側インク室４１２に流入する場合の流路は、インクが上流側インク室４１１を通って下流側インク室４１２に流入する場合の流路よりも遥かに狭いからである。このため、第１インクポート４４からインクを流入させる場合に比べて、下流側インク室４１２内の気泡をより確実且つ効率的に除去することができる。
第４インクポート４７は、第３インクポート４６とは異なり、フィルター４８によって覆われている。従って、第４インクポート４７は、フィルター４８を介して下流側インク室４１２と連通している。このため、第４インクポート４７に供給されたインクは、必ずフィルター４８を通って下流側インク室４１２内に流入する。
フィルター４８は、フィルター４２とは別のフィルターを使用してもよいし、フィルター４２と同一のフィルターを使用してもよい。
フィルター４８がフィルター４２とは別のフィルターである場合、フィルター４２の圧力損失よりも小さい圧力損失を有するフィルター４８を使用することが可能であり、また好ましい。インクの流入圧力を大きくしなくても、第４インクポート４７から下流側インク室４１２内に流入するインクの流速をより速くすることができるため、下流側インク室４１２内の気泡をより一層確実且つ効率的に除去することができる。
フィルター４８がフィルター４２と同一のフィルターである場合、フィルター４２が第４インクポート４７を覆うように、第４インクポート４７に向けてフィルター４２の端部を延長させるだけでフィルター４８を構成することができる。このため、構造を簡素にでき、また、組立も容易である。
第４インクポート４７は、下流側インク室４１２において、第１インクポート４４から第３インクポート４６に向かうインクの流れが滞留する部位に配置されることが好ましい。これによれば、第１インクポート４４から流入させたインクを第３インクポート４６から排出させた際に上記滞留部位に残留する気泡も確実に除去することができる。
具体的には、本実施形態において、第４インクポート４７は、第１インクポート４４よりも第３インクポート４６から遠い下流側インク室４１２の端部に配置されている。より具体的には、下流側インク室４１２は、上流側インク室４１１の第１インクポート４４側の端部よりも外側にはみ出した延長部４１２ｂを有している。そして、第４インクポート４７は、延長部４１２ｂの上面に開口している。従って、第４インクポート４７は、インク貯留室４１の図中Ｘ方向に沿う長手方向において、第３インクポート４６と反対側の端部に配置されている。
これにより、第４インクポート４７から下流側インク室４１２内に流入したインクは、下流側インク室４１２内の全体に亘って効率良く流れ、第３インクポート４６から排出されるので、下流側インク室４１２内に淀みが形成されにくくすることができ、気泡をより確実に除去することができる。
本実施形態において、第３インクポート４６の開口径は、第４インクポート４７の開口径と同一又は第４インクポート４７の開口径よりも大きいことが好ましい。これにより、第４インクポート４７から下流側インク室４１２内に流入させたインクを第３インクポート４６から円滑に排出させることができる。
次に、第２の実施形態に示す気泡除去装置の気泡除去動作の一例について、さらに図６、図７を参照して説明する。図６は、気泡除去動作を説明するフローチャート、図７は、第２の実施形態における気泡除去動作時のインク貯留室４１内のインク及び気泡の様子を説明する図である。
なお、以下の説明では、インクの初期導入時に気泡除去動作を行う場合について説明するが、メンテナンス時にも同様に行うことができる。
初期状態において、インク貯留室４１は空の状態である。制御装置８は、気泡除去動作を開始する際に、全ての開閉弁６２、６３、７１、７２を開け、全てのインクポート４４、４５、４６、４７に連通する各流路を開放する。また、フラグａ＝０に設定する。
まず、制御装置８はフラグａを確認する（Ｓ２０１）。このとき、フラグａ＝０であるため、制御装置８は、第３開閉弁７２及び第４開閉弁６３を閉じて第３インクポート４６及び第４インクポート４７に連通する各流路を閉鎖させる（Ｓ２０２）。
次いで、制御装置８は送液ポンプ６１の駆動を開始させ、インク貯留室４１内へインクを供給させる（Ｓ２０３）。これにより、インクタンク５内のインクは、第１の実施形態と同様、所定の圧力で第１インクポート４４から上流側インク室４１１内に流入し、第２インクポート４５から排出される。この過程で上流側インク室４１１内の気泡が除去される。
この後、制御装置８は、図３に示した第１の実施形態における気泡除去動作のステップＳ１０３からＳ１０６と同様に、第２インクポート４５からインク排出管７を通ってインクタンク５に戻されるインク中の気泡が気泡検出センサー７３によって検出されなくなるまで第１インクポート４４へのインク供給を継続させ、インク貯留室４１とインクタンク５との間でインクを循環させる（Ｓ２０４）。
気泡が検出されなくなったら、制御装置８は、送液ポンプ６１の駆動を停止させてインク供給を停止させる（Ｓ２０５）。その後、制御装置８はフラグａ＝１を設定し（Ｓ２０６）、全ての開閉弁６２、６３、７１、７２を開けた後（Ｓ２０７）、ステップＳ２０１からの処理に戻る。
そして、再度のステップＳ２０１においてフラグａ＝１であるため、制御装置８は、第２開閉弁７１及び第４開閉弁６３を閉じて、第２インクポート４５及び第４インクポート４７に連通する流路を閉鎖させる（Ｓ２０８、Ｓ２０９）。
その後、制御装置８は再び送液ポンプ６１の駆動を開始させ、インク貯留室４１内へインクを供給させる（Ｓ２１０）。このとき、制御装置８は、気泡検出センサー７３の検出信号を参照することなく、第１インクポート４４へのインク供給を、予め設定された所定の時間継続させる。これにより、第１の実施形態と同様、第１インクポート４４から上流側インク室４１１に流入したインクは、フィルター４２を通って下流側インク室４１２に流入する。下流側インク室４１２に流入したインクは、第３インクポート４６から分岐管７ｂ及びインク排出管７を通ってインクタンク５に戻され、インク貯留室４１とインクタンク５との間でインクが循環される。
所定の時間が経過したら、制御装置８は送液ポンプ６１の駆動を停止させ、インク供給を停止させる（Ｓ２１１）。
次いで、制御装置８は、第４開閉弁６３を開けて第４インクポート４７を開放させ、さらに第１開閉弁６２を閉じて第１インクポート４４に連通する流路を閉鎖させる（Ｓ２１２）。
その後、制御装置８は再び送液ポンプ６１の駆動を開始させ、インク貯留室４１内へインクを供給させる（Ｓ２１３）。
このとき、インクは第４インクポート４７から下流側インク室４１２に流入し、第３インクポート４６から排出される。インクは上流側インク室４１１を通らないため、下流側インク室４１２内を速い流速で循環し、下流側インク室４１２内に残留する気泡Ｂ２が除去される（図７）。特に、フィルター４２の下面４２１に付着しているインクも、速い流速のインクによって第３インクポート４６から確実に排出させることができる。
また、本実施形態において、第４インクポート４７は、下流側インク室４１２において、第１インクポート４４から第３インクポート４６に向かうインクの流れが滞留する部位に配置されているので、第１インクポート４４の真下付近に残留する気泡も確実に除去することができる。
制御装置８は、第４インクポート４７にインクを供給している間、気泡検出センサー７３からの検出信号を所定の時間間隔毎に監視している。そして、インク排出管７内を流れるインク中の気泡Ｂ２が検出されなくなるまで、送液ポンプ６１の駆動は継続される（Ｓ２１４）。
インク排出管７内を流れるインク中の気泡Ｂ２が気泡検出センサー７３によって検出されなくなると、制御装置８は送液ポンプ６１の駆動を停止させ、インク貯留室４１へのインク供給を停止させる（Ｓ２１５）。
その後、制御装置８は全ての開閉弁６２、６３、７１、７２を閉じ、全てのインクポート４４、４５、４６、４７に連通する各流路を閉鎖させる（Ｓ２１６）。
以上の動作により、インク貯留室４１の上流側インク室４１１及び下流側インク室４１２にインクが充填される。第１の実施形態と同様、ノズル２２から無駄に排出される廃棄インク量は低減され、インク貯留室４１内の残留気泡はより効率的に除去される。
なお、図６に示した気泡除去動作のフローチャートのステップＳ２１４において、気泡が検出された場合、制御装置８は、一旦送液ポンプ６１の駆動を停止させると共に、第１開閉弁６２を開けて第１インクポート４４に連通する流路を開放させた後、ステップＳ２０９に戻って、第１インクポート４４から第３インクポート４６に向けてインクを循環させるようにしてもよい。この場合は、気泡除去終了までに要する時間が長くなるが、より確実に気泡を除去することができる。
また、図６に示した気泡除去動作のフローチャートのステップＳ２１０において、制御装置８は、インクを予め設定された所定の時間継続して供給させるのではなく、気泡検出センサー７３の検出信号を参照し、気泡が検出されなくなるまで、第１インクポート４４から第３インクポート４６に向けてインクを循環させるようにしてもよい。この場合は、より確実に気泡を除去することができる。
さらに、図６に示した気泡除去動作のフローチャートのステップＳ２０７において、ステップＳ２０１に戻る前に行っているが、ステップＳ２０１の判断後に行ってもよい。更に、全ての開閉弁６２、６３、７１、７２を開放しているが、第２開閉弁７１のみを開放して、第３インクポート４６に向けてインクを循環させるようにしてもよい。
なお、図３に示した気泡除去動作のフローチャートのステップＳ１０７において、ステップＳ１０１に戻る前に行っているが、ステップＳ１０１の判断後に行ってもよい。更に、全ての開閉弁６２、６３、７１を開放しているが、第２開閉弁７１のみを開放して、第３インクポート４６に向けてインクを循環させるようにしてもよい。
また、第１の実施形態において、図３に示した気泡除去フローチャートのステップＳ１０２〜Ｓ１０４とステップＳ１０８〜Ｓ１１０を入れ替えてもよいし、第２の実施形態において、図６に示した気泡除去フローチャートのステップＳ２０２〜Ｓ２０４とステップＳ２０８〜Ｓ２１４とを入れ替えてもよい。
更に、ステップＳ２０２〜Ｓ２０４とステップＳ２０８〜Ｓ２１０を入れ替えてもよい。この時、ステップＳ２１０は、前述した、所定の時間継続してインクを供給させるのではなく、気泡検出センサー７３の検出信号を参照するようにしてもよい。
また、第１の実施形態及び第２の実施形態において、第２インクポート４５及び又は第３インクポート４６から排出されたインクは、インクタンク５とは別のインクタンクに戻して脱気後、循環再使用することができるように構成してもよい。
インク貯留室４１内の気泡Ｂ１、Ｂ２を除去した後は、ノズル２２からインクを排出させるノズルパージを行うことができる。これにより、圧力室２３内やノズル２２内に残留している気泡も除去することができる。インク貯留室４１内の気泡除去を行なった後であるため、パージのみでインク貯留室４１内の気泡を除去する場合に比べて、パージに要する時間は短く、パージに伴うインク廃棄量は少なくて済むことが実験により確認された。
第１の実施形態におけるノズルパージ動作の一例について図８を用いて説明する。
初期状態において、全ての開閉弁６２、７１、７２は閉じている。そこで、制御装置８は、第１開閉弁６２のみを開け、第１インクポート４４に連通する流路だけ開放させる（Ｓ３０１）。
次いで、制御装置８は送液ポンプ６１を駆動させ、インクタンク５内のインクを、所定の圧力で第１インクポート４４からインク貯留室４１内に流入させる。これにより、第１インクポート４４からインク貯留室４１内に流入したインクは、基板３の貫通孔３１を通って各圧力室２３に流入し、残留気泡と共にノズル２２からパージされる（Ｓ３０２）。
このときのインクの圧力Ｐは、ノズルメニスカスブレイク圧力ＰＭＮ及びフィルターメニスカスブレイク圧力ＰＭＦよりも大きい圧力である。インクの圧力Ｐが小さいと、ノズルパージの終了までに時間がかかるため、具体的には、１０ｋＰａ以上とすることが好ましい。インクの圧力Ｐの上限は、インクジェットヘッド１の耐久圧力以下とされるが、具体的には５０ｋＰａ以下とすることが好ましい。
第１インクポート４４へのインクの供給は所定時間継続される。その間、ノズル２２からインクがパージされ続ける（Ｓ３０３）。予め設定された時間が経過したら、制御装置８は送液ポンプ６１の駆動を停止させ、インクの供給を停止させてパージを終了させる（Ｓ３０４）。
第１の実施形態におけるノズルパージ動作の一例について説明したが、第２の実施形態についても、気泡除去動作後は、第１の実施形態と同様にノズルパージを行ってもよい。
なお、近年では例えば、インクジェットヘッドを記録媒体の幅方向に複数配置したラインヘッドを用いることで高速化できることが知られている。複数のインクジェットヘッドを有する場合、送液ポンプと複数のインクジェットヘッドとを連通させて加圧することによって装置構成を簡素化することができるが、複数のインクジェットヘッドに設けられたフィルターの圧力損失を考慮して、圧力をかけて気泡を除去しようとすると、送液ポンプへの負荷がより顕著となる。このような場合においても本発明を好適に用いることができる。
また、複数のインクジェットヘッドを用いる例としてラインヘッドを挙げたが、これに限定されないことは言うまでもない。例えば複数のインクジェットヘッドを配置したスキャン型ヘッドでも良い。
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
２４：隔壁
３：基板
３１：貫通孔
４：マニホールド
４ａ：開口部
４１：インク貯留室
４１１：上流側インク室
４１２：下流側インク室
４１２ａ：延長部
４２：フィルター
４２１：下面
４３：ダンパー部材
４３１：ダンパー面
４４：第１インクポート
４４１：接続部
４５：第２インクポート
４５１：接続部
４６：第３インクポート
４６１：接続部
４７：第４インクポート
４７１：接続部
４８：フィルター
５：インクタンク
５０：仕切り板
６：インク供給管
６ａ、６ｂ：分岐管
６１：送液ポンプ
６２：第１開閉弁
６３：第４開閉弁
７：インク排出管
７ａ、７ｂ：分岐管
７１：第２開閉弁
７２：第３開閉弁
７３：気泡検出センサー
８：制御装置
Ｂ１、Ｂ２：気泡

Claims (10)

  1. ノズルと連通する圧力室と、前記圧力室に連通するインク貯留室と、前記インク貯留室に配置されるフィルターとを備え、前記インク貯留室が、前記フィルターを挟んで、前記圧力室から遠い上流側インク室と前記圧力室から近い下流側インク室とに分かれているインクジェットヘッドの気泡除去方法であって、
    前記上流側インク室の上部に、インク流入用の第１インクポート及びインク排出用の第２インクポートを設けると共に、前記下流側インク室内の上部に前記フィルターを介することなくインク排出用の第３インクポートを設け、
    前記下流側インク室の前記第３インクポートから離れた位置で、前記第１インクポートから前記第３インクポートに向かうインクの流れが滞留する部位に、前記フィルターを介して連通するインク流入用の第４インクポートを更に設け、
    前記第１インクポート及び前記第２インクポートに連通する各々の流路を開け、且つ前記第３インクポート及び前記第４インクポートに連通する各々の流路を閉じ、前記第１インクポートから前記上流側インク室にインクを流入させ、前記第２インクポートからインクを排出させることにより、前記上流側インク室内の気泡を除去し、
    次いで、前記第２インクポートに連通する流路を閉じ、且つ前記第３インクポートに連通する流路を開け、前記第１インクポートからインクを流入させ、前記上流側インク室から前記フィルターを介して前記下流側インク室に向かってインクを流し、該下流側インク室内を前記第３インクポートに向かって流れるインクを該第３インクポートから排出させることにより、前記下流側インク室内の気泡を除去し、
    次いで、前記第１インクポート及び前記第２インクポートに連通する各々の流路を閉じ、前記第４インクポートに連通する流路を開け、該第４インクポートから前記下流側インク室に流入させたインクを前記第３インクポートから排出させることにより、前記第３インクポートに向かうインクの流れが滞留する部位に存在する気泡を除去するインクジェットヘッドの気泡除去方法。
  2. ノズルと連通する圧力室と、前記圧力室に連通するインク貯留室と、前記インク貯留室に配置されるフィルターとを備え、前記インク貯留室が、前記フィルターを挟んで、前記圧力室から遠い上流側インク室と前記圧力室から近い下流側インク室とに分かれているインクジェットヘッドの気泡除去方法であって、
    前記上流側インク室の上部に、インク流入用の第１インクポート及びインク排出用の第２インクポートを設けると共に、前記下流側インク室内の上部に前記フィルターを介することなくインク排出用の第３インクポートを設け、
    前記第１インクポートに連通する流路を開け、前記第２インクポートに連通する流路を閉じ、且つ前記第３インクポートに連通する流路を開け、前記第１インクポートからインクを流入させ、前記上流側インク室から前記フィルターを介して前記下流側インク室に向かってインクを流し、該下流側インク室内を前記第３インクポートに向かって流れるインクを該第３インクポートから排出させることにより、前記下流側インク室内の気泡を除去し、
    次いで、前記第１インクポート及び前記第２インクポートに連通する各々の流路を開け、且つ前記第３インクポートに連通する流路を閉じ、前記第１インクポートから前記上流側インク室にインクを流入させ、前記第２インクポートからインクを排出させることにより、前記上流側インク室内の気泡を除去するインクジェットヘッドの気泡除去方法。
  3. 前記下流側インク室の前記第３インクポートから離れた位置で、前記第１インクポートから前記第３インクポートに向かうインクの流れが滞留する部位に、前記フィルターを介して連通するインク流入用の第４インクポートを更に設け、
    前記第１インクポートに連通する流路を開け、前記第２インクポートに連通する流路を閉じ、且つ前記第３インクポートに連通する流路を開け、前記第１インクポートからインクを流入させ、前記上流側インク室から前記フィルターを介して前記下流側インク室に向かってインクを流し、該下流側インク室内を前記第３インクポートに向かって流れるインクを該第３インクポートから排出させることにより、前記下流側インク室内の気泡を除去し、
    次いで、前記第１インクポート及び前記第２インクポートに連通する各々の流路を開け、且つ前記第３インクポートに連通する流路を閉じ、前記第１インクポートから前記上流側インク室にインクを流入させ、前記第２インクポートからインクを排出させることにより、前記上流側インク室内の気泡を除去し、
    次いで、前記第１インクポート及び前記第２インクポートに連通する各々の流路を閉じ、前記第４インクポートに連通する流路を開け、該第４インクポートから前記下流側インク室に流入させたインクを前記第３インクポートから排出させることにより、前記第３インクポートに向かうインクの流れが滞留する部位に存在する気泡を除去する請求項２記載のインクジェットヘッドの気泡除去方法。
  4. 前記インク貯留室に流入させるインクの圧力Ｐ〔ｋＰａ〕は、ノズルメニスカスブレイク圧力をＰＭＮ、前記フィルターの圧力損失をＲＦとしたとき、
    Ｐ≦ＰＭＮ＋ＲＦ
    の関係を満たす請求項１〜３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。
  5. 前記インク貯留室に流入させるインクの圧力Ｐ〔ｋＰａ〕は、
    Ｐ＞７−ＲＦ
    の関係を満たす請求項１〜４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。
  6. ノズルと連通する圧力室と、前記圧力室に連通するインク貯留室と、前記インク貯留室に配置されるフィルターとを備え、前記インク貯留室が、前記フィルターを挟んで、前記圧力室から遠い上流側インク室と前記圧力室から近い下流側インク室とに分かれているインクジェットヘッドの気泡除去装置であって、
    前記上流側インク室の上部に、インク流入用の第１インクポート及びインク排出用の第２インクポートを設けると共に、前記下流側インク室内の上部に前記フィルターを介することなくインク排出用の第３インクポートを設け、
    前記下流側インク室の前記第３インクポートから離れた位置で、前記第１インクポートから前記第３インクポートに向かうインクの流れが滞留する部位に、前記フィルターを介して連通するインク流入用の第４インクポートを更に設け、
    前記インク貯留室に送液ポンプを介して供給されるインクを貯留するインクタンクを備え、
    該インクタンクは第１のインク供給管を介して前記第１インクポートに接続されると共に、第１のインク排出管及び第２のインク排出管を介してそれぞれ前記第２インクポート及び第３インクポートに接続され、
    前記第４インクポートと連通して前記インクタンクからのインクを流入させる第２のインク供給管を設け、
    前記第１のインク供給管、前記第１のインク排出管及び前記第２のインク排出管には、第１開閉弁、第２開閉弁及び第３開閉弁が各々設けられ、
    前記第２のインク供給管には第４開閉弁が設けられ、
    前記送液ポンプ、前記第１開閉弁、前記第２開閉弁、前記第３開閉弁及び前記第４開閉弁を制御する制御装置を備え、
    前記制御装置は、前記第１開閉弁及び前記第２開閉弁を開けると共に前記第３開閉弁を閉じ、前記送液ポンプを駆動させて、前記第１インクポートから前記上流側インク室に流入させたインクを前記第２インクポートから排出させて前記上流側インク室内の気泡を除去する第１の制御動作を行い、
    前記第１の制御動作終了後、前記第１開閉弁を開けたままで前記第２開閉弁を閉じ、前記第３開閉弁を開けて、前記送液ポンプを駆動させて、前記第１インクポートから流入させたインクを前記上流側インク室及び前記下流側インク室を通って前記第３インクポートから排出させて前記下流側インク室内の気泡を除去する第２の制御動作を行うように制御し、
    前記第２の制御動作終了後、前記第１開閉弁及び前記第２開閉弁を閉じると共に前記第３開閉弁及び前記第４開閉弁を開け、前記送液ポンプを駆動させて、前記第４インクポートから前記下流側インク室に流入させたインクを前記第３インクポートから排出させるように、前記送液ポンプ、前記第１開閉弁、前記第２開閉弁、前記第３開閉弁及び前記第４開閉弁を制御するインクジェットヘッドの気泡除去装置。
  7. ノズルと連通する圧力室と、前記圧力室に連通するインク貯留室と、前記インク貯留室に配置されるフィルターとを備え、前記インク貯留室が、前記フィルターを挟んで、前記圧力室から遠い上流側インク室と前記圧力室から近い下流側インク室とに分かれているインクジェットヘッドの気泡除去装置であって、
    前記上流側インク室の上部に、インク流入用の第１インクポート及びインク排出用の第２インクポートを設けると共に、前記下流側インク室内の上部に前記フィルターを介することなくインク排出用の第３インクポートを設け、
    前記インク貯留室に送液ポンプを介して供給されるインクを貯留するインクタンクを備え、
    該インクタンクは第１のインク供給管を介して前記第１インクポートに接続されると共に、第１のインク排出管及び第２のインク排出管を介してそれぞれ前記第２インクポート及び前記第３インクポートに接続され、
    前記第１のインク供給管、前記第１のインク排出管及び前記第２のインク排出管には、第１開閉弁、第２開閉弁及び第３開閉弁が各々設けられ、
    前記送液ポンプ、前記第１開閉弁、前記第２開閉弁及び前記第３開閉弁を制御する制御装置を備え、
    前記制御装置は、前記第１開閉弁を開け、前記第２開閉弁を閉じ、前記第３開閉弁を開けて、前記送液ポンプを駆動させて、前記第１インクポートから流入させたインクを前記上流側インク室及び前記下流側インク室を通って前記第３インクポートから排出させて前記下流側インク室内の気泡を除去する第２の制御動作を行い、
    前記第２の制御動作終了後、前記第１開閉弁及び前記第２開閉弁を開けると共に前記第３開閉弁を閉じ、前記送液ポンプを駆動させて、前記第１インクポートから前記上流側インク室に流入させたインクを前記第２インクポートから排出させて前記上流側インク室内の気泡を除去する第１の制御動作を行うように制御するインクジェットヘッドの気泡除去装置。
  8. 前記下流側インク室の前記第３インクポートから離れた位置で、前記第１インクポートから前記第３インクポートに向かうインクの流れが滞留する部位に、前記フィルターを介して連通するインク流入用の第４インクポートを更に設け、
    前記第４インクポートと連通して前記インクタンクからのインクを流入させる第２のインク供給管を設け、
    前記第２のインク供給管には第４開閉弁が設けられ、
    前記送液ポンプ、前記第１開閉弁、前記第２開閉弁、前記第３開閉弁及び前記第４開閉弁を制御する制御装置を備え、
    前記制御装置は、前記第１の制御動作終了後、前記第１開閉弁及び前記第２開閉弁を閉じると共に前記第３開閉弁及び前記第４開閉弁を開け、前記送液ポンプを駆動させて、前記第４インクポートから前記下流側インク室に流入させたインクを前記第３インクポートから排出させるように、前記送液ポンプ、前記第１開閉弁、前記第２開閉弁、前記第３開閉弁及び前記第４開閉弁を制御する請求項７記載のインクジェットヘッドの気泡除去装置。
  9. 前記第４インクポートは、前記下流側インク室において、前記第１インクポートから前記第３インクポートに向かうインクの流れが滞留する部位に配置されている請求項６又は８記載のインクジェットヘッドの気泡除去装置。
  10. 前記インクタンクは、該タンクの底板までは到達しない仕切り板によってインク返送室とインク供給室に仕切られており、該インク返送室にインク排出管が接続され、該インク供給室にインク供給管が接続されている請求項６〜９の何れかに記載のインクジェットヘッドの気泡除去装置。
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