ホーム > 特許ランキング > コニカミノルタ株式会社
知財求人 - 知財ポータルサイト「IP Force」
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-05-08
(45)【発行日】2024-05-16
(54)【発明の名称】インクジェット記録装置及びその製造方法
(51)【国際特許分類】
B41J 2/045 20060101AFI20240509BHJP
B41J 2/18 20060101ALI20240509BHJP
B41J 2/01 20060101ALI20240509BHJP
B41J 2/19 20060101ALI20240509BHJP
【ＦＩ】
B41J2/045
B41J2/18
B41J2/01 401
B41J2/19
【請求項の数】
8
(21)【出願番号】P 2021569689
(86)(22)【出願日】2020-01-10
(86)【国際出願番号】 JP2020000650
(87)【国際公開番号】W WO2021140646
(87)【国際公開日】2021-07-15
【審査請求日】2022-12-15
(73)【特許権者】
【識別番号】000001270
【氏名又は名称】コニカミノルタ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110001254
【氏名又は名称】弁理士法人光陽国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】倉持 裕介
【審査官】岩本 太一
(56)【参考文献】
【文献】特開２００７－３１３８８４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１６－２０３５５６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平１０－１１４０８１（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２０１６／０２０７３１７（ＵＳ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｂ４１Ｊ ２／０１－２／２１５
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
ノズルに連通する圧力室を有し、この圧力室に連通するインクを、ノズルから吐出する少なくとも１つのインクジェットヘッドと、前記インクによって前記ノズルの開口高さ位置の大気圧の静止インクを基準とする、「単位体積当たりのエネルギー」Ｐ１〔Ｐａ〕が生じるようにインクの単位体積当たりのエネルギーを調整する第１圧力源と、
前記インクによって前記ノズルの開口高さ位置の大気圧の静止インクを基準とする、「単位体積当たりのエネルギー」Ｐ２〔Ｐａ〕が生じるようにインクの単位体積当たりのエネルギーを調整する第２圧力源と、
制御部と、を備え、
前記第１圧力源、前記圧力室、および前記第２圧力源は、流路によって順次接続され、
前記インクジェットヘッドにおいて、前記流路は、前記圧力室を通る流路と、前記圧力室を通らない流路と、に分岐し、
循環流量により前記第１圧力源から前記ノズルまでに生じる圧損をΔＰａ、差圧（Ｐ１－Ｐ２）とΔＰａとの比例定数をａ、ノズル開口近傍に生じる適正圧力をＰｎとするとき、前記制御部は、Ｐ２＝｛Ｐｎ－（１―ａ）Ｐ１｝／ａの関係が成立するよう圧力を制御するインクジェット記録装置。
【請求項2】
差圧（Ｐ１－Ｐ２）が０〔Ｐａ〕である非循環時に前記ノズルからインクが溢れるＰ１の限界値をＰ１１、差圧（Ｐ１－Ｐ２）が０でない任意の値である循環時に前記ノズルからインクが溢れる時のＰ１の限界値をＰ１２とするとき、ΔＰａ＝｜Ｐ１２－Ｐ１１｜の関係を有する請求項１に記載のインクジェット記録装置。
【請求項3】
前記ノズルからインクを吐出したときに生じる圧損をΔＰｂ、前記ノズルの径をｄ、インクの表面張力をσとするとき、Ｐｎは、０〔Ｐａ〕未満、かつ、-(４σ／ｄ－ａ（Ｐ１－Ｐ２）－ΔＰｂ)より大きい値である請求項１又は請求項２に記載のインクジェット記録装置。
【請求項4】
循環時で非吐出時に前記ノズルから気泡巻き込みが発生する時のＰ１の限界値をＰ１３、循環時で吐出時に前記ノズルから気泡巻き込みが発生する時のＰ１の限界値をＰ１４とするとき、ΔＰｂ＝|Ｐ１４－Ｐ１３|の関係を有する請求項３に記載のインクジェット記録装置。
【請求項5】
ノズルに連通する圧力室を有し、この圧力室に連通するインクを、ノズルから吐出する少なくとも１つのインクジェットヘッドと、前記インクによって前記ノズルの開口高さ位置の大気圧の静止インクを基準とする、「単位体積当たりのエネルギー」Ｐ１〔Ｐａ〕が生じるようにインクの単位体積当たりのエネルギーを調整する第１圧力源と、
前記インクによって前記ノズルの開口高さ位置の大気圧の静止インクを基準とする、「単位体積当たりのエネルギー」Ｐ２〔Ｐａ〕 が生じるようにインクの単位体積当たりのエネルギーを調整する第２圧力源と、
前記第１圧力源、前記圧力室、および前記第２圧力源は、流路によって順次接続されたインクジェット記録装置を製造するにあたり、
循環流量により前記第１圧力源から前記ノズルまでに生じる圧損をΔＰａとして、差圧（Ｐ１－Ｐ２）とΔＰａとの比例定数ａを求め、
ノズル開口近傍に生じる適正圧力をＰｎとして、Ｐ２＝｛Ｐｎ－（１―ａ）Ｐ１ ｝／ａの関係が成立するように設計するインクジェット記録装置の製造方法。
【請求項6】
差圧（Ｐ１－Ｐ２）が０〔Ｐａ〕である非循環時に前記ノズルからインクが溢れるＰ１の限界値をＰ１１、差圧（Ｐ１－Ｐ２）が０でない任意の値である循環時に前記ノズルからインクが溢れる時のＰ１の限界値をＰ１２として、差圧（Ｐ１－Ｐ２）を任意の値に保持してＰ１とＰ２の値を変化させることによりＰ１１及びＰ１２を求め、
ΔＰａ＝｜Ｐ１２－Ｐ１１｜の関係によりΔＰａを算出し、さらに差圧（Ｐ１－Ｐ２）とΔＰａとの相関からａを求める請求項５に記載のインクジェット記録装置の製造方法。
【請求項7】
前記ノズルからインクを吐出したときに生じる圧損をΔＰｂ、前記ノズルの径をｄ、インクの表面張力をσとして、Ｐｎは、０〔Ｐａ〕未満、かつ、-(４σ／ｄ－ａ（Ｐ１－Ｐ２）－ΔＰｂ)より大きい値とする請求項５又は請求項６に記載のインクジェット記録装置の製造方法。
【請求項8】
循環時で非吐出時に前記ノズルから気泡巻き込みが発生する時のＰ１の限界値をＰ１３、循環時で吐出時に前記ノズルから気泡巻き込みが発生する時のＰ１の限界値をＰ１４として、差圧（Ｐ１－Ｐ２）を０でない任意の値に保持してＰ１とＰ２の値を変化させることによりＰ１３及びＰ１４を求め、
ΔＰｂ＝｜Ｐ１４－Ｐ１３｜の関係により、ΔＰｂを求める請求項７に記載のインクジェット記録装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、インクジェット記録装置及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、インクジェットヘッドを通してインクを循環させ、そのインクジェットヘッドのノズルからインクを吐出するインクジェット装置が知られている。
特許文献１に記載の発明にあっては、ノズルの開口近傍におけるインクの圧力を常に適正圧力に維持するために、インク流路におけるノズルへの分岐点から上流側と下流側の流路抵抗の比を用いて、上流側の圧力源（Ｐ１）と、下流側の圧力源（Ｐ２）と、ノズルの開口近傍におけるインクの適正圧力（Ｐｎ）との関係を、提案の関係式に従って保持し、適正圧力（Ｐｎ）を大気圧以下とする。
特許文献１に記載の発明にあっては、ノズルの開口近傍におけるインクの圧力を常に適正圧力に維持するために、インク流路におけるノズルへの分岐点から上流側と下流側の流路抵抗の比を用いて、上流側の圧力源（Ｐ１）と、下流側の圧力源（Ｐ２）と、ノズルの開口近傍におけるインクの適正圧力（Ｐｎ）との関係を、提案の関係式に従って保持し、適正圧力（Ｐｎ）を大気圧以下とする。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特許第５７２８１４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかし、特許文献１に記載のＰ１，Ｐ２，Ｐｎの関係式は、上流側の圧力源（Ｐ１）から下流側の圧力源（Ｐ２）までのインク流路が分岐していない図４に示すような流路構造に限られる。
例えば、図５に示すように、ノズルＮを通る流路（流路抵抗Ｒ４，Ｒ５）と、ノズルＮを通らない流路（流路抵抗Ｒ３）とに分岐するインク流路により、上流側の圧力源（Ｐ１）と下流側の圧力源（Ｐ２）とが繋がれている流路構造では、特許文献１に記載のＰ１，Ｐ２，Ｐｎの関係式は成立しない。
特許文献１に記載の手法によると、以上のように流路構造が異なったインクジェットヘッドごとに、Ｐ１，Ｐ２，Ｐｎの関係式を求める必要が生じる。
例えば、図５に示すように、ノズルＮを通る流路（流路抵抗Ｒ４，Ｒ５）と、ノズルＮを通らない流路（流路抵抗Ｒ３）とに分岐するインク流路により、上流側の圧力源（Ｐ１）と下流側の圧力源（Ｐ２）とが繋がれている流路構造では、特許文献１に記載のＰ１，Ｐ２，Ｐｎの関係式は成立しない。
特許文献１に記載の手法によると、以上のように流路構造が異なったインクジェットヘッドごとに、Ｐ１，Ｐ２，Ｐｎの関係式を求める必要が生じる。
【0005】
本発明は以上の従来技術における問題に鑑みてなされたものであって、インクジェット記録装置において、流路構造に依らず、容易にノズル開口近傍のインク圧力を適正に維持することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
以上の課題を解決するための請求項１記載の発明は、ノズルに連通する圧力室を有し、この圧力室に連通するインクを、ノズルから吐出する少なくとも１つのインクジェットヘッドと、
前記インクによって前記ノズルの開口高さ位置の大気圧の静止インクを基準とする、「単位体積当たりのエネルギー」Ｐ１〔Ｐａ〕が生じるようにインクの単位体積当たりのエネルギーを調整する第１圧力源と、
前記インクによって前記ノズルの開口高さ位置の大気圧の静止インクを基準とする、「単位体積当たりのエネルギー」Ｐ２〔Ｐａ〕が生じるようにインクの単位体積当たりのエネルギーを調整する第２圧力源と、
制御部と、を備え、
前記第１圧力源、前記圧力室、および前記第２圧力源は、流路によって順次接続され、
前記インクジェットヘッドにおいて、前記流路は、前記圧力室を通る流路と、前記圧力室を通らない流路と、に分岐し、
循環流量により前記第１圧力源から前記ノズルまでに生じる圧損をΔＰａ、差圧（Ｐ１－Ｐ２）とΔＰａとの比例定数をａ、ノズル開口近傍に生じる適正圧力をＰｎとするとき、前記制御部は、Ｐ２＝｛Ｐｎ－（１―ａ）Ｐ１｝／ａの関係が成立するよう圧力を制御するインクジェット記録装置である。
前記インクによって前記ノズルの開口高さ位置の大気圧の静止インクを基準とする、「単位体積当たりのエネルギー」Ｐ１〔Ｐａ〕が生じるようにインクの単位体積当たりのエネルギーを調整する第１圧力源と、
前記インクによって前記ノズルの開口高さ位置の大気圧の静止インクを基準とする、「単位体積当たりのエネルギー」Ｐ２〔Ｐａ〕が生じるようにインクの単位体積当たりのエネルギーを調整する第２圧力源と、
制御部と、を備え、
前記第１圧力源、前記圧力室、および前記第２圧力源は、流路によって順次接続され、
前記インクジェットヘッドにおいて、前記流路は、前記圧力室を通る流路と、前記圧力室を通らない流路と、に分岐し、
循環流量により前記第１圧力源から前記ノズルまでに生じる圧損をΔＰａ、差圧（Ｐ１－Ｐ２）とΔＰａとの比例定数をａ、ノズル開口近傍に生じる適正圧力をＰｎとするとき、前記制御部は、Ｐ２＝｛Ｐｎ－（１―ａ）Ｐ１｝／ａの関係が成立するよう圧力を制御するインクジェット記録装置である。
【0007】
請求項２記載の発明は、差圧（Ｐ１－Ｐ２）が０〔Ｐａ〕である非循環時に前記ノズルからインクが溢れるＰ１の限界値をＰ１１、差圧（Ｐ１－Ｐ２）が０でない任意の値である循環時に前記ノズルからインクが溢れる時のＰ１の限界値をＰ１２とするとき、ΔＰａ＝｜Ｐ１２－Ｐ１１｜の関係を有する請求項１に記載のインクジェット記録装置である。
【0008】
請求項３記載の発明は、前記ノズルからインクを吐出したときに生じる圧損をΔＰｂ、前記ノズルの径をｄ、インクの表面張力をσとするとき、Ｐｎは、０〔Ｐａ〕未満、かつ、-(４σ／ｄ-ａ（Ｐ１－Ｐ２）-ΔＰｂ)より大きい値である請求項１又は請求項２に記載のインクジェット記録装置である。
【0009】
請求項４記載の発明は、循環時で非吐出時に前記ノズルから気泡巻き込みが発生する時のＰ１の限界値をＰ１３、循環時で吐出時に前記ノズルから気泡巻き込みが発生する時のＰ１の限界値をＰ１４とするとき、ΔＰｂ＝|Ｐ１４－Ｐ１３|の関係を有する請求項３に記載のインクジェット記録装置である。
【0010】
請求項５記載の発明は、ノズルに連通する圧力室を有し、この圧力室に連通するインクを、ノズルから吐出する少なくとも１つのインクジェットヘッドと、
前記インクによって前記ノズルの開口高さ位置の大気圧の静止インクを基準とする、「単位体積当たりのエネルギー」Ｐ１〔Ｐａ〕が生じるようにインクの単位体積当たりのエネルギーを調整する第１圧力源と、
前記インクによって前記ノズルの開口高さ位置の大気圧の静止インクを基準とする、「単位体積当たりのエネルギー」Ｐ２〔Ｐａ〕 が生じるようにインクの単位体積当たりのエネルギーを調整する第２圧力源と、
前記第１圧力源、前記圧力室、および前記第２圧力源は、流路によって順次接続されたインクジェット記録装置を製造するにあたり、
循環流量により前記第１圧力源から前記ノズルまでに生じる圧損をΔＰａとして、差圧（Ｐ１－Ｐ２）とΔＰａとの比例定数ａを求め、
ノズル開口近傍に生じる適正圧力をＰｎとして、Ｐ２＝｛Ｐｎ－（１―ａ）Ｐ１ ｝／ａの関係が成立するように設計するインクジェット記録装置の製造方法である。
前記インクによって前記ノズルの開口高さ位置の大気圧の静止インクを基準とする、「単位体積当たりのエネルギー」Ｐ１〔Ｐａ〕が生じるようにインクの単位体積当たりのエネルギーを調整する第１圧力源と、
前記インクによって前記ノズルの開口高さ位置の大気圧の静止インクを基準とする、「単位体積当たりのエネルギー」Ｐ２〔Ｐａ〕 が生じるようにインクの単位体積当たりのエネルギーを調整する第２圧力源と、
前記第１圧力源、前記圧力室、および前記第２圧力源は、流路によって順次接続されたインクジェット記録装置を製造するにあたり、
循環流量により前記第１圧力源から前記ノズルまでに生じる圧損をΔＰａとして、差圧（Ｐ１－Ｐ２）とΔＰａとの比例定数ａを求め、
ノズル開口近傍に生じる適正圧力をＰｎとして、Ｐ２＝｛Ｐｎ－（１―ａ）Ｐ１ ｝／ａの関係が成立するように設計するインクジェット記録装置の製造方法である。
【0011】
請求項６記載の発明は、差圧（Ｐ１－Ｐ２）が０〔Ｐａ〕である非循環時に前記ノズルからインクが溢れるＰ１の限界値をＰ１１、差圧（Ｐ１－Ｐ２）が０でない任意の値である循環時に前記ノズルからインクが溢れる時のＰ１の限界値をＰ１２として、
差圧（Ｐ１－Ｐ２）を任意の値に保持してＰ１とＰ２の値を変化させることによりＰ１１及びＰ１２を求め、
ΔＰａ＝｜Ｐ１２－Ｐ１１｜の関係によりΔＰａを算出し、さらに差圧（Ｐ１－Ｐ２）とΔＰａとの相関からａを求める請求項５に記載のインクジェット記録装置の製造方法である。
差圧（Ｐ１－Ｐ２）を任意の値に保持してＰ１とＰ２の値を変化させることによりＰ１１及びＰ１２を求め、
ΔＰａ＝｜Ｐ１２－Ｐ１１｜の関係によりΔＰａを算出し、さらに差圧（Ｐ１－Ｐ２）とΔＰａとの相関からａを求める請求項５に記載のインクジェット記録装置の製造方法である。
【0012】
請求項７記載の発明は、前記ノズルからインクを吐出したときに生じる圧損をΔＰｂ、前記ノズルの径をｄ、インクの表面張力をσとして、Ｐｎは、０〔Ｐａ〕未満、かつ、-(４σ／ｄ－ａ（Ｐ１－Ｐ２）－ΔＰｂ)より大きい値とする請求項５又は請求項６に記載のインクジェット記録装置の製造方法である。
【0013】
請求項８記載の発明は、循環時で非吐出時に前記ノズルから気泡巻き込みが発生する時のＰ１の限界値をＰ１３、循環時で吐出時に前記ノズルから気泡巻き込みが発生する時のＰ１の限界値をＰ１４として、
差圧（Ｐ１－Ｐ２）を０でない任意の値に保持してＰ１とＰ２の値を変化させることによりＰ１３及びＰ１４を求め、
ΔＰｂ＝｜Ｐ１４－Ｐ１３｜の関係により、ΔＰｂを求める請求項７に記載のインクジェット記録装置の製造方法である。
差圧（Ｐ１－Ｐ２）を０でない任意の値に保持してＰ１とＰ２の値を変化させることによりＰ１３及びＰ１４を求め、
ΔＰｂ＝｜Ｐ１４－Ｐ１３｜の関係により、ΔＰｂを求める請求項７に記載のインクジェット記録装置の製造方法である。
【発明の効果】
【0014】
本発明によれば、インクジェット記録装置において、流路構造に依らず、容易にノズル開口近傍のインク圧力を適正に維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【0015】
【図1】本発明の一実施形態に係るインクジェット記録装置の主要構成を示した模式図である。
【図2】本発明の一実施形態に係り、第１圧力源と第２圧力源との差圧と、循環流量により第１圧力源からノズルまでに生じる圧損との比例関係を示したグラフである。
【図3】本発明の一実施形態に係る圧力チャートである。
【図4】従来の一例のインクジェットの流路構造を示す模式図である。
【図5】従来の他の一例のインクジェットの流路構造を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【0016】
以下に本発明の一実施形態につき図面を参照して説明する。以下は本発明の一実施形態であって本発明を限定するものではない。
【0017】
図１に示すように本実施形態のインクジェット記録装置１は、インクジェットヘッド１０と、インク供給部２０と、制御部３０と、搬送駆動部４０とを備える。
インクジェットヘッド１０は、ノズルＮと、ノズルＮに連通する圧力室１１とを有し、この圧力室１１に連通するインクを、圧電素子等の駆動素子の作用によりノズルＮから吐出して、記録媒体に対して画像などを記録する記録動作等を行う。インクジェットヘッド１０は、少なくとも１つ備えられるが、複数備えてもいてもよい。ノズルＮの開口近傍に生じる圧力をＰｎとする。
インクジェットヘッド１０は、ノズルＮと、ノズルＮに連通する圧力室１１とを有し、この圧力室１１に連通するインクを、圧電素子等の駆動素子の作用によりノズルＮから吐出して、記録媒体に対して画像などを記録する記録動作等を行う。インクジェットヘッド１０は、少なくとも１つ備えられるが、複数備えてもいてもよい。ノズルＮの開口近傍に生じる圧力をＰｎとする。
【0018】
搬送駆動部４０は、インクジェットヘッド１０によって画像が記録される対象の記録媒体を当該インクジェットヘッド１０のノズルＮに対して相対移動させる。
【0019】
インク供給部２０は、第１圧力源２１と、第２圧力源２２とを有する。
第１圧力源２１は、第１流路１２に連通し、インクによってノズルＮの開口高さ位置の大気圧の静止インクを基準とする、「単位体積当たりのエネルギー」Ｐ１〔Ｐａ〕が生じるようにインクの単位体積当たりのエネルギーを調整する部分である。
第２圧力源２２は、第２流路１３に連通し、インクによってノズルＮの開口高さ位置の大気圧の静止インクを基準とする、「単位体積当たりのエネルギー」Ｐ２〔Ｐａ〕 が生じるようにインクの単位体積当たりのエネルギーを調整する部分である。
第１圧力源２１及び第２圧力源２２の具体的構成としては、ノズルＮの開口高さ位置を基準に所定の高さに置かれたインク室に相当し、該インク室に対するインクの流入又は流出の制御、インク室内の液面に負荷される気圧の制御とを行うためのインクタンク、ポンプ、制御弁、センサー等を有した構成を挙げることができる。
第１圧力源２１は、第１流路１２に連通し、インクによってノズルＮの開口高さ位置の大気圧の静止インクを基準とする、「単位体積当たりのエネルギー」Ｐ１〔Ｐａ〕が生じるようにインクの単位体積当たりのエネルギーを調整する部分である。
第２圧力源２２は、第２流路１３に連通し、インクによってノズルＮの開口高さ位置の大気圧の静止インクを基準とする、「単位体積当たりのエネルギー」Ｐ２〔Ｐａ〕 が生じるようにインクの単位体積当たりのエネルギーを調整する部分である。
第１圧力源２１及び第２圧力源２２の具体的構成としては、ノズルＮの開口高さ位置を基準に所定の高さに置かれたインク室に相当し、該インク室に対するインクの流入又は流出の制御、インク室内の液面に負荷される気圧の制御とを行うためのインクタンク、ポンプ、制御弁、センサー等を有した構成を挙げることができる。
【0020】
制御部３０は、ＣＰＵ３１（Central Processing Unit）と、記憶部３２とを備え、インクジェット記録装置１の各種動作を統括制御する。制御対象のインクジェット記録装置１の動作には、インクの供給及び循環、画像記録動作及びインクジェットヘッド１０のメンテナンス動作などが含まれる。ＣＰＵ３１は、各種演算を行って制御処理を実行する。記憶部３２は、例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory）と不揮発性メモリーを含む。ＲＡＭは、ＣＰＵ３１に作業用のメモリー空間を提供し、一時データを記憶する。不揮発性メモリーは、各種制御プログラム及び設定データを記憶、保持する。不揮発性メモリーは、例えば、フラッシュメモリーであり、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）などが含まれてもよい。
【0021】
図１に示す流路構造は一例であるが以下の通りに構成されている。
第１圧力源２１は、第１流路１２、第４流路１５を介して圧力室１１に接続されている。圧力室１１は、第５流路１６、第２流路１３を介して第２圧力源２２に接続されている。第１流路１２と第４流路１５との接続点と、第２流路１３と第５流路１６との接続点とが、第３流路１４により圧力室１１を通らずに接続されている。
第３流路１４の流量をＱ１、第４流路１５及び第５流路１６の流量をＱ２とすると、第１流路１２の流量及び第２流路１３の流量は（Ｑ１＋Ｑ２）となる。第１流路～第５流路の流路抵抗Ｒ１～Ｒ５を図示する。なお、第１流路１２及び第２流路１３には、ヘッド１０と圧力源とを繋ぐヘッド外流路も含まれる（図４，５において同じ）。
しかしながら、本発明ではＰｎを適正圧力に保つために、これらの流路抵抗Ｒ１～Ｒ５を用いないし、以上説明した流路構造もこれに限定されるものではなく、例えば、図４に示した流路構造のほか、様々な流路構造に対して適用することができる。
第１圧力源２１は、第１流路１２、第４流路１５を介して圧力室１１に接続されている。圧力室１１は、第５流路１６、第２流路１３を介して第２圧力源２２に接続されている。第１流路１２と第４流路１５との接続点と、第２流路１３と第５流路１６との接続点とが、第３流路１４により圧力室１１を通らずに接続されている。
第３流路１４の流量をＱ１、第４流路１５及び第５流路１６の流量をＱ２とすると、第１流路１２の流量及び第２流路１３の流量は（Ｑ１＋Ｑ２）となる。第１流路～第５流路の流路抵抗Ｒ１～Ｒ５を図示する。なお、第１流路１２及び第２流路１３には、ヘッド１０と圧力源とを繋ぐヘッド外流路も含まれる（図４，５において同じ）。
しかしながら、本発明ではＰｎを適正圧力に保つために、これらの流路抵抗Ｒ１～Ｒ５を用いないし、以上説明した流路構造もこれに限定されるものではなく、例えば、図４に示した流路構造のほか、様々な流路構造に対して適用することができる。
【0022】
制御部３０は、Ｐｎを適正圧力に保つために圧力Ｐ１，Ｐ２を次のように制御する。
すなわち、循環流量により第１圧力源２１からノズルＮまでに生じる圧損をΔＰａ、差圧（Ｐ１－Ｐ２）とΔＰａとの比例定数をａ、ノズルＮの開口近傍に生じる適正圧力をＰｎとするとき、制御部３０は、Ｐ２＝｛Ｐｎ－（１―ａ）Ｐ１ ｝／ａ ・・・（３）の関係が成立するよう圧力を制御する。制御部３０は、Ｐ１，Ｐ２の値を異なる値に可変制御する場合、式（３）を適用して制御する。制御部３０は、Ｐｎが適正範囲にあり、式（３）の関係を満たすＰ１，Ｐ２の値のうち、差圧（Ｐ１－Ｐ２）が大きく、従って流速が大きいＰ１，Ｐ２の値と、差圧（Ｐ１－Ｐ２）が小さく、従って流速が小さいＰ１，Ｐ２の値との間で可変制御する。
すなわち、循環流量により第１圧力源２１からノズルＮまでに生じる圧損をΔＰａ、差圧（Ｐ１－Ｐ２）とΔＰａとの比例定数をａ、ノズルＮの開口近傍に生じる適正圧力をＰｎとするとき、制御部３０は、Ｐ２＝｛Ｐｎ－（１―ａ）Ｐ１ ｝／ａ ・・・（３）の関係が成立するよう圧力を制御する。制御部３０は、Ｐ１，Ｐ２の値を異なる値に可変制御する場合、式（３）を適用して制御する。制御部３０は、Ｐｎが適正範囲にあり、式（３）の関係を満たすＰ１，Ｐ２の値のうち、差圧（Ｐ１－Ｐ２）が大きく、従って流速が大きいＰ１，Ｐ２の値と、差圧（Ｐ１－Ｐ２）が小さく、従って流速が小さいＰ１，Ｐ２の値との間で可変制御する。
【0023】
Ｐｎは、Ｐ１からの圧損ΔＰａがあるため、式（１）が成り立つ。
Ｐｎ＝Ｐ１－ΔＰａ ・・・（１）
差圧（Ｐ１－Ｐ２）とΔＰａとの比例定数をａとするとの定義を式で表すと式（２）となる。
ΔＰａ＝ａ（Ｐ１－Ｐ２） ・・・（２）
Ｐｎ＝Ｐ１－ΔＰａ ・・・（１）
差圧（Ｐ１－Ｐ２）とΔＰａとの比例定数をａとするとの定義を式で表すと式（２）となる。
ΔＰａ＝ａ（Ｐ１－Ｐ２） ・・・（２）
【0024】
式（１）へ式（２）を代入して、
Ｐｎ＝Ｐ１－ａ（Ｐ１－Ｐ２）＝（１－ａ）Ｐ１＋ａＰ２
さらに変形して、Ｐ２＝｛Ｐｎ－（１―ａ）Ｐ１ ｝／ａ ・・・（３）
Ｐｎ＝Ｐ１－ａ（Ｐ１－Ｐ２）＝（１－ａ）Ｐ１＋ａＰ２
さらに変形して、Ｐ２＝｛Ｐｎ－（１―ａ）Ｐ１ ｝／ａ ・・・（３）
【0025】
ΔＰａは、以下の関係を有する。
すなわち、差圧（Ｐ１－Ｐ２）が０〔Ｐａ〕である非循環時にノズルＮからインクが溢れるＰ１の限界値をＰ１１、差圧（Ｐ１－Ｐ２）が０でない任意の値である循環時にノズルＮからインクが溢れる時のＰ１の限界値をＰ１２とするとき、
ΔＰａ＝｜Ｐ１２－Ｐ１１｜ ・・・（４）の関係を有する。
この関係を利用して、差圧（Ｐ１－Ｐ２）とΔＰａとの比例定数ａを、実験等による試行により求める。図２に、差圧（Ｐ１－Ｐ２）と圧損ΔＰａとの比例関係を示したグラフを示す。
差圧（Ｐ１－Ｐ２）を任意の値に保持してＰ１とＰ２の値を変化させることによりＰ１１及びＰ１２を求める。
差圧（Ｐ１－Ｐ２）を０に保持してＰ１を高めていったとき（Ｐ２も同じ値で高めてったとき）、ノズルＮからインクが溢れる限界を向かえるから、その時のＰ１の値をＰ１１とする。
差圧（Ｐ１－Ｐ２）を０でない複数の任意の値に保持してＰ１を高めていったとき、ノズルＮからインクが溢れる限界を向かえるから、その時のＰ１の値をＰ１２とする。
式（４）により、複数の差圧（Ｐ１－Ｐ２）に対応したΔＰａをそれぞれ算出し、これら複数組の差圧（Ｐ１－Ｐ２）とΔＰａとの相関から比例定数ａを求める。
すなわち、差圧（Ｐ１－Ｐ２）が０〔Ｐａ〕である非循環時にノズルＮからインクが溢れるＰ１の限界値をＰ１１、差圧（Ｐ１－Ｐ２）が０でない任意の値である循環時にノズルＮからインクが溢れる時のＰ１の限界値をＰ１２とするとき、
ΔＰａ＝｜Ｐ１２－Ｐ１１｜ ・・・（４）の関係を有する。
この関係を利用して、差圧（Ｐ１－Ｐ２）とΔＰａとの比例定数ａを、実験等による試行により求める。図２に、差圧（Ｐ１－Ｐ２）と圧損ΔＰａとの比例関係を示したグラフを示す。
差圧（Ｐ１－Ｐ２）を任意の値に保持してＰ１とＰ２の値を変化させることによりＰ１１及びＰ１２を求める。
差圧（Ｐ１－Ｐ２）を０に保持してＰ１を高めていったとき（Ｐ２も同じ値で高めてったとき）、ノズルＮからインクが溢れる限界を向かえるから、その時のＰ１の値をＰ１１とする。
差圧（Ｐ１－Ｐ２）を０でない複数の任意の値に保持してＰ１を高めていったとき、ノズルＮからインクが溢れる限界を向かえるから、その時のＰ１の値をＰ１２とする。
式（４）により、複数の差圧（Ｐ１－Ｐ２）に対応したΔＰａをそれぞれ算出し、これら複数組の差圧（Ｐ１－Ｐ２）とΔＰａとの相関から比例定数ａを求める。
【0026】
記録動作においては、差圧（Ｐ１－Ｐ２）が０でない任意の値である循環時に、ノズルＮからのインクの吐出が行われる。
ノズルＮからインクを吐出したときに生じる圧損をΔＰｂ、ノズルＮの径をｄ、インクの表面張力をσとするとき、適正圧力Ｐｎは、０〔Ｐａ〕未満、かつ、-(４σ／ｄ－ａ（Ｐ１－Ｐ２）－ΔＰｂ)・・・（５）より大きい値である。
また、循環時で非吐出時にノズルＮから気泡巻き込みが発生する時のＰ１の限界値をＰ１３、循環時で吐出時にノズルＮから気泡巻き込みが発生する時のＰ１の限界値をＰ１４とするとき、ΔＰｂ＝|Ｐ１４－Ｐ１３| ・・・（６）の関係を有する。
この関係を利用して、ΔＰｂを、実験等による試行により求める。
差圧（Ｐ１－Ｐ２）を０でない任意の値に保持してＰ１とＰ２の値を変化させることによりＰ１３及びＰ１４を求める。
まず、ノズルＮからの吐出を行わない時において、差圧（Ｐ１－Ｐ２）を０でない任意の値に保持してＰ１とＰ２の値を変化させることにより、ノズルＮから外気を引き込む程度が高まっていくとき、ノズルＮから気泡巻き込みが発生する限界を向かえる。その時のＰ１の値をＰ１３とする。
また、ノズルＮからの吐出を行う時において、差圧（Ｐ１－Ｐ２）を０でない任意の値に保持してＰ１とＰ２の値を変化させることにより、吐出動作の反動もあってノズルＮから外気を引き込む程度が高まっていくとき、ノズルＮから気泡巻き込みが発生する限界を向かえる。その時のＰ１の値をＰ１４とする。
式（６）により、ΔＰｂを求める。
ΔＰｂが求まったので、式（５）の値が特定され、適正圧力Ｐｎの範囲が特定される。
制御部３０は、以上のように特定された適正圧力Ｐｎの範囲と、式（３）に従って圧力を制御する。これにより、ノズルＮの開口に形成されるメニスカスが良好に保持される。
ノズルＮからインクを吐出したときに生じる圧損をΔＰｂ、ノズルＮの径をｄ、インクの表面張力をσとするとき、適正圧力Ｐｎは、０〔Ｐａ〕未満、かつ、-(４σ／ｄ－ａ（Ｐ１－Ｐ２）－ΔＰｂ)・・・（５）より大きい値である。
また、循環時で非吐出時にノズルＮから気泡巻き込みが発生する時のＰ１の限界値をＰ１３、循環時で吐出時にノズルＮから気泡巻き込みが発生する時のＰ１の限界値をＰ１４とするとき、ΔＰｂ＝|Ｐ１４－Ｐ１３| ・・・（６）の関係を有する。
この関係を利用して、ΔＰｂを、実験等による試行により求める。
差圧（Ｐ１－Ｐ２）を０でない任意の値に保持してＰ１とＰ２の値を変化させることによりＰ１３及びＰ１４を求める。
まず、ノズルＮからの吐出を行わない時において、差圧（Ｐ１－Ｐ２）を０でない任意の値に保持してＰ１とＰ２の値を変化させることにより、ノズルＮから外気を引き込む程度が高まっていくとき、ノズルＮから気泡巻き込みが発生する限界を向かえる。その時のＰ１の値をＰ１３とする。
また、ノズルＮからの吐出を行う時において、差圧（Ｐ１－Ｐ２）を０でない任意の値に保持してＰ１とＰ２の値を変化させることにより、吐出動作の反動もあってノズルＮから外気を引き込む程度が高まっていくとき、ノズルＮから気泡巻き込みが発生する限界を向かえる。その時のＰ１の値をＰ１４とする。
式（６）により、ΔＰｂを求める。
ΔＰｂが求まったので、式（５）の値が特定され、適正圧力Ｐｎの範囲が特定される。
制御部３０は、以上のように特定された適正圧力Ｐｎの範囲と、式（３）に従って圧力を制御する。これにより、ノズルＮの開口に形成されるメニスカスが良好に保持される。
【0027】
改めて図３の圧力チャートを参照して説明する。
図３に示す縦軸は、Ｐ１の大きさを示す。Ｐ１をインク供給側とする。その右隣の縦の帯Ｂ１は、差圧（Ｐ１－Ｐ２）が０〔ｋＰａ〕の時の、各状態の圧力範囲と、その境界（限界値）を示す。最も右側の縦の帯Ｂ２は、差圧（Ｐ１－Ｐ２）がΔＰｄ〔ｋＰａ〕の時の、各状態の圧力範囲と、その境界（限界値）を示す。但し、ΔＰｄ≠０
帯Ｂ１において圧力値Ｐ１１より上の範囲においてはノズルＮからインクが溢れる。帯Ｂ２において圧力値Ｐ１２より上の範囲においてはノズルＮからインクが溢れる。Ｐ１２からＰ１１の落差が、循環流量により第１圧力源２１からノズルＮまでに生じる圧損ΔＰａに相当する。
差圧（Ｐ１－Ｐ２）が０〔ｋＰａ〕である帯Ｂ１においては、Ｐ１＝Ｐ２＝Ｐｎ＝０〔ｋＰａ〕、すなわち、ノズルＮの開口高さ位置の大気圧でノズルＮからのインク溢れが生じる。
差圧（Ｐ１－Ｐ２）がΔＰｄ〔ｋＰａ〕である帯Ｂ２においては、インクが流動するため、Ｐ１からＰｎまでに圧損ΔＰａがある。
帯Ｂ１と帯Ｂ２とにおいて、ノズルＮからのインクが溢れるという同じ現象の時の圧力Ｐ１１，Ｐ１２の差から圧損ΔＰａを求めることができる。
図３に示す縦軸は、Ｐ１の大きさを示す。Ｐ１をインク供給側とする。その右隣の縦の帯Ｂ１は、差圧（Ｐ１－Ｐ２）が０〔ｋＰａ〕の時の、各状態の圧力範囲と、その境界（限界値）を示す。最も右側の縦の帯Ｂ２は、差圧（Ｐ１－Ｐ２）がΔＰｄ〔ｋＰａ〕の時の、各状態の圧力範囲と、その境界（限界値）を示す。但し、ΔＰｄ≠０
帯Ｂ１において圧力値Ｐ１１より上の範囲においてはノズルＮからインクが溢れる。帯Ｂ２において圧力値Ｐ１２より上の範囲においてはノズルＮからインクが溢れる。Ｐ１２からＰ１１の落差が、循環流量により第１圧力源２１からノズルＮまでに生じる圧損ΔＰａに相当する。
差圧（Ｐ１－Ｐ２）が０〔ｋＰａ〕である帯Ｂ１においては、Ｐ１＝Ｐ２＝Ｐｎ＝０〔ｋＰａ〕、すなわち、ノズルＮの開口高さ位置の大気圧でノズルＮからのインク溢れが生じる。
差圧（Ｐ１－Ｐ２）がΔＰｄ〔ｋＰａ〕である帯Ｂ２においては、インクが流動するため、Ｐ１からＰｎまでに圧損ΔＰａがある。
帯Ｂ１と帯Ｂ２とにおいて、ノズルＮからのインクが溢れるという同じ現象の時の圧力Ｐ１１，Ｐ１２の差から圧損ΔＰａを求めることができる。
【0028】
帯Ｂ２において圧力値Ｐ１３は、インク吐出が無くとも、この値を下回ると気泡巻き込みが発生する限界値（静的メニスカスブレイク圧）に相当する。
帯Ｂ２において圧力値Ｐ１４は、この値を下回ると、インク吐出の時には気泡巻き込みが発生する限界値（動的メニスカスブレイク圧）に相当する。
したがって、Ｐ１４とＰ１３の差が、ノズルＮからインクを吐出したときに生じる圧損ΔＰｂに相当する。
帯Ｂ２において圧力値Ｐ１４は、この値を下回ると、インク吐出の時には気泡巻き込みが発生する限界値（動的メニスカスブレイク圧）に相当する。
したがって、Ｐ１４とＰ１３の差が、ノズルＮからインクを吐出したときに生じる圧損ΔＰｂに相当する。
【0029】
画像記録動作時に、ノズルＮからインクを溢れさせず、インクを吐出しても、気泡巻き込みが発生しないためには、Ｐ１２からＰ１４の間の範囲にする必要がある。この範囲では、圧損ΔＰａ及び圧損ΔＰｂがあっても、ノズルＮの開口に形成されるメニスカスは、表面張力による圧力４σ／ｄにより保持される。
しがって、適正圧力Ｐｎは、０〔Ｐａ〕未満、かつ、式（５）の値より大きい値である。
しがって、適正圧力Ｐｎは、０〔Ｐａ〕未満、かつ、式（５）の値より大きい値である。
【0030】
インクジェット記録装置を製造するにあたり、以上のようにして比例定数ａ及び適正圧力Ｐｎを求めた上で、式（３）を適用し、式（３）の関係が成立するように設計する。比例定数ａについては、流路構造が同じであればインクの物性に依存しない。したがって、流路構造が同じである同種のインクジェットヘッドにつき、比例定数ａを少なくとも一回調べればよい。
図３に示した圧力チャートは、画像記録動作時の差圧（Ｐ１－Ｐ２）の設定、インクの物性により異なるから、それぞれつき適正圧力Ｐｎを求めておく。
Ｐ１，Ｐ２，Ｐｎを、式（３）の関係を保ちつつ可変制御する制御機能を有した制御部を備えたインクジェット記録装置を製造してもよいし、稼働時に式（３）関係が成立するように動作するインク供給部を有したインクジェット記録装置を製造してもよい。
図３に示した圧力チャートは、画像記録動作時の差圧（Ｐ１－Ｐ２）の設定、インクの物性により異なるから、それぞれつき適正圧力Ｐｎを求めておく。
Ｐ１，Ｐ２，Ｐｎを、式（３）の関係を保ちつつ可変制御する制御機能を有した制御部を備えたインクジェット記録装置を製造してもよいし、稼働時に式（３）関係が成立するように動作するインク供給部を有したインクジェット記録装置を製造してもよい。
【0031】
以上説明したように本実施形態によれば、インクジェット記録装置において流路構造に依らず容易にノズル開口近傍のインク圧力を適正に維持することができる。
【産業上の利用可能性】
【0032】
本発明は、インクジェット記録装置に利用することができる。
【符号の説明】
【0033】
１ インクジェット記録装置
１０ インクジェットヘッド
２０ インク供給部
２１ 第１圧力源
２２ 第２圧力源
３０ 制御部
４０ 搬送駆動部
Ｎ ノズル
１０ インクジェットヘッド
２０ インク供給部
２１ 第１圧力源
２２ 第２圧力源
３０ 制御部
４０ 搬送駆動部
Ｎ ノズル
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】