JP6826841B2 - インクジェットヘッド用のインク循環装置 - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、循環型インクジェットヘッドを搭載したインクジェット記録装置のインク循環装置に関するものである。

紙などの媒体にインク滴を付着させて画像や文字を形成するインクジェット記録装置が知られている。インクジェット記録装置は画像信号に従ってインク滴を吐出させるインクジェットヘッドを備えている。

インクジェットヘッドは、インク滴を吐出させるノズルと、ノズルに連通するインク圧力室と、圧力室内のインクをノズルから吐出させる圧力を発生する圧力発生素子を備えている。圧力発生素子として圧電体が利用されている。圧電体によって動作する圧電素子（ピエゾ素子）は、電圧を力に変換する電気機械変換素子である。この圧電素子に電圧を加えると、収縮と伸張、または剪断変形を起こす。圧電素子の変形を利用して、圧力室内のインクに圧力を発生させている。代表的な圧電素子として、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）が使われている。
インク循環型インクジェットヘッドが知られている。インク循環型インクジェットヘッドでは、インクジェットヘッド外部のインクタンクに貯留されたインクを、前述のインクジェットヘッドへ供給し、一部のインクをノズルから吐出させる。ノズルから吐出されなかったインクは、インクタンクへ戻される。インクタンクへ戻されたインクは、再度インクジェットヘッドへ供給される。インクタンクへ戻されたインクを再度インクジェットヘッドへ供給するために、ポンプが利用される。インクを搬送するポンプは、インク内に気泡を発生させることがある。インクに含まれた気泡が、インクジェットヘッドへ供給されると、インク吐出不良を引き起こす。

特開２０１４−１９５９３２号公報 特開２０１１−２１２８９６号公報

インクを搬送するポンプとして、圧電ポンプが知られている。圧電ポンプは、小型で軽量である。しかし、圧電ポンプは、圧電振動子の動作によってインク中に気泡を発生させることがある。気泡を含んだインクが、インクジェットヘッドへ供給されると、吐出不良を引き起こす。インクジェットヘッドへ気泡が入ることを抑制する必要がある。

本発明の実施形態のインクジェットヘッド用循環装置は、インクジェットヘッドにインクを供給する第１インク貯留部と、前記インクジェットヘッドから戻るインクを貯留する第２インク貯留部と、電気信号によって動作し、前記第２インク貯留部から前記第１インク貯留部にインクを搬送するポンプ手段と、前記ポンプ手段と前記第１インク貯留部の間に設けられたフィルターと、前記第１インク貯留部の内部圧力を検出する第１圧力センサと、前記ポンプと前記フィルターとの間の内部圧力を検出する第２圧力センサと、前記第２圧力センサで検出した圧力と前記第１圧力センサで検出した圧力の差圧に従って、前記電気信号を発生する駆動回路とを備え、前記駆動回路は、前記差圧が予め設定した差圧以下になるように、前記電気信号の電圧または駆動周波数の少なくとも一方を低下させている。

第１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。 第１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。 第１実施形態のインク循環装置を搭載したインクジェットヘッド外観図である。 図５に示すインクジェットヘッドを他の面から見た外観図である。 第１実施形態のインク循環装置の断面図である。 第１実施形態のインク循環装置の他の面から見た断面図である。 第１実施形態のフィルターの図である。 第１実施形態のフィルターと気泡を示す図である。 インク循環装置を制御する制御回路のブロック図である。 圧電ポンプを動作させる駆動波形を示す図である。 第１実施形態のインク循環ポンプの駆動電圧と差圧を示すグラフである。 第１実施形態の制御フローチャートである。 第２実施形態のインク循環ポンプの駆動周波数と差圧を示すグラフである。 第２実施形態の制御フローチャートである。

以下の説明で述べる記録媒体Ｓは、非塗工紙、塗工紙、普通紙、厚紙、オーバーヘッドプロジェクタ用のＯＨＰシートなどである。

以下の説明で述べるインクとは、顔料または染料などの色材を含む液体を示す。色材を含まずインクジェットヘッドで飛翔させる液体もインク（透明光沢インク）と呼ぶ。インクの溶媒は、油性、水性、有機溶剤、などである。顔料は、溶媒中に分散している。染料は、溶媒に溶解している。顔料は、有機顔料または無機顔料である。無機顔料は、鉱物を粉砕した粉体、黒色のカーボンブラック、白色の酸化チタン、またはセラミック粉体などである。有機顔料は、シアン、マゼンタ、イエローなどのカラーの粉体である。インクは、赤外線や紫外線を照射することで硬化する液体も含む。また、インク滴を繰返し重ねることで立体を形成するための流動性の高い樹脂または液体もインクと呼ぶ。

以下、本発明の実施形態について、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を示している。

（第１の実施形態）
図１は、インクジェット記録装置１の正面図である。図２は、インクジェット記録装置１の平面図である。図３は、インクジェットヘッド２のインク吐出部の構成を示している。

図１に示すインクジェット記録部４は、インクジェット記録部４（ａ）〜４（ｅ）の５つが並列にキャリッジ１００上に配置されている。インクジェット記録部４（ａ）〜４（ｅ）は、それぞれインクジェットヘッド２とインク循環装置３で構成されている。インクジェットヘッド記録部４（ａ）は、重力方向に沿った向き（下向き Ｃ２方向）にインク滴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、同４（ｂ）はマゼンタインク、同４（ｃ）は イエローインク、同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） は白色顔料を含むホワイトインクを吐出する。

キャリッジ１００は、インクジェット記録部４（ａ）〜４（ｅ）を搭載し、搬送ベルト１０１に固定されている。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Ａ１またはＡ２方向に往復移動する。

テーブル１０３は、用紙吸着部１１１と真空ポンプ１０４を備え、スライドレール１０５上にＢ１またはＢ２方向に移動可能に固定されている。テーブル１０３は、上面に複数の小径の穴１１０が形成された用紙吸着部１１１を備えている。真空ポンプ１０４は、用紙吸着部１１１の内部に連通している。真空ポンプ１０４が、用紙吸着部１１１の内部を負圧にする。負圧にすることで、テーブル１０３上面に置かれた記録媒体Ｓは、用紙吸着部１１１に固定される。テーブル１０３は、スライドレール１０５上を往復移動し、記録媒体Ｓを搬送する（図２矢印Ｂ１またはＢ２方向）。印字するとき、インクジェットヘッド２のインクを吐出する面２１と記録媒体Ｓ間の距離ｈは、１ｍｍに維持されている（図１）。

インクジェット記録装置１はメンテナンスユニット３１０を備えている。図１に示すように、インクジェット記録部４（ａ）〜４（ｅ）は、画像を形成しない場合、テーブル１０３の移動範囲外で、かつ搬送ベルト１０１で移動可能な位置Ｐに移動する。インクジェット記録部４（ａ）〜４（ｅ）の位置Ｐで、インク吐出面２１から距離ｈ（１ｍｍ）離間した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は、キャップ１１８、ブレード１２０、廃インク受け部１３０を備えている。メンテナンスユニット３１０は、上方が開放したケース３１２内に設けられている。ケース３１２はソレノイド３１４に固定されている。ソレノイド３１４は、コイル内に可動鉄心を有し、コイルに電流を流すことで、可動鉄心を直線的にＣ１またはＣ２方向へ移動させることができる。ケース３１２はソレノイド３１４によって上下（図１矢印Ｃ１またはＣ２方向）に移動可能になっている。メンテナンスユニット３１０のキャップ１１８は、各インクジェット記録部４（ａ）〜４（ｅ）のインク吐出面２１を覆うように作られている。キャップ１１８は、インク吐出面２１からインクが蒸発するのを抑制し、インク吐出面２１にほこりや紙粉が付着するのを防止（キャップ機能）する。インクジェット記録部４（ａ）〜４（ｅ）が、画像を形成する場合、メンテナンスユニット３１０は、ソレノイド３１４により、インク吐出面２１から距離ｈ離間した位置へ移動する。離間した後、インクジェット記録部４（ａ）〜４（ｅ）は、搬送ベルト１０１で移動し、記録媒体Ｓ上に画像を形成する。インクジェット記録部４（ａ）〜４（ｅ）が、画像形成しない場合、インクジェット記録部４（ａ）〜４（ｅ）は位置Ｐへ移動する。移動後、メンテナンスユニット３１０がＣ１方向に距離ｈ上昇する。メンテナンスユニット３１０が上昇して、キャップ１１８がインク吐出面２１を覆う。

メンテナンスユニット３１０には、ゴム製のブレード１２０が内蔵されている。ゴムブレード１２０（ａ）〜（ｅ）は各インクジェット記録部４（ａ）〜４（ｅ）それぞれに設けられている。５個のブレード１２０（ａ）〜（ｅ）は、ガイドレール１２２に沿って、モータ１２４（図２）によって往復移動する。ブレード１２０（ａ）〜（ｅ）は、インク吐出面２１を長手方向（Ｂ１、Ｂ２方向）に掃引するように、設けられている。インク吐出面２１に付着した異物を除去する場合には、ソレノイド３１４によってメンテナンスユニット３１０が上方（Ｃ１方向）に移動し、ブレード１２０（ａ）〜（ｅ）がインク吐出面２１に接触する。ブレード１２０（ａ）〜（ｅ）がインク吐出面２１を払拭し、インク吐出面２１に付着したインク、ほこり、紙粉など異物を除去（ワイプ機能）する。ブレード１２０（ａ）〜（ｅ）がインク吐出面２１を払拭する場合、キャップは図示しない場所へ退避している。

メンテナンスユニット３１０は廃インク受け部１３０（図２）を備えている。メンテナンス動作を行う時に、インク吐出面２１に設けられたノズル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Ａ１またはＡ２方向に移動する。記録媒体Ｓを吸着したテーブル１０３はＢ１またはＢ２方向に移動する。インクジェット記録装置１は、印字するための画像信号に合わせて、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。

インクジェットヘッド２は、その長手方向（Ｂ１方向）に３００個のノズル５１を有している。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（ｅ）を記録媒体Ｓの搬送方向（Ｂ１、Ｂ２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。そのため、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。同様に、インクカートリッジ１０６（ｂ）はマゼンタインクが充填され、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。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。
図３を参照して、インクジェットヘッド２の構成を説明する。インクジェットヘッド２は、インク供給口１６０、インク吐出部２２及び、インク排出口１７０を備えている。インク供給口１６０から供給されたインクは、インク吐出部２２に送られる。インク吐出部は一部のインクをインク滴として吐出する。残ったインクはインク排出口１７０からインクジェットヘッド２の外部へ排出する。排出されたインクは、インクジェットヘッド２の外部に設けられた循環装置で、再びインク供給口１６０へ戻される。インクジェットヘッド２はインクを循環させながら吐出する構成になっている。

インク供給口１６０は、インク吐出部２２へインクを流入させる。インク吐出部２２は、ノズルプレート５２、アクチュエータ５４を有する基板６０、マニフォルド６１を備えている。インク排出口は、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。

ノズルプレート５２は、１５０個のノズル５１（ａ）を有する第１ノズル列を備えている。第１ノズル列は、Ｂ１方向（図２）に配置されている。第１ノズル列内のノズル５１（ａ）は１６９μｍで等間隔に配置されている。さらに、ノズルプレート５２は、１５０個のノズル５１（ｂ）を有する第２ノズル列を有している。第２ノズル列も、Ｂ１方向（図２）に配置されている。第２ノズル列内のノズル５１（ｂ）も１６９μｍで等間隔に配置されている。第１ノズル列と第２ノズル列は、Ｂ１方向で８５μｍずれて配置されている。各ノズル５１（ａ）、５１（ｂ）はＢ１方向に配列され、キャリッジ１００の移動方向と直交する方向に並んでいる。ノズル５１（ａ）、５１（ｂ）の直径は３０μｍになっている。ノズルプレート５２はポリイミド樹脂製になっている。

ノズルプレート５２は、基板６０に固定されている。基板６０は、内部にインクを通す流路１８０を有している。基板６０はアルミナで作成されている。流路１８０を挟んで、ノズルプレート５２の各ノズル５１（ａ）、５１（ｂ）に対向して、アクチュエータ５４が設けられている。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５５の材料は、ＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）を用いている。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。Ａ０−Ａ０断面に示すように、境界壁１９０が、隣接する圧力室１５０間に設けられている。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。境界壁１９０の端部はインク流入口１８２（ａ）１８２（ｂ）、インク流出口１８４（ａ）、１８４（ｂ）になる。インク圧力室１５０は第１ノズル列、第２ノズル列の各ノズル５１（ａ）５１（ｂ）に対応して３００個設けられている。

第１ノズル列に対応する１５０個のインク圧力室１５０のインク流入口１８２（ａ）と、第２ノズル列に対応する複数のインク圧力室１５０のインク流入口１８２（ｂ）との間の流路１８０は、共通インク供給室５８になっている。共通インク供給室５８は、インク流入口１８２（ａ）１８２（ｂ）を通して、全インク圧力室１５０にインクを供給する。第１ノズル列のインク圧力室１５０のインク流出口１８４（ａ）は、共通インク流出室５９（ａ）につながっている。同様に、第２ノズル列のインク圧力室１５０のインク流出口１８４（ｂ）は、共通インク流出室５９（ｂ）につながっている。共通インク供給室５８、共通インク流出室５９（ａ）、５９（ｂ）は流路１８０の一部になっている。

マニフォルド６１は、基板６０に固定され、流路１８０へインクを供給する。マニフォルド６１は、アルミナで作成されている。マニフォルド６１は、インク供給口１６０、インク分配通路６２、インク排出口１７０、インク還流通路６３と、を備えている。インク供給口１６０は、矢印Ｆ方向へインクを流入させる。Ｂ０−Ｂ０断面に示すように、インク分配通路６２は、インク供給口１６０を共通インク供給室５８に連通させている。ヘッド内温度センサ（上流）２８０が、インク分配通路６２の側壁に取り付けられている。温度センサ（上流）は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。インク排出口１７０はインクを矢印Ｇ方向へ排出する。インク環流通路６３は、２つの共通インク室５９（ａ）、５９（ｂ）をインク排出口１７０に接続している。ヘッド内温度センサ（下流）２８１がインク環流通路６３の側壁に取り付けられている。温度センサ（下流）２８１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する。

インクは、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 、共通インク流出室（５９（ａ）、５９（ｂ））、インク環流通路６３、インク排出口１７０の順に、インクジェットヘッド２内を移動する。このようなインクの循環において、一部のインクは、画像信号に従いノズル５１から吐出される。残ったインクは、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４（Ａ）、（Ｂ）は、インクジェットヘッド２のノズル５１（ａ）に連通するインク圧力室１５０の断面図である。圧力室１５０は、ノズル５１（ａ）とアクチュエータ５４の間に、ノズル分岐部５３を形成する。インクは、共通インク供給室５８からインク圧力室１５０へ、インク圧力室１５０から共通インク流出室５９（ａ）へ、矢印Ｅ方向に流れている。ノズル分岐部５３は、ノズル５１から吐出させるインクと、インク還流通路６３へ戻るインクに分岐する部分である。ノズル５１（ａ）内には、インクの表面張力によって、インクと空気の界面であるメニスカス２９０が形成される。
図４（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４（ｂ）は、圧電セラミック５５に電界をかけて、アクチュエータ５４が変形している状態を示している。インク滴Ｉは、ノズル５１から吐出される。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、インク圧力室１５０の容積を変化させる。インク圧力室１５０の容積変化によって、ノズル分岐部５３内のインクはインク滴Ｉとなってノズル５１（ａ）から吐出する 。
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を搭載するインクジェット記録部４（ａ）の外観図を示している。前述したように、インクジェット記録部４（ｂ）〜４（ｅ）は、４（ａ）と同じ構成になっている。図６は、図５のインクジェット記録部４（ａ）をＡ１の方向から見た外観図を示している。

インク循環装置３は、止め金具２５６によってインクジェットヘッド２の筐体２５２上に固定されている。筐体２５２は、図３で示すインクジェットヘッド２と、インクジェットヘッド２を駆動する駆動回路を収納している。インクジェットヘッド２は、筐体２５２内の下部に設けられ、ノズルプレート５２のノズル５１から下方（Ｃ２方向）へ向かってインク滴Ｉを吐出する。筐体２５２は、アルミニウム製である。筐体２５２の表面に、複数の突起２５４が形成されている。突起２５４は、筐体２５２内で発熱する駆動回路を冷却する放熱効果を有している。インクジェットヘッド２は固定金具２５０を有している。固定金具２５０で、インクジェットヘッド２をキャリッジ１００に固定する（図２参照）。

インク循環装置３は、インク供給／回収部３２と、圧力調整部３４と、制御回路５００を備えている。インク供給／回収部３２は、インクジェットヘッド２からインクを回収し、インクジェットヘッド２へインクを供給する。圧力調整部３４は、インク供給／回収部３２内の空気の圧力を調整する。駆動回路５４０は、インク供給／回収部３２と圧力調整部３４の動作を制御する。

インク供給／回収部３２は、インクケーシング２００、インク供給管２０８、インク戻し管２０９、圧力センサ２０４を備えている。圧力センサ２０４は、第１圧力センサ２０４Ａ（供給側）、第２圧力センサ２０４Ｂ、第３圧力センサ２０４Ｃ（回収側）の３個のセンサを１つの基板上に有している。各圧力センサ（２０４Ａ、２０４Ｂ、２０４Ｃ）は、半導体歪ゲージになっている。圧力センサ（２０４Ａ、２０４Ｂ、２０４Ｃ）を搭載した基板は、重力方向においてインクケーシング２００の上部に設けられている。各圧力センサ（２０４Ａ、２０４Ｂ、２０４Ｃ）は、インクケーシング２００の内部圧力を測定する。本実施形態では、圧力センサ（２０４Ａ、２０４Ｂ、２０４Ｃ）はインクケーシング２００内の空気の圧力を測定する。後述するように、インクケーシング２００内は、インクで満杯にならないようになっている。インク供給管２０８は、インクジェットヘッド２のインク供給口１６０（図３）に連通している。インク供給管２０８は、インク供給口１６０を通してインクジェットヘッド２へインクを供給する。インク戻し管２０９は、インクジェットヘッド２のインク排出口１７０に連通している。インクジェットヘッド２内のインク分岐部５３から戻るインクは、インク還流通路６３、インク排出口１７０、インク戻し管２０９を通して、インクケーシング２００へ回収される。

インクケーシング２００は、図５に示すインク補給口２２１、インク供給ポンプ２０２、インク循環ポンプ２０１と、図６に示すインク量センサ２０５Ａ，２０５Ｂを備えている。インクケーシング２００の内部構成を、図７（図５のＸ−Ｘ断面をＣ２方向から見た図）に示している。インクケーシング２００の内部に、インク量センサのフロート２６４（図６−Ａ）、第１インク導入タンク２７０、供給側インクタンク２１０（第１インク貯留部）、回収側インクタンク２１１（第２インク貯留部）、第２インク導入タンク４１２を備えている。さらに、インクケーシング２００内に、フィルター８００、インク循環ポンプ２０１とフィルター８００間のインク室４２８、フィルター８００と供給側インクタンク２１０間のインク通路２９６とを備えている。第１インク導入タンク２７０は、インク補給口２２１から流入したインクをインク供給ポンプ２０２へ導く、前室になっている。第２インク導入タンク４１２は、回収側インクタンク２１１とインク循環ポンプ２０１に連通している。

図５に戻る。インク補給口２２１は、インクケーシング２００へインクを供給する開口である。インク補給口２２１は、インクカートリッジ１０６（ａ）にチューブ１０７で連通している。インク供給ポンプ２０２とインク循環ポンプ２０１は同じ構成の圧電ポンプになっている。圧電ポンプの詳細構造は後述する。インク供給ポンプ２０２は、インク補給口２２１を通してインクカートリッジ１０６（ａ）からインクケーシング２００へインクを供給する。インク供給ポンプ２０２は、印刷やメンテナンス動作などで消費した量のインクをインクケーシング２００へ供給する。インク循環ポンプ２０１は、インク戻し管２０９から回収側インクタンク２１１へインクを戻し、回収側インクタンク２１１から供給側インクタンク２１０へインクを供給する。

インク加熱用ヒータ２０７が、回収側インクタンク２１１、供給側インクタンク２１０外壁に設けられている。ヒータ２０７による加熱温度を検出するためのヒータ温度センサ２８２が、インク加熱ヒータ２０７近傍の回収側インクタンク２１１外壁に設けられている。インク粘度に応じて所定温度になるように、インクの温度制御をしている。

図６を参照し、インク量センサ２０５Ａ、２０５Ｂを説明する。インク量センサ２０５Ａは、供給側インクタンク２１０内のインク量を計測する。図６（６−Ａ）は、インク量センサ２０５Ａの構成を模式的に示している。インク量センサ２０５Ａは、供給側インクタンク２１０の外表面に設けられた５個のホールセンサ２６０と、供給側インクタンク２１０内のフロート２６４で構成されている。５個のホールセンサ２６０は円弧状に配列されている。フロート２６４は内部に空気層と、磁性体２６６と、回転軸２６２を有している。磁性体２６６は、フロート２６４の端部に設けられ、回転軸２６２を中心に回動する。フロート２６４は、供給側インクタンク２１０内のインクの浮力によって、インク液面上に浮かぶ。供給側インクタンク２１０内のインク量によって、フロート２６４の位置が変化し、磁性体２６６の位置が変化する。磁性体２６６の位置を５個のホールセンサ２６０で検出し、インク量を計測する。供給側インクタンク２１０内のインク液面より上部は空気室２６８になっている。インク量センサ２０５Ｂは、回収側インクタンク２１１のインク量を計測する。インク量センサ２０５Ｂの構成は、インク量センサ２０５Ａの構成と同じになっている。回収側インクタンク２１１内のインク液面より上部も空気室２６８になっている。

図７を参照し、インク供給ポンプ２０２とインク循環ポンプ２０１を説明する。インク供給ポンプ２０２は、基板２７２、第１逆止弁２４２、ポンプ室２４０、圧電アクチュエータ４３０、第２逆止弁２４３で構成されている。基板２７２は、樹脂成型で作成している。第１逆止弁２４２は、第１インク導入タンク２７０とポンプ室２４０の間で、基板２７２に設けられている。圧電アクチュエータ４３０の動作によって、第１逆止弁２４２は、第１インク導入タンク２７０からポンプ室２４０へ一方向にインクを搬送する。第２逆止弁２４３も、ポンプ室２４０とインク室４２８の間で、基板２７２に設けられている。圧電アクチュエータ４３０の動作によって、第２逆止弁２４３は、ポンプ室２４０からインク室４２８へ一方向にインクを搬送する。インク室４２８のインク液面より上部は空気室になっている。

ポンプ室２４０は、基板２７２に形成された直径２６ｍｍ（Φ）深さ０．１ｍｍ（Ｄｅ）の空間になっている。図（７−Ａ）に示すように、圧電アクチュエータ４３０は、直径３０ｍｍ厚さ０．２ｍｍのステンレス板４６０、直径２５ｍｍ厚さ０．４ｍｍの圧電セラミック４６２（チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ））、銀電極層４６４の積層構造になっている。銀電極層４６４は、銀ペーストを圧電セラミック４６２上に塗布後に硬化させて、作成している。圧電アクチュエータ４３０のステンレス板４６０の一面は、絶縁樹脂４６６で被覆され、他の面にＰＺＴ４６２が設けられている。圧電アクチュエータ４３０は、樹脂被覆４６６された面がポンプ室２４０へ向かうように配置され、ポンプ室２４０の空間を形成するように基板２７２に固定されている。ＰＺＴは厚さ方向に分極されている。

ステンレス板４６０と銀電極層４６４は駆動回路５４０に接続されている。駆動回路５４０は、ステンレス板４６０と銀電極層４６４間に交流電圧を印加する。駆動回路５４０の詳細を後述する。ＰＺＴ４６２の分極方向に交流電圧を引加すると、ＰＺＴ４６２は厚さと直交する面方向に伸縮する。ＰＺＴ４６２の伸縮によって、圧電アクチュエータ４３０はポンプ室２４０の容積を拡張または収縮させる。ポンプ室２４０の容積が拡張すると、ポンプ室２４０内は負圧になる。負圧になると、第１逆止弁２４２は、第１インク導入タンク２７０からポンプ室２４０へインクを流入させ、同時に第２逆止弁２４３は、インク室４２８からポンプ室２４０へインクが流入するのを防止する。ポンプ室２４０の容積が収縮すると、ポンプ室２４０は正圧になる。正圧になると、第１逆止弁２４２は第１インク導入タンク２７０からポンプ室２４０へインクが流入するのを防止し、第２逆止弁２４３はポンプ室２４０からインク室４２８へインクを流入させる。ＰＺＴ４６２は交流電圧に合わせて、伸縮を繰り返す。この伸縮の繰返しによって、インクは第１インク導入タンク２７０からインク室４２８へ供給される。

ＰＺＴ４６２は、駆動電圧の絶対値が大きいほど、大きく伸縮する。駆動電圧（交流電圧）の絶対値が大きいほど、ＰＺＴ４６２の伸縮量が大きいためインク供給ポンプ２０２の単位時間当たりの送液量は増加する。駆動電圧の絶対値は、ＰＺＴ４６２の分極反転を起こす電圧（抗電界）以下で駆動している。ＰＺＴ４６２の駆動周波数が高いほど、単位時間当たりのＰＺＴ４６２の伸縮回数が増加する。そのため、駆動周波数が高いほど、単位時間当たりの送液量は増加する。したがって、交流電圧の絶対値および周波数を制御して、インクの送液量を制御することができる。

インク循環ポンプ２０１は、インク供給ポンプ２０２と同じ圧電ポンプの構成になっている。インク循環ポンプ２０１は、基板２７２、第１逆止弁２４５、ポンプ室２４１、圧電アクチュエータ４３１、第２逆止弁２４４で構成されている。インク供給ポンプ２０２の基板２７２成型時に、インク循環ポンプ２０１の基板２７２も一体的に成型されている。第１逆止弁２４５は、第２インク導入タンク４１２とポンプ室２４１の間で、基板２７２に設けられている。圧電アクチュエータ４３１の動作によって、第１逆止弁２４５は、第２インク導入タンク４１２からポンプ室２４１へ一方向にインクを搬送する。第２逆止弁２４４も、ポンプ室２４１とインク室４２８の間で、基板２７２に設けられている。圧電アクチュエータ４３１の動作によって、第２逆止弁２４４は、ポンプ室２４１からインク室４２８へ一方向にインクを搬送する。インク室４２８は、インク供給ポンプ２０２の第２逆止弁２４３からのインク流出孔と、インク循環ポンプ２０１の第２逆止弁２４４からのインク流出孔とを備え、フィルター８００でインク通路２９６と境界づけている。インク室４２８は、インク供給ポンプ２０２から流出するインクと、インク循環ポンプ２０１から流出するインクの共通液室になっている。

ポンプ室２４１の構成、圧電アクチュエータ４３１の構成、インク循環ポンプ２０１の動作は、インク供給ポンプ２０２の構成や動作と同一である。インク循環ポンプ２０１は回収側インクタンク２１１から第２インク導入タンク４１２を通してインクを吸引する。吸引したインクを、インク室４２８へインクを供給する。

図８は、図５および図７のＡ２視断面を示している。図８に示すように、供給側インクタンク２１０、回収側インクタンク２１１、インク室４２８は、それぞれインクとインク液面上部の空気室で密閉されている。そのため、インク循環ポンプ２０１が第２インク導入タンク４１２からインクを吸引しインク室４２８へ送液すると、インクはインク室４２８からフィルター８００を通り供給側インクタンク２１０へ送液される。供給側インクタンク２１０のインク量が増加し、供給側インクタンク２１０の空気室の内圧は上昇する。上昇した空気に押され、供給側インクタンク２１０のインクは、インク供給管２０８を通ってインクジェットヘッド２へ流入する。そのとき、回収側インクタンク２１１のインク量は減少し、回収側インクタンク２１１の空気室の内圧は下降する。内圧降下によって、インクは、インクジェットヘッド２からインク戻し管２０９を通して回収側インクタンク２１１へ流入する。インク室４２８のインクは、供給側インクタンク２１０へ送液される。フィルター８００が、インク中の異物や気泡が供給側インクタンク２１０へ流れ込むことを防止する。

図８を参照し、インク供給／回収部３２の圧力センサ２０４（２０４Ａ、２０４Ｂ、２０４Ｃ）による圧力測定、および、圧力調整部３４を説明する。

第２インク導入タンク４１２のインク液面４４０より上部は空気室になっている。第２インク導入タンク４１２と回収側インクタンク２１１は、連通し、インク液面は４４０になっている。回収側インクタンク２１１の液面より上部の空気室は、第３圧力検出開口３０４に連通している。第３圧力検出開口３０４は、第３圧力センサ２０４Ｃに繋がっている。インク室４２８のインク液面４４４より上部は空気室になっている。インク液面４４４の上部の空気室は第２圧力検出開口３０６に連通している。第２圧力検出開口３０６は第２圧力センサ２０４Ｂに繋がっている。供給側インクタンク２１０上部の空気室は、第１圧力検出開口３０８に連通している。第１圧力検出開口３０８は第１圧力センサ２０４Ａに繋がっている。なお、インク液面４４２は、第１インク導入タンク２７０内のインク液面を示している。

圧力調整部３４を説明する。圧力調整部３４は、第１圧力調整装置２０３Ａと第２圧力調整装置２０３Ｂを備えている。第１圧力調整装置２０３Ａは、モータ４５０Ａ、ピストン４５２Ａ、シリンダ４５４Ａで構成されている。ピストン４５２Ａはシリンダ４５４Ａ内で摺動可能に保持されている。モータ４５０Ａによって、ピストン４５２Ａはシリンダ４５４Ａ内で上下に摺動する。ピストン４５２Ａの移動によって、シリンダ４５４Ａ内の気圧は変化する。シリンダ４５４Ａは第１圧力調整用開口３０２を通して、供給側インクタンク２１０に連通している。シリンダ４５４Ａ内の圧力変化によって、供給側インクタンク２１０の空気圧を調整する。第２圧力調整装置２０３Ｂは、モータ４５０Ｂ、ピストン４５２Ｂ、シリンダ４５４Ｂで構成され、第１圧力調整装置２０３Ａと同じ構成になっている。シリンダ４５４Ｂは、第２圧力調整用開口３００を通して、回収側インクタンク２１１に連通している。シリンダ４５４Ｂ内の圧力変化によって、回収側インクタンク２１１の空気圧を調整する。第２圧力調整装置２０３Ｂはさらに大気解放弁４５５を有している。大気解放弁４５５は、インクを交換する場合、あるいはインクタンク２１０、２１１内の空気圧が高くなった場合などに、シリンダ４５４Ｂを大気に連通させることができる。

図５に示すように、インクジェットヘッド２のノズル５１は下向きに開口している。第１圧力センサ２０４Ａと第３圧力センサ２０４Ｃの値を元に、圧力調整部３４は、供給側インクタンク２１０と回収側インクタンク２１１上部の空気室の圧力を調整する。圧力調整によって、ノズル５１内のインクは大気圧に比べ、−１ＫＰａに維持されている。そのため、ノズルからインクを吐出させない時（待機状態）、インクはノズル５１から漏れ出ない。

図９を参照し、フィルター８００の構成を説明する。フィルター８００の材質は、ニッケル（Ｎｉ）である。厚さは（Ｔ）、１０μｍである。フィルター用の開口８０２は、直径１０μｍの円形になっている。直径１０μｍの開口が、横間隔Ｗ＝４０μｍ、縦間隔Ｈ＝４０μｍで配置されている。開口数は６０万個になっている。フィルター８００はニッケル電鋳製である。フィルター８００の厚さは１０μｍから５０μｍが好ましい範囲である。厚さが１０μｍ未満の場合、インク循環ポンプ２０１から送り出されるインクによってフィルター８００が変形する。フィルター８００が変形すると開口８０２の形状も変化する。厚さが５０μｍを超える場合、開口８０２の長さも５０μｍ以上になる。開口８０２の長さが増えると、開口８０２の管路抵抗が増加し、フィルター８００を流れるインク流量が低下する。フィルター８００の厚さは、インク循環ポンプ２０１から送り出されるインクによって変形せず、かつ製造しやすい１０から５０μｍが好ましい。

図１０を参照し、フィルター８００を通る気泡８１０について説明する。図１０は、インク室４２８上部の空気室に連通する第２圧力センサ２０４Ｂと、供給側インクタンク２１０上部の空気室に連通する第１圧力センサ２０４Ａを模式的に示している。インクはインク室４２８から供給側インクタンク２１０へフィルター８００の開口８０２を通り流入する。インク室４２８のインク中に気泡８１０が発生すると、開口８０２を通り供給側インクタンク２１０へ流入する可能性がある。気泡８１０が供給側インクタンク２１０へ流入すると、インクジェットヘッド２のインク圧力室１５０へ入る可能性がある。インクをノズル５１から吐出させるときに、インク圧力室１５０へ気泡が入ると、インクを吐出させる圧力が減少する。そのため、吐出不良を起こす可能性がある。インクを吐出させない場合には、気泡８１０が、インクジェットヘッド２に流入しても、インクの循環に合わせて気泡も回収側インクタンクへ戻ることになる。

図１０（１０−Ａ）は、気泡８１０とフィルター８００の開口８０２の関係を模式的に示している。気泡８１０が開口８０２を通るときの気泡の圧力をバブルポイント圧（Ｐ）と呼んでいる。気泡８１０のバブルポイント圧（Ｐ）は、開口８０２の径（Ｄ）、インクの表面張力（γ）、インクとフィルター８００の接触角（θ）によって表される。
Ｐ=(4γcosθ)/Ｄ
Ｐ：バブルポイント圧［Pa］
γ：インクの表面張力［N/m］
θ：インクとフィルターの接触角［rad］
Ｄ：最大口径［m］
インク循環ポンプ２０１によって送液されたインクは、インク室４２８から供給側インクタンク２１０へ送液される。インク送液時に、インク室４２８上部の空気室の圧力と供給側インクタンク２１０上部の空気室の圧力の差がバブルポイント圧以下であれば、気泡８１０はインクの表面張力によって開口８０２に留まる。すなわち、気泡８１０が、供給側インクタンク２１０へ流入することを抑制できる。インク室４２８上部の空気室の圧力は、インク循環ポンプ２０１の送液量によって変化する。したがって、圧力センサ２０４Ｂと圧力センサ２０４Ａから得られる差圧によって、インク循環ポンプ２０１の送液量を変化させる。

フィルター８００の開口８０２の形状は、図９（９−Ａ）に示すように多角形８０４や、星形にすることも可能である。また図９（９−Ｂ）に示すように、フィルター８００の開口形状を円錐台８０６にすることも可能である。円錐台８０６の直径Ｄ２が直径Ｄ１より大きい場合、Ｄ２をインク室４２８としＤ１を供給側インクタンク２１０とする。この場合バブルポイント圧を決める開口径はＤ１になる。フィルター８００の材質は、金属または樹脂にすることも可能である。さらにフィルター８００は、繊維を絡めた透水性の構造とすることも可能である。繊維を絡めたフィルター８００の場合には実験によってバブルポイント圧を決定する。

図１１は、インク循環装置３を制御する回路５００を示している。制御回路５００は、マイコン５１０、駆動回路５４０、駆動回路５４２、駆動回路５４３を備えている。制御回路は電源５５０、ユーザインターフェース（Ｕ／Ｉ）５６０に接続されている。マイコン５１０は、メモリ５２０、ＡＤ変換５３０を有している。ＡＤ変換５３０は、インク量センサ２０５Ａ、２０５Ｂ、圧力センサ２０４Ａ、２０４Ｂ、２０４Ｃ、ヒータ温度センサ２８２のアナログ出力電圧を、デジタル変換する。これらのセンサ出力に基づき、駆動回路５４０は、インク循環用ポンプ２０１とインク供給用ポンプ２０２に印加する交流電圧を発生する。駆動回路５４０は、マイコン５１０制御によって交流電圧の電圧値と周波数を可変する。駆動回路５４２は、ヒータ温度センサ２８２の出力によって、ヒータ２０７を駆動する電力を発生する。駆動回路５４３は、第１圧力調整装置２０３Ａのモータ４５０Ａ、第２圧力調整装置２０３Ｂのモータ４５０Ｂ、大気解放弁４５５を駆動する。

図１２は、駆動回路５４０が発生するインク循環用ポンプ２０１を駆動する駆動波形５４５を示している。駆動波形５４５は、Ａ相波形（１２−Ａ）とＢ相波形（１２−Ｂ）の差によって発生させている。Ａ相波形は、正極性の単極電圧の矩形波になっている。電圧の最高値は＋Ｖ（Ｖ）である。矩形波の周期はＷ１、すなわち周波数は１／Ｗ１になっている。矩形波のパルス幅Ｗ２はＷ１／２になっている。Ｂ相波形は、Ａ相波形と同様に、正極性の単極電圧の矩形波になっている。電圧の最高値は＋Ｖ（Ｖ）である。矩形波の周期はＷ１、周波数は１／Ｗ１になっている。矩形波のパルス幅Ｗ２はＷ１／２になっている。Ａ相とＢ相は位相が１８０度ずれている。図７（７−Ａ）に示すように、インク循環ポンプ２０１の圧電アクチュエータ４３０は、ステンレス板４６０、ＰＺＴ４６２、銀電極層４６４を有している。Ａ相の０（Ｖ）をステンレス板４６０に、＋Ｖ（Ｖ）を銀電極層４６４に印加する。Ｂ相の０（Ｖ）を銀電極層４６４に、＋Ｖ（Ｖ）をステンレス板４６０に印加する。Ａ相とＢ相は位相が１８０度ずれているので、ＰＺＴに印加される駆動波形５４５は、（１２−Ｃ）で示すＡ相とＢ相の差になる。電圧の値（＋Ｖと−Ｖの差（ｐ−ｐ：ピークピーク値））、周波数１／Ｗ１の値を変化させて波形Ｎの交流電圧を発生させている。インク供給用ポンプも同様な駆動を行っている。

図１３は、インク循環ポンプ２０１に印加される交流電圧の電圧値（Ｖｐ−ｐ）と、フィルター８００前後の差圧（ｋＰａ）との関係を示している。フィルター８００前後の差圧は、圧力センサ２０４Ｂと圧力センサ２０４Ａとの差である。Ｐ１は、インクＡのバブルポイント圧を示している。Ｐ２は、インクＢのバブルポイント圧を示している。例えば、インクＡは、表面張力が低い油性インクであり、インクＢは、油性インクに比べ、表面張力が高い水性インクなどである。インクＡの場合、差圧がＰ１以下になるように、インク循環ポンプ２０１の駆動電圧をＶ１以下で動作させる。インクＢの場合、差圧がＰ２以下になるように、インク循環ポンプ２０１の駆動電圧をＶ２以下で動作させる。このように、差圧がバブルポイント圧以下になるように、インク循環ポンプ２０１の駆動電圧を制御すれば、気泡８１０がフィルター８００を通り抜けてインクジェットヘッド２へ流れ込むことを抑制することができる。

バブルポイント圧は、前述のように、フィルター８００の開口８０２の径（Ｄ）、インクの表面張力（γ）、インクとフィルター８００の接触角（θ）の関数になっている。インクの表面張力（γ）や接触角（θ）はインクの種類や温度によって変化する。そのため、予めインク種類や、温度によるバブルポイント圧を求めて、メモリ５２０に規定値として記憶するようになっている。

インク循環ポンプ２０１の駆動電圧の変更は、待機状態中で下記に例示する時に行っている。
１）インクジェット記録装置１の利用者が初めてインクを充填する時。
２）インクタンク（２１０、２１１）内のインクを使い尽くし、再びインクを充填する時。
３）インク色またはインクの種類の変更のために、インクを交換した時。
４）インクを加熱した時。
５）インクを冷却した時。
６）利用者が指示した時。

図１４は、インク循環ポンプ２０１の駆動電圧を変化させるフローチャートを示している。表（１４−Ａ）は、波形番号（Ｎ）と駆動電圧の値（ｐ−ｐ：ピークピーク値）を示している。インク室４２８内の空気圧と供給側インクタンク２１０の空気圧の差圧を検出し、差圧が規定値（バブルポイント圧）以下になるようにインク循環ポンプ２０１の駆動電圧を変更する。

駆動電圧（Ｖｐ−ｐ）の変更開始時、駆動波形の初期値（Ｎ＝０）電圧２００Ｖｐ−ｐでインク循環ポンプ２０１を動作させる（ＡＣＴ１）。矩形波周波数（１／Ｗ１）は１００Ｈｚになっている。ｔ時間、初期値電圧でインク循環ポンプ２０１を動作させる（ＡＣＴ２）。圧力センサ２０４Ｂと２０４Ａの差を算定する（ＡＣＴ３）。差圧を規定値と比較する（ＡＣＴ４）。差圧が規定値より大きい場合（ＹＥＳ）、循環ポンプ２０１を停止し（ＡＣＴ６）、波形番号を（Ｎ＝Ｎ+１）変更する（ＡＣＴ７）。駆動波形Ｎの電圧に変更し（ＡＣＴ８）、差圧が規定値以下になるまで（ＡＣＴ２）から（ＡＣＴ４）を繰り返す。差圧が規定値以下になる駆動電圧の波形Ｎを新初期値とする。以降、差圧が規定値以下の駆動電圧で、インク循環ポンプ２０１を動作させる。次にインク循環ポンプ２０１の駆動電圧の変更指示が発生するまで、インク循環ポンプ２０１を新初期値で動作させる。電圧値が高いほど、インク循環ポンプ２０１から送液されるインク量は増加する。インク室４２８のインク量の増加は、空気圧を上昇させる。そのため差圧は大きくなる。波形Ｎを変更しながら徐々に駆動電圧を下げて、規定値以下の差圧になるように制御する。気泡がフィルター８００を通らない範囲で、フィルター８００を通るインク流量を得るために、差圧は高い値が望ましい。

駆動電圧の変更中に、差圧が規定値を超えている場合、気泡がフィルター８００を通って供給側インクタンク２１０へ流入する可能性がある。気泡はそのままインクジェットヘッド２へ流入する。駆動電圧の変更は待機中に実施するので、この気泡はノズル５１からのインク吐出に無関係である。インクジェットヘッド１へ流入した気泡は、共通インク供給室５８、圧力室１５０、共通インク流出室５９を通り、回収側インクタンク２１１へ戻ることになる。気泡が発生し続けると、気泡が供給側インクタンク２１０および回収側インクタンク２１１内に溜まり、空気層の圧力は上昇する。回収側インクタンク２１１の空気圧は、圧力センサ２０４Ｃによって検出している。空気層が増加して、空気圧の検出結果が所定の空気圧より高い場合には、第２圧力調整装置２０３Ｂが大気解放弁４５５を開く。大気開放弁４５５によって、気泡が集まってできた余分な空気を除いている。その後、第２圧力調整装置２０３Ｂが、回収側インクタンク２１１の圧力を調整し、所定の圧力値に戻している。

上記説明では、供給側インクタンク２１０、インク室４２８、回収側インクタンク２１１、内の上部にある空気層の圧力を検出している。空気層以外の内部圧力検出方法も可能である。例として、供給側インクタンク２１０、インク室４２８、回収側インクタンク２１１、それぞれのインク中に、圧電体歪ゲージを設ける。歪ゲージでインク中に発生する圧力を検出する。インク室４２８と供給側インクタンク２１０内のインクの圧力差を求める。この圧力差に従い、圧電ポンプを駆動する電気信号を制御する。

第１の実施形態は、インク循環装置の駆動方法にも特徴がある。インクジェットヘッドにインクを供給する第１インク貯留部と、前記インクジェットヘッドから戻るインクを貯留する第２インク貯留部と、電気信号によって動作し、前記第２インク貯留部から前記第１インク貯留部にインクを搬送するポンプ手段と、前記ポンプ手段と前記第１インク貯留部の間に設けられたフィルターと、前記第１インク貯留部の内部圧力を検出する第１圧力センサと、前記圧電ポンプと前記フィルターとの間の内部圧力を検出する第２圧力センサと、を備えるインク循環装置を駆動する方法において、前記第２圧力センサで検出した圧力と前記第１圧力センサで検出した圧力の差圧に従って、前記電気信号を発生し、前記圧電ポンプを前記電気信号によって動作させるインク循環装置の駆動方法である。

第１の実施形態は、インク循環装置を搭載したインクジェット記録装置にも特徴がある。
インクジェット記録装置は、
インクを吐出するノズルに連通する圧力室が形成された基板と、インクを流入させ、前記圧力室に連通するインク供給口と、前記圧力室に連通するインク排出口とを有するインクジェットヘッドと、
前記インク供給口に連通し、インクを供給する第１インク貯留部と、
前記インク排出口に連通し、インクを貯留する第２インク貯留部と、
電気信号によって動作し、前記第２インクタンクから前記第１インク貯留部にインクを搬送するポンプ手段と、
前記ポンプ手段と前記第１インク貯留部の間に設けられたフィルターと、
前記第１インク貯留部の内部圧力を検出する第１圧力センサと、
前記ポンプ手段と前記フィルターとの間の内部圧力を検出する第２圧力センサと、
前記第２圧力センサで検出した圧力と前記第１圧力センサで検出した圧力の差圧に従って、前記電気信号を発生する駆動回路とを備えるインク循環装置と、
前記インクジェットヘッドによって画像を形成する記録媒体を搬送する媒体搬送部と、を備えている。

第１実施形態のインク循環装置３を搭載したインクジェットヘッド２は、前述した流動性の高い樹脂または液体を、吐出させることができる。この場合、インクジェットヘッド２とインク循環装置３を備える液滴噴射装置として、機能する。

第１の実施形態では、インク循環用ポンプ２０１がインクを送液している間に、インク中に気泡が発生したとしても、気泡が供給側インクタンク２１０へ流入することを抑制することが可能である。インク供給ポンプ２０２がインクを送液している間に、インク中に気泡が発生したとしても、気泡が供給側インクタンク２１０へ流入することを抑制することが可能である。

インク循環ポンプ２０１から送液されたインクと、インク供給ポンプ２０２から送液されたインクを共通のインク室４２８へ供給することで、インク循環装置を小型にすることが可能である。共通のインク室４２８にしたので、インク循環ポンプ２０１またはインク供給ポンプ２０２で発生する気泡が、インク循環ポンプ２０１の制御で供給側インクタンク２１０へ流入することを抑制可能である。

第１、第２圧力センサ２０４Ａ、２０４Ｂを重力方向においてインク液面より上部に設けている。そのため、圧力センサはインクに接触せずに、安定して測定結果を出力することができる。

圧電ポンプを動作させる交流電圧の値（駆動波形）を変更することで、インク循環ポンプ２０１の送液量を制御している。交流電圧の変更は簡単な回路構成で可能である。

（第２の実施形態）
第２の実施形態では、インク循環ポンプの駆動回路５４０の構成を除き、インクジェット記録部４、インクジェット記録装置１００の構成は、第１の実施形態と同様である。

図１５は、インク循環ポンプ２０１に印加される駆動周波数（図１２に示す矩形波）と、フィルター８００前後の差圧（ｋＰａ）との関係を示している。フィルター８００前後の差圧は、圧力センサ２０４Ｂと圧力センサ２０４Ａとの差である。Ｐ１は、インクＡのバブルポイント圧を示している。Ｐ２は、インクＢのバブルポイント圧を示している。インクＡの場合、差圧がＰ１以下になるように、インク循環ポンプ２０１をＦ１以下の駆動周波数で動作させる。インクＢの場合、差圧がＰ２以下になるように、インク循環ポンプ２０１をＦ２以下の駆動周波数で動作させる。このように、差圧がバブルポイント圧以下になるように、インク循環ポンプ２０１の駆動周波数を制御すれば、気泡８１０がフィルター８００を通り抜けてインクジェットヘッド２へ流れ込むことを抑制することができる。

図１６は、インク循環ポンプ２０１の駆動周波数を変化させるフローチャートを示している。表（１６−Ａ）は、波形番号（Ｎ）と駆動周波数（Ｈｚ）の値を示している。インク室４２８と供給側インクタンク２１０の差圧を検出し、差圧が規定値（バブルポイント圧）以下になるようにインク循環ポンプ２０１の駆動周波数を制御する。インク循環ポンプ２０１の駆動周波数の変更は、第１実施形態で説明したと同様に、待機状態中に行っている。

駆動周波数の変更開始時、駆動波形の初期値（Ｎ＝０）駆動周波数１００Ｈｚでインク循環ポンプ２０１を動作させる（ＡＣＴ１１）。電圧は２００Ｖｐ−ｐになっている。ｔ時間、初期値駆動周波数でインク循環ポンプ２０１を動作させる（ＡＣＴ１２）。圧力センサ２０４Ｂと２０４Ａで検出した圧力の差（差圧）を算定する（ＡＣＴ１３）。差圧を規定値と比較する（ＡＣＴ１４）。差圧が規定値より大きい場合（ＹＥＳ）、循環ポンプ２０１を停止し（ＡＣＴ１６）、波形番号を（Ｎ＝Ｎ+１）変更する（ＡＣＴ１７）。駆動波形Ｎの周波数に変更し（ＡＣＴ１８）、差圧が規定値以下になるまで（ＡＣＴ１２）から（ＡＣＴ１４）を繰り返す。差圧が規定値以下になる駆動周波数のＮを新初期値とする。以降、差圧が規定値以下の駆動周波数で、インク循環ポンプ２０１を動作させる。次にインク循環ポンプ２０１の駆動周波数の変更指示が発生するまで、インク循環ポンプ２０１を新初期値で動作させる。

第２実施形態においても、駆動回路の点を除き、第１実施形態と同様な効果を備えている。

上記実施形態では、インク循環装置は、インクジェットヘッドと一体に構成された例を示している。インク循環装置とインクジェットヘッドを、別体構成にすることも可能である。また、インク循環装置も、例えば、制御回路と制御回路以外の構成を別体構成にすることも可能である。第１実施形態では圧電ポンプの駆動電圧を変更し、第２実施形態では圧電ポンプの駆動周波数を変更している。インクに合わせて、駆動電圧と駆動周波数を組み合わせて変更し、圧電ポンプを駆動することも可能である。

本発明の実施形態は、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。これら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、変更を行うことができる。これら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
４ インクジェット記録部
３２ インク回収／供給部
３４ 圧力調整部
２０１ インク循環ポンプ
２０２ インク供給ポンプ
２０４ 圧力センサ
２０５ インク量センサ
２０８ インク供給管
２０９ インク戻し管
２１０ 供給側インクタンク
２１１ 回収側インクタンク
４２８ インク室
５００ 制御回路
８００ フィルター

Claims (5)

1. インクジェットヘッドにインクを供給する第１インク貯留部と、
   前記インクジェットヘッドから戻るインクを貯留する第２インク貯留部と、
   電気信号によって動作し、前記第２インク貯留部から前記第１インク貯留部にインクを搬送するポンプ手段と、
   前記ポンプ手段と前記第１インク貯留部の間に設けられたフィルターと、
   前記第１インク貯留部の内部圧力を検出する第１圧力センサと、
   前記ポンプ手段と前記フィルターとの間の内部圧力を検出する第２圧力センサと、
   前記第２圧力センサで検出した圧力と前記第１圧力センサで検出した圧力の差圧に従って、前記電気信号を発生する駆動回路とを備え、
   前記駆動回路は、前記差圧が予め設定した差圧以下になるように、前記電気信号の電圧または駆動周波数の少なくとも一方を低下させるインクジェットヘッド用のインク循環装置。
2. 前記予め設定した差圧は、インク中の気泡が前記フィルターの開口を通るときの気泡の圧力である請求項１記載のインクジェットヘッド用のインク循環装置。
3. 前記駆動回路は、前記差圧が予め設定した差圧以下になるように、前記電気信号の電圧と駆動周波数を低下させる請求項１記載のインクジェットヘッド用のインク循環装置。
4. 前記第１インク貯留部へインクを供給する前記ポンプ手段と異なる第２のポンプ手段を備え、前記第２のポンプ手段から送られたインクは前記フィルターを通して前記第１インク貯留部へ供給される請求項１乃至３の１項記載のインクジェットヘッド用のインク循環装置。
5. 前記第１圧力センサは前記第１インク貯留部内のインク液面より重力方向において高い位置に設けられ、前記第２圧力センサは前記ポンプ手段より重力方向において高い位置に設けられている請求項１乃至４の１項記載のインクジェットヘッド用のインク循環装置。