(57)【要約】【課題】液体吐出ヘッド内を流れる液体の循環流量のばらつきを抑制する。【解決手段】液体を吐出する吐出口と、前記吐出口から液体を吐出するためのエネルギーを発生する記録素子とを夫々備える第１および第２の記録素子基板と、前記前記第１および第２の記録素子基板が第１の方向に配列される支持部材と、を備える液体吐出ヘッドであって、前記第１および第２の記録素子基板の夫々の前記支持部材側の面には、液体を前記支持部材から前記第１および第２の記録素子基板に供給するための供給口と、前記液体を前記第１および第２の記録素子基板から前記支持部材に回収するための回収口と、が設けられており、前記第１および第２の記録素子基板の夫々に設けられる前記供給口および前記回収口において、前記第１の方向における両端部側には前記供給口が設けられていることを特徴とする液体吐出ヘッド。【選択図】図２４
2018024254.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を吐出する吐出口と、前記吐出口から液体を吐出するためのエネルギーを発生する記録素子とを夫々備える第１および第２の記録素子基板と、
前記前記第１および第２の記録素子基板が第１の方向に配列される支持部材と、
を備える液体吐出ヘッドであって、
前記第１および第２の記録素子基板の夫々の前記支持部材側の面には、液体を前記支持部材から前記第１および第２の記録素子基板に供給するための供給口と、前記液体を前記第１および第２の記録素子基板から前記支持部材に回収するための回収口と、が設けられており、
前記第１および第２の記録素子基板の夫々に設けられる前記供給口および前記回収口において、前記第１の方向における両端部側には前記供給口が設けられていることを特徴とする液体吐出ヘッド。
【請求項２】
液体を吐出する吐出口と、前記吐出口から液体を吐出するためのエネルギーを発生する記録素子とを夫々備える第１および第２の記録素子基板と、
前記前記第１および第２の記録素子基板が第１の方向に配列される支持部材と、
を備える液体吐出ヘッドであって、
前記第１および第２の記録素子基板の夫々の前記支持部材側の面には、液体を前記支持部材から前記第１および第２の記録素子基板に供給するための供給口と、前記液体を前記第１および第２の記録素子基板から前記支持部材に回収するための回収口と、が設けられており、
前記第１および第２の記録素子基板の夫々に設けられる前記供給口および前記回収口において、前記第１の方向における両端部側には前記回収口が設けられていることを特徴とする液体吐出ヘッド。
【請求項３】
前記第１および第２の記録素子基板には、前記第１の方向に沿って延在する、前記供給口と連通する供給流路と、前記回収口と連通する回収流路と、が夫々設けられている、請求項１または２に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項４】
前記第１および第２の記録素子基板には、前記記録素子を内部に備える圧力室が夫々設けられており、前記供給口から供給された前記液体は、前記供給流路、前記圧力室、前記回収流路、前記回収口をこの順に流動する、請求項３に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項５】
前記第１および第２の記録素子基板の夫々における前記供給口と前記回収口との数の総和は奇数個である、請求項１から４のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項６】
前記第１および第２の記録素子基板は、前記第１の方向に沿って直線状に設けられている、請求項１から５のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項７】
前記支持部材には、前記第１の方向に沿って延在する、前記液体を前記第１および第２の記録素子基板の前記供給口に供給するための共通供給流路と、前記液体を前記第１および第２の記録素子基板の前記回収口から回収するための共通回収流路と、が設けられている、請求項１から６のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項８】
前記第１および第２の記録素子基板の夫々の前記支持部材側の面には、前記液体とは異なる種類の液体を前記支持部材から前記第１および第２の記録素子基板に供給するための第２の供給口と、前記異なる種類の液体を前記第１および第２の記録素子基板から前記支持部材に回収するための第２の回収口と、が設けられている、請求項１から７のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項９】
前記第１および第２の記録素子基板の夫々において、前記供給口の数は前記回収口の数より多い、請求項１に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項１０】
前記第１および第２の記録素子基板の夫々において、前記回収口の数は前記供給口の数より多い、請求項２に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項１１】
前記第１および第２の記録素子基板の夫々の前記供給流路は、複数の前記供給口と連通している、請求項３に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項１２】
前記第１および第２の記録素子基板の夫々の前記回収流路は、複数の前記回収口と連通している、請求項３に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項１３】
前記共通供給流路の圧力を前記共通回収流路の圧力よりも高く制御するための圧力制御ユニットを備える、請求項７に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項１４】
前記圧力制御ユニットは、前記共通供給流路と連通する第１の圧力制御ユニットと、前記共通回収流路と連通する第２の圧力制御ユニットと、を含む、請求項１３に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項１５】
前記第１および第２の記録素子基板の夫々の形状は、略平行四辺形である、請求項１から１４のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項１６】
前記第１および第２の記録素子基板の夫々は、４種類の液体を吐出する、請求項１から１５のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項１７】
前記第１および第２の記録素子基板の夫々は、前記４種類の液体の夫々に対応した供給流路および回収流路を備える、請求項１６に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項１８】
前記第１の記録素子基板に接続される第１のフレキシブル配線基板と、前記第２の記録素子基板に接続される第2のフレキシブル配線基板と、を備える、請求項１から１７のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項１９】
記録媒体の長さに対応したページワイド型の液体吐出ヘッドである、請求項１から１８のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項２０】
前記圧力室内の前記液体は、前記圧力室の外部との間で循環される、請求項４に記載の液体吐出ヘッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インク等の液体を吐出口から吐出可能な液体吐出ヘッドおよび液体吐出装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
インク等の液体を吐出して記録を行うインクジェット分野において、近年、記録用途が多岐に渡ってきており、高精細かつ高品位な記録の要求がさらに高まっている。記録の高精細化に対しては、複数の吐出口を高密度に配置することによって記録の解像度を上げる方法が知られている。また、さらなる高品位記録を実現するために、液滴の吐出速度の低下や色材濃度の変調の原因となる吐出口からの水分蒸発などによるインクの増粘を抑制することが必要となっている。
【０００３】
吐出口からの水分蒸発などによるインクの増粘を抑制する方法として、吐出口が配置されている圧力室のインクを強制的に流れさせることにより、圧力室内に滞留している増粘したインクを流出させる方法が知られている。しかしながら、各圧力室に流れるインクの循環流量のばらつきが大きくなったり、各圧力室の圧力のばらつきが大きくなったりすると、吐出口間で吐出特性や色材濃度の差異が大きくなってしまうという課題があった。この課題に対して、特許文献１には、圧力室の流路抵抗を、圧力室にインクを供給するための流路の流路抵抗および圧力室からインクを流出するための流路の流路抵抗の１／１００以下に保つ方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−１７９０４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、複数の吐出口を高密度に配置するために、吐出口列を構成する吐出口の数を増加させたり、吐出口列同士の間隔を狭くしたりすると、特許文献１の方法では課題がある点を見出した。つまり、各圧力室に流れるインクの循環流量のばらつきや、各圧力室の圧力のばらつきを抑制することが困難になる場合があるということが分かった。吐出口列を構成する吐出口の数が増えると、吐出口列の列方向（吐出口の配列方向）における吐出口の分布が広くなる。そのため、吐出口列の列方向に並ぶ複数の圧力室間において、各圧力室に流れるインクの循環流量のばらつきや各圧力室の圧力のばらつきが生じ易くなる。また、複数の吐出口列を高密度に配置すると、隣接する流路との関係で、吐出口列の列方向に延在する流路の幅（複数の吐出口列が並ぶ方向の長さ）を大きくすることは困難となる。そのため、圧力損失の影響が大きくなり、吐出口列の列方向に並ぶ複数の圧力室間において、各圧力室に流れるインクの循環流量のばらつきや各圧力室の圧力のばらつきが生じてしまうことがある。
【０００６】
そこで、本発明は上記課題に鑑み、複数の吐出口が高密度に配置された液体吐出ヘッドの流路に流れる液体の循環流量のばらつきや圧力のばらつきを抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の液体吐出ヘッドは、液体を吐出する吐出口と、前記吐出口から液体を吐出するためのエネルギーを発生する記録素子とを夫々備える第１および第２の記録素子基板と、前記前記第１および第２の記録素子基板が第１の方向に配列される支持部材と、を備える液体吐出ヘッドであって、前記第１および第２の記録素子基板の夫々の前記支持部材側の面には、液体を前記支持部材から前記第１および第２の記録素子基板に供給するための供給口と、前記液体を前記第１および第２の記録素子基板から前記支持部材に回収するための回収口と、が設けられており、前記第１および第２の記録素子基板の夫々に設けられる前記供給口および前記回収口において、前記第１の方向における両端部側には前記供給口が設けられていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、液体吐出ヘッド内を流れる液体の循環流量のばらつきや圧力のばらつきを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】液体を吐出する液体吐出装置の概略構成を示した図である。
【図２】記録装置に適用される循環経路の第１循環形態を示す模式図である。
【図３】記録装置に適用される循環経路の第２循環形態を示す模式図である。
【図４】液体吐出ヘッドへのインクの流入量の違いを示した概略図である。
【図５】液体吐出ヘッドを示した斜視図である。
【図６】液体吐出ヘッドを構成する各部品またはユニットを示した分解斜視図である。
【図７】第１〜第３流路部材の各流路部材の表面と裏面を示した図である。
【図８】図７（ａ）のα部の吐出モジュールが搭載される面から示した透視図である。
【図９】図８のＩＸ−ＩＸにおける断面を示した図である。
【図１０】１つの吐出モジュールを示した斜視図と分解図である。
【図１１】記録素子基板を示した図である。
【図１２】記録素子基板および蓋部材の断面を示す斜視図である。
【図１３】記録素子基板の隣接部を部分的に拡大して示した平面図である。
【図１４】液体吐出ヘッドを示した斜視図である。
【図１５】液体吐出ヘッドを示した斜視分解図である。
【図１６】第１流路部材を示した図である。
【図１７】記録素子基板と流路部材との液体の接続関係を示した透視図である。
【図１８】図１７のＸＶＩＩＩ−ＸＶＩＩＩにおける断面を示した図である。
【図１９】１つの吐出モジュールを示した斜視図と分解図である。
【図２０】記録素子基板を示す模式図である。
【図２１】液体を吐出して記録を行うインクジェット記録装置を示した図である。
【図２２】本発明の第１の実施形態における液体吐出ヘッドの要部の分解図である。
【図２３】第１の実施形態における液体吐出ヘッドの一部を切り出した分解図である。
【図２４】第１の実施形態における液体吐出ヘッドの一部を切り出した断面図である。
【図２５】第１の実施形態における液体吐出ヘッドの一部を切り出した等価回路図である。
【図２６】第１の実施形態における液体吐出ヘッドの一部を切り出した等価回路図および流路内の圧力分布を説明する図である。
【図２７】第１の実施形態における記録素子基板の上面図である。
【図２８】第１の実施形態における液体吐出ヘッドの一部の上面透過図である。
【図２９】本発明の第２の実施形態における液体吐出ヘッドの要部の分解図である。
【図３０】第２の実施形態における記録素子基板の上面図である。
【図３１】第２の実施形態における液体吐出ヘッドの一部の上面透過図である。
【図３２】第２の実施形態における循環流量のばらつきを説明する図である。
【図３３】本発明の第３の実施形態における液体吐出ヘッドの要部の分解図である。
【図３４】本発明の第４の実施形態における液体吐出ヘッドの要部の分解図である。
【図３５】本発明を適用可能な液体吐出ヘッドの全体図である。
【図３６】本発明のインク供給系の１例を説明する概念図である。
【図３７】インク循環流の流量のばらつきの影響を説明する図である。
【図３８】本発明の液体吐出ヘッドの作製工程の１例を示す図である。
【図３９】第２の実施形態における記録素子基板の温度分布を説明する図である。
【図４０】適用例１における液体吐出装置の概略説明図である。
【図４１】第３循環形態を説明する図である。
【図４２】適用例１における液体吐出ヘッドを説明する図である。
【図４３】適用例１における液体吐出ヘッドを説明する図である。
【図４４】適用例１における液体吐出ヘッドを説明する図である。
【図４５】適用例３における液体吐出装置の概略説明図である。
【図４６】第４循環形態を説明する図である。
【図４７】適用例３における液体吐出ヘッドを説明する図である。
【図４８】適用例３における液体吐出ヘッドを説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態に係る液体吐出ヘッドおよび液体吐出装置について説明する。
【００１１】
なお、本発明の液体吐出ヘッドおよび液体吐出装置は、プリンタ、複写機、通信システムを有するファクシミリ、プリンタ部を有するワードプロセッサなどの装置、さらには各種処理装置と複合的に組み合わされた産業記録装置に適用可能である。本発明の液体吐出ヘッドおよび液体吐出装置は、例えば、バイオチップ作製や電子回路印刷などの用途にも用いることができる。
【００１２】
また、以下に述べる各適用例および各実施形態は、本発明の適切な具体例であるから、技術的に好ましい様々の限定が付けられている。しかし、本発明の思想に沿うものであれば、本実施形態は、本明細書の実施形態やその他の具体的方法に限定されるものではない。
【００１３】
以下に、本発明を適用可能な各適用例について説明する。
【００１４】
（適用例１）
（インクジェット記録装置の説明）
図１は、本発明の液体を吐出する液体吐出装置、特にはインクを吐出して記録を行うインクジェット記録装置（以下、記録装置とも称す）１０００の概略構成を示した図である。記録装置１０００は、記録媒体２を搬送する搬送部１と、記録媒体２の搬送方向と略直交して配置されるライン型（ページワイド型）の液体吐出ヘッド３とを備え、複数の記録媒体２を連続もしくは間欠に搬送しながら１パスで連続記録を行うライン型記録装置である。液体吐出ヘッド３は循環経路内の圧力（負圧）を制御する負圧制御ユニット２３０と、負圧制御ユニット２３０と流体連通した液体供給ユニット２２０と、液体供給ユニット２２０へのインクの供給および排出口となる液体接続部１１１と、筺体８０とを備えている。記録媒体２は、カット紙に限らず、連続したロール媒体であってもよい。液体吐出ヘッド３は、シアンＣ、マゼンタＭ、イエローＹ、ブラックＫのインクによるフルカラー記録が可能であり、液体を液体吐出ヘッド３へ供給する供給流路である液体供給手段、メインタンクおよびバッファタンク（後述する図２参照）が流体的に接続される。また、液体吐出ヘッド３には、液体吐出ヘッド３へ電力および吐出制御信号を伝送する電気制御部が電気的に接続される。液体吐出ヘッド３内における液体経路および電気信号経路については後述する。
【００１５】
記録装置１０００は、インク等の液体を後述するタンクと液体吐出ヘッド３との間で循環させる形態のインクジェット記録装置である。その循環の形態は、液体吐出ヘッド３の下流側で２つの循環ポンプ（高圧用、低圧用）を可動することで循環させる第１循環形態と、液体吐出ヘッド３の上流側で２つの循環ポンプ（高圧用、低圧用）を可動することで循環させる第２循環形態とがある。以下、この循環の第１循環形態と第２循環形態とについて説明する。
【００１６】
（第１循環形態の説明）
図２は、本適用例の記録装置１０００に適用される循環経路の第１循環形態を示す模式図である。液体吐出ヘッド３は、第１循環ポンプ（高圧側）１００１、第１循環ポンプ（低圧側）１００２およびバッファタンク１００３等に流体的に接続されている。なお図２では、説明を簡略化するため、シアンＣ、マゼンタＭ、イエローＹ、ブラックＫのインクの内の１色のインクが流動する経路のみを示しているが、実際には４色分の循環経路が、液体吐出ヘッド３および記録装置本体に設けられる。
【００１７】
第１循環形態では、メインタンク１００６内のインクは、補充ポンプ１００５によってバッファタンク１００３に供給され、その後、第２循環ポンプ１００４によって液体接続部１１１を介して液体吐出ヘッド３の液体供給ユニット２２０に供給される。その後、液体供給ユニット２２０に接続された負圧制御ユニット２３０で異なる２つの負圧（高圧、低圧）に調整されたインクは、高圧側と低圧側の２つの流路に分かれて循環する。液体吐出ヘッド３内のインクは、液体吐出ヘッド３の下流の第１循環ポンプ（高圧側）１００１および第１循環ポンプ（低圧側）１００２の作用で液体吐出ヘッド内を循環し、液体接続部１１１を介して液体吐出ヘッド３から排出されてバッファタンク１００３に戻る。
【００１８】
サブタンクであるバッファタンク１００３は、メインタンク１００６と接続され、タンク内部と外部とを連通する不図示の大気連通口を有し、インク中の気泡を外部に排出することが可能である。バッファタンク１００３とメインタンク１００６との間には、補充ポンプ１００５が設けられている。補充ポンプ１００５は、インクを吐出しての記録や吸引回復等、液体吐出ヘッド３の吐出口からインクを吐出（排出）することによって消費されたインクをメインタンク１００６からバッファタンク１００３へ移送する。
【００１９】
２つの第１循環ポンプ１００１、１００２は、液体吐出ヘッド３の液体接続部１１１から液体を引き出してバッファタンク１００３へ流す。第１循環ポンプとしては、定量的な送液能力を有する容積型ポンプが好ましい。具体的にはチューブポンプ、ギアポンプ、ダイヤフラムポンプ、シリンジポンプ等が挙げられるが、例えば一般的な定流量弁やリリーフ弁をポンプ出口に配して一定流量を確保する形態であってもよい。液体吐出ヘッド３の駆動時には、第１循環ポンプ（高圧側）１００１および第１循環ポンプ（低圧側）１００２を稼働することによって、それぞれ共通供給流路２１１、共通回収流路２１２内を所定流量のインクが流れる。このようにインクを流すことで、記録時の液体吐出ヘッド３の温度を最適の温度に維持している。液体吐出ヘッド３駆動時の所定流量は、液体吐出ヘッド３内の各記録素子基板１０間の温度差が記録画質に影響しない程度に維持可能である流量以上に設定することが好ましい。もっとも、あまりに大きな流量に設定すると、液体吐出ユニット３００内の流路の圧損の影響により、各記録素子基板１０で負圧差が大きくなり画像の濃度ムラが生じてしまう。そのため、各記録素子基板１０間の温度差と負圧差を考慮しながら流量を設定することが好ましい。
【００２０】
負圧制御ユニット２３０は、第２循環ポンプ１００４と液体吐出ユニット３００との間の経路に設けられている。この負圧制御ユニット２３０は、単位面積あたりの吐出量の差等によって循環系におけるインクの流量が変動した場合でも、負圧制御ユニット２３０よりも下流側（即ち液体吐出ユニット３００側）の圧力を予め設定した一定圧力に維持するように動作する。負圧制御ユニット２３０を構成する２つの負圧制御機構としては、負圧制御ユニット２３０よりも下流の圧力を、所望の設定圧を中心として一定の範囲以下の変動で制御できるものであれば、どのような機構を用いてもよい。一例としては所謂「減圧レギュレータ」と同様の機構を採用することができる。本適用例における循環流路では、第２循環ポンプ１００４によって、液体供給ユニット２２０を介して負圧制御ユニット２３０の上流側を加圧している。このようにすると、バッファタンク１００３の液体吐出ヘッド３に対する水頭圧の影響を抑制できるので、記録装置１０００におけるバッファタンク１００３のレイアウトの自由度を広げることができる。
【００２１】
第２循環ポンプ１００４としては、液体吐出ヘッド３の駆動時に使用するインク循環流量の範囲において、一定圧以上の揚程圧を有するものであればよく、ターボ型ポンプや容積型ポンプなどを使用できる。具体的には、ダイヤフラムポンプ等が適用可能である。また第２循環ポンプ１００４の代わりに、例えば負圧制御ユニット２３０に対してある一定の水頭差をもって配置された水頭タンクでも適用可能である。図２に示したように負圧制御ユニット２３０は、それぞれが互いに異なる制御圧が設定された２つの負圧調整機構を備えている。２つの負圧調整機構の内、相対的に高圧設定側（図２でＨと記載）、相対的に低圧設定側（図２でＬと記載）は、それぞれ、液体供給ユニット２２０内を経由して、液体吐出ユニット３００内の共通供給流路２１１、共通回収流路２１２に接続されている。液体吐出ユニット３００には、共通供給流路２１１、共通回収流路２１２、各記録素子基板と連通する個別流路２１５（個別供給流路２１３、個別回収流路２１４）が設けられている。共通供給流路２１１には、負圧制御機構Ｈが、共通回収流路２１２には負圧制御機構Ｌが接続されており、２つの共通流路間に差圧が生じている。そして、個別流路２１５は、共通供給流路２１１および共通回収流路２１２と連通しているので、液体の一部が、共通供給流路２１１から記録素子基板１０の内部流路を通過して共通回収流路２１２へと流れる流れ（図２の矢印）が発生する。
【００２２】
このようにして、液体吐出ユニット３００では、共通供給流路２１１および共通回収流路２１２内をそれぞれ通過するように液体を流しつつ、一部の液体が各記録素子基板１０内を通過するような流れが発生する。このため、各記録素子基板１０で発生する熱を共通供給流路２１１および共通回収流路２１２を流れるインクによって記録素子基板１０の外部へ排出することができる。またこのような構成により、液体吐出ヘッド３による記録を行っている際に、吐出を行っていない吐出口や圧力室においてもインクの流れを生じさせることができる。これによって、吐出口内で増粘したインクの粘度を低下させることで、インクの増粘を抑制することができる。また、増粘したインクやインク中の異物を共通回収流路２１２へと排出することができる。このため、本適用例の液体吐出ヘッド３は、高速で高画質な記録が可能となる。
【００２３】
（第２循環形態の説明）
図３は、本適用例の記録装置に適用される循環経路のうち、上述した第１循環形態とは異なる循環形態である第２循環形態を示す模式図である。前述の第１循環形態との主な相違点は、負圧制御ユニット２３０を構成する２つの負圧制御機構が共に、負圧制御ユニット２３０よりも上流側の圧力を、所望の設定圧を中心として一定範囲内の変動で制御する点である。また、第１循環形態との相違点として、第２循環ポンプ１００４が負圧制御ユニット２３０の下流側を減圧する負圧源として作用する点がある。更に、第１循環ポンプ（高圧側）１００１および第１循環ポンプ（低圧側）１００２が液体吐出ヘッド３の上流側に配置され、負圧制御ユニット２３０が液体吐出ヘッド３の下流側に配置されている点も相違する点である。
【００２４】
第２循環形態では、メインタンク１００６内のインクは、補充ポンプ１００５によってバッファタンク１００３に供給される。その後インクは２つの流路に分けられ、液体吐出ヘッド３に設けられた負圧制御ユニット２３０の作用で高圧側と低圧側の２つの流路で循環する。高圧側と低圧側の２つの流路に分けられたインクは、第１循環ポンプ（高圧側）１００１および第１循環ポンプ（低圧側）１００２の作用で液体接続部１１１を介して液体吐出ヘッド３に供給される。その後、第１循環ポンプ（高圧側）１００１および第１循環ポンプ（低圧側）１００２の作用で液体吐出ヘッド内を循環したインクは、負圧制御ユニット２３０を経て、液体接続部１１１を介して液体吐出ヘッド３から排出される。排出されたインクは、第２循環ポンプ１００４によってバッファタンク１００３に戻される。
【００２５】
第２循環形態で負圧制御ユニット２３０は、単位面積あたりの吐出量の変化等によって生じる流量の変動があっても、負圧制御ユニット２３０の上流側（即ち液体吐出ユニット３００側）の圧力変動を予め設定された圧力を中心として一定範囲内に安定させる。本適用例の循環流路では、第２循環ポンプ１００４によって、液体供給ユニット２２０を介して負圧制御ユニット２３０の下流側を加圧している。このようにすると液体吐出ヘッド３に対するバッファタンク１００３の水頭圧の影響を抑制できるので、記録装置１０００におけるバッファタンク１００３のレイアウトの選択幅を広げることができる。第２循環ポンプ１００４の代わりに、例えば負圧制御ユニット２３０に対して所定の水頭差をもって配置された水頭タンクであっても適用可能である。第２循環形態は第１循環形態と同様に、負圧制御ユニット２３０は、それぞれが互いに異なる制御圧が設定された２つの負圧制御機構を備えている。２つの負圧調整機構の内、高圧設定側（図３でＨと記載）、低圧設定側（図３でＬと記載）はそれぞれ、液体供給ユニット２２０内を経由して、液体吐出ユニット３００内の共通供給流路２１１または共通回収流路２１２に接続されている。２つの負圧調整機構により、共通供給流路２１１の圧力を共通回収流路２１２の圧力より相対的に高くすることで、共通供給流路２１１から個別流路２１５および各記録素子基板１０の内部流路を介して共通回収流路２１２へと流れる液体の流れが発生する。
【００２６】
このような第２循環形態では、液体吐出ユニット３００内には第１循環形態と同様の液体の流れ状態が得られるが、第１循環形態の場合とは異なる２つの利点がある。１つ目の利点は、第２循環形態では負圧制御ユニット２３０が液体吐出ヘッド３の下流側に配置されているので、負圧制御ユニット２３０から発生するゴミや異物が液体吐出ヘッド３へ流入する懸念が少ないことである。２つ目の利点は、第２循環形態では、バッファタンク１００３から液体吐出ヘッド３へ供給する必要流量の最大値が、第１循環形態の場合よりも少なくて済むことである。その理由は次の通りである。
【００２７】
記録待機時に循環している場合の、共通供給流路２１１および共通回収流路２１２内の流量の合計を流量Ａとする。流量Ａの値は、記録待機中に液体吐出ヘッド３の温度調整にあたり、液体吐出ユニット３００内の温度差を所望の範囲内にするために必要な最小限の流量として定義される。また液体吐出ユニット３００の全ての吐出口からインクを吐出する場合（全吐出時）の吐出流量を流量Ｆ（１吐出口当りの吐出量×単位時間当たりの吐出周波数×吐出口数）と定義する。
【００２８】
図４は、第１循環形態と第２循環形態とにおける、液体吐出ヘッド３へのインクの流入量の違いを示した概略図である。図４（ａ）は、第１循環形態における待機時を示しており、図４（ｂ）は、第１循環形態における全吐出時を示している。図４（ｃ）から図４（ｆ）は、第２循環流路を示しており、図４（ｃ）、（ｄ）が流量Ｆ＜流量Ａの場合で、図４（ｅ）、（ｆ）が流量Ｆ＞流量Ａの場合であり、それぞれ、待機時と全吐出時の流量を示している。
【００２９】
定量的な送液能力を有する第１循環ポンプ１００１および第１循環ポンプ１００２が液体吐出ヘッド３の下流側に配置されている第１循環形態の場合（図４（ａ）、（ｂ））、第１循環ポンプ１００１および第１循環ポンプ１００２の合計設定流量は流量Ａとなる。この流量Ａによって、待機時の液体吐出ユニット３００内の温度管理が可能となる。そして、液体吐出ヘッド３で全吐出が行われる場合、第１循環ポンプ１００１および第１循環ポンプ１００２の合計設定流量は流量Ａのままである。しかし、液体吐出ヘッド３へ供給される最大流量は、液体吐出ヘッド３で吐出によって生じる負圧が作用して、合計設定流量の流量Ａに全吐出による消費分の流量Ｆが加算される。よって、液体吐出ヘッド３への供給量の最大値は、流量Ｆが流量Ａに加算されるため流量Ａ＋流量Ｆとなる（図４（ｂ））。
【００３０】
一方で、第１循環ポンプ１００１および第１循環ポンプ１００２が液体吐出ヘッド３の上流側に配置されている第２循環形態の場合（図４（ｃ）から図４（ｆ））は、記録待機時に必要な液体吐出ヘッド３への供給量は、第１循環形態と同様に流量Ａである。従って、第１循環ポンプ１００１および第１循環ポンプ１００２が液体吐出ヘッド３の上流側に配置されている第２循環形態では、流量Ｆよりも流量Ａが多い場合（図４（ｃ）、（ｄ））には、全吐出時でも液体吐出ヘッド３への供給量は流量Ａで十分である。その際、液体吐出ヘッド３からの排出流量は、流量Ａ−流量Ｆとなる（図４（ｄ））。しかし、流量Ａよりも流量Ｆが多い場合（図４（ｅ）、（ｆ））には、全吐出時には液体吐出ヘッド３への供給流量を流量Ａとすると流量が足りなくなってしまう。そのため、流量Ａよりも流量Ｆが多い場合には、液体吐出ヘッド３への供給量を流量Ｆとする必要がある。その際、全吐出が行われると、液体吐出ヘッド３では流量Ｆが消費されるため、液体吐出ヘッド３からの排出流量は、ほとんど排出されない状態となる（図４（ｆ））。なお、流量Ａよりも流量Ｆが多い場合で、吐出は行うが全吐出ではない場合には、流量Ｆから吐出で消費された分が引かれた量が液体吐出ヘッド３から排出される。また、流量Ａと流量Ｆとが等しい場合には、液体吐出ヘッド３へは流量Ａ（または流量Ｆ）が供給されて、液体吐出ヘッド３では流量Ｆが消費されるため、液体吐出ヘッド３からの排出流量は、ほとんど排出されない状態となる。
【００３１】
このように、第２循環形態の場合、第１循環ポンプ１００１および第１循環ポンプ１００２の設定流量の合計値、即ち必要供給流量の最大値は、流量Ａまたは流量Ｆの大きい方の値となる。このため、同一構成の液体吐出ユニット３００を使用する限り、第２循環形態における必要供給量の最大値（流量Ａまたは流量Ｆ）は、第１循環形態における必要供給流量の最大値（流量Ａ＋流量Ｆ）よりも小さくなる。
【００３２】
そのため第２循環形態の場合、適用可能な循環ポンプの自由度が高まり、例えば構成の簡便な低コストの循環ポンプを使用したり、本体側経路に設置される冷却器（不図示）の負荷を低減したりすることができ、記録装置のコストを低減できるという利点がある。この利点は、流量Ａまたは流量Ｆの値が比較的大きくなるラインヘッドであるほど大きくなり、ラインヘッドの中でも長手方向の長さが長いラインヘッドほど有益である。
【００３３】
しかしながら一方で、第１循環形態の方が、第２循環形態に対して有利になる点もある。すなわち第２循環形態では、記録待機時に液体吐出ユニット３００内を流れる流量が最大であるため、単位面積当たりの吐出量が少ない画像（以下、低Ｄｕｔｙ画像ともいう）であるほど、各吐出口に高い負圧が印加された状態となる。このため、流路幅が狭く高い負圧である場合、ムラの見えやすい低Ｄｕｔｙ画像で吐出口に高い負圧が印加されるため、インクの主滴に伴って吐出される所謂サテライト滴が多く発生して記録品位が低下する虞がある。
【００３４】
一方、第１循環形態の場合、高い負圧が吐出口に印加されるのは単位面積当たりの吐出量が多い画像（以下、高Ｄｕｔｙ画像ともいう）形成時であるため、仮にサテライト滴が発生しても視認されにくく、画像への影響は小さいという利点がある。これら２つの循環形態の選択は、液体吐出ヘッドおよび記録装置本体の仕様（吐出流量Ｆ、最小循環流量Ａ、およびヘッド内流路抵抗）に照らして好ましい選択を採ることができる。
【００３５】
（第３循環形態の説明）
図４１は、本実施形態の記録装置に適用される循環経路の１形態である第３循環形態を示す模式図である。上記第１および第２循環形態と同様な機能、構成については説明を省略し、異なる点について主体的に説明する。
【００３６】
本循環形態では、液体吐出ヘッド３の中央部の２個所と、液体吐出ヘッド３の一端側の計３か所から液体吐出ヘッド３内に液体が供給される。液体は、共通供給流路２１１から各圧力室２３を経た後に共通回収流路２１２に回収され、液体吐出ヘッド３の他端部にある回収開口から外部へ回収される。個別流路２１３は共通供給流路２１１および共通回収流路２１２と連通しており、各個別流路２１３の経路中に記録素子基板１０およびその記録素子基板内に配される圧力室２３が設けられている。よって、第１循環ポンプ１００２で流す液体の一部は、供給流路２１１から記録素子基板１０の圧力室２３内を通過して、共通回収流路２１２へと流れる（図４１の矢印）。これは、共通供給流路２１１に接続された圧力調整機構Ｈと、共通回収流路２１２に接続された圧力調整機構Ｌとの間に圧力差が設けられ、第１循環ポンプ１００２が共通回収流路２１２のみに接続されているからである。
【００３７】
このようにして、液体吐出ユニット３００では、共通回収流路２１２内を通過するような液体の流れと、共通供給流路２１１から各記録素子基板１０内の圧力室２３を通過し共通回収流路２１２に流れが発生する。このため、圧力損失の増大を抑制しつつ、各記録素子基板１０で発生する熱を共通供給流路２１１から共通回収流路２１２への流れで記録素子基板１０の外部へ排出することが出来る。また、本循環経路によれば、上記第１および第２の循環経路に比べて液体の輸送手段であるポンプの数を少なくすることが可能となる。
【００３８】
（液体吐出ヘッド構成の説明）
適用例１に係る液体吐出ヘッド３の構成について説明する。図５（ａ）および図５（ｂ）は、本適用例に係る液体吐出ヘッド３を示した斜視図である。液体吐出ヘッド３は、１つの記録素子基板１０でシアンＣ／マゼンタＭ／イエロＹ／ブラックＫの４色のインクを吐出可能な記録素子基板１０を直線上に１５個配列（インラインに配置）されるライン型の液体吐出ヘッドである。
【００３９】
図５（ａ）に示すように液体吐出ヘッド３は、各記録素子基板１０と、フレキシブル配線基板４０および電気配線基板９０を介して電気的に接続された信号入力端子９１と電力供給端子９２を備える。信号入力端子９１および電力供給端子９２は、記録装置１０００の制御部と電気的に接続され、それぞれ吐出駆動信号および吐出に必要な電力を記録素子基板１０に供給する。電気配線基板９０内の電気回路によって配線を集約することで、信号入力端子９１および電力供給端子９２の数を記録素子基板１０の数に比べて少なくすることができる。これにより、記録装置１０００に対して液体吐出ヘッド３を組み付ける時または液体吐出ヘッドの交換時に取り外しが必要な電気接続部数が少なくて済む。
【００４０】
図５（ｂ）に示すように、液体吐出ヘッド３の両端部に設けられた液体接続部１１１は、記録装置１０００の液体供給系と接続される。これによりシアンＣ／マゼンタＭ／イエロＹ／ブラックＫ４色のインクが記録装置１０００の供給系から液体吐出ヘッド３に供給され、また液体吐出ヘッド３内を通ったインクが記録装置１０００の供給系へ回収されるようになっている。このように各色のインクは、記録装置１０００の経路と液体吐出ヘッド３の経路を介して循環可能である。
【００４１】
図６は、液体吐出ヘッド３を構成する各部品またはユニットを示した分解斜視図である。液体吐出ユニット３００、液体供給ユニット２２０および電気配線基板９０が筺体８０に取り付けられている。液体供給ユニット２２０には液体接続部１１１（図３参照）が設けられるとともに、液体供給ユニット２２０の内部には、供給されるインク中の異物を取り除くため、液体接続部１１１の各開口と連通する各色別のフィルタ２２１（図２、図３参照）が設けられている。２つの液体供給ユニット２２０は、それぞれに２色分ずつのフィルタ２２１が設けられている。フィルタ２２１を通過した液体は、それぞれの色に対応して液体供給ユニット２２０上に配置された負圧制御ユニット２３０へ供給される。負圧制御ユニット２３０は、各色別の負圧制御弁からなるユニットであり、それぞれの内部に設けられる弁やバネ部材などの働きで液体の流量の変動に伴って生じる記録装置１０００の供給系内（液体吐出ヘッド３の上流側の供給系）の圧損変化を大幅に減衰させる。これによって負圧制御ユニット２３０は、負圧制御ユニットよりも下流側（液体吐出ユニット３００側）の負圧変化をある一定範囲内で安定化させることが可能である。各色の負圧制御ユニット２３０内には、図２で記述したように各色２つの負圧制御弁が内蔵されている。２つの負圧制御弁は、それぞれ異なる制御圧力に設定され、高圧側が液体吐出ユニット３００内の共通供給流路２１１（図２参照）、低圧側が共通回収流路２１２（図２参照）と液体供給ユニット２２０を介して連通している。
【００４２】
筐体８０は、液体吐出ユニット支持部８１および電気配線基板支持部８２とから構成され、液体吐出ユニット３００および電気配線基板９０を支持するとともに、液体吐出ヘッド３の剛性を確保している。電気配線基板支持部８２は、電気配線基板９０を支持するためのものであり、液体吐出ユニット支持部８１にネジ止めによって固定されている。液体吐出ユニット支持部８１は、液体吐出ユニット３００の反りや変形を矯正して、複数の記録素子基板１０の相対位置精度を確保する役割を有し、それにより記録物におけるスジやムラを抑制する。そのため液体吐出ユニット支持部８１は、十分な剛性を有することが好ましく、材質としてはＳＵＳやアルミなどの金属材料、もしくはアルミナなどのセラミックが好適である。液体吐出ユニット支持部８１には、ジョイントゴム１００が挿入される開口８３、８４が設けられている。液体供給ユニット２２０から供給される液体は、ジョイントゴムを介して液体吐出ユニット３００を構成する第３流路部材７０へと導かれる。
【００４３】
液体吐出ユニット３００は、複数の吐出モジュール２００、流路部材２１０からなり、液体吐出ユニット３００の記録媒体側の面にはカバー部材１３０が取り付けられる。ここで、カバー部材１３０は、図６に示したように長尺の開口１３１が設けられた額縁状の表面を持つ部材であり、開口１３１からは吐出モジュール２００に含まれる記録素子基板１０および封止部材１１０（後述する図１０参照）が露出している。開口１３１の周囲の枠部は、記録待機時に液体吐出ヘッド３をキャップするキャップ部材の当接面としての機能を有する。このため、開口１３１の周囲に沿って接着剤、封止材、充填材等を塗布し、液体吐出ユニット３００の吐出口面上の凹凸や隙間を埋めることで、キャップ時に閉空間が形成されるようにすることが好ましい。
【００４４】
次に、液体吐出ユニット３００に含まれる流路部材２１０の構成について説明する。図６に示したように流路部材２１０は、第１流路部材５０、第２流路部材６０および第３流路部材７０を積層したものであり、液体供給ユニット２２０から供給された液体を各吐出モジュール２００へと分配する。また流路部材２１０は、吐出モジュール２００から環流する液体を液体供給ユニット２２０へと戻すための流路部材である。流路部材２１０は、液体吐出ユニット支持部８１にネジ止めで固定されており、それにより流路部材２１０の反りや変形が抑制されている。
【００４５】
図７（ａ）〜（ｆ）は、第１〜第３流路部材の各流路部材の表面と裏面を示した図である。図７（ａ）は、第１流路部材５０の、吐出モジュール２００が搭載される側の面を示し、図７（ｆ）は、第３流路部材７０の、液体吐出ユニット支持部８１と当接する側の面を示す。第１流路部材５０と第２流路部材６０とは、夫々の流路部材の当接面である図７（ｂ）と図７（ｃ）が対向するように接合し、第２流路部材と第３流路部材とは、夫々の流路部材の当接面である図７（ｄ）と図７（ｅ）が対向するように接合する。第２流路部材６０と第３流路部材７０を接合することで、各流路部材に形成される共通流路溝６２、７１とから、流路部材の長手方向に延在する８本の共通流路（２１１ａ、２１１ｂ、２１１ｃ、２１１ｄ、２１２ａ、２１２ｂ、２１２ｃ、２１２ｄ）が形成される。これにより色毎に共通供給流路２１１と共通回収流路２１２のセットが流路部材２１０内に形成される。共通供給流路２１１から液体吐出ヘッド３にインクが供給されて、液体吐出ヘッド３に供給されたインクは共通回収流路２１２によって回収される。第３流路部材７０の連通口７２（図７（ｆ）参照）は、ジョイントゴム１００の各穴と連通しており、液体供給ユニット２２０（図６参照）と流体的に流通している。第２流路部材６０の共通流路溝６２の底面には、連通口６１（共通供給流路２１１と連通する連通口６１−１、共通回収流路２１２と連通する連通口６１−２）が複数形成されており、第１流路部材５０の個別流路溝５２の一端部と連通している。第１流路部材５０の個別流路溝５２の他端部には連通口５１が形成されており、連通口５１を介して複数の吐出モジュール２００と流体的に連通している。この個別流路溝５２により流路部材の中央側へ流路を集約することが可能となる。
【００４６】
第１〜第３流路部材は、液体に対して耐腐食性を有するとともに、線膨張率の低い材質からなることが好ましい。材質としては例えば、アルミナを用いることができる。また、ＬＣＰ（液晶ポリマ）、ＰＰＳ（ポリフェニルサルファイド）やＰＳＦ（ポリサルフォン）や変性ＰＰＥ（ポリフェニレンエーテル）を母材としてシリカ微粒子やファイバなどの無機フィラーを添加した複合材料（樹脂材料）を好適に用いることができる。流路部材２１０の形成方法としては、３つの流路部材を積層させて互いに接着してもよいし、材質として樹脂複合樹脂材料を選択した場合には、溶着による接合方法を用いてもよい。
【００４７】
図８は、図７（ａ）のα部を示しており、第１〜第３流路部材を接合して形成される流路部材２１０内の流路を第１の流路部材５０の、吐出モジュール２００が搭載される面側から一部を拡大して示した透視図である。共通供給流路２１１と共通回収流路２１２とは、両端部の流路からそれぞれ交互に共通供給流路２１１と共通回収流路２１２とが配置されている。ここで、流路部材２１０内の各流路の接続関係について説明する。
【００４８】
流路部材２１０には、色毎に液体吐出ヘッド３の長手方向に伸びる共通供給流路２１１（２１１ａ、２１１ｂ、２１１ｃ、２１１ｄ）および共通回収流路２１２（２１２ａ、２１２ｂ、２１２ｃ、２１２ｄ）が設けられている。各色の共通供給流路２１１には、個別流路溝５２によって形成される複数の個別供給流路２１３（２１３ａ、２１３ｂ、２１３ｃ、２１３ｄ）が連通口６１を介して接続されている。また、各色の共通回収流路２１２には、個別流路溝５２によって形成される複数の個別回収流路２１４（２１４ａ、２１４ｂ、２１４ｃ、２１４ｄ）が連通口６１を介して接続されている。このような流路構成により各共通供給流路２１１から個別供給流路２１３を介して、流路部材の中央部に位置する記録素子基板１０にインクを集約することができる。また記録素子基板１０から個別回収流路２１４を介して、各共通回収流路２１２にインクを回収することができる。
【００４９】
図９は、図８のＩＸ−ＩＸにおける断面を示した図である。それぞれの個別回収流路（２１４ａ、２１４ｃ）は連通口５１を介して、吐出モジュール２００と連通している。図９では個別回収流路（２１４ａ、２１４ｃ）のみ図示しているが、別の断面においては図８に示すように個別供給流路２１３と吐出モジュール２００とが連通している。各吐出モジュール２００に含まれる支持部材３０および記録素子基板１０には、第１流路部材５０からのインクを記録素子基板１０に設けられる記録素子１５に供給するための流路が形成されている。更に、支持部材３０および記録素子基板１０には、記録素子１５に供給した液体の一部または全部を第１流路部材５０に回収（環流）するための流路が形成されている。
【００５０】
ここで、各色の共通供給流路２１１は、対応する色の負圧制御ユニット２３０（高圧側）と液体供給ユニット２２０を介して接続されており、また共通回収流路２１２は負圧制御ユニット２３０（低圧側）と液体供給ユニット２２０を介して接続されている。この負圧制御ユニット２３０により、共通供給流路２１１と共通回収流路２１２間に差圧（圧力差）を生じさせるようになっている。このため、図８および図９に示したように、各流路を接続した本適用例の液体吐出ヘッド内では、各色で共通供給流路２１１〜個別供給流路２１３〜記録素子基板１０〜個別回収流路２１４〜共通回収流路２１２へと順に流れる流れが発生する。
【００５１】
（吐出モジュールの説明）
図１０（ａ）は、１つの吐出モジュール２００を示した斜視図であり、図１０（ｂ）は、その分解図である。吐出モジュール２００の製造方法としては、まず記録素子基板１０およびフレキシブル配線基板４０を、予め液体連通口３１が設けられた支持部材３０上に接着する。その後、記録素子基板１０上の端子１６と、フレキシブル配線基板４０上の端子４１とをワイヤーボンディングによって電気接続し、その後にワイヤーボンディング部（電気接続部）を封止部材１１０で覆って封止する。フレキシブル配線基板４０の記録素子基板１０と反対側の端子４２は、電気配線基板９０の接続端子９３（図６参照）と電気接続される。支持部材３０は、記録素子基板１０を支持する支持体であるとともに、記録素子基板１０と流路部材２１０とを流体的に連通させる流路部材であるため、平面度が高く、また十分に高い信頼性をもって記録素子基板と接合できるものが好ましい。材質としては例えばアルミナや樹脂材料が好ましい。
【００５２】
（記録素子基板の構造の説明）
図１１（ａ）は記録素子基板１０の吐出口１３が形成される側の面の平面図を示し、図１１（ｂ）は、図１１（ａ）のＡで示した部分の拡大図を示し、図１１（ｃ）は、図１１（ａ）の裏面の平面図を示す。ここで、本適用例における記録素子基板１０の構成について説明する。図１１（ａ）に示すように、記録素子基板１０の吐出口形成部材１２に、各インク色に対応する４列の吐出口列が形成されている。なお、以後、複数の吐出口１３が配列される吐出口列が延びる方向を「吐出口列の列方向」と呼称する。図１１（ｂ）に示すように、各吐出口１３に対応した位置には液体を熱エネルギーにより発泡させるための発熱素子である記録素子１５が配置されている。隔壁２２により、記録素子１５を内部に備える圧力室２３が区画されている。記録素子１５は、記録素子基板１０に設けられる電気配線（不図示）によって、端子１６と電気的に接続されている。そして記録素子１５は、記録装置１０００の制御回路から、電気配線基板９０（図６参照）およびフレキシブル配線基板４０（図１０参照）を介して入力されるパルス信号に基づいて発熱して液体を沸騰させる。この沸騰による発泡の力で液体を吐出口１３から吐出する。図１１（ｂ）に示すように、各吐出口列に沿って、一方の側には液体供給流路１８が、他方の側には液体回収流路１９が延在している。液体供給流路１８および液体回収流路１９は記録素子基板１０に設けられた吐出口列の列方向に伸びた流路であり、それぞれ供給口１７ａ、回収口１７ｂを介して吐出口１３と連通している。
【００５３】
図１１（ｃ）に示すように、記録素子基板１０の、吐出口１３が形成される面の裏面にはシート状の蓋部材２０が積層されており、蓋部材２０には、液体供給流路１８および液体回収流路１９に連通する開口２１が複数設けられている。本適用例においては、液体供給流路１８の１本に対して３個、液体回収流路１９の１本に対して２個の開口２１が蓋部材２０に設けられている。図１１（ｂ）に示すように蓋部材２０の夫々の開口２１は、図７（ａ）に示した複数の連通口５１と連通している。蓋部材２０は、液体に対して十分な耐食性を有している物が好ましく、また、混色防止の観点から、開口２１の開口形状および開口位置には高い精度が求められる。このため蓋部材２０の材質として、感光性樹脂材料やシリコン板を用い、フォトリソプロセスによって開口２１を設けることが好ましい。このように蓋部材２０は、開口２１により流路のピッチを変換するものであり、圧力損失を考慮すると厚みは薄いことが望ましく、フィルム状の部材で構成されることが望ましい。
【００５４】
図１２は、図１１（ａ）におけるＸＩＩ−ＸＩＩにおける記録素子基板１０および蓋部材２０の断面を示す斜視図である。ここで、記録素子基板１０内での液体の流れについて説明する。蓋部材２０は、記録素子基板１０の基板１１に形成される液体供給流路１８および液体回収流路１９の壁の一部を形成する蓋としての機能を有する。記録素子基板１０は、Ｓｉにより形成される基板１１と感光性の樹脂により形成される吐出口形成部材１２とが積層されており、基板１１の裏面には蓋部材２０が接合されている。基板１１の一方の面側には、記録素子１５が形成されており（図１１参照）、その裏面側には、吐出口列に沿って延在する液体供給流路１９および液体回収流路１８を構成する溝が形成されている。基板１１と蓋部材２０とによって形成される液体供給流路１８および液体回収流路１９は、それぞれ流路部材２１０内の共通供給流路２１１と共通回収流路２１２と接続されており、液体供給流路１８と液体回収流路１９との間には差圧が生じている。吐出口１３から液体を吐出して記録を行っている際に、吐出を行っていない吐出口では、この差圧によって基板１１内に設けられた液体供給流路１８内の液体が、供給口１７ａ、圧力室２３、回収口１７ｂを経由して液体回収流路１９へ流れる（図１２の矢印Ｃ）。この流れによって、記録を休止している吐出口１３や圧力室２３において、吐出口１３からの蒸発によって生じる増粘インク、泡および異物などを液体回収流路１９へ回収することができる。また吐出口１３や圧力室２３のインクが増粘するのを抑制することができる。液体回収流路１９へ回収された液体は、蓋部材２０の開口２１および支持部材３０の液体連通口３１（図１０ｂ）を通じて、流路部材２１０内の連通口５１、個別回収流路２１４、共通回収流路２１２の順に回収されて、記録装置１０００の回収経路へ回収される。つまり、記録装置本体から液体吐出ヘッド３へ供給される液体は、下記の順に流動し、供給および回収される。
【００５５】
液体は、まず液体供給ユニット２２０の液体接続部１１１から液体吐出ヘッド３の内部に流入する。そして液体は、ジョイントゴム１００、第３流路部材に設けられた連通口７２および共通流路溝７１、第２流路部材に設けられた共通流路溝６２および連通口６１、第１流路部材に設けられた個別流路溝５２および連通口５１の順に供給される。その後、支持部材３０に設けられた液体連通口３１、蓋部材２０に設けられた開口２１、基板１１に設けられた液体供給流路１８および供給口１７ａを順に介して圧力室２３に供給される。圧力室２３に供給された液体のうち、吐出口１３から吐出されなかった液体は、基板１１に設けられた回収口１７ｂおよび液体回収流路１９、蓋部材２０に設けられた開口２１、支持部材３０に設けられた液体連通口３１を順に流れる。その後液体は、第１流路部材に設けられた連通口５１および個別流路溝５２、第２流路部材に設けられた連通口６１および共通流路溝６２、第３流路部材７０に設けられた共通流路溝７１および連通口７２、ジョイントゴム１００を順に流れる。そして液体は、液体供給ユニット２２０に設けられた液体接続部１１１から液体吐出ヘッド３の外部へ流動する。
【００５６】
図２に示す第１循環形態の形態においては、液体接続部１１１から流入した液体は、負圧制御ユニット２３０を経由した後にジョイントゴム１００に供給される。また図３に示す第２循環形態の形態においては、圧力室２３から回収された液体は、ジョイントゴム１００を通過した後、負圧制御ユニット２３０を介して液体接続部１１１から液体吐出ヘッドの外部へ流動する。また液体吐出ユニット３００の共通供給流路２１１の一端から流入した全ての液体が、個別供給流路２１３ａを経由して圧力室２３に供給されるわけではない。つまり、共通供給流路２１１の一端から流入した液体で、個別供給流路２１３ａに流入することなく、共通供給流路２１１の他端から液体供給ユニット２２０に流動する液体もある。このように、記録素子基板１０を経由することなく流動する経路を備えることで、本適用例のような微細で流抵抗の大きい流路を備える記録素子基板１０を備える場合であっても、液体の循環流の逆流を抑制することができる。このように、本適用例の液体吐出ヘッド３では、圧力室２３や吐出口近傍部の液体の増粘を抑制することができるので、吐出のヨレや不吐出を抑制することができ、結果として高画質な記録を行うことができる。
【００５７】
（記録素子基板間の位置関係の説明）
図１３は、隣り合う２つの吐出モジュールにおける、記録素子基板の隣接部を部分的に拡大して示した平面図である。本適用例では略平行四辺形の記録素子基板を用いている。各記録素子基板１０における吐出口１３が配列される各吐出口列（１４ａ〜１４ｄ）は、液体吐出ヘッド３の長手方向に対し一定角度傾くように配置されている。そして、記録素子基板１０同士の隣接部における吐出口列は、少なくとも１つの吐出口が記録媒体の搬送方向にオーバーラップするようになっている。図１３では、線Ｄ上の２つの吐出口が互いにオーバーラップする関係にある。このような配置によって、仮に記録素子基板１０の位置が所定位置から多少ずれた場合でも、オーバーラップする吐出口の駆動制御によって、記録画像の黒スジや白抜けを目立たなくすることができる。複数の記録素子基板１０を千鳥配置ではなく、直線上（インライン）に配置した場合も、図１３のような構成により液体吐出ヘッド１０の記録媒体の搬送方向の長さの増大を抑えつつ記録素子基板１０同士のつなぎ部における黒スジや白抜け対策を行うことができる。なお、本適用例では記録素子基板の主平面は平行四辺形であるが、これに限るものではなく、例えば長方形、台形、その他形状の記録素子基板を用いた場合でも、本発明の構成を好ましく適用することができる。
【００５８】
（液体吐出ヘッド構成の変形例の説明）
図４０、図４２〜図４４を参照して、液体吐出ヘッドの構成の変形例について説明する。上述した例と同様の構成および機能については説明を省略し、異なる点について主に説明する。本変形例では、図４０、図４２に示すように、液体吐出ヘッド３と外部との液体の接続部である複数の液体接続部１１１は、液体吐出ヘッドの長手方向の一端側に集約して配置されている。液体吐出ヘッド３の他端側には複数の負圧制御ユニット２３０が集約して配置されている（図４３）。液体吐出ヘッド３に含まれる液体供給ユニット２２０は、液体吐出ヘッド３の長さに対応した長尺状のユニットとして構成され、供給する４色の液体に対応した流路およびフィルタ２２１を備える。また、図４３に示すように、液体吐出ユニット支持部８１に設けられる開口８３〜開口８６は、上述した液体吐出ヘッド３とは異なる位置に設けられている。
【００５９】
図４４に流路部材５０，６０，７０の積層状態を示す。複数の流路部材５０，６０、７０の最上層である流路部材５０の上面に複数の記録素子基板１０が直線状に配列される。各記録素子基板１０の裏面側に形成される開口２１（図１９）に連通する流路は、液体の色ごとに、個別供給流路２１３が２つ、個別回収流路２１４が１つとなっている。これに対応して、記録素子基板１０の裏面に設けられる蓋部材２０に形成される開口２１も、液体の色ごとに供給開口２１が２つ、回収開口２１が１つとなっている。図４４に示すように、液体吐出ヘッド３の長手方向に沿って延在する共通供給流路２１１と共通回収流路２１２とが交互に並列されている。
【００６０】
（適用例２）
以下、図面を参照して本発明の適用例２によるインクジェット記録装置２０００および液体吐出ヘッド２００３の構成を説明する。なお以降の説明においては、主として適用例１と異なる部分のみを説明し、適用例１と同様の部分については説明を省略する。 
【００６１】
（インクジェット記録装置の説明）
図２１は、本適用例を適用可能な、液体を吐出して記録を行うインクジェット記録装置２０００を示した図である。本適用例の記録装置２０００は、シアンＣ、マゼンタＭ、イエローＹ、ブラックＫの各インクごとに対応した単色用の液体吐出ヘッド２００３を４つ並列配置させることで記録媒体へフルカラー記録を行う点が適用例１とは異なる。適用例１において１色あたりに使用できる吐出口列数が１列だったのに対し、本適用例においては、１色あたりに使用できる吐出口列数は２０列となっている。このため、記録データを複数の吐出口列に適宜振り分けて記録を行うことで、非常に高速な記録が可能となる。更に、不吐出になる吐出口があったとしても、その吐出口に対して記録媒体の搬送方向に対応する位置にある、他列の吐出口から補完的に吐出を行うことで信頼性が向上し、商業記録などに好適である。適用例１と同様に、各液体吐出ヘッド２００３に対して、記録装置２０００の供給系、バッファタンク１００３（図２、図３参照）およびメインタンク１００６（図２、図３参照）が流体的に接続されている。また、それぞれの液体吐出ヘッド２００３には、液体吐出ヘッド２００３へ電力および吐出制御信号を伝送する電気制御部が電気的に接続されている。
【００６２】
（循環経路の説明）
適用例１と同様に、記録装置２０００および液体吐出ヘッド２００３間の液体の循環形態としては、図２または図３に示した第１および第２循環形態を用いることができる。
【００６３】
（液体吐出ヘッド構造の説明）
図１４（ａ）、（ｂ）は、本適用例に係る液体吐出ヘッド２００３を示した斜視図である。ここで、本適用例に係る液体吐出ヘッド２００３の構造について説明する。液体吐出ヘッド２００３は、液体吐出ヘッド２００３の長手方向に直線上に配列される１６個の記録素子基板２０１０を備え、１種類の液体で記録が可能なインクジェット式のライン型記録ヘッドである。液体吐出ヘッド２００３は、適用例１と同様、液体接続部１１１、信号入力端子９１および電力供給端子９２を備える。しかしながら本適用例の液体吐出ヘッド２００３は、適用例１に比べて吐出口列が多いため、液体吐出ヘッド２００３の両側に信号出力端子９１および電力供給端子９２が配置されている。これは記録素子基板２０１０に設けられる配線部で生じる電圧低下や信号伝送遅れを低減するためである。
【００６４】
図１５は、液体吐出ヘッド２００３を示した斜視分解図であり、液体吐出ヘッド２００３を構成する各部品またはユニットをその機能毎に分割して示している。各ユニットおよび部材の役割や液体吐出ヘッド内の液体流通の順は、基本的に適用例１と同様であるが、液体吐出ヘッドの剛性を担保する機能が異なる。適用例１では主として液体吐出ユニット支持部８１によって液体吐出ヘッド剛性を担保していたが、適用例２の液体吐出ヘッド２００３では、液体吐出ユニット２３００に含まれる第２流路部材２０６０によって液体吐出ヘッドの剛性を担保している。本適用例における液体吐出ユニット支持部８１は、第２流路部材２０６０の両端部に接続されており、この液体吐出ユニット２３００は記録装置２０００のキャリッジと機械的に結合されて、液体吐出ヘッド２００３の位置決めを行う。負圧制御ユニット２２３０を備える液体供給ユニット２２２０と、電気配線基板９０は、液体吐出ユニット支持部８１に結合される。２つの液体供給ユニット２２２０内にはそれぞれフィルタ（不図示）が内蔵されている。
【００６５】
２つの負圧制御ユニット２２３０は、それぞれ異なる、相対的に高低の負圧で圧力を制御するように設定されている。また、液体吐出ヘッド２００３の両端部にそれぞれ、高圧側と低圧側の負圧制御ユニット２２３０を設置した場合、液体吐出ヘッド２００３の長手方向に延在する共通供給流路と共通回収流路における液体の流れが、延在方向に関して互いに対向する。その構成を、図１４および図１５に例示する。このような構成では、共通供給流路と共通回収流路の間で熱交換が促進されて、２つの共通流路内における温度差が低減される。これによって、共通流路に沿って複数設けられる各記録素子基板２０１０における温度差が少なくなり、温度差による記録ムラが生じにくくなるという利点がある。
【００６６】
次に、液体吐出ユニット２３００の流路部材２２１０の詳細について説明する。図１５に示すように流路部材２２１０は、第１流路部材２０５０と第２流路部材２０６０とを積層したものであり、液体供給ユニット２２２０から供給された液体を各吐出モジュール２２００へと分配する。また流路部材２２１０は、吐出モジュール２２００から環流する液体を液体供給ユニット２２２０へと戻すための流路部材として機能する。流路部材２２１０の第２流路部材２０６０は、内部に共通供給流路および共通回収流路が形成された流路部材であるとともに、液体吐出ヘッド２００３の剛性を主に担うという機能を有する。このため、第２流路部材２０６０の材質としては、液体に対する十分な耐食性と高い機械強度を有するものが好ましい。具体的にはＳＵＳやＴｉ、アルミナなど用いることができる。
【００６７】
図１６（ａ）は、第１流路部材２０５０の、吐出モジュール２２００がマウントされる面を示した図であり、図１６（ｂ）は、その裏面を示しており、第２流路部材２０６０と当接される面を示した図である。適用例１とは異なり、本適用例における第１流路部材２０５０は、各吐出モジュール２２００毎に対応した複数の部材を隣接して配列したものである。このように分割した構造を採ることで、複数のモジュールを配列させて、液体吐出ヘッド２００３の長さに対応することができるので、例えばＢ２サイズおよびそれ以上の長さに対応した比較的ロングスケールの液体吐出ヘッドに特に好適に適用することができる。図１６（ａ）に示すように、第１流路部材２０５０の連通口５１は、吐出モジュール２２００と流体的に連通し、図１６（ｂ）に示すように、第１流路部材２０５０の個別連通口５３は、第２流路部材２０６０の連通口６１と流体的に連通する。図１６（ｃ）は、第２流路部材６０の、第１流路部材２０５０と当接される面を示し、図１６（ｄ）は、第２流路部材６０の厚み方向中央部の断面を示し、図１６（ｅ）は、第２流路部材２０６０の、液体供給ユニット２２２０と当接する面を示す図である。第２流路部材２０６０の流路や連通口の機能は、適用例１の１色分と同様である。第２流路部材２０６０の共通流路溝７１は、その一方が後述する図１７に示す共通供給流路２２１１であり、他方が共通回収流路２２１２であり、夫々、液体吐出ヘッド２００３の長手方向に沿って設けられており、その一端側から他端側に液体が供給される。本適用例は適用例１と異なり、共通供給流路２２１１と共通回収流路２２１２の液体の流れは互いに反対方向となっている。
【００６８】
図１７は、記録素子基板２０１０と流路部材２２１０との液体の接続関係を示した透視図である。流路部材２２１０内には、液体吐出ヘッド２００３の長手方向に延びる一組の共通供給流路２２１１および共通回収流路２２１２が設けられている。第２流路部材２０６０の連通口６１は第１流路部材２０５０の個別連通口５３と位置を合わせて接続されており、第２流路部材２０６０の共通供給流路２２１１から連通口６１を介して第１流路部材２０５０の連通口５１へと連通する液体供給流路が形成されている。同様に、第２流路部材２０６０の連通口７２から共通回収流路２２１２を介して第１流路部材２０５０の連通口５１へと連通する液体供給経路も形成されている。
【００６９】
図１８は、図１７のＸＶＩＩＩ−ＸＶＩＩＩにおける断面を示した図である。共通供給流路２２１１は、連通口６１、個別連通口５３、連通口５１を介して、吐出モジュール２２００へ接続されている。図１８では不図示であるが、別の断面においては、共通回収流路２２１２が同様の経路で吐出モジュール２２００へ接続されていることは、図１７を参照すれば明らかである。適用例１と同様に、各吐出モジュール２２００および記録素子基板２０１０には、各吐出口に連通する流路が形成されており、供給した液体の一部または全部が、吐出動作を休止している吐出口を通過して、環流できるようになっている。また適用例１と同様に、共通供給流路２２１１は、負圧制御ユニット２２３０（高圧側）と、共通回収流路２２１２は負圧制御ユニット２２３０（低圧側）と液体供給ユニット２２２０を介して接続されている。従ってその差圧によって、共通供給流路２２１１から記録素子基板２０１０の圧力室を通過して共通回収流路２２１２へと流れる流れが発生する。
【００７０】
（吐出モジュールの説明）
図１９（ａ）は、１つの吐出モジュール２２００を示した斜視図であり、図１９（ｂ）は、その分解図である。適用例１との差異は、記録素子基板２０１０の複数の吐出口列の列方向に沿った両辺部（記録素子基板２０１０の各長辺部）に複数の端子１６がそれぞれ配置されている点である。これに伴い記録素子基板２０１０と電気接続されるフレキシブル配線基板４０も、１つの記録素子基板２０１０に対して２枚配置されている。これは記録素子基板２０１０に設けられる吐出口列数が２０列あり、適用例１の８列よりも大幅に増加しているためであり、端子１６から記録素子までの最大距離を短くして記録素子基板２０１０内の配線部で生じる電圧低下や信号遅れを低減するためである。また支持部材２０３０の液体連通口３１は、記録素子基板２０１０に設けられ全吐出口列を跨るように開口している。その他の点は、適用例１と同様である。
【００７１】
（記録素子基板の構造の説明）
図２０（ａ）は、記録素子基板２０１０の吐出口１３が配される面の模式図であり、図２０（ｃ）は、図２０（ａ）の面の裏面を示す模式図である。図２０（ｂ）は図２０（ｃ）において、記録素子基板２０１０の裏面側に設けられている蓋部材２０２０を除去した場合の記録素子基板２０１０の面を示す模式図である。図２０（ｂ）に示すように、記録素子基板２０１０の裏面には吐出口列の列方向に沿って、液体供給流路１８と液体回収流路１９とが交互に設けられている。吐出口列数は、適用例１よりも大幅に増加しているものの、適用例１との本質的な差異は、前述のように端子１６が記録素子基板の吐出口列の列方向に沿った両辺部に配置されていることである。各吐出口列毎に一組の液体供給流路１８と液体回収流路１９が設けられていること、蓋部材２０２０に、支持部材２０３０の液体連通口３１と連通する開口２１が設けられていることなど、基本的な構成は適用例１と同様である。
【００７２】
（適用例３）
本発明の適用例３によるインクジェット記録装置１０００および液体吐出ヘッド３の構成を説明する。適用例３の液体吐出ヘッドは、Ｂ２サイズの被記録媒体に対して１スキャンで記録を行うページワイド型である。適用例３は適用例２と類似している点が多いため、以降の説明においては、主として第２適用例と異なる部分を説明し、第２適用例と同様の部分については説明を省略する。
【００７３】
（インクジェット記録装置の説明）
図４５に本適用例のインクジェット記録装置の模式図を示す。記録装置１０００は、液体吐出ヘッド３から被記録媒体に直接記録を行わず、一度、中間転写体（中間転写ドラム１００７）に液体を吐出し画像を形成した後に、その画像を被記録媒体２に転写する構成である。記録装置１０００では、ＣＭＹＫの４種類のインクに夫々対応した４つの単色用の液体吐出ヘッド３が、中間転写ドラム１００７に沿って円弧状に配置されている。これによって中間転写体上にフルカラー記録が行われ、その記録画像は、中間転写体上で適切な乾燥状態にされた後、紙搬送ローラー１００９によって搬送される被記録媒体２へ、転写部１００８で転写される。適用例２の紙搬送系は主にカット紙を意図した水平搬送であったのに対し、本適用例においては本体ロール（不図示）から供給される連続紙にも対応可能である。このようなドラム搬送系では、紙に一定の張力をかけながら搬送することが容易なため、高速記録時においても搬送ジャムが少ない。このため装置の信頼性が向上し、商業印刷などに好適である。第１および適用例２と同様、各液体吐出ヘッド３に対して、記録装置１０００の供給系、バッファタンク１００３およびメインタンク１００６が流体的に接続される。また、それぞれの液体吐出ヘッド３には、液体吐出ヘッド３へ電力および吐出制御信号を伝送する電気制御部が電気的に接続される。
【００７４】
（第４循環形態の説明）
適用例２と同様に、記録装置１０００のタンクと液体吐出ヘッド３との間における液体循環経路としては、図２または図３に示した第１および第２の循環経路も適用可能であるが、図４６に示す循環経路が好適である。図３の第２の循環経路との主な差異は、第１循環ポンプ１００１，１００２および第２循環ポンプ１００４各々の流路の流路に連通するバイパス弁１０１０が付加されていることである。このバイパス弁１０１０は予め設定された圧力を超過すると弁が開くことで、バイパス弁１０１０上流側の圧力を下げるという機能（第１の機能）を有する。また記録装置本体の制御基板からの信号によって、任意のタイミングで弁を開閉する機能（第２の機能）も有する。
【００７５】
第１の機能により、第１循環ポンプ１００１，１００２の下流側または第２循環ポンプ１００４の上流側の流路に、過剰または過小な圧力が掛かることを抑制することができる。例えば、第１循環ポンプ１００１，１００２の機能に支障が発生した場合、過剰な流量や圧力が液体吐出ヘッド３に加わる場合がある。それにより液体吐出ヘッド３の吐出口から液体の漏洩が生じたり、液体吐出ヘッド３内の各接合部に破断が生じたりする虞がある。しかし本適用例のように、第１循環ポンプ１００１、１００２にバイパス弁が追加されている場合、過剰な圧力が発生した場合でも、バイパス弁１０１０が開くことで各循環ポンプ上流側へと液体経路が開放されるため、上記のようなトラブルを抑制できる。
【００７６】
また第２の機能により、循環駆動停止時には、第１循環ポンプ１００１，１００２および第２循環ポンプ１００４の停止後に、本体側からの制御信号に基づいて、速やかに全てのバイパス弁１０１０を開放する。これにより、液体吐出ヘッド３の下流部（負圧制御ユニット２３０〜第２循環ポンプ１００４の間）の高負圧（例えば、数〜数十ｋＰａ）を短時間に開放することができる。循環ポンプとしてダイヤフラムポンプなど容積型ポンプを使用した場合には、通常、ポンプ内に逆止弁が内蔵されている。しかしながら、バイパス弁を開くことで、下流側のバッファタンク１００３側からも液体吐出ヘッド３の下流部の圧力解放を行える。上流側からだけでも液体吐出ヘッド３の下流部の圧力解放は行えるが、液体吐出ヘッドの上流側流路と液体吐出ヘッド内流路には圧力損失がある。そのため、圧力開放に時間が掛かり、過渡的に液体吐出ヘッド３内の共通流路内の圧力が下がり過ぎて、吐出口のメニスカスが破壊される恐れがある。液体吐出ヘッド３の下流側のバイパス弁１０１０を開くことで、液体吐出ヘッドの下流側の圧力解放が促進されるため、吐出口のメニスカス破壊のリスクが軽減される。
【００７７】
（液体吐出ヘッド構造の説明）
本発明の適用例３に係る液体吐出ヘッド３の構造について説明する。図４７（ａ）は本適用例に係る液体吐出ヘッド３の斜視図、図４７（ｂ）はその分解斜視図である。液体吐出ヘッド３は液体吐出ヘッド３の長手方向に直線状（インライン）に配列される３６個の記録素子基板１０を備え、１色の液体で記録を行うインクジェット式のページワイド型の記録ヘッドである。液体吐出ヘッド３は、適用例２同様、信号入力端子９１および電力供給端子９２を備える他、ヘッドの長手側面を保護するシールド板１３２が設けられている。
【００７８】
図４７（ｂ）は液体吐出ヘッド３の斜視分解図であり、液体吐出ヘッド３を構成する各部品またはユニットがその機能毎に分割されて表示されている（シールド板１３２は不図示）。各ユニットおよび各部材の役割や、液体吐出ヘッド３内の液体流通の順は適用例２と同様である。適用例２との主な相違点は、複数分割されて配置された電気配線基板９０、負圧制御ユニット２３０の位置、および第１流路部材の形状である。本適用例のように、例えばＢ２サイズの被記録媒体に対応した長さを有する液体吐出ヘッド３の場合、液体吐出ヘッド３の使用電力が大きいため、８枚の電気配線基板９０が設けられる。各々の電気配線基板９０は、液体吐出ユニット支持部８１に取り付けられた長尺の電気配線基板支持部８２の両側面に４枚ずつ取り付けられる。
【００７９】
図４８（ａ）は、液体吐出ユニット３００、液体供給ユニット２２０および負圧制御ユニット２３０を備える液体吐出ヘッド３の側面図、図４８（ｂ）は液体の流れを示す概略図、図４８（ｃ）は図４８（ａ）のＧ−Ｇ線部における断面を示す斜視図である。理解を容易にするために、一部の構成は簡略化している。
【００８０】
液体供給ユニット２２０内には液体接続部１１１とフィルタ２２１が設けられるとともに、負圧制御ユニット２３０が液体供給ユニット２２０の下方に一体化して形成されている。これによって負圧制御ユニット２３０と記録素子基板１０との高さ方向の距離が、適用例２に比べて短くなっている。この構成により、液体供給ユニット２２０内の流路接続部の数が減り、記録液体の漏洩に対する信頼性が向上するだけでなく、部品点数や組み立て工程数も低減できるという利点がある。
【００８１】
また負圧制御ユニット２３０と吐出口が形成される面とにおける水頭差が相対的に小さくなるので、図４５に示すような、液体吐出ヘッド３の傾斜角度が、各液体吐出ヘッドごとに異なるような記録装置へ好適に適応できる。水等差が小さくできるため、複数の液体吐出ヘッド３をことなる傾斜角で用いても、それぞれの記録素子基板の吐出口に加わる負圧差を低減できるためである。また負圧制御ユニット２３０から記録素子基板１０間の距離が小さくなることでその間の流抵抗が小さくなるので、液体の流量変化による圧損差も小さくなり、より安定な負圧制御が行える点でも好ましい。
【００８２】
図４８（ｂ）は、液体吐出ヘッド３内部の記録液体の流れを示す模式図である。図４６に示した循環経路と比べ、回路的には同じではあるが、図４８（ｂ）では、実際の液体吐出ヘッド３の各構成部品内での液体の流れを示している。長尺状の第２流路部材６０内には、液体吐出ヘッド３の長手方向に伸びる一組の共通供給流路２１１および共通回収流路２１２が設けられている。共通供給流路２１１および共通回収流路２１２は互いに対向する方向に液体が流れるように構成されており、夫々の流路の上流側にはフィルタ２２１が設けられ、接続部１１１等から侵入する異物をトラップする。このように共通供給流路２１１および共通回収流路２１２は互いに対向する方向に液体を流すことで、液体吐出ヘッド３内の長手方向における温度勾配が軽減される点で好ましい。尚、図４６においては説明を簡略化するために共通供給流路２１１と共通回収流路２１２との流れを同じ方向で示している。
【００８３】
共通供給流路２１１および共通回収流路２１２の下流側には、それぞれ負圧制御ユニット２３０が接続される。また、共通供給流路２１１の途中には複数の個別供給流路２１３ａへの分岐部があり、共通回収流路２１２の途中には複数の個別回収流路２１３ｂへの分岐部がある。個別供給流路２１３ａおよび個別回収流路２１３ｂは複数の第１流路部材５０内に形成されており、夫々の個別流路は、記録素子基板１０の裏面に設けられた蓋部材２０の開口２１（図１９（ｃ）参照）と連通している。
【００８４】
図４８（ｂ）にＨとＬで示した負圧制御ユニット２３０は、高圧側（Ｈ）と、低圧側（Ｌ）とをユニットである。それぞれの負圧制御ユニット２３０は、相対的に高（Ｈ）、低（Ｌ）の負圧で、負圧制御ユニット２３０よりも上流側の圧力を制御するように設定された背圧型圧力調整機構である。共通供給流路２１１は負圧制御ユニット２３０（高圧側）と接続され、共通回収流路２１２は負圧制御ユニット２３０（低圧側）と接続されており、それにより共通供給流路２１１と共通回収流路２１２の間には差圧が発生する。その差圧によって、液体が、共通供給流路２１１から個別供給流路２１３ａ、記録素子基板１０内の吐出口１３（圧力室２３）、個別回収流路２１３ｂを順に通過して共通回収流路２１２へと流れる。
【００８５】
図４８（ｃ）は図４８（ａ）のＧ−Ｇ線部における断面を示す斜視図である。本適用例において個々の吐出モジュール２００は、第１流路部材５０、記録素子基板１０、フレキシブル配線基板４０から構成されている。本実施形形態においては適用例２で説明した支持部材３０（図１８）がなく、蓋部材２０を備える記録素子基板１０が直接第１流路部材５０に接合される。第２流路部材に設けられる共通供給流路２１１は、その上面に形成される連通口６１から、第１流路部材５０の下面に形成される個別連通口５３を介して、個別供給流路２１３ａに供給される。その後液体は、圧力室２３を経由して個別回収流路２１３ｂ、個別連通口５３、連通口６１を順に経由して共通回収流路２１２へと回収される。
【００８６】
ここで、図１５に示した適用例２とは異なり、第１流路部材５０の下面（第２流路部材６０側の面）にある個別連通口５３は、第２流路部材６０の上面に形成される連通口６１に対して十分大きな開口となっている。この構成により、吐出モジュール２００を第２流路部材６０上にマウントする際に位置がズレた場合でも、第１流路部材と第２流部材間で確実に流体連通が行わるようになっているので、ヘッド製造時の歩留まりが向上しコストダウンが図れるようになっている。
【００８７】
なお、上記適用例の記載は本発明の範囲を限定するものではない。１例として、本適用例では発熱素子により気泡を発生させて液体を吐出するサーマル方式について説明したが、ピエゾ方式およびその他の各種液体吐出方式が採用された液体吐出ヘッドにも本発明を適用することができる。
【００８８】
本適用例は、インク等の液体をタンクと液体吐出ヘッドとの間で循環させる形態のインクジェット記録装置（記録装置）について説明したが、その他の形態であってもよい。その他の形態は、例えばインクを循環せずに、液体吐出ヘッド上流側と下流側に２つのタンクを設け、一方のタンクから他方のタンクへインクを流すことで、圧力室内のインクを流動させる形態であってもよい。
【００８９】
また本適用例は、記録媒体の幅に対応した長さを有する、所謂ライン型ヘッドを用いる例を説明したが、記録媒体に対してスキャンを行いながら記録を行う、所謂シリアル型の液体吐出ヘッドにも本発明を適用することができる。シリアル型の液体吐出ヘッドとしては、例えばブラックインクを吐出する記録素子基板およびカラーインクを吐出する記録素子基板を各１つずつ搭載する構成が挙げられるが、これに限るのもではない。つまり、複数個の記録素子基板を吐出口列の列方向に吐出口がオーバーラップするよう配置した、記録媒体の幅よりも短い短尺の液体吐出ヘッドを作成し、それを記録媒体に対してスキャンさせる形態であってもよい。
【００９０】
以下に本発明の特徴を示す各実施形態について説明する。
【００９１】
（第１の実施形態）
図２２から図２８を用いて、本発明の第１の実施形態における液体吐出ヘッドを説明する。なお、前述した適用例における液体供給流路は、実施形態における第１共通供給流路にあたる。同様に、液体回収流路は第１共通回収流路、第１連通口は開口、共通供給流路は第３共通供給流路、共通回収流路は第３共通回収流路にあたる。
【００９２】
図２２は、本発明の実施形態における液体吐出ヘッドの要部の分解図である。図２２（ａ）から（ｇ）は、分解された構成要素の斜視図であり、図２２（ｈ）から（ｍ）は、分解された構成要素である図２２（ｂ）から（ｇ）に対応する平面図である。図２３は、図２２（ａ）に示される複数の吐出口列３０２４のうちの１つの吐出口列３０２４に着目して、その構造を模式的に示す図である。図２３（ａ）から（ｄ）は、図２２（ａ）から（ｄ）に対応する斜視図であり、図２３（ｅ）から（ｇ）は、図２２（ｈ）から（ｊ）に対応する平面図である。また、図２４（ａ）は、図２３（ｅ）から（ｇ）のＸＸＩＶａ−ＸＸＩＶａ線に沿う断面図であり、図２４（ｂ）は、ＸＸＩＶｂ−ＸＸＩＶｂ線に沿う断面図である。図２５は、本実施形態の液体吐出ヘッドの一部を切り出した等価回路図である。図２６は、本実施形態の液体吐出ヘッドの一部を切り出した等価回路図と流路内の圧力分布とを説明する図である。図２７は、本実施形態の記録素子基板の形状を説明する上面図である。図２８は、吐出口列の端部を説明する模式的透過図である。
【００９３】
図２２から図２４に示すように本実施形態の液体吐出ヘッドは吐出口形成部材３０１２、第１流路層３０１１、第２流路層３０５０、第３流路層３０６０、第４流路層３０７０、第５流路層３０８０、および第６流路層３０９０からなる６つの積層流路構成を有する。
【００９４】
吐出口形成部材３０１２には、複数の吐出口３０１３が一列状に並ぶ吐出口列３０２４が複数設けられている。第１流路層３０１１には、吐出口３０１３に対応する位置に、液体を吐出するために利用されるエネルギーを発生する記録素子３０１５が設けられている。吐出口形成部材３０１２と第１流路層３０１１とは、圧力室３０２３および流路３３１０（図２４）となる空間が間に形成されるように積層されている。液体吐出ヘッドは、記録素子３０１５が発生するエネルギーにより、圧力室３０２３内（流路３３１０内）にあるインク等の液体を、吐出口３０１３から吐出することが可能になっている。流路３３１０および圧力室３０２３の静的な状態での圧力は、吐出口３０１３において液体（インク）のメニスカスが張るように、負圧に保たれている。このような圧力室の圧力にばらつきが生じると、液体の吐出速度や吐出される液滴の体積などの吐出特性に影響が出てしまう。
【００９５】
図２２に示すように、本実施形態では、複数の吐出口列３０２４は、６００ｄｐｉの高密度に配置されている。第２流路層３０５０には、その主面に沿って第１共通供給流路３３１３、および第１共通回収流路３３１４が形成されている。第３流路層３０６０には第１連通口３３１５ａ（供給側連通口）、および第１連通口３３１５ｂ（回収側連通口）が形成されている。第１流路層３０１１には、記録素子３０１５が配列される記録素子列と、液体を供給／回収するための貫通孔３０１７が配列される貫通孔列と、が形成されている。図２４に示すように、これらの貫通孔３０１７は、供給口３０１７ａと回収口３０１７ｂとを含んでいる。複数の供給口３０１７ａは、記録素子３０１５が配される面に対して交差する方向（第２の方向）に延在して供給流路を成すと共に、吐出口列の列方向となる記録素子３０１５の配列方向（第１の方向）に沿うように配列されて、供給口列を形成している。同様に、複数の回収口３０１７ｂは、記録素子３０１５が配される面に対して交差する方向（第２の方向）に延在して供給流路を成すと共に、吐出口列の列方向となる記録素子３０１５の配列方向（第１の方向）に沿うように配列されて、回収口列を形成している。
【００９６】
図２４に示すように、第１共通供給流路３３１３は、供給口３０１７ａを介して流路３３１０および圧力室３０２３と連通している。同様に、第１共通回収流路３３１４は、回収口３０１７ｂを介して流路３３１０および圧力室３０２３と連通している。また、第１共通供給流路３３１３は、第３流路層３０６０に形成される第１連通口３３１５ａ（供給側連通口）から液体の供給を受ける。同様に、第１共通回収流路３３１４は、第３流路層３０６０に形成される第１連通口３３１５ｂ（回収側連通口）と連通している。図２２（ｄ）および（ｊ）に示すように、複数の第１連通口３３１５ａは、吐出口列の列方向と交差する方向に配置されて、第１連通口列を形成している。複数の第１連通口３３１５ｂも、同方向に配列されて、第１連通口列を形成している。
【００９７】
第４流路層３０７０には、第２共通供給流路３３３１、および第２共通回収流路３３３２が形成されている。第５流路層３０８０には、第２連通口３３３３ａ（供給側連通口）、および第２連通口３３３３ｂ（回収側連通口）が形成されている。第６流路層３０９０には、第３共通供給流路３３３５、および第３共通回収流路３３３６が形成されている。
【００９８】
第２流路層３０５０の第１共通供給流路３３１３は、一方の面側で複数の供給口３０１７ａと連通し、他方の面側で第１連通口３３１５ａと連通している。同様に、第２流路層３０５０の第１共通回収流路３３１４は、一方の面側で複数の回収口３０１７ｂと連通し、他方の面側で第１連通口３３１５ｂと連通している。また、第４流路層３０７０の第２共通供給流路３３３１は、一方の面側で第１連通口３３１５ａと連通し、他方の面側で複数の第２連通口３３３３ａと連通している。同様に、第４流路層３０７０の第２共通回収流路３３３２は、一方の面側で第１連通口３３１５ｂと連通し、他方の面側で第２連通口３３３３ｂと連通している。ここで、第１連通口３３１５ａおよび第１連通口３３１５ｂの少なくとも一方は複数となっている。また、第６流路層３０９０の第３共通供給流路３３３６は、複数の第２連通口３３３３ａと連通している。同様に、第６流路層３０９０の第３共通回収流路３３３６は、複数の第２連通口３３３３ｂと連通している。
【００９９】
複数の第１連通口３３１５ａ（供給側第１連通口）は、吐出口列の列方向（第１の方向）と交差する方向（第３の方向）に沿って配列して、供給側第１連通口列を形成している。複数の第１連通口３３１５ｂ（回収側第１連通口）は、吐出口列の列方向（第１の方向）と交差する方向（第３の方向）に沿って配列して、回収側第１連通口列を形成している。
【０１００】
複数の第２連通口３３３３ａ（供給側第２連通口）は、吐出口列の列方向（第１の方向）に沿って配列して、供給側第２連通口列を形成している。複数の第２連通口３３３３ｂ（回収側第２連通口）は、吐出口列の列方向（第１の方向）に沿って配列して、回収側第２連通口列を形成している。
【０１０１】
複数の第２連通口３３３３ａの配列密度、および複数の第２連通口３３３３ｂの配列密度は、複数の第１連通口３３１５ａの配列密度、および複数の第１連通口３３１５ｂの配列密度より小さい。また、複数の第１連通口３３１５ａの配列密度、および複数の第１連通口３３１５ｂの配列密度は、複数の供給口３０１７ａの配列密度、および複数の回収口３０１７ｂの配列密度より小さい。第１共通供給流路３３１３と第１共通回収流路３３１４の夫々は、第１の方向に延在しており、第１共通供給流路３３１３と第１共通回収流路３３１４とは、第１の方向と交差する第３の方向に交互に並列している。第２共通供給流路３３３１と第２共通回収流路３３３２は、第１の方向と交差する第３の方向に沿って延在しており、第２共通供給流路３３３１と第２共通回収流路３３３２は第１の方向に交互に並列している。第３共通供給流路３３３５と第３共通回収流路３３３６は、前記第１の方向に沿って延在している。
【０１０２】
本実施形の液体吐出ヘッドは、このように複数の流路層を積層することで、第６流路層３０９０から第１流路層３０１１に向かって流路の密度が徐々に高くなる構成とすることができる。これにより、記録素子基板および各流路部材の大型化を抑制しつつ、密度の高い複数の吐出口列を備える液体吐出ヘッドが提供可能である。
【０１０３】
本実施形態の液体吐出ヘッドにおける液体（以下、インクであるものとする）の流れを説明する。外部から供給されるインクは、流入開口としての第３共通供給流路３３３６から液体流出ヘッドに流入する。流入したインクは、次いで、第２連通口３３３３ａ、第２共通供給流路３３３１、第１連通口３３１５ａ、第１共通供給流路３３１３、供給口３０１７ａをこの順に経て、流路３３１０（圧力室３０２３）まで供給される。インクは、その後、回収口３０１７ｂ、第１共通回収流路３３１４、第１連通口３３１５ｂ、第２共通回収流路３３３２、第２連通口３３３３ｂ、第３共通回収流路３３３６をこの順に経て、流出開口としての第３共通回収流路３３３６から外部へ流出される。
【０１０４】
インクをこのように強制的に流れさせることにより、吐出ヘッド内でのインクの増粘を抑制することができ、その結果、インク吐出速度の低下や、記録されるドットの色材濃度の変調を抑制することができる。以下、本明細書において、このようなインクの強制的な流れを「インク循環流」と呼ぶ。
【０１０５】
本実施形態は、各圧力室に流れるインク循環流の流量のばらつきや各圧力室の圧力のばらつきを抑制するように、以下の構成となっている。つまり、図２３に示すように、１つの第１共通供給流路３３１３に対して、第１連通口３３１５ａが連通している。同様に、１つの第１共通回収流路３３１４に対して、第１連通口３３１５ｂが連通している。ここで、第１連通口３３１５ａおよび第１連通口３３１５ｂの少なくとも一方は複数となっている。これらの第１連通口３３１５ａおよび第１連通口３３１５ｂは、各圧力室３０２３に流れるインク循環流の流量のばらつきや各圧力室の圧力のばらつきが、吐出特性に大きな影響が無い範囲に収まるように配置されている。特に、１つの吐出口列３０２４に関して、第１連通口３３１５ａと第１連通口３３１５ｂとが吐出口列の列方向に関して交互に配置されている。交互に配置することで、第１連通口３３１５ａと第１連通口３３１５ｂの間隔をより狭くすることができる。つまり、第１共通供給流路３３１３および第１共通回収流路３３１４の流路幅が比較的狭い場合でも、各圧力室３０２３（各流路３３１０）に流れるインク循環流の流量のばらつきや各圧力室の圧力のばらつきを抑制することが可能となる。
【０１０６】
さらに、第１連通口３３１５ａと第１連通口３３１５ｂとの配置の関係は以下のようになっている。まず、複数の圧力室３０２３（流路３３１０）のそれぞれに関して、圧力室３０２３（流路３３１０）を含む第１共通供給流路３３１３と第１共通回収流路３３１４との間の流路の流路抵抗をｒとする。また、第１共通供給流路３３１３において、隣接する供給口３０１７ａ間（すなわち、供給流路間）の部分の流路の流路抵抗をＲとする。同様に、第１共通回収流路３３１４において、隣接する回収口３０１７ｂ間（すなわち、回収流路間）の部分の流路の流路抵抗をＲとする。また、各流路３３１０（圧力室３０２３）を流れるインクの流量に関して、それらの平均流量をｑとし、吐出特性に影響を与えない、つまり画像として着弾位置ズレや色ムラが影響無い範囲の最大流量と最小流量との流量差をΔｑとして、両者の比をＸとする。すなわち、流量比Ｘ＝Δｑ／ｑとする。このとき、第１連通口３３１５は、第１連通口３３１５ａと第１連通口３３１５ｂとの間の吐出口の数Ｎが以下の式を満たすように配置されている。
【０１０７】
【数１】
2018024254.tif 000003
【０１０８】
このような条件で第１連通口３３１５ａと第１連通口３３１５ｂとを配置することにより、各圧力室３０２３（各流路３３１０）に流れるインク循環流の流量の圧力室間でのばらつきを、吐出特性に影響を与えない流量差に抑制することが可能となる。
【０１０９】
図２５を用いて、各圧力室３０２３に流れるインク循環流の流量の圧力室間でのばらつきを抑制する条件式（１）について、詳細に説明する。図２５は、第１の方向に関して隣接する第１連通口３３１５ａと第１連通口３３１５ｂとの間の部分を一部切り出した等価回路である。隣接する第１連通口３３１５ａと第１連通口３３１５ｂとの間に圧力室３０２３（流路３３１０）がＮ個含まれる場合を示している。
【０１１０】
この場合、Ｎ個の圧力室３０２３のうちの第１連通口３３１５ａに最も近い圧力室３０２３（図２５の圧力室１）、および第１連通口３３１５ｂに最も近い圧力室３０２３に、最も多量のインクが流れる。また、Ｎ個の圧力室３０２３のうちの第１連通口３３１５ａと第１連通口３３１５ｂとの中間の位置にある圧力室３０２３に流れるインクの流量が最小になることが分かっている。これらの最大流量および最小流量を、各々ｑ1、ｑ2とし、各圧力室３０２３を流れるインクの流量の平均値をｑとすると、供給される全インク量Ｑは、Ｑ＝Ｎｑとなる。
【０１１１】
第１連通口３３１５ａから、第１連通口３３１５ａに一番近い圧力室３０２３（図２５の圧力室１）を経由し、第１共通回収流路３３１４を通って第１連通口３３１５ｂへと到達するまでの圧力損失ｐ1を以下に示す。
【０１１２】
【数２】
2018024254.tif 000004
【０１１３】
第１連通口３３１５ａから第１共通供給流路３３１３を通り第１連通口３３１５ａと第１連通口３３１５ｂの中間の位置にある圧力室（図２５圧力室２）を経由し第１共通回収流路３３１４を通って第１連通口３３１５ｂへ到達するまでの圧力損失ｐ2を以下に示す。
【０１１４】
【数３】
2018024254.tif 000005
【０１１５】
圧力損失ｐ1と圧力損失ｐ2とは等しいので、式（２）と式（３）とから、各圧力室を流れるインクの最大流量ｑ1と最小流量ｑ2との流量差Δｑ’について、下式が成り立つ。 
【０１１６】
【数４】
2018024254.tif 000006
【０１１７】
ここで、吐出特性に影響を与えないようにするためには、各圧力室を流れるインクの最大流量と最小流量との流量差Δｑ’＝ｑ1−ｑ2と各圧力室を流れるインクの平均流量ｑとの比が所定の流量比Ｘ以下に設定されることが必要である。そのためには、少なくとも下式で示す条件が必要となる。
【０１１８】
【数５】
2018024254.tif 000007
【０１１９】
式（５）を、第１連通口３３１５ａと第１連通口３３１５ｂとの間の圧力室の数Ｎに着目して変形すると、式（１）になる。
【０１２０】
本発明の実施形態では、インク循環流の流量をある割合以上に増減させると、吐出口の下部を流れるインク循環流によるインクの回収効果が変わり、吐出速度や吐出液滴体積が変化してしまったり、色材濃度の差異が大きくなってしまったりすることが分かっている。特に、本実施形態の非限定的な１例では、インク循環流のある流量に対して流量を１割程度増減させた場合に、吐出速度や吐出液滴体積が変化し、色材濃度の差異が大きくなった。また、この例では、最大流量と最小流量との流量差と平均流量との比Δｑ／ｑを、所定の流量比Ｘ０．２以下に設定した場合に、吐出特性や色材濃度に大きな影響が生じなくなった。
【０１２１】
次に、図３７を参照して、インク循環流の流量のばらつきの影響の１例を説明する。
【０１２２】
図３７は、各吐出口の下部を流れるインク循環流の流量（循環流量）と、各循環流量でインクを循環させつつインクの吐出を一定時間休止した後で１発目に吐出するインクの吐出速度との関係の非限定的な１例を示すグラフである。本例では、循環流量７０００ｐｌ／ｓ付近を境目として、循環流量が７０００ｐｌ／ｓ程度以上であるときは、定常時の吐出速度の９割以上の吐出速度で１発目からインクを吐出することができた。これに対して、循環流量が７０００ｐｌ／ｓ程度未満であるときは、１発目のインクの吐出速度が定常時の吐出速度の９割未満程度となった。インクの吐出速度が低減すると、吐出されたインクが記録媒体に到着する際（着弾時）の位置にズレが生じ、その結果、画質の低下が生じることとなる。
【０１２３】
したがって、着弾時の位置ズレによる画質低下を防止するためには、一定時間休止後のインクの吐出速度の減少を抑制するように、循環流量をある程度大きくすることが有効である。
【０１２４】
ここで、図３６に、本発明の液体吐出ヘッドに適用可能なインク供給系の１例を示す。図３６において、液体吐出ヘッド３００３は、上流側の第１液体タンク３０４４および下流側の第２液体タンク３０４５とそれぞれ流体連通している。第１液体タンク３０４４は、第３共通供給流路３３３５へインクを供給する。供給されたインクは、各連通口を経由しながら第２共通供給流路３３３１および第１共通供給流路３３１３を通って圧力室３０２３（流路３３１０）に供給される。また、圧力室３０２３（流路３３１０）から、各連通口を経由しながら第１共通回収流路３３１４、および第２共通回収流路３３３２を通って、第３共通回収流路３３３６から第２液体タンク３０４５へと回収される。このような構造において、インク循環流を生じさせる手段としては、第１液体タンク３０４４と第２液体タンク３０４５の水頭差を用いる方法がある。また、第１液体タンク３０４４と第２液体タンク３０４５の圧力を制御し、第１液体タンク３０４４と第２液体タンク３０４５の圧力差を用いる方法もある。また、ポンプ等で流れを生じさせる方法もある。
【０１２５】
しかしながら、循環流量を大きくするために第１液体タンク３０４４と第２液体タンク３０４５の圧力差を大きくしたりポンプ等で大きな流量を流したりする場合、吐出口の下部の圧力制御が困難になる傾向がある。よって、循環流量は、着弾時のインクの位置ズレによる画質低下および圧力制御の困難性の両方を考慮して、吐出速度が低下しすぎない程度になるべく小さくするとよい。
【０１２６】
上述のように、本実施形態では、式（１）を満たすように、第１連通口３３１５ａと第１連通口３３１５ｂとを少なくとも一方が複数となるように、第１共通供給流路３３１３と第１共通回収流路３３１４とにそれぞれ配置する。これによって、流体抵抗の比率ｒ／Ｒを固定したまま、最大流量と最小流量との流量差と平均流量との比（流量比）Ｘの値を小さくすることができる。すなわち、第１共通供給流路３３１３および第１共通回収流路３３１４の流路の幅を広げることをせずに、各圧力室３０２３を流れるインク循環流の流量の圧力室間でのばらつきを抑制することができる。よって、吐出口３０１３からの水分蒸発による液滴の吐出速度低下や色材濃度の変調を抑制することができるため、より高精細で高品位な画像形成が可能となる。
【０１２７】
同様に、本実施形態では、各圧力室３０２３の圧力の圧力室間でのばらつきを抑制することができる。第１共通供給流路３３１３や第１共通回収流路３３１４で生じる圧力損失は、吐出口列の列方向における各圧力室の圧力の圧力室間でのばらつきとなる。つまり、圧力のばらつきをΔＰとすると、下式が成り立つ。
【０１２８】
【数６】
2018024254.tif 000008
【０１２９】
ここで、吐出特性に影響が出ない範囲で許容できる最大の圧力ばらつきをΔＰｍとすると、第１連通口３３１５ａと第１連通口３３１５ｂとは、両者間の吐出口数Ｎが以下の式を満たすように配置されている。
【０１３０】
【数７】
2018024254.tif 000009
【０１３１】
このように、本実施形態では、式（７）を満たすように、複数の第１連通口３３１５ａと複数の第１連通口３３１５ｂを、第１共通供給流路３３１３と第１共通回収流路３３１４にそれぞれ配置する。それにより、第１共通供給流路３３１３や第１共通回収流路３３１４の流路の幅を広げることをせずに、各圧力室の圧力の圧力室間でのばらつきを抑制することができる。よって、インクの吐出速度や吐出されるインクの液滴の体積のばらつきを抑制することができるため、より高精細で高品位な画像形成が可能となる。
【０１３２】
さらに、本実施形態は、高密度に配置された吐出口３０１３に対応する各圧力室に流れるインク循環流の流量の圧力室間でのばらつきや各圧力室の圧力の圧力室間でのばらつきを抑制するように、以下のようになっているとよい。つまり、図２２に示すように、第２共通供給流路３３３１は、吐出口列３０２４の列方向（第１の方向）と交差する方向（第３の方向）に伸びていて、第３の方向に配列される複数の第１連通口３３１５ａと連通している。同様に、第２共通回収流路３３３２は、吐出口列３０２４の列方向（第１の方向）と交差する第３の方向に伸びていて、第３の方向に配列される複数の第１連通口３３１５ｂと連通している。さらに、複数の第２共通供給流路３３３１は、第２連通口３３３３ａを介して、第３共通供給流路３３３６として１つの流路にまとめられている。同様に、複数の第２共通第３共通回収流路３３３２は、第２連通口３３３３ｂを介して、第３共通回収流路３３３６として１つの流路にまとめられている。
【０１３３】
このように、本実施形態では、吐出口形成部材３０１２に対して、第１流路層３０１１、第２流路層３０５０、第３流路層３０６０、第４流路層３０７０、第５流路層３０８０、および第６流路層３０９０の６層構造で、流路を連結している。これにより、高密度に配置された複数の吐出口列３０２４に対して狭いピッチで配置された複数の第１共通供給流路３３１３を、式（１）を満たすように第１連通口３３１５ａを配置しながら、１つに取りまとめることができる。同様に、高密度に配置された複数の吐出口列３０２４に対して狭いピッチで配置された複数の第１共通回収流路３３１４を、式（１）を満たすように第１連通口３３１５ｂを配置しながら１つに取りまとめることができる。つまり、第１共通供給流路３３１３および第１共通回収流路３３１４の流路幅を広げることなく、高密度な吐出口列を形成できる。また高密度に配置された複数の吐出口列３０２４の吐出口３０１３に対応する各圧力室２３（流路３３１０）に流れるインク循環流の流量の圧力室間でのばらつきや各圧力室の圧力の圧力室間でのばらつきを抑制することができる。また、高密度に配置された吐出口３０１３に対して、各圧力室３０２３（流路３３１０）のインク循環流の流量のばらつきや各圧力室の圧力のばらつきを抑制しながら、液体タンクからのインクの供給および液体タンクへのインクの回収を簡便に行うことができる。これにより、液体吐出ヘッドのコンパクト化だけでなく、この液体吐出ヘッドを備えた液体吐出装置のシステム全体がコンパクトになるという利点がある。
【０１３４】
本実施形態は、各吐出口列３０２４に配置された圧力室３０２３の数が多く（例えば１００個以上）、複数の吐出口列３０２４の配列密度（吐出口列と交差する方向の吐出口列の配置密度）が高密度である（例えば５０ｄｐｉ以上）場合に有効である。このような場合、圧力室と流路との流路抵抗の比率（ｒ／Ｒ）が小さかったとしても（例えば１／１０００程度）、インク循環流の流量のばらつきが大きくなってしまう傾向がある。つまり、それ以上に吐出口列を構成する吐出口の数を増加させたり吐出口列同士の間隔を狭くしたりする場合には、各圧力室のインク循環流の流量のばらつきや各圧力室の圧力のばらつきを抑制するために、本発明の構成が有効となる。よって、特には、記録媒体の幅に対応した長さを有する液体吐出ヘッドであるラインヘッド、また、吐出口の配列密度が６００ｄｐｉ以上の液体吐出ヘッドに有効である。
【０１３５】
次に、本実施形態において、多数の吐出口３０１３からインクを吐出する場合を説明する。本実施形態は、多数の吐出口３０１３からインクを吐出する場合において、休止している圧力室３０２３に流れるインク循環流の流量のばらつきを抑制するように、以下のようになっているとよい。吐出により各吐出口３０１３から吐出されるインクの流量をＩとする。このとき、第１連通口３３１５ａと第１連通口３３１５ｂとは、両者間の吐出口３０１３の数Ｎが以下の式を満たすように配置されている。
【０１３６】
【数８】
2018024254.tif 000010
【０１３７】
本実施形態では、このような条件で第１連通口３３１５ａと第１連通口３３１５ｂを配置する。これにより、多数の吐出口３０１３からインクを吐出する場合において、休止している各圧力室３０２３に流れるインク循環流の圧力室間の流量のばらつきを、吐出特性に影響を与えない流量差に抑制することが可能となる。
【０１３８】
図２６を用いて、多数の吐出口３０１３からインクを吐出する場合において、休止している圧力室３０２３に流れるインク循環流の流量のばらつきを抑制する条件式（８）について、詳細に説明する。
【０１３９】
吐出口３０１３からの水分蒸発による影響を抑制するのに十分な流量でインク循環流を流す場合において、多数の吐出口３０１３からインクを吐出する際の吐出量の方が、インク循環流の流量より多くなる場合がある。このような場合には、図２６（ａ）に示すように、第１共通回収流路３３１４のインクが逆流することとなる。つまり、図２６（ａ）では、第１共通供給流路３３１３においては、インクは、矢印で示されるように、第１連通口３３１５ａから第１連通口３３１５ｂに向かう方向に流れている。また、多数の圧力室３０２３において、インクは、それぞれ流量Ｉで吐出口から吐出されている。それに伴い、第１共通回収流路３３１４においては、インクは、第１連通口３３１５ｂから第１連通口３３１５ａに向かう方向に流れている。
【０１４０】
このときの第１共通供給流路３３１３と第１共通回収流路３３１４の圧力分布の関係をグラフにしたのが、図２６（ｂ）である。グラフの横軸は、隣接する第１連通口３３１５ａから第１連通口３３１５ｂに向かう相対的な位置Ｌを示し、縦軸は圧力Ｐを示す。図２６（ａ）に示すような状態で圧力室３０２３からのインクの吐出を休止したときに、各圧力室に対して第１共通供給流路３３１３側と第１共通回収流路３３１４側とから供給されるインク量の比をｔ：１−ｔとする。このとき、第１共通供給流路３３１３で生じる圧力損失をΔＰｉｎ１とし、第１共通回収流路３３１４で生じる圧力損失をΔＰｏｕｔ１とすると、以下の２つの式が成り立つ。
【０１４１】
【数９】
2018024254.tif 000011
【０１４２】
【数１０】
2018024254.tif 000012
【０１４３】
また、各圧力室に対して第１共通供給流路３３１３側で生じる圧力をＰｉｎとし、第１共通回収流路３３１４側で生じる圧力をＰｏｕｔとし、各圧力室の圧力のばらつきの最大値をΔＰｍａｘとし、最小値をΔＰｍｉｎとする。このとき、ΔＰｍａｘ＝Ｐｉｎ−Ｐｏｕｔ＋ΔＰｏｕｔ１、およびΔＰｍｉｎ＝Ｐｉｎ−Ｐｏｕｔ−ΔＰｉｎ１であるから、インク循環流の流量のばらつきΔｑ’は、以下の式で示される。
【０１４４】
【数１１】
2018024254.tif 000013
【０１４５】
インク循環流の流量のばらつきΔｑ’を所定の流量比Ｘ以下に設定するためには、以下の式で示される条件が必要となる。
【０１４６】
【数１２】
2018024254.tif 000014
【０１４７】
式（１２）を、第１連通口３３１５ａと第１連通口３３１５ｂとの間の圧力室の数Ｎに着目して変形すると、式（８）になる。
【０１４８】
ここで、本実施形態では、本発明の非限定的な実例として、液体吐出ヘッドの第１共通供給流路３３１３および第１共通回収流路３３１４の流路幅を２００μｍ、流路高さを５００μｍとした。また、吐出口列３０２４における吐出口３０１３を６００ｄｐｉの密度で並ぶように配置し、吐出口３０１３下の流路３３１０の形状については、流路幅を３０μｍ、流路高さを１４μｍ、流路長さを１００μｍとした。この液体吐出ヘッドにおいて、吐出口の下部におけるインク循環流の流速を０．０１ｍ／ｓとし、吐出量５ｐｌおよび駆動周波数１０ｋＨｚでインクを吐出する場合を検討した。この場合、第１連通口３３１５ａと第１連通口３３１５ｂとの間の吐出口の数Ｎを約６５個以下にすることで、流量のばらつきの影響を抑制することができた。
【０１４９】
このように、本実施形態では、式（８）を満たすように第１連通口３３１５ａと第１連通口３３１５ｂを少なくとも一方が複数として、第１共通供給流路３３１３と第１共通回収流路３３１４にそれぞれ配置する。これにより、流路抵抗の比率ｒ／Ｒを固定したまま流量比Ｘの値を小さくすることができる。すなわち、第１共通供給流路３３１３および第１共通回収流路３３１４の流路幅を広げることをせずに、多数の吐出口からインクを吐出する場合において、休止している圧力室３０２３（流路３３１０）を流れるインク循環流の流量のばらつきを抑制できる。よって、吐出口３０１３からの水分蒸発によるインクの液滴の吐出速度の低下や色材濃度の変調を抑制することができるため、より高精細で高品位な画像形成が可能となる。
【０１５０】
さらに本実施形態は、各圧力室に流れるインク循環流の流量のばらつきや各圧力室の圧力のばらつきを抑制するように、以下の構成をとることが好ましい。つまり、吐出口列３０２４の列方向における両端部側に配置された第１連通口３３１５ａまたは第１連通口３３１５ｂは、両端部側以外に配置された第１連通口３３１５ａまたは第１連通口３３１５ｂよりも小さな形状（開口面積）を有する。
【０１５１】
両端部側に配置された第１連通口３３１５ａまたは第１連通口３３１５ｂからみると、吐出口列の列方向において片側のみに吐出口３０１３が配置されている。そのため、その第１連通口３３１５ａまたは第１連通口３３１５ｂを通る全インク量Ｑは、吐出口列の列方向において両端部側とは異なる箇所に配置された第１連通口３３１５ａまたは第１連通口３３１５ｂを通る全インク量よりも少なくなる。よって両端部側の第１連通口３３１５ａまたは第１連通口３３１５ｂを中央部側に比べて小さな形状にし流路抵抗を大きくすることで、端部側とは異なる箇所に配置された第１連通口３３１５ａまたは第１連通口３３１５ｂで生じる圧力損失に近づけることができる。よって、両端部側の第１連通口３３１５ａまたは第１連通口３３１５ｂと連通する圧力室を通るインク循環流の流れと、それとは異なる第１連通口３３１５ａまたは第１連通口３３１５ｂと連通する圧力室を通るインク循環流の流れの差を小さくすることができる。それにより各圧力室に流れるインク循環流の流量ばらつきをさらに抑制することが可能となる。 
【０１５２】
図２７および図２８を用いて、本実施形態のさらなる態様を説明する。本実施形態は、各圧力室３０２３に流れるインク循環流の流量ばらつきを抑制するように、以下のようになっている。
【０１５３】
図２７は、本実施形態の液体吐出ヘッドの記録素子基板の上面図である。図２７に示すように、本実施形態の記録素子基板３０１０では、吐出口列３０２４の端部と記録素子基板３０１０の端部との間の領域が大きい。例えばこの領域には、電気信号を記録素子基板３０１０と送受信するためのパットや駆動のための回路が配置されている。
【０１５４】
図２８は、本実施形態の液体吐出ヘッドの１つの吐出口列３０２４の一部を切り取った概略的な上面透過図である。図２８中、矢印は、インク循環流の流れの向きを示す。図２７に示すような記録素子基板３０１０の場合は、図２８（ａ）および（ｂ）に示すように、第１連通口３３１５ｂが、吐出口列３０２４の端部の吐出口３０１３に重なるように配置されている。これに対し、図２８（ｃ）は、第１連通口３３１５ｂが吐出口３０１３の端部に重ならない配置の例を示す。図２８（ａ）および（ｂ）の構成によれば、図２８（ｃ）の構成と比べて、吐出口列３０２４の端部の第１連通口３３１５ａから圧力室３０２３を通って第１連通口３３１５ｂまでインクが流れる長さを短くすることができる。つまり図２８（ａ）や図２８（ｂ）のように配置することにより、吐出口列３０２４の端部近傍における第１共通供給流路３３１３および第１共通回収流路３３１４で生じる最大圧力損失を小さくすることができる。そのため、各圧力室３０２３に流れるインク循環流の流量ばらつきを抑制することができる。なお、第１連通口３３１５ｂではなく、第１連通口３３１５ａが吐出口列２４の端部の吐出口に重なるように配置されている構成も同様に適用可能である。
【０１５５】
図２２を用いて、本実施形態のさらなる態様を説明する。本実施形態は、チップ（記録素子基板３０１０）内の温度分布を抑制するために以下のようになっている。つまり、図２２（ｄ）および（ｊ）に示すように、吐出口列３０２４の列方向における両端部側の第１連通口３３１５は、共に第１連通口３３１５ｂになっている。
【０１５６】
本実施形態の構成のように各圧力室のインクを強制対流させた場合、通常は、記録素子３０１５等から発せられた熱を液体（インク）が回収することにより、圧力室から流出する回収側のインクの温度が高くなってしまう。また、吐出口３０１３からの水分蒸発による影響を抑制するのに十分な流量でインク循環流を流していても、多数の吐出口３０１３からインクを吐出する際の吐出量の方が多くなる場合がある。その際には、第３共通回収流路３３３６を通って第１連通口３３１５ｂからもインクが供給されることとなる。つまり、多数の吐出口３０１３からインクを吐出する際に、第１連通口３３１５ｂから高温のインクが供給されることがある。このことにより、第１連通口３３１５ａ近辺よりも第１連通口３３１５ｂ近辺の温度が高くなり、第１連通口３３１５ａ近辺の吐出口３０１３と第１連通口３３１５ｂ近辺の吐出口３０１３との間に吐出速度の差が生じる。よって、吐出口列３０２４の両端部側の第１連通口３３１５のうち一端側が第１連通口３３１５ａ、他端側が第１連通口３３１５ｂといったように異なる種類が配置されている場合には、吐出口列３０２４全体で見るときに列方向に熱分布の傾きが生じる。そのため、チップ全体としての熱分布幅が大きくなってしまい、その結果、チップ全体として吐出特性にばらつきが生じてしまう。つまり、吐出口列３０２４の列方向の両端部側を同じ種類の流路である第１連通口３３１５ｂとすることにより、このような熱分布の傾きを抑制することができるため、吐出特性のばらつきを抑えることができる。
【０１５７】
図２２（ｄ）および（ｊ）においては、両端部側を共に第１連通口３３１５ｂとしたが、両端部側を共に第１連通口３３１５ａとしても、同様に、熱分布の傾きを抑制する効果がある。しかしながら、図２２（ｄ）および（ｊ）に示すように、吐出口列３０２４の列方向における両端部が共に第１連通口３３１５ｂになっていると好ましい。本実施形態の記録素子基板３０１０は、吐出口列３０２４の両端部と記録素子基板３０１０の端部との間の吐出口３０１３が配置されていない領域が大きく、インク吐出時に発生する熱はこの領域から放熱される。そのため、多数の吐出口３０１３からインクを吐出した際に、吐出口列３０２４の列方向の両端部では、他の箇所よりも温度が低くなる傾向がある。これに対して、両端部を共に第１連通口３３１５ｂとすることにより、温度の高いインクを両端部に供給することができ、両端部の温度をより高くすることができ、他の箇所との温度差を小さくすることができる。つまり、チップ全体としての熱分布幅を小さくできるため、吐出特性のばらつきを抑えることが可能となる。
【０１５８】
なお、本実施形態では、第１連通口３３１５ａと第１連通口３３１５を共に複数備える形態で説明したが、本発明は第１連通口３３１５ａと第１連通口３３１５の少なくとも一方について複数備える形態であれば良い。つまり第１連通口３３１５ａと第１連通口３３１５ｂの少なくとも一方を複数備えて、吐出特性のばらつきを抑える構成も本発明に含むものである。例えば、第１連通口３３１５ａを２つ、第１連通口３３１５ｂを１つ備える構成も本発明に含まれる。また別の一例として、第１連通口３３１５ａを１つ、第１連通口３３１５ｂを２つ備える構成も本発明に含まれる。
【０１５９】
また、本発明の各実施形態における各流路層と部材構成の関係は本発明を制限するものではない。吐出口形成部材および第１流路層から第６流路層の各層構成において、夫々、別の部材を積層して液体吐出ヘッドを構成しても良く、また、複数の層を一体的に成形した部材として液体吐出ヘッドを構成しても良い。一例として次のような２つの構成例を挙げることができる。１つの構成例は、第１流路層３０１１と第２流路層３０５０は、前述した適用例における記録素子基板１０として一体的に形成されている。具体的には記録素子３０１５が設けられたＳｉ基板に、供給口３０１７ａ、回収口２０１７ｂ、第１共通供給流路３３１３および第１共通回収流路３３１４が形成されている。第３流路層３０６０は蓋部材２０または２０２０に形成し、第４流路層３０７０の一部を図１０の支持部材３０に形成する。第４流路層３０７０の他の一部は、図７における第１流路部材５０に形成し、第５流路層３０８０と第６流路層３０９０の一部は、第２流路部材６０に形成する。第６流路層３０９０の他の一部は、第３流路部材７０に形成する。第２の構成例においては、第１流路層３０１１と第２流路層３０５０は、前述した適用例における記録素子基板１０に形成されている。第３流路層３０６０は蓋部材２０または２０２０に形成し、第４流路層３０７０の一部を支持部材２０３０に形成する。第４流路層３０７０の他の一部と第５流路層３０８０は、第１流路部材２０５０に形成し、第６流路層３０９０は第２流路部材２０６０に形成する。また、第１流路層３０１１は記録素子基板１０に形成され、第２流路層３０５０は第２基板に形成されていてもよい。
【０１６０】
（液体吐出ヘッドの作製工程）
図３８に、本実施形態の液体吐出ヘッドの作製工程の１例を示す。図３８に示すように、本例では、まず、ステップＳ９１において、記録素子３０１５や必要な回路等が既に形成された記録素子基板３０１０上に、吐出口形成部材３０１２を配設して、吐出口を形成する（吐出口形成工程）。次いで、ステップＳ９２において、記録素子基板３０１０の吐出口形成面とは反対側の面である裏面に、供給口３０１７ａと回収口３０１７ｂとを形成する（裏面供給／回収流路形成工程）。次いで、ステップＳ９３において、記録素子基板１０の裏面に、供給口３０１７ａと回収口３０１７ｂとを覆うように、蓋部材２０を形成する（蓋部材形成工程）。次いで、ステップＳ９４において、ステップＳ９３により得られた積層構成を有する記録素子基板１０を、ウエハ形態からチップ形態へと外形の加工をする（切断工程）。さらに、ステップＳ９５において、ステップＳ９４により得られたチップ形態の記録素子基板１０を、支持部材３０に接合する（接合工程）。
【０１６１】
このように、本例では、接合工程（Ｓ９５）の前に、蓋部材形成工程（Ｓ９３）によって、記録素子基板３０１０（記録素子基板１０）の裏面に第３流路層３０６０（蓋部材２０）を形成する。これにより、第１連通口３３１５ａおよび第１連通口３３１５ｂを、基板をウエハ形態で加工するウエハ工程にて、形成することができる。ウエハ工程で蓋部材２０を形成することにより、部材を機械加工や成形加工で作製する場合よりも部材の形状精度が良くなる。そのため、より微細な穴をより高密度に形成することが可能となる。また、蓋部材２０をより薄くすることが可能となる。よって、吐出口を高密度に配置することができる。また、第１連通口３３１５ａや第１連通口３３１５ｂの流路抵抗を低減させると共に、そのばらつきを低減することができる。よって、インク循環流を発生させる差圧を安定化することが可能となり、循環流量のばらつきを低減することが可能となる。
【０１６２】
ここで、作製工程の観点から、蓋部材２０はシリコン基板から成るとよい。つまり、ウエハ形態の記録素子基板１０にウエハ形態のシリコン基板からなる蓋部材２０を接合することができるため、ウエハを切断して得られるチップ毎に蓋部材２０を接合するよりも工程の削減が可能となる。
【０１６３】
あるいはまた、蓋部材２０は樹脂フィルムから成るとよい。シリコン基板から成る場合と同様に、ウエハ形態の記録素子基板１０にフィルム状の形態の樹脂をラミネートすることで蓋部材２０を接合することができるため、チップ毎に蓋部材を接合するよりも工程の削減が可能となる。
【０１６４】
ここで、本実施形で示した工程順や、工程の内容は本発明の１例であり、本発明を制限するものではない。つまり、吐出口の形成工程と、裏面供給／回収流路の形成工程と、蓋部材の形成工程と、切断工程と、の順序は本発明を制限するものではなく、接合工程（Ｓ９５）の前に蓋部材形成工程（Ｓ９３）があればよい。
【０１６５】
（第２の実施形態）
図２９から図３２を参照して、本発明の第２の実施形態における液体吐出ヘッドを説明する。前述した実施形態と同様の部分については、同一符号を付して説明を省略する。
【０１６６】
図２９は、本発明の実施形態における液体吐出ヘッドの要部の分解図である。図２９（ａ）から（ｇ）は、分解された構成要素の斜視図であり、図２９（ｈ）から（ｍ）は分解された構成要素の平面図である。
【０１６７】
図３０は、本実施形態の液体吐出ヘッドの記録素子基板の形状を説明する上面図である。図３１は、吐出口列の端部を説明するための液体吐出ヘッドの模式的透過図である。図３２は、本実施形態の循環流量のばらつきを説明するための図である。図３２（ａ）および（ｂ）は、記録素子基板の上面透過図を示し、図３２（ｃ）および（ｄ）は、第１共通供給流路と第１共通回収流路内における圧力分布のイメージ図である。
【０１６８】
図３０に示すように、本実施形態における記録素子基板４０１０は平行四辺形となっており、図２７に示す第１の実施形態の記録素子基板３０１０の構成と比べて、吐出口列３０２４の端部と記録素子基板４０１０端部との間の領域が小さい。このような場合には、外部との電気信号の送受信を行うための記録素子基板４０１０に形成されるパットや駆動のための回路は、記録素子基板４０１０の長辺側に配置されている。本実施形態では、このような記録素子基板４０１０を用いる。これにより、複数の記録素子基板４０１０が千鳥状ではなく実質的に１列状に配置されたラインヘッドにおいても、記録素子基板４０１０同士の隣接部で、隣接する記録素子基板４０１０の吐出口列同士を容易に走査方向に対して重ね合わせることができる。ここで、走査方向とは、液体吐出ヘッドにより媒体に記録を行う際の、液体吐出ヘッドの媒体に対する相対的な移動方向をいう。また、実質的に１列状とは、液体吐出ヘッドの長尺方向（記録素子基板の配列方向）と走査方向との双方において、隣接する記録素子基板４０１０がいずれも部分的に重なり合って配置されているということである。
【０１６９】
図３０に示すように、第２の実施形態では、記録素子基板４０１０の端部近傍まで吐出口３０１３が配される。図２８（ａ）および（ｂ）で説明したように、第１の実施形態では、記録素子基板３０１０の吐出口列の端部と重なる位置に、第１連通口３３１５ａや第１連通口３３１５ｂを配置していた。しかしながら、第２の実施形態の形態においては、第１の実施形態とは異なり、記録素子基板４０１０の吐出口列の端部と重なる位置に第１連通口３３１５ａや第１連通口３３１５ｂを配置することは、部材形成上困難である。よって、図３１に示すように、吐出口列３０２４の端部よりも吐出口列の列方向における中央側に離れた位置に第１連通口３３１５ａおよび第１連通口３３１５ｂが配置されている。
【０１７０】
本実施形態は、各圧力室間（流路間）に流れるインク循環流の流量のばらつき、各圧力室（流路）の圧力のばらつき、記録素子基板４０１０内の温度分布を抑制するために、以下のようになっている。つまり、図２９に示すように、吐出口列３０２４の列方向の両端部側に第１連通口３３１５ａを配置している。
【０１７１】
図３２は、多数の吐出口から液体を吐出した際の様子の１例を示した図である。図３２（ａ）および（ｂ）において、矢印はインクの流れの向きを示し、ΔＰｉｎ２、ΔＰｏｕｔ２、ΔＰｉｎ３、ΔＰｏｕｔ３はそれぞれの流路で生じる圧力損失を示している。図３２（ｃ）は、図３２（ａ）の状態に対応する圧力分布を示し、図３２（ｄ）は、図３２（ｂ）の状態に対応する圧力分布を示す。図３２（ｃ）および（ｄ）において、実線は第１共通供給流路３３１３内の圧力を示し、２点鎖線は第１共通回収流路３３１４内の圧力を示す。
【０１７２】
図３２（ａ）に示すように、吐出口列の列方向の端部の第１連通口３３１５が第１連通口３３１５ａとなっているときの、吐出口列３０２４の端部での第１共通供給流路３３１３と第１共通回収流路３３１４との差圧をΔＰ２とする。同様に、図３２（ｂ）に示すように、吐出口列の列方向の端部の第１連通口３３１５が連通口３３１５ｂとなっているときの、吐出口列３０２４の端部での第１共通供給流路３３１３と第１共通回収流路３３１４との差圧をΔＰ３とする。このとき、それぞれ下記式のようになっている。  
ΔＰ２＝（Ｐｉｎ−ΔＰｉｎ２）−（Ｐｏｕｔ−ΔＰｏｕｔ２）＝（Ｐｉｎ−Ｐｏｕｔ）＋（ΔＰｏｕｔ２−ΔＰｉｎ２）      ・・・式（１３）
ΔＰ３＝（Ｐｉｎ−ΔＰｉｎ３）−（Ｐｏｕｔ−ΔＰｏｕｔ３）＝（Ｐｉｎ−Ｐｏｕｔ）−（ΔＰｉｎ３−ΔＰｏｕｔ３）      ・・・式（１４）
【０１７３】
ここで、吐出口列の端部と第１連通口３３１５（第１連通口３３１５ａおよび第１連通口３３１５ｂ）との位置的な関係から、圧力損失は、ΔＰｏｕｔ２＞ΔＰｉｎ２、およびΔＰｉｎ３＞ΔＰｏｕｔ３となる。これにより、差圧ΔＰ２は初期の吐出していない際の初期差圧（Ｐｉｎ−Ｐｏｕｔ）よりも大きくなり、差圧ΔＰ３は初期差圧よりも小さくなる。差圧が小さくなるとインク循環流が小さくなり、吐出口からの水分蒸発による液滴の吐出速度の低下や色材濃度の変調を抑制する効果が小さくなるため、差圧が大きくなる場合よりも影響が大きい。よって、吐出口列３０２４の列方向の両端部に第１連通口３３１５ａを配することで、流量ばらつきの影響を低減することができる。
【０１７４】
また、第１連通口３３１５ａは、インク循環流を生じさせるために第１連通口３３１５ｂよりも圧力が高くなるようにされており、それにより、インクの吐出時にインクを供給し易くなっている。インクを供給し易い第１連通口３３１５ａを、吐出口列３０２４端部の近くに配置する。それにより、多数の吐出口からインクを吐出した際に第１共通供給流路３３１３や第１共通回収流路３３１４で生じる圧力損失を、インク連通口３３１５ｂを吐出口列２４の端部の近くに配置した際と比較して小さくできる。
【０１７５】
また、図３０に示すように、本実施形態では、第１の実施形態とは異なり、記録素子基板４０１０において、吐出口列３０２４の列方向の両端部と記録素子基板４０１０の端部との間の、吐出口が無い（記録素子が無い）領域が小さい。
【０１７６】
このような構造の場合、吐出時に発生する熱のこの領域からの放熱が制限される。逆に、第１連通口３３１５ａや第１連通口３３１５ｂから吐出口列３０２４の列方向端部までの第１共通供給流路３３１３および第１共通回収流路３３１４の長さが長くなる。長い流路を流れるインクは記録素子基板４０１０から熱を受け取り易く、多数の吐出口３０１３からインクを吐出した際に、吐出口列３０２４の列方向の両端部では他の箇所よりも温度が高くなる傾向がある。また、流路の長さに起因して、吐出時に各流路に生じる圧力損失も大きくなり、吐出口列３０２４端部での圧力のばらつきが大きくなる傾向がある。
【０１７７】
これに対して、本実施形態では、吐出口列３０２４の両端部側に共に第１連通口３３１５ａを配置する。これにより、吐出口列３０２４の列方向の端部近傍の吐出口３０１３には、より近くに配置されている第１連通口３３１５である第１連通口３３１５ａから、第１連通口３３１５ｂからよりも多くのインクが供給されることとなる。よって、多数の吐出口３０１３からインクを吐出する際に、第１連通口３３１５ｂからの高温のインクが供給される量が少なくなるため吐出口列３０２４の端部の昇温を低減することができる。
【０１７８】
このように、本実施形態においては、吐出口列３０２４の列方向の両端部側を共に第１連通口３３１５ａとすることで、流量のばらつきの影響や圧力のばらつきやチップ内温度分布を小さくすることができる。よって、吐出口からの水分蒸発による液滴の吐出速度低下や色材濃度の変調を抑制したり、吐出特性のばらつきを抑制したりすることができるため、より高精細で高品位な画像形成が可能となる。
【０１７９】
次に、図３９を用いて、本実施形態における記録素子基板４０１０全体の温度分布について説明する。図３９は、吐出口列３０２４の列方向における全吐出口から吐出した際の温度分布を示したグラフである。記録素子基板４０１０は、摂氏５０度で温調制御されている状態である。
【０１８０】
インク循環流の流量よりも吐出によって吐出口から吐出されるインクの流量の方が大きい場合について説明する。第１連通口３３１５ａおよび第１連通口３３１５ｂにおけるインク循環流の流れの向きは、吐出口３０１３に向けた流れとなっている。また、第１連通口３３１５ａおよび第１連通口３３１５ｂにおけるインクの流量は、第１連通口３３１５ａの方が多い傾向となっている。
【０１８１】
図３９（ａ）および（ｂ）は、１つの吐出口列３０２４における、第１連通口３３１５ａおよび第１連通口３３１５ｂの位置と温度との関係について示したグラフである。
【０１８２】
図３９（ａ）は、比較例として、１つの吐出口列３０２４に対して第１連通口３３１５ａおよび第１連通口３３１５ｂがそれぞれ１つ配置されている場合の温度分布を示す。第１共通供給流路３３１３および第１共通回収流路３３１４を流れるインクは、記録素子基板４０１０から熱を受け取るため、連通口から離れた流路の中央部の温度が高くなっている。また、第１連通口３３１５ａおよび第１連通口３３１５ｂの温度を比較すると、第１連通口３３１５ａの方が、インク循環流の流量が大きいため、温度が低くなっている。
【０１８３】
なお、第１連通口３３１５ｂにおいて吐出口３０１３に向かってインクが逆流することがない条件の場合でも、第１連通口３３１５ｂには、流路を流れて記録素子基板から熱を受け取ったインクが流れるため、第１連通口３３１５ａの方の温度が低くなる傾向がある。
【０１８４】
図３９（ｂ）は、本実施形態における、1つの吐出口列に対して第１連通口３３１５ａと第１連通口３３１５ｂとがそれぞれ複数個、交互に配置されている場合の温度分布を示す。
【０１８５】
本実施形態では、第１連通口３３１５ａおよび第１連通口３３１５ｂがそれぞれ複数個配置されている。そのため、図３９（ａ）の比較例と比べて、隣接する第１連通口３３１５ａと第１連通口３３１５ｂとの間の距離が短い。よって、インクが第１共通供給流路３３１３および第１共通回収流路３３１４を流れる長さが短くなり、流路を流れている間に記録素子基板から熱を受け取ることによるインクの昇温が小さくなっている。本例では、特に、第１連通口３３１５ｂの温度は、第１連通口３３１５ａの温度と同じような温度となっている。
【０１８６】
本実施形態では、さらに、第１連通口３３１５ａと第１連通口３３１５ｂとが吐出口列の列方向関して交互に並んでいるため、インクが第１共通供給流路３３１３および第１共通回収流路３３１４を流れる最大長さが短くなっている。このことからも、流路を流れている間に記録素子基板から熱を受け取ることによるインクの昇温が小さくなっている。
【０１８７】
このように、本実施形態においては、1つの吐出口列に対して第１連通口３３１５ａと第１連通口３３１５ｂとがそれぞれ複数個交互に配置されていることにより、図３９（ａ）に示す比較例と比べて、記録素子基板４０１０内での温度差を小さくすることができる。よって、吐出特性のばらつきを抑制することができるため、より高精細で高品位な画像形成が可能となる。
【０１８８】
図３９（ｃ）は、複数の吐出口列３０２４に対する第１連通口３３１５ａと第１連通口３３１５ｂとが記録素子基板４０１０の平行四辺形の輪郭に合わせてずれて配置されている場合の、それぞれの吐出口列３０２４での連通口の温度の分布を示す。図中、吐出口形成部材および吐出口は記載が省略されている。
【０１８９】
吐出口列の位置による各吐出口列自体の温度の絶対値の違いはあるが、複数の吐出口列間での吐出口列の列方向における第１連通口３３１５ａおよび第１連通口３３１５ｂの位置ズレに合わせて、温度が高い位置と低い位置とがずれていることが分かる。
【０１９０】
図３９（ｄ）は、図３９（ｃ）の温度分布を複数の吐出口列３０２４の列が並ぶ方向に関して平均したグラフである。各吐出口列における温度が高い位置と低い位置がずれているため、平均化すると記録素子基板４０１０内の温度差は、図３９（ｃ）の全ての吐出口列を個別に考えた際の温度差よりも小さくなっている。よって、記録媒体の走査方向（液体吐出ヘッドと記録媒体との相対的な走査方向）が吐出口列３０２４の列方向の向きと交差する方向（特に、垂直方向）だとすると、温度差による吐出特性のばらつきの影響を平均化することができる。
【０１９１】
このように、本実施形態では、複数の吐出口列に対する第１連通口３３１５ａおよび第１連通口３３１５ｂの吐出口列の列方向における位置が、吐出口列間でずれて配置されている。これにより、第１連通口３３１５ａと第１連通口３３１５ｂの配置位置に起因する温度差を平均化することができる。よって、吐出特性のばらつきを抑制することができるため、より高精細で高品位な画像形成が可能となる。
【０１９２】
（第３の実施形態）
図３３は、本発明の第３の実施形態における液体吐出ヘッドを説明する図であり、前述した実施形態と同様の部分については、同一符号を付して説明を省略する。図３３は、本発明の実施形態における液体吐出ヘッドの要部の分解図である。図３３（ａ）から（ｆ）は斜視図であり、図３３（ｇ）から（ｌ）は平面図である。
【０１９３】
本実施形態では、図３３に示すように、１つの第１共通供給流路５３１３が２つの吐出口列３０２４に配置された圧力室３０２３に連通している。同様に１つの第１共通回収流路５３１４が２つの吐出口列３０２４に配置された圧力室３０２３に連通している。つまり、図３３（ｇ）および（ｈ）に示すように、隣接する２つの吐出口列３０２４の間には、１つの第１共通供給流路５３１３または１つの第１共通回収流路５３１４が位置付けられている。
【０１９４】
本実施形態は第１の実施形態の効果に加えて以下の点で好ましい。つまり、隣接する２つの吐出口列の第１共通供給流路５３１３および第１共通回収流路５３１４を共有化することにより、流路間の隔壁の数を減らすことができる。また、流路抵抗は流路幅の２乗に比例するので、同じ吐出口数Ｎの場合に、第１の実施形態における第１共通供給流路３３１３または第１共通回収流路３３１４の２本分の流路幅より小さい流路幅で２つの吐出口列に対して式（１）を成り立たせることができる。また、同じ吐出口列間隔の場合に、１つの吐出口列に対する式（１）の第１共通供給流路５３１３または第１共通回収流路５３１４の流路抵抗Ｒを小さくすることができ、吐出口数Ｎを大きくすることができる。
【０１９５】
これらのことにより、各圧力室に流れるインク循環流の流量のばらつきや各圧力室の圧力のばらつきをさらに抑制しながら、上述した実施形に比べて吐出口列３０２４をさらに高密度に配置することができる。そのため、記録素子基板の大きさ（チップサイズ）を低減することが可能となる。また、吐出口列３０２４の密度を同じとした場合には、各圧力室に流れるインク循環流の流量の圧力室間でのばらつきや各圧力室の圧力の圧力室間でのばらつきをさらに抑制しながら、第１連通口３３１５ａや第１連通口３３１５ｂの数を低減することができる。したがって、液体吐出ヘッドの流路構造をより簡便にすることが可能となる。
【０１９６】
（第４の実施形態）
図３４は、本発明の第４の実施形態における液体吐出ヘッドを説明する図であり、前述した実施形態と同様の部分については、同一符号を付して説明を省略する。図３４は、本発明の実施形態における液体吐出ヘッドの要部の分解図である。図３４（ａ）から（ｇ）は斜視図であり、図３４（ｈ）から（ｍ）は平面図である。
【０１９７】
図３４に示すように、本実施形態では、１つの液体吐出ヘッド内に異なる色または異なる種類のインクを吐出するためのインク１用の吐出口６０５１とインク２用の吐出口６０６１が配置されている。第１流路部材３０５０には、インク１用の第１共通供給流路６０５２、インク２用の第１共通供給流路６０６２、インク１用の第１共通回収流路６０５３、インク２用の第１共通回収流路６０６３が形成されている。また、第２流路部材３０６０には、インク１用の第１連通口６０５４ａ、インク２用の第１連通口６０６４ａ、インク１用の第１連通口６０５４ｂ、インク２用の第１連通口６０６４ｂが形成されている。さらに、第３流路部材３０７０には、インク１用の第２共通供給流路６０５６、インク２用の第２共通供給流路６０６６、インク１用の第２共通回収流路６０５７、インク２用の第２共通回収流路６０６７が形成されている。また、第４の流路部材３０８０には、インク１用の第２連通口６０５８ａ、インク２用の第２連通口６０６８ａ、インク１用の第２連通口６０５８ｂ、インク２用の第２連通口６０６８ｂが形成されている。そして、第５の流路部材３０９０には、インク１用の第３共通供給流路６０７０、インク２用の第３共通供給流路６０８０、インク２用の第３共通回収流路６０７１、インク２用の第３共通回収流路６０８１が形成されている。それぞれのインク１，２に関して、第３の実施形態と同様に、第３共通供給流路６０７０，６０８０から供給されたインクが圧力室３０２４（流路３３１０）を通って第３共通回収流路６０７１，６０８１から流出されるように連通している。
【０１９８】
なお、第３の実施形態のように、１つの第１共通供給流路が２つの吐出口列に配置された圧力室に連通している形態も取り得る。同様に１つの第１共通回収流路が２つの吐出口列に配置された圧力室に連通している形態も取り得る。
【０１９９】
また、インク１用の第３共通供給流路６０７０および第３共通回収流路６０７１と、インク２用の第３共通供給流路６０８０および第３共通回収流路６０８１とを、第６流路層３０９０が記録素子基板３０１０よりも大きくなるような大きさに設けてもよい。つまり、第６流路層３０９０は、例えば、吐出口列３０２４列方向と交差する方向（例えば垂直の方向）に幅広くなる形態も取り得る。
【０２００】
また本実施形態のように、１つの液体吐出ヘッドで異なる色の液体を吐出するような場合、以下の構成とすることで混色を抑制しつつ、液体吐出ヘッドの小型化が可能となる。詳細には図３４（ｃ）、（ｉ）において同色の液体を供給する第１共通供給流路６０５２と第１共通回収流路６０５３との間の間隔（両流路を仕切る壁の厚み）を異なる色の液体を供給する流路間の間隔（両流路を仕切る壁の厚み）よりも小さくすることが好適である。より詳細には、同色間の流路間の間隔を、インク１用の液体を供給する第１共通供給流路６０５２と、それに隣接する、インク２用の液体を回収する第１共通回収流路６０５３との間隔より小さくする。
【０２０１】
このように、多色インク用または多種類インク用の液体吐出ヘッドにおいても、第１共通供給流路および第１共通回収流路の幅を広げることをせずに、各圧力室間を流れるインク循環量のばらつきや各圧力室の圧力ばらつきを抑制することができる。よって、吐出口からの水分蒸発による液滴の吐出速度低下や色材濃度の変調を抑制することができるため、より高精細で高品位な画像形成が可能となる。
【０２０２】
（第５の実施形態）
図３５は、本発明を適用可能な各種の液体吐出ヘッドの例を示した外観斜視図である。
【０２０３】
図３５（ａ）は、本発明を適用可能な１枚の記録素子基板の形態の液体吐出ヘッドの例を示す。この液体吐出ヘッドは、記録媒体に対して往復移動を繰り返しながら記録を行う。第６流路層７０９０上に第５流路層７０８０が配置され、その上に第４流路層７０７０が配置されている。さらに第３流路層７０６０および第２流路層７０５０を含む記録素子基板７０１０が、支持部材７０３０上に配置されている。
【０２０４】
図３５（ｂ）および（ｃ）は、複数の記録素子基板７０１０が千鳥状に配置されたラインヘッドの形態の液体吐出ヘッドの例を示す。図３５（ｂ）では、各記録素子基板７０１０は、共通の支持部材７０３２に配置されている。また、図３５（ｃ）では、各記録素子基板７０１０は、それぞれ個別の支持部材７０３４に配置されている。
【０２０５】
図３５（ｄ）および（ｅ）は、複数の記録素子基板７０１０が一列状に配置されたラインヘッドの形態の液体吐出ヘッドの例を示す。図３５（ｄ）では、各記録素子基板７０１０は、共通の支持部材７０３２に配置されている。また、図３５（ｅ）では、各記録素子基板７０１０は、それぞれ個別の支持部材７０３４に配置されている。この場合の記録素子基板７０１０は、第４の実施形態における記録素子基板４０１０のような形状であるとよい。
【０２０６】
このような本実施形態の各種の液体吐出ヘッドは、前述したインク循環流を生じさせることができる。それにより、各圧力室間を流れるインク循環量のばらつきや各圧力室の圧力ばらつきを抑制することができる。よって、吐出口からの水分蒸発による液滴の吐出速度低下や色材濃度の変調を抑制することができるため、より高精細で高品位な画像形成が可能となる。
【符号の説明】
【０２０７】
３００３  液体吐出ヘッド
３０１０  記録素子基板
３０１１  第１流路層
３０１２  吐出口形成部材
３０１３  吐出口
３０１５  記録素子
３３１０  流路
３３１５ａ  第１連通口（供給側）
３３１５ｂ  第１連通口（回収側）
３０１７ａ  供給口
３０１７ｂ  回収口
３０２３  圧力室
３０５０  第２流路層
３０６０  第３流路層
３０７０  第４流路層
３０８０  第５流路層
３０９０  第６流路層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４８】
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