(57)【要約】【課題】  液体吐出ヘッド用基板におけるコゲの発生を一層抑制し、その耐久性を向上する。【解決手段】  液体吐出ヘッド用基板は、液体を吐出するために発熱する発熱抵抗体が設けられた面を備える基体と、液体を供給するための供給口と、液体を回収するための回収口と、を含む流路と、流路内に設けられ、発熱抵抗体を覆う第１電極であって、基体の面に直交する方向からみて供給口と前記回収口との間に設けられた第１電極と、流路内に設けられ、第１電極との間の液体に電界を形成するための第２電極と、を有する。ここで、第２電極は第１電極に対する回収口の側に設けられている。【選択図】  図１２
2019038127.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を吐出するために発熱する発熱抵抗体が設けられた面を備える基体と、
液体を供給するための供給口と、液体を回収するための回収口と、を含む流路と、
前記流路内に設けられ、前記発熱抵抗体を覆う第１電極であって、前記基体の前記面に直交する方向からみて前記供給口と前記回収口との間に設けられた前記第１電極と、
前記流路内に設けられ、前記第１電極との間の液体に電界を形成するための第２電極と、
を有する液体吐出ヘッド用基板において、
前記第２電極は前記第１電極に対する前記回収口の側に設けられていることを特徴とする液体吐出ヘッド用基板。
【請求項２】
液体を吐出するために発熱する発熱抵抗体が設けられた面を備える基体と、
前記発熱抵抗体を覆う第１電極と、
前記第１電極との間の液体に電界を形成するための第２電極と、
液体を供給するための供給口と、液体を回収するための回収口と、を含み、前記供給口から前記第１電極の表面を通り、前記回収口へ向かって液体が流れる流路と、
を有する液体吐出ヘッド用基板において、
前記第２電極は、前記流路内の、前記供給口から前記回収口へ向かう液体の流れ方向における前記第１電極よりも下流側に設けられていることを特徴とする液体吐出ヘッド用基板。
【請求項３】
前記基体の前記面に直交する方向からみて、前記第１電極は前記供給口と前記回収口との間に設けられている、請求項２に記載の液体吐出ヘッド用基板。
【請求項４】
前記基体の前記面に直交する方向からみて、前記第２電極は、前記回収口の前記第１電極の側の縁部よりも前記第１電極から離れた位置に設けられている、請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の液体吐出ヘッド用基板。
【請求項５】
前記基体の前記面に直交する方向からみて、前記第２電極は、前記第１電極と前記回収口との間に設けられている、請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の液体吐出ヘッド用基板。
【請求項６】
複数の前記発熱抵抗体が配列された発熱抵抗体列を有し、
前記第２電極の数は、前記発熱抵抗体列に含まれる前記発熱抵抗体の数以下である、請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載の液体吐出ヘッド用基板。
【請求項７】
前記第１電極と前記第２電極とは同じ材料で形成されている、請求項１乃至請求項６のいずれか一項に記載の液体吐出ヘッド用基板。
【請求項８】
液体の吐出動作の際に、液体に含まれる帯電粒子を前記第１電極から電気的に反発させるように前記第１電極と前記第２電極との間に電圧が印加される、請求項１乃至請求項７のいずれか一項に記載の液体吐出ヘッド用基板。
【請求項９】
請求項１乃至請求項８のいずれか一項に記載の液体吐出ヘッド用基板を有する液体吐出ヘッドにおいて、
前記液体吐出ヘッド用基板は、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素子としての前記第１電極と、前記素子を内部に備える圧力室と、を備え、
前記圧力室内の液体は当該圧力室の外部との間で循環される液体吐出ヘッド。
【請求項１０】
請求項９に記載の液体吐出ヘッドと、
前記第１電極と前記第２電極との間に電圧を印加する電圧印加手段と、を有する液体吐出装置。
【請求項１１】
液体を吐出するために発熱する発熱抵抗体が設けられた面を備える基体と、
前記発熱抵抗体を覆う第１電極と、
前記第１電極との間の液体に電界を形成するための第２電極と、
液体を供給するための供給口と、液体を回収するための回収口と、を含む流路と、
を有する液体吐出ヘッドの制御方法において、
前記第２電極は、前記流路内の、前記供給口から前記回収口へ向かう液体の流れ方向における前記第１電極よりも下流側に設けられており、
前記供給口から前記第１電極の表面を通り、前記回収口へ向かって前記流路に液体を流しながら、液体に含まれる帯電粒子を前記第１電極から電気的に反発させるように前記第１電極と前記第２電極との間に電圧を印加することを特徴とする液体吐出ヘッドの制御方法。
【請求項１２】
液体の吐出動作の際に前記第１電極と前記第２電極との間に電圧を印加する、請求項１１に記載の液体吐出ヘッドの制御方法。
【請求項１３】
前記電圧の印加を開始する前に、前記供給口から前記回収口へ向かって液体を流し始める、請求項１１または請求項１２に記載の液体吐出ヘッドの制御方法。
【請求項１４】
前記基体の前記面に直交する方向からみて、前記第１電極は前記供給口と前記回収口との間に設けられている、請求項１１乃至請求項１３のいずれか一項に記載の液体吐出ヘッドの制御方法。
【請求項１５】
前記基体の前記面に直交する方向からみて、前記第２電極は、前記回収口の前記第１電極の側の縁部よりも前記第１電極から離れた位置に設けられている、請求項１１乃至請求項１４のいずれか一項に記載の液体吐出ヘッドの制御方法。
【請求項１６】
前記第１電極と前記第２電極との間に液体を介して電流が流れないように、前記第１電極と前記第２電極との間に電圧を印加する、請求項１１乃至請求項１５のいずれか一項に記載の液体吐出ヘッドの制御方法。
【請求項１７】
前記第２電極の電位が前記第１電極の電位に対して＋０．１０Ｖ以上となるように、前記第１電極と前記第２電極との間に電圧を印加する、請求項１１乃至請求項１６のいずれか一項に記載の液体吐出ヘッドの制御方法。
【請求項１８】
前記第１電極および前記第２電極はイリジウムを含んで形成されており、
前記第２電極の電位が前記第１電極の電位に対して＋２．５Ｖ以下となるように、前記第１電極と前記第２電極との間に電圧を印加する、請求項１１乃至請求項１７のいずれか一項に記載の液体吐出ヘッドの制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体を吐出する液体吐出ヘッド用基板、液体吐出ヘッド、液体吐出装置、および液体吐出ヘッドの制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
現在、発熱抵抗体を通電させて液室の内部の液体を加熱して液体に膜沸騰を生じさせ、このときの発泡エネルギーによって吐出口から液滴を吐出させる形式の液体吐出装置が多く採用されている。
【０００３】
このような液体吐出装置では、液体が発泡、収縮、消泡する際に生じるキャビテーションによる衝撃といった物理的作用が発熱抵抗体上の領域に及ぼされることがある。また、液体の吐出が行われる際には、発熱抵抗体は高温となっているので、液体の成分が熱分解し付着して固着・堆積するといった化学的作用が発熱抵抗体上の領域に及ぼされることがある。これらの発熱抵抗体への物理的作用あるいは化学的作用から発熱抵抗体を保護するために、発熱抵抗体上には、発熱抵抗体を覆う金属材料等で形成された保護層が配置される。
【０００４】
ここで、発熱抵抗体上の保護層のうちの、液体に接する熱作用部では、液体に含まれる色材および添加物などが、高温加熱されることにより分子レベルで分解され、難溶解性の物質に変化し、熱作用部上に物理吸着される現象が起こる。この現象は「コゲ」と称されている。このように、保護層の熱作用部上に難溶解性の有機物や無機物が吸着されると、熱作用部から液体への熱伝導が不均一になり、発泡が不安定となる。
【０００５】
このようなコゲに対する対策として、特許文献１には、コゲの発生を抑制する方法が開示されている。具体的には、特許文献１には、熱作用部を含む第１電極とこれとは別の第２電極とを液室の中に設け、２つの電極間に電圧を印加して液室内の液体に電界を生じさせることで、帯電したコロイド粒子を熱作用部から遠ざけることが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】米国特許第８２１０６５４号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、近年の液体吐出装置は高耐久化が要求されており、コゲの発生を一層抑えることが求められている。特に、オフィス用液体吐出装置や商業印刷用液体吐出装置は更なる高耐久化・高寿命化が要求されている。
【０００８】
そこで、本発明は、液体吐出ヘッド用基板におけるコゲの発生を一層抑制し、その耐久性を向上することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の液体吐出ヘッド用基板は、液体を吐出するために発熱する発熱抵抗体が設けられた面を備える基体と、液体を供給するための供給口と、液体を回収するための回収口と、を含む流路と、前記流路内に設けられ、前記発熱抵抗体を覆う第１電極であって、前記基体の前記面に直交する方向からみて前記供給口と前記回収口との間に設けられた前記第１電極と、前記流路内に設けられ、前記第１電極との間の液体に電界を形成するための第２電極と、を有する液体吐出ヘッド用基板において、前記第２電極は前記第１電極に対する前記回収口の側に設けられていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によると、液体吐出ヘッド用基板におけるコゲの発生を一層抑制し、その耐久性を向上することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】記録装置の概略構成図
【図２】第１の循環経路を示す模式図
【図３】第２の循環経路を示す模式図
【図４】液体吐出ヘッドの斜視図
【図５】液体吐出ヘッドの分解斜視図
【図６】流路部材を示す図
【図７】記録素子基板と流路部材との接続関係を示す透視図
【図８】図７の断面を示す図
【図９】吐出モジュールの斜視図
【図１０】記録素子基板の平面図
【図１１】記録素子基板の断面を示す斜視図
【図１２】第１の実施形態の記録素子基板を示す図
【図１３】記録動作のフローを示す図
【図１４】第２の実施形態の記録素子基板を示す図
【図１５】第３の実施形態の記録素子基板を示す図
【図１６】吐出発数と吐出速度の関係を示すグラフ
【図１７】コゲ発生抑制処理を説明するための模式図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を用いて本発明の実施の形態の例を説明する。ただし、以下の記載は本発明の範囲を限定するものではない。
【００１３】
本実施形態は、インク等の液体をタンクと液体吐出装置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）であるが、その他の形態であっても良い。例えばインクを循環せずに、液体吐出装置上流側と下流側に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良い。
【００１４】
また、本実施形態は被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であるが、被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装置にも本発明を適用できる。シリアル型の液体吐出装置としては、例えばブラックインク用、およびカラーインク用記録素子基板を各１つずつ搭載する構成があげられる。これに限らず、数個の記録素子基板を吐出口列方向に吐出口をオーバーラップさせるよう配置した、被記録媒体の幅よりも短い、短尺のラインヘッドを作成し、それを被記録媒体に対してスキャンさせる形態のものであっても良い。
【００１５】
＜第１の実施形態＞
（インクジェット記録装置）
本実施形態の液体吐出装置、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１０００（以下、記録装置とも称す）の概略構成を図１に示す。記録装置１０００は、被記録媒体２を搬送する搬送部１と、被記録媒体の搬送方向と略直交して配置されるライン型の液体吐出ヘッド３とを備え、複数の被記録媒体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。被記録媒体２はカット紙に限らず、連続したロール紙であってもよい。記録装置１０００は、ＣＭＹＫ（シアン、マゼンタ、イエロー、ブラック）の４種類のインクＩにそれぞれ対応した４つの単色用の液体吐出ヘッド３を備えている。また、記録装置１０００はキャップ１００７を備えており、非記録時にキャップ１００７で液体吐出ヘッド３の吐出口面の側を覆うことで、吐出口からのインクの蒸発を防ぐことができる。
【００１６】
（第１の循環経路）
図２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１の循環経路を示す模式図である。図２は、液体吐出ヘッド３、第１循環ポンプ（高圧側）１００１、第１循環ポンプ（低圧側）１００２、及びバッファタンク１００３等の流体的な接続を示す図である。なお図２では、説明を簡略化するためにＣＭＹＫインクの内の一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色分の循環経路が記録装置本体に設けられる。メインタンク１００６と接続される、サブタンクとしてのバッファタンク１００３はタンク内部と外部とを連通する大気連通口（不図示）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は、補充ポンプ１００５とも接続されている。補充ポンプ１００５は、インクを吐出しての記録や吸引回復等、液体吐出ヘッドの吐出口からインクを吐出することによって液体吐出ヘッド３でインクが消費された際に、消費されたインク分をメインタンク１００６からバッファタンク１００３へ移送する。
【００１７】
２つの第１循環ポンプ１００１，１００２は、液体吐出ヘッド３の接続部１１１からインクを引き出してバッファタンク１００３へ流す役割を有する。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用いることが出来る。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及び第１循環ポンプ（低圧側）１００２によって、共通供給流路２１１、共通回収流路２１２内をある一定量のインクが流れる。この流量としては、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以上に設定することが好ましい。なお、あまりに大きな流量を設定すると、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過ぎて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。
【００１８】
負圧制御ユニット２３０は、第２循環ポンプ１００４と吐出ユニット３００との経路の間に設けられている。負圧制御ユニット２３０は、記録を行うＤｕｔｙの差によって循環系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機能を有する。負圧制御ユニット２３０を構成する２つの圧力調整機構としては、それ自身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良い。一例としては所謂「減圧レギュレーター」と同様の機構を採用することができる。減圧レギュレーターを用いた場合には、図２に示すように、第２循環ポンプ１００４によって、供給ユニット２２０を介して負圧制御ユニット２３０の上流側を加圧するようにすることが好ましい。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。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。
【００１９】
図２に示す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つの圧力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）、相対的に低圧側（図２でＬと記載）は、それぞれ、供給ユニット２２０内を経由して、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。吐出ユニット３００には、共通供給流路２１１、共通回収流路２１２、及び各記録素子基板１０と連通する個別供給流路２１３ａおよび個別回収流路２１３ｂが設けられている。個別流路２１３は共通供給流路２１１及び共通回収流路２１２と連通しているので、インクの一部が、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。これは、共通供給流路２１１には圧力調整機構Ｈが、共通回収流路２１２には圧力調整機構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からである。
【００２０】
このようにして、吐出ユニット３００では、共通供給流路２１１及び共通回収流路２１２内をそれぞれ通過するようにインクを流しつつ、一部のインクが各記録素子基板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、記録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出来るので、その部位におけるインクの増粘を抑制できる。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、本実施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。
【００２１】
（第２の循環経路）
図３は、本実施形態の記録装置１０００に適用される循環経路のうち、上述した第１の循環経路とは異なる循環形態である第２の循環経路を示す模式図である。前述の第１の循環経路との主な相違点は、負圧制御ユニット２３０を構成する２つの圧力調整機構が共に、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機構である点である。２つの圧力調整機構は、所謂「背圧レギュレーター」と同作用の機構部品である。また、その他の相違点は、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ものであることである。また、更なる相違点は、第１循環ポンプ（高圧側）１００１及び第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ことである。
【００２２】
負圧制御ユニット２３０は、液体吐出ヘッド３により記録を行う際の記録Ｄｕｔｙの変化に伴う流量の変動があっても、自身の上流（即ち吐出ユニット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にするように作動する。図３に示すように、第２循環ポンプ１００４によって、供給ユニット２２０を介して負圧制御ユニット２３０の下流側を加圧することが好ましい。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。
【００２３】
第１の循環経路と同様に、図３に示す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つの圧力調整機構を備えている。２つの負圧調整機構の内、高圧設定側（図３でＨと記載）、低圧側（図３でＬと記載）はそれぞれ、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、および共通回収流路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。これにより、共通供給流路２１１から個別流路２１３及び各記録素子基板１０の内部流路を介して共通回収流路２１２へと流れるインク流れが発生する（図３の矢印）。このように、第２の循環経路では、液体吐出ユニット３００内には第１の循環経路と同様のインク流れ状態が得られるが、第１の循環経路の場合とは異なる２つの利点がある。
【００２４】
１つ目の利点は、第２循環経路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ヘッド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の循環経路では、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の循環経路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。記録待機時に循環している場合の、共通供給流路２１１及び共通回収流路２１２内の流量の合計をＡとする。Ａの値は、記録待機中に液体吐出ヘッド３の温度調整を行う場合に、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（全吐時）の吐出流量をＦと定義する。そうすると、第１循環経路の場合（図２）では、第１循環ポンプ（高圧側）１００１及び第１循環ポンプ（低圧側）１００２の設定流量がＡとなるので、全吐時に必要な液体吐出ヘッド３へのインク供給量の最大値はＡ＋Ｆとなる。
【００２５】
一方で第２循環経路の（図３）の場合、記録待機時に必要な液体吐出ヘッド３へのインク供給量は流量Ａである。そして、全吐時に必要な液体吐出ヘッド３への供給量は流量Ｆとなる。そうすると、第２の循環経路の場合、第１循環ポンプ（高圧側）１００１及び第１循環ポンプ（低圧側）１００２の設定流量の合計値、即ち必要供給流量の最大値はＡ又はＦの大きい方の値となる。このため、同一構成の吐出ユニット３００を使用する限り、第２循環経路における必要供給量の最大値（Ａ又はＦ）は、第１循環経路における必要供給流量の最大値（Ａ＋Ｆ）よりも必ず小さくなる。そのため、第２の循環経路の場合、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る。これにより、記録装置本体のコストを低減できるという利点がある。この利点は、Ａ又は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。
【００２６】
しかしながら一方で、第１循環経路の方が、第２循環経路に対して有利になる点もある。すなわち、第２循環経路では、記録待機時に吐出ユニット３００内を流れる流量が最大であるため、記録Ｄｕｔｙの低い画像であるほど、各ノズルに高い負圧が印加された状態となる。このため、特に共通供給流路２１１及び共通回収流路２１２の流路幅（インクの流れ方向と直交する方向の長さ）を小さくしてヘッド幅（液体吐出ヘッドの短手方向の長さ）を小さくした場合、ムラの見えやすい低Ｄｕｔｙ画像でノズルに高い負圧が印加される。これにより、サテライト滴の影響が大きくなる恐れがある。一方、第１循環経路の場合、高い負圧がノズルに印加されるのは高Ｄｕｔｙ画像形成時であるため、仮にサテライト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。２つの循環経路の選択は、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、及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。
【００２７】
（液体吐出ヘッド）
第１の実施形態に係る液体吐出ヘッド３の構成について説明する。図４（ａ）及び図４（ｂ）は本実施形態に係る液体吐出ヘッド３の斜視図である。液体吐出ヘッド３は１つの記録素子基板１０で１色のインクを吐出可能な記録素子基板１０が直線上に１６個配列（インラインに配置）されたライン型の液体吐出ヘッドである。各色のインクを吐出する液体吐出ヘッド３は同様の構成となっている。
【００２８】
図４（ａ）に示すように、液体吐出ヘッド３は、記録素子基板１０と、フレキシブル配線基板４０と、信号入力端子９１と電力供給端子９２が設けられた電気配線基板９０と、を備える。信号入力端子９１及び電力供給端子９２は記録装置１０００の制御部と電気的に接続され、それぞれ、吐出駆動信号及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及び電力供給端子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を組み付ける時又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。液体吐出ヘッド３の両端部に設けられた接続部１１１は、記録装置１０００のインク供給系と接続される。記録装置１０００の供給系から一方の接続部１１１を介して液体吐出ヘッド３にインクが供給され、液体吐出ヘッド３内を通ったインクは他方の接続部１１１を介して記録装置１０００の供給系へ回収されるようになっている。このように、液体吐出ヘッド３は、インクが記録装置１０００の経路と液体吐出ヘッド３の経路を介して循環可能な構成となっている。
【００２９】
図５に液体吐出ヘッド３を構成する各部品またはユニットの分解斜視図を示す。液体吐出ヘッド３は、吐出ユニット３００と供給ユニット２２０と電気配線基板９０と吐出ユニット支持部８１とを含む。
【００３０】
本実施形態の液体吐出ヘッド３では、吐出ユニット３００に含まれる第２流路部材６０によって液体吐出ヘッド３の剛性を担保している。本実施形態における吐出ユニット支持部８１は第２流路部材６０の両端部に接続されており、吐出ユニット３００は記録装置１０００のキャリッジと機械的に結合されて、液体吐出ヘッド３の位置決めを行う。負圧制御ユニット２３０を備える供給ユニット２２０と、電気配線基板９０は、吐出ユニット支持部８１に結合される。２つの供給ユニット２２０内にはそれぞれフィルタ（図２、図３）が内蔵されている。２つの負圧制御ユニット２３０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、この図のように液体吐出ヘッド３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２３０を設置した場合、液体吐出ヘッド３の長手方向に延在する共通供給流路２１１と共通回収流路２１２におけるインクの流れが互いに対向する。これにより、共通供給流路２１１と共通回収流路２１２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ので、共通流路に沿って複数設けられる記録素子基板１０における温度差が付きにくく、温度差による記録ムラが生じにくくなる。
【００３１】
吐出ユニット３００は複数の吐出モジュール２００と流路部材２１０とを含み、吐出ユニット３００の被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５に示すように、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、吐出モジュール２００に含まれる記録素子基板１０及び封止部材１１０（図９（ａ））が開口１３１から露出している。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１００７（図１）と当接する当接面となる。このため、開口１３１の周囲に沿って接着材、封止材、充填材等を塗布して吐出ユニット３００の吐出口面側の凹凸や隙間を埋めて、液体吐出ヘッド３をキャップした状態でキャップ１００７の内部側に閉空間が形成されるようにすることが好ましい。
【００３２】
次に、吐出ユニット３００の流路部材２１０の詳細について説明する。流路部材２１０は、第１流路部材５０、第２流路部材６０を積層したものであり、供給ユニット２２０から供給されたインク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から環流するインクを供給ユニット２２０へと戻すための流路部材として機能する。流路部材２１０の第２流路部材６０は、内部に共通供給流路２１１及び共通回収流路２１２が形成された流路部材であるとともに、液体吐出ヘッド３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６０の材質としては、インク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、アルミナなどを好ましく用いることができる。
【００３３】
図６（ａ）は第１流路部材５０の、吐出モジュール２００がマウントされる側の面を示し、図６（ｂ）はその裏面である、第２流路部材６０と当接される側の面を示す図である。第１流路部材５０は各吐出モジュール２００毎に対応して設けられており、複数の第１流路部材５０が配列されている。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ることで、液体吐出ヘッドの長さに対応することが出来るので、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できる。図６（ａ）に示すように、第１流路部材５０の連通口５１は吐出モジュール２００と流体的に連通し、図６（ｂ）に示すように、第１流路部材５０の個別連通口５３は第２流路部材６０の連通口６１と流体的に連通する。図６（ｃ）は第２流路部材６０の、第１流路部材５０と当接される側の面を示し、図６（ｄ）は第２流路部材６０の厚み方向中央部の断面を示し、図６（ｅ）は第２流路部材６０の、供給ユニット２２０と当接する側の面を示す図である。
【００３４】
第２流路部材６０の共通流路溝７１は、その一方が図１６に示す共通供給流路２１１であり、他方が共通回収流路２１２であり、夫々、液体吐出ヘッド３の長手方向に沿って、一端側から他端側にインクが流れる。
【００３５】
図７は、記録素子基板１０と流路部材２１０とのインクの接続関係を示す透視図である。図７に示すように、流路部材２１０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及び共通回収流路２１２が設けられている。第２流路部材６０の連通口６１は、各々の第１流路部材５０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６０の連通口７２から共通供給流路２１１を介して第１流路部材５０の連通口５１へと連通する供給経路が形成されている。同様に、第２流路部材６０の連通口７２から共通回収流路２１２を介して第１流路部材５０の連通口５１へと連通する回収経路も形成されている。
【００３６】
図８は、図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線における断面を示す図である。この図に示すように、共通供給流路２１１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２００へ接続されている。すなわち、個別供給流路２１３ａ（図２、図３）は、連通口６１、個別連通口５３、連通口５１を含んで構成されている。図８では不図示であるが、別の断面においては、個別回収流路２１３ｂが同様の経路で吐出モジュール２００へ接続されていることは、図７を参照すれば明らかである。各記録素子基板１０には、各吐出口１３に連通する流路が形成されており、供給したインクの一部または全部が、吐出動作を休止している吐出口１３（圧力室２３）を通過して、環流できるようになっている。また、共通供給流路２１１は負圧制御ユニット２３０（高圧側）と、共通回収流路２１２は負圧制御ユニット２３０（低圧側）と供給ユニット２２０を介して接続されている。その差圧によって、共通供給流路２１１から記録素子基板１０の吐出口１３（圧力室２３）を通過して共通回収流路２１２へと流れる流れが発生する。
【００３７】
（吐出モジュール）
図９（ａ）に１つの吐出モジュール２００の斜視図を、図９（ｂ）にその分解図を示す。吐出モジュール２００は、記録素子基板１０と支持部材３０とフレキシブル配線基板４０とを含む。
【００３８】
吐出モジュール２００の製造方法の一例について説明する。まず、記録素子基板１０及びフレキシブル配線基板４０を、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、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１０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。
【００３９】
なお、記録素子基板１０の複数の吐出口列方向に沿った両辺部（記録素子基板１０の各長辺部）には複数の端子１６がそれぞれ配置され、それに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１０に対して２枚配置されている。このように構成することで、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１０内の配線部で生じる電圧低下や信号伝送遅れを低減することができる。
【００４０】
（記録素子基板）
図１０（ａ）は液体吐出ヘッド用基板としての記録素子基板１０の吐出口１３が配される側の面の模式図、図１０（ｃ）は図１０（ａ）の面の裏面を示す模式図である。図１０（ｂ）は図１０（ｃ）において、記録素子基板１０の裏面側に設けられている蓋部材２０を除去した場合の記録素子基板１０の面を示す模式図である。図１０（ｄ）は図１０（ａ）の破線ＸＤで囲われた部分の拡大図である。図１１は記録素子基板１０の断面を示す斜視図である。
【００４１】
記録素子基板１０は、シリコン基体１２０に複数の層が積層されて構成された基板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、基板１１の裏面に接合される蓋部材２０と、を含む。記録素子基板１０の吐出口形成部材１２には複数の吐出口列１４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１４が延びる方向を「吐出口列方向」と呼称する。基板１１には記録素子１５が形成されており、裏面側には、吐出口列方向に沿って延在する供給路１８および回収路１９を構成する溝が形成されている。記録素子１５は、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素子である。図１０（ｂ）に示すように、記録素子基板１０の裏面には吐出口列方向に沿って延在する供給路１８と回収路１９とが設けられており、各吐出口列１４に対する一方の側には供給路１８が、他方の側には回収路１９がそれぞれ設けられている。また、供給路１８と回収路１９とは吐出口列方向に交差する方向において交互に設けられている。
【００４２】
また、図１０（ｄ）に示すように、吐出口列方向に沿って、供給路１８に接続される複数の供給口１７ａが配列されて供給口列をなしており、回収路１９に接続される複数の回収口１７ｂが回収口列をなしている。
【００４３】
図１０（ｃ）および図１１に示すように、基板１１の、吐出口形成部材１２が設けら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、供給路１８及び回収路１９に連通する開口２１が複数設けられている。蓋部材２０の夫々の開口２１は、支持部材３０の連通口３１を介して第１流路部材５０の連通口５１と連通している。蓋部材２０は、記録素子基板１０の基板１１に形成される供給路１８及び回収路１９の壁の一部を形成する蓋としての機能を有する。蓋部材２０は、インクに対して十分な耐食性を有している物が好ましく、また、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。そのため、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ることが好ましく、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。
【００４４】
図１１に示すように、各吐出口１３に対応した位置にはインクを熱エネルギーにより発泡させるための発熱抵抗体としての記録素子１５が配置されている。隔壁２２（図１０（ｄ））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によって、図１０（ａ）の端子１６と電気的に接続されている。記録装置１０００の制御回路から、電気配線基板９０（図５）及びフレキシブル配線基板４０（図９）を介して入力されるパルス信号に基づいて記録素子１５が発熱してインクを沸騰させる。この沸騰による発泡の力でインクを吐出口１３から吐出する。なお、記録素子１５は後述するように基板１１に設けられた複数の層で覆われているが、図１０（ｄ）や図１１では記録素子１５を基板１１の表面に模式的に図示している。
【００４５】
次に、記録素子基板１０内でのインクの流れについて説明する。基板１１と蓋部材２０によって形成される供給路１８及び回収路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、供給路１８と回収路１９との間には差圧が生じている。液体吐出ヘッド３の複数の吐出口１３からインクを吐出している際に、吐出動作を行っていない吐出口においては、この差圧によって、供給路１８から、供給口１７ａ、圧力室２３、回収口１７ｂを経由して回収路１９へインクが流れる（図１１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や、泡・異物などを回収路１９へ回収することができる。また吐出口１３や圧力室２３のインクの増粘を抑制することが出来る。回収路１９へ回収されたインクは、蓋部材２０の開口２１及び支持部材３０の連通口３１（図８）を通じ、流路部材２１０の連通口５１、個別回収流路２１３ｂ、共通回収流路２１２の順に回収され、最終的には記録装置１０００の供給経路へと回収される。
【００４６】
なお、図２および図３に示すように、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インクが個別供給流路２１３ａを経由して圧力室２３に供給されるわけではない。すなわち、個別供給流路２１３ａに流入することなく、共通供給流路２１１の他端から供給ユニット２２０に流動するインクもある。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、本実施形態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、インクの循環流の逆流を抑制することができる。このようにして、本実施形態の液体吐出ヘッド３では、圧力室２３や吐出口１３近傍部のインクの増粘を抑制できるので吐出のヨレや不吐を抑制でき、結果として高画質な記録を行うことができる。
【００４７】
図１２（ａ）は、記録素子基板１０の熱作用部１２４ａが設けられた面の、熱作用部１２４ａの付近を拡大して模式的に示す平面図である。また、図１２（ｂ）は、図１２（ａ）におけるＸＩＩＢ−ＸＩＩＢ線に沿った模式的な断面図である。なお、図１２（ａ）では図１２（ｂ）に示す第２密着層１２２を省略している。なお、熱作用部１２４ａは、インクを発泡させるためにインクと接し、インクに熱を付与する部分である。
【００４８】
記録素子基板１０に含まれる基板１１は、シリコン基体１２０上に、複数の層が積層されて形成されている。本実施形態では、シリコン基体１２０上に、熱酸化膜、ＳｉＯ膜、ＳｉＮ膜等によって形成される蓄熱層１２１が配置されている。また、蓄熱層１２１上には、記録素子１５としての発熱抵抗体１２６が配置されている。基体１３３は、シリコン基体１２０と蓄熱層１２１とを含み、基体１３３の表面１３３ａ側に発熱抵抗体１２６が備えられている。発熱抵抗体１２６には、Ａｌ、Ａｌ−Ｓｉ、Ａｌ−Ｃｕ等の金属材料から形成される配線としての電極配線層１３２がタングステン等で形成されるプラグ１２８を介して接続されている。プラグ１２８は発熱抵抗体１２６に対して対をなして配置されており、発熱抵抗体１２６のうちのプラグ１２８を介して電流が流れる部分がインクの吐出のための発熱部として機能する。プラグ１２８や電極配線層１３２は蓄熱層１２１の内部に形成されている。発熱抵抗体１２６上には、発熱抵抗体１２６を覆うように絶縁保護層１２７が配置されている。絶縁保護層１２７は、例えば、ＳｉＯ膜、ＳｉＮ膜等によって形成されている。
【００４９】
絶縁保護層１２７上には、第１保護層１２５と第２保護層１２４とが配置されている。これらの保護層は、発熱抵抗体１２６の発熱に伴う化学的、物理的衝撃から発熱抵抗体１２６の表面を保護するための役割を備えている。例えば、第１保護層１２５はタンタル（Ｔａ）、第２保護層１２４はイリジウム（Ｉｒ）によって形成されている。また、これらの材料によって形成された保護層は、導電性を有している。
【００５０】
また、第２保護層１２４上には第１密着層１２３と第２密着層１２２とが配置されている。第１密着層１２３は第２保護層１２４と他の層との密着性を向上するための役割を備えており、第１密着層１２３は例えばタンタル（Ｔａ）によって形成されている。第２密着層１２２は他の層をインクから保護するためおよび吐出口形成部材１２との密着性を向上するための役割を備えており、第２密着層１２２は例えばＳｉＣやＳｉＣＮによって形成されている。
【００５１】
吐出口形成部材１２は、基板１１の第２密着層１２２側の面に接合されており、基板１１との間で圧力室２３を含む流路２４を形成している。流路２４は、供給口１７ａと回収口１７ｂとを含み、吐出口形成部材１２と基板１１とで囲われた領域である。また、吐出口形成部材１２は、隣接する熱作用部１２４ａの間に設けられた隔壁２２を有しており、この隔壁２２によって圧力室２３が区画されている。
【００５２】
インクの吐出が行われる際には、第２保護層１２４のうちの発熱抵抗体１２６を覆い、インクと接する熱作用部１２４ａ上では、インクの温度が瞬間的に上昇してインクが発泡し、消泡してキャビテーションが生じる。そのため、熱作用部１２４ａを含む第２保護層１２４は、耐食性が高く、キャビテーション耐性の高いイリジウムによって形成されている。この第２保護層１２４の熱作用部１２４ａは、基体１３３の表面１３３ａに直交する方向からみて、供給口１７ａと回収口１７ｂとの間に配置されている。なお、「供給口１７ａと回収口１７ｂとの間に配置される」とは、熱作用部１２４ａの少なくとも一部が供給口１７ａと回収口１７ｂとの間に位置することである。
【００５３】
また、後述するコゲ発生抑制処理に用いる電極１２９ａが、流路２４内の、供給口１７ａから回収口１７ｂへ向かうインクの流れ方向における第２保護層１２４の熱作用部１２４ａよりも下流側に配置されている。言い換えると、電極１２９は熱作用部１２４ａに対する回収口１７ｂの側に配置されている。また、図１０（ｄ）に示すように、複数の熱作用部１２４ａの配列方向における一方の側に供給口１７ａが配置され、他方の側に回収口１７ｂが配置されている場合、電極１２９ａは熱作用部１２４ａの列に対する回収口１７ｂの側に配置されている。なお、製造工程の負荷を抑えるために、電極１２９ａを構成する電極層１２９も第２保護層１２４と同じ材料（イリジウム）で形成されることが好ましい。
【００５４】
（コゲ発生抑制処理の説明）
本実施形態では、インク吐出動作の際に発熱抵抗体１２６上の第２保護層１２４に堆積するコゲを抑制するために、コゲ発生抑制処理を行う。具体的には、第２保護層１２４の熱作用部１２４ａを第１電極とし、同じ流路２４内に設けた電極１２９ａを第２電極とし、対の電極を用いてインクに電界を形成させる。そのため、第２保護層１２４の熱作用部１２４ａや電極１２９ａは、記録素子基板１０内の配線を介して記録素子基板１０の端子１０と電気的に接続され、記録素子基板１０の外部から熱作用部１２４ａや電極１２９ａに電位を付与可能な構成となっている。なお、コゲ発生抑制処理では、熱作用部１２４ａと電極１２９ａとの間のインク中に電界を形成させるが、インクを介して熱作用部１２４ａと電極１２９ａとの間に電流が流れていない状態とする。
【００５５】
この際、インクに含まれる負電位に帯電した顔料（色材）や添加物等の粒子を第２保護層１２４の熱作用部１２４ａから反発させるように電界を形成することでコゲの要因となる粒子を熱作用部１２４ａから遠ざける。コゲは、顔料（色材）や添加物が高温加熱されて分子レベルで分解され、難溶性の物質に変化し、第２保護層１２４の熱作用部１２４ａ上に物理吸着される現象である。したがって、第２保護層１２４の熱作用部１２４ａ近傍の負電位に帯電した顔料等の粒子の存在率を低下させることによって、発熱抵抗体１２６上の第２保護層１２４の熱作用部１２４ａに堆積するコゲを抑制することができる。なお、インクが正電位に帯電した粒子を含む場合であっても、正電位に帯電した粒子を熱作用部１２４ａから反発させるように、熱作用部１２４ａと電極１２９ａとの間に電界を形成すればよい。
【００５６】
上述したように、圧力室２３内では供給口１７ａからインクが供給され、回収口１７ｂへインクが回収されるインクの流れが生じている。すなわち、圧力室２３を含む流路２４では、供給口１７ａから供給されたインクが回収口１７ｂを通って回収されるインク循環が行われている。このインク循環は、少なくともインク吐出動作が行われる際に行われる。
【００５７】
上述の通り、電極１２９ａは、供給口１７ａから回収口１７ｂへ向かうインクの流れ方向における第２保護層１２４の熱作用部１２４ａよりも下流側に配置されている。したがって、第２保護層１２４の熱作用部１２４ａ近傍にあるコゲ原因となる帯電した粒子は、インクに形成された電界による熱作用部１２４ａからの反発力に加え、インクの流れによって電極１２９ａの方向へ向かう慣性力を受ける。そのため、インク吐出の際に加熱される熱作用部１２４ａ近傍における帯電粒子の存在率をより低下させることができる。このように、電極１２９ａを熱作用部１２４ａよりもインク循環の流れ方向における下流側に配置し、インクを流しながらインクに電界を形成して帯電粒子を熱作用部１２４ａから反発させるコゲ発生抑制処理を行うことで、コゲ発生を一層抑制できる。
【００５８】
また、本実施形態では、電極１２９ａは、第２保護層１２４の熱作用部１２４ａと回収口１７ｂとの間には配置されておらず、回収口１７ｂの熱作用部１２４ａに近い側の縁部よりも熱作用部１２４ａから離れた位置に配置されている。このように電極１２９ａを配置することで、熱作用部１２４ａと回収口１７ｂとの距離Ｌ２が長くなることを抑えることができる。また、熱作用部１２４ａと供給口１７ａとの距離Ｌ１および熱作用部１２４ａと回収口１７ｂとの距離Ｌ２が短く、両者を等しくすることができる。これにより、インク吐出のための発泡後、インクが供給口１７ａと回収口１７ｂとの両方から充填され、インクの充填時間を短くすることができ、液体吐出ヘッド３の高速駆動を実現できる。
【００５９】
なお、上述したようにインク吐出のための発泡後、インクが供給口１７ａと回収口１７ｂとの両方から供給されるため、発泡直後は流路２４内におけるインクの流れが一時的に変化するが、その後、インクは供給口１７ａから回収口１７ｂの方向へ流れる。インクの流れ方向とは、このような一時的に変化したインクの流れ方向ではなく、供給口１７ａから回収口１７ｂへ向かう定常的な流れ方向のことを称す。
【００６０】
また、本実施形態では供給口１７ａおよび回収口１７ｂは基板１１の面に形成された開口であるが、供給口１７ａおよび回収口１７ｂが基板１１の面に交差する面に形成された開口であってもよい。例えば、基板１１と吐出口形成部材１２との間に供給口１７ａや回収口１７ｂが設けられていてもよい。すなわち、本発明は、吐出口１３とは別に、熱作用部１２４ａを通るようにインクが流れる流路があり、その熱作用部１２４ａよりも下流側に電極１２９ａが設けられていればよい。  図１２（ｃ）は本実施形態の変形例である記録素子基板１０の熱作用部１２４ａが設けられた面の、熱作用部１２４ａの付近を拡大して模式的に示す平面図である。本変形例では、圧力室２３を仕切る隔壁２２と、隣接する供給口１７ａの間に設けられた隔壁２５と、隣接する回収口１７ｂの間に設けられた隔壁２６とが分断されている。すなわち、本発明は、このような分断された隔壁によって流路２４が形成されていてもよく、熱作用部１２４ａよりも流路２４のインクの流れ方向における下流側に電極１２９ａが設けられていればよい。
【００６１】
図１３に本実施形態における記録動作のフローを示す。インクジェット記録装置に記録開始命令が入る（Ｓ１）と、液体吐出ヘッド３の流路２４内におけるインク循環が開始される（Ｓ２）。次に、液体吐出ヘッドはキャップを外された状態となり（Ｓ３）、コゲ発生抑制処理が開始され（Ｓ４）、第２保護層１２４の熱作用部１２４ａと電極１２９ａとの間で電界が形成される。この際、記録装置１０００本体に設けられた電圧印加手段から上述した電気配線基板９０やフレキシブル配線基板４０、記録素子基板１０の内部配線等を介し、熱作用部１２４ａと電極１２９ａとの間に電圧が印加される。例えば、負電位に帯電した粒子を熱作用部１２４ａから反発させるために、熱作用部１２４ａの電位をグランドとし、電極１２９ａに＋０．１０Ｖ以上＋２．５Ｖ以下の範囲内の電位を付与する。その後、インクが吐出されて記録が開始される（Ｓ５）。
【００６２】
記録が終了し（Ｓ６）、その後コゲ発生抑制処理が終了される（Ｓ７）。その後、インク循環が停止され（Ｓ８）、液体吐出ヘッドはキャップによって塞がれた状態となる（Ｓ９）。
【００６３】
なお、本実施形態における記録動作（インク吐出動作）とは、液体吐出ヘッドがインクを吐出して記録を行っている間のみではなく、記録開始命令を受けてからインク吐出が終わるまでを含む。
【００６４】
また、上記の電位の値は一例であり、熱作用部１２４ａから帯電粒子が反発されるように、熱作用部１２４ａと電極１２９ａとの間に電圧を印加すればよい。すなわち、熱作用部１２４ａの側に電位を付与し、電極１２９ａの電位をグランドとしてもよく、また、熱作用部１２４ａおよび電極１２９ａの両方に電位を付与してもよい。
【００６５】
なお、負電位に帯電した粒子を熱作用部１２４ａから効率的に反発させるために、熱作用部１２４ａに対する電極１２９ａの電位を＋０．１０Ｖ以上とすることが好ましい。また、熱作用部１２４ａや電極１２９ａがイリジウムを含んで形成されている場合、熱作用部１２４ａに対する電極１２９ａの電位を＋２．５Ｖ以下とすることが好ましい。＋２．５Ｖよりも大きくすると、電極１２９ａとインクとの間で電気化学反応が生じ、電極１２９ａに含まれるイリジウムがインクへ溶出する恐れがあるためである。その結果、インクを介して熱作用部１２４ａと電極１２９ａとの間に電流が流れることになる。そのため、コゲ発生抑制処理を行う際には、熱作用部１２４ａと電極１２９ａとの間のインクに電界を形成しつつ、インクを介して両電極間に電流が流れない状態とする。
【００６６】
＜第２の実施形態＞
第２の実施形態における液体吐出ヘッド３を説明する。なお、上述の実施形態と異なる部分を主に説明し、上述の実施形態と同様の部分については説明を省略する場合もある。
【００６７】
図１４（ａ）は、記録素子基板１０の熱作用部１２４ａが設けられた面の、熱作用部１２４ａの付近を拡大して模式的に示す平面図である。また、図１４（ｂ）は、図１４（ａ）におけるＸＩＶＢ−ＸＩＶＢ線に沿った模式的な断面図である。なお、図１４（ａ）では図１４（ｂ）に示す第２密着層１２２を省略している。
【００６８】
本実施形態においても、流路２４では、供給口１７ａから供給されたインクが回収口１７ｂを通って回収されるインク循環構成が採用されている。発熱抵抗体１２６上の熱作用部１２４ａでは少なくともインク吐出動作の際にインクが供給口１７ａから回収口１７ｂの方向へ流れている。また、電極１２９ａは、供給口１７ａから回収口１７ｂへ向かうインクの流れ方向における第２保護層１２４の熱作用部１２４ａよりも下流側に配置されている。
【００６９】
本実施形態では、電極１２９ａは、第２保護層１２４の熱作用部１２４ａと回収口１７ｂとの間に配置されている。第２保護層１２４の熱作用部１２４ａと電極１２９ａとの間でインクを介して電界を形成させることによって、インク中の負電位に帯電した顔料等の粒子を発熱抵抗体１２６上の第２保護層１２４の熱作用部１２４ａから反発させる。
【００７０】
本実施形態では、熱作用部１２４ａと電極１２９ａとの距離が近く、熱作用部１２４ａと電極１２９ａとの間に形成された電界によって、熱作用部１２４ａから帯電粒子１４１をより反発させやすくすることができる。このため、コゲ発生の抑制の観点からは本実施形態のような構成が好ましい。なお、電極１２９ａを熱作用部１２４ａと回収口１７ｂとの間に配置すると、その分、熱作用部１２４ａと回収口１７ｂとの距離Ｌ２は長くなり、距離Ｌ２は熱作用部１２４ａと供給口１７ａとの距離Ｌ１より長くなる。なお、熱作用部１２４ａと供給口１７ａとの距離Ｌ１も長くしてより距離Ｌ２と等しくすることもできる。
【００７１】
＜第３の実施形態＞
第３の実施形態における液体吐出ヘッド３を説明する。なお、上述の実施形態と異なる部分を主に説明し、上述の実施形態と同様の部分については説明を省略する場合もある。
【００７２】
図１５（ａ）は、記録素子基板１０の熱作用部１２４ａが設けられた面の、熱作用部１２４ａの付近を拡大して模式的に示す平面図である。また、図１５（ｂ）は、図１５（ａ）におけるＸＶＢ−ＸＶＢ線に沿った模式的な断面図である。なお、図１５（ａ）では図１５（ｂ）に示す第２密着層１２２を省略している。
【００７３】
本実施形態においても、流路２４では、供給口１７ａから供給されたインクが回収口１７ｂを通って回収されるインク循環構成が採用されている。発熱抵抗体１２６上の熱作用部１２４ａでは少なくともインク吐出動作の際にインクが供給口１７ａから回収口１７ｂの方向へ流れている。また、電極１２９ａは、供給口１７ａから回収口１７ｂへ向かうインクの流れ方向における第２保護層１２４の熱作用部１２４ａよりも下流側に配置されている。
【００７４】
本実施形態では、電極１２９ａは第２保護層１２４の熱作用部１２４ａと回収口１７ｂとの間に配置されている。また、熱作用部１２４ａと電極１２９ａとが一対となるように、一つの熱作用部１２４ａに対応して一つの電極１２９ａが設けられている。
【００７５】
本実施形態では、熱作用部１２４ａと電極１２９ａとの距離が近く、また、一つの熱作用部１２４ａに対応して一つの電極１２９ａが設けられている。このため、熱作用部１２４ａと電極１２９ａとの間に形成された電界によって、熱作用部１２４ａから帯電粒子１４１をより一層反発させやすくすることができる。このため、コゲ発生の抑制の観点からは本実施形態のような構成がより好ましい。なお、電極１２９ａを熱作用部１２４ａと回収口１７ｂとの間に配置すると、その分、熱作用部１２４ａと回収口１７ｂとの距離Ｌ２は長くなり、距離Ｌ２は熱作用部１２４ａと供給口１７ａとの距離Ｌ１より長くなる。なお、熱作用部１２４ａと供給口１７ａとの距離Ｌ１も長くして距離Ｌ２と等しくすることもできる。
【００７６】
なお、いずれの実施形態も、電極１２９ａの配置による記録素子基板１０の面積の増大を抑えるために、１つの発熱抵抗体列に対応する電極１２９ａの数を、１つの発熱抵抗体列に含まれる発熱抵抗体１２６の数以下としている。
【００７７】
＜コゲ発生抑制処理の実験結果＞
本発明者らの実験によって、上述のコゲ発生抑制処理において、インク循環の流れ方向に対する電極１２９ａの配置位置によって、コゲ発生の抑制度合が異なることが明らかになった。実験結果の詳細を以下に示す。
【００７８】
本実験では、インクジェット用顔料インクを使用して図１２で示す液体吐出ヘッドを用いてインクの吐出を行い、その吐出速度を測定して、インクの吐出発数とインクの吐出速度との関係について調べた。また、熱作用部１２４ａを観察して、コゲの体積の有無を確認した。図１６（ａ）〜（ｄ）は、インクの吐出発数とインクの吐出速度との関係を示すグラフである。
【００７９】
図１６（ａ）は、上述のコゲ抑制処理を行っていない、すなわちインク吐出動作の際に電界を生じさせていない場合のグラフである。吐出開始直後から吐出速度は徐々に低下し、１．５×１０８パルスでは初期の吐出速度に比べ約２ｍ／ｓ低下した。この時点で、発熱抵抗体１２６上の熱作用部１２４ａに多くのコゲが堆積していることを目視で確認した。コゲが堆積したことによって吐出速度が低下したものと考えられる。１．５×１０８パルス後も更にコゲは堆積していき、吐出速度も低下した。なお、圧力室２３内でのインク循環流れの有無による差は殆どなく、インク循環がある場合もない場合も同様の傾向が見られた。
【００８０】
図１６（ｂ）は、供給口１７ａから回収口１７ｂへインクを流しながらコゲ抑制処理を行った場合のグラフである。供給口１７ａから回収口１７ｂへインクを流すと、インクの流れ方向において、第２保護層１２４の熱作用部１２４ａよりも下流側に電極１２９ａが配置されることになる。コゲ抑制処理として、インク吐出動作の際に熱作用部１２４ａをグランド電位とし、他の電極１２９ａに＋１．５Ｖの電位を付与した。なお、この際、熱作用部１２４ａと電極１２９ａとの間のインク中に電界が形成されているが、電流は流れていない状態である。吐出開始後から３．０×１０８パルスまで吐出速度の低下はなく、この時点で熱作用部１２４ａにコゲは堆積していないことを目視で確認した。
【００８１】
図１６（ｃ）は、図１６（ｂ）のインクの流れ方向とは反対方向に、すなわち、回収口１７ｂから供給口１７ａへインクを流しながらコゲ抑制処理を行った場合のグラフである。回収口１７ｂから供給口１７ａへインクを流すと、インクの流れ方向において、第２保護層１２４の熱作用部１２４ａよりも上流側に電極１２９ａが配置されることになる。コゲ抑制処理として、インク吐出動作の際に熱作用部１２４ａをグランド電位とし、電極１２９ａに＋１．５Ｖの電位を付与した。なお、この際、熱作用部１２４ａと他方の電極１２９ａとの間のインク中に電界が形成されているが、電流は流れていない状態である。吐出開始後から２．０×１０８パルス以降、徐々に吐出速度が低下し、３．０×１０８パルス時点では、初期の吐出速度に比べ約２ｍ／ｓ低下した。この時点で熱作用部１２４ａに少量のコゲがあることを目視で確認した。
【００８２】
図１６（ｄ）は、圧力室２３内での供給口１７ａから回収口１７ｂへ向かうインクの流れを発生させずにコゲ抑制処理を行った場合のグラフである。コゲ抑制処理として、インク吐出動作の際に熱作用部１２４ａをグランド電位とし、電極１２９ａに＋１．５Ｖの電位を付与した。なお、この際、熱作用部１２４ａと他方の電極１２９ａとの間のインク中に電界が形成されているが、電流は流れていない状態である。吐出開始後から２．０×１０８パルス以降徐々に吐出速度が低下し、３．０×１０８パルス時点では、初期の吐出速度に比べ約２ｍ／ｓ低下した。この時点で熱作用部１２４ａに少量のコゲがあることを目視で確認した。この結果は、図１６（ｃ）に示す、圧力室２３でインクを循環させて、電極１２９ａがインクの流れの方向における上流側に配置された場合の結果とほぼ同じ結果となった。
【００８３】
以上の結果より、圧力室２３を含む流路２４内でインクを循環させる液体出ヘッドにおいて、循環の流れ方向において第１電極である熱作用部１２４ａよりも第２電極である電極１２９ａを下流側に配置することでコゲ発生を一層抑制できることが確認できた。
【００８４】
次に、図１６に示す実験結果について図１７を用いて説明する。図１７は、流路２４内におけるインクに含まれる負電位に帯電した粒子１４１（顔料粒子）の状態を示す模式図である。流路２４内に熱作用部１２４ａと電極１２９ａとが配置されており、インクが充填されている。
【００８５】
図１７（ａ）は、熱作用部１２４ａと電極１２９ａとに電圧を印加していない状態であり、粒子１４１はインク中に略均一に分散されている。
【００８６】
図１７（ｂ）は、第１電極としての熱作用部１２４ａをグランド電位とし、第２電極として電極１２９ａに＋１．５Ｖの電位を付与した状態であり、破線の矢印１４０で示す電界が形成されている。この状態では、熱作用部１２４ａは、電極１２９ａに対して相対的に負電位となるため、負電位に帯電した粒子１４１は熱作用部１２４ａから反発して離れるため、熱作用部１２４ａ近傍の帯電粒子１４１の存在率は低下する。図１７（ｃ）は、図１７（ｂ）で図示した熱作用部１２４ａの近傍を拡大して示す模式図である。負電位に帯電した粒子１４１は、インク中に形成された電界１４０の電気力線に沿って熱作用部１２４ａから反発力１４３を受ける。
【００８７】
図１７（ｄ）は、図１７（ｂ）と同様に熱作用部１２４ａと電極１２９ａとに電位を付与した状態であり、さらに、上述した供給口１７ａから回収口１７ｂに向かってインクが流れている状態である。すなわち、矢印１４２で示すように、インクは熱作用部１２４ａから電極１２９ｂの方向へ流れている。この状態では、熱作用部１２４ａ近傍にある負電位に帯電した粒子１４１は、図１７（ｂ）の状態における熱作用部１２４ａからの反発力１４３に加え、インクの流れによって電極１２９ａの方向へ向かう慣性力１４４を受ける。図１７（ｅ）は、図１７（ｄ）で図示した熱作用部１２４ａの近傍を拡大して示す模式図である。負電位に帯電した粒子１４１は、インク中に形成された電界１４０の電気力線に沿う熱作用部１２４ａから反発力１４３とインクの流れによる慣性力１４４とを受けて、電極１２９ａの方向へ移動する。すなわち、帯電粒子１４１は反発力１４３と慣性力１４４との合力１４５を受けることになる。したがって、図１７（ｄ）のように熱作用部１２４ａ側から電極１２９ａ側の方向へインクが流れている状態では、図１７（ｂ）のようなインクが流れていない状態と比べて、熱作用部１２４ａ近傍の帯電粒子１４１の受ける電極１２９ａ方向へ向かう力が大きい。これにより、図１７（ｄ）の状態では、図１７（ｂ）の状態と比べ、コゲの要因となる熱作用部１２４ａ近傍の帯電粒子１４１の存在率は小さくなる。
【００８８】
このように、インクを流しながら、インクに電界を形成してコゲの要因となる帯電粒子１４１を熱作用部１２４ａから反発させるコゲ発生抑制処理を行う。この際、インクの流れ方向において、電極１２９ａを第２保護層１２４の熱作用部１２４ａよりも下流側に配置することでコゲ発生を一層抑制できることがわかった。
【符号の説明】
【００８９】
１０  記録素子基板（液体吐出ヘッド用基板）
１７ａ  供給口
１７ｂ  回収口
２４  流路
１２４  第２保護層
１２４ａ  熱作用部（第１電極）
１２６  発熱抵抗体
１２９  電極（第２電極）
１４０  電界
【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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