(57)【要約】【課題】同一の素子基板に複数種類の液体を個別の流路より供給し吐出させ回収する構成において、各液体で同等の流路抵抗が得られるような液体吐出ヘッドを提供する。【解決手段】液体吐出ヘッド３は、水平な面を有する複数の層が鉛直方向に積層されることによって構成され、素子基板１０に複数の液体を個別に供給するための供給流路と、個別に回収するための回収流路と、が形成されている積層流路部材２１０を備える。この際、供給流路の一部であって、複数の素子基板１０に対応する位置に第１の液体を水平方向に導く第１の共通供給流路２１１と第２の液体を水平方向に導く第２の共通供給流路２１１は、積層流路部材の同じ層に形成される。また、回収流路の一部であって、複数の素子基板１０に対応する位置より第１の液体を水平方向に回収する第１の共通回収流路２１２と第２の液体を水平方向に回収する第２の共通回収流路２１２は、積層流路部材の同じ層に形成される。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の液体を吐出する吐出素子と第２の液体を吐出する吐出素子が配列された素子基板と、
複数の層が積層されることによって構成され、前記素子基板に前記第１の液体と前記第２の液体を個別に供給するための供給流路と、前記素子基板から前記第１の液体と前記第２の液体を個別に回収するための回収流路と、が形成されている積層流路部材と
を備える液体吐出ヘッドであって、
前記供給流路の一部であって、複数の前記素子基板に対応する位置に前記第１の液体を導く第１の共通供給流路と、複数の前記素子基板に対応する位置に前記第２の液体を導く第２の共通供給流路は、前記積層流路部材を構成する前記複数の層の中の同じ層に形成され、
前記回収流路の一部であって、複数の前記素子基板に対応する位置より前記第１の液体を水平方向に回収する第１の共通回収流路と、複数の前記素子基板に対応する位置より前記第２の液体を水平方向に回収する第２の共通回収流路は、前記積層流路部材を構成する前記複数の層の中の同じ層に形成されることを特徴とする液体吐出ヘッド。
【請求項２】
前記第１の共通供給流路と前記第２の共通供給流路は合同な形状を有し、前記第１の共通回収流路と前記第２の共通回収流路は合同な形状を有することを特徴とする請求項１に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項３】
前記積層流路部材は、前記複数の素子基板が配列する平面よりも鉛直上方に配されていることを特徴とする請求項１または２に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項４】
前記積層流路部材を構成する前記複数の層のうち、前記第１の共通供給流路と前記第２の共通供給流路が配される層と前記第１の共通回収流路と前記第２の共通回収流路が配される層は異なる層であることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項５】
前記吐出素子は、液体を吐出する吐出口と、該吐出口から液体を吐出のためのエネルギを付与する吐出エネルギ発生素子と、該吐出エネルギ発生素子を内部に備える圧力室と、を含み、
前記圧力室内の液体は外部との間で循環されることを特徴とする請求項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】
前記圧力室を流動する液体の量は、前記吐出口から液体が吐出されることによって単位時間に消費される量の最大値よりも少ないことを特徴とする請求項５に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項７】
前記吐出素子において、前記吐出エネルギ発生素子は電圧を印加することにより前記圧力室に収容されたインクに膜沸騰を生じさせ、発生した泡の成長エネルギによって前記吐出口から液体が吐出されることを特徴とする請求項５または６に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項８】
前記素子基板において、前記第１の液体を吐出する前記吐出素子が第１の方向に配列して成る第１の吐出素子列と、前記第２の液体を吐出する前記吐出素子が前記第１の方向に配列して成る第２の吐出素子列は、前記第１の方向と交差する第２の方向に並列に配置し、
前記第１の吐出素子列より前記第１の液体を回収する第１の基板回収路と、前記第２の吐出素子列より前記第２の液体を回収する第２の基板回収路は、前記第２の方向において前記第１の吐出素子列および前記第２の吐出素子列を挟んだ外側に配され、
前記第１の吐出素子列に前記第１の液体を供給する第１の基板供給路と、前記第２の吐出素子列に前記第２の液体を供給する第２の基板供給路は、前記第２の方向において前記第１の吐出素子列および前記第２の吐出素子列に挟まれた内側に配されていることを特徴とする請求項５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】
前記素子基板には、前記第１の基板供給路から前記圧力室を経由することなく前記第１の基板回収路に接続する流路と、前記第２の基板供給路から前記圧力室を経由することなく前記第２の基板回収路に接続する流路が更に形成されていることを特徴とする請求項８に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項１０】
前記供給流路および前記回収流路は前記第１の液体および前記第２の液体をそれぞれ貯留するバッファタンクに接続され、
前記回収流路と前記バッファタンクの間には、前記バッファタンク、前記積層流路部材および前記複数の素子基板の間で前記第１の液体と前記第２の液体をそれぞれ循環させるポンプが配されていることを特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項１１】
前記バッファタンクと前記供給流路の間に配され、前記供給流路を介して前記素子基板に供給する液体の圧力を第１の圧力に調整するための減圧型レギュレータと、
前記ポンプと前記回収流路の間に配され、前記回収流路を介して前記素子基板より回収する液体の圧力を前記第１の圧力よりも低い第２の圧力に調整するための背圧型レギュレータを更に備えることを特徴とする請求項１０に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項１２】
前記第１の液体および前記第２の液体の夫々に対応する前記減圧型レギュレータと前記背圧型レギュレータの対は同一のボディ部材に収容され、該ボディ部材は、前記積層流路部材に対し交換可能に取り付けられることを特徴とする請求項１１に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項１３】
前記減圧型レギュレータは、
液体を受容する第１の圧力室と、
前記積層流路部材の前記供給流路に連通し、且つ前記第１の圧力室にオリフィスを介して連通する第２の圧力室と、
前記オリフィスの開閉を制御するための弁と、
前記オリフィスを閉じる方向に前記弁を付勢する付勢部材と、
前記第２の圧力室の内圧の減少に伴って移動して前記オリフィスを開放する方向に前記弁に作用する受圧部と、
を有し、
前記第２の圧力室の内圧が所定の値より小さくなったときに前記第１の圧力室から前記第２の圧力室に液体が流入することを特徴とする請求項１１または１２に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項１４】
前記背圧型レギュレータは、
液体を受容する第１の圧力室と、
前記積層流路部材の前記回収流路に連通し、且つ前記第１の圧力室にオリフィスを介して連通する第２の圧力室と、
前記オリフィスの開閉を制御するための弁と、
前記オリフィスを開く方向に前記弁を付勢する付勢部材と
前記第２の圧力室の内圧の増加に伴って移動して前記オリフィスを開放する方向に前記弁に作用する受圧部と、
を有し、前記第２の圧力室の内圧が所定の値より大きくなったときに前記第２の圧力室から前記第１の圧力室に液体が流入することを特徴とする請求項１１または１２に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項１５】
前記素子基板には第３の液体を吐出する吐出素子と第４の液体を吐出する吐出素子が更に配列されており、
前記供給流路の一部であって、複数の前記素子基板に対応する位置に前記第３の液体を水平方向に導く第３の共通供給流路と、複数の前記素子基板に対応する位置に前記第４の液体を水平方向に導く第４の共通供給流路は、前記積層流路部材を構成する前記複数の層の中の同じ層であって、前記第１の共通供給流路と前記第２の共通供給流路が配される層とは異なる層に形成され、
前記回収流路の一部であって、複数の前記素子基板に対応する位置より前記第３の液体を水平方向に回収する第３の共通回収流路と、複数の前記素子基板に対応する位置より前記第４の液体を水平方向に回収する第４の共通回収流路は、前記積層流路部材を構成する前記複数の層の中の同じ層であって、前記第１の共通回収流路と前記第２の共通回収流路が配される層とは異なる層に形成されることを特徴とする請求項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】
第１の液体を吐出する吐出エネルギ発生素子と、第２の液体を吐出する吐出エネルギ発生素子と、を夫々備える、第１および第２の素子基板と、
前記第１および第２の素子基板に液体を供給する供給流路と、前記第１および第２の素子基板から液体を回収する回収流路と、を備える、積層流路部材と、
を備える液体吐出ヘッドであって、
前記積層流路部材は、前記第１および第２の素子基板に液体を供給する共通供給流路を備える共通供給流路層と、前記第１および第２の素子基板から液体を回収する共通回収流路を備える共通回収流路層と、を含むことを特徴とする液体吐出ヘッド。
【請求項１７】
前記共通供給流路および前記共通回収流路の夫々は、前記素子基板の長手方向に沿って延在することを特徴とする請求項１６に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項１８】
前記吐出エネルギ発生素子を内部に備える圧力室を備え、前記圧力室内の液体は外部との間で循環されることを特徴とする請求項１６または１７に記載の液体吐出ヘッド
【請求項１９】
第１の液体および第２の液体をそれぞれ貯留するバッファタンクと、
前記第１の液体および前記第２の液体を吐出する液体吐出ヘッドと、
前記バッファタンクから前記液体吐出ヘッドに前記第１の液体および前記第２の液体を供給する第１の循環流路と、
前記液体吐出ヘッドで吐出されなかった前記第１の液体および前記第２の液体を前記バッファタンクに回収する第２の循環流路と、
前記第２の循環流路の途中に配され、前記バッファタンクと前記液体吐出ヘッドの間で前記第１の液体と前記第２の液体を循環させるポンプと
を有する液体吐出装置であって、
前記液体吐出ヘッドは、前記第１の液体を吐出する吐出素子と前記第２の液体を吐出する吐出素子が配列された素子基板と、
水平な面を有する複数の層が鉛直方向に積層されることによって構成され、前記素子基板に前記第１の液体と前記第２の液体を個別に供給するための供給流路と、前記素子基板から前記第１の液体と前記第２の液体を個別に回収するための回収流路と、が形成されている積層流路部材と
を備え、
前記供給流路の一部であって、複数の前記素子基板に対応する位置に前記第１の液体を水平方向に導く第１の共通供給流路と、複数の前記素子基板に対応する位置に前記第２の液体を水平方向に導く第２の共通供給流路は、前記積層流路部材を構成する前記複数の層の中の同じ層に形成され、
前記回収流路の一部であって、複数の前記素子基板に対応する位置より前記第１の液体を水平方向に回収する第１の共通回収流路と、複数の前記素子基板に対応する位置より前記第２の液体を水平方向に回収する第２の共通回収流路は、前記積層流路部材を構成する前記複数の層の中の同じ層に形成されることを特徴とする液体吐出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は液体吐出ヘッドおよび液体吐出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、インクジェット記録ヘッドのような液体吐出ヘッドにおいては、吐出素子における液体の吐出状態を安定化させるため、吐出素子が配列する素子基板で液体を循環させる構成が提案されている。特許文献１には、同一の素子基板に対し、複数種類の液体を個別の流路で供給し、個々の吐出素子において吐出データに従って吐出動作を行い、吐出動作によって消費されなかった液体を回収する構成が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第５７３１６５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
同一の素子基板で複数種類の液体を吐出させる場合、吐出素子に液体を供給したり回収したりするための流路は液体毎に異なる位置に配される。この際、流路の長さや形状、また流路が配された鉛直方向の高さなどが液体毎に異なっていると、これらの間に流路抵抗の差が生じ吐出状態をばらつかせ、全種類の液体で共通の吐出設計を行うことが困難になる。
【０００５】
特許文献１のように、素子基板の上流側と下流側にレギュレータを設ければ、流路内の圧力を液体ごとに調整することはできる。しかしながらこの場合、各液体で個別のレギュレータを用意する必要が生じ、コストアップが懸念される。
【０００６】
本発明は上記問題点を解消するためになされたものである。よってその目的とするところは、同一の素子基板に複数種類の液体を個別の流路より供給し吐出させ回収する構成において、個々の液体の流路抵抗を同等にすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
そのために本発明は、第１の液体を吐出する吐出素子と第２の液体を吐出する吐出素子が配列された素子基板と、複数の層が積層されることによって構成され、前記素子基板に前記第１の液体と前記第２の液体を個別に供給するための供給流路と、前記素子基板から前記第１の液体と前記第２の液体を個別に回収するための回収流路と、が形成されている積層流路部材とを備える液体吐出ヘッドであって、前記供給流路の一部であって、複数の前記素子基板に対応する位置に前記第１の液体を導く第１の共通供給流路と、複数の前記素子基板に対応する位置に前記第２の液体を導く第２の共通供給流路は、前記積層流路部材を構成する前記複数の層の中の同じ層に形成され、前記回収流路の一部であって、複数の前記素子基板に対応する位置より前記第１の液体を水平方向に回収する第１の共通回収流路と、複数の前記素子基板に対応する位置より前記第２の液体を水平方向に回収する第２の共通回収流路は、前記積層流路部材を構成する前記複数の層の中の同じ層に形成されることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、同一の素子基板に複数種類の液体を個別の流路より供給し吐出させ回収する構成において、個々の液体の流路抵抗を同等にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】記録ヘッドの斜視図および側面図である。
【図２】複数の素子基板のレイアウトを示す図である。
【図３】インク循環システムの模式図である。
【図４】第１の実施形態で用いる積層流路部材の詳細図である。
【図５】フィルタユニットの詳細図である。
【図６】素子基板の構造と個別流路部材の接続状態を示す断面図である。
【図７】負圧調整ユニットの内部構成を説明するための図である。
【図８】流抵抗と弁開度の関係を示す図である。
【図９】第２の実施形態で用いる積層流路部材の詳細図である。
【図１０】素子基板の構造と個別流路部材の接続状態を示す断面図である。
【図１１】個別流路部材の別構成を示す図である。
【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及び液体吐出装置について説明する。なお、インク等の液体を吐出する本発明の液体吐出ヘッドおよび液体吐出ヘッドを搭載した液体吐出装置は、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がある。さらには各種処理装置と複合的に組み合わせた産業記録装置に適用可能である。例えば、バイオチップ作製や電子回路印刷や半導体基板作製などの用途としても用いることができる。
【００１１】
（第１の実施形態）
図１（ａ）および（ｂ）は、本発明の液体吐出ヘッドとして使用可能なインクジェット記録ヘッド（以下、単に記録ヘッドと言う）の斜視図および側面図である。記録ヘッド３は、主として液体吐出ユニット３００、フィルタユニット２２０、負圧制御ユニット２３０が、この順番で図のＺ方向（鉛直上方）に積層されて構成される。液体吐出ユニット３００とフィルタユニット２２０は支持部４００に支持されており、支持部４００の側面には電気配線基板５００が取り付けられている。電気配線基板５００は、液体吐出ユニット３００に吐出信号や電力を供給するための基板であり、吐出信号を装置本体の制御部から受信する信号入力端子９１や、吐出動作に必要な電力を装置本体から受容する電力供給端子９２を備えている。
【００１２】
液体吐出ユニット３００は、インクを吐出する吐出素子が配列された素子基板１０と、素子基板１０に複数色のインクを個別に供給する個別流路部材３０と、フィルタユニット２２０と個別流路部材３０を流体接続する積層流路部材２１０を備えている（図１ｂ）。素子基板１０は、１枚につき２色分のインクを吐出可能な構成を備えている。個別流路部材３０は、個々の素子基板１０に対応づけて用意され、素子基板１０にインクを供給する流路と素子基板１０で吐出されなかったインクを回収する流路をインク色別に備えている。積層流路部材２１０は、Ｙ方向に配列する複数の個別流路部材３０に共通して用意され、個別流路部材３０にインクを供給する流路と個別流路部材３０からインクを回収する流路がインク色別に形成されている。
【００１３】
フィルタユニット２２０は、接続部１１１から流入されたインクを、フィルタを介して負圧制御ユニット２３０に供給し、負圧制御ユニット２３０によって圧力調整されたインクを液体吐出ユニット３００に供給する。また、液体吐出ユニット３００から回収されたインクを負圧制御ユニット２３０に送り、負圧制御ユニット２３０より戻ったインクを接続部１１１から排出する。
【００１４】
負圧制御ユニット２３０は、液体吐出ユニット３００に供給する前のインクの圧力を調整するための減圧型レギュレータ（Ｈ）と、液体吐出ユニット３００から回収されるインクの圧力を調整するための背圧型レギュレータ（Ｌ）を備えている。
【００１５】
支持部４００は、液体吐出ユニット３００、積層流路部材２１０および電気配線基板５００を支持するとともに、積層流路部材２１０の反りを高精度に矯正し、素子基板１０の位置精度を確保する。このため、支持部４００においては、ＳＵＳやアルミなどの金属材料、アルミナなどのセラミック材料など、十分な剛性を備える材料で形成されることが好ましい。
【００１６】
図２は、液体吐出ユニット３００における複数の素子基板１０のレイアウトを示す図である。１つの素子基板１０には、ブラックインクを吐出する吐出口がＹ方向に配列する吐出口列Ｌｋと、シアンインクを吐出する吐出口がＹ方向に配列する吐出口列Ｌｃが、Ｘ方向に並列している。そしてこのような素子基板１０が、Ｘ方向に交互にずれながらＹ方向に１０個、図のように連続的に配置することにより、Ｙ方向にＡ４幅を有する記録幅が実現されている。このような構成のもと、電気配線基板５００より供給された吐出信号に従って、個々の吐出口１３より-Ｚ方向にインクを吐出させながら、不図示の記録媒体を＋Ｘ方向に所定の速度で搬送することにより、当該記録媒体に所望の画像を記録することができる。
【００１７】
図３は、本実施形態の記録ヘッド３を用いたインクジェット記録装置における、インク循環システムを説明するための模式図である。バッファタンク１００２は、内部にインクを貯留しつつ、記録ヘッド３との間でインクを循環させるためのタンクである。バッファタンク１００２の上壁には不図示の大気連通口が設けられ、その内部は大気圧が維持されている。
【００１８】
バッファタンク１００２には、フィルタユニット２２０にインクを供給するための供給口と、フィルタユニット２２０からインクを回収するための回収口とが備えられ、いずれもチューブを介してフィルタユニット２２０の接続部１１１と接続している。回収口は液面よりも上位に供給口は液面よりも下位に配され、回収されたインクに泡が含まれていても、この泡はバッファタンク１００２で除去され、供給口から供給されるインクには泡が含まれないようになっている。
【００１９】
バッファタンク１００２とフィルタユニット２２０の回収流路の途中には循環ポンプ１００１が配され、循環経路全体におけるインクの循環を促している。
【００２０】
記録ヘッド３での吐出動作やインクの蒸発に伴い、バッファタンク１００２内のインクが所定量以下になると、補充ポンプ１００３が駆動してメインタンク１００４に収容されているインクをバッファタンク１００２に補充する。
【００２１】
バッファタンク１００２より接続部１１１を介してフィルタユニット２２０に供給されたインクは、フィルタユニット２２０内に配されるフィルタ２２１を通過した後、負圧制御ユニット２３０に流入する。負圧制御ユニット２３０には、循環ポンプ１００１の減圧力に応じて、相対的に高い圧力に調整するための減圧型レギュレータＨと、相対的に低い圧力に調整するための背圧型レギュレータＬが備えられている。フィルタユニット２２０から供給されるインクは、減圧型レギュレータＨに流入する。減圧型レギュレータＨによって相対的に高い圧力に調整されたインクは、フィルタユニット２２０を介し、液体吐出ユニット３００の共通供給流路２１１に接続される。また、負圧制御ユニット２３０において、相対的に低い圧力に調整する背圧型レギュレータＬは、フィルタユニット２２０を介し、液体吐出ユニット３００の共通回収流路２１２に接続している。これら減圧型レギュレータＨを液体吐出ユニット３００の上流側に、背圧型レギュレータＬを液体吐出ユニット３００の下流側に配することにより、液体吐出ユニット３００の吐出頻度に関わらず、液体吐出ユニット３００の圧力を所定範囲に維持することができる。負圧制御ユニット２３０の詳細な構造については後に詳しく説明する。
【００２２】
液体吐出ユニット３００には、図２に示すように１０枚の素子基板１０が互い違いに配置されている。本実施形態においては、５つの共通供給流路２１１が用意されており、それぞれが２つの素子基板に共通してインクを供給する流路となっている。共通回収流路２１２についても５つが用意され、それぞれが２つの素子基板より共通してインクを回収する流路となっている。共通供給流路２１１は更に２つの個別供給流路２１３ａに分岐され、素子基板１０に流入する。個々の素子基板１０から流出したインクは個別回収流路２１３ｂを通り、２つずつが合流して１つの共通回収流路２１２となる。
【００２３】
既に説明したように、共通供給流路２１１の上流には減圧型レギュレータＨが、共通回収流路２１２の下流には背圧型レギュレータＬが接続されており、共通供給流路２１１の圧力は共通回収流路２１２の圧力よりも高い。このため、液体吐出ユニット３００においては、共通供給流路２１１、個別供給流路２１３ａ、素子基板１０、個別回収流路２１３ｂ、共通回収流路２１２の順に移動するインクの流れが生成される。
【００２４】
以上、図３で示したインク循環システムは、インク色ごとに用意されるものである。より詳しく説明すると、素子基板１０やフィルタユニット２２０などの筐体は２色で共通であるが、それぞれに形成されている流路および機構はインク色で個別に用意されている。
【００２５】
図４（ａ）〜（ｅ）は、図３で説明した循環システムの一部であって、フィルタユニット２２０と１０枚の素子基板を流体接続するための積層流路部材２１０の詳細図である。図３に示すフィルタユニット２２０と個別供給流路２１３ａを繋ぐ経路と、フィルタユニット２２０と個別回収流路２１３ｂを繋ぐ経路が、積層流路部材２１０が形成する流路に相当する。
【００２６】
図１（ｂ）にも示すように、積層流路部材２１０は、夫々がほぼ水平な面を有する第３流路部材５０、第２流路部材６０、第１流路部材７０がこの順に鉛直方向に積層されることによって構成される。そして、夫々の部材には図４（ａ）〜（ｅ）に示すようなインク流路が形成されている。
【００２７】
図４（ａ）は第１流路部材７０の上面図であり、図４（ｂ）は第１流路部材７０の下面を上面から見た透視図である。図４（ｃ）は第２流路部材６０の上面図である。図４（ｄ）は第３流路部材５０の上面図であり、図４（ｅ）は第３流路部材５０の下面を上面から見た透視図である。第２流路部材６０については、上面も下面も同型であることから、上面図だけの図示としている。いずれの部材もＹ方向に延在し、１０枚の素子基板１０が図３に示したように配列する領域をカバーしている。
【００２８】
図４（ａ）に示す第１流路部材７０の上面はフィルタユニット２２０と当接する面である。フィルタユニット２２０よりインクを受ける流入口（Ｉｎ）とフィルタユニット２２０にインクを戻す流出口（Ｏｕｔ）が、フィルタユニット２２０の開口部と対応づけて、インク色別に形成されている。
【００２９】
図４（ｂ）に示す第１流路部材（共通供給流路層）７０の下面には、２つ分の素子基板１０に対応する領域に延びる第１の流路溝２１１がインク色ごとに形成されている。そして、この第１の流路溝２１１は、上面の流入口（Ｉｎ）から流入したインクを２つの素子基板１０に対応する領域に水平方向に導いて（広げて）いる。本実施形態において、第１の流路溝２１１の全てが合同な形状を有しており、Ｙ方向に配列する５箇所のいずれの位置および色についても、流路抵抗は等しくなっている。図４（ｂ）における第１の流路溝２１１が、インクを循環させた場合には結果的に図３に示す共通供給流路２１１となる。
【００３０】
図４（ｃ）に示す第２流路部材６０は、その上面が図４（ｂ）に示す第１流路部材７０の下面と当接し、下面が図４（ｄ）に示す第３流路部材５０の上面と当接する。第２流路部材６０には、インクをＸＹ平面で導く流路溝は存在せず、素子基板１０にインクを供給する供給口２１３と、素子基板１０からのインクを回収する回収口２１４が貫通口として形成されている。
【００３１】
図４（ｄ）に示す第３流路部材（共通回収流路層）５０の上面には、２つの素子基板１０に対応する領域に延びる第２の流路溝２１２がインク色ごとに形成されている。第２の流路溝２１２は、下面に形成された２つ分の素子基板１０に対応する流出口（Ｏｕｔ）から収容したインクを第２流路部材６０の回収口２１４に水平方向に導いている。第２の流路溝２１２も第１の流路溝２１１と同様、全てが合同な形状を有しており、流路抵抗は等しくなっている。図４（ｄ）における第２の流路溝２１２が、インクを循環させた場合には結果的に図３に示す共通回収流路２１２となる。このような構成により圧力室内の液体は圧力室の外部との間で循環される。
【００３２】
図４（ｅ）に示す第３流路部材５０の下面は個別流路部材３０（図１（ｂ））と当接する面である。個別流路部材３０にインクを供給する供給口（Ｉｎ）と個別流路部材３０からインクを回収する回収口（Ｏｕｔ）が、個別流路部材３０に設けられた開口部と対応づけられた位置に、インク色別に形成されている。本実施形態において、２色分の供給口（Ｉｎ）と２色分の回収口（Ｏｕｔ）は、Ｘ方向において線対称になるように、具体的には２色分２つの回収口（Ｏｕｔ）が２色分の２つの供給口（Ｉｎ）を挟むように配置されている。このような構成においては、素子基板１０で温められた相対的に高温のインクが放熱性の高い外側の位置を流動し、素子基板１０で温められる前の相対的に低温のインクが放熱性の低い内側の位置を流動することになる。結果、隣接する流路間での熱交換を効率的に行い、素子基板１０に流れるインク温度を所定範囲内に維持することが可能となる。
【００３３】
図５（ａ）〜（ｇ）は、フィルタユニット２２０の詳細図である。フィルタユニット２２０は、図４（ａ）〜（ｅ）で説明した積層流路部材２１０の鉛直方向上位に搭載され、バッファタンク１００２と液体吐出ユニット３００の間に介在してインクの授受を行っている。フィルタユニット２２０は、図１（ｂ）に示すように、下層部２２０３、ゴムシート２２０４、中層部２２０２および上層部２２０１が、鉛直方向にこの順で積層して構成されており、夫々に図５（ａ）〜（ｇ）に示すようなインク流路が形成されている。
【００３４】
図５（ａ）は上層部２２０１の上面図であり、図５（ｂ）は上層部２２０１の下面を上面から見た透視図である。図５（ｃ）は中層部２２０２の上面図であり、図５（ｄ）は中層部２２０２の下面を上面から見た透視図である。図５（ｅ）はゴムシート２２０４の上面図である。図５（ｆ）は下層部２２０３の上面図であり、図５（ｇ）は下層部２２０３の下面を上面から見た透視図である。ゴムシート２２０４については、上面から下面に貫通する流路口のみが形成され、上面も下面も同型であることから、上面図だけの記載としている。いずれの部材もＹ方向に延在し、１０枚の素子基板１０が図３に示したように配列する領域をカバーしている。
【００３５】
図５（ａ）および（ｂ）に示す上層部２２０１の両端には、バッファタンク１００２との間でインクを授受するための接続部１１１が配され、接続部１１１の内側には、フィルタユニット２２０との間でインクを授受するための開口部２２２が配されている。接続部１１１についてはＩｎとＯｕｔの２つが、開口部２２２については減圧型レギュレータＨと背圧型レギュレータＬそれぞれのＩｎとＯｕｔに対応する４つが、２色分ずつ配されている。更に、図５（ａ）に示す上層部２２０１の上面には、開口部２２２から所定の位置にインクを導くための流路溝２２９も形成されている。
【００３６】
図５（ｃ）に示す中層部２２０２の上面には、上層部２２０１の開口部２２２と接続しＹ方向に延在する流路溝２２３が、各色につきＩｎとＯｕｔに対応して２本ずつ形成されている。それぞれの流路溝２２３は、図５（ｄ）に示す中層部２２０２の下面に形成された複数の接続口２２４と接続している。また、中層部２２０２においては、上層部２２０１のＩｎに対応する接続部１１１から受容したインクを通過させて異物を除去するためのフィルタ２２１が配備されている。このような中層部２２０２において、Ｙ方向に延在する２色４本の流路溝２２３は全てが等しい長さと幅を有しており、２色のフィルタ２２１も互いに等しい長さと幅を有している。
【００３７】
図５（ｅ）に示すゴムシート２２０４には、複数の接続口２２５が、中層部２２０２の下面に形成された複数の接続口２２４に対応する位置に形成されている。
【００３８】
図５（ｆ）に示す下層部２２０３の上面には、ゴムシート２２０４の接続口２２５に対応する位置に配された接続口２２６と、これら接続口２２６を図５（ｇ）に示す下層部２２０３の下面に介された開口部２２８に接続するための流路溝２２７が形成されている。
【００３９】
図５（ｇ）に示す下層部２２０３の下面は積層流路部材２１０の最上位に位置する第１流路部材７０と当接する面である。図４（ａ）に示す第１流路部材７０の流入口（Ｉｎ）および流出口（Ｏｕｔ）に対応する位置に、開口部２２８が形成されている。
【００４０】
図５（ａ）〜（ｇ）では、以上説明した構成におけるインクの流れを破線矢印で示している。図５（ａ）に示す接続部１１１（Ｉｎ）から流入されたインクは中層部２２０２まで下降し、中層部２２０２のフィルタ２２１内を通過した後、再び上層部２２０１に上がり開口部２２２を介して減圧型レギュレータＨに流入する。減圧型レギュレータＨで圧力調整されたインクは、上記とは別の開口部２２２を介して中層部２２０２に達し流路溝２２３に沿って、Ｙ方向全域に広がる。その後、中層部２２０２の裏面に形成された複数の接続口２２４とゴムシート２２０４の接続口２２５を介して下層部２２０３に達したインクは、下層部２２０３の上面に形成された流路溝２２７に沿ってＸ方向に移動する。そして、下層部２２０３の下面に形成された開口部２２８より積層流路部材２１０に流入する。
【００４１】
再度図４（ａ）〜（ｅ）を参照する。積層流路部材２１０の第１流路部材７０の流入口（Ｉｎ）より流入したインクは、第１流路部材７０の下面に配された共通供給流路２１１によって、２つの素子基板１０に対応する領域に広がる。その後、第２流路部材６０の供給口２１３を介し第３流路部材５０に達し、供給口（Ｉｎ）より個別流路部材３０に流入する。一方、個別流路部材３０から回収され、第３流路部材５０下面の供給口（Ｏｕｔ）より流入したインクは、第３流路部材５０の上面に形成された共通回収流路２１２によって、素子基板１０の２つ分の領域から収集される。そして、第２流路部材６０の回収口２１４を介し第１流路部材７０に到達する。その後、第１流路部材７０の上面に形成された流出口（Ｏｕｔ）よりフィルタユニット２２０に流出する。図４（ｂ）（ｄ）に示すように、共通供給流路２１１および共通回収流路２１２は素子基板１０の長手方向に沿って延在している。
【００４２】
再度図５（ａ）〜（ｇ）を参照する。積層流路部材２１０より回収されたインクは、破線矢印で示す経路を移動する。すなわち、図５（ｇ）に示す下層部２２０３下面の開口部２２８（Ｏｕｔ）より流入したインクは、下層部２２０３上面に形成された流路溝２２７に沿ってＸ方向に移動し、ゴムシート２２０４の接続口２２５を介して中層部２２０２に達する。その後、中層部２２０２の上面に形成された流路溝２２３によって収集され、上層部２２０１上面に形成された開口部２２２より背圧型レギュレータＬに流入する。背圧型レギュレータＬで圧力調整されたインクは、上記とは別の開口部２２２を介して上層部２２０１に戻り、上層部２２０１の上面に形成された流路溝によって導かれた後、接続部１１１（Ｏｕｔ）から記録ヘッド３の外に排出されて循環ポンプ１００１に向かう。  
図６は、素子基板１０の構造と個別流路部材３０の接続状態を示す断面図である。本実施形態の記録ヘッド３は、吐出のためのエネルギ発生素子として電気熱変換素子（ヒータ）を用いている。電気熱変換素子（ヒータ）に電圧パルスを印加することにより、当該ヒータに接触するインクに膜沸騰を生じさせ、生成された泡の成長エネルギによってインクが吐出される仕組みになっている。
【００４３】
素子基板１０は、ヒータが所定のピッチで形成された支持基板１２に、個々のヒータまでインクを導く流路やヒータが印加された際にインクを吐出させる吐出口１３が形成された流路形成部材１４が積層されて構成される。本実施形態では、インクを収容する圧力室と、当該圧力室に収容されたインクにエネルギを付与する吐出エネルギ発生素子である電気熱発生素子（ヒータ）と、エネルギが付与されたインクを吐出する吐出口の組を吐出素子と称す。本実施形態では、単位時間において、圧力室を流動するインクの量が吐出口から吐出されるインクの量の最大値よりも少なくなるようにインクの循環量が調整されている。
【００４４】
素子基板１０においては、複数の吐出素子が所定の間隔でＹ方向に配列して成る吐出素子列が、Ｙ方向と交差するＸ方向に２列並列している。１列はブラックインクのための吐出素子列でありもう１列はシアンインクのための吐出素子列である。
【００４５】
支持基板１２において、個々の吐出素子列のＸ方向の両側には、複数の吐出素子に共通してインクを供給するための基板供給路１８と、共通してインクを回収するための基板回収路１９がＺ方向に貫通し且つＹ方向に延在するように形成されている。基板供給路１８は個別流路部材３０内の個別供給流路２１３ａと接続し、基板回収路１９は個別流路部材３０内の個別回収流路２１３ｂと接続している。
【００４６】
図６では、各色につき１つずつの個別供給流路２１３ａと個別回収流路２１３ｂしか示していないが、ここに示す個別供給流路２１３ａと個別回収流路２１３ｂは、図３に示す個別供給流路２１３ａと個別回収流路２１３ｂに対応する。そして、同じ共通供給流路２１１および共通回収流路２１２より分岐されるもう片側の個別供給流路２１３ａと個別回収流路２１３ｂは、隣接する素子基板１０に接続している。
【００４７】
本実施形態の個別流路部材３０は、積層流路部材２１０と素子基板１０の流路ピッチの違いを調整する役割も担っている。図１（ｂ）に示すように、本実施形態の記録ヘッド３において、素子基板１０のＸ方向の幅は積層流路部材２１０のＸ方向の幅よりも十分に小さく、流路間の距離（ピッチ）も小さい。個別流路部材３０においては、その内部に備える個別供給流路２１３ａや個別回収流路２１３ｂに傾斜を持たせることにより、Ｚ方向だけでなくＸ方向にもインクを誘導し、流路間ピッチの異なる積層流路部材２１０と素子基板１０を流体接続させている。
【００４８】
一方、流路形成部材１４には、基板供給路１８と基板回収路１９をＸ方向に接続するための素子個別流路２０がヒータに対応づけて形成されている。そして、素子個別流路２０の途中には、ヒータに対向する位置に吐出口１３が形成されている。このような流路形成部材１４としては、感光性樹脂部材を用い個々の吐出口や流路をフォトリソプロセスによって形成することが好ましい。
【００４９】
既に説明したように、個別流路部材３０内の個別供給流路２１３ａは負圧制御ユニット２３０内の減圧型レギュレータＨに接続し、個別流路部材３０内の個別回収流路２１３ｂは負圧制御ユニット２３０内の背圧型レギュレータＬに接続している。よって、両者の間には所定の圧力差が発生し、個々の素子個別流路２０においては、基板供給路１８から基板回収路１９へ向かう流れが生成される。すなわち、個々の素子個別流路２０には、吐出動作とは無関係に安定してインクが流れているため、吐出頻度の低い吐出口近傍でのインク粘度の上昇や、特定の箇所における泡の停留を抑えることができる。
【００５０】
図７（ａ）〜（ｃ）は、１色分の負圧制御ユニット２３０の内部構成を説明するための図である。図７（ａ）は負圧制御ユニット２３０の斜視図、同図（ｂ）および（ｃ）は断面図を示している。図７（ａ）および（ｃ）に示すように、負圧制御ユニット２３０には減圧型レギュレータＨと背圧型レギュレータＬに相当する２つのレギュレータが、共通のボディ部材２５０の中に、Ｙ方向に隣り合うように且つＸ方向の反対方向を向くように配置されている。このような負圧制御ユニット２３０は各色で同型であり、フィルタユニット２２０に対し、色単位で交換可能になっている。更に、減圧型レギュレータＨと背圧型レギュレータＬの構成も基本的には同型である。以下では減圧型レギュレータＨを例に内部構成を説明する。
【００５１】
減圧型レギュレータＨは、図７（ｂ）に示すように、オリフィス２３８を介して連通する第１室２３５と第２室２３６を有している。第２室２３６は、主に円筒状の内壁、受圧板２３２、および受圧板を囲う可撓性フィルム２３３よって形成される。受圧板２３２のＸ方向側にはコイル状の付勢部材２３１ａが取り付けられており、受圧板２３２は付勢部材２３１ａによって、−Ｘ方向の付勢力を受ける。
【００５２】
オリフィス２３８を貫通するシャフト２３４の＋Ｘ方向先端は、第１室２３５において弁２３７が取り付けられ、弁２３７はコイル状の付勢部材２３１ｂによってオリフィスを閉じる方向（即ち−Ｘ方向）に付勢されている。弁２３７は、オリフィスの開閉を制御する役割を有し、その材質としてはインク（液体）に対し十分な耐食性を有するゴムやエラストマなどの弾性部材が好ましい。
【００５３】
一方、シャフト２３４の−Ｘ方向先端は、第２室２３５の受圧板２３２に当接している。すなわち、シャフト２３４、弁２３７および受圧板２３２は、付勢部材２３１ａおよび２３１ｂと大気圧のバランスをとりながら、±Ｘ方向に移動可能になっている。第２室２３６の内圧が設定圧よりも低くなると、受圧板２３２は＋Ｘ方向に移動し、弁２３７がオリフィス２３８から離れ、オリフィス２３８が開放される。この開放によってインクが第１室２３５から第２室２３６に流れ、第２室２３６の内圧が設定圧よりも高くなると、受圧板２３２は−Ｘ方向に移動し、弁２３７がオリフィス２３８に当接し、オリフィス２３８は閉じられる。
【００５４】
なお、記録装置が待機状態にあり循環ポンプ１００１が停止している状態において、弁２３７はオリフィス２３８に当接し閉塞状態になっていることが好ましい。減圧型レギュレータＨが流体的にシールされた状態であれば、その下流に位置する液体吐出ユニット３００に対し適度の負圧を発生させ、吐出口近傍において好適なメニスカスを保持し、インク漏れなどを防止することができるからである。
【００５５】
以上の構成のもと、フィルタユニット２２０より開口部２３ａを経て第１室２３５に流入したインクは弁２３７が開放状態にあればオリフィス２３８を抜けて第２室に入り、第２室２３６の開口部２３ｂよりフィルタユニット２２０に戻る。
【００５６】
ここで、大気圧をＰ０、第１室２３５の内圧をＰ１、受圧部２４８の受圧面積をＳｄ、弁２３７の受圧面積をＳｖ、付勢部材２３１ａおよび２３１ｂのばね定数をＫ、付勢部材２３１ａおよび２３１ｂのばね変位をｘとする。このとき図７（ｂ）における受圧板２３２に対する力の釣り合いの関係から、第２室２３６における内圧Ｐ２は、以下の式１で表すことができる。  
Ｐ２＝Ｐ０−（Ｐ１×Ｓｖ＋Ｋ×ｘ）／Ｓｄ      （式１）
【００５７】
式１において、右辺第２項は常に正の値である。よって、Ｐ２は定常的に大気圧よりも低く、液体吐出ユニットの吐出口においては好適なメニスカスを維持することができる。なお、第２室２３６の内圧Ｐ２は、付勢部材２３１ａおよび２３１ｂのバネ定数Ｋあるいは自由長を変更することにより好適な負圧に調整することができる。
【００５８】
一方、弁２３７とオリフィス２３８の間の流抵抗をＲ、負圧制御ユニットＨ内を通過する流量をＱとすると、圧損の関係から第２室２３６の内圧Ｐ２は、以下の式２で表すこともできる。
Ｐ２＝Ｐ１−Ｑ×Ｒ                （式２）
【００５９】
ここで、弁２３７の開放の程度を示す弁開度Ｄとして、弁２３７とオリフィス２３８の距離を用いると、流抵抗Ｒと弁開度Ｄは一般に、弁開度Ｄが大きくなるほど流抵抗Ｒは小さくなり、一例として図８に示すような関係を有する。
【００６０】
式１と式２が等しくなるような弁開度Ｄに落ち着くことにより、第２室２３６の内圧Ｐ２が定まる。この作用により、流量が変動してもＰ２が一定に維持されるのであるが、以下、詳細な作用について説明する。
【００６１】
例えば、減圧型レギュレータＨへの流量Ｑが増大した場合、大気に連通するバッファタンクの１００２の圧力は一定であるので、バッファタンク１００２と減圧型レギュレータＨの間の流抵抗が増加し、第１室２３５の内圧Ｐ１は減少する。結果、（式１）より第２室２３６の内圧Ｐ２は一時的に増大する。
【００６２】
流量Ｑと第２室の内圧Ｐ２が増大し第１室の内圧Ｐ１が減少すると、（式２）より流抵抗Ｒは低下するので、図８より弁開度Ｄは大きくなる。但し、弁開度Ｄが大きくなるほど、付勢部材２３１ａおよび２３１ｂの収縮量ｘは大きくなり、弁２３７や受圧板２３２が付勢部材２３１ａおよび２３１ｂから受ける−Ｘ方向への力も大きくなる。結果、（式１）より第２室２３６の内圧Ｐ２は瞬時に低下する。
【００６３】
反対に、減圧型レギュレータＨへの流量Ｑが減少した場合には、上記と逆の減少が瞬時に起こる。つまり、上述したような減圧型レギュレータＨを備えておくことにより、これより下流に位置する部材に提供するインクの流圧を所望の範囲に安定させることができる。
【００６４】
この際、（式１）よりＰ２の変動幅はＰ１の変動幅に（Ｓｖ／Ｓｄ）を乗算した値と等しい。よって本実施形態では、（Ｓｖ／Ｓｄ）即ち受圧部における受圧面積と弁における受圧面積の比を十分に小さく設計することによって、Ｐ２の変動幅を小さく抑え、負圧制御ユニットＨより下流の流圧を所望の範囲に安定させている。
【００６５】
なお、以上では、コイル状の２つの付勢部材２３１ａおよび２３１ｂを連成バネとして用いたが、付勢部材の数はこれに限定されるものではない。所望の負圧値が得られさえすれば、バネは１つだけであってもよいし、３つ以上の連成バネとすることもできる。更に、コイルバネの代わりに板バネを使用することもできる。但し、本実施形態のように、受圧板２３２に直接作用する付勢部材２３１ａを弁２３７に作用する付勢部材２３１ｂとは別に用意しておけば、受圧板２３２がシャフト２３４から離間した場合でも、受圧板２３２を−Ｘ方向に付勢することができる。この場合、長時間駆動されない記録ヘッド３の内部で泡が膨張するような状況が発生しても、第２室２３６がバッファとして機能し、記録ヘッド３の内圧を所定範囲に維持することができる。
【００６６】
以下、本実施形態の背圧型レギュレータＬの内部構成について、減圧型レギュレータＨと異なる点についてのみ説明する。図７（ｃ）において、左側は図７（ｂ）を用いて説明した減圧型レギュレータ、右側が背圧型レギュレータＬである。背圧型レギュレータＬにおいては、第２室２３６側に弁２３７が備えられ、第１室２３５が下流側、第２室２３６が上流側となる。オリフィス２３８を通り第１室に貫通するシャフト２３４の先端には、付勢部材２３１ｂより付勢力を受けるためのシャフトホルダ２３９が取り付けられている。背圧型レギュレータＬの受圧板２３２はシャフト２３４と固定されており、受圧板２３２、シャフト２３４および弁２３７は常に一体的に移動する。つまり、背圧型レギュレータＬの受圧板２３２は、付勢部材２３１ａと付勢部材２３１ｂの両方から付勢力を受けている。
【００６７】
圧力調整のメカニズムは第１室２３５と第２室２３６の関係が逆転するのみで、減圧型レギュレータＨとほぼ同様である。すなわち、第２室２３６に液体が流れ込み内圧が設定圧よりも高くなると、受圧板２３２が大気圧に抗して＋Ｘ方向に移動し、弁２３７がオリフィス２３８から離れ、オリフィス２３８が開放される。この開放によってインクが第２室２３６から第１室２３６に流れ、第２室２３６の内圧が設定圧よりも低くなると、弁２３７がオリフィス２３８に当接しオリフィス２３８が閉塞される。このように、本実施形態の負圧制御ユニット２３０においては、略同型の減圧型レギュレータＨと背圧型レギュレータＬを、同じボディ部材２５０に並列させて１色分の負圧制御ユニット２３０としている。
【００６８】
以上説明した本実施形態のインク循環システムにおいては、異なる色のインクを個別の流路で同一の素子基板１０に導き、インクを吐出させている。そしてこの際、いずれのインク色においても流路抵抗が同等になるように、流路を形成していることに特徴がある。具体的には、積層流路部材２１０、フィルタユニット２２０、負圧制御ユニットを含む図３で示した全循環流路において流路形状をほぼ同型で作成し、流路形状の違いや水頭差に起因する流抵抗差を生じさせないようにしている。
【００６９】
特に、積層流路部材２１０においては、シアン用とブラック用の共通供給流路２１１を同じ第１流路部材７０の同じ下面に合同に形成し、シアン用とブラック用のフィルタ２２１および流路溝２２３を同じ第３流路部材５０の同じ上面に合同に形成している。よって、これら２色のインクは、同じ水頭圧がかかる状態で同型の流路でインクが導かれるため、積層流路部材を通過する前後での圧力差も同等になる。フィルタユニット２２０についても、シアン用とブラック用の共通供給流路２１１を同じ中層部２２０２の同じ面に合同に形成しており、流路抵抗は同等になる。
【００７０】
このため、本実施形態のインク循環システムにおいては、ブラックインクとシアンインクを同等に扱うことができ、負圧制御ユニット２３０における圧力調整や吐出制御を互いに異ならせる必要がない。結果、シアンインクとブラックインクで同じ型の負圧制御ユニットを使用することができ、部品コストひいては生産コストを抑えることができる。
【００７１】
なお、以上では１つの素子基板１０よりブラックインクとシアンインクを吐出する記録ヘッド３を例に説明したが、無論、素子基板１０が扱うインクの種類はこれに限定されない。マゼンタインクとイエローインクのように他のカラーインクの組み合わせを扱う素子基板としても良いし、ブラックインクとグレーインクのように色材濃度が異なる同じ色相のインクを扱う素子基板としても良い。前者の場合、例えばブラックインクとシアンインクを扱う記録ヘッド３と、マゼンタインクとイエローインクを扱う記録ヘッド３の両方を用意すれば、フルカラー画像を記録する記録装置を実現することができる。
【００７２】
（第２の実施形態）
本実施形態においても、第１の実施形態と同様に、液体吐出ユニット３００、フィルタユニット２２０、負圧制御ユニット２３０で構成される記録ヘッド３を用いる。但し、第１の実施形態の素子基板１０がシアンとブラックの２色のインクを吐出する形態であったのに対し、本実施形態の素子基板１０は、シアン、マゼンタ、イエローおよびブラックの４色のインクを吐出するものとする。
【００７３】
このため、図１（ａ）で示したフィルタユニット２２０の上には各色に対応した４つの負圧制御ユニット２３０は搭載され、図２で示した素子基板１０のそれぞれには４列の吐出口列がＸ方向に並列しているものとする。また、図５（ａ）〜（ｇ）に示したフィルタユニット２２０については、流路や開口の形状については同等であるが、それぞれが各層においてインク色に対応する数だけ用意されるものとする。なお、図３で示したインク循環システムや図７（ａ）〜（ｃ）で示した負圧制御ユニット２３０のように各色について個別に用意される構成は第１の実施形態と同様である。
【００７４】
図９（ａ）〜（ｉ）は、本実施形態における積層流路部材２１０の詳細図である。本実施形態の積層流路部材２１０は、第１〜第５の５層が積層されて構成されている。図９（ａ）は第５流路部材９０の上面図である。図９（ｂ）は第４流路部材８０の上面図であり、図９（ｃ）は第４流路部材８０の下面を上面から見た透視図である。図９（ｄ）は第３流路部材７０の上面図であり、図９（ｅ）は第３流路部材７０の下面を上面から見た透視図である。図９（ｆ）は第２流路部材６０の上面図であり、図９（ｇ）は第２流路部材６０の下面を上面から見た透視図である。図９（ｈ）は第１流路部材５０の上面図であり、図９（ｉ）は第１流路部材５０の下面を上面から見た透視図である。第５流路部材９０については、上面から下面に貫通する流路口のみが形成され、上面も下面も同型であることから、上面図だけを図示している。いずれの部材もＹ方向に延在し、４色１０枚の素子基板１０が配列する領域をカバーしている。
【００７５】
図９（ａ）に示す第５流路部材７０はフィルタユニット２２０と当接する面である。フィルタユニット２２０よりインクを受ける流入口（Ｉｎ）とフィルタユニット２２０にインクを送る流出口（Ｏｕｔ）が、フィルタユニット２２０の開口部と対応づけて、インク色別に形成されている。
【００７６】
図９（ｂ）に示す第４流路部材８０の上面には、２つ分の素子基板１０に対応する領域に延びる第１の流路溝８１が４色のうち２色のインクについて形成されている。上面の流入口（Ｉｎ）から流入された４色のインクのうち２色のインクが、２つ分の素子基板１０に対応する領域に導かれている。流路溝８１の全てが合同な形状を有しており、Ｙ方向に配列する５箇所のいずれの位置においても、流路抵抗は等しくなっている。
【００７７】
図９（ｄ）に示す第３流路部材７０の上面には、２つ分の素子基板１０に対応する領域に延びる第２の流路溝７１が４色のうち２色のインクについて形成されている。第２の流路溝７１は、下面に形成された２つ分の素子基板１０に対応する流出口（Ｏｕｔ）からのインクを回収する。回収されたインクは第４流路部材８０を介して第５流路部材９０の回収口（Ｏｕｔ）まで導かれる。第２の流路溝７１も第１の流路溝８１と同様、全てが合同な形状を有しており、流路抵抗は等しくなっている。
【００７８】
図９（ｆ）に示す第２流路部材６０の上面には、４色のうち第１の流路溝８１によって２つ分の素子基板１０に対応する領域に導かれていない残り２色のインクについて、２つ分の素子基板１０に対応する領域に導くための第３の流路溝６１が形成されている。第３の流路溝６１についても全てが合同な形状を有しており、Ｙ方向に配列する５箇所のいずれの位置においても、流路抵抗は等しくなっている。
【００７９】
図９（ｈ）に示す第１流路部材５０の上面には、４色のうち第２の流路溝７１によって２つ分の素子基板１０から回収されない残り２色のインクについて、２つ分の素子基板１０に対応する領域から回収するための第４の流路溝５１が形成されている。第４の流路溝５１は、下面に形成された２つ分の素子基板１０に対応する流出口（Ｏｕｔ）から収容したインクを回収する。回収されたインクは第２流路部材６０、第３流路部材７０、第４流路部材８０を介して第５流路部材９０の回収口（Ｏｕｔ）に導かれる。第４の流路溝５１も全てが合同な形状を有しており、流路抵抗は等しくなっている。
【００８０】
すなわち、フィルタユニット２２０から供給される４色のインクの内の２色のインクは、第４流路部材８０に形成された第１の流路溝８１によって２つの素子基板１０に対応する領域にＸＹ方向に導かれる。そして、第４流路部材８０の上面以外の領域では、個別流路部材３０まで鉛直下方（−Ｚ）方向に進行する。
【００８１】
４色のインクの内の残りの２色のインクは、第２流路部材６０に形成された第３の流路溝６１によって２つの素子基板１０に対応する領域にＸＹ方向に導かれる。そして、第２流路部材６０の上面以外の領域では、個別流路部材３０まで鉛直下方（−Ｚ）方向に進行する。
【００８２】
また、個別流路部材３０より回収される４色のインクの内の２色のインクは、第３流路部材７０に形成された第３の流路溝７１によって２つの素子基板１０に対応する領域からＸＹ平面にて回収される。そして、第３の流路溝７１の上面以外では、フィルタユニット２２０まで鉛直上方（＋Ｚ）方向に進行する。
【００８３】
４色のインクの内の残りの２色は、第１流路部材５０に形成された第４の流路溝５１によって２つの素子基板１０に対応する領域からＸＹ平面にて回収される。そして、第１流路部材５０の上面以外の領域では、フィルタユニット２２０まで鉛直上方（＋Ｚ）方向に進行する。
【００８４】
図１０は、本実施形態における素子基板１０の構造と個別流路部材３０の接続状態を説明する断面図である。図６と異なる点は、４色分の吐出口列のための流路が形成されていることである。本実施形態においても、基板供給路１８と基板回収路１９および個別供給流路２１３ａと個別回収流路２１３ｂは、Ｘ方向に線対称になるように、レイアウトされている。具体的には、中心線から離れる順番で供給（Ｉｎ）、回収（Ｏｕｔ）、供給（Ｉｎ）、回収（Ｏｕｔ）となるように、４色の基板供給路１８と基板回収路１９および個別供給流路２１３ａと個別回収流路２１３ｂが配列している。このため、素子基板１０で温められた高温のインクの流路は、放熱性の高い外側の位置または素子基板１０で温められる前の相対的に低温のインクの流路に挟まれた位置を流れることになる。結果、隣接する流路間で熱交換が行われ、素子基板１０に流れるインク温度を一定範囲に維持することができる。
【００８５】
以上説明した本実施形態のインク循環システムにおいても、流路抵抗が同等になるように、各色の流路が形成されている。具体的には、積層流路部材２１０、フィルタユニット２２０、負圧制御ユニットを含む図３で示した全循環流路において流路形状をほぼ同型で作成し、流路形状の違いや水頭差に起因する流抵抗差を生じさせないようにしている。
【００８６】
このため、ブラック、シアン、イエローおよびマゼンタのインクを同等に扱うことができ、負圧制御ユニット２３０における圧力調整を互いに異ならせる必要がない。結果、全インクで同じ型の負圧制御ユニットを使用することができ、部品コストひいては生産コストを抑えることができる。
【００８７】
図１１は、第２の実施形態で使用可能な個別流路部材３０の別構成を示す図である。図１０と異なる点は、各色の個別供給流路２１３ａと個別回収流路２１３ｂの間にある流路壁の先端を、個別流路部材３０に対する素子基板１０のマウント面よりも低く（即ち＋Ｚ方向にずれた位置に）していることである。このような構成にすると、個別供給流路２１３ａから個別回収流路２１３ｂに向かう第２の流路２１が形成され、第１の流路である素子個別流路２０を経由しない流れが促される。そして、マウント面から流路壁の先端までの距離を素子個別流路２０のＺ方向の高さよりも大きくすれば、素子個別流路２０に負担をかけることなく素子基板１０を効率的に冷却することができる。
【００８８】
また、素子基板１０における吐出頻度が高い場合、個々の吐出口のリフィル力が、個別回収流路２１３ｂのインク回収力に抗して、個別回収流路２１３ｂ内のインクを逆流させようと作用する場合がある。しかしながら、本実施形態のように背圧型レギュレータＬを用いている場合、その内部構造のために逆流は不可能である。よって、個別回収流路２１３ｂ内の負圧は急激に高まり吐出動作が正常に行われなくなるおそれが生じる。
【００８９】
しかしながら、図１１のような第２流路２１が用意され、第２流路２１を含んだ状態で背圧型レギュレータＬの負圧力が調整されていれば、個別回収流路２１３ｂがインクを回収する流量を、吐出口におけるリフィル量よりも十分に上回せることができる。結果、素子基板１０における吐出頻度すなわち記録デューティによらず、安定した吐出動作を維持することができる。
【００９０】
なお、図１１では全４色について第２流路２１を設ける形態としたが、素子基板１０の温度分布や個々の吐出口列の吐出頻度に特定の傾向がある場合は、特定の吐出口列の部分のみに第２流路２１を設けるようにしても良い。
【００９１】
（その他の実施形態）
以上では、液体を吐出するためのエネルギ発生素子として電気熱変換素子（ヒータ）を用い、この電気熱変換素子に電圧パルスを印加することによりインクを吐出する方式を採用した。しかしながら、本発明はこのような形態に限定されない。例えば、個々の吐出口に対応づけてピエゾ素子を配し、吐出データに応じてピエゾ素子に電圧を印加しその体積変化に伴ってインクを滴として吐出させる構成であっても良い。
【００９２】
また、本発明は必ずしも図３に説明したようなインク循環システムを採用しなくてもよい。例えば、記録ヘッドの上流側に供給用インクタンク、下流側に回収用インクタンクを配し、供給用インクタンクから記録ヘッドに供給されたインクのうち、吐出動作で消費されなかったインクを回収用インクタンクに回収させる形態としても良い。
【００９３】
更に、素子基板１０の形状および記録ヘッドにおけるレイアウトも、図２に示した形態に限定されるものではない。例えば、平行四辺形あるいは台形の素子基板とし、その複数が一列にＹ方向に配列する形態としても良い。無論、個々の素子基板で取り扱い可能なインクの種類も２色あるいは４色に限定されるものではない。いずれにしても、異なる種類のインクに対し同等の流路抵抗が得られるような積層流路部材が用意されれば、全インク色で流路抵抗を同等にするという本発明の効果を発揮することはできる。
【符号の説明】
【００９４】
３    液体吐出ヘッド（記録ヘッド）
１０    素子基板
２１０    積層流路部材
２１１    共通供給流路
２１２    共通回収流路
【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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