(57)【要約】【課題】吐出口からの液体の漏れを抑制しつつ、液体の流動を短時間で停止させることが可能な液体吐出装置の制御方法を提供する。【解決手段】液体吐出装置は、液体を吐出する吐出口と連通した圧力室への液体の供給と停止を制御する供給制御部４０１と、負圧を発生させる負圧発生部１００４と、を有する。また、液体吐出装置は、負圧発生部１０００４にて発生された負圧を用いて、回収流路を流動する液体の圧力を調整する負圧制御ユニット２３０を有する。液体の流動を停止する際には、供給制御部４０１により液体の供給を停止し、その後、負圧発生部１００４を停止する。【選択図】図１０
2019014171.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を吐出する吐出口と、前記吐出口に連通し、液体を吐出するためのエネルギーを発生するエネルギー発生素子を内部に備える圧力室と、前記圧力室と連通し、前記圧力室への液体の供給と前記圧力室からの液体の回収とを行う第１流路及び第２流路と、負圧を発生させる負圧発生部と、前記負圧発生部にて発生された負圧を用いて、前記第１流路及び前記第２流路のうち接続された流路を流動する液体の圧力を調整する負圧制御部と、前記圧力室への液体の供給と停止とを制御する供給制御部と、を備えた液体吐出装置の制御方法であって、
液体の流動を停止する際に、前記供給制御部により液体の供給を停止し、その後、前記負圧発生部を停止することを特徴とする液体吐出装置の制御方法。
【請求項２】
前記供給制御部は、開閉弁であることを特徴とする請求項１に記載の液体吐出装置の制御方法。
【請求項３】
前記供給制御部は、循環ポンプであることを特徴とする請求項１に記載の液体吐出装置の制御方法。
【請求項４】
前記液体吐出装置は、前記負圧制御部が印加する圧力よりも低い水頭圧を有し、液体を収容する収容容器と、前記循環ポンプと並列に接続された第１の圧力制御弁とを備え、前記循環ポンプと前記圧力制御弁とは前記収容容器と連通し、
前記負圧発生部を停止した後で、前記第１の圧力制御弁を開放することを特徴とする請求項３に記載の液体吐出装置の制御方法。
【請求項５】
前記負圧制御部と前記負圧発生部との間の流路上に設けられた流路開閉弁をさらに備え、
前記第１の圧力制御弁を開放した後で、前記流路開閉弁を閉鎖することを特徴とする請求項４に記載の液体吐出装置の制御方法。
【請求項６】
前記液体吐出装置は、前記負圧発生部と並列に接続された第２の圧力制御弁を備え、
前記負圧発生部を停止した後で、前記第２の圧力制御弁を開放することを特徴とする請求項４または５に記載の液体吐出装置の制御方法。
【請求項７】
前記供給制御部は、前記第１流路及び前記第２流路のそれぞれの前記圧力室よりも上流側に１つずつ設けられ、
前記負圧制御部は、前記第１流路及び前記第２流路のそれぞれの前記圧力室よりも下流側に１つずつ設けられることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項に記載の液体吐出装置の制御方法。
【請求項８】
前記負圧制御部は、前記供給制御部と前記圧力室との間に設けられた減圧弁と、前記圧力室と負圧発生部との間に設けられた背圧弁とを備えることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項に記載の液体吐出装置の制御方法。
【請求項９】
前記液体吐出装置は、前記第１流路と連通し、液体を収容する第１容器と、前記第２流路の連通し、液体を収容する第２容器と、前記負圧制御部よりも圧力が高い低負圧を発生させる低負圧発生部と、前記第１容器及び前記第２容器の一方を前記負圧制御部に接続し、他方を前記低負圧発生部に接続する切替部と、を備え、
前記供給制御部は、前記第１流路と前記第１の容器との間の流路に設けられ、
液体の流動を停止する際に、前記切替部を用いて前記第１容器を前記低負圧発生部と接続し、前記第２容器を前記負圧制御部と接続し、その後、前記供給制御部により液体の供給を停止することを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項に記載の液体吐出装置の制御方法。
【請求項１０】
前記圧力室内の液体を前記第１流路及び前記第２流路を介して循環させることを特徴とする請求項１ないし９のいずれか１項に記載の液体吐出装置の制御方法。
【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装置の制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
液体吐出装置には、流路中の気泡の排出を促したり、吐出口での液体の増粘を抑制したりする目的で、液体吐出ヘッド内の液体を流動させるものがある。このような液体吐出装置は、吐出口に対して液体を供給する供給流路と、供給された液体を回収する回収流路とを設け、各流路に圧力差を生じさせることで、液体を流動させている。これにより、液体を収容するタンクと液体吐出ヘッドとの間で液体を循環させることができる。
上記の液体吐出装置では、液体吐出ヘッドの吐出口に、供給流路の圧力と回収流路の圧力の間の圧力が印加される。このため、液体の循環を停止する際に、各流路の圧力が変動すると、吐出口に印加される圧力も変動し、その結果、吐出口から液体が漏れる可能性がある。
これに対して特許文献１には、液体の漏れを低減することが可能な液体吐出装置が開示されている。特許文献１に記載の液体吐出装置は、液体を循環させる循環流路の上流側に正圧を印加する加圧空間部と、液体を循環させる循環流路の下流側に負圧を印加する負圧空間部とを有する。液体吐出装置は、循環を終了する際、吐出口の圧力が負圧に維持されるように加圧空間部と負圧空間部とを大気開放することで、液体の漏れを低減している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１６−６０１５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
液体吐出ヘッドでは、吐出口が設けられた面に吐出口から吐出された液体が付着することがあるため、クリーニング液を染み込ませた布で吐出口が設けられた面を拭くワイプ動作を行い、付着された液体を除去する場合がある。液体が循環している状態でワイプ動作が行われると、クリーニング液が吐出口から入り込み、循環している液体に混入してしまうことがある。また、複数色の液体を吐出可能な液体吐出ヘッドの場合、ワイプ動作が行われると、他の色の液体が吐出口から入り込み、混色した液体が循環してしまうこともある。また、液体のみならずワイプ動作の際にゴミ等に異物が吐出口から入り込み流路内に混入する場合もある。このため、ワイプ動作は、循環の停止後に行なう必要がある。
しかしながら、特許文献１に記載の技術では、加圧空間部と負圧空間部とが大気開放された後も、加圧タンクと負圧タンクの水頭差がなくなるまで液体の循環が続く。このため、液体の循環が停止するまでの時間が長くなる。
【０００５】
本発明の目的は、吐出口からの液体の漏れを抑制しつつ、液体の流動を短時間で停止させることが可能な液体吐出装置の制御方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明による液体吐出ヘッドの制御方法は、液体を吐出する吐出口と、前記吐出口に連通し、液体を吐出するためのエネルギーを発生するエネルギー発生素子を内部に備える圧力室と、前記圧力室と連通し、前記圧力室への液体の供給と前記圧力室からの液体の回収とを行う第１流路及び第２流路と、負圧を発生させる負圧発生部と、前記負圧発生部にて発生された負圧を用いて、前記第１流路及び前記第２流路のうち接続された流路を流動する液体の圧力を調整する負圧制御部と、前記圧力室への液体の供給と停止とを制御する供給制御部と、を備えた液体吐出装置の制御方法であって、液体の流動を停止する際に、前記供給制御部により液体の供給を停止し、その後、前記負圧発生部を停止することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、液体の流動を停止する際に、液体の供給が停止され、その後、負圧発生部が停止される。このため、最初に液体の供給が停止されるため、液体の流動を短時間で停止することができる。また、液体の供給の停止後に負圧発生部が停止されるため、負圧制御部により流路を介して吐出口を負圧が印加した状態に維持することが可能になる。したがって、吐出口からの液体の漏れを抑制しつつ、液体の流動を短時間で停止させることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の第１の実施形態の液体吐出装置を模式的に示す斜視図である。
【図２】本発明の第１の実施形態の液体吐出ヘッドを示す斜視図である。
【図３】本発明の第１の実施形態の液体吐出ヘッドの斜視分解図である。
【図４】本発明の第１の実施形態の流路部材を示す平面図である。
【図５】本発明の第１の実施形態の流路部材を示す透視図である。
【図６】本発明の第１の実施形態の流路部材を示す断面図である。
【図７】本発明の第１の実施形態の吐出モジュールを示す斜視図である。
【図８】本発明の第１の実施形態の素子基板を示す模式図である。
【図９】本発明の第１の実施形態の素子基板の拡大図である。
【図１０】本発明の第１の実施形態の流体回路を示すブロック図である。
【図１１】本発明の第１の実施形態の液体循環流路を示す模式図である。
【図１２】本発明の第１の実施形態の循環停止動作フロー図である。
【図１３】本発明の第１の実施形態の圧力変化を示す図である。
【図１４】本発明の第１の実施形態の変形例の液体循環流路を示す模式図である。
【図１５】本発明の第２の実施形態の流体回路を示すブロック図である。
【図１６】本発明の第２の実施形態の液体循環流路を示す模式図である。
【図１７】本発明の第２の実施形態の循環停止動作を説明するためのフロー図である。
【図１８】本発明の第２の実施形態の圧力変化を示す図である。
【図１９】本発明の第３の実施形態の流体回路を示すブロック図である。
【図２０】本発明の第３の実施形態の液体循環流路を示す模式図である。
【図２１】本発明の第４の実施形態の液体吐出装置の液体吐出装置を模式的に示す斜視図である。
【図２２】本発明の第４の実施形態の液体循環流路を示す模式図である。
【図２３】本発明の第４の実施形態の液体吐出ヘッドの分解斜視図である。
【図２４】本発明の第４の実施形態の流路部材を示す平面図である。
【図２５】本発明の第４の実施形態の流路部材を示す透視図である。
【図２６】本発明の第４の実施形態の流路部材を示す断面図である。
【図２７】本発明の第４の実施形態の吐出モジュールを示す図である。
【図２８】本発明の第４の実施形態の素子基板を示す平面図である。
【図２９】本発明の第４の実施形態の素子基板の断面斜視図である。
【図３０】本発明の第４の実施形態の流体回路を示すブロック図である。
【図３１】本発明の第４の実施形態の循環停止動作を説明するためのフロー図である。
【図３２】本発明の第５の実施形態の流体回路を示すブロック図である。
【図３３】本発明の第５の実施形態の液体循環流路を示す模式図である。
【図３４】本発明の第５の実施形態の循環停止動作を説明するためのフロー図である。
【図３５】本発明の第５の実施形態の圧力変化を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。なお、各図面において同じ機能を有するものには同じ符号を付け、その説明を省略する場合がある。
（第１の実施形態）
（液体吐出装置の説明）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る液体吐出装置を模式的に示す斜視図である。図１に示す液体吐出装置１０００は、紙等の記録媒体Ｐに対して液体としてインクを吐出して、記録媒体Ｐに記録を行う記録装置（インクジェット記録装置）である。記録媒体Ｐは、カット紙のような定型寸法に切断されたものでもよいし、ロール紙のような長尺状のものでもよい。
液体吐出装置１０００は、記録媒体Ｐを搬送する搬送部１と、搬送部１にて搬送された記録媒体Ｐに対して液体を吐出して記録媒体Ｐに記録を行う液体吐出ヘッド２とを備える。液体吐出ヘッド２は、記録媒体Ｐの幅に対応した長さを有し、被記録媒体Ｐの搬送方向であるＸ方向とは略直交に配置されるページワイド型（ライン型）の液体吐出ヘッドである。液体吐出装置１０００は、搬送部１を用いて被記録媒体Ｐを連続的もしくは間欠的に搬送しながら、液体吐出ヘッド２を用いて被記録媒体Ｐに対して１パスで連続記録を行うページワイド型（ライン型）の記録装置である。
本実施形態の液体吐出ヘッド２は、単一種類の液体を吐出する。液体吐出装置１０００では、複数種類の液体（具体的には、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラックのインク）をそれぞれ吐出する液体吐出ヘッド２が４つ並列に配置されている。
各液体吐出ヘッド２は、液体を吐出する複数の吐出口（図８）が配列された吐出口列を有する。本実施形態では、吐出口列は２０列ある。このため、液体吐出装置１０００は高速な記録が可能となる。また、吐出不良となる吐出口が存在しても、その吐出口に対して被記録媒体Ｐの搬送方向に対応する位置にある他列の吐出口から液体を補完的に吐出することで、吐出不良による記録画像の品質の劣化を抑制することができる。このため、液体吐出装置１０００は、信頼性が高く、商業印刷等に好適である。なお、吐出口列が延びる方向を「吐出口列方向」と呼ぶ。
液体吐出ヘッド２は、液体を液体吐出ヘッド２に供給する流路を介して、液体を貯留するタンク（図１１）と流体的に接続されている。タンクは、メインタンクやバッファタンク等に分かれていてもよい。また、液体吐出ヘッド２は、液体吐出ヘッド２を駆動及び制御するための論理信号を伝送する制御部（図示せず）と電気的に接続されている。
本実施形態の液体吐出装置１０００は、液体をタンクと液体吐出ヘッドとの間で循環させることで、液体を吐出する吐出口の液体（吐出する液体を貯留する圧力室内の液体）を流動させる形態であるが、別の形態でもよい。例えば、液体吐出装置１０００は、液体を循環させずに、液体吐出ヘッドの上流側と下流側に２つのタンクを設け、一方のタンクから他方のタンクへ液体を流すことで、吐出口の液体を流動させる形態でも良い。
なお、液体吐出ヘッド２は、ページワイド型に限らず、被記録媒体Ｐに対して走査（スキャン）を行いながら記録を行うシリアル型でもよい。また、液体吐出ヘッド２の液体吐出方式は、特に限定されない。例えば、液体吐出方式としては、発熱素子であるヒータを用いて気泡を発生させることで液体を吐出するサーマル方式やピエゾを用いたピエゾ方式、または他の各種液体吐出方式を適用することができる。
液体吐出ヘッド２は、キャリッジ（不図示）に搭載され、キャリッジによりＸ方向と略直交するＹ方向に被記録媒体Ｐと対向しない位置まで移動可能であり、記録を行わない記録待機時に被記録媒体Ｐと対向しない位置まで移動される。
液体吐出装置１０００は、液体吐出ヘッド２を、被記録媒体Ｐと対向しない位置でキャップするキャップ部材１０３１と、液体吐出ヘッド２における吐出口が設けられた面を拭くワイプ動作を行うワイプ機構１０３２とを有する。
【００１０】
（液体吐出ヘッド構造の説明）
図２は、液体吐出ヘッド２を示す斜視図である。図２（ａ）は、液体吐出ヘッド２を斜め下から見た図であり、図２（ｂ）は、液体吐出ヘッド２を斜め上から見た図である。
図２に示すように液体吐出ヘッド２は、液体を吐出する複数（図の例では、１６個）の素子基板１０を備える。液体吐出ヘッド２は、液体吐出装置１０００の本体と流体的に接続する液体接続部１１１と、素子基板１０を制御するための論理信号が入力される信号入力端子９１と、素子基板１０を駆動するための電力が供給される電力供給端子９２とを備える。信号入力端子９１及び電力供給端子９２は、それぞれ液体吐出ヘッド２の長手方向Ａとは略直交する短手方向Ｂの両側（両側面）に配置されている。これは、素子基板１０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させるためである。
【００１１】
図３は、液体吐出ヘッド２を構成する各部品またはユニットを示す分解斜視図である。図３に示すように液体吐出ヘッド２は、液体を吐出する液体吐出ユニット３００と、液体吐出ユニット３００に液体を供給する２つの液体供給ユニット２２０と、液体吐出装置１０００の本体から信号が入力される電気配線基板９０とを有する。
液体吐出ユニット３００は、複数の吐出モジュール２００及び流路部材２１０を有し、液体吐出ユニット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。カバー部材１３０は、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に含まれる素子基板１０及び封止材部１１０（図７）が露出する。開口１３１の周囲の枠部は、記録待機時にキャップ部材１０３１と当接する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、封止材及び充填材等を塗布し、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。
流路部材２１０は、第１流路部材５０と第２流路部材６０とを積層した構成を有する。第２流路部材６０の両端部には、液体吐出ユニット３００を支持する液体吐出ユニット支持部８１が接続されている。液体吐出ユニット３００は、液体吐出ユニット支持部８１により液体吐出装置１０００のキャリッジと機械的に結合されて、液体吐出ユニット２の位置決めを行う。
液体供給ユニット２２０と電気配線基板９０とは、液体吐出ユニット支持部８１に結合される。液体供給ユニット２２０は、負圧制御ユニット２３０を備える。負圧制御ユニット２３０は、負圧制御ユニット２３０と接続された流路の圧力を調整する負圧制御部である。負圧制御ユニット２３０は、例えば、背圧レギュレータであり、負圧で圧力を制御するように設定されている。
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（図示せず）が設けられている。液体吐出装置１０００の本体から液体供給ユニット２２０に供給された液体は、ジョイントゴム１００を介して液体吐出ユニット３００を構成する第２流路部材６０に導かれる。
【００１２】
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。
流路部材２１０は、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に分配し、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に戻す。流路部材２１０の第２流路部材６０は、循環流路の一部を構成する共通供給流路（図５）及び共通回収流路（図５）が内部に形成された流路部材である。本実施形態の第２流路部材６０は、液体吐出ヘッド２の剛性を担保する機能を有する。このため、第２流路部材６０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。第２流路部材６０の材料は、具体的には、ＳＵＳ（ステンレス）やＴｉ（チタン）等の金属材料、もしくはアルミナ等のセラミックが好適である。
図４は、第１流路部材５０及び第２流路部材６０を示す図である。
図４（ａ）は、第１流路部材５０における吐出モジュール２００が搭載される側の面を示し、図５（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４（ｃ）は、第２流路部材６０における第１流路部材５０と当接される側の面を示し、図４（ｄ）は、第２流路部材６０の厚み方向中央部の断面を示し、図４（ｅ）は、第２流路部材６０における液体供給ユニット２２０と当接する側の面を示す。第１流路部材５０及び第２流路部材６０は、図４（ｂ）及び図４（ｃ）のそれぞれで示された当接面が互いに対向するように接合する。
第１流路部材５０は、複数の吐出モジュール２００のそれぞれに対応した複数の部材５０ａから構成され、それらの部材５０ａが互いに隣接して配列されている。第１流路部材５０が複数の部材５０ａに分割された構造は、液体吐出ヘッド２の長さに容易に対応することが可能になるため、特にＢ２サイズ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２に好適である。
第１流路部材５０における吐出モジュール２００が搭載される側の面には、連通口５１が形成されており、第１流路部材５０は、連通口５１を介して、吐出モジュール２００と流体的に連通している。また、第１流路部材５０の当接面には、個別連通口５３が形成されており、個別連通口５３は、第２流路部材６０の当接面に形成された連通口６１と流体的に連通する。
第２流路部材６０には、ジョイントゴム１００の開口と連通する連通口７２が形成され、第２流路部材６０は、連通口７２を介して液体供給ユニット２２０と流体的に流通している。また、第２流路部材６０には、図４（ｄ）に示すように内部に２つの共通流路溝７１が設けられている。共通流路溝７１の一方が素子基板１０に液体を供給する共通供給流路（図５）を形成し、他方が素子基板１０から液体を回収する共通回収流路（図５）を形成する。
【００１３】
図５は、素子基板１０と流路部材２１０との流体的な接続関係を示す透視図である。図５に示すように、流路部材２１０内には、液体吐出ヘッド２の長手方向Ａに延びる第１流路および第２流路である共通供給流路２１１及び共通回収流路２１２が設けられている。図５に示すように第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へと連通する液体供給流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へと連通する液体回収流路も形成されている。
【００１４】
図６は、図５のＦ−Ｆ線における断面を示す図である。図６に示したように、共通供給流路２１１は、連通口６１、個別連通口５３及び連通口５１を介して吐出モジュール２００と連通している。図６では図示していないが、図５にて示されたように、別の断面においては、共通回収流路２１２が同様の流路で吐出モジュール２００と連通している。
各吐出モジュール２００には、素子基板１０に形成された吐出口（図８）に連通する流路が形成されており、供給され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（圧力室）を通過して、環流できるように形成されている。また、共通供給流路２１１及び共通回収流路２１２は、液体供給ユニット２２０を介して負圧制御ユニット２３０と接続されている。共通供給流路２１１と共通回収流路２１２の差圧によって、共通供給流路２１１から素子基板１０の吐出口１３（圧力室）を通過して共通回収流路２１２へと流れる流れが発生する。
【００１５】
（吐出モジュールの説明）
図７は、吐出モジュール２００を示す図である。具体的には、図７（ａ）は、１つの吐出モジュール２００の斜視図であり、図７（ｂ）にその分解図である。
吐出モジュール２００の製造方法としては、先ず、素子基板１０及びフレキシブル配線基板４０を、液体連通口３１が予め設けられた支持部材３０上に接着する。そして、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的に接続し、その後、ワイヤーボンディング部（電気接続部）を封止材部１１０で覆って封止する。フレキシブル配線基板４０の素子基板１０と反対側の端子４２は、電気配線基板９０と電気接続される。支持部材３０は、素子基板１０を支持する支持体であるとともに、素子基板１０と流路部材２１０とを互いに流体的に連通させる流路部材である。このため、支持部材３０は、平面度が高く、また十分に高い信頼性をもって素子基板と接合できるものが好ましい。支持部材３０の材質としては、例えば、アルミナや樹脂材料が好ましい。
図７の例では、素子基板１０の複数の吐出口列方向に沿った両辺部（素子基板１０の各長辺部）に複数の端子１６がそれぞれ配置され、端子１６に電気的に接続されるフレキシブル配線基板４０も、１つの素子基板１０に対して２枚配置される。これは素子基板１０に設けられる吐出口列数が２０列あり、それに伴って配線数が多くなっているためである。即ち、端子１６から、吐出口列に対応して設けられる記録素子１５までの最大距離を短く抑制して、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を目的としている。また、支持部材３０の液体連通口３１は素子基板１０に設けられ、全吐出口列を跨るように開口している。
【００１６】
（素子基板の構造の説明）
図８は、素子基板１０の構造を説明するための図である。具体的には、図８（ａ）は、素子基板１０の吐出口１３が配される側の面の模式図、図８（ｃ）は、図８（ａ）の面の裏面を示す模式図である。図８（ｂ）は、素子基板１０の裏面側に設けられている蓋部材２０を除去した場合の素子基板１０の面を示す模式図である。図８（ａ）に示すように素子基板１０の吐出口形成部材１２には、吐出口１３が配列された吐出口列が複数形成されている。
図９は、図８（ａ）のＳで示した部分の拡大図である。図９に示すように、各吐出口１３に対応した位置には、液体を吐出するためのエネルギーを発生させるためのエネルギー発生素子として、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が配置される。また、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は素子基板１０に設けられる電気配線（不図示）によって、図８（ａ）の端子１６と電気的に接続されている。液体吐出装置１０００の制御回路から、電気配線基板９０及びフレキシブル配線基板４０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。
素子基板１０の裏面には吐出口列方向に沿って、液体供給路１８と液体回収路１９とが交互に設けられている。液体供給路１８及び液体回収路１９は素子基板１０に設けられた吐出口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。供給口１７ａは、圧力室２３に液体を供給するために使用され、回収口１７ｂは、圧力室２３から液体を回収するために使用される。圧力室２３の中の液体は、供給口１７ａ及び回収口１７ｂを介して外部との間で循環される。
図８（ｃ）に示すように、素子基板１０における吐出口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、液体供給路１８及び液体回収路１９に連通する開口２１が複数設けられている。本実施形態では、開口２１は、１本の液体供給路１８及び１本の液体回収路１９のそれぞれに対して５個設けられている。図９に示すように蓋部材２０のそれぞれの開口２１は、図４（ａ）に示した複数の連通口５１と連通している。
蓋部材２０は、素子基板１０の基板（図２９）に形成される液体供給路１８及び液体回収路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、液体に対して十分な耐食性を有していることが好ましく、また、混色防止の観点から、開口２１の開口形状及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の材料としては、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。
【００１７】
（循環流路の説明）
図１０は、本実施形態の流体回路を示すブロック図である。図１０に示す流体回路４００は、液体吐出ユニット３００と、供給制御部４０１と、バッファタンク１００３と、負圧制御ユニット２３０と、負圧発生ポンプ１００４とを含む。バッファタンク１００３及び供給制御部４０１は、液体吐出ユニット３００の上流に設けられている。供給制御部４０１は、バッファタンク１００３内の液体の素子基板１０（具体的には、圧力室２３）への供給と停止を制御する。負圧制御ユニット２３０及び負圧発生ポンプ１００４は、液体吐出ユニット３００の下流に設けられている。負圧発生ポンプ１００４は、負圧を発生させるために用いられ、負圧制御ユニット２３０は、その負圧を用いて、接続された流路の圧力を制御（調整）する。
供給制御部４０１は、本実施形態では、バッファタンク１００３と液体吐出ユニット３００との間の流路を開閉する開閉弁（図１１）であり、開放状態となることでバッファタンク１００３の水頭圧を液体吐出ユニット３００の上流に加える。
負圧制御ユニット２３０は、液体を循環させる循環流路内の流量が記録デューティ（Duty）の差によって変動した場合でも、負圧制御ユニット２３０よりも上流側の圧力を所望の圧力である設定負圧を中心とする一定範囲内に維持するように動作する。例えば、負圧制御ユニット２３０は、上流の圧力が設定負圧よりも高くなると、負圧発生ポンプ１００４による負圧を用いて上流の圧力を下げるように動作する。供給制御部４０１が供給状態の場合、つまり開閉弁が開いている場合、吐出口１３よりも上流の圧力と吐出口１３よりも下流の圧力と圧力差により、液体吐出ユニット３００内の液体が循環する。本実施形態では、負圧制御ユニット２３０の設定負圧とバッファタンク１００３の水頭は、吐出口１３の圧力が微負圧（例えば、−３ｋＰａ）となるように設定される。
【００１８】
図１１は、本実施形態における液体を循環させる循環流路を示す模式図である。図１１では、説明を簡略化するために４色の液体の内の一色の液体が流動する流路のみが示されているが、液体吐出装置１０００の本体には４色分の循環流路が設けられている。
サブタンクとして使用されるバッファタンク１００３はメインタンク１００６と接続される。バッファタンク１００３は、そのタンクの内部と外部とを連通する大気連通口（不図示）を有し、液体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とさらに接続されている。補充ポンプ１００５は、液体吐出ヘッド２の吐出口から液体を吐出または排出する動作によって液体吐出ヘッド２で液体が消費された際に、消費された分の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。液体を吐出または排出する動作としては、例えば、記録動作や吸引回復動作等が挙げられる。
負圧制御ユニット２３０は、液体吐出ユニット３００と負圧発生ポンプ１００４との間の流路上に設けられ、共通回収流路２１２と連通されている。負圧制御ユニット２３０は、所望の設定圧力を中心とする一定の範囲以下の変動で制御できる圧力調整機構として、例えば、所謂「減圧レギュレータ」を採用することができる。
液体吐出ユニット３００には、共通供給流路２１１と、共通回収流路２１２と、各素子基板１０と連通する個別供給流路２１３ａ及び個別回収流路２１４ａとが設けられている。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。
負圧発生ポンプ１００４は、負圧制御ユニット２３０の上流側を減圧して負圧を発生させる負圧発生部として機能し、液体吐出ヘッド２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へ流す機能を有する。負圧発生ポンプ１００４としては、液体吐出ヘッド２の駆動時に使用する液体の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等を使用できる。具体的には、負圧発生ポンプ１００４として、ダイヤフラムポンプ等が適用可能である。また負圧発生ポンプ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有するように配置された水頭タンクを適用することも可能である。
液体供給ユニット２２０の内部には、供給される液体中の異物を取り除くためのフィルタ２２１が設けられている。
バッファタンク１００３と液体吐出ヘッド２との間には、液体の供給と停止とを切り替える開閉弁１０２０が配置されている。本実施形態では、開閉弁１０２０として、液体吐出装置１０００の電源がオフである電源オフ状態（ノーマルステート）で閉鎖状態となるＮＣ（Normal Close）型の電磁弁を用いる。通常の循環時では、開閉弁１０２０は、開放するよう制御される。
負圧制御ユニット２３０は、液体供給ユニット２２０内を経由して、液体吐出ユニット３００内の共通回収流路２１２に接続されている。また、水頭圧が制御されたバッファタンク１００３は、開閉弁１０２０及び液体供給ユニット２２０を経由して、液体吐出ユニット３００内の共通供給流路２１１に接続されている。
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から各素子基板１０の内部流路を介して共通回収流路２１２へと流れる流れが発生する（図１１中の矢印）。
このため、各素子基板１０で発生する熱を共通供給流路２１１及び共通回収流路２１２の流れで素子基板１０の外部へ排出することが出来る。また、液体吐出ヘッド２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液体の流れを生じさせることができるため、その部位における液体の増粘を抑制することができる。また増粘した液体や液体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、高速で高画質な記録が可能となる。
通常の循環時には、開閉弁１０２０を開放することで、共通供給流路２１１内の圧力がバッファタンク１００３の水頭圧（例えば、−０．５ｋＰａ）となる。また、負圧制御ユニット２３０により、共通回収流路２１２内の圧力は、バッファタンク１００３の水頭圧よりも低い圧力（例えば、−２．５ｋＰａ）に制御される。この圧力差により素子基板１０の吐出口１３（圧力室２３）を液体が通過し、かつ、吐出口１３の圧力を共通供給流路２１１内の圧力と共通回収流路２１２内の圧力の間の値（例えば、−１．５ｋＰａ）に制御することができる。このとき、負圧制御ユニット２３０の下流の圧力は、負圧制御ユニット２３０が正常に機能するのに十分な負圧（例えば、５０ｋＰａ）をえるように負圧発生ポンプ１００４を駆動制御する。
【００１９】
（循環停止手順の説明）
図１２は、液体の循環（流動）を停止する循環停止動作の手順を説明するためのフロー図である。
循環停止動作では、先ず、供給制御部４０１である開閉弁１０２０を閉鎖することで、液体の循環（圧力室２３への供給）を停止し（ステップＳ１１）、その後、負圧発生ポンプ１００４を停止する（ステップＳ１２）。
つまり、開閉弁１０２０を閉鎖した後に負圧発生ポンプ１００４を停止する。これにより、開閉弁１０２０が閉鎖して液体の循環が停止した後も、負圧制御ユニット２３０の下流に負圧が印加された状態が維持され、その結果、吐出口１３を負圧が印加された状態に維持することが可能になる。したがって、吐出口１３から液体が漏れることを軽減することができる。
図１３は、循環停止時における流路各所の圧力変化を示す概念図である。図１３では、横軸が時間を示し、縦軸が圧力を示す。また、縦に延びる点線Ｄは循環停止動作を開始した時点（開閉弁１０２０を閉鎖した時点）を示す。また、線Ｄ１は、液体吐出ヘッド２よりも上流、かつ、開閉弁１０２０よりも下流であるヘッド上流の圧力変化を示し、線Ｄ２は、液体吐出ヘッド２よりも下流、かつ、負圧制御ユニット２３０よりも上流の圧力であるヘッド下流の圧力変化を示す。線Ｄ３は、吐出口１３の圧力変化を示し、線Ｄ４は負圧制御ユニット２３０よりも下流、かつ、負圧発生ポンプ１００４よりも上流の圧力変化を示す。
図１３に示されたように、開閉弁１０２０を閉鎖することで、負圧制御ユニット２３０下流の負圧が高まり、負圧制御ユニット２３０の特性によりヘッド下流の圧力も低下する。液体が供給されないため、一定時間後に、吐出口１３及びヘッド上流の圧力もヘッド下流と同じ圧力となり、液体の流動が停止する。
図１４は、循環流路の別の例を示す模式図である。図１４に示す循環流路は、図１２で示した循環流路と比べて、開閉弁１０２０の代わりに循環ポンプ１００１を用いる点で異なる。
循環ポンプ１００１は、液体吐出ヘッド２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へ流す機能を有する。循環ポンプ１００１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。この場合、循環させる液体の流量である循環流量を制御することができ、バッファタンク１００３の水頭制御が不要になるため、バッファタンク１００３の配置自由度を向上させることができる。
図１４の例では、共通供給流路２１１の圧力は、負圧制御ユニット２３０による負圧と、液体吐出ユニット３００の流路抵抗と、循環ポンプ１００１の流量とに応じて決定される。また、循環ポンプ１００１には、駆動を停止すると、液体の流動を止めることができるため、循環停止時には図１２で示した開閉弁１０２０と同じ機能を備える。循環ポンプ１００１としては、例えば、ダイアフラムポポンプ等を使用することができる。
【００２０】
以上説明したように本実施形態によれば、液体の循環を停止する際に、供給制御部４０１（開閉弁１０２０または循環ポンプ１００１）により液体の供給を停止し、その後、負圧制御ユニット２３０を停止する。このため、最初に液体の供給が停止されるため、液体の流動を短時間で停止することができる。したがって、ワイプ動作を速やかに開始しても、クリーニング液が液体に混入することを抑制することができる。また、液体の供給の停止後に負圧発生部が停止されるため、負圧制御ユニット２３０の下流を負圧が印加された状態に維持することが可能になる。このため流体の循環を停止する際に吐出口１３を負圧が印加された状態に維持することが可能になる。以上により、吐出口１３からの液体の漏れを抑制しつつ、液体の流動を短時間で停止させることが可能になる。
【００２１】
（第２の実施形態）
図１５は、本実施形態の流体回路を示すブロック図であり、図１６は、本実施形態の循環流路を示す模式図である。
図１５及び図１６に示すように流体回路４００は、液体吐出ユニット３００の上流に、供給制御部４０１である循環ポンプ１００１と、循環ポンプ１００１と並列に接続されたリークバルブ１００８とを有する。循環ポンプ１００１及びリークバルブ１００８は、バッファタンク１００３と連通する。リークバルブ１００８は、開閉により圧力を制御する第１の圧力制御弁である。リークバルブ１００８は、循環時には閉鎖し、循環停止時に開放することでバッファタンク１００３の水頭圧力を液体吐出ユニット３００に印加する。バッファタンク１００３は、負圧制御ユニット２３０の設定圧力よりも高い負圧を発生する水頭を有するように、吐出口１３よりも低い位置に配置された収容容器である。
液体吐出ユニット３００の下流に、負圧制御ユニット２３０と負圧発生ポンプ１００４とを有する。負圧制御ユニット２３０と負圧発生ポンプ１００４との間には、開閉バルブ１００７が設けられている。開閉バルブ１００７は、液体の流動と停止を制御する流路開閉弁である。また、流体回路４００は、負圧発生ポンプ１００４にと並列に接続されたリークバルブ１０１０を有する。リークバルブ１０１０は、開閉により圧力を制御する第２の圧力制御弁である。負圧発生ポンプ１００４及びリークバルブ１０１０は、バッファタンク１００３の空気層と連通する。リークバルブ１０１０は、循環時には閉鎖し、循環停止時（負圧発生ポンプ１００４の停止時）に開放することで、負圧制御ユニット２３０と負圧発生ポンプ１００４との間の残負圧をバッファタンク１００３の空気層へ逃がすことができる。
上記構成において循環時には、リークバルブ１００８及び１０１０を閉鎖し、開閉バルブ１００７を開放する。循環ポンプ１００１は、液体を共通供給流路２１１に供給しつつ、循環する液体の流量である循環流量を制御する。負圧制御ユニット２３０は、負圧発生ポンプ１００４による負圧を用いて、共通回収流路２１２の負圧を制御して、吐出口１３の負圧を一定範囲に維持する。
【００２２】
（循環停止手順の説明）
図１７は、本実施形態における循環停止動作の手順を説明するためのフロー図である。
循環停止動作では、先ず、循環ポンプ１００１を停止することで、液体の循環（液体吐出ユニット３００への供給）を停止し（ステップＳ２１）、その後、負圧発生ポンプ１００４を停止する（ステップＳ２２）。これにより、第１の実施形態と同様に吐出口１３から液体が漏れることを軽減することができる。本実施形態では、さらに、リークバルブ１００８及び１０１０を開放して、循環ポンプ１００１下流及び負圧発生ポンプ１００４上流の圧力をバッファタンク１００３の水頭圧に開放する（ステップＳ２３）。そして、開閉バルブ１００７を閉鎖することで、液体の流動を完全に停止させる（ステップＳ２４）。
以上のように循環停止動作を行うことで、液体の循環が停止されも、液体吐出ヘッド２にバッファタンク１００３の負圧（水頭圧）を印加することが可能になり、吐出口１３を負圧が印加された状態に維持することが可能になる。また、開閉バルブ１００７で液体の流動を停止しつつ、リークバルブ１０１０により負圧発生ポンプ１００４による残負圧を開放しているため、循環流路に係る負荷を低減することができる。
図１８は、循環停止時における流路各所の圧力変化を示す概念図である。図１８に示されたように循環停止動作が開始され、リークバルブ１００８及び１０１０を開放すると、各所の圧力はバッファタンク１００３の負圧へと速やかに変化する。このため、液体の流動を短時間で停止することができる。
【００２３】
（第３の実施形態）
図１９は、本実施形態の流体回路を示すブロック図であり、図２０は、本実施形態の循環流路を示す模式図である。
図１９及び図２０に示す流体回路４００は、図１５及び図１６に示した第２の実施形態の流体回路４００と比較して、供給制御部４０１を、共通供給流路２１１及び共通回収流路２１２の両方に対して設けている点で異なる。具体的には、共通供給流路２１１に連通する循環ポンプ１００１とリークバルブ１００８に加えて、共通回収流路２１２に連通する循環ポンプ１００２とリークバルブ１００９を設ける。循環ポンプ１００２とリークバルブ１００９は互いに並列に接続される。また、負圧制御ユニット２３０として、共通供給流路２１１及び共通回収流路２１２のそれぞれと連通する２つの圧力調整機構２３０ａ及び２３０ｂを備える。
以上の構成により、共通供給流路２１１の圧力も負圧制御ユニット２３０により制御することができる。また、液体吐出ユニット３００に対する液体の供給を共通回収流路２１２からも行うことができる。このため、ワイドページ型のような吐出量が多い液体吐出ヘッド２でも、吐出する液体が不足してしまうことを抑制することができる。
なお、負圧制御ユニット２３０よりも下流の流路部材（負圧発生ポンプ１００４、開閉バルブ１００７及びリークバルブ１００８）の構成は、図１９及び図２０の構成のいずれでもよい。つまり、下流の流路部材は、図１９に示すように共通供給流路２１１及び共通回収流路２１２のそれぞれに対して個別に設けられてもよいし、図２０に示すように共通供給流路２１１及び共通回収流路２１２に対して共通に設けられてもよい。
負圧制御ユニット２３０は、共通供給流路２１１に接続された圧力調整機構２３０ａの圧力が共通回収流路２１２に接続された圧力調整機構２３０ｂの圧力よりも高くなるように設定されており、それらの圧力差により、液体の循環が行われる。
図の例では、共通供給流路２１１及び共通回収流路２１２は、液体吐出ヘッド２の長手方向に延在し、共通供給流路２１１と共通回収流路２１２を流れる液体の向きが同じ向きである。しかしながら、圧力調整機構２３０ａ及び２３０ｂを液体吐出ヘッド（液体供給ユニット２２０）の両端に配置し、共通供給流路２１１と共通回収流路２１２を流れる液体の向きを互いに逆向きにすることが望ましい。この場合、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るため、共通供給流路２１１に沿って複数設けられる各素子基板１０の温度差を少なくすることができる。このため、各素子基板１０の温度差による記録ムラを軽減することができる。
循環ポンプ１００１、１００２及び負圧発生ポンプ１００４には、第２の実施形態と同様に、それぞれリークバルブ１００８、１００９及び１０１０が並列に接続されている。本実施形態では、リークバルブ１００８、１００９及び１０１０には、電源オフ状態で開放状態となるＮＯ（Normal Open）型の電磁弁を用いる。リークバルブ１００８、１００９及び１０１０は、通常の循環時では、閉鎖するよう制御される。また、開閉バルブ１００７は、ＮＣ型の電磁弁を用いる。通常の循環時では、開閉バルブ１００７は、開放するよう制御される。
循環停止動作の手順は、図１７を用いて説明した第２の実施形態の手順と同様であり、循環停止時における流路各所の圧力変化は、図１８に示した実施形態の圧力変化と同様である。本実施形態の場合、液体を大量に流動させても、液体の流動を短時間で停止することができる。
【００２４】
（第４の実施形態）
（液体吐出装置の説明）
図２１は、本発明の第４の実施形態に係る液体吐出装置を模式的に示す斜視図である。図４に示す液体吐出装置１０００ａは、図１に示した液体吐出装置１０００ａと同様にページワイド型であるが、液体吐出ヘッドの構成が異なる。本実施形態の液体吐出ユニット２は、液体としてＣＭＹＫ（シアン、マゼンタ、イエロー、ブラック）のインクを用いたフルカラー印刷が可能である。また、液体吐出装置１０００ａは、負圧制御ユニット２３０として機能する減圧弁１０４０及び背圧弁１０４１を備える。
【００２５】
（循環流路の説明）
図２２は、本実施形態の循環流路を示す模式図である。図２２に示す循環流路は、図１４に示した第１の実施形態の変形例の循環流路と比較して、負圧制御ユニット２３０として、減圧弁１０４０及び背圧弁１０４１を備える点で異なる。なお、図２２では、説明を簡略化するためにＣＭＹＫの液体の内の一色の液体が流動する流路のみが示されているが、実際には４色分の循環流路が、液体吐出ユニット２及び液体吐出装置１０００本体に設けられている。
減圧弁１０４０は、循環ポンプ１００１と液体吐出ユニット３００との間の流路上に設けられ、背圧弁１０４１は、液体吐出ユニット３００と負圧発生ポンプ１００４との間の流路上に設けられている。
減圧弁１０４０は、循環ポンプ１００１によってバッファタンク１００３から液体接続部１１１を介して液体が供給される。減圧弁１０４０は、共通供給流路２１１と接続され、共通供給流路２１１の圧力が高くなると開放して、共通供給流路２１１の圧力を設定圧力に保つように動作する。
背圧弁１０４１は、共通回収流路２１２と接続される。背圧弁１０４１は、負圧発生ポンプ１００４により負圧が印加されて、共通回収流路２１２の圧力を設定圧力に保つように動作する。
共通供給流路２１１には減圧弁１０４０が接続され、共通回収流路２１２には背圧弁１０４１が接続されているため、共通供給流路２１１及び共通回収流路２１２の間には、圧力差が生じる。このため、液体の一部が、共通供給流路２１１から素子基板１０の内部流路を通過して共通回収流路２１２へと流れる流れが発生する。その結果、液体吐出ユニット３００では、共通供給流路２１１及び共通回収流路２１２内を、各素子基板１０内を通過するような流れが発生する。
【００２６】
（液体吐出ヘッド構成の説明）
図２３は、液体吐出ユニット２を構成する各部品またはユニットを示す分解斜視図である。図２３に液体吐出ユニット２では、液体吐出ユニット３００、液体供給ユニット２２０、及び電気配線基板９０が筐体８０に取り付けられている。液体供給ユニット２２０は、４色分のサブタンク（バッファタンク１００３）が設けられている。図２１で示したように減圧弁１０４０は液体吐出ユニット３００内の共通供給流路２１１と連通し、背圧弁１０４１は共通回収流路２１２と連通している。
筐体８０は、液体吐出ユニット支持部８１及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及び電気配線基板９０を支持するとともに、液体吐出ヘッド２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を支持する部材であり、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やアルミ等の金属材料、もしくはアルミナ等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。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の被記録媒体側の面にはカバー部材１３０が取り付けられる。
【００２７】
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２３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及び第３流路部材７０を積層したものである。流路部材２１０は、第１の実施形態の流路部材２１０と同様に、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へと分配し、また吐出モジュール２００から環流する液体を液体供給ユニット２２０へと戻す。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。
図２４（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２４（ａ）は、第１流路部材５０における吐出モジュール２００が搭載される側の面を示し、図２４（ｆ）は、第３流路部材７０における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及び第２流路部材６０は、図２４（ｂ）及び図２４（ｃ）でそれぞれ示された当接面が互いに対向するように接合し、第２流路部材及び第３流路部材は、図２４（ｄ）と図２４（ｅ）のそれぞれで示された当接面が互いに対向するように接合する。
第２流路部材６０及び第３流路部材７０を互いに接合すると、第２流路部材６０及び第３流路部材７０のそれぞれに形成される共通流路溝６２及び７１により、流路部材の長手方向に延在する８本の共通流路が形成される。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。第３流路部材７０の連通口７２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。
第１〜第３流路部材５０〜７０は、液体に対する耐腐食性を有し、かつ線膨張率の低い材料で形成されることが好ましい。第１〜第３流路部材５０〜７０の材料としては、例えば、アルミナ、ＬＣＰ（液晶ポリマー）、ＰＰＳ（ポリフェニルサルファイド）またはＰＳＦ（ポリサルフォン）を母材として、無機フィラーを添加した複合材料（樹脂材料）が好適である。無機フィラーとしては、シリカ微粒子やファイバー等が挙げられる。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良いし、材料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良い。
【００２８】
次に図２５を用いて流路部材２１０内の各流路の接続関係について説明する。図２５は、第１〜第３流路部材を接合して形成される流路部材２１０内の流路の一部を第１流路部材５０の吐出モジュール２００が搭載される面側から拡大してみた透視図である。流路部材２１０には、色ごとに、液体吐出ユニット２の長手方向に延びる共通供給流路２１１（２１１ａ、２１１ｂ、２１１ｃ、２１１ｄ）と共通回収流路２１２（２１２ａ、２１２ｂ、２１２ｃ、２１２ｄ）とが設けられている。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（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（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素子基板１０に液体を集約することができる。また素子基板１０から個別回収流路２１４を介して、各共通回収流路２１２に液体を回収することができる。
図２６は、図２５のＥ−Ｅ線における断面を示した図である。この図に示すように、それぞれの個別回収流路２１４ａ及び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２６では個別回収流路２１４ａ及び２１４ｃのみ図示されているが、別の断面においては、図２５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及び素子基板１０には、第１流路部材５０からの液体を素子基板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。また、各吐出モジュール２００に含まれる支持部材３０及び素子基板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。ここで、各色の共通供給流路２１１は対応する色の減圧弁１０４０と液体供給ユニット２２０を介して接続されており、共通回収流路２１２は背圧弁１０４１と液体供給ユニット２２０を介して接続されている。減圧弁１０４０及び背圧弁１０４１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２５及び図２６に示した液体吐出ユニット２内では、各色で共通供給流路２１１〜個別供給流路２１３ａ〜素子基板１０〜個別回収流路２１４ａ〜共通回収流路２１２へと順に流れる流れが発生する。
【００２９】
（吐出モジュールの説明）
図２７（ａ）は、１つの吐出モジュール２００の斜視図であり、図２７（ｂ）はその分解図である。吐出モジュール２００の製造方法は、図７に示した第１の実施形態の吐出モジュール２００の製造方法と同様である。図２７の例では、素子基板１０の複数の吐出口列方向に沿った辺部の片側に複数の端子１６が配置される。このため、端子１６に電気的に接続されるフレキシブル配線基板４０は、１つの素子基板１０に対して１枚だけである。
【００３０】
（素子基板の構造の説明）
図２８は、本実施形態の素子基板１０の構造を説明するための図である。図２８（ａ）は素子基板１０の吐出口１３が形成される側の面の平面図であり、図２８（ｂ）は図２８（ａ）のＡで示した部分の拡大図であり、図２８（ｃ）は図２８（ａ）の裏面の平面図である。図２８（ａ）に示すように、素子基板１０の吐出口形成部材１２には、各色に対応する４列の吐出口列が形成されている。各吐出口１３や圧力室２３等の構造や流体的な接続関係については、図８及び図９に示した第１の実施形態の素子基板１０と同様である。ただし、本実施形態では、第１の実施形態と比較して、開口２１が１本の液体供給路１８に対して３個、１本の液体回収路１９に対して２個設けられている点で異なる。
【００３１】
次に、素子基板１０内での液体の流れについて説明する。図２９は、図２８（ａ）におけるＢ−Ｂ線における素子基板１０及び蓋部材２０の断面を示す斜視図である。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、その裏面側には、吐出口列に沿って延在する液体供給路１８及び液体回収路１９を構成する溝が形成されている。基板１１と蓋部材２０によって形成される液体供給路１８及び液体回収路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、液体供給路１８と液体回収路１９との間には差圧が生じている。液体吐出ユニット２の複数の吐出口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１３では、この差圧によって、液体供給路１８内の液体は、供給口１７ａ、圧力室２３、回収口１７ｂを経由して液体回収路１９へ流れる。この液体の流れ（図２９の矢印Ｃで示した流れ）によって、吐出を行っていない吐出口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、泡や異物等を液体回収路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できる。液体回収路１９に回収された液体は、蓋部材２０の開口２１及び支持部材３０の液体連通口３１（図２７ｂ参照）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の順に回収される。そして最終的には液体は液体吐出装置１０００の供給流路へと回収される。
【００３２】
（循環流路の説明）
図３０は、本実施形態の流体回路を示すブロック図である。図３０に示す流体回路４００では、循環ポンプ１００１と液体吐出ユニット３００との間の流路上に減圧弁１０４０が設けられ、液体吐出ユニット３００と負圧発生ポンプ１００４の間の流路上に背圧弁１０４１が設けられる。
図３１は、液体の循環を停止する循環停止動作の手順を説明するためのフロー図である。
循環停止手順では、先ず、循環ポンプ１００１を停止することで、液体の循環を停止し（ステップＳ４１）、その後、負圧発生ポンプ１００４を停止する（ステップＳ４１）。
本実施形態でも、最初に循環ポンプ１００１が停止されるため、液体の流動を短時間で停止することができる。さらに液体が液体吐出ユニット３００に供給され続けることを抑制することができため、液体が供給され続けることによって液体吐出ヘッド２内の圧力が上昇することを抑制することが可能になる。また、液体の供給の停止後に負圧発生部が停止されるため、背圧弁１０４１の下流を負圧が印加された状態に維持することが可能になる。したがって、吐出口１３からの液体の漏れを抑制しつつ、液体の流動を短時間で停止させることが可能になる。なお、循環停止時における流路各所の圧力変化は、図１３に示したものと同様である。
また、本実施形態では、負圧制御ユニット２３０として減圧弁１０４０及び背圧弁１０４１を用いているため、負圧制御ユニット２３０としてタンクのような大きい部品を用いる必要がなくなり、液体吐出ユニット２の小型化を図ることが可能になる。
【００３３】
（第５の実施形態）
本実施形態における液体吐出ユニット３００は、図２３等で示した実施形態４と同様である。
図３２は、本実施形態の流体回路を示すブロック図である。図３２に示す流体回路４００では、液体吐出ユニット３００の上流に、開閉弁１０１５と負圧タンク１０１１とが設けられ、液体吐出ユニット３００の下流に負圧タンク１０１２が設けられる。開閉弁１０１５は、供給制御部４０１として機能すし、液体の循環と停止とを切り替える。
負圧タンク１０１１は、液体吐出ユニット３００の共通供給流路２１１と連通し、液体を収容する第１容器であり、負圧タンク１０１２は、液体吐出ユニット３００の共通回収流路２１２と連通し、液体を収容する第２容器である。
負圧タンク１０１１及び１０１２には、切替弁１０１６ａ及び１０１６ｂのそれぞれが接続される。切替弁１０１６ａ及び１０１６ｂは、負圧タンク１０１１及び１０１２の一方を負圧制御ユニット１０１８に接続させ、他方を減圧レギュレータ１０１７に接続する切替部を構成する。切替弁１０１６ａ及び１０１６ｂを介して負圧タンク１０１１及び１０１２と負圧制御ユニット１０１８及び減圧レギュレータ１０１７とを接続する流路は、空気を流すエア流路である。一方、負圧タンク１０１１及び１０１２を開閉弁１０１５及び液体吐出ユニット３００を介して相互に接続させる流路は、液体を流す液体流路である。図３２では、液体流路を実線で示し、エア流路を破線で示している。
減圧レギュレータ１０１７は、大気開放されており、大気圧を用いて、接続された負圧タンク１０１１または１０１２に対して低負圧を印加する低負圧制御を行う低負圧発生部である。負圧制御ユニット１０１８は負圧発生ポンプ１０１９と接続されている。負圧制御ユニット１０１８は、負圧発生ポンプ１０１９にて発生された負圧を用いて、接続された負圧タンク１０１１または１０１２に対して高負圧を印加する高負圧制御を行う。負圧制御ユニット１０１８が印加する高負圧は、減圧レギュレータ１０１７が印加する低負圧よりも高い負圧である。
上記構成において、例えば、切替弁１０１６ａ及び１０１６ｂを用いて、減圧レギュレータ１０１７を負圧タンク１０１２に接続し、負圧制御ユニット１０１８を負圧タンク１０１１に接続する。この場合、減圧レギュレータ１０１７及び負圧制御ユニット１０１８の圧力差により負圧タンク１０１２から負圧タンク１０１１に液体が流れる。一方、切替弁１０１６ａ及び１０１６ｂを用いて、減圧レギュレータ１０１７を負圧タンク１０１１に接続し、負圧制御ユニット１０１８を負圧タンク１０１２に接続すると、その圧力差により負圧タンク１０１１から負圧タンク１０１２へと流れる。このように本実施形態では、液体が流動する流動方向（液体が循環する循環方向）を切り替えることができる。
【００３４】
図３３は、本実施形態における液体を循環させる循環流路を示す模式図である。図３３では、説明を簡略化するために４色の液体の内の一色の液体が流動する流路のみが示されているが、液体吐出装置１０００の本体には４色分の循環流路が設けられている。
図３３に示すように負圧タンク１０１１は、開閉弁１０１５を介して液体吐出ユニット３００の共通供給流路２１１と連通し、負圧タンク１０１２は液体吐出ユニット３００の共通回収流路２１２と接続される。負圧タンク１０１１には、メインタンク１００６が接続され、メインタンク１００６から液体接続部１１１を介して液体が供給される。
なお、本実施形態における共通供給流路２１１及び共通回収流路２１２は、循環方向を切り替えることができるため、便宜的な呼称である。本実施形態では、メインタンク１００６に接続された負圧タンク１０１１と接続されている方の流路を共通供給流路２１１と呼び、負圧タンク１０１２と接続されている流路を共通回収流路２１２と呼んでいる。
負圧タンク１０１１及び１０１２は、気体接続部１０１４、切替弁１０１６ａ及び１０１６ｂを介して減圧レギュレータ１０１７及び負圧制御ユニット１０１８のいずれかに接続される。負圧タンク１０１１及び１０１２は、減圧レギュレータ１０１７または負圧制御ユニット１０１８のうち接続されたレギュレータによって圧力制御される。
減圧レギュレータ１０１７は、接続された負圧タンク１０１１または１０１２の圧力が設定圧力（例えば、−０．５ｋＰａ）よりも低くなった際に、大気圧の空気を流入させて設定低圧力を維持するように動作する。負圧制御ユニット１０１８は、接続された負圧タンク１０１１または１０１２の圧力が設定圧力（例えば、−２．５ｋＰａ）よりも高くなった際に、負圧発生ポンプ１０１９との間の弁（図示せず）を開放して設定高圧力を維持するように動作する。
負圧タンク１０１１が減圧レギュレータ１０１７に接続され、負圧タンク１０１２が負圧制御ユニット１０１８に接続されると、負圧タンク１０１１が低負圧、負圧タンク１０１２が高負圧となる。この場合、共通供給流路２１１から素子基板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３３の矢印Ｃで示した流れ）が発生する。
一方、負圧タンク１０１１が負圧制御ユニット１０１８に接続され、負圧タンク１０１２が減圧レギュレータ１０１７に接続されると、負圧タンク１０１１が高負圧、負圧タンク１０１２が低負圧となる。この場合、共通回収流路２１２から素子基板１０の内部流路を通過して共通供給流路２１１へと流れる流れ（図３３の矢印Ｃとは逆向きの流れ）が発生する。
このように本実施形態では、液体を循環させるためのポンプを必要としないため、簡易で安価に循環流路を構成することができる。さらに、エア流路は各色共通とすることができるため、液体吐出装置１０００の小型化及び低コスト化を図ることができる。
【００３５】
（循環制御の説明）
負圧タンク１０１１及び１０１２は、液面検知センサ（不図示）を備え、液面検知センサの検知結果により基づいて、循環方向が制御される。
例えば、負圧タンク１０１１及び１０１２の両方の液面センサが空の状態を検知した場合、切替弁１０１６ａ及び１０１６ｂを用いて、負圧制御ユニット１０１８を負圧タンク１０１１と接続し、減圧レギュレータ１０１７を負圧タンク１０１２と接続する。そして開閉弁１０１５を閉じる。さらに負圧制御ユニット１０１８と負圧発生ポンプ１０１９との間にある連通弁（図示せず）を開放して負圧発生ポンプ１０１９による高負圧を負圧タンク１０１１に印加することで、液体をメインタンク１００６から負圧タンク１０１１に供給する。
負圧タンク１０１１の液面センサが所定量までの液体の供給を検知すると、負圧制御ユニット１０１８の連通弁を閉鎖する。そして、切替弁１０１６ａ及び１０１６ｂを用いて、減圧レギュレータ１０１７を負圧タンク１０１１に接続し、負圧制御ユニット１０１８を負圧タンク１０１２に接続する。そして開閉弁１０１５を開放して、共通供給流路２１１から共通回収流路２１２に液体を流し、液体の循環を開始する。
その後、負圧タンク１０１１の液面センサが空の状態を検知すると、切替弁１０１６ａ及び１０１６ｂを用いて、減圧レギュレータ１０１７を負圧タンク１０１２と接続させ、負圧制御ユニット１０１８を負圧タンク１０１１と接続させる。これにより、液体が流動する流動方向が逆転し、共通回収流路２１２から共通供給流路２１１に液体が流れる。その後、負圧タンク１０１２の液面センサが空の状態を検知すると、再び、減圧レギュレータ１０１７を負圧タンク１０１１に接続し、負圧制御ユニット１０１８を負圧タンク１０１２に接続して、液体が流動する流動方向を逆転させる。以上の手順を繰り返すことで液体の循環を継続的に行うことができる。
【００３６】
（循環停止手順の説明）
図３４は、本実施形態における液体の循環を停止する循環停止動作の手順を説明するためのフロー図である。
循環停止動作では、先ず、切替弁１０１６ａ及び１０１６ｂを用いて、減圧レギュレータ１０１７を負圧タンク１０１１に接続し、負圧制御ユニット１０１８を負圧タンク１０１２に接続する（ステップＳ５１）。続いて、開閉弁１０１５を閉鎖することで、液体の循環を停止する（ステップＳ５２）。これにより、共通供給流路２１１及び共通回収流路２１２に負圧制御ユニット１０１８で設定された負圧が印加されるため、吐出口１３にも同じ負圧が印加される。そして、負圧発生ポンプ１０１９を停止する（ステップＳ５３）。これにより、負圧発生ポンプ１０１９と負圧制御ユニット１０１８との間の残負圧により、液体吐出ユニット２の負圧を保つことができる。したがって、本実施形態においても、吐出口１３からの液体の漏れを抑制しつつ、液体の流動を短時間で停止させることが可能になる。
なお、上記の動作では、循環停止動作時に負圧制御ユニット１０１８を停止し、かつ、開閉弁１０１５で液体の流動を止める。このため、開閉弁１０１５が接続された負圧タンク１０１１に低負圧の減圧レギュレータ１０１７を接続させている。開閉弁１０１５を負圧タンク１０１２側に配置する場合は、上記の例とは逆に、負圧タンク１０１１に低負圧の減圧レギュレータ１０１７を接続させる。
【００３７】
図３５は、循環停止時における流路各所の圧力変化を示す概念図である。線Ｄ３は吐出口１３の圧力変化を示し、線Ｄ５は負圧タンク１０１１の圧力変化を示し、線Ｄ６は負圧タンク１０１２の圧力変化を示す。
先ず、負圧タンク１０１１が低負圧側の減圧レギュレータ１０１７に接続され、負圧タンク１０１２が負圧制御ユニット１０１８に接続されると、負圧タンク１０１１の圧力と負圧タンク１０１２の圧力が逆転する。その後、開閉弁１０１５が閉鎖されると、負圧タンク１０１１の圧力が一定値を維持し、その一方で負圧タンク１０１２の圧力は負圧制御ユニット１０１８の特性により少し低下する。吐出口１３の圧力は、負圧タンク１０１２の圧力に徐々に近づき、高負圧で一定となる。
なお、本実施形態では、開閉弁１０１５には、電源オフ時に閉じるような弁を使用する。切替弁１０１６ａ及び１０１６ｂには、電源オフ時に、減圧レギュレータ１０１７が負圧タンク１０１１と接続され、負圧制御ユニット１０１８が負圧タンク１０１２と接続されるような弁を使用する。このような弁を使用することにより、異常な状態で電源が遮断された場合でも、吐出口１３からの液体が漏れることを防止することができる。
【００３８】
以上説明した各実施形態において、図示した構成は単なる一例であって、本発明はその構成に限定されるものではない。
【符号の説明】
【００３９】
１３  吐出口
１５  記録素子（エネルギー発生素子）
２３  圧力室
２１１  共通供給流路（第１流路）
２１２  共通回収流路（第２流路）
２３０  負圧制御ユニット（負圧制御部）
４０１  供給制御部
１００４  負圧発生ポンプ（負圧発生部）
【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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