(57)【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させる吐出エネルギ発生素子と、を備える複数の素子基板と、
前記複数の素子基板のそれぞれの第１の部分が接続される第１の共通流路と、
前記複数の素子基板のそれぞれの第２の部分が接続される第２の共通流路と、
前記第１の共通流路に連通する複数の第１の導入部と、
前記第２の共通流路に連通する複数の第２の導入部と、
を含む液体吐出ヘッドであって、
前記液体吐出ヘッドから液体を吐出しない場合は、前記複数の第１の導入部から前記第１の共通流路へ供給された液体が、前記第１の部分、前記素子基板、前記第２の部分を通って前記第２の共通流路へ流れて、前記複数の第２の導入部から排出され、
前記液体吐出ヘッドから液体を吐出する場合は、前記複数の第１の導入部から前記第１の共通流路へ液体が供給されるとともに、液体の吐出状態に応じて、前記複数の第２の導入部から前記第２の共通流路へ液体を供給可能に構成されていることを特徴とする液体吐出ヘッド。
【請求項２】
前記複数の第１の導入部は、前記第１の共通流路における当該第１の共通流路の延在方向にずれた複数の位置に設けられ、
前記複数の第２の導入部は、前記第２の共通流路における当該第２の共通流路の延在方向にずれた複数の位置に設けられ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】
前記複数の素子基板のそれぞれの前記第１の部分は、前記第１の共通流路における当該第１の共通流路の延在方向にずれた位置に接続され、
前記複数の素子基板のそれぞれの前記第２の部分は、前記第２の共通流路における当該第２の共通流路の延在方向にずれた位置に接続され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】
前記複数の第１の導入部の少なくとも１つは、前記第１の共通流路の延在方向における端部に設けられており、
前記複数の第２の導入部の少なくとも１つは、前記第２の共通流路の延在方向における端部に設けられてい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】
前記複数の第１の導入部の少なくとも２つは、前記第１の共通流路の延在方向における両端部に設けられており、
前記複数の第２の導入部の少なくとも２つは、前記第２の共通流路の延在方向における両端部に設けられてい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】
前記複数の第１の導入部のうちの１つは、前記第１の共通流路の延在方向における略中央部に接続された流路を介して前記第１の共通流路に連通され、
前記複数の第２の導入部のうちの１つは、前記第２の共通流路の延在方向における略中央部に接続された流路を介して前記第２の共通流路に連通されている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】
前記複数の素子基板は第１の方向に沿って配列され、
前記第１の共通流路と前記第２の共通流路は、前記第１の方向に沿って延在することを特徴とする請求項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】
前記複数の素子基板のそれぞれの前記第１の部分は、前記複数の素子基板のそれぞれに対応する第１の流路を通して前記第１の共通流路に接続され、
前記複数の素子基板のそれぞれの前記第２の部分は、前記複数の素子基板のそれぞれに対応する第２の流路を通して前記第２の共通流路に接続されることを特徴とする請求項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】
請求項１から８のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッドと、
前記吐出エネルギ発生素子を制御する制御手段と、
前記複数の第１の導入部と前記複数の第２の導入部とに液体を供給可能な液体供給手段と、
前記液体吐出ヘッドから液体を吐出しない場合に、前記複数の第１の導入部から液体を供給し、かつ、前記複数の第２の導入部から液体を排出するように、前記複数の第１の導入部と前記複数の第２の導入部との間に差圧を生じさせる差圧発生手段と、
を備えることを特徴とする液体吐出装置。
【請求項１０】
前記差圧発生手段は、液体の水頭差によって前記差圧を生じさせることを特徴とする請求項９に記載の液体吐出装置。
【請求項１１】
前記第１および第２の共通流路に連通し前記吐出エネルギ発生素子を内部に備える圧力室であって、前記圧力室内の液体は前記第１および第２の共通流路を介して外部との間で循環されることを特徴とする請求項９または１０に記載の液体吐出装置。
【請求項１２】
液体を吐出するために利用されるエネルギを発生する吐出エネルギ発生素子を備える第１および第２の素子基板と、
前記第１および第２の素子基板を支持する支持基板と、
を備える液体吐出ヘッドであって、
前記支持基板は、前記第１および第２の素子基板のそれぞれの第１の部分と接続される第１の共通流路と、前記第１および第２の素子基板のそれぞれの第２の部分と接続される第２の共通流路と、を備え、
前記第１の共通流路は外部と流体連通する第１および第２の開口部を備え、前記第２の共通流路は外部と流体連通する第３および第４の開口部を備え、前記第１の共通流路の前記第１の部分との接続部は、前記第１および第２の開口部の間に配され、前記第２の共通流路の前記第２の部分との接続部は、前記第３および第４の開口部の間に配され、
前記液体吐出ヘッドから液体を吐出しない場合は、前記第１および第２の開口部から前記第１の共通流路へ供給された液体が、前記第１および第２の素子基板のそれぞれの前記第１の部分、前記第１および第２の素子基板のそれぞれ、前記第１および第２の素子基板のそれぞれの前記第２の部分を通って前記第２の共通流路へ流れて、前記第３および第４の開口部から排出され、
前記液体吐出ヘッドから液体を吐出する場合は、前記第１および第２の開口部から前記第１の共通流路へ液体が供給されるとともに、液体の吐出状態に応じて、前記第３および第４の開口部から前記第２の共通流路へ液体を供給可能に構成されていることを特徴とする液体吐出ヘッド。
【請求項１３】
前記第１の共通流路と前記第２の共通流路とは並列して配されていることを特徴とする請求項１２に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項１４】
前記第１および第２の共通流路に連通し前記吐出エネルギ発生素子を内部に備える圧力室であって、前記圧力室内の液体は前記第１および第２の共通流路を介して外部との間で循環されることを特徴とする請求項１２または１３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、インクなどを含む種々の液体を吐出するための液体吐出ヘッド、および液体吐出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複数の吐出口から液体としてインクを選択的に吐出可能な液体吐出ヘッドとしてのインクジェット記録ヘッドにおいては、長期間に渡ってインクを吐出しない吐出口からインク中の水分が蒸発し、その吐出口内のインクが増粘することがある。このような場合には、その後、その吐出口からインクを適確に吐出できなくなるおそれがある。
【０００３】
特許文献１には、インクを吐出しないときの吐出口内のインクの増粘を抑制するために、インクを吐出しないときの吐出口に対応するインク室（圧力室）を通して、インクを循環させる構成が記載されている。具体的には、第１の共通流路と第２の共通流路との間に、複数の吐出口のそれぞれに対応する複数のインク室が並列的に接続され、第１の共通流路の一端部と第２の共通流路の一端部との間に、所定の圧力差を生じさせる構成となっている。このような構成により、第１の共通流路、インクを吐出しないときの吐出口に対応するインク室、および第２の共通流路を通してインクを循環させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−１４２９１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１において、第１および第２の共通流路内のインクの圧力は、それらの一端部から他端部に向かって減衰するため、それらの他端部に接続されるインク室に対してはインクが循環しにくい。
【０００６】
吐出口が形成された素子基板を複数配列してインクジェット記録ヘッドを構成する場合に特許文献１の構成を採用し、特許文献１のインク室を素子基板に置き換えた場合を想定しても、上記と同様の課題が存在する。
【０００７】
本発明は上記課題に鑑みなされたものである。そして、その目的は、複数の素子基板のそれぞれに液体を循環させることができる液体吐出ヘッド、および液体吐出装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明に係る液体吐出ヘッドは、液体を吐出する吐出口と、前記吐出口から液体を吐出させる吐出エネルギ発生素子と、を備える複数の素子基板と、前記複数の素子基板のそれぞれの第１の部分が接続される第１の共通流路と、前記複数の素子基板のそれぞれの第２の部分が接続される第２の共通流路と、前記第１の共通流路に連通する複数の第１の導入部と、前記第２の共通流路に連通する複数の第２の導入部と、を含む液体吐出ヘッドであって、前記液体吐出ヘッドから液体を吐出しない場合は、前記複数の第１の導入部から前記第１の共通流路へ供給された液体が、前記第１の部分、前記素子基板、前記第２の部分を通って前記第２の共通流路へ流れて、前記複数の第２の導入部から排出され、前記液体吐出ヘッドから液体を吐出する場合は、前記複数の第１の導入部から前記第１の共通流路へ液体が供給されるとともに、液体の吐出状態に応じて、前記複数の第２の導入部から前記第２の共通流路へ液体を供給可能に構成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
上記構成によれば、複数の素子基板に接続される第１および第２の共通流路のそれぞれに液体の導入部を複数備えることにより、それぞれの素子基板に対して液体の差圧を充分に作用させて、それぞれの素子基板に液体を確実に循環させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】液体吐出装置の内部構成を示す概略斜視図である。
【図２】ヘッドに対するインクの供給系の一例を説明するための説明図である。
【図３】（ａ）および（ｂ）は素子基板を示す模式図である。
【図４】素子基板の裏面を示す概略斜視図である。
【図５】素子基板と支持基板とを示す概略断面図である。
【図６】第１実施形態におけるヘッドの構成を示す模式図である。
【図７】（ａ）〜（ｃ）は比較例を説明するための図である。
【図８】（ａ）〜（ｃ）は第１実施形態の構成を説明するための図である。
【図９】チップの位置とインクの流量比との関係を示すグラフである。
【図１０】第２実施形態におけるヘッドの構成を示す模式図である。
【図１１】第２実施形態の流量比と第１実施形態の流量比とを比較するグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。
【００１２】
（第１実施形態）
図１は本実施形態の液体吐出装置の内部構成を示す概略斜視図である。なお、以下においては液体吐出装置としてインクジェット記録装置（以下「記録装置」という）２００を用いる場合について説明する。
【００１３】
図１に示すように、記録装置２００は、ローラ２０５、２０６、およびこれらのローラに張架された搬送ベルト２０７によって構成された搬送機構を備えている。不図示のモータによって駆動されたローラ２０５の回転、およびこの回転に従動するローラ２０６の回転によって、搬送ベルト２０７に載置された記録媒体２０８は、搬送方向（図中に示すｙ方向）の下流側へ搬送される。
【００１４】
記録装置２００は、液体吐出ヘッドとして、記録ヘッド２０１〜２０４を用いている。ここでは、複数の記録へッドを用いる場合について説明する。各記録ヘッドの記録媒体２０８との対向面には、液体を吐出する吐出口が設けられている。ここでは、記録ヘッド２０１の吐出口からブラックインクが、記録ヘッド２０２の吐出口からシアンインクが、記録ヘッド２０３の吐出口からマゼンタインクが、記録ヘッド２０４の吐出口からイエローインクが、夫々吐出される。詳細は図６等を参照して後述するが、本実施形態における記録ヘッドは、複数の吐出口が設けられた素子基板（以下「チップ」ともいう）を複数配置して構成されたフルライン型の記録ヘッドである。吐出口は、記録媒体２０８の搬送方向と交差する方向に延在する吐出口列を形成するように、複数形成されている。また、ここでは、吐出口から液体を吐出させるためのエネルギを発生させる吐出エネルギ発生素子として発熱抵抗素子（ヒータ）を用いる。記録装置２００は、記録ヘッドへインクを供給するための不図示の供給機構を備えている。
【００１５】
記録装置２００に入力された画像データに基づいて、不図示の制御部が搬送機構、供給機構、およびヒータを制御することによって、搬送機構によって搬送された記録媒体２０８に対して、記録ヘッドの吐出口から図中矢印ｚ方向へ向けてインクを吐出させる。このようにして、記録媒体２０８にインクを付与することによって、記録媒体２０８に画像が記録される。
【００１６】
なお、以下においては、記録ヘッド２０１〜２０４のうち記録ヘッド２０１について説明するが、他の記録ヘッドについても同様の構成を有するものとする。
【００１７】
図２は、記録ヘッド２０１にインクを供給可能な供給系（液体供給系）の一例を説明するための説明図である。記録ヘッド２０１は、種々の構成を備えることができる。例えば、記録ヘッド２０１自体を記録装置に装着するための構成、記録ヘッド２０１をインク供給系に接続するための構成、あるいはインクタンクと結合可能な構成などを備えることができる。図６を参照して後述するが、記録ヘッド２０１には、供給口２０、２１（第１の導入部）、および排出口２２、２３（第２の導入部）が設けられている。図２に示すように、液体吐出ヘッドの外部と流体接続される供給口２０（第１の開口部）はチューブポンプ１０３ａを介してサブタンク１０４ａに接続されており、供給口２１（第２の開口部）はサブタンク１０４ａに直接接続されている。また、排出口２２（第３の開口部）はチューブポンプ１０３ｂを介してサブタンク１０４ｂに接続されており、排出口２３（第４の開口部）はサブタンク１０４ｂに直接接続されている。メインタンク１０８にはインクが貯留されている。メインタンク１０８は、サブタンク１０４ａ、１０４ｂと接続されている。メインタンク１０８と、サブタンク１０４ａ、１０４ｂとの間には、ポンプ１０５が配置されている。また、ポンプ１０５とサブタンク１０４ａとの間には弁１０２ａが、ポンプ１０５とサブタンク１０４ｂとの間には弁１０２ｂが、夫々設けられている。
【００１８】
また、サブタンク１０４ａ、１０４ｂには水位センサ１０６ａ、１０６ｂがそれぞれ取り付けられており、水位センサ１０６ａ、１０６ｂからの検知信号はコントローラ１０７へ入力される。コントローラ１０７は、水位センサ１０６ａ、１０６ｂからの検知信号に応じて、ポンプ１０５、弁１０２ａ、１０２ｂを制御する。これによって、メインタンク１０８からサブタンク１０４ａ、１０４ｂへインクが適宜供給され、サブタンク１０４ａ、１０４ｂからメインタンク１０８へインクが排出され、サブタンク１０４ａ、１０４ｂのインクの液面の位置を調整することができる。したがって、記録ヘッド２０１とサブタンク１０４ａとの間のインクの水頭差Ｈ１、および記録ヘッド２０１とサブタンク１０４ｂとの間のインクの水頭差Ｈ２を所定の大きさに維持することができる。水頭差Ｈ２は、水頭差Ｈ１よりも大きい（Ｈ２＞Ｈ１）。
【００１９】
インクを吐出させる場合は、チューブポンプ１０３ａ、１０３ｂをリリース状態とし、サブタンク１０４ａから供給口２０、２１へインクが流入可能な状態とするとともに、サブタンク１０４ｂから排出口２２、２３へインクが流入出可能な状態とする。これにより、供給口２０、２１のインクに対しては、水頭差Ｈ１に相当する比較的小さい負圧が作用し、排出口２２、２３内のインクに対しては、水頭差Ｈ２に相当する比較的大きい負圧が作用する。記録ヘッド２０１がインクを吐出しない休止状態においては、これらの圧力差によって記録ヘッド２０１内のインクが循環される。すなわち、サブタンク１０４ａ内のインクが供給口２０、２１から記録ヘッド２０１の圧力室Ｒ内に供給され、その圧力室Ｒ内のインクが排出口２２、２３を通してサブタンク１０４ｂ内に排出される。コントローラ１０７は、水頭差Ｈ１、Ｈ２を一定に維持するように、サブタンク１０４ａ，１０４ｂ内のインクの液面の位置を調整する。
【００２０】
供給口２０、２１内のインクと排出口２２、２３との間に差圧を発生させる差圧発生部は、本例のように水頭差を利用する構成のみに限定されず、サブタンク１０４ａ、１０４ｂを異なる圧力に調整可能な圧力室として機能させる構成であってもよい。要は、インクの吐出に影響を与えない程度のインクが圧力室を通って循環するように、供給口２０、２１と排出口２２、２３との間に圧力差を生じさせることができればよい。
【００２１】
なお、記録動作時以外などにおいて、記録ヘッド２０１の吐出口が形成されている面は、キャップ１０９によって覆われ、インクの乾燥やゴミの付着等が防止される。
【００２２】
図３（ａ）および（ｂ）は液体吐出ヘッドとしての記録ヘッド２０１に備えられる素子基板１を示す模式図であり、図３（ａ）は吐出口やその周辺を示す平面図、図３（ｂ）は図３（ａ）に示す線ＩＩＩｂ−ＩＩＩｂに沿った断面を示す断面図である。なお、図３（ａ）および（ｂ）においては、吐出口からインクが吐出されず、インクが循環している状態を示している。
【００２３】
図３（ａ）に示すように、記録ヘッド２０１の素子基板１には、吐出口３、流路壁４、インク供給口５、およびインク排出口６が、それぞれ複数形成されている。インク供給口５とインク排出口６との間の位置に、流路壁４によって仕切られた圧力室Ｒが設けられている。各圧力室Ｒは、互いに対向するヒータ２と吐出口３との間に位置する。また、素子基板１には、ヒータ２を駆動するための不図示の駆動回路が形成されている。
【００２４】
図３（ｂ）に示すように、素子基板１は、ヒータ２が形成された基板上に、吐出口３を形成する吐出口形成部材７が配置されて構成されている。吐出口形成部材７には、流路壁４によって仕切られた複数の圧力室（発泡室）Ｒが形成されており、それぞれの圧力室Ｒは、互いに対向する吐出口３とヒータ２との間に位置する。素子基板１には、それぞれの圧力室Ｒの一方側の部分に接続されるインク供給口５と、それぞれの圧力室Ｒの他方側の部分に接続されるインク排出口６が形成されている。
【００２５】
記録装置２００に入力された画像データに基づいて、不図示の制御部による制御によってヒータ２が選択的に駆動され、駆動されたヒータ２に対応する吐出口３からインクが吐出される。ヒータ２が駆動されていない状態において、吐出口３のインクはメニスカスを形成しており、吐出口３からインクが吐出されない状態となっている。ヒータ２が駆動されると、その発熱によりインクが発泡し、これによる圧力によって吐出口３からインクが押し出される。このようにして、吐出口３からインクが吐出された後は、インク供給口５およびインク排出口６から圧力室Ｒ、吐出口３へインクが供給され、インクが充填された状態となる。そして、吐出口３にメニスカスが再び形成され、次のインクを吐出することが可能な状態となる。吐出口３からインクを吐出しない場合、即ち、吐出口３に対応するヒータ２が駆動されていない場合、インク供給口５から供給されたインクは、圧力室Ｒを通り、インク排出口６から排出されて記録装置２００内を循環する。
【００２６】
また、図３（ｂ）に示すように、素子基板１には、供給流路８および排出流路９が形成されており、インク供給口５は供給流路８と連通しており、インク排出口６は排出流路９と連通している。
【００２７】
図４は素子基板１の裏面を示す概略斜視図である。図４に示すように、素子基板１の裏面には、複数の供給流路８と複数の排出流路９とが形成されている。また、素子基板１の一方の端部には複数の供給流路８に連通している流路１８（第１の流路）が、他方の端部には複数の排出流路９に連通している流路１９（第２の流路）が、夫々形成されている。
【００２８】
図５は素子基板１と支持基板１３とを示す概略断面図であり、記録ヘッド２０１の一部を示す図である。図５に示すように、素子基板１は支持基板１３によって支持される。支持基板１３には、共通供給流路１１（第１の共通流路）および共通排出流路１２（第２の共通流路）が形成されている。素子基板１の流路１８と支持基板１３の共通供給流路１１とを、素子基板１の流路１９と支持基板の共通排出流路１２とを、夫々連通させるように、支持基板１３に素子基板１が配置される。素子基板１の一方側の部分は流路１８を通して共通供給流路１１に接続され、他方側の部分は流路１９を通して共通排出流路１２に接続される。ここでは、素子基板１と支持基板１３とを含んで、記録ヘッド２０１が構成されている。支持基板１３は複数の素子基板１を支持している。なお、支持基板１３と素子基板１との間に、各素子基板１を支持する中間基板を設け、複数の中間基板を支持基板１３が支持する構成であってもよい。
【００２９】
図６は本実施形態における記録ヘッド２０１の構成を示す模式図である。図６に示すように、チップＣ１〜チップＣｎの複数のチップ（素子基板）が千鳥状に配置されて記録ヘッド２０１を構成している。これらのチップは、共通供給流路１１および共通排出流路１２に夫々接続されている。共通供給流路１１および共通排出流路１２は、チップに形成されている吐出口の配列方向に沿って延在しており、並列して配置されている。
【００３０】
また、共通供給流路１１の一方の端部には供給口２０が、他方の端部には供給口２１が、それぞれ接続されている。共通排出流路１２の一方の端部に排出口２２が、他方の端部には排出口２３が、それぞれ接続されている。即ち、共通供給流路１１は供給口２０、２１を介して外部と流体連通し、共通排出流路１２は排出口２２、２３を介して外部と流体連通する。図６に示すように、本実施形態においては、共通供給流路１１の両端部に供給口が設けられており、共通排出流路１２の両端部に排出口が設けられている。各チップにおける共通供給流路１１との接続部は、供給口２０と供給口２１との間に配置されている。同様に、各チップにおける共通排出流路１２との接続部は、排出口２２と排出口２３との間に配置されている。
【００３１】
詳細は図８（ａ）〜（ｃ）を参照して後述するが、何れのチップからもインクを吐出させない場合、即ちインクを循環させる場合、供給口２０、２１からチップＣ１〜Ｃｎへインクが供給され、チップＣ１〜Ｃｎから排出口２２、２３へインクが排出される。少なくとも何れかのチップからインクを吐出させる場合、インクの吐出状態すなわちインクの吐出量に応じて、排出口２２、２３からもインクを供給させる。このように、本実施形態においては、共通供給流路１１の両端部に供給口を、共通排出流路１２の両端部に排出口を、それぞれ設ける。この構成による効果を、共通供給流路１１の一方の端部のみに供給口を、共通排出流路１２の他方の端部のみに排出口を、それぞれ設けた場合と比較して説明する。
【００３２】
図７（ａ）〜（ｃ）は比較例を説明するための図であり、図７（ａ）は記録ヘッド２０１´の構成を示す模式図であり、図７（ｂ）は等価回路図である。図７（ｃ）はチップの位置ごとの共通供給流路１１と共通排出流路１２との圧力差を示すグラフであり、縦軸は圧力を、横軸はチップの位置を、夫々示している。
【００３３】
この比較例においては、共通供給流路１１に対して、供給口２０のみから水頭差Ｈ１に相当する比較的小さい負圧が作用し、共通排出流路１２に対して、排出口２３のみから水頭差Ｈ２に相当する比較的大きい負圧が作用する。供給口２０と排出口２３との間の圧力差は、ΔＰとする。
【００３４】
この比較例において、チップＣ２が非吐出チップであって、他のチップＣ１、Ｃ３、・・・Ｃｎがインク滴Ｉ１、Ｉ３、・・・Ｉｎを吐出する吐出チップである場合には、共通供給流路１１と共通排出流路１２の両方からインクが供給される。その場合は、図７（ｃ）のように、共通供給流路１１内の圧力ＰＡがチップＣ１からチップＣｎに向かって降下し、共通排出流路１２内の圧力ＰＢがチップＣｎからチップＮ１に向かって降下する。この結果、チップの位置に応じて、その両端おける圧力差が大きく異なり、図７（ｃ）中の右側に位置するチップに関しては、その両端における圧力差が小さくなって、そのチップにはインクがほとんど流れなくなる。
【００３５】
このように、非吐出チップにおけるインクの循環流量が減少した場合には、その循環による効果が小さくなり、ノズル先端部の吐出口３において、インク中の水分の蒸発によってインクの粘度が高くなって、インクの良好な吐出が阻害されるおそれがある。また、それぞれのチップにおけるインクの循環流量が大きく異なって、それらの循環流量の変動幅が所定の許容範囲を逸脱した場合には、インクの吐出不良によって画像の記録品位を損なうおそれがある。
【００３６】
これに対して、本実施形態においては、それぞれのチップにおけるインクの循環流量の変動幅を小さく抑えてインクの循環を維持し、その循環による効果を充分に確保する。
【００３７】
図８（ａ）〜（ｃ）は本実施形態の構成を説明するための図である。図８（ａ）および（ｃ）は、記録ヘッド２０１がインクを吐出しない休止状態において、供給口２０、２１と、排出口２２、２３との間の差圧によって、記録ヘッド２０１内のインクが循環しているときの説明図である。図８（ａ）はインクの循環時における等価回路図であり、図８（ｂ）はインクの吐出時における等価回路図である。図８（ｃ）はチップの位置ごとの共通供給流路１１と共通排出流路１２との圧力差を示すグラフであり、縦軸は圧力を、横軸はチップの位置を、夫々示している。
【００３８】
図８（ａ）において、Ｒｃは、隣接する圧力室Ｒの間の流抵抗、Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、・・・Ｃｎは、複数（ｎ）のチップに付したチップ番号であり、それぞれのチップは、対応するヒータ２、圧力室Ｒ、および吐出口３を含む。前述したように、供給口２０、２１のそれぞれに水頭差Ｈ１に対応する負圧が作用し、排出口２２、２３のそれぞれに水頭差Ｈ２に対応する負圧が作用する。共通供給流路１１内の圧力ＰＡと共通排出流路１２内の圧力ＰＢは、チップの配列方向において図８（ｃ）のように変化し、それぞれのチップの流路１８と流路１９との間には同等の圧力差ΔＰが生じる。その結果、それぞれのチップにおいては、供給口２０、２１に接続される共通供給流路１１から、排出口２２、２３に接続される共通排出流路１２に向かって、インクが流れる。
【００３９】
記録動作時は、画像データに各種画像処理が施された記録データに応じて、複数のチップのノズルのヒータ２が選択的に駆動されるため、インクを吐出するチップ（吐出チップ）と、インクを吐出しないチップ（非吐出チップ）と、が混在する。
【００４０】
図８（ｂ）は、吐出チップと非吐出チップとが混在している状態におけるインクの流れの説明図である。記録ヘッド２０１におけるインクの吐出状況によっては、図８（ａ）、（ｃ）のようなインクの循環時と異なる状態となる。すなわち、吐出チップの圧力室Ｒ内のインクの発泡エネルギによってインクが吐出された後は、その圧力室内の消泡によって生じる負圧により、インク供給口５からだけではなく、圧力差ΔＰに抗してインク排出口６からも圧力室Ｒ内にインクが供給される。そのため、排出口２２、２３、共通排出流路１２、およびインク排出口６は、インクの循環時とは逆に、サブタンク１０４ｂ内のインクを圧力室Ｒ内に供給することになる。
【００４１】
例えば、図８（ｂ）のようにチップＣ２が非吐出チップであって、他のチップＣ１、Ｃ２・・・Ｃｎがインク滴Ｉ１、Ｉ３、・・・Ｉｎを吐出する吐出チップである場合を想定する。この場合、図８（ｂ）のように、非吐出チップＣ２の両端、つまり非吐出チップＣ２の流路１８と流路１９には、ほぼ同等の量ＩＡ、ＩＢのインクが流れる。それらの量ＩＡ、ＩＢの差は圧力差ΔＰに対応する僅かな量であり、チップ間の流抵抗Ｒｃによる共通供給流路１１内と共通排出流路１２内の圧力損出は、ほぼ同等となる。よって、非吐出チップＣ２の両端間の圧力差は、他のチップが吐出チップであった場合でもほとんど影響を受けず、非吐出チップＣ２には矢印Ａ方向にインクが流れる。
【００４２】
図９は、図８（ａ）のようなインクの循環時にチップに流れる矢印Ａ方向のインクの量（循環量）と、図８（ｂ）のような吐出チップと非吐出チップとの混在時に非吐出チップに流れる矢印Ａ方向のインクの量（循環量）と、の比（流量比）を示すグラフである。前者のインクの循環量に関しては、チップ列の両端に位置するチップＣ１、Ｃｎにおけるインクの循環量を「１」とした。なお、図９において、縦軸は流量比を、横軸はチップの位置を示している。
【００４３】
本例においては、図９のように、非吐出チップの位置が変化したとしても、両者間におけるインクの循環量の差を数％程度に抑えることができた。また、前述した図８（ａ）のようなインクの循環時においても、チップの配列方向におけるインクの循環量の分布は、図９とほぼ同様に、数％程度の差に抑えることができた。
【００４４】
以上のように、本実施形態においては、インクを循環させるために必要とされる流量を確保しつつ、チップごとのインクの流量の変動幅を抑えることができる。これによって、各チップにおいて、インクが流されずに留まってそのインクの水分が蒸発し、インクの粘度が増すこと等を防止することができる。そのため、本実施形態においては、インクの吐出精度の低下等を防止することができる。
【００４５】
（第２実施形態）
本実施形態においては、図６を参照して説明した第１実施形態の構成に加えて、供給流路１１ａ、排出流路１２ａ、供給口２４、および排出口２５を設ける。その他の構成は第１実施形態と同様であるので、その説明を省略する。
【００４６】
図１０は本実施形態における記録ヘッド２０１の構成を示す模式図である。図１０に示すように、チップ配列方向の略中央において共通供給流路１１に接続される供給流路１１ａ、チップ配列方向の略中央において共通排出流路１２に接続される排出流路１２ａ、が夫々設けられている。また、供給流路１１ａの共通供給流路１１に接続される端部とは反対側の端部に供給口２４が、排出流路１２ａの共通排出流路１２に接続される端部とは反対側の端部に排出口２５が、夫々設けられている。
【００４７】
この構成においては、インクの循環時において、供給口２０、２１、２４からインクが供給され、排出口２２、２３、２５からインクが排出される。また、インクの吐出時における吐出状況によっては、供給口２０、２１、２４のみでなく、排出口２２、２３、２５からもインクが供給される。これによって、チップ数が比較的多い場合に、チップの配列方向で共通供給流路１１および共通排出流路１２の長さが比較的長い場合であっても、チップと供給口や排出口との間の距離が比較的遠くなることを防止し、各チップのインクの流量の差を抑える。
【００４８】
図１１は本実施形態におけるインク流量比と第１実施形態におけるインク流量比とを示すグラフであり、上述の図９に示すグラフに対応するグラフである。図１１においては、チップの個数が同一である場合における流量比の分布を示している。上述のように、本実施形態においては、チップ配列方向の略中央（チップ位置の略中央）において、共通供給流路１１に供給流路１１ａを接続させ、共通排出流路１２に排出流路１２ａを接続させている。これによって、チップ配列方向の略中央に位置しているチップへ、供給口２４からインクが供給され、また吐出状況によっては排出口２５からもインクが供給される。チップ配列方向の略中央に位置しているチップから排出口２５へインクが排出される。そのため、図１０に示すように、略中央に位置しているチップの流量比は、第１実施形態の構成よりも第２実施形態の構成の方が小さくなっている。すなわち、略中央部に位置しているチップにおいては、インクを吐出する場合のインクの流量とインクを吐出しない場合のインクの流量とは略変化しない。
【００４９】
このように、本実施形態においては、第１実施形態の構成と比較して、吐出時と非吐出時とにおける流量の差をより抑えることができる。
【００５０】
（他の実施形態）
上記実施形態においては、共通供給流路１１の両端部に供給口２０、２１を、共通排出流路１２の両端部に排出口２２、２３を、それぞれ設けた構成について説明した。しかしながら、共通供給流路および共通排出流路における供給口および排出口の位置は上述した例に限定されるものではない。すなわち、いずれの流路においても、インクの出入り口となる開口が各流路の延在方向にずれた位置に複数設けられていれば、上記実施形態と同様の効果を奏することができる。また、インク供給口５およびインク排出口６は、圧力室Ｒと１対１に対応させてもよい。
【００５１】
上記実施形態においては、複数の吐出口が形成されたチップの夫々においてインクを循環させつつ、チップ間におけるインクの流量の差を抑制する構成について説明した。しかしながら、本実施形態におけるチップを吐出口に置き換えた場合であっても、本発明と同様の効果を奏することができる。
【００５２】
また、上記実施形態においては、記録素子として発熱抵抗素子を用いる場合について説明したが、記録素子としてピエゾ素子を用いてもよい。４つの記録ヘッドから夫々異なる色のインクを吐出させる場合について説明したが、用いることができる記録ヘッドの個数やインクの色の種類などは特に限定されるものではない。
【００５３】
本発明は、インクジェット記録ヘッド、およびインクジェット記録装置のみに特定されず、種々の液体を吐出するための液体吐出ヘッド、および液体吐出装置として広く適用することができる。本発明は、前述した実施形態のようなフルライン方式の記録装置に対してのみならず、いわゆるシリアルスキャン方式等の種々の方式の記録装置に対しても適用可能である。
【符号の説明】
【００５４】
１          素子基板
２          ヒータ（吐出エネルギ発生素子）
３          吐出口
１１        共通供給流路（第１の共通流路）
１２        共通排出流路（第２の共通流路）
２０、２１  供給口（第１の導入部）
２２、２３  排出口（第２の導入部）
２０１      記録ヘッド（液体吐出ヘッド）
【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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