(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被記録媒体に向かって液体を吐出する複数の吐出口からなる吐出口列が、吐出する前記液体の色ごとに形成されている液体吐出ヘッドにおいて、
吐出口形成面の、前記被記録媒体の搬送方向において全ての前記吐出口列よりも上流側の位置に突起部が設けられており、
前記液体吐出ヘッドから吐出する液体のうち最も明度が低い液体を吐出する複数の前記吐出口からなる前記吐出口列が、前記吐出口形成面の、前記突起部に最も近い位置に配置されており、
前記吐出口形成面を有する複数の記録素子基板が、前記被記録媒体の搬送方向に直交する方向に一列に並んで配置されており、
前記記録素子基板が、角度が直角でない平行四辺形の平面形状を有し、
前記突起部に最も近い前記吐出口列が、前記複数の吐出口が配列された方向である吐出口列方向において前記突起部と重なる領域が、他の前記吐出口列が前記吐出口列方向において前記突起部と重なる領域よりも大きいことを特徴とする液体吐出ヘッド。
【請求項２】
被記録媒体に向かって液体を吐出する複数の吐出口からなる吐出口列が、吐出する前記液体の色ごとに形成されている液体吐出ヘッドにおいて、
吐出口形成面の、前記被記録媒体の搬送方向において全ての前記吐出口列よりも上流側にのみ突起部が設けられており、
前記液体吐出ヘッドから吐出する液体のうち最も明度が低い液体を吐出する複数の前記吐出口からなる前記吐出口列が、前記吐出口形成面の、前記突起部に最も近い位置に配置されていることを特徴とする液体吐出ヘッド。
【請求項３】
被記録媒体に向かって液体を吐出する複数の吐出口からなる吐出口列が、吐出する前記液体の色ごとに形成されている液体吐出ヘッドにおいて、
吐出口形成面の、前記被記録媒体の搬送方向において全ての前記吐出口列よりも上流側の位置に突起部が設けられており、
前記液体吐出ヘッドから吐出する液体のうち最も明度が低い液体を吐出する複数の前記吐出口からなる前記吐出口列が、前記吐出口形成面の、前記突起部に最も近い位置に配置されており、
前記被記録媒体の搬送方向において全ての前記吐出口列よりも下流側に別の突起部が配置されており、前記下流側に配置された前記別の突起部の前記吐出口形成面からの突出高さが、前記上流側に配置された前記突起部の前記吐出口形成面からの突出高さよりも低いことを特徴とする液体吐出ヘッド。
【請求項４】
複数の前記吐出口が、前記被記録媒体の全幅に対応する領域全体に亘って配置さ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】
複数の前記吐出口列は、前記吐出口から吐出する液体の明度が低いほど、前記吐出口形成面の、前記被記録媒体の搬送方向において前記突起部に近い位置に配置さ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】
前記突起部と、前記突起部に最も近い位置にある前記吐出口列との間の距離が、前記吐出口形成面から前記被記録媒体までの距離の２倍以内であることを特徴とする、請求項１から５のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項７】
前記突起部が、前記複数の吐出口が配列された方向である吐出口列方向において、全ての前記吐出口と重なるように連続して形成されてい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】
前記突起部が、前記液体吐出ヘッドの電気的な接続部を被覆するための封止剤からな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】
前記被記録媒体の一度の移動で該被記録媒体に対して画像を記録するワンパスタイプであることを特徴とする、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。
【請求項１０】
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と、前記被記録媒体を前記搬送方向に搬送する搬送部と、を含む液体吐出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インク等の液体を吐出する液体吐出ヘッド及びそれを備える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などの液体吐出ヘッドは、さらなる記録の高速化及び高画質化の要求が高まっている。高速化の要求に対しては高周波数で液体のインクを吐出することで対応している。一方、高画質化の要求に対しては、着弾位置のずれを抑制することで対応している。この着弾位置のずれの一因は、吐出口と被記録媒体の間の気流である。吐出口からインクが吐出されると、吐出口形成面と被記録媒体との間の領域でインクの移動により引きずられて空気の流れが生じ、その空気の流れは紙に当たって舞い上がることにより渦を形成する。この渦によりインク液滴の周囲の気流が乱されて着弾位置がずれる、いわゆる気流ヨレという現象が発生し、この気流ヨレが印字のムラを生じさせて印字品質に影響を与える。この課題の解決策として、特許文献１に開示された液体吐出ヘッドがある。特許文献１には、吐出口から被記録媒体に向けて吐出されるインク液滴に起因する渦を抑制するように、吐出口形成面と被記録媒体との間に気流を発生させる液体吐出ヘッドが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−１８８９２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に開示されている液体吐出ヘッドでは、渦を抑制するために発生させた気流が、キャリッジ自体の移動や被記録媒体の移動によって乱され、大きな効果を得ることが難しい。また、気流を発生させる構造を設けることにより液体吐出ヘッドのサイズが大きくなり、液体吐出装置が大型化する虞がある。
【０００５】
本発明の目的は、上記課題を解決し、明度の異なる複数の液体を吐出可能な液体吐出ヘッド及び液体吐出装置において、大型化を抑えつつ、特に明度の低いインク液滴の着弾位置ずれを少なくして、高速の液体吐出による高画質の記録を実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、被記録媒体に向かって液体を吐出する複数の吐出口からなる吐出口列が、吐出する液体の色ごとに形成されている液体吐出ヘッドにおいて、吐出口形成面の、被記録媒体の搬送方向において全ての吐出口列よりも上流側の位置に突起部が設けられており、液体吐出ヘッドから吐出する液体のうち最も明度が低い液体を吐出する複数の吐出口からなる吐出口列が、吐出口形成面の、突起部に最も近い位置に配置されており、吐出口形成面を有する複数の記録素子基板が、被記録媒体の搬送方向に直交する方向に一列に並んで配置されており、記録素子基板が、角度が直角でない平行四辺形の平面形状を有し、突起部に最も近い吐出口列が、前記複数の吐出口が配列された方向である吐出口列方向において前記突起部と重なる領域が、他の前記吐出口列が前記吐出口列方向において前記突起部と重なる領域よりも大きいことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によると、液体を吐出する吐出口列の上流側に設けられた突起部で、舞い上がる気流を遮って渦の発達を抑えることにより、突起部の下流側にある吐出口から吐出された液体の着弾位置ずれを少なくすることができる。特に明度の低い液体を吐出する吐出口を突起部の近くに配置することで、特に視認しやすい液体の着弾位置ずれを少なくし、印字品質の低下を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の第１の適用例に係る液体吐出装置の概略構成を示す斜視図である。
【図２】図１に示す液体吐出装置の第１の循環流路を示す図である。
【図３】図１に示す液体吐出装置の第２の循環流路を示す図である。
【図４】本発明の第１の適用例に係る液体吐出ヘッドの斜視図である。
【図５】図４に示す液体吐出ヘッドの分解斜視図である。
【図６】図４に示す液体吐出ヘッドの各流路部材の平面図及び底面図である。
【図７】図６に示す流路部材の透視図である。
【図８】図４に示す液体吐出ヘッドの断面図である。
【図９】図４に示す液体吐出ヘッドの吐出モジュールの斜視図及び分解斜視図である。
【図１０】図４に示す液体吐出ヘッドの記録素子基板の平面図、拡大平面図、及び背面図である。
【図１１】図４に示す液体吐出ヘッドの一部切欠斜視図である。
【図１２】図４に示す液体吐出ヘッドの隣り合う２つの記録素子基板を示す要部拡大平面図である。
【図１３】本発明の第２の適用例に係る液体吐出ヘッドの斜視図である。
【図１４】図１３に示す液体吐出ヘッドの分解斜視図である。
【図１５】図１３に示す液体吐出ヘッドの各流路部材の平面図及び底面図である。
【図１６】図１３に示す液体吐出ヘッドの記録素子基板と流路部材の流路の接続状態を示す図である。
【図１７】図１６のＦ−Ｆ線断面図である。
【図１８】図１３に示す液体吐出ヘッドの吐出モジュールの斜視図及び分解斜視図である。
【図１９】図１３に示す液体吐出ヘッドの記録素子基板の平面図と中間部と底面図である。
【図２０】本発明の第１の実施形態に係る液体吐出ヘッドの斜視図である。
【図２１】図２０に示す液体吐出ヘッドの記録素子基板の平面図とＢ−Ｂ線断面図である。
【図２２】従来の液体吐出ヘッドにおける液体吐出状態を示す断面図とその印字結果を示す図と、図２０に示す液体吐出ヘッドにおける液体吐出状態を示す断面図である。
【図２３】従来の液体吐出ヘッドにおける液体吐出状態を示す断面図と、図２０に示す液体吐出ヘッドの記録素子基板の平面図とその液体吐出状態を示す断面図である。
【図２４】本発明の第２の実施形態に係る液体吐出ヘッドの記録素子基板の平面図である。
【図２５】本発明の第３の実施形態に係る液体吐出ヘッドの斜視図と、その記録素子基板の平面図である。
【図２６】本発明の第４の実施形態に係る液体吐出ヘッドとその変形例の斜視図である。
【図２７】本発明の第５の実施形態に係る液体吐出ヘッドの斜視図である。
【図２８】本発明の第６の実施形態に係る液体吐出ヘッドの記録素子基板の平面図と、その液体吐出状態を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を用いて本発明の適用例及び実施形態を説明する。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。一例として、以下の適用例及び実施形態では発熱素子により気泡を発生させて液体を吐出するサーマル方式が採用されているが、ピエゾ方式及びその他の各種液体吐出方式が採用された液体吐出ヘッドにも本発明を適用することができる。
以下の適用例及び実施形態の液体吐出装置は、インク等の液体をタンクと液体吐出ヘッドの間で循環させる形態のインクジェット記録装置（記録装置）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インクを流すことで、圧力室内のインクを流動させる形態であっても良い。
また以下の適用例及び実施形態の液体吐出ヘッドは、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ヘッドにも本発明を適用できる。シリアル型の液体吐出ヘッドとしては、例えばブラックインク用及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挙げられる。ただし、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に配置した、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。
【００１０】
［第１の適用例］
（インクジェット記録装置の説明）
本発明の、液体吐出装置、特に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、記録装置とも称する）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を連続的もしくは間欠的に搬送しながら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。液体吐出ヘッド３はＣＭＹＫ（シアン、マゼンタ、イエロー、ブラック）インクによるフルカラー印刷が可能であり、後述するように液体を液体吐出ヘッドへ供給する供給路である液体供給手段、メインタンク、及びバッファタンク（図２）が流体的に接続される。また、液体吐出ヘッド３には、液体吐出ヘッド３へ電力及び吐出制御信号を伝送する電気制御部が電気的に接続される。吐出ヘッド３内における液体経路及び電気信号経路については後述する。
【００１１】
（第１の循環経路の説明）
図２は、本適用例の記録装置に適用される循環経路の一形態である第１の循環経路を示す模式図である。液体吐出ヘッド３を、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等に流体的に接続した状態が示されている。なお図２では、説明を簡略化するためにＣＭＹＫインクのうち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、液体吐出ヘッド３及び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、インク吐出による記録や吸引回復等、液体吐出ヘッドの吐出口からインクを吐出（排出）することによって液体吐出ヘッド３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。
【００１２】
２つの第１循環ポンプ１００１，１００２は、液体吐出ヘッド３の液体接続部１１１から液体を吸引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よい。液体吐出ヘッド３の駆動時には第１循環ポンプ（高圧側）１００１及び第１循環ポンプ（低圧側）１００２によって、それぞれ共通供給経路２１１と共通回収流路２１２の内部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の大きさに設定することが好ましい。もっとも、あまりに大きな流量を設定すると、液体吐出ユニット３００内の流路の圧力損失の影響により、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。
【００１３】
負圧制御ユニット２３０は、第２循環ポンプ１００４と液体吐出ユニット３００との間の経路中に設けられている。これは、記録を行うデューティ（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（即ち液体吐出ユニット３００側）の圧力を予め設定した一定圧力に維持するように動作する機能を有する。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に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に示したように、第２循環ポンプ１００４によって、液体供給ユニット２００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採用可能である。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も採用可能である。
【００１４】
図２に示したように負圧制御ユニット２３０は、それぞれに対して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、相対的な高圧設定側（図２にＨと記載）、相対的な低圧設定側（図２にＬと記載）は、それぞれ、液体供給ユニット２２０内を経由して、液体吐出ユニット３００内の共通供給経路２１１、共通回収流路２１２に接続されている。液体吐出ユニット３００には、共通供給経路２１１、共通回収流路２１２、及び各記録素子基板と連通する個別供給流路２１３ａ及び個別回収流路２１３ｂが設けられている。個別流路２１３ａ，２１３ｂは共通供給経路２１１及び共通回収流路２１２と連通しているので、液体の一部が、共通供給流路２１１から記録素子基板１０の内部流路を通過して共通回収流路２１２へ至る流れ（図２の矢印）が発生する。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がそれぞれ接続されているため、２つの共通流路の間に差圧が生じているからである。
【００１５】
このようにして、液体吐出ユニット３００では、共通供給流路２１１及び共通回収流路２１２内をそれぞれ通過するように液体を流しつつ、一部の液体が各記録素子基板１０内を通過するような流れが発生する。このため、各記録素子基板１０で発生する熱を共通供給流路２１１及び共通回収流路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、吐出を行っていない吐出口や圧力室においてもインクの流れを生じさせることが出来るので、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、本適用例の液体吐出ヘッド３は、高速で高画質な記録が可能となる。
【００１６】
（第２の循環経路の説明）
図３は、本適用例の記録装置に適用される循環経路のうち、上述した第１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以下の通りである。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に制御する機構（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、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。そして、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が液体吐出ヘッドの下流側に配置されている。
【００１７】
本適用例の負圧制御ユニット２３０は、液体吐出ヘッド３により記録を行う際の記録デューティの変化によって生じる流量の変動があっても、上流側（液体吐出ユニット３００側）の圧力変動を、予め設定された圧力を中心とする一定の範囲内に安定させる。図３に示すように、第２循環ポンプ１００４によって、液体供給ユニット２２０を介して負圧制御ユニット２３０の下流側を加圧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も採用可能である。
【００１８】
第１の適用例と同様に、図３に示したように負圧制御ユニット２３０は、それぞれに対して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にＨと記載）、低圧設定側（図３にＬと記載）はそれぞれ、液体供給ユニット２２０内を経由して、液体吐出ユニット３００内の共通供給経路２１１、及び共通回収流路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とで、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へ至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。
【００１９】
１つ目の利点は、第２の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。記録待機時にインクが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の内部の流量の合計を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定義される。また液体吐出ユニット３００の全ての吐出口からインクを吐出する場合（全吐出時）の吐出流量をＦと定義する。そうすると、第１の循環経路（図２）の場合は、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、全吐出時に必要な液体吐出ヘッド３への液体供給量の最大値はＡ＋Ｆとなる。
【００２０】
一方で第２の循環経路（図３）の場合は、記録待機時に必要な液体吐出ヘッド３への液体供給量は流量Ａである。そして、全吐出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、同一構成の液体吐出ユニット３００を使用する限り、第２の循環経路における必要供給量の最大値（Ａ又はＦ）は、第１の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、採用可能な循環ポンプの自由度が高まり、例えば構成の簡単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。その結果、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。
【００２１】
しかしながら一方で、第１の循環経路の方が、第２の循環経路に対して有利になる点もある。すなわち、第２の循環経路では、記録待機時に液体吐出ユニット３００内を流れる流量が最大であるため、記録デューティの低い画像であるほど、各吐出口近傍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（液体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デューティ画像で吐出口近傍に高い負圧が印加される。そのため、サテライト滴の影響が大きくなる虞がある。一方、第１の循環経路の場合、高い負圧が吐出口近傍に印加されるのは高デューティ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、液体吐出ヘッド及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等）に照らして、好ましい方を採用することができる。
【００２２】
（液体吐出ヘッド構成の説明）
第１の適用例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）は本適用例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つでＣ／Ｍ／Ｙ／Ｋの４色のインクを吐出可能な記録素子基板１０を直線上に１５個配列（インラインに配置）したライン型の液体吐出ヘッドである。図４（ａ）に示すように、液体吐出ヘッド３は、各記録素子基板１０と、フレキシブル配線基板４０及び電気配線基板９０を介して電気的に接続された信号入力端子９１と電力供給端子９２とを備えている。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、信号出力端子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の数が少なくて済む。図４（ｂ）に示すように、液体吐出ヘッド３の両端部に設けられた液体接続部１１１は、記録装置１０００の液体供給系と接続される。これによりＣＭＹＫ４色のインクが記録装置１０００の供給系から液体吐出ヘッド３に供給され、また液体吐出ヘッド３内を通ったインクが記録装置１０００の供給系へ回収されるようになっている。このように各色のインクは、記録装置１０００の経路と液体吐出ヘッド３の経路を介して循環可能である。
【００２３】
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。液体吐出ユニット３００、液体供給ユニット２２０、及び電気配線基板９０が筺体８０に取り付けられている。液体供給ユニット２２０には液体接続部１１１（図３）が設けられるとともに、液体供給ユニット２２０の内部には、供給されるインク中の異物を取り除くため、液体接続部１１１の各開口と連通する各色別のフィルタ２２１（図２、図３）が設けられている。２つの液体供給ユニット２２０は、それぞれに２色分ずつのフィルタ２２１が設けられている。フィルタ２２１を通過した液体はそれぞれの色に対応して供給ユニット２２０上に配置された負圧制御ユニット２３０へ供給される。負圧制御ユニット２３０は各色別の圧力調整弁からなるユニットであり、それぞれの内部に設けられた弁やバネ部材などの働きによって以下の作用を生じる。液体の流量の変動に伴って生じる記録装置１０００の供給系内（液体吐出ヘッド３の上流側の供給系）の圧力損失の変化を大幅に減衰させて、圧力制御ユニットよりも下流側（液体吐出ユニット３００側）の負圧変化をある一定の範囲内に安定させることができる。各色の負圧制御ユニット２３０内には、図２に記載したように、各色毎に２つの圧力調整弁が内蔵されている。２つの圧力調整弁はそれぞれ異なる制御圧力に設定され、高圧側が液体吐出ユニット３００内の共通供給流路２１１と、低圧側が共通回収流路２１２と、液体供給ユニット２２０を介してそれぞれ連通している。
【００２４】
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３の剛性を確保している。電気配線基板支持部８２は電気配線基板９０を支持する為のものであって、液体吐出ユニット支持部８１にネジ止めによって固定されている。液体吐出ユニット支持部８１は液体吐出ユニット３００の反りや変形を矯正して、複数の記録素子基板１０の相対位置精度を確保する役割を有し、それにより記録物におけるスジやムラを抑制する。そのため液体吐出ユニット支持部８１は、十分な剛性を有することが好ましく、材質としてはステンレス（ＳＵＳ）やアルミニウムなどの金属材料、もしくはアルミナなどのセラミックが好適である。液体吐出ユニット支持部８１には、ジョイントゴム１００が挿入される開口８３、８４が設けられている。液体供給ユニット２２０から供給される液体はジョイントゴムを介して、液体吐出ユニット３００を構成する第３流路部材７０へと導かれる。
【００２５】
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。ここで、カバー部材１３０は図５に示したように、長尺の開口１３１が設けられた額縁状の表面を持つ部材であり、開口１３１からは、吐出モジュール２００に含まれる記録素子基板１０及び封止材部１１０（図９）が露出している。開口１３１の周囲の枠部は、記録待機時に液体吐出ヘッド３をキャップするキャップ部材の当接面としての機能を有する。このため、開口１３１の周囲に沿って接着剤、封止材、充填材等を塗布し、液体吐出ユニット３００の吐出口面上の凹凸や隙間を埋めることで、キャップ時に閉空間が形成されるようにすることが好ましい。
【００２６】
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５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、第３流路部材７０を積層したものである。そしてこの流路部材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へと戻すための流路部材である。流路部材２１０は液体吐出ユニット支持部８１にネジ止めで固定されており、それにより流路部材２１０の反りや変形が抑制されている。
【００２７】
図６（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６（ａ）は、第１流路部材５０の、吐出モジュール２００が搭載される側の面を示し、図６（ｆ）は、第３流路部材７０の、液体吐出ユニット支持部８１と当接する側の面を示す。第１流路部材５０と第２流路部材６０とは、夫々の流路部材の当接面である図６（ｂ）と図６（ｃ）が対向するように接合し、第２流路部材と第３流路部材とは、夫々の流路部材の当接面である図６（ｄ）と図６（ｅ）が対向するように接合している。第２流路部材６０と第３流路部材７０を接合することにより、夫々の流路部材に形成される共通流路溝６２と７１とによって、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（図７）。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。
【００２８】
第１〜第３流路部材は、液体に対して耐腐食性を有するとともに、線膨張率の低い材質からなることが好ましい。材質としては例えば、アルミナや、ＬＣＰ（液晶ポリマー）、ＰＰＳ（ポリフェニルサルファイド）やＰＳＦ（ポリサルフォン）を母材としてシリカ微粒子やファイバーなどの無機フィラーを添加した複合材料（樹脂材料）を好適に用いることができる。流路部材２１０の形成方法としては、３つの流路部材を積層させて互いに接着しても良いし、材質として樹脂複合樹脂材料を選択した場合には、溶着によって接合しても良い。
【００２９】
次に図７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７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一部を拡大して見た透視図である。流路部材２１０には、色毎に液体吐出ヘッド３の長手方向に伸びる共通供給流路２１１（２１１ａ、２１１ｂ、２１１ｃ、２１１ｄ）、及び共通回収流路２１２（２１２ａ、２１２ｂ、２１２ｃ、２１２ｄ）が設けられている。各色の共通供給流路２１１には、個別流路溝５２によって形成される複数の個別供給流路（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、各共通供給流路２１１から個別供給流路２１３を介して、流路部材の中央部に位置する記録素子基板１０にインクを集約することが出来る。また記録素子基板１０から個別回収流路２１４を介して、各共通回収流路２１２にインクを回収することが出来る。
【００３０】
図８は、図７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、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８では個別回収流路（２１４ａ、２１４ｃ）のみ図示しているが、別の断面においては、図７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及び記録素子基板１０には、第１流路部材５０からのインクを記録素子基板１０に設けられる記録素子１５（図１０）に供給するための流路が形成されている。また、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）するための流路も形成されている。ここで、各色の共通供給流路２１１は、対応する色の負圧制御ユニット２３０（高圧側）と、液体供給ユニット２２０を介して接続されており、また共通回収流路２１２は、負圧制御ユニット２３０（低圧側）と、液体供給ユニット２２０を介して接続されている。この負圧制御ユニット２３０により、共通供給流路２１１と共通回収流路２１２の間に差圧（圧力差）を生じさせるようになっている。このため、図７及び８に示したように各流路を接続した本適用例の液体吐出ヘッド内では、各色で、共通供給流路２１１、個別供給流路２１３ａ、記録素子基板１０、個別回収流路２１３ｂ、共通回収流路２１２へと順に流れる流れが発生する。
【００３１】
（吐出モジュールの説明）
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の製造方法としては、まず記録素子基板１０及びフレキシブル配線基板４０を、予め液体連通口３１が設けられた支持部材３０上に接着する。その後、記録素子基板１０上の端子１６と、フレキシブル配線基板４０上の端子４１とをワイヤーボンディングによって電気接続し、その後にワイヤーボンディング部（電気接続部）を封止材１１０で覆って封止する。フレキシブル配線基板４０の記録素子基板１０と反対側の端子４２は、電気配線基板９０の接続端子９３（図５参照）と電気接続される。支持部材３０は、記録素子基板１０を支持する支持体であるとともに、記録素子基板１０と流路部材２１０とを流体的に連通させる流路部材である為、平面度が高く、また十分に高い信頼性をもって記録素子基板と接合できるものが好ましい。材質としては例えばアルミナや樹脂材料が好ましい。
【００３２】
（記録素子基板の構造の説明）
本適用例における記録素子基板１０の構成について説明する。図１０（ａ）は液体吐出ヘッドの記録素子基板１０の吐出口１３が形成される側の面の平面図を示し、図１０（ｂ）は図１０（ａ）のＡで示した部分の拡大図を示し、図１０（ｃ）は図１０（ａ）の底面図を示す。図１０（ａ）に示すように、記録素子基板１０の吐出口形成部材１２に、各インク色に対応する４列の吐出口列が形成されている。なお、以後、複数の吐出口１３が配列された吐出口列が延びる方向を「吐出口列方向」と呼ぶ。
【００３３】
図１０（ｂ）に示すように、各吐出口１３に対応した位置には、液体を熱エネルギにより発泡させるための発熱素子である記録素子１５が配置されている。隔壁２２により、記録素子１５を内部に備える圧力室２３が区画されている。記録素子１５は、記録素子基板１０に設けられる電気配線（不図示）によって、図１０（ａ）の端子１６と電気的に接続されている。そして、記録素子は、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発熱して液体を沸騰させる。この沸騰による発泡の力で液体を吐出口１３から吐出する。図１０（ｂ）に示すように、各吐出口列に沿って、一方の側には液体供給路１８が、他方の側には液体回収路１９がそれぞれ延在している。液体供給路１８及び液体回収路１９は記録素子基板１０に設けられた吐出口列方向に延びた流路であり、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。
【００３４】
図１０（ｃ）及び図１１に示すように、記録素子基板１０の、吐出口１３が形成された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、後述する液体供給路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。本適用例においては、１本の液体供給路１８に対して３個の開口２１、１本の液体回収路１９に対して２個の開口２１が、蓋部材２０にそれぞれ設けられている。図１０（ｂ）に示すように蓋部材２０の夫々の開口２１は、図６（ａ）に示した複数の連通口５１と連通している。図１１に示すように蓋部材２０は、記録素子基板１０の基板１１に形成される液体供給路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物が好ましく、また、混色防止の観点から、開口２１の開口形状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の材質として感光性樹脂材料やシリコンを用い、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。
【００３５】
次に、記録素子基板１０内での液体の流れについて説明する。図１１は図１０（ａ）のＢ−Ｂ線における記録素子基板１０及び蓋部材２０の断面を示す斜視図である。記録素子基板１０は、Ｓｉにより形成される基板１１と、感光性の樹脂により形成される吐出口形成部材１２とが積層され、基板１１の裏面に蓋部材２０が接合された構成である。基板１１の一方の面側には記録素子１５が形成されており（図１０）、その裏面側には、吐出口列に沿って延在する液体供給路１９及び液体回収路１８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。液体吐出ヘッド３の複数の吐出口１３から液体を吐出する際に、吐出動作を行っていない吐出口においては、前述の差圧によって、基板１１内に設けられた液体供給路１８内の液体が、供給口１７ａ、圧力室２３、回収口１７ｂを経由して液体回収路１９へ流れる。この流れは図１０に矢印Ｃで示されている。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や異物などを液体回収路１９へ回収することができる。また吐出口１３や圧力室２２のインクの増粘を抑制することが出来る。液体回収路１９へ回収された液体は、蓋部材２０の開口２１及び支持部材３０の液体連通口３１（図９（ｂ）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、液体は最終的には記録装置１０００の供給経路へ回収される。
【００３６】
つまり記録装置本体から液体吐出ヘッド３へ供給される液体は下記の順に流動し、供給及び回収される。液体は、まず液体供給ユニット２２０の液体接続部１１１から液体吐出ヘッド３の内部に流入する。そして、ジョイントゴム１００、第３流路部材に設けられた連通口７２及び共通流路溝７１、第２流路部材に設けられた共通流路溝６２及び連通口６１、第１流路部材に設けられた個別流路溝５２及び連通口５１の順に供給される。その後、支持部材３０に設けられた液体連通口３１、蓋部材に設けられた開口２１、基板１１に設けられた液体供給路１８及び供給口１７ａを順に介して圧力室２３に供給される。圧力室２３に供給された液体のうち、吐出口１３から吐出されなかった液体は、基板１１に設けられた回収口１７ｂ及び液体回収路１９、蓋部材に設けられた開口２１、支持部材３０に設けられた液体連通口３１を順に流れる。その後、液体は、第１流路部材に設けられた連通口５１及び個別流路溝５２、第２流路部材に設けられた連通口６１及び共通流路溝６２、第３流路部材７０に設けられた共通流路溝７１及び連通口７２、ジョイントゴム１００を順に流れる。そして、液体供給ユニットに設けられた液体接続部１１１から液体吐出ヘッド３の外部へ液体が流動する。図２に示す第１の循環経路の形態においては、液体接続部１１１から流入した液体は負圧制御ユニット２３０を経由した後にジョイントゴム１００に供給される。図３に示す第２の循環経路の形態においては、圧力室２３から回収された液体は、ジョイントゴム１００を通過した後、負圧制御ユニット２３０を介して液体接続部１１１から液体吐出ヘッドの外部へ流動する。
【００３７】
また図２及び図３に示すように、液体吐出ユニット３００の共通供給流路２１１の一端から流入した全ての液体が個別供給流路２１３ａを経由して圧力室２３に供給されるわけではない。個別供給流路２１３ａに流入することなく、共通供給流路２１１の他端から液体供給ユニット２２０に流動する液体もある。このように、記録素子基板１０を経由することなく流動する経路を備えることで、本適用例のような微細で流路抵抗の大きい流路を備える記録素子基板１０を有する場合であっても、液体の循環流の逆流を抑制することができる。このようにして、本適用例の液体吐出ヘッドでは、圧力室や吐出口近傍の液体の増粘を抑制できるので、吐出の方向ずれや不吐出を抑制でき、結果として高画質な記録を行うことができる。
【００３８】
（記録素子基板間の位置関係の説明）
図１２は、隣り合う２つの吐出モジュールにおける、記録素子基板の隣接部を部分的に拡大して示す平面図である。図１０に示すように、本適用例では略平行四辺形の記録素子基板を用いている。図１２に示すように、各記録素子基板１０における吐出口１３が配列された各吐出口列１４ａ〜１４ｄは、被記録媒体の搬送方向に対し一定角度傾くように配置されている。それによって記録素子基板１０同士の隣接部における吐出口列は、少なくとも１つの吐出口が被記録媒体の搬送方向にオーバーラップするようになっている。図１２では、Ｄ線上の２つの吐出口が互いにオーバーラップ関係にある。このような配置によって、仮に記録素子基板１０の位置が所定位置から多少ずれた場合でも、オーバーラップする吐出口の駆動制御によって、記録画像の黒スジや白抜けを目立たなくするようにすることができる。複数の記録素子基板１０を、千鳥配置ではなく直線上（インライン）に配置した場合も、図１２の構成により、液体吐出ヘッド１０の被記録媒体の搬送方向の長さの増大を抑えつつ、記録素子基板１０同士のつなぎ部における黒スジや白抜けを抑えることが出来る。なお、本適用例では記録素子基板の主平面は平行四辺形であるが、本発明はこれに限るものではなく、例えば長方形、台形、その他形状の記録素子基板を用いた場合でも、本発明の構成を好ましく適用することができる。
【００３９】
以上説明した第１の適用例の液体吐出ヘッド及び液体吐出装置において、後述する第１の実施形態と同様に吐出口形成面に突起部を形成し、明度の低いインクを吐出する吐出口からなる吐出口列を突起部に近接する位置に配置することも可能である。その場合の詳細な構成や利点については、第１の実施形態において説明する。
【００４０】
［第２の適用例］
本発明の第２の適用例によるインクジェット記録装置１０００及び液体吐出ヘッド３の構成を説明する。なお以降の説明においては、主として第１の適用例と異なる部分のみを説明し、第１の適用例と同様の部分については説明を省略する。
（インクジェット記録装置の説明）
本発明の第２の適用例によるインクジェット記録装置では、第１の適用例と同様に、各液体吐出ヘッド３に対して、記録装置１０００の供給系、バッファタンク１００３、及びメインタンク１００６（図２）が流体的に接続されている。また、それぞれの液体吐出ヘッド３には、液体吐出ヘッド３へ電力及び吐出制御信号を伝送する電気制御部が電気的に接続されている。
【００４１】
（循環経路の説明）
第１の適用例と同様に、記録装置１０００と液体吐出ヘッド３の間の液体循環経路としては、図２又は図３に示した第１及び第２の循環経路を用いることができる。
【００４２】
（液体吐出ヘッド構造の説明）
本発明の第２の適用例に係る液体吐出ヘッド３の構造について説明する。図１３（ａ）及び１３（ｂ）は本適用例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は液体吐出ヘッド３の長手方向に直線上に配列される１６個の記録素子基板１０を備えたインクジェット式のライン型記録ヘッドである。液体吐出ヘッド３は、第１の適用例と同様に、液体接続部１１１、信号入力端子９１、及び電力供給端子９２を備えている。しかしながら本適用例の液体吐出ヘッド３は、第１の適用例に比べて吐出口列が多いため、液体吐出ヘッド３の両側に信号出力端子９１及び電力供給端子９２が配置されている。これは記録素子基板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の低減のためである。
【００４３】
図１４は液体吐出ヘッド３の分解斜視図であり、液体吐出ヘッド３を構成する各部品またはユニットがその機能毎に分割されて表示されている。各ユニット及び部材の役割や液体吐出ヘッド内の液体流通の順序は基本的に第１の適用例と同様であるが、液体吐出ヘッドの剛性を担保する機能が異なる。第１の適用例では主として液体吐出ユニット支持部８１によって液体吐出ヘッドの剛性を担保していたが、第２の適用例の液体吐出ヘッドでは、液体吐出ユニット３００に含まれる第２流路部材６０によって液体吐出ヘッドの剛性を担保している。本適用例における液体吐出ユニット支持部８１は第２流路部材６０の両端部に接続されており、この液体吐出ユニット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を備える液体供給ユニット２２０と、電気配線基板９０は、液体吐出ユニット支持部８１に結合される。２つの液体供給ユニット２２０内にはそれぞれフィルタ（不図示）が内蔵されている。２つの負圧制御ユニット２３０は、それぞれ異なる圧力を設定するものであり、負圧であるが相対的に高い圧力にするの負圧制御ユニット２３０と、負圧であって相対的に低い圧力にする負圧制御ユニット２３０である。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における液体の流れが互いに対向する。このようにすると、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各記録素子基板１０における温度差が付きにくくなる。その結果、温度差による記録ムラが生じにくくなるという利点がある。
【００４４】
次に液体吐出ユニット３００の流路部材２１０の詳細について説明する。図１４に示すように、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、液体供給ユニット２２０から供給された液体を各吐出モジュール２００へと分配する。また流路部材２１０は、吐出モジュール２００から環流する液体を液体供給ユニット２２０へと戻すための流路部材として機能する。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、液体に対する十分な耐食性と高い機械強度を有するものが好ましい。具体的にはステンレスやＴｉやアルミナなどを好ましく用いることができる。
【００４５】
図１５（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１５（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した図である。第１の適用例とは異なり、第２の適用例における第１流路部材５０は、各吐出モジュール２００毎に対応した複数の部材を隣接して配列したものである。このように分割した構造を採ることで、複数のモジュールを配列させて、液体吐出ヘッドの長さに対応することが出来るので、例えばＢ２サイズ及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１５（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１５（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１５（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１５（ｄ）は第２流路部材６０の厚み方向中央部の断面を示し、図１５（ｅ）は第２流路部材６０の、液体供給ユニット２２０と当接する側の面を示す図である。第２流路部材６０の流路や連通口の機能は、第１の適用例の１色分の機能と同様である。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液体が供給される。本適用例においては、第１の適用例と異なり、共通供給流路２１１と共通回収流路２１２の液体の流れ方向は互いに反対方向である。
【００４６】
図１６は、記録素子基板１０と流路部材２１０との液体の接続関係を示した透視図である。図１６に示したように、流路部材２１０内には、液体吐出ヘッド３の長手方向に延びる１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へと連通する液体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へと連通する液体供給経路も形成されている。
【００４７】
図１７は、図１６のＦ−Ｆ線における断面を示した図である。この図に示したように、共通供給流路は、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。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１６を参照すれば明らかである。第１の適用例と同様に、各吐出モジュール２００及び記録素子基板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。また第１の適用例と同様に、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、液体供給ユニット２２０を介してそれぞれ接続されている。従って、それらの差圧によって、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へ至る流れが発生する。
【００４８】
（吐出モジュールの説明）
図１８（ａ）に、１つの吐出モジュール２００の斜視図を、図１８（ｂ）にその分解図を示す。第１の適用例と異なり、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）に複数の端子１６がそれぞれ配置され、それら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枚配置される。これは、記録素子基板１０に設けられる吐出口列数が例えば２０列であり、第１の適用例の８列よりも大幅に増加しているためである。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、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を目的としている。また支持部材３０の液体連通口３１は、記録素子基板１０に設けられた全吐出口列に跨がって開口している。その他の点は、第１の適用例と同様である。
【００４９】
（記録素子基板の構造の説明）
図１９（ａ）は記録素子基板１０の吐出口１３が配される側の面の模式図、図１９（ｃ）は図１９（ａ）の面の裏面を示す模式図である。図１９（ｂ）は、図１９（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を除去した状態の記録素子基板１０の面を示す模式図である。図１９（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、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。吐出口列数は第１の適用例よりも大幅に増加しているものの、第１の適用例との本質的な差異は、前述のように端子１６が記録素子基板の吐出口列方向に沿った両辺部に配置されていることである。各吐出口列毎に一組の液体供給路１８と液体回収路１９が設けられていること、蓋部材２０に、支持部材３０の液体連通口３１と連通する開口２１が設けられていることなど、基本的な構成は第１の適用例と同様である。
【００５０】
以上説明した第２の適用例の液体吐出ヘッド及び液体吐出装置において、後述する第１の実施形態と同様に吐出口形成面に突起部を形成し、明度の低いインクを吐出する吐出口からなる吐出口列を突起部に近接する位置に配置することも可能である。その場合の詳細な構成や利点については、第１の実施形態において説明する。
【００５１】
［第１の実施形態］
以下、本発明の液体吐出ヘッドの第１の実施形態について、添付の図２０〜図２４を用いて説明する。
（記録装置全体の構成）
本発明を適用可能な液体吐出装置の一例である記録装置１０００は、図１に示す構成と同様に、被記録媒体の一度の移動で画像を記録するワンパスタイプで、被記録媒体の全幅に対応する領域全体に亘って吐出口が配列されたフルライン型の記録装置である。被記録媒体２は搬送部１によって矢印Ａの方向に搬送され、液体吐出ヘッド３によって記録が行われる。
【００５２】
（液体吐出ヘッドの構成）
図２０は、本実施形態の液体吐出ヘッド３の模式図である。この液体吐出ヘッド３はヘッド本体（例えば筐体８０）に複数の記録素子基板１０が互いに隣接して配置された構成である。液体のインクが、各色のインクタンク（不図示)からヘッド本体の共通供給口（不図示)を介して記録素子基板１０に供給される。液体吐出基板１０に供給されたインクは内部の流路（不図示)を通過し、吐出口１３から吐出され被記録媒体２に付着する。また、ヘッド本体には吐出口１３から液体を吐出させるために必要な電力や信号を供給するための電気配線基板９０が配置されており、各々の記録素子基板１０と配線８で接続されている。記録素子基板１０と配線８の接続部は、ワイヤーボンディング技術により接続され、接続部の保護のため、封止剤９により被覆されている。本実施形態において、封止剤９は、接続部の保護に加えて、吐出口形成部材（オリフィスプレート）１２の表面についたインクの流動を防止するなど、ほかの用途にも有用である。
本発明の液体吐出ヘッドは図２０の例を含む任意の形態で実施可能であり、その他の形態についても除外されないことは言うまでもない。
【００５３】
（記録素子基板の構成）
図２１は、本実施形態の記録素子基板１０の模式図である。図２１（ａ）は記録素子基板１０の平面図、図２１（ｂ）は図２１（ａ）のＢ−Ｂ’線断面図を示している。
本実施形態の記録素子基板１０は、図２１（ｂ）に示すように基板１１上に吐出口形成部材１２が接合された構成であり、吐出口形成部材１２には複数の吐出口１３が配置されている。複数の吐出口１３が１列に並んで吐出口列１４を形成しており、複数の吐出口列１４が吐出口列群１２１〜１２４を形成している。図２１に示すように、本実施形態では被記録媒体２の搬送方向Ａの最上流側に吐出口列群１２１が配置され、下流側に向かって吐出口列群１２２、１２３、１２４の順序で並んで配置されている。本実施形態においては、黄色（Ｙ)、シアン（Ｃ)、マゼンタ（Ｍ)、黒（Ｋ)の４色のインクを使用した。この４色の明度は、Ｙの明度が最も高く、以下、Ｍ、Ｃ、Ｋの順に徐々に明度が低くなる。ここで、本実施形態における明度とは、均等色空間における明るさを表す値を意味し、例えば、Ｌ*ａ*ｂ*表色系色空間やＬ*Ｃ*ｈ表色系色空間におけるＬ*値を意味する。本実施形態において、吐出口列群１２１はＫインク、吐出口列群１２２はＹインク、吐出口列群１２３はＣインク、吐出口列群１２４はＭインクをそれぞれ吐出する。
【００５４】
基板１１は、半導体加工により表面にエネルギ発生素子（記録素子）や、電気回路、電気配線、温度センサー等の電子デバイスを配置可能であり、ＭＥＭＳ加工により流路を形成できる半導体基板等の材料からなることが望ましい。吐出口形成部材１２は任意の材料により形成される。例えば、レーザー加工により吐出口が形成される樹脂基板、ダイシングにより吐出口が形成される無機プレート、光硬化により吐出口及び流路が形成される感光樹脂材料、ＭＥＭＳ加工により吐出口及び流路が形成される半導体基板などが挙げられる。また、本実施形態においては、４色のインクを使用しているが、さらに多数の明度の異なる色（例えばライトシアンなど)を追加して使用することも可能である。
【００５５】
（気流ヨレの説明）
図２２は液体吐出ヘッドからインクが吐出される状態を示す模式図である。図２２（ａ）は突起部が存在しない液体吐出ヘッドからの液体吐出状態、図２２（ｂ）はその印字結果の模式図、図２２（ｃ）は封止剤からなる突起部が存在する本実施形態の液体吐出状態を示している。説明の便宜上、吐出口列群１２１の１列の吐出口列のみから液体を吐出した状態を図示している。従来は、インク液滴４が吐出すると、被記録媒体の搬送方向Ａの上流側の領域においてインク液滴４は周囲の空気を引きずりながら、被記録媒体２に向かって飛翔する。この引きずられた空気により、インク液滴４の吐出する方向に空気の流れＦ１が引き起こされ、この流れは紙面にぶつかり巻き上がる流れＦ２を生じる。その結果、液体吐出ヘッド３と被記録媒体２との間の領域で巻くような流れＦ３を生じ、渦Ｖ１が生成される。この渦Ｖ１により、吐出したインクの周囲の気流が乱され、着弾位置が理想位置からずれる。この現象を「気流ヨレ」と呼ぶ。気流ヨレを生じた結果、図２２（ｂ）に示すように印字結果にムラを生じ、印字品質の低下につながる。この気流ヨレによる印字結果のムラは、明度の低いインクほど視認しやすく、明度の高いインクと比較して印字品質の低下の度合いが大きい。
【００５６】
（本実施形態の効果）
一方、本実施形態の構成（図２２（ｃ））においては、被記録媒体の搬送方向Ａの上流側に封止剤９からなる突起部が配置されている。この構成では、巻き上がった流れＦ２が封止剤９からなる突起部に衝突することで渦Ｖ１の発達を抑制して気流ヨレを低減させることができる。この渦Ｖ１の発達を抑制する効果は、吐出口列１４と封止剤９からなる突起部との距離が近いほど大きい。本実施形態では明度の最も低い黒（Ｋ）インクの吐出口列群１２１を封止剤９からなる突起部に近づけることで、視認しやすいインクの気流ヨレを抑制し、印字品質の低下を低減することができる。
なお、本実施形態においては、突起部として封止剤９を用いているが、吐出口形成部材１２の一部が突起状になっている突起部など、同じ効果が得られる他の種類の突起部を設けてもよい。
【００５７】
（好適な封止剤からなる突起部の配置）
図２３は、封止剤からなる突起部の記録素子基板上の好適な配置を説明する模式図である。図２３（ａ）は封止剤からなる突起部が存在しない場合の液体吐出状態、図２３（ｂ）は本実施形態の封止剤からなる突起部が存在する記録素子基板の平面図、図２３（ｃ）はその液体吐出状態を示している。
図２３（ｂ）に示す封止剤９からなる突起部は、吐出口からのインク液滴４の吐出により渦が形成される領域に配置されることが望ましい。そして、突起部が吐出口列１４と吐出口列方向において重なるように、突起部の吐出口列方向の長さＬは少なくとも吐出口列１４の長さ以上であることが望ましい。しかし、突起部が吐出口列１４の一部のみに重なるように配置されていても、その部分には気流ヨレを軽減する効果があるため、長さＬは吐出口列１４の長さより小さくてもよい。
【００５８】
次に、吐出口列群１２１と封止剤９からなる突起部との間の好適な距離Ｄについて述べる。封止剤９からなる突起部を有していない図２３（ａ）に示す構成においては、前述したとおり渦Ｖ１が発生するが、その直径は最大で記録素子基板から被記録媒体までの距離Ｓとなる。また、渦Ｖ１が発生すると、総循環が常に一定であるという定理に則り、渦Ｖ１の隣に逆向きの渦Ｖ２が発生する。
図２３（ｃ）に示すように、この逆向きの渦Ｖ２を封止剤９等からなる突起部で抑制することも、総循環一定の定理によりインク液滴４による渦Ｖ１を抑制することと同じ効果がある。つまり、吐出口列群１２１から封止剤９からなる突起部までの距離Ｄは、記録素子基板１０から被記録媒体２までの距離Ｓの２倍以内が望ましい。本実施形態においては、一例として距離Ｓが１．３ｍｍで距離Ｄは１．７ｍｍである。
【００５９】
次に封止剤９からなる突起部の、記録素子基板１０からの高さについて述べる。前述した効果は、封止剤９からなる突起部が記録素子基板１０から少しでも突出していれば得られる。そして、その効果は封止剤９からなる突起部の高さが高いほど大きいため、なるべく封止剤９からなる突起部を高くすることが望ましい。しかし、封止剤９からなる突起部が被記録媒体２と接触すると紙詰まりなどの悪影響があるため、封止剤９からなる突起部の高さは、記録素子基板１０から被記録媒体２までの距離Ｓより、記録装置１０００の各部の寸法公差等を考慮した分だけ小さい値が望ましい。本実施形態においては、距離Ｓが１．３ｍｍで、封止剤からなる突起部の高さは０．３ｍｍとなっている。
【００６０】
なお、本実施形態においては、封止剤９からなる突起部は被記録媒体２の搬送方向Ａの上流側に、図２３（ｂ）における記録素子基板１０の長手方向に沿って配置されている。液体吐出ヘッド３の構成上、短手方向にワイヤーボンディング技術により配線することも考えられるので、その場合には、封止剤９からなる突起部は液体吐出基板１０の短手方向に配置されてもよい。
【００６１】
［第２の実施形態］
以下、本発明の液体吐出ヘッドの第２の実施形態について、添付の図２４を用いて説明する。第２の実施形態は第１の実施形態の変形例であると言える。図２４は記録素子基板の平面図である。
第１の実施形態では、吐出口群１２１はＫインク、吐出口列群１２２はＹインク、吐出口列群１２３はＣインク、吐出口列群１２４はＭインクを吐出していた。封止剤９による気流ヨレの軽減効果は、封止剤９からなる突起部から離れるほど弱くなる。第１の実施形態において、明度が最も低いＫインクに関しては他のインクよりも気流ヨレが軽減できるものの、次に明度の低いＣインクは最も明度の高いＹインクより気流ヨレの軽減が見込めず、印字品質が低下してしまう。本実施形態では、吐出口列群１２１はＫインク、吐出口列群１２２はＣインク、吐出口列群１２３はＭインク、吐出口列群１２４はＹインクを吐出する。
上記の配置にすることで、明度が低いインクを吐出する吐出口列群ほど、封止剤からなる突起部に近くなり、気流ヨレ軽減の効果が見込める。結果として視認しやすいインクほど着弾位置のずれが抑えられ、全体として印字品質の低下を低減することができる。
【００６２】
［第３の実施形態］
以下、本発明の液体吐出ヘッドの第３の実施形態について、添付の図２５を用いて説明する。第３の実施形態は第１〜２の実施形態の変形例であると言える。図２５（ａ）は液体吐出ヘッドの模式図、図２５（ｂ）は液体吐出基板と封止剤からなる突起部を示した平面図である。
第１及び第２の適用例では、記録素子基板１０は長方形の平面形状を有していたが、本実施形態では、角部が直角でない平行四辺形の平面形状を有している。このような形態においても、封止剤９からなる突起部による効果が期待できる。なお、この場合、各吐出口列１４が、吐出口列方向にずれて配置されるため、全ての吐出口１３と重なるような封止剤９からなる突起部の配置は困難である。そこで、封止剤９からなる突起部に最も近い吐出口列群１２１が吐出口列方向において封止剤９からなる突起部と重なる領域が、他の吐出口列群１２２〜１２４と封止剤９からなる突起部とが重なる領域よりも大きくなるように封止剤９を配置している。最も視認しやすい明度の低いインクを吐出する吐出口列群１２１を、最も気流ヨレ抑制効果のある封止剤９からなる突起部の直近の位置に配置し、かつ封止剤９からなる突起部が吐出口列群１２１と重なる領域をなるべく大きくする。それにより、記録素子基板１０全体の気流ヨレ抑制効果に関して最適な配置になる。なお、封止剤９からなる突起部が吐出口列群１２１の全ての領域と重なるように配置されることが望ましい。しかし、突起部が吐出口列１４の一部のみに重なるように配置されていても、その部分には気流ヨレを軽減する効果があるため、長さＬは吐出口列１４の一部のみと重なる大きさであってもよい。また、記録素子基板１０の強度確保や、配線などの実装領域の確保のため、記録素子基板５の端部からある程度の間隔以下の範囲には吐出口を構成できない領域が発生することがある。この場合、記録素子基板１０を被記録媒体２の搬送方向Ａに対して直交する方向に１列に並べてしまうと、液体吐出ヘッド３の長手方向において吐出口１３が配置されない領域が生じ、印字品質が低下する。それを防ぐため、記録素子基板１０を被記録媒体２の搬送方向Ａに対して傾けて配置することで、隣り合う記録素子基板１０において同明度のインクを吐出する吐出口１３がオーバーラップするように配置することがある。この場合、封止剤９からなる突起部が被記録媒体の搬送方向に対し斜めに配置されるが、この場合においても気流ヨレ抑制の効果は期待できる。
【００６３】
［第４の実施形態］
以下、本発明の液体吐出ヘッドの第４の実施形態について、添付の図２６を用いて説明する。第４の実施形態は第１〜３の実施形態の変形例であると言える。図２６（ａ）は長方形形状の記録素子基板を有する液体吐出ヘッドの模式図、図２６（ｂ）は角部が直角でない平行四辺形形状の記録素子基板を有する液体吐出ヘッドの模式図である。
第１〜３の実施形態では、封止剤９からなる突起部を、各記録素子基板１０の吐出口列１４に対応してそれぞれ配置することで気流ヨレの軽減に十分な効果が得られる。ただし、各封止剤９の間の領域には封止剤９が存在する領域とは異なる流れが生じ、それによる気流の乱れで、主に封止剤９の端部付近の吐出口１３から吐出したインク液滴４の着弾位置にずれが生じる虞がある。
本実施形態では、液体吐出ヘッド３に含まれている全ての記録素子基板１０にまたがるように、すなわち、液体吐出ヘッドに配置された全ての記録素子基板の全ての吐出口と重なるように、吐出口列方向に連続して封止剤９からなる突起部が形成されている。これにより、液体吐出ヘッド３全体において均一な気流を形成し、インク液滴４の吐出による気流ヨレを軽減できるため、さらに印字品質の低下を低減することができる。
【００６４】
［第５の実施形態］
以下、本発明の液体吐出ヘッドの第５の実施形態について、添付の図２７を用いて説明する。第５の実施形態は第１〜４の実施形態の変形例であると言える。図２７は本実施形態における液体吐出ヘッドの模式図である。
第１〜４の実施形態では、複数の記録素子基板１０がヘッドの長手方向に一列に並んで配置されていた。本実施形態では、複数の記録素子基板１０が千鳥状に配置されている。記録素子基板１０の強度確保や、配線などの実装領域の確保のため、記録素子基板１０の端からある程度の距離の範囲には吐出口を配置できない領域が発生することがある。この場合、記録素子基板１０を一列に並べてしまうと液体吐出ヘッド３の長手方向において吐出口１３が配置されない領域が生じ、印字品質が低下する。これを回避するため、千鳥状に記録素子基板１０を配置し、吐出口１３を均等間隔で配置する方法が知られている。このような記録素子基板の配置においても、封止剤９からなる突起部による気流ヨレの軽減効果が期待できる。
【００６５】
［第６の実施形態］
以下、本発明の液体吐出ヘッドの第６の実施形態について、添付の図２８を用いて説明する。第６の実施形態は第１〜５の実施形態の変形例であると言える。図２８（ａ）は記録素子基板の平面図である。図２８（ｂ）は吐出口列の下流側にも封止剤からなる突起部が有り、その突出高さが吐出口列の上流側の封止剤からなる突起部の突出高さと同じ場合のインク吐出状態を示した模式図である。図２８（ｃ）は下流側の封止剤からなる突起部の突出高さが上流側の封止剤からなる突起部の突出高さよりも低い場合のインク吐出状態を示した模式図である。なお、図面の煩雑化を避けるため、図２８（ｂ）及び図２８（ｃ）において、インク液滴４が図示省略されているが、これらの図面に記載した状態においてもインク吐出が行われている。
【００６６】
第１〜５の実施形態では、封止剤９からなる突起部は、被記録媒体２の搬送方向Ａにおいて吐出口列１４の上流側にのみ配置されていた。本実施形態では、吐出口列１４の下流側にも封止剤９ａからなる突起部を配置している。図２８（ｂ）に示すように、吐出口列１４の下流側に封止剤９ａからなる突起部を配置すると、被記録媒体２の搬送による流れＦ４は封止剤９ａからなる突起部に阻害されて上流側に向かう流れＦ５を生じる。この流れＦ５と前述した流れＦ１が合流して被記録媒体２にぶつかり、巻き上がることにより渦Ｖ１を強め、より大きな気流ヨレを引き起こす。そのため、下流の封止剤９ａからなる突起部はないことが望ましい。しかし、近年の液体吐出ヘッドの高密度かつ高速化に伴い、記録素子基板に接続される配線は増加傾向にある。そのため、記録素子基板の両側にワイヤーボンディング技術により配線を接続し、接続部を封止剤により被覆することが考えられる。その場合、図２８（ｃ）に示すように、下流側に配置する封止剤９ａからなる突起部の突出高さＨ２を、上流側に配置する封止剤９からなる突起部の突出高さＨ１よりも低くする。それにより、被記録媒体２に起因するの流れＦ４のうち、封止剤９ａからなる突起部により阻害される割合を軽減し、上流側へ向かう流れＦ５の量を低減させることで気流ヨレを軽減することができる。従って、下流側の封止剤９ａからなる突起部の突出高さＨ２は、上流側の封止剤９からなる突起部の突出高さＨ１よりも低いことが望ましい。
【符号の説明】
【００６７】
２  被記録媒体
３  液体吐出ヘッド
９、９ａ  封止剤（突起部）
１０  記録素子基板
１３  吐出口
１４  吐出口列
１０００  液体吐出装置
【図１】
0006714362.tif 000002
【図２】
0006714362.tif 000003
【図３】
0006714362.tif 000004
【図４】
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【図５】
0006714362.tif 000006
【図６】
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【図７】
0006714362.tif 000008
【図８】
0006714362.tif 000009
【図９】
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【図１０】
0006714362.tif 000011
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
0006714362.tif 000014
【図１４】
0006714362.tif 000015
【図１５】
0006714362.tif 000016
【図１６】
0006714362.tif 000017
【図１７】
0006714362.tif 000018
【図１８】
0006714362.tif 000019
【図１９】
0006714362.tif 000020
【図２０】
0006714362.tif 000021
【図２１】
0006714362.tif 000022
【図２２】
0006714362.tif 000023
【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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