JP2019177608A - 画像形成装置および画像形成装置の制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】高画質の記録を行うことができる画像形成装置および画像形成装置の制御方法を提供すること。【解決手段】予め設定した監視領域毎に、かすれが生じることなく記録可能な閾値Ｄｔを予め設定する。そして、監視領域毎の記録デューティが閾値Ｄｔを越えた場合には、インクの吐出周波数と記録媒体の搬送速度とを関連的に低下させる。【選択図】図４

Description

本発明は、液体吐出ヘッドから液体を吐出する画像形成装置および画像形成装置の制御方法に関する。

近年、液体のインクを吐出する液体吐出ヘッドとしてのインクジェット記録ヘッドは、更なる高画質化および記録の高速化の要求に伴い、インクの供給不足による記録のかすれ、および過昇温による濃度ムラを抑制することが求められている。画像のかすれが引き起こされる原因としては、吐出口までインクを供給するための流路における圧力損失が挙げられる。

特許文献１には、液体吐出ヘッドの吐出部を複数の領域に分け、画像データから圧力損失が最も大きくなる領域に合わせて一律に閾値を設ける。そして、吐出時の圧力損失が閾値を越える場合には、インクの流量を制御することにより、液体吐出ヘッドに局所的な液体の供給不足を生じさせることなく、液体を確実に供給する構成が記載されている。

特開２０１７−１２４６１８号公報

しかし特許文献１では、複数の領域の夫々で圧力損失の影響が異なった場合にも、全領域についての平均流量から圧力損失の影響を算出するため、過剰に流量を制御する、もしくは過少にしか流量を制御せず供給不足が生じることで、記録品位が低下する虞がある。

よって本発明は、高画質の記録を行うことができる画像形成装置および画像形成装置の制御方法を提供することを目的とする。

そのため本発明の画像形成装置は、液体を吐出する複数の吐出口を備えた吐出ヘッドと、複数の前記吐出口に液体を供給する流路と、前記吐出口から吐出される液体の量を制御する制御手段と、を備えた画像形成装置であって、前記流路における圧力損失の大小に応じて、前記吐出ヘッドにおける前記吐出口が含まれる複数の領域が設定され、複数の前記領域のそれぞれに対応して、前記領域に設けられた前記吐出口からの単位時間当たりの吐出量の閾値が設定され、前記制御手段は、前記領域毎に、単位時間当たりに吐出される液体の量が、前記閾値以下となるように、制御することを特徴とする。

本発明によれば、高画質の記録を行うことができる画像形成装置および画像形成装置の制御方法を実現することができる。

記録装置の要部と記録ヘッドとを示した図である。 記録装置の制御系のブロック図である。 記録ヘッドにおける記録素子基板の構成例の説明図である。 記録装置のインク供給系と、記録素子に対応する監視領域を示した図である。 インク流量の制御処理を示したフローチャートである。 記録装置の概略構成を示した図である。 循環経路の第１循環形態と、第２循環形態とを示す模式図である。 液体吐出ヘッドを構成する各部品またはユニットを示した分解斜視図である。 第１から第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９（ａ）のα部を示した図である。 図１０のＸＩ−ＸＩにおける断面を示した図である。 （ａ）は吐出モジュールを示した斜視図であり（ｂ）はその分解図である。 記録素子基板を示した図である。 記録素子基板およびカバープレートの断面を示す斜視図である。 記録素子基板の隣接部を部分的に拡大して示した平面図である。 記録ヘッドにおける記録素子基板の構成例の説明図である。 記録装置のインク供給系と記録素子に対応する監視領域を示した図である。 記録素子基板におけるインク流量の監視領域を示した図である。 本実施形態のインク流量の監視領域を示した図である。

（第１の実施形態）
以下、図面を参照して本発明の第１の実施形態について説明する。

（記録装置の構成）
図１（ａ）は、本発明を適用可能なインクジェット記録装置（以下、単に記録装置ともいう）１０１の要部を示した概略図である。図１（ｂ）から（ｄ）は、記録ヘッドを示した図である。記録装置１０１は、図１（ａ）のようないわゆるフルライン方式の記録装置である。記録装置１０１は、記録媒体１０４を矢印Ａの搬送方向に搬送する搬送部１０３と、インクを吐出可能なインクジェット記録ヘッド（液体吐出ヘッド）１０２とを備えている。

搬送部１０３は、搬送ベルト１０３Ａを用いて記録媒体１０４を搬送する。記録ヘッド１０２は、記録媒体１０４の搬送方向と交差（本実施形態の場合は、直交）する方向に延在するライン型の記録ヘッドであり、インクを吐出可能な複数の吐出口が記録媒体１０４の幅方向に沿って配列されている。記録ヘッド１０２に対しては、液体を貯留可能な不図示のインクタンクから、インク流路を構成するインク供給部を通してインクが供給される。記録装置１０１は、記録媒体１０４を連続的に搬送しつつ、記録データ（吐出データ）に基づいて、記録ヘッド１０２の吐出口からインクを吐出することにより、記録媒体１０４に画像を記録する。記録媒体１０４は、カットシートのみに限定されず、長尺なロールシートなどであってもよい。

図２は、記録装置１０１の制御系のブロック図である。ＣＰＵ１０５は、記録装置１０１の動作の制御処理やデータ処理等を実行する。ＲＯＭ１０６には、それらの処理手順等のプログラムが格納され、ＲＡＭ１０７は、それらの処理を実行するためのワークエリアなどとして用いられる。記録ヘッド１０２は、複数の吐出口と、それぞれの吐出口に連通する複数のインク流路と、それぞれのインク流路に配備された複数の吐出エネルギ発生素子と、が備えられており、これらによってインクを吐出可能な複数の吐出口が形成されている。これらの吐出口は記録素子として機能する。吐出エネルギ発生素子としては、電気熱変換素子やピエゾ素子などを用いることができる。電気熱変換素子を用いた場合には、その電気熱変換素子の発熱によりインク流路内のインクを発泡させ、その発泡エネルギを利用して吐出口からインクを吐出することができる。記録ヘッド１０２からのインクの吐出は、ホスト装置１０８などから入力される画像データに基づいて、ＣＰＵ１０５がヘッドドライバ１０２Ａを介して吐出エネルギ発生素子を駆動することにより行われる。ＣＰＵ１０５は、モータドライバ１０３Ｂを介して、搬送部１０３を駆動する搬送モータ１０３Ｃを駆動する。

（記録ヘッドの構成）
記録ヘッド１０２は、記録素子基板（記録素子基板）２０２と、それを支持する支持部材２０１と、を含み、記録素子基板２０２には、吐出口２０３、インク流路、および吐出エネルギ発生素子が備えられている。フルライン方式の記録装置１０１における記録ヘッド１０２は、複数の記録素子基板２０２が千鳥状に配置されており、複数の吐出口２０３が矢印Ａ方向の搬送方向と交差（本実施形態の場合は、直交）する方向に配列されている。本実施形態の記録素子基板２０２では、吐出口２０３は４つ吐出口列を形成するように配列されており、それらの吐出口列は、それぞれ異なるインクを吐出するものであってもよく、同じインクを吐出するものであってもよい。図１（ｃ）の記録ヘッド１０２では、複数の記録素子基板２０２が隣接するように配置されている。図１（ｄ）の記録ヘッド１０２では、単一の記録素子基板２０２が配置されている。記録ヘッド１０２の構成は、これらの図１（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）の例のみに限定されず任意である、種々の構成を採用することができる。

（記録素子基板の構成の説明）
図３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、記録ヘッド１０２における記録素子基板２０２の構成例の説明図である。図３（ａ）は、記録素子基板２０２の斜視図であり、基板３０２上にオリフィスプレート３０１が接合されている。オリフィスプレート３０１には複数の吐出口２０３が設けられており、それらの吐出口２０３は吐出口列３０３を形成している。基板３０２の表面には、半導体加工により、吐出エネルギ発生素子、電気回路、電気配線、および温度センサーなどの電子デバイスが配置可能であり、そのため基板３０２の材料としては、ＭＥＭＳ加工により流路が形成可能な半導体基板などの材料が望ましい。オリフィスプレート３０１の材料としては任意の材料が使用できる。例えば、レーザー加工により吐出口を形成可能な樹脂基板、ダイシングにより吐出口を形成可能な無機プレート、光硬化により吐出口および流路を形成可能な感光性樹脂材料、およびＭＥＭＳ加工により吐出口および流路を形成可能な半導体基板などが使用できる。

図３（ｂ）は、記録素子基板２０２をオリフィスプレート３０１側から見た拡大透視図であり、図３（ｃ）は、図３（ｂ）のＩＩＩｃ−ＩＩＩｃ線に沿う断面図である。基板３０２とオリフィスプレート３０１との間の空間には、圧力室３０４が形成されており、吐出口２０３と対向する基板３０２の位置には、吐出口２０３からインクを吐出させるためのエネルギ発生素子３０５が配備されている。エネルギ発生素子３０５として、電気熱変換素子（ヒータ）やピエゾ素子などを用いることができる。圧力室３０４は共通液室３０７に流体的に接続されて、一連のインク流路（流体流路）を形成する。図３（ｂ）中の上下方向に延在する共通液室３０７の両側（図３（ｂ）、（ｃ）中の左右）には、吐出口列３０３が共通液室３０７と平行に形成されており、共通液室３０７内のインクは、その両側の圧力室３０４を通って吐出口２０３から吐出される。

（インク供給系の圧力損失）
図４（ａ）は、記録素子基板が図３の構成の場合における記録装置１０１のインク供給系を示した図であり、図４（ｂ）から（ｇ）は、記録素子に対応する監視領域を示した図である。記録ヘッド１０２は、その液体接続部５０２ａが共通流路５０３ａを介してメインタンク５０１と流体的に接続されており、メインタンク５０１内のインクが記録ヘッド１０２に供給される。記録ヘッド１０２に供給されたインクは、共通流路５０３ａから、記録ヘッド１０２内の共通流路５０３ｂから複数に分岐した供給流路５０４を経由して、それらの供給流路５０４に対応する記録素子基板２０２（Ｃｈｉｐ１〜Ｃｈｉｐ４）に供給される。

このとき、Ｃｈｉｐ１からＣｈｉｐ４にかけて、液体接続部５０２ｂから共通流路５０３ｂを経由する距離が長くなることから、その間で生じる圧力損失は次のような関係になる。
Ｃｈｉｐ１＜Ｃｈｉｐ２＜Ｃｈｉｐ３＜Ｃｈｉｐ４
従って、吐出における液体接続部５０２ｂからの共通流路の流路長による圧力損失の影響を少なくするためには、記録素子基板単位の流量を制御する必要がある。

記録デューティは吐出されるインク滴の数であるドットカウントで表され、単位領域当たりのインクの付与量に対応している。ベタ画像を記録する際に必要なドットカウントを１００％とする。

本実施形態では、記録素子基板２０２に液体接続部５０２ｂからの距離の長短に対応して監視領域を設定し、その監視領域毎にかすれなく記録可能な単位時間当たりのドットカウントの閾値Ｄｔを設定する。これによって、各監視領域において記録デューティが閾値Ｄｔを越えると圧力損失が所定値を越えることになる。Ｃｈｉｐ１からＣｈｉｐ４の圧力損失は、上記の関係にあることから、記録デューティの閾値ＤｔはＣｈｉｐ１からＣｈｉｐ４にかけて小さくなる。ただし、共通流路５０３ｂの圧力損失が非常に小さい場合には、記録デューティの閾値ＤｔをＣｈｉｐ１からＣｈｉｐ４まで同等に設定することは可能である。

インク流量の監視領域の設定について説明する。ここで、説明の便宜上、記録ヘッド１０２内に４枚の記録素子基板２０２（Ｃｈｉｐ１〜Ｃｈｉｐ４）を有する構成とする。図４（ｂ）の監視領域の設定方法は、記録ヘッド１０２全体を監視領域Ａ−１とする場合である。図４（ｃ）は記録ヘッド１０２内の４枚の記録素子基板２０２を複数に分けて、監視領域Ａ−１は記録素子基板３枚、監視領域Ａ−２は記録素子基板１枚と、異なる枚数の記録素子基板で分けている。しかし、これに限るものではなく、等しい枚数単位で監視領域を設定することも可能である。図４（ｄ）は、記録素子基板単位で監視領域を設定する場合（領域設定工程）である。図４(ｅ)は、記録素子基板内に監視領域の境界がある場合である。本実施形態では、図４（ｄ）の場合について以下で説明する。

ここで説明の便宜上、監視領域における記録デューティの閾値Ｄｔを以下のようにする。ベタ画像を記録する際の記録デューティ１００％の記録を行う際のドットカウントに対し、監視領域Ａ−１は９０％、監視領域Ａ−２は８０％、監視領域Ａ−３は７０％、監視領域Ａ−４は６０％の記録を行う際のドットカウントとする。そして、各監視領域内の平均記録デューティが各閾値を越えた時には、記録でかすれが生じる。

図４(ｆ)は、監視領域Ａ−２、Ａ−３内の記録デューティが６５％の記録を行う際のドットカウントとなるような記録パターンの場合の監視領域を示した図である。監視領域Ａ−１、Ａ−２、Ａ−３、Ａ−４の全ての領域で一律の閾値を設定する場合、かすれが生じないようにするには、閾値を監視領域Ａ−４の６０％の記録を行う際のドットカウントとする必要がある。しかし、その場合、図４（ｆ）で示す場合のような記録パターンで記録するにはインク流量を制御することが必要である。つまり、監視領域Ａ−２、Ａ−３において記録デューティが６５％の記録を行う際のドットカウントに対して、閾値Ｄｔが６０％の記録を行う際のドットカウントであるため、インク流量を制御する必要がある。これは、本来ならば記録デューティがそれぞれ８０％、７０％まで記録可能な監視領域に対して、過剰に制御をかけることになる。

また、図４(ｇ)は、監視領域Ａ−４内の記録デューティが６５％の記録を行う際のドットカウントとなるような記録パターンの場合の監視領域を示した図である。この場合、例えば図４（ｂ）のようなヘッド全体で一つの監視領域を設けると、監視領域内の記録デューティの平均は１６．３％で制御がかからない。しかし、図４（ｇ）のような監視領域Ａ−４のみでみると記録デューティの閾値は６０％のため、流量の制御の必要があり、記録時にかすれが発生する。

そこで本実施形態では、このような状況を考慮し、監視領域毎に圧力損失および記録デューティの閾値Ｄｔを設定し、それに基づいてインク流量を制御する。
上記の図４(ｆ)の例については、監視領域Ａ−２、Ａ−３それぞれ記録デューティは８０％、７０％まで記録可能である。そのため、監視領域Ａ−２、Ａ−３内の記録デューティが６５％の記録を行う際のドットカウントに対しては、制御をかけずに記録することが可能である。また、図４(ｇ)の場合、監視領域Ａ−４の記録デューティが６０％の記録を行う際のドットカウントであるため、監視領域Ａ−４内の記録デューティが６５％の記録を行う際のドットカウントに対しては流量の制御を実施する。

ここで、圧力損失ΔＰの算出方法について説明する。図４（ａ）のように、監視領域Ａ−１、Ａ−２、Ａ−３、Ａ−４を設定し、それらの領域毎の圧力損失ΔＰを算出する。一般的に圧力損失ΔＰは、流抵抗をＲ、流量をＱとした場合に、式（１）によって表される。
ΔＰ＝Ｒ×Ｑ・・・式（１）
流抵抗Ｒは、インク粘度をη、液体接続部５０２ｂから各記録素子基板Ｃｈｉｐまでの共通流路５０３ｂの流路長さをＬｉ、管路の直径φとした場合に、式（２）によって表される。
Ｒ＝１２８ηＬｉ／（πφ⁴）・・・式（２）
また流量Ｑは、吐出するノズル数をｎ、吐出量をＶｄ、吐出周波数をｆｏｐとした場合に、式（３）によって表される。
Ｑ＝ｎ×Ｖｄ×ｆｏｐ・・・式（３）
本実施形態においては、監視領域Ａ−１、Ａ−２、Ａ−３、Ａ−４毎に、圧力損失ΔＰを算出する。

まず監視領域Ａ−１における圧力損失ΔＰ１の算出方法について説明する。メインタンク５０１と記録ヘッド１０２とが液体接続部５０２ａと５０２ｂとで接続している間の流抵抗をＲ０、流量をＱ０とし、液体接続部５０２ｂからＣｈｉｐ１までの流抵抗をＲ１、流量をＱ１とすると、圧力損失ΔＰ１は、式（４）によって表される。
ΔＰ１＝Ｒ０×Ｑ０＋Ｒ１×Ｑ１・・・式（４）
同様に、監視領域Ａ−２、Ａ−３、Ａ−４における圧力損失ΔＰ２、ΔＰ３、ΔＰ４は、式（５）、（６）、（７）によって表される。
ΔＰ２＝Ｒ０×Ｑ０＋Ｒ２×Ｑ２・・・式（５）
ΔＰ３＝Ｒ０×Ｑ０＋Ｒ３×Ｑ３・・・式（６）
ΔＰ４＝Ｒ０×Ｑ０＋Ｒ４×Ｑ４・・・式（７）
更に、流量の関係は以下の式（８）の通りである。
Ｑ０＝Ｑ１＋Ｑ２＋Ｑ３＋Ｑ４・・・式（８）
ただし各監視領域において、かすれなく記録できる記録デューティ（制御処理の中ではドット数に換算）より、許容できる圧力損失が決まる。そのため、上記の式（４）〜式（７）を適応して、各監視領域における圧力損失の閾値ΔＰｔ１、ΔＰｔ２、ΔＰｔ３、ΔＰｔ４を算出する。

ここで、記録デューティの閾値Ｄｔは、上記式（３）の吐出するノズル数ｎに該当し、流量Ｑ、吐出量Ｖｄ、吐出周波数ｆｏｐから算出することができる。

なお、記録デューティの閾値Ｄｔは、環境温度や記録ヘッドの温度によって変化する。これは、温度変化はインク粘度の変化をもたらし、圧力損失が変わるためである。

（インク流量の制御）
図５は、本実施形態におけるインク流量の制御処理を示したフローチャートである。以下。このフローチャートを用いて本実施形態のインク流量の制御処理を説明する。インク流量の制御処理が開始されると、Ｓ１で、ＣＰＵ１０５は、ホスト装置１０８などから画像データを読み込む。その後、Ｓ２で、あらかじめ記録ヘッドにおいて、指定してある監視領域におけるドット数Ｄをカウントする。そして、Ｓ３で、カウントしたドット数Ｄが閾値Ｄｔ以下（閾値以下）であるかを判定（比較）する。ドット数Ｄが閾値Ｄｔ以下であれば、Ｓ５に移行して、記録動作を行って処理は終了となる。ドット数Ｄが閾値Ｄｔ以下でなければ、Ｓ４に移行して、インクの吐出周波数を低下させると共に、それに対応するように記録媒体１０４の搬送速度を低下させることにより、監視領域を通過するインク流量を減少させる。その後、Ｓ５に移行して、記録動作を行って処理が終了となる。

このように本実施形態においては、予め設定した監視領域毎に、かすれが生じることなく記録可能な閾値Ｄｔを予め設定する（閾値設定）。そして、監視領域毎の記録デューティが閾値Ｄｔを越えた場合には、インクの吐出周波数と記録媒体の搬送速度とを関連的に低下させて、記録ヘッドにおける局所的な圧力損失を抑制することができる。つまり、記録ヘッドからインクの単位時間当たりの吐出量を低下させることにより、インクを記録素子基板に確実に供給することができる。これによって、高画質の記録を行うことができる画像形成装置および画像形成装置の制御方法を実現することができた。

なお、インクの単位時間当たりの吐出量は、単位時間当たりのインクの吐出数に対応する吐出周波数の他、インク滴の大きさを変更することによっても制御することができる。つまり、監視領域毎のインク流量が所定量以下となるように、インクの単位時間当たりの吐出量が制御できればよい。

（第２の実施形態）
以下、図面を参照して本発明の第２の実施形態を説明する。なお、本実施形態の基本的な構成は第１の実施形態と同様であるため、以下では特徴的な構成についてのみ説明する。本実施形態では、記録素子基板内に循環流が流れる場合について説明する。

（インクジェット記録装置の説明）
図６は、本実施形態の液体を吐出する液体吐出装置、特にはインクを吐出して記録を行うインクジェット記録装置（以下、記録装置とも称す）１０００の概略構成を示した図である。記録装置１０００は、記録媒体２を搬送する搬送部１と、記録媒体２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、複数の記録媒体２を連続もしくは間欠に搬送しながら１パスで連続記録を行うライン型記録装置である。液体吐出ヘッド３は循環経路内の圧力（負圧）を制御する負圧制御ユニット２３０と、負圧制御ユニット２３０と流体連通した液体供給ユニット２２０と、液体供給ユニット２２０へのインクの供給および排出口となる液体接続部１１１と、筐体８０とを備えている。記録媒体２は、カット紙に限らず、連続したロール媒体であってもよい。液体吐出ヘッド３は、シアンＣ、マゼンタＭ、イエローＹ、ブラックＫのインクによるフルカラー記録が可能であり、液体を液体吐出ヘッド３へ供給する供給路である液体供給手段、メインタンクおよびバッファタンク（後述する図７参照）が流体的に接続される。記録装置１０００は、インク等の液体を後述するタンクと液体吐出ヘッド３との間で循環させる形態のインクジェット記録装置である。

（循環形態の説明）
図７（ａ）は、本実施形態の記録装置１０００に適用される循環経路の第１循環形態を示す模式図であり、図７（ｂ）は第２循環形態を示す模式図である。液体吐出ヘッド３は、第１循環ポンプ（高圧側）１００１、第１循環ポンプ（低圧側）１００２およびバッファタンク１００３等に流体的に接続されている。なお図７では、説明を簡略化するため、シアンＣ、マゼンタＭ、イエローＹ、ブラックＫのインクの内の１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および記録装置本体に設けられる。第１循環形態では、メインタンク１００６内のインクは、補充ポンプ１００５によってバッファタンク１００３に供給され、その後、第２循環ポンプ１００４によって液体接続部１１１を介して液体吐出ヘッド３の液体供給ユニット２２０に供給される。その後、液体供給ユニット２２０に接続された負圧制御ユニット２３０で異なる２つの負圧（高圧、低圧）に調整されたインクは、高圧側と低圧側の２つの流路に分かれて循環する。液体吐出ヘッド３内のインクは、第１循環ポンプ（高圧側）１００１及び第１循環ポンプ（低圧側）１００２の作用により液体吐出ヘッド内を循環し、液体接続部１１１を介して液体吐出ヘッド３から排出されてバッファタンク１００３に戻る。

サブタンクであるバッファタンク１００３は、メインタンク１００６と接続され、タンク内部と外部とを連通する不図示の大気連通口を有し、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とメインタンク１００６との間には、補充ポンプ１００５が設けられている。補充ポンプ１００５は、インクを吐出しての記録や吸引回復等、液体吐出ヘッド３の吐出口からインクを吐出（排出）することによって消費された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。

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から液体を引き出してバッファタンク１００３へ流す。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および第１循環ポンプ（低圧側）１００２を稼働することによって、それぞれ共通供給流路２１１、共通回収流路２１２内を所定流量のインクが流れる。このようにインクを流すことで、記録時の液体吐出ヘッド３の温度を最適の温度に維持している。液体吐出ヘッド３駆動時の所定流量は、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に維持可能である流量以上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に設定すると、液体吐出ユニット３００内の流路の圧損の影響により、各記録素子基板１０で負圧差が大きくなり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。

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との間の経路に設けられている。この負圧制御ユニット２３０は、単位面積あたりの吐出量の差等によって循環系におけるインク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。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、負圧制御ユニット２３０よりも下流の圧力を、所望の設定圧を中心として一定の範囲以下の変動で制御できるものであれば、どのような機構を用いてもよい。一例としては所謂「減圧レギュレータ」と同様の機構を採用することができる。本実施形態における循環経路では、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の上流側を加圧している。このようにすると、バッファタンク１００３の液体吐出ヘッド３に対する水頭圧の影響を抑制できるので、記録装置１０００におけるバッファタンク１００３のレイアウトの自由度を広げることができる。

第２循環ポンプ１００４としては、液体吐出ヘッド３の駆動時に使用するインク循環流量の範囲において、一定圧以上の揚程圧を有するものであればよく、ターボ型ポンプや容積型ポンプなどを使用できる。具体的には、ダイヤフラムポンプ等が適用可能である。また第２循環ポンプ１００４の代わりに、例えば負圧制御ユニット２３０に対してある一定の水頭差をもって配置された水頭タンクでも適用可能である。図７に示したように負圧制御ユニット２３０は、それぞれが互いに異なる制御圧が設定された２つの圧力調整機構を備えている。２つの負圧調整機構の内、相対的に高圧設定側（図７では、Ｈと記載）、相対的に低圧側（図７では、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内の共通供給流路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、共通供給流路２１１、共通回収流路２１２、各記録素子基板と連通する個別流路２１５（個別供給流路２１３、個別回収流路２１４）が設けられている。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が接続されており、２つの共通流路間に差圧が生じている。個別供給流路２１３および個別回収流路２１４は、共通供給流路２１１および共通回収流路２１２と連通しているので、液体の一部は、共通供給流路２１１から記録素子基板１０の内部流路を通過して共通回収流路２１２へと流れる（図７中の矢印）。

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および共通回収流路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および共通回収流路２１２を流れるインクによって記録素子基板１０の外部へ排出することができる。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できる。これによって、吐出口内で増粘したインクの粘度を低下させることで、インクの増粘を抑制することができる。また、増粘したインクやインク中の異物を共通回収流路２１２へと排出することができる。このため、本実施形態の液体吐出ヘッド３は、高速で高画質な記録が可能となる。

（液体吐出ヘッド構成の説明）
図８は、液体吐出ヘッド３を構成する各部品またはユニットを示した分解斜視図である。液体吐出ユニット３００、液体供給ユニット２２０および電気配線基板９０が筐体８０に取り付けられている。液体供給ユニット２２０には液体接続部１１１（図７参照）が設けられ、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７参照）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。図７（ａ）のような第１循環形態において、フィルタ２２１を通過した液体は、それぞれの色に対応して液体供給ユニット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る弁やバネ部材などの働きで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）の圧損変化を大幅に減衰させる。これによって負圧制御ユニット２３０は、負圧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範囲内で安定化させることが可能である。各色の負圧制御ユニット２３０内には、図７で記述したように各色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（図７参照）、低圧側が共通回収流路２１２（図７参照）と液体供給ユニット２２０を介して連通している。

筐体８０は、液体吐出ユニット支持部８１およ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および電気配線基板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を支持するためのものであり、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ＳＵＳやアルミなどの金属材料、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。

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８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および封止材１１０（後述する図１２参照）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。

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８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および第３流路部材７０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。

図９（ａ）から（ｆ）は、第１から第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９（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９（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９（ｂ）と図９（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９（ｄ）と図９（ｅ）が対向するように接合する。第２流路部材６０と第３流路部材７０を接合することで、各流路部材に形成される共通流路溝６２と７１とから、流路部材の長手方向に延在する８本の共通流路（２１１ａ、２１１ｂ、２１１ｃ、２１１ｄ、２１２ａ、２１２ｂ、２１２ｃ、２１２ｄ）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。共通供給流路２１１から液体吐出ヘッド３にインクが供給されて、液体吐出ヘッド３に供給されたインクは共通回収流路２１２によって回収される。第３流路部材７０の連通口７２（図９（ｆ）参照）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（図８参照）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（共通供給流路２１１と連通する連通口６１−１、共通回収流路２１２と連通する連通口６１−２）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から第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よいし、材質として複合材料（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よい。

図１０は、図９（ａ）のα部を示しており、第１から第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の流路部材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示した透視図である。共通供給流路２１１と共通回収流路２１２とは、両端部の流路からそれぞれ交互に共通供給流路２１１と共通回収流路２１２とが配置されている。ここで、流路部材２１０内の各流路の接続関係について説明する。

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）および共通回収流路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できる。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できる。

図１１は、図１０のＸＩ−ＸＩにおける断面を示した図である。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１１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１０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および記録素子基板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に供給するための流路が形成されている。更に、支持部材３０および記録素子基板１０には、記録素子１５に供給した液体の１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１０および図１１に示したように、各流路を接続した本実施形態の液体吐出ヘッド内では、各インク色毎に、共通供給流路２１１、個別供給流路２１３、記録素子基板１０、個別回収流路２１４、および共通回収流路２１２の順の流れが発生する。

（吐出モジュールの説明）
図１２（ａ）は、１つの吐出モジュール２００を示した斜視図であり、図１２（ｂ）は、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、まず記録素子基板１０およ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８参照）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ため、平面度が高く、また十分に高い信頼性をもって記録素子基板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。

（記録素子基板の構造の説明）
図１３（ａ）は記録素子基板１０の吐出口１３が形成される側の面の平面図を示し、図１３（ｂ）は、図１３（ａ）のＡで示した部分の拡大図を示し、図１３（ｃ）は、図１３（ａ）の裏面の平面図を示す。ここで、本実施形態における記録素子基板１０の構成について説明する。図１３（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が配列される吐出口列が延びる方向を「吐出口列方向」と呼称する。図１３（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、端子１６と電気的に接続されている。そして記録素子１５は、記録装置１０００の制御回路から、電気配線基板９０（図８参照）およびフレキシブル配線基板４０（図１２（ｂ）参照）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滴を吐出口１３から吐出する。図１３（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が延在している。液体供給路１８および液体回収路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。

図１３（ｃ）に示すように、記録素子基板１０の、吐出口１３が形成される面の裏面にはシート状のカバープレート２０が積層されており、カバープレート２０には、後述する液体供給路１８および液体回収路１９に連通する開口２１が複数設けられている。本実施形態においては、液体供給路１８の１本に対して３個、液体回収路１９の１本に対して２個の開口２１がカバープレート２０に設けられている。図１３（ｂ）に示すようにカバープレート２０の夫々の開口２１は、図９（ａ）に示した複数の連通口５１と連通している。カバープレート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の開口形状および開口位置には高い精度が求められる。このためカバープレート２０の材質として、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。このようにカバープレート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。

図１４は、図１３（ａ）のＸＩＶ−ＸＩＶにおける記録素子基板１０およびカバープレート２０の断面を示す斜視図である。ここで、記録素子基板１０内での液体の流れについて説明する。カバープレート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および液体回収路１９の壁の一部を形成する蓋としての機能を有する。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とが積層されており、基板１１の裏面にはカバープレート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（図１３（ｂ）参照）、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および液体回収路１９を構成する溝が形成されている。基板１１とカバープレート２０とによって形成される液体供給路１８および液体回収路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。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では、こ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（図１４の矢印Ｃ）。この流れによって、記録を休止している吐出口１３や圧力室２３において、吐出口１３からの蒸発によって生じる増粘インク、泡および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２３のインクが増粘するのを抑制することができる。液体回収路１９へ回収された液体は、カバープレート２０の開口２１および支持部材３０の液体連通口３１（図１２（ｂ）参照）から、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。その後、記録装置１０００の供給流路へと回収される。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および回収される。

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。そして液体は、ジョイントゴム１００、第３流路部材に設けられた連通口７２および共通流路溝７１、第２流路部材に設けられた共通流路溝６２および連通口６１、第１流路部材に設けられた個別流路溝５２および連通口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、カバープレート２０に設けられた開口２１、基板１１に設けられた液体供給路１８および供給口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および液体回収路１９、カバープレート２０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および個別流路溝５２、第２流路部材に設けられた連通口６１および共通流路溝６２、第３流路部材７０に設けられた共通流路溝７１および連通口７２、ジョイントゴム１００を順に流れる。そして液体は、液体供給ユニット２２０に設けられた液体接続部１１１から液体吐出ヘッド３の外部へ流動する。

図７（ａ）に示す第１循環形態の形態においては、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。また図７（ｂ）に示す第２循環形態の形態においては、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。また液体吐出ユニット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２１３を経由して圧力室２３に供給されるわけではない。つまり、共通供給流路２１１の一端から流入した液体で、個別供給流路２１３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、本実施形態のような微細で流抵抗の大きい流路を備える記録素子基板１０を備える場合であっても、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、本実施形態の液体吐出ヘッド３では、圧力室２３や吐出口近傍部の液体の増粘を抑制することができるので、吐出のヨレや不吐出を抑制することができ、結果として高画質な記録を行うことができる。

（記録素子基板間の位置関係の説明）
図１５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した平面図である。本実施形態では略平行四辺形の記録素子基板を用いている。各記録素子基板１０における吐出口１３が配列される各吐出口列（１４ａから１４ｄ）は、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。そして、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１５では、線Ｄ上の２つの吐出口が互いにオーバーラップする関係にある。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１５のような構成により液体吐出ヘッドの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対策を行うことができる。なお、本実施形態では記録素子基板の主平面は平行四辺形であるが、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。

（記録素子基板の構成の説明）
図１６は、記録ヘッド１０２における記録素子基板２０２の構成例の説明図である。図１６（ａ）は、本実施形態の記録素子基板２０２の斜視図であり、基板３０２上にオリフィスプレート３０１が接合されている。オリフィスプレート３０１には複数の吐出口２０３が設けられており、それらの吐出口２０３は吐出口列３０３を形成している。基板３０２の表面には、半導体加工により、吐出エネルギ発生素子、電気回路、電気配線、および温度センサーなどの電子デバイスが配置可能であり、そのため基板３０２の材料としては、ＭＥＭＳ加工により流路が形成可能な半導体基板などの材料が望ましい。オリフィスプレート３０１の材料としては、任意の材料が使用できる。例えば、レーザー加工により吐出口を形成可能な樹脂基板、ダイシングにより吐出口を形成可能な無機プレート、光硬化により吐出口および流路を形成可能な感光性樹脂材料、およびＭＥＭＳ加工により吐出口および流路を形成可能な半導体基板などが使用できる。

図１６（ｂ）は、記録素子基板２０２をオリフィスプレート３０１側から見た拡大透視図である。基板３０２とオリフィスプレート３０１との間の空間に、圧力室３０４が形成される。吐出口２０３と対向する基板３０２の位置には、吐出口２０３からインクを吐出するための吐出エネルギ発生素子３０５が配備されている。吐出エネルギ発生素子３０５としては、電気熱変換素子（ヒータ）やピエゾ素子などを用いることができる。圧力室３０４には、垂直供給口１５０２を通してインクが供給される。図１６（ｃ）は、図１６（ｂ）の記録素子基板２０２をＸＶＩｃ−ＸＶＩｃ線に沿って断面した断面図である。圧力室３０４には、流入流路１６０４と流出流路１６０５とで流体的に接続されており、それらは一連の流路を形成する。したがってインクは、流入流路１６０４から圧力室３０４を通って流出流路１６０５の方向に流れる。垂直供給口１５０２および垂直排出口１７０１は基板３０２を貫通して、それぞれ流入流路１６０４および流出流路１６０５に連通する。また、垂直供給口１５０２に連通している流入側裏面流路１５０３、および垂直排出口１７０１に連通している流出側裏面流路１７０２は、それぞれカバープレート１５０１の流入側開口１４０１、および流出側開口１７０３に連通している。

本実施形態においてはインクの循環経路が形成されており、流入流路１６０４から流出流路１６０５に向かうインクの流れが生じている状態において、吐出エネルギ発生素子３０５を駆動することにより、吐出口２０３からインクが吐出される。流入流路１６０４から流出流路１６０５に向かうインクの流れが生じている状態において、インクの吐出動作を行ってもインク滴の着弾精度に及ぼす影響は小さい。

（インク供給系の圧力損失）
図１７（ａ）は、記録素子基板２０２が図１６の構成の場合における記録装置１０００のインク供給系を示した図であり、図１７（ｂ）から（ｆ）は、記録素子に対応する監視領域を示した図である。メインタンク５０１内のインクは、インク供給流路１６０２を通して記録ヘッド１０２に供給される。記録ヘッド１０２に供給されたインクの一部は吐出口２０３から吐出され、他のインクは、インク回収流路１６０７を通してメインタンク５０１に回収される。インク供給流路１６０２に備わる負圧調整装置１６０３と、インク回収流路１６０７に備わる定流量ポンプ１６０６と、によって、インクタンク１６０１と記録ヘッド１０２との間にインクの循環流を生じさせつつ、吐出口２０３におけるインクの圧力を調整する。インクの循環流を発生させる定流量ポンプ１６０６および負圧調整装置１６０３は、記録ヘッド１０２と一体的に設けることができ、あるいは記録ヘッド１０２の外部に取り付けて、供給チューブ等を介して記録ヘッド１０２に接続さえることもできる。また、記録素子基板の内部に、マイクロポンプのようなＭＥＭＳ素子として組み込むことも可能である。

（インク流量の制御例）
本実施形態は第１の実施形態と比べて、圧力損失の影響が流入流路１６０４だけでなく、流出流路１６０５の影響も受けることが異なる。監視領域の設定は、流出流路１６０５の影響を考慮して、第１の実施形態と同様に行う。

（第３の実施形態）
以下、図面を参照して本発明の第３の実施形態を説明する。なお、本実施形態の基本的な構成は第１の実施形態と同様であるため、以下では特徴的な構成についてのみ説明する。

本実施形態は、記録素子基板が備えたカバープレート２０の開口２１の位置に合わせて監視領域を設定する。記録装置１０１の構成、制御系の構成については第１、第２の実施形態と同様である。

（インク供給系の圧力損失）
本実施形態における記録素子基板は、第２の実施形態と同様にインクの循環経路が形成されている構成とするが、これに限るものではなく、第１の実施形態に示したように循環しない供給構成でもよい。ここで、流入側開口から吐出口を通って流出側開口へインクが流れる構成において、記録素子基板の端部に位置する吐出口で供給不足が懸念される理由について説明する。

図１４に示すように、カバープレート２０の開口２１から、液体供給路１８、圧力室２３、および液体回収路１９を介してインクが循環するように構成されている。吐出口１３の配列方向における端部に位置する開口２１から、その端部に位置する吐出口１３までの液体供給路１８もしくは液体回収路１９の流路長は長くなるため、それに応じて圧力損失が増加する。加えて、複数の吐出口１３からインクを吐出させる場合、液体供給路１８もしくは液体回収路１９内のインク流量が増加することも圧力損失を増加させる要因となる。従って、開口２１から吐出口１３までの液体供給路１８および液体回収路１９の流路長における圧力損失の影響を加味して、記録素子基板単位の流量を制御する必要がある。液体供給路１８および液体回収路１９における圧力損失が非常に小さい場合には、開口の上流から下流にかけて記録デューティの閾値Ｄｔを同等に設定することができるが、圧力損失が大きい場合には上流から下流にかけて記録デューティの閾値Ｄｔを小さく設定する。

（インク流量の制御例）
図１８は、記録ヘッド１０２におけるインク流量の監視領域を示した図である。本実施形態では図１８（ａ）のように、記録素子基板をカバープレート２０の開口２１を基準に監視領域を分割した。本実施形態ではカバープレート２０の開口２１の数が３個であるため、図１８（ｂ）のように、領域の分割数としては４分割とした。ただし、分割の仕方はこれに限定されるものではない。

（第４の実施形態）
以下、図面を参照して本発明の第４の実施形態を説明する。なお、本実施形態の基本的な構成は第１の実施形態と同様であるため、以下では特徴的な構成についてのみ説明する。

本実施形態は、複数種類の監視領域を設定していることが第１〜第３の実施形態とは異なる。

（インク流量の制御例）
図１９は、本実施形態のインク流量の監視領域を示した図である。図１９（ａ）は、第２の実施形態と同様であり、記録ヘッドとインクタンクとの間でインクが循環する構成を示した図である。図１９（ｂ）、（ｃ）は、本実施形態における記録素子基板と対応する監視領域を示した図である。

ここで、第１および第２の実施形態と同様に、説明の便宜上、記録ヘッド１０２内に４枚の記録素子基板Ｃｈｉｐ１〜Ｃｈｉｐ４を有する構成とする。また、図１９（ｂ）に示すように、第１の監視領域を記録ヘッド全体の監視領域Ａとし、第２の監視領域を図１９（ｃ）に示すように記録素子基板毎に設定した監視領域Ｂ−１、Ｂ−２、Ｂ−３、Ｂ−４とする。このように本実施形態では２種類の監視領域が設定されている。

もし、図１９（ｃ）に示したような記録素子基板単位で４つの監視領域を設定し、流量の制御の判定を実施すると、個別の記録素子基板に対してのみの流量から算出した圧力損失の判断になる。これは図１９（ｂ）に示したような記録ヘッド全体を監視領域とした場合と比べると、４つの記録素子基板が同時に記録を行っているため、流入側共通流路６０１及び流出側共通流路６０２の流量が増加している。そのため、１つの記録素子基板に対してのみの流量から算出した圧力損失よりも大きくなる。

このように、記録素子基板単位で監視領域を設定した場合、流量が増えることによる圧力損失の影響が加味されない。従って、複数の記録素子基板で同時に記録した場合に圧力損失が増えるので、１つの記録素子基板で許容できる記録デューティよりも薄い画像でも記録ムラが発生してしまう虞がある。一方で、複数の記録素子基板を駆動させた場合の圧力損失を考慮して記録デューティの閾値Ｄｔを設定すると、過剰に流量を制御する虞がある。

そこで、本実施形態ではこのような状況を考慮し、第１の監視領域Ａにおけるドットカウントより算出した流量および圧力損失に応じて、第２の監視領域Ｂ−１、Ｂ−２、Ｂ−３、Ｂ−４における記録デューティの閾値Ｄｔを設定する。従って、全体のドットカウントによる圧力損失変動を加味したうえで、記録素子基板単位の制御が可能となる。

なお、本実施形態では第１の監視領域を記録ヘッド全体とし、第２の監視領域を記録素子基板単位としたが、監視領域の設定方法はこれに限らない。また、設定する監視領域の種類についても、本実施形態で示したように２種類に限らずに、それ以上でもよい。

また、本実施形態では、記録ヘッドにおける圧力損失を算出して閾値との大小関係によって判定し流量を制御したが、閾値についてもこれに限るものではない。例えば、電力や紙のカールやローラ転写などで制御してもよい。

１０ 記録素子基板
１０１ 記録装置
１０２ 液体吐出ヘッド
１０４ 記録媒体
２０２ 記録素子基板
３００ 液体吐出ユニット
１０００ 記録装置

Claims (12)

1. 液体を吐出する複数の吐出口を備えた吐出ヘッドと、複数の前記吐出口に液体を供給する流路と、前記吐出口から吐出される液体の量を制御する制御手段と、を備えた画像形成装置であって、
   前記流路における圧力損失の大小に応じて、前記吐出ヘッドにおける前記吐出口が含まれる複数の領域が設定され、
   複数の前記領域のそれぞれに対応して、前記領域に設けられた前記吐出口からの単位時間当たりの吐出量の閾値が設定され、
   前記制御手段は、前記領域毎に、単位時間当たりに吐出される液体の量が、前記閾値以下となるように、制御することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記領域に設けられた前記吐出口から吐出される液体の量と、前記閾値とを比較して、前記吐出口から吐出される液体の量が前記閾値よりも多い場合に、前記制御手段は、前記領域に設けられた前記吐出口から単位時間当たりに吐出される液体の量が、前記閾値以下となるように、制御することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記制御手段は、前記吐出口から液体を吐出する際の吐出周波数を低下させることで、単位時間当たりに吐出される液体の量が、前記閾値以下となるように、制御することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記吐出口から吐出された液体によって画像が形成される記録媒体を搬送する搬送手段を備え、
   前記制御手段は、前記搬送手段による記録媒体の搬送速度を低下させることで、単位時間当たりに吐出される液体の量が、前記閾値以下となるように、制御することを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
5. 前記吐出口が含まれる複数の領域は、前記流路の長短に応じて設定されることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
6. 長い前記流路に対応する第１領域に設定される第１閾値は、短い前記流路に対応する第２領域に設定される第２閾値よりも、少ない吐出量であることを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
7. 前記閾値は、環境温度に応じて設定されることを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
8. 前記制御手段が制御する吐出される液体の量は、前記吐出口から吐出される液滴の数であり、
   前記吐出口から液体を吐出させるための吐出データに基づいて、前記吐出口から吐出される液滴の数を算出する算出手段を備えていることを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれか１項に記載の画像形成装置。
9. 液体を貯留可能であり、前記吐出ヘッドに液体を供給するタンクを備え、
   前記タンクと前記吐出ヘッドとの間で、液体を循環する循環手段を備えていることを特徴とする請求項１ないし請求項８のいずれか１項に記載の画像形成装置。
10. 前記吐出口は、基板に設けられており、
    前記基板が備えたプレートにおける、前記吐出口に液体を供給する第１開口および前記吐出口から液体を回収する第２開口の位置に応じて前記領域が設定されることを特徴とする請求項９に記載の画像形成装置。
11. 液体を吐出する複数の吐出口と、複数の前記吐出口に液体を供給する流路と、前記吐出口から吐出される液体の量を制御する制御手段と、を備えた画像形成装置であって、
    全ての前記吐出口が含まれる第１領域と、前記流路における圧力損失の大小に対応して、前記吐出口が含まれる複数の第２領域と、が設定され、
    前記第１領域における単位時間当たりに吐出される液体の量に基づいて、前記第２領域における単位時間当たりの吐出量の閾値が定められ、
    前記制御手段は、複数の前記第２領域毎に、単位時間当たりに吐出される液体の量が、前記閾値以下となるように、制御することを特徴とする画像形成装置。
12. 液体を吐出する複数の吐出口を備えた吐出ヘッドと、複数の前記吐出口に液体を供給する流路と、前記吐出口から吐出される液体の量を制御する制御手段と、を備えた画像形成装置の制御方法であって、
    前記流路における圧力損失の大小に応じて、前記吐出ヘッドにおいて前記吐出口が含まれる複数の領域を設定する領域設定工程と、
    複数の前記領域のそれぞれに対応して、前記領域に設けられた前記吐出口からの単位時間当たりの吐出量の閾値を設定する閾値設定工程と、
    前記制御手段は、前記領域毎に、単位時間当たりに吐出される液体の量が、前記閾値以下となるように、制御することを特徴とする画像形成装置の制御方法。

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