JP2021062574A - 液体吐出ヘッドおよび液体吐出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】液体の増粘を抑制する。【解決手段】液体を吐出する複数の吐出口２と、液体を供給する２つの液体供給流路５１、５２と、何れかの液体供給流路５１、５２から分岐し、何れかの吐出口２と連通する複数の分岐流路１６と、を有し、複数の吐出口２は互いに平行に延びる第１、第２の吐出口列２２、２３を形成し、第１、第２の吐出口列２２、２３は、第１、第２の吐出口列２２、２３と直交する方向からみて互いに重なる重複部３と、重ならない非重複部４と、からなり、複数の分岐流路１６は、重複部３に位置する吐出口２と連通する第１の分岐流路１４と、非重複部４に位置する吐出口２と連通する第２の分岐流路１５と、からなり、第１の分岐流路１４の液体供給流路５１、５２との間で循環する液体の循環流量は、第２の分岐流路１５の液体供給流路５１、５２との間で循環する液体の循環流量より多い。【選択図】図４

Description

本発明は、液体吐出ヘッドおよび液体吐出装置に関する。

文字を含む画像情報を、吐出ヘッドが液体を吐出口から吐出して用紙等の記録媒体に記録するインクジェット記録装置において、画像形成の高速化が望まれている。そのため、複数の吐出口が直線状に並べられた吐出口列を有する記録素子基板が、一列に複数配置されたラインヘッドを備えたインクジェット記録装置が注目されている。ラインヘッドを用いて画像を形成するワンパス方式は画像形成の高速化に向いているが、形成する画像によっては、液体の吐出頻度が小さくなる吐出口が存在する。吐出頻度が小さくなると、吐出口から液体の揮発成分が蒸発し、増粘や顔料沈降等の液体の変質が生じ、液体の吐出量や吐出方向のばらつきが起きる。これは、画像内に濃度斑やスジを発生させ、画像品質を低下させる。

液体の変質を防ぐため、液体を吐出する液体吐出モジュール内で液体を循環させ、定常的に新鮮な液体を吐出口に供給する方法が知られている。特許文献１には、個々の吐出口に液体を供給する液体再循環チャネル内にポンプ発生器を配列する技術が開示されている。

特表２０１８−５１８３８６号公報

ラインヘッドでは、画像の濃度斑を防ぐため、隣接する記録素子基板の一部の吐出口同士が記録媒体の搬送方向に重なるように記録素子基板をずらして配置していることが一般的である。そして、吐出口同士が重なる吐出口から吐出する液体と、吐出口同士が重ならない吐出口から吐出する液体を用いて画像を形成し、吐出口同士が重なる吐出口から吐出する液体により画像濃度を平均化し濃度斑を低減している。しかしながら、吐出口同士が重なる吐出口では、画像形成時に多数の吐出口を使用するため、各吐出口の使用頻度は小さくなる。このため、吐出口同士が重なる吐出口から吐出する液体の増粘を防ぐことが望まれている。

本発明の目的は、上述した課題に鑑みて、吐出口同士が重なる吐出口から吐出される液体の増粘を抑制す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。

本発明の液体吐出ヘッドは、液体を吐出する複数の吐出口と、前記液体を供給する２つの液体供給流路と、何れかの前記液体供給流路から分岐し、何れかの前記吐出口と連通する複数の分岐流路と、を有し、前記複数の吐出口は互いに平行に延びる第１および第２の吐出口列を形成し、前記第１および第２の吐出口列は、前記第１および第２の吐出口列と直交する方向からみて互いに重なる重複部と、重ならない非重複部と、からなり、前記複数の分岐流路は、前記重複部に位置する前記吐出口と連通する第１の分岐流路と、前記非重複部に位置する前記吐出口と連通する第２の分岐流路と、からなり、前記第１の分岐流路の前記液体供給流路との間で循環する液体の循環流量は、前記第２の分岐流路の前記液体供給流路との間で循環する液体の循環流量より多い。

本発明によれば、吐出口同士が重なる吐出口から吐出される液体の増粘を抑制す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ができる。

液体吐出ヘッドの一例の外観を模式的に表す斜視図である。 液体吐出装置の一例の外観を模式的に表す斜視図と制御ブロック図である。 液体吐出ヘッドの記録素子基板を配置する構成の一例を示す図である。 第１実施形態の記録素子基板の重複部と非重複部とを拡大した平面模式図である。 第２実施形態の記録素子基板の重複部と非重複部とを拡大した平面模式図である。 変形例の記録素子基板の重複部と非重複部とを拡大した平面模式図である 第３実施形態の記録素子基板の重複部と非重複部の駆動電圧を説明する図である。 変形例の記録素子基板の重複部と非重複部の駆動電圧を説明する図である。 第４実施形態の記録素子基板の重複部と非重複部の駆動電圧を説明する図である。 第５実施形態の液体吐出ヘッドの配列を示す平面模式図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態における液体吐出ヘッドおよび液体吐出装置について説明する。以下説明する各実施形態では、液体の一例であるインクを吐出する記録ヘッドを搭載するインクジェット記録装置について具体的な構成を用いて説明する。

また、以下に述べる実施形態は、本発明を適用した一実施形態であるから、技術的に好ましい様々な限定が付されている。しかしながら、本発明の技術的思想に沿うものであれば、本発明は、本明細書における実施形態やその他の具体的方法に限定されるものではない。なお、以下の説明では、同一の機能を有する構成には図面中同一の番号を付与し、重複する部分についての説明は省略する。

（液体吐出ヘッド）
本発明の液体吐出ヘッドおよび液体吐出装置の概要について図１、図２を用いて説明する。図１は、液体吐出ヘッド１００の斜視図である。図２は、液体吐出装置の一例を示す概念図であり、図２（ａ）は液体吐出装置の概略構成図、図２（ｂ）は液体吐出装置の制御ブロック図を示している。なお、以下の説明において、記録媒体の一例であるシートＳの搬送方向をＸ方向、記録部２０２の長手方向をＹ方向、Ｘ方向とＹ方向に対して直交する方向をＺ方向とする。図１に示すように、液体吐出ヘッド１００は、後述するようにインクを一例とする液体を吐出する複数の吐出口がＹ方向に高密度に配置された複数の記録素子基板１を有している。吐出口の位置に対応してエネルギー発生素子が配置されている。エネルギー発生素子としては、例えば、液体を沸騰させる電気熱変換素子（発熱抵抗体素子、ヒーター素子）や、体積変化や振動により液体に圧力を与える素子（ピエゾ素子、圧電素子）などを用いることができる。記録素子基板１はＹ方向に複数個並べて配置されている。図１では、記録素子基板１が、Ａ４サイズの短辺方向に対応する幅に渡り複数個配置された長尺のフルライン方式の液体吐出ヘッド１００を一例として示している。

液体吐出ヘッド１００は、フレキシブル配線基板１０１と、電気配線基板１０２を備えている。電気配線基板１０２は、信号入力端子９１と電力供給端子９２を備えている。信号入力端子９１と電力供給端子９２は、後述する液体吐出装置のＣＰＵ（Central Processing Unit）３００と電気的に接続されている。これらの端子を介して、吐出駆動信号や吐出に必要な電力が記録素子基板１（液体吐出ヘッド１００）に供給される。また、記録素子基板１の各々は、フレキシブル配線基板１０１を介して、同一の電気配線基板１０２に接続されている。一方、インク供給ユニット１０３には、図示しない液体容器の一例であるインクタンクから供給されたインクを個々の記録素子基板１に供給すると共に、記録において消費されなかったインクを回収する循環流路が形成されている。この構成の下、記録素子基板１に配置された吐出口の各々は、フレキシブル配線基板１０１を介して供給された吐出駆動信号と吐出に必要な電力を用いて、インク供給ユニット１０３から供給されたインクを、図１のＺ方向に吐出する。

（液体吐出装置）
次に、液体吐出装置について図２を参照しつつ説明する。図２（ａ）に示すように、液体吐出装置２００は、少なくとも、搬送手段２０１と記録部２０２を備えている。シートＳは、搬送手段２０１によって、記録部２０２の直下をＸ方向に、所定の速度で搬送される。記録部２０２は、主として、図１で説明した液体吐出ヘッド１００で構成されている。図１で説明したように、液体吐出ヘッド１００には、複数の記録素子基板１がＹ方向に配列されている。各記録素子基板１には、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、およびブラック（Ｋ）の各色を含有する液体をＺ方向に液滴として吐出する吐出口が、Ｙ方向に所定のピッチで配置されている。なお、記録部２０２は、記録媒体のＹ方向の寸法や搬送速度等に応じて適宜選択可能であり、例えば、液体吐出ヘッド１００が複数配置されたヘッド群であってもよい。

図２（ｂ）に示すように、液体吐出装置２００の制御部は、ＣＰＵ３００と、ＲＯＭ（Read Only Memory）３０１と、ＲＡＭ（Random Access Memory）３０２と、ホスト装置３０３と、搬送モータ３０４とを備えている。ＣＰＵ３００は、ＲＯＭ３０１に記憶されているプログラムに従って、ＲＡＭ３０２をワークエリアとして使用しつつ、液体吐出装置２００全体を制御する。ＣＰＵ３００は、例えば、外部に接続されたホスト装置３０３から受信した画像データに対して、ＲＯＭ３０１に記憶されているプログラムおよびパラメータに従って所定の画像処理を施す。そして、ＣＰＵ３００は、液体吐出ヘッド１００が吐出口から液体を吐出するための吐出データを生成する。この吐出データに従って液体吐出ヘッド１００が駆動され、吐出口は所定の周波数で液体を吐出する。この液体吐出ヘッド１００による液体吐出動作中に、搬送モータ３０４が搬送手段２０１を駆動し、上記所定の周波数に対応した速度でシートＳがＸ方向に搬送される。これにより、シートＳ上に、ホスト装置３０３から受信した画像データに対応する画像が記録される。

（記録素子基板）
次に、記録素子基板について図３を参照しつつ説明する。図３（ａ）から（ｄ）は、液体吐出ヘッドの記録素子基板１をＹ方向に沿って配置する具体例を示す平面模式図である。記録素子基板１の配置方法は、記録素子基板１の形状や記録素子基板１における吐出口２の配列方法等により様々な方法がある。図３（ａ）から（ｄ）は、記録素子基板１の代表的な配置例を示したものである。図３（ａ）は、記録素子基板１が平行四辺形であり、記録素子基板１においてＹ方向に平行に配置されている複数の吐出口列のＸ方向における位置が揃うように記録素子基板１をＹ方向に一列に配置した構成である。図３（ｂ）は、図３（ａ）の記録素子基板１を、Ｙ方向から所定の角度θだけ時計方向に変形させて一列に配置した構成である。図３（ｃ）は、Ｘ方向に階段形状を有する記録素子基板１において、Ｙ方向に平行に配置されている複数の吐出口列のＸ方向における位置が揃い、互いに隣接する記録素子基板１同士の階段形状部分が互いに嵌まるようにＹ方向に一列に配置した構成である。図３（ｄ）は、記録素子基板１が長方形であり、互いに隣接する記録素子基板１のＹ方向に平行に配置されている複数の吐出口列の一部同士がＸ方向において互いに重なるように記録素子基板１をＸ方向に少しずらしてＹ方向に配置した構成である。図３（ｄ）は、記録素子基板１を、いわゆる千鳥状に配置した構成である。ここで、互いに隣接配置される記録素子基板１の吐出口２同士が重なる部分を重複部３、重ならない部分を非重複部４として以下説明する。

図３（ａ）、（ｃ）の場合、Ｘ方向の上段２列の吐出口列を分割し、分割した上側の吐出口列と下側の吐出口列で１列の吐出口列を形成している。この場合、重複部３では、Ｘ方向の４つの吐出口２を用いて画像を形成するが、非重複部４では、Ｘ方向の３つの吐出口２を用いて画像を形成する。このため、重複部３と非重複部４では吐出口２の使用頻度が異なることになる。図３（ｂ）の場合、Ｘ方向の上から順に、例えば、ｋ色、ｌ色、ｍ色、ｎ色の異なる液体を吐出する吐出口２が形成されている。この場合、重複部３における各色の吐出口２の数は、非重複部４における各色の吐出口２の数よりも多くなる。このため、重複部３と非重複部４では吐出口２の使用頻度が異なることになる。

以下説明する実施形態では、液体吐出ヘッド１００を構成する記録素子基板１が、例えば、図３（ｄ）に示すように千鳥状に配置され、重複部３と非重複部４を有する構成を用いて説明を行う。なお、記録素子基板１の配置方法は、千鳥状に配置する構成に限定されないことは勿論である。また、以下説明する実施形態では、フルライン方式の液体吐出ヘッド１００に適用した場合を例に挙げて説明を行う。しかしながら、１つまたは少数の記録素子基板１（吐出チップ）で構成された小型の液体吐出ヘッドをシリアル方式で移動させる液体吐出装置であってもよい。

（第１実施形態）
次に、第１実施形態の液体吐出ヘッドに配列されている記録素子基板の重複部と非重複部の構成について図４を用いて説明する。図４は、重複部と非重複部を有する記録素子基板における吐出口２の一部を抜粋した拡大図である。具体的には、図３（ｄ）における点線Ａで囲んだ部分を拡大した図である。図４のうち、上段Ｔは、図３（ｄ）の記録素子基板１１の点線Ａで囲んだ部分を示し、下段Ｂは、図３（ｄ）の記録素子基板１２の点線Ａで囲んだ部分を示している。図４は、互いに隣接する異なる記録素子基板１１、１２にそれぞれ存在する吐出口列を表しており、各吐出口列は、各々非重複部４と重複部３を有している。重複部３では、記録素子基板１１、１２の吐出口列と直交するＸ方向からみて吐出口列が互いに重なっている。非重複部４では、記録素子基板１１、１２の吐出口列と直交するＸ方向からみて吐出口列が互いに重なっていない。記録素子基板１１と記録素子基板１２の構成は同一であるので、記録素子基板１１について以下説明する。

記録素子基板１１には、複数の吐出口２がＹ方向に配置された第１、第２の吐出口列２２、２３が、互いに平行に形成されている。第１、第２の吐出口列２２、２３の間には、第１の吐出口列２２を形成する吐出口２に対して液体を供給する第１の液体供給流路５１と、第２の吐出口列２３を形成する吐出口２に対して液体を供給する第２の液体供給流路５２が配置されている。また、第１の液体供給流路５１と、第２の液体供給流路５２に液体を供給する供給口６が形成されている。さらに、複数の分岐流路１６が、第１、第２の液体供給流路５１、５２から分岐し、第１、第２の吐出口列２２、２３の吐出口２と連通している。そして、分岐流路１６は、重複部３に位置する吐出口２に連通する第１の分岐流路１４と、非重複部４に位置する吐出口２に連通する第２の分岐流路１５から構成される。

重複部３において、第１の循環流路１８は、第１の分岐流路１４と第１の合流流路１７から構成されている。すなわち、第１の合流流路１７は、第１の分岐流路１４と共に第１の循環流路１８を形成している。第１の合流流路１７は、第１の分岐流路１４に接続している。第１の合流流路１７は吐出口２を有している。第１の分岐流路１４は、第１の液体供給流路５１に合流している。第１の循環流路１８には、第１の循環流路１８の液体を吐出口２に循環させるポンプ素子７が形成されている。第１の分岐流路１４は複数の並列するサブ流路２１を有しており、各サブ流路２１に、ポンプ素子７が配置されている。

非重複部４において、第２の循環流路１９は、第２の分岐流路１５と第２の合流流路２０から構成されている。すなわち、第２の合流流路２０は、第２の分岐流路１５と共に第２の循環流路１９を形成している。第２の合流流路２０は、第２の分岐流路１５に接続している。第２の合流流路２０は吐出口２を有している。第２の分岐流路１５は、第１の液体供給流路５１に合流している。第２の循環流路１９には、第２の循環流路１９の液体を吐出口２に循環させるポンプ素子７が形成されている。

例えば、ポンプ素子７を発熱抵抗体素子で構成した場合、発熱抵抗体素子が発生する泡の挙動によって、図４の点線Ｄで囲んだ矢印方向に液体を流動させる循環力Ｆが働く。ポンプ素子７を駆動することで第１の循環流路１８内において液体を循環させ、吐出口２の使用頻度が小さくなった場合であっても、定常的に新鮮な液体を吐出口２に供給することができる。これにより、増粘や顔料沈降といった液体の変質を抑制することができる。

図４において、非重複部４では、Ｘ方向に吐出口２が１つだけ形成されているのに対し、重複部３では、Ｘ方向に吐出口２が２つ形成されている。記録媒体に画像を形成する場合、重複部３では、Ｘ方向に形成されている複数の吐出口２を使用して、同一の画素部分に液滴を吐出することになる。そのため、重複部３に形成されている吐出口２は、非重複部４に形成されている吐出口２と比較して、各吐出口２から液滴が吐出される頻度が小さいため、各吐出口２が使用されない期間が長くなる。これは、増粘や顔料沈降といった液体の変質を招く要因となる。

本実施形態では、第１の分岐流路１４の第１の液体供給流路５１との間で循環する液体の循環流量が、第２の分岐流路１５の第１の液体供給流路５１との間で循環する液体の循環流量よりも多い。具体的には、個々の吐出口２の使用頻度が小さい重複部３の第１の循環流路１８内のポンプ素子７の数が、非重複部４の第２の循環流路１９内のポンプ素子７の数より多い。すなわち、図４に示すように、第１の循環流路１８には、第２の循環流路１９に設けられているポンプ素子７の数と比較して倍の数のポンプ素子７を設けている。具体的には、第１の分岐流路１４を形成する複数の並列するサブ流路２１の各々にポンプ素子７を配置している。

このように、本実施形態では、第１の循環流路１８における液体の循環流量を第２の循環流路１９における液体の循環流量よりも多くしている。換言すれば、第１の循環流路１８において循環する液体の流速を、第２の循環流路１９において循環する液体の流速よりも速くしている。これにより、重複部３における液体の増粘を抑制することができ、画像内の濃度斑やスジの発生を抑制することができる。また、このような液体吐出ヘッド１００を液体吐出装置２００に搭載することで、画像品質が良好な液体吐出装置を得ることが可能になる。

なお、本実施形態では、非重複部４の１つの吐出口２に対して１つのポンプ素子７を配置し、重複部３の１つの吐出口２に対して２つのポンプ素子７を配置する構成を例に挙げて説明を行っているが、この例に限定されない。要するに、非重複部４の吐出口２おけるポンプ素子７の数よりも重複部３の吐出口２におけるポンプ素子７の数が多ければよいので、次のように一般化することができる。例えば、吐出口２の数とポンプ素子７の数の比率を、重複部３では１：Ｎ、非重複部４では１：Ｍであると仮定した場合（ただし、Ｎ、Ｍは、２以上の整数）、Ｎ＞Ｍの関係を有していればよい。

（第２実施形態）
次に、第２実施形態の液体吐出ヘッドに配列されている記録素子基板の重複部と非重複部の構成について図５を用いて説明する。本実施形態における記録素子基板１は、第１実施形態と比較して構造上以下の点が異なっている。１点目は、重複部３には、液体を吐出口２に循環させるポンプ素子７を有する第１の循環流路１８が形成されているが、非重複部４には、液体を吐出口２に循環させるポンプ素子７を有する第２の循環流路１９が形成されていない点である。２点目は、非重複部４の第２の合流流路２０は、吐出口２の先で行き止まりになるように形成されている点である。また、第１実施形態で一般化した関係で説明すると、Ｍ＝０かつＮ≠０の関係を有する構成である。

また、第１実施形態では、第１の循環流路１８内の１つの吐出口２に対して２つのポンプ素子７を用いて液体を循環させていたが、本実施形態では、第１の循環流路１８内の２つの吐出口に対して１つのポンプ素子７を用いて液体を循環させることとしている。ポンプ素子７を構成する発熱抵抗体素子が発生する泡の挙動によって、図５の点線Ｅで囲んだ矢印方向に液体を流動させる循環力Ｆが働くことは、上記第１実施形態で説明したとおりである。

本実施形態では、非重複部４では、Ｘ方向と同一の方向に、吐出口２が２つ形成されているのに対し、重複部３では、Ｘ方向と同一の方向に、吐出口２が４つ形成されている。記録媒体に画像を形成する場合、Ｘ方向と同一の方向に形成されている複数の吐出口２を使用して、同一の画素部分に液滴を吐出することになる。そこで、本実施形態では、重複部３における液体の循環流量をより多くするため、重複部３にのみポンプ素子７を備えた第１の循環流路１８を形成することとしている。

このように、本実施形態では、重複部３にのみポンプ素子７を設けることで、重複部３における液体の循環流量を非重複部４における液体の循環流量よりも多くしている。これにより、重複部３における液体の増粘を抑制することができ、画像内の濃度斑やスジの発生を抑制することができる。さらに、ポンプ素子７の数を減らすことによって記録素子基板１１、１２を簡単に構成することができる。また、このような液体吐出ヘッド１００を液体吐出装置２００に搭載することで、画像品質が良好な液体吐出装置を得ることが可能になる。

（変形例）
次に、液体吐出ヘッドに配列されている記録素子基板の重複部と非重複部の変形例の構成について図６を用いて説明する。本変形例における記録素子基板１は、第２実施形態と比較して構造上以下の点が異なっている。１点目は、重複部３に、液体を吐出口２に循環させるポンプ素子７を有する第１の循環流路１８を形成し、第１の循環流路１８は、複数の第１の合流流路１７を有し、複数の第１の合流流路１７が１つの分岐流路を共有している点である。２点目は、第１の分岐流路１４が、第１の循環流路１８のＹ方向端部、すなわち、第１の吐出口列２２の外側に位置する点である。ポンプ素子７を、第１の循環流路１８のＹ方向端部（第１の吐出口列２２の外側）に設けることにより、第１の分岐流路１４以外の部分（第１の合流流路１７）のＹ方向の長さを自由に調整することができる。このように、本変形例によれば、上記第２実施形態の効果に加えて、重複部３の第１の循環流路１８における吐出口２の数を自由に増減することが可能になる。

また、本変形例では、重複部３の第１の循環流路１８において、第１の吐出口列２２の外側にポンプ素子７を配置し、ポンプ素子７が配置されている第１の分岐流路１４以外の第１の合流流路１７に吐出口２を配置している。すなわち、第２実施形態のように、Ｙ方向に互いに隣接する吐出口２の間にポンプ素子７を配置する構成ではないため、吐出口２とポンプ素子７との間の間隔および互いに隣接する吐出口２同士の間隔を等間隔に形成することが可能になる。このように、本変形例によれば、ポンプ素子７の位置決めに高精度が要求されないため、記録素子基板１を容易に製造することができると共に、製造工程の歩留まりを向上させることが可能になる。

ポンプ素子７を構成する発熱抵抗体素子が発生する泡の挙動によって、図６の点線Ｇで囲んだ矢印方向に液体を流動させる循環力Ｆが働くことは、上記第１および第２の実施形態で説明したとおりである。なお、本実施形態および本変形例において説明した第１の循環流路１８の形状やポンプ素子７の数等の構成は、任意に変更することが可能である。ポンプ素子７の性能や吐出口２の使用頻度などを考慮して適宜選択することが可能である。

（第３実施形態）
次に、第３実施形態の液体吐出ヘッドに配列されている記録素子基板の重複部と非重複部の構成について図７を用いて説明する。図７（ａ）は、第１実施形態（図４）で説明した記録素子基板の重複部と非重複部の拡大平面模式図である。図７（ｂ）は、重複部と非重複部の液体吐出素子に印加される駆動電圧を説明する図である。なお、図７（ｂ）の液体吐出素子９は、吐出口２の位置に対応して配置されるエネルギー発生素子であり、以下の説明では、吐出口２と液体吐出素子９を特に区別することなく説明する。

図７（ａ）（ｂ）に示すように、非重複部４には、ポンプ素子７と吐出口２（液体吐出素子９）を備えた第２の循環流路１９が、複数個配置されている。重複部３には、ポンプ素子７と吐出口２（液体吐出素子９）を備えた第１の循環流路１８が、複数個配置されている。図７（ｂ）に示すように、非重複部４において、ポンプ素子７と液体吐出素子９には、駆動電圧１（ＶＨ１）が印加される。重複部３において、液体吐出素子９には駆動電圧１（ＶＨ１）が印加され、ポンプ素子７には駆動電圧２（ＶＨ２）が印加される。記録素子基板１は、異なる駆動電圧に設定された第１の電力配線と第２の電力配線を有しており、第１の電力配線には駆動電圧１（ＶＨ１）が印加され、第２の電力配線には駆動電圧２（ＶＨ２）が印加されている。

図７（ｂ）に示すように、非重複部４において、第２の循環流路１９内のポンプ素子７と液体吐出素子９は、第１の電力配線の駆動電圧（ＶＨ１）とＧＮＤ（グランド）の間を、駆動用のスイッチング素子４１を介して接続される。ここでは、スイッチング素子４１の一例として、ＭＯＳ（Metal Oxide Semiconductor）トランジスタを挙げている。重複部３において、第１の循環流路１８内の液体吐出素子９は、第１の電力配線の駆動電圧（ＶＨ１）とＧＮＤ（グランド）の間を、駆動用のスイッチング素子３１を介して接続される。重複部３において、第１の循環流路１８内のポンプ素子７は、第２の電力配線の駆動電圧（ＶＨ２）とＧＮＤ（グランド）の間を、駆動用のスイッチング素子３２を介して接続される。

ここで、駆動電圧１（ＶＨ１）と駆動電圧２（ＶＨ２）は、ＶＨ１＜ＶＨ２の関係を有している。第１の電力配線と第２の電力配線は、記録素子基板１に形成された図示しない電力配線に接続され、各素子は、液体吐出ヘッドの外部から供給される電力に基づいて駆動される。なお、本実施形態では、液体吐出素子９と非重複部４のポンプ素子７に同じ駆動電圧１（ＶＨ１）が印加されているが、液体吐出素子９の駆動電圧は駆動電圧１（ＶＨ１）に限定されず、他の電圧であってもよい。要するに、重複部３のポンプ素子７に印加される駆動電圧２（ＶＨ２）が、非重複部４のポンプ素子７に印加される駆動電圧１（ＶＨ１）よりも高ければよい。

このように、本実施形態では、重複部３のポンプ素子７の駆動電圧２（ＶＨ２）を、非重複部４のポンプ素子７の駆動電圧１（ＶＨ１）よりも高くすることで重複部３のポンプ素子７の発熱量が非重複部４のポンプ素子７の発熱量よりも大きくなる。そのため、重複部３における液体の循環流量は非重複部４における液体の循環流量よりも多くなる。したがって、本実施形態によれば、重複部３における液体の増粘を抑制することができ、画像内の濃度斑やスジの発生を抑制することができる。また、このような液体吐出ヘッド１００を液体吐出装置２００に搭載することで、画像品質が良好な液体吐出装置を得ることが可能になる。

また、本実施形態では、上記第１および第２実施形態と異なり、重複部３におけるポンプ素子７の配置位置を変更することなく、ポンプ素子７の駆動電圧を変えるだけで液体の流量を増加させている。したがって、本実施形態によれば、記録素子基板１を容易に製造することができると共に、製造工程の歩留まりを向上させることが可能になる。さらに、高電圧（ＶＨ２）を必要とする素子は重複部３のポンプ素子７に限定されるため、消費電力を抑制することが可能になる。さらに、このような液体吐出ヘッド１００を液体吐出装置２００に搭載することで、消費電力が少ない液体吐出装置を得ることが可能になる。

なお、本実施形態では、電力配線が２つの場合を例に挙げて説明を行っているが、電力配線の数は任意に設定可能である。要するに、重複部３に配置されたポンプ素子７の駆動電圧が、非重複部４に配置されたポンプ素子７の駆動電圧よりも高くなるように設定されていれば、本実施形態と同様の効果を得ることが可能である。

（変形例）
次に、記録素子基板の重複部と非重複部の変形例の構成について図８を用いて説明する。本変形例は、第３実施形態と比較して以下の点が異なっている。それは、液体吐出素子９の駆動電圧、非重複部４のポンプ素子７の駆動電圧、および重複部３のポンプ素子７の駆動電圧をそれぞれ異なる電圧に設定した点である。すなわち、第１の電力配線は駆動電圧１（ＶＨ１）に、第２の電力配線は駆動電圧２（ＶＨ２）に、第３の電力配線は駆動電圧３（ＶＨ３）にそれぞれ設定されており、ＶＨ２＜ＶＨ３の関係を有している。なお、第３実施形態で述べたように、液体吐出素子９の駆動電圧１（ＶＨ１）と、駆動電圧２（ＶＨ２）および駆動電圧３（ＶＨ３）の大小関係は特に限定していない。

図８（ｂ）に示すように、非重複部４において、液体吐出素子９は、第１の電力配線の駆動電圧（ＶＨ１）とＧＮＤ（グランド）の間を、駆動用のスイッチング素子４１を介して接続される。非重複部４において、ポンプ素子７は、第２の電力配線の駆動電圧（ＶＨ２）とＧＮＤ（グランド）の間を、駆動用のスイッチング素子４２を介して接続される。重複部３において、液体吐出素子９は、第１の電力配線の駆動電圧（ＶＨ１）とＧＮＤ（グランド）の間を、駆動用のスイッチング素子３１を介して接続される。重複部３において、ポンプ素子７は、第３の電力配線の駆動電圧（ＶＨ３）とＧＮＤ（グランド）の間を、駆動用のスイッチング素子３３を介して接続される。このように、重複部３のポンプ素子７の駆動電圧（ＶＨ３）を、非重複部４のポンプ素子７の駆動電圧２（ＶＨ２）よりも高くすることで、第１の循環流路１８を循環する液体の流量が、第２の循環流路１９を循環する液体の流量よりも増加する。

したがって、本変形例によれば、重複部３における液体の増粘を抑制することができ、画像内の濃度斑やスジの発生を抑制することができる。また、このような液体吐出ヘッド１００を液体吐出装置２００に搭載することで、画像品質が良好な液体吐出装置を得ることが可能になる。さらに、本変形例では、ポンプ素子７を、重複部３と非重複部４との間で異なる電力配線に接続し、異なる電圧で駆動している。これにより、本変形例によれば、上記第３実施形態の効果に加えて、重複部３と非重複部４の駆動電圧を適切に選択することが可能になり、消費電力の低減を図ることが可能になる。

（第４実施形態）
次に、第４実施形態の液体吐出ヘッドに配列されている記録素子基板の重複部と非重複部の構成について図９を用いて説明する。本実施形態は、第３実施形態と比較して以下の点が異なっている。それは、非重複部４のポンプ素子７を駆動する駆動信号と、重複部３のポンプ素子７を駆動する駆動信号が異なる点である。図９（ｂ）に示すように、非重複部４のポンプ素子７と液体吐出素子９は、第１の信号配線を介して駆動信号を受信する。重複部３の液体吐出素子９は、第１の信号配線を介して駆動信号を受信する。重複部３のポンプ素子７は、第１の信号配線から入力された駆動信号が信号変換回路１０で変換された第２の信号配線を介して駆動信号を受信する。

非重複部４および重複部３に配置されている液体吐出素子９とポンプ素子７は、外部から駆動信号を受信すると、オン・オフ動作を繰り返す。記録素子基板１には信号変換回路１０が設けられており、信号変換回路１０は、第１の信号配線を介して入力した駆動信号を、所定の規則に基づいて信号変換を行い、新たな駆動信号として第２の信号配線に出力する。信号変換回路１０は、入力した駆動信号に対して、ポンプ素子７を長時間駆動させるような信号変換を行う。信号変換の具体例として、例えば、パルス幅を長くしたり、パルス数を増加させたりする等が挙げられる。そのため、重複部３に配置されたポンプ素子７は、非重複部４に配置されたポンプ素子７よりも長時間駆動され、液体の循環時間が長くなる。また、重複部３に配置されたポンプ素子７の時間当たりの平均発熱量が非重複部４に配置されたポンプ素子７の時間当たりの平均発熱量より多くなる。このため、第１の循環流路１８を循環する液体の流量が、第２の循環流路１９を循環する液体の流量よりも増加する。したがって、本実施形態によれば、重複部３における液体の増粘を抑制することができ、画像内の濃度斑やスジの発生を抑制することができる。また、このような液体吐出ヘッド１００を液体吐出装置２００に搭載することで、画像品質が良好な液体吐出装置を得ることが可能になる。

非重複部４の液体吐出素子９とポンプ素子７および重複部３の液体吐出素子９は、駆動電圧ＶＨとＧＮＤ（グランド）の間を、駆動用の論理回路素子４５（図９（ｂ）ではＡＮＤ回路）の出力を介して接続される。重複部３のポンプ素子７は、駆動電圧ＶＨとＧＮＤ（グランド）の間を、駆動用の論理回路素子４６の出力を介して接続される。一般的に、駆動用のスイッチング素子の入力端子は、論理回路素子４５、４６の出力端子に接続される。

非重複部４の液体吐出素子９とポンプ素子７および重複部３の液体吐出素子９の論理回路素子４５の一方の入力端子には第１の信号配線を介してＨＥ（ヒート）信号が入力される。他方の入力端子には、図示しないシフトレジスタやラッチ回路から出力されるタイミング信号が入力される。このタイミング信号は、ＨＥ（ヒート）信号と同じタイミングで“Ｈ”レベル信号を出力するものである。これにより、液体吐出素子９とポンプ素子７に印加されるパルス波形が制御される。

重複部３のポンプ素子７の論理回路素子４６の一方の入力端子には、第１の信号配線を介して入力されたＨＥ（ヒート）信号が、信号変換回路１０で変換された新たな駆動信号が入力される。重複部３のポンプ素子７の論理回路素子４６の他方の入力端子には、上記したＨＥ（ヒート）信号と同じタイミングで“Ｈ”レベル信号を出力する、図示しないシフトレジスタやラッチ回路から出力されるタイミング信号が入力される。

本実施形態では、重複部３に配置されたポンプ素子７をより長時間駆動することで、液体の循環時間を長くするようなパルス波形を生成する信号変換を行っている。すなわち、本実施形態によれば、重複部３に配置されたポンプ素子７に限定して駆動信号を強化する信号変換を行っているため、消費電力の増加を抑制することができる。また、本実施形態では、ポンプ素子７の駆動信号を強化するための新たな信号を設けることなく、記録素子基板１に設けられた信号変換回路１０を用いて駆動信号を変換することとしている。そのため、信号変換を容易に行うことが可能になる。このように、本実施形態によれば、ポンプ素子７を、重複部３と非重複部４の間で異なる駆動信号で駆動することによって、適切な駆動信号を選択することができると共に、消費電力の低減を図ることが可能になる。

（第５実施形態）
次に、第５実施形態の液体吐出ヘッドの配列について図１０を用いて説明する。図１０（ａ）に示すように、液体吐出装置は、非重複部４と重複部３を有する記録素子基板１１０、１２０が複数配置された１つの液体吐出ヘッド１００を部分的に重ね、複数個有している。各液体吐出ヘッド１００は、非重複領域４０と重複領域３０を有した状態で配置されている。このような複数の液体吐出ヘッド１００を記録部２０２（図２）として搭載した液体吐出装置は、対象とする記録媒体の長さに合わせて液体吐出ヘッド１００の配置を適宜変更すればよい。したがって、この液体吐出装置は、大きな幅を有する記録媒体に対して画像を形成するのに適している。その際、個々の液体吐出ヘッド１００の端部に位置する記録素子基板１１０には、上記各実施形態で説明したポンプ素子７と循環流路を有する記録素子基板１１、１２が配置されていることが好ましい。また、互いに隣接する液体吐出ヘッド１００の間には、記録素子基板１１０の各々に跨る重複領域３０が存在することになる。さらに、重複領域３０に存在する記録素子基板１１０には、上記各実施形態で説明したポンプ素子７と循環流路が配置されているため、画像の繋ぎ斑が抑制される。このように、本実施形態によれば、画像品質が良好な液体吐出装置を提供することが可能になる。

なお、図１０（ａ）に示すように液体吐出ヘッド１００を直線状に配置することに限定されず、図１０（ｂ）に示すように液体吐出ヘッド１００の外形に段差を付けて組み合わせて配置するようにしてもよい。図１０（ｂ）に示すように、外形に段差を有している場合は、疑似的に一本のラインヘッドの構成を有するため、画像形成に有利である。

２ 吐出口
３ 重複部
４ 非重複部
１４ 第１の分岐流路
１５ 第２の分岐流路
１６ 分岐流路
２２ 第１の吐出口列
２３ 第２の吐出口列
５１ 第１の液体供給流路
５２ 第２の液体供給流路

Claims (11)

1. 液体を吐出する複数の吐出口と、前記液体を供給する２つの液体供給流路と、何れかの前記液体供給流路から分岐し、何れかの前記吐出口と連通する複数の分岐流路と、を有し、
   前記複数の吐出口は互いに平行に延びる第１および第２の吐出口列を形成し、前記第１および第２の吐出口列は、前記第１および第２の吐出口列と直交する方向からみて互いに重なる重複部と、重ならない非重複部と、からなり、前記複数の分岐流路は、前記重複部に位置する前記吐出口と連通する第１の分岐流路と、前記非重複部に位置する前記吐出口と連通する第２の分岐流路と、からなり、
   前記第１の分岐流路の前記液体供給流路との間で循環する液体の循環流量は、前記第２の分岐流路の前記液体供給流路との間で循環する液体の循環流量より多い、液体吐出ヘッド。
2. 前記第１の分岐流路に接続され、前記吐出口を有し、前記液体供給流路に合流し、前記第１の分岐流路と共に第１の循環流路を形成する第１の合流流路と、
   前記第１の循環流路に設けられ、前記第１の循環流路の液体を循環させる第１のポンプ素子と、を有する、請求項１に記載の液体吐出ヘッド。
3. 前記第２の分岐流路に接続され、前記吐出口を有し、前記液体供給流路に合流し、前記第２の分岐流路と共に第２の循環流路を形成する第２の合流流路と、
   前記第２の循環流路に設けられ、前記第２の循環流路の液体を循環させる第２のポンプ素子と、を有し、
   各第１の循環流路に設けられた前記第１のポンプ素子の数は、各第２の循環流路に設けられた前記第２のポンプ素子の数より多い、請求項２に記載の液体吐出ヘッド。
4. 前記第１の分岐流路は複数の並列するサブ流路を有し、各サブ流路が前記第１のポンプ素子を有している、請求項２に記載の液体吐出ヘッド。
5. 前記第２の合流流路は前記吐出口の先で行き止まりになっている、請求項３に記載の液体吐出ヘッド。
6. 複数の前記第１の合流流路は前記第１の循環流路で共有されている、請求項２に記載の液体吐出ヘッド。
7. 前記第１の分岐流路は、当該第１の分岐流路に対応する前記第１または第２の吐出口列の外側に位置する、請求項６に記載の液体吐出ヘッド。
8. 前記第２の分岐流路に接続され、前記吐出口を有し、前記液体供給流路に合流し、前記第２の分岐流路と共に第２の循環流路を形成する第２の合流流路と、
   前記第２の循環流路に設けられ、前記第２の循環流路の液体を循環させる第２のポンプ素子と、を有し、
   前記第１のポンプ素子は前記第２のポンプ素子より高い駆動電圧で駆動される、請求項２に記載の液体吐出ヘッド。
9. 前記第２の分岐流路に接続され、前記吐出口を有し、前記液体供給流路に合流し、前記第２の分岐流路と共に第２の循環流路を形成する第２の合流流路と、
   前記第２の循環流路に設けられ、前記第２の循環流路の液体を循環させる第２のポンプ素子と、を有し、
   前記第１のポンプ素子は前記第２のポンプ素子より長時間駆動される、請求項２に記載の液体吐出ヘッド。
10. 請求項１から９の何れか１項に記載の液体吐出ヘッドを備えた、液体吐出装置。
11. 請求項１から９の何れか１項に記載の液体吐出ヘッドを複数個有し、複数の前記液体吐出ヘッドは前記第１および第２の吐出口列と平行に配置され、かつ前記直交する方向にみて部分的に重なっている、液体吐出装置。
    

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