JP6987497B2 - 液体吐出モジュールおよび液体吐出ヘッド - Google Patents

Description

本発明は、インク等の液体を吐出する液体吐出モジュールおよび液体吐出ヘッドに関する。

近年のインクジェット記録装置では、より高速かつ高画質な記録を可能とするために、液体吐出ヘッドに高密度に液体吐出素子を設けることが行われている。このような液体吐出ヘッドでは、従来よりも流路が高密度に配置されるため流路が微細となる。

流路が微細になると、液体が流れる際の流抵抗が増大し圧力損失が大きくなるため、吐出口における負圧が大きくなり、記録に影響が出ることがある。例えば負圧が大きくなることで、吐出口におけるメニスカスが吐出口内に引き込まれる形になるため、負圧が小さい時と比べ吐出される液体量が少なくなる。吐出される液体量が少ないと記録濃度が薄くなり、所望の結果が得られなくなる。

そこで特許文献１では、できるだけ記録素子直前までは大きな流路で液体を供給し、記録素子近傍で微細な流路とすることで、流抵抗による圧力損失を最小限に抑え、高速な記録が可能な記録ヘッドアセンブリが開示されている。

米国特許第７８４５７６３号明細書

大きな流路から微細な流路へ接続されている場合、その接続位置に比較的近い吐出口は、負圧が小さくなるが、接続部から離れるに従い負圧は高くなる。特許文献１に記載のような構造では、異なる吐出口列に対する供給口が、記録媒体の搬送方向の同一位置に設けられている。よって吐出口列毎に負圧の低い吐出口と、負圧の高い吐出口とが搬送方向において同一位置になるため、吐出口列の同一位置で記録濃度の濃淡（記録ムラ）が現れて濃淡が強調され視認され易くなってしまう。

よって本発明は、記録ムラの発生を抑制することができる液体吐出モジュールおよび液体吐出ヘッドを提供することを目的とする。

そのため本発明の液体吐出モジュールは、相対移動する記録媒体に対して吐出口から液体を吐出するページワイド型の液体吐出ヘッドに用いられる液体吐出モジュールにおいて、液体を吐出する吐出口が、前記相対移動の方向に対して交差する方向に配列される第１および第２の吐出口列と、前記第１および第２の吐出口列の夫々に液体を供給する、前記交差する方向に延在する第１および第２の液体供給路と、前記第１および第２の吐出口列の夫々から液体を回収する、前記交差する方向に延在する第１および第２の液体回収路と、を備える記録素子基板と、前記第１および第２の液体供給路の夫々に液体を供給するための、前記第１および第２の液体供給路の夫々に連通する第１および第２の供給開口と、前記第１および第２の液体回収路の夫々から液体を回収するための、前記第１および第２の液体回収路の夫々に連通する第１および第２の回収開口と、を備え、前記第１の供給開口の重心と前記第２の供給開口の重心、第１の供給開口の重心と第１の回収開口の重心、第２の供給開口の重心と第２の回収開口の重心は、夫々、前記相対移動の方向に延在する直線上からずれ、かつ前記第１の供給開口の重心と前記第２の供給開口の重心、および前記第１の回収開口の重心と前記第２の回収開口の重心は、夫々、前記相対移動の方向と直交する方向に延在する直線上からずれていることを特徴とする。

本発明によれば、記録ムラの発生を抑制することができる液体吐出モジュール、記録素子基板および液体吐出ヘッドを実現することができる。

液体を吐出する液体吐出装置の概略構成を示した図である。 記録装置に適用される循環経路の第１の循環形態を示す模式図である。 記録装置に適用される循環経路の第２の循環形態を示す模式図である。 液体吐出ヘッドへのインクの流入量の違いを示した概略図である。 液体吐出ヘッドを示した斜視図である。 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〜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７（ａ）のα部の吐出モジュールが搭載される面から示した透視図である。 図８のＩＸ−ＩＸにおける断面を示した図である。 １つの吐出モジュールを示した斜視図と分解図である。 記録素子基板を示した図である。 記録素子基板及び蓋部材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。 液体吐出ヘッドを示した斜視図である。 液体吐出ヘッドを示した斜視分解図である。 第１流路部材を示した図である。 記録素子基板と流路部材との液体の接続関係を示した透視図である。 図１７のＸＶＩＩＩ−ＸＶＩＩＩにおける断面を示した図である。 １つの吐出モジュールを示した斜視図と分解図である。 記録素子基板を示す模式図である。 液体を吐出して記録を行うインクジェット記録装置を示した図である。 記録装置の液体吐出モジュールを示した図である。 記録素子基板の構造を示した図である。 蓋部材の開口の位置と対応する記録濃度の関係を示した図である。 記録装置の液体吐出モジュールと液体吐出ヘッドを示した図である。 記録素子基板の構造を示した図である。 蓋部材の開口の位置と対応する記録濃度の関係を示した図である。 第１の適用例の記録装置を示す図である。 第３の循環形態を示す図である。 第１の適用例の液体吐出ヘッドの変形例を示す図である。 第１の適用例の液体吐出ヘッドの変形例を示す図である。 第１の適用例の液体吐出ヘッドの変形例を示す図である。 第３の適用例の記録装置を示す図である。 第４の循環形態を示す図である。 第３の適用例の液体吐出ヘッドを示す図である。 第３の適用例の液体吐出ヘッドを示す図である。

以下、図面を参照して本発明を適用可能な第１および第２の適用例について説明する。

（第１の適用例）
（インクジェット記録装置の説明）
図１は、本発明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（ページワイド型）の液体吐出ヘッド３とを備える。そして、記録装置１０００は、複数の記録媒体２を連続もしくは間欠に搬送しながら、相対移動する記録媒体にインクを吐出して、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、筺体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２参照）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へ電力およ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。液体吐出ヘッド３内における液体経路および電気信号経路については後述する。

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。その循環の形態は、液体吐出ヘッド３の下流側で２つの循環ポンプ（高圧用、低圧用）を可動することで循環させる第１の循環形態と、液体吐出ヘッド３の上流側で２つの循環ポンプ（高圧用、低圧用）を可動することで循環させる第２の循環形態とがある。以下、この循環の第１の循環形態と第２の循環形態とについて説明する。

（第１の循環形態の説明）
図２は、本適用例の記録装置１０００に適用される循環経路の第１の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２では、説明を簡略化するため、シアンＣ、マゼンタＭ、イエロ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の循環形態では、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内のインクは液体吐出ヘッド３の下流にある第１循環ポンプ（高圧側）１００１及び第１循環ポンプ（低圧側）１００２の作用で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１００５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つの負圧制御機構としては、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。本適用例における循環流路では、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２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つの負圧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２でＨと記載）、相対的に低圧設定側（図２で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、負圧制御機構Ｈが、共通回収流路２１２には負圧制御機構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。そして、個別流路２１５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へと流れる流れ（図２の矢印）が発生する。

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。

（第２の循環形態の説明）
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の循環形態とは異なる循環形態である第２の循環形態を示す模式図である。前述の第１の循環形態との主な相違点は、負圧制御ユニット２３０を構成する２つの負圧制御機構が共に、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で制御する点である。また、第１の循環形態との相違点として、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点がある。更に、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が液体吐出ヘッド３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３の下流側に配置されている点も相違する点である。

第２の循環形態では、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に供給される。その後インクは２つの流路に分けられ、液体吐出ヘッド３に設けられた負圧制御ユニット２３０の作用で高圧側と低圧側の２つの流路で循環する。高圧側と低圧側の２つの流路に分けられたインクは、第１循環ポンプ（高圧側）１００１及び第１循環ポンプ（低圧側）１００２の作用で液体接続部１１１を介して液体吐出ヘッド３に供給される。その後、第１循環ポンプ（高圧側）１００１及び第１循環ポンプ（低圧側）１００２の作用で液体吐出ヘッド内を循環したインクは、負圧制御ユニット２３０を経て、液体接続部１１１を介して液体吐出ヘッド３から排出される。排出されたインクは、第２循環ポンプ１００４によってバッファタンク１００３に戻される。

第２の循環形態で負圧制御ユニット２３０は、単位面積あたりの吐出量の変化等によって生じる流量の変動があっても、負圧制御ユニット２３０の上流側（即ち液体吐出ユニット３００側）の圧力変動を予め設定された圧力を中心として一定範囲内に安定させる。本適用例の循環流路では、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の下流側を加圧している。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であっても適用可能である。第２の循環形態は第１の循環形態と同様に、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つの負圧制御機構を備えている。２つの負圧調整機構の内、高圧設定側（図３でＨと記載）、低圧設定側（図３で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または共通回収流路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２１５および各記録素子基板１０の内部流路を介して共通回収流路２１２へと流れる液体の流れが発生する。

このような第２の循環形態では、液体吐出ユニット３００内には第１の循環形態と同様の液体の流れ状態が得られるが、第１の循環形態の場合とは異なる２つの利点がある。１つ目の利点は、第２の循環形態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液体吐出ヘッド３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の循環形態では、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の循環形態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。

記録待機時に循環している場合の、共通供給流路２１１および共通回収流路２１２内の流量の合計を流量Ａとする。流量Ａの値は、記録待機中に液体吐出ヘッド３の温度調整にあたり、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して定義される。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）の吐出流量を流量Ｆ（１吐出口当りの吐出量×単位時間当たりの吐出周波数×吐出口数）と定義する。

図４は、第１の循環形態と第２の循環形態とにおける、液体吐出ヘッド３へのインクの流入量の違いを示した概略図である。図４（ａ）は、第１の循環形態における待機時を示しており、図４（ｂ）は、第１の循環形態における全吐出時を示している。図４（ｃ）から図４（ｆ）は、第２循環流路を示しており、図４（ｃ）、（ｄ）が流量Ｆ＜流量Ａの場合で、図４（ｅ）、（ｆ）が流量Ｆ＞流量Ａの場合であり、それぞれ、待機時と全吐出時の流量を示している。

定量的な送液能力を有する第１循環ポンプ１００１及び第１循環ポンプ１００２が液体吐出ヘッド３の下流側に配置されている第１の循環形態の場合（図４（ａ）、（ｂ））、第１循環ポンプ１００１及び第１循環ポンプ１００２の合計設定流量は流量Ａとなる。この流量Ａによって、待機時の液体吐出ユニット３００内の温度管理が可能となる。そして、液体吐出ヘッド３で全吐出が行われる場合、第１循環ポンプ１００１及び第１循環ポンプ１００２の合計設定流量は流量Ａのままである。しかし、液体吐出ヘッド３へ供給される最大流量は、液体吐出ヘッド３で吐出によって生じる負圧が作用して、合計設定流量の流量Ａに全吐出による消費分の流量Ｆが加算される。よって、液体吐出ヘッド３への供給量の最大値は、流量Ｆが流量Ａに加算されるため流量Ａ＋流量Ｆとなる（図４（ｂ））。

一方で、第１循環ポンプ１００１および第１循環ポンプ１００２が液体吐出ヘッド３の上流側に配置されている第２の循環形態の場合（図４（ｃ）から図４（ｆ））は、記録待機時に必要な液体吐出ヘッド３への供給量は、第１の循環形態と同様に流量Ａである。従って、第１循環ポンプ１００１および第１循環ポンプ１００２が液体吐出ヘッド３の上流側に配置されている第２の循環形態では、流量Ｆよりも流量Ａが多い場合（図４（ｃ）、（ｄ））には、全吐出時でも液体吐出ヘッド３への供給量は流量Ａで十分である。その際、液体吐出ヘッド３からの排出流量は、流量Ａ−流量Ｆとなる（図４（ｄ））。しかし、流量Ａよりも流量Ｆが多い場合（図４（ｅ）、（ｆ））には、全吐出時には液体吐出ヘッド３への供給流量を流量Ａとすると流量が足りなくなってしまう。そのため、流量Ａよりも流量Ｆが多い場合には、液体吐出ヘッド３への供給量を流量Ｆとする必要がある。その際、全吐出が行われると、液体吐出ヘッド３では流量Ｆが消費されるため、液体吐出ヘッド３からの排出流量は、ほとんど排出されない状態となる（図４（ｆ））。なお、流量Ａよりも流量Ｆが多い場合で、吐出は行うが全吐出ではない場合には、流量Ｆから吐出で消費された分が引かれた量が液体吐出ヘッド３から排出される。また、流量Ａと流量Ｆとが等しい場合には、液体吐出ヘッド３へは流量Ａ（または流量Ｆ）が供給されて、液体吐出ヘッド３では流量Ｆが消費されるため、液体吐出ヘッド３からの排出流量は、ほとんど排出されない状態となる。

このように、第２の循環形態の場合、第１循環ポンプ１００１および第１循環ポンプ１００２の設定流量の合計値、即ち必要供給流量の最大値は、流量Ａまたは流量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の循環形態における必要供給量の最大値（流量Ａまたは流量Ｆ）は、第１の循環形態における必要供給流量の最大値（流量Ａ＋流量Ｆ）よりも小さくなる。

そのため第２の循環形態の場合、適用可能な循環ポンプの自由度が高まり、例えば構成の簡便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、記録装置のコストを低減できるという利点がある。この利点は、流量Ａまたは流量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。

しかしながら一方で、第１の循環形態の方が、第２の循環形態に対して有利になる点もある。すなわち第２の循環形態では、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、単位面積当たりの吐出量が少ない画像（以下、低Ｄｕｔｙ画像ともいう）であるほど、各吐出口に高い負圧が印加された状態となる。このため、流路幅が狭く高い負圧である場合、ムラの見えやすい低Ｄｕｔｙ画像で吐出口に高い負圧が印加されるため、インクの主滴に伴って吐出される所謂サテライト滴が多く発生して記録品位が低下する虞がある。

一方、第１の循環形態の場合、高い負圧が吐出口に印加されるのは単位面積当たりの吐出量が多い画像（以下、高Ｄｕｔｙ画像ともいう）形成時であるため、仮にサテライト滴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。これら２つの循環形態の選択は、液体吐出ヘッドおよび記録装置本体の仕様（吐出流量Ｆ、最小循環流量Ａ、およびヘッド内流路抵抗）に照らして好ましい選択を採ることができる。

（第３の循環形態の説明）
図２９は、本実施形態の記録装置に適用される循環経路の１形態である第３の循環形態を示す模式図である。上記第１および第２の循環経路と同様な機能、構成については説明を省略し、異なる点について主体的に説明する。

本循環経路では、液体吐出ヘッド３の中央部の２個所と、液体吐出ヘッド３の一端側の計３か所から液体吐出ヘッド３内に液体が供給される。液体は、共通供給流路２１１から各圧力室２３を経た後に共通回収流路２１２に回収され、液体吐出ヘッド３の他端部にある回収開口から外部へ回収される。個別流路２１３は共通供給経路２１１及び共通回収流路２１２と連通しており、各個別流路２１３の経路中に記録素子基板１０およびその記録素子基板内に配される圧力室２３が設けられている。よって、第１循環ポンプ１００２で流す液体の一部は、共通供給流路２１１から記録素子基板１０の圧力室２３内を通過して、共通回収流路２１２へと流れる（図２９の矢印）。これは、共通供給流路２１１に接続された圧力調整機構Ｈと、共通回収流路２１２に接続された圧力調整機構Ｌとの間に圧力差が設けられ、第１循環ポンプ１００２が共通回収流路２１２のみに接続されているからである。

このようにして、液体吐出ユニット３００では、共通回収流路２１２内を通過するような液体の流れと、共通供給流路２１１から各記録素子基板１０内の圧力室２３を通過し共通回収流路２１２に流れが発生する。このため、圧力損失の増大を抑制しつつ、各記録素子基板１０で発生する熱を共通供給流路２１１から共通回収流路２１２へ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、本循環経路によれば、上記第１および第２の循環経路に比べて液体の輸送手段であるポンプの数を少なくすることが可能となる。

（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５（ａ）および図５（ｂ）は、本適用例に係る液体吐出ヘッド３を示した斜視図である。液体吐出ヘッド３は、１つの記録素子基板１０でシアンＣ／マゼンタＭ／イエロＹ／ブラック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）されるライン型の液体吐出ヘッドである。図５（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、記録素子基板１０に電気エネルギを供給可能なフレキシブル配線基板４０および電気配線基板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を備える。信号入力端子９１および電力供給端子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およ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、信号入力端子９１および電力供給端子９２の数を記録素子基板１０の数に比べて少なくすることができる。これにより、記録装置１０００に対して液体吐出ヘッド３を組み付ける時また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数が少なくて済む。図５（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。これによりシアンＣ／マゼンタＭ／イエロＹ／ブラックＫ４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。

図６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３参照）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。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、各色別の負圧制御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２で記述したように各色２つの負圧制御弁が内蔵されている。２つの負圧制御弁は、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２参照）、低圧側が共通回収流路２１２（図２参照）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６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および封止部材１１０（後述する図１０参照）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６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７（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７（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７（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７（ｂ）と図７（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７（ｄ）と図７（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、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７（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６参照）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〜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）、ＰＰＳ（ポリフェニルサルファイド）やＰＳＦ（ポリサルフォン）や変性ＰＰＥ（ポリフェニレンエーテル）を母材としてシリカ微粒子やファイバ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よい。

図８は、図７（ａ）のα部を示しており、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２１３（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２１４（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９は、図８のＩＸ−ＩＸ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９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８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８および図９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２１３〜記録素子基板１０〜個別回収流路２１４〜共通回収流路２１２へと順に流れる流れが発生する。

（吐出モジュールの説明）
図１０（ａ）は、１つの吐出モジュール２００を示した斜視図であり、図１０（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）を封止部材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６参照）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１１（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１１（ｂ）は、図１１（ａ）のＡで示した部分の拡大図を示し、図１１（ｃ）は、図１１（ａ）の裏面の平面図を示す。ここで、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１１（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１１（ｂ）に示すように、各吐出口１３に対応した位置には、熱エネルギを利用して液体を発泡させるための吐出エネルギ発生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６参照）およびフレキシブル配線基板４０（図１０参照）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体を吐出口１３から吐出する。図１１（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１１（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蓋部材２０が積層されており、蓋部材２０には、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。本適用例においては、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が蓋部材２０に設けられている。図１１（ｂ）に示すように蓋部材２０の夫々の開口２１は、図７（ａ）に示した複数の連通口５１と連通している。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の開口形状およ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。

図１２は、図１１（ａ）のＸＩＩ−ＸＩＩにおける記録素子基板１０および蓋部材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。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（図１１参照）、その裏面側には、吐出口列に沿って延在する液体供給路１９および液体回収路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１２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、蓋部材２０の開口２１及び支持部材３０の液体連通口３１（図１０ｂ参照）を通じて、流路部材２１０内の連通口５１（図７（ａ）参照）、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、液体は記録装置１０００の回収経路へ回収される。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、蓋部材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、蓋部材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２に示す第１の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３に示す第２の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２１３ａ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、本適用例の液体吐出ヘッド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１３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。本適用例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〜１４ｄ）は、液体吐出ヘッド３の長手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１３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１３のような構成により液体吐出ヘッド１０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、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。

（液体吐出ヘッド構成の変形例の説明）
図２８、図３０〜図３２に上述した液体吐出ヘッド構成の変形例について説明する。上述した例と同様な構成、機能については説明を省略し、異なる点について主体的に説明する。本変形例は、図２８、図３０に示すように液体吐出ヘッド３と外部との液体の接続部である複数の液体接続部１１１は、液体吐出ヘッドの長手方向の一端側に集約して配置されている。液体吐出ヘッド３の他端側には複数の負圧制御ユニット２３０を集約して配置している（図３１）。液体吐出ヘッド３に含まれる液体供給ユニット２２０は、液体吐出ヘッド３の長さに対応した長尺状のユニットとして構成され、供給する４色の液体に対応した流路およびフィルタ２２１を備える。図３１に示すように、液体吐出ユニット支持部８１に設けられる開口８３〜開口８６の位置も上述した液体吐出ヘッド３とは異なる位置に設けられている。

図３２に流路部材５０，６０，７０の積層状態を示す。複数の流路部材５０，６０、７０の最上層である流路部材５０の上面に複数の記録素子基板１０が直線状に配列される。各記録素子基板１０の裏面側に形成される開口２１（図２０（ｃ））に連通する流路は、液体の色ごとに、個別供給流路２１３が２つ、個別回収流路２１４が１つとなっている。これに対応して、記録素子基板１０の裏面に設けられる蓋部材２０に形成される開口２１も、液体の色ごとに供給開口２１が２つ、回収開口２１が１つとなっている。図３２に示すように、液体吐出ヘッド３の長手方向に沿って延在する共通供給流路２１１と共通回収流路２１２とが交互に並列されている。

（第２の適用例）
以下、図面を参照して本発明の第２の適用例によるインクジェット記録装置２０００および液体吐出ヘッド２００３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）
図２１は、本適用例を適用可能な、液体を吐出して記録を行うインクジェット記録装置２０００を示した図である。本適用例の記録装置２０００は、シアンＣ、マゼンタＭ、イエロＹ、ブラックＫの各インクごとに対応した単色用の液体吐出ヘッド２００３を４つ並列配置させることで記録媒体へフルカラー記録を行う点が第１の適用例とは異なる。第１の適用例において１色あたりに使用できる吐出口列数が１列だったのに対し、本適用例においては、１色あたりに使用できる吐出口列数は２０列となっている。このため、記録データを複数の吐出口列に適宜振り分けて記録を行うことで、非常に高速な記録が可能となる。更に、不吐出になる吐出口があったとしても、その吐出口に対して記録媒体の搬送方向に対応する位置にある、他列の吐出口から補完的に吐出を行うことで信頼性が向上し、商業記録などに好適である。第１の適用例と同様に、各液体吐出ヘッド２００３に対して、記録装置２０００の供給系、バッファタンク１００３（図２、図３参照）およびメインタンク１００６（図２、図３参照）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２００３には、液体吐出ヘッド２００３へ電力およ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。

（循環経路の説明）
第１の適用例と同様に、記録装置２０００および液体吐出ヘッド２００３間の液体の循環形態としては、図２または図３に示した第１および第２の循環形態を用いることができる。

（液体吐出ヘッド構造の説明）
図１４（ａ）、（ｂ）は、本適用例に係る液体吐出ヘッド２００３を示した斜視図である。ここで、本適用例に係る液体吐出ヘッド２００３の構造について説明する。液体吐出ヘッド２００３は、液体吐出ヘッド２００３の長手方向に直線上に配列される１６個の記録素子基板２０１０を備え、１種類の液体で記録が可能なインクジェット式のライン型（ページワイド型）記録ヘッドである。液体吐出ヘッド２００３は、第１の適用例と同様、液体接続部１１１、信号入力端子９１および電力供給端子９２を備える。しかしながら本適用例の液体吐出ヘッド２００３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２００３の両側に信号出力端子９１および電力供給端子９２が配置されている。これは記録素子基板２０１０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するためである。

図１５は、液体吐出ヘッド２００３を示した斜視分解図であり、液体吐出ヘッド２００３を構成する各部品またはユニットをその機能毎に分割して示している。各ユニットおよび部材の役割や液体吐出ヘッド内の液体流通の順は、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剛性を担保していたが、第２の適用例の液体吐出ヘッド２００３では、液体吐出ユニット２３００に含まれる第２流路部材２０６０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２０６０の両端部に接続されており、この液体吐出ユニット２３００は記録装置２０００のキャリッジと機械的に結合されて、液体吐出ヘッド２００３の位置決めを行う。負圧制御ユニット２２３０を備える液体供給ユニット２２２０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２２２０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２２３０は、それぞれ異なる、相対的に高低の負圧で圧力を制御するように設定されている。また、図１４および図１５のように、液体吐出ヘッド２００３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２２３０を設置した場合、液体吐出ヘッド２００３の長手方向に延在する共通供給流路と共通回収流路における液体の流れが互いに対向する。このような構成では、共通供給流路と共通回収流路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。これによって、共通流路に沿って複数設けられる各記録素子基板２０１０における温度差が少なくなり、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。

次に、液体吐出ユニット２３００の流路部材２２１０の詳細について説明する。図１５に示すように流路部材２２１０は、第１流路部材２０５０と第２流路部材２０６０とを積層したものであり、液体供給ユニット２２２０から供給された液体を各吐出モジュール２２００へと分配する。また流路部材２２１０は、吐出モジュール２２００から環流する液体を液体供給ユニット２２２０へと戻すための流路部材として機能する。流路部材２２１０の第２流路部材２０６０は、内部に共通供給流路および共通回収流路が形成された流路部材であるとともに、液体吐出ヘッド２００３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２０６０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ＳＵＳやＴｉ、アルミナなど用いることができる。

図１６（ａ）は、第１流路部材２０５０の、吐出モジュール２２００がマウントされる面を示した図であり、図１６（ｂ）は、その裏面を示しており、第２流路部材２０６０と当接される面を示した図である。第１の適用例とは異なり、本適用例における第１流路部材２０５０は、各吐出モジュール２２００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２００３の長さに対応することができるので、例えばＢ２サイズおよ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することができる。図１６（ａ）に示すように、第１流路部材２０５０の連通口５１は、吐出モジュール２２００と流体的に連通し、図１６（ｂ）に示すように、第１流路部材２０５０の個別連通口５３は、第２流路部材２０６０の連通口６１と流体的に連通する。図１６（ｃ）は、第２流路部材６０の、第１流路部材２０５０と当接される面を示し、図１６（ｄ）は、第２流路部材６０の厚み方向中央部の断面を示し、図１６（ｅ）は、第２流路部材２０６０の、液体供給ユニット２２２０と当接する面を示す図である。第２流路部材２０６０の流路や連通口の機能は、第１の適用例の１色分と同様である。第２流路部材２０６０の共通流路溝７１は、その一方が後述する図１７に示す共通供給流路２２１１であり、他方が共通回収流路２２１２であり、夫々、液体吐出ヘッド２００３の長手方向に沿って設けられており、その一端側から他端側に液体が供給される。本適用例は第１の適用例と異なり、共通供給流路２２１１と共通回収流路２２１２の液体の流れは互いに反対方向となっている。

図１７は、記録素子基板２０１０と流路部材２２１０との液体の接続関係を示した透視図である。流路部材２２１０内には、液体吐出ヘッド２００３の長手方向に延びる一組の共通供給流路２２１１および共通回収流路２２１２が設けられている。第２流路部材２０６０の連通口６１は第１流路部材２０５０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２０６０の共通供給流路２２１１から連通口６１を介して第１流路部材２０５０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２０６０の連通口７２から共通回収流路２２１２を介して第１流路部材２０５０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。

図１８は、図１７のＸＶＩＩＩ−ＸＶＩＩＩにおける断面を示した図である。共通供給流路２２１１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２２００へ接続されている。図１８では不図示であるが、別の断面においては、共通回収流路２２１２が同様の経路で吐出モジュール２２００へ接続されていることは、図１７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２２００および記録素子基板２０１０には、各吐出口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２２１１は、負圧制御ユニット２２３０（高圧側）と、共通回収流路２２１２は負圧制御ユニット２２３０（低圧側）と液体供給ユニット２２２０を介して接続されている。従ってその差圧によって、共通供給流路２２１１から記録素子基板２０１０の圧力室を通過して共通回収流路２２１２へと流れる流れが発生する。

（吐出モジュールの説明）
図１９（ａ）は、１つの吐出モジュール２２００を示した斜視図であり、図１９（ｂ）は、その分解図である。第１の適用例との差異は、記録素子基板２０１０の複数の吐出口列方向に沿った両辺部（記録素子基板２０１０の各長辺部）に複数の端子１６がそれぞれ配置されている点である。これに伴い記録素子基板２０１０と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２０１０に対して２枚配置されている。これは記録素子基板２０１０に設けられる吐出口列数が２０列あり、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り、端子１６から記録素子までの最大距離を短くして記録素子基板２０１０内の配線部で生じる電圧低下や信号遅れを低減するためである。また支持部材２０３０の液体連通口３１は、記録素子基板２０１０に設けられ全吐出口列を跨るように開口している。その他の点は、第１の適用例と同様である。

（記録素子基板の構造の説明）
図２０（ａ）は、記録素子基板２０１０の吐出口１３が配される面の模式図であり、図２０（ｃ）は、図２０（ａ）の面の裏面を示す模式図である。図２０（ｂ）は図２０（ｃ）において、記録素子基板２０１０の裏面側に設けられている蓋部材２０２０を除去した場合の記録素子基板２０１０の面を示す模式図である。図２０（ｂ）に示すように、記録素子基板２０１０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２０２０に、支持部材２０３０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。

（第３の適用例）
本発明の第３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。第３の適用例の液体吐出ヘッドは、Ｂ２サイズの被記録媒体に対して１スキャンで記録を行うページワイド型である。第３の適用例は第２の適用例と類似している点が多いため、以降の説明においては、主として第２適用例と異なる部分を説明し、第２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）
図３３に本適用例のインクジェット記録装置の模式図を示す。記録装置１０００は、液体吐出ヘッド３から被記録媒体に直接記録を行わず、一度、中間転写体（中間転写ドラム１００７）に液体を吐出し画像を形成した後に、その画像を被記録媒体２に転写する構成である。記録装置１０００では、ＣＭＹＫの４種類のインクに夫々対応した４つの単色用の液体吐出ヘッド３が、中間転写ドラム１００７に沿って円弧状に配置されている。これによって中間転写体上にフルカラー記録が行われ、その記録画像は、中間転写体上で適切な乾燥状態にされた後、紙搬送ローラー１００９によって搬送される被記録媒体２へ、転写部１００８で転写される。第２の適用例の紙搬送系は主にカット紙を意図した水平搬送であったのに対し、本適用例においては本体ロール（不図示）から供給される連続紙にも対応可能である。このようなドラム搬送系では、紙に一定の張力をかけながら搬送することが容易なため、高速記録時においても搬送ジャムが少ない。このため装置の信頼性が向上し、商業印刷などに好適である。第１及び第２の適用例と同様、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が流体的に接続される。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る。

（第４の循環経路の説明）
第２の適用例と同様に、記録装置１０００のタンクと液体吐出ヘッド３との間における液体循環経路としては、図２又は図３に示した第１および第２の循環経路も適用可能であるが、図３４に示す循環経路が好適である。図３の第２の循環経路との主な差異は、第１循環ポンプ１００１，１００２及び第２循環ポンプ１００４各々の流路の流路に連通するバイパス弁１０１０が付加されていることである。このバイパス弁１０１０は予め設定された圧力を超過すると弁が開くことで、バイパス弁１０１０上流側の圧力を下げるという機能（第１の機能）を有する。また記録装置本体の制御基板からの信号によって、任意のタイミングで弁を開閉する機能（第２の機能）も有する。

第１の機能により、第１循環ポンプ１００１，１００２の下流側または第２循環ポンプ１００４の上流側の流路に、過剰または過小な圧力が掛かることを抑制することができる。例えば、第１循環ポンプ１００１，１００２の機能に支障が発生した場合、過剰な流量や圧力が液体吐出ヘッド３に加わる場合がある。それにより液体吐出ヘッド３の吐出口から液体の漏洩が生じたり、液体吐出ヘッド３内の各接合部に破断が生じたりする虞がある。しかし本適用例のように、第１循環ポンプ１００１、１００２にバイパス弁が追加されている場合、過剰な圧力が発生した場合でも、バイパス弁１０１０が開くことで各循環ポンプ上流側へと液体経路が開放されるため、上記のようなトラブルを抑制できる。

また第２の機能により、循環駆動停止時には、第１循環ポンプ１００１，１００２及び第２循環ポンプ１００４の停止後に、本体側からの制御信号に基づいて、速やかに全てのバイパス弁１０１０を開放する。これにより、液体吐出ヘッド３の下流部（負圧制御ユニット２３０〜第２循環ポンプ１００４の間）の高負圧（例えば、数〜数十ｋＰａ）を短時間に開放することができる。循環ポンプとしてダイヤフラムポンプなど容積型ポンプを使用した場合には、通常、ポンプ内に逆止弁が内蔵されている。しかしながら、バイパス弁を開くことで、下流側のバッファタンク１００３側からも液体吐出ヘッド３の下流部の圧力解放を行える。上流側からだけでも液体吐出ヘッド３の下流部の圧力解放は行えるが、液体吐出ヘッドの上流側流路と液体吐出ヘッド内流路には圧力損失がある。そのため、圧力開放に時間が掛かり、過渡的に液体吐出ヘッド３内の共通流路内の圧力が下がり過ぎて、吐出口のメニスカスが破壊される恐れがある。液体吐出ヘッド３の下流側のバイパス弁１０１０を開くことで、液体吐出ヘッドの下流側の圧力解放が促進されるため、吐出口のメニスカス破壊のリスクが軽減される。

（液体吐出ヘッド構造の説明）
本発明の第３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３５（ａ）は本適用例に係る液体吐出ヘッド３の斜視図、図３５（ｂ）はその分解斜視図である。液体吐出ヘッド３は液体吐出ヘッド３の長手方向に直線状（インライン）に配列される３６個の記録素子基板１０を備え、１色の液体で記録を行うインクジェット式のページワイド型の記録ヘッドである。液体吐出ヘッド３は、第２の適用例同様、信号入力端子９１及び電力供給端子９２を備える他、ヘッドの長手側面を保護するシールド板１３２が設けられている。

図３５（ｂ）は液体吐出ヘッド３の斜視分解図であり、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（シールド板１３２は不図示）。各ユニット及び各部材の役割や、液体吐出ヘッド３内の液体流通の順は第２の適用例と同様である。第２の適用例との主な相違点は、複数分割されて配置された電気配線基板９０、負圧制御ユニット２３０の位置、および第１流路部材の形状である。本適用例のように、例えばＢ２サイズの被記録媒体に対応した長さを有する液体吐出ヘッド３の場合、液体吐出ヘッド３の使用電力が大きいため、８枚の電気配線基板９０が設けられる。各々の電気配線基板９０は、液体吐出ユニット支持部８１に取り付けられた長尺の電気配線基板支持部８２の両側面に４枚ずつ取り付けられる。

図３６（ａ）は、液体吐出ユニット３００、液体供給ユニット２２０及び負圧制御ユニット２３０を備える液体吐出ヘッド３の側面図、図３６（ｂ）は液体の流れを示す概略図、図３６（ｃ）は図３６（ａ）のXXXVIｃ−XXXVIｃ線部における断面を示す斜視図である。理解を容易にするために、一部の構成は簡略化している。

液体供給ユニット２２０内には液体接続部１１１とフィルタ２２１が設けられるとともに、負圧制御ユニット２３０が液体供給ユニット２２０の下方に一体化して形成されている。これによって負圧制御ユニット２３０と記録素子基板１０との高さ方向の距離が、第２の適用例に比べて短くなっている。この構成により、液体供給ユニット２２０内の流路接続部の数が減り、記録液体の漏洩に対する信頼性が向上するだけでなく、部品点数や組み立て工程数も低減できるという利点がある。

また負圧制御ユニット２３０と吐出口が形成される面とにおける水頭差が相対的に小さくなるので、図３３に示すような、液体吐出ヘッド３の傾斜角度が、各液体吐出ヘッドごとに異なるような記録装置へ好適に適応できる。水等差が小さくできるため、複数の液体吐出ヘッド３をことなる傾斜角で用いても、それぞれの記録素子基板の吐出口に加わる負圧差を低減できるためである。また負圧制御ユニット２３０から記録素子基板１０間の距離が小さくなることでその間の流抵抗が小さくなるので、液体の流量変化による圧損差も小さくなり、より安定な負圧制御が行える点でも好ましい。

図３６（ｂ）は、液体吐出ヘッド３内部の記録液体の流れを示す模式図である。図３４に示した循環経路と比べ、回路的には同じではあるが、図３６（ｂ）では、実際の液体吐出ヘッド３の各構成部品内での液体の流れを示している。長尺状の第２流路部材６０内には、液体吐出ヘッド３の長手方向に伸びる一組の共通供給流路２１１及び共通回収流路２１２が設けられている。共通供給流路２１１及び共通回収流路２１２は互いに対向する方向に液体が流れるように構成されており、夫々の流路の上流側にはフィルタ２２１が設けられ、接続部１１１等から侵入する異物をトラップする。このように共通供給流路２１１及び共通回収流路２１２は互いに対向する方向に液体を流すことで、液体吐出ヘッド３内の長手方向における温度勾配が軽減される点で好ましい。尚、図３４においては説明を簡略化するために共通供給流路２１１と共通回収流路２１２との流れを同じ方向で示している。

共通供給流路２１１及び共通回収流路２１２の下流側には、それぞれ負圧制御ユニット２３０が接続される。また、共通供給流路２１１の途中には複数の個別供給流路２１３ａへの分岐部があり、共通回収流路２１２の途中には複数の個別回収流路２１３ｂへの分岐部がある。個別供給流路２１３ａ及び個別回収流路２１３ｂは複数の第１流路部材５０内に形成されており、夫々の個別流路は、記録素子基板１０の裏面に設けられた蓋部材２０の開口２１（図１９（ｃ）参照）と連通している。

図３６（ｂ）にＨとＬで示した負圧制御ユニット２３０は、高圧側（Ｈ）と、低圧側（Ｌ）とをユニットである。それぞれの負圧制御ユニット２３０は、相対的に高（Ｈ）、低（Ｌ）の負圧で、負圧制御ユニット２３０よりも上流側の圧力を制御するように設定された背圧型圧力調整機構である。共通供給流路２１１は負圧制御ユニット２３０（高圧側）と接続され、共通回収流路２１２は負圧制御ユニット２３０（低圧側）と接続されており、それにより共通供給流路２１１と共通回収流路２１２の間には差圧が発生する。その差圧によって、液体が、共通供給流路２１１から個別供給流路２１３ａ、記録素子基板１０内の吐出口１３（圧力室２３）、個別回収流路２１３ｂを順に通過して共通回収流路２１２へと流れる。

本適用例において個々の吐出モジュール２００は、第１流路部材５０、記録素子基板１０、フレキシブル配線基板４０から構成されている。本実施形形態においては第２の適用例で説明した支持部材３０（図１８）がなく、蓋部材２０を備える記録素子基板１０が直接第１流路部材５０に接合される。第２流路部材に設けられる共通供給流路２１１は、その上面に形成される連通口６１から、第１流路部材５０の下面に形成される個別連通口５３を介して、個別供給流路２１３ａに供給される。その後液体は、圧力室２３を経由して個別回収流路２１３ｂ、個別連通口５３、連通口６１を順に経由して共通回収流路２１２へと回収される。

ここで、図１５に示した第２の適用例とは異なり、第１流路部材５０の下面（第２流路部材６０側の面）にある個別連通口５３は、第２流路部材５０の上面に形成される連通口６１に対して十分大きな開口となっている。この構成により、吐出モジュール２００を第２流路部材６０上にマウントする際に位置がズレた場合でも、第１流路部材と第２流部材間で確実に流体連通が行わるようになっているので、ヘッド製造時の歩留まりが向上しコストダウンが図れるようになっている。

なお、上記適用例の記載は本発明の範囲を限定するものではない。１例として、本適用例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について説明したが、ピエゾ方式およ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。

本適用例は、インク等の液体をタンクと液体吐出ヘッドと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）について説明したが、その他の形態であってもよい。その他の形態は、例えばインクを循環せずに、液体吐出ヘッド上流側と下流側に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よい。

また本適用例は、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を用いる例を説明したが、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することができる。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を吐出する記録素子基板およびカラーインクを吐出する記録素子基板を各１つずつ搭載する構成が挙げられるが、これに限るのもではない。つまり、複数個の記録素子基板を吐出口列方向に吐出口がオーバーラップするよう配置した、記録媒体の幅よりも短い短尺の液体吐出ヘッドを作成し、それを記録媒体に対してスキャンさせる形態であってもよい。

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

図２２（ａ）は、本実施形態における記録装置１０００の液体吐出モジュール２００を示した斜視図である。液体吐出モジュール２００は、支持部材３０の上に記録素子基板１０とフレキシブル配線基板４０とが配置された構成となっている。図２２（ｂ）は、液体吐出モジュール２００を示した分解斜視図である。記録素子基板１０の端子１６とフレキシブル配線基板４０の端子４１とは、不図示の金ワイヤ等で電気接続され、その電気接続部は保護のために封止剤１１０で覆われている。支持部材３０には、液体吐出モジュール２００で吐出するインクを記録素子基板１０に供給する流体連通口３１が形成されている。また支持部材３０は、平面度が高く、十分に高い信頼性をもって記録素子基板１０と接合できるものが好ましい。材質として例えばアルミナや樹脂材料が好ましい。

図２３（ａ）から（ｃ）は、記録素子基板１０の構造を示した図である。図２３（ａ）は記録素子基板１０の全体の概要を示しており、図２３（ｂ）は、図２３（ａ）のＸＸＩＩＩｂ部の拡大図であり、説明を容易にするため吐出口形成部材１２を透過した状態を図示している。図２３（ｃ）は、図２３（ａ）のＸＸＩＩＩｃ−ＸＸＩＩＩｃにおける断面図である。記録素子基板１０の吐出口形成部材１２には、各インク色に対応する複数の吐出口列が形成されている。記録素子基板１０の基板１１における各吐出口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発熱素子である記録素子１５が配置されている。なお、以後、複数の吐出口１３が配列される吐出口列が延在する方向を「吐出口列方向」と呼称する。基板１１には、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２３（ａ）の端子１６と電気的に接続されており、記録装置１０００の制御回路から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によって液体を吐出口１３から吐出する。

さらに記録素子基板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（図２３（ｃ）参照）が積層されており、蓋部材２０には、後述する液体供給路１８に連通する開口２１（供給開口２１）が複数設けられている。本実施形態においては、１つの液体供給路１８に対して３個の開口２１が蓋部材２０に設けられている。また、蓋部材２０のそれぞれの開口２１は、図２２（ｂ）の複数の液体連通口３１と連通している。また、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の壁の一部を構成し、具体的には液体供給路１８の蓋としての機能を有する。更に蓋部材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の開口形状およ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。また、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。以上を考慮すると、蓋部材２０としては感光性を有する薄膜の樹脂フィルム部材から構成されることが好ましい。

本実施形態は、圧力室内のインクをその外部と循環する構成であり、このような構成を採ることで、液体吐出ヘッド３による記録を行っている際に、記録を行っていない（吐出していない）吐出口や圧力室においてインクの流れを生じさせることができる。これによって、その部位における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液体吐出モジュール２００の外部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、より高速で高画質な記録が可能となる。

先ず、本実施形態の吐出口内でインクが循環する構成について説明する。図２３に示すように、各吐出口列１４ａ〜１４ｊ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。つまり、各吐出口列は、液体供給路１８と液体回収路１９とに挟まれた構成となっている。液体供給路１８及び液体回収路１９は、それぞれ供給口１７ａ、回収口１７ｂを介して圧力室と連通している。これら液体供給路１８、液体回収路１９、供給口１７ａ、回収口１７ｂはＳｉの基板１１に形成されている。

本実施形態においては、１本の液体供給路１８に対して３個の開口２１（供給開口）、１本の液体回収路１９に対して２個の開口２１（回収開口）が、蓋部材２０に設けられている。蓋部材２０のそれぞれの開口２１は、支持部材３０の複数の液体連通口３１（図２２（ｂ）参照）と連通している。本発明においては、これに限られず液体供給路１８、液体回収路１９の夫々に対して、少なくとも１つの開口２１が設けられていれば良い。

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。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の裏面には蓋部材２０が接合されている。本実施形態において蓋部材２０と基板１１とは、接着剤を介することなく互いに接合されている。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１４に沿って延在する液体供給路１９および液体回収路１８を構成する溝が形成され、この裏面に蓋部材２０が設けられ、溝に蓋がされることで各液路が構成される。基板１１と蓋部材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５０（図６参照）内の不図示の共通供給流路と共通回収流路とに接続されており、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から液体を吐出し記録を行う際に、吐出動作を行っていない吐出口では、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２２、回収口１７ｂを経由して液体回収路１９へ流れる（図２３（ｃ）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２２において、吐出口１３からの蒸発によって生じる増粘したインクや、泡、異物などを液体回収路１９に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、蓋部材２０の開口２１（回収開口）及び支持部材３０の液体連通口３１を通じて液体吐出モジュール２００の外へと回収され、最終的には記録装置の供給経路へと回収される。つまり記録装置本体から液体吐出モジュール２００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、まず支持部材３０に設けられた液体連通口３１、蓋部材２０に設けられた開口（供給開口）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、回収口１７ｂおよび液体回収路１９、蓋部材２０に設けられた開口（回収開口）２１、支持部材３０に設けられた液体連通口３１を順に流れて液体吐出モジュール２００の外部へ流出する。

このように、本実施形態の液体吐出モジュール２００では、圧力室２３や吐出口１３の近傍部の液体の増粘を抑制することができる。これによって、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。

ここで、本願発明の特徴事項について、図を参照して比較例と比較しながら説明する。図２４（ａ）は、比較例としての記録素子基板の吐出口列と蓋部材の開口の位置と、対応する記録濃度との関係を示した図である。比較例では、蓋部材の開口２１が各吐出口列で、吐出口列方向において同一位置に配置された構成である。このような構成では、吐出口列１４ａ〜１４ｊの全ての列の記録媒体搬送方向（矢印β方向）の同一直線上にある吐出口における負圧が略同じになるため、負圧が低い吐出口（開口の近傍）では、記録濃度が相対的に高くなり、負圧が高い吐出口では記録濃度が相対的に低くなる。つまり、図２４（ａ）のグラフに示すように、吐出口列ごとに記録濃度が濃くなる位置と薄くなる位置とが揃うことで、記録媒体上では、記録における濃淡が強調されて記録ムラが視認され易くなってしまう。

そこで本願発明では、蓋部材２０の開口２１の配置について、以下のような構成としている。図２４（ｂ）は、本実施形態における記録素子基板１０の吐出口列と蓋部材２０の開口２１の位置と、対応する記録濃度との関係を示した図である。本実施形態の液体吐出モジュール２００は、蓋部材２０の開口２１の中心位置（重心位置）が、各吐出口列１４間で、吐出口が配列する配列方向と略直交する方向（記録媒体搬送方向（矢印β方向））の同一直線上に並ばないように配置している。具体的には、開口２１の中心位置が、吐出口列における吐出口が配列する配列方向と略直交する方向に対して所定角度を成す同一直線上に並ぶよう構成されている。このように、各吐出口列１４ａ〜１４ｊの位置に因る記録濃度分布を異ならせることで、記録濃度の濃淡が軽減され、視認しにくくなる。よって、記録媒体に記録した際の記録品位を向上することができる。

なお、本発明においては、上記直線上において全ての開口２１の中心がずれている必要はなく、複数の吐出口列における少なくとも１つの開口２１の中心位置が、記録媒体搬送方向の同一直線上に並ばないように配置することで効果を得ることができる。

ここで、本実施形態では、インクを吐出した後に生じる圧力室２３へのインクリフィルの流れは、短時間ではあるが、圧力室を循環する上記の流れよりも強い流れとなる。このため、開口２１には供給側の供給開口２１と回収側の回収開口２１とが存在するが、インクを吐出した後に生じる圧力室２３へのインクリフィルの流れは、循環を行っている場合でも瞬間的には供給側と回収側との両方から発生する。その際、開口２１の近くの吐出口では、負圧は低くなり、開口２１から離れるに従って、吐出口での負圧は高くなる。よって、図２４（ｂ）の記録濃度分布に示すように、供給開口２１と回収開口２１のいずれかに関わらず、開口２１の近くでは記録濃度は濃くなり、開口２１から遠いほど記録濃度は薄くなる。従って、吐出口列１４の供給開口２１の中心位置と、同一吐出口列１４の回収開口２１の中心とが、記録媒体搬送方向の同一直線上に並ばない構成とすることで、記録媒体上で記録濃度が濃くなる部分を分散することができる。このような効果をより発現するためには、異なる吐出口列１４間においても，供給側開口２１や回収側開口２１の中心位置を記録媒体搬送方向の同一直線上に並ばない構成とすることが望ましい。その際には、図２４のように供給側、回収側全ての開口２１の中心位置を記録媒体搬送方向の同一直線上に並ばない形態とするがより好ましい。

なお、支持部材３０に蓋部材２０の機能を持たせることで、蓋部材２０のない構造でも本発明は適用可能である。

このように、複数の吐出口列において、少なくとも１つの開口の中心（重心）位置は、他の開口中心位置に対し、相対移動における記録媒体の移動方向に延在する同一直線上に並ばないように開口を配置する。これによって、記録ムラの発生を抑制することができる液体吐出モジュールおよびそれを備える液体吐出ヘッドを実現することができた。

（第２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。

図２５（ａ）は、本実施形態の記録素子基板４００を示した図であり、図２５（ｂ）は、液体吐出モジュール５００の分解斜視図であり、図２５（ｃ）は、液体吐出モジュール５０を配列した液体吐出ヘッド６００を示した図である。

上述した第１の実施形態の構成では、吐出口列間で、開口２１から吐出口１３までの最長距離が異なることになる。例えば、図２３（ａ）で、吐出口列１４ａにおける図右端の吐出口１３と、開口２１との距離と、吐出口列１４ｅにおける図右端の吐出口１３と、開口２１との距離を比べてみると、吐出口列１４ａの方が長いことがわかる。このような構成では、開口２１から遠い吐出口１３では負圧が大きくなることで、高速記録を行う際にはインクの供給が間に合わなくなり不吐出となることがある。これによって記録品位が低下することが懸念される。

そこで、本実施形態では、各吐出口列１４に対応する開口２１の数を変えずに、各吐出口列１４の開口２１から吐出口１３までの最長距離が略同じ距離になるように構成する。図２５（ａ）に示すように本実施形態は各吐出口列１４の同種の液体が流れる開口２１の中心（重心）が、記録媒体搬送方向に対して所定角度α（α＞０）を成す同一直線上に並ぶよう構成し、かつ記録素子基板の外形を記録媒体搬送方向に対して所定角度αを成す辺を備えた略平行四辺形としている。本実施形態における平行四辺形は図２５（ａ）のように記録素子基板４００の外径の隣接する辺同士のなす角が９０度ではない形状である。記録素子基板４００の吐出口列方向の両端の外形（辺）は、吐出口列と略平行であり、他の２辺の外形は、吐出口列と交差する方向で、同一種類の液体が流れる複数の開口２１の中心を結んだ線と略平行となっている。なお、記録媒体搬送方向に対して所定の角度を持った同一直線とは、記録素子基板４００の吐出口列と平行でない辺と略平行である。

このような構造とすることで、各吐出口列１４について、開口２１から吐出口までの最長距離を略等しくなるように構成することができる。このように、最長距離が各吐出口列１４で略等しくなることで、極端に長い距離をインクが供給流路１８を流れなくなるため、圧力損失も低減され、記録品位の向上が図れる。さらには、同一供給流路１８に開口２１が複数あるとき、少なくとも吐出口列１４の端部から開口２１までの距離を同一供給流路１８の開口２１の吐出口列方向の開口間隔よりも短くするとよい。そのように開口を配置することで、極端に長い距離をインクが供給流路１８を流れることがなくなり、より一層の記録品位を向上することができる。

なお、第３の実施形態でも述べた通り、吐出時には回収流路１９側からもインクが供給されるので、供給流路１８の開口２１だけでなく、回収流路１９の開口２１も同様に配置するのが望ましい。

また、記録素子基板を略平行四辺形形状とした際には、液体吐出モジュール２００を図２５（ｃ）のように、液体吐出ヘッド６００の長手方向のインラインに並べることが可能となる。液体吐出モジュール２００をインラインに並べたライン型の液体吐出ヘッド（ページワイド型の液体吐出ヘッド）とすることで、より高速な記録が可能となる。その際には、各液体吐出モジュール２００のつなぎ部で、異なる吐出口列の吐出口を一部オーバーラップさせることが、記録品位向上には望ましい。図２５（ｃ）のように、異なる吐出口列の吐出口を一部オーバーラップさせるために、各記録素子基板１０の吐出口列１４は、液体吐出ヘッド６００の長手方向に対して、一定角度傾けた構成としている。このようなラインヘッド構成では、ワンパス記録を行うことが多いため、本発明の課題が顕著に表れやすく、特に本発明の効果を得られやすい。

なお、１つの記録素子基板１０に対して多種類のインクが供給される構成で説明を行ってきたが、一種類のインクが供給される構成でも同様の効果が発現する。例えば、商業印刷機向けの高速に記録を行う液体吐出ヘッドでは、一種類のインクにつき一つの液体吐出ヘッドが配置される場合があるが、そのような液体吐出ヘッドの液体吐出モジュールでも本発明のような構成を取れば、記録品位を向上することができる。

（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の適用例と同様であるため、以下では特徴的な構成についてのみ説明する。

図２６（ａ）から（ｃ）は、記録素子基板１０の構造を示した図である。図２６（ａ）は記録素子基板１０の全体の概要を示しており、図２６（ｂ）は、図２６（ａ）のＸＸＶＩｂ部の拡大図であり、図２６（ｃ）は、図２６（ａ）のＸＸＶＩｃ−ＸＸＶＩｃにおける断面図である。

本実施形態では、吐出口にインクを供給する流路の構成が、上述の各実施形態とは異なる。上述の各実施形態では、吐出口にインクを供給する流路と、吐出口からインクを回収する流路とが分かれた構成を説明したが、本実施形態では、循環は行わず液体供給路４１８から吐出口へインクの供給が行われる。液体供給路４１８は、記録素子基板４１０に設けられた吐出口列方向に延在する流路であり、供給口４１７ａを介して吐出口１３と連通している。本発明は上述したように、循環を行うか否かにかかわらず、つまり回収用の開口２１があるか否かに関わらず、リフィル時においては開口２１の近くでは記録濃度は濃くなり、開口２１から遠いほど記録濃度は薄くなる。よって循環を行わない本実施形形態の液体吐出ヘッドにも本発明は適用可能である。

以下、液体吐出モジュール２００内の液体の流れについて説明する。不図示のインク供給源から供給されるインクは、液体吐出モジュール２００内において、先ず支持基板３０に形成された液体連通口３１（図２２（ｂ）参照）を通り、記録素子基板４１０の蓋部材４２０の供給開口２１を介して液体供給路４１８へと流入する。この時、一般的なインクジェット記録装置では、ブラック、シアン、マゼンタ、イエロの４色のインクが用いられ、各色に分離されて供給される。なお本実施形態の記録装置１０００では、ブラックが４列、その他各色は２列の吐出口列を備えている。

液体供給路４１８へと流入したインクは、液体供給路４１８を流れて、供給口４１７ａを通り、共通供給液室２４へと流入し、各圧力室２３へと分配される。各圧力室２３へと供給されたインクは、記録素子１５が発生する熱エネルギにより沸騰して吐出口１３より吐出し、不図示の記録媒体へインクが着弾することで記録が行われる。本実施形態のように吐出口列１４の両側に供給口４１７ａを配置することで、インクの吐出後の供給が高速化し、より高速な記録が可能となる。なお、片側のみに４１７ａを配置しても本発明は適用可能である。

ここで、本願発明の特徴事項について説明する。本実施形態では、蓋部材の開口の配置について、以下のような構成としている。図２７（ａ）は、本実施形態における記録素子基板４１０の吐出口列と蓋部材４２０の開口の位置と、対応する記録濃度との関係を示した図である。本実施形態では、蓋部材４２０の開口２１の中心が、記録媒体の搬送方向（矢印β方向）搬送方向の同一直線上にないように開口２１を配置している。このような構成とすることで、各吐出口列ごとに負圧が高くなる吐出口列方向の吐出口位置と、負圧が低くなる吐出口列方向の吐出口位置とが異なるため、各吐出口列で吐出口列方向における記録濃度が濃くなる位置と薄くなる位置とが異なる。これによって記録媒体上では、記録濃度が濃くなる部分と薄くなる部分とが、吐出口列ごとに分散されることで、記録媒体上の濃淡が軽減されて、視認しにくくなり記録品位を向上することができる。

なお、本実施形態では、全ての蓋部材４２０の開口２１中心位置を、記録媒体搬送方向の同一直線上に並ばない構成としたが、これに限定するものではない。つまり、少なくとも１つの開口２１を他の吐出口列の開口２１に対して、記録媒体搬送方向の同一直線上に並ばない構成とすれば本発明の効果を発現できる。

さらに、同色の吐出口列１４に対して適用することでさらなる効果があり、多くの吐出口列１４に対して適用することで、より大きな効果が生じる。そのため、可能な限りの吐出口列１４の開口２１を記録媒体搬送方向の同一直線上に並ばないように構成することが望ましく、本実施形態のように、全ての吐出口列１４の開口２１の中心位置を吐出口列方向に異ならせることが最も望ましい。

なお、上記各実施形態では、開口２１の中心という語句を用いたが、これは開口２１の形状の重心として定義できる。すなわち、図２７（ｂ）は、蓋部材４２０側から見た際の、様々な形状の開口を例示したものである。図のように開口２１の中心は、開口形状が平行四辺形ならば対角線の交点、円形ならば円の中心、長丸形状ならば線対称の対称軸２本の交点となる。

３ 液体吐出ヘッド
１０ 記録素子基板
１４ 吐出口列
２０ 蓋部材
２１ 開口
２００ 液体吐出モジュール

Claims (15)

1. 相対移動する記録媒体に対して吐出口から液体を吐出するページワイド型の液体吐出ヘッドに用いられる液体吐出モジュールにおいて、
   液体を吐出する吐出口が、前記相対移動の方向に対して交差する方向に配列される第１および第２の吐出口列と、前記第１および第２の吐出口列の夫々に液体を供給する、前記交差する方向に延在する第１および第２の液体供給路と、前記第１および第２の吐出口列の夫々から液体を回収する、前記交差する方向に延在する第１および第２の液体回収路と、を備える記録素子基板と、
   前記第１および第２の液体供給路の夫々に液体を供給するための、前記第１および第２の液体供給路の夫々に連通する第１および第２の供給開口と、前記第１および第２の液体回収路の夫々から液体を回収するための、前記第１および第２の液体回収路の夫々に連通する第１および第２の回収開口と、を備え、
   前記第１の供給開口の重心と前記第２の供給開口の重心、第１の供給開口の重心と第１の回収開口の重心、第２の供給開口の重心と第２の回収開口の重心は、夫々、前記相対移動の方向に延在する直線上からずれ、かつ前記第１の供給開口の重心と前記第２の供給開口の重心、および前記第１の回収開口の重心と前記第２の回収開口の重心は、夫々、前記相対移動の方向と直交する方向に延在する直線上からずれていることを特徴とする液体吐出モジュール。
2. 前記記録素子基板を支持するとともに、前記第１および第２の供給開口に液体を供給する連通口を備える支持部材と、
   前記記録素子基板に設けられる吐出エネルギ発生素子に電気エネルギを供給可能な配線基板と、
   を更に備えることを特徴とする請求項１に記載の液体吐出モジュール。
3. 前記第１および第２の供給開口は、前記第１および第２の液体供給路に対して夫々複数設けられていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の液体吐出モジュール。
4. 液体を吐出する吐出口が、前記相対移動の方向に対して交差する方向に配列される第３の吐出口列と、前記第３の吐出口列に液体を供給する、前記交差する方向に延在する第３の液体供給路と、前記第３の液体供給路に液体を供給するための第３の供給開口と、を備え、
   前記第１、第２および第３の供給開口は、夫々の重心が、前記相対移動の方向に延在する直線に対して傾斜する直線上に位置するように設けられてい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項に記載の液体吐出モジュール。
5. 前記第１および第２の液体供給路は、前記記録素子基板の、前記吐出口が設けられる側とは反対の面に設けられており、
   前記第１および第２の供給開口は、前記記録素子基板の前記反対の面に設けられるフィルム部材に設けられてい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項に記載の液体吐出モジュール。
6. 前記第１および第２の液体供給路には同一種類の液体が供給されることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の液体吐出モジュール。
7. 前記第１の供給開口から液体が供給される複数の吐出口のうち最も長い液路の長さと、前記第２の供給開口から液体が供給される複数の吐出口のうち最も長い液路の長さと、は等しい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項に記載の液体吐出モジュール。
8. 前記記録素子基板の外形が、略平行四辺形であ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項に記載の液体吐出モジュール。
9. 前記記録素子基板は、前記第１の液体供給路から前記吐出口に液体を供給するための複数の供給口を備え、前記複数の供給口は前記記録素子基板の厚み方向に延在す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項に記載の液体吐出モジュール。
10. 前記記録素子基板は、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と、前記吐出エネルギ発生素子を内部に備える圧力室と、を備え、
    前記圧力室内の液体は当該圧力室の外部との間で循環されることを特徴とする請求項１ないし請求項９のいずれか１項に記載の液体吐出モジュール。
11. 相対移動する記録媒体に対して吐出口から液体を吐出するページワイド型の液体吐出ヘッドにおいて、
    液体を吐出する吐出口が、前記相対移動の方向に対して交差する方向に配列される第１および第２の吐出口列と、前記第１および第２の吐出口列の夫々に液体を供給する、前記交差する方向に延在する第１および第２の液体供給路と、前記第１および第２の吐出口列の夫々から液体を回収する、前記交差する方向に延在する第１および第２の液体回収路と、を備える記録素子基板と、
    前記第１および第２の液体供給路の夫々に液体を供給するための、前記第１および第２の液体供給路の夫々に連通する第１および第２の供給開口と、前記第１および第２の液体回収路の夫々から液体を回収するための、前記第１および第２の液体回収路の夫々に連通する第１および第２の回収開口と、を備え、前記第１および第２の液体供給路の一部を構成する蓋部材と、を有し、
    前記第１の供給開口の重心と第２の供給開口の重心、第１の供給開口の重心と第１の回収開口の重心、第２の供給開口の重心と第２の回収開口の重心は、夫々、前記相対移動の方向に延在する直線上からずれ、かつ前記第１の供給開口の重心と前記第２の供給開口の重心、および前記第１の回収開口の重心と前記第２の回収開口の重心は、夫々、前記相対移動の方向と直交する方向に延在する直線上からずれていることを特徴とする液体吐出ヘッド。
12. 前記蓋部材は感光性のフィルム部材であることを特徴とする請求項１１に記載の液体吐出ヘッド。
13. 前記記録素子基板は、液体を吐出する吐出口が、前記相対移動の方向に対して交差する方向に配列される第３の吐出口列と、前記第３の吐出口列に液体を供給する、前記交差する方向に延在する第３の液体供給路と、を備え、
    前記蓋部材は、前記第３の液体供給路に液体を供給するための第３の供給開口と、を備え、
    前記第１、第２および第３の供給開口は、夫々の重心が、前記相対移動の方向に延在する直線に対して傾斜する直線上に位置するように設けられていることを特徴とする請求項１１または請求項１２に記載の液体吐出ヘッド。
14. 複数の前記記録素子基板を支持する支持部材を備え、
    前記複数の記録素子基板は、前記交差する方向に直線状に配されていることを特徴とする請求項１１ないし請求項１３のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
15. 前記記録素子基板は、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と、前記吐出エネルギ発生素子を内部に備える圧力室と、を備え、
    前記圧力室内の液体は当該圧力室の外部との間で循環されることを特徴とする請求項１１ないし請求項１４のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。

Images