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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024178812
(43)【公開日】2024-12-25
(54)【発明の名称】記録装置及びその制御方法、プログラム、記憶媒体
(51)【国際特許分類】
B41J 2/18 20060101AFI20241218BHJP
B41J 2/01 20060101ALI20241218BHJP
B41J 2/165 20060101ALI20241218BHJP
【ＦＩ】
B41J2/18
B41J2/01 401
B41J2/165 211
B41J2/165
B41J2/01 451
【審査請求】未請求
【請求項の数】15
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023097241
(22)【出願日】2023-06-13
(71)【出願人】
【識別番号】000001007
【氏名又は名称】キヤノン株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110003281
【氏名又は名称】弁理士法人大塚国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】冨田 晃弘
(72)【発明者】
【氏名】弾塚 俊光
(72)【発明者】
【氏名】竹腰 里枝
(72)【発明者】
【氏名】石見 啓太
(72)【発明者】
【氏名】愛知 晶子
(72)【発明者】
【氏名】寒河 裕人
【テーマコード（参考）】
2C056
【Ｆターム（参考）】
2C056EB58
2C056EC15
2C056EC28
2C056EC65
2C056JA01
2C056JC06
2C056KB16
(57)【要約】
【課題】インクの濃縮がインクの吐出に与える影響を抑制する。
【解決手段】複数種類のインクをそれぞれ吐出する複数の吐出口と、複数の吐出口と複数種類のインクをそれぞれ収容する複数の液室との間でインクを循環させるための複数の循環経路と、を備えるインク吐出ヘッドと、複数の循環経路においてインクを循環させる循環手段と、記録データに基づいて、循環手段により、複数の循環経路のうちのいずれの循環経路においてインクを循環させるかを制御する。
【選択図】 図２５
【解決手段】複数種類のインクをそれぞれ吐出する複数の吐出口と、複数の吐出口と複数種類のインクをそれぞれ収容する複数の液室との間でインクを循環させるための複数の循環経路と、を備えるインク吐出ヘッドと、複数の循環経路においてインクを循環させる循環手段と、記録データに基づいて、循環手段により、複数の循環経路のうちのいずれの循環経路においてインクを循環させるかを制御する。
【選択図】 図２５
【特許請求の範囲】
【請求項1】
複数種類のインクをそれぞれ吐出する複数の吐出口と、前記複数の吐出口と前記複数種類のインクをそれぞれ収容する複数の液室との間でインクを循環させるための複数の循環経路と、を備えるインク吐出ヘッドと、
前記複数の循環経路においてインクを循環させる循環手段と、
記録データに基づいて、前記循環手段により、前記複数の循環経路のうちのいずれの循環経路においてインクを循環させるかを制御する制御手段と、
を備えることを特徴とする記録装置。
前記複数の循環経路においてインクを循環させる循環手段と、
記録データに基づいて、前記循環手段により、前記複数の循環経路のうちのいずれの循環経路においてインクを循環させるかを制御する制御手段と、
を備えることを特徴とする記録装置。
【請求項2】
前記記録データに基づいて、記録に使用するインクを選択する選択手段をさらに備え、前記制御手段は、前記選択手段により選択されたインクに応じて、前記複数の循環経路のうちのいずれの循環経路においてインクを循環させるかを制御することを特徴とする請求項１に記載の記録装置。
【請求項3】
前記制御手段は、前記選択手段により選択されたインクに対応する循環経路においてインクを循環させるように、前記循環手段を制御することを特徴とする請求項２に記載の記録装置。
【請求項4】
前記インク吐出ヘッドは、前記複数の吐出口が分けて配列された複数のチップを有し、前記制御手段は、前記記録に使用するインクの吐出口と同じチップに吐出口が配置されたインクに対応する循環経路においてインクを循環させるように、前記循環手段を制御することを特徴とする請求項３に記載の記録装置。
【請求項5】
前記記録装置の記録動作中に、インクの循環が行われない循環経路の経過時間を計測する計測手段をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の記録装置。
【請求項6】
前記吐出口からインクを吸引する吸引手段をさらに備え、前記制御手段は、前記経過時間が第１の閾値を超えた場合に、前記インクの循環が行われていない循環経路に対応するインクを前記吐出口から吸引するように前記吸引手段を制御することを特徴とする請求項５に記載の記録装置。
【請求項7】
前記吸引手段による吸引は、次の記録動作が開始される前に実行されることを特徴とする請求項６に記載の記録装置。
【請求項8】
前記吸引手段は、前記吐出口を覆うキャップと、キャップの内部を負圧にするポンプとを備えることを特徴とする請求項６に記載の記録装置。
【請求項9】
前記循環手段により循環が行われるインクの前記循環経路内の濃縮度を予測する予測手段をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の記録装置。
【請求項10】
前記制御手段は、前記濃縮度が第２の閾値より大きくなった場合に、インクを前記吐出口から吐出させるように制御することを特徴とする請求項９に記載の記録装置。
【請求項11】
前記吐出口からのインクの吐出は、次の記録動作が開始される前に実行されることを特徴とする請求項１０に記載の記録装置。
【請求項12】
前記制御手段は、前の記録動作において使用されず、記録動作中に循環が行われていない時間が第３の閾値を超えるインクについて、次の記録動作が開始される前にインクの排出動作を実行するように制御することを特徴とする請求項１に記載の記録装置。
【請求項13】
複数種類のインクをそれぞれ吐出する複数の吐出口と、前記複数の吐出口と前記複数種類のインクをそれぞれ収容する複数の液室との間でインクを循環させるための複数の循環経路と、を有するインク吐出ヘッドを備える記録装置を制御する方法であって、
前記複数の循環経路においてインクを循環させる循環工程と、
記録データに基づいて、前記循環工程において、前記複数の循環経路のうちのいずれの循環経路においてインクを循環させるかを制御する制御工程と、
を有することを特徴とする記録装置の制御方法。
前記複数の循環経路においてインクを循環させる循環工程と、
記録データに基づいて、前記循環工程において、前記複数の循環経路のうちのいずれの循環経路においてインクを循環させるかを制御する制御工程と、
を有することを特徴とする記録装置の制御方法。
【請求項14】
請求項１３に記載の制御方法の各工程をコンピュータに実行させるためのプログラム。
【請求項15】
請求項１３に記載の制御方法の各工程をコンピュータに実行させるためのプログラムを記憶したコンピュータが読み取り可能な記憶媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、記録ヘッドを含む循環経路でインクを循環させる記録装置に関する。
【背景技術】
【0002】
水性インクを用いたインクジェット記録装置では、プリントヘッドのノズルからインク中の水分が蒸発すると、吐出口近傍のインクの粘度が上昇し、ノズルからインクを吐出する際に諸々の問題が発生する課題がある。
【0003】
この課題の対策として、ノズル内に２つの流路を形成し、ヘッド内の液室とノズルとの間でインクを循環させることで、ノズル近傍で水分蒸発により増粘したインクを除去し、蒸発していないインクに置換する方法が知られている。しかしながら、循環流路全体で考えた場合、ノズルからの水分蒸発は進むため、徐々に循環流路内の水分量は低下し、インクの濃縮が発生する問題がある。
【0004】
そこで、特許文献１では、画像形成でインクを吐出する色に対してのみ、インクの循環を行う技術が記載されている。具体的には、モノクロモードの記録時にはブラックインクのみ循環させ、カラーインクは循環させないように制御することで、カラーインクの水分蒸発に伴う濃縮を抑制する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開２０１７－１２１７８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
しかしながら、画像形成で使用しないインクを循環させないように制御する場合、ノズル近傍の水分蒸発が進むことでインクの粘度が上昇し、循環を再度行おうとしても増粘したインクがノズルから流れない場合がある。特に、画像形成で使用するノズル列と同一チップ内にある未使用のノズル列では、保温制御や吐出による温度上昇により、インクの温度が上昇する。そのため、水分蒸発が促進され、粘度上昇が早期に起こる。そのような場合、インクの吐出不良が発生するだけでなく、循環を行おうとしても、ノズル内の増粘したインクを再循環させることができなくなる場合がある。
【0007】
本発明は上述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、インクの濃縮がインクの吐出に与える影響を抑制することである。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明に係わる記録装置は、複数種類のインクをそれぞれ吐出する複数の吐出口と、前記複数の吐出口と前記複数種類のインクをそれぞれ収容する複数の液室との間でインクを循環させるための複数の循環経路と、を備えるインク吐出ヘッドと、前記複数の循環経路においてインクを循環させる循環手段と、記録データに基づいて、前記循環手段により、前記複数の循環経路のうちのいずれの循環経路においてインクを循環させるかを制御する制御手段と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【0009】
本発明によれば、インクの濃縮がインクの吐出に与える影響を抑制することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【図1】液体吐出装置を説明する図である。
【図2】回復ユニットの斜視図である。
【図3】液体吐出ヘッドの斜視図である。
【図4】液体吐出ヘッドを示す分解斜視図である
【図5】液体吐出ヘッドの縦断面及び吐出モジュールの拡大断面図である。
【図6】循環ユニットの外観概略図である
【図7】循環経路を示す縦断面図である。
【図8】循環経路を模式的に示すブロック図である。
【図9】圧力調整手段の例を示す断面図である。
【図10】循環ポンプの外観斜視図である。
【図12】液体吐出ヘッド内のインクの流れを説明する図である。
【図13】吐出ユニットにおける循環経路を示した模式図である。
【図14】開口プレート３３０を示した図である。
【図15】吐出素子基板を示した図である。
【図16】吐出ユニットのインク流れを示した断面図である。
【図17】吐出口の近傍を示した断面図である。
【図18】吐出口の近傍の比較例を示す断面図である。
【図19】吐出素子基板の比較例を示した図である。
【図20】液体吐出ヘッドの流路構成を示した図である。
【図21】ノズル近傍のインク濃縮状態の模式図である。
【図22】記録動作の経過時間に対する循環流路内のインク濃縮のグラフである。
【図23】濃縮インクの排出量のグラフである。
【図24】記録条件と使用するインクの対応表である。
【図25】記録動作中の循環判定フローチャートである。
【図26】記録動作開始前の回復判定フローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【0011】
以下、添付図面を参照して本開示の好適な実施の形態を詳しく説明する。尚、以下の実施の形態は本開示事項を限定するものでなく、また本実施の形態で説明されている特徴の組み合わせすべてが本開示の解決手段に必須のものとは限らない。尚、同一の構成要素には同一の参照番号を付す。本実施形態では、液体を吐出する吐出素子として、電熱変換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を採用した例を用いて説明するが、これに限られない。圧電素子（ピエゾ）を用いて液体を吐出する吐出方式、または、他の吐出方式が採用された液体吐出ヘッドにも適用することができる。さらに、以下に説明するポンプ及び圧力調整手段等も、実施形態及び図面に記載されている構成自体に限定されるものではなく、同等の機能を有するものを適用することも可能である。
【0012】
＜液体吐出装置＞
図１は、液体吐出装置を説明する図である。まず、本実施形態における液体吐出装置５０の概略構成を、図１を参照しつつ説明する。図１（ａ）は、液体吐出ヘッド１を用いる液体吐出装置を模式的に示す斜視図である。本実施形態の液体吐出装置５０は、液体吐出ヘッド１を走査しつつ液体としてのインクを吐出して記録媒体Ｐへの記録を行うシリアル型のインクジェット記録装置を構成している。
図１は、液体吐出装置を説明する図である。まず、本実施形態における液体吐出装置５０の概略構成を、図１を参照しつつ説明する。図１（ａ）は、液体吐出ヘッド１を用いる液体吐出装置を模式的に示す斜視図である。本実施形態の液体吐出装置５０は、液体吐出ヘッド１を走査しつつ液体としてのインクを吐出して記録媒体Ｐへの記録を行うシリアル型のインクジェット記録装置を構成している。
【0013】
図１を用いてこのインクジェット記録装置の構成および記録時の動作の概略を説明する。まず、搬送モータ１０４によりギヤを介して駆動される搬送ローラによって、記録媒体Ｐを保持しているスプール１０６から記録媒体ＰがＹ方向に搬送される。一方、所定の搬送位置において、キャリッジモータ１０３（図１（ｂ）参照）によりキャリッジ６０をＸ方向に延在するガイドシャフト１０８に沿ってＸ方向に往復走査（往復移動）させる。
【0014】
記録媒体Ｐは、搬送ローラによって、主走査方向と交差（本例の場合は、直交）する副走査方向（Ｙ方向）に搬送される。尚、以下で参照する各図において、Ｚ方向は鉛直方向を示しており、Ｘ方向及びＹ方向によって規定されるＸ－Ｙ平面と交差（本例の場合は、直交）している。液体吐出ヘッド１は、ユーザによって、キャリッジ６０に対し取り外し及び取り付けが可能に構成されている。
【0015】
キャリッジ６０の走査の過程で、エンコーダ１０７によって得られる位置信号に基づいたタイミングで、液体吐出ヘッド１のノズルから吐出動作を行わせ、ノズルの配列範囲に対応した一定のバンド幅を記録する。その後、記録媒体Ｐの搬送を行い、さらに次のバンド幅について記録を行う構成となっている。
【0016】
送給された記録媒体Ｐは、給紙ローラとピンチローラとに挟持搬送されて、プラテン５７上の記録位置（液体吐出ヘッド１の走査領域）に導かれる。通常、休止状態では回復ユニット２３（図２参照）に具備されるキャップ６１により液体吐出ヘッド１のフェイス面にはキャッピングが施されているため、記録に先立ってキャップを開放して液体吐出ヘッド１ないしキャリッジ６０を走査可能状態にする。その後、１走査分のデータがバッファに蓄積されたらキャリッジモータ１０３によりキャリッジ６０を走査させ、上述のように記録を行う。
【0017】
なお、キャリッジモータ１０３からキャリッジ６０への駆動力の伝達には、キャリッジベルト（不図示）を用いることができる。しかしキャリッジベルトの代わりに、例えばキャリッジモータ１０３により回転駆動され、Ｘ方向に延在するリードスクリュと、キャリッジ６０に設けられ、リードスクリュの溝に係合する係合部とを具えたものなど、他の駆動方式を用いることも可能である。
【0018】
また、液体吐出ヘッド１に供給されるインクは、本体内、あるいは外付けユニットに搭載されたインクタンク２（図８参照）からインク供給チューブ５９によりキャリッジ６０を経由して供給される。インクは加圧ユニットを用いてインクタンク２から液体吐出ヘッド１に供給しても良いし、回復ユニット２３のキャップを用いて液体吐出ヘッド１のノズル面をキャッピングし、吸引ポンプによりキャップ内に負圧を掛けて吸引することにより供給しても良い。
【0019】
また、液体吐出ヘッド１は１つ、あるいは複数色のインクを吐出可能なものを複数個キャリッジに搭載しても良く、複数色のインクを吐出可能な一つの液体吐出ヘッド１をキャリッジに搭載する形態であってもよい。
【0020】
なお、本実施形態の説明においては、非記録動作時に液体吐出ヘッド１をキャッピングするＸ方向位置を基準側と呼び、それに対して記録動作時にキャップ位置から移動する方向を非基準側と呼ぶ。
【0021】
液体吐出ヘッド１は、循環ユニット５４と、後述する吐出ユニット３（図４参照）とを含み構成されている。具体的な構成については後述するが、吐出ユニット３には、複数の吐出口と、各吐出口から液体を吐出するための吐出エネルギーを発するエネルギー発生素子（以下、吐出素子と称す）とが設けられている。
【0022】
また、液体吐出装置５０には、インクの供給源であるインクタンク２及び外部ポンプ２１が設けられており、インクタンク２に貯留されたインクは、外部ポンプ２１の駆動力によってインク供給チューブ５９を介して循環ユニット５４に供給される。
【0023】
液体吐出ヘッド１には、吐出する液体の種類に応じた循環ユニット５４が備えられている。同種類の液体に対して複数の循環ユニット５４が備えられていてもよい。即ち、液体吐出ヘッド１は、１つ以上の循環ユニットを備える構成とすることができる。また、図１（ａ）に示す液体吐出ヘッド１は、主走査方向へ移動しつつインクを吐出する、いわゆるシリアル型の液体吐出ヘッドを例に挙げて示しているが、この限りでない。記録媒体Ｐの幅方向全般にわたって吐出口が形成されており、主走査方向への移動を伴わずに記録媒体Ｐの幅方向全域に吐出が可能な、いわゆるフルライン型の液体吐出ヘッドであってもよい。
【0024】
図１（ｂ）は、液体吐出装置５０の制御系を示すブロック図である。ＣＰＵ１００は、ＲＯＭ１０１に格納された処理手順等のプログラムに基づいて液体吐出装置５０の各部の動作を制御する制御手段としての機能を果す。また、ＲＯＭ１０１は中間生成物の多値階調データ、マルチパスマスクを格納する。ＲＡＭ１０２は、ＣＰＵ１００が処理を実行する際のワークエリア等として用いられる。ＣＰＵ１００は、液体吐出装置５０の外部のホスト装置４００からの画像データを受信してヘッドドライバ１Ａを制御し、液体吐出ヘッド１に設けられた吐出素子の駆動を制御する。また、ＣＰＵ１００は、液体吐出装置５０に設けられた種々のアクチュエータのドライバの制御も行う。例えば、ＣＰＵ１００は、キャリッジ６０を移動させるためのキャリッジモータ１０３のモータドライバ１０３Ａ、及び、記録媒体Ｐを搬送させるための搬送モータ１０４のモータドライバ１０４Ａ等の制御を行う。さらに、ＣＰＵ１００は、後述の循環ポンプ５００の駆動を行うポンプドライバ５００Ａ、及び、外部ポンプ２１のポンプドライバ２１Ａ、回復ユニットモータ２２のモータドライバ２２Ａ等の制御を行う。回復ユニットモータ２２は、回復ユニット２３に搭載されるモータであり、カムシャフトにより駆動するユニットを切り替え、ワイパガイド２２３や吸引ポンプ２１３を動作させる。尚、図１（ｂ）では、ホスト装置４００からの画像データを受信した処理を行う形態を示しているが、ホスト装置４００からのデータに拠らずに液体吐出装置５０で処理が行われてもよい。
【0025】
＜回復ユニット＞
図２は、本実施形態における回復ユニット２３の模式図である。キャップ６１は、不図示の昇降機構によって昇降可能に支持されており、上昇位置と下降位置との間を移動する。キャップ６１は、上昇位置では、液体吐出ヘッド１と当接し液体吐出ヘッド１のノズル面を覆う（キャッピングする）。キャップ６１は、液体吐出ヘッド１のノズル面を覆うことにより、非記録動作時に液体吐出ヘッド１のノズルが乾燥しインクが蒸発することを抑制する。あるいは、後述する吸引ポンプ２１３を駆動することで液体吐出ヘッド１からインクを吸引する場合に用いられる。また、キャップ６１は、記録動作時には、キャリッジ６０と共に移動する液体吐出ヘッド１との干渉を避けるため、下降位置に位置する。キャップ６１が下降位置に位置した状態において、液体吐出ヘッド１は、キャップ６１と対向した位置に移動したときに、キャップ６１に対して予備吐出を行うことができる。
図２は、本実施形態における回復ユニット２３の模式図である。キャップ６１は、不図示の昇降機構によって昇降可能に支持されており、上昇位置と下降位置との間を移動する。キャップ６１は、上昇位置では、液体吐出ヘッド１と当接し液体吐出ヘッド１のノズル面を覆う（キャッピングする）。キャップ６１は、液体吐出ヘッド１のノズル面を覆うことにより、非記録動作時に液体吐出ヘッド１のノズルが乾燥しインクが蒸発することを抑制する。あるいは、後述する吸引ポンプ２１３を駆動することで液体吐出ヘッド１からインクを吸引する場合に用いられる。また、キャップ６１は、記録動作時には、キャリッジ６０と共に移動する液体吐出ヘッド１との干渉を避けるため、下降位置に位置する。キャップ６１が下降位置に位置した状態において、液体吐出ヘッド１は、キャップ６１と対向した位置に移動したときに、キャップ６１に対して予備吐出を行うことができる。
【0026】
ワイパ（ワイパブレード）２２１，２２２は、ゴム等の弾性部材から構成されている。本実施形態では、それぞれ２つのチップのノズル面をワイピングする２つのワイパ２２１と、ノズル列を含むノズル口面全体をワイピングするワイパ２２２とが設けられている。ワイパ２２１，２２２は、ワイパホルダ２２０に固定されている。ワイパホルダ２２０は、ワイパガイド２２３に沿って、矢印Ｗで示す図の前後方向（液体吐出ヘッド１におけるノズルの配列方向）に移動可能である。液体吐出ヘッド１が待機位置に位置したときに、ワイパホルダ２２０が矢印Ｗ方向（片方向）に移動することによって、ワイパ２２１，２２２がノズル面と当接しながらノズル面をワイピングするワイピング動作を行うことができる。ワイピング動作が終了すると、キャリッジ６０を当該ワイピング動作が行われる領域から移動させ退避させてから、ワイパホルダ２２０を移動させワイパ２２１，２２２を元の位置（ワイピング動作前の位置）に戻す。
【0027】
なお、本実施形態では、ワイパはゴムなどの弾性部材から構成されているが、インクを吸収する多孔質の材料から構成される部材であっても良い。また、ノズル面を吸引可能なバキュームワイパ構成でも良い。また、本実施形態では、ワイピングはワイパが片方向に移動するときにのみ行う構成であるが、ワイパが往復双方向に移動するときにワイピングを行う構成であっても良い。また、本実施形態では、ワイピング方向は液体吐出ヘッド１におけるノズルの配列方向であったが、当該方向と交差（直交）する方向（ノズル列の配置方向と交差する方向）に移動する構成であっても良い。また、当該構成において、ワイパを固定し、キャリッジ６０が走査方向に移動することでノズル面を払拭する構成であってもよい。また、複数のワイピング部材、あるいは異なるワイピング方向で払拭する構成において、各回復ユニットの位置が分かれて配置されていても良い。その場合、回復ユニットがキャリッジユニットの待機位置付近と、記録媒体を挟んだ反対側に分割されて配置されていても良い。
【0028】
吸引ポンプ２１３は、キャップ６１が液体吐出ヘッド１のノズル面を覆いその内部を略密閉空間にした状態において駆動され、その内部に負圧を発生させることにより液体吐出ヘッド１からインクを吸引する吸引動作を行う。この吸引動作は、インクタンク２から液体吐出ヘッド１内にインクを充填する際（初期充填時）や、ノズル内部の塵埃、固着物、気泡等を吸引除去する際（吸引回復時）に行われる。キャップ６１は可撓性のチューブ５８を介して不図示の廃インク吸収体と接続されている。
【0029】
本実施形態では、吸引ポンプ２１３としてチューブポンプを用いている。チューブポンプは、チューブ５８（の少なくとも一部）を沿わせて保持する曲面部が形成された保持部と、保持されたチューブ５８を押圧可能なローラと、ローラを回転可能に支持するローラ支持部とを有する。チューブポンプは、ローラ支持部を所定方向に回転させることにより、チューブ５８を押しつぶしながらローラを回転させる。これにより、キャップ６１の内部に負圧を発生させ、液体吐出ヘッド１からインクを吸引する。吸引されたインクは、チューブ５８を介して廃インク吸収体に排出される。また、吸引動作は、液体吐出ヘッド１によりキャップ６１に対して予備吐出が行われた場合、当該予備吐出によりキャップ６１に受容されたインクを排出する際にも行われる。即ち、予備吐出されてキャップ６１に保持されたインクが所定量に達したときに吸引ポンプ２１３を駆動することで、キャップ６１内に保持されていたインクを、チューブ５８を介して廃インク吸収体に排出することができる。
【0030】
＜液体吐出ヘッドの基本構成＞
図３は、本実施形態における液体吐出ヘッド１の構成を示す図である。本実施形態においては、６色のインク（複数種類のインク）を記録可能な液体吐出ヘッド１１０が１個、３色のインク（複数種類のインク）を記録可能な液体吐出ヘッド１１１が２個の合計３個の液体吐出ヘッドで構成される。本実施形態の液体吐出ヘッドの並びは、走査方向基準側から液体吐出ヘッド１１１、１１０、１１１のように配置される。なお、ここでは区別のために、走査方向基準側の液体吐出ヘッドを１１１Ｒ、非基準側の液体吐出ヘッドを１１１Ｌと記載する。
図３は、本実施形態における液体吐出ヘッド１の構成を示す図である。本実施形態においては、６色のインク（複数種類のインク）を記録可能な液体吐出ヘッド１１０が１個、３色のインク（複数種類のインク）を記録可能な液体吐出ヘッド１１１が２個の合計３個の液体吐出ヘッドで構成される。本実施形態の液体吐出ヘッドの並びは、走査方向基準側から液体吐出ヘッド１１１、１１０、１１１のように配置される。なお、ここでは区別のために、走査方向基準側の液体吐出ヘッドを１１１Ｒ、非基準側の液体吐出ヘッドを１１１Ｌと記載する。
【0031】
また、インクの配列は、液体吐出ヘッド１１１Ｌは３色分に全てプライマーが配置され、そのバッファタンク４０１ＰＲが３つ備えられる。中央の液体吐出ヘッド１１０には基準側からライトマゼンタ、ライトシアン、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの順に色インクが配置され、６色のインクに対して独立したバッファタンク４０１ＬＭ、４０１ＬＣ、４０１Ｙ、４０１Ｍ、４０１Ｃ、４０１ＢＫが備えられる。液体吐出ヘッド１１１Ｒにおいては、基準側からグレー、グリーン、オレンジの３色のインクに対してそれぞれのバッファタンク４０１ＧＹ、４０１ＧＲ、４０１ＯＲが備えられる。なお、図３では説明のためにバッファタンクを視認できるように示しているが、バッファタンクは液体吐出ヘッドの内部に格納されるものである。また、液体吐出ヘッドやインクの配列は制限されるものではなく、１つの液体吐出ヘッドに配置するインク色数は３でなくてもよく、色の並びも本実施形態で示す例のようでなくても良い。
【0032】
液体吐出ヘッド１１０および１１１の下面にはそれぞれのインクに対応したノズル列が形成されるチップ４０３が配置される。チップ４０３には１色あたり１２００ｄｐｉの間隔で１０２４個のノズル４０２が２列ずつ並んで形成され、１つのチップで３色を吐出することが可能となっている。液体吐出ヘッド１１０は、チップ４０３を２つ配置することで６色の記録が可能であり、液体吐出ヘッド１１１は１つのチップ４０３を配置し３色の記録が可能である。なお、１色のノズル列は同一直線上に配置される必要は無く、１つずつ互い違いに配置され、６００ｄｐｉの間隔で５１２個のノズル列が合計で４列配置されても良い。
【0033】
図４は、本実施形態の液体吐出ヘッド１を示す分解斜視図である。図５は、液体吐出ヘッド１の縦断面図である。図５（ａ）は液体吐出ヘッド１の全体的な縦断面図、図５（ｂ）は図５（ａ）に示す吐出モジュールの拡大図である。以下、図４及び図５を中心に、図１を適宜参照しつつ、本実施形態における液体吐出ヘッド１を説明する。
【0034】
図４に示すように、液体吐出ヘッド１は、循環ユニット５４と、循環ユニット５４から供給されたインクを記録媒体Ｐに吐出するための吐出ユニット３とを含み構成されている。本実施形態における液体吐出ヘッド１は、液体吐出装置５０のキャリッジ６０に設けられている不図示の位置決め手段及び電気的接点によってキャリッジ６０に固定支持される。そして、液体吐出ヘッド１は、キャリッジ６０と共に図１に示す主走査方向（Ｘ方向）に移動しつつインクを吐出し、記録媒体Ｐへの記録を行う。
【0035】
インクの供給源となるインクタンク２に接続された外部ポンプ２１には、インク供給チューブ５９が設けられている（図１参照）。このインク供給チューブ５９の先端には、不図示の液体コネクタが設けられている。液体吐出装置５０に液体吐出ヘッド１が搭載された際、インク供給チューブ５９の先端に設けられた液体コネクタが、液体吐出ヘッド１におけるヘッド筐体５３に設けられた不図示の液体コネクタ挿入口に気密接続される。これにより、インクタンク２から外部ポンプ２１を経て液体吐出ヘッド１に至るインク供給路が形成される。本実施形態では、４種類のインクを用いるため、インクタンク２、外部ポンプ２１、インク供給チューブ５９、及び循環ユニット５４が、それぞれのインクに対応して４組設けられており、各インクに対応した４本のインク供給路が独立して形成されている。このように、本実施形態の液体吐出装置５０には、液体吐出ヘッド１の外部に設けられたインクタンク２からインクが供給されるインク供給系が備えられている。尚、本実施形態の液体吐出装置５０には、液体吐出ヘッド１内のインクをインクタンク２に回収するようなインク回収系は備えられていない。
【0036】
図５において、５４Ｂはブラックインク用の循環ユニットを、５４Ｃはシアンインク用の循環ユニットを、５４Ｍはマゼンタインク用の循環ユニットを、５４Ｙはイエローインク用のインク循環ユニットを、それぞれ示している。各循環ユニットは略同様の構成を有しており、本実施形態において各循環ユニットを特に区別しない場合には、循環ユニット５４と表記する。
【0037】
図４及び図５（ａ）において、吐出ユニット３は、２つの吐出モジュール３００、第１支持部材４、第２支持部材７、電気配線部材（電気配線テープ）５、及び電気コンタクト基板６を備える。図５（ｂ）に示すように、吐出モジュール３００は、厚さ０．５～１ｍｍのシリコン基板３１０と、シリコン基板３１０の片面に設けられた複数の吐出素子１５とを備えている。本実施形態における吐出素子１５は、液体を吐出するための吐出エネルギーとして熱エネルギーを発生する電気熱変換素子（ヒータ）により構成されている。各吐出素子１５には、シリコン基板３１０上に成膜技術によって形成された電気配線を介して電力が供給される。
【0038】
また、シリコン基板３１０の表面（図５（ｂ）において下面）には、吐出口形成部材３２０が形成されている。吐出口形成部材３２０には、複数の吐出素子１５に対応する複数の圧力室１２と、インクを吐出する複数の吐出口１３とがフォトリソグラフィ技術によってそれぞれ形成されている。さらに、シリコン基板３１０には、各圧力室１２に連通する個別供給流路１８と個別回収流路１９とが形成されている。本実施形態では、１つの吐出モジュール３００が、２種類のインクの吐出を行うように構成されている。すなわち、図５（ａ）に示す２つの吐出モジュールのうち、図中の左側に位置する吐出モジュール３００は、ブラックインクとシアンインクの吐出を行い、図中の右側に位置する吐出モジュール３００は、マゼンタインクとイエローインクの吐出を行う。さらに、図５に示す例では、１色のインクに対して、Ｙ方向に延在する２つの吐出口列が形成されている。各吐出口列を構成する複数の吐出口１３の各々に対し、圧力室１２、個別供給流路１８及び個別回収流路１９がそれぞれ形成されている。
【0039】
シリコン基板３１０の裏面（図５（ｂ）において上面）には、後述するインク供給口及びインク回収口が形成されている。インク供給口は複数の個別供給流路１８にインク供給流路４８からインクを供給し、インク回収口は複数の個別回収流路１９からインク回収流路４９にインクを回収する。
【0040】
尚、ここでいうインク供給口及びインク回収口は、後述する順方向のインク循環時においてインクの供給及び回収を行う開口を指す。すなわち、順方向へのインク循環時にはインク供給口から各個別供給流路１８にインクが供給されると共に、各個別回収流路１９からインク回収口へとインクが回収される。但し、順方向とは逆方向へインクを流すインク循環時には、上記で説明したインク回収口から個別回収流路１９にインクが供給されると共に、個別供給流路１８からインク供給口へとインクが回収されることになる。
【0041】
図５（ａ）に示すように、吐出モジュール３００は、その裏面（図５（ａ）における上面）が、第１支持部材４の一方の面（図５（ａ）において下面）に接着固定されている。第１支持部材４には、その一方の面から他方の面に亘って貫通するインク供給流路４８とインク回収流路４９が形成されている。インク供給流路４８の一方の開口はシリコン基板３１０における前述のインク供給口に、インク回収流路４９の一方の開口はシリコン基板３１０における前述のインク回収口に、それぞれ連通している。尚、インク供給流路４８及びインク回収流路４９は、インクの種類毎に独立して設けられている。
【0042】
また、第１支持部材４の他方の面（図５（ａ）における上面）には、吐出モジュール３００を挿通させる開口７ａ（図４参照）を有する第２支持部材７が接着固定されている。第２支持部材７には、吐出モジュール３００に対して電気的に接続される電気配線部材５が保持されている。電気配線部材５は、インクを吐出するための電気信号を吐出モジュール３００に印加するための部材である。吐出モジュール３００と電気配線部材５との電気接続部分は、封止材により封止され、インクによる腐食や外的衝撃から保護されている。
【0043】
また、電気配線部材５の端部５ａ（図４参照）には、電気コンタクト基板６が、不図示の異方性導電フィルムを用いて熱圧着され、電気配線部材５と電気コンタクト基板６とは互いに電気的に接続されている。電気コンタクト基板６は、液体吐出装置５０からの電気信号を受け取るための外部信号入力端子（不図示）を有している。
【0044】
さらに、第１支持部材４と循環ユニット５４との間にはジョイント部材８（図５（ａ））が設けられている。ジョイント部材８には、供給口８８と回収口８９とがインクの種類毎に形成されている。供給口８８及び回収口８９は、第１支持部材４のインク供給流路４８及びインク回収流路４９と循環ユニット５４に形成される流路とを連通させる役割を果す。尚、図５（ａ）において、供給口８８Ｂ及び回収口８９Ｂはブラックインクに対応し、供給口８８Ｃ及び回収口８９Ｃはシアンインクに対応する。また、供給口８８Ｍ及び回収口８９Ｍはマゼンタインクに対応し、供給口８８Ｙ及び回収口８９Ｙはイエローインクに対応している。
【0045】
尚、第１支持部材４のインク供給流路４８及びインク回収流路４９の一端部の開口は、シリコン基板３１０におけるインク供給口及びインク回収口に合わせた小さな開口面積を有している。これに対し、第１支持部材４のインク供給流路４８及びインク回収流路４９の他端部の開口の開口面積は、循環ユニット５４の流路に合わせて形成されたジョイント部材８の大きな開口面積と同一の開口面積にまで拡大させた形状を有している。このような構成を採ることにより、各回収流路から集められたインクに対する流路抵抗の上昇を抑制することができる。
【0046】
上記構成を有する液体吐出ヘッド１において、循環ユニット５４に供給されたインクは、ジョイント部材８の供給口８８及び第１支持部材４の供給流路４８を経て、吐出モジュール３００のインク供給口から個別供給流路１８に流入する。続いてインクは、個別供給流路１８から圧力室１２に流入し、圧力室１２に流入したインクの一部は、吐出素子１５の駆動によって吐出口１３から吐出される。吐出されなかった残りのインクは、圧力室１２から個別回収流路１９を経てインク回収口から第１支持部材４の回収流路４９に流入する。そして、回収流路４９に流入したインクは、ジョイント部材８の回収口８９を経て循環ユニット５４へと流入し、回収される。
【0047】
＜循環ユニットの構成要素＞
図６は、本実施形態の記録装置に適用される１種類のインクに対応する１つの循環ユニット５４の外観概略図である。循環ユニット５４には、フィルタ１１０、第１圧力調整手段１２０、第２圧力調整手段１５０、及び循環ポンプ５００が配置されている。これらの構成要素は、図７及び図８に示すように各流路によって接続され、吐出モジュール３００に対してインクの供給及び回収を行う循環経路を液体吐出ヘッド１内に構成している。
図６は、本実施形態の記録装置に適用される１種類のインクに対応する１つの循環ユニット５４の外観概略図である。循環ユニット５４には、フィルタ１１０、第１圧力調整手段１２０、第２圧力調整手段１５０、及び循環ポンプ５００が配置されている。これらの構成要素は、図７及び図８に示すように各流路によって接続され、吐出モジュール３００に対してインクの供給及び回収を行う循環経路を液体吐出ヘッド１内に構成している。
【0048】
＜液体吐出ヘッド内の循環経路＞
図７は、液体吐出ヘッド１内に構成される１種類のインク（１色のインク）の循環経路を模式的に示す縦断面図である。図８は、図７に示した循環経路を模式的に示すブロック図である。図７および図８に示すように、第１圧力調整手段１２０は、第１バルブ室１２１及び第１圧力制御室１２２を備えている。第２圧力調整手段１５０は、第２バルブ室１５１及び第２圧力制御室１５２を備えている。第１圧力調整手段１２０は、第２圧力調整手段１５０よりも相対的に制御圧力が高くなるように構成されている。本実施形態では、この二つの圧力調整手段１２０、１５０を用いることで、循環経路内において一定の圧力範囲での循環を実現している。また、第１圧力調整手段１２０と第２圧力調整手段１５０との圧力差に応じた流量で圧力室１２（吐出素子１５）近傍でインクが流れるように構成されている。以下、図７及び図８を参照しつつ、液体吐出ヘッド１における循環経路及び循環経路内におけるインクの流れを説明する。尚、各図中の矢印はインクの流れる方向を示している。
図７は、液体吐出ヘッド１内に構成される１種類のインク（１色のインク）の循環経路を模式的に示す縦断面図である。図８は、図７に示した循環経路を模式的に示すブロック図である。図７および図８に示すように、第１圧力調整手段１２０は、第１バルブ室１２１及び第１圧力制御室１２２を備えている。第２圧力調整手段１５０は、第２バルブ室１５１及び第２圧力制御室１５２を備えている。第１圧力調整手段１２０は、第２圧力調整手段１５０よりも相対的に制御圧力が高くなるように構成されている。本実施形態では、この二つの圧力調整手段１２０、１５０を用いることで、循環経路内において一定の圧力範囲での循環を実現している。また、第１圧力調整手段１２０と第２圧力調整手段１５０との圧力差に応じた流量で圧力室１２（吐出素子１５）近傍でインクが流れるように構成されている。以下、図７及び図８を参照しつつ、液体吐出ヘッド１における循環経路及び循環経路内におけるインクの流れを説明する。尚、各図中の矢印はインクの流れる方向を示している。
【0049】
まず、液体吐出ヘッド１における各構成要素の接続状態を説明する。
液体吐出ヘッド１の外部に設けられたインクタンク２（図８）に収容されたインクを液体吐出ヘッド１へ送る外部ポンプ２１は、インク供給チューブ５９（図１）を介して循環ユニット５４と接続されている。循環ユニット５４の上流側に位置するインク流路にはフィルタ１１０が設けられている。フィルタ１１０の下流側に位置するインク供給路は、第１圧力調整手段１２０の第１バルブ室１２１に接続されている。第１バルブ室１２１は、図７に示すバルブ１９０Ａにより開閉する連通口１９１Ａを介して第１圧力制御室１２２に連通している。
液体吐出ヘッド１の外部に設けられたインクタンク２（図８）に収容されたインクを液体吐出ヘッド１へ送る外部ポンプ２１は、インク供給チューブ５９（図１）を介して循環ユニット５４と接続されている。循環ユニット５４の上流側に位置するインク流路にはフィルタ１１０が設けられている。フィルタ１１０の下流側に位置するインク供給路は、第１圧力調整手段１２０の第１バルブ室１２１に接続されている。第１バルブ室１２１は、図７に示すバルブ１９０Ａにより開閉する連通口１９１Ａを介して第１圧力制御室１２２に連通している。
【0050】
第１圧力制御室１２２は、供給流路１３０、バイパス流路１６０、及び循環ポンプ５００のポンプ出口流路１８０に接続されている。供給流路１３０は、吐出モジュール３００に設けられた前述のインク供給口を介して個別供給流路１８に接続されている。また、バイパス流路１６０は、第２圧力調整手段１５０に設けられた第２バルブ室１５１に接続されている。第２バルブ室１５１は、図７に示すバルブ１９０Ｂによって開閉する連通口１９１Ｂを介して第２圧力制御室１５２に連通している。
【0051】
第２圧力制御室１５２は、回収流路１４０に接続されている。回収流路１４０は、吐出モジュール３００に設けられた前述のインク回収口を介して個別回収流路１９に接続されている。さらに、第２圧力制御室１５２は、ポンプ入口流路１７０を介して循環ポンプ５００に接続されている。尚、図７において、１７０ａはポンプ入口流路１７０の流入口を示している。
【0052】
次に、上記構成を有する液体吐出ヘッド１におけるインクの流れについて説明する。図８に示すように、インクタンク２に収容されているインクは、液体吐出装置５０に設けられた外部ポンプ２１によって加圧され、正圧のインク流となって液体吐出ヘッド１の循環ユニット５４に供給される。
【0053】
循環ユニット５４に供給されたインクは、フィルタ１１０を通過することにより塵埃などの異物が除去された後、第１圧力調整手段１２０に設けられた第１バルブ室１２１に流入する。この際、インクは正圧から負圧へと減圧される。
【0054】
次に、循環経路内におけるインクの流れを説明する。循環ポンプ５００は、その上流側となるポンプ入口流路１７０から吸引したインクを下流側となるポンプ出口流路１８０へと送り出すように動作する。従って、ポンプが駆動されることにより、第１圧力制御室１２２に供給されたインクは、ポンプ出口流路１８０から送液されたインクと共に、供給流路１３０及びバイパス流路１６０に流入する。尚、詳細は後述するが、本実施形態では循環ポンプとして、ダイヤフラムに貼り付けた圧電素子を駆動源とする圧電ダイヤフラムポンプを用いている。圧電ダイヤフラムポンプは、圧電素子に駆動電圧を入力することでポンプ室内の容積を変化させ、圧力変動によって２つの逆止弁が交互に動くことにより送液を行うポンプである。
【0055】
供給流路１３０に流入したインクは、吐出モジュール３００のインク供給口から個別供給流路１８を介して圧力室１２に流入し、その一部のインクは吐出口１３に供給され、吐出素子１５の駆動（発熱）によって吐出口１３から吐出される。また、吐出に使用されない残りのインクは、圧力室１２を流動し、個別回収流路１９を通過した後、吐出モジュール３００に接続されている回収流路１４０に流入する。回収流路１４０に流入したインクは、第２圧力調整手段１５０の第２圧力制御室１５２に流入する。
【0056】
一方、バイパス流路１６０に流入したインクは、第２バルブ室１５１に流入した後、連通口１９１Ｂを通過して第２圧力制御室１５２に流入する。バイパス流路１６０を経由して第２圧力制御室１５２に流入したインクと回収流路１４０から回収されたインクとは、循環ポンプ５００の駆動によってポンプ入口流路１７０を経て循環ポンプ５００内に吸引される。そして、循環ポンプ５００内に吸引されたインクは、ポンプ出口流路１８０へと送られ、第１圧力制御室１２２に再び流入する。以降では、第１圧力制御室１２２から供給流路１３０を介して吐出モジュール３００を経て第２圧力制御室１５２に流入したインクと、バイパス流路１６０を介して第２圧力制御室１５２に流入したインクとが、循環ポンプ５００に流入する。そして、循環ポンプ５００から第１圧力制御室１２２に送られる。このようにして循環経路内でのインクの循環が行われることになる。
【0057】
以上のように、液体吐出ヘッド１内に設けた循環ポンプ５００によって、吐出モジュール３００を含む循環経路に沿って液体を循環させることが可能になる。このため、吐出モジュール３００内でのインクの増粘や色材のインクの沈降成分の堆積を抑制することが可能となり、吐出モジュール３００におけるインクの流動性および吐出口における吐出特性を良好な状態に保つことが可能になる。また、液体吐出ヘッド１外を循環させる必要がないため、循環ポンプ５００として、小型のポンプを用いることが可能となり、装置の小型化を実現することができる。
【0058】
＜圧力調整手段＞
図９は、圧力調整手段の例を示す図である。図９を参照して、上述の液体吐出ヘッド１に内蔵される圧力調整手段（第１圧力調整手段１２０、第２圧力調整手段１５０）の構成及び作用を、より詳細に説明する。尚、第１圧力調整手段１２０と第２圧力調整手段１５０とは、同一の構成を有しているため、以下では、第１圧力調整手段１２０を例に採り説明し、第２圧力調整手段１５０については、図９において第１圧力調整手段に対応する部分の符号を併記するにとどめる。第２圧力調整手段１５０の場合には、以下で説明する第１バルブ室１２１を第２バルブ室１５１と読み替え、第１圧力制御室１２２を第２圧力制御室１５２と読み替えることとする。
図９は、圧力調整手段の例を示す図である。図９を参照して、上述の液体吐出ヘッド１に内蔵される圧力調整手段（第１圧力調整手段１２０、第２圧力調整手段１５０）の構成及び作用を、より詳細に説明する。尚、第１圧力調整手段１２０と第２圧力調整手段１５０とは、同一の構成を有しているため、以下では、第１圧力調整手段１２０を例に採り説明し、第２圧力調整手段１５０については、図９において第１圧力調整手段に対応する部分の符号を併記するにとどめる。第２圧力調整手段１５０の場合には、以下で説明する第１バルブ室１２１を第２バルブ室１５１と読み替え、第１圧力制御室１２２を第２圧力制御室１５２と読み替えることとする。
【0059】
第１圧力調整手段１２０は、円筒状の筐体１２５内に形成された第１バルブ室１２１と第１圧力制御室１２２とを有する。第１バルブ室１２１と第１圧力制御室１２２とは、円筒状の筐体１２５内に設けられた隔壁１２３によって隔てられている。但し、第１バルブ室１２１は、隔壁１２３に形成された連通口１９１を介して第１圧力制御室１２２に連通している。第１バルブ室１２１には、連通口１９１における第１バルブ室１２１と第１圧力制御室１２２との連通及び遮断を切り替えるバルブ１９０が設けられている。バルブ１９０は、バルブばね２００によって、連通口１９１に対向する位置に保持されており、バルブばね２００の付勢力によって隔壁１２３と密接可能な構成を有している。バルブ１９０が隔壁１２３に密接することにより、連通口１９１におけるインクの流通は遮断される。尚、隔壁１２３との密接性を高めるため、バルブ１９０の隔壁１２３との接触部分は弾性部材によって形成されることが好ましい。また、バルブ１９０の中央部には連通口１９１に挿通されるバルブシャフト１９０ａが突設されている。このバルブシャフト１９０ａをバルブばね２００の付勢力に抗して押圧することにより、バルブ１９０は隔壁１２３から離間し、連通口１９１におけるインクの流通が可能になる。以下、バルブ１９０によって連通口１９１におけるインクの流通が遮断される状態を「閉状態」、連通口１９１におけるインクの流通が可能な状態を「開状態」と称す。
【0060】
円筒状の筐体１２５の開口部は、可撓性部材２３０と圧力板２１０とにより閉塞されている。この可撓性部材２３０と、圧力板２１０と、筐体１２５の周壁と、隔壁１２３とにより、第１圧力制御室１２２が形成されている。圧力板２１０は、可撓性部材２３０の変位に伴って変位可能に構成されている。圧力板２１０及び可撓性部材２３０の材質は、特に限定されないが、例えば、圧力板２１０を樹脂成形部品で構成し、可撓性部材２３０を樹脂フィルムで構成することが可能である。この場合、圧力板２１０は可撓性部材２３０に熱溶着によって固定することができる。
【0061】
圧力板２１０と隔壁１２３との間には、圧力調整ばね２２０が設けられている。圧力調整ばね２２０の付勢力によって、圧力板２１０及び可撓性部材２３０は、第１圧力制御室１２２の内容積が広がる方向に付勢されている。また、第１圧力制御室１２２内の圧力が減少すると、圧力板２１０及び可撓性部材２３０は、圧力調整ばね２２０の圧力に抗して、第１圧力制御室１２２の内容積が減少する方向に変位する。そして、第１圧力制御室１２２の内容積が一定量まで減少すると、圧力板２１０がバルブ１９０のバルブシャフト１９０ａに当接する。その後、さらに第１圧力制御室１２２の内容積が減少すると、バルブばね２００の付勢力に抗してバルブシャフト１９０ａと共にバルブ１９０が移動し、隔壁１２３から離間する。これにより、連通口１９１が開状態となる。
【0062】
本実施形態では、連通口１９１が開状態となったときの第１バルブ室１２１の圧力を第１圧力制御室１２２の圧力よりも高くなるように、循環経路内における接続設定をする。これにより、連通口１９１が開状態となると、第１バルブ室１２１から第１圧力制御室１２２へとインクが流入する。このインク流入により、第１圧力制御室１２２の内容積が増加する方向へ可撓性部材２３０及び圧力板２１０が変位する。その結果、圧力板２１０がバルブ１９０のバルブシャフト１９０ａから離間し、連通口１９１はバルブばね２００の付勢力によって隔壁１２３に密接し、連通口１９１は閉状態となる。
【0063】
このように、本実施形態における第１圧力調整手段１２０では、第１圧力制御室１２２内の圧力が一定圧力以下まで減少すると（例えば負圧が強くなると）、第１バルブ室１２１から連通口１９１を介してインクが流入する。これにより、第１圧力制御室１２２の圧力がそれ以上減少しないように構成されている。従って、第１圧力制御室１２２は一定範囲内の圧力に保たれるよう制御される。
【0064】
次に、第１圧力制御室１２２の圧力についてより詳細に説明する。
前述のように第１圧力制御室１２２の圧力に応じて可撓性部材２３０及び圧力板２１０が変位し、圧力板２１０がバルブシャフト１９０ａに当接して連通口１９１が開状態となった状態（図９（ｂ）の状態）を考える。このとき、圧力板２１０に働く力の関係は、次の式１によって表される。
前述のように第１圧力制御室１２２の圧力に応じて可撓性部材２３０及び圧力板２１０が変位し、圧力板２１０がバルブシャフト１９０ａに当接して連通口１９１が開状態となった状態（図９（ｂ）の状態）を考える。このとき、圧力板２１０に働く力の関係は、次の式１によって表される。
【0065】
Ｐ２×Ｓ２＋Ｆ２＋（Ｐ１－Ｐ２）×Ｓ１＋Ｆ１＝０・・・式１
さらに、式１をＰ２について整理すると、
Ｐ２＝－（Ｆ１＋Ｆ２＋Ｐ１×Ｓ１）／（Ｓ２－Ｓ１）・・・式２
となる。
さらに、式１をＰ２について整理すると、
Ｐ２＝－（Ｆ１＋Ｆ２＋Ｐ１×Ｓ１）／（Ｓ２－Ｓ１）・・・式２
となる。
【0066】
Ｐ１：第１バルブ室１２１の圧力（ゲージ圧）
Ｐ２：第１圧力制御室１２２の圧力（ゲージ圧）
Ｆ１：バルブばね２００のばね力
Ｆ２：圧力調整ばね２２０のばね力
Ｓ１：バルブ１９０の受圧面積
Ｓ２：圧力板２１０の受圧面積
ここで、バルブばね２００のばね力Ｆ１及び圧力調整ばね２２０のばね力Ｆ２は、バルブ１９０及び圧力板２１０を押す方向を正（図９において右方向）とする。また、第１バルブ室１２１の圧力Ｐ１および第１圧力制御室１２２の圧力Ｐ２に関し、Ｐ１が、Ｐ１≧Ｐ２の関係となるように構成する。
Ｐ２：第１圧力制御室１２２の圧力（ゲージ圧）
Ｆ１：バルブばね２００のばね力
Ｆ２：圧力調整ばね２２０のばね力
Ｓ１：バルブ１９０の受圧面積
Ｓ２：圧力板２１０の受圧面積
ここで、バルブばね２００のばね力Ｆ１及び圧力調整ばね２２０のばね力Ｆ２は、バルブ１９０及び圧力板２１０を押す方向を正（図９において右方向）とする。また、第１バルブ室１２１の圧力Ｐ１および第１圧力制御室１２２の圧力Ｐ２に関し、Ｐ１が、Ｐ１≧Ｐ２の関係となるように構成する。
【0067】
連通口１９１が開状態となるときの第１圧力制御室１２２の圧力Ｐ２は、式２によって決定され、連通口１９１が開状態となると、Ｐ１≧Ｐ２の関係に構成したことにより、第１バルブ室１２１から第１圧力制御室１２２へインクが流入する。その結果、第１圧力制御室１２２の圧力Ｐ２はそれ以上減少せず、Ｐ２は一定範囲内の圧力に保たれる。
【0068】
一方、図９（ｃ）に示すように、圧力板２１０がバルブシャフト１９０ａと非当接状態となり、連通口１９１が閉状態となったときの圧力板２１０に働く力の関係は、式３のようになる。
【0069】
Ｐ３×Ｓ３＋Ｆ３＝０・・・式３
ここで、式３をＰ３について整理すると
Ｐ３＝－Ｆ３／Ｓ３・・・式４
となる。
ここで、式３をＰ３について整理すると
Ｐ３＝－Ｆ３／Ｓ３・・・式４
となる。
【0070】
Ｆ３：圧力板２１０とバルブシャフト１９０ａとが非当接状態にあるときの圧力調整ばね２２０のばね力
Ｐ３：圧力板２１０とバルブシャフト１９０ａとが非当接状態にあるときの第１圧力制御室１２２の圧力（ゲージ圧）
Ｓ３：圧力板２１０とバルブ１９０が非当接状態にあるときの圧力板２１０の受圧面積
ここで図９（ｃ）では、圧力板２１０及び可撓性部材２３０が変位可能な限界まで図右方向へ変位した状態を表している。圧力板２１０及び可撓性部材２３０が図９（ｃ）の状態へと変位する間の変位量に応じて、第１圧力制御室１２２の圧力Ｐ３、圧力調整ばね２２０のばね力Ｆ３、圧力板２１０の受圧面積Ｓ３は変化する。具体的には、図９（ｃ）よりも圧力板２１０及び可撓性部材２３０が図９において左方向にあるとき、圧力板２１０の受圧面積Ｓ３は小さくなり、圧力調整ばね２２０のばね力Ｆ３は大きくなる。その結果、式４の関係により第１圧力制御室１２２の圧力Ｐ３は小さくなる。従って、式２及び式４により、図９（ｂ）の状態から図９（ｃ）の状態になるまでの間に、第１圧力制御室１２２の圧力は徐々に上昇していく（つまり、負圧が弱くなり、正圧側に近づく値になる）。すなわち、連通口１９１が開状態となっている状態から、圧力板２１０及び可撓性部材２３０が右方向に徐々に変位していき、最終的に第１圧力制御室１２２の内容積が変位可能な限界に達するまでの間に、第１圧力制御室の圧力は徐々に上昇していく。つまり、負圧が弱まっていくことになる。
Ｐ３：圧力板２１０とバルブシャフト１９０ａとが非当接状態にあるときの第１圧力制御室１２２の圧力（ゲージ圧）
Ｓ３：圧力板２１０とバルブ１９０が非当接状態にあるときの圧力板２１０の受圧面積
ここで図９（ｃ）では、圧力板２１０及び可撓性部材２３０が変位可能な限界まで図右方向へ変位した状態を表している。圧力板２１０及び可撓性部材２３０が図９（ｃ）の状態へと変位する間の変位量に応じて、第１圧力制御室１２２の圧力Ｐ３、圧力調整ばね２２０のばね力Ｆ３、圧力板２１０の受圧面積Ｓ３は変化する。具体的には、図９（ｃ）よりも圧力板２１０及び可撓性部材２３０が図９において左方向にあるとき、圧力板２１０の受圧面積Ｓ３は小さくなり、圧力調整ばね２２０のばね力Ｆ３は大きくなる。その結果、式４の関係により第１圧力制御室１２２の圧力Ｐ３は小さくなる。従って、式２及び式４により、図９（ｂ）の状態から図９（ｃ）の状態になるまでの間に、第１圧力制御室１２２の圧力は徐々に上昇していく（つまり、負圧が弱くなり、正圧側に近づく値になる）。すなわち、連通口１９１が開状態となっている状態から、圧力板２１０及び可撓性部材２３０が右方向に徐々に変位していき、最終的に第１圧力制御室１２２の内容積が変位可能な限界に達するまでの間に、第１圧力制御室の圧力は徐々に上昇していく。つまり、負圧が弱まっていくことになる。
【0071】
【0072】
図１０は、循環ポンプ５００の外観斜視図である。図１０（ａ）は循環ポンプ５００の正面側を示す外観斜視図、図１０（ｂ）は循環ポンプ５００の背面側を示す外観斜視図である。循環ポンプ５００の外殻は、ポンプ筐体５０５と、ポンプ筐体５０５に固定されたカバー５０７とにより構成されている。ポンプ筐体５０５は、筐体部本体５０５ａと、筐体部本体５０５ａの外面に接着固定された流路接続部材５０５ｂとにより構成されている。筐体部本体５０５ａと流路接続部材５０５ｂとの各々には、互いに連通する一対の貫通孔が異なる２つの位置に設けられている。一方の位置に設けられた一対の貫通孔はポンプ供給孔５０１を形成し、他方の位置に設けられた一対の貫通孔はポンプ排出孔５０２を形成している。ポンプ供給孔５０１は、第２圧力制御室１５２に接続されたポンプ入口流路１７０に接続され、ポンプ排出孔５０２は、第１圧力制御室１２２に接続されたポンプ出口流路１８０に接続されている。ポンプ供給孔５０１から供給されたインクは、後述のポンプ室５０３（図１１参照）を通過してポンプ排出孔５０２から排出される。
【0073】
図１１は、図１０（ａ）に示した循環ポンプ５００のＩＸ－ＩＸ線断面図である。ポンプ筐体５０５の内面にはダイヤフラム５０６が接合されており、このダイヤフラム５０６とポンプ筐体５０５の内面に形成された凹部との間にポンプ室５０３が形成されている。ポンプ室５０３は、ポンプ筐体５０５に形成されたポンプ供給孔５０１及びポンプ排出孔５０２に連通している。また、ポンプ供給孔５０１の中間部分には、逆止弁５０４ａが設けられ、ポンプ排出孔５０２の中間部分には、逆止弁５０４ｂが設けられている。具体的には、逆止弁５０４ａは、ポンプ供給孔５０１の中間部分に形成されている空間５１２ａにおいて逆止弁５０４ａの一部が図中の左方へと移動可能に配置されている。また、逆止弁５０４ｂは、ポンプ排出孔５０２の中間部分に形成されている空間５１２ｂにおいて逆止弁５０４ｂの一部が図中の右方へと移動可能に配置されている。
【0074】
ダイヤフラム５０６が変位してポンプ室５０３の容積が増加することでポンプ室５０３が減圧されると、逆止弁５０４ａは空間５１２ａ内のポンプ供給孔５０１の開口から離間する（つまり、図中の左方へと移動する）。弁５０４ａが空間５１２ａ内のポンプ供給孔５０１の開口から離間することで、ポンプ供給孔５０１におけるインクの流通を可能とする開状態となる。また、ダイヤフラム５０６が変位してポンプ室５０３の容積が減少することでポンプ室５０３が加圧されると、逆止弁５０４ａはポンプ供給孔５０１の開口の周囲の壁面に密接して、ポンプ供給孔５０１におけるインクの流通を遮断する閉状態となる。
【0075】
一方、逆止弁５０４ｂは、ポンプ室５０３が減圧されると、ポンプ筐体５０５の開口の周囲の壁面に密接して、ポンプ排出孔５０２におけるインクの流通を遮断する閉状態となる。また、ポンプ室５０３が加圧されると、逆止弁５０４ｂは、ポンプ筐体５０５の開口から離間して空間５１２ｂ側に移動し（つまり、図中の右方へと移動し）、ポンプ排出孔５０２におけるインクの流通を可能とする。
【0076】
尚、各逆止弁５０４ａ、５０４ｂの材質は、ポンプ室５０３内の圧力に応じて変形可能なものであればよく、例えば、ＥＰＤＭやエラストマ等の弾性部材やポリプロピレン等のフィルムや薄板で形成することが可能である。但し、これらに限定されるものではない。
【0077】
前述のように、ポンプ室５０３はポンプ筐体５０５とダイヤフラム５０６との接合によって形成されている。従って、ダイヤフラム５０６が変形することによりポンプ室５０３の圧力は変化する。例えば、ダイヤフラム５０６がポンプ筐体５０５側に変位して（図中、右側に変位して）ポンプ室５０３の容積が減少すると、ポンプ室５０３内の圧力は上昇する。これによりポンプ排出孔５０２に対向して配置した逆止弁５０４ｂが開状態となり、ポンプ室５０３のインクが排出される。このとき、ポンプ供給孔５０１に対向して配置された逆止弁５０４ａは、ポンプ供給孔５０１の周囲の壁面に密接するためポンプ室５０３からポンプ供給孔５０１へのインクの逆流は抑制される。
【0078】
また逆に、ダイヤフラム５０６がポンプ室５０３が広がる方向に変位した場合にはポンプ室５０３の圧力は減少する。これにより、ポンプ供給孔５０１に対向して配置された逆止弁５０４ａが開状態となり、ポンプ室５０３にインクが供給される。このとき、ポンプ排出孔５０２に配置された逆止弁５０４ｂはポンプ筐体５０５に形成された開口の周囲の壁面に密接して当該開口を閉塞するため、ポンプ排出孔５０２からポンプ室５０３へのインクの逆流は抑制される。
【0079】
このように循環ポンプ５００では、ダイヤフラム５０６が変形し、ポンプ室５０３内の圧力を変化させることにより、インクの吸引と排出を行う。この際、ポンプ室５０３内に泡が混入すると、ダイヤフラム５０６が変位しても、泡の膨張・収縮によってポンプ室５０３内の圧力変化が小さくなり送液量が低下する。そこでポンプ室５０３を重力と平行に配置してポンプ室５０３に混入した泡をポンプ室５０３の上方に集まりやすくすると共に、ポンプ排出孔５０２をポンプ室５０３の中心よりも上方に配置する。これにより、ポンプ内の泡の排出性を向上させることが可能となり、流量の安定化を図ることができる。
【0080】
＜液体吐出ヘッド内のインクの流れ＞
図１２は、液体吐出ヘッド内のインクの流れを説明する図である。図１２を参照しつつ液体吐出ヘッド１内で行われるインクの循環について説明する。図１２（ａ）は記録動作を行っているときのインクの流れを模式的に示したものである。尚、図中の矢印はインクの流れを示している。本実施形態において、記録動作を行う際には外部ポンプ２１及び循環ポンプ５００の両方が駆動を開始する。尚、記録動作に関わらず、外部ポンプ２１及び循環ポンプ５００が駆動していてもよい。また、外部ポンプ２１と循環ポンプ５００との駆動は、連動して行われなくてもよく、別個に独立して駆動されてもよい。
図１２は、液体吐出ヘッド内のインクの流れを説明する図である。図１２を参照しつつ液体吐出ヘッド１内で行われるインクの循環について説明する。図１２（ａ）は記録動作を行っているときのインクの流れを模式的に示したものである。尚、図中の矢印はインクの流れを示している。本実施形態において、記録動作を行う際には外部ポンプ２１及び循環ポンプ５００の両方が駆動を開始する。尚、記録動作に関わらず、外部ポンプ２１及び循環ポンプ５００が駆動していてもよい。また、外部ポンプ２１と循環ポンプ５００との駆動は、連動して行われなくてもよく、別個に独立して駆動されてもよい。
【0081】
記録動作中は循環ポンプ５００がＯＮの状態（駆動状態）となっており、第１圧力制御室１２２から流出したインクは供給流路１３０及びバイパス流路１６０に流入する。供給流路１３０に流入したインクは、吐出モジュール３００を通過した後、回収流路１４０に流入し、その後、第２圧力制御室１５２に供給される。
【0082】
一方、第１圧力制御室１２２からバイパス流路１６０に流入したインクは、第２バルブ室１５１を経て第２圧力制御室１５２に流入する。第２圧力制御室１５２に流入したインクは、ポンプ入口流路１７０、循環ポンプ５００、及びポンプ出口流路１８０を通過した後、再び第１圧力制御室１２２に流入する。このとき、第１バルブ室１２１による制御圧力は、前述した式２の関係に基づいて、第１圧力制御室１２２の制御圧力よりも高く設定されている。従って、第１圧力制御室１２２内のインクは、第１バルブ室１２１に流れずに再度供給流路１３０を介して吐出モジュール３００に供給される。吐出モジュール３００に流入したインクは、回収流路１４０、第２圧力制御室１５２、ポンプ入口流路１７０、循環ポンプ５００、及びポンプ出口流路１８０を経て、再び第１圧力制御室１２２に流入する。以上により液体吐出ヘッド１内で完結するインク循環が行われる。
【0083】
以上のインク循環において、吐出モジュール３００内のインクの循環量（流量）は第１圧力制御室１２２及び第２圧力制御室１５２の制御圧力の差圧によって決定される。そして、この差圧は、吐出モジュール３００内の吐出口近傍のインクの増粘を抑制可能な循環量となるように設定される。また、記録によって消費された分のインクは、インクタンク２からフィルタ１１０、第１バルブ室１２１を介して第１圧力制御室１２２に供給される。消費されたインクが供給される仕組みを、詳細に説明する。記録によって消費されたインクの分だけ循環経路内からインクが減ることで、第１圧力制御室１２２内のインクも減少する。第１圧力制御室１２２内のインクの減少に伴い、第１圧力制御室１２２の内容積が減少する。この第１圧力制御室１２２の内容積の減少により、連通口１９１Ａが開状態となり、第１バルブ室１２１から第１圧力制御室１２２にインクが供給される。この供給されるインクには、第１バルブ室１２１から連通口１９１Ａを通過する際に圧力損失が発生し、第１圧力制御室１２２に流入することで、正圧のインクは、負圧の状態に切り替わる。そして、第１圧力制御室１２２に第１バルブ室１２１からインクが流入することで、第１圧力制御室の内容積が増加し、連通口１９１Ａが閉状態となる。このように、インクの消費に応じて連通口１９１Ａは、開状態と閉状態とを繰り返すことになる。また、インクが消費されない場合には、連通口１９１Ａは、閉状態に維持される。
【0084】
図１２（ｂ）は、記録動作が終了し、循環ポンプ５００がＯＦＦの状態（停止状態）となった直後のインクの流れを模式的に示したものである。記録動作が終了し、循環ポンプ５００がＯＦＦとなった時点では、第１圧力制御室１２２の圧力及び第２圧力制御室１５２の圧力は、いずれも記録動作中の制御圧となっている。このため、第１圧力制御室１２２の圧力と第２圧力制御室１５２の圧力との差圧に応じて、図１２（ｂ）に示すようなインクの移動が生じる。具体的には第１圧力制御室１２２から供給流路１３０を介して吐出モジュール３００に供給され、その後、回収流路１４０を経て第２圧力制御室１５２に至るインクの流れが引き続き発生する。また、第１圧力制御室１２２からバイパス流路１６０及び第２バルブ室１５１を経て第２圧力制御室１５２に至るインクの流れも引き続き発生する。
【0085】
これらのインクの流れによって第１圧力制御室１２２から第２圧力制御室１５２へ移動したインク量が、インクタンク２からフィルタ１１０及び第１バルブ室１２１を経て第１圧力制御室１２２に供給される。このため第１圧力制御室１２２内の内容量は一定に保たれる。前述した式２の関係から、第１圧力制御室１２２の内容量が一定の時は、バルブばね２００のばね力Ｆ１、圧力調整ばね２２０のばね力Ｆ２、バルブ１９０の受圧面積Ｓ１、圧力板２１０の受圧面積Ｓ２は一定に保たれる。このため、第１バルブ室１２１の圧力（ゲージ圧）Ｐ１の変化に応じて第１圧力制御室１２２の圧力が決定される。よって第１バルブ室１２１の圧力Ｐ１の変化がない場合には、第１圧力制御室１２２の圧力Ｐ２は記録動作中の制御圧と同じ圧力に保たれる。
【0086】
一方、第２圧力制御室１５２の圧力は、第１圧力制御室１２２からのインクの流入に伴う内容量の変化に応じて経時的に変化する。具体的には、図１２（ｂ）の状態から、図１２（ｃ）に示すように、連通口１９１が閉状態となって第２バルブ室１５１と第２圧力制御室１５２とが非連通状態となるまでの間は、式２に従って第２圧力制御室１５２の圧力は変化する。その後、圧力板２１０とバルブシャフト１９０ａとが非当接状態となって連通口１９１が閉状態となる。そして、図１２（ｄ）に示すように、回収流路１４０から第２圧力制御室１５２へインクが流入する。このインク流入によって圧力板２１０及び可撓性部材２３０が変位し、第２圧力制御室１５２の内容積が最大に達するまでの間は、式４に従って第２圧力制御室１５２の圧力は変化する。即ち上昇する。
【0087】
尚、図１２（ｃ）の状態になると、第１圧力制御室１２２からバイパス流路１６０及び第２バルブ室１５１を経て第２圧力制御室１５２に至るインクの流れは発生しない。従って、第１圧力制御室１２２内のインクが、供給流路１３０を介して吐出モジュール３００に供給された後、回収流路１４０を経て第２圧力制御室１５２に至る流れのみが生じる。前述のように、第１圧力制御室１２２から第２圧力制御室１５２へのインクの移動は、第１圧力制御室１２２内の圧力と第２圧力制御室１５２内の圧力との差圧に応じて生じる。このため、第２圧力制御室１５２内の圧力が第１圧力制御室１２２内の圧力と等しくなるとインクの移動は停止する。
【0088】
また、第２圧力制御室１５２内の圧力が第１圧力制御室１２２内の圧力と等しくなる状態においては、第２圧力制御室１５２が、図１２（ｄ）に示す状態まで拡張する。図１２（ｄ）に示すように第２圧力制御室１５２が拡張した場合、第２圧力制御室１５２には、インクを貯留できる貯留部が形成される。尚、循環ポンプ５００の停止から図１２（ｄ）の状態に移行するまでは、流路の形状及びサイズ並びにインクの性質に応じて変わり得るが、概ね１～２分程度の時間で移行する。貯留部にインクを貯留した図１２（ｄ）に示す状態から循環ポンプ５００を駆動すると、貯留部のインクは循環ポンプ５００によって第１圧力制御室１２２に供給される。これにより図１２（ｅ）に示すように第１圧力制御室１２２のインク量は増加し、可撓性部材２３０及び圧力板２１０は拡張方向へと変位する。そして、循環ポンプ５００の駆動が引き続き行われると、図１２（ａ）に示すように、循環経路内の状態が変化することになる。
【0089】
尚、上記説明においては、図１２（ａ）は、記録動作時の例として説明したが、前述したように、記録動作を伴わずにインクの循環が行われてもよい。この場合であっても、循環ポンプ５００の駆動及び停止に応じて、図１２（ａ）～(ｅ)に示すようなインクの流れが生じることになる。
【0090】
また上述したように、本実施形態では、第２圧力調整手段１５０における連通口１９１Ｂは、循環ポンプ５００が駆動されてインクの循環が行われる場合に開状態になり、インクの循環が停止すると、閉状態になる例を用いるが、これに限られない。第２圧力調整手段１５０における連通口１９１Ｂは、循環ポンプ５００が駆動されてインクの循環が行われている場合であっても、閉状態であるように制御圧力を設定してもよい。以下、具体的に説明する。第１圧力調整手段１２０と第２圧力調整手段とを接続するバイパス流路１６０は、例えば循環経路内に生じた負圧が既定値よりも強まる場合に、その影響を吐出モジュール３００に及ぼさないようにするために設けられている。環境温度の変化によりインクの特性（例えば粘度）が変化すると、循環経路内の圧力損失も変化する。例えば、インクの粘性が下がると、循環経路内の圧力損失分が減少することで、循環経路内の負圧が、既定値よりも強まる場合がある。吐出モジュール３００における負圧が既定値よりも強まると、吐出口１３から外部の空気が循環経路内に引き込まれて吐出口１３のメニスカスが破壊されてしまい、正常な吐出が行えなくなる虞がある。このため、本実施形態では、バイパス流路１６０を循環経路内に形成している。バイパス流路１６０を設けることで、負圧が既定値よりも強まる場合には、バイパス流路１６０にもインクが流れるため、吐出モジュール３００の圧力を一定に保つことができる。従って、例えば第２圧力調整手段１５０における連通口１９１は、循環ポンプ５００を駆動中の場合であっても、閉状態を維持するような制御圧力で構成してもよい。そして、既定値よりも負圧が強まる場合に、第２圧力調整手段１５０における連通口１９１が開状態となるように、第２圧力調整手段における制御圧力を設定してもよい。
【0091】
また、循環経路内の圧力変動は、吐出素子１５による吐出動作によっても生じ得る。吐出動作に伴い、圧力室にインクを引き込む力が生じるからである。従って、例えば、循環ポンプ５００を駆動中の場合に第２圧力調整手段１５０における連通口１９１が閉状態となるように構成されている場合であっても、吐出動作に伴い連通口１９１が開状態となることもある。例えば、記録デューティが高デューティの記録を続ける場合、圧力室の負圧が上昇する。圧力室の負圧が上昇すると、回収流路１４０側からもインクが圧力室（吐出口１３）に逆流する。この逆流により第２圧力制御室１５２のインクが減少することで第２圧力制御室１５２が縮小する。この結果、第２圧力調整手段１５０における連通口１９１が開状態となる。この場合、圧力室には、供給流路１３０のインク及び回収流路１４０のインクが充填されて、吐出されることになる。尚、この記録デューティが高デューティの場合に生じるインクの逆流は、バイパス流路１６０を設けていることで生じる現象である。また、上記では、インクの逆流に応じて第２圧力調整手段における連通口１９１が開状態となる例を説明したが、第２圧力調整手段における連通口１９１が開状態となっている状態においてインクの逆流が生じることもある。また、第２圧力調整手段を設けない構成においても、バイパス流路１６０を設けていることで、上記のインクの逆流は発生し得るものである。
【0092】
＜吐出ユニットの構成＞
図１３は、本実施形態の吐出ユニット３におけるインク１色分の循環経路を示した模式図である。図１３（ａ）は、吐出ユニット３を第１支持部材４側から見た分解斜視図であり、図１３（ｂ）は、吐出ユニット３を吐出モジュール３００側から見た分解斜視図である。尚、図中のＩＮ、ＯＵＴで示した矢印はインクの流れを示しており、インクの流れは１色分のみ説明するが、他の色も同様の流れである。また、図１３では見易いように第２支持部材７と電気配線部材５との記載を省略し、以下の吐出ユニットの構成の説明においてもその省略している。また、図１３（ａ）における第１支持部材４については、図５のＸＩ－ＸＩにおける断面を示している。吐出モジュール３００は、吐出素子基板３４０と開口プレート３３０とを備えている。図１４は、開口プレート３３０を示した図であり、図１５は、吐出素子基板３４０を示した図である。
図１３は、本実施形態の吐出ユニット３におけるインク１色分の循環経路を示した模式図である。図１３（ａ）は、吐出ユニット３を第１支持部材４側から見た分解斜視図であり、図１３（ｂ）は、吐出ユニット３を吐出モジュール３００側から見た分解斜視図である。尚、図中のＩＮ、ＯＵＴで示した矢印はインクの流れを示しており、インクの流れは１色分のみ説明するが、他の色も同様の流れである。また、図１３では見易いように第２支持部材７と電気配線部材５との記載を省略し、以下の吐出ユニットの構成の説明においてもその省略している。また、図１３（ａ）における第１支持部材４については、図５のＸＩ－ＸＩにおける断面を示している。吐出モジュール３００は、吐出素子基板３４０と開口プレート３３０とを備えている。図１４は、開口プレート３３０を示した図であり、図１５は、吐出素子基板３４０を示した図である。
【0093】
吐出ユニット３には、循環ユニット５４からジョイント部材８（図５参照）を介してインクが供給される。インクがジョイント部材８を通過した後から、ジョイント部材８に戻るまでのインクの経路について説明する。尚、以下の図面では、ジョイント部材８の記載を省略する。
【0094】
吐出モジュール３００は、吐出素子基板３４０と開口プレート３３０とを備えており、各インクの流路が連通するように重なり接合されることで吐出モジュール３００となり、第１支持部材４に支持される。吐出モジュール３００が第１支持部材４に支持されることで、吐出ユニット３が形成される。吐出素子基板３４０は、吐出口形成部材３２０を備えており、吐出口形成部材３２０は、複数の吐出口１３が列を成した複数の吐出口列を備えており、吐出モジュール３００内のインク流路を介して供給されたインクの一部を吐出口１３から吐出する。吐出されなかったインクは、吐出モジュール３００内のインク流路を介して回収される。
【0095】
図１３及び図１４に示すように、開口プレート３３０は、複数の配列されたインク供給口３１１と複数の配列されたインク回収口３１２とを備えている。図１５及び図１６に示すように、吐出素子基板３４０は、複数の配列された供給接続流路３２３と、複数の配列された回収接続流路３２４とを備えている。更に吐出素子基板３４０は、複数の供給接続流路３２３と連通する個別供給流路１８と、複数の回収接続流路３２４と連通する個別回収流路１９とを備えている。吐出ユニット３内のインク流路は、第１支持部材４に設けられたインク供給流路４８、インク回収流路４９（図５参照）と、吐出モジュール３００に設けられた流路と、を連通させることで形成されている。支持部材供給口２１１は、インク供給流路４８を形成している断面開口であり、支持部材回収口２１２は、インク回収流路４９を形成している断面開口である。
【0096】
吐出ユニット３に供給されるインクは、循環ユニット５４（図５（ａ）参照）側から第１支持部材４のインク供給流路４８（図５（ａ）参照）に供給される。インク供給流路４８内の支持部材供給口２１１を経て流れたインクは、インク供給流路４８（図５（ａ）参照）と開口プレート３３０のインク供給口３１１とを介して吐出素子基板３４０の個別供給流路１８に供給され、供給接続流路３２３に入る。ここまでが供給側流路となる。その後、インクは、吐出口形成部材３２０の圧力室１２（図５（ｂ）参照）を経て回収側流路の回収接続流路３２４へと流れる。圧力室１２におけるインクの流れの詳細は後述する。
【0097】
回収側流路において、回収接続流路３２４に入ったインクは、個別回収流路１９に流れる。その後、インクは、個別回収流路１９から開口プレート３３０のインク回収口３１２を介して第１支持部材４のインク回収流路４９に流れ、支持部材回収口２１２を経て、循環ユニット５４に回収される。
【0098】
開口プレート３３０におけるインク供給口３１１やインク回収口３１２が無い領域は、第１支持部材４において支持部材供給口２１１及び支持部材回収口２１２を仕切るための領域と対応している。また、当該領域は、第１支持部材４も開口を有さない。そのような領域は、吐出モジュール３００と第１支持部材４とを接着する場合の接着領域として使用される。
【0099】
図１４において開口プレート３３０は、Ｘ方向に配列された複数の開口の列が、Ｙ方向に複数列設けられており、供給用（ＩＮ）の開口と回収用（ＯＵＴ）の開口とが、Ｘ方向に半ピッチずれるように、Ｙ方向に交互に配列されている。図１５において吐出素子基板３４０は、Ｙ方向に配列された複数の供給接続流路３２３と連通する個別供給流路１８と、Ｙ方向に配列された複数の回収接続流路３２４と連通する個別回収流路１９と、がＸ方向に交互に配列されている。個別供給流路１８、個別回収流路１９はインクの種類毎に分かれており、更に、各色の吐出口列の数に応じて個別供給流路１８および個別回収流路１９の配置数が決まる。また、供給接続流路３２３および回収接続流路３２４も吐出口１３に対応した数だけ配置される。尚、必ずしも１対１対応していなくてもよく、複数の吐出口１３に対して一つの供給接続流路３２３および回収接続流路３２４が対応してもよい。
【0100】
このような開口プレート３３０と、吐出素子基板３４０とが各インクの流路が連通するように重なり接合されることで吐出モジュール３００となり、第１支持部材４に支持されることで、上記のような供給流路と回収流路とを備えたインク流路が形成される。
【0101】
図１６（ａ）から（ｃ）は、吐出ユニット３の異なる部分におけるインク流れを示した断面図である。図１６（ａ）は、吐出ユニット３におけるインク供給流路４８とインク供給口３１１とが連通した部分の断面を示しており、図１６（ｂ）は、吐出ユニット３におけるインク回収流路４９とインク回収口３１２とが連通した部分の断面を示している。また、図１６（ｃ）は、インク供給口３１１とインク回収口３１２とが第１支持部材４の流路と連通していない部分の断面を示している。
【0102】
インクを供給する供給流路では、図１６（ａ）のように、第１支持部材４のインク供給流路４８と開口プレート３３０のインク供給口３１１とが重なり連通した部分からインクが供給される。また、インクを回収する回収流路では、図１６（ｂ）のように、第１支持部材４のインク回収流路４９と開口プレート３３０のインク回収口３１２とが重なり連通した部分からインクが回収される。また、図１６（ｃ）のように、吐出ユニット３では、部分的に開口プレート３３０に開口が設けられていない領域もある。そのような領域では、インクの供給や回収は成されず、図１６（ａ）のようにインク供給口３１１が設けられた領域でインクの供給が成され、図１６（ｂ）のようにインク回収口３１２が設けられた領域でインクの回収が成される。尚、本実施形態では、開口プレート３３０を用いた構成を例に説明したが、開口プレート３３０を用いない形態としてもよい。例えば、インク供給流路４８およびインク回収流路４９に対応した流路を第１支持部材４に形成し、第１支持部材４に吐出素子基板３４０を接合する構成であってもよい。
【0103】
図１７（ａ）、（ｂ）は、吐出モジュール３００における吐出口１３の近傍を示した断面図であり、図１８は、比較例として個別供給流路１８と個別回収流路１９とをＸ方向に広げた構成の吐出モジュールを示した断面図である。尚、図１７、図１８における個別供給流路１８、個別回収流路１９内に示した太矢印は、シリアル型の液体吐出装置５０を用いる形態におけるインクの揺動を示すものである。個別供給流路１８、供給接続流路３２３を経て圧力室１２に供給されたインクは、吐出素子１５が駆動されることで吐出口１３から吐出される。吐出素子１５が駆動されない場合は、インクは、圧力室１２から回収流路である回収接続流路３２４を経て個別回収流路１９へと回収される。
【0104】
シリアル型の液体吐出装置５０を用いる形態において、このように循環するインクから吐出を行う場合、インクの吐出は、少なからず液体吐出ヘッド１の走査によるインク流路内におけるインクの揺動の影響を受ける。具体的には、インク流路内のインクの揺動の影響は、インクの吐出量の違いや吐出方向のずれとなって現れることがある。図１８のように、個別供給流路１８と個別回収流路１９とが、走査方向であるＸ方向に幅広の断面形状を備えている場合、個別供給流路１８、個別回収流路１９内のインクは、走査方向に慣性力を受け易くなりインクに大きな揺動が生じる。その結果、インクの揺動が吐出口１３からのインクの吐出に影響を及ぼす虞がある。また、個別供給流路１８と個別回収流路１９とをＸ方向に広げてしまうと、色同士の距離を広げることとなり、印刷効率が落ちる可能性がある。
【0105】
そこで、本実施形態の個別供給流路１８および個別回収流路１９は、図１７に示す断面において共に、Ｙ方向に延在しているが、走査方向であるＸ方向に対して垂直であるＺ方向にも延在する構成としている。このような構成とすることで、個別供給流路１８および個別回収流路１９の走査方向における各流路幅を小さくすることができる。個別供給流路１８および個別回収流路１９の走査方向における各流路幅を小さくすることで、走査中における個別供給流路１８および個別回収流路１９内のインクに作用する走査方向と反対側に働く慣性力（図中黒太矢印）によるインクの揺動を少なくしている。これによって、インクの揺動によるインクの吐出への影響を抑制することができる。また、個別供給流路１８および個別回収流路１９をＺ方向に延在させることでの断面積を増やし、流路圧損を低減させている。
【0106】
上述の通り、個別供給流路１８および個別回収流路１９の走査方向における各流路幅を小さくすることで、走査時の個別供給流路１８および個別回収流路１９内のインクの揺動が少なくなるように構成されているが、揺動が無くなるわけではない。そこで、少なくなった揺動によってもなお生じ得るインク種類ごとの吐出に差が生じることを抑制すべく、本実施形態では、個別供給流路１８と個別回収流路１９とは、Ｘ方向に対して重なる位置に配置されるよう構成されている。
【0107】
前述した通り本実施形態では、供給接続流路３２３及び回収接続流路３２４は吐出口１３に対応して設けられ、かつ供給接続流路３２３と回収接続流路３２４とは吐出口１３を挟んでＸ方向に並んで配置される対応関係となっている。そのため、個別供給流路１８と個別回収流路１９とがＸ方向において重ならない部分があり、Ｘ方向における供給接続流路３２３と回収接続流路３２４との対応関係が崩れると、圧力室１２におけるＸ方向へのインクの流れや吐出に影響を及ぼす。そこにインクの揺動の影響が加わることで、更に、吐出口毎のインクの吐出に影響を及ぼす虞がある。
【0108】
そのため、個別供給流路１８と個別回収流路１９とをＸ方向に対して重なる位置に配置することで、吐出口１３が配列されるＹ方向におけるどの位置においても、個別供給流路１８と個別回収流路１９とにおける走査時のインク揺動がほぼ同等となる。その結果、圧力室１２内で生じる個別供給流路１８側と個別回収流路１９側との圧力差が大きくばらつくことは無く、安定した吐出を行うことができる。
【0109】
また、インクを循環させる液体吐出ヘッドでは、液体吐出ヘッドへインクを供給する流路と回収する流路とが同じ流路で構成されているものもあるが、本実施形態においては、個別供給流路１８と個別回収流路１９とがそれぞれ別流路になっている。そして、供給接続流路３２３と圧力室１２とが連通しており、圧力室１２と回収接続流路３２４とが連通しており、圧力室１２の吐出口１３からインクが吐出される。つまり供給接続流路３２３と回収接続流路３２４とをつなぐ経路である圧力室１２が、吐出口１３を備えた構成となっている。そのため圧力室１２には供給接続流路３２３側から回収接続流路３２４側へ流れるインク流れが発生しており、圧力室１２内のインクは効率よく循環されている。圧力室１２内のインクが効率よく循環されることで、吐出口１３からのインクの蒸発による影響を受けやすい圧力室１２のインクをフレッシュな状態に保つことができる。
【0110】
また、個別供給流路１８および個別回収流路１９の２つ流路が、圧力室１２と連通していることで、もし高流量で吐出を行うことが必要になった場合には、両方の流路からインクを供給することも可能となる。つまり、インクの供給と回収とを１流路だけで構成する構成と比べて、本実施形態における構成は、循環を効率的に行えるだけでなく、高流量の吐出にも対応することができるというメリットがある。
【0111】
また、個別供給流路１８と個別回収流路１９とは、Ｘ方向において近い位置に配置された方が、よりインクの揺動による影響が生じにくい。望ましくは、流路間が７５μｍ～１００μｍで構成されているとよい。
【0112】
図１９は、比較例としての吐出素子基板３４０を示した図である。尚、図１９では、供給接続流路３２３と回収接続流路３２４との記載を省略している。個別回収流路１９には、圧力室１２で吐出素子１５による熱エネルギーを受けたインクが流れ込むため、個別供給流路１８内のインクの温度に対して、比較的温度の高いインクが流れる。このとき、比較例では、図１９の一点鎖線で囲んだα部のように、吐出素子基板３４０のＸ方向における一部分において、個別回収流路１９だけが存在している部分がある。この場合、その部分で局所的に温度が高まり、吐出モジュール３００内に温度ムラが生じ、吐出に影響を与える可能性がある。
【0113】
個別供給流路１８には、個別回収流路１９に対して比較的低い温度のインクが流れている。そのため、個別供給流路１８と個別回収流路１９とが隣接していると、その近傍では、個別供給流路１８と個別回収流路１９とで一部の温度が相殺されることから、温度上昇が抑えられる。よって、個別供給流路１８と個別回収流路１９とは、略同じ長さで互いにＸ方向において重なり合う位置に存在し、隣接していることが好ましい。
【0114】
図２０（ａ）、（ｂ）は、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の３色のインクに対応した液体吐出ヘッド１の流路構成を示した図である。液体吐出ヘッド１には、図２０（ａ）のようにインクの種類ごとに循環流路が設けられている。圧力室１２は、液体吐出ヘッド１の走査方向であるＸ方向に沿って設けられている。また、図２０（ｂ）のように、個別供給流路１８と個別回収流路１９とは、吐出口１３が配列された吐出口列に沿って設けられており、個別供給流路１８と個別回収流路１９とで吐出口列を挟むようにＹ方向に延在して設けられている。
【0115】
次に、本実施形態における、入力画像および記録条件によって画像形成に使用するインク、使用しないインクを決定する方法、および記録動作中の循環実施を判断する方法について説明する。これにより、画像形成で未使用となるインクのノズル内の増粘を抑制し、再度画像記録に使用する際の吐出不良を抑制することが可能となる。
【0116】
まず、記録動作中におけるノズル内インクの濃縮について説明する。記録動作が始まるとインク吐出ヘッド１に当接していたキャップ６１が外され、ノズル４０２（図３参照）が大気に開放される。そのため、画像形成中にノズル内のインクの水分は徐々に大気中に蒸発していき濃縮が進む。水分蒸発により濃縮されたインクは、初期状態から相対的に水以外の含有物である色材や樹脂、溶剤の比率が上がることになり、ノズル近傍にあるインクの粘度が上昇する。
【0117】
図２１（ａ）はノズル４０２を大気開放して循環している状態の濃縮を表した模式図である。インクの流れを矢印で示していて、インクの濃縮度を濃さで表している。記録動作中にノズル内のインクを循環させる場合、ノズルのインク液面（メニスカス）から水分蒸発が進むと、表層部分はインクが濃縮される。しかしながら、その奥側は循環によりインクが流れているため濃縮していない状態のインクが供給され続ける。表層部分は循環の流速が小さく滞留するインクがあるため、時間経過と共に表層の濃縮インクの蒸発がさらに進む。しかし、下層を流れる非濃縮インクと境界部で混ざり合いながら水分が供給されるため、表層部のインクから完全に水分が失われる訳では無い。そのため、ノズルのヒータ駆動により下層部の非濃縮インクが発泡すると、そのエネルギーにより表層部の濃縮したインクはノズル外に吐出される。非吐出状態で長時間循環のみ行われると、表層部のインクの濃縮が進んだ状態で吐出されることになり、その粘度上昇の影響により、吐出速度の低下や、吐出方向の曲がりなどの吐出不良が起こり得る。そのような場合、画像形成領域外で微量の予備吐出をすることで、表層の濃縮したインクを排出し、吐出性能を回復することが可能である。
【0118】
循環流路内のインクは、ノズル近傍で濃縮されたインクと一部混ざり合いながら循環流路を流れる間に均一化され、徐々に水分比率が減少し濃縮が進んでいく。図２２は記録動作中の循環流路内インクの水分蒸発率の推移を示したグラフである。水分蒸発率が高いほど、インクの濃縮が進んでいることを表している。濃縮の速度はノズルからの水分蒸発速度だけでなく、ノズルの開口面積やノズルの数、循環の流速、循環流路のインク容量にも依存する。特に記録動作中はノズル近傍をヒータで一定の温度に温めることでインク粘度を下げて吐出特性を安定化させるため、ノズル内の温まったインクの蒸発速度はそうで無い場合と比較して速くなる。
【0119】
画像形成でインクを使用する場合は、ノズルから吐出した分のインクが新たに液体吐出ヘッド１に供給されるため、図２２の点線で示すグラフのように、インクの濃縮度はインクの消費速度と循環流路内の水分蒸発速度が均衡するところで飽和する。しかしながら、画像形成に未使用のインクである場合、図２２の実線で示すグラフのように、微量の予備吐出をする程度では循環流路内のインクの濃縮速度を抑制することはできず、循環流路内のインク濃度は経過時間と共に大きく上昇していくことになる。
【0120】
循環流路内のインク濃縮度が上昇していくと、粘度上昇による吐出特性の悪化や色材の濃度上昇による色変動により画像形成に影響が生じる。その場合、濃縮したインクを排出して新しいインクを供給し、循環流路内のインクを均一化することで循環流路内のインク濃縮度を下げる必要がある。よって、インクの濃縮度が許容範囲を超える場合は、該当するインクのノズルからキャップ６１を用いてインクを吸引する、あるいはノズルからインクを吐出させることで、新たなインクを循環流路内に入れて濃縮度を低下させる。
【0121】
図２２の実線で示した画像形成に使用していないインクの例では、水分蒸発率が１０％以上になると排出動作を行ってインクの濃縮度を下げるように排出動作を行う制御を行っている。なお、この動作において全ての濃縮したインクを排出する必要は無く、吐出特性や画像形成に影響しない範囲まで濃縮度が低下するのに十分な排出量であればよい。本実施形態の液体吐出ヘッド１では約１０ｍｌの循環流路内容量であるため、５ｍｌ以上を濃縮度低下時に排出する量と設定する。図２３のグラフで（ａ）にその消費量を示す。
【0122】
一方、記録動作中にノズル内のインクを循環させない場合、記録動作中はノズル内のインクから水分が徐々に蒸発していくが、循環流路内のインクは移動しないため、ノズルに近いほどインクが濃縮された状態になる。図２１（ｂ）がノズルを大気開放した状態で循環させていない状態のインク濃縮状態を表した模式図である。大気開放されている時間が短く、ノズル内インクの濃縮度が小さい状態であれば吐出により濃縮したインクを排出することは可能である。しかし、長時間大気開放されノズル内インクの濃縮度が大きい場合は、ノズル内のインク全体の粘度が上昇し、ヒータ駆動により吐出しようとしても濃縮したインクを排出するのに十分な発泡エネルギーが発生しない状態になり得る。しかしながら、ノズルから離れた位置のインクはノズル近傍の蒸発影響は微小であり、循環流路全体で見たときの水分蒸発率は小さい。
【0123】
図２１（ｂ）に示した濃縮状態の例では、インクの濃縮が進んでいるのは流入口４２１と流出口４２２までであり、共通流路４３１より奥側のインクは濃縮が進んでいない状態である。そのため、未使用インクが濃縮により吐出できない状態になった場合には、キャップ６１による吸引動作によりノズル近傍の濃縮インクを吸い出すことで、微量のインク消費のみで吐出性能を回復することができる。
【0124】
ノズル周囲の流路および共通流路４３１の体積は約２０μｌであるが、本実施形態ではキャップで安定的に吸引するため、０．５ｍｌ程度の吸引量とし、図２３の（ｂ）にその消費量を示している。また、循環流路内の濃縮度は低い状態を維持していることになる。もし吸引動作で濃縮インクが完全に除去できなかったとしても、循環できる状態まで回復できていれば、残留していた微小な濃縮インクは循環流路内のインクに均一化される。そのため、循環流路内のインクに対する濃縮度の影響は小さく、吐出特性や画像形成への影響も抑制される。
【0125】
ところが、温度が上昇する場合にノズル内インクを循環させないと、水分蒸発速度が速く濃縮が進みやすいだけでなく、温度影響によるインク物性の変化が発生する可能性がある。例えば、濃縮したインク内の顔料や樹脂の凝集が進むことで、ノズル内の固形分が分離した状態になり、その塊が大きくなることでノズルを塞いでしまうことが起こり得る。これを防止するには、固形分の凝集が始まる前にノズル内のインクを排出するか、循環によりノズル内の濃縮を抑制する必要がある。濃縮が進んだ状態での吐出によるインクの排出は難しく、キャップによる吸引では他のノズルも合わせて排出するためインク消費量が大きくなる。よって、ノズル内インクを循環可能な本実施形態の構成においては、記録動作中に温度が上昇する条件でインクを循環させるのが好適である。
【0126】
以上のことから、記録動作中に温度が上昇する可能性があるインクでは、ノズル内の循環を継続する必要がある。よって、記録動作中に使用するインクだけでなく、その同一チップ内にあるインクは循環させることで、インク物性変化の弊害を抑制する。また、温度上昇する可能性が無いインクは可能な限り循環させず、使用再開する際にノズル内の濃縮インクを吸引することで廃棄するインク量を抑制しつつ、循環流路内のインク濃縮を抑制することが可能となる。
【0127】
本実施形態では、記録動作中に各インクに対して循環を実施するかどうかを記録条件によって判断する例を示す。
【0128】
図２４は、入力画像データの記録条件に対する画像形成に使用するインクの対応を示す表である。表の「●」印がある記録品位のインクは画像形成で使用し、それ以外は不使用であることを示す。また、「△」印があるインクは画像形成では使用しないが、循環をさせる必要があるインクであることを示している。
【0129】
図２４に示すように、タックシートやフィルムなど非吸収性の記録媒体においては、記録媒体上に着弾したカラーインクの水分や溶剤が記録媒体内に吸収されない。そのため、インクの付与量が多くなると、記録媒体とインク間の表面張力では移動を抑制しきれず滲みが発生してしまう。そのため、非吸収性の記録媒体では、インクと反応させることで粘度上昇を起こし移動を抑制するプライマーを使用する。一方で、インクジェット用紙のようにインク受容層が記録媒体の表面に形成されているような記録媒体の場合は、水分や溶剤が受容層内に吸収されるため、プライマーを使用する必要がない。
【0130】
また、画像の記録速度を重視する記録モードにおいては、入力画像データからインク色ごとの記録データを生成する処理量を抑制して記録速度の低下を防止するため、基本色であるシアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの４色のみを使用する。一方、画質を重視する記録モードにおいては、発色性の向上や粒状感の低減のため、淡インクのライトシアン、ライトマゼンタ、グレーや、特色のグリーン、オレンジを使用する。その中間の記録モードでは、例えば基本色とライトシアン、ライトマゼンタを使用するインクとして選択する。
【0131】
なお、本実施形態のインク構成では、淡色のグレーや特色のグリーン、オレンジを用いる構成としている。しかし、他の特色としてレッド、ブルー、バイオレットを用いても良く、光沢制御に使用するクリアインク、透明フィルムなどで白表現に使用する白インクを用いても良い。また、各ヘッドのインク色の割り当てや並び順も、本実施形態で示すものに限るものでは無い。また、本実施形態では、印字モードに対応して使用するインクを選択する構成を例として挙げているが、画像データがインクに対応したデータとして入力される形式の場合は、そのデータ有無によって使用するインクを判断してもよい。
【0132】
以上のようにして選択された使用インクに対して、チップ４０３ごとにインク使用の有無を判定する。基本色はどの記録条件においても使用するため、液体吐出ヘッド１１０の２つのチップ４０３は常に使用することになる。プライマーのみを使用する液体吐出ヘッド１１１Ｌのチップ４０３はインクジェット用紙では使用せず、それ以外の記録媒体では使用する。液体吐出ヘッド１１１Ｒは高画質の記録モードのみ使用することになる。
【0133】
これをフローチャートに示したのが図２５である。
【0134】
図２５において、まず、ステップＳ１１０１で画像形成に使用するインクであるか否かを判断し、ステップＳ１１０２で不使用であると判断されたインクの中で、同一チップで使用するインクがあるかを判定する。ステップＳ１１０１とＳ１１０２で使用すると判定されたインクはステップＳ１１０５で循環ポンプを駆動する。また、本実施形態おいて循環させない状態でキャップを開けてノズル内インクの濃縮が進行している時間を計測するタイマＴｃを用意する。なお、循環ポンプを駆動している間は、タイマＴｃは０とする。例えば、以前の記録動作で不使用であり循環していないインクでは、記録動作開始時点でタイマが０でないケースが有り得る。その場合、再度画像形成で使用する際は循環させ、ノズル内の濃縮インクが除去されるため、ステップＳ１１０６でタイマＴｃをリセットする。
【0135】
一方、画像形成に使用せず、同一チップに使用色が無いインクに対しては、循環ポンプを駆動せず、ステップＳ１１０３においてタイマＴｃは初期化せずに現在のカウント値に累積加算する。これは、複数回の記録動作を行う場合に全ての記録動作で循環を実施しないことが選択されると、循環されることなくノズル内のインクは濃縮されたままとなるためである。なお、タイマＴｃはキャップ吸引による回復動作が実施され、ノズル内の増粘インクが排出された場合にもリセットを行う。
【0136】
以上のようにして記録動作中の循環を行うか否かを判定するが、最後に記録動作中に循環していたか否かに基づいて、次回の記録動作開始前に必要な回復処理に対するフラグ処理を行う。
【0137】
記録動作中に循環していない場合、長時間循環せずにノズル内の濃縮が進んだ場合は吸引による濃縮インクの排出が必要である。そのため、ステップＳ１１０４で吸引動作の実施判定フラグをＯＮにする。一方、記録動作中に循環している場合、循環流路内のインクの濃縮が進んだ場合に、濃縮インクを排出するための吐出動作を行う必要がある。そのため、ステップＳ１１０７で濃縮解消フラグをＯＮにする。
【0138】
以上のようにして記録動作中の循環とその後の回復動作フラグを設定した後、記録動作を実行する。記録動作終了後は再度キャップによりノズルを覆うことでノズル内インクの乾燥を防止して本体動作を休止する。
【0139】
記録動作中に循環流路内やノズル内のインクの濃縮が進んでいるが、次の記録画像データや記録条件によって使用する色が異なるため、本実施形態では、記録動作開始時に濃縮インクの回復処理を実施する。もし同じインクのみ使用する場合、画像形成に使用しないインクの回復処理をスキップできる可能性があるため、記録動作間の回復動作時間を短縮する効果が得られる。
【0140】
次に、図２６は、本実施形態での記録動作開始前の回復処理の判定、および回復動作を示したフローチャートある。
【0141】
まず、ステップＳ１２０１で画像形成に使用する色か否かを判断する。判断方法は上述の通りである。ここで、使用しないと判断されたインクに対しては、画像形成で使用しないため、循環流路内のインクが濃縮していても、濃縮したインクが循環できない状態であっても画像には影響しない。ただし、ノズル内インクの濃縮が固形分の凝集が進んで吸引による除去ができない状態にならないようにする必要がある。そのため、ステップＳ１２０２において、タイマＴｃのカウント時間が吸引による回復が必要な時間の閾値Ｔ０よりも長い場合、吸引動作を実行し、ノズル内の濃縮インクを除去する。なお、Ｔ０は濃縮時の粘度上昇がインクに依って異なるため、インクによって異なる閾値を設定しても良い。吸引動作を実行した後は、ノズル内の濃縮インクが除去されるため、タイマＴｃはリセットする。
【0142】
ステップＳ１２０１で画像形成に使用する色であると判定された場合、続いてステップＳ１２１１で吸引判定フラグをチェックする。前回の記録動作で吸引判定フラグがＯＮになっている場合は、ノズル内のインクが循環されず濃縮している可能性がある。そのため、ノズルが大気開放された状態で経過した時間から画像形成に影響する濃縮度になっていると予測される場合は、吸引により濃縮インクを除去する。具体的には、ステップＳ１２１２においてタイマＴｃが閾値Ｔ１よりも長いか否かを比較し、閾値を超えている場合は吸引動作を実行する。
【0143】
閾値Ｔ１は画像影響、すなわちインクの濃度や吐出性能に影響する濃縮度の閾値であるため、固形分の凝集物が発生するかを判断する閾値Ｔ０よりも短い時間が設定される。また、Ｔ１はインクによって濃縮による画像影響度が異なるため、インクによって異なる閾値を設定しても良い。吸引動作実行後は、ステップＳ１２１４でタイマＴｃをリセットする。
【0144】
ステップＳ１２１２で閾値を超えていないと判断された場合は、ノズル内のインク濃縮は進んでおらず、画像形成への影響が無い状態であるため、吸引動作は実行しない。なお、吸引判定フラグＯＮの条件では、前回の記録動作でノズル内のインクを循環していないため、循環流路全体のインクは濃縮が進まず、循環流路内インクの濃縮を解消する必要がない。よって、濃縮解消動作は実行しない。
【0145】
ステップＳ１２１１で吸引判定フラグがＯＦＦである場合、続いてステップＳ１２２１で濃縮解消フラグのチェックを行う。前回の記録動作で濃縮解消フラグがＯＮになっている場合は、ノズル内のインクを循環させているため、循環流路全体の濃縮が進んでいる可能性がある。そのため、ステップＳ１２２２において、インクの濃縮度が画像形成に影響する濃縮度の閾値Ｄｔｈを超えているかを判定する。具体的には、ノズルからの水分蒸発による濃縮とインク消費に伴い新しいインクと混ざることに依る濃縮解消から予測される濃縮度Ｄｈを閾値Ｄｔｈと比較する。本実施形態では、例えばＤｔｈ＝１０％と設定する。濃縮度Ｄｈ＞閾値Ｄｔｈである場合、ステップＳ１２２３で濃縮インクを排出するための吐出動作を行う。濃縮度Ｄｈ≦閾値Ｄｔｈである場合は、濃縮を解消する必要がないため、濃縮解消動作は実施せず、記録動作前の回復処理を終了する。
【0146】
以上説明したように、本実施形態では、画像形成で不使用となるインクの記録動作中の循環要否を判断し、ノズル内、および循環流路内の濃縮状態に基づいて適宜排出させる。これにより、未使用だったインクを再度画像形成に使用する場合においても、画質劣化が発生するような濃度変動や吐出不良が発生しない状態を維持することが可能となる。
【0147】
本明細書の開示は、以下の記録装置、方法、プログラムおよび記憶媒体を含む。
【0148】
（項目１）
複数種類のインクをそれぞれ吐出する複数の吐出口と、前記複数の吐出口と前記複数種類のインクをそれぞれ収容する複数の液室との間でインクを循環させるための複数の循環経路と、を備えるインク吐出ヘッドと、
前記複数の循環経路においてインクを循環させる循環手段と、
記録データに基づいて、前記循環手段により、前記複数の循環経路のうちのいずれの循環経路においてインクを循環させるかを制御する制御手段と、
を備えることを特徴とする記録装置。
複数種類のインクをそれぞれ吐出する複数の吐出口と、前記複数の吐出口と前記複数種類のインクをそれぞれ収容する複数の液室との間でインクを循環させるための複数の循環経路と、を備えるインク吐出ヘッドと、
前記複数の循環経路においてインクを循環させる循環手段と、
記録データに基づいて、前記循環手段により、前記複数の循環経路のうちのいずれの循環経路においてインクを循環させるかを制御する制御手段と、
を備えることを特徴とする記録装置。
【0149】
（項目２）
前記記録データに基づいて、記録に使用するインクを選択する選択手段をさらに備え、前記制御手段は、前記選択手段により選択されたインクに応じて、前記複数の循環経路のうちのいずれの循環経路においてインクを循環させるかを制御することを特徴とする項目１に記載の記録装置。
前記記録データに基づいて、記録に使用するインクを選択する選択手段をさらに備え、前記制御手段は、前記選択手段により選択されたインクに応じて、前記複数の循環経路のうちのいずれの循環経路においてインクを循環させるかを制御することを特徴とする項目１に記載の記録装置。
【0150】
（項目３）
前記制御手段は、前記選択手段により選択されたインクに対応する循環経路においてインクを循環させるように、前記循環手段を制御することを特徴とする項目２に記載の記録装置。
前記制御手段は、前記選択手段により選択されたインクに対応する循環経路においてインクを循環させるように、前記循環手段を制御することを特徴とする項目２に記載の記録装置。
【0151】
（項目４）
前記インク吐出ヘッドは、前記複数の吐出口が分けて配列された複数のチップを有し、前記制御手段は、前記記録に使用するインクの吐出口と同じチップに吐出口が配置されたインクに対応する循環経路においてインクを循環させるように、前記循環手段を制御することを特徴とする項目３に記載の記録装置。
前記インク吐出ヘッドは、前記複数の吐出口が分けて配列された複数のチップを有し、前記制御手段は、前記記録に使用するインクの吐出口と同じチップに吐出口が配置されたインクに対応する循環経路においてインクを循環させるように、前記循環手段を制御することを特徴とする項目３に記載の記録装置。
【0152】
（項目５）
前記記録装置の記録動作中に、インクの循環が行われない循環経路の経過時間を計測する計測手段をさらに備えることを特徴とする項目１乃至４のいずれか１項目に記載の記録装置。
前記記録装置の記録動作中に、インクの循環が行われない循環経路の経過時間を計測する計測手段をさらに備えることを特徴とする項目１乃至４のいずれか１項目に記載の記録装置。
【0153】
（項目６）
前記吐出口からインクを吸引する吸引手段をさらに備え、前記制御手段は、前記経過時間が第１の閾値を超えた場合に、前記インクの循環が行われていない循環経路に対応するインクを前記吐出口から吸引するように前記吸引手段を制御することを特徴とする項目５に記載の記録装置。
前記吐出口からインクを吸引する吸引手段をさらに備え、前記制御手段は、前記経過時間が第１の閾値を超えた場合に、前記インクの循環が行われていない循環経路に対応するインクを前記吐出口から吸引するように前記吸引手段を制御することを特徴とする項目５に記載の記録装置。
【0154】
（項目７）
前記吸引手段による吸引は、次の記録動作が開始される前に実行されることを特徴とする項目６に記載の記録装置。
前記吸引手段による吸引は、次の記録動作が開始される前に実行されることを特徴とする項目６に記載の記録装置。
【0155】
（項目８）
前記吸引手段は、前記吐出口を覆うキャップと、キャップの内部を負圧にするポンプとを備えることを特徴とする項目６または７に記載の記録装置。
前記吸引手段は、前記吐出口を覆うキャップと、キャップの内部を負圧にするポンプとを備えることを特徴とする項目６または７に記載の記録装置。
【0156】
（項目９）
前記循環手段により循環が行われるインクの前記循環経路内の濃縮度を予測する予測手段をさらに備えることを特徴とする項目１乃至８のいずれか１項目に記載の記録装置。
前記循環手段により循環が行われるインクの前記循環経路内の濃縮度を予測する予測手段をさらに備えることを特徴とする項目１乃至８のいずれか１項目に記載の記録装置。
【0157】
（項目１０）
前記制御手段は、前記濃縮度が第２の閾値より大きくなった場合に、インクを前記吐出口から吐出させるように制御することを特徴とする項目９に記載の記録装置。
前記制御手段は、前記濃縮度が第２の閾値より大きくなった場合に、インクを前記吐出口から吐出させるように制御することを特徴とする項目９に記載の記録装置。
【0158】
（項目１１）
前記吐出口からのインクの吐出は、次の記録動作が開始される前に実行されることを特徴とする項目１０に記載の記録装置。
前記吐出口からのインクの吐出は、次の記録動作が開始される前に実行されることを特徴とする項目１０に記載の記録装置。
【0159】
（項目１２）
前記制御手段は、前の記録動作において使用されず、記録動作中に循環が行われていない時間が第３の閾値を超えるインクについて、次の記録動作が開始される前にインクの排出動作を実行するように制御することを特徴とする項目１乃至１１のいずれか１項目に記載の記録装置。
前記制御手段は、前の記録動作において使用されず、記録動作中に循環が行われていない時間が第３の閾値を超えるインクについて、次の記録動作が開始される前にインクの排出動作を実行するように制御することを特徴とする項目１乃至１１のいずれか１項目に記載の記録装置。
【0160】
（項目１３）
複数種類のインクをそれぞれ吐出する複数の吐出口と、前記複数の吐出口と前記複数種類のインクをそれぞれ収容する複数の液室との間でインクを循環させるための複数の循環経路と、を有するインク吐出ヘッドを備える記録装置を制御する方法であって、
前記複数の循環経路においてインクを循環させる循環工程と、
記録データに基づいて、前記循環工程において、前記複数の循環経路のうちのいずれの循環経路においてインクを循環させるかを制御する制御工程と、
を有することを特徴とする記録装置の制御方法。
複数種類のインクをそれぞれ吐出する複数の吐出口と、前記複数の吐出口と前記複数種類のインクをそれぞれ収容する複数の液室との間でインクを循環させるための複数の循環経路と、を有するインク吐出ヘッドを備える記録装置を制御する方法であって、
前記複数の循環経路においてインクを循環させる循環工程と、
記録データに基づいて、前記循環工程において、前記複数の循環経路のうちのいずれの循環経路においてインクを循環させるかを制御する制御工程と、
を有することを特徴とする記録装置の制御方法。
【0161】
（項目１４）
項目１３に記載の制御方法の各工程をコンピュータに実行させるためのプログラム。
項目１３に記載の制御方法の各工程をコンピュータに実行させるためのプログラム。
【0162】
（項目１５）
項目１３に記載の制御方法の各工程をコンピュータに実行させるためのプログラムを記憶したコンピュータが読み取り可能な記憶媒体。
項目１３に記載の制御方法の各工程をコンピュータに実行させるためのプログラムを記憶したコンピュータが読み取り可能な記憶媒体。
【0163】
（他の実施形態）
また本発明は、上述の実施形態の１以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける１つ以上のプロセッサがプログラムを読出し実行する処理でも実現できる。また、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によっても実現できる。
また本発明は、上述の実施形態の１以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける１つ以上のプロセッサがプログラムを読出し実行する処理でも実現できる。また、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によっても実現できる。
【0164】
発明は上記実施形態に制限されるものではなく、発明の精神及び範囲から離脱することなく、様々な変更及び変形が可能である。従って、発明の範囲を公にするために請求項を添付する。
【符号の説明】
【0165】
１１０：液体吐出ヘッド、２３：回復ユニット、５４：循環ユニット、６１：キャップ、４０２：ノズル
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25】
【図26】