JP2017121784A - 記録装置、記録方法、およびプログラム - Google Patents

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Abstract

【課題】液体が循環可能な循環系を有する記録装置では、吐出口から液体に含まれる揮発成分が蒸発し、濃度や粘土などの液体の特性が変化してしまう。
【解決手段】本発明は、液体を吐出する吐出口、および、該吐出口と連通し該吐出口から吐出する該液体を充填しておく圧力室、を備える液体吐出ヘッドと、前記圧力室の内部を通るように前記液体を循環させる循環手段とを備える記録装置であって、前記記録装置が、ジョブに基づき前記吐出口からの前記液体の吐出による画像形成を開始する直前、前記液体の循環が開始し、該画像形成が終了した場合、該液体の循環が停止することを特徴とする記録装置である。
【選択図】図29

Description

本発明は、記録装置、記録方法、およびプログラムに関する。
インクジェット記録ヘッドの分野では、吐出口からインク中の揮発成分が蒸発することが原因で吐出口付近のインクの特性が変化し、色材濃度変化に起因する画像の色ムラの発生や、粘度上昇に伴う吐出速度変化に起因する着弾精度の悪化といった問題がある。このような問題に対する対策の1つとして、インクジェット記録ヘッドに供給するインクを循環路により循環させる方法が知られている。しかしこの方法には、インクを循環することによりノズル先端部に常にフレッシュなインクが供給されるため、ノズル先端部から常に水分蒸発が起こり、循環系全体の濃度が徐々に上がっていくという課題があった。
特許文献1には、上記の課題に対して、インクの消費量や蒸発量を推測し、該推測に基づき予め用意された濃いインクまたは希釈液を補充することで、循環系のインクの濃度を一定にすることが開示されている。
特開2005−271337号公報
しかしながら、特許文献1に記載の発明では、濃いインクや希釈液を用意する必要があり、また、少なくとも1色に対して濃度センサが必要となることから、システム上煩雑になり、コストもかかるという課題がある。
本発明は、上記の課題を鑑み、従来技術より簡易な構成でコストをかけずに、吐出口からの揮発成分の蒸発を抑え、循環系を流れる液体の濃度の上昇を抑えることを目的とする。
本発明は、液体を吐出する吐出口、および、該吐出口と連通し該吐出口から吐出する該液体を充填しておく圧力室、を備える液体吐出ヘッドと、前記圧力室の内部を通るように前記液体を循環させる循環手段とを備える記録装置であって、前記記録装置が、ジョブに基づき前記吐出口からの前記液体の吐出による画像形成を開始する直前、前記液体の循環が開始し、該画像形成が終了した場合、該液体の循環が停止することを特徴とする記録装置である。
本発明によれば、循環系を流れる液体に含まれる揮発成分が吐出口から蒸発することを抑え、該液体の濃度の上昇を抑えることが可能となる。
第1の適用例に係る記録装置の概略構成図 第1の適用例に係る第1循環形態を示す模式図 第1の適用例に係る第2循環形態を示す模式図 第1循環形態と第2循環形態とにおける、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 第1の適用例に係る液体吐出ヘッドを示す斜視図 第1の適用例に係る液体吐出ヘッドの分解斜視図 第1の適用例に係る第1〜第3流路部材の各流路部材の表面と裏面を示す図 第1〜第3流路部材を接合して形成される流路部材の一部の拡大透視図 図8に示す流路部材の断面図 第1の適用例に係る吐出モジュールを示す図 第1の適用例に係る記録素子基板を示す図 第1の適用例に係る記録素子基板およびカバープレートの断面を示す斜視図 第1の適用例に係る記録素子基板の隣接部の部分拡大図 第2の適用例に係る液体吐出ヘッドを示す斜視図 第2の適用例に係る液体吐出ヘッドの分解斜視図 第2の適用例に係る液体吐出ヘッドの流路部材を示す図 第2の適用例に係る記録素子基板と流路部材との間における液体の接続関係を示す透視図 図17の断面線XVIII−XVIIIにおけるにおける断面図 第2の適用例に係る吐出モジュールを示す図 第2の適用例に係る記録素子基板を示す図 第2の適用例に係る記録装置を示す図 実施形態に係る液体吐出ヘッドを示す斜視図 実施形態に係る記録素子基板の積層構造を示す図 実施形態に係る液体吐出ヘッドにおけるノズル部を示す図 実施形態に係る液体吐出ユニット内の流路を示す模式図 実施形態に係る循環形態を示す模式図 実施形態に係る循環流速と蒸発速度との関係を示すグラフ 実施形態に係る処理のフローチャート 実施形態に係る処理のタイミングチャート 実施形態に係る循環系内のインクの濃度の経時変化を示すグラフ 実施形態に係る液体吐出ユニット内の流路を示す模式図
以下、図面を参照して、本発明の適用例及び実施形態に係る液体吐出ヘッド及び液体吐出装置について説明する。以下の各適用例及び実施形態では、インクを吐出するインクジェット記録ヘッド及びインクジェット記録装置について具体的な構成で説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。本発明の液体吐出ヘッド、液体吐出装置及び液体の供給方法は、プリンタ、複写機、通信システムを有するファクシミリ、プリンタ部を有するワードプロセッサなどの装置、さらには各種処理装置と複合的に組み合わせた産業記録装置に適用可能である。例えば、バイオチップ作製や電子回路印刷などの用途としても用いることができる。また、以下に述べる適用例及び実施形態は、本発明の適切な具体例であるから、技術的に好ましい様々の限定が付けられている。しかし、本発明の思想に沿うものであれば、本適用例及び実施形態は本明細書の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。
以下に本発明を好適に適用可能な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の液体吐出ヘッド3とを備え、複数の記録媒体2を連続もしくは間欠に搬送しながら1パスで連続記録を行うライン型記録装置である。液体吐出ヘッド3は循環経路内の圧力(負圧)を制御する負圧制御ユニット230と、負圧制御ユニット230と流体連通した液体供給ユニット220と、液体供給ユニット220へのインクの供給口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、イエローY、ブラックKのインクによるフルカラー記録が可能であり、液体を液体吐出ヘッド3へ供給する供給路である液体供給手段、メインタンクおよびバッファタンク(後述する図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循環形態とがある。以下、この循環の第1循環形態と第2循環形態とについて説明する。
(第1循環形態の説明)
図2は、本実施形態の記録装置1000に適用される循環経路の第1循環形態を示す模式図である。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、イエローY、ブラックKのインクの内の1色のインクが流動する経路のみを示しているが、実際には4色分の循環経路が、液体吐出ヘッド3および記録装置本体に設けられる。
第1循環形態では、メインタンク1006内のインクは、補充ポンプ1005によってバッファタンク1003に供給され、その後、第2循環ポンプ1004によって液体接続部111を介して液体吐出ヘッド3の液体供給ユニット220に供給される。その後、液体供給ユニット220に接続された負圧制御ユニット230で異なる2つの負圧(高圧、低圧)に調整されたインクは、高圧側と低圧側の2つの流路に分かれて循環する。液体吐出ヘッド3内のインクは、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、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から排出されてバッファタンク1003に戻る。
サブタンクであるバッファタンク1003は、メインタンク1006と接続され、タンク内部と外部とを連通する不図示の大気連通口を有し、インク中の気泡を外部に排出することが可能である。バッファタンク1003とメインタンク1006との間には、補充ポンプ1005が設けられている。補充ポンプ1005は、インクを吐出しての記録や吸引回復等、液体吐出ヘッド3の吐出口からインクを吐出(排出)することによって消費されたインクをメインタンク1006からバッファタンク1003へ移送する。
2つの第1循環ポンプ1001、1002は、液体吐出ヘッド3の液体接続部111から液体を引き出してバッファタンク1003へ流す。第1循環ポンプとしては、定量的な送液能力を有する容積型ポンプが好ましい。具体的にはチューブポンプ、ギアポンプ、ダイヤフラムポンプ、シリンジポンプ等が挙げられるが、例えば一般的な定流量弁やリリーフ弁をポンプ出口に配して一定流量を確保する形態であってもよい。液体吐出ヘッド3の駆動時には、第1循環ポンプ(高圧側)1001および第1循環ポンプ(低圧側)1002を稼働することによって、それぞれ共通供給流路211、共通回収流路212内を所定流量のインクが流れる。このようにインクを流すことで、記録時の液体吐出ヘッド3の温度を最適の温度に維持している。液体吐出ヘッド3駆動時の所定流量は、液体吐出ヘッド3内の各記録素子基板10間の温度差が記録画質に影響しない程度に維持可能である流量以上に設定することが好ましい。もっとも、あまりに大きな流量に設定すると、液体吐出ユニット300内の流路の圧損の影響により、各記録素子基板10で負圧差が大きくなり画像の濃度ムラが生じてしまう。そのため、各記録素子基板10間の温度差と負圧差を考慮しながら流量を設定することが好ましい。
負圧制御ユニット230は、第2循環ポンプ1004と液体吐出ユニット300との間の経路に設けられている。この負圧制御ユニット230は、単位面積あたりの吐出量の差等によって循環系におけるインクの流量が変動した場合でも、負圧制御ユニット230よりも下流側(即ち液体吐出ユニット300側)の圧力を予め設定した一定圧力に維持するように動作する。負圧制御ユニット230を構成する2つの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。本実施形態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、本実施形態の液体吐出ヘッド3は、高速で高画質な記録が可能となる。
(第2循環形態の説明)
図3は、本実施形態の記録装置に適用される循環経路のうち、上述した第1循環形態とは異なる循環形態である第2循環形態を示す模式図である。前述の第1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。本実施形態の循環流路では、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循環形態は第1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循環形態では、液体吐出ユニット300内には第1循環形態と同様の液体の流れ状態が得られるが、第1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循環形態と第2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循環形態における待機時を示しており、図4(b)は、第1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循環形態の方が、第2循環形態に対して有利になる点もある。すなわち第2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。
(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、本実施形態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、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)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実施形態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的に接続し、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)と電気的に接続される。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、本実施形態における記録素子基板10の構成について説明する。図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液体を熱エネルギーにより発泡させるための発熱素子である記録素子15が配置されている。隔壁22により、記録素子15を内部に備える圧力室23が区画されている。記録素子15は、記録素子基板10に設けられる電気配線(不図示)によって、端子16と電気的に接続されている。そして記録素子15は、記録装置1000の制御回路から、電気配線基板90(図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カバープレート20が積層されており、カバープレート20には、液体供給路18および液体回収路19に連通する開口21が複数設けられている。本実施形態においては、液体供給路18の1本に対して3個、液体回収路19の1本に対して2個の開口21がカバープレート20に設けられている。図11(b)に示すようにカバープレート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。カバープレート20は、液体に対して十分な耐食性を有している物が好ましく、また、混色防止の観点から、開口21の開口形状および開口位置には高い精度が求められる。このためカバープレート20の材質として、感光性樹脂材料やシリコン板を用い、フォトリソプロセスによって開口21を設けることが好ましい。このようにカバープレート20は、開口21により流路のピッチを変換するものであり、圧力損失を考慮すると厚みは薄いことが望ましく、フィルム状の部材で構成されることが望ましい。
図12は、図11(a)におけるXII−XIIにおける記録素子基板10およびカバープレート20の断面を示す斜視図である。ここで、記録素子基板10内での液体の流れについて説明する。カバープレート20は、記録素子基板10の基板11に形成される液体供給路18および液体回収路19の壁の一部を形成する蓋としての機能を有する。記録素子基板10は、Siにより形成される基板11と感光性の樹脂により形成される吐出口形成部材12とが積層されており、基板11の裏面にはカバープレート20が接合されている。基板11の一方の面側には、記録素子15が形成されており(図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18および液体回収路19を構成する溝が形成されている。基板11とカバープレート20とによって形成される液体供給路18および液体回収路19は、それぞれ流路部材210内の共通供給流路211と共通回収流路212と接続されており、液体供給路18と液体回収路19との間には差圧が生じている。吐出口13から液体を吐出して記録を行っている際に、吐出を行っていない吐出口では、この差圧によって基板11内に設けられた液体供給路18内の液体が、供給口17a、圧力室23、回収口17bを経由して液体回収路19へ流れる(図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、カバープレート20の開口21および支持部材30の液体連通口31を通じて、流路部材210内の連通口51、個別回収流路214、共通回収流路212の順に回収され、記録装置1000の回収経路へと回収される。つまり、記録装置本体から液体吐出ヘッド3へ供給される液体は、下記の順に流動し、供給および回収される。
液体は、まず液体供給ユニット220の液体接続部111から液体吐出ヘッド3の内部に流入する。そして液体は、ジョイントゴム100、第3流路部材に設けられた連通口72および共通流路溝71、第2流路部材に設けられた共通流路溝62および連通口61、第1流路部材に設けられた個別流路溝52および連通口51の順に供給される。その後、支持部材30に設けられた液体連通口31、カバープレート20に設けられた開口21、基板11に設けられた液体供給路18および供給口17aを順に介して圧力室23に供給される。圧力室23に供給された液体のうち、吐出口13から吐出されなかった液体は、基板11に設けられた回収口17bおよび液体回収路19、カバープレート20に設けられた開口21、支持部材30に設けられた液体連通口31を順に流れる。その後液体は、第1流路部材に設けられた連通口51および個別流路溝52、第2流路部材に設けられた連通口61および共通流路溝62、第3流路部材70に設けられた共通流路溝71および連通口72、ジョイントゴム100を順に流れる。そして液体は、液体供給ユニット220に設けられた液体接続部111から液体吐出ヘッド3の外部へ流動する。
図2に示す第1循環形態の形態においては、液体接続部111から流入した液体は、負圧制御ユニット230を経由した後にジョイントゴム100に供給される。また図3に示す第2循環形態の形態においては、圧力室23から回収された液体は、ジョイントゴム100を通過した後、負圧制御ユニット230を介して液体接続部111から液体吐出ヘッドの外部へ流動する。また液体吐出ユニット300の共通供給流路211の一端から流入した全ての液体が、個別供給流路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、本実施形態のような微細で流抵抗の大きい流路を備える記録素子基板10を備える場合であっても、液体の循環流の逆流を抑制することができる。このように、本実施形態の液体吐出ヘッド3では、圧力室23や吐出口近傍部の液体の増粘を抑制することができるので、吐出のヨレや不吐出を抑制することができ、結果として高画質な記録を行うことができる。
(記録素子基板間の位置関係の説明)
図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。本実施形態では略平行四辺形の記録素子基板を用いている。各記録素子基板10における吐出口13が配列される各吐出口列(14a〜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の記録媒体の搬送方向の長さの増大を抑えつつ記録素子基板10同士のつなぎ部における黒スジや白抜け対策を行うことができる。なお、本実施形態では記録素子基板の主平面は平行四辺形であるが、これに限るものではなく、例えば長方形、台形、その他形状の記録素子基板を用いた場合でも、本発明の構成を好ましく適用することができる。
(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、本実施形態を適用可能な、液体を吐出して記録を行う記録装置2000を示した図である。本実施形態の記録装置2000は、シアンC、マゼンタM、イエロー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、本実施形態においては、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、本実施形態に係る液体吐出ヘッド2003を示した斜視図である。ここで、本実施形態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。しかしながら本実施形態の液体吐出ヘッド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の両側に信号入力端子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。本実施形態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、本実施形態における第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。本実施形態は第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と電気的に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カバープレート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、カバープレート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。
なお、上記実施形態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、本実施形態では発熱素子により気泡を発生させて液体を吐出するサーマル方式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。
本実施形態は、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。
また本実施形態は、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3の適用例(実施形態))
(液体吐出ヘッド構成の説明)
以下、実施形態に係る液体吐出ヘッド400の構成について説明する。なお以降の説明においては、主として上述の実施形態と異なる部分のみを説明し、上述の実施形態と同様の部分については説明を省略する。図22は、本実施形態に係る液体吐出ヘッド400を示した斜視図である。ここで、説明のために図中に示すように座標軸を設定する。
図22を参照すると、インク等の液体を吐出する複数の記録素子が高密度に配置された複数の記録素子基板420が、流路部材410上にY方向に互い違いにずれながらX方向に沿って配置されて、長尺な1つの液体吐出ヘッド400を構成している。隣接する2つの記録素子基板(例えば420aと420b)の間には、互いに重複する領域(図22でLと記載)が設けられている。これにより、個々の記録素子基板の配置に多少の誤差があったとしても、Y方向に搬送されながら記録される記録媒体上に、この誤差に伴う隙間が生じないようになっている。電気配線基板430は、個々の記録素子基板420に吐出駆動信号および吐出に必要な電力を供給するための、ガラスエポキシ等の複合材料からなる電子回路基板であり、外部からの信号や電力を受信するためのコネクタ440を備えている。フレキシブル配線基板450は、流路部材410と電気配線基板430との間、および、個々の記録素子基板420と電気配線基板430との間を電気的に接続する。電気的に接続された、流路部材410、記録素子基板420、及び電気配線基板430は、支持部460によって一体的に支持されている。記録素子基板420とフレキシブル配線基板450との間の電気的接続部は、封止性、イオン遮断性に優れた封止部材470(エポキシ樹脂等)により被覆され、保護されている。
また、液体吐出ヘッド400は、液体吐出ヘッド400の温度を上げるための加熱用ヒーターを備えている(図示せず)。液体吐出ヘッド400を設ける理由は、高Duty画像の印刷では、インク吐出により画像を形成している最中に、液体吐出ヘッド400の温度が上昇することがあり、これが原因となって画像品位の劣化を引き起こす恐れがあることに対処するためである。本実施形態では、インク吐出による画像形成の前段階で、加熱用ヒーターを用いて液体吐出ヘッド400の温度を上げて高止まりの状態にしておく。これにより、インク吐出による画像形成中に液体吐出ヘッド400の温度が上昇することを抑え、画像品位の劣化を防ぐ(詳細は後述する)。
(流路構成の説明)
以下、本実施形態に係る液体吐出ヘッド400内を流れる液体の流路構成について説明する。ここで液体吐出ヘッド400は、上述の実施形態と同様、液体を吐出するための液体吐出ユニット、及び、液体吐出ユニットに液体を供給するための液体供給ユニットを備えており、液体吐出ユニットは複数の記録素子基板420から構成されるものとして説明する。
図23は、本実施形態に係る記録素子基板420を構成する各部材の斜視図であり、記録素子基板420の積層構造を示している。図23を用いて、記録素子基板内の流路構成を説明する。図23(a)は、複数の吐出口2311が形成される吐出口形成部材2310を示す。図23(b)は、個別供給流路2321、個別回収流路2322、及び駆動回路などが形成される第1流路部材2320を示す。図23(c)は、共通供給流路2331と共通回収流路2332とが形成される第2流路部材2330を示す。図23(d)は、複数の連通口2341a、2341b、2342a、2342bが形成される第3流路部材2340を示す。連通口を設ける位置を調整する(連通口2341aと連通口2341bとの間(或いは連通口2342aと連通口2342bとの間)の距離を調整する)ことで、共通供給流路および共通回収流路において、液体が流れる流路の長さ(ピッチ)を調整できる。図23(a)〜(d)に示す構造を組み合わせると、1チップの記録素子基板420となる。
支持部460の液体接続部より各記録素子基板に供給される液体は、連通口2341a、2341b、共通供給流路2331、個別供給流路2321を経由して圧力室へ到る。その後、液体は、個別回収流路2322、共通回収流路2332を経由して連通口2342a、2342bより排出される。なお、図23では、連通口2341a、2341b(及び連通口2342a、2342b)は吐出口列の両端部にあるが、吐出口列内に複数の連通口が配置されても良い。つまり、連通口間のピッチは、液体を供給および回収する流路部材が接合可能なピッチであれば良い。
図24(a)は、本実施形態に係る液体吐出ヘッド400のノズル部の平面図であり、図24(b)は、図24(a)の断面線XXIVa−XXIVbにおける断面図である。液体吐出ヘッド400のノズル部は、液体を熱エネルギーにより発泡させるための発熱素子である記録素子2323が形成された基板2401上の吐出口形成部材2310に、液体が充填される圧力室2402と吐出口2311とが設けられて構成されている。図23(b)に示したように、第1流路部材2320には、個別供給流路2321及び個別回収流路2322が長手方向に沿って複数個形成される。また、第1流路部材2320上の個別供給流路2321と個別回収流路2322との間の部分に、隔壁2324が長手方向に沿って複数個形成されている。隔壁2324は、圧力室2402の壁の一部として機能する。各圧力室において、記録素子2323と対面する位置に吐出口2311が形成されている。記録装置が取得した印刷対象である印刷ジョブに含まれる画像データに基づき、記録媒体上に画像を形成するために、1または複数の記録素子2323が選択的に駆動され、駆動された記録素子2323に対応する吐出口からインクが吐出される。なお、先に説明したように、液体吐出ヘッド400は、液体吐出ヘッド400の温度を上げるための加熱用ヒーターを備えるが、記録素子2323を該加熱用ヒーターとして用いても良い。
図25は、液体吐出ユニット内の各記録素子基板に液体を供給する共通流路と、各記録素子基板から液体を回収する共通流路と、複数の記録素子基板とに着目した、液体吐出ユニット内の流路を示す模式図である。図25に示すように、本実施形態では実施形態1と同様、液体吐出ユニット内には、各記録素子基板へ液体を供給するための共通供給流路2501、各記録素子基板から液体を回収するための共通回収流路2502が設けられている。各記録素子基板420では、共通供給流路2501を流れる液体が連通口2341a、2341bを介して引き入れられ、記録素子基板内を循環し、連通口2342a、2342bを介して排出される(図23参照)。以下、詳しく説明する。
共通供給流路2501および共通回収流路2502では常に一方向に液体が流れているが、共通供給流路2501と共通回収流路2502との間には、後述する負圧制御ユニットにより差圧(圧力差)が生じている。この差圧により、共通供給流路2501から共通回収流路2502への流れが発生する。つまり、共通供給流路2501〜連通口2341a、2341b〜共通供給流路2331〜個別供給流路2321〜圧力室2402〜個別回収流路2322〜共通回収流路2332〜連通口2342a、2342b〜共通回収流路2502の順に流れる。共通供給流路2501と共通回収流路2502との間の圧力差は、圧力室2402内における流速が約数mm/s〜約数十mm/sとなるように設定される。
(循環形態の説明)
図26は、本実施形態の記録装置に適用される循環系の一例を示す模式図である。図26に示すように、液体吐出ヘッド400は、第1循環ポンプ(高圧側)2609a、第1循環ポンプ(低圧側)2609b、バッファタンク2611、及び第2循環ポンプ2608等に流体的に接続されている。また、液体吐出ヘッド400には、ノズルからの蒸発を抑制するための、開閉可能なキャップ2614が取り付けられている。キャップ2614が閉じている状態でキャップ内を湿潤させておくため、液体を吸収させた吸収体をキャップ2614内部に配することや、加湿吸気を送り込む等の方法でノズルからの蒸発を抑制する。また、本実施形態の記録装置は、循環系を構成する要素を統括的に制御するためのコントローラ2613を備えている。コントローラ2613は、CPU、ROM、RAM(図示せず)等を備え、ROMに格納されたプログラムをRAMに展開し実行することにより記録装置を統括的に制御する。
定圧ポンプである第2循環ポンプ2608により加圧された液体は、液体吐出ヘッド400に供給され、フィルタ2607通過後に、負圧制御ユニット2606aまたは負圧制御ユニット2606bに供給される。負圧制御ユニット2606aおよび負圧制御ユニット2606bでは夫々、負圧制御ユニット下流側の負圧を所定の負圧にする。ここで、2つの負圧制御ユニットの内、高圧設定側の負圧制御ユニット2606aは、液体吐出ユニット2620内の共通供給流路2501の上流側に接続され、低圧設定側の負圧制御ユニット2606bは、共通回収流路2502の上流側に接続される。これにより、共通供給流路2501と共通回収流路2502との間で差圧が発生し、共通供給流路2501〜記録素子基板420〜共通回収流路2502へと順に流れる流れが発生する。負圧制御ユニット2606a、2606bを制御して共通供給流路2501と共通回収流路2502との間の差圧を調整すれば、ノズル部における循環流速を所望の速度に設定できる。
液体吐出ヘッド400の下流側には第1循環ポンプ2609a、2609bが設けられている。2つの第1循環ポンプは定量ポンプであり、一定の流量で液体吐出ヘッド400内の共通流路から液体を引き込んでバッファタンク2611に回収する。バッファタンク2611に回収された液体は、第2循環ポンプ2608により再び加圧されて、液体吐出ヘッド400に供給される。このように本実施形態に係る循環系では、バッファタンク2611〜第2循環ポンプ2608〜液体吐出ヘッド400〜第1循環ポンプ2609a、2609b〜バッファタンク2611の順に、液体が流れる構成になっている。
本実施形態では、インク吐出による記録、蒸発、吸引回復等により循環系内のインク量は減少するが、インクの減少量が所定量以上になると、バッファタンク2611に設置されているセンサにより検知され、不足分のインクがメインタンク2612から補充される。このような循環系におけるインク中の色材濃度の変化は、以下の式(1)で表される。
ここで、Wpig(t)[wt%]は、バッファタンク2611内のインク中の色材濃度である。Wpig0[wt%]は、メインタンク2612内のインク中の色材濃度である。Wsub[g]は、バッファタンク2611の容量である。Q1[g/sec]は、1秒当たりのインクの吐出量と回復に使用された量(回復使用量)との合計である。Q2[g/sec]は、1秒当たりの蒸発量(以下「蒸発速度」と呼称する)である。Q(=Q1+Q2)[g/sec]は、1秒当たりのメインタンク2612からのインクの補充量である。t[sec]は、経過時間である。
式(1)の右辺は、tが大きくなるとQ/Q1・Wpig0に収束する(図30参照)。また式(1)からは、蒸発を抑えると、Wpig(t)の到達濃度が抑制されることが分かる(蒸発を抑えると、Q2が0に近づき、式(1)の右辺第1項が0に近づいて、式(1)の右辺の値はQ/Q1・Wpig0に近づく)。
図27は、本実施形態に係る循環系における、循環流速と、インクを吐出しない1個のノズルからの1秒当たりのインクの蒸発量(即ち、蒸発速度)との関係を示すグラフである。図27に示すように、循環流が発生すると、蒸発速度は急峻に上昇することが分かる。循環流速が早くなるにつれ、ノズル先端までフレッシュなインクが行き届き、より高い循環効果が得られる。一方で、循環流速が早くなるにつれ、ノズルからの蒸発が促進される。循環流速がある程度の値以上になると、ノズル先端まで常に循環流が行き届いた状態になる為、循環効果は上がりにくくなり、また、循環流速の変化量に対する蒸発速度の変化量は小さくなる。以上を鑑みると、循環流速は、図中に「必要循環流速」と示す範囲内の一値であることが望ましい。また、循環流の発生によりノズルからの蒸発が発生し、循環流速の上昇により該蒸発が促進するため、印刷ジョブに基づく印刷処理を実行しない状態では、循環を停止させておくことが望ましい。印刷ジョブに基づく印刷処理を実行する状態であっても、循環は必要最小限に留めることが望ましい。
(処理の流れの説明)
以下、本実施形態に係る処理の流れについて説明する。以下で説明する処理の各工程は、コントローラ2613によって実行される。
図28(a)は、キャップの開閉を伴う印刷処理の流れを示すフローチャートである。処理開始時、キャップ2614は閉まっている状態である。ステップS2801において、印刷ジョブを受信したか否かを判定する。該判定の結果、印刷ジョブを受信した場合、ステップS2802に進む一方、印刷ジョブを受信していない場合、再度ステップS2801の処理を実行する。ステップS2802において、キャップ2614を開く。ステップS2803において、第1循環ポンプ2609a、第1循環ポンプ2609bを作動させて、インクの循環流を発生させる(インク循環開始)。ステップS2804において、受信した印刷ジョブに含まれる画像データに基づき、記録媒体上へのノズルからのインク吐出による画像形成を開始し、ステップS2805において、インク吐出による画像形成を終了する。ステップS2806において、第1循環ポンプ2609a、第1循環ポンプ2609bを停止させて、インクの循環流を停止させる(インク循環停止)。ステップS2807において、キャップ2614を閉じて、一連の処理が終了する。
以上が、本実施形態に係るキャップの開閉を伴う印刷処理である。
図28(b)は、図28(a)の他の例であり、液体吐出ヘッドの温度調整を伴う印刷処理の流れを示すフローチャートである。処理開始時、液体吐出ヘッド400の温度は低い状態にあるものとする。ステップS2811において、印刷ジョブを受信したか否かを判定する。該判定の結果、印刷ジョブを受信した場合、ステップS2812に進む一方、印刷ジョブを受信していない場合、再度ステップS2811の処理を実行する。ステップS2812において、加熱用ヒーターをONにして、液体吐出ヘッド400の温度を上げる。ステップS2813において、第1循環ポンプ2609a、第1循環ポンプ2609bを作動させて、インクの循環流を発生させる(インク循環開始)。ステップS2814において、受信した印刷ジョブに含まれる画像データに基づき、記録媒体上へのノズルからのインク吐出による画像形成を開始し、ステップS2815において、インク吐出による画像形成を終了する。ステップS2816において、第1循環ポンプ2609a、第1循環ポンプ2609bを停止させて、インクの循環流を停止させる(インク循環停止)。ステップS2817において、加熱用ヒーターをOFFにして、一連の処理が終了する。
以上が、本実施形態に係る液体吐出ヘッドの温度調整を伴う印刷処理である。
図28(c)は、図28(a)、(b)の他の例であり、キャップの開閉、及び、液体吐出ヘッドの温度調整を伴う印刷処理の流れを示すフローチャートである。処理開始時、キャップ2614は閉まっており、かつ、液体吐出ヘッド400の温度は低い状態にあるものとする。ステップS2821において、印刷ジョブを受信したか否かを判定する。該判定の結果、印刷ジョブを受信した場合、ステップS2822に進む一方、印刷ジョブを受信していない場合、再度ステップS2821の処理を実行する。ステップS2822において、キャップ2614を開く。ステップS2823において、加熱用ヒーターをONにして、液体吐出ヘッド400の温度を上げる。ステップS2824において、第1循環ポンプ2609a、第1循環ポンプ2609bを作動させて、インクの循環流を発生させる(インク循環開始)。ステップS2825において、受信した印刷ジョブに含まれる画像データに基づき、記録媒体上へのノズルからのインク吐出による画像形成を開始し、ステップS2826において、インク吐出による画像形成を終了する。ステップS2827において、第1循環ポンプ2609a、第1循環ポンプ2609bを停止させて、インクの循環流を停止させる(インク循環停止)。ステップS2828において、加熱用ヒーターをOFFにする。ステップS2829において、キャップ2614を閉じて、一連の処理が終了する。
以上が、本実施形態に係るキャップの開閉、及び、液体吐出ヘッドの温度調整を伴う印刷処理である。
図29は、図28(c)に示す処理のタイミングチャートである。
本実施形態において、印刷ジョブを受信する前の記録装置の状態を「待機状態」と呼称する。また、記録装置が待機状態にあるとき、第1循環ポンプ2609aおよび第1循環ポンプ2609bは停止し、インクの循環流は発生していない状態であり、待機状態における液体吐出ヘッド400の温度をT0とし、ノズル部の湿度をRH1とする。記録装置が印刷するための印刷ジョブを受信すると、キャップ2614が開く。キャップ2614が開くと、ノズル部の湿度は、記録装置が設置されている環境の湿度(RH0とする)と等しくなり、ノズルからインクの揮発成分が蒸発するようになる。
先に説明したように、循環流が発生するとノズルからの蒸発速度は急峻に上昇する(図27参照)。従って、循環流が発生している期間をできるだけ短くするために、循環流を発生させる前に液体吐出ヘッド400の温度を上げる動作を開始する(加熱用ヒーターをONにする)。本実施形態では、記録素子基板420に設けられたダイオードセンサの出力をコントローラ2613で読み取ることで、液体吐出ヘッド400の温度を検知する。なお、温度検知の手段はダイオードセンサに限定されず、他のセンサを用いても良い。コントローラ2613は、検知した温度に応じて液体吐出ヘッド400内に設けられた加熱用ヒーターのON/OFFを制御し、液体吐出ヘッド400の温度を調整する。
コントローラ2613は、加熱用ヒーターをONにした後、第1循環ポンプ2609aおよび第1循環ポンプ2609bを作動させる。これにより、液体吐出ヘッド400内の流路にインクが流れるようになり、先に説明したようなノズル内流路を経路とするインクの循環流が発生する(循環開始)。本実施形態では、循環流速は、循環開始後約1秒未満で所定速度(Vとする)に到達する。ここで、液体吐出ヘッド400の温度が所定温度(Topとする)に到達するのに必要な時間、及び、循環流速が所定速度Vに到達するのに必要な時間は、事前の調査などにより把握することが可能である。従って、液体吐出ヘッド400の温度が所定温度Topに到達するタイミングと、循環流速が所定速度Vに到達するタイミングとが略同時となる様に、加熱用ヒーターをONした後に時間差をおいて第1循環ポンプ2609a、2609bを動作させ循環を開始する。これにより、インクの循環流速が所定速度Vに到達するタイミングと、画像形成が開始するタイミングとの間の差が、略ゼロとなる。液体吐出ヘッド400の温度が所定温度Topに達し、かつ、循環流速が所定速度Vに達したタイミングで、インク吐出による画像形成が開始する。なお、図29では、液体吐出ヘッド400の温度が所定温度Topに到達し、かつ、循環流速が所定速度Vに到達したと同時にインク吐出による画像形成が開始している。しかし、液体吐出ヘッド400の温度が所定温度Topに到達し、かつ、循環流速が所定速度Vに到達している状態であれば、任意のタイミングでインク吐出による画像形成を開始して良い。
インク吐出中(画像形成中)の循環系からの蒸発成分は、画像形成に用いられずにインクを吐出しないノズル(「非吐出ノズル」と呼称する)からの蒸発成分が主な成分となる。非吐出ノズルからのインクの蒸発は、循環系内のインク中の色材濃度を上昇させる。各ノズルにおいて循環流速を個々に制御することはできないので、インク吐出中(画像形成中)の非吐出ノズル1つ当たりからの蒸発速度は一定である。
インク吐出(画像形成)終了以後、第1循環ポンプ2609a、2609bを停止して、循環を停止する。ノズル内の循環流が完全に停止するまでに要する時間は1秒未満である。図29に示すように、第1循環ポンプ2609a、2609bを停止させると非吐出ノズルからの蒸発速度は急峻に減少する。
次いで、コントローラ2613は、液体吐出ヘッドのキャップ2614を閉じる。これにより、ノズル部における湿度は上昇し、印刷ジョブを受信する前の(待機状態時の)湿度RH1まで回復するとともに、非吐出ノズルからの蒸発速度が0に収束する。最終的に、記録装置は待機状態に戻る。
本実施形態では、図26に示すように、循環流をより速く完全に停止させるためのバイパス流路2610を設けている。バイパス流路2610は弁2602dにより通常は閉じた状態であるが、インク吐出(画像形成)終了以後に、第1循環ポンプ2609a、2609bの停止と同時に開放される。
このようなバイパス流路2610を設ける理由は以下の通りである。流路内には、泡、及び、負圧制御ユニットの構成にもよるが、コンプライアンス成分が存在する。また、循環系のノズル部には流抵抗成分も存在する。これらの成分が原因で、第1循環ポンプ2609a、2609bを停止しても、共通供給流路と共通回収流路との圧力が同一になるまでに(差圧を解消するまでに)時間を要し、循環流が完全に停止するまでに時間を要する。従って、図26に示すように、液体吐出ヘッド400のノズル部における合成抵抗よりも十分小さな流抵抗のバイパス流路2610を設け、第1循環ポンプ2609a、2609bの停止と同時にバイパス流路2610を開放する。これにより、液体吐出ヘッド400及びバイパス流路2610における合成抵抗が小さくなり、循環流が完全に停止までの時間を短くすることができる。
なお、上述したような循環系及びシーケンスを色ごとに設け、印刷しない色の循環系では循環動作を停止する構成も考えられる。或いは、モノクロ印刷とカラー印刷との何れかを選択的に実行する場合を想定し、記録装置が少なくとも2つの循環系(即ち、モノクロ印刷のためのモノクロ用循環系とカラー印刷のためのカラー用循環系)を有する構成も考えられる。このような構成では、モノクロ印刷実行時にカラー印刷用の循環系では循環流を発生させず、一方で、カラー印刷実行時にはモノクロ印刷用の循環系では循環流を発生させない。このような構成により、ブラックインクおよびカラーインクの濃縮を抑制することができる。
また、上述の説明では、液体を供給する入り口、共通流路、及び液体を排出する出口の組み合わせが2つある液体吐出ユニット(図25、26参照)について説明したが、本実施形態は、他の構成の液体吐出ユニットにも適用できる。例えば、液体吐出ユニットは、図31に示すような、共通供給流路3101の上流側に1つの入り口があり、共通回収流路3102の下流側に1つの出口があって、それぞれの共通流路に各記録素子基板420が接続されている構成の液体吐出ユニットでも良い。つまり、液体が供給され、該供給された液体が排出されて、循環系の一部をなす任意の構成の液体吐出ユニットに対して、本実施形態を適用することが可能である。
さらに、上述の説明では、1つの印刷ジョブに基づく印刷処理(記録処理)を実行する場合について説明したが、本実施形態は、複数の印刷ジョブに対するまとまった印刷処理(例えば留め置き印刷)を実行するような場合にも適用できる。この場合、印刷対象の複数の印刷ジョブの内、最初の印刷ジョブに基づく、インク吐出による画像形成が開始する直前に、キャップを開け、液体吐出ヘッドのヒーターをONにした後、循環流を発生させる。そして、印刷対象の複数の印刷ジョブの内、最後の印刷ジョブに基づく、インク吐出による画像形成が終了した後、循環流を停止させて、ヘッドのヒーターをOFFにした後、キャップを閉じれば良い。
(その他の実施例)
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ーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、1以上の機能を実現する回路(例えば、ASIC)によっても実現可能である。
2311・・・吐出口
2402・・・圧力室
400・・・液体吐出ヘッド
2609a、2609b・・・第1循環ポンプ
2608・・・第2循環ポンプ

Claims (12)

  1. 液体を吐出する吐出口、および、該吐出口と連通し該吐出口から吐出する該液体を充填しておく圧力室、を備える液体吐出ヘッドと、
    前記圧力室の内部を通るように前記液体を循環させる循環手段と
    を備える記録装置であって、
    前記記録装置が、ジョブに基づき前記吐出口からの前記液体の吐出による画像形成を開始する直前、前記液体の循環が開始し、該画像形成が終了した場合、該液体の循環が停止することを特徴とする記録装置。
  2. 前記液体の循環流速が所定速度に到達するタイミングと、前記画像形成が開始するタイミングとの間の差が、略ゼロとなるように、前記液体の循環が開始することを特徴とする請求項1に記載の記録装置。
  3. 液体を吐出する吐出口、該吐出口と連通し該吐出口から吐出する該液体を充填しておく圧力室、および、該吐出口のキャップ、を備える液体吐出ヘッドと、
    前記圧力室の内部を通るように前記液体を循環させる循環手段と
    を備える記録装置であって、
    前記キャップが開いた後、前記液体の循環が開始し、ジョブに基づく前記吐出口からの前記液体の吐出による画像形成が終了した場合、該液体の循環が停止することを特徴とする記録装置。
  4. 液体を吐出する吐出口、該吐出口と連通し該吐出口から吐出する該液体を充填しておく圧力室、および、温度を上げるためのヒーター、を備える液体吐出ヘッドと、
    前記圧力室の内部を通るように前記液体を循環させる循環手段と
    を備える記録装置であって、
    前記ヒーターによる温度調整が開始した後、前記液体の循環が開始し、ジョブに基づく前記吐出口からの前記液体の吐出による画像形成が終了した場合、該液体の循環が停止することを特徴とする記録装置。
  5. 液体を吐出する吐出口、該吐出口と連通し該吐出口から吐出させる液体を充填しておく圧力室、該吐出口のキャップ、および、温度を上げるためのヒーター、を備える液体吐出ヘッドと、
    前記圧力室の内部を通るように前記液体を循環させる循環手段と
    を備える記録装置であって、
    前記キャップが開いた後、前記ヒーターによる温度調整が開始し、
    前記温度調整が開始した後、前記液体の循環が開始し、
    前記液体の循環が開始した後、ジョブに基づく前記吐出口からの前記液体の吐出による画像形成が開始し、
    前記画像形成が終了した場合、前記温度調整が終了し、前記液体の循環が停止し、前記キャップが閉じることを特徴とする記録装置。
  6. 前記液体は、複数の色のインクを含み、前記記録装置は、前記複数の色のインクそれぞれに対する循環系を有し、前記循環系は、個別に制御されることを特徴とする請求項1乃至5の何れか1項に記載の記録装置。
  7. 前記記録装置は、モノクロ用の循環系と、カラー用の循環系とを有し、
    モノクロで記録する場合、前記カラー用の循環系では前記液体の循環は発生せず、カラーで記録する場合、前記モノクロ用の循環系では前記液体の循環は発生しないことを特徴とする請求項1乃至6の何れか1項に記載の記録装置。
  8. 前記液体の循環が開始してから、前記液体の循環流速が所定速度に到達するまでの時間は、前記ヒーターによる温度調整が開始してから、前記液体吐出ヘッドの温度が所定温度に到達するまでの時間より短いことを特徴とする請求項4または5に記載の記録装置。
  9. 前記液体吐出ヘッドは、前記圧力室の全てに連通し該全ての圧力室に液体を供給するための共通供給流路と、前記圧力室の全てに連通し該全ての圧力室から液体を回収するための共通回収流路とを更に備え、
    前記記録装置は、前記液体吐出ヘッドの下流に、前記共通供給流路に接続された流路と、前記共通回収流路に接続された流路との間を流体的に接続するバイパス流路を更に備え、
    前記画像形成が終了した場合、前記バイパス流路が開くことにより、前記共通供給流と、前記共通回収流路との間の差圧が解消することを特徴とする請求項1乃至8の何れか1項に記載の記録装置。
  10. 液体を吐出する吐出口、および、該吐出口と連通し該吐出口から吐出する該液体を充填しておく圧力室、を備える液体吐出ヘッドと、
    前記圧力室の内部を通るように前記液体を循環させる循環手段と
    を備える記録装置であって、
    前記記録装置が複数のジョブに対する記録処理を実行する場合に、該複数のジョブの内、最初のジョブに基づく、前記吐出口からの前記液体の吐出による画像形成が開始する直前に、前記液体の循環が開始し、該複数のジョブの内、最後のジョブに基づく、該画像形成が終了した場合、該液体の循環が停止することを特徴とする記録装置。
  11. 液体を吐出する吐出口、および、該吐出口と連通し該吐出口から吐出する該液体を充填しておく圧力室、を備える液体吐出ヘッドと、
    前記圧力室の内部を通るように前記液体を循環させる循環手段と
    を備える記録装置によって実行される記録方法であって、
    前記記録装置が、ジョブに基づき前記吐出口からの前記液体の吐出による画像形成を開始する直前、前記液体の循環を開始するステップと、
    前記画像形成が終了した場合、前記液体の循環を停止するステップと
    を備えることを特徴とする記録方法。
  12. コンピュータに、請求項11に記載の方法を実行させるための、プログラム。
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