JP2023169707A - 液体吐出ヘッド及び液体吐出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】流路内の泡溜まりの影響を低減すること。【解決手段】主走査方向に走査しながら液体を吐出する液体吐出ヘッドは、圧力室内の液体を吐出するための吐出素子と、圧力室に液体を供給する供給流路と、供給流路と圧力室を介して接続され、圧力室から液体を回収する回収流路と、供給流路から圧力室内に液体を供給し、かつ、回収流路から圧力室内の液体を回収して供給流路へ液体を送液可能な循環ポンプと、循環ポンプの出口流路と供給流路との間に配される第１圧力調整手段と、前記循環ポンプの入口流路と回収流路との間に配される第２圧力調整手段と、第１圧力調整手段と第２圧力調整手段とを連通させるバイパス流路と、を備える。第１圧力調整手段および第２圧力調整手段のうちの少なくとも一方は、主走査方向への往復走査に応じて、静止時の圧力に対して正負が異なる圧力が生じるように構成されている。【選択図】図１１

Description

本開示は、液体吐出ヘッド及び液体吐出ヘッドを備えた液体吐出装置に関する。

液体吐出ヘッドと液体収容部との間で液体を循環させることで、流路中の気泡の排出、及び、吐出口近傍のインクの増粘を抑制する循環型の液体吐出装置が知られている。循環型の液体吐出装置の中には、液体吐出ヘッド外部の本体側ポンプを用いて液体吐出ヘッドと本体の間で液体を循環させるものもあれば、液体吐出ヘッド内のポンプを用いて液体吐出ヘッド内で液体を循環させるものもある。

特許文献１には、液体吐出ヘッド内に圧電方式の循環ポンプを搭載することで、液体吐出ヘッド内のインクを循環させる液体吐出装置が開示されている。特許文献１の構成では、循環ポンプから圧力制御機構へ供給されたインクは、インク供給流路を介して圧力室に供給され、吐出されなかったインクは、インク回収流路を介して循環ポンプへ回収される。

特開２０１４－１９５９３２号公報

特許文献１では、圧力室に供給されるインクは、圧力制御機構からインク供給流路を介して供給されるインクのみである。即ち、インク回収流路を逆流して圧力室にインクが供給されることはない。これは、インクを循環させる循環ポンプに逆止弁が搭載されており、循環流路において、一方向のみにしかインクが循環しない構成となっているからである。そのため、例えば流路内に泡溜まりが発生した場合、泡溜まりの影響を低減することが難しい。その結果、吐出安定性が低下する虞がある。

本開示は、流路内の泡溜まりの影響を低減することを目的とする。

本開示の一態様に係る液体吐出ヘッドは、主走査方向に走査しながら液体を吐出する液体吐出ヘッドであって、圧力室内の液体を吐出するための圧力を発生する吐出素子と、前記圧力室に液体を供給する供給流路と、前記供給流路と前記圧力室を介して接続され、前記圧力室から液体を回収する回収流路と、前記供給流路から前記圧力室内に液体を供給し、かつ、前記回収流路から前記圧力室内の液体を回収して前記供給流路へ液体を送液可能な循環ポンプと、前記循環ポンプの出口流路と前記供給流路との間に配され、前記供給流路の圧力を調整する第１圧力調整手段と、前記循環ポンプの入口流路と前記回収流路との間に配され、前記回収流路の圧力を調整する第２圧力調整手段と、前記第１圧力調整手段と前記第２圧力調整手段とを連通させるバイパス流路と、を備え、前記第１圧力調整手段および前記第２圧力調整手段のうちの少なくとも一方は、前記主走査方向への往復走査に応じて、静止時の圧力に対して正負が異なる圧力が生じるように構成されていることを特徴とする。

本開示によれば、流路内の泡溜まりの影響を低減することができる。

液体吐出装置を説明する図である。 液体吐出ヘッドの分解斜視図である 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。 循環ユニットの外観概略図である 循環経路を示す縦断面図である。 循環経路を模式的に示すブロック図である。 圧力調整手段の例を示す断面図である。 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図である。 吐出口付近におけるインクの逆流を模式的に示す図である。 吐出モジュール３００内のインク供給を説明する図である。 キャリッジ走査によって生じるインク循環を説明する図である。 慣性力によって生じる圧力制御室内の圧力変動を説明する図である。 圧力調整手段における負圧値の測定データの一例を示す図である。 圧力調整手段を説明する図である。 圧力調整手段の例を示す図である。 液体吐出ヘッド内のインクの流れを説明する図である。 インク１色分の循環経路を示した模式図である。 開口プレートを示した図である。 吐出素子基板を示した図である。 インク流れを示した断面図である。 吐出口の近傍を示した断面図である。 液体吐出ヘッドの流路構成を示した図である。 循環ポンプ等の配置をより詳細に示す概略構成図である。 循環ポンプの外観斜視図である。 循環ポンプの断面図である。 循環経路を模式的に示す図である。 循環経路を模式的に示す図である。 循環経路を模式的に示す図である。 循環経路を模式的に示す図である。 循環経路を模式的に示す図である。

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い。

＜＜第１実施形態＞＞
＜液体吐出装置＞
図１は、液体吐出装置を説明するための図であり、液体吐出装置の液体吐出ヘッド及びその周辺の拡大図である。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。

液体吐出ヘッド１は、キャリッジ６０に搭載されている。キャリッジ６０は、ガイド軸５１に沿って主走査方向（Ｘ方向）に沿って往復移動する。記録媒体Ｐは、搬送ローラ５５、５６、５７、５８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。

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２参照）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。

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。

液体吐出装置５０は、キャリッジ６０に搭載された液体吐出ヘッド１が主走査方向へと移動しつつインクを吐出して記録を行う記録走査と、記録媒体Ｐを副走査方向へと搬送する搬送動作とを繰り返すことにより、記録媒体Ｐに所定の画像を形成する。尚、本実施形態における液体吐出ヘッド１は、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の４種類のインクを吐出可能としており、これらのインクによってフルカラー画像を記録することが可能である。但し、液体吐出ヘッド１から吐出可能とするインクは、上記の４種類のインクに限定されない。他の種類のインクを吐出するための液体吐出ヘッドにも本開示は適用可能である。すなわち、液体吐出ヘッドから吐出するインクの種類及びその数は限定されない。

また、液体吐出装置５０には記録媒体Ｐの搬送路からＸ方向に外れた位置に、液体吐出ヘッドの吐出口が形成された吐出口面を覆うことが可能なキャップ部材（不図示）が設けられている。キャップ部材は、非記録動作時において液体吐出ヘッド１の吐出口面を覆い、吐出口の乾燥防止や保護、吐出口からのインク吸引動作等に使用される。

尚、図１（ａ）に示す液体吐出ヘッド１は、４種類のインクに応じた４つの循環ユニット５４が液体吐出ヘッド１に備えられている例を示しているが、吐出する液体の種類に応じた循環ユニット５４が備えられていればよい。また、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。４種類のインク全てを循環せず、少なくとも１つのインクのみ循環する構成でもよい。

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。ＣＰＵ１０３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。ＲＡＭ１０２は、ＣＰＵ１０３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。ＣＰＵ１０３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、吐出ユニット３に設けられた吐出素子の駆動を制御する。また、ＣＰＵ１０３は、液体吐出装置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、ＣＰＵ１０３は、キャリッジ６０を移動させるためのキャリッジモータ１０５のモータドライバ１０５Ａ、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、ＣＰＵ１０３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等の制御を行う。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。

＜液体吐出ヘッドの基本構成＞
図２は、本実施形態の液体吐出ヘッド１の分解斜視図である。図３は図２に示す液体吐出ヘッド１のＩＩＩＡ－ＩＩＩＡ線断面図である。図３（ａ）は液体吐出ヘッド１の全体的な縦断面図、図３（ｂ）は図３（ａ）に示す吐出モジュールの拡大図である。以下、図２及び図３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の基本構成を説明する。

図２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。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）に移動しながらインクを吐出し、記録媒体Ｐへの記録を行う。

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、液体吐出ヘッド１のヘッド筐体５３に設けられた、液体の導入口である液体コネクタ挿入口５３ａに、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。従って、液体吐出ヘッド１には、インクタンク２のインク供給チューブ５９を接続するための液体コネクタ挿入口５３ａは設けられているが、液体吐出ヘッド１のインクをインクタンク２に回収するためのチューブを接続させるコネクタ挿入口は設けられていない。尚、液体コネクタ挿入口５３ａは、インク毎に設けられている。

図３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、いずれも循環ユニット５４と表記する。

図２及び図３（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３（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。

また、シリコン基板３１０の表面（図３（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、共通供給流路１８と共通回収流路１９とが形成されている。また、シリコン基板３１０には、共通供給流路１８と各圧力室１２とを連通する供給接続流路３２３と、共通回収流路１９と各圧力室１２とを連通する回収接続流路３２４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。即ち、図３（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。尚、この組み合わせは一例であり、インクの組み合わせはいずれであってもよい。１つの吐出モジュールが１種類のインクを吐出する構成でもよいし、３種類以上のインクを吐出する構成としてもよい。２つの吐出モジュール３００が同じ種類数のインクを吐出するものでなくてもよい。１つの吐出モジュール３００が備えられる構成としてもよいし、３つ以上の吐出モジュール３００が備えらえる構成としてもよい。さらに、図３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、共通供給流路１８及び共通回収流路１９がそれぞれ形成されている。

シリコン基板３１０の裏面（図３（ｂ）において上面）側には、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共通供給流路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共通回収流路１９からインク回収流路４９にインクを回収する。

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共通供給流路１８にインクが供給されると共に、各共通回収流路１９からインク回収口へとインクが回収される。但し、逆方向へインクを流すインク循環を行う場合もある。この場合には、上記で説明したインク回収口から共通回収流路１９にインクが供給されると共に、共通供給流路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。

図３（ａ）に示すように、吐出モジュール３００は、その裏面（図３（ａ）における上面）が、第１支持部材４の一方の面（図３（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とが形成されている。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。

また、第１支持部材４の一方の面（図３（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２参照）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（不図示）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。

また、電気配線部材５の端部５ａ（図２参照）には、不図示の異方性導電フィルムを用いて電気コンタクト基板６が熱圧着され、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。

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３（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。尚、図３（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。

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のそれぞれの一端部の開口は、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のそれぞれの他端部の開口は、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。但し、インク供給流路４８及びインク回収流路４９のそれぞれの一端部及び他端部の開口の形状は、上記の例に限定されない。

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のインク供給流路４８を経て、吐出モジュール３００のインク供給口から共通供給流路１８に流入する。続いてインクは共通供給流路１８から供給接続流路３２３を介して圧力室１２に流入し、圧力室内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から回収接続流路３２４、共通回収流路１９を経てインク回収口から第１支持部材４のインク回収流路４９に流入する。そして、インク回収流路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。

＜循環ユニットの構成要素＞
図４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５及び図６に示すように各流路によって接続され、液体吐出ヘッド１内において、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構成している。

＜液体吐出ヘッド内の循環経路＞
図５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。循環経路をより明確に説明するため、図５における各構成（第１圧力調整手段１２０、第２圧力調整手段１５０、循環ポンプ５００等）の相対位置は簡略化している。そのため各構成の相対位置は後述する図１９の構成とは異なる。また、図６は、図５に示した循環経路を模式的に示すブロック図である。図５及び図６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）をインクが流れるように構成されている。以下、図５及び図６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。

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６）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５に示すバルブ１９０Ａにより開閉可能な連通口１９１Ａを介して第１圧力制御室１２２に連通している。

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共通供給流路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５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。尚、図５及び図６では、バイパス流路１６０の一端を第１圧力調整手段１２０の第１圧力制御室１２２に接続し、且つバイパス流路１６０の他端を第２圧力調整手段１５０の第２バルブ室１５１に接続した例を示している。しかし、バイパス流路１６０の一端を供給流路１３０に接続し、バイパス流路の他端を第２バルブ室１５１に接続してもよい。

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共通回収流路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５において、１７０ａはポンプ入口流路１７０の流入口を示している。

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６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。

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や気泡が除去された後、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。フィルタ１１０を通過する際の圧力損失によってインクの圧力は低下するが、この段階でのインクの圧力は正圧の状態にある。その後、第１バルブ室１２１に流入したインクは、バルブ１９０Ａが開状態にあるとき、連通口１９１Ａを通過して第１圧力制御室１２２に流入する。連通口１９１Ａを通過する際の圧力損失によって、第１圧力制御室１２２に流入したインクは、正圧から負圧へと切り替わる。

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へとインクを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、本実施形態では送液可能な循環ポンプとして、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。

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共通供給流路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、吐出に使用されなかった残りのインクは、圧力室１２を流動し、共通回収流路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。

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。

ここで、第１圧力調整手段１２０と圧力室１２とを連通する流路を第１の流路と称し、圧力室１２と循環ポンプ５００とを連通する流路を第２の流路と称する。即ち、供給流路１３０を第１の流路と称し、回収流路１４０、第２圧力調整手段１５０及びポンプ入口流路１７０を合わせて第２の流路と称する。なお、第２の流路においては、第２圧力調整手段１５０及びポンプ入口流路１７０を有していなくてもよい。また、ポンプ出口流路１８０を第３の流路とも称する。したがって、本実施形態においては、循環ポンプ５００、第３の流路、第１圧力調整手段１２０、第１の流路、圧力室１２、第２の流路、循環ポンプ５００の循環経路を順に液体が流動する。

以上のように、本実施形態では、循環ポンプ５００によって、液体吐出ヘッド１内に形成した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。

また本実施形態における循環経路は、液体吐出ヘッド１内で完結する構成を採るため、液体吐出ヘッドの外部に設けられたインクタンク２と液体吐出ヘッド１との間でインクの循環を行う場合に比べ、循環経路長を大幅に短縮することができる。このため、インクの循環を小型な循環ポンプで行うことが可能になる。

更に、液体吐出ヘッド１とインクタンク２との接続流路としては、インクを供給する流路のみを備える構成となっている。即ち、液体吐出ヘッド１からインクタンク２へとインクを回収するための流路を不要とする構成を採る。このため、インクタンク２と液体吐出ヘッド１との接続にはインク供給用のチューブのみを設ければよく、インク回収用のチューブを設ける必要はない。従って、液体吐出装置５０の内部を、チューブの本数が削減された簡潔な構成とすることができ、装置全体の小型化を実現することができる。更にチューブの本数が削減されることにより、液体吐出ヘッド１の主走査に伴うチューブの揺動に起因するインクの圧力変動を軽減することが可能になる。また、液体吐出ヘッド１の主走査時におけるチューブの揺動は、キャリッジ６０を駆動するキャリッジモータの駆動負荷となる。このため、チューブの本数削減によってキャリッジモータの駆動負荷が低減され、キャリッジモータ等を含む主走査機構の簡略化を図ることが可能になる。更に、液体吐出ヘッドからインクタンクへのインクの回収が不要となるため、外部ポンプ２１の小型化も可能となる。このように、本実施形態によれば、液体吐出装置５０の小型化及びコスト低減を実現することができる。

＜圧力調整手段＞
図７は、圧力調整手段の例を示す図である。図７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、実質的に同一の構成を有している。このため、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７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。

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。

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。

圧力板２１０と隔壁１２３との間には、圧力調整ばね２２０（付勢部材）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、図７（ａ）に示すように、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（図７（ｂ）の状態）となる。

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、バルブ１９０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（図７（ｃ）の状態）となる。

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。

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７（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。
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。
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７において右方向）とする。また、第１バルブ室１２１の圧力Ｐ１及び第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。

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。

一方、図７（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。
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。
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７（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７（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７（ｃ）よりも圧力板２１０及び可撓性部材２３０が図７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７（ｂ）の状態から図７（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）。即ち、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。本実施形態において、第１圧力調整手段１２０は第１の流路内の液体の圧力を調整し、第２圧力調整手段１５０はポンプ入口流路１７０内（入口流路内）の液体の圧力を調整する。

＜記録動作時のインク供給の説明＞
図８は、吐出口１３からインクを吐出して記録を行う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図である。図８（ａ）は、図５に示した循環経路を模式的に示す図であり、図８（ｂ）は、図３（ｂ）に示した吐出モジュールの拡大図である。インク循環経路をより明確に説明するため、図８における各構成（第１圧力調整手段１２０、第２圧力調整手段１５０、循環ポンプ５００等）の相対位置は簡略化している。そのため各構成の相対位置は後述する図２３の構成とは異なる。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。

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。

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。

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圧力制御室内の圧力が減少し、結果として第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圧力制御室内の圧力が上昇することで第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。

図９は、吐出口付近におけるインクの逆流を模式的に示す図である。図９（ａ）は、図８（ａ）に対応し、図９（ｂ）は、図８（ｂ）に対応した図である。図８においては、圧力室１２内のインクは、共通供給流路１８から流入し、圧力室１２を通過して、共通回収流路１９から流出する流れを示した。一方、高いデューティの記録を続ける場合、回収流路１４０側からもインクが圧力室１２に逆流する。つまり、圧力室１２には、図９に示すように、供給流路１３０（共通供給流路１８）および回収流路１４０（共通回収流路１９）の両方から、インクがリフィルされることがある。以下、バイパス流路１６０が、供給流路１３０及び回収流路１４０の両側から圧力室１２にインクを供給するために設けられている例を説明する。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。

以下、高いデューティの記録を続ける場合に、圧力室１２に供給されるインクが、供給流路１３０側と回収流路１４０側との両側供給となる点を説明する。尚、デューティは、各種条件によって定義が変わり得るが、ここでは、１２００ｄｐｉ格子に４ｐｌのインク滴を１発記録した状態を１００％として扱うものとする。高いデューティの記録とは、例えば１００％のデューティで記録が行われるものとする。

高いデューティの記録を続けると、圧力室１２から回収流路１４０を通じて第２圧力制御室１５２内に流入するインク量が減る。一方で、循環ポンプ５００は一定量でインクの流出を行うため、第２圧力制御室１５２内での流入と流出とのバランスが崩れ、第２圧力制御室１５２内のインクが減少し、第２圧力制御室１５２内の負圧が強くなり、第２圧力制御室１５２が縮小する。そして、第２圧力制御室１５２内の負圧が強くなることで、バイパス流路１６０を介して第２圧力制御室１５２へ流入するインクの流入量が増え、流出と流入とがバランスした状態で第２圧力制御室１５２が安定する。このように、結果的に、デューティに応じて第２圧力制御室１５２内の負圧は強くなっていく。また、循環ポンプ５００が駆動している場合に、連通口１９１Ｂが閉状態である構成においては、デューティに応じて連通口１９１Ｂが開状態となり、バイパス流路１６０から第２圧力制御室１５２にインクが流入することになる。

そして、更に高いデューティの記録を続けると、圧力室１２から回収流路１４０を通じて第２圧力制御室１５２に流入する量が減り、代わりに、バイパス流路１６０を経由して連通口１９１Ｂから第２圧力制御室１５２内に流入する量が増えていく。この状態が更に進むと、圧力室１２から回収流路１４０を通じて第２圧力制御室１５２に流入するインク量が、ゼロになり、循環ポンプ５００に流出するインクは全て連通口１９１Ｂから流入するインクとなる。この状態が更に進むと、今度は第２圧力制御室１５２から回収流路１４０を通じて圧力室１２にインクが逆流する。この状態では、第２圧力制御室１５２から循環ポンプ５００に流出するインクと圧力室１２に流出するインクとが、バイパス流路１６０を通じて連通口１９１Ｂから第２圧力制御室１５２に流入することになる。この場合、圧力室１２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い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１９１Ｂ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１９１Ｂ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。尚、バイパス流路１６０は第１の流路又は第１圧力調整手段１２０の少なくとも一方と第２の流路とを圧力室１２を介さずに連通していればよい。

このように、第１圧力制御室１２２からバイパス流路１６０へ供給されたインクは、第２圧力調整手段１５０の第２バルブ室１５１を介して第２圧力制御室１５２に供給される。そして、第２圧力制御室１５２に供給されたインクの一部が、回収流路１４０に供給され、共通回収流路１９を介して吐出口１３に供給される。

図１０は、吐出モジュール３００内のインク供給を説明する図である。図１０（ａ）は、圧力室１２の近傍における流路構成を示す図であり、本実施形態とは異なる比較例を示す図である。図１０（ａ）では、圧力室１２の一方のみが流路２０１０と連通する構成である。この構成では、圧力室１２へのインクの供給は、流路２０１０のみから行われる片側供給となる。図１０（ａ）の構成では、圧力室１２に連通する独立供給口２０２０は、共通供給流路１８もしくは共通回収流路１９、または、そのいずれとも接続される。吐出素子１５として、特に、サーマル方式の吐出素子を用いる場合、圧力室１２内での発泡により、吐出口１３からインクが吐出される。また、この発泡に応じた消泡により、圧力室１２内にインクがリフィルされる。このような流路構成においては、圧力室１２に接続されている流路２０１０の幅を狭めたり、長さを長くしたりすることで、発泡時の後方抵抗を増加させることが行われている。これにより、発泡が対称に近づき、滴の形成が良化する。一方で、図１０（ａ）のような構成では、吐出後の消泡時における圧力室１２へのインクリフィルに際しては、後方抵抗を増加させることで供給性が低下してしまう。従って、図１０（ａ）に示す流路構成では、リフィル周波数を向上させることが、一般的に難しい。特に、高いデューティでの記録動作を行う場合では、吐出口に供給されるインクが少なくなり、吐出安定性が低下する虞がある。

一方、図１０（ｂ）は、本実施形態における圧力室１２の近傍における流路構成を示す図である。第１独立供給口である供給接続流路３２３は、圧力室１２へ通じる第１液体流路２０３０と共通供給流路１８とを接続する。第２独立供給口である回収接続流路３２４は、圧力室１２へ通じる第２液体流路２０４０と共通回収流路１９とを接続する。前述したように、本実施形態では、吐出口１３から吐出されたインクは、第１液体流路２０３０および第２液体流路２０４０からリフィルされる。図１０（ｂ）に示すように、圧力室１２の両側が第１液体流路２０３０および第２液体流路２０４０と連通する両側供給の構成となっている。このような構成においては、図１０（ｂ）に示すように、圧力室１２に通じる流路の幅を広くしたり、長さを短くしたりしても、発泡時の後方抵抗の対称性から、発泡が対称に近づきやすくなる。このため、インク滴の形成が良化しやすくなる。また、吐出後の消泡時における圧力室１２へのインクのリフィルに対しても、後方抵抗を増加させずに済むため、インクの供給性を向上させることができる。このように、本実施形態によれば、高いデューティで記録動作を行う場合であっても、吐出安定性を向上させることができる。即ち、滴形成の良化とリフィル周波数の向上とを両立させることが可能となる。

なお、上述の実施形態では主にサーマル方式の吐出素子を用いる場合について説明したが、ピエゾ方式の吐出素子を用いても良い。ただし、サーマル方式は、滴形成の良化とリフィル周波数の向上の両立の面においてより困難であるため、本実施形態はサーマル方式により好適である。

＜キャリッジ走査によるインク循環＞
次に、上記のような循環経路を有する本実施形態の液体吐出ヘッド１において、キャリッジ走査によってもインク循環が生じることを説明する。

図１１は、キャリッジ走査によって生じるインク循環を説明する図である。前述したように、キャリッジ６０は、Ｘ方向に往復移動する。本実施形態の液体吐出ヘッド１は、キャリッジ６０に搭載されており、キャリッジ６０の往復移動によっても液体吐出ヘッド１
内のインクが循環する。これは、キャリッジ６０の走査によって、対向する第１圧力調整手段１２０および第２圧力調整手段１５０の圧力板２１０にそれぞれ慣性力が生じるからである。そして、この慣性力によって第１圧力制御室１２２内および第２圧力制御室１５２内の負圧が変動するため、圧力室１２内において双方向にインクが移動する。図１１では、慣性力によって生じた負圧の変化によって、供給流路１３０および回収流路１４０を含む循環経路に生じるインクの流れを示している。以下に双方向のキャリッジ走査のそれぞれにおいて生じるインクの流れを説明する。図１１（ａ）は、キャリッジ６０の左方向の走査（以下、往方向とする）の図であり、図１１（ｂ）は、キャリッジ６０の右方向の走査（以下、復方向とする）の図である。

図１１（ａ）に示すようにキャリッジ６０の左方向の走査（往方向）によって液体吐出ヘッド１の第１圧力調整手段１２０においては、圧力板２１０に作用する慣性力により第１圧力制御室１２２が収縮する。つまり、圧力板２１０が押し込まれることで第１圧力制御室１２２が収縮する。そして、第１圧力制御室１２２が収縮することで第１圧力制御室１２２内部の圧力が高まる（より加圧される）ことで、静止時よりも負圧が弱くなる。一方で、第２圧力調整手段１５０においては、圧力板２１０に作用する慣性力により第２圧力制御室１５２が膨張する。つまり、圧力板２１０が引っ張られることで第１圧力制御室１２２が膨張する。そして、第２圧力制御室１５２が膨張することで第２圧力制御室１５２内部の圧力が低下することで、静止時よりも負圧が強くなる。

これにより液体吐出ヘッド１内のインクの流れは、図１１（ａ）に示したように第１圧力調整手段１２０から圧力室１２を介して第２圧力調整手段１５０へ向かう方向への流れが発生する。尚、第２圧力調整手段１５０の圧力板２１０が引っ張られることで圧力板２１０がバルブ１９０Ｂから離間する。このため、バルブ１９０Ｂによって連通口１９１Ｂが閉塞されるため、図１１（ａ）では、バイパス流路１６０のインクの流れは生じていない状態を示している。ただし、圧力板２１０がバルブ１９０Ｂから完全に離間せず、連通口１９１Ｂが閉塞されていない状態では、バイパス流路１６０を経由してインクが第２圧力調整手段１５０に向かう流れも発生する。

次に図１１（ｂ）に示すようにキャリッジ６０の右方向の走査（復方向）における場合を説明する。キャリッジ６０の右方向への走査（復方向）によって液体吐出ヘッドの第１圧力調整手段１２０においては、圧力板２１０への慣性力により第１圧力制御室１２２が膨張する。そして、第１圧力制御室１２２が膨張することで第１圧力制御室１２２内部の圧力が低下することで、静止時よりも負圧が強くなる。一方で、第２圧力調整手段１５０においては、圧力板２１０への慣性力により第２圧力制御室１５２が収縮する。そして、第２圧力制御室１５２が収縮することで第２圧力制御室１５２内部の圧力が高まる（より加圧される）ことで、静止時よりも負圧が弱くなる。

これにより液体吐出ヘッド１内のインクの流れは、図１１（ｂ）に示したように第２圧力調整手段１５０から圧力室１２を介して第１圧力調整手段１２０へ向かう方向への流れが発生する。図１１（ｂ）においては、供給流路１３０からバイパス流路１６０を経由して第２圧力調整手段１５０に向かう流れも生じている。

尚、図１１に示すインクの流れは、循環ポンプ５００が駆動された状態と、循環ポンプ５００が停止された状態のいずれにも該当する。即ち、循環ポンプ５００を駆動させなくても、循環経路内のインクを循環させることができる。また、循環ポンプ５００が駆動した直後においては、キャリッジ６０の走査自体により、循環経路内のインクの循環を補填することも可能である。

図１２は、キャリッジ６０の走査によって圧力調整手段内の圧力板２１０への慣性力によって生じる圧力制御室内の圧力変動を説明する図である。図１２は、第１圧力調整手段１２０および第２圧力調整手段１５０のいずれにおいても共通する事項であるため、第１および第２の区別は付けずに説明する。

図１２（ａ）は、静止時の圧力制御室内の圧力Ｐ４を説明する図である。静止時の圧力制御室内の圧力Ｐ４は、各部に加わる力の釣り合いを示す関係式である下記の式５から決定される。
Ｐ４＝Ｐ０－（Ｐ１Ｓｖ ＋ ｋ１ｘ）／Ｓｄ ・・・式５
Ｓｄ：圧力板２１０の受圧面積
Ｓｖ：バルブ１９０の受圧面積
Ｐ０：大気圧
Ｐ１：バルブ室内の圧力
Ｐ４：圧力制御室内の圧力［Ｐａ］
ｋ１：付勢部材（バルブばね、圧力調整ばね）の合成ばね定数
ｘ：ばね変位

ここで、バルブ室内の圧力Ｐ１は、前述のように、圧力制御室にインクを供給するため、相対的に正の圧力になっている。このため、式５の右辺第２項の「（Ｐ１Ｓｖ ＋ ｋ１ｘ）」の部分が常に正となるため、圧力Ｐ４＜圧力Ｐ０となり、圧力制御室内の圧力Ｐ４は負圧となる。図１２（ｂ）は、キャリッジ走査が図の右方向に行われた際の圧力制御室の圧力Ｐ５を説明する図であり、図１２（ｃ）は、キャリッジ走査が図の左方向に行われた際の圧力制御室の圧力Ｐ６を説明する図である。圧力Ｐ５と圧力Ｐ６とは、式５の関係から、以下の式６および式７のように決定される。
・キャリッジ走査時（右へ）
Ｐ５＝Ｐ０－（Ｐ１Ｓｖ ＋ ｋ１・（Ｈ３－Ｈ２））／Ｓｄ ・・・式６
・キャリッジ走査時（左へ）
Ｐ６＝Ｐ０－（Ｐ１Ｓｖ ＋ ｋ１・（Ｈ４－Ｈ２））／Ｓｄ ・・・式７

ここで、Ｈ３＜Ｈ２＜Ｈ４の関係の時、Ｐ６＜Ｐ４＜Ｐ５＜０の関係となることがわかる。よって、２つの圧力制御室内バネ袋には、静止時に対しキャリッジ走査時においては、往方向と復方向とで正負逆の負圧が生じることにより双方向の循環が可能になる。

尚、本実施形態においてはキャリッジ６０の静止時においては、前述のように第１圧力調整手段１２０と第２圧力調整手段１５０との間には差圧が生じている。キャリッジ６０の静止時においては、この差圧によって、第１圧力調整手段１２０から第２圧力調整手段１５０に向かう一方向の循環が行われている。

第１バルブ室１２１及び第１圧力制御室１２２の圧力は、前述した式２によって決定され、第１バルブ室１２１の制御圧力を第１圧力制御室１２２の制御圧力よりも高く設定する。これにより、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を介して第２圧力制御室１５２に至る吐出モジュール３００内の循環が行われる。吐出モジュール３００内の循環量は、第１圧力制御室１２２及び第２圧力制御室１５２の制御圧の差圧によって決定され、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。つまり、上記の差圧が生じるように、第１圧力制御室１２２及び第２圧力制御室１５２を構成する圧力板２１０の受圧面積（サイズ）、並びに、バルブばね２００および圧力調整ばね２２０のばね定数（ばね特性）として、異なるものを使用している。

このような状況においても、本実施形態では、キャリッジ６０の走査によって、対向する圧力調整手段の圧力板２１０に生じる慣性力によってインクの流れを一時的に双方向に生じさせることができる。即ち、第１圧力調整手段１２０の第１圧力制御室１２２内および第２圧力調整手段１５０の第２圧力制御室１５２内の負圧が、圧力板２１０に生じる慣性力によって変動する。その結果、供給流路１３０および回収流路１４０を含む循環経路に生じるインクの流れを一時的に逆転させることが可能となる。つまり、一時的に双方向のインクの流れを生じさせることが可能となる。これにより、各流路の狭小流路部に溜まった泡が、上流に戻されるタイミングを生じさせることができる。この結果、泡溜まりの影響を低減させ、吐出安定性を向上させることができる。

図１３は、キャリッジ走査によって生じる液体吐出ヘッドの圧力調整手段における負圧値の測定データの一例を示す図である。図１３は、第２圧力調整手段１５０における第２圧力制御室１５２の負圧値の測定データの例を示している。第２圧力調整手段１５０は、キャリッジ６０が往方向に走査した際には静止時の負圧値Ｐ４に対して、強い負圧Ｐ６となっている。つまり、往方向に走査した際の圧力Ｐ６は、圧力Ｐ４よりも低い圧力になっている。一方、キャリッジ６０が復方向に走査した際には、静止時の負圧値Ｐ４に対して、弱い負圧Ｐ５となっている。

キャリッジ走査方向に対して対向するように設けられている第１圧力調整手段１２０では、図１３に示す関係とは反対の負圧関係となる。キャリッジ走査方向に対して対向するように設けられているとは、キャリッジの走査方向において、例えば連通口１９１を中心として、圧力調整手段を構成する部材が対称に設けられている状態を示す。つまり、付勢部材によって圧力板２１０を付勢する方向は、第１圧力調整手段１２０と第２圧力調整手段１５０とで逆向きに構成されている。即ち、キャリッジ走査方向のうちの一方向（例えば往方向）への走査が行われる場合、一方の圧力制御室が収縮し、他方の圧力制御室が膨張するような関係となるような状態を示す。従って、第１圧力調整手段１２０においては、第２圧力調整手段１５０とは逆に、往方向時には静止時の負圧値Ｐ４に対して、弱い負圧Ｐ５となる。一方、復方向に走査した際には静止時の負圧値Ｐ４に対して、強い負圧Ｐ６となる。

このように第１圧力調整手段１２０と第２圧力調整手段１５０との間には、静止時の負圧に対して、正負逆の負圧変化が生じることになる。このため、キャリッジ６０の往復走査で各々逆方向のインク流れを生じさせることができる。尚、本実施形態では、第１圧力調整手段１２０と第２圧力調整手段１５０とは、主走査方向への往復走査に応じて、静止時の圧力に対して正負が異なる圧力が生じるように構成される例を説明した。そして、主走査方向への走査の際に第１圧力調整手段１２０に静止時の圧力に対して正圧が生じる場合、第２圧力調整手段１５０に静止時の圧力に対して負圧が生じるように構成されている例を説明した。しかしながら、第１圧力調整手段１２０と第２圧力調整手段１５０のいずれか一方が、主走査方向への往復走査に応じて、静止時の圧力に対して正負が異なる圧力が生じるように構成されていてもよい。この場合であっても、例えば図１３に示すような負圧関係が生じるため、キャリッジ６０の主走査方向に応じてインクの双方向の流れが生じることになる。

以上説明したように、本実施形態によれば、流路内の泡溜まりの影響を低減することができる。即ち、液体吐出ヘッド１内の圧力室１２を通るように双方向でインクを循環させることが可能となり、各流路の狭小流路部に溜まった泡が、上流に戻されるタイミングを生じさせることができる。このため、液体吐出装置が液体吐出ヘッド１のインク充填状態を回復する頻度を減らすことが可能となり、廃インク削減を実現することもできる。

尚、液体吐出装置５０は、キャリッジ６０を主走査方向に往復走査させる際に、両方向の走査時においてインクを吐出してもよいし、片方向の走査時においてのみ、インクを吐出するように構成されていてもよい。

＜＜第２実施形態＞＞
第１実施形態においては、キャリッジ６０が静止時において、第１圧力調整手段１２０と第２圧力調整手段１５０との間の圧力差により、循環経路におけるインクの流れが生じている例を説明した。その上で、キャリッジ６０の往復走査により、インクが循環経路内を双方向に移動する例を説明した。本実施形態では、キャリッジ６０が静止時（継続して静止した時）においては、循環経路におけるインクの流れが生じない形態を説明する。

図１４は、本実施形態の圧力調整手段を説明する図である。ここでは、第１実施形態で説明した第１圧力調整手段の代わりに、第２圧力調整手段１５０を設ける例を示している。図１４（ａ）は、圧力室１２とポンプ入口流路１７０との間に配される圧力調整手段を示し、図１４（ｂ）は、圧力室１２とポンプ出口流路１８０との間に配される圧力調整手段を示している。このように、本実施形態では、対向する２つの圧力調整手段には、圧力差を設けない。より具体的には、同じ圧力調整手段を配している。これにより、キャリッジ６０が静止した場合（継続して静止した時）、循環経路内のインクの流れが停止する。一方で、キャリッジ６０が走査することで、前述したように、循環経路内においてインクの流れを生じさせることができる。

尚、ここでは、同じ圧力調整手段を配する例を説明したが、対向する２つの圧力調整手段において圧力差がない形態であればよい。即ち、第１圧力制御室１２２及び第２圧力制御室１５２を構成する圧力板２１０のサイズ、バルブばね２００および圧力調整ばね２２０のばね定数、ならびに、各々の形状、体積、または密度などは、同じであっても異なってもよい。

本実施形態においても、第１実施形態で説明した例と同様に、流路内の泡溜まりの影響を低減することができる。このため、液体吐出装置が液体吐出ヘッド１のインク充填状態を回復する頻度を減らすことが可能となり、廃インク削減を実現することもできる。

＜＜第３実施形態＞＞
本実施形態では、キャリッジ６０の走査によって生じる圧力板２１０への負圧変動を、第１実施形態で説明した例よりも大きくする構成を説明する。尚、基本的な構成は、第１実施形態で説明したものと同様であり、以下では、相違点を中心に説明する。

図１５は、本実施形態における圧力調整手段の例を示す図である。ここでは、第２圧力調整手段１５０を例に挙げて示しているが、第１圧力調整手段も同様の構成とすることができる。本実施形態では、圧力板２１０の近傍に、圧力加勢部材１４０１を設けている。圧力加勢部材１４０１は、例えば圧力板２１０に接続した箱１４０２内を動く球体である。圧力加勢部材１４０１により、キャリッジ６０走査の慣性に応じた負圧変動を、第１実施形態の例よりも大きくすることができる。また、圧力加勢部材１４０１により、キャリッジ６０走査の慣性に応じた負圧変動が生じている時間を、第１実施形態の例よりも長くすることができる。尚、上記効果をもたらすためには、圧力加勢部材１４０１が、圧力板２１０に接続した箱１４０２内を移動するように質量及び密度が構成されていればよい。このため、圧力加勢部材１４０１の形状および体積などは、図示したものに限られない。

以上説明したように、本実施形態によれば、第１実施形態で説明した例よりも、圧力板２１０への負圧変動を大きくし、負圧変動が生じる時間を長くすることができる。このため、流路内の泡溜まりの影響を低減することができる。尚、本実施形態では、第１圧力調整手段１２０および第２圧力調整手段１５０のいずれにも圧力加勢部材１４０１を設ける例を説明したが、いずれか一方に設ける構成としてもよい。

＜＜参考例＞＞
これまで説明した液体吐出装置のより詳細な参考例を説明する。以下で説明する参考例は、第１実施形態に基づく参考例を示すが、第２実施形態または第３実施形態においても同様に該当する内容とすることができる。

＜液体吐出ヘッド内のインクの流れ＞
図１６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１６（ａ）は、先に説明した図８（ａ）と同様に、循環ポンプ５００が駆動してインクが循環経路内を循環している状態を示す。尚、図１６（ｂ）から図１６（ｅ）では、簡便な説明のため、キャリッジ６０が停止している状態のものであるとして説明する。即ち、第１実施形態で説明したキャリッジ６０の走査方向への移動によって慣性力が生じていないものとして説明する。

図１６（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１６（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。

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。

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１６（ｂ）の状態から、図１６（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１６（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。

尚、図１６（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。

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１６（ｄ）に示す状態まで拡張する。図１６（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１６（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１６（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１６（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１６（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。

尚、上記説明においては、図１６（ａ）は、記録動作時の例として説明したが、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１６（ａ）～(ｅ)に示すようなインクの流れが生じることになる。

また上述したように、第１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、バイパス流路１６０の役割も更に併せて具体的に説明する。

第１圧力調整手段１２０と第２圧力調整手段１５０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。また、バイパス流路１６０は、供給流路１３０及び回収流路１４０の両側から圧力室１２にインクを供給するためにも設けられている。

負圧が既定値よりも強まる場合に、バイパス流路１６０を設けていることで、その影響を吐出モジュール３００に及ぼさないようにする例を説明する。例えば、環境温度の変化によりインクの特性（例えば粘度）が変化することがある。インクの粘度が変化すると、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。この結果、一定の駆動量で駆動している循環ポンプ５００の流量が増加し、吐出モジュール３００を流れる流量が増えることになる。一方で、吐出モジュール３００は、不図示の温度調整機構により一定温度に保たれるため、吐出モジュール３００内のインクの粘度は、環境温度が変化しても一定に維持される。吐出モジュール３００内のインクの粘度に変化がない一方で吐出モジュール３００内を流れるインクの流量が増加する分、流抵抗により、吐出モジュール３００における負圧が強まる。このようにして、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のメニスカスが破壊され、外部の空気が循環経路内に引き込まれて、正常な吐出が行えなくなる虞がある。また、メニスカスが破壊されないとしても、圧力室１２の負圧が所定よりも強まり、吐出に影響を及ぼす虞がある。

このため、第１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１９１Ｂ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。つまり、環境変化などの粘度変化によるポンプの流量変化によってもメニスカスが崩壊しないか、または、所定の負圧が維持されるのであれば、循環ポンプ５００が駆動している場合に、連通口１９１Ｂが閉状態であってもよい。

＜吐出ユニットの構成＞
図１７は、第１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１７（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１７（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１７では第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１７（ａ）における第１支持部材４については、図３のＸＶＩＩ－ＸＶＩＩ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１８は、開口プレート３３０を示した図であり、図１９は、吐出素子基板３４０を示した図である。

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３参照）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。

吐出モジュール３００は、シリコン基板３１０である吐出素子基板３４０と開口プレート３３０とを備えており、更に、吐出口形成部材３２０を備えている。吐出素子基板３４０と開口プレート３３０と吐出口形成部材３２０とは、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。

図１７及び図１８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１９及び図２０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と連通する共通供給流路１８と、複数の回収接続流路３２４と連通する共通回収流路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やインク回収流路４９（図３参照）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。

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３（ａ）参照）側から第１支持部材４のインク供給流路４８（図３（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３（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の共通供給流路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３（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。

回収側流路において、回収接続流路３２４に入ったインクは、共通回収流路１９に流れる。その後、インクは、共通回収流路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。

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。

図１８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１９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と連通する共通供給流路１８と、Ｙ方向に配列された複数の回収接続流路３２４と連通する共通回収流路１９と、がＸ方向に交互に配列されている。共通供給流路１８、共通回収流路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共通供給流路１８及び共通回収流路１９の配置数が決まる。また、供給接続流路３２３及び回収接続流路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及び回収接続流路３２４が対応してもよい。

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。

図２０（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２０（ａ）は、図１７（ａ）のＸＸａ－ＸＸａで示す断面であり、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いる。また、図２０（ｂ）は、図１７（ａ）のＸＸｂ－ＸＸｂで示す断面であり、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２０（ｃ）は、図１７（ａ）のＸＸｃ－ＸＸｃで示す断面であり、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。

インクを供給する供給流路では、図２０（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２０（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２０（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、吐出素子基板３４０と第１支持部材４間でのインクの供給や回収は成されない。図２０（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２０（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、第１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及びインク回収流路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。

図２１（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る。尚、図２１における共通供給流路１８、共通回収流路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。共通供給流路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を経て共通回収流路１９へと回収される。

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の主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。共通供給流路１８と共通回収流路１９とが、主走査方向であるＸ方向に幅広の断面形状を備えている場合、共通供給流路１８、共通回収流路１９内のインクは、主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、共通供給流路１８と共通回収流路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。

そこで、第１実施形態の共通供給流路１８及び共通回収流路１９は、図２１に示す断面において共に、Ｙ方向に延在しているが、主走査方向である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、共通供給流路１８及び共通回収流路１９の主走査方向における各流路幅を小さくすることができる。共通供給流路１８及び共通回収流路１９の主走査方向における各流路幅を小さくすることで、主走査中における共通供給流路１８及び共通回収流路１９内のインクに作用する主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、共通供給流路１８及び共通回収流路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。

上述の通り、共通供給流路１８及び共通回収流路１９の主走査方向における各流路幅を小さくすることで、主走査時の共通供給流路１８及び共通回収流路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、第１実施形態では、共通供給流路１８と共通回収流路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。

前述した通り第１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、共通供給流路１８と共通回収流路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。

そのため、共通供給流路１８と共通回収流路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、共通供給流路１８と共通回収流路１９とにおける主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内で生じる共通供給流路１８側と共通回収流路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。

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、第１実施形態においては、共通供給流路１８と共通回収流路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。

また、共通供給流路１８及び共通回収流路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、第１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。

また、共通供給流路１８と共通回収流路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。

ここで、共通回収流路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、共通供給流路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、仮に、吐出素子基板３４０のＸ方向における一部分において、共通回収流路１９だけが存在している部分があると、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。

共通供給流路１８には、共通回収流路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、共通供給流路１８と共通回収流路１９とが隣接していると、その近傍では、共通供給流路１８と共通回収流路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、共通供給流路１８と共通回収流路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。

図２２（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２２（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の主走査方向であるＸ方向に沿って設けられている。また、図２２（ｂ）のように、共通供給流路１８と共通回収流路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、共通供給流路１８と共通回収流路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。

＜本体部と液体吐出ヘッドとの接続＞
図２３は、第１実施形態の液体吐出装置５０の本体部に設けられたインクタンク２及び外部ポンプ２１と液体吐出ヘッド１との接続状態、及び循環ポンプ等の配置をより詳細に示す概略構成図である。第１実施形態における液体吐出装置５０は、液体吐出ヘッド１に不具合が発生した際に、液体吐出ヘッド１のみを簡単に交換できるような構成を備える。具体的には、外部ポンプ２１に接続されているインク供給チューブ５９と液体吐出ヘッド１との接続、離脱を簡単に行い得る液体接続部７００を有している。これにより、液体吐出装置５０に対し液体吐出ヘッド１のみを簡単に着脱することが可能になっている。

液体接続部７００は、図２３に示すように、液体吐出ヘッド１のヘッド筐体５３に突設された液体コネクタ挿入口５３ａと、この液体コネクタ挿入口５３ａを差し込むことが可能な円筒状の液体コネクタ５９ａとを有する。液体コネクタ挿入口５３ａは液体吐出ヘッド１内に形成されたインク供給流路に流体的に接続されており、前述のフィルタ１１０を介して第１圧力調整手段１２０に接続されている。また、液体コネクタ５９ａは、インクタンク２のインクを液体吐出ヘッド１に加圧供給する外部ポンプ２１に接続されたインク供給チューブ５９の先端に設けられている。

上記のように図２３に示す液体吐出ヘッド１は、液体接続部７００によって、液体吐出ヘッド１の着脱及び交換作業を容易に行うことが可能となっている。但し、液体コネクタ挿入口５３ａと液体コネクタ５９ａとのシール性が低下した場合、外部ポンプ２１によって加圧供給されたインクが液体接続部７００から漏出する虞がある。液漏出したインクが循環ポンプ５００等に付着した場合、電気系統に不具合が発生する可能性がある。そこで、第１実施形態では、以下のように循環ポンプ等を配置している。

＜循環ポンプ等の配置＞
図２３に示すように、第１実施形態では、液体接続部７００から漏出したインクが循環ポンプ５００に付着するのを避けるため、液体接続部７００より重力方向上方に循環ポンプ５００を配置している。つまり循環ポンプ５００を、液体吐出ヘッド１の液体の導入口である液体コネクタ挿入口５３ａより重力方向における上方に配置している。さらに、循環ポンプ５００が、液体接続部７００を構成する部材と非接触となる位置に配置されている。これにより、液体接続部７００からインクが漏出したとしても、インクは液体コネクタ５９ａの開口方向である水平方向または重力方向下方に流れていくため、重力方向上方にある循環ポンプ５００にインクが到達するのを抑制することができる。また、循環ポンプ５００を、液体接続部７００から離れた位置に配置されているため、インクが部材を伝って循環ポンプ５００に到達する可能性も低減される。

また、循環ポンプ５００と電気コンタクト基板６とをフレキシブル配線部材５１４を介して電気的に接続する電気接続部５１５を、液体接続部７００より重力方向上方に設けている。このため、液体接続部７００からインクによる電気的なトラブルを起こす可能性を低減することができる。

また、第１実施形態では、ヘッド筐体５３の壁部５２ｂが設けられているため、液体接続部７００の開口５９ｂからインクが噴出したとしても、そのインクを遮断し、循環ポンプ５００や電気接続部５１５に到達する可能性を低減することができる。

＜循環ポンプ＞
次に、図２４及び図２５を参照して、上述の液体吐出ヘッド１に内蔵される循環ポンプ５００の構成及び作用を詳細に説明する。

図２４は、循環ポンプ５００の外観斜視図である。図２４（ａ）は循環ポンプ５００の正面側を示す外観斜視図、図２４（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２５参照）を通過してポンプ排出孔５０２から排出される。

図２５は、図２４（ａ）に示した循環ポンプ５００のＸＸＶＩ－ＸＸＶＩ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。即ち、循環ポンプ５００には、第２の流路と第３の流路とを連通する流路に逆止弁を備えている。具体的には、逆止弁５０４ａは、その一部がポンプ供給孔５０１の中間部分に形成されている空間５１２ａにおいて図中の左方へと移動し得るように配置されている。また、逆止弁５０４ｂは、その一部がポンプ排出孔５０２の中間部分に形成されている空間５１２ｂにおいて図中の右方へと移動し得るように配置されている。

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）。逆止弁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する。この結果、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。

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。

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。

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。

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。このため、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。

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。

＜＜変形例＞＞
次に、上述した各実施形態における各種の変形例を説明する。以下で示す変形例は、第１～第３実施形態のいずれにも適用することができる。

＜第１変形例＞
図２６および図２７は、第１変形例における循環経路を模式的に示す図である。図２６は、吐出が行われずに循環が行われている場合の循環経路を示している。図２７は、高いデューティの記録が行われている場合の循環経路を示している。第１変形例は、第２圧力調整手段１５０を配置せず、バイパス流路１６０と回収流路１４０とを直接接続した例を示している。

この形態において、バイパス流路１６０を介して回収流路１４０に流れる流路の流抵抗をＲ１とし、供給流路１３０から吐出モジュール３００を介して回収流路１４０に流れる流路の流抵抗をＲ２とする。それぞれに流れるインク量は、抵抗の逆比となるため、バイパス流路１６０を介した流路の流量と吐出モジュール３００を介した流路の流量との比率はＲ２対Ｒ１となる。この関係に従い、吐出モジュール３００内の吐出口１３近傍のインクの増粘を抑制可能な循環量となるようにそれぞれの流抵抗を設定する。即ち、圧力室内の液体の流速が所定以上となるようにそれぞれの流抵抗を設定するバイパス流路１６０の流抵抗Ｒ１は、流路断面積もしくは流路長さを変えたり、または、絞りを設けたりするなどしてコントロールされる。

第１変形例の場合においても、高いデューティで記録動作を行う場合、図２７に示すように、圧力室１２には、両側供給が行われることになる。即ち、第１圧力制御室１２２から供給流路１３０に供給されたインクは、吐出モジュール３００の共通供給流路１８を介して吐出口１３へ供給される。一方で、第１圧力制御室１２２からバイパス流路１６０へ供給されたインクの一部は、循環ポンプ５００、およびポンプ出口流路１８０を介して第１圧力制御室１２２へ供給される。また、バイパス流路１６０へ供給されたインクの一部は、回収流路１４０へ供給され、吐出モジュール３００の共通回収流路１９を介して吐出口１３へ供給される。従って、吐出口１３から吐出されるインクは、供給流路１３０および回収流路１４０のいずれからも供給される状態となる。

また、前述したように、圧力調整手段が一つの場合であっても、キャリッジの走査方向への移動に応じて循環経路内でインクを循環させることができる。

＜第２変形例＞
図２８および図２９は、第２変形例における循環経路を模式的に示す図である。図２８は、吐出が行われずに循環が行われている場合の循環経路を示している。図２９は、高いデューティの記録が行われている場合の循環経路を示している。第２変形例は、第２圧力調整手段１５０を配置せず、バイパス流路１６０と回収流路１４０とを直接接続し、バイパス流路１６０内にリリーフバルブ２３０１を配置した例を示している。

リリーフバルブ２３０１は、リリーフバルブの下流側の圧力が一定値以下になると、リリーフバルブの上流側から下流側へのインクが流入するように構成されている。即ち、リリーフバルブにおいて供給流路側よりも回収流路側の圧力が所定以上に低くなった際に、開くように構成されている。インク供給の流れは、図５のように、第２圧力調整手段１５０を配置していた構成と基本的に同じである。吐出モジュール３００内の循環量は、第１圧力制御室１２２及びリリーフバルブ２３０１の制御圧力の差圧によって決定される。リリーフバルブ２３０１の制御圧力は、吐出モジュール３００内の吐出口１３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。

第２変形例の形態においても、高いデューティでの記録動作を行う場合、図２９に示すように、圧力室１２には、両側供給が行われることになる。即ち、第１圧力制御室１２２から供給流路１３０に供給されたインクは、吐出モジュール３００の共通供給流路１８を介して吐出口１３へ供給される。一方で、第１圧力制御室１２２からバイパス流路１６０へ供給されたインクの一部は、リリーフバルブ２３０１を通過して、循環ポンプ５００、およびポンプ出口流路１８０を介して第１圧力制御室１２２へ供給される。また、バイパス流路１６０へ供給されたインクの一部は、リリーフバルブ２３０１を通過して、回収流路１４０へ供給され、吐出モジュール３００の共通回収流路１９を介して吐出口１３へ供給される。従って、吐出口１３から吐出されるインクは、供給流路１３０および回収流路１４０のいずれからも供給される状態となる。

また、前述したように、圧力調整手段が一つの場合であっても、キャリッジの走査方向への移動に応じて循環経路内でインクを循環させることができる。

＜第３変形例＞
図３０は、第３変形例における循環経路を模式的に示す図である。第３変形例は、第１圧力調整手段１２０の第１圧力制御室１２２と供給流路１３０とを連通させる第２供給流路６００を備える例である。

第２供給流路６００は、その一端部が第１圧力制御室１２２の重力方向における上端部に連通し、他端部が供給流路１３０の重力方向における上端部に連通している。この第２供給流路６００を備えることにより、第１圧力調整手段１２０の上流側から流入した気泡あるいは循環流路内に発生した気泡を、効率的に外部へ排出することが可能になる。

すなわち、第１圧力調整手段１２０の第１圧力制御室１２２は、液体吐出ヘッド１において重力方向上方に配置されている。このため、液体吐出ヘッド１の上流側からインクと共に第１圧力調整手段１２０に流入した気泡ＢＬまたは循環流路から第１圧力制御室１２２に流入した気泡ＢＬは、第１圧力制御室１２２の上方あるいは第２供給流路６００の上部に浮上し、集められる。なお、集められた気泡ＢＬは、インクの吐出動作時の供給流路１３０及び第２供給流路６００に流れる液体の流速では、吐出モジュール３００へ移動することはない。

第１圧力制御室１２２及び第２供給流路６００の上方部に集められた気泡ＢＬは、液体吐出動作が行われていない状態において、吐出口から強制的にインクを吸引する吸引処理を行うことによってインクと共に排出することができる。吸引処理は、液体吐出ヘッド1の吐出口が形成されている吐出口面にキャップ部材を密接させ、キャップ部材に接続されている負圧源の負圧を吐出口に印加することによって吐出口から強制的にインクを吸引することにより行う。この吸引時に流路内に発生するインクの流速は、通常のインクの吐出動作によって発生するインクの流速より大きい。このため、第１圧力制御室１２２及び第２供給流路６００の上方部に集められた気泡ＢＬは、インクと共に第２供給流路６００及び供給流路１３０を経て圧力室１２に至り、その後、吐出口１３からインクと共に排出される。なお、この吸引処理は、一般に、吐出口あるいは圧力室等に生じた増粘インク等を吐出口から排出させて吐出性能を回復させるために行う吸引回復処理、あるいは流路内にインクを充填させる初期充填処理などにおいて実行される。

このように、第２供給流路を形成することにより、液体吐出ヘッド１内のインクに混入している気泡を集めて吸引処理により一度に排出することができ、気泡の排出処理を効率的に行うことができる。

＜＜その他の実施形態＞＞
上記各実施形態で説明した開示事項は、以下の液体吐出ヘッド例および液体吐出装置例に代表される構成を含むものである。

＜構成１＞
主走査方向に走査しながら液体を吐出する液体吐出ヘッドであって、
圧力室内の液体を吐出するための圧力を発生する吐出素子と、
前記圧力室に液体を供給する供給流路と、
前記供給流路と前記圧力室を介して接続され、前記圧力室から液体を回収する回収流路と、
前記供給流路から前記圧力室内に液体を供給し、かつ、前記回収流路から前記圧力室内の液体を回収して前記供給流路へ液体を送液可能な循環ポンプと、
前記循環ポンプの出口流路と前記供給流路との間に配され、前記供給流路の圧力を調整する第１圧力調整手段と、
前記循環ポンプの入口流路と前記回収流路との間に配され、前記回収流路の圧力を調整する第２圧力調整手段と、
前記第１圧力調整手段と前記第２圧力調整手段とを連通させるバイパス流路と、
を備え、
前記第１圧力調整手段および前記第２圧力調整手段のうちの少なくとも一方は、前記主走査方向への往復走査に応じて、静止時の圧力に対して正負が異なる圧力が生じるように構成されていることを特徴とする液体吐出ヘッド。

＜構成２＞
前記第１圧力調整手段および前記第２圧力調整手段の両方は、前記主走査方向への往復走査に応じて、静止時の圧力に対して正負が異なる圧力が生じるように構成され、
前記主走査方向への走査の際に前記第１圧力調整手段に前記静止時の圧力に対して正圧が生じる場合、前記第２圧力調整手段に前記静止時の圧力に対して負圧が生じるように構成されていることを特徴とする構成１に記載の液体吐出ヘッド。

＜構成３＞
前記第１圧力調整手段及び前記第２圧力調整手段のうちの少なくとも一方は、
バルブ室と、圧力制御室と、前記バルブ室と前記圧力制御室とを連通させる開口と、前記開口を開閉可能に構成されたバルブとを有し、
前記圧力制御室は、
変位可能に構成された可撓性部材により一部の面が構成され、
前記可撓性部材と連動して変位可能な圧力板と、
前記圧力板を前記圧力制御室の容積が大きくなる方向に付勢する付勢部材とを有し、
前記圧力板及び前記可撓性部材の変位に応じて前記バルブを開閉可能に構成され、
前記付勢部材によって前記圧力板を付勢する方向は、前記主走査方向に対応していることを特徴とする構成１または２に記載の液体吐出ヘッド。

＜構成４＞
前記第１圧力調整手段及び前記第２圧力調整手段は、それぞれ、
バルブ室と、圧力制御室と、前記バルブ室と前記圧力制御室とを連通させる開口と、前記開口を開閉可能に構成されたバルブとを有し、
前記圧力制御室は、
変位可能に構成された可撓性部材により一部の面が構成され、
前記可撓性部材と連動して変位可能な圧力板と、
前記圧力板を前記圧力制御室の容積が大きくなる方向に付勢する付勢部材とを有し、
前記圧力板及び前記可撓性部材の変位に応じて前記バルブを開閉可能に構成され、
前記付勢部材によって前記圧力板を付勢する方向は、前記主走査方向に対応し、前記第１圧力調整手段と前記第２圧力調整手段とで逆向きに構成されていることを特徴とする構成２に記載の液体吐出ヘッド。

＜構成５＞
前記第１圧力調整手段及び前記第２圧力調整手段が有する変位可能な圧力板は、前記主走査方向に対して対向して配置されることを特徴とする構成４に記載の液体吐出ヘッド。

＜構成６＞
前記第１圧力調整手段及び前記第２圧力調整手段の前記圧力制御室は、前記液体吐出ヘッドが前記主走査方向に往復走査する際の慣性力によって、前記圧力制御室内を収縮または膨張させることが可能なことを特徴とする構成４または５に記載の液体吐出ヘッド。

＜構成７＞
前記第１圧力調整手段及び前記第２圧力調整手段の前記圧力制御室は、前記付勢部材として、それぞれ異なるばね特性を有するバネを有することを特徴とする構成４乃至６のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。

＜構成８＞
前記バイパス流路は、前記第２圧力調整手段における前記バルブ室に接続されている、構成３乃至７のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。

＜構成９＞
前記循環ポンプの出口流路は、前記第１圧力調整手段の前記圧力制御室に接続されていることを特徴とする構成３乃至８のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。

＜構成１０＞
前記第２圧力調整手段における前記圧力制御室は、前記循環ポンプの入口流路に接続されていることを特徴とする構成３乃至９のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。

＜構成１１＞
前記液体吐出ヘッドにインクを供給する第２供給流路を備えており、前記循環ポンプの出口流路は、前記第１圧力調整手段の前記圧力制御室に接続されていることを特徴とする構成３乃至１０のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。

＜構成１２＞
前記第１圧力調整手段は、前記圧力室を介して前記第２圧力調整手段と接続されており、
前記バイパス流路は、前記圧力室の上流側と該圧力室の下流側とを連通していることを特徴とする構成１乃至１１のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。

＜構成１３＞
主走査方向に走査しながら液体を吐出する液体吐出ヘッドであって、
圧力室内の液体を吐出するための圧力を発生する吐出素子と、
前記圧力室に液体を供給する供給流路と、
前記供給流路と前記圧力室を介して接続され、前記圧力室から液体を回収する回収流路と、
前記供給流路から前記圧力室内に液体を供給し、かつ、前記回収流路から前記圧力室内の液体を回収して前記供給流路へ液体を送液可能な循環ポンプと、
前記循環ポンプの出口流路と前記供給流路との間に配され、前記供給流路の圧力を調整する圧力調整手段と、
前記圧力調整手段と回収流路とを連通させるバイパス流路と、
を備え、
前記圧力調整手段は、前記主走査方向への往復走査に応じて、静止時の圧力に対して正負が異なる圧力が生じるように構成されていることを特徴とする液体吐出ヘッド。

＜構成１４＞
前記循環ポンプが駆動し前記圧力室内をインクが循環している状態において、前記圧力室内のインクの流速が所定以上となるように前記バイパス流路の流抵抗が設定されていることを特徴とする構成１３に記載の液体吐出ヘッド。

＜構成１５＞
前記バイパス流路にリリーフバルブが配され、
前記リリーフバルブは、前記リリーフバルブにおいて前記供給流路側よりも前記回収流路側の圧力が所定以上に低くなった際に、開くように構成されている、構成１３に記載の液体吐出ヘッド。

＜構成１６＞
インクタンクと、
前記インクタンクから構成１乃至１５のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッドに液体を供給するポンプと、
を備える液体吐出装置。

１ 液体吐出ヘッド
１２ 圧力室
１５ 吐出素子
１２０ 第１圧力調整手段
１３０ 供給流路
１４０ 回収流路
１５０ 第２圧力調整手段
１６０ バイパス流路
５００ 循環ポンプ

Claims (16)

1. 主走査方向に走査しながら液体を吐出する液体吐出ヘッドであって、
   圧力室内の液体を吐出するための圧力を発生する吐出素子と、
   前記圧力室に液体を供給する供給流路と、
   前記供給流路と前記圧力室を介して接続され、前記圧力室から液体を回収する回収流路と、
   前記供給流路から前記圧力室内に液体を供給し、かつ、前記回収流路から前記圧力室内の液体を回収して前記供給流路へ液体を送液可能な循環ポンプと、
   前記循環ポンプの出口流路と前記供給流路との間に配され、前記供給流路の圧力を調整する第１圧力調整手段と、
   前記循環ポンプの入口流路と前記回収流路との間に配され、前記回収流路の圧力を調整する第２圧力調整手段と、
   前記第１圧力調整手段と前記第２圧力調整手段とを連通させるバイパス流路と、
   を備え、
   前記第１圧力調整手段および前記第２圧力調整手段のうちの少なくとも一方は、前記主走査方向への往復走査に応じて、静止時の圧力に対して正負が異なる圧力が生じるように構成されていることを特徴とする液体吐出ヘッド。
2. 前記第１圧力調整手段および前記第２圧力調整手段の両方は、前記主走査方向への往復走査に応じて、静止時の圧力に対して正負が異なる圧力が生じるように構成され、
   前記主走査方向への走査の際に前記第１圧力調整手段に前記静止時の圧力に対して正圧が生じる場合、前記第２圧力調整手段に前記静止時の圧力に対して負圧が生じるように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の液体吐出ヘッド。
3. 前記第１圧力調整手段及び前記第２圧力調整手段のうちの少なくとも一方は、
   バルブ室と、圧力制御室と、前記バルブ室と前記圧力制御室とを連通させる開口と、前記開口を開閉可能に構成されたバルブとを有し、
   前記圧力制御室は、
   変位可能に構成された可撓性部材により一部の面が構成され、
   前記可撓性部材と連動して変位可能な圧力板と、
   前記圧力板を前記圧力制御室の容積が大きくなる方向に付勢する付勢部材とを有し、
   前記圧力板及び前記可撓性部材の変位に応じて前記バルブを開閉可能に構成され、
   前記付勢部材によって前記圧力板を付勢する方向は、前記主走査方向に対応していることを特徴とする請求項１に記載の液体吐出ヘッド。
4. 前記第１圧力調整手段及び前記第２圧力調整手段は、それぞれ、
   バルブ室と、圧力制御室と、前記バルブ室と前記圧力制御室とを連通させる開口と、前記開口を開閉可能に構成されたバルブとを有し、
   前記圧力制御室は、
   変位可能に構成された可撓性部材により一部の面が構成され、
   前記可撓性部材と連動して変位可能な圧力板と、
   前記圧力板を前記圧力制御室の容積が大きくなる方向に付勢する付勢部材とを有し、
   前記圧力板及び前記可撓性部材の変位に応じて前記バルブを開閉可能に構成され、
   前記付勢部材によって前記圧力板を付勢する方向は、前記主走査方向に対応し、前記第１圧力調整手段と前記第２圧力調整手段とで逆向きに構成されていることを特徴とする請求項２に記載の液体吐出ヘッド。
5. 前記第１圧力調整手段及び前記第２圧力調整手段が有する変位可能な圧力板は、前記主走査方向に対して対向して配置されることを特徴とする請求項４に記載の液体吐出ヘッド。
6. 前記第１圧力調整手段及び前記第２圧力調整手段の前記圧力制御室は、前記液体吐出ヘッドが前記主走査方向に往復走査する際の慣性力によって、前記圧力制御室内を収縮または膨張させることが可能なことを特徴とする請求項４または５に記載の液体吐出ヘッド。
7. 前記第１圧力調整手段及び前記第２圧力調整手段の前記圧力制御室は、前記付勢部材として、それぞれ異なるばね特性を有するバネを有することを特徴とする請求項４または５に記載の液体吐出ヘッド。
8. 前記バイパス流路は、前記第２圧力調整手段における前記バルブ室に接続されている、請求項３または４に記載の液体吐出ヘッド。
9. 前記循環ポンプの出口流路は、前記第１圧力調整手段の前記圧力制御室に接続されていることを特徴とする請求項３または４に記載の液体吐出ヘッド。
10. 前記第２圧力調整手段における前記圧力制御室は、前記循環ポンプの入口流路に接続されていることを特徴とする請求項３または４に記載の液体吐出ヘッド。
11. 前記液体吐出ヘッドにインクを供給する第２供給流路を備えており、前記循環ポンプの出口流路は、前記第１圧力調整手段の前記圧力制御室に接続されていることを特徴とする請求項３または４に記載の液体吐出ヘッド。
12. 前記第１圧力調整手段は、前記圧力室を介して前記第２圧力調整手段と接続されており、
    前記バイパス流路は、前記圧力室の上流側と該圧力室の下流側とを連通していることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
13. 主走査方向に走査しながら液体を吐出する液体吐出ヘッドであって、
    圧力室内の液体を吐出するための圧力を発生する吐出素子と、
    前記圧力室に液体を供給する供給流路と、
    前記供給流路と前記圧力室を介して接続され、前記圧力室から液体を回収する回収流路と、
    前記供給流路から前記圧力室内に液体を供給し、かつ、前記回収流路から前記圧力室内の液体を回収して前記供給流路へ液体を送液可能な循環ポンプと、
    前記循環ポンプの出口流路と前記供給流路との間に配され、前記供給流路の圧力を調整する圧力調整手段と、
    前記圧力調整手段と回収流路とを連通させるバイパス流路と、
    を備え、
    前記圧力調整手段は、前記主走査方向への往復走査に応じて、静止時の圧力に対して正負が異なる圧力が生じるように構成されていることを特徴とする液体吐出ヘッド。
14. 前記循環ポンプが駆動し前記圧力室内をインクが循環している状態において、前記圧力室内のインクの流速が所定以上となるように前記バイパス流路の流抵抗が設定されていることを特徴とする請求項１３に記載の液体吐出ヘッド。
15. 前記バイパス流路にリリーフバルブが配され、
    前記リリーフバルブは、前記リリーフバルブにおいて前記供給流路側よりも前記回収流路側の圧力が所定以上に低くなった際に、開くように構成されている、請求項１３に記載の液体吐出ヘッド。
16. インクタンクと、
    前記インクタンクから請求項１乃至４のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッドに液体を供給するポンプと、
    を備える液体吐出装置。

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