CN106985529A - 液体排出头和液体排出方法 - Google Patents

Abstract

提供一种液体排出头，包括：基板，其设置记录元件；以及排出口形成构件，其形成面向所述记录元件并且用于排出液体的排出口。所述液体排出头具有压力室、用于向所述压力室供给液体的第一液体通道和用于从所述压力室回收液体的第二液体通道。所述基板具有连接到所述第一液体通道以向所述第一液体通道供给液体的液体供给通道以及连接到所述第二液体通道以从所述第二液体通道回收液体的液体回收通道。所述第一液体通道的入口部处的压力被设定为比所述第二液体通道的出口部处的压力高，并且所述压力室内的液体的流速为3～140mm/s。

Description

液体排出头和液体排出方法

技术领域

本发明涉及液体排出头和液体排出方法，并且更具体地涉及液体在排出口的前后循环的液体排出头。

背景技术

在排出诸如墨等的液体的液体排出头中，由于从排出口排出的液体中的挥发性成分蒸发，因此液体可能在排出口附近变得浓缩并增稠。这会改变液滴的排出速度，并且液滴着落精度可能变差。在从已经排出液滴直到排出下一液滴的间歇时间段长的情况下，或者在液体中的固体含量高的情况下，液体的增稠尤其明显。在最坏的情况下，由于浓缩液体的流动阻力增加，可能发生排出不良。

作为应对这种液体增稠现象的一种措施，已知使供给到液体排出头的液体在循环路径上循环。日本专利特开2001-205814和非专利文献“Carolyn Ellinger和Yonglin Xie的'Captive Continuous Inkjet'，2013年9月，29th International Conference onDigital Printing Technologies”(以下称为“ELLINGER”)公开了具有产生热能的记录元件的液体排出头(在下文中，用于液体排出头的系统可以称为“热系统”)。为了防止伴随着液体的蒸发而导致排出口被堵塞，液体循环通过在形成排出口的排出口形成构件与形成记录元件的基板之间形成的液体通道。日本专利特开2001-205814描述了墨以50～2000μm/s的流速循环，从而将残留在发热元件附近的气泡向下游区域排出。ELLINGER描述了以更快的流速使墨循环。

本发明人通过研究发现，关于与连续喷墨技术有关的ELLINGER中描述的配置，循环流速的高速影响通过驱动记录元件所产生的气泡。具体地，气泡可能不关于排放口的中心对称地形成，并且液滴的排出方向可能相对于与排放口形成构件的形成排出口的面(下文称为“排出口形成面”)垂直的方向倾斜。特别地，与压电系统相比，在产生气泡且排出液滴的热系统中的与压力室连通的通道的高度低，并且排出口以高密度排列，因此流动阻力大。因此，排出口前后的流动阻力大，并且易于不对称地发泡。不对称发泡容易导致液滴的排出方向相对于与排出口形成面垂直的方向倾斜。

另一方面，日本专利特开2001-205814描述了液体以50～2000μm/s的流速循环，但是流速缓慢，因此即使残留的气泡可以向下游移动，抑制由于来自排出口的液体的蒸发而导致的液体的增稠也是困难的。排出口附近的增稠液体可以改变液滴的排出速度，并且液滴的着落位置可能偏离预期的着落位置。在液体排出头的温度高且蒸发速度快的情况下以及在液体中的固体浓度高的情况下，该问题变得特别明显。

发明内容

已经发现期望提供一种液体排出头和液体排出方法，其中液滴的排出方向不容易相对于与排出口形成面垂直的方向倾斜，并且由于来自排出口的液体的蒸发而导致的液体的增稠也得到抑制。

根据本发明的一个方面的液体排出头，其包括：基板，其设置有用于产生用于排出液体的热能的记录元件；以及排出口形成构件，其形成有面向所述记录元件并且用于排出液体的排出口，其中，所述液体排出头具有压力室、用于向所述压力室供给液体的第一液体通道和用于从所述压力室回收液体的第二液体通道，所述基板具有连接到所述第一液体通道以向所述第一液体通道供给液体的液体供给通道以及连接到所述第二液体通道以从所述第二液体通道回收液体的液体回收通道，以及所述液体供给通道的入口部处的压力比所述液体回收通道的出口部处的压力高，并且所述压力室内的液体的流速为3～140mm/s。

根据参照附图对示例性实施例的以下描述，本发明的其它特征将变得明显。

附图说明

图1是示出根据可应用本发明的第一应用示例的记录设备的示意性配置的图。

图2是示出在记录设备中液体循环的第一循环路径的图。

图3是示出记录设备中的第二循环路径的图。

图4A和4B是根据第一应用示例的液体排出头的立体图。

图5是图4A和4B中的液体排出头的分解立体图。

图6A～6F是示出图4A和4B中的液体排出头具有的通道构件所包括的第一～第三通道构件的配置的图。

图7是用于描述通道构件内的通道之间的连接关系的图。

图8是沿图7中的线VIII-VIII截取的截面图。

图9A和9B是示出排出模块的图，图9A是立体图，以及图9B是分解视图。

图10A～10C是示出记录元件板的配置的图。

图11是示出包括图10A中的截面XI-XI的记录元件板和盖部件的配置的立体图。

图12是示出两个邻接的排出模块中的记录元件板的邻接部分的局部放大图的平面图。

图13是示出根据可应用本发明的第二应用示例的记录设备的配置的图。

图14A和14B是根据第二应用示例的液体排出头的立体图。

图15是图14A和14B中的液体排出头的分解立体图。

图16A～16E是示出图14A和14B中的液体排出头具有的通道构件所包括的第一和第二通道构件的配置的图。

图17是用于描述记录元件板和通道构件中的液体的连接关系的图。

图18是沿图17中的线XVIII-XVIII截取的截面图。

图19A和19B是示出排出模块的图，图19A是立体图，以及图19B是分解视图。

图20A～20C是示出记录元件板的配置的图。

图21A～21C是示出根据本发明第一实施例的液体排出头的记录元件板的图。

图22A～22C是示出墨的排出速度的变化和循环流速之间的关系的图。

图23是示出排出口直径和来自排出口的平均蒸发速度之间的关系的图。

图24A～24D是示出循环流形成的情况下气泡的形状的图。

图25A～25C是示出排出口直径和弯月面界面能够维持的最大负压之间的关系的图。

图26A～26B是根据本发明的第四实施例的液体排出头的记录元件板的图。

图27是示出根据本发明的液体排出头的变型例的图。

图28是示出记录设备的液体循环的第三循环路径的图。

图29A和29B是根据本发明的液体排出头的变型例的图。

图30是根据本发明的液体排出头的变型例的图。

图31是根据本发明的液体排出头的变型例的图。

图32是根据本发明的液体排出头的变型例的图。

图33是示出根据本发明的第三应用示例的记录设备的示意性配置的图。

图34是示出根据本发明的第三应用示例的循环路径的图。

图35A和35B是根据本发明的第三应用示例的液体排出头的示意性配置的图。

图36A～36C是示出根据本发明的第三应用示例的液体排出头的示意性配置的图。

具体实施方式

下面将参照附图描述根据本发明的液体排出头的多个实施例。虽然各种技术上优选的条件包括在以下描述的实施例中，但是只要符合本发明的精神，本发明不限于这些实施例和条件。

尽管这些实施例涉及墨在储存器和液体排出头之间循环的喷墨记录设备中所使用的液体排出头，但是排出的液体不限于墨。在本发明中，在液体通道的上游和下游之间产生差压，以在液体排出头的液体通道中形成循环流。尽管以下实施例使用压力调整机构来产生差压，但是产生差压的单元不限于此。例如，可以进行以下布置：其中在液体排出头的上游侧和下游侧设置两个储存器，并且利用水头压来使液体从一个储存器流向另一储存器，从而在液体排出头的上游和下游之间产生差压，使得液体循环通过液体通道。

尽管这些实施例涉及长度与记录介质的宽度相对应的所谓线型(页面宽度型)排出头，但是本发明还可以应用于在使安装液体排出头3的支架沿宽度方向对记录介质进行扫描时进行记录的所谓的串行液体排出头。串行液体排出头的示例是针对记录黑色墨和针对记录彩色墨各具有一个记录元件板的液体排出头，但这不是限制性的。串行液体排出头的示例可以为以下布置：形成多个记录元件板以排出口在排出口的阵列方向上重叠的方式排列的、比记录介质的宽度短的短线型排出头，并使该短线型排出头对记录介质进行扫描。

第一应用示例

下面将描述可以适当地应用本发明的第一应用示例。

喷墨记录设备的描述

图1示出排出液体的装置、更具体地通过排出墨来进行记录的喷墨记录设备1000(以下也简称为“记录设备”)的示意性配置。记录设备1000具有输送记录介质2的输送单元1和大致垂直于记录介质2的输送方向而设置的线型(页面宽度)液体排出头3。因此，记录设备1000在连续或间歇地输送多个记录介质2的同时进行单遍连续记录。记录介质2不限于切割片材，并且可以是连续的卷筒片材。液体排出头3能够利用青色、品红色、黄色和黑色(缩写为“CMYK”)墨进行全色打印。如之后的描述，液体排出头3具有通过流体连接来连接的液体供给单元、主储存器和缓冲储存器(参见图2)，其中液体供给单元用作向液体排出头3供给墨的供给路径。液体排出头3还电连接到将电力和排出控制信号传送到液体排出头3的电控制单元。液体排出头3内的液体路径和电信号路径将在后面描述。

第一循环路径的描述

图2是示出作为应用于本应用示例的记录设备的循环路径的第一形式的第一循环路径的示意图。图2是示出通过流体连接连接到液体排出头3的第一循环泵(高压侧)1001、第一循环泵(低压侧)1002和缓冲储存器1003等的图。尽管为了描述的简洁图2仅示出CMYK墨中的一种颜色墨流经的路径，实际上存在提供至液体排出头3和记录设备主单元的四种颜色的循环路径。作为与主储存器1006连接的副储存器的缓冲储存器1003具有大气连通开口(图中未示出)，从而储存器的内部和外部连通，并且墨中的气泡可以向外部排出。缓冲储存器1003还与补充泵1005连接。例如，在通过排出墨以进行记录、吸引回收等来从液体排出头3的排出口排出(喷射)墨时在液体排出头3处消耗墨的情况下，补充泵1005用于将与消耗的量相同的量的墨从主储存器1006发送到缓冲储存器1003。

两个第一循环泵1001和1002用于从液体排出头3的液体连接部111提取出墨并使墨流到缓冲储存器1003。第一循环泵1001和1002优选为具有定量的流体发送能力的容积泵。具体示例可以包括管泵、齿轮泵、隔膜泵、注射泵等。还可以使用这样的布置，其中例如通过在泵的出口处设置常用的恒流阀和泄压阀来确保恒定流量。在液体排出头3被驱动时，第一循环泵(高压侧)1001和第一循环泵(低压侧)1002使恒定量的墨流过共用供给通道211和共用回收通道212。优选将流量设置为液体排出头3的记录元件板10之间的温度差不影响记录图像质量的水平或更高。另一方面，如果流量设置得过高，则液体排出单元300内的通道中的压力降的影响引起记录元件板10之间的负压差过大，导致图像中的浓度不均匀。因此，优选考虑记录元件板10之间的温度差和负压差来设置流量。

在第二循环泵1004和液体排出单元300的路径之间设置负压控制单元230。负压控制单元230具有以下作用：即使在循环系统的流量由于记录时的占空差异而波动的情况下，也使得负压控制单元230下游(即，在液体排出单元300侧)的压力可以维持在当前恒定的压力。任何机构都可以用作负压控制单元230所包括的两个压力调节机构，只要其自身下游的压力可以控制为在以期望的设定压力为中心的恒定范围内或更小的范围内波动。作为一个示例，可以采用与所谓的“减压调节器”等效的机构。在使用减压调节器的情况下，负压控制单元230的上游侧优选通过第二循环泵1004经由液体供给单元220来加压，如图2所示。这使得能够抑制缓冲储存器1003针对液体排出头3的水头压力的影响，从而缓冲储存器1003在记录设备1000中的布局方面具有更大的自由度。在驱动液体排出头3时所使用的墨的循环流量压力的范围内，第二循环泵1004具有一定的提升压力或更大就可以了，并且可以使用涡轮泵、容积泵等。具体地，可以使用隔膜泵等。或者，代替第二循环泵1004，可以使用例如关于负压控制单元230具有一定水头差的水头储存器。

如图2所示，负压控制单元230具有彼此设置了不同的控制压力的两个压力调节机构。在这两个负压调节机构中，(在图2中由H表示的)相对高压设置侧和(在图2中由L表示的)相对低压设置侧经由液体供给单元220分别连接到液体排出单元300内的共用供给通道211和共用回收通道212。在共用供给通道211、共用回收通道212和记录元件板10之间连通的个别供给通道213和个别回收通道214设置到液体排出单元300。由于个别供给通道213和个别回收通道214与共用供给通道211和共用回收通道212连通，因此发生一部分墨从共用供给通道211通过记录元件板10的内部通道且流向共用回收通道212的(通过图2中的箭头指示的)流动。原因是压力调节机构H连接到共用供给通道211，并且压力调节机构L连接到共用回收通道212，因此在两个共用通道之间产生压力差。

因此，在墨流过共用供给通道211和共用回收通道212的每个时，在液体排出单元300内发生一部分墨通过记录元件板10的流动。因此，在记录元件板10处产生的热可以借助通过共用供给通道211和共用回收通道212的流动从记录元件板10向外排出。这种配置还使得能够在通过液体排出头3进行记录的情况下、在不用于记录的排出口和压力室处产生墨流动，因此可以抑制在这些部分处墨的增稠。此外，增稠的墨和墨中的异物可以向共用回收通道212排出。因此，根据本应用示例的液体排出头3可以以高的图像质量进行高速记录。

第二循环路径的描述

图3是示出应用于根据本应用示例的记录设备的循环路径中的、与上述第一循环路径属于不同的循环形式的第二循环路径的示意图。与上述第一循环路径的主要不同点如下。首先，负压控制单元230包括的两个压力调节机构都具有用于将负压控制单元230的上游侧的压力控制成在以期望的设定压力为中心的恒定范围内波动的机构(具有与所谓的“背压调节器”等价的操作的机构部件)。接着，第二循环泵1004用作负压源，对负压控制单元230的下游侧进行减压。另外，第一循环泵(高压侧)1001和第一循环泵(低压侧)1002设置在液体排出头3的上游侧，并且负压控制单元230设置在液体排出头3的下游侧。

图3中的负压控制单元230用于即使在由于使用液体排出头3进行记录时的占空的不同而流量波动的情况下，也将其自身的上游侧(即，液体排出单元300侧)的压力波动保持在以预先设定的压力为中心的恒定范围内。例如，将压力波动保持在以预先设定的压力为中心的恒定范围内。如图3所示，优选通过第二循环泵1004经由液体供给单元220对负压控制单元230的下游侧加压。这使得能够抑制缓冲储存器1003的关于液体排出头3的水头的效果，为记录设备1000中的缓冲储存器1003的布局提供更宽的选择范围。或者，可以代替第二循环泵1004使用例如关于负压控制单元230设置有一定水头差的水头储存器。

与图2所示的布置相同，图3所示的负压控制单元230具有设定了彼此不同的控制压力的两个压力调节机构。在两个负压调节机构中，(图3中由H表示的)相对的高压设置侧和(图3中由L表示的)相对的低压设置侧经由液体供给单元220分别连接到液体排出单元300内的共用供给通道211和共用回收通道212。通过两个负压调节结构使得共用供给通道211的压力相对高于共用回收通道212的压力。因此，发生墨从共用供给通道211通过个别通道213和214以及记录元件板10中的内部通道且流向共用回收通道212的(由图3中的箭头指示的)流动。因此，第二循环路径在液体排出单元300内产生与第一循环路径相同的墨流动状态，但是具有与第一循环路径的情况不同的两个优点。

一个优点是，对于第二循环路径，负压控制单元230设置在液体排出头3的下游侧，因此几乎不存在在负压控制单元230处产生的灰尘和异物将流入该液体排出头的危险。第二个优点是，与第一循环路径的情况相比，在第二循环路径中，从缓冲储存器1003向液体排出头3供给的所需流量的最大值可以更小。原因如下。在记录待机期间循环的情况下，共用供给通道211和共用回收通道212内的总流量将通过A来表示。将A的值定义为在记录待机期间进行液体排出头3的温度调节的情况下、将液体排出单元300中的温度差维持在期望范围内所需的最小流量。此外，将在从液体排出单元300的所有排出口排出墨(全排出)的情况下的排出流量定义为F。因此，在第一循环路径(图2)的情况下，第一循环泵(高压侧)1001和第一循环泵(低压侧)1002的设定流量为A，因此对于全排出所需的至液体排出头3的液体供给量的最大值为A+F。

另一方面，在第二循环路径(图3)的情况下，记录待机时所需的液体排出头3的液体供给量为流量A。这意味着，全排出所需的至液体排出头3的供给量为流量F。因此，在第二循环路径的情况下，第一循环泵(高压侧)1001和第一循环泵(低压侧)1002的设定流量的总值、即所需供给量的最大值为A和F的较大值。因此，只要使用相同配置的液体排出单元300，第二循环路径中的所需供给量的最大值(A或F)小于第一循环路径中的所需流量的最大值(A+F)。因此，在第二循环路径的情况下，可应用的关于循环泵的自由度较高，并且例如可以使用具有简单结构的低成本循环泵，可以降低设置在主单元侧路径上的冷却器(图中未示出)上的负荷，从而降低记录设备主单元的成本。该优点对于A或F的值相对较大的线型排出头更为明显，并且在线型排出头在长边方向上的长度越长的情况下越有用。

然而，另一方面，存在第一循环路径比第二循环路径更有利的点。也就是说，对于第二循环路径，在记录待机时流过液体排出单元300的流量是最大的，因此图像的记录占空越低，越大的负压施加到喷嘴。因此，在减小共用供给通道211和共用回收通道212的通道宽度(在与墨流动方向正交的方向上的长度)以减小头宽度(液体排出头在横向方向上的长度)的情况下，这可能导致卫星滴的影响更大。原因在于，在不均匀显著的低占空(low-duty)图像中，向喷嘴施加高负压。另一方面，在第一循环路径的情况下形成高占空图像时，对排出口施加高负压，因此任何产生的卫星滴不太明显，这有利于对图像质量形成小的影响。可以根据液体排出头和记录设备主单元的规格(排出流量F、最小循环流量A和头内的通道阻力)来选择这两个循环路径中的哪一个更为优选。

第三循环路径的描述

图28是示出作为应用于根据本发明的记录设备的第一形式的循环路径的第三循环路径的示意图。将省略与上述第一循环路径和第二循环路径相同的功能和配置的描述，并且进行主要关于不同点的描述。

从循环路径中的液体排出头3的中间的两个位置和液体排出头3的一端侧的总共三个位置向液体排出头3内供给液体。液体从共用供给通道211通过压力室23，然后通过共用回收通道212回收，然后从液体排出头3的另一端的回收口向液体排出头3外部回收。个别通道213和214与共用供给通道211和共用回收通道212连通，其中记录元件板10和设置在记录元件板10内的压力室23设置在个别通道213和214的路径上。因此，发生在第一循环泵1002泵送的液体的一部分(通过图28中的箭头指示的)从共用供给通道211通过记录元件板10中的压力室23且流向共用回收通道212的流动。原因是在连接到共用供给通道211的压力调节机构H和连接到共用回收通道212的压力调节机构L之间形成压力差，并且第一循环泵1002仅连接到共用回收通道212。

因此，在液体排出单元300中形成通过共用回收通道212的液体的流动、以及从共用供给通道211通过记录元件板10中的压力室23并流向共用回收通道212的流动。因此，在记录元件板10处产生的热可以通过从共用供给通道211向共用回收通道212的流动从记录元件板10向外排出，同时抑制压力损失的增加。此外，根据第三循环路径，与上述第一和第二循环路径相比，可以减少用作液体输送单元的泵的数量。

液体排出头的配置的描述

将描述根据第一应用示例的液体排出头3的配置。图4A和4B是根据本应用示例的液体排出头3的立体图。液体排出头3是线型液体排出头，其中能够排出C、M、Y和K四种颜色的墨的十五个记录元件板10排列成直线(串列布局)。如图4A所示，液体排出头3包括记录元件板10以及经由柔性印刷电路板40和电气布线板90电连接的信号输入端子91和电源端子92。信号输入端子91和电源端子92电连接到记录设备1000的控制单元，并且各自向记录元件板10供给排出驱动信号和排出所需的电力。利用电气布线板90中的电路进行的合并布线使得信号输入端子91和电源端子92的数量相比记录元件板10的数量减少。这使得在将液体排出头3组装到记录设备1000时或在更换液体排出头3时需要移除的电连接部分的数量减少。设置在液体排出头3两端的液体连接部111与记录设备1000的液体供给系统连接，如图4B所示。因此，CMYK四种颜色的墨从记录设备1000的供给系统供给到液体排出头3，并且已经通过液体排出头3的墨被回收到记录设备1000的供给系统。以这种方式，各颜色的墨可以通过记录设备1000的路径和液体排出头3的路径进行循环。

图5示出液体排出头3包括的部件和单元的分解立体图。液体排出单元300、液体供给单元220和电气布线板90安装至壳体80。液体连接部111(图3)设置至液体供给单元220，并且针对各颜色的过滤器221(图2和图3)设置在液体供给单元220内，该过滤器221与液体连接部111的各开口连通以去除所供给的墨中的异物。两个液体供给单元220各自设置有针对两种颜色的过滤器221。已经通过过滤器221的墨与各颜色对应地提供至液体供给单元220上设置的相应负压控制单元230。各负压控制单元230是具有针对相应颜色的压力调节值的单元。负压控制单元230通过其中设置的阀和弹簧构件等的操作，使由于墨的流量的波动而导致的记录设备1000的供给系统(在液体排出头3的上游侧的供给系统)中的压力降的变化发生显著衰减。因此，能够将压力控制单元的下游侧(液体排出单元300侧)的负压的变化稳定在一定范围内。如图2所示，各负压控制单元230针对各颜色具有内置的两个压力调节值，并且将这两个压力调节值各自设定为不同的控制压力。两个压力调节阀在高压侧经由液体排出单元300内的共用供给通道211以及在低压侧经由共用回收通道212与液体供给单元220连通。

壳体80配置成包括液体排出单元支撑构件81和电气布线板支撑构件82，支撑液体排出单元300和电气布线板90，并且确保液体排出头3的刚性。电气布线板支撑构件82用于支撑电气布线板90，并且通过螺纹构件连接至液体排出单元支撑构件81而被固定。液体排出单元支撑构件81用于校正液体排出单元300的翘曲和变形，从而确保多个记录元件板10的相对位置精度，从而抑制记录物中的不均匀性。因此，液体排出单元支撑构件81优选具有足够的刚性。适当的材料的示例包括诸如不锈钢和铝等的金属材料、以及诸如氧化铝等的陶瓷。液体排出单元支撑构件81具有插入接合橡胶部件100的开口83和84。从液体供给单元220供给的墨通过接合橡胶构件100并引导到作为构成液体排出单元300的一部分的第三通道构件70。

液体排出单元300包括多个排出模块200和通道构件210，并且盖构件130安装到液体排出单元300的面向记录介质的面。盖构件130是具有设有长形开口131的框状面的构件。如图5所示，排出模块200中包括的记录元件板10和密封构件110(图9A)从开口131露出。开口131的周边上的框部用作与在记录待机时盖住液体排出头3的盖构件的接触面。因此，通过用粘合剂、密封剂、填充材料等涂覆开口131的周边以填充液体排出单元300的排出口面上的凹凸和间隙，在覆盖时优选形成封闭空间。

接下来，将描述液体排出单元300中所包括的通道构件210的配置。如图5所示，通道构件210是通过层压第一通道构件50、第二通道构件60和第三通道构件70而形成的制品。通道构件210是将从液体供给单元220供给的墨分配到各排出模块200并使从排出模块200再循环的墨返回到液体供给单元220的通道构件。通道构件210通过螺纹构件固定到液体排出单元支撑构件81，从而抑制通道构件210的翘曲和变形。

图6A至图6F是示出构成第一至第三通道构件的通道构件的前侧和后侧的图。图6A示出第一通道构件50的安装排出模块200的侧面，图6F示出第三通道构件70的与液体排出单元支撑构件81接触的面。第一通道构件50和第二通道构件60具有如图6B和图6C所示的彼此邻接的通道构件接触面，第二通道构件60和第三通道构件70具有如图6D和6E所示的彼此邻接的通道构件接触面。邻接的第二通道构件60和第三通道构件70在其上形成共用通道槽62和71，当彼此面对时，共用通道槽62和71形成沿通道构件的长边方向延伸的八个共用通道。这在通道构件210内针对各颜色形成共用供给通道211和共用回收通道212的集合(图7)。第三通道构件70的连通口72与接合橡胶构件100中的孔连通，以通过流体连接与液体供给单元220连通。多个连通口61形成在第二通道构件60的共用通道槽62的底面上，与第一通道构件50的个别通道槽52的一端连通。第一通道构件50的个别通道槽52的另一端形成连通口51以经由连通口51通过流体连接与多个排出模块200连通。这些个别通道槽52允许这些通道在通道构件的中间合并。

第一至第三通道构件优选对墨具有耐腐蚀性，并且利用具有低线性膨胀系数的材料形成。适当的材料示例包括氧化铝、液晶聚合物(LCP)和复合材料(树脂材料)，其中该复合材料是通过诸如二氧化硅或纤维等的细颗粒等的无机填料已经添加到诸如聚苯硫醚(PPS)、聚砜(PSF)或改性聚苯醚(PPE)等的基材而得到的。通道构件210可以通过层叠三个通道构件并使用粘合剂进行粘合来形成，或者在选择复合树脂材料用于材料的情况下，可以通过熔接来将这三个通道构件接合。

接下来，将参照图7描述通道构件210内的通道的连接关系。图7是从第一通道构件50的安装排出模块200的侧面观察的，通过将第一至第三通道构件接合所形成的通道构件210内的通道的局部放大立体图。通道构件210对于各颜色具有在液体排出头3的长边方向上延伸的共用供给通道211(211a、211b、211c和211d)和共用回收通道212(212a、212b、212c和212d)。由个别通道槽52形成的多个个别供给通道213(213a、213b、213c和213d)经由连通口61连接到各颜色的共用供给通道211。由个别通道槽52形成的多个个别回收通道214(214a、214b、214c和214d)经由连通口61连接到各颜色的共用回收通道212。该通道配置使得墨能够从共用供给通道211经由个别供给通道213在位于通道构件中间的记录元件板10处合并。还能够使墨经由个别回收通道214从记录元件板10回收到共用回收通道212。

图8是沿图7中的线VIII-VIII截取的截面图，其示出个别回收通道(214a和214c)经由连通口51与排出模块200连通。尽管图8仅示出个别回收通道(214a和214c)，但是个别供给通道213和排出模块200在不同的横截面处连通，如图7所示。在排出模块200包括的支撑部件30和记录元件板10中形成通道。这些通道用于将墨从第一通道构件50供给到设置至记录元件板的记录元件15(图10B)并且将供给至记录元件15的部分或全部墨收集(再循环)到第一通道构件50。各颜色的共用供给通道211经由其液体供给单元220连接到对应颜色的负压控制单元230(高压侧)，并且共用回收通道212经由液体供给单元220连接到负压控制单元230(低压侧)。负压控制单元230在共用供给通道211和共用回收通道212之间生成差压(压力差)。因此，在如图7和8所示将通道连接的根据本申请示例的液体排出头3中，针对各颜色发生以下顺序的流动：共用供给通道211→个别供给通道213→记录元件板10→个别回收通道214→共用回收通道212。

排出模块的描述

图9A示出一个排出模块200的立体图，图9B示出其分解视图。排出模块200的制造方法如下。首先，将记录元件板10和柔性印刷电路板40粘附到已预先形成液体连通口31的支撑构件30。随后，将记录元件板10上的端子16通过引线接合电连接到柔性印刷电路板40上的端子41，随后用密封剂110覆盖并密封引线接合部分(电连接部分)。将柔性印刷电路板40的与记录元件板10相对的另一端的端子42电连接到电气布线板90的连接端子93(图5)。支撑构件30是支撑记录元件板10的支撑构件，并且还是通过流体连接在记录元件板10和通道构件210之间连通的通道构件。因此，支撑构件30应当具有高平面度，并且还应当能够以高可靠度接合到记录元件板10。适当的材料的示例包括氧化铝和树脂材料。

记录元件板的结构的描述

将描述根据本应用示例的记录元件板10的配置。图10A是记录元件板10的形成排出口13的侧面的平面图，图10B是图10A中的XB表示的部分的放大图。图10C是与图10A的侧面相对的记录元件板10的背面的平面图。如图10A所示，记录元件板10具有形成与墨颜色对应的四个排出口行的排出口形成构件12。注意，在下文中，将排列多个排出口13的排出口行延伸的方向称为“排出口行方向”。

如图10B所示，作为使墨由于热能而起泡的加热元件的记录元件15设置在与排出口13对应的位置。包含记录元件15的压力室23通过隔板22分开。记录元件15通过设置于记录元件板10的电气布线(图中未示出)电连接到图10A中的端子16。记录元件15基于来自记录设备1000的控制电路且经由电气布线板90(图5)和柔性印刷电路板40(图9B)输入的脉冲信号来产生热量以使墨沸腾。由于该沸腾而产生的鼓泡力使墨从排出口13排出。如图10B所示，液体供给通道18沿各排出口行的一侧延伸，并且液体回收通道19沿另一侧延伸。液体供给通道18和液体回收通道19是沿记录元件板10上设置的排出口行的方向延伸的通道，并且分别经由供给通道17a和回收通道17b与排出口13连通。供给通道17a和回收通道17b在与具有记录元件15的基板11的平面(主面)相交的方向上延伸。

如图10C和11所示，片状盖部件20层叠在记录元件板10的形成排出口13的面的背面上，盖部件20具有与如后面将要描述的液体供给通道18和液体回收通道19连通的多个开口21。在本应用示例中，对于各液体供给通道18，在盖部件20中设置三个开口21，并且对于各液体回收通道19，设置两个开口21。如图10B所示，盖部件20的开口21与图6A所示的多个连通口51连通。如图11所示，盖部件20用作形成记录元件板10的基板11中形成的液体供给通道18和液体回收通道19的侧面的一部分的盖。盖部件20优选对墨具有足够的耐腐蚀性，并且从防止混色的角度来看，必须具有关于开口21的开口形状及开口位置的高精度。因此，优选使用感光性树脂材料或硅板作为用于盖部件20的材料，其中通过光刻工艺形成开口21。因此，盖部件20用于通过开口21转换通道的间距。考虑到压降，盖部件20优选是薄的，并且优选利用薄膜状树脂材料形成。

接下来，将描述记录元件板10内的墨的流动。图11是示出沿图10A中的平面XI-XI截取的记录元件板10和盖部件20的横截面的立体图。记录元件板10通过将利用硅(Si)形成的基板11和由感光树脂形成的排出口形成构件12层叠而形成，其中盖部件20接合在基板11的背面上。记录元件15形成在基板11的另一面侧(图10B)，构成沿排出口行延伸的液体供给通道18和液体回收通道19的槽形成在其背面侧。由基板11和盖部件20形成的液体供给通道18和液体回收通道19分别连接至通道构件210内的共用供给通道211和共用回收通道212，并且在液体供给通道18和液体回收通道19之间存在差压。当墨从液体排出头3的多个排出口13排出并且正在进行记录时，在没有进行排出操作的排出口13处产生以下流动。也就是说，设置在基板11中的液体供给路径18中的墨由于该差压从液体供给通道18经由供给通道17a、压力室23和回收通道17b向液体回收通道19流动(图11中的箭头C指示的流动)。该流动使得由于来自排出口13的蒸发而增稠的墨、气泡、异物等从没有进行记录的排出口13和压力室23回收到液体回收通道19。这也使得能够抑制排出口13和压力室23处的墨的增稠。回收到液体回收通道19的墨经由盖部件20的开口21和支撑构件30的液体连通口31(参见图9B)按照通道构件210中的连通口51、个别回收通道214和共用回收通道212的顺序回收。该墨最终被回收至记录设备1000的供给路径。

也就是说，从记录设备主单元供给到液体排出头3的墨通过按以下描述的顺序流动而被供给和回收。首先，墨从液体供给单元220的液体连接部分111流入液体排出头3。接下来，墨供给到接合橡胶构件100、设置于第三通道构件70的连通口72和共用通道槽71、设置于第二通道构件60的共用通道槽62和连通口61、以及设置于第一通道构件50的个别通道槽52和连通口51。然后，按照设置于支撑构件30的液体连通口31、设置于盖部件20的开口21、以及设置于基板11的液体供给通道18和供给口17a的顺序，将墨供给至压力室23。已经供给至压力室23但未从排出口13排出的墨按照设置于基板11的回收通道17b和液体回收通道19、设置于盖部件20的开口21、以及设置于支撑构件30的液体连通口31的顺序流动。然后，墨按照设置于第一通道构件50的连通口51和个别通道槽52、设置于第二通道构件60的连通口61和共用通道槽62、设置于第三通道构件70的共用通道槽71和连通口72、以及接合橡胶构件100的顺序流动。墨还从设置于液体供给单元的液体连接部111向液体排出头3的外部流动。在图2所示的第一循环路径中，从液体连接部111流入的墨通过负压控制单元230，然后被供给到接合橡胶构件100。在如图3所示的第二循环路径中，从压力室23回收的墨通过接合橡胶构件100，然后经由负压控制单元230从液体连接部111向液体排出头3外部流动。

此外，如图2和3所示，不是从液体排出单元300的共用供给通道211的一端流入的所有墨都经由个别供给通道213a供给到压力室23。存在从共用供给通道211的另一端流过并通过液体供给单元220、而不进入个别供给通道213a的墨。因此，提供墨不通过记录元件板10而流动的通道使得即使在记录元件板10具有流动阻力大的微细通道的情况下、也能够抑制墨循环流中的回流，如本应用示例的情况。因此，根据本应用示例的液体排出头能够抑制压力室中和排出口附近的墨的增稠，从而抑制不良的排出方向和墨的不排出，因此作为结果能够进行高图像质量记录。

记录元件板之间的位置关系的描述

图12是示出用于两个邻接的排出模块的记录元件板10的邻接部分的局部放大的平面图。如图10A～10C所示，根据本应用示例的记录元件板10成形为平行四边形。如图12所示，在记录元件板10上排列排出口13的排出口行(14a～14d)相对于记录介质的输送方向倾斜一定角度。因此，在记录元件板10的邻接部分处的排出口行的至少一个排出口在记录介质的输送方向上重叠。在图12中，线D上的两个排出口处于相互重叠的关系。这种布局使得即使在记录元件板10的位置稍微偏离预定位置的情况下，也能够通过重叠排出口的驱动控制而使记录图像中的黑条纹和空白部分变得不明显。多个记录元件板10可以以直线排列(串列)而不是以交错排列来布局。在这种情况下，由于诸如图12所示的配置，也能够在抑制液体排出头3在记录介质的输送方向上的长度增加的同时处理记录元件板10之间的连接部处的黑条纹和空白部分。虽然根据本实施例的记录元件板10的主面的形状是平行四边形，但这不是限制性的。即使在形状为矩形、梯形或其它形状的情况下，也可以适当地应用本发明的配置。

液体排出头配置的变形例的描述

将参照图27～图32描述上述液体排出头配置的变形例。将省略与上述示例相同的配置和功能的描述，并且将主要描述不同点。在该变形例中，如图27～29所示出的，作为液体排出头3与外部的液体的连接部的多个液体连接部111以合并的方式设置在液体排出头3的长边方向上的一个端侧。多个负压控制单元230以合并的方式设置在液体排出头3的另一端侧(图30)。液体排出头3中包括的液体供给单元220被配置为与液体排出头3的长度相对应的细长单元，并且具有与供给的四种颜色的液体相对应的通道和过滤器221。如图30所示，设置在液体排出单元支撑构件81上的开口83～86的位置也处于与上述液体排出头3不同的位置。

图31示出通道构件50、60和70的层叠状态。多个记录元件板10以直线排列在作为多个通道构件50、60和70的最高层的第一通道构件50的上面。针对各液体颜色，存在两个个别供给通道213和一个个别回收通道214，作为与各记录元件板10的后侧上形成的开口21(图20C)连通的通道。与此对应，对于设置于记录元件板10的背面的盖部件20上形成的开口21，针对各液体颜色还存在两个供给开口21和一个回收开口21。如图32所示，沿液体排出头3的长边方向延伸的共用供给通道211和共用回收通道212交替排列。

第二应用示例

将描述根据可应用本发明的第二应用示例的喷墨记录设备1000和液体排出头3的配置。注意，将主要描述与第一应用示例不同的部分，并且将省略对与第一应用示例相同的部分的描述。

喷墨记录设备的描述

图13示出根据本发明的第二应用示例的喷墨记录设备。根据第二应用示例的记录设备1000与第一应用示例的不同之处在于，通过排列四个单色液体排出头3(各液体排出头与CMYK墨之一相对应)来在记录介质上进行全色记录。虽然第一应用示例中的每种颜色可使用的排出口行的数量为一行，但在第二应用示例中每种颜色可使用的排出口行的数量为20行(图19A)。这使得能够通过将记录数据分配给多个排出口行来进行极高速记录。即使存在表现出不排墨的排出口，也通过在记录介质的输送方向上对应位置的、另一行的排出口进行补偿排出来提高可靠性，因此这种排列适合于工业印刷。与第一应用示例相同，记录设备1000的供给系统、缓冲储存箱1003和主储存箱1006(图2)通过流体连接与液体排出头3连接。各液体排出头3还电连接到向液体排出头3传送电力和排出控制信号的电控制单元。

循环路径的描述

与第一应用示例相同，可以将图2和3中所示的第一循环路径和第二循环路径用作记录设备1000和液体排出头3之间的液体循环路径。

液体排出头的结构的描述

将对根据本发明的第二应用示例的液体排出头3的结构进行描述。图14A和14B是根据本应用示例的液体排出头3的立体图。液体排出头3具有在液体排出头3的长边方向上排列成直线的16个记录元件板10，并且是可以用一种颜色的墨记录的喷墨型线记录头。与第一应用示例相同，液体排出头3具有液体连接部111、信号输入端子91和电源端子92。根据本应用示例的液体排出头3与第一应用示例的不同之处在于，由于排出口行的数量较大，因此输入端子91和电源端子92设置在液体排出头3的两侧。这是为了降低在设置于记录元件板10的布线部发生的压降和信号传送延迟。

图15是液体排出头3的分解立体图，其示出根据功能分解的液体排出头3所包括的各构件或单元。构件和单元的作用以及液体流过液体排出头的顺序基本上与第一应用示例相同，但是确保液体排出头的刚性的功能不同。在第一应用示例中，液体排出头的刚性主要通过液体排出单元支撑构件81来确保，但是在第二应用示例中，通过液体排出单元300中包括的第二通道构件60来确保液体排出头的刚度。在本应用示例中，液体排出单元支撑构件81连接到第二通道构件60的两端。该液体排出单元300机械地接合到记录设备1000的支架，由此定位液体排出头3。具有负压控制单元230的液体供给单元220和电气布线板90接合到液体排出单元支撑构件81。过滤器(图中未示出)内置在两个液体供给单元220中。两个负压控制单元230被设置为通过彼此相对不同的高负压和低负压来控制压力。当高压侧负压控制单元230和低压侧负压控制单元230设置在液体排出头3的端部上时(如图14A至图15所示)，在沿液体排出头3的长边方向延伸的共用供给通道211和共用回收通道212上的墨流相互反向。这促进共用供给通道211和共用回收通道212之间的热交换，使得可以减小两种共用通道之间的温度差。这是有利的，因为沿共用通道设置的多个记录元件板10之间不容易发生温度差，因此不容易发生由于温度差而导致的记录不均匀。

接下来将详细描述液体排出单元300的通道构件210。如图15所示，通道构件210是层叠的第一通道构件50和第二通道构件60，并且将从液体供给单元220供给的墨分发至排出模块200。通道构件210还用作将从排出模块200再循环的墨返回到液体供给单元220的通道构件。通道构件210的第二通道构件60是已形成共用供给通道211和共用回收通道212的通道构件，并且还主要承担液体排出头3的刚性。因此，第二通道构件60的材料优选为对墨具有足够的耐腐蚀性并具有高机械强度。适当使用的材料的示例包括不锈钢、钛(Ti)、氧化铝等。

图16A示出第一通道构件50的安装排出模块200的一侧的面，图16B是示出与第二通道构件60接触的、上述面的反面的图。与第一应用示例的情况不同，根据第二应用示例的第一通道构件50采用将与排出模块200对应的多个构件邻接排列的排列方式。使用这种分割结构使得能够通过排列多个模块来实现与液体排出头的长度对应的长度，因此特别适用于例如与B2尺寸以上的片材对应的相对长尺寸的液体排出头。如图16A所示，第一通道构件50的连通口51通过流体连接与排出模块200连通，并且如图16B所示，第一通道构件50的个别连通口53通过流体连接与第二通道构件60的连通口61连通。图16C示出第二通道构件60的与第一通道构件50接触的面，图16D示出沿厚度方向截取的第二通道构件60的中间部分的截面，图16E是示出第二通道构件60的与液体供给单元220接触的面的图。第二通道构件60的通道和连通口的功能与第一应用示例中的一种颜色的功能相同。第二通道构件60的共用通道槽71中的一个是图17所示的共用供给通道211，并且另一个是共用回收通道212。两者都沿液体排出头3的长边方向从一端侧向另一端侧供给墨。与第一应用示例中的情况不同在于，针对共用供给通道211和共用回收通道212的墨的流动方向彼此反向。

图17是示出记录元件板10和通道构件210之间的关于墨的连接关系的立体图。如图17所示，沿液体排出头3的长边方向延伸的一组共用供给通道211和共用回收通道212设置在通道构件210内。第二通道构件60的各连通口61与第一通道构件50的个别连通口53分别位置一致并且与其连接，从而形成从第二通道构件60的连通口72经由共用供给通道211到第一通道构件50的连通口51的流体供给路径。以相同的方式，还形成从第二通道构件60的连通口72经由共用回收通道212至第一通道构件50的连通口51的液体供给路径。

图18是示出沿图17中的XVIII-XVIII截取的截面图。图18示出共用供给通道211如何通过连通口61、个别连通口53和连通口51连接到排出模块200。尽管在图18中省略了图示，但是从图17中可以清楚地看出，另一截面将示出通过类似路径连接到排出模块200的个别回收通道214。与第一应用示例相同，在排出模块200和记录元件板10上形成通道以与排出口13连通，并且所供给的墨的一部分或全部再循环通过没有进行排出操作的排出口13(压力室23)。与第一应用示例相同，经由液体供给单元220，共用供给通道211连接到负压控制单元230(高压侧)且共用回收通道212连接到负压控制单元230(低压侧)。因此，通过其差压，产生从共用供给通道211通过记录元件板10的排出口13(压力室23)流向共用回收通道212的流动。

排出模块的描述

图19A是一个排出模块200的立体图，图19B是其分解视图。与第一应用示例不同，多个端子16排列在沿多个排出口行的方向的记录元件板10的两侧部(记录元件板10的长边部)，并且两个柔性印刷电路板40设置于一个记录元件板10并且电连接到端子16。原因在于，设置在记录元件板10上的排出口行的数量是20行，这相比第一应用示例中的八行大幅增加。其目的是保持从端子16到对应于排出口行设置的记录元件15的最大距离短，从而降低在设置于记录元件板10的布线部发生的压降和信号传送延迟。支撑构件30的液体连通口31设置至记录元件板10，并且被开口为跨越所有排出口行。其它点与第一应用示例相同。

记录元件板的结构的描述

图20A是示出记录元件板10的设置排出口13的一侧的面的示意图，图20C是示出图20A所示的面的背面的示意图。图20B是示出在图20C中去除设置在记录元件板10的背面侧的盖部件20的情况下记录元件板10的面的示意图。如图20B所示，液体供给通道18和液体回收通道19沿排出口行方向、交替地设置在记录元件板10的背面上。尽管排出口行的数量比第一应用示例的多，但是与第一应用示例的实质区别在于，如上所述，端子16设置在沿排出口行方向的记录元件板10的两侧部。基本结构与第一应用示例相同，诸如针对各排出口行设置一组液体供给通道18和液体回收通道19、针对盖部件20设置与支撑构件30的液体连通口31连通的开口21等。

第三应用示例

将描述根据第三应用示例的喷墨记录设备1000和液体排出头3的配置。根据第三应用示例的液体排出头3是通过单次扫描记录B2尺寸的记录介质片材的页面宽度型排出头。第三应用示例与第二应用示例关于很多点是类似的，因此下面将主要描述关于第二应用示例的差异点，并且将省略对与第二应用示例相同的部分的描述。

喷墨记录设备的描述

图33是根据本应用示例的喷墨记录设备的示意图。记录设备1000具有不从液体排出头3直接在记录介质上记录、而是在中间转印构件(中间转印鼓1007)上排出液体并在中间转印构件上形成图像、之后将该图像转印到记录介质2上的配置。记录设备1000具有沿着中间转印鼓1007设置成弧形的、与四种类型的CMYK墨相对应的四个单色液体排出头3。因此，在中间转印构件上进行全色记录，在中间转印部件上将记录的图像干燥至合适的状态，然后通过转印单元1008转印到利用片材传送辊1009传送的记录介质2上。然而，第二应用示例中的片材输送系统是旨在主要输送切割片材的水平输送，本应用示例能够处理从主辊(省略图示)供给的连续片材。这种鼓输送系统可以在施加一定张力的情况下容易地输送片材，因此在进行高速记录时存在较少的输送阻塞。因此，设备的可靠性提高，并且适合应用于商业印刷等。与第一应用示例和第二应用示例相同，记录设备1000的供给系统、缓冲储存器1003和主储存器1006通过流体连接与液体排出头3连接。各液体排出头3还电连接到将电力和排出控制信号传送到液体排出头3的电控制单元。

循环路径的描述

尽管图2和图3所示的第一循环路径和第二循环路径可用作进行上述转引记录的第三应用示例中的循环路径，但是图34中的循环路径是合适的。与图3中的第二循环路径的主要区别在于，添加了与第一循环泵1001和1002以及第二循环泵1004各自的通道连通的旁通阀1010。旁通阀1010由于在压力超过预设的压力时打开阀而用于降低旁通阀1010的上游侧的压力(第一功能)。旁通阀1010还用于利用记录设备主单元处的控制板的信号而在预定定时来打开和关闭阀(第二功能)。

根据第一功能，可以抑制将过大或过小的压力施加到第一循环泵1001和1002的下游侧和第二循环泵1004的上游侧的通道。例如，在第一循环泵1001和1002的功能发生故障的情况下，可能对液体排出头3施加过大的流量或压力。这可能导致液体从液体排出头3的排出口13泄漏，或者液体排出头3内的接合部分被损坏。但是，如本应用示例那样，在向第一循环泵1001、1002添加旁通阀的情况下，打开旁通阀1010将向循环泵的上游侧释放液体通路，因此，即使发生过大的压力、也可以抑制如上所述的故障。

此外，由于第二功能，当停止循环操作时，在第一循环泵1001和1002和第二循环泵1004停止之后，基于来自主单元侧的控制信号快速打开所有旁通阀1010。这允许在短时间内释放液体排出头3的下游部(负压控制单元230和第二循环泵1004之间)的高负压(例如，几kPa到几十kPa)。在使用诸如隔膜泵的容积泵作为循环泵的情况下，通常在泵中内置止回阀。然而，打开旁通阀1010使得也能够从下游缓冲储存器1003侧进行液体排出头3的下游侧的压力释放。尽管液体排出头3的下游侧的压力释放也可以仅从上游侧进行，但是在液体排出头3的上游侧的通道和液体排出头3内的通道中存在压力下降，因此压力排出需要时间。因此，存在液体排出头3内的共用通道内的压力可能暂时下降过多并且可能损坏排出口处的弯月面的担心。打开液体排出头3的下游侧的旁通阀1010促进液体排出头3的下游侧的压力排出，因此降低了排出口处的弯月面损坏的风险。

液体排出头的结构说明

将描述根据本发明的第三应用示例的液体排出头3的结构。图35A是根据本应用示例的液体排出头3的立体图，图35B是其分解立体图。液体排出头3具有在液体排出头3的长边方向上排列成直线(串列)的36个记录元件板10，并且是使用单色液体记录的线型(页面宽度型)喷墨记录头。液体排出头3以与第二应用示例相同的方式具有信号输入端子91和电源端子92，并且还设置用于保护液体排出头的长边侧面的屏蔽板132。

图35B是液体排出头3的分解立体图，其示出根据功能而分解的液体排出头3包括的各部分或单元(图中省略了屏蔽板132)。这些单元和部件的作用以及液体流过液体排出头3的顺序基本上与第二应用示例相同。第三应用示例与第二应用示例的不同之处主要在于电气布线板90被划分成多个而设置、负压控制单元230的位置以及第一通道构件50的形状。例如，如在本应用示例中的情况、液体排出头3具有与B2尺寸的记录介质相对应的长度的情况下，由于液体排出头3使用的电力量大，因此设置八个电气布线板90。每四个电气配线板90安装在安装于液体排出单元支撑部件81的细长的电气配线板支撑构件82的两侧。

图36A是具有液体排出单元300、液体供给单元220和负压控制单元230的液体排出头3的侧视图，图36B是示出液体的流动的示意图，以及图36C是示出沿着图36A中的线XXXVIC-XXXVIC截取的截面的立体图。为便于理解简化了一部分配置。

液体连接部分111和过滤器221设置在液体供给单元220内，其中负压控制单元230一体地形成在液体供给单元220的下方。这使得负压控制单元230和记录元件板10之间在高度方向上的距离相比第二应用示例能够减小。这种配置减少了液体供给单元220内的通道连接部的数量，并且不仅有利于提高关于记录液体泄漏的可靠性，而且还能够减少部件的数量和组装步骤数。

此外，负压控制单元230和形成排出口的面之间的水头差相对较小，因此可以适当地应用于如图33所示的、液体排出头3的倾斜角针对各液体排出头3而不同的记录设备。原因在于，降低的水头差使得即使多个液体排出头3中的各液体排出头以不同的倾斜角使用，也能够降低施加到各记录元件板10的排出口的负压差。减小从负压控制单元230到记录元件板10的距离还由于流动阻力减小而减小了由于液体流量波动所引起的压降差，并且从能够进行更稳定的负压控制这一点来看是优选的。

图36B是示出液体排出头3内的记录液体的流动的示意图。该回路与图34所示的循环路径相同，但是图36B示出了在实际的液体排出头3内的各组件处的液体的流动。沿着液体排出头的长边方向延伸的一组共用供给通道211和共用回收通道212设置在细长的第二通道构件60内。共用供给通道211和共用回收通道212被配置为使得液体以彼此相反的方向流动，过滤器221设置在这些通道的上游侧以捕获从连接部分111等侵入的异物。从减小液体排出头3内的长边方向的温度梯度的角度来看，共用供给通道211和共用回收通道212中液体沿彼此相反的方向流动的这种布置是优选的。为简化说明将共用供给通道211和共用回收通道212的流动方向示为与图34中的方向相同。

负压控制单元230设置在共用供给通道211和共用回收通道212各自的下游侧。共用供给通道211的途中具有向多个个别供给通道213的分支部分，共用回收通道212的途中具有向多个个别回收通道214的分支部分。个别供给通道213和个别回收通道214形成在多个第一通道构件50内。各个别通道与设置于记录元件板10的反面的盖部件20的开口21(参见图20C)连通。

图36B中由H和L表示的负压控制单元230是高压侧(H)单元和低压侧(L)单元。各负压控制单元230是背压型压力调整机构，其被设定为将负压控制单元230的上游的压力控制为相对高(H)的负压和相对低(L)的负压。共用供给通道211连接到负压控制单元230(高压侧)，共用回收通道212连接到负压控制单元230(低压侧)。这产生了共用供给通道211和共用回收通道212之间的差压。该差压使得液体按序从共用供给通道211通过个别供给通道213、记录元件板10内的排出口13(压力室23)以及个别回收通道214，并且流向共用回收通道212。

图36C是示出沿着图36A中的线XXXVIC-XXXVIC截取的横截面的立体图。本应用示例中的各排出模块200被配置为包括第一通道构件50、记录元件板10和柔性印刷电路板40。本应用示例不具有在第二应用示例中描述的支撑构件30(图18)，具有盖部件20的记录元件板10直接接合到第一通道构件50。设置于第二通道构件60的共用供给通道211从设置于第二通道构件60的上表面的连通口61、经由第一通道构件50的下表面上形成的个别连通口53、向个别供给通道213供给液体。然后，液体通过压力室23，按序经由个别回收通道214、个别连通口53和连通口61回收到共用回收通道212。

与图16A和16B所示的第二应用示例中所示的布置不同，第一通道构件50的下表面(朝向第二通道构件60的面)上的个别连通口53是相对于第二通道构件60的上表面上形成的连通口61具有足够大尺寸的开口。根据该结构，即使在将排出模块200安装到第二通道构件60时存在位置偏差的情况下，也能够以可靠的方式在第一通道构件50和第二通道构件60之间实现流体连通。由此将提高制造头部时的产量，从而降低成本。

第一实施例

图21A是液体排出头3的记录元件板10的立体图，图21B是示出记录元件板10内的液体通道的平面图，以及图21C是沿图21B中的线XXIC-XXIC截取的截面图。记录元件板10包括基板11以及面向基板11且与基板11接合的排出口形成构件12。产生用于排出墨的热能的记录元件(能量产生元件)15设置在基板11上。排出部25(喷嘴)通过排出口形成构件12，其面向记录介质侧的开口是排出墨的排出口13。注意，排出口形成构件12的排出口13开口的面(面向记录介质的面)可以称为排出口形成面12a。形成多个排出口13，多个排出口13排列成直线以形成排出口行。面向记录元件15和排出口13的液体通道24限定在基板11和排出口形成构件12之间。液体通道24的设置记录元件15和排出口13的部分是压力室23。邻接的液体通道24被壁26分开。

在如本实施例中那样通过产生热能的记录元件排出液滴的热型液体排出头中，液体通道24的高度H优选为25μm以下。液体通道24的高度H优选为7μm以下，以抑制伴随着排出的液滴的卫星滴。从另一个角度看，记录元件15和排出口形成面12a之间的距离优选为12μm或更小。液体通道24的高度H通过在与基板11的设置记录元件15的面垂直的方向上测量的、基板11和排出口形成构件12之间的间距来确定。在排出口13的排列密度为600dpi以上的高密度液体排出头的情况下，例如考虑到由于液体的流动而导致的压降的增大，液体通道24的高度H优选为3μm以上。原因在于：由于在高密度的情况下通道宽度受到限制，因此考虑再填充性质和循环性质而确保一定水平的高度。

液体供给通道18和液体回收通道19从正面穿过基板11到达背面。液体供给通道18连接到液体通道24的入口端部24a，以向液体通道(第一液体通道)24供给墨。供给到第一液体通道24的墨供给到压力室23并且没有被排出的墨被供给到第二液体通道24。液体回收通道19连接到液体通道24的出口端部24b，没有从排出口13排出的墨从第二液体通道24回收。在液体通道24的中途、优选与液体通道24的入口端部24a和出口端部24b等距离地形成记录元件15和排出口13。在液体供给通道18的入口压力Pin和液体回收通道19的出口压力Pout之间形成压力差ΔP。该ΔP设定为使得入口压力Pin大于出口压力Pout。这产生循环流F，其中墨从液体供给通道18通过液体通道24在压力室23内的记录元件15上方流动，并且进一步通过液体通道24流向液体回收通道19。在本实施例中，只要入口压力Pin大于出口压力Pout，入口压力Pin和出口压力Pout可以为正压或负压。

循环流速的问题

在循环流流过压力室23时在头温度40℃下排出液滴，停止1秒，然后连续排出20个液滴。排出口13的直径为16μm。图22A示出关于循环流F为1mm/s的情况和3mm/s的情况的第1～20个液滴的标准化排出速度。图22B示出在循环流F为3mm/s的情况下压力室23内的墨的浓缩程度，图22C示出循环流F为1mm/s的情况下压力室23内的墨的浓缩程度。这些图示出，颜色越深，墨越浓缩，并且粘度越高。这里所示的循环流速是压力室23中的液体的循环流速。

图23示出在各种头温度下排出口13的直径和来自排出口13的平均蒸发速度之间的关系。蒸发速度是墨从排出口13蒸发的速度，并且将其定义为每单位时间蒸发的墨层的厚度。更具体地，蒸发速度等于通过排出口形成构件12的排出部25内的液体在每单位时间蒸发的厚度。在循环流F较慢(循环流速为1mm/s)的情况下(图22C)，来自排出口13的蒸发速度的影响大，因此不能通过循环流F容易地防止由于蒸发而变得浓缩的墨在排出口13附近的滞留。结果，在停止排出之后，增稠的墨趋于在排出口13附近滞留，因此第一次墨排出的排出速度较低(图22A)。另一方面，在循环流F快(循环流速为3mm/s)的情况下(图22B)，来自排出口13的蒸发速度的影响相对减弱，因此不容易发生由于蒸发而导致的增稠的墨在排出口13附近的停滞。结果，抑制了第一墨排出的排出速度的减慢(图22A)。因此，循环流F的流速优选比来自排出口13的蒸发速度快。在头温度高的情况下，排出口13处的蒸发速度将极高。

进一步参考图23，其示出在排出口13的直径为16μm且头温度为40℃的情况下，蒸发速度为约150μm/s。因此，通过将液体通道24中的流速(循环流F的流速)设定为3mm/s以上或者排出口13处的蒸发速度的27倍以上，可以抑制由于来自排出口13的蒸发而导致的增稠的墨在排出口13附近的停滞。另外，为了抑制在记录元件15上产生的气泡的不对称性，优选将液体的流速设定为140mm/s以下或者为排出口13处的蒸发速度的1260倍以下。注意，考虑到抑制墨增稠的影响和热喷墨系统的排出特性的适用性，液体排出头3的液体供给通道18优选供给固体浓度为6wt％～25wt％(重量百分比)的液体。

另一方面，在循环流F的流速快的情况下，发生记录元件15上产生的气泡不对称的问题。图24A～24D示出在通过以如下方式改变压力差△P来改变循环流速的情况下、记录元件15上的气泡B。

图24A：循环流速＝140mm/s(压差△P＝1400mmAq)

图24B：循环流速＝500mm/s(压差△P＝5000mmAq)

图24C：循环流速＝1000mm/s(压差△P＝10,000mmAq)

图24D：循环流速＝1500mm/s(压差△P＝15,000mmAq)

从图24B～24D可以看出，循环流速越快，记录元件15上的气泡B越不对称，并且气泡B排出的液滴L相对于与排出口形成构件12的排出口形成面12a垂直的方向倾斜得越多。另一方面，在循环流速如图24A所示那样慢的情况下，气泡B保持对称，并且液滴L不容易相对于与排出口形成面12a垂直的方向倾斜。

在本实施例中，将液体通道24中的循环流F的流速设定为140mm/s以下，或者将液体供给通道18的入口压力设定为比液体回收通道19的出口压力高1400mmAq以下的差压。因此，能够减小液滴L的排出方向关于与排出口形成面12a垂直的方向的倾斜。

因此，通过将循环流速设定为3～140mm/s(30～1400mmAq的压差ΔP)，能够在减少由于来自排出口13的墨的蒸发而导致的墨的增稠的同时，抑制气泡的不对称性和由此产生的气泡的排出方向的倾斜。

第二实施例

根据第二实施例的记录元件板10的配置与图21A和图21C所示的相同，但是液体供给通道18的入口压力Pin和液体回收通道19的出口压力Pout都是低于大气压力的负压。在本实施例中，还在Pin和Pout之间产生差压△P，从而形成循环流F。Pin和Pout都是负压，因此液体通道24在面向排出口13的位置(压力室23)处的压力Pnoz也是负压。因此，即使在液体供给通道18或液体回收通道19的压力由于气泡等的产生而发生变化的情况下，Pnoz也始终维持负压。因此，本实施例具有抑制墨从排出口13泄漏的优点。

第三实施例

根据第三实施例的记录元件板10的配置与图21A和图21C所示的相同，但是关系

Pnoz＝(Pin+Pout)/2≥-4×γ/Φ (式1)

成立，其中，γ表示墨的表面张力，并且Φ表示排出口的有效直径。

已经描述了Pin是液体供给通道18的入口压力，Pout是液体回收通道19的出口压力，以及Pnoz是液体通道24在面向排出口的位置处的压力。在液体通道24的到入口端部24a和出口端部24b的尺寸大致相等的情况下，Pin、Pout和Pnoz之间的关系通常如下。

Pnoz＝(Pin+Pout)/2 (式2)

在Pnoz是负压力的情况下，如图25A所示，排出部25内的墨的弯月面界面下沉。当负压变得更大时，如图25B所示，弯月面界面塌陷，导致记录元件15上方没有足够的墨或根本没有墨的状态，所以正常的排出变得困难。

图25C是示出(式1)中的关系4×γ/Φ的图。横轴表示排出口13的直径，纵轴表示弯月面界面不塌陷的负压。通常，液体排出口内的墨的弯月面依赖于排出口的直径Φ和表面张力γ。示出了30mN/m和20mN/m的表面张力下的结果。在30mN/m和20mN/m的曲线以上是弯月面将塌陷的区域，并且以下是弯液面保持的区域。排出口的直径越大，临界负压越小(弯月面界面越容易塌陷)，并且表面张力越小，临界负压越小(弯月面界面越容易塌陷)。因此，可以看出，在排出口直径Φ为12μm且表面张力γ为20mN/m的情况下，Pnoz必须保持在至少-700mmAq以上，否则界面将会塌陷的可能性增大。因此，通过将液体供给通道18的压力Pin和液体回收通道19的压力Pout设定为Pnoz保持在-700mmAq以上，能够抑制弯月面界面的崩塌。还可以看出，该值将根据表面张力和排出口的直径而改变。

此外，在如第二实施例中那样Pin恒定地维持负压的情况下，

Pin≤-0，Pnoz≥-4×γ/Φ，Pout≥-8×γ/Φ (式3)

成立。在Pin维持负压的情况下，需要满足上述关系以防止弯月面界面的塌陷。在排出口直径Φ为12μm，表面张力γ为20mN/m的情况下，

Pin≤-0，Pnoz≥-700mmAq，

从而产生Pout≥-1400mmAq。因此，在Pin维持负压的情况下，从防止弯月面界面的塌陷的角度，设置超过1400mmAq的压差ΔP是困难的。上述值将根据表面张力和排出口的直径而改变。

第四实施例

图26A是示出记录元件板内的液体通道的平面图，图26B是沿图26A中的线XXVIB-XXVIB截取的截面图。设置连接液体供给通道18和液体通道24的多个供给口17a、以及连接液体回收通道19和液体通道24的多个回收口17b。供给口17a通过壁27彼此分开，回收口17b也通过壁27彼此分开。与仅设置一个供给口或回收口的情况相比，使连接到记录元件15的电气布线通过壁27能够确保用于电气布线的布线空间。注意，在本实施例中，与各记录元件15对应地设置供给口17a和回收口17b，但是供给口17a和回收口17b的数量不限于此，并且供给口17a和回收口17b中的至少一个设置多个就可以了。

根据本发明，提供了一种液体排出头和液体排出方法，其中液滴的排出方向不容易相对于与排出口形成面垂直的方向倾斜，并且还抑制了由于液体从排出口的蒸发导致的液体的增稠。

虽然已经参照示例性实施例描述了本发明，但是应当理解，本发明不限于所公开的示例性实施例。所附权利要求的范围符合最宽泛的解释，以便包括所有这样的修改以及等同结构和功能。

Claims (23)

1.一种液体排出头，其包括：

基板，其设置有用于产生用于排出液体的热能的记录元件；以及

排出口形成构件，其形成有面向所述记录元件并且用于排出液体的排出口，

其中，所述液体排出头具有压力室、用于向所述压力室供给液体的第一液体通道和用于从所述压力室回收液体的第二液体通道，

所述基板具有连接到所述第一液体通道以向所述第一液体通道供给液体的液体供给通道以及连接到所述第二液体通道以从所述第二液体通道回收液体的液体回收通道，以及

将所述第一液体通道的入口部处的压力设定为比所述第二液体通道的出口部处的压力高30～140mmAq。

2.一种液体排出头，其包括：

基板，其设置有用于产生用于排出液体的热能的记录元件；以及

排出口形成构件，其形成有面向所述记录元件并且用于排出液体的排出口，

其中，所述液体排出头具有压力室、用于向所述压力室供给液体的第一液体通道和用于从所述压力室回收液体的第二液体通道，

所述基板具有连接到所述第一液体通道以向所述第一液体通道供给液体的液体供给通道以及连接到所述第二液体通道以从所述第二液体通道回收液体的液体回收通道，以及

所述液体供给通道的入口部处的压力比所述液体回收通道的出口部处的压力高，并且所述压力室内的液体的流速为3～140mm/s。

3.一种液体排出头，其包括：

基板，其设置有用于产生用于排出液体的热能的记录元件；以及

排出口形成构件，其形成有面向所述记录元件并且用于排出液体的排出口，

其中，所述液体排出头具有压力室、用于向所述压力室供给液体的第一液体通道和用于从所述压力室回收液体的第二液体通道，

所述基板具有连接到所述第一液体通道以向所述第一液体通道供给液体的液体供给通道以及连接到所述第二液体通道以从所述第二液体通道回收液体的液体回收通道，以及

所述液体供给通道的入口部处的压力比所述液体回收通道的出口部处的压力高，并且所述压力室内的液体的流速是所述排出口处的液体的蒸发速度的27倍～1260倍。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的液体排出头，其中，

所述第一液体通道、所述第二液体通道和所述压力室各自设置在所述基板和所述排出口形成构件之间。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的液体排出头，其中，

所述第一液体通道和所述第二液体通道各自的高度为3μm以上且25μm以下。

6.根据权利要求5所述的液体排出头，其中，

多个所述排出口以600dpi以上的密度排列，以及

所述第一液体通道和所述第二液体通道各自的高度为7μm以下。

7.根据权利要求1至3中任一项所述的液体排出头，其中，

Pnoz＝(Pin+Pout)/2≥-4×γ/Φ (式1)

成立，其中，Pin表示所述液体供给通道的入口部处的压力，Pout表示所述液体回收通道的出口部处的压力，Pnoz表示所述压力室处的压力，γ表示墨的表面张力，以及Φ表示所述排出口的有效直径。

8.根据权利要求1至3中任一项所述的液体排出头，其中，

所述液体供给通道的入口部处的压力和所述液体回收通道的出口部处的压力均为负压。

9.根据权利要求1至3中任一项所述的液体排出头，其中，

所述液体排出头具有作为所述液体供给通道和所述第一液体通道之间的连接部的供给口、以及作为所述液体回收通道和所述第二液体通道之间的连接部的回收口，所述供给口和所述回收口中的至少一个设置有多个。

10.根据权利要求1至3中任一项所述的液体排出头，其中，

所述液体供给通道和所述液体回收通道在多个所述排出口排列的方向上延伸。

11.根据权利要求9所述的液体排出头，其中，

所述供给口和回收口在与所述基板的主面正交的方向上延伸。

12.根据权利要求1至3中任一项所述的液体排出头，还包括：

记录元件板，其包括所述基板和所述排出口形成构件；以及

通道构件，其支撑多个所述记录元件板。

13.根据权利要求12所述的液体排出头，其中，

所述多个记录元件板以直线排列。

14.根据权利要求12所述的液体排出头，其中，

所述通道构件包括用于向所述多个记录元件板供给液体的共用供给通道、以及用于从所述多个记录元件板回收液体的共用回收通道。

15.根据权利要求12所述的液体排出头，还包括：

多个模块，其包括：

所述记录元件板，

柔性印刷电路板，其用于连接到所述记录元件板，以及

支撑构件，其支撑所述记录元件板。

16.根据权利要求14所述的液体排出头，其中，

所述共用供给通道和所述共用回收通道在所述多个记录元件板延伸的方向上延伸，以及

所述液体排出头是页面宽度型液体排出头。

17.根据权利要求1至3中任一项所述的液体排出头，其中，

在所述基板的设置所述排出口形成构件的一侧的背面设置盖部件，所述盖部件具有与所述液体供给通道连通的供给开口和与所述液体回收通道连通的回收开口。

18.根据权利要求17所述的液体排出头，其中，

所述盖部件是膜状树脂构件。

19.根据权利要求1至3中任一项所述的液体排出头，其中，

从所述液体供给通道经由所述第一液体通道向所述压力室供给固体浓度为6wt％～25wt％的液体。

20.根据权利要求1至3中任一项所述的液体排出头，其中，

所述压力室内的液体经由所述液体供给通道和所述液体回收通道在所述压力室的内部和所述压力室的外部之间循环。

21.根据权利要求1至3中任一项所述的液体排出头，其中，

在所述压力室内的液体在所述压力室的内部和所述压力室的外部之间循环期间，驱动所述记录元件并从所述排出口排出液体。

22.一种液体排出方法，其包括：

向根据权利要求1至3中任一项所述的液体排出头供给固体浓度为6wt％～25wt％的液体。

23.根据权利要求22所述的液体排出方法，其中，

在所述压力室内的液体在所述压力室的内部和所述压力室的外部之间循环期间，驱动所述记录元件并从所述排出口排出液体。