CN106994826A - 液体喷出打印设备和液体喷出头 - Google Patents

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Abstract

提供液体喷出打印设备和液体喷出头。液体喷出打印设备包括压力控制组件，该压力控制组件产生用于使相同的液体流动至与液体喷出头的喷出口连通的喷出口连通流路的压力。压力控制组件包括：第一压力调整机构，其使从第一上游流路供给的液体从第一压力调整机构起以第一压力流动；第二压力调整机构，其使从第二上游流路供给的液体从第二压力调整机构起以与第一压力不同的第二压力流动。第一上游流路和第二上游流路彼此连通，且与第一压力调整机构连通的第一下游流路和与第二压力调整机构连通的第二下游流路分别连接到与喷出口连通的同一喷出口连通流路。

Description

液体喷出打印设备和液体喷出头
技术领域
本发明涉及一种液体喷出打印设备和液体喷出头，其通过从形成于液体喷出头的喷出口喷出液体而打印图像。
背景技术
在通过喷出诸如墨等的液体打印图像的液体喷出打印设备中，为了适当地喷出液体，需要在非液体喷出状态下在液体喷出头的喷出口内形成弯液面。为此，通过与液体喷出头连接的负压产生源将喷出口和与喷出口连通的流路的压力保持处于负压。这里，在从负压产生源施加的负压改变的情况下，弯液面在喷出口内的位置改变，因而喷出的液滴的体积也改变。在改变度大的情况下，在打印图像中发生浓度不均匀，因而影响品质。
这里，国际公开No.2005/075202公开了一种技术，其中，为了使弯液面在喷出口内的位置稳定而使用压力控制单元控制被施加到喷出口的负压。在国际公开No.2005/075202中，将具有两个压力调整机构的单元组装到通向头的液体供给路径，并且通过压力调整机构控制不同种类的液体处于不同的压力，使得对于不同液体而言弯液面在喷出口内的位置是稳定的。
此外，日本特开2014-141032号公报公开了如下的技术：在使打印元件基板的喷出口与墨供给侧流路和墨回收侧流路连通的状态下，通过在墨供给侧流路和墨回收侧流路之间产生压差(differential pressure)而使墨在喷出口内流动。
在国际公开No.2005/075202公开的压力调整机构中，为了控制压力且抑制被施加到压力调整机构的压力的变化从而改善压力调整精度，需要对压力调整机构加压。
此外，在日本特开2014-141032号公报公开的技术中，连接到墨供给侧流路的供给侧压力调整单元和连接到墨回收侧流路的回收侧压力调整单元分别通过独立的流路连接到供给侧泵和回收侧泵。为此，被施加到供给侧压力调整单元的压力和被施加到回收侧压力调整单元的压力容易大幅度地改变，因而在供给侧流路的压力和回收侧流路的压力之间的压差也大幅度地改变。以此方式，在压差改变的情况下，流过液体喷出头的流体的流速改变，因而图像品质劣化。也就是，在流过液体喷出头的墨的流速改变的情况下，来自喷出口的溶剂的蒸发量改变。结果，墨的颜色浓度改变，被包括在喷出的墨滴中的着色材料的量变得不均匀。此外，来自喷出口的排热量改变。结果，墨的粘度改变，并且喷出的墨滴的体积变得不均匀。在该现象的情况下，在打印图像中发生浓度不均匀，因而图像品质劣化。
发明内容
本发明的目的在于提供一种液体喷出打印设备，其能够在抑制被施加到两个压力调整机构的压力改变的同时，通过在两个压力调整机构之间产生稳定的压差而使流过与喷出口连通的喷出口连通流路的液体的流速稳定。
根据本发明，提供一种液体喷出打印设备，其通过从形成于液体喷出头的喷出口喷出液体而进行打印，其特征在于，所述液体喷出打印设备包括：压力控制组件，其产生用于使液体流动至与所述喷出口连通的喷出口连通流路的压力；其中，所述压力控制组件包括：第一上游流路；第一压力调整机构，其使从第一上游流路供给的液体从所述第一压力调整机构起以第一压力流动；第二上游流路；第二压力调整机构，其使从第二上游流路供给的液体从所述第二压力调整机构起以与所述第一压力不同的第二压力流动；第一下游流路，其将液体从所述第一压力调整机构供给到所述喷出口连通流路；以及第二下游流路，其将液体从所述第二压力调整机构供给到所述喷出口连通 流路，所述第一上游流路和所述第二上游流路彼此连通，并且所述第一下游流路和所述第二下游流路分别连接到同一喷出口连通流路。
根据本发明的液体喷出打印设备，能够在抑制被施加到两个压力调整机构的压力改变的同时在两个压力调整机构之间产生稳定的压差。为此，由于流过与喷出口连通的喷出口连通流路的液体的流速稳定，因此能够在抑制浓度不均匀的情况下实现高品质图像打印操作。
一种液体喷出头，其包括喷出液体的喷出口，其特征在于，所述液体喷出头包括：压力控制组件，其产生用于使液体流动至与所述喷出口连通的喷出口连通流路的压力；其中，所述压力控制组件包括：第一上游流路；第一压力调整机构，其使从第一上游流路供给的液体从所述第一压力调整机构起以第一压力流动；第二上游流路；第二压力调整机构，其使从第二上游流路供给的液体从所述第二压力调整机构起以与所述第一压力不同的第二压力流动；第一下游流路，其将液体从所述第一压力调整机构供给到所述喷出口连通流路；以及第二下游流路，其将液体从所述第二压力调整机构供给到所述喷出口连通流路，其中，所述第一上游流路和所述第二上游流路彼此连通，并且所述第一下游流路和所述第二下游流路分别连接到相同的所述喷出口连通流路。
通过下面(参照附图)对示例性实施方式的说明，本发明的其它特征将变得明显。
附图说明
图1是示出液体喷出打印设备的示意性构造的图；
图2是示出被应用到打印设备的循环路径中的第一循环构造的示意图；
图3是示出根据实施方式的压力控制组件的示意性构造的示意图；
图4A和图4B是示出液体喷出头的示意性构造的立体图；
图5是示出构成液体喷出头的组成部件或单元的分解立体图；
图6是示出第一流路构件至第三流路构件的正面和背面的图；
图7是示出图6的部分(a)的α部的放大透视图；
图8是沿着图7的线VIII-VIII截取的截面图；
图9A是示出喷出模块的示意图；
图9B是示出图9A中所示的喷出模块的分解图；
图10A至图10C是示出打印元件基板的立体图；
图11是示出打印元件基板和盖板沿着图10A的线XI-XI截取的截面的立体图；
图12是示出在两个相邻的喷出模块之间的打印元件基板的相邻部分的局部放大俯视图；
图13是示出根据实施方式的负压控制单元的示意性构造的立体图；
图14A和图14B是沿着图13的线XIV-XIV截取的截面图；
图15是示出阀部的流阻和阀体的打开程度之间的关系的图；
图16是示出根据第一实施例的负压控制单元230A的图；
图17是示出根据第二实施例的负压控制单元230B的截面图；
图18是示出根据第三实施例的负压控制单元230C的截面图；
图19是示出根据第四实施例的负压控制单元230D的截面图；
图20是示出根据第五实施例的负压控制单元230E的截面图；
图21A是示出根据第六实施例的负压控制单元230F的截面图；
图21B是示出图21A中所示的β部的放大截面图；
图22A是示出第七实施例的示意图；
图22B是示出第八实施例的示意图；
图23A是示出根据第七实施例的流体回路的示意图；
图23B是示出根据第八实施例的流体回路的示意图；
图23C是示出根据比较例的流体回路的示意图；
图24是示出通过计算图23A至图23C中所示的各组成部件的压力损失而得到的结果的图；
图25A是示出图23A中所示的流体回路的控制压力设计值与压力控制值的最大值和最小值的图；
图25B是示出图23B中所示的流体回路的控制压力设计值与压力控制值的最大值和最小值的图；
图25C是示出图23C中所示的流体回路的控制压力设计值与压力控制值的最大值和最小值的图；
图26A是示出图23A中所示的流体回路的压力控制值的压差和流速之间的关系的图；
图26B是示出图23B中所示的流体回路的压力控制值的压差和流速之间的关系的图；
图26C是示出图23C中所示的流体回路的压力控制值的压差和流速之间的关系的图；
图27A是示出图3中所示的过滤器收纳室的第一变型例的示意图；以及
图27B是示出图3中所示的过滤器收纳室的第二变型例的示意图。
具体实施方式
以下，将参照附图说明本发明的第一实施方式。
(第一实施方式)
(喷墨打印设备的说明)
图1是示出了本发明中的喷出液体的液体喷出设备、特别是通过喷出墨来打印图像的喷墨打印设备(以下，也称作打印设备)1000的示意性构造的图。打印设备1000包括：输送单元1，其用于输送打印介质2；和行式(页宽 型(page wide type))液体喷出头3，其布置成与打印介质2的输送方向大致正交。然后，打印设备1000是如下的行式打印设备：该打印设备通过在连续地或间歇地输送打印介质2的同时将墨喷到相对移动的打印介质2上而以一次通过的方式连续地打印图像。液体喷出头3包括：负压控制单元230，其控制循环路径内的压力(负压)；液体供给单元220，其与负压控制单元230连通使得流体能够在液体供给单元220与负压控制单元230之间流动；液体连接部111，其用作用于向液体供给单元220进行供给的墨供给口和墨排出口；以及壳体80。打印介质2不限于切纸，还可以是连续的成卷介质(continuous roll medium)。
液体喷出头3能够通过青色C、品红色M、黄色Y及黑色K的墨来打印全彩色图像，并且流体连接至作为向液体喷出头3供给液体的供应路径的液体供给构件、主储液器及缓冲储液器(将在后面参照图2说明)。此外，供给电力并将喷出控制信号发送至液体喷出头3的控制单元电连接至液体喷出头3。将在后面说明液体喷出头3中的液体路径和电信号路径。
打印设备1000是使诸如后面说明的储液器与液体喷出头3之间的墨等的液体循环的喷墨打印设备。循环构造包括：第一循环构造，其中，通过驱动在液体喷出头3的下游侧的两个循环泵(用于高压和低压)来使液体循环；和第二循环构造，其中，通过驱动在液体喷出头3的上游侧的两个循环泵(用于高压和低压)来使液体循环。以下，将说明循环的第一循环构造和第二循环构造。
(第一循环构造的说明)
图2是示出了适用于本实施方式的打印设备1000的循环路径中的第一循环构造的示意图。液体喷出头3被流体连接至第一循环泵(高压侧)1001、第一循环泵(低压侧)1002以及缓冲储液器1003。此外，在图2中，为了简化说明，示出了青色C、品红色M、黄色Y及黑色K中的一种颜色的墨流动通 过的路径。然而，事实上，液体喷出头3和打印设备主体中设置有四种颜色的循环路径。
在循环构造中，主储液器1006内的墨通过补给泵1005供给至缓冲储液器1003，然后通过第二循环泵1004经由液体连接部111供给至液体喷出头3的液体供给单元220。随后，使被与液体供给单元220连接的负压控制单元230调整成两种不同的负压(高压和低压)的墨在被分到分别具有高压和低压的两条流路中的同时循环。通过在液体喷出头3的下游侧的第一循环泵(高压侧)1001和第一循环泵(低压侧)1002的作用使液体喷出头3内的墨在液体喷出头中循环，通过液体连接部111使墨从液体喷出头3排出，并且使墨返回到缓冲储液器1003。
作为副储液器的缓冲储液器1003与主储液器1006连接并且包括大气连通口(未示出)，从而使储液器的内部和外部连通，因而能够将墨中的气泡排出到外部。补给泵1005设置在缓冲储液器1003与主储液器1006之间。在通过打印操作和抽吸回收操作从液体喷出头3的喷出口喷出(排出)墨而消耗了墨之后，补给泵1005将来自主储液器1006的墨送至缓冲储液器1003。
两个第一循环泵1001和1002从液体喷出头3的液体连接部111吸出液体，使得液体流向缓冲储液器1003。作为第一循环泵，具有定量液体输送能力的容积泵是优选的。具体地，可以例示为管泵、齿轮泵、隔膜泵和注射泵。然而，例如，可以在泵的出口布置一般的恒流量阀或一般的安全阀以确保预定的流量。当液体喷出头3被驱动时，第一循环泵(高压侧)1001和第一循环泵(低压侧)1002运行，使得墨以预定的流量流过共用供给流路211和共用回收流路212。因为墨以该方式流动，所以液体喷出头3在打印操作期间的温度保持在最优温度。当液体喷出头3被驱动时的预定流量被期望地设定为等于或高于在液体喷出头3内的打印元件基板10之间的温度差不会影响打印品质时的流量。
尤其是，在设定了过高的流量时，打印元件基板10之间的负压差由于液体喷出单元300内流路的压力损失而增大，因而造成了图像的浓度不均匀。为此，期望考虑各打印元件基板10之间的温度差和负压差而设定流量。
负压控制单元230设置在第二循环泵1004与液体喷出单元300之间的路径中。负压控制单元230被操作成即使在循环系统中墨的流量由于每单位面积的喷出量的差而变化时也能够使在负压控制单元230的下游侧的压力(即，液体喷出单元300附近的压力)保持在预定压力。作为构成负压控制单元230的两个负压控制机构，可以使用任意机构，只要在负压控制单元230的下游侧的压力能够被控制在以期望的设定压力为中心的预定范围内即可。
作为示例，能够采用诸如所谓的“减压调节器”等的机构。在本适用例的循环流路中，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的上游侧加压。利用这种构造，因为能够抑制缓冲储液器1003相对于液体喷出头3的水头压力的影响，所以能够扩展打印设备1000的缓冲储液器1003的布局自由度。
作为第二循环泵1004，能够使用涡轮泵或容积泵，只要能够在当液体喷出头3被驱动时使用的墨循环流量的范围内展现出预定的头压力(head pressure)以上的头压力即可。具体地，可以使用隔膜泵。此外，例如，代替第二循环泵1004还能够使用布置成相对于负压控制单元230具有一定水头差的水头储液器。如图2所示，负压控制单元230包括分别具有不同控制压力的两个负压调整机构。在这两个负压调整机构中，相对高压侧(图2中由“H”表示)和相对低压侧(图2中由“L”表示)通过液体供给单元220分别连接至共用供给流路211和共用回收流路212。
液体喷出单元300设置有与打印元件基板的喷出口连通的作为喷出连通流路的共用供给流路211、共用回收流路212及独立流路215(独立供给流路213和独立回收流路214)。负压控制机构H被连接至共用供给流路211，负压 控制机构L被连接至共用回收流路212，并且两个共用流路之间形成压差。然后，因为独立流路215与共用供给流路211和共用回收流路212连通，所以产生了如下的流动(由图2的箭头方向表示的流动)：液体的一部分通过打印元件基板10内形成的流路从共用供给流路211流至共用回收流路212。
以此方式，液体喷出单元300具有如下的液流：在液体流过共用供给流路211和共用回收流路212的同时该液体的一部分流过打印元件基板10。为此，能够通过流过共用供给流路211和共用回收流路212的墨来将由打印元件基板10产生的热排出至打印元件基板10的外部。利用该构造，即使在通过液体喷出头3打印图像时不喷出液体的压力室或喷出口中，也能够产生墨流。因此，能够以使在喷出口内变稠的墨的粘度减小的方式抑制墨变稠。此外，能够朝向共用回收流路212排出变稠的墨或墨中的异物。为此，本实施方式的液体喷出口3能够以高速打印高品质的图像。
在上述的配置在负压控制单元230中的两个压力调整机构中，两个压力调整机构的各流出口的压力不需要总是调整为负压，但是优选以在喷出口中维持负压的方式控制压力。在压力调整机构在竖直方向上相对于喷出口配置在上侧位置的情况下，优选的是，压力调整机构的流出口的压力被控制为负压。此外，在压力调整机构在竖直方向上相对于喷出口配置在下侧位置的情况下，压力调整机构的流出口的压力可以被控制为正压，只要喷出口的压力维持在负压即可。
优选地将压力调整机构配置在喷出口附近，因为为了精确地控制喷出口的压力，需要抑制从压力调整机构至喷出口的流路的压力的变化。因此，优选地通过使负压控制单元230和液体供给单元220与液体喷出单元300一体化而将各单元构成为液体喷出头3的一部分。
图3中所示的通过使负压控制单元230和液体供给单元220相结合而构成的单元被称为压力控制组件400。为了实现高品质图像打印操作，需要通过 抑制从两个压力调整机构至喷出口的流路中产生的压力损失的变化以维持一定的压差而使在打印元件基板10中流动的液体的墨循环流速稳定。因此，优选通过将负压控制单元230安装于液体喷出头3且减小从压力调整机构至喷出口的流路的长度来减小压力损失。如图3所示，在本实施方式中，收纳了过滤器221的过滤器收纳室222设置于液体供给单元220。
液体连接部111连接到过滤器收纳室222的流入口225，压力控制机构L、H连接到流出口223。发送至液体供给单元220的液体从流入口225流入到过滤器收纳室222中，且在通过过滤器221从液体中移除诸如从墨产生的污染物和沉积物等异物之后、经由流出口223被供给到压力控制机构L和H中。
(液体喷出头的构造的说明)
将说明根据第一实施方式的液体喷出头3的构造。图4A和图4B是示出了根据本实施方式的液体喷出头3的立体图。液体喷出头3是在一个打印元件基板10上串联地配置了能够喷出青色C、品红色M、黄色Y和黑色K四种颜色的墨的15个打印元件基板10(直线状配置)的行式液体喷出头。如图4A所示，液体喷出头3包括打印元件基板10、信号输入端子91和供电端子92，打印元件基板10通过柔性电路板40和电配线板90与信号输入端子91和供电端子92彼此电连接，电配线基板90能够向打印元件基板10供给电力。
信号输入端子91和供电端子92以将喷出所需的喷出驱动信号和电力供给至打印元件基板10的方式电连接至打印设备1000的控制单元。由于电配线基板90内的电路与配线形成为一体，与打印元件基板10相比，能够减少信号输入端子91和供电端子92的数量。因此，减少了在液体喷出头3组装于打印设备1000时或者更换液体喷出头时待脱开的电连接部的数量。
如图4B所示，设置在液体喷出头3的两端的液体连接部111被连接至打印设备1000的液体供给系统。因此，将包括青色C、品红色M、黄色Y和黑色K四种颜色的墨从打印设备1000的供给系统供给至液体喷出头3，并且流过液 体喷出头3的墨被打印设备1000的供给系统回收。以此方式，能够通过打印设备1000的路径和液体喷出头3的路径使不同颜色的墨循环。
图5是示出了构成液体喷出头3的组成部件或单元的分解立体图。液体喷出单元300、液体供给单元220及电配线基板90安装于壳体80。液体连接部111(参照图3)设置于液体供给单元220。此外，为了移除供给的墨中的异物，在液体供给单元220内设置了用于不同颜色的过滤器(filters)221(参照图2和图3)，同时过滤器221与液体连接部111的开口连通。分别对应于两种颜色的两个液体供给单元220均设置有过滤器221。穿过过滤器221的液体被供给至布置于与各颜色对应布置的液体供给单元220的负压控制单元230。
负压控制单元230是包括对应于不同颜色的负压控制阀的单元。通过设置在其中的弹簧构件或阀的功能，使由液体的流量变化而造成的在打印设备1000的供给系统(在液体喷出头3的上游侧的供给系统)内部的压力损失的变化大幅减小。因此，负压控制单元230能够将负压控制单元的下游侧(液体喷出单元300)的负压的变化稳定在预定的范围内。如图2所示，对应于不同颜色的两个负压控制阀内置于负压控制单元230。将两个负压控制阀分别设定为不同的控制压力。这里，通过液体供给单元220，使高压侧与液体喷出单元300内的共用供给流路211(参见图2)连通，使低压侧与共用回收流路212(参见图2)连通。
壳体80包括液体喷出单元支撑部81和电配线基板支撑部82，并且壳体80在支撑液体喷出单元300和电配线基板90的同时确保液体喷出头3的刚性。电配线基板支撑部82用于支撑电配线基板90并被螺钉固定至液体喷出单元支撑部81。液体喷出单元支撑部81用于校正液体喷出单元300的翘曲或变形，以确保打印元件基板10之间的相对位置精度。因此，抑制了打印介质的条纹(stripe)和不均匀。
为此，期望液体喷出单元支撑部81具有足够的刚性。期望诸如SUS或铝 等的金属、或者诸如氧化铝等的陶瓷作为材料。液体喷出单元支撑部81设置有供接头橡胶100插入的开口83和84。从液体供给单元220供给的液体通过接头橡胶被导向构成液体喷出单元300的第三流路构件70。
液体喷出单元300包括多个喷出模块200和流路构件210，罩构件130安装于液体喷出单元300的面对打印介质的表面。这里，如图6所示，罩构件130是具有相框状表面且设置有长的开口131的构件，喷出模块200中包括的打印元件基板10和密封构件110(参照后面说明的图10A)从开口131露出。开口131的周缘框用作在打印待机状态下罩住液体喷出头3的罩构件的接触面。为此，期望的是，通过沿着开口131的周围涂布粘合剂、密封材料及填充材料以填充液体喷出单元300的喷出口面上的凹凸或间隙，形成罩住状态下的密闭空间。
接着，将说明液体喷出单元300中包括的流路构件210的构造。如图6所示，通过使第一流路构件50、第二流路构件60以及第三流路构件70层叠来获得流路构件210，并且流路构件210将从液体供给单元220供给的液体分配到喷出模块200。此外，流路构件210是使从喷出模块200再循环的液体返回到液体供给单元220的流路构件。利用螺钉将流路构件210固定到液体喷出单元支撑部81，因而抑制了流路构件210的翘曲或变形。
图6中的部分(a)至(f)是示出了第一流路构件至第三流路构件的正面和背面的图。图6中的部分(a)示出了在第一流路构件50中的供喷出模块200安装的表面，图6中的部分(f)示出了在第三流路构件70中的与液体喷出单元支撑部81接触的表面。第一流路构件50和第二流路构件60彼此接合，使得图6中的与流路构件的接触面相对应的部分(b)和(c)彼此面对，第二流路构件和第三流路构件彼此接合，使得由图6中的部分(d)和(e)中所示的与流路构件的接触面相对应的部分彼此面对。在第二流路构件60和第三流路构件70彼此接合时，由流路构件的共用流路槽62和71形成沿流路构件 的长度方向延伸的八个共用流路(211a、211b、211c、211d、212a、212b、212c、212d)。
因此，在流路构件210内与各颜色对应地形成共用供给流路211和共用回收流路212的组。墨从共用供给流路211供给至液体喷出头3并且通过共用回收流路212回收供给到液体喷出头3的墨。第三流路构件70的连通口72(参照图6中的部分(f))与接头橡胶100的孔连通并被流体连接至液体供给单元220(参照图5)。第二流路构件60的共用流路槽62的底面设置有多个连通口61(与共用供给流路211连通的连通口61-1和与共用回收流路212连通的连通口61-2)并与第一流路构件50的独立流路槽52的一端连通。第一流路构件50的独立流路槽52的另一端设置有连通口51并通过连通口51被流体连接至喷出模块200。通过独立流路槽52，能够使流路密集地设置在流路构件的中央侧。
期望的是，第一流路构件至第三流路构件由对液体具有耐腐蚀性且具有低线膨胀系数的材料形成。例如，能够适当地使用通过将诸纤维或二氧化硅微粒等的无机填料添加到诸如氧化铝、LCP(液晶聚合物)、PPS(聚苯硫醚)、PSF(聚砜)等的基材中而获得的复合材料(树脂)作为材料。作为流路构件210的形成方法，三个流路构件可以彼此层叠并粘合。在选择树脂复合材料作为材料时，可以使用熔接的接合方法。
图7是示出了图6中的部分(a)的部分α的局部放大透视图，并且示出了通过使第一流路构件至第三流路构件彼此接合而形成的流路构件210内的流路的、从第一流路构件50的供喷出模块200安装的表面观察时的局部放大透视图。共用供给流路211和共用回收流路212被形成使得共用供给流路211和共用回收流路212从两端的流路交替地布置。这里，将说明流路构件210内的流路之间的连接关系。
流路构件210设置有沿液体喷出头3的长度方向延伸的共用供给流路211(211a、211b、211c、211d)和共用回收流路212(212a、212b、212c、212d)， 并且为各颜色均设置流路构件210。由独立流路槽52形成的独立供给流路213(213a、213b、213c、213d)通过连通口61被连接至用于不同颜色的共用供给流路211。此外，由独立回收流路槽52形成的独立回收流路214(214a、214b、214c、214d)通过连通口61被连接至用于不同颜色的共用回收流路212。利用这种流路构造，能够通过独立供给流路213使墨从共用供给流路211集中地供给至位于流路构件的中央部的打印元件基板10。此外，能够通过独立回收流路214将墨从打印元件基板10回收至共用回收流路212。
图8是沿图7的线VIII-VIII截取的截面图。独立回收流路(214a、214c)通过连通口51与喷出模块200连通。在图8中，仅示出了独立回收流路(214a、214c)，但是在不同的截面中，如图7所示，独立供给流路213和喷出模块200彼此连通。在各喷出模块200中包括的支撑构件30和打印元件基板10设置有如下流路：该流路将墨从第一流路构件50供给至设置于打印元件基板10的打印元件15。此外，支撑构件30和打印元件基板10设置有如下流路：该流路将供给到打印元件15的液体的一部分或全部回收(再循环)至第一流路构件50。
这里，各颜色的共用供给流路211通过液体供给单元220被连接至对应颜色的负压控制单元230(高压侧)，共用回收流路212通过液体供给单元220被连接至负压控制单元230(低压侧)。通过负压控制单元23，在共用供给流路211与共用回收流路212之间产生压差(压力差)。为此，如图7和图8所示，在具有相互连接的流路的本适用例的液体喷出头内，以各颜色的共用供给流路211、独立供给流路213、打印元件基板10、独立回收流路214和共用回收流路212的顺序产生液流。
(喷出模块的说明)
图9A是示出了一个喷出模块200的立体图，图9B是喷出模块200的分解图。作为喷出模块200的制造方法，首先，打印元件基本10和柔性电路板40粘合于设置有液体连通口31的支撑构件30。随后，通过引线接合使打印元件 基板10上的端子16和柔性电路板40上的端子41彼此电连接，并且引线接合部(电连接部)被密封构件110密封。
柔性电路板40的与打印元件基板10相反的端子42电连接至电配线基板90的连接端子93(参照图5)。因为支撑构件30用作支撑打印元件基板10的支撑体，并且支撑构件30用作使打印元件基板10与流路构件210彼此流体连通的流路构件，所以期望支撑构件在被接合到打印元件基板时具有高的平坦度和足够高的可靠性。例如，期望氧化铝或树脂作为材料。
(打印元件基板的结构的说明)
图10A是示出了在打印元件基板10的设置有喷出口13的表面的俯视图，图10B是图10A的部分A的放大图，并且图10C是示出了图10A的背面的俯视图。这里，将说明本适用例的打印元件基板10的构造。如图10A所示，打印元件基板10的喷出口形成构件12设置有与不同颜色的墨对应的四个喷出口列。此外，将喷出口13的喷出口列的延伸方向称作“喷出口列方向”。如图10B所示，用作通过热能使液体喷出的喷出能量产生元件的打印元件15布置在与各喷出口13相对应的位置。设置在打印元件15内的压力室23由分隔壁22限定。
打印元件15通过设置于打印元件基板10的电线(未示出)电连接至端子16。然后，基于经由电配线基板90(参照图5)和柔性电路板40(参照图9B)从打印设备1000的控制回路输入的脉冲信号，打印元件15在被加热的同时使液体沸腾。液体通过由沸腾产生的发泡力(foaming force)从喷出口13喷出。如图10B所示，液体供给路径18沿着各喷出口列在一侧延伸，液体回收路径19沿着喷出口列在另一侧延伸。液体供给路径18和液体回收路径19是沿设置于打印元件基板10的喷出口列方向延伸的流路，并且液体供给路径18和液体回收路径19通过供给口17a和回收口17b与喷出口13连通。
如图10C所示，片状的盖构件20在打印元件基板10的设置有喷出口13的 表面的背面层叠，并且盖构件20设置有与液体供给路径18和液体回收路径19连通的多个开口21。在本适用例中，盖构件20设置有用于各液体供给路径18的三个开口21和用于各液体回收路径19的两个开口21。如图10B所示，盖构件20的开口21与图6中的部分(a)所示的连通口51连通。
期望盖构件20具有对液体的足够的耐腐蚀性。从防止颜色混合的观点，开口21的开口形状和开口位置需要具有高精度。为此，期望通过使用感光树脂材料或硅板作为盖构件20的材料、通过光刻法形成开口21。以此方式，盖构件20通过开口21改变了流路的节距。这里，考虑到压力损失，期望由具有薄的厚度的膜状构件形成盖构件。
图11是示出了打印元件基板10和盖构件20的沿图10A的线XI-XI截取截面时的立体图。这里，将说明打印元件基板10内的液体流。盖构件20用作形成了形成于打印元件基板10的基板11的液体供给路径18和液体回收路径19的壁的一部分的盖。通过使由硅形成的基板11和由感光树脂形成的喷出口形成构件12层叠来形成打印元件基板10，并且盖构件20粘合于基板11的背面。基板11的一个表面设置有打印元件15(参照图10B)，而基板11的背面设置有形成沿着喷出口列延伸的液体供给路径18和液体回收路径19的槽。
由基板11和盖构件20形成的液体供给路径18和液体回收路径19分别被连接至各流路构件210内的共用供给流路211和共用回收流路212，并且在液体供给路径18和液体回收路径19之间产生压差。当液体从喷出口13喷出以打印图像时，通过压差使设置于基板11的液体供给路径18内的液体在未喷出液体的喷出口处通过供给口17a、压力室23以及回收口17b朝向液体回收路径19流动(参照图11的箭头C)。通过该流动，能够利用液体回收路径19将不与打印操作相关的由于从喷出口13蒸发而在喷出口13中或压力室23中产生的变稠的墨、异物和气泡回收。此外，能够抑制喷出口13或压力室23的墨变稠。
回收到液体回收路径19的液体通过盖构件20的开口21和支撑构件30的 液体连通口31(参照图9B)以流路构件210内的连通口51、独立回收流路214和共用回收流路212的顺序回收。然后，液体被打印设备1000的回收路径回收。即，从打印设备主体供给至液体喷出头3的液体以如下顺序流动以被供给和回收。
首先，液体从液体供给单元220的液体连接部111流至液体喷出头3。然后，顺序地通过接头橡胶100、设置于第三流路构件的连通口72和共用流路槽71、设置于第二流路构件的共用流路槽62和连通口61以及设置于第一流路构件的独立流路槽52和连通口51来供给液体。随后，液体在顺序地经过设置于支撑构件30的液体连通口31、设置于盖构件20的开口21以及设置于基板11的液体供给路径18和供给口17a的状态下被供给至压力室23。随后，液体在顺次经过设置于支撑构件30的液体连通口31、设置于盖板20的开口21和设置于基板11的液体供给路径18和供给口17a的状态下被供给到压力室23。
在供给到压力室23的液体中，未从喷出口13喷出的液体顺序地流过设置于基板11的回收口17b和液体回收路径19、设置于盖构件20的开口21以及设置于支撑构件30的液体连通口31。随后，液体顺序地流过设置于第一流路构件的连通口51和独立流路槽52、设置于第二流路构件的连通口61和共用流路槽62、设置于第三流路构件70的共用流路槽71和连通口72以及接头橡胶100。然后，液体从设置于液体供给单元220的液体连接部111流至液体喷出头3的外部。
在图2所示的第一循环构造中，从液体连接部111流出的液体通过负压控制单元230供给至接头橡胶100。从液体喷出单元300的共用供给流路211的一端流出的全部液体并不通过独立供给流路213a供给至压力室23。
即，液体可以在从共用供给流路211的一端流出的液体不流至独立液体供给流路213a的状态下从共用供给流路211的另一端流至液体供给单元220。以此方式，因为路径被设置成使得液体在不经过打印元件基板10的情况下流 过，所以即使在如本适用例的包括高流动阻力的小流路的打印元件基板10的情况下，也能够抑制液体的循环流的逆流。以此方式，因为在本实施方式的液体喷出头3中，能够抑制液体在喷出口或压力室23附近变稠，所以能够抑制滑移(slippage)或不喷出。结果，能够打印高品质的图像。
(打印元件基板之间的位置关系的说明)
图12是示出了在两个相邻的喷出模块之间的打印元件基板的相邻部分的局部放大俯视图。在本实施方式中，使用了大致平行四边形的打印元件基板。在各打印元件基板10中的排列有喷出口13的喷出口列(14a至14d)被布置成在具有相对于液体喷出头3的长度方向的预定角度的状态下倾斜。然后，打印元件基板10之间的相邻部分的喷出口列被形成为使得至少一个喷出口在打印介质输送方向上重叠。在图12中，两个喷出口在直线D上彼此重叠。
利用这种配置，即使在打印元件基板10的位置略微偏离预定位置的情况下，通过使喷出口重叠的驱动控制，不会看到打印图像的黑条纹或空白(void)。即使在多个打印元件基板10布置成直线状(直线形状)而不是锯齿配置状的情况下，也能够在通过图12所示的构造抑制液体喷出头3的打印介质输送方向上的长度的增加的同时准备用于打印元件基板10之间的连接部处的黑条纹或空白的应对措施。此外，在本实施方式中，打印元件基板的主平面形成为平行四边形，但是本发明不限于此。例如，即使在使用具有矩形、梯形或其它形状的打印元件基板的情况下，也能够期望地应用本发明的构造。
(负压控制单元的说明)
图13是根据本发明的第一实施方式的示出负压控制单元230的示意性构造的立体图。负压控制单元230设置有负压控制单元壳体231和设置在负压控制单元壳体231内的两个压力调整机构L和H。液体(墨)通过过滤器221等从图2所示的泵1004供给到两个压力调整机构L和H。在负压控制单元230中从上游侧流入的液体的压力被调整为不同的压力(不同的负压)之后，液体 在后面的阶段被供给到液体喷出头。以下，将更详细地说明压力调整机构L和H的构造和作用。
图14A和图14B是沿着图13的线XIV-XIV截取的截面图，图15是沿着图13的线XV-XV截取的截面图。此外，图14A示出了设置于负压控制单元230的压力调整机构的阀体2325关闭以便不执行压力控制的状态，图14B示出压力调整机构的阀体2325打开以便执行压力控制的状态。
如图13所示，负压控制单元230的外壳由负压控制单元壳体231形成，负压控制单元230连同负压控制单元壳体231构成两个压力调整机构L和H。由于压力调整机构L和H除了一个压力调整机构设置在负压控制单元壳体231的一侧而另一个压力调整机构设置在负压控制单元壳体231的另一侧之外彼此相同，所以将代表性地说明一个压力调整机构L。
压力调整机构L主要包括设置于负压控制单元壳体231的盖部2340、阀体2325、对盖部2340施力的弹簧2326a和对阀体2325施力的弹簧2326a。负压控制单元壳体231设置有负压控制单元230的上游流路2328和下游流路2329。盖部2340包括被固定到负压控制单元壳体231以保持气密性和液密性的柔性膜2322和被固定到柔性膜2322的内表面的压力接收板2321。与下游流路2329连通的压力控制室2323形成在盖部2340和负压控制单元壳体231之间。此外，弹簧2326a介于盖部2340和负压控制单元壳体231之间，由弹簧2326沿远离主体的方向对盖部2340施力，也就是，沿使压力控制室2323扩大的方向(向外)施力。
与上游流路2328流体连通的液体连通室2324形成在负压控制单元壳体231的内部，阀体2325收纳在液体连通室2324中。阀体2325布置在与形成于液体连通室2324的孔面对的位置。弹簧座2325a被固定到负压控制单元壳体231，阀体2325被设置在弹簧座2325a和阀体2325之间的弹簧2326b沿关闭节流孔2320的方向施力。通过可动地插入到孔2320中的轴2327使阀体2325和压 力接收板2321彼此连接。轴2327通过粘结剂或压力插入固定到阀体2325和压力接收板2321且连同阀体2325和压力接收板2321一同移动。阀体2325设置在孔2320的上游侧。在如图14A所示的阀体2325接触分隔壁部2320a(阀体2325被关闭)的状态下，孔2320和液体连通室2324之间的连通被遮断。因此，液体连通室2324和压力控制室2323之间的连通也被遮断。此外，如图14B所示，阀体2325(在图14A中向左)移动离开形成孔2320的分隔壁部2320a，使得在分隔壁部2320a和阀体2325之间形成间隙。孔2320和液体连通室2324通过间隙彼此连通。结果，上游流路2328和压力控制室2323彼此连通。以下，由阀体2325和面对阀体2325的分隔壁部2320a形成的部分将被称为阀部。此外，阀体2325可以在阀体2325和分隔壁部2320a之间形成间隙的状态下打开，或者阀体2325可以在使阀体2325和分隔壁部2320a彼此接触的状态下关闭。当阀体2325打开时，从负压控制单元230的上游流路2328流入的墨通过阀体2325和孔2320之间的间隙流入到压力控制室2323中，且压力被传递到压力接收板2321。随后，墨被排至下游流路2329。
通过以下表示被施加到组成部件的力的平衡的表达式确定压力控制室2323内的压力。当用作对阀体2325施力的施力构件的弹簧2326a和2326b的弹簧力改变时，与上游流路2328连通的液体连通室2324内的压力P1可以被设定为期望的压力。另外，在图14A和图14B中，用作施力构件的两个弹簧2326a和2326b串联设置。然而，当压力控制室2323的压力可以满足期望的负压值时，阀体2325的施力构件可以仅由弹簧中的一个弹簧构成。即使在这种情况下，也不干扰压力调整功能。
P2＝(P0·Sd-(P1·Sv+kx))/(Sd-Sv) (表达式1)
在(表达式1)中，Sd表示压力接收板的压力接收部的面积，Sv表示阀体的压力接收面积，P0表示大气压力，P1表示孔的上游压力，P2表示压力室内的压力，k表示弹簧常数，x表示弹簧移位。另外，弹簧常数k表示两个弹簧2326a和2326b的合成弹簧常数。
此外，当阀部的流阻由R表示且经过孔2320的液体的流量由Q表示时，建立了以下表达式。
P2＝P1–QR (表达式2)
这里，阀部被设计成使得流阻R和阀体2325的打开程度具有例如图15所示的关系。也就是说，流阻R随着阀体2325的打开程度的增大而减小。当阀体2325的位置被确定使得(表达式1)和(表达式2)同时成立时，确定了压力控制室2323的压力P2。
连接到压力调整机构L的上游侧的压力源(第二循环泵1004)的压力是均一的。为此，在流入到压力调整机构L的上游流路2328中的液体的流量Q增加的情况下，随着流量Q的增加，通过增加从压力调整机构L到缓冲储液器1003的流路的流阻量使压力控制室2323的压力P1减小。结果，用作打开阀体2325的力的压力P1·Sv减小，因而按照(表达式1)使压力控制室2323的压力P2瞬时增大。
此外，从(表达式2)导出R＝(P1-P2)/Q的关系。
这里，由于流量Q和压力控制室内的压力P2增大且孔2320的上游压力P1减小，因此流阻R减小。如图15所示，流阻R的减小表示阀体2325的打开程度的增大。如图14B所示，当阀体2325的打开程度增大时，弹簧2326a和2326b的长度减小。因而，移位x从自然长度增加，因而弹簧2326a和2326b的作用力kx增大。为此，如从(表达式1)显而易见的，压力控制室2323内的压力P2瞬时减小。此外，当压力控制室2323内的压力P2瞬时增大时，通过与上述作用相反的作用，压力控制室2323内的压力P2瞬时减小。以此方式，当压力的改变被瞬时重复使得在阀体2325的打开程度根据流量Q而改变的状态下同时满足(表达式1)和(表达式2)时，压力控制室2323内的压力P2被均一地控制。此外，如图14A所示，当下游流路2329在竖直方向上被连接到压力控 制室2323的上侧时，能够抑制气泡滞留在压力控制室2323内。为此，压力接收板2321的操作不会受气泡干扰，因而控制压力阀可以稳定化。
尽管已说明了设置在负压控制单元230的一个压力调整机构L，但是另一压力调整机构H也具有相同的构造，因而能够执行相同的压力控制。这里，如以下将说明的，在实施方式中，两个压力调整机构L和H被构造成产生两个不同的负压。此外，如图13和图15所示，两个压力调整机构L和H形成为使得组成部件被一体地组装到同一个负压控制单元壳体231。以此方式，当两个压力调整机构L和H被构造为单个单元时，能够节约空间。
(实施例)
图16至图22A和图22B是示出在本实施方式中所使用的负压控制单元230的两个压力调整机构L和H中产生两个不同负压的实施例(第一实施例至第八实施例)的图。此外，在图16至图22A和图22B中，相同的附图标记将被赋予与图13、图14A和图14B中的组成部件相同的组成部件，且将省略其详细说明。图16是示出第一实施例的负压控制单元230A的图。负压控制单元230A具有一个压力调整机构L的孔2320和另一个压力调整机构H的孔2330布置在竖直方向上的不同位置(高度)的构造。图16的附图标记235表示孔2320和孔2330之间的竖直方向上的高度差(水头差)。因此，当打印头被驱动时对于喷出口的水头差可以被设定为在孔2320和孔2330中不同，因而可以通过水头差235在分别流出压力调整机构L和H的液体中产生精确的压差。因而，当液体分别从压力调整机构L和H被供给到液体喷出单元300的独立供给流路213和独立回收流路214时，能够在两个流路之间产生稳定的压差。为此，能够可靠地实现在液体喷出单元300内的从共用供给流路211至共用回收流路212的液体流。此外，由于在压力调整机构L和H中使用的所有组成部件可以通用，因此能够降低制造成本。
图17是示出第二实施例的负压控制单元230B的截面图。负压控制单元230B具有设置于两个压力调整机构L和H的弹簧的弹簧常数被设定为不同值的构造。也就是说，弹簧常数被设定成使得由对阀体2325施力的弹簧2326a和2326b产生的施加到阀体2325的施力不同于由对阀体2335施力的弹簧2336a和2336b产生的施加到阀体2335的施力。在图17所示的实施例中，在构成一个施力构件的两个弹簧2326a和2326b中，仅一个弹簧2326b被设定为与另一个施力构件的弹簧2336b不同，而一个施力构件的弹簧2326a被设定为与另一个施力构件的弹簧2336a相同。以此方式，当一个施力构件的仅一个弹簧被设定为不同时，在负压控制机构中使用的组成部件之中除了被设置为不同组成部件的组成部件之外的所有组成部件能够在两个压力调整机构中通用。因此，能够减少组成部件的数量或者能够降低制造成本。这里，构成一个施力构件的两个弹簧可以被设定为与另一个施力构件的两个对应的弹簧不同。
以下，将说明详细的实施例。当在(表达式1)中压力控制室2323内的相对于大气压的压力被设定为-100mmAq时的弹簧常数由K1表示时，成立以下表达式。
(P0Sd-(P1Sv+k1x))/(Sd-Sv)＝P0-100[mmAq] (表达式3)
从(表达式3)，K1由(表达式4)表达。
K1＝((P0-P1)·Sv+100(Sd-Sv))/x (表达式4)
这里，当在仅改变弹簧常数使得压力控制室2323内的相对于大气压的压力被设定为-200mmAq的情况下的弹簧常数由K2表示时，K2由与(表达式4)相似的(表达式5)表达。
K2＝((P0-P1)·Sv+200(Sd-Sv))/x (表达式5)
如上所述，根据弹簧常数K的变化，能够改变压力控制值。
接下来，将参照图18至图21A和图21B说明在本发明中所使用的负压控制单元230的两个压力调整机构L和H处产生不同压力的不同实施例(第三实 施例至第六实施例)。
图18是示出第三实施例的截面图，图19是示出第四实施例的截面图。第三实施例和第四实施例两者具有如下构造：具有相同弹簧常数的弹簧用在设置于负压控制单元的两个压力调整机构L和H中，且弹簧在压力调整机构的阀体关闭的状态下的长度被设定为彼此不同。
在第三实施例和第四实施例中，弹簧2326b在压力调整机构L的阀体2325关闭的状态下的长度45被设定为比弹簧2336b在另一压力调整机构H的阀体2325关闭的状态下的长度46短。
在第三实施方式中，如图18所示，弹簧座2325b收纳弹簧2325的一端的深度(弹簧收纳深度)被设定为比弹簧座2335a收纳弹簧2335的深度(弹簧收纳深度)深(长)。因此，一个压力调整机构在阀体关闭的状态下的弹簧压缩量可以比另一个压力调整机构的弹簧压缩量大。此外，在阀体关闭的状态下在一个压力调整机构L中产生的压力能够被设定为比在另一个压力调整机构H中产生的压力低。
此外，第四实施例包括调整弹簧座2325b在弹簧伸缩的方向上的位置的弹簧长度调整构件2325c。在图19中，通过弹簧长度调整构件2325c使一个压力调整机构L的弹簧座2325b的位置在分隔壁部2320a附近移动。为此，弹簧在阀体2325关闭的状态下的长度被调整为比弹簧在另一个压力调整机构H的阀体2335关闭的状态下的长度短。因此，在一个压力调整机构L中产生的负压可以被设定为比在另一个压力调整机构H中产生的负压低。此外，在第四实施方式中，由于可以通过弹簧长度调整构件来调整弹簧座2325b的位置，因此可以在组装负压控制单元230之后调整压力控制值。为此，能够通过弹簧长度调整构件2325c进一步准确地执行压力控制，且能够在两个压力调整机构L和H之间产生期望的压差。结果，能够以高精度调整在喷出口处的墨循环流速。
另外，在第三实施例和第四实施例中，调整串联设置在压力调整机构L中的两个弹簧的一个弹簧(在图18和图19中，与阀体2325接触的弹簧2326b)。然而，可以调整在串联设置的弹簧中的与压力接收板2321接触的弹簧2326a的长度(压缩量)。此外，可以调整两个弹簧2326b和2326b的两个长度。可以调整在另一个压力调整机构H处的两个弹簧中的至少一个弹簧(2336b或2336a)。在这种情况下，压力调整机构H中的至少一个弹簧2336a或2336b的长度可以被调整为比压力调整机构L的弹簧2326a和2326b的长度长(使得压缩量变小)。
图20是示出第五实施例的截面图。第五实施例具有用作压力接收部的压力接收板2321和2333分别具有从压力控制室2323和2333接收压力的不同压力接收面积的构造。也就是说，当在压力调整机构H处的压力接收板2331的面积被设定为大于在压力调整机构L处的压力接收板2333的面积时，能够在位于压力调整机构L处的压力控制室2323的压力和位于压力调整机构H处的压力控制室2333的压力之间产生压力差。此外，当压力接收板2321和2332的面积被设定得大时，能够减小从上游侧施加的压力P1的压力变化的影响。因而，当压力接收板2321和压力接收板2332的面积被设定为彼此不同且压力接收板2321、2332两者的面积被设定得大时，能够有效地在位于压力调整机构L和H处的压力控制室2323和压力控制室2333的压力之间产生精确的压力差。
图21A是示出第六实施例的截面图，图21B是示出图21A中所示的β部的放大截面图。第六实施例具有压力调整机构L和H的阀体2325和2335的压力接收面积被设定为彼此不同的构造。阀体2325和2335的压力接收面积表示当阀体关闭孔2320和2330时由接触分隔壁部2320a和2330a的位置围成的内侧(下方)区域。以下，该区域将被称为压力接收区域。液体流通室2324和2334中的压力被施加到阀体2325和2335的压力接收区域，使得通过在施加的压力和压力控制室2323和2333内的压力之间的压差产生使阀体2325和2335移动 的力。这里，阀体2325和2335的压力接收区域根据阀体2325和2335的形状而改变。为此，在压力接收区域不同于图21A和图21B的形状的情况下，被施加到阀体2325和2335的压力改变，使得可以改变使阀体2325和2335移动的力。
当阀体2325和2335的压力接收面积减小时，能够减小压力接收板2321和2331的尺寸，因而能够减小压力控制单元230的尺寸。然而，当阀体2325和2335的压力接收面积减小时，阀体2325和2335容易倾斜，阀部中的流阻容易改变。为此，存在压力控制变得不稳定的可能性。
如上所述，在一个压力调整机构和另一个压力调整机构的弹簧、压力接收板和阀体中的任一者被设定为不同的情况下，不同的组成部件不可以通用，因而组成部件的数量增加。特别地，由于压力接收板或阀体通常是通过成型(molding)制造的，因此存在由于成型组成部件的数量增加导致制造成本可能增加的担心。然而，由于弹簧在无需成型的情况下制造，因此成型模具不是必需的，因而能够抑制所使用的弹簧的种类增加而引起成本增加。为此，期望的是，作为在两个压力调整机构的各压力控制室中产生压力差的方法，对阀体施力的弹簧的弹簧常数彼此不同。
另外，在上述实施例中，柔性膜用作压力控制室的组成部件中的一个组成部件，但是本发明不限于柔性薄片。例如，可以使用其它构件，只要能够发挥流体密封功能且压力接收板的运动或阀体的开闭操作不被干扰即可。
此外，可以独立或一起地执行第一实施例至第六实施例。此外，实施例可以适当地彼此结合，且可以通过实施例的结合进一步扩大压力控制的范围。
(在负压控制单元和流路之间的连接的实施例)
图22A和图22B是示出实施方式的在流路和负压控制单元230之间的连接的实施例(第七实施例和第八实施例)的示意图。在第七实施例中，如图22A所示，压力调整机构L和H的上游流路2328和2338在主体231内部彼此连通。此外，在第八实施例中，如图22B所示，上游流路2328和2338在主体231 外部且在压力控制组件400内部彼此连通。
为了实现高品质图像打印操作，需要使墨流过液体喷出单元300的流速稳定。因此，需要使作为墨流产生源的两个压力调整机构L和H的控制压力之间的差(压差)稳定。为了使压差稳定，有效的是，使施加到两个压力调整机构L和H的压力值大致彼此相等。为此，在第七实施例和第八实施例中，分别与压力调整机构L和H连通的上游流路2328和2338彼此连通。此外，期望的是，为了减小从压力产生源延伸至两个压力调整机构L和H的流路中的压力损失，将上游流路2328和2338之间的连通位置设定在压力调整机构附近。这里，在第七实施例和第八实施例中，如图23A和图23B所示，在上游流路2328和2338之间的连通位置限定在压力控制组件2000的内部。
这里，在上游流路2328和2338在压力调整机构L和H附近彼此连通或彼此不连通的情况下，比较在压力产生源和两个压力调整机构L和H之间的压力损失的公差。另外，图23A至图23C是示出在负压控制单元230和压力产生源之间的连接的示意性流体回路图，图23A示出图22A的第六实施例的流体回路，图23B示出图22B的第七实施例的流体回路。此外，图23C示出根据第七实施例和第八实施例的比较例的流体回路。在比较例中，压力调整机构L和H的上游流路彼此不连通。
构成图23A至图23C所示的流体回路的组成部件具有以下构造。首先，用作布置在液体喷出头3的外部的压力源的泵(P1)1004用作压力产生源。作为从泵1004延伸到负压控制单元230的流路，使用长度为3000mm且内径为φ2.5±0.1mm的管TU1。将管TU1和液体喷出头3彼此连接的液体连接部111具有10mm的长度和φ1±0.1mm的内径。具有±10％的500mm2的阻抗公差的过滤器221连接到液体连接部111。均具有50mm的长度、3±0.1mm的高度、5±0.1mm的宽度且布置在负压控制单元230内的上游流路2328和2338连接到过滤器221。
在图23A至图23C所示的流路构造中，当具有8cp的粘度的墨以50ml/min的流速流动时，管TU1和液体连接部111内的流阻由(表达式6)表达，负压控制单元230内的流阻由(表达式7)表达。此外，过滤器221的阻抗系数设定为300mmAq/(ml/min)·mm2/cp。
R＝8·η·L/π·r4 (表达式6)
在(表达式6)中，R表示流阻，η表示粘度，L表示长度，π表示圆周率，r表示圆筒流路半径。
R＝12*η*L*(0.33+1.02*(a/b+b/a))/(a*b)2 (表达式7)
在(表达式7)中，a表示流路高度，b表示流路宽度。
这里，在图24中示出了各组成部件的压力损失计算结果。
如图24的结果所示，在上游流路2328和2338彼此不连通的图23C的比较例中，被施加到两个压力调整机构L和H的压力具有由流阻的公差引起的最大为985.9mmAq的差。此外，在与图23A的第七实施例类似的上游流路2328和2338在两个压力调整机构L和H附近彼此连通的情况下，施加到两个压力调整机构L和H的压力具有由流阻的公差引起的最大为2.2mmAq的差。以此方式，在第七实施方式中，由流阻的公差引起的压力差被减小到在比较例中产生的压力差的大约1/450。
此外，在与图23B所示的第八实施例类似的上游流路2328和2338在过滤器221的上游侧彼此流体连通的情况下，由于流阻的公差而在施加到两个压力调整机构L和H的压力之间产生最大为66.2mmAq的差。因而，在第八实施例中，由流阻的公差产生的压力差被减小到在比较例中产生的压力差的大约1/30。
如上所述，由于通过流阻的公差在被施加到两个压力调整机构L和H的压力之间产生差，因此两个压力调整机构L和H的控制压力值如下改变。现在，将假定基于(表达式1)将压力调整机构H的控制压力设计值设定为-100mmAq且将压力调整机构H的控制压力设计值设定为-200mmAq的情况。这里，在(表达式1)中，Sv被设定为19.2mm2，Sd被设定为500mm2，P1-P0被设定为2000mmAq，k被设定为9.8065×10-3N/mm^2。在此情况下，在图23C的流体回路(比较例)中，如图25C所示地设定压力调整机构L和H的压力控制值。在图26C中示出了通过压力控制值的差(压差)而流过将墨供给和排出到喷出口13的墨循环流路13b的液体的流速。
如图26C所示，比较例的压力控制值的压差被设定成使得最大值(Max)为139.44mmAq且最小值(Min)为60.56mmAq。也就是说，压差的可变宽度变为78.88mmAq。以此方式，由于压差改变，因此流过将墨供给和排出到喷出口13的墨循环流路13b的液体的流速如下改变。现在，将控制压力值的压差设定为100mmAq，并且将通过该压差流过将墨供给和排出到喷出口13的墨循环流路13b的液体的流速(设计流速值)设定为20mm/s。此时，在图26C中，由于压差的改变，流速的最大值变为27.89mm/s，流速的最小值变为12.11mm/s。因而，由压差的改变所引起的液体的流速的可变宽度((流速的最大值)-(流速的最小值))变为15.78mm/s。因而，液体的流速由于图26C中的控制压力设计值的压差而具有约±39.4％的改变。以此方式，由于流过将墨供给和排出到喷出口13的墨循环流路13b的墨的流速大幅度地改变，因此喷出口的负压也改变，因而不能容易地打印高品质图像。
同时，在图23B所示的第八实施例的流体回路中，在如图25B所示地设定控制压力值的情况下，如图26B所示地设定压力调整机构L和H的控制压力之间的差和流过将墨供给和排出到喷出口13的墨循环流路13b的液体的流速的最大值、最小值。在图26B的情况下，流速的最小值变为19.47mm/s，流速的最大值变为20.53mm/s，流速的可变宽度变为1.06mm/s。也就是说，在第八实施例中，流过将墨供给和排出到喷出口13的墨循环流路13b的液体的流速相对于20mm/s的设计流速值改变大约±2.6％。流速的可变宽度相对于图25C的比较例的流速的可变宽度变为大约1/15。
此外，在图26A所示的第七实施例的流体回路中，在如图25A所示地设定控制压力设计值的情况下，如图26A所示地设定压力控制值的差以及通过压差流过将墨供给和排出到喷出口13的墨循环流路13b的液体的流速的最大值、最小值。在图26A的情况下，流速的最小值变为19.98mm/s，流速的最大值变为20.02mm/s，流速的可变宽度变为0.035mm/s。因而在第七实施例中，流过将墨供给和排出到喷出口13的墨循环流路13b的液体的流速相对于设计流速值改变约±0.09％，因而流速基本上不改变。
如上所述，期望的是，为了使流过将墨供给和排出到喷出口13的墨循环流路13b的液体的流速稳定，使与两个压力调整机构L和H连通的两个上游流路2328和2338在压力调整机构附近流体连接。
在设置于负压控制单元230的两个上游流路2328和2338之间的连通位置可以如图22A所示设定在主体231的内部，但是也可以如图22B所示设定在负压控制单元壳体231的外部。为了减小流阻的公差，期望的是，在两个上游流路2328和2338之间的连通位置被设定为靠近压力调整机构L和H的位置。从该方面，图22A中所示的流路构造是期望的。这里，如图22B所示，在两个上游流路2328和2338在负压控制单元壳体231的外部彼此连通的构造中，流路无需在负压控制单元壳体231的内部分支。为此，负压控制单元壳体231可以形成为能够容易执行注射成型操作的形状。因而，从降低制造负压控制单元230时的难易度的观点出发，图22B中所示的流路构造是有效的。因而，期望地采用图22B的构造且使两个上游流路2328和2338在负压调整单元附近流体连接。此外，在图22B中，两个上游流路2328和2338在液体供给单元230的内部彼此连通，但是连通位置不限于液体供给单元230的内部，还可以是压力控制组件400的外部。然而，在这种情况下，为了抑制由在压力调整机构L和H的上游侧处的流阻的公差所引起的压力的改变，需要将从流体连接 部至压力调整机构的距离抑制为最小。
此外，如图3所示，过滤器221被布置成抑制喷出口被由制造过程产生的废物或来自墨的沉积物阻塞。当过滤器221相对于在两个上游流路2328和2338之间的连通位置位于上游侧时，用作阻抗器(resistor)的过滤器221可以通用。这可以通过图23A所示的流路构造来实现。以此方式，由于过滤器221通用，因此可以节约空间且如图24和图23A所示使压力调整机构L的控制压力和压力调整机构H的控制压力之间的压差稳定。为此，由于可以抑制流过液体喷出单元300的液体的流速的变化，因此可以实现高品质图像打印操作。
(过滤器收纳室的变型例)
图27A和图27B是示出图3所示的过滤器收纳室222的变形例的示意图，图27A示出了第一变型例，图27B示出了第二变型例。与图3所示的过滤器收纳室222类似，图27A所示的第一变型例的过滤器收纳室221A设置在液体供给单元220的内部。过滤器221布置在过滤器收纳室222A的内部，以将过滤器收纳室222的内部划分成上游侧区域和下游侧区域。在第一变型例中，过滤器221A沿着与竖直方向正交的平面(水平面)布置。流入口225形成在过滤器收纳室222A的竖直方向上的下部。流入口225A连接到设置于液体供给单元220的液体连接部111。此外，流出口223设置在过滤器收纳室222A的竖直方向上的上部。流出口223A连接到相对于在压力控制机构L和H的上游流路2328和2338之间的连通部的上游流路。此外，过滤器收纳室222A形成为使得排气口224A形成于过滤器221的下表面附近。排气口224A通过旁通流路224a连接到液体供给单元220的排气部220a。
如上所述，在第一变型例中，流出口223设置在过滤器收纳室222A的竖直方向上的上部，使得过滤器收纳室222A内的空气容易排出。为此，由于通过浮力向上移动的气泡可以从流出口223A排出，因此可以抑制气泡在过滤器 收纳室222A内的滞留。此外，由于排气口224A设置在过滤器221A的下表面，因此上浮到过滤器221的气泡能够从排气口224A通过旁通流路224a排出到外部。以此方式，由于可以抑制空气在过滤器收纳室222A内的滞留，因此能够抑制用作阻抗器的过滤器221A的有效面积的变化。为此，可以使从用作上游压力源的泵100延伸到两个压力调整机构L和H的流路的流阻值稳定。因而，根据第一变型例的过滤器收纳室222A由于进一步稳定了通过两个压力调整机构控制的压力值，因此可以进一步减少通过预定压差流过液体喷出单元300的墨的流速的变化，且实现高品质图像打印操作。
此外，在图27B所示的第二变型例中，过滤器221B以相对于水平方向具有预定倾斜角度的方式布置在过滤器收纳室222B的内部，并且过滤器收纳室222B被过滤器221B划分为上游区域和下游区域这两个区域。即使在第二变型例中，流出口223设置在过滤器收纳室222B的竖直方向上的上部，流入口223B布置在过滤器收纳室222B的竖直方向上的下部。此外，过滤器收纳室222B形成为使得与上游区域连通的排气口224B形成在流入口223的竖直上侧且连接到液体供给单元220的排气部220a。
在第二变型例中，与第一变型例类似，空气可以从设置在竖直方向上的上部处的流出口224B排出，上浮到过滤器221B的气泡可以从排气口224排出。此外，在第二变型例中，由于过滤器221B布置成倾斜的，所以与流至上游区域的墨混合的气泡可以沿着过滤器222B的倾斜面上浮且从排气口224B排出。为此，进一步改善了抑制气泡在过滤器收纳室222B内的滞留的效果，因而能够进一步有效地抑制过滤器221的有效面积的变化。
此外，在实施方式和第一变型例、第二变型例中，已说明了过滤器收纳室222A和222B布置在液体供给单元220的内部的实施例，但是过滤器收纳室222A和222B的配置位置可以设定到负压控制单元230的内部或压力控制组件400的外部。在这种情况下，过滤器收纳室可以布置在压力调整机构L和H 的在竖直方向上的上侧位置、下侧位置或相同位置，但是期望能够缩短压力调整机构L、H与压力控制机构233之间的距离的配置。例如，如图27A和图27B所示，在位于压力调整机构L和H的上游流路2328和2338之间的连接部形成在负压控制单元的竖直方向上的下部的情况下，期望将过滤器收纳室222布置在压力调整机构L和H的竖直方向上的下部。也就是说，由于过滤器收纳室布置在压力调整机构L和H的竖直方向上的下部，因此能够缩短从过滤器221到压力调整机构L和H的距离。为此，能够减小所产生的从用作压力源的泵1004至压力调整机构233的压力损失，因而执行高精度的压力控制。
(其它实施方式)
此外，上述实施方式不限制本发明的范围。在实施方式中，作为实施例，已说明了通过使用加热元件产生气泡喷出液体的热动类型(thermal type)，但是本发明还可以应用到压电式或其它液体喷出类型的液体喷出头。
作为本发明的实施方式，已说明了诸如墨等的液体在储液器和液体喷出头之间循环的喷墨打印设备(打印设备)，但是可以采用其它实施方式。例如，代替墨的循环，可以采用如下构造：在液体喷出头的上游侧和下游侧分别设置两个储液器，且墨从一个储液器流动至另一储液器，使得在液体喷出头的压力室内的墨流动。
此外，在实施方式中，已说明了具有与打印介质的宽度对应的长度的所谓行式头的示例，但是本发明还可以应用到在扫描打印介质的同时在打印介质上打印图像的所谓串行式(serial type)液体喷出头。作为串行式液体喷出头，例如，可以例示配备有喷出黑色墨的打印元件基板和喷出彩色墨的打印元件基板的构造，但是本发明不限于此。也就是说，设置了比打印介质的宽度短且多个打印元件基板被布置成使得喷出口沿喷出口列方向彼此重叠的短液体喷出头，且通过该短液体喷出头扫描打印介质。
虽然已经参照示例性实施方式说明了本发明，但是应当理解，本发明不 限于所公开的示例性实施方式。权利要求书的范围应符合最宽泛的解释，以包括所有这样的变型、等同结构和功能。

Claims (20)

1.一种液体喷出打印设备，其通过从形成于液体喷出头的喷出口喷出液体而进行打印，其特征在于，所述液体喷出打印设备包括：
压力控制组件，其产生用于使液体流动至与所述喷出口连通的喷出口连通流路的压力；
其中，所述压力控制组件包括：
第一上游流路；
第一压力调整机构，其使从第一上游流路供给的液体从所述第一压力调整机构起以第一压力流动；
第二上游流路；
第二压力调整机构，其使从第二上游流路供给的液体从所述第二压力调整机构起以与所述第一压力不同的第二压力流动；
第一下游流路，其将液体从所述第一压力调整机构供给到所述喷出口连通流路；以及
第二下游流路，其将液体从所述第二压力调整机构供给到所述喷出口连通流路，
所述第一上游流路和所述第二上游流路彼此连通，并且
所述第一下游流路和所述第二下游流路分别连接到同一喷出口连通流路。
2.根据权利要求1所述的液体喷出打印设备，其中，
所述第一上游流路和所述第二上游流路在所述压力控制组件内彼此连通。
3.根据权利要求1或2所述的液体喷出打印设备，其中，
所述第一上游流路和所述第二上游流路连接有以预定压力供给液体的压力源，在所述压力源与所述第一上游流路、所述第二上游流路之间设置有移除包含在液体中的异物的过滤器，并且
所述第一上游流路和所述第二上游流路在所述过滤器和所述第一压力调整机构、所述第二压力调整机构之间彼此连通。
4.根据权利要求1或2所述的液体喷出打印设备，其中，
所述第一上游流路和所述第二上游流路连接有以预定压力供给液体的压力源，在所述压力源与所述第一上游流路、所述第二上游流路之间设置有移除包含在液体中的异物的过滤器，并且
所述第一上游流路和所述第二上游流路在所述压力源和所述过滤器之间彼此连通。
5.根据权利要求1所述的液体喷出打印设备，其中，
所述第一上游流路和所述第二上游流路连接有以预定压力供给液体的压力源，所述压力控制组件包括液体供给单元，所述液体供给单元具有使从所述压力源供给的液体导向至所述第一压力调整机构和所述第二压力调整机构的流路。
6.根据权利要求3所述的液体喷出打印设备，其中，
所述第一上游流路和所述第二上游流路连接有以预定压力供给液体的压力源，在具有连接到所述压力源的流入口和连接到所述第一上游流路和所述第二上游流路的流出口的过滤器收纳室内设置有所述过滤器，并且
所述过滤器收纳室使液体从所述流入口流动通过所述过滤器且从所述流出口朝向所述第一上游流路和所述第二上游流路流动。
7.根据权利要求6所述的液体喷出打印设备，其中，
所述流入口设置在所述过滤器收纳室的竖直方向上的下部，所述流出口设置在所述过滤器收纳室的竖直方向上的上部。
8.根据权利要求6或7所述的液体喷出打印设备，其中，
所述过滤器收纳室包括将上浮到所述过滤器的下表面的气泡从所述过滤器收纳室排出的排气口。
9.根据权利要求1或2所述的液体喷出打印设备，其中，
所述第一压力调整机构包括：
第一液体流通室，其与所述第一上游流路连通；
第一压力控制室，其与所述第一下游流路连通；
第一孔，其使所述第一液体流通室和所述第一压力控制室彼此连通；
第一阀体，其改变在所述第一液体流通室和所述第一压力控制室之间的流阻；
第一施力构件，其通过第一施力沿所述第一孔关闭的方向对所述第一阀体施力；以及
第一压力接收部，其基于根据所述第一压力控制室内的液体的量的变化所产生的压力的变化而移位，且所述第一压力接收部将该移位传递至所述第一阀体，从而与由所述第一施力构件产生的所述第一施力一起操作所述第一阀体，并且
所述第二压力调整机构包括：
第二液体流通室，其与所述第二上游流路连通；
第二压力控制室，其与所述第二下游流路连通；
第二孔，其使所述第二液体流通室和所述第二压力控制室彼此连通；
第二阀体，其改变在所述第二液体流通室和所述第二压力控制室之间的流阻；
第二施力构件，其通过第二施力沿所述第二孔关闭的方向对所述第二阀体施力；以及
第二压力接收部，其基于根据所述第二压力控制室内的液体的量的变化所产生的压力的变化而移位，且将该移位传递至所述第二阀体，从而与由所述第二施力构件产生的第二施力一起操作所述第二阀体。
10.根据权利要求9所述的液体喷出打印设备，其中，
所述第一施力和所述第二施力被设定为彼此不同。
11.根据权利要求3所述的液体喷出打印设备，其中，
所述第一施力构件包括第一弹簧座和设置在所述第一弹簧座和所述第一阀体之间的第一弹簧；并且
所述第二施力构件包括第二弹簧座和设置在所述第二弹簧座和所述第二阀体之间的第二弹簧。
12.根据权利要求1所述的液体喷出打印设备，其中，
所述液体喷出头包括打印元件和压力室，
所述打印元件通过使压力室内的压力变化而产生用于将液体从所述喷出口喷出的能量，并且
在所述压力室内包括所述打印元件。
13.根据权利要求12所述的液体喷出打印设备，其中，
所述喷出口连通流路包括将液体供给到所述压力室的独立供给流路和从所述压力室回收液体的独立回收流路，并且
所述第一下游流路与所述独立供给流路连通，所述第二下游流路与所述独立回收流路连通。
14.根据权利要求9所述的液体喷出打印设备，其中，
在使用所述液体喷出头的状态下，所述第一孔和所述喷出口之间的竖直距离不同于所述第二孔和所述喷出口之间的竖直距离。
15.根据权利要求9所述的液体喷出打印设备，其中，
所述第一下游流路与所述第一压力控制室的竖直方向上的上部连通，并且
所述第二下游流路与所述第二压力控制室的竖直方向上的上部连通。
16.一种液体喷出头，其包括喷出液体的喷出口，其特征在于，所述液体喷出头包括：
压力控制组件，其产生用于使液体流动至与所述喷出口连通的喷出口连通流路的压力；
其中，所述压力控制组件包括：
第一上游流路；
第一压力调整机构，其使从第一上游流路供给的液体从所述第一压力调整机构起以第一压力流动；
第二上游流路；
第二压力调整机构，其使从第二上游流路供给的液体从所述第二压力调整机构起以与所述第一压力不同的第二压力流动；
第一下游流路，其将液体从所述第一压力调整机构供给到所述喷出口连通流路；以及
第二下游流路，其将液体从所述第二压力调整机构供给到所述喷出口连通流路，
其中，所述第一上游流路和所述第二上游流路彼此连通，并且
所述第一下游流路和所述第二下游流路分别连接到相同的所述喷出口连通流路。
17.根据权利要求16所述的液体喷出头，其中，
所述第一上游流路和所述第二上游流路在所述压力控制组件内彼此连通。
18.根据权利要求16或17所述的液体喷出头，其中，
所述第一上游流路和所述第二上游流路连接有以预定压力供给液体的压力源，在所述压力源与所述第一上游流路、所述第二上游流路之间设置有移除包含在液体中的异物的过滤器，并且
所述第一上游流路和所述第二上游流路在所述过滤器和所述第一压力控制机构、所述第二压力控制机构之间彼此连通。
19.根据权利要求16或17所述的液体喷出头，其中，
所述第一上游流路和所述第二上游流路连接有以预定压力供给液体的压力源，在所述压力源与所述第一上游流路、所述第二上游流路之间设置有移除包含在液体中的异物的过滤器，并且
所述第一上游流路和所述第二上游流路在所述压力源和所述过滤器之间彼此连通。
20.根据权利要求16或17所述的液体喷出头，其中，
所述液体喷出头包括打印元件和压力室，所述打印元件产生用于喷出液体的能量，在所述压力室内包括所述打印元件，并且
所述压力室中的液体在外部和所述压力室之间循环。
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