JP7463089B2 - Liquid ejection head - Google Patents

Liquid ejection head Download PDF

Info

Publication number
JP7463089B2
JP7463089B2 JP2019226670A JP2019226670A JP7463089B2 JP 7463089 B2 JP7463089 B2 JP 7463089B2 JP 2019226670 A JP2019226670 A JP 2019226670A JP 2019226670 A JP2019226670 A JP 2019226670A JP 7463089 B2 JP7463089 B2 JP 7463089B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
flow path
liquid
common
path member
ejection head
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2019226670A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2021094755A (en
Inventor
達郎 森
悟司 及川
真吾 奥島
了 木村
友美 駒宮
誠一郎 刈田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to JP2019226670A priority Critical patent/JP7463089B2/en
Publication of JP2021094755A publication Critical patent/JP2021094755A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP7463089B2 publication Critical patent/JP7463089B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Ink Jet (AREA)
  • Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)

Description

本発明は、液体を吐出する液体吐出ヘッドに関するものである。 The present invention relates to a liquid ejection head that ejects liquid.

吐出口から液体を吐出して記録を行う液体吐出ヘッドは、液体の吐出が終了してから一定時間が経過すると、吐出口内に残存している液体の揮発成分が蒸発し、吐出口内の液体の粘度が増加することがある。吐出口内の液体の粘度が増加すると、吐出口から液体が吐出されにくくなるため、吐出される液体の吐出速度の低下や、吐出口から液体が吐出されない状態が生じる恐れがある。 A liquid ejection head ejects liquid from an ejection port to perform recording. When a certain amount of time has passed since the ejection of liquid has finished, the volatile components of the liquid remaining in the ejection port evaporate, and the viscosity of the liquid in the ejection port may increase. When the viscosity of the liquid in the ejection port increases, it becomes difficult for the liquid to be ejected from the ejection port, which may result in a decrease in the ejection speed of the ejected liquid or a situation in which the liquid is not ejected from the ejection port.

特許文献1においては、吐出口と連通する圧力室に液体を供給する共通供給流路と、圧力室から液体を回収する共通回収流路とを液体吐出ヘッドに設ける構成とすることにより、圧力室の内部と外部とで液体を循環させる構成が開示されている。圧力室内部と外部とで液体を循環させることで、吐出口内の液体の粘度が増粘することを抑制することができる。 Patent Document 1 discloses a configuration in which a liquid ejection head is provided with a common supply flow path that supplies liquid to a pressure chamber that communicates with the ejection port, and a common recovery flow path that recovers liquid from the pressure chamber, thereby circulating liquid between the inside and outside of the pressure chamber. By circulating liquid between the inside and outside of the pressure chamber, it is possible to prevent the viscosity of the liquid in the ejection port from increasing.

特開2019-043095号公報JP 2019-043095 A

特許文献1に記載されているような循環の形態においては、圧力室内に液体を加熱する加熱素子があると、圧力室の下流に位置する供給流路内には加熱素子により温められた液体が流動することとなる。そのため、圧力室よりも下流に位置する共通回収流路を流動する液体の温度は、圧力室よりも上流に位置する共通供給流路を流動する液体の温度よりも高くなる。これにより、流路部材の共通供給流路周りの部分の温度よりも、共通回収流路周りの部分の温度の方が高くなり、流路部材内で温度の偏り(温度勾配)が生じる。この温度の偏りにより流路部材は変形することがあり、記録品位に影響が及ぶことがあった。 In the circulation mode described in Patent Document 1, if there is a heating element that heats the liquid in the pressure chamber, the liquid heated by the heating element will flow in the supply flow path located downstream of the pressure chamber. Therefore, the temperature of the liquid flowing in the common recovery flow path located downstream of the pressure chamber will be higher than the temperature of the liquid flowing in the common supply flow path located upstream of the pressure chamber. As a result, the temperature of the part around the common recovery flow path will be higher than the temperature of the part around the common supply flow path of the flow path member, resulting in a temperature bias (temperature gradient) within the flow path member. This temperature bias can cause deformation of the flow path member, which can affect the recording quality.

本発明は、上記課題を鑑み、流路部材の変形を抑制することができる液体吐出ヘッドを提供することを目的とする。 In view of the above problems, the present invention aims to provide a liquid ejection head that can suppress deformation of the flow path member.

上記課題は、以下の本発明によって解決される。即ち本発明は、液体を吐出する吐出口と連通する圧力室内の液体を加熱する加熱素子を有する素子基板と、前記圧力室に液体を供給する複数の個別供給流路と、前記圧力室から液体を回収する複数の個別回収流路と、が形成されている第1の流路部材と、前記複数の個別供給流路と接続している共通供給流路と、前記複数の個別回収流路と接続している共通回収流路と、が形成されている第2の流路部材と、を有する液体吐出ヘッドにおいて、前記共通供給流路および前記共通回収流路は、前記第2の流路部材の長手方向に延在し、かつ、前記長手方向に交差する方向である配列方向に互いに並んで形成されており、前記共通供給流路または前記共通回収流路のどちらか一方が、前記配列方向における前記第2の流路部材の一端に最も近い側と他端に最も近い側の両方に配置されており、前記第2の流路部材には、2つの前記共通供給流路と1つの前記共通回収流路とが形成されていることを特徴とする。 The above-mentioned problems are solved by the present invention, which is described below. That is, the present invention is a liquid ejection head having an element substrate having a heating element for heating liquid in a pressure chamber communicating with an ejection port for ejecting liquid, a first flow path member in which a plurality of individual supply flow paths for supplying liquid to the pressure chambers and a plurality of individual recovery flow paths for recovering liquid from the pressure chambers are formed, and a second flow path member in which a common supply flow path connected to the plurality of individual supply flow paths and a common recovery flow path connected to the plurality of individual recovery flow paths are formed, the common supply flow path and the common recovery flow path are formed side by side in an arrangement direction that extends in the longitudinal direction of the second flow path member and intersects with the longitudinal direction, and either the common supply flow path or the common recovery flow path is disposed on both the side closest to one end and the side closest to the other end of the second flow path member in the arrangement direction, and two of the common supply flow paths and one of the common recovery flow paths are formed in the second flow path member .

本発明によれば、流路部材の変形を抑制することができる液体吐出ヘッドを提供することができる。 The present invention provides a liquid ejection head that can suppress deformation of the flow path member.

記録装置を示す図。FIG. 記録装置の液体の循環経路を示す図。FIG. 4 is a diagram showing a liquid circulation path of the recording apparatus. 液体吐出ヘッドを示す図。FIG. 2 is a diagram showing a liquid ejection head. 液体吐出ヘッドを示す図。FIG. 2 is a diagram showing a liquid ejection head. 従来の第2の流路部材を示す図。FIG. 13 is a diagram showing a second flow path member according to the related art. 第1の実施形態における第2の流路部材を示す図。FIG. 4 is a view showing a second flow path member in the first embodiment. 第2の実施形態における第2の流路部材を示す図。FIG. 11 is a view showing a second flow path member in the second embodiment. 第2の実施形態の変形例における第2の流路部材を示す図。FIG. 13 is a view showing a second flow path member in a modified example of the second embodiment. 素子基板の構成を示す概略図。FIG. 2 is a schematic diagram showing the configuration of an element substrate. 第1の実施形態の変形例における第2の流路部材を示す図。FIG. 11 is a view showing a second flow path member in a modified example of the first embodiment.

以下、図面を用いて本発明の実施の形態の例について説明する。なお、流路部材の変形は、流路部材が長いほど大きくなりやすい傾向がある。そのため、本発明は、所謂シリアルタイプの液体吐出ヘッドの流路部材よりも長い流路部材を有している、紙等の被記録媒体の記録幅に対応した、所謂ページワイド型ヘッドに特に好適に用いることができる。以下、ページワイド型ヘッドを例に説明を行う。 The following describes an example of an embodiment of the present invention with reference to the drawings. Note that the longer the flow path member, the greater the deformation of the flow path member. Therefore, the present invention is particularly suitable for use with so-called page-wide heads that have flow path members longer than those of so-called serial type liquid ejection heads and correspond to the recording width of a recording medium such as paper. The following description uses a page-wide head as an example.

(記録装置)
記録装置について、図1を参照しながら説明する。図1に、本発明の液体吐出ヘッド3を搭載した記録装置の一例の模式図を示す。なお、図1に示す記録装置は、中間転写体(中間転写ドラム)1007を用いて記録を行う記録装置であるが、本発明の液体吐出ヘッド3を搭載する記録装置はこれに限られない。即ち、中間転写体1007を用いずに、液体吐出ヘッド3から直接的に被記録媒体2に液体を吐出して記録を行う記録装置であってもよい。図1に示す記録装置1000は、液体吐出ヘッド3から中間転写体1007に液体を吐出して画像パターン(印字パターン)を形成した後に、その画像パターンを被記録媒体2に転写する。記録装置1000では、少なくともCMYKの4種類のインクに夫々対応した4つの単色用の液体吐出ヘッド3が、中間転写体1007に沿って円弧状に配置されている。これによって中間転写体1007上にフルカラー記録が行われ、その記録画像パターンは、中間転写体1007上で適切に乾燥される。その後、記録画像パターンは、紙搬送ローラー1009によって搬送される被記録媒体2に、転写部1008により転写される。
(Recording device)
The recording apparatus will be described with reference to FIG. 1. FIG. 1 shows a schematic diagram of an example of a recording apparatus equipped with a liquid ejection head 3 of the present invention. The recording apparatus shown in FIG. 1 is a recording apparatus that performs recording using an intermediate transfer body (intermediate transfer drum) 1007, but the recording apparatus equipped with the liquid ejection head 3 of the present invention is not limited to this. That is, the recording apparatus may perform recording by ejecting liquid directly from the liquid ejection head 3 onto the recording medium 2 without using the intermediate transfer body 1007. The recording apparatus 1000 shown in FIG. 1 ejects liquid from the liquid ejection head 3 onto the intermediate transfer body 1007 to form an image pattern (print pattern), and then transfers the image pattern to the recording medium 2. In the recording apparatus 1000, four single-color liquid ejection heads 3 corresponding to at least four types of ink, CMYK, are arranged in an arc shape along the intermediate transfer body 1007. As a result, full-color recording is performed on the intermediate transfer body 1007, and the recorded image pattern is appropriately dried on the intermediate transfer body 1007. Thereafter, the recording image pattern is transferred by a transfer unit 1008 onto the recording medium 2 being transported by a paper transport roller 1009 .

(循環経路)
液体の循環経路について、図2を参照しながら説明する。図2に、記録装置1000の液体の循環経路の模式図を示す。負圧制御ユニット230を構成する2つの圧力調整機構は、負圧制御ユニット230よりも上流側の圧力変動が、所望の設定圧を中心として一定範囲内で収まるよう制御する機構(所謂「背圧レギュレーター」と同作用の機構部品)である。また、第2循環ポンプ1004は、負圧制御ユニット230の下流側を減圧する負圧源として作用する。第1循環ポンプ(高圧側)1001及び第1循環ポンプ(低圧側)1002は、液体吐出ヘッド3の上流側に配置され、負圧制御ユニット230は、液体吐出ヘッド3に配置されている。
(Circulation route)
The liquid circulation path will be described with reference to FIG. 2. FIG. 2 shows a schematic diagram of the liquid circulation path of the recording device 1000. The two pressure adjustment mechanisms constituting the negative pressure control unit 230 are mechanisms (mechanical components with the same function as a so-called "back pressure regulator") that control the pressure fluctuations upstream of the negative pressure control unit 230 to be within a certain range centered on a desired set pressure. The second circulation pump 1004 acts as a negative pressure source that reduces the pressure downstream of the negative pressure control unit 230. The first circulation pump (high pressure side) 1001 and the first circulation pump (low pressure side) 1002 are disposed upstream of the liquid ejection head 3, and the negative pressure control unit 230 is disposed in the liquid ejection head 3.

負圧制御ユニット230は、液体吐出ヘッド3により記録を行う際の記録Dutyの変化によって液体の流量に変動が生じても、自身の上流側(液体吐出ユニット300側)の圧力変動を、予め設定された圧力を中心として一定範囲内に安定にするように作動する。第2循環ポンプ1004によって、液体供給ユニット220を介して負圧制御ユニット230の下流側を加圧することが好ましい。このようにすると液体吐出ヘッド3に対するバッファタンク1003の水頭圧の影響を抑制できるので、記録装置1000におけるバッファタンク1003のレイアウトの選択幅を広げることができる。第2循環ポンプ1004の代わりに、例えば負圧制御ユニット230に対して所定の水頭差をもって配置された水頭タンクであっても適用可能である。 The negative pressure control unit 230 operates to stabilize the pressure fluctuations on its upstream side (the liquid ejection unit 300 side) within a certain range centered on a preset pressure, even if the liquid flow rate fluctuates due to a change in the recording duty when recording with the liquid ejection head 3. It is preferable to pressurize the downstream side of the negative pressure control unit 230 via the liquid supply unit 220 using the second circulation pump 1004. In this way, the effect of the head pressure of the buffer tank 1003 on the liquid ejection head 3 can be suppressed, so that the range of options for the layout of the buffer tank 1003 in the recording device 1000 can be expanded. Instead of the second circulation pump 1004, for example, a head tank arranged with a predetermined head difference relative to the negative pressure control unit 230 can also be applied.

負圧制御ユニット230は、それぞれが互いに異なる制御圧が設定された2つの圧力調整機構を備えている。2つの負圧調整機構の内、高圧設定側(Hと記載)、低圧側(Lと記載)はそれぞれ、液体供給ユニット220内を経由して、液体吐出ユニット300内の共通供給流路211、および共通回収流路212に接続されている。2つの負圧調整機構により共通供給流路211の圧力を共通回収流路212の圧力より相対的に高くすることで、共通供給流路211から個別供給流路213a及び各素子基板10の内部流路を介して共通回収流路212へと流れるインク流れが発生する(矢印)。 The negative pressure control unit 230 is equipped with two pressure adjustment mechanisms, each of which is set to a different control pressure. Of the two negative pressure adjustment mechanisms, the high pressure setting side (designated H) and the low pressure side (designated L) are connected to the common supply flow path 211 and the common recovery flow path 212 in the liquid ejection unit 300 via the liquid supply unit 220, respectively. By making the pressure of the common supply flow path 211 relatively higher than the pressure of the common recovery flow path 212 by the two negative pressure adjustment mechanisms, an ink flow is generated that flows from the common supply flow path 211 to the common recovery flow path 212 via the individual supply flow paths 213a and the internal flow paths of each element substrate 10 (arrow).

負圧制御ユニット230が液体吐出ヘッド3の下流側に配置されているので、負圧制御ユニット230から発生するゴミや異物がヘッドへ流入する懸念が少ない。また、バッファタンク1003から液体吐出ヘッド3へ供給する必要流量の最大値が少なくて済む。その理由は次の通りである。記録待機時に循環している場合の、共通供給流路211及び共通回収流路212内の流量の合計をAとする。Aの値は、記録待機中に液体吐出ヘッド3の温度調整を行う場合に、液体吐出ユニット300内の温度差を所望の範囲内にするために必要な、最小限の流量として定義される。また液体吐出ユニット300の全ての吐出口(不図示)からインクを吐出する場合(全吐時)の吐出流量をFと定義する。そうすると、記録待機時に必要な液体吐出ヘッド3への液体供給量は流量Aである。そして、全吐時に必要な液体吐出ヘッド3への供給量は流量Fとなる。そうすると、第1循環ポンプ(高圧側)1001及び第1循環ポンプ(低圧側)1002の設定流量の合計値、即ち必要供給流量の最大値はA又はFの大きい方の値となる。このため、同一構成の液体吐出ユニット300を使用する限り、必要供給量の最大値(A又はF)は小さくなる。そのため、適用可能な循環ポンプの自由度が高まり、例えば構成の簡便な低コストの循環ポンプを使用したり、本体側経路に設置される冷却器(不図示)の負荷を低減したりすることができ、記録装置本体のコストを低減できるという利点がある。この利点は、A又はFの値が比較的大きくなるラインヘッドであるほど大きくなり、ラインヘッドの中でも長手方向の長さが長いラインヘッドほど有益である。 Since the negative pressure control unit 230 is disposed downstream of the liquid ejection head 3, there is little concern that dust or foreign matter generated from the negative pressure control unit 230 will flow into the head. In addition, the maximum flow rate required to supply liquid from the buffer tank 1003 to the liquid ejection head 3 is small. The reason is as follows. The total flow rate in the common supply flow path 211 and the common recovery flow path 212 when circulating during recording standby is defined as A. The value of A is defined as the minimum flow rate required to keep the temperature difference in the liquid ejection unit 300 within the desired range when adjusting the temperature of the liquid ejection head 3 during recording standby. In addition, the ejection flow rate when ejecting ink from all ejection ports (not shown) of the liquid ejection unit 300 (at full ejection) is defined as F. Then, the amount of liquid supplied to the liquid ejection head 3 required during recording standby is the flow rate A. And the amount of liquid supplied to the liquid ejection head 3 required during full ejection is the flow rate F. In this case, the total value of the set flow rates of the first circulation pump (high pressure side) 1001 and the first circulation pump (low pressure side) 1002, i.e., the maximum required supply flow rate, is the larger of A or F. Therefore, as long as the same configuration of the liquid ejection unit 300 is used, the maximum required supply amount (A or F) will be small. This increases the degree of freedom of the applicable circulation pump, and for example, it is possible to use a low-cost circulation pump with a simple configuration and reduce the load on the cooler (not shown) installed in the main body side path, which has the advantage of reducing the cost of the recording device main body. This advantage is greater for line heads with a relatively large A or F value, and is more beneficial for line heads with a longer longitudinal length.

第1の機能により、第1循環ポンプ1001、1002の下流側または第2循環ポンプ1004の上流側の流路に、過剰または過小な圧力が掛かることを抑制することができる。例えば、第1循環ポンプ1001、1002の機能に支障が発生した場合、過剰な流量や圧力が液体吐出ヘッド3に加わる場合がある。それにより液体吐出ヘッド3の吐出口から液体の漏洩が生じたり、液体吐出ヘッド3内の各接合部に破断が生じたりするおそれがある。しかし、第1循環ポンプ1001、1002にバイパス弁が追加されている場合、過剰な圧力が発生した場合でも、バイパス弁1010が開くことで各循環ポンプ上流側へと液体経路が開放されるため、上記のようなトラブルを抑制できる。 The first function can prevent excessive or insufficient pressure from being applied to the flow path downstream of the first circulation pumps 1001 and 1002 or upstream of the second circulation pump 1004. For example, if the first circulation pumps 1001 and 1002 fail to function, excessive flow rate or pressure may be applied to the liquid ejection head 3. This may cause liquid to leak from the ejection ports of the liquid ejection head 3 or cause breakage at each joint within the liquid ejection head 3. However, if a bypass valve is added to the first circulation pumps 1001 and 1002, even if excessive pressure is generated, the bypass valve 1010 opens to open the liquid path to the upstream side of each circulation pump, thereby preventing the above-mentioned trouble.

また、第2の機能により、循環駆動停止時には、第1循環ポンプ1001、1002及び第2循環ポンプ1004の停止後に、本体側からの制御信号に基づいて、速やかに全てのバイパス弁1010を開放する。これにより、液体吐出ヘッド3の下流部(負圧制御ユニット230~第2循環ポンプ1004の間)の高負圧(例えば、数~数十kPa)を短時間に開放することができる。循環ポンプとしてダイヤフラムポンプなど容積型ポンプを使用した場合には、通常、ポンプ内に逆止弁が内蔵されている。しかしながら、バイパス弁を開くことで、下流側のバッファタンク1003側からも液体吐出ヘッド3の下流部の圧力解放を行える。上流側からだけでも液体吐出ヘッド3の下流部の圧力解放は行えるが、液体吐出ヘッドの上流側流路と液体吐出ヘッド内流路には圧力損失がある。そのため、圧力開放に時間が掛かり、過渡的に液体吐出ヘッド3内の共通流路内の圧力が下がり過ぎて、吐出口のメニスカスが破壊される恐れがある。液体吐出ヘッド3の下流側のバイパス弁1010を開くことで、液体吐出ヘッドの下流側の圧力解放が促進されるため、吐出口のメニスカス破壊のリスクが軽減される。 In addition, due to the second function, when the circulation drive is stopped, after the first circulation pumps 1001, 1002 and the second circulation pump 1004 are stopped, all bypass valves 1010 are quickly opened based on a control signal from the main body side. This allows the high negative pressure (for example, several to several tens of kPa) in the downstream part of the liquid ejection head 3 (between the negative pressure control unit 230 and the second circulation pump 1004) to be released in a short time. When a volumetric pump such as a diaphragm pump is used as the circulation pump, a check valve is usually built into the pump. However, by opening the bypass valve, the pressure in the downstream part of the liquid ejection head 3 can be released from the downstream buffer tank 1003 side as well. Although the pressure in the downstream part of the liquid ejection head 3 can be released only from the upstream side, there is a pressure loss in the upstream flow path of the liquid ejection head and the flow path inside the liquid ejection head. Therefore, it takes time to release the pressure, and the pressure in the common flow path in the liquid ejection head 3 drops too much transiently, which may destroy the meniscus of the ejection port. Opening the bypass valve 1010 downstream of the liquid ejection head 3 promotes pressure release downstream of the liquid ejection head, reducing the risk of meniscus destruction at the ejection port.

図2においては、インク等の液体をメインタンク1006と液体吐出ヘッド3との間で循環させる形態の記録装置を示したが、本発明はこれに限られない。例えば、インクを循環させずに、液体吐出ヘッドの上流側と下流側にそれぞれタンクを設け、一方のタンクから他方のタンクへインクを流すことにより、インクを流動させる形態であってもよい。 In FIG. 2, a recording device is shown in which liquid such as ink is circulated between the main tank 1006 and the liquid ejection head 3, but the present invention is not limited to this. For example, instead of circulating the ink, tanks may be provided on the upstream and downstream sides of the liquid ejection head, and the ink may be caused to flow by flowing from one tank to the other tank.

(液体吐出ヘッド)
液体吐出ヘッド3について、図3、図4および図9を参照しながら説明する。図3(a)は、液体吐出ヘッド3の斜視図である。図3(b)は、液体吐出ヘッド3の分解斜視図(シールド板132は不図示)である。図4(a)は、液体吐出ヘッドの側面図である。図4(b)は、液体吐出ヘッド3の内部の液体の流れを示す模式図である。図4(c)は、図4(a)のG-G線部における断面を示す斜視図である。図4(b)に示す液体の循環の流れは、図2に示した循環の経路と回路的には同じであるが、図4(b)においては、実際の液体吐出ヘッド3の各構成部品内での液体の流れを示している。なお、理解を容易にするために、一部の構成は簡略化している。図9は、液体を吐出する素子基板10の構成を示す概略図である。
(Liquid ejection head)
The liquid ejection head 3 will be described with reference to FIG. 3, FIG. 4, and FIG. 9. FIG. 3(a) is a perspective view of the liquid ejection head 3. FIG. 3(b) is an exploded perspective view of the liquid ejection head 3 (shield plate 132 is not shown). FIG. 4(a) is a side view of the liquid ejection head. FIG. 4(b) is a schematic view showing the flow of liquid inside the liquid ejection head 3. FIG. 4(c) is a perspective view showing a cross section taken along line G-G in FIG. 4(a). The flow of circulation of liquid shown in FIG. 4(b) is the same as the circulation path shown in FIG. 2 in terms of circuitry, but FIG. 4(b) shows the flow of liquid in each component of the actual liquid ejection head 3. Note that some of the configurations are simplified to facilitate understanding. FIG. 9 is a schematic view showing the configuration of an element substrate 10 that ejects liquid.

液体吐出ヘッド3は、主に、吐出口13から液体を吐出する素子基板10と、素子基板10に液体を供給しかつ回収する流路を有する流路部材210と、から構成されている。液体吐出ヘッド3は、液体吐出ヘッド3の長手方向に直線状(インライン)に配列される36個の素子基板10を備える、所謂ページワイド型ヘッドである。素子基板10には、吐出口13から液体を吐出するためのエネルギーを発生するエネルギー発生素子5(図9)および圧力室7の液体の温度を調節するために液体を加熱する加熱素子6が形成されている。加熱素子6により圧力室7内の液体が加熱され、吐出に適切な粘度に調整される。液体吐出ヘッド3は、液体吐出ヘッド3の外部から信号を受信するための信号入力端子91や電力を受信するための電力供給端子92、液体吐出ヘッド3の側面を保護するシールド板132などを有している。 The liquid ejection head 3 is mainly composed of an element substrate 10 that ejects liquid from the ejection port 13, and a flow path member 210 that has a flow path that supplies and recovers liquid to the element substrate 10. The liquid ejection head 3 is a so-called page-wide type head that has 36 element substrates 10 arranged in a straight line (in-line) in the longitudinal direction of the liquid ejection head 3. The element substrate 10 is formed with an energy generating element 5 (FIG. 9) that generates energy for ejecting liquid from the ejection port 13 and a heating element 6 that heats the liquid to adjust the temperature of the liquid in the pressure chamber 7. The liquid in the pressure chamber 7 is heated by the heating element 6, and the viscosity is adjusted to an appropriate level for ejection. The liquid ejection head 3 has a signal input terminal 91 for receiving a signal from the outside of the liquid ejection head 3, a power supply terminal 92 for receiving power, a shield plate 132 for protecting the side of the liquid ejection head 3, and the like.

液体吐出ヘッド3は、流路部材210を構成する第2の流路部材60によって液体吐出ヘッドの剛性を担保している。液体吐出ユニット支持部81は第2の流路部材60の両端部に接続されており、この液体吐出ユニット300は記録装置1000のキャリッジと機械的に結合されて、液体吐出ヘッド3の位置決めを行う。負圧制御ユニット230を備える液体供給ユニット220と、電気配線基板90は、液体吐出ユニット支持部81に結合される。2つの液体供給ユニット220内にはそれぞれフィルタ(不図示)が内蔵されている。2つの負圧制御ユニット230は、それぞれ異なる、相対的に高低の負圧で圧力を制御するように設定されている。 The rigidity of the liquid ejection head 3 is ensured by the second flow path member 60 constituting the flow path member 210. The liquid ejection unit support part 81 is connected to both ends of the second flow path member 60, and this liquid ejection unit 300 is mechanically connected to the carriage of the recording device 1000 to position the liquid ejection head 3. The liquid supply unit 220 equipped with the negative pressure control unit 230 and the electric wiring board 90 are connected to the liquid ejection unit support part 81. A filter (not shown) is built into each of the two liquid supply units 220. The two negative pressure control units 230 are set to control pressure at different, relatively high and low negative pressures.

次に、液体吐出ユニット300の流路部材210の詳細について説明する。流路部材210は、第1の流路部材50、第2の流路部材60を積層したものであり、液体供給ユニット220から供給された液体を各吐出モジュール200へと分配する。また流路部材210は、吐出モジュール200から環流する液体を液体供給ユニット220へと戻すための流路部材として機能する。流路部材210の第2の流路部材60は、内部に共通供給流路211及び共通回収流路212が形成された流路部材であるとともに、液体吐出ヘッド3の剛性を主に担うという機能を有する。このため、第2の流路部材60の材質としては、液体に対する十分な耐食性と高い機械強度を有するものが好ましい。具体的にはステンレス(SUS)やTi、アルミナなどを好ましく用いることができる。 Next, the flow path member 210 of the liquid ejection unit 300 will be described in detail. The flow path member 210 is a laminate of a first flow path member 50 and a second flow path member 60, and distributes the liquid supplied from the liquid supply unit 220 to each ejection module 200. The flow path member 210 also functions as a flow path member for returning the liquid circulating from the ejection module 200 to the liquid supply unit 220. The second flow path member 60 of the flow path member 210 is a flow path member in which a common supply flow path 211 and a common recovery flow path 212 are formed, and has the function of mainly providing the rigidity of the liquid ejection head 3. For this reason, the material of the second flow path member 60 is preferably one that has sufficient corrosion resistance against liquid and high mechanical strength. Specifically, stainless steel (SUS), Ti, alumina, etc. can be preferably used.

第1の流路部材50は、各素子基板10に対応した複数の部材を隣接して配列し、構成したものである。このような構成とすることで、複数の素子基板10を第1の流路部材50に配置することができ、液体吐出ヘッド3の長さを被記録媒体の幅に対応させることが出来る。例えば、B2サイズおよびそれ以上の長さに対応した比較的ロングスケールの液体吐出ヘッドに特に好適に適用できる。第1の流路部材50の個別供給流路213a(図4(c))は素子基板10と流体的に連通し、第1の流路部材50の個別連通口53(図4(c))は第2の流路部材60の連通口61(図4(c))と流体的に連通する。第2の流路部材60の連通口61は、各々の第1の流路部材50の個別連通口53と位置を合わせて接続されている。 The first flow path member 50 is configured by arranging multiple members corresponding to each element substrate 10 adjacent to each other. With such a configuration, multiple element substrates 10 can be arranged on the first flow path member 50, and the length of the liquid ejection head 3 can be made to correspond to the width of the recording medium. For example, it is particularly suitable for relatively long-scale liquid ejection heads corresponding to B2 size or longer. The individual supply flow paths 213a (FIG. 4(c)) of the first flow path member 50 are fluidly connected to the element substrate 10, and the individual communication ports 53 (FIG. 4(c)) of the first flow path member 50 are fluidly connected to the communication ports 61 (FIG. 4(c)) of the second flow path member 60. The communication ports 61 of the second flow path member 60 are aligned and connected to the individual communication ports 53 of each first flow path member 50.

素子基板10には、各吐出口13に連通する流路が形成されており、供給した液体の一部または全部が、吐出動作を休止している吐出口13を通過して、環流できるようになっている。また、共通供給流路211は負圧制御ユニット230(高圧側)と、共通回収流路212は負圧制御ユニット230(低圧側)と液体供給ユニット220を介して接続されている。そのため、その差圧によって、共通供給流路211から素子基板10の吐出口13を通過して共通回収流路212へとインクが流れる。 The element substrate 10 has flow paths that communicate with each ejection port 13, allowing some or all of the supplied liquid to circulate through ejection ports 13 that are not ejecting. The common supply flow path 211 is connected to the negative pressure control unit 230 (high pressure side), and the common recovery flow path 212 is connected to the negative pressure control unit 230 (low pressure side) via the liquid supply unit 220. Therefore, the pressure difference causes ink to flow from the common supply flow path 211 through the ejection ports 13 of the element substrate 10 to the common recovery flow path 212.

液体供給ユニット220内には液体接続部111とフィルタ221が設けられるとともに、負圧制御ユニット230が液体供給ユニット220の下方に一体化して形成されている。これによって負圧制御ユニット230と素子基板10との高さ方向の距離が短くなっている。この構成により、液体供給ユニット220内の流路接続部の数が減り、記録液体の漏洩に対する信頼性が向上するだけでなく、部品点数や組み立て工程数も低減できるという利点がある。 The liquid supply unit 220 is provided with a liquid connection section 111 and a filter 221, and the negative pressure control unit 230 is integrally formed below the liquid supply unit 220. This reduces the height distance between the negative pressure control unit 230 and the element substrate 10. This configuration reduces the number of flow path connections in the liquid supply unit 220, which not only improves reliability against leakage of recording liquid, but also has the advantage of reducing the number of parts and assembly steps.

また、負圧制御ユニット230と吐出口13が形成される面とにおける水頭差が相対的に小さくなるので、図1に示すような、液体吐出ヘッド3の傾斜角度が、液体吐出ヘッドごとに異なるような記録装置へ好適に適応できる。これは、水等差を小さくできるため、複数の液体吐出ヘッド3を異なる傾斜角で配置しても、それぞれの素子基板10の吐出口13に加わる負圧差を低減できるためである。また負圧制御ユニット230から素子基板10までの距離が小さくなることでその間の流抵抗が小さくなる。これにより、液体の流量変化による圧損差も小さくなり、より安定な負圧制御が行うことができるようになる。 In addition, since the head difference between the negative pressure control unit 230 and the surface on which the ejection ports 13 are formed is relatively small, the device can be suitably adapted to a recording device in which the inclination angle of the liquid ejection heads 3 differs for each liquid ejection head, as shown in FIG. 1. This is because the head difference can be reduced, and therefore the negative pressure difference applied to the ejection ports 13 of each element substrate 10 can be reduced even if multiple liquid ejection heads 3 are arranged at different inclination angles. Furthermore, the flow resistance therebetween is reduced by reducing the distance from the negative pressure control unit 230 to the element substrate 10. This also reduces the pressure loss difference due to changes in the liquid flow rate, enabling more stable negative pressure control to be performed.

長尺状の第2の流路部材60内には、液体吐出ヘッド3の長手方向に伸びる一組の共通供給流路211及び共通回収流路212が設けられている。共通供給流路211を流動する液体の流動方向と共通回収流路212を流動する液体の流動方向は互いに対向しており、夫々の流路の上流側にはフィルタ221が設けられ、液体接続部111等から侵入する異物を捕集する。このように共通供給流路211及び共通回収流路212には互いに対向する方向に液体を流すことにより、共通供給流路211と共通回収流路212の間で熱交換が促進されて、液体吐出ヘッド3内の長手方向における温度勾配が軽減される点で好ましい。なお、図2においては説明を簡略化するために共通供給流路211と共通回収流路212との流れを同じ方向で示している。 In the long second flow path member 60, a set of common supply flow paths 211 and common recovery flow paths 212 extending in the longitudinal direction of the liquid ejection head 3 is provided. The flow direction of the liquid flowing through the common supply flow path 211 and the common recovery flow path 212 are opposite to each other, and a filter 221 is provided on the upstream side of each flow path to collect foreign matter entering from the liquid connection part 111, etc. In this way, by flowing the liquid in the common supply flow path 211 and the common recovery flow path 212 in the opposite directions to each other, heat exchange between the common supply flow path 211 and the common recovery flow path 212 is promoted, which is preferable in that the temperature gradient in the longitudinal direction in the liquid ejection head 3 is reduced. Note that in FIG. 2, the flow in the common supply flow path 211 and the common recovery flow path 212 is shown in the same direction to simplify the explanation.

共通供給流路211及び共通回収流路212の下流側には、それぞれ負圧制御ユニット230が接続される。また、共通供給流路211の途中には複数の個別供給流路213aへの分岐部があり、共通回収流路212の途中には複数の個別回収流路213bへの分岐部がある。個別供給流路213a及び個別回収流路213bは複数の第1の流路部材50内に形成されている。 A negative pressure control unit 230 is connected to the downstream side of each of the common supply flow path 211 and the common recovery flow path 212. In addition, the common supply flow path 211 has a branching portion into a plurality of individual supply flow paths 213a, and the common recovery flow path 212 has a branching portion into a plurality of individual recovery flow paths 213b. The individual supply flow paths 213a and the individual recovery flow paths 213b are formed within a plurality of first flow path members 50.

図4(b)にHとLで示した負圧制御ユニット230は、高圧側(H)と、低圧側(L)とのユニットである。それぞれの負圧制御ユニット230は、相対的に高(H)、低(L)の負圧で、負圧制御ユニット230よりも上流側の圧力を制御するように設定された背圧型圧力調整機構である。共通供給流路211は負圧制御ユニット230(H)と接続され、共通回収流路212は負圧制御ユニット230(L)と接続されており、それにより共通供給流路211と共通回収流路212との間には差圧が発生する。その差圧によって、液体が、共通供給流路211から個別供給流路213a、素子基板10、個別回収流路213bを順に通過して共通回収流路212へと流れる。素子基板10内の液体は、図9に示す矢印8のように流れる。 The negative pressure control units 230, indicated by H and L in FIG. 4(b), are units for the high pressure side (H) and the low pressure side (L). Each negative pressure control unit 230 is a back pressure type pressure adjustment mechanism set to control the pressure upstream of the negative pressure control unit 230 with relatively high (H) and low (L) negative pressures. The common supply flow path 211 is connected to the negative pressure control unit 230(H), and the common recovery flow path 212 is connected to the negative pressure control unit 230(L), so that a pressure difference occurs between the common supply flow path 211 and the common recovery flow path 212. Due to this pressure difference, the liquid flows from the common supply flow path 211 through the individual supply flow paths 213a, the element substrate 10, and the individual recovery flow paths 213b in this order to the common recovery flow path 212. The liquid in the element substrate 10 flows as indicated by the arrow 8 in FIG. 9.

(第1の実施形態)
本発明の第1の実施形態について、図5、図6および図10を参照しながら説明する。図5(a)は、本実施形態の比較例における第2の流路部材の内部構造を示す概略図であって、図4(a)のG-G線部に相当する断面を示す。図5(b)は、+Z方向から図5(a)に示す第2の流路部材を見た上面図であって、内部の流路が見えるように内部構造を図示した模式図である。図6(a)は、本実施形態の第2の流路部材の内部構造を示す概略図であって、図4(a)のG-G線部における断面を示す。図6(b)は、+Z方向から図6(a)に示す第2の流路部材を見た上面図であって、内部の流路が見えるように内部構造を図示した模式図である。なお、図5および図6は、説明のため一部の構成を省略、簡略化して図示している。図10は、図6に示す本実施形態の変形例を示す第2の流路部材の正面模式図である。
First Embodiment
The first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 5, FIG. 6, and FIG. 10. FIG. 5(a) is a schematic diagram showing the internal structure of the second flow path member in a comparative example of this embodiment, and shows a cross section corresponding to the line G-G in FIG. 4(a). FIG. 5(b) is a top view of the second flow path member shown in FIG. 5(a) from the +Z direction, and is a schematic diagram illustrating the internal structure so that the internal flow path can be seen. FIG. 6(a) is a schematic diagram showing the internal structure of the second flow path member of this embodiment, and shows a cross section at the line G-G in FIG. 4(a). FIG. 6(b) is a top view of the second flow path member shown in FIG. 6(a) from the +Z direction, and is a schematic diagram illustrating the internal structure so that the internal flow path can be seen. Note that FIG. 5 and FIG. 6 are shown in a simplified manner with some of the configuration omitted for explanation. FIG. 10 is a front schematic diagram of the second flow path member showing a modified example of this embodiment shown in FIG. 6.

本実施形態を説明するため、まず、本実施形態の比較例について説明する。図5に示すように、共通供給流路211および共通回収流路212は、第2の流路部材60の長手方向(X方向)に延在している。また、長手方向(X方向)に交差する方向(Y方向)に並んで形成されている。共通回収流路212には、吐出口と連通する圧力室7を通る際に液体を加熱する加熱素子6により加温された液体が流動する。そのため、共通回収流路212を流れる液体は、共通供給流路211を流れる液体よりも高温となる。これにより、第2の流路部材の共通供給流路211付近の温度よりも共通回収流路212付近の温度の方が高くなり、第2の流路部材には場所により温度の偏りが生じる。したがって、第2の流路部材の短手方向(Y方向)における両端部分において、一端部の温度と他端部の温度が異なる。これにより、図5(b)に示すように、第2の流路部材60には短手方向の変形が生じる。この変形は、第2の流路部材60がより長尺になるにつれて大きくなる。また、第2の流路部材60の材質によっても変形量は大きく異なり、例えば、熱伝導率の小さい一般樹脂などは温度分布の偏りによる変形が小さく、熱伝導率の大きいアルミナなどは温度分布の偏りによる変形が大きくなる。 In order to explain this embodiment, a comparative example of this embodiment will be described first. As shown in FIG. 5, the common supply flow path 211 and the common recovery flow path 212 extend in the longitudinal direction (X direction) of the second flow path member 60. They are also formed side by side in the direction (Y direction) intersecting the longitudinal direction (X direction). In the common recovery flow path 212, a liquid heated by a heating element 6 that heats the liquid when passing through a pressure chamber 7 communicating with the discharge port flows. Therefore, the liquid flowing through the common recovery flow path 212 becomes hotter than the liquid flowing through the common supply flow path 211. As a result, the temperature near the common recovery flow path 212 is higher than the temperature near the common supply flow path 211 of the second flow path member, and a temperature bias occurs in the second flow path member depending on the location. Therefore, at both end portions in the lateral direction (Y direction) of the second flow path member, the temperature at one end is different from the temperature at the other end. As a result, as shown in FIG. 5(b), a deformation in the lateral direction occurs in the second flow path member 60. This deformation becomes larger as the second flow path member 60 becomes longer. In addition, the amount of deformation varies greatly depending on the material of the second flow path member 60; for example, general resins with low thermal conductivity will have little deformation due to temperature distribution bias, while alumina with high thermal conductivity will have a large deformation due to temperature distribution bias.

そこで、本実施形態においては、共通供給流路211と共通回収流路212のうち、第2の流路部材60の短手方向(Y方向)の両最外部に同じ種類の流路を配置するようにする。すなわち、共通供給流路211および共通回収流路212の配列方向(Y方向)における一端と他端の両方に共通供給流路211または共通回収流路212のどちらか一方を配置する。具体的には、図6においては、第2の流路部材60の短手方向において1つの共通回収流路212を挟むように2つの共通供給流路211を配置している。このような構成にすることで、第2の流路部材60の短手方向(Y方向)の一端部側と他端部側で温度分布の偏りが抑えられ、第2の流路部材60の変形を抑制することができる。その結果、高品位な記録を可能とする液体吐出ヘッドを提供することができる。 Therefore, in this embodiment, the same type of flow path is arranged on both outermost sides of the second flow path member 60 in the short side direction (Y direction) of the common supply flow path 211 and the common recovery flow path 212. That is, either the common supply flow path 211 or the common recovery flow path 212 is arranged on both ends in the arrangement direction (Y direction) of the common supply flow path 211 and the common recovery flow path 212. Specifically, in FIG. 6, two common supply flow paths 211 are arranged so as to sandwich one common recovery flow path 212 in the short side direction of the second flow path member 60. With this configuration, the deviation of the temperature distribution at one end side and the other end side in the short side direction (Y direction) of the second flow path member 60 is suppressed, and deformation of the second flow path member 60 can be suppressed. As a result, a liquid ejection head that enables high-quality recording can be provided.

さらに、共通供給流路211および共通回収流路212を夫々流れる液体の温度差に応じて流路の断面積を設定することで、より好適に効果を発揮することができる。例えば、図10(a)に示すように、共通供給流路211を流れる液体よりも温度の高い液体が流れる共通回収流路212の短手断面の断面積を、共通供給流路211の短手断面の断面積よりも小さくする。これにより、温度の高い液体が流れる領域が小さくなるため、断面積を小さくした共通回収流路212周りの温度は、流路の断面積を小さくしなかった場合の共通回収流路212周りの温度よりも低くなる。その結果、流路部材60の共通回収流路212周りの部分の温度は、共通供給流路211周りの部分の温度に近づく。したがって、このような構成にすることにより、第2の流路部材60の短手方向における両端部と中央部の温度差も小さくすることができるため、第2の流路部材60の短手方向における変形をより抑制することができるようになる。即ち、第2の流路部材60の短手方向における両端部に形成される流路を流れる液体の温度に近づくように、両端部の流路に挟まれた流路の断面積を設定する。つまり、第2の流路部材60の短手方向における両端部に形成される流路が共通回収流路である場合には、共通回収流路に挟まれる共通供給流路の断面積を大きくし、共通供給流路周りの部材の温度がより高くなるようにする。 Furthermore, by setting the cross-sectional area of the flow path according to the temperature difference between the liquids flowing through the common supply flow path 211 and the common recovery flow path 212, the effect can be more favorably achieved. For example, as shown in FIG. 10(a), the cross-sectional area of the short cross section of the common recovery flow path 212, through which a liquid with a higher temperature than the liquid flowing through the common supply flow path 211 flows, is made smaller than the cross-sectional area of the short cross section of the common supply flow path 211. As a result, the area through which the high-temperature liquid flows is reduced, so that the temperature around the common recovery flow path 212 with the reduced cross-sectional area is lower than the temperature around the common recovery flow path 212 when the cross-sectional area of the flow path is not reduced. As a result, the temperature of the part around the common recovery flow path 212 of the flow path member 60 approaches the temperature of the part around the common supply flow path 211. Therefore, by configuring in this way, the temperature difference between both ends and the center in the short direction of the second flow path member 60 can also be reduced, so that deformation in the short direction of the second flow path member 60 can be further suppressed. That is, the cross-sectional area of the flow path sandwiched between the flow paths at both ends is set so as to approach the temperature of the liquid flowing through the flow paths formed at both ends in the short direction of the second flow path member 60. In other words, when the flow paths formed at both ends in the short direction of the second flow path member 60 are common recovery flow paths, the cross-sectional area of the common supply flow path sandwiched between the common recovery flow paths is increased so that the temperature of the components around the common supply flow path becomes higher.

また、図10(b)に示すように、第2の流路部材60に形成されている共通供給流路211および共通回収流路212が、第2の流路部材の配列方向(Y方向)におけるどちらか一方の端部側に偏るように形成されていてもよい。さらには、図10(c)に示すように、各流路が同じ高さ、即ち、各流路の重心が同じ高さ(Z方向(各流路の延伸方向および配列方向に直交する方向)における位置)に形成されていなくともよい。しかしながら、第2の流路部材の温度分布がより均一に近いほど部材の変形を抑制することができるため、配列方向(Y方向)から第2の流路部材を見たときに、少なくとも一部分が互いに重なるように形成されているほうが好ましい。さらには図6に示すように、各流路が配列方向に等間隔に形成されており、かつ同じ高さになるように形成されていることがより好ましい。なお、ここで等間隔とは、実質的に同じ間隔で形成されていることをいい、間隔の違いが製造誤差による間隔のずれのみの場合には等間隔であるとする。同様に、同じ高さとは、実質的に同じ高さであることをいい、製造誤差によるずれのみの場合には等間隔であるとする。 As shown in FIG. 10(b), the common supply flow path 211 and the common recovery flow path 212 formed in the second flow path member 60 may be formed so as to be biased toward either end side in the arrangement direction (Y direction) of the second flow path member. Furthermore, as shown in FIG. 10(c), each flow path may not be formed at the same height, that is, the center of gravity of each flow path may not be formed at the same height (position in the Z direction (direction perpendicular to the extension direction and arrangement direction of each flow path)). However, since the deformation of the member can be suppressed as the temperature distribution of the second flow path member becomes more uniform, it is preferable that the second flow path member is formed so that at least a part of the flow paths overlap each other when viewed from the arrangement direction (Y direction). Furthermore, as shown in FIG. 6, it is more preferable that each flow path is formed at equal intervals in the arrangement direction and at the same height. Note that, here, equal intervals means that the flow paths are formed at substantially the same intervals, and is considered to be equal intervals when the difference in intervals is only due to the deviation in intervals caused by manufacturing errors. Similarly, the same height means that the flow paths are substantially the same height, and is considered to be equal intervals when the only deviation is due to manufacturing errors.

また、共通供給流路211および共通回収流路212の配列方向(Y方向)における一端に配置される流路の長さと他端に配置される流路の長さは同じであることがより好ましい。一端と他端に配置される流路の長さが同じことにより、一端における温度と他端における温度も同じ温度により近づき、第2の流路部材60の変形をより抑制することができる。ここで、流路の長さが同じとは、実質的に同じ長さであることをいう。したがって、製造誤差による長さの違いがあったとしても、設計寸法が同じであれば同じ長さであるとする。 Moreover, it is more preferable that the length of the flow path arranged at one end in the arrangement direction (Y direction) of the common supply flow path 211 and the common recovery flow path 212 is the same as the length of the flow path arranged at the other end. By having the same lengths of the flow paths arranged at one end and the other end, the temperature at one end and the temperature at the other end also become closer to the same temperature, and deformation of the second flow path member 60 can be further suppressed. Here, "the lengths of the flow paths are the same" means that the lengths are substantially the same. Therefore, even if there is a difference in length due to manufacturing errors, the lengths are considered to be the same if the design dimensions are the same.

共通回収流路212は、第2の流路部材60の長手方向に連続して形成されているため、第2の流路部材60の温度分布に与える影響が大きい。そこで、本発明においては、第2の流路部材の長手方向に連続して形成されている共通供給流路211と共通回収流路212との温度差に着目している。 The common recovery flow path 212 is formed continuously in the longitudinal direction of the second flow path member 60, and therefore has a large effect on the temperature distribution of the second flow path member 60. Therefore, in the present invention, attention is focused on the temperature difference between the common supply flow path 211 and the common recovery flow path 212, which are formed continuously in the longitudinal direction of the second flow path member.

また、説明のため上記の記載においては、液体の粘度を調整する加熱素子6により加熱された液体が共通回収流路212を流れることで共通回収流路212周りの部材の温度が上昇するとした。しかしながら、液体の粘度を調整する加熱素子6が設けられておらずとも共通回収流路212を流れる液体の温度が上昇することがある。即ち、エネルギー発生素子5として、液体を膜沸騰させるまで液体を加熱し、発泡圧力を生じさせる加熱素子を使用する場合には、圧力室7内の液体の温度が上昇するため、共通回収流路212を流れる液体の温度も上昇する。したがって、本発明は、加熱素子6またはエネルギー発生素子としての液体を膜沸騰させる加熱素子の少なくともどちらか一方が素子基板10に設けられている場合に好適に利用できる。 For the sake of explanation, in the above description, the temperature of the components around the common recovery flow path 212 increases as the liquid heated by the heating element 6 that adjusts the viscosity of the liquid flows through the common recovery flow path 212. However, the temperature of the liquid flowing through the common recovery flow path 212 may increase even if the heating element 6 that adjusts the viscosity of the liquid is not provided. That is, when a heating element that heats the liquid to the point of film boiling and generates a bubbling pressure is used as the energy generating element 5, the temperature of the liquid in the pressure chamber 7 increases, and the temperature of the liquid flowing through the common recovery flow path 212 also increases. Therefore, the present invention can be suitably used when at least one of the heating element 6 or the heating element that causes film boiling of the liquid as the energy generating element is provided on the element substrate 10.

(第2の実施形態)
第2の実施形態について、図7および図8を参照しながら説明する。なお、第1の実施形態と同様の箇所については同一の符号を付し、説明は省略する。図7(a)は、図4(a)のG-G線部における断面を示す、第2の流路部材の斜視模式図である。図7(b)は、図7(a)における側面模式図である。図7(c)は、図7(a)における正面模式図である。図8(a)は、図4(a)のG-G線部における断面を示す第2の実施形態の変形例における、第2の流路部材の斜視模式図である。図8(b)は、図8(a)における正面模式図である。図8(c)は、図8(a)における側面模式図である。図7(a)~(c)及び図8(a)~(c)は、理解を容易にするために一部の構成は簡略化している。
Second Embodiment
The second embodiment will be described with reference to FIG. 7 and FIG. 8. The same reference numerals are used for the same parts as those in the first embodiment, and the description will be omitted. FIG. 7(a) is a perspective schematic diagram of the second flow path member, showing a cross section at the line G-G in FIG. 4(a). FIG. 7(b) is a side schematic diagram in FIG. 7(a). FIG. 7(c) is a front schematic diagram in FIG. 7(a). FIG. 8(a) is a perspective schematic diagram of the second flow path member in a modified example of the second embodiment, showing a cross section at the line G-G in FIG. 4(a). FIG. 8(b) is a front schematic diagram in FIG. 8(a). FIG. 8(c) is a side schematic diagram in FIG. 8(a). In FIG. 7(a) to (c) and FIG. 8(a) to (c), some of the configurations are simplified to facilitate understanding.

第2の実施形態では、共通供給流路211と共通回収流路212のうち、第2の流路部材60の鉛直方向(Z方向)の両最外部に同じ流路を配置するようにする。すなわち、本実施形態では、共通供給流路211および共通回収流路212の配列方向が流路部材60の鉛直方向(Z方向)となっている点が第1の実施形態と異なる。図7においては、Z方向において、1つの共通回収流路212を挟むように2つの共通供給流路211が配置されている。このような構成にすることで、共通供給流路211と共通回収流路212の温度勾配を低減することができ、第2の流路部材60の鉛直方向の変形を抑制することができる。また、第1の実施形態と同様、共通供給流路211及び共通回収流路212を夫々流れる液体の温度差に応じて流路アスペクト比を変更することで(図7(c)参照)、流路部材60の変形をより抑制することができる。 In the second embodiment, the common supply flow path 211 and the common recovery flow path 212 are arranged at both outermost positions in the vertical direction (Z direction) of the second flow path member 60. That is, this embodiment differs from the first embodiment in that the arrangement direction of the common supply flow path 211 and the common recovery flow path 212 is the vertical direction (Z direction) of the flow path member 60. In FIG. 7, two common supply flow paths 211 are arranged to sandwich one common recovery flow path 212 in the Z direction. With this configuration, the temperature gradient of the common supply flow path 211 and the common recovery flow path 212 can be reduced, and deformation of the second flow path member 60 in the vertical direction can be suppressed. Also, as in the first embodiment, by changing the flow path aspect ratio according to the temperature difference of the liquid flowing through the common supply flow path 211 and the common recovery flow path 212 (see FIG. 7(c)), deformation of the flow path member 60 can be further suppressed.

また、本実施形態は、図8に示すように、複数の積層部材60a~gをZ方向に積層させることにより第2の流路部材60を形成してもよい。具体的には、貫通孔4が形成されている積層部材60b、60dおよび60fと、平板60a、60c、60eおよび60gとを交互に積層することにより形成している。このような構成にすることにより、図7(a)に示す第2の流路部材60に対して製造コストの低減や部材精度の向上などの効果がある。また、各積層部材間は、接着や溶着等あらゆる接合方法を好適に用いることができる。なお、複数の部材60a~gをY方向に積層させて第2の流路部材を形成してもよく、その場合には、図6に示すような、共通供給流路211および共通回収流路212がY方向に並んで配置される第2の流路部材60が形成される。同様に、製造コストの低減や部材精度の向上などの効果が得られる。 In addition, in this embodiment, as shown in FIG. 8, the second flow path member 60 may be formed by stacking a plurality of laminated members 60a-g in the Z direction. Specifically, the laminated members 60b, 60d, and 60f in which the through holes 4 are formed and the flat plates 60a, 60c, 60e, and 60g are alternately stacked. This configuration has the effect of reducing manufacturing costs and improving component accuracy compared to the second flow path member 60 shown in FIG. 7(a). In addition, any joining method such as adhesion or welding can be suitably used between the laminated members. Note that the second flow path member may be formed by stacking a plurality of members 60a-g in the Y direction. In that case, the second flow path member 60 in which the common supply flow path 211 and the common recovery flow path 212 are arranged side by side in the Y direction as shown in FIG. 6 is formed. Similarly, the effect of reducing manufacturing costs and improving component accuracy can be obtained.

3 液体吐出ヘッド
6 加熱素子
7 圧力室
10 素子基板
13 吐出口
50 第1の流路部材
60 第2の流路部材
211 共通供給流路
212 共通回収流路
213a 個別供給流路
213b 個別回収流路
REFERENCE SIGNS 3 Liquid ejection head 6 Heating element 7 Pressure chamber 10 Element substrate 13 Ejection port 50 First flow path member 60 Second flow path member 211 Common supply flow path 212 Common recovery flow path 213a Individual supply flow path 213b Individual recovery flow path

Claims (9)

液体を吐出する吐出口と連通する圧力室内の液体を加熱する加熱素子を有する素子基板と、
前記圧力室に液体を供給する複数の個別供給流路と、前記圧力室から液体を回収する複数の個別回収流路と、が形成されている第1の流路部材と、
前記複数の個別供給流路と接続している共通供給流路と、前記複数の個別回収流路と接続している共通回収流路と、が形成されている第2の流路部材と、
を有する液体吐出ヘッドにおいて、
前記共通供給流路および前記共通回収流路は、前記第2の流路部材の長手方向に延在し、かつ、前記長手方向に交差する方向である配列方向に互いに並んで形成されており、
前記共通供給流路または前記共通回収流路のどちらか一方が、前記配列方向における前記第2の流路部材の一端に最も近い側と他端に最も近い側の両方に配置されており、
前記第2の流路部材には、2つの前記共通供給流路と1つの前記共通回収流路とが形成されていることを特徴とする液体吐出ヘッド。
an element substrate having a heating element for heating a liquid in a pressure chamber communicating with an ejection port for ejecting the liquid;
a first flow path member in which a plurality of individual supply flow paths that supply liquid to the pressure chambers and a plurality of individual recovery flow paths that recover liquid from the pressure chambers are formed;
a second flow path member in which a common supply flow path connected to the plurality of individual supply flow paths and a common recovery flow path connected to the plurality of individual recovery flow paths are formed;
In a liquid ejection head having
the common supply flow path and the common recovery flow path are formed to extend in a longitudinal direction of the second flow path member and to be aligned with each other in an arrangement direction that is a direction intersecting the longitudinal direction,
one of the common supply flow path and the common recovery flow path is disposed on both a side closest to one end of the second flow path member and a side closest to the other end of the second flow path member in the arrangement direction,
The liquid ejection head according to claim 1, wherein the second flow path member is formed with two of the common supply flow paths and one of the common recovery flow paths.
液体を吐出する吐出口と連通する圧力室内の液体を加熱する加熱素子を有する素子基板と、
前記圧力室に液体を供給する複数の個別供給流路と、前記圧力室から液体を回収する複数の個別回収流路と、が形成されている第1の流路部材と、
前記複数の個別供給流路と接続している共通供給流路と、前記複数の個別回収流路と接続している共通回収流路と、が形成されている第2の流路部材と、
を有する液体吐出ヘッドにおいて、
前記共通供給流路および前記共通回収流路は、前記第2の流路部材の長手方向に延在し、かつ、前記長手方向に交差する方向である配列方向に互いに並んで形成されており、
前記共通供給流路または前記共通回収流路のどちらか一方が、前記配列方向における前記第2の流路部材の一端に最も近い側と他端に最も近い側の両方に配置されており、
前記配列方向は、前記長手方向および前記第2の流路部材の短手方向にそれぞれ交差する方向であることを特徴とする液体吐出ヘッド。
an element substrate having a heating element for heating a liquid in a pressure chamber communicating with an ejection port for ejecting the liquid;
a first flow path member in which a plurality of individual supply flow paths that supply liquid to the pressure chambers and a plurality of individual recovery flow paths that recover liquid from the pressure chambers are formed;
a second flow path member in which a common supply flow path connected to the plurality of individual supply flow paths and a common recovery flow path connected to the plurality of individual recovery flow paths are formed;
In a liquid ejection head having
the common supply flow path and the common recovery flow path are formed to extend in a longitudinal direction of the second flow path member and to be aligned with each other in an arrangement direction that is a direction intersecting the longitudinal direction,
one of the common supply flow path and the common recovery flow path is disposed on both a side closest to one end of the second flow path member and a side closest to the other end of the second flow path member in the arrangement direction,
The liquid ejection head according to claim 1, wherein the arrangement direction is a direction intersecting the longitudinal direction and a lateral direction of the second flow path member.
液体を吐出する吐出口と連通する圧力室内の液体を加熱する加熱素子を有する素子基板と、
前記圧力室に液体を供給する複数の個別供給流路と、前記圧力室から液体を回収する複数の個別回収流路と、が形成されている第1の流路部材と、
前記複数の個別供給流路と接続している共通供給流路と、前記複数の個別回収流路と接続している共通回収流路と、が形成されている第2の流路部材と、
を有する液体吐出ヘッドにおいて、
前記共通供給流路および前記共通回収流路は、前記第2の流路部材の長手方向に延在し、かつ、前記長手方向に交差する方向である配列方向に互いに並んで形成されており、
前記共通供給流路または前記共通回収流路のどちらか一方が、前記配列方向における前記第2の流路部材の一端に最も近い側と他端に最も近い側の両方に配置されており、
前記配列方向における一端と他端に前記共通供給流路が配置され、前記一端と前記他端とに配置された前記共通供給流路の間に前記共通回収流路が配置されており、前記共通回収流路の断面積は、前記共通供給流路の断面積よりも小さいことを特徴とする液体吐出ヘッド。
an element substrate having a heating element for heating a liquid in a pressure chamber communicating with an ejection port for ejecting the liquid;
a first flow path member in which a plurality of individual supply flow paths that supply liquid to the pressure chambers and a plurality of individual recovery flow paths that recover liquid from the pressure chambers are formed;
a second flow path member in which a common supply flow path connected to the plurality of individual supply flow paths and a common recovery flow path connected to the plurality of individual recovery flow paths are formed;
In a liquid ejection head having
the common supply flow path and the common recovery flow path are formed to extend in a longitudinal direction of the second flow path member and to be aligned with each other in an arrangement direction that is a direction intersecting the longitudinal direction,
one of the common supply flow path and the common recovery flow path is disposed on both a side closest to one end of the second flow path member and a side closest to the other end of the second flow path member in the arrangement direction,
A liquid ejection head characterized in that the common supply flow path is arranged at one end and the other end in the arrangement direction, the common recovery flow path is arranged between the common supply flow paths arranged at the one end and the other end, and the cross-sectional area of the common recovery flow path is smaller than the cross-sectional area of the common supply flow path.
前記共通供給流路を流動する液体の流動方向と前記共通回収流路を流動する液体の流動
方向は対向する請求項1ないしのいずれか1項に記載の液体吐出ヘッド。
4. The liquid ejection head according to claim 1, wherein a flow direction of the liquid flowing through the common supply flow channel is opposite to a flow direction of the liquid flowing through the common recovery flow channel.
前記第2の流路部材は、貫通孔が形成されている部材と平板とを交互に積層することに
より形成されている請求項1ないしのいずれか1項に記載の液体吐出ヘッド。
5. The liquid ejection head according to claim 1, wherein the second flow path member is formed by alternately laminating a member having a through hole and a flat plate.
前記加熱素子は、前記圧力室内の液体の温度を調整する素子である請求項1ないし
いずれか1項に記載の液体吐出ヘッド。
6. The liquid ejection head according to claim 1, wherein the heating element is an element for adjusting the temperature of the liquid in the pressure chamber.
前記加熱素子は、前記圧力室内の液体の温度を調整する素子であり、
該素子とは別に、液体を加熱して膜沸騰させ、前記吐出口から液体を吐出するためのエ
ネルギーを発生するエネルギー発生素子を有する請求項1ないしのいずれか1項に記載
の液体吐出ヘッド。
the heating element is an element for adjusting a temperature of the liquid in the pressure chamber,
6. A liquid ejection head according to claim 1 , further comprising an energy generating element, separate from said element, for heating the liquid to cause film boiling and generating energy for ejecting the liquid from said ejection port.
前記共通供給流路および前記共通回収流路は、前記配列方向において等間隔に形成され
ている請求項1ないしのいずれか1項の液体吐出ヘッド。
8. The liquid ejection head according to claim 1, wherein the common supply flow path and the common recovery flow path are formed at equal intervals in the arrangement direction.
前記共通供給流路と前記共通回収流路は、前記配列方向から前記第2の流路部材を見た
ときに、少なくとも一部分が互いに重なっており、
前記共通供給流路の重心と前記共通回収流路の重心は、前記長手方向および前記配列方
向にそれぞれ直交する方向において同じ位置に形成されている請求項1ないしのいずれか1項に記載の液体吐出ヘッド。
the common supply flow path and the common recovery flow path at least partially overlap each other when the second flow path member is viewed from the arrangement direction,
The center of gravity of the common supply flow passage and the center of gravity of the common recovery flow passage are
9. The liquid ejection head according to claim 1, wherein the first and second electrodes are formed at the same position in both directions perpendicular to each other .
JP2019226670A 2019-12-16 2019-12-16 Liquid ejection head Active JP7463089B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019226670A JP7463089B2 (en) 2019-12-16 2019-12-16 Liquid ejection head

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019226670A JP7463089B2 (en) 2019-12-16 2019-12-16 Liquid ejection head

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2021094755A JP2021094755A (en) 2021-06-24
JP7463089B2 true JP7463089B2 (en) 2024-04-08

Family

ID=76430310

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2019226670A Active JP7463089B2 (en) 2019-12-16 2019-12-16 Liquid ejection head

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP7463089B2 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017124612A (en) 2016-01-08 2017-07-20 キヤノン株式会社 Liquid discharge head, liquid discharge device and liquid discharge method
JP2017144719A (en) 2016-02-12 2017-08-24 キヤノン株式会社 Liquid discharge head and liquid discharge device
JP2020168811A (en) 2019-04-04 2020-10-15 ブラザー工業株式会社 Liquid discharge head

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019043095A (en) * 2017-09-06 2019-03-22 キヤノン株式会社 Inkjet recording device and method for controlling the same

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017124612A (en) 2016-01-08 2017-07-20 キヤノン株式会社 Liquid discharge head, liquid discharge device and liquid discharge method
JP2017144719A (en) 2016-02-12 2017-08-24 キヤノン株式会社 Liquid discharge head and liquid discharge device
JP2020168811A (en) 2019-04-04 2020-10-15 ブラザー工業株式会社 Liquid discharge head

Also Published As

Publication number Publication date
JP2021094755A (en) 2021-06-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10040288B2 (en) Liquid ejection module and liquid ejection head
US10214014B2 (en) Liquid ejection head and liquid ejection apparatus
JP7005143B2 (en) Liquid discharge head and liquid discharge device
US10040292B2 (en) Liquid ejection substrate, liquid ejection head, and liquid ejection apparatus
US10518548B2 (en) Liquid ejection head, liquid ejection apparatus and method of manufacturing liquid ejection head
JP2017124619A (en) Liquid discharge head and liquid discharge device
US10391767B2 (en) Liquid ejection head
AU2016277743A1 (en) Liquid ejection substrate, liquid ejection head, and liquid ejection apparatus
RU2670033C2 (en) Liquid discharge head and water discharge method
JP2017124614A (en) Liquid ejection module and liquid ejection head
US10538094B2 (en) Liquid ejection head
KR20170083499A (en) Liquid discharge head, liquid discharge apparatus, and liquid discharge method
US10201980B2 (en) Liquid discharge head, liquid discharge apparatus, and liquid discharge method
JP2017121794A (en) Liquid discharge device and control method for liquid discharge device
JP7463089B2 (en) Liquid ejection head
TWI702152B (en) Liquid discharge apparatus and liquid discharge head
JP2017124602A (en) Liquid discharge head and liquid discharge device
JP2020128043A (en) Liquid discharge head and liquid discharge device
JP2017124601A (en) Liquid discharge head and liquid discharge device
US11731425B2 (en) Liquid discharge head
JP2017124605A (en) Liquid discharge head and recording device
US11597203B2 (en) Liquid ejection head including a plurality of recording element substrates formed adjacent to each other to form an array such that a gap in temperature distribution is prevented
US11718092B2 (en) Recording apparatus
US11807003B2 (en) Liquid ejection head and manufacturing method thereof
JP2022007622A (en) Liquid discharge head and liquid discharge device

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20221208

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20230913

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20231003

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20231201

RD01 Notification of change of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7421

Effective date: 20231213

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20231226

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20240216

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20240227

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20240327

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7463089

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150