KR20170083499A - Liquid discharge head, liquid discharge apparatus, and liquid discharge method - Google Patents
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Abstract
액체 토출 헤드는 토출구, 에너지를 발생시키는 기록 소자, 기록 소자에 액체를 공급하는 공급 채널, 공급 채널과 연통하는 공통 공급 채널, 기록 소자에 공급된 액체를 회수하는 회수 채널, 회수 채널로부터 액체를 회수하는 공통 회수 채널, 공통 공급 채널에 액체를 공급하는 제1 입구 포트, 제1 공통 공급 채널로부터 액체를 회수하는 제1 회수 포트, 공통 회수 채널에 액체를 공급하는 제2 입구 포트 및 제2 공통 회수 채널로부터 액체를 회수하는 제2 회수 포트를 포함한다. 제1 입구 포트 및 제1 회수 포트는 기록 소자가 배치되는 채널 부분을 통해 진행하지 않고 연통하고, 제2 입구 포트 및 제2 회수 포트는 기록 소자가 배치되는 채널 부분을 통해 진행하지 않고 연통한다.The liquid discharge head includes a discharge port, a recording element for generating energy, a supply channel for supplying liquid to the recording element, a common supply channel for communicating with the supply channel, a recovery channel for recovering the liquid supplied to the recording element, A first inlet port for supplying liquid to the common supply channel, a first return port for withdrawing liquid from the first common supply channel, a second inlet port for supplying liquid to the common return channel, And a second recovery port for recovering liquid from the channel. The first inlet port and the first recovery port communicate without advancing through the channel portion where the recording element is disposed and the second inlet port and the second recovery port communicate without advancing through the channel portion where the recording element is disposed.
Description
본 개시내용은 잉크 등 같은 액체를 토출하는 액체 토출 헤드, 액체 토출 장치 및 액체 토출 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present disclosure relates to a liquid discharge head for discharging a liquid such as ink, a liquid discharge apparatus, and a liquid discharge method.
잉크 등 같은 액체를 토출함으로써 기록을 수행하는 잉크젯 기록 헤드는 액체 토출 헤드를 대표한다. 액체 토출 헤드에서, 헤드 내에 수용된 잉크 내의 휘발성 성분이 토출구로부터 증발한다. 이는 토출구 부근의 잉크 내의 컬러 물질의 농도를 변화시키고, 이는 기록된 이미지에서 컬러 불균등이 발생하고, 점도가 토출구 부근에서 증가하여 토출되는 액적의 속도를 변화시키고 액적 착지 정확도가 열화되는 등의 점에서 문제가 된다. 이들 문제를 해결하기 위한 방법이 공지되어 있으며, 이 방법에서, 액체 토출 헤드에 공급되는 잉크는 순환 경로를 거쳐 순환된다.An ink-jet recording head that performs recording by ejecting a liquid such as ink is representative of a liquid ejecting head. In the liquid discharge head, volatile components in the ink contained in the head evaporate from the discharge port. This changes the concentration of the color material in the ink near the ejection opening, which causes color unevenness in the recorded image, increases the viscosity in the vicinity of the ejection opening, changes the speed of the ejected droplet, and deteriorates the droplet landing accuracy It becomes a problem. A method for solving these problems is known, and in this method, the ink supplied to the liquid discharge head is circulated through the circulation path.
일본 특허 공개 제2008-142910호는 잉크를 순환시킴으로써 토출을 수행하지 않는 상태에 있는 토출구 부근의 잉크의 농후화를 방지하는 장치를 개시한다. 또한, PCT 일본 특표 공개 제2002-533247호는 잉크 순환에 의해 챔버 내부를 세정하는 장치를 개시한다.Japanese Patent Application Laid-Open No. 2008-142910 discloses an apparatus for preventing the enrichment of the ink in the vicinity of the discharge port in a state in which the discharge is not performed by circulating the ink. In addition, PCT Japanese Unexamined Patent Publication No. 2002-533247 discloses an apparatus for cleaning the inside of a chamber by ink circulation.
그러나, 일본 특허 공개 제2008-142910호에 개시된 발명은 일본 특허 공개 제2008-142910호의 도 7에 도시된 바와 같이 제1 탱크(12)로부터 헤드(11) 내로 유동한 잉크가 압전 소자가 배치되어 있는 압력 챔버를 통과하고, 헤드(11)로부터 회수되는 구성을 갖는다. 또한, PCT 특표 공개 제2002-533247호에 개시된 발명은 PCT 특표 공개 제2002-533247호의 도 4, 도 5 및 도 8에 예시된 바와 같이 하부 용기(2050)로부터 헤드(2010) 내로 유동한 잉크가 토출을 위한 챔버를 통과하고, 헤드(2010)로부터 회수되는 구성을 갖는다.However, in the invention disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2008-142910, the ink that flows into the
따라서, 일본 특허 공개 제2008-142910호 및 PCT 특표 공개 제2002-533247호 양자에 개시된 순환 구성 모두는 압력 챔버를 통해 헤드 내로 유동하고 헤드로부터 회수되는 잉크를 수반한다. 이러한 구성에서, 예로서 순환 유량이 증가되는 경우, 잉크는 다른 채널 부분의 단면적보다 단면적이 상대적으로 작은 압력 챔버를 통과하고, 그래서, 해당 부분에서 채널 저항이 크며, 순환 유동의 압력 강하가 증가한다. 해당 부분의 채널 저항은 압력 챔버의 단면적을 확대시킴으로써 감소될 수 있지만, 더 큰 압력 챔버는 잉크 토출에 영향을 미치고, 추가로 헤드 크기를 증가시킨다.Therefore, both of the circulation configurations disclosed in both Japanese Patent Application Laid-Open No. 2008-142910 and PCT Specification Laid-open No. 2002-533247 involve ink that flows into the head through the pressure chamber and is recovered from the head. In this arrangement, for example, when the circulating flow rate is increased, the ink passes through the pressure chamber having a cross-sectional area that is smaller than the cross-sectional area of the other channel portion, so that the channel resistance at that portion is large and the pressure drop of the circulating flow increases . The channel resistance of that portion can be reduced by enlarging the cross-sectional area of the pressure chamber, but the larger pressure chamber affects ink ejection and further increases the head size.
액체의 공급에 기인한 압력 강하를 억제하면서 액체 토출 헤드 내로 액체를 공급할 수 있는 액체 토출 헤드, 액체 토출 장치 및 액체 토출 방법을 제공하는 것이 바람직한 것으로 판명되었다.It has been found desirable to provide a liquid discharge head, a liquid discharge apparatus and a liquid discharge method which can supply liquid into a liquid discharge head while suppressing a pressure drop due to supply of liquid.
액체 토출 헤드는 액체를 토출하도록 구성된 토출구; 액체를 토출하기 위해 사용되는 에너지를 생성하도록 구성되는 복수의 기록 소자; 복수의 기록 소자에 액체를 공급하도록 구성되는 복수의 공급 채널; 복수의 공급 채널과 연통하고 복수의 공급 채널에 액체를 공급하도록 구성되는 공통 공급 채널; 복수의 공급 채널에 의해 복수의 기록 소자에 공급된 액체를 회수하도록 구성되는 복수의 회수 채널; 그리고 복수의 회수 채널과 연통하고 복수의 회수 채널로부터 액체를 회수하도록 구성되는 공통 회수 채널을 포함한다. 액체 토출 헤드는 액체 토출 헤드의 외측으로부터 공통 공급 채널로 액체를 공급하도록 구성된 제1 입구 포트 및 공통 공급 채널로부터 액체 토출 헤드의 외측으로 액체를 회수하도록 구성된 제1 회수 포트가 내부에 형성되어 있다. 제1 입구 포트 및 제1 회수 포트는 기록 소자가 배치되는 채널 부분을 통해 진행하지 않고 공통 공급 채널에 의해 연통된다. 액체 토출 헤드는 액체 토출 헤드의 외측으로부터 공통 회수 채널로 액체를 공급하도록 구성된 제2 입구 포트 및 공통 회수 채널로부터 액체 토출 헤드의 외측으로 액체를 회수하도록 구성된 제2 회수 포트가 내부에 형성되어 있다. 제2 입구 포트 및 제2 회수 포트는 기록 소자가 배치되는 채널 부분을 통해 진행하지 않고 공통 회수 채널에 의해 연통된다.The liquid discharge head includes a discharge port configured to discharge liquid; A plurality of recording elements configured to generate energy used to eject liquid; A plurality of supply channels configured to supply liquid to a plurality of recording elements; A common supply channel configured to communicate with a plurality of supply channels and to supply liquid to the plurality of supply channels; A plurality of recovery channels configured to recover liquid supplied to a plurality of recording elements by a plurality of supply channels; And a common recovery channel configured to communicate with the plurality of recovery channels and to recover liquid from the plurality of recovery channels. The liquid discharge head has a first inlet port configured to supply liquid from the outside of the liquid discharge head to the common supply channel and a first recovery port configured to recover liquid from the common supply channel to the outside of the liquid discharge head. The first inlet port and the first recovery port are communicated by the common supply channel without proceeding through the channel portion where the recording element is disposed. The liquid discharge head is formed therein with a second inlet port configured to supply liquid from the outside of the liquid discharge head to the common collecting channel and a second collecting port configured to collect liquid from the common collecting channel to the outside of the liquid discharge head. The second inlet port and the second recovery port are communicated by the common recovery channel without proceeding through the channel portion where the recording element is disposed.
액체 토출 장치는 액체 토출 헤드로서, 액체를 토출하도록 구성된 복수의 토출구와 액체를 토출하기 위해 사용되는 에너지를 발생시키도록 구성된 복수의 기록 소자와, 제1 입구 포트 및 제1 회수 포트와 연통하는 제1 공통 채널과, 제1 공통 채널과 연통하면서 복수의 기록 소자에 액체를 공급하도록 구성되는 복수의 제1 개별 채널과, 제2 입구 포트 및 제2 회수 포트와 연통하는 제2 공통 채널과, 제2 공통 채널과 연통하며 제2 회수 채널로 압력 챔버 내의 액체를 회수하도록 구성되는 복수의 제2 개별 채널을 포함하는 액체 토출 헤드; 그리고, 제1 공통 채널, 제1 개별 채널, 복수의 기록 소자, 제2 개별 채널 및 제2 공통 채널에 액체를 공급하도록 구성되는 공급 유닛을 포함한다. 제1 입구 포트 및 제1 회수 포트는 압력 챔버를 통해 진행하지 않고 제1 공통 채널과 연통하며, 제2 입구 포트 및 제2 회수 포트는 압력 챔버를 통해 진행하지 않고 제2 공통 채널과 연통한다.The liquid ejection apparatus includes a plurality of ejection openings configured to eject liquid, a plurality of recording elements configured to generate energy used for ejecting the liquid, and a plurality of recording elements configured to communicate with the first inlet port and the first recovery port A plurality of first individual channels communicating with the first common channel and configured to supply liquid to a plurality of recording elements, a second common channel communicating with the second inlet port and the second return port, A liquid ejection head including a plurality of second individual channels communicating with the second common channel and configured to recover liquid in the pressure chamber with a second recovery channel; And a supply unit configured to supply a liquid to the first common channel, the first individual channel, the plurality of recording elements, the second individual channel, and the second common channel. The first inlet port and the first recovery port communicate with the first common channel without proceeding through the pressure chamber and the second inlet port and the second recovery port communicate with the second common channel without proceeding through the pressure chamber.
액체 토출 방법은 액체 토출 헤드로부터 액체를 토출하는 액체 토출 방법이며, 액체 토출 헤드는 액체를 토출하도록 구성되는 복수의 토출구, 액체를 토출하기 위해 사용되는 에너지를 발생시키도록 구성된 복수의 기록 소자, 복수의 기록 소자에 액체를 공급하도록 구성되는 복수의 공급 채널, 복수의 공급 채널과 연통하고 복수의 공급 채널에 액체를 공급하도록 구성되는 공통 공급 채널, 복수의 공급 채널에 의해 복수의 기록 소자에 공급된 액체를 회수하도록 구성되는 복수의 회수 채널, 복수의 회수 채널과 연통하고 복수의 회수 채널로부터 액체를 회수하도록 구성되는 공통 회수 채널, 액체 토출 헤드의 외측으로부터 공통 공급 채널로 액체를 공급하도록 구성되는 제1 입구 포트, 공통 공급 채널로부터 액체 토출 헤드의 외측으로 액체를 회수하도록 구성되는 제1 회수 포트, 액체 토출 헤드의 외측으로부터 공통 회수 채널로 액체를 공급하도록 구성되는 제2 입구 포트 및 공통 회수 채널로부터 액체 토출 헤드의 외측으로 액체를 회수하도록 구성되는 제2 회수 포트를 포함한다. 이 방법은 제1 입력 포트로부터 공통 공급 채널로 유동된 액체를 제1 회수 포트로부터 액체 토출 헤드의 외측으로 회수하고, 또한, 제2 입력 포트로부터 공통 회수 채널 내로 유동된 액체를 제2 회수 포트로부터 액체 토출 헤드의 외측으로 회수하는 단계; 그리고, 회수 단계에서 액체의 공급이 수행되는 상태에서 토출구로부터 액체를 토출하는 단계를 포함한다.The liquid ejection method is a liquid ejection method for ejecting liquid from a liquid ejection head, wherein the liquid ejection head includes a plurality of ejection openings configured to eject liquid, a plurality of recording elements configured to generate energy used to eject liquid, A plurality of supply channels configured to supply liquid to the recording elements of the plurality of recording elements, a common supply channel configured to communicate with the plurality of supply channels and configured to supply liquid to the plurality of supply channels, A common recovery channel communicating with the plurality of recovery channels and configured to recover liquid from the plurality of recovery channels, a plurality of recovery channels configured to supply liquid from the outside of the liquid discharge head to the common supply channel, 1 inlet port, liquid is withdrawn from the common supply channel to the outside of the liquid discharge head A second inlet port configured to supply liquid from the outside of the liquid discharge head to the common return channel and a second return port configured to collect liquid from the common return channel to the outside of the liquid discharge head . The method recovers liquid from the first input port to the common supply channel from the first return port to the outside of the liquid discharge head and also allows the liquid flowing into the common return channel from the second input port from the second return port Withdrawing to the outside of the liquid discharge head; And discharging the liquid from the discharge port in a state where supply of the liquid is performed in the recovery step.
첨부 도면을 참조로 예시적 실시예에 대한 이하의 설명으로부터 다른 특징을 명백히 알 수 있을 것이다.Other features will become apparent from the following description of an illustrative embodiment with reference to the accompanying drawings.
도 1은 예시적 실시예에 따른 액체 토출 장치의 제1 예인 기록 장치의 내부를 개략적으로 예시하는 사시도이다.
도 2는 제1 실시예에 따른 액체 토출 장치의 채널 구성을 예시하는 도면이다.
도 3a 및 도 3b는 제1 실시예에 따른 액체 토출 헤드의 외관의 사시도이다.
도 4는 제1 실시예에 따른 액체 토출 헤드의 분해 사시도이다.
도 5a 내지 도 5e는 제1 실시예의 다양한 위치에서의 채널 부재의 단면도이다.
도 6은 제1 실시예의 채널 부재의 투시도이다.
도 7은 제1 실시예에 따른 액체 토출 헤드의 단면도이다.
도 8a 및 도 8b는 예시적 실시예에 따른 액체 토출 헤드(3)의 토출 모듈을 예시하는 도면이며, 도 8a는 사시도이고, 도 8b는 분해도이다.
도 9는 예시적 실시예에 따른 액체 토출 장치의 채널 구성을 예시하는 도면이다.
도 10은 예시적 실시예에 따른 액체 토출 헤드의 구동시 기록 소자의 온도 분포를 예시하는 도면이다.
도 11은 제3 실시예에 따른 액체 토출 헤드의 단면도이다.
도 12는 제4 실시예에 따른 액체 토출 헤드의 단면도이다.
도 13a 내지 도 13c는 일 실시예에 따른 기록 소자 기판의 투시도이다.
도 14는 예시적 실시예에 따른 기록 소자 기판의 부분 단면 사시도이다.
도 15는 제5 실시예에 따른 액체 토출 장치의 채널 구성을 예시하는 도면이다.
도 16a 및 도 16b는 제5 실시예에 따른 액체 토출 헤드의 각 압력 챔버의 압력 분포를 예시하는 도면이며, 도 16a에서 공통 채널의 유동 방향은 반대 방향이고, 도 16b에서 공통 채널의 유동 방향은 동일한 방향이다.
도 17은 제6 실시예에 따른 액체 토출 장치의 채널 구성을 예시하는 도면이다.
도 18은 제6 실시예에 따른 액체 토출 헤드의 내부 채널의 등가 회로도이다.
도 19a 및 도 19b는 예시적 실시예에 따른 액체 토출 헤드의 구성을 예시하는 도면이다.
도 20a 및 도 20b는 예시적 실시예에 따른 액체 토출 헤드의 사시도이다.
도 21은 도 20a 및 도 20b의 액체 토출 헤드의 분해 사시도이다.
도 22a 및 도 22e는 도 20의 액체 토출 헤드의 채널 부재의 평면도 및 저면도이다.
도 23은 도 20의 액체 토출 헤드의 기록 소자 기판 및 채널 부재의 연결 상태를 설명하기 위한 도면이다.
도 24a 및 도 24b는 도 20의 액체 토출 헤드의 토출 모듈을 예시하는 도면이며, 도 24a는 사시도이고, 도 24b는 분해도이다.
도 25a 내지 도 25c는 도 20의 액체 토출 헤드의 기록 소자 기판의 도면이며, 도 25a는 평면도이고, 도 25b는 중간 부분을 예시하고, 도 25c는 저면도이다.
도 26은 제7 실시예에 따른 잉크젯 기록 장치를 예시하는 사시도이다.
도 27은 제8 실시예에 따른 잉크젯 기록 장치를 예시하는 사시도이다.
도 28은 제9 실시예에 따른 액체 순환 경로를 예시하는 도면이다.
도 29a 및 도 29b는 제9 실시예에 따른 액체 토출 헤드를 예시하는 도면이다.
도 30a 내지 도 30c는 제9 실시예에 따른 액체 토출 헤드를 예시하는 도면이다.1 is a perspective view schematically illustrating the inside of a recording apparatus, which is a first example of a liquid ejecting apparatus according to an exemplary embodiment;
2 is a diagram illustrating a channel configuration of the liquid discharge apparatus according to the first embodiment.
3A and 3B are perspective views of the outer appearance of the liquid discharge head according to the first embodiment.
4 is an exploded perspective view of the liquid discharge head according to the first embodiment.
5A-5E are cross-sectional views of channel members at various locations in the first embodiment.
6 is a perspective view of the channel member of the first embodiment.
7 is a sectional view of the liquid discharge head according to the first embodiment.
8A and 8B are views illustrating a discharge module of the
9 is a diagram illustrating a channel configuration of a liquid discharge apparatus according to an exemplary embodiment.
10 is a diagram illustrating the temperature distribution of the recording element during driving of the liquid discharge head according to the exemplary embodiment.
11 is a cross-sectional view of the liquid discharge head according to the third embodiment.
12 is a sectional view of the liquid discharge head according to the fourth embodiment.
13A to 13C are perspective views of a recording element substrate according to an embodiment.
14 is a partial cross-sectional perspective view of a recording element substrate according to an exemplary embodiment.
15 is a diagram illustrating a channel configuration of the liquid discharge apparatus according to the fifth embodiment.
16A and 16B are diagrams illustrating pressure distributions of the respective pressure chambers of the liquid discharge head according to the fifth embodiment. In FIG. 16A, the flow direction of the common channel is opposite, and in FIG. 16B, The same direction.
17 is a diagram illustrating a channel configuration of the liquid discharge apparatus according to the sixth embodiment.
18 is an equivalent circuit diagram of the internal channels of the liquid discharge head according to the sixth embodiment.
Figs. 19A and 19B are views illustrating a configuration of a liquid discharge head according to an exemplary embodiment. Fig.
20A and 20B are perspective views of a liquid discharge head according to an exemplary embodiment.
21 is an exploded perspective view of the liquid discharge head of Figs. 20A and 20B.
22A and 22E are a plan view and a bottom view of the channel member of the liquid discharge head of Fig.
Fig. 23 is a view for explaining the connection state of the recording element substrate and the channel member of the liquid discharge head of Fig. 20;
24A and 24B are views illustrating a discharge module of the liquid discharge head of FIG. 20, wherein FIG. 24A is a perspective view and FIG. 24B is an exploded view.
25A to 25C are views of the recording element substrate of the liquid discharge head of Fig. 20, wherein Fig. 25A is a plan view, Fig. 25B is an illustration of an intermediate portion, and Fig. 25C is a bottom view.
26 is a perspective view illustrating an inkjet recording apparatus according to the seventh embodiment.
27 is a perspective view illustrating an inkjet recording apparatus according to the eighth embodiment.
28 is a diagram illustrating a liquid circulation path according to the ninth embodiment.
29A and 29B are views illustrating a liquid discharge head according to the ninth embodiment.
30A to 30C are views illustrating a liquid discharge head according to the ninth embodiment.
실시예에 따른 액체 토출 헤드, 액체 토출 장치 및 액체 토출 방법을 도 1 내지 도 18을 참조로 후술한다. 액체 토출 헤드 및 액체 토출 장치의 실시예는 프린터, 복사기, 통신 시스템을 구비한 팩시밀 장치, 프린터 유닛을 갖는 워드 프로세서 등 같은 장치에 적용될 수 있으며, 추가로, 다양한 유형의 처리 장치와 복합적 방식으로 조합되어 있는 산업적 기록 장치에도 적용될 수 있다는 것을 유의하여야 한다. 예로서, 예시적 실시예는 바이오칩, 인쇄 전자 회로 및 다른 이런 용례에 사용될 수 있다. 비록, 발열 소자가 액체를 토출하기 위해 기포를 생성하는 열적 시스템이 이하의 실시예에서 채용되지만, 본 개시내용은 압전 시스템 등 같은 다른 액체 토출 시스템을 채용하는 액체 토출 헤드에 적용될 수 있다.A liquid discharge head, a liquid discharge device, and a liquid discharge method according to embodiments will be described below with reference to FIGS. 1 to 18. FIG. Embodiments of the liquid discharge head and the liquid discharge apparatus can be applied to devices such as a printer, a copying machine, a facsimile apparatus having a communication system, a word processor having a printer unit, and the like, It should be noted that the present invention is also applicable to an industrial recording apparatus which is combined. By way of example, the illustrative embodiments may be used in biochips, printed electronics and other such applications. Although the thermal system in which the heating element generates bubbles to eject liquid is employed in the following embodiments, the present disclosure can be applied to a liquid discharge head employing another liquid discharge system such as a piezoelectric system or the like.
비록, 실시예에 따른 액체 토출 장치가 잉크 등 같은 액체가 잉크 탱크와 액체 토출 헤드 사이에서 순환하는 형태의 잉크젯 기록 장치(또는 단순히 "기록 장치")에 관련하지만, 다른 형태도 마찬가지로 사용될 수 있다. 예로서, 잉크 순환 대신, 액체 토출 헤드의 상류측에 하나와 하류측에 다른 하나의 두 개의 잉크 탱크가 제공되고, 압력 챔버 내의 잉크가 하나의 잉크 탱크로부터 다른 탱크로 잉크를 주행시킴으로써 유동하게 되는 형태가 사용될 수 있다.Although the liquid ejecting apparatus according to the embodiment relates to an ink jet recording apparatus (or simply "recording apparatus") in the form of liquid circulating between the ink tank and the liquid ejecting head, such as ink, other forms can be used as well. As an example, instead of the ink circulation, two ink tanks are provided on the upstream side of the liquid discharge head and another one on the downstream side, and ink in the pressure chamber flows by moving the ink from one ink tank to the other tank Shape can be used.
또한, 실시예에 따른 액체 토출 헤드는 기록 매체의 폭에 대응하는 길이를 갖는 소위 라인 헤드에 관련하지만, 이러한 실시예는 또한 기록 매체 위에서 주사하면서 기록하는 소위 시리얼 액체 토출 헤드일 수도 있다. 시리얼 액체 토출 헤드의 예는 예로서, 흑색 잉크 기록 및 컬러 잉크 기록 각각을 위해 하나의 기판을 갖는 구성이다. 그러나, 이는 제한적이지 않으며, 기록 매체의 폭보다 짧은, 짧은 라인 헤드가 형성되고, 다수의 기록 소자 기판이 토출구 열 방향으로 토출구가 중첩하도록 배열되며, 이들이 기록 매체 위에서 주사되는 배열이 형성될 수 있다.Further, although the liquid discharge head according to the embodiment relates to a so-called line head having a length corresponding to the width of the recording medium, this embodiment may also be a so-called serial liquid discharge head which records while scanning on the recording medium. An example of a serial liquid discharge head is a configuration having one substrate for each of black ink recording and color ink recording, for example. However, this is not restrictive, and an array in which a short line head is formed shorter than the width of the recording medium, a plurality of recording element substrates are arranged to overlap the ejection orifices in the ejection orifice row direction, and they are scanned on the recording medium .
따라서, 상술한 실시예는 본 발명의 적절한 특정 예이고, 따라서, 기술적으로 바람직할 수 있는 다양한 제한이 적용되어 있지만, 본 발명은 본 발명의 기술적 개념 이내에 있다면, 본 명세서의 실시예 및 임의의 다른 특정 방법에 한정되지 않는다.Thus, while the foregoing embodiments are a suitable specific example of the present invention, and thus various limitations that may be technically desirable apply, it is to be understood that the present invention is not limited to the embodiment But is not limited to a specific method.
제1 실시예First Embodiment
잉크젯 기록 장치의 설명Explanation of inkjet recording apparatus
도 1은 액체 토출 장치, 특히, 잉크를 토출하여 기록을 수행하는 잉크젯 기록 장치(1000)(이하에서, 간단히 "기록 장치"라고도 지칭됨)의 개략적 구성을 예시한다. 기록 장치(1000)는 기록 매체(2)를 반송하는 반송 유닛(1)과 기록 매체(2)의 반송 방향에 대체로 직교하여 배치된 라인형(페이지-와이드형) 액체 토출 헤드(3)를 구비하고, 다수의 기록 매체(2)를 연속적으로 또는 간헐적으로 반송하면서 단일 패스 연속 기록을 수행한다. 기록 매체(2)는 절단 시트에 한정되지 않으며, 연속 롤 시트일 수 있다. 액체 토출 헤드(3)는 시안, 마젠타, 옐로우 및 블랙(약어 "CMYK") 잉크에 의해 풀 컬러 인쇄가 가능하다. 액체 토출 헤드(3)로 잉크를 공급하는 공급 채널로서 역할하는 액체 공급 유닛 및 유체 연결된 두 개의 잉크 탱크(메인 탱크 및 버퍼 탱크)(도 2 참조)가 이에 연결되어 있다. 액체 토출 헤드(3)는 또한 전기 제어 유닛에 전기적으로 연결되며, 이 전기 제어 유닛은 액체 토출 헤드(3)에 전력 및 토출 제어 신호를 전송한다. 액체 토출 헤드(3) 내의 액체 경로 및 전기 신호 경로를 후술한다.Fig. 1 illustrates a schematic configuration of a liquid ejecting apparatus, particularly, an inkjet recording apparatus 1000 (hereinafter, simply referred to as a "recording apparatus") for ejecting ink to perform recording. The
기록 소자 기판의 구조의 설명Description of the structure of the recording element substrate
도 19a 및 도 19b는 잉크 같은 액체를 토출하는 액체 토출 헤드의 구성 예를 설명하기 위한 도면이다. 도 19a는 토출구(13)가 형성되는 액체 토출 헤드의 기록 소자 기판(10)의 평면도이고, 도 19b는 도 19a의 선 XIXB-XIXB을 따라 취한 단면도이다. 기록 소자(15)는 도 19a에 예시된 바와 같이 액체를 토출하기 위해 사용되는 에너지를 발생시키도록 기록 소자 기판(10) 상에 제공된다. 또한, 기록 소자(15)를 포함하는 압력 챔버(23)에 잉크를 공급하는 개별 공급 채널(17a)과 압력 챔버(23) 내의 잉크를 회수하는 개별 회수 채널(17b)이 기록 소자 기판(10) 내에 형성되어 있다. 잉크를 토출하는 토출구(13)는 기록 소자 기판(10)을 구성하는 하나의 부재인 토출구 형성 부재(12)에 형성된다. 비록, 기록 소자(15)가 본 명세서에서 열적 에너지를 발생시킬 수 있는 발열 소자인 히터로서 설명될 것이지만, 실시예는 이에 한정되지 않는다. 압전 소자 등과 유사한 전자기계 변환 소자 같은, 토출을 위한 에너지를 발생시키는 다양한 유형의 기록 소자가 사용될 수 있다.Figs. 19A and 19B are diagrams for explaining a configuration example of a liquid discharge head for discharging a liquid such as ink. Fig. Fig. 19A is a plan view of the
도 19a 및 도 19b로부터 다수의 개별 공급 채널(17a) 및 개별 회수 채널(17b)이 기록 소자 기판(10) 상에 형성되고, 다수의 압력 챔버(23)가 그 사이에 형성되어 있음을 이해할 수 있다. 압력 챔버(23)는 벽(22)에 의해 구획되어 있다. 기록 소자(15)는 각 압력 챔버(23) 내측에 배치되고, 토출구(13)는 기록 소자(15)에 대면하는 위치에 형성된다. 기록 소자(15)는 선택적으로 기록 데이터에 따라 구동되며, 원하는 양의 잉크가 토출구(13)로부터 토출된다. 기록 소자(15)가 구동되지 않는 경우, 잉크는 개별 공급 채널(17a)로부터 압력 챔버(23)로 공급되고, 그후, 기록 소자 기판(10)으로부터 개별 회수 채널(17b)을 거쳐 회수된다. 이러한 잉크의 유동(순환 유동)은 기록 소자(15)가 구동되지 않을 때에도 발생하며, 또한, 순환 유동은 기록 소자(15)가 잉크를 토출하도록 구동되는 동안에도 계속 발생한다. 즉, 잉크가 압력 챔버(23)를 통해 유동하는 상태에서 기록 소자(15)가 구동되고, 잉크가 토출된다. 기록 소자(15)는 기록 소자 기판(10)에 제공된 전기 배선(도시 생략)에 의해 도 13a의 단자(16)에 전기적으로 연결된다. 기록 소자(15)는 전기 배선 기판(90)(도 4) 및 가요성 인쇄 회로 기판(40)(도 8b)을 거쳐 기록 장치(1000)의 제어 회로로부터 입력된 펄스 신호에 기초하여 액체를 가열하고 비등시킨다. 액체는 이 비등에 기인한 발포력에 의해 토출구(13)로부터 토출된다.It can be understood from Figs. 19A and 19B that a plurality of
순환 구성의 설명Description of the cyclic configuration
따라서, 기록 소자(15)를 구동함으로써 잉크에 열이 전달되는 시스템에서, 구동 이후 소정량의 시간이 경과한 이후의, 기록 소자(15)가 정지 상태일 때 헤드 내의 온도 분포가 안정화된다. 그러나, 과도 상태에서는 상황이 다르며, 기록 소자(15)로부터의 열이 소정 시간 상수에 따라 잉크로 전달되기 때문에, 이러한 과도 상황에서 압력 챔버(23) 내측의 잉크의 온도는 순간 순간 변하고, 그래서, 토출 특성도 변한다. 따라서, 압력 챔버(23) 부근의 온도가 감시되고, 온도가 미리 결정된 임계값 이하임이 결정되면, 기록 소자(15) 또는 압력 챔버(23)를 가열하기 위한 열원(도시 생략)이 잉크가 비등하지 않는 수준까지 구동된다. 따라서, 압력 챔버(23) 내의 잉크의 온도는 설정된 범위에서 유지되고, 토출 특성의 비균등이 억제될 수 있다.Therefore, in the system in which heat is transferred to the ink by driving the
제1 실시예에 따른 액체 토출 헤드(3)를 도 1 내지 도 8b를 참조로 설명한다. 도 2는 본 실시예에 따른 액체 토출 장치의 예인 기록 장치 내의 채널 시스템의 전체 구성의 예를 예시한다. 도 2는 본 실시예의 기록 장치에 적용되는 순환 경로의 제1 형태인 제1 순환 경로를 예시하는 개략도이다. 도 2는 유체 연결에 의해 연결되는 제1 순환 펌프(고압측)(1001), 제1 순환 펌프(저압측)(1002) 및 버퍼 탱크(1003) 등에 연결된 액체 토출 헤드(3)를 예시하는 도면이다. 비록, 도 2가 설명의 간결성을 위해 하나의 컬러 잉크가 유동하는 경로만을 예시하지만, 실제로는 필요한 만큼 많은 수의 컬러를 위해 순환 경로들이 액체 토출 헤드(3) 및 기록 장치 메인 유닛에 제공된다. 메인 탱크(1006)에 연결되는 서브 탱크로서 역할하는 버퍼 탱크(1003)는 대기 연통 개구(도시 생략)를 구비하며, 이에 의해, 탱크의 내측과 외측이 소통하고, 잉크 내의 기포가 외부로 배출될 수 있다. 버퍼 탱크(1003)는 또한 보충 펌프(1005)에 연결된다. 기록, 흡입 회수 등을 수행하기 위해 잉크를 토출함으로써 액체 토출 헤드(3)의 토출구로부터 잉크를 토출(배출)하는 것에 의해 액체 토출 헤드(3)에서 잉크가 소비되면, 보충 펌프(1005)는 메인 탱크(1006)로부터 소비된 것과 동일한 양의 잉크를 버퍼 탱크(1003)로 보내도록 작용한다.The
제1 순환 펌프(1001, 1002)는 액체 커넥터(111)로부터 액체를 흡입하고 잉크를 버퍼 탱크(1003)로 유동시키도록 작용한다. 제1 순환 펌프(1001, 1002)는 바람직하게는 정량적 액체 전송 기능을 갖는 용적형 펌프이다. 특정 예는 튜브 펌프, 기어 펌프, 다이아프램 펌프, 주사기 펌프 등을 포함할 수 있다. 펌프의 출구에 공용 일정 유동 밸브 및 릴리프 밸브를 배치함으로써 일정 유동이 보증되는 배열이 사용될 수도 있다. 액체 토출 헤드(3)가 구동될 때, 제1 순환 펌프(고압측)(1001) 및 제1 순환 펌프(저압측)(1002)는 일정한 양의 잉크가 공통 공급 채널(211) 및 공통 회수 채널(212)을 통해 유동하게 한다.The first circulation pumps 1001 and 1002 serve to suck liquid from the
부압 제어 유닛(230)은 액체 토출 유닛(300)과 제2 순환 펌프(1004) 사이의 경로에 제공된다. 따라서, 부압 제어 유닛(230)은 순환 시스템의 유량이 기록시 듀티의 차이에 기인하여 동요하는 경우에도 미리 설정된 일정한 압력으로 부압 제어 유닛(230)으로부터 하류의(즉, 액체 토출 유닛(300)측에서의) 압력이 유지될 수 있도록 기능한다. 그 자체로부터 하류의 압력이 원하는 설정 압력에 중심맞춰진 일정한 범위 이하 이내에서 동요하도록 제어될 수 있다면, 임의의 기구가 부압 제어 유닛(230)을 구성하는 두 개의 압력 조절 기구로서 사용될 수 있다. 일 예로서, 소위 "감압 조정기"에 상당하는 기구가 사용될 수 있다. 이 구성은 액체 토출 헤드(3)에 관한 버퍼 탱크(1003)의 액체 토출 헤드(3)에 대한 수두 압력의 영향이 억제될 수 있게 함으로써 기록 장치(1000)의 버퍼 탱크(1003)의 레이아웃의 더 넓은 자유도를 제공한다.The negative
제2 순환 펌프(1004)는 액체 토출 헤드(3) 구동시 사용되는 잉크의 순환 유동 압력의 범위 이내에서 특정 양정 압력 이상을 갖는 것으로 충분하며, 터보 펌프, 용적형 펌프 등이 사용될 수 있다. 구체적으로, 다이아프램 펌프 등이 사용될 수 있다. 대안적으로, 예로서, 부압 제어 유닛(230)에 대한 특정 수두차로 배치된 수두 탱크가 제2 순환 펌프(1004) 대신 사용될 수 있다. 따라서 액체 토출 헤드(3)에 잉크를 공급하는 펌프를 통합함으로써, 전체 장치의 펌프 수가 감소될 수 있고, 장치 크기가 감소될 수 있다.It is sufficient that the
도 2에 예시된 바와 같이, 부압 제어 유닛(230)은 두 개의 압력 조절 기구를 가지며, 이들은 서로간에 다른 제어 압력으로 설정되어 있다. 두 개의 부압 조절 기구 중에서, 상대적 고압 설정측(도 2에서 H로 표시됨) 및 상대적 저압 설정측(도 2에서 L로 표시됨)은 각각 액체 공급 유닛(220)을 거쳐 액체 토출 유닛(300) 내의 공통 공급 채널(211) 및 공통 회수 채널(212)에 연결된다. 액체 토출 유닛(300)에는 공통 공급 채널(211), 공통 회수 채널(212) 및 기록 소자 기판(10) 사이에서 연통하는 분기 공급 채널(213) 및 분기 회수 채널(214)이 제공된다. 제1 입구 포트(7a) 및 제1 회수 포트(8a)가 공통 공급 채널(211)에 형성된다. 제1 입구 포트(7a)는 유체 연결에 의해 압력 조절 기구(H)에 연결되고, 제1 회수 포트(8a)는 유체 연결에 의해 제1 순환 펌프(제1 회수 펌프)(1001)에 연결된다. 제2 입구 포트(7b) 및 제2 회수 포트(8b)가 공통 회수 채널(212)에 형성된다. 제2 입구 포트(7b)는 유체 연결에 의해 압력 조절 기구(L)에 연결되고, 제2 회수 포트(8b)는 유체 연결에 의해 제1 순환 펌프(제2 회수 펌프)(1002)에 연결된다. 이하의 부등식이 충족된다.As illustrated in FIG. 2, the negative
Pu_i > Pd_i 부등식 1Pu_i> Pd_i Inequality 1
Pu_o > Pd_o 부등식 2Pu_o> Pd_o
여기서 Pu_i는 공통 공급 채널(211)에서 제1 입구 포트(7a) 부근의 압력값을 나타내고, Pu_o는 제1 회수 포트(8a) 부근의 압력값을 나타내고, Pd_i는 공통 회수 채널(212)의 제2 입구 포트(7b) 부근의 압력값을 나타내며, Pd_o는 제2 회수 포트(8b) 부근의 압력값을 나타낸다.Where Pu_i represents the pressure value in the vicinity of the
압력 조절 기구(H)는 공통 공급 채널(211)에 연결되고, 압력 조절 기구(L)는 공통 회수 채널(212)에 연결되며, 그래서, 부등식 1을 충족하는 상태로 두 개의 공통 채널 사이에 차압이 생성된다. 또한, 부등식 2를 충족하는 소정량의 잉크가 제1 순환 펌프(1001, 1002)에 의해 공통 공급 채널(211)과 공통 회수 채널(212)의 내부를 통해 유동한다.The pressure regulating mechanism H is connected to the
이러한 구성에 따라서, 각 기록 소자 기판(10)에 대한 잉크의 유동이 공통 공급 채널(211)로부터 분기 공급 채널(213), 기록 소자 기판(10) 내의 다수의 압력 챔버(23), 분기 회수 채널(214)을 통과하여 공통 회수 채널(212)로 생성된다(도 2의 윤곽선 화살표). 또한, 두 개의 입구 포트로부터 공급된 잉크가 기록 소자 기판(10)을 통해 진행하지 않고 각각의 공통 채널로 회수되는 유동이 동시에 발생한다. 따라서, 비교적 많은 유량의 잉크가 공급되는 경우에도, 액체 토출 헤드(3) 내의 공급 경로에서의 압력 강하의 증가가 억제될 수 있고, 토출이 수행되지 않는 압력 챔버(23)에서 잉크 유동이 생성될 수 있다. 따라서, 기록 소자 기판(10)에서 발생된 열은 공통 공급 채널(211) 및 공통 회수 채널(212)의 유동에 의해 액체 토출 헤드(3)로부터 외부적으로 배출될 수 있다. 또한, 동작 상태에 무관하게 압력 챔버(23)와 토출구(13)에서 잉크 유동이 생성될 수 있고, 그래서, 이들 부분에서의 잉크의 농후화가 억제될 수 있다. 또한, 농후화된 잉크 및 잉크 내의 이물질이 공통 회수 채널(212)로 토출될 수 있다. 따라서, 본 실시예에 따른 액체 토출 헤드(3)는 높은 화상 품질로 고속으로 기록할 수 있다.According to this configuration, the flow of ink to each
헤드의 구성의 설명Description of the configuration of the head
제1 실시예에 따른 액체 토출 헤드(3)의 구성을 설명한다. 도 3a 및 도 3b는 본 실시예에 따른 액체 토출 헤드(3)의 사시도이다. 액체 토출 헤드(3)는 라인형 액체 토출 헤드이며, C, M, Y 및 K의 4개 컬러의 잉크를 각각 토출할 수 있는 15개 기록 소자 기판(10)이 직선으로 배열되어 있다(인라인 레이아웃). 도 3a에 도시된 바와 같이, 액체 토출 헤드(3)는 기록 소자 기판(10)과, 가요성 인쇄 회로 기판(40)과 전기 배선 기판(90)을 거쳐 전기적으로 접속되어 있는 입력 단자(91) 및 전력 공급 단자(92)를 포함한다. 입력 단자(91) 및 전력 공급 단자(92)는 기록 장치(1000)의 제어 유닛에 전기적으로 연결되어 있고, 각각 기록 소자 기판(10)에 토출을 위해 필요한 토출 구동 신호 및 전력을 공급한다. 전기 회로에 의해 배선을 전기 배선 기판(90)에 통합하는 것은 입력 단자(91) 및 전력 공급 단자(92)의 수가 기록 소자 기판(10)의 수에 비해 감소될 수 있게 한다. 이는 액체 토출 헤드(3)의 교환시 또는 기록 장치(1000)에 대한 액체 토출 헤드(3)의 조립시 제거되어야 하는 전기 접속 부분의 수가 감소될 수 있게 한다. 액체 토출 헤드(3)의 양 단부에 제공된 액체 연결 부분(111)은 도 3b에 도시된 바와 같이, 기록 장치(1000)의 액체 공급 시스템과 연결된다. 따라서, CMYK의 4개 컬러의 잉크가 액체 토출 헤드(3)로 공급되고, 액체 토출 헤드(3)를 통과한 잉크가 기록 장치(1000)의 공급 시스템으로 회수된다. 이러한 방식으로, 각 컬러의 잉크는 기록 장치(1000)의 경로 및 액체 토출 헤드(3)의 경로에 걸쳐 순환할 수 있다.The configuration of the
도 4는 액체 토출 헤드(3)를 구성하는 부품 및 유닛의 분해 사시도를 예시한다. 액체 토출 유닛(300), 액체 공급 유닛(220) 및 전기 배선 기판(90)이 케이스(80)에 부착된다. 액체 연결 부분(111)(도 3)은 액체 공급 유닛(220)에 제공되고, 공급된 잉크 내의 이물질을 제거하기 위해 액체 연결 부분(111)의 각 개구와 연통하는 각 컬러를 위한 필터(221)(도 2 및 도 3)가 액체 공급 유닛(220) 내측에 제공된다. 두 개의 액체 공급 유닛(220)은 두 개의 컬러를 위한 필터(221)를 각각 구비한다. 필터(221)를 통과한 잉크는 대응 액체 공급 유닛(220)에 제공된 각각의 부압 제어 유닛(230)으로 공급된다.Fig. 4 illustrates an exploded perspective view of components and units constituting the
다음에, 액체 토출 유닛(300)에 포함되는 채널 부재(210)의 구성에 관하여 설명한다. 채널 부재(210)는 도 4에 예시된 바와 같이 액체 공급 유닛(220)으로부터 토출 모듈(200) 각각으로 공급되는 액체를 분배하고 토출 모듈(200)로부터 액체 공급 유닛(220)으로 재순환되는 액체를 복귀시키는 채널 부재이다. 채널 부재(210)는 나사에 의해 액체 토출 유닛 지지 부재(81)에 고정됨으로써 채널 부재(210)의 뒤틀림 및 변형을 억제한다. 도 5a 내지 도 5e는 채널 부재(210)의 채널 부분의 이해를 돕기 위한 분해도이다. 도 5a는 토출 모듈(200)이 장착되는 측부를 예시하고, 도 5e는 액체 토출 유닛 지지 부재(81)와 접촉하는 면을 예시한다. 채널 부재의 길이 방향으로 연장하는 8개 공통 채널은 각 컬러를 위한 공통 공급 채널(211) 및 공통 회수 채널(212)이다. 각 입구 포트(7) 및 각 회수 포트(8)는 유체 연결에 의해 액체 공급 유닛(220)과 연통하도록 결합 고무 부재(100)의 구멍과 연통한다. 채널 부재(210)는 공통 채널과 교차하는 방향으로 형성되어 유체 연결에 의해 다수의 토출 모듈(200)과 연통하는 다수의 분기 채널(213)을 더 구비한다. 채널 부재(210)는 바람직하게는 액체에 대해 내식성이고, 낮은 선형 팽창 계수를 갖는 재료로 형성된다. 예시적인 적절한 재료는 알루미나, 액정 폴리머(LCP) 및 복합 재료(수지 재료)를 포함하며, 복합재는 무기 충전재, 예컨대, 미세 실리카 입자 또는 섬유 등이 폴리페닐 설파이드(PPS) 또는 폴리설폰(PSF) 같은 기재에 추가되어 있다.Next, the configuration of the
다음에, 채널 부재(210) 내의 채널의 연결 관계를 도 6을 참조로 설명한다. 도 6은 토출 모듈(200)이 장착되는 측부로부터 본 바와 같은 채널 부재(210) 내의 채널의 부분 확대 투시도이다. 채널 부재(210)는 각 컬러에 대하여, 액체 토출 헤드(3)의 길이 방향으로 연장하는 공통 공급 채널(211)(211a, 211b, 211c, 211d) 및 공통 회수 채널(212)(212a, 212b, 212c, 212d)을 갖는다. 분기 공급 채널(213)은 연통 포트(61)를 거쳐 각 컬러의 공통 공급 채널(211)에 연결된다. 다수의 분기 회수 채널(214)은 연통 포트(61)를 거쳐 각 컬러의 공통 회수 채널(212)에 연결된다. 이러한 채널 구성은 공통 공급 채널(211)로부터 분기 공급 채널(213)을 거쳐 채널 부재의 중간에 배치된 기록 소자 기판(10)에서 잉크가 통합될 수 있게 한다. 또한, 잉크는 기록 소자 기판(10)으로부터 분기 회수 채널(214)을 거쳐 공통 회수 채널(212)로 회수될 수 있다.Next, the connection relationship of the channels in the
도 7은 토출 모듈(200)과 연통하는 분기 회수 채널(214)을 예시하는 도 6의 선 VII-VII을 따라 취한 단면도이다. 비록, 도 7이 분기 회수 채널(214)만을 예시하지만, 분기 공급 채널(213) 및 토출 모듈(200)이 다른 단면에서 도 6에 예시된 바와 같이 연통한다. 각 토출 모듈(200)에 포함된 기록 소자 기판(10)은 다수의 개별 공급 채널(17a) 및 다수의 개별 회수 채널(17b)이 형성되어 있고, 분기 공급 채널(213) 및 개별공급 채널(17a), 그리고, 분기 회수 채널(214) 및 개별 회수 채널(17b)이 각각 유체 연결에 의해 연결된다.FIG. 7 is a cross-sectional view taken along line VII-VII of FIG. 6 illustrating a
도 8a는 하나의 토출 모듈(200)의 사시도를 예시하고, 도 8b는 그 분해도를 도시한다. 기록 소자 기판(10)으로부터 가요성 인쇄 회로 기판(40)의 다른 단부의 단자(42)는 전기 배선 기판(90)의 연결 단자(93)(도 4)에 전기적으로 연결된다. 지지 부재(30)는 기록 소자 기판(10)을 지지하는 지지 부재이고, 또한, 유체 연결에 의해 채널 부재(210)와 기록 소자 기판(10) 사이에서 연통하는 채널 부재이다. 따라서, 지지 부재(30)는 고도의 평탄도를 가져야 하며, 또한, 높은 신뢰도로 기록 소자 기판(10)에 결합될 수 있어야 한다. 적절한 재료의 예는 알루미나 및 수지 재료를 포함한다. 이러한 지지 부재(30)는 공급 채널과 회수 채널이 형성되는 제1 지지 부재와 공통 공급 채널과 공통 회수 채널이 형성되는 제2 지지 부재의 적층 구성으로 형성될 수 있다. 이러한 경우에, 적어도 제1 지지 부재의 열 확산율은 기록 소자 기판(10)의 열 확산율보다 작다.Fig. 8A illustrates a perspective view of one
전술한 바와 같이, 본 실시예는 기록 소자 기판(10)에서의 구동 상태에 무관하게 공통 회수 채널(212)로부터의 역류가 방지될 수 있게 하고, 추가로, 순환(공급) 유량의 변화를 억제할 수 있다. 따라서, 순환의 장점을 보증할 수 있는 순환이 유지되는 헤드 구성이 제공된다. 비록, 압력 조절 기구가 본 실시예에서 압력 발생원으로서 사용되지만, 실시예는 이에 한정되지 않는다. 예로서, 수위 센서를 사용하는 수두차 제어 구성이 사용될 수 있다. 이러한 구성은 이하의 실시예에서도 마찬가지로 동일하다.As described above, this embodiment enables the backflow from the
제2 실시예Second Embodiment
도 9는 본 실시예에 따른 기록 장치에 적용되는 순환 경로에 대한, 상술한 제1 순환 경로와는 다른 순환 형태인 제2 순환 경로를 예시하는 개략도이다. 상술한 제1 순환 경로에 대한 일차적 차이점은 다음과 같다. 부압 제어 유닛(230)을 구성하는 두 개의 압력 조절 기구 양자 모두는 부압 제어 유닛(230)으로부터의 상류측의 압력을 원하는 설정 압력을 중심으로 하는 일정한 범위 내에서 동요하도록 제어하기 위한 기구(소위 "배압 조정기"에 상당하는 동작을 갖는 기구 부분)를 갖는다. 제2 순환 펌프(1004)는 부압 제어 유닛(230)으로부터 하류측을 감압하기 위한 부압원으로서 작용한다. 제1 순환 펌프(고압측)(1001) 및 제1 순환 펌프(저압측)(1002)는 액체 토출 헤드(3)의 상류측에 배치되고, 부압 제어 유닛(230)은 액체 토출 헤드(3)의 하류측에 배치된다.9 is a schematic view illustrating a second circulation path in a circulation form different from the above-described first circulation path for the circulation path applied to the recording apparatus according to the present embodiment. The first difference of the above-described first circulation path is as follows. Both of the two pressure regulating mechanisms constituting the negative
제2 실시예에 따른 부압 제어 유닛(230)은 액체 토출 헤드(3)에 의한 기록시 듀티의 차이로 인해 유량이 동요하는 경우에도 상류측(즉, 액체 토출 유닛(300)측)의 압력 동요를 미리 결정된 압력에 중심설정된 일정한 범위 이내로 안정화하도록 작용한다. 이는 액체 토출 헤드(3)에 대한 버퍼 탱크(1003)의 수두 압력의 영향이 억제될 수 있게 함으로써 기록 장치(1000) 내에서 버퍼 탱크(1003)의 레이아웃에 대한 더 넓은 선택 범위를 제공한다. 대안적으로, 예로서, 부압 제어 유닛(230)에 대한 특정 수두차로 배치된 수두 탱크가 제2 순환 펌프(1004) 대신 사용될 수 있다. 본 실시예에서 액체 토출 헤드(3)로부터 잉크를 회수하는 측에 펌프를 하나로 통합함으로써, 전체 장치의 펌프 수가 감소될 수 있고, 장치 크기가 감소될 수 있다. 도 3에 예시된 부압 제어 유닛(230)은 두 개의 압력 조절 기구를 가지며, 이들은 제1 실시예와 동일한 방식으로 서로간에 서로 다른 제어 압력이 설정되어 있다. 두 개의 부압 조절 기구 중에서, 상대적 고압 설정측(도 9에서 H로 표시됨) 및 상대적 저압 설정측(도 9에서 L로 표시됨)은 각각 액체 공급 유닛(220)을 거쳐 액체 토출 유닛(300) 내의 공통 공급 채널(211) 및 공통 회수 채널(212)에 연결된다. 또한, 제1 입구 포트(7a) 및 제1 회수 포트(8a)가 공통 공급 채널(211)에 형성되고, 제1 입구 포트(7a)는 유체 연결로 제1 순환 펌프(제1 액체 급송 펌프)(1001)에 연결되고, 제1 회수 포트(8a)는 유체 연결로 압력 조절 기구(H)에 연결된다. 제2 입구 포트(7b) 및 제2 회수 포트(8b)가 공통 회수 채널(212)에 형성되고, 제2 입구 포트(7b)는 유체 연결로 제1 순환 펌프(제2 액체 급송 펌프)(1002)에 연결되고, 제2 회수 포트(8b)는 유체 연결로 압력 조절 기구(L)에 연결된다.The negative
공통 공급 채널(211)의 압력은 두 개의 부압 조절 기구와 두 개의 제1 순환 펌프에 의해 공통 회수 채널(212)의 압력에 대해 상대적으로 제어된다. 따라서, 공통 공급 채널(211)로부터 분기 공급 채널(213a) 및 기록 소자 기판(10) 내의 내부 체널을 통해 공통 회수 채널(212)로 잉크가 유동하는 유동이 발생하고, 또한, 각 입구 포트로부터 공급된 잉크는 기록 소자 기판(10)을 통해 유동하지 않고 각각의 공통 채널의 회수 포트로 복귀하는 유동이 된다. 따라서, 제2 순환 경로는 액체 토출 유닛(300) 내의 제1 순환 경로의 것과 동일한 잉크 유동 상태를 산출하지만, 제1 순환 경로의 경우와는 다른 두 가지 장점을 갖는다.The pressure of the
한 가지 장점은 제2 순환 경로에서, 부압 제어 유닛(230)은 액체 토출 헤드(3)의 하류측에 배치되고, 그래서, 부압 제어 유닛(230)에서 발생된 먼지 및 이물질이 헤드로 유입할 위험이 거의 없다는 것이다. 두 번째 장점은 버퍼 탱크(1003)로부터 액체 토출 헤드(3)로 공급되는 필요한 유량의 최대값이 제1 순환 경로의 경우에 비해 제2 순환 경로에서 더 작을 수 있다는 것이다. 그 이유는 다음과 같다. 기록 대기 동안 잉크 순환시 공통 공급 채널(211) 및 공통 회수 채널(212) 내의 전체 유량이 A로 표시된다. A의 값은 액체 토출 헤드(3)의 온도 조절이 기록 대기 동안 수행되는 경우에 바람직한 범위 이내에서 액체 토출 유닛(300)의 온도차를 유지하기 위해 필요한 최소 유량으로서 규정된다. 또한, 액체 토출 유닛(300)의 모든 토출구로부터 잉크가 토출되는 경우(전체 토출)의 토출 유량은 F로 규정된다. 따라서, 제1 순환 경로(도 2)의 경우에, 제1 순환 펌프(고압측)(1001) 및 제1 순환 펌프(저압측)(1002)의 설정 유량은 A이고 그래서, 전체 토출에 필요한 액체 토출 헤드(3)로의 액체 공급량의 최대값은 A + F이다.One advantage is that the negative
한편, 제2 순환 경로의 경우(도 9), 기록 대기시에 필요한 액체 토출 헤드(3)로의 액체 공급량은 유량(A)이다. 이는 전체 토출을 위해 필요한 액체 토출 헤드(3)로의 공급량이 유량(F)이라는 것을 의미한다. 따라서, 제2 순환 경로의 경우, 제1 순환 펌프(고압측)(1001) 및 제1 순환 펌프(저압측(1002)의 설정 유량의 전체 값, 즉, 필요한 유량의 최대값은 A와 F 중 큰 값이다. 따라서, 동일한 구성의 액체 토출 유닛(300)이 사용된다면, 제2 순환 경로의 필요 공급량의 최대값(A 또는 F)은 제1 순환 경로의 필요 유량의 최대값(A + F)보다 항상 작다. 결과적으로, 사용될 수 있는 순환 펌프에 관한 자유도가 제2 순환 경로의 경우에 더 높아지며, 이는 예로서 간단한 구조를 갖는 저가 순환 펌프가 사용될 수 있고, 예로서, 메인 유닛측 경로에 배치된 냉각기(도시 생략)에 대한 부하가 감소될 수 있어서, 기록 장치 메인 유닛의 비용이 감소될 수 있다는 점에서 유리하다. 이러한 장점은 A 또는 F의 값이 비교적 큰, 라인 헤드에서 더욱 두드러지며, 라인 헤드의 길이가 길이 방향으로 더 길수록 더욱 유용하다.On the other hand, in the case of the second circulation path (Fig. 9), the liquid supply amount to the
그러나, 제1 순환 경로가 제2 순환 경로보다 더욱 유리한 점이 있다. 즉, 제2 순환 경로에서, 기록 대기시 액체 토출 유닛(300)을 통해 유동하는 유량이 최대치이고, 그래서, 화상의 기록 듀티가 더 낮을수록 토출구 부근에 더 큰 부압이 인가된다. 따라서, 헤드 폭(횡방향으로의 액체 토출 헤드의 길이)을 감소시키기 위해 공통 공급 채널(211) 및 공통 회수 채널(212)의 채널 폭(액체 유동 방향에 직교하는 방향으로의 길이)이 감소되는 경우, 불균등이 잘 보이는 저듀티 화상에서 토출구 부근에 높은 부압이 인가된다. 이는 세틀라이트 액적의 더 많은 영향을 초래할 수 있다. 다른 한편, 제1 순환 경로의 경우에 고듀티 화상 형성시 높은 부압이 토출구 부근에 인가되며, 그래서, 발생된 임의의 세틀라이트가 덜 보이며, 이는 화상 품질에 대한 영향이 작다는 점에서 유리하다. 이들 두 순환 경로 중 어느 것이 더 바람직한지는 액체 토출 헤드 및 기록 장치 메인 유닛의 사양(토출 유량(F), 최소 순환 유량(A) 및 헤드 내의 채널 저항 등)의 견지에서 선택될 수 있다.However, the first circulation path is more advantageous than the second circulation path. That is, in the second circulation path, the flow rate flowing through the
전술한 바와 같이, 본 실시예는 제1 실시예와 동일한 방식으로 기록 소자 기판(10)에서의 구동 상태에 무관하게 공통 회수 채널(212)로부터의 역류가 방지될 수 있게 하고, 추가로, 순환(공급) 유량의 변동 범위를 억제할 수 있다. 따라서, 순환의 장점을 보증할 수 있는 순환이 유지되는 헤드 구성이 제공된다.As described above, this embodiment enables reverse flow from the
채널 부재에서의 열 확산율The thermal diffusivity in the channel member
도 10은 실시예에 따른 액체 토출 헤드(3)의 특징을 설명하기에 적합한, 기록 소자 기판(10)에서의 온도 분포를 예시하는 도면이다. 수평 축은 공통 채널이 연장하는 방향을 나타내고, 수직 축은 기록 소자 기판(10)의 온도를 나타낸다. 본 실시예에 따른 채널 부재(210) 내의 열 확산율은 기록 소자 기판(10)의 열 확산율보다 작고, 실선은 채널 부재(210)의 열 확산율이 7 x 10-7 m2/s인 헤드를 나타낸다. 도 10은 본 실시예의 효과와의 비교를 위해 채널 부재(210)의 열 확산율이 8 x 10-6 m2/s인 헤드를 점선으로 예시하고 있다. 도 10으로부터 채널 부재(210)의 열 확산율이 기록 소자 기판(10)의 열 확산율보다 높아지는 경우에, 공통 채널과 연통하는 입구 포트로부터 회수 포트를 향해 온도차가 발생한다는 것을 알 수 있다. 다른 한편, 열 확산율이 낮은 경우에, 온도는 기록 소자 기판(10) 상의 위치에 무관하게 대체로 일정하게 유지된다. 따라서, 다수의 기록 소자 기판(10)이 공통 채널이 연장하는 방향으로 배열되고 잉크가 공통 채널을 통해 유동하는 구성에서, 기록 소자 기판(10)으로부터 열이 덜 쉽게 전달되고, 그에 의해, 토출된 잉크 액적의 체적의 변동이 억제될 수 있게 한다. 비록, 채널 부재의 열 확산율에 대해 특정 수치값에 의거하여 여기서 설명하지만, 기록 소자 기판(10)으로부터의 열이 공통 채널 내의 잉크로 쉽게 전달되지 않는 기능이 추가되기만 한다면 이 구성은 제한적이지 않다.10 is a diagram illustrating a temperature distribution in the
제3 실시예Third Embodiment
제3 실시예를 도 11을 참조로 설명한다. 본 실시예에서 제1 실시예 또는 제2 실시예와 동일한 방식으로 잉크 유동 상태가 얻어진다. 전술한 실시예와 동일한 부분은 동일한 참조 번호로 표시되고, 설명은 생략한다. 도 11은 채널 부재의 다수의 층이 형성되어 있는 본 실시예의 액체 토출 헤드(3)의 단면을 예시하는 도면이다. 제2 채널 부재(60) 및 제3 채널 부재(70)에서, 기록 소자 기판(10)이 배열되는 방향(채널 부재의 길이 방향)으로 연장하는 공통 채널(211a 내지 211d 및 212a 내지 212d)가 형성된다. 채널 부재의 공통 채널에 직교하는 방향(횡방향)으로 연장하는 다수의 분기 채널(213d)(개별 채널)이 제1 채널 부재(50) 상에 형성된다. 서로 다른 부재 상에 분기 채널 홈 및 공통 채널 홈을 형성하는 것은 긴 홈 및 교차하는 극도로 미세한 홈이 공존하는 부재가 예로서 수지 성형에 의해 형성될 수 있게 하며, 이는 제조 비용이 감소될 수 있게 하는 점에서 유리하다.The third embodiment will be described with reference to Fig. In this embodiment, the ink flow state is obtained in the same manner as in the first embodiment or the second embodiment. The same parts as in the above-described embodiment are denoted by the same reference numerals, and a description thereof will be omitted. 11 is a view illustrating a section of the
비록, 본 실시예가 채널 부재(50, 60, 70)의 3개 층을 설명하지만, 공통 채널과 분기 채널이 별개의 부재를 사용하여 구성되는 개념이 실현되기만 하면, 층의 수에 대해서는 어떠한 특별한 제한도 없다. 분기 채널을 형성하는 하나의 채널 부재가 각 기록 소자 기판(10)을 위해 형성될 수 있거나, 다수의 기록 소자 기판(10)을 위해 하나가 형성될 수 있거나, 모든 기록 소자 기판(10)을 위해 하나가 형성될 수 있다. 어떤 경우든, 별개의 부재 상에서의 공통 채널과 분기 채널의 형성이 실현된다면, 그 구성은 제한적이지 않다.Although the present embodiment describes three layers of
제4 실시예Fourth Embodiment
제4 실시예의 공통 채널, 분기 채널 및 다수의 압력 챔버의 연결 관계는 전술한 실시예에서와 동일하고, 압력 챔버를 통해 진행하지 않고 단지 공통 채널을 통과하는 잉크 유동과 공통 공급 채널로부터 압력 챔버를 통해 공통 회수 채널로 통과하는 잉크 유동이 얻어진다. 도 12는 본 실시예에 따른 액체 토출 헤드(3)의 단면을 예시하는 도면이다. 본 실시예에 따른 액체 토출 헤드(3)를 구성하는 채널 부재는 제3 실시예와 동일한 방식으로 다층 구조이다. 공통 채널을 구성하는 세장형 채널 부재는 기록 소자 기판(10)의 장착 정밀도를 높은 정밀도 수준으로 유지하기 위해 기록 소자 기판(10)과 대략 동일한 선형 팽창 계수를 갖는 재료로 형성된다. 제2 채널 부재(60)를 위해 가정되는 재료의 특정 예는 실리콘 및 알루미나 등 같은 무기 재료, 인버 등 같은 더 낮은 선형 팽창 계수를 갖는 금속 재료를 포함하며, 이들은 각 경우에 기록 소자 기판(10)의 것과 유사한 값인 열 확산율을 갖는다. 본 실시예에서, 다수의 분기 회로를 형성하는 제1 채널 부재(50)의 열 확산율은 기록 소자 기판(10) 또는 제2 채널 부재(60)의 것보다 더 낮게 설정된다. 이는 기록 소자 기판(10)으로부터 공통 채널을 통과하는 잉크로의 열 전달을 더욱 어려워지게 하며, 그에 의해, 토출 잉크 액적의 체적이 균일해질 수 있게 한다.The connection relationship of the common channel, the branch channel, and the plurality of pressure chambers in the fourth embodiment is the same as in the above-described embodiment, and the flow of ink from the common supply channel and the pressure chamber An ink flow passing through the common return channel is obtained. 12 is a view illustrating a section of the
비록, 본 실시예가 채널 부재(50, 60)의 2개 층을 설명하지만, 공통 채널과 분기 채널이 별개의 부재를 사용하여 구성되는 개념이 실현되기만 하면, 층의 수에 대해서는 어떠한 특별한 제한도 없다. 비록, 하나의 컬러분의 공통 채널만이 도면에 예시되어 있지만, 구성이 제1 채널 부재(50)가 기록 소자 기판(10)과 제2 채널 부재(60) 사이에서 열을 쉽게 전달하지 않고 제2 채널 부재(60)가 열, 팽윤 등 같은 교란에 기인하여 변형되지 않도록 이루어진다면, 다수 컬러분의 공통 채널이 형성될 수 있다.Although the present embodiment describes two layers of the
기록 소자 기판의 구성Configuration of Recording Element Substrate
실시예에 적용될 수 있는 기록 소자 기판의 구성을 도 13a 내지 도 13c를 참조로 설명한다. 기록 소자 기판(10)은 토출구 형성 부재(12)를 가지고, 이 토출구 형성 부재에 잉크 컬러에 대응하는 네 개의 토출구 열이 도 13a에 도시된 바와 같이 형성된다. 이하에서, 다수의 토출구(13)가 배열되어 있는 토출구 열이 연장하는 방향을 "토출구 열" 방향이라 지칭할 것임을 언급해둔다. 도 13b에 예시된 바와 같이, 액체 공급 채널(18)은 각 토출구 열의 일 측부를 따라 연장하고, 타측을 따라 액체 회수 채널(19)이 연장한다. 액체 공급 채널(18) 및 액체 회수 채널(19)은 기록 소자 기판(10)에 제공된 토출구 열의 방향으로 연장하는 채널이며, 각각 공급 포트(17a) 및 회수 포트(17b)를 거쳐 토출구(13)와 연통한다. 시트형 커버판(20)이 토출구(13)가 형성되어 있는 기록 소자 기판(10)의 면으로부터 후방면 상에 적층되고, 커버판(20)은 도 13c 및 도 14에 예시된 바와 같이, 후술된 액체 공급 채널(18) 및 액체 회수 채널(19)과 연통하는 다수의 개구(21)를 갖는다. 본 실시예에서, 세 개의 개구(21)가 각 공급 채널(18)을 위해 커버판(20)에 제공되고, 두 개의 개구(21)가 각 액체 회수 채널(19)을 위해 제공된다. 커버판(20)의 개구(21)는 도 13b에 예시된 바와 같이 다수의 연통 포트(51)와 연통한다. 커버판(20)은 도 13a에서 선 XIV-XIV을 따라 취한 단면도인 도 14에 예시된 바와 같이, 기록 소자 기판(10)의 기판(11)에 형성된 액체 공급 채널(18)과 액체 회수 채널(19)의 측부들의 부분을 구성하는 덮개로서 기능한다. 커버판(20)은 바람직하게는 액체에 대해 충분히 내식성이고, 컬러 혼합 방지의 견지로부터 개구(21)의 개구 형상 및 그 위치에 관한 고도의 정밀도를 가져야 한다. 따라서, 감광 수지 재료 또는 실리콘이 커버(20)를 위한 재료로서 사용되고, 바람직하게는 포토리소그래피 프로세스에 의해 개구(21)가 형성된다. 따라서, 커버판(20)은 개구(21)에 의해 채널의 피치를 변화시키기 위한 것이다. 커버판(20)은 바람직하게는 압력 강하를 고려하여 얇고, 바람직하게는 필름 재료로 형성된다.The configuration of the recording element substrate that can be applied to the embodiment will be described with reference to FIGS. 13A to 13C. The
다음에, 기록 소자 기판(10) 내의 잉크의 유동을 설명한다. 기판(11)과 커버판(20)으로 구성되는 액체 공급 채널(18) 및 액체 회수 채널(19)은 각각 분기 공급 채널(213a)을 거쳐 공통 공급 채널(211)에, 그리고, 분기 회수 채널(213b)을 거쳐 공통 회수 채널(212)에 연결된다. 따라서, 두 개의 부압 조절 기구에 기인하여 액체 공급 채널(18)과 액체 회수 채널(19) 사이에 차압이 존재하며, 잉크는 액체 공급 채널(18)로부터 공급 포트(17a), 압력 챔버(23) 및 회수 포트(17b)를 거쳐 액체 회수 채널(19)로 유동한다(도 14에 화살표 C로 표시된 유동).Next, the flow of the ink in the
다음에, 액체 토출 헤드(3) 내의 잉크의 유동을 설명한다. 제1 입구 포트(7a) 및 제1 회수 포트(8a)는 유체 연결로 공통 공급 채널(211)과 연통하고, 제2 입구 포트(7b) 및 제2 회수 포트(8b)는 공통 회수 채널(212)과 연통한다. 이러한 구성은 제1 실시예에서와 동일한 두 개의 부등식을 충족하며, 그래서, 액체 토출 헤드(3) 내의 잉크의 유동은 크게 아래의 3개 경로를 구성한다. 첫번째는 제1 입구 포트(7a)로부터 공통 공급 채널(211)을 통해 제1 회수 포트(8a)로의 유동이다. 두 번째는 제2 입구 포트(7b)로부터 공통 회수 채널(212)을 통해 제2 회수 포트(8b)로의 유동이다. 세번째는 제1 입구 포트(7a)로부터 공통 공급 채널(211), 분기 공급 채널(213a), 액체 공급 채널(18), 압력 챔버(23), 액체 회수 채널(19), 분기 회수 채널(213b) 및 공통 회수 채널(212)을 통해 제2 회수 포트(8b)로의 유동이다. 토출구(13)로부터의 증발, 기포, 이물질 등에 의해 발생되는 농후화된 잉크는 기록이 중지되는 경우 압력 챔버(23)와 토출구(13)로부터의 이들 유동에 의해 액체 회수 채널(19)로 회수될 수 있다. 압력 챔버(23) 및 토출구(13)에서의 잉크의 농후화가 또한 억제될 수 있다. 따라서, 기록 소자 기판(10)을 통해 진행하지 않는 유동 경로를 제공하는 것은 기록 소자 기판(10)이 본 실시예의 경우와 같이 유동 저항이 큰 미세 채널을 구비하는 경우에도 액체의 순환 유동의 역류가 억제될 수 있게 한다. 따라서, 본 실시예에 따른 액체 토출 헤드(3)는 압력 챔버(23) 내부 및 토출구(13) 부근의 액체의 농후화를 억제할 수 있으며, 그에 의해, 토출 방향의 편차 및 결함 토출을 억제할 수 있고, 결과적으로 높은 품질로 기록할 수 있다.Next, the flow of the ink in the
액체 토출 헤드에 공급되는 잉크의 양The amount of ink supplied to the liquid discharge head
본 실시예에서, 공통 공급 채널(211) 및 공통 회수 채널(212)의 입구 포트에 공급되는 전체 잉크의 양은 채널 부재 상에 배치된 모든 기록 소자 기판(10)으로부터 토출되는 잉크량의 총합보다 크다. 따라서, 각 공통 채널을 통한 유동은 토출 동작에 무관하게 입구 포트로부터 회수 포트로의 일방 유동이고, 그래서, 토출구(13)를 통과하는 시기에 잉크의 휘발성 성분이 증발된 잉크의 헤드 내로의 역류가 존재하지 않는다. 토출되는 잉크의 양을 일정한 수준으로 유지하기 위해, 가열 유닛에 의해 가열된 잉크가 액체 회수 채널(19), 분기 회수 채널(213b) 및 공통 회수 채널(212)을 통해 유동하는 경우에도, 공통 회수 채널(212) 내의 잉크의 온도 상승이 억제될 수 있다. In this embodiment, the total amount of ink supplied to the inlet ports of the
잉크의 온도 조절에 관하여About temperature control of ink
본 실시예의 구성 및 장점을 특정 관계 수학식에 의거하여 설명한다. 제1 채널 부재(50)의 열 확산율이 비교적 작고, 시스템이 기록 소자 기판(10)에서 발생된 열이 채널 부재 내에서 잉크로 쉽게 전달되지 않는 경우에, 열적 평형시 각각의 관계는 다음의 수학식을 충족한다.The configuration and advantages of the present embodiment will be described based on a specific relation formula. In the case where the thermal diffusivity of the
Toutflow _out = (Qoutflow x Tini + Qbranch x Toutflow _branch) / (Qoutflow + Qbranch) 수학식 (1)T outflow _out = (Q outflow x T ini + Q branch x T outflow _branch) / (Q + Q outflow branch) Equation (1)
Tini < Toutflow _ branch 수학식 (2)T ini <T outflow _ branch Equation (2)
여기서, Tini은 제2 입구 포트(7b)에서의 잉크 온도를 나타내고, Toutflow _branch은 분기 회수 채널(213b)에서의 잉크 온도를 나타내며, Toutflow _out은 제2 입구 포트(7b)로부터 공통 회수 채널(212) 내로 유동하는 잉크 유량을 나타내고, Qbranch은 공통 회수 채널(212)과 연통하는 연통 포트(61)의 잉크 온도를 나타내고, Qoutflow은 압력 챔버(23)를 통해 분기 회수 채널(213b) 내로 유동하는 잉크의 총량을 나타낸다.Here, T ini indicates the ink temperature in said second inlet port (7b), T outflow _branch denotes the ink temperature at the branch number of the channel (213b), T outflow _out is commonly recovered from the second inlet port (7b) Q branch represents the ink temperature of the
공통 회수 채널(212) 내의 잉크의 온도의 증가는 전술한 수학식 (1) 및 (2)에 기초하여, 제1 입구 포트(7a)에 공급되는 양보다 커지도록 버퍼 탱크(1003)로부터 액체 토출 헤드(3)의 제2 입구 포트(7b)로 공급되는 잉크 유량을 제어하는 것에 의해 억제될 수 있다. 토출구(13)를 통과하는 시기에 가열 유닛에 의해 가열된 잉크가 액체 회수 채널(19), 분기 회수 채널(213b) 및 공통 회수 채널(212)을 통해 유동하는 경우에도, 공통 회수 채널(212)을 통해 유동하는 잉크에 의해 온도 증가가 억제될 수 있고, 결과적으로 고품질 기록이 수행될 수 있다.The increase of the temperature of the ink in the
본 실시예를 특정 수치값을 사용하여 설명한다. 30 μm 폭 및 15 μm 높이인 압력 챔버(23)를 통해 30 mm/s의 유속으로 잉크를 유동시키기 위해, 분기 채널 및 공통 채널의 유동 저항이 실질적으로 무시가능한 지점까지 압력 챔버(23)보다 작은 경우, 이는 두 개의 압력 조절 기구 사이의 압력차를 1400 Pa 정도로 설정함으로써 실현될 수 있다.This embodiment will be described using specific numerical values. The flow resistance of the branch channel and the common channel is substantially less than the
토출량이 5 x 10-15 m3인 경우, 토출구(13)로부터의 토출량이 구동 주파수가 2.7 kHz보다 낮은 경우의 압력차에 의한 공급량 미만이고, 그래서, 거시적 타임스케일에서, 잉크 유동은 토출시에도 공급 포트(17a)를 통과하고 회수 포트(17b)에 도달한다. 토출 동작이 수행되지 않는 경우, 압력 챔버(23) 내의 잉크는 설정 온도 범위 이내로 가열되고, 그래서, 액체 공급 채널(18) 및 액체 회수 채널(19) 부근의 잉크의 온도는 다소 높다. 그러나, 토출 동작 수행시, 토출되는 잉크와 대략적으로 동일한 양의 잉크가 유입되고, 그래서, 압력 챔버(23) 주변의 잉크 온도는 비구동시보다 낮다. 즉, 공급 포트(17a)로부터, 그리고, 회수 포트(17b)로의 잉크의 유동이 거시적 타임스케일에서 동일하다 하더라도 열이 전달되는 방식은 구동시인지 비구동시인지에 따라 다르고, 압력 챔버(23) 내의 잉크의 온도가 과도적으로 변하여 토출 특성의 변동을 유발한다. 토출 특성의 변동은 화상 품질의 열화를 유발하지만, 화상 품질의 열화는 특히 기록 매체 고체에 잉크가 충전되어있지 않을 경우 더 쉽게 시각적으로 인지된다. 즉, 토출 특성의 변동의 영향은 구동 주파수가 그리 높지 않은 경우에 더 크다.When the discharge amount is 5 x 10 -15 m 3 , the discharge amount from the
이러한 현상을 억제하기 위해, 본 실시예는 공통 공급 채널(211)에 연결되는 제1 순환 펌프(고압측)(1001)에서만 유량을 증가시킴으로써 유량이 증가되는 구성을 갖는다. 전체 토출량(Qinje)은 다음과 같이 표현되며,To suppress such a phenomenon, the present embodiment has a configuration in which the flow rate is increased by increasing the flow rate only at the first circulation pump (high pressure side) 1001 connected to the
Qinje = Qin - Qout Q inje = Q in - Q out
여기서, Qin는 토출 동작을 수행할 때 공통 공급 채널(211)을 거쳐 잉크 공급 포트(17a) 내로 유동하는 유량을 나타내고, Qout는 회수 포트(17b)를 거쳐 공통 회수 채널(212)에 토출되는 잉크의 유량을 나타내고, Qinje는 구동으로 인한 총 토출량을 나타낸다.Q in represents the flow rate flowing into the
또한, 토출시의 개별 액체 챔버 내의 잉크 온도(Tinje)는 다음과 같이 표현되며,Further, the ink temperature (T inje ) in the individual liquid chamber of the bullet is expressed as follows,
Tinje ∝ (Sheater + Tin-ch(t) x Qin - Tout-ch(t) x Qout) / Qinje T inje (S heater + T in-ch (t) x Q in - T out - ch (t) x Q out ) / Q inje
여기서, Sheater는 토출 동작에 기인하여 히터에 의해 발생되는 열의 양을 나타내고, Here, S heater represents the amount of heat generated by the heater due to the discharging operation,
Tin-ch(t) ≤ Tout-ch(t)이며,T in-ch (t) < / = T out-ch (t)
여기서, 시간 함수 Tin-ch(t)는 액체 공급 채널(18)과 분기 공급 채널(213a)에서의 잉크 온도를 나타내고, 시간 함수 Tout-ch(t)는 액체 회수 채널(19)과 분기 회수 채널(213b)에서의 잉크 온도를 나타낸다.Here, the time function T in-ch (t) represents the ink temperature at the
전술한 등식, 비례 수학식 및 부등식에 따라서, 버퍼 탱크(1003)로부터 공급되는 잉크의 양을 증가시킴으로써, 공급 포트(17a)로부터 유입되는 잉크의 온도를 저하시키는 것에 의해 잉크 온도의 과도적 상승이 억제될 수 있다는 것을 알 수 있다. 그러나, 압력 챔버(23) 및 그와 연통하는 채널 내에서 압력 강하가 크다는 점에서, 잉크 공급량 증가시 단점이 존재한다. 따라서, 공급 포트(17a)로부터 유입되는 잉크의 온도를 저하시키는 것이 과도적 잉크 온도 억제에 유효하다. 또한, 제1 순환 펌프(고압측)(1001)의 유량만이 변경되고, 그래서, 전체 장치의 전력 소비 증가가 최소화된다.By increasing the amount of ink supplied from the
전술한 바와 같이, 전파되는 온도 제어로부터의 열로 인한 입구측에서의 잉크 온도의 증가는 본 실시예에서, 공통 공급 채널(211)에서의 유량을 증가시키는 것에 의해 억제된다. 따라서, 구동 상태의 변화에 기인한 잉크 온도의 상승이 감소될 수 있다.As described above, the increase in the ink temperature at the inlet side due to the heat from the propagating temperature control is suppressed by increasing the flow rate in the
제5 실시예Fifth Embodiment
제5 실시예를 도 15를 참조로 설명한다. 잉크의 유동 방향은 도 15에 예시된 바와 같이 본 실시예에서 공통 공급 채널(211)과 공통 회수 채널(212) 사이에서 반대이다. 도 16a는 공통 채널이 연장하는 방향으로 압력 챔버(23)에 인가되는 부압의 분포를 예시한다. 실선은 공통 공급 채널(211) 내의 압력 분포를 나타내고, 일점 쇄선은 공통 회수 채널(212) 내의 압력 분포를 예시하며, 쇄선은 압력 챔버(23) 내의 압력 분포를 나타낸다. 공통 공급 채널(211)의 유동 방향은 도 15에서 좌측으로부터 우측으로의 방향이고, 공통 회수 채널(212)의 유동의 방향은 도 15에서 우측으로부터 좌측으로의 방향이다. 압력 챔버(23) 내의 압력값은 도 16a에서 볼 수 있는 바와 같이 대체로 균일한 상태이다. 예로서, 토출구(13)의 크기가 큰 경우, 토출구(13)로부터 토출된 잉크의 양은 압력 챔버(23)에 인가된 정압값에 대해 민감하게 면한다. 그러나, 본 실시예에 따른 구성은 액체 토출 헤드(3) 내의 모든 압력 챔버(23)로부터 균일한 잉크가 토출될 수 있게 하며, 그래서, 고품질 인쇄가 얻어질 수 있다. 또한, 부압 제어 유닛(230)은 도 15에 예시된 바와 같이 분할될 수 있고, 그래서, 치수가 감소될 수 있으며, 별개의 유닛이 서로 다른 위치에 배치될 수 있다. 이는 액체 토출 헤드(3) 내의 부압 제어 유닛(230)의 배치 자유도를 크게 개선시키며, 사용자가 취급하기 용이한 형태를 실현한다. 또한, 부압 제어 유닛(230)과 연통하는 펌프는 본 실시예에서 마찬가지로 하나로 통합되어 있고, 그래서, 전체 장치의 펌프의 수가 감소될 수 있으며, 장치의 크기가 감소될 수 있다.The fifth embodiment will be described with reference to Fig. The flow direction of the ink is opposite between the
다른 한편, 도 16b는 전술한 실시예에서와 같이 공통 공급 채널(211)과 공통 회수 채널(212) 내의 잉크의 유동 방향이 동일한 경우에 공통 채널이 연장하는 방향으로 압력 챔버(23)에 인가되는 부압의 분포를 예시한다. 공통 채널 내의 유동의 방향은 도 15의 좌측으로부터 우측을 향한 방향이다. 이 경우, 압력 챔버(23) 내의 압력값은 유동의 방향을 따라 강하하지만, 공통 공급 채널(211)과 공통 회수 채널(212) 사이의 압력차는 거의 동일하게 유지된다. 예로서 토출구(13)로부터의 잉크 내의 휘발성 매체의 증발에 기인하여 압력 챔버(23) 내에서 잉크의 물리적 특성이 변하는 조성으로 잉크가 이루어지는 경우에, 공급 포트(17a)로부터 압력 챔버(23)를 통해 회수 포트(17b)로 잉크를 이동시킴으로써 물리적 특성의 변화를 억제할 필요가 있다. 이 경우, 잉크의 물리적 특성의 변화는 동일한 공통 공급 채널(211) 및 공통 회수 채널(212)의 유동 방향에 의해 액체 토출 헤드(3) 내의 모든 압력 챔버(23)에서 잉크의 물리적 특성의 변화가 억제될 수 있고 그에 의해, 원하는 토출 특성이 유지될 수 있으며, 높은 신뢰도 수준을 갖는 결과적 인쇄가 실현될 수 있다. 채널 부재(210) 내에 다수의 공통 공급 채널(211) 및 공통 회수 채널(212)을 형성하는 경우, 공통 채널 내의 압력 강하를 특정 수준으로 억제하기 위해 공통 채널의 채널 단면적은 커질 필요가 있다. 그러나, 결과적으로, 채널 부재의 단측 방향이 길어진다. 일반적으로, 액체 토출 장치는 액체 토출 헤드(3)와 기록 매체 사이의 간격을 특정한 값으로 유지하기 위해 기록 매체를 기계적으로 가압하는 기구를 갖는다. 그러나, 기록 매체가 가압되는 위치로부터 반상 방향으로 더 멀어질 수록, 액체 토출 헤드(3)와 기록 매체 사이의 간극을 일정하게 유지하기가 더 어려워진다. 따라서, 단측 방향으로의 액체 토출 헤드(3)의 치수(기록 매체의 반송 방향으로의 길이)는 가능한 작은 것이 바람직하며, 공통 채널의 유동 방향이 동일한 경우가 존재한다. 따라서, 액체 토출 헤드(3)의 사양에 따라 반대가 더욱 바람직하다면 공통 채널의 유동 방향을 반대가 되도록 설정하고, 동일 방향이 바람직하다면 동일한 방향으로 설정함으로써 높은 신뢰성의 고품질 인쇄가 실현될 수 있다.On the other hand, Fig. 16B shows a case in which the common channel is applied to the
제6 실시예Sixth Embodiment
제6 실시예에서, 공통 공급 채널(211) 및 공통 회수 채널(212)에는 저항 부분(217a, 217b)이 형성되어 있으며, 이 저항 부분에서의 유동 저항은 다른 채널보다 국지적으로 더 크다. 구체적으로, 저항 부분(217b)의 저항은 공통 공급 채널(211)의 상류 부분보다 더 크고, 저항 부분(217a)의 저항은 공통 회수 채널(212)의 하류 부분보다 더 크다. 저항 부분(217a)은 회수 포트(8)와 회수 포트(8)에 가장 근접한 분기 공급 채널(213a) 사이에 형성된다. 저항 부분(217b)은 입구 포트(7)와 입구 포트(7)에 가장 근접한 분기 회수 채널(213b) 사이에 형성된다.In the sixth embodiment, the
도 17은 본 실시예에 따른 액체 토출 장치의 전체 구성을 예시하고, 도 18은 액체 토출 헤드(3)의 내부 채널의 등가 회로도이다. 입구 포트(7)는 버퍼 탱크(1003)에 연결되고, 회수 포트(8)는 제2 순환 펌프(1004)에 연결된다. 이러한 구성은 저항 부분(217a, 217b)에서의 압력 강하의 양과 등가인 차압을 공통 공급 채널(211)과 공통 회수 채널(212) 사이에 생성한다. 따라서, 각 기록 소자 기판(10)의 구동 상태에 무관하게 압력 챔버(23)를 통과하는 유동 및 압력 챔버(23)를 통해 진행하지 않고 입구 포트(7)로부터 회수 포트(8)로 유동하는 유동이 형성될 수 있다. 액체 토출 유닛(300)의 입구 포트(7) 및 회수 포트(8)는 각각 하나로 통합되어 있고, 그래서, 액체 토출 헤드(3)에 대한 액체 연통을 위한 결합 부분의 수가 감소될 수 있다. 또한, 저항 부분(217a, 217b)을 제공하는 것은 전체 장치 내의 펌프의 수가 현저히 감소될 수 있게 하고, 장치의 크기감소가 실현될 수 있다. 공통 공급 채널(211) 및 공통 회수 채널(212)을 위해 제공되는 액체 입구 및 출구는 전술한 실시예와 동일한 방식으로 본 실시예에서 압력 강하의 증가를 마찬가지로 억제하면서 순환에 의해 액체가 액체 토출 헤드(3)에 공급될 수 있게 한다.Fig. 17 illustrates the entire configuration of the liquid discharging apparatus according to the present embodiment, and Fig. 18 is an equivalent circuit diagram of the internal channels of the
전술한 실시예와 동일한 방식으로, 공통 공급 채널(211) 및 공통 회수 채널(212)을 통해 유동하는 액체의 단위 시간 당 총 유량은 공통 공급 채널(211)과 연통하는 모든 토출구(13)로부터의 단위 시간 당 토출된 액체의 총량보다 크다. 따라서, 공통 공급 채널(211)과 연통하는 모든 토출구(13)가 구동되는 경우에도, 공통 공급 채널(211) 및 공통 회수 채널(212)의 유동 방향은 변하지 않는다.The total flow rate per unit time of the liquid flowing through the
본 실시예에서 액체 토출 헤드(3) 내에 차압이 생성되며, 그래서, 장치 메인 유닛의 복잡한 구성을 형성하지 않고 토출구(13)를 통해 유동하는 순환 유동이 생성될 수 있다. 비록, 유동 저항을 제공하는 어떠한 유닛도 본 실시예에서 명시적으로 구체화되어있지 않지만, 채널 저항이 적용되기만 한다면, 채널 단면적을 감소시키거나 벽 면을 더 거칠어지게 하는 등 같은 임의의 배열이 사용될 수 있고, 그 구성에 관하여서는 어떠한 특정한 제한도 없다.A differential pressure is generated in the
본 실시예에 따른 채널 구성은 제1 및 제2 입구 포트와 유체 연결된 제1 순환 펌프(고압측) 및 제1 순환 펌프(저압측) 및 제1 및 제2 회수 포트와 유체 연결 상태로 연결된 제2 순환 펌프(고압측) 및 제2 순환 펌프(저압측)를 포함한다. 본 실시예의 구성은 전술한 실시예에 비해 공통 공급 채널(211) 및 공통 회수 채널(212)에서의 압력 또는 유량의 더 정확한 제어가 가능하다. 결과적으로, 동작 상태에 무관하게 안정적인 토출 특성이 실현될 수 있고, 더 높은 품질의 화상이 출력될 수 있다.The channel configuration according to the present embodiment includes a first circulation pump (high pressure side) fluidly connected to the first and second inlet ports, a first circulation pump (low pressure side), and a fluid connection connected to the first and
제7 실시예Seventh Embodiment
제7 실시예에 따른 잉크젯 기록 장치(1000) 및 액체 토출 헤드(3)를 설명한다. 이하의 설명은 주로 제1 내지 제6 실시예와의 차이점에 관하여 이루어지며, 제1 실시예와 동일한 부분은 설명을 생략한다.The
잉크젯 기록 장치의 설명Explanation of inkjet recording apparatus
도 26은 본 실시예에 따른 잉크젯 기록 장치를 예시한다. 본 실시예에 따른 기록 장치(1000)는 CMYK 잉크 중 하나에 각각 대응하는 네 개의 단색 액체 토출 헤드(3)를 병렬로 배열함으로써 기록 매체 상에 풀 컬러 기록이 수행된다는 점에 관하여 제1 실시예와 다르다. 비록, 제1 실시예에서 컬러당 사용가능한 토출구 열의 수가 두 개의 열이었지만, 본 실시예에서 컬러당 사용가능한 토출구의 수는 20 열이다(도 25a). 이는 다수의 토출구 열에 기록 데이터를 할당하여 기록을 수행함으로써 극도로 고속의 기록이 수행될 수 있게 한다. 잉크 결함 토출을 나타내는 토출구가 존재하는 경우에도 상보적 방식으로 토출을 수행하는 다른 열의 기록 매체의 반송 방향으로 대응 위치의 토출구에 의해 신뢰도가 개선될 수 있고, 따라서, 이러한 배열은 산업적 인쇄에 적합하다. 기록 장치(1000)의 공급 시스템, 버퍼 탱크(1003) 및 메인 탱크(1006)(잉크 탱크)(도 2)는 제1 실시예와 동일한 방식으로 유체 연결에 의해 액체 토출 헤드(3)에 연결된다. 각 액체 토출 헤드(3)는 또한 전기 제어 유닛에 전기적으로 연결되며, 이 전기 제어 유닛은 액체 토출 헤드(3)에 전력 및 토출 제어 신호를 전송한다.26 illustrates an inkjet recording apparatus according to the present embodiment. The
액체 토출 헤드의 구조의 설명Description of the structure of the liquid discharge head
본 실시예에 따른 액체 토출 헤드(3)의 구조에 관하여 설명한다. 도 20a 및 도 20b는 본 실시예에 따른 액체 토출 헤드(3)의 사시도이다. 액체 토출 헤드(3)는 액체 토출 헤드(3)의 길이 방향으로 직선으로 배열된 16개 기록 소자 기판(10)을 갖는 라인형 액체 토출 헤드이다. 액체 토출 헤드(3)는 제1 실시예와 동일한 방식으로 액체 연결 부분(111), 신호 입력 단자(91) 및 전력 공급 단자(92)를 갖는다. 본 실시예에 따른 액체 토출 헤드(3)는 토출구 열의 수가 더 많기 때문에 입력 단자(91) 및 전력 공급 단자(92)가 액체 토출 헤드(3)의 양 측부에 배치된다는 점에서 제1 실시예와 다르다. 이는 기록 소자 기판(10)에 제공되는 배선 부분에서 발생하는 전압 강하 및 신호 전송 지연을 감소시키기 위한 것이다.The structure of the
도 21은 기능에 따라 분해되어 있는 액체 토출 헤드(3)를 구성하는 각 부분 또는 유닛을 예시하는, 액체 토출 헤드(3)의 분해 사시도이다. 본 실시예에서 제2 채널 부재(60)의 양 단부에 연결된 액체 토출 유닛 지지 부재(81)가 존재한다. 이러한 액체 토출 유닛(300)은 기록 장치(1000)의 캐리지에 기계적으로 결합되어 있고, 그에 의해, 액체 토출 헤드(3)가 위치된다. 전기 배선 기판(90)과 부압 제어 유닛(230)을 갖는 액체 공급 유닛(220)은 액체 토출 유닛 지지 부재(81)에 결합된다. 필터(도시 생략)가 두 개의 액체 공급 유닛(220) 내에 내장된다. 두 개의 부압 제어 유닛(230)은 서로 다른 압력으로 설정되고, 부압이지만 상대적으로 높은 압력인 부압 제어 유닛(230)과 부압이면서 상대적으로 낮은 압력인 부압 제어 유닛(230)이다. 고압측 및 저압측 부압 제어 유닛(230)이 도 21에 예시된 바와 같이 액체 토출 헤드(3)의 단부에 배치될 때, 액체 토출 헤드(3)의 길이 방향으로 연장하는 공통 공급 채널(211) 및 공통 회수 채널(212) 상의 액체 유동은 서로 반대방향이다. 이는 공통 공급 채널(211) 및 공통 회수 채널(212) 사이의 열 교환을 촉진하여 두 공통 채널 사이의 온도차가 감소될 수 있게 한다. 이는 공통 채널을 따라 배치된 다수의 기록 소자 기판(10) 사이에 온도차가 쉽게 발생하지 않으며, 결과적으로, 온도차에 기인한 기록의 불균등이 쉽게 발생하지 않는다는 점에서 유리하다.21 is an exploded perspective view of the
액체 토출 유닛(300)의 채널 부재(210)를 다음에 상세히 설명한다. 채널 부재(210)는 도 21에 예시된 바와 같이 적층되어 있는 제1 채널 부재(50) 및 제2 채널 부재(60)이며, 액체 공급 유닛(220)으로부터 공급되는 액체를 토출 모듈(200)로 분배한다. 채널 부재(210)는 또한 토출 모듈(200)로부터 액체 공급 유닛(220)으로 재순환하는 액체를 위한 채널 부재로서 기능한다. 채널 부재(210)의 제2 채널 부재(60)는 공통 공급 채널(211) 및 공통 회수 채널(212)이 형성되어 있는 채널 부재이며, 또한, 주로, 액체 토출 헤드(3)의 강성도를 담당한다. 따라서, 제2 채널 부재(60)의 재료는 액체에 대하여 충분히 내식성이며, 높은 기계적 강도를 갖는다. 적절히 사용되는 재료의 예는 스테인레스 스틸, 티타늄(Ti), 알루미나 등을 포함한다.The
도 22a는 토출 모듈(200)이 장착되는 측부의 제1 채널 부재(50)의 면을 예시하고, 도 22b는 제2 채널 부재(60)와 접촉하게 되는, 그로부터의 이면을 예시하는 도면이다. 제1 실시예의 경우와는 달리, 제7 실시예에 따른 제1 채널 부재(50)는 토출 모듈(200)에 대응하는 다수의 부재가 인접하게 배열되어 있는 배열이다. 이러한 분할된 구조의 사용은 액체 토출 헤드의 길이에 대응하는 길이가 다수의 모듈을 배열하는 것에 의해 실현될 수 있게 하고, 따라서, 예로서, B2 사이즈 및 더 큰 시트에 대응하는 비교적 긴 규모의 액체 토출 헤드에 특히 적절히 사용될 수 있다. 제1 채널 부재(50)의 연통 포트(51)는 도 22a에 예시된 바와 같이 유체 연결에 의해 토출 모듈(200)과 연통하고, 제1 채널 부재(50)의 개별 연통 포트(53)는 도 22b에 예시된 바와 같이 유체 연결에 의해 제2 채널 부재(60)의 연통 포트(61)와 연통한다. 도 22c는 제1 채널 부재(50)와 접촉하는 제2 채널 부재(60)의 면을 예시하고, 도 22d는 두께 방향으로 취한, 제2 채널 부재(60)의 중간의 단면을 예시하며, 도 22e는 액체 공급 유닛(220)과 접촉하게 되는 제2 채널 부재(60)의 면을 예시하는 도면이다. 제2 채널 부재(60)의 채널 및 연통 포트의 기능은 제1 실시예에서 1개 컬러분의 것과 동일하다. 제2 채널 부재(60)의 공통 채널 홈(71) 중 하나는 도 23에 예시된 공통 공급 채널(211)이고, 나머지는 공통 회수 채널(212)이다. 양자 모두는 액체 토출 헤드(3)의 길이 방향을 따라서 일 단부측으로부터 다른 단부측을 향해 공급되는 액체를 갖는다. 제1 실시예의 경우와는 달리, 공통 공급 채널(211) 및 공통 회수 채널(212)을 위한 잉크 유동 방향은 서로 반대 방향이다.22A is a view illustrating a side of the
도 23은 기록 소자 기판(10)과 채널 부재(210) 사이의 액체에 관한 연결 관계를 예시하는 투시도이다. 액체 토출 헤드(3)의 길이 방향으로 연장하는 공통 공급 채널(211) 및 공통 회수 채널(212)은 도 23에 예시된 바와 같이 채널 부재(210) 내에 제공된다. 제2 채널 부재(60)의 연통 포트(61)는 각각 제1 채널 부재(50)의 개별 연통 포트(53)와 함께 위치되고, 그에 연결되며, 그에 의해, 제2 채널 부재(60)의 연통 포트(72)로부터 공통 공급 채널(211)을 거쳐 제1 채널 부재(50)의 연통 포트(51)로의 액체 공급 경로를 형성한다. 동일한 방식으로, 제2 채널 부재(60)의 연통 포트(72)로부터 공통 회수 채널(212)을 거쳐 제1 채널 부재(50)의 연통 포트(51)로의 액체 공급 경로도 형성된다.23 is a perspective view illustrating the connection relationship between the
토출구(13)와 연통하도록 기록 소자 기판(10) 및 토출 모듈(200) 상에 채널이 형성되고, 공급된 액체 중 일부 또는 모두가 토출 동작을 수행하지 않는 토출구(13)(압력 챔버(23))를 통해 제1 실시예에서와 동일한 방식으로 재순환된다. 제1 실시예에서와 동일한 방식으로 액체 공급 유닛(220)을 거쳐, 공통 공급 채널(211)은 부압 재어 유닛(230)(고압측)에 연결되고, 공통 회수 채널(212)은 부압 제어 유닛(230)(저압측)에 연결된다. 따라서, 그 차압에 의해 유동이 발생하고, 이 유동은 공통 공급 채널(211)로부터 기록 소자 기판(10)의 토출구(13)(압력 챔버(23)를 통해 공통 회수 채널(212)로 유동한다.A channel is formed on the
토출 모듈의 설명Description of Discharge Module
도 24a는 하나의 토출 모듈(200)의 사시도를 예시하고, 도 24b는 그 분해도이다. 제1 실시예에 대한 차이점은 다수의 단자(16)가 기록 소자 기판(10)의 다수의 토출구 열의 방향을 따라 양 측부(기록 소자 기판(10)의 장측 부분) 상에 배열되어 배치되며, 두 개의 가요성 인쇄 회로 기판(40)이 하나의 기록 소자 기판(10)에 제공되고, 단자(16)에 전기적으로 연결된다는 것이다. 그 이유는 기록 소자 기판(10) 상에 제공되는 토출구 열의 수가 20개 열이고, 이는 제1 실시예에서의 8개 열에 비해 크게 증가된 것이기 때문이다. 그 목적은 토출구 열에 대응하여 제공되는 기록 소자(15)까지의 단자(16)로부터의 최대 거리를 짧게 유지함으로써 기록 소자 기판(10)에 제공되는 배선 부분에서 발생하는 전압 강하 및 신호 전송 지연을 감소시키는 것이다. 지지 부재(30)의 액체 연통 포트(31)는 기록 소자 기판(10)에 제공된 모든 토출구 열에 걸쳐지도록 개방된다. 다른 점은 제1 실시예에서와 동일하다.Fig. 24A illustrates a perspective view of one
기록 소자 기판의 구조의 설명Description of the structure of the recording element substrate
도 25a는 토출구(13)가 배치되는 측부의 기록 소자 기판(10)의 면을 예시하는 개략도이고, 도 25c는 도 25a에 예시된 것의 이면을 예시하는 개략도이다. 도 25b는 기록 소자 기판(10)의 후방 면측에 제공된 커버판(20)이 도 25c에서 제거되어 있는 상태의 기록 소자 기판(10)의 면을 예시하는 개략도이다. 액체 공급 채널(18) 및 액체 회수 채널(19)은 도 25b에 예시된 바와 같이 토출구 열 방향을 따라 기록 소자 기판(10)의 후방 면 상에 교번적으로 제공된다. 토출구 열의 수가 제1 실시예의 것보다 매우 많음에도 불구하고, 제1 실시예와의 현저한 차이점은 단자(16)가 토출구 열 방향을 따라 기록 소자 기판(10)의 양 측부 부분에 배치된다는 점이다. 기본적 구성은 제1 실시예의 것과 동일하며, 예컨대, 한 세트의 액체 공급 채널(18) 및 액체 회수 채널(19)이 각 토출구 열에 제공되고, 지지 부재(30)의 액체 연통 포트(31)와 연통하는 개구(21)가 커버판(20)에 제공되는 등이다.25A is a schematic view illustrating the surface of the
제8 실시예Eighth Embodiment
제8 실시예에 따른 액체 토출 헤드(3) 및 잉크젯 기록 장치(1000)의 구성을 설명한다. 제8 실시예에 따른 액체 토출 헤드(3)는 단일 주사로 B2 사이즈 기록 매체 시트에 기록하는 페이지-와이드 헤드이다. 전술한 실시예에 대한 제8 실시예의 차이점을 주로 후술하고, 동일한 부분은 설명을 생략한다.The configuration of the
잉크젯 기록 장치의 설명Explanation of inkjet recording apparatus
도 27은 본 실시예에 따른 잉크젯 기록 장치의 개략도이다. 기록 장치(1000)는 액체 토출 헤드(3)로부터 기록 매체 상으로 직접적으로 기록하지 않고 중간 전사 부재(중간 전사 드럼(1007) 상으로 액체를 토출하여 화상을 형성하고, 그후, 화상을 기록 매체(2) 상으로 전사하는 구성으로 이루어진다. 기록 장치(1000)는 중간 전사 드럼(1007)을 따르는 원호부에 배치된 CMYK의 4개 잉크 유형에 대응하는 네 개의 단색 액체 토출 헤드(3)를 갖는다. 따라서, 중간 전사 부재 상에 풀 컬러 기록이 수행되고, 기록된 화상은 중간 전사 부재 상에서 적절한 상태로 건조되며, 그후, 전사 유닛(1008)에 의해 시트 반송 롤러(1009)에 의해 반송되는 기록 매체(2) 상으로 전사된다. 전술한 실시예의 시트 반송 시스템이 주로 절단 시트를 반송하려는 의도로 수평 반송로를 갖는 반면, 본 실시예는 메인 롤(도시 생략)로부터 공급되는 연속 시트를 취급할 수 있다. 이 종류의 드럼 반송 시스템은 특정 장력이 인가된 상태로 시트를 쉽게 반송할 수 있으며, 그래서, 고속 기록 수행시 반송 잼현상(jamming)이 적다. 따라서, 장치의 신뢰성이 개선되고, 상업적 인쇄 등에 대한 적용에 적합하다. 기록 장치(1000)의 공급 시스템, 버퍼 탱크(1003) 및 메인 탱크(1006)는 유체 연결에 의해 액체 토출 헤드(3)에 연결된다. 각 액체 토출 헤드(3)는 또한 전기 제어 유닛에 전기적으로 연결되며, 이 전기 제어 유닛은 액체 토출 헤드(3)에 전력 및 토출 제어 신호를 전송한다.27 is a schematic view of an inkjet recording apparatus according to this embodiment. The
제9 실시예Example 9
비록 기록 장치(1000)의 탱크와 액체 토출 헤드(3) 사이의 도 2 및 도 9에 예시된 순환 경로가 액체 순환 경로로서 적용될 수 있지만, 도 28에 예시된 순환 경로가 적합하다. 전술한 순환 경로에 대한 주된 차이점은 제1 순환 펌프(1001, 1002) 및 제2 순환 펌프(1004) 각각의 채널과 연통하는 바이패스 밸브(1010)가 추가된다는 것이다. 바이패스 밸브(1010)는 압력이 미리설정된 압력을 초과할 대 밸브 개방으로 인해 바이패스 밸브(1010)의 상류측에서의 압력을 저하시키도록 기능한다(제1 기능). 또한, 바이패스 밸브(1010)는 기록 장치 메인 유닛에서 제어 기판으로부터의 신호에 의해 사전결정된 타이밍에 밸브를 개방 및 폐쇄하도록 기능한다(제2 기능).Although the circulation path illustrated in Figs. 2 and 9 between the tank of the
제1 기능에 따라서, 과도하게 크거나 과도하게 작은 압력이 제1 순환 펌프(1001, 1002)의 하류측 및 제2 순환 펌프(1004)의 상류측에서 채널에 인가되는 것이 방지될 수 있다. 예로서, 제1 순환 펌프(1001, 1002)의 기능이 오기능하는 경우, 과도한 유량이나 압력이 액체 토출 헤드(3)에 적용될 수 있다. 이는 액체 토출 헤드(3)의 토출구(13)로부터 액체가 누설되게 하거나 액체 토출 헤드(3) 내의 결합 부분이 손상되게 할 수 있다. 본 실시예에서와 같이 제1 순환 펌프(1001, 1002)에 바이패스 밸브가 추가되는 경우, 바이패스 밸브(1010)의 개방은 순환 펌프의 상류측으로 액체 경로를 개방시키며, 그래서, 과도한 압력이 발생하는 경우에도 전술된 것 같은 문제가 억제될 수 있다.According to the first function, an excessively large or excessively small pressure can be prevented from being applied to the channel on the downstream side of the first circulating
또한, 제2 기능으로 인해, 순환 동작의 정지시, 모든 바이패스 밸브(1010)는 제1 순환 펌프(1001, 1002) 및 제2 순환 펌프(1004)가 정지한 이후 메인 유닛측으로부터의 제어 신호에 기초하여 신속히 개방된다. 이는 액체 토출 헤드(3)의 하류 부분(부압 제어 유닛(230)과 제2 순환 펌프(1004) 사이)의 높은 부압(예를 들어, 수 kPa 내지 수십 kPa)이 짧은 시간에 해제될 수 있게 한다. 순환 펌프로서 다이아프램 펌프 같은 용적형 펌프를 사용하는 경우에, 일반적으로 펌프에 체크 밸브가 내장된다. 그러나, 바이패스 밸브(1010)의 개방은 마찬가지로 하류 버퍼 탱크(1003)로부터 액체 토출 헤드(3)의 하류측에서의 압력 해제가 수행될 수 있게 한다. 비록, 액체 토출 헤드(3)의 하류측의 압력 해제가 마찬가지로 상류측으로부터만 수행될 수 있지만, 액체 토출 헤드(3) 내의 채널과 액체 토출 헤드(3)의 상류측의 채널에서 압력 강하가 존재한다. 따라서, 압력 배출에 시간이 소요되고, 액체 토출 헤드(3) 내의 공통 채널 내의 압력이 일시적으로 너무 많이 강하하고, 토출구에서의 메니스커스가 파괴될 수 있는 우려가 존재한다. 액체 토출 헤드(3)의 상류측에서의 바이패스 밸브(1010)의 개방은 액체 토출 헤드(3)의 하류측에서의 압력 배출을 촉진하고, 그래서, 토출구에서의 메니스커스의 파괴 위험이 감소된다.Further, due to the second function, when the circulation operation is stopped, all the
액체 토출 헤드의 구조의 설명Description of the structure of the liquid discharge head
제9 실시예에 따른 액체 토출 헤드(3)의 구조를 설명한다. 도 29a는 본 실시예에 따른 액체 토출 헤드(3)의 사시도이고, 도 29b는 그 분해 사시도이다. 액체 토출 헤드(3)는 액체 토출 헤드(3)의 길이 방향으로 직선(인라인)으로 배열된 36개 기록 소자 기판(10)을 구비하며, 단일 컬러 액체를 사용하여 기록하는 라인형(페이지-와이드) 잉크젯 기록 헤드이다. 액체 토출 헤드(3)는 신호 입력 단자(91) 및 전력 공급 단자(92)를 구비하고, 또한, 헤드의 길이방향 측부 면을 보호하기 위해 차폐 판(132)을 구비한다.The structure of the
도 29b는 기능에 따라 분해된 액체 토출 헤드(3)를 구성하는 각 부분 또는 유닛을 예시하는 액체 토출 헤드(3)의 분해 사시도이다(차폐 판(132)은 도시 생략). 유닛 및 부재의 역할과 액체 토출 헤드(3)를 통한 액체 유동의 순서는 전술한 실시예와 동일하다. 이는 주로 제1 채널 부재(50)의 형상과 부압 제어 유닛(230)의 위치 및 복수로 분할 및 배치되어 있는 전기 배선 기판(90)의 점에 관하여 다르다. 예로서, B2 사이즈 기록 매체에 대응하는 길이를 갖는 액체 토출 헤드(3)의 경우에, 액체 토출 헤드(3)가 사용하는 전력의 양이 크기 때문에 본 실시예의 경우에서와 같이, 8개 전기 배선 기판(90)이 제공된다. 각 4개의 전기 배선 기판(90)이 액체 토출 유닛 지지 부재(81)에 부착된 가는 전기 배선 기판 지지 부재(82)의 양 측부에 부착된다.Fig. 29B is an exploded perspective view of the
도 30a는 액체 토출 유닛(300), 액체 공급 유닛(220) 및 부압 제어 유닛(230)을 갖는 액체 토출 헤드(3)의 측면도이고, 도 30b는 액체 유동을 예시하는 개략도이며, 도 30c는 도 30a의 선 XXXC-XXXC을 따라 취한 단면을 예시하는 사시도이다. 구성의 부분은 이해를 용이하게 하기 위해 단순화되어 있다.30A is a side view of the
액체 연결 부분(111) 및 필터(221)가 액체 공급 유닛(220) 내에 제공되고, 부압 제어 유닛(230)이 액체 공급 유닛(220) 아래에 일체로 형성된다. 이는 기록 소자 기판(10)과 부압 제어 유닛(230) 사이의 높이 방향으로의 거리가 전술한 실시예에 비해 감소될 수 있게 한다. 이러한 구성은 액체 공급 유닛(220) 내의 채널 연결 부분의 수를 감소시키고, 기록 액체의 누설에 관한 증가된 신뢰성 뿐만 아니라 부품 수 및 조립 공정이 감소될 수 있다는 점에서도 유리하다.The
또한, 부압 제어 유닛(230)과 토출구가 형성되는 면 사이의 수두차가 비교적 더 작으며, 따라서, 도 27에 예시된 바와 같은 각 액체 토출 헤드(3)에 대하여 액체 토출 헤드(3)의 경사 각도가 다른 기록 장치에 적절히 적용될 수 있다. 그 이유는 다수의 액체 토출 헤드(3) 각각이 서로 다른 경사 각도로 사용되는 경우에도 감소된 수두차가 각 기록 소자 기판(10)의 토출구에 적용되는 부압차가 감소될 수 있게 하기 때문이다. 부압 제어 유닛(230)으로부터 기록 소자 기판(10)까지의 거리를 감소시키는 것은 또한 유동 저항이 감소되기 때문에 액체의 유동 내의 동요에 기인한 압력 강하 차이를 감소시키며, 더욱 안정적인 부압 제어가 수행될 수 있다는 점에서 바람직하다.In addition, the difference in head between the negative
도 30b는 액체 토출 헤드(3) 내의 기록 액체의 유동을 예시하는 개략도이다. 회로는 도 28에 예시된 순환 경로와 동일하지만, 도 30b는 실제 액체 토출 헤드(3) 내의 각 구성요소에서의 액체 유동을 예시한다. 공통 공급 채널(211)과 공통 회수 채널(212)이 세트가 가는 제2 채널 부재(60) 내에 제공되어 액체 토출 헤드(3)의 길이 방향으로 연장한다. 공통 공급 채널(211) 및 공통 회수 채널(212)은 액체가 서로 반대방향으로 유동하도록 구성되며, 필터(221)가 이들 채널의 상류측에 배치되어 연결 부분(111) 등으로부터 도입되는 이물질을 포획한다. 액체가 공통 공급 채널(211) 및 공통 회수 채널(212)에서 서로 반대 방향으로 유동하는 이러한 배열은 액체 토출 헤드(3) 내의 길이 방향으로의 온도 구배가 감소되는 점에서 바람직하다. 공통 공급 채널(211) 및 공통 회수 채널(212)의 유동 방향은 설명을 단순화하기 위해 도 28에서는 동일한 방향인 것으로 도시되어 있다.30B is a schematic view illustrating the flow of the recording liquid in the
부압 제어 유닛(230)은 공통 공급 채널(211) 및 공통 회수 채널(212) 각각의 하류측에 배치된다. 공통 공급 채널(211)은 경로를 따라 다수의 분기 공급 채널(213)로의 분기 부분을 갖고, 공통 회수 채널(212)은 경로를 따라 다수의 분기 회수 채널(214)로의 분기 부분을 갖는다. 분기 공급 채널(213) 및 분기 회수 채널(214)은 다수의 제1 채널 부재(50) 내에 형성된다. 분기 채널 각각은 기록 소자 기판(10)의 이면에 제공되는 커버판(20)의 개구(21)와 연통한다(도 13c 참조)The negative
도 30b에서 H 및 L로 표시되는 부압 제어 유닛(230)은 고압측(H) 및 저압측(L) 유닛이다. 각각의 부압 제어 유닛(230)은 상대적 고(H) 및 저(L) 부압으로 부압 제어 유닛(230)의 상류 압력을 제어하도록 설정된 역압형 압력 조절 기구이다. 공통 공급 채널(211)은 부압 제어 유닛(230)(고압측)에 연결되고, 공통 회수 채널(212)은 부압 제어 유닛(230)(저압측)에 연결된다. 이는 공통 공급 채널(211)과 공통 회수 채널(212) 사이에 차압을 생성한다. 이러한 차압은 액체가 공통 공급 채널(211)로부터 분기 공급 채널(213), 기록 소자 기판(10) 내의 토출구(13)(압력 챔버(23) 및 분기 회수 채널(214)을 해당 순서로 통과하여 공통 회수 채널(212)로 유동하게 한다.The negative
도 30c는 도 30a의 선 XXXC-XXXC을 따라 취한 단면을 예시하는 사시도이다. 본 실시예의 각 토출 모듈(200)은 제1 채널 부재(50), 기록 소자 기판(10) 및 가요성 인쇄 회로 기판(40)을 포함하도록 구성된다. 본 실시예는 전술한 실시예에서 설명된 지지 부재(30)(도 8)를 갖지 않으며, 기록 소자 기판(10)은 제1 채널 부재(50)에 직접적으로 결합되는 커버판(20)을 갖는다. 제2 채널 부재(60)에 제공된 공통 공급 채널(211)은 그 상부 면 상에 제공된 연통 포트(61)로부터 제1 채널 부재(50)의 하부 면에 형성된 개별 연통 포트(53)를 거쳐 분기 공급 채널(213)로 액체를 공급한다. 그후, 액체는 압력 챔버(23)를 통과하고, 분기 회수 채널(214), 개별 연통 포트(53) 및 연통 포트(61)를 해당 순서로 거쳐서 공통 회수 채널(212)로 회수된다.30C is a perspective view illustrating a cross-section taken along the line XXXC-XXXC in FIG. 30A. Each
전술한 실시예에서 예시된 배열과는 달리, 제1 채널 부재(50)의 하부 면(제2 채널 부재(60)를 향한 면) 상의 개별 연통 포트(53)는 제2 채널 부재(60)의 상부 면에 형성된 연통 포트(61)에 관하여 충분한 크기의 개구이다. 이러한 구성에 따라서, 제2 채널 부재(60)에 토출 모듈(200)을 장착할 때 위치 편차가 존재하는 경우에도, 제1 채널 부재(50)과 제2 채널 부재(60) 사이에 확실한 방식으로 유체 연통이 실현되고, 그래서, 헤드 제조시 수율이 개선되어 비용이 감소된다. The
비록, 두 개의 압력 조절 기구 및 유동 저항 부재를 전술한 본 명세서에서 압력차 생성원으로서 제시하였지만, 본 발명의 개념에 따르기만 한다면 다른 구성이 사용될 수 있다. 비록, 채널 저항이 다른 부분보다 더 높은 구성을 정상적인 수단으로서 개시하였지만, 문제가 해결되는 시기에 채널 저항이 더 높게 변경될 수 있는 배열도 효과적이다.Although two pressure regulating mechanisms and flow resistance members have been presented herein as pressure difference generating sources in the above description, other configurations can be used as long as they are in accordance with the concept of the present invention. Although the channel resistance has disclosed a higher configuration than the other portions as a normal means, an arrangement in which the channel resistance can be changed more highly at the time when the problem is solved is also effective.
비록, 본 개시내용이 다양한 유형의 토출 배열(예를 들어, 압전 소자, 발열 소자 및 정전 시스템)을 사용하는 액체 토출 헤드에 적용될 수 있지만, 본 개시내용은 액체 토출 헤드 내의 채널 부분(압력 챔버(23) 및 그와 연통하는 채널(24))의 저항이 큰 액체 토출 헤드에 대한 적용에 특히 적합하다. 예로서, 본 개시내용은 압력 챔버(23)와 연통하는 채널(24)의 높이(h)가 8 μm 이하인 액체 토출 헤드에 적합하게 적용될 수 있다. 본 개시내용은 또한 토출구의 배열 밀도가 600 dpi 이상인 고밀도 토출구를 갖는, 다수의 기록 소자 기판(10)이 배열되는 풀-라인형 액체 토출 헤드에 대한 적용에 매우 적합하다.Although the present disclosure can be applied to a liquid discharge head using various types of discharge arrangements (for example, a piezoelectric element, a heating element and an electrostatic system), the present disclosure is not limited to the
본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 않으며, 대신, 본 발명의 개념 및 범주로부터 벗어나지 않고 다양한 변경 및 변형이 이루어질 수 있다. 따라서, 본 발명의 범주는 첨부 청구범위에 의해 규정된다.The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various changes and modifications can be made without departing from the concept and scope of the present invention. Accordingly, the scope of the invention is defined by the appended claims.
본 개시내용에 따라, 압력 강하의 증가를 억제하면서 액체 토출 헤드에 액체가 공급될 수 있다.According to the present disclosure, liquid can be supplied to the liquid discharge head while suppressing an increase in pressure drop.
예시적 실시예를 참조로 본 발명을 설명하였지만, 본 발명은 개시된 예시적 실시예에 한정되지 않음을 이해하여야 한다. 이하의 청구범위의 범주는 모든 이런 변형과 균등 구조 및 기능을 포함하도록 가장 넓은 해석에 준한다.While the present invention has been described with reference to exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. The scope of the following claims is to be accorded the broadest interpretation so as to encompass all such modifications and equivalent structures and functions.
Claims (34)
액체를 토출하도록 구성된 복수의 토출구;
액체를 토출하기 위해 사용되는 에너지를 생성하도록 구성되는 복수의 기록 소자;
상기 복수의 기록 소자에 액체를 공급하도록 구성되는 복수의 공급 채널;
상기 복수의 공급 채널과 연통하고 상기 복수의 공급 채널에 액체를 공급하도록 구성되는 공통 공급 채널;
상기 복수의 공급 채널에 의해 상기 복수의 기록 소자에 공급된 액체를 회수하도록 구성되는 복수의 회수 채널; 및
상기 복수의 회수 채널과 연통하고 상기 복수의 회수 채널로부터 액체를 회수하도록 구성되는 공통 회수 채널을 포함하고,
상기 액체 토출 헤드 내부에는
상기 액체 토출 헤드의 외측으로부터 상기 공통 공급 채널로 액체를 공급하도록 구성되는 제1 입구 포트, 및
상기 공통 공급 채널로부터 상기 액체 토출 헤드의 외측으로 액체를 회수하도록 구성되는 제1 회수 포트
가 형성되어 있고,
상기 제1 입구 포트 및 상기 제1 회수 포트는 상기 기록 소자가 배치되는 채널 부분을 통해 진행하지 않고 상기 공통 공급 채널에 의해 연통되며,
상기 액체 토출 헤드 내부에는
상기 액체 토출 헤드의 외측으로부터 상기 공통 회수 채널로 액체를 공급하도록 구성되는 제2 입구 포트, 및
상기 공통 회수 채널로부터 상기 액체 토출 헤드의 외측으로 액체를 회수하도록 구성되는 제2 회수 포트
가 형성되어 있고,
상기 제2 입구 포트 및 상기 제2 회수 포트는 상기 기록 소자가 배치되는 채널 부분을 통해 진행하지 않고 상기 공통 회수 채널에 의해 연통되는, 액체 토출 헤드.A liquid discharge head comprising:
A plurality of discharge ports configured to discharge liquid;
A plurality of recording elements configured to generate energy used to eject liquid;
A plurality of supply channels configured to supply liquid to the plurality of recording elements;
A common supply channel configured to communicate with the plurality of supply channels and to supply liquid to the plurality of supply channels;
A plurality of recovery channels configured to recover liquid supplied to the plurality of recording elements by the plurality of supply channels; And
And a common recovery channel communicating with the plurality of recovery channels and configured to recover liquid from the plurality of recovery channels,
Inside the liquid discharge head
A first inlet port configured to supply liquid from the outside of the liquid discharge head to the common supply channel,
A first recovery port configured to recover liquid from the common supply channel to the outside of the liquid discharge head,
Respectively,
The first inlet port and the first recovery port are communicated by the common supply channel without proceeding through the channel portion where the recording element is disposed,
Inside the liquid discharge head
A second inlet port configured to supply liquid from the outside of the liquid discharge head to the common return channel, and
And a second recovery port configured to recover liquid from the common recovery channel to the outside of the liquid discharge head
Respectively,
The second inlet port and the second recovery port are communicated by the common recovery channel without proceeding through the channel portion where the recording element is disposed.
상기 공통 공급 채널 내의 액체는 상기 공급 채널, 상기 기록 소자가 배치되는 채널 부분 및 상기 회수 채널을 이 순서로 거쳐 상기 공통 회수 채널에 공급되는, 액체 토출 헤드.The method according to claim 1,
Wherein the liquid in the common supply channel is supplied to the common recovery channel through the supply channel, the channel portion in which the recording element is disposed, and the recovery channel in this order.
상기 기록 소자가 배치되는 채널 부분은 상기 토출구에 대면하고, 내부에 상기 기록 소자를 수용하는 압력 챔버를 포함하는, 액체 토출 헤드.3. The method according to claim 1 or 2,
Wherein the channel portion in which the recording element is disposed faces the ejection opening and includes a pressure chamber for accommodating the recording element therein.
상기 복수의 공급 채널은 상기 공통 공급 채널이 연장하는 방향에 직교하는 방향으로 연장하고, 상기 복수의 회수 채널은 상기 공통 회수 채널이 연장하는 방향에 직교하는 방향으로 연장하는, 액체 토출 헤드.3. The method according to claim 1 or 2,
Wherein the plurality of supply channels extend in a direction perpendicular to a direction in which the common supply channel extends and the plurality of recovery channels extend in a direction perpendicular to a direction in which the common recovery channel extends.
상기 공통 공급 채널 및 상기 공통 회수 채널은 서로 나란히 연장하는, 액체 토출 헤드.3. The method according to claim 1 or 2,
Wherein the common supply channel and the common recovery channel extend in parallel with each other.
상기 공통 공급 채널을 통해 유동하는 액체와 상기 공통 회수 채널을 통해 유동하는 액체의 유동 방향은 동일한, 액체 토출 헤드.3. The method according to claim 1 or 2,
Wherein the liquid flowing through the common supply channel and the liquid flowing through the common recovery channel are the same.
상기 공통 공급 채널을 통해 유동하는 액체와 상기 공통 회수 채널을 통해 유동하는 액체의 유동 방향은 상이한, 액체 토출 헤드.3. The method according to claim 1 or 2,
Wherein a flow direction of the liquid flowing through the common supply channel and a direction of the liquid flowing through the common return channel are different.
상기 공통 공급 채널의 입구 포트 부근의 액체의 정압값은 상기 공통 회수 채널의 입구 포트 부근의 정압값보다 크고,
상기 공통 공급 채널의 회수 포트 부근의 정압값은 상기 공통 회수 채널의 회수 포트 부근의 정압값보다 큰, 액체 토출 헤드.3. The method according to claim 1 or 2,
Wherein the static pressure value of the liquid in the vicinity of the inlet port of the common supply channel is greater than the static pressure value in the vicinity of the inlet port of the common recovery channel,
Wherein the static pressure value near the recovery port of the common supply channel is greater than the static pressure value near the recovery port of the common recovery channel.
상기 공통 공급 채널 및 상기 공통 회수 채널에 공급된 액체의 총량은 상기 토출구 전체로부터 토출된 액체의 총합보다 큰, 액체 토출 헤드.3. The method according to claim 1 or 2,
Wherein the total amount of liquid supplied to the common supply channel and the common recovery channel is greater than the total amount of liquid discharged from the entire discharge port.
단위 시간 당 상기 공통 공급 채널을 통해 유동하는 유량은 단위 시간 당 상기 공통 회수 채널을 통해 유동하는 유량보다 큰, 액체 토출 헤드.10. The method of claim 9,
Wherein the flow rate through the common supply channel per unit time is greater than the flow rate through the common return channel per unit time.
단위 시간 당 상기 공통 회수 채널을 통해 유동하는 유량은 단위 시간 당 상기 공통 공급 채널을 통해 유동하는 유량보다 큰, 액체 토출 헤드.10. The method of claim 9,
Wherein the flow rate through the common recovery channel per unit time is greater than the flow rate through the common supply channel per unit time.
상기 액체 토출 헤드는
상기 기록 소자를 포함하는 기록 소자 기판, 및
상기 기록 소자 기판을 지지하도록 구성되는 지지 부재
를 포함하고,
상기 공통 공급 채널, 상기 공급 채널, 상기 공통 회수 채널 및 상기 회수 채널은 상기 지지 부재 상에 형성되는, 액체 토출 헤드.3. The method according to claim 1 or 2,
The liquid discharge head
A recording element substrate including the recording element, and
A support member configured to support the recording element substrate;
Lt; / RTI >
Wherein the common supply channel, the supply channel, the common recovery channel, and the recovery channel are formed on the support member.
상기 지지 부재의 열 확산율은 상기 기록 소자 기판의 열 확산율보다 작은, 액체 토출 헤드.13. The method of claim 12,
Wherein the thermal diffusivity of the support member is smaller than the thermal diffusivity of the recording element substrate.
상기 액체 토출 헤드는
상기 기록 소자를 포함하는 기록 소자 기판, 및
상기 기록 소자 기판을 지지하도록 구성되는 지지 부재
를 포함하고,
상기 지지 부재는
상기 공급 채널 및 상기 회수 채널이 형성되는 제1 지지 부재, 및
상기 공통 공급 채널 및 상기 공통 회수 채널이 형성되는 제2 지지 부재
를 포함하는, 액체 토출 헤드.3. The method according to claim 1 or 2,
The liquid discharge head
A recording element substrate including the recording element, and
A support member configured to support the recording element substrate;
Lt; / RTI >
The support member
A first support member on which the supply channel and the recovery channel are formed,
Wherein the common supply channel and the common recovery channel are formed by a second support member
And a liquid discharge head.
적층 구성을 갖는 상기 지지 부재 중 적어도 상기 제1 지지 부재의 열 확산율은 상기 기록 소자 기판의 열 확산율보다 작은, 액체 토출 헤드.15. The method of claim 14,
Wherein the thermal diffusivity of at least the first support member among the support members having the laminated structure is smaller than the thermal diffusivity of the recording element substrate.
기록 소자 기판으로서,
액체를 토출하도록 구성된 복수의 토출구,
상기 토출구로부터 액체를 토출하도록 내부에 기록 소자를 갖는 복수의 압력 챔버,
상기 복수의 압력 챔버에 액체를 공급하도록 구성되는 복수의 제1 공통 채널, 및
상기 복수의 압력 챔버로부터 액체를 회수하도록 구성되는 복수의 제2 공통 채널
을 포함하는, 기록 소자 기판;
상기 제1 공통 채널과 연통하는 복수의 공급 채널;
상기 제2 공통 채널과 연통하는 복수의 회수 채널;
상기 복수의 공급 채널과 유체 연결되는 공통 공급 채널; 및
상기 복수의 회수 채널과 유체 연결되는 공통 회수 채널을 포함하고,
상기 액체 토출 헤드 내부에는
상기 공통 공급 채널에 액체를 공급하도록 구성되는 제1 입구 포트,
상기 공통 공급 채널로부터 액체를 회수하도록 구성되는 제1 회수 포트,
상기 공통 회수 채널에 액체를 공급하도록 구성되는 제2 입구 포트, 및
상기 공통 회수 채널로부터 액체를 회수하도록 구성되는 제2 회수 포트
가 형성되어 있는, 액체 토출 헤드.A liquid discharge head comprising:
As a recording element substrate,
A plurality of discharge ports configured to discharge liquid,
A plurality of pressure chambers having recording elements therein for discharging the liquid from the discharge ports,
A plurality of first common channels configured to supply liquid to the plurality of pressure chambers,
A plurality of second common channels configured to recover liquid from the plurality of pressure chambers,
A recording element substrate;
A plurality of supply channels in communication with the first common channel;
A plurality of collection channels communicating with the second common channel;
A common supply channel in fluid communication with the plurality of supply channels; And
And a common recovery channel in fluid communication with the plurality of recovery channels,
Inside the liquid discharge head
A first inlet port configured to supply liquid to the common supply channel,
A first recovery port configured to recover liquid from the common supply channel,
A second inlet port configured to supply liquid to the common return channel, and
A second recovery port configured to recover liquid from the common recovery channel,
Is formed in the liquid discharge head.
상기 제1 입구 포트 및 상기 제1 회수 포트는 압력 챔버를 통해 진행하지 않고 상기 공통 공급 채널에 의해 연통되고,
상기 제2 입구 포트 및 상기 제2 회수 포트는 압력 챔버를 통해 진행하지 않고 상기 공통 회수 채널에 의해 연통되는, 액체 토출 헤드.17. The method of claim 16,
The first inlet port and the first recovery port are communicated by the common supply channel without proceeding through the pressure chamber,
Wherein the second inlet port and the second recovery port are communicated by the common recovery channel without proceeding through the pressure chamber.
복수의 상기 기록 소자 기판을 지지하도록 구성되는 지지 부재로서, 상기 복수의 기록 소자 기판은 상기 지지 부재 상에 배열되는, 지지 부재를 더 포함하고,
상기 복수의 공급 채널, 상기 복수의 회수 채널, 상기 공통 공급 채널 및 상기 공통 회수 채널이 상기 지지 부재 상에 제공되는, 액체 토출 헤드.18. The method according to claim 16 or 17,
A support member configured to support a plurality of the recording element substrates, wherein the plurality of recording element substrates are arranged on the support member,
Wherein the plurality of supply channels, the plurality of recovery channels, the common supply channel, and the common recovery channel are provided on the support member.
액체 토출 헤드로서,
액체를 토출하도록 구성된 복수의 토출구,
액체를 토출하기 위한 에너지를 발생하기 위해 사용되는 복수의 기록 소자를 내부에 구비하는 복수의 압력 챔버,
제1 입구 포트 및 제1 회수 포트와 연통하는 제1 공통 채널,
상기 제1 공통 채널과 연통하고 상기 복수의 기록 소자에 액체를 공급하도록 구성되는 복수의 제1 개별 채널,
제2 입구 포트 및 제2 회수 포트와 연통하는 제2 공통 채널, 및
상기 제2 공통 채널과 연통하고 상기 압력 챔버 내의 액체를 상기 제2 공통 회수 채널로 회수하도록 구성되는 복수의 제2 개별 채널
을 포함하는, 액체 토출 헤드와,
상기 제1 공통 채널, 상기 제1 개별 채널, 상기 복수의 기록 소자, 상기 제2 개별 채널 및 상기 제2 공통 채널에 이 순서로 액체를 공급하도록 구성되는 공급 유닛을 포함하고,
상기 제1 입구 포트 및 상기 제1 회수 포트는 상기 압력 챔버를 통해 진행하지 않고 상기 제1 공통 채널에 의해 연통하며, 상기 제2 입구 포트 및 상기 제2 회수 포트는 상기 압력 챔버를 통해 진행하지 않고 제2 공통 채널에 의해 연통하는, 액체 토출 장치.A liquid ejecting apparatus comprising:
As a liquid discharge head,
A plurality of discharge ports configured to discharge liquid,
A plurality of pressure chambers having therein a plurality of recording elements used for generating energy for discharging the liquid,
A first common channel in communication with the first inlet port and the first return port,
A plurality of first individual channels communicating with the first common channel and configured to supply liquid to the plurality of recording elements,
A second common channel in communication with the second inlet port and the second return port, and
And a plurality of second individual channels communicating with the second common channel and adapted to collect liquid in the pressure chamber into the second common return channel
A liquid discharge head,
And a supply unit configured to supply liquid in this order to the first common channel, the first individual channel, the plurality of recording elements, the second individual channel, and the second common channel,
The first inlet port and the first return port are communicated by the first common channel without proceeding through the pressure chamber and the second inlet port and the second return port do not proceed through the pressure chamber And communicates by the second common channel.
상기 압력 챔버는 상기 토출구에 대면하는, 액체 토출 장치.20. The method of claim 19,
And the pressure chamber faces the discharge port.
상기 제1 입구 포트와 연통하는 제1 부압 제어 유닛; 및
상기 제2 입구 포트와 연통하는 제2 부압 제어 유닛을 더 포함하는 액체 토출 장치.21. The method according to claim 19 or 20,
A first negative pressure control unit in communication with the first inlet port; And
And a second negative pressure control unit in communication with the second inlet port.
상기 제1 및 제2 입구 포트와 연통하고, 액체를 급송하도록 구성되는 제1 액체 급송 펌프와,
상기 제1 회수 포트와 연통하고 액체를 회수하도록 구성되는 제1 회수 펌프, 및
상기 제2 회수 포트와 연통하고 액체를 회수하도록 구성되는 제2 회수 펌프를 더 포함하는, 액체 토출 장치.21. The method according to claim 19 or 20,
A first liquid delivery pump in communication with said first and second inlet ports and configured to deliver liquid,
A first recovery pump communicating with the first recovery port and configured to recover liquid,
And a second recovery pump configured to communicate with the second recovery port and to recover the liquid.
상기 제1 입구 포트와 연통하고, 액체를 급송하도록 구성되는 제1 액체 급송 펌프와,
상기 제2 입구 포트와 연통하고, 액체를 급송하도록 구성되는 제2 액체 급송 펌프와,
상기 제1 회수 포트와 연통하고 액체를 회수하도록 구성되는 제1 회수 펌프, 및
상기 제2 회수 포트와 연통하고 액체를 회수하도록 구성되는 제2 회수 펌프를 더 포함하는, 액체 토출 장치.21. The method according to claim 19 or 20,
A first liquid delivery pump in communication with said first inlet port and configured to deliver liquid,
A second liquid delivery pump in communication with said second inlet port and configured to deliver liquid,
A first recovery pump communicating with the first recovery port and configured to recover liquid,
And a second recovery pump configured to communicate with the second recovery port and to recover the liquid.
상기 제1 입구 포트와 연통하고, 액체를 급송하도록 구성되는 제1 액체 급송 펌프와,
상기 제2 입구 포트와 연통하고, 액체를 급송하도록 구성되는 제2 액체 급송 펌프와,
상기 제1 및 제2 회수 포트와 연통하고 액체를 회수하도록 구성되는 제1 회수 펌프를 더 포함하는, 액체 토출 장치.21. The method according to claim 19 or 20,
A first liquid delivery pump in communication with said first inlet port and configured to deliver liquid,
A second liquid delivery pump in communication with said second inlet port and configured to deliver liquid,
And a first recovery pump configured to communicate with the first and second recovery ports and to recover the liquid.
상기 제1 및 제2 입구 포트와 연통하고, 액체를 급송하도록 구성되는 제1 액체 급송 펌프와,
상기 제1 및 제2 회수 포트와 연통하고 액체를 회수하도록 구성되는 제1 회수 펌프를 더 포함하는, 액체 토출 장치.21. The method according to claim 19 or 20,
A first liquid delivery pump in communication with said first and second inlet ports and configured to deliver liquid,
And a first recovery pump configured to communicate with the first and second recovery ports and to recover the liquid.
상기 제1 부압 제어 유닛 및 상기 제2 부압 제어 유닛과 연통하는 잉크 탱크를 더 포함하는, 액체 토출 장치.21. The method according to claim 19 or 20,
And an ink tank communicating with the first negative pressure control unit and the second negative pressure control unit.
기록 소자 기판으로서,
액체를 토출하도록 구성된 복수의 토출구,
상기 토출구로부터 액체를 토출하도록 내부에 기록 소자를 갖는 복수의 압력 챔버,
상기 복수의 압력 챔버에 액체를 공급하도록 구성되는 복수의 제1 공통 채널, 및
상기 복수의 압력 챔버로부터 액체를 회수하도록 구성되는 복수의 제2 공통 채널
을 포함하는, 기록 소자 기판;
상기 제1 공통 채널과 연통하는 복수의 공급 채널;
상기 제2 공통 채널과 연통하는 복수의 회수 채널;
상기 복수의 공급 채널과 유체 연결되는 공통 공급 채널;
상기 복수의 회수 채널과 유체 연결되는 공통 회수 채널;
상기 액체 토출 헤드에 액체를 공급하도록 구성되는 입구 포트; 및
상기 액체 토출 헤드로부터 액체를 회수하도록 구성되는 회수 포트를 포함하고,
상기 입구 포트는 상기 공통 공급 채널의 일 단부측 및 상기 공통 회수 채널의 일 단부측과 연통하고,
상기 입구 포트는 상기 공통 공급 채널의 타 단부측 및 상기 공통 회수 채널의 타 단부측과 연통하고,
상기 공통 회수 채널의 상기 일 단부측의 유동 저항은 상기 공통 공급 채널의 상기 일 단부측의 유동 저항보다 크고,
상기 공통 공급 채널의 상기 타 단부측의 유동 저항은 상기 공통 회수 채널의 상기 타 단부측의 유동 저항보다 큰, 액체 토출 헤드.A liquid discharge head comprising:
As a recording element substrate,
A plurality of discharge ports configured to discharge liquid,
A plurality of pressure chambers having recording elements therein for discharging the liquid from the discharge ports,
A plurality of first common channels configured to supply liquid to the plurality of pressure chambers,
A plurality of second common channels configured to recover liquid from the plurality of pressure chambers,
A recording element substrate;
A plurality of supply channels in communication with the first common channel;
A plurality of collection channels communicating with the second common channel;
A common supply channel in fluid communication with the plurality of supply channels;
A common collection channel in fluid communication with the plurality of collection channels;
An inlet port configured to supply liquid to the liquid discharge head; And
And a recovery port configured to recover liquid from the liquid discharge head,
The inlet port communicates with one end of the common supply channel and one end of the common return channel,
The inlet port communicates with the other end of the common supply channel and the other end of the common return channel,
Wherein the flow resistance at the one end side of the common recovery channel is larger than the flow resistance at the one end side of the common supply channel,
And the flow resistance on the other end side of the common supply channel is larger than the flow resistance on the other end side of the common recovery channel.
내부에 상기 기록 소자를 갖는 상기 압력 챔버에 인접한 채널의 높이는 8 μm 이하인, 액체 토출 헤드.27. A method according to any one of claims 1, 2, 16, 17 and 27,
Wherein a height of a channel adjacent to the pressure chamber having the recording element therein is 8 占 퐉 or less.
상기 액체 토출 헤드는 기록 매체에 대응하는 길이를 갖는 라인형 액체 토출 헤드인, 액체 토출 헤드.3. The method according to claim 1 or 2,
Wherein the liquid discharge head is a line-shaped liquid discharge head having a length corresponding to the recording medium.
내부에 상기 기록 소자를 갖는 압력 챔버 내의 액체는 상기 압력 챔버 내측과 상기 압력 챔버 외측 사이에서 순환하는, 액체 토출 헤드.3. The method according to claim 1 or 2,
Wherein the liquid in the pressure chamber having the recording element therein circulates between the inside of the pressure chamber and the outside of the pressure chamber.
상기 액체 토출 헤드는
액체를 토출하도록 구성된 복수의 토출구,
액체를 토출하기 위해 사용되는 에너지를 발생시키도록 구성되는 복수의 기록 소자를 내부에 구비하는 복수의 압력 챔버,
상기 복수의 기록 소자에 액체를 공급하도록 구성되는 복수의 공급 채널,
상기 복수의 공급 채널에 액체를 공급하도록 구성되는 공통 공급 채널,
상기 복수의 공급 채널에 의해 상기 복수의 기록 소자에 공급된 액체를 회수하도록 구성되는 복수의 회수 채널,
상기 복수의 회수 채널로부터 액체를 회수하도록 구성되는 공통 회수 채널,
상기 액체 토출 헤드의 외측으로부터 상기 공통 공급 채널로 액체를 공급하도록 구성되는 제1 입구 포트,
상기 공통 공급 채널로부터 상기 액체 토출 헤드의 외측으로 액체를 회수하도록 구성되는 제1 회수 포트,
상기 액체 토출 헤드의 외측으로부터 상기 공통 회수 채널로 액체를 공급하도록 구성되는 제2 입구 포트, 및
상기 공통 회수 채널로부터 상기 액체 토출 헤드의 외측으로 액체를 회수하도록 구성되는 제2 회수 포트
를 포함하고,
상기 액체 토출 방법은
상기 제1 입구 포트로부터 상기 공통 공급 채널로 유동된 액체를 상기 제1 회수 포트로부터 상기 액체 토출 헤드의 외측으로 회수하고, 또한, 상기 제2 입구 포트로부터 상기 공통 회수 채널 내로 유동된 액체를 상기 제2 회수 포트로부터 상기 액체 토출 헤드의 외측으로 회수하는 단계; 및
상기 회수 단계에서 액체의 공급이 수행되는 상태에서 상기 토출구로부터 액체를 토출하는 단계
를 포함하는, 액체 토출 방법.A liquid discharging method for discharging liquid from a liquid discharging head,
The liquid discharge head
A plurality of discharge ports configured to discharge liquid,
A plurality of pressure chambers having therein a plurality of recording elements configured to generate energy used to eject liquid,
A plurality of supply channels configured to supply liquid to the plurality of recording elements,
A common supply channel configured to supply liquid to the plurality of supply channels,
A plurality of recovery channels configured to recover liquid supplied to the plurality of recording elements by the plurality of supply channels,
A common recovery channel configured to recover liquid from the plurality of recovery channels,
A first inlet port configured to supply liquid from the outside of the liquid discharge head to the common supply channel,
A first recovery port configured to recover liquid from the common supply channel to the outside of the liquid discharge head,
A second inlet port configured to supply liquid from the outside of the liquid discharge head to the common return channel, and
And a second recovery port configured to recover liquid from the common recovery channel to the outside of the liquid discharge head
Lt; / RTI >
The liquid discharge method
And a liquid recovery mechanism for recovering the liquid flowing from the first inlet port to the common supply channel to the outside of the liquid discharge head from the first recovery port, Withdrawing the liquid from the second recovery port to the outside of the liquid discharge head; And
Discharging the liquid from the discharge port in a state where supply of the liquid is performed in the collecting step
And discharging the liquid.
상기 회수 단계에서 상기 압력 챔버 내측에 액체의 유동이 형성되는 상태에서 상기 토출구로부터 액체가 토출되는, 액체 토출 방법.32. The method of claim 31,
Wherein the liquid is discharged from the discharge port in a state where a flow of liquid is formed inside the pressure chamber in the recovery step.
상기 공통 공급 채널을 통해 유동하는 액체의 압력은 상기 공통 회수 채널을 통해 유동하는 액체의 압력보다 큰, 액체 토출 방법.33. The method according to claim 31 or 32,
Wherein the pressure of the liquid flowing through the common supply channel is greater than the pressure of the liquid flowing through the common return channel.
상기 제1 회수 포트로부터 회수되는 액체는 상기 압력 챔버를 통해 진행하지 않는, 액체 토출 방법.33. The method according to claim 31 or 32,
And the liquid recovered from the first recovery port does not proceed through the pressure chamber.
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