KR20200014232A - 액체 토출 헤드, 액체 토출 모듈, 및 액체 토출 장치 - Google Patents

액체 토출 헤드, 액체 토출 모듈, 및 액체 토출 장치 Download PDF

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KR20200014232A
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아키코 함무라
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캐논 가부시끼가이샤
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Abstract

제2 액체의 토출 방향이 저부로부터 상부로의 방향인 경우에, 제2 액체는 압력실에서 제1 액체 위에서 유동한다. 기판은 제1 액체의 유동 방향의 압력실의 하류에 위치되고 액체 유로로부터 제1 액체가 유출되게 하도록 구성되는 제1 유출구를 포함한다. 액체 유로 내에서 제1 유출구를 가로질러 압력실의 반대측의 기판의 구간에 위치되는 벽이 제공되고, 벽은 제1 유출구를 가로질러 벽의 반대측에 있는, 압력실이 위치되는 기판의 구간의 표면보다 높게 위치되는 부분을 포함한다.

Description

액체 토출 헤드, 액체 토출 모듈, 및 액체 토출 장치{LIQUID EJECTION HEAD, LIQUID EJECTION MODULE, AND LIQUID EJECTION APPARATUS}
본 개시물은 액체 토출 헤드, 액체 토출 모듈 및 액체 토출 장치에 관한 것이다.
일본 특허 공개 제H06-305143호는, 토출구에 연통하는 액체 유로 내에, 토출 매체로서의 액체와 발포 매체로서의 액체를 계면을 개재하여 서로 분리한 상태에서 유지하고, 발열 소자를 사용하여 발포 매체가 기포를 발생시키게 함으로써, 토출구로부터 토출 매체를 토출하는 구성을 개시하고 있다. 토출 매체의 토출 동작에 수반하여 이동하는 계면의 위치는 토출 매체와 발포 매체의 유동에 의해 제어된다. 액체 유로로부터 토출 매체가 유출되게 하는 유출구는 액체 유로로부터 발포 매체가 유출되게 하는 유출구로부터 오프셋되어 있다.
본 개시물의 제1 양태에서, 액체 토출 헤드가 제공되며, 상기 액체 토출 헤드는,
기판;
상기 기판 상에 형성되고 제1 액체와 제2 액체가 내부에서 유동하게 하도록 구성되는 액체 유로로서, 압력실을 포함하는 액체 유로;
상기 압력실 내의 상기 제1 액체에 압력을 가하도록 구성되는 압력 발생 소자; 및
상기 제2 액체를 토출하도록 구성되는 토출구를 포함하고,
상기 제2 액체의 토출 방향이 저부로부터 상부로의 방향인 경우, 상기 제2 액체는 상기 압력실에서 상기 제1 액체 위에서 유동하고,
상기 기판은, 상기 제1 액체의 유동 방향에서 상기 압력실의 하류에 위치되고 상기 액체 유로로부터 상기 제1 액체가 유출되게 하도록 구성되는 제1 유출구를 포함하고,
상기 액체 토출 헤드는 상기 액체 유로 내에서 상기 제1 유출구를 가로질러 상기 압력실의 반대측에 있는 상기 기판의 구간에 위치되는 벽을 포함하고, 상기 벽은 상기 제1 유출구를 가로질러 상기 벽의 반대측에 있는, 상기 압력실이 위치되는 상기 기판의 구간의 표면보다 높게 위치되는 부분을 포함한다.
본 개시물의 제2 양태에서, 액체 토출 헤드를 구성하기 위한 액체 토출 모듈이 제공되며,
상기 액체 토출 헤드는,
기판,
상기 기판 상에 형성되고 제1 액체 및 제2 액체가 내부에서 유동하게 하도록 구성되는 액체 유로로서, 압력실을 포함하는, 액체 유로,
상기 압력실 내의 상기 제1 액체에 압력을 가하도록 구성되는 압력 발생 소자, 및
상기 제2 액체를 토출하도록 구성되는 토출구를 포함하고,
상기 제2 액체의 토출 방향이 저부로부터 상부로의 방향인 경우, 상기 제2 액체는 상기 압력실에서 상기 제1 액체 위에서 유동하고,
상기 기판은, 상기 제1 액체의 유동 방향에서 상기 압력실의 하류에 위치되고 상기 액체 유로로부터 상기 제1 액체가 유출되게 하도록 구성되는 제1 유출구를 포함하고,
상기 액체 토출 헤드는 상기 액체 유로 내에서 상기 제1 유출구를 가로질러 상기 압력실의 반대측에 있는 상기 기판의 구간에 위치되는 벽을 포함하고, 상기 벽은 상기 제1 유출구를 가로질러 존재하는, 상기 압력실이 위치되는 상기 기판의 구간의 표면보다 높게 위치되는 부분을 포함하며,
상기 액체 토출 헤드는 상기 복수의 액체 토출 모듈을 배열함으로써 형성된다.
본 개시물의 제3 양태에서, 액체 토출 헤드를 포함하는 액체 토출 장치가 제공되며,
상기 액체 토출 헤드는,
기판,
상기 기판 상에 형성되고 제1 액체 및 제2 액체가 내부에서 유동하게 하도록 구성되는 액체 유로로서, 압력실을 포함하는, 액체 유로,
상기 압력실 내의 상기 제1 액체에 압력을 가하도록 구성되는 압력 발생 소자, 및
상기 제2 액체를 토출하도록 구성되는 토출구를 포함하고,
상기 제2 액체의 토출 방향이 저부로부터 상부로의 방향인 경우, 상기 제2 액체는 상기 압력실에서 상기 제1 액체 위에서 유동하고,
상기 기판은, 상기 제1 액체의 유동 방향에서 상기 압력실의 하류에 위치되고 상기 액체 유로로부터 상기 제1 액체가 유출되게 하도록 구성되는 제1 유출구를 포함하고,
상기 액체 토출 헤드는 상기 액체 유로 내에서 상기 제1 유출구를 가로질러 상기 압력실의 반대측에 있는 상기 기판의 구간에 위치되는 벽을 포함하고, 상기 벽은 상기 제1 유출구를 가로질러 존재하는, 상기 압력실이 위치되는 상기 기판의 구간의 표면보다 높게 위치되는 부분을 포함한다.
본 개시물의 실시형태에 따르면, 액체 유로 내로 유입하는 복수 종류의 액체가 서로 적절하게 분리되는 상태에서 회수될 수 있다.
본 발명의 추가적인 특징은 첨부된 도면을 참고한 예시적인 실시형태에 대한 이하의 설명으로부터 명확해질 것이다.
도 1은 제1 실시형태의 토출 헤드의 사시도이다.
도 2는 제1 실시형태의 액체 토출 장치의 제어계의 블록도이다.
도 3은 도 1에서의 액체 토출 모듈의 단면 사시도이다.
도 4a는 도 1의 소자 기판의 액체 유로의 투시도이며, 도 4b는 도 4a의 IVB-IVB 선을 따라 취한 단면도이다.
도 5a는 도 4a의 액체 유로의 사시도이고, 도 5b는 도 4b의 토출구 근방의 부분의 확대도이며, 도 5c는 도 4b의 VC 부분의 확대도이다.
도 6a는 액체의 점도비와 수상 두께비 사이의 관계의 설명도이며, 도 6b는 압력실의 높이와 유속 사이의 관계의 설명도이다.
도 7a는 제1 실시형태의 제1 유출구의 다른 예를 포함하는 액체 유로의 단면도이며, 도 7b는 도 7a의 액체 유로의 사시도이다.
도 8a는 제1 실시형태의 제1 유출구의 또 다른 예를 포함하는 액체 유로의 단면도이며, 도 8b는 도 8a의 액체 유로의 사시도이다.
도 9a는 제2 실시형태에 따른 액체 유로의 단면도이고, 도 9b는 도 9a의 액체 유로의 사시도이며, 도 9c는 도 9a의 IXC 부분의 확대도이다.
도 10a는 제1 및 제2 액체가 돌출부에 충돌하지 않는 상태에서의 도 9a의 액체 유로의 단면도이며, 도 10b는 도 10a의 XB 부분의 확대도이다.
도 11a는 제2 실시형태의 제1 유출구의 또 다른 예를 포함하는 액체 유로의 단면도이며, 도 11b는 도 11a의 XIB 부분의 확대도이다.
도 12a, 도 12b 및 도 12c는 각각 제2 실시형태의 제1 유출구의 다양한 다른 예의 설명도이다.
도 13a는 제3 실시형태에 따른 액체 유로의 투시도이고, 도 13b는 도 13a의 XIIIB-XIIIB 선을 따라 취한 단면도이고, 도 13c는 도 13a의 액체 유로의 사시도이며, 도 13d는 도 13b에서의 토출구 부분의 확대도이다.
도 14a는 비교예의 액체 유로의 투시도이고, 도 14b는 도 14a의 XIVB-XIVB 선을 따라 취한 단면도이며, 도 14c는 도 14b의 XIVC 부분의 확대도이다.
도 15a는 제1 및 제2 액체가 혼합된 형태로 유출되는 상태에서의 도 14a의 액체 유로의 단면도이며, 도 15b는 도 15a의 XVB 부분의 확대도이다.
일본 특허 공개 제H06-305143호에 따르면, 토출 매체를 토출하는 동작에 수반하여, 계면이 토출 매체를 위한 유출구와 발포 매체를 위한 유출구 사이의 위치로부터 변위된다. 이 때문에, 토출 매체와 발포 매체를 각각의 유출구를 통해 서로 개별적으로 회수하는 것이 어렵다.
본 개시물의 실시형태는, 액체 유로 내로 유입하는 액체를 적절하게 분리하고 회수할 수 있는 액체 토출 헤드, 액체 토출 모듈, 및 액체 토출 장치를 제공한다.
이제, 본 개시물의 실시형태를 도면을 참고하여 설명한다.
(제1 실시형태)
(액체 토출 헤드의 구성)
도 1은 본 실시형태에서의 액체 토출 헤드(1)의 사시도이다. 본 실시형태의 액체 토출 헤드(1)는 복수의 액체 토출 모듈(100)(모듈의 어레이)을 x 방향으로 배열함으로써 형성된다. 각각의 액체 토출 모듈(100)은, 토출 소자가 배열된 소자 기판(10)과, 각각의 토출 소자에 전력과 토출 신호를 공급하기 위한 플렉시블 배선 기판(40)을 포함한다. 플렉시블 배선 기판(40)은, 전력 공급 단자와 토출 신호 입력 단자의 어레이가 제공된, 공통으로 사용되는 전기 배선 기판(90)에 연결되어 있다. 각각의 액체 토출 모듈(100)은 액체 토출 헤드(1)에 대해 용이하게 부착가능 및 분리가능하다. 따라서, 임의의 원하는 액체 토출 모듈(100)이 액체 토출 헤드(1)를 분해할 필요 없이 용이하게 외부로부터 액체 토출 헤드(1)에 부착되거나 액체 토출 헤드로부터 분리될 수 있다.
상술한 바와 같이 액체 토출 모듈(100)을 길이 방향으로 복수 배열함으로써(복수의 모듈을 배열함으로써) 형성되는 액체 토출 헤드(1)라면, 토출 소자 중 어느 하나가 토출 불량을 일으키는 경우에도, 토출 불량에 관련된 액체 토출 모듈만을 교체하면 된다. 따라서, 액체 토출 헤드(1)의 제조 공정 동안 그 수율을 향상시킬 수 있으며 헤드의 교체 비용을 감소시킬 수 있다.
(액체 토출 장치의 구성)
도 2는, 본 개시물의 실시형태에서 사용가능한 액체 토출 장치(2)의 제어 구성을 도시하는 블록도이다. CPU(500)는, ROM(501)에 저장되어 있는 프로그램에 따라, RAM(502)을 워크 에어리어로서 사용하면서, 액체 토출 장치(2)의 전체를 제어한다. CPU(500)는, 예를 들어 외부 접속 호스트 장치(600)로부터 수신한 토출 데이터에, ROM(501)에 저장되어 있는 프로그램 및 파라미터에 따라서 규정된 데이터 처리를 실시하여, 액체 토출 헤드(1)가 액체를 토출하게 하기 위한 토출 신호를 생성한다. 그리고, 이 토출 신호에 따라서 액체 토출 헤드(1)를 구동하는 한편, 반송 모터(503)를 구동하여 액체를 퇴적하기 위한 대상 매체를 미리결정된 방향으로 반송한다. 따라서, 액체 토출 헤드(1)로부터 토출된 액체는 부착을 위해 퇴적 대상 매체에 퇴적된다. 액체 토출 장치(2)가 잉크젯 기록 장치를 구성하는 경우, 잉크젯 기록 헤드로서의 액체 토출 헤드(1)는 잉크를 토출하는 한편, 반송 모터(503)는 액체 토출 헤드(1)를 기록 매체에 대해 이동시키기 위해 기록 매체를 반송한다.
액체 순환 유닛(504)은, 액체 토출 헤드(1)에 대하여 액체를 순환시키고 공급하며, 액체 토출 헤드(1)에서의 액체의 유동 제어를 행하도록 구성되는 유닛이다. 액체 순환 유닛(504)은, 액체를 저류하는 서브-탱크, 서브-탱크와 액체 토출 헤드(1) 사이에서 액체를 순환시키는 유로, 펌프, 액체 토출 헤드(1) 내를 유동하는 액체의 유량을 제어하기 위한 유량 제어 유닛 등을 포함한다. 따라서, 액체 순환 유닛(504)은, CPU(500)의 지시 하에, 액체 토출 헤드(1)에서 액체가 미리결정된 유량으로 유동하도록 이들 기구를 제어한다.
(소자 기판의 구성)
도 3은 각각의 액체 토출 모듈(100)에 제공된 소자 기판(10)의 단면 사시도이다. 소자 기판(10)은 실리콘(Si) 기판(15)에 오리피스 플레이트(14)(토출구 형성 부재)를 적층함으로써 형성된다. 오리피스 플레이트(14)에는, 액체를 토출하기 위한 복수의 토출구(11)의 어레이가 x 방향으로 형성되어 있다. 도 3에서는, x 방향으로 배열된 토출구(11)는 동일한 종류의 액체(예를 들어, 공통 서브-탱크 및 공통 공급구로부터 공급되는 액체)를 토출한다. 도 3은 오리피스 플레이트(14)에 액체 유로(13)도 제공된 예를 도시한다. 대신에, 소자 기판(10)은, 액체 유로(13)를 다른 부재(유로 형성 부재)를 사용하여 형성하고 그 위에 토출구(11)가 제공된 오리피스 플레이트(14)를 배치하는 구성을 채용해도 된다.
실리콘 기판(15) 상에는, 각각의 토출구(11)에 대응하는 위치에, 압력 발생 소자(12)(도 3에서는 도시되지 않음)가 배치된다. 각각의 토출구(11)와 대응하는 압력 발생 소자(12)는 서로 대향하는 위치에 위치된다. 토출 신호에 응답하여 압력 발생 소자(12)에 전압이 인가되는 경우에, 압력 발생 소자(12)는 액체의 유동 방향(y 방향)에 직교하는 z 방향으로 액체에 압력을 가한다. 따라서, 압력 발생 소자(12)에 대향하는 토출구(11)로부터 액체가 액적의 형태로 토출된다. 플렉시블 배선 기판(40)(도 1 참조)은 실리콘 기판(15)에 배치된 단자(17)를 통해 압력 발생 소자(12)에 전력 및 구동 신호를 공급한다. 이 경우에 실리콘 기판이 기판(15)으로서 사용되는 경우, 기판은 상이한 부재로 형성될 수 있다. 한편, 기판(15)이 실리콘 기판으로 이루어지는 경우에, 실리콘 기판에 제공되는 산화막(층), 절연막(층) 등은 기판(실리콘 기판)으로서 통칭될 것이다.
y 방향으로 연장되고 토출구(11)에 각각 연결되는 복수의 액체 유로(13)는 실리콘 기판(15)과 기판(실리콘 기판(15)) 상의 오리피스 플레이트(14) 사이에 형성된다. 액체 유로(13)의 각각에서, 이후에 설명될 제1 액체 및 제2 액체를 포함하는 액체가 유동한다. x 방향으로 배열되는 액체 유로(13)는 제1 공통 공급 유로(23), 제1 공통 회수 유로(24), 제2 공통 공급 유로(28) 및 제2 공통 회수 유로(29)에 공통으로 연결된다. 제1 공통 공급 유로(23), 제1 공통 회수 유로(24), 제2 공통 공급 유로(28) 및 제2 공통 회수 유로(29)에서의 액체의 유동은 도 2의 액체 순환 유닛(504)에 의해 제어된다. 더 구체적으로는, 제1 공통 공급 유로(23)로부터 액체 유로(13)에 유입하는 제1 액체가 제1 공통 회수 유로(24)로 지향되는 한편, 제2 공통 공급 유로(28)로부터 액체 유로(13)로 유동하는 제2 액체는 제2 공통 회수 유로(29)로 지향되도록 펌프가 제어된다.
도 3은, x 방향으로 배열되는 토출구(11) 및 액체 유로(13)와, 이들 토출구 및 유로에 대해 잉크를 공급 및 회수하기 위해 공통으로 사용되는 제1 및 제2 공통 공급 유로(23 및 28) 및 제1 및 제2 공통 회수 유로(24 및 29)가 한 세트로서 형성되고, 이들 구성의 2개의 세트가 y 방향으로 배열되는 예를 나타낸다.
(유로 및 압력실의 구성)
도 4a 내지 도 5c는 소자 기판(10)에 형성된 각각의 액체 유로(13) 및 각각의 압력실(18)의 상세한 구성을 설명하는 도면이다. 도 4a는 토출구(11) 측으로부터(+z 방향측으로부터) 본 투시도이며, 도 4b는 도 4a에 도시된 IVB-IVB 선을 따라 취한 단면도이다. 한편, 도 5a는 도 4a에서의 액체 유로(13)의 사시도이고, 도 5b는 도 4b에서의 토출구(11)의 근방의 확대도이며, 도 5c는 도 4b에서의 제1 유출구(25)의 근방(도 4b의 VC 부분)의 확대도이다.
액체 유로(13)의 저부(벽부)에 대응하는 실리콘 기판(15)은, 액체 유로(13)와 연통하며 y 방향에서 이 순서로 형성되는 제2 유입구(21), 제1 유입구(20), 제1 유출구(25) 및 제2 유출구(26)를 포함한다. 또한, 토출구(11)와 압력 발생 소자(12)를 포함하는 압력실(18)은 실질적으로 액체 유로(13)에서 제1 유입구(20)와 제1 유출구(25) 사이의 중심에 위치된다. 제2 유입구(21)는 제2 공통 공급 유로(28)에 연결되고, 제1 유입구(20)는 제1 공통 공급 유로(23)에 연결되고, 제1 유출구(25)는 제1 공통 회수 유로(24)에 연결되며, 제2 유출구(26)는 제2 공통 회수 유로(29)에 연결된다(도 3 참조).
제1 유입구(20)는, 제1 액체(31)가 액체 유로(13)에서의 액체의 유동 방향의 상류측으로부터 액체 유로(13) 내로 유동하게 한다. 제1 공통 공급 유로(23)로부터 제1 유입구(20)를 통해서 공급되는 제1 액체(31)는 화살표 A1로 나타낸 바와 같이 액체 유로(13) 내로 유입하고 나서 액체 유로(13) 내를 화살표 A 방향으로 유동한다. 그후, 제1 액체(31)는 압력실(18)을 통과하고, 화살표 A2로 나타낸 바와 같이 제1 유출구(25)로부터 유출된다. 그후, 제1 액체(31)는 제1 공통 회수 유로(24)에 의해 회수된다(도 5a 참조). 제2 유입구(21)는 액체 유로(13)에서의 액체의 유동 방향에서 제1 유입구(20)의 상류에 위치된다. 제2 공통 공급 유로(28)로부터 제2 유입구(21)를 통해서 공급되는 제2 액체(32)는 화살표 B1로 나타낸 바와 같이 액체 유로(13) 내로 유입하고 나서 액체 유로(13) 내를 화살표 B 방향으로 유동한다. 그후, 제2 액체(32)는 압력실(18)을 통과하고, 화살표 B2로 나타낸 바와 같이 제2 유출구(26)로부터 유출된다. 그후, 제2 액체(32)는 제2 공통 회수 유로(29)에 의해 회수된다(도 5a 참조). 제1 액체(31) 및 제2 액체(32)의 양자 모두는 제1 유입구(20)와 제1 유출구(25) 사이의 액체 유로(13)의 구간에서 y 방향으로 유동한다. 이 경우, 압력실(18) 내부에서, 제1 액체(31)는 압력 발생 소자(12)가 위치되는 압력실(18)의 내면(도 5b에서 하측의 저면)에 접촉하게 된다. 한편, 제2 액체(32)는 토출구(11)에 메니스커스를 형성한다.
제1 액체(31) 및 제2 액체(32)는, 압력 발생 소자(12), 제1 액체(31), 제2 액체(32), 및 토출구(11)가 이 순서로 배열되도록 압력실(18) 내를 유동한다. 구체적으로는, 압력 발생 소자(12)가 하측에 위치되고 토출구(11)가 상측에 위치되는 것으로 하면, 제2 액체(32)는 제1 액체(31) 위에서 유동하고 이들 액체는 서로 접촉한다. 제1 액체(31) 및 제2 액체(32)는 층류 상태로 유동한다. 또한, 제1 액체(31)는 하방에 위치되는 압력 발생 소자(12)에 의해 가압되며, 적어도 제2 액체(32)가 저부로부터 상방으로 토출된다. 이 상하 방향이 압력실(18) 및 액체 유로(13)의 높이 방향에 대응한다는 것에 유의한다.
제1 액체(31)와 제2 액체(32)는 특별한 액체로 한정되지 않지만, 제1 액체(31)로서는, 예를 들어 물 및 물에 염료 및 안료와 같은 색재를 함유시켜 준비한 잉크 중 임의의 것을 사용할 수 있다. 한편, 제2 액체(32)로서는, 예를 들어 자외선 경화형 잉크, 전기 전도성 잉크, 전자-빔(EB) 경화형 잉크, 자성 잉크, 솔리드형 잉크 등을 사용할 수 있다.
본 실시형태에서, 제1 액체(31)의 유량 및 제2 액체(32)의 유량은, 제1 액체(31) 및 제2 액체(32)가 도 5b에 도시된 바와 같이 압력실에서 서로 접촉하는 상태에서 액체 유로를 따라 유동하도록 제1 액체(31) 및 제2 액체(32)의 물성에 따라 조정된다. 후술하는 제1 실시형태 및 제2 실시형태의 제1 및 제2 액체와 후술하는 제3 실시형태의 제1, 제2 및 제3 액체는 동일한 방향으로 유동하는 평행 유동을 형성하지만, 실시형태는 이러한 모드로 한정되지 않는다. 구체적으로는, 제1 실시형태에서, 제2 액체는 제1 액체의 유동 방향의 반대 방향으로 유동할 수 있다. 대안적으로, 제1 액체의 유동이 제2 액체의 유동에 교차하도록 유로가 제공될 수 있다. 또한, 액체 토출 헤드는 제2 액체가 액체 유로(압력실)의 높이 방향에서 제1 액체 위에서 유동하도록 구성되지만, 액체 토출 헤드는 이런 구성으로 한정되지 않는다. 후술하는 제2 및 제3 실시형태에도 동일하게 적용된다. 이하에서는, 이들 모드에서의 평행 유동을 예로서 설명한다.
평행 유동의 경우, 제1 액체(31)와 제2 액체(32) 사이의 계면을 흐트러뜨리지 않는 것, 즉 제1 액체(31)와 제2 액체(32)가 유동하는 압력실(18) 내에 층류 유동의 상태를 달성하는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 미리결정된 토출량을 유지하도록 토출 성능을 제어하고자 하는 경우에는, 계면이 안정되어 있는 상태에서 압력 발생 소자를 구동하는 것이 바람직하다. 그럼에도 불구하고, 본 실시형태는 이 구성으로만 한정되는 것은 아니다. 압력실(18) 내의 유동이 난류 상태로 천이되어 2개의 액체 사이의 계면이 다소 흐트러지는 경우에도, 적어도 제1 액체가 주로 압력 발생 소자(12) 측에서 유동하고 제2 액체가 주로 토출구(11) 측에서 유동하는 상태를 유지할 수 있는 경우에는 압력 발생 소자(12)는 여전히 구동될 수 있다. 이하의 설명은 압력실 내의 유동이 평행 유동의 상태 및 층류 유동의 상태에 있는 예에 주로 집중된다.
(층류 유동과 동시에 평행 유동을 형성하는 조건)
먼저 관 내에서 액체의 층류 유동을 형성하는 조건에 대해 설명한다. 일반적으로, 점성력과 계면력 사이의 비를 나타내는 레이놀즈 수(Re)가 유동 평가 지표로서 알려져 있다.
이제, 액체의 밀도가 ρ로 규정되고, 그 유속이 u로 규정되고, 그 대표 길이가 d로 규정되며, 점도가 η로 규정된다. 이 경우, 레이놀즈 수(Re)는 이하의 (식 1)로 나타낼 수 있다:
Re = ρud/η (식 1).
여기서, 레이놀즈 수(Re)가 작을수록, 층류 유동이 형성되기 쉬운 것이 알려져 있다. 더 구체적으로는, 예를 들어 레이놀즈 수(Re)가 2200 정도보다 작은 경우 원형 관 내의 유동은 층류 유동으로 형성되고, 레이놀즈 수(Re)가 2200 정도보다 큰 경우 원형 관 내의 유동은 난류 유동이 되는 것이 알려져 있다.
유동이 층류 유동으로 형성되는 경우에, 유선은 서로 교차하지 않고 유동의 이동 방향에 평행해진다. 따라서, 접촉하는 2개의 액체가 층류 유동을 구성하는 경우, 액체는 2개의 액체 사이에 안정된 계면을 갖는 평행 유동을 형성할 수 있다. 여기서, 일반적인 잉크젯 기록 헤드의 관점에서, 액체 유로(압력실)에서의 토출구 근방의 유로의 높이(H [μm])(압력실의 높이)는 약 10 내지 100 μm의 범위에 있다. 이와 관련하여, 잉크젯 기록 헤드의 액체 유로에 물(밀도 ρ = 1.0 × 103 kg/m3, 점도 η=1.0 cP)을 100 mm/s의 유속으로 공급하는 경우에, 레이놀즈 수(Re)는 Re =ρud/η
Figure pat00001
0.1 ~ 1.0 << 2200이 된다. 결과적으로, 내부에 층류 유동이 형성된 것으로 간주할 수 있다.
여기서, 도 4a에 도시하는 바와 같이 본 실시형태의 액체 유로(13) 및 압력실(18)이 직사각형 단면을 갖는 경우에도, 액체 토출 헤드에서의 액체 유로(13) 및 압력실(18)의 높이 및 폭은 충분히 작다. 이 때문에, 액체 유로(13) 및 압력실(18)은 원형 관의 경우에서와 같이 다루어질 수 있거나, 더 구체적으로는 액체 유로(13) 및 압력실(18)의 높이는 원형 관의 직경으로서 다루어질 수 있다.
(층류 유동 상태의 평행 유동을 형성하기 위한 이론적인 조건)
이어서, 도 5b를 참조하여, 액체 유로(13) 및 압력실(18)에서 2 종류의 액체 사이의 계면이 안정되어 있는 평행 유동을 형성하는 조건에 대해서 설명한다. 먼저, 실리콘 기판(15)으로부터 오리피스 플레이트(14)의 토출구(11)의 개구면(토출구면)까지의 거리, 즉 압력실(18)의 높이를 H [μm]로 규정한다. 그후, 제1 액체(31)와 제2 액체(32) 사이의 계면(액-액 계면)과 토출구면 사이의 거리(제2 액체의 상 두께)를 h2 [μm]로 규정한다. 또한, 계면과 실리콘 기판(15) 사이의 거리(제1 액체의 상 두께)를 h1 [μm]로 규정한다. 이들 규정은 약 H = h1 + h2가 된다.
액체 유로(13) 및 압력실(18) 내의 경계 조건으로서, 액체 유로(13) 및 압력실(18)의 벽면에서의 액체의 속도는 제로인 것으로 한다. 또한, 제1 액체(31)와 제2 액체(32)의 계면에서의 속도 및 전단 응력은 연속성을 갖는 것으로 한다. 이 가정에 기초하여, 제1 액체(31) 및 제2 액체(32)가 2-층 및 평행 정상 유동을 형성하는 경우, 평행 유동의 구간에서는 이하(식 2)에서 규정된 바와 같은 4차 방정식이 유효하다:
Figure pat00002
(식 2)에서, η1은 제1 액체(31)의 점도를 나타내고, η2는 제2 액체(32)의 점도를 나타내고, Q1은 제1 액체(31)의 유량(체적 유량[um3/us])을 나타내며, Q2는 제2 액체(32)의 유량(체적 유량[um3/us])을 나타낸다. 즉, 제1 액체와 제2 액체는 상술한 4차 방정식(식 2)을 충족하는 범위 내에서 각각의 액체의 유량과 점도에 따른 위치 관계를 성립하도록 유동하며, 이에 의해 안정된 계면을 갖는 평행 유동을 형성한다. 본 실시형태에서는, 제1 액체와 제2 액체의 평행 유동을 액체 유로(13) 내에 또는 적어도 압력실(18) 내에 형성하는 것이 바람직하다. 상술한 바와 같이 평행 유동이 형성되는 경우, 제1 액체 및 제2 액체는 그 사이의 액-액 계면에서의 분자 확산에 의한 혼합에 관여될 뿐이며, 액체는 실질적으로 어떠한 혼합도 일으키지 않고 y 방향으로 평행하게 유동한다. 액체의 유동은 압력실(18) 내의 소정 영역에서는 항상 층류 유동 상태를 성립해야 하는 것은 아니라는 것에 유의한다. 이와 관련하여, 적어도 압력 발생 소자 위의 영역에서의 액체의 유동은 층류 유동의 상태를 성립하는 것이 바람직하다.
예를 들어, 오일 및 물 같은 불혼합성 용매를 제1 액체 및 제2 액체로서 사용하는 경우에도, (식 2)가 충족되는 한 불혼합성에 관계없이 안정된 평행 유동이 형성된다. 한편, 오일 및 물의 경우에도, 압력실 내의 유동이 다소 난류 상태인 것에 의해 계면이 흐트러지는 경우, 적어도 제1 액체는 주로 압력 발생 소자에서 유동하고 제2 액체 유동은 주로 토출구에서 유동하는 것이 바람직하다.
도 6a는, (식 2)에서 유량비 Qr = Q2/Q1를 여러 개의 레벨로 변화시키는 상태에서의 점도비(ηr = η2/η1)와 제1 액체의 상 두께비(hr = h1/(h1 + h2)) 사이의 관계를 나타내는 그래프이다. 제1 액체는 물로 한정되지 않지만, "제1 액체의 상 두께비"를 이하 "수상 두께비"라 칭한다. 횡축은 점도비(ηr = η2/η1)를 나타내며, 종축은 수상 두께비(hr = h1/(h1 + h2))를 나타낸다. 유량비(Qr)가 커짐에 따라 수상 두께비(hr)가 작아진다. 한편, 유량비(Qr)의 각 레벨에서, 점도비(ηr)가 커질수록 수상 두께비(hr)는 작아진다. 따라서, 액체 유로(13)(압력실)에서의 수상 두께비(hr)(제1 액체와 제2 액체 사이의 계면의 위치에 대응)는 제1 액체와 제2 액체 사이의 점도비(ηr) 및 유량비(Qr)를 제어함으로써 규정된 값으로 조정될 수 있다. 또한, 점도비(ηr)를 유량비(Qr)와 비교한 경우, 도 6a는 유량비(Qr)는 점도비(ηr)보다 수상 두께비(hr)에 크게 영향을 미친다는 것을 알려준다.
도 6a의 조건 A, 조건 B 및 조건 C는 이하의 조건을 나타낸다:
조건 A: 점도비(ηr) = 1, 유량비(Qr) = 1, 및 수상 두께비(hr) = 0.50;
조건 B: 점도비(ηr) = 10, 유량비(Qr) = 1, 및 수상 두께비(hr) = 0.39; 및
조건 C: 점도비(ηr) = 10, 유량비(Qr) = 10, 및 수상 두께비(hr) = 0.12.
도 6b는, 액체 유로(13)(압력실)의 높이 방향(z 방향)에서의 유속 분포를 상술한 조건 A, B 및 C과 관련하여 나타내는 그래프이다. 횡축은 조건 A의 최대 유속 값을 1(기준)로서 규정함으로써 규격화되는 규격화 값(Ux)을 나타낸다. 종축은 액체 유로(13)(압력실)의 높이(H [μm])가 1(기준)로서 규정된 경우의 저면으로부터의 높이를 나타낸다. 각각의 조건을 나타내는 커브 각각에서, 제1 액체와 제2 액체 사이의 계면의 위치는 마커로 표시된다. 도 6b는 조건 A의 계면 위치가 조건 B 및 조건 C의 계면의 위치보다 높게 위치되는 등 조건에 따라 계면의 위치가 변화하는 것을 나타낸다. 그 이유는, 서로 상이한 점도를 갖는 2 종류의 액체가 층류 유동을 형성하면서 관 내를 평행하게 유동하는 경우, 이들 2개의 액체 사이의 계면은 액체 사이의 점도차에 기인하는 압력차가 계면 장력에 기인하는 라플라스 압력과 균형을 이루는 위치에 형성되기 때문이다.
(토출 동작 동안의 액체의 유동)
제1 액체와 제2 액체는 개별적으로 유동하기 때문에, 그들 사이의 점도비(ηr)와 유량비(Qr)에 대응하는 위치(수상 두께비(hr)에 대응)에 액면(액-액 계면)이 형성된다. 그 계면의 위치를 유지하는 상태에서 토출구(11)로부터 액체가 성공적으로 토출되는 경우, 안정된 토출 동작을 달성하는 것이 가능하다. 이하는 안정된 토출 동작을 달성하기 위한 2개의 가능한 구성이다:
구성 1: 제1 액체와 제2 액체가 유동하는 상태에서 액체를 토출하는 구성; 및
구성 2: 제1 액체와 제2 액체가 정지하고 있는 상태에서 액체를 토출하는 구성.
구성 1은 주어진 계면 위치를 유지하면서 액체를 안정적으로 토출하는 것을 가능하게 한다. 이는, 일반적인 액적의 토출 속도(몇 m/s 내지 십몇 m/s)는 제1 액체와 제2 액체의 유속(몇 mm/s 내지 몇 m/s)보다 빠르고, 토출 동작 동안에 제1 액체와 제2 액체가 유동하는 상태를 유지하는 경우에도 액체의 토출은 거의 영향을 받지 않기 때문이다.
한편, 구성 2는 또한 주어진 계면의 위치를 유지하면서 액체를 안정적으로 토출하는 것을 가능하게 한다. 그 이유는, 계면에서의 액체의 확산 영향에 의해, 제1 액체 및 제2 액체는 즉시 혼합되는 것은 아니고, 액체의 비혼합 상태가 매우 짧은 시간 동안 유지되기 때문이다. 따라서, 액체의 토출 직전에, 액체의 유동이 멈추어서 정지해 있는 상태에서 계면이 유지되기 때문에, 계면의 위치를 유지하면서 액체를 토출할 수 있다. 그러나, 구성 1은 계면에서의 액체의 확산에 의한 제1 및 제2 액체의 혼합의 부정적인 영향을 감소시킬 수 있고 액체의 유동과 정지를 위한 진보된 제어를 행할 필요가 없기 때문에 구성 1이 바람직하다.
(액체의 토출 모드)
계면의 위치(수상 두께비(hr)에 대응)를 조정함으로써, 토출구로부터 토출되는 액적(토출 액적)에 포함되는 제1 액체의 비율을 변화시킬 수 있다. 이러한 액체 토출 모드는 토출 액적의 종류에 따라 2개의 모드로 크게 분류될 수 있다:
모드 1: 제2 액체만을 토출하는 모드; 및
모드 2: 제1 액체를 포함하는 제2 액체를 토출하는 모드.
모드 1은, 예를 들어 압력 발생 소자(12)로서 전기열 변환체(히터)를 채용하는 열 타입의 액체 토출 헤드, 즉 액체의 성질에 크게 의존하는 발포 현상을 이용하는 액체 토출 헤드를 사용하는 경우에 효과적이다. 이러한 액체 토출 헤드는 히터의 표면에 발생하는 액체의 스코치(scorched) 부분에 의해 액체의 발포를 불안정화시키기 쉽다. 액체 토출 헤드는 또한 비수계 잉크 같은 일부 종류의 액체의 토출에서 어려움이 있다. 그러나, 모드 1을 채용하여 제1 액체로서 기포 발생에 적합하고 히터의 표면에 스코치를 발생시킬 가능성이 적은 발포 액체를 사용하고 제2 액체로서 다양한 기능을 갖는 기능 액체를 사용하는 경우, 히터의 표면에 스코치가 발생하는 것을 억제하면서 비수계 잉크 같은 액체를 토출할 수 있다.
모드 2는, 서멀식의 액체 토출 헤드를 사용하는 경우뿐만 아니라, 압력 발생 소자(12)로서 압전 소자를 채용하는 액체 토출 헤드를 사용하는 경우에도 높은 고형물 함유량 잉크 같은 액체를 토출하는데 효과적이다. 더 구체적으로는, 모드 2는 색재인 안료의 함유량이 많은 고농도 안료 잉크를 기록 매체 위에 토출하는 경우에 효과적이다. 일반적으로, 안료 잉크에서의 안료의 농도를 증가시킴으로써, 고농도 안료 잉크를 사용하여 보통지 등의 기록 매체에 기록된 화상의 발색성을 향상시킬 수 있다. 또한, 고농도 안료 잉크에 수지 에멀션(수지 EM)을 첨가함으로써, 막으로 형성된 수지 EM에 의해 기록 화상의 내찰과성 등을 향상시킬 수 있다. 그러나, 안료 및 수지 EM 등의 고형 성분의 증가는 가까운 입자간 거리에서 응집을 발생시키기 쉽기 때문에, 분산성을 저하시킬 수 있다. 특히, 안료는 수지 EM보다 분산시키기 어렵다. 그 때문에, 안료 또는 수지 EM은 그들 중 하나의 양을 감소시킴으로써, 더 구체적으로는 수지 EM에 대한 안료의 양 비율을 약 4/15 wt% 또는 8/4 wt%로 설정함으로써 분산된다. 한편, 모드 2를 채용하여 제1 액체로서 고농도 수지 EM 잉크를 사용하고 제2 잉크로서 고농도 안료 잉크를 사용함으로써, 고농도 수지 EM 잉크와 고농도 안료 잉크를 미리결정된 비율로 토출시킬 수 있다. 결과적으로, 고농도 안료 잉크와 고농도 수지 EM 잉크를 기록 매체에 퇴적시켜(약 8/15 wt%의 수지 EM에 대한 안료의 양 비율) 화상을 기록할 수 있고, 이에 의해 단일 잉크에서는 실현하기 어려울 수 있는 고품질 화상, 즉 우수한 내찰과성 등을 갖는 화상을 기록할 수 있다.
(액체의 분리 및 회수)
이어서, 제1 유출구(25)를 통한 제1 액체(31)의 회수 및 제2 유출구(26)를 통한 제2 액체(32)의 회수에 대해서 설명한다.
도 14a 내지 도 15b는 제1 액체(31) 및 제2 액체(32)를 회수하는 방법의 비교예를 설명하기 위한 도면이다. 도 14a는 토출구(11)의 측(+z 방향측)으로부터 본 투시도이고, 도 14b는 제1 액체(31)의 수상 두께(h1)가 비교적 큰 경우를 나타내는 도 14a의 XIVB-XIVB 선을 따라 취한 단면도이며, 도 14c는 도 14b의 XIVC 부분의 확대도이다. 도 15a는 도 14b와 유사하지만 제1 액체(31)의 수상 두께(h1)가 비교적 작은 경우를 나타내는 단면도이며, 도 15b는 도 15a의 XVB 부분의 확대도이다.
점도비(ηr)와 유량비(Qr)가 일정한 경우 수상 두께비(hr)는 일정하다. 결과적으로, 액체 유로(압력실)(13)의 높이(H)가 동일하게 유지되는 한, 제1 액체(31)는 일정한 수상 두께(h1)를 유지하면서 유동한다. 제1 액체(31)가 제1 유출구(25)로부터 유출되는 모드에 대해서는, 다음과 같은 2개의 모드가 있다:
유출 모드 1: 제1 유출구(25)로부터 제1 액체(31) 만이 유출되게 하는 모드(도 14c 참조); 및
유출 모드 2: 제1 유출구(25)로부터 제1 액체(31)와 제2 액체(32)의 혼합물이 유출되게 하는 모드(도 15b 참조).
유출 모드 1에서와 같이 제1 액체(31) 만이 유출되게 하기 위해서는, 도 14c에 도시된 바와 같이 제1 액체(31)의 수상 두께(h1)를 제1 유출구(25)의 y 방향의 폭과 실질적으로 동일하게 설정하는 것이 필요하다. 그러나, 제2 액체만을 토출하는 상술한 모드 1의 경우에는 제1 액체(31)의 수상 두께(h1)를 감소시킬 필요가 있다. 이에 따라 제1 유출구(25)의 y 방향의 폭이 감소되는 경우, 제1 액체(31)의 공급 성능이 저하된다. 따라서, 제1 액체(31)의 수상 두께(h1)와 제1 유출구(25)의 y 방향의 폭을 동일한 레벨로 설정하는 것은 어렵다. 결과적으로, 도 15b에 도시된 바와 같이 제1 액체(31)의 수상 두께(h1)와 제1 유출구(25)의 y 방향의 폭이 서로 상이하고, 이에 따라 유출 모드 2와 같이 제1 액체(31)와 제2 액체(32)가 함께 혼합되어 제1 유출구(25)로부터 유출되게 된다. 즉, 제1 액체(31)와 제2 액체(32)의 분리 및 회수가 성공적으로 달성되지 않는다.
그래서, 본 실시형태에서는, 도 4b 및 도 5c에 도시하는 바와 같이, 액체 유로(13)의 저면(내면)을 형성하는 실리콘 기판(15)의 표면(15A)에서 액체의 유동 방향(y 방향)의 제1 유출구(25)의 하류의 위치에 분리 벽(41)을 제공한다. 구체적으로는, 분리 벽(41)은, 액체 유로에 있어서, 제1 유출구(25)를 가로질러 압력실의 반대측에 있는 기판의 구간에 위치된다. 분리 벽(41)은, 액체 유동 방향(y 방향)의 제1 유출구(25)의 상류의 실리콘 기판(15)의 구간의 표면(15A)보다 높게 위치된 부분을 갖는 벽이다. 즉, 분리 벽(41)은 제1 유출구(25)를 가로질러 벽(41)의 반대측에 압력실이 제공되는 기판의 구간의 표면보다 높게 위치되는 부분을 포함한다. "높게 위치된 부분을 갖는"이라는 표현은, 그 분리 벽(41)이 어디서나 액체의 유동 방향의 제1 유출구(25)의 상류의 실리콘 기판(15)의 구간의 표면(15A)보다 높게 위치되어야 하는 것은 아니라는 것을 의미한다. 전술한 바와 같이, 제1 액체(31)와 제2 액체(32)는 제2 액체(32)가 제1 액체(31) 상에 적층되도록 서로 접촉하면서 액체 유로(13) 및 압력실(18)에서 유동한다. 제1 액체(31)가 제2 액체(32)와 접촉하는 계면은 수평 방향으로 연장된다. 분리 벽(41)은, 제1 액체(31)를 제1 유출구(25)로 안내하기 위한 벽이며, 상술한 바와 같이 액체의 유동 방향(y 방향)의 하류측에서 제1 유출구(25)의 주위부의 실리콘 기판(15)의 표면(15A)에 제공된다. 본 예에서, 분리 벽(41)은, 액체의 유동 방향의 상류측의 그 단부가 제1 유출구(25)의 하류측의 개구 단부 위에 위치되도록 표면(15A)으로부터 돌출하게 제공된다. 한편, 분리 벽(41)은, 제1 유출구(25)와 제2 유출구(26) 사이에서 연장되도록 제공된다. 분리 벽(41)의 상면은, 상류 측의 실리콘 기판(15)의 표면(액체 유로(13)의 내면)(15A)보다 도 5c의 거리 Z만큼 높게 위치된다. 상술한 바와 같은 분리 벽(41)을 제공함으로써, 제1 액체(31)는 제1 유출구(25)로 안내되도록 분리 벽(41)에 충돌하는 경향이 있다. 한편, 제2 액체(32)는, 분리 벽(41)에 충돌하지 않고 대신에 제2 유출구(26)로 안내되도록 액체의 유동 방향의 하류측으로 유동하는 경향이 있다. 이와 같이, 제1 액체(31) 및 제2 액체(32)는 적절하게 분리되고 효율적으로 회수될 수 있다. 이는 제1 액체(31)의 수상 두께(h1)가 작은 경우에도 적용된다. 한편, 분리 벽(41)은, 토출 동작에 의해 계면이 가장 흐트러지기 쉬운 토출구 부근이 아니고, 토출구로부터 이격된 위치(제1 유출구를 가로질러 토출구의 반대측)에 위치된다. 이로 인해, 제1 액체는 토출구 부근의 난류에 의해 그리 많이 흐트러지지 않고 제1 유출구로 안내될 수 있는데, 이는 계면이 난류가 가장 큰 토출구 부근으로부터 멀어짐에 따라 계면의 난류가 작아지기 때문이다.
도 4a에 도시된 바와 같이, 본 예에서 제1 유출구(25)의 x 방향의 폭은 액체 유로(13)의 x 방향의 폭보다 크다. 그러나, 제1 유출구(25)의 폭은 액체 유로(13)의 폭과 동일하거나 액체 유로(13)의 폭보다 작을 수 있다. 이러한 경우에도, 제1 액체(31) 및 제2 액체(32)는 효율적으로 분리되고 회수될 수 있다. 분리 및 회수의 효율의 관점에서, 본 예에 도시된 바와 같이 제1 유출구(25)의 폭을 액체 유로(13)의 폭보다 크게 설정하는 것이 바람직하다.
또한, 분리 벽(41)은, 어디서나 제1 유출구(25)와 제2 유출구(26) 사이의 전체 영역을 가로질러 연장되도록 제공되어야 하는 것은 아니며, 도 7a 및 도 7b에 도시된 바와 같이 그 영역의 일부에 제공될 수 있다. 이러한 구성에 의해서도, 제1 액체(31)와 제2 액체(32)를 효율적으로 분리하고 회수할 수 있다. 그럼에도 불구하고, 제1 액체(31)와 제2 액체(32)의 분리 및 회수의 효율을 향상시키기 위해서는, 도 7a 및 도 7b에 도시된 바와 같이 적어도 액체의 유동 방향(y 방향)의 하류측의 제1 유출구(25)의 주위부의 부근의 위치에 분리 벽(41)을 제공하는 것이 바람직하다. 분리 벽(41)은, 실리콘 기판(15)의 일부(예를 들어, 실리콘 기판을 구성하는 실리콘 또는 실리콘 기판 상의 막)으로 형성될 수 있거나 또는 실리콘 기판(15)과 상이한 부재(예를 들어 수지층 및 금속층)로 형성될 수 있다.
이어서, 분리 벽을 제공하는 다른 예로서 오목부를 제공하는 예를 설명한다. 도 8a 및 도 8b에 나타내는 실리콘 기판(15)은 액체의 유동 방향에서 제1 유출구(25)의 상류측의 표면(15A)에 형성된 오목부(42)를 포함한다. 구체적으로는, 오목부(42)는 액체 유동 방향(y 방향)의 상류측에서 제1 유출구(25)의 주위부에 위치된다. 오목부(42)는 실리콘 기판(15)의 표면(15A)보다 도 8a의 거리 Z만큼 낮게 위치된 위치에 설정된다. 액체의 유동 방향의 제1 유출구(25)의 하류측의 실리콘 기판(15)의 표면(15A)에는 어떠한 오목부도 제공되지 않는다. 이에 의해, 액체의 유동 방향의 제1 유출구(25)의 하류측에는, 액체의 유동 방향의 제1 유출구(25)의 상류측의 실리콘 기판(15)의 표면(15A)보다 높게 위치되는 부분(예를 들어, 제1 유출구(25)의 하류측 상의 실리콘 기판(15)의 측벽)이 형성된다. 즉, 제1 유출구(25)의 주위부 중에서, y 방향의 하류측의 구간은, y 방향의 상류측의 부분보다 상대적으로 거리 Z만큼 높아지고, 이에 의해 하류측의 구간은 분리 벽(41)으로서의 역할을 한다. 즉, 이는 제1 유출구를 가로질러 압력실의 반대측의 기판에 분리 벽(41)이 존재하는 것에 상당한다. 이 분리 벽(41)은 제1 유출구를 가로질러 분리 벽(41)의 반대측의 기판의 표면보다 높게 위치된다. 이와 같은 구성에 의해서도, 제1 액체(31)와 제2 액체(32)를 효율적으로 분리하고 회수할 수 있다. 오목부(42)는, 예를 들어 실리콘 기판(15) 상의 산화막을 에칭 처리하거나 실리콘 기판(15)을 건식 에칭함으로써 형성될 수 있다는 것에 유의한다. 오목부(42)는 도 4a 내지 도 5c를 참고하여 설명한 분리 벽(41)과 함께 사용될 수 있다.
이렇게 해서 분리 및 회수된 제1 액체(31) 및 제2 액체(32)는 재사용을 위해 다시 압력실 안으로 복귀되는 것이 바람직하다. 즉, 압력실 내를 유동하는 제1 액체(31) 및 제2 액체(32)를 압력실과 외부 유닛 사이에서 순환시키는 것이 바람직하다.
(제2 실시형태)
도 9a 내지 도 10b는 제2 실시형태의 설명도이다. 도 9a는 액체 유로(13)의 단면도이고, 도 9b는 액체 유로(13)의 사시도이며, 도 9c는 도 9a의 IXC 부분의 확대도이다. 도 9a 및 도 9b가 도 10a 및 도 10b와 상이한 점은 제1 액체(31)의 수상 두께(h1)뿐이다.
(수상 두께와 분리 벽 사이의 관계)
도 9a 내지 도 10b에 도시된 바와 같이, 본 실시형태의 분리 벽(41)에는 액체의 유동 방향(y 방향)의 상류측으로 돌출하는 돌출부(43)가 제공된다.
돌출부(43)는, 분리 벽(41)으로부터 액체의 유동 방향(y 방향)의 상류측으로 돌출한다. 이 때문에, 제1 액체(31)가 제1 유출구(25)로부터 유출되기 전에, 제1 액체(31)와 제2 액체(32) 사이의 계면(액-액 계면)이 돌출부(43)에 충돌한다. 계면은 그 위치를 안정적으로 유지하는 상태에서 돌출부(43)에 충돌한다. 따라서, 제1 액체(31) 및 제2 액체(32)의 분리 및 회수의 효율이 향상된다. 구체적으로는, 도 9c에 도시된 바와 같이 계면을 돌출부(43)에 충돌시킴으로써, 제1 액체(31)는 제1 유출구(25)로부터 선택적으로 유출되기가 더 쉽고 제2 액체(32)는 제2 유출구(26)로부터 선택적으로 유출되기가 더 쉽다. 한편, 도 10b에 도시된 바와 같이, 계면이 돌출부(43)에 충돌하지 않고 그 돌출부(43) 위를 통과하는 경우에는, 제1 액체(31)와 제2 액체(32)의 혼합물이 제2 유출구(26)로부터 유출된다. 도 10a 및 도 10b에 나타내는 예에서도 분리 벽(41)이 제공되어 있기 때문에 제1 액체(31)와 제2 액체(32)는 분리되고 회수될 수 있지만, 분리 벽(41)의 돌출부(43)를 제1 액체(31)와 제2 액체(32) 사이의 계면의 충돌이 일어나는 위치에 위치시키는 것이 바람직하다. 돌출부(43)를 제공하지 않는 경우에도 동일하다. 따라서, 분리 벽(41)을, 제1 액체(31)와 제2 액체(32) 사이의 계면의 충돌이 일어나는 위치에 위치시키는 것이 바람직하다.
또한, 계면의 위치가 변동되는 경우의 제1 및 제2 액체의 분리 및 회수의 강건성을 보장하기 위해서, 계면의 위치를 계면이 돌출부(43)의 두께(W)의 방향의 중심 부분에 충돌하는 위치로 제어하는 바람직하다. 전술한 바와 같이, 계면의 위치는 점도비(ηr)와 유량비(Qr)에 대한 수상 두께비(hr)에 대응한다. 그러나, 점도비(ηr)는 제1 액체(31) 및 제2 액체(32)의 장기 사용에 의해 변화하는 한편, 유량비(Qr)는 제1 액체(31) 및 제2 액체(32)를 공급하기 위한 펌프에 의한 유량 맥동에 의해 변화한다. 따라서, 계면 위치의 변화에 대한 제1 액체(31) 및 제2 액체(32)의 분리 및 회수의 강건성을 보장하는 것이 중요하다.
강건성을 보장하기 위해서는, 돌출부(43)의 두께(W)를 증가시키는 것이 효과적이다. 그러나, 두께(W)의 증가는, 제2 유출구(26)로부터 유출되기 전의 제2 액체(32)의 유동을 위한 액체 유로(13)의 부분의 높이의 저하를 초래하고, 이에 의해 제2 액체(32)의 공급 성능의 저하를 초래한다. 따라서, 이러한 관점에서, 두께(W)는 적절한 길이로 설정될 필요가 있다. 한편, 돌출부(43)의 형상은 도 11a 및 도 11b에 도시된 바와 같이 예각의 선단이 제공된 형상으로 형성될 수 있다.
(수상 두께와 돌출부의 돌출량 사이의 관계)
도 12a, 도 12b, 및 도 12c는, 분리 벽(41)의 돌출부(43)의 다양한 돌출량(제1 유출구(25)의 상방의 부분으로부터 y 방향의 상류측으로의 돌출 길이)(L)의 경우를 나타내는 설명도이다. 다양한 돌출량(L)을 갖는 도 12a, 도 12b, 및 도 12c의 경우 각각에서, 도 9c에 도시된 경우와 마찬가지로 제1 액체와 제2 액체 사이의 계면이 돌출부(43)에 충돌한다. 도 12a의 돌출부(43)는, 제1 유출구(25)의 상방의 부분을 전체적으로 덮는 위치로부터 더 나아간 y 방향의 상류측까지의 돌출량(L)으로 돌출한다. 도 12b의 돌출부(43)의 돌출량(L)은 제로이며, 돌출부(43)는 제1 유출구(25)의 상방의 부분만을 전체적으로 덮는 위치에 위치된다. 도 12c의 돌출부(43)는, 제1 유출구(25)의 상방의 부분을 전체적으로 덮지 않고, 액체의 유동 방향의 상류측의 제1 유출구(25)의 단부 부분으로부터 제1 액체(31)의 수상 두께(h1)에 대응하는 양(L')만큼 후퇴된 위치에 위치된다.
도 12a 및 도 12b의 경우, 계면은 그 위치를 안정적으로 유지하면서 돌출부(43)에 충돌한다. 따라서, 제1 및 제2 액체의 분리 및 회수의 효율이 향상된다. 한편, 제1 유출구(25) 상방의 부분을 전체적으로 덮는 돌출부(43)는 제2 유출구(26)로부터 유출되기 전에 제2 액체(32)를 위한 액체 유로(13)의 부분의 높이의 감소를 초래하고, 따라서 제2 액체(32)의 공급 성능의 저하를 초래한다. 따라서, 제2 액체(32)의 공급 성능의 관점에서는 돌출부(43)의 돌출량(L)은 작은 것이 바람직하다. 제1 액체(31) 및 제2 액체(32)의 분리 및 회수의 효율과 제2 액체(32)의 공급 성능의 양자 모두를 달성하기 위해서는, 돌출부(43)의 위치를 결정하는데 제1 액체(31)의 수상 두께(h1)를 고려하는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 도 12c에 도시된 바와 같이, 돌출부(43)의 위치는, 바람직하게는 L' ≥ h1를 충족하거나 또는 더 바람직하게는 L' = h1를 충족하도록 액체의 유동 방향의 상류측의 제1 유출구(25)의 단부 부분으로부터 양(L')만큼 후퇴될 수 있다.
(제3 실시형태)
본 실시형태 또한 도 1 내지 도 3에 도시된 액체 토출 헤드(1) 및 액체 토출 장치를 사용한다.
도 13a 내지 도 13d는 본 실시형태의 액체 유로(13)의 구성을 나타내는 도면이다. 본 실시형태의 액체 유로(13)는, 제1 액체(31) 및 제2 액체(32) 이외에 제3 액체(33)가 액체 유로(13)에서 유동하도록 허용되는 점에서, 제1 실시형태에서 설명된 액체 유로(13)와 상이하다. 제3 액체(33)를 압력실 내에서 유동시킴으로써, 임계 압력이 큰 발포 매체를 제1 액체로서 사용하는 한편, 제2 액체 및 제3 액체로서는 상이한 색의 잉크, 고농도 수지 EM 등 중 임의의 것을 사용할 수 있다.
본 실시형태의 액체 유로(13)에서는, 도 13a 내지 도 13d에 도시된 바와 같이, 전술한 제1 실시형태에서의 제1 액체(31)와 제2 액체(32)에 의한 층류 유동의 상태에서의 평행 유동 이외에, 제3 액체(33)도 층류 유동의 상태의 평행 유동을 형성할 수 있도록, 제1, 제2, 및 제3 액체(31, 32, 및 33)가 유동할 수 있다. 액체 유로(13)의 내면(저부)에 대응하는 실리콘 기판(15)의 표면(15A)에는, 제2 유입구(21), 제3 유입구(22), 제1 유입구(20), 제1 유출구(25), 제3 유출구(27), 및 제2 유출구(26)가 y 방향으로 이 순서로 형성된다. 토출구(11)와 압력 발생 소자(12)를 포함하는 압력실(18)은, 액체 유로(13)에서 제1 유입구(20)와 제1 유출구(25) 사이의 실질적 중심에 위치된다.
제1 액체(31) 및 제2 액체(32)는, 전술한 실시형태와 마찬가지로, 제1 및 제2 유입구(20 및 21)로부터 액체 유로(13)에 유입되고, 그후 압력실(18)을 통해 y 방향으로 유동한 후, 제1 및 제2 유출구(25 및 26)로부터 유출된다. 제3 유입구(22)를 통해 유동하는 제3 액체(33)는 화살표 C1으로 나타낸 바와 같이 액체 유로(13) 내로 도입되고, 그후 액체 유로(13)에서 화살표 C의 방향으로 유동한다. 그후, 제3 액체(33)는 압력실(18)을 통과하고, 화살표 C2로 나타낸 바와 같이 제3 유출구(27)로부터 배출되며, 그후 회수된다. 결과적으로, 액체 유로(13) 내에서, 제1 유입구(20)와 제1 유출구(25) 사이에 제1 액체(31), 제2 액체(32), 및 제3 액체(33)가 함께 y 방향으로 유동한다. 이 경우, 압력실(18)에서, 제1 액체(31)는, 압력 발생 소자(12)가 위치하는 압력실(18)의 내면(실리콘 기판(15)의 상면(15A))에 접촉한다. 한편, 제2 액체(32)는 토출구(11)에 메니스커스를 형성하고, 제3 액체(33)는 제1 액체(31)와 제2 액체(32) 사이를 유동한다.
본 실시형태에서도, 전술한 제1 실시형태와 마찬가지로, 분리 벽(41A)이 제1 유출구(25)의 주위부에서의 액체의 유동 방향(y 방향)의 하류 측에 위치되도록 기판(15) 상에 제공된다. 또한, 분리 벽(41B)이 제3 유출구(27)의 주위부의 y 방향의 하류측에 위치하도록 기판(15) 상에 제공된다. 이들의 분리 벽(41A 및 41B)은 제1 실시형태의 전술한 분리 벽(41)과 유사한 기능을 갖는다. 구체적으로는, 분리 벽(41A)은 제1 액체(31)를 제3 액체(33)로부터 효율적으로 분리하는 한편, 분리 벽(41B)은 제3 액체(33)를 제2 액체(32)로부터 효율적으로 분리한다. 여기서, 분리 벽(41A 및 41B) 중 적어도 하나가 제공될 필요가 있다. 한편, 이들 분리 벽(41A 및 41B) 중 임의의 것에는 제2 실시형태에서 설명된 것과 유사한 돌출부가 제공될 수 있다. 또한, 액체 유로(13) 내에 4 종류 이상의 액체를 적층하는 경우에도 본 실시형태와 유사한 구성이 적용되어야 한다.
본 실시형태에서, CPU(500)는, 액체 순환 유닛(504)을 사용하여 제1 액체(31)의 유량(Q1), 제2 액체(32)의 유량(Q2), 및 제3 액체(33)의 유량(Q3)을 제어하고, 도 13d에 도시한 바와 같은 3개의 액체가 3층 평행 유동을 정상적으로 형성하게 한다. 그후, 상술한 바와 같이 3층 평행 유동이 형성된 상태에서, CPU(500)는 액체 토출 헤드(1)의 압력 발생 소자(12)를 구동하고 토출구(11)로부터 액적을 토출한다. 상술한 토출 동작에 의해 각각의 계면 위치가 흐트러지는 경우에도, 단시간에 3개의 액체의 3층 평행 유동이 복원되어, 다음 토출 동작을 즉시 개시할 수 있다. 결과적으로, 제1, 제2 및 제3 액체를 미리결정된 비율로 포함하는 액적의 양호한 토출 동작을 실행하고, 그 액적이 퇴적된 적합한 출력물을 얻을 수 있다.
(다른 실시형태)
압력실 내를 유동하는 제1 액체 및 제2 액체는 압력실과 외부 유닛 사이에서 순환할 수 있다. 순환을 행하지 않는 경우에는, 액체 유로 및 압력실에서 평행 유동을 형성한 제1 액체 및 제2 액체 중 임의의 것의 대량의 액체가 토출되지 않고 내부에 유지된다. 따라서, 외부 유닛에 의한 제1 액체 및 제2 액체의 순환은 토출되지 않은 액체를 다시 평행 유동을 형성하기 위해 사용하는 것을 가능하게 한다.
본 실시형태의 액체 토출 헤드 및 액체 토출 장치는 잉크를 토출하도록 구성되는 잉크젯 기록 헤드 및 잉크젯 기록 장치만으로 한정되지 않는다. 본 실시형태의 액체 토출 헤드 및 액체 토출 장치는 프린터, 복사기, 통신 시스템을 갖는 팩시밀리, 및 프린터 유닛을 포함하는 워드프로세서를 포함하는 다양한 장치와 다양한 처리 장치와 일체로 조합되는 산업용 기록 장치에 적용될 수 있다. 특히, 제2 액체로서 다양한 액체를 사용할 수 있기 때문에, 액체 토출 헤드 및 액체 토출 장치는 바이오칩 제작, 전자 회로 인쇄 등을 포함하는 다른 용도에도 적용될 수 있다.
본 발명을 예시적인 실시형태를 참고하여 설명하였지만, 본 발명은 개시된 예시적인 실시형태로 한정되지 않음을 이해해야 한다. 이하의 청구항의 범위는 이러한 모든 변형과 동등한 구조 및 기능을 포함하도록 최광의로 해석되어야 한다.

Claims (20)

  1. 액체 토출 헤드이며,
    기판;
    상기 기판 상에 형성되고 제1 액체와 제2 액체가 내부에서 유동하게 하도록 구성되는 액체 유로로서, 압력실을 포함하는 액체 유로;
    상기 압력실 내의 상기 제1 액체에 압력을 가하도록 구성되는 압력 발생 소자; 및
    상기 제2 액체를 토출하도록 구성되는 토출구를 포함하고,
    상기 제2 액체의 토출 방향이 저부로부터 상부로의 방향인 경우, 상기 제2 액체는 상기 압력실에서 상기 제1 액체 위에서 유동하고,
    상기 기판은, 상기 제1 액체의 유동 방향에서 상기 압력실의 하류에 위치되고 상기 액체 유로로부터 상기 제1 액체가 유출되게 하도록 구성되는 제1 유출구를 포함하고,
    상기 액체 토출 헤드는 상기 액체 유로 내에서 상기 제1 유출구를 가로질러 상기 압력실의 반대측에 있는 상기 기판의 구간에 위치되는 벽을 포함하고, 상기 벽은 상기 제1 유출구를 가로질러 상기 벽의 반대측에 있는, 상기 압력실이 위치되는 상기 기판의 구간의 표면보다 높게 위치되는 부분을 포함하는 액체 토출 헤드.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1 액체 및 상기 제2 액체는 상기 압력실에서 층류 유동을 형성하는 액체 토출 헤드.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제1 액체 및 상기 제2 액체는 상기 압력실에서 평행 유동을 형성하는 액체 토출 헤드.
  4. 제2항에 있어서, 상기 제1 액체 및 상기 제2 액체는 상기 압력실에서 평행 유동을 형성하는 액체 토출 헤드.
  5. 제3항에 있어서, 상기 기판은, 상기 제2 액체의 상기 유동 방향의 상기 제1 유출구의 하류에 위치되며 상기 액체 유로로부터 상기 제2 액체가 유출되게 하도록 구성되는 제2 유출구를 포함하는 액체 토출 헤드.
  6. 제1항에 있어서, 상기 벽은 상기 제1 액체와 상기 제2 액체가 서로 접촉하는 계면이 상기 벽에 충돌하는 위치에 제공되는 액체 토출 헤드.
  7. 제3항에 있어서, 상기 벽은 상기 제1 액체와 상기 제2 액체가 서로 접촉하는 계면이 상기 벽에 충돌하는 위치에 제공되는 액체 토출 헤드.
  8. 제4항에 있어서, 상기 벽은 상기 제1 액체와 상기 제2 액체가 서로 접촉하는 계면이 상기 벽에 충돌하는 위치에 제공되는 액체 토출 헤드.
  9. 제1항에 있어서, 상기 벽은 상기 기판의 상기 표면으로부터 돌출하는 벽인 액체 토출 헤드.
  10. 제4항에 있어서, 상기 벽은 상기 기판의 상기 표면으로부터 돌출하는 벽인 액체 토출 헤드.
  11. 제9항에 있어서, 상기 벽은, 상기 제1 유출구의 적어도 일부의 상방에 위치되도록, 상기 제1 액체의 상기 유동 방향의 상류측으로 돌출하는 돌출부를 포함하는 액체 토출 헤드.
  12. 제10항에 있어서, 상기 벽은, 상기 제1 유출구의 적어도 일부의 상방에 위치되도록, 상기 제1 액체의 상기 유동 방향의 상류측으로 돌출하는 돌출부를 포함하는 액체 토출 헤드.
  13. 제11항에 있어서, 상기 돌출부는, 상기 제1 액체와 상기 제2 액체가 서로 접촉하는 계면이 상기 돌출부에 충돌하는 위치에 제공되는 액체 토출 헤드.
  14. 제12항에 있어서, 상기 돌출부는, 상기 제1 액체와 상기 제2 액체가 서로 접촉하는 계면이 상기 돌출부에 충돌하는 위치에 제공되는 액체 토출 헤드.
  15. 제1항에 있어서, 상기 기판은 상기 제1 액체의 상기 유동 방향의 상기 제1 유출구의 상류측에 제공되는 오목부를 포함하며, 상기 오목부는 상기 기판의 상기 표면을 오목하게 함으로써 형성되는 액체 토출 헤드.
  16. 제4항에 있어서, 상기 기판은 상기 제1 액체의 상기 유동 방향의 상기 제1 유출구의 상류측에 제공되는 오목부를 포함하며, 상기 오목부는 상기 기판의 상기 표면을 오목하게 함으로써 형성되는 액체 토출 헤드.
  17. 제1항에 있어서, 상기 압력실에서 유동하는 상기 제1 액체는 상기 압력실과 외부 유닛 사이에서 순환하는 액체 토출 헤드.
  18. 제4항에 있어서, 상기 압력실에서 유동하는 상기 제1 액체는 상기 압력실과 외부 유닛 사이에서 순환하는 액체 토출 헤드.
  19. 액체 토출 헤드를 구성하기 위한 액체 토출 모듈이며,
    상기 액체 토출 헤드는,
    기판,
    상기 기판 상에 형성되고 제1 액체 및 제2 액체가 내부에서 유동하게 하도록 구성되는 액체 유로로서, 압력실을 포함하는, 액체 유로,
    상기 압력실 내의 상기 제1 액체에 압력을 가하도록 구성되는 압력 발생 소자, 및
    상기 제2 액체를 토출하도록 구성되는 토출구를 포함하고,
    상기 제2 액체의 토출 방향이 저부로부터 상부로의 방향인 경우, 상기 제2 액체는 상기 압력실에서 상기 제1 액체 위에서 유동하고,
    상기 기판은, 상기 제1 액체의 유동 방향에서 상기 압력실의 하류에 위치되고 상기 액체 유로로부터 상기 제1 액체가 유출되게 하도록 구성되는 제1 유출구를 포함하고,
    상기 액체 토출 헤드는 상기 액체 유로 내에서 상기 제1 유출구를 가로질러 상기 압력실의 반대측에 있는 상기 기판의 구간에 위치되는 벽을 포함하고, 상기 벽은 상기 제1 유출구를 가로질러 존재하는, 상기 압력실이 위치되는 상기 기판의 구간의 표면보다 높게 위치되는 부분을 포함하며,
    상기 액체 토출 헤드는 상기 복수의 액체 토출 모듈을 배열함으로써 형성되는 액체 토출 모듈.
  20. 액체 토출 헤드를 포함하는 액체 토출 장치이며,
    상기 액체 토출 헤드는,
    기판,
    상기 기판 상에 형성되고 제1 액체 및 제2 액체가 내부에서 유동하게 하도록 구성되는 액체 유로로서, 압력실을 포함하는, 액체 유로,
    상기 압력실 내의 상기 제1 액체에 압력을 가하도록 구성되는 압력 발생 소자, 및
    상기 제2 액체를 토출하도록 구성되는 토출구를 포함하고,
    상기 제2 액체의 토출 방향이 저부로부터 상부로의 방향인 경우, 상기 제2 액체는 상기 압력실에서 상기 제1 액체 위에서 유동하고,
    상기 기판은, 상기 제1 액체의 유동 방향에서 상기 압력실의 하류에 위치되고 상기 액체 유로로부터 상기 제1 액체가 유출되게 하도록 구성되는 제1 유출구를 포함하고,
    상기 액체 토출 헤드는 상기 액체 유로 내에서 상기 제1 유출구를 가로질러 상기 압력실의 반대측에 있는 상기 기판의 구간에 위치되는 벽을 포함하고, 상기 벽은 상기 제1 유출구를 가로질러 존재하는, 상기 압력실이 위치되는 상기 기판의 구간의 표면보다 높게 위치되는 부분을 포함하는 액체 토출 장치.
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021255773A1 (ja) * 2020-06-15 2021-12-23 コニカミノルタ株式会社 画像形成装置及びインクジェットヘッド

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6331050B1 (en) * 1995-04-14 2001-12-18 Canon Kabushiki Kaisha Liquid ejecting head and method in which a movable member is provided between flow paths, one path joining a common chamber and ejection orifice, the other, having a heat generating element
US6431688B1 (en) * 1999-11-04 2002-08-13 Samsung Electronics, Ltd. Back-flow prevention device and method for ink jet printer
KR100429742B1 (ko) * 1997-12-05 2004-06-16 캐논 가부시끼가이샤 액체토출헤드,액체토출헤드제조방법,헤드카트리지및액체토출장치
US20140022313A1 (en) * 2012-07-19 2014-01-23 Zhanjun Gao Liquid dispenser including asymmetric nozzle actuator configuration

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3095842B2 (ja) * 1991-12-26 2000-10-10 株式会社リコー インクジェット記録装置
JP2001225492A (ja) * 2000-02-18 2001-08-21 Fuji Photo Film Co Ltd インクジェット記録方法および装置
JP5169663B2 (ja) 2008-09-16 2013-03-27 株式会社リコー 画像形成装置、情報処理装置、情報処理システム、情報処理方法、プログラム、及び記録媒体

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6331050B1 (en) * 1995-04-14 2001-12-18 Canon Kabushiki Kaisha Liquid ejecting head and method in which a movable member is provided between flow paths, one path joining a common chamber and ejection orifice, the other, having a heat generating element
KR100429742B1 (ko) * 1997-12-05 2004-06-16 캐논 가부시끼가이샤 액체토출헤드,액체토출헤드제조방법,헤드카트리지및액체토출장치
US6431688B1 (en) * 1999-11-04 2002-08-13 Samsung Electronics, Ltd. Back-flow prevention device and method for ink jet printer
US20140022313A1 (en) * 2012-07-19 2014-01-23 Zhanjun Gao Liquid dispenser including asymmetric nozzle actuator configuration

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