KR20230161352A - 액체 토출 헤드 - Google Patents

Abstract

액체 토출 헤드는 압력 챔버 및 압력 챔버 내의 액체를 토출하도록 구성되는 토출 소자를 포함하는 토출 모듈, 공급 유로, 압력 챔버를 통해 공급 유로에 연결된 회수 유로, 제1 압력 조정 유닛, 제2 압력 조정 유닛, 및 순환 펌프를 포함한다. 제1 압력 조정 유닛의 제어 압력이 제2 압력 조정 유닛의 제어 압력보다 높게 설정된다. 제2 개구가 개방 상태로 되는 경우의 제2 압력 제어 챔버의 제2 가요성 부재와 제2 가압판의 수압 면적이 제1 개구가 개방 상태로 되는 경우의 제1 압력 제어 챔버의 제1 가요성 부재와 제1 가압판의 수압 면적보다 작다.

Description

액체 토출 헤드{LIQUID EJECTION HEAD}

본 개시내용은 액체 토출 헤드에 관한 것이다.

유로 내의 기포의 배출 또는 토출구 근방의 액체의 증점의 방지 같은 목적으로 액체 토출 헤드 내의 잉크/액체가 흐르게 하는 액체 토출 장치가 있다. 이러한 순환형 액체 토출 장치에서는, 액체 토출 헤드와 액체 저장 유닛 사이에서 액체가 순환된다. 액체 저장 유닛 내의 잉크는 액체 토출 헤드 내에 공급되고, 액체 토출 헤드 내의 잉크는 액체 저장 유닛 내에 회수된다.

일본 특허 공개 제2019-64254호(이하, 문헌 1이라 함)는, 순환 펌프 및 2개의 압력 제어 기구에 의해 액체 토출 헤드 내에 압력차를 발생시킴으로써 순환을 행하는 구성을 개시하고 있다. 각각의 압력 제어 기구는, 소위 감압형 레귤레이터 기구이며, 밸브, 가압판, 스프링 및 가요성 필름을 포함한다. 가압판은 스프링에 의해 편향되어 가요성 필름과 연결됨으로써 변위가능하게 구성된다. 또한, 가압판은 내부 압력에 의해 변위되어 밸브를 개방 및 폐쇄한다. 이러한 방식으로 유로 내의 압력이 일정한 압력으로 제어될 수 있다.

문헌 1에 설명된 바와 같이 순환 펌프 및 2개의 압력 제어 기구를 사용한 순환 구성에서는, 기록 종료 후에 순환 펌프를 정지시킨 직후에, 2개의 압력 제어 기구에 의해 압력차가 계속 발생된다. 따라서, 순환은 정지되지 않는다. 그 후, 순환될 때, 잉크는 높은 압력의 압력 제어 기구로부터 낮은 압력의 압력 제어 기구로 흘러서, 낮은 압력의 압력 제어 기구 내의 압력이 서서히 상승해서 높은 압력과 동일한 압력이 된다. 결과적으로, 순환이 정지된다.

순환이 정지되어 있지 않은 상태에서 와이핑 또는 흡인 회복 같은 동작을 행하는 경우, 다른 색의 잉크가 토출구에 인입된다. 이 경우, 이러한 다른 색의 잉크가 순환에 의해 액체 저장 유닛 내로 운반되어, 색 혼합을 야기할 가능성이 있다. 따라서, 기록 종료 후에 와이핑 동작, 회복 동작 등을 행하는 경우에, 일정한 대기 시간을 설정하여 순환 정지 후에 와이핑 동작 또는 회복 동작을 행함으로써 색 혼합을 억제할 수 있다. 이러한 대기 시간은 스루풋의 관점에서 짧은 것이 바람직하다.

본 개시내용의 일 양태에 따른 액체 토출 헤드는, 압력 챔버 및 압력 챔버 내의 액체를 토출하기 위한 압력을 발생시키도록 구성되는 토출 소자를 포함하는 토출 모듈; 압력 챔버에 연결되며 액체가 압력 챔버에 공급되는 공급 유로; 압력 챔버에 연결되며 액체가 압력 챔버로부터 회수되는 회수 유로; 제1 압력 조정 유닛으로서, 공급 유로에 연결된 제1 압력 제어 챔버, 제1 개구를 통해 제1 압력 제어 챔버에 연결된 제1 밸브 챔버, 및 제1 개구를 개방 및 폐쇄하도록 구성된 제1 밸브를 갖는, 제1 압력 조정 유닛; 제2 압력 조정 유닛으로서, 회수 유로에 연결된 제2 압력 제어 챔버, 제2 개구를 통해 제2 압력 제어 챔버에 연결된 제2 밸브 챔버, 및 제2 개구를 개방 및 폐쇄하도록 구성된 제2 밸브를 갖는, 제2 압력 조정 유닛; 및 액체를 송출하도록 구성된 순환 펌프를 포함하는 액체 토출 헤드이다. 제1 압력 제어 챔버는, 제1 개구 반대측의 면에 제공된 제1 가요성 부재, 제1 가요성 부재와 연동해서 변위되도록 구성된 제1 가압판, 및 제1 압력 제어 챔버의 용적이 상승하는 방향으로 제1 가압판을 편향시키도록 구성되는 제1 편향 부재를 포함한다. 제1 압력 제어 챔버는 제1 가압판 및 제1 가요성 부재의 변위에 따라 제1 밸브로 제1 개구를 개방 및 폐쇄하도록 구성된다. 제2 압력 제어 챔버는 제2 개구 반대측의 면에 제공된 제2 가요성 부재, 제2 가요성 부재와 연동해서 변위되도록 구성된 제2 가압판, 및 제2 압력 제어 챔버의 용적이 상승하는 방향으로 제2 가압판을 편향시키도록 구성된 제2 편향 부재를 갖는다. 제2 압력 제어 챔버는 제2 가압판 및 제2 가요성 부재의 변위에 따라 제2 밸브로 제2 개구를 개방 및 폐쇄하도록 구성된다. 제1 압력 조정 유닛의 제어 압력이 제2 압력 조정 유닛의 제어 압력보다 높게 설정된다. 제2 개구가 제2 밸브에 의해 개방 상태로 되는 경우의 제2 압력 제어 챔버의 제2 가요성 부재와 제2 가압판의 수압 면적이 제1 개구가 제1 밸브에 의해 개방 상태로 되는 경우의 제1 압력 제어 챔버의 제1 가요성 부재와 제1 가압판의 수압 면적보다 작다.

본 개시내용의 추가적인 특징은 첨부된 도면을 참고한 예시적인 실시형태에 대한 다음의 설명으로부터 명확해질 것이다.

도 1a 및 도 1b은 액체 토출 장치를 도시하는 사시도 및 블록도이다.
도 2는 액체 토출 헤드의 분해 사시도이다.
도 3a 및 도 3b는 액체 토출 헤드의 종단면도 및 토출 모듈의 확대 단면도이다.
도 4는 순환 유닛의 개략적인 외관도이다.
도 5는 순환 경로를 도시하는 종단면도이다.
도 6은 순환 경로를 개략적으로 도시하는 블록도이다.
도 7a 내지 도 7c는 압력 조정 유닛의 예를 도시하는 단면도이다.
도 8a 내지 도 8e는 액체 토출 헤드 내의 잉크의 흐름을 설명하는 도면이다.
도 9a 및 도 9b는 제2 압력 조정 유닛의 구성을 설명하는 도면이다.
도 10a 및 도 10b는 제2 압력 조정 유닛의 구성을 설명하는 도면이다.
도 11a 내지 도 11d는 압력 조정 유닛을 설명하는 도면이다.
도 12a 및 도 12b는 압력 제어 유닛의 다른 예를 도시하는 도면이다.
도 13은 순환 경로를 개략적으로 도시하는 블록도이다.
도 14는 순환 경로를 개략적으로 도시하는 블록도이다.
도 15는 순환 경로를 개략적으로 도시하는 블록도이다.
도 16은 순환 경로를 개략적으로 도시하는 블록도이다.
도 17a 및 도 17b는 1개의 잉크 색의 순환 경로를 도시하는 개략도이다.
도 18은 개구 플레이트를 도시하는 도면이다.
도 19는 토출 소자 기판을 도시하는 도면이다.
도 20a 내지 도 20c는 잉크 흐름을 도시하는 단면도이다.
도 21a 및 도 21b는 토출구의 근방을 도시하는 단면도이다.
도 22a 및 도 22b는 액체 토출 헤드의 유로 구성을 도시하는 도면이다.
도 23은 순환 펌프 등의 배치를 더 상세하게 도시하는 개략 구성도이다.
도 24a 및 도 24b는 순환 펌프의 외관 사시도이다.
도 25는 순환 펌프의 단면도이다.

첨부 도면을 참조하여 본 개시내용의 실시형태를 구체적으로 설명한다. 이하의 실시형태는 본 개시내용의 사항을 한정하는 것이 아니고, 본 실시형태에서 설명되는 특징의 조합 모두가 본 개시내용의 해결 수단에 반드시 필수적인 것은 아니라는 것에 유의한다. 동일한 구성 요소는 동일한 참조 번호로 나타낸다는 것에 유의한다. 본 실시형태를, 액체를 토출하는 각각의 토출 소자로서, 전열 변환 소자에 의해 기포를 발생시켜서 액체를 토출하는 서멀 타입 토출 소자를 채용하는 예를 사용해서 설명하지만, 이 예에 한정되지 않는다. 본 실시형태는 압전 소자를 사용해서 액체를 토출하는 토출 방법을 채용하는 액체 토출 헤드뿐만 아니라 다른 토출 방법을 채용하는 액체 토출 헤드에도 적용될 수 있다. 또한, 이하에 설명하는 펌프, 압력 조정 유닛 등도 실시형태에 설명되고 도면에 도시되는 구성으로 한정되는 것은 아니다.

<액체 토출 장치>

도 1a는, 액체 토출 장치를 설명하기 위한 도면이며, 액체 토출 장치의 액체 토출 헤드 및 그 근방의 확대도이다. 먼저, 본 실시형태에서의 액체 토출 장치(50)의 개략적인 구성을 도 1a 및 도 1b를 참조하여 설명한다. 도 1a는 액체 토출 헤드(1)를 사용하는 액체 토출 장치를 개략적으로 도시하는 사시도이다. 본 실시형태의 액체 토출 장치(50)는, 액체 토출 헤드(1)를 주사하면서 액체로서의 잉크를 토출해서 기록 매체(P)에 기록을 행하는 시리얼형 잉크젯 기록 장치로서 구성된다.

액체 토출 헤드(1)는 캐리지(60)에 탑재되어 있다. 캐리지(60)는 가이드 샤프트(51)를 따라 주 주사 방향(X 방향)으로 왕복 이동한다. 기록 매체(P)는, 반송 롤러(55, 56, 57, 58)에 의해, 주 주사 방향과 교차(본 예에서는, 직교)하는 부 주사 방향(Y 방향)으로 반송된다. 이하에서 참조되는 도면에서, Z 방향은 연직 방향을 나타내고 X 방향 및 Y 방향에 의해 규정되는 X-Y 평면과 교차(본 예에서는, 직교)한다는 것에 유의한다. 액체 토출 헤드(1)는 유저에 의해 캐리지(60)에 대하여 부착가능 및 부착해제가능하게 구성된다.

액체 토출 헤드(1)는 순환 유닛(54) 및 후술하는 토출 유닛(3)(도 2a 및 도 2b 참조)을 포함한다. 구체적인 구성에 대해서는 후술하지만, 토출 유닛(3)은, 복수의 토출구, 및 각각의 토출구로부터 액체를 토출하기 위한 토출 에너지를 발생시키는 에너지 발생 소자(이하, "토출 소자"라고 칭함)를 포함한다.

액체 토출 장치(50)는 또한 잉크 공급원인 잉크 탱크(2) 및 외부 펌프(21)를 포함한다. 잉크 탱크(2)에 저장된 잉크는 외부 펌프(21)의 구동력에 의해 잉크 공급 튜브(59)를 통해서 순환 유닛(54)에 공급된다.

액체 토출 장치(50)는, 캐리지(60)에 탑재된 액체 토출 헤드(1)가 주 주사 방향으로 이동하면서 잉크를 토출하게 함으로써 기록을 행하는 것을 수반하는 기록 주사, 및 기록 매체(P)를 부 주사 방향으로 반송하는 것을 수반하는 반송 동작을 반복함으로써, 기록 매체(P)에 미리결정된 화상을 형성한다. 본 실시형태에서의 액체 토출 헤드(1)는, 4종류의 잉크, 즉 블랙(B), 시안(C), 마젠타(M), 및 옐로우(Y) 잉크를 토출하는 것이 가능하며, 이들 잉크에 의해 풀컬러 화상을 기록하는 것이 가능하다는 것에 유의한다. 여기서, 액체 토출 헤드(1)로부터 토출가능한 잉크는 상기 4종류의 잉크로 한정되지 않는다. 본 개시내용은 다른 종류의 잉크를 토출하기 위한 액체 토출 헤드에도 적용 가능하다. 요컨대, 액체 토출 헤드로부터 토출되는 잉크의 종류 및 수는 한정되지 않는다.

또한, 액체 토출 장치(50)에는, 기록 매체(P)의 반송 경로로부터 X 방향으로 벗어난 위치에, 액체 토출 헤드(1)의 토출구가 형성된 토출구면을 덮는 것이 가능한 캡 부재(도시되지 않음)가 제공된다. 캡 부재는, 비기록 동작 중에 액체 토출 헤드(1)의 토출구면을 덮고, 토출구의 건조 방지, 토출구의 보호, 토출구로부터의 잉크 흡인 동작 등에 사용된다.

도 1a에 나타내는 액체 토출 헤드(1)는 4종류의 잉크에 대응하는 4개의 순환 유닛(54)이 액체 토출 헤드(1)에 포함되어 있는 예를 나타내지만, 포함되는 순환 유닛(54)은 토출되는 액체의 종류에 대응하면 된다는 것에 유의한다. 또한, 동일한 종류의 액체에 대하여 복수의 순환 유닛(54)이 포함될 수 있다. 요컨대, 액체 토출 헤드(1)는 1개 이상의 순환 유닛을 포함하는 구성을 가질 수 있다. 액체 토출 헤드(1)는 4종류의 잉크 모두를 순환시키 않고 적어도 1개의 잉크만을 순환시키도록 구성될 수 있다.

도 1b는 액체 토출 장치(50)의 제어 시스템을 도시하는 블록도이다. CPU(103)는 ROM(101)에 저장된 처리 수순 같은 프로그램에 기초하여 액체 토출 장치(50)의 각각의 유닛의 동작을 제어하는 제어 유닛으로서 기능한다. RAM(102)은 CPU(103)가 처리를 실행하기 위한 작업 영역 등으로서 사용된다. CPU(103)는, 액체 토출 장치(50) 외부의 호스트 장치(400)로부터 화상 데이터를 수신하고 헤드 드라이버(1A)를 제어하여 토출 유닛(3)에 제공된 토출 소자의 구동을 제어한다. 또한, CPU(103)는 액체 토출 장치에 제공된 다양한 액추에이터의 드라이버를 제어한다. 예를 들어, CPU(103)는, 캐리지(60)를 이동시키기 위한 캐리지 모터(105)의 모터 드라이버(105A) 및 기록 매체(P)를 반송시키기 위한 반송 모터(104)의 모터 드라이버(104A) 등을 제어한다. 또한, CPU(103)는, 후술하는 순환 펌프(500)의 펌프 드라이버(500A), 외부 펌프(21)의 펌프 드라이버(21A) 등을 제어한다. 도 1b는 호스트 장치(400)로부터 화상 데이터를 수신하고 처리를 행하는 구성을 도시하지만, 액체 토출 장치(50)는 호스트 장치(400)로부터 데이터가 주어지는지 여부에 관계없이 처리를 행할 수 있다는 것에 유의한다.

<액체 토출 헤드의 기본 구성>

도 2는 본 실시형태의 액체 토출 헤드(1)의 분해 사시도이다. 도 3a 및 도 3b는 도 2에 도시되는 액체 토출 헤드(1)의 IIIA-IIIA 선을 따른 단면도이다. 도 3a는 액체 토출 헤드(1) 전체의 종단면도이며, 도 3b는 도 3a에 나타내는 토출 모듈의 확대도이다. 이하, 도 2 내지 도 3b을 주로 참조하고 도 1a을 적절히 참조하면서, 본 실시형태에서의 액체 토출 헤드(1)의 기본 구성을 설명한다.

도 2에 나타내는 바와 같이, 액체 토출 헤드(1)는 순환 유닛(54) 및 순환 유닛(54)으로부터 공급된 잉크를 기록 매체(P)에 토출하기 위한 토출 유닛(3)을 포함한다. 본 실시형태에서의 액체 토출 헤드(1)는 액체 토출 장치(50)의 캐리지(60)에 제공되어 있는 위치결정 유닛 및 전기적 접점(도시하지 않음)에 의해 캐리지(60)에 고정 지지된다. 액체 토출 헤드(1)는, 캐리지(60)와 함께 도 1a에 나타내는 주 주사 방향(X 방향)으로 이동하면서 잉크를 토출함으로써 기록 매체(P)에 기록을 행한다.

잉크 공급원이 되는 잉크 탱크(2)에 연결된 외부 펌프(21)는 잉크 공급 튜브(59)를 포함한다(도 1a 참조). 이 잉크 공급 튜브(59)의 선단에는 액체 커넥터(도시하지 않음)가 제공된다. 액체 토출 장치(50)에 액체 토출 헤드(1)가 탑재되어 있는 상태에서, 잉크 공급 튜브(59)의 선단에 제공되며 액체가 도입되는 입구인 액체 커넥터는 액체 토출 헤드(1)의 헤드 하우징(53)에 제공되는 액체 커넥터 삽입 슬롯(53a)에 기밀 연결된다. 결과적으로, 잉크 탱크(2)로부터 외부 펌프(21)를 통해서 액체 토출 헤드(1)로 연장되는 잉크 공급 경로가 형성된다. 본 실시형태에서는, 4종류의 잉크가 사용된다. 따라서, 잉크 탱크(2), 외부 펌프(21), 잉크 공급 튜브(59) 및 순환 유닛(54)을 각각 포함하는 4개의 세트가 각각의 잉크마다 제공되며, 각각의 잉크에 대응하는 4개의 잉크 공급 경로가 서로 독립적으로 형성된다. 전술한 바와 같이, 본 실시형태의 액체 토출 장치(50)는 액체 토출 헤드(1)의 외부에 제공된 잉크 탱크(2)로부터 잉크가 공급되는 잉크 공급 시스템을 포함한다. 본 실시형태의 액체 토출 장치(50)는 액체 토출 헤드(1) 내의 잉크를 잉크 탱크(2)에 회수하는 잉크 회수 시스템을 포함하지 않는다는 것에 유의한다. 따라서, 액체 토출 헤드(1)는, 잉크 탱크(2)의 잉크 공급 튜브(59)를 연결하기 위한 액체 커넥터 삽입 슬롯(53a)을 포함하지만, 액체 토출 헤드(1)의 잉크를 잉크 탱크(2) 내에 회수하기 위한 튜브를 연결하기 위한 커넥터 삽입 슬롯은 포함하지 않는다. 액체 커넥터 삽입 슬롯(53a)은 각각의 잉크마다 제공된다는 것에 유의한다.

도 3a에서, 참조 부호 54B, 54C, 54M, 및 54Y는 각각 블랙, 시안, 마젠타, 및 옐로우 잉크용의 순환 유닛을 나타낸다. 순환 유닛은 실질적으로 동일한 구성을 가지며, 본 실시형태에서 달리 구별하지 않는 한 각각의 순환 유닛을 "순환 유닛(54)"으로 나타낸다.

도 2 및 도 3a에서, 토출 유닛(3)은 2개의 토출 모듈(300), 제1 지지 부재(4), 제2 지지 부재(7), 전기 배선 부재(전기 배선 테이프)(5) 및 전기 콘택트 기판(6)을 포함한다. 도 3b에 나타내는 바와 같이, 각각의 토출 모듈(300)은 0.5 mm 내지 1 mm의 두께를 갖는 실리콘 기판(310) 및 실리콘 기판(310)의 한 면에 제공된 복수의 토출 소자(15)를 포함한다. 본 실시형태에서의 토출 소자(15)는 액체를 토출하기 위한 토출 에너지로서 열 에너지를 발생시키는 전열 변환 소자(히터)를 각각 포함한다. 각각의 토출 소자(15)에는, 성막 기술에 의해 실리콘 기판(310) 위에 형성된 전기 배선을 통해서 전력이 공급된다.

또한, 실리콘 기판(310)의 표면(도 3b에서 하면)에는, 토출구 형성 부재(320)가 형성된다. 토출구 형성 부재(320)에는, 복수의 토출 소자(15)에 대응하는 복수의 압력 챔버(12) 및 잉크를 토출하는 복수의 토출구(13)가 포토리소그래피 기술에 의해 형성된다. 또한, 실리콘 기판(310)에는, 공통 공급 유로(18)와 공통 회수 유로(19)가 형성된다. 또한, 실리콘 기판(310)에는, 공통 공급 유로(18)와 압력 챔버(12)가 서로 연통하는 공급 연결 유로(323) 및 공통 회수 유로(19)와 압력 챔버(12)가 서로 연통하는 회수 연결 유로(324)가 형성된다. 본 실시형태에서는, 1개의 토출 모듈(300)이 2종류의 잉크를 토출하도록 구성된다. 구체적으로는, 도 3a에 도시되는 2개의 토출 모듈 중, 도 3a의 좌측에 위치되는 토출 모듈(300)은 블랙 및 시안 잉크를 토출하며, 도 3a의 우측에 위치되는 토출 모듈(300)은 마젠타 및 옐로우 잉크를 토출한다. 이 조합은 일 예일뿐이며, 어떠한 잉크 조합도 채용될 수 있다는 것에 유의한다. 1개의 토출 모듈이 1종류의 잉크를 토출하거나 3종류 이상의 잉크를 토출하는 구성이 이루어질 수 있다. 2개의 토출 모듈(300)은 동일한 수의 종류의 잉크를 토출해야 하는 것은 아니다. 1개의 토출 모듈(300)만이 포함되거나 또는 3개 이상의 토출 모듈(300)이 포함되도록 구성될 수 있다. 또한, 도 3a 및 도 3b에 도시되는 예에서는, 1개의 색의 잉크에 대해 Y 방향으로 연장되는 2개의 토출구 열이 형성된다. 각각의 토출구 열을 형성하는 복수의 토출구(13)의 각각에 대하여, 압력 챔버(12), 공통 공급 유로(18) 및 공통 회수 유로(19)가 형성된다.

실리콘 기판(310)의 이면(도 3b에서 상면) 측에는, 후술하는 잉크 공급구 및 잉크 회수구가 형성된다. 잉크 공급구를 통해, 잉크가 잉크 공급 유로(48)로부터 복수의 공통 공급 유로(18) 내에 공급된다. 잉크 회수구를 통해, 잉크가 복수의 공통 회수 유로(19)로부터 잉크 회수 유로(49) 내에 회수된다.

잉크 공급구 및 잉크 회수구는 각각 후술하는 순방향 잉크 순환 중에 잉크를 공급 및 회수하기 위한 개구에 대응한다는 것에 유의한다. 구체적으로는, 순방향 잉크 순환 중에, 잉크 공급구로부터 공통 공급 유로(18) 내에 잉크가 공급되며, 공통 회수 유로(19)로부터 잉크 회수구 내에 잉크가 회수된다. 잉크가 역방향으로 흐르게 하는 잉크 순환 또한 행해질 수 있다는 것에 유의한다. 이 경우에는, 상술한 잉크 회수구로부터 공통 회수 유로(19) 내에 잉크가 공급되며, 공통 공급 유로(18)로부터 잉크 공급구 내에 잉크가 회수된다.

도 3a에 나타내는 바와 같이, 토출 모듈(300)의 이면(도 3a에서의 상면)은 제1 지지 부재(4)의 한 면(도 3a에서 하면)에 접착 고정되어 있다. 제1 지지 부재(4)에는, 제1 지지 부재(4)의 한 면으로부터 제1 지지 부재(4)의 반대쪽 면으로 관통하는 잉크 공급 유로(48)와 잉크 회수 유로(49)가 형성된다. 한 쪽의 잉크 공급 유로(48)의 개구는 실리콘 기판(310)의 전술한 잉크 공급구와 연통한다. 한 쪽의 잉크 회수 유로(49)의 개구는 실리콘 기판(310)의 상술한 잉크 회수구와 연통한다. 잉크 공급 유로(48) 및 잉크 회수 유로(49)는 각 종류의 잉크마다 독립적으로 제공된다는 것에 유의한다.

또한, 토출 모듈(300)을 삽입하기 위한 개구(7a)(도 2 참조)를 갖는 제2 지지 부재(7)가 제1 지지 부재(4)의 한 면(도 3a의 하면)에 접착 고정된다. 토출 모듈(300)에 전기적으로 연결되는 전기 배선 부재(5)가 제2 지지 부재(7) 상에 보유지지된다. 전기 배선 부재(5)는 토출 모듈(300)에 잉크 토출을 위한 전기 신호를 인가하기 위한 부재이다. 토출 모듈(300)과 전기 배선 부재(5)의 전기 연결 부분은 밀봉재(도시되지 않음)에 의해 밀봉되어 잉크에 의한 부식 및 외적 충격으로부터 보호된다.

또한, 전기 콘택트 기판(6)은 이방성 도전 필름(도시되지 않음)과의 열압착 접합에 의해 전기 배선 부재(5)의 단부 부분(5a)(도 2 참조)에 결합되고, 전기 배선 부재(5) 및 전기 콘택트 기판(6)은 서로 전기적으로 연결되어 있다. 전기 콘택트 기판(6)은 액체 토출 장치(50)로부터의 전기 신호를 수신하기 위해서 외부 신호 입력 단자(도시되지 않음)를 갖는다.

또한, 제1 지지 부재(4)와 순환 유닛(54) 사이에는 조인트 부재(8)(도 3a)가 제공된다. 조인트 부재(8)에는, 공급구(88) 및 회수구(89)가 각 종류의 잉크마다 형성된다. 공급구(88) 및 회수구(89)를 통해, 제1 지지 부재(4)의 잉크 공급 유로(48) 및 잉크 회수 유로(49)와 순환 유닛(54)에 형성된 유로가 서로 연통한다. 또한, 도 3a에서, 공급구(88B) 및 회수구(89B)는 블랙 잉크를 위한 것이며, 공급구(88C) 및 회수구(89C)는 시안 잉크를 위한 것이다. 또한, 공급구(88M) 및 회수구(89M)는 마젠타 잉크를 위한 것이며, 공급구(88Y) 및 회수구(89Y)는 옐로우 잉크를 위한 것이다.

제1 지지 부재(4)의 잉크 공급 유로(48) 및 잉크 회수 유로(49)의 일 단부의 개구는 실리콘 기판(310)에서의 잉크 공급구 및 잉크 회수구에 일치하는 작은 개구 면적을 갖는다는 것에 유의한다. 한편, 제1 지지 부재(4)의 잉크 공급 유로(48) 및 잉크 회수 유로(49)의 다른 단부의 개구는, 개구 면적이 순환 유닛(54)의 유로에 일치하도록 조인트 부재(8)에 형성된 개구 면적과 동일한 큰 형상을 갖는다. 이러한 구성을 채용하는 것에 의해, 각각의 회수 유로로부터 회수된 잉크에 대한 유로 저항의 상승을 억제할 수 있다. 잉크 공급 유로(48) 및 잉크 회수 유로(49)의 일 단부 및 다른 단부의 개구의 형상은 상기 예에 한정되지 않는다는 것에 유의한다.

상기 구성을 갖는 액체 토출 헤드(1)에서, 순환 유닛(54)에 공급된 잉크는 조인트 부재(8)의 공급구(88) 및 제1 지지 부재(4)의 잉크 공급 유로(48)를 통과하고, 토출 모듈(300)의 잉크 공급구로부터 공통 공급 유로(18) 내에 유입한다. 그 후, 잉크는 공통 공급 유로(18)로부터 공급 연결 유로(323)를 통해서 압력 챔버(12)에 유입한다. 압력 챔버 내에 유입한 잉크의 일부는 토출 소자(15)가 구동됨에 따라 토출구(13)로부터 토출된다. 토출되지 않은 나머지 잉크는, 압력 챔버(12)로부터 회수 연결 유로(324) 및 공통 회수 유로(19)를 통과하고, 잉크 회수구로부터 제1 지지 부재(4)의 잉크 회수 유로(49)에 유입한다. 그리고, 잉크 회수 유로(49)에 유입하는 잉크는 조인트 부재(8)의 회수구(89)를 통해서 순환 유닛(54)에 유입하고 회수된다.

<순환 유닛의 구성 요소>

도 4는 본 실시형태의 기록 장치에 사용되는 1종류의 잉크를 위한 1개의 순환 유닛(54)의 개략적인 외관도이다. 순환 유닛(54)에는, 필터(110), 제1 압력 조정 유닛(120), 제2 압력 조정 유닛(150) 및 순환 펌프(500)가 배치된다. 이들 구성 요소는, 도 5 및 도 6에 도시되는 바와 같이, 유로에 의해 연결되어, 액체 토출 헤드(1) 내에서 토출 모듈(300)에 대하여 잉크를 공급 및 회수하는 순환 경로를 형성한다.

<액체 토출 헤드 내의 순환 경로>

도 5는 액체 토출 헤드(1) 내에 형성되는 1종류의 잉크(1개의 색의 잉크)의 순환 경로를 개략적으로 도시하는 종단면도이다. 순환 경로의 더 명확한 설명을 위해서, 도 5의 구성요소(제1 압력 조정 유닛(120), 제2 압력 조정 유닛(150), 및 순환 펌프(500) 등)의 상대 위치는 간략화된다. 따라서, 구성요소의 상대 위치는 후술하는 도 19의 구성요소의 상대 위치와 상이하다. 또한, 도 6은 도 5에 도시된 순환 경로를 개략적으로 도시하는 블록도이다. 도 5 및 도 6에 도시되는 바와 같이, 제1 압력 조정 유닛(120)은 제1 밸브 챔버(121) 및 제1 압력 제어 챔버(122)를 포함한다. 제2 압력 조정 유닛(150)은 제2 밸브 챔버(151) 및 제2 압력 제어 챔버(152)를 포함한다. 제1 압력 조정 유닛(120)은 그 내부의 제어 압력이 제2 압력 조정 유닛(150) 내의 제어 압력보다 높게 구성된다. 본 실시형태에서는, 이들 2개의 압력 조정 유닛(120, 150)을 사용함으로써 순환 경로 내에서 일정한 압력 범위 내에서의 순환을 실현한다. 또한, 제1 압력 조정 유닛(120)과 제2 압력 조정 유닛(150) 사이의 압력차에 대응하는 유량에서 압력 챔버(12)(토출 소자(15))를 통해 잉크가 흐르도록 구성된다. 이하, 도 5 및 도 6을 참조하여, 액체 토출 헤드(1)에서의 순환 경로 및 순환 경로 내에서의 잉크의 흐름을 설명한다. 도 5 및 도 6의 화살표는 잉크가 흐르는 방향을 나타낸다는 것에 유의한다.

먼저, 액체 토출 헤드(1)의 구성 요소가 어떻게 연결되는지를 설명한다.

액체 토출 헤드(1) 외부에 배치된 잉크 탱크(2)(도 6)에 저장된 잉크를 액체 토출 헤드(1)에 송출하는 외부 펌프(21)는 잉크 공급 튜브(59)(도 1)를 통해서 순환 유닛(54)에 연결되어 있다. 순환 유닛(54)의 상류 측에 위치하는 잉크 유로에는 필터(110)가 배치된다. 필터(110)의 하류에 위치하는 잉크 공급 경로는 제1 압력 조정 유닛(120)의 제1 밸브 챔버(121)에 연결되어 있다. 제1 밸브 챔버(121)는 도 5에 도시되는 제1 밸브(190A)에 의해 개방 및 폐쇄 가능한 연통구(191A)를 통해서 제1 압력 제어 챔버(122)와 연통한다.

제1 압력 제어 챔버(122)는 공급 유로(130), 바이패스 유로(160), 및 순환 펌프(500)의 펌프 출구 유로(180)에 연결되어 있다. 공급 유로(130)는 토출 모듈(300)에 제공된 전술한 잉크 공급구를 통해서 공통 공급 유로(18)에 연결되어 있다. 또한, 바이패스 유로(160)는 제2 압력 조정 유닛(150)에 제공된 제2 밸브 챔버(151)에 연결되어 있다. 제2 밸브 챔버(151)는 도 5에 도시되는 제2 밸브(190B)에 의해 개방 및 폐쇄되는 연통구(191B)를 통해서 제2 압력 제어 챔버(152)와 연통하고 있다. 도 5 및 도 6은, 바이패스 유로(160)의 일 단부가 제1 압력 조정 유닛(120)의 제1 압력 제어 챔버(122)에 연결되고, 바이패스 유로(160)의 다른 단부가 제2 압력 조정 유닛(150)의 제2 밸브 챔버(151)에 연결되는 예를 나타낸다는 것에 유의한다. 그러나, 바이패스 유로(160)의 일 단부는 공급 유로(130)에 연결될 수 있고, 바이패스 유로의 다른 단부는 제2 밸브 챔버(151)에 연결될 수 있다.

제2 압력 제어 챔버(152)는 회수 유로(140)에 연결되어 있다. 회수 유로(140)는 토출 모듈(300)에 제공된 전술한 잉크 회수구를 통해서 공통 회수 유로(19)에 연결되어 있다. 또한, 제2 압력 제어 챔버(152)는 펌프 입구 유로(170)를 통해서 순환 펌프(500)에 연결되어 있다. 도 5의 참조 부호 170a는 펌프 입구 유로(170)의 유입구를 나타낸다는 것에 유의한다.

이어서, 상기 구성을 갖는 액체 토출 헤드(1)에서의 잉크의 흐름에 대해서 설명한다. 도 6에 나타내는 바와 같이, 잉크 탱크(2)에 저장되어 있는 잉크는, 액체 토출 장치(50)에 제공된 외부 펌프(21)에 의해 가압되고, 정압의 잉크 흐름이 되며, 액체 토출 헤드(1)의 순환 유닛(54)에 공급된다.

순환 유닛(54)에 공급된 잉크는 필터(110)를 통과함으로써 분진 같은 이물 및 기포가 제거된다. 그 후 잉크는 제1 압력 조정 유닛(120)에 제공된 제1 밸브 챔버(121)에 유입한다. 잉크가 필터(110)를 통과하는 경우의 압력 손실로 인해 잉크의 압력은 저하되지만, 이 지점에서 잉크의 압력은 여전히 정압이다. 그 후, 제1 밸브 챔버(121)에 유입한 잉크는, 밸브(190A)가 개방되어 있는 경우, 연통구(191A)를 통과하고 제1 압력 제어 챔버(122)에 유입한다. 잉크가 연통구(191A)를 통과하는 경우의 압력 손실로 인해, 제1 압력 제어 챔버(122)에 유입한 잉크의 압력은 정압으로부터 부압으로 전환된다.

이어서, 순환 경로 내에서의 잉크의 흐름을 설명한다. 순환 펌프(500)는, 순환 펌프(500)의 상류에 위치한 펌프 입구 유로(170)로부터 흡인된 잉크가 순환 펌프(500)의 하류에 위치한 펌프 출구 유로(180)로 송출되도록 동작한다. 따라서, 펌프가 구동됨에 따라, 제1 압력 제어 챔버(122)에 공급된 잉크는 펌프 출구 유로(180)로부터 송출된 잉크와 함께 공급 유로(130) 및 바이패스 유로(160)에 유입한다. 본 실시형태에서는, 상세는 후술하지만, 액체를 송출 가능한 순환 펌프로서, 다이어프램에 부착된 압전 소자를 구동원으로서 사용하는 압전 다이어프램 펌프를 사용하고 있다. 압전 다이어프램 펌프는, 압전 소자에 구동 전압을 입력함으로써 펌프 챔버의 용적을 변화시키고, 압력 변동에 응답하여 2개의 체크 밸브를 교대로 이동시킴으로써 액체를 송출하는 펌프이다.

공급 유로(130)에 유입하는 잉크는 토출 모듈(300)의 잉크 공급구로부터 공통 공급 유로(18)를 통해서 압력 챔버(12)에 유입한다. 잉크의 일부는 토출 소자(15)가 구동(발열)됨에 따라 토출구(13)로부터 토출된다. 또한, 토출에 사용되지 않은 나머지 잉크는 압력 챔버(12)를 통해 흐르고 공통 회수 유로(19)를 통과한다. 그 후, 잉크는 토출 모듈(300)에 연결되어 있는 회수 유로(140)에 유입한다. 회수 유로(140)에 유입한 잉크는 제2 압력 조정 유닛(150)의 제2 압력 제어 챔버(152)에 유입한다.

한편, 제1 압력 제어 챔버(122)로부터 바이패스 유로(160)에 유입한 잉크는, 제2 밸브 챔버(151)에 유입하고, 연통구(191B)를 통과하며, 그 후 제2 압력 제어 챔버(152)에 유입한다. 바이패스 유로(160)를 경유해서 제2 압력 제어 챔버(152)에 유입한 잉크와 회수 유로(140)로부터 회수된 잉크는 순환 펌프(500)가 구동됨에 따라 펌프 입구 유로(170)를 통해서 순환 펌프(500) 내에 흡인된다. 그리고, 순환 펌프(500) 내에 흡인된 잉크는 펌프 출구 유로(180)로 송출되고 제1 압력 제어 챔버(122)에 다시 유입한다. 그 후, 제1 압력 제어 챔버(122)로부터 공급 유로(130) 및 토출 모듈(300)을 통해서 제2 압력 제어 챔버(152)에 유입한 잉크와 바이패스 유로(160)를 통해서 제2 압력 제어 챔버(152)에 유입한 잉크는 순환 펌프(500)에 유입한다. 그리고, 잉크는 순환 펌프(500)로부터 제1 압력 제어 챔버(122)로 송출된다. 이러한 방식으로 순환 경로 내에서 잉크 순환이 행해진다.

여기서, 제1 압력 조정 유닛(120)과 압력 챔버(12)가 서로 연통하는 유로를 "제1 유로"라 칭할 것이고, 압력 챔버(12)와 순환 펌프(500)가 서로 연통하는 유로를 "제2 유로"라 칭할 것이다. 구체적으로, 공급 유로(130)를 "제1 유로"라 칭할 것이고, 회수 유로(140), 제2 압력 조정 유닛(150) 및 펌프 입구 유로(170)를 합쳐서 "제2 유로"라 칭할 것이다. 제2 유로는 제2 압력 조정 유닛(150) 및 펌프 입구 유로(170)를 포함하지 않아도 된다는 것에 유의한다. 또한, 펌프 출구 유로(180)를 "제3 유로"라 칭할 것이다. 따라서, 본 실시형태에서는, 액체는 순환 경로로서 순환 펌프(500), 제3 유로, 제1 압력 조정 유닛(120), 제1 유로, 압력 챔버(12), 제2 유로, 및 순환 펌프(500)를 통해 이 순서로 흐른다.

이상과 같이, 본 실시 형태에서는, 순환 펌프(500)에 의해, 액체 토출 헤드(1) 내에 형성한 순환 경로를 따라 액체를 순환시키는 것이 가능해진다. 이에 의해, 토출 모듈(300) 내에서의 잉크의 증점 및 색재의 잉크의 침강 성분의 퇴적을 억제하는 것이 가능해 진다. 따라서, 토출 모듈(300)에서의 잉크의 우수한 유동성 및 토출구에서의 우수한 토출 특성을 유지할 수 있다.

또한, 본 실시형태에서의 순환 경로는 액체 토출 헤드(1) 내에서 완결되도록 구성된다. 따라서, 액체 토출 헤드(1)의 외부에 배치된 잉크 탱크(2)와 액체 토출 헤드(1) 사이에서 잉크를 순환시키는 경우에 비해, 순환 경로의 길이가 크게 단축된다. 따라서, 잉크는 작은 순환 펌프로 순환될 수 있다.

또한, 액체 토출 헤드(1)와 잉크 탱크(2) 사이의 연결 유로로서 잉크를 공급하는 유로만이 포함되도록 구성된다. 즉, 액체 토출 헤드(1)로부터 잉크 탱크(2)에 잉크를 회수하기 위한 유로를 요하지 않는 구성이 채용된다. 따라서, 잉크 탱크(2)와 액체 토출 헤드(1) 사이를 연결하는 잉크 공급 튜브만이 필요하고, 잉크 회수 튜브는 요구되지 않는다. 따라서, 액체 토출 장치(50)의 내부는 튜브가 더 적은 더 간결한 구성을 갖는다. 이는 장치 전체를 소형화할 수 있다. 또한, 튜브의 개수의 감소는 액체 토출 헤드(1)의 주 주사에 의해 야기되는 튜브의 요동으로 인한 잉크 압력의 변동을 감소시킨다. 또한, 액체 토출 헤드(1)의 주 주사 중의 튜브의 요동은 캐리지(60)를 구동하는 캐리지 모터의 구동 부하를 증가시킨다. 따라서, 튜브의 개수의 감소는 캐리지 모터의 구동 부하를 감소시키고, 이는 캐리지 모터 등을 포함하는 주 주사 기구를 간결화할 수 있게 한다. 또한, 잉크는 액체 토출 헤드(1)로부터 잉크 탱크에 회수될 필요가 없기 때문에, 외부 펌프(21)도 소형화될 수 있다. 상술한 바와 같이, 본 실시형태에 따르면, 액체 토출 장치(50)를 소형화할 수 있고 비용을 저감할 수 있다.

<압력 조정 유닛>

도 7a 내지 도 7c는 압력 조정 유닛의 예를 나타내는 도면이다. 도 7a 내지 도 7c를 참조하여, 상술한 액체 토출 헤드(1)에 내장되는 압력 조정 유닛(제1 압력 조정 유닛(120) 및 제2 압력 조정 유닛(150))의 구성 및 동작을 더 상세하게 설명한다. 제1 압력 조정 유닛(120)과 제2 압력 조정 유닛(150)은 실질적으로 동일한 구성을 갖는다는 것에 유의한다. 따라서, 이하에서는 제1 압력 조정 유닛(120)을 예로서 사용해서 설명한다. 제2 압력 조정 유닛(150)에 대해서는, 도 7a 내지 도 7c에서 제1 압력 조정 유닛에 대응하는 부분의 참조 부호를 표시하는 것에 그친다. 제2 압력 조정 유닛(150)의 경우에는, 이하에서 설명하는 제1 밸브 챔버(121)와 제1 압력 제어 챔버(122)를 각각 제2 밸브 챔버(151)와 제2 압력 제어 챔버(152)로 읽어야 한다. 압력 조정 유닛(제1 압력 조정 유닛(120) 및 제2 압력 조정 유닛(150))은 공급 유로의 내부와 회수 유로의 내부 사이에 압력차를 발생시키는 기구이다.

제1 압력 조정 유닛(120)은 원통형 하우징(125) 내에 형성된 제1 밸브 챔버(121)와 제1 압력 제어 챔버(122)를 갖는다. 제1 밸브 챔버(121)와 제1 압력 제어 챔버(122)는 원통형 하우징(125) 내에 제공된 격벽(123)에 의해 분리된다. 그러나, 제1 밸브 챔버(121)는 격벽(123)에 형성된 연통구(191)를 통해서 제1 압력 제어 챔버(122)와 연통한다. 제1 밸브 챔버(121)에는, 연통구(191)를 통한 제1 밸브 챔버(121)와 제1 압력 제어 챔버(122) 사이의 연통의 허용과 연통의 차단 사이를 전환하는 밸브(190)가 제공된다. 밸브(190)는, 밸브 스프링(200)에 의해, 연통구(191)에 대향하는 위치에 보유지지되고, 밸브 스프링(200)으로부터의 편향력에 의해 격벽(123)에 밀접 접촉하는 구성을 갖는다. 밸브(190)는 격벽(123)에 밀접 접촉함으로써 연통구(191)를 통한 잉크 흐름을 차단한다. 구체적으로는, 밸브 스프링(200)은 밸브(190)를 폐쇄 방향으로 편향시키는 밸브 편향 부재이다. 격벽(123)과의 접촉의 밀접성을 향상시키기 위해서, 격벽(123)과 접촉하는 밸브(190)의 부분은 탄성 부재에 의해 형성되는 것이 바람직하다는 것에 유의한다. 또한, 밸브(190)의 중앙부에는 연통구(191)를 통해 삽입되는 밸브 샤프트(190a)가 돌출 방식으로 제공되어 있다. 이 밸브 샤프트(190a)를 밸브 스프링(200)으로부터의 편향력에 저항해서 가압하는 것에 의해, 밸브(190)는 격벽(123)으로부터 이격되고, 이에 의해 연통구(191)를 통해 잉크가 흐를 수 있게 된다. 이하, 밸브(190)가 연통구(191)를 통한 잉크 흐름을 차단하는 상태를 "폐쇄 상태"라 칭할 것이고, 잉크가 연통구(191)를 통해 흐를 수 있는 상태를 "개방 상태"라 칭할 것이다.

원통형 하우징(125)의 개구부는 가요성 부재(230) 및 가압판(210)에 의해 폐쇄된다. 이 가요성 부재(230) 및 가압판(210), 하우징(125)의 주위벽, 및 격벽(123)은 제1 압력 제어 챔버(122)를 형성한다. 가압판(210)은 가요성 부재(230)의 변위에 따라 변위가능하게 구성된다. 가압판(210) 및 가요성 부재(230)의 재료는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 가압판(210)은 성형 수지 부품으로서 이루어질 수 있고, 가요성 부재(230)는 수지 필름으로부터 구성될 수 있다. 이 경우, 가압판(210)은 가요성 부재(230)에 열 용착에 의해 고정될 수 있다. 제1 압력 제어 챔버(122)의 가압판(210)을 "제1 가압판(210A)"이라 지칭할 것이며, 제2 압력 제어 챔버(152)의 가압판(210)을 "제2 가압판(210B)"이라 지칭할 것이라는 것에 유의한다. 또한, 제1 압력 제어 챔버(122)의 가요성 부재(230)를 "제1 가요성 부재(230A)"라 지칭할 것이고, 제2 압력 제어 챔버(152)의 가요성 부재(230)를 "제2 가요성 부재(230B)"라 지칭할 것이다.

압력 조정 스프링(220)(편향 부재)이 가압판(210)과 격벽(123) 사이에 제공된다. 도 7a에 도시된 바와 같이, 가압판(210) 및 가요성 부재(230)는 압력 조정 스프링(220)으로부터의 편향력에 의해 제1 압력 제어 챔버(122)의 내부 용적이 증가하는 방향으로 편향된다. 또한, 제1 압력 제어 챔버(122) 내의 압력이 감소함에 따라, 가압판(210) 및 가요성 부재(230)는 압력 조정 스프링(220)으로부터의 압력에 저항하여, 제1 압력 제어 챔버(122)의 내부 용적이 감소하는 방향으로 변위된다. 그리고, 제1 압력 제어 챔버(122)의 내부 용적이 일정 용적까지 감소하는 경우, 가압판(210)은 밸브(190)의 밸브 샤프트(190a)에 맞닿는다. 그 후, 제1 압력 제어 챔버(122)의 내부 용적이 더 감소하면, 밸브(190)는 밸브 스프링(200)으로부터의 편향력에 저항해서 밸브 샤프트(190a)와 함께 이동하고, 이에 의해 격벽(123)으로부터 이격된다. 결과적으로, 연통구(191)는 개방 상태(도 7b의 상태)로 시프트된다. 제1 압력 제어 챔버(122)의 압력 조정 스프링(220)을 "제1 편향 부재"라 지칭할 것이고, 제2 압력 제어 챔버(152)의 압력 조정 스프링(220)을 "제2 편향 부재"라 지칭할 것이다.

본 실시형태에서는, 순환 경로 내에서의 연결은 연통구(191)가 개방 상태로 시프트되는 경우의 제1 밸브 챔버(121)의 압력이 제1 압력 제어 챔버(122)의 압력보다 높아지도록 설정된다. 이에 의해, 연통구(191)가 개방 상태로 시프트되는 경우, 제1 밸브 챔버(121)로부터 제1 압력 제어 챔버(122)로 잉크가 유입한다. 잉크의 유입은 제1 압력 제어 챔버(122)의 내부 용적이 증가하는 방향으로 가요성 부재(230) 및 가압판(210)을 변위시킨다. 결과적으로, 가압판(210)은 밸브(190)의 밸브 샤프트(190a)로부터 이격되고, 밸브(190)는 밸브 스프링(200)으로부터 편향력에 의해 격벽(123)에 밀접 접촉되어, 연통구(191)는 폐쇄 상태(도 7c의 상태)로 시프트된다.

전술한 바와 같이, 본 실시형태에서의 제1 압력 조정 유닛(120)에서는, 제1 압력 제어 챔버(122) 내의 압력이 일정 압력 이하까지 감소하는 경우(예를 들어, 부압이 강해지는 경우), 제1 밸브 챔버(121)로부터 연통구(191)를 통해서 잉크가 유입한다. 이 구성은 제1 압력 제어 챔버(122)의 압력이 더 이상 감소하는 것을 제한한다. 따라서, 제1 압력 제어 챔버(122)의 압력은 일정 범위 내에 유지되도록 제어된다.

이어서, 제1 압력 제어 챔버(122)의 압력에 대해서 더 상세하게 설명한다.

전술한 바와 같이 제1 압력 제어 챔버(122)의 압력에 따라서 가요성 부재(230) 및 가압판(210)이 변위되어, 가압판(210)이 밸브 샤프트(190a)에 맞닿고 연통구(191)가 개방 상태가 되는 상태(도 7b의 상태)를 고려한다. 이때 가압판(210)에 작용하는 힘 사이의 관계는 다음 식 1에 의해 표현된다.

P2 × S2 + F2 + (P1 - P2) × S1 + F1 = 0 ... 식 1

또한, 식 1을 아래와 같이 P2에 대해서 요약한다.

P2 = -(F1 + F2 + P1 × S1) / (S2 - S1) ... 식 2

P1: 제1 밸브 챔버(121)의 압력(게이지 압력)

P2: 제1 압력 제어 챔버(122)의 압력(게이지 압력)

F1: 밸브 스프링(200)의 스프링력

F2: 압력 조정 스프링(220)의 스프링력

S1: 밸브(190)의 수압 면적

S2: 가요성 부재(230) 및 가압판(210)의 수압 면적

이제, 본 실시형태에서의 "수압 면적"에 대해서 설명한다. 먼저, 밸브(190)의 수압 면적은 밸브(190) 중 P1과 P2 사이의 압력차에 의해 발생되는 힘을 받는 영역의 면적이다. 이는 밸브(190)가 격벽(123)에 맞닿는 경우에 밸브(190)의 격벽(123)에 맞닿는 부분의 내측의 영역의 면적으로서 규정될 수 있다. 예를 들어, 격벽(123)에 맞닿는 밸브(190)의 부분이 도 7a 내지 도 7c에 도시된 바와 같은 단면을 갖는 탄성 부재인 경우에, 맞닿음부 내측의 영역은 다시 말해서 탄성 부재와 격벽(123) 사이의 간극이 최소가 되는 부분을 따라 연장되는 선분에 의해 형성되는 영역으로서 설명될 수 있다.

가요성 부재(230)와 가압판(210)의 수압 면적은 가요성 부재(230)와 가압판(210) 중 제1 압력 제어 챔버(122) 외부의 분위기와 제1 압력 제어 챔버(122) 내의 압력 사이의 압력차에 의해 발생되는 힘을 받는 부분의 면적이다. 구체적으로는, 가요성 부재(230)와 가압판(210)의 수압 면적은 가압판(210)의 면적 + 가요성 부재(230) 중 제1 압력 제어 챔버(122)에 연결된 부분으로부터 굴곡된 부분까지의 면적을 제외한 영역의 면적에 대응한다. 여기서, 가요성 부재(230)의 굴곡은 제1 압력 제어 챔버(122)의 압력에 따라 변화하며, 가요성 부재(230) 및 가압판(210)의 수압 면적 또한 그에 따라 변할 수 있다. 이를 더 구체적으로 설명하면, 가요성 부재(230)는 도 7c의 상태에서는 실질적으로 굴곡되어 있지 않다. 따라서, 도 7c의 상태에서, 가요성 부재(230)와 가압판(210)의 수압 면적은 가압판(210)의 면적과 가요성 부재(230)의 면적(가요성 부재 자체의 면적이 아니고 가압판에 평행한 평면에 투영되는 가요성 부재의 면적임)의 합계이다. 한편, 도 7b의 상태에서는, 가요성 부재(230)는 굴곡되어 있다. 이 상태에서, 가요성 부재(230) 중 제1 압력 제어 챔버(122)에 연결된 부분으로부터 굴곡된 부분까지의 면적을 제외한 영역의 면적은 굴곡의 정점으로부터 가압판에 연결된 부분까지의 면적에 대응한다. 따라서, 도 7b에서는, 가요성 부재(230)와 가압판(210)의 수압 면적은, 가압판(210)의 면적과, 가압판(210)에 평행한 평면에 투영되는, 가요성 부재(230) 중 가요성 부재의 굴곡의 정점으로부터 가압판(210)에 연결된 부분까지의 영역의 면적의 합계이다.

상술한 바와 같이, 가요성 부재(230)와 가압판(210)의 수압 면적은 변한다. 따라서, 본 실시형태에서는, 밸브(190)에 의해 개구가 개방 상태가 되는 경우의, 제2 압력 조정 유닛의 가요성 부재(230)와 가압판(210)의 수압 면적은 제1 압력 조정 유닛보다 작을 필요가 있다. 구체적으로는, 제2 밸브(190B)에 의해 제2 개구(연통구(191B))가 개방 상태가 되는 경우의 제2 압력 제어 챔버(152)의 제2 가요성 부재(230B)와 제2 가압판(210B)의 수압 면적은, 제1 밸브(190A)에 의해 제1 개구(연통구(191A))가 개방 상태가 되는 경우의 제1 압력 제어 챔버(122)의 제1 가요성 부재(230A)와 제1 가압판(210A)의 수압 면적보다 작을 필요가 있다. 이 특징에 의해 순환형 액체 토출 장치에서 순환 상태로부터 순환 정지까지의 시간을 단축할 수 있다.

여기서, 밸브 스프링(200)의 스프링력(F1) 및 압력 조정 스프링(220)의 스프링력(F2)에 대해서는, 이들이 밸브(190) 및 가압판(210)을 누르는 방향을 순방향(도 7a 내지 도 7c에서 우측 방향)으로서 규정한다. 또한, 제1 밸브 챔버(121)의 압력(P1) 및 제1 압력 제어 챔버(122)의 압력(P2)이 P1≥P2의 관계를 충족하도록 구성된다.

연통구(191)가 개방 상태로 시프트될 때의 제1 압력 제어 챔버(122)의 압력(P2)은 식 2에 의해 결정되고, P1≥P2의 관계가 충족되도록 구성되기 때문에, 연통구(191)가 개방 상태로 시프트되면 제1 밸브 챔버(121)로부터 제1 압력 제어 챔버(122)로 잉크가 유입한다. 그 결과, 제1 압력 제어 챔버(122)의 압력(P2)은 더 이상 감소하지 않고, 압력(P2)은 일정 범위 내의 압력에 유지된다.

한편, 도 7c에 나타내는 바와 같이, 가압판(210)이 밸브 샤프트(190a)와 맞닿지 않고 연통구(191)가 폐쇄 상태로 시프트되는 경우에 가압판(210)에 작용하는 힘 사이의 관계는 아래 식 3에 의해 표현된다.

P3 × S3 + F3 = 0 ... 식 3

여기서, 식 3은 아래와 같이 P3에 대해서 요약된다.

P3 = -F3/S3 ... 식 4

F3: 가압판(210)이 밸브 샤프트(190a)에 맞닿지 않는 상태에의 압력 조정 스프링(220)의 스프링력

P3: 가압판(210)이 밸브 샤프트(190a)에 맞닿지 않는 상태에서의 제1 압력 제어 챔버(122)의 압력(게이지 압력)

S3: 가압판(210)이 밸브(190)에 맞닿지 않는 상태에서의 가압판(210)의 수압 면적

여기서, 도 7c는 가압판(210) 및 가요성 부재(230)가 변위될 수 있는 한계까지 도 7c의 우측 방향으로 변위된 상태를 도시한다. 제1 압력 제어 챔버(122)의 압력(P3), 압력 조정 스프링(220)의 스프링력(F3), 및 가압판(210)의 수압 면적(S3)은 도 7c의 상태로의 변위에서의 가압판(210) 및 가요성 부재(230)의 변위량에 따라 변화한다. 구체적으로는, 가압판(210) 및 가요성 부재(230)가 도 7c에서의 그들 자신보다 도 7c에서 좌측에 위치되는 경우, 가압판(210)의 수압 면적(S3)은 더 작아지고 압력 조정 스프링(220)의 스프링력(F3)은 더 커진다. 따라서, 식 4의 관계에 따라 제1 압력 제어 챔버(122)의 압력(P3)은 작아진다. 따라서, 식 2 및 4에 의해, 도 7b의 상태로부터 도 7c의 상태로의 시프트시에 제1 압력 제어 챔버(122)의 압력은 서서히 상승한다(즉, 부압이 정압 측에 근접하는 값을 향해 약해진다). 구체적으로는, 연통구(191)가 개방 상태에 있는 상태로부터 제1 압력 제어 챔버의 내부 용적이 가압판(210) 및 가요성 부재(230)가 변위될 수 있는 한계에 도달하는 상태까지 가압판(210) 및 가요성 부재(230)가 우측 방향으로 서서히 변위되는 동안 제1 압력 제어 챔버(122)의 압력은 서서히 상승한다. 즉, 부압이 약해진다. 본 실시형태에서, 제1 압력 조정 유닛(120)은 제1 유로 내의 액체의 압력을 조정하며, 제2 압력 조정 유닛(150)은 펌프 입구 유로(170)(입구 유로) 내의 액체의 압력을 조정한다.

<액체 토출 헤드 내의 잉크의 흐름>

도 8a 내지 도 8e는 액체 토출 헤드 내의 잉크의 흐름을 설명하는 도면이다. 도 8a 내지 도 8e를 참조하여 액체 토출 헤드(1) 내에서 행해지는 잉크의 순환에 대해서 설명한다. 잉크 순환 경로의 더 명확한 설명을 위해서, 제1 압력 조정 유닛(120), 제2 압력 조정 유닛(150), 및 순환 펌프(500) 같은 도 8a 내지 도 8e에서의 구성요소의 상대 위치는 간략화된다. 따라서, 구성요소의 상대 위치는 후술하는 도 23의 구성요소의 상대 위치와는 상이하다. 도 8a는 토출구(13)로부터 잉크를 토출함으로써 기록을 행하는 기록 동작을 행하는 경우의 잉크의 흐름을 개략적으로 도시한다. 도 8a의 화살표는 잉크의 흐름을 나타낸다는 것에 유의한다. 본 실시형태에서, 기록 동작을 행하기 위해서, 외부 펌프(21) 및 순환 펌프(500)의 양쪽 모두가 구동을 개시한다. 또한, 기록 동작이 행해지는지 여부에 관계없이, 외부 펌프(21) 및 순환 펌프(500)가 구동될 수 있다. 외부 펌프(21)와 순환 펌프(500)는 서로 연동해서 구동되어야 하는 것은 아니며 서로 독립적으로 구동될 수 있다.

기록 동작 중에, 순환 펌프(500)는 ON 상태(구동 상태)에 있으므로, 제1 압력 제어 챔버(122)로부터 유출하는 잉크는 공급 유로(130) 및 바이패스 유로(160)에 유입한다. 공급 유로(130)에 유입한 잉크는 토출 모듈(300)을 통과한 후 회수 유로(140)에 유입한다. 그 후, 잉크는 제2 압력 제어 챔버(152)에 공급된다.

한편, 제1 압력 제어 챔버(122)로부터 바이패스 유로(160)에 유입한 잉크는 제2 밸브 챔버(151)를 통해서 제2 압력 제어 챔버(152)에 유입한다. 제2 압력 제어 챔버(152)에 유입한 잉크는, 펌프 입구 유로(170), 순환 펌프(500) 및 펌프 출구 유로(180)를 통과한 후, 다시 제1 압력 제어 챔버(122)에 유입한다. 이때, 제1 밸브 챔버(121)의 제어 압력은, 전술한 식 2의 관계에 기초하여, 제1 압력 제어 챔버(122)의 제어 압력보다 높게 설정된다. 따라서, 제1 압력 제어 챔버(122) 내의 잉크는 제1 밸브 챔버(121)로 흐르지 않고 다시 공급 유로(130)를 통해서 토출 모듈(300)에 공급된다. 토출 모듈(300)에 유입한 잉크는, 회수 유로(140), 제2 압력 제어 챔버(152), 펌프 입구 유로(170), 순환 펌프(500) 및 펌프 출구 유로(180)를 통해서 다시 제1 압력 제어 챔버(122)에 유입한다. 전술한 바와 같이 액체 토출 헤드(1) 내에서 완료되는 잉크 순환이 행해진다.

상기 잉크 순환에서, 제1 압력 제어 챔버(122)의 제어 압력과 제2 압력 제어 챔버(152)의 제어 압력 사이의 차압은 토출 모듈(300) 내의 잉크의 순환량(유량)을 결정한다. 또한, 이 차압은 토출 모듈(300) 내의 토출구 근방의 잉크의 증점을 억제할 수 있는 순환량을 얻도록 설정된다. 또한, 기록에 의해 소비된 잉크의 분량은 잉크 탱크(2)로부터 필터(110) 및 제1 밸브 챔버(121)를 통해서 제1 압력 제어 챔버(122)에 공급된다. 이제 소비된 잉크가 공급되는 방식을 상세하게 설명한다. 기록에 의해 소비된 잉크의 분량만큼 순환 경로 내의 잉크가 감소한다. 따라서, 제1 압력 제어 챔버(122) 내의 압력이 감소하고, 결과적으로 제1 압력 제어 챔버 내의 잉크가 감소한다. 제1 압력 제어 챔버(122) 내의 잉크가 감소함에 따라, 제1 압력 제어 챔버(122)의 내부 용적이 따라서 감소한다. 제1 압력 제어 챔버(122)의 이 내부 용적이 감소함에 따라, 연통구(191A)가 개방 상태로 시프트되어, 잉크가 제1 밸브 챔버(121)로부터 제1 압력 제어 챔버(122)에 공급된다. 이 공급되는 잉크에는, 제1 밸브 챔버(121)로부터 공급된 이 잉크가 연통구(191A)를 통과함에 따라 압력 손실이 발생한다. 잉크가 제1 압력 제어 챔버(122)에 유입함에 따라, 잉크의 정압은 부압으로 전환된다. 잉크가 제1 밸브 챔버(121)로부터 제1 압력 제어 챔버(122)에 유입함에 따라, 제1 압력 제어 챔버 내의 압력이 상승한다. 제1 압력 제어 챔버의 내부 용적이 상승하면 연통구(191A)는 폐쇄 상태로 시프트된다. 전술한 바와 같이, 잉크 소비에 따라서 연통구(191A)는 개방 상태와 폐쇄 상태 사이에서 반복적으로 전환된다. 또한, 잉크가 소비되지 않을 경우에는, 연통구(191A)는 폐쇄 상태로 유지된다.

도 8b는 기록 동작이 종료되고 순환 펌프(500)가 OFF 상태(정지 상태)로 시프트된 직후의 잉크의 흐름을 개략적으로 도시한다. 기록 동작이 종료되고 순환 펌프(500)가 OFF 상태로 시프트된 시점에서는, 제1 압력 제어 챔버(122)의 압력 및 제2 압력 제어 챔버(152)의 압력은 모두 기록 동작에 사용되는 제어 압력이다. 이 때문에, 제1 압력 제어 챔버(122)의 압력과 제2 압력 제어 챔버(152)의 압력 사이의 차압에 따라, 도 8b에 도시되는 바와 같이 잉크가 이동한다. 구체적으로는, 제1 압력 제어 챔버(122)로부터 공급 유로(130)를 통해서 토출 모듈(300)에 공급되고 그 후 회수 유로(140)를 통해서 제2 압력 제어 챔버(152)에 이르는 잉크 흐름이 계속해서 발생한다. 또한, 제1 압력 제어 챔버(122)로부터 바이패스 유로(160) 및 제2 밸브 챔버(151)를 통해서 제2 압력 제어 챔버(152)에 이르는 잉크 흐름도 계속해서 발생한다.

이들 잉크 흐름에 의해 제1 압력 제어 챔버(122)로부터 제2 압력 제어 챔버(152)로 이동한 잉크의 분량은 잉크 탱크(2)로부터 필터(110) 및 제1 밸브 챔버(121)를 통해서 제1 압력 제어 챔버(122)에 공급된다. 따라서, 제1 압력 제어 챔버(122) 내의 내부 용적은 일정하게 유지된다. 전술한 식 2의 관계에 따라, 제1 압력 제어 챔버(122)의 내부 용적이 일정한 경우에, 밸브 스프링(200)의 스프링력(F1), 압력 조정 스프링(220)의 스프링력(F2), 밸브(190)의 수압 면적(S1), 및 가압판(210)의 수압 면적(S2)은 일정하게 유지된다. 따라서, 제1 밸브 챔버(121)의 압력(게이지 압력)(P1)의 변화에 따라서 제1 압력 제어 챔버(122)의 압력이 결정된다. 따라서, 제1 밸브 챔버(121)의 압력(P1)이 변화되지 않는 경우에는, 제1 압력 제어 챔버(122)의 압력(P2)은 기록 동작에서의 제어 압력과 동일한 압력으로 유지된다.

한편, 제2 압력 제어 챔버(152)의 압력은 제1 압력 제어 챔버(122)로부터의 잉크의 유입에 의한 내부 용적의 변화에 따라서 시간에 따라 변화한다. 구체적으로는, 연통구(191)가 도 8b의 상태로부터 도 8c에 나타내는 바와 같이 제2 밸브 챔버(151)와 제2 압력 제어 챔버(152) 사이의 연통을 허용하지 않는 폐쇄 상태로 시프트될 때까지, 제2 압력 제어 챔버(152)의 압력은 식 2에 따라서 변화한다. 그 후, 가압판(210)은 밸브 샤프트(190a)에 맞닿지 않아 연통구(191)는 폐쇄 상태로 시프트된다. 그리고, 도 8d에 나타내는 바와 같이, 잉크는 회수 유로(140)로부터 제2 압력 제어 챔버(152)로 흐른다. 이 잉크의 유입은 가압판(210) 및 가요성 부재(230)를 변위시킨다. 제2 압력 제어 챔버(152)의 압력은 식 4에 따라 변화한다. 구체적으로는, 제2 압력 제어 챔버(152)의 내부 용적이 최대에 도달할 때까지 압력은 상승한다.

일단 도 8c의 상태가 도달되면, 잉크는 더 이상 제1 압력 제어 챔버(122)로부터 바이패스 유로(160) 및 제2 밸브 챔버(151)를 통해서 제2 압력 제어 챔버(152)로 흐르지 않는다는 것에 유의한다. 따라서, 제1 압력 제어 챔버(122) 내의 잉크가 공급 유로(130)를 통해서 토출 모듈(300)에 공급된 후, 회수 유로(140)를 통해서 제2 압력 제어 챔버(152)에 이르는 잉크 흐름만이 발생한다. 전술한 바와 같이, 잉크는 제1 압력 제어 챔버(122) 내의 압력과 제2 압력 제어 챔버(152) 내의 압력 사이의 차압에 따라서 제1 압력 제어 챔버(122)로부터 제2 압력 제어 챔버(152)로 이동한다. 따라서, 제2 압력 제어 챔버(152) 내의 압력이 제1 압력 제어 챔버(122) 내의 압력과 동등해지면, 잉크는 이동을 정지한다. 즉, 액체 토출 헤드(1)는 순환이 정지된 상태가 된다.

또한, 제2 압력 제어 챔버(152) 내의 압력이 제1 압력 제어 챔버(122) 내의 압력과 동등해지는 상태에서는, 제2 압력 제어 챔버(152)는 도 8d에 나타내는 상태까지 확장된다. 도 8d에 도시되는 바와 같이 제2 압력 제어 챔버(152)가 확장된 경우, 제2 압력 제어 챔버(152)에는 잉크를 저류할 수 있는 저류부가 형성된다. 도 8d에 도시되는 바와 같이 저류부에 잉크가 저류되는 상태에서 순환 펌프(500)가 구동됨에 따라, 저류부의 잉크는 순환 펌프(500)에 의해 제1 압력 제어 챔버(122)에 공급된다. 따라서, 도 8e에 나타내는 바와 같이, 제1 압력 제어 챔버(122)의 잉크량은 증가하여, 가요성 부재(230) 및 가압판(210)은 확장 방향으로 변위된다. 그리고, 순환 펌프(500)가 계속 구동됨에 따라, 순환 경로 내의 상태는 도 8a에 나타내는 상태로 변화된다.

상기 설명에서는, 도 8a는 기록 동작 중의 잉크 순환의 예로서 설명되었다는 것에 유의한다. 그러나, 전술한 바와 같이, 기록 동작을 수반하지 않고 잉크가 순환될 수 있다. 이 경우에도, 순환 펌프(500)의 구동 및 정지에 따라, 도 8a 내지 도 8e에 나타내는 바와 같이 잉크가 흐른다.

전술한 바와 같이, 잉크는 순환 펌프(500)를 정지한 후 제1 압력 제어 챔버(122)의 압력과 제2 압력 제어 챔버(152)의 압력 사이의 차압에 따라서 제1 압력 제어 챔버(122)로부터 제2 압력 제어 챔버(152)로 이동한다. 그리고, 제2 압력 제어 챔버(152)의 압력이 제1 압력 제어 챔버(122)의 압력과 동일해지는 경우, 잉크는 이동을 정지한다. 즉, 순환이 정지한다. 따라서, 제1 압력 제어 챔버(122)의 제어 압력과 제2 압력 제어 챔버(152)의 제어 압력 사이의 차압이 작을수록, 순환이 정지하는 데 걸리는 시간이 짧아진다. 또한, 제2 압력 제어 챔버(152) 내로 흐르는 잉크의 양에 대응하는 제2 압력 제어 챔버 내의 압력의 변화량이 클수록, 순환이 정지하는 데 걸리는 시간이 짧아진다. 본 실시형태에서는, 이러한 관계에 착안하여, 순환 상태로부터 순환을 정지하기 위한 제어(즉, 순환 펌프(500)의 구동을 정지)를 수행하는 것에 응답하여 순환이 정지하는 데 걸리는 시간을 단축하는 예에 대해서 설명한다.

또한, 토출 모듈(300)에서의 순환이 정지되지 않은 상태에서, 토출 모듈(300)의 토출구(13)의 표면을 와이핑하는 와이핑 동작, 토출구(13)를 캐핑하고 흡인하는 흡인 회복 동작 등이 행해지는 경우, 토출구 내에 다른 색의 잉크가 인입할 수 있다. 토출구(13) 내에 다른 색의 잉크가 인입하는 경우에 순환이 행해지고 있으면, 순환에 의해 순환 경로 내에 잉크가 운반된다. 이러한 경우, 다른 색의 잉크만을 배출하는 것이 곤란하다. 따라서, 액체 토출 헤드 내의 색 혼합을 초래할 가능성이 있다. 특히, 본 실시형태에서와 같이 캐리지(60) 위에 순환 유닛(54)이 탑재되는 경우에는, 프린터 본체를 포함한 잉크 순환을 행하는 경우에 비하여 각각의 순환 경로 내의 잉크량은 적다. 따라서, 소량의 색의 혼합으로도 화질에 큰 영향을 미칠 가능성이 있다. 이런 이유로, 기록 종료 후에 와이핑 동작 또는 회복 동작 같은 메인터넌스 동작을 행하는 경우에, 일정한 대기 시간 후에 메인터넌스 동작을 행함으로써 색 혼합을 억제하는 것이 가능하다. 이러한 대기 시간은, 스루풋 개선의 관점으로부터 짧은 것이 바람직하다. 구체적으로는, 기록 종료로부터 순환 정지까지의 시간이 짧은 것이 바람직하다.

<순환의 정지에 걸리는 시간의 단축>

이하, 순환 상태로부터 순환 펌프(500)의 구동의 정지에 응답하여 순환 경로 내의 순환이 정지하는 데 걸리는 시간을 단축하는 예를 상세하게 설명한다.

도 9a 및 도 9b는 제2 압력 조정 유닛(150)의 구성을 설명하는 도면이다. 도 9a 및 도 9b를 사용하여, 제2 압력 조정 유닛(150)의, 가요성 부재(230) 및 가압판(210)으로부터 형성되는 변위가능한 부분의 수압 면적(S2 및 S3)을 설명한다. 수압 면적(S2)은 제2 압력 제어 챔버(152) 외부의 분위기와 제2 압력 제어 챔버(152) 내의 압력 사이의 압력차에 의해 발생되는 힘을 받는 제2 가요성 부재(230B)와 제2 가압판(210B)의 부분의 면적이다. 수압 면적(S3)은, 제2 가압판(210B)이 제2 밸브(190B)에 맞닿지 않는 상태에서 제2 압력 제어 챔버(152) 외부의 분위기와 제2 압력 제어 챔버(152) 내의 압력 사이의 압력차에 의해 발생되는 힘을 받는 제2 가압판(210B)의 부분의 면적이다. 도시된 수압 면적(S2 및 S3)은 도 7을 사용해서 설명된 예의 것과 동등하다는 것에 유의한다. 이들 수압 면적 사이의 관계를 도 9a 및 도 9b를 사용하여 더 상세하게 설명한다.

도 9a는 연통구(191B)가 개방 상태에 있는 상태를 도시하는 도면이다. 구체적으로는, 도 9a는 제2 압력 조정 유닛(150)의 변위가능한 부분이 수축되어 제2 압력 제어 챔버(152)의 내부 용적이 상대적으로 감소한 상태의 도면이다. 도 9b는 연통구(191B)가 폐쇄 상태에 있는 상태를 도시하는 도면이다. 이 도면은 제2 압력 조정 유닛(150)의 변위가능한 부분이 제2 압력 제어 챔버(152)의 내부 용적이 최대에 도달할 때까지 변위된 상태를 나타낸다.

변위가능한 부분이 도 9a의 상태로 변위되는 경우, 제2 가요성 부재(230B)는 도 9a에 도시된 바와 같이 굴곡된다. 변위가능한 부분이 안정되게 이동하고 도 9a의 상태(굴곡된 상태)로 시프트되기 위해서는, 굴곡에 대한 제2 가요성 부재(230B)의 저항은 작은 것이 바람직하다. 예를 들어, 주머니 높이(H) 및 제2 가요성 부재(230B)의 폭(W)을 고려한다. 도 9b에 나타내는 바와 같이, 주머니 높이(H)는, 제2 가요성 부재(230B)가 제2 압력 제어 챔버(152)의 내부 용적이 최대인 위치로 변위되는 경우의, 사용 중의 수평 방향에서의 하우징(155)으로부터 제2 가압판(210B)까지의 거리에 대응한다. 즉, 주머니 높이(H)는, 하우징(155)의 개구의 평면으로부터 평면에 수직인 방향(본 예에서는, 사용 중의 수평 방향)으로의 가능한 이동량에 대응한다. 제2 가요성 부재(230B)의 폭(W)은 하우징(155)의 개구의 평면에 대한 제2 가압판(210B)의 투영 면적에 관련된 값이다. 구체적으로는, "하우징(155)의 폭으로부터 제2 가압판(210B)의 폭을 차감하여 얻은 값/2"이 제2 가요성 부재(230B)의 폭(W)에 대응한다. 또한, 제2 가요성 부재(230B)의 폭(W)은 제2 가압판(210B)의 단부로부터 하우징(155)까지의 사용 중의 연직 방향의 거리에 대응한다. 본 실시형태의 예는 연직 방향의 예를 나타내지만, 배향은 이 예에 한정되지 않는다는 것에 유의한다. 예를 들어, 도 9a 및 도 9b는 90도 회전될 수 있으며, 이 경우 방향은 수평 방향이다. 또한, 배향은 360도 중 어떠한 각도도 될 수 있다. 주머니 높이(H) 및 제2 가요성 부재(230B)의 폭(W)에 따라서 굴곡 각도(θ)(도 9a 참조)가 결정된다. 굴곡 각도(θ)가 상대적으로 큰 경우, 굴곡에 대한 제2 가요성 부재(230B)의 저항은 상대적으로 작아진다. 이런 이유로, 굴곡된 각도(θ)가 커질 수 있도록 H/W가 일정 값 이하로 되도록 구성되는 것이 바람직하다.

여기서, H/W가 일정 값 이하의 값에 고정되는 경우를 고려한다. 이 경우, 주머니 높이(H)에 따라서 제2 가요성 부재(230B)의 폭(W)은 유일하게 결정된다. 따라서, 제2 밸브(190B)가 개방 상태에 있는 상태에서의 수압 면적(S2)이 일정 값인 경우, 주머니 높이(H) 및 제2 가요성 부재(230B)의 폭(W)이 결정되어 있기 때문에, 수압 면적(S3)의 최대값, 즉 제2 가압판(210B)이 사용 중의 수평 방향에서 하우징(155)으로부터 가장 멀리 있는 상태에서의 S3도 마찬가지로 유일하게 결정된다. 또한, 후술하는 도 11b에 도시되는 바와 같이, 수압 면적(S3)은 직경 D1인 원의 면적으로서 얻어질 수 있다. 또한, 수압 면적(S2) 또한, 가압판(210)이 하우징(155)의 개구와 동일한 평면에 있는 상태에서 연통구(191)가 개방 상태에 있도록 구성되는 경우, 직경 D1-W인 원의 면적으로서 얻어질 수 있다. 구체적으로는, 상기 조건 하에서는, 수압 면적은 "S3=(D1/2)^2×π" 및 "S2=(D1/2-W/2)^2×π"로서 나타낼 수 있다. 이 경우의 수압 면적비(S3/S2)를 고려한다. 전술한 바와 같이, S3는 S2에 의해 유일하게 결정된다. 따라서, S3/S2는 S2만의 함수로서 표현될 수 있다. 여기서, S2의 값이 작을수록, S2의 함수인 수압 면적비(S3/S2)의 값은 커지는 것이 명확하다. 전술한 식 2 및 4를 생각하면, 제어 압력(P2)이 주어진 값으로 설정되는 경우, 수압 면적비(S3/S2)가 증가함에 따라서 압력비(P3/P2)는 증가한다. 구체적으로는, 압력이 도 9a의 상태(압력 P2의 상태)로부터 도 9b의 상태(압력 P3의 상태)로 시프트되는 경우, 제2 가요성 부재(230B)와 제2 가압판(210B)의 수압 면적(S2)이 작을수록 제2 압력 제어 챔버(152)의 압력 변화가 커진다. 또한, 도 9a의 상태로부터 도 9b의 상태로 시프트되는 경우, 제2 가요성 부재(230B)와 제2 가압판(210B)의 수압 면적(S2)이 작을수록 제2 압력 제어 챔버(152)의 내부 용적의 변화가 작아진다. 따라서, S2가 작을수록, 제2 압력 제어 챔버(152)의 내부 용적의 변화에 따른 제2 압력 제어 챔버의 압력의 변화는 커진다.

전술한 바와 같이, 제2 압력 제어 챔버(152)의 내부 용적의 변화, 즉 그것에 유입하는 잉크의 양에 따른 제2 압력 제어 챔버의 압력의 변화가 클수록, 기록 종료 후에 순환 펌프(500)를 정지한 후에 토출 모듈(300) 내의 순환이 정지하는 데 걸리는 시간이 짧아진다. 따라서, 제2 압력 제어 챔버(152)의 수압 면적(S2)을 감소시킴으로써 순환을 정지시키는 데 걸리는 시간을 단축할 수 있다.

제2 압력 제어 챔버(152)의 수압 면적(S2)은 무한정 감소될 수 없다는 것에 유의한다. 제1 압력 제어 챔버(122) 및 제2 압력 제어 챔버(152) 각각의 수압 면적(S2)의 하한은 제어 압력에 의해 제약된다. 수압 면적(S2)이 하한값을 갖는 것을 아래에서 설명한다. 이하의 내용은 제1 압력 제어 챔버(122) 및 제2 압력 제어 챔버(152)의 양쪽 모두에 적용된다. 먼저, 토출 특성을 달성하기 위해서, 각각의 챔버의 목표 제어 압력(P2)이 설정된다. 목표 제어 압력(P2)에 대하여 수압 면적(S2)을 가능한 한 작게 하는 경우, 식 2에서의 밸브 스프링(200)(밸브 편향 부재)의 스프링력(F1)은 제약을 받게 된다. 식 2에서의 밸브 스프링(200)의 스프링력(F1)은, 밸브(190)가 연통구(191)를 폐쇄하기 위해서 일정 정도 이상의 힘일 필요가 있다. 따라서, 식 2에서는, 밸브 스프링(200)의 스프링력(F1)의 값은 어떤 고정값 이상으로 설정된다. 그리고, 식 2에서, 제어 압력(P2)이 작을수록, 수압 면적(S2)을 작게 할 수 있다. 여기서, 전술한 바와 같이, 제1 압력 제어 챔버(122)의 제어 압력은 제2 압력 제어 챔버(152)의 제어 압력보다 높게 설정된다. 따라서, 제2 압력 제어 챔버(152)의 수압 면적(S2)을 제1 압력 제어 챔버(122)의 수압 면적(S2)보다 작게 할 수 있다. 따라서, 순환을 정지시키는 데 걸리는 시간이 더 단축될 수 있다.

즉, 제1 압력 제어 챔버(122) 및 제2 압력 제어 챔버(152) 각각의 수압 면적(S2)의 하한은 제어 압력에 의해 제약되지만, 제2 압력 제어 챔버(152)의 수압 면적(S2)을 제1 압력 제어 챔버(122)의 수압 면적(S2)보다 작게 함으로써 순환을 정지시키는 데 걸리는 시간을 단축할 수 있다.

일반적으로, 2개의 압력 제어 기구(압력 조정 유닛)의 제어 압력을 변화시킴으로써 발생되는 압력차에 의해 순환을 행하는 시스템은 동일한 크기 및 형상의 압력 제어 기구를 사용한다. 이것은, 부품의 공통화 및 제조 방법의 공통화 등의 면에서 동일한 크기 및 형상의 압력 제어 기구를 준비하는 것이 바람직하기 때문이다. 압력 제어 기구에 내장되는 스프링에는 압력차의 발생을 위해서 상이한 특성을 부여된다. 본 실시형태에서는, 각각의 압력 조정 유닛에 일부러 상이한 크기 또는 형상을 부여함으로써 압력차를 발생시키며 또한 순환을 정지시키는 데 걸리는 시간을 감소시킨다.

또한, S2를 작게 함으로써, 순환 유닛(54)은 소형화될 수 있으며 결과적으로 액체 토출 헤드(1)가 소형화될 수 있다. 특히, 시리얼 스캔 방식에서는, 캐리지 중량은 경량인 것 바람직하고, 액체 토출 헤드(1)를 소형화함으로써 캐리지 중량을 감소시킬 수 있다.

도 10a 및 도 10b는 제2 압력 조정 유닛(150)의 구성을 설명하는 도면이다. 제2 가요성 부재(230B)의 폭(W) 및 주머니 높이(H)에 대해서 도 10a 및 도 10b를 사용해서 설명한다. 도 9a와 마찬가지로, 도 10a는 연통구(191B)가 개방 상태에 있는 상태를 도시하는 도면이다. 도 9b와 마찬가지로, 도 10b는 연통구(191B)가 폐쇄 상태에 있는 상태를 도시하는 도면이다. 도 10a 및 도 10b는 도 9a 및 도 9b의 제2 가요성 부재(230B)의 폭(W) 및 주머니 높이(H)가 각각 더 큰 폭(W') 및 더 작은 주머니 높이(H')로 변화된 경우를 도시하는 도면이다. 이 경우, 수압 면적(S2')은 도 9a의 수압 면적(S2)보다 작다. 이는 수압 면적비(S3/S2')가 수압 면적비(S3/S2)보다 큰 것을 나타낸다. 전술한 바와 같이, S3/S2가 커질수록, 압력비(P3/P2)가 커지며, 마찬가지로 순환을 정지시키는 데 걸리는 시간을 단축할 수 있다. 위에서는, 제2 가요성 부재(230B)의 폭(W) 및 주머니 높이(H)가 양자 모두 변화되는 구성을 설명했지만, 이들 중 하나만을 변화시켜도 유사한 유리한 효과가 달성될 수 있다. 바꿔 말하면, H/W를 작게 함으로써 수압 면적비(S3/S2)가 커지고 따라서 압력비(P3/P2)가 커진다.

다음에, 밸브 스프링(200)의 스프링력(F1)에 대해서 설명한다. 전술한 바와 같이, F1(및 F2)이 작을수록, 수압 면적(S2)을 작게 할 수 있지만, F1을 충분히 크게 함으로써 순환의 정지에 걸리는 시간을 상대적으로 단축할 수 있다. 식 2 및 4에 따르면, 가압판(210)이 밸브(190)와 맞닿는 상태로부터 밸브(190)와 맞닿지 않는 상태로 시프트됨에 따라, 압력(P2)은 F1 및 P1의 영향에 대응하는 양만큼 증가한다. 따라서, F1을 큰 값으로 설정함으로써 압력의 상승량이 커져서, 제2 압력 제어 챔버(152)의 압력은 제1 압력 제어 챔버(122)의 압력에 가까워진다. F1이 충분히 큰 경우, 가압판(210)이 밸브(190)와 맞닿지 않는 상태로 시프트될 때 또는 맞닿는 상태로부터 맞닿지 않는 상태로 시프트되는 과정에서 제2 압력 제어 챔버(152)의 압력은 제1 압력 제어 챔버(122)의 압력과 같아진다. 즉, 밸브 스프링(200)의 스프링력(F1)을 상대적으로 크게 함으로써, 순환 정지에 걸리는 시간을 상대적으로 단축할 수 있다.

이어서, 밸브 스프링(200) 및 압력 조정 스프링(220)의 스프링 상수에 대해서 도 7a 내지 도 7c를 사용해서 설명한다. 전술한 식 2에서의 F1 및 F2는 가압판(210) 및 가요성 부재(230)의 변위에 따라서 변화한다. 도 7b의 상태로부터 도 7c의 상태로 시프트되는 동안, 가압판(210) 및 가요성 부재(230)는 밸브 스프링(200) 및 압력 조정 스프링(220)이 더 길어지는 방향으로 서서히 변위된다. 따라서, 밸브 스프링(200)의 스프링력(F1)은, 가압판(210)이 밸브(190)에 맞닿지 않을 때까지 그 스프링 상수에 비례해서 서서히 약해진다. 또한, 압력 조정 스프링(220)의 스프링력(F2)은 내부 용적이 증가하는 방향으로 가압판(210)이 최대로 변위될 때까지 그 스프링 상수에 비례해서 서서히 약해진다. 요약하면, 밸브 스프링(200) 및 압력 조정 스프링(220)의 스프링 상수가 큰 경우, F1 및 F2의 감소량은 커지고, 결과적으로 식 2 및 4에 따라 P2 또는 P3의 증가량이 커진다. 제2 압력 제어 챔버(152)의 압력(P2)에 관해서, 스프링 상수를 증가시킴으로써, 제2 압력 제어 챔버(152) 내에 유입하는 잉크의 양에 대응하는 P2의 증가량이 증가한다. 결과적으로, 이는 제1 압력 제어 챔버(122)의 압력(P2)과 동등해지는 데 걸리는 시간을 감소시킬 수 있다. 즉, 제2 압력 제어 챔버(152)의 밸브 스프링(200) 또는 압력 조정 스프링(220)의 스프링 상수를 제1 압력 제어 챔버(122)의 밸브 스프링(200) 또는 압력 조정 스프링(220)의 스프링 상수보다 크게 함으로써, 순환을 정지시키는 데 걸리는 시간을 단축할 수 있다. 즉, 밸브(190)를 폐쇄 상태로 편향시키기 위해 밸브(190)를 편향시키는 제2 압력 제어 챔버(152)의 편향 부재의 편향력을 제1 압력 제어 챔버(122)의 것보다 크게 함으로써 순환을 정지시키는 데 걸리는 시간을 단축할 수 있다.

도 11a 내지 도 11d는 압력 조정 유닛을 설명하는 도면이다. 도 11a는 도 7c와 동일한 도면이며, 도 11b는 도 11a를 화살표 방향으로부터 본 화살표도이다. 지금까지 설명한 수압 면적(S3)은 직경 D1의 원의 면적으로서 얻어질 수 있다. 본 실시형태는 원형의 제1 압력 조정 유닛(120) 및 원형의 제2 압력 조정 유닛(150)을 사용해서 설명했다. 그러나, 압력 조정 유닛의 형상은 이 예에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 형상은 도 11c에 도시된 바와 같이 대략 정사각형일 수 있다. 대안적으로, 형상은 도 11d에 도시된 바와 같이 실질적으로 직사각형일 수 있다. 본 실시형태에서 설명된 유리한 효과는 도시되지 않은 다른 형상에 의해 유사하게 달성될 수 있다. 또한, 제1 압력 조정 유닛(120)과 제2 압력 조정 유닛(150)의 형상은 서로 상이할 수 있다.

또한, 본 실시형태는 코일 스프링이 밸브 스프링(200) 및 압력 조정 스프링(220)으로서 사용되는 도면을 사용해서 설명되었다. 그러나, 본 실시형태의 밸브 스프링(200) 및 압력 조정 스프링(220)은 코일 스프링으로 한정되지 않는다. 유사한 유리한 효과가 원추 스프링, 판 스프링 등에 의해 달성될 수 있다.

또한, 본 실시형태는, 제1 압력 조정 유닛(120) 및 제2 압력 조정 유닛(150)이 각각 제1 밸브 챔버(121) 및 제2 밸브 챔버(151) 내에 배치된 밸브를 갖는 예를 사용해서 설명되었다. 그러나, 구성은 이 예에 한정되는 것은 아니다.

도 12a 및 도 12b는 압력 제어 유닛의 다른 예를 나타내는 도면이다. 도 12a 및 도 12b에 나타내는 바와 같이, 밸브를 밸브 챔버에 배치하지 않고, 밸브를 제1 압력 제어 챔버(122)(또는 제2 압력 제어 챔버(152))에 배치하는 구성도 유사한 유리한 효과를 달성할 수 있다. 도 12a는 연통구(191)가 폐쇄 상태에 있는 상태를 도시하는 도면이다. 도 12b는 연통구(191)가 개방 상태에 있는 상태를 도시하는 도면이다. 도 12a의 폐쇄 상태로부터 도 12b의 개방 상태로 시프트되는 경우, 제1 압력 제어 챔버(122) 및 제2 압력 제어 챔버(152)의 내부 용적이 감소하는 방향으로 가압판(210) 및 가요성 부재(230)가 변위된다. 이 변위에 의해, 가압판(210)이 밸브(190)와 맞닿고, 그 후 밸브(190)는 회전축(250)을 중심으로 피봇되도록 변위되어 연통구(191)를 개방 상태로 한다. 결과적으로, 제1 밸브 챔버(121)(또는 제2 밸브 챔버(151))와 제1 압력 제어 챔버(122)(또는 제2 압력 제어 챔버(152))가 서로 연통한다. 이러한 구성은 전술한 바와 같은 순환을 정지시키는 데 걸리는 시간을 단축하는 유리한 효과를 마찬가지로 달성할 수 있다. 또한, 제1 압력 조정 유닛(120) 및 제2 압력 조정 유닛(150)은 양쪽 모두 도 12a 및 도 12b의 구성을 가질 수 있거나, 또는 이들 중 하나만이 도 12a 및 도 12b의 구성을 가질 수 있다.

<순환 경로의 변형예>

지금까지 설명한 예에서는, 제1 압력 조정 유닛(120)의 제1 압력 제어 챔버(122)는 순환 펌프(500)의 출구 유로(180)에 연결되며, 제2 압력 조정 유닛(150)의 제2 압력 제어 챔버(152)는 순환 펌프(500)의 입구 유로(170)에 연결된다. 즉, 순환 펌프(500)는 공급 유로(130) 및 회수 유로(140)의 양쪽 모두에 연결되어 있는 것으로 설명되었다. 또한, 제1 압력 조정 유닛(120)의 제1 압력 제어 챔버(122)가 공급 유로(130) 및 공급 유로(130)에 연통하는 바이패스 유로(160)를 통해서 제2 압력 조정 유닛(150)의 제2 밸브 챔버(151)에 연결되는 예를 설명했다. 또한, 제1 압력 조정 유닛(120)의 제1 압력 제어 챔버(122)는 공급 유로(130)를 통하지 않고 바이패스 유로(160)를 통해서 제2 압력 조정 유닛(150)의 제2 밸브 챔버(151)에 연결되는 예를 설명했다.

이하에서는, 순환 경로의 변형예를 도 13 내지 도 16을 사용해서 설명한다. 도 13 내지 도 16은 순환 경로의 변형예를 각각 개략적으로 도시하는 도면이다. 순환 펌프(500)는 공급 유로(130) 또는 회수 유로(140) 중 어느 것에도 연결될 수 있다. 또한, 순환 펌프(500)는 액체 토출 헤드(1)의 외부에 제공될 수 있다.

도 13은, 순환 경로를 개략적으로 도시하는 블록도이다. 도 13은 순환 펌프(500)의 하류에 위치하는 펌프 출구 유로(180)가 제1 압력 제어 챔버(122)가 아니고 잉크 탱크(2)에 연결되게 구성되어 있는 예를 나타낸다. 즉, 순환 펌프(500)는 공급 유로(130)에 연결되지 않는다.

도 14는 순환 경로를 개략적으로 도시하는 블록도이다. 도 14는, 액체 토출 헤드(1)에 탑재되어 있는 순환 펌프(500)가 액체 토출 헤드(1)의 외부에 제공되어 있는 예를 나타낸다. 구체적으로, 도 14는 순환 펌프(500)가 액체 토출 장치(50)의 본체 측에 설치되어 있는 예를 나타낸다. 또한 펌프 입구 유로(170) 및 펌프 출구 유로(180)는 부분적으로 액체 토출 헤드(1) 외부에 배치되도록 구성된다.

도 15는 순환 경로를 개략적으로 도시하는 블록도이다. 도 15에서, 잉크 탱크(2)로부터 외부 펌프(21) 및 필터(110)를 통해서 공급된 잉크는 제1 압력 조정 유닛(120) 및 제2 압력 조정 유닛(150)의 밸브 챔버에 공급된다. 바이패스 유로(160)는 제공되지 않는다는 것에 유의한다. 밸브 챔버에 공급된 잉크는 각각 제1 압력 제어 챔버(122) 및 제2 압력 제어 챔버(152)에 공급된다. 그 후, 제1 압력 제어 챔버(122)에 공급된 잉크는 제2 공급 유로(201), 제1 공통 유로(203) 및 제2 회수 유로(205)를 통해서 순환 펌프(500-1)에 유도되고 최종적으로 잉크 탱크(2)에 회수된다. 유사하게, 제2 압력 제어 챔버(152)에 공급된 잉크는 제3 공급 유로(202), 제2 공통 유로(204) 및 제3 회수 유로(206)를 통해서 순환 펌프(500-2)에 유도되고 최종적으로 잉크 탱크(2)에 회수된다. 순환 펌프(500-1 및 500-2)로부터의 잉크는 잉크 탱크(2)를 향해 흐를 때 합류하고 잉크 탱크(2)에 송출된다. 제1 공통 유로(203) 및 제2 공통 유로(204)는, 토출 모듈(300) 내에 형성된 유로이며, 토출구(13)를 통해서 서로 연통하고 있다. 따라서, 제1 압력 제어 챔버(122) 및 제2 압력 제어 챔버(152)의 압력에 따라서 제1 공통 유로(203)로부터 제2 공통 유로(204)에 유사한 잉크 순환이 발생한다. 이러한 구성에서도, 순환 펌프(500-1 및 500-2)를 정지시킨 후 순환이 정지할 때까지의 동작은 유사하다. 따라서, 본 실시형태에서 설명한 순환이 정지하는데 걸리는 시간을 단축시키는 유리한 효과를 마찬가지로 달성하는 것이 가능하다. 이 예에서는, 순환 펌프(500)는 공급 유로에 연결되어 있지 않고 회수 유로에 연결되어 있다.

도 16은 순환 경로를 개략적으로 도시하는 블록도이다. 도 16은 도 15의 추가적인 변형예를 나타낸다. 도 15의 구성에 비해, 도 16의 구성은 하나의 순환 펌프(500)가 있고 제3 회수 유로(206)는 생략된 구성이다. 이러한 구성에서도, 순환 펌프(500)를 정지시킨 후 순환이 정지할 때까지의 동작은 유사하다. 따라서, 본 실시형태에서 설명한 순환이 정지하는데 걸리는 시간을 단축시키는 유리한 효과를 마찬가지로 달성하는 것이 가능하다. 이 예에서도, 순환 펌프(500)는 공급 유로에 연결되지 않고, 회수 유로에 연결된다. 도 15 및 도 16은 순환 펌프(500)가 액체 토출 장치(50)의 본체 측에 탑재되어 있는 예를 도시하지만, 액체 토출 헤드(1) 내에 탑재될 수 있다는 것에 유의한다.

또한, 지금까지 액체 토출 장치(50)의 예로서 시리얼 스캔 방식의 잉크젯 기록 장치를 사용해서 설명을 했지만, 라인형 잉크젯 기록 장치에 관해서도 유사한 유리한 효과를 달성할 수 있다.

전술한 바와 같이, 본 실시형태에 따르면, 순환 펌프(500)의 구동을 정지한 후 잉크 순환을 정지시킬 때까지 걸리는 시간을 단축할 수 있다.

<<참고예>>

이하에서는 전술한 액체 토출 장치의 더 구체적인 참고예를 설명한다. 이하에서 설명하는 참고예는 도 5 및 도 6에 도시되는 순환 경로를 사용하는 경우의 상세 예이다.

<양측으로부터의 압력 챔버에의 잉크의 공급>

전술한 바와 같이, 본 실시형태에서는, 제2 압력 조정 유닛(150)에서의 연통구(191B)는, 순환 펌프(500)의 구동에 의해 잉크가 순환되는 경우에는 개방 상태로 시프트되고, 잉크 순환이 정지하는 경우에는 폐쇄 상태로 시프트되는 예를 사용하였다. 제어 압력은, 순환 펌프(500)의 구동에 의해 잉크가 순환되는 경우에도 제2 압력 조정 유닛(150)의 연통구(191B)가 폐쇄 상태에 있도록 설정될 수 있다. 이는 도 5를 참조하여 바이패스 유로(160)의 기능과 함께 아래에서 구체적으로 설명될 것이다.

제1 압력 조정 유닛(120)과 제2 압력 조정 유닛(150)을 연결하는 바이패스 유로(160)는, 예를 들어 순환 경로 내에 발생한 부압이 미리설정된 값보다 강해질 경우에, 토출 모듈(300)이 강한 부압의 영향을 피할 수 있게 하기 위해서 제공된다. 또한, 바이패스 유로(160)는 공급 유로(130) 및 회수 유로(140)의 양쪽으로부터 압력 챔버(12)에 잉크를 공급하기 위해서도 제공된다.

먼저, 바이패스 유로(160)를 제공함으로써, 미리설정된 값보다 강해지는 부압이 토출 모듈(300)에 미치는 영향을 피하는 예에 대해서 설명한다. 예를 들어, 환경 온도의 변화는 때때로 잉크의 특성(예를 들어, 점도)을 변화시킨다. 잉크의 점도가 변화함에 따라, 순환 경로 내의 압력 손실도 변화한다. 예를 들어, 잉크의 점도가 저하됨에 따라, 순환 경로 내의 압력 손실량이 감소한다. 결과적으로, 일정한 구동량에서 구동하는 순환 펌프(500)의 유량이 증가하고, 토출 모듈(300)을 통한 유량이 증가한다. 여기서, 토출 모듈(300)은 온도 조정 기구(도시되지 않음)에 의해 일정 온도로 유지된다. 따라서, 토출 모듈(300) 내의 잉크의 점도는 환경 온도가 변화해도 일정하게 유지된다. 토출 모듈(300) 내의 잉크의 점도는 변화하지 않고 유지되는 반면 토출 모듈(300)을 통해 흐르는 잉크의 유량은 증가하며, 따라서 토출 모듈(300) 내의 부압은 유동 저항으로 인해 강해진다. 전술한 바와 같이 토출 모듈(300)에서의 부압이 미리설정된 값보다 강해지는 경우, 토출구(13)의 메니스커스가 파괴되고 주변 공기가 순환 경로 내에 인입될 수 있어, 정상적인 토출을 수행할 수 없게 될 가능성이 있다. 또한, 메니스커스가 파괴되지 않는 경우에도, 압력 챔버(12)의 부압이 미리결정된 레벨보다 강해지고 토출에 영향을 미칠 수 있는 가능성이 있다.

이 때문에, 본 실시형태에서는, 바이패스 유로(160)를 순환 경로 내에 형성한다. 바이패스 유로(160)를 제공함으로써, 부압이 미리설정된 값보다 강해지는 경우에는 바이패스 유로(160)를 통해 잉크가 흐른다. 따라서, 토출 모듈(300)의 압력이 일정하게 유지된다. 따라서, 예를 들어, 제2 압력 조정 유닛(150)에서의 연통구(191B)는 순환 펌프(500)가 구동되는 경우에도 폐쇄 상태로 유지되도록 제어 압력을 설정할 수 있다. 또한, 부압이 미리설정된 값보다 강해질 경우에, 제2 압력 조정 유닛(150)에서의 연통구(191B)가 개방 상태로 시프트되도록, 제2 압력 조정 유닛(150)에서의 제어 압력을 설정할 수 있다. 즉, 환경 변화 등에 의해 야기되는 점도의 변화로 인해 펌프의 유량이 변화하는 경우에도 메니스커스가 붕괴되지 않거나 또는 미리결정된 부압이 유지되는 한, 순환 펌프(500)가 구동되는 경우에 연통구(191B)는 폐쇄 상태에 있을 수 있다.

이어서, 바이패스 유로(160)가 공급 유로(130) 및 회수 유로(140)의 양쪽 모두로부터 압력 챔버(12)에 잉크를 공급하기 위해서 제공되어 있는 예를 설명한다. 순환 경로 내의 압력은 토출 소자(15)의 토출 동작으로 인해 변동할 수 있다. 이는 토출 동작이 압력 챔버 내로 잉크를 당기는 힘을 발생시키기 때문이다.

이하, 높은 듀티의 기록을 계속하는 경우에, 압력 챔버(12)에 공급되는 잉크가, 공급 유로(130) 측과 회수 유로(140) 측의 양쪽으로부터 공급되는 사실에 대해서 설명한다. "듀티"의 정의는 다양한 조건에 따라 변할 수 있지만, 이하에서는 1200 dpi 격자 셀이 4 pl의 잉크 방울 1개로 기록되는 상태를 100%로 간주한다. "높은 듀티의 기록"은, 예를 들어 100%의 듀티에서 행해지는 기록이다.

높은 듀티의 기록을 계속하는 경우, 압력 챔버(12)로부터 회수 유로(140)를 통해서 제2 압력 제어 챔버(152) 내에 유입하는 잉크의 양이 줄어든다. 한편, 순환 펌프(500)는 잉크가 일정한 양으로 유출하게 한다. 이는 제2 압력 제어 챔버(152) 내로의 유입과 그로부터의 유출 사이의 균형을 깨트린다. 결과적으로, 제2 압력 제어 챔버(152) 내의 잉크가 감소하고, 제2 압력 제어 챔버(152) 내의 부압이 강해져서, 제2 압력 제어 챔버(152)가 수축한다. 제2 압력 제어 챔버(152) 내의 부압이 강해짐에 따라, 바이패스 유로(160)를 통해서 제2 압력 제어 챔버(152)에 유입하는 잉크의 유입량이 증가하고, 유출과 유입이 균형잡힌 상태에서 제2 압력 제어 챔버(152)가 안정된다. 따라서, 듀티에 따라서 제2 압력 제어 챔버(152) 내의 부압은 강해진다. 또한, 상술한 바와 같이, 순환 펌프(500)가 구동되는 경우에 연통구(191B)가 폐쇄 상태에 있는 구성 하에서는, 듀티에 따라서 연통구(191B)는 개방 상태로 시프트되어, 바이패스 유로(160)로부터 제2 압력 제어 챔버(152)에 잉크가 유입하게 된다.

또한, 높은 듀티의 기록을 더 계속함에 따라, 압력 챔버(12)로부터 회수 유로(140)를 통해서 제2 압력 제어 챔버(152)에 유입하는 양이 줄어들고, 반대로 바이패스 유로(160)를 통해서 연통구(191B)로부터 제2 압력 제어 챔버(152) 내에 유입하는 양이 증가한다. 이 상태가 더 진행됨에 따라, 압력 챔버(12)로부터 회수 유로(140)를 통해서 제2 압력 제어 챔버(152)에 유입하는 잉크의 양이 0에 도달하여, 연통구(191B)로부터 유입하는 잉크가 순환 펌프(500)로 유출되는 잉크의 전부가 된다. 이 상태가 더 진행됨에 따라, 잉크는 제2 압력 제어 챔버(152)로부터 회수 유로(140)를 통해서 압력 챔버(12)로 역류한다. 이 상태에서는, 제2 압력 제어 챔버(152)로부터 순환 펌프(500)로 유출하는 잉크와 제2 압력 제어 챔버(152)로부터 압력 챔버(12)로 유출하는 잉크는 바이패스 유로(160)를 통해서 연통구(191B)로부터 제2 압력 제어 챔버(152)로 유입하게 된다. 이 경우, 공급 유로(130)로부터의 잉크 및 회수 유로(140)로부터의 잉크가 압력 챔버(12)에 충전되고 그로부터 토출되게 된다.

기록 듀티가 높은 경우에 발생하는 이러한 잉크 역류는 바이패스 유로(160)의 설치로 인해 발생하는 현상이라는 것에 유의한다. 또한, 전술한 바와 같이, 잉크의 역류에 대해서 제2 압력 조정 유닛에서의 연통구(191B)가 개방 상태로 시프트되는 예를 설명했다. 그러나, 제2 압력 조정 유닛에서의 연통구(191B)가 개방 상태에 있는 상태에서 잉크의 역류가 발생할 수도 있다. 또한, 제2 압력 조정 유닛을 제공하지 않는 구성에서도, 바이패스 유로(160)를 설치하는 것에 의해 상기 잉크의 역류가 발생할 수 있다. 또한, 바이패스 유로(160)는 제1 유로 또는 제1 압력 조정 유닛(120) 중 적어도 하나와 제2 유로가 그 사이에 압력 챔버(12)가 없는 상태에서 서로 연통할 수 있게 하면 충분하다.

<토출 유닛의 구성>

도 17a 및 도 17b는 본 실시형태의 토출 유닛(3)에서의 1개의 색의 잉크의 순환 경로를 도시하는 개략도이다. 도 17a는 토출 유닛(3)을 제1 지지 부재(4) 측으로부터 본 분해 사시도이다. 도 17b는 토출 유닛(3)을 토출 모듈(300) 측으로부터 본 분해 사시도이다. 도 17a 및 도 17b에서 "IN" 및 "OUT"으로 나타낸 화살표는 잉크 흐름을 나타내며, 잉크 흐름은 1개의 색에 대해서만 설명되지만, 다른 색의 잉크도 유사하게 흐른다는 것에 유의한다. 또한, 도 17a 및 도 17b에서는, 제2 지지 부재(7)와 전기 배선 부재(5)의 도시를 생략하며, 이하의 토출 유닛의 구성의 설명에서도 그 설명을 생략한다. 또한, 도 17a에서의 제1 지지 부재(4)에 대해서는, 도 3a의 XVII-XVII 선을 따른 단면을 도시하고 있다. 각각의 토출 모듈(300)은 토출 소자 기판(340)과 개구 플레이트(330)를 포함한다. 도 18은 개구 플레이트(330)를 도시하는 도면이다. 도 19는 토출 소자 기판(340)을 도시하는 도면이다.

토출 유닛(3)에는 각각의 순환 유닛(54)으로부터 조인트 부재(8)(도 3a 참조)를 통해서 잉크가 공급된다. 이제 잉크가 조인트 부재(8)를 통과한 후 조인트 부재(8)로 되돌아갈 때까지의 잉크 경로에 대해서 설명한다. 아래에서 언급되는 도면에서는 조인트 부재(8)의 기재가 생략된다는 것에 유의한다.

각각의 토출 모듈(300)은, 실리콘 기판(310)인 토출 소자 기판(340)과 개구 플레이트(330)를 포함하며, 또한 토출구 형성 부재(320)를 포함한다. 토출 소자 기판(340), 개구 플레이트(330), 및 토출구 형성 부재(320)는 각각의 잉크의 유로가 서로 연통하도록 적층되고 접합되는 것에 의해 토출 모듈(300)을 형성한다. 토출 모듈(300)은 제1 지지 부재(4) 상에 지지된다. 토출 유닛(3)은 각각의 토출 모듈(300)을 제1 지지 부재(4) 상에 지지함으로써 형성된다. 토출 소자 기판(340)은 토출구 형성 부재(320)를 포함하며, 토출구 형성 부재(320)는 복수의 토출구(13)가 하나의 라인을 형성하는 복수의 토출구 열을 포함한다. 토출 모듈(300) 내의 잉크 유로를 통해서 공급된 잉크의 일부가 토출구(13)로부터 토출된다. 토출되지 않은 잉크는 토출 모듈(300) 내의 잉크 유로를 통해서 회수된다.

도 17a 및 도 17b와 도 18에 나타내는 바와 같이, 개구 플레이트(330)는 복수 배열된 잉크 공급구(311) 및 복수 배열된 잉크 회수구(312)를 포함한다. 도 19 및 도 20a 내지 도 20c에 도시되는 바와 같이, 토출 소자 기판(340)은 복수 배열된 공급 연결 유로(323) 및 복수 배열된 회수 연결 유로(324)를 포함한다. 토출 소자 기판(340)은 복수의 공급 연결 유로(323)와 연통하는 공통 공급 유로(18) 및 복수의 회수 연결 유로(324)와 연통하는 공통 회수 유로(19)를 더 포함한다. 제1 지지 부재(4)에 배치된 잉크 공급 유로(48) 및 잉크 회수 유로(49)(도 3a 및 도 3b 참조)와 각각의 토출 모듈(300)에 배치된 유로가 서로 연통하여 토출 유닛(3) 내의 잉크 유로를 형성한다. 지지 부재 공급구(211)는 잉크 공급 유로(48)를 형성하는 단면 개구이다. 지지 부재 회수구(212)는 잉크 회수 유로(49)를 형성하는 단면 개구이다.

토출 유닛(3)에 공급되는 잉크는 순환 유닛(54)(도 3a 참조) 측으로부터 제1 지지 부재(4)의 잉크 공급 유로(48)(도 3a 참조)에 공급된다. 잉크 공급 유로(48) 내의 지지 부재 공급구(211)를 통해서 흐른 잉크는, 잉크 공급 유로(48)(도 3a 참조)와 개구 플레이트(330)의 잉크 공급구(311)를 통해서 토출 소자 기판(340)의 공통 공급 유로(18)에 공급되고, 공급 연결 유로(323)에 인입한다. 여기까지의 유로가 공급측 유로이다. 그 후, 잉크는 토출구 형성 부재(320)의 압력 챔버(12)(도 3b 참조)를 통과하고 회수측 유로의 회수 연결 유로(324)로 흐른다. 아래에서 압력 챔버(12)에서의 잉크 흐름의 상세를 후술한다.

회수측 유로에서, 회수 연결 유로(324)에 인입된 잉크는 공통 회수 유로(19)로 흐른다. 그 후, 잉크는 공통 회수 유로(19)로부터 개구 플레이트(330)의 잉크 회수구(312)를 통해서 제1 지지 부재(4)의 잉크 회수 유로(49)로 흐르며, 지지 부재 회수구(212)를 통해서 순환 유닛(54)에 회수된다.

개구 플레이트(330) 중 잉크 공급구(311) 또는 잉크 회수구(312)가 존재하지 않는 영역은 제1 지지 부재(4) 중 지지 부재 공급구(211) 및 지지 부재 회수구(212)를 분리하기 위한 영역에 대응한다. 또한, 제1 지지 부재(4)는 이들 영역에 개구를 갖지 않는다. 이러한 영역은 토출 모듈(300)과 제1 지지 부재(4)를 접착하는 경우의 접착 영역으로서 사용된다.

도 18에서, 개구 플레이트(330)에는 X 방향을 따라 배열된 복수의 개구의 열이 Y 방향으로 나란히 제공되며, 공급용(IN)의 개구와 회수용(OUT)의 개구는 X 방향으로 반 피치만큼 서로 어긋난 상태로 Y 방향으로 교대로 배열되어 있다. 도 19에서, 토출 소자 기판(340)에는, Y 방향으로 배열된 복수의 공급 연결 유로(323)와 연통하는 공통 공급 유로(18) 및 Y 방향으로 배열된 복수의 회수 연결 유로(324)와 연통하는 공통 회수 유로(19)가 X 방향으로 교대로 배열되어 있다. 공통 공급 유로(18) 및 공통 회수 유로(19)는 잉크 종류에 의해 나뉜다. 또한, 각각의 색의 토출구 열의 수는 배치되는 공통 공급 유로(18) 및 공통 회수 유로(19)의 수를 결정한다. 또한, 배치되는 공급 연결 유로(323)의 수 및 배치되는 회수 연결 유로(324)의 수는 토출구(13)의 수에 대응한다. 일대일 대응이 반드시 본질적인 것은 아니며, 1개의 공급 연결 유로(323) 및 1개의 회수 연결 유로(324)가 복수의 토출구(13)에 대응할 수 있다는 것에 유의한다.

각각의 토출 모듈(300)은 각각의 잉크의 유로가 서로 연통하도록 위와 같은 개구 플레이트(330)와 토출 소자 기판(340)을 적층하고 접합함으로써 형성되며 제1 지지 부재(4) 상에 지지된다. 결과적으로, 상기와 같은 공급 유로와 회수 유로를 포함하는 잉크 유로가 형성된다.

도 20a 내지 도 20c는 토출 유닛(3)의 상이한 부분에서의 잉크 흐름을 도시하는 단면도이다. 도 20a는 도 17a의 XXA-XXA 선을 따라 취한 단면이고, 토출 유닛(3) 중 잉크 공급 유로(48)와 잉크 공급구(311)가 서로 연통하는 부분의 단면을 도시한다. 도 20b는 도 17a의 XXB-XXB 선을 따라 취한 단면이며, 토출 유닛(3) 중 잉크 회수 유로(49)와 잉크 회수구(312)가 서로 연통하는 부분의 단면을 도시한다. 또한, 도 20c는 도 17a의 XXC-XXC 선을 따라 취한 단면이며, 잉크 공급구(311)와 잉크 회수구(312)가 제1 지지 부재(4)의 유로와 연통하지 않는 부분의 단면을 도시한다.

도 20a에 도시되는 바와 같이, 잉크를 공급하는 공급 유로는, 제1 지지 부재(4)의 잉크 공급 유로(48)와 개구 플레이트(330)의 잉크 공급구(311)가 서로 겹치고 연통하는 부분으로부터 잉크를 공급한다. 또한, 도 20b에 도시된 바와 같이, 잉크를 회수하는 회수 유로는, 제1 지지 부재(4)의 잉크 회수 유로(49)와 개구 플레이트(330)의 잉크 회수구(312)가 서로 겹치고 연통하는 부분으로부터 잉크를 회수한다. 또한, 도 20c에 도시된 바와 같이, 토출 유닛(3)은 국소적으로 개구 플레이트(330)에 개구가 제공되어 있지 않은 영역을 갖는다. 이러한 영역에서는, 토출 소자 기판(340)과 제1 지지 부재(4) 사이에서 잉크가 공급되거나 회수되지 않는다. 도 20a에 도시된 바와 같이, 잉크 공급구(311)가 제공된 영역에서 잉크가 공급된다. 도 20b에 도시된 바와 같이, 잉크 회수구(312)가 제공된 영역에서 잉크가 회수된다. 본 실시형태는 개구 플레이트(330)를 일 예로서 사용한 구성을 예로 들어 설명했지만, 개구 플레이트(330)를 사용하지 않는 구성이 채용될 수 있다는 것에 유의한다. 예를 들어, 잉크 공급 유로(48) 및 잉크 회수 유로(49)에 대응하는 유로가 제1 지지 부재(4)에 형성되고, 제1 지지 부재(4)에 토출 소자 기판(340)이 접합되는 구성이 채용될 수 있다.

도 21a 및 도 21b는 토출 모듈(300)에서의 토출구(13)의 근방을 나타내는 단면도이다. 도 21a 및 도 21b에서의 공통 공급 유로(18) 및 공통 회수 유로(19) 내에 나타낸 굵은 화살표는 시리얼형 액체 토출 장치(50)를 사용하는 구성에서 발생하는 잉크의 요동을 나타낸다는 것에 유의한다. 공통 공급 유로(18) 및 공급 연결 유로(323)를 통해서 압력 챔버(12)에 공급된 잉크는 토출 소자(15)가 구동됨에 따라 토출구(13)로부터 토출된다. 토출 소자(15)가 구동되지 않는 경우에는, 잉크는 압력 챔버(12)로부터 회수 유로인 회수 연결 유로(324)를 통해서 공통 회수 유로(19)에 회수된다.

시리얼형 액체 토출 장치(50)를 사용하는 구성에서 상기와 같이 순환하는 잉크를 토출하는 경우, 잉크 토출은 적지 않게 액체 토출 헤드(1)의 주 주사에 의해 야기되는 잉크 유로 내에서의 잉크의 요동의 영향을 받는다. 구체적으로는, 잉크 유로 내의 잉크의 요동의 영향은 토출되는 잉크의 양의 차이 및 토출 방향의 편차로서 나타난다. 공통 공급 유로(18)와 공통 회수 유로(19)가 주 주사 방향인 X 방향으로 넓은 단면 형상을 갖는 경우, 공통 공급 유로(18) 및 공통 회수 유로(19) 내의 잉크는 주 주사 방향으로 관성력을 받기가 더 쉬워져 잉크가 크게 요동한다. 이는 잉크의 요동이 토출구(13)로부터의 잉크의 토출에 영향을 미칠 수 있는 가능성을 초래한다. 또한, 공통 공급 유로(18)와 공통 회수 유로(19)를 X 방향으로 넓히면 색 사이의 거리가 넓어진다. 이는 기록 효율을 저하시킬 수 있다.

따라서, 단면이 도 21a 및 도 21b에 도시되는 본 실시형태의 각각의 공통 공급 유로(18) 및 각각의 공통 회수 유로(19)는, 각각의 공통 공급 유로(18) 및 각각의 공통 회수 유로(19)가 Y 방향으로 연장되고 또한 주 주사 방향인 X 방향에 대하여 수직인 Z 방향으로도 연장되는 구성을 갖는다. 이러한 구성에 의해, 공통 공급 유로(18) 및 공통 회수 유로(19)에는 주 주사 방향에서 작은 유로 폭이 부여될 수 있다. 공통 공급 유로(18) 및 공통 회수 유로(19)에 주 주사 방향으로 작은 유로 폭을 부여함으로써, 주 주사 중에 공통 공급 유로(18) 및 공통 회수 유로(19) 내의 잉크에 작용하며 주 주사 방향과 반대 방향으로 가해지는 관성력(도 21a 및 도 21b의 흑색 굵은 화살표)에 의한 잉크의 요동을 작게 한다. 이는 잉크의 요동이 잉크의 토출에 미치는 영향을 감소시킨다. 또한, 공통 공급 유로(18) 및 공통 회수 유로(19)를 Z 방향으로 연장시킴으로써, 그 단면적이 증가된다. 이는 유로 압력 강하를 감소시킨다.

전술한 바와 같이, 각각의 공통 공급 유로(18) 및 각각의 공통 회수 유로(19)에는 주 주사 방향에서 작은 유로 폭이 부여된다. 이 구성은 주 주사 중의 공통 공급 유로(18) 및 공통 회수 유로(19) 내의 잉크의 요동을 감소시키지만, 요동을 제거하는 것은 아니다. 따라서, 본 실시형태에서는, 감소된 요동에 의해 발생될 수 있는 잉크 종류 사이의 토출의 차이를 감소시키기 위해, 공통 공급 유로(18)와 공통 회수 유로(19)가 X 방향으로 서로 겹치는 위치에 배치되도록 구성된다.

전술한 바와 같이, 본 실시형태에서는, 공급 연결 유로(323) 및 회수 연결 유로(324)는 토출구(13)에 대응하도록 제공된다. 또한, 공급 연결 유로(323)와 회수 연결 유로(324) 사이의 대응 관계는 공급 연결 유로(323)와 회수 연결 유로(324)가 그 사이에 토출구(13)를 개재시킨 상태로 X 방향으로 배열되도록 이루어진다. 따라서, 공통 공급 유로(18)와 공통 회수 유로(19)가 X 방향에서 공통 공급 유로(18)와 공통 회수 유로(19)가 서로 겹치지 않는 부분(들)을 갖는 경우, X 방향에서의 공급 연결 유로(323)와 회수 연결 유로(324) 사이의 대응이 무너진다. 이러한 비대응은 X 방향에서의 압력 챔버(12)에서의 잉크 흐름 및 잉크 토출에 영향을 미친다. 이러한 비대응이 잉크의 요동의 영향과 조합되는 경우, 이것이 각각의 토출구로부터의 잉크 토출에 더 영향을 미칠 수 있는 가능성이 있다.

따라서, X 방향으로 서로 겹치는 위치에 공통 공급 유로(18) 및 공통 회수 유로(19)를 배치함으로써, 주 주사 중의 공통 공급 유로(18)와 공통 회수 유로(19) 내의 잉크의 요동이 토출구(13)가 배열되는 Y 방향의 어느 위치에서도 실질적으로 동일해진다. 따라서, 압력 챔버(12)에서 발생하는 공통 공급 유로(18) 측과 공통 회수 유로(19) 측 사이의 압력차가 크게 변동하지 않는다. 이러한 낮은 압력차는 안정된 토출을 가능하게 한다.

또한, 내부에서 잉크를 순환시키는 일부 액체 토출 헤드는, 액체 토출 헤드에 잉크를 공급하는 유로와 잉크를 회수하는 유로가 동일한 유로이도록 구성된다. 그러나, 본 실시형태에서는, 공통 공급 유로(18)와 공통 회수 유로(19)는 상이한 유로이다. 또한, 공급 연결 유로(323)와 압력 챔버(12)가 서로 연통하고, 압력 챔버(12)와 회수 연결 유로(324)가 서로 연통하며, 압력 챔버(12)의 토출구(13)로부터 잉크가 토출된다. 즉, 공급 연결 유로(323)와 회수 연결 유로(324)를 연결하는 경로인 압력 챔버(12)가 토출구(13)를 포함하는 구성이 형성된다. 따라서, 각각의 압력 챔버(12)에는, 공급 연결 유로(323) 측으로부터 회수 연결 유로(324) 측으로 흐르는 잉크 흐름이 발생하고, 압력 챔버(12) 내의 잉크는 효율적으로 순환된다. 압력 챔버(12) 내의 잉크를 효율적으로 순환시킴으로써, 토출구(13)로부터의 잉크의 증발에 의한 영향을 받기 쉬운 압력 챔버(12) 내의 잉크를 프레쉬한 상태로 유지한다.

또한, 2개의 유로, 즉 공통 공급 유로(18) 및 공통 회수 유로(19)는 압력 챔버(12)와 연통하기 때문에, 높은 유량에서 토출을 행하는 것이 필요한 경우에는, 양쪽 유로로부터 잉크를 공급할 수 있다. 즉, 잉크 공급과 회수를 위해 하나의 유로만을 형성하는 구성과 비교하여, 본 실시형태의 구성은 효율적인 순환이 행해질 수 있을 뿐만 아니라 높은 유량의 토출도 다룰 수 있는 장점을 갖는다.

또한, 공통 공급 유로(18)와 공통 회수 유로(19)가 X 방향에서 서로 가까운 위치에 배치되는 경우에, 잉크의 요동의 영향이 더 적어진다. 공통 공급 유로(18) 및 공통 회수 유로(19)는 유로 사이의 간극이 75μm 내지 100μm가 되도록 배치되는 것이 바람직하다.

압력 챔버(12)의 토출 소자(15)로부터 열 에너지를 받은 잉크는 공통 회수 유로(19)로 유입한다. 따라서, 공통 회수 유로(19)를 통해 흐르는 잉크의 온도는 공통 공급 유로(18) 내의 잉크의 온도보다 높다. 여기서, 토출 소자 기판(340)의 X 방향에서의 일 부분에 공통 회수 유로(19) 만이 존재하고 있는 경우, 그 부분에서 온도가 국소적으로 높아지고, 이에 의해 토출 모듈(300) 내에 온도 불균일을 야기한다. 이 온도 불균일은 토출에 영향을 미칠 수 있다.

공통 공급 유로(18)를 통해 흐르는 잉크의 온도는 공통 회수 유로(19)의 것보다 낮다. 따라서, 공통 공급 유로(18)와 공통 회수 유로(19)가 서로 가까운 경우, 온도가 상대적으로 낮은 공통 공급 유로(18) 내의 잉크는 양쪽 유로가 가까운 지점에서 공통 회수 유로(19) 내의 잉크의 온도를 낮춘다. 이는 온도 상승을 억제한다. 따라서, 공통 공급 유로(18)와 공통 회수 유로(19)는 실질적으로 동일한 길이를 갖고, X 방향에서 서로 겹치는 위치에 존재하며, 서로 가까운 것이 바람직하다.

도 22a 및 도 22b는 시안(C), 마젠타(M), 및 옐로우(Y)의 3개의 색의 잉크에 대한 액체 토출 헤드(1)의 유로 구성을 도시하는 도면이다. 액체 토출 헤드(1)에는, 도 22a에 도시된 바와 같이 각각의 잉크 종류마다 순환 유로가 제공된다. 압력 챔버(12)는 액체 토출 헤드(1)의 주 주사 방향인 X 방향을 따라서 제공된다. 또한, 도 22b에 도시된 바와 같이, 공통 공급 유로(18)와 공통 회수 유로(19)는 토출구(13)의 열인 토출구 열을 따라 제공되어 있다. 공통 공급 유로(18)와 공통 회수 유로(19)는 그 사이에 토출구 열을 둔 상태로 Y 방향으로 연장되도록 제공된다.

<본체 유닛과 액체 토출 헤드의 연결>

도 23은, 본 실시형태의 액체 토출 장치(50)의 본체 유닛으로서 제공된 잉크 탱크(2) 및 외부 펌프(21)와 액체 토출 헤드(1)가 연결되어 있는 상태 및 순환 펌프 등의 배치를 더 상세하게 나타내는 개략 구성도이다. 본 실시형태에서의 액체 토출 장치(50)는 액체 토출 헤드(1)에 문제가 발생한 경우에 액체 토출 헤드(1)만이 간단하게 교체될 수 있는 구성을 갖는다. 구체적으로는, 본 실시형태의 액체 토출 장치(50)는, 각각의 외부 펌프(21)에 연결되어 있는 각각의 잉크 공급 튜브(59)와 액체 토출 헤드(1)가 용이하게 연결될 수 있고 서로 연결해제될 수 있는 액체 연결부(700)를 갖는다. 이에 의해, 액체 토출 장치(50)에 대하여 액체 토출 헤드(1)만을 용이하게 부착 및 부착해제하는 것이 가능해진다.

각각의 액체 연결부(700)는, 도 23에 나타내는 바와 같이, 액체 토출 헤드(1)의 헤드 하우징(53)에 돌출 방식으로 제공된 액체 커넥터 삽입 슬롯(53a), 및 이 액체 커넥터 삽입 슬롯(53a)이 삽입 가능한 원통형 액체 커넥터(59a)를 갖는다. 액체 커넥터 삽입 슬롯(53a)은 액체 토출 헤드(1)에 형성된 잉크 공급 유로에 유체적으로 연결되어 있고, 전술한 필터(110)를 통해서 제1 압력 조정 유닛(120)에 연결되어 있다. 액체 커넥터(59a)는, 잉크 탱크(2)의 잉크를 액체 토출 헤드(1)에 가압에 의해 공급하는 외부 펌프(21)에 연결된 잉크 공급 튜브(59)의 선단에 제공된다.

전술한 바와 같이, 도 23에 나타내는 액체 토출 헤드(1)는 액체 연결부(700)를 갖는다. 이는 액체 토출 헤드(1)의 부착, 부착해제 및 교체 작업을 용이하게 한다. 그러나, 액체 커넥터 삽입 슬롯(53a)과 액체 커넥터(59a) 사이의 밀봉 성능이 저하되는 경우, 외부 펌프(21)에 의한 가압에 의해 공급된 잉크는 액체 연결부(700)로부터 누출될 수 있는 가능성이 있다. 누출된 잉크는 예를 들어 순환 펌프(500)에 부착되는 경우 전기 시스템에 문제를 야기할 수 있다. 이를 해결하기 위해서, 본 실시형태에서는, 이하와 같이 순환 펌프 등이 배치된다.

<순환 펌프 등의 배치>

도 23에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태에서는, 액체 연결부(700)로부터 누출한 잉크가 순환 펌프(500)에 부착되는 것을 피하기 위해서, 순환 펌프(500)는 중력 방향에서 액체 연결부(700)보다 높게 배치된다. 구체적으로는, 순환 펌프(500)는 중력 방향에서 액체 토출 헤드(1)의 액체 입구인 액체 커넥터 삽입 슬롯(53a)보다 높게 배치된다. 또한, 순환 펌프(500)는 액체 연결부(700)의 구성 부재와 접촉하지 않는 위치에 배치된다. 이에 의해, 액체 연결부(700)로부터 잉크가 누출되는 경우에도, 잉크는 액체 커넥터(59a)의 개구의 개구 방향인 수평 방향 또는 중력 방향 하방으로 흐른다. 이는 중력 방향에서 높게 위치되는 순환 펌프(500)에 잉크가 도달하는 것을 방지한다. 또한, 순환 펌프(500)를 액체 연결부(700)로부터 이격된 위치에 배치함으로써 잉크가 부재를 통해서 순환 펌프(500)에 도달할 가능성도 저감된다.

또한, 순환 펌프(500)와 전기 콘택트 기판(6)을 플렉시블 배선 부재(514)를 통해서 전기적으로 연결하는 전기 연결부(515)가 중력 방향에서 액체 연결부(700)보다 높게 제공된다. 따라서, 액체 연결부(700)로부터의 잉크가 전기적인 문제를 야기할 가능성이 저감된다.

또한, 본 실시형태에서는, 헤드 하우징(53)의 벽부(53b)가 제공되어 있다. 따라서, 잉크가 개구(59b)로부터 액체 연결부(700) 밖으로 분출되는 경우에도, 벽부(53b)가 잉크를 차단하고 따라서 잉크가 순환 펌프(500) 또는 전기 연결부(515)에 도달할 가능성을 감소시킨다.

<순환 펌프>

이어서, 도 24a 및 도 24b 및 도 25를 참조하여, 상기 액체 토출 헤드(1)에 내장되는 각각의 순환 펌프(500)의 구성 및 동작을 상세하게 설명한다.

도 24a 및 도 24b는 순환 펌프(500)의 외관 사시도이다. 도 24a는 순환 펌프(500)의 정면측을 도시하는 외관 사시도이며, 도 24b는 순환 펌프(500)의 배면측을 도시하는 외관 사시도이다. 순환 펌프(500)의 외각은 펌프 하우징(505) 및 펌프 하우징(505)에 고정된 커버(507)를 포함한다. 펌프 하우징(505)은 하우징부 본체(505a) 및 하우징부 본체(505a)의 외면에 접착 고정된 유로 연결 부재(505b)를 포함한다. 하우징부 본체(505a)와 유로 연결 부재(505b) 각각에는, 서로 연통하는 한 쌍의 관통 구멍이 2개의 상이한 위치에 형성된다. 하나의 위치에 제공된 한 쌍의 관통 구멍 중 하나는 펌프 공급 구멍(501)을 형성한다. 다른 위치에 제공된 한 쌍의 관통 구멍 중 다른 것은 펌프 배출 구멍(502)을 형성한다. 펌프 공급 구멍(501)은 제2 압력 제어 챔버(152)에 연결된 펌프 입구 유로(170)에 연결된다. 펌프 배출 구멍(502)은 제1 압력 제어 챔버(122)에 연결된 펌프 출구 유로(180)에 연결된다. 펌프 공급 구멍(501)으로부터 공급된 잉크는 후술하는 펌프 챔버(503)(도 25 참조)를 통과하고 펌프 배출 구멍(502)으로부터 배출된다.

도 25는 도 24a에 나타낸 순환 펌프(500)의 XXV-XXV 선을 따른 단면도이다. 펌프 하우징(505)의 내면에는 다이어프램(506)이 접합되어 있고, 이 다이어프램(506)과 펌프 하우징(505)의 내면에 형성된 오목부 사이에 펌프 챔버(503)가 형성된다. 펌프 챔버(503)는 펌프 하우징(505)에 형성된 펌프 공급 구멍(501) 및 펌프 배출 구멍(502)과 연통한다. 또한, 펌프 공급 구멍(501)의 중간 부분에는 체크 밸브(504a)가 제공된다. 펌프 배출 구멍(502)의 중간 부분에는 체크 밸브(504b)가 제공된다. 즉, 순환 펌프(500)는 제2 유로와 제3 유로가 서로 연통하는 유로에 체크 밸브를 포함한다. 구체적으로는, 체크 밸브(504a)는, 그 일부가 펌프 공급 구멍(501)의 중간 부분에 형성되어 있는 공간(512a)에서 도 25의 좌측 방향으로 이동할 수 있게 배치된다. 체크 밸브(504b)는, 그 일부가 펌프 배출 구멍(502)의 중간 부분에 형성되어 있는 공간(512b)에서 도 25의 우측 방향으로 이동할 수 있게 배치된다.

다이어프램(506)이 펌프 챔버(503)의 용적을 증가시키도록 변위됨에 따라, 펌프 챔버(503)는 감압된다. 이 변위에 응답하여, 체크 밸브(504a)는 공간(512a) 내의 펌프 공급 구멍(501)의 개구로부터 이격된다(즉, 도 25 중의 좌측 방향으로 이동한다). 체크 밸브(504a)는, 공간(512a) 내의 펌프 공급 구멍(501)의 개구로부터 이격됨으로써, 잉크가 펌프 공급 구멍(501)을 통해 유동할 수 있게 되는 개방 상태로 시프트된다. 다이어프램(506)이 펌프 챔버(503)의 용적을 감소시키도록 변위됨에 따라, 펌프 챔버(503)는 가압된다. 이러한 변위에 응답하여, 체크 밸브(504a)는 펌프 공급 구멍(501)의 개구 주위의 벽면과 밀접 접촉하게 된다. 따라서, 체크 밸브(504a)는 체크 밸브(504a)가 펌프 공급 구멍(501) 주위의 잉크 흐름을 차단하는 폐쇄 상태가 된다.

한편, 체크 밸브(504b)는, 펌프 챔버(503)가 감압됨에 따라, 펌프 하우징(505)의 개구 주위의 벽면에 밀접 접촉하게 되고, 이에 의해 체크 밸브(504b)가 펌프 배출 구멍(502)을 통한 잉크 흐름을 차단하는 폐쇄 상태로 시프트된다. 또한, 펌프 챔버(503)가 가압됨에 따라, 체크 밸브(504b)는, 펌프 하우징(505)의 개구로부터 이격되고 공간(512b)을 향해 이동하고(즉, 도 25의 우측 방향으로 이동), 이에 의해 잉크가 펌프 배출 구멍(502)을 통해 흐를 수 있게 한다.

체크 밸브(504a, 504b) 각각의 재료는 펌프 챔버(503) 내의 압력에 따라서 변형가능한 것이면 된다는 것에 유의한다. 예를 들어, 체크 밸브(504a, 504b) 각각의 재료는 에틸렌-프로필렌-디엔-메틸렌 결합물(EPDM) 또는 엘라스토머 같은 탄성 재료, 또는 폴리프로필렌 등의 필름이나 박판으로 이루어질 수 있다. 그러나, 재료는 이들에 한정되는 것은 아니다.

전술한 바와 같이, 펌프 챔버(503)는 펌프 하우징(505)과 다이어프램(506)을 접합함으로써 형성된다. 따라서, 다이어프램(506)이 변형됨에 따라 펌프 챔버(503)의 압력은 변화한다. 예를 들어, 다이어프램(506)이 펌프 하우징(505)을 향해 변위(도면 25에서 우측을 향해 변위)되어 펌프 챔버(503)의 용적이 감소하는 경우, 펌프 챔버(503) 내의 압력은 상승한다. 그 결과, 펌프 배출 구멍(502)에 대면하도록 배치된 체크 밸브(504b)는 개방 상태로 시프트되어, 펌프 챔버(503)의 잉크가 배출된다. 이때, 펌프 공급 구멍(501)에 대면하도록 배치된 체크 밸브(504a)는 펌프 공급 구멍(501) 주위의 벽면에 밀접 접촉하기 때문에, 펌프 챔버(503)로부터 펌프 공급 구멍(501)으로의 잉크의 역류는 억제된다.

반대로, 다이어프램(506)이 펌프 챔버(503)가 넓어지는 방향으로 변위되는 경우에는, 펌프 챔버(503)의 압력은 감소한다. 그 결과, 펌프 공급 구멍(501)에 대면하도록 배치된 체크 밸브(504a)는 개방 상태로 시프트되어 잉크가 펌프 챔버(503)에 공급된다. 이때, 펌프 배출 구멍(502)에 배치된 체크 밸브(504b)는 펌프 하우징(505)에 형성된 개구 주위의 벽면에 밀접 접촉해서 이 개구를 폐쇄한다. 이는 펌프 배출 구멍(502)으로부터 펌프 챔버(503)로의 잉크의 역류를 억제한다.

전술한 바와 같이, 순환 펌프(500)에서는, 다이어프램(506)이 변형되어 펌프 챔버(503) 내의 압력을 변화시킴에 따라, 잉크가 흡인 및 배출된다. 이때, 펌프 챔버(503) 내에 기포가 혼입되는 경우, 다이어프램(506)의 변위는 기포의 팽창 및 수축으로 인해 펌프 챔버(503) 내의 압력을 더 적게 변화시킨다. 따라서, 송출되는 액체의 양이 저하된다. 이러한 현상을 해결하기 위해서, 펌프 챔버(503)는 펌프 챔버(503)에 혼입된 기포가 펌프 챔버(503)의 상부에 쉽게 모이도록 중력과 평행하게 배치된다. 또한, 펌프 배출 구멍(502)은 펌프 챔버(503)의 중심보다 높게 배치된다. 이는 펌프 내의 기포의 배출 용이성을 개선하며 따라서 유량을 안정화한다.

본 개시내용을 예시적인 실시형태를 참고하여 설명하였지만, 본 개시내용은 개시된 예시적인 실시형태로 한정되지 않음을 이해해야 한다. 이하의 청구항의 범위는 모든 이러한 변형과 동등한 구조 및 기능을 포함하도록 최광의로 해석되어야 한다.

Claims (20)

1. 액체 토출 헤드이며,
   압력 챔버 및 상기 압력 챔버 내의 액체를 토출하기 위한 압력을 발생시키도록 구성되는 토출 소자를 포함하는 토출 모듈;
   상기 압력 챔버에 연결되며 상기 액체가 상기 압력 챔버에 공급되는 공급 유로;
   상기 압력 챔버에 연결되며 상기 액체가 상기 압력 챔버로부터 회수되는 회수 유로;
   제1 압력 조정 유닛으로서,
   상기 공급 유로에 연결된 제1 압력 제어 챔버,
   제1 개구를 통해 상기 제1 압력 제어 챔버에 연결된 제1 밸브 챔버, 및
   상기 제1 개구를 개방 및 폐쇄하도록 구성된 제1 밸브를 갖는,
   제1 압력 조정 유닛;
   제2 압력 조정 유닛으로서,
   상기 회수 유로에 연결된 제2 압력 제어 챔버,
   제2 개구를 통해 상기 제2 압력 제어 챔버에 연결된 제2 밸브 챔버, 및
   상기 제2 개구를 개방 및 폐쇄하도록 구성된 제2 밸브를 갖는,
   제2 압력 조정 유닛; 및
   액체를 송출하도록 구성된 순환 펌프를 포함하고,
   상기 제1 압력 제어 챔버는,
   상기 제1 개구 반대측의 면에 제공된 제1 가요성 부재,
   상기 제1 가요성 부재와 연동해서 변위되도록 구성된 제1 가압판, 및
   상기 제1 압력 제어 챔버의 용적이 상승하는 방향으로 상기 제1 가압판을 편향시키도록 구성되는 제1 편향 부재를 포함하고,
   상기 제1 압력 제어 챔버는 상기 제1 가압판 및 상기 제1 가요성 부재의 변위에 따라 상기 제1 밸브로 상기 제1 개구를 개방 및 폐쇄하도록 구성되고,
   상기 제2 압력 제어 챔버는,
   상기 제2 개구 반대측의 면에 제공된 제2 가요성 부재,
   상기 제2 가요성 부재와 연동해서 변위되도록 구성된 제2 가압판, 및
   상기 제2 압력 제어 챔버의 용적이 상승하는 방향으로 상기 제2 가압판을 편향시키도록 구성된 제2 편향 부재를 갖고,
   상기 제2 압력 제어 챔버는 상기 제2 가압판 및 상기 제2 가요성 부재의 변위에 따라 상기 제2 밸브로 상기 제2 개구를 개방 및 폐쇄하도록 구성되고,
   상기 제1 압력 조정 유닛 내의 제어 압력이 상기 제2 압력 조정 유닛 내의 제어 압력보다 높게 설정되며,
   상기 제2 개구가 상기 제2 밸브에 의해 개방 상태로 되는 경우의 상기 제2 압력 제어 챔버의 상기 제2 가요성 부재와 상기 제2 가압판의 수압 면적이 상기 제1 개구가 상기 제1 밸브에 의해 개방 상태로 되는 경우의 상기 제1 압력 제어 챔버의 상기 제1 가요성 부재와 상기 제1 가압판의 수압 면적보다 작은 액체 토출 헤드.
2. 제1항에 있어서,
   상기 제2 압력 제어 챔버의 상기 제2 개구의 평면에 대한 상기 제2 가요성 부재 및 상기 제2 가압판의 변위가능한 부분의 투영 면적이 상기 제1 압력 제어 챔버의 상기 제1 개구의 평면에 대한 상기 제1 가요성 부재 및 상기 제1 가압판의 변위가능한 부분의 투영 면적보다 작은 액체 토출 헤드.
3. 제1항에 있어서,
   상기 제2 압력 제어 챔버의 상기 제2 개구의 평면에 대한 상기 제2 가압판의 투영 면적이 상기 제1 압력 제어 챔버의 상기 제1 개구의 평면에 대한 상기 제1 가압판의 투영 면적보다 작은 액체 토출 헤드.
4. 제1항에 있어서,
   상기 제2 압력 제어 챔버의 상기 제2 가압판이 상기 제2 개구의 평면에 수직인 방향으로 상기 제2 개구의 상기 평면으로부터 멀어지게 이동가능한 양이 상기 제1 압력 제어 챔버의 상기 제1 가압판이 상기 제1 개구의 평면에 수직인 방향으로 상기 제1 개구의 상기 평면으로부터 멀어지게 이동가능한 양보다 작은 액체 토출 헤드.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 제1 밸브는 상기 제1 밸브 챔버에 배치되거나 또는 상기 제2 밸브는 상기 제2 밸브 챔버에 배치되거나, 또는
   상기 제1 밸브는 상기 제1 밸브 챔버에 배치되고 상기 제2 밸브는 상기 제2 밸브 챔버에 배치되는 액체 토출 헤드.
6. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 제1 밸브는 상기 제1 압력 제어 챔버에 배치되거나 또는 상기 제2 밸브는 상기 제2 압력 제어 챔버에 배치되거나, 또는
   상기 제1 밸브는 상기 제1 압력 제어 챔버에 배치되고 상기 제2 밸브는 상기 제2 압력 제어 챔버에 배치되는 액체 토출 헤드.
7. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 제1 압력 제어 챔버는 상기 순환 펌프의 출구 유로에 연결되며,
   상기 제2 압력 제어 챔버는 상기 순환 펌프의 입구 유로에 연결되는 액체 토출 헤드.
8. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 제1 압력 제어 챔버는 상기 공급 유로를 통해 상기 제2 밸브 챔버에 연결되는 액체 토출 헤드.
9. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 제1 압력 제어 챔버는 사이에 상기 공급 유로가 없는 상태로 상기 제2 밸브 챔버에 연결되는 액체 토출 헤드.
10. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 순환 펌프는 상기 공급 유로 또는 상기 회수 유로의 어느 것에 연결되는 액체 토출 헤드.
11. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 순환 펌프는 상기 공급 유로 및 상기 회수 유로의 양쪽 모두에 연결되는 액체 토출 헤드.
12. 액체 토출 헤드이며,
    압력 챔버 및 상기 압력 챔버 내의 액체를 토출하기 위한 압력을 발생시키도록 구성되는 토출 소자를 포함하는 토출 모듈;
    상기 압력 챔버에 연결되며 상기 액체가 상기 압력 챔버에 공급되는 공급 유로;
    상기 압력 챔버에 연결되며 상기 액체가 상기 압력 챔버로부터 회수되는 회수 유로;
    제1 압력 조정 유닛으로서,
    상기 공급 유로에 연결된 제1 압력 제어 챔버,
    제1 개구를 통해 상기 제1 압력 제어 챔버에 연결된 제1 밸브 챔버, 및
    상기 제1 개구를 개방 및 폐쇄하도록 구성된 제1 밸브를 갖는,
    제1 압력 조정 유닛;
    제2 압력 조정 유닛으로서,
    상기 회수 유로에 연결된 제2 압력 제어 챔버,
    제2 개구를 통해 상기 제2 압력 제어 챔버에 연결된 제2 밸브 챔버, 및
    상기 제2 개구를 개방 및 폐쇄하도록 구성된 제2 밸브를 갖는,
    제2 압력 조정 유닛; 및
    액체를 송출하도록 구성된 순환 펌프를 포함하고,
    상기 제1 압력 제어 챔버는,
    상기 제1 개구 반대측의 면에 제공된 제1 가요성 부재,
    상기 제1 가요성 부재와 연동해서 변위되도록 구성된 제1 가압판, 및
    상기 제1 압력 제어 챔버의 용적이 상승하는 방향으로 상기 제1 가압판을 편향시키도록 구성되는 제1 편향 부재를 포함하고,
    상기 제1 압력 제어 챔버는 상기 제1 가압판 및 상기 제1 가요성 부재의 변위에 따라 상기 제1 밸브로 상기 제1 개구를 개방 및 폐쇄하도록 구성되고,
    상기 제2 압력 제어 챔버는,
    상기 제2 개구 반대측의 면에 제공된 제2 가요성 부재,
    상기 제2 가요성 부재와 연동해서 변위되도록 구성된 제2 가압판, 및
    상기 제2 압력 제어 챔버의 용적이 상승하는 방향으로 상기 제2 가압판을 편향시키도록 구성된 제2 편향 부재를 갖고,
    상기 제2 압력 제어 챔버는 상기 제2 가압판 및 상기 제2 가요성 부재의 변위에 따라 상기 제2 밸브로 상기 제2 개구를 개방 및 폐쇄하도록 구성되고,
    상기 제1 압력 조정 유닛 내의 제어 압력이 상기 제2 압력 조정 유닛 내의 제어 압력보다 높게 설정되며,
    상기 제2 편향 부재의 편향력이 상기 제1 편향 부재의 편향력보다 큰 액체 토출 헤드.
13. 제12항에 있어서,
    상기 제2 편향 부재의 스프링 상수가 상기 제1 편향 부재의 스프링 상수보다 큰 액체 토출 헤드.
14. 제12항 또는 제13항에 있어서,
    상기 제1 밸브는 상기 제1 밸브 챔버에 배치되거나 또는 상기 제2 밸브는 상기 제2 밸브 챔버에 배치되거나, 또는
    상기 제1 밸브는 상기 제1 밸브 챔버에 배치되고 상기 제2 밸브는 상기 제2 밸브 챔버에 배치되는 액체 토출 헤드.
15. 제12항 또는 제13항에 있어서,
    상기 제1 밸브는 상기 제1 압력 제어 챔버에 배치되거나 또는 상기 제2 밸브는 상기 제2 압력 제어 챔버에 배치되거나, 또는
    상기 제1 밸브는 상기 제1 압력 제어 챔버에 배치되고 상기 제2 밸브는 상기 제2 압력 제어 챔버에 배치되는 액체 토출 헤드.
16. 제12항 또는 제13항에 있어서,
    상기 제1 압력 제어 챔버는 상기 순환 펌프의 출구 유로에 연결되며,
    상기 제2 압력 제어 챔버는 상기 순환 펌프의 입구 유로에 연결되는 액체 토출 헤드.
17. 제12항 또는 제13항에 있어서,
    상기 제1 압력 제어 챔버는 상기 공급 유로를 통해 상기 제2 밸브 챔버에 연결되는 액체 토출 헤드.
18. 제12항 또는 제13항에 있어서,
    상기 제1 압력 제어 챔버는 사이에 상기 공급 유로가 없는 상태로 상기 제2 밸브 챔버에 연결되는 액체 토출 헤드.
19. 제12항 또는 제13항에 있어서,
    상기 순환 펌프는 상기 공급 유로 또는 상기 회수 유로의 어느 것에 연결되는 액체 토출 헤드.
20. 제12항 또는 제13항에 있어서,
    상기 순환 펌프는 상기 공급 유로 및 상기 회수 유로의 양쪽 모두에 연결되는 액체 토출 헤드.

Images